(57)【要約】ソフトハンドオフを行うように構成された移動局。移動局は受信機（１０８）とスマートアンテナモジュール（１０７）とを備えている。受信機は、サービング基地局または第一の基地局送信機によって生成される複数の第一のＲＦ信号および第二の基地局送信機によって生成された複数の第二のＲＦ信号を備えている複数の類似のＲＦ信号を受信するように構成される。スマートアンテナモジュールは、第二の基地局送信機からの類似のＲＦ信号を干渉信号として分類する手段を備えている。さらに、移動局は、サービング基地局によって生成された第一のＲＦ信号が第一の閾値未満である場合には、第二の基地局からの干渉信号を所望の信号として再分類する手段（１０６）を備えている。移動局はまた、第一のＲＦ信号に関連する第一の信号強度および第二のＲＦ信号に関連する第二の信号強度を、第一の基地局に送信するために命令をトリガする第二の閾値を備える。
2008538490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基地局送信機によって生成された複数の第一のＲＦ信号および第二の基地局送信機によって生成された複数の第二のＲＦ信号を備える複数の類似のＲＦ信号を受信するように構成された受信機と、
該第二の基地局送信機からの該類似のＲＦ信号を干渉信号として分類するスマートアンテナモジュールと、
該受信機と動作するように通信する論理コンポーネントであって、該論理コンポーネントは、該第二の基地局送信機からの該干渉信号を所望の信号として再分類する第一の閾値を有する、論理コンポーネントと、
該第一のＲＦ信号と関連する第一の信号強度および該第二のＲＦ信号と関連する第二の信号強度を該第一の基地局に送信するための、該論理コンポーネントからの命令を受信する送信機と
を備えている、移動局。
【請求項２】
前記論理コンポーネントは、前記第一のＲＦ信号強度および前記第二のＲＦ信号強度の通信をトリガする第二の閾値をさらに備えている、請求項１に記載の移動局。
【請求項３】
前記論理コンポーネントは、前記第一の基地局送信機からの命令を受信して、該第一の基地局送信機および該第二の基地局送信機によって生成された前記類似のＲＦ信号を同時に復調し、結合するように構成された、請求項１に記載の移動局。
【請求項４】
ソフトハンドオフのために構成された移動局であって、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機が、それぞれ異なる基地局の位置に配置されている、請求項３に記載の移動局。
【請求項５】
ソフターハンドオフのために構成された移動局であって、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機の両方が、同一の基地局に配置される、請求項３に記載の移動局。
【請求項６】
ソフトソフターハンドオフのために構成された移動局であって、類似のＲＦ通信および該移動局によって受信される複数の第三のＲＦ信号を生成する第三の基地局送信機をさらに備え、該第三の基地局送信機は別の基地局に配置される、請求項５に記載の移動局。
【請求項７】
前記複数の類似のＲＦ信号は、複数の音声信号であり、前記論理コンポーネントは、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機によって生成された該音声信号を同時に復調し、結合するように構成された請求項１に記載の移動局。
【請求項８】
前記複数の類似のＲＦ信号は、複数のパケットデータであり、前記論理コンポーネントは、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機によって生成された前記音声信号を同時に復調し、結合するように構成された請求項１に記載の移動局。
【請求項９】
第一の基地局送信機によって生成された複数の第一のＲＦ信号と、第二の基地局送信機によって生成された複数の第二のＲＦ信号とを備えている複数の類似のＲＦ信号を受信することと、
該第一の基地局送信機からの該類似のＲＦ信号が、第一の閾値を超える場合には、該第二の基地局送信機からの該類似のＲＦ信号を干渉信号として分類するスマートアンテナモジュールを提供することと、
該第一の基地局送信機からの該類似のＲＦ信号が、該第一の閾値未満である場合には、該第二の基地局送信機からの該類似のＲＦ信号を所望の信号として再分類することと、
該第一のＲＦ信号に対する第一の信号強度および該第二のＲＦ信号に対する第二の強度信号を測定することと
を包含する、移動局に対する通信方法。
【請求項１０】
前記第二の基地局送信機からの前記ＲＦ信号が第二の閾値を超える場合に、前記第一の信号強度および前記第二の信号強度を送信することをさらに包含する、請求項９に記載の移動局に対する通信方法。
【請求項１１】
前記第一の基地局送信機からの命令を受信して、該第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機によって生成された前記類似のＲＦ信号を同時に復調し、結合することをさらに包含する、請求項１０に記載の通信方法。
【請求項１２】
