JP3898230B2 - 通信ネットワーク用の装置および方法 - Google Patents
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Description
本発明は、GSMタイプまたはGSMから派生したタイプの通信ネットワークで使用するための移動局および方法に関する。本発明は1つのセルから別のセルへのより迅速なハンドオーバーを可能とする。
従来技術
GSM(移動通信用グローバルシステム)ネットワークでは、アクティブなセル中で双方向的(無線)通信チャネルによって運ばれる呼が確立している移動局が、別のセルへ移動する時に切断されないことが重要である。その呼をその別のセルでも保持するためには、その別のセル中の通信チャネルへ通信チャネルの変更を行わなければならない。現在呼が進行している間に通信チャネルを変更する機能をハンドオーバーと呼ぶ。
ハンドオーバーを開始する判断は、なかでも移動局から報告される測定データに基づいてGSMネットワーク中で行われる。移動局はアクティブなセルの近辺にあるセルにサービス提供している基地局から送信されるいわゆるBCCH搬送波の信号強度を測定する。1つの測定期間に亘って前記BCCH搬送波の各々について信号強度の平均値が形成され、最も強い6個のBCCH搬送波の信号強度平均値がGSMネットワークへ報告される。特定の1つのBCCH搬送波に関する信号強度を移動局が報告できる前に、その移動局はこのBCCH搬送波を識別しなければならない。BCCH搬送波の識別は、1つの測定期間中に得られた信号強度平均値を比較して、その搬送波が最も強い6個のBCCH搬送波のうちの1つであることを確認した後で開始される。BCCH搬送波の識別にはおよそ1ないし数秒間を要する。この時間長は、そのBCCH搬送波の信号強度が報告に値するものであることが判明した時点から、その移動局がそのBCCH搬送波の信号強度を報告できる時点までの、それに対応する遅延をもたらす。
英国特許明細書第GB−2,225,196号は、サービス提供している基地局が周辺セル中にチャネルをリザーブできるセルラー無線システムについて述べている。周辺セルのうちの1つのセル中にある基地局へのハンドオーバー時には、リザーブされていたチャネルが使用でき、このことによってハンドオーバーの決定からハンドオーバー終了までの時間が短縮される。
米国特許明細書第US−5,379,446号はセルラー無線システムを開示している。移動局はアクティブなセル中の基地局および周辺セル中の基地局から受信される信号強度を測定する。移動局には、受信した信号の各々について長時間および短時間に亘る信号強度平均値を形成するための手段が備えられている。移動局では、サービス基地局についてその2つの信号強度平均値が周辺セル中の基地局についての対応する信号強度と比較される。移動局は、周辺セル中の基地局から受信した信号強度が、サービス基地局から受信した信号強度よりも一定のヒステリシスマージンと呼ばれる値以上に大きい時に、前記セルへのハンドオーバーを開始する。短時間に亘る信号強度平均値を比較する時には、長時間に亘る信号強度平均値を比較する時に用いられるヒステリシスマージンよりも大きいヒステリシスマージンが適用される。
発明の概要
本発明は、移動局が1つのBCCH搬送波についての信号強度平均値がネットワークへ報告に値するものであることを見いだす時点から、その移動局がそのBCCH搬送波を識別しその信号強度平均値を報告できる時点までの時間遅延を短縮する問題に取り組んでいる。
このように、本発明の目的は、移動局がアクティブなセルの近辺にあるセルについての測定データをより迅速に報告できるようにすることである。
この問題は、一般的には、受信された1つのBCCH搬送波がたぶん直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうことが移動局の中で予測された時に、その搬送波の識別を移動局が開始するようになった方法によって解決される。本発明はその方法と、その方法を実現するために必要な手段を有する移動局との両方に関する。
もっと詳細には、本問題は次のようにして解決される。移動局と第1の基地局との間の通信のために1つの通信チャネルが割り当てられる。移動局は、第1基地局の近辺にある基地局から受信されるBCCH搬送波の信号強度を測定して、複数の引き続く測定期間の各々に亘り、それらの信号強度の平均値を形成する。移動局は、識別の確立した最も強いBCCH搬送波に関しての信号強度平均値を送信する。移動局は、受信BCCH搬送波、複数の測定期間のうちの1つの間の信号強度平均値を検討した場合、1つの受信BCCH搬送波が直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるはずであることが、予め定められたルールに従って予測される時に、その受信BCCH搬送波の識別を開始する。
本発明の1つの特徴は、信号強度平均値を考慮した時、1つのBCCH搬送波が最も強いBCCH搬送波の1つになった時点から、そのBCCH搬送波が識別されるまでの遅延が、多くの場合に短縮され、いくつかの場合には消滅するということである。従って、移動局はそのBCCH搬送波に関する測定データをより迅速に報告することができて、対応するセルへのハンドオーバーをより迅速に行うことができる。ハンドオーバーをより迅速に行うことができるため、無線状態が急に変動する状況において、確立された呼を保持する可能性が向上する。そのような状況の例は、高層ビル街で角を曲がった時や、地下鉄の駅へ入った時などである。
本発明はここに好適実施例を取り上げて、また添付図面を参照しながら詳細に説明することにする。
【図面の簡単な説明】
図1Aおよび図1Bは、GSMネットワークの部分図。
図2は、51マルチフレームのブロック図。
図3Aは、従来技術で、既知の方法工程に対応するフローチャート。
図3Bは、図3Aと一緒に、本発明に従う方法の第1実施例を示すフローチャート。
図3Cは、図3Aと一緒に、本発明に従う方法の第2実施例を示すフローチャート。
図3Dは、本発明に従う方法の第3実施例を示すフローチャート。
図4は、測定期間およびサブインターバルへ時間を分割する様子を示す時間図。
図5Aないし図5Dは、1組のBCCH搬送波に関する信号強度の、図4のサブインターバルの各々に亘る平均値を示す棒グラフ。
図6は、1つのBCCH搬送波について、信号強度平均値の成長を示す棒グラフ。
図7Aおよび図7Bは、1組のBCCH搬送波に関する信号強度の、図4に示される測定期間の各々に亘る平均値を示す棒グラフ。
図8は、本発明の移動局のハードウエアを示すブロック図。
図9は、図10中のコーディネータ機能ブロックの機能の一部を示すフローチャート。
図10は、本発明の移動局の機能的ブロック図。
実施例の詳細な説明
