JP2010523014A - セミアクティブモードを有する移動局 - Google Patents

Abstract

セルラ無線システムにおいて使用される移動局において、移動局は、呼を設定する場合に移動局が的確なセルにキャンピングする可能性を増加するためにユーザが呼の設定を準備している時に現在最も良いセルに関連する無線測定を増加させるように構成される。これは、既にある従来のアイドルモード及びアクティブモードに第３のモードを追加することによって得られる。追加モードは、従来のアイドルモードと比較してアイドルモード測定の増加した量を提供する。

Description

本発明は、セルラ無線システムにおいて使用される移動局とその方法に関するものである。

セルラ無線システムにおいて、移動局は、セルラ無線システムとの接続を確立するために基地局に接続する。接続を確立する手続きの一部として、移動局はアイドルモードからアクティブモードに移行する。

当該手続きは、通常、呼の設定と称され、接続を扱うために現在最も適した基地局を特定するステップを含む。最も適した基地局は、通常は、現状最も強い信号を移動局に提供する基地局である。したがって、一般的な呼の設定中において、移動局は最も強い信号を提供する基地局についての情報を取り出す。

ＧＳＭにおける３ＧＰＰ標準規格は、アイドルモードのときの移動局がＳＣＨチャネルで同報送信される基地局識別コードＢＳＩＣ情報を復号化することを必要とする。移動局がアイドルモードの場合、最も強い信号を提供する基地局のトラックを維持するために３０秒ごとにＢＳＩＣを復号化する必要がある（3GPP仕様書 45.008を参照）。

さらに、アイドルモードの移動局は、ＢＣＣＨ割当（ＢＡ−ｌｉｓｔ）によって示されるように、全てのＢＣＣＨキャリアの監視を継続する必要がある。これは、Ｍａｘ（５ｓ、当該ＭＳの５連続のページング・ブロック）ごとに更新される受信信号レベル（ＲＬＡ＿Ｃ）の平均を測定して実行することによって行なわれる。ＲＬＡ＿Ｃ値当たりにつき、少なくとも５つの受信信号レベルの測定サンプルが必要とされる。通常、最大で１０秒のＲＬＡ＿Ｃ期間中に、最悪のケースにおいて、５回のみの頻度で測定が実行されることを意味する。この期間は４５．００８に従って定義される。

結果として、信号強度の測定は１０秒ごとに５回の頻度で更新されるシナリオとなる。

より多くの頻度でＢＳＩＣ復号化及び信号強度測定を実行しない１つの理由は、消費電力が増加し、それにより移動局のバッテリ寿命時間が低減するためである。

ＢＳＩＣ復号化頻度の比較的緩和した要件、即ち、３０秒ごとに１回の要件と、信号強度の測定の緩和した要件とに起因して、移動局は、最も強い信号を提供する基地局を用いた呼の設定中に、呼を設定できない場合がある。この問題は、人が電車やバスに乗車している場合などの移動局が高速で移動している場合には、実際に最も良い基地局が高速に切り替わるため、さらに悪い状態となる。

移動局が最も強い信号を提供していない基地局への呼の設定を試している場合、呼が切断されてしまう虞がある。これは、特に、移動局が接続を試みている基地局から離れる方向に移動している場合である。

したがって、移動局の消費電力を増加させることなく、呼の設定中に呼が切断するリスクを最小化する移動局及びその方法が必要とされている。

本発明の目的は、呼の設定中にセルラ通信ネットワークにおいて呼の切断のリスクに関連する問題を抑制するか、少なくとも低減することである。

本発明の他の目的は、セルラ無線ネットワークにおける呼の設定手続き中に、現在最も強い信号を提供する基地局の正確な判断を実行することが可能な移動局及びその方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、セルラ無線ネットワークにおける呼の設定手続き中に、移動局の消費電力を増加させることなく、呼の切断の低いリスクを提供することが可能な移動局及びその方法を提供することにある。

