(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の登録区域を含むセルラ電話システムであって、各登録区域は複数のセルを含み、登録区域内で移動局がサーバ選択を行うときは、これに対処するための少なくとも１つの再選択ヒステリシス値が各セルに割り当てられ、また登録区域間で移動局がサーバ選択を行うときは、これに対処するための任意の割り当てられた再選択ヒステリシス値に加えて少なくとも１つの登録ヒステリシス値が、前記登録区域の境界に沿ったセルに割り当てられる、セルラ電話システム。
【請求項２】
請求項１に記載のセルラ電話システムであって、複数の移動局を更に含み、目標セルの測定信号強さが現在のセルの測定信号強さより、少なくとも前記目標セルに割り当てられた再選択ヒステリシス値だけ大きいときは、各移動局は登録区域内のセル選択のときに前記目標セルを現在のセルの代わりに選択する、セルラ電話システム。
【請求項３】
請求項１に記載のセルラ電話システムであって、複数の移動局を更に含み、目標セルの測定信号強さが現在のセルの測定信号強さより、少なくとも前記目標セルに割り当てられた再選択ヒステリシス値と登録ヒステリシス値の和だけ大きいときは、各移動局は登録区域間のセル選択のときに１つの登録区域内の前記目標セルを別の登録区域内の現在のセルの代わりに選択する、セルラ電話システム。
【請求項４】
請求項３に記載のセルラ電話システムであって、前記信号強さの測定は前記現在のセルと目標セルの両方でシステムの時分割多元接続（ＴＤＭＡ）制御チャンネルにおいて行われる、セルラ電話システム。
【請求項５】
請求項３に記載のセルラ電話システムであって、前記信号強さの測定は前記現在のセルと目標セルの両方でシステムの符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）監視チャンネルにおいて行われる、セルラ電話システム。
【請求項６】
請求項１に記載のセルラ電話システムであって、各セルは前記登録ヒステリシス値を割り当てられ、前記登録区域の境界に沿ったセルはゼロでない値を有し、前記登録区域の境界から離れたセルはゼロの値を有する、セルラ電話システム。
【請求項７】
それぞれ複数のセルを含む複数の登録区域を含み、各セルは割り当てられた再選択ヒステリシス値を有し、いくつかのセルは登録区域間のセル選択のときに対処するための追加の割り当てられた登録ヒステリシス値を有する、セルラ電話システムにおいて、異なる登録区域内にあるセルの間のセル再選択の方法であって、
１つの登録区域内の現在サービス中のセルと別の登録区域内の或目標セルの両方で信号強さ測定を行うステップと、
前記現在サービス中のセルと或目標セルにおいて前記測定信号強さを比較するステップと、
前記或目標セルの測定信号強さが前記現在サービス中のセルの測定信号強さより、少なくとも前記或目標セルの前記再選択ヒステリシス値と登録ヒステリシス値の和だけ大きい場合は、前記或目標セルを前記現在サービス中のセルの代わりに再選択するステップと
を含む、セル再選択の方法。
【請求項８】
請求項７に記載のセル再選択の方法であって、信号強さ測定を行う前記ステップは、前記現在サービス中のセルに割り当てられた制御チャンネルと前記或目標セルに割り当てられた制御チャンネルにおいて測定するステップを含む、セル再選択の方法。
【請求項９】
請求項７に記載のセル再選択の方法であって、信号強さ測定を行う前記ステップは、前記現在サービス中のセルに割り当てられた監視チャンネルと前記或目標セルに割り当てられた監視チャンネルにおいて測定するステップを含む、セル再選択の方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のセル再選択の方法であって、前記いくつかのセルは登録区域間の境界に沿ったセルを含む、セル再選択の方法。
【請求項１１】
多数の登録区域を含むセルラ電話システムであって、
割り当てられた再選択ヒステリシス値をそれぞれ有し、また追加の割り当てられた登録ヒステリシス値を有するいくつかのセルを含む、複数のセルと、
前記セルを通って移動し、１つの登録区域内の現在サービス中のセルと別の登録区域内の或目標セルの両方において信号強さの測定を行うことによりサーバの選択を行う移動局であって、前記或目標セルの測定信号強さが前記現在サービス中のセルの測定信号強さより、少なくとも前記或目標セルの再選択ヒステリシス値と登録ヒステリシス値の和だけ大きい場合は、前記或目標セルを前記現在サービス中のセルの代わりに再選択する、移動局、
