JPH07284141A

JPH07284141A - ハンドオーバ方法

Info

Publication number: JPH07284141A
Application number: JP6070382A
Authority: JP
Inventors: Hideto Oura; 秀人大浦
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1995-10-27
Also published as: EP0676908A3; EP0676908A2; EP0676908B1; DE69527389T2; CA2146493A1; DE69527389D1; US5677908A

Abstract

(57)【要約】【目的】ＰＨＰシステムのようなマイクロセル方式に
おける無瞬断ハンドオーバの仕組みを提供する。【構成】ＣＳ又はＰＳはハンドオーバの要否を判断し
（Ｓ１）、必要と判断するとハンドオーバ先の新たなＣ
Ｓを選定（Ｓ２）。マスタＣＳとスレーブＣＳとを決め
る（Ｓ３）。スレーブＣＳはマスタＣＳからの送信波を
受信（Ｓ４）。スレーブＣＳとマスタＣＳとのフレーム
位相を合わせる（Ｓ５）。スレーブＣＳとマスタＣＳの
フレーム位相差が数度以内になると（Ｓ６）、スレーブ
ＣＳは送信タイミングを保持（Ｓ７）。スレーブＣＳは
ハンドオーバ対象のＰＳからマスタＣＳへの送信波を受
信（Ｓ８）。これでクロック同期、フレーム同期、デー
タ再生を行う（Ｓ９）。スレーブＣＳとハンドオーバ対
象のＰＳ間で同期確立（Ｓ１０）。スレーブＣＳからの
起動で無瞬断ハンドオーバを完了する（Ｓ１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はハンドオーバ方法に関
し、例えば、マイクロセルによるＰＨＰ（パーソナルハ
ンディフォン）システムなどに適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＰＨＰシステムに関する研究・開
発が盛んに行われている。このＰＨＰシステムはこれま
での自動車・携帯電話の通話範囲が数Ｋｍであるのに対
し、１００ｍ程度の通話範囲である代りに、送信出力電
力を低く抑えることができるため、長時間使用が可能と
なる。更に、軽薄短小にすることも可能であるとされて
いる。

【０００３】但し、通話範囲が小さいために高速で移動
する移動機ＰＳに対しては、直ぐに通話範囲外に出てし
まうことから、通話の対象として歩行者程度の速度の移
動機ＰＳを前提としている。それでも歩行者といえども
平均通話時間は１分を越えるため、通話範囲を出ること
は十分にあり得る。そこで、どうしても基地局ＣＳ間の
ハンドオーバを行う機能が必要とされている。尚、ハン
ドオーバとは、例えば、移動局が通話中に無線ゾーンを
移動しても通話を継続させることをいう。

【０００４】そして、従来の自動車電話システムでは通
話中チャネル切替時には０．７秒〜０．８秒の瞬断があ
る。これは、文献１：『自動車電話』、電子情報通信学
会発行、ページ２００の９．５項の『通話切換え』の項
に示されている。

【０００５】この瞬断については音声伝送の場合には大
きな問題にはならないが、データ伝送の場合には問題と
なる場合もある。また、マイクロセルのようにセル範囲
が狭い場合は、マクロセルに比べ（端末局ＰＳ側の移動
速度が同じであれば）短い周期でハンドオーバによる瞬
断が発生することとなるので音声であっても問題（例え
ば耳障りなど）となることが予想される。

【０００６】このような瞬断の問題を解決するために、
文献２、３に示すような仕組みが提案されている。文献
２：１９９３年、電子情報通信学会秋季大会Ｂ−２４
７、『ストリートマイクロセルにおける基地局間ＴＤＭ
Ａフレーム同期方式に関する検討』。文献３：１９９１
年電子情報通信学会春季大会Ｂ−３４６、『基地局間Ｔ
ＤＭＡフレーム同期のための網同期』。

【０００７】そこで、上記文献２、３によると、無線フ
レーム同期も目的は２つある。第１の目的は、無線フレ
ームを同期させ、隣接する基地局間の干渉を防ぐことに
よって周波数の有効な利用（電波衝突の回避）を図るこ
とである。第２の目的は無瞬断ハンドオーバである。

【０００８】そして、上記文献２、３では、上記２つの
目的を区別せずに記しているが、その目的を実現しよう
とした場合、所要のフレーム同期の程度（精度）が異な
る。第１の目的の周波数有効利用を実現するための無線
フレーム同期の場合は、第２の目的の無瞬断ハンドオー
バに必要な無線フレーム同期に比べその精度は粗くてよ
い。

【０００９】そして、ＴＤＭＡ方式は、図２に示すよう
に信号をバースト状にし、ある周期で通信を行う。隣接
するバーストは、一般的には異なる相手との通信、ある
いは異なる相手間で通信を行っている。従って、隣接す
るバースト間で干渉が起こらないように、ある一定時間
送信しない時間が設けてある。これをガードタイムとい
う。

