(57)【要約】  本発明は、分散型（例えば、セルラ型式）ワイヤレス通信システムのユーザ端末による、基地局の選択および／またはハンドオーバを容易にするための方法と装置を提供する。一態様に従えば、ヒステリシスは、受信された信号の強度変化の変動の関数として適合するように決定される。その結果として、適合可能なヒステリシス因子が得られ、例えばヒステリシスを考慮したコスト関数に基づいた、その後に続くハンドオーバ決定のために用いられることができ。他の態様に従えば、基地局の選択は、受信信号強度、基地局の負荷、および受信しているユーザ端末と１つまたは複数の基地局の間の推定される距離などの複数の判定基準に依存する。
2007521745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局からの送信を受信するステップと、
前記送信の各々の受信信号強度の表示を導出するステップと、
前記複数の基地局の各々に関連する負荷情報を前記送信から導出するステップと、
前記受信信号強度の表示と前記負荷情報とに基づいて、現在の基地局として前記複数の基地局の１つを選択するステップと
を含む基地局を選択するための方法。
【請求項２】
前記現在の基地局を選択するステップが、前記複数の基地局の各々に関連する距離情報を前記送信から導出するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
距離情報を導出するステップが、前記送信の各々に表わされる送信の基準時間と前記送信の各々の受信された時間に基づいて距離を計算するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記現在の基地局を選択するステップが、前記受信信号強度の情報、前記負荷情報、前記現在の基地局の前記距離情報と、１組の１つまたは複数の候補基地局とを比較するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項５】
第１の候補基地局に関連する負荷情報が、前記第１の候補基地局の負荷が閾値を上回ることを示す場合には、複数の候補基地局の中から前記第１の候補基地局を除外するステップをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記現在の基地局を選択するステップが、
受信信号強度の表示の降順に従って、１組の候補基地局を順序づけるステップと、
第１の基地局に関連する前記負荷情報が、前記第１の候補基地局の前記負荷が閾値を上回っていることを示す場合には、前記１組の候補基地局の中から前記第１の候補基地局を除外するステップと、
選択されそうな基地局と候補基地局の残っている組との間で負荷情報を比較するステップと、
前記選択されそうな基地局と候補基地局の残っている組との間で距離情報を比較するステップと、
前記選択されそうな基地局の負荷とそれへの距離が、前記候補基地局の残っている組の各々の負荷とそれらへの距離を第１の閾値上回らない場合には、前記選択されそうな基地局を選択するステップと、
前記選択されそうな基地局の負荷とそれへの距離が、前記候補基地局の残っている組の代替基地局の負荷とそれへの距離を第１の閾値上回り、前記代替基地局に関連するハンドオーバのコスト関数（Ｃj）が、前記選択されそうな基地局に関連するハンドオーバのコスト関数（Ｃi）を第２の閾値上回る場合には、前記代替基地局を選択するステップと
を含む請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の閾値が２に等しい請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の閾値が３ｄＢに等しい請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の基地局の各々からの送信に関連する受信信号強度の情報を導出するステップが、前記複数の基地局の基地局対の受信信号強度とヒステリシス因子に基づいて、コスト関数を計算するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ヒステリシス因子が、各々の基地局対の受信された強度の標準偏差に基づいて適切に決定される請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
データ処理システムにより実行される場合に、
複数の基地局からの送信を受信するステップと、
前記送信の各々の受信信号強度の表示を導出するステップと、
前記複数の基地局の各々に関連する負荷情報を前記送信から導出するステップと、
前記受信された信号の強度の表示と前記負荷情報とに基づいて、現在の基地局として前記複数の基地局の１つを選択するステップと
を含む、基地局を選択するための方法を前記システムに実行させる、機械が実行可能な１組の命令を記憶した機械読取り可能媒体。
【請求項１２】
前記現在の基地局を選択するステップが、前記複数の基地局の各々に関連する距離情報を前記送信から導出するステップをさらに含む請求項１１に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１３】
距離情報を導出するステップが、前記送信の各々に表わされる送信の基準時間と前記送信の各々の受信された時間に基づいて距離を計算するステップを含む請求項１２に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１４】
前記現在の基地局を選択するステップが、前記受信信号強度の情報、前記負荷情報、前記現在の基地局の前記距離情報を、１つまたは複数の候補基地局のそれらと比較するステップを含む請求項１２に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１５】
前記方法が、第１の候補の基地局に関連する負荷情報が、前記第１の候補基地局の負荷が閾値を上回ることを示す場合には、複数の候補基地局の中から前記第１の候補基地局を除外するステップをさらに含む請求項１２に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１６】
前記現在の基地局を選択するステップが、
受信された信号の強度の表示の降順に従って、１組の候補基地局を順序づけるステップと、
前記第１の基地局に関連する前記負荷情報が、前記第１の基地局の前記負荷が閾値を上回っていることを示す場合には、１組の候補基地局の中から前記第１の候補基地局を除外するステップと、
選択されそうな基地局と候補基地局の残っている組との間で負荷情報を比較するステップと、
前記選択されそうな基地局と候補基地局の残っている組との間で距離情報を比較するステップと、
前記選択されそうな基地局の負荷とそれへの距離が、前記候補基地局の残っている組の各々の負荷とそれらへの距離を第１の閾値上回らない場合には、前記選択されそうな基地局を選択するステップと、
前記選択されそうな基地局の負荷とそれへの距離が、前記候補基地局の残っている組の代替基地局の負荷とそれへの距離を第１の閾値上回り、前記代替基地局に関連するハンドオーバのコスト関数（Ｃj）が、前記選択されそうな基地局に関連するハンドオーバのコスト関数（Ｃi）を第２の閾値上回る場合には、前記代替基地局を選択するステップを含む請求項１２に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１７】
前記第１の閾値が２に等しい請求項１６に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１８】
前記第２の閾値が３ｄＢに等しい請求項１６に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１９】
前記複数の基地局の各々からの送信に関連する受信信号強度の情報を導出するステップが、前記複数の基地局の基地局対の受信信号強度とヒステリシス因子に基づいて、コスト関数を計算するステップを含む請求項１１に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項２０】
