JP2013545396A - 無線通信システムにおけるハンドオーバ実行方法 - Google Patents

無線通信システムにおけるハンドオーバ実行方法 Download PDF

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Abstract

【課題】無線通信システムにおける端末により実行されるハンドオーバ方法を提供する。
【解決手段】本発明の無線通信システムにおけるハンドオーバを実行する方法は、ターゲットセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令メッセージをソースセルから受信し、及びターゲットセルとハンドオーバを実行するステップを含み、ハンドオーバ命令メッセージは、端末がターゲットセル内で使用する低干渉無線リソースに関する情報を含む。低干渉無線リソースは、ソースセルが干渉セルであり、ターゲットセルが干渉を受けるセルである場合、セル間干渉を緩和するためにソースセルにより運用される無線リソースであることを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、無線通信システムにおいて、低干渉無線リソースを使用する制限された測定に基づくハンドオーバ方法とそれをサポートする装置に関する。
ＵＭＴＳ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ)を改良した３ＧＰＰ(３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ)ＬＴＥ(ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)は、３ＧＰＰリリース８に紹介されている。３ＧＰＰ ＬＴＥは、ダウンリンクでＯＦＤＭＡ(ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)を使用し、アップリンクでＳＣ−ＦＤＭＡ(Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)を使用する。最大４個のアンテナを有するＭＩＭＯ(ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ)を採用する。最近、３ＧＰＰ ＬＴＥを進化させた３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ(ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ)に関する議論が進行中である。
端末(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ)は、特定セル内でサービスを受ける中、他のセルから送信される無線信号によって干渉を受ける場合がある。端末は、周期的にセルを測定して測定結果を報告する。端末が他のセルにハンドオーバをするようになる場合、サービングセルだけでなく、隣接セルも測定して結果を報告することができる。もし、特定セルを測定するにあたって、他のセルの無線信号が干渉を発生させる場合、端末は特定セルを正常に測定しにくい。これは無線通信システムで端末の移動性を悪化させる結果を引き起こす。
特に、マクロセル、ピコセル及びフェムトセルが共存する場合のようにサービスカバレッジ、使用するチャネルの周波数帯域、セルがサービスするＲＡＴ(Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)が相違する場合、上記セルが引き起こす干渉を回避することができる方法の重要性がさらに高まる。
ＩＣＩＣ(Ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ)は、セル間干渉の制御が維持されることができるように無線リソースを運営する作業である。ＩＣＩＣメカニズムは、周波数領域ＩＣＩＣと時間領域ＩＣＩＣとに分けられる。ＩＣＩＣは、多重セルから情報を考慮することが必要な多重セルＲＲＭ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)機能を含む。
周波数領域ＩＣＩＣは、多重セル間に周波数領域リソース(例えば、ＲＢ(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ)）の使用を調整する。時間領域ＩＣＩＣは、多重セル間に時間領域リソース(例えば、サブフレーム)を調整する。
ＩＣＩＣにおいて、端末が測定を実行する対象によって干渉を誘発する対象(即ち、干渉セル)と干渉により被害を受ける対象(即ち、干渉を受けるセル)が決定される。
端末が接続不可能な隣接セルのカバレッジに接近すると、端末は高度干渉を受ける場合がある。隣接セルに接続することができない端末が隣接セルによる干渉により通信が不可能な状況を防止するために、上記隣接セルは低干渉無線リソースを設定して無線信号を送受信することができる。また、サービングセルの無線信号により端末の隣接セルに関する測定は干渉を受ける。端末の隣接セルに関する正常な測定を保障するために、サービングセルは低干渉無線リソースを設定して無線信号を送受信することができる。
端末はサービングセル及び隣接セルを測定するにあたって、干渉を引き起こすセルが設定した低干渉無線リソースを使用する。これを「制限された測定」という。制限された測定は、干渉を回避したり緩和したりする時間的区間や周波数帯域を使用することをいう。制限された測定は、端末が現在加入しているサービングセルからの正常なサービスを保障することができ、必要時に円滑な移動性を保障することができる。
端末は、測定を介してよりよい品質のサービスの提供を受けることができる場合、隣接セルにハンドオーバすることができる。低干渉無線リソースを設定して運用中であるソースセルに加入された端末のハンドオーバの実行可否は、制限された測定結果を介して決定される。一方、ソースセルが提供する低干渉無線リソースを介した端末の動作は、ハンドオーバ実行中又はハンドオーバ後、ターゲットセルからのサービスには適用されない。これはハンドオーバの失敗やハンドオーバ以後、端末サービス品質の低下を引き起こす場合がある。したがって、低干渉無線リソースを使用する制限された測定を介したハンドオーバ方法が要求されている。
本発明が解決しようとする技術的な課題は、無線通信システムにおいて、低干渉無線リソースを使用した制限された測定に基づいてハンドオーバを実行する方法及びそれをサポートする装置を提供することにある。
一態様において、無線通信システムにおける端末により実行されるハンドオーバ方法が提供される。本方法は、ターゲットセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令メッセージをソースセルから受信し、ターゲットセルとハンドオーバを実行するステップを含み、ハンドオーバ命令メッセージは、端末がターゲットセル内で使用する低干渉無線リソースに関する情報を含む。
低干渉無線リソースは、ソースセルが干渉セルであり、ターゲットセルが干渉を受けるセルである場合、セル間干渉を緩和するためにソースセルにより運用される無線リソースである。
低干渉無線リソースは、一つ又はそれ以上のＡＢＳ(Ａｌｍｏｓｔ Ｂｌａｎｋ Ｓｕｂｆｒａｍｅ)を含む。
ハンドオーバを実行するステップは、ランダムアクセスプリアンブルを送信し、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答としてランダムアクセス応答メッセージを受信し、ハンドオーバ確認メッセージをターゲットセルに送信することを含む。
ハンドオーバを実行するステップは、ランダムアクセス応答メッセージを、低干渉無線リソースを介して受信することができるようにランダムアクセスプリアンブルの送信タイミングを調節することをさらに含む。
ランダムアクセス応答メッセージを受信することは、低干渉無線リソースを介して受信することを含む。
ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、低干渉無線リソースを使用して送信することを含む。
上記方法は、ハンドオーバを完了した後に低干渉無線リソースを使用してターゲットセルの測定を開始するステップをさらに含む。
ソースセルは、マクロセルであり、ターゲットセルは、マクロセルのカバレッジとオーバラップされるカバレッジを運営するピコセルである。
他の態様において、無線通信システムにおける測定を実行する装置が提供される。本装置は、無線信号を送信及び受信するＲＦ(ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)部及びＲＦ部と接続されるプロセッサを含み、プロセッサは、ターゲットセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令メッセージをソースセルから受信し、ターゲットセルとハンドオーバを実行するように設定される。ハンドオーバ命令メッセージは、端末がターゲットセル内で使用する低干渉無線リソースに関する情報を含む。
低干渉無線リソースは、ソースセルが干渉セルであり、ターゲットセルが干渉を受けるセルである場合、セル間干渉を緩和するためにソースセルにより運用される無線リソースである。
