(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク・コントローラ、複数の基地局、及び前記基地局内の少なくとも２つのセクタと通信リンクを同時に確立することができる移動体を有し、前記移動体が通信リンクを継続するために前記セクタ間でハンドオフ・アルゴリズムによって管理されるハンドオフを実行するＣＤＭＡシステムにおけるハンドオフ方法であって、
前記無線ネットワーク・コントローラが、前記移動体によって要求されたサービスのタイプを決定するステップと、
前記無線ネットワーク・コントローラが、前記決定されたサービスのタイプに応じて前記移動体に適したハンドオフ・アルゴリズムを、経路損失、経路損失とアップリンク干渉、ダウンリンクの受信信号強度（ＲＳＳＩ）、及びダウンリンク干渉（Ｅb／Ｉo）のいずれかに基づいて選択するステップと、
前記無線ネットワーク・コントローラ及び前記基地局が、前記選択されたハンドオフ・アルゴリズムを前記移動体に適用するステップと、を備え、
前記サービスのタイプが音声の呼であり、前記適したハンドオフ・アルゴリズムを選択するステップが、前記移動体の出力パワーを最小化する傾向があるハンドオフ・アルゴリズムを選択することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記選択されたハンドオフ・アルゴリズムが、移動体の出力パワーを最小化する傾向となるように移動体のハンドオフを誘導するために、前記経路損失とアップリンク干渉を利用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ソフト・ハンドオフ及びハード・ハンドオフのいずれかを実行する移動体に適用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
無線ネットワーク・コントローラ、複数の基地局、及び前記基地局内の少なくとも２つのセクタと通信リンクを同時に確立することができる移動体を有し、前記移動体が通信リンクを継続するために前記セクタ間でハンドオフ・アルゴリズムによって管理されるハンドオフを実行するＣＤＭＡシステムにおけるハンドオフ方法であって、
前記無線ネットワーク・コントローラが、前記移動体によって要求されたサービスのタイプを決定するステップと、
前記無線ネットワーク・コントローラが、前記決定されたサービスのタイプに応じて前記移動体に適したハンドオフ・アルゴリズムを、経路損失、経路損失とアップリンク干渉、ダウンリンクの受信信号強度（ＲＳＳＩ）、及びダウンリンク干渉（Ｅb／Ｉo）のいずれかに基づいて選択するステップと、
前記無線ネットワーク・コントローラ及び前記基地局が、前記選択されたハンドオフ・アルゴリズムを前記移動体に適用するステップと、を備え、
前記サービスのタイプがデータ量の多いサービスであり、前記適したハンドオフ・アルゴリズムを選択するステップが、ダウンリンクの出力パワーを最小化する傾向があるハンドオフ・アルゴリズムを選択することを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記選択されたハンドオフ・アルゴリズムが、ダウンリンクの出力パワーを減少させ、これによりセル内の干渉レベル全体を低下させる傾向となるように移動体のハンドオフを誘導するために、前記ダウンリンク干渉（Ｅb／Ｉo）を利用することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ソフト・ハンドオフ及びハード・ハンドオフのいずれかを実行する移動体に適用されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記データ量の多いサービスがインターネットのウエブの閲覧であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
無線ネットワーク・コントローラ、複数の基地局、及び前記基地局内の多数のセクタと通信リンクを同時に確立することができる移動体を有し、移動体が通信リンクを継続するために前記セクタ間で適応ハンドオフ・アルゴリズムによって管理されるハンドオフを実行するＣＤＭＡシステムにおける、信号の経路損失、経路損失とアップリンク干渉、ダウンリンクの受信信号強度（ＲＳＳＩ）、及びダウンリンク干渉（Ｅb／Ｉo）を含む品質基準に基づいた適応ハンドオフ・アルゴリズムを利用する方法であって、
前記ハンドオフ・アルゴリズムによって使用される特定の品質基準が前記要求されたサービスのタイプに基づき、