前記ヒステリシス因子が、各々の基地局対の受信された強度の標準偏差に基づいて適切に決定される請求項１６に記載の機械読取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信システムの分野に関し、特に基地局の選択のための方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、分散型のまたは「セルラ」無線通信システムは、各々が地理的エリアにおおよそ対応した複数のセルを含んでいる。各々のセルは、その通信システムにセル内の複数の無線送信機／受信機ユニット（ユーザ端末（ＵＴ））へアクセスする、ローカルな中心サイトである関連する基地局（ＢＳ）を有する。
【０００３】
そのような分散型のワイヤレス通信システムでは、一般的に、ユーザ端末は種々のセルを出入りして移動するための能力を有する。一般的に、基地局がそのセル内部の複数のユーザ端末とトラヒックを交換する一方で、ユーザ端末は、一時に単一の基地局とトラヒックを交換する。しかしながら、ある特定の（複数の）基地局に対する通信品質が劣化し、かつ１つまたは複数の他の基地局に対しては品質が改善される場合（例えばＲＦ環境の変化、セルから遠ざかる／セルへ向かうユーザ端末の移動、等により）には、より良好な通信を提供する基地局に、「アクティブな通信」をハンドオーバすることができるべきである。
【０００４】
図１は、従来技術に従う、典型的な分散型の音声および／またはデータ・ネットワークのトポロジーを示す。示されているように、複数の基地局１０２、１０４、１０６が地理的に配置され、各々がセルのカバレージ・エリア（または単にセル）１１２、１１４、１１６を有している。その結果として、セル１１２、１１４、１１６の各々は、図１では簡略化して円形に描かれている関連するセルの境界１１８、１２０、１２２をそれぞれ有している。
【０００５】
セル１１４内に示されるユーザ端末１０８（したがってアクティブな通信にある、すなわちＰＳＴＮまたはインターネットなどの、より大きい音声および／またはデータ・ネットワークと接続できる関連する基地局１０４と音声および／またはデータのトラヒックを交換していると仮定する）が、基地局１０４から離れ、基地局１０６とその関連するセル境界１２２へ向かって方向１１０へ移動するにつれて、ハンドオーバが起こる、すなわちユーザ端末のアクティブな通信セッションが新しい基地局１０６へ移る。そのため、ユーザが例えば、インターネット（図１のネットワーク１００内に示される基地局に接続されている）と接続されたデバイスとデータを交換している場合には、そのような交換は、ある基地局のセル・カバレージからのそのユーザ端末の移動によって中断されない、すなわち、交換またはセッションは別の基地局へハンドオーバされることになる。
【０００６】
ハンドオーバのスキームは、ある与えられた時間における、そのユーザ端末の通信範囲内の１つまたは複数の基地局からの、またはその逆の受信信号強度（ＲＳＳＩ）などの１つまたは複数のパラメーターに依存するコスト関数（Ｃ）の最適化に基づいている。そのため、このスキームは、ユーザ端末、基地局、またはそれらの組合せによって実施される。ユーザ端末中心のハンドオーバに関係する最も一般的なスキーム、すなわちＵＴによりなされる測定（例えば、ＲＳＳＩ）は、単にハンドオーバのコスト関数において用いられるだけである。そのようなスキームでは、ユーザ端末は、その端末がアクティブな通信中である任意の基地局を含む１組の基地局からの送信（例えば、ブロードキャスト・メッセージ）を周期的にサンプリングし、最良の基地局を選択するために、コスト関数を最適化している。
【０００７】
ユーザ端末により経験されるような各々の基地局のパワーの変動（例えば、シャドウイングやその他の現実世界のＲＦ効果）を理由として、ハンドオーバのコスト関数は、しばしばヒステリシス・マージンとして知られるマージンを含むべきである。言いかえると、
Ｃ＝（ＳA−Ｓi）＋ｈ                                          （１）
ここで、ｈはヒステリシス（しばしば、ヒステリシス・マージンまたはファクタとも呼ばれる）、ＳAは現在（またはしばしば、アクティブな、と呼ばれる）の基地局のＲＳＳＩ、Ｓiはｉ番目の候補となる基地局のＲＳＳＩである。Ｃ＜０の場合、ハンドオーバが開始されるべきである。
【０００８】
ヒステリシス・マージンｈは、２つまたはそれ以上の基地局の送信におけるパワーの変動に起因する、それらの基地局間の頻繁な「ピンポン」がユーザ端末に起きないようにするために、コスト関数に含まれている。ｈに対するこの特別な必要性は、図２に関連して図示され、記述される。
【０００９】
図２は、ユーザ端末がアクティブな通信中である基地局の１つから遠ざかり、他の基地局に向かって移動するにつれてユーザ端末が経験する、２つの基地局の理論的な信号強度と実際の信号強度を表わすグラフである。ユーザ端末１０８で受信される各々の基地局の送信信号の強度は、ユーザ端末１０８が速度１１０で基地局１０４から遠ざかり、基地局１０６へ向かって移動する際の距離の関数として縦軸に表わされている。
【００１０】
前述した実際のパワーの変動を無視した場合、ユーザ端末１０８が前述の移動をすると、基地局１０４と１０６に関する経路損失は線２０４と２０６によりそれぞれ表現され、この場合、ｈの必要性はない。この理想的な場合には、この２つの線が交差し、基地局１０６に関わるＲＳＳＩが基地局１０４に関わるＲＳＳＩを超えると、前で指摘したピンポン効果を起こすことなく、基地局１０６へのハンドオーバが円滑に起こる。
【００１１】
しかしながら、幾分無秩序なＲＦ環境に起因して、シャドウイング、スキャッタリング等がパワーの変動を引き起こし、非線形な経路損失が発生する場所では、基地局１０４、１０６に関連し、受信するユーザ端末１０８により経験される実際の経路損失は、それぞれ不規則なグラフの線２０２や２０８ように現れることがある。したがって、例えば領域２１０や２１２から明らかなように、１つの基地局のＲＳＳＩが他を超える瞬間があり、短時間の後に状況が逆転し、行ったり来たりの、すなわち「ピンポン」ハンドオーバ効果が起こることがある。
【００１２】
ピンポン・ハンドオーバ効果の発生を防止するために、いくつかの従来技術は、ハンドオーバのコスト関数Ｃに用いるｈに相対的に大きな値を選択している。しかしながらこのヒステリシス・ファクタｈが、大きすぎる値に固定されている場合は、ハンドオーバが起こる前に通信の品質がひどく損なわれることがある。他方、このヒステリシスが小さすぎる場合には、前述したピンポン効果が起こる可能性が依然として残される。例えば、それらの理想的な場合の経路線２０４、２０６の交点付近での、経路線２０２、２０８の振る舞いはそれぞれ、例えば、（１）ｈが小さすぎる値に選択された固定値である場合には、望まれないピンポン効果を引き起こしがちであり、（２）ｈが大きすぎる値に選択された固定値である場合には、望ましいレベルを超えて通信品質が劣化するまで、ハンドオーバが遅れることがある。
【００１３】
ウィンドウイングが用いられる場合には、ユーザ端末の速度が信号強度（例えばＲＳＳＩ）の計算に影響するので、いくつかのハンドオーバ技術は、信号強度の測定が行われる可変の測定ウィンドウを用い、次にユーザ端末の計算された速度に関連してウィンドウの長さを変更する。残念なことに、この技術には欠点がある。第１に、ユーザ端末の速度を推測することは、比較的に困難な作業である。第２に、可変のウィンドウの長さを用いることは、バッファが変更される必要があるので、例えばデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）における実施を非実用的にする。
【００１４】
