JP2006211645A - 無線通信の周波数間ハンドオーバーでのセルの負荷平衡化 - Google Patents

無線通信の周波数間ハンドオーバーでのセルの負荷平衡化 Download PDF

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Abstract

【課題】通信システムにおいて第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振る。
【解決手段】第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定し、負荷パラメータに基づいて移動無線装置を第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させるために、第１および第２のセルの中から移動無線装置のための目的のセルを選択する。一実施形態では、周波数間ハンドオーバーのための目的のセルの組のセルの負荷を考慮に入れるために、マルチバンド・ネットワークにおける移動無線装置に適切な周波数帯域の選択は、パイロット・チャネル・プロパティの測定値、および負荷パラメータに基づいて実現することができ、比較的高い負荷を有するセルへのユーザの不要な周波数間ハンドオーバーを防ぎ、それによって全システム容量の向上およびサービス品質の向上をもたらし得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に電気通信に関し、より詳細には無線通信に関する。
サービス・プロバイダまたはネットワーク・オペレータは、一般に様々なマルチメディア・データおよび／または音声通信サービスを、通信システムにおける無線ネットワークを介して様々なユーザに提供する。こうしたデータおよび／または音声通信サービスを提供するために、こうしたプロバイダまたはオペレータは、システム容量やスループットを含む無線リソースを管理する。こうした無線リソースを使用して、移動無線装置のユーザは、データおよび／または音声通信サービスのうちの任意の１つまたは複数を利用することができる。通信システムは、１つまたは複数のプロトコルに従ってネットワークを介してこうしたサービスに関する情報を交換することができる。このため、デジタルセル方式ネットワークによってサービスが提供されるように、複数の基地局をエリア内に分散させることができる。
動作中、そのエリア内の固定または可動の様々なユーザは、基地局のうちの１つまたは複数を介して、通信システム、したがって他の相互接続された無線通信システムにアクセスすることができる。ある基地局によってカバーされる各エリアは、一般にセルと呼ばれる。各基地局は、複合効果が領域全体をカバーするように、そのセルをカバーするのに十分な予め選択されたパイロット電力レベルで送信するように設定される。パイロット・チャネルは、ダウンリンクでブロードキャストされて、セルの識別および受信レベルの測定を可能にする。
ユーザがネットワーク・サービス領域を横断するとき、移動無線装置は、ある基地局、次いで別の基地局と通信することによって無線通信システムとの通信を維持する。移動無線装置は、最も近い基地局、最も強い信号を有する基地局、通信を受け付けるのに十分な容量を有する基地局などと通信することができる。動作中、例えば、ユーザ機器（ＵＥ）など、移動無線装置、移動端末、移動局（ＭＳ）は、あるセルから別のセルにしばしば変わる。このセルの変更または移動手順は、一般にハンドオーバーと呼ばれている。
ハンドオーバーがいつ必要であるかを決定するために、移動無線装置および基地局は、会話中いくつかの測定を行う。例えば、ＧＳＭネットワークは、移動無線装置に、測定すべき隣接セルのリストをブロードキャストすることができる。測定値は、基地局に、また無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）にも送信される。ＲＮＣは、基地局をコア・ネットワーク（ＣＮ）に接続する。移動無線装置からのこうした測定値を使用して、ＲＮＣは、隣接セルの中から、最終的なハンドオーバーに使用することができる１つのセルを決定することができる。
ＧＳＭ（Global System of Mobile Communications）ネットワークなど、マルチバンド２Ｇネットワークの操作では、多くのネットワーク・オペレータまたはサービス・プロバイダは、少なくとも２つの異なる周波数帯域を使用する。一例として、一般に米国（ＵＳＡ）市場で使用されている２つの周波数帯域は、ＧＳＭ８５０の８５０ＭＨｚ、およびＧＳＭ１９００の１９００ＭＨｚであり、欧州（ＥＵ）市場では、ＧＳＭ９００の９００ＭＨｚ、およびＧＳＭ１８００の１８００ＭＨｚである。３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）ＵＭＴＳ、３Ｇ１ｘ（Universal Mobile Telephone System）は、様々な周波数帯域で動作し得る。例えば、米国メリーランド州ゲーサーズバーグのＡＷＳ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．や米国ジョージア州アトランタのＣｉｎｇｕｌａｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓなどのネットワーク・オペレータまたはサービス・プロバイダは、ＵＭＴＳ８５０またはＵＭＴＳ１９００のネットワークを動作させる二重帯域ライセンス（double-band license）を所有している。
従来の３ＧＰＰ標準ベースのＵＭＳＴネットワークにおける基地局（すなわちノードＢ）は、４３ｄＢｍの最大送信電力で約２０００ＭＨｚの搬送周波数で動作する。この電力の約１０％は、共通パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ）の送信に連続的に使用される。しかし、周波数間ハンドオーバー・アルゴリズムのほとんどは、通信システムにおける移動無線装置によって実行されるプライマリ共通パイロット・チャネル（Ｐ−ＣＰＩＣＨ）での測定値に基づいている。パイロット・チャネルでのこれらの測定値は、ユーザによって受信される信号の品質を反映する。一例として、ＵＭＴＳ標準リリースに基づいた周波数間ハンドオーバー・アルゴリズムは、移動無線装置によって測定されたＰ−ＣＰＩＣＨ（Ｅｃ／Ｉ０）値を使用する。他の周波数で、移動無線装置がハンドオーバーされるセルは、受信された信号の最高の品質を有する目的のセルの組から選択されたセルである。つまり、目的のセルの組内で、測定されたＰ−ＣＰＩＣＨ（Ｅｃ／Ｉｏ）レベルに従って異なるセルがランク付けされる。そのランクに基づいて、移動無線装置が現在のセルからハンドオーバーされた目的のセルが選択される。
ほとんどのマルチバンド・ネットワークでは、ＵＭＴＳ標準ベースの周波数間ハンドオーバー・アルゴリズムは、周波数間ハンドオーバーを、異なる周波数帯域間のハード・ハンドオーバーとして実装している［3GPP TS 25.331 Radio Resource Control (RRC), Protocol Specification (Release 6); 3GPP TR 25.931 UTRAN Functions参照］。この周波数間ハンドオーバー・アルゴリズムは、ハード・ハンドオーバーの任意のネットワークの局面を考慮に入れない。
しかし、こうした柔軟性のあるマルチバンド・ネットワークでは、極めてコストがかかる周波数スペクトルの使用を最大にする比較的高いスペクトル効率が望ましい。さらに、高システム容量、より良いＱｏＳ、およびユーザの満足感に関して周波数帯域のリソースを効率良く利用する無線リソース管理は、異なる周波数帯域での一定の周波数内および周波数間のハンドオーバーのため、達成が難しい。異なる周波数での不要なまたは不適当な周波数内または周波数間の任意のハンドオーバーは、データ／情報が移動局と基地局との間に送信される速度を低下させる。スループットの低下によって無線リソースの使用が非効率となり、したがってセル・リソースは、著しく低いデータ転送速度をもたらす可能性があり、これは特に、高速の内容集約型データおよび／または音声通信サービスの場合、受け入れられない。
3GPP TS 25.331 Radio Resource Control (RRC), Protocol Specification (Release 6); 3GPP TR 25.931 UTRAN Functions Request for Comments (RFC) 791, entitled "Internet Protocol," dated September 1981 Harri Holma, Antti Toskala: WCDMA for UMTS, John Wiley & Sons, 2002
本発明は、上記の問題の１つまたは複数の影響を克服する、または少なくとも低減することを対象とする。
