JP2009535963A - 通信方法及び基地局 - Google Patents

Abstract

セルラネットワークにおいて、移動端末にサービスを提供する基地局を、現サービング基地局から他の基地局に移行するハンドオーバ処理を実行する通信方法を提供する。現サービング基地局は、移動端末に関連する情報を隣接する基地局の１つ以上に送信する。隣接する基地局は、移動端末から通信信号を受信できる品質に関連する情報を提供することによってサービング基地局に応答する。サービング基地局は、隣接する基地局から受信した応答に基づいて、どの隣接する基地局が移動端末のためのターゲット基地局となるかを選択する。ターゲット基地局を選択した後、ハンドオーバ手順を実行し、これ以降、少なくとも１つの移動端末がターゲット基地局を介して通信信号を受信及び送信する。

Description

本発明は、移動体通信ネットワークに関し、詳しくは、異なる基地局が所定の移動端末にサービスを提供するためのハンドオーバ処理に関する。

用語
以下、本明細書において使用する略語の意味を示す。
ＢＳ−基地局（Base Station）
ＤＬ−ダウンリンク（Down Link）
ＨＯ−ハンドオーバ（Handover）
ＭＳＳ−移動加入者局（Mobile Subscriber Station、移動端末ともいう。）
ＵＬ−アップリンク（Up Link）

移動ユニット、例えば、携帯電話、ラップトップコンピュータ等は、様々な位置の間で、無線ネットワーク間をローミングできることが知られている。また、様々なネットワーク及びサブネットワークを介するローミングの間、移動ユニットは、接続を維持する必要がある。この動作モードに関する様々な側面がインターネット技術タスクフォース（Internet Engineering Task Force：ＩＥＴＦ）によって提案されており、これらは、例えば、ＲＦＣ（Request for Comment）文書に記述されている。

ローミングを行う移動端末に関連するよく知られる問題の１つとして、これらの移動端末がネットワーク内のある領域から他の領域に移動する際にネットワークとの通信を維持するために、サービング基地局、すなわち、ＢＳ（base station）を変更する必要がある。サービング基地局を変更する必要性は、例えば、現サービング基地局が適切にカバーしていない領域に移動端末が移動したため、サービング基地局の負荷が大きくなりすぎたため、他の基地局がサービスを提供できる領域に移動端末が移動したため等の理由のうちの１つ以上から生じる。通信を円滑に遷移させるためには、第１の基地局（サービング基地局）と第２の基地局（ターゲット基地局）との間でハンドオーバ手順を実行する必要がある。包括的に言えば、ハンドオーバ手順は、３個の主なステップを含む。３個のステップとは、伝播及び受信条件を測定し、ハンドオーバを実行する必要性に関する情報を提供する測定ステップ、ネットワークがハンドオーバの実行を決定し、ハンドオーバのための最適なＢＳを判定する判定ステップ、及び判定された基地局に移動端末を割り当てる実行ステップである。

従来のソリューションでは、移動端末が所定のセットに含まれている隣接する基地局のダウンリンクの伝播及び受信条件を測定し、ネットワークがダウンリンク受信に関して最適な基地局を判定する。しかしながら、このような測定によっては、アップリンクの伝播及び受信条件に関して適切な情報が得られないことも少なくない。このような場合の具体例を以下に示す。

・周波数分割多重方式が採用されており、ダウンリンクチャンネルの周波数がアップリンクチャンネルの周波数とは異なる場合。
・ダウンリンク及びアップリンクで異なるアンテナ構成が使用されている場合。
・基地局が適応アンテナ技術、特に干渉無効化（interference nulling）を採用する場合。移動端末から見てアップリンク方向に観測される干渉は、基地局毎に異なり、ダウンリンクにおける受信条件には無関係である。

システムがアップリンクに制限されている場合は、アップリンクの条件に関する情報が得られないという問題はより深刻である。

サービング基地局へのアップリンクの受信条件を測定する従来の様々なソリューションもある。これにより、ハンドオーバを実行する必要性に関する情報は得られるが、最適な基地局を選択する問題は解決されていない。

