JP2012010018A - ハンドオーバ先セル選択機能を含む移動無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】より多くの無線リソースを利用可能である最適と推定するハンドオーバ先セルを選択する。
【解決手段】部分的周波数繰り返しによるセル間干渉コーディネーションを採用する無線基地局装置におけるハンドオーバ先セル選択方法は、セル端に位置する移動局相当の無線品質になったとき、報告信号を送信することをハンドオーバトリガ条件として予め指示し；前記報告信号を受信したとき、前記移動局が無線接続している第１のセルにおける第１のスループット予測情報と、前記移動局が無線接続可能な隣接する複数の第２のセルにおける第２のスループット予測情報とを比較し、前記第２のスループット予測情報が最も高い値を示す第２のセルを選択し；前記移動局に対して、選択した第２のセルへのハンドオーバの実行を指示する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ハンドオーバ先セル選択機能を含む移動無線通信システムに関する。

現在、次世代移動無線通信技術としてのＬＴＥ（Long Term Evolution）の標準化が３
ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で検討されている。この検討においては、周波数利用効率の向上を図るための各種技術が議論されている。

周波数利用効率を向上するためには、無線基地局装置（単に、基地局と記載することもある）及び移動局間のパケット形態によるデータ通信に使用される無線リソース、すなわち周波数と時間とで表すことができるリソース（周波数−時間リソースまたはリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）と記載することもある）を配下の多数の移動局に効率良く割り当てる制御（スケジューリング）が、無線基地局装置においては不可欠である。

通信エリア内の全てのセルで複数の同一周波数（厳密には、周波数ブロックまたは周波数グループ）を使用する１セル周波数繰り返しと称される周波数利用効率向上のための技術がある。この技術を採用すると、同一周波数が隣接セル間で使用されるので、セル端（cell edge）でのセル間干渉の発生が懸念される。なお、セル端はセル端近傍を含む。

ＬＴＥのアクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ：Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）では、セル間直交化を実現するために、セル間干渉コーディネーション
（ＩＣＩＣ：Inter-cell Interference Coordination)と称される技術が用いられる。こ
の技術では、部分的周波数繰り返しＦＦＲ（Fractional Frequency Reuse）手法により、全てのセルで複数の同一の周波数が１セル周波数繰り返しで使用されることに加えて、セル端ではセル毎に異なる周波数が例えば３セル周波数繰り返しで使用される。

ＦＦＲによるセル間干渉コーディネーションでは、下りリンクパケットアクセスのための無線リソースとしてのリソースブロックは、各基地局のみで使用可能な複数の第１無線リソースと、全ての基地局で共通して使用可能な複数の第２無線リソースとに分割される。第１無線リソースは、セル端に位置する（厳密には、セル端において無線接続している）移動局に割り当てられ、第２無線リソースは、セル端以外のセル内部（cell interior
）に位置する移動局、例えば基地局近傍及びセル中心領域に位置する移動局に割り当てられる。このセル間干渉コーディネーションにより、セル端に位置する各移動局は干渉の少ない状態で通信を行うことができる。

なお、セル内干渉については、ＬＴＥのＥ−ＵＴＲＡＮでは、各基地局が上りリンク及び下りリンクのスケジューリングを行うことにより、セル内直交化、すなわちユーザ間直交化を実現可能である。

特開２００８−１６７４１３号公報

３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１３ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１４ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．３２１ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．３３１ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．４０１ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．４２３

上述したＦＦＲによるセル間干渉コーディネーションの手法を採るとともに、基地局間のＸ２インタフェースを利用した情報交換を行うことで、セル端に位置する移動局（セル端移動局と記載することもある）のための無線リソース領域と、セル端以外に位置する移動局（セル内部移動局と記載することもある）のための無線リソース領域とを動的に決めることが可能になる。

しかし、このようなセル間干渉コーディネーション手法を採用したときであっても、下りリンクにおけるトータル送信電力の制限と干渉抑制とのために、全ての無線リソース領域をセル端移動局の割当領域として使うことができない。すなわち、この割当領域は、無線リソース割当の観点により、１／３程度に制限されることを免れない。この結果、同時に通信可能なセル端移動局の数は少なく制限され、また同時に通信する複数のセル端移動局が存在するときは、各セル端移動局の通信レートは低下する。

さらに、セル端移動局と判断されることに相当する悪い無線条件であっても、セル端移動局のための無線リソース領域が不足した状態において、セル内部移動局のための無線リソース領域を割り当てざるを得ない。このような場合には、セル内部移動局のための無線リソース領域を割り当てられたセル端移動局はスループットの低下を免れないだけでなく、該当セルのトータルスループットも低下する。

したがって、ＦＦＲによるセル間干渉コーディネーションを実行する移動無線通信システムにおいては、セル端移動局が利用できる無線リソースが制限されるため、より多くの無線リソースを利用可能である最適と推定するハンドオーバ先セルを選択することが要求される。

