(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を具備する、無線通信システムにおいて少なくとも１つのサービングセルと受信セルとの間で無線通信装置をハンドオフする方法：
（ａ）前記無線通信装置と前記少なくとも１つのサービングセルとの間で呼を確率する、ここにおいて、前記少なくとも１つのサービングセルは各サービングセルに隣接する少なくとも１つの隣接セルを有する；
（ｂ）少なくとも１つの隣接セルから、前記無線通信装置から受信したリバースチャネル信号強度を監視する；
（ｃ）各隣接するセルにおいて検出された無線通信装置信号強度をＢＳコントローラに伝送する；
（ｄ）監視された無線通信装置信号強度に基づいて前記少なくとも１つの隣接するセルから有効な隣接するセルのリストを前記ＢＳコントローラにおいてコンパイルする；
（ｅ）前記有効隣接セルのリストを各少なくとも１つのサービングセルに伝送する；
（ｆ）隣接セルリスト更新メッセージを前記無線通信装置に周期的に伝送する、ここにおいて、前記隣接セルリスト更新メッセージは前記有効隣接セルリストを含む；
（ｇ）ネイバーセット(Neighbour Set)として前記有効隣接セルリストを前記無線通信装置に記憶する；
（ｈ）前記ネイバーセットとして前記有効隣接セルリストを記憶した後、前記無線通信装置において前記ネイバーセットのフォワードチャネル信号を強度サーチを行う；
（ｉ）前記少なくとも１つのサービングセルと前記受信隣接セルとの間のハンドオフを成就するために前記有効隣接セルリストからの信号を監視する；
（ｊ）前記無線通信装置信号強度と、前記リバースチャネル信号強度とに基づいてハンドオフ指示メッセージを送信する。
【請求項２】
下記を具備する、無線通信システムにおいて少なくとも１つのサービングセルと受信セルとの間で無線通信装置をハンドオフする方法：
（ａ）前記無線通信装置と前記少なくとも１つのサービングセルとの間で呼を確立する、ここにおいて、前記少なくとも１つのサービングセルは各サービングセルに隣接する少なくとも１つの隣接セルを有する；
（ｂ）前記隣接する少なくとも１つのセルにより前記無線通信装置から受信したリバースチャネル信号強度を監視する；
（ｃ）各隣接するセルにおいて検出された無線通信装置信号強度をＢＳコントローラに伝送する；
（ｄ）前記監視された無線通信装置信号強度に基づいて前記少なくとも１つの隣接するセルから有効な隣接セルのリストを前記ＢＳコントローラにおいてコンパイルする；
（ｆ）前記有効な隣接セルリストを各少なくとも１つのサービングセルに送信する；
（ｇ）隣接セルリスト更新メッセージを前記無線通信装置に周期的に送信する、ここにおいて、前記隣接セルリスト更新メッセージは、前記有効な隣接セルリストを含む；
（ｈ）ネイバーセット(Neighbour Set)として、前記有効隣接セルリストを記憶した後に前記無線通信装置において前記ネイバーセットのフォワードチャネル信号強度サーチを実行する；
（ｉ）前記少なくとも１つのサービングセルと前記受信隣接セルとの間のハンドオフを成就するために前記有効隣接セルからの信号を監視する。
【請求項３】
前記無線通信装置内の前記ネイバーセットは最大限でも６つの隣接セルを備える、請求項２の方法。
【請求項４】
前記無線通信装置内の前記ネイバーセットは、隣接するセルの最大限３つのパイロットを備える、請求項２の方法。
【請求項５】
前記有効な隣接セルリストを各少なくとも１つのサービングセルに送信することは、各少なくとも１つのサービングセルに送信された有効な隣接セルリストを含む隣接セルリスト更新メッセージを用いて前記ネイバーセットを更新するＢＳコントローラーにより実行される、請求項２の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのサービングセルから前記無線通信装置に前記隣接するセルの有効なリストを送信することをさらに備えた、請求項５の方法。
【請求項７】
前記ネイバーセットを更新することは、前記有効な隣接セルリストを前記ネイバーセットとして記憶する前記無線通信装置を備える、請求項６の方法。
【請求項８】
下記を具備する、無線通信システムにおいて複数のサービングセルと少なくとも１つの受信セルとの間で無線通信装置をハンドオフする方法：
（ａ）前記無線通信装置と前記複数のサービングセルとの間で呼を確立する、ここにおいて、前記少なくとも１つのサービングセルは各サービングセルに隣接する少なくとも１つの隣接セルを有する；
（ｂ）前記複数のサービングセルのいずれか１つの隣接者である少なくとも１つのセルにより受信した、前記無線通信装置からのリバースチャネル信号強度を監視する；
（ｃ）各隣接するセルにおいて検出された無線通信装置信号強度をＢＳコントローラに伝送する；
（ｄ）前記監視された無線通信装置信号強度に基づいて前記複数のサービングセルの各々に対応する有効な隣接セルリストを前記ＢＳコントローラにおいてコンパイルする；
（ｅ）前記有効隣接セルリストを前記複数のサービングセルに伝送する；
（ｆ）前記複数のサービングセルから前記無線通信装置に隣接セルリスト更新メッセージを周期的に送信し、前記それぞれのサービングセルからの前記隣接セルリスト更新メッセージの各々は、そのそれぞれのサービングセルのための前記有効隣接セルリストを含む；
（ｇ）前記有効隣接セルリストをネイバーセット(Neighbour Set)として前記無線通信装置内に記憶する；
（ｈ）前記ネイバーセットとして前記有効隣接セルリストを記憶した後、前記無線通信装置において、前記ネイバーセットのフォワードチャネル信号強度サーチを実行する；