低干渉無線リソースは、一つ又はそれ以上のＡＢＳを含む。
ハンドオーバを実行することは、ランダムアクセスプリアンブルを送信し、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答としてランダムアクセス応答メッセージを受信し、ハンドオーバ確認メッセージをターゲットセルに送信することを含む。
ハンドオーバを実行することは、ランダムアクセス応答メッセージを、低干渉無線リソースを介して受信することができるようにランダムアクセスプリアンブルの送信タイミングを調節することをさらに含む。
ランダムアクセス応答メッセージを受信することは、低干渉無線リソースを介して受信することを含む。
ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、低干渉無線リソースを使用して送信することを含む。
他の態様において、無線通信システムにおけるソースセルにより実行されるハンドオーバ方法が提供される。本方法は、端末から制限された測定結果を受信し、測定結果は、ソースセルにより設定された低干渉無線リソースに基づく測定結果であり、制限された測定結果に基づいてハンドオーバの対象であるターゲットセルを決定し、ターゲットセルにハンドオーバ要求メッセージを送信し、ハンドオーバ要求メッセージに対する応答としてハンドオーバ要求受信確認メッセージを受信し、ターゲットセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令メッセージを端末に送信することを含む。ハンドオーバ命令メッセージは、端末がターゲットセル内で使用する低干渉無線リソースに関する情報を含む。
低干渉無線リソースは、ソースセルが干渉セルであり、ターゲットセルが干渉を受けるセルである場合、セル間干渉を緩和するためにソースセルにより運用される無線リソースである。
低干渉無線リソースは、一つ又はそれ以上のＡＢＳを含む。
ハンドオーバ要求メッセージは、ハンドオーバが制限された測定によりトリガされたことを示す情報を含む。
ハンドオーバ要求メッセージは、低干渉無線リソースに関する情報をさらに含む。
ハンドオーバ要求受信確認メッセージは、端末がターゲットセル内で低干渉無線リソースを使用していること示す情報及び低干渉無線リソースに関する情報のうち少なくとも一つを含む。
端末は、ターゲットセルが運用中又は運用する予定の低干渉無線リソースに関する情報を取得することができる。端末は、ハンドオーバの実行中に低干渉無線リソースを使用してハンドオーバメッセージをターゲットセルと交換することができる。これにより、端末は、ソースセルにより発生する干渉を回避し、ターゲットセルとのハンドオーバを正常に完了することができる。
端末は、ハンドオーバ開始以前にターゲットセル測定のベースとなるソースセルが設定した低干渉無線リソースをハンドオーバ動作中又はハンドオーバ完了後、ターゲットセルとのメッセージ交換及びセル測定にも使用することができる。したがって、端末は、ハンドオーバ以後にも低干渉無線リソースを使用してサービングセルから正常なサービスの提供を受けることができ、サービングセル及び隣接セルに関する正確な測定が可能である。
本発明が適用される無線通信システムを示す。 ユーザ平面に関する無線プロトコル構造を示すブロック図である。 制御平面に関する無線プロトコル構造を示すブロック図である。 無線リンク障害を示す例示図である。 接続再確立過程の成功を示すフローチャートである。 接続再確立過程の失敗を示すフローチャートである。 ＲＲＣ接続再設定過程を示すフローチャートである。 ＣＳＧシナリオを例示する。 ピコシナリオを例示する。 本発明の実施例に係るハンドオーバ方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例が具現される無線通信システムを示すブロック図である。
図１は、本発明が適用される無線通信システムを示す。これはＥ−ＵＴＲＡＮ(Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)、又はＬＴＥ(Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)/ＬＴＥ−Ａシステムと呼ばれることもある。
Ｅ−ＵＴＲＡＮは、端末(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ)１０に制御平面とユーザ平面を提供する基地局(Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＳ)２０を含む。端末１０は、固定されてもよいし、移動性を有してもよく、ＭＳ(Ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ)、ＵＴ(Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ)、ＳＳ(Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ)、ＭＴ(ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ)、無線機器等、他の用語で呼ばれることもある。基地局２０は、端末１０と通信する固定局を意味し、ｅＮＢ(ｅｖｏｌｖｅｄ−ＮｏｄｅＢ)、ＢＴＳ(Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ)、アクセスポイント等、他の用語で呼ばれることもある。
基地局２０は、Ｘ２インターフェースを介して互いに接続されることができる。基地局２０は、Ｓ１インターフェースを介してＥＰＣ(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ)３０、より詳しくは、Ｓ１−ＭＭＥを介してＭＭＥ(Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ)と接続され、Ｓ１−Ｕを介してＳ−ＧＷ(Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ)と接続される。
ＥＰＣ３０は、ＭＭＥ、Ｓ−ＧＷ及びＰ−ＧＷ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｇａｔｅｗａｙ)で構成される。ＭＭＥは、端末の接続情報や端末の能力に関する情報を有しており、このような情報は、端末の移動性管理に主に使われる。Ｓ−ＧＷは、Ｅ−ＵＴＲＡＮを終端点として有するゲートウェイであり、Ｐ−ＧＷは、ＰＤＮを終端点として有するゲートウェイである。
端末とネットワークとの間の無線インターフェースプロトコルの階層は、通信システムで広く知られた開放型システム間相互接続(Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ：ＯＳＩ)基準モデルの下位３個の階層に基づき、Ｌ１(第１の階層)、Ｌ２(第２の階層)、Ｌ３(第３の階層)に区分することができ、このうち、第１の階層に属する物理階層は、物理チャネルを利用した情報転送サービスを提供し、第３の階層に位置するＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)階層は、端末とネットワークとの間に無線リソースを制御する役割を遂行する。このために、ＲＲＣ階層は、端末と基地局との間のＲＲＣメッセージを交換する。
図２は、ユーザ平面に関する無線プロトコル構造を示すブロック図である。図３は、制御平面に関する無線プロトコル構造を示すブロック図である。ユーザ平面は、ユーザデータ送信のためのプロトコルスタックであり、制御平面は、制御信号送信のためのプロトコルスタックである。
図２及び図３を参照すると、物理階層(ＰＨＹ(ｐｈｙｓｉｃａｌ) ｌａｙｅｒ)は、物理チャネルを利用して上位階層に情報転送サービスを提供する。物理階層は、上位階層であるＭＡＣ(Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ)階層とはトランスポートチャネルを介して接続されている。トランスポートチャネルを介してＭＡＣ階層と物理階層との間でデータが移動する。トランスポートチャネルは、無線インターフェースを介して、データが、どのように、どのような特徴で送信されるかによって分類される。
互いに異なる物理階層間、即ち、送信機と受信機の物理階層間は、物理チャネルを介してデータが移動する。物理チャネルは、ＯＦＤＭ(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)方式に変調することができ、時間と周波数を無線リソースとして活用する。
ＭＡＣ階層の機能は、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のマッピング及び論理チャネルに属するＭＡＣ ＳＤＵ(ｓｅｒｖｉｃｅ ｄａｔａ ｕｎｉｔ)のトランスポートチャネル上に物理チャネルに提供されるトランスポートブロックへの多重化/逆多重化を含む。ＭＡＣ階層は、論理チャネルを介してＲＬＣ(Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ)階層にサービスを提供する。
