JP2005143080A - 無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワースキャン方法 - Google Patents

無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワースキャン方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 無線接続通信システムの通信効率を増進させるために、無線接続通信システムのセルプランニング方法及び隣接基地局のパワー測定方法を提供する。
【解決手段】 無線接続通信システムのセルプランニング方法であって、無線接続通信システムに属している加入者端末がデータフレームを受信するときに、複数の基地局から受信されたデータフレームが衝突しない範囲の内で、基地局のフレームスタートオフセットを相互に異なって設定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、無線接続通信システムに関し、特に、無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワースキャン方法に関する。
通常、無線接続通信システムの端末は、隣接基地局(neighbor base station)のパワー(power)を測定するために、その端末のサービング基地局(serving base station)に隣接基地局のパワーを測定するためのスキャニングインターバル(scanning interval)を要請する。そして、サービング基地局から割り当てられたスキャニングインターバルの間に隣接基地局のパワーを測定する。
図１は、通常の無線接続通信システムでの隣接基地局のパワーをスキャニング(scanning）する方法に対するフローチャートである。図１を参照すると、加入者端末１０は、ステップＳ１２で、サービング基地局２０にスキャニングインターバル要請メッセージ(ＳＣＮ−ＲＥＱメッセージ)を伝送して、スキャニングインターバルを要請する。このとき、スキャニングインターバルは、加入者端末１０が隣接基地局のパワーをスキャニングする時間区間を意味する。
一方、このスキャン要請メッセージ(ＳＣＮ−ＲＥＱメッセージ)を受信したサービング基地局２０は、ステップＳ１４で、そのスキャン要請メッセージ(ＳＣＮ−ＲＥＱメッセージ)に応じてスキャン時間をスケジューリングする。そうすると、ステップＳ１６で、加入者端末１０に応答メッセージ(ＳＣＮ−ＲＳＰメッセージ)を伝送する。このとき、この応答メッセージ(ＳＣＮ−ＲＳＰメッセージ)は、スキャニングインターバルの開始時点及び長さなどを有する。
この応答メッセージ(ＳＣＮ−ＲＳＰメッセージ)を受信した加入者端末１０は、その応答メッセージ(ＳＣＮ−ＲＳＰメッセージ)からスキャニングインターバルの開始時点及びスキャニングインターバルの長さを読み取る。加入者端末１０は、ステップＳ１８で、このスキャニングインターバルの開始時点でスキャニングインターバルを開始した後に、ステップＳ２０で、隣接基地局のパワーを測定する。このとき、加入者端末１０は、サービング基地局２０のブロードキャストチャンネル(broadcast channel)値を考慮する必要なく、隣接基地局のパワーをスキャン(scan)する。さらに具体的に言うと、加入者端末１０は、スキャニングインターバルの間に、サービング基地局２０から伝送されたフレームに属しており、ダウンリンクマップ(ＤＬ−ＭＡＰ)またはアップリンクマップ(ＵＬ−ＭＡＰ)のようなサービング基地局２０のフレーム構成情報を持つブロードキャストチャンネル値を復調せずに、隣接基地局のパワーを測定する。ステップＳ２０は、このスキャニングインターバルの区間の間に継続して遂行される。すなわち、加入者端末１０は、ステップＳ２２で、スキャニングインターバルが終了されるときまで、ステップＳ２０を反復する。
一方、ステップＳ２４で、加入者端末１０のスキャニングインターバルの間に、サービング基地局２０から加入者端末１０に伝送されるべきデータが発生すると、ステップＳ２６で、サービング基地局２０は、加入者端末１０のスキャニングインターバルの間にこのデータを伝送せずに待機する。
そして、加入者端末１０のスキャニングインターバルが終了されると、サービング基地局２０は、このデータを加入者端末１０に伝送する。すなわち、サービング基地局２０は、スキャニングインターバル区間の間には、加入者端末１０と通信しない。例えば、サービング基地局２０から加入者端末１０に伝送されるべきデータが存在するとしても、サービング基地局２０は、加入者端末１０のスキャニングインターバルの終了を待つと共に、スキャニングインターバルが終了されると、加入者端末１０に該当データを伝送する。
