(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各セルが基地局（BTS1、BTS2）の１つを有する、セルラー移動無線通信ネットワークの２つのセルの間におけるハンドオーバーの方法であって、移動局（MS）が古い基地局と呼ばれる第１の基地局（BTS1）と通信し、
−  ハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）を受信し、
−  前記の移動局が新しい基地局（BTS2）へのメッセージ発信をそれだけ遅延させるべき、新しいタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスを考慮して、新しい基地局（BTS2）と呼ばれる第２の基地局に接続確立情報（SABM）または有用データを含むメッセージを伝送し、
前記のハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）がさらに、前記の新しい基地局（BTS2）にアクセス・バーストを発信しないように移動局（MS）に告げ、前記の新しいタイミング・アドバンスが前記のハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）によって通信されない場合には、前記の移動局（MS）によってそれが決定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記の古い基地局と新しい基地局（BTS1、BTS2）とが同期しており、この両方が同じ場所になく、新しいタイミング・アドバンスが、移動局（MS）が古い基地局（BTS1）へのメッセージ発信を遅らせていた古いタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスの最終値と、古い基地局と新しい基地局（BTS1、BTS2）との間で移動局（MS）によって観測された遅延時間とから、移動局（MS）によって決定されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
前記の古い基地局と新しい基地局（BTS1、BTS2）とが同期しており、この両方が同じ場所にあり、新しいタイミング・アドバンスが、移動局が古い基地局（BTS1）へのメッセージ発信を遅延させて古いタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスの最終値と同じであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項４】
前記の新しい基地局（BTS2）には、移動局（MS）によって新しい基地局（BTS2）に定期的に送られる測定レポート（MEAS  REP）によって、移動局（MS）が使用する新しいタイミング・アドバンスが通知され、新しい基地局（BTS2）が、ハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）にしたがって最初の測定レポートまたは最初の測定レポートの１つを待ちながら、新しい基地局（BTS2）へのそのメッセージの発信を遅延させるべき新しいタイミング・アドバンスの現在値を保持しなければならないと告げるメッセージを移動局（MS）に送ることを特徴とする請求の範囲第２項または第３項に記載の方法。
【請求項５】
前記の新しい基地局（BTS2）が、移動局（MS）によって使用される新しいタイミング・アドバンスを、古いタイミング・アドバンスと観測された遅延時間との間の差の値から決定し、この値が、接続確立情報（SABM）または有用データを新しい基地局（BTS2）に伝送した後に移動局（MS）が新しい基地局に送ったメッセージ（HANDOVER  COMPLETE）で、移動局から新しい基地局（BTS2）に伝送され、ハンドオーバーが完了したことを新しい基地局（BTS2）に知らせることを特徴とする請求の範囲第２項または第３項に記載の方法。
【請求項６】
前記の新しい基地局（BTS2）に、新しいタイミング・アドバンスを制御する基地局制御装置（BSC）によって新しいタイミング・アドバンスが通知されることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項７】
前記の古い基地局と新しい基地局（BTS1、BTS2）がほぼ同期しており、新しいタイミング・アドバンスが、移動局（MS）が古い基地局（BTS1）へのメッセージ発信を遅延させていた古いタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスの最終値と、移動局によって観測された遅延時間と、古い基地局と新しい基地局（BTS1、BTS2）にはわかっている古い基地局と新しい基地局との間の実際の遅延時間とから導き出されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項８】
前記の新しい基地局（BTS2）に、移動局（MS）によって新しい基地局（BTS2）に定期的に送られる測定レポート（MEAS  REP）によって、移動局（MS）が使用する新しいタイミング・アドバンスが通知され、新しい基地局（BTS2）が、ハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）にしたがって最初の測定レポートまたは最初の測定レポートの１つを待ちながら、新しい基地局（BTS2）へのそのメッセージの発信を遅延させるために前記の古いタイミング・アドバンスを保持しなければならないと告げるメッセージを移動局（MS）に送ることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。
【請求項９】
前記の新しい基地局（BTS2）が、移動局（MS）によって使用される新しいタイミング・アドバンスを、古いタイミング・アドバンスと観測された遅延時間との間の差の値から決定し、この値が、接続確立情報（SABM）または有用データを新しい基地局（BTS2）に伝送した後に移動局（MS）が新しい基地局に送ったメッセージ（HANDOVER  COMPLETE）で、移動局から新しい基地局（BTS2）に伝送され、ハンドオーバーが完了したことを新しい基地局（BTS2）に知らせることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。