ＲＬＣ階層の機能は、ＲＬＣ ＳＤＵの接続、分割及び再結合を含む。無線ベアラ(Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ：ＲＢ)が要求する多様なＱｏＳ(Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ)を保障するために、ＲＬＣ階層は、透明モード(Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ：ＴＭ)、非確認モード(Ｕｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ Ｍｏｄｅ：ＵＭ)及び確認モード(Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ Ｍｏｄｅ：ＡＭ)の三つの動作モードを提供する。ＡＭ ＲＬＣは、ＡＲＱ(ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｐｅａｔ ｒｅｑｕｅｓｔ)を介してエラー訂正を提供する。
ユーザ平面でのＰＤＣＰ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)階層の機能は、ユーザデータの伝達、ヘッダ圧縮及び暗号化を含む。ユーザ平面でのＰＤＣＰ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)階層の機能は、制御平面データの伝達及び暗号化/完全性保護(ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ)を含む。
ＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)階層は、制御平面でのみ定義される。ＲＲＣ階層は、無線ベアラ(Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ：ＲＢ)の設定、再設定及び解除と関連して論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルの制御を担当する。ＲＢは、端末とネットワークとの間のデータ伝達のために、第１の階層(ＰＨＹ階層)及び第２の階層(ＭＡＣ階層、ＲＬＣ階層、ＰＤＣＰ階層)により提供される論理的経路を意味する。
ＲＢが設定されるということは、特定サービスを提供するために、無線プロトコル階層及びチャネルの特性を規定し、それぞれの具体的なパラメータ及び動作方法を設定する過程を意味する。また、ＲＢは、ＳＲＢ(Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ＲＢ)とＤＲＢ(Ｄａｔａ ＲＢ)の二つに分けることができる。ＳＲＢは、制御平面でＲＲＣメッセージを送信する通路として使われ、ＤＲＢは、ユーザ平面でユーザデータを送信する通路として使われる。
端末のＲＲＣ階層とＥ−ＵＴＲＡＮのＲＲＣ階層との間にＲＲＣ接続が確立される場合、端末は、ＲＲＣ接続状態にあり、そうでない場合、ＲＲＣアイドル状態となる。
ネットワークから端末にデータを送信するダウンリンクトランスポートチャネルには、システム情報を送信するＢＣＨ(Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ)とユーザトラフィックや制御メッセージを送信するダウンリンクＳＣＨ(Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)がある。ダウンリンクマルチキャスト又はブロードキャストサービスのトラフィック又は制御メッセージの場合、ダウンリンクＳＣＨを介して送信されてもよく、又は別のダウンリンクＭＣＨ(Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ)を介して送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信するアップリンクトランスポートチャネルには、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ)とユーザトラフィックや制御メッセージを送信するアップリンクＳＣＨ(Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)がある。
トランスポートチャネルの上位にあり、トランスポートチャネルにマッピングされる論理チャネルには、ＢＣＣＨ(Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＰＣＣＨ(Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＣＣＣＨ(Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＭＣＣＨ(Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＭＴＣＨ(Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ)などがある。
物理チャネルは、時間領域で複数個のＯＦＤＭシンボルと、周波数領域で複数個の副搬送波と、で構成される。一つのサブフレームは、時間領域で複数のＯＦＤＭシンボルで構成される。リソースブロックは、リソース割当単位であり、複数のＯＦＤＭシンボルと複数の副搬送波で構成される。また、各サブフレームは、ＰＤＣＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)、即ち、Ｌ１/Ｌ２制御チャネルのために、該当サブフレームの特定ＯＦＤＭシンボル(例えば、１番目のＯＦＤＭシンボル)の特定副搬送波を利用することができる。ＴＴＩ(Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ)は、サブフレーム送信の単位時間である。
以下、端末のＲＲＣ状態とＲＲＣ接続方法について詳述する。
ＲＲＣ状態とは、端末のＲＲＣ階層がＥ−ＵＴＲＡＮのＲＲＣ階層と論理的に接続されているかどうかを意味し、接続されている場合はＲＲＣ接続状態といい、接続されていない場合はＲＲＣアイドル状態という。ＲＲＣ接続状態の端末は、ＲＲＣ接続が存在するため、Ｅ−ＵＴＲＡＮは、該当端末の存在をセル単位に把握することができ、したがって、端末を効果的に制御することができる。一方、ＲＲＣアイドル状態の端末は、Ｅ−ＵＴＲＡＮが把握することはできず、セルより大きい地域単位であるトラッキング区域単位にＣＮ(ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｒｏｋ)が管理する。即ち、ＲＲＣアイドル状態の端末は、大きい地域単位に存在可否のみが把握され、音声やデータのような通常の移動通信サービスを受けるためにはＲＲＣ接続状態に移動しなければならない。
ユーザが端末の電源を最初にオンした時、端末は、まず、適切なセルを探索した後、該当セルでＲＲＣアイドル状態にある。ＲＲＣアイドル状態の端末は、ＲＲＣ接続を確立する必要がある時になって始めてＲＲＣ接続過程を介してＥ−ＵＴＲＡＮとＲＲＣ接続を確立し、ＲＲＣ接続状態に遷移する。ＲＲＣアイドル状態にあった端末がＲＲＣ接続を確立する必要がある場合は多様であり、例えば、ユーザの通話試みなどの理由でアップリンクデータ送信が必要な場合、又はＥ−ＵＴＲＡＮから呼び出しメッセージを受信した場合、これに対する応答メッセージ送信などを挙げることができる。
ＲＲＣ階層の上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ)階層は、接続管理と移動性管理(Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)などの機能を遂行する。
ＮＡＳ階層で端末の移動性を管理するために、ＥＭＭ−ＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤ(ＥＰＳ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ−ＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤ)及びＥＭＭ−ＤＥＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤの二つの状態が定義されており、この二つの状態は、端末とＭＭＥに適用される。初期端末はＥＭＭ−ＤＥＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤ状態であり、この端末がネットワークに接続するために初期接続(Ｉｎｉｔｉａｌ Ａｔｔａｃｈ)手順を介して該当ネットワークに登録する過程を実行する。接続(Ａｔｔａｃｈ)手順が成功裡に遂行されると、端末及びＭＭＥはＥＭＭ−ＲＥＧＩＳＴＥＲＥＤ状態となる。