を含むセルラ電話システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のセルラ電話システムであって、前記移動局は同じ登録区域内の現在サービス中のセルと或目標セルの両方において信号強さの測定を行い、前記或目標セルの測定信号強さが現在サービス中のセルの測定信号強さより、前記或目標セルの再選択ヒステリシス値だけ大きい場合は、前記移動局は前記或目標セルを前記現在サービス中のセルの代わりに再選択する、セルラ電話システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のセルラ電話システムであって、前記移動局は前記現在サービス中のセルと目標セルの両方でシステムの時分割多元接続（ＴＤＭＡ）制御チャンネルにおいて信号強さ測定値を行う、セルラ電話システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のセルラ電話システムであって、前記移動局は前記現在サービス中のセルと目標セルの両方でシステムの符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）監視チャンネルにおいて信号強さ測定値を行う、セルラ電話システム。
【請求項１５】
請求項１１に記載のセルラ電話システムであって、前記いくつかのセルは隣接の登録区域の境界に沿ったセルを含む、セルラ電話システム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の技術分野
この発明はセルラ電話網に関するもので、より詳しく述べると、ディジタルの時分割多元接続（ＴＤＭＡ）または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）のセルラ電話システムにおいて、移動局が制御または監視チャンネルを再選択する基準に関する。
関連技術の説明
セルラ電話システムは、それぞれが個別の無線カバレージエリアすなわちセルにサービスする複数の基地局を含む。移動局はアイドルモードでセルラ通話区域を移動しながら、隣接のセルを識別する情報を受けて、絶えず各隣接のセルの制御または監視チャンネルと現在のセルの制御または監視チャンネルの信号強さを測定する。この信号強さの測定値から、また好ましくは最も強い信号強さの測定値を有する制御または監視チャンネルを識別することにより、移動局はサービスを行う基地局を選択する。この処理は、ディジタル制御チャンネルおよびＴＩＡ  ＩＳ−１３６仕様に関して、またＴＩＡ  ＩＳ−９５仕様の監視チャンネルに関して、アイドルモードにおける移動体支援のセルの再選択としてこの技術でよく知られている。
アイドルの移動局が２個以上のセルの境界上にいるときは、制御または監視チャンネルの信号強さの測定値はほぼ等しい。このため、移動局が制御または監視チャンネルの（したがってセルの）再選択を行う際に問題が起こる。それは、境界上または境界付近にいるときは測定された制御または監視チャンネルの信号強さのレベルが変動するので、２個以上の隣接のセルの制御または監視チャンネルの間で何度も再選択を繰り返す（一般に「ピンポン」効果と呼ぶ）からである。ピンポン効果は大きな問題である。というのは、移動局がこの位置で再選択を行うと、その電池の電力を不必要に少し多く消費し、また恐らく一時的ではあるが通信の処理（一斉呼出の受信やアクセスの実施）ができなくなるからである。
ＴＩＡ  ＩＳ−１３６仕様はピンポン効果に対処する方法として、再選択ヒステリシスを考慮して制御チャンネルの再選択を行う目的で、移動局が制御チャンネルの信号強さの測定を行うよう規定している。アイドルの移動局が制御チャンネルの再選択を行うのは、行先のセルの制御チャンネルの測定信号強さが現在サービス中のセルの信号強さより少なくともセル再選択ヒステリシスだけ大きいときである。したがって移動局は、厄介なセル境界区域から移動して行先のセルのカバレージエリア内に十分入るまでは再選択を行わない。ＴＩＡ  ＩＳ−９５仕様に関する監視チャンネルの場合も同様な手続きが行われる。
セルラ電話システム内のセルは、参照の目的から、便宜上ロケーション区域またはシステム区域（すなわち、登録区域）でグループ化されることがある。各登録区域は複数の同様にグループ化されたセルを含む。異なる登録区域に割り当てられたセルに入ると、移動局は制御または監視チャンネルの再選択を行うときにそのセルラ網に登録しなければならない。この登録を行うときに相当の量のセルラエアインターフェース資源を消費し（登録を行い移動局を認識するために、多くの通信を行わなければならない）またセルラシステム資源を消費する（登録を行いホームおよびビジタロケーションレジスタを更新するため）。境界の付近にいて、２つの異なる登録区域を何度も出入りする可能性のある移動局は、このように資源を不必要に消費することがないようにしたい。何度も登録する場合はシステムが移動局の位置を混同するという別の問題がある。セルラ網が混雑していて登録メッセージが遅れる可能性がある場合はこれは重要な問題である。したがって、異なる登録区域に属するセルでは、アイドルの移動局が制御または監視チャンネルを再選択しにくくするセルラ制御システムと方法が必要である。
