(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドオフ方法であって：ａ）各近隣パイロットのパイロット強度を測定する段階（２０５）；
ｂ）少なくとも１つの前記被測定パイロット強度を含むアクセス・チャネル・メッセージを作成する段階（２１０）；
ｃ）前記アクセス・チャネル・メッセージを含むアクセス・プローブを送信する段階（２１５）；
ｄ）前記アクセス・チャネル・メッセージの受信の肯定応答が受信されるまで段階ａ）ないしｃ）を反復する段階（２２５）；およびｅ）前記少なくとも１つの被測定パイロット強度により決定されるアクティブ・セットを受信する段階（３１５）；によって構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
段階ｃ）が実行されるたびに、前記アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答が第１の所定時間間隔内に受信されたか否かを判断する段階（２２５）；
前記アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答が前記第１所定時間間隔内に受信されない場合に、所定の最大数のアクセス・チャネル・メッセージ送信が実行されたか否かを判断する段階（２３０）；および
前記所定最大数のアクセス・チャネル・メッセージ送信が実行されない場合に、第２の所定時間間隔を待機してから、段階ｂ）を実行する段階（２３５）；
によってさらに構成される請求項１記載の方法。
【請求項３】
アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答を送信し、アクティブ・セットを送信する（３１５）基地局（１０２）を備えるワイヤレス通信システム内のワイヤレス通信装置（１００）であって：
各近隣パイロットのパイロット強度を測定する（２０５）探索受信機（１０９）；
前記少なくとも１つの被測定パイロット強度を含むアクセス・チャネル・メッセージを作成する（２１０）論理制御回路（１１３）；および
前記アクセス・チャネル・メッセージ（２１５）を含むアクセス・プローブを送信するアナログ・フロント・エンド（１０３）；
によって構成され、近隣パイロットのパイロット強度の測定（２０５），少なくとも１つの前記被測定パイロット強度を含むアクセス・チャネル・メッセージの作成（２１０）および前記アクセス・チャネル・メッセージ（２１５）の送信が、前記論理制御回路（１１３）がアクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答を受信するまで反復され（２２５）、前記アナログ・フロント・エンド（１０３）が前記少なくとも１つの被測定パイロット強度により決定されるアクティブ・セットをさらに受信することを特徴とするワイヤレス通信装置（１００）。
【請求項４】
前記論理制御回路（１１３）が、前記アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答がアクセス・チャネル・メッセージ送信以後、第１所定時間間隔内に受信されたか否かをさらに判断し（２２５）、前記アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答が前記第１所定時間間隔内に受信されない場合に所定の最大数のアクセス・チャネル・メッセージ送信が実行されたか否かを判断し（２３０）、前記所定最大数のアクセス・チャネル・メッセージ送信が実行されない場合に第２所定時間間隔を待機してからアクセス・チャネル・メッセージを作成する（２３５）請求項３記載のワイヤレス通信装置（１００）。
【請求項５】
ハンドオフ方法であって：
第１組の被測定パイロット強度を含む第１アクセス・チャネル・メッセージが含まれる第１アクセス・プローブを受信する段階（３０５）；
前記第１組の被測定パイロット強度に従って第１アクティブ・セットを作成する段階（３１０）；第２組の被測定パイロット強度を含む第２アクセス・チャネル・メッセージが含まれる第２アクセス・プローブを受信する段階（３２０）；