さらに、コスト関数（Ｃ）は本来は信号強度の関数であるにもかかわらず、他の基地局と比較してそのＣが最適化された基地局を選択することが、最適な特性を提供しない場合がありうる。残念なことに、大抵の従来技術は、基地局の選択のために、他の選択の判定基準を用いて対処していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、必要なものは、従来技術のシステムと方法の前述の制約を克服するための、ハンドオーバを含む基地局の選択を容易にする方法と装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、最初の基地局の選択および／またはハンドオーバ（本明細書ではまとめて基地局の選択として呼ばれる）を容易にするための方法と装置を提供する。一態様に従えば、ヒステリシスは受信信号強度の変動の関数として、適応性があるように決定される。その結果として、適応性のあるヒステリシス因子が得られ、それを、例えばヒステリシスを考慮したコスト関数に基づいて、その後に続くハンドオーバ決定のために用いることができる。他の態様に従えば、基地局の選択は、信号強度とヒステリシス情報に加えて、基地局を選択するために１組の１つまたは複数の選択判定基準（例えば、距離や基地局の負荷）を考慮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、最初の基地局の選択および／またはハンドオーバ（本明細書ではまとめて基地局の選択として呼ばれる）を容易にするための方法と装置を提供する。一態様に従えば、ヒステリシスは受信信号強度の変動の関数として、適応性があるように決定される。その結果として、適応性のあるヒステリシス因子が得られ、それを、例えばヒステリシスを考慮したコスト関数に基づいた、その後に続くハンドオーバ決定のために用いることができる。他の態様に従えば、基地局の選択は、信号強度とヒステリシス情報に加えて、基地局を選択するために１組の１つまたは複数の選択判定基準（例えば、距離や基地局の負荷）を考慮する。
【００１８】
以下の記述においては、多様な特定の詳細が示される。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細がなくとも実現できることが理解されるべきである。他の場合では、周知の構成と技術は詳細には示されていない。本発明の種々の要素は、ハードウェア（例えば、回路）、ソフトウェア（例えば、機械が実行可能な命令）、またはそれらの組合せで実現できることに留意されたい。さらに、複数の汎用および／またはデジタル信号処理（ＤＳＰ）プロセッサ、ＡＳＩＣまたは他の型式のデータ処理ロジックが、本発明の１つまたは複数の方法を実行するために、本発明の基地局またはユーザ端末によって用いられてもよい。
【００１９】
明細書全体を通しての、「一実施形態」または「ある実施形態」への言及は、実施形態に関係する、特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な箇所における、「一実施形態において」または「ある実施形態において」との語句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態について言及しているわけではない。さらに、その特定の特徴、構造、または特性が、１つまたは複数の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わせられてもよい。
【００２０】
同様に、本発明の代表的な実施形態の前述の説明において、本発明の種々の特徴はしばしば、開示の系統化と、種々の本発明の態様のうちの１つまたは複数の理解を目的として、本発明の単一の実施形態、図面、または説明にまとめられていることが理解されるべきである。しかしながらこの開示の方法は、請求される発明が、各々の請求項においてあきらかに言及される以上の特徴を必要とするとの意図を反映するものとして解釈されるべきでない。それよりむしろ、添付の特許請求の範囲が反映するように、発明の態様は、前述の開示された単一の実施形態のすべての特徴よりも少ない。したがって本明細書において、「発明を実施するための最良の形態」に従う請求項は、「発明を実施するための最良の形態」に明確に組み込まれ、各請求項は、それ自体、本発明の個別の実施形態として独立したものである。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態に従う、基地局の選択を容易にするための、ヒステリシス因子を適合するように計算するための方法のフロー図である。本発明の一実施形態においては、図３に示される方法は、ユーザ端末によってのみ実行される。しかしながら、当業者には理解されるように、この方法が１つまたは複数の基地局と併せて実行されるように、本発明を変形することもできる。
【００２２】
ブロック３０２で、第１の基地局に対する信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）の変動を表わす第１の値が計算される。
【００２３】
ブロック３０４で、第２の基地局に対する信号強度の変動を表わす第２の値が計算される。
【００２４】
ブロック３０６で、第１と第２の基地局に関するヒステリシス因子を得るために、第１と第２の値が組み合わせられる。
【００２５】
ブロック３０８で、すべての「候補」の基地局（すなわち、ユーザ端末がこれらの基地局の送信を閾値より上で「聞く」ことができる基地局）に対して、ブロック３０２からブロック３０６までが繰り返され、各々の候補基地局に対するハンドオーバのコスト関数Ｃが計算される。
【００２６】
ブロック３１０で、コスト関数が最適化された任意の候補基地局に対して、ハンドオーバが実行される。
【００２７】
本発明の一実施形態においては、以下の記述から明らかになるように、ハンドオーバはコスト関数（コスト関数は、ヒステリシスと相対的な受信信号の強度に基づいている）のみに基づいているのではなく、例えば推定されたそれへの距離、その負荷、コスト関数の相対的な差異などの他の基地局選択の判定基準にも基づいている。
【００２８】
信号強度の変動の計算
図３を参照して前述された実施形態においては、ブロック３０２と３０４において計算された第１と第２の値はそれぞれ、第１と第２の基地局に対する信号強度の変動をそれぞれ表わしている。第１の基地局は、例えば「現在の」または「アクティブな」基地局であり、すなわち、ユーザ端末がアクティブに登録されて通信中の基地局であり、第２の基地局は候補基地局である。他方、例えば最初の基地局の選択の場合、すなわち、ユーザ端末が特定の基地局とアクティブには通信中ではなく、例えばユーザ端末の起動に際してアクティブな基地局を捜している場合には、第１と第２の基地局の双方が候補基地局を表わしている。
【００２９】
図４は、本発明の一実施形態に従う、受信された信号に対する信号強度の変動を計算する方法のフロー図である。
【００３０】
ブロック４０２で、受信された信号の大きなスケールの経路損失成分が推定される。図２に戻って参照すると、ユーザ端末１０８により受信される、基地局１０４の信号に対する大きなスケールの経路損失成分は、線２０４により示され、これは基本的に、ユーザ端末が所与の基地局へ向かう、またはそれから遠ざかるにつれて変化する。一実施形態では、大きいスケールの経路損失は、比較的に長い期間にわたる受信信号（すなわち相対的に複数のサンプルを含む受信信号）を平均することにより推定される。しかしながら平均化は、平均化ウィンドウ長さに比例する（例えば、ハンドオーバを実行するための）応答に遅れをもたらすので、この大きなスケールの経路損失を計算するための特定の平均化ウィンドウの選択に関わるトレードオフを当業者は認識するであろう。一実施形態では、本発明は、０．５秒ごとに各々の候補基地局のブロードキャスト送信を、２５秒間（５０サンプルに等しい）にわたる、固定されたサイズのスライディング矩形ウィンドウを用いてサンプリングする。
【００３１】
ブロック４０４で、中間的な残差信号を得るために、ブロック４０２で計算された大きいスケールの経路損失成分は、基地局から受信された小さいスケールの信号強度の表現（一実施形態では平滑化に関わる）から取り除かれる。本発明の一実施形態では、基地局のブロードキャスト・サンプリングが０．５秒の継続時間とすると、５秒間（または１０サンプル）にわたる、固定されたサイズの短期平均化ウィンドウを用いて、鋭敏な変化がパワー・エンベロープから取り除かれる。代替の実施形態では、短期の平均化は実行されない。
【００３２】
ブロック４０６で、残差信号の変動が、帰納的な方法で残差信号ｒの標準偏差
【００３３】
【数１】
2007521745.tif 000003
を計算することにより、以下のように推定される。
ｋ＝１、２、．．．Ｎの場合、
ｒ（ｋ）＝ｓ［ｋ−（Ｌ１−Ｌ２）／２］−ｌ（ｋ）                        （２）
および
【００３４】
【数２】
2007521745.tif 000004
ここで、ｒ（ｋ）は残差信号を表わし、ｓとｌは、それぞれ短期と長期の平均化された信号（他の実施形態では、短期の平均化は存在しないが）である。Ｌ１とＬ２は、それぞれ長期と短期の平均化ウィンドウの長さである。αは、メモリ因子である。
【００３５】
【数３】
2007521745.tif 000005
は、時刻ｋにおけるｉ番目の基地局の平均化された信号強度の変動（または「パワー・エンベロープ」）の（推定された）標準偏差である。Ｎは以上の計算に用いられたサンプルの数である。
