JP2002262339A - 無線通信システムの基地局で用いられる特定の無線端末に到達可能であるかを判定する方法 - Google Patents

無線通信システムの基地局で用いられる特定の無線端末に到達可能であるかを判定する方法

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JP2002262339A JP2002001696A JP2002001696A JP2002262339A JP 2002262339 A JP2002262339 A JP 2002262339A JP 2002001696 A JP2002001696 A JP 2002001696A JP 2002001696 A JP2002001696 A JP 2002001696A JP 2002262339 A JP2002262339 A JP 2002262339A
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リ チュンイ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイミング制御命令とタイミング制御信号を
用いて無線端末が基地局のカバレッジ領域内にいるかど
うかを特定する方法を提供する。 【解決手段】 基地局が特定の無線端末に向けてページ
ングメッセージを送信する。無線端末がこのページング
メッセージを受信したときには、無線端末は、ページン
グ応答メッセージを基地局に送り返す。基地局がこのよ
うな応答メッセージを受信しないことは、無線端末との
通信が失われていることを示す。この時基地局がページ
ングタイムスロットで終了命令を送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
に関し、特に無線端末と基地局との間の無線通信に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】移動無線通信システムにおいては、基地
局と無線端末は互いに通信している。通常、基地局はい
わゆるセルと関係づけられてセル領域内にある無線端末
と通信する。通信をする際に、基地局は自分に関連する
セル内にある無線端末を特定する必要がある。実際に無
線端末はあるセルから別のセルに移動することがある。
この移動は、セルのカバレッジ領域を離れる旨をセルに
関連する基地局に無線端末が通知せずに行われる。
【０００３】さらにまた、特定の無線端末は、パワーが
なくなったり、あるいはセル内にあるいわゆるカバレッ
ジホール（電波が届かない場所）内に入り込み、その為
セルに関連する現在の基地局と通信できなくなることが
ある。基地局は、各無線端末と通信するためにシステム
の資源、例えば帯域または状態変数を振り向けるため
に、無線端末との通信が不用意に失われることはシステ
ム資源が必ずしも有効に用いられていない、即ち浪費さ
れていることを意味する。かくして、全体的なシステム
効率の観点から無駄に消費されている資源の利用を再開
するのが好ましい。このようにする１つの方法は、特定
の無線端末が基地局と通信しているか否かを決定するこ
とである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この決定を実現する際
の試みは、基地局が特定の無線端末に向けてページング
メッセージを送信することである。無線端末がこのペー
ジングメッセージを受信したときには、無線端末は、ペ
ージング応答メッセージを基地局に送り返す。基地局が
このような応答メッセージを受信しないことは、無線端
末との通信が失われていることを示す。公知の無線通信
システムにおいては、基地局と無線端末との相互通信
は、基地局と無線端末の間の通信リンクをランダムなア
クセスプロセスにより設定している。しかし、このよう
なプロセスはシステムの資源の利用の観点から極めてコ
ストが高いことになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点は本発明の
いわゆるタイミング制御命令を使用することにより解決
できる。基地局に関連するセルカバレッジ領域内にあ
り、生きている特定の無線端末の検出は特定の無線端末
用にとっておいたタイムスロット内のタイミング制御命
令を基地局が送信することにより行われる。特定の無線
端末がタイミング制御命令を受信すると、無線端末は所
定のタイミング制御メッセージを所定の時間に送信す
る。基地局がタイミング制御メッセージを受信しない場
合には、特定の無線端末との通信が失われたことを示す
ものである。
【０００６】具体的に説明すると、所定のタイミング制
御信号は、意図した無線端末により使用されるための専
用のものであり、２つの無線端末が同時に同一のタイミ
ング制御信号を送信しないようにするものである。した
がって、複数の無線端末から送信されたタイミング制御