上記目的及びその他の目的は、添付の特許請求の範囲に記載する移動局及びその方法によって得られる。呼を設定するときに、移動局が正しいセルに接続する可能性を増加させるために、移動局は、呼を設定する準備をするタイミングで現在最も良いセルに関連する無線測定を増加させる。これは、既存のアイドルモード及びアクティブモードに第３のモードを追加することによって得られる。追加モードは、従来のアイドルモードと比較して、より頻度の高いアイドルモード測定を提供する。したがって、追加のセミアクティブモードの間、移動局は、通常のアイドルモードよりも、測定リストの全ての頻度について、より頻度の高い測定を実行する。

増加した回数のアイドルモード測定が実行されるモードに移行するために、多くの異なるトリガが利用されうる。そのようなトリガの例には、ユーザによる電話帳の閲覧、電話番号の入力の開始、又は、誤った発呼やＳＭＳを開く等の任意の他の方法で電話番号を入力する準備を含む。

移動局が所定期間の間、アクティブモードに移行することなく、アイドルモード測定の増加した回数を有するモードに移行している場合、即ち、呼設定が所定期間内に行なわれない場合、移動局は通常のノーマルモードに戻り、それに応じてアイドルモード測定を実行する。

ＧＳＭにおいて、測定リストはＣＡリストと呼ばれ、当該測定は、信号強度を測定し、隣接セル及び最も強い信号強度を有するセルの基地局識別子コードＢＳＩＣを復号化する。本発明は、また、ＧＳＭとは異なる他の技術を適用することもできる。当該技術は、ユーザ装置がアイドルモード状態に移行することを許容する全ての無線技術に当てはまる。アイドルモードを提供するそのような技術の例には、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ロング・ターム・エクステンション（ＬＴＥ）、無線ローカル・エリア・ネットワーク、及び、マイクロ波アクセスにおける世界規模の相互運用（ＷｉＭＡＸ）が含まれる。

アイドルモード状態を設ける理由の１つがバッテリの消費電力を低減することであるため、セミアクティブモードは、呼の確立などの他のアクティブ状態に続かない場合には、所定時間が経過した後にアイドルモードに戻るような一時的な状態であることが望ましい。

本発明は、移動局が最も強い信号強度の呼と接続されることを保証するように、呼設定での失敗回数及び切断回数を十分に低減するであろう。また、パケットデータの伝送中にセルの再選択の回数を低減するであろう。最も強い信号強度を有していないセルへの呼の接続回数を最小化することは、全体の干渉レベルをより効果的にするであろう。

以下では、本発明を以下の例に制限することなく、添付の図面を参照するとともに、詳細に説明する。
セルラ無線システムの一般的な図である。 移動局の異なるモードを示す図である。 移動局において異なるモード間を切り替える場合に実行される各ステップを示すフローチャートである。

図１では、エリアをカバーする無線ネットワークシステム１００の一般的な図を示す。図１に示す一実施形態において、無線ネットワークシステムはＧＳＭシステムである。ＧＳＭシステム１００は、基地局（ＢＳ）１０１を備える。基地局１０１は、基地局１０１によってカバーされるエリア内に位置し、通常、移動局（ＭＳ）１０３と呼ばれる複数の移動局を扱う。また、基地局１０１は、基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０５に接続される。基地局１０１及びＢＳＣ１０５の両方は、基地局サブシステム（ＢＳＳ）の一部である。基地局サブシステム（ＢＳＳ）は、移動電話機とネットワーク交換サブシステムとの間のトラフィックを扱うとともに、信号をやり取りすることに関与するＧＳＭネットワークのセクションである。ＢＳＳは、音声チャネルの符号変換、パケット交換データの伝送、移動電話機への無線チャネルの割当、ページング、伝送の品質管理、エアインタフェースを介した受信、及び、ＳＣＨチャネルでのメッセージの同報送信のように、基地局識別コード（ＢＳＩＣ）情報の送信を含む無線ネットワークに関連する多くの他の処理を実行する。

