(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の動作中の移動局を処理する複数の基地局を有する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線電気通信網が全負荷状態のときに、入って来る移動局にチャンネル要素を動的に割り当てる方法であって、前記無線電気通信網はマクロダイバシティ・モードを用いて二重のチャンネル要素を各動作中の移動局に提供し、前記方法は、
前記入って来る移動局と音声チャンネル要素を確立するのに十分な信号強度を有する基地局の候補集合を決定し、
基地局の前記候補集合の各基地局と、前記候補集合の各基地局が処理する各動作中の移動局との問の信号強度を測定し、
前記候補集合の各基地局を制御する無線網コントローラ（ＲＮＣ）により、処理対象の動作中の移動局の１つとの間で最も弱い信号強度を持つのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを判定し、
前記複数の基地局を制御する負荷プロセッサにより、前記最も弱い信号強度を持つ前記処理対象の動作中の移動局から前記判定された基地局へのチャンネル要素を切り離し、
前記切り離されたチャンネル要素の割当てを、前記入って来る移動局に変更する、
ステップを含む、チャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項２】
チャンネル要素の割当てを変更する前記ステップは、前記負荷プロセッサにより、チャンネル要素を前記最も弱い信号強度を持つ前記基地局から前記入って来る移動局に接続することを含む、請求項１に記載のチャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項３】
最も弱い信号を持つのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを判定する前記ステップは、貢献度評価器により、前記最も弱い信号強度を持つのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを評価することを含む、請求項２に記載のチャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項４】
基地局の候補集合を判定する前記ステップの前に、前記無線電気通信網が全負荷であるかどうかを負荷容量モニタにより判定するステップを更に含む、請求項３に記載のチャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項５】
前記無線電気通信網が全負荷であるかどうかを負荷容量モニタにより判定する前記ステップは、前記負荷容量モニタにより、追加の入って来る移動局を探して監視することを含む、請求項４に記載のチャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項６】
複数の動作中の移動局を処理する複数の基地局を有する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線電気通信網が全負荷状態のときに、入って来る移動局に緊急呼出しのためのチャンネル要素を動的に割り当てる方法であって、前記無線電気通信網はマクロダイバシティ・モードを用いて二重チャンネル要素を各動作中の移動局に提供し、前記方法は、
前記入って来る移動局は、前記緊急呼出しを発信中であることを前記無線電気通信網に警告し、
前記入って来る移動局と音声チャンネルを確立するのに十分な信号強度を有する基地局の候補集合を決定し、
基地局の前記候補集合の各基地局と、前記候補集合の各基地局が処理する各動作中の移動局との間の信号強度の情報を測定し、
前記候補集合の各基地局を制御する無線網コントローラ（ＲＮＣ）により、処理対象の動作中の移動局の１つとの間で最も弱い信号強度を有するのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを判定し、
前記複数の基地局を制御する負荷プロセッサにより、前記最も弱い信号を持つ前記処理対象の動作中の移動局から前記判定された基地局へのチャンネル要素を切り離し、
前記切り離されたチャンネル要素の割当てを、前記入って来る移動局に変更する、
ステップを含む、緊急呼出し用のチャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項７】
