JP2012527788A - ユーザ装置及びそのアクセス方法 - Google Patents

Abstract

ユーザ装置及びそのアクセス方法であり、この方法は、ユーザ装置と全てのアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算し（２０１）、アクセスポイント（これに関するＶ_ｒが閾値Ｖ_０より小さい）を、アクセスするために選択すること（２０２）を含む。本発明は、ユーザ装置がモバイルアクセスポイントと固定アクセスポイントとの間を適時に切り替えることができないという、従来技術における問題を解決し、モバイルアクセスポイントと固定アクセスポイントとの間をユーザ装置が適時に切り替えることを実現する。

Description

本発明は、無線ネットワーク通信の分野に関し、特に、ユーザ装置及びそのアクセス方法に関する。

従来のセルラ通信システムでは、基地局のカバレージは、通常、２ｋｍ〜５ｋｍの範囲である。見通し線（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）（ＬＯＳ）伝送のみが採用される場合、高い建造物の存在に起因して、チャネルのシャドーフェージング（ｓｈａｄｏｗ ｆａｄｉｎｇ）が非常に明白になり、信号の品質及び速度が低下する。既存の技術では、中継局が設置され、高速な、かつ小さなフェージングを有する情報チャネルが、モバイル局と基地局との間に確立され、これにより、通信品質が大幅に向上する。建造物上、又は道路内に設置された中継局は、固定中継局と呼ばれる。

モバイル中継局（ＭＲＳ）は、移動可能な運搬体（例えば、搬送手段）上に設置された中継局である。中継局は車両上に設置され、そして、ユーザ装置（ＵＥ）が搬送手段上にある場合、ＵＥは、中継局を介して、地上基地局との接続を確立し、これにより、搬送手段内のカバレージの問題が解決され、ユーザ装置ＵＥのエネルギー消費が減少する。この中継局は、モバイル中継局（ＭＲＳ）と呼ばれる。図１は、従来技術の、ＭＲＳを含む通信システムの概略図である。

上述の、従来技術のセルラ通信システムは、遅延及びマージン法（ｄｅｌａｙ ａｎｄ ｍａｒｇｉｎ ｍｅｔｈｏｄ）を使用することによって、ハンドオーバを実行する。
Ｅ_{ＰＣＣＰＣＨ＿Ｎｃｅｌｌ}−Ｅ_{ＰＣＣＰＣＨ＿Ｓｅｒｖｉｎｇ}＞Ｍａｒｇｉｎ

Ｅ_{ＰＣＣＰＣＨ＿Ｎｃｅｌｌ}は、ＵＥによって測定された、ターゲットセルのプライマリ共通制御物理チャネル（ＰＣＣＰＣＨ）の信号強度を表し、Ｅ_{ＰＣＣＰＣＨ＿Ｓｅｒｖｉｎｇ}は、ＵＥによって測定された、現在のサービングセルのＰＣＣＰＣＨの信号強度を表し、Ｍａｒｇｉｎは、ハンドオーバマージンを表す。

期間Ｔの間、上記の式Ｅ_{ＰＣＣＰＣＨ＿Ｎｃｅｌｌ}−Ｅ_{ＰＣＣＰＣＨ＿Ｓｅｒｖｉｎｇ}＞Ｍａｒｇｉｎが満たされる、かつ、Ｔが閾値Ｔ０（遅延）より長い場合、ＵＥは、サービングセルから、ターゲットセルに、ハンドオーバされる。

本発明の発明者は、従来技術が、少なくとも以下の問題を有することを見い出した。従来技術は、従来のセルラネットワークのために提案されたものであるため、モバイル中継局（ＭＲＳ）が静的状態から移動を開始するプロセスの間、ＭＲＳにアクセスしているＵＥのグループに相対速度が発生する可能性があり、それらのＵＥは、適時にハンドオーバされる必要がある。しかし、遅延効果に起因して、ＵＥのグループは、適時にハンドオーバされない可能性がある。

本発明は、ユーザ装置及びそのアクセス方法に関する。この方法を使用することにより、ユーザ装置は、モバイルアクセスポイントと固定アクセスポイントとの間で、適時にハンドオーバされることが可能である。

一実施形態では、本発明は、以下のステップを含む、ユーザ装置のアクセス方法を提供する。ＵＥと複数のアクセスポイントのそれぞれとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算するステップと、
アクセスポイントを、アクセスするために選択するステップと（ここで、ＵＥとそのアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒは、閾値Ｖ_０以下である）。

一実施形態では、本発明は、計算ユニットと、アクセスユニットとを含む、ＵＥを更に提供する。

計算ユニットは、ＵＥと複数のアクセスポイントのそれぞれとの間の相対速度を計算するように構成される。アクセスユニットは、ＵＥとアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０以下である場合、そのアクセスポイントを、アクセスするために選択するように構成される。

本発明の実施形態により、ユーザ装置は、モバイルアクセスポイントと固定アクセスポイントとの間で、適時にハンドオーバされることが可能であり、無線リソースの利用率が最適化され、そして、アクセスポイントを適切に選択することによって、ハンドオーバが減少する。

添付の図面は、本発明を限定することではなく、本発明をよりよく理解することを目的とするものであり、本明細書の一部を構成する。

従来技術における、ＭＲＳを含むシステムの概略図である。 本発明の実施形態による、ＵＥのアクセス方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による、非接続状態にあるＵＥのアクセス方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による、ＵＥによって、ＧＰＳを使用して相対速度を計算する方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による、ＵＥのブロック図である。 本発明の別の実施形態による、ＵＥのブロック図である。