本発明の一実施形態では、通信システムにおける第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振る方法が提供される。この方法は、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する工程と、第１および第２のセルの負荷パラメータに基づいて、移動無線装置を第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させるために、第１および第２のセルの中から移動無線装置のための目的のセルを選択する工程とを含む。
別の実施形態では、第１および第２の基地局、および無線ネットワーク・コントローラを含む通信システムを制御する方法が提供される。この方法は、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する工程を含む。この方法は、移動無線装置で、第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する工程と、移動無線装置で、第２のセルに関連付けられた第１の基地局からの、または第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する工程と、無線ネットワーク・コントローラで、移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を実行する工程とをさらに含む。最後に、第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータ、および第１および第２の共通パイロット・チャネルの測定されたパイロット電力に基づいて、マルチバンド・ネットワークに関連付けられた第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動無線装置を移動させるために、第１および第２のセルの中から目的のセルが選択される。
さらに別の実施形態では、通信システムは、マルチバンド・ネットワークに関連付けられた第１および第２の基地局、第１および第２の基地局に結合されている無線ネットワーク・コントローラ、および無線ネットワーク・コントローラに結合されている記憶装置を含む。記憶装置は、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定し、第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定し、第２のセルに関連付けられた第１の基地局からの、または第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定し、第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータ、および第１および第２の共通パイロット・チャネルの測定されたパイロットパワーに基づいてマルチバンド・ネットワークに関連付けられた第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動無線装置を移動させるために、第１および第２のセルの中から目的のセルを選択する移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を格納することができる。
さらに別の実施形態では、物体は、実行されると、通信システムに、通信システムにおける第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振るために、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定させ、第１および第２のセルの負荷パラメータに基づいて、第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動無線装置を移動させるために、第１および第２のセルの中から移動無線装置のための目的のセルを選択させる命令を格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。
さらに別の実施形態では、物体は、実行されると、通信システムに、第１および第２の基地局、および無線ネットワーク・コントローラを含む通信システムを制御するために、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定させる命令を格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を、移動無線装置で実行することができる。同様に、第２のセルに関連付けられた第１の基地局からの、または第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を、移動無線装置で実行することができる。さらに、移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を、無線ネットワーク・コントローラで実行することができる。このように、第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータ、および第１および第２の共通パイロット・チャネルの測定されたパイロット電力に基づいて、マルチバンド・ネットワークに関連付けられた第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動無線装置を移動させるために、第１および第２のセルの中から目的のセルを選択することができる。
一実施形態例では、通信システムにおける第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振る装置が提供される。この装置は、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する手段と、第１および第２のセルの負荷パラメータに基づいて、移動無線装置を第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させるために、第１および第２のセルの中から移動無線装置のための目的のセルを選択する手段とを含む。
別の実施形態例では、第１および第２の基地局、および無線ネットワーク・コントローラを含む通信システムを制御する装置が提供される。この装置は、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する手段と、移動無線装置で、第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する手段と、移動無線装置で、第２のセルに関連付けられた第１の基地局からの、または第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する手段と、無線ネットワーク・コントローラで、移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を実行する手段と、第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータ、および第１および第２の共通パイロット・チャネルの測定されたパイロット電力に基づいて、マルチバンド・ネットワークに関連付けられた第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動無線装置を移動させるために、第１および第２のセルの中から目的のセルを選択する手段とを含む。
本発明は、次の説明を添付の図面と併せ読むことによって理解できよう。図中、同様の参照番号は同様の要素を識別する。
本発明は、様々な変更および代替形式の余地があるが、その特定の実施形態を、例として図面に示しており、本明細書において詳述する。しかし、本明細書での特定の実施形態の説明は、本発明を開示された特定の形式に限定するためのものではなく、逆に、意図は、添付の特許請求の範囲によって定義されている本発明の意図および範囲内に含まれるすべての変更、均等物、改変をカバーすることであることを理解されたい。
以下、本発明の実施形態例について説明する。明瞭にするために、本明細書に実際の実装のすべての特徴を記載しているわけではない。こうした任意の実際の実施形態の開発において、システム関連およびビジネス関連の制約の遵守など、開発者の特定の目的を達成するために、多数の実装固有の決定を行う必要があり、これは実装によって異なることは当然理解されよう。さらに、こうした開発努力は、複雑で時間がかかり得るが、それにも関わらず、本開示の恩恵を受ける当業者にとっては日常の仕事である得ることを理解されたい。