課題は、より多くの無線リソースを利用可能である最適と推定するハンドオーバ先セルを選択する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、部分的周波数繰り返しによるセル間干渉コーディネーションを採用する無線基地局装置におけるハンドオーバ先セル選択方法は、セル端に位置する移動局相当の無線品質になったとき、報告信号を送信することをハンドオーバトリガ条件として予め指示し；前記報告信号を受信したとき、前記移動局が無線接続している第１のセルにおける第１のスループット予測情報と、前記移動局が無線接続可能な隣接する複数の第２のセルにおける第２のスループット予測情報とを比較し、前記第２のスループット予測情報が最も高い値を示す第２のセルを選択し；前記移動局に対して、選択した第２のセルへのハンドオーバの実行を指示する。

開示した技術によれば、ＦＦＲによるセル間干渉コーディネーションを採用した移動無線通信システムの全体の無線リソースの有効利用率を上げることができる、すなわち周波数当りの送信レートを上げることができる。また、セル端に位置する移動局の送信レートも上げることができる。

他の課題、特徴及び利点は、図面及び特許請求の範囲とともに取り上げられる際に、以下に記載される発明を実施するための形態を読むことにより明らかになるであろう。

一実施の形態の移動無線通信システムの構成を示すブロック図。 一実施の形態の移動無線通信システムにおける無線リソース割当を説明するための図。 一実施の形態の移動無線通信システムにおけるＦＦＲによるセル間干渉コーディネーションを説明するための図。 一実施の形態の移動無線通信システムに適用することが可能な無線基地局装置の構成を示すブロック図。 一実施の形態の移動無線通信システムにおいてＸ２インタフェースを使用した情報交換のシーケンスを示す図。 一実施の形態の移動無線通信システムにおけるハンドオーバシーケンスを示す図。 一実施の形態の移動無線通信システムにおけるRRC Connection Reconfigurationメッセージのフォーマットを示す図。 一実施の形態の移動無線通信システムにおけるハンドオーバの判断アルゴリズムを示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。図面には好ましい実施形態が示されている。しかし、多くの異なる形態で実施されることが可能であり、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されてはならない。

［移動無線通信システム］
［システム構成］
一実施の形態におけるシステムの構成を示す図１を参照すると、最適と推定するハンドオーバ先セル選択機能を含む移動無線通信システムＳＹＳは、複数の無線基地局装置ｅＮＢ（evolved Node B）（＃１，＃２，＃３）と、ユーザ利用の無線端末である複数の移動局ＵＥ（User Equipment）（＃１，＃２，＃３）と、管理システムＥＭＳ（Element Management System）とを備えている。なお、実際に構築される移動無線通信システムＳＹＳ
は、無線基地局装置ｅＮＢ及び移動局ＵＥをそれぞれ多数備えるが、ここでは図示を簡略化している。

この移動無線通信システムＳＹＳにおいては、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）は、例えば運用管理センタに配置される管理システムＥＭＳに管理インタフェースで接続されている。近隣または周辺の無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）は、Ｘ２インタフェースで互いに接続されている。管理インタフェース及びＸ２インタフェースは、有線伝送路におけるインタフェースである。

また、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）は、それぞれの配下の複数（ここでは、３個）のセルＣＬに位置する複数の移動局ＵＥと無線ｕｕインタフェースで接続される。この例では、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）が、セルＣＬ（＃１）に位置する３個の移動局ＵＥ（＃１，＃２，＃３）と無線ｕｕインタフェースでそれぞれ接続されている状態を示している。後に詳述するが、セルＣＬ（＃１）において、移動局ＵＥ（＃１）はセル端以外のセル内部に位置し、移動局ＵＥ（＃２，＃３）はセル端に位置する。

各無線基地局装置ｅＮＢは、各移動局ＵＥと所定の無線接続技術によって通信する。各無線基地局装置ｅＮＢから各移動局ＵＥ方向の下りリンク（ＤＬ：Down Link）信号は、
直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）信号であり、各移動局ＵＥから各無線基地局装置ｅＮＢ方向の上りリンク（ＵＬ：Up Link）信号は、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）信号である。

［無線リソース割当］
上述した構成を採る移動無線通信システムＳＹＳは、ＬＴＥのアクセスネットワークＥ−ＵＴＲＡＮを実現することが可能であり、３個の無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）でセルカバレッジ、すなわち全通信エリアをカバーする。

各無線基地局装置ｅＮＢにおけるスケジューラ部（図示省略）は、図２に示すように、無線フレームを構成する複数個のサブフレームＳＦ（＃１〜＃７）毎に、配下の移動局ＵＥのそれぞれにリソースブロックＲＢ（＃１〜＃１２・・・）単位で割り当てるべき割当数及び割当位置（タイミング）を動的に決定する。リソースブロックＲＢは、周波数領域で、例えば１２個の隣接サブキャリアの集合で構成される。時間領域では、連続する２つのＯＦＤＭシンボル（１サブフレーム対応）が基本単位となり、リソースブロックを構成する。

