JP2006512827A - マルチスタンダード無線通信システムにおける無線リソース管理および再利用方式 - Google Patents

マルチスタンダード無線通信システムにおける無線リソース管理および再利用方式 Download PDF

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Abstract

マルチスタンダード通信システムにおけるRFリソース管理方法であって、ダウンリンク情報内にシステムタイプ識別要素を加え、異なる無線通信方式間でRFリソースを割り当て、RFリソースが割り当てられた異なる無線通信方式を、上記システムタイプ識別要素の異なる値に対して対応させることを含む方法。

Description

本発明は、マルチスタンダード無線通信システムに関し、特に、マルチスタンダード通信システムのRFリソース管理においてRFリソースを識別するための方法に関する。
モバイル通信システムの発展に伴って、例えば第2世代(2G)の無線通信方式に属するGSM、IS−95およびCDMA、2G〜3Gの無線通信方式に属するGPRSおよびTSM、第3世代(3G)の無線通信方式に分類されるTD−SCDMA、W−CDMA、cdma2000、更にはWLANや他のポピュラーな無線通信方式等といった多数の通信規格(すなわち、無線通信方式)が登場するようになってきた。
ITUの規定によると、異なる無線通信方式は、異なる周波数帯域を用いてデータを送信しなければならない。しかしながら、通信サービスの急速な発達に伴って、様々な無線通信方式が現れた。すなわち、異なる無線通信方式は、同じ周波数帯域で異なる搬送波を用いてデータを送信している。一般に、CWTS(中国無線通信規格グループ)によって提案されたTSMは、同じ周波数帯域をTD−SCDMAと共有している。
TD−SCDMAは、SCDMA(同期符号分割多元接続)技術を用いてデータを送信するTDDモード無線通信方式であり、一方、TSMは、GSM無線通信方式を有する既存のシステムからTD−SCDMA無線通信方式を有するシステムへと発展する無線通信方式として設計されており、GSM/GPRSのコアネットワークをTD−SCDMAのRF送信技術と組み合わせるとともに、実際のTD−SCDMAサービスが始まる前に3Gデータサービスを提供することができる。
TSMは、それが当初に設計された時には、TD−SCDMAへとスムーズに発展する暫定的な無線通信方式としてのみ設計されているため、TSMは、データを送信するために、同じ周波数帯域をTD−SCDMAと共有している。しかしながら、TSMの成長に伴って、TD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムが始まった後においても依然としてTSM無線通信方式を有する通信システムが使用されている可能性が非常に高い。すなわち、TSM無線通信方式およびTD−SCDMA無線通信方式は、同じ周波数帯域内でデータを送信するために、おそらく長い期間にわたって我々の通信環境内に共存しなければならない。そのため、2つの無線通信方式をどのようにして区別し且つ携帯端末を対応する無線通信方式を有するモバイル通信システムに対してどのように正確にアクセスさせるかという問題が生じる。
RFリソース共有の上記問題に対する解決策は、一定の基準にしたがってTSM無線通信方式およびTD−SCDMA無線通信方式に対して周波数帯域で利用可能なRF搬送波を固定して割り当てることである。すなわち、幾つかのRF搬送波がTSM無線通信方式に対して割り当てられ、一方、他のRF搬送波がTD−SCDMA無線通信方式に対して割り当てられる。
RF搬送波を固定的に割り当てることにより、RFリソース共有の問題をある程度まで解決することができるが、この固定的な設定方法が決して柔軟ではないことは明らかである。異なる無線通信方式のためにRFリソースを都合良く割り当てて、同じ周波数帯域内でデータを送信し、携帯端末が異なる無線通信方式を正確に識別できるようにすることは、現代の通信分野に根付く1つの問題として進行している。
本発明の1つの目的は、サービスを行なっているシステムにより使用される無線通信方式を識別でき、それにより、携帯端末をそのシステムに対して正確にアクセスさせることができるマルチスタンダード無線通信システムのためのRFリソース管理方法を提供することである。
本発明の他の目的は、携帯端末がアクセスする隣接セルによって使用される無線通信方式に携帯端末が対応していない場合には、セルハンドオーバーのオーバーヘッドを携帯端末が省くことができるマルチスタンダード無線通信システムのためのRFリソース管理方法を提供することである。