図1Aは、GSMネットワークNW1の一部と、ネットワークNW1などに見られる異なるタイプのユニットのサブセットを示す。このネットワークによってカバーされる地理的エリアは、セルC1−C5に分割される。個々のセルは一定のエリアを無線でカバーしており、それに対してそのエリアでの通信用として1組の周波数を割り当てている。各セルC1−C5は、現時点でそのセル中に位置する移動局MS1と無線通信するための手段を有する基地送信局BTS1−BTS5によってサービス提供される。移動局MS1が見いだされるセルC1はサービスセルと呼ばれ、対応する基地局BTS1はサービス基地局と呼ばれる。移動局MS1は、ネットワークNW1中の基地局BTS1−BTS5と通信するための手段を含み、GSMネットワークNW1によって提供される通信サービスへアクセスするために、加入者によって使用される。一部の基地局BTS1−BTS3は基地局コントローラBSC1によって制御される。複数の基地局コントローラBCS1−BCS2は移動サービス交換センターMSCとして知られる交換機MSC1によって制御される。交換機MSC1は、交換機MSC1によってサービス提供されるエリアにある移動局MS1との間で呼を接続する責務を持つ。
移動局MS1との間で呼が確立されれば、移動局MS1とサービス基地局BTS1との間の無線通信のために通信チャネルCH1が割り当てられる。その呼の間にもしもその移動局MS1が第2のセルC4へ移動すれば、その呼を切断しないようにするためには、その第2セルC4で新しい通信チャネルCH4が割り当てられなければならない。確立した呼の間に、通信チャネルを変更する機能をハンドオーバーと呼ぶ。ハンドオーバーを開始する決定は、サービス基地局BTS1を制御している基地局コントローラBSC1によって行われる。
基地局コントローラBSC1がハンドオーバーについて決断する前に、移動局MS1はまずハンドオーバーのためにどのセルが候補として適しているかを報告しなければならない。移動局は、周辺セルC2−C5中の基地局BTS2−BTS5によって送信されるいわゆるBCCH搬送波BCCH2−BCCH5の信号強度を測定する。BCCH搬送波BCCH2−BCCH5の各々について、1つの測定期間に亘って信号強度平均値が形成され、最も強いいくつかのBCCH搬送波の平均値が基地局コントローラBSC1へ報告される。移動局MS1が特定のBCCH搬送波BCCH4の信号強度を報告できる前に、移動局MS1は、GSMの仕様に従って、そのBCCH搬送波BCCH4を識別しなければならない。このことは、BCCH搬送波BCCH4によって運ばれる識別情報BSIC4を移動局が読むことによって行われる。
図2は、BCCH搬送波BCCH4のタイムスロット・ゼロが各種の論理チャネルを運ぶためにどのように使用されているかを示す。この図は、論理チャネルを運ぶために、51個のマルチフレームに分割された時分割多元接続(TDMA)フレーム200をどのように使用するかを示している。論理チャネルは、周波数修正制御チャネル(FCCH)201および同期チャネル(SCH)202を含む。周波数修正チャネル201は移動局MS1の周波数修正のための情報を運ぶ。同期チャネル202は移動局MS1の同期のための情報と、上で述べた識別情報BSIC4を基地局識別コード(BSIC)の形で運ぶ。周波数修正制御チャネル201および同期チャネル202に加えて、51個のマルチフレーム200はまた、共通制御チャネル(CCCH)および放送制御チャネルBCCHの論理チャネルも含む。GSMのチャネル構造のこれ以上の詳細については、GSM仕様書GSM05.01およびGSM05.02に記載されている。
移動局MS1が搬送波の識別すなわちBSICを決定できるためには、まず周波数修正制御チャネル201を、次に同期チャネル202を検出および復号化しなければならない。BCCH搬送波BCCH4の識別の決定には数秒の時間を要するであろう。
適当なハンドオーバー候補を報告するために用いられるメッセージ中には、6個までのBCCH搬送波について測定データを報告するスペースがある。
通常の移動局は、既知の1つのBSICと一緒に、最も強い6個のBCCH搬送波について測定データを報告する。
マルチバンド移動局に関しては、マルチバンドレポートと呼ばれるパラメータを用いて、測定データを報告すべきBCCH搬送波が決められる。従って、選択基準は修正することができて、信号強度平均値に加えて各BCCH搬送波が所属する周波数バンドも考慮に入れて選択することができる。
移動局からの測定データの報告に関するこれ以上の詳細はGSM仕様書GSM05.08に述べられている。
説明を簡略化するために、以下では、本発明を通常タイプの移動局に適用することを想定して説明を行う。そこにおいては、既知のBSICと一緒に最も強い6個のBCCH搬送波に関する測定データが移動局によって報告される。別の選択基準を適用して、本発明をマルチバンドの移動局で利用するやり方は当業者には明らかであろう。
従来技術の移動局では、未識別BCCH搬送波の識別は、1つの測定期間に亘る信号強度平均値を比較した結果、このBCCH搬送波がBCCH搬送波の1つになった後で開始されるようになっている。移動局は、それがそのBCCH搬送波についての測定データを基地局コントローラに対して報告できる前に、そのBCCH搬送波を識別しなければならないため、そのBCCH搬送波が最も強いBCCH搬送波のうちに含まれ、従ってそのBCCH搬送波についての測定データを報告することが望ましいことが分かった時点から、移動局がそのBCCH搬送波についての測定データを基地局コントローラへ報告できる時点までに遅延が生ずる。
場合によって、例えば移動局のユーザーが高層ビル街で角を曲がったり、あるいは地下鉄の駅へ入ったりした時は、無線通信の状態が急速に変化する。そのような状況では、サービス基地局への無線接続は急速に劣化して、新しい基地局の信号強度が急速に成長するかもしれない。そのような状況で、確立されている呼を保持するためには、その新しい基地局へのハンドオーバーを迅速に実行できることが非常に重要である。既に述べた遅延はハンドオーバーを遅らせる原因となるため、この遅延を減らすことが好ましい。
本発明の基本的なアイデアは、BCCH搬送波が、1つの測定期間に亘る信号強度平均値に関して最も強いBCCH搬送波の1つとなるまでBCCH搬送波の識別開始を待つのではない。そうではなくて、1つの測定期間に亘る信号強度平均値に関してそのBCCH搬送波が直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになることが、測定された信号強度に基づいて予測された時にそのBCCH搬送波の識別は開始される。このように、BCCH搬送波の識別はその信号強度平均値が成長している間に行われるため、遅延を短縮し、ある場合には消滅させることが可能となる。
図3Aおよび図3Bは本発明に従う方法の第1実施例のフローチャートである。
