(57)【要約】本発明の実施形態は、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）ＰＨＳチャネル上でスイッチバックを行うための方法を提供する。通信信号は、１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末に対して多元接続チャネルの１つ又はそれ以上のＳＤＭＡチャネルの各々を介してブロードキャストされる。送信空間的重みのセットは、多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みているユーザ端末への同期バーストについて決定される。送信空間的重みのセットは、同期バーストに対する１つ又はそれ以上の通信信号によって引き起こされる干渉が低減されるように決定される。
2006516378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末に多元接続チャネルの１つ又はそれ以上の空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）チャネルの各々を介して通信信号を送信する段階と、
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介した通信の再確立を試みている１つ又はそれ以上のユーザ端末の１つに対応する、同期バーストのための送信空間的重みのセットを、１つ又はそれ以上の通信信号によって前記同期バーストに引き起こされる干渉が低減されるように決定する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記同期バーストの送信空間的重みのセットが、前記１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末の少なくとも１つの空間シグネチャに直交することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記同期バーストに対する１つ又はそれ以上の通信信号によって引き起こされる干渉が低減されるように、前記１つ又はそれ以上の通信信号の少なくとも１つの送信空間的重みのセットの振幅を減衰させる段階を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記多元接続チャネルが、時分割多元接続チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの通信信号の送信空間的重みのセットの減衰された振幅が、前記１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末との通信リンクを維持するのに十分であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記同期バーストの送信空間的重みが、前記対応するユーザ端末の特性に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記特性が、前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信を再確立しようとしているユーザ端末の空間シグネチャであり、前記空間シグネチャは、前記ユーザ端末が前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信しているときに決定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記対応するユーザ端末に対して前記同期バーストをブロードキャストする段階と、
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上のユーザ端末の次のユーザ端末に対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを、前記次のユーザ端末に対応する同期バーストと前記１つ又はそれ以上の通信信号との間の干渉が低減されるように決定する段階と、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して前記対応するユーザ端末と通信が再確立されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記次のユーザ端末に対応する同期バーストをブロードキャストする段階と、
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上のユーザ端末の全てとの通信が再確立されるまで、次のユーザ端末に対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを決定するオペレーションと、前記対応するユーザ端末に対して前記同期バーストをブロードキャストするオペレーションとを繰り返す段階と、
を更に含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
多元接続チャネルのそれぞれの対応するＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている複数のユーザ端末の１つに対応する同期バーストのセットの各々を交互にブロードキャストする段階と、
前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記複数のユーザ端末の第１ユーザ端末との通信を再確立する段階と、
を含む方法。
【請求項１２】
前記同期バーストの各々の送信空間的重みのセットが、前記同期バーストの全方向性放射パターンに近似するように決定される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記第１ユーザ端末に通信信号を送信する段階と、
