JP4651463B2 - 基地局及び基地局で使用される方法 - Google Patents

Description

本発明は一般に移動通信の技術分野に関し、特に基地局及び基地局で使用される方法に関連する。

第３世代移動通信システムの国際標準化団体である３ＧＰＰのＲｅｌ−６仕様では、同報型のサービス提供方法が仕様化されている。これにより下りリンクの無線リソースの有効利用を図ることができる。同報型のサービス提供方法では、特定のサービス（コンテンツ）を同じ基地局配下の複数移動局が受信要求する場合、それぞれに個別の無線チャネルを割りあてて同じコンテンツを別々に送信するのではなく、基地局が下り共通チャネルでそのコンテンツを送信し、受信を希望する全移動局がその共通チャネルを同時に受信する。この機能は「マルチキャスト／ブロードキャストキャスト・マルチメディアサービス」（ＭＢＭＳ：Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｅｒｖｉｃｅ）と総称される。以下にＭＢＭＳの概要を説明する。

図１に示すように、ＭＢＭＳでは、基地局からＭＴＣＨの１対多のトラフィックチャネル（ＭＢＭＳ ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ）データが、４０ｍｓ若しくは８０ｍｓの送信時間間隔（ＴＴＩ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）にて、Ｓ−ＣＣＰＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）上で送信される。ここで、ＭＴＣＨは同報コンテンツがマッピングされる論理チャネル、ＴＴＩはチャネル符号化されたデータブロックが無線にて送信される時間の単位、そしてＳ−ＣＣＰＣＨはＭＴＣＨが無線伝送される下り物理チャネルである。

次に３ＧＰＰのＲｅｌ−６ ＭＢＭＳにおける品質劣化を招く異周波測定が説明される。図２に示されるように、無線ネットワークは、同一周波数帯域で全地域のカバレッジを提供することはできないが、異なる周波数帯域を用いれば全地域を網羅できる場合、そのエリアの基地局は、在圏セルが異周波測定エリアであることを移動局に報知する。図２では、ｆ１とｆ２が異なる周波数帯域を表し、影のついたセルが異周波測定エリアに該当する。このセル内の移動局は、報知されている閾値よりも受信電力レベルが下回った場合に、異周波測定を行う。

異周波測定を行うにあたって、移動局は在圏セルで受信している周波数帯とは異なる周波数帯の信号を受信する必要がある。この際、図３Ａに示されるようにＲＦ経路を２系統有する移動局なら、自セルの信号を受信しつつ異周波の測定を同時に行うことができる。ＲＦ経路を複数用意することは移動局のコストに多大な影響を与える。従って、図３Ｂに示されるように、ＲＦ経路は１系統しか実装されておらず、周波数シンセサイザを所望のキャリア周波数に合わせて受信（測定）を行う移動局もあり、むしろそのような移動局の方が一般的であるかもしれない。即ち、移動局は異周波測定をする場合、周波数シンセサイザを測定したい周波数に調整し、測定中は自セルからの信号は受信しないようにするのが通例である。

上記のように、ＲＦ経路を１本しか持たない移動局が異周波測定を行う際、自セルからの信号は受信できない。したがって、基地局は各移動局の異周波測定タイミングを把握し、移動局が異周波測定を行うタイミングで下りユーザデータを送信しないという制御（ＤＴＸ：Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を行う必要がある。３ＧＰＰ Ｒｅｌ−６仕様では、移動局が異周波測定するタイミングを、次のような式で規定している。

SFN div N = C_RNTI mod M_REP + n * M_REP
移動局は上記の式を満たすシステムフレーム番号（ＳＦＮ：Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｒａｍｅ Ｎｕｍｂｅｒ）で異周波測定を行う。ここでＳＦＮはフレーム番号、ｍｏｄはモジュロ演算、そしてＣ＿ＲＮＴＩはセル毎に移動局に割り振る移動局識別子である。Ｎ、Ｍ＿ＲＥＰ、ｎは固定的なパラメータであるため、上記式から、各セルにおける移動局の異周波測定タイミングは分散される。上記の式は、移動局個々のデータを基地局から各移動局に送信することが想定されている。即ち図４Ａに示されるように、ある移動局が異周波測定を行うタイミングの時点で、他の移動局はデータを受信できるようにすることで、下りリンクでデータを送信しないフレームの生じることが回避される。この種の背景技術ついては非特許文献１に記載されている。