ソフトハンドオフを行うことを包含し、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機は、それぞれ異なる基地局の位置に配置される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ソフターハンドオフを行うことを包含し、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機の両方は、同一の基地局に配置される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
類似のＲＦ通信および前記移動局によって受信される複数の第三のＲＦ信号を生成した第三の基地局送信器を提供することによって、ソフトソフターハンドオフを行うことを包含し、該第三の基地局送信機は異なる基地局の位置に配置される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の類似のＲＦ信号を複数の音声信号として識別し、次いで前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機によって生成された該類似のＲＦ信号を結合し同時に復調することに進むことをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の類似のＲＦ信号を複数のパケットデータとして識別し、次いで前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機によって生成された該類似のＲＦ信号を結合し同時に復調することに進むことをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
第一の基地局送信機によって生成された複数の第一のＲＦ信号および第二の基地局送信機によって生成された複数の第二のＲＦ信号を備えている複数の類似のＲＦ信号を受信するように構成された受信機と、
該第一のＲＦ信号が第一の閾値を超える場合には、該第二の基地局送信機からの該類似のＲＦ信号を干渉信号として分類する手段を備えているスマートアンテナモジュールと、
該第一のＲＦ信号が該第一の閾値未満である場合には、該第二の基地局送信機からの該干渉信号を所望の信号として再分類する手段と、
該第一のＲＦ信号に対する第一の信号強度および該第二のＲＦ信号に対する第二の信号強度を測定する手段と
を備えている、移動局。
【請求項１８】
前記第一のＲＦ信号に関連する第一の信号強度および前記第二のＲＦ信号に関連する第二の信号強度を、前記第一の基地局に送信する命令をトリガする第二の閾値をさらに備えている、請求項１７に記載の移動局。
【請求項１９】
前記第一の基地局送信機から命令を受信して、該第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機によって生成された前記類似のＲＦ信号を同時に復調し、結合する手段をさらに備えている、請求項１８に記載の移動局。
【請求項２０】
ソフトハンドオフのために構成された移動局であって、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機は、それぞれ異なる基地局の位置に配置される、請求項１９に記載の移動局。
【請求項２１】
ソフターハンドオフのために構成された移動局であって、前記第一の基地局送信機および前記第二の基地局送信機の両方は、同一の基地局に配置される、請求項１９に記載の移動局。
【請求項２２】
ソフトソフターハンドオフのために構成された移動局であって、類似のＲＦ通信および該移動局によって受信される複数の第三のＲＦ信号を生成する第三の基地局送信器をさらに備え、該第三の基地局送信機は別の基地局に配置される、請求項１９に記載の移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソフトハンドオフを行う装置および方法に関する。さらに、特に、本発明は、ソフトハンドオフの目的で、干渉するＲＦ信号を、所望のＲＦ信号として再分類するように構成された移動局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークにおいて、マルチパスフェージングおよび干渉は、克服することが困難な問題である。送信される信号が受信機まで２以上の経路をとる場合に、マルチパスフェージングは発生し、信号の一部は、位相がずれて到達すると、弱い信号またはフェージング信号を生じる。干渉は、移動局と基地局との間の通信の有効性能を中断し、妨害し、あるいは劣化させるか、または制限する電磁気の擾乱である。
【０００３】
マルチパスフェージングおよび干渉に対抗するために、受信機は、レイク受信機およびスマートアンテナ技術を組み込む。レイク受信機は、移動局受信機において、マルチパスを選択的に復調し、コヒーレントにマルチパスを結合する能力を有している。移動局受信機におけるレイク受信機の各々は、同一の基地局からのシングルパスを復調するために使用され得るか、または、レイク受信機は、異なる基地局からのシングルパスを復調する（すなわちソフトハンドオフシナリオ）ために使用され得る。スマートアンテナは、レイク受信機の入力において見られる最適な受信信号を選択することによって、レイク受信機の性能を向上させる。
【０００４】