前記無線通信装置から受信した信号は少なくとも１つの隣接セルにより監視され、前記有効隣接セルリストは、所定の強度で前記無線通信装置から信号を受信する前記複数のサービングセルの各々に隣接するそれぞれのセルを含む。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はセルラ電話システムに関する。特に、この発明は中断されない音声および高データレート伝送に適応するために符号分割多元接続（”ＣＤＭＡ”）セルラ電話システムにより効率的なソフトハンドオフを提供するための新規で改良されたシステムに関する。
【０００２】
【発明の背景】
無線ネットワークの次世代は、高データレート伝送および中断されない接続を必要とする多重サービスを提供するであろう。この次世代はしばしば「第三世代」のＣＤＭＡ無線システムと呼ばれる。サービスの範囲はテキストページング、双方向の無線接続、マイクロブラウザを用いたインターネット接続性、双方向無線ｅメール能力、および無線モデム機能性を含む。ＣＤＭＡセルラ電話システムは、音声サービスしかサポートしない一般的なネットワークよりもより高度のデータ能力を用いて移動局（”ＭＳ”）のような無線通信システムと基地局（”ＢＳ”）との間の信頼できる無線リンクを提供するための能力を提供する。一例として、第三世代ＣＤＭＡ無線システムにおいて、高レート（２Ｍｂｐｓ）データ伝送を支持する無線リンクがＭＳとＢＳとの間に確立され、インターネットアクセスのようなマルチメディアサービスを提供する。
【０００３】
効率的な第三世代無線通信のためのＣＤＭＡシステムの１つの特に重要な特徴はソフトハンドオフであり、これは１つのセルの範囲から中断なく他のセルへスムーズにＭＳを移動可能にする。ソフトハンドオフはＭＳと多重基地局との間に同時通信を確立することにより成就される。ソフトハンドオフは図１に示される。ＭＳ１０はサービスしているＢＳ１２の範囲エリア１２ａのエッジに移動する。ＭＳ１０が、サービスしているＢＳ有効範囲エリア１２ａと受信しているＢＳ１４有効範囲エリア１４ａ内にある間、両方のベースステーション１２，１４は同時にＭＳ１０と通信する。ＭＳ１０がさらに受信しているＢＳ１４の有効範囲エリア１４ａに移動すると、サーバＢＳ１２はＭＳ１０との通信を停止する。このようにして、ユーザがサービスしているセルから受信しているセルに移動するときＭＳ１０のユーザのために中断しない通信がある。効率的なソフトハンドオフアルゴリズムは、リンクの品質を維持し、ならびに能力に関連したネットワークリソースを保護するのに重要な役割を果たす。高レートデータサービスを支持するための要求が増大するにつれ、ハンドオフアルゴリズムの効率を改良するための必要性がさらに厳しくなる。
【０００４】
ＣＤＭＡ技術に基づく第三世代システムのために、新しい範囲のサービスをサポートするために成功裏にインフラストラクチャを供給するために高度に効率的なハンドオフアルゴリズムが必須である。ＣＤＭＡシステムのソフトハンドオフのための一般的なプロトコルは、ＣＤＭＡセルラシステムを実現するために、業界標準ＩＳ−９５、ＩＳ−９５ＡまたはＩＳ−９５Ｂ（集合的に”ＩＳ−９５Ａ／Ｂ”）において電気通信産業協会により採用されてきた。ＩＳ−９５Ａ／Ｂ標準においては、ＭＳは地理的領域に分散される１つ以上の基地局と通信する。各ＢＳは同じ拡散コードだが異なるコード位相オフセットを有するパイロットチャネル信号を伝送する。位相オフセットはパイロット信号を互いに識別可能にし、これにより、基地局が識別可能となる。以下、ＢＳのパイロット信号は単にパイロットと呼ぶ。ＭＳはパイロットをモニタし、パイロットの受信されたエネルギーを測定する。
【０００５】
ＩＳ−９５Ａ／Ｂ標準はＭＳとＢＳとの間の通信のための多数の状態およびチャネルを定義する。例えば、トラヒックステート上の移動局制御において、ＢＳはフォワードトラヒックチャネルを介してＭＳと通信し、ＭＳはリバーストラヒックチャネルを介してＢＳと通信する。呼の期間に、ＭＳは、集合的にアクティブセット、キャンディデートセット、ネイバーセットおよびリメイニングセットと呼ばれる４つのパイロットセットを絶えず監視し、維持しなければならない。アクティブセットはＭＳに割当てられたフォワードトラヒックチャネルと結びつくパイロットで構成される。キャンディデートセットは、現在アクティブセットにはないが、結びつくフォワードトラヒックチャネルが成功裏に復調できることを示すために、十分な強度を持って特定のＭＳにより受信されたパイロットから構成される。ネイバーセットは現在アクティブセットまたはキャンディデートセットにはないが、ハンドオフのために恐らく候補であるパイロットから構成される。リメイニングセットはネイバーセット、キャンディデートセットおよびアクティブセットのパイロットを除く、現在のＣＤＭＡ周波数割当て上の現在のシステムのすべての可能なパイロットから構成される。
【０００６】
ＭＳはしきい値よりも十分強いパイロットのための隣接する基地局のパイロットチャネルを絶えず探索する。ＭＳが１つのＢＳによりカバーされる領域から他の領域に移動すると、ＭＳはあるパイロットをネイバーセットからキャンディデートセットに進め、パイロット強度測定メッセージ（”ＰＳＭＮ”）を介してＢＳすなわち基地局にその促進を知らせる。ＢＳはＰＳＭＮに従ってアクティブセットを決定し、ハンドオフ指示メッセージを介して新しいアクティブセットをＭＳに通知する。ＭＳが古いＢＳとの通信を終了する前に新しいアクティブセットの新しいＢＳとの通信を開始すると、「ソフトハンドオフ」が生じた。
【０００７】
ＩＳ−９５Ａ／Ｂ準拠ＣＤＭＡシステムにおいて、各ＢＳパイロットチャネル信号の擬似乱数（”ＰＮ”）オフセットにより確認される。ＩＳ−９５Ａ／ＢのＰＮオフセット確認手続きの詳細は当業者には公知であり、それゆえ、ここではさらに述べない。ＭＳはハンドオフのための候補として使用されるパイロットの可能性に基づいてすべてのパイロットを異なるセットに分類する。
