JP2009519682A - ネットワークにおいて移動局にカバレッジを提供するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

通信に関連した受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）値が決定される（２０２）。この通信は第１の周波数帯域にて伝達されている。ＲＳＳＩ値は高閾値および低閾値と比較される（２０３）。この比較の結果に基づき、通信は第２の周波数帯域へ選択的に遷移される（２０４，２０６，２０８）。

Description

本発明はネットワークにおける通信の伝送に関する。より詳細には、本発明は移動局がネットワークを通じて移動するときに移動局との通信を維持することに関する。

移動局は、多くの場合、種々様々な環境、ネットワークまたはその両方の内やそれらの間を移動する。例えば、公道に沿って、または混み合った市街地においてなど、様々な環境を通じて車両が移動するとき、ユーザが自身の乗っている車両において移動局を操作する場合がある。別の例では、ユーザは、建物、トンネル、列車、他の混み合った領域または遮断された領域に位置するときに、自身の移動局を利用する。移動局の動作は、その移動局が動作している環境の種類による影響を受ける場合が多い。例えば、移動局は、建物の様々な領域間を移動するとき、あるいは都市部から非都市部へ移動するときに、受信品質の変化を経験する場合がある。

１つの特定の例では、移動局の建物内動作は、カバレッジの穴のために悪影響を受ける場合が多い。例えば、一部の状況では、移動局が建物内で動作しており、その移動局が１つのカバレッジ領域から別のカバレッジ領域へ移動するとき、６デシベルを越える損失が与えられる。これらの種類の条件下では、異なる動作周波数に通話を遷移させるための手法が提供されていない限り、移動局は通常、その通話を中断する。

一部の従来のシステムでは、移動局の位置、速さまたは運動の方向に基づき、特定のセルへ移動局のハンドオーバを行うという決定が行われていた。しかしながら、１つの通信セルよりも充分に小さなカバレッジ領域しか有しない建物に移動局が入ったとき、この手法は有用でなかった。他の従来の手法では、複数の周波数帯域を通信に用いる移動局が提供された。しかしながら、複数の周波数帯域の使用はサポートされたが、これらの従来の手法では、所与の環境条件について自動的に最良の帯域が用いられはしなかった。この結果、そのような従来の手法は、建物および他の包囲された場所内などの一定のカバレッジ領域における通信の処理に不適切であることが分かった。中断された通話は、これらの従来のシステムにおいては継続され、それによって、システム効率を減少させるとともに、システムに対するユーザの欲求不満を増大する。

適切な条件の下では、初期の周波数帯域内において動作する通信が異なる周波数帯域に転送される、システムおよび方法に関する。その結果、移動局が様々な動作環境または場所の間を移動するとき、通信の継続性が維持される。本明細書に記載の手法の実施によって、移動局が建物および他の混み合った領域または遮断された領域内の場所など困難な動作環境に進入するときに容易には中断されない通信を生じることが可能である。

これらの実施形態のうちの多くでは、通信に関連した受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）値は、第１の周波数帯域を用いる通信について決定される。ＲＳＳＩ値は高閾値および低閾値と比較される。ＲＳＳＩ値と高閾値および低閾値との比較結果に基づき、第２の周波数帯域への遷移を選択的に起こさせる。例えば、ＲＳＳＩ値が高閾値を越えるとき、通信はより高い周波数帯域に遷移される。これに代えて、ＲＳＳＩ値が低閾値未満であると判定されるとき、通信はより低い周波数帯域に遷移される。

これらの実施形態のうちの他の実施形態では、高閾値および低閾値値は自己調整される。自己調整の量は複数の因子に基づいてよい。例えば、自己調整は物理層測定値または主要性能指標（ｋｅｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づく。より詳細には、自己調整はパイロット信号強度対干渉の比（Ｅｃ／Ｉｏ）、任意の主要性能指標、周期的なパイロット信号強度測定値（ＰＰＳＳＭ）、順方向のフレーム消去レート（ＦＥＲ）、逆方向ＦＥＲ、逆方向ライズ（ｒｉｓｅ）、外ループ閾値（ＯＬＴ；Ｏｕｔｅｒ Ｌｏｏｐ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、トラフィックチャンネル（ＴＣＨ）利得、または通話詳細ログ（ＣＤＬ）の内容に基づくことができる。他の因子が閾値の自己調整に用いられてもよい。