チャンネル要素の割当てを変更する前記ステップは、前記負荷プロセッサにより、チャンネル要素を前記最も弱い信号強度を持つ前記基地局から前記入って来る移動局に接続することを含む、請求項６に記載のチャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項８】
最も弱い信号を持つのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを判定する前記ステップは、貢献度評価器により、前記最も弱い信号強度を持つのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを評価することを含む、請求項７に記載のチャンネル要素を割り当てる方法。
【請求項９】
複数の動作中の移動局を処理する複数の基地局を有する符号分割（ＣＤＭＡ）無線電気通信網が全負荷状態のときに、入って来る移動局にチャンネル要素を動的に割り当てるシステムであって、前記無線電気通信網はマクロダイバシティを用いて二重のチャンネル要素を各動作中の移動局に提供し、前記システムは、
前記入って来る移動局と音声チャンネルを確立するのに十分な信号強度を有する基地局の候補集合を決定する手段と、
基地局の前記候補集合の各基地局と各基地局が処理する各動作中の移動局との間の信号強度を測定する手段と、
処理対象の動作中の移動局の１つとの間で最も弱い信号強度を有するのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを判定する、前記候補集合の各基地局を制御する無線網コントローラ（ＲＮＣ）に備えられた手段と、
前記最も弱い信号強度を持つ前記処理対象の動作中の移動局から前記判定された基地局へのチャンネル要素を切り離す負荷プロセッサと、
前記切り離されたチャンネル要素の割当てを前記入って来る移動局に変更する手段と、
を含む、チャンネル要素を割り当てるシステム。
【請求項１０】
チャンネル要素の割当てを変更する前記手段は、チャンネル要素を前記最も弱い信号強度を持つ前記基地局から前記入って来る移動局に接続する前記負荷プロセッサを含む、請求項９に記載のチャンネル要素を割り当てるシステム。
【請求項１１】
最も弱い信号を持つのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを判定する前記手段は、前記最も弱い信号強度を持つのは基地局の前記候補集合のどの基地局かを評価する貢献度評価器を含む、請求項１０に記載のチャンネル要素を割り当てるシステム。
【請求項１２】
前記無線電気通信網が全負荷であるかどうか判定する手段を更に含む、請求項１１に記載のチャンネル要素を割り当てるシステム。
【請求項１３】
前記入って来る移動局が緊急呼出しを発信中であることを前記無線電気通信網に警告する手段を更に備える、請求項９に記載のチャンネル要素を割り当てるシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の技術分野
本発明は無線電気通信システムに関するもので、特に負荷を持つ符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線電気通信網においてチャンネル要素の割当てを動的に変更するシステムと方法に関する。
先行技術の説明
無線電気通信システムでは、加入者は音声、ビデオ、データ、画像サービスなどの広範囲のサービスを利用することができる。これらの無線電気通信網を用いるとき、最も貴重な資源は無線スペクトルである。ネットワークの効率を最大にするため符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）が開発され、多数のシステムユーザが関わる通信が容易になった。他の多元接続通信システム技術として時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）や周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）などがあるが、ＣＤＭＡのスペクトル拡散変調技術は他の方法に比べて多くの優れた点があることが分かっている。
ＣＤＭＡシステムでは、符号と呼ぶ特有の２進拡散シーケンスが各ユーザの呼毎に割り当てられる。割り当てられた符号を掛けると、ユーザの信号はユーザ信号帯域幅より広いチャンネル帯域幅の上に拡散される。システムチャンネル帯域幅とユーザ帯域幅の比を「拡散利得」と呼ぶ。全てのアクティブなユーザは同じシステムチャンネル帯域幅周波数スペクトルを同時に共用する。各ユーザの信号は、関連する符号シーケンスをキーにした相関子（correlator）を用いて望む信号を「逆拡散」することにより、受信器で他のユーザの信号から分離される。