一般に、無線リソース管理アルゴリズムは、第１および第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力など、プライマリ・パイロット・チャネル情報に加えて、セルの負荷に基づいて周波数間ハンドオーバーを提供する。この周波数間ハンドオーバーは、通信システムにおけるマルチバンド・ネットワークの全体的な容量、およびサービスの質（ＱｏＳ）を向上させることができる。通信システムにおける第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振る方法が提供される。この方法は、通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する工程と、第１および第２のセルの負荷パラメータに基づいて、移動無線装置を第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させるために、第１および第２のセルの中から移動無線装置のための目的のセルを選択する工程とを含む。周波数間ハンドオーバー・アルゴリズムは、異なる周波数帯域で、向上したシステム容量および向上したＱｏＳを確実にすることができる。したがって、周波数帯域のリソースを十分に使用することによって、ネットワーク・オペレータおよび／またはサービス・プロバイダが、比較的高いスペクトル効率、および費用のかかるスペクトルの向上した使用を達成することができる。
次に図面、特に図１を参照すると、本発明の一実施形態による通信システム１００を示している。図１の通信システム１００の例は、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）を含むが、本発明は、データおよび／または音声通信をサポートする他のシステムに適用することもできることを理解されたい。通信システム１００を使用すると、１つまたは複数の移動無線装置１０５（１−Ｎ）は、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）を含む１つまたは複数の基地局を介してインターネットなどのデータ・ネットワーク１１０、および／または公衆電話システム（ＰＳＴＮ）１１５と通信することができる。
一実施形態において、データ・ネットワーク１１０は、インターネット・プロトコル（ＩＰ）によるデータ・ネットワークなどのパケット交換式データ・ネットワークとすることができる。ＩＰの１つのバージョンは、Request for Comments (RFC) 791, entitled "Internet Protocol," dated September 1981に記載されている。異なるタイプのパケットベースのデータ・ネットワークの他の例には、非同期転送モード（ＡＴＭ）、フレーム・リレイ・ネットワークなどがある。データ・ネットワーク１１０とは、１つまたは複数の通信ネットワーク、チャネル、リンク、またはパス、およびこうしたネットワーク、チャネル、リンク、またはパスを介したデータの経路指定に使用されるシステムまたは装置（ルータなど）を指し得る。一実施形態によれば、データ・ネットワーク１１０およびＰＳＴＮ１１５、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）、および無線ネットワーク・コントローラ１３０を含むマルチバンド・ネットワークは、少なくとも一部分ＵＭＴＳプロトコルによって定義することができる。当然、他の実施形態では、通信システム１００において１つまたは複数の類似のプロトコルを使用することができる。
通信システム１００は移動無線装置１０５（１−Ｎ）および第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）に限定されないことを当業者であれば理解されたい。また、通信システム１００によって移動無線装置１０５（１−Ｎ）はデータ・ネットワーク１１０および／またはＰＳＴＮ１１５と通信することができることも当業者であれば理解されよう。しかし、図１の通信システム１００の図は本質的に例であり、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、より少ない数の構成要素または追加の構成要素を通信システム１００の他の実施形態で使用することができることを理解されたい。例えば、好ましい任意の数の通信装置を通信システム１００に含めることができる。さらに、通信装置は、好ましい任意の数の移動無線装置１０５（１−Ｎ）および／または第１および第２の基地局１２０、および他の任意の好ましいタイプの装置を含んでいてもよい。
一実施形態では、移動無線装置１０５（１−Ｎ）と第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）との間の無線通信は、ネットワークおよび／または通信プロトコルのうちの任意の１つまたは複数に従って確立され、通信プロトコルには、それだけには限定されないが、ＵＭＴＳプロトコル、ＧＳＭ（Global System for Mobile）通信プロトコル、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）プロトコルなどの符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）プロトコルなどを含む。無線通信媒体を介して通信するのに、通信システム１００において特定のプロトコルを使用することは、設計上の選択の問題であり、必ずしも本発明に重要ではない。したがって、下記では、本発明に重要な通信システム１００の関連の態様のみを説明する。
第１の基地局１２０（１）は第１のアンテナ１２５（１）に結合され、第２の基地局１２０（ｍ）は第１のアンテナ１２５（ｍ）に結合されて、移動無線装置１０５（１−Ｎ）のいずれか１つと無線で通信することができる。移動無線装置１０５は、セル方式電話、ＰＤＡ（personal digital assistant）、ラップトップ・コンピュータ、デジタル・ページャ、無線カード、および第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）を介してデータ・ネットワーク１１０および／またはＰＳＴＮ１１５にアクセスすることができる他の任意の装置を含む様々な装置のうちの任意のものの形を取ることができる。
一実施形態によれば、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）は、Ｔ１／Ｅ１ラインまたは回路、ＡＴＭ仮想回路、ケーブル、光デジタル加入者線（ＤＳＬ）など、１つまたは複数の接続１３５によって無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）１３０に結合することができる。１つのＲＮＣ１３０を示しているが、複数のＲＮＣ１３０を使用して多数の基地局１２０とインターフェイスを取ることができることを当業者であれば理解されよう。一般に、ＲＮＣ１３０は、それが接続される第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）を制御し、調整するよう動作する。図１のＲＮＣ１３０は一般に、反復、通信、ランタイム、およびシステム管理サービスを提供し、下記で詳述するように、第１の基地局と第２の基地局１２０（１−ｍ）との間の移行中、移動無線装置１０５（１）の移行の調整に関与し得る
一実施形態によれば、ＲＮＣ１３０は、Ｔ１／Ｅ１ラインまたは回路、ＡＴＭ仮想回路、ケーブル、光デジタル加入者回線（ＤＳＬ）など、様々なうちの任意の形を取ることができる接続１４５を介してコア・ネットワーク（ＣＮ）１４０に結合することができる。一般に、ＣＮ１４０は、データ・ネットワーク１１０および／または公衆電話システム（ＰＳＴＮ）１１５とのインターフェイスとして動作する。ＣＮ１４０は、ユーザ認識など様々な機能および動作を実行するが、ＣＮ１４０の構造および動作の詳細な説明は、本発明の理解には必要ない。したがって、本発明を不必要に不明瞭にするのを避けるために、本明細書では、ＣＮ１４０の詳細については、これ以上説明しない。
移動無線装置１０５（Ｎ）は、受信機１５０、送信機１５５、コントローラ１６０、アンテナ１６５、パイロット電力測定ソフトウェア（Ｓ／Ｗ）１７５などの命令を格納するメモリ１７０を含むように示されている。コントローラ１６０は、示した実施形態では、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）とＲＮＣ１３０との間の情報の流れを制御する。ＲＮＣ１３０は、セル負荷ベースの周波数間ハンドオーバー・ソフトウェア（cell load based inter-frequency handover software）（Ｓ／Ｗ）１８５などの命令を格納する記憶装置１８０を含み得る。しかし、本発明はそのように限定されないことを当業者は理解されたい。つまり、パイロット電力測定Ｓ／Ｗ１７５の命令およびセル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５の命令を、望ましい任意の数のエンティティに実装し、ファームウェアおよび／またはハードウェア・ロジックなど、他の望ましいフォームで格納することができる。