本発明の他の目的は、共存システムの各無線通信方式に対してRF搬送波を柔軟に割り当てることができるマルチスタンダード無線通信システムのためのRFリソース管理方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明において提案されるマルチスタンダード通信システムにおけるRFリソース管理方法は、
ダウンリンク情報内にシステムタイプ識別要素を加え、
異なる無線通信方式に対してRFリソースを割り当て、
上記RFリソースが割り当てられた上記異なる無線通信方式を、上記システムタイプ識別要素の異なる値に対応させる、
ことを含んでいる。
上記目的を達成するため、本発明において提案される携帯端末が無線通信システムにアクセスするRFリソース管理方法は、
ダウンリンクを介して送信されるダウンリンク情報を受け、
上記ダウンリンク情報内のシステムタイプ識別要素の値を取得し、
上記ダウンリンク情報内に含まれるシステムタイプ識別要素の上記値および上記携帯端末の構造にしたがって、システムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信システムに上記携帯端末が適応しているかどうかを判断し、
システムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信方式に上記携帯端末が適応している場合には、その無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスする、
ことを含んでいる。
上記目的を達成するために、本発明において提案される携帯電話を無線通信システムにアクセスさせるための装置は、
ダウンリンクを介して送信されるダウンリンク情報を受信する受信手段と、
上記ダウンリンク情報内のシステムタイプ識別要素の値を取得する検出手段と、
上記ダウンリンク情報内に含まれるシステムタイプ識別要素の上記値と上記携帯端末の構造とにしたがってシステムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信方式に、携帯端末が適応しているかどうかを判断する判断手段と、
システムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信方式に携帯端末が適応している場合には、その無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスするアクセス手段と、
を備えている。
上記目的を実現するため、本発明において提案される携帯端末は、
アップリンクを介して無線信号を送信する送信手段と、
ダウンリンクを介して送信される無線信号を受信する受信手段と、
無線通信システムにアクセスするためのアクセス手段と、
を備え、
上記アクセス手段は、上記ダウンリンクの無線信号から上記受信手段によって受信され取得されたシステムタイプ識別要素の上記値と上記携帯端末の構造とにしたがってシステムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信方式に携帯端末が適応しているかどうかを判断することができるとともに、システムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信方式に携帯端末が適応している場合には、その無線通信方式を有する無線通信システムに対して携帯端末をアクセスさせることができる。
以下、添付の図面に関連して更に説明する。
この発明は、既存のシステム情報メッセージに対してシステムフラグ要素(SFE(System Flag Element))を加えることにより、同じ周波数帯域内でデータを送信するための様々な無線通信方式間で共有されるRFリソースの問題を解決する。SFEの値と無線通信方式との間の所定の対応関係にしたがって、携帯端末は、対応する無線通信方式を有する通信システムに正確にアクセスすることができる。
図1は携帯電話無線通信システムを示している。この場合、A,B,C,D,E,Zは6つのセルをそれぞれ表わしている。これらの6つのセルは、セルZが中心セルとなり且つセルA〜EがセルZの隣接セルとなる1つの無線通信システムを構成している。図1に示される無線通信システムにおいては、セル間で、あるいは、同じセル内で、複数の無線通信方式を使用することができる。