そこで、本発明の目的は、ユーザにより優れたサービス経験（例えば、ＩＰセッションの連続性）を提供できる通信方法を提供することである。

更に、本発明の目的は、ハンドオーバ処理をより効率的に実行できる通信方法及び通信装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、移動端末が１つの基地局から他の基地局にスイッチングされるハンドオーバ処理を行う際、使用されるセルラネットワークのリソースを低減できる通信方法を提供することである。

以下に示す本発明の記述によって、この他の目的も明らかとなる。

そこで、本発明の実施の形態は、少なくとも２つの隣接する基地局を含み、少なくとも２つの隣接する基地局の１つが、少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）と現在通信しているサービング基地局（サービングＢＳ）であるセルラネットワークで使用される通信方法を提供する。この通信方法は、サービング基地局によって、少なくとも１つのＭＳＳに関連するＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報を、少なくとも１つの隣接する基地局に送信するステップと、少なくとも１つの隣接する基地局によって、少なくとも１つの隣接する基地局における少なくとも１つのＭＳＳからの通信信号の受信に関連する情報をサービング基地局に提供することにより、サービング基地局に応答するステップと、サービング基地局によって、少なくとも１つの隣接する基地局のどれが、少なくとも１つのＭＳＳと将来通信するターゲット基地局であるかを選択するステップと、サービング基地局とターゲット基地局との間でハンドオーバ手順を実行し、これ以降、少なくとも１つのＭＳＳがターゲット基地局を介して通信信号を受信及び送信するステップとを有する。

本発明の他の実施の形態においては、上記サービング基地局によってＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報を送信するステップの後に、少なくとも１つのＭＳＳのためにハンドオーバ手順を実行するか否かを判定するステップを更に有する。ハンドオーバ手順を実行するか否かの判定は、サービング基地局によってトリガしてもよく、少なくとも１つのＭＳＳによってトリガしてもよい。

本発明の更に他の実施の形態では、少なくとも１つのＭＳＳに関連するＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報は、少なくとも１つの隣接する基地局が少なくとも１つのＭＳＳを識別するために十分な情報であり、これにより、少なくとも１つの隣接する基地局は、少なくとも１つのＭＳＳが送信する通信信号の少なくとも１つの隣接する基地局における受信条件を監視することができる。

本発明の更に他の実施の形態では、ＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報を送信するステップは、サービング基地局によって、少なくとも１つの隣接する基地局における少なくとも１つのＭＳＳの受信条件に関連するクエリをその少なくとも１つの隣接する基地局に送信するステップを含む。

本発明の更に他の実施の形態では、少なくとも１つの隣接する基地局によって応答するステップは、応答中の隣接する基地局において、少なくとも１つのＭＳＳからの通信の受信に関連する所定の受信パラメータの値をサービング基地局に提供するステップを含む。

本発明の更に他の実施の形態では、ＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報を送信するステップは、サービング基地局によって定期的に実行される。このステップを定期的に実行する場合、好ましくは、少なくとも１つのＭＳＳに関連する情報は、サービング基地局と通信しているＭＳＳのうち、サービング基地局における受信状態が最も弱い少なくとも１つのＭＳＳに関連する情報である。

本発明の他の側面として、本発明は、少なくとも２つの他の隣接する基地局を含むセルラネットワークにおいて使用される基地局を提供する。基地局は、少なくとも２つの隣接する基地局に、基地局と現在通信中の少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報を送信する送信手段と、少なくとも２つの隣接する基地局による少なくとも１つのＭＳＳに関連する情報の送信に対する応答であって、少なくとも２つの隣接する基地局のそれぞれにおける少なくとも１つのＭＳＳからの通信信号の受信に関連する情報（例えば、隣接する基地局において受信されたＭＳＳ伝送信号の品質）を含む応答を受信する受信手段と、受信した情報を処理し、少なくとも２つの隣接する基地局のどれが、少なくとも１つのＭＳＳと将来通信するターゲット基地局であるかを選択する処理手段とを備える。

当業者には明らかであるが、ターゲット基地局を選択した後に、（選択の直後又は所定の期間経過後に）サービング基地局とターゲット基地局との間でハンドオーバ手順を行うことができる。ハンドオーバ手順が成功すると、ＭＳＳは、ターゲット基地局を介して、通信信号を送受信するようになる。

本発明の他の実施の形態においては、基地局の送信手段が送信する情報は、少なくとも２つの隣接する基地局が少なくとも１つのＭＳＳを識別するためのＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報を含む。