【０００８】
値Ｔ＿ＡＤＤはＢＳ（ＩＳ−９５Ａ）により指定されるかまたはＭＳ（ＩＳ−９５Ｂ）により動的に決定されるパイロット強度しきい値から構成される。この値を超えると、パイロットはアクティブセットに付加するのに十分強いと考えられる。値Ｔ＿ＤＲＯＰは、パイロット強度しきい値を反映する。このしきい値より下がると、パイロットはアクティブセットから除去するのに十分弱いと考えられる。ＰＳＭＭはＭＳからＢＳに送られ、アクティブセットおよびキャンディデートセットのすべてのパイロットの強度を報告する。ＰＳＭＭに応答して、更新されたアクティブセットを含む拡張ハンドオフ指示メッセージ（”ＥＨＤＭ”）はＢＳからＭＳに送られる。
【０００９】
ＩＳ−９５Ａ／Ｂ準拠ＭＳは一般に、種々のセットにおけるパイロットを連続して測定し、アクティブセットに付加するのに十分強いパイロットと、アクティブセットから除去するのに相対的に弱いパイロットをＢＳに報告する探索ユニットを有する。ネイバーセットにおけるパイロットは特に重要であり、通常リメイニングセットのパイロットよりも頻繁に測定される。
【００１０】
ＩＳ−９５Ａ／Ｂソフトハンドオフアルゴリズムにおいてネイバーセットからアクティブセットにパイロットを付加する手続きについて以下の如く簡単に説明する。
【００１１】
１．各ＢＳは隣接するセルのＰＮオフセットと構成情報についてネイバーリスト（”ＮＬ”）を有する。ＭＳはＢＳからＮＬを含むネイバーリスト更新メッセージ（”ＮＬＵＭ”）を受信し、対応するパイロットをネイバーセットに置く。
【００１２】
２．ＭＳは探索ユニットを用いてネイバーセットのすべてのパイロットのパイロットチャネル強度の連続測定を実行するように要求される。
【００１３】
３．ＭＳは測定したパイロット強度を上記Ｔ＿ＡＤＤと比較する。強度がＴ＿ＡＤＤを越えるネイバーパイロットはキャンディデートセットに置かれ、ＰＳＭＭはＢＳに送られる。
【００１４】
４．ＰＳＭＭの内容およびネットワークリソースの可用性に基づいて、ＢＳは、新しいアクティブセットを示すＭＳにＥＨＤＭを送信する。
【００１５】
ＭＳがアクティブセットからパイロットを削除する必要があるとき、同様の報告手続きが続く。この場合、アクティブセットにおけるパイロットの強度はしきい値Ｔ＿ＤＲＯＰと比較され、タイマＴ＿ＤＲＯＰは、パイロット強度がＴ＿ＤＲＯＰ未満に減少すると活性化される。Ｔ＿ＤＲＯＰが終了すると、ＰＳＭＭはＢＳに送られ、ＢＳは通常低減されたアクティブセットを示すＥＨＤＭに反応する。
【００１６】
ＩＳ−９５Ａ／Ｂ標準に従って、ＭＳがＮＬＵＭを受信すると、ネイバーセット内の各パイロットに対応するカウンタをインクリメントし、そのようなパイロットがすでにキャンディデートセットまたはネイバーセットのパイロットでなければ、ＮＬＵＭにおいて名前のつけられた各パイロットをネイバーセットに付加する。ＭＳがネイバーセットに”ｋ”の付加パイロットしか格納することができず、”ｋ”以上のあたらしいパイロットがＮＬＵＭに送信されたならば、ＭＳ１０はそのメッセージに記載された最初の”ｋ”個のあたらしいパイロットを記憶する。ネイバーセットの保守に関するさらなる詳細はＩＳ−９５Ａ／Ｂ標準に記載されている。
【００１７】
ハンドオフのための互換性要件のさらに完全な記載はＩＳ−９５Ａ／Ｂ標準に記載され、そのような情報は参照することにより、この明細書に組み込まれる。ＩＳ−９５Ａ標準では、パイロット強度しきい値は、ＢＳがシステムパラメータをＭＳに周期的に送信するオーバヘッド情報動作の一部としてＢＳにより指定される。オーバヘッド信号の一部として、ＢＳからＭＳへのシステムパラメータメッセージは、パイロット検出しきい値Ｔ＿ＡＤＤを含む。オーバヘッド情報に関するさらなる詳細はＩＳ−９５Ａのセクション６．６．２．２「オーバヘッド情報動作に対する応答」に記載され、参照することによりこの明細書に組み込まれる。ＩＳ−９５Ｂ標準において、パイロット強度しきい値はＭＳにおいて、動的に決定される。どのようにしてパイロット強度しきい値が動的に決定されるかについてさらに記載するＩＳ−９５Ｂの関連する部分は参照することによりこの明細書に組み込まれる。
【００１８】
しかしながら、このソフトハンドオフアルゴリズムは第三世代無線サービスのために十分効率的なソフトハンドオフを提供しない。一般に、ＢＳにより送信されるネイバーリストはネットワークシステムが配備されるときに決定される静的リストである。それは、セル有効範囲内で恐らく見られるネイバーパイロットのリストを含む。ＩＳ−９５Ａ標準において、最小の支持されるネイバーセットサイズ、ＩＳ−９５Ａの付録ＤにＮＲＭ定数により表されるように２０パイロットである。ＩＳ−９５Ｂ標準において、ネイバーセットの最小支持サイズは４０である。特に、貧弱な最適化されたネットワークにおいて、安全を期してネイバーパイロットの最大数を有するＮＬをＢＳが送信することはまれなことではない。
【００１９】
ネイバーセットパイロットは多分ハンドオフ候補であるので、ネイバーセットパイロット測定の頻度と精度はハンドオフ性能を大きく左右する。しかしながら、ＭＳは一般的にその電力、サイズ、およびコストの制限により限られた信号処理能力しか持たない。大きなＮＬをＭＳに渡すということは、ＭＳは、各パイロットのより貧弱な推定を生じるかもしれない（一般には生じる）多くのパイロット間に限定された探索能力を分配しなければならないことを意味する。各パイロットの低減されたサンプリングレートは、各パイロットの強度を正確に推定するためのＭＳの能力を禁止する。リンクの故障は高速に時間変化するパイロットの失敗した検出によりさらに頻繁に生じる。
【００２０】
