JP3433148B2 - セルラー無線システムにおけるフレームのタイミングを決定する方法、そのためのネットワーク要素および基地局 - Google Patents

セルラー無線システムにおけるフレームのタイミングを決定する方法、そのためのネットワーク要素および基地局

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、セルラー
無線システムにおける、実行時間測定およびシグナリン
信号受信のスケジューリングに関する。特に本発明は
移動端末装置がいくつかの周波数帯域で動作し、その周
波数帯域間でハンドオーバーを行うことが可能な状況で
の測定および受信スケジュールの最適化に関する。
【0002】
【従来の技術】本願の出願時に、UMTS(ユニバーサ
ル移動通信システム) として公知のユニバーサル第3世
代セルラー無線システムの多元接続方式の1つとしてW
CDMA(広帯域符号分割多元接続) を承認する決定が
すでになされていた。UMTSでは、地上基地局サブシ
ステムはUTRA(UMTS地上無線接続) として知ら
れている。CDMAではあるチャネル上の送信は一般に
連続的であり、ある一定の周期的繰り返しタイムスロッ
トの予約が各チャネルによって行われるTDMAシステ
ム(時分割多元接続) とは対照的である。しかし、CD
MAとTDMAの双方において、一定の継続時間からな
る連続フレームの中へ送信を行うのが通例である。
【0003】利用可能なセルラーリソースを十分に利用
するために、移動端末装置が第3世代および第2世代基
地局の双方と通信を行い、妥当な接続品質で、一時的な
利用可能性(momentary-availability)とサービス料金に
応じて1つのセルから他のセルへ移ることができれば非
常に有益であろう。通信相手となる最適の基地局を連続
的に探すために、移動端末装置は、各候補基地局から受
信可能な信号強度を示す測定を行わなければならない。
さらに、端末装置は、セルの再選択あるいはハンドオー
バー計画を前もって立てるために、候補基地局からある
シグナリング信号(メッセージを受信しなければなら
ない。端末装置が、今CDMA基地局と交信している場
合には、測定とシグナリング信号受信が行えるように、
連続的ダウンリンクCDMA送信を中断(瞬断)するよ
うな一定の短い時間間隔が必要であることが広く認識さ
れている。
【0004】この測定とシグナリング信号受信を行う継
続時間中、アップリンクCDMA送信の中断も有利であ
ることが最近示されている。図1を参照してこの観察の
背後にある理由について簡単に説明する。この場合、G
SM1800システム(1800MHz移動通信広域シ
ステム;DCS1800あるいは1800MHzディジタル
セルラーシステムとしても知られる) は、第2世代セル
ラー無線システムの好適例であると考えられる。GMS
1800システムのアップリンク周波数は1710MH
zと1785MHzとの間にあり、その対応するダウン
リンク周波数は1805MHzと1880MHzとの間
にある。ダウンリンク周波数帯域から上の帯域にはDE
CT(デジタル欧州コードレス電話) 周波数用の狭い帯
域があり、さらに、UTRA−DD(時分割デュプレッ
クス) 周波数用のもう1つの狭い帯域がある。UTRA
−FDD(周波数分割デュプレックス) アップリンク周
波数は1920MHzと1980MHzとの間にあり、
これに対応するダウンリンクは周波数2110MHzと
2180MHzとの間にある。これらの間に2010〜
2025MHzのUTRA−TDD周波数用のもう1つ
の比較的狭い帯域もある。
【0005】移動端末装置が、UTRA−FDDセルか
らGSM1800セルのハンドオーバーを考えるなら
ば、GSM1800ダウンリンク周波数帯域でシグナリ
ングメッセージを受信し復号できなければならない。U
TRA−FDDアップリンク周波数帯域は、GSM18
00ダウンリンク周波数帯域に非常に近いので、前者の
周波数帯域で同時アップリンク送信すると、端末装置の
デュープレックスフィルタを介して受信装置チェーンへ
RFリークが生じる可能性が非常に大きくなり、復号化
のための測定あるいは受信に干渉を与えたり、さらには
これを不能にしたりすることさえある。この問題に対す
る可能性のあるハードウェアによる解決策として、異な
る周波数帯域に対して異なるアンテナと非常に高品質の
デュープレックスフィルタとを使用するような方策があ
るが、そのような解決策は著しく複雑な端末装置構造を
一般に必要とするので、装置の製造という点から望まし
くない。もし対応するダウンリンクについて中断がすで
に仕様化されているならば、アップリンク送信に適当な
中断を設けるほうがずっと簡単である。
【0006】UTRAシステムにおいて、測定とシグナ
リング信号受信を行うためにCDMA送信を中断すると
いう容認された形式は、スロット化モードとして知られ
ている。このモードは、あるフレーム期間の所定の部分
は、進行中の送信を行わずに空の状態のままにされると
いうことを一般に意味する。そのようなフレーム期間で
の送信用として定められている情報内容を含むフレーム
は、例えばわずかに高い送信電力を用いることによっ
て、そのフレーム期間の残りの部分の間に圧縮した形で
送信される。3つのタイプのスロット化モードが使用に
適するものとして提案されている。さらに、これら3つ
のうち2つのタイプを組み合わせたものを第4のタイプ
と考えることもできる。図2はスロット化モードの様々
なタイプを座標系で図示するものである。この座標系で
は、水平軸はフレーム期間(例えば10ms)に区分さ
れた時間を表し、垂直軸はある任意の単位の送信電力を
表す。フレーム201は、フレーム期間の最後に休止期
間を持つフレームを示す。フレーム202は、フレーム
期間の中央に休止期間を持つフレームを示し、フレーム
203は、フレーム期間の開始点に休止期間を持つフレ
ームを示す。相互連続フレーム204と205は上述し
た第1と第3のタイプのものである。これによって、こ
れらの連続フレーム期間の間に分離ラインをまたいで比
較的永い休止期間が存することは直ちに明らかである。
この“2倍長”の休止期間は、この期間が、実際には第
1と第3のタイプのスロット化モードの適当な連係構成
にすぎないとしても、スロット化モードの第4のタイプ
と考えることができる。
【0007】原理的には、CDMA基地局のセル内のす
べての移動端末装置用として同時スロット化フレームの