本特許の目的において、用語「スマートアンテナ」は、インテリジェントアンテナ、フェイズドアレイ、空間処理、ビーム形成、デジタルビーム形成、適応アンテナシステムおよび関連するＲＦ技術を含むスマートアンテナシステム技術の様々な局面をいう。スマートアンテナシステムの例示的な例は、カリフォルニア州Ｓａｎ  ＪｏｓｅのＡｒｒａｙＣｏｍｍ，Ｉｎｃ．によって開発されたＩＮＴＥＬＬＩＣＥＬＬ（登録商標）スマートアンテナソリューションである。特に、ＩＮＴＥＬＬＩＣＥＬＬ（登録商標）スマートアンテナは、基地局によって放射され、受信されるエネルギを管理するために、洗練されたデジタル信号処理と結合されるアンテナアレイを使用する。
【０００５】
今まで、スマートアンテナシステムは、サービング（ｓｅｒｖｉｎｇ）基地局から移動局へ「最高の」信号を通信することに焦点を当てていた。動作において、これらのスマートアンテナシステムは、複数のアンテナ構成においてＲＦ信号を走査し、次に、どの構成が最適な受信信号の質を生じるかの決定に進む。一般的に、スマートアンテナシステムは、以後、信号の質を向上させるために、高い干渉を導くアンテナ構成を避ける。
【０００６】
しかしながら、「ソフトハンドオフ」を用いる技術は、受信機性能を向上させるために２つ以上の基地局送信機からの信号を結合する利点を有する。サービング基地局からの生成されたＲＦ信号を除いて、スマートアンテナシステムは、任意の他の基地局からの生成された信号を干渉として解釈する。ソフトハンドオフの目的で使用され得る、所望のＲＦ信号を干渉として不適当に解釈することは、ソフトハンドオフの利点が完全に失われるので、性能を劣化させ得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ソフトハンドオフを行うように構成された移動局が開示される。移動局は、受信機と、スマートアンテナモジュールとを備えている。受信機は、第一の基地局送信機によって生成された複数の第一のＲＦ信号および第二の基地局送信機によって生成された複数の第二のＲＦ信号を備えている複数の類似のＲＦ信号を受信するように構成される。例示的な目的のために、第一の基地局はサービング基地局である。スマートアンテナモジュールは、サービング基地局からの第一のＲＦ信号が第一の閾値を超える場合に、第二の基地局送信機からの類似のＲＦ信号を干渉信号として分類する手段を備えている。
【０００８】
移動局はまた、サービング基地局から生成された第一のＲＦ信号が第一の閾値未満に下がる場合に、第二の基地局からの干渉信号を所望の信号として再分類する論理コンポーネントを備えている。論理コンポーネントはまた第二の閾値を備え、該第二の閾値は、第一のＲＦ信号に関連する第一の信号強度および第二のＲＦ信号に関連する第二の信号強度を送信する命令をトリガする。移動局の送信機は、次いで、第一の信号強度および第二の信号強度をサービング基地局、すなわち第一の基地局に送信する命令を受信する。
【０００９】
移動局は、次いで、第一の基地局から命令を受信して、第一の基地局送信機および第二の基地局送信機によって生成された類似のＲＦを同時に復調し、結合する。移動局は、ソフトハンドオフ、ソフターハンドオフ、ソフトソフターハンドオフまたはこれらの任意の組み合わせを行うように構成され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、以下の図面を参照することによって、より完全に理解され、以下の図面は、例示的な目的のためであり、限定されない。
【００１１】
当業者は、本発明の以下の記載が例示的なものであり、いかなる方法においても限定しないことを認識する。本発明の他の実施形態は、本開示の利益を有するこのような当業者に対して、容易にそれらを示唆する。以後記載される装置は構成に関して、および詳細に関して変更され得ることが、当業者によって認識される。さらに、本方法は、本明細書に開示される発明の概念から逸脱することなく、詳細、作用の順序または他の変更を変更し得る。
【００１２】
本明細書に記載される装置、システムおよび方法は、スマートアンテナを有する移動局がソフトハンドオフを行うことを可能にする。本特許の目的において、用語「ハンドオフ」は、第一の基地局送信機および第二の基地局送信機によって生成されるＲＦ信号の同時の復調および結合をいう。本発明は、基地局近くで生成されるＲＦ信号が干渉として扱われるべきかどうか、またはソフトハンドオフの目的とみなされるべきかどうかを決定する。動作において、本方法は、様々なアンテナ構成と関連する複数のＲＦ信号を解析し、次に特定のアンテナ構成からの信号が、ソフトハンドオフモードで結合され得るＲＦ信号コンポーネントを有するかどうかを決定することに進む。
【００１３】
用語「ソフトハンドオフ」は、用語ソフトハンドオーバー、ソフターハンドオフ、ソフターハンドオーバー、ソフトソフターハンドオフおよび任意のこれらの組み合わせと交換可能に使用される。いくつかの異なるタイプのソフトハンドオフのより詳細な議論は以下に提供される。用語「ソフトハンドオフ」の使用は、ハードハンドオフまたはハードハンドオーバーと混同すべきでなく、これは別のセクターまたはセルに再接続する前に、１つのセクターまたはセルからの完全な接続解除を必要とする。ハードハンドオフまたはハードハンドオーバーは、複数のセクターまたは基地局からの２つ以上の信号を同時に復調および結合しない。
【００１４】