一実施形態において、送信機１５５は、アンテナ１６５を使用してコントローラ１６０によって提供された１つまたは複数の符号化された信号を送信することができ、受信機１５０は符号化された信号を受信することができる。同様に、各基地局１２０は、信号を送受信することができる。例えば、移動無線装置１０５（１）および第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）は、エア・インターフェイスを介して制御フレーム、データ・フレーム、いっぱいのフレーム、および空のフレームを含む様々なフレームを交換することができる。
このように、Ｓ／Ｗ１７５を使用して、コントローラ１６０は一般に、共有チャネル、データ・チャネル、および制御チャネルを含む多数のチャネル上でアンテナ１６５を介してデータおよび制御信号の送受信を制御し、それぞれ送信機１５５および受信機１５０を介してＲＮＣ１３０との間で情報を通信するよう動作する。Ｓ／Ｗ１８５を使用して、多数のチャネルは、移動無線装置１０５（Ｎ）から第１および／または第２の基地局１２０（１−ｍ）への通信の制御されたスケジューリングを行うために使用することができる。
図２Ａを参照すると、図１に示した通信システム１００のための２つの周波数帯域を備える、本発明の一実施形態による階層セル構造２００が概略的に示されている。階層セル構造２００の場合、マルチバンドＵＭＴＳネットワークなどのマルチバンド・ネットワークにおける第１および第２の周波数帯域の結合された無線リソースからの恩恵を受けるように、第１の周波数（ｆ１）はマクロ・セル２０５に割り当てられ、第２の周波数（ｆ２）はマイクロ・セル２１０に割り当てられている。マクロ・セル２０５は、容量より到達範囲を提供するように最適化された、例えば面積が数十平方マイルなど、比較的大きいセルとすることができる。代わりに、マイクロ・セル２１０は、セル方式ネットワーク内の比較的小さいセルとすることができ、無線周波数の伝搬を小さいローカル・エリアに制限することによってより大きい周波数の再利用を可能にすることができる。
特定の一実施形態によれば、例えば３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３０７で指定された３ＧＰＰ標準に基づいて、ＰＳＴＮ１１５および／またはデータ・ネットワーク１１０などのマルチバンドＵＭＴＳネットワークは、異なる２つの周波数帯域（ＵＭＴＳ８５０、ＵＭＴＳ１９００など）で動作することができる。上述したように、パイロット電力測定Ｓ／Ｗ１７５およびセル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５を、同時（同じ場所）に存在するこうした異なる２つの周波数帯域とともに使用することによって、通信システム１００において相対的に高いシステム容量および相対的に良いサービス品質（ＱｏＳ）を提供し得る。
図２Ｂを参照すると、本発明による、ホットスポット２５０を分割するように第１の周波数（ｆ１）に加えて第２の周波数（ｆ２）が割り振られる、図１に示した通信システム１００における別のシナリオ例としてホットスポット２５０を概略的に示している。マクロ・セル２０５内のホットスポット２５０は、例えば観衆が講堂に集まる場合など、相対的に多数のユーザがあるセルまたはセクタ内の相対的に小さいエリアに集まる状況に対応し得る。したがって、マクロ・セル環境の場合、ホットスポット２５０は、セルまたはセクタ内の単一の点を指し得る。一実施形態では、パイロット電力測定Ｓ／Ｗ１７５は、セル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５とともに、ＱｏＳを大幅に向上させながら通信システム１００のシステム容量の増加を協調的に可能にすることができる。
しかし、例えばデータ・ネットワーク１１０などのＵＭＴＳネットワークでは、セルの負荷は、電力増加／ノイズ増加測定値（power rise/noise rise measurement）によって呼承認制御（ＣＡＣ）および輻輳制御（ＣｏｎＣ）を介して制御される［Harri Holma, Antti Toskala: WCDMA for UMTS, John Wiley & Sons, 2002を参照］。接続承認制御は一般に、接続要求を受け入れても良いか、拒否するべきか（または再割り振りの要求に対応するか）を決定するために、呼設定段階中（または呼再交渉段階中）にデータ・ネットワーク１１０などのネットワークによって取られる１組のアクションを指す。
実施形態の一例によれば、接続承認制御によって、データ・ネットワーク１１０は、予め定義された基準に基づいて、着呼、セッションにおける、または接続レベルでトラフィックを管理することができる。接続承認制御によって、セルは、新しい任意のユーザおよびアクティブ・ユーザにＱｏＳを保証しながら、目的関数に従って１人または複数のユーザを拒否または許可することができる。より具体的には、データ・ネットワーク１１０での切り替えは、接続設定中にＣＡＣ機能を使用して、接続要求されたＱｏＳが既存の接続のＱｏＳを侵すかどうかを決定することができる。
さらに、輻輳制御は、需要が通信システム１００の容量を超えたときにデータ・ネットワーク１１０の動作状態を維持することができる。特に、ＣｏｎＣ機能は、無線リソースおよび／またはトラフィック管理を実行して、データ・ネットワーク１１０の機能不全を引き起こす可能性のあるバッファ・オーバーフロー、不十分な帯域幅などの望ましくない状況を回避し、かつ／または防ぐことができる。
図３を参照すると、フロー・チャートは、本発明の一実施形態による、図１に示した通信システム１００における電力増加／ノイズ増加対システム負荷、および一般の呼承認制御（ＣＡＣ）閾値および輻輳制御（ＣｏｎＣ）閾値を示している。接続承認制御は、接続承認制御閾値に基づいて異なるタイプのリアルタイム・アプリケーションの新しい呼を制限することができる。その場合、図３に示すように、ＣＡＣ閾値（ｔｈｒＣＡＣ）は、各タイプのリアルタイム・アプリケーションの新しい呼が、時分割多元変調を使用したときに通信システム１００などの無線移動通信システムで使用することができるいくつかのスロットを指す。ＣＡＣ閾値は、コール・ブロッキングおよび強制終了の可能性を定義し得る。図３に示すように、ＣｏｎＣ閾値（ｔｈｒＣｏｎＣ）は、データ・ネットワーク１１０のトランスポート層（Ｌ４）がチョーク・メッセージを送信する前にバッファリングし得るフレームの最大許容バックログ、およびデータ・ネットワーク１１０のリンク層（Ｌ２）が制御フレームを送信する前にバッファリングし得るフレームの最大許容バックログを指し得る。
一実施形態では、システム負荷は、セルにおいて現在経験されているセルの負荷を含む。セルの負荷は、本発明の意図および範囲から逸脱することなく様々な方法で決定することができる。例えば、セルの負荷は、セルに現在接続されている移動局の数に応じて計算することができる。あるいは、セルの負荷は、様々な移動無線装置１０５（１−Ｎ）と第１または第２の基地局１２０（１−ｍ）との間の合計送信速度に応じて決定することができる。つまり、１人のヘビー・ユーザは、相対的に３人のライト・ユーザの要求にほぼ同じである可能性がある。さらに、セルの負荷は、合計最大送信電力に対するセルの実際に測定された送信電力の割合によって決定することができる。
しかし、移動無線装置１０５（Ｎ）は、同じ場所にいる間に複数のセルと通信することができる。例えば、周波数帯域（ｆ１）のセル、および周波数帯域（ｆ２）の別のセルと通信することができる。移動無線装置１０５（Ｎ）は、周波数帯域ごとに１つの少なくとも２つの共通パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ）、すなわち共通パイロット・チャネルがセル全体内でブロードキャストされる第１および第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定することができる。第１の共通パイロット・チャネルは、第１のセルに関連付けられた第１の基地局１２０（１）からの第１の周波数帯域（ｆ１）に関連付けることができ、第２の共通パイロット・チャネルは、第２のセルに関連付けられた第１の基地局１２０（１）からの、または第２のセルに関連付けられた第２の基地局１２０（ｍ）からの第２の周波数帯域（ｆ２）に関連付けることができる。
動作中、一実施形態に従って、周波数間ハンドオーバーの場合、移動無線装置１０５（Ｎ）は、そのホーム・セル（例えば周波数（ｆ１））、すなわち第１の基地局１２０（１）に関連付けられた第１のセルから新しいセル、すなわち（ｉ）周波数（ｆ２）で同じ第１の基地局１２０（１）に関連付けられた、または（ｉｉ）周波数（ｆ２）で例えば第２の基地局１２０（ｍ）など別の基地局に関連付けられた、または従来の、すなわち非周波数間ハンドオーバーで、周波数（ｆ１）で第２の基地局１２０（ｍ）に関連付けられた第２のセルに移動することができる。つまり、移動無線装置１０５（Ｎ）は、各周波数ハンドオーバーではある基地局から別の基地局に変わらなくてよい。