固定割り当てを行うことは可能であろう。しかし、同時
的にアクティブな接続が潜在的に多数存在するので、そ
のような共通スロット化モードを設けることは得策では
ない。なぜなら、送出される送信電力量が大きく上昇す
るからである。実際には、基地局は、そのセルでスロッ
ト化モードを使用するためのタイム・スケジュールを備
え、セルの範囲内の平均送信電力に対するスロット化フ
レームの影響全体を無視できるように、端末装置専用の
シグナリング信号を使用して、スロット化フレームの固
有のあるいはほぼ固有のパターンを各端末装置へ割り当
てることになる。
【0008】次にチャネルの公知の配列について簡単に
説明する。これらのチャネルは、GSM1800基地局
が、それらの共通チャネルメッセージを送信するために
使用される。これらのメッセージはセルの再選択あるい
は当該セルへのハンドオーバーの準備を行うために、近
傍のセルで動作する移動端末装置によって受信されるべ
きである。GSM1800共通チャネル(従来の900
−MHz GSMシステムでの対応するチャネル構成に
従う)についての説明は、ETSI(欧州通信規格協
会) 発行のGSM仕様書や、例えばMichel Mouly 、Mar
ie-Bernadette Pautet著「移動通信のためのGSMシス
テム」(ISBN2−9507190−0−7、Pal
aiseau社、1992年発行) の本などから一般に
入手することができる。以下の説明では、タイミングの
局面を強調するが、その理由はこれらの局面が本発明に
とって重要性を持っているためである。
【0009】各GSM基地局では、ある共通チャネル周
波数、いわゆるFCCH(Frequency Correction CHann
el)とSCH(Synchronisation CHannel)メッセージ
(周波数補正チャネルおよび同期チャネル) を用いて規
則的に送信が行われる。すべてのGSMチャネルの送信
スケジュールは、15/26ms(ほぼ0.577m
s) の長さをそれぞれが持つ連続する8個のタイムスロ
ットすなわちBPS(バースト期間) を含むフレームの
概念に関連して決定される。前記共通チャネル周波数上
で、51個のフレーム期間をとり、そこで0〜50のフ
レームを指定することができる。そのような構成で、0
番目、10番目、20番目、30番目、40番目フレー
ムの第1タイムスロットにはFCCHメッセージが含ま
れ、1番目、11番目、21番目、31番目、41番目
フレームの第1タイムスロットには、SCHメッセージ
が含まれる。換言すれば、GSM基地局は、前記共通チ
ャネル周波数上でFCCHメッセージを規則的間隔で送
信し、4つの連続する間隔がほぼ46.154ミリ秒と
なり、その後の第5の間隔はほぼ50.769ミリ秒と
なり、その後にSCHメッセージが各FCCHメッセー
ジのほぼ4.615ミリ秒後に続くようになっていると
言うこともできる。
【0010】UMTSのフレーム継続時間は10msと
なるように定義されている。注目すべき点は、GSMの
FCCHおよびSCHスケジュールとUMTSのフレー
ムタイミングとの関係が、比較的短時間の周期性が生じ
ないようなっていることである。このような非周期性の
利点として、スロット化モードのためにあるフレームが
UTRA基地局によって割り当てられるとき、遅かれ早
かれ、スロット化フレームによってフリー状態になって
いる測定間隔が、近傍のGSM基地局からのFCCHま
たはSCHメッセージの送信時と一致することが不可避
であるということである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
るシステムの不利な点としては、移動端末装置が近傍の
GSM基地局から十分な数のFCCHおよび/またはS
CHメッセージを見つけ、受信し、復号するためには、
比較的多数のスロット化フレームを必要とするというこ
とがある。スロット化モードの圧縮フレームのエラーの
ない受信確率が、正規フレームの受信確率より低いだけ
でなく、この圧縮フレームの送信に必要なさらに高い電
力レベルを考慮に入れなければならない。各CDMA接
続での送信電力レベルは、同じセル並びに隣接セルにお
いて他の同時接続が経験する干渉レベルに直接比例する
関係で、影響を与えることが知られている。おおよそ公
知の形式のスロット化モードはWCDMAシステム容量
全体の15〜20%を消尽する可能性があることが示さ
れている。
【0012】従って本発明の目的は、システム容量全体
に対して小さな影響しか持たないアクティブなCDMA
の接続中において、必要な測定および受信機能を可能に
するための方法と構成を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】スロット化フレームを最
適に割り当てることができるように、近傍の他の複数の
基地局の関連する送信スケジュールに関する知識をCD
MA基地局に提供することによって本発明の上記目的は
達成される。
【0014】本発明による方法は、第1の送信側および
受信側の間で接続すべき通信を形成する第1通信接続
へのシグナリング信号の発生タイミングを示す情報を取
得する(すなわち該シグナリング信号の発生タイミング
についての知識を確立するステップと、前記の取得し
た情報(すなわち前記の確立された知識に基づいて、
該第1通信接続系へのシグナリング信号の発生タイミン
丁度一致する、該第1通信接続におけるフレーム
を特定するステップと、この特定されたフレームを、該
第1通信接続へのシグナリング信号の測定用および受
信用として割り当てられたフレームとして決定するステ
ップとからなることを特徴とする。
【0015】本発明はまた基地局サブシステムにも適用
され、この基地局サブシステムは、その固有の特徴とし
て、第1通信接続へのシグナリング信号の発生タイミ
ングを示す情報を取得する(すなわち該シグナリング信
号の発生タイミングについての知識を確立するための
手段と、第1通信接続へのシグナリング信号の発生
イミング丁度一致する、該第1通信接続系における所
のフレームを、前記取得した情報(すなわち前記確立
された知識に基づいて特定するための手段と、この特
定された所定のフレームを、該第1通信接続へのシグ
ナリング信号の測定用および受信用として割り当てたフ
レームとして決定し、そのような決定を移動端末装置へ
通信するための手段とを有することを特徴とする。
【0016】従来技術による構成での大量の無駄な容量
