(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネル要素を使用する複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局を有する完全負荷状態の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法であって、前記無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を使用して基地局と各動作移動局間の無線品質を向上させ、前記方法は、少なくとも１つの基地局から無線遠隔通信ネットワークで動作する各移動局へ複数の二重無線チャネル要素を同時に提供し、前記完全負荷状態の無線遠隔通信ネットワークへのアクセス要求を追加移動局から受け取るステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを負荷容量モニターが判別するステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを判別したら、前記動作移動局のいづれかから前記二重チャネル要素のいづれかを解放するステップと、前記解放されたチャネル要素を前記追加移動局に割り当てるステップとを含み、
前記二重チャネル要素のいづれかを解放する前記ステップは、前記複数の動作移動局による前記複数の基地局の使用を抑えるために、前記複数の動作移動局にサービスを提供する前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータをネットワーク負荷プロセッサが元の値から修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局に送信するステップとをさらに含み、
ネットワーク負荷プロセッサが前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する前記ステップが、前記複数の基地局の活動状態セットウィンドウのサイズを減少するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
複数のチャネル要素を使用する複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局を有する完全負荷状態の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法であって、前記無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を使用して基地局と各動作移動局間の無線品質を向上させ、前記方法は、少なくとも１つの基地局から無線遠隔通信ネットワークで動作する各移動局へ複数の二重無線チャネル要素を同時に提供し、前記完全負荷状態の無線遠隔通信ネットワークへのアクセス要求を追加移動局から受け取るステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを負荷容量モニターが判別するステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを判別したら、前記動作移動局のいづれかから前記二重チャネル要素のいづれかを解放するステップと、前記解放されたチャネル要素を前記追加移動局に割り当てるステップとを含み、
前記二重チャネル要素のいづれかを解放する前記ステップは、前記複数の動作移動局による前記複数の基地局の使用を抑えるために、前記複数の動作移動局にサービスを提供する前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータをネットワーク負荷プロセッサが元の値から修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局に送信するステップとをさらに含み、
ネットワーク負荷プロセッサが前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する前記ステップが、活動状態セットウィンドウに基地局が留まるために必要なドロップしきい値セットを修正するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
複数のチャネル要素を使用する複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局を有する完全負荷状態の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法であって、前記無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を使用して基地局と各動作移動局間の無線品質を向上させ、前記方法は、少なくとも１つの基地局から無線遠隔通信ネットワークで動作する各移動局へ複数の二重無線チャネル要素を同時に提供し、前記完全負荷状態の無線遠隔通信ネットワークへのアクセス要求を追加移動局から受け取るステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを負荷容量モニターが判別するステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを判別したら、前記動作移動局のいづれかから前記二重チャネル要素のいづれかを解放するステップと、前記解放されたチャネル要素を前記追加移動局に割り当てるステップとを含み、
前記二重チャネル要素のいづれかを解放する前記ステップは、前記複数の動作移動局による前記複数の基地局の使用を抑えるために、前記複数の動作移動局にサービスを提供する前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータをネットワーク負荷プロセッサが元の値から修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局に送信するステップとをさらに含み、