図1における全てのセルは、基地局10(すなわち、ノードB)と、1または多数の携帯端末20とを備えている。図2に最も良く示されるように、各携帯端末20がその電源ON時に現在のセルの無線通信システムにアクセスできるかどうか、あるいは、隣接するセルの無線通信システムにアクセスできるかどうかは、その構造によって決まる。すなわち、携帯端末20は、それがTSM無線通信方式に適応している場合には、TSM無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスしても良く、また、携帯端末20は、それがTD−SCDMA無線通信方式に適応している場合には、TD−SCDMA無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスしても良い。
本発明において提案されるマルチスタンダード(多規格)無線通信システムのためのRFリソース管理方法を示すため、TSM無線通信方式とTD−SCDMA無線通信方式とが共存する通信システムの好ましい実施形態について説明する。なお、本発明のこの実施形態で説明する携帯端末20は、本発明のRFリソース管理方法で提案するようにTSM無線通信方式またはTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムにアクセス可能とするべく、TSM無線通信方式およびTD−SCDMA無線通信方式の両方に適応していなければならない。
前述したように、携帯端末は、TSM無線通信方式とTD−SCDMA無線通信方式とが共存する通信環境で使用されるRF周波数帯域によるだけでは、TSM無線通信方式とTD−SCDMA無線通信方式とを区別することができない。これは、2つの無線通信方式が同じ周波数帯域内でデータを送信するからである。
この発明においては、図3に示されるように、RFリソース管理プロトコルの既存のシステム情報メッセージにシステムタイプ識別要素が加えられ、また、このシステムタイプ識別要素は、既存のシステム情報メッセージに加えられる1ビットSFEであっても良い。新たなシステム情報メッセージにおいて、古いシステム情報メッセージの一部は、現在のセルによって使用される無線通信方式のためのTYPE1メッセージ(SI1と略記されている)と、隣接するセルによって使用される無線通信方式のためのTYPE2メッセージ(SI1と略記されている)とから成っている。
ここで、携帯端末が電源をONにして現在のセルにアクセスすると、あるいは、携帯端末がセルのハンドオーバー中に隣接するセルに切り換えると、携帯端末は、上記システム情報メッセージをBCCHにわたって得ることができる。
図4および図5は、複数の通信方式が共存する通信システム内で、携帯端末が現在のセルにアクセスする際またはセルのハンドオーバー中に隣接するセルに切り換える際に、システム情報メッセージ内で得られるSFEによって携帯端末がRFリソース管理を実施する方法を示している。
図4に示されるように、携帯端末の電源が1つのセル内でONされる(S10)際、携帯端末は、現在のセルによって使用される無線通信方式に関する知識を有していない。携帯端末は、ローカルBCCHにアクセスすることにより上記システム情報メッセージを受け取る(S20)。前述したように、上記システム情報メッセージは、現在のセルによって使用される無線通信方式を示すSI1を含んでおり、SFEの値は、無線通信方式とSFEの値との間の所定の対応関係にしたがってSI1から得ることができ、その後、携帯端末は、SFEの値に対応する無線通信方式を有する通信システムにアクセスする(S30)。
SFE=1がTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムを表わし、SFE=0がTSM無線通信方式を有する通信システムを表わしているとすると、携帯端末は、SFE=1のときにTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムにアクセスし(S40)、また、SFE=0のときにTSM無線通信方式を有する通信システムにアクセスする(S50)。
図5は、セルのハンドオーバープロセスにおいて隣接するセルにアクセスする携帯端末の手続きを示している。このプロセスには、TSM無線通信方式を有する通信システムとTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムとの間でのハンドオーバーが含まれている。