は、近傍の他の複数の基地局の送信スケジュールに関し
て何の知識も持たずに、CDMA基地局が移動端末装置
に対してスロット化フレームを割り当てる、という事実
によって生じる。その結果、ある測定間隔中単に無線送
信されずにいるFCCHおよび/またはSCHメッセー
ジを、無駄に探すことによって、移動端末装置はかなり
多数の測定間隔を費やすことになる。本発明によれば、
実質的に連続送信モードを採用するCDMA基地局ある
いはさらに一般的には基地局は、そのような、移動端末
装置が受信できるようなシグナリング信号メッセー
を近傍の他の基地局がいつ送信するかについて事前
に知ることになる。次いで、このようにして知った当該
メッセージの送信時刻と一致するようにスロット化フレ
ームが、CDMA基地局によって割り当てられる。
【0017】近傍の他の複数の基地局の送信スケジュー
ルに関する知識を、基地局(あるいはスロット化モード
割当ての役割を担う他の何らかのネットワーク) に与え
るいくつかの方法がある。多くの場合、CDMA基地局
と他の基地局とは同じサイトに設置されるため、1つの
装置ラックから他の装置ラックへ必要な情報を伝えるに
は、短いケーブルで十分である。
【0018】基地局が相互にさらに離れていても、基地
局レベルでのそのような直接接続は可能である。別の実
施例では、基地局制御装置あるいは基地局から移動交換
センターあるいは同様の中央インストレーションの方へ
遠く離れた何らかの他のネットワーク要素が、いくつか
の基地局の動作を記述するタイミング情報を収集し、こ
の情報を他の基地局制御装置へ通信し、次いでこの基地
局制御装置が自身の基地局へこの情報を分配すること
を、必要とする。さらなる実施例は、タイミング情報の
明白な送信を全く必要としない。CDMA基地局は、近
傍の他の複数の基地局のFCCHとSCH送信を連続的
にあるいは規則的にモニターするための自身の無線受信
装置を持てるので、CDMA基地局は近傍の他の基地局
の規則正しい送信スケジュールを得ることができる。
【0019】固有のあるいはほとんど固有の割り当てパ
ターンに従って端末装置に対してスロット化モード割り
当てを行うことによって、また、少なくともかなりの数
の割り当てられたスロット化フレームが、近傍の基地局
からの同時シグナリング信号(メッセージと一致する
ことによって、CDMA基地局は、スロット化モードの
使用に起因する無駄な量の容量を著しく低減することが
できることになる。
【0020】本発明の特性を示すと考えられる新規な特
徴は、特に特許請求の範囲に記載されている。しかし、
添付図面と関連して読むとき、構造とオペレーション方
法の双方に関して具体的な実施例が以下の説明によって
示されているので、本発明の追加的目的およびその利点
と共に、本発明そのものを最もよく理解することができ
るであろう。
【0021】
【発明の実施の態様】図3は、一連の時間的に連続する
CDMAフレーム301が、二連の時間的に連続するG
SMフレーム302および303と同時に共存する状況
を図示する。GSMフレーム列(train)中には、
FCCHメッセージを含むあるフレーム(傾斜ハッチン
グによって示されている) がある。同様にSCHメッセ
ージを含むあるGSMフレーム(水平ハッチングによっ
て示されている) がある。CDMAフレームの間に、G
SMフレーム内にて送信されるあるメッセージ(ここで
はSCHメッセージ) の受信が可能となるようなCDM
Aフレームを見つけることは、あるネットワーク要素の
任務である。フレーム送信時刻の比較を容易にするため
に、SCHメッセージを送信する各GSMフレームの中
に垂直線が引かれている。
【0022】図3から、ポイント304で、GSMフレ
ーム列302内にSCHメッセージ送信が生じるであろ
うから、実際のメッセージ(これはGSMフレームの開
始点または第1タイムスロットにある; タイムスロット
は別々には図示されていない) が、CDMAフレーム3
05のほぼ中点と一致することになるであろうことが簡
単に理解される。従って、スロット化CDMAフレーム
の中央にある休止期間が、受信すべきSCHメッセージ
と一致するように、第2のタイプのスロット化フレーム
(図2の202参照) としてフレーム305を割り当て
ることが賢明である。ポイント306で、GSMフレー
ム列302内のSCHメッセージ送信は、CDMAフレ
ーム307と308との間のほぼフレームの境界で生じ
るので、これらの組み合わせが第4のタイプの仮定の
(alleged)スロット化フレームを形成するため
に、第1のタイプのスロット化フレームとしてフレーム
307を割り当て、第2のタイプのスロット化フレーム
としてフレーム308を割り当てることが好適な選択と
なるであろう。同様にポイント309で、GSMフレー
ム列303内のSCHメッセージ送信が可能になるよう
に、第1のタイプのスロット化モードフレームとしてC
DMAフレーム310を割り当てる場合、フレーム31
0の終わりの休止期間中にSCHメッセージ送信を受信
することが十中八九、可能となるであろう。
【0023】CDMA基地局(あるいは、スロット化モ
ード割り当ての役割を担うある他のネットワーク装置)
は、各GSM基地局で使用される51個のフレームの周
期の起点に関する情報を得るとすぐに、この情報として
得たフレームGSMの継続時間と、51個のフレーム期
間についてFCCHとSCH送信の発生情報とを利用し
て、様々なタイプのスロット化モード割り当てに好適な
候補であるCDMAフレームを指摘できることが図3か
ら理解できる。注目すべき点は、異なるGSM基地局が
基地局のフレーム周期に対して共通のタイムベースを持
たないため、スロット化フレームの割り当てのすべての
適切な候補を認識するためには、他のネットワーク装置
のCDMA基地局が各近傍のGSM基地局を別個に取り
扱わなければならないという点である。次いで、CDM
A基地局または他のネットワーク装置は、非同時的態様
でスロット化フレームを異なる接続に分配するという公
知の原理に従って、スロット化モードを使用するための
スケジュールを構成し、さらに、この決定されたスロッ
ト化フレーム割り当てについて当該端末装置に知らせる
ための公知の形式端末装置専用シグナリング信号を用
いることもできる。
【0024】基地局または他のネットワーク装置が、各
端末装置に対して各々の割り当てられているスロット化
フレームを別個に示すことは原則的に可能である。しか