現在のハンドオフ手続きにおいて、ＢＳは、フォワードリンクパイロットチャネル強度（Ｆ−ＰＩＣＨ）のＭＳの測定レポートのみに基づいてハンドオフの決定を行なう。ハンドオフ手続きは、通常、十分に強いまたは弱い強度を有したパイロットを検出したときＭＳから送られたＰＳＭＭによりトリガされる。ＢＳが自発的にＭＳに対してＰＳＭＭを送信するように命令することができる機構が存在するけれども、ＢＳは、ハンドオフの決定をするためにその周囲のパイロットの強度を推定し報告するＭＳの能力に単に依存する。
【００２１】
ハンドオフアルゴリズムにおける性能の劣化につながる少なくとも３つの要因がある。第１に、ＢＳと比べて、パイロット探索能力を制限するＭＳの処理能力はさらに制限的であり、特に最適化されていないＮＬの結果として大多数のパイロットを探索しなければならないときはそうである。第２に、ＰＳＭＭを送信し、ＥＨＤＭを待つのに費やされる時間はときとして余りに長すぎてＭＳが無線リンク条件の迅速な変化に反応することができない。第３にフォワードリンクの品質はリバースリンクの品質をおおよそにしか反映しない。それゆえ、Ｆ−ＰＩＣＨ測定のみにもとづくハンドオフの決定は、リバースリンクの劣化により生じた故障回避しないかもしれない。
【００２２】
ＣＤＭＡシステムにおけるソフトハンドオフを改良する試みが成された。例えば、この発明の譲受人に譲渡され、その内容が、参照することにより、この明細書に組み込まれる、ウイリアム・ディー・ウイリーに付与された米国特許第5,920,550（’５５０特許）は現在測定されたパイロット信号強度の少なくとも１つを各アクセスプローブにおいて、ＢＳに供給することを開示する。次に、システムは現在測定されたパイロット信号強度に従うソフトハンドオフのために基地局を指定する。’５５０特許は、システムアクセス状態に続くアクセスプローブにおける現在のパイロット強度を報告することにより、ソフトハンドオフ動作を改善するけれども、第三世代の無線通信に必要な効率性および中断されないサービスを提供することができない。’５５０特許は、ＩＳ−９５Ａ／Ｂ標準に示されるようにＢＳから大きなサイズのＮＬを受信することを開示する。現在のパイロット強度は次のアクセスプローブにおいて報告されるけれども、’５５０特許は、各パイロットのより貧弱な推定を生じるかもしれない（一般には生じる）多くのパイロット間に、ＭＳ用に制限された探索能力を分配することを開示する。
【００２３】
ＣＤＭＡシステムにおけるソフトハンドオフを改善するための他の試みは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりこの明細書に組み込まれる、ウイリアム・ディー・ウイリーに付与された米国特許第5,854,785（’７８５特許）に記載されている。’７８５特許はシステムアクセスモードにおける隣接するパイロット強度を測定し、測定されたパイロット強度に対応する基地局の確認をイニシャルアクセスプローブでシステムに供給することにより、ソフトハンドオフを改善することを開示する。システムは隣接するＢＳ確認とパイロット信号強度を用いてどの隣接ＢＳが十分に測定されたパイロット強度を有し、それによって関連するページングチャネルが成功裏に復調できるかを決定する。従って、ソフトハンドオフの期間、ＭＳは少なくとも１つの隣接するパイロット並びにＭＳの現在アクティブなパイロットからページングチャネルを復調する。
【００２４】
’７８５特許も第三世代の無線アプリケーションに必要な能力を提供することができない。十分なパイロット強度を有して隣接するＢＳからページングチャネルメッセージが復調されるであろうけれども、’７８５特許は、各パイロットのより貧弱な推定を生じるかもしれない（一般には生じる）多くのパイロット間にＭＳ用に制限された探索能力を分配することを開示する。
【００２５】
ｃｄｍａ２０００系列の規格が、第三世代無線通信システムに適応するために確立された。規格系列はＩＳ−２０００−１；ＩＳ−２０００−２；ＩＳ−２０００−３；ＩＳ−２０００−４；ＩＳ−２０００−５およびＩＳ−２０００−６を含む。これらの規格の各々は移動局と基地局のためのＣＤＭＡ技術および／またはアナログデュアルモード技術を使用するスペクトル拡散無線インタフェースの一部の仕様を定める。ｃｄｍａ２０００規格はＩＳ−９５Ｂと下位互換性がある。
【００２６】
システム能力をさらに高めるために多くの新しい特徴がｃｄｍａ２０００提案に導入された。特徴の一つは、トラヒック状態において、各ＭＳにより伝送されたリバースリンクパイロットチャネルである。リバースパイロットチャネルはＢＳがＭＳ伝送を検出することを補助するために使用される復調されないスペクトル拡散信号である。トラヒック状態にあるとき、ＭＳはフォワードトラヒックチャネルおよびリバーストラヒックチャネルを用いてＢＳと通信する。リバースパイロットチャネルを加算することはＢＳにおいて、移動伝送信号のコヒーレント検出を可能にし、システムが高速フォワードリンク電力制御を実現することを可能にする。高速フォワードリンク電力制御はＭＳがリバース電力制御サブチャネルをリバースパイロットチャネル上に介挿することにより実現される。
【００２７】
ｃｄｍａ２０００規格系列のＩＳ−２０００−２部分はｃｄｍａ２０００スペクトル拡散システムのための物理レイヤ規格を定義する。この仕様において、リバースパイロットチャネルの構造は、最初の１１５２ｘＮＰＮチップに含まれるリバースパイロットチャネル信号から構成される電力制御グループを含み、および次の３８４ｘＮＰＮにリバース電力制御サブチャネルを含む（但しＮは拡散レート番号である）。例えば、拡散レート１に対してＮ＝１であり、拡散レート３に対してＮ＝３である。リバース電力制御サブチャネルに関するさらなる詳細は、参照することによりこの明細書に組み込まれるＩＳ−２０００−２のセクション２．１．３．１．１０（およびサブセクション）に記載される。
