JP2002524966A - 通信中継ネットワーク要素を検出する方法及びシステム - Google Patents
通信中継ネットワーク要素を検出する方法及びシステムInfo
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Abstract
Description
通信中継ネットワーク要素の検出方法に係る。又、本発明は、独立請求項13の
前文に記載したセルラー通信ネットワークにおける通信中継ネットワーク要素の
検出システムにも係る。更に、本発明は、独立請求項18の前文に記載したセル
ラー通信ネットワークのネットワーク要素にも係る。
タは、建物内に配置するベースステーション又はベーストランシーバステーショ
ン(BTS)の数を増加して、移動電話及び他の移動通信装置を使用する顧客が
屋内でも受け入れられるサービスクオリティを得られるようにしている。これら
の屋内ベースステーションは、建物の1つの階床又は1つの部屋のみをカバーす
るセルが形成されるように構成するのが極めて一般的である。セルラー通信ネッ
トワークに使用されるセルは、セルのカバレージエリアのサイズに基づいてマク
ロセル、マイクロセル及びピコセルと分類される。これら屋内セルのサイズは、
それらをマイクロセル分類で配置する場合に、通常、100m以下である。
ベースステーション11は、3つのセクター12a、12b及び12cより成る
マイクロセルが形成されるようにビルディング内に配置される。 ビルディング内には、通常、電磁波の伝播を遮る多数の壁や他の障害物がある
ために、図1aに示されたゾーン13のようなデッドゾーンが形成される。デッ
ドゾーン13内に位置する移動ステーション16は、ベースステーション11と
の通信を確立できないか、又は接続を形成できても、接続のクオリティが悪い。
これらのデッドゾーンを排除するために、移動ステーション16とベースステー
ション11との間の中継ステーションとして使用される無線中継器が、ベースス
テーション11のデッドゾーン13内の移動ステーション16から通信を受信で
きる位置、及びそれらの通信をベースステーション11へ中継できる位置に配置
される。当然、ベースステーションから移動ステーションへの通信も、同様に行
うことができる。
は、無線中継器14が配置され、そのカバレージエリア15が、図1aに示すベ
ースステーション11のデッドゾーン13をカバーしている。 図2には、障害物22の後方でベースステーション11のデッドゾーンに位置
する移動ステーション21bが無線中継器14を経てベースステーション11と
いかに通信するかが示されている。移動ステーション21bを使用するときは、
無線中継器14が、通常は同じチャンネルを使用して通信を受信しそしてそれを
ベースステーション11へ送信するが、ある場合には、チャンネルを切り換える
無線中継器の使用が好ましい。従って、ベースステーション11からの通信は、
無線中継器14を経て移動ステーション21bへ中継される。ベースステーショ
ン11と、ベースステーションのカバレージエリア内に位置する第2の移動ステ
ーション21aとの間の通信は、無線中継器14なしに直接行なわれる。
構成され、一方のアンテナは、ベースステーションのデッドゾーンをカバーし、
そして別のアンテナは、ベースステーションとの通信を実行する。無線中継器の
典型的な使用は、ベースステーションから移動ステーションへのダウンリンク及
び移動ステーションからベースステーションへのアップリンクの同じチャンネル
において受信通信を中継する。経済的な理由で、精巧な監視装置は、無線中継器
には通常含まれない。それ故、公知技術では、無線中継器の動作に関する情報を
ネットワークマネージメントシステムへ取り込む方法がない。これは、あるエリ
アがデッドゾーンになっていることを通知する顧客からの苦情を受けるまで無線
中継器が動作しないことをオペレータが知らずにいるという事態を引き起こす。
は、精巧な監視装置を無線中継器に含ませることである。この装置は、ネットワ
ークマネージメントシステムに直結することもできるし、又はベースステーショ
ンを経て接続することもできる。しかしながら、この解決策は、無線中継器の製
造コストの著しい増加を意味する。 文献WO96/07250号は、中継器に関する種々の問題及び構成を開示し
ている。しかしながら、これらの構成は、現状の問題に対する解決策を与えるも
のではない。
めの新規な方法を提供することである。この方法は、要素自体に監視装置をもた
ずに使用することができ、公知技術の上記問題を解消する。 本発明の別の目的は、無線中継器のような通信中継ネットワーク要素を検出す
