(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタルセルラ通信システムのフォワード及びリバースリンクアンバランスを検出する方法及び装置を提供する。【解決手段】リンクアンバランスがリバースリンクの失敗を生じたせたかどうかを決定するために最大アクセスプローブを使用する。最大アクセスプローブは、ワイヤレスユニットが基地局に所定の最大回数アクセスしようと試みたかどうかを示している。この方法は、喪失ページングチャネルおよびＴＣＩタイムアウトの指示を使用し、リンクアンバランスがフォワードリンクの失敗が生じを喪失しなかった場合、この方法は、ＴＣＩタイムアウトが生じたかどうかを決定する。ワイヤレスユニットがページングチャネルを喪失した場合、あるいはワイヤレスユニットがページングチャネルを喪失しなくて、ＴＣＩタイムアウトが生じた場合、この方法は、フォワードリンク失敗に対する原因を決定する。【選択図】図１
2010045778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワイヤレスユニットおよび複数の基地局を具備するデジタルセルラ通信システムでのリンクアンバランスを検出する方法であって、
前記基地局から前記ワイヤレスユニットへの伝送がフォワード無線通信リンクを使用して行われ、かつ前記ワイヤレスユニットから前記基地局への伝送がリバース無線通信リンクを使用して行われ、かつ各フォワードリンクが、ページングチャネルおよびパイロット強度を有するパイロットチャネルを含む方法において、
ａ）ワイヤレスユニットと第１の基地局との間の第１の無線通信リンクでリンク失敗を検出する工程と、
ｂ）前記リンク失敗が、前記第１の無線通信リンクでのリンクアンバランスによるか否かを決定する工程と、
ｃ）前記リンクアンバランスが存在する場合は前記ワイヤレスユニットを指示して、第２の無線通信リンクを使用して通信を開始させる工程と
を具備する方法。
【請求項２】
前記検出工程（ａ）が、前記第１の無線通信リンクでの失敗がリバースリンク失敗あるいはフォワードリンク失敗を具備するか否かを決定する工程を含む請求項１のリンクアンバランス検出方法。
【請求項３】
前記リバースリンク失敗が弱いリバースリンクによるか否かを決定する工程をさらに具備する請求項２のリンクアンバランス検出方法。
【請求項４】
前記フォワードリンク失敗が弱いフォワードリンクによるか否かを決定する工程をさらに具備する請求項２のリンクアンバランス検出方法。
【請求項５】
前記デジタルセルラ通信システムがＣＤＭＡシステムを具備する請求項１のリンクアンバランス検出方法。
【請求項６】
前記デジタルセルラ通信システムがＰＣＳシステムを具備する請求項１のリンクアンバランス検出方法。
【請求項７】
前記リバースリンクが弱いリバースリンクにより失敗したか否かを決定する前記工程が、最大のアクセスプローブ数が前記ワイヤレスユニットによって前記第１の基地局に伝送されたか否かを決定する工程を含む請求項３のリンクアンバランス検出方法。
【請求項８】
前記最大のアクセスプローブ数に対する値が、前記第１の基地局に関係したページングチャネルを介して前記第１の基地局によって前記ワイヤレスユニットに送信されるアクセスパラメータメッセージで伝送される請求項７のリンクアンバランス検出方法。
【請求項９】
ａ）前記最大のアクセスプローブ数が前記ワイヤレスユニットによって前記第１の基地局に伝送されている場合は前記ワイヤレスユニットを指示して、前記第１の基地局の２次システムで通信を開始させる工程と、
ｂ）前記最大のアクセスプローブ数が前記ワイヤレスユニットによって前記第１の基地局に伝送されていない場合は前記ワイヤレスユニットを指示して、アイドル状態にし、次に前記第１の基地局の１次システムとの通信を再開始する工程と
をさらに具備する請求項８のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１０】
ａ）前記ワイヤレスユニットが、前記１次システムとの通信を再開始するのに成功したか否かを決定し、前記通信が成功した場合は前記１次システムにとどまり、前記通信が成功しなかった場合は工程（ｂ）に進む工程と、
ｂ）前記ワイヤレスユニットを指示して、前記２次システムで通信を開始させる工程と、
ｃ）前記ワイヤレスユニットが前記２次システムを獲得するのに成功したか否かを決定し、前記２次システムが獲得されなかった場合は前記ワイヤレスユニットを指示し、アナログ通信システムで通信を開始する工程と
をさらに具備する請求項９のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１１】
前記フォワードリンクが弱いフォワードリンクにより失敗したか否かを決定する工程が、
ａ）前記第１の基地局によって伝送された前記ページングチャネルが喪失された否かを決定し、前記ページングチャネルが喪失されなかった場合は工程（ｂ）に進み、喪失された場合は工程（ｃ）に進む工程と、
ｂ）前記ワイヤレスユニットがトラフィックチャネル初期化（ＴＣＩ）タイムアウトを発生させたか否かを決定し、ＴＣＩタイムアウトが発生されなかった場合は前記ワイヤレスユニットを指示して、正常動作に戻し、ＴＣＩタイムアウトが発生された場合は工程（ｃ）に進む工程と、
ｃ）前記ワイヤレスユニットによって前記第１の基地局から受信された前記パイロット強度を測定し、前記パイロット強度が十分である場合は工程（ｉ）に進み、前記パイロット強度が不十分である場合は工程（ｄ）に進む工程と、
ｄ）前記ワイヤレスユニットが、十分強い第２のパイロットチャネルを第２の基地局から受信したか否かを決定し、十分強い第２のパイロットチャネルが受信された場合は工程（ｇ）に進み、十分強い第２のパイロットチャネルが受信されなかった場合は工程（ｅ）に進む工程と、
ｅ）前記ワイヤレスユニットによって受信されたＲＳＳＩが所定の閾値よりも小さいか否かを決定する工程と、
ｆ）ＲＳＳＩが前記閾値よりも大きい場合は前記ワイヤレスユニットを指示して、アイドル動作モードにし、ＲＳＳＩが前記閾値よりも小さい場合は前記ワイヤレスユニットを指示し、２次システムで通信を開始させる工程と、
ｇ）前記第２の基地局が前記ワイヤレスユニットの隣接基地局であるか否かを決定する工程と、
ｈ）前記第２の基地局が前記ワイヤレスユニットの隣接基地局でない場合は前記ワイヤレスユニットを指示して、前記デジタル通信システムを終了させる工程と、
ｉ）前記第２の基地局が前記ワイヤレスユニットの隣接基地局である場合は前記ワイヤレスユニットを指示して、アイドルハンドオフを実行させ、かつ第２の無線通信リンクで前記第２の基地局との通信を開始させる工程と
を含む請求項４のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１２】
前記パイロット強度が、前記ワイヤレスユニットによって受信され、かつ１つの擬似ランダム雑音（ＰＮ）チップ期間にわたって累積されたパイロットエネルギー（ＥＣ）対受信バンド幅の全電力スペクトル密度（ＩＣ）の（ｄＢ単位の）比をとることによって測定される請求項１１のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１３】
ＥＣ／Ｉ０が−１３ｄＢよりも小さい場合は前記パイロット強度が不十分である請求項１２のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１４】
ＥＣ／Ｉ０が−１３ｄＢよりも大きいかあるいは−１３ｄＢに等しい場合は前記パイロット強度が十分である請求項１２のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１５】
前記所定の閾値が、ＣＤＭＡシステムで−１００ｄＢｍであり、かつ前記所定の閾値が、ＰＣＳシステムで−１０３ｄＢｍである請求項１１のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１６】
前記所定の閾値が、前記ワイヤレスユニットと前記第１の基地局との間の前記通信リンクに関係するリンクバジェットに依存する請求項１１のリンクアンバランス検出方法。
【請求項１７】
複数のワイヤレスユニットおよび複数の基地局を含むデジタルセルラ通信システムのリンクアンバランスを検出するリンクアンバランス検出機構であって、前記基地局から前記ワイヤレスユニットへの伝送がフォワード無線通信リンクを使用して行われ、かつ前記ワイヤレスユニットから前記基地局への伝送がリバース無線通信リンクを使用して行われるものにおいて、
ａ）ワイヤレスユニットと第１の基地局との間の第１の無線通信リンクでのリンク失敗を検出する手段と、
ｂ）前記リンク失敗検出手段に応じて、前記リンク失敗が前記第１の無線通信リンクでのリンクアンバランスによるか否かを決定する手段と、
ｃ）前記決定手段に応じて、前記リンクアンバランスが存在する場合は第２の無線通信リンクを使用して通信を開始させる手段と