しこれは必要なシグナリング信号量という点から見ると
非経済的である。さらに好都合な選択肢として、基地局
または他のネットワーク装置と、端末装置との双方によ
って予め分かっている、いくつかの割り当てスロット化
フレームのあるパターンを決定するという選択があり、
その結果、連続するCDMAフレームの列に関して構造
の起点を示すだけで十分である。基地局または他のネッ
トワーク装置が端末装置に対して、連続するCDMAフ
レームの列について、どのパターンを使用し、どこが起
点であるか、を示さなければならなくなるように、予め
決定したいくつかの固有の特定割り当てパターンを設け
てもよい。
【0025】次に、上述のスロット化モード割り当てパ
ターンを決定する有利な方法について説明する。GSM
およびUMTSのフレーム期間の分析によっても、やは
り、ある相互周期性が存在することが明らかにされてい
る。上述した51個の連続するGSMフレームからなる
周期的に繰り返されるグループは、マルチフレームとし
て知られている。13個の連続するGSMマルチフレー
ムをとれば、丁度3060ミリ秒の継続時間、すなわ
ち、丁度306個の長さの連続するUMTSフレームの
継続時間を有するフレーム列が得られる。さらに注目す
べき点は、26個の連続するGSMマルチフレームが、
6120ミリ秒の継続時間を持ついわゆるGSMスーパ
ーフレームを構成することである。一方、72個の連続
するUMTSフレームは、720ミリ秒のUMTSスー
パーフレームを構成する。17個の連続するUMTSス
ーパーフレームをとれば、丁度12240ミリ秒の継続
時間からなるUMTSフレーム列が得られる。この継続
時間は、2つの連続するGSMスーパーフレームの継続
時間と丁度同じである。
【0026】図4は、上述の時間間隔の相互関係を図示
するものである。12240ミリ秒という期間は、一
方、2つの連続するGSMスーパーフレーム401を含
むことが理解できる。この2つの連続するGSMスーパ
ーフレームの各々には、26個の連続するGSMマルチ
フレーム402が含まれ、これらマルチフレームの各々
には51個の連続するGSMフレーム403が含まれ
る。一方、12240ミリ秒の期間は、17個の連続す
るUMTSスーパーフレーム404を含むことが分か
り、それらのスーパーフレームの各々には72個のUM
TSフレーム405が含まれる。
【0027】本発明の非常に単純な実施例では、基地局
または他のネットワーク装置が、306個の連続するU
MTSフレームのシーケンスの中から所望の数のUMT
Sフレームを、移動端末装置に対して指示するだけで十
分であることが、3060ミリ秒の時間周期による周期
性によって、示唆されている。これらの指示と共に、基
地局または他のネットワーク装置は、第1、第2または
第3のタイプのスロット化フレームとして示されるUM
TSフレームを、指定する。次いで、移動端末装置は、
丁度306個のフレーム周期で、スロット化モードフレ
ームの対応するパターンを繰り返し適用することがで
き、各スロット化フレームの休止期間中、いくつかの近
傍のGSM基地局からシグナリング信号(メッセージ
を受信しようとする。
【0028】上記よりわずかに複雑な実施例では、通し
番号N(0≦N≦305)とオフセット番号n(0≦n
≦3)を与えることにより、基地局または他のネットワ
ーク装置は、306個の連続するUMTSフレームの期
間内に1つのUMTSフレームを特定する。これらの通
し番号とオフセット番号とが一緒になって、306個の
UMTSフレームのn番目の連続するブロックからN番
目のUMTSフレームが特定される。このフレームを特
定する決定によって、図4に図示されている12240
ミリ秒の期間から、どのUMTSフレームをも固有のも
のとして特定することが可能となる。このようなフレー
ムの特定を含むメッセージは、通し番号Nについては9
ビット、オフセット番号nについては2ビットを設ける
必要がある。
【0029】本発明のさらに多方面にわたる実施例で
は、306個の連続するUMTSフレームのシーケンス
の中から、UMTSフレームを特定するために9ビット
が使用され、12240ミリ秒の期間を一緒に構成する
4つの連続する306フレームブロックを表すために4
ビットが使用される。この4ビットを用いて、1224
0msの4ブロック期間内でブロック繰り返しの任意の
組み合わせを示すことが可能となり、例えば、第2およ
び第3ブロックで特定されたUMTSフレームは、スロ
ット化(第2ビットと第3ビットの値‘1' )される
が、第1あるいは第4ブロック(第1ビットと第4ビッ
トの値‘0' )ではスロット化されないことが、値‘0
110' によって、移動端末装置に示される。
【0030】スロット化フレームの特定が、306個の
UMTSフレームのブロックの繰り返しにのみ基づいて
いる実施例では、基地局あるいは他のネットワーク装置
が何を306フレームブロックの開始点と見なしている
のかを移動端末装置が知っていることを確認すること
が、当然のことながら必要となる。また、4×306個
のUMTSフレームブロックからなる12240ms期
間も使用される実施例では、基地局または他のネットワ
ーク装置と移動端末装置の双方が、12240ms期間
の起点を知っていなければならない。端末装置と基地局
との間で、連続フレームからなるある期間の開始点に関
する情報を共有するためのいくつかの従来技術の方法が
知られている。
【0031】図5は、シグナリング信号(メッセージ
中の1グループの情報要素のある好適なフォーマットを
例示するものである。このシグナリングメッセージを用
いて、基地局または他のネットワーク装置は、移動端末
装置に対して、あるスロット化フレームとそのフレーム
の使用目的を示すことができる。フィールド501に
は、そのメッセージで言及されているフレームのシーケ
ンスが開始するUMTSフレームあるいはスーパーフレ
ームの特定が含まれる。フレームとスーパーフレームは
何らかの方法でカウントされるので、フィールド501
内の単なる数字だけで、フレームまたはスーパーフレー
ムを特定するには十分である。フィールド502には、
306の連続するUMTSフレームの1ブロック内
あるUMTSフレームを特定する、上述の9ビットの数
字Nが含まれる。また、フィールド503には、0から
3のある1つのブロックオフセットが記入されている、
上述の2ビットの数字nが含まれる。フィールド504
には、特定されたUMTSフレーム内で適用されるスロ