るための新規なシステムを提供することである。このシステムは、要素自体に監
視装置をもたずに使用することができる。 本発明の更に別の目的は、無線中継器のような通信中継ネットワーク要素を検
出するためのシステムを備えた新規なネットワーク要素を提供することである。
現在のネットワーク要素は、変換を容易に且つ経済的に実施し得るソフトウェエ
ア変更で、本発明のネットワーク要素へと変換することができる。
して、通信が少なくとも1つの中継要素を経てベースステーションに中継される
か又はベースステーションと直接行われるかを決定することにより達成される。
少なくとも1つの中継要素を経て行なわれる移動ステーションからの通信は、ベ
ースステーションと直接通信する移動ステーションの時間遅延と比較した時間遅
延の増加により検出される。 より詳細には、上記目的は、独立請求項1、13及び18の特徴部分に記載し
た方法、システム及びネットワーク要素によって達成される。本発明の好ましい
実施形態は、従属請求項に記載する。
る情報が確認できるときには、中継要素の動作に関する情報を、例えば、ネット
ワークマネージメントシステム(NMS)を経てオペレータに与えることができ
る。これは、ネットワークに関する更に完全な理解をオペレータに与え、そして
中継要素により生じる考えられる問題を識別する上でオペレータの助けとなり、
従って、顧客に提供されるサービスのクオリティをオペレータが改善できるよう
にする。 又、本発明は、ベースステーションについても中継要素についても付加的なハ
ードウェアを必要としないので、現在のセルラーネットワークに対して実施する
のに極めて簡単で且つ経済的である。本発明による方法は、現在のセルラー通信
ネットワークに対するソフトウェア変更のみで実施できる。
ンの受信及び送信フレームの構造が示されている。GSM規格に規定されている
ように、送信フレーム31bは、受信フレーム31bから、3つのバースト周期
(BP)だけ遅延されている[1]。実際には、アップリンクスロット(移動ス
テーションの送信)の番号がダウンリンクスロット(移動ステーションの受信)
の番号から3つのバースト周期のシフトで導出されるという規定である[1]。
これは、移動電話の送信及び受信が同じスロット番号、即ち図3aのスロット2
で行われるときに、移動ステーションが同時の送信及び受信を回避できるように
し、これにより、移動ステーションの受信器が同じ移動ステーションの送信器か
ら保護される必要がないときに、容易な実施を促進する。
テーションとベースステーションとの間の伝播遅延がバーストの時間巾に比較し
てもはや無視できなくなる。ベースステーションは、多数の移動ステーションと
の通信を同時に取り扱うことがあるので、各移動ステーションからのバーストが
正しいタイムスロットで受信されることが必須である。さもなくば、異なる移動
ステーションから到来するバーストが重畳して、送信クオリティを悪化させるこ
とになる。これは、現在のネットワークでは、移動ステーションの受信フレーム
と送信フレームとの間の時間遅延を制御することにより解決されている。これは
、タイミング進み(TA)を使用して行なわれる。
クルと送信サイクルとの間の時間遅延を決定するかが示されている。ベースステ
ーション、ベースステーションコントローラBSC、又はタイミング進みを決定
する別のエンティティが、例えば、参照文献[1]の第346−349ページに
記載された方法を用いて適切なタイミング進み値を決定したときには、そのタイ
ミング進み値が、それ自体知られた方法を使用して移動ステーションへ送信され
る。移動ステーションは、そのタイミング進み値を受信すると、そのタイミング
進み値で指示された量だけその送信スロットの送信を進ませる。それ故、移動ス
テーションの観点から、ダウンリンクフレーム31aとアップリンクフレーム3
1bとの間の時間差は、図3aでは、バースト周期(BP)の3倍以下であるが
、図3bでは、バースト周期(BP)の3倍から、受信したタイミング進み値で
指示されたタイミング進み(TA)を差し引いたものとなる。
の伝播遅延が増加するときに、タイミング進みが増加する。GSMネットワーク
環境において移動ステーションがベースステーションに対して500mより接近
しているときには、ベースステーションと移動ステーションとの間の伝播遅延を
無視でき、タイミング進みがゼロとなる。これは、定義ではかなり小さいもので
あるマイクロセルに移動ステーションが位置するケースである。図2の無線中継
器のような中継要素を経て通信が中継されるときには状態が変化する。無線中継
器は、移動ステーションとベースステーションとの間の通信に対してある程度の
遅延をもたらす。ベースステーションは、タイミング進みの増加から無線中継器