スケジューリング決定情報としての無線リソース（ＲＢ）割当情報は、下りリンクＤＬの各サブフレームＳＦの先頭に配置される下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）を利用して送信される。

無線基地局装置ｅＮＢは、ＰＤＣＣＨを利用するとき、あるサブフレームＳＦで送信する移動局ＵＥ、ＲＢ数、及びＲＢ位置を自由に指示可能であるので、送受信データの有無や、移動局ＵＥの無線品質に応じた割り当てを実行することで、無線リソースの利用効率を上げることができる。

所望のユーザデータは下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）で伝送される。

一方、図示を省略しているが、上りリンクＵＬでは、下りリンクと同様にリソースブロックＲＢを所要の数だけ使用して、各移動局ＵＥが多重アクセスする。上りリンクの送信時間間隔（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）は下りリンクと同様にサブフレーム毎である。ユーザデータは上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared
Channel）で伝送される。ユーザデータを送信可能なＰＵＳＣＨはＰＤＣＣＨによる無線リソース割当情報の通知から４サブフレーム後である。

上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）は、チャ
ネル品質指標（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）や受信結果情報（ＡＣＫ／ＮＡＣ
Ｋ）などの下りリンク受信状態情報を上りリンク制御情報として伝送する。ＰＵＣＣＨは上りリンクの周波数領域に設けられているリザーブ帯域で送信される。

図３を参照すると、部分的周波数繰り返しＦＦＲによるセル間干渉コーディネーション手法を採用する移動無線通信システムＳＹＳにおいては、下りリンクパケットアクセスのための無線リソースとしてのリソースブロックＲＢは、周波数領域において、各セルＣＬ（＃１〜＃９）のみで使用可能な複数の第１リソースブロックと、全てのセルＣＬ（＃１〜＃９）で共通して使用可能な複数の第２リソースブロックとに分割される。

例えば、図２に示す下りリンクＤＬの無線リソースにおいて、サブフレームＳＦ＃１〜＃７のリソースブロックＲＢ１，２、ＲＢ３，４、及びＲＢ５，６は、セルＣＬ（＃１，
＃４，＃７）、セルＣＬ（＃２，＃５，＃８）、及びセルＣＬ（＃３，＃６，＃９）のみでそれぞれ使用可能な第１リソースブロックである。また、他のリソースブロックＲＢ７〜ＲＢｎは、全てのセルＣＬ（＃１〜＃９）で共通して使用可能な第２リソースブロックである。

第１リソースブロックは、セル端に位置する移動局（セル端移動局）ＵＥに割り当てられ、第２リソースブロックは、セル端以外のセル内部に位置する移動局（セル内部移動局）ＵＥに割り当てられる。これにより、隣接セル間でセル端移動局ＵＥに割り当てるリソースブロック領域が重なることを回避し、セル間干渉を低減する。

例えば、図１に示すセルＣＬ（＃１）において、セル端移動局ＵＥ（＃２，＃３）にはリソースブロックＲＢ１，２が割り当てられ、セル内部移動局ＵＥ（＃１）にはリソースブロックＲＢ７〜ＲＢｎが割り当て可能である。

リソースブロック領域を分けずに、セル端移動局ＵＥに対して無線基地局装置ｅＮＢからの送信電力を上げてしまうと、隣接セル間で干渉が起きる。重ならないようにリソースブロック領域を分けておくと、あるセルのセル端移動局ＵＥ用のリソースブロック領域は、隣接セルのセル内部移動局ＵＥ用のリソースブロック領域であるため、送信電力を上げたとしても、隣接セルではセル内部移動局ＵＥ用のリソースブロック領域であるので、隣接セルに位置するセル内部移動局ＵＥにとっては干渉にはならない。

［無線基地局装置］
図４は、図１に示した一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳに適用することが可能な無線基地局装置ｅＮＢ１０の詳細構成を示す。

無線基地局装置ｅＮＢ１０は、図示を省略しているが、下りリンク信号に対して処理を行う送信部と、上りリンク信号に対して処理を行う受信部と、通信対象の移動局ＵＥを選択するとともに、無線リソースの割り当てを管理（制御）するスケジューラ部とを含んでいる。

送信部は、スケジューラ部で決定した通信対象の移動局ＵＥへの送信データ信号に対し、変調方式及び符号化率の組合せのセット（変調フォーマット）に従って処理を行う。ここでは、送信部は、マルチキャリア変調による直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を生成して送出する。

受信部は、スケジューラ部で決定した移動局ＵＥから送信されてくる受信データ信号に対して処理を行う。例えば、ＬＴＥでは、上りリンク（ＵＬ）データ疎通のために、無線接続技術としてＳＣ−ＦＤＭＡを採用している。ＯＦＤＭ変調波は、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）が大きいため、移動局ＵＥの送信アンプの効率が低下し、最大送
信電力が低下する、または消費電力が増大することを免れない。この問題はＳＣ−ＦＤＭＡの採用により回避される。