本発明の目的、技術的解決法、及び利点をよりよく理解するために、以下に、本発明について、添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明の例示的実施形態、及びその説明は、本発明の範囲を限定することではなく、解釈することを目的とするものである。

本発明は、ＵＥ及びそのアクセス方法を提供し、これらについて、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施形態による、ＵＥのアクセス方法の概略フローチャートである。

ステップ２０１、ＵＥは、ＵＥと複数のアクセスポイントのそれぞれとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算する。

ステップ２０２、ＵＥは、相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０以下である場合、アクセスポイントを、アクセスするために選択する。

本発明の一実施形態では、ステップ２０１の前に、この方法は、ＵＥが、各アクセスポイントのブロードキャスト情報を受信し、ハンドオーバ又はアクセス判定を実行するかどうかの指示と、Ｖ_０とを、ブロードキャスト情報から取得すること、又は、ＵＥが、ＵＥ内に記憶された、ハンドオーバ又はアクセス判定を実行するかどうかの、予め設定された指示と、予め設定されたＶ_０とを採用することを更に含んでもよい。好ましくは、Ｖ_０によって、ＵＥは、本実施形態の方法を使用することによってアクセス又はハンドオーバを実行するよう指示されることが可能である。

本発明の一実施形態では、ブロードキャスト情報は、モバイルアクセスポイント、又は固定アクセスポイントによって送信され、あるいは、モバイルアクセスポイント、及び固定アクセスポイントによって共に送信される。

本発明の一実施形態では、各アクセスポイントは、各アクセスポイントカバレージ内の全てのＵＥの平均速度に従って、Ｖ_０を取得し、そして、ＵＥの平均速度は、ユーザの歩行速度であってもよい。

本発明の一実施形態では、

であり、ここで、

は、ＵＥの平均速度であり、通常、１＜α＜２である。

本発明の一実施形態では、ＵＥと各アクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算することは、ＵＥが、各アクセスポイントによって送信された信号のドップラ周波数シフトを計算し、ドップラ周波数シフトに従って、Ｖ_ｒを取得することを含む。

本発明の一実施形態では、ＵＥは、ＵＥのＧＰＳによって収集された速度情報と、各アクセスポイントのＧＰＳによって収集された速度情報とに従って、相対速度Ｖ_ｒを計算する。

本発明の一実施形態では、ステップ２０２は、ＵＥと複数のアクセスポイントの各１つとの間の相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０以下である場合、ＵＥが、複数のアクセスポイントから、最大の信号強度を有するアクセスポイントを、アクセスするために選択することを更に含む。

本発明の一実施形態では、ステップ２０２は、ＵＥと各アクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０より大きい場合、ＵＥが、最小のＶ_ｒを有するアクセスポイントを、アクセスするために選択することを更に含む。

本発明の一実施形態では、ステップ２０２は、ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある、かつ、ＵＥと、接続状態にあるサービングアクセスポイントとの間のＶ_ｒが、閾値Ｖ_０より大きい場合、ＵＥが、接続状態にあるサービングアクセスポイントから、閾値Ｖ_０以下のＶ_ｒを有する隣接アクセスポイントにハンドオーバされることを更に含む。

本発明の一実施形態では、ＵＥが、サービングアクセスポイントから、閾値Ｖ_０以下のＶ_ｒを有する隣接アクセスポイントにハンドオーバされる場合、この方法は、ＵＥと各隣接アクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０以下である場合、ＵＥが、複数の隣接アクセスポイントから、最大の信号強度を有するアクセスポイントを選択し、そのアクセスポイントにハンドオーバされ、ＵＥと各アクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０より大きい場合、ピンポンハンドオーバを防止するために、遅延及びマージン法を使用することによって、ＵＥがハンドオーバされることを更に含む。

本発明の一実施形態では、ステップ２０２は、ＵＥが、閾値Ｖ_０以下のＶ_ｒを有するアクセスポイントを選択し、そのアクセスポイントにアクセスする場合、ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある、かつ、ＵＥとサービングアクセスポイントとの間のＶ_ｒが、閾値Ｖ_０以下であるならば、ピンポンハンドオーバを防止するために、遅延及びマージン法を使用することによって、ＵＥがハンドオーバされることを更に含む。

上記の実施形態により、ＵＥは、ＵＥとアクセスポイントとの間の相対速度に従って、アクセスポイントにアクセスする。アクセスポイントが移動を開始した場合、地上端末は、移動しているアクセスポイントから、適時にハンドオーバされ、車載端末は、移動しているアクセスポイントに、適時にハンドオーバされる。地上端末が、移動しているアクセスポイントに、可能な限りアクセスせず、そして、移動の間、車載端末が、地上固定アクセスポイント、又はその他の隣接するモバイルアクセスポイントに、可能な限りアクセスしないことが確実にされる。密集したユーザを有する領域（例えば、プラットホーム）内で、サービングアクセスポイントと端末との間の相対的な移動が発生しない場合、ユーザ端末のピンポンハンドオーバが回避されることが確実にされる。本発明の実施形態では、基地局及びＲＳは、両方とも、アクセスポイント（アクセスポイント、ＡＰ）と呼ばれる。モバイルアクセスポイントは、通常、モバイル搬送手段（例えば、高速列車）上に位置し、固定アクセスポイントは、静的な搬送手段、又は固定建造物上に位置する。本発明の実施形態では、ＵＥのアクセス要求を満たす、受信される信号強度を有するアクセスポイントは、アクセスポイントと呼ばれ、ＵＥにサービスを提供しているアクセスポイントは、サービングアクセスポイントと呼ばれ、サービングアクセスポイント以外の、残りのアクセスポイントは、ＵＥの隣接アクセスポイントである。

