JP4424145B2

JP4424145B2 - ソフトハンドオーバー制御方法、制御プログラム及び移動通信端末装置

Info

Publication number: JP4424145B2
Application number: JP2004294287A
Authority: JP
Inventors: 智紀古屋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-10-06
Also published as: CN100474966C; CN1770922A; JP2006109181A; US20060084437A1; EP1646260A2; EP1646260B1; EP1646260A3

Description

本発明は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を用いた移動通信システムにおけるソフトハンドオーバー制御方法及び移動通信端末装置に関する。

移動通信システムでは、携帯電話機等の移動通信端末装置との通信を受け持つ基地局がエリア毎に配置されており、この移動通信端末装置が複数のエリアを跨って移動しながら通信を行う場合に、通信が途切れないようにするために、移動通信端末装置の移動に従って無線接続される基地局を切り換えるハンドオーバー制御が行われる。

特にＣＤＭＡ方式を用いた移動通信システムでは、ＣＤＭＡ方式の利点を生かして、１つの移動無線端末が同時に２つ以上の基地局との間で信号の送受信を行うことにより、１つの呼に２つ以上の通話路を同時に設定して呼の連続性を保つソフトハンドオーバー方式が採用されている（特許文献１〜２等参照）。

図３〜図５は、従来のソフトハンドオーバー制御技術の一例を説明する図であり、図３はＣＤＭＡ方式による移動網の一部構成を示す概念図、図４はソフトハンドオーバー動作のタイミングチャート、図５はソフトハンドオーバー動作のフローチャートを示している。以下、図３〜図５を参照して、ソフトハンドオーバー制御動作についての概略を説明する。

基地局Ａと通話中の移動局（携帯電話機等）Ｍは、基地局別のパイロット信号を常にモニタしている。通話中に移動局Ｍが基地局Ａのエリアから隣接している基地局Ｂのエリアの方向に移動することにより、基地局Ｂからのパイロット信号がチャネルを接続するための閾値Ｌ_ＡＤＤよりも強くなった場合、移動局Ｍは基地局Ａにパイロット信号の測定メッセージ（ＰＳＭＭ）信号を送る（Ｓ１０）。

基地局ＡがＰＳＭＭ信号を受信すると、この信号は制御局に送られ、制御局は、基地局Ｂに対して通話チャネルの割り当てを指示する。基地局Ｂは、下りトラフィックチャネルでトラフィックの送信を開始し、上りトラフィックチャネルを捕捉する。そして移動局Ｍが基地局ＡとＢの両方を使用できるように、ハンドオーバー指示メッセージ（ＨＤＭ）信号を移動局Ｍに送信する（Ｓ１１）。

移動局Ｍは、このＨＤＭ信号を受信して基地局Ｂを捕捉すると、移動局ＢをActive Setに移すとともに、基地局Ａ，Ｂにハンドオーバー完了メッセージ（ＨＣＭ）信号を送る（Ｓ１２）。これにより移動局Ｍは基地局Ａ及びＢと通話路を形成して通信を始め、ハンドオーバーが完了する。Active Setとは、移動局が通話路を形成している基地局の集合をいう。

移動局Ｍが基地局Ａ及びＢと通話中に、基地局Ａのパイロット信号の強さがＬ_ＤＲＯＰ以下となり、その状態がＴ_ＤＲＯＰ時間以上続くと、移動局Ｍは基地局Ａのパイロット信号に対するＰＳＭＭ信号を基地局Ａ及びＢに送る（Ｓ１３）。ＰＳＭＭ信号を受信した基地局Ａ，Ｂは、基地局Ｂのみを使用するＨＤＭ信号を移動局Ｍに送る（Ｓ１４）。

このＨＤＭ信号を受信した移動局Ｍは、ダイバーシチ合成による基地局Ａからの受信を停止し、基地局ＡをNeighbor Setに移して、ＨＣＭ信号を基地局Ａ，Ｂに送る（Ｓ１５）。Neighbor Setとは、Active Setに追加可能な候補基地局の集合をいう。基地局Ａ，ＢがＨＣＭ信号を受信すると、基地局Ａに割り当てられていたトラフィックチャネルは解除される。従ってそれ以後は、基地局Ｂとの間のＲＬにより通信が続行される。