を備える検出機構。
【請求項１８】
汎用計算装置で実行可能なコンピュータプログラムであって、前記プログラムが、複数のワイヤレスユニットおよび複数の基地局を含むデジタルセルラ通信システムのリンクアンバランスを検出でき、かつ前記基地局から前記ワイヤレスユニットへの伝送がフォワード無線通信リンクを使用して行われ、かつ前記ワイヤレスユニットから前記基地局への伝送がリバース無線通信リンクを使用して行われるものにおいて、
ａ）ワイヤレスユニットと基地局との間の第１の無線通信リンクでのリンク失敗を検出する第１の組の指示と、
ｂ）前記リンク失敗が前記第１の無線通信リンクのリンクアンバランスによるか否かを決定する第２の組の指示と、
ｃ）前記リンク失敗が前記第１の無線通信リンクでのリンクアンバランスによる場合は前記ワイヤレスユニットと第２の無線通信リンクとの間で通信を開始する第３の組の指示と
を含むコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記プログラムが、前記ワイヤレスユニットの汎用計算装置によって実行される請求項１８のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
前記プログラムが、フィールドプログラム可能ゲートアレイ装置によって実行される請求項１８のコンピュータプログラム。
【請求項２１】
前記プログラムが、前記基地局の汎用計算装置によって実行される請求項１８のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルワイヤレス通信システム、より特定的にはデジタルワイヤレス通信システムのフォワード及びリバースリンクアンバランスを検出する方法に関する。
【従来の技術】
【０００２】
ワイヤレス通信システムは複数の加入者移動無線局又は「ワイヤレスユニット」と固定ネットワークインフラストラクチャとの間の二方向通信を容易にする。典型的には、ワイヤレスユニットは複数の固定基地局を経て固定ネットワークインフラストラクチャと通信する。例示的なシステムは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、および時分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）システムのような移動セルラ電話システムを含む。これらのデジタルワイヤレス通信システムの目的は、ワイヤレスユニットのユーザと固定ネットワークインフラストラクチャ（通常有線システム）とを接続するためにワイヤレスユニットと基地局との間に要求に応じ通信チャンネルを設けることである。
【０００３】
ワイヤレスユニットは典型的には接続の双方向に情報の交換ができるようにしたデュプレキシングスキームを用いて基地局と通信する。基地局からワイヤレスユニットへの伝送は一般に「ダウンリンク」伝送と言われる。ワイヤレスユニットから基地局への伝送は一般に「アップリンク」伝送と言われる。ＣＤＭＡ及びＦＤＭＡ通信システムでは、ダウンリンクは一般に「フォワード」リンクと言われ、アップリンクは一般に「リバースリンク」と言われる。セルラ通信システムでの良く知られた問題はフォワード及びリバースリンクでの信号強度のアンバランスによって起こされるシステム性能の劣化である。この問題を緩和するためには、セルラ通信システムの設計者はリバースリンクによって許容される信号経路喪失がフォワードリンクによって許容されるものと等しいか又はほぼ等しいことを確保しようとする。一つの重要な設計の目標はフォワードおよびリバースリンクを均衡させることである。不都合なことに、システム負荷、アンテナパターン不整合、アンテナ利得の差異、その他チャンネルの変化のような動的に変化するネットワークの状況のために、アンバランスは依然として起こる。ＣＤＭＡ及びＦＤＭＡのようなセルラ通信システムにおいては、フォワードおよびリバースリンクアンバランスは劣化したシステム性能を起こすことが度々ある。
【０００４】
それゆえ、フォワードおよびリバースリンクの均衡をとることはワイヤレスデジタル通信システムにおける極めて重要な設計の目標到達点である。リンクが均衡していなければ、システム性能は劣化する。例えば、弱いリバースリンク状況（即ち、リバースリンクがフォワードリンクよりも弱い）の下では、ワイヤレスユニットは、アクセスプローブの全てを使い果たすまで多重アクセスプローブを発生させることによってそれらの関係した基地局にアクセスを試行する。これらの多重アクセスの試行はリバースリンクに増大したチャンネル干渉を起こす。弱いフォワードリンク状況（即ち、フォワードリンクがリバースリンクよりも弱い）では、ワイヤレスユニットはそれらの関係したフォワードリンク上で肯定応答メッセージを受信できなくなる。その結果、ワイヤレスユニットはサービスを宣言したり、通話を開始したり、又は基地局の命令に応答したりしなくなる。
【０００５】
不都合なことに、リンクアンバランスは先行技術のワイヤレスユニットによっては判別不能である。その結果、先行技術のワイヤレスユニットはリンクアンバランスがあるときは望ましくない作用をする。例えば、弱いリバースリンク状況のときは先行技術のワイヤレスユニットは、デジタルシステムが、実際使用できない場合、デジタル動作モードにロックされてしまうことがある。これは、リバースリンクが弱いけれども、ワイヤレスユニットがフォワードリンクのページングチャンネルに強い信号を受けるときに起こる。ワイヤレスユニットはリバースリンクに通話を登録又は発信させることができないけれども、それは強いページングチャンネル信号によってデジタルサービスが利用できることと考える。それゆえ、例え別のアナログシステムが使用可能であっても、移動局は無用のデジタル動作モードにロックされている。リバースリンクがフォワードリンクよりも強い場合にも、性能は劣化する。これらの状況の下、ワイヤレスユニットは基地局と通信することができるが、比較的弱いフォワードリンクのために、ワイヤレスユニットは基地局によって伝送された情報を解読することができない。いずれのシナリオでも、通話は不利な状態で喪失されて、システム通話配信レートは減少する。リンクアンバランスによって起こされた性能の問題についてのより良い理解はＣＤＭＡ通信システムの簡単な通話のフローについて簡単に再検討することによって得られる。
【０００６】
ＣＤＭＡ通話フローの例及びＣＤＭＡ通話ハンドシェークプロトコル
表１及び２はＣＤＭＡワイヤレスユニット及び基地局の装置の動作を管轄する米国電気通信工業会（ＴＩＡ）規格に示した簡単な通話フローの例を示す。ＴＩＡ規格は「二重モード広帯域拡散スペクトルセルラシステムのワイヤレスユニット基地局の適応可能性規準」という題になっている。ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ａは米国電気通信工業会によって１９９５年５月に発行されて、ＩＳ−９５規格として以下に述べる。ＩＳ−９５規格に示すように、表１及び２は下記の規定に従う。
【０００７】
・全てのメッセージはエラー無く受信される。  
・メッセージの受け取りは示されない（ハンドオフの例を除き）。  
・肯定応答は示されない。  
・オプション的認証手続は示されない。  
・オプション的プライベートロングコード遷移は示されない。
【表１】
2010045778.tif 000003
【表２】
2010045778.tif 000004
【０００８】
表１は、ワイヤレスユニットが通話を発信している簡単な通話フローの例を示している。メッセージは、アクセスチャネルを使用してワイヤレスユニットから基地局に伝送される。メッセージはページングチャネルを使用して基地局からワイヤレスユニットに伝送される。表１の中で示されているとおり、ワイヤレスユニットは、最初にユーザ発信の通話を検出してから、「発信」メッセージをＣＤＭＡアクセスチャネルを経由して送信する。アクセスチャネルは、スロット化ランダムアクセスチャネルである。ワイヤレスユニットは、ランダムアクセス手順を使用するアクセスチャネル上で伝送する。ランダムアクセス手順の多数のパラメータは、アクセスパラメータメッセージで基地局により供給される。１個のメッセージを伝送し、前記のメッセージの肯定応答を受信する（あるいは受信を失敗する）全体のプロセスは、「アクセス試行」と呼ばれる。アクセス試行の中の各々の伝送は、「アクセスプローブ」と呼ばれる。アクセス試行の中で、アクセスプローブは、アクセスプローブシーケンスにグループ化される。各アクセスプローブシーケンスは、一定数のアクセスプローブから成る。各アクセスプローブシーケンスの第１アクセスプローブは、公称開ループ電力レベルに対して特定の電力レベルで伝送される。次のアクセスプローブは、以前のアクセスプローブより高い特定の量の電力レベルで伝送される。
【０００９】