多元接続チャネルの対応するＳＤＭＡチャネルを介した通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上の残っているユーザ端末の１つに対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを、前記同期バーストと前記第１ユーザ端末への通信信号との間の干渉が低減されるように決定する段階と、
前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記対応するユーザ端末との通信が再確立されるように、前記対応するユーザ端末に対して前記対応する同期バーストをブロードキャストする段階と、
を更に含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記同期バーストの送信空間的重みのセットが、前記第１ユーザ端末の空間シグネチャに直交することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上のユーザ端末の全てとの通信が再確立されるまで、同期バーストのための送信空間的重みのセットを決定するオペレーションと、前記対応するユーザ端末に対して前記同期バーストをブロードキャストするオペレーションとを繰り返す段階を更に含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
各同期バーストと前記１つ又はそれ以上の通信信号との間の干渉が低減されるように、前記通信信号の１つ又はそれ以上の送信空間的重みのセットの振幅を減衰させる段階を更に含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
モバイルスイッチングセンタと、
前記モバイルスイッチングセンタに結合され、各々が複数のユーザ端末にサービスする複数の基地局と、
を備え、前記基地局が、１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末に対して多元接続チャネルの１つ又はそれ以上のＳＤＭＡチャネルの各々を介して通信信号を送信して、前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている１つ又はそれ以上のユーザ端末の１つに対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを、前記同期バーストに対する１つ又はそれ以上の通信信号によって引き起こされる干渉が低減されるように決定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１８】
前記同期バーストの送信空間的重みのセットが、前記１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末の少なくとも１つの空間シグネチャに直交することを特徴とする請求項１７に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
前記同期バーストに対する１つ又はそれ以上の通信信号によって引き起こされる干渉が低減されるように、前記１つ又はそれ以上の通信信号の少なくとも１つの送信空間的重みのセットの振幅を減衰させることを更に含む請求項１７に記載の無線通信システム。
【請求項２０】
前記同期バーストの送信空間的重みが、前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みているユーザ端末の特性に基づいて決定されることを特徴とする請求項１８に記載の無線通信システム。
【請求項２１】
前記特性が、記多元接続チャネルの前記ＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みているユーザ端末の空間シグネチャであり、該空間シグネチャが、前記ユーザ端末が前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信したときに決定されることを特徴とする請求項２０に記載の無線通信システム。
【請求項２２】
モバイルスイッチングセンタと、
前記モバイルスイッチングセンタに結合され、各々が複数のユーザ端末にサービスする複数の基地局と、
を備え、前記基地局が、多元接続チャネルのそれぞれの対応するＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている複数のユーザ端末の１つに対応する同期バーストのセットの各々を交互にブロードキャストして、前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記複数のユーザ端末の第１ユーザ端末との通信を再確立することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２３】
前記同期バーストの各々の送信空間的重みのセットが、前記同期バーストのための全方向性放射パターンに近似するように決定されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信システム。
【請求項２４】
前記基地局は、前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記第１ユーザ端末に通信信号を引き続き送信し、多元接続チャネルの対応するＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上の残っているユーザ端末の１つに対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを、前記同期バーストと前記第１ユーザ端末に対する通信信号との間の干渉が低減されるように決定し、更に前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記対応するユーザ端末との通信が再確立されるように前記対応するユーザ端末に対し前記対応する同期バーストをブロードキャストすることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信システム。