の存在を観察することができる。無線中継器を経てベースステーションと通信す
る移動ステーションのタイミング進みが、数kmの距離により生じるタイミング
進みに対応するというのが極めて一般的である。マイクロセル環境では、移動ス
テーションが位置してベースステーションと依然通信を行うことのできる実際の
最大距離が、通常、数百メーターに過ぎない。それ故、タイミング進み値を使用
して、移動ステーションとベースステーションとの間の通信が無線中継器を経て
行なわれるか又は他の遅延発生ネットワーク要素を経て行なわれるかを決定する
ことができる。
41では、ベーストランシーバステーション(BTS)が、移動ステーションに
より送信された送信を受信する。この送信は、通常、GSMネットワークのよう
にデジタル情報を含むバーストにおいて行われる。このバーストは、通常のデー
タバーストでもよいし、アクセスバーストでもよいし、或いは移動ステーション
のタイミング進みを決定するのに使用できる他の種類の情報でもよい。 ステップ42では、タイミング進み(TA)が、ベーストランシーバステーシ
ョン、ベースステーションコントローラ(BSC)、又はタイミング進みを決定
する別のエンティティにより決定される。タイミング進みは、マイクロ秒で表す
ことができ、或いは実際のタイミング進みに対応する整数値(通常GSMネット
ワークでは0−63)をもつタイミング進み値で表すことができる。
アに位置してベースステーションと直接通信している移動ステーションに対して
考えられる最大タイミング進みより大きいかどうか決定される。GSMネットワ
ークのマイクロセルでは、これは、通常、ベースステーションと直接通信する全
てのベースステーションに対するタイミング進み値がゼロであるので非常に簡単
に行うことができ、従って、ステップ43は、ステップ42で既に計算されたタ
イミング進み値をチェックするだけであるように簡単化することができる。タイ
ミング進み値がゼロより大きい場合には、ステップ44において、その通信が、
無線中継器のような遅延発生中継要素を経て到来したものであると判断される。
本発明のある効果的な実施形態では、図6を参照して説明する方法を使用して、
ステップ44において中継要素の識別も行なわれる。
ーションがベースステーションと直接通信していると結論される。 ステップ44において、通信が中継要素を経て行なわれると結論されたときに
は、この情報が多数の異なるやり方で使用され、その幾つかが図4のフローチャ
ートに含まれている。ステップ45では、その特定のセルに中継要素があること
が以前に検出されたかどうか決定される。このセルの中継要素に関する以前の指
示がない場合には、ステップ46において、そのセルにおける中継要素の存在に
関する通知情報がネットワークマネージメントシステムに送られて、データベー
スに含まれる。
5の後に既に知られていた場合には、ステップ47において、中継要素を経て行
なわれる通信に対して特定の測定を実行すべきかどうかチェックされる。これら
の測定、例えば、ドロップコール比及びハンドオーバー欠陥のような性能管理カ
ウンタの更新が、次いで、ステップ48において実行される。 ステップ50では、ステップ41で受信したバースト、即ち中継素子を経て到
来するバースト及び移動ステーションから直接到来するバーストの両方に対して
通常の情報処理が実行される。ステップ50の後に、ステップ41へ復帰し、新
たなバーストが受信される。
えば、マクロセルにおいても、ベースステーションと直接通信する移動ステーシ
ョンに対する最大タイミング進みが分かりそして中継要素により生じるタイミン
グ進みがこの最大タイミング進みより大きい場合には、使用することができる。
従って、図4のステップ43における制限基準は、値がゼロより大きいことに限
定されるものではなく、セル特有のある値より大きい値でもよい。 図5には、別の通信中継ネットワーク要素、即ち光学的トンネル構成が示され
ている。光学的トンネル構成では、ベースステーション11のカバレージエリア
を、簡単な無線中継器では容易にカバーできない位置まで延長することができる
。光学的トンネル構成は、例えば、ベースステーションのカバレージエリアが2
つの別々のビルディングへと延びるときに使用される。
との間の通信が、2つの受信器/トランシーバ区分54a及び54bと、2つの
電気−光学コンバータ52a及び52bと、光学的転送手段51とを経て実行さ
れる。 第1の受信器/トランシーバ区分54aは、ベースステーション11と第1の
電気−光学コンバータ52aとの間の通信を中継する。第1の電気−光学コンバ
ータ52aは、第1の受信器/トランシーバ区分54aにより受信された通信を