端末とＥＰＣとの間のシグナリング接続を管理するために、ＥＣＭ(ＥＰＳ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)−ＩＤＬＥ状態及びＥＣＭ−ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態の二つの状態が定義されており、この二つの状態は、端末及びＭＭＥに適用される。ＥＣＭ−ＩＤＬＥ状態の端末がＥ−ＵＴＲＡＮとＲＲＣ接続を確立すると、該当端末はＥＣＭ−ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態となる。ＥＣＭ−ＩＤＬＥ状態にあるＭＭＥは、Ｅ−ＵＴＲＡＮとＳ１接続を確立すると、ＥＣＭ−ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態となる。端末がＥＣＭ−ＩＤＬＥ状態にある時、Ｅ−ＵＴＲＡＮは端末の背景情報を有していない。したがって、ＥＣＭ−ＩＤＬＥ状態の端末は、ネットワークの命令を受ける必要無しにセル選択又はセル再選択のような端末ベースの移動性関連手順を実行する。一方、端末がＥＣＭ−ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態にある時、端末の移動性はネットワークの命令により管理される。ＥＣＭ−ＩＤＬＥ状態で端末の位置が、ネットワークが知っている位置と変わる場合、端末は、トラッキング区域更新手順を介してネットワークに端末の該当位置を知らせる。
以下、システム情報について説明する。
システム情報は、端末が基地局に接続するために知らなければならない必須情報を含む。したがって、端末は、基地局に接続する前にシステム情報を全部受信しなければならず、また、常に最新のシステム情報を有していなければならない。また、システム情報は、一セル内の全ての端末が知らなければならない情報であるため、基地局は、周期的にシステム情報を送信する。
３ＧＰＰ ＴＳ ３６.３３１ Ｖ８.７.０(２００９−０９)“Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ(ＲＲＣ)；Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ(Ｒｅｌｅａｓｅ８)”の５.２.２節によると、システム情報は、ＭＩＢ(Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ)、ＳＢ(Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｂｌｏｃｋ)、ＳＩＢ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ)に分けられる。ＭＩＢは、端末が該当セルの物理的構成、例えば、帯域幅などを知ることができるようにする。ＳＢは、ＳＩＢの送信情報、例えば、送信周期などを知らせる。ＳＩＢは、互いに関連のあるシステム情報の集合体である。例えば、あるＳＩＢは、周辺のセルの情報のみを含み、あるＳＩＢは、端末が使用するアップリンク無線チャネルの情報のみを含む。
一般的に、ネットワークが端末に提供するサービスは、下記のように三つのタイプに区分することができる。また、どのようなサービスの提供を受けることができるかによって、端末はセルのタイプも異なると認識する。以下、サービスタイプについて記述した後、セルのタイプについて記述する。
１)制限的サービス：このサービスは、緊急呼出し及び地震津波警報システム(Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｎｄ Ｔｓｕｎａｍｉ Ｗａｒｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＥＴＷＳ)を提供し、受容可能セルで提供することができる。
２)正規サービス：このサービスは、一般的用途の汎用サービスを意味し、正規セルで提供することができる。
３)事業者サービス：このサービスは、通信網事業者のためのサービスを意味し、このセルは、通信網事業者のみ使用することができ、一般ユーザは使用することができない。
セルが提供するサービスタイプと関連し、セルのタイプは、下記のように区分することができる。
１)受容可能セル：端末が制限されたサービスの提供を受けることができるセル。このセルは、該当端末の立場で、禁止されておらず、端末のセル選択基準を満たすセルである。
２)正規セル：端末が正規サービスの提供を受けることができるセル。このセルは、受容可能セルの条件を満たし、同時に追加条件を満たす。追加的な条件は、このセルが、該当端末が接続できるＰＬＭＮ(Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ)所属でなければならず、端末のトラッキング区域更新手順の実行が禁止されないセルでなければならない。該当セルがＣＳＧセルである場合、端末がこのセルにＣＳＧメンバーとして接続が可能なセルでなければならない。
３)禁止されたセル：セルがシステム情報を介して禁止されたセルであるという情報をブロードキャストするセルである。
４)予約されたセル：セルがシステム情報を介して予約されたセルであるという情報をブロードキャストするセルである。
以下、測定及び測定報告について記述する。
移動通信システムにおいて、端末の移動性サポートは、必須である。したがって、端末は、現在サービスを提供するサービングセルに関する品質及び隣接セルに関する品質を持続的に測定する。端末は、測定結果を適切な時間にネットワークに報告し、ネットワークは、ハンドオーバなどを介して端末に最適な移動性を提供する。
端末は、移動性サポートの目的以外に事業者がネットワーク運営に有用な情報を提供するために、ネットワークが設定する特定の目的の測定を実行し、その測定結果をネットワークに報告することができる。例えば、端末が、ネットワークが定めた特定セルのブロードキャスト情報を受信する。端末は、特定セルのセル識別子(これを広域セル識別子ともいう)、特定セルが属する位置識別情報(例えば、Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ｃｏｄｅ)及び/又はその他のセル情報(例えば、ＣＳＧ(Ｃｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ)セルのメンバー可否)をサービングセルに報告することができる。
移動中の端末は、特定地域の品質が相当悪いということを、測定を介して確認した場合、品質が悪いセルに関する位置情報及び測定結果をネットワークに報告することができる。ネットワークは、ネックワークの運営を有用な端末の測定結果の報告に基づいてネットワークの最適化を図ることができる。
周波数再使用因子が１である移動通信システムでは、移動性は同一の周波数帯に存在する互いに異なるセル間で一般的にサポートされる。したがって、端末の移動性を適切に保障するためには、端末は、サービングセルの中心周波数と同一の中心周波数を有する隣接セルの品質及びセル情報を適切に測定可能でなければならない。このようにサービングセルの中心周波数と同一の中心周波数を有するセルに関する測定を周波数内測定(ｉｎｔｒａ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ)と呼ぶ。端末は、周波数内測定を実行して測定結果をネットワークに適切な時間に報告し、該当する測定結果の目的が達成されるようにする。
移動通信事業者は、複数の周波数帯を使用してネットワークを運用することもできる。複数の周波数帯を介して通信システムのサービスが提供される場合、端末に最適な移動性を保障するためには、端末は、サービングセルの中心周波数と異なる中心周波数を有する隣接セルの品質及びセル情報を適切に測定可能でなければならない。このように、サービングセルの中心周波数と異なる中心周波数を有するセルに関する測定を周波数間測定と呼ぶ。端末は、周波数間測定を実行し、測定結果をネットワークに適切な時間に報告可能でなければならない。
端末が異種ネットワークに関する測定をサポートする場合、基地局設定により異種ネックワークのセルに関する測定を行うことができる。このような、異種ネットワークに関する測定をＲＡＴ(Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)間測定という。例えば、ＲＡＴは、３ＧＰＰ標準規格に従うＵＴＲＡＮ(ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)及びＧＥＲＡＮ(ＧＳＭ ＥＤＧＥ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)を含んでもよく、３ＧＰＰ２標準規格に従うＣＤＭＡ２０００システムも含んでもよい。
以下、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.３０４ Ｖ８.８.０(２００９−１２)“Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ(ＵＥ) ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｉｎ ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ(Ｒｅｌｅａｓｅ８)”を参照し、端末がセルを選択する手順について詳細に説明する。