発明の概要
セルラ電話網の２つの異なる登録区域の境界線の付近にあるセルでは従来のセル再選択ヒステリシスに加えて登録ヒステリシスを指定し、移動局はこれを用いて、登録区域間の制御または監視チャンネルの再選択が許可されるかどうか評価する。移動局が登録区域間の制御または監視チャンネルの再選択を行うのは、異なる登録区域での新しいセルの制御または監視チャンネルに関して移動局が行った信号強さの測定値が、古いセルの制御または監視チャンネルに関して移動局が行った信号強さの測定値より、指定された再選択ヒステリシスと指定された登録ヒステリシスの和より大きいときである。この登録ヒステリシスを追加すると移動局は新しいセルの制御または監視チャンネルを再選択するのがより困難になるので、不必要に再選択を行い、これに伴ってセルラエアインターフェースおよびシステム資源を消費する可能性が最小になる。移動局は必要なヒステリシス値をメッセージ送信により知らされる。このメッセージ送信は、各再選択ヒステリシス値と登録ヒステリシス値のパラメータを含み、または再選択ヒステリシス値と登録ヒステリシス値の和を反映する単一パラメータを含む。
【図面の簡単な説明】
以下の詳細な説明と添付の図面を参照することにより、この発明の方法と装置について完全に理解することができる。
図１はセルラ電話システムの概要図である。
図２は、移動局での測定信号強さの変動と、登録区域内の制御または監視チャンネルの再選択のときに再選択ヒステリシスを使用することを示すグラフである。
図３は、移動局での測定信号強さの変動と、登録区域間の制御または監視チャンネルの再選択のときに再選択ヒステリシスに加えて登録ヒステリシスを使用することを示すグラフである。
図面の詳細な説明
図１に、複数の個別のセル１２を含むセルラ電話システム１０を示す。セルラ電話システム１０は、例えばディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）プロトコルやディジタル符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）プロトコルなどの多数の既知のエアインターフェース類の１つに従って動作する。
ディジタルＴＤＭＡセルラ電話システムでは、各セル１２はセルラ周波数帯域から選択された送信周波数の割り当てられたセットを用いて動作する。各セル１２に割り当てられた周波数のセットは、少なくとも１つの制御チャンネルと複数の音声チャンネルを支援する周波数を含み、制御チャンネルと音声チャンネルはアナログモードおよび／またはディジタルモードのどちらかまたは両方で動作する。割り当てられた周波数のセットは隣接するセル１２では異なっており、相互に遠く離れていて隣接または同一チャンネル干渉の可能性がほとんどないセルの場合を除き、同じセットを他のセルで繰り返して使うことはない。
ディジタルＣＤＭＡセルラ電話システムでは、複数のセル１２はスペクトル拡散方式により同じ周波数で動作する。ディジタル化された音声に疑似ランダム符号を乗算してスペクトルを「拡散」し、これを音声チャンネルに与えて加入者通信に用いる。疑似ランダムとは、ランダムに見えるが実際は既知の直接シーケンスに従う乗算データのことである。次に出力信号と、セルに割り当てられた搬送波周波数とを混合して同報通信する。システムの動作を制御するため、各セルは制御チャンネルもスペクトル拡散で同報通信を行う。移動局によるセルの選択を行うため監視チャンネルもスペクトル拡散で同報通信を行い、監視チャンネル同報通信に異なる符号相を用いることによりセルを互いに識別する。
ＴＤＭＡまたはＣＤＭＡシステムでは、１個または複数個のトランシーバを有する基地局１４をセル１２毎に設ける。トランシーバにより、基地局１４は関連するセル１２の区域内で動作する複数の移動局１６と同時に通信を行う。各セル１２に割り当てられた制御チャンネルを用いて基地局１４と付近にいる移動局１６の間でシステム制御信号を伝送し、またＴＤＭＡシステムでは移動局のセルの再選択を支援する。この制御信号は、発信、一斉呼出し信号、一斉呼出応し答信号、位置登録信号、音声チャンネル割当て、保全命令、セルの選択または再選択命令を含む。各セル１２に与えられる音声チャンネルを用いて、基地局１４は付近にいる移動局１６と加入者音声通信またはデータ通信を行う。各ＣＤＭＡセル１２に割り当てられた監視チャンネルを用いて、移動局１６によるセルの再選択を支援する。