図３は、本発明による、非接続状態にあるＵＥのアクセス方法の一実施形態の概略フローチャートである。

ステップ３０１、ＵＥは、ＵＥが非接続状態にある場合、各アクセスポイントの信号強度、及び、ＵＥと各アクセスポイントとの間の相対速度を測定する。

ステップ３０２、ＵＥは、測定結果に従って、表１に基づいて、各測定されたアクセスポイントの状態情報を取得し、状態情報に従って、表２に基づいて、アクセスポイントを、異なる組に分類する。

論理変数ｌＥは、各測定されたアクセスポイントの信号強度が、ＵＥのアクセス要求を満たすかどうかを示すように構成され、ｌＥ＝１は、信号強度が、ＵＥのアクセス要求を満たす、すなわち、ＵＥが、アクセスポイントにアクセスできることを示し、ｌＥ＝０は、信号強度が、ＵＥのアクセス要求を満たさないことを示す、と仮定する。

論理変数ｌＶは、ＵＥと各測定されたアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、条件Ｖ_ｒ≦Ｖ_０を満たすかどうかを示すように構成され、ｌＶ＝１は、相対速度が、条件を満たすことを示し、ｌＶ＝０は、相対速度が、条件を満たさないことを示す、と仮定する。

ＵＥが適切なアクセスポイントを選択するのを容易にするために、測定されたアクセスポイントは、状態に従って、異なるアクセス優先度に分けられ、アクセス優先度は、変数Ｐによって表される。Ｐの値が大きければ大きいほど、アクセス優先度は高い、すなわち、ＵＥは、Ｐの大きな値を有するアクセスポイントを優先的に選択し、そのアクセスポイントにアクセスする、と仮定する。Ｐ＝０は、ＵＥが、アクセスポイントにアクセスできないことを示し、状態に対応するアクセス優先度は、表２に示されている。

Ａ_ｉは、Ｓ_ｉ状態にある全てのアクセスポイントの組を表すと仮定すると、異なる状態にあるアクセスポイントのアクセス優先度の上記の定義に従って、この実施形態では、ＵＥによって選択され、最初にアクセスされるアクセスポイントの組は、Ａ_２及びＡ_３である。

異なる状態にあるアクセスポイントは、異なる組に分類される。

ステップ３０３、ＵＥが、ネットワークとの接続を確立する必要がある場合、ＵＥは、表２におけるアクセス優先度の定義に従って、組Ａ_３がヌルであるかどうかを検出し、ヌルでない場合、ステップ３０４が実行され、それ以外の場合、ステップ３０５が実行される。

ステップ３０４、ＵＥは、組Ａ_３から、最大の信号強度を有するアクセスポイントを選択し、そのアクセスポイントにアクセスする。

ステップ３０５、ＵＥは、組Ａ_２がヌルであるかどうかを検出し、ヌルでない場合、ステップ３０６が実行され、それ以外の場合、ステップ３０７が実行される。

ステップ３０６、ＵＥは、組Ａ_２から、最小の相対速度を有するアクセスポイントを選択し、そのアクセスポイントにアクセスする。

ステップ３０７で、ＵＥは、ＵＥがアクセスするのに適切なアクセスポイントを見付けるために、測定を継続する。

接続状態にあるＵＥのハンドオーバ判定方法について、以下に説明する。

ＵＥが、ＵＥとサービングアクセスポイントとの間の相対的な移動を検出した場合、ＵＥは、アクセス要求を満たす、かつ、相対的に静的である（Ｖ_ｒ≦Ｖ_０）、別の隣接アクセスポイントを、ターゲットハンドオーバアクセスポイントとして、できるだけ早く選択し、そして、ターゲットアクセスポイントがＵＥのアクセス要求を満たす限り、信号強度マージン及び測定時間が条件を満たすのを待つ必要なしに、ターゲットアクセスポイントに迅速にハンドオーバされる。他の状況においては、Ｖ_ｒ≦Ｖ_０の場合、ピンポンハンドオーバを防止するために、遅延及びマージン法を使用することによって、測定されたターゲットハンドオーバアクセスポイントの信号強度と、サービングアクセスポイントの信号強度とが、測定時間Ｔ≧Ｔ_０（ここで、Ｔ_０は遅延）という条件を満たす場合のみ、ＵＥはハンドオーバされる。例えば、Ｅ_ｄ＞Ｅ_ｓ＋Ｍａｒｇｉｎが満たされる場合のみ、ハンドオーバプロセスが開始され、ここで、Ｅ_ｄは、ターゲットハンドオーバアクセスポイントの信号強度であり、Ｅ_ｓは、サービングアクセスポイントの信号強度であり、Ｍａｒｇｉｎは、ハンドオーバマージンである。

論理変数ｌＶ_ｓは、ＵＥとサービングアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、条件Ｖ_ｒ≦Ｖ_０を満たすかどうかを示すように構成され、ｌＶ_ｓ＝１は、相対速度が、条件を満たすことを示し、ｌＶ_ｓ＝０は、相対速度が、条件を満たさないことを示す、と仮定する。