端末がセル選択過程を介してあるセルを選択した後、端末の移動性又は無線環境の変化などにより端末と基地局との間の信号の強度や品質が変わる場合がある。したがって、もし、選択したセルの品質が低下した場合、端末は、より良い品質を提供する他のセルを選択することができる。このようにセルを再選択する場合、一般的に現在選択されたセルより良い信号品質を提供するセルを選択する。このような過程をセル再選択という。セル再選択過程は、無線信号の品質の観点で、一般的に端末に最も良い品質を提供するセルを選択することに基本的な目的がある。
無線信号の品質の観点以外に、ネットワークは、周波数毎に優先順位を決定して端末に知らせることができる。このような優先順位を受信した端末は、セル再選択過程で、この優先順位を無線信号の品質基準より優先的に考慮するようになる。
上記のように無線環境の信号特性によってセルを選択又は再選択する方法があり、セル再選択において、再選択のためのセルを選択するとき、セルのＲＡＴと周波数特性によって下記のようなセル再選択方法がある。
−周波数内（Ｉｎｔｒａ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）セル再選択：端末がキャンプ中であるセルと同一のＲＡＴと同一の中心周波数を有するセルを再選択する。
−周波数間（Ｉｎｔｅｒ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）セル再選択：端末がキャンプ中であるセルと同一のＲＡＴと異なる中心周波数を有するセルを再選択する。
−ＲＡＴ間（Ｉｎｔｅｒ−ＲＡＴ）セル再選択：端末がキャンプ中であるＲＡＴと異なるＲＡＴを使用するセルを再選択する。
セル再選択過程は、以下の通りである
第一に、端末は、セル再選択のためのパラメータを基地局から受信する。
第二に、端末は、セル再選択のためにサービングセル及び隣接セルの品質を測定する。
第三に、セル再選択は、セル再選択基準に基づいて実行される。セル再選択基準は、サービングセル及び隣接セル測定に関連して以下のような特性を有している。
周波数内セル再選択は、基本的にランキングに基づく。ランキングとは、セル再選択評価のための指標値を定義し、この指標値を利用してセルを指標値の大きさ順に順序を定める作業である。最も良い指標を有するセルを最上位セル（ｂｅｓｔ ｒａｎｋｅｄ ｃｅｌｌ）と呼ぶ。セル指標値は、端末が該当セルに関して測定した値を基本にして、必要によって周波数オフセット又はセルオフセットを適用した値である。
周波数間セル再選択は、ネットワークにより提供された周波数優先順位に基づく。端末は、最も高い周波数優先順位を有する周波数にあるように試みる。ネットワークは、ブロードキャストシグナリングを介してセル内の端末が共通に適用したり、周波数優先順位を提供したり、端末別シグナリングを介して端末別に各々周波数別優先順位を提供したりすることができる。
周波数間セル再選択のために、ネットワークは、端末にセル再選択に使われるパラメータ(例えば、周波数別オフセット)を周波数別に提供することができる。
周波数内セル再選択又は周波数間セル再選択のために、ネットワークは、端末にセル再選択に使われる隣接セルリスト(Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒｉｎｇ Ｃｅｌｌ Ｌｉｓｔ：ＮＣＬ)を端末に提供することができる。このＮＣＬは、セル再選択に使われるセル別パラメータ(例えば、セル別オフセット)を含む
周波数内又は周波数間セル再選択のために、ネットワークは、端末にセル再選択に使われるセル再選択禁止リスト(ｂｌａｃｋ ｌｉｓｔ)を端末に提供することができる。禁止リストに含まれているセルに対し、端末は、セル再選択を実行しない。
以下、セル再選択評価過程で実行するランキングについて説明する。
セルの優先順位を定める時に使われるランキング指標は、式（１）のように定義される。
Figure 2013545396
式（１）において、Ｒsはサービングセルのランキング指標であり、Ｒnは隣接セルのランキング指標であり、Ｑmeas,sは端末がサービングセルについて測定した品質値であり、Ｑmeas,nは端末が隣接セルについて測定した品質値であり、Ｑhystはランキングのためのヒステリシス値であり、Ｑoffsetは二つのセル間のオフセットである。
周波数内で、端末がサービングセルと隣接セルとの間のオフセット(Ｑoffsets,n)を受信した場合にはＱffoset＝Ｑoffsets,nであり、端末がＱoffsets,nを受信しない場合にはＱoffset＝０である。
周波数間で、端末が該当セルに関するオフセット(Ｑoffsets,n)を受信した場合にはＱoffset＝Ｑoffsets,n＋Ｑfrequencyであり、端末がＱoffsets,nを受信しない場合にはＱoffset＝Ｑfrequencyである。
サービングセルのランキング指標(Ｒs)と隣接セルのランキング指標(Ｒn)が互いに類似する状態で変動すると、変動の結果、ランキング順位が頻繁に入れ替わって端末が二つのセルを交互に再選択する場合がある。Ｑhystは、セル再選択でヒステリシスを与え、端末が二つのセルを交互に再選択することを防止するためのパラメータである。
端末は、上記式によってサービングセルのＲs及び隣接セルのＲnを測定し、ランキング指標値が最も大きい値を有するセルを最上位セルと見なし、このセルを再選択する。
上記基準によると、セルの品質がセル再選択で最も主要な基準として作用することを確認することができる。もし、再選択したセルが正規セル(ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｅｌｌ)でない場合、端末は、該当周波数又は該当セルをセル再選択対象から除外する。
サービングセルは、１次セル(ｐｒｉｍａｒｙ ｃｅｌｌ)と２次セル(ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｅｌｌ)とに区分することができる。１次セルは、１次周波数で動作し、端末が初期接続確立過程を実行したり、接続再確立過程を開始したり、ハンドオーバ過程で１次セルとして指定されたセルである。１次セルは、基準セルともいう。２次セルは、２次周波数で動作し、ＲＲＣ接続が確立された後に設定可能であり、追加的な無線リソースの提供に使うことができる。常に少なくとも一つの１次セルが設定され、２次セルは上位階層シグナリング(例えば、ＲＲＣメッセージ)により追加/修正/解除することができる。
以下、無線リンク障害(ｒａｄｉｏ ｌｉｎｋ ｆａｉｌｕｒｅ)について記述する。
端末は、サービスの提供を受けているサービングセルとの無線リンクの品質を維持するために持続的に測定を実行する。端末は、サービングセルとの無線リンクの品質が悪化し、通信が不可能な状況かどうかを判断する。もし、現在のサービングセルの品質が、通信が不可能な場合であると判断すると、端末は、無線リンク障害と判断する。
無線リンク障害と判断されると、端末は、現在のサービングセルとの通信を維持することを放棄し、セル選択(又は、セル再選択)手順を介して新たなセルを選択し、新たなセルへのＲＲＣ接続再確立を試みる。
図４は、無線リンク障害を示す例示図である。無線リンク障害と関連した動作は、二つの局面で記述することができる。
１番目の局面で、端末は、正常動作中であり、現在の通信リンクに問題があるかどうかを検査する。もし、問題が検出された場合、端末は、無線リンク問題を宣言し、第１の待機時間(Ｔ１)中、無線リンクが回復するまで待機する。第１の待機時間が経過する前に無線リンクが回復した場合、端末は、再び正常動作を実行する。第１の待機時間が満了する時まで、無線リンクが回復しない場合、端末は、無線リンク障害を宣言し、２番目の局面に移行する。
２番目の局面で、再び、第２の待機時間(Ｔ２)中、無線リンクが回復するまで待機する。第２の待機時間が満了する時まで、無線リンクが回復しない場合、端末は、ＲＲＣアイドル状態に移行する。又は、端末は、ＲＲＣ再確立手順を実行することができる。
ＲＲＣ接続再確立手順は、ＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で再びＲＲＣ接続を再設定する手順である。端末がＲＲＣ_ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態にあるままであるため、即ち、ＲＲＣ_ＩＤＬＥ状態に移行しないため、端末は、自身の無線設定(例えば、無線ベアラ設定)の全てを初期化しない。その代わりに、端末は、ＲＲＣ接続再設定手順を開始する時、ＳＲＢ０を除外した全ての無線ベアラの使用を一時的に中断する。もし、ＲＲＣ接続再設定が成功するようになると、端末は、一時的に使用を中断した無線ベアラの使用を再開する。
図５は、接続再確立過程の成功を示すフローチャートである。
端末は、セル選択を実行してセルを選択する。端末は、選択されたセルでセル接続のための基本パラメータを受信するためにシステム情報を受信する。また、端末は、ＲＲＣ接続再確立要求メッセージを基地局に送る(Ｓ５１０)。
基地局は、選択されたセルが端末のコンテキストを有しているセル、即ち、用意されたセルである場合には端末のＲＲＣ接続再確立要求を受諾し、ＲＲＣ接続再確立メッセージを端末に送る(Ｓ５２０)。端末は、ＲＲＣ接続再確立完了メッセージを基地局に送り、ＲＲＣ接続再確立手順が成功する(Ｓ５３０)。
