JP2009284251A - 移動端末及び移動端末で使用される方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動端末において、周辺セルの測定結果をエリア状況に応じて平均化すること。
【解決手段】移動端末は、周辺セルの測定結果の平均化に使用される忘却係数を、ネットワークより指示される間欠受信周期及び／又はセル再選択待機期間を含むパラメータの内容に応じて設定する。測定値の平均化は、Fn＝(１−ａ)×F_n-1＋ａ×Mn に基づいて行われる。Fnは更新後の平均測定値、F_n-1は更新前の平均測定値、及びMnは平均化されていない最新の測定値を表す。ａは忘却係数を表し、ａ＝2^(−k/2)で算出されてもよい。ｋは平均化(フィルタリング)係数であり、０以上の数である。従って、忘却係数ａは１以下の数であり、エリア状況に応じて適宜調整される。
【選択図】図１

Description

本発明は移動通信の技術分野に関し、特に、セル選択を行う移動端末及び移動端末で使用される方法に関する。

待受中の移動機は自らが在圏するセルについてセルサーチを行い、セルサーチ結果に基づいて最適なセル選択を行う必要がある。セル選択は静止中でも移動中でも行われる。移動無線端末は待受時に静止環境にいることが多く、その場合、無線伝搬状況が実質的に変化することは少ない。従って頻繁にセル選択動作を行う必要性は低いが、無線伝搬状況の測定結果は瞬時的には変化しやすい。このため、測定結果の瞬時値に基づいてセル選択を行ったとすると、不必要なセル再選択が頻繁に行われ、効率的でない。そこで、移動無線端末内部で無線伝搬状況に関する測定値を平均化処理し、セル選択のバタツキを防止し、待受時間を長くすることが行われている。移動無線端末内部における平均化処理は、ある平均化(フィルタリング)係数に従って行われ、その平均化係数は、移動無線端末に予め用意されている固定値である。

なお、間欠受信モードや異周波測定モードに切り替えるべきか否かを、信号測定値の平均値に基づいて行うことについては、特許文献１，２に記載されている。
特開２００７−２５８８４５号公報 特開２００７−２０２０９６号公報

移動無線端末は、基地局から報知情報を定期的に受信し、その報知情報にはネットワークから指示されるセル測定周期、セル再選択に関するパラメータが含まれている。これらのパラメータは、セルの状況に応じて変わることもある。セルの状況が変わると、セル再選択を必要とするタイミングや頻度も変わるので、受信レベルのような測定値の平均化方法も変わることが望ましい。特に、移動環境では静止環境に比べて最適なセルが刻々と変化するため、受信レベルの測定値に対する平均化も頻繁に行われることが望ましい。

しかしながら、従来の移動無線端末に用意されている平均化係数は一定値に固定されたままなので、セルの状況が変わったとしても平均化の方法は変わらない。そのため、周辺セル品質測定の際、セルの実情に即して適切な平均化処理を行い、最適なセル選択を行うようにすることは困難であった。

即ち、従来法については以下の欠点が挙げられる。

(a) ネットワークより指示される測定周期およびセル選択に関するパラメータが変化しても、セル選択におけるセル品質測定での平均化係数は固定されたままであり、セルの実情に即した平均化を行うことが困難になるおそれがある。

(b) 通信状況は移動無線端末の移動速度に大きく依存する。移動速度が変わっても、セル品質測定の平均化係数は固定されたままである。この場合も、通信状況に即した平均化を行うことが困難になるおそれがある。

本発明の課題は、移動端末において、周辺セルの測定結果をエリア状況に応じて平均化することである。

本発明の一形態では、セルラ方式の移動通信システムで使用される移動端末が使用される。本移動端末は、受信信号の受信レベルを測定する手段と、測定された受信レベルの平均化を行う手段と、平均化された受信レベルに基づいてセル再選択を行う手段とを有する。前記平均化に使用される忘却係数は、ネットワークから通知されたパラメータの内容に応じて設定される。