【請求項１０】
前記の古い基地局と新しい基地局（BTS1、BTS2）が非同期であってハンドオーバーは事前同期であり、ハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）を含むメッセージが新しいタイミング・アドバンスも含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記の新しいタイミング・アドバンスがハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）を介して新しい基地局（BTS2）に通信されることを特徴とする請求の範囲第10項に記載の方法。
【請求項１２】
前記の新しい基地局（BTS2）に、移動局（MS）によって新しい基地局（BTS2）に定期的に送られる測定レポート（MEAS  REP）によって、移動局（MS）が使用する新しいタイミング・アドバンスが通知され、新しい基地局（BTS2）が、ハンドオーバー指令（HANDOVER  CMD）にしたがって最初の測定レポートまたは複数の最初の測定レポートの１つを待ちながら、新しい基地局（BTS2）へのそのメッセージの発信を遅延させるために前記の古いタイミング・アドバンスを保持しなければならないと告げるメッセージを移動局（MS）に送ることを特徴とする請求の範囲第10項に記載の方法。
【請求項１３】
ハンドオーバーの際に特にハンドオーバー指令を生成し発信するために、複数の基地局を管理制御する手段を含み、前記の指令によって移動局がアクセス・メッセージを発信しないようになることを特徴とする請求の範囲第１項から第12項のいずれか一項に記載の方法を実施するための基地局制御装置。
【請求項１４】
前記の管理制御手段によって生成された前記のハンドオーバー指令が、事前同期ハンドオーバーの場合に、新しいタイミング・アドバンスの値を含むことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の基地局制御装置。
【請求項１５】
前記の管理制御手段がさらに、ハンドオーバーの場合に前記の新しいタイミング・アドバンスを決定しないようにし、かつそのために、移動局が送る最初の測定レポートの１つで移動局によって示された値を考慮するように前記の基地局に指示するメッセージを生成し伝送することを特徴とする請求の範囲第13項または第14項に記載の基地局制御装置。
【請求項１６】
前記の管理制御手段がさらに、前記の新しいタイミング・アドバンスの値を基地局に知らせるメッセージを生成し伝送することを特徴とする請求の範囲第13項または第14項に記載の基地局制御装置。
【請求項１７】
前記の新しいタイミング・アドバンスを決定する手段と、指令が前記ハンドオーバー指令を示す場合には新しい基地局にアクセス・バーストを送らないように、指令に応答する手段とを具備することを特徴とする請求の範囲第１項から第12項のいずれか一項に記載の方法を実施するための移動局。
【請求項１８】
移動局によって使用される新しいタイミング・アドバンスを決定する手段、並びにハンドオーバーの際にメッセージを生成し移動局に伝送する手段を具備し、前記のメッセージが、前記の基地局が前記の移動局から前記の新しいタイミング・アドバンスを知らせる測定レポートを受信しない限り、移動局が決定した新しいタイミング・アドバンスを保持するよう移動局に指示するものであることを特徴とする請求の範囲第１項から第12項のいずれか一項に記載の方法を実施するための基地局。
【発明の詳細な説明】
本発明は、GSM（グローバル移動通信システム）ネットワークなどのセルラー移動通信ネットワークの２つのセルの間のセル間転送方法に関する。各セルは基地局を備えており、移動局が移動通信ネットワークの１つのセルから別の隣接するセルに移動するとき、移動局（以下「移動体」と命名する）と基地局との間の会話データ（または信号データ）の交換のために使用される周波数が、あるセルから隣接セルに移動した場合には変化することを知って、必要ならば進行中の通信の連続性を確保する必要がある。このような連続性の確保を可能にする方法は、GSMの用語では普通「ハンドオーバー」（フランス語では「セル間転送」）と呼ばれる。
以下の説明では、GSM用語で普通に使用されている用語を採用する。さらに詳しくは、1990年10月16日から18日までニースで開催された「ディジタル・セルラー移動通信セミナー」の会報を参照のこと。
第１図は、複数のセルから成るGSM形式の通信ネットワークの構造内容を概略図示しており、このうち３つのセルC1、C2、及びC3のみが示されている。移動局MS（例えば車両に搭載された無線電話）はこのGSMネットワーク中に位置している。
GSMネットワークの１つのセルは、実際には１つの送受信基地局の地理的有効範囲に相当し、この基地局はこの有効範囲に属し、したがって有効範囲の中央に位置する。各基地局は１つまたは複数の送受信機を含み、これらの各々は１つのアンテナと処理装置に接続されている。さらに第１図に示すように、地理的有効範囲が部分的には重なり合っている。
したがって、セルC1、C2、及びC3はそれぞれ基地局BTS1、BTS2、及びBTS3に属する。これらの基地局は基地局制御装置BSCによって管理される。制御装置BSCの機能は特に、周波数の管理と、各基地局において利用可能な各周波数のチャネルの管理である。制御装置BSC及び関連する基地局の総体を基地局システムBSSと呼ぶ。複数の制御装置BSCを設けることができ、これらは各々所定の数の基地局を制御する。各制御装置BSCは、GSMネットワークの主構造であるMSCで示す交換局に接続されている。したがって、所与の１つのMSCは、普通PLMNと呼ばれる公共地上移動ネットワークを構成する複数のシステムBSSの機能を制御することができる。
この種のネットワークの機能は次の通りである。すなわち移動体MSはセルC1中に位置する限り、ディジタル・データ列の形の信号またはバーストと呼ばれるパケットを基地局BTS1に送り、基地局BTS1はこれらのバーストから抽出された情報を制御装置BSCに送り、次いで制御装置BSCはこれらの情報を交換局MSCを通じてその目的地に送る。目的地は固定局であっても、別の移動体であってもよい。