ネットワーク負荷プロセッサが前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する前記ステップが、前記複数の動作移動局のドロップタイマー値を修正するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法であって、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを送信するステップを実行後、前記複数の基地局が前記修正パラメータを前記複数の動作移動局に送信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記修正パラメータを前記複数の動作移動局に送信するステップを実行後、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であるかどうかを前記負荷容量モニタが判別するステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを前記負荷容量モニタが判別したら、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記元の値に修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局へ送信するステップと前記複数の基地局が前記修正パラメータを前記複数の動作移動局へ送信するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
複数のチャネル要素を使用する複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局を有する完全負荷状態の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法であって、前記無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を使用して基地局と各動作移動局間の無線品質を向上させ、前記方法は、少なくとも１つの基地局から無線遠隔通信ネットワークで動作する各移動局へ複数の二重無線チャネル要素を同時に提供し、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを負荷容量モニタが判別するステップと、前記遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを判別したら、前記動作移動局のいづれかから前記二重チャネル要素のいづれかを解放するステップとを含み、
前記二重チャネル要素のいづれかを解放する前記ステップは、前記複数の動作移動局による前記複数の基地局の使用を抑えるために、前記複数の動作移動局にサービスを提供する前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータをネットワーク負荷プロセッサが元の値から修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局に送信するステップと、をさらに含み、
ネットワーク負荷プロセッサが前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する前記ステップが、前記複数の基地局の活動状態セットウィンドウのサイズを減少するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
複数のチャネル要素を使用する複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局を有する完全負荷状態の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法であって、前記無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を使用して基地局と各動作移動局間の無線品質を向上させ、前記方法は、少なくとも１つの基地局から無線遠隔通信ネットワークで動作する各移動局へ複数の二重無線チャネル要素を同時に提供し、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを負荷容量モニタが判別するステップと、前記遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを判別したら、前記動作移動局のいづれかから前記二重チャネル要素のいづれかを解放するステップとを含み、
前記二重チャネル要素のいづれかを解放する前記ステップは、前記複数の動作移動局による前記複数の基地局の使用を抑えるために、前記複数の動作移動局にサービスを提供する前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータをネットワーク負荷プロセッサが元の値から修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局に送信するステップと、をさらに含み、
ネットワーク負荷プロセッサが前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する前記ステップが、活動状態セットウィンドウに基地局が留まるために必要なドロップしきい値セットを修正するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
複数のチャネル要素を使用する複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局を有する完全負荷状態の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法であって、前記無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を使用して基地局と各動作移動局間の無線品質を向上させ、前記方法は、少なくとも１つの基地局から無線遠隔通信ネットワークで動作する各移動局へ複数の二重無線チャネル要素を同時に提供し、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを負荷容量モニタが判別するステップと、前記遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを判別したら、前記動作移動局のいづれかから前記二重チャネル要素のいづれかを解放するステップとを含み、
前記二重チャネル要素のいづれかを解放する前記ステップは、前記複数の動作移動局による前記複数の基地局の使用を抑えるために、前記複数の動作移動局にサービスを提供する前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータをネットワーク負荷プロセッサが元の値から修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局に送信するステップと、をさらに含み、