通信システム１００におけるあるセルの負荷は、目的のセルの組内のセルのランク付けに悪影響を与え得る。特に、例えば、一方は特定の基地局の近くにあり、他方は基地局から離れたところにある移動局などの２つの移動無線装置１０５（１）および１０５（Ｎ）は、異なるパス・ロス、セル内およびセル間の干渉を含む要因のために、第１および第２の共通パイロット・チャネル、Ｐ−ＣＰＩＣＨ上で異なる値のＥｃ／Ｉｏを測定し得る。Ｅｃ／Ｉｏという用語は、合計信号電力に対する一般に第１および第２の共通パイロット・チャネルのチャネルの平均電力の無次元比を表す。
より具体的には、図３で、負荷パラメータＬは、新しいユーザの到着前のセルの負荷を示し、負荷パラメータＬ’は新しいユーザの到着後のセルの負荷を示す。移動無線装置１０５（Ｎ）は、目的のセルでの負荷パラメータＬを考慮に入れながら、ＣＰＩＣＨ上でのＥｃ／Ｉｏがより高いために、過負荷のセルから目的のセルへの移動を望むかもしれない。目的のセルでのセルの負荷がＣＡＣ閾値レベル（ｔｈｒＣＡＣ）未満のビット（ΔＬ）である場合、ユーザのこのセルへのハンドオーバーは、結果として負荷Ｌ’を導き、したがってＣＡＣ閾値（ｔｈｒＣＡＣ）への侵害を回避することができる。この侵害が無ければ、セル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５は、呼承認制御機構のトリガを回避することができ、そうでない場合、目的のセル内の他のユーザのリンクの質の著しい低下がもたらされる。言い換えれば、非効率な周波数間ハンドオーバーの回避は、ネットワーク容量の大幅な損失を防ぐことができる。
Ｐ−ＣＰＩＣＨのＥｃ／Ｉｏ値のみの使用の代わりに、セル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５は、さらに総称関数「ｆ」を介してネットワークまたはシステムの負荷測定値を考慮に入れる。この関数では、信号品質（Ｅｃ／Ｉｏ）による項および負荷固有の項（ｇ（Ｌ））を、次の数学的な演算でともに結合することができる。
Figure 2006211645
ここで、記号「°」は数学的演算を示し、α１およびα２は、データ・ネットワーク１１０を最適化するようにネットワーク・オペレータまたはサービス・プロバイダによって調整することができる重み係数である。関数ｇ（Ｌ）は、周波数間ハンドオーバーのために、負荷パラメータＬの総称関数「ｆ」へのマッピングを数学的に考慮に入れることができる。一例として、セルの負荷は、図３に示すように、目的のセルでの現在の負荷とＣＡＣ閾値（ｔｈｒＣＡＣ）との間の差として測定することができる。したがって、関数ｇ（Ｌ）＝ΔＬ＝ｔｈｒＣＡＣ−Ｌとなる。この例では、総称関数は、次の式によって得られる。
Figure 2006211645
しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の所望の関数を関数ｇ（Ｌ）に使用することができることを当業者であれば認識されよう。総称関数「ｆ」を使用して、セル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５は、ユーザ固有の信号品質および周波数間ハンドオーバーのシステム負荷を考慮に入れ、実質的に使用可能な無線リソースを使用しながら負荷の平衡化を行うことによって、目的のセット内のセルをランク付けすることができる。
図４を参照すると、本発明の一実施形態による、図１の通信システム１００を過負荷のセル４０５および目的のセル４０１（１）にわたる無線通信の周波数間ハンドオーバーでの負荷の平衡化に使用することができる領域４００の様式的表現を示している。マルチメディア・データおよび／または音声通信サービスなどの特定のサービスをユーザに提供するネットワーク適用エリアなどの領域４００は、通信システム１００によってサービスが提供されるセルまたはセクタと呼ばれる複数のサブ領域に分けることができる。ネットワーク適用エリアは、装置が許容可能な品質および性能レベルでメッセージを交換することができる地理的エリアを指し得る。例えば、一実施形態では、各セルは個別の基地局１２０に関連付けられ、各セルは隣接する複数のセルを有し得る。図に示すように、６つの隣接セル４１０（１〜６）が過負荷のセル４０５を囲んでいる。
過負荷のセル４０５に入ると、移動無線装置１０５（１）は、別のセル、すなわち隣接するセル候補４１０（１〜６）の中の目的のセルの組４０５、４１０（１）から選択された第１のセル４１０（１）に移動することができる。図４では、送信は移動無線装置１０５（Ｎ）に関して進行中であり、したがって移動無線装置１０５（Ｎ）は第１の基地局１２０（１）と通信しており、しかし第２の基地局１２０（ｍ）に移行しつつあると仮定する。したがって、移動無線装置１０５（１）が隣接するセル４１０（１〜６）のいずれかから過負荷のセル４０５に入るとき、移動無線装置１０５（１）は、過負荷のセル４０５との通信から、ユーザが入る第１のセル４１０（１）など目的のセルとの通信に移行する必要がある。
図５は、移動無線装置１０５（Ｎ）のパイロット電力測定Ｓ／Ｗ１７５、および図１および４の通信システム１００の第１の基地局１２０（１）および第２の基地局１２０（ｍ）に結合された無線ネットワーク・コントローラ１３０のセル負荷ベースの周波数間ハンドオーバー１８５を含む様々な構成要素の相互運用の一実施形態を示すフロー図である。パイロット電力測定Ｓ／Ｗ１７５およびセル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５は、図４に示す過負荷のセル４０５および目的のセル４１０（１）にわたってデータ・ネットワーク１１０およびＰＳＴＮ１１５を含むマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を協調的に割り振る。
動作中、無線装置１０５（Ｎ）は、第１の基地局１２０（１）に関連付けられた過負荷のセル４０５から移動して第２の基地局１２０（ｍ）に関連付けられた目的のセル４１０（１）に入ることを望むかもしれない。一実施形態では、移動無線装置１０５（Ｎ）はセル選択戦略を使用し、ＲＮＣ１３０は周波数間ハンドオーバー戦略を使用することができる。周波数間ハンドオーバーで目的のセルの組から１つのセルを選択するプロセスは、ブロック５００で、通信システム１００におけるセル４０５、４０１（１）に関連付けられた負荷パラメータＬを決定することから開始する。
さらに、移動無線装置１０５（Ｎ）は、通信の品質を決定するために、そのアクティブ・セット内にあり得る第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）に関連付けられた共通パイロット・チャネルのパイロット電力を含むいくつかのパラメータを測定することができる。現在サービス提供中のセルとの通信セッションのみが確立されるが、それにも関わらず、移動無線装置１０５（Ｎ）は、パイロット電力測定Ｓ／Ｗ１７５を使用して、セルの負荷およびパイロット電力レベル・ベースのセル選択が周波数間ハンドオーバーのために行われる場合使用可能になるそのアクティブ・セット内の他の基地局の１つまたは複数のチャネルを監視する。このように、移動無線装置１０５（Ｎ）およびＲＮＣ１３０は、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）のそれぞれの測定済みパイロット電力、および目的のセルの組の負荷パラメータＬを使用して、目的のセルを決定し、かつ／または周波数間ハンドオーバーが保証されているかどうかを決定する。
ブロック５０５で、周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５を使用して、ＲＮＣ１３０は、移動無線装置１０５（Ｎ）のために、セル４０５、４１０（１）の負荷パラメータＬに基づいて第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）に関連付けられたセル候補４０５および４１０（１〜６）の中の目的のセルの組４０５、４１０（１）から第１のセル４１０（１）を選択する。
周波数間ハンドオーバーが保証されている場合、ＲＮＣ１３０は、移動無線装置１０５（Ｎ）を、目的の組のセル４０５、４１０（１）の負荷パラメータＬに基づいて第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させることができる。ブロック５１０で、通信システム１００は、少なくとも２つのセル、すなわち第１のセル４０５および第２のセル４１０（１）にわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた多数のチャネル上のユーザに周波数帯域を割り振ることができる。例示の実施形態では、過負荷のセル４０５および選択された目的のセル４１０（１）は、それぞれ異なる基地局１２０（１）および１２０（ｍ）によって制御される。