前記第２組の被測定パイロット強度に従って第２アクティブ・セットを作成する段階（３２５）；前記第１アクティブ・セットと前記第２アクティブ・セットとが異なるか否かを判断する段階（３３０）；および前記第１アクティブ・セットと前記第２アクティブ・セットとが異なる場合に前記第２アクティブ・セットを送信する段階（３４０）；
によって構成されることを特徴とする方法。
【請求項６】
被測定パイロット強度を含むアクセス・チャネル・メッセージを繰り返し送信するワイヤレス通信装置（１００）を具備するワイヤレス通信システム内で用いる基地局（１０２）であって：
第１組の被測定パイロット強度を含む第１アクセス・チャネル・メッセージが含まれる第１アクセス・プローブを受信し（３０５）、第２組の被測定パイロット強度を含む第２アクセス・チャネル・メッセージが含まれる第２アクセス・プローブを受信する（３２０）アナログ・フロント・エンド（１０３）；および
前記第１組の被測定パイロット強度に従って第１アクティブ・セットを作成し（３１０）、前記第２組の被測定パイロット強度に従って第２アクティブ・セットを作成し（３２５）、前記第１アクティブ・セットと前記第２アクティブ・セットとが異なるか否かを判断する（３３０）論理制御回路（１１３）；
によって構成され、前記第１アクティブ・セットと前記第２アクティブ・セットとが異なるときに、前記アナログ・フロント・エンド（１０３）が前記第２アクティブ・セットを送信することを特徴とする基地局（１０２）。
【請求項７】
ワイヤレス通信システムにおけるハンドオフ方法であって：
各近隣パイロットのパイロット強度を測定する段階（２０５）；
少なくとも１つの前記被測定パイロット強度を含む第１アクセス・チャネル・メッセージを作成する段階（２１０）；
前記第１アクセス・チャネル・メッセージを含むアクセス・プローブを送信する段階（２１５）；
前記第１アクセス・チャネル・メッセージを受信する段階（３０５）；
前記第１アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答を送信する段階（２２５）；
前記少なくとも１つの被測定パイロット強度に従って第１アクティブ・セットを作成する段階（３１０）；前記第１アクティブ・セットを送信する段階（３１５）；
近隣パイロットのパイロット強度を再度測定する段階（２０５）；
前記の再度測定されたパイロット強度のうち少なくとも１つを含む第２アクセス・チャネル・メッセージを作成する段階（２１０）；
前記第２アクセス・チャネル・メッセージを含む他のアクセス・プローブを送信する段階（２１５）；
前記第２アクセス・チャネル・メッセージを受信する段階（３２０）；
前記の再度測定されたパイロット強度のうち少なくとも１つにより第２アクティブ・セットを作成する段階（３２５）；
前記第１アクティブ・セットと前記第２アクティブ・セットとが異なるか否かを判断する段階（３３０）；および前記第１アクティブ・セットと前記第２アクティブ・セットとが異なる場合に前記第２アクティブ・セットを送信する段階（３４０）；
によって構成されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般にデジタル通信の分野に関し、さらに詳しくは、符号分割多重接続（CDMA: Code-Division Multiple Access ）を採用するセルラまたはパーソナル通信システム（PCS: Personal Communication System）におけるソフト・ハンドオフのためのシステム，方法および装置に関する。本発明は広範囲の用途に適応されるが、特にセルラ無線電話および基地局での使用に適しており、それに関連して詳しく説明される。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
暫定規準IS-95-A （IS-95 ）は、セルラ・システムへのCDMAの組み込みに関して米国電子通信工業会（Telecommunication Industry Association）により採用される。CDMAシステムにおいては、移動局は地理的に広がりをもって散らばる複数の基地局のうち、任意の１つ以上の基地局と通信を行う。各基地局は、拡散符号は同一であるが符号位相オフセットの異なるパイロット・チャネル信号を絶えず送信する。位相オフセットにより、パイロット信号を互いに区別することが可能になり、ひいては基地局を区別することができる。本明細書においては、基地局のパイロット信号を単にパイロットと呼ぶことにする。移動局は、パイロットを監視して、その被受信エネルギを測定する。