【００３６】
一実施形態では、古いサンプルに対して相対的に新しいサンプルを強調する、指数の重み付けを与えるために、αが０．１に設定される。もちろんαは、Ｎがサンプルの数である、１／Ｎに設定されることができ、この場合、システムのメモリは無限であり、すべてのサンプルが変動の計算された推定値において等しい重みを与えられる。代替の実施形態では、αは、本発明の特定の実施形態に適合するように種々の値から選択されることができる。
【００３７】
ヒステリシスの計算
図５は、本発明の一実施形態に従う２つまたはそれ以上の基地局の、受信された信号の強度における変動の推定値の関数としてヒステリシスを計算する方法のフロー図である。
【００３８】
ブロック５０２で、基地局対に対する受信信号強度の変動の推定値が合計される。
【００３９】
一実施形態では、この基地局対は、アクティブな基地局と候補基地局を表わす。
【００４０】
本発明の一実施形態では、特定の基地局対に関わる受信信号強度の変動は、上記の式３を用いて計算される。そのため、信号強度の変動は推定され、１つまたは複数の固定された長さの平均化ウィンドウにわたる信号強度の標準偏差により表わされる。
【００４１】
ブロック５０４で、ブロック５０２で得られた和が、基地局対に対するヒステリシスを得るために、スケーリング因子によりスケールされる。例えば一実施形態では、ヒステリシスｈは以下のように計算される。
【００４２】
【数４】
2007521745.tif 000006
ここで、ｍはスケーリング因子、
【００４３】
【数５】
2007521745.tif 000007
は現在の（アクティブな）基地局に対する信号強度の変動の推定された標準偏差、および
【００４４】
【数６】
2007521745.tif 000008
は候補基地局に対する信号強度の変動の推定された標準偏差である。スケーリング因子ｍは、本発明が実装された特定の通信システム構成やネットワークに対して適切なシミュレーションを通して得ることができる。本発明の一実施形態では、１．５から２の間の値に等しいスケーリング因子ｍが用いられる。代替の実施形態では、特定のネットワークのシミュレーションは、ｍの値の範囲は異なっていてもよい。したがって、本発明の特定の一実施形態に関連して記述されたｍの値の範囲に、本発明が限定されるべきではない。
【００４５】
基地局の選択の基準
本発明の一態様に従えば、基地局の負荷と、推定された基地局への距離などの他の基地局の選択基準と共に、（例えば、コスト関数Ｃにより提供されるような）受信された信号の強度とヒステリシスが、基地局の選択のために用いられる。
【００４６】
図６は、本発明の一実施形態に従う、ハンドオーバのために基地局を選択する方法のフロー図である。
【００４７】
ブロック６００で、（受信している）ユーザ端末が１組の候補基地局（すなわち、それらの基地局のＲＳＳＩが、所与の構造的に指定された閾値よりも上である）のＲＳＳＩを測定し、測定されたＲＳＳＩに基づいて、ハンドオーバに対して最も有力な候補基地局の表示として、最大のＲＳＳＩがリストの最上部に表われる、候補基地局のリストを集計する。
【００４８】
ブロック６０２で、１つまたは複数の基地局の組に対して、受信信号強度とヒステリシスに基づいてハンドオーバのコスト関数が計算される。その際、基地局対の一方が現在アクティブな基地局であり、他方がブロック６００で導出されたリストからの最も有力な候補基地局（一実施形態では、最大のＲＳＳＩを有する基地局）である。本発明の一実施形態では、コスト関数は以下の式により表わされる。
Ｃi＝（ＳA−Ｓi）＋ｈ                                          （１）
ここで、ｈはヒステリシス（しばしばヒステリシス・マージンまたはヒステリシス因子としても呼ばれる）、ＳAは現在の（またはしばしばアクティブとしても呼ばれる）基地局のＲＳＳＩ、またＳiは、リスト内の他の（残りの）候補基地局に対して最大のＲＳＳＩを有するものから数えてｉ番目の候補基地局のＲＳＳＩである。
【００４９】
ブロック６０４で、すべての候補基地局に対してＣi＜０であるかどうかが判定される。そうでない場合は、次にブロック６０６で、ハンドオーバが起こらず、したがって現在の基地局が残る。
【００５０】
任意の候補基地局に対してＣi＜０である場合は、次にブロック６０８で、この候補基地局に対する負荷情報が閾値と比較される。例えば一実施形態では、任意の候補基地局に対して負荷が最大負荷閾値を超えている場合には、次にブロック６１０で、この候補基地局が、ハンドオーバする潜在的な候補基地局であるということから、その理由により除外される。
【００５１】
一実施形態では、閾値以上の負荷を有する任意の（複数の）候補基地局がハンドオーバの候補基地局の所与の組から一旦除外されてしまうと、残っている候補基地局は、その基地局に関連するＣiが最大の負のＣiの値を有する基地局が、最も有力なハンドオーバの候補としてリストの最上部に表われ、２番目に大きい負の値のＣ値が続き、以下その順に、それらのＣiの値に従って順序づけられる。一実施形態では各々の基地局は、それが周期的に送信するブロードキャスト・バースト内にその負荷情報を表わす。
【００５２】
例えば一実施形態では、ブロック６１２で、最大の負のＣi値を有する基地局が、ハンドオーバ／選択に対する最も有力な候補基地局ＢＳiとして候補基地局のリストの最上部となる。
【００５３】
ブロック６１４で、その最も有力な候補基地局ＢＳiの１つまたは複数の基地局選択の判定基準が、他の候補基地局ＢＳjと比較される。一実施形態では、この比較は、まずＣの最少の（複数の）値を有するものから始めて、Ｃiの順序に従って実行される。一実施形態では、この判定基準は、負荷、距離、さらには利用可能な場合には、コスト関数Ｃにより提供される相対的な信号強度やヒステリシスを含む。
【００５４】
一実施形態では、通信ネットワーク内の基地局は、共通のタイミング基準に従って、同期された方法でブロードキャスト・メッセージを送信する。一実施形態では、この共通のタイミング基準は、グローバル・ポジショニング衛星（ＧＰＳ）システムから導出される、正確な基準時間である。したがって、ユーザ端末は、これらの基地局の送信間の相対的な到着時間を決定するために１組の（候補）基地局をモニターし、特にそれらのブロードキャスト・メッセージをモニターする。さらにユーザ端末は、この基地局が送信したブロードキャスト・メッセージに対するユーザ端末からの上がり信号の到着時間の基地局の測定に基づいた、伝搬遅延
【００５５】
【数７】
2007521745.tif 000009
の表示を現在の基地局から取得する。この伝搬遅延
【００５６】
【数８】
2007521745.tif 000010
から、ユーザ端末は、現在の基地局と他の（候補）基地局の双方への距離を計算することができる。
【００５７】
代替の実施形態では、例えば、基地局とユーザ端末の双方がＧＰＳクロックに同期され、次いでメッセージの到着時間を測定し、それらをそのようなメッセージに含まれるタイム・スタンプと比較する場合には、距離はメッセージのタイム・スタンプに基づいて計算される。
【００５８】
一実施形態では、もし
Ｉj＜Ｉi／２                                                            （５）
かつ
ｄj＜ｄi／２                                                            （６）
である場合には、双方が論理値真に維持されず、ここで、Ｉjはｊ番目の候補基地局の負荷、ＩiはＢＳiの負荷、ｄjはｊ番目の候補基地局までの距離、ｄiはＢＳiまでの距離であり、したがってＢＳiは現在の基地局としてブロック６１６で選択される。
【００５９】
他方、もし式（５）と（６）により与えられる条件が、双方を論理値真に保持する場合で、かつまた
（Ｃi−Ｃj）＜３ｄＢ                                                    （７）
であるならば、ｊ番目の基地局が現在の基地局として選択される、すなわち、ｊ番目の基地局へのハンドオーバが行われる。それ以外であれば、ＢＳiが現在の基地局として選択される。
【００６０】