論理変数ｌＶ_ｄは、ＵＥと、隣接する測定されたアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、条件Ｖ_ｒ≦Ｖ_０を満たすかどうかを示すように構成され、ｌＶ_ｄ＝１は、相対速度が、条件を満たすことを示し、ｌＶ_ｄ＝０は、相対速度が、条件を満たさないことを示す、と仮定する。

論理変数ｌＥ_ｍは、測定された隣接アクセスポイントの信号強度Ｅ_ｄと、サービングアクセスポイントの信号強度Ｅ_ｓとが、条件Ｅ_ｄ＞Ｅ_ｓ＋Ｍａｒｇｉｎを満たすかどうかを示すように構成され、満たす場合、ｌＥ_ｍ＝１であり、それ以外の場合、ｌＥ_ｍ＝０である、と仮定する。

論理変数ｌＥ_ｄは、計算された隣接アクセスポイントの信号強度が、ＵＥのアクセス条件を満たすかどうかを示すように構成され、満たす場合、ｌＥ_ｄ＝１であり、それ以外の場合、ｌＥ_ｄ＝０である、と仮定する。

論理変数ｌＴは、測定された隣接アクセスポイントの信号強度が、時間長Ｔの間、ＵＥのアクセス要求を満たす、かつ、Ｔが、条件Ｔ≧Ｔ_０を満たすかどうかを示すように構成され、満たす場合、ｌＴ＝１であり、それ以外の場合、ｌＴ＝０である、と仮定する。

従って、論理関数Ｆ_ｈ（ｌＶ_ｓ，ｌＶ_ｄ，ｌＥ_ｄ，ｌＥ_ｍ，ｌＴ）は、ＵＥがハンドオーバされる必要があるかどうかを示すように構成されてもよく、Ｆ_ｈ＝１は、端末が、サービングアクセスポイントから、測定されたアクセスポイントに、ハンドオーバされる必要があることを示し、Ｆ_ｈ＝０は、端末が、ハンドオーバされる必要がないことを示す。表３に、関数Ｆ_ｈの表現を示す。

表３に従って、ＵＥによってハンドオーバが実行されるかどうかを判定する論理関数Ｆ_ｈの式が取得される。

（１）

この式は、論理関数Ｆ_ｈのカルノーマップに基づいて単純化され、ＵＥによってハンドオーバ判定を実行する論理関数の式が取得されてもよい。

（２）

ＵＥがハンドオーバされる場合、ＵＥは、要求を満たす１つ以上のアクセスポイントから、最大の信号強度を有するアクセスポイントを選択し、そのアクセスポイントにアクセスする。

ｌＥ_ｄｌＥ_ｍｌＴの値が０１１及び０１０であることは不可能である、すなわち、測定されたアクセスポイントの信号強度Ｅ_ｄが、ＵＥのアクセス要求を満たさず、しかし、条件Ｅ_ｄ＞Ｅ_ｓ＋Ｍａｒｇｉｎを満たす状態は、存在しない。表３に示すように、不可能な状態は、Ｘによって表されている。

測定されたアクセスポイントの信号強度が、ＵＥのアクセス要求を全く満たさない場合、測定されたアクセスポイントは、ハンドオーバのターゲットハンドオーバアクセスポイントとして選択されなくてもよく、すなわち、ｌＥ_ｄ＝０であり、端末は、測定されたアクセスポイントにハンドオーバされず、従って、表３の第１列及び第２列に示されているように、Ｆ_ｈ＝０である。

迅速なハンドオーバプロセスについて、以下に説明する。

ＵＥとサービングアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、条件Ｖ_ｒ≦Ｖ_０を満たさない、すなわち、ｌＶ_ｓ＝０である場合、測定されたアクセスポイントの信号強度が、アクセス要求を満たす、かつ、ＵＥと測定されたアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒ’が、条件Ｖ_ｒ’≦Ｖ_０を満たす、すなわち、ｌＶ_ｄ＝１かつｌＥ_ｄ＝１であるならば、表３の第２行の第５列〜第８列に示されているように、ＵＥは、測定された隣接アクセスポイントにハンドオーバされる。複数の測定されたアクセスポイントが、条件を満たす場合、ＵＥは、以下の表４で定義された優先度に従って、最も適切なターゲットハンドオーバアクセスポイントを選択する。

最大の値を有する優先度は、最高の優先度を表す。従って、ｌＶ_ｓｌＶ_ｄの値が０１である、かつ、複数の測定されたアクセスポイントが、ハンドオーバするためのターゲットアクセスポイントとして働く要求を満たす場合、ＵＥは、最初に、１１１であるｌＥ_ｄｌＥ_ｍｌＴの値を有する、測定されたアクセスポイントを、ハンドオーバするためのターゲットアクセスポイントとして選択し、そして、高優先度状態にある、測定されたアクセスポイントが存在しない場合、ＵＥは、１１０、１０１、１００であるｌＥ_ｄｌＥ_ｍｌＴの値を有するアクセスポイントを、ハンドオーバするためのターゲットアクセスポイントとして、順に選択する。ｌＥ_ｄｌＥ_ｍｌＴの同じ値を有する、複数のアクセスポイントが存在する場合、ＵＥは、Ｅ_ｄの最大値を有するアクセスポイントを、ハンドオーバするためのターゲットアクセスポイントとして選択する。