【００１０】そして、周波数有効利用の目的であるなら
ば、お互いの電波を送信しているタイミングがガードタ
イムの時間を越えて衝突しなければ良い。この様子を図
３に示すが、前後からのずれを考えるとガードタイムの
半分が無線フレーム同期の精度となる。

【００１１】次に無瞬断ハンドオーバ（チャネル切替）
について説明する。ＴＤＭＡ通信を行う場合、通信して
いる信号はバースト状に着信するので受信機は、バース
ト毎にビット同期（クロック再生を行いデータ識別最適
点にてデータ再生を行う）を行った後、フレーム信号を
探し、フレーム信号を基準として情報信号を受信する。

【００１２】そして、この手順を行うには、十分なビッ
ト同期用の時間（プリアンブル信号）と誤検出が起きな
い程度の長さのフレーム信号が必要となる。例えば、Ｐ
ＨＰシステムの制御用物理スロット上のフレームフォー
マットを図４に示している。この図４において、この制
御用物理スロット上では単発のバースト信号でそのスロ
ットの信号の受信をしなければならないのでプリアンブ
ル信号やフレーム信号（ＵＷ）が後述の通信用物理スロ
ット上のフレームフォーマットに比べ多くなっている。

【００１３】このようにＴＤＭＡ方式では本来伝送すべ
き情報ビットの他に多くの無線伝送用ビットが必要とな
るので周波数有効利用の面からは問題となる。これを解
決するために、移動無線システムなどのＴＤＭＡ方式に
おいては、通信に入ったらビット同期用のプリアンブル
信号をほとんど無くし、前のバーストでのクロック位相
を保持しておくことを前提としたシステムが一般的とな
っている。

【００１４】例えば、ＰＨＰシステムでの通信用物理ス
ロットのフレームフォーマットを図５に示している。こ
のフレームフォーマットは、ＲＣＲ（財団法人電波シス
テム開発センタ）ＳＴＤ（標準規格）−２８に示され
ている。この図５において、クロック再生用のプリアン
ブルＰＲは６ビットと極端に少なく、殆ど無いに等しく
なっている。

【００１５】このような方式においては、バーストの初
めの方では受信機は前のバーストから保持したクロック
位相で受信データを再生することとなる。従って、送信
側でも前のバーストにおけるクロック位相を保持したク
ロックによって送信しなければ受信側で正規の受信が出
来なくなる。このＰＨＰシステムの場合の例を図６に示
している。

【００１６】そして、無瞬断ハンドオーバを行う場合、
移動局ＰＳからみると前のバーストを送信した基地局Ｃ
Ｓと次のバーストを送信した基地局ＣＳは異なることに
なる。しかしながら、移動局ＰＳでは前のバーストのク
ロック位相しか分からないので、前のバーストのクロッ
ク位相で送受信しようとする。このことから、無瞬断ハ
ンドオーバ時には、基地局ＣＳで上記２つのＣＳのクロ
ック位相を合わせて送信する必要がある。更に、前のＣ
Ｓで受信していたクロック位相で新しいＣＳも受信しな
ければ正規の受信は不可能となる。

【００１７】これらのクロック位相をどの程度合わせれ
ばよいかについては、所要性能によって異なるが数十度
程度以内の精度が必要となる。このことから、通常、数
シンボルから数１０シンボルあるガードビットの範囲で
あれば、良い周波数有効利用のため無線フレーム同期
と、上述の無瞬断ハンドオーバのための無線フレーム同
期とでは、非常に要求される精度が異なるものである。
そして、マイクロセルにおけるＰＨＰシステムで無瞬断
ハンドオーバを実現するためには、数十度以内にフレー
ム位相差を合わせる必要がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなことか
ら、マイクロセルにおけるＰＨＰシステムで適用し得る
無瞬断ハンドオーバの仕組みを実現することが、重要な
課題として挙げられている。しかしながら、この仕組み
については、何等提案されていない状況である。

【００１９】以上のようなことから、例えば、ＰＨＰシ
ステムのようなマイクロセル方式における無瞬断ハンド
オーバの仕組みの提供が要請されている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、移
動局が在圏する基地局の無線ゾーンから他の基地局の無
線ゾーンへ移動する場合のハンドオーバ方法において、
以下の特徴的な構成で課題を解決した。

【００２１】つまり、移動局又は基地局でハンドオーバ
が必要と判断すると、ハンドオーバ先となる新たな基地
局を選定し、ハンドオーバ前の基地局をマスタ基地局と
し、ハンドオーバ前の基地局を、マスタ基地局に従属さ
せるスレーブ（ｓｌａｖｅ）基地局に決める。そして、
スレーブ基地局はマスタ基地局からの信号を受信し、マ
スタ基地局のフレームタイミング信号と比較し、スレー
ブ基地局は自フレーム位相をマスタ基地局のフレーム信
号の位相に合わせ、スレーブ基地局から移動局への下り
回線のフレーム位相をマスタ基地局から移動局に対する
下り回線のフレーム位相に合わせる。