式（５）〜（７）で与えられた特定の閾値は調整でき、負荷、距離、および／または信号強度の任意の組合せが、デザインの選択と特性への要求に応じて、本発明の他の実施形態においていくつもの方法で重み付けされてもよいことを理解されたい。したがって本発明は、記述された特定の実施形態の重み付けと比較の式に限定されるべきではない。
【００６１】
図７は、本発明の一実施形態に従う、最初のセルの選択を実行するための方法のフロー図である。最初のセルの選択は、ユーザ端末がトラヒック情報のアクティブな通信をする現在の基地局がない場合に生じる。例えば、最初のセルの選択は、ユーザ端末が登録のために起動され、ネットワークに「参加」して、現在の／アクティブな基地局として選択されるべき最適の基地局を捜しているときに生じる。記述される実施形態では、最初のセルの選択方法は、ヒステリシスがゼロに設定されていること以外は、図６を参照してハンドオーバについて記述した方法と同様である。
【００６２】
ブロック７０２で、（例えば、ユーザ端末におけるＲＳＳＩにより与えられるような）最大の受信信号強度を有する基地局が特定される。一実施形態では、そのユーザ端末が「聞く」ことができるすべての基地局（例えば、そのユーザ端末において、システムが定義した閾値より上のＲＳＳＩを有する基地局）は、最大のＲＳＳＩを有する基地局が、最も有力な基地局ＢＳiとして、候補基地局のリストの最上部に表われるような方法で、それらのＲＳＳＩに従って順序づけされる。
【００６３】
ブロック７０４で、閾値以上の負荷を有する任意の（複数の）基地局が、候補基地局のリストから除外される。一実施形態では、この閾値は最大に設定される。
【００６４】
ブロック７０６で、最も有力な基地局ＢＳiの負荷が、相対的なＲＳＳＩまたは他の信号強度の指標の降順で、１つまたは複数の残りの候補基地局ＢＳjの組と、以下の条件を使用して比較される。
Ｉj＜Ｉi／２                                                            （８）
一実施形態では、この比較は、最大の相対ＲＳＳＩ値を有するものから始めて、リストの順で基地局対を用いて行われる。
【００６５】
任意のｊ番目の基地局に対して、式（８）の条件が論理値真に保持されない場合には、ＢＳiが現在の基地局としてブロック７０８で選択される。
【００６６】
しかしながら、任意のｊ番目の基地局に対して、式（８）の条件が論理値真に保持され、かつ条件
（Ｓi−Ｓj）＜３ｄＢ                                                    （９）
が論理値真に保持されるならば、このｊ番目の基地局が選択されるが、それ以外の場合には、ＢＳiが現在の基地局として選択される。ここで、ＳiはＢＳiのＲＳＳＩであり、ＳjはＢＳjのＲＳＳＩである。
【００６７】
ハードウェアの概観
本発明は、基地局とモバイルまたは固定のユーザ端末だけでなく全体のシステムが、多様なハードウェア／ソフトウェアの形態を取る、種々のワイヤレス・システムやアーキテクチャにおいて有用であり、かつ実施できることを理解されたい。したがって図８〜図９は、本発明の１つまたは複数の実施形態に従う、本発明の方法と装置を用いることができる通信デバイスのための、すべてではないがいくつかの、例としての実施形態を示している。
【００６８】
本発明は、固定されたアクセスまたはモバイルのアクセスの、音声および／またはデータ通信を、空気を通して提供することができるワイヤレス通信システムに関する。そのようなシステムは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）などの多元接続プロトコルと組み合わせた空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）技術を用いることができる。多元接続は、周波数分割デュープレックス（ＦＤＤ）または時分割デュープレックス（ＴＤＤ）と共に用ることができる。しかしながら本発明は、任意の特定のワイヤレス構成、通信プロトコル、システム、またはデバイスに限定されないことを理解されたい。
【００６９】
図８Ａは、本発明の一実施形態に従う、基地局の選択メカニズムを含むユーザ端末のブロック図である。示されているように、ユーザ端末８００は、図９に示されるような１つまたは複数の基地局とＲＦ信号を送受信するための、無線ユニット８０４に結合されたアンテナ８０２（これは、１つまたは複数の、すなわちアレイのアンテナ・エレメントを含んでもよい）を含んでいる。無線ユニット８０４は、送信器メカニズムと受信器メカニズムとを含み、一般的には、信号を無線で受信し、（通常は、何らかのダウン・コンバートの後に）それらを無線ユニット８０４に結合された処理ユニット８０６に提供し、かつ同様に、処理ユニット８０６により提供されるベース・バンド信号をアップ・コンバートし、それらを例えばある選択された基地局に送信するために、１つまたは複数の増幅器、ＬＮＡ、アップ／ダウン・コンバータ、デジタル／アナログ・コンバータ、アナログ／デジタル・コンバータ等を含んでいる。
【００７０】
次に処理ユニット８０６は、記憶エリアを含み、かつ、ユーザ端末８００のアンテナ８０２を経由して、無線ユニット８０４により受信した、またはそれにより送信されるべき処理信号のための処理回路を含んでいる。示されているように、本発明の一実施形態では、処理ユニット８０６と結合されている高レベル・コントローラ８０８は、外部のエンド・ユーザ・データ処理デバイス８１０とさらに結合される。例えば一実施形態では、ユーザ端末８００は、ラップトップ・コンピュータ、ＰＤＡ、ゲーム、または他のデータ処理デバイスなどのデバイス８１０と結合／統合されることがある（例えば、ＰＣＭＣＩＡ型式の因子で実施されるような）ワイヤレス・モデムを表わす。したがってこの高レベル・コントローラ８０８は、ユーザが選択したデータを受信して処理ユニット８０６に提供することができ、次いで処理ユニット８０６は、そのデータを処理（例えば、特定のワイヤレス通信プロトコルに従ってそれをコード化し、それを変調する等）し、アクティブな基地局へと送信するために処理された信号を無線ユニット８０４に提供する。
【００７１】
本発明の一実施形態に従う処理ユニット８０６は、実行された場合には、本発明の１つまたは複数の方法を処理ユニット８０６に実行させる、機械が実行可能な命令を記憶する記憶エリア（図示せず）を含んでいる。
【００７２】
ユーザ端末８００は、データ通信モデムに関連して記述されてきたが、本発明の代替の実施形態では、ユーザ端末８００は、例えばデジタル・モバイル／セルラ電話のための音声処理無線ユニットを表わしている。
【００７３】
図８Ｂは、本発明の一実施形態に従う、図８Ａに示されたユーザ端末の処理ユニットのブロック図である。示されているように、処理ユニットは、受信信号強度測定（ＲＳＳＩ）ユニット８２０への入力として提供される１つまたは複数の基地局から送信された信号を受信する。一実施形態では、特定の基地局からの受信された信号は、（１）負荷の表示（例えば、その基地局とアクティブに通信しているユーザ端末の数、またはその代わりに、負荷がある閾値より上であるか、上でないかの表示）と、（２）そこから基地局までの距離を距離計算ユニット８２６により導出できる伝搬遅延の表示とを含むブロードキャスト・メッセージ・バーストである。距離計算ユニット８２６の出力、すなわちユーザ端末と基地局との間の推定された距離は、負荷情報とＲＳＳＩユニット８２０の出力と同様に基地局選択ユニット８２４に提供される。
【００７４】
また、ＲＳＳＩユニット８２０の出力はヒステリシス計算ユニット８２２にも供給される。一実施形態では、ヒステリシス計算ユニット８２２は、本明細書に記述される本発明の方法に従って、ハンドオーバのコスト関数における使用に適合するようにヒステリシスを計算する。しかしながら代替の実施形態では、ヒステリシス計算ユニットは、１つの方法または他の方法との組合せを使用して、ヒステリシス因子を提供することができる。
【００７５】
本発明に記述される方法に従って、（もしある場合には）入力されたヒステリシス因子、ＲＳＳＩユニット８２０により提供されるような受信信号強度の表示、さらに負荷情報と距離情報を使用して、基地局選択ユニット８２４は、最初にか、ハンドオーバのためにかのいずれかで、基地局を選択する。
【００７６】