基地局１４は更に、データリンク（および音声トランク）２２（一部のみを示す）により中央制御局と通信する。中央制御局は一般に移動通信交換局１８と呼ばれており、網１０の動作を制御する。移動通信交換局１８は他の移動通信交換局（図示せず）および／または公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２０に接続する。詳しく述べると、移動通信交換局１８は基地局１４を通して加入者音声およびデータ通信を移動局１６に選択的に接続する。このように移動通信交換局１８は制御チャンネルにより制御信号を送信しまたはこれに応じてシステム動作を制御して、移動局１６の発信または着信する音声チャンネル呼を設定する。更に移動通信交換局１８は、制御チャンネルを送信しまたはこれに応じて、加入者移動局１６が通信を行いながらセルラ通話区域をローミングするに従って、加入者通信を１つのセル１２の音声チャンネルから別のセルの音声チャンネルにハンドオフする。ＴＤＭＡシステムでは移動局は一般に制御チャンネルの信号強さの測定値に応じてサーバの選択を行うが、ＣＤＭＡシステムでは移動局は各セル内の監視チャンネルを監視してサーバを選択する。
一般に、１つのセルラ通話区域全体に複数の登録区域３２があり、各登録区域は複数のセル１２を含む。登録区域３２は、例えばロケーション区域（各区域は異なるロケーション識別子（ＬＯＣＡＩＤ）を持ち、これにより他と識別する）、またはシステム区域（各システムは異なるシステム識別子（ＳＩＤ）を持ちかつ恐らく異なるサービスプロバイダを持ち、これにより他と識別する）を含んでよい。２つの登録区域３２の境界に沿ったセル１２の間を通る境界線３４を図１では太線で示し、図示の各登録区域の物理的範囲を限定する。移動局は１つの登録区域３２から別の登録区域に移動するとき、移動通信交換局に登録メッセージを送る。
移動局はアイドルモードでセルラ通話区域を移動しながら、現在サービス中のセルの制御または監視チャンネルを絶えず監視し、更に、隣接のセルの制御または監視チャンネルの信号強さを測定する。この信号強さの測定値から、また好ましくは最も強い信号強さの測定値を有する制御または監視チャンネルを識別することにより、移動局はサービスを行う基地局を選択する。この処理は、例えばＴＩＡ  ＩＳ−１３６仕様のディジタル制御チャンネルやＴＩＡ  ＩＳ−９５仕様の監視チャンネルに関して、アイドルモードにおける移動体支援のセルの再選択としてこの技術でよく知られている。
次に従来の技術を参照して、図２に移動局での測定信号強さの変動と、移動局が従来の登録区域内の制御または監視チャンネルの再選択のときに再選択ヒステリシスを使用することを示す。移動局で測定された制御または監視チャンネル（または他の基準チャンネル）の信号強さを縦軸にプロットし、同じ登録区域３２内の第１（現在サービス中の）セル内の基地局から第２（行先）セル内の基地局までの距離を横軸にプロットする。移動局１６が第１セル１２の同報通信カバレージエリアから第２セルに向かって、例えば図１にも示している矢印４０の方向に移動するにつれて、第１セルの制御または監視チャンネルの測定信号強さは減少する（一般に２４で示す）。同時に、移動局が第２セル内の基地局に向かって移動するにつれて、第２セルの制御または監視チャンネルの測定信号強さは増加する（一般に２６で示す）
直感的に考えると、移動局が第２セルの制御または監視チャンネルを再選択するのに最良の点は、２つの基地局のほぼ中間の、測定信号強さが実質的に等しいところ（すなわち交差点２８）である。しかし実際には、この点２８は再選択に最良の点ではない。それは、その後この点で一時的に測定信号強さのレベルが変動すると、第１セルの制御または監視チャンネルに戻って不必要な再選択を行う（一般に「ピンポン」効果と呼ぶ）原因になるからである。この効果を防ぐため、例えばＴＩＡ  ＩＳ−１３６仕様のディジタル制御チャンネルやＴＩＡ  ＩＳ−９５仕様の監視チャンネルでは、再選択ヒステリシス量３０を導入して実質的に測定信号強さをずらし、移動局が第２セルの制御チャンネルを再選択するのを遅らせる。これにより、第２セルの制御チャンネルの再選択は点４４まで行われない。点４４では、第２セルに関する制御チャンネルの測定信号強さは第１セルに関する制御チャンネルの測定信号強さより、第２セルに割り当てられた再選択ヒステリシス量３０だけ大きい。この点では、移動局は第２セルのカバレージエリア内に十分入っていて、移動局が第１セルに再び入る可能性は少ない。
