(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号を提供する方法であって、
第１の基地局から多重副搬送波シンボルとしてデータ信号の一部分を多重副搬送波にのせて並列に送信するステップと、
少なくとも１つの第２の基地局から多重副搬送波シンボルとして該データ信号の一部分を多重副搬送波にのせて並列に送信し、それによって移動ユニットが、少なくとも２つの基地局から該データ信号を受信してソフト・ハンドオーバーを達成するステップとを含み、
該少なくとも第１および第２の基地局は、同じセットの副搬送波を使用して、該移動ユニットに対して該データ信号の該一部分を送信し、
該移動ユニットは、該同じセットの副搬送波にのっている該データ信号の該一部分を受信し、および該少なくとも２つの基地局からの該同じセットの副搬送波にのっている該データ信号の該一部分を多重路構成成分として取り扱うよう動作することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、少なくとも２つの基地局からの該多重副搬送波を同期させて、該多重副搬送波にのっている該データ信号の一部分の間の遅延差を該多重副搬送波シンボルの保護期間内に収めるステップを含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、ＣＤＭＡコードを使用して、該少なくとも２つの基地局から該移動ユニットに、該副搬送波にのっている該データ信号の二部分を並列に送信するステップを含む方法。
【請求項４】
ソフト・ハンドオーバーシステムを含む多重副搬送波通信システムであって、
多重副搬送波を使用して移動ユニットに１つのデータ信号を送信するように構成された第１の基地局であって、該移動ユニットが、多重副搬送波を使用して該第１の基地局から該データ信号を受信するように構成されているような第１の基地局と、
多重副搬送波を使用して該移動ユニットに該データ信号を送信するように構成された少なくとも１つの第２の基地局であって、それによって該移動ユニットは、少なくとも２つの基地局から該データ信号を受信してソフト・ハンドオーバーを達成するようになっており、
該少なくとも２つの基地局は、同じセットの多重副搬送波を使用して該データ信号の一部分を送信するように構成されており、および
該移動ユニットは、該同じセットの副搬送波にのせられた該データ信号の該一部分を受信し、および該少なくとも２つの基地局からの該同じセットの副搬送波にのせられた該データ信号の該一部分を多重路構成成分として取り扱うよう動作することを特徴とするシステム。
【請求項５】
データ信号を提供するための方法であって、
第１の基地局から多重副搬送波シンボルとしてデータ信号の一部分を多重副搬送波にのせて並列に送信するステップであって、該データ信号の一部分が、多重副搬送波にのせて送信するための該副搬送波シンボルとして、ＣＤＭＡコードを使用して該第１の基地局により符号化されているステップと、少なくとも１つの第２の基地局から多重副搬送波シンボルとしてＣＤＭＡコードを用いて該第２の基地局により符号化された該データ信号の一部分を多重副搬送波にのせて並列に送信し、それによって移動ユニットが、少なくとも２つの基地局から該データ信号を受信してソフト・ハンドオーバーを達成するようにするステップとを含み、
移動ユニットは、該第１および第２の基地局により用いられる該ＣＤＭＡコードを含む信号情報を受信し、および該第１および第２の基地局から該データ信号の該一部分を受信して、該第１および第２の基地局のうちの少なくとも１つと通信し、該第１および第２の基地局のうちの１つとのソフト・ハンドオーバー接続を促進させるようにし、および
該第１の基地局は、該第２の基地局とは異なるセットの多重副搬送波を用いて、該データ信号の該一部分を該移動ユニットに対して送信するようにする、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
各基地局について異なるセットの副搬送波にのっている該多重副搬送波シンボルを独立に復調するステップを含む方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、該少なくとも２つの基地局は、異なるＣＤＭＡコードを使用して、該異なるセットの副搬送波にのっている該データ信号の部分を該移動ユニットに送信する方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法において、該少なくとも２つの基地局は、該異なるセットの副搬送波に関して同じＣＤＭＡコードを使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに関し、さらに詳細には、多重副搬送波通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】
ソフト・ハンドオーバーは、システムの容量と信頼性を拡大するために使用される直接シーケンス符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムにおいて周知の技術である。ハード・ハンドオーバーでは、移動ユニットは、複数の基地局間で最大強度の信号を形成する基地局を選択する。しかし、移動ユニットと基地局間の伝送路に対するフェージング統計により信号のフェージングが発生する。従って、常時最大強度の信号を形成する基地局が一局も存在しないことがしばしばである。常時主電力レベルの信号を伝送する基地局がない場合、ソフト・ハンドオーバーは移動ユニットが多数の基地局と同時に通信するという技法である。そのように行うことで、ソフト・ハンドオーバーはそれから得られるダイバーシティのためにソフト・ハンドオーバー通信システムの容量と信頼性を増大させる。ダイバーシティは数本の伝送路で受信され、総てが同一メッセージを伝送する独立したフェージング信号を用い伝送の信頼性を改善する方法である。これらの伝送路からの信号を適正に複合するとフェージングが軽減され、信頼性が改善された合成信号が形成される。従って、移動ユニットは、単一の基地局へスイッチング（ハード・ハンドオーバー）する代わりに多数の基地局との通信リンクを維持し、その結果、通信不良は、総ての通信リンクが同時に故障になった場合にのみ発生する。ソフト・ハンドオーバーを使用すると、ダイバーシティにより信頼性が増大するために移動ユニットは通常少ない電力で信号を伝送し一定のリンク品質を維持することができる。その結果、移動ユニットがもたらす干渉は少なくなり、それによりネットワークの容量が増大される。
