JP2012531861A

JP2012531861A - セルラー無線システムにおいてハンドオーバーを管理する方法

Info

Publication number: JP2012531861A
Application number: JP2012518045A
Authority: JP
Inventors: ファフルディーク，トーステン
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-12-10
Also published as: WO2011000512A1; EP2273821A1; US20120165025A1; KR20120042881A; CN102474791A

Abstract

セルラー無線システムにおいてハンドオーバーを管理する方法において、チャネル条件情報が、サービス提供基地局に接続されたモバイル端末から受信される。モバイル端末の場所に関する情報もまた受信される。受信されたチャネル条件および場所情報は、データストアに格納される。サービス提供基地局は、モバイル端末が隣接基地局にハンドオーバーしていたらモバイル端末の接続性が向上していたかどうかを決定するために、データストア内のデータにアクセスし、そのような決定が肯定である場合、他の基地局にハンドオーバーするようモバイル端末に勧告を送信する。チャネル条件および場所のデータストアは、基地局に位置していてもよい。データストアのコンテンツは、基地局への応答として要求応答機構により生成されてもよい。

Description

本発明は、セルラー無線システムにおいてハンドオーバーを管理する方法に関する。

標準的な無線セルラー・ネットワークにおいて、アクティブなモバイル端末は、サービス提供基地局と呼ばれる基地局に接続されており、基地局はサービス提供セルと呼ばれる地理的地域の通信可能範囲を有する。サービス提供基地局からモバイル端末により受信される信号品質が十分ではない場合、たとえばチャネル条件が低下するかまたはモバイル端末が別の場所に移動する場合など、モバイル端末は、新しいサービス提供基地局として使用されるべき別の基地局を見い出す必要がある。新しいサービス提供基地局を選択するこの手順は、ハンドオーバーと呼ばれ、新しいサービス提供基地局として選択される基地局は、ハンドオーバー・ターゲット基地局と呼ばれる。１つのネットワークにおいて、たとえば、現在のサービス提供基地局は、ハンドオーバー・ターゲット・セルとして選択される潜在的候補である隣接セルのリストをブロードキャストする。このリストは、隣接セルリストと呼ばれる。

適切なターゲット基地局を見出すため、モバイル端末は、隣接セルリストに含まれている基地局をスキャンする。モバイル端末の位置が不明確であるか、隣接セルの現在の状態が不明である場合であっても、モバイル端末がターゲット・セルに正常にハンドオーバーして接続できるように十分に強力な信号または十分に良好な信号対混信比（ＳＩＮＲ）を持つターゲット・セルを、モバイル端末が見出すことができる可能性が高くなるように、隣接セルリストは潜在的候補を十分に含む必要がある。サービス提供セルは、モバイル端末がスキャニング手順を実行する時間間隔を割り振る。モバイル端末がスキャニングを実行する時間間隔は、（リスニング間隔と呼ばれる）通常の伝送の期間、および（スキャニング間隔と呼ばれる）スキャニングの期間という交互配置する間隔に分割される。

現在開発されている一部のタイプの無線ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２規格に準拠し、場合によってはＷｉＭａｘと呼ばれることもあるような、ブロードバンド・アクセス・モバイル・ネットワークを提供することを目指している。図１に概略的に示されるような１つのＷｉＭａｘネットワークにおいて、モバイル端末ＭＳにサービスを提供するサービス提供基地局ＢＳ１は、周期的にメッセージを送信し、このメッセージは隣接セルリストを含む。モバイル端末ＭＳは、たとえばそのサービス提供セルから受信している信号の品質がしきい値品質レベルを下回る場合など、ハンドオーバーが必要とされることを決定すると、モバイル端末ＭＳがスキャニングを実行する必要があることを指示するメッセージをサービス提供基地局ＢＳ１に送信する。基地局ＢＳ１は、スキャニング間隔としてモバイル端末ＭＳに割り振られた期間を与えるメッセージを送信する。次いで、モバイル端末は、図１に示されるように、スキャニング間隔として定義された時間に隣接セルリストの基地局ＢＳ２およびＢＳ３をスキャンする。スキャニング中に、モバイル端末ＭＳとそのサービス提供セルＢＳ１との間にペイロードデータの通信は行なわれない。したがって、スキャニングが必要とされない期間と比較すると、データのスループットは低減する。接続性を向上または保持するために、ターゲット基地局ＢＳ２のうちの１つにハンドオーバーすることが必要であると見なされる場合、ハンドオーバー手順が開始される。示されているように、ハンドオーバー手順は、この場合はターゲット基地局ＢＳ２への正常なハンドオーバーを行なうための意志決定、開始、レンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）、許可、および登録を伴う。