信号の間に衝突する可能性はない。
【０００７】本発明の一実施例によれば、所定の時間と
所定のタイミング制御信号は、特定の無線端末に向けら
れたページングメッセージ内で規定されている。本発明
の他の実施例によれば、所定の時間と所定のタイミング
制御信号は、移動無線システムパラメータの一部として
規定され、基地局と無線端末の両方にとって既知のもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は基地局１０２と無線端末１
０３を有するセル領域１０１を有する無線通信システム
を示す。同図に示すように、無線端末１０３は最初は、
基地局１０２のセル領域１０１内にあるが、その後セル
領域１０１を出るか電源が切られるかあるいはカバレッ
ジのホール（電波の届かない地域）に入るかあるいはバ
ッテリーのパワーが失われることがある。これらの事象
のいずれかが起こると、基地局は、無線端末は最早セル
領域１０１内で通信していないことを知ることになる。
あるいは無線資源が不必要に用いられてシステム資源の
非効率的な使用を引き起こすることになる。
【０００９】図２は、本発明による無線多重アクセス通
信システムのブロック図である。本発明は、移動無線通
信システムを例に説明しているが移動しない、例えば固
定無線通信システムにも同様に適用ができる。このよう
な移動無線通信システムは、直交周波数分割多重化（Or
thogonal Frequency Division Multiplexed,ＯＦＤＭ）
ベースの拡散スペクトラム多重アクセスシステムであ
る。
【００１０】多重アクセス無線通信システム２００はア
ンテナ２０２を有する基地局２０１とアンテナ２０４−
１ないし２０４−Ｍを有する遠隔地にある無線端末、即
ち無線端末２０３−１ないし２０３−Ｍを有する。信号
の送信は、基地局２０１と遠隔地にある無線端末２０３
との間で送受信される。全ての無線端末２０３は伝送ス
ペクトラムをダイナミックな方式で共有する。
【００１１】この実施例においては、基地局２０１は送
信器２０５と受信器２０７と制御器２０６を有し、アン
テナ２０２を介して無線メッセージを送受信する。制御
器２０６を用いて、本発明により送信器２０５と受信器
２０７の動作を制御する。同様にこの実施例において
は、各無線端末２０３−１ないし２０３−Ｍは、送信器
２０８と受信器２１０と制御器２０９を有し、アンテナ
２０４を介して無線メッセージを送受信する。制御器２
０９を用いて本発明により送信器２０８と受信器２１０
の動作を制御する。
【００１２】本発明によれば、基地局２０１は、ページ
ングタイムスロット内にタイミング制御命令を生成しあ
るいは必要によっては受信し、無線端末２０３に送信す
る。通常、使用中でない無線端末２０３は、スリープモ
ードとも称するスタンドバイモードにある。スリープモ
ードにおいては、無線端末２０３内の回路の大部分はタ
ーンオフ（切られて）され、エネルギをセーブしてバッ
テリの寿命を延ばしている。無線端末２０３が自分に向
けたページングメッセージがあるか否かを検出するため
に、特定の無線端末２０３はスリープモードから抜け出
さなければならない、即ちウェークアップしてその特定
の無線端末２０３に向けたページングメッセージを受領
した指示を得るために来入する専用の周期的に発生する
タイムスロットをモニタする。
【００１３】タイミング制御命令、タイミング信号、終
了命令を生成し、利用する際の基地局２０１のプロセス
と無線端末２０３のプロセスの詳細は図４−７を用いて
以下説明する。
【００１４】図３は、無線端末が現在基地局のセルのカ
バレッジ領域内にあるか否かを特定するためにページン
グメッセージと応答メッセージの従来の使用例を示す。
従来公知の構成においては、ページングメッセージ３０
１が無線端末２０３が監視しているはずのページングタ
イムスロット内で送信される。ページングメッセージを
検出すると、無線端末２０３は、通常応答メッセージを
基地局２０１に送り返す。通常基地局２０１は無線端末
２０３が応答メッセージを所定の時間間隔の間受領した
か否かに基づいて基地局２０１に関連するセルカバレッ
ジ領域内にあるか否かを決定する。
【００１５】公知のシステムにおいては、無線端末２０
３は応答メッセージをランダムアクセスチャネルを介し
て送り返す。このような構成においては、他のランダム
なアクセスメッセージとの衝突の可能性、無線端末のバ
ッテリ電力の過剰消費、セル内の他の端末との干渉の発
生がある。さらにまた監視されている無線端末の数が増
加すると、ランダムアクセスチャネルは過負荷となり干
渉が増加する。
【００１６】図４は本発明を実行する際に、無線端末に
より使用されるグタイミング制御信号を表す。同図に
は、互いに直交するおよび正規のデータチャネルと直交
するタイミング制御信号４００が示されている。タイミ
ング制御信号４００は、最小の資源オーバーヘッドを有
する所定の波形で形成され、基地局２０１が容易に検出