【請求項２５】
前記同期バーストの送信空間的重みのセットは、前記第１ユーザ端末の空間シグネチャに直交することを特徴とする請求項２４に記載の無線通信システム。
【請求項２６】
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上のユーザ端末の全てと通信が再確立されるまで、前記基地局は、同期バーストのための送信空間的重みのセットを決定するオペレーションと、前記対応するユーザ端末に対して前記同期バーストをブロードキャストするオペレーションとを繰り返すことを特徴とする請求項２４に記載の無線通信システム。
【請求項２７】
前記基地局は、各同期バーストと前記１つ又はそれ以上の通信信号との間の干渉が低減されるように、前記通信信号の１つ又はそれ以上の送信空間的重みのセットの振幅を減衰させることを特徴とする請求項２５に記載の無線通信システム。
【請求項２８】
１つ又はそれ以上の実行可能な命令を格納した機械可読媒体であって、デジタル処理システムによって実行されたときに、前記デジタル処理システムに、
１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末に対して多元接続チャネルの１つ又はそれ以上のＳＤＭＡチャネルの各々を介して通信信号を送信する段階と、
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている１つ又はそれ以上のユーザ端末の１つに対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを、前記同期バーストに対する１つ又はそれ以上の通信信号によって引き起こされる干渉が低減されるように決定する段階と、
を含む方法を実行させることを特徴とする機械可読媒体。
【請求項２９】
前記同期バーストの送信空間的重みのセットは、前記１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末の少なくとも１つの空間シグネチャに直交することを特徴とする請求項２８に記載の機械可読媒体。
【請求項３０】
前記同期バーストに対する１つ又はそれ以上の通信信号によって引き起こされる干渉が低減されるように、前記１つ又はそれ以上の通信信号の少なくとも１つの送信空間的重みのセットの振幅を減衰させる段階を更に含む請求項２８に記載の機械可読媒体。
【請求項３１】
前記多元接続チャネルが、時分割多元接続チャネルであることを特徴とする請求項２７に記載の機械可読媒体。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの通信信号の送信空間的重みのセットの減衰された振幅が、前記１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末との通信リンクを維持するのに十分であることを特徴とする請求項２７に記載の機械可読媒体。
【請求項３３】
前記同期バーストの送信空間的重みが、前記対応するユーザ端末の特性に基づいて決定されることを特徴とする請求項２８に記載の機械可読媒体。
【請求項３４】
前記特性が、前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信を再確立しようとしているユーザ端末の空間シグネチャであり、前記空間シグネチャは、前記ユーザ端末が前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信しているときに決定されることを特徴とする請求項３３に記載の機械可読媒体。
【請求項３５】
前記方法が更に、
前記対応するユーザ端末に対して前記同期バーストをブロードキャストする段階と、
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上のユーザ端末の次のユーザ端末に対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを、前記次のユーザ端末に対応する同期バーストと前記１つ又はそれ以上の通信信号との間の干渉が低減されるように決定する段階と、
を含む請求項２８に記載の機械可読媒体。
【請求項３６】
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して前記対応するユーザ端末と通信が再確立されることを特徴とする請求項３５に記載の機械可読媒体。
【請求項３７】
前記方法が更に、
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている前記１つ又はそれ以上のユーザ端末の全てとの通信が再確立されるまで、同期バーストのための送信空間的重みのセットを決定するオペレーションと、前記対応するユーザ端末に対して前記同期バーストをブロードキャストするオペレーションとを繰り返す段階を含む請求項３６に記載の機械可読媒体。
【請求項３８】
１つ又はそれ以上の実行可能な命令を格納した機械可読媒体であって、デジタル処理システムによって実行されたときに、前記デジタル処理システムに、
多元接続チャネルのそれぞれの対応するＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている複数のユーザ端末の１つに対応する同期バーストのセットの各々を交互にブロードキャストする段階と、
前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記複数のユーザ端末の第１ユーザ端末と通信を再確立する段階と、
を含む方法を実行させることを特徴とする機械可読媒体。
【請求項３９】