【０００３】
通常、多重副搬送波変調システムには、いくつかの低率信号（多重副搬送波信号）に分割される連続した記号から成るデータ信号が含まれ、その結果、記号時間は予期される多重路遅延拡散に比べ大きくなる。一つのこのような多重副搬送波変調機構は直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方式と呼ばれる。ＯＦＤＭはＴをブロック期間とする距離１／Ｔだけ離れたＮ個の直交副搬送波上にデータ記号をマッピングするブロック適合変調機構である。多重副搬送波伝送システムには多重、隣接副搬送波（トーンまたはビンとも呼ばれる）を介しデータ・ビットを並列に伝送するためにＯＦＤＭ変調が用いられる。データ信号は異なる周波数の搬送波上に変調されるが、それぞれの「搬送波」はデータ信号の一部を伝送するに過ぎないため、「副搬送波」という用語が使用される。
【０００４】
多重副搬送波伝送の重要な利点は、伝送チャンネル中の信号分散（または遅延拡散）により生じる記号間干渉を、後続する記号の伝送間に保護時間を挿入することによって軽減させたり、あるいは除去することもでき、こうして受信機に複雑なイコライザを必要とすることが避けられることである。保護時間があるため、意図した信号に次いで受信機に達する各記号の遅延させたコピーは、後続記号の受信に先だって消滅する。
【０００５】
移動ユニットと基地局相互間の通信に可能な多重副搬送波変調が行われるいくつかの異なる機構が存在する。最も単純なケースは、異なるが固定され、隣接するブロックの副搬送波が各移動ユニットに備えられる場合である。他の可能性としては、副搬送波のホッピングを利用することまたは任意（非隣接）セットの副搬送波を使用することである。さらに、多重副搬送波ＣＤＭＡを利用することもでき、そこではいくつかの移動ユニットは異なる副搬送波符号化および／またはスプレッディング（拡散化）コード（ＣＤＭＡコード）を用い各データ信号を伝送するために同一ブロックの副搬送波を共用することができる。従って、多重副搬送波ＣＤＭＡは、ＣＤＭＡコードを用いデータ記号を副搬送波上に符号化し、および／または副搬送波上にスプレッディング（拡散）することが行われ、それにより同じセットの副搬送波に多元接続ができるようにする広帯域多重副搬送波変調を指す。
【０００６】
多重副搬送波システムに対するソフト・ハンドオーバー・システムは周知ではないが、ソフト・ハンドオーバー・システムは、多重副搬送波通信システムの性能を高めるために必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多重副搬送波通信システムのためのソフト・ハンドオーバー・システムが含まれ、アップリンク（移動ユニットから基地局まで）および／またはダウンリンク（基地局から移動ユニットまで）に適用できる。ソフト・ハンドオーバー・システムは多重副搬送波を用い、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおける少なくとも二つの基地局と移動ユニットとの間に多重副搬送波信号を同時に伝送する。ある実施形態では、異なる基地局から移動ユニットに達する多重副搬送波伝送における伝送相互間の遅延差が多重副搬送波信号の多重副搬送波記号の保護時間の範囲内に納まるよう、ソフト・ハンドオーバー・システムは同期化した多重副搬送波伝送を行う。ソフト・ハンドオーバー・システムのある実施形態では移動ユニットと異なるセルの基地局との間のリンクに対し同一セットの副搬送波が使用され、他の実施形態では移動ユニットと異なるセルの基地局相互間のリンクに対し異なるセットの副搬送波が用いられる。同一セットの副搬送波を用いたソフト・ハンドオーバー・システムでは、移動ユニットはデータ内容が同一なダウン・リンク信号を異なる基地局から受信する。移動ユニットは異なる基地局からの信号を識別する必要はない。移動ユニットは異なる基地局からのダウンリンク信号を多重路構成部分として扱っているに過ぎないが、それによってダイバーシティ利得を拡大させる。多重副搬送波ＣＤＭＡシステムの場合、ソフト・ハンドオーバー・システムは同じＣＤＭＡ符号化および／またはスプレッディング（拡散化）コードはもとより、同一の副搬送波を使用することができる。
【０００８】
他の実施形態では、ソフト・ハンドオーバー・システムは移動ユニットを異なるセルの基地局に接続する際に異なる基地局に対し異なるセットの副搬送波を使用する。ソフト・ハンドオーバー・システムのこのような実施形態では、ダウン・リンクの移動ユニットは異なるセルの基地局からの異なるセットの副搬送波上の信号を単独に復調し、その結果、信号対雑音比の利得が増大される。異なるセットの副搬送波の復調後、例えば、最大比の複合を用いることによって復調された信号を複合することができる。ある実施形態では、最大比の複合には異なるセットの副搬送波の対応する副搬送波の対ノイズ信号電力のレベルに基づく重み付けをした方法で異なるセットの副搬送波上の復調信号の複合を含めることができる。