本発明の１つの態様によれば、セルラー無線システムにおいてハンドオーバーを管理する方法において、チャネル条件情報が、サービス提供基地局に接続されたモバイル端末から受信される。モバイル端末の場所に関する情報もまた受信される。受信されたチャネル条件および場所情報は、データストアに格納される。サービス提供基地局は、モバイル端末が隣接基地局にハンドオーバーしていたらモバイル端末の接続性が向上していたかどうかを決定するために、データストア内のデータにアクセスし、そのような決定が肯定である場合、他の基地局にハンドオーバーするようモバイル端末に勧告を送信する。チャネル条件および場所のデータストアは、基地局に位置していてもよい。データストアのコンテンツは、基地局への応答として要求応答機構により生成されてもよい。本発明による方法を使用することにより、これはモバイル端末が、ハンドオーバー手順を開始できる前に他の基地局へのその代替接続をテストする必要を低減するかまたは解消する。スキャニングが回避されるので、モバイル端末は、ペイロードデータのための基地局へのアクセスが増強されて、ハンドオーバー手順の期間が短縮されてもよい。

本発明のもう１つの態様によれば、基地局は、本発明による方法に従って動作するように配置される。１つの実施形態において、基地局は、接続されているモバイル端末からのダウンリンク・チャネル測定および場所情報を格納するためのデータストアを含む。

本発明の一部の実施形態は、これ以降、ほんの一例として、添付の図面を参照して説明される。

従来技術のハンドオーバー・スキームを概略的に示す図である。２つの隣接基地局の重複する通信可能範囲を概略的に示す図である。本発明による方法を概略的に示す図である。本発明による方法のその他のステップを概略的に示す図である。

図２を参照すると、モバイル端末ＭＳは、サービス提供基地局ＢＳ１に接続されている。随時、基地局ＢＳ１は、一部の他のスケジュールが使用されてもよいが通常は一定の間隔をおいて、その接続されているモバイル端末に測定要求を送信する。たとえば、基地局は、チャネル条件の大規模または急激な変化が生じていると決定する場合、さらに頻繁な要求を送信することができる。モバイル端末ＭＳは、そのサービス提供基地局ＢＳ１からの測定メッセージに応答して、そのチャネル条件を測定し、図２に示されるように、モバイル端末の実際の場所情報ｘに加えてチャネル条件測定Ａで基地局ＢＳ１に応答する。この実施形態において、場所情報は、モバイル端末ＭＳに組み入れられたＧＰＳ受信機によって提供されるが、たとえば三角測量なと、その場所を決定する任意の代替的方法が使用されてもよい。加えて、サービス提供基地局ＢＳ１は、その受信機条件を測定する。チャネル測定および場所測定は、この実施形態においては共に送信されるが、別の方法においては別個に送信されてもよい。

データストア１は、サービス提供基地局ＢＳ１に関連付けられている。好都合なことに、データストア１は、基地局ＢＳ１の一部として含まれているが、代替的配置において、データストア１は、基地局ＢＳ１から離れて位置するが引き続きアクセス可能であってもよい。データストア１は、モバイル端末ＭＳによって、および現在または以前サービス提供基地局ＢＳ１に接続された他のモバイル端末によって、レポートされる場所におけるチャネル条件測定に関する格納済みデータを生成して更新する。ステップは図３に示され、ステップ（１）において、ＢＳ１は、ダウンリンク（ＤＬ）チャネル測定情報を要求するメッセージをモバイル端末ＭＳに送信する。ステップ（２）および（３）において、モバイル端末ＭＳは、ＤＬチャネル条件を測定し、ＧＰＳ機能を介してその場所を取得する。ステップ（４）において、モバイル端末ＭＳは、ＤＬチャネル測定情報およびその場所情報でＢＳ１に応答する。ステップ（５）において、ＢＳ１は、アップリンク（ＵＬ）チャネル応答を測定し、次いでステップ（６）において、ＤＬおよびＵＬ情報ならびにＭＳ場所情報でデータストア１を更新する。

基地局ＢＳ１が特定の期間にわたり同一の場所についての複数のチャネル情報レポートを受信する場合、一時的な干渉に影響された測定エラーを減少させるために平均値が計算される。そのような更新は、同じＭＳから、または同じ場所の異なるＭＳからもたらされてもよい。さまざまなタイプのＭＳが、さまざまなアンテナを有することができる。たとえば、携帯電話のような小型のＭＳは、低いアンテナ・ゲインを持つ小型のアンテナを有する。ラップトップのようなより大型のＭＳは、より大きいアンテナ・ゲインを持つより大型のアンテナを有する。そのようなデバイスは、同じ位置におけるさまざまなチャネル条件をレポートすることができる。このゲイン・インデックスの知識を有することにより、ＢＳはデータストアのアンテナに依存しないチャネル条件を計算して格納することができる。１つの実施形態において、モバイル端末は、チャネル条件および場所情報に加えてアンテナ・ゲイン・インデックスをレポートする。