【００２８】
ｃｄｍａ２０００規格系列はシステム能力を増大し、リバースパイロット強度測定を提供することによりいくつかの利点を提供するが、この規格は中断されないデータ伝送を有した十分に効率的なソフトハンドオフを提供することができない。それゆえ、ＩＳ−９５Ａ／Ｂ規格およびｃｄｍａ２０００規格系列は、ＭＳとＢＳとの間のソフトハンドオフ間に中断されない音声とデータ伝送を提供することに適切に対処していない。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この分野において必要なことは、ソフトハンドオフの期間にＭＳとＢＳとの間で効率性と中断されない接続を改善するＣＤＭＡシステムである。ここに開示しクレームした発明は、ネイバーリストを最適化するためにｃｄｍａ２０００規格のＩＳ−２０００−２に定義されるリバースパイロット強度測定をＢＳにおいて用いることにより既存のソフトハンドオフアルゴリズムを改善する。この最適化はハンドオフするためのＭＳの速度により測定されたハンドオフ効率を高め、ネットワークリソースのＭＳの利用を得る。
【００３０】
ＣＤＭＡマーケットの実地試験で集められたフィールドデータは、適切に最適化されたネットワークにおいて、特定のＭＳにより”見られる”十分な強度（ほとんどの場合Ｅｃ／Ｉｏ＞−１４ｄＢ）を有したパイロットの数がたった３に過ぎないことを示す。パイロット汚染された不十分に最適化されたネットワークでさえも、所定の時間とロケーションにおける競合パイロットの数はせいぜい６である。従って、このアルゴリズムは、必要または効率以上に隣接する基地局をＭＳが頻繁に監視することを不必要に要求する。
【００３１】
上述した欠点に対処するために、この発明は無線通信システムにおいて、少なくとも１つのサービスするセルと受信する隣接するセルとの間の無線通信装置をハンドオフする方法から構成される。この方法は、以下のステップから構成される。
【００３２】
（１）無線通信装置と少なくとも１つのサービングセルとの間の呼を確立する、前記少なくとも１つのサービングセルは各サービングセルに隣接する少なくとも１つの隣接セルを有する；
（２）少なくとも１つの隣接セルから、前記無線通信装置から受信したリバースチャネル信号強度を監視する；
（３）各隣接するセルにおいて検出された無線通信装置信号強度をＢＳコントローラに伝送する；
（４）監視された無線通信装置信号強度にもとづいて前記少なくとも１つの隣接するセルから有効な隣接セルのリストを前記ＢＳコントローラにおいて編集する；
（５）有効隣接セルの前記リストを各少なくとも１つのサービングセルに伝送する；
（６）隣接セルリスト更新メッセージを無線通信装置に周期的に伝送する、前記隣接セルリスト更新メッセージは有効隣接セルリストを含む。
【００３３】
（７）ネイバーセットとして前記有効隣接セルリストを前記無線通信装置に記憶する；
（８）前記ネイバーセットとして前記有効隣接リストを記憶した後、無線通信装置において前記ネイバーセットのフォワードチャネル信号強度サーチを行なう；
および
（９）前記少なくとも１つのサービングセルと前記受信隣接セルとの間のハンドオフを成就するために前記有効隣接セルからの信号を監視する。
【００３４】
上述したステップには番号が付されているが、上記順番に実施される必要は無い。この発明はまた以下の手段からなる無線通信システムを含む。
【００３５】
サービングセルと通信する無線通信装置；
前記無線通信装置からのリバースチャネル信号強度を監視する、前記サービングセルに隣接する少なくとも１つのセル；および
監視される無線通信装置信号に基づいて前記サービングセルに隣接する前記少なくとも１つのセルから有効隣接セルのリストを編集するＢＳコントローラ、前記ＢＳコントローラは、前記有効隣接セルのリストを前記サービングセルに通信し、前記サービングセルは前記有効隣接セルを含む隣接リスト更新メッセージを周期的に前記無線通信装置に送信し、前記無線通信装置は前記有効隣接セルのリストをネイバーセットとして記憶し、更新されたネイバーセット上でフォワードチャネルサーチを行なう。
【００３６】
当業者は、切換え、コールルーチング等のための機器のような示されていない他のインフラストラクチャ機器を必要とすることを理解するであろう。
【００３７】
【発明の実施の形態】
この発明の特徴と利点は同一部には同符号を付した図面と共に以下に記載した詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００３８】
ｃｄｍａ２０００の規格系列において、各ＭＳはトラヒック状態のリバースパイロットチャネル（”Ｒ−ＰＩＣＨ”）上のリバースリンクチャネル強度信号を、ＭＳのＲＦ環境についてのさらなる情報を集めるための機会をＢＳに供給するＢＳに送信する。各ＭＳは、フォワードトラヒックチャネル電力制御のための内側電力制御ループと外側電力制御ループの両方をサポートする。外側電力制御ループは、各割当てられたフォワードトラヒックチャネル上の目標フレームエラーレート（”ＦＥＲ”）を得るためにＥｂ／Ｎｔに基づいて設定値を推定する。これらの設定値は暗黙のうちにまたは信号メッセージを介してＢＳに通信される。これらの設定値の差分は、ＢＳが、内部ループを持たないフォワードトラヒックチャネルに対して適切な伝送レベルを得る役に立つ。
【００３９】
内側電力制御ループは受信したフォワードトラヒックチャネルのＥｂ／Ｎｔを対応する出力電力制御ループ設定値と比較し、フォワード電力制御サブチャネル上のＢＳに送られる電力制御ビットの値を決定する。この発明は、動的にＮＬを最適化することにより既存のアルゴリズムを改善し、より高速のハンドオフのために自律的ＥＨＤＭを供給し、ＢＳがＭＳによってフォワードチャネルパイロット強度（Ｆ−ＰＩＣＨ）サーチを指示することを可能にする。