無線基地局装置ｅＮＢ１０の全体動作を統括制御する制御部に含まれるスケジューラ部は、下りリンク信号に対する送信処理を行う送信部及び上りリンク信号に対する受信処理を行う受信部に制御情報を送出するとともに、受信部における受信処理結果としてのチャネル品質指標（ＣＱＩ）及び肯定応答／否定応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を入力されることにより、通信対象の移動局ＵＥを選択するとともに、無線リソースの割り当てなどを制御する。

無線基地局装置ｅＮＢ１０は、後に詳述する最適と推定するハンドオーバ先セル選択処
理を遂行するために、ｕｕインタフェース部１１、Ｘ２インタフェース部１２、管理インタフェース部１３、ＲＲＣ（Radio Resource Control）メッセージ送受信部１４、管理情報送受信部１５、Ｘ２メッセージ送受信部１６、移動局（ＵＥ）接続管理部１７、移動局（ＵＥ）情報格納部１８、自セルリソース利用率測定部１９、自セルリソース利用率通知部２０、他セルリソース利用率受信部２１、リソース情報格納部２２、ハンドオーバ（ＨＯ）条件変更部２３、及びハンドオーバ（ＨＯ）判断部２４を備えている。

制御部は記憶部に予め記憶されている基地局制御プログラムを実行することにより、無線基地局装置ｅＮＢ１０の全体動作を制御する。

［移動局］
図１に示した一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳに適用可能な移動局ＵＥの詳細構成は図示を省略している。

無線基地局装置ｅＮＢと無線接続される移動局ＵＥは、無線基地局装置ｅＮＢから受信した下りリンク信号（ユーザデータ、制御情報）を処理する受信部と、無線基地局装置ｅＮＢに送信する上りリンク信号（ユーザデータ、品質情報）を処理する送信部と、受信部における復調及び復号の結果に基づく所定の処理を行うとともに、受信した各種制御情報に応じて送信部に対して送信処理を指示する制御部とを備える。制御部は記憶部に予め記憶されている移動局制御プログラムを実行することにより、移動局の全体動作を制御する。

［ハンドオーバ先セル選択処理］
次に、図１に示す一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳにおけるハンドオーバ先セル選択処理例について関連図を併せ参照して説明する。

［前提条件］
この移動無線通信システムＳＹＳにおいては、最適と推定するハンドオーバ先セルを選択するために、次の事項を前提条件として含む。

（１）移動無線通信システムＳＹＳにおける無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）が配下とする通信エリアの地理的かつ面的カバーを１セル周波数繰り返し（reuse＝１
）で行う。

図１を参照すると、移動無線通信システムＳＹＳにおいては、周波数利用効率向上のために、通信エリア内の全てのセルで無線リソースとしての複数の同一周波数を使用する。図２を参照して上述したＬＴＥに準じた無線リソース割当を行うときは、無線リソースは基本単位を周波数−時間リソースのリソースブロックとする。

（２）部分的周波数繰り返しＦＦＲによるセル間干渉コーディネーションが実行される。

前提条件（１）における１セル周波数繰り返し手法を採用すると、同一周波数が隣接セル間で使用されるので、セル端（セル端近傍を含む）でセル間干渉が発生する可能性がある。このセル間干渉を回避するために、図３を参照して上述したＦＦＲによるセル間干渉コーディネーションを採用し、セル端ではセル毎に異なる周波数を使用する。すなわち、セル端では、３セル周波数繰り返し（reuse＝３）と同等の手法を採用する。

（３）Ｘ２インタフェースによってリソース（無線リソース）情報が交換される。

図５を参照すると、Ｘ２インタフェースでリソース情報を交換するシーケンスに示されるように、隣接する無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）間で互いにリソース情報を通知する。

すなわち、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は、Ｘ２インタフェースによって隣接する無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）に対してリソース状態要求ＲＳＲ１（Resource Status Request）メッセージを送信し、定期的に（予め定めた時間間隔ｔに）リソース情報を
送信することを要求する。

ＲＳＲ１メッセージを受信した無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）は、Ｘ２インタフェースによって無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）にリソース状態応答ＲＳＲ２（Resource Status Response）メッセージを定期的に送信する。これにより、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は、無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）のそれぞれが配下とするセル毎のリソース情報を定期的に受信する。図６におけるリソース状態応答メッセージＲＳＲ２では、図５に示すリソース状態要求メッセージＲＳＲ１への応答として、セル端領域及びセル内部領域のリソース利用率が通知される。

無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）は自律分散型セル間干渉コーディネーションをそれぞれ実行するので、無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）はそれぞれが主体となり、同様にリソース情報を定期的に受信する。