可能である。特定のタイミング制御信号は、波数とそれ
が送信された時間により特定される。
【００１７】このようなタイミング制御信号の生成と使
用例は、本出願人による米国特許出願第０９／５０３，
０４０（出願日２０００年２月１１日）と、米国特許出
願第０９／５０３，０４１（出願日２０００年２月１１
日）に開示されている。具体的に説明すると、無線端末
２０３は所定のタイミングインターバルである予め規定
されたワイドバンドのタイミング制御信号を送信する。
通常このタイミング制御信号のインターバルは、アップ
リンクデータストリーム内で規則的に発生する。全ての
アップリンクデータ伝送は、タイミング制御信号インタ
ーバルの間中断される。
【００１８】図５は、本発明の一実施例の動作に際し、
タイミング制御命令とタイミング制御信号と終了命令の
使用例を示す。同図に示すように、基地局２０１はタイ
ミング制御命令５０１を所定のページングタイムスロッ
トで送信する。このタイミング制御命令５０１は必要に
よっては要求されたときに送信される。この実施例にお
いてはタイミング制御命令は、それが向けられた無線端
末２０３を特定する単純なメッセージを含む。基地局２
０１は特定の無線端末２０３が、依然としてセルのカバ
レッジ領域内にあるか否かを特定し、その結果無線資源
が効率的に順序良く用いられているを監視する。
【００１９】前述したように特定の無線端末２０３がセ
ルのカバレッジ領域を出て、いわゆるセル内のカバレッ
ジホール内に入るかあるいはパワーを喪失する、即ちバ
ッテリが枯渇した状態になることがある。アドレスの向
けられた（意図されたあるいは宛先）無線端末２０３が
タイミング制御命令５０１を受領すると、無線端末２０
３は基地局２０１に所定のタイムインターバルで所定の
タイミング制御信号５０２を返す。所定のタイミング制
御信号５０２とそれが送信された所定のタイムインター
バルの使用はタイミング制御命令内で規定されるか、あ
るいは基地局２０１と無線端末２０３の両方に既知の無
線システムのパラメータの一部として規定される。
【００２０】本発明のシステムは、複数の無線端末２０
３が同一のタイムインターバルの間同一のタイミング制
御信号を送信しないように制御される。したがって、異
なる無線端末２０３からのタイミング制御信号の間に衝
突の可能性はない。実際にタイミング制御信号を送信す
る資源は意図された特定の無線端末２０３に専用に使用
されるものである。その後基地局２０１は、どの特定の
無線端末２０３が到達可能であるか、即ちセルカバレッ
ジ領域内にあるか、そして関連する基地局２０１と通信
可能であるかを所定のタイムインターバル内の所定のタ
イミング制御信号５０２を検出するか否かによって決定
する。
【００２１】この検出プロセスは、特定の無線端末２０
３が基地局２０１のセルカバレッジ領域内にあるか否か
を決定するために数回繰り返される。特定の無線端末２
０３が基地局２０１のセルカバレッジ領域内で最早到達
できないと決定された場合には基地局２０１は、資源と
移動管理に関する適宜の管理を実行し、終了命令５０３
を特定の無線端末２０３に送る。終了命令５０３が状態
の一貫性を維持する。
【００２２】図６は、本発明の一実施例を実行する際
に、タイミング制御命令５０１とタイミング制御信号５
０２と終了命令５０３を採用する基地局２０１のプロセ
スのステップのフローチャートを表す。同図に示すよう
に、ステップ６０１において基地局２０１はタイミング
制御命令５０１を特定の無線端末２０３に送る。ステッ
プ６０２において、基地局２０１は無線端末２０３に割
り当てられた所定のタイミング制御タイムスロットを監
視する。
【００２３】ステップ６０２で、特定の無線端末２０３
からのタイミング制御信号５０２を検出すると、ステッ
プ６０３は現状を維持する、即ち基地局２０１は無線端
末２０３がセルのカバレッジ領域内にあるものと見な
す。基地局２０１が特定の無線端末２０３からのタイミ
ング制御信号５０２を検出しない場合には、制御はステ
ップ６０１に戻されて、ステップ６０１と６０２がタイ
ミング制御信号５０２が検出されるまで、あるいはタイ
マーが時間切れとなるまで所定の回数繰り返される。時
間切れになると、基地局２０１は終了命令５０３を特定
の無線端末２０３に送り、システム資源に関連する管理
を実行する。
【００２４】図７は、本発明の一実施例を実施する際
に、タイミング制御命令５０１とタイミング制御信号５
０２と終了命令５０３を利用する無線端末２０３のプロ
セスのステップのフローチャートを表す図である。最初
に無線端末２０３はスタンバイ状態、即ちスリープモー
ド（ステップ７０１）にある。ステップ７０２において
無線端末２０３は、ウェークアップしてメッセージ用に
割当てられたページングタイムスロットを監視する。こ
の実施例においては、メッセージはタイミング制御命令
５０１と終了命令５０３を含む。
【００２５】ステップ７０２で、終了命令５０３または