例えば会話の各データ・バーストは、577マイクロ秒のタイムスロットで伝送され、連続する８つのタイムスロットが１フレームを構成する。したがって、GSMネットワークは時分割多重アクセス（AMRT、英語ではTDMA）を使用しているので、MSのような８つの移動局が同じ無線チャネルですなわち同じ搬送周波数で通信することができる。通常は、２〜４本の無線チャネルが各基地局に割り当てられ、したがって16〜32本のタイムスロットまたはチャネルを、各セルにおける送信に利用することができる。これは受信でも同じである。
AMRTの原理が使用されるので、GSMシステムにおいては、所定のセルにおいて各移動体MSに割り当てられたタイムスロットが規定の順序で続いていることに気を配ることが極めて重要である。また、移動体MSとその基地局BTSは、それぞれ固有の内部クロックを有する。したがって、タイムスロットは577マイクロ秒継続し、電波は１マイクロ秒に300m移動することを知って、移動体MSが他の移動体MSに割り当てられたタイムスロット中に（すなわちチャネルに）データを発信しないように、移動体MSとその基地局BTSとの間の電波の伝播時間に起因する時間差を考慮することが必要である。
移動体MSがセルC1中に位置するときには、この移動体は基地局BTS1の信号のみならずBTS2及びBTS3の信号も受信する。この可能性はGSMシステムにおいて予期されており、これによって移動体MSは同期化に関する情報を得ると同時に、この移動体MSが位置するセルC1の基地局と隣接セルC2及びC3のすべての基地局から受信した信号の質（例えばビット誤り率）とレベルを常に測定することができる。したがってこれらの測定はダウンリンク方向に（基地局から移動体へ）実行される。
移動体MSは、これらの測定値をSACCH（Slow Associated Control Channel）と呼ばれるチャネルによって測定報告の形でBTS1に伝送する。MSとBTS1との間の伝送品質が例えばMSとBTS2との間の伝送品質より低くなった場合には（またはBTS2から受信した信号の受信レベルがBTS1から受信した信号の受信レベルより高い場合には）、BSCは移動体MSをセルC2に、したがって基地局BTS2に接続させるセル変更命令を出す。すなわちハンドオーバーが実施され、基地局BTS2がBTS1に代わって伝送を継続することになる。この状況は、特に移動体MSがBTS1から離れてBTS2に近付いたときに普通に見られる。
したがってハンドオーバーが実施されるときは、移動体MSを新しいセルC2の基地局BTS2に同期させる必要がある（以下では、「古い」の語はハンドオーバーの前に移動体MSが接続されていたセルC1に関するものを指し、「新しい」の語はハンドオーバーの後に移動体が接続されるセルC2に関するものを指すものとする）。
同様に、移動体MSは、スイッチが入っているときは、ある１つのセルと接続して、その基地局に割り当てられたタイムスロットで信号を発信するために基地局に同期しているはずである。
第２図は、基地局BTS1によって発信された信号と移動体MSによって発信された信号の相関のタイミング・チャートであり、移動体MSがスイッチを入れている状態であって例えばセルC1に接続すべきときに、適切な時間差がどのように移動体MSに伝送されるかを示している。
このために、移動体MSが位置するセルを管理する基地局BTS1は、T0、T1、T2、T3、及びT4で示す瞬間に定期的に、一般的に移動体に同期化情報を送るためのBCCH（Broadcast Common Channel）と呼ばれる特定の共通チャネルに属する同期化チャネルSCH（Synchronisation CHannel）上でクロック信号H0、H1、H2、H3、H4を発信する。この信号は、移動体MSがGSMネットワークのある１つのセルに接続すべきときに使用される。すなわちこの信号は、移動体がスイッチを入れた後にネットワークに最初に結合されたとき、または後で述べるようにハンドオーバーの際に発生する。
移動体MSは、スイッチを入れた後にネットワークに初めて結合されたときは、移動体のスイッチが入ったMSONで示される瞬間からのみクロック信号を受信することができる。
移動体MSは通常は基地局BTS1の許にはないので、瞬間MSONの後に移動体MSが受信した最初のクロック信号、この例では信号H1は、それが基地局BTS1によって発信された瞬間T1に対して時間τだけ差がある。すなわち信号H1は、瞬間T1＋τに移動体によって受信される。
この瞬間に（またはこの瞬間から始まる所定の、BTS1には既知の時間の後に）、スイッチ入力した後に初めて基地局BTS1に接続することを望む移動体MSは、基地局BTS1に向けて、ランダム・アクセス（RA）と呼ばれる１つのアクセス・バーストから成るアクセス・メッセージを信号チャネル１で送る（ハンドオーバーの場合には、アクセス・メッセージはハンドオーバー・アクセスと呼ばれ、HAで示される）。各アクセス・バーストの継続時間は、例えば会話データを含む通常の信号を構成するバースト（通常バーストと呼ばれる）の継続時間より短いので、各アクセス・バーストは、次のタイムスロットで他の移動体によって発信される信号を中断することはできない。
基地局BTS1は、（時間T1＋TAに）この信号を受信すると、クロック信号H1の発信からこの受信までの時間TA（タイミング・アドバンス、フランス語ではavance temporelle）を決定することができる。この時間TAは、移動体MSと基地局BTS1との間の信号伝送時間の２倍に相当する。つまり、時間τの２倍である。次いで基地局BTS1は移動体MSに対して、移動体MSがそのクロック信号に対して時間TAだけ先に信号を発信しなければならないことを指示するメッセージをAGCH（Access Grant CHannel）と呼ばれる信号チャネル上で送る。こうして移動体MSは、他の移動体によって発信された信号と重複する危険なしに通常の信号を発信することができる。これによって、所定の伝送チャネルで種々の移動体によって発信される信号が基地局BTS1に連続して到達することが保証される。
移動体MSから基地局BTS1までの距離は経時的に変化することがあり得るので、移動体MSの同期化の修正を頻繁に行う必要がある。したがって、タイミング・アドバンスを最初に決定した後に、移動体MSがセルC1中で移動するときに基地局BTS1との同期化が保たれるように、タイミング・アドバンスが修正される。