基地局ＢＳ１は、コレクション測定および初期配置後のデータストアの書き入れを開始する。測定コレクションは、データストアが徐々により完全になってゆくように、基地局ＢＳ１の動作可能時間全体にわたり続行される。この実施形態において、基地局ＢＳ１は、その格納されているデータを、図２に示されるＢＳ２のようなその隣接基地局と交換して、そのデータストアを拡張する。その他の基地局は、各自のそれぞれの地域のチャネル条件だけではなく、直接隣接する基地局のチャネル条件も含む各自のデータストアを同様に保持する。

サービス提供基地局ＢＳ１は、モバイル端末とモバイル端末の現在位置における隣接基地局との間のチャネル条件がより優れた接続性をもたらす可能性が高い場合、そのデータストア１の情報に基づいて、モバイル端末ＭＳがハンドオーバーを実行すべきであると決定することができる。サービス提供基地局ＢＳ１は、図４に示されるように、使用可能な潜在的ターゲット基地局の特定の隣接基地局ＢＳ２へのハンドオーバーの可能性について、モバイル端末ＭＳに通知する。

区域におけるすべてまたは多数の基地局が、本発明によるチャネル条件マップを持つデータストアを保持する場合、以前必要とされたスキャニング手順は省略されてもよく、ハンドオーバー手順全体が短縮されてもよい。隣接基地局が特定のモバイル端末により優れたチャネル条件を提供すると基地局が決定する場合、基地局はネットワーク始動のハンドオーバー手順を開始することができる。この手順の最初に、基地局は、特定のモバイル端末に管理メッセージを送信する。このメッセージは、隣接基地局によって測定された端末の現在位置におけるチャネル条件に関する情報を含む。加えて、基地局は、チャネル条件パラメータと共にレンジング・パラメータを送信することができる。正常なハンドオーバーおよびネットワーク再エントリの後、モバイル端末は、その接続性を向上させるためにチャネル条件測定を実行することができる。

１つの実施形態において、データストアのサイズを制限するため、使用されるデータは、基地局の通信可能範囲が重複する区域のチャネル条件測定のみを含む。本発明の１つの実施形態において、基地局は、ハンドオーバーの決定を行ない、ハンドオーバーを制御する。もう１つの実施形態において、基地局は、場所情報を使用してモバイル端末の移動を推定し、あらかじめハンドオーバーに備えるために推定を使用する。

本発明は、その精神および本質的特徴を逸脱することなくその他の特定の形態で具現されてもよい。説明される実施形態は、あらゆる点で、限定的ではなく、単に例示的なものとして見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって指示される。特許請求の範囲の等価の意味および範囲内に入るすべての変更は、それらの範囲内に包含されるものとする。

Claims

セルラー無線システムにおいてハンドオーバーを管理する方法であって、
サービス提供基地局に接続されたモバイル端末からチャネル条件情報を受信し、
前記モバイル端末の場所に関する情報を受信し、
前記受信されたチャネル条件および場所情報をデータストアに格納し、
前記サービス提供基地局が、前記モバイル端末が隣接基地局にハンドオーバーしていたらその接続性が向上していたかどうかを決定するために、前記データストア内のデータにアクセスし、そのような決定が肯定である場合、他の基地局にハンドオーバーするよう前記モバイル端末に勧告を送信する、ことを備える、方法。
前記データストアは前記基地局に含まれる、請求項１に記載の方法。
前記データストアは、少なくとも１つのその他の隣接基地局から受信されたチャネル条件および場所情報を含む、請求項１または２に記載の方法。
前記サービス提供基地局と重複する通信可能範囲を有する基地局からの情報のみが前記データストアに含まれる、請求項３に記載の方法。
前記データストア内の前記情報は時間の経過に伴って更新される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
前記場所情報は、前記モバイル端末に含まれるＧＰＳアプリケーションから取得される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
チャネル条件および場所情報は、前記データストアに含めるために複数の異なるモバイル端末から受信される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
アップリンク・チャネル測定は前記データストアに格納される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
前記基地局は、前記チャネル条件および場所情報を送信するよう要求するメッセージを前記モバイル端末に送信する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
前記モバイル端末のアンテナ・ゲイン情報を取得すること、および前記チャネル条件を決定する際に前記アンテナ・ゲイン情報を使用することを含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法により動作するように配置される、基地局。
接続されているモバイル端末からのダウンリンク・チャネル測定および場所情報を格納するデータストアと、前記モバイル端末に前記情報を要求する手段とを含む、セルラー無線ネットワークの基地局。