図3Aは、工程301において第1基地局と移動局との間の通信用としてどのように通信チャネルが割り当てられるかを示している。GSM用語では通信チャネルは、2つの論理チャネル:トラヒックチャネル(traffic channel)TCHと低速付随制御チャネル(slow associated control channel)SACCHを運ぶ1つの物理チャネルから構成される。トラヒックチャネルは音声やデータ等のユーザー情報を転送するために用いられ、他方、付随制御チャネルは、なかでも、上で述べたBCCH搬送波の信号強度平均値を報告するために用いられる。これ以上の詳細についてはGSM05.01およびGSM05.02を参照のこと。
通信チャネルの割り当てに関連して、工程302では連続的な測定期間に時間が分割される。それらの長さはSACCHマルチフレーム1個に対応する。この場合、SACCHマルチフレームは、480ミリ秒の幅に対応する104個のTDMAフレームから構成される。
工程302の後で、フローチャートは並行的な分岐に分かれる。これは、各分岐の方法工程はその他の分岐の方法工程と同時に実行されると解釈されるべきものである。
工程303では、移動局は第1基地局から受信したBCCH割り当て(BA)リストに含まれるBCCH搬送波の各々についての信号強度を測定する。ネットワークオペレータはどのBCCH搬送波をBAリストに載せるかを決定する。ときによって、BAリストはアクティブセル中のBCCH搬送波を含むように指定されて、移動局がこのBCCH搬送波についても測定と測定データの報告とを実行する場合もある。BCCH搬送波は1つずつ逐次的に測定され、そのシーケンスが終わると次の新しいシーケンスがスタートする。測定は、割り当てられた通信チャネルに属する送信タイムスロットと、後続の受信タイムスロットとの間に行われる。
工程304は測定期間が終了するまで待機することを示している。
工程305では、工程303で測定期間中に得られた測定値を用いて、BCCH搬送波の各々について終了した測定期間に亘る信号強度平均値が形成される。
工程306では、最も強い6個のBCCH搬送波のうちのどれかが未識別ではないかどうかがチェックされる。もしそのようなものがあれば(結果がYESであれば)、工程307で未識別BCCH搬送波の識別が開始される。
工程307の後で、あるいはもし工程306で最も強い6個のBCCH搬送波の中に未識別のBCCH搬送波がなければ(結果がNOであれば)、工程308で信号強度平均値を報告すべきBCCH搬送波が選ばれる。BSICが既知の、6個(まで)の最も強いBCCH搬送波の信号強度平均値が次に報告される。
工程309では、選ばれたBCCH搬送波の各々について、終了した測定期間に亘る信号強度平均値およびBSICの第1基地局への通信が向けて開始される。この情報は低速付随制御チャネルに載せて、次の測定期間に転送される。もしその制御チャネルが次の測定期間に他の情報を転送するために必要であれば、この測定データは送信されない。しかし、測定データは常に、少なくとも測定期間1つおきには報告される。
工程309の後、手順は工程304へ戻り、次の測定期間が終了するのを待つ。
図3Aに示される方法工程301−309は従来技術の移動局で発生することに対応している。図3Bは本発明に従う新しい方法工程310−315を示している。
工程310では、各測定期間の複数のサブインターバルへの分割が行われる。
工程311は、サブインターバルが終了するまで待つことを示している。
工程312では、サブインターバル間に工程303で得られた測定値を用いて、未識別BCCH搬送波の各々について、終了したサブインターバルに亘る信号強度平均値が形成される。
工程313では、未識別BCCH搬送波の各々について、サブインターバルに亘る信号強度平均値が、直前のサブインターバルに亘る信号強度平均値と比較される。もしBCCH搬送波の任意のものの信号強度平均値が、第1の予め定められたしきい値以上に成長していれば(結果がYESであれば)、測定期間に亘る信号強度平均値を考えれば、このBCCH搬送波はたぶん直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つとなるであろうと推測される。
もしも工程313で、第1しきい値以上の値だけ増大した信号強度平均値を有する未識別のBCCH搬送波が見つからなければ(結果がNOであれば)、工程314で未識別BCCH搬送波の各々についてのサブインターバルに亘る信号強度平均値が、サブインターバル2個分先行するサブインターバルに亘る信号強度平均値と比較される。もしいずれかのBCCH搬送波の信号強度平均値が第2の予め定められたしきい値よりも大きい値だけ増大していれば(結果がYESであれば)、測定期間に亘る信号強度平均値を考慮して、このBCCH搬送波がたぶん直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうと推測される。
第1しきい値は、工程313における比較において、最後のサブインターバルに亘って信号強度が大幅に増大していればそのBCCH搬送波が指摘されるように選ばれる。第2しきい値は、最後の2つのサブインターバルのいずれかの間で十分高速に成長しているとは工程313で指摘されなかったものの、もし工程314での比較において最後の2つのサブインターバルで信号強度が大幅に増大していれば、そのBCCH搬送波が指摘されるように設定される。
しきい値を選ぶ時に、未識別のBCCH搬送波を間違えて選んでしまう危険性を最小化するために、高速フェージングの効果を考慮に入れることが重要である。
工程313または314で、もしも1つのBCCH搬送波が、たぶん直ぐに測定期間に亘る測定で最も強い6個のBCCH搬送波のうちの1つになるであろうと指摘されれば、たぶんその指摘されたBCCH搬送波の測定データが報告されることになるであろう。従って、工程315でそのBCCH搬送波の識別が開始される。
もし工程313または314でそれぞれ1個以上のBCCH搬送波が、信号強度平均値において、それぞれ第1または第2のしきい値以上に急速な成長をしていることが見いだされれば、工程315では、最も急速な信号強度の成長を有したBCCH搬送波の識別が開始される。
工程315の後、あるいは工程314の比較においてもし未識別BCCH搬送波が指摘されなければ、手順は工程311へ戻って次のサブインターバルが終了するのを待つ。方法工程303、304−309および310−314は、割り当てられたチャネルが解放されるまで繰り返される。
上述の本発明の方法では、未識別BCCH搬送波の識別は、そのBCCH搬送波がたぶん直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうと推測された時(工程315)にだけ開始されるのではない。測定期間に最も強いBCCH搬送波の1つであることが判明した未識別BCCH搬送波の識別もまた当業者には既知のやり方で開始される(工程307)。