従って、従来は、加入者端末１０が隣接基地局のパワーを測定する間、サービング基地局２０と通信を遂行することができなかった。さらに、従来技術の動作制限は、無線接続通信システムの通信効率を低下させる短所があった。
上記背景に鑑みて、本発明の第１の目的は、無線接続通信システムの通信効率を増進させる無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワー測定方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、加入者端末が隣接基地局のパワーをさらに効率的に測定することができるようにする無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワー測定方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、加入者端末が別途のスキャニングインターバルを設定せずとも、隣接基地局のパワーを測定するようにする無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワー測定方法を提供することにある。
本発明の第４の目的は、加入者端末が自分に割り当てられたデータがないフレームの時間区間または持続期間中に、隣接基地局のパワーを測定するようにする無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワー測定方法を提供することにある。
本発明の第５の目的は、加入者端末が、ブロードキャストチャンネルの位置が相異なる２つの基地局と同時に通信が可能であるようにする無線接続通信システムのセルプランニング方法及びその無線接続通信システムでの隣接基地局のパワー測定方法を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明に従う無線接続通信システムのセルプランニング方法は、当該無線接続通信システムに属している加入者端末がデータフレームを受信するときに、複数の基地局から受信されたデータフレームが衝突しない範囲の内で、当該基地局のフレームスタートオフセットを相互に異なって設定することを特徴とする。
特に、当該セルプランニング方法は、当該加入者端末のサービング基地局とその隣接基地局のフレームスタートオフセットを所定の時間区間以上離隔するように設定するが、当該基地局間のフレームスタートオフセットを５つの直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)シンボル以上差異ができるように設定することが望ましい。
また、隣接基地局の間でフレームスタートオフセットが所定の時間区間以上離隔するように設定された無線接続通信システムでの隣接基地局のパワースキャン方法は、ａ) サービング基地局からデータフレームを受信した加入者端末がそのデータフレームの構成情報を持つブロードキャストチャンネルを分析するステップと、ｂ) 該当受信されたフレームにおいて該当加入者端末に割り当てられたアップ／ダウンリンク区間があるか否かを確認するステップと、ｃ) 当該受信されたフレームにおいて該当加入者端末に割り当てられたアップ／ダウンリンク区間がなければ、その受信されたフレームのアップ／ダウンリンク区間を利用して隣接基地局のパワーを測定するステップと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、無線接続通信システムで隣接基地局のパワーを測定するためのスキャニングインターバル(scanning interval)を別途に設定することなく、サービング基地局から受信されたデータフレームのうち、該当加入者端末に割り当てられたデータがないフレームの区間内で隣接基地局のパワーを測定する。これによって、無線接続通信システムの伝送効率を向上させることができる。
また、各基地局のフレームの構成情報を持つブロードキャストチャンネルの位置が相互に異なる２つの基地局からブロードキャストチャンネルの情報を同時に復調することが可能になる。このようにして、加入者端末が複数の基地局と同時に通信することが可能になる。
結果的に、加入者端末が隣接基地局のパワーを測定するために、サービング基地局と通信することができない問題を解決でき、さらに、加入者端末が隣接基地局のパワーをさらに効率的に測定することが可能になる。
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。