【００２２】更に、スレーブ基地局は、ハンドオーバ対
象の移動局からの信号を受けて、この移動局からスレー
ブ基地局への上り回線のフレーム位相を合わせ、無瞬断
でハンドオーバを行う構成とするものである。

【００２３】

【作用】この発明においては、周辺の全ての基地局間の
位相差を合わせるのではなく、ハンドオーバの対象とな
る２つの基地局間のフレーム位相差だけを一時的に合わ
せるものであり、このため基地局又は移動局において、
例えば、通信品質劣化や受信電界強度の低下などの検出
が行われると、ハンドオーバが必要と判断する。この判
断によって、基地局はハンドオーバ先の新たな基地局を
選定する。

【００２４】そして、ハンドオーバ前の基地局（マスタ
基地局）とハンドオーバ先の基地局（スレーブ基地局）
との間で詳細なフレーム同期をとるようにする。スレー
ブ基地局は、マスタ基地局に従属同期させる。

【００２５】そして、スレーブ基地局はマスタ基地局か
らの送信波を受信し、マスタ基地局が送出するフレーム
信号を認識し、自分の持つフレームタイミング信号と比
較する。ここで、両者は例えば数シンボルの範囲内で位
相差があるので、このままでは無瞬断ハンドオーバでき
ない。そこで、スレーブ基地局はマスタ基地局のフレー
ム信号の位相に自分の持つフレーム位相を合わせる動作
を行う。

【００２６】この時点でスレーブ基地局は見かけ上、マ
スタ基地局と通信を行うことができる。そして、位相合
わせが、例えば位相差が数度以内程度になった時点で、
スレーブ基地局からハンドオーバ対象の移動局への下り
回線がハンドオーバ可能状態になる。

【００２７】更に、スレーブ基地局はハンドオーバの対
象となる移動局からマスタ基地局への送信信号を受け
て、この移動局からスレーブ基地局への上り回線のフレ
ーム位相を合わせる。つまり、クロック同期やフレーム
同期を行いデータを正規に再生する。

【００２８】以上によって、ハンドオーバ先のスレーム
基地局とハンドオーバ対象の移動局との間で同期を確立
することができ、そして、スレーブ基地局からの起動で
無瞬断ハンドオーバを行うことができる。

【００２９】

【実施例】次にこの発明の好適な一実施例を図面を用い
て説明する。そこで、例えば、マイクロセルにおけるＰ
ＨＰシステムにおいて、周波数有効利用の目的で無線フ
レーム同期を行うものとして、この周波数有効利用のた
めだけであるならば、それほどの位相精度を必要としな
い。これを無瞬断ハンドオーバ可能な精度まで合わせよ
うとすると構成が複雑となったり、コスト増加となった
りすることが予想される。

【００３０】そこで、この一実施例では周波数有効利用
のための無線フレーム同期は比較的簡易な現実的な方法
で実現したマイクロセルにおけるＰＨＰシステムにおい
て無瞬断ハンドオーバの仕組みを提供するものである。

【００３１】そこで、その仕組みの概要を説明する。先
ず、（１）ハンドオーバしようとする２つの基地局ＣＳ
間でハンドオーバが終わるまでの短い時間だけ精度の高
いフレーム同期をとるように構成する。そして、（２）
２つのＣＳ間でフレーム同期をとる方法は、空間伝搬に
よるものとする。即ち、従属するＣＳが他方の送信波を
受信し、その受信信号に同期することによってフレーム
同期を確立させるように構成するものである。

【００３２】更に、（３）位相同期及びハンドオーバタ
イミングとしては、（３ａ）予め定められた一定の速度
でフレーム位相が一致するまで合わせた後に、ハンドオ
ーバを行う方法を構成する。更にまた、（３ａ）シンボ
ルの位相合わせを行った後は、シンボル単位でフレーム
位相を合わせた後、ハンドオーバを行う方法を構成す
る。また、（３ｃ）シンボルの位相合わせが終わった後
はフレーム位相まで合わせることなくハンドオーバを行
う方法を構成する。

【００３３】更にまた、（４）ハンドオーバのときの一
時的な従属同期として、対象となるスロットのみ従属す
る方式と対象となるスロットを含めた全てのスロット、
即ちＣＳごとに従属する方式を構成するものである。

【００３４】また、（５）ハンドオーバのときにＣＳ受
信タイミングに限定し、ハンドオーバのときにハンドオ
ーバ先のＣＳのクロック再生速度を高速とし、しかもフ
レーム同期に対する同期保護を行うことによってＣＳ〜
ＰＳ間の距離差があるシステムにおいても安定な無瞬断
ハンドオーバを実現するものである。

【００３５】『基地局ＣＳの構成』：図７はこの一
実施例の基地局ＣＳの機能構成図である。この図７にお
いて、基地局ＣＳは、アンテナ１と、送信機２と、受信
機３と、制御部４とから構成されている。更に、制御部
４は送信用のＣＳ機能部４ａとＰＳ機能部４ｂと、スイ
ッチ４ｃと分配器４ｄとから構成され、しかも受信用の
ＣＳ機能部４ｅとＰＳ機能部４ｆと、スイッチ４ｈと分
配器４ｇも備えられている。