増加するユーザを処理することに加えて、ＣＤＭＡシステムはマクロダイバシティ技術を用いて無線電気通信網内の受信品質を向上させる。マクロダイバシティ技術は２つ以上のセルすなわち基地局から単一の移動局への２つ以上の同時リンクを用いて、無線信号の受信品質すなわち性能を向上させる。移動局の受信器も多数の相関子を用いる。並列の相関子を用いる受信器（レーキ受信器と呼ぶことがある）は個別の経路到着を独立に追跡し、受信信号の強さの和を用いて信号を復調する。各経路到着にはフェージングがあるが、フェージングは互いに独立である。信号の和を用いる復調は、マクロダイバシティ・モードを用いることにより信頼性が増す。しかしマクロダイバシティ・モードを用いることにより、使用する基地局資源が多くなる。その上、多くの呼はマクロダイバシティ・モードで行われる。したがってマクロダイバシティ・モードを用いると、無線電気通信網が過負荷になる可能性が高くなる。
既存のシステムには欠点がある。マクロダイバシティ・モードを用いるＣＤＭＡシステムでは無線電気通信信号を明瞭に受信することができるが、大量の資源が使用される。緊急呼出しなどの追加のユーザを処理することが必要な場合も起こり得るが、現在では無線電気通信網が全負荷になったときに、追加のユーザを網に受け入れる方法がない。
上に述べたような欠陥や欠点を解決する先行技術の教示はないが、ここに述べた問題にいくらか関係のある主題を論じた文献は、Bollinger他（Bollinger）の米国特許番号第５，２７８，８９２号と、Blakeney，II他（Blakeney）の米国特許番号第５，２６７，２６１号と、Gilhousen他（Gilhousen）の米国特許番号第５，１０１，５０１号である。
Bollingerは、セル同士やセルと公衆電話網を相互接続する通信網を含むＣＤＭＡセルラシステムを開示している。Bollingerは、ＣＤＭＡシステムにおいて、公衆電話網とインターフェースする呼処理装置について述べている。しかしBollingerは、マクロダイバシティ・モードのＣＤＭＡシステムにおいて追加のユーザを受け入れる方法またはシステムについては開示または提案をしていない。
Blakeneyが開示しているＣＤＭＡシステムでは、移動局ユーザは少なくとも１つの基地局を介して別のシステムユーザと通信し、各基地局はシステム内の他の基地局とは異なる符号位相の共通パイロット信号を送信する。移動局はパイロット信号の信号強度を監視し、通信に使用中の基地局を介して測定信号強度をシステム・コントローラに知らせる。システム・コントローラから新しい基地局と移動局に命令メッセージを送ることにより、現在の基地局を通す通信に加えて新しい基地局を通す通信を確立する。移動局が通信に使用中の基地局の少なくとも１つの信号強度が所定のレベルより下がったことを移動局が検出すると、移動局は通信に使用中の基地局を介して、その対応する基地局の示す測定信号強度をシステム・コントローラに知らせる。識別された基地局にシステム・コントローラが命令メッセージを送ると、移動局はその対応する基地局を通す通信を終了するが他の基地局を通す通信は続ける。更にBlakeneyは、ＣＤＭＡシステムにおける移動局支援ハンドオフについて述べている。しかしBlakeneyは、マクロダイバシティ・モードのＣＤＭＡシステムにおいて追加のユーザを受け入れる方法またはシステムについては開示または提案をしていない。
Gilhousenは、移動局ユーザがセルサイト・サービスエリアを変えるときに移動局ユーザとセルサイトの間の通信を管理するセルラ電話システムについて述べている。Gilhousenは、ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいてソフト・ハンドオフを提供する方法とシステムを述べている。このシステムは、新しいセルサイトを介して移動局ユーザと他のシステムユーザの間の通信を確立せよという指示に応じる回路を含み、移動局ユーザは前のセルサイトを介したシステムユーザとの通信も続ける。Gilhousenは、マクロダイバシティ・モードのＣＤＭＡシステムにおいて追加のユーザを受け入れる方法またはシステムについては開示または提案をしていない。
したがって、無線電気通信網にこのような追加のユーザを受け入れるシステムと方法を持つことは大きな利点になる。
発明の概要