接続状態中(S100)、携帯端末は、ローカルBCCHにアクセスすることにより、上記システム情報メッセージを受け取る。携帯端末は、システム情報メッセージ内のSI2にしたがって、隣接するセルについての全てのSFEを取得し、その結果、隣接するセルによって使用される全ての無線通信方式を得る(S200)。その後、携帯端末は、現在のセルおよび隣接するセルの信号電力レベルを収集することにより、セルのハンドオーバーが必要かどうかを決定する(S300)。携帯端末が隣接するセルへのセルハンドオーバーを行なわなければならない場合、携帯端末は、その構造にしたがって、即ちそれが適応するどの無線通信方式にしたがって、ターゲットとなる隣接セルにアクセスできるかどうかを判断する(S400)。携帯端末がターゲットとなる隣接セルにアクセスできる場合、携帯端末は、SFEの値にしたがって、対応する無線通信方式を有する通信システムに切り換える(S600)。すなわち、SFEが1に等しい場合には、携帯端末はTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムに切り換え(S700)、また、SFEが0に等しい場合には、携帯端末はTSM無線通信方式を有する通信システムに切り換える(S800)。しかしながら、ターゲットとなる隣接セルによって使用される無線通信方式に携帯端末が適応していない場合には、セルのハンドオーバーが行なわれない(S500)。
前述したように、セルのハンドオーバー中においては、ターゲットとなる隣接セルによって使用される無線通信方式に携帯端末が適応しているかどうかを決定し、その後、関連する決定を行なうために、SFEの値が必要とされる。したがって、ターゲットとなる隣接セルによって使用される無線通信方式に携帯端末が適応していない場合には、セルハンドオーバー処理を実行することにより生じるオーバーヘッドを省くことができる。
上記携帯端末20は、その電源ON時に、または、セルハンドオーバー状態時に、SFEの値にしたがって、TSM無線通信方式を有する通信システムまたはTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムにアクセスすることを決定する。アクセス処理は、ソフトウェアまたはハードウェアを用いて実施することができる。
図4および図5はソフトウェアを用いて実施される方法を示している。ハードウェアを用いて実施する場合、無線通信方式にアクセスするための装置を携帯端末20に加える必要がある。この装置は、図6に示されるように、ダウンリンクを介して送信されるダウンリンク情報を受信する受信手段100と、上記ダウンリンク情報内のシステムタイプ識別要素の値を取得する検出手段200と、ダウンリンク情報内に含まれるシステムタイプ識別要素の上記値と携帯端末の状態およびその構造とにしたがってシステムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信方式に携帯端末が適応しているかどうかを判断する判断手段300と、システムタイプ識別要素の上記値に対応する無線通信方式に携帯端末が適応している場合にその無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスするアクセス手段400とから成る。
また、TD−SCDMAはTDDモードに基づいている。すなわち、アップリンクおよびダウンリンクは同じRF搬送波を共有するため、前述した実施形態では、TSM通信方式を有する通信システムおよびTD−SCDMA通信方式を有する通信システムのそれぞれにおいて、幾つかの異なる対になっていないRF搬送波を使用することができ、また、トラフィック負荷に照らして、異なる無線通信方式に対応するSFEの値をOA&M(オペレーション、支援およびメンテナンス)ソフトウェアにより設定することができ、それにより、多数の規格(マルチスタンダード)が共存するシステムにおいてRFリソースを柔軟に且つ動的に割り当てることができる。
一方、TSMおよびTD−SCDMAの2つの無線通信方式を表わすために1ビットSFEが使用されることを明確にする必要がある。同じ周波数帯域内に更に多くの異なる無線通信方式が存在する場合には、複数の無線通信方式を表わすためにマルチビットSFEを使用することができる。トラフィック負荷を考慮してOA&Mソフトウェアにより上記SFEの値を設定することもできる。
前述したように、本発明において提供されるマルチスタンダード無線通信システムのためのRFリソース管理方法は、以下のように要約することができる。
先ず最初に、無線通信方式に対してRFリソースを割り当てる。すなわち、異なる無線通信方式に対して異なる帯域でRFリソースを割り当て、あるいは、異なる無線通信方式に対して同じ帯域内で異なるRF搬送波を割り当てる。
その後、ダウンリンクを介して送信されたシステム情報に対して、無線通信方式に対応するシステムタイプ識別要素を加える。すなわち、明確なRFリソースまたはRF搬送波を伴う全ての無線通信方式は、システム識別要素の明確な値に対応している。
これにより、携帯端末は、ダウンリンクを介して上記システムタイプ識別要素を得るとともに、対応する無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスできるかどうかを決定する。