特開２００１−２３８２４８号公報特開２００４−１８０２０５号公報

Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式において、移動局が呼接続処理を実施する前の、ＩＤＬＥ状態、または下り方向の共通チャネルでページング信号が送信されているＣＥＬＬ＿ＰＣＨ（Paging Channel）状態、あるいは下り方向の共通チャネルで制御情報およびユーザーデータが送信されているＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ（Forward Access Channel）状態では、共通チャネルのみの通信であるために、接続可能な基地局（Radio Link；以後、ＲＬという）は１つ（１ＲＬ）のみであるのに対し、呼接続処理を開始し、双方向チャネルでユーザーデータの送信が開始されるＣＥＬＬ＿ＤＣＨ（Dedicated Channel）状態に遷移すると、２ＲＬや３ＲＬとの通信（ソフトハンドオーバー状態）が可能となる。

従って、例えばＷ−ＣＤＭＡ方式を用いた携帯電話機が呼接続動作を行う前のＩＤＬＥ、ＣＥＬＬ＿ＰＣＨあるいは、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態から、呼接続動作を開始してＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態に遷移した直後は、特に、接続するＲＬを追加するためのハンドオーバーイベントが発生し易くなり、この追加のハンドオーバーイベントが呼接続シーケンスに優先して実施されることになる。

このように従来、ＲＬを追加するハンドオーバーイベントが発生した場合、ハンドオーバー動作が呼接続シーケンスに優先して実施されるために、呼接続動作が後回しにされ、呼接続までに余計な時間がかかってしまうという問題が生ずる。また、ＲＬを追加してソフトハンドオーバー状態となった後に、最初のＲＬを削除するハンドオーバーイベントが発生した場合には、呼接続動作に更に余計な時間がかかってしまうことになる。

この問題を回避する手段として、呼接続動作中にはハンドオーバーイベントを発生させないような制限をかけてしまい、呼接続動作を優先して実行させる方法が考えられる。その場合、呼接続動作開始時に接続しているＲＬの電界レベルが十分良好な状態であれば、呼接続を短時間で完了することが可能であるが、呼接続動作開始時に接続している１ＲＬの電界レベルが低い場合には、呼接続動作自体が失敗してしまうという問題がある。一般にチャネルを接続するための前記閾値Ｌ_ＡＤＤの値は、移動局が速やかに１ＲＬを確保できるようにするために比較的低い値に設定されているため、上記制限のために呼接続動作自体が失敗してしまうことがあり得る。

このように従来のソフトハンドオーバー制御方法では、呼接続動作中にハンドオーバーのイベントが発生した場合に、ハンドオーバーシーケンスを呼接続シーケンスよりも優先した場合には、ハンドオーバー動作を実施した分、呼接続に余計な時間がかかってしまうといった問題があり、呼接続シーケンスをハンドオーバーシーケンスよりも優先させた場合には、呼接続に失敗してしまう虞があるという問題があった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、呼接続動作中にハンドオーバーイベントが発生した場合に、呼接続動作時間への影響を最小限に抑えるとともに、呼接続が失敗してしまうことを防ぐ手段を提供することにある。

本発明のソフトハンドオーバー制御方法は、ＣＤＭＡ方式を用いた携帯電話機が呼接続動作を行っている最中にハンドオーバーイベントの発生を検知したとき、呼接続シーケンスの続行を優先させるか、またはハンドオーバーシーケンスを優先させるかを、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルに応じて切り替え制御することを特徴とする。

そして、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルが、呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルの値より大きいときには、ハンドオーバー動作を中止して呼接続シーケンスを優先して続行し、呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルの値以下のときには、ハンドオーバーシーケンスを優先して実行し、ソフトハンドオーバー状態となった後に前記呼接続シーケンスを続行する。

また本発明の、ＣＤＭＡ方式を用いた移動通信端末装置は、基地局から送信されるパイロット信号を定期的に受信して、その受信レベルを測定するパイロット信号レベル測定手段と、前記パイロット信号レベル測定手段による受信パイロット信号の測定レベルが第１の閾値よりも大きい基地局との間でRadio Link（ＲＬ）を設定する手段と、ハンドオーバーイベントを発生する手段と、キーボードを介して入力される発呼指示に従って前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局を介して呼接続シーケンスを実行する手段と、前記呼接続シーケンス実行中に、ハンドオーバーイベントが発生したとき、前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルを、予め設定された第２の閾値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果、前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルが前記第２の閾値よりも大きいときには前記ハンドオーバーイベントによるソフトハンドオーバー動作を実施せずに前記呼接続シーケンスを続行し、前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルが前記第２の閾値以下のとき前記ハンドオーバーイベントによるソフトハンドオーバー動作を実施し、該ソフトハンドオーバー動作終了後に前記呼接続シーケンスを続行する手段と、を備えていることを特徴とする。