本発明の一実施形態例によれば、図４に示すように、ＲＮＣ１３０は、移動無線装置１０５（Ｎ）と第１の基地局１２０（１）との間の通信から移動無線装置１０５（Ｎ）と第２の基地局１２０（ｍ）との間の通信に切り替える必要があるかどうかを決定することができる。このために、メッセージング・プロセスを使用して、過負荷のセル４０５から目的のセル４１０（１）に切り替えることができる。一般に、実際のセルの切り替えは、ＲＮＣ１３０が、定義された時間にスケジュールされた任意の送信を中止する旨のＲａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｔメッセージを第１の基地局１２０（１）に送信したときに開始する。移動無線装置１０５（Ｎ）は、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ」メッセージを送信した後、定義された時間に目的のセル４１０（１）からスケジューリング情報を「聞き」始める。
第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）は、信号対干渉比（ＳＩＲ）測定値を定期的にＲＮＣ１３０に報告することができる。ＲＮＣ１３０は、アクティブ・セット内の第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）からのＳＩＲ、または移動体により報告された最良セル測定値など無線チャネルの状態のフィードバックを使用して、過負荷のセル４０５から目的のセル４１０（１）への切り替えをトリガすることができる。しかし、こうした測定値または他のパラメータの望ましい任意の組み合わせがこの切り替えを決定することもできることを当業者であれば理解されたい。
一般に、本発明の一実施形態では、ＲＮＣ１３０によって行われた負荷パラメータＬの測定によって最良のセルは過負荷のセル４０５ではないことを移動無線装置１０５（Ｎ）に知らせた後、セル選択中に過負荷のセル４０５を識別するために従来の信号方式を使用することができる。負荷パラメータＬのこうした測定値に基づいて、移動無線装置１０５（Ｎ）は、その新しい１次サービス提供側セル、すなわち目的のセル４１０（１）を示す。セル４０５、４０６（１〜６）が移動無線装置１０５（Ｎ）から新しい１次サービス提供側セルの指示を受信すると、すべてのセルは、１次／非１次セルの指示をＲＮＣ１３０に送信する。ＲＮＣ１３０は、信号メッセージを使用してユーザ・プレーン・トラフィック（user plane traffic）を新しい１次セルまたは目的のセル４１０（１）のトランスポート・インターフェイスに切り替えることによって応答する。
ソフト・ハンドオーバー中、例えば、ＲＮＣ１３０は、無線装置１０５（Ｎ）が監視しているセル、および監視すべき任意の新しいセルのための無線チャネル情報を移動無線装置１０５（Ｎ）に次の情報を送信することができる。しかし、ＲＮＣ１３０は、移動無線装置１０５（Ｎ）がアクティブ・セット内のどのセルを監視すべきかを定期的に再割当することができる。
図６を参照すると、フロー図は、過負荷のセル４０５から移動するように目的のセル４１０（１）を選択し、第１および第２の共通パイロット・チャネルの測定されたパイロット電力、および図４に示す過負荷のセル４０５およびセル４１０（１）の負荷パラメータＬに基づいて周波数ハンドオーバーを処理するために図１〜４の通信システム１００で使用される制御戦略の一実施形態を示している。Ｓ／Ｗ１７５を使用して、ブロック６００で、移動無線装置１０５（Ｎ）は、第１のセル、すなわち過負荷のセル４０５に関連付けられた第１の基地局１２０（１）からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定し、第２のセル、すなわち目的のセル４１０（１）に関連付けられた第１の基地局１２０（１）からの、または第２のセル、すなわち目的のセル４１０（１）に関連付けられた第２の基地局１２０（ｍ）からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行することができる。
移動無線装置１０５（Ｎ）で、第１および第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定するために、Ｓ／Ｗ１７５は、合計信号電力に対する第１および第２の共通パイロット・チャネルの平均電力の割合Ｅｃ／Ｉｏに基づいて第１および第２のセル４０５、４１０（１）の信号品質を決定することができる。同様に、ブロック６０５で、Ｓ／Ｗ１８５を使用して、ＲＮＣ１３０は、移動無線装置１０５（Ｎ）のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす命令を実行することによって通信システム１００を制御することができる。
ブロック６１０で、Ｓ／Ｗ１７５および１８５は、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）のうちの少なくとも一方と移動無線装置１０５（Ｎ）との間の通信を決定するために、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）における無線リソースを協調的に管理することができる。第１および第２のセル４０５、４０１（１）に関連付けられた負荷パラメータＬは、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）からの無線送信電力およびノイズのうちの少なくとも一方の変化を測定することによって決定することができる。移動無線装置１０５（Ｎ）を過負荷のセル４０５から目的のセル４１０（１）に移動させるために、目的のセルの組のうちの第１および第２のセル４０５、４１０（１）は、ブロック６１５に示すように、対応する負荷パラメータＬに基づいてランク付けすることができる。
その後、第１および第２のセル４０５および４１０（１）の負荷パラメータＬ、および第１および第２の共通パイロット・チャネルの測定されたパイロット電力に基づいて、ブロック６２０で、移動無線装置１０５（Ｎ）のために、セル候補４０５、４１０（１〜６）の中から目的のセル４１０（１）を選択することができる。第１および第２のセル４０５、４１０（１）の中から目的のセルを選択するために、過負荷のセルを決定することができる。つまり、第１のセル４０５は、第１および第２の共通パイロット・チャネルの測定されたパイロット電力、および第１および第２のセル４０５、４１０（１）の負荷パラメータに基づいて、第１および第２のセル４０５、４１０（１）の間で比較的過負荷であることが示される。移動無線装置１０５（Ｎ）が過負荷のセル４０５から移動したい旨を示すことに応答して、ＲＮＣ１３０は、目的のセルの組４０５、４１０（１）から、通信システム１００における負荷を平衡化する負荷を有する目的のセル４１０（１）を選択し、実質的に過負荷のセル４０５より高い負荷を有するセルへのユーザの周波数間ハンドオーバーを防ぐ。
ブロック６２５で、ＲＮＣ１３０は、第１および第２の基地局１２０（１−ｍ）からの合計信号電力に対する第１および第２の共通パイロット・チャネルの平均電力の割合Ｅｃ／Ｉｏの値を第１および第２のセル４０５、４０１（１）での負荷パラメータＬの値と結合する、上述した数学的な総称関数「ｆ」を使用して、周波数間ハンドオーバーを引き起こすことができる。次いで移動無線装置１０５（Ｎ）は、ブロック６３０に示すように、例えばより高い周波数帯域からより低い周波数帯域に、またはその逆に、ある周波数帯域から別の周波数帯域に移動することができる。より高い周波数帯域の一例には２０００ＭＨｚ、より低い周波数帯域の例には９００ＭＨｚまたは４５０ＭＨｚなどがある。
したがって、マルチバンド・ネットワークにおいて、パイロット電力測定Ｓ／Ｗ１７５およびセル負荷ベースの周波数間ハンドオーバーＳ／Ｗ１８５は、移動無線装置１０５（Ｎ）の所望の周波数帯域への移動をもたらすことができる。したがって、一実施形態では、マルチバンド・ネットワークにおける移動無線装置１０５（Ｎ）についての適切な周波数帯域の選択は、周波数間ハンドオーバーのセルの負荷を考慮に入れることによって、第１および第２のパイロット・チャネル・プロパティの測定値および負荷パラメータＬに基づいて実現することができる。目的のセルの組のランク付けへのこの負荷の統合は、結果的にＱｏＳの低下を招き得る比較的高い負荷を有するセルへのユーザの周波数間ハンドオーバーを防ぐことができる。したがってＲＮＣ１３０は、いくつかの実施形態において、全システム容量、およびデータ・ネットワーク１１０のＱｏＳを向上させ、ユーザの満足を大幅に向上させることができる。例えば、ＩｕＢ−インターフェイスを監視して負荷測定値を含む無線リソース管理メッセージを追跡することによって行うことができる。
