JP2010514352A - マクロセル内のピコセルに対するセル・コードの確立 - Google Patents

Abstract

無線通信システムはマクロセル内に少なくとも１つのピコセルを有する。そのシステム中で通信する方法は、マクロセルをそれぞれ識別するために１組の予め定義されたセル・コードを使用することを含む。マクロセルに対してマクロセル内のすべてのピコセルを識別するために少なくとも１つの予め定義されたセル・コードが使用される。マクロセル内の移動局に対してピコセルを一意に識別するために予め定義されたセル・コードとは別個のピコセル・コードが使用される。移動局は、すべてのピコセルを識別するためにマクロセルによって使用される予め定義されたセル・コードと、移動局に対してピコセルを一意に識別するために使用されるピコセル・コードとを変換することが可能である。

Description

本発明は、一般に通信に関する。より詳細には、本発明は無線通信に関する。

無線通信システムは、よく知られており、普及している。多くのシステムは、無線通信カバレッジが設計される方法に因んでセルラ・システムと呼ばれる。基地局トランシーバは、基地局を囲む地理的領域にわたって無線通信カバレッジを与えるように構成される。地理的領域は一般にセルと呼ばれる。従来の基地局トランシーバは比較的広い地理的カバレッジを与え、対応するセルはマクロセルと呼ばれることがある。

マクロセル内により小さなサイズのセルを確立することが可能である。これらはピコセルと呼ばれることがある。ピコセルを確立するための１つの提案された方法は、マクロセルのカバレッジ・エリア内の比較的限定された範囲内で動作するピコセル基地局ユニットを設けることである。ピコセル基地局ユニットの１つの使用例は、例えば、建築物内に無線通信カバレッジを与えることである。

マクロセル内に多数のピコセルを有する可能性によって様々な課題がもたらされる。例えば、マクロセルと所望のピコセルとの間の正確なハンドオーバを容易にするために、ピコセルを識別することが可能である必要がある。多くのピコセルが急増する可能性があるので、ピコセルの各々を一意に識別するタスクは困難になる。

例えば、ＵＭＴＳでは、各マクロセル基地局は、基地局識別子またはセル・コードとして働く１つのプライマリ・スクランブリング・コードに関連付けられる。プライマリ・スクランブリング・コードは、３８４００チップの複雑なシーケンスであり、１０ｍｓ毎に反復される。移動局は、基地局によって送信されたプライマリ共通パイロット・チャネルを使用して基地局を識別し、プライマリ共通パイロット・チャネルはプライマリ・スクランブリング・コードによってスクランブルされる。ＵＭＴＳでは、セル探索手順を管理しやすくするために合計５１２個のスクランブリング・コードが定義される。スクランブリング・コードの指定された数を単に増加させること（例えば、既存の５１２個を超えるＵＭＴＳスクランブリング・コードを追加すること）は、ユーザ装置にとってセル探索の複雑さを増大させることになるので不可能である。

ＣＤＭＡシステムでは、スクランブリング・コードの代わりに擬似ランダム雑音オフセット（ＰＮオフセット）が使用される。ＰＮオフセットは、ＵＭＴＳシステム内のスクランブリング・コードに対応する機能を有する、ＣＤＭＡシステム内のセル・コードである。ＣＤＭＡシステムでセル探索手順を管理しやすくするためにＰＮオフセットの数を制限する必要がある。

純粋にマクロセルラの無線通信システムを展開するには、既存の数のスクランブリング・コードおよびＰＮオフセットで十分である。複数のピコセルが多数のマクロセル内で確立されるとき、このことは当てはまらない。より多くのピコセルを導入することは、最終的にマクロセル内のピコセルのためにスクランブリング・コードを再利用することを必要とし、その結果、マクロセルから誤って識別されたピコセルへの誤ったハンドオーバが生じることがある。

さらに、移動局が考慮することができる候補セルを含むユーザ特有の隣接リストを生成することが必要である。既存のマクロセルに加えて、隣接リスト内にユーザのホーム・ピコセルを含むことが必要になる。ユーザごとに一意の隣接リストを作成することは１つの可能性であるが、ネットワーク側に追加のコスト、複雑さおよびシグナリング・オーバーヘッドがかかり、それによってそのような手法が望ましくないものになる。

ピコセルを識別するためのスクランブリング・コードの使用を手作業で計画することが可能な場合がある。しかしながら、そのような手法は、望ましくないことに時間がかかり、コストがかかる。その上、ピコセルがより普及すると、手作業の計画でさえ、誤ったハンドオーバを回避する形で既存のスクランブリング・コードを十分に割り振ることができなくなる。