図１を参照すると、３つのセクターを有する基地局の例示的な図が示される。各セクターは基地局送信機を有する。基地局１０または「セル」は、無線カバレッジの領域を提供する。例示的な基地局１０は、３つのセクター：アルファ（α）、ベータ（β）およびガンマ（γ）に分割される。例示的な目的で、各基地局セクターは、典型的に、１２０°以上のビーム幅で送受信する指向性アンテナを含む。基地局１０の境界は、六角形１２および円１４によって識別される。六角形１２は、基地局１０の各セクターに対する「フェイス（ｆａｃｅ）」またはネットワーク境界を例示するために使用される。円１４は、セルが直線の境界を有さず、より円形であるので、より典型的な放射パターンを示すために使用される。
【００１５】
図２を参照すると、２つのセルがオーバーラッピングサービスエリアを有し、そこでソフトハンドオフが発生する例示的な概略図が示される。例示的な第一の基地局２０は、３つのセクターα１、β１およびγ１を有する。例示的な第二の基地局２２も、３つの関連するセクター、すなわちα２、β２およびγ２を有する。例示的な移動局２４は、オーバーラッピングサービスエリア２６に配置される。例示的な符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）システムに対して、このオーバーラッピングエリアは「ソフトハンドオフ」のための位置である。
【００１６】
ソフトハンドオフは、２つ以上の基地局と通信する移動局の一般的な概念をいい、２つ以上の基地局から受信されるＲＦ信号を同時に復調および結合する。例示的なＣＤＭＡシステムにおいて、ネットワークは、移動局と通信する基地局を介した制御を有する。移動局は、各基地局に対する信号強度についての情報をネットワークに提供することによって、ネットワークを支援し得る。例えば、ＣＤＭＡシステムにおいて、移動局は特定の閾値を超える信号強度を報告する。移動局によって報告される信号強度に基づいて、サービング基地局は、ソフトハンドオフを進めるように移動局に命令し得る。
【００１７】
例えば、我々が、移動局２４が第一の基地局２０のセクターγ１と通信し、移動局２４が第二の基地局２２のセクターα１からパイロットを検出することを仮定する場合、移動局２４が第一の基地局２０のセクターγ１および第二の基地局２２のセクターα２と同時に通信するときに、ソフトハンドオフが発生し得る。十分な信号強度は、移動局２４が双方の基地局と通信することを可能にするように維持される。ＣＤＭＡネットワークにおいて、同一の周波数が、全ての基地局、すなわちセルセクターによって使用されるので、ソフトハンドオフは実行可能である。
【００１８】
図２はまた、「ソフターハンドオフ」のための位置を描く。ソフターハンドオフは、同一の基地局に関連する２つ以上の基地局送信機から受信される信号を同時に復調および結合する移動局の一般概念をいう。例えば、移動局２７は、セクターα１の第一のアンテナ（図示されない）およびセクターγ１の第二のアンテナ（図示されない）と通信する。エリア２８は、α１アンテナおよびγ１アンテナによって送信および受信され得る位置をオーバーラップして描いている。従って、ソフターハンドオフは、移動局が、同一のセルまたは基地局内の２つのセクターと通信するときに発生する。
【００１９】
ソフトハンドオフ、ソフターハンドオフまたはこれらの組み合わせが、都会の環境に配置されたＣＤＭＡコールの約７０％において発生する。当業者は、ソフトハンドオフ、ソフターハンドオフおよびこれらの任意の組み合わせを使用する他の通信手段があることを認識する。例えば、広帯域符号分割多重接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）は、ソフトハンドオフおよびソフターハンドオフの同一のプロセスを機能的に行う。しかしながら、Ｗ−ＣＤＭＡは、これらのプロセスをソフトハンドオーバーまたはソフターハンドオーバーと呼び、ソフトハンドオフおよびソフターハンドオフというＣＤＭＡ用語に適合しない。さらに、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、ソフトハンドオフおよびソフターハンドオフを行うように構成され得る。
【００２０】
しかしながら、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ（ＧＳＭ）のような時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムは、「ハードハンドオーバー」または「ハードハンドオフ」を行う。ハードハンドオフまたはハードハンドオーバーは、１つのセクターまたはセルからの完全な接続解除を提供し、次に別のセクターまたは別のセルに再接続する。ハードハンドオフまたはハードハンドオーバーは、２つの基地局送信機からの２つ以上の信号を同時に復調および結合しない。
【００２１】
排他的にハードハンドオフに依存するシステムは、コールの中断の、より大きな可能性を有する。なぜなら、移動局がネットワークに再接続される前に、完全な接続解除が発生するからである。ソフトハンドオフは、完全な接続解除を生じず、接続解除のプロセスは、特に信号強度に基づいた緩やかなプロセスである。ソフトハンドオフの結果は、結合した信号は、移動局における信号／ノイズ比を向上し、コールの中断の頻度を減少させる。
【００２２】