図3Aおよび図3Bに関連して説明した本発明の方法は、図1Aおよび図1Bに示されるネットワークNW1中で実現されることが想定されている。図3Aおよび図3Bに示される方法工程は、工程301を除いて、移動局MS1で完全に実現される。工程301はネットワークNW1中の他の装置と一緒に共同で実行される。
図1Bは、ネットワークNW1が図1Aに示されるセルC1−C5に加えて3個のセルC6−C8を含んでいることを示している。セルC6−C8は基地送信局BTS6−BTS8によってサービスを受けており、それぞれBCCH搬送波BCCH6−BCCH8を送信する。図1Bはまた、セル相互の位置関係をより詳細に示している。セルC4は破線で区切られているが、地下鉄駅を無線でカバーする。移動局MS1がセルC1中にある時に呼が確立されて、次に、移動局MS1はセルC4へ移動する。
図4は、移動局MS1において、通信チャネルCH1の割り当ての後で、どのように時間Tが測定期間およびサブインターバルに分割されるかを示す。図4は2つの引き続く測定期間M1−M2を示しており、それらは各々、2つのサブインターバルS1−S2、S3−S4に分割される。サブインターバルS1−S4は同じ長さであり、それぞれ測定期間の半分に対応する。
複数の時点T1−T5が時間軸Tに沿って示されており、それらはサブインターバルS1−S4の始まりと終わりとのマークとなっている。添え字が奇数の時点、T1、T3、T5はまた、測定期間M1−M2の始まりと終わりのマークでもある。添え字が偶数の時点、T2、T4は測定期間M1−M2の中間点を示すマークである。
上で述べたように、移動局MS1はサービス基地局BTS1から受信したBAリストにあるBCCH搬送波の各々について信号強度を測定する。ここの例では、BAリストは図1Bに示されるBCCH搬送波BCCH2−BCCH8を含んでいることが想定されている。
得られた測定値は、各サブインターバルS1−S4および各測定期間M1−M2の両方に亘る信号強度平均値を形成するために用いられる。
図5A−図5Dは、サブインターバルS1−S4に亘る多様な信号強度平均値を示している。図5Aは、BAリストにあるBCCH搬送波BCCH2−BCCH8の各々について、サブインターバルS1に亘って移動局MS1によって決定された信号強度平均値を示す棒グラフである。このサブインターバルに亘る最も強い6個のBCCH搬送波BCCH2−BCCH3、BCCH5−BCCH8はまた、先行の測定期間に亘っても最も強い6個のBCCH搬送波であること、および現在の測定期間M1において移動局MS1はそれらのBCCH搬送波の測定データをサービス基地局BTS1を通して基地局コントローラBSC1へ報告することが想定されている。図5B−図5Dは各サブインターバルS2−S4(棒グラフの順序は図5Aと同じ)の各々について、対応する情報を示している。図5A−図5Dでは、図5Aで最も弱いBCCH搬送波BCCH4の信号強度平均値が、他のBCCH搬送波が減衰する一方で、どのように成長するかが分かる。信号強度の成長は特にサブインターバルS2で顕著であり、図5Aと図5Bとの間の変化に対応している。
図4の時点T3、すなわちサブインターバルS2が終了した時点で、未識別BCCH搬送波BCCH4について、サブインターバルS2に亘る信号強度平均値と、直前のサブインターバルS1に亘る信号強度平均値(図3Bの工程313)との比較が行われる。信号強度平均値の差が、図6に第1の棒601で示されている。時点T4で行われた、インターバルS3とS2とに亘る信号強度平均値の対応する比較の結果が第2の棒602で示されている。時点T5における、サブインターバルS4とS3との信号強度平均値比較の結果は第3の棒603で示されている。第1しきい値604が破線で示されている。従って、図6から分かるように、第1の棒601で表される、インターバルS1とS2との間での信号強度平均値の成長は第1しきい値604を超えている。従って、移動局MS1は、図4の時点T3において、未識別BCCH搬送波BCCH4の識別を開始するであろう。
図7Aおよび図7Bはそれぞれ、測定期間M1およびM2の後の信号強度平均値を示す。図7Aから分かるであろうが、未識別BCCH搬送波BCCH4は、測定期間M1に亘る信号強度平均値の比較では最も強い6個のBCCH搬送波に含まれていない。図7Bは、上述のBCCH搬送波BCCH4が測定期間M2に亘る信号強度平均値の比較において最も強い6個のBCCH搬送波の中に含まれていることを示している。このように、従来技術の移動局は、BCCH搬送波BCCH4の識別を測定期間M2が終了した後、すなわち時点T5において開始するであろう。このことは本発明の移動局MS1と比べられるべき点である。本発明は、上述のことに従えば、BCCH搬送波BCCH4の識別を時点T3に開始する。
注意すべきことは、図5A−図5D、図6、および図7A−図7Bは本発明の原理を示すためのものでしかなく、信号強度レベルおよび第1しきい値の実際の値を示すものと受け取るべきではない。
本発明の移動局MS1は:
−割り当てられた通信チャネルCH1上でサービス基地局BTS1と通信するための通信手段、
−サービス基地局の近辺にある基地局によって送信されるBCCH搬送波BCCH2−BCCH8の信号強度を測定するための測定手段、
−前記測定期間M1−M2の各々におけるBCCH搬送波BCCH2−BCCH8について信号強度平均値701を形成するための第1平均化手段、
−測定期間M1−M2の前記サブインターバルS1−S4におけるBCCH搬送波BCCH2−BCCH8について測定された信号強度の信号強度平均値501を形成するための第2平均化手段、
−上で述べたように、測定期間の1つにおける信号強度平均値を考慮して、未識別BCCH搬送波(開示実施例ではBCCH4)がたぶん直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうことを指摘するための手段、
−未識別BCCH搬送波、例えば指摘された未識別BCCH搬送波BCCH4を識別するための識別手段、
−測定期間の1つが終了した時に、その測定期間の最も強い6個のBCCH搬送波についての信号強度平均値をサービス基地局BTS1へ報告するための測定データ報告手段、
を含む。
移動局MS1についてのより詳細な説明は、以下に図8−図10に関して与えられよう。
図8は移動局MS1のハードウエア的ブロック図である。移動局MS1は記録される音をアナログ電気信号へ変換するマイクロホン801を含む。アナログ・デジタル(A/D)変換器802はマイクロホン801からのアナログ信号をデジタル情報へ変換する。音声エンコーダ803はA/D変換器802からのデータフロー出力を圧縮する。音声エンコーダ803の後にチャネルエンコーダ804があって、それは通信チャネルCH1上で通信する時に導入される信号エラーを検出および修正してデータフローへ出力するための情報を導入する。インターリーバ805はチャネルエンコーダ804から受信されるエンコードされたワードを取って、各々のエンコードされたワードの情報を複数の情報バーストへ分配する。バースト発生器806はインターリーバ805から、1つのバーストで送信すべき出力データを取り出して、その情報を用いて対応するアナログベースバンド信号を形成する。