このリソース情報の交換の際、ＬＴＥ標準で交換可能なリソース情報以外に、セル間干渉コーディネーションにおいて、後に詳述するスループット予測係数（efficiency）ＥＦＣを計算するための追加リソース情報も交換する。ここで、追加リソース情報は次の要素を含む。
ｌ：セル端領域における無線リソース割当の平均遅延時間
ｎ：セル端移動局数
ｒ：セル端移動局の平均データ伝送レート
（４）無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）は、無線リソース制御コネクションＲＲＣ（RRC Connection ReconfigurationまたはRRC Connection Setup）メッセージにより移動局ＵＥ（＃１，＃２，＃３）に無線品質の測定を指示するとき、セル端移動局の無線環境になる条件をハンドオーバ（ＨＯ：Handover）のトリガとしておく。

すなわち、図６に示すシーケンスのように、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は、ｕｕインタフェースを介して、ＲＲＣメッセージ、ここではRRC Connection Reconfigurationにより配下の移動局ＵＥ（＃１，＃２，＃３）にハンドオーバのトリガ条件を指示する。このとき、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は移動局ＵＥ（＃１，＃２，＃３）にセル端移動局の無線品質になったら測定報告（ＭＲ：Measurement Report）メッセージを送信するように早期ハンドオーバトリガ条件を指示する。このＲＲＣメッセージのフォーマットの一例は図７に示されている。このフォーマットにおいて、太字で表す部分がハンドオーバのトリガ条件指示である。

無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）は自律分散型セル間干渉コーディネーションをそれぞれ実行するので、無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）はそれぞれが主体となり、同様に早期ハンドオーバトリガ条件を指示する。

図６を参照してより詳述すると、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）におけるハンドオーバは、移動局ＵＥからハンドオーバトリガ条件に達したことを通知するＭＲメッセージの受信により開始される。このハンドオーバトリガ条件は、移動局ＵＥが接続してきたときに、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）から「無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）がある無線品質に
なったとき及び隣接無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）がある無線品質になったとき」の少なくとも一方に、報告するように事前に指示される。

移動局ＵＥからＭＲメッセージを受信した無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は、ハンドオーバトリガ条件に適合した通知であるか、移動局ＵＥから報告されたハンドオーバ先に対してハンドオーバが許容されているかどうかを判定する。

この判定結果、無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は、ハンドオーバを行わせると判定したときは、ハンドオーバ先のセル、すなわち無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）配下の他セルまたは無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）配下の他セルへのハンドオーバを受け入れるかどうかを対応の無線基地局装置ｅＮＢに問い合わせする。

ハンドオーバ先セルが隣接の無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）の配下であるときは、Ｘ２インタフェースを経由して、ハンドオーバ要求（Handover Request）メッセージにより問い合わせが実行される。無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は、ハンドオーバ先セルを配下とする無線基地局装置ｅＮＢ（＃２）が受け入れることをハンドオーバ要求肯定（Handover Request ACK）メッセージにより確認したときは、対象の移動局ＵＥに対してＲＲＣメッセージによりハンドオーバの実行を指示する。

ハンドオーバの実行指示を受信した移動局ＵＥは、対象の無線基地局装置ｅＮＢ（＃２）との同期処理を行った後に、通常のメッセージ（Preamble, RACH response, RRC Connection Reconfiguration Complete）を送受信することにより処理を完結する。

［処理の概要］
この移動無線通信システムＳＹＳにおける無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）は、ハンドオーバ先セル選択を遂行するために、次の処理を含む。

セル端に位置する移動局（セル端移動局）ＵＥが無線接続（単に、接続と記載することもある）可能である複数のセルが存在する場合、対象のセル端移動局ＵＥが接続しているセル（自セル）における第１のスループット予測係数ＥＦＣ１と、対象のセル端移動局ＵＥが接続可能なセル（隣接セル）における第２のスループット予測係数ＥＦＣ２とを比較し、対象セル端移動局ＵＥに対して第２のスループット予測係数ＥＦＣ２が最も高い値を示すセルを判断（選択）する。ここで、スループット予測係数ＥＦＣは、対象セル端移動局ＵＥがセルに接続した場合に、理論的に可能な最大スループットの予測値を係数化したものと定義する。

自セルの第１のスループット予測係数ＥＦＣ１は、自セルのリソース情報と、移動局ＵＥから報告されるＭＲメッセージ内の自セルの無線品質とに基づいて算出する。隣接セルの第２のスループット予測係数ＥＦＣ２は、Ｘ２インタフェースを介して取得した隣接セルのリソース情報と、移動局ＵＥから報告されるＭＲメッセージ内の隣接セルの無線品質とに基づいて算出する。

移動局ＵＥからのＭＲメッセージを利用するため、無線基地局装置ｅＮＢは、移動局ＵＥに対して、ハンドオーバ条件に達する前、すなわち自セルの無線レベルの品質が良い状態であっても、セル端移動局の無線品質になったら、移動局ＵＥにＭＲメッセージを送信するように事前に指示しておく。

結果として、自セルにおける第１のスループット予測係数ＥＦＣ１に比較して、隣接セルにおける第２のスループット予測係数ＥＦＣ２が高いときには、対象セル端移動局ＵＥに対して、早期ハンドオーバの実行を指示する（図６参照）。