図２は、直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access；ＯＦＤＭＡ)方式の無線接続通信システムでの通常のデータフレームの構造を示す。図２を参照すると、ＯＦＤＭＡ方式の無線接続通信システムのデータフレームは、そのフレームの内にアップリンク／ダウンリンクをすべて有しており、アップリンクとダウンリンクとの間にＴＴＧ(Transmit Time Gap)とＲＴＧ(Receive Time Gap)を備える。本実施の形態において、このデータフレームは、このフレームの左側にダウンリンクのためのＤＬサブフレーム(DL sub-frame)を有し、右側にアップリンクのためのＵＬサブフレーム(UL sub-frame)を有し、各フレームは、１つのプリアンブル(preamble)、１つのＵＬマップ(up-link map)、及び１つのＤＬマップ(down-link map)を備える。
また、図２に示す例で、縦軸は、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiple；ＯＦＤＭ)シンボル(symbol)のサブチャンネル(subchannel)インデックス(index)を示し、縦軸に沿った相互に異なる位置は、相互に異なる周波数に該当する。すなわち、縦軸は、同一の時間に送られる相互に異なる周波数を示す。従って、実際には、縦軸に沿った相互に異なる位置は、ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)の相互に異なる入力(input)に該当する。
一方、横軸は、時間(time)軸を示し、ＯＦＤＭシンボル区間(symbol duration)に分けられる。図２において、ダウンリンクプリアンブル(DL-preamble)は、１つのＯＦＤＭシンボルで構成されており、ブロードキャスティング(broadcasting)区間(例えば、ダウンリンクフレームプレフィックス(DL Frame Prefix)、ダウンリンクマップ(DL-MAP)、アップリンクマップ(UL-MAP))は、１つのスロット(slot)が３つのＯＦＤＭシンボルで構成されている。そして、残りのダウンリンクバースト(DL-burst)区間(すなわち、DL-burst #1、DL-burst #2、DL-burst #7など)は、３の倍数のＯＦＤＭシンボルで構成されている。
無線接続通信システムの加入者端末は、このような構造を有するデータフレームをサービング基地局から受信した後に、そのデータフレームのダウンリンクプリアンブルによってサービング基地局との同期を合わせる。そして、各加入者端末は、ダウンリンクフレームプレフィックス、ダウンリンクマップ、及びアップリンクマップを有する３つのＯＦＤＭシンボルからなるブロードキャストチャンネルを復調して、現在のフレームにおいて自分が読み取るダウンリンク区間とアップリンク区間を確認する。
この確認した結果、加入者端末は、現在のフレームに自分が読み取るダウンリンク区間とアップリンク区間がない場合に、次のフレームの受信を待機する。すなわち、従来の無線接続通信システムでの加入者端末は、現在のフレームに自分が参照すべきダウンリンク区間またはアップリンク区間がない場合に、何の動作も遂行せずに、次のフレームの受信を待機する。
さらに具体的に言うと、横軸である時間(OFDM symbol)区間のうち、４個のＯＦＤＭシンボル区間で自分が読み取るダウンリンク区間とアップリンク区間を確認した後に、該当フレームに自分が読み取るダウンリンク区間とアップリンク区間がなければ、残りのシンボル(すなわち、全体のＯＦＤＭシンボル−４＊ＯＦＤＭシンボル)区間の間に、該当端末は、何の動作も遂行しないようになる。
従って、本発明は、この残りのシンボル区間を活用して隣接基地局のパワーを測定し、その結果、無線接続通信システムのセルプランニング(cell planning)を遂行するときに、各基地局のフレームスタートオフセット(frame start offset)を異なって設定する。
このとき、加入者端末が隣接基地局のパワーを測定するためには、隣接基地局と同期を合わせなければならなく、従って、隣接基地局のダウンリンクプリアンブルを復調しなければならない。また、加入者端末がサービング基地局から伝送されるデータフレームに属しているブロードキャストチャンネルを復調しつつ、ブロードキャストチャンネルの間の区間で実際にデータ伝送を遂行する必要がないときに、隣接基地局のパワーを測定するようにするためには、隣接基地局のダウンリンクプリアンブルの位置がサービング基地局のブロードキャストチャンネルの位置と重ならないようにする。
従って、本発明に従うセルプランニングを遂行するときに、基地局のフレームスタートオフセットを決定するためには、次のような点を考慮しなければならない。まず、データフレームのダウンリンクプリアンブルの位置が基地局同士重なってはいけないので、各基地局のフレームスタートオフセットが少なくとも１つのＯＦＤＭシンボル以上離隔しなければならない。