マクロセルと所望のピコセルとの間の正確なハンドオーバを容易にするようにマクロセル内のピコセルを識別するための効率的な構成が必要である。

マクロセル内に少なくとも１つのピコセルを有するシステム中で通信する例示的な方法は、マクロセルをそれぞれ識別するために１組の予め定義されたセル・コードを使用することを含む。マクロセル内のすべてのピコセルを識別するために少なくとも１つの予め定義されたセル・コードが使用される。マクロセル内の移動局に対してピコセルのうちの選択されたピコセルを一意に識別するために、予め定義されたセル・コードとは別個のピコセル・コードが使用される。

開示された例の様々な特徴および利点は以下の詳細な説明から当業者に明らかになろう。詳細な説明と共に参照される図面は以下のように簡潔に説明できる。

本発明の一実施形態で有用な無線通信システムの選択された部分を示す概略図である。 手法の一例を要約した流れ図である。

図１は、通信システム２０の選択された部分を概略的に示す。基地局２２は、一般に知られている方法で無線通信を行うための基地局トランシーバ・ユニットおよび適切な無線通信装置を含む。基地局２２は、説明のためにマクロセルと呼ばれる無線通信カバレッジ・エリア２４を確立する。マクロセル２４の地理的領域は、一部、基地局２２の機能および周囲の地勢に依存することになる。所望のマクロセル・カバレッジ・エリアを確立するための技術が知られている。

マクロセル２４内では、ピコセル基地局ユニット（ＰＣＢＳＵ）３０がピコセル３２内に無線通信カバレッジを与える。図から理解できるように、ピコセル３２のカバレッジ・エリアのサイズはマクロセル２４のカバレッジ・エリアよりはるかに小さい。図は原寸に比例していないが、ポイントは、ピコセル３２のピコセル・カバレッジ・エリアはマクロセル２４のカバレッジ・エリアよりはるかに小さいということである。一例では、ピコセル３２はユーザのホームに対応する。

別のＰＣＢＳＵ３４はピコセル３６内に無線カバレッジを与える。さらに別のＰＣＢＳＵ３８はピコセル・カバレッジ・エリア４０を与える。

マクロセル２４内の移動局４４は、知られている方法で基地局２２と通信することによってマクロセルと通信することが可能である。移動局４４が、そのピコセル内での通信を許可されているピコセル・エリア内に入ると、マクロセル２４から対応するピコセルにハンドオーバすることが望ましい。図示の例では、移動局４４のユーザは、ピコセル３２内で通信するためにＰＣＢＳＵ３０の通信機能を使用する権利を有する。

図示の例は、移動局４４がマクロセル２４と適切なピコセルとの間で正確にハンドオーバすることができるように、各ピコセルを一意に識別するための手法を含む。

図２は、手法の一例を要約した流れ図５０を含む。５２で、各ピコセルはピコセル・コードを割り当てられる。一例では、ピコセル・コードは、マクロセル２４および他のマクロセル（図示せず）に対して使用されるセル・コードとは別個のものである。ＵＭＴＳの例では、ピコセル・コードは、セル・コードとして使用される５１２個の予め定義されたスクランブリング・コードとは別個のものである。ＣＤＭＡの例では、ピコセル・コードは、ＣＤＭＡシステム中のセル・コードとして現在使用されている予め定義されたＰＮオフセットとは別個のものである。

ピコセル・コードがＰＣＢＳＵに対して確立され、ＰＣＢＳＵが使用されるようになった後、５４で、ピコセル・コードは、そのピコセルと通信することを許可されている任意の移動局に伝達される。

ピコセル・コードがスクランブリング・コードである一例では、ＵＭＴＳ中で使用される３８４００チップのスクランブリング・コードのシーケンス長により、最高４^{３８４００}個の異なるスクランブリング・コードを定義することが可能になる。これによりマクロセル内および一群の周囲のマクロセル内のあらゆるピコセルに別個のスクランブリング・コードまたはピコセル・コードを仮想的に割り当てることが可能になる。ピコセル・コードを割り当てる方法は、標準化された５１２個のゴールド・コードと同様の方法でピコセル・コードを生成することによる方法でもよく、ピコセル・コードはＰＣＢＳＵの供給元によって予め構成されてもよく、またはピコセル・コードをランダムに選択してもよい。この説明があれば、当業者なら、ＰＣＢＳＵごとにピコセル・コードを選択するための適切な方法を選択することができるであろう。