前記要求されたサービスが音声の呼である場合、移動体の出力パワーを最小化する傾向となるように移動体のハンドオフを誘導するために、前記経路損失とアップリンク干渉が前記適応ハンドオフ・アルゴリズムに用いられることを特徴とする適応ハンドオフ・アルゴリズムを利用する方法。
【請求項９】
前記適応ハンドオフ・アルゴリズムがソフト・ハンドオフ及びハード・ハンドオフのいずれかを実行する移動体に適用されることを特徴とする請求項８に記載の適応ハンドオフ・アルゴリズムを利用する方法。
【請求項１０】
無線ネットワーク・コントローラ、複数の基地局、及び前記基地局内の多数のセクタと通信リンクを同時に確立することができる移動体を有し、移動体が通信リンクを継続するために前記セクタ間で適応ハンドオフ・アルゴリズムによって管理されるハンドオフを実行するＣＤＭＡシステムにおける、信号の経路損失、経路損失とアップリンク干渉、ダウンリンクの受信信号強度（ＲＳＳＩ）、及びダウンリンク干渉（Ｅb／Ｉo）を含む品質基準に基づいた適応ハンドオフ・アルゴリズムを利用する方法であって、
前記ハンドオフ・アルゴリズムによって使用される特定の品質基準が前記要求されたサービスのタイプに基づき、
前記要求されたサービスがデータ量の多いサービスである場合、ダウンリンクの出力パワーを減少させ、これによりセル内の干渉レベル全体を低下させる傾向となるように移動体のハンドオフを誘導するために、前記ダウンリンク干渉（Ｅb／Ｉo）が前記適応ハンドオフ・アルゴリズムに用いられることを特徴とする適応ハンドオフ・アルゴリズムを利用する方法。
【請求項１１】
前記適応ハンドオフ・アルゴリズムがソフト・ハンドオフ及びハード・ハンドオフのいずれかを実行する移動体に適用されることを特徴とする請求項１０に記載の適応ハンドオフ・アルゴリズムを利用する方法。
【請求項１２】
前記データ量の多いサービスがインターネットのウエブの閲覧であることを特徴とする請求項１０に記載の適応ハンドオフ・アルゴリズムを利用する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は概して無線通信システムに関連し、より詳細には、ＣＤＭＡシステム内で動作している移動体のための適応ハンドオフ・アルゴリズムに関連する。
【０００２】
発明の背景
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム、特に、例えばＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のような、いわゆる第３世代の広帯域システムとして設計された通信システムは、かなり改善されたビット・レート性能を有する回線交換及びパケット交換のデータ・サービスを含むアクセス・サービスを提供するように設計されている。このような第３世代の広帯域システムによってサポートされる高ビット・レート性能は、無線のマルチメディア及び画像、同時音声などの無線データ・サービス、及び拡張されたインターネット・サービスなどの多くのサービスの増加をもたらす。
【０００３】
様々なサービスの動作要件はかなり違っている場合があり、そのため対応して異なった性能レベルをシステムに要求する。例として、回線交換の音声呼の特性は、通常は遅延に対して敏感で（すなわち、会話中には流れを中断する極端な休止時間はない）、移動度が高く、比較的呼の継続時間が短く、対称的サービスである（すなわち、アップリンク及びダウンリンク方向の両方に同じ量のデータが送信される）。対照的に、インターネットのウエブの閲覧などのパケットに基づくサービスは通常、遅延の影響を受けず（はぐれたパケットは再送される）、移動度が低く、比較的呼の持続時間が長く、非対称的なサービスである、すなわち、例えばウエブのページをロードしているときには通常ダウンリンク方向が多く使用される、ことによって特徴付けられる。ＣＤＭＡシステム内で運用される様々なサービスの性能は、多くの要因に影響される。通常のサービスの性能に影響を与えるものとして知られるそのような要因の一つは、移動局のハンドオフである。
【０００４】