異なるセットの副搬送波を使用した実施形態による多重副搬送波ＣＤＭＡシステムにおいて、ソフト・ハンドオーバー・システムは同一または異なるセットの副搬送波に異なるＣＤＭＡコードを使用することができ、あるいはソフト・ハンドオーバー・システムは異なるセットの副搬送波上に同じＣＤＭＡコード使用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ソフト・ハンドオーバー・システムは、多重副搬送波通信システムの性能を改善するために実施できるように、本発明の原理による多重副搬送波システムのためのソフト・ハンドオーバー・システムの例示としての実施形態を以下に記述する。ある実施形態では、音声を含むダウンリンク・データ信号を移動ユニットに同時に伝送するためソフト・ハンドオーバー・システムにはダウンリンク上の異なる基地局によって同一セットの副搬送波が使用される。そうすることで、移動ユニットは異なる基地局からのダウンリンク信号を多重路構成部分として扱い、それによりダイバーシティ利得が増大される。ダウンリンク上に同一セットの副搬送波と同じＣＤＭＡコードを使用する（多重副搬送波ＣＤＭＡの実施において）ソフト・ハンドオーバー・システムの他の利点はより簡単な実施であることである。伝送は移動ユニットの受信機で「送信時」に有効に複合されるため、移動ユニットに付加的なハードウェアは必要とされず、ある特別なプロトコルだけが基地局への同時接続を特徴とする。要するに、移動ユニットはそれがソフト・ハンドオーバー状態にあることを確認する必要はない。
【００１０】
多重副搬送波システム用ソフト・ハンドオーバー・システムの他の実施形態には移動ユニットを異なる基地局に同時に接続する際に異なる基地局に対する異なるセットの副搬送波が使用される。ソフト・ハンドオーバー・システムのこのような実施形態では、ダウンリンクの移動ユニットは異なる基地局からの信号を単独に復調し、それにより信号対雑音比（ＳＮＲ）利得を増大させる。これらの実施形態によるソフト・ハンドオーバー・システムには受信機ダイバーシティのためにダウンリンクに増大された信号対雑音比利得が得られるという利点がある。さらに、基地局には利用し得る副搬送波および／またはＣＤＭＡコードを配分する一層の自由度がある。これらの実施形態はソフト・ハンドオーバー・システムが付加的セットの副搬送波および／または特別なＣＤＭＡコードを復調するため、移動ユニットに特別なハードウェアを必要とする。さらに、これらのソフト・ハンドオーバー・システムは異なる基地局からの信号の最大比複合をするため特別な乗算と加算を実行しなければならない。
【００１１】
図１に本発明のある実施形態に従って用いた無線通信システム１０を示す。無線通信システム１０は地理的エリア１２に無線通信サービスを提供する。この特定の実施形態では、地理的エリア１２は複数のセル１４ａ、１４ｂ、１４ｃに分割される。特定の無線通信システム１０によっては地理的エリア１０は付加的セルまたは少なくとも二つのセルに分割することができ、各セル１４はさらに複数の区域（図示せず）に分割することができる。その上、セル１４ａ−ｃは六角形のエリアとして記載されているが、それとは異なるエリア形状およびセル数でも可能である。この特定実施形態では、それぞれのセル１４ａ−ｃに無線通信有効範囲を提供する関連基地局１６ａ−ｃがセル１４ａ−ｃの各々に備えられる。基地局１６ａ−ｃの各々は移動スイッチング・センター（ＭＳＣ）１８に接続される。他の無線中継システム１０は、ＭＳＣにその時点で接続された他の基地局に基地局が接続されるシステムのようなものとして達成可能である。さらに、本発明の態様は非集中、多重副搬送波トランシーバの無線通信網に利用することができる。
【００１２】
この特定実施形態では、ＭＳＣ１８は無線通信システム１０における基地局１６ａ−ｃへの有線または無線リンク３０を維持し、基地局１６ａ−ｃ相互間に信号伝送をする通信リンク３０を提供する。さらに、ＭＳＣ１８は公衆電話網（ＰＳＴＮ）２０にすることができるネットワーク（ＰＳＴＮ）２０に接続される。特定実施形態によってはＭＳＣ１８にフレ−ム・ハンドラー（図示せず）と、呼プロセッサ（図示せず）および／または他の信号処理／ハンドリング回路（図示せず）を含めることができる。基地局１６ａ−ｃの各々にも信号処理／ハンドリング回路（図示せず）を含めることができることに留意されたい。通常このような構成部品にはプロセッサ実行ソフトウェアと、特殊用途向ＩＣおよび／または個別構成部品が含まれる。
【００１３】
この特定実施形態では、基地局１６ａ−ｃの各々は地域的に固定されたターミナルで、そのターミナルはその指定セル１４ａ−ｃから移動ユニット２２へ、その六角形セル１４ａ−ｃ内のまたは他の基地局１６ａ−ｃに指定された異なるセル内の他の移動ユニット２２へＭＳＣ１８と他の基地局１６ａ−ｃとを介し、あるいはＭＳＣ１８に接続したＰＳＴＮ２０のいずれかの加入者へ通信サービスを提供する。基地局１６ａ−ｃの各々には移動ユニット２２からの受信信号の電力を測定する装置または回路を含むことができ、各基地局１６ａ−ｃは移動ユニット２２の測定した受信信号の電力を中央ＭＳＣ１８に報告することができる。移動ユニット２２は同一または異なるセル１４の他の移動ユニット２２との通信サービスを、あるいはＭＳＣ１８に接続したＰＳＴＮ２０のいずれかの加入者への通信サービスを要求する。この特定実施形態では、移動ユニット２２には周囲の基地局１６ａ−ｃからの受信信号の電力のような信号測定値を測定する装置または回路が含まれる。ある実施形態では、移動ユニット２２はダウンリンク（基地局から移動ユニットまで）の共通同期／ページング・チャンネルを使用することによって信号測定値を測定する。移動ユニット２２は基地局１６ａ−ｃからの信号測定値をＭＳＣ１８に報告することができ、あるいは移動ユニット２２は許容し得る信号測定値を有する基地局１６ａ−ｃへのソフト・ハンドオーバー接続をＭＳＣ１８から単に要求することができる。
【００１４】