【００４０】
ＭＳにおいて受信した信号の変化は多系統伝播、シャドウフェイディング（shadow fading)、および経路損失から生まれる。多系統フェイディングは短期間の効果を呈示し、フォワードリンクとリバースリンクとの間でほとんど無相関であるけれども、シャドウフェイディングと経路損失は、受信した信号強度により長い期間の変化を招き、一般には、フォワードリンクとリバースリンクとの間で高度に相関すると考えられる。ＩＳ−９５  Ａ／Ｂ  ＣＤＭＡシステムは多系統フェイディングにより生じた短期間のチャネル変化に取り組むためにレーキ受信機を使用する。ソフトハンドオフアルゴリズムは、シャドウフェイディングおよび経路損失により生じた長期間のチャネル変化を克服するように設計される。
【００４１】
図２に示すように、ＭＳ１０がＢＳ２０によりサービスされるセル２０ａ内の位置Ａから位置Ｂに移動すると、隣接者の”有効セット”が変化する。セル２１ａ、２２ａおよび２３ａはロケーションＡにおけるハンドオフのための正しい候補かもしれないが、ＭＳ１０がロケーションＢに移動すると、セル２４ａ、２５ａ、２６ａはさらに良い候補である。ｃｄｍａ２０００およびＩＳ／９５  Ａ／Ｂアルゴリズムを用いて、ＭＳ１０は、隣接するセルに対してそのロケーションに関係無くＢＳ２１、２２、２３、２４、２５、２６のためのパイロットおよびその付近の他のパイロットを構成するＮＬをサービスしているＢＳ２０から多分受信するであろう。
【００４２】
この発明の好適実施形態は図３に示される。ＮＬを最適化するための方法は、ＭＳ１０およびサービスするＢＳ２０との間に呼を確立することから構成される。ＢＳ２０は隣接するセル２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａの記憶されたＮＬを有する。基地局コントローラ（”ＢＳＣ”）３１はＭＳ１０のＲ−ＰＩＣＨ信号強度を監視してそれをＢＳＣ３１に報告するようにＮＬ内のすべてのセルに知らせる。従って、各隣接するＢＳ２１、２２、２３、２４、２５、２６は無線通信装置あるいはＭＳ１０からのＲ−ＰＩＣＨ信号を監視し、Ｒ−ＰＩＣＨデータ２０ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ、２５ｃ、２６ｃをＢＳＣ３１に伝送する。ＢＳＣ３１はＮＬメンバー２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａからのＲ−ＰＩＣＨ測定値を処理し、各Ｒ−ＰＩＣＨデータを所定のしきい値と比較する。このしきい値はＴ＿ＡＤＤより低いことが望ましい。所定のしきい値は、Ｔ＿ＡＤＤに関係ない他の値であってもよいことが理解される。
【００４３】
Ｒ−ＰＩＣＨデータの解析に基づいて、ＢＳＣ３１は、無線通信装置またはＭＳ１０からの十分強いＲ−ＰＩＣＨ測定値を報告する基地局を構成する有効ネイバーリスト（”ＥＮＬ”）を編集する。”十分強い”と決定されたもののためのしきい値レベルは当業者に知られた種々のファクタを用いて到達される所定の強度に基づく。ＢＳＣ３１はＥＮＬデータ３０を、ＭＳ１０にサービスしているＢＳ２０に伝送する。周期的に、ＢＳ２０はネイバーリスト更新メッセージ（”ＮＬＵＭ”）３２をＥＮＬを含むＭＳ１０に送信する。ＭＳ１０は、ＥＮＬから受信したパイロットをネイバーセットとして記憶し、その後ネイバーセットに関してフォワードパイロットチャネルＦ−ＰＩＣＨサーチを行なう。無線通信装置内のネイバーセットはせいぜい６つの隣接基地局またはせいぜい３つの隣接基地局で構成されるかもしれない。基地局の他の最大数も考慮される。
【００４４】
図３にもとづく上記説明および図は、ＭＳ１０が唯一つのサービングＢＳ２０を有していると仮定している。しかしながら、ＭＳ１０は多数のセルとソフトハンドオフが出来るであろうことが理解される。多数のセルが同時にＭＳ１０と通信している場合に、ＭＳ１０がソフトハンドオフ状態であれば、ＢＳＣ３１はＭＳ１０と同時に通信している各ＢＳにＮＬＵＭのコピーを供給する。これについては図４を参照して以下に詳細に述べる。
【００４５】
ＭＳ１０のためのＥＮＬを効率よく更新するために、ＮＬ内の各ＢＳ２１−２６は、各近傍のすべてのＭＳ１０のＲ−ＰＩＣＨを絶えず測定しなければならない。しかしながら、ＢＳは電力消費とサイズが制限されないので、ＭＳと比べるとＢＳにおいて要求されるさらなる信号処理は厳しくない。ＢＳがＲ−ＰＩＣＨ推定を行なうための追加費用はＭＳ１０においてさらに良いＦ−ＰＩＣＨ推定に変換される。この方法を用いて、ネイバーセットのサイズは２０から６或いはそれ以下に低減され、この結果、各パイロットのサーチ周波数が約３倍増大する。各パイロットのサーチ周波数が増大することにより、高速に立ち上がるパイロットの早期検出に向けて重要な改善がなされる。
【００４６】
ＢＳ２０が持つことができる信号処理能力を用いて、Ｒ−ＰＩＣＨ測定値はＭＳ１０におけるＦ−ＰＩＣＨ測定により得られるものよりもさらに高い周波数と精度でＢＳＣ３１に到達する。それゆえ、ＢＳＣ３１は、ＭＳ１０からＰＳＭＭを待つことなく、Ｒ−ＰＩＣＨデータの解析に基づいて自律的にＥＨＤＭ２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂを発行することが可能となる。これはチャネル変化に対するシステムの遅延された反応によりリンク不良の機会を低減するソフトハンドオフ手続きの応答時間を効率的に短くする。
【００４７】