【００３６】この図７の構成で特徴的なところは、送信
用のＰＳ機能部４ｂと、受信用のＰＳ機能部４ｆとを備
えていることである。このＰＳ機能部４ｆは、止まり木
機能を果たすものである。尚、ＰＳ機能部４ｂはＰＳ機
能部４ｆに従属して動作するものである。この機能は、
制御チャネルの捕捉を行う機能である。そして、具体的
には、電力投入のときに、あるチャネルを捕捉する動作
を止まり木と呼び、この止まり木が終わるとＰＳは待受
状態に移るものである。この止まり木機能の詳細につい
ては、例えば、文献４：ＲＣＲＳＴＤ−２７標準規格
案『デジタル方式自動車電話システム』の４．１．１０
項の共通アクセスチャネルの構造の、４．１．１０．１
（３）止まり木チャネルの定義が参考になる。

【００３７】このような止まり木機能を有する受信用の
ＰＳ機能部４ｆは、ＣＳ機能部４ｅと切り替えられて使
用される。即ち、受信機３からの信号は分配器４ｇに与
えられる。そして、ここで分配されて受信用のＰＳ機能
部４ｆとＣＳ機能部４ｅとに与えられる。ここでＰＳ動
作、ＣＳ動作を行って信号をそれぞれスイッチ４ｈに与
える。そして、いずれかの信号を選択して出力するもの
である。

【００３８】一方、送信用のＰＳ機能部４ｂとＣＳ機能
部４ａとは切り替えて使用されるものである。即ち、例
えば、網側からの信号は分配器４ｄで分配され、送信用
のＰＳ機能部４ｂとＣＳ機能部４ａとに与えられる。Ｃ
Ｓ動作とＰＳ動作を行って得られた信号はそれぞれスイ
ッチ４ｃに与えられる。そして、いずれかの信号が選択
されて送信機２へ与えられる。

【００３９】『動作』：次に無瞬断ハンドオーバの
手順を説明する。この前提としては、周波数有効利用の
目的も含めた無線フレーム同期がとられ、常時数シンボ
ル以内で無線フレーム同期が確保されているものとす
る。

【００４０】この無瞬断ハンドオーバを行う場合、隣接
するフレーム位相差が数十度程度以内でなければ、切替
えのときに位相差による誤りを発生し無瞬断ハンドオー
バを実現することができない。従って、ハンドオーバす
るＣＳ間のフレーム位相差を数シンボル以内から数十度
以内にまで同期させる必要がある。

【００４１】☆そこで、この一実施例では、特徴的に
は、『周辺の全てのＣＳ間の位相差を合わせるのではな
く、ハンドオーバの対象となる２つのＣＳ間の位相差だ
けを一時的に合わせるようにさせる』ことで、比較的簡
単に無瞬断ハンドオーバを実現するものである。

【００４２】（無瞬断ハンドオーバ手順）：そこ
で、具体的に無瞬断ハンドーバの手順を説明する。図１
はこの無瞬断ハンドオーバ方法のフローチャートであ
る。この図１において、（１）先ず、ＣＳあるいはＰＳ
において通信品質劣化や受信電界強度低下などの検出が
行われ、ハンドオーバが必要であると判断（Ｓ１）され
ると、ＣＳ側（ＰＳ側が手助けを行う場合も考えられ
る。）ではハンドオーバ先の新たなＣＳを選定する（Ｓ
２）。

【００４３】（２）そして、ハンドオーバ前のＣＳとハ
ンドオーバ先のＣＳで詳細なフレーム同期をとるが、こ
のフレーム同期のために、ハンドオーバ前のＣＳをマス
タ基地局とし、ハンドオーバ先のＣＳをスレーブＣＳと
する（Ｓ３）。

【００４４】（３）次にスレーブとなったＣＳはマスタ
ＣＳからの送信波をエア−（無線空間）を介して受信
し、マスタＣＳが送出するフレーム同期信号を認識し、
自分の持つフレームタイミングと比較する（Ｓ４）。
尚、この場合に、スレーブＣＳはマスタＣＳがハンドオ
ーバの対象となるＰＳへの送信波を受信する方法と、他
のスロットで他のＰＳへ送信している送信波を受信する
方法の２つが考えられる。

【００４５】☆（４）そして、両者（マスタＣＳとスレ
ーブＣＳ）は数シンボルの範囲内で位相差があるので、
このままでは無瞬断ハンドオーバを実現することはでき
ない。そこで、スレーブとなったＣＳはマスタＣＳのフ
レーム信号の位相に自分（スレーブＣＳ）の持つフレー
ム位相を合わせる動作を行うものである（Ｓ５）。この
時点でスレーブＣＳは見かけ上、マスタＣＳと通信を行
う『ＰＳの動作』を行うものである。このＰＳの動作
は、制御部４のＰＳ機能部４ｆと、この４ｆに従属して
動作するＰＳ機能部４ｂの動作によって行われるもので
ある。