ット化モードのタイプを特定する2ビットの数字が含ま
れる。そしてフィールド505には、特定されたスロッ
ト化UMTSフレームの休止期間中どのGSMキャリア
を測定し受信すべきかを移動端末装置に対して明らかに
する識別子が含まれる。GSMシステム内には、GSM
キャリアを特定する公知の方法があるのでここでは同じ
方法を使用するのが最も好適である。
【0032】基地局または他のネットワーク装置は、必
要と考えられるだけ多くの、図5に例示のフォーマット
によるメッセージを移動端末装置へ送信することができ
る。このようなフォーマットによる1つのメッセージに
よって、12240msの各連続期間内に、スロット化
フレームとしてただ1つのUMTSフレームが割り当て
られるので、システム容量全体に対する影響は最小限と
なる。移動端末装置への新しいメッセージの各々は、1
2240msの各連続期間内に他のスロットを割り当て
ることになる。いくつかの同時割り当ての必要性が2つ
の異なるソースから生じる場合もある。そのような状況
の中で生じる可能性の高いものとして、セル再選択すな
わちハンドオーバーを行うための適当な候補であると移
動端末装置がみなすことができるいくつかのGSMセル
が近傍にあり得ることを基地局あるいは他のネットワー
ク装置が知っているという状況がある。その他の理由と
しては、タイミングの不確実性や、接続品質上の問題
や、移動端末装置がGSM基地局から必要なFCCHお
よび/またはSCHメッセージを正しく受信し復号する
ことを困難にする他の何らかの理由がある。単一GSM
キャリアの測定および受信に対してより多くのスロット
化フレームを割り当てることは、受信と復号化の成功確
率を高めることになる。
【0033】スロット化モード割り当ての妥当性につい
て生じ得る問題として、スロット化モード割り当てをど
れくらいの時間有効とするかという問題がある。この問
題を解決する簡単な方法としては、スロット化モード割
り当てが図5の501に示されている起点からX個のフ
レーム期間について有効であることを指定する方法があ
る。この場合Xはシステムの仕様によって定められた正
の整数である。この割り当ての一時的継続時間を決定す
るさらに巧妙な方法として、スロット化モード割り当て
を受信した移動端末装置に対して、一旦対応する測定お
よび/または受信に成功した場合、基地局あるいは他の
ネットワーク装置へその得られた結果を報告させるよう
に指定する方法がある。そうすれば、移動端末装置が結
果を報告するまでスロット化モード割り当ては有効なま
まの状態に置かれる。例えば、報告が送信されるまで割
り当ては有効状態とするが、いかなる場合でもXフレー
ム期間より長くはしないとか、報告送信後Xフレーム期
間の2倍の時間だけ割り当てを有効状態にするなどのよ
うに、これらの選択は種々の方法と組み合わせて行って
もよい。
【0034】図6は、第1セルラー無線システムと第2
セルラー無線システムとが共通の地理的領域にわたって
展開されている構成を図示するものである。第1セルラ
ー無線システムをUMTS/UTRAシステム、第2セ
ルラー無線システムをGSMシステムと考えてもよい。
簡略化のため、非常に限られた数の実際のネットワーク
要素しか示していない。第1セルラー無線システムは、
第1基地局601、第1基地局制御装置602および第
1移動交換センター603を有する。同様に、第2セル
ラー無線システムは、第2基地局604、第2基地局制
御装置605および第2移動交換センター606から構
成される。第3世代の無線接続システム(いくつかの基
地局および少なくとも1つの基地局制御装置あるいは同
様の中央制御装置を有する) と、第2世代の別のシステ
ムとが共通の交換機構を共有する、すなわちこれら2つ
のシステムが単一の移動交換センターと接続することも
可能である。いずれにせよ、これらセルラー無線システ
ム間に通信接続が形成されることになる。図6では、
このことが移動交換センター間のケーブル接続として図
示されている。
【0035】移動端末装置607は、第1基地局601
とのアクティブなCDMA通信接続を有している。本
発明のこの実施例では、第1セルラー無線システムの基
地局が、スロット化モード割り当てを行う役割を担って
いるものと仮定している。この割り当てを達成するため
に、第1基地局601は、第2基地局604が使用する
フレームと51個のフレームからなるマルチフレーム
(そして最終的に26個のマルチフレームからなるスー
パーフレームについても) のタイミングに関する知識を
持っていなければならない。第1基地局にこの知識を与
えるためのいくつかの方法が図6に示されている。第1
の選択肢は、第2基地局から第1基地局への直接接続6
10であり、これによって、クロック・パルスあるい
は、フレーム、マルチフレームおよびスーパーフレーム
のタイミングについて固有のものとして記述されている
その他のいくつかの情報が、第2基地局によって与えら
れる。第2の選択肢は、基地局制御装置のレベルで、2
つのセルラー無線システムの間で接続611を形成する
という選択である。そうすると、第2基地局制御装置の
コマンドの下で動作しているすべての基地局について記
述されているタイミング情報が第2基地局制御装置によ
って収集され、その情報は第1基地局制御装置へ送信さ
れ、第1基地局制御装置のコマンドの下で動作している
各基地局へ分配されることになる。第3の選択肢は、移
動交換センターのレベルで同様の接続612を確立する
ものである。
【0036】第4の選択肢は、各セルラー無線システム
が、フレーム、マルチフレームおよびスーパーフレーム
のすべてのタイミングをシステム内で同期化するため
に、共通クロック613または614を有し、さらに、
同期情報を交換するために、これら2つのシステムの共
通クロックをシステム間で接続615にて結ぶものであ
る。第5の選択肢は、第1基地局601が、近傍の第2
世代基地局から到来するすべてのFCCHとSCH送信
をサーチし、受信し、復号することができる無線受信装
置616を自由に備えることである。この無線受信装置
616は第1基地局と共に同じ場所に在ってもよいし、
どこか別の場所に位置していてもよい。この方法だと、
第1基地局は、いかなる外部同期コマンドからも完全に
独立することになる。これは、第3世代の新しい基地局
や基地局のサブシステムの開設が容易になるので有利で
ある。
【0037】第1基地局に必要なタイミング情報を提供