そして、サービング基地局から連続して伝送されるデータフレームに属しているブロードキャストチャンネルを復調しつつ、加入者端末は、その残りの時間の間に隣接基地局のパワーを測定すべきである。その結果、各基地局のフレームスタートオフセットが３つのＯＦＤＭシンボル以上離隔されなければならない。これは、図２に示すように、データフレームのブロードキャスティングスロットが３つのＯＦＤＭシンボルを占めるからである。結論的に、各基地局のフレームスタートオフセットは、少なくとも４個のＯＦＤＭシンボル以上離隔しなければならない。
また、高周波パワー(RF power)のオン／オフが可能な時間余裕を与えるために、各基地局のフレームスタートオフセットがこの４個のＯＦＤＭシンボル以外に１つのＯＦＤＭシンボルだけさらに離隔するように設定することが望ましい。すなわち、各基地局のフレームスタートオフセットは、５つのＯＦＤＭシンボル以上離隔するように設定することが望ましい。
図３は、本発明の一実施の形態に従う無線接続通信システムのセルプランニング方法が適用された隣接基地局の間のフレームスタートオフセットを示す。すなわち、図３は、１つのフレームが３０個のＯＦＤＭシンボル区間に分けられるときに、各セルのフレームがどれほどのＯＦＤＭシンボルオフセット(symbol offset)をもって始めるかを示す。図２を参照して説明したように、加入者端末が属しているサービング基地局のセルと隣接基地局のセルとのフレーム開始時点が５つのＯＦＤＭシンボル以上離隔していると、この加入者端末は、２つの基地局のブロードキャストチャンネルのデータを同時に復調することが可能である。
図３を参照すると、各セルの中央に記載された数字は、該当セルのフレームスタートオフセットを示す。各セルのフレームスタートオフセットは、隣接セルのフレームスタートオフセットと少なくとも５つのＯＦＤＭシンボル以上離隔していることが分かる。従って、図３に示す各セルのうちのいずれか１つのセルに属している加入者端末は、サービング基地局から伝送されたデータフレームに属しているブロードキャストチャンネルを復調した結果、サービング基地局とデータ通信を遂行する必要がない区間では、他の基地局(例えば、隣接基地局)と同期を合わせてその隣接基地局のパワーを測定することができる。
一方、このように、加入者端末が隣接基地局のパワーを測定するためには、隣接基地局の周波数(frequency)のみならず、その隣接基地局のフレームスタートオフセットも知っていなければならない。従って、加入者に隣接基地局の情報を知らせるために、サービング基地局から加入者端末へ伝送するメッセージ(例えば、ＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージ)にこの隣接基地局のフレームスタートオフセットを含ませて伝送しなければならない。
図４は、このＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージの例を示す。図４を参照すると、ＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージは、隣接基地局の各種情報(例えば、Neighbor Base Station Identfication(BS-ID), Configuration Change Count, Physical Frequencyなど)を有している。特に、本発明に従う例では、該当隣接基地局のフレームスタートオフセット“Ａ”が追加されている。すなわち、本発明では、隣接基地局のフレームスタートオフセット“Ａ”を有するＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージは、サービング基地局から該当加入者端末に伝送される。その結果、各加入者端末は、その隣接基地局のフレームスタートオフセットを参照して、サービング基地局とデータ通信を遂行しないときに、隣接基地局のパワーを測定することができる。
図５は、本発明の一実施の形態に従う無線接続通信システムでの隣接基地局のパワーをスキャニングするための方法を示すフローチャートである。図５を参照すると、ステップＳ１０２で、加入者端末がサービング基地局からデータフレームを受信すると、加入者端末は、ステップＳ１０４で、そのデータフレームに属しているダウンリンクプリアンブルを利用してサービング基地局との同期を合わせる。そして、Ｓ１０６で、受信されたデータフレームのブロードキャストチャンネル(例えば、ダウンリンクマップ、アップリンクマップなど)のデータを分析して、受信されたフレームにおいて該当加入者端末に割り当てられたアップ／ダウンリンク区間があるか否かを確認する。すなわち、該当フレーム区間の間にサービング基地局とのデータ通信が遂行されるか否かを確認する。