フォワードリンクとリバースリンクの両方の品質を保証するために、Ｒ−ＰＩＣＨ測定によりトリガされたソフトハンドオフ機構は既存のＦ−ＰＩＣＨ測定によりトリガされたソフトハンドオフと組み合わせて使用することができる。
【００４８】
既存のアルゴリズムにおいて、ＭＳ１０がＢＳ２０からＮＬを受信した後、ＢＳ２０から多くの干渉を受ける事無くＦ−ＰＩＣＨサーチを行なう際にあるスケジュールが続く。ＭＳ１０はあるパイロットがしきい値テストを通過すると、ＰＳＭＭを送るのみである。これは、ＭＳ１０が１つ以上のパイロットを追跡しなければならないならば、遅すぎる場合がある。より高い信号処理能力を持つならば、ＢＳＣ３１は、Ｒ−ＰＩＣＨデータにより高度なチャネル推定および予測技術を印加することができ、この発明の方法および装置に従ってＭＳ１０がＦ−ＰＩＣＨを理知的にサーチするための案内を提供する。
【００４９】
この発明の構造的実施形態は又図３によっても示される。無線通信ネットワーク３４は、ＭＳ１０のためのサービングセル２０ａとして動作する少なくとも１つのＢＳ２０、または無線通信装置から構成される。サービングＢＳ２０は、サービングＢＳ２０に隣接したまたはその付近の基地局２１、２２、２３、２４、２５、２６を構成する隣接セル２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａのリストを記憶する。ＢＳコントローラ３１は、ＭＳ１０からの監視されたリバースチャネル信号強度に基づいて、隣接するセル２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａからサービングセル２０ａへのＥＮＬを編集する。ＢＳコントローラ３１は有効なネイバーリスト３０をサービングＢＳ２０に伝送する。サービングＢＳ２０、または基地局は周期的にネイバーリスト更新メッセージ３２をＭＳ１０に伝送する。次に、ＭＳ１０は有効なネイバーリストに基づいてそのネイバーセットを更新する。
【００５０】
図４は、２つの基地局２０、２３がＭＳ１０と同時に通信するソフトハンドオフ動作中のこの発明の好適実施形態を示す。簡単のために、図３に示す通信ラインのいくつかは図４から省略されている。例えば、ＭＳ１０と隣接する基地局との間の通信を表すラインおよび、基地局からＢＳＣ３１への通信を表すラインである。同様に、唯一の参照番号すなわち２１はＢＳ、その特定のＢＳを含むセルおよびＢＳとの間の通信を参照する。
【００５１】
図４において、ＭＳ１０はＢＳ２０およびＢＳ２３と同時に通信している。ＮＬを最適化するための方法は、ＭＳ１０とＢＳ２０、２３との間に呼を確立することから構成される。各ＢＳ２０、２３はそれぞれの隣接するセルの記憶されたＮＬを有する。ＢＳ２０の場合、セルの隣接リストは、セル２１、２２、２３、２４、２５、２６から構成される。ＢＳ２３の場合、セルの隣接リストはセル２０、２２、２７、２８、２９、２４から構成される。ＢＳＣ３１は、ＭＳ１０のＲ−ＰＩＣＨ信号強度を監視し、それをＢＳＣ３１に報告するように、各ＮＬ内のすべてのセルに個別に通知する。従って、ＢＳ２０のＮＬ内の各セルはＲ−ＰＩＣＨデータをＢＳＣ３１に伝送し、ＢＳ２３のＮＬ内の各セルはＲ−ＰＩＣＨデータをＢＳＣ３１に伝送する。ＢＳＣ３１は、各ＮＬメンバーからのＲ−ＰＩＣＨ測定値を処理し、各Ｒ−ＰＩＣＨデータを、望ましくはＴ＿ＡＤＤより低い所定のしきい値と比較する。所定のしきい値は、Ｔ＿ＡＤＤに関係の無い他の所定の値であってもよい。
【００５２】
Ｒ−ＰＩＣＨデータの解析に基づいて、ＢＳＣ３１は、ＭＳ１０からの十分に強いＲ−ＰＩＣＨ測定値を報告する基地局を構成する各ＢＳ２０、２３のための個別のＥＮＬを編集する。”十分強い”と決定されるもののしきい値レベルは、当業者に知られる種々のファクタに基づいて決定される。ＢＳＣ３１はＢＳ２０ＥＮＬデータをＢＳ２０に伝送し、ＢＳ２３ＥＮＬデータをＢＳ２３に伝送する。ＢＳ２０および２３の各々はＭＳ１０にサービスしている。周期的に、ＢＳ２０はＭＳ１０に、対応するＥＮＬを含むＮＬＵＭ３２を伝送する。また、周期的にＢＳ２３はＭＳ１０にその各ＮＬＵＭ３２を伝送する。ＭＳ１０は各ＥＮＬから受信したパイロットをネイバーセットに記憶し、ネイバーセットとしてＥＮＬを記憶した後のネイバーセットを用いてＦ−ＰＩＣＨサーチを行なう。
【００５３】
ＭＳ１０のための各ＥＮＬを効率的に更新するために、ＢＳ２０およびＢＳ２３のＮＬ内の各ＢＳは各近傍のすべてのＭＳ１０のＲ−ＰＩＣＨを絶えず測定しなければならない。この方法を用いて、ＭＳ内のネイバーセットはＢＳ２０から低減されるかもしれないが、また、そのネイバーセット内の２セットのＥＮＬに適合するように変形されるかもしれない。例えば、ＢＳ２０とＢＳ２３各々が各ＥＮＬを含むＮＬＵＭを送信するならば、ＭＳ１０は１２のパイロットを受信するように定義されたネイバーセットを持つかもしれない。
【００５４】
この方法の変化として、ＢＳＣ３１は、隣接する基地局の各セットからＢＳ２０またはＢＳ２３に編集されるデータに基づいて各ＥＮＬをさらに純化するかもしれない。この筋書きにおいて、ＢＳＣ３１は結合されたＥＮＬを各ＢＳ２０およびＢＳ２３に伝送するであろう。それゆえ、各ＢＳ２０、２３からＮＬＵＭがＭＳ１０に伝送されると、含まれているＥＮＬは純化されＭＳ１０に対して最適化されるであろう。ネイバーセットは依然として２０から６あるいはそれ未満に低減されるかもしれない、これは各パイロットのサーチ周波数を約３倍増大させる。
【００５５】
図３に示す実施形態と同様に、ＢＳ２０が持つことができる信号処理能力を用いて、Ｒ−ＰＩＣＨ測定値は、ＭＳ１０におけるＦ−ＰＩＣＨにより得られるであろうよりも十分高い周波数と精度でＢＳＣ３１に到達する。それゆえ、ＭＳからＰＳＭＭを待つことなくＲ−ＰＩＣＨの解析に基づいてＢＳＣ３１は自律的にＥＨＤＭを各ＢＳに発行することができる。