ＢＳＩＣ復号化頻度で比較的緩和した要件、即ち、３０秒ごとに１回の要件に起因して、移動局は、移動局が移動している場合に基地局識別コード（ＢＳＩＣ）情報の最新の復号化を行なうために、最も強い信号を提供する基地局を用いた呼の設定中に、呼を設定できない場合がある。この問題は、人が電車やバスに乗車している場合などの移動局が高速で移動している場合には、実際に最も良い基地局が高速に切り替わるため、さらに悪い状態になる。

この緩和したＢＳＩＣ復号化要件は、移動局が悪い状態のセルで信号強度測定を実行する結果となりうる。ＢＣＣＨ頻度の計画が、移動局が３０秒以内に同一のＢＣＣＨ頻度を用いる２つの異なるセルで信号強度測定を行なう可能性を考慮している場合、移動局は、あまり良くないセルにアクセスを実行する可能性がある。

信号強度測定における緩和された要件は、悪い状態のセルで呼を設定する別の原因となる。無線環境が高速又は同様の条件に起因して変化している場合において、移動局が最も強い信号のセルで呼を設定しないという共通した問題がある。

移動局が最も強い信号を提供しない基地局への呼の設定を試している場合、呼が切断されてしまうリスクがある。これは、特に、移動局が接続を試みている基地局から離れる方向に移動している場合である。

呼の設定中に呼が切断される可能性を低減するために、移動局は２つのタイプのアイドルモードを採用するように適合される。したがって、移動局が基地局に接続していない場合の大部分の時間で使用される従来の第１のモード、即ち、アイドルモードと、近々、移動局が呼を設定する可能性が増加した場合に移行する第２のモードとを有する。これについては、図２を参照して詳細に後述する。

図２には、移動局によって使用される異なるモードを示す。上述した問題を解決するために、アイドルモード及びアクティブモードに追加して「セミアクティブ」モードが導入される。

移動局がセルラ無線システムに接続していない場合の通常状態はアイドルモードである。移動局がアイドル状態で着呼を受信した場合、移動局は、矢印２０１に示すように、アイドルモードからアクティブモードに直接移行する。好適な実施形態において、アイドルモードからアクティブモードに直接移行するトリガとなるイベントは上記イベントのみとなる。

さらに、移動局がアクティブモードであって、セルラ無線ネットワークへの接続が終了すると、移動局は、矢印２０３に示すように、アクティブモードからアイドルモードに直接移行する。しかし、好適な実施形態において、アクティブモードからアイドルモードへの移行は、図２において「セミアクティブ」と示す第３のモードを介することが望ましい。セミアクティブモードを介する移行については以下で詳細に説明する。

アイドルモードにおいて移動局のユーザが、移動局上のボタンの押下、又は、移動局での電話番号の入力、電話番号を格納する電話帳の閲覧などのいくつかの所定の動作を開始すると、移動局は、矢印２０５に示すように、「セミアクティブ」に移行する。セミアクティブモードは、アイドルモードのように移動局が無線測定を実行するモードである。しかし、セミアクティブモードは、アイドルモードの場合よりも頻繁に無線測定が実行される。

例えば、ＧＳＭシステムにおいて、ＢＳＩＣ復号化は、通常、ＧＳＭ規格の要件に従ったアイドルモードで少なくとも３０秒ごとに実行される。セミアクティブモードでは、５秒ごとに、又は、３秒ごとやそれ以上の頻度などの有益になると判定された頻度で無線測定が実行される。

さらに、移動局がセミアクティブモードの場合に信号強度測定の速度も増加される。これは、５秒ごとに１回より多い、例えば、毎秒ごとに１回の受信信号レベル（ＲＬＡ＿Ｃ）の移動平均を更新することによって行うことができる。さらに、５つ以上の受信信号レベルの測定サンプルがＲＬＡ＿Ｃ値、例えば、２０ごとに必要とされる。