本発明によって与えられる前述した実施形態は、同じ帯域内でTD−SCDMA無線通信方式とTSM無線通信方式との間でRF搬送波を割り当てる一例について説明している。2つの無線通信方式と同じ帯域内のRF搬送波との間の対応関係、および、2つの無線通信方式とSFEの値との間の対応関係にしたがって、携帯端末は、SFEの値により、TSM無線通信方式またはTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムにアクセスすることができる。
また、異なる無線通信方式に対して異なる帯域でRFリソースを割り当てる際にも同じ手法が当てはまる。異なる無線通信方式と異なる帯域で割り当てられたRFリソースとの間の対応関係、および、異なる無線通信方式とSFEの値との間の対応関係にしたがって、携帯端末は、対応する無線通信方式を有するモバイル通信システムにアクセスすることができる。
この発明において、フラグ信号としてのSFEは、RFリソース管理プロトコルのシステム情報メッセージに加えられるため、機能中の無線通信方式をSFEの値にしたがって識別することができる。したがって、上記無線通信方式に適応する携帯端末は、対応する通信システムにアクセスすることができる。
また、セルのハンドオーバー中、ターゲットとなる隣接セルにより使用される無線通信方式に携帯端末が適応しているかどうかを決定するステップがSFEの値にしたがって加えられる。したがって、ターゲットとなる隣接セルにより使用される無線通信方式に携帯端末が適応していない場合には、セルのハンドオーバー処理を実行することにより生じるオーバーヘッドを省くことができる。
一方、この発明では、SFEの値と異なる無線通信方式との間の対応関係を、ソフトウェアを用いて設定することにより、複数の規格が共存するシステムにおいてRFリソースを柔軟に割り当てることができる。
無論、当業者であれば分かるように、この発明で提案されるマルチスタンダード無線通信システムのためのRFリソース管理方法は、TSM無線通信方式またはTD−SCDMA無線通信方式を有する通信システムに限定されなくても良く、他の複数の無線通信方式を有する通信システムにおいて適用されても良い。
好ましい実施形態に関して本発明を示して説明してきたが、当業者であれば分かるように、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更や改良を行なうことができる。したがって、保護されるべき本発明の範囲は、請求項によって決定する必要がある。
携帯電話通信システムの構造を示している。 図1の携帯電話通信システムにおける各セルの構造を示している。 新しいシステム情報メッセージの構造を示している。 携帯端末アクセスシステムのフローチャートである。 携帯端末のセルハンドオーバー処理のフローチャートである。 無線通信システムにアクセスするための装置のブロック図である。

Claims (20)

  1. マルチスタンダード通信システムにおけるRFリソース管理方法であって、
    ダウンリンク情報内にシステムタイプ識別要素を加え、
    異なる無線通信方式に対してRFリソースを割り当て、
    前記RFリソースが割り当てられた前記異なる無線通信方式を、前記システムタイプ識別要素の異なる値に対して対応させる、ことを含む方法。
  2. 異なる無線通信方式に対して同じ周波数帯域内でRFリソースを割り当て、
    同じ周波数帯域内で前記RFリソースが割り当てられた前記異なる無線通信方式を、前記システムタイプ識別要素の前記異なる値に対して対応させる、ことを更に含む請求項1に記載の方法。
  3. 前記システムタイプ識別要素は、前記異なる無線通信方式を識別するための一組のビットである、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. 前記ダウンリンクが放送チャンネルを含んでいる、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記無線通信方式は、IS−95、CDMA、GSM、TSM、GPRS、TD−SCDMA、W−CDMA、CDMA2000およびWLANのうちの少なくとも2つを含んでいる、請求項1に記載の方法。
  6. 携帯端末が無線通信システムにアクセスする方法であって、
    ダウンリンクを介して送信されるダウンリンク情報を受け取り、
    前記ダウンリンク情報内のシステムタイプ識別要素の値を取得し、
    前記ダウンリンク情報内に含まれるシステムタイプ識別要素の前記値および前記携帯端末の構造にしたがって、前記システムタイプ識別要素の前記値に対応する無線通信システムに前記携帯端末が適応しているかどうかを判断し、