光学情報に変換し、そしてその光学情報を、光学的転送手段51を経て第2の電
気−光学コンバータ52bへ送信する。第2の電気−光学コンバータ52bは、
受信した光学的情報を電気的形態に変換し、そしてそれを第2の受信器/トラン
シーバ区分54bへ転送し、これが情報を移動ステーション21bへ中継する。
従って、移動ステーション21bからの通信は、第2の受信器/トランシーバ区
分54b及び第2の電気−光学コンバータ52bを経て光学的転送手段51へ中
継され、そこで、第1の電気−光学コンバータ52aにより受信され、これは、
第1の受信器/トランシーバ区分54aへそして更にベースステーション11へ
情報を転送する。
及び52bは、移動ステーション21bとベースステーション11との間の通信
に時間遅延を生じさせる。それ故、本発明は、光学的トンネル構成体の検出にも
使用できる。 図6には、セルにおける通信の分布が時間遅延の関数として例示されている。
このセルは2つの異なる中継要素を有する。この分布における第1のピーク62
は、ベースステーションと直接行なわれる通信により生じる。第2のピーク63
は、第1の中継要素、例えば、無線中継器を経て行なわれる通信により生じる。
第3のピーク64は、第2の中継要素、例えば、光学的トンネル構成体を経て行
われる通信により生じる。
最大時間遅延61aは、中継要素により生じる最小時間遅延より短い。それ故、
図6のインターバルAにおける時間遅延を伴う通信は、ベースステーションと直
接実行されると結論される。第1及び第2の中継要素を経て行なわれる通信に対
する最大時間遅延61b及び61cは既知であり、そして第2の中継要素を経て
行なわれる通信に対する最小時間遅延は、第1の中継要素を経て行なわれる通信
に対する最大時間遅延61bより長い。それ故、インターバルB内の時間遅延を
有する通信は第1の中継要素を経て行なわれそしてインターバルC内の時間遅延
を有する通信は第2の中継要素を経て行なわれると結論される。
す場合には、本発明は、通信が中継要素を経て行われることを識別するだけでな
く、通信を行う中継要素を識別するのにも使用できる。各特定のセルに対する考
えられる時間遅延インターバルの分析は、各セルの個々の特性を考慮できるよう
に、要素の詳細な識別を行う前に実行されねばならない。 又、本発明は、機能不良の要素を検出するのにも使用できる。これは、例えば
、遅延発生の中継要素がセルにおいて検出されるたびに遅延の存在の指示を記憶
することにより行うことができる。次いで、ある監視手段を使用して、これらの
指示を監視することができる。セルにおける中継要素が以前に検出されて以来、
充分な時間が経過したときには、そのセルの中継要素に考えられる機能不良につ
いて知らせる通知をオペレータに送信することができる。
ットワーク要素を検出するのにも使用できる。更に、本発明は、GSMネットワ
ークのみに限定されるものではなく、タイミング進み又は同様の方法を使用して
ベースステーションと移動ステーションとの間の伝播時間遅延を補償するUMT
Sネットワークのようなあらゆる種類のセルラー通信ネットワークにも使用でき
る。それ故、タイミング進みを決定する実際の方法は、本発明に関与しないもの
である。
いる。図7aでは、システム70がベースステーションコントローラ72に配置
され、そして図7bでは、システム70がベーストランシーバステーション74
に配置される。システム70は、I/Oインターフェイス76を有し、これを経
てシステムはネットワークマネージメントシステム75と通信しそしてBTS7
4と移動ステーション21a及び21bとの間の通信を監視することができる。
BTS74と移動ステーション21a及び21bとの間の通信時間遅延が監視さ
れ、そして異なる中継要素がプロセッサ71により識別される。メモリ72にセ
ーブされたプログラム73は、本発明による方法を使用して遅延発生ネットワー
ク要素を検出しそしておそらく識別できるように、プロセッサ71を制御するの
に使用される。
は、異なるセルラーテレコミュニケーションシステムの状況においてしばしば異
なる。例えば、UMTSシステムでは、ベースステーションコントローラ(BS
C)に対応する機能的エンティティが無線ネットワークコントローラ(RNC)
である。それ故、本明細書において種々の機能的エンティティを表すのに使用さ
れた特定の用語は、GSMシステムに基づく例だけであるが、本発明を何ら限定
するものではない。
らかであろう。本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、多数の修正や変