ソフト・ハンドオーバー・システムのある原理によれば、基地局１６ａ−ｃは多重副搬送波に乗せて通信信号を移動ユニット２２へまたは移動ユニット２２から伝送し、および／または受信する。従って、基地局１６ａ−ｃと移動ユニット２２との間の通信信号の少なくとも一部は多重副搬送波記号から成る多重副搬送波信号の形をとる。移動ユニット２２は、それ自体を、異なるが固定され、隣接するブロックの副搬送波を使用することによって同一セル１４ａ−ｃ内と近隣セル相互間の異なる移動ユニット２２から識別することができる。代わって、移動ユニット２２はそれ自体を異なる多重副搬送波コードを用いることによって異なる移動ユニット２２から識別することができる。多重副搬送波コードは音質パターン（固定サブセットの利用し得る副搬送波）、周波数ホッピング・パターン（多重副搬送波コードによる副搬送波の時間シーケンス）または基地局１６と移動ユニット２２との間における通信のための両パターンの複合にすることができる。多重副搬送波ＣＤＭＡシステムにあって、同一セル１４ａ−ｃ内と近隣セル１４ａ−ｃ相互間の異なる移動ユニット２２を識別すべく移動ユニット２２は異なるＣＤＭＡコードを使用することができる。従って、多重副搬送波ＣＤＭＳ実施形態では、異なる移動ユニット２２は異なるＣＤＭＡコードを用い同一ブロックの副搬送波に乗せて伝送することによってそれら副搬送波を共有することができる。
【００１５】
ある実施形態では、無線通信システム１０は直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を用いることができる。図２にＯＦＤＭ送信機のような多重副搬送波送信機複合回路４０の全体ブロック図を示す。多重副搬送波送信機回路４０の異なる実施形態は多重副搬送波に乗せて通信信号を伝送し、さらにソフト・ハンドオーバー・システムを実施するために構成部品を付加し、および／または省く基地局１６ａ−ｃ（図１）および／または移動ユニット２２に使用することができる。この特定例では、多重副搬送波送信機回路４０は基地局１６ａ−ｃに設けられ、ＯＦＤＭを使用する。送信機回路４０はＭＳＣ１８から基地局１６に送られたＰＳＴＮ２０（図１）からの音声情報のようなデータ・ビットの流れをデータ・ソース４２から受信する。コーディング・ブロック４４はデータ流れを受信し、順方向エラー補正コーディングに備え冗長性を導入する。直並列変換器４３はコーディングしたデータの流れを連続したグループまたはブロックのビットに分割する。この特定実施形態では、コーディングしたデータ・ビットのブロックはＮがＯＦＤＭ副搬送波の数に対応するＮポイント複素逆離散フーリエ変換部４６（ＩＤＦＴ）に入力される。直角位相シフト・キー操作（ＱＰＳＫ）変調を採用したこの特定実施形態では、副搬送波毎に２データ・ビットを変調するＱＰＳＫを用いたときに２Ｎd がＯＦＤＭ記号でビットの総数を表すコーディングした２Ｎd データ・ビットのブロック上でＩＤＦＴ４６（ある実施形態では逆高速フーリエ変換）が実行される。ＱＰＳＫがこの特定実施形態に用いられていると仮定すると、２Ｎd ビットはＮd 副搬送波の変調に使用したＮd 個の複素数に変換される。Ｎd はＮに等しくすることができるが、過大サンプリングした信号を形成し、さらに多元接続を許容するためＮ以下にすべきである。従って、この特定実施形態では、特別なＮ−Ｎd 個の副搬送波はゼロに設定ができる。
【００１６】
この特定実施形態では、ＩＤＦＴ４６の出力は並直列変換器４５により並列から直列に変換され、伝送のためのＯＦＤＭ記号または多重副搬送波記号が形成される。記号間干渉に対する感度を低下させるため、周期的プレフィクサおよびウィンドウイング・ブロック４７はＯＦＤＭ記号の最終部分をコピーし、ＯＦＤＭ記号のコピーした部分を加えてＯＦＤＭ記号を拡大する。これは周期的プレフィクシングと呼ばれる。スペクトル・サイドローブを軽減するため、周期的プレフィクシング／ウィンドウイング・ブロック４７はＯＦＤＭ記号の振幅に逐次ロールオフ・パターンを当てはめることによってＯＦＤＭ記号のウィンドウイングを実行する。ＯＦＤＭ記号はディジタル−アナログ変換器４８に入力され、その後、伝送に備え帯域波形の形を適正なＲＦの形に変換する送信機前端部４９に送られる。
【００１７】
図３に伝送された信号を多重副搬送波送信機回路４０（図２）の実施形態から受信する多重副搬送波受信機回路５０の機能ブロック図を示す。この特定実施形態では、多重副搬送波受信機回路５０はＯＦＤＭ受信機５０である。ＯＦＤＭ受信機回路５０の異なる実施形態は多重副搬送波に乗せて通信信号を伝送し、且つソフト・ハンドオーバー・システムを実施するために構成部品を付加したり、省いたりする基地局１６または移動ユニット２２に使用することができる。ダウンリンク（基地局１６から移動ユニット２２までの順方向リンクとしても照会される）上のソフト・ハンドオーバー・システムの場合、移動ユニット２２（図１）の受信機回路５０は少なくとも二つの基地局１６が同じセットの副搬送波を使用するとき、受信機アンテナ５２に先行し非一貫的に「送信時」に、あるいは一貫して付加的な受信機ハードウェア（例えば、異なるセットの副搬送波と結合装置（加算器）を現在使用している各基地局に対する付加的な位相予測／補正回路）によっていくつかの基地局１６ａ−ｃ（図１）からのダウンリンク信号を結合する。
【００１８】
アップリンク（移動ユニット２２から基地局１６ａ−ｃまでの逆リンクとしても照会される）におけるソフト・ハンドオーバー・システムのある実施形態によれば、基地局１６ａ−ｃは移動ユニット２２からの受信信号を「収集し」、受信信号の複合が行われるＭＳＣ１８に受信信号を送る。アップリンク上のこの特定実施形態では、移動ユニット２２がダウンリンク上に使用されたときとは異なり、同一または異なるセットの副搬送波に乗せて伝送できる。代わって、アップリンク上では、移動ユニット２２は単一搬送波に乗せて伝送ができ、および／または代わりの変調機構を用いることができる。
【００１９】