前記ハンドオーバーイベントは、前記パイロット信号レベル測定手段により前記第１の閾値よりも大きいパイロット信号を受信可能な第２の基地局が検出されたとき、もしくは前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルと第２の基地局からのパイロット信号受信レベルの差が所定値以下となった時に発生させるように構成される。

また、第２の閾値は、Radio Link（ＲＬ）を設定するための第１の閾値よりは大きな値であって、かつ前記呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルに設定される。

本発明の、ＣＤＭＡ方式を用いた移動通信端末装置に備えられた制御部にソフトハンドオーバー制御を行わせるためのプログラムは、呼接続動作中のハンドオーバーイベントの発生を検知する処理と、前記ハンドオーバーイベントの発生を検知したとき、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルを予め設定された閾値と比較する処理と、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルが前記閾値よりも大きいとき前記呼接続動作を続行させる制御を行う処理と、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルが前記閾値以下のときハンドオーバーシーケンスを優先して実行させた後に前記呼接続動作を続行させる制御を行う処理を実行させることを特徴とする。

前記閾値は、呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルに設定されており、この閾値は、端末開発メーカあるいはキャリアが実験等を行うことによりその最適値が決定され、移動通信端末装置内のメモリに、事前に設定値として格納されている。そしてプログラムによる比較命令時に制御部によりメモリから読み出されて現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルと比較される。

即ち本発明では、接続しているＲＬの電界レベルがソフトハンドオーバーを実施しなくても呼接続に失敗しないような十分な電界レベルである場合には、呼接続シーケンスを優先させることにより呼接続に余計な時間がかかるのを防ぎ、逆に、ソフトハンドオーバーを実施しないと呼接続が失敗してしまうようなレベルの場合には、ソフトハンドオーバーシーケンスを優先させることにより、呼接続の失敗を防いでいる。

本発明の呼接続動作中のハンドオーバー制御方法によれば、呼接続動作中にハンドオーバーイベントが発生した場合に、接続中のＲＬの電界レベルが閾値より上であった場合には、ハンドオーバー動作を実施しないので、呼接続に余計な時間を要してしまうことなく、かつ確実に呼接続シーケンスを実行させることができ、また、接続中のＲＬの電界レベルが閾値以下であった場合には、即座にハンドオーバー動作を実施することにより、実質的にＲＬ電界レベルを良好な状態にしてから呼接続動作を実行させているので、呼接続が失敗してしまうといった問題を解消することができる。

図１は、本発明を適用した携帯電話機等の移動通信端末装置の実施形態を示すブロック図である。移動通信端末装置の基本的な構成は、従来の携帯電話機の構成と同等であるが、図１では、主に本発明の動作説明上関連するブロックについてのみ示している。

図１において、送受分離部１２は、アンテナ１１を介して受信された基地局からの無線周波数信号を受信部１４へ出力するとともに、送信部１３から入力された無線周波数信号を、アンテナ１１を介して基地局へ送信する。受信部１４は、アンテナ１１を介して受信された信号に対してダウンコンバート、ＡＧＣ等の処理を施す。逆拡散部１６は、受信信号に対してそれぞれのチャネルに割り当てられている拡散コードで逆拡散処理を施す。復調部１８は、逆拡散後のＱＰＳＫ等の信号を復調する。復号部２０は、復調された信号に対して誤り訂正復号やＣＲＣを行って受信信号を復号する。これにより受信データが得られる。

また、移動通信端末装置は、基地局から一定電力で送信されるパイロットチャネル信号を常に受信しており、パイロットチャネル受信レベル測定部２１では、受信した各基地局のパイロットチャネル受信レベルを測定してそのデータを制御部２２へ出力する。制御部２２では、パイロットチャネル受信レベル測定部２１から入力された各基地局のパイロットチャネル受信レベルデータを基にして、Radio Link（ＲＬ）の設定、ソフトハンドオーバー開始、終了等の制御を行うが、本実施形態では、移動通信端末装置が呼接続シーケンスを実行中にソフトハンドオーバーイベントが発生したとき、後述する本発明の判定基準により、制御部２２がハンドオーバー開始、あるいは終了通知のための制御信号を出力する。