上記のように移動局個別の識別子に何らかの演算を施し、各移動局の異周波測定タイミングを分散させる方法は、個別データの送信には適しているかもしれないが、ＭＢＭＳのようにマルチキャストで複数の移動局に同報サービスを提供する時には問題になる。つまり、各移動局が各々のタイミングで異周波測定に入ってしまうため、同じマルチキャストグループに属する移動局全てが異周波測定していないタイミングは殆ど生じないかもしれない。このため基地局は常にＭＢＭＳデータを送信することになるが、データ伝送と異周波測定が衝突することも生じてしまい、異周波測定に入る移動局は一部が欠落した無線信号を受信することになってしまう。ＭＢＭＳデータのチャネル符号化は４０ｍｓ／８０ｍｓ単位で行い、異周波測定は１０ｍｓ単位で行うため、移動局は異周波測定時に送信されたデータブロックを全く受信できない訳ではない。しかし、データブロックの損失率を、異周波測定を要しないセルと同じ品質に保つには、その分ＭＢＭＳの送信に伴う基地局送信電力を増やして補償する必要がある。この様子は図４Ｂに示される。
３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１ Ｖ６．４．０ （２００４−１２），８．５．１１，ｐ２４３

本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、異周波測定に起因するデータの欠落を少なくとも軽減する基地局及び基地局で使用される方法を提供することである。

本発明では、移動局の属するマルチキャストグループを管理する手段と、移動局が在圏セルの周波数とは異なる周波数の信号を測定するタイミングである異周波測定タイミングを決定するタイミング決定手段と、データを送信する送信手段とを有する基地局が使用される。前記タイミング決定手段は、同じマルチキャストグループに属する少なくとも２つの移動局に同じ異周波測定タイミングを割り当てる。前記送信手段は、異周波測定タイミングを避けて、マルチキャストグループ内の移動局にデータを送信する。

本発明によれば、異周波測定に起因するデータの欠落を少なくとも軽減することができる。

本発明の一形態では、基地局が管轄するサービスエリアに属する移動局に異周波測定の実施を指示する場合に、マルチキャストグループに属する全移動局の異周波測定タイミングが統一されるように基地局が測定タイミングを制御する。これにより、同報型サービスに使用する下り無線リソースが効率的に使用される。

以下、本発明による第１実施例が説明される。

図５に示されるように、本実施例では、下りリンクのユーザデータの送受信に共有データチャネル（ｓｈａｒｅｄ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）が適用される。基地局は移動局に共有データチャネルの割り当てを通知する。この通知はＭＡＣ識別子で移動局を特定する共有制御チャネルで行われる。

図６は本実施例による基地局の制御装置の機能ブロック図を示す。図６に示す基地局の制御装置は、移動局マルチキャストグループ属性管理部、移動局異周波測定タイミング決定・管理部、異周波測定タイミング通知部及びマルチキャストデータ送信部を有する。「移動局マルチキャストグループ属性管理部」は移動局がマルチキャストグループに属しているか否かを判別し、移動局が所属するマルチキャストグループを管理する。「移動局異周波測定タイミング決定・管理部」は移動局の異周波測定タイミングを決定し、管理する。「異周波測定タイミング通知部」はその異周波測定タイミングを各移動局に通知する。「マルチキャストデータ送信部」はマルチキャストデータを送信する。

図７Ａ，Ｂは本発明の一実施例による動作例を示すフローチャートである。図７Ａに示されるように、まず、基地局の制御装置は、自分のサービスエリアに移動局が入ってきた場合に（ステップ１）、その移動局がマルチキャストグループに属しているか否かを判別する（ステップ２）。属している場合はどのマルチキャストグループに属しているかが判別される。これらは主に「移動局マルチキャストグループ属性管理部」で管理される。例えば、この情報は移動局が直接基地局に通知してもよいし、移動局が隣接基地局のサービスエリアから移動してきた場合は、元の基地局から通知を受けてもよい。