この特定実施形態では、基地局１６ａ−ｃからのＯＦＤＭ信号はアンテナ５２で受信され、受信機回路５４と自動利得制御（ＡＧＣ）ブロック５６を用いて処理（下方変換）される。処理したＯＦＤＭ信号はアナログ−ディジタル変換器５８に入力され、ディジタルに変換される。ディジタルＯＦＤＭ信号はレベル検出装置６０によって受信され、ＡＧＣ３６への利得予測フィードバック信号が形成される。ある実施形態では、レベル検出装置６０は、受信機回路５０の制御回路６４内のソフト・ハンドオーバー・システムの一部６２によって使用される着信信号に関する信号測定を実行するために使用できる。代わって、異なる信号品質の測定は受信機５０の様々な点で実行し得ることを理解されたい。例えば、受信信号の強度インジケータ（ＲＳＳＩ）６５を受信機５０に使用し、信号品質を測定することができ、ＲＳＳＩ６５の出力は制御回路６４のソフト・ハンドオーバー・システムの前記部分６２に印加することができる。
【００２０】
ＲＳＳＩ６５は位相補正ブロック７６の出力部に接続されたところが記載されているが、以下に記述するソフト・ハンドオーバー・システムによる基地局１６の多重副搬送波送信機回路４０（図２）から受信した信号の平均電力レベルのような各種信号測定値を測定するためにＲＳＳＩ６５は代わりの位置および／または多数の位置に接続することができる。受信信号は、受信信号の強度、受信信号の対ノイズ＋干渉比、検出したエラー（ＣＲＣ）、受信通知が有ること（受信通知の欠如は適切ではない）、平均電力レベルのような各種の信号測定項目に従って測定できる。代わって、ダウンリンク上の受信移動ユニット２２（図１）またはアップリング上の受信基地局１６（図１）の受信機回路５０は、受信信号に関し信号測定を行うことができ、その送信機回路４０（図１）からその信号情報を送信移動ユニット２２または送信基地局１６の受信機回路５０へ返送することができる。
【００２１】
ソフト・ハンドオーバー・システムの前記部分６２は、多重副搬送波受信機回路５０の制御回路６４の一部として記載されている。制御回路６４と受信機回路５０の他のブロックとの間における若干数の接続部だけが記載されているが、制御回路６４はある様式に従ってブロックの総てに接続できるか、あるいは制御機構のその部分はブロックの各々の内部に設けられることを理解されたい。さらに、ソフト・ハンドオーバー・システムの他の部分は、レベル検出装置６０の内部と、多重副搬送波送信機回路４０（図２）のブロック内と、基地局１６の内部および／またはＭＳＣ２８の内部のような受信機回路５０のブロック内に設けることができる。
【００２２】
アナログ−ディジタル変換器５８からのディジタルＯＦＤＭ信号は、周波数補正ブロック６８とタイミング／周波数同期化ブロック７０によっても受信される。タイミング／周波数同期化ブロック７０はＯＦＤＭ記号のタイミングを得て、初期周波数オフセットを補正すべく周波数予測信号を周波数補正ブロック６８に供給し、タイミング信号を離散フーリエ変換（ＤＦＴ）ブロック７２に供給する。ＯＦＤＭ信号は直並列変換器７１によって直列から並列に変換され、ＤＦＴ７２に出力される。ＤＦＴ７２（いくつかの実施形態における高速フーリエ変換部）は送信基地局１６または送信移動ユニット２２の送信機回路４０（図２）からの多重副搬送波信号またはＯＦＤＭ信号を構成する副搬送波上でＮ点離散フーリエ変換を行う設計である。この特定実施形態に対するＮd副搬送波の場合、合成されるＮd 複素副搬送波は、並直列変換器７３によって並列から直列に変換され、位相予測ブロック７４と位相補正ブロック７６に入力される。この特定実施形態における送信機回路４０（図２）について述べたように、ＤＦＴ７２からの特別なＮ−Ｎd 副搬送波出力は、ゼロとして扱うことができる。位相予測ブロック７４は、Ｎd 副搬送波の位相を追跡し、位相予測値を位相補正ブロック７６に出力し、その位相補正ブロックはそれ故にＮd 副搬送波を補正する。
【００２３】
ダウンリンク上の異なる基地局１６ａ−ｃによって同一セットの副搬送波を使用するソフト・ハンドオーバー・システムの場合、移動ユニット２２（図１）の受信機５０には、一組の位相予測ブロック７４と位相補正ブロック７６が含まれる。異なる基地局１６ａ−ｃに対する同一セットの副搬送波を使用する実施形態では、補正された副搬送波は、多重副搬送波送信機４０（図２）の順方向エラー補正コードを復号化し、データ送信先８０にデータ信号を出力する復号化ブロック７８に入力される。異なる基地局１６によって異なるセットの副搬送波を用いるソフト・ハンドオーバー・システムの場合、移動ユニット２２（図１）の受信機５０には異なる基地局１６（図１）からのソフト・ハンドオーバーを行うために使用する異なるセットの副搬送波を扱うため、位相予測ブロック７４と位相補正ブロック７６に対する付加的なセットまたはハードウェアが含まれる。さらに、異なる基地局１６によって異なるセットの副搬送波を使用するソフト・ハンドオーバー・システムの場合、加算器構成のような複合装置８２は、伝送が行われている多重副搬送波記号の同一部分に対応する異なるセットの副搬送波のそれぞれの副搬送波を複合するため、ある実施形態で使用される。
【００２４】
多重副搬送波ＣＤＭＡの例では、相関ブロック８３は、位相補正ブロック７６からの補正した副搬送波を受信する。受信移動ユニット２２´（図１）に計画された多重副搬送波記号を抽出するため、相関ブロック８３は送信機４０（図２）のある実施形態にあってはＣＤＭＡコードに複合された補正済み副搬送波を相関させ、デ・スプレッディングする。相関ブロック８３は、異なる基地局１６ａ−ｃが受信移動ユニット２２（図１）に指定された同一のＣＤＭＡコードを使用し、および／または異なる基地局１６ａ−ｃが受信移動ユニット２２（図１）に指定された異なるＣＤＭＡコードを使用している異なる基地局１６ａ−ｃによって使用される同一セットの副搬送波からの多重副搬送波信号を相関させ、デ・スプレッディングする構成にすることができる。代わって、相関ブロック８３は、異なる基地局１６ａ−ｃが受信移動ユニット２２（図１）に指定された同一のＣＤＭＡコードを使用し、および／または異なる基地局１６ａ−ｃが受信移動ユニット２２（図１）に指定された異なるＣＤＭＡコードを使用している異なる基地局１６ａ−ｃによって使用される異なるセットの副搬送波からの多重副搬送波信号を相関させ、デ・スプレッディングする構成にすることができる。