するための第6の選択肢は、実行されたスロット化フレ
ーム割り当てと、移動端末装置607から得た割り当て
に対応する結果報告とを格納するデータベースを、第1
基地局が維持管理することである。比較的短期間の運用
の後に、このデータベースの中に容易にある傾向を見つ
けることができる。あるスロット化フレーム割り当てに
おいて受信の成功を示す報告が作成される一方で、別の
ある割り当てでは有益な結果が全くもたらされないこと
を示す報告が作成されることになる。うまく成功した割
り当てに集中させることによって、第1基地局は近傍の
第2世代の基地局のフレーム、マルチフレームおよびス
ーパーフレームのタイミングについて結論を導き出すこ
とができるようになる。
【0038】第7の選択肢は、現在および/または将来
のマルチモード移動端末装置の能力を利用して、異なる
セルラーシステムのタイムベースを比較することであ
る。そのような移動端末装置607は、第2および第3
世代基地局の双方から十分なシグナリングメッセージを
受信し、大体以下の内容を持つメッセージを第3世代基
地局へ送信することができる。すなわち「近傍の第2世
代基地局Xでの共通チャネル送信のタイミングは、あな
たからのあるUMTSフレームと基地局XのFCCH送
信とが次に丁度一致するのが、UMTSフレーム番号Y
YYの中にあるときです。」ここでXは第2世代基地局
の固有の識別子であり、YYYは将来のUMTSフレー
ムの固有の識別子である。当然のことであるが、第2お
よび第3世代セルラー無線システムのタイミング関係を
示すかぎりにおいて、このメッセージについて多くの他
の定式化が可能である。
【0039】以上示した選択肢は、相互に排他的なもの
ではない。本発明は、第1基地局に必要なタイミング情
報を提供する他の方法も許容するものである。
【0040】最後に、図7を参照しながら本発明による
方法についての有利な実施例を提示することにする。以
下の説明では、仮定として、基地局がスロット化モード
割り当ての役割を担っているものとする。この説明は任
意のネットワーク要素をカバーするように簡単に一般化
されている。この方法の第1段階701は、UMTS基
地局が何らかの方法によって、少なくとも1つの近傍の
第2世代の基地局のフレーム、マルチフレームおよびス
ーパーフレームタイミングに関する情報を取得する段階
である。第2段階702で基地局は、スロット化モード
割り当てに適合するようなUMTSフレームから構成さ
れる端末装置専用のあるタイムテーブルを生成する。
このUMTSフレームの適合性については、図3を参照
して既に説明した方法によって簡単に結論を出すことが
できる。段階702を実施するためには、基本的に2つ
の選択肢による方法がある。すなわち、基地局が端末装
置固有のタイムテーブルの“ライブラリ”を予め生成し
ておき、あるスロット化モード割り当てを行う必要があ
るとき、基地局がそのライブラリから適当な既に生成し
たタイムテーブルを選択するだけでよいようにする方法
か、基地局が新しい端末装置専用のスロット化モード割
り当てタイムテーブルを、必要に応じて、すなわちその
基地局のセルの中で動作するために登録しているある移
動端末装置への応答として、生成する方法かのいずれか
の方法である。
【0041】いずれの場合にも、段階702における新
しい端末装置専用のスロット化モード割り当てタイムテ
ーブルの生成は、好適にはあるルールに従って行われ
る。すなわち、少なくとも、スロット化モード用として
割り当てすべきフレームの大部分は、相手方基地局から
のFCCHおよび/またはSCHメッセージの既知の送
信時刻と一致しなければならない。フレーム、マルチフ
レームおよびスーパーフレームタイミングについて記述
している利用可能な情報が正確であることが判明した場
合には、好ましくは、第2タイプの、そしてまた、第1
および第3タイプの個々のスロット化フレームを割り当
てることができる。タイミング情報が不正確であること
が判明した場合あるいは、タイミング情報の正確さがま
ったく判らない場合には、さらに長い休止期間が利用可
能になるように、第1および第3のタイプのスロット化
フレームを一対にして割り当てるものとする。いくつか
の周波数帯域のまたは異なるセルラー無線システムの隣
接基地局がある場合には、スロット化モード割り当て用
タイムテーブルは、端末装置の異なる基地局との通信能
力を考慮に入れるものとする。例えば、端末装置が、9
00MHzのGSM基地局と交信できるが1800MH
zのGSM1800基地局とは交信できない場合には、
近傍のGSM1800基地局からFCCHあるいはSC
H送信が行われる場合のために、スロット化フレームを
割り当てても無駄である。
【0042】段階703で、基地局は、生成したスロッ
ト化フレーム割り当てのタイムテーブルを移動端末装置
へ通信する。この通信は、図5を参照して既に説明した
タイプの1つまたはいくつかのメッセージからなるフォ
ーマットをとってもよい。換言すれば、タイムテーブル
は、1つまたはそれ以上の(周期的に繰り返し可能な)
スロット化フレーム割り当てからなるものであってもよ
い。段階704で、移動端末装置は、この与えられたタ
イムテーブルに従って測定とシグナリング信号受信を実
行し、段階705でその対応する結果を基地局へ報告す
る。本発明は、基地局がこの報告した結果を利用できる
目的を限定するものではない。段階706は、繰り返さ
れた、測定および報告周期の任意の回数を表す。動作
は、段階707で、移動端末装置のスイッチが切られた
とき、あるいは別の基地局のセルへハンドオーバーが行
われたときに終了する。
【0043】第2および第3世代それぞれの典型的セル
ラー無線システムとしてGSMおよびUMTSシステム
について以上説明を行ってきたが、他のセルに対して実
質的に連続送信モードが採用され、ハンドオーバーに先
立って他の基地局から得たあるタイムテーブルに従って
シグナリングメッセージの予備的受信が行われるよう
に、セルからハンドオーバーが行われる可能性が存在す
るようなすべての状況に対して、本発明を適用できるこ
とは当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】いくつかのセルラー無線システム間の周波数帯
域の公知の区分を示す図である。
【図2】公知のタイプのスロット化フレームを提示する
図である。
【図3】本発明によるスロット化フレームの典型的タイ
ミングを例示する図である。
【図4】本発明に関連して利用される、フレームとフレ