次に、「移動局マルチキャストグループ属性管理部」はその移動局のマルチキャストグループ属性を「移動局異周波測定タイミング決定・管理部」に通知する。「移動局異周波測定タイミング決定・通知部」は、その移動局がマルチキャストグループに属している場合はそのマルチキャストグループ用の異周波測定タイミングをその移動局に割り当てる（ステップ３）。逆にその移動局がマルチキャストグループに属していない場合はその移動局に個別の異周波測定タイミングを割り当てる（ステップ４）。いずれにせよ、割り当てられたタイミングは「異周波測定タイミング通知部」により移動局に通知される（ステップ５）。ここで、マルチキャストグループに属していない移動局の間や、異なるマルチキャストグループに属する移動局の間では異周波測定タイミングが異なっていても同じでもよいが、同じマルチキャストグループに属する移動局の間では同一の異周波測定タイミングを割り当てる。異周波測定タイミングの具体的な指定方法は、例えば、測定フレーム周期及び測定フレームオフセットなどにより特定する方法が考えられる。

図７Ｂに示されるように、あるマルチキャストグループ宛のデータが発生した場合（ステップ１）、「マルチキャストデータ送信部」は、そのマルチキャストグループの異周波測定タイミングは「移動局異周波測定タイミング決定・管理部」により決定され、そのマルチキャストグループの異周波測定タイミングに重ならないＴＴＩにてそのマルチキャストデータを送信する。ＵＥ又はマルチキャストグループは次のＴＴＩで異周波測定を行うか否かを基地局が判断する（ステップ２）。行われなければフローはステップ３に進み、１ＴＴＩだけ待機してステップ２に戻る。異周波測定が行われるならば、データは次のＴＴＩで送信する候補として取り扱われ（ステップ４）、その候補の中から送信するものが選択される（ステップ５）。データが送信用に選択されていたか否かが判定され、送信されていなかったならばフローは１ＴＴＩだけ待機し（ステップ３）、ステップ２に戻る。データが送信に選択されていたならばステップ７にてそれが送信される。

このようにマルチキャストグループの異周波測定タイミングを統一することで、マルチキャストグループに属する全移動局が、異周波測定を、マルチキャストデータをミスすることなく受信でき、下り無線リソースが効率的に使用できるようになる。

以下に、本発明による第２実施例が説明される。図８に示されるように、本実施例では、下りリンクのユーザデータの送受信に共有データチャネルが適用される。基地局は移動局に対して共有データチャネルの割り当てを共有制御チャネルで通知する。制御チャネル内で移動局はＭＡＣ識別子で区別される。

図９は、本実施例に必要な基地局の制御装置の機能ブロック図を示す。図９に示される基地局の制御装置は、移動局マルチキャストグループ属性管理部、ＭＡＣ識別子決定・管理部、移動局異周波測定タイミング計算・管理部、及びマルチキャストデータ送信部を有する。「移動局マルチキャストグループ属性管理部」は、移動局がマルチキャストグループに属しているか否か、また、属している場合はその属しているマルチキャストグループを管理する。「ＭＡＣ識別子決定・管理部」は移動局に割りあてるＭＡＣ識別子を割りあて管理する。「移動局異周波測定タイミング計算・管理部」はＭＡＣ識別子から異周波測定タイミングを計算し管理する。「マルチキャストデータ送信部」はマルチキャストデータを送信する。

図１０は本実施例による動作例のフローチャートを示す。図１０Ａに示されるように、基地局の制御装置は、自分のサービスエリアに移動局が入ってきた場合に（ステップ１）、その移動局がマルチキャストグループに属しているかを判別する（ステップ２）。移動局がマルチキャストグループに属していた場合はどのマルチキャストグループに属しているかが「移動局マルチキャストグループ属性管理部」にて確認される。例えば、この情報は移動局が直接基地局に通知してもよいし、移動局が隣接基地局のサービスエリアから移動してきた場合は、元の基地局から通知を受けることで把握されてもよい。

次に、「移動局マルチキャストグループ属性管理部」はその移動局のマルチキャストグループ属性を「ＭＡＣ識別子決定・管理部」に通知する。「ＭＡＣ識別子決定・管理部」は、その移動局がマルチキャストグループに属している場合はそのマルチキャストグループ用のＭＡＣ識別子をその移動局に割り当てる（ステップ３）。逆にその移動局がマルチキャストグループに属していない場合はその移動局に個別のＭＡＣ識別子を割りあて、「異周波測定タイミング計算・管理部」に通知する（ステップ４）。