ステップＳ１１０で、受信されたフレームにおいて該当加入者端末に割り当てられたアップ／ダウンリンク区間がなければ、その受信されたフレームのアップ／ダウンリンク区間(例えば、ダウンリンクプリアンブルシンボル及びブロードキャストシンボルの区間を除外した区間)を利用して隣接基地局のパワーを測定する。しかし、ステップＳ１０８で、受信されたフレームにおいて該当加入者端末に割り当てられたアップ／ダウンリンク区間があれば、ステップＳ１１２で、その区間を利用してアップ／ダウンデータを伝送する。
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
通常の無線接続通信システムでの隣接基地局のパワーをスキャンするための方法を示すフローチャートである。 ＯＦＤＭＡ方式の無線接続通信システムでの通常のデータフレーム構造を示す図である。 本発明の一実施の形態に従う無線接続通信システムのセルプランニング方法が適用された隣接基地局の間のフレームスタートオフセットを示す図である。 本発明の一実施の形態に従う隣接基地局に関する情報を加入者に通報するメッセージのフォーマットを示す図である。 本発明の一実施の形態に従う無線接続通信システムでの隣接基地局のパワーをスキャンするための方法を示すフローチャートである。

Claims (7)

  1. 無線接続通信システムのセルプランニング方法であって、
    当該無線接続通信システムに属している加入者端末がデータフレームを受信するときに、複数の基地局から受信されたデータフレームが衝突しない範囲の内で、当該基地局のフレームスタートオフセットを相互に異なって設定することを特徴とする無線接続通信システムのセルプランニング方法。
  2. 当該加入者端末のサービング基地局とその隣接基地局のフレームスタートオフセットを所定の時間区間以上離隔するように設定するが、当該加入者端末と当該基地局との間の同期を合わせる時間区間と該当フレームの構成情報を示す時間区間とを合わせた時間以上離隔するように、当該基地局のフレームスタートオフセットを設定することを特徴とする請求項１記載の無線接続通信システムのセルプランニング方法。
  3. 当該加入者端末のサービング基地局とその隣接基地局のフレームスタートオフセットを所定の時間区間以上離隔するように設定するが、当該加入者端末と当該基地局との間の同期を合わせる時間区間と、該当フレームの構成情報を示す時間区間と、高周波パワーをオン／オフする時間区間とを合わせた時間以上離隔するように、この基地局のフレームスタートオフセットを設定することを特徴とする請求項１記載の無線接続通信システムのセルプランニング方法。
  4. 当該加入者端末のサービング基地局とその隣接基地局のフレームスタートオフセットを所定の時間区間以上離隔するように設定するが、各基地局の間のフレームスタートオフセットが直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)シンボル単位で差異ができるように、基地局のフレームスタートオフセットを設定することを特徴とする請求項１記載の無線接続通信システムのセルプランニング方法。
  5. 当該基地局間のフレームスタートオフセットを５つの直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)シンボル以上差異ができるように、基地局のフレームスタートオフセットを設定することを特徴とする請求項４記載の無線接続通信システムのセルプランニング方法。
  6. 隣接基地局の間でフレームスタートオフセットが所定の時間区間以上離隔するように設定された無線接続通信システムでの隣接基地局のパワースキャン方法は、
    ａ) サービング基地局からデータフレームを受信した加入者端末がそのデータフレームの構成情報を持つブロードキャストチャンネルを分析するステップと、
    ｂ) 該当受信されたフレームにおいて該当加入者端末に割り当てられたアップ／ダウンリンク区間があるか否かを確認するステップと、
    ｃ) 当該受信されたフレームにおいて該当加入者端末に割り当てられたアップ／ダウンリンク区間がなければ、その受信されたフレームのアップ／ダウンリンク区間を利用して隣接基地局のパワーを測定するステップと、を備えることを特徴とする無線接続通信システムでの隣接基地局のパワースキャン方法。
  7. 当該加入者端末に割り当てられたフレームのアップ／ダウンリンク区間は、全体フレームの区間のうち、ダウンリンクプリアンブルシンボル及びブロードキャストシンボルの区間を除外した区間であることを特徴とする請求項６記載の無線接続通信システムでの隣接基地局のパワースキャン方法。



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