ームブロックの継続時間との時間的関係を示す図であ
る。
【図5】本発明で用いるシグナリングメッセージの典型
的フォーマット例を示す図である。
【図6】本発明を適用したあるセルラー無線システムを
示す図である。
【図7】本発明の好適な実施例による方法を示す図であ
る。
【符号の説明】
201、202、203、204、205…フレーム 301、305、307、308、310…CDMAフ
レーム 302、303、403…GSMフレーム 304、306、309…一致ポイント 401…GSMスーパーフレーム 402…GSMマルチフレーム 404…UMTSスーパーフレーム 405…UMTSフレーム 601、604…基地局 602、605…基地局制御装置 607…移動端末装置 610…有線接続 616…無線受信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−284827(JP,A) 特開 平10−215481(JP,A) 特表 平10−512728(JP,A) 国際公開99/55104(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の送信側および受信側の間で接続す
    べき通信を形成する第1通信接続(301)系内のフレ
    ームであって、第2の送信側および受信側の間で接続す
    べき通信を形成する第2通信接続(302,303)系
    からのシグナリング信号の測定用および受信用として割
    り当てられる、該第1通信接続系のフレームのタイミン
    グを決定するための方法であって、しかも前記第1およ
    び第2通信接続系におけるフレームの送信を、連続フレ
    ームを用いて、ほぼ連続的に行い、前記第1通信接続系
    における連続的なフレームの送信を瞬断して、前記第2
    通信接続系から前記第1通信接続系へ送信される前記シ
    グナリング信号を測定および受信するための前記フレー
    ムのタイミングを決定する方法において、 前記第1通信接続系において、前記第2通信接続系から
    の前記シグナリング信号の発生タイミングに関する情報
    を取得するステップ(701)と、 取得した前記情報に基づいて、前記第2通信接続系から
    の前記シグナリング信号の発生タイミングと丁度一致す
    るタイミング(304,306,309)に位置する、
    前記第1通信接続系におけるフレーム(305,30
    7,308,310)を特定するステップ(702)
    と、 前記の特定されたフレームを、前記第1通信接続系にお
    ける前記シグナリング信号の測定用および受信用に割り
    当てるべきフレームとするように決定するステップと、 を有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、 前記第1通信接続系への前記シグナリング信号の規則的
    な発生を示す情報を取得するステップと、 前記の取得した情報に基づき、 前記第1通信接続系での所定のフレームと、 繰り返し周期と、を特定するステップであって、かつ、 前記特定された所定のフレームおよびある整数回の繰り
    返し周期の後に生じるその繰り返しフレームが、前記第
    1通信接続系への前記シグナリング信号の発生タイミン
    グと丁度一致するようにしたステップと、 前記の特定された所定のフレームおよびその繰り返しフ
    レームを、前記第1通信接続系へのシグナリング信号の
    測定用および受信用として割り当てるべきフレームとし
    て決定するステップと、を有することを特徴とする方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、 前記第1通信接続系への前記シグナリング信号の規則的
    な発生を示す情報を取得するステップと、 前記の取得した情報に基づき、 前記第1通信接続系での所定のフレームと、 繰り返し周期と、を特定するステップであって、かつ、 前記特定された所定のフレームおよびある整数回の繰り
    返し周期の後に生じるその繰り返しフレームが、前記第
    1通信接続系への前記シグナリング信号の発生タイミン
    グと丁度一致するようにするステップと、 前記第1通信接続系における前記のフレーム割り当ての
    最大継続時間を決定するステップと、 前記の特定された所定のフレームを決定し、前記第1通
    信接続系へのシグナリング信号の測定用および受信用と
    して割り当てられるフレーム割り当てを、前記最大継続
    時間を超えない範囲で、その所定のフレームの繰り返し
    回数として決定するステップと、を有することを特徴と
    する方法。
  4. 【請求項4】 前記フレーム割り当ての前記最大継続時
    間が、前記特定された所定のフレームの繰り返しの最大
    回数として決定されることを特徴とする請求項3に記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 前記第1通信接続系への前記シグナリン
    グ信号の測定および受信を行う装置に対して、そのよう
    な測定および受信の結果を報告(705)するように要
    求するステップを追加し、これによって、前記フレーム
    割り当ての前記最大継続時間を、前記結果の報告がなさ
    れるまでの時間に相当するようにすることを特徴とする
    請求項3に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記第1通信接続系への前記シグナリン
    グ信号の測定および受信を行う装置に対して、そのよう
    な測定および受信の結果を報告(705)するように要
    求するステップを追加し、これによって、該結果の報告
    が行われた後ある整数回の繰り返し周期を経るまでのフ
    レームの繰り返しの最大回数をもって、前記フレーム割
    り当ての前記最大継続時間を、決定することを特徴とす
    る請求項3記載の方法。
  7. 【請求項7】 第1セルラー無線システムの第1基地局
    (601)と移動端末装置(607)との間に形成され
    る前記第1通信接続系におけるフレームのタイミングを
    決定する請求項1に記載の方法において、前記フレーム
    は、第2セルラー無線システムの第2基地局(604)