前記同期バーストの各々の送信空間的重みのセットが、前記同期バーストのための全方向性放射パターンに近似するように決定されることを特徴とする請求項３８に記載の機械可読媒体。
【請求項４０】
前記方法が更に、
前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記第１ユーザ端末に通信信号を送信する段階と、
前記多元接続チャネルの対応するＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている１つ又はそれ以上の残っているユーザ端末の１つに対応する同期バーストのための送信空間的重みのセットを、前記同期バーストと前記第１ユーザ端末への通信信号との間の干渉が低減されるように決定する段階と、
前記対応するＳＤＭＡチャネルを介して前記対応するユーザ端末との通信が再確立されるように、前記対応するユーザ端末に対して前記対応する同期バーストをブロードキャストする段階と、
を含む請求項３８に記載の機械可読媒体。
【請求項４１】
前記同期バーストの送信空間的重みのセットが、前記第１ユーザ端末の空間シグネチャに直交することを特徴とする請求項４０に記載の機械可読媒体。
【請求項４２】
前記多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みている１つ又はそれ以上のユーザ端末の全てとの通信が再確立されるまで、同期バーストのための送信空間的重みのセットを決定するオペレーションと、前記対応するユーザ端末に対して前記同期バーストをブロードキャストするオペレーションとを繰り返す段階を更に含む請求項４０に記載の機械可読媒体。
【請求項４３】
前記方法が更に、
各同期バーストと前記１つ又はそれ以上の通信信号との間の干渉が低減されるように、前記通信信号の１つ又はそれ以上の送信空間的重みのセットの振幅を減衰させる段階を含む請求項４１に記載の機械可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、無線通信システムでの信号処理の分野に関し、更に具体的には、空間分割多元接続システムでの信頼性のあるスイッチバックを提供する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、地理的なエリアにほぼ対応する各セルを備えたセルラーアーキテクチャを有している。各セルは、多数の無線送信器／受信器ユニット（ユーザ端末（ＵＴ））が通信システムにアクセスするローカルのセントラルサイトである基地局（ＢＳ）を含む。ＵＴは、例えば電話、ＰＤＡ、或いは小さなモデム基板とすることができる。ＵＴは、ＢＳを通じてシステムへのアクセスを要求することによって他のＵＴとの通信リンクを確立する。各ＵＴは、他のＵＴとは区別される通信チャネルを介して通信する。
【０００３】
所与の数の利用可能な周波数に対する利用可能なチャネルの数を増やすために、種々の技術が存在する。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）は、例えば、１つの周波数を複数のタイムスロットに分割する。次に、タイムスロットの各々は、別々の通信チャネルに割り当てられる。他の既知の技術には、ＴＤＭＡと同様に、従来の多元接続（多重アクセス）チャネル方式とみなされる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）や周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）が含まれる。
【０００４】
無線通信システムは、１つ又はそれ以上の従来の多元接続方式と共に空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式を用いて、所与の数の利用可能な周波数に対して１つのＢＳがサービスすることができるＵＴの数を増やすことができる。ＳＤＭＡ方式は、受信器アンテナ素子のアレイを有するＢＳを使用して実現することができる。アンテナ素子は、典型的には約５０ｃｍ離れて互いに間隔を置いて配置される。アンテナ素子のアレイは、所与の従来のチャネルに同時にアクセスする２つ又はそれ以上のＵＴを区別するために使用できる空間次元を導入する。すなわち、ＳＤＭＡシステムの原理は、複数のユーザが同じ搬送周波数（ＦＤＭＡ）、タイムスロット（ＴＤＭＡ）、又は拡散符号（ＣＤＭＡ）を共用するとしても、ＢＳは複数のユーザの各々に対して空間的に別個のＳＤＭＡチャネルを生成するものである。
【０００５】
これは、空間逆多重化重み（受信空間的重み）によって振幅と位相で各アンテナ素子からのアップリンク信号（ＵＴからＢＳへの通信）を重み付けすることによって行われ、全ての受信空間的重みは、ＵＴの空間シグネチャに依存する複素数値の受信空間的重みベクトルを決定する。空間シグネチャは、ＢＳアレイが特定のＵＴからの信号をどのように受信するかを特徴付ける。ダウンリンク（ＢＳからＵＴへの通信）では、送信は、各アレイ素子によって送信されることになる信号をそれぞれの空間多重化重みのセット（送信空間的重み）によって振幅と位相で重み付けすることにより達成され、特定のＵＴに対する全ての送信空間的重みは、ＵＴの空間シグネチャに同様に依存する複素数値の送信空間的重みベクトルを決定する。同じ従来のチャネル上で幾つかのＵＴへ送信する場合には、重み付けされた信号の和がアンテナアレイで送信される。
【０００６】
アンテナアレイの各アンテナ素子からのアップリンク上又は各アンテナ素子へのダウンリンク上での信号の重み付けは、空間処理と呼ばれる。ＳＤＭＡチャネルという用語は、従来のチャネルの複数の空間的に別個のチャネルの各々を指すのに使用される。
【０００７】
パーソナルハンディホンシステム（ＰＨＳ）