図３を参照すると、ソフトソフターハンドオフが示される。例示的な移動局３０は、移動局３０が３つの異なる基地局および６つの異なるセクターと通信し得る点に配置される。ソフトソフターハンドオフにおいては、移動局と通信する少なくとも３つの基地局送信機があり、そこにおいて２つの基地局送信機は、基地局内の異なるセクターを占め、第三の基地局送信機は地理的に離れた基地局に配置される。当業者は、種々の異なる組み合わせのソフトハンドオフ、ソフターハンドオフおよび任意の組み合わせのソフトソフターハンドオフがあり得ることを認識する。結果として、ハンドオフのタイプは、移動局の位置、基地局の位置、セクターの数、各セクターおよび基地局に対するカバレッジエリアを含むがこれらには限定されない多数の変数に依存する。
【００２３】
図４を参照すると、ソフトハンドオフが発生する、第一の基地局２０と移動局４０との間の例示的な通信が示される。例示的な通信は、ＣＤＭＡネットワークにおいて発生する。第一の基地局２０と移動局４０との間の通信が発生するために、「アクティブセット（ａｃｔｉｖｅ  ｓｅｔ）」内の要素が必要になる。アクティブセットは、１つ以上の基地局送信機と移動局との間の通信を可能にする。アクティブセットは、サービング基地局２０によって認められる移動局４０に対するパイロット信号または「パイロット」のセットである。アクティブセット内に３つ以上の要素がある場合には、移動局はアクティブセット内の各要素に同時に復調および送信し得る。
【００２４】
例示的なソフトハンドオフにおいて、セクターγ１のＴ１において移動局４０は、Ｔ２においてエリア４２に移動し、Ｔ２は、γ１とα２との共通部分である。エリア４２において、移動局は、第二の基地局２２のセクターα２によって生成された新しいパイロット信号を測定する。第二の基地局２２のセクターα２からの信号が、Ｔ＿ＡＤＤ閾値（例えば、−１４ｄＢ）を超える場合には、この新しいパイロット信号の検出（これは移動局がエリア４２に移動した場合に発生した）は、移動局が、サービング第一基地局２０にパイロット強度測定メッセージ（ＰＳＭＭ）を送信することをトリガする。ＰＳＭＭは、第二の基地局２２のセクターα２と関連する現在のパイロット強度を、第一の基地局２０からのサービングセクターγ１のパイロット強度と共に述べる。第二の基地局２２のセクターα２によって生成されたパイロット信号は、ＰＳＭＭを生成する移動局２０という結果を生じるために例示的な閾値Ｔ＿ＡＤＤを超えなければならない。当業者は、移動局４０、第一の基地局２０および第二の基地局２２の間のこの例示的な通信が、どのようにソフトハンドオフが行われるかを描写することを認識する。
【００２５】
サービング基地局２０がＰＳＭＭを見るとき、サービング基地局２０は、「私は両方のパイロットを認める」という一般ハンドオフメッセージ（ＧＨＤＭ）またはユニバーサルハンドオフメッセージ（ＵＨＤＭ）を送信する。移動局４０は、第一の基地局送信機および第二の基地局送信機からの信号を同時に復調および結合し始める。
【００２６】
信号が、Ｔ＿ＤＲＯＰ閾値（例えば、−１６ｄＢ）未満に下がる場合、ＲＦ信号はドロップされる。例示的な例において、移動局は、６つまでの基地局送信機からＲＦ信号を受信し得る。基地局がＴ３における第二の基地局２２に近付けば近付くほど、これは、第一の基地局からの信号のＴ＿ＤＲＯＰに起因して新しいＰＳＭＭをトリガする。第二の基地局２２は、アクティブセット内の１つの要素のみ、すなわち第二の基地局を許可する。
【００２７】
図５を参照すると、移動局５０がスマートアンテナモジュールを有するために、ソフトハンドオフの失敗した試行が示されている。例示的なスマートアンテナモジュールは、アンテナビームをステアリングし、アンテナビームを形成し、干渉を拒絶するためにヌル（ｎｕｌｌ）をビームに入れるデジタル信号プロセッサとして具体化される。例示的な移動局５０はセクターγ１の第一の基地局送信機およびセクターα２の第二の基地局送信機によって生成された複数のＲＦ信号間にオーバーラップがある位置まで移動する。例示的なスマートアンテナモジュールは、第二の基地局送信機によって生成された信号を拒絶することに進み、サービング基地局にＰＳＭＭを送信しない。ＰＳＭＭがない場合には、サービング基地局は、ソフトハンドオフが発生することを許可し得ない。スマートアンテナモジュールは、ソフトハンドオフが発生することを不可能にする。なぜならば、ソフトハンドオフとして使用され得るＲＦ信号は、干渉であると解釈されるからである。
【００２８】
図６を参照すると、スマートアンテナモジュールおよびソフトハンドオフを行うように構成された論理コンポーネントを有する例示的な移動局が示される。例示的な第一のアンテナ要素１０２は、送受切り替え器１０４に動作するように結合され、第二のアンテナ要素は、送受切り替え器１０５に動作するように結合される。送受切り替え器の各々は、受信機１０８および送信機１１０と動作するように通信する。スマートアンテナモジュール１０７および論理コンポーネント１０６は、送信機１１０および受信機１０８と通信するように結合される。例示的な実施形態に対して、受信機１０８は、アンテナ１０２、１０３の双方からの信号を処理し得、受信アンテナ１０２、１０３の組み合わせおよびスマートアンテナモジュール１０７は、例示的なスマートアンテナを提供する。
【００２９】