遅延及びマージン法を使用することによってＵＥがハンドオーバされるプロセスについて、以下に説明する。

サービングアクセスポイントが、ＵＥに相対的に移動しない、すなわち、相対速度Ｖ_ｒが、条件Ｖ_ｒ≦Ｖ_０を満たす場合、ＵＥは、遅延及びマージン法を使用することによってハンドオーバされる。この手法では、ピンポンハンドオーバをよりよく防止するために、測定されたアクセスポイントとＵＥとの間の相対速度Ｖ_ｒ’が、条件Ｖ_ｒ’≦Ｖ_０を満たす、かつ、測定されたアクセスポイントの信号強度が、Ｔ_０より長い期間にわたって、現在のサービングアクセスポイントの信号強度より高く、Ｍａｒｇｉｎによって表される閾値に達する場合のみ、ＵＥは、現在のサービングアクセスポイントから、測定されたアクセスポイントに、ハンドオーバされるとみなす。この場合、ｌＶ_ｓ＝１であり、そして、表３の第６列の第３行及び第４行に示されているように、ｌＥ_ｄｌＥ_ｍｌＴが１１１である場合のみ、ＵＥはハンドオーバされる。このシナリオでは、複数の測定されたアクセスポイントが、ターゲットハンドオーバアクセスポイントとして働く条件を満たす場合、ＵＥは、表５で定義されたアクセス優先度（ここで、大きな値を有する優先度は、高い優先度を表す）に従って、最も適切なターゲットハンドオーバアクセスポイントを選択する。条件を満たす複数の測定された隣接アクセスポイントが、同じ状態である場合、ＵＥは、Ｅ_ｄの最大値を有するアクセスポイントを、ターゲットアクセスポイントとして選択する。

サービングアクセスポイントとＵＥとの間の相対速度、及びターゲットアクセスポイントとＵＥとの間の相対速度のどちらも条件Ｖ_ｒ≦Ｖ_０を満たさない場合、２つのアクセスポイントは比較的不安定であり、ＵＥは、遅延及びマージン法を使用することによってハンドオーバされるとみなし、これは、表３で示されている、００１１１であるｌＶ_ｓｌＶ_ｄｌＥ_ｄｌＥ_ｍｌＴの値を有する状況である。複数の測定されたアクセスポイントが、条件を満たす場合、ＵＥは、Ｅ_ｄの最大値を有するアクセスポイントを、ターゲットハンドオーバアクセスポイントとして選択する。

アクセスポイントによって、基準速度Ｖ_０を計算する一実施形態について、以下に説明する。

基準速度Ｖ_０は、セルカバレージ内のＵＥの静的平均速度

を考慮して決定され、Ｖ_０の値は、例えば、次の式に示されるように、平均速度に基づいて設定される。

ここで、α_ｍｉｎ＜α＜α_ｍａｘ

α＞α_ｍｉｎである場合、不必要なハンドオーバが端末に発生することが可能な限り防止され、そして、α＜α_ｍａｘである場合、アクセスポイントが移動した後、適時に端末がハンドオーバされることが可能であることが主に考慮される。

好ましい実施形態では、α_ｍｉｎ＝１、及びα_ｍａｘ＝２（すなわち、１＜α＜２）に設定されてもよい。

別の実施形態では、αは、固定して設定、又は、動的に調節されてもよく、例えば、真昼の駅で、人が混雑し、ユーザの密度が高い場合、αは、より小さく調節されてもよく、そして、早朝、ユーザがほとんどいない場合、αは、より大きく調節されてもよい。

別の実施形態では、ユーザの歩行速度の変動範囲は限られており、通常、一般的な歩行速度は４ｋｍ／ｈであり、行進速度は５ｋｍ／ｈであり、速い行進速度は６ｋｍ／ｈであり、これは列車の速度よりはるかに低い。列車のピーク交通時（ｐｅａｋ ｔｒａｆｆｉｃ ｍｏｍｅｎｔ）に対して、Ｖ_０＝６ｋｍ／ｈが直接設定されてもよく、そして、アクセスポイントがＶ_０をユーザにブロードキャストする、又は、Ｖ_０がＵＥ内に設定される。

本発明による、ドップラ周波数シフト方法を使用することによって、ＵＥと各アクセスポイントとの間の相対速度を計算する方法の一実施形態について、以下に説明する。

現在成熟しているドップラ周波数シフト検出方法に基づいて、この方法の基本原理は次の式で記述され、すなわち、アクセスポイントのドップラ周波数シフトは、相対速度に正比例する。
ｆ_ｄ＝（ｖ_ｒ／ｃ）ｆ_０ （１）

ｆ_ｄは、ドップラ周波数シフトであり、ｖ_ｒは、端末とアクセスポイントとの間の相対速度であり、ｆ_０は、アクセスポイントの放射周波数である。

光速ｃ、及びｆ_０は、ＵＥにすでに知られており、従って、ドップラ周波数シフトが検出された場合、相対速度は、次の式に従って計算される。
ｖ_ｒ＝（ｆ_ｄ／ｆ_０）ｃ （２）

ドップラ周波数シフトの検出は、一般的な信号検出技術に属し、多くの検出方法が使用されてもよく、これは、特定の信号特性（例えば、信号変調モード、信号動作周波数帯域、及びブロードキャスト環境）に関連する。検出の詳細については、関連文献を参照されたい。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって表される標準組織は、ＧＰＳ速度測定機能（ＧＰＳ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を、ＵＥの機能の１つとして、標準内にすでに集約した。アクセスポイントによって提供されるＧＰＳ速度測定機能方法は、端末のＧＰＳ速度測定機能方法に類似している。ＧＰＳベースの速度測定方法は、多くの成熟した技術によってサポートされ、例えば、シングルポイント速度測定（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｏｉｎｔ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）、ディファレンシャル速度測定（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）、及びロケーションディファレンシャルスムーズ速度測定（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｍｏｏｔｈ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）が適用されてもよく、本発明はこれらに限定されない。