【００４６】（５）そして、位相合わせが終り両者（マ
スタＣＳとスレーブＣＳ）の位相差が数度以内（Ｓ６）
になった時点でスレーブＣＳとマスタＣＳとは同期した
ことになり、スレーブＣＳからＰＳへの下り回線がハン
ドオーバ可能状態となる。そして、スレーブＣＳはこの
時点で送信タイミングを保持し（Ｓ７）、ハンドオーバ
後はこのタイミングで送信するものである。

【００４７】（６）次に、スレーブＣＳはハンドオーバ
の対象となるＰＳがマスタＣＳと通信を行っているＰＳ
からＣＳへの上り回線の信号を受信する（Ｓ８）。これ
によって、クロック同期、フレーム同期などを行い、デ
ータを正規に再生するものである（Ｓ９）。

【００４８】（７）以上によって、スレーブＣＳとハン
ドオーバ対象のＰＳ間で同期を確立することができ、上
り回線がハンドオーバ可能状態にされる（Ｓ１０）。そ
して、スレーブＣＳからの起動によって無瞬断ハンドオ
ーバを完了することができる（Ｓ１１）。

【００４９】尚、上述の（４）の手順において、スレー
ブＣＳはマスタＣＳにフレーム同期をとることとなる
が、このＣＳは他のスロットでは他のＰＳと通信を行っ
ている。この他スロットの扱いについてはシステムに応
じて種々の方法をとることができる。

【００５０】☆そして、一般的にはガードビットは上述
で仮定した数シンボルの位相差に比べて多いのでハンド
オーバの対象となるスロットだけを空間を伝搬してきた
マスタＣＳのスロット位相と合わせる方式が簡易な方式
であると考えられる。このときには、図８に示すように
当然スレーブＣＳではハンドオーバを行うスロットと隣
接するスロット間のガードビット長は伸縮することとな
る。

【００５１】この図８において、無線フレーム同期の精
度（上述の数シンボル）とガードビット長の関係で『ハ
ンドオーバを行うスロットだけをマスタＣＳに同期させ
る方法を（方法ａ）』とすると、この（方法ａ）をとる
ことができない場合は、『全スロットをマスタＣＳにフ
レーム同期させなければならない。この方法を（方法
ｂ）』とすると、この（方法ｂ）の場合には、ハンドオ
ーバを行うスロット以外のスロットでのＰＳとの通信に
影響を与えてはいけないので、通信相手のＰＳが追従で
きる速度でフレーム同期をとる必要がある。

【００５２】そして、上記（方法ａ）の方法では、ＣＳ
側だけの回路工夫によってＣＳの追従速度を速くすれば
フレーム同期までの時間を短くすることができるが、上
記（方法ｂ）では、通信相手のＰＳのフレーム同期能力
が分からないため余裕をみてゆっくりした速度で同期引
き込みを行う必要がある。

【００５３】（ガードビット）：図９はＰＨＰシス
テムにおける各スロット間のガードビットの詳細な説明
図である。この図９において、ＰＨＰシステムではガー
ドビット及びランプビットで合計２０ビットが設定され
ている。従って、周波数有効利用のための無線フレーム
同期を行うには、２０ビットの半分の１０ビット（５シ
ンボル相当）の範囲内で無線フレームを合わせれば良い
こととなる。

【００５４】そして、無線フレーム同期の方法は、この
一実施例の無瞬断ハンドオーバのためには常時４シンボ
ル以内で同期していることとする。

【００５５】『具体的な無瞬断ハンドオーバ方法』：
図１０はＰＳ０がＣＳ１からＣＳ２へハンドオーバす
る概念図である。この図１０において、ハンドオーバ前
の基地局ＣＳ１をマスタＣＳとし、ハンドオーバ先のＣ
Ｓ２をスレーブＣＳとする。・・・・ＣＳ１＝マスタＣＳ、ＣＳ２＝スレーブＣＳ・
・・・そして、スレーブとなったＣＳ２はハンドオーバを行う
スロット（この例ではスロット１）タイミングではＣＳ
１からの送信波を受信し、ＣＳ２のスロット１の受信ク
ロックをＣＳ１からのクロック位相に合わせようとす
る。そして、ＣＳ２には受信クロックと再生クロックと
の差を検出する回路を有し、その差が数度以内になると
今度はフレーム信号を検出する。この時点では数シンボ
ルの差がある。

【００５６】☆次に『位相差を合わせてハンドオーバを
行う動作』であるが、これには次の『３通り』の方法が
考えられる。即ち、（ア）第１の方法は、図１１（ア）
に示すように、『ある速度で強制的にクロック位相をず
らして連続的にフレーム位相を合わせる方法』である。
ここで連続的にといっても実際には５ｍｓｅｃ周期（１
フレーム周期）のバーストの約６２５μｓｅｃ内でのみ
クロック位相をずらすこととなる。