本発明および対応する詳細な説明の一部分は、上記では、ソフトウェア、またはアルゴリズムや、コンピュータまたはコントローラなどのコンピューティング装置に関連付けられた記憶装置または半導体メモリ内のデータ・ビットに対する操作の象徴に関して説明している。こうした説明および表現は、当業者がその仕事の実体を他の当業者に効率よく伝えるためのものである。アルゴリズムという用語は、ここで使用するとき、また一般に使用されるとき、所望の結果を導き出す自己整合性を有する一例の工程（self consistent sequence of steps）と考えられる。この工程は、物理量の物理的な操作を必要とするものである。必ずしも必要ではないが、通常、こうした量は、格納、転送、結合、比較、そうでなければ操作を行うことができる光、電気、または磁気の信号の形を取る。時には、主に一般的な使用のために、こうした信号をビット、値、要素、記号、文字、項、数字などと呼ぶのが便利であることがわかっている。
しかし、これらおよび同様の用語はすべて、適切な物理量に関連付けられ、単にこうした量に適用される便利なラベルにすぎないことを心に留めておくべきである。特に明記しない限り、または解説から明らかであるように、「処理する」「演算する」「計算する」「決定する」「表示する」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリ内の物理的な電子量として表されるデータを操作し、コンピュータ・システムのメモリまたはレジスタ、または他のこうした情報記憶装置、送信装置または表示装置内の同じように物理量として表される他のデータに変換するコンピューティング・システムまたは類似の電子コンピューティング装置の動作およびプロセスを指す。
また、本発明のソフトウェアで実施される態様は、一般に、何らかの形式のプログラム記憶媒体に符号化される、または何らかのタイプの送信媒体を介して実装されることにも留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気（フロッピー（登録商標）・ディスクやハード・ドライブなど）や光（コンパクト・ディスク読み取り専用メモリや「ＣＤ−ＲＯＭ」）でよく、読み取り専用またはランダム・アクセスとすることができる。同様に、送信媒体は、ツイスト・ペア線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当分野で知られている他の何らかの適した送信媒体とすることができる。本発明は、所与の任意の実装のこうした態様によって限定されない。
次に、本発明を、添付の図面を参照して説明する。様々な構造、システム、および装置は、単に説明の目的で、当業者によく知られている詳細で本発明を不明瞭にしないように、図面に概略的に示されている。それでも、添付の図面は、本発明の例を記述し、説明するために含まれている。本明細書で使用されている単語および句は、当業者によるこうした単語および句の理解と一致する意味を有するように理解され、解釈されるべきである。本明細書での用語または句の一貫した使用によって、用語または句の特別な定義、すなわち当業者が理解している通例の慣習的な意味とは異なる定義が含意されるものではない。用語または句が特別な意味、すなわち当業者が理解している以外の意味を有することが意図される場合、こうした特別な定義は、用語または句の特別な定義を直接的に明白に提供する明確な方法で本明細書に明白に記載される。
本発明は、本明細書に通信ネットワーク環境で有用であるものとして示してきたが、他の接続環境にも適用される。例えば、上記の２つ以上の装置は、ハード・ケーブル接続、無線周波数信号（８０２．１１（ａ）、８０２．１１（ｂ）、８０２．１１（ｇ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）、赤外線結合、電話線およびモデムなどによる装置間接続を介して結合することができる。本発明は、２人以上のユーザが相互接続され、互いに通信することができる任意の環境において適用され得る。
本明細書の様々な実施形態で示されている様々なシステム層、ルーチン、またはモジュールが実行可能制御ユニットであり得ることを当業者でれば理解されよう。制御ユニットには、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、プロセッサ・カード（１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはコントローラを含む）、または他の制御装置またはコンピューティング装置、および１つまたは複数の記憶装置内に含まれる実行可能命令などがある。記憶装置は、データおよび命令を格納する１つまたは複数のマシン読み取り可能な記憶媒体を含み得る。記憶媒体は、動的、静的ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、およびフラッシュメモリなどの半導体メモリ装置、固定式、フロッピー（登録商標）、取り外し式ディスクなどの磁気ディスク、テープを含む他の磁気媒体、およびコンパクト・ディスク（ＣＤ）やデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体などを含む様々な形のメモリを含み得る。様々なシステムにおいて様々なソフトウェア層、ルーチン、またはモジュールを構成する命令を、それぞれの記憶装置に格納することができる。命令は、それぞれの制御ユニットによって実行されると、対応するシステムにプログラムされた動作を実行させる。
上記で開示した特定の実施形態は例示にすぎない。というのは、本発明は、異なるが、本明細書の教示の恩恵を得る当業者には明らかな同等のやり方で変更し、実施することができるからである。さらに、頭記の特許請求の範囲に記載した以外の本明細書に示した構成または設計の詳細に対する限定は意図しない。したがって、上記で開示した特定の実施形態は、改変または変更することができることは明らかであり、こうしたすべての変形は、本発明の範囲および意図内に含まれると見なされる。したがって、本明細書で求められる保護は、頭記の特許請求の範囲に記載している。
本発明の一実施形態による通信システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態による、両方の周波数帯域の結合された無線リソースからの恩恵を受けるように、第１の周波数（ｆ１）がマクロ・セルに割り当てられ、第２の周波数（ｆ２）がマイクロ・セルに割り当てられている、図１に示した通信システムにおける階層セル構造の２つの周波数帯域を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、ホットスポットを分割するために、第１の周波数（ｆ１）に加えて第２の周波数（ｆ２）がホットスポットに割り振られる、図１に示した通信システムにおける別の例のホットスポットのシナリオを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、図１に示した通信システムにおける電力増加／ノイズ増加対システム負荷、および一般の呼承認制御（ＣＡＣ）閾値および輻輳制御（ＣｏｎＣ）閾値を示すフロー・チャートである。 本発明の一実施形態による、図１の通信システムを過負荷のセルおよび目的のセルにわたる無線通信の周波数間ハンドオーバーでの負荷の平衡化に使用することができる領域を示す様式的表現である。 図４に示した過負荷のセルおよび目的のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振るために、移動無線装置でのパイロット電力測定アルゴリズム、および図１および図４の通信システムの第１および第２の基地局に結合されている無線ネットワーク・コントローラのセル負荷ベースの周波数間ハンドオーバー・アルゴリズムを含む様々な構成要素の相互運用の一実施形態を示すフロー図である。 パイロット・チャネルの測定されたパイロット電力、および図４に示した過負荷のセルおよび目的のセルの負荷パラメータに基づいて目的のセルを選択し、周波数間ハンドオーバーを処理する、図１〜４の通信システムで使用される制御戦略の一実施形態を示すフロー図である。

Claims (10)

  1. 通信システムにおける第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振る方法であって、
    前記通信システムにおける前記第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する工程と、
    前記第１および第２のセルの前記負荷パラメータに基づいて、移動無線装置を第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させるために、前記第１および第２のセルの中から前記移動無線装置のための目的のセルを選択する工程と
    を含む方法。