（１）無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）は、隣接する無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）が例えば管理システムＥＭＳから管理インタフェースを介して定義されるか、隣接する無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）を自動検出したときは、図５に示すシーケンスに従って隣接無線基地局装置ｅＮＢ（＃２，＃３）とリソース情報の定期的更新を開始する。

（２）無線基地局装置ｅＮＢは、移動局ＵＥが接続してきたとき、または自セルでのセル端移動局ＵＥのための無線リソース領域（リソースブロック）が不足したときには、無線リソース制御コネクションメッセージＲＲＣ１により、通常のハンドオーバトリガよりも早めのＭＲメッセージの送信を指示する。さらに、自セルが輻輳したときに対処するために、予め定めた時間、移動局ＵＥからのＭＲメッセージを保持する。

（３）無線基地局装置ｅＮＢは、セル端移動局ＵＥからのＭＲメッセージを受信したとき、セル端移動局ＵＥについての第１のスループット予測係数ＥＦＣ１及び第２のスループット予測係数ＥＦＣ２を比較する。そして、自セルよりも他セルに接続した方が高いスループット予測係数ＥＦＣとなるときは、無線基地局装置ｅＮＢはハンドオーバの実行を指示する。

（４）無線基地局装置ｅＮＢは、セル端移動局ＵＥのための無線リソース領域において、輻輳が発生したときは、保持しているＭＲメッセージから得られる現時点の保有リソース情報に基づいて、スループット予測係数ＥＦＣを再計算する。再計算の結果、他セルに接続した方が高いスループット予測係数ＥＦＣのセル端移動局ＵＥが存在したならば、スループット予測係数ＥＦＣが高いものからｎ個（ｎ＝１以上の整数）に対してハンドオーバの実行を指示する。

［処理の詳細：輻輳の判断］
無線基地局装置ｅＮＢは、Ｘ２インタフェース部１２、Ｘ２メッセージ送受信部１６、自セルリソース利用率測定部１９、自セルリソース利用率通知部２０、他セルリソース利用率受信部２１、及びリソース情報格納部２２の協働により、自セルまたは隣接セルにおけるセル端移動局ＵＥのための無線リソース領域のリソース利用率を事前設定パラメータとリソース情報とに基づいて算出して、輻輳を判断する。

輻輳判断条件：
自セルの輻輳と判断する条件は、自セルのリソース利用率が予め定めた閾値以上のときである。また、隣接セルの輻輳と判断する条件は、式１が成立するときである。
（式１）・・・隣接セルのリソース利用率＜自セルのリソース利用率−α
ここで、αは比較時に同等となることを避けるためのオフセット値である。

事前設定パラメータ：
Ｌ：セル端領域における無線リソース割当の許容平均遅延時間
Ｎ：最小接続のセル端移動局数
Ｒ：セル端移動局の最低データ伝送レート
追加リソース情報：
前提条件（３）において説明した追加リソース情報の各要素は、各無線基地局装置ｅＮＢによって配下のセル毎に計測される。この計測値はＸ２インタフェースを介して隣接無線基地局装置ｅＮＢ（＃１，＃２，＃３）間で定期的に交換されている。
ｌ：セル端領域における無線リソース割当の平均遅延時間
ｎ：セル端移動局数
ｒ：セル端移動局の平均データ伝送レート
リソース利用率の算出：
無線基地局装置ｅＮＢはリソース利用率を式２で算出する。遅延時間、接続ＵＥ数、及びＵＥ単位の平均レートを１つの係数値とする。
（式２）・・・ｍａｘ（ｌ−Ｌ，０）／Ｌ＋ｍａｘ（ｎ−Ｎ，０）／
Ｎ＋｜ｍｉｎ（ｒ−２Ｒ，０）｜／Ｒ
［処理の詳細：スループット予測係数の算出］
無線基地局装置ｅＮＢは、ｕｕインタフェース部１１、ＲＲＣメッセージ送受信部１４、ＵＥ接続管理部１７、及びＵＥ情報格納部１８の協働により、移動局ＵＥから通知されるＭＲメッセージ、スケジューリング情報として保持しているリンクアダプテーション（Link Adaptation）のための情報、及びセルのリソース利用率に基づいて、セル毎にスル
ープット予測係数ＥＦＣを算出する。

ここで、移動局ＵＥから通知されるＭＲメッセージは、無線基地局装置ｅＮＢが送信しているリファレンス信号の受信電力ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）及び
無線基地局装置ｅＮＢが送信しているリファレンス信号の受信品質ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）である。

また、無線基地局装置ｅＮＢがリンクアダプテーションのために移動局ＵＥ毎に保持している情報は、ＰｏｗｅｒＨｅａｄＲｏｏｍ及びチャネル品質指標（ＣＱＩ）である。ＰｏｗｅｒＨｅａｄＲｏｏｍは、移動局ＵＥの送信電力の余力であり、この余力が無くなると、割り当てる最大リソースブロック数が制限されるようになる。ＣＱＩは、移動局ＵＥが無線基地局装置ｅＮＢにフィードバックとして通知する受信品質の値である。無線基地局装置ｅＮＢにおけるスケジューラ部は、この受信品質値に基づいて、変調方式及び符号化率の組合せのセット（変調フォーマット）であるＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）を決定する。