無線送信器807はバースト発生器806からのベースバンド信号を、周波数シンセサイザ808によって決まる周波数を有する搬送波を変調することによって無線信号へ変換する。無線送信器807は変調された無線信号を適当なパワーレベルにまで増幅する。
移動局はまた、周波数シンセサイザ808によって決まる周波数を有する無線信号を受信する無線受信器809を含む。無線受信器809は受信した無線信号を、アナログベースバンド信号へ変換する。無線受信器809からの出力信号は第2A/D変換器810によってサンプリングされる。第2A/D変換器810からの出力データは等価器811によって処理されて、導入された任意の時間分散を補償する。デ・インターリーバ812は等価器811からの出力データを受信し、複数のバーストから情報を収集して、その情報からエンコードされたワードを形成する。チャネルデコーダ813は、デ・インターリーバ812からの出力データに対して、エラー検出およびエラー修正を実行する。音声デコーダ814はチャネルデコーダ813からの出力データを拡張する。D/A変換器815は音声デコーダからの出力データを、イヤホン816で音を発生させるために使用されるアナログ信号へ変換する。
送信または受信が特定の時点で発生するかどうかに依存して、交換機823は無線送信器807または無線受信器809のいずれかをアンテナ824へ接続する。
移動局MS1は更に、読み出し専用メモリ(ROM)818中に記憶されているプログラム命令を実行するプロセッサまたは中央演算ユニット(CPU)817を含む。プロセッサ817は移動局MS1の動作に関して全体的な責任を持っており、プログラム命令に従ってその他のユニットを制御する。その結果は、それらユニットによって生成されるデジタルデータの形でランダムアクセスメモリ(RAM)819との間で交換される。例えば、音声エンコーダ803からの出力データはRAM819中に記憶され、チャネルエンコーダ804はRAM819からのこのデータを取り出す。
移動局での時間基準として、タイミング発生器820が用いられる。
移動局MS1は、ユニットおよびメモリ818、819間でデータを交換するためのデータバスと、それを介してプロセッサ817がユニットを制御することのできる制御バスユニットとの両方を含む。これら2つのバスは図8に示されていない。上で述べたように、ユニット間でのデータ交換は、RAM819中にデータを記憶し、そこからデータを取り出すことによって行われる。異なるユニット間のデータの論理的流れが図8に破線で示されている。
移動局からの測定データ報告やBAリストなどの制御情報は、移動局MS1とサービス基地局BTS1との間を信号メッセージとして転送される。この情報はプロセッサ817からチャネルエンコーダ804へ与えられ、それぞれチャネルデコーダ813からプロセッサ817によって受信される。これとは別に、上の説明はこの場合も情報の送信および受信時に発生することに対応する。
移動局MS1がBCCH搬送波の信号強度を測定すべき時には、周波数シンセサイザ808がBCCH搬送波BCCH4の周波数に同調する。次に、無線受信器809がBCCH搬送波BCCH4を受信する。受信されたエネルギーは信号強度測定装置822中に累積されて、一定の時間後に、第2A/D変換器810が信号強度測定装置822を読み出す。読み出された値はRAM819に記憶される。
BCCH搬送波BCCH4を識別する時、まずBCCH搬送波BCCH4によって運ばれる周波数修正制御チャネルが、次に同期チャネルが検出および復号化される。前記論理チャネルの検出および復号化は、割り当てられた通信チャネルCH1上でサービス基地局BS1との通信のために使用されていないアイドル状態のTDMAフレーム間に実行される。周波数修正制御チャネルを検出する時は、周波数シンセサイザ808がBCCH搬送波BCCH4の周波数に同調する。次に、無線受信器809が始動して、1つのTDMAフレーム全部を使ってデータを受信する。受信されたデータは第2A/D変換器810によってデジタル形態へ変換され、次にFCCH検出器821によって処理される。FCCH検出器からの結果はRAM819に記憶される。11個の26マルチフレームでアイドル状態のTDMAフレームでデータ収集を行った後で、プロセッサは記憶されたデータを分析して周波数修正バーストが受信されているかどうかを決定する。もしそうであれば、同期チャネルの検出・復号化へ進む前に、必要な周波数修正が移動局MS1で実行されよう。この場合も、周波数シンセサイザ808は、無線受信器809が始動して1つのTDMAフレーム全体を使ってデータの受信を行う前に、BCCH搬送波BCCH4の周波数に同調する。受信されたデータは第2A/D変換器810によってデジタル形態へ変換される。等価器811がA/D変換器810からの出力データを処理する。チャネルデコーダ813は等価器811からの出力データを検索して、同期バーストを探す。チャネルデコーダ813からの出力データは、同期バーストが検出されたかどうかを表示し、そしてもしそうであれば、上で述べたBSICデータも含む。同期チャネルの検出のために、11個までの26マルチフレームで、アイドル状態のTDMAフレームを使う必要があろう。
周波数修正バーストおよび同期バーストの両方が見いだされることがない限り、受信された無線信号はBCCH搬送波ではない。この場合には、受信された無線信号に関連する収集された測定データは消去される。
スウェーデン国特許出願第SE−9602459−1号は、周波数修正制御チャネルおよび同期チャネルの実際の検出のための時間を、上で述べたそれらの作業を実行する既知の方法と比べて短縮する方法について述べている。
図10は移動局MS1の機能的ブロック図である。注意すべき点は、図10には本発明に関連する機能ブロックのみが示されていることである。移動局MS1は4つの機能ブロック:コーディネータ1001、測定データ収集装置1002、FCCH/SCHデコーダ1003、およびSACCHメールボックス1004を含む。コーディネータ機能ブロックはソフトウエア的にのみ組み込まれるが、その他の機能ブロックはハードウエアとソフトウエアの両方を含む。