図９は、本発明の一実施形態を用いたワイヤレス通信システムに用いることができる基地局のブロック図である。一実施形態では、示されているように、基地局の一部であってもよいシステム９２０は多数のアンテナ素子を含むアンテナ・アレイ９２２を含む。アンテナ・アレイ９２２は、１つまたは複数のリモート・ユーザ端末にダウンリンク信号を送信するために、および、１つまたは複数のリモート・ユーザ端末からアップリンク信号を受信するために用いられる。一実施形態では、アンテナ・アレイ９２２はまた、ブロードキャスト・メッセージの送信基準時間（これから、受信しているユーザ端末は、基地局についての情報を表示するブロードキャスト・メッセージを送信する。その表示には、基地局への距離を推定することができる）の表示、基地局の負荷の表示、さらに一実施形態では、メッセージを送信するためにその基地局が使用する送信パワーの表示を含む。
【００７７】
もちろんシステム９２０は、いくつかのリモート・ユーザ端末と通信してもよく、したがって、各々がリモート・ユーザ端末または他の信号源と関連する複数の信号を処理することもできる。さらにシステム９２０は、各々の基地局が、所与の地理的領域、例えばセル内のリモート・ユーザ端末ユニットと通信するために所与の１組のチャンネルを使用する、ワイヤレス通信ネットワーク内のいくつかの基地局の各々で用いることができる。そのようなリモート・ユーザ端末は、固定されたものであってもモバイルであってもよく、ＰＰＰ、ＴＣ／ＩＰ、および／または他のデータ・プロトコルまたは音声プロトコルを使用して、システム９２０と音声および／またはデータの通信を行うことができる。一実施形態では、各々のそのようなリモート・ユーザ端末は、そのようなデバイスがユーザ端末とシステム９２０の間に確立されたワイヤレス通信リンクと向かい合って、システム９２０とデータを交換できるようにする、イーサネット（登録商標）またはＰＰＰ・オーバ・イーサネット（ＰＰＰｏＥ）接続を使用して、外部のデータ処理デバイス（例えば、ラップトップ・コンピュータ、ＰＤＡ、ゲーム・デバイス、または他の計算デバイス）に結合される。
【００７８】
図９に示されているように、アンテナ・アレイ９２２の各々のアンテナ素子は、パワー増幅器（ＰＡ）とロー・ノイズ増幅器（ＬＮＡ）９２４に結合されている。各々のアンテナ素子のＰＡ／ＬＮＡ９２４は、受信した（アップリンク）および／または送信する（ダウンリンク）（複数の）信号を増幅する。示されているように、各々のＰＡ／ＬＮＡ９２４は、ダウン・コンバータ９２６とアップ・コンバータ９２８に結合されている。ダウン・コンバータ９２６は、アンテナ・アレイ９２２により受信されたキャリア周波数上の「生の」信号を受信（Ｒｘ）ベース・バンド信号に変換し、その信号を、ベース・バンド・プロセッサ（モデム・ボードとも呼ばれる）９３０に供給する。アップ・コンバータ９２８は逆に、ベース・バンド・プロセッサ９３０により供給される送信（Ｔｘ）ベース・バンド信号をキャリア周波数送信信号に変換し、その信号を、（例えば、リモート・ユーザ端末へ）送信されるために、ＰＡ／ＬＮＡ９２４に供給する。図示されてはいないが、アナログ／デジタル変換（ＡＤＣ）とデジタル／アナログ（ＤＡＣ）回路が、ダウン・コンバータ９２６とベース・バンド・プロセッサ９３０の間に、およびアップ・コンバータ９２８とベース・バンド・プロセッサ９３０の間に、それぞれ結合されてもよい。
【００７９】
ベース・バンド・プロセッサ９３０は、一般的に、受信した（アップリンク）信号と送信する（ダウンリンク）信号の処理を容易にするために、ハードウェア（例えば、回路）および／またはソフトウェア（例えば、データ記憶媒体／デバイスに記憶された、機械が実行可能なコード／命令）を含んでいる。図９に示される本発明の実施形態に従えば、ベース・バンド・プロセッサ９３０は、アナログまたはデジタルのいずれかの形式の受信した信号をフィルタリングするために、少なくとも１つの狭帯域フィルタ９３６を含んでいる。狭帯域フィルタ９３６からのフィルタリングされた信号は、次に、空間プロセッサ９３８に供給される。
【００８０】
空間プロセッサ９３８は、一般的に、空間処理を容易にするために、少なくとも１つの汎用プロセッサおよび／またはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでいる。一実施形態では、空間プロセッサ９３８は、１つまたは複数のアップリンク信号の、空間的または空間／時間的（諸）特性（「空間シグネチャ」としても知られる）に基づいて、空間的に選択する方法で、１つまたは複数のリモート・ユーザ端末間で信号を送受信することができる。したがって、空間チャンネルとＳＤＭＡが利用されている一実施形態では、２つまたはそれ以上のリモート・ユーザ端末は、同時に同じチャンネル（例えば、キャリア周波数および／またはタイム・スロットおよび／またはコード）上で受信および／または送信できるが、それらに固有の空間的または空間／時間的（諸）特性に基づいて、システム９２０により区別される。しかしながら本発明の代替の実施形態では、空間的なチャンネルは用いない。空間的特性の一例は、到来の方向（ＤＯＡ）または到来の角度（ＡＯＡ）である。適合可能なアレイの技術で周知の他の型式の空間的特性も、本発明と組み合わせて用いられてもよい。
【００８１】
一般的にアンテナ・アレイ９２２は、システム９２０と所望のリモート・ユーザ端末および／または１つまたは複数の他のデバイス（例えば、ワイヤレス通信ネットワーク、衛星通信ネットワーク等内の複数のリモート・ユーザ端末、他の基地局）との間の信号の送信を容易にする。例えばアンテナ・アレイは、所望のリモート・ユーザ端末にダウンリンク信号を送信し、リモート・ユーザ端末からアップリンク信号を受信する。そのような送信と受信は、（例えば、ＴＤＤシステムにおいて）同じ周波数チャンネルで異なる時間に発生してもよく、また（例えば、ＦＤＤにおいて）システムで異なる周波数発生してもよい。プロセッサ９３８は、本明細書ではプライマリ・リモート・ユーザ端末とも呼ばれる所望のリモート・ユーザ端末からのアップリンク信号の空間的（諸）特性、および１つまたは複数の非プライマリ・リモート・ユーザ端末の空間的（諸）特性を決定する。そのような特性に基づいて、システム９２０は、所望のリモート・ユーザ端末の位置での送信ゲインを強調する一方で、（複数の）非プライマリ・リモート・ユーザ端末の位置での送信ゲインを相対的に最小化する（すなわち、「ヌル（ｎｕｌｌ）」、または干渉が緩和された領域を提供する）、ダウンリンク・ビーム形成戦略を決定する。システム９２０は同様に、この空間的特性に基づいて、プライマリ・リモート・ユーザ端末の位置からの受信ゲインを強調する一方で、１つまたは複数の非プライマリ・リモート・ユーザ端末の（複数の）位置からの受信ゲインを最小化する、アップリンク・ビーム形成を実行することもできる。
【００８２】
本発明の一実施形態では、システム９２０と通信している２つまたはそれ以上のリモート・ユーザ端末が、同じ在来の周波数および／またはタイム・チャンネルを同時に使用するように、空間チャンネルをサポートする。しかしながら代替の実施形態では、空間チャンネルはサポートされないまたは利用されず、あるいは１つまたは複数の条件が満たされる場合にのみ利用される。
【００８３】
図９に示されているように空間プロセッサ９３８はさらに、デモジュレータおよびエラー・コントロール・ユニット９４０に結合されている。それは空間プロセッサ９３８から「抽出された」または「所望の」信号または１組の信号を受信し、抽出された信号をネットワーク・プロセッサ９３２に出力する。ユニット９４０は、ネットワーク・プロセッサ９３２に、デジタル・データの形式でアップリンク情報を出力する前に、エラー訂正を実行し、パケットのオーバ・ヘッドを提供し、かつ／または他の処理を実行することができる。
【００８４】