図６は、接続再確立過程の失敗を示すフローチャートである。端末は、ＲＲＣ接続再確立要求メッセージを基地局に送る(Ｓ５１０)。もし、選択されたセルが用意されたセルでない場合、基地局は、端末にＲＲＣ接続再確立要求に対する応答としてＲＲＣ接続再確立拒絶メッセージを送る(Ｓ５１５)。
図７は、ＲＲＣ接続再設定過程を示すフローチャートである。ＲＲＣ接続再設定は、ＲＲＣ接続の修正に使われる。これはＲＢ確立/修正/解除、ハンドオーバ実行、測定セットアップ/修正/解除するために使われる。
基地局は、端末にＲＲＣ接続を修正するためのＲＲＣ接続再設定メッセージを送る(Ｓ７１０)。端末は、ＲＲＣ接続再設定に対する応答として、ＲＲＣ接続再設定が成功裡に完了したことを確認するために使われるＲＲＣ接続再設定完了メッセージをネットワークに送る(Ｓ７２０)。
以下、ＩＣＩＣ(Ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ)について記述する。
ＩＣＩＣは、セル間干渉の制御が維持されるように無線リソースを運営する作業である。ＩＣＩＣメカニズムは、周波数領域ＩＣＩＣと時間領域ＩＣＩＣとに分けられる。ＩＣＩＣは、多重セルから情報を考慮することが必要な多重セルＲＲＭ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)機能を含む。
干渉セルは、干渉を提供するセルである。干渉セルは、アグレッサセル(ａｇｇｒｅｓｓｏｒ ｃｅｌｌ)とも呼ばれる。
干渉を受けるセルは、干渉セルから干渉の影響を受けるセルである。干渉を受けるセルは、ヴィクティムセル(ｖｉｃｔｉｍ ｃｅｌｌ)とも呼ばれる。
周波数領域ＩＣＩＣは、多重セル間に周波数領域リソース(例えば、ＲＢ(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ)）の使用を調整する。
時間領域ＩＣＩＣは、多重セル間に時間領域リソース(例えば、サブフレーム)を調整する。時間領域ＩＣＩＣのために、ＡＢＳ(Ａｌｍｏｓｔ Ｂｌａｎｋ Ｓｕｂｆｒａｍｅ)パターンを設定することができる。ＡＢＳは、ＡＢＳを設定したセルが送信する無線信号によって隣接したセルに干渉を発生させることを制限するために設定した低干渉無線リソースのうちの一つである。ＡＢＳパターンは、一つ又はそれ以上の無線フレーム内でどのサブフレームがＡＢＳかを示す情報を意味する。
干渉セルでのＡＢＳは、強いセル間干渉を受信する干渉を受けるセルでのサブフレーム単位無線リソースの保護に使われる。ＡＢＳは、干渉セルで運用され、干渉を受けるセルは、ＡＢＳをスケジューリングに活用することで干渉セルからの干渉を調整する。ＡＢＳは、物理チャネル上の減少した送信パワー(又は、ゼロ送信パワー)を有したり、減少された活動性を有したりするサブフレームである。
ＡＢＳにパターンのような低干渉無線リソースが端末に知られ、これにより、端末の測定が制限される。これを測定リソース制限という。ＡＢＳとして設定されたサブフレーム区間で、干渉セルは、サービス維持のための最小限の無線送受信を維持する。一方、干渉を受ける端末は、該当区間中、サービングセル及び隣接セルに関する測定を実行することを含み、無線信号を送受信することができる。ＡＢＳでないサブフレーム区間で、干渉セルは、一般的な無線信号送受信を実行し、端末は、測定を制限する。
測定されるセル(例えば、サービングセル又は隣接セル)及び測定タイプ(例えば、ＲＲＭ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)、ＲＬＭ(Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ)、ＣＳＩ(Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ))によって三つの測定リソース制限パターンがある。
「ＡＢＳパターン１」は、サービングセルのＲＲＭ/ＲＬＭ測定リソース制限に使われる。ＡＢＳパターン１に関する情報は、ＲＢの設定/修正/解除、又はＭＡＣ/ＰＨＹ設定が修正される時、基地局が端末に知らせることができる。
「ＡＢＳパターン２」は、サービングセルと同一の周波数で動作する隣接セルのＲＲＭ測定サポート制限に使われる。したがって、ＡＢＳパターン２は、パターン情報と共に測定される隣接セルのリストを端末に提供することができる。ＡＢＳパターン２は、測定対象に関する測定設定に含まれてもよい。
「ＡＢＳパターン３」は、サービングセルのＣＳＩ測定に対するリソース制限に使われる。ＡＢＳパターン３は、ＣＳＩ報告を設定するメッセージに含まれてもよい。
ＩＣＩＣのためにＣＳＧシナリオとピコシナリオという二つのシナリオが考慮されている。
図８は、ＣＳＧシナリオを例示する。
ＣＳＧセルは、特定サブスクライバのみ接続可能なセルをいう。ＣＳＧセルは、ＨｅＮＢ(ｈｏｍｅ ｅＮＢ)である。非メンバー端末は、ＣＳＧセルのメンバーではない端末であり、ＣＳＧセルに接続されない端末である。端末が接続をすることができないＣＳＧセルを非メンバーＣＳＧセルという。マクロセルは、非メンバー端末のサービングセルを意味する。ＣＳＧセルとマクロセルのカバレッジは、一部又は全部が重なる。
主な干渉条件は、非メンバー端末がＣＳＧセルの近傍(ｃｌｏｓｅ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ)に位置する時に発生する。非メンバー端末の立場で、干渉セルはＣＳＧセルとなり、マクロセルは干渉を受けるセルとなる。時間領域ＩＣＩＣは、非メンバー端末がマクロセルで引き続いてサービスの提供を受けることができるようにするために使われる。
ＲＲＣ接続状態で、ネットワークは、非メンバー端末がＣＳＧセルから強い干渉に属していることを発見すると、低干渉無線リソースを設定して運用するようにすることができる。また、マクロセルからの移動性を容易にするために、ネットワークは隣接セルに対するＲＲＭ測定制限を設定することができる。端末がＣＳＧセルからこれ以上干渉をひどく受けない場合、ネットワークは、ＲＲＭ/ＲＬＭ/ＣＳＩ測定リソース制限を解除することができる。
ネットワークは、ＣＳＧセルが設定された低干渉無線リソースによって特定区間では無線信号送受信を許容しない。即ち、ＣＳＧセルは、ＡＢＳ区間内で端末にデータ処理のための無線信号送受信を実行しない。
ＣＳＧセルとマクロセルとの間のＸ２インターフェースのようなバックホール(ｂａｃｋｈａｕｌ)接続が維持されない状況で、マクロセルは、ＣＳＧセルに適用された低干渉無線リソース情報を知ることができない。したがって、ＣＳＧセルに低干渉無線リソース情報はＯＡＭ(Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ、Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ)から与えられたものであると仮定する。したがって、マクロセルも低干渉無線リソース情報を知ることができると仮定する。
端末は、ＲＲＭ、ＲＬＭ及びＣＳＩ測定のために低干渉無線リソースに基づく測定リソース制限の適用を受けることができる。即ち、ＡＢＳ区間内で、ＲＲＭ、ＲＬＭ及びＣＳＩ測定を実行する制限された測定を実行することができる。
マクロセルは、ＣＳＧセルの低干渉無線リソース設定によって低干渉無線リソースを使用してメンバー端末にサービスを提供することができる。端末は、低干渉無線リソースを使用してマクロセルとメッセージを交換することができる。
図９に、ピコシナリオを例示する。
ピコセルは、ピコ端末のサービングセルである。ピコセルは、マクロセルとカバレッジが一部又は全部が重なるセルである。ピコセルは、一般的にマクロセルよりカバレッジが小さいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
主な干渉条件は、ピコ端末がピコサービングセルの境界に位置する時に発生する。ピーク端末の立場で、干渉セルはマクロセルとなり、ピコセルは干渉を受けるセルとなる。時間領域ＩＣＩＣは、ピコ端末がピコセルで引き続いてサービスの提供を受けることができるようにするために使われる。
ピコシナリオにおいて、時間領域ＩＣＩＣは、マクロセルの低干渉無線リソース設定で開始される。マクロセルは、自分のカバレッジ内及び/又は隣接したところにピコセルのような隣接セルが存在すると判断し、干渉が発生する場合があると判断すると、低干渉無線リソースを設定することができる。低干渉無線リソース設定の必要性は、端末の測定結果を介して確認することができる。マクロセルは、端末が、低干渉無線リソース設定が必要かどうかを決定するための基準情報を提供することができる。端末は、基準情報に基づいて要否を決定する。基準情報は、端末の測定に関する閾値情報と端末の位置制限情報を含むことができる。
マクロセルは、低干渉無線リソース情報を端末が取得すると、端末は、これに基づいて制限された測定を実行することができる。端末は、特定区間内でのみマクロセル及びピコセルを含む隣接セルに関する測定を実行し、その他の区間では無線信号を実行しない。特定区間は、ＡＢＳパターンにより特定される区間である。