BSCのハンドオーバーに続いて移動体MSがセルC2に接続される場合には、移動体MSと新しいセルC2の基地局BTS2の同期化を実施するために採用される方法によって異なる４種類のハンドオーバー、すなわち同期ハンドオーバー、非同期ハンドオーバー、疑似同期ハンドオーバー、及び事前同期ハンドオーバーがある。
同期ハンドオーバーは、その原理を第３図に示してあるが、所定のGSMシステムのいくつかの基地局BTSのクロックを、それらが同期するように制御することから成る。したがって、移動体MSがセルC1からセルC2に移動するときは、これら二つのセルは同期BTSによってカバーされており、移動体MSに新しいタイミング・アドバンス情報を供給する必要はない。これは、新しいタイミング・アドバンス情報は、移動体MSが以前にセルC1で使用した情報と、移動体MSには知られている基地局BTS1とBTS2との間の時間差から、直ちに導出されるからである。
同期ハンドオーバー手順では、８つの連続する伝送ステップが必要である。
ステップ１では、移動体MSは基地局BTS1に、移動体MSと基地局BTS1との間の伝送品質が移動体MSと基地局BTS2との間の伝送品質より悪いか、または信号がBTS1から受信されるレベルが信号がBTS2から受信されるレベルより低い場合には、ハンドオーバーを開始するように、制御装置BSCが使用する測定結果を含む測定レポートMEAS  REPを送る。移動体MSは、このメッセージを、基地局BTS1に２秒間に２回送る。
ステップ２では、基地局BTS1は、メッセージMEAS  REPに含まれる情報をメッセージMEAS  RESで制御装置BSCに伝送する。するとBSCはハンドオーバーが必要であるかどうかを判断する。前述のように判断基準は特に、受信された信号の品質と出力である。ハンドオーバーを実施すべきかどうかを決定するために、MSCまたはBSCにおいて他の種類の情報が利用可能である。以後この通りであると想定する。
次いでステップ３では、制御装置BSCは基地局BTS2のチャネルを活動化し（メッセージCHAN  ACT）、そして基地局BTS2は肯定応答（メッセージCHAN  ACT  ACK）を送る。
ステップ４では、制御装置BSCはセル変更すなわち基地局変更の指令、つまりハンドオーバー指令（メッセージHANDOVER  CMD）を基地局BTS1に送り、基地局BTS1はこれを直ちに移動体MSにそのままの形で送る。
ステップ５では、移動体MSは連続した、一般には４つのHANDOVER  ACCESS（HA）バーストを基地局BTS2に送る。各HAバーストは継続時間が約５ミリ秒なので、４つのHAバーストを送るのに必要な時間は少なくとも20ミリ秒である。これらのHAバーストは有用なデータ・トラフィック・チャネル、例えば会話データ・トラフィック・チャネルで発信されるので、HAバーストを送るための時間は会話を伝送するために利用可能な時間から取られ、したがって会話信号はこの目的のために中断され、もちろんこれは全く望ましくないことである。
HAバーストはさらに、BTSの受信機における利得を調節するためにも使用することができる。BTSによって受信された最初のHAバーストのレベルが高すぎてBTS2の受信機が飽和した場合には、BTSの受信機の利得が下げられ、信号が適切なレベルで受信されるようになるまで、発信された種々のHAバーストを用いて操作が数回（一般には４回）繰り返される。
一方、メッセージHANDOVER  CMDでは、移動体MSを識別するたための乱数が移動体MSに割り当てられている。移動体MSがHAバーストを発信するときには移動体MSはこの識別子を再使用しなければならないので、ハンドオーバーが行われた移動体MSのために予約されたチャネルを他の移動体が使用した場合には、BTS2はこの「侵入」移動体のHAバースト中ではHANDOVER  CMDに割り当てられた識別子を認識しないことになる。これによって、２つの移動体が同じチャネルを使用するというリスクを回避することができる。
BTSは、このHAバーストを使用して、同期ハンドオーバー中に、移動体MSが古いタイミング・アドバンスTA1から導出した新しいタイミング・アドバンスTA2の正確な値を測定する。
この指示は非常に重要である。というのは、BTS2が後で移動体MSの位置の変更によるそのタイミング・アドバンスに必要な修正を移動体MSに指示するためにこの指示を必要とするからである。ハンドオーバーが完了すると、移動体MSは定期的に（通常は１秒間に２回）BTS2に、アップリンクSACCHを通じて、使用されるタイミング・アドバンスを示し、これによってBTSは常にこのデータを移動体の移動に応じて変更することができる。したがってBTS2は移動体MSに、ダウンリンクSACCHを通じて、このタイミング・アドバンスにもたらすべき修正を伝送する。
基地局BTS2がHAバーストの１つを正確に受信したとき、この基地局BTS2は、予想された移動体が正しく同期されていることを制御装置BSCに示すために、メッセージHANDOVER  DETECTIONを制御装置BSCに送る（ステップ５）。
ステップ６では、４つのメッセージHANDOVER  ACCESS（HO  ACCESS  １〜４）が送られた後直ぐに、移動体MSは基地局BTS2に結合メッセージSABMを送る。このメッセージは、その後に交換されるメッセージのすべてが「肯定応答済み」モードになるように、移動体MSと基地局BTS2との間の論理接続を確定するために使用される。
この段階から移動体MSは、所与の搬送波によって運ばれるフレーム中のタイム・スロットならびにタイミング・アドバンス情報TA2を移動体MSに割り当てた基地局BTS2と対話する。ここで、メッセージHANDOVER  CMDの送信後に中断された有用な会話データの伝送は、移動体MSによるメッセージSABMの発信前に回復できることが注目される。
次いで基地局BTS2は移動体MSに、移動体MSは了解されたこと、及び今後の交換は「肯定応答」モードで行われることを（メッセージUAで）告げ、制御装置BSCにそのことを知らせる（メッセージESTABLISH  INDICATION）。こうしてBSCは、移動体MSと基地局BTS2との間の通信に割り当てられた通信線を切り替えることができる。
メッセージESTABLISH  INDICATIONはまた、いずれか１つのHAバーストの後に（例えば最初のHAバーストの後直ちに）送ることもできる。