したがって、移動局が遭遇する動作条件に基づき、適切な条件下において、通話などの通信が最初の周波数帯域から異なる周波数帯域へ遷移されるシステムおよび方法について記載する。本明細書に記載の手法の実施によって、移動局が建物または他の混み合った場所もしくは遮断された場所など困難な動作環境に進入するときに容易には中断されない通信を生じることが可能である。

ここで図１を参照して、通信によって用いられる周波数帯域を決定するため、およびその周波数帯域を決定するために用いられる閾値を自己調整するためのシステムの一例について記載する。示すように、移動局１０２は建物１０４の内側および外側の両方において動作する。移動局１０２は任意の種類の移動体無線装置であってよい。例えば、移動局１０２は、セルラー電話機、ページャ、パーソナルコンピュータまたは携帯情報端末（ＰＤＡ）であってよい。移動局の他の例も可能である。

建物１０４は、建物内の動作条件が建物１０４外の動作条件と異なり、建物１０４外の動作条件より悪くなり得る任意の種類の構造であってよい。以下では、建物の内部および外部の両方において動作する移動局１０２について記載するが、変化する動作条件を有するすべての種類の動作環境に対し本明細書に記載の原理が適用されることが認められる。例えば、本明細書に記載の原理は、建物、トンネル、公道、高架道、飛行機、列車において、または様々な天候および他の環境条件の下で動作する移動局に適用される。動作環境の他の例も可能である。

無線接続ネットワーク（ＲＡＮ）１０６はネットワーク１１０に結合されている。ＲＡＮ １０６は、通信を受信し、移動局、例えば、基地局１０８による通信を送信する要素を含む。これに加えて、他の要素がＲＡＮ １０６に含まれてもよい。これらの要素は当業者には周知であるので、本明細書においてさらに詳細に説明はしない。

ネットワーク１１０は、ネットワーク要素１１２などの様々な要素を含んでよい。ネットワーク要素１１２は、コントローラ、スイッチ、ゲートウェイ、サーバまたは任意の他の種類のネットワーク要素であってよい。ネットワーク１１０は、セルラーネットワーク、プッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ）ネットワーク、パケットネットワークまたは従来の電話ネットワークなど、任意の種類のネットワークまたはネットワークの組み合わせであってよい。

図１のシステムの動作の一例では、移動局は、最初、建物１０４の外部において動作しており、矢印１０３によって示すように、建物１０４の内部へ移動する。移動局１０２は、ＲＡＮ １０６の基地局１０８へ情報を送信する。この情報には、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）が含まれる。ＲＳＳＩ値は、周期的パイロット強度測定値メッセージ（ＰＰＳＭＭ）など、移動局１０２から受信されるメッセージに格納され得る。

この通信は第１の周波数帯域にて伝達されている。この通信に関連したＲＳＳＩ値は高閾値および低閾値と比較される。ＲＳＳＩ値を閾値と比較することに基づき、基地局１０８によって、通信は第２の周波数帯域へ選択的に遷移される。より詳細には、ＲＳＳＩ値は高閾値および低閾値と比較され、その比較の結果に基づき周波数帯域が調節され得る。

例えば、ＲＳＳＩ値が高閾値を越える場合、通信はより高い周波数帯域に切り替えられる。一方、ＲＳＳＩ値が低閾値未満である場合、通信はより低い周波数帯域に切り替えられる。最後に、ＲＳＳＩ値が高閾値と低閾値との間にある場合、システムは次のＰＰＳＭＭメッセージを受信するまで待機し、次のＲＳＳＩ値を評価する。

高閾値および低閾値の初期値は、代表的な環境におけるウォークテスト（ｗａｌｋ ｔｅｓｔ）によって決定される。例えば、フィールドテストによって、高い方の閾値は公称−７５ｄＢｍ、低い方の閾値は−９５ｄＢｍと決定される。このようにして設定を初期化することが可能であるが、正確な設定およびユーザによる建物配置の出入りに依存して、オフセットにより周波数帯域間の負荷が変化するので、より高い負荷によってシステムを調整することが可能である。

これに加えて、高閾値および低閾値は基地局１０８によって自己調整されてもよい。この自己調整は、複数の因子に基づいて行われてよい。例えば、自己調整は物理層測定値または主要性能指標に基づいてよい。より詳細には、自己調整は、パイロット信号強度対干渉の比（Ｅｃ／Ｉｏ）、任意の主要性能指標、周期的なパイロット信号強度測定値（ＰＰＳＳＭ）、順方向のフレーム消去レート（ＦＥＲ）、逆方向ＦＥＲ、逆方向ライズ、外ループ閾値（ＯＬＴ）、トラフィックチャンネル（ＴＣＨ）利得、または通話詳細ログ（ＣＤＬ）の内容に基づいてよい。