【００５７】図１２はこの図１１（ア）のクロック位相
を連続的にずらせ、スレーブＣＳの位相をマスタＣＳの
位相に合わせていく推移の様子を表している。

【００５８】（イ）また、第２の方法としては、図１１
（イ）に示すように、『クロック位相が合った後は、５
ｍｓｅｃのバーストで１〜数バーストに１回の割合で１
シンボルづつステップ的に位相をずらせる方法』であ
る。この方法はＣＳあるいはＰＳが５ｍｓｅｃのバース
ト間で１シンボルの変化があっても追従できることが前
提となる。ここで数シンボルとしたのは、ＣＳ間の電波
伝搬状態が悪い場合に毎バースト、確実に受信すること
が難しい場合を想定したものである。

【００５９】（ウ）更に、第３の方法は、図１１（ウ）
に示すように、『クロック位相が合った後に１シンボル
づつ位相をずらすことは、上記（イ）の方法と同様であ
るが、シンボル差を『０』に合わせるのではなく、ＣＳ
又はＰＳが追従できるシンボル差内に入ったら、即座に
ハンドオーバを起動する方法』である。この方法では、
クロック同期がとれた時点で直ぐにハンドオーバを行う
ことが可能となる利点がある。

【００６０】☆尚、上述の説明では同じスロット番号へ
のハンドオーバを想定して説明したが、実際には同じス
ロット番号が空いていない場合も考えられる。そこで、
『同じスロット番号が空いていなくて、違うスロット番
号にハンドオーバする場合』について以下で説明する。

【００６１】先ず、『同じスロットへのハンドオーバの
場合』は、ハンドオーバ先のＣＳではハンドオーバ前と
ハンドオーバの対象となるＰＳとの間で通信を行ってい
るスロットと同じスロットが空いているため、ハンドオ
ーバ先のＣＳはハンドオーバ前のＣＳが対象となるＰＳ
へ送信している送信波を受信することによって下り回線
の位相同期をとることが可能となる。

【００６２】また、ハンドオーバ前のＣＳと対象となる
ＰＳとの間の通信中にＰＳの送信波を受信して上り回線
の位相同期をとることが可能である。

【００６３】これに対して、『異なるスロットへのハン
ドオーバの場合』は、下り回線の位相同期はハンドオー
バ先のＣＳが新しいスロットでハンドオーバ前のＣＳの
送信波（他のＰＳへの送信波か又はハンドオーバのため
の一時的なダミー送信波）を受信することによって位相
同期を確立することは可能だが、上り回線の位相同期は
ハンドオーバ前のＰＳの送信波を受信することができな
いので不可能である。

【００６４】従って、この場合は、上り回線の信号だけ
が瞬断を発生する可能性が高い。しかしながら、この場
合も下り回線のフレーム位相から上り回線のフレーム位
相を推定することはできるため、高速引き込み回路によ
って１から２スロット内では正規の受信状態にすること
は可能である。

【００６５】この異なるスロットへのハンドオーバの場
合でも上り回線、下り回線共に無瞬断とするには、ハン
ドオーバ前のＣＳにおいて、予めハンドオーバ先のスロ
ット番号に移行させる。又はハンドオーバ先のＣＳにお
いて、ハンドオーバ前のスロット番号で通信している他
のＰＳを他のスロット番号で移行させることによってハ
ンドオーバ時には同じスロット番号とすれば無瞬断化は
可能である。

【００６６】この場合、同じＣＳ内で他のスロット番号
へ無瞬断で移行させることは、疑似ＰＳ機能を使用する
ことによって容易に可能となる。

【００６７】『無瞬断ハンドオーバ速度』：次に具
体的な無瞬断ハンドオーバに要する速度（時間）を推定
する。ＰＨＰシステムの場合のクロック同期速度は、そ
の方式によって変化するが、推定値として０．４°／シ
ンボルを採用する。そして、１バーストのクロック再生
対象シンボル数を１０６シンボルとするとクロック補正
速度は１バースト当り０．４°×１０６＝４２．４°で
ある。

【００６８】（ａ）この値で計算すると、上述の（ア）
の連続的にフレーム位相を合わせる方法では、最大３６
０°×４／４２．４°＝３４バーストとなる。これを時
間に直すと３４バースト×１／２００Ｈｚ＝１７０ｍｓ
ｅｃとなる。

【００６９】この時間がＣＳからＰＳへの下り回線の信
号の位相同期時間であり、この後、ＰＳからＣＳへの上
り回線の位相同期を４スロット（１８０／４２．４°）
で確立することとすると、２．５ｍｓｅｃ＋５ｍｓｅｃ×４＝２２．５ｍｓｅｃを加えて、１９２．５ｍｓｅｃとなる。

【００７０】（ｂ）上述の（イ）のクロック位相が合っ
た後はシンボル単位で位相を合わせる方法では、先ず１
／２シンボルを境にして近い方の位相を合わせた後、４
バーストに１回の割合で１シンボル補正することとする
と、１８０°／４２．４°／２００Ｈｚ＋５ｍｓｅｃ×（４
×４）＝１００ｍｓｅｃとなる。同様に上り回線の位相同期を考えると、合計１
２２．５ｍｓｅｃとなる。