  2. 前記移動無線装置で、前記第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの前記第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する工程と、
    前記移動無線装置で、前記第２のセルに関連付けられた前記第１の基地局からの、または前記第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの前記第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する工程と、
    前記第１および第２の共通パイロット・チャネルの前記測定されたパイロット電力、および前記第１および第２のセルの前記負荷パラメータに基づいて、前記移動無線装置のユーザのために多数のチャネル上での周波数間ハンドオーバーを引き起こす工程と
    をさらに含む請求項１に記載の方法。
  3. 合計信号電力に対する前記第１および第２の共通パイロット・チャネルの平均電力の割合に基づいて、前記第１および第２のセルの信号品質を前記移動無線装置で決定する工程と、
    前記第１および第２の共通パイロット・チャネルの前記測定されたパイロット電力、および前記第１および第２のセルの前記負荷パラメータに基づいて前記第１のセルと第２のセルとの間の過負荷のセルを決定する工程と
    をさらに含む請求項２に記載の方法。
  4. 前記移動無線装置を前記過負荷のセルから前記目的のセルに移動させるために、前記負荷パラメータに基づいて前記第１および第２のセルをランク付けする工程
    をさらに含む請求項３に記載の方法。
  5. 第１および第２の基地局および無線ネットワーク・コントローラを含む通信システムを制御する方法であって、
    前記通信システムにおける前記第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する工程と、
    移動無線装置で、前記第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通・パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する工程と、
    前記移動無線装置で、前記第２のセルに関連付けられた前記第１の基地局からの、または前記第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する工程と、
    前記無線ネットワーク・コントローラで、前記移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を実行する工程と、
    前記第１および第２のセルに関連付けられた前記負荷パラメータ、および前記第１および第２の共通パイロット・チャネルの前記測定されたパイロット電力に基づいて、マルチバンド・ネットワークに関連付けられた前記第１の周波数帯域から前記第２の周波数帯域に前記移動無線装置を移動させるために、前記第１および第２のセルの中から目的のセルを選択する工程と
    を含む方法。
  6. マルチバンド・ネットワークに関連付けられた第１および第２の基地局と、
    前記第１および第２の基地局に結合されている無線ネットワーク・コントローラと、
    前記通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定し、前記第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定し、前記第２のセルに関連付けられた前記第１の基地局からの、または前記第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定し、前記第１および第２のセルに関連付けられた前記負荷パラメータ、および前記第１および第２の共通パイロット・チャネルの前記測定されたパイロット電力に基づいてマルチバンド・ネットワークに関連付けられた前記第１の周波数帯域から前記第２の周波数帯域に前記移動無線装置を移動させるために、前記第１および第２のセルの中から目的のセルを選択する移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を格納する、前記無線ネットワーク・コントローラに結合されている記憶装置と
    を含む通信システム。
  7. 実行されると、通信システムに
    前記通信システムにおける前記第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振るために、前記通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定させ、
    前記第１および第２のセルの前記負荷パラメータに基づいて、移動無線装置を第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させるために、前記第１および第２のセルの中から前記移動無線装置のための目的のセルを選択させる
    命令を格納するコンピュータ読み取り可能記憶媒体を含む物体。
  8. 実行されると、通信システムに
    第１および第２の基地局および無線ネットワーク・コントローラを含む前記通信システムを制御するために、前記通信システムにおける第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定させ、
    移動無線装置で、前記第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通・パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行させ、
    移動無線装置で、前記第２のセルに関連付けられた前記第１の基地局からの、または前記第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行させ
    前記無線ネットワーク・コントローラで、前記移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を実行させ、
    前記第１および第２のセルに関連付けられた前記負荷パラメータ、および前記第１および第２の共通パイロット・チャネルの前記測定されたパイロット電力に基づいて、マルチバンド・ネットワークに関連付けられた第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に前記移動無線装置を移動させるために、前記第１および第２のセルの中から目的のセルを選択させる
    命令を格納するコンピュータ読み取り可能記憶媒体を含む物体。
  9. 通信システムにおける第１および第２のセルにわたってマルチバンド・ネットワークに関連付けられた周波数帯域を割り振る装置であって、
    前記通信システムにおける前記第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する手段と、
    前記第１および第２のセルの前記負荷パラメータに基づいて、移動無線装置を第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に移動させるために、前記第１および第２のセルの中から前記移動無線装置のための目的のセルを選択する手段と
    を含む装置。
  10. 第１および第２の基地局および無線ネットワーク・コントローラを含む通信システムを制御する装置であって、
    前記通信システムにおける前記第１および第２のセルに関連付けられた負荷パラメータを決定する手段と、
    移動無線装置で、前記第１のセルに関連付けられた第１の基地局からの第１の周波数帯域に関連付けられた第１の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する手段と、
    前記移動無線装置で、前記第２のセルに関連付けられた前記第１の基地局からの、または前記第２のセルに関連付けられた第２の基地局からの第２の周波数帯域に関連付けられた第２の共通パイロット・チャネルのパイロット電力を測定する旨の命令を実行する手段と、
    前記無線ネットワーク・コントローラで、前記移動無線装置のユーザのために周波数間ハンドオーバーを引き起こす旨の命令を実行する手段と、
    前記第１および第２のセルに関連付けられた前記負荷パラメータ、および前記第１および第２の共通パイロット・チャネルの前記測定されたパイロット電力に基づいて、マルチバンド・ネットワークに関連付けられた前記第１の周波数帯域から前記第２の周波数帯域に前記移動無線装置を移動させるために、前記第１および第２のセルの中から目的のセルを選択する手段と
    を含む装置。
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