JP2005521347A - ハンドオーバー時のフレーム・タイミング制御 - Google Patents

Abstract

移動通信装置からのアップリンク送信タイミングは特別な基準セルからの信号のダウンリンク受信タイミングを基準に定義される。基準セルがアクティブな組から除去されるときは、仮想基準セルが定義され、それのタイミングはアクティブな組に残るセルのうち１または複数のものを基準に定義されるため、この新しい仮想基準セルのタイミングは前の基準セルのタイミングに対応するものとなる。これに従って、ユーザ機器からのアップリンク送信のタイミングは新しい基準セルを基準に従来のやり方で定義される。これは、ソフト・ハンドオーバーの後で、ユーザ機器からのアップリンク送信のタイミングを調節する必要がないため有利である。

Description

本発明は移動通信システムに関するものであって、更に詳細には、移動通信装置におけるデータ受信及び送信用に定義されたフレームのタイミングを制御する方法に関する。本発明のその他の態様は移動通信装置それ自身と、前記方法を実施するネットワークとに関する。

第三世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）によって公開された基準に定義された汎用移動電話システム（ＵＭＴＳ）の提案では、移動装置あるいはユーザ要素ＵＥはセルラー無線ネットワーク中でいくつかのセルとの間でリンクを確立できる。

各セルからユーザ機器に受信されるデータはそれぞれのダウンリンク・チャネルを通ってフレーム単位で送信される。それぞれのダウンリンク・チャネル中のフレームは互いに同期していない。更に、ユーザ機器は異なるセルの基地局に相対的に移動する可能性があるので、各ダウンリンク・フレームの他の受信されるダウンリンク・フレームに相対的なタイミングは変化する可能性がある。

ユーザ機器は、そのユーザ機器がリンクを有するセル中の基地局へのアップリンク・チャネルを通してフレーム単位でデータを送信する。従って、ユーザ機器に対して送信フレームのタイミングが定義されており、それはすべてのアップリンク・チャネルに共通している。この送信フレーム・タイミングは、アクティブなリンク群のうちの１つのダウンリンク・フレーム・タイミングを基準にして定義される。

すなわち、技術仕様３ＧＰＰ ＴＳ ２５．１３３ ｖ３．８．０の第７節には、また第Ａ．７節に記載された関連する試験事例には、アップリンク送信フレームのタイミングを定義するための方法が記述されている。特に、アクティブなリンクが１つだけの場合は、アップリンク・フレーム送信は対応するダウンリンク・フレームの最初に検出されたパスの受信後、時刻Ｔ_０（＝１，０２４チップ）において発生する。

ユーザ機器がセルとの間に１つのアクティブ・リンクを有するときは、それの送信フレーム・タイミングはそのセルのダウンリンク・フレーム・タイミングを基準に設定され、またそのアクティブな組に第２のセルが追加された場合でも、送信フレーム・タイミングはその第１セルのダウンリンク・フレーム・タイミングを基準に定義される。しかし、この場合に第１セルがこのアクティブな組から除去されると、アップリンク送信タイミングは、残るアクティブ・リンクからのダウンリンク・フレームの最初の検出パスを受信した後、Ｔ_０（＝１，０２４チップ）においてアップリンク・フレーム送信が発生するようになるまで、定められた調節速度で調節される。

このように、公開された技術仕様に従えば、１つの基準セルが定義され、それはそれを基準にしてアップリンク・フレーム送信が定義されるセルとなる。２つのアクティブなリンクが存在し、基準セルがそのアクティブな組から除去される場合は、残るセルが基準セルとなる。

しかし、これは２つよりも多いアクティブ・リンクが存在し、基準セルがアクティブな組から除去されるソフト・ハンドオーバー事象において、アップリンク・フレーム送信をどのように定義すべきかを指示していない。

上述の公開された技術仕様に従えば、アップリンク送信タイミングは特別な基準セルからの信号のダウンリンク受信タイミングを基準にして定義される。その基準セルがアクティブな組から除去されるときは、技術仕様ではそのアクティブな組に含まれる別のセルが新しい基準セルとして定義されて、アップリンク送信タイミングはその新しい基準セルからのダウンリンク受信タイミングを基準に定義されるように調節すべきであるとしている。

しかし、大きい調節は、送信がユーザ機器の受信機ウインドウに最早含まれないという理由で別のアクティブなセルをアクティブな組から除去しなければならないという影響を与えかねないため、望ましくない。他方で、最小の調節しか必要ないという理由だけで新しい基準セルを選ぶのもまた望ましくない。それは、もしそのセル自身をアクティブな組から除去するとなれば、別の新しい基準セルを選ぶことが必要となるからである。