正常のＣＤＭＡ動作の間、ワイヤレスユニットのユーザが、電話通話を発信した場合は、ワイヤレスユニットは、アクセスプローブを基地局に送信する。基地局が正しくアクセスプローブを受信した場合は、ワイヤレスユニットは、基地局から肯定応答を受信するはずである。ワイヤレスユニットが、一旦肯定応答を受信した場合は、ワイヤレスユニットは、基地局により、待機してこれ以上のアクセスプローブを基地局に送信しないように指示される。これはあまり多数のアクセスプローブが、通信チャネル上で好ましくない干渉を引き起こすので、必要である。従って、ワイヤレスユニットは、基地局によって通信チャネルが割当てられるまで待機する。表１の中で示されているとおり、基地局は、ワイヤレスユニットに、ページングチャネルを経由してチャネル割当メッセージを送信することでチャネル割当について知らせる。
【００１０】
一旦ワイヤレスユニットが、基地局から前記のチャネル割当を受信したら、ワイヤレスユニットは、その送受信周波数を、割当てられたチャネルに変更する。ワイヤレスユニットは、トラフィックチャネルを確立あるいは「セットアップ」することで、割当てられたチャネル上で通信を開始しようと試みる。トラフィックチャネル初期化が成功した場合は、ワイヤレスユニットは、トラフィックチャネルを捕捉する。次にワイヤレスユニットは、トラフィックチャネルプリアンブルの送信を開始する。図１の中に示されているとおり、基地局は、リバーストラフィックチャネルを捕捉して、リバーストラフィックチャネルが、正しく捕捉された場合は、基地局の肯定応答命令をワイヤレスユニットに送信する。この時点で、ワイヤレスユニットと基地局は、サービスの交渉を開始する。通信リンクが、前記の交渉プロセスの間の何らかの時点で失敗する可能性がある。しかし、交渉プロセスが成功した場合は、通信が開始され、電話の会話が開始される。
【００１１】
表２は、ワイヤレスユニットは通話を終了する、簡単な通話フローの例を示している。表２の中で示されているとおり、正常動作中に、通話が基地局により開始された場合は、基地局は、ページあるいはスロット化ページメッセージを、ページングチャネルを経由してワイヤレスユニットに送信する。ワイヤレスユニットは、それからアクセスチャネルを経由してページ応答メッセージを基地局に送信する。基地局は、それからトラフィックチャネルを確立して、ヌルトラフィックチャネルデータのワイヤレスユニットへの送信を開始する。基地局は、それからページングチャネルを経由してチャネル割当メッセージをワイヤレスユニットに送信する。表１を引用して前記で説明されているとおり、ワイヤレスユニットが、一旦基地局からチャネル割当を受信したら、ワイヤレスユニットは、送受信周波数を割当てられたチャネルに変更する。ワイヤレスユニットは、それからトラフィックチャネルをセットアップすることで割当てられたチャネル上で通信を開始するように試みる。前記と同様に、トラフィックチャネル初期化が成功した場合は、ワイヤレスユニットは、トラフィックチャネルを捕捉して、一次トラフィックを処理する。その直後に、通信交渉が、成功した場合は、フォワードおよびリバースチャネル対を経由して通信が開始される。通話フローの例を念頭に置いて、ここで、セルラ通信システムの中のリンクアンバランスにより発生する問題をより詳しく説明することができる。
【００１２】
リンクアンバランスが原因の通話配信失敗
いくつかのネットワーク状況下で、フォワードリンクが意図的にリバースリンクより強くされることによって、拡張されたＣＤＭＡフォワードリンクカバレージ領域が生じる。隣接アナログセルがある領域の中で、２重モードのワイヤレスユニットが、アナログカバレージ領域の中にいる間に、ＣＤＭＡページングチャネル上の有効信号を受信する可能性がある。前記で説明されているとおり、これは、ワイヤレスユニットをデジタル動作モード（この場合ＣＤＭＡ）にロックさせるようにする。しかし、不都合なことに、ワイヤレスユニットは、そのリバースリンクカバレージ範囲の外にあるので、ＣＤＭＡセルの中で登録したり発信したりすることができない。言い換えれば、これらのネットワーク状況下では、ワイヤレスユニットは、有効ＣＤＭＡカバレージ領域が実際には全く無い場合に、混乱してこれをあてにするようになる。不都合なことに、ワイヤレスユニットは、リンクアンバランス問題を知ることができない。デジタル動作モードをロックするよりは、むしろ２重モードワイヤレスユニットが、アナログ動作モードのままに維持されることが好ましい。
【００１３】
反対に、リバースリンクが、フォワードリンクより強いネットワーク状況が存在する。例えば、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）の中で、リバースリンクは、リンクの弱い符号化特性のために、また高電力増幅器（ＨＰＡ）の特有の制限のために優遇されている。１３ｋｂ／ｓリンクの符号化特性で、フォワードリンクをリバースリンクより弱くすることができる。１３ｋｂ／ｓ  ＰＣＳシステムのための符号化は、８ｋｂ／ｓシステムに対する符号化ほど堅牢あるいは効率的ではない。更にＨＰＡの電力の量は限られているので、一定の環境下でフォワードリンクをリバースリンクより弱くすることができる。従って、ページングチャネルのフェージング特性のために、通話セットアップの間、あるいはフォワードトラフィックチャネル初期化の間のいずれかに通話は失敗する。
【００１４】
他の要素も、リンクアンバランス状況の原因となる。リンクアンバランスは、基地局アンテナの利得のばらつきとアンテナパターン不整合によるかもしれない。リバースリンクに対するフォワードリンクのより大きな経路喪失は、フォワードリンクがリバースリンクより弱くなる原因となるかもしれない。更に、隣接基地局からの同一チャネル干渉が、フォワードリンクをより弱くするかもしれない。ＩＳ／９５規格に従って、ＣＤＭＡの基地局は、連続的に、「パイロットチャネル」と呼ばれる、変調されていない、直接シーケンス拡散スペクトル信号を伝送している。パイロットチャネルは、常に基地局により各々のアクティブなフォワードＣＤＭＡチャネル上で伝送されている。他のワイヤレスユニットの機能を容易にする他に、パイロットチャネルは、ワイヤレスユニットが、基地局の間の信号強度の比較を実行できるようにする。残念ながら、隣接基地局のパイロットチャネルが、互いに干渉し合って、フォワードチャネルの強度を弱くするかもしれない。干渉するパイロットチャネルが、ワイヤレスユニットの隣接リストに掲載されている場合もあり、掲載されていない場合もある。
【００１５】
また、弱いフォワードリンク状況が、ＣＤＭＡシステムの外部にある干渉源により起こるかもしれない。最後に、初期化に当たって、不適切なトラフィックチャネル電力の割当により弱いフォワードリンクが起こるかもしれない。弱いフォワードチャネル状況の特徴は、ワイヤレスユニットが、システムアクセス状態にある間に、ページングチャネルを喪失させうる低品質なページングチャネル性能である。弱いフォワードチャネル状況は、またトラフィックチャネル初期化失敗と、チャネル割当メッセージの受信の失敗と、基地局肯定応答命令の受信の失敗とを招くかもしれない。
【００１６】
ワイヤレスユニットが、通話を発信するかあるいは終了するように試みている間に、リンクアンバランスによって通話が喪失されるかもしれない。双方の場合、通話配信レートが影響を受ける。更に、アクティブな進行中の通話（即ち、ワイヤレスユニットが、進行中の通話を搬送しているアクティブなトラフィックチャネルを有している）が、リンクアンバランス状況のためにドロップしたときに、システム性能が悪影響を受ける。
【００１７】
従って、リンクアンバランスを検出して、ワイヤレスユニットに検出に従って通話を処理するように指示する方法と装置の必要性がある。
【００１８】
セルラ通信システムの中のリンクアンバランスを検出して、それによって通話を処理することができる方法と装置の必要性が存在する。
【００１９】
リンクアンバランス状況が原因で、進行中の通話がドロップしたかどうかを決定して、もしそうならば適切な補正措置を取るための手段に対する必要性が存在する。
【００２０】
本発明は、前記のような方法と装置を提供する。本発明は、セルラ通信システムにおけるリンクアンバランスを検出して、フォワードおよびリバースリンクの相対的強度を決定して、決定に従って、通話（発信され、伝送され、またドロップされた通話）を処理する。
【発明の概要】
【００２１】
本発明は、デジタルセルラ通信システムにおけるフォワード及びリバースリンクのアンバランスを検出してその結果通話を処理するための新規な方法及び装置である。本発明は、フォワード及びリバースリンクのアンバランスを検出し、何れのリンクがより弱いかを決定し、そしてその決定に従って通話を処理することによってデジタルセルラ通信システムにおける通話配信レートを改良する。本発明は、リンクアンバランス状況に起因して処理中の通話がドロップされるか否かを決定することによってシステム性能を向上させる。もしそうであるならば、本発明は、引き続くシステムアクセスの間に補正措置を行う。