【０００３】
IS-95 は移動局と基地局との間の通信に関していくつかの状態とチャネルとを定義する。
【０００４】
たとえば、トラフィック状態にある移動局制御においては、基地局は順方向トラフィック・チャネル上で移動局と通信を行い、移動局は逆方向トラフィック・チャネル上で基地局と通信を行う。通話中は、移動局は４組のパイロットを常に監視して維持しなければならない。この４組のパイロットを集合的にパイロット・セットと呼び、アクティブ・セット，候補セット，隣接セットおよび残留セットからなる。アクティブ・セットは、移動局に割り当てられた順方向トラフィック・チャネルに関わるパイロットである。候補セットは、現在アクティブ・セットには入らないが、順方向トラフィック・チャネルを良好に復調することができるだけの充分な強度をもって特定の移動局に受信されたパイロットである。隣接セットは、現在アクティブ・セットや候補セットには入らないが、ハンドオフの候補になりやすいセットである。残留セットは、現在のCDMA周波数割当上で現行システム内にあるすべての可能なパイロットから、隣接セット，候補セットおよびアクティブ・セット内のパイロットを除いたものである。
【０００５】
移動局は、閾値よりも充分に強いパイロットを求めて、隣接の基地局のパイロット・チャネルを常に探索する。移動局がある基地局から他の基地局によりカバーされる領域に移動すると、移動局は特定のパイロットを隣接セットから候補セットに昇格させて、基地局または基地局群に対して、パイロット強度測定メッセージを介して隣接セットから候補セットへの昇格を通知する。基地局は、パイロット強度測定メッセージに従ってアクティブ・セットを決定し、ハンドオフ指示メッセージを介して新しいアクティブ・セットを移動局に通知する。移動局が以前の基地局との通信を終了しないうちに新しいアクティブ・セット内の新しい基地局と通信を始めるときに、「ソフト・ハンドオフ」が起こる。
【０００６】
移動局アイドル状態においては、移動局は、制御情報とページとに関してアクティブ・セットの１つの基地局から送信されたページング・チャネルを監視する。さらに、移動局は、現在監視される基地局のパイロットよりも充分に強いパイロットを求めて、隣接基地局のパイロット・チャネルを探索する。あるパイロットが充分に強いことが分かると、より強いパイロットを有する隣接基地局への「アイドル・ハンドオフ」が起こり、移動局はこの基地局からのページング・チャネルを監視することになる。
【０００７】
システム・アクセス状態においては、移動局はページング・チャネル上に常に制御情報を受信して、監視される基地局に対してアクセス・チャネルを介して、発呼，ページへの応答および登録などの短い信号化メッセージの送信も行う。システム・アクセス状態の間は、移動局はそのパイロット探索を続行して、隣接セットを更新するが、IS-95 のセクション６．６．３．１．３により、またトラフィック状態および移動局アイドル状態にある移動局制御に反して、移動局は他の基地局にハンドオフすることを許されない。
【０００８】
移動局がシステム・アクセス状態においてメッセージを送付する場合はいつでも、それが監視する１つの基地局に「アクセス試行」を行わなければならない。アクセス試行とは、そのメッセージに関する肯定応答が基地局から受信されるまで繰り返しメッセージを送信する過程である。アクセス試行中の各送信は、「アクセス・プローブ」と呼ばれ、アクセス・チャネル・プレアンブルとアクセス・チャネル・メッセージとによって構成される。アクセス・チャネル・メッセージの内容は、信号化メッセージの種類により決まる。IS-95 のセクション６．６．３．１．１．１により、同一のメッセージが各アクセス・プローブ内に送付される。
【０００９】
IS-95 は、システム・アクセス状態において移動局が呼を発して、ページに応答し、トラフィック状態において移動局制御内の呼に関して準備をするといつでも、特定のプロトコルを指定する。ここでは、このプロトコルの特定の部分のみについて論じる。