本発明に従えば、従って、仮想基準セルが定義されて、それのタイミングはアクティブな組に含まれるセルのうち１または複数のものを基準として定義されるため、この新しい仮想基準セルのタイミングは前の基準セルのタイミングに対応することになる。ユーザ機器からのアップリンク送信のタイミングは、次にこの新しい仮想基準セルを基準として従来のやり方で定義される。

これは、ソフト・ハンドオーバーの後で、ユーザ機器からのアップリンク送信のタイミングを調節する必要がないという特徴を有する。

この仮想基準セルは、アクティブな組に最初に加わったアクティブ・セル、すなわち、前の基準セルのダウンリンク送信タイミングに最も密接に対応するダウンリンク送信タイミングを有するセル、あるいはそのセルから最も強い信号が受信されるセルを基準に定義するか、あるいはアクティブな組に含まれるすべてのセルの平均的タイミングを基準として定義することができよう。

本発明の別の態様に従えば、ソフト・ハンドオーバーの後で、上述のような仮想基準セルを定義できるユーザ機器が提供される。

強調すべきことは、本明細書で使用されるとき“含む／含まれる”という用語は、記述した特徴、整数、工程、あるいは部品の存在を規定するが、１または複数のその他の特徴、整数、工程、部品あるいはそれらの集合の存在あるいは追加を排除するものではないということである。

図１は本発明に従う移動通信ネットワークの一部を示す。詳細には、図１は基地局システム（ＢＳＳ）１２、１４、１６、１８のネットワーク内で移動可能なユーザ機器（ＵＥ）１０を示す。基地局システム（ＢＳＳ）１２、１４、１６、１８はそれぞれ重畳するカバレッジ領域あるいはセルを有する。このネットワークが図１に示す４よりも多い基地局システムを含むことは明らかであろう。基地局システム１２、１４、１６、１８の各々は、それぞれデータ通信ネットワークへ対応する接続（図１には示されていない）を有する。

本発明はここで第三世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）によって定義された汎用移動電話サービス（ＵＭＴＳ）に関して説明する。

そのようなシステムではユーザ機器１０は２つ以上の基地局システムとアクティブな無線リンクを有することができよう。ユーザ機器がアクティブな無線リンクを有する基地局システムはアクティブな組（ａｃｔｉｖｅ ｓｅｔ）と定義される。使用時には、例えばユーザ機器が特別な基地局システムから遠ざかったり、あるいは接近したりすると、無線リンクのいくつかが失われ、そして新しい無線リンクがセットアップされよう。アクティブな組のメンバーを更新するこの作業はソフト・ハンドオーバーとして知られている。

図２はユーザ機器１０の関連部品の模式図である。明らかなように、ユーザ機器１０は、本発明の理解のためには本質的でないためここで説明しないその他の特徴及び機能を有することができる。ユーザ機器１０は携帯用の無線通信機器の形を取り、それは例えば移動電話や、無線通信機能を備えたパーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）であろう。ＵＥ１０はアンテナ２２を有し、それはネットワーク中の基地局システムのうちの１または複数のものとの間でエア・インタフェースを介して信号を送受信する。受信した信号はトランシーバ（ＴＲＸ）回路２４に送られ、次にプロセッサ２６に送られる。逆に、送信用の信号はプロセッサ２６からトランシーバ回路２４に送られ、そこからアンテナ２２に送られる。

プロセッサ２６は受信した無線信号のすべての中から必要とする信号を分離する役目を持ち、更に送信すべきデータを受信し、それをエア・インタフェースを介して送信するのに適した形式に変換する役目を持つ。

図３はタイミング図であり、このなかで図３（ａ）及び３（ｂ）はユーザ機器１０が１つのアクティブな無線リンクを有する状況を示している。この場合、ユーザ機器はダウンリンク・フレーム３１のタイミング、すなわちアクティブな無線リンク上で検出されたダウンリンク信号のフレーム・タイミングを設定する。

図３（ｂ）はアップリンク・フレーム送信のタイミングを示す。従来と同じように、アップリンク・フレーム３２は対応するダウンリンク・フレーム３１の最初に検出されたパスの受信後、Ｔ_０（＝１，０２４チップ）から始まる。

使用時に、例えばそれがアクティブな無線リンクを有する基地局に相対的にユーザ機器が移動すると、１つのフレームから次のものへのフレーム・タイミングを調節する必要が生ずる。