図４は、本発明による、ＵＥによって、ＧＰＳを使用して相対速度を計算する方法の一実施形態のフローチャートである。

ステップ４０１、ＧＰＳ機能を有するＵＥ及びアクセスポイントは、それぞれ、受信されたＧＰＳ信号に従って、自己速度測定（ｓｅｌｆ−ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を実行する。

ステップ４０２、アクセスポイントは、イベントトリガ、又は適時トリガモード（ｔｉｍｅｌｙ ｔｒｉｇｇｅｒ ｍｏｄｅ）に従って、アクセスポイントの速度が変化したかどうかを示す情報ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}と、特定の速度情報

とを、ＵＥにブロードキャストする。加えて、アクセスポイントは、アクセスポイント自体によって測定された加速度情報

を、ＵＥに、選択的にブロードキャストしてもよい。

ステップ４０３、ＵＥは、アクセスポイントと共に予め定めた規則に従って、速度が変化したかどうかを示す情報ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}、速度

又は加速度

を受信する。

ステップ４０４、ＵＥは、局所的に測定されたＵＥの速度

と、受信された、アクセスポイントの速度情報

とに従って、現在のＵＥとアクセスポイントとの間の相対速度

を計算する。

ステップ４０５、ＵＥが、アクセスポイントの加速度情報

を取得した場合、ＵＥは、加速度情報に従って、将来の時点Δｔにおける相対速度

を予測してもよい。

本発明の一実施形態では、ステップ４０２において、ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}＝１は、速度が変化したことを示し、ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}＝０は、速度が変化していないことを示し、そして、ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}＝１の場合のみ、アクセスポイントは、速度及び加速度情報を、高速チャネル上でブロードキャストする。アクセスポイントは、また、ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}の値に関係なく、速度及び加速度情報を、低速チャネル上で、周期的にブロードキャストしてもよい。

本発明の一実施形態では、ステップ４０２において、アクセスポイントを初めて測定する場合、ＵＥは、速度が変化したかどうかを示す情報ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}を受信する。情報ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}が、速度が変化したことを示す場合、端末は、速度

及び加速度情報

を、高速チャネル上で直ちに受信し、次に、速度

及び加速度情報

を保存し、それ以外の場合、端末は、速度

及び加速度情報

を、低速チャネル上で受信し、次に、速度

及び加速度情報

を保存する。

初めての受信の後、ＵＥは、速度が変化したかどうかを示す情報ｌＶ_{ｃｈａｎｇｅ}を周期的に受信し、速度が変化したことを情報が示す場合のみ、ＵＥは、新たな速度及び新たな加速度情報を、高速チャネル上で再び受信する。

図５は、本発明による、ＵＥの一実施形態の構成図である。ＵＥは、計算ユニット５０１と、アクセスユニット５０２とを含む。

計算ユニット５０１は、ＵＥと各アクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算するように構成される。

アクセスユニット５０２は、閾値Ｖ_０以下のＶ_ｒを有するアクセスポイントを、アクセスするために選択するように構成される。

上記の実施形態により、ＵＥは、適切な相対速度を有するアクセスポイントを、アクセスするために選択することが可能であり、これにより、モバイルアクセスポイントのシナリオにおけるアクセス障害が減少する。

図６は、本発明による、ＵＥの別の実施形態の概略構成図である。

この実施形態では、ＵＥは、計算ユニット６０１と、アクセスユニット６０２とを含む。

計算ユニット６０１は、ＵＥと各アクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算するように構成される。

アクセスユニット６０２は、閾値Ｖ_０以下のＶ_ｒを有するアクセスポイントを、アクセスするために選択するように構成される。

ＵＥは、予め設定されたＶ_０を記憶するように構成された、メモリ６０３を更に含む。

本発明の一実施形態では、計算ユニット６０１は、各アクセスポイントによって送信された信号のドップラ周波数シフトを測定し、Ｖ_ｒを取得するように更に構成される。

本発明の一実施形態では、ＵＥは、ＵＥの速度情報を、計算ユニット６０１に送信するように構成された、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ユニット６０４を更に含み、計算ユニット６０１は、ＵＥのＧＰＳユニットと、アクセスポイントのＧＰＳユニットとによって収集された速度情報に従って、相対速度Ｖ_ｒを計算するように更に構成される。

本発明の一実施形態では、ＵＥとアクセスポイントとが非接続状態にある場合、ＵＥと複数のアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０以下であるならば、アクセスユニット６０２は、複数のアクセスポイントから、最大の信号強度を有するアクセスポイントを、アクセスするために選択するように更に構成される。

本発明の一実施形態では、ＵＥとアクセスポイントとが非接続状態にある場合、ＵＥと全てのアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、全て閾値Ｖ_０より大きいならば、アクセスユニット６０２は、最小のＶ_ｒを有するアクセスポイントを、アクセスするために選択するように更に構成される。

本発明の一実施形態では、ＵＥは、ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある場合に、ＵＥをハンドオーバするように構成された、ハンドオーバユニット６０５を更に含む。

本発明の一実施形態では、ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある、かつ、ＵＥと、接続状態にあるサービングアクセスポイントとの間のＶ_ｒが、閾値Ｖ_０より大きい場合、ハンドオーバユニット６０５は、接続状態にあるサービングアクセスポイントから、閾値Ｖ_０以下のＶ_ｒを有する隣接アクセスポイントに、ＵＥをハンドオーバするように構成される。