ＰＨＳは、１．８８ＧＨｚ〜１．９３ＧＨｚ帯域で動作し且つ動的にチャネルを割り当るＴＤＭＡベースのシステムである。このようなシステムのＵＴは、ＢＳと通信するためにトラフィックチャネル（ＴＣＨ）を使用する。使用中のＴＣＨ（すなわちオリジナルチャネル）が劣化すると、ＵＴは別のチャネル（宛先チャネル）に切り替えようとする。オリジナルチャネルと同じＢＳによって提供される別のＴＤＭＡチャネルに切り替えようとする。このような切り替えは、ＴＣＨ切り替え（チャネル切り替え）と呼ばれる。切り替えは別のＢＳへの切り替えであってもよく、この場合はハンドオーバーと呼ばれる。
【０００８】
試みた切り替えが常に成功するとは限らない。種々の理由で、宛先チャネル上に通信リンクを確立することができない可能性がある。このような状況では、通信リンクを終了させるのではなく、オリジナルチャネル上で通信リンクを再確立することが望ましいであろう。オリジナルチャネル上での通信リンクの再確立のこのプロセスは、スイッチバックと呼ばれる。
【０００９】
スイッチバック
図１Ａは、従来技術に従って試みたチャネル切り替えの失敗後、ＵＴがＰＨＳ上のオリジナルチャネルへのスイッチバックを行うプロセスを示している。図１Ａに示すように、ＵＴが宛先チャネルへ切り替えようとするときに、ＢＳはオリジナルチャネルを使用して同期バーストをブロードキャスト（同報通信）する。このダウンリンク同期バーストは、試みた切り替えが失敗した場合に、ＵＴがオリジナルチャネル上で通信リンクを再確立するメカニズムを提供する。同期バーストは、試みた切り替えとスイッチバックプロセス全体を通じて繰り返しブロードキャストされる。宛先チャネルへ切り替えようとして失敗すると、ＵＴはＢＳからのダウンリンク同期バーストを突き止めようとする。ダウンリンク同期バーストは、通信リンクがオリジナルチャネル上で再確立可能であることをＵＴに示す。ダウンリンク同期バーストを受信して、且つ正しくダウンリンク同期バーストを受信できると判断すると、ＵＴは、自己の同期バーストをＢＳにブロードキャストする。この「ハンドシェーキング」は、オリジナルチャネル上でのＵＴに対する通信リンクを再確立する。
【００１０】
従来のＰＨＳでは、オリジナルチャネルのＴＤＭＡタイムスロットはスイッチバックの時間に空いているので、スイッチバックは問題にならず、従って、ダウンリンク同期バーストとアップリンク同期バーストの両方を干渉することなく受信することができる。しかしながら、これは、各タイムスロットが空間的に別個の複数のチャネルに対応するＳＤＭＡ  ＰＨＳの場合とは異なる。
【００１１】
図１Ｂは、従来技術によるＵＴスイッチバックの関係におけるＳＤＭＡ  ＰＨＳの欠点を示す。図１Ｂに示すように、ＵＴ  Ａは、オリジナルチャネルの複数のＳＤＭＡチャネルの１つでの所与のＴＤＭＡチャネル（オリジナルチャネル）に割り当てられた複数のＵＴの１つである。ＵＴ  Ａが宛先チャネルへの切り替えを試みると、ＢＳは、可能性のあるスイッチバックに備えてオリジナルチャネル上でＵＴ  Ａへの同期バーストのブロードキャストを開始する。この時間中、ＵＴ  Ｂは、オリジナルチャネル（オリジナルＴＤＭＡチャネルの空間的に別個のチャネルではあるが）を介してＢＳと通信している。ＢＳからＵＴ  ＢへのダウンリンクＴＣＨバーストは、ＢＳからＵＴ  Ａへのダウンリンク同期バーストと重大な干渉を引き起こす可能性がある。すなわち、ＵＴ  Ａの空間シグネチャは未知であるので、ＢＳは、残っているＴＣＨ信号からの干渉に打ち克つのに必要な程度までダウンリンク同期バーストの信号エネルギを集中させることができない。このような場合、ＢＳとスイッチバックを試みるＵＴ（例えばＵＴ  Ａ）との間のハンドシェーキングが失敗し、ＵＴ  Ａの通信リンクが終了することがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施態様は、ＳＤＭＡ  ＰＨＳチャネル上でスイッチバックを行う方法を提供する。通信信号は、１つ又はそれ以上の対応するユーザ端末に対して多元接続チャネルの１つ又はそれ以上のＳＤＭＡチャネルの各々を介してブロードキャストされる。送信空間的重みのセットが、多元接続チャネルのＳＤＭＡチャネルを介して通信の再確立を試みているユーザ端末への同期バーストについて決定される。送信空間的重みのセットは、同期バーストに対する１つ又はそれ以上の通信信号によって引き起こされる干渉が低減されるように決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態の他の特徴及び利点は、添付図面及び以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１４】
本発明は、本発明の実施形態を例証するために使用される以下の説明及び添付図面を参照することによって良く理解することができるであろう。
【００１５】
概要
本発明の実施形態は、ＳＤＭＡ  ＰＨＳチャネル上でスイッチバックを行うための方法を提供する。１つの実施形態では、ＳＤＭＡチャネル上でスイッチバックを試みているユーザ端末への同期バーストの送信空間的重みが、同じ多元接続チャネルの他のＳＤＭＡチャネル上で送信された１つ又はそれ以上の通信信号と同期バーストとの間の干渉を低減するよう決定される。このような実施形態では、同期バーストの送信空間的重みは、このような通信信号の空間シグネチャに直交するように決定することができる。更に、或いは代替的に、通信信号の１つ又はそれ以上の送信空間的重みの振幅は、同期バーストとの干渉を低減するために減衰させることができる。
【００１６】
他の実施形態では、同期バーストの送信空間的重みは、同じ多元接続チャネルの他のＳＤＭＡチャネル上で送信された通信信号との干渉を低減するように、かつ更にスイッチバックを試みているユーザ端末の特性に基づいて決定される。
【００１７】
同じ多元接続チャネルの他のＳＤＭＡチャネルを介した通信信号の送信を必要以上に脅かさずに、スイッチバックの成功の可能性を高めることによって、スイッチバックプロセスの信頼性と有効性を向上させることが、本発明の実施形態の目的とする利点である。確立された通信リンクを維持しながら同期バーストの信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）を高めることが、本発明の実施形態の別の目的とする利点である。