【００２２】
弱いリバースリンク状況において、ワイヤレスユニットは、フォワードリンク上で強い受信信号強度指示（ＲＳＳＩ）を受信するが、アクセスチャネルを使用して通信を行う事が出来ない。ワイヤレスユニットがデジタルシステムにアクセスしようとする毎に、それは、その割当てられたアクセスプローブの全てを使い果たし、それによってそのアクセス処理に失敗する。反対に、弱いフォワードリンク状況は、ページングチャネルの喪失となる低品質なページングチャネル性能によって特徴付けられる。ワイヤレスユニットは、それがページングチャネルを介して制御情報を受信できないので、通話を開始または受信出来ない。
【００２３】
本発明の方法は、フォワード及びリバースリンクのいずれにおいて失敗が発生したかを決定する。何れかのリンクで失敗が発生すると、本発明の方法は、その失敗がリンクアンバランス状況に起因するか否かを決定する。リンクアンバランスが検出されると、本発明は、リンク失敗原因を使用してどのリンクがより弱いかを決定する。この決定に基づいて、本発明は、通話を確立或いは再確立するために補正措置を行う。より具体的には、本発明の一実施形態において、その方法は、ワイヤレスユニットが所定回数選択された基地局にアクセスしようとしたか否か（即ち、アクセスプローブの最大数がモバイルによって送信されたか否か）を決定することによって弱いリバースリンク状況を検出する。もしそうであるなら、本発明の方法は、二次デジタルシステムへ（或いは、その二次デジタルシステム試行が失敗する場合はアナログシステムへ）動作を切り替える。一実施形態において、本発明の方法は、ページングチャネル或いはトラフィックチャネルの何れかで失敗を検出することによって弱いフォワードリンク状況を検出する。
【００２４】
ページングチャネルが失われると、本発明の方法は、トラフィックチャネル初期化（ＴＣＩ）タイムアウトが発生したか否かを決定する。もし否ならば、移動局は、通常の動作に戻り、そしてリンクアンバランスは検出されない。しかしながら、ＴＣＩタイムアウトが発生すると、ワイヤレスユニットは、何がページングチャネルを失わせたかを決定する。本発明の方法は、パイロット強度を試験して、ワイヤレスユニットが基地局から遠過ぎることによって或いはページングチャネルへの大きな干渉によって、ページングチャネルが失われたかを決定する。本発明の方法は、別の強いパイロットチャネルが存在するかどうかを決定するために試験する。もしそうであるならば、本発明の方法は、ワイヤレスユニットに指示してアイドルハンドオフを実行させ、且つ強いパイロットチャネルとの通信を確立させる。もし否である場合、本発明の方法は、ワイヤレスユニットに「新たなシステム終了」を実行させる。
【００２５】
本発明の好適な且つ他の実施形態の詳細は、添付の図面と以下の記述で述べられる。本発明の詳細が公知になると、多くの追加の革新と変更は、当業者にとって自明になるであろう。さまざまな図面中の同じ参照番号および名称は、同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、リバースリンク失敗が弱いリバースリンクのためであるのかどうかを判断するための本発明の方法を示すフロー図である。
【図２】図２は、フォワードリンク失敗がページングチャネルの喪失を生じさせる弱いフォワードリンクのためであるかどうかを判断するための本発明の方法を示すフロー図である。
【図３】図３は、フォワードリンク失敗が、ＴＣＩタイムアウトを生じさせる弱いフォワードリンクのためであるかどうかを判断するための本発明の方法を示すフロー図である。
【図４】図４は、典型的なワイヤレスユニットの簡略化されたブロック図である。
【発明の実施の形態】
【００２７】
本説明全体で、好ましい実施形態および示されている例は、本発明に対する制限としてよりむしろ例示的なものと見なされるべきである。
【００２８】
前述されたように、本発明により実行される１つの重要な機能とは、デジタルセルラ通信システムにおける通話配信失敗の無数の考えられる理由の取捨選択を行い、リンクアンバランスが失敗の原因であるかどうかを決定することである。いったんこの決定がされたら、本発明の方法および装置は、ワイヤレスユニットが通話を適切に処理し、それによって通話配信レートを改善するのを補助する。表３は、いくつかのエラー状況つまり「症状」およびデジタルセルラ通信システムにおける通話配信失敗に関連する考えることができる原因を示す。
【表３】
2010045778.tif 000005
【００２９】
表３に示されているように、「最大アクセスプローブ（ＭＡＰ）」と呼ばれている症状の複数の考えられる原因がある。この症状は、ワイヤレスユニットが基地局に最大回数アクセスを試みると発生する。本質において、ＭＡＰ症状は、ワイヤレスユニットが基地局に送信される最大数のプローブを使い果たすと発生する。前述されたように、ワイヤレスユニットは、アクセス試行、およびさらに特定するとアクセスプローブをアクセスチャネルを使用して基地局に送信することによって、基地局に対するアクセスを獲得しようと試みる。各アクセスプローブは、アクセスチャネルプリアンブルおよびアクセスチャネルメッセージカプセルを備える。ＩＳ−９５規格に従って、ワイヤレスユニットは、ランダムアクセス手順を使用してアクセスチャネルで送信する。
【００３０】
基地局は、任意の１つのワイヤレスユニットによって任意の選択された基地局に送信できるアクセスプローブの最大数（ＭＡＰ）を制御する。基地局は、ページングチャネルを介して「アクセスパラメータメッセージ」の中で（その他の重要なシステムパラメータに加えて）ＭＡＰパラメータを送信する。ＩＳ−９５規格に従って、１つのメッセージを送信し、そのメッセージに対する肯定応答を受信する（または受信に失敗する）プロセス全体が「アクセス試行」と呼ばれている。それぞれのアクセス試行の中で、アクセスプローブは、アクセスプローブシーケンスにグループ化される。各アクセスプローブシーケンスは、すべて同じアクセスチャネル上で伝送される指定された数のアクセスプローブを備える。各アクセスプローブシーケンスの第１アクセスプローブは、公称開ループ電力レベルを基準にした指定された電力レベルで伝送される。シーケンス内のそれぞれのそれ以降のアクセスプローブが、過去のアクセスプローブより高い指定量である電力レベルで伝送される。シーケンスごとに使用されるアクセスチャネルは、ワイヤレスユニットの現在のページングチャネルと関係したアクセスチャネルのすべての中から擬似ランダムに選ばれる。
【００３１】
（［応答用の］「ＭＡＸ＿ＲＳＰ＿ＳＥＱ」または各アクセス試行と関係した［要求用の］「ＭＡＸ＿ＲＥＱ＿ＳＥＱ」のどちらかと呼ばれている）アクセスプローブの最大数（典型的には１５）がある。したがって、１つの実施形態においては、ＭＡＰパラメータは、アクセス試行ごとに許容されるアクセスプローブシーケンスの最大数で、アクセスプローブシーケンスごとのアクセスプローブの数を乗算することによって求められる。例えば、ＩＳ−９５に従って、シーケンスごとのアクセスプローブの数は、「ＮＵＭ＿ＳＴＥＰ」と呼ばれている変数で求められる。アクセス試行ごとに許容されるアクセスプローブシーケンスの数は、（応答のための）「ＭＡＸ＿ＲＳＰ＿ＳＥＱ」または（要求のための）ＭＡＸ＿ＲＥＱ＿ＳＥＱと呼ばれている。したがって、例えば、この１つの実施形態においては、ＮＵＭ＿ＳＴＥＰおよびＭＡＸ＿ＲＥＱ＿ＳＥＱの積がＭＡＰパラメータを定める。
【００３２】
しかしながら、本発明の方法および装置は、ＩＳ−９５に準拠するセルラ通信システムでの使用に限られていない。それ以外のシステムは、異なるアクセス技術を使用してよく、異なるＭＡＰパラメータが、本発明の方法および装置と使用することができる。ＭＡＰパラメータをワイヤレスユニットに通信するためにどの方法が使用されるのかに関係なく、ワイヤレスユニットはレジスタにＭＡＰパラメータを記憶する。それ以降、ワイヤレスユニットは、それが行うアクセス試行の数を監視し、それは、最大数のアクセスプローブが試行されるたびにＭＡＰ症状を生じさせる。
【００３３】
表３に示されるように、ＭＡＰ症状の少なくとも３つの考えられる原因がある。ワイヤレスユニットは、リバースリンクが弱いために多すぎるアクセスプローブを試行する可能性がある。このシナリオでは、基地局は、弱いリバースリンクのためにプローブを受信することができないことがある。あるいは、ＭＡＰ症状は、リバースリンク干渉によって引き起こされることがある。リバースリンク干渉は、外部源によって、あるいはルージュ（ｒｏｕｇｅ）ワイヤレスユニットによって引き起こされることがある。どちらのケースでも、リバースリンクの干渉は、基地局がアクセスチャネルでメッセージを受信するのを妨げるかもしれない。リバースリンクの干渉は、ワイヤレスユニットが最終的にはチャネルへのアクセスを獲得する上で成功すると仮定して、基地局がリバーストラフィックチャネルでメッセージを受信するのも妨げる。