【００２５】
ある実施形態では、相関器８３は復号化ブロック７８に多重副搬送波信号を直接出力する。多重副搬送波ＣＤＭＡを使用するいくつかの実施形態では、相関器８２は復号化に先行し多重路型の各副搬送波を複合装置８２に出力する。基地局１６ａ−ｃが異なるセットの副搬送波上に多重副搬送波ＣＤＭＡを使用する場合、複合装置８２は、多重副搬送波信号の同一部分に対応する異なるセットの副搬送波の内のそれぞれの副搬送波も複合する。さらに、異なる基地局１６ａ−ｃによって異なるＣＤＭＡコードを使用するある実施形態では、複合装置８２は多重副搬送波記号の同一部分に対応し、異なるＣＤＭＡコードを用い相関させ、デ・スプレッディングされたそれぞれの副搬送波を複合する構成である。移動ユニット２２に対する異なる型の多重副搬送波記号の適切な複合後、多重副搬送波記号は復号化ブロック７８に出力される。適切な復号化後、多重副搬送波記号は送信先またはユーザ８０に出力される。
【００２６】
一般に、ＯＦＤＭシステムのような多重副搬送波システムの記号速度は純粋なＣＤＭＡシステムのチップ速度よりも大幅に低いため、多重副搬送波システムに対する同期化条件は、例えば純粋なＣＤＭＡシステムの場合よりも厳しくない。多重副搬送波システムでは、記号速度は保護時間に直接関係する（経験則：記号期間の１／１０が保護時間である）。アップリンク上でソフト・ハンドオーバーの状態にあっては、基地局１６ａ−ｃは、多重副搬送波記号に対する保護時間の公差内に移動ユニット２２によって伝送された総ての副搬送波の信号を受信すべきである。多重路遅延信号を考慮すると、例えば、保護時間の１／２以内のような一層厳しい同期化条件を実行することができる。ダウンリンク上でソフト・ハンドオーバーの状態にあるとき、移動ユニット２２は多重副搬送波記号の保護時間内に異なる基地局１６ａ−ｃからの総ての副搬送波の信号も受信すべきである。異なる基地局１６ａ−ｃが異なる副搬送波で同時に伝送するときダウンリンク上のソフト・ハンドオーバー・システムのある実施形態では、移動ユニット２２（図１）と基地局１６との間に記号の同期化が必要である。このような同期化はグループ・スペシャル・モバイル（ＧＳＭ）のような時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムに既に存在する。
【００２７】
全地球位置把握システム（ＧＰＳ）はＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムにおける基地局が同期化される方法に似た様式に合わせ異なる基地局１６ａ−ｃを同期化するために使用することができる。代わって、基地局１６ａ−ｃは基地局１６ａ−ｃを接続する（ある実施形態ではＭＳＣ１８を介して）有線または無線リンクによって同期化することができ、しかも基地局は自身を自動的に、例えば、それぞれの周回遅延に従い同期化することができる。例えば、ジャパニーズ・パーソナル・ハンディホン・システム（ＰＨＳ）は大気を介し基地局の同期化を実行すると考えられている。さらに、ＭＳＣ１８（図１）は基地局１６ａ−ｃの同期化に使用することができる。移動ユニット２２はダウンリンクのページング／同期チャンネルをモニターし、タイミングを得ることで同期化ができる。例えば、グループ・スペシャル・モバイル（ＧＳＭ）におけるように、移動ユニット２２が呼び出し準備を要求すると、基地局１６はそのスロット・タイミングと対比した移動ユニットの遅延を決定する。その後、基地局１６は移動ユニット２２が次の伝送を進めることを要求する。基地局１６からの移動ユニットの遅延を確認することにより「タイミングの進み」を考慮することによって基地局１６は周回遅延の補正さえもできる。
【００２８】
ソフト・ハンドオーバー・システムは特に信号の信頼性が必要とされるエリアにおける信号の信頼性を改善することを目的とする。図１にソフト・ハンドオーバー・システムのある実施形態の場合の関心エリアを表す斜線エリア２６を示す。斜線エリア２６はセル１４ａ−ｃの境界領域に位置する。従って、領域２６における移動ユニット２２は基地局１６ａ−ｃから比較的微弱な信号を受信する傾向があり、ソフト・ハンドオーバー・システムは特にエリア２６内における信号の信頼性を改善しようとする。さらに、斜線エリア２６は基地局１６ａ−ｃの内の少なくとも二つから領域２６内の移動ユニット２２への通信信号相互間に十分小さなタイミング・オフセットをもたせる傾向がある。代わって、ソフト・ハンドオーバー・システムはタイミング・オフセットが比較的大きなエリア内であってもセル１４ａ−ｃ全体に亘り能動的であり得る。それらのエリア内にあって、基地局１６ａ−ｃと、移動ユニット２２および／またはＭＳＣ１８は異なる基地局１６ａ−ｃからの信号が比較的同じタイミングで移動ユニット２２によって受信されるよう、何等かの同期化の形を取らねばならない。その上、移動ユニット２２からの信号は、ある実施形態ではＭＳＣ１８での収集と処理に備え、ある時間公差内で異なる基地局１６ａ−ｃによって受信されなけらばならない。
【００２９】
運転時、本発明の原理によるソフト・ハンドオーバー・システムの特定実施形態は以下のように動作する。図１の地点Ｘ１において、移動ユニット２２はソフト・ハンドオーバーの状態ではない。移動ユニット２２は基地局１６ａの六角形セル・エリア１４ａ内にあり、基地局１６ａと移動ユニット２２との間で行われる通信の品質は許容レベルである。移動ユニット２２は基地局１６ａを介し通信し、基地局１６ａとの通信に移動ユニット２２は一セットの利用し得る副搬送波を使用する。例えば、移動ユニット２２は、基地局１６ａとの通信に利用し得る１０００の副搬送波の内、一組２４個の副搬送波を使用することができる。
【００３０】