ステップ７では、移動体MSは基地局BTS2に、ハンドオーバー手順が終了したことを知らせるためにメッセージHANDOVER  COMPLETEを送り、基地局BTS2は直ちにこのメッセージを制御装置BSCに再送信する。次いで制御装置BSCはそのことを交換局MSCに知らせる（メッセージHO.PERF.）
ステップ８では、制御装置BSCは基地局BTS1に、移動体MSに事前に割り当てられたタイムスロット（チャネル）を利用可能にするように告げ、（メッセージRF  CHAN  REL）、基地局BTS1は肯定応答を返す（メッセージRF  CHAN  REL  ACK）。
同期ハンドオーバーの１つの不都合性は、HAバーストを送ることによって会話が中断されることにある。この不都合性は、セルが小さくて、１つの会話の間に多くのセルを横断する可能性のある都会地域において特に著しい。
また、同期ハンドオーバーは実施するのに費用がかかる。
非同期ハンドオーバーは、最もよく使用され、実施するのが最も簡単なハンドオーバーである。この場合には、ハンドオーバーが行われる両セルの基地局は同期化されない。
非同期ハンドオーバーの原理を第４図に示す。
ステップ１から４までは、同期ハンドオーバーに関して第３図を参照して説明したステップと同じである。
ステップ５では、移動体MSは連続HAバーストを、ゼロのタイミング・アドバンスで、すなわち移動体MSが基地局BTS2の許に在るかのように基地局BTS2に送る。移動体MSが使用すべき新しいタイミング・アドバンス情報は実際には移動体に知られておらず、基地局BTS2は、第２図を参照して説明した方法によってタイミング・アドバンス情報を決定した後に、これを移動体MSに供給する（特に指示TA2を含むメッセージPHYS  INFO）。
ステップ６から８までは、同期ハンドオーバーのステップと同じである。
非同期ハンドオーバーの主な欠点は、基地局BTS2によるタイミング・アドバンス情報の決定が比較的長く、約40ミリ秒から80ミリ秒を必要とし、この間に移動体は例えば会話データのような有用データを発信できないことである。さらに、連続するHAバーストの発信には前述のように各HAバーストあたり５ミリ秒必要である。別の遅延もハンドオーバーの遅延に寄与し、通信は頻繁に100ミリ秒遮断されるので、会話中断時間の面で、非同期ハンドオーバー法は同期ハンドオーバー法より不利である。
したがって、非同期ハンドオーバーの場合も同期ハンドオーバーの場合と同様に、システムの使用が厄介である。
疑似同期ハンドオーバーは、一般に基地局BTS1とBTS2が類似同期である場合、すなわちこれらのクロック（時間基準）が同じ日時は有しないが、正確に同じ秒の継続時間を有するときに使用される、より複雑な方法である（疑似同期ハンドオーバーは例えば、1991年11月のMRC1991委員会の論文「疑似同期化の、同期セルラー・ネットワークの利得を得るためにコストのかからない特徴」、及び欧州特許出願第0398773号に記載されている）。
したがって、２つの類似同期BTSの時間基準の間の実遅延時間RTDは一定であり、これを１回測定するだけで十分である。
この評価は、第２図と第４図を参照して説明した方法による、関係する二つのBTS間の非同期ハンドオーバーを実施する移動体での訓練段階中に行われる。実際に、非同期ハンドオーバーの後直ちに、移動体MSはTA1、TA2の値、及び２つの基地局間の観察遅延時間（OTD）を知る。この観察遅延時間（OTD）は実遅延時間RTDとは異なる。移動体は、それが位置するセルC1から及びC2のような隣接セルから常に同時に信号を受信するので、OTDの値は移動体に知られる。したがって、式RTD＝OTD＋TA1−TA2から、非同期ハンドオーバーを使用してRTDの値を決定することが可能である。
こうして決定された実遅延時間は関連するBTSに伝送され、したがって最終的にこれらに知られ、その後他の移動体は、この実遅延時間を考慮に入れ、基地局BTS1に対応する古いタイミング・アドバンスTA1とBTS1とBTS2との間の観測遅延時間OTDとから、基地局BTS2で使用すべき新しいタイミング・アドバンスTA2を直接に導き出して、疑似同期ハンドオーバーを実施することができる。
同様に、類似同期ではないBTS間の疑似同期ハンドオーバーを実施することも可能である。この場合には、RTDの値は、移動体が各ハンドオーバーの終りにメッセージHANDOVER  COMPLETEで値OTD＋TA1をBTS2に送ることによって、BTS1とBTS2との間の新しい各ハンドオーバーごとに定期的に修正される。
実際上は、同期ハンドオーバーは実遅延時間RTDがゼロである疑似同期ハンドオーバーの特殊なケースなので、疑似同期ハンドオーバーの原理は同期ハンドオーバーの原理と類似している。
したがって、疑似同期ハンドオーバーは、HAバーストを発信するために会話時間を中断するという点で、同期ハンドオーバーと同じ欠点を示す。
事前同期ハンドオーバーと呼ばれるハンドオーバーの最終形式が、例えば国際特許第92/22966号に記載されており、この形式では、所定のタイミング・アドバンスがBSCによって移動体MSにセル交換メッセージHANDOVER  CMDで伝送される。この方法の場合でも、HAバーストの発信が通信を中断するので望ましくない。
HAバーストの発信による会話時間の中断という問題はハンドオーバー特有のもので、移動体がスイッチを入れた後最初にある１つのセルに接続されるときには発生しない。というのは、この場合には移動体がメッセージRANDAM  ACCESSを発信する瞬間にはまだ通信が確立されていないからである。
本発明の目的は、同期、疑似同期、または事前同期のハンドオーバー法におけるHAバーストの発信に起因する会話の中断を回避する方法を提供することである。
この目的、及び下記に示すその他の目的は、各セルが各々１つの基地局を有する、セルラー移動無線通信ネットワークの２つのセルの間における以下のようなハンドオーバーの方法によって達成される。この方法によれば、移動局が古い基地局と呼ばれる最初の基地局と通信し、
−  ハンドオーバー指令を受信し、
−  前記の移動局が新しい基地局へのメッセージ発信をそれだけ遅延させるべき、新しいタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスを考慮して、新しい基地局と呼ばれる第２の基地局に接続確立情報または有用データを含むメッセージを伝送し、