【００５６】
Ｒ−ＰＩＣＨ測定値トリガされたソフトハンドオフ機構は既存のＦ−ＰＩＣＨ測定値トリガされたソフトハンドオフと組み合わせて使用することができ、フォワードリンクおよびリバースリンクの品質を保証する。
【００５７】
図３に戻ると、ＩＳ−９５Ａ／Ｂおよびｃｄｍａ２０００アルゴリズムにおいて、ＭＳ１０がＮＬをＢＳ２０から受信した後、ＢＳ２０から大きな干渉を受けることなくＦ−ＰＩＣＨサーチを行なうに際し、ＭＳはあるスケジュールに従う。ＭＳ１０はあるパイロットがしきい値テストを通過すると、ＰＳＭＭを送るのみである。これは、ＭＳ１０が１つ以上のパイロットを追跡しなければならないならば、遅すぎる場合がある。より高い信号処理能力を持つならば、ＢＳＣ３１は、Ｒ−ＰＩＣＨデータにより高度なチャネル推定および予測技術を印加することができ、この発明の方法および装置に従ってＭＳ１０がＦ−ＰＩＣＨを理知的にサーチするための案内を提供する。
【００５８】
この発明を実施するのに必要な構造をここに開示したが、当業者は、切換え、コールルーチン等のための機器のように、他の構造および部品がこの発明を実施するのに使用されるであろうことが理解される。さらに、用語"セル”と”基地局”は同じではないけれども上記説明においてしばしば互換性がある。ＢＳは送受信装置であり、ＭＳと通信するための有効範囲または能力は”セル”を定義する。サービング”セル”に隣接する"セル”はサービングＢＳに対応して隣接するＢＳを含むであろう。隣接するセルを参照すると、そのような用語はまた隣接するＢＳを、あるいは各隣接するセルに含まれる隣接するＢＳからのパイロット信号を意味するかもしれない。
【００５９】
この発明の他の実施形態において、ＢＳＣ３１はチャネル予測プロセスの結果を用いてＥＮＬの優先順位を決める。それによりＭＳ１０はハンドオフ候補のより高い可能性を持つパイロットについて探索能力を集中することができる。
【００６０】
さらに、ＢＳ２０がＦ−ＰＩＣＨを指示するこの発明の他の実施形態において、サーチは、ハンドオフのために考慮中の有るセットのパイロットのＦ−ＰＩＣＨ強度を報告するようにＭＳ１０に指示するメッセージをＢＳ２０が送ることを含む。Ｆ−ＰＩＣＨデータとＲ−ＰＩＣＨデータが共に利用できる場合に、ＢＳＣ３１はより良いハンドオフ決定を行なうようにＭＳ１０に指示することができる。この発明者達は、上述した概念の範囲内において、当業者は、ソフトハンドオフの効率を高めるためにネイバーセットの最適化を含む上記実施形態の変形例があることを理解するであろうことを考慮する。
【００６１】
Ｆ−ＰＩＣＨ測定値およびＲ−ＰＩＣＨ測定値からの情報を結合し、ＢＳにおいて信号処理能力を利用することにより、提案されたハンドオフアルゴリズムは既存のハンドオフアルゴリズムの効率性を改善することを約束する。効率性改善の１つの尺度は、動的に最適化されたＮＬおよび自律的ＥＨＤＭを含むことからの利点として迅速なハンドオフを行なうための能力である。効率性の他の尺度は、ＢＳにおいてより高度な信号処理技術を用いることとＭＳ１０においてＢＳが指示した理知的サーチの可能性の結果として、さらによいハンドオフ決定を行なう能力である。そのような改善されたハンドオフ効率は、リンク不良が多数のアプリケーションの損失を生じ、各不良なハンドオフ決定がネットワークリソースの点から多大なコストを招くかもしれない第三世代システムには特に重要である。
【００６２】
この発明は従来技術に対して種々の利点を供給する。ハンドオフを成就するのにかかる時間が低減され、高速に立ち上がるパイロットへの反応速度の尺度である。アクティブセットの平均サイズは低減可能である。これは物理チャネルの点からネットワークリソースの使用の尺度である。ハンドオフの頻度を低減することができる。これは、シグナリングオーバヘッドの点からのハンドオフ決定の正当性とネットワークリソースの使用の尺度である。最後に、結合されたアクティブセットパイロット強度は増大される。これは無線リンク品質の尺度である。
【００６３】
上述した記載は多くの詳細を含むが、これらは発明の範囲を制限するものとして解釈すべきでなく、単に現在の好適実施形態の例示を供給する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一般にソフトハンド手続きを示す図である。
【図２】  ＭＳがサービングセルを移動するときの有効ネイバーセルの展開を示す図である。
【図３】  ＢＳコントローラからＭＳへのネイバーリスト更新メッセージの構成と通信を示す図である。
【図４】  ２つの基地局が同時にＭＳにサービスしているこの発明を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・ＭＳ
１２、１４・・・ＢＳ
１２ａ、１４ａ・・・ＢＳ有効範囲エリア
２０・・・サービングＢＳ
２０ａ・・・サービングセル
２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ・・・ＥＨＤＭ
２０ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ、２５ｃ、２６ｃ・・・Ｒ−ＰＩＣＨデータ
２１、２２、２３、２４、２５、２６・・・隣接するＢＳ
２１ａ、２２、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ・・・隣接するセル
３０・・・ＥＮＬデータ
３１・・・基地局コントローラ
３２・・・ネイバーリスト更新メッセージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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