本発明の一実施形態では、ＵＥと複数の隣接アクセスポイントの各１つとの間の相対速度Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０以下である場合、アクセスユニット６０２は、複数の隣接アクセスポイントから、最大の信号強度を有するアクセスポイントを選択するように構成され、ハンドオーバユニット６０５は、ＵＥを、そのアクセスポイントにハンドオーバするように構成され、そして、ＵＥと全てのアクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒが、全て閾値Ｖ_０より大きい場合、ハンドオーバユニット６０５は、遅延及びマージン法を使用することによって、ＵＥをハンドオーバする。

本発明の一実施形態では、ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある、かつ、ＵＥとサービングアクセスポイントとの間のＶ_ｒが、閾値Ｖ_０以下である場合、ハンドオーバユニット６０５は、遅延及びマージン法を使用することによって、ＵＥをハンドオーバする。

本発明の一適用シナリオの一実施形態では、鉄道駅において、列車が１０分間停車し、乗客は、プラットホーム上で待っている、又は、すでに列車に乗り込んでいる。乗客のうちの何人かは、列車に乗り、次に降り、そして再び乗ってもよい。モバイルアクセスポイントＡＰ１が、列車上に設置されており、固定アクセスポイントＡＰ２が、プラットホーム上に設置されている。

列車が発車する前に、ＵＥは、地上アクセスポイント及びモバイルアクセスポイントによって送信されたブロードキャストメッセージを受信し、速度補助ハンドオーバ判定標準（ｓｐｅｅｄ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｈａｎｄｏｖｅｒ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ）が現在必要とされていること、及びＶ_０＝５ｋｍ／ｈであることを認識し、これにより、ＵＥは、ＡＰ１及びＡＰ２の計算を開始する。２つのアクセスポイントは移動しないため、ＵＥは、実際には、信号強度に基づいた従来の判定方法を使用することによって、ＡＰ１又はＡＰ２を、アクセスするために選択する。列車上のＵＥは、ＡＰ２を選択してもよく、プラットホーム上のＵＥは、ＡＰ１を選択してもよい。

列車が発車した後、ＡＰ１にアクセスするプラットホーム上のＵＥは、ＵＥとＡＰ１との間の相対速度が、Ｖ_ｒ＞５ｋｍ／ｈであることをすぐに計算し、直ちに、ＡＰ１からＡＰ２にハンドオーバされる。別の態様では、ＡＰ２にアクセスする列車上のＵＥは、ＵＥ自体とＡＰ２との間の相対速度が、Ｖ_ｒ＞５ｋｍ／ｈであることをすぐに計算し、直ちに、ＡＰ２からＡＰ１にハンドオーバされる。

本発明の別の適用シナリオの一実施形態では、鉄道駅において、乗客がプラットホーム上で列車Ｔ１を待っており、列車Ｔ１が到着する前に、別の列車Ｔ２が通過する。モバイルＡＰ１が、列車上に設置されており、固定ＡＰ２が、プラットホーム上に設置されている。

列車Ｔ２がプラットホームを通過する場合、列車Ｔ２上のＵＥ１がアクセスポイントにアクセスしようとしており、そして、ＵＥ１は、列車上のＡＰ１及びプラットホーム上のＡＰ２の信号強度が、両方とも、アクセス要求を満たすことを検出してもよく、しかし同時に、ＵＥ１は、ＵＥ１とＡＰ１との間の相対速度が、条件Ｖ_ｒ＜５ｋｍ／ｈを満たし、ＵＥ１自体とＡＰ２との間の相対速度が、条件を満たさないことを検出してもよく、これにより、ＵＥ１は、ＡＰ１を、アクセスするために選択する。

加えて、プラットホーム上のＵＥ２がアクセスポイントにアクセスしようとしており、ＵＥ２は、列車上のＡＰ１及びプラットホーム上のＡＰ２の信号強度が、両方とも、アクセス要求を満たすことを検出してもよく、しかし同時に、ＵＥ２は、ＵＥ２とＡＰ２との間の相対速度が、条件Ｖ_ｒ＜５ｋｍ／ｈを満たし、ＵＥ２とＡＰ１との間の相対速度が、条件を満たさないことを検出してもよく、これにより、ＵＥ２は、ＡＰ２を、アクセスするために選択する。

上記のシナリオの実施形態により、多数のＵＥがアクセスポイントにアクセスした後、モバイルアクセスポイントが、静的状態から移動を開始した場合、ＵＥが、モバイルアクセスポイントから、適時にハンドオーバされることができず、地上アクセスポイントにアクセスする列車上のＵＥが、モバイルアクセスポイントに、適時にハンドオーバされることができない、という問題を解決することが可能である。加えて、地上ＵＥが、通過する搬送手段上のモバイルアクセスポイントにアクセスすることが防止される。

本発明は、以下の有益な効果を有する。ＵＥは、ＵＥとアクセスポイントとの間の相対速度に従って、アクセスポイントにアクセスする。ＭＲＳが移動を開始した場合、地上端末は、ＭＲＳから、適時にハンドオーバされ、車載端末は、ＭＲＳに、適時にハンドオーバされる。地上端末が、移動しているＭＲＳに、可能な限りアクセスせず、そして、移動の間、車載端末が、地上固定基地局、又はその他の隣接するＭＲＳに、可能な限りアクセスしないことが確実にされる。密集したユーザを有する領域（例えば、プラットホーム）内で、全てのアクセスポイントが静的状態にある場合、ユーザ端末のピンポンハンドオーバが回避されることが確実にされる。