    からのシグナリング信号の測定用および受信用として割
    り当てられたフレームであり、ここに、前記第1通信接
    続系へのシグナリング信号の発生を示す情報を取得する
    前記ステップは、 前記第2基地局からのシグナリング信号の発生タイミン
    グに関する情報を取得し、 前記第2基地局からのシグナリング信号の発生タイミン
    グに関する前記情報を前記第1基地局に提供するサブス
    テップからなることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 前記第2基地局からのシグナリング信号
    の発生タイミングに関する前記の取得した情報を前記第
    1基地局に提供する前記サブステップは、前記第1およ
    び第2基地局間の直接通信接続(610)により実行さ
    れることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記直接通信接続は、前記第2基地局
    (604)からの前記シグナリング信号の発生タイミン
    グに関する情報を通信する基地局双方(601,60
    4)間に形成される有線接続であることを特徴とする請
    求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記直接通信接続は、前記第1基地局
    (601)と結合した無線受信装置(616)が前記第
    2基地局(604)によって送信される前記シグナリン
    グ信号を受信する、無線接続であることを特徴とする請
    求項8に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記第2基地局(604)からの前記
    シグナリング信号の発生タイミングに関して取得した前
    記情報を前記第1基地局(601)に提供する前記サブ
    ステップは、前記第1セルラー無線システムの他の構成
    部分(602,603)と、前記第2セルラー無線シス
    テムの他の構成部分(605、606)との間にまたが
    った前記第1および第2基地局間の通信接続(611、
    612)により実行されることを特徴とする請求項7に
    記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記第2基地局(604)からの前記
    シグナリング信号の発生タイミングに関する前記の取得
    した情報を前記第1基地局(601)に提供する前記サ
    ブステップは、前記第2セルラー無線システムからのシ
    グナリング信号用の共通タイムベース(614)を構築
    して、前記第1セルラー無線システムの動作を、前記共
    通タイムベースに同期(613)させることにより実行
    されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記第2基地局(604)からの前記
    シグナリング信号の発生タイミングに関して取得した前
    記情報を前記第1基地局(601)に提供する前記サブ
    ステップは、いくつかの移動端末装置からの報告を前記
    第1基地局(601)で受信することにより実行され、
    この報告は前記第2基地局からの前記シグナリング信号
    の発生タイミングを示すことを特徴とする請求項7に記
    載の方法。
  14. 【請求項14】 前記報告は、前記第1通信接続系への
    シグナリング信号の測定用および受信用として既にフレ
    ームが割り当てられている間、前記第2基地局(60
    4)からのシグナリング信号の受信の成功もしくは不成
    功のいずれかを示すことによって間接的に、前記第2基
    地局(604)からの前記シグナリング信号の発生タイ
    ミングを示すことを特徴とする請求項13に記載の方
    法。
  15. 【請求項15】 前記報告は、前記第1通信接続系にお
    ける前記フレームとの関係を示すことによって直接的
    に、前記第2基地局(604)からの前記シグナリング
    信号の発生タイミングを示すことを特徴とする請求項1
    3に記載の方法。
  16. 【請求項16】 基地局(601)と移動端末装置(6
    07)との間のほぼ連続的なフレームから構成されるフ
    レームであって、第1通信接続(301)系を形成する
    第1セルラー無線システムに対し、第2通信接続(30
    2,303)系を形成する第2セルラー無線システムか
    らのシグナリング信号の測定用および受信用として割り
    当てられる、該第1通信接続系におけるフレームを示す
    手段を有するセルラー無線システムのネットワーク要素
    において、 前記第1セルラー無線システムにおいて、前記第2セル
    ラー無線システムにおける前記シグナリング信号の発生
    タイミングに関する情報を取得する手段と、 取得した前記情報に基づいて、前記第2通信接続系にお
    ける前記シグナリング信号の発生タイミングと丁度一致
    するタイミングに位置する、該第1通信接続系における
    フレームを特定する手段と、 前記の特定されたフレームを、前記第1通信接続系にお
    ける前記シグナリング信号の測定用および受信用に割り
    当てるべきフレームとするように決定してその決定を前
    記移動端末装置に伝える手段と、 をさらに有することを特徴とするネットワーク要素。
  17. 【請求項17】 請求項16に記載のネットワーク要素
    と協働する基地局(601)であって、前記第1通信接
    続系へのシグナリング信号の発生タイミングを示す情報
    を取得するために、他方の前記セルラー無線システムの
    基地局(604)との有線接続(610)を有すること
    を特徴とする基地局。
  18. 【請求項18】 請求項16に記載のネットワーク要素
    と協働する基地局(601)であって、前記第1通信接
    続系へのシグナリング信号の発生タイミングを示す情報
    を取得するために、他方の前記セルラー無線システムの
    基地局(604)から送信されたシグナリング信号を受
    信する無線受信装置(616)を有することを特徴とす
    る基地局。
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