受信機１０８は、１つ以上の基地局送信機によって通信される複数のＲＦ信号を受信するように構成される。例示的な例に対して、複数の類似のＲＦ信号は、サービング基地局によって、および第二の基地局送信機によって通信される。サービング基地局からのＲＦ信号が、第一の閾値（例えば、−１０ｄＢ）を超える場合には、スマートアンテナモジュール１０７は、第二の基地局送信機からの類似のＲＦ信号を、干渉信号として分類する。
【００３０】
例示的なスマートアンテナモジュール１０７は、ステアリングが実際には起こっていない場合にも、該スマートアンテナモジュールが１つのアンテナ構成から別のアンテナ構成までステアリングするように動作する。デジタル信号プロセッサは、スマートアンテナが、同時に複数の異なるアンテナ構成を処理することを可能にする。あるいは、スマートアンテナモジュールは、そのアンテナ構成を電気的に変化させるアンテナを備え得、該アンテナは実際にはステアリング要素を有し、ステアリングされたビームを生成する。
【００３１】
例として、そして限定ではなく、論理コンポーネント１０６は、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）に具体化される。論理コンポーネント１０６は、第一の基地局（すなわちサービング基地局）送信機からの類似のＲＦ信号が第一の閾値（例えば、−１０．０ｄＢ）未満である場合には、第二の基地局送信機からの類似のＲＦ信号を所望の信号として再分類するように構成される。例として、そして限定ではなく、例示的な第一の閾値未満であるＲＦ信号は−１０．１ｄＢである。サービング基地局からのＲＦ信号が、この第一の閾値より下がる場合には、論理コンポーネントがサービング基地局によって生成された第一のＲＦ信号に対する第一の信号強度および第二の基地局によって生成された第二のＲＦ信号に対する第二の信号強度を測定することに進む。
【００３２】
さらに、論理コンポーネント１０６は、第二の閾値（例えば、−１４ｄＢ）を備え、第二の閾値は、移動局１００が、第一の信号強度および第二の信号強度を、送信機１１０を経由してサービング基地局に通信するようにトリガする。送信機１１０は、論理コンポーネント１０６と通信し、複数のＲＦ信号を１つ以上の基地局に送信するように構成される。送信機１１０によって通信される複数のＲＦ信号は、上記のＰＳＭＭを備えている。
【００３３】
動作において、第二の基地局からの信号強度が第二の閾値を超える場合には、移動局から生成されるＰＳＭＭが「トリガ」される。例示的な例において、第二の基地局からのパイロット信号強度が、−１３ｄＢである第二の閾値を超える場合には、ＰＳＭＭが送信される。
【００３４】
サービング基地局は、次に命令、例えば、ＵＨＤＭを送信し、命令は、移動局がサービング基地局（すなわち第一の基地局）および第二の基地局によって生成された類似のＲＦ信号を同時に復調および結合することを可能にする。
【００３５】
ソフトハンドオフを行うための方法は、さらに詳細に以下に記載される。該方法は、移動局、基地局およびＣＤＭＡネットワークと通信する。例として、そして限定ではなく、該方法は、上記の論理コンポーネント１０６およびスマートアンテナモジュール１０７において具体化される。あるいは、論理コンポーネント１０６およびスマートアンテナモジュール１０７は、以下に記載の機能を行う単一のモジュール１１２に結合され得る。
【００３６】
図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、２つ以上のＲＦ信号を同時に復調および結合することが必要なソフトハンドオフ、ソフターハンドオフまたは任意のこのようなハンドオフを行うように、スマートアンテナを有する移動局を構成する方法２００が示される。前述のように、ソフトハンドオフは、第一の基地局送信機および第二の基地局送信機によって送信されるＲＦ信号の同時の復調および結合である。例示の目的で、以下に記載される方法は、第一の基地局（すなわちサービング基地局）送信機および第二の基地局送信機の一般的な場合に適用される。サービング基地局送信機および第二の基地局送信機は、同一の基地局または離れた基地局に配置され得る。
【００３７】
方法は、ブロック２０２において、スマートアンテナモジュール１０７を有する移動局によって開始される。初めにスマートアンテナモジュール１０７は、第一の基地局送信機と通信する最初のアンテナ構成を決定する。スマートアンテナモジュール１０７は、上記の移動局１００に具体化される。
【００３８】
ブロック２０４において、移動局は、最初のアンテナ構成を用いて例示的な第一の基地局（すなわちサービング基地局）送信機と通信する。上記のように、第一の基地局送信機は、例示的な第一の基地局のセクターのうちの１つを占める。最初に、移動局１００は、サービング基地局送信機からの通信を受信のみするように構成され、第二の基地局送信機によって生成される類似のＲＦ信号を、干渉として識別するように構成される。
【００３９】
決定ひし形２０６において、移動局の論理コンポーネントは、第一の基地局送信機すなわちサービング基地局送信機からの信号の質が許容可能かどうかを決定する。以下に記載される、決定ひし形２３２におけるハンドオフの成功によって、移動局はハンドオフモードであり得ることに注意されたい。例示的な実施形態において、第一の閾値が確立される。例として、限定はせずに、第一の閾値は−１０ｄＢである。サービング基地局送信機からの信号強度が−１０ｄＢを超える場合には、該方法は、移動局がサービング基地局と通信し続け、例示的な第二の基地局からのＲＦ信号を干渉として分類するブロック２０４に戻る。しかしながら、信号強度が、（−１０ｄＢ）の例示的な第一の閾値を下回る場合には、該方法はブロック２０８に進む。