図１は、一連のデジタル伝送リンク１１５によって基地局のネットワークに結合された無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）を有する、基本的セルラ通信システムを表している。基地局は、システムのカバレージ領域を形成すべく地理的に分散されている。各基地局（ＢＳ）は、セルとして知られる指定された領域をカバーするように設計され、その関連するセル内では移動局とＢＳとの間の２方向の無線接続が行われ得る。セル間の境界が線１１０によって示されている。この単純化した代表的な図では、２つの基地局だけが示されているが、実際には、かなり多くの基地局がシステムの機能的カバレージ領域を形成する。当業者にはこの代表的な図には示されていない他の構成要素及び装置が通常はシステムに含まれていることが分かるであろう。一般に、ＭＳがネットワーク全体を移動するとき、ハンドオフと呼ばれるイベントで、隣接する基地局に接続を移すことによってネットワークとの通信が維持される。単純化のため、移動局という用語を以降では移動体と呼ぶ。
【０００５】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）に従って動作する通信システムでは、元のＢＳから隣接するＢＳへのハンドオフの前に、移動体が１つより多いＢＳと通信するときに、マクロ・ダイバーシティが通常用いられる。これはこの分野では、移動体が元のＢＳとの通信を終える前に隣接するＢＳとの通信を開始するという点で「ソフト・ハンドオフ」と呼ばれる。この「中断の前の接続」手順は、共通のスペクトル拡散波形の周波数で全てのトラフィックを動作させることによって可能となる。ソフト・ハンドオフの変形は「よりソフトなハンドオフ」と呼ばれるものであり、これは移動体が同じＢＳの多数のセクタと同時に通信する。ソフト・ハンドオフには、呼の断絶の危険性の低下、ハンドオフでの音声の中断がない、及びダウンリンクでのＳＮ比の向上等のいくつかの利点がある。ソフト・ハンドオフ／よりソフトなハンドオフの別の重要な利点は、移動の間のマクロ・ダイバーシティ、すなわち、対数正規及びマルチパスのフェージングからの強力な保護であり、これは、平均して、フェージングあるいはマルチパスの影響による集中が同時には生じないからである。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムで生じる別のタイプのハンドオフは「ハード・ハンドオフ」である。ハード・ハンドオフは、通常、例えば、２つのチャネル間あるいは基地局がソフト・ハンドオフに適切に同期していないときに行われる。このタイプのハンドオフは、第２の周波数での通信が確立される前に第１の周波数での通信が終了されることが多いので、「接続前の中断」として特徴付けられる。同じセル内で生じるハード・ハンドオフは、セル内（intra-cell）ハード・ハンドオフと呼ばれ、セル間で生じるハード・ハンドオフは、セル間（inter-cell）ハード・ハンドオフと呼ばれる。ハード・ハンドオフは通常、例えば、移動している移動体に対するレイヤの変更、例えば、デュアル・モード・システムにおけるモード切り換え、オペレータ・ネットワーク間の切り換え、リソースの割り当てがハード・ハンドオフを要求するときなどの、ベンダーの機器の制限がソフト・ハンドオフの実行を妨げる状況で生じる。
【０００７】
代表的ＣＤＭＡシステムでは、ハンドオフの決定は通常、移動体による隣接した基地局によって送信されたパイロット信号の信号強度の検出に基づいている。パイロット信号は、移動局が測定して基地局をクラスの異なるセットに割り当てられるような、擬似雑音シーケンス（ＰＮ）によって区別される。例として、セットには、移動体が現在通信している基地局のセットであるアクティブ・セット、基地局によって設定されたシステム・パラメータに基づいたパイロット信号の強度が通信するのに十分な基地局のセットである候補セット、パイロット信号の強度が移動体との通信に十分となる可能性のあることを示す領域にある基地局のセットである隣接セット、が含まれる。しかしながら、当業者は、参照したセット及びその機能はＩＳ−９５として知られるＣＤＭＡ規格によって定められているが、他のＣＤＭＡ規格には別の名で識別される同様な機能の類似した対応物があることが分かるであろう。セット内の基地局のクラスは、例えば、移動局によって受信されたパイロット信号の強度に従って変更されてよい。そしてシステム・コントローラによってなされるハンドオフの決定は、通常はその決定に基づき、少なくとも部分的には報告されたパイロット信号の強度及び他の基準に基づく。
【０００８】
従来の技術では、音声及びデータのサービス中に生じるハンドオフは通常、サービスの性能への影響を考慮せずに不変のハンドオフ・アルゴリズムに基づいている。従って、本発明の目的は、要求されたサービスのタイプに適合したハンドオフ・アルゴリズムを利用する技術を提供することである。