本発明の１つの態様は、複数の動作中の移動局を処理する複数の基地局を有する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線電気通信網が全負荷状態のときに、入って来る移動局にチャンネル要素を動的に割り当てる方法である。無線電気通信網はマクロダイバシティ・モードを用いて二重または三重のチャンネル要素（トランシーバ）を各動作中の移動局に提供する。この方法では、まず無線電気通信網は、入って来る移動局とチャンネル要素を確立するのに十分な信号強度を有する基地局の候補集合を決定する。次に無線電気通信網は、基地局の候補集合の各基地局と候補集合の各基地局が処理する各動作中の移動局からの信号強度を測定する。次に無線電気通信網は、処理対象の動作中の移動局の１つとの間で最も弱い信号強度を持つのは基地局の候補集合のどの基地局かを判定する。次にこの方法では、無線電気通信網はチャンネル要素の割当てを、最も弱い信号強度を持つ処理対象の動作中の移動局から、入って来る移動局に変更する。
別の態様では、本発明は複数の動作中の移動局を処理する複数の基地局を有するＣＤＭＡ無線電気通信網が全負荷状態のときに、入って来る移動局に緊急呼出しのためのチャンネル要素を動的に割り当てる方法である。無線電気通信網はマクロダイバシティ・モードを用いて二重チャンネル要素を各動作中の移動局に提供する。この方法ではまず、入って来る移動局は入って来る移動局から緊急呼出しが発信されていることを無線電気通信網に警告する。次に無線電気通信網は、入って来る移動局と音声チャンネルを確立するのに十分な信号強度を持つ基地局の候補集合を決定する。次に無線電気通信網は、基地局の候補集合の各基地局と候補集合の各基地局が処理する各動作中の移動局からの信号強度の情報を測定するかまたは得る。次に無線電気通信網は、処理対象の動作中の移動局の１つとの間で最も弱い信号強度を有するのは基地局の候補集合のどの基地局かを判定する。次に無線電気通信網はチャンネル要素の割当てを、最も弱い信号強度を持つ処理対象の動作中の移動局（マクロダイバシティ・モードにある）から、入って来る移動局に、進行中の呼を邪魔することなく変更する。
本発明の別の態様では、本発明は複数の動作中の移動局を処理する複数の基地局を有するＣＤＭＡ無線電気通信網が全負荷状態のときに、入って来る移動局にチャンネル要素を動的に割り当てるシステムである。無線電気通信網はマクロダイバシティを用いて二重または三重のチャンネル要素を各動作中の移動局に提供する。このシステムは、入って来る移動局と音声チャンネルを確立するのに十分な信号強度を有する基地局の候補集合を決定する手段を含む。またこのシステムは、基地局の候補集合の各基地局と各基地局が処理する各動作中の移動局との間の信号強度を測定する手段を含む。更にこのシステムは、処理対象の動作中の移動局の１つとの間で最も弱い信号強度を有するのは基地局の候補集合のどの基地局かを判定する手段を含む。またこのシステムでは、無線電気通信網はチャンネル要素の割当てを、最も弱い信号強度を持つ処理対象の動作中の移動局から、入って来る移動局に変更する手段を含む。
【図面の簡単な説明】
この明細書と共に以下の図面を参照することにより当業者は本発明をより良く理解することができるし、また多くの目的や利点が明らかになる。
図１（先行技術）は、マクロダイバシティ・モードを用いる従来の無線電気通信ＣＤＭＡ網の構成要素を示す簡単なブロック図である。
図２（先行技術）は、全負荷状態にあるマクロダイバシティ・モードのＣＤＭＡ無線電気通信網の簡単なブロック図である。
図３は、本発明の開示に従う、全負荷状態においてチャンネル要素の割当てを変更するＣＤＭＡ無線電気通信網の簡単なブロック図である。
図４は、マクロダイバシティ・モードで全負荷状態にあるＣＤＭＡ無線電気通信網において、チャンネル要素を入って来る移動局に動的に割り当てる、本発明の方法のステップの概要を示す流れ図である。
図５は、マクロダイバシティ・モードで全負荷状態にあるＣＤＭＡ無線電気通信網において、緊急呼出しのためにチャンネル要素の割当てを変更する、本発明の方法のステップの概要を示す流れ図である。
実施例の詳細な説明
本発明は、マクロダイバシティ・モードで動作する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線電気通信網にチャンネル要素を割り当てる、無線電気通信網内のシステムと方法である。
図１は、マクロダイバシティ・モードを用いる従来の無線電気通信網１の構成要素を示す簡単なブロック図である。無線電気通信網１は移動交換局（ＭＳＣ）３と、無線網コントローラ（ＲＮＣ）５と、移動局（ＭＳ）７と、基地局（ＢＳ）９・ＢＳ１１・ＢＳ１３と、通信リンク１５−２７を含む。
ＭＳＣ３は従来の無線電気通信網１内で全ての必要な交換機能を与える交換局である。