無線基地局装置ｅＮＢにおけるスケジューラ部は、リソース利用率と移動局ＵＥの無線品質とを係数値化して、スループット予測係数ＥＦＣ（efficiency）を算出する。

対象セル端移動局ＵＥが接続しているセル（自セル）における第１のスループット予測係数ＥＦＣ１は、式３により算出される。
（式３）・・・自セルリソース利用率×
｛（ＰｏｗｅｒＨｅａｄＲｏｏｍ／セル端移動局用のリソースブロック領域）×
（（ＣＱＩ＋１）／１６）｝
ここで、１６で割っているのは、ＣＱＩ値が１６段階値のためである。

対象セル端移動局ＵＥが接続可能なセル（隣接セル）における第２のスループット予測係数ＥＦＣ２は、式４により算出される。
（式４）・・・隣接セルリソース利用率×
｛（ＰｏｗｅｒＨｅａｄＲｏｏｍ／セル端移動局用のリソースブロック領域）×
（（ＣＱＩ＋１／１６）｝×
（隣接セルのＲＳＲＱ／自セルのＲＳＲＱ）
ここで、１６で割っているのは、ＣＱＩ値が１６段階値のためである。

なお、セル端移動局ＵＥと判断すべきであるのに、セル端リソースブロック領域に割り当てることができない移動局ＵＥに対しては、移動局ＵＥのＣＱＩ値からオフセット値β（β＝１以上の整数）を減算して算出する。この減算は、セル端以外のセル内部の通信領域では、送信電力が小さいため、オフセット値βにより補正するためである。

［処理の詳細：ハンドオーバの判断アルゴリズム］
無線基地局装置ｅＮＢ（＃１）におけるハンドオーバ判断部２４は、図８に示すハンド
オーバ判断アルゴリズムにより、最適と推定するハンドオーバ先セル選択を行う。

自セルが輻輳していることを検出し（Ｓ８０）、かつ隣接セルで輻輳していないセルが存在していることを検出したとき（Ｓ８１）、ＵＥ情報格納部１８から最近にＭＲメッセージを送信した移動局ＵＥをハンドオーバ候補として抽出し、この候補の中で輻輳していない隣接セルにハンドオーバ可能な移動局ＵＥを選択する（Ｓ８２）。

この選択した移動局ＵＥについて、自セルにおける第１のスループット予測係数ＥＦＣ１と、ハンドオーバ先の候補としての隣接セルにおける第２のスループット予測係数ＥＦＣ２とを算出する（Ｓ８３）。

自セルにおける第１のスループット予測係数ＥＦＣ１よりも隣接セルにおける第２のスループット予測係数ＥＦＣ２が大きい移動局ＵＥが存在するときは、これらの移動局ＵＥを抽出する（Ｓ８４）。

抽出した複数の移動局ＵＥの中で、スループット予測係数ＥＦＣの差分が大きいＮ（Ｎ＝１以上の整数）個の移動局ＵＥを選択し（Ｓ８５）、選択した移動局ＵＥに対してハンドオーバを指示する（Ｓ８６）。ここで、選択する移動局ＵＥの個数は自セルの輻輳状態に応じて決定する。

なお、ハンドオーバ判断部２４は、自セルが輻輳していない状態において、移動局ＵＥから通知されるＭＲメッセージがハンドオーバの条件に達していた場合には、スループット予測係数ＥＦＣを算出して、ハンドオーバの判断をすることが可能である。これにより、輻輳している隣接セルへのハンドオーバを抑止することができる。

［変形例］
図１に示した一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳにおける管理システムＥＭＳは、各無線基地局ｅＮＢから管理インタフェースを介してリソース情報を収集し、ハンドオーバトリガ条件を調整（変更）する指示を各無線基地局装置ｅＮＢに与えることが可能である。ハンドオーバ条件の変更指示を管理インタフェース部１３及び管理情報送受信部１５を介して受信した無線基地局装置ｅＮＢにおけるＨＯ条件変更部２３は、ＨＯ判断部２４に変更条件を入力する。

上述した一実施の形態における各処理はその任意の複数または全てを選択し組合せて実施することもできる。

上述した一実施の形態における処理はコンピュータで実行可能なプログラムとして提供され、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどの記録媒体、さらには通信回線を経て提供可能である。

［その他］
上述した一実施の形態及び変形例に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
部分的周波数繰り返しによるセル間干渉コーディネーションを採用する無線基地局装置におけるハンドオーバ先セル選択方法であって；
セル端に位置する移動局相当の無線品質になったとき、報告信号を送信することをハンドオーバトリガ条件として予め指示し；
前記報告信号を受信したとき、前記移動局が無線接続している第１のセルにおける第１のスループット予測情報と、前記移動局が無線接続可能な隣接する複数の第２のセルにお
ける第２のスループット予測情報とを比較し、前記第２のスループット予測情報が最も高い値を示す第２のセルを選択し；
前記移動局に対して、選択した第２のセルへのハンドオーバの実行を指示する
ハンドオーバ先セル選択方法。