本発明の一形態によれば、移動端末において、周辺セルの測定結果をエリア状況に応じて平均化することができる。

本発明の一形態では、周辺セルの測定結果の平均化に使用される忘却係数ａが、ネットワークより指示される間欠受信周期及び／又はセル再選択待機期間を含むパラメータの内容に応じて設定される。受信レベルのような測定値の平均化は、
Fn＝(１−ａ)×F_n-1＋ａ×Mn
に基づいて行われてもよい。ここで、Fnは更新後の平均測定値を表す。F_n-1は更新前の平均測定値を表す。Mnは平均化されていない最新の測定値（瞬時値）を表す。更に、一例として、忘却係数ａは、次式で算出されてもよい。

ａ＝2^(−k/2)
ここで、ｋは平均化(フィルタリング)係数であり、０以上の数である。従って、忘却係数ａは１以下の数である。

これは、平均化係数ｋを適宜変更することで忘却係数ａを変更し、平均化を行う際に、過去の平均値F_n-1と現在の最新測定値Mnとの割合を考慮できる点で好ましい。

本発明の一形態では、周辺セルから送信された信号の受信レベルが、在圏セルでの信号の受信レベルよりもセル再選択閾値(ヒステリシスレベル)以上高い状態が、セル再選択待機期間以上続いた場合に、セルの再選択が行われる。そして、上記のパラメータは、セル再選択待機期間T_reselectionを含んでもよい。セル再選択待機期間の長短は、セル再選択の起こりやすさの指標になる。従って、これを考慮することは、過去の平均値F_n-1と現在の最新測定値Mnとをどの程度の割合で考慮するかを適切に決めることができる点で好ましい。或いは、上記のパラメータは、ヒステリシスレベルQ_hystを含んでもよい。ヒステリシスレベルの大小も、セル再選択の起こりやすさの指標になるからである。

本発明の一形態では、忘却係数ａが、移動端末の移動速度に応じて設定される。移動速度の大小は、チャネル状態が頻繁に変動するか否かに関連し、過去の平均値F_n-1と現在の最新測定値Mnとをどの程度の割合で考慮するかに影響する。忘却係数を移動速度に応じて設定することは、このような事情を考慮できる点で好ましい。

図１は本発明の一実施例による移動端末の概略ブロック図を示す。移動端末は、セルラ電話、パーソナルコンピュータその他の適切な如何なるユーザ装置でもよい。図１には、受信部１１、平均化部１２、セル選択部１３、移動センサ部１４及び平均化係数決定部１５が示されている。

受信部１１は、基地局から無線信号を受信し、復調及び復号する。本実施例では無線信号中のパイロット信号や報知情報等が重要である。報知情報には、ネットワークで指定されている様々な情報やパラメータが含まれており、例えば、セルサーチ閾値(S-intra)、間欠受信周期(T_DRX)、セル再選択待機期間(T_reselection)、セル再選択閾値であるヒステリシスレベル(Q_hyst)等のパラメータが含まれている。これらは図１でα、β、γのように表現されている。受信部１１は、在圏セル及び／又は周辺セルからのパイロット信号の瞬時的な受信レベルを測定する。本願では、「受信レベル」は、瞬時値であるか平均値であるかを問わず、広く、無線状態の良否を表す量として定義される。受信レベルは、例えば受信電力、電界強度RSSI、希望波受信電力RSCP、パスロス、S/N、Ec/N₀等で表現されてもよい。