【００１０】
移動局は、まずアクセス・チャネル上に発信地メッセージを送付する。発信地メッセージの受信に成功すると、基地局はページング・チャネル上にチャネル割当メッセージを送付する。チャネル割当メッセージは、移動局による復調のために、被監視基地局のトラフィック符号チャネルを指定する。移動局は、指定されたトラフィック符号チャネルに同調し、順方向トラフィック・チャネルを受信する。基地局は、逆方向トラフィック・チャネル上に移動局を捕捉する。移動局は、逆方向トラフィック・チャネル上に、現在の候補セットを示すパイロット強度測定メッセージを送付する。基地局は、順方向トラフィック・チャネル上で、アクティブ・セットを指定する拡張ハンドオフ指示メッセージを移動局に送付する。拡張ハンドオフ指示メッセージにより、１つの被監視基地局とその他の基地局とが指定されると、異なる基地局に対してソフト・ハンドオフが行われ、呼はアクティブ・セットのパイロットにより表される基地局のトラフィック符号チャネルから復調される。
【００１１】
呼が失われたり呼受信品質が悪いことは、このプロトコルを用いて観察されていた。これは、ソフト・ハンドオフが行われるまでトラフィック・チャネル上で移動局が１つの基地局としか通信しないためである。
【００１２】
この問題に対する対処法として、IS-95 に提案される修正案により、トラフィック・チャネルが捕捉されるまで待機せずに、パイロット信号強度を報告して、アクセス・チャネル上に候補セットの特定のメンバーを指定することにより、より迅速に移動局をソフト・ハンドオフ状態にする。すなわち、移動局はパイロット強度を測定し、ソフト・ハンドオフに適した基地局の識別子を最初のアクセス・チャネル・メッセージに加える。基地局は、チャネル割当メッセージ内にアクティブ・セットを含める。その結果、移動局はトラフィック・チャネルを捕捉する前にアクティブ・セットを知ることになり、１つではなくて複数の基地局からトラフィック・チャネルを即座に捕捉することができる。
【００１３】
アクセス試行を成功させるために複数のアクセス・プローブが必要になると、この提案された解決策には問題があり、状況は変わる。連続するアクセス・プローブ間の時間は、数百ミリ秒程度である。この時間の間に、パイロット強度が変わることがある。しかし、各アクセス・プローブに同じメッセージが送付されるので、最初のアクセス・プローブで移動局により報告されるものと同じパイロット強度測定値が後続のアクセス・プローブでも報告される。基地局は、後続のアクセス・プローブにおいて古くなったパイロット強度測定情報を受信するので、アクティブ・セット内でハンドオフに適した最良の基地局を指定するとは限らない。その結果、呼品質が悪化したり、呼の損失が起こる。
【００１４】
従って、基地局に対してパイロット信号強度の最新情報を提供するソフト・ハンドオフのためのシステム，方法および装置が必要である。
【００１５】
【実施例】
本明細書で開示されるシステム，方法および装置は、パイロット信号強度に関する最新情報を基地局に提供することによりソフト・ハンドオフを実行する。本発明により、移動局はシステム・アクセス状態にいる間パイロット信号強度を継続して測定し、アクセス・プローブ毎に最新の被測定パイロット信号強度を基地局に送る。基地局は、パイロット信号強度に関する最新情報を受信し、システムが最新の被測定パイロット信号強度に応じてソフト・ハンドオフのための基地局を指定する。
【００１６】
本発明は、従来のシステム，方法および装置に比べて、損失呼を減らし、呼品質を上げるという利点を有する。本発明の別の利点および新規の特徴は、本発明の実施例が図示および説明される以下の説明に一部は記述され、以下の詳細な説明を検証することにより一部は当業者には明白であり、また本発明の実践により学習されるであろう。
【００１７】
本発明により構築された実施例に対して詳細な言及を以下に行う。
【００１８】