なお、図では省略されているが、制御部２２は、上記制御以外に、移動通信端末装置の動作を制御するための各種制御信号を対応するブロックに出力する制御部（中央演算処理装置：ＣＰＵ）として構成されている。また、メモリ部２５には、制御部２２における本発明の制御を含む移動通信端末装置の動作制御を行うための各種制御プログラム、あるいは制御のためのデータ等が格納されている。

符号化部１９は、送信データに対して畳み込み符号化、ＣＲＣ符号化等を行って送信フレームを構成する。そのとき制御部２２から基地局へ出力されるハンドオーバー開始、あるいは終了通知のための制御信号等も埋め込まれる。変調部１７は、送信データに対してＱＰＳＫ等の変調処理を施す。拡散部１５は、変調後の送信信号に対して、それぞれのチャネルに割り当てられている拡散コードで拡散処理を施す。送信部１３は、拡散後の送信信号に対して送信電力制御、アップコンバート等の処理を施した後、送受分離部１２を介してアンテナ１１へ送出する。

図２は、本発明における呼接続動作中のハンドオーバー制御動作の実施形態を示すフローチャートである。本発明における呼接続動作中のハンドオーバー制御は、メモリ２５に格納されている制御プログラムに従って、制御部２２において実行される。以下、本実施形態によるハンドオーバー制御動作について、図３に示すＣＤＭＡ方式による移動網内に位置している移動通信端末装置（移動局Ｍ）を想定して説明する。

基地局Ａのエリア内に位置する移動通信端末装置Ｍは、基地局ＡとＲＬにより接続されている。この移動通信端末装置Ｍのキーボード２３が操作されることにより発呼が起動されると、制御部２２は呼接続シーケンスを開始し（Ｓ１）、ＤＣＨをオープンする。ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態に遷移する（Ｓ２）ことにより、２ＲＬや３ＲＬとの通信が可能となる。

この呼接続シーケンス開始時の移動通信端末装置Ｍの位置が、基地局Ｂのエリア近傍である場合、ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態に遷移後、定期的に実施されている基地局パイロット信号の電界レベル測定（Ｓ３）の結果、基地局Ｂのパイロット信号の電界レベルが閾値Ｌ_ＡＤＤよりもより大きくなった時点、あるいは基地局Ａからのパイロット信号受信レベルと基地局Ｂからのパイロット信号受信レベルの差が例えば３ｄＢ以下となった時点で、ハンドオーバーのイベントが発生する（Ｓ４）。

ハンドオーバーイベントが発生すると、制御部２２は、現在接続している基地局Ａとの間のＲＬのパイロット信号受信電界レベルを、予め決められた閾値と比較する（Ｓ５）。この閾値は、呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルであり、チャネルを接続するための前記閾値Ｌ_ＡＤＤの値よりは大きな値に設定されるが、端末開発メーカあるいはキャリアにより、事前に実験等を行うことによって適正な閾値を設定することができる。キャリアが設定する場合には、Measurement Control等によって端末に連絡されてメモリ２５に保存され、端末開発メーカが設定する場合には、事前に端末内のメモリ２５に書き込まれて保存される。

（Ｓ５）における比較の結果、現在接続中の基地局ＡのＲＬ電界レベルが閾値以下（Ｓ５，ＹＥＳ）であった場合には、呼接続シーケンスを中断してハンドオーバー動作が実施される（Ｓ６）。即ち、移動通信端末装置Ｍは、基地局Ａにパイロット信号の測定メッセージ（ＰＳＭＭ）信号を送ることによりハンドオーバーシーケンスを優先して実行する。そしてハンドオーバー動作が完了後、再び呼接続シーケンスが続行される（Ｓ７）。逆に、現在接続中のＲＬの電界レベルが閾値より大（Ｓ５，ＹＥＳ）であった場合には、ハンドオーバー動作を実施しなくとも呼接続は成功するものと判断され、ハンドオーバー動作を行わずに呼接続シーケンスが続行される（Ｓ７）。

その後も、呼接続シーケンスが終了するまでの定期的電界レベル測定時に、ハンドオーバーのイベントが発生した場合には、現在接続しているＲＬの電界レベルと閾値とを比較し、接続中のＲＬの電界レベルが閾値以下であった場合には、ハンドオーバー動作を実施し、その後、再び呼接続シーケンスが続行され、逆に、接続中のＲＬの電界レベルが閾値より大であった場合には、そのまま呼接続シーケンスが続行される動作が繰り返される（Ｓ８）。