測定データ収集装置1002はBCCH搬送波に対して信号強度測定を実行する。測定データ収集装置は、BCCH搬送波BCCH2−BCCH8に対して信号強度測定を実行させる命令を与えるコーディネータから信号を受信する。この信号はまた、収集された測定データをコーディネータに対してどの程度頻繁に報告すべきかについての情報を含んでおり、それはこの場合、半分のSACCHマルチフレーム(240ミリ秒)に対応する各サブインターバル後毎に実行されるべきである。測定データ収集装置1002はBCCH搬送波BCCH2−BCCH8の信号強度を順番に測定する。測定データ収集装置1002によって測定すべきBCCH搬送波BCCH2−BCCH8の各々に対して2つの変数:信号強度累積器および計数器がある。測定データ収集装置1002がBCCH搬送波の信号強度を測定する度に、測定値はそのBCCH搬送波に対応する信号強度累積器へ加えられ、計数器は1だけ増分される。1つのサブインターバルが経過すると、測定データ収集装置1002は、BCCH搬送波BCCH2−BCCH8の各々についての信号強度累積器および計数器の中身をコーディネータ1001へ報告する。次に、測定データ収集装置はすべての信号強度累積器および計数器をゼロへリセットして、新しい測定値の収集を開始する。
FCCH/SCHデコーダ1003はBCCH搬送波を識別する。コーディネータ1001が1つのBCCH搬送波を識別すべきことを判断した時は、識別すべきBCCH搬送波についての情報と、その識別に高い優先度が与えられるべきかあるいは低い優先度が与えられるべきかに関する情報とを含む信号がFCCH/SCHデコーダ1003へ送られる。もしBCCH搬送波BCCH4の識別に対して低い優先度が与えられば、第2のBCCH搬送波の識別要求がコーディネータから受信された時は、最初の識別が完了する前に識別が中断されよう。BCCH搬送波BCCH4の識別に高い優先度が与えられた場合は、その識別は常に次の識別が開始される前に完了する。FCCH/SCHデコーダ1003は当業者には既知のやり方で、BCCH搬送波BCCH4によって運ばれるBSICデータBSIC4を読む。次に、FCCH/SCHデコーダはBCCH搬送波BCCH4の識別BSIC4を含む信号をコーディネータ1001へ送る。
SACCHメールボックス1004は、対応する制御チャネル上を通信チャネルCH1によって運ばれる信号メッセージの受信および送信を処理する。
対応する制御チャネル上でサービス基地局BTS1から信号メッセージが受信された時は、SACCHメールボックス1004は、そのメッセージ中の情報を処理するはずの、例えば、コーディネータ1001のような機能ブロックに対して、受信されたメッセージの中身を含む信号を送信する。サービス基地局BTS1から受信される信号メッセージの例は、BAリストを含むいわゆる”システム情報5”メッセージである。
上述の、移動局MS1からの測定データ報告を含む信号メッセージは低速付随制御チャネル上を送信される。各測定期間の後、コーディネータ1001は、BCCH搬送波のうちその測定期間中の信号強度平均値を報告すべきものに関するデータを含む信号をSACCHメールボックスへ送信する。SACCHメールボックスは、次のSACCHマルチフレームの間に、いわゆる測定報告メッセージを送信するために低速付随制御チャネルが使用できるかどうかをチェックする。もしその制御チャネルが空いていれば、SACCHメールボックスは次のSACCHマルチフレーム間に、前記メッセージをコンパイルおよび送信する。もしそうでなければ、コーディネータ1001からの情報は消去される。しかし、SACCHメールボックスは、必ず、少なくとも1つおきのSACCHマルチフレームを使用して測定報告メッセージを送信するようにする。
コーディネータ1001は移動局MS1中の機能に関して全体的な責任を持つ。それはその他の機能ブロック1002−1004へ情報と命令を与え、またそこから情報を受信する。通信チャネルCH1の割り当ての後、コーディネータ1001は測定データ収集装置1002に対して信号を送信して、BAリスト上のBCCH搬送波BCCH2−BCCH8の信号強度を測定し、またSACCHマルチフレームの半分に対応する各サブインターバルの後で、測定された信号強度を報告するように命令する。もし変更されたBAリストがSACCHメールボックス1004から後で受信されれば、どのBCCH搬送波について測定を実行すべきであるかに関する新しい情報を含む新しい信号が測定データ収集装置1002へ送られる。
コーディネータ1001が測定データ収集装置1002から測定データ報告を受信する時は、それは図9に示される工程を実行する。工程901において、コーディネータはまず、受信された測定データ報告が、終了した測定期間に対応するものかどうかを判定する。もしそうであれば(結果がYESであれば)、工程902−906が実行される。これらの工程は図3Aの工程305−309に対応しており、従って工程904および906以外については、これ以上詳しく説明することはしない。工程904では、コーディネータ1001はFCCH/SCHデコーダ1003に対して信号を送信して、工程903で指摘されたBCCH搬送波を識別するように命令する。与えられた命令に関連して、コーディネータ1001はFCCH/SCHデコーダ1003に対して、そのBCCH搬送波の識別が高い優先度を持つことを指示する。
工程906では、コーディネータ1001は、工程905で選ばれたBCCH搬送波についてのデータを含む信号をSACCHメールボックス1004へ送信する。
工程906の後、あるいはもしも工程901で、受信された測定データが終了した測定期間に対応しないことが見いだされたならば(結果がNOであれば)、工程907−910が実行される。これらの工程は図3Aの工程312−315に対応しており、従って、工程910以外については、これ以上詳しく説明することはしない。工程910では、コーディネータ1001はFCCH/SCHデコーダ1003に対して信号を送信して、工程908または工程909で指摘されたBCCH搬送波を識別するように命令を与える。与えられた命令に関連して、コーディネータ1001はFCCH/SCHデコーダ1003に対して、そのBCCH搬送波の識別が低い優先度を有することを指示する。
FCCH/SCHデコーダ1003がそのBCCH搬送波を識別した時は、コーディネータは、識別、すなわちそのBCCH搬送波用のBSICデータを含む信号をFCCH/SCHデコーダから受信する。FCCH/SCデコーダ1003が、識別に失敗するか、あるいは中断された場合でも、その事象に関する情報を含む信号がコーディネータ1001へ送信される。
1つのBCCH搬送波がたぶん直ぐに、測定データを報告すべきBCCH搬送波の1つになるであろうと予測するためには、いくつかの異なる方法がある。従って、本発明の方法には、図3Aおよび図3Bに示された方法の他に、いくつかの実施例が存在する。本発明の付加的実施例数件について以下に説明することしよう。
図3A(これについては上述した)と図3Cに示されるフローチャートは、本発明に従う方法の第2実施例の一例を示す。