ＭＳ７はＭＳＣ３のカバレージエリア内をロームする。ＭＳ７はＢＳの１つを介してＭＳＣ３を通して無線電気通信網１内で通信する。
ＲＮＣ５は無線電気通信網１を制御する。ＲＮＣ５はＭＳＣ３と同じ場所にあっても良いし、ＭＳＣ３から離れた場所にあっても良い。ＲＮＣ５はアップリンクとダウンリンクの両方において、フレーム毎にデータを受信することによりデータの流れの制御を維持する。
従来の無線電気通信網１では、ＲＮＣ５とＭＳＣ３は基地局とインターフェースしまたシステムを制御する。ＲＮＣ５は、専用陸上線や、光ファイバ・リンクや、マイクロ波通信リンクなどの種々の手段によりＭＳＣ３に接続して良い。ＢＳ９・１１・１３は無線電気通信網１内の基地局の例である。基地局は、通常ＭＳ７が基地局のどれかに最も近いところにいるような地理的形状に設計された特定のサービスエリアすなわちセルをカバーする。
各基地局はそれぞれの通信リンク１７・１９・２１を介してＭＳ７にパイロット信号を送信する。ＭＳ７は現在割り当てられているＣＤＭＡ周波数上のパイロット信号を探してＣＤＭＡチャンネルが存在することを検出し、その強さを測定する。割り当てられたチャンネル要素（トランシーバ）のどれにも関連しない十分な強さのパイロット信号をＭＳ７が検出すると、ＭＳ７はそのパイロット信号を送信したＢＳにパイロット信号強度測定メッセージを送る。するとＢＳはそのパイロット信号に関連するチャンネル要素をその移動局に割り当てて、ハンドオフを行うよう移動局に指示する。例えば、ＭＳ７は通信リンク１７−２１を介してＢＳ９−１３からパイロット信号をそれぞれ受信する。マクロダイバシティを用いないＣＤＭＡシステムでは、ＭＳ７は最も強いパイロット信号を持つ基地局を通して送信する。しかしＣＤＭＡシステムがマクロダイバシティ・モードを用いるときは、ＣＤＭＡシステムは２つ以上の基地局を同時に用いて呼の明瞭度を高めることができる。ＣＤＭＡシステムがマクロダイバシティ・モードを用いる例では、ＭＳ７は信号強度の或る所定のしきい値を満たすパイロット信号を持つ各基地局を用いる。
パイロット信号を探す処理を容易にするために、パイロット信号の４つの集合を定義する。第１にアクティブ集合は、ＭＳ７が通信に用いる基地局と定義する。第２に候補集合は、ＭＳ７が受信するパイロット信号がその基地局をアクティブ集合の要素とするのに十分な信号強度を持つが、ＭＳ７がまだアクティブ集合に入れていない基地局と定義する。近接集合は、ＭＳ７と通信を確立する可能性のある候補の基地局と定義する。最後に４番目の（残りの）集合は、近接集合と候補集合とアクティブ集合の中のパイロット信号を除く全ての他の可能なパイロット信号を有する基地局と定義する。
マクロダイバシティ・モードの無線電気通信網１におけるソフト・ハンドオフ処理は、信号しきい値を満たす十分な信号強度のパイロット信号を近接基地局が送信しているとＭＳ７が判断したときに起こる。ＭＳ７は、現在サービス中の基地局（例えばＢＳ９）に通信リンク１７を介して測定メッセージを送信する。ＢＳ９はこの情報をＲＮＣ５に通信リンク１５を介して中継する。ＲＮＣ５はこれに応えて近接基地局（例えばＢＳ１１）に呼を接続する。次にＭＳ７は信号の明瞭度を高めるためにＢＳ９とＢＳ１１からの２つの信号を組み合わせる。これにより、マクロダイバシティ・モードを用いないＣＤＭＡシステムに比べてフェージングは小さくなる。現在ＢＳ９とＢＳ１１はアクティブ集合内にある。マクロダイバシティ・モードは、ＢＳ９とＢＳ１１の両方から受信した信号が十分なレベルで良好な品質の復調が可能な限り続くが、そうでない場合はＲＮＣ５により終了する。
第３の基地局（例えばＢＳ１３）のパイロット信号が元の２つの基地局ＢＳ９とＢＳ１１のどちらかより強くなった場合は、ＢＳ１３からのパイロット信号の強さを示すメッセージがＢＳ９かＢＳ１１を通してＲＮＣ５に送られる。するとＲＮＣ５は基地局ＢＳ９かＢＳ１１のどちらかの弱い方の信号の使用を止め、この信号の代わりにＢＳ１３からの強い信号を用いる。同様に、ＭＳ７が３つ以上の基地局の信号を受信することができる場合は、更に多くの基地局をマクロダイバシティ・モードで用いて良い。