【００３４】
ワイヤレスユニットがページングチャネル上で基地局肯定応答命令を受信できないだろう少なくとも２つの理由がある。パイロットチャネル電力が一定の閾値Ｔｈ１未満であり、ワイヤレスユニットがページングチャネル基地局肯定応答命令を受信できなかった場合、それはおそらく弱いフォワードリンクのためだろう。１つの実施形態においては、Ｔｈ１はセルラシステムで−１００ｄＢｍであり、ＰＣＳシステムで−１０３ｄＢｍである。対照的に、パイロットチャネル電力がＴｈ１より大きく（つまり、セルラシステムにおいては−１００ｄＢｍより大きいか、あるいはＰＣＳシステムにおいては−１０３ｄＢｍより大きく）、ワイヤレスユニットがページングチャネル基地局肯定応答命令を受信できなかった場合、それはフォワードリンクでのフェージングまたは干渉のためだろう。さらに、フォワードリンクチャネルフェージング特徴とリバースリンクチャネルフェージング特徴の両方ともにより、ワイヤレスユニットが、ページングチャネル上でチャネル割当メッセージを受信できないことがある。最終的には、表３に示されているように、不十分なトラフィックチャネル利得、フォワードチャネルリンクフェージング問題、および競合するパイロットチャネルからの干渉により、ワイヤレスユニットがフォワードトラフィックチャネルを初期化するのを妨げられることがある。
【００３５】
弱いリバースリンク環境での通話の検出および処理
ワイヤレスユニットが、それが相対的に強い受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）を有するが、ユーザがデジタルシステムを使用して通話を開始できないだろうことを表示するシステム状況が存在する。本発明の目的のため、ＲＳＳＩは、ワイヤレスユニットによって測定されるような受信パイロットチャネル電力として定められる。デジタルセルラシステムは、最大２０ｄＢものフォワードおよびリバースリンク経路喪失アンバランスを有する領域に配備されている。これらの状況下では、ワイヤレスユニットは電話通話を発信したり、受信することはできない。ワイヤレスユニットがこれらの状況下でデジタルシステムにアクセスしようとするたびに、それはその割当てられているアクセスプローブのすべてを使い果たし、それはそれによってアクセスプロセスを失敗する。弱いリバースリンクの理由のいくつかは、過剰な経路喪失、リバースリンクでの外部干渉、および不適切なシステム構成（つまり、システムが移動局に不十分なまたは不正確なアクセスパラメータを割当てる）を含む。それ以外の原因は、過剰なマルチパス問題（つまり、基地局がリバースリンクを取得するのが難しい）および過剰な負荷状況を含む。
【００３６】
本発明は、失敗がリンクアンバランスのためであるかどうかを決定するために、通話配信失敗およびドロップされた通話の失敗の多くの考えられる原因を見直す。通話配信またはドロップされた通話の失敗がリンクアンバランスのためである場合、本発明は、ワイヤレスユニットが、通話を処理するために補正措置を講じるのを補助する。本発明の方法は、通話配信またはドロップされた通話の失敗が発生すると必ず呼び出される。図１に示されている本発明の方法は、通話配信またはドロップされた通話の失敗がリバースリンクでの問題のために発生すると必ず呼び出される。図２に（および図３にも）示されている本発明の方法は、通話配信またはドロップされた通話の失敗がフォワードリンクでの問題のために発生すると必ず呼び出される。
【００３７】
図１に示されるように、本発明の１つの実施形態は、弱いリバースリンク状況を検出するために、「最大アクセスプローブ」（つまり「ＭＡＰ」）状況または症状を使用する。この実施形態においては、ワイヤレスユニットが通話発信試行、ページ応答試行、または登録試行中にＭＡＰ状況を検出すると、それはリバース失敗状況を宣言し、代替デジタルチャネルの使用を試みる。
【００３８】
ここでは、図１を参照すると、本発明は、リバースリンクの失敗のために通話配信が失敗する（あるいは進行中の通話がドロップされる）と必ず工程１０２に入る。図１に示されている方法が呼び出されると、ワイヤレスユニットは、リバースリンク失敗が発生したことを検出するが、失敗がリンクアンバランスのためであるのか、それともそれ以外の何らかの理由のためであるのかは知らない。図１に示されている本発明の方法は、通話配信失敗が、弱いリバースリンクによって引き起こされる「最大アクセスプローブ」状況のためであるかどうかを決定する。決定工程１０４で、本発明の方法は、「最大アクセスプローブ」状況が存在するかどうかを決定する。表３に関して前述されたように、ワイヤレスユニットは、基地局からそれを受信した後（あるいはワイヤレスユニットが、基地局によって送信されるアクセスプローブ情報に基づいてＭＡＰ値を計算した後に）レジスタにＭＡＰパラメータを記憶する。ワイヤレスユニットは、それが行うアクセス試行の数を比較し、アクセスプローブの最大数が試行されると常にＭＡＰ状況を生じさせる。
【００３９】
本発明の方法に従って、ワイヤレスユニットが、発信、ページまたは登録試行開始時に最大アクセスプローブ状況を検出すると、それはリバースリンクの失敗を宣言し、代わりの、つまり「二次」デジタルシステムに進む。例えば、図１に示されるように、ＭＡＰ決定工程１０４の結果が正（つまり、「はい」経路）の場合、方法は工程１０６に進む。工程１０６でワイヤレスユニットは一次システムに関係した「二次」システムにアクセスを試行する。図１の決定工程１０８では、ワイヤレスユニットは、それが二次デジタルシステムを無事に捕捉したかどうかを決定する。捕捉した場合には、方法は、二次システムで通信を確立するために工程１１０に進む。捕捉しなかった場合、方法は工程１１２に進み、アナログシステムで通信を確立する。
【００４０】
本発明の方法は、ＰＣＳシステムで使用されるときにはわずかに異なって動作する。代わりに、各ＰＣＳワイヤレスユニットがチャネル、つまり何らかの所定のときにワイヤレスユニットが使用できるチャネルのリストを含む「走査」リストでプログラムされている。さらに特定すると、起動後、各ＰＣＳワイヤレスユニットは、好ましいローミングつまりワイヤレスユニットをシステム選択およびシステム獲得中に補助する情報を含む「走査」リストを記憶する。走査リストは、特に、ローミング中のワイヤレスユニットに有効である。移動局に好ましい走査リストを与えるには、異なる手段が使用できる。例えば、走査リストは、移動局のキーパッドを使用して入力できる。代わりに、リストは、サービスプログラミング局または無線によるサービス提供（ＯＴＡＳＰ）手段を使用して入力することができる。どのようにして入手されるにしても、走査リストはいったん受信されると、それは、ワイヤレスユニットの電源がオフにされるとワイヤレスユニットによって保持される。走査リストは、好ましくは、１組のチャネル（システム）、およびワイヤレスユニットが、サービスを検索するときにチャネルを走査する順序を指定する走査順序を含む。
【００４１】
改良されたＣＤＭＡシステムは、単に一次デジタルシステムおよび二次デジタルシステム以上のものを有するため、ＰＣＳ走査リストに類似する走査リストを使用する。本発明の方法は、ＰＣＳと改良されたＣＤＭＡシステムの両方で同様に使用される。本発明の方法がＰＣＳまたは改良されたＣＤＭＡシステムで使用されると、工程１０６で、二次システムにアクセスする代わりに、ワイヤレスユニットはその走査リスト上で第１チャネルにアクセスを試行する。このアクセス試行が失敗すると、ワイヤレスユニットは、それが無事にチャネルを捕捉するか、それが走査リストを使い果たすまで走査リスト内の各チャネルへのアクセスを試行するものとする。決定工程１０８で、ワイヤレスユニットは、それが走査リスト上で無事にチャネルを捕捉したかどうかを決定する。捕捉した場合には、方法は工程１１０に進む。捕捉しなかった場合には、方法は工程１１２に進む。工程１１２では、本発明が、移動局に、デジタルシステムでのアクセス試行を終結し、移動局のカバレージ領域に関係したアナログシステムでのアクセス試行を開始するように指示する。
【００４２】
二次システム（またはＰＣＳワイヤレスユニットのチャネルリスト中のチャネルの１つ）が無事に捕捉された場合、方法は決定工程１０８で終了し、工程１１０で二次システム（または次のＰＣＳチャネル）で伝送をリトライする。したがって、本発明の方法は、この状況では工程１１０で終結する。
【００４３】
決定工程１０４に戻ると、ＭＡＰ状況が満たされない場合、本発明の方法は工程１１４に進む。図１に示されているように、アクセスプローブの最大数が送信されなかった場合、リバースリンクは弱いリバースリンク状況以外のなんらかの理由のために（つまり、リンクアンバランス以外のなんらかの理由のために）失敗した。この場合、ワイヤレスユニットは一次システムでもう一度アクセス試行を試みる。しかしながら、ＩＳ−９５規格に従って、さらなる通信試行を開始するために、ワイヤレスユニットは最良のページングチャネルを復調していなければならない。このため、図１に示されるように、ワイヤレスユニットは、工程１１６で一次システムでの伝送をリトライする前に、「アイドル」状態１１４に入る。通信チャネルと基地局の両方にとって、工程１１６での一次システムでの「リトライ」は、あたかもそれがワイヤレスユニットのユーザインタフェースを介してユーザによって開始されたかのように見える。しかしながら、工程１１６でのリトライの試行はユーザにとって透過的である。