「異周波測定タイミング計算・管理部」は、予め規定されているＭＡＣ識別子に依存する数式で各移動局又はマルチキャストグループの異周波測定タイミングを求め、管理する（ステップ５）。移動局も割り当てられたＭＡＣ識別子により同じ数式にて異周波測定タイミングを求める。ここで、ある特定のマルチキャストグループに属する移動局には同一のＭＡＣ識別子が割り当てられるため、算出される異周波測定タイミングも統一されることになる。なお、算出される異周波測定タイミングが統一されるならば、移動局に割り当てられるＭＡＣ識別子は異なってもよい。

そして、あるマルチキャストグループ宛にデータが発生した場合、「マルチキャストデータ送信部」は、そのマルチキャストグループの異周波測定タイミングを「異周波測定タイミング計算・管理部」により教えてもらい、そのマルチキャストグループの異周波測定タイミングに重ならないＴＴＩにてそのマルチキャストデータを送信する。

図１０Ｂに示されるように、あるＵＥ又はマルチキャストグループ宛のデータが発生した場合（ステップ１）、ＵＥ又はマルチキャストグループは次のＴＴＩで異周波測定を行うか否かを基地局が判断する（ステップ２）。行われなければフローはステップ３に進み、１ＴＴＩだけ待機してステップ２に戻る。異周波測定が行われるならば、データは次のＴＴＩで送信する候補となり（ステップ４）、その候補の中から送信するものが選択される（ステップ５）。データが送信用に選択されていたか否かが判定され、選択されていなかったならばフローは１ＴＴＩだけ待機し（ステップ３）、ステップ２に戻る。データが送信に選択されていたならばステップ７にてそれが送信される。

以上のようにマルチキャストグループの異周波測定タイミングを統一することで、マルチキャストグループに属する全移動局が、異周波測定を、マルチキャストデータをミスすることなく受信でき、下り無線リソースが効率的に使用できるようになる。

ＭＢＭＳにおけるデータフローを示す図である。 異周波測定を要するセルと要しないセルを示す図である。 移動局の受信部を示す図である。 別の移動局の受信部を示す図である。 異周波測定タイミングのスケジューリング例を示す図である。 異周波測定タイミングのスケジューリング例を示す図である。 下りの共有制御チャネル及び共有データチャネルを示す図である。 基地局の制御装置の機能ブロック図を示す図である。 本発明の一実施例による動作例を示す図である。 本発明の一実施例による動作例を示す図である。 下りの共有制御チャネル及び共有データチャネルを示す図である。 基地局の制御装置の機能ブロック図を示す図である。 本発明の一実施例による動作例を示す図である。 本発明の一実施例による動作例を示す図である。

Claims (4)

1. 移動局の属するマルチキャストグループを管理する手段と、
   移動局が在圏セルの周波数とは異なる周波数の信号を測定するタイミングである異周波測定タイミングを決定するタイミング決定手段と、
   データを送信する送信手段と、
   を有し、前記タイミング決定手段は、同じマルチキャストグループに属する少なくとも２つの移動局に同じ異周波測定タイミングを割り当て、
   前記送信手段は、異周波測定タイミングを避けて、マルチキャストグループ内の移動局にデータを送信する
   ことを特徴とする基地局。
2. 前記移動局がＭＡＣ識別子で区別される
   ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
3. 同じマルチキャストグループに属する少なくとも２つの移動局に同じＭＡＣ識別子が割り当てられ、
   異周波測定タイミングがＭＡＣ識別子から導出される
   ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
4. 移動局の属するマルチキャストグループを判別し、
   移動局が在圏セルの周波数とは異なる周波数の信号を測定するタイミングである異周波測定タイミングを決定し、
   異周波測定タイミングを避けて、マルチキャストグループ内の移動局にデータを送信する方法であって、同じマルチキャストグループに属する少なくとも２つの移動局には同じ異周波測定タイミングが割り当てられる
   ことを特徴とする基地局で使用される方法。

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