５６で、マクロセルが予め定義されたセル・コードを使用してマクロセル中のすべてのピコセルを識別する。一例では、５１２個の予め定義されたＵＭＴＳスクランブリング・コードの単一のスクランブリング・コードがマクロセル内のすべてのピコセルの識別子として確保される。単一の予め定義されたセル・コードはマクロセルに対してすべてのピコセルを識別する。したがって、単一のセル・コードを使用することにより、少なくともマクロセルおよび関連するネットワークの観点から、可能なピコセルのすべてを含む隣接リストをマクロセル内の任意の移動局に提供することが可能になる。したがって、マクロセルは、選択された予め定義されたセル・コードを隣接リストの一部としてマクロセル内の任意の移動局に伝達するだけでよく、５２で割り当てられた一意のピコセル・コードを含む多数のピコセル識別子を追跡する必要はない。

移動局４４は、マクロセルに対してすべてのピコセルを識別する選択された予め定義されたセル・コードと、移動局が通信することを許可されているＰＣＢＳＵに関連付けられた一意のピコセル・コードとを変換する機能を有する。

図２の例は、５８で、マクロセルに対してすべてのピコセルを識別する予め定義されたセル・コードと、選択されたピコセルに対して一意であるピコセル・コードとを変換することを含む。一例では、移動局４４は、移動局４４がマクロセル、ピコセル、または両方と通信することができるように、マクロセルによって使用される識別子から一意のＰＣＢＳＵピコセル・コードへのセル・コード変換を実行するトランスレータを含む。一例では、変換プログラムまたはモジュールが移動局中に格納される。一例は、移動局のＳＩＭカード上にダウンロードされるソフトウェア・アプレットを含む。

６０に示すように、移動局４４はピコセル・コードを使用してピコセルと通信する。６２で、移動局４４は、マクロセルに対してすべてのピコセルを識別する予め定義されたセル・コードのみを使用して、ピコセルに関してマクロセルと通信する。各ＰＣＢＳＵに関連付けられた一意のピコセル・コードはマクロセルには見えない。

例えば、移動局がマクロセル２４からピコセルにハンドオーバすることが望ましい場合、基地局２２は、マクロセルに対してすべてのピコセルを識別する予め定義されたセル・コードの識別情報を含めて移動局４４と通信する。移動局４４は、この通信を受信し、予め定義されたセル・コードを、移動局がその中で通信することを許可されているピコセルの、所定の対応するピコセル・コードに変換する必要があることを示すものとして解釈する。次いで、移動局はピコセル・コードを使用し、例えば、ピコセルの信号測定値を得る。次いで、移動局４４は、マクロセルに対してすべてのピコセルを識別する予め定義されたセル・コードを使用してマクロセル基地局２２に信号測定値を返信する。言い換えれば、移動局４４は、ピコセルと直接通信するためにピコセル・コードを使用し、そのような通信が、すべてのピコセルを識別するためにマクロセルによって使用される予め定義されたセル・コード（例えば、元の５１２個のＵＭＴＳスクランブリング・コードのうちの１つ）に関連付けられているかのように、そのような通信に関する報告をマクロセルに返す。

例えば、移動局がピコセル３２から離れていく場合、移動局は、例えば、マクロセルへのハンドオーバ中にマクロセル基地局２２と通信するときに、マクロセルに対してすべてのピコセルを識別する予め定義されたセル・コードを使用する。

ネットワークの観点から、すべてのＰＣＢＳＵは同じセル・コード（例えば、スクランブリング・コードまたはＰＮオフセット）を使用する。これにより、選択された１つまたは複数の予め定義されたコードが測定済みのセットに恒久的に追加されるので、構成が単純化される。したがって、マクロセルまたはネットワーク・レベルではユーザ特有の隣接リストは不必要である。同時に、移動局の観点から、移動局が、ピコセル・コードと、すべてのピコセルを識別するためにマクロセルによって使用される予め定義されたセル・コードとを変換する場合、ＰＣＢＳＵピコセル・コードは該当するピコセルに対して一意である。

開示された例では、マクロセル内のピコセルごとに一意のスクランブリング・コードまたはＰＮオフセットを使用することが可能であり、誤ったハンドオーバを回避する目的でのセル・コード計画が不要になる。マクロセル内の各ピコセルは、選択された近傍内の他のすべてのピコセルと比較して、そのピコセルに対して一意であるピコセル・コードを有することができる。