一例では、自己調整によって、費用関数の値の減少が探索される。例えば、次の費用関数が用いられる：
費用＝（Ｘ＊（候補周波数サーチ（ＣＦＳ）の数／時間＋Ｙ＊（ＰＰＳＭレート）＋Ｗ＊（トラフィック・シフト・アウト・スピード＊Ｚ＊（主要性能指標のハンド・ダウン・フェイリュア・レート））
ここで、Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚは重み付け因子である。費用関数は高閾値および低閾値を調節するか否かを判定するために用いられる。

ここで図２を参照して、通信の周波数帯域を調節するための手法の一例について記載する。工程２０２にて、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）が受信される。例えば、移動局から受信されるメッセージにこの値が含まれ、この値がメッセージから抽出されてもよい。

工程２０３にて、ＲＳＳＩ値は高閾値および低閾値と比較され、工程２０４，２０６，２０８にて、この比較の結果に基づく特定の経路の選択によって、異なる経路が取られる。

例えば、ＲＳＳＩ値は高閾値より大きいと判定された場合、工程２０４に至る。この結果、工程２１０にて、周波数帯域が遷移に利用可能であることを保証するために、候補周波数サーチが実行される。工程２１２にて、各周波数に負荷を再分配する（ｒｅｂａｌａｎｃｅ）ために、通信はより高い周波数に移される。次いで、上述のように、制御は工程２０２へ継続する。

ＲＳＳＩ値は低閾値より大きいが高閾値未満であると判定された場合、工程２０６に至る。この結果、工程２１４にて、システムは、ＲＳＳＩ値を含む別のＰＰＳＭＭメッセージ（または他の標識）を受信するまで待機する。次いで、上述のように、制御は工程２０２へ戻る。

ＲＳＳＩ値は高閾値より大きいと判定された場合、工程２０８に至る。この結果、工程２１６にて、適切な周波数帯域が利用可能であるか否かを判定するために、候補周波数サーチが実行される。工程２１８にて、周波数帯域が決定された後、通信はその周波数帯域へ下げられる。

ここで図３を参照して、上述の高閾値および低閾値を自己調整するための手法の一例について記載する。この自己調整によって、ＲＳＳＩ測定を行う周波数が決定される。自己調整には、周期的なパイロット信号強度測定値メッセージ（ＰＰＳＭＭ）の周期レートの調節、高閾値および低閾値の調節、またはその両方が含まれる。

工程３０２にて、ＰＰＳＭＭメッセージレートが初期設定される。好適には、これは１〜２秒などの高速なレートに設定される。別の例では、より遅い１０〜２０秒のレートが用いられてもよい。工程３０４にて、主要性能指標（ＫＰＩ）が増加するまで、低閾値が減少される。例えば、システムによって測定されるハンドオフ成功レートが増加するまで、低閾値が減少される。

工程３０６にて、トラフィック・シフト・アウトが無効となるまで、高閾値が増加する。工程３０８にて、ＰＰＳＭＭレートが減少される。例えば、このレートは１０パーセントなどの値だけ減少される。次いで、上述のように、制御は工程３０４にて継続する。

ここで図４を参照して、移動局の動作周波数帯域幅を調節するため、周波数の調節において用いられる閾値を自己調整するため、またはその両方のための装置４００の一例について記載する。装置４００はコントローラ４０２およびインタフェース４０４を備える。このインタフェースによって、コントローラ４０２が移動局４１０と通信を行うことが可能となる。

第１の周波数帯域にて伝達されている通信に関連した受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）値４０６は、インタフェース装置４０４にて受信され得る。コントローラ４０２は、ＲＳＳＩ値４０４を高閾値および低閾値と比較し、比較の結果に基づき、第２の周波数帯域にて行われるように通信を選択的に遷移させるようにプログラムされている。これは、移動局４１０へ制御メッセージに４０８を送信することによって行われ得る。一例では、これは既存のＰＰＳＭＭメッセージを用いて行われ得る。