ネットワーク負荷プロセッサが前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する前記ステップが、前記複数の動作移動局のドロップタイマー値を修正するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の方法であって、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを送信するステップを実行後、前記複数の基地局が前記修正パラメータを前記複数の動作移動局に送信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記修正パラメータを前記複数の動作移動局に送信するステップを実行後、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であるかどうかを前記負荷容量モニタが判別するステップと、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを前記負荷容量モニタが判別したら、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記元の値に修正するステップと、前記ネットワーク負荷プロセッサが前記修正パラメータを前記複数の基地局へ送信するステップと前記複数の基地局が前記修正パラメータを前記複数の動作移動局へ送信するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、前記動作移動局のいづれかから前記二重のチャネル要素のいづれかを解放するステップを実行後、前記解放されたチャネル要素を新しい移動局に割り当てるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
複数のチャネル要素を使用する複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局を有する完全負荷状態の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張するシステムであって、前記無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を使用して基地局と各動作移動局間の無線品質を向上させ、前記システムは、少なくとも１つの基地局から無線遠隔通信ネットワークで動作する各移動局へ複数の二重無線チャネル要素を同時に提供する手段と、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを判別する手段と、前記無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態である時、前記動作移動局のいづれかから前記二重チャネル要素のいづれかを解放する手段とを備え、
前記二重チャネル要素のいづれかを解放する前記手段は、前記複数の動作移動局による前記複数の基地局の使用を抑えるために、前記複数の動作移動局にサービスを提供する前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する手段と、前記修正パラメータを前記複数の基地局に送信する手段とをさらに含み、
前記複数の基地局の割当てに影響を与えるパラメータを修正する前記手段が、前記複数の基地局の活動状態セットウィンドウのサイズを減少する手段、活動状態セットウィンドウに基地局が留まるために必要なドロップしきい値セットを修正する手段、または前記複数の動作移動局のドロップタイマー値を修正する手段を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、前記複数の基地局から前記複数の動作移動局に前記修正パラメータを送信するステップをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシステムであって、追加移動局から前記無線遠隔通信ネットワークへのアクセス要求を受け取る手段をさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムであって、前記解放されたチャネル要素を前記追加移動局に割り当てる手段をさらに含むことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の技術分野
本発明は無線遠隔通信システムに関し、特に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）の無線遠隔通信ネットワーク容量を動的に拡張するシステムおよび方法に関する。
関連技術の説明
無線遠隔通信ネットワークでは、加入者は、音声、ビデオ、データ、およびイメージサービスなど、広範囲なサービスを利用できる。これらの無線遠隔通信ネットワークを使用する上で最も重要な資源は、無線スペクトラムである。ネットワークの効率を向上させるために、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）が開発され、多数のシステムユーザの通信が容易になった。多元接続通信システム技術には他にも時分割多元接続（ＴＤＭＡ）や周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）などあるが、ＣＤＭＡのスペクトラム拡散変調技術は他の方法と比べて、いくつかの利点があることが分かっている。
ＣＤＭＡシステムでは、コードと呼ばれる固有の２進拡張シーケンスを各ユーザの各呼に割り当てる。ユーザの信号は、割り当てられたコードにより乗算され、ユーザ信号帯域幅より広いチャネル帯域幅に拡散される。ユーザの帯域幅に対するシステムチャネル帯域幅の比率は「拡散利得」と呼ばれる。活動状態のすべてのユーザは、同じシステムチャネル帯域幅周波数スペクトラムを同時に共用する。受信側では、関連コードシーケンスをキーにした相関子を出して目的の信号を「拡散解除」することで、各ユーザの信号を他のユーザ信号と区別する。このようにして、多数のユーザにサービスを同時に提供できるようにしている。
ＣＤＭＡシステムは多数のユーザにサービスを提供するだけでなく「マクロダイバーシチ」という技術を使用し、無線遠隔通信ネットワークにおける無線受信品質を向上させている。マクロダイバーシチモードでは、無線信号の受信性能を向上させるために、複数のセルまたは基地局から単一の移動局へ、複数の同時リンクを使用する。移動局および基地局の受信機は、両方とも、複数の相関子を使用する。並列相関子を使用する受信機はレーキ受信機とも呼ばれ、各パスの到着を個別に追跡し、信号強度の和を使用して信号を復調する。各パス到着時にフェージングはあるが、各チャネルのフェージングはお互いに独立している。したがって、信号の和による復調の信頼度は高い。