【００４４】
本発明に従って、方法は、リトライの試行が決定工程１１８で成功したかどうかを確かめるためにチェックする。一次システムでのリトライの試行が成功した場合、方法は、決定工程１１８で終了し、工程１２０で一次システム上にとどまる。しかしながら、一次システム上でのリトライの試行が不成功であった場合、方法は、工程１０６で二次システム（またはＰＣＳシステムでの走査リストからの代替チャネル）にアクセスしようとする。方法は、前述されたように工程１０６から進む。
【００４５】
要約すると、通話配信試行がリバースリンク失敗のために失敗すると、本発明はリバースリンクの失敗を宣言し、動作を代替デジタルシステムに切り替える。代替デジタルシステムは、ＣＤＭＡシステムでの二次システムおよびＰＣＳシステムでの移動局の走査リスト上の代替チャネルを備える。移動局が代替デジタルチャネルを捕捉できない場合、それは、アナログシステムに動作を切り替える。本発明の方法は、最大アクセスプローブ状況を使用して、リンク上にアンバランスが存在するかどうか、さらに特定すると、リバースリンクがフォワードリンクより弱いかどうかを検出する。
【００４６】
サービスプロバイダが「タイマーをベースにした登録」を実現する場合、および実現するとき、ワイヤレスユニットがはるかにすぐにより弱いリバースリンク状況を検出し、それによって必要とされる以上にデジタルシステム上にとどまる可能性を最小限に抑えることができるだろうことが注意される必要がある。タイマーをベースにした登録システムは、ワイヤレスユニットが固定された所定の間隔で登録することを必要とする。例えば、ワイヤレスユニットが電源投入中に登録する電源投入」登録に比較される。本発明に従って、電源投入中、ワイヤレスユニットは、異なるＰＣＳ周波数ブロック、異なるバンドクラス、あるいは代替動作モードの使用から切り替わる。
【００４７】
弱いフォワードリンク環境での通話の検出および処理
弱いフォワードリンクにより、低品質なページングチャネル性能が生じ、移動局がシステムアクセス状態に入るとページングチャネルが喪失される。その結果、ワイヤレスユニットはチャネル割当メッセージを受信できず、基地局肯定応答命令を受信できず、トラフィックチャネルを初期化できない。表３に関して前述されたように、弱いフォワードリンク状況の原因のいくつかは、過剰な経路喪失、その他のセルから（隣接リスト上に記載される基地局から、および隣接リスト上に記載されていない基地局から）の干渉、干渉の外部源、および初期化時の不適切なトラフィックチャネル電力割当を含む。図２および図３に図示されている方法は、フォワードリンク失敗が弱いフォワードリンクのためであるのかどうかを検出し、通話を適切に処理する。１つの実施形態においては、方法は、検出機構としての「終了コード」状況を使用する。
【００４８】
「終了コード」状況は、ワイヤレスユニットが、それが通信しようとしているシステムを終了するたびに発生する。例えば、ＩＳ−９５をベースにしたシステムでは、「終了コード」状況は、ワイヤレスユニットが「システム終了」機能を実行するときに発生する。ＩＳ−９５に従って、ワイヤレスユニットが何らかの理由でページングチャネルを喪失すると、ワイヤレスユニットはシステム初期化状態に進む。このプロセスは、一般的に、「システム終了」と呼ばれている。システム終了機能を実行する原因は変化し、ページングチャネルを喪失する時のワイヤレスユニットの状態に依存している。例えば、ワイヤレスユニットが「アイドル」しており、第１の事前定義された時間期間（例えば、３秒）の間良好なページングチャネルメッセージを受信しない場合、ワイヤレスユニットは「アイドル状態にあるシステム喪失」の「終了コード」状況でシステムを終了する。ワイヤレスユニットは、システム初期化状態に進む。代わりに、ワイヤレスユニットがシステムアクセス状態にあり、それが第２の事前定義された時間期間（例えば１秒）の間良好なページングチャネルメッセージを受信しない場合、ワイヤレスユニットは「システムアクセス状態でのページングチャネルの喪失」の「終了コード」状況でシステムを終了する。ワイヤレスユニットは、再びシステム初期化状態に進む。
【００４９】
ここでは図２を参照すると、本発明は、通話配信がフォワードリンクでの失敗のために失敗すると必ず工程１３０に入る。図２に示されている方法が呼び出されるとき、ワイヤレスユニットは、フォワードリンク失敗が発生したと判断したが、それは失敗がリンクアンバランスのためなのか、それともそれ以外の何らかの原因のためなのかをまた決定しなければならない。図２に示されるように、本発明の方法は、最初に、通話配信失敗が失われたページングチャネルのためであるかどうかを決定するために決定工程１３２に入る。通話配信失敗が失われたページングチャネルのためではない（つまり、工程１３２からの「いいえ」の終了経路）場合、方法は決定工程１３２を去り、工程１３４に進む。工程１３４およびその連続工程は、図３に関してこれ以降さらに詳細に説明される。通話配信失敗が失われたページングチャネルのためである（つまり、工程１３２からの「はい」の終了経路）場合、方法は決定工程１３２を去り、決定工程１３６に進む。
【００５０】
フォワードリンクは、弱いページングチャネル電力または弱いパイロットチャネル電力のために失敗した可能性がある。ページングチャネル電力は、基地局での不正確な利得設定のために弱い場合がある。そうである場合、ワイヤレスユニットが、影響を受けた基地局との通信を確立するために行うことのできることはほとんどない。したがって、本発明の方法は、それが（決定工程１３２で）ワイヤレスユニットがページングチャネルを失ったと判断した場合、工程１３６で受信されたパイロット信号対雑音比を測定する。さらに特定すると、工程１３６で、ワイヤレスユニットは、総体的な受信エネルギーに対する受信されたパイロットエネルギーの比を試験する。この比は、ＩＳ−９５規格の中では「パイロット強度」と呼ばれている。ＩＳ−９５規格に定められるように、パイロット強度は、１つの擬似ランダム雑音（ＰＮ）チップ期間で累算されたパイロットエネルギー（ＥＣ）と、受信された帯域幅の総電力スペクトル密度（ＩＯ）に対する（ｄＢ単位の）比である。
【００５１】
１つの実施形態においては、方法は、パイロット強度が事前に定義された閾値（Ｔｈ２）未満であるかどうかを決定する。図２に示されているように、決定工程１３６では、本発明の方法は、パイロット強度がＴｈ２未満であるかどうかを決定する。１つの実施形態において、Ｔｈ２は−１３ｄＢに等しい。これは、フィールド実験に基づいて経験的に求められる典型的な値である。それ以外の閾値は、特定のシステム環境に応じて使用できる。パイロット強度がＴｈ２未満ではない（つまり、パイロット強度が十分に高い）場合、方法は工程１４８に進み、アイドルハンドオフを実行し、さらに詳細に後述されるように隣接基地局との通信をリトライする。しかしながら、パイロット強度がＴｈ２未満である場合には、それは不十分であり、方法は決定工程１３８に進む。
【００５２】
パイロットチャネル上の受信電力が不十分である（つまり、ＥＣ／ＩＯがＴｈ２未満である）場合、方法は、ワイヤレスユニットが別の強いパイロットチャネルを使用できるかどうかを決定するために決定工程１３８に進む。別の強いパイロットが使用できる場合、方法は決定工程１４６に進む。しかしながら、別の強いパイロットチャネルが使用できない場合、方法は理由を突き止めるために工程１４０に進む。２つの可能性だけがある。つまり、（１）ワイヤレスユニットが基地局から遠く離れすぎているか、あるいは（２）相当な干渉がパイロットチャネル上に存在する（つまり、他のワイヤレスユニットがパイロットチャネルを求めて競合している可能性がある）のどちらかである。決定工程１４０で、本方法は、移動局のＲＳＳＩを所定の閾値に比較する。移動局のＲＳＳＩが閾値未満である場合、パイロットエネルギーは、ワイヤレスユニットが基地局から遠く離れすぎているために低い。この場合、移動局は二次システムでのアクセスを試行する。しかしながら、移動局のＲＳＳＩが閾値より大きい場合、パイロットの信号対雑音比は、パイロットチャネル干渉のために低い。この場合、移動局はアイドル状態に入る。
【００５３】