【０００９】
発明の概要
本発明の目的に従って、上記及び他の目的を達成するために、ＣＤＭＡシステム内の同じあるいは他の基地局のセクタ間での移動体のハンドオフを管理する適応ハンドオフ・アルゴリズムが開示されている。本発明の実施形態では、いくつかの品質基準を用いるハンドオフ・アルゴリズムは、移動体に要求された特定のタイプのサービスに応じて実行される。ハンドオフ・アルゴリズムによって管理されるハンドオフは、移動体にとって望ましい動作環境を導く傾向がある。例として、音声の呼のようなサービスが要求されたとき、ハンドオフ・アルゴリズムは経路損失及びアップリンク干渉を考慮した品質基準を用いる。これは移動体の出力パワーが最小となる基地局に移動体を接続することとなるハンドオフを誘導する傾向がある。この状況は移動体のバッテリー容量を節約するためには好ましい。他の例では、移動体がインターネットの閲覧などのデータ量の多いアプリケーションを使用していれば、ハンドオフ・アルゴリズムは、基地局によるダウンリンク出力パワー・レベルが減少することとなるセクタに移動体をハンドオフさせるように誘導する品質基準を使用する。これはセル内の干渉レベルを減少させる傾向が有り、そのため送信されたパケットを正しく受信する機会を増やし、その結果繰り返し送信の必要を減少させる。
【００１０】
好適な実施形態の詳細な説明
本発明並びにその他の目的及び利点は、添付図面と共に以下の説明を参照することにより最も良く理解されるであろう。
【００１１】
通常のＣＤＭＡシステムでは、ハンドオフ手順で移動体は能動的な役割を演ずる。呼あるいはパケット・データの転送に係わっている間、よりソフトな／ソフト・ハンドオフを実行する準備として、移動体は同じあるいは隣接する基地局のセクタからパイロット信号レベルを連続的にモニタする。移動体に加え、基地局（ＢＳ）及び無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）も、新たなセクタの評価に係わる。移動体はＲＮＣに定められた閾値を越える信号レベルを有するセクタあるいはパイロットを報告する。閾値は予め決められていても動的であってもよく、概して信号強度や信号品質などの測定値の所与のセットに基づいている。ＲＮＣはこの情報に基づいて、移動体にアクティブ・セット、すなわち、移動体が同時に通信しているセクタ、に対するセクタの追加あるいは削除を指示する。
【００１２】
品質及び音声の呼などの要求されたサービスのユーザの体感は、通常はリンクを確立しているＢＳから遠ざかる移動体の移動によって開始される、ハンドオフのイベントによって影響されるであろう。ハンドオフ手順に関連するシステム・パラメータは、通常オペレータによって設定され、サービスの体感に影響を与えるかもしれない品質基準に基づいて、アクティブ・セットに対して評価しているセクタなどを供給する。例として、代表的ＣＤＭＡシステムでは、受信した信号が検出される移動体の隣接セット内の各セクタから、ＨＯ品質推定値（HO_quality_estimate）と呼ばれる品質推定値の測定した値を比較することによって評価が行われる。ＨＯ品質基準（HO_quality_measure）パラメータは、ＨＯ品質推定値を求めるのに使用される品質基準を表している。ハンドオフ・アルゴリズムは、アクティブ・セットの内容、すなわち、追加あるいは削除されるべきセクタを決定するのにＨＯ品質基準を使用する。このため、ハンドオフ・アルゴリズムは、異なったサービスのタイプに対して異なった品質基準を使用することができる。
【００１３】
本発明の代表的実施形態によれば、様々な品質基準は、
（Ｉ）      ＨＯ品質基準＝経路損失；
（ＩＩ）    ＨＯ品質基準＝経路損失＋アップリンク干渉；
（ＩＩＩ）  ＨＯ品質基準＝ダウンリンクＲＳＳＩ；及び
（ＩＶ）    ＨＯ品質基準＝ダウンリンクＥb／Ｉo
を含んでいる。
【００１４】