呼接続シーケンスが終了し（Ｓ８，ＹＥＳ）、呼接続が完了（Ｓ９）して通話状態となった後は、通話中にソフトハンドオーバーのイベントが発生した場合には、従来と同様にその都度ソフトハンドオーバー動作が実行される。

本発明を適用した携帯電話機等の移動通信端末装置の実施形態を示すブロック図である。本発明におけるハンドオーバー制御動作の実施形態を示すフローチャートである。ＣＤＭＡ方式による移動網の一部構成を示す概念図である。従来のソフトハンドオーバー動作の一例を示すタイミングチャートである。従来のソフトハンドオーバー動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１アンテナ
１２送受分離部
１３送信部
１４受信部
１５拡散部
１６逆拡散部
１７変調部
１８復調部
１９符号化部
２０復号化部
２１パイロットチャネル受信レベル測定部
２２制御部
２３キーボード
２４表示部
２５メモリ部

Claims

ＣＤＭＡ方式を用いた移動通信端末装置が呼接続動作を行っている最中にハンドオーバーイベントの発生を検知したとき、呼接続シーケンスの続行を優先させるか、またはハンドオーバーシーケンスを実施後に前記呼接続シーケンスの続行するかを、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルに応じて切り替え制御することを特徴とするソフトハンドオーバー制御方法。
現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルが、呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルの値より大きいときには、前記呼接続シーケンスを優先して続行し、呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルの値以下のときには、前記ハンドオーバーシーケンスを優先して実行した後に、前記呼接続シーケンスを続行することを特徴とする請求項１に記載のソフトハンドオーバー制御方法。
基地局から送信されるパイロット信号を定期的に受信して、その受信レベルを測定するパイロット信号レベル測定手段と、
前記パイロット信号レベル測定手段による受信パイロット信号の測定レベルが第１の閾値よりも大きい基地局との間でRadio Link（ＲＬ）を設定する手段と、
ハンドオーバーイベントを発生する手段と、
キーボードを介して入力される発呼指示に従って前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局を介して呼接続シーケンスを実行する手段と、
前記呼接続シーケンス実行中に、ハンドオーバーイベントが発生したとき、前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルを、予め設定された第２の閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルが前記第２の閾値よりも大きいときには前記ハンドオーバーイベントによるソフトハンドオーバー動作を実施せずに前記呼接続シーケンスを続行し、前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルが前記第２の閾値以下のとき前記ハンドオーバーイベントによるソフトハンドオーバー動作を実施し、該ソフトハンドオーバー動作終了後に前記呼接続シーケンスを続行する手段と、
を備えていることを特徴とするＣＤＭＡ方式を用いた移動通信端末装置。
前記ハンドオーバーイベントを発生する手段は、前記パイロット信号レベル測定手段により前記第１の閾値よりも大きいパイロット信号を受信可能な第２の基地局が検出されたとき、もしくは前記Radio Link（ＲＬ）が設定されている基地局から受信したパイロット信号レベルと第２の基地局からのパイロット信号受信レベルの差が所定値以下となった時点で、ハンドオーバーイベントを発生することを特徴とする請求項３に記載のＣＤＭＡ方式を用いた移動通信端末装置。
前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりは大きな値であって、かつ前記呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルに設定されていることを特徴とする請求項３または４に記載のＣＤＭＡ方式を用いた移動通信端末装置。
ＣＤＭＡ方式を用いた移動通信端末装置に備えられた制御部にソフトハンドオーバー制御を行わせるプログラムであって、
呼接続動作中のハンドオーバーイベントの発生を検知する処理と、前記ハンドオーバーイベントの発生を検知したとき、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルを予め設定された閾値と比較する処理と、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルが前記閾値よりも大きいとき、前記呼接続動作を続行させる制御を行う処理と、現在接続中のRadio Link（ＲＬ）の電界レベルが前記閾値以下のとき、ハンドオーバーシーケンスを優先して実行させた後に前記呼接続動作を続行させる制御を行う処理を実行させるためのプログラム。
前記閾値は、呼接続を成功させるのに最低限必要な電界レベルに設定されていることを特徴とする請求項６に記載のプログラム。