前記の方法は、前記のハンドオーバー指令がさらに、前記の新しい基地局にアクセス・バーストを発信しないよう移動局に指示し、前記の新しいタイミング・アドバンスが前記のハンドオーバー指令で通信されない場合には、前記の移動局によってそれが決定されることを特徴とする。
本発明によって、HAバーストを発信するために会話が中断される時間が短縮する。
本発明の第１の実施形態では、古い基地局と新しい基地局とが同期しており、この両方が同じ場所にない。この場合には、新しいタイミング・アドバンスは、移動体が古い基地局へのメッセージ発信をそれだけ遅延させていた古いタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスの最終値と、及び古い基地局と新しい基地局との間で移動体によって観測された時間遅延とから、移動体によって決定される。
次いで新しい基地局は、移動体によって使用される新しいタイミング・アドバンスを、古いタイミング・アドバンスと観測された遅延時間との間の差の値から決定し、この値は、接続確立情報または有用データを新しい基地局に伝送した後に移動体が新しい基地局に送ったメッセージで、移動体によって新しい基地局に伝送され、ハンドオーバーが完了したことを新しい基地局に知らせる。
他の態様によれば、新しい基地局には、移動体によって新しい基地局に定期的に送られる測定レポートによって、移動体が使用する新しいタイミング・アドバンスが通知される。ハンドオーバー指令にしたがって最初の測定レポートまたは複数の最初の測定レポートの１つを待ちながら、新しい基地局は移動体に、移動体が新しい基地局へのそのメッセージの発信を遅延させるために新しいタイミング・アドバンスの現在値を保持しなければならないと告げるメッセージを送る。
本発明の第２実施形態では、古い基地局と新しい基地局とが同期しており、この両方が同じ場所にある。この場合には、新しいタイミング・アドバンスは、移動体が古い基地局へのメッセージ発信をそれだけ遅延させていた古いタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスの最終値と同じである。
次いで新しい基地局には、その基地局の制御装置から新しいタイミング・アドバンスが通知される。また新しい基地局は、両方の基地局が同じ場所にない場合と同様に新しいタイミング・アドバンスを通知され、あるいはそれを決定することができる。
本発明の第３の実施形態では、古い基地局と新しい基地局は類似同期しており、この場合には、新しいタイミング・アドバンスは、移動体が古い基地局へのメッセージ発信を遅延させていた古いタイミング・アドバンスと呼ばれるタイミング・アドバンスの最終値と、移動体によって観測された遅延時間と、古い基地局と新しい基地局にはわかっている古い基地局と新しい基地局との間の実際の遅延時間とから、結果として誘き出される。
次いで新しい基地局は新しいタイミング・アドバンス自体を決定することができる。この場合、新しい基地局はさらに、それに知られている実際の遅延時間を使用する。
他の能力によれば、新しい基地局は、両方の基地局が同期で同じ場所にないときと同じ方法で新しいタイミング・アドバンスを通知されることができる。
最後に、本発明の最後の実施形態では、古い基地局と新しい基地局は非同期であってハンドオーバーは事前同期であり、この場合には、ハンドオーバー指令を含むメッセージは新しいタイミング・アドバンスも含む。
この場合には、新しいタイミング・アドバンスはハンドオーバー指令を介して新しい基地局との通信が可能である。
さらに他の態様によれば、新しい基地局には、移動体によって新しい基地局に定期的に送られる測定レポートによって、移動体が使用する新しいタイミング・アドバンスが通知される。新しい基地局は、ハンドオーバー指令にしたがって最初の測定レポートまたは最初の測定レポートの１つを待ちながら、移動体が新しい基地局へのそのメッセージの発信を遅延させるために古いタイミング・アドバンスの現在値を保持しなければならないと告げるメッセージを移動体に送る。
本発明による方法の実施に適した基地局制御装置、基地局、及び移動体は、特許請求の範囲の第13項から第17項に記載されている。
本発明のその他の特徴および利点は、例示的な限定されない例として示した本発明の好ましい実施例についての下記の説明と添付の図面から明らかになろう。
第１図は、GSM形式のネットワーク構造の一部を示す概略図である。
第２図は、基地局と移動体との間で交換される信号間の連関を示すタイミング・チャートである。
第３図は、従来の技術による同期ハンドオーバー手順を示す図である。
第４図は、従来の技術による非同期ハンドオーバー手順を示す図である。
第５図は、本発明による同期ハンドオーバー手順を示す図である。
第６図は、本発明による方法を実施するための基地局を示す概略図である。
第７図は、本発明による方法を実施するための基地局制御装置を示す概略図である。
第８図は、本発明による方法を実施するための移動局を極めて概略的に示す図である。
第１図から第５図では、共通の要素には同じ参照符号を付けてある。
第１図から第４図については、従来の技術に関してすでに説明した。
第５図は、本発明による同期ハンドオーバー手順を示す。このハンドオーバーでは、移動体が最初に位置するセルの基地局と、移動体がハンドオーバーの後に接続されるセルの基地局は、同じ制御装置BSCによって制御されるので、「内部」ハンドオーバーと呼ばれる。
本発明による同期ハンドオーバー手順では、ステップ１からステップ４は第３図に関連して説明したステップと同じであり、ここでは再度詳しく述べないことにする。
従来の技術による同期ハンドオーバー手順と異なり、本発明による同期ハンドオーバー手順では、HAバーストの発信はない。したがって第３図のステップ５は省かれ、メッセージHANDOVER  CMDを移動体MSに送った後に、基地局BTS2はメッセージSABMの受信を直接待つか、有用データ（例えば会話データ）の受信を直接待つ。
HAバーストの発信を省くことが、ハンドオーバー手順の正しい実施にとって決して有害ではない理由を、ここで説明する。