コントローラ４０２は、周波数帯域調節を決定するために用いられる高閾値および低閾値を自己調整するようにプログラムされ得る。高閾値および低閾値は、物理層測定値または主要性能指標に基づき自己調整され得る。より詳細には、上述のように、高閾値および低閾値は、パイロット信号強度対干渉の比（Ｅｃ／Ｉｏ）、主要性能指標、周期的なパイロット信号強度測定値（ＰＰＳＳＭ）、順方向のフレーム消去レート（ＦＥＲ）、逆方向ＦＥＲ、逆方向ライズ、外ループ閾値（ＯＬＴ）、トラフィックチャンネル（ＴＣＨ）利得、または通話詳細ログ（ＣＤＬ）の内容によって自己調整され得る。

すなわち、適切な条件下において、通話などの通信の周波数が異なる周波数帯域へ遷移されるシステムおよび方法が記載されている。本明細書に記載の手法は実施が容易であり、移動局が建物など一定の混み合った環境に進入するときに中断されない通信を生じる。

本発明による、通信の動作周波数帯域の調節、遷移を決定するために用いられる高閾値および低閾値の自己調整、またはその両方を行うためのシステムのブロック図。 本発明による通信の周波数帯域を調節するための一手法のフローチャート。 本発明による高閾値および低閾値を自己調整するための一手法のフローチャート。 本発明による、通信の動作周波数帯域の調節、高閾値および低閾値の自己調整、またはその両方を行うための装置のブロック図。

Claims (10)

1. 通信システムにおけるユーザのカバレッジを改良する方法であって、
   第１の周波数帯域にて伝達されている通信に関連した受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）値を決定するＲＳＳＩ値決定工程と、
   ＲＳＳＩ値を高閾値および低閾値と比較するＲＳＳＩ値比較工程と、
   比較の結果に基づき、選択的に通信を第２の周波数帯域に遷移させる通信遷移工程と、
   からなる方法。
2. 通信遷移工程は候補周波数測定を可能とする工程を含む請求項１に記載の方法。
3. 通信遷移工程は、ＲＳＳＩ値が高閾値を越えるとき、第２の周波数帯域に通信を遷移させる工程を含む請求項１に記載の方法。
4. 通信遷移工程は、ＲＳＳＩ値が低閾値未満であるとき、第２の周波数帯域に通信を遷移させる工程を含む請求項１に記載の方法。
5. 通信システムにおけるユーザのカバレッジを改良する方法であって、
   第１の周波数帯域にて伝達されている通信に関連した受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）値を決定する工程と、
   ＲＳＳＩ値を高閾値および低閾値と比較する工程と、
   選択的に通信を第２の周波数帯域に遷移させる工程であって、ＲＳＳＩ値が高閾値を越えるとき、第２の周波数帯域に通信を遷移させる工程と、
   選択的に通信を第２の周波数帯域に遷移させる工程であって、ＲＳＳＩ値が低閾値未満であるとき、第２の周波数帯域に通信を遷移させる工程と、
   高閾値および低閾値を自動的に自己調整する工程と、
   からなる方法。
6. ＲＳＳＩ値の決定される周波数帯域を自己調整する工程を含む請求項５に記載の方法。
7. 自己調整は、パイロット信号強度対干渉の比（Ｅｃ／Ｉｏ）、主要性能指標、周期的なパイロット信号強度測定値（ＰＰＳＳＭ）、順方向のフレーム消去レート（ＦＥＲ）、逆方向ＦＥＲ、逆方向ライズ、外ループ閾値（ＯＬＴ）、トラフィックチャンネル（ＴＣＨ）利得、および通話詳細ログ（ＣＤＬ）の内容を含む群から選択される１つ以上の因子に基づき実行される請求項５に記載の方法。
8. 通信システムにおけるユーザのカバレッジを改良するシステムであって、
   第１の周波数帯域にて伝達されている通信に関連した受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）値を受信するための入力を有するインタフェース装置と、
   同インタフェース装置に結合されたコントローラと、同コントローラは、ＲＳＳＩ値を高閾値および低閾値と比較し、比較の結果に基づき、第２の周波数帯域にて行われるように通信を選択的に遷移させるようにプログラムされていることと、
   からなるシステム。
9. コントローラはＲＳＳＩ値の決定される周波数帯域を自己調整するようにプログラムされていることを含む請求項８に記載のシステム。
10. コントローラは高閾値および低閾値を自己調整するようにプログラムされていることを含む請求項８に記載のシステム。

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