マクロセルは、低干渉無線リソースによって一般的なサービスを制限し、サービス維持のための最小限の無線信号送受信を実行することができる。
ピコセルは、ピコ端末がマクロセルから強い干渉に属していることを発見すると、低干渉無線リソースを設定して運用することができる。ピコセルが設定する測定リソース制限は、マクロセルが設定した低干渉無線リソースに基づく。マクロセル及びピコセルは、Ｘ２インターフェースのようなバックホールを介して情報交換が可能であるため、ピコセルは、マクロセルが設定した低干渉無線リソース情報を取得することができ、これにより、ピコセルに低干渉無線リソースを設定することができる。
ピコ端末は、ＲＲＭ、ＲＬＭ及びＣＳＩ測定のために、低干渉無線リソースに基づいて制限された測定を実行することができる。即ち、ピコセルがマクロセルから強い干渉を受けている時、ＲＲＭ/ＲＬＭ/ＣＳＩ測定をＡＢＳ区間内で実行すると、より正確な測定が可能である。マクロセルをサービングセルにする端末が隣接セル測定をＡＢＳで実行すると、マクロセルでピコセルへの端末移動性を容易にすることができる。
ピコセルは、低干渉無線リソースを使用して端末にサービスを提供することができる。ＡＢＳ区間内では端末に正常なサービスを提供し、ＡＢＳ区間でないところは、サービス維持のための最小限の無線信号送受信を実行することができる。
低干渉無線リソースを設定するにあたって、ＡＢＳ区間が多いほど多くの端末がピコセルからサービスを受けることができる。一方、マクロセルの容量は、少なくなるため、最適化されたＡＢＳパターン設定が問題の核心になる場合がある。
前述したＩＣＩＣ技法は、端末の移動性と関連したプロトコルであるハンドオーバにも適用することができる。端末は、ハンドオーバのための測定時に、低干渉無線リソースを介して測定を実行することができる。
一方、ＩＣＩＣが適用された無線通信システムにおいて、端末がソースセルの干渉を受けているターゲットセルにハンドオーバ(ｈａｎｄｏｖｅｒ：ＨＯ)を試みた時、ターゲットセルに対する干渉といったターゲットセルのチャネル品質低下のためハンドオーバが失敗したり、ハンドオーバが成功しても、以後端末のサービス品質が低下したりする場合がある。
端末がターゲットセルを測定する時、ソースセルの干渉が特定低干渉無線リソースについてのみ測定した結果を報告し、これにより、ハンドオーバが実行された場合、端末がハンドオーバ中又はその後に低干渉無線リソースを使用しない場合、又は使用できない場合、ハンドオーバが失敗したり、成功しても、以後端末のサービス品質が低下したりする場合がある。このような問題点を解決するために、低干渉無線リソース情報に対するシグナリングを伴うハンドオーバ方法を提案する。
図１０は、本発明の実施例に係るハンドオーバ方法を示すフローチャートである。
図１０を参照すると、端末は、自身が属するソースセルに測定報告を送信する(Ｓ１０１０)。測定報告内の測定結果は、ソースセルにより設定された低干渉無線リソースに基づいて実行されたものである。このような測定結果を「制限された測定」という。測定報告は、制限された測定の基盤となる低干渉無線リソースに関する情報を含むことができる。
ソースセルは、端末から制限された測定を受信し、これに基づいてハンドオーバ可否を決定する(Ｓ１０２０)。ハンドオーバ可否決定時、端末のハンドオーバ対象であるターゲットセルを決定することができる。
ソースセルは、ターゲットセルにハンドオーバ要求メッセージを送信する(Ｓ１０３０)。ハンドオーバ要求メッセージは、制限された測定に関する情報と低干渉無線リソースに関する情報を含む。
制限された測定に関する情報は、端末が実行した制限された測定及びターゲットセルで低干渉無線リソースのみを使用してサービスを受ける場合には、そうでない場合より品質が良いことを示す情報を含むことができる。制限された測定に関する情報は、ハンドオーバが制限された測定に基づいてトリガされたことを示す情報をさらに含むことができる。
低干渉無線リソース情報は、低干渉無線リソースの構成と関連した情報、及び低干渉無線リソースを設定したセルに関する情報を含むことができる。低干渉無線リソースは、ＡＢＳパターンで特定することができる。設定セルに関する情報は、ソースセルによる設定であることを示す情報である。
ハンドオーバ要求メッセージを受信したターゲットセルは、ハンドオーバ要求受信確認(ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：Ａｃｋ)メッセージをソースセルに送信する(Ｓ１０４０)。
ハンドオーバ要求受信確認メッセージは、ハンドオーバを実行する端末がターゲットセル内で低干渉無線リソースを使用して運用することを示す情報を含むことができる。ハンドオーバ要求受信確認メッセージは、端末がターゲットセルで使用する低干渉無線リソースに関する情報を含むことができる。低干渉無線リソースは、ハンドオーバ要求メッセージに含まれ、ソースセルからターゲットセルに送信された低干渉無線リソース情報である。低干渉無線リソースは、ＡＢＳパターンにより特定することができる。
ソースセルは、ハンドオーバ命令メッセージを端末に送信する(Ｓ１０５０)。ハンドオーバ命令メッセージは、ハンドオーバ要求Ａｃｋメッセージに含まれている情報を含むことができる。ハンドオーバ命令メッセージは、端末が低干渉無線リソースを使用して動作を実行することを指示する情報を含むことができる。
端末は、ハンドオーバ命令メッセージに含まれている低干渉無線リソース動作実行指示情報を受信すると、直ちに低干渉無線リソースを使用してセル測定を実行することができる。端末は、ハンドオーバ命令メッセージを受けた直後又はハンドオーバ成功直後から低干渉無線リソースを使用してセル測定を実行することができる。端末は、ターゲットセルにアップリンクメッセージを送信するにあたって、低干渉無線リソースを使用することができる。端末は、ランダムアクセスプリアンブルを送信するにあたって、ランダムアクセスプリアンブルの応答メッセージが低干渉無線リソースに受信されるように、ランダムアクセスプリアンブル送信タイミングを調節することができる。
端末は、ソースセルからハンドオーバ命令メッセージを受信した後、ターゲットセルとダウンリンク同期を取得し、ランダムアクセスプリアンブルを送信する(Ｓ１０６０)。ここで、ハンドオーバ命令メッセージで専用ランダムアクセスプリアンブルが割り当てられたとすると、端末は、非コンテンションランダムアクセス過程を実行することができる。
ターゲットセルは、アップリンク無線リソース割当情報及び時間オフセット情報を含むランダムアクセス応答メッセージを端末に送信する(Ｓ１０７０)。ランダムアクセス応答メッセージは、ＤＬ−ＳＣＨ(Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)を介して送信することができる。ランダムアクセス応答メッセージは、臨時Ｃ−ＲＮＴＩ(Ｃｅｌｌ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ)をさらに含むことができる。ターゲットセルが低干渉無線リソースを設定して運用中の場合にはランダムアクセス応答メッセージにターゲットセルの低干渉無線リソース情報を含ませて送信することができる。
端末のターゲットセルに対するランダムアクセスが成功すると、端末は、ターゲットセルにアップリンクバッファ状態報告メッセージを含むハンドオーバ確認メッセージを送信する(Ｓ１０８０)。
ターゲットセルとハンドオーバが完了した端末は、ハンドオーバ命令メッセージ又はランダムアクセス応答メッセージに含まれている低干渉無線リソース情報を使用して運用することができる。端末は、ダウンリンク受信及びダウンリンク品質測定/モニタリングを実行する時、低干渉無線リソースを使用して実行することができる。端末は、ＡＢＳ区間内で送信されるターゲットセルの信号を受信することができ、ＡＢＳ区間内で自分のサービングセル及び隣接セルに関する測定を実行することができる。
本発明の実施例に係るハンドオーバ方法は、端末にターゲットセルが運用、または運用する予定の低干渉無線リソースに関する情報をハンドオーバメッセージに含めて端末に送信する。端末は、ハンドオーバを実行中に低干渉無線リソース情報を受信すると、これを使用してハンドオーバメッセージをターゲットセルと交換することができる。したがって、端末は、ハンドオーバメッセージ交換時、ソースセルにより発生するおそれがある干渉を回避してハンドオーバを正常に完了することができる。
また、端末は、ハンドオーバ開始以前にターゲットセル測定のベースとなるソースセルが設定した低干渉無線リソースをハンドオーバ動作中又はハンドオーバ完了後、ターゲットセルとのメッセージ交換及びセル測定にも使用することができる。したがって、端末は、ハンドオーバ以後にも低干渉無線リソースを使用してサービングセルから正常なサービスの提供を受けることができ、サービングセル及び隣接セルに関する正確な測定が可能である。
図１１は、本発明の実施例が具現される無線通信システムを示すブロック図である。