図3Cにおいて、方法工程316−317および320は図3Bの工程310−311および315にそのまま対応しているので、図3Cに関連してより詳しく説明することはしない。図3Bと比べた時の図3Cの違いは、未識別BCCH搬送波を識別するように指摘する根拠を含む。図3Cでは、工程318において、すべてのBCCH搬送波について、サブインターバルに亘って信号強度平均値が形成される。工程319では、それらのBCCH搬送波について最後のサブインターバルに亘る信号強度平均値が互いに比較される。もし最も強い6個のBCCH搬送波のうちでどれかが未識別であれば、測定期間に亘る信号強度平均値を考慮する時、そのBCCH搬送波がたぶん直ぐに最も強い6個のBCCH搬送波のうちの1つになるであろうことが予測され、従ってそのBCCH搬送波が識別のために指摘されて(結果がYES)、そのことが次に工程320で開始される。もしも最も強い6個のBCCH搬送波のうちの1個よりも多いものが未識別であれば、それらの搬送波うちの最も強い1個が指摘される。工程320の後、あるいはもし工程319で最も強い6個のうちに未識別BCCH搬送波が見つからなければ(結果がNO)、処理は工程317へ戻って、次のサブインターバルが終了するまで待機する。
図3Aおよび図3Cに関連して説明した本発明の方法は、図1Aおよび図1Bと、上述のように図4のサブインターバルS1−S4に亘る多様な信号強度平均値を示す図5A−図5Dに示されるネットワークにおいて実現されることを仮定している。図5は、未識別BCCH搬送波BCCH4がサブインターバルS3に亘る最も強い6個のBCCH搬送波のうちに含まれており、そのために移動局が、この場合には図4の時点T4でBCCH搬送波BCCH4の識別を開始することになることを示している。これは従来技術の移動局と対比されよう。このような場合、従来技術の移動局は、図4の時点T5の後でBCCH搬送波BCCH4の識別を開始するはずである。(図7Aおよび図7Bに関連する先の議論を参照されたい。)
第3の実施例が図3Dに示されている。この実施例の説明は、図3Aから始めるのが最も容易である。図3Aのすべての方法工程301−309が含まれている。図3Aと比べて図3Dで変更された部分には、工程306(結果がNO)と工程308との間に挿入された新しい工程321が含まれる。このことは、もしも工程306において最も強い6個のBCCH搬送波のうちに未識別BCCH搬送波が見つからなければ(結果がNO)、工程321が実行されることを意味する。工程321では、未識別BCCH搬送波の各々について、その測定期間に亘る信号強度平均値が直前の測定期間に亘る信号強度値と比較される。もしBCCH搬送波のどれかの信号強度平均値が、予め定められたしきい値よりも大きい値だけ増大していれば(結果がYES)、測定期間に亘る信号強度平均値を考慮すると、そのBCCH搬送波がたぶん直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうことが予測され(結果がYES)、工程307でそのBCCH搬送波の識別が開始されることになる。逆の場合には(結果がNO)、処理は工程308へ進む。
図3Aおよび図3Cと、図3Dにそれぞれ関連して説明した本発明の方法に関連して使用するための移動局は、出発点として図8−10に関連して説明した移動局MS1を用いて容易に実現できる。図10のコーディネータの機能だけを幾分修正する必要がある。施すべき修正は当業者には明らかである。
本発明は、PCSのGSMをベースとする変形である、ネットワークタイプDCS1800およびPCS1900を含む、GSMから派生したタイプあるいはGSMタイプの通信ネットワークに適用できる。
Claims (10)
- GSMまたはGSM派生型のネットワーク(NW1)における方法であって、前記ネットワーク(NW1)が複数の無線基地局(BTS1−BTS8)と、それら基地局(BTS1−BTS8)と無線通信するための移動局(MS1)とを含んでおり、前記方法が次の工程:
−第1基地局(BTS1)と移動局(MS1)との間の通信のために通信チャネル(CH1)を割り当てる工程(301)、
−前記通信チャネル(CH1)の割り当ての後で、連続する測定期間(M1−M2)に時間を分割する工程(302)、
−移動局(MS1)において、第1基地局(BTS1)近辺にある基地局(BTS2−BTS8)によって送信されるBCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)の信号強度を測定する工程(303)、
−BCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)の各々について、測定期間の各々(M1−M2)に亘って測定された信号強度の平均値(701)を形成する工程(305)、
−測定期間(M1−M2)の1つの終了後に、最も強いと認識されたBCCH搬送波の信号強度平均値(701)を第1基地局(BTS1)へ送信する工程(309)、
を含み、
移動局(MS1)において、次の付加的工程:
−測定期間(M1−M2)の1つに亘る信号強度平均値(701)を考慮しながら、測定された信号強度(501,701)に基づいて、直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうと予測される未識別BCCH搬送波(BCCH4)を指摘する工程(313,314,319,321)、
−指摘されたBCCH搬送波(BCCH4)の識別を開始して、前記BCCH搬送波(BCCH4)によって運ばれる識別情報(BSIC4)を移動局(MS1)に読ませる工程(315)、
が実行されることを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(501,701)を表すパラメータが、少なくとも2つの時点でどのように変化したかの比較に基づいて前記予測が行われることを特徴とする方法。
- 請求項1または請求項2記載の方法であって、前記測定期間の最後の期間(M2)に亘る前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(701)の平均値と、直前の測定期間(M1)に亘るBCCH搬送波(BCCH4)の信号強度の平均値との比較に基づいて、前記信号強度平均値(701)の変化が予め定められたしきい値を超える時に、前記BCCH搬送波(BCCH4)が直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうと予測するように前記予測が行われることを特徴とする方法。
- 請求項1または請求項2記載の方法であって、次の工程:
−前記測定期間(M1−M2)をサブインターバル(S1−S4)に分割する工程(310)、
−前記BCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)のうちの未識別のものについて測定された信号強度(501)について、サブインターバル(S1−S4)の各々に亘る平均値を形成する工程(312)、
を特徴とし、