ダウンリンク・フレーム３１のスタート点は受信無線リンク・タイミングとして参照でき、これはまた受信無線リンク・タイミングの前及び後に一定の時間（＝１４８チップ）を占める受信機のウインドウを定義する。その他の無線リンクは、それらの受信無線リンク・タイミングがこの受信機ウインドウに含まれる場合にのみ許可される。

図３（ｃ）はユーザ機器が３つの無線リンクを有する状況を示す。３つのダウンリンク・チャネルで受信される信号は異なるタイミングで受信されるが、それらに対応するダウンリンク・フレーム・タイミングを参照符号３３、３４、３５で示してある。図３（ｃ）は１つの特別な瞬間における３つのウインドウの相対的なタイミングを示す。しかし前のように、基地局に相対的なユーザ機器の移動はこれらの相対的なタイミングが使用時に変化することを意味する。

上で図３（ｂ）に関連して説明したように、送信フレーム３６は受信フレームの１つを基準にして定義される。この場合、ダウンリンク・フレーム・タイミング３３を有するセルが基準セルとして定義され、送信されるフレーム３６は、図３（ｄ）に示すように、受信したフレーム３３のスタート後、Ｔ_０（＝１，０２４チップ）からスタートするように設定される。

更に、他のアクティブな無線リンクの受信フレームが含まれるべき受信機ウインドウは、受信フレーム３３のスタートを基準に定義される。

図４は本発明に従う方法を示すフロー図であり、図３（ｅ）及び３（ｆ）は得られる相対的フレーム・タイミングを示す。処理の工程４１では、ユーザ機器の中で、そのユーザ機器に関するアクティブな組から基準セルが除去されたかどうかが判断される。もしそうでなければ、変化は起こらず、処理はスタートに戻る。しかし、もしもアクティブな組から基準セルが除去されていれば、本発明に従って、新しい仮想基準セルが定義される。

すなわち、アクティブな組の残るセルのうちから新しい基準セルを選ぶ必要を、そしてまた送信フレーム・タイミング及び受信機ウインドウのタイミングを調節する必要を回避するために仮想基準セルが定義される。この仮想基準セルはエア・インタフェースを介して信号を送受信するために使用されることはなく、送信のタイミングを決めるために使用される。詳細には、図３（ｅ）に示すように、仮想基準セルはフレーム・タイミング３７を有し、それは前の基準セルの受信機フレーム・タイミング３３に正確に対応する。

仮想基準セル受信機フレーム３７のタイミングは、残るセルの１つを基準に定義される。図３（ｅ）に示された状況では、仮想基準セルの受信機フレーム・タイミング３７は残るセルの１つの受信機フレーム・タイミング３５の後、時刻Ｘであるとして定義される。この残るセルは、それが最も強い信号を有することから、あるいはそれが最も早く受信された信号であることから、あるいは元の基準セルに対して時間的に最も近いことから選ばれよう。代替案として、この新しい仮想基準セルのタイミングは、残るセルの平均タイミングに相対して決めることができる。

従って、図３（ｆ）に示すように、送信フレーム３６は仮想基準セルの受信フレーム３７を基準として定義される。仮想基準セルは前の基準セルと同じタイミングを有するように選ばれるので、送信フレーム３６のタイミングに対して大きい調節を行なう必要がない。このことは送信フレームのタイミングを調節する必要がないことを、従って、基地局システムに受信される変調信号の品質が改善されるであろうことを意味する。それは更に、受信機ウインドウを調節する必要がないことを、従って、有用な無線リンクをそれが最早受信機ウインドウに含まれないという理由でアクティブな組から除去しなければならないという危険がないことを意味する。

もちろん、例えば基地局とユーザ機器との間で周波数誤差があるという理由で、あるいは基地局に相対的なユーザ機器の移動を補償する目的で、フレーム・タイミングに対して調節を行なうことは可能であるが、それらの調節は比較的小さいものであることに注目すべきである。

一旦仮想基準セルが定義されれば、次に図４に示された処理の工程４３では、残るセル、すなわち仮想基準セルを定義するための基準として使用されたセルがアクティブな組から除去されたかどうかが判定される。残るセルがアクティブな組に留まっている場合は、何もアクションは必要ない。しかし、残るセルがアクティブな組から除去されていれば、仮想基準セルのタイミングを、例えば、その他の残るセルの１つを基準に、あるいは残るセルすべての平均のタイミングを基準に再定義する必要がある。