さらに特定すると、および再び図２を参照すると、決定工程１３８で、方法は、この移動局のＲＳＳＩが所定閾値Ｔｈ１以下であるかどうかを決定する。典型的なリンクバジェットパラメータに基づき、ＴＨ１の値は、好ましくはデジタルセルラシステムの場合−１００ｄＢｍであり、ＰＣＳシステムの場合−１０３ｄＢｍである。しかしながら、この値は変化し、カバレージリンクバジェットに依存している。リンクバジェットは、低雑音増幅器（ＬＮＡ）の閾値信号電力および受信機雑音値（ｆｉｇｕｒｅ）などの複数のシステムパラメータに依存している。ＲＳＳＩがＴｈ１未満である（つまり、移動局が基地局から遠く離れすぎている）場合、方法は工程１４２に進む。工程１４２では、ワイヤレスユニットが、（ＣＤＭＡシステム内で動作しているとき）二次デジタルシステムでアクセスを試行する。図１に関して前述されたように、ＰＣＳおよび米国外のいくつかのシステムは、移動局の走査リスト内の各チャネルで、そのリストを使い果たすまでアクセスを試行する。ワイヤレスユニットがシステムを獲得しない場合、それは、アナログシステムが使用できる場合、アナログシステムを使用してアナログ通信を開始する。したがって、工程１４２で試行が失敗すると、ワイヤレスユニットはアナログ動作モードに切り替わる。移動局のＲＳＳＩが決定工程１４０でＴｈ１より大きい（つまり、パイロットチャネルエネルギーが干渉のために低い）場合、本方法は、ワイヤレスユニットがアイドル状態に入る工程１４４に進む。
【００５４】
前述されたように、方法は、強いパイロットが決定工程１３８で使用できるかどうかを決定する。別の強いパイロットが使用できる場合、移動局は、パイロットチャネルが、ワイヤレスユニットの「隣接リスト」上で検出される基地局に属しているかどうか決定する。各基地局は、好ましくは、各ワイヤレスユニットに「隣接リスト」と呼ばれている隣接基地局のリストを送信する。隣接リストを使用するシステムの１つの例は、ＩＳ−９５規格に従って設計されたＣＤＭＡセルラ通信システムである。ＰＣＳシステムでは、隣接リストは、隣接リストメッセージおよび拡張された隣接リストメッセージによって提供される。
【００５５】
ワイヤレスユニットは、「隣接」基地局へ、つまり移動局の隣接リストに載っている基地局へアイドルハンドオフを実行することが許されている。基地局が移動局の隣接リストに記載されている場合、ワイヤレスユニットは「アイドルハンドオフ」を開始し、新規パイロットチャネルでアクセスを試行する。記載されていない場合、移動局は「新規システム終了」を実行し、アイドル状態に入る。さらに特定すると、および再び図２を参照すると、方法は、決定工程４６で強いパイロットが隣接であるかどうか決定する。パイロットが隣接である場合、方法は、ワイヤレスユニットが「アイドルハンドオフ」を実行し、新規パイロットチャネルで伝送をリトライする工程１４８に進む。ＣＤＭＡシステムには２種類のハンドオフがある。ワイヤレスユニットが、トラフィックチャネルを使用してすでに通信中であるとき、それは２つの異なる基地局間で切り替えるために「ソフト」ハンドオフを実行することができる。ソフトハンドオフは、ワイヤレスユニットが第１セルと第２セルと同時に通信中であるときに発生し、ワイヤレスユニットは、それが第１セルのカバレージ領域から移動するときに第２セルに通信を切り替える。対照的に、アイドルハンドオフはワイヤレスユニットがトラフィックチャネルに目下入っていないときに生じる。アイドルハンドオフは、工程１４８でのように、２つのパイロットチャネル間で切り替えるときに発生する。パイロットが隣接ではない場合、方法は工程１５０に進み「新規システム終了」を実行する。この時点でワイヤレスユニットはアイドル状態に入り、デジタルシステムで伝送をリトライしない。
【００５６】
ここでは図３を参照すると、方法は、フォワードリンク失敗に遭遇し、ページングチャネルが失われていない場合に工程１３４に進む。ページングチャネルの喪失がない場合、本方法は、決定工程１６０でトラフィックチャネル初期化（ＴＣＩ）タイムアウトの発生がないかチェックする。ＩＳ−９５規格に従って、ＴＣＩタイムアウトは、ワイヤレスユニットが所定の時間の間隔内にトラフィックチャネルを初期化できないときに必ず発生する。ＴＣＩタイムアウトが発生した場合、本発明の方法は、図２に関して前述されたように（つまり、パイロット強度およびＲＳＳＩを試験することによって）リンクアンバランスがないか試験する。しかしながら、ＴＣＩがタイムアウトしなかった場合は、フォワードリンクおよびリバースリンクにはアンバランスはない。フォワードリンクは失敗したが、失敗はリンクアンバランスの問題のためではなかった。したがって、ＴＣＩタイムアウトが発生しなかった場合、本発明の方法は、ワイヤレスユニットを工程１６２で「正常」動作に戻す。
【００５７】
さらに特定すると、および再び図３を参照すると、本発明の方法は、ＴＣＩタイムアウト状況が決定工程１６０で存在するかどうか決定する。ＴＣＩタイムアウトが発生しなかった場合、方法は、ワイヤレスユニットが正常動作を再開する工程１６２に進む。しかしながら、ＴＣＩタイムアウトが実際に発生した場合、方法は、パイロット強度が試験される決定工程１６４に進む。図３に示されている残りの工程は、図２に関して前述したものと同一に実行される。特に、工程１６４は、工程１３６と同じ機能を実行する。同様に、図３の工程１６６、１６８、１７０、１７２、１７４および１７６は、図２の工程１３８、１４０、１４２、１４６、１４８、および１５０と同じ機能を実行する。唯一の例外は、アイドル状態（例えば、図２の工程１４４）に入る代わりに、ＲＳＳＩが決定工程１６８でＴｈ１より大きいとき、ワイヤレスユニットが工程１６２で正常動作に戻るという点である。この例外以外、図３の残りの工程は、図２に関して前述されたように機能する。
【００５８】
このようにして、要約すると、図２および図３に示されている方法は、ワイヤレスユニットがフォワードリンク失敗に遭遇すると必ず呼び出される。図２に示されているように、方法は、最初に、ワイヤレスユニットがページングチャネルを喪失したどうか決定する。喪失していなかった場合、方法は、ＴＣＩタイムアウトが発生したかどうかを決定するために、工程１６０（図３）に進む。ＴＣＩタイムアウトが発生し（ページングチャネルが喪失され）なかった場合、フォワードリンク失敗は、リンクアンバランスのためではない。その結果、方法は、ワイヤレスユニットが正常動作を再開する工程１６２に進む。しかしながら、ページングチャネルが（決定工程１３２で決定されたように）喪失されていた場合、あるいはＴＣＩが（決定工程１６０で決定されたように）タイムアウトした場合、方法は、前記にさらに詳細に説明されたようにエラー状況の原因を決定するために進む。
【００５９】
図１〜３に示されるように、本発明の方法は、リンクアンバランス状況が存在すると判断するとき、（図１に示されるように二次システムを介して、または図２および図３に示されるようにアイドルハンドオフを介してのどちらかで）動作を別の使用可能なチャネルに切り替える。二次システムまたは異なるチャネルに動作を切り替えることは論理的に見えるが、ＩＳ−９５規格が、通常、問題がチャネル上で検出されると、ワイヤレスユニットが他のチャネルに切り替わるのを禁止することに注意する必要がある。むしろＩＳ−９５規格は、ワイヤレスユニットが、ワイヤレスユニットが使用可能な最良のＣＤＭＡチャネルを選択するシステム初期化状態に入ることを規定する。したがって、ＩＳ−９５規格に準拠しているワイヤレスユニットが、それが第１チャネルで問題に遭遇すると他のチャネルに動作を切り替えることは非常に異常である。ＩＳ−９５規格に従って、ワイヤレスユニットは、通常、それがシステムによってそうするように指示されるときに別のチャネルに切り替わることが許可されるだけである。しかしながら、ＩＳ−９５は、フォワードリンクおよびリバースリンクでのアンバランスによって引き起こされる通話配信失敗を処理するための機構を提供していない。本発明の方法は、ワイヤレスユニットが、リンクアンバランス状況の検出と、アンバランス状況が存在する場合に他のチャネルへの切り替えの両方を行うことを可能にする。チャネル切り替えは、好ましくは、ＩＳ−９５と矛盾しない方法で実行される。したがって、本発明は、ＩＳ−９５規格に準拠する、リンクアンバランスにより引き起こされる通話配信失敗を処理するための機構を提供する。
【００６０】
本発明の方法は、好ましくは、マイクロプロセッサまたはワイヤレスユニット内のその他のデータ処理装置で実行される。代わりに、方法は、状態機械、現在の状態−次の状態離散論理、またはフィールドプログラム可能ゲートアレイ装置などの任意の便利な、または所望のシーケンス装置を使用して実現することができる。
【００６１】