当業者は、本発明の実施形態による方法のステップの全て又は一部が、関連するハードウェアに指示するプログラムによって実施されてもよいということを理解するであろう。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体内に記憶されてもよい。プログラムが実行された場合、本発明の実施形態による方法のステップが実行される。記憶媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク、又はコンパクトディスク読み取り専用メモリなどの、プログラムコードを記憶することが可能な任意の媒体であってもよい。

本発明の目的、技術的解決法、及び利点について、上記で詳細に説明した。本発明について、いくつかの例示的実施形態を介して説明してきたが、本発明は、そのような実施形態に限定されない。本発明の精神及び原理から逸脱することなく行われる任意の修正、均等な置換、又は改善は、本発明の範囲内に入る。

Claims (15)

1. ユーザ装置（ＵＥ）と複数のアクセスポイントのそれぞれとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算し、
   アクセスポイントを、アクセスするために選択することを含み、ここで、前記ＵＥと前記アクセスポイントとの間の前記相対速度Ｖ_ｒは、閾値Ｖ_０以下であること
   を特徴とする、ＵＥが無線ネットワークにアクセスする方法。
2. 前記ＵＥと前記複数のアクセスポイントのそれぞれとの間の前記相対速度Ｖ_ｒを計算することの前に、
   前記ＵＥによって、各アクセスポイントのブロードキャスト情報を受信し、前記ブロードキャスト情報から、前記閾値を取得すること、又は、
   予め設定された値を、前記閾値として、前記ＵＥ内に記憶すること
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ブロードキャスト情報は、モバイルアクセスポイント、又は固定アクセスポイントによって送信され、あるいは、モバイルアクセスポイント、及び固定アクセスポイントによって共に送信される、請求項２に記載の方法。
4. 各アクセスポイントは、各アクセスポイントカバレージ内の全ての前記ＵＥの平均速度に従って、前記Ｖ_０を計算する、請求項２に記載の方法。
5. 前記ＵＥと各アクセスポイントとの間の前記相対速度Ｖ_ｒを計算することは、前記ＵＥによって、各アクセスポイントによって送信された信号のドップラ周波数シフトを計算し、前記ドップラ周波数シフトに従って、前記Ｖ_ｒを取得することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ＵＥと各アクセスポイントとの間の前記相対速度Ｖ_ｒを計算することは、前記ＵＥによって、前記ＵＥのグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）によって収集された速度情報と、各アクセスポイントのＧＰＳによって収集された速度情報とに従って、前記Ｖ_ｒを計算することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記ＵＥと複数のアクセスポイントの各１つとの間の前記Ｖ_ｒが、前記閾値Ｖ_０以下である場合、前記ＵＥは、前記複数のアクセスポイントから、最大の信号強度を有するアクセスポイントを、アクセスするために選択する、請求項１に記載の方法。
8. 前記ＵＥと各アクセスポイントとの間の前記Ｖ_ｒが、前記閾値Ｖ_０より大きい場合、前記ＵＥによって、最小のＶ_ｒを有するアクセスポイントを、アクセスするために選択する、請求項１に記載の方法。
9. 前記ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある、かつ、前記ＵＥと前記サービングアクセスポイントとの間の前記Ｖ_ｒが、前記閾値Ｖ_０より大きい場合、前記ＵＥによって、前記閾値Ｖ_０以下の前記Ｖ_ｒを有する隣接アクセスポイントを、前記サービングアクセスポイントからハンドオーバするために選択する、請求項１に記載の方法。
10. 前記ＵＥと各隣接アクセスポイントとの間の前記Ｖ_ｒが、前記閾値Ｖ_０以下である場合、前記ＵＥによって、複数の隣接アクセスポイントから、最大の信号強度を有するアクセスポイントを選択し、前記アクセスポイントにハンドオーバされ、前記ＵＥと各アクセスポイントとの間の前記Ｖ_ｒが、前記閾値Ｖ_０より大きい場合、前記ＵＥは、遅延及びマージン法を使用することによってハンドオーバされる、請求項９に記載の方法。
11. 前記ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある、かつ、前記ＵＥと前記サービングアクセスポイントとの間の前記Ｖ_ｒが、前記閾値Ｖ_０以下である場合、前記ＵＥは、遅延及びマージン法を使用することによってハンドオーバされる、請求項１に記載の方法。
12. ユーザ装置（ＵＥ）と各アクセスポイントとの間の相対速度Ｖ_ｒを計算するように構成された、計算ユニットと、
    前記ＵＥとアクセスポイントとの間の前記Ｖ_ｒが、閾値Ｖ_０以下である場合、前記アクセスポイントを、アクセスするために選択するように構成された、アクセスユニットと
    を備える、ＵＥ。
13. 予め設定された値を、閾値Ｖ_０として記憶するように構成された、メモリ
    を更に備える、請求項１２に記載のＵＥ。
14. 前記ＵＥの速度情報を、前記計算ユニットに送信するように構成された、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ユニット
    を更に備え、ここで、前記計算ユニットは、前記ＵＥの前記速度情報と、各アクセスポイントの速度情報とに従って、前記相対速度Ｖ_ｒを計算するように更に構成される、請求項１２に記載のＵＥ。
15. 前記ＵＥとサービングアクセスポイントとが接続状態にある場合に、前記ＵＥをハンドオーバするように構成された、ハンドオーバユニットを更に備える、請求項１２に記載のＵＥ。

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