【００１８】
以下の説明では、多数の特定の詳細が説明される。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無くとも実施することができる点を理解されたい。他の事例においては、よく知られた回路、構造体、技術は、本説明の理解を曖昧にしないために詳細には示されていない。
【００１９】
「１つの実施形態」又は「ある実施形態」に対する明細書全体を通した言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、或いは特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書を通して種々の箇所での語句「１つの実施形態では」又は「ある実施形態では」の出現は、必ずしも全て同じ実施形態に関係するものではない。更に、特定の特徴、構造、或いは特性は、１つ又はそれ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み会わせることができる。
【００２０】
更に本発明の態様は、単一の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない。従って、詳細な説明に続く請求項は、これによってこの詳細な説明に明示的に組み入れられ、各請求項は本発明の別々の実施形態として独立している。
【００２１】
図２は、本発明の１つの実施形態による信頼性のあるスイッチバックを提供する例示的なセルラー無線通信ネットワークを示す。図２に示されるネットワーク２００は、モバイルスイッチングセンタ（ＭＳＣ）２０２を含む。基地局制御装置（ＢＳＣ）２０４がＭＳＣ２０２に結合されている。ＢＳＣ２０４は、これに結合されたＢＳ２０５、２１５を有する。各ＢＳは、通信信号と同期バーストについての送信空間的重みを決定し、それぞれの送信にその重みを適用するそれぞれ２０６、２１６で表記された処理ユニットを含む。ＢＳ処理ユニットは、ソフトウェア、ハードウェア、或いはこれらの組み合わせとして実現することができる。また各基地局は、通信信号及び同期バーストを送信する、それぞれ２０７、２１７で表記された送信ユニットを含む。送信ユニットは通常、図示されていないが、変調器、Ｄ／Ａ変換器、増幅器を含む。また各基地局は、ＳＤＭＡベースのシステムをサポートするために、それぞれ２０８、２１８で表記されたアンテナアレイを含む。各アンテナアレイは、４つのアンテナ素子を備えて示されているが、アンテナ素子の数は変えることができる。
【００２２】
本発明のある実施形態によると、ＢＳ処理ユニット２０６、２１６は、それぞれ２２１、２２２で表記された信頼性のあるスイッチバック機能を含む。この機能により、基地局は通信信号との干渉が低減されるように同期バーストの送信空間的重みのセットを決定することができ、従って、同期バーストのＳＩＮＲが増加する。これは、確立された通信リンクとの干渉の可能性が低減することにより、スイッチバックＵＴによる同期バースト受信の可能性をより大きくすることができる。別の実施形態では、ＭＳＣ２０２及び／又はＢＳＣ２０４は、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせを含む、それぞれ２２３、２２４で表記された信頼性のあるスイッチバック機能を含む。
【００２３】
またネットワーク２００は、同じ多元接続チャネルの別個のＳＤＭＡチャネルによってＢＳを介して通信する複数のＵＴを含む。例えば、ＵＴ２３０−２３２は、単一のＴＤＭＡタイムスロットの３つの別個のＳＤＭＡチャネルを介してＢＳ２０５からの通信信号を受信できる。１つ又はそれ以上のＵＴが、チャネル切り替え又はハンドオーバーを試みようとする場合には、オリジナルチャネルは同期バーストのブロードキャストを開始する。本発明の１つの実施形態によれば、信頼性のあるスイッチバック機能は、同じＴＤＭＡタイムスロットで他のＳＤＭＡチャネルを介した通信との干渉が低減されるように同期バーストに対する送信空間的重みを決定する。本発明の他の実施形態によれば、１つ又はそれ以上の確立された通信リンクに対して送信される信号の送信空間的重みの振幅を減衰させることができ、従って同期バーストのＳＩＮＲが更に増大する。
【００２４】
例示的用途
本説明の以下の部分は、本発明の別の実施形態に従って種々のスイッチバックケースに対処する方法を説明する。図３Ａ−３Ｃは、本発明のそれぞれの別の実施形態によって対処可能な無線通信ネットワークのための種々のスイッチバックケースを示す。
【００２５】
単一ＵＴスイッチバック
図３Ａは、単一のＵＴが同じ多元接続チャネル上で確立された１つ又はそれ以上の通信リンクで切り替えを試みているネットワークを示す。図３Ａに示すように、ＢＳ３０５Ａは、２つのＵＴ、すなわち３３０Ａ、３３１ＡとＳＤＭＡ通信チャネルを介して通信している。ＢＳ３０５Ａは、切り替えを試みたＵＴ３３２Ａに同期バーストを送信している。
【００２６】
図４は、ＳＤＭＡチャネルへの信頼性のあるスイッチバックが図３Ａに示されたスイッチバックケースに対して行われるプロセスを示す。図４に示されるプロセス４００は、ＵＴ（例えばＵＴ３３２Ａ）が切り替え（チャネル切り替え又はハンドオーバー）を試みていることをＢＳが検出するオペレーション４０５で始まる。切り替えが失敗した場合、ＵＴ３３２Ａはスイッチバックを試みる。
【００２７】
オペレーション４１０で、ＢＳ処理ユニットは、ＵＴ３３２Ａへの同期バースト用の送信空間的重みのセットを決定する。送信空間的重みは、同期バーストとＵＴ３３０ＡとＵＴ３３１Ａへの通信信号との間の干渉が低減されるように決定される。１つの実施形態では、多元接続チャネルを介して通信しているＵＴの１つ又はそれ以上の空間シグネチャに直交する送信空間的重みが、同期バーストに対して使用される。このような直交する送信空間的重みは、同期バーストのＳＩＮＲを低減し、スイッチバックでのＵＴとの通信を再確立する可能性を高める。