しかし多数の基地局を用いることは、基地局内で利用可能な資源により制限される。図２は、全負荷状態にあるマクロダイバシティ・モードのＣＤＭＡ無線電気通信網３１の簡単なブロック図である。無線電気通信網３１はＭＳＣ３３、ＲＮＣ３５、ＭＳ３７、ＢＳ３９、ＢＳ４１、ＢＳ４３、ＭＳ４７、ＭＳ４９、通信リンク５１−６９を含む。基地局は複数の移動局と通信するための有限数のトランシーバを有する。したがって、特定の基地局の資源が全て用いられると、他の呼を解放しない限り、移動局は現在のシステム内の基地局の資源をそれ以上使うことはできない。簡単のために、図２に示す例ではＢＳ３９・４１・４３は２つの異なる移動局とそれぞれ信号を送信または受信することができるとする。もちろん実際には、この数ははるかに大きい。ＭＳ３７はマクロダイバシティ・モードで３つの基地局ＢＳ３９・４１・４３を用いている。更に、ＭＳ４７もマクロダイバシティ・モードで３つの基地局ＢＳ３９・４１・４３を用いている。この構成ではＣＤＭＡシステムは全負荷状態であり、追加の移動局を動作させることはできない。したがって、ＭＳ４９は無線電気通信網３１を用いることはできない。
図３は、本発明の教示に従って、マクロダイバシティ・モードを用いて全負荷状態において追加の移動局を受け入れるＣＤＭＡ無線電気通信網７１の簡単なブロック図である。無線電気通信網７１は、ＭＳＣ７３とＲＮＣ７５を含み、ＲＮＣ７５は負荷容量モニタ７７と貢献度評価器７９と負荷処理器８１を有する。また無線電気通信網７１はＢＳ８３−８７、ＭＳ８９−９３、通信リンク９５−１１５を含む。通信リンク９５−１１５は無線電気通信網７１内の種々のノード間の通信に必要なチャンネルを示す。
ＭＳＣ７３は、この無線電気通信網７１内の全ての必要な交換機能を与える交換局である。
ＭＳ８９・ＭＳ９１・ＭＳ９３はＭＳＣ７３のカバレージエリア内をロームする。ＭＳ８９・ＭＳ９１・ＭＳ９３はＭＳＣ７３を通して無線電気通信網７１内で通信する。３つの移動局と３つの基地局を用いるのは単なる例である。無線電気通信網７１内で動作する基地局と移動局の数はこれより多くても少なくても良い。
ＲＮＣ７５は無線電気通信網７１を制御する。ＲＮＣ７５はＭＳＣ７３と同じ場所にあっても良いし、ＭＳＣ７３から離れた場所にあっても良い。図３に示す例では、ＲＮＣ７５はＭＳＣ７３から離れた場所にある。ＲＮＣ７５は、アップリンクとダウンリンクの両方において、フレームを用いてデータを受信することによりデータの流れを制御する。ＲＮＣ７５は、無線電気通信網７１を用いてどの基地局が各移動局をカバーするかを制御する。負荷容量モニタ７７は無線電気通信網７１上で移動局により各基地局にかかる負荷を監視する。また貢献度評価器７９は無線電気通信網７１の現在の移動局ユーザに対する貢献度が最も小さい基地局を判定する。負荷プロセッサ８１は、通信リンク１０３−１１５を介して、動作中の移動局とＢＳ８３−８７の間のリンクを終了させまた確立する。無線電気通信網７１が全負荷状態にあるときは、ＲＮＣ７５は、現在動作中の移動局と貢献度が最も小さい基地局との接続を終了させ、終了させた基地局接続に追加の移動局を接続することにより、通信リンクを動的に割り当てる。
無線電気通信網７１では、ＲＮＣ７５とＭＳＣ７３は基地局とインターフェースしまたシステムを制御する。ＲＮＣ７５は、専用陸上線や、光ファイバリンクや、マイクロ波通信リンクなどの種々の手段によりＭＳＣ７３に接続して良い。基地局は、ＭＳ８９・ＭＳ９１・ＭＳ９３が全て基地局のどれかに最も近いところにいるような地理的形状に設計された特定のサービスエリアすなわちセルをカバーする。各基地局はパイロット信号をＭＳ８９・ＭＳ９１・ＭＳ９３に送信する。パイロット信号は各基地局から通信リンク１０３−１１５を介してＭＳ８９・ＭＳ９１・ＭＳ９３に送信される。ＭＳ８９・ＭＳ９１・ＭＳ９３は現在割り当てられているＣＤＭＡ周波数上のパイロット信号をそれぞれ探してＣＤＭＡチャンネルが存在することを検出し、その強さを測定する。割り当てられた順方向トラヒックチャンネルのどれにも関連しない十分な強さのパイロット信号を移動局が検出すると、移動局は対応するＢＳにパイロット強さ測定メッセージを送る。するとＢＳはそのパイロット信号に関連するチャンネル要素をその移動局に割り当てて、ハンドオフを行うよう移動局に指示する。例えば、ＭＳ８９は通信リンク１０３・１０５・１０７を介してＢＳ８３・ＢＳ８５・ＢＳ８７からパイロット信号をそれぞれ受信する。ＣＤＭＡシステムがマクロダイバシティ・モードを用いるときは、ＣＤＭＡシステムは２つ以上の基地局を同時に用いて呼の明瞭度を高めることができる。ＣＤＭＡシステムがマクロダイバシティ・モードを用いる例では、ＭＳ８９は信号強度の或る所定のしきい値を満たすパイロット信号を持つ各基地局を用いる。