（付記２）
前記第１及び第２のスループット予測情報は、前記移動局が前記第１及び第２のセルに無線接続した場合に、理論的に可能な最大スループットの予測値を係数化したものである
付記１記載のハンドオーバ先セル選択方法。

（付記３）
前記第１のスループット予測情報は、前記第１のセルのリソース情報と、前記報告信号内の前記第１のセルの無線品質とに基づいて算出され、前記第２のスループット予測情報は、前記第２のセルのリソース情報と、前記報告信号内の前記第２のセルの無線品質とに基づいて算出される
付記１または２記載のハンドオーバ先セル選択方法。

（付記４）
前記リソース情報の収集に基づいて、前記ハンドオーバトリガ条件を変更する指示を管理インタフェースを介して受信する
付記１，２または３記載のハンドオーバ先セル選択方法。

（付記５）
部分的周波数繰り返しによるセル間干渉コーディネーションを採用する無線基地局装置であって；
セル端に位置する移動局相当の無線品質になったとき、報告信号を送信することをハンドオーバトリガ条件として予め指示する手段と；
前記報告信号を受信したとき、前記移動局が無線接続している第１のセルにおける第１のスループット予測情報と、前記移動局が無線接続可能な隣接する複数の第２のセルにおける第２のスループット予測情報とを比較し、前記第２のスループット予測情報が最も高い値を示す第２のセルを選択する手段と；
前記移動局に対して、選択した第２のセルへのハンドオーバの実行を指示する手段と；
を備える無線基地局装置。

（付記６）
前記第１及び第２のスループット予測情報は、前記移動局が前記第１及び第２のセルに無線接続した場合に、理論的に可能な最大スループットの予測値を係数化したものである
付記５記載の無線基地局装置。

（付記７）
前記第１のスループット予測情報は、前記第１のセルのリソース情報と、前記報告信号内の前記第１のセルの無線品質とに基づいて算出され、前記第２のスループット予測情報は、前記第２のセルのリソース情報と、前記報告信号内の前記第２のセルの無線品質とに基づいて算出される
付記５または６記載の無線基地局装置。

（付記８）
前記リソース情報の収集に基づいて、前記ハンドオーバトリガ条件を変更する指示を管理インタフェースを介して受信する手段を更に備える
付記５，６または７記載の無線基地局装置。

ＳＹＳ 移動無線通信システム
ｅＮＢ 無線基地局装置
ＵＥ 移動局
ＥＭＳ 管理システム
ＣＬ セル

Claims (5)

1. 部分的周波数繰り返しによるセル間干渉コーディネーションを採用する無線基地局装置におけるハンドオーバ先セル選択方法であって；
   セル端に位置する移動局相当の無線品質になったとき、報告信号を送信することをハンドオーバトリガ条件として予め指示し；
   前記報告信号を受信したとき、前記移動局が無線接続している第１のセルにおける第１のスループット予測情報と、前記移動局が無線接続可能な隣接する複数の第２のセルにおける第２のスループット予測情報とを比較し、前記第２のスループット予測情報が最も高い値を示す第２のセルを選択し；
   前記移動局に対して、選択した第２のセルへのハンドオーバの実行を指示する
   ハンドオーバ先セル選択方法。
2. 前記第１及び第２のスループット予測情報は、前記移動局が前記第１及び第２のセルに無線接続した場合に、理論的に可能な最大スループットの予測値を係数化したものである
   請求項１記載のハンドオーバ先セル選択方法。
3. 前記第１のスループット予測情報は、前記第１のセルのリソース情報と、前記報告信号内の前記第１のセルの無線品質とに基づいて算出され、前記第２のスループット予測情報は、前記第２のセルのリソース情報と、前記報告信号内の前記第２のセルの無線品質とに基づいて算出される
   請求項１または２記載のハンドオーバ先セル選択方法。
4. 前記リソース情報の収集に基づいて、前記ハンドオーバトリガ条件を変更する指示を管理インタフェースを介して受信する
   請求項１，２または３記載のハンドオーバ先セル選択方法。
5. 部分的周波数繰り返しによるセル間干渉コーディネーションを採用する無線基地局装置であって；
   セル端に位置する移動局相当の無線品質になったとき、報告信号を送信することをハンドオーバトリガ条件として予め指示する手段と；
   前記報告信号を受信したとき、前記移動局が無線接続している第１のセルにおける第１のスループット予測情報と、前記移動局が無線接続可能な隣接する複数の第２のセルにおける第２のスループット予測情報とを比較し、前記第２のスループット予測情報が最も高い値を示す第２のセルを選択する手段と；
   前記移動局に対して、選択した第２のセルへのハンドオーバの実行を指示する手段と；
   を備える無線基地局装置。

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