同期ハンドオーバーの場合には、HANDOVER  ACCESSバーストは実際には、（基地局BTS2によってカバーされた）新しいセルC2において移動体によって使用される新しいタイミング・アドバンスTA2を決定する際に使用されない。これは、これら２つのセルの基地局BTS1及びBTS2が同期していると想定されるので、この移動体はそれ自体のためのこの情報を（基地局BTS1によってカバーされた）古いセルC2において使用されたタイミング・アドバンスTA1の最終値から直接導き出すことができるからである。
したがって、TA2を決定するために移動体は、それが知っているTA1の最終値、並びに基地局BTS1、BTS2に関する移動体が観察した遅延時間（OTD）の値を使用する。同期ハンドオーバーではRTDはゼロなので、移動体は式TA2＝TA1＋OTDによってTA2を直接導き出す。
一方、移動体の発信機の利得を調整するためにHANDOVER  ACCESSバーストを使用する代わりに、例えばBTS2の受信機における入力信号の二分制や急速利得調整法など当業者には周知の、利得を調整する他の等価な方法を使用することもできる。
さらにまた、HANDOVER  ACCESSバーストを発信する移動体がハンドオーバー指令HANDOVER  CMDを受信した移動体であることを確認するためにHANDOVER  ACCESSバーストを使用することは、実際には必要ではない。というのは、ハンドオーバー中に関連の移動体に割り当てられたチャネルを他の移動体が使用する確率が非常に低いからである。
次いで、ハンドオーバー後に移動体MSによって実際に使用されるタイミング・アドバンスTA2を決定することは、BTS2にとっては問題である。というのは、一方ではこのタイミング・アドバンスの測定を可能にするためのHANDOVER  ACCESSバーストはもはやなく、また他方ではハンドオーバー後、移動体がこのハンドオーバーに続く最初の測定レポートを送る前に、移動体だけがTA2を知っているからである。
したがって、本発明によれば、BTS1とBTS2が同じ場所に在るかないかによって、この問題に対して２つの解決法が可能である。
扇形分割されたセルが使用される場合には、すなわち扇形分割されたセルの有効区域によって画定されるディスクの放射状部分を形成する複数のセクターから成るセルが使用される場合には、２つのBTSが同じ位置にあることができ、これらのセクターが各々１つのBTSと関連し、これらのセクターと関連するBTSはすべて扇形分割されたセルの中心にあり、したがって同じ位置にある。
同心セルが使用される場合、すなわち周波数によって異なった種々の距離で背信する場合にも、２つのBTSが同じ位置にあることができる。
したがって、基地局BTS1とBTS2が同じ場所にある場合には、あるセクターから他のセクターへ移動する移動体MSは、それが使用すべきタイミング・アドバンスを変更せず、このタイミング・アドバンスはBTS1には知られている。したがって、例えば、BSCがメッセージCHAN  ACTで、新しいタイミング・アドバンスTA2が古いタイミング・アドバンスTA1の最終値と同じであることをBTS2に知らせれば、十分である。
基地局BTS1とBTS2が同じ場所にない場合（同じ扇形分割されたセルのセルターではなく、また同心でもない、２つのセルの間のハンドオーバーという従来の場合）には、基地局BTS2は、移動体MSが使用する新しいタイミング・アドバンスTA2を、一般式TA2＝OTD＋TA1を使用して導き出すことができる。
メッセージHANDOVER  COMPLETEで移動体は基地局BTS2に値TA1＋OTDを送り、基地局BTS2はRTD（同期ハンドオーバーの場合にはRTDはぜロ）を知っているので、基地局BTS2は移動体MSが使用する新しいタイミング・アドバンスTA2を導き出すことができる。
基地局BTS2が、例えばどの形式のハンドオーバーが実施されたかを移動体MSに知らせる情報を持たなかったために、移動体MSが使用する新しいタイミング・アドバンスTA2を決定することができない場合には、基地局BTS2は、例えば移動体MSからの最初のアップリンクSACCH（または、最初のアップリングSACCHの１つ）を待つことができる。このSACCHによるメッセージMEAS  REPは、ハンドオーバー後に移動体MSが実際に使用するタイミング・アドバンスTA2を含む。このアップリンクSACCHの受信を待ちながら、BTS2は移動体MSに、ダウンリンクSACCHで、BTS2は普通１秒間に２回発信すること、移動体はその現在のタイミング・アドバンスすなわち移動体がハンドオーバーの後に式TA2＝TA1＋OTDを使用して最初に決定したタイミング・アドバンスを変更してはならないことを告げる。
SACCHによりBTS2が供給したこの情報は、SACCH（上記を参照）に含まれる通常のタイミング・アドバンス修正情報の代わりに使用され、またこの情報は、移動体MSがどの修正をそのタイミング・アドバンスに適用すべきかを移動体MSに示すために使用される。
本発明による同期ハンドオーバーのステップ５からステップ７は、第３図に関連して説明した前記のステップ６からステップ８と同じである。
本発明による事前同期ハンドオーバー手順では、移動体MSにハンドオーバー指令を与えるために移動体MSに伝送されるメッセージHANDOVER  CMDは、移動体MSが接続される新しいセルC2において移動体MSが使用しなければならないタイミング・アドバンスを含む。したがって、事前同期ハンドオーバー手順におけるHANDOVER  ACCESSバーストは、本発明によれば省略されるが、移動体によって使用されるタイミング・アドバンスをBT2が見つける障害にはならない。というのは、BSCはその値を移動体に知らせることができるからである。
BSCがこの値を移動体に与えない場合には、BTS2は、前記のように、この値が移動体MSからSACCHによって供給されるまで待つことができる。
本発明による疑似同期ハンドオーバー手順では、HAバーストも省略される。移動体は、本発明による同期ハンドオーバー手順における場合と同様な方法でTA2を決定し、さらにこの目的のために、例えばメッセージHANDOVER  CMDで移動体に伝えることのできるRTD値を使用する。
本発明による同期ハンドオーバー手順に関連して説明したように、移動体MSによって使用されるタイミング・アドバンスTA2を見つけるために、BTS2は、式TA2＝OTD−RTD＋TA1を使用してそれ自体でそれを決定するか（類似同期BTSによる疑似同期ハンドオーバーでRTDは一定であることが注目される）、またはこの情報を含む移動体からの最初のアップリンクSACCH（または、最初のアップリンクSACCHの１つ）を待つことができる。