マクロダイバシティ・モードの無線電気通信網７１におけるソフト・ハンドオフ処理は、例えば信号しきい値を満たす十分な信号強度のパイロット信号を近接のＢＳ８５が送信しているとＭＳ８９が判断したときに起こる。ＭＳ８９は、現在サービス中のＢＳ８３に通信リンク１０３を介して測定メッセージを送信する。ＢＳ８３はこの情報をＲＮＣ７５に通信リンク９７を介して中継する。ＲＮＣ７５はこれに応えて新しい基地局ＢＳ８５を用いる。ＭＳ８９は信号の明瞭度を高めるためにＢＳ８３とＢＳ８５からの２つの信号を組み合わせる。これにより、マクロダイバシティ・モードを用いないＣＤＭＡシステムに比べてフェージングは小さくなる。マクロダイバシティ・モードは、ＢＳ８３とＢＳ８５の両方から受信した信号が十分なレベルで良好な品質の復調が可能な限り続くが、そうでない場合はＲＮＣ７５により終了する。
第３の基地局（例えばＢＳ８７）のパイロット信号が元の２つの基地局ＢＳ８３とＢＳ８５のどちらかより強くなった場合は、ＢＳ８７からのパイロット信号の強さを示すメッセージがＢＳ８３かＢＳ８５を通してＲＮＣ７５に送られる。するとＲＮＣ７５は基地局ＢＳ８３かＢＳ８５のどちらかの弱い方の信号の使用を止め、この信号の代わりにＢＳ８７からの強い信号を用いる。同様に、ＭＳ８９が３つ以上の基地局の信号を受信することができる場合は、更に多くの基地局をマクロダイバシティ・モードで用いて良い。
しかし多数の基地局を用いることは、基地局内で利用可能な資源により制限される。基地局は、多数の移動局と通信するために或る数のトランシーバを有する。追加のユーザが無線電気通信網７１を用いることができるようにするには、基地局資源をシフトしなければならない。
また図３において、ＭＳ８９とＭＳ９１はマクロダイバシティ・モードで３つのＢＳと共にそれぞれ動作することができるし、また無線電気通信網７１の全ての資源を全て利用している。この例では、ＢＳ８３とＢＳ８５はそれぞれ２個のトランシーバ（チャンネル要素）を有し、従ってそれぞれが処理する移動局は２つに限定されている。ＭＳ８９はＢＳ８３・８５・８７を用いており、マクロダイバシティ・モードである。また、ＭＳ９１はＢＳ８３・８５・８７を用いている。追加のユーザＭＳ９３が無線電気通信網７１を用いることを希望すると、或る状態が起こる。負荷容量モニタ７７はマクロダイバシティ・モードの呼を監視して、無線電気通信網７１が全負荷であるかどうか判定する。無線電気通信網７１が全負荷であると負荷容量モニタ７７が判定すると、貢献度評価器７９は、どの基地局がＭＳ９３用の基地局の候補集合内にあるか判定する。次に貢献度評価器７９は、ＭＳ８９とＭＳ９１への貢献度が最も小さいのはどの基地局かを判定する。例えば貢献度評価器７９は、ＭＳ８９への貢献度が最も小さいのはＢＳ８７であると判定する。貢献度評価器７９は、現在の移動局（ＭＳ８９とＭＳ９１）と、追加のＭＳ９３を処理することのできる動作中の基地局（ＢＳ８３・８５・８７、すなわちＭＳ９３の候補集合内にある）との間の最も弱い信号強度を判定することにより、貢献度が最も小さい基地局を決定する。すると負荷プロセッサ８１はＭＳ８９との最も弱いリンク（すなわち、リンク１０７）を切断する。次に負荷プロセッサ８１はＭＳ９３とＢＳ８７の間に新しい利用可能なチャンネル要素を割り当てて、ＭＳ９３がＢＳ８７を用いることができるようにする。したがって追加の加入者は、現在動作中の呼を終了させることなく、全負荷状態にある無線電気通信網７１に受け入れられる。この例ではＭＳ９３は１つの基地局ＢＳ８７を用いているが、ＭＳ９３はマクロダイバシティ・モードの複数の基地局を用いることもできる。
または、他のユーザが無線電気通信網７１を使うことを希望しているとＲＮＣ７５が判断するのを待つのではなく、ＭＳ９３は緊急呼出しが必要であるとＲＮＣ７５に警告することができる。ＭＳ９３は或る信号（例えば信号「９１１」）を負荷容量モニタ７７に送り、呼が緊急呼出しであると警告する。この信号はＭＳＣ７３に送られ、通信リンク９５を介して負荷容量モニタ７７に中継される。無線電気通信網７１が全負荷状態にあると負荷容量モニタ７７が判定した場合は、貢献度評価器７９はこれに応えて、どの基地局がＭＳ９３用の基地局の候補集合内にあるか判定する。次に貢献度評価器７９は、ＭＳ９３用の基地局の候補集合内で貢献度が最も小さいものを決定する。ＭＳ８９もＭＳ９１も、ＭＳ９３用の候補集合内の基地局により処理される移動局である。この例で、ＢＳ８７がＭＳ８９とＭＳ９１に対して貢献度が最も小さいと判定されたとすると、負荷プロセッサ８１はＢＳ８７をＭＳ８９との接続から外す。ＲＮＣ７５はＢＳ８７資源からのチャンネル要素をＭＳ９３に与えて、ＭＳ９３の呼を接続する。