システム９２０の一部を構成しても、しなくてもよいネットワーク・プロセッサ９３２は、システム９２０と外部のネットワーク９３４の間での情報の転送を容易にする。例えば外部のネットワーク９３４はインターネットであってもよく、その場合、システム９２０は（ワイヤレスおよび／または結線されたリンクを通して）インターネット・サービス・プロバイダ（ＩＰＳ）に接続される。そのような情報は、音声および／またはデータを含み、パケット・スイッチされたまたはサーキット・スイッチされた方法で転送される。例えば一実施形態では、リモート・ユーザ端末は、セルラ電話、双方向ページャー、ワイヤレス通信の能力を有するＰＤＡ、ワイヤレス・モデムを含んでもよく、このワイヤレス・モデムは、ラップトップ・コンピュータ、ＰＤＡ、ゲーム・デバイスまたは他の計算デバイス、あるいは（複数の）リモート・ユーザ端末とネットワーク９３４の間で音声および／またはデータ信号のルーティングを容易にするための他の通信デバイスであって、この例ではネットワークは公衆回線電話網（ＰＳＴＮ）、インターネット、および／または他の音声および／またはデータ・ネットワークを含む他の通信デバイスなどのデータ処理デバイスへインターフェースされる。したがって、リモート・ユーザ端末はウェブ・ブラウザと共に計算デバイス（例えば、携帯デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ／ノートブック・コンピュータ、コンピュータ・セルラ電話ハンドセット等）を含むか、またはそれらとインターフェースされており、この場合には、ネットワーク９３４はインターネットを表わし、ネットワーク・インターフェース・プロセッサは、（システム９２０を経由して）リモート・ユーザ端末と、インターネットに接続された１つまたは複数のサーバまたは他のデータ処理システムとの間の通信を容易にする。したがって、音声および／またはデータ（例えば、ビデオ、オーディオ、グラフィックス、テキスト等）は、システム２０（およびそれと通信している１つまたはいくつかのリモート・ユーザ端末）と外部のネットワーク９３４の間で転送される。
【００８５】
本明細書で用いられる用語「基地局」は、所与の地理学的エリア内でユーザ端末に対し働くワイヤレス通信システムの音声またはデータ・アクセス・ポイントを表わしている。例えばそのような基地局は、セルラ型式の音声（および／またはデータ）の通信システムのアクセス・ポイントである。それに代わって、基地局は、ＩＥＥＥ３０２．Ｘ規格ベースのデータ通信ネットワーク（例えば、８０２．１１、８０２．１６、８０２．２０等）のアクセス・ポイントを表わしてもよい。本発明を実施する通信システム内で用いられる基地局の、例としての構成を述べてきたが、本発明は、任意の特定の基地局または通信システムの構成に必ずしも限定されるものではないことを理解されたい。
【００８６】
当業者には自明であるように、図８〜図９に示される要素は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せにより実現できる。例えば図８〜図９の要素は、本発明の（複数の）方法を実行できるように、機械実行可能な命令で実施されてもよく、その命令は、命令によってプログラムされた汎用もしくは専用のプロセッサ、または論理回路を、本発明の方法を実行させるために使用される。代替案として図８〜図９の要素は、本発明の（複数の）方法を実行するための論理回路またはアナログ回路により実施されてもよく、またはそのような回路と、機械が実行可能な命令（すなわち、ソフトウェア）との組合せで実施されてもよい。
【００８７】
一実施形態では、本発明は、本発明によるプロセスを実行するようにコンピュータ（または他の電子デバイス）をプログラムするために用いられる命令を格納した、機械読取り可能媒体を含むことができるコンピュータ・プログラム製品として提供される。この機械読取り可能媒体は、それらに限定されることはないが、フロッピー（登録商標）・ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、および光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カードもしくは光カード、フラッシュ・メモリ、または他の型式の媒体もしくは電子的な命令を記憶するために適切な、機械読取り可能媒体を含む。さらに本発明は、コンピュータ・プログラム製品としてダウン・ロードされることもでき、このプログラムは、通信リンク（例えば、モデムまたはネットワーク接続）を経由して、キャリア波または他の伝搬媒体内に実施されたデータ信号により、リモート・コンピュータから、要求するコンピュータへ転送できる。
【００８８】
重要なことは、本発明は、携帯型のハンドセットまたは他のユーザ端末デバイス（例えば、多様な携帯型のデータ処理デバイスとインターフェースされたワイヤレス・モデム）用のワイヤレス・インターネット・データ・システムの文脈で記述されてきたが、本発明は、内部でデータが交換される幅広い多様な異なるワイヤレス・システムにも適用できることである。そのようなシステムは、外部への接続を有さない、音声、ビデオ、音楽、放送、その他の型式のデータ・システムを含んでいる。本発明は、低度および高度の可搬性を有する端末と同様に、固定された端末にも適用することができる。多くの方法が基本的な形式で本明細書に記述されているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、工程を追加または任意の方法から削除することができ、情報を追加または任意の記述されたメッセージから削除することもできる。多くのさらなる修正と適合がなされうることが当業者には自明であろう。特定の実施形態は、本発明を限定するためではなく、それを例示するために提供されている。本発明の範囲は、上記の特定の例によって決定されるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ決定される。
【００８９】
本発明は、いくつかの実施形態を参照して述べられてきたが、添付の特許請求の範囲によって最良に理解される本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変形と修正が可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】従来技術に従う、典型的な分散型音声および／またはデータ・ネットワークのトポロジーを示す図である。
【図２】ユーザ端末がアクティブな通信中である基地局の１つから遠ざかり、他の基地局に向かって移動するにつれてユーザ端末が経験する、２つの基地局の理論的な信号強度と実際の信号強度を表わすグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に従う、基地局の選択を容易にするための、ヒステリシス因子を適合するように計算するための方法のフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態に従う、（例えば、送信基地局からユーザ端末により受信されるような）受信された信号に対する信号強度の変動を計算する方法のフロー図である。
【図５】本発明の一実施形態に従う２つまたはそれ以上の基地局の、受信された信号の強度における変動の推定値の関数としてヒステリシスを計算する方法のフロー図である。
【図６】本発明の一実施形態に従う、ハンドオーバのために基地局を選択する方法のフロー図である。
【図７】本発明の一実施形態に従う、最初のセルの選択を実行するための方法のフロー図である。
【図８】本発明の一実施形態に従う、基地局の選択メカニズムを含むユーザ端末のブロック図（Ａ）と本発明の一実施形態に従う、図８Ａに示されたユーザ端末の処理ユニットのブロック図（Ｂ）である。
【図９】本発明の一実施形態を用いたワイヤレス通信システムに用いられることができる基地局のブロック図である。
【図１】
2007521745.tif 000011
【図２】
2007521745.tif 000012
【図３】
2007521745.tif 000013
【図４】
2007521745.tif 000014
【図５】
2007521745.tif 000015
【図６】
2007521745.tif 000016
【図７】
2007521745.tif 000017
【図８】
2007521745.tif 000018
【図９】
2007521745.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月2日(2007.5.2)
【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】
基地局を選択する方法であって、
複数の基地局から送信を受信するステップと、
前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する受信信号強度の示度を導き出すステップと、
受信信号強度の降順示度に従って候補基地局集合を順序付けるステップと、
前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する負荷情報を導き出すステップと、