しかし、既存のシステムには欠点がある。マクロダイバーシチを使用することで、基地局の資源をより多く使用することになる。さらに、マクロダイバーシチモードでは、呼のパーセントは高くなる。したがって、マクロダイバーシチ技術を使用すると、無線遠隔通信ネットワークの過負荷状態が発生しやすい。マクロダイバーシチモードを使用するＣＤＭＡシステムでは無線遠隔通信の信号を明瞭に受信できるが、大量のネットワーク資源を使用する。場合によっては、システムが完全負荷状態の時にさらに新たなユーザのためにサービスを提供する必要が生じ、マクロダイバーシチモードが誇る高品質を維持することが不可能になったりすることもある。現在のところ、完全負荷状態のマクロダイバーシチ無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法はない。
上記の欠陥および欠点を解決する既知の従来技術はないが、ここで述べている事柄に多少とも関連する主題を扱っている従来技術には、Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ等に付与された米国特許第５，１０９，３９０号（Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘３９０）、Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ等に付与された米国特許第５，２６５，１１９号（Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘１１９）、国際公開番号ＷＯ ９５／３５６３７（出願公告‘６３７）などがある。
Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘３９０では、時間域をスキャンするためのサーチャー受信機を備えたＣＤＭＡセルラー電話のスペクトラム拡散受信機サブシステムを開示している。これは、スペクトラム拡散コーディングの処理利得と時間識別特性を利用し、時間域における位置および１つまたは複数の物理伝播パスで送られるパイロット信号を複数回受信した時の受信信号強度を判別するためのものである。サーチャー受信機は、スペクトラム拡散信号の獲得および復調のための制御信号を提供する。したがって、Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘３９０では、時間域で柔軟な機能を持つＣＤＭＡ受信装置を記述している。しかし、Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘３９０では、マクロダイバーシチモードで動作するＣＤＭＡシステムの機能を向上させる方法またはシステムについては言及していない。
Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘１１９では、セルラー移動電話システムのための電源制御システムを開示している。このシステムでは、システムユーザはＣＤＭＡ通信信号を使用している少なくとも１つのセルサイトを介し、情報信号を相互間でやり取りする。この電源制御システムは、各セルラー移動電話の送信信号電源を制御するものである。各セルラー移動電話には、アンテナ、送信機、及び受信機が備わっていて、各セルサイトにはアンテナ、送信機、及び受信機が備わっている。セルサイトから送信される信号電源は、移動体装置で測定する。送信機電源の調整は、受信信号電源を送信機電源強度と逆に移動体装置で増減させることで行なわれる。コマンド信号はセルサイトで生成して移動体装置へ送信し、セルサイトの受信信号電源の誤差に応じて移動体装置の送信機電源をさらに調整するために使用する。移動体装置の送信機電源をさらに調整するためにフィードバック方式を使用するが、これは、移動体装置からの送信信号が希望する電源レベルでセルサイトに到着するようにするためである。セルダイバーシチでは、移動体装置の送信機電源を調整し、移動体装置の送信機電源レベルが必要以上に上昇しないようにしている。このように、Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘１１９では、ＣＤＭＡセルラー移動電話システムの送信機電源を制御する方法及び装置について記述している。しかし、Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ‘１１９では、マクロダイバーシチモードにおける負荷ＣＤＭＡシステムの容量を拡張するシステムまたは方法については言及していない。
出願公告‘６３７は、各セルに少なくとも１つの基地局が存在するＣＤＭＡセルラー無線ネットワークにおける方法を開示している。当該少なくとも１つの基地局は、指定されたトラフィックチャネルを介して当該エリア内の移動局と通信する。ユーザの信号は、時間域でバーストに分割される。高トラフィック容量及び高品質接続を実現するために、基地局はトラフィックチャネルの負荷状態を監視し、トラフィックチャネルの負荷状態に関する情報を移動局へ送信する。移動局と基地局間で時間単位当り送信されるバースト数は、バーストの遅延状態及び基地で計算する負荷状態情報により制御される。このように、出願公告‘６３７ではバースト制御信号を使用するＣＤＭＡネットワークの各チャネルにおける通信負荷を規制する方法を記述している。しかし、出願公告‘６３７は、マクロダイバーシチモードに影響を与えるパラメータを動的に変更することでＣＤＭＡシステムの容量を拡張するシステムまたは方法については言及していない。
現在処理中の呼に影響を与えずに、マクロダイバーシチモードのＣＤＭＡシステムの容量を動的に拡張する方法及びシステムが要求されている。ＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワークで移動局を増加させるシステム及び方法があれば利であることは、明らかである。本発明の目的は、そのようなシステムと方法を提供することにある。
発明の要約
１態様では、本発明は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法である。無線遠隔通信ネットワークには複数の基地局があり、その基地局が複数のチャネル要素（トランシーバ）で複数の動作移動局にサービスを提供する。さらに、無線遠隔通信ネットワークではマクロダイバーシチ技術を利用し、各動作移動局に二重または三重のチャネル要素を提供する。この方法では、まず、無線遠隔通信ネットワークが追加移動局からアクセス要求を受け取る。次に、無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態かどうかを負荷容量モニタが判別する。次に、無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを判別すると、無線遠隔通信ネットワークはいずれかの動作移動局から二重チャネル要素のいずれかを解放する。無線遠隔通信ネットワークは、解放したチャネル要素を追加移動局に割り当てる。