タイミング制御信号を無線端末２０３が受信したか否か
を決定する。終了命令５０３を受領すると、無線端末は
ステップ７０１でスタンバイモードに戻る。ステップ７
０２がこの無線端末２０３に向けられたタイミング制御
命令５０１を検出すると、ステップ７０３により所定の
波形と所定のタイムインターバルを有するタイミング制
御信号が基地局２０１に送られる。その後、制御はステ
ップ７０２に戻る。
【００２６】上記の説明は本発明の単なる一実施例であ
り、本発明は例えば集積回路あるいはマイクロプロセッ
サあるいはデジタル信号プロセッサ等のプログラミング
によっても実行できる。
【００２７】特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で
記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関
係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと
解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される基地局と無線端末を有する
無線通信システムのセル領域の詳細を表す図
【図２】本発明が用いられる基地局と移動局の詳細を表
すブロック図
【図３】無線端末が現在基地局のセルカバレッジ領域内
にあるか否かを特定するためのページングメッセージと
応答メッセージの従来の使用方法を示す図
【図４】本発明により無線端末により使用されるタイミ
ング制御信号を表す図
【図５】本発明の一実施例の動作においてタイミング制
御命令とタイミング制御信号と終了命令の使用例を表す
図
【図６】本発明の一実施例によりタイミング制御命令と
タイミング制御信号と終了命令を採用する基地局の処理
のステップを表すフローチャート図
【図７】本発明の一実施例によりタイミング制御命令と
タイミング制御信号と終了命令を採用する無線端末の処
理のステップを表すフローチャート図
【符号の説明】
１０１ セル領域 １０２，２０１ 基地局 １０３，２０３ 無線端末 ２００ 多重アクセス無線通信システム ２０２，２０４ アンテナ ２０５，２０８ 送信器 ２０６，２０９ 制御器 ２０７，２１０ 受信器 ３０１ ページングメッセージ ３０２ 応答 ４００ タイミング制御信号 ５０１ タイミング制御命令 ページングタイムスロッ
ト ５０２ タイミング制御信号 タイミング制御タイムス
ロット ５０３ 終了命令 ページングタイムスロット ６０１ タイミング制御命令を送信する ６０２ タイミング制御タイムスロットを監視する ６０３ 無線端末を保持する ６０４ 終了命令を送信する ７０１ スタンバイモード ７０２ ページングタイムスロット監視する タイミン
グ制御命令 ７０３ タイミング制御信号を送信する
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ラジヴ ラロイア アメリカ合衆国、07920 ニュージャージ ー州、バスキング リッジ、サマービル ロード 455 (72)発明者 チュンイ リ アメリカ合衆国、07921 ニュージャージ ー州、ベッドミンスター、レン レーン 357 (72)発明者 サテアデヴ ヴェンカタ アメリカ合衆国、07076 ニュージャージ ー州、スコッチ プレーンズ、スプルース ミル レーン 281 Ｆターム(参考） 5K028 BB06 CC02 CC05 KK12 LL12 RR02 5K067 AA25 DD23 DD27 DD51 EE02 EE10 EE46 EE71 GG03 GG11 GG21

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基地局と無線端末を有する無線通信シス
    テムにおいて、特定の無線端末が基地局のセルカバレッ
    ジ領域内で到達可能であるか否かを特定するために基地
    局で行われる方法において、 （Ａ） 前記特定の無線端末に割り当てられたタイミン
    グ制御タイムスロット内でタイミング制御命令を送信す
    るステップと、 （Ｂ） 前記タイミング制御信号を前記特定の無線端末
    から受信したか否かを決定するために、受信したタイミ
    ング制御信号タイムスロットを監視するステップとから
    なり、 前記タイミング制御信号の受信は、前記特定の無線端末
    が前記基地局セルカバレッジ領域で到達可能であること
    を示すことを特徴とする無線通信システムの基地局で用
    いられる特定の無線端末に到達可能であるかを判定する
    方法。
  2. 【請求項２】 前記特定の無線端末と基地局は、所定の
    タイミング制御信号と、前記特定の無線端末により前記
    所定のタイミング制御信号が送信されるべき所定の時間