図２はセル選択に関するパラメータを説明するための図である。移動端末は待ち受け状態にあり、例えば2.5秒のような間欠受信周期(T_DRX)で定期的に制御信号を受信しているものとする。この場合における制御信号は主にページングインジケータチャネル(PICH)である。移動端末は、在圏セルの信号の受信レベルがセルサーチ閾値(S-intra)以上劣化すると、周辺セルサーチを行う。図中、「Sa」は在圏セルの基地局から受信した信号の受信レベルを従来通り固定的な忘却係数を用いて平均した平均値を示す。「Sb」は隣接セル(移行する可能性の高い周辺セル)の基地局から受信した信号の受信レベルを従来通り固定的な忘却係数を用いて平均した平均値を示す。受信レベルはチップエネルギ電力対雑音電力Ec/N₀で表現されているが、これに限定されず、適切な如何なる単位で受信レベルが表現されてもよい。移動端末がセル端に近づくと、図中「T_ab」の時点で示されているように、受信レベルの大小関係が変化する。この時点で直ちにセルの再選択を行ってしまうと、上記のバタツキの問題が懸念される。このため、周辺セルから送信された信号の受信レベルSbが、在圏セルでの信号の受信レベルSaよりもヒステリシスレベルQ_hyst以上高い状態が、セル再選択待機期間T_reselection以上続いた場合にセルの再選択が実際に行われる。図示の例では、「T_b」で示される時点の後「T_reselection」の期間が経過した時点でセルの再選択(リセレクション)が行われている。

図１の平均化部１２は、在圏セル及び／又は周辺セルの受信レベルの測定値を平均化する。一例として平均化は忘却係数ａ(＜１)を用いて行われる。一例として、ある量に関する現在の平均測定値F_n-1と、その量に関する最新の平均化されていない測定値Mnとが用意された場合、更新後の平均測定値Fnは、次式で表現される。

Fn＝(１−ａ)×F_n-1＋ａ×Mn ・・・ （Ａ）
後述されるように、この忘却係数は、従来は固定値であったが、本実施例では可変に制御される。

セル選択部１３は、平均化された測定値に基づいて、セル選択の要否を判定し、必要に応じてセル再選択を行う。

移動センサ部１４は、移動端末の移動度を測定する。一例として、移動度は最大ドップラ周波数f_Dを測定することで検出される。

平均化係数決定部１５は、上記の忘却係数ａを通信状況に応じて調整する。通信状況は、報知情報中のパラメータや、移動センサ部１４で測定された移動度等によって知ることができる。上述したように平均化は上記の（Ａ）式に従って行われる。従来の移動端末ではこの忘却係数ａは固定されていた。しかしながら本実施例ではそれが可変に制御される。本実施例では、忘却係数ａは、次式で定義される。

ａ＝2^(−k/2) ・・・（Ｂ）
この場合において、ｋは平均化係数(フィルタリング係数)と言及され、０以上の値をとる。

図３はフィルタリング係数ｋ、忘却係数ａ及び平均値Fnの間の相互関係を例示している。図示されているように、ｋ＝０の場合、過去の平均値F_n-1は全く加味されず、現在の瞬時値Mnだけが残っている。ｋの値が大きくなるにつれて、過去の平均値F_n-1が更新後の平均値Fnに及ぼす影響が強くなっている。ｋの値が小さいほど瞬時的な影響が強く加味され、ｋの値が大きいほど緩慢に平均化される。忘却係数が（Ｂ）の式で表現されることは必須でなく、図３に示されるような傾向をもたらす適切な如何なる平均化係数ｋが定義されてもよい。

図４は各種パラメータと平均化係数ｋとの関係を定性的に示す。

T_DRX：間欠受信周期T_DRXが長い場合、受信レベルの測定頻度は少ない。この場合、瞬時値よりも平均値の方が、より有意義な意味を有するので、平均化も緩慢に行われるべきであり、平均化係数ｋは大きく設定される。逆に、間欠受信周期T_DRXが短い場合、受信レベルの測定頻度は多い。この場合、平均値を通信状況に正確に合わせるため、瞬時値を大きく考慮すべきなので、平均化係数ｋは小さく設定される。