別の態様では、本発明は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張する方法である。無線遠隔通信ネットワークには複数の基地局が存在し、その基地局が複数のチャネル要素で複数の動作移動局にサービスを提供する。さらに、無線遠隔通信ネットワークではマクロダイバーシチ技術を利用し、各動作移動局に二重または三重のチャネル要素を提供する。この方法は、まず、無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であるかどうかを負荷容量モニタが判別する。次に、遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であることを負荷容量モニタが判別すると、無線遠隔通信ネットワークはいずれかの動作移動局（マクロダイバーシチモードまたはソフトハンドオフ時）から二重チャネル要素のいずれかを解放する。
さらに別の態様では、本発明は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張するシステムである。無線遠隔通信ネットワークには複数の音声チャネルで複数の動作移動局にサービスを提供する複数の基地局が存在する。無線遠隔通信ネットワークはマクロダイバーシチ技術を利用し、各動作移動局に対し二重のチャネル要素を提供する。このシステムは、無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であるかどうかを判別する手段を備えている。さらに、このシステムは、無線遠隔通信ネットワークが完全負荷状態であるときに、いずれかの動作移動局からいずれかの二重チャネル要素を解放する手段を備えている。
【図面の簡単な説明】
以下の図面と明細書を参照することで、本発明をよく理解でき、当業者にとってその目的と利点は明白になる。
図１（従来技術）は、マクロダイバーシチモードを使用する既存の無線遠隔通信ＣＤＭＡネットワークの構成要素を示した簡単なブロック図である。
図２（従来技術）は、完全負荷容量状態のマクロダイバーシチモードのＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワークの簡単なブロック図である。
図３は、本発明による動的拡張容量を備えたＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワークの簡単なブロック図である。
図４Ａ及び４Ｂは、本発明によるマクロダイバーシチモードの完全負荷状態ＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワーク容量を拡張する方法のステップの概要を示したフローチャートである。
実施例の詳細な説明
本発明は、無線遠隔通信ネットワークにおけるシステム及び方法で、マクロダイバーシチモードにおける負荷ＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワークの容量を動的に拡張するものである。
図１は、マクロダイバーシチモードを使用する既存の無線遠隔通信ＣＤＭＡネットワークの構成要素を示した簡単なブロック図である。無線遠隔通信ネットワーク１には、移動体交換局（ＭＳＣ）３、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）５、移動局（ＭＳ）７、基地局（ＢＳ）９、ＢＳ  １１、ＢＳ  １３、及び通信リンク１５−２７が含まれている。ＭＳＣ  ３は交換局で、既存の無線遠隔通信ネットワーク１における必要なすべての交換機能を提供している。ＭＳ  ７は、ＭＳＣ  ３の網羅エリアをローミングする。ＭＳ  ７は、ＢＳ（図１には３つ示されている）のいずれかを介して、無線遠隔通信ネットワーク１内でＭＳＣ３を経由して通信を行う。ＲＮＣ  ５は、無線遠隔通信ネットワーク１を制御する。ＲＮＣ  ５は、ＭＳＣ  ３と同じ場所に設置してもよく、ＭＳＣ  ３とは別の場所に設置してもよい。ＲＮＣ  ５は、アップリンク及びダウンリンクの両方についてフレーム単位でデータを受け取り、データの流れを制御する。
既存の無線遠隔通信ネットワーク１では、ＲＮＣ  ５とＭＳＣ  ３とがインターフェースを実行し、基地局に対するシステム制御を行う。ＲＮＣ  ５は、専用地上回線、光ファイバリンク、またはマイクロウエーブ通信リンク等の各種手段によりＭＳＣ  ３に接続できる。ＢＳ  ９、１１、及び１３は、無線遠隔通信ネットワーク１に存在する基地局の例である。基地局は、特定のサービスエリアまたはセルを網羅している。これらのエリアやセルは、ＭＳ  ７が通常はいずれかの基地局に最も近くなるように地形的に設計されている。
各基地局は、各通信リンク１７、１９、または２１を介して、ＭＳ  ７にパイロット信号を送信する。ＭＳ  ７は、ＣＤＭＡ周波数として現在割り当てられている周波数に合わせてパイロット信号を探索し、ＣＤＭＡチャネルが存在するかどうかを検出しその強度を測定する。ＭＳ  ７はパイロット信号の強度が十分で、しかも、自分に割り当てられているどの順方向トラフィックチャネルにもそのパイロット信号が関連付けられていないことを検出すると、パイロット信号の送信元ＢＳに対しパイロット強度測定メッセージを送信する。このメッセージを受信したＢＳがそのパイロット信号に関連付けられているチャネル要素（トランシーバ）を移動局に割り当てると、移動局は当該追加チャネル要素に接続する。移動局が複数の基地局からチャネル要素を割り当てられたとき、その移動局はマクロダイバーシチモードであると言われる。例えば、ＭＳ  ７は、それぞれ、通信リンク１７、１９、及び２１を介してＢＳ  ９、ＢＳ  １１、及びＢＳ  １３からパイロット信号を受け取る。マクロダイバーシチを使用していないＣＤＭＡシステムでは、ＭＳ  ７はスキャンを実行し、最強パイロット信号の基地局にロックされる。しかし、ＣＤＭＡシステムがマクロダイバーシチモードを使用しているときは、ＣＤＭＡシステムは複数の基地局を同時に使用できるため、呼はさらに明瞭になる。ＣＤＭＡシステムがマクロダイバーシチモードを使用している例では、ＭＳ  ７は、パイロット信号が所定の信号強度しきい値に一致するかまたは超えているすべての基地局を使用する。