【００７１】（ｃ）また、上述の（ウ）のクロック位相
が合った後に即座にハンドオーバする方法は、上述の
（イ）の場合と同様に１／２シンボルを境にして近い方
の位相に合わせた後、即座にハンドオーバすると仮定す
ると、１８０°／４２．４°／２００Ｈｚ＋５ｍｓｅｃ＝２６
ｍｓｅｃとなる。同様に上り回線の位相同期を考えると、合計４
８．５ｍｓｅｃとなる。

【００７２】以上の計算ではハンドオーバするスロット
だけをマスタＣＳに同期させることを目的にして計算し
たものである。

【００７３】（ｄ）次にスレーブＣＳ全体がマスタＣＳ
に同期せざるを得ない場合の切替速度を算出する。この
場合は、対象となるＣＳのクロック再生能力だけでなく
通信中のＰＳの追従能力も関係してくる。そして、全て
のＰＳが安定して追従できる速度として上述の１／１０
とすると追従速度は４°／バーストとなる。この数値を
もとに上述の（ア）〜（ウ）の方法の場合の速度を計算
すると次のようになる。（ア）の場合・・・・１．８ｓｅｃ（イ）の場合・・・・３２０ｍｓｅｃ（ウ）の場合・・・・２５０ｍｓｅｃこのことから切替速度だけに注目すれば、対象となるス
ロットだけを追従させる方法の方が優位といえる。

【００７４】尚、上述してきた無瞬断ハンドオーバにお
いては異なるＣＳとＰＳ間の距離差による伝搬遅延時間
差が発生する。例えば、ＰＨＰシステムにおいて、ＣＳ
間が１５０ｍ程度としハンドオーバ先のＣＳの真近でハ
ンドオーバしたとすると、ＣＳ、ＰＳ間の距離差は約１
５０ｍ程度となり、伝搬遅延時間差は約０．５μｓｅｃ
となる。そして、ＰＨＰシステムのシンボル長は約５．
２μｓｅｃであるから、位相誤差は約３４°となる。こ
の程度の誤差では性能上は大きな劣化はないと考えられ
る。

【００７５】『利用形態』：ＣＳとＰＳとの距離差
による位相誤差を述べたが、この伝搬遅延差の吸収のた
め以下のような方法も可能となる。例えば、（Ａ）ハン
ドオーバが行われたときにハンドオーバ先のＣＳはその
バーストの全ての時間あるいは前の時間帯はクロック再
生回路の追従速度を高速に設定し、そして、早く最適動
作に持ち込む（フレーム信号の範囲内で高速に位相同期
を行う）ものである。

【００７６】（Ｂ）フレーム信号検出に対して同期保護
を行い、初期の位相差によってフレーム信号（ＰＨＰフ
レームフォーマットで言えばＵＷ信号）が検出できなく
てもフレーム信号以降の信号に誤りが無ければ正常に受
信できるようにする。この操作によって５０°以上位相
差があっても正常なハンドオーバを実現することができ
る。また、対策はＰＳに頼らずＣＳだけで行っているの
で、いずれのＰＳが相手であっても実現可能である。

【００７７】（一実施例の効果）：以上の一実施例
の無瞬断ハンドオーバ方法によれば、制御部４に基地局
ＣＳの制御機能を多少増やすだけで比較的容易に無瞬断
ハンドオーバを実現することができる。そして、以上の
ことからＰＨＰシステムで言えば最も速い方法では５０
ｍｓｅｃ程度の時間で無瞬断ハンドオーバを実現するこ
とができる。そして、更に通信可能範囲が１００ｍ程度
のマイクロセルにおいても、ある程度の高速移動機に対
する通信サービスの提供を可能にすることができる。従
って、無線ゾーン間の移動局ＰＳの移動が頻繁に起こり
得るＰＨＰシステムに適用した場合に、瞬断が起こるこ
となく品質の良い移動通信システムを実現することがで
きる。

【００７８】（他の実施例）：（１）尚、以上の一
実施例においては、マイクロセルによるＰＨＰシステム
への適用を意識して説明したが、他にマクロセルによる
移動通信システムにも適用して効果的である。

【００７９】

【発明の効果】以上述べた様にこの発明のハンドオーバ
方法によれば、移動局又は基地局でハンドオーバが必要
と判断すると、ハンドオーバ先となる新たな基地局を選
定し、ハンドオーバ前の基地局をマスタ基地局とし、ハ
ンドオーバ前の基地局を、マスタ基地局に従属させるス
レーブ基地局に決め、スレーブ基地局はマスタ基地局か
らの信号を受信し、マスタ基地局のフレームタイミング
信号と比較し、スレーブ基地局は自フレーム位相をマス
タ基地局のフレーム信号の位相に合わせ、スレーブ基地
局から移動局への下り回線のフレーム位相をマスタ基地
局から移動局に対する下り回線のフレーム位相に合わ
せ、更に、スレーブ基地局は、ハンドオーバ対象の移動
局からの信号を受けて、この移動局からスレーブ基地局
への上り回線のフレーム位相を合わせる構成としたの
で、無瞬断でハンドオーバを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の無瞬断ハンドオーバ方法
のフローチャートである。