次に図３は、測定信号強さの変動と、移動局が登録区域間の制御または監視チャンネルの再選択のときに再選択ヒステリシスに加えて登録ヒステリシスを使用することを示す。この場合も、移動局で測定された制御または監視チャンネルの信号強さを縦軸にプロットし、第１登録区域３２内の第１（現在サービス中の）セル内の基地局から第２登録区域内の第２（行先）セル内の基地局までの距離を横軸にプロットする。移動局１６が第１セル１２（第１登録区域３２内）の同報通信カバレージエリアから第２セル（第２登録区域内）に向かって、例えば図１にも示している矢印４２の方向に移動するにつれて、第１セルの測定信号強さは減少する（一般に２４’で示す）。同時に、移動局が第２セル内の基地局に向かって移動するにつれて、第２セルの測定信号強さは増加する（一般に２６’で示す）。
同じ登録区域３２内にある２つのセルの間の図２に示す制御チャンネルの再選択シナリオでは、移動局は第２セルの制御または監視チャンネルの再選択を一般に点４４で行う。点４４では、第２セルに関する測定信号強さは第１セルに関する測定信号強さより再選択ヒステリシス量３０だけ大きい。しかし登録区域間の制御または監視チャンネル再選択が考えられている図３で、移動局が境界線３４の付近に留まっていて前の登録区域３２に戻る可能性がある場合は、この点４４は再選択に最良の点ではない。制御または監視チャンネルを再選択した結果適当でない登録を行うと、移動局は境界線３４を越えてまたはその付近で往来するに従って、貴重なセルラエアインターフェースおよびシステム資源（例えば、ホームロケーションレジスタを更新するのに用いる信号資源）を不必要に消費する。
この問題に対処するため、登録区域３２の境界線３４に沿ったシステムの各セル（図１に星印で示す）に関して登録ヒステリシス量３６を導入し、再選択ヒステリシス量３０に加えて用いる。この追加の登録ヒステリシス量３６は実質的に測定信号強さを更にずらし、移動局による登録区域間の制御または監視チャンネルの再選択を、図２に示す登録区域内の再選択の点４４より更に遅らせる。つまり、移動局は第２セル（第２登録区域内）の制御または監視チャンネルの再選択を点４６まで行わない。点４６では、第２セルの制御または監視チャンネルに関する測定信号強さは第１セルの制御または監視チャンネルに関する測定信号強さより、第２セルに割り当てられた再選択ヒステリシス量３０と登録ヒステリシス量３６の和だけ大きい。この点では、移動局は第２セルのカバレージエリア内に更に深く入っており（図２の登録区域間の再選択の場合と比較して）、移動局が前の登録区域３２に再び入る可能性は更に少ない。
行先（第２）セル１２が境界線３４に沿っている場合でも、登録区域内の再選択のときは追加の登録ヒステリシス量３６を考えない（図２）。これは登録区域間の再選択のアドレシングの場合だけ用いられる。
所定の移動局に適用できるヒステリシス値は各セル内の基地局から同報通信される。１つの実施の形態では、基地局から同報通信されるメッセージは、再選択ヒステリシス値と登録ヒステリシス値の和を反映する単一のヒステリシスパラメータを含む。別の実施の形態では、基地局から同報通信されるメッセージは、再選択ヒステリシス値と登録ヒステリシス値のそれぞれのパラメータを含む。
登録区域３２の境界線３４の位置が変わる場合もある。したがって、セル１２に登録ヒステリシス値を割り当てるときにはこの場合に対処できるようにすることが重要である。境界線３４の移動に対処する１つの方法は、位置に関係なく登録ヒステリシスを各セル１２に割り当てることである。つまり、境界３４に沿ったセルにも境界から離れたセルにも登録ヒステリシス値を持たせる。しかし図３において移動局１６がセルの再選択を正しく管理するため、境界セルでない全てのセルの登録ヒステリシスをゼロにセットする。そして、登録区域間で再選択を行うときは、指定された再選択ヒステリシスと共に非ゼロの登録ヒステリシスも考慮する。その後で境界線３４がシフトした場合は、新しく境界セルになったセルの登録ヒステリシスを適当な非ゼロの値にセットし、境界線から離れてしまったセルの登録ヒステリシス値はリセットしてゼロにする。
この発明の方法と装置の好ましい実施の形態について添付の図面に示しまた上の詳細な説明に述べたが、理解されるように、この発明は開示された実施の形態に限定されるわけではなく、次の特許請求の範囲に示し規定したこの発明の精神から逸れることなく、種々の再構成、修正、代替を行うことができるものである。
【図１】
0003807555.tif 000002
【図２】
0003807555.tif 000003
【図３】
0003807555.tif 000004