パイロット信号の探索処理を容易にするために、４つのパイロット信号のセットを次のように定義する。第１に、活動状態セットの定義は、ＭＳ  ７が現在通信している基地局である。２番目に、候補セットは、ＭＳ  ７が受信したパイロット信号の強度は基地局が活動状態メンバになるのには十分であったが、基地局が活動状態セットに設定しなかった基地局を指す。３番目に、隣人セットは、ＭＳ  ７との通信を確立するためには十分な候補であって、所定の信号強度しきい値を超えている基地局を定義する。最後に、４番目の（残りの）セットは、隣人セット、候補セット、及び活動状態セットのパイロット信号を除いた、他のすべてのパイロット信号の基地局を指す。
呼を実行中にＭＳ  ７に接続されているすべての基地局は、ＭＳ  ７の活動状態セットを定義している。ＭＳ  ７は、パイロット信号強度の測定値を基に、活動状態セットを常に評価し更新する。ＭＳ  ７は最強のパイロット信号を検出して測定する。信号強度値を測定報告書に収集し、その報告書をＲＮＣ  ５へ送信する。マクロダイバーシチモードの無線遠隔通信ネットワーク１でソフトハンドオフ処理が実行されるのは、隣接基地局（候補セット内の）が十分な強度のパイロット信号を送信していて、基地局を活動状態セットに追加するための信号強度しきい値を満たしているものとＭＳ  ７が判別するときである。
ＭＳ  ７は、最低の信号強度しきい値を超えたことを判別すると、現在サービスを提供している基地局に対し測定メッセージを送信する（例えば、通信リンク１７を介してＢＳ  ９へ）。ＢＳ  ９は、通信リンク１５を介してこの情報をＲＮＣ  ５へ中継する。ＲＮＣ  ５は、候補セットに属する基地局（この例ではＢＳ  １１）が、活動状態セットウィンドウに属する十分な強度のパイロット信号を送信しているかどうかを判別する。活動状態セットウィンドウとは、活動状態セットに属する最も強いパイロット信号から最も弱いパイロット信号までの信号強度の範囲のことである。この範囲は、ＲＮＣ  ５に設定されるパラメータの１つである。ＢＳ  １１からの新しい信号の信号強度と最も強いパイロット信号との差が許容範囲を超えている場合、ＢＳ  １１は活動状態セットに追加されない。ＢＳ  １１の信号強度が活動状態セットウィンドウ内で、しかも信号強度の最低しきい値を超えている場合は、ＢＳ及びＭＳ受信機に使用可能な相関子がある限り、新しい基地局（ＢＳ  １１）が追加される。
相関子がない場合（つまり、活動状態セットが満杯）、活動状態セットに属する最も弱い信号強度のＢＳは、新しい信号強度が最も弱いＢＳからの信号強度より大きければ、新しいＢＳにより置き換えられる。例えば、３番目の基地局（例えば、ＢＳ  １３）のパイロット信号が元の２つの基地局（ＢＳ  ９とＢＳ  １１）のいずれかより強い場合、ＢＳ  １３からのパイロット信号の強度を示すメッセージが、ＢＳ  ９またはＢＳ  １１を介してＲＮＣ  ５へ送られる。このとき、ＢＳ  １３は候補セットに属している。ＲＮＣ  ５は基地局のいずれか（ＢＳ  ９またはＢＳ  １１）の弱い方の信号の使用を中止し、ＢＳ  １３に存在するより強い接続でその信号を置き換えることができる。さらに、ＭＳ  ７が複数の基地局の信号を受け取ることができる場合、マクロダイバーシチモードで使用できる基地局数は増加する。呼で使用できる基地局数は、活動状態セットサイズとして定義され、ＭＳ  ７が使用する並列相関子数により制限される。
さらに、無線遠隔通信ネットワーク１はいくつかのしきい値を使用し、ある基地局から別の基地局へのハンドオフを判別して適切な操作を実行する。パイロット信号の強度がＴ＿ＤＲＯＰ（ＩＳ−９５システムのパイロットドロップしきい値）より小さくなると、ＭＳ  ７は各移動局に存在するドロップタイマ（ＤＴ）２９を始動する。ドロップタイマ値はＴ＿ＴＤＲＯＰ（ＩＳ−９５システムのドロップタイマ値）と呼ばれる。ドロップタイマ２９が満了しても信号強度がＴ−ＤＲＯＰより小さい場合、基地局は活動状態セットから解放される。ＩＳ−９５は、本願に引用して援用するＣＤＭＡシステムの標準である。ＭＳ  ７は、活動状態セットと候補セットに属する各パイロットのＴ＿ＤＲＯＰを管理する。ＭＳ７は、ドロップタイマの状況を測定メッセージに示す。Ｔ＿ＴＤＲＯＰが候補セットに属する基地局からのパイロット信号について満了状態になると、ＭＳ  ７は候補セットからそのパイロット信号を削除する。
しかし、複数基地局の使用は、基地局で利用可能な資源により制限される。図２は、完全負荷容量状態のマクロダイバーシチモードのＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワーク３１を示す簡単なブロック図である。無線遠隔通信ネットワーク３１は、ＭＳＣ  ３３、ＲＮＣ  ３５、ＢＳ  ３９、ＢＳ  ４１、ＢＳ  ４３、ＭＳ  ３７、ＭＳ  ４７、ＭＳ  ４９、及び通信リンク５１−６７を含んでいる。基地局には複数の移動局と通信するためのトランシーバが備わっていて、その数は有限である。したがって、ある基地局の資源を完全に使いきると、他の呼を解放しない限り、他の移動局は既存システム内の基地局の資源を使用することはできない。説明を簡単にするために、図２に示されている例では、ＢＳ  ３９、４１、及び４３はそれぞれ、２つの異なった移動局と信号の送受信ができるものとする。もちろん、実際には、この数ははるかに多い。ＭＳ  ３７は、活動状態セットウィンドウに属する３つの基地局（ＢＳ  ３９、４１、及び４３）を使用している。さらに、ＭＳ  ４７は活動状態セットウィンドウに属する３つの基地局（ＢＳ  ３９、４１、及び４３）を利用している。この構成では、ＣＤＭＡシステムは完全負荷状態で、追加の移動局は動作できない。したがって、ＭＳ  ４９は、無線遠隔通信ネットワーク３１を使用できない。
図３は、本発明による動的拡張容量を備えたＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワーク７１の簡単なブロック図である。無線遠隔通信ネットワーク７１には、ＭＳＣ７３と、負荷容量モニタ７５及びネットワーク負荷プロセッサ７６とを備えたＲＮＣ  ７４が含まれている。無線遠隔通信ネットワークには、ＢＳ  ７７−９１、ＭＳ  ９３、ＭＳ  ９５、ＭＳ  ９７、及び通信リンク９９−１３５も含まれている。
ＭＳＣ  ７３は交換局で、既存の無線遠隔通信ネットワーク７１における必要なすべての交換機能を実行する。ＭＳ  ９３−９７は、ＭＳＣ  ７３の網羅エリアでローミングする。さらに、ＭＳ  ９３−９７は、それぞれ、各移動局に設置されているドロップタイマ（ＤＴ  １３７−１４１）を使用する。ＭＳ  ９３−９７は、ＭＳＣ  ７３を介して無線遠隔通信ネットワーク７１で通信を実行する。８つの基地局と３つの移動局を使用しているのは、例に過ぎない。無線遠隔通信ネットワーク７１は、無線遠隔通信ネットワーク７１内で動作する任意の数の基地局と移動局を持つことができる。