更に他の実施の形態では、処理手段は、応答中の隣接する基地局のそれぞれにおける、少なくとも１つのＭＳＳと基地局との間で交換される通信信号の受信（好ましくは、受信の品質）に関連する所定の受信パラメータの値を処理する。

以下、本発明を明瞭にするために、図面を参照して、本発明の非限定的な詳細を説明する。

当業者には明らかであるが、本発明に基づく通信方法の目的の１つは、オペレータが無線ネットワークを管理し、１つの基地局によってサービスを提供されている移動端末を他の基地局（ターゲット基地局）にハンドオーバできるようにすることである。

図１は、本発明に基づく通信方法の手順を示すフローチャートである。ステップ１０において、移動加入者局（mobile subscriber station：ＭＳＳ）について、ハンドオーバ手順を行う必要があるかを判定する。この判定は、ＭＳＳの受信状態が弱くなったとき又はサービング基地局に関連する負荷が大きくなったときに、サービング基地局が行ってもよく、これに代えて、ハンドオーバ手順の実行が必要であるとの判定は、例えば、サービング基地局によって送信された通信信号が低い品質で受信された場合に、ＭＳＳ側で行ってもよい。

次に、ＭＳＳを識別するために隣接する基地局が使用する情報、例えば、ＭＳＳに関連するＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報をサービング基地局が隣接する基地局に送信する（ステップ２０）。隣接する基地局は、この情報を受信することによって、ＭＳＳが現サービング基地局に向けて送信する通信信号の受信条件を監視することができる（ステップ３０）。更に、ここで送信される通信信号は、ハンドオーバ手順を実行するか、及び隣接する基地局のどれがターゲット（新たな）基地局となるかを判定するために、サービング基地局が要求する所定の受信パラメータを識別する１つ以上のクエリを含んでいてもよい。

次に、ＭＳＳが送信した通信信号を応答中の各基地局が受信した際の通信条件に関連する情報を隣接する基地局がサービング基地局に提供することによって、隣接する基地局がサービング基地局に応答する（ステップ４０）。当業者には明らかであるが、上述したステップ２０〜４０は、ＨＯ手順が必要であるかの判定（ステップ１０）の前に行ってもよい。このような場合には、様々な隣接するＢＳによってサービング中のＢＳに報告された情報は、後に、例えば、ＨＯ手順が必要であると判定されたときに（すなわち、ＨＯメッセージを交換する前に）、使用することができる。このような実施の形態も本発明の範囲に含まれる。また、当業者にとっては明らかであるが、隣接する基地局の１つ以上で、受信品質が所定のレベル以下である場合、１つ以上の基地局は、単に、サービング基地局に応答しなくてもよく、この場合、サービング基地局は、応答がない基地局を、ＭＳＳのためのターゲット基地局としての適切な候補として考慮に入れない。更に、応答中の基地局は、サービング基地局が新たなターゲット基地局を選択する際にサービング基地局を補助できる情報として、現在のトラヒック負荷に関連する情報をサービング基地局に提供してもよい。この情報は、例えば、隣接する基地局の負荷が所定の閾値に到達しそうな場合にのみ提供してもよい。更に、隣接する基地局の負荷が既にこの所定の閾値に到達している場合、サービング基地局による問い合わせに応答しないことを決定してもよい。

隣接する基地局によって提供される応答情報は、これらの隣接する基地局が通常のデータ伝送の際に実行する測定に基づいていてもよく、専用のサウンディング信号に基づいていてもよい。測定されるパラメータは、好ましくは、以下の１つ以上を含むことができる。

・受信信号の強度
・信号対雑音比
・遅延拡散
・ベータパラメータの関数としての実効指数ＳＮ比（Effective exponential SNR）

これらのパラメータに加えて、隣接する基地局は、サービング基地局に測定の信頼性を示すことができる。

適応アンテナ方式を採用している場合、隣接する基地局は、更に、移動加入者局の方向から観測される干渉の量を報告してもよい。

通常のデータ伝送に関して測定を実行する場合、データシンボル又はデータ副搬送波、若しくはパイロットシンボル又はパイロット副搬送波について測定を行ってもよい。データシンボル又はデータ副搬送波について測定を行う場合、測定は、ＢＳの通常の伝送信号を複合し、再符号化し、再変調し、最終的に、これらの処理によって得られた信号を受信信号から減算することによって行ってもよい。この手順によって、測定されるメッセージが明らかになる。パイロットシンボル又はパイロット副搬送波について測定を行う場合も、同様の手順を用いることができる。