【００４０】
ブロック２０８において、移動局は、１つ以上の基地局と関連する各アンテナ構成からの受信ＲＦ信号のサンプルを測定することに進む。例示的なサービング基地局送信機に対して、移動局は、サービング基地局送信機からの信号強度、例えば、パイロット信号を測定することに進む。さらに、例示的な第二の基地局送信機および全ての他の検出可能な基地局送信機に対して、移動局は、第二の基地局送信機およびそれぞれの残りの基地局送信機によって生成されたパイロット信号の強度を測定することに進む。
【００４１】
例として、限定はせずに、移動局１００の論理コンポーネント１０６は、各アンテナ構成に対する測定値の２０ｍｓサンプルを格納するように構成され得る。各２０ｍｓサンプルは、各基地局送信機に対する信号強度の測定値を含むことに注意されたい。論理コンポーネント１０６は、アンテナ構成の各々における基地局送信機の各々に対するパイロット強度を決定するように構成される。
【００４２】
ブロック２１０において、移動局はこの最適なアンテナ構成におけるパイロット信号の信号強度を決定する。ブロック２１２において、移動局は、次いで、最小の干渉、最高の信号レベルまたは最高の信号対ノイズ比を有するアンテナ構成を「ステアリング」することに進む。移動局に配置されたスマートアンテナは、サービング基地局送信機との通信のための最適なアンテナ構成を選択するように構成される。
【００４３】
決定ひし形２１４において、信号の質が、移動局において許容可能であるかどうかが決定される。例として、例示的な閾値、例えば、−１０ｄＢが、例示的なパイロット信号が許容可能かどうかを決定するために使用される。信号の質が−１０ｄＢを超える場合には、方法はブロック２１４に進み、ブロック２１２からのアンテナ構成が使用され、移動局は、基地局送信機からの信号を受信し続ける。
【００４４】
しかしながら、移動局がネットワークを通って移動する場合には、信号の質は、例示的な−１０ｄＢの閾値未満に劣化し続け得る。この点において、次いで、方法は、決定ひし形２１４からのブロック２１６まで進む。ブロック２１６において、方法は、ブロック２０８からの測定値を用いて、各アンテナ構成に対する異なる基地局送信機からの信号強度を移動局に解析させるために進む。ブロック２０８の全てのアンテナ構成からのデータが処理された後で、論理コンポーネントは、異なるアンテナ構成が、他の基地局送信機からの十分に強いパイロット信号を検出することが可能であり、これによって、全体の信号の質が向上し得るかどうかを決定する。測定される信号強度は、パイロット信号Ｅｃ／Ｉｏ、ＲＳＳＩまたはＴ２Ｐを含む。
【００４５】
ブロック２１８において、移動局は、妨害信号のうちの１つ以上がハンドオフのために結合されるべきかどうかを決定する。ソフトハンドオフまたはソフターハンドオフモードで信号を結合するための決定は、２つ以上の閾値を解析することに基づき得る。例えば、第一の閾値−１０ｄＢは、異なるアンテナ構成における、異なる基地局送信機からのパイロット信号の評価をトリガする。第二の閾値は−１４ｄＢのＴ＿ＡＤＤ閾値であり得る。第二の基地局からのパイロット信号強度が第二の閾値を超える場合には、ＰＳＭＭが生成される。例示的な例において、第二の基地局からの例示的なパイロット信号強度が−１３ｄＢを超える場合に、ＰＳＭＭが送信される。従って、第二の閾値、例えば、Ｔ＿ＡＤＤ閾値が超えられる場合には、ＰＳＭＭがトリガされる。例えば、−１０ｄＢのような第一の閾値は、サービング基地局との通信に対応し、移動局１００が他のアンテナ構成を評価するべきかどうかを決定するために使用される。
【００４６】
例示的な実施形態において、複数のアンテナ構成は、論理コンポーネントによって評価され得る。これらのアンテナ構成の各々に対する統計的解析は、時間の関数として行われ得、スナップショットが時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３などで収集される。各時間におけるパイロット信号強度は、測定および解析される。パイロット信号強度は、該信号強度が１つの基地局に対して増加して、別の基地局に対して減少することを確立し得る。信号を結合するための決定は、従って、時間の関数としての信号の質に対する変化に基づく。用語パイロット信号強度は、パイロット信号強度の測定であり、パイロット強度測定メッセージ（ＰＳＭＭ）によって生成される「メッセージ」と混同すべきではないことに注意する。
【００４７】
解析を行うことは、１００ｍｓから２００ｍｓまでかかり得ることに注意する。ＲＦ環境は、１００ｍｓから２００ｍｓまで変化し得るので、ハンドオフを行うかどうかを決定する方法はこれらの１００ｍｓから２００ｍｓの遅延を調節しなければならない。確率的、統計的、ニューラル的または他のこのような数学的モデルは、リアルタイムまたは擬リアルタイムベースで、ＲＦ環境を解析する必要があり得る。
【００４８】