ＲＮＣ  ７４は、無線遠隔通信ネットワーク７１を制御する。ＲＮＣ  ７４は、ＭＳＣ  ７３と同じ場所に設置してもよく、また、ＭＳＣ  ７３とは別の場所に設置しても構わない。図３に示した例では、ＲＮＣ  ７４はＭＳＣ  ７３とは別の場所に設置されている。ＲＮＣ  ７４は、アップリンク及びダウンリンクの両方についてフレーム単位でデータを受け取り、データの流れを制御する。ＲＮＣ  ７４は、無線遠隔通信ネットワーク７１を使用している各移動局をどの基地局が網羅するかを制御する。ＲＮＣ  ７４は、好ましくはＲＮＣ  ７４に設置される負荷容量モニタ７５を介して、無線遠隔通信ネットワーク７１のユーザの負荷を監視する。本発明の他の実施例では、負荷容量モニタ７５は無線遠隔通信ネットワーク７１内の別の箇所に設置されることもある。さらに、ＲＮＣ  ７４は、好ましくはＲＮＣ  ７４内に設置されるネットワーク負荷プロセッサ７６を介して、無線遠隔通信ネットワーク７１内の基地局資源の使用に関連するパラメータを変更できる。しかし、本発明の代替実施例では、ネットワーク負荷プロセッサ７６は無線遠隔通信ネットワーク７１内の別の個所に設置されていてもよい。
無線遠隔通信ネットワーク７１では、ＲＮＣ  ７４及びＭＳＣ  ７３は、基地局に対するインターフェースとシステム制御を実行する。ＲＮＣ  ７４は、専用地上回線、光ファイバリンク、またはマイクロウエーブ通信リンク等の各種手段でＭＳＣ  ７３に接続できる。基地局は、この例ではＭＳ  ９３がＢＳ  ７７、７９、８１、及び８３のグループに最も近くなるように特定のサービスエリアまたはセルを網羅する。同様に、ＭＳ  ９７はＢＳ  ８５−９１のグループに最も近い。各基地局は、対応するＭＳに対しパイロット信号を送信する。パイロット信号は、通信リンク１１５−１２９を介して、各基地局からＭＳ  ９３及びＭＳ  ９７へ送信される。
この例では、ＭＳ  ９３には活動状態セットの４つの基地局（ＢＳ  ７７−８３）がある。ＭＳ  ９７も、活動状態セットの４つの基地局（ＢＳ  ８５−９１）がある。説明を簡単にするために、各基地局にはチャネル要素が１つだけあるものとする。しかし、実際には、各基地局は複数のチャネル要素を持っている。この構成では、無線遠隔通信ネットワークが完全負荷容量状態であるため、ＭＳ  ９５はどの基地局も使用できない。負荷容量モニタ７５は、無線遠隔通信ネットワーク７１の容量の負荷を常に監視している。無線遠隔通信ネットワークの容量がいっぱいであることをＲＮＣ  ７４が認識すると、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、追加の移動局を収容するために、基地局資源の割当てに関連するパラメータを変更する。１実施例では、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、無線遠隔通信ネットワーク７１全体の基地局資源すべてのパラメータを修正する。また、本発明の別の実施例では、ネットワーク負荷プロセッサ７６は新たな移動局（つまり、ＭＳ  ９５の候補セット）にサービスを提供する基地局だけのパラメータを修正し、他の基地局及び対応する移動局に関するパラメータは修正しない。
移動局に対する基地局の割当てに影響を与えるためにネットワーク負荷プロセッサ７６が修正できるパラメータには、様々なパラメータがある。ネットワーク負荷プロセッサ７６が変更できるそのようなパラメータの１つは、活動状態セットウィンドウのサイズである。活動状態セットウィンドウ（つまり、信号強度の許容範囲）のサイズを変更することで、活動状態セットのサイズ（つまり、活動状態セットに属する基地局数）を修正できる。この例では、現在、活動状態セットのサイズは４基地局数である。ネットワーク負荷プロセッサ７６は、しきい値（ＩＳ−９５のＴ＿ＡＤＤ及びＴ＿ＤＲＯＰ）を変更することで、活動状態セットウィンドウのサイズを小さくすることができる。活動状態セットウィンドウのサイズを小さくすると、小さくした範囲に収まる信号強度を持つ基地局数を減らすことができる。活動状態セットウィンドウのサイズが小さくなると、信号強度の許容範囲（最も強い信号強度と最も弱い信号強度の差）は減少する。活動状態セットウィンドウのサイズを小さくすることで、活動状態セットウィンドウに属さない信号強度の基地局は活動状態セットから除外される。ネットワーク負荷プロセッサ７６は、無線遠隔通信ネットワーク７１内の指定された基地局に対し、活動状態セットウィンドウの新しいサイズを送信する。または、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、新しいＭＳ  ９５の候補セットに属する特定の基地局だけの活動状態セットウィンドウのサイズを変更し、現在のユーザの活動状態セットウィンドウのサイズはそのままにしておく。どちらの場合も、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、指定された基地局及び関連する移動局に対し、活動状態セットウィンドウの修正されたサイズを送信する。
図３では、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、通信リンク９９−１１３を介して、指定されたＢＳ  ７７−９１に対し修正された活動状態ウィンドウセットを送信する。ＢＳ  ７７−８３は、通信リンク１１５−１２１を介して、ＭＳ  ９３に対しこの情報を送信する。同様に、ＢＳ  ８５−９１は、通信リンク１２３−１２９を介して、ＭＳ  ９７に活動状態セットウィンドウの修正されたサイズを送信する。
活動状態セットウィンドウのサイズを小さくすることで、無線遠隔通信ネットワーク７１の現在の移動局が必要とする基地局資源は減少する。これは、幾つかの弱いリンクが終了するからである。このように、活動状態セットウィンドウのサイズを小さくすると、活動状態セットを、例えば４つの基地局から３つの基地局へ減少させることができる。例えば、ＭＳ  ９３が使用しているＢＳ  ８３のリンク１２１は、活動状態セットでは３つの基地局しか使用できないため、終了させることができる。同様に、ＭＳ  ９７が使用しているＢＳ  ８５のリンク１２３も終了できる。これにより、ＭＳ  ９５は通信リンク１３３または１３５を介して、ＢＳ  ８３またはＢＳ  ８５を使用して無線遠隔通信ネットワーク７１を使用できるようになる。他の例では、マクロダイバーシチモードでは、ＭＳ  ９５は両方の基地局（ＢＳ  ８３とＢＳ  ８５）を使用できる。
ネットワーク負荷プロセッサ７６が無線遠隔通信ネットワーク７１の容量を拡張する別の方法は、ドロップしきい値を変更することである。例えば、ＩＳ−９５では、Ｔ＿ＤＲＯＰを大きくすることで、活動状態セットの基地局数を減らすことができる。Ｔ＿ＤＲＯＰは、基地局が活動状態セットにとどまるために必要なパイロット信号しきい値である。基地局のパイロット信号がＴ＿ＤＲＯＰを下回ると、基地局は活動状態セットから削除される。