また、３ＧＰＰ仕様書４５．００８に従って、移動局は、在圏セルが受信可能となるパス損失基準を確保するために以下の測定を実行する必要がある。

少なくとも５秒ごとに、移動局（ＭＳ）は、在圏セルにおけるＣ１及びＣ２の値を計算する必要があり、（必要があれば）非在圏セルにおけるＣ１及びＣ２の値を再計算する必要がある。その後、移動局は以下の確認を行なう。
ｉ）現在の在圏セルにおけるパス損失基準（Ｃ１）が５秒間で０を下回るかどうか。これは、セルへのパス損失がより高くなったことを示す。
ｉｉ）非在圏の適切なセルにおけるＣ２の算出値が５秒間で在圏セルにおけるＣ２の値を超えるかどうか。ただし、以下の場合は除く。
ａ）新たなセルが異なる位置のエリアにある場合、ＧＰＲＳ接続型ＭＳにおいて新たなセルが異なる経路指定エリアにある場合、又は、ＧＭＭレデイ状態（Ａ／Ｇｂモード）やＲＲＣセル共有状態（Ｉｕモード）においてＧＰＲＳ接続型ＭＳにおける全ての場合において、新たなセルのＣ２値が、５秒間に、現在の在圏セルからのＢＣＣＨデータによって定義される少なくともＣＥＬＬ＿ＲＥＳＥＬＥＣＴ＿ＨＹＳＴＥＲＥＳＩＳ（ｄＢ）ほど在圏セルのＣ２値を超える場合。
ｂ）１５秒以前の範囲内にセルの再選択が行なわれている場合において、新たなセルのＣ２値が５秒間に少なくとも５ｄＢほど在圏セルのＣ２値を超える場合。

このように、Ｃ２は、セル再選択が発生した場合において５秒間でＣ１より高い必要がある。しかしながら、セミアクティブモードの間は、当該時間値は、５秒より短い時間、例えば、２秒又はそれ以下の時間に低減される。

さらに、移動局がアクティブモードに移行することなく、セミアクティブモードである場合であって、所定時間の期間、例えば、３秒の間にセミアクティブモードに移行する新たなトリガイベントが発生しなければ、その後、移動局は、矢印２０７に示すように、アイドルモードに戻る。

しかし、セミアクティブモードの間に、ユーザがセルボタンを押下することなどによって、基地局への接続を設定する命令が発生する場合に、移動局は矢印２０９に示すように、セミアクティブモードからアクティブモードに移行する。また、基地局への接続が破棄された後に、移動局は、矢印２１１によって示すように、セミアクティブモードに戻ることが望ましい。代替例として、上述したように、移動局はアイドルモードに直接戻ってもよい。

図３は、ユーザが基地局に接続させる場合の通常のシナリオを示すフローチャートである。まず、ステップ３０１において、移動局がアイドルモードの状態にある。続いて、ステップ３０３において、移動局は、トリガイベントが発生したかどうかの確認を行なう。当該トリガイベントは、移動局で設定された任意のタイプのイベントである。通常、トリガイベントは、近々移動局がアクティブモードに移行する可能性が増加するイベントである。そのようなイベントの一例には、アドレスリストへのアクセス、又は、移動局におけるキーパッドでの電話番号の入力を含む。

上述のトリガイベントが発生しなければ、移動局はアイドルモードに維持される。一方、トリガイベントが発生した場合には、ステップ３０５において、図２を参照して上述したように、移動局はセミアクティブモードに移行する。ステップ３０７において、セミアクティブモード中に、呼を設定する命令が与えられると、図３に示すように、処理がステップ３０９に遷移する。ステップ３０９において、移動局はアクティブモードに移行する。一方、セミアクティブモード中に、予め設定されたインアクティブ時間の間にトリガイベントが検知されない場合、又は、インアクティブ時間中に処理がアクティブモードに移行する場合には、処理はステップ３０１に戻る。ステップ３０９に示すセルラ無線システムとの接続が終了した後に、処理はステップ３０５、即ち、セミアクティブモードに移行する。