【００２８】
或いは、又は付加的に同期バーストの送信空間的重みはスイッチバックにおけるＵＴ（例えば３３２Ａ）の特性に基づいて選択することができる。例えば、送信空間的重みは、ＵＴ３３２Ａの最新の認識された空間シグネチャに基づいて（すなわち、切り替えの試行前のＵＴ３３２Ａの位置に対して）決定することができる。ＵＴ３３２Ａの空間シグネチャに基づいて同期バーストのエネルギを集中させることによって、通信再確立の可能性が高くなる。
【００２９】
オペレーション４１５で、通信信号の１つ又はそれ以上の送信空間的重みの振幅を減衰させる。例えば、ＵＴ３３２Ａへの同期バーストのＳＩＮＲを更に増大させるために、ＢＳ３０５ＡによってＵＴ３３０Ａ、３３１Ａに送信された通信信号の送信空間的重みの振幅を減衰させることができる。送信空間的重みの振幅の減衰量は、ＵＴ３３０Ａ、３３１Ａとの通信が確立されたままである特定の可能性を維持するように選択する。
【００３０】
オペレーション４２０で、切り替えを試みているＵＴに対応する同期バーストがブロードキャストされる。切り替えが失敗した場合、切り替えを試みているＵＴは、ＢＳからのダウンリンク同期バーストを突き止めようとする。本発明のある実施形態による同期バーストの送信空間的重みを決定し、かつ１つ又はそれ以上の通信信号の送信空間的重みの振幅を減衰させるオペレーションは、ＵＴが同期バーストを突き止める可能性を高める。
【００３１】
オペレーション４２５で、ＵＴは、ダウンリンク同期バーストを受信する。同期バーストは、通信リンクがオリジナルチャネル上で再確立できることをＵＴに対して示す。次いで、ＵＴはアップリンク同期バーストをブロードキャストし、上述のようにオリジナルチャネル上で通信リンクを再確立する。
【００３２】
存在する通信リンクとの複数のＵＴスイッチバック
図３Ｂは、複数のＵＴが、同じ多元接続チャネル上で確立された１つ又はそれ以上の通信リンクとの切り替えを試みているネットワークを示す。図３Ｂに示すように、ＢＳ３０５Ｂは、ＳＤＭＡ通信チャネルを介してＵＴ３３０Ｂと通信している。ＢＳ３０５Ｂは、切り替えを試みたＵＴ、すなわち３３１Ｂ、３３２Ｂの各々に同期バーストを送信している。
【００３３】
この状況は、同期バースト間の相互干渉を低減するように２つ又はそれ以上の同期バーストの送信空間的重みを決定することが困難であるので問題となる。すなわち、通信信号を受信しているＵＴの空間シグネチャが既知であるので、１つ又はそれ以上の通信信号との干渉を低減するように同期バーストのための送信空間的重みを決定することができる。しかしながら、スイッチバックでのＵＴの空間シグネチャは分からない。
【００３４】
図５は、ＳＤＭＡチャネルへの信頼性のあるスイッチバックが、図３Ｂに示されたスイッチバックケースにおいて行われるプロセスを示す。図５に示されるプロセス５００は、２つ又はそれ以上のＵＴ（例えばＵＴ３３１Ｂ、ＵＴ３３２Ｂ）が切り替えを試みていることをＢＳが検出するオペレーション５０５で始まる。
【００３５】
オペレーション５１０で、ＢＳ処理ユニットは、ＵＴ３３１Ｂ、３３２Ｂへの同期バーストのための送信空間的重みのセットを決定する。送信空間的重みは、同期バーストと確立された通信リンク（例えばＵＴ３３０Ｂ）上での通信信号との間の干渉が上述のように低減されるように決定される。
【００３６】
オペレーション５１５で、通信信号の１つ又はそれ以上の送信空間的重みの振幅が、上述のように減衰させられる。
【００３７】
オペレーション５２０で、切り替えを試みているＵＴの１つ（例えばＵＴ３３１Ｂ）に対応する同期バーストがブロードキャストされる。切り替えを試みている他のＵＴに対応する同期バーストは、この時点ではブロードキャストされない。
【００３８】
オペレーション５２５で、ＢＳがアップリンク同期バーストを受信すると、対応するＵＴとの通信は、上述のようにオペレーション５２６でオリジナルＳＤＭＡチャネル上で再確立される。
【００３９】
通信が再確立されるか、或いはオペレーション５２５でＢＳが指定された時間内にアップリンク同期バーストを受信しない場合には、オペレーション５３０で、ＢＳはＵＴへの同期バーストのブロードキャストを止め、切り替えを試みている別のＵＴ（例えばＵＴ３３２Ｂ）への同期バーストのブロードキャストを開始する。このプロセスは、通信がスイッチバックを試みているＵＴの全てと再確立されるまで、或いはＳＤＭＡチャネル上のＵＴとの通信の再確立が必要でない（すなわち切り替えが成功）か又は不可能であると判断されるまで、ＢＳが交互に同期バーストのブロードキャストすることが継続される。
【００４０】
通信リンクのない複数のＵＴスイッチバック
図３Ｃは、複数のＵＴが同じ多元接続チャネル上に確立された通信リンクを持たずに切り替えを試みているネットワークを示す。図３Ｂに示すように、ＢＳ３０５Ｂは、ＳＤＭＡ通信チャネルを介してＵＴ３３０Ｂ−３３２Ｂとの通信を再確立しようとしている。ＢＳ３０５Ａは、切り替えを試みたＵＴの１つに各々が対応する同期バーストのセットを送信している。
【００４１】
このような場合、通信信号の欠如を利用することが迅速である。すなわち、最初は通信信号がなく、従って、スイッチバックでＵＴの１つとの通信が再確立されるまで、同期バーストの送信空間的重みを特に調整する必要はない。
【００４２】
図６は、ＳＤＭＡチャネルへの信頼性のあるスイッチバックが、図３Ｃに示されるスイッチバックケースにおいて行われるプロセスを示す。図６に示されるプロセス６００は、多元接続チャネルの全てのＳＤＭＡチャネルに対して各ＵＴによる切り替えが試みられるオペレーション６０５で始まる。
【００４３】