【図２】従来例のＴＤＭＡの通信概念図である。

【図３】従来例のガードタイムの説明図である。

【図４】従来例のＰＨＰシステムにおける制御用物理ス
ロット上のフレームフォーマッロである。

【図５】従来例のＰＨＰシステムにおける通信用物理ス
ロットのフレームフォーマットである。

【図６】従来例のＰＨＰシステムにおけるクロック位相
保持の説明図である。

【図７】一実施例の基地局ＣＳの機能構成図である。

【図８】一実施例の無線フレーム同期の精度とガードビ
ット長の関係でハンドオーバを行うスロットだけをマス
タＣＳに同期させる（方法ａ）と、全スロットをマスタ
ＣＳにフレーム同期させる（方法ｂ）との説明図であ
る。

【図９】一実施例のＰＨＰシステムにおける各スロット
間のガードビットの詳細な説明図である。

【図１０】一実施例の移動局ＰＳ０が基地局ＣＳ１から
ＣＳ２へハンドオーバする概念図である。

【図１１】一実施例の連続的にフレーム位相を合わせる
方法（ア）と、クロック位相が合った後は、シンボル単
位で位相を合わせる方法（イ）と、クロック位相が合っ
た後、即座にハンドオーバする方法（ウ）との説明図で
ある。

【図１２】一実施例のクロック位相を連続的にずらせ、
スレーブＣＳの位相をマスタＣＳの位相に合わせていく
推移の様子を表す説明図である。

【符号の説明】

１…アンテナ、２…送信機、３…受信機、４…制御部、
４ａ、４ｅ…ＣＳ機能部、４ｂ、４ｆ…ＰＳ機能部、４
ｃ、４ｈ…スイッチ、４ｄ、４ｇ…分配器、ＣＳ…基地
局、ＰＳ…移動局。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動局が在圏する基地局の無線ゾーンか
ら他の基地局の無線ゾーンへ移動する場合のハンドオー
バ方法において、移動局又は基地局でハンドオーバが必要と判断すると、
ハンドオーバ先となる新たな基地局を選定し、ハンドオーバ前の基地局をマスタ基地局とし、ハンドオ
ーバ先の基地局を、マスタ基地局に従属させるスレーブ
基地局に決め、スレーブ基地局はマスタ基地局からの信号を受信し、マ
スタ基地局のフレームタイミング信号と比較し、スレーブ基地局は自フレーム位相をマスタ基地局のフレ
ーム信号の位相に合わせ、スレーブ基地局から移動局へ
の下り回線のフレーム位相をマスタ基地局から移動局に
対する下り回線のフレーム位相に合わせ、更に、スレーブ基地局は、ハンドオーバ対象の移動局か
らの信号を受けて、この移動局からスレーブ基地局への
上り回線のフレーム位相を合わせ、無瞬断でハンドオー
バを行う構成としたことを特徴とするハンドオーバ方
法。
【請求項２】請求項１に記載のハンドオーバ方法にお
いて、マスタ基地局とスレーブ基地局との間でハンドオーバが
終わるまで短い時間だけ精度の高いフレーム同期をとる
ことを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載のハンドオーバ方
法において、上記スレーブ基地局のフレーム位相をマスタ基地局のフ
レーム信号の位相に合わせる方法は、ある速度でクロック位相を連続的にずらせてフレーム位
相を合わせる方法であることを特徴とするハンドオーバ
方法。
【請求項４】請求項１又は２に記載のハンドオーバ方
法において、上記スレーブ基地局のフレーム位相をマスタ基地局のフ
レーム信号の位相に合わせる方法は、クロック位相が合った後に、シンボル単位で位相をずら
せてフレーム位相を合わせる方法であることを特徴とす
るハンドオーバ方法。
【請求項５】請求項１又は２に記載のハンドオーバ方
法において、上記スレーブ基地局のフレーム位相をマスタ基地局のフ
レーム信号の位相に合わせる方法は、クロック位相が合った後に、シンボル単位で位相をずら
せ、あるシンボル差内まで位相を合わせる方法であるこ
とを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のハンド
オーバ方法において、スレーブ基地局は、ハンドオーバ対象のスロットだけを
マスタ基地局にフレーム同期させる、又はハンドオーバ
対象のスロットを含む全てのスロットをマスタ基地局に
フレーム同期させることを特徴とするハンドオーバ方
法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のハンド
オーバ方法において、ハンドオーバ先の基地局は、クロック再生速度を高速に
し、しかもフレーム同期に対する同期保護を行うことを
特徴とするハンドオーバ方法。