    前記システムタイプ識別要素の前記値に対応する無線通信システムに前記携帯端末が適応している場合には、その無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスする、ことを含む方法。
  7. 前記携帯端末の状態が電源ONの場合、前記システムタイプ識別要素の前記値は、現在のセルの前記システムタイプ識別要素の値であり、前記無線通信方式は、現在のセルによって採用される無線通信方式である、請求項6に記載の方法。
  8. 前記携帯端末の状態がセルハンドオーバーの場合、前記システムタイプ識別要素の前記値は、隣接するセルのシステムタイプ識別要素の値であり、前記無線通信方式は、前記隣接するセルによって採用される無線通信方式である、請求項6に記載の方法。
  9. 前記隣接するセルの前記システムタイプ識別要素の値に対応する無線通信方式に対して前記携帯端末がアクセスできない場合には、セルハンドオーバーが実行されない、請求項8に記載の方法。
  10. 前記ダウンリンクは、ブロードキャストチャンネルを含んでいる、請求項6から請求項9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 携帯電話が無線通信システムにアクセスするための装置であって、
    ダウンリンクを介して送信されるダウンリンク情報を受信する受信手段と、
    前記ダウンリンク情報内の前記システムタイプ識別要素の値を取得する検出手段と、
    前記ダウンリンク情報内に含まれる前記システムタイプ識別要素の前記値と前記携帯端末の構造とにしたがって前システムタイプ識別要素の前記値に対応する無線通信方式に携帯端末が適応しているかどうかを判断する判断手段と、
    前記システムタイプ識別要素の前記値に対応する無線通信方式に前記携帯端末が適応している場合には、その無線通信方式を有する無線通信システムにアクセスするアクセス手段と、を備える装置。
  12. 前記携帯端末の状態が電源ONの場合、前記システムタイプ識別要素の前記値は、現在のセルの前記システムタイプ識別要素の値であり、前記無線通信方式は、現在のセルによって採用される無線通信方式である、請求項11に記載の装置。
  13. 前記携帯端末の状態がセルハンドオーバーの場合、前記システムタイプ識別要素の前記値は、隣接するセルの前記システムタイプ識別要素の値であり、前記無線通信方式は、前記隣接するセルによって採用される無線通信方式である、請求項11に記載の装置。
  14. 前記隣接するセルの前記システムタイプ識別要素の値に対応する無線通信方式に対して前記携帯端末がアクセスできない場合には、セルハンドオーバーが実行されない、請求項13に記載の装置。
  15. 前記ダウンリンクがブロードキャストチャンネルを含んでいる、請求項11から請求項14のいずれか一項に記載の装置。
  16. アップリンクを介して無線信号を送信する送信手段と、
    ダウンリンクを介して送信される無線信号を受信する受信手段と、
    無線通信システムにアクセスするためのアクセス手段とを備えた携帯端末であって、
    前記アクセス手段は、前記ダウンリンクの無線信号から前記受信手段によって受信され取得された前記システムタイプ識別要素の値と前記携帯端末の構造とにしたがって前記システムタイプ識別要素の前記値に対応する無線通信方式に前記携帯端末が適応しているかどうかを判断することができるとともに、システムタイプ識別要素の前記値に対応する前記無線通信方式に前記携帯端末が適応している場合には、その無線通信方式を有する無線通信システムに対して前記携帯端末をアクセスさせることができる、携帯端末。
  17. 前記携帯端末の状態が電源ONの場合、前記システムタイプ識別要素の前記値は、現在のセルの前記システムタイプ識別要素の値であり、前記無線通信方式は、現在のセルによって採用される無線通信方式である、請求項16に記載の携帯端末。
  18. 前記携帯端末の状態がセルハンドオーバーの場合、システムタイプ識別要素の前記値は、隣接するセルの前記システムタイプ識別要素の値であり、前記無線通信方式は、前記隣接するセルによって採用される無線通信方式である、請求項16に記載の携帯端末。
  19. 前記隣接するセルの前記システムタイプ識別要素の値に対応する無線通信方式に対して前記携帯端末がアクセスできない場合には、セルハンドオーバーが実行されない、請求項18に記載の携帯端末。
  20. 前記ダウンリンクは、ブロードキャストチャンネルを含んでいる、請求項16から請求項19のいずれか一項に記載の携帯端末。
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