更がなされ得ることを理解されたい。 参考文献:[1]Michel Mouly, Marie-Bernadette Pautet: "The GSM System
for Communications", ISBN 2-9507190-0-7, Palaiseau 1992
るかを示す概略図である。
るかを示す概略図である。
送信サイクルの概略図である。
送信サイクルの概略図である。
ある。
Claims (20)
- 【請求項1】 セルラー通信ネットワークにおけるベースステーションと移
動ステーションとの間の通信を中継するネットワーク要素を検出するための方法
(40)であって、ベースステーションと移動ステーションとの間の時間遅延を監視
する段階(42)を含む方法において、少なくとも1つの要素を経て中継される通信
を、ベースステーションと直接通信する移動ステーションの時間遅延と比較した
時間遅延の増加によって検出する段階(43)を含むことを特徴とする方法(40)。 - 【請求項2】 上記通信を中継する要素を通信時間遅延に基づいて識別する
段階(44)を含む請求項1に記載の方法(40)。 - 【請求項3】 上記時間遅延に対応するタイミング進み値を計算する段階(4
2)を含む請求項1に記載の方法(40)。 - 【請求項4】 ある所定値より大きなタイミング進み値をもつ通信を、少な
くとも1つの上記要素を経て中継されると決定する段階(43)を含む請求項3に記
載の方法(40)。 - 【請求項5】 上記所定値はゼロである請求項4に記載の方法(40)。
- 【請求項6】 上記移動通信ネットワークはGSMネットワークである請求
項1に記載の方法(40)。 - 【請求項7】 少なくとも1つの上記要素の存在が初めて検出されたときに
(45)、事象通知がネットワークマネージメントシステムに送信される段階(46)を
含む請求項1に記載の方法(40)。 - 【請求項8】 上記時間遅延は、ベーストランシーバステーション(BTS)に
より監視される請求項1に記載の方法(40)。 - 【請求項9】 上記時間遅延は、ベースステーションコントローラ(BSC)に
より監視される請求項1に記載の方法(40)。 - 【請求項10】 少なくとも1つの上記要素を経て中継される通信は、ネッ
トワーク及び上記要素の機能に関する情報を与える種々のパラメータを決定する
ように監視される請求項1に記載の方法(40)。 - 【請求項11】 少なくとも1つの上記要素は、無線中継器である請求項1
に記載の方法(40)。 - 【請求項12】 少なくとも1つの上記要素は、光学的トンネル構成である
請求項1に記載の方法(40)。 - 【請求項13】 セルラー通信ネットワークにおけるベーストランシーバス
テーション(BTS)と移動ステーション(21b)との間の通信を中継するネットワーク
要素(14)を検出するためのシステム(70)であって、ベーストランシーバステーシ
ョン(74)と移動ステーション(21a,21b)との間の時間遅延を監視するようなシス
テムにおいて、少なくとも1つの要素(14)を経て中継される通信を、ベーストラ
ンシーバステーション(74)と直接通信する移動ステーション(21a)の時間遅延と
比較した時間遅延の増加によって検出する手段(71)を備えたことを特徴とするシ
ステム(70)。 - 【請求項14】 上記システム(70)は、上記通信を中継する要素を通信時間
遅延に基づいて識別する手段(71)を有する請求項13に記載のシステム(70)。 - 【請求項15】 上記移動通信ネットワークは、GSMネットワークである
請求項13に記載のシステム(70)。 - 【請求項16】 上記システム(70)は、少なくとも1つの上記要素(14)の存
在が初めて検出されたときに、事象通知をネットワークマネージメントシステム
(75)に送信する送信する手段(76)を有する請求項13に記載のシステム(70)。 - 【請求項17】 上記システム(70)は、少なくとも1つの上記要素(14)を経
て中継される通信から測定を実行する手段(71)を有する請求項13に記載のシス
テム(70)。 - 【請求項18】 通信を中継する要素を通信時間遅延に基づいて識別するシ
ステム(70)を備えたことを特徴とするセルラー通信ネットワーク用のネットワー
ク要素(72,74)。 - 【請求項19】 上記ネットワーク要素は、ベーストランシーバステーショ
ン(BTS)(74)である請求項18に記載のネットワーク要素(72,74)。 - 【請求項20】 上記ネットワーク要素は、ベースステーションコントロー
ラ(BSC)(72)である請求項18に記載のネットワーク要素(72,74)。
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