ここで品質基準（Ｉ）の経路損失は、ＢＳからブロードキャストされたパイロット信号のパワー・レベルの値を読取り、移動体が実際に受信した信号強度を減算することによって移動体で推定される。経路損失に基づいたハンドオフ・アルゴリズムは、移動体を最も近いＢＳに接続する結果となる傾向がある。品質基準（ＩＩ）は、経路損失とＢＳによって測定されたアップリンク干渉を考慮する。このためこれに基づいたハンドオフ・アルゴリズムは、移動体を最小の送信パワーを必要とするＢＳに接続し、これにより接続に必要な出力パワーを最小にするように導く傾向がある。品質基準（ＩＩＩ）では、ハンドオフ・アルゴリズムは移動体によって受信された信号強度（ＲＳＳＩ）に基づく。これは移動体をパイロット信号の最も強いセクタに接続する結果となる傾向がある。品質基準（ＩＶ）では、ダウンリンクＥb／Ｉoは干渉のパワー・スペクトル密度によって分割されたチップ毎のエネルギーに関連する干渉の測定値であり、カバレージの品質及び強度を表している。これに基づいたハンドオフ・アルゴリズムは、移動体をＢＳが必要とするパワーの量が最小のセクタに接続する結果となる傾向があり、すなわち、このアルゴリズムは移動体をダウンリンク干渉の量が最小のセクタに導く傾向がある。
【００１５】
代表的実施形態では、ハンドオフ・アルゴリズムは特定のタイプのサービスに対して最も適したＨＯ品質基準を使用する。音声の呼に対しては、例えば、バッテリ容量を節約しセル内のアップリンク干渉全体を減少させるために、できるだけ移動体の出力パワーを最小とするのが望ましく、このため品質基準（ＩＩ）とするのがより好適である。一方、インターネットのウエブの閲覧は通常アップリンクに比べてダウンリンクの容量をより多く必要とし、このため品質基準（ＩＶ）とするのが好ましい選択である。ウエブの閲覧のようなダウンリンクに重点が置かれたサービスは、通常はセル内のダウンリンク干渉レベル全体を低くし、パケットが繰り返し再送されるのを少なくする、ダウンリンク出力レベルの最小化から利益を得る。パケットの繰り返しはより多くの送信となり、これはセル内の干渉レベルを高くすると共にデータ・トランザクションの遅延を助長する。
【００１６】
図２は、上述の実施形態の実例を示している。ステップ２００で、移動体はＣＤＭＡシステム内のシステム無線コントローラにアクセスの要求をし、ステップ２１０で示されたように、移動体によって要求されたサービスのタイプがＲＮＣによって決定される。ステップ２００で、移動体が音声の呼を実行した場合、ステップ２３０で示されるように、ハンドオフ・アルゴリズムは品質基準として経路損失とアップリンク干渉の両方を使用する。ステップ２４０で示されるように、移動体がインターネットを閲覧している場合、例えば、ステップ２５０で示されるように、セル干渉を減少させるために、ハンドオフ・アルゴリズムはダウンリンクＥb／Ｉoを含む品質基準を使用する。ここで述べた適応技術を使用する別の例は、ビデオ部分に適したハンドオフ・アルゴリズムが選択され得るマルチメディア・セッションの間であり、これはビデオ・データが一般には音声データと比べてはるかに大きい容量を必要とするからである。一般的概念は、マルチメディア・サービスが実行されるときに、より高いグレードのサービスを要求するサービス（ビデオ）がハンドオフ・アルゴリズムの選択を決定すべきであるということである。
【００１７】
ハンドオフ・アルゴリズムを使用する他のあり得る実例には、個々のサービスの間に品質基準を組合せることが含まれてもよく、例えば、音声の呼の間に、セル内の干渉を減少させるために、例えば、セル内の移動体の７０％がＢＳから比較的離れているときには、移動体の出力パワーを最小化する傾向がある品質基準を使用するのが望ましいであろう。同様に、移動体の多数がＢＳの近くで動作しているときには、ＢＳの出力パワーを下げるようにする別の品質基準が望ましい。
【００１８】
本発明を特定の好適な実施形態を参照していくつかの点について説明したが、当業者には変形例や変更が明らかとなるであろう。特に、代替的品質基準、例えば、他の品質基準に基づくもの（例えば、ビット・エラー・レート、セル・ブリージングに影響する累積干渉）や、例えば、サービス・タイプの利用可能度などの品質以外に関連するパラメータを含むものも使用できる。その上、ソフト・ハンドオフに関して代表的ハンドオフ・アルゴリズムを説明したが、当業者は本発明を、例えば、パケット交換サービスのデータ・レートを改善するようになされた、ＣＤＭＡシステム内のハード・ハンドオフについてのハンドオフ・アルゴリズムにも適用できる。従って、特許請求の範囲の各請求項の発明は限定的に解釈すべきではなく、開示された新規な主題から導出される変形例や変更を含むものと見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】単純化した無線通信システムを示す図である。
【図２】本発明の好適な例を示す図である。
【図１】
0004611536.tif 000002
【図２】
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