基地局５０は、プロセッサ５１、メモリ５２、及びＲＦ(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)部５３を含む。メモリ５２は、プロセッサ５１と接続され、プロセッサ５１を駆動するための多様な情報を格納する。ＲＦ部５３は、プロセッサ５１と接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。プロセッサ５１は、提案された機能、過程及び/又は方法を具現する。図１０の実施例において、セルを構成する基地局５０の動作は、プロセッサ５１により具現することができる。
端末６０は、プロセッサ６１、メモリ６２及びＲＦ部６３を含む。メモリ６２は、プロセッサ６１と接続され、プロセッサ６１を駆動するための多様な情報を格納する。ＲＦ部６３は、プロセッサ６１と接続され、無線信号を送信及び/又は受信する。プロセッサ６１は、提案された機能、過程及び/又は方法を具現する。図１０の実施例において、端末６０の動作は、プロセッサ６１により具現することができる。
プロセッサは、ＡＳＩＣ(ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ)、他のチップセット、論理回路及び/又はデータ処理装置を含むことができる。メモリは、ＲＯＭ(ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ)、ＲＡＭ(ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ)、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体及び/又は、他の格納装置を含むことができる。ＲＦ部は、無線信号を処理するためのベースバンド回路を含むことができる。実施例がソフトウェアで具現される時、前述した技法は、前述した機能を遂行するモジュール(過程、機能など)で具現することができる。モジュールは、メモリに格納され、プロセッサにより実行することができる。メモリは、プロセッサの内部又は外部にあり、よく知られた多様な手段でプロセッサと接続することができる。
前述した例示的なシステムで、本方法は一連のステップ又はブロックでフローチャートに基づいて説明されているが、本発明は、ステップの順序に限定されるものではなく、あるステップは、前述と異なるステップと異なる順序で、又は同時に実行することができる。また、当業者であれば、フローチャートに示すステップが排他的でなく、他のステップを含むことが可能であり、又はフローチャートの一つ又はそれ以上のステップが本発明の範囲に影響を及ぼさずに削除可能であることを理解することができる。

Claims (22)

  1. 無線通信システムにおける端末により実行されるハンドオーバ方法であって、
    ターゲットセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令メッセージをソースセルから受信するステップと、
    前記ターゲットセルとハンドオーバを実行するステップと、を含み、
    前記ハンドオーバ命令メッセージは、前記端末が前記ターゲットセル内で使用する低干渉無線リソースに関する情報を含む、
    ことを特徴とするハンドオーバ方法。
  2. 前記低干渉無線リソースは、前記ソースセルが干渉セルであり、前記ターゲットセルが干渉を受けるセルである場合、セル間干渉を緩和するために前記ソースセルにより運用される無線リソースである、請求項１に記載のハンドオーバ方法。
  3. 前記低干渉無線リソースは、一つ又はそれ以上のＡＢＳ(Ａｌｍｏｓｔ Ｂｌａｎｋ Ｓｕｂｆｒａｍｅ)を含む、請求項２に記載のハンドオーバ方法。
  4. 前記ハンドオーバを実行するステップは、
    ランダムアクセスプリアンブルを送信し、
    前記ランダムアクセスプリアンブルに対する応答としてランダムアクセス応答メッセージを受信し、
    ハンドオーバ確認メッセージを前記ターゲットセルに送信するステップを含む、請求項３に記載のハンドオーバ方法。
  5. 前記ハンドオーバを実行するステップは、前記ランダムアクセス応答メッセージを、前記低干渉無線リソースを介して受信することができるように前記ランダムアクセスプリアンブルの送信タイミングを調節するステップをさらに含む、請求項４に記載のハンドオーバ方法。
  6. 前記ランダムアクセス応答メッセージを受信することは、前記低干渉無線リソースを介して受信することを含む、請求項５に記載のハンドオーバ方法。
  7. 前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、前記低干渉無線リソースを使用して送信することを含む、請求項６に記載のハンドオーバ方法。
  8. 前記ハンドオーバを完了した後に前記低干渉無線リソースを使用して前記ターゲットセルの測定を開始するステップをさらに含む、請求項７に記載のハンドオーバ方法。
  9. 前記ソースセルは、マクロセルであり、
    前記ターゲットセルは、前記マクロセルのカバレッジとオーバラップされるカバレッジを運営するピコセルである、請求項８に記載のハンドオーバ方法。
  10. 無線通信システムにおける測定を実行する装置であって、
    無線信号を送信及び受信するＲＦ(ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)部と、
    前記ＲＦ部と接続されるプロセッサと、を含み、
    前記プロセッサは、
    ターゲットセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令メッセージをソースセルから受信し、
    前記ターゲットセルとハンドオーバを実行するように設定され、
    前記ハンドオーバ命令メッセージは、端末が前記ターゲットセル内で使用する低干渉無線リソースに関する情報を含む、
    ことを特徴とする装置。
  11. 前記低干渉無線リソースは、前記ソースセルが干渉セルであり、前記ターゲットセルが干渉を受けるセルである場合、セル間干渉を緩和するために前記ソースセルにより運用される無線リソースである、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記低干渉無線リソースは、一つ又はそれ以上のＡＢＳを含む、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記ハンドオーバを実行することは、
    ランダムアクセスプリアンブルを送信し、
    前記ランダムアクセスプリアンブルに対する応答としてランダムアクセス応答メッセージを受信し、
    ハンドオーバ確認メッセージを前記ターゲットセルに送信することを含む、請求項１２に記載の装置。
  14. 前記ハンドオーバを実行することは、前記ランダムアクセス応答メッセージを、前記低干渉無線リソースを介して受信することができるように前記ランダムアクセスプリアンブルの送信タイミングを調節することをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
  15. 前記ランダムアクセス応答メッセージを受信することは、前記低干渉無線リソースを介して受信することを含む、請求項１４に記載の装置。
  16. 前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、前記低干渉無線リソースを使用して送信することを含む、請求項１５に記載の装置。
  17. 無線通信システムにおけるソースセルにより実行されるハンドオーバ方法であって、
    端末から制限された測定結果を受信し、前記測定結果は、前記ソースセルにより設定された低干渉無線リソースに基づく測定結果であり、
    前記制限された測定結果に基づいてハンドオーバの対象であるターゲットセルを決定し、
    前記ターゲットセルにハンドオーバ要求メッセージを送信し、
    前記ハンドオーバ要求メッセージに対する応答としてハンドオーバ要求受信確認メッセージを受信し、
    前記ターゲットセルへのハンドオーバを指示するハンドオーバ命令メッセージを前記端末に送信することを含み、
    前記ハンドオーバ命令メッセージは、前記端末が前記ターゲットセル内で使用する低干渉無線リソースに関する情報を含む、
    ことを特徴とするハンドオーバ方法。
  18. 前記低干渉無線リソースは、前記ソースセルが干渉セルであり、前記ターゲットセルが干渉を受けるセルである場合、セル間干渉を緩和するために前記ソースセルにより運用される無線リソースである、請求項１７に記載のハンドオーバ方法。
  19. 前記低干渉無線リソースは、一つ又はそれ以上のＡＢＳを含む、請求項１８に記載のハンドオーバ方法。
  20. 前記ハンドオーバ要求メッセージは、前記ハンドオーバが前記制限された測定によりトリガされたことを指示する情報を含む、請求項１９に記載のハンドオーバ方法。
  21. 前記ハンドオーバ要求メッセージは、前記低干渉無線リソースに関する情報をさらに含む、請求項２０に記載のハンドオーバ方法。
  22. 前記ハンドオーバ要求受信確認メッセージは、前記端末が前記ターゲットセル内で前記低干渉無線リソースを使用していることを示す情報及び前記低干渉無線リソースに関する情報のうち少なくとも一つを含む、請求項２１に記載のハンドオーバ方法。
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