図１は、ワイヤレス通信装置、たとえば無線電話１００のブロック図を含む、ワイヤレス通信システムの電気ブロック図である。この図は、とりわけ、複数の基地局１０２（１つだけを図示）から信号を受信し、無線電話１００により発される信号を送信するアンテナ１０１を図示する。アナログ・フロント・エンド１０３が被受信信号を処理して、それをアナログ−デジタル変換器（ADC ）１０５に送る。デジタル化された被受信信号は、並列接続された複数のフィンガ受信機１０７と少なくとも１つの探索受信機１０９とによって構成されるレーキ受信機に送られる。フィンガ受信機および探索受信機の動作は、一部は、論理制御回路１１３により制御される。フィンガ受信機および探索受信機の出力は、論理制御回路１１３に送られて、さらに処理される。
【００１９】
論理制御回路１１３は、データと、本発明による方法を実行する命令を指定するソフトウェア・プログラムとを記憶し、アクティブ・セット，隣接セットおよび候補セットの記録を記憶することができる。論理制御回路１１３は、送信回路経路１１５にデータを送り、経路１１５はそのデータを処理して、処理したデータをデジタル−アナログ回路（DAC ）１１７に送る。DAC １１７により出力されたアナログ信号は、アナログ・フロント・エンド１０３に送られ、アンテナ１０１を介して基地局１０２に送信される。レーキ受信機（rake receiver ）と送信回路経路１１５の例は、Qualcomm社から市販される移動局モデムである。
【００２０】
論理制御回路１１３は、受信機とは別個の要素として図示されるが、論理制御回路部分をレーキ受信機または無線電話の他の要素の中に常駐させてもよいことは当業者には理解頂けよう。
【００２１】
基地局１０２は、ページング／アクセス・チャネル，トラフィック・チャネル，同期チャネルおよびパイロット・チャネルの各々に関して、無線電話１００と同様の構造を有する（ただし、同期チャネルおよびパイロット・チャネルに関しては受信経路は必要でない点が異なる）。また、基地局１０２は受信のダイバーシチを得るために複数の受信経路およびアンテナを有してもよい。
【００２２】
通信システムが交換，呼配信およびその他の機能のために図示されない他のインフラストラクチャ設備を必要とすることは、当業者には理解頂けよう。
【００２３】
上記のように構築され説明されるワイヤレス通信装置の使用および動作の方法を、図２を参照して以下に説明する。図２は、パイロット信号強度を報告する方法２００を示す流れ図である。
【００２４】
システム・アクセス状態において、探索受信機１０９はまず近隣パイロットのパイロット強度を測定する（段階２０５）。論理制御回路１１３は、最初に測定されたパイロット強度を含むアクセス・チャネル・メッセージを生成する（段階２１０）。アナログ・フロント・エンド１０３は、第１回目のアクセス・プローブを実行すると、最初に測定されたパイロット強度を有するアクセス・チャネル・メッセージを送信する（段階２１５）。
【００２５】
パイロット信号強度の測定段階（段階２２０），最近に測定されたパイロット強度を含むアクセス・チャネル・メッセージの生成段階（段階２１０）および後続のアクセス・プローブにおいてアクセス・チャネル・メッセージを送信する段階は、無線電話が、第１の所定の時間期間内に基地局からアクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答を受信する（段階２２５）まで、あるいは最大数のアクセス・プローブが送信される（段階２３０）まで繰り返される。
【００２６】
後続のアクセス・プローブ内で最新の被測定パイロット強度を報告することは、本発明の重要な特徴である。これは、システムはソフト・ハンドオフに関して基地局を決定する際に用いるパイロット強度測定値に関して最新情報を得ることになるからである。
【００２７】
図２を参照して、論理制御回路１１３は、アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答が第１所定時間間隔内に受信されたか否かを判断する（段階２２５）。受信された場合は本方法は終了する（段階２４０）。受信されない場合は、論理制御回路１１３は、所定の最大数のアクセス・チャネル・メッセージ送信が実行されたか否かを判断する（段階２３０）。実行された場合は本方法は終了する（段階２４０）。実行されない場合は、論理制御回路１１３は、第２の所定時間間隔を待機し（段階２３５）、その後で、最新の被測定パイロット強度を含む次のアクセス・チャネル・メッセージを作成する（段階２１０）。
【００２８】