これらの応答の受信に続いて、サービング基地局は、応答中の基地局の何れがターゲット基地局となるかを選択する（ステップ５０）。上述したように、応答中の基地局がサービング基地局に、現在の負荷に関する情報を提供する場合、この情報も、サービング基地局が選択を行う際の根拠として使用することができる。例えば、２つの隣接する基地局が略同等の受信値を報告した場合、現在の負荷が小さい方の基地局をターゲット基地局として選択してもよい。

一旦、ターゲット基地局が選択されると、既に当分野において周知のハンドオーバ手順が実行される（ステップ６０）。

当業者には明らかであるが、ここに示す具体例は、ＢＳ間のダイレクトメッセージング手順である。なお、本発明の範囲から逸脱することなく、中間ゲートウェイ（intermediate GW）を介してメッセージを送る際に、同様の処理を用いてもよい。

なお、以上の説明は、本発明の幾つかの実施の形態を例示的に示しているにすぎない。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の多くの通信方法を想到でき、これらも本発明に包含される。

本発明に基づく通信方法のフローチャートである。

Claims (9)

1. 少なくとも２つの隣接する基地局を含み、該少なくとも２つの隣接する基地局の１つが、少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）と現在通信しているサービング基地局であるセルラネットワークで使用される通信方法において、
   上記サービング基地局によって、上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報を、上記少なくとも１つの隣接する基地局に送信するステップと、
   上記少なくとも１つの隣接する基地局によって、該少なくとも１つの隣接する基地局における上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）からの通信信号の受信に関連する情報を上記サービング基地局に提供することによって、上記サービング基地局に応答するステップと、
   上記サービング基地局によって、上記少なくとも１つの隣接する基地局のどれが、上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）と将来通信するターゲット基地局であるかを選択するステップと、
   ハンドオーバ手順を実行し、これ以降、上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）が上記ターゲット基地局を介して通信信号を受信及び送信するステップとを有する通信方法。
2. 上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報を送信するステップの後に、上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）のためにハンドオーバ手順を実行するか否かを判定するステップを更に有する請求項１記載の通信方法。
3. 上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報は、上記少なくとも１つの隣接する基地局が上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）を識別することができるＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報を含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
4. 上記少なくとも１つの隣接する基地局によって応答するステップは、該応答中の隣接する基地局において、上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）と上記サービング基地局との間で交換される通信信号の受信に関連する所定の受信パラメータの値を上記サービング基地局に提供するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
5. 上記情報を送信するステップは、上記サービング基地局によって定期的に実行されることを特徴とする請求項１記載の通信方法。
6. 上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報は、上記サービング基地局と通信している移動加入者局（ＭＳＳ）のうち、該サービング基地局における受信状態が最も弱い少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報であることを特徴とする請求項５記載の通信方法。
7. 少なくとも２つの他の隣接する基地局を含むセルラネットワークにおいて使用される基地局において、
   当該基地局と現在通信中の少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報を、上記少なくとも２つの隣接する基地局に送信する送信手段と、
   上記少なくとも２つの隣接する基地局による上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）に関連する情報の送信に対する応答であって、上記少なくとも２つの隣接する基地局のそれぞれにおける上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）からの通信信号の受信に関連する情報を含む応答を受信する受信手段と、
   上記受信した情報を処理し、上記少なくとも２つの隣接する基地局のどれが、上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）と将来通信するターゲット基地局であるかを選択する処理手段とを備える基地局。
8. 上記送信手段が送信する情報は、上記少なくとも２つの隣接する基地局が上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）を識別することができるＰＨＹ及び／又はＭＡＣ情報を含むことを特徴とする請求項７記載の基地局。
9. 上記処理手段は、上記応答中の隣接する基地局のそれぞれにおける、上記少なくとも１つの移動加入者局（ＭＳＳ）と上記基地局との間で交換される通信信号の受信に関連する所定の受信パラメータの値を処理することを特徴とする請求項７記載の基地局。

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