要約すると、本発明は、フォワードリンクのアンバランスが存在するのか、あるいはリバースリンクのアンバランスが存在するのかを決定するための手段、および決定に基づき通話を処理するための手段を含む。本発明は、有利なことに、干渉を削減し、システム容量を改善し、デジタルセルラ通信システムにおける通話配信レートを向上させる。リンクアンバランスを有するワイヤレスユニットによって行われるアクセス試行の量を削減することにより、本発明は、すでにシステム上で通信している他のユーザに対する干渉を削減する。その結果、本発明は通話容量を改善する。本発明は、特に、ＣＤＭＡセルラシステムなどの広帯域ワイヤレスデジタル通信システムで有効であるが、それはＣＤＭＡ  ＰＣＳおよびその他のデジタルセルラ通信システムでも有用性がある。前述されたハンドシェークプロトコルは、ＣＤＭＡシステムとＰＣＳシステムの両方で同一であり、周知のＩＳ−９５規格でさらに完全に説明されている。ＣＤＭＡセルラシステムとＣＤＭＡ  ＰＣＳシステムの間の唯一の重大な相違点は、通信に使用される周波数帯域である。
【００６２】
図４は、典型的なワイヤレスユニット４００の簡略化されたブロック図である。ワイヤレスユニット４００は、デジタルモデム４０２、メモリ４０４、周辺装置４０６、コーデック４０８、ＲＦ（無線周波数）およびＩＦ（中間周波数）サブシステム４１０、アナログベースバンドプロセッサ４１２、スピーカ４１４、およびマイクロフォン４１６を含む。デジタルモデム４０２はＲＦ＆ＩＦサブシステム４１０、アナログベースバンドプロセッサ４１２、メモリ４０４および（キーボード、キーパッド、液晶ダイオードディスプレイ、リンガー、マイクロフォン４１６およびスピーカ４１４を含む）周辺装置を制御する。デジタルモデムは、ＣＤＭＡセルラ規格およびＡＭＰＳセルラ規格の両方用の完全なデジタル変調システムおよび復調システムも備える。
【００６３】
ワイヤレスユニット４００ソフトウェアは、機能性の大部分を制御し、ワイヤレスユニットの機能を起動する。リンクアンバランスアルゴリズムは、メモリ４０４の中に記憶されている複数のルーチンの内の１つである。ソフトウェアは、デジタルモデム４０２の中に埋め込まれているマイクロプロセッサによって実行される。
【００６４】
本発明の多くの実施形態が説明されてきた。それにも関わらず、多様な修正が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく加えられてよいことが理解されるだろう。例えば、本発明は、リンクアンバランス検出機構として（それらが使用可能になる場合、および使用可能になるときに）多岐に渡るシステムパラメータを使用してよい。前述されたように、１つの実施形態においては、本発明は、弱いリバースリンクアンバランスを検出するために「最大アクセスプローブ」を使用する。説明された実施形態においては、本発明は、弱いフォワードリンクアンバランスを検出するために、「終了コード」パラメータ（ページングチャネルの喪失またはＴＣＩタイムアウト）を使用する。しかしながら、本発明はこのようには限られていない。リンクアンバランスを確実に検出するそれ以外のシステムパラメータまたは手段が、本発明とともに使用できる。また、通信事業者は、オプション的に、リンクアンバランスに関連する悪影響に対処するために、本発明のリンクアンバランス検出方法および装置を使用することができる。リンク失敗の場合に使用可能なバックアップシステムを有する非常に堅牢なシステムを有する事業者もいる。これらを有さないその他の事業者もいる。したがって、本発明は、オプション的に通信事業者によって活用されてよい１つの解決策である。その結果、本発明が特定の示された実施形態によって制限されるものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ制限されることが理解されるべきである。
【図１】
2010045778.tif 000006
【図２】
2010045778.tif 000007
【図３】
2010045778.tif 000008
【図４】
2010045778.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月26日(2009.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワイヤレスユニットおよび複数の基地局を具備するデジタルセルラ通信システム中のリンクアンバランスを検出し、通信を制御する装置であって、前記基地局から前記ワイヤレスユニットへの伝送がフォワード無線通信リンクを使用して行われ、かつ前記ワイヤレスユニットから前記基地局への伝送がリバース無線通信リンクを使用して行われ、かつ各フォワードリンクが、制御チャネルおよびフォワードトラフィックチャネルを含み、かつ各リバースリンクが、制御チャネルおよびリバーストラフィックチャネルを含む装置において、
通話開始の間に、ワイヤレスユニットと第１の基地局との間の第１の無線通信リンク中でリンク失敗を検出する手段であって、前記第１の無線通信リンク中の失敗がリバースリンク失敗あるいはフォワードリンク失敗であるか否かを決定する手段を備える、リンク失敗を検出する手段と、
前記リンク失敗が前記第１の無線通信リンク中のリンクアンバランスによるものであるか否かを決定する手段と、
前記リンクアンバランスが存在する場合に、第２の無線通信リンクに切り替えるように前記ワイヤレスユニットに命令する手段と、
最大のアクセスプローブ数が前記ワイヤレスユニットによって前記第１の基地局に伝送されたか否かを決定する手段を備える、前記リバースリンク失敗が弱いリバースリンクによるものであるか否かを決定する手段と、
前記最大のアクセスプローブ数が前記ワイヤレスユニットによって前記第１の基地局に伝送されている場合に、前記ワイヤレスユニットによって、２次通信システムで通信を開始する手段と、
前記最大のアクセスプローブ数が前記ワイヤレスユニットによって前記第１の基地局に伝送されていない場合に、前記ワイヤレスユニットによって、アイドル状態に入り、次に１次デジタルセルラ通信システムとの通信を再開始する手段と
を具備し、
前記最大のアクセスプローブ数に対する値は、前記第１の基地局のフォワードリンクに関係する制御チャネルを介して前記第１の基地局によって前記ワイヤレスユニットに送信されるアクセスパラメータメッセージ中で伝送される装置。
【請求項２】
前記ワイヤレスユニットが、前記１次デジタルセルラ通信システムとの通信を再開始するのに成功したか否かを決定し、前記通信の再開始が成功した場合に、前記１次デジタルセルラ通信システムにとどまる手段と、
前記ワイヤレスユニットが、前記１次デジタルセルラ通信システムとの通信を再開始するのに成功しなかった場合に、前記ワイヤレスユニットによって、前記２次通信システムで通信を開始する手段と、
前記ワイヤレスユニットが前記２次通信システムを獲得するのに成功したか否かを決定し、前記２次通信システムが獲得されなかった場合に、前記ワイヤレスユニットによって、アナログ通信システムで通信を開始する手段と
をさらに具備する請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ワイヤレスユニットによって、前記１次通信システムの第２の基地局から受信されたパイロット信号強度が十分であり、かつ、前記第２の基地局が前記ワイヤレスユニットの隣接基地局である場合に、
前記ワイヤレスユニットに、アイドルハンドオフを実行させ、かつ、第２の無線通信リンクで前記１次デジタルセルラ通信システムとの通信を開始させることによって、前記リンクアンバランスが存在する場合に、前記２次通信システムで通信が開始される請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記パイロット信号強度が、前記ワイヤレスユニットによって受信され、かつ１つの擬似ランダム雑音（ＰＮ）チップ期間にわたって累積されたパイロットエネルギー（ＥＣ）対受信帯域幅の全電力スペクトル密度（Ｉ０）の（ｄＢ単位の）比をとることによって測定される請求項３記載の装置。
【請求項５】
ＥＣ／Ｉ０が−１３ｄＢよりも小さい場合に、前記パイロット信号強度が不十分である請求項４記載の装置。
【請求項６】
ＥＣ／Ｉ０が−１３ｄＢよりも大きいかあるいは−１３ｄＢに等しい場合に、前記パイロット信号強度が十分である請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記ワイヤレスユニットによって前記１次通信システムの前記第２の基地局から受信された前記パイロット信号の受信信号強度指示が所定の閾値よりも小さい場合に、２次システムでの通信が開始される請求項２記載の装置。
【請求項８】
前記所定の閾値が、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムで−１００ｄＢｍであり、前記所定の閾値が、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）システムで−１０３ｄＢｍである請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記所定の閾値が、前記ワイヤレスユニットと前記第１の基地局との間の前記通信リンクに関係するリンクバジェットに依存する請求項７記載の装置。
【外国語明細書】
2010045778000001.pdf