上記のように構築および説明されるインフラストラクチャの使用および動作の方法を、図３を参照して以下に説明する。図３は、ハンドオフに適した基地局を指定する方法３００を示す流れ図である。
【００２９】
図３とインフラストラクチャおよび基地局の構造とを参照して、アナログ・フロント・エンドは、最終的にアクセス・プローブの最初のもの、すなわちアクセス・チャネル・メッセージの受信に成功する（段階３０５）。これを第１アクセス・チャネル・メッセージと呼ぶ。インフラストラクチャは、第１組の被測定パイロット強度に従って第１アクティブ・セットを作成することによりアクティブ・セット・チャネルの割り振りを開始し、呼を処理するための資源の準備を始める（段階３１０）。基地局１０２は、アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答と第１アクティブ・セットを指定するチャネル割当メッセージとを送付する（段階３１５）。
【００３０】
状況によっては、たとえば、ページング・チャネル上に順方向エラーがある場合には、無線電話１００は、アクセス・チャネル・メッセージ受信の肯定応答を受信しないうちに別のアクセス・プローブを送信することもある。従って、基地局１０２は、第２アクセス・チャネル・メッセージと呼ばれる別のアクセス・チャネル・メッセージを受信することもある（段階３２０）。第２アクセス・チャネル・メッセージは、第１アクセス・チャネル・メッセージよりも新しいパイロット強度測定値を指定する。インフラストラクチャは、より新しい測定値に基づいて、第１アクティブ・セットとは異なる新しいアクティブ・セットを指定する必要があるか否かを判断する。たとえば、インフラストラクチャは、第２組の被測定パイロット強度に従って第２アクティブ・セットを生成し、第１アクティブ・セットと第２アクティブ・セットとを比較し（段階３２５）、第１アクティブ・セットと第２アクティブ・セットとが異なるか否かを判断する（段階３３０）。たとえば、個々の組のパイロット内に１つ、場合によってはそれ以上の異なるパイロットを指定する場合に、第１アクティブ・セットと第２アクティブ・セットとは異なる。
【００３１】
異なるアクティブ・セットが必要でない場合は、本方法は終了する（段階３４５）。異なるアクティブ・セットが必要な場合は、基地局は、逆方向トラフィック・チャネル上に加入者ユニットが捕捉されるまで待機する（段階３３５）。インフラストラクチャは、第２組の被測定パイロット強度に応じて第２アクティブ・セットを作成することにより、アクティブ・セット・チャネルを割り振り、呼を処理するための資源の準備を開始する（段階３４０）。段階３３５の後に図示されるが、割り振りはアクティブ・セットが異なると判断されるとすぐに開始してもよい。
【００３２】
さらに基地局１０２は、順方向トラフィック・チャネル上に、第２アクティブ・セットを指定する拡張ハンドオフ・メッセージを送付する（段階３４０）。これで、移動局は第２アクティブ・セットのパイロットに対してソフト・ハンドオフを実行することができる。
【００３３】
要するに、本発明により構築される実施例は、パイロット信号強度に関する最新情報をアクセス・プローブ毎に基地局に送り、ワイヤレス通信装置に対して最新のパイロット信号強度から導かれたアクティブ・セットを送付することにより、CDMAを採用するワイヤレス通信システム内でソフト・ハンドオフを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線電話のブロック図を含む、ワイヤレス通信システムの電気ブロック図である。
【図２】図１の無線電話により採用されるパイロット信号強度報告方法を示す流れ図である。
【図３】ハンドオフに適した基地局を指定する方法の流れ図である。
【符号の説明】
１００  通信装置
１０１  アンテナ
１０２  基地局
１０３  アナログ・フロント・エンド
１０５  アナログ−デジタル変換器
１０７  フィンガ受信機
１０９  探索受信機
１１３  論理制御回路
１１５  送信経路回路
１１７  デジタル−アナログ回路
【図１】
0003762069.tif 000002
【図２】
0003762069.tif 000003
【図３】
0003762069.tif 000004