前記サブインターバルの最後の期間(S2)に亘る前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(501)の平均値と、先行するサブインターバル、好ましくは直前のサブインターバル(S1)に亘るBCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(501)の平均値との比較に基づいて、前記信号強度平均値の変化(601)が予め定められたしきい値(604)を超える時に、前記BCCH搬送波(BCCH4)が直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうと予測するように前記予測が行われる、
方法。 - 請求項1記載の方法であって、次の工程:
−前記測定期間(M1−M2)をサブインターバル(S1−S4)に分割する工程、
−サブインターバル(S1−S4)の各々に亘って前記BCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)の各々について測定された信号強度(501)の平均値を形成する工程、
を特徴とし、
測定期間に亘る信号強度平均値(701)を考慮しながら、前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)が直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうとの予測が、前記サブインターバルの最後のもの(S3)に亘る信号強度平均値(501)を比較した時に、そのBCCH搬送波(BCCH4)が最も強いBCCH搬送波の1つであることが見いだされることに基づいて行われる、
方法。 - GSM型またはGSM派生型のネットワーク(NW1)において、無線基地局(BTS1−BTS8)と通信するための移動局(MS1)であって、
−割り当てられた通信チャネル(CH1)上で、前記基地局の第1のもの(BTS1)と通信するための通信手段(804−813,817−820,823−824)、
−前記第1基地局(BTS1)の近辺にある基地局(BTS2−BTS8)によって送信されるBCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)の信号強度を測定するための測定手段(1002)、
−一連の測定期間(M1−M2)の各々に亘ってBCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)の各々について測定された信号強度の平均値を形成するための第1平均化手段(1001)、
−前記BCCH搬送波(BCCH4)によって運ばれる識別情報(BSIC4)を読むことによって、前記BCCH搬送波の1つ(BCCH4)の識別を決定するための識別手段(1003)、
−前記測定期間(M1−M2)の1つの終了時に、前記通信手段(804−813,817−820,823−824)を使って、最も強い識別されたBCCH搬送波の信号強度平均値(701)を前記第1基地局(BTS1)へ送信するための測定データ報告手段(1004)、
を含み、前記移動局が更に:
−測定期間(M1−M2)の1つに亘る信号強度平均値(701)を考慮しながら、測定された信号強度(501,701)に基づいて、直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになることが予測される未識別BCCH搬送波(BCCH4)を指摘するための手段(1001)、
を含むことを特徴とし、
前記識別手段(1003)が、指摘された前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)の識別を開始するように構成されている、
移動局。 - 請求項6記載の移動局(MS1)であって、
指摘するための前記手段(1001)が、前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(501,701)を表すパラメータが、少なくとも2つの時点でどのように変化したかという比較に基づいて前記予測を行わせるように構成されていること、
を特徴とする移動局。 - 請求項6または請求項7記載の移動局(MS1)であって、
指摘するための前記手段(1001)が、前記測定期間の最後のもの(M2)に亘る前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(701)の平均値と、直前の測定期間(M1)に亘るBCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(701)の平均値との比較に基づいて、もし信号強度平均値(701)の変化が予め定められたしきい値を超えていれば、前記BCCH搬送波(BCCH4)が直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうと予測するように構成されていること、
を特徴とする移動局。 - 請求項6または請求項7記載の移動局(MS1)であって、
前記移動局(MS1)が更に、前記BCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)のうちの少なくとも未識別のものについて測定された信号強度(501)の、前記測定期間(M1−M2)のサブインターバル(S1−S4)に亘る平均値を形成する第2の平均化手段(1001)を含んでいること、および、指摘するための前記手段(1001)が、前記サブインターバルの最後のもの(S2)に亘る前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(501)の平均値と、先行するサブインターバル、好ましくは直前のサブインターバル(S1)に亘るBCCH搬送波(BCCH4)の信号強度(501)の平均値との比較に基づいて、もし信号強度平均値の変化(601)が予め定められたしきい値(604)を超えていれば、前記BCCH搬送波(BCCH4)が直ぐに最も強いBCCH搬送波の1つになるであろうと予測するように構成されていること、
を特徴とする移動局。 - 請求項6記載の移動局であって、
前記移動局(MS1)が更に、前記BCCH搬送波(BCCH2−BCCH8)について測定された信号強度(501)の、前記測定期間(M1−M2)のサブインターバル(S1−S4)に亘る平均値を形成するための第2平均化手段(100)を含んでいること、
を特徴とし、更に
指摘するための前記手段(1001)が、前記サブインターバルの最後のもの(S3)に亘る信号強度平均値(501)の比較において、前記未識別BCCH搬送波(BCCH4)が最も強いBCCH搬送波の1つであることに基づいて前記予測が行われるように構成されている、
移動局。
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