T_reselection：セル再選択待機期間T_reselectionが長い場合、再選択に至るまでの期間も長い。この場合、瞬時値よりも平均値の方が、より有意義な意味を有するので、平均化も緩慢に行われるべきであり、平均化係数ｋは大きく設定される。逆に、セル再選択待機期間T_reselectionが短い場合、再選択に至るまでの期間も短い。短期間に平均値を通信状況に正確に合わせる観点からは、瞬時値を大きく考慮すべきなので、平均化係数ｋは小さく設定される。

Q_hyst：ヒステリシスレベルが大きい場合、再選択されにくくなる。この場合、瞬時値よりも平均値の方が、より有意義な意味を有するので、平均化も緩慢に行われるべきであり、平均化係数ｋは大きく設定される。逆に、ヒステリシスレベルが小さい場合、再選択されやすくなる。短期間に平均値を通信状況に正確に合わせる観点からは、瞬時値を大きく考慮すべきなので、この場合、平均化係数ｋは小さく設定される。

f_D：移動度が小さい場合、チャネル状態は頻繁には変化しない。この場合、瞬時値よりも平均値の方が、より有意義な意味を有するので、平均化も緩慢に行われるべきであり、平均化係数ｋは大きく設定される。逆に、移動度が大きい場合、チャネル状態は頻繁に変化する。頻繁に変化する通信状況に平均値を正確に合わせる観点からは、瞬時値を大きく考慮すべきなので、この場合、平均化係数ｋは小さく設定される。

上記のパラメータの説明は例示的なものであり、網羅的なものではない。従って上記の説明に照らして、他のパラメータの大小と平均化係数ｋの大小とが対応づけられてもよい。なお、上記の様々なパラメータは対等に考慮されてもよいし、特定のパラメータが特に重く考慮されてもよい。例えば、間欠受信周期T_DRXや移動度f_Dを、他のパラメータよりも重要視してもよい。例えば、間欠受信周期T_DRXが長い場合に、瞬時値を大きく考慮して平均値を短期間に通信状況に合わせる必要性は生じにくいと考えられる。しかし、ヒステリシスレベルQ_hystが大きい場合でも短期間に平均値を通信状況に合わせる必要性は生じるかもしれないからである。

図５は各種のパラメータの設定例(その１)を示す。例１及び例２の場合、平均化係数ｋは共に１に設定されているが、例３ではｋ＝２のように、例４ではｋ＝３のように大きな値に設定されている。これは、例３の場合は、例１，２の場合に比べて、間欠受信周期T_DRXが長いこと、セル再選択待機期間T_reselectionが長いこと、ヒステリシスレベルQ_hystが大きいことに起因している。更に、例４の場合は例３の場合に比べて、セル再選択待機期間T_reselectionが長いこと、ヒステリシスレベルQ_hystが大きいことに起因している。

図６は各種パラメータの設定例(その２)を示す。図示の例では、移動度の大小に応じて平均化係数ｋが別様に設定されている。例えば、60km/h以上で移動しているユーザは高速移動状態に分類され、他は低速移動状態に分類されてもよい。

図７は各種パラメータの設定例(その３)を示す。図示の例では、地域Ａ，地域Ｂ及び地域Ｃで異なるキャリア又はオペレータがサービスを提供している。そのため、各種パラメータの値も異なり、それに応じて平均化係数ｋが別様に設定されている。

図５，図６及び図７に記載のパラメータの相互関係は、移動端末に一覧テーブルとして格納されていてもよい。或いはそのようなテーブルによらず、図４を参照しながら説明したような判断基準で平均化係数が決定されてもよい。

図８は、図１の移動端末で行われる動作例を示すフローチャートである。ステップS1では、移動端末は、所定のパラメータを含む報知情報を受信する。報知情報には、特に、セルサーチ閾値(S-intra)、間欠受信周期(T_DRX)、セル再選択待機期間(T_reselection)、ヒステリシスレベル(Q_hyst)等のパラメータが含まれている。