予め定義されたセル・コードの２つ以上を使用して１つまたは複数のマクロセルに対してピコセルを識別することが可能である。

開示された例では、認識されている予め定義されたセル・コードのうちの１つが、マクロセル内のすべてのピコセルを識別するためにマクロセルによって使用されるので、セル探索の複雑さを増大させることなく、ＵＭＴＳまたはＣＤＭＡシステム中でピコセル識別子として認識されているセル・コードの予め定義されたセットよりも多いセル・コードを使用することが可能である。ピコセル・コードと予め定義されたセル・コードとを変換することにより、移動局が一方ではマクロセルと、他方ではピコセルと効果的に通信することが可能になる。さらに、開示された例ではユーザ特有の隣接リストが不要になる。マクロセル内の各ピコセルに関連付けられた一意のピコセル・コードを有することによって、誤って識別されたピコセルへの誤ったハンドオーバの試みは本質的になくなる。したがって、開示された例では、既存のマクロセルラ・アンダーレイ・ネットワーク内でのオーバレイ・ネットワークの実装を経済的な方法で単純化するという利点が得られる。

前述の説明は、事実上限定ではなく例示である。本発明の本質から必ずしも逸脱するとは限らない、開示された例への変更および改変が当業者には明らかであろう。本発明に付与される法的保護の範囲は、添付の特許請求の範囲を検討することによってのみ決定され得る。

Claims (10)

1. マクロセル内に少なくとも１つのピコセルを有するシステム中で通信する方法であって、
   マクロセルをそれぞれ識別する１組の予め定義されたセル・コードを使用するステップと、
   前記マクロセルに対する前記マクロセル内のすべてのピコセルを識別する少なくとも１つの予め定義されたセル・コードを使用するステップと、
   前記マクロセル内の移動局に対する前記ピコセルのうちの選択されたピコセルを一意に識別する、前記予め定義されたセル・コードとは別個のピコセル・コードを使用するステップとを含む、方法。
2. 前記移動局と前記マクロセルとの間と前記移動局と前記ピコセルのうちの前記選択されたピコセルとの間とで通信するために、前記少なくとも１つの予め定義されたセル・コードと前記ピコセル・コードとを変換するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの予め定義されたセル・コードを移動局に送信するステップと、
   前記少なくとも１つの予め定義されたセル・コードに関連付けられ、前記ピコセルのうちの前記選択されたピコセルに関して前記移動局の電力測定値を示す電力測定値を前記移動局から受信するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記受信された電力測定値が、前記マクロセルから前記ピコセルのうちの前記選択されたピコセルへのハンドオーバを示唆するかどうかを決定するステップと、
   前記マクロセルから前記ピコセルのうちの前記選択されたピコセルにハンドオーバするよう前記移動局に指示するために前記少なくとも１つの予め定義されたセル・コードを使用するステップとを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの予め定義されたセル・コードを含む隣接セットを前記移動局に対して確立するステップを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの予め定義されたセル・コードを含む通信を前記マクロセルから受信するステップと、
   前記受信された通信に基づいて前記ピコセル・コードを決定するステップと、
   それに応答して、前記ピコセル・コードによって一意に識別された前記ピコセルのうちの前記選択されたピコセルと通信するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記移動局と前記ピコセルのうちの前記選択されたピコセルとの間の電力測定値を決定するステップと、
   前記少なくとも１つの予め定義されたセル・コードに関連して前記マクロセルに前記電力測定値を報告するステップとを含む、請求項６に記載の方法。
8. 他のピコセルの近傍内の各ピコセルに、そのような各ピコセルがそのような前記他のピコセルに対して一意に識別されるように、異なるピコセル・コードを割り当てるステップを含む、請求項１に記載の方法。
9. ピコセル基地局であって、
   前記ピコセル基地局と通信する移動局に対してピコセル基地局を識別するのに有用なピコセル・コードを包含するストレージを含み、前記ピコセルコードは、マクロセル内のすべてのピコセルを識別するために前記マクロセルによって使用されるセル・コードとは別個のピコセル・コードである、ピコセル基地局。
10. 無線通信移動局であって、
    マクロセル内のすべてのピコセルを識別するために前記マクロセルによって使用される予め定義されたセル・コードを認識し、そして、前記予め定義されたセル・コードと、前記マクロセル内の選択されたピコセルを一意に識別するピコセル・コードとの間で変換が行われるよう構成されたトランスレータを備える、無線通信移動局。

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