図４は、マクロダイバシティ・モードで全負荷状態にあるＣＤＭＡ無線電気通信網に入って来る移動局にチャンネル要素の割当てを変更するステップの概要を示す流れ図である。図３と図４を参照して、この方法のステップを以下に説明する。ステップ１２１から始まり、負荷容量モニタ７７は、無線電気通信網７１の全ての基地局資源がマクロダイバシティ・モードで使われていると判定する。次にステップ１２３で、負荷容量モニタは追加の移動局ユーザを探して無線電気通信網７１を監視する。ステップ１２５で、無線電気通信網７１を使うことを希望する追加の移動局がいると負荷容量モニタ７７が確認したかどうか判定する。ＲＮＣ７５は負荷容量モニタ７７を通して、使うことを希望する他の移動局を探して無線電気通信網７１を監視することにより他の移動局が存在することを判定して良い。無線電気通信網７１を使うことを希望する追加の移動局がいないと負荷容量モニタ７７が判定した場合は、この方法はステップ１２３に戻り、負荷容量モニタ７７は追加の移動局ユーザを探して監視を続ける。しかし、追加の移動局が網７１を使うことを希望していると負荷容量モニタ７７が判定した場合は、この方法はステップ１２５からステップ１２７に移り、貢献度評定器７９はＭＳ９３用の基地局の候補集合を決定する。次にステップ１２９で貢献度評価器７９は、ＭＳ９３の候補集合（ＢＳ８３−８７）内の現在の移動局ユーザ（ＭＳ８９とＭＳ９１）に対して貢献度が最も小さい基地局を決定する。この例では、通信リンク１０７が最も弱い信号である。
次にステップ１３１で、負荷プロセッサ８１は貢献度が最も小さい基地局（例えばＢＳ８７）を現在の移動局ユーザＭＳ８９から切り離す。貢献度評価器７９は、現在の移動局（ＭＳ８９とＭＳ９１）と、ＭＳ９３用の候補集合内の動作中の基地局（ＢＳ８３・８５・８７）との間の最も弱い信号強度を判定して、貢献度が最も小さい基地局を決定する。次にステップ１３３で負荷プロセッサ８１は、ＢＳ８７に関連するチャンネル要素を割り当てて、追加のユーザＭＳ９３を新しい利用可能なＢＳ８７に接続する。このようにして、無線電気通信網７１はマクロダイバシティ・モードで全負荷状態において追加のＭＳ９３を受け入れることができる。
図５は、マクロダイバシティ・モードで全負荷状態にあるＣＤＭＡ無線電気通信網において、緊急呼出し用にチャンネル要素を割り当てるステップの概要を示す流れ図である。図３と図５を参照して、この方法のステップを以下に説明する。ステップ１４１から始まり、ＭＳ９３は緊急呼出しを発信する。ＭＳ９３は、「９１１」などの信号を入力することにより呼が緊急であることをＭＳＣ７３に警告する。次にステップ１４３でＭＳＣ７３は、ＭＳ９３が緊急呼出しを発信していることを示す信号を受信する。ステップ１４５でＭＳＣ７３は、ＭＳ９３が緊急呼出しを発信していることを負荷容量モニタ７７に知らせる。次にステップ１４７で、無線電気通信網７１が全負荷であることを負荷容量モニタ７７が確認したかどうか判定する。無線電気通信網７１が全負荷でないと負荷容量モニタ７７が判定した場合は、この方法はステップ１４９に進み、ＲＮＣ７５は利用可能な基地局資源を用いてＭＳ９３からの緊急呼出しを接続する。しかし無線電気通信網７１が全負荷であると負荷容量モニタ７７が判定した場合は、この方法はステップ１４７からステップ１５１に進み、貢献度評価器７９はＭＳ９３用の基地局の候補集合を決定する。次にステップ１５３で貢献度評価器７９は、ＭＳ９３の候補集合から現在の移動局ユーザ（ＭＳ８９とＭＳ９１）に対する貢献度が最も小さい基地局を決定する。この例では、ＢＳ８３−８７はＭＳ９３用の候補集合内にある。
次にステップ１５５で、負荷プロセッサ８１は貢献度が最も小さい基地局（例えば、ＢＳ８７）を現在の移動局ユーザＭＳ８９から解放する。貢献度評価器７９は、現在の移動局（ＭＳ８９とＭＳ９１）と、追加のＭＳ９３を処理することのできる動作中の基地局（ＢＳ８３・８５・８７）との間の最も弱い信号強度を判定して、貢献度が最も小さい基地局を決定する。この例では、通信リンク１０７が最も弱い信号強度を有する。次にステップ１５７で負荷プロセッサ８１は、ＢＳ８７に関連するチャンネル要素を割り当てて、緊急発呼者ＭＳ９３を新しい利用可能なＢＳ８７に接続する。このようにして、無線電気通信網７１はマクロダイバシティ・モードで全負荷状態でもＭＳ９３からの緊急呼出しを受け入れることができる。
本発明の動作と構成は上の説明から明らかであると思う。この方法とシステムが好ましいものとしてその特徴を示して説明したが、特許請求の範囲に規定した本発明の精神と範囲から逸れることなく、種々の変更や修正が可能なことは明らかである。
【図１】
0004166839.tif 000002
【図２】
0004166839.tif 000003
【図３】
0004166839.tif 000004
【図４】
0004166839.tif 000005
【図５】
0004166839.tif 000006