したがって本発明は、ハンドオーバー手順の残り部分並びにその後の移動体による通信を妨げることなく、従来の技術では移動体によって送られるHANDOVER  ACCESSバーストを省略することができる。このことによって、会話中断時間を約20ミリ秒だけ短縮することができ、これは無視できない利点を示すものである。
本発明は同期、疑似同期、及び事前同期ハンドオーバーにのみ適用されることに注目することは重要である（すなわち、タイミング・アドバンスが事前に決定されていて、ハンドオーバー指令で移動体に通知されるとき）。
本発明は特に、セルが小さいためにハンドオーバーの多い通信量が多い区域において有利である。すなわちこの状況では、本発明は、同じ通信中の反復的な会話の中断を防止する。
また、通信量が多い区域においては、各BSCにかかる負荷は大きいので、各BSCはハンドオーバーを制御するためにさらに時間をかける結果となり、こうしてハンドオーバー時間は大幅に増加する。したがって、ハンドオーバーを自動的に実施するために必要な時間は本発明によって短縮され、通信量の増加に起因するハンドオーバー時間の増加と相殺される。
本発明によるハンドオーバー手順の変更は、既存の関連ネットワークの各要素のハードウェア（基地局制御装置、基地局、及び移動体）に対していかなる変更も必要としないという大きな利点を有する。実際に、BSCによって送られるメッセージHANDOVER  CMDの内容を変更して、このメッセージで、HANDOVER  ACCESSバーストを発信する必要はないことを移動体に示すことで十分である。したがって本発明による変更は、下記のように単にソフトウェアの変更のみである。
さらに正確には、第６図に示す基地局60は、
−  新しいタイミング・アドバンスを決定する手段61と、
−  指令メッセージを生成して特に移動体65に伝送するための管理制御手段62
とを具備する。
本発明によれば、この管理制御手段62は、基地局60が移動体によって使用される新しいタイミング・アドバンスを移動体に知らせる測定レポートを移動体から受信しない限り、移動体が決定した新しいタイミング・アドバンスを保留することを移動体に通告するメッセージを生成して移動体に伝送することができる。
本発明によれば、必要な場合に新しいタイミング・アドバンスを決定する手段61は、これを行うために、前述の方法のいずれか１つを使用する。
事前同期ハンドオーバーの場合には、管理制御手段62はさらに、それが移動体に再伝送するハンドオーバー指令中に、基地局制御装置から受信した新しいタイミング・アドバンスの値を組み込むことができるようにする。
第７図に概略的に示す基地局制御装置70は、とりわけ複数の基地局75の管理制御手段71を具備する。
この手段71は指令メッセージを生成し、特に基地局75に向けて、さらに特にハンドオーバーの場合にはハンドオーバー指令を含めて伝送する。
本発明によれば、手段71は、ハンドオーバーの場合にはアクセス・バーストを送らないよう関係する基地局と連絡のある移動体に通告する指令のようなものである。
事前同期ハンドオーバーの場合には、手段71はまた、使用すべき新しいタイミング・アドバンスを基地局に通知するメッセージを生成し、伝送する。
管理制御手段71はまた、ハンドオーバーの場合には新しいタイミング・アドバンスを決定しないこと、及び移動体が送る最初の測定レポート中で移動体によって示された値を新しいタイミング・アドバンスのために使用することを、通知するためのメッセージを生成し、基地局75に伝送する。
管理制御手段はまた、使用される新しいタイミング・アドバンスの値を基地局75に与えるメッセージを生成し、伝送することができる。
最後に、第８図に極めて概略的に示した移動体80は、前記の方法のいずれか１つを使用して、ハンドオーバーの際に新しいタイミング・アドバンスを決定する手段81を具備する。
前述の基地局、基地局制御装置、及び移動体については、本発明の実施に関係する構成要素に関してのみ説明した。当然これらは、本発明の実施に関係せず、そのため説明しなかった他の多くの構成要素を具備することができる。
BTSが利得を調整できるようにするためにHANDOVER  ACCESSバーストを発信する必要がある場合には、BSCはHANDOVER  CMDを変更せず、その結果すべて従来技術と同じように進行する。
したがって本発明は、ハンドオーバー手順を不利にすることなく、また大きな設備変更を必要とすることなく、同期、疑似同期、及び事前同期ハンドオーバー手順において会話中断時間を除去する。
移動体によって実際に使用されるタイミング・アドバンスを見つけるために移動体からの最初のアップリンクSACCH（または複数の最初のアップリンクSACCHの１つ）を待つ時間は、実際上は無視できるものであり、その結果生じる通信品質の低下は待っている人間の耳には感知できない程度のものである。
明らかに本発明は、今説明した実施例に限定されるものではない。
具体的には、新しいBTSが、移動体によって実際に使用されるタイミング・アドバンスを知るためのどんな方法も使用することができる。
さらに、説明した手順は内部ハンドオーバーに関するものであるが、本発明は外部ハンドオーバーにも適用される。
可能ならばいつでも、新しいBTSが移動体によって実際に使用されるタイミング・アドバンスをそれ自体で遅延なく決定することが、一般に好ましい。しかしながら、可能でない場合には、新しい基地局に実施されたハンドオーバーの形式が通知されないので、新しいBTSは移動体からのアップリンクSACCHを待たなければならない。
最後に、本発明の範囲を逸脱することなく、すべての手段を他の等価な手段で置き換えることができる。
【図６】
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【図８】
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【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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