    を予め知っていることを特徴とする請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 （Ｃ） 前記タイミング制御メッセージ
    を所定の時間インターバルで受領したか否かを決定する
    ステップと、 （Ｄ） 受領していない場合、前記特定の無線端末に割
    り当てられたリンク接続を終了するステップをさらに有
    することを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記（Ａ）ステップは、前記終了命令を
    前記特定の無線端末に送信するステップを含むことを特
    徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 基地局と無線端末を有する無線通信シス
    テムにおいて、特定の無線端末が基地局のセルカバレッ
    ジ領域内で到達可能であるか否かを特定するために無線
    端末で行われる方法において、 （Ａ） タイミング制御命令を得るために前記特定の無
    線端末に割り当てられた受信したページングタイムスロ
    ットを監視するために監視モードに入るステップと、 （Ｂ） 前記特定の無線端末に対する受信したタイミン
    グ制御命令を検出したことに応答して、所定のタイミン
    グ制御タイムスロットでタイミング制御信号を送信する
    ステップとを有することを特徴とする無線端末が基地局
    セルカバレッジ領域内で到達可能かを判定する無線端末
    で用いられる方法。
  6. 【請求項６】 （Ｃ） タイミング制御命令が検出され
    ない場合、スタンバイモードに入り所定の時間に前記監
    視モードに入るステップをさらに有することを特徴とす
    る請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 （Ｄ） 終了命令が前記監視モードで検
    出された場合には、スタンバイモードに入り所定の時間
    に前記監視モードに入るステップをさらに有することを
    特徴とする請求項５記載の方法。
  8. 【請求項８】 基地局と無線端末を有する無線通信シス
    テムにおいて、特定の無線端末が基地局のセルカバレッ
    ジ領域内で到達可能であるか否かを特定する基地局にお
    いて、 （Ａ） 前記特定の無線端末に割り当てられたタイミン
    グ制御タイムスロット内でタイミング制御命令を送信す
    る送信器と、 （Ｂ） 前記タイミング制御信号を前記特定の無線端末
    から受信したか否かを決定するために、受信したタイミ
    ング制御信号タイムスロットを監視するモニタとからな
    り、 前記タイミング制御信号の受信は、前記特定の無線端末
    が前記基地局セルカバレッジ領域で到達可能であること
    を示すことを特徴とする無線通信システムの基地局。
  9. 【請求項９】 基地局と無線端末を有する無線通信シス
    テムにおいて、特定の無線端末が基地局のセルカバレッ
    ジ領域内で到達可能であるか否かを特定する無線端末に
    おいて、 （Ａ） タイミング制御命令を得るために前記特定の無
    線端末に割り当てられた受信したページングタイムスロ
    ットを監視するために監視モードに入る受信器と、 （Ｂ） 前記特定の無線端末に対する受信したタイミン
    グ制御命令を検出したことに応答して、所定のタイミン
    グ制御タイムスロットでタイミング制御信号を送信する
    送信器とを有することを特徴とする無線端末。
  10. 【請求項１０】 基地局と無線端末を有する無線通信シ
    ステムにおいて、特定の無線端末が基地局のセルカバレ
    ッジ領域内で到達可能であるか否かを特定する方法にお
    いて、 基地局が、 （ＢＳＡ） 前記特定の無線端末に割り当てられたタイ
    ミング制御タイムスロット内でタイミング制御命令を送
    信するステップと、 （ＢＳＢ） タイミング制御信号を前記特定の無線端末
    から受信したか否かを決定するために受信したタイミン
    グ制御信号タイムスロットを監視するステップとを有
    し、 無線端末が、 （ＷＴＡ） タイミング制御命令を得るために前記特定
    の無線端末に割り当てられた受信したページングタイム
    スロットを監視するために監視モードに入るステップ
    と、 （ＷＴＢ） 前記特定の無線端末に対する受信したタイ
    ミング制御命令を検出したことに応答して、所定のタイ
    ミング制御タイムスロットでタイミング制御信号を送信
    するステップとを有し、 前記タイミング制御信号の受信は、前記特定の無線端末
    が前記基地局セルカバレッジ領域で到達可能であること
    を示すことを特徴とする無線通信システムで用いられる
    方法。
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