ここで説明した移動局及びその方法を用いることによって、呼設定での呼の接続失敗又は切断の回数が十分に低減され、そのため、少なくとも移動局が呼設定で最も強い信号を提供するセルに接続するより良い可能性が保証されるであろう。

さらに、ここで説明した移動局及びその方法は、また、パケットデータ転送中にセル再選択の回数を低減するであろう。

最後に、最も強い信号強度を有していないセルへの呼設定の回数を最小化することは全体の干渉レベルで効果的であろう。

Claims (14)

1. 複数の基地局を備えるセルラ無線システムにおいて使用される移動局であって、
   前記セルラ無線システムに接続されていない間は第１のモードに移行し、前記セルラ無線システムに接続されている間は第２のモードに移行し、
   前記第１のモード中に所定の時間間隔で無線システム測定を実行し、
   前記無線システム測定から最も強い信号を提供する基地局を決定し、
   少なくとも１つの所定のトリガイベントに応じて、前記第１のモードよりも頻繁に前記無線システム測定を実行する第３のモードに移行することを特徴とする移動局。
2. 前記移動局は、前記セルラ無線システムへの接続を切断した後に、前記第３のモードに移行することを特徴とする請求項１に記載の移動局。
3. 前記移動局は、前記トリガイベントが検出されることなく所定時間の間、前記第３のモードであり続けた場合は、前記第１のモードに移行することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
4. 前記少なくとも１つの所定のトリガイベントは、前記移動局の電話帳の閲覧、及び、電話番号の入力の少なくとも１つの検出を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動局。
5. 前記移動局は、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）規格をサポートすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の移動局。
6. 前記移動局は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、及び、マイクロ波アクセスにおける世界規模の相互運用（ＷｉＭＡＸ）規格の少なくとも１つをサポートすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の移動局。
7. 前記移動局がＧＳＭ規格をサポートする場合に、前記第３のモードにおける基地局識別コード（ＢＳＩＣ）の復号化は、ＢＣＣＨ割当（ＢＡ−ｌｉｓｔ）において、少なくとも５秒ごとに１回の頻度で実行されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の移動局。
8. 複数の基地局を備えるセルラ無線システムにおいて使用される移動局の異なる動作モード間で切替を行なう方法であって、
   前記移動局は、
   前記セルラ無線システムに接続されていない間は第１のモードに移行し、前記セルラ無線システムに接続されている間は第２のモードに移行し、
   最も良い基地局への接続を決定するために、前記第１のモード中に所定時間の間、無線システム測定を実行し、
   少なくとも１つの所定のトリガイベントに応じて、前記第１のモードよりも頻繁に前記無線システム測定を実行する第３のモードに移行することを特徴とする方法。
9. 前記移動局は、前記セルラ無線システムへの接続を切断した後に、前記第３のモードに移行することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記移動局は、前記トリガイベントが検出されることなく所定時間の間、前記第３のモードであり続けた場合は、前記第１のモードに移行することを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの所定のトリガイベントは、前記移動局の電話帳の閲覧、及び、電話番号の入力の少なくとも１つの検出を含むことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の方法。
12. 前記移動局は、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）規格をサポートすることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項に記載の方法。
13. 前記移動局は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ロング・ターム・エクステンション（ＬＴＥ）、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、及び、マイクロ波アクセスにおける世界規模の相互運用（ＷｉＭＡＸ）規格の少なくとも１つをサポートすることを特徴とする請求項８乃至１２の何れか１項に記載の方法。
14. 前記移動局がＧＳＭ規格をサポートする場合に、前記第３のモードにおける基地局識別コード（ＢＳＩＣ）の復号化は、ＢＣＣＨ割当（ＢＡ−ｌｉｓｔ）において、少なくとも５秒ごとに１回の頻度で実行されることを特徴とする請求項８乃至１３の何れか１項に記載の方法。

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