オペレーション６１０で、切り替えを試みているＵＴの１つに対応する同期バーストがブロードキャストされる。同じ多元接続チャネル上で通信信号が存在しないことは、このような信号間の干渉を考慮する必要がないことを意味する。すなわち、同期バーストのための特定の送信空間的重みを考慮する必要はなく、従って送信空間的重みは、対応するＵＴによる受信の可能性を高めるように選択できる。１つの実施形態では、ＵＴの最新に認識された空間シグネチャに基づく送信空間的重みを使用することができる。他の実施形態では、送信空間的重みは、できる限り全方向に近い放射パターンを作成するように選択することができる。
【００４４】
オペレーション６１５で、ＢＳがアップリンク同期バーストを受信すると、対応するＵＴとの通信は、上述のようにオペレーション６１６でオリジナルＳＤＭＡチャネル上で再確立される。
【００４５】
通信が再確立されるか、或いはオペレーション６１５でＢＳが指定された時間内にアップリンク同期バーストを受信しない場合には、オペレーション６２０でＢＳは、ＵＴへの同期バーストのブロードキャストを止め、切り替えを試みている別のＵＴへの同期バーストのブロードキャストを開始する。通信がスイッチバックを試みているＵＴの１つと再確立されるか、或いはＳＤＭＡチャネル上のＵＴとの通信の再確立が必要ないか又は不可能であると判断されるまで、ＢＳが同期バーストのブロードキャストを交互に行うこのプロセスが継続される。
【００４６】
スイッチバックを試みているＵＴとの通信が再確立されると、ここでスイッチバックケースは図３Ａ又は図３Ｂのいずれかに関して上記に説明された通りになり、図４又は図５にそれぞれ説明されたように対処することができる。
【００４７】
一般事項
失敗したユーザ端末切り替えの場合にスイッチバックを提供するセルラー通信システムは、通信信号との干渉を回避しながらスイッチバックを行うことができなければならない。本発明の実施形態は、このようなシステムで確実にスイッチバックを行うために適用することができる。ＳＤＭＡシステムに関して上記に説明されたが、本発明の原理は、スイッチバックを提供する任意の通信システムに適用することができる。幾つかの実施形態を特定のエアインターフェースを用いるシステム（例えばＰＨＳ）への応用に関して説明してきたが、本発明の実施形態は、種々の他のシステムにも同様に適用可能である。他の実施形態では、送信空間的重みの決定と適用は、ＢＳ、ＢＳＣ、ＭＳＣ、又はこれらの制御装置の組み合わせで達成することができる。
【００４８】
本発明は種々のオペレーションを含む。種々の実施形態では、説明されたオペレーションの１つ又はそれ以上を削除することができる。本発明のオペレーションは、ハードウェア構成要素によって実行され、或いは機械実行可能な命令において具現化されることができ、その機械実行可能な命令を用いて、その命令でプログラムされた汎用又は専用プロセッサ又は論理回路にこのオペレーションを実行させることができる。或いは、オペレーションは、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実行することができる。本発明は、命令が格納された機械可読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することができ、その命令を用いて、本発明によるプロセスを実行するようにコンピュータ（又は他の電子デバイス）をプログラムすることができる。機械可読媒体は、限定ではないが、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気又は光学カード、フラッシュメモリ、或いは電子命令を記憶するのに好適な他のタイプの媒体／機械可読媒体を含むことができる。更に、本発明はまた、コンピュータプログラム製品としてダウンロードすることができ、この場合プログラムは、通信セルを介した搬送波或いは他の伝播媒体（例えばモデム又はネットワーク接続）に組み入れられたデータ信号によってリモートコンピュータから要求しているコンピュータに転送することができる。オペレーションは、ＢＳ、ＢＳＣ、ＭＳＣで実行できるか、或いはこれらの制御装置の組み合わせによって実行することができる。
【００４９】
本発明を幾つかの実施形態の観点から説明してきたが、本発明は説明された実施形態に限定されず、添付の請求項の精神及び範囲内で修正及び変更を実施することができることは当業者であれば理解するであろう。従って、本説明は限定ではなく例証と見なすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】従来技術に従って試みたチャネル切り替え失敗後、ＵＴがＰＨＳ上でオリジナルチャネルに対してスイッチバックを行うプロセスを示す。
【図１Ｂ】従来技術によるＵＴスイッチバックの関係でのＳＤＭＡ  ＰＨＳの欠点を示す。
【図２】本発明の１つの実施形態による信頼性のあるスイッチバックを提供する例示的なセルラー無線通信ネットワークを示す。
【図３】本発明のそれぞれの他の実施形態によって対処することができる無線通信ネットワークのための種々のスイッチバックケースを示す。
【図４】単一のＵＴが同じ多元接続チャネ上で確立された１つ又はそれ以上の通信リンクによりスイッチバックを試みているネットワークについてＳＤＭＡチャネルに対する信頼性のあるスイッチバックが行われるプロセスを示す。
【図５】複数のＵＴが同じ多元接続チャネル上で確立された１つ又はそれ以上の通信リンクによりスイッチバックを試みているネットワークについてＳＤＭＡチャネルに対する信頼性のあるスイッチバックが行われるプロセスを示す。
【図６】複数のＵＴが同じ多元接続チャネル上で確立された通信リンクの無い状態でスイッチバックを試みているネットワークについてＳＤＭＡチャネルに対する信頼性のあるスイッチバックが行われるプロセスを示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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