移動ユニット２２は基地局１６ａからの信号の電力レベルと、他の基地局１６ｂ−ｃからの信号の電力レベルをモニタする。移動ユニット２２は様々なチャンネルをモニタし、各種の信号品質測定を実行することができる。例えば、移動ユニット２２は、基地局１６ａ−ｃの各々に対するいずれかの指定信号伝送チャンネル（例えば、パイロット／同期／ページング・チャンネル）と、それぞれの基地局１６ａ−ｃのいずれかのデータ・チャンネル、あるいはサブセットのデータ・チャンネルをモニタでき、および／または挿入されたパイロット記号を周期的に探索することができる。移動ユニットは例えばＲＳＳＩ６５（図３）を使用することによってモニタしたチャンネル上の信号の平均電力レベルを測定することができる。各種の電力と他の品質測定を実行することができる。
【００３１】
移動ユニットが地点Ｘ１からＸ２まで移動するとき、この特定例における移動ユニット２２は基地局１６ａからの通信信号が微弱化しつつあり、あるレベル以下に降下してしまったことを認知する。移動ユニット２２は基地局１６ｃからの通信信号の存在の検出もする。基地局１６ａからの信号の測定値はあるレベル以下であり、および／または基地局１６ｃからの信号の測定値はあるレベル以上であるため、移動ユニット２２は基地局１６ｃとのソフト・ハンドオーバー接続を要求する。この特定実施形態では、移動ユニット２２は基地局１６ｃへのソフト・ハンドオーバーを要求し、その基地局は更なる動作をＭＳＣ１８と取り決める。移動ユニット２２は基地局１６ｃからの通信信号の電力レベルまたは信号品質測定値に基づきソフト・ハンドオーバーをスタートさせる。代わって、基地局１６ｃは移動ユニット２２から基地局１６ｃへの通信信号の測定値に基づき基地局１６ｃと移動ユニット２２との間のソフト・ハンドオーバー接続をスタートさせることができ、あるいは基地局１６ｃは移動ユニット２２からの信号の測定値をソフト・ハンドオーバーをスタートさせるＭＳＣ１８へ出力する。さらに、移動ユニット２２はこれが基地局１６ｃから受信する信号の測定値を基地局１６ａまたは１６ｃに伝送することができ、しかも基地局１６ａまたは１６ｃはソフト・ハンドオーバーをスタートさせか、あるいはそれらの測定値はソフト・ハンドオーバーをスタートさせるＭＳＣ１８に送られる。
【００３２】
ソフト・ハンドオーバーをスタートさせるため、移動ユニット２２と基地局１６ｃ、はソフト・ハンンドオーバ状態に入るタイミングについて、ソフト・ハンドオーバーに関与する基地局１６と副搬送波について、および／またはソフト・ハンドオーバー接続に関与する多重副搬送波コードおよび／またはＣＤＭＡコード（多重副搬送波ＣＤＭＡの実施に当たり）についてＭＳＣ１８を介し信号伝送情報を交換する。ある実施形態では、移動ユニット２２は基地局１６ｃとのソフト・ハンドオーバー接続に備えた基地局１６ａとの通信に際し移動ユニット２２によって使用されている同一セットの副搬送波を要求する。それに応じ、基地局１６ｃは基地局１６ａと同じデータを同一セットの副搬送波に乗せて移動ユニット２２に伝送する。ダウンリンクにあって、移動ユニット２２は、同一データと共に全数の副搬送波を受信し、基地局１６ａと１６ｃからの信号を識別することはできない。若干の副搬送波は同一の副搬送波に乗せて同一データを伝送する基地局１６ａと１６ｃのために微弱化することがあるが、ソフト・ハンドオーバー・システムの本実施形態の効果は特別多重路構成部分の付加に類似しており、それによって多重路ダイバーシティ利得を増大させる。さらに、ソフト・ハンドオーバー・システムのこのような実施形態は比較的実施が容易で、付加的なハードウェア、即ち異なる基地局への同時接続を可能にする付加的なプロトコルを必要とすることはない。
【００３３】
さらに、多重副搬送波ＣＤＭＡシステムにあってソフト・ハンドオーバー・システムは、基地局１６ｃとのソフト・ハンドオーバー接続の段取りに際し基地局１６ａと通信するため、移動ユニット２２によって使用されている同じ副搬送波と同一のＣＤＤＭＡコードを使用することができる。
【００３４】
本特定例を採用した他の実施形態では、移動ユニット２２と基地局１６ｃとの間のソフト・ハンドオーバー接続のために異なるセットの副搬送波を使用する。移動ユニット２２は異なる基地局１６ａと１６ｃを識別し、基地局１６ａと１６ｃからの信号を別々に復調する。従って、上述した特定な例を用い移動ユニット２２は２４個に代わりに４８個の異なる副搬送波を変調し、そのために付加的なハードウェア、および／または変調する電力を必要とする。ソフト・ハンドオーバー接続のために異なるセットの副搬送波を使用するソフト・ハンドオーバー・システムは、受信機ダイバーシティのために信号対雑音比の増加をもたらす。さらに、本実施形態は利用し得る副搬送波の割り当てに際し基地局１６ｃおよび／またはＭＳＣ１８に一層の自由度を与える。多重副搬送波システムにあって、ソフト・ハンドオーバー・システムは、同一または異なるセットの副搬送波上に異なるＣＤＭＡコードを、あるいは異なるセットの副搬送波上に同じＣＤＭＡコードを使用することができる。
【００３５】
地点Ｘ２において、移動ユニット２２はソフト・ハンドオーバー状態にあり、上述したソフト・ハンドオーバー・システムの実施形態に従って基地局１６ａと基地局１６ｃの双方と尚も通信を継続している。代わって、本発明の態様によれば、ソフト・ハンドオーバー・システムは、基地局１６ａ−ｃにおける現在の呼量、チャンネルの有効性及び他の動作状態に従い特定の基地局に使用する上述実施形態の内の一つを有利に選択する二重モード実施形態を含めることができる。従って、ソフト・ハンドオーバー・システムは同一セットの副搬送波および／またはＣＤＭＡコードを用い移動ユニット２２と基地局１６ａ−ｂとの間の接続と、例えば、基地局１６ｃが基地局１６ａ−ｂによって使用されているセットの副搬送波を既に用いているのであれば、異なるセットの副搬送波を使用し移動ユニット２２と基地局１６ｃとの間の接続を行うことができる。さらに、ソフト・ハンドオーバー・システムは代わりの実施形態を使用することができ、そこでは移動ユニット２２が使用できる利用し得る副搬送波の内、ソフト・ハンドオーバー・システムはソフト・ハンドオーバーに関与する異なる基地局１６ａ−ｃにとって同一である若干数の副搬送波と、異なる基地局１６ａ−ｃにとって異なる若干数の副搬送波を割り当てる。