ステップS2では、移動度が測定される。移動度は最大ドップラ周波数f_Dを測定することで導出されてもよい。

ステップS3では、受信した所定のパラメータ及び／又は移動度から、平均化係数ｋが決定される。この決定は、図４を参照しながら説明された基準に基づいてもよい。

ステップS4では、決定された平均化係数から忘却係数が導出され、受信レベルの測定値が平均化される。以後必要に応じてセルの再選択等が行われる。

なお、説明の便宜上、ステップS1の後にステップS2の処理が行われるように図示されているが、このことは必須ではない。ステップS1,S2は図示の順序で行われてもよいし、逆の順序で行われてもよいし、全部又は一部が同時に行われてもよい。また、ステップS2の処理は必須ではなく、省略されてもよい。即ち、報知情報で報知されるパラメータのみに基づいて平均化係数が決定されてもよい。

以上、本発明の一実施例によれば、ネットワークから指定される測定周期、セル選択に関するパラメータが変更された場合並びに端末の移動速度が変化した場合、従来、移動機の固定値であった平均化係数を、本実施例では適切に変えることができる。これにより、周辺セル品質について最適に平均化する事が可能になり、セル再選択時に、選択先セルをより適切に選択することができるようになり、呼接続品質の向上や消費電力の低減等を図ることができる。

本発明は適切な如何なるセルラ方式の移動通信システムに適用されてもよい。例えば本発明は、IMT-2000方式のシステム、HSDPA/HSUPA方式のW-CDMAシステム、LTE方式のシステム、IMT-Advancedシステム、WiMAX方式のシステム、 Wi-Fi方式のシステム等に適用されてもよい。

以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、それらは単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。実施例又は項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施例又は項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。

一実施例による移動機の概略ブロック図を示す。 報知されるパラメータを説明するための図である。 フィルタリング係数ｋ、忘却係数ａ及び平均値Fnの相互関係を例示する図である。 平均化係数ｋと各種パラメータとの関係を定性的に示す図である。 各種のパラメータの設定例(その１)を示す。 各種のパラメータの設定例(その２)を示す。 各種のパラメータの設定例(その３)を示す。 移動端末で行われる動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ 受信部
１２ 平均化部
１３ セル選択部
１４ 移動センサ部
１５ 平均化係数決定部

Claims (8)

1. セルラ方式の移動通信システムで使用される移動端末であって、
   受信信号の受信レベルを測定する手段と、
   測定された受信レベルの平均化を行う手段と、
   平均化された受信レベルに基づいてセル再選択を行う手段と、
   を有し、前記平均化に使用される忘却係数は、ネットワークから通知されたパラメータの内容に応じて設定されるようにした移動端末。
2. 請求項１に記載の移動端末において、前記パラメータがセル再選択閾値かセル再選択待機期間の少なくともいずれか一方を含むようにした移動端末。
3. 請求項１又は２に記載の移動端末であって、前記忘却係数が、当該移動端末の移動速度に応じて設定されるようにした移動端末。
4. 請求項３に記載の移動端末であって、前記間欠受信周期、前記セル再選択待機期間、前記前記セル再選択閾値又は前記移動速度の１つ以上が増加する場合、前記忘却係数は減少するように設定される移動端末。
5. セルラ方式の移動通信システムで周辺セル品質測定を行う移動端末で使用される方法であって、間欠受信周期及び／又はセル再選択待機期間を含むパラメータを基地局から受信し、周辺セルの測定結果の平均化に使用される忘却係数を、前記パラメータの内容に応じて設定するようにした方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記パラメータがセル再選択閾値及びセル再選択待機期間を含み、周辺セルから送信された信号の受信レベルが、在圏セルでの信号の受信レベルよりも前記セル再選択閾値以上高い状態が、前記セル再選択待機期間以上続いた場合にセルの再選択が行われるようにした方法。
7. 請求項５又は６に記載の方法であって、前記忘却係数が、当該移動端末の移動速度に応じて設定されるようにした方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、前記間欠受信周期、前記セル再選択待機期間、前記セル再選択閾値又は前記移動速度の１つ以上が増加する場合、前記忘却係数は減少するように設定される方法。

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