このように、ソフト・ハンドオーバー事象が発生したときに、既存の送信を妨害することなく送信フレームのタイミングを定義するためのシステムについて説明してきた。

上で述べたように、本システムはソフト・ハンドオーバーによって、１つのセルがアクティブな組から除去され、複数のセルがアクティブな組に残る場合に使用される。しかし、本発明に従うシステムは、仮想基準セルを定義することによって、１または複数のセルがアクティブな組から除去され、１つのセルのみがアクティブな組に残される場合にも使用できる。

本発明の１つの態様に従う移動通信ネットワークの一部の模式図。 本発明の１つの態様に従う移動通信装置の模式的ブロック図。 本発明に従う、アップリンクとダウンリンクとの間のフレーム・タイミングの関係を示すタイミング図。 本発明の１つの態様に従う方法を示すフロー図。

Claims (14)

1. ユーザ機器が複数のセルとの間で無線リンクを有し、またユーザ機器が無線リンクを有する相手のセルがアクティブな組を構成する移動通信システムで使用するためのアップリンク送信フレームのタイミングを定義する方法であって、前記アップリンク送信フレームのタイミングは前記アクティブな組から選ばれた１つの基準セルのダウンリンク送信フレームのタイミングを基準に定義されるようになっており、
   前記方法は、
   前記基準セルが前記アクティブな組から除去されるときに、仮想基準セルを定義する工程であって、それのタイミングをアクティブな組に残る１つまたは複数のセルを基準として定義するため、前記仮想基準セルのタイミングが前の基準セルのタイミングに対応するようになる前記工程、及び
   前記仮想基準セルのタイミングに相対的にアップリンク送信フレームのタイミングを定義する工程、
   を含む前記方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記アップリンク送信フレームのタイミングが、前記仮想基準セルのタイミングの後、一定の時点になるように定義される前記方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、ＵＭＴＳで使用するためのものであり、前記アップリンク送信フレームのタイミングが、前記仮想基準セルのタイミングの後、Ｔ₀（＝１，０２４チップ）になるように定義される前記方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記仮想基準セルのタイミングが、前記アクティブな組に最初に加わったアクティブなセルを基準に定義される前記方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、前記仮想基準セルのタイミングが、前の基準セルのダウンリンク送信タイミングに最も密接に対応しているダウンリンク送信タイミングを有するアクティブなセルを基準に定義される前記方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、前記仮想基準セルのタイミングが、最も強い信号が受信されるアクティブなセルを基準に定義される前記方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、前記仮想基準セルのタイミングが、アクティブな組に含まれるすべてのセルの平均的なタイミングを基準に定義される前記方法。
8. 移動通信装置が複数のセルとの間で無線リンクを有し、また前記装置が無線リンクを有する相手のセルがアクティブな組を構成する移動通信システムで使用するための前記移動通信装置であって、
   前記装置が前記アクティブな組から選ばれた１つの基準セルのダウンリンク送信フレームのタイミングを基準にしてアップリンク送信フレームのタイミングを定義するための手段を含み、また
   前記装置は、前記基準セルが前記アクティブな組から除去されるときに、
   仮想基準セルを定義して、それのタイミングをアクティブな組に残る１つまたは複数のセルを基準として定義することによって前記仮想基準セルのタイミングが前の基準セルのタイミングに対応するように仮想基準セルを定義し、また
   前記仮想基準セルのタイミングに相対的にアップリンク送信フレームのタイミングを定義するように適合した前記移動通信装置。
9. 請求項８に記載の移動通信装置であって、前記アップリンク送信フレームのタイミングが、前記仮想基準セルのタイミングの後、一定の時点になるように定義される前記移動通信装置。
10. 請求項８に記載の移動通信装置であって、ＵＭＴＳで使用するためのものであり、前記アップリンク送信フレームのタイミングが、前記仮想基準セルのタイミングの後、Ｔ₀（＝１，０２４チップ）になるように定義される前記移動通信装置。
11. 請求項８に記載の移動通信装置であって、前記仮想基準セルのタイミングが、前記アクティブな組に最初に加わったアクティブなセルを基準に定義される前記移動通信装置。
12. 請求項８に記載の移動通信装置であって、前記仮想基準セルのタイミングが、前の基準セルのダウンリンク送信タイミングに最も密接に対応しているダウンリンク送信タイミングを有するアクティブなセルを基準に定義される前記移動通信装置。
13. 請求項８に記載の移動通信装置であって、前記仮想基準セルのタイミングが、最も強い信号が受信されるアクティブなセルを基準に定義される前記移動通信装置。
14. 請求項８に記載の移動通信装置であって、前記仮想基準セルのタイミングが、アクティブな組に含まれるすべてのセルの平均的なタイミングを基準に定義される前記移動通信装置。

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