【００３６】
この特定例において地点Ｘ２からＸ３までの移動時、ソフト・ハンドオーバー・システムはこれに関し上述した実施形態に従い同一または異なる副搬送波を使用し移動ユニット２２と基地局１６ａ、１６ｃとの間のソフト・ハンドオーバー接続を維持する。多重副搬送波ＣＤＭＡの例にあって、ソフト・ハンドオーバー・システムはソフト・ハンドオーバー接続を維持するため、同一または異なる副搬送波拡散化ＣＤＭＡコードの使用もできる。この特定な例では、移動ユニット２２はこの地点における基地局１６ｂからの信号の検出もする。移動ユニット２２は特定の副搬送波と、特定セットの副搬送波および／または、特定の信号伝送／ページング／同期チャンネルをモニタすることによって基地局１６ｂを検出することができる。代わって、移動ユニット２２はＭＳＣ１８と基地局１６ａまたは１６ｃの一方を介し基地局１６ｂからの通信によって基地局１６ｂの存在を検出することができる。この代替実施形態では、基地局１６ｂは移動ユニット２２の存在に関し特定の副搬送波または特定セットの副搬送波をモニタすることができる。
【００３７】
移動ユニット２２および／または基地局１６ｂは移動ユニット２２および／または基地局１６ｂの信号測定値を使用するソフト・ハンドオーバーをスタートさせる。前記のように、信号測定値は電力値測定量または他の信号品質測定値にすることができる。ある実施形態では、特定の副搬送波上の信号の信号測定値があるレベル以上であれば、ソフト・ハンドオーバーがスタートされる。移動ユニット２２と基地局１６ｂとの間にソフト・ハンドオーバー接続を確立する際に、移動ユニット２２と基地局１６ｂはＭＳＣ１８と基地局１６ａまたは１６ｂを介し信号伝送情報を交換する。信号伝送情報には基地局１６がソフト・ハンドオーバー接続（例えば、基地局１６ｂ）を確立し、ソフト・ハンドオーバー接続に備えて副搬送波に使用され（および／または多重副搬送波ＣＤＭＡの実施に際しＣＤＭＡコードに用いられる）、しかもソフト・ハンドオーバー接続を確立するとき用いられる情報が含まれる。
【００３８】
地点Ｘ３においてソフト・ハンドオーバー・システムは移動ユニット２２と基地局１６ａ−ｃとの間に既に通信を確立し、維持している。従って、基地局１６ｂとのソフト・ハンドオーバー接続が他の基地局１６ａおよび／または１６ｃとの通信に使用される一セットの副搬送波（および多重副搬送波ＣＤＭＡの例における同一のＣＤＭＡコード）で確立されるのであれば、移動ユニット２２は付加的な信号を多重路構成部分として扱うことができる。基地局１６ｃとのソフト・ハンド接続が他の基地局１６ａおよび／または１６ｃとの通信のために使用される異なる一セットの副搬送波（および多重副搬送波ＣＤＭＡの例における異なるＣＤＭＡコード）で確立されるのであれば、移動ユニット２２は異なるセットの副搬送波を用いて信号を単独に復調する。
【００３９】
移動ユニット２２と基地局１６ａ、１６ｃとの間の信号の測定値があるレベル以下に降下しており、および／または移動ユニット２２と基地局１６ｂとの間の信号の測定値はあるレベル以上であるため、地点Ｘ３から地点Ｘ４への移動時、ソフト・ハンドオーバー・システムは、この特定例ではソフト・ハンドオーバーの状態をそのままにする。信号測定は移動ユニット２２および／または基地局１６ａ−ｃによって行うことができる。この特定実施形態では、基地局１６ａ−ｃはソフト・ハンドオーバー状態をそのままにしておくときについてＭＳＣ１８を介し信号伝送情報を交換し、しかも基地局１６ｂは移動ユニット２２との通信を引き継いでいる。地点Ｘ４では、移動ユニット２２は最早ソフト・ハンドオーバーの状態ではなく、移動ユニット２２との通信は基地局１６ｂを通して行われる。
【００４０】
前記実施形態の他に、多重副搬送波システムに対するソフト・ハンドオーバー・システムに代わるもので、構成部品を省き、および／または構成部品を加え、および／または記述したソフト・ハンドオーバー・システムの変形、あるいは一部を使用する構成は達成可能である。例えば、ソフト・ハンドオーバー・システムはソフト・ハンドオーバー状態に入るかどうかの決定に際し各種タイプの信号測定値を使用することができる。さらに、ソフト・ハンドオーバー・システムを使用した多重副搬送波通信システムはＯＦＤＭシステムとして記述してきたが他の多重副搬送波システムは本発明の原理に従ってソフト・ハンドオーバー・システムを使用することができる。さらに、前記ソフト・ハンドオーバー・システムはいくつかの構成部品またはブロックから成るものとして説明してきたが、ソフト・ハンドオーバー・システムとその一部は特殊用途向ＩＣ、ソフトウェア駆動処理回路または個別構成部品の他の装置で実施することができることを理解されたい。
【００４１】
記述してきたものは本発明の原理の応用を単に例示しただけものである。当該技術に詳しい者にはこれらおよび各種他の変更、装置及び方法が本明細書に示し、記述した例示としての応用に厳密に従うことなく、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに本発明に対し成り立ち得ることが容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理によるソフト・ハンドオーバー・システムを用いた多重副搬送波通信システムを示す図である。
【図２】本発明のある原理によるソフト・ハンドオーバー・システムに用いることができる多重副搬送波送信機回路の実施形態のブロック図である。
【図３】本発明のある原理によるソフト・ハンドオーバー・システムに使用できる多重副搬送波受信機回路の実施形態のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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