さらに、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、各移動局に設置されている各ドロップタイマ（ＤＴ  １３７−１４１）のドロップタイマ値を減少させることで、活動状態セットの基地局資源を減らすことができる。例えば、ＩＳ−９５では、Ｔ＿ＴＤＲＯＰパラメータの値を小さくすることができる。Ｔ＿ＴＤＲＯＰは、パイロット信号がドロップしきい値（例えばＴ＿ＤＲＯＰ）を下回った後に、基地局が活動状態セットから解放されるまでのシステムの待機時間を決定する。ドロップタイマ値を小さくすることで、信号強度の一時的なゆらぎが原因で基地局が活動状態セットから除外される確率は高まる。
図４Ａ及び４Ｂは、マクロダイバーシチモードの完全負荷ＣＤＭＡ無線遠隔通信ネットワークの容量を拡張する方法のステップの概要を示したフローチャートである。図３、４Ａ、及び４Ｂを参照し、方法のステップを説明する。最初にステップ１４１で、負荷容量モニタ７５は無線遠隔通信ネットワーク７１を監視し、基地局ＢＳ  ７７−９１の容量負荷を調べる。次に、ステップ１４３で、無線遠隔通信ネットワーク７１が負荷容量状態であることを負荷容量モニタ７５が認識したかどうかを判別する。負荷容量は、移動体ネットワークオペレータが自分の希望する任意のレベルで定義できる。例えば、負荷容量は、追加移動局が無線遠隔通信ネットワーク７１で通信できない状態として定義したり、完全にいっぱいになる直前のポイントとして定義したりすることができる。
無線遠隔通信ネットワーク７１が負荷容量状態でないと負荷容量モニタ７５が判別すると、この方法ではステップ１４１へ戻り、負荷容量モニタは無線遠隔通信ネットワーク７１で容量負荷の監視を継続する。しかし、無線遠隔通信ネットワーク７１が完全負荷容量状態であることを負荷容量モニタ７５が判別すると、この方法はステップ１４３からステップ１４５へ移り、無線遠隔通信ネットワーク７１の容量を拡張するためにネットワーク負荷プロセッサ７６は基地局資源の割当てに関するパラメータを変更する。ネットワーク負荷プロセッサ７６は遠隔通信ネットワーク７１に存在するすべての基地局及びそれら基地局に対応する移動局のパラメータを変更することもでき、また、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、特定の基地局とそれに対応する移動局を修正することもできる。例えば、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、新しいＭＳ  ９５（ＭＳ  ９５の候補セットに属するＢＳ）にサービスを提供するのに必要な基地局だけを変更することができる。ネットワーク負荷プロセッサ７６が変更できる１つのパラメータは、活動状態セットウィンドウのサイズである。ネットワーク負荷プロセッサ７６は活動状態セットウィンドウのサイズを変更し、その処理を実行することで、活動状態セットに属する基地局の量を減らすことができる。また、現在動作している移動局の現行活動状態セットウィンドウをそのままにして、新しい移動局の活動状態セットウィンドウのサイズを変更することができる。活動状態セットウィンドウのサイズを小さくすることで、無線遠隔通信ネットワーク７１で現在動作している移動局が利用できる基地局の数を減らすことができる。活動状態セットウィンドウのサイズを小さくすると、活動状態セットウィンドウの範囲外の信号強度の基地局は活動状態セットから除外される。これにより基地局は解放され、他の移動局が無線遠隔通信ネットワーク７１を利用できるようになる。
ネットワーク負荷プロセッサ７６が無線遠隔通信ネットワーク７１の容量を拡張する別の方法は、ドロップしきい値を変更することである。例えば、ＩＳ−９５システムでは、Ｔ＿ＤＲＯＰの値を大きくすることで活動状態セットの基地局数を減らすことができる。Ｔ＿ＤＲＯＰは、基地局が活動状態セットに属するために必要なパイロット信号しきい値レベルである。基地局のパイロット信号がＴ＿ＤＲＯＰを下回ると、基地局は活動状態セットから除外される。さらに、ネットワーク負荷プロセッサ７６は、ドロップタイマ値を小さくすることで活動状態セットの基地局資源を減らすことができる。例えば、ＩＳ−９５システムでは、Ｔ＿ＴＤＲＯＰパラメータを小さくすることができる。Ｔ＿ＴＤＲＯＰにより、パイロット信号がドロップしきい値（つまりＴ＿ＤＲＯＰ）を下回った後に基地局が活動状態セットから解放されるまでのシステムの待機時間が決まる。ドロップタイマ値を小さくすることで、信号強度の一時的なゆらぎにより基地局が活動状態セットから除外される確率が高まる。
ネットワーク負荷プロセッサ７６がステップ１４５でパラメータを変更すると、この方法ではステップ１４７に移り、ＲＮＣ  ７４が指定された基地局に対し修正されたパラメータを送信する。次に、ステップ１４９で、修正されたパラメータは指定された基地局から無線遠隔通信ネットワーク７１を使用している関連移動局へ送信される。次に、ステップ１５１で、負荷容量モニタ７５は無線遠隔通信ネットワーク７１の容量負荷の監視を継続する。ステップ１５３で、無線遠隔通信ネットワーク７１が負荷容量状態であることを負荷容量モニタ７５が認識したかどうかを判別する。無線遠隔通信ネットワーク７１がまだ負荷容量状態であることを負荷容量モニタ７５が判別すると、この方法ではステップ１５１に戻り、負荷容量モニタ７５は無線遠隔通信ネットワークの負荷の監視を継続する。
しかし、無線遠隔通信ネットワーク７１がすでに負荷容量状態でないことを負荷容量モニタ７５が判別すると、この方法はステップ１５３からステップ１５５へ移り、ネットワーク負荷プロセッサ７６が基地局資源と関連するパラメータを元の状態に戻し、マクロダイバーシチモードで最適使用が可能になるようにする。次に、ステップ１５７で、ネットワーク負荷プロセッサ７６は無線遠隔通信ネットワーク７１の基地局に対し、修正されたパラメータを送信する。次に、ステップ１５９で、通知を受けた基地局が修正パラメータを受信した時点で、当該基地局の関連移動局に修正パラメータを送信する。この方法では次にステップ１４１に移り、負荷容量モニタ７５が無線遠隔通信ネットワーク７１を監視して容量負荷を調べ、処理が再び開始される。
本発明の動作及び構成は、上記の説明から明らかである。説明した方法とシステムの特徴は上記の通りであるが、以下の請求項で定義する本発明の主旨及び範囲に逸脱しない範囲で、各種変更及び修正が可能であることは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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