ブロック２２０において、方法は、第一の信号強度および第二の信号強度を第一の基地局送信機に送信する送信することに進む。従って、移動局は、ネットワークに１つ以上の基地局送信機からの信号強度についての情報を提供することによって、ネットワークを支援する。移動局によって報告された信号強度に基づいて、サービング基地局、すなわち第一の基地局は、様々なリソースを移動局に割り当て得る。基地局からのリソースの割り当ては、増加したトラフィックチャネル電力および／または移動局を以下に記載のハンドオフに進ませる命令の形式であり得る。
【００４９】
決定ひし形２２２において、決定は、基地局によってハンドオフが許可されるかどうかからなる。ＣＤＭＡシステムにおいて、ＣＤＭＡネットワークは、移動局が通信しなければならない基地局に対する制御を有することを思い出されたい。
【００５０】
一実施形態において、２つ以上の基地局送信機によって通信される類似のＲＦ信号が、ハンドオフシナリオにおいて結合される必要がある「高い優先度の」音声信号であることを、ネットワークは決定し得る。この高い優先度の音声信号は、移動局と通信する各基地局を識別される。一般的に、音声変換は、ブロック２２６に進む。
【００５１】
別の実施形態において、ＲＦ信号は、ハンドオフシナリオにおいて結合される必要のない「低い優先度の」パケットデータとして識別され得る。なぜならば、パケットデータ信号は、非常に多くの帯域幅を取り得るからである。パケットデータは、よりロバスト性であり、データパケットの破損は、より簡単に修正され得ることに注意されたい。一般的に、パケットデータは、音声信号のように扱われず、ハンドオフは許可されず、そのため方法がブロック２２４に進む。しかしながら、サービスの質（ＱｏＳ）がパケットデータに対して高い場合には、ハンドオフが許可され、方法はブロック２２６に進む。
【００５２】
基地局はまた、ハンドオフが他の理由で許可されず、そのため方法はブロック２２４によって描写されるように前のアンテナ構成に戻る。しかしながら、決定ひし形２２２におけるハンドオフが許可される場合には、方法は、ブロック２２６に進み、ここでサービング基地局は、ハンドオフ命令を移動局に送信する。典型的には、基地局は、同一のＵＨＤＭを何度か再送信し、メッセージが移動局によって認められない場合には、基地局はコールを解放する。このシナリオにおいて、移動局は元のアンテナ構成に戻り、ネットワークに割り当てられた元の基地局を用いて信号を復調するオプションを有する。移動局は、常に、ハンドオフメッセージが完了したメッセージを基地局に知らせるべきである。
【００５３】
方法は、次いでブロック２２８に進み、ここで移動局は新しいアンテナ構成にステアリングし、新しいアクティブセットに従って復調することに進む。ブロック２３０において、移動局は、サービング基地局（すなわち第一の基地局）送信機および第二の基地局送信機によって生成された類似のＲＦ信号を同時に復調し始める。
【００５４】
決定ひし形２３２において、移動局は、ハンドオフが成功したかどうかを決定する。例えば、一部の理由で、基地局の新しいアクティブセットがもはや十分な信号強度で検出され得ない場合には、ハンドオフ完了メッセージ（Ｈａｎｄｏｆｆ  Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ  Ｍｅｓｓａｇｅ）は、基地局によって受信されず、ハンドオフは起こらない。ハンドオフが成功しなかったという決定がなされる場合には、方法はブロック２３４によって描写されるように前のアンテナ構成に戻る。
【００５５】
前述されたものは例示的な実施形態の詳細な記載であることが理解されるべきである。特許請求の範囲は、これらの特定の実施形態に限定されない。様々な要素、詳細、任意の方法の実行および使用は、記載されたものとは異なり得、まだ商業的に実行不可能な技術を用いて拡大されたり、インプリメントされたりし得、依然本開示の発明の概念の範囲内である。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的な均等物によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、３つのセクターを有する基地局の例示的な図を示す。
【図２】図２は、ソフトハンドオフおよびソフターハンドオフに対する位置を示す例示的な図を示す。
【図３】図３は、ソフトソフターハンドオフの位置の例示的な図を示す。
【図４】図４は、電話がソフトハンドオフエリアを通って移動する、例示的な図を示す。
【図５】図５は、失敗したソフトハンドオフを有する、例示的な図を示す。
【図６】図６は、ハンドオフを行うように構成されたスマートアンテナを有する例示的な移動局を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、スマートアンテナを有する移動局をハンドオフを行うように構成する例示的な方法を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、スマートアンテナを有する移動局をハンドオフを行うように構成する例示的な方法を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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