尤もらしい選択基地局と残りの候補基地局集合との間で負荷情報を比較するステップと、
前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する距離情報を導き出すステップと、
尤もらしい選択基地局と残りの候補基地局集合との間で距離情報を比較するステップと、
前記尤もらしい選択基地局に対する前記負荷及び距離が、残りの候補基地局集合のそれぞれに対する前記負荷及び距離を第１の閾値だけ超えないときに現在基地局として前記複数の基地局の一つを選択するステップと、
前記尤もらしい選択基地局に対する前記負荷及び距離が、残りの候補基地局集合の代替基地局に対する前記負荷及び距離を第１の閾値だけ超えるときに代替基地局を選択するステップと
を含む方法。
【請求項２】
代替基地局を選択するステップが、前記代替基地局に関連するハンドオーバ・コスト関数（Ｃｊ）もまた前記尤もらしい選択基地局に関連するハンドオーバ・コスト関数（Ｃｊ）を第２の閾値だけ超えるときに代替基地局を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
距離情報を導出するステップが、前記送信の各々に表わされる送信の基準時間と前記送信の各々の受信された時間に基づいて距離を計算するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
負荷情報を比較するステップが受信信号強度の降順示度の順序の基地局対を用いて負荷情報を比較するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１の候補基地局に関連する負荷情報が、前記第１の候補基地局の負荷が閾値を上回ることを示す場合には、複数の候補基地局の中から前記第１の候補基地局を除外するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の閾値が２に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の閾値が３ｄＢに等しい請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の基地局の各々からの送信に関連する受信信号強度の情報を導出するステップが、前記複数の基地局の基地局対の受信信号強度とヒステリシス因子に基づいて、コスト関数を計算するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ヒステリシス因子が、各々の基地局対の受信された強度の標準偏差に基づいて適切に決定される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
データ処理システムにより実行されるときに、
複数の基地局から送信を受信するステップと、
前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する受信信号強度の示度を導き出すステップと、
受信信号強度の降順示度に従って候補基地局集合を順序付けるステップと、
前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する負荷情報を導き出すステップと、
尤もらしい選択基地局と残りの候補基地局集合との間で負荷情報を比較するステップと、
前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する距離情報を導き出すステップと、
尤もらしい選択基地局と残りの候補基地局集合との間で距離情報を比較するステップと、
前記尤もらしい選択基地局に対する前記負荷及び距離が、残りの候補基地局集合のそれぞれに対する前記負荷及び距離を第１の閾値だけ超えないときに現在基地局として前記複数の基地局の一つを選択するステップと、
前記尤もらしい選択基地局に対する前記負荷及び距離が、残りの候補基地局集合の代替基地局に対する前記負荷及び距離を第１の閾値だけ超えるときに代替基地局を選択するステップと
を含む基地局を選択する方法を前記システムに実行させる機械で実行可能な命令の集合が格納された機械読み取り可能な媒体。
【請求項１１】
代替基地局を選択するステップが、前記代替基地局に関連するハンドオーバ・コスト関数（Ｃｊ）もまた前記尤もらしい選択基地局に関連するハンドオーバ・コスト関数（Ｃｊ）を第２の閾値だけ超えるときに代替基地局を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の機械読み取り可能な媒体。
【請求項１２】
距離情報を導出するステップが、前記送信の各々に表わされる送信の基準時間と前記送信の各々の受信された時間に基づいて距離を計算するステップを含む請求項１０に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１３】
負荷情報を比較するステップが受信信号強度の降順示度の順序の基地局対を用いて負荷情報を比較するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の機械読み取り可能な媒体。
【請求項１４】
前記方法が、第１の候補の基地局に関連する負荷情報が、前記第１の候補基地局の負荷が閾値を上回ることを示す場合には、複数の候補基地局の中から前記第１の候補基地局を除外するステップをさらに含む請求項１１に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１５】
前記第１の閾値が２に等しい請求項１０に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１６】
前記第２の閾値が３ｄＢに等しい請求項１０に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１７】
前記複数の基地局の各々からの送信に関連する受信信号強度の情報を導出するステップが、前記複数の基地局の基地局対の受信信号強度とヒステリシス因子に基づいて、コスト関数を計算するステップを含む請求項１０に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１８】
前記ヒステリシス因子が、各々の基地局対の受信された強度の標準偏差に基づいて適切に決定される請求項１０に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項１９】
ユーザ端末であって、
複数の基地局から送信を受信する受信機と、
前記送信のそれぞれに対する受信信号強度の示度を導き出す受信信号強度測定ユニットと、
前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する距離情報を導き出す距離計算ユニットと、
受信信号強度の降順示度に従って候補基地局集合を順序付けて前記送信から前記複数の基地局のそれぞれに関連する負荷情報を導き出し、
尤もらしい選択基地局と残りの候補基地局集合との間で負荷情報を比較し、
尤もらしい選択基地局と残りの候補基地局集合との間で距離情報を比較し、
前記尤もらしい選択基地局に対する前記負荷及び距離が、残りの候補基地局集合のそれぞれに対する前記負荷及び距離を第１の閾値だけ超えないときに現在基地局として前記複数の基地局の一つを選択し、
前記尤もらしい選択基地局に対する前記負荷及び距離が、残りの候補基地局集合の代替基地局に対する前記負荷及び距離を第１の閾値だけ超えるときに代替基地局を選択する
基地局選択ユニットと
を備えるユーザ端末。
【請求項２０】
代替基地局を選択するステップが、前記代替基地局に関連するハンドオーバ・コスト関数（Ｃｊ）もまた前記尤もらしい選択基地局に関連するハンドオーバ・コスト関数（Ｃｊ）を第２の閾値だけ超えるときに代替基地局を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のユーザ端末。
【請求項２１】
前記距離計算ユニットが、前記送信のそれぞれにおいて指示された送信の基準時間と前記送信のそれぞれの受信時間に基づいて距離を計算することにより距離情報を導き出すことを特徴とする請求項１９に記載のユーザ端末。
【請求項２２】
前記信号強度測定ユニットが、前記複数の基地局の基地局対の受信信号強度と履歴係数に基づいてコスト関数を計算することにより受信信号強度の示度を導き出すことを特徴とする請求項１９に記載のユーザ端末。
【国際調査報告】
2007521745.tif 000020