JP4782207B2 - ブロードキャスト通信用のセルラ通信システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、セルラ通信システムでの通信リソースの利用に関し、排他的ではないが特に、時分割双方向3GPP（3rd Generation Partnership Project）セルラ通信システムでブロードキャスト通信をサポートすることに関する。

現在では、移動電話ユーザに提供される通信サービスを更に拡張するために、第３世代セルラ通信システムが展開されている。最も広く採用されている第３世代通信システムは、CDMA（Code Division Multiple Access）及びFDD（Frequency Division Duplex）又はTDD（Time Division Duplex）技術に基づく。CDMAシステムでは、ユーザ分離は、異なる拡散コード及び／又はスクランブルコードを同じ搬送周波数及び同じ時間間隔で異なるユーザに割り当てることにより得られる。これはTDMA（time division multiple access）システムと異なり、TDMAシステムのユーザ分離は、異なる時間スロットを異なるユーザに割り当てることにより実現される。

更に、TDDは、上りリンク送信（すなわち、無線サービス提供基地局を介した移動無線通信ユニット（しばしば無線加入者通信ユニットと呼ばれる）から通信インフラストラクチャへの送信）と下りリンク送信（サービス提供基地局を介した通信インフラストラクチャから移動無線通信ユニットへの送信）との双方に使用される同じ搬送周波数を提供する。TDDでは、搬送周波数は、時間ドメインで一連のタイムスロットに再分割される。単一の搬送周波数は、いくつかのタイムスロットの間に上りリンク送信に割り当てられ、他のタイムスロットの間に下りリンク送信に割り当てられる。この原理を使用した通信システムの例は、UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）である。CDMA、特にUMTSのWCDMA（Wideband CDMA）モードの更なる説明については、‘WCDMA for UMTS’、Harri Holma（編集）、Antti Toskala（編集）、Wiley&Sons、2001、ISBN0471486876にある。

従来のセルラシステムでは、相互に近接するセルは、重複しない送信リソースを割り当てられる。例えば、CDMAネットワークでは、相互に近接するセルは、（上りリンク方向と下りリンク方向との双方に使用される）異なる拡散コードを割り当てられる。これは、例えば、各セルで同じ拡散コードを使用するが、異なるセル特有のスクランブルコードを使用することにより実現され得る。これらの組み合わせは、各セルで効果的に異なる拡散コードをもたらす。

拡張通信サービスを提供するために、第３世代セルラ通信システムは、様々な異なる拡張サービスをサポートするように設計されている。１つのこのような拡張サービスはマルチメディアサービスである。移動電話及び他のハンドヘルド装置を介して受信可能なマルチメディアサービスの需要は、将来の数年の間に急速に成長することになる。マルチメディアサービスは、通信されるデータ内容の性質のため、高帯域を必要とする。

典型的には、単一の搬送周波数を使用するこのようなセルラシステムでは、無線加入者ユニットは、１つの無線サービス提供通信ユニット（すなわち、１つのセル）に‘接続’される。典型的には、ネットワークの他のセルは、関心のある無線加入者ユニットに干渉信号を生じる。これらの干渉信号の存在のため、無線加入者ユニットに維持可能な最大の実現可能データレートの低下が典型的に生じる。

マルチメディアサービスの提供での典型的で最もコスト効率の良い手法は、ユニキャスト（すなわち、ポイント・ツー・ポイント）方式でマルチメディア信号を送信することとは対照的に、マルチメディア信号を‘ブロードキャスト’することである。典型的には、例えば、ニュース、映画、スポーツ等を伝達する数十ものチャネルが、通信ネットワークで同時にブロードキャストされ得る。

無線スペクトルは貴重であるため、ユーザにできるだけ多くのブロードキャストサービスを提供し、これにより、最も広いサービスの選択を移動電話ユーザ（加入者）に提供するために、スペクトル効率の良い送信技術が必要になる。ブロードキャストサービスは、従来の地上波テレビ／ラジオ送信と同様に、セルラネットワークで伝達され得ることが知られている。

セルラシステムでマルチメディアブロードキャストサービスを配信する技術（UMTSのMBMS（Mobile Broadcast and Multicast Service）等）は、過去数年の間に開発されてきている。これらのブロードキャストセルラシステムでは、同じブロードキャスト信号が、従来のセルラシステム内の隣接セルで、重複しない物理リソースで送信される。従って、無線加入者ユニットでは、受信機は、接続されたセルからブロードキャスト信号を検出することができなければならない。特に、この検出は、隣接セルの重複しない物理リソースで送信される更なる潜在的な干渉ブロードキャスト信号が存在する場合に行われる必要がある。

更に、デジタルビデオ放送（DVB：digital video broadcasting）技術が最近に進化しており、移動ハンドヘルド（DVB-H）端末にブロードキャストビデオ配信することを目的としている。典型的には、このようなネットワークの全ての無線インフラストラクチャ送信機は、無線‘リピータ’として動作する。従って、（制御シグナリング及び上りリンクのユーザトラヒックを伝達するために必要になる）上りリンク及び下りリンクのユニキャスト信号を提供し、DVBを使用するDVB-H端末へのブロードキャスト通信を容易にするために、別の異なる技術（通常はセルラ電話技術）が使用される。このようなブロードキャストシステムのDVB-H受信機を移動電話に統合することは可能であるが、このような‘デュアルモード’装置のコストは相当になる。

従って、ブロードキャスト無線送信に提案又は実装されている全ての既知の技術は、非効率的に、ブロードキャスト目的に専用の別のスペクトルを必要とする。代替として、既知の技術は、ブロードキャスト送信に関して同様にある程度非効率的に、各周波数で別のブロードキャスト及びユニキャスト送信を受信するために、移動受信機に二重の回路を提案又は実装する。

従って、典型的にはセルラネットワークでは、ブロードキャスト送信を想定した高帯域を実現するために、ブロードキャスト送信に必要な高スループットレートを実現するために、隣接セルからの干渉を軽減する要件が存在する。

従って、現在の技術は次善である。従って、セルラネットワークでブロードキャスト送信をサポートする問題に対処する改善した機構が有利である。特に、既存のUTRA-TDDシステムと共存するUTRA TDDシステムでのブロードキャスト送信の提供を可能にするシステムが有利である。

従って、本発明は、前記の欠点のうち１つ以上を単独で又は何らかの組み合わせで緩和、軽減又は除去することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、セルラ通信システムが提供される。セルラ通信システムは、ブロードキャストモードロジックを有する管理ロジックと、管理ロジックに動作可能に結合された複数の無線サービス提供通信ユニットと、複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルでユニキャスト動作モードで無線サービス提供ユニットから信号を受信する複数の無線加入者通信ユニットとを有する。ブロードキャストモードロジックは、複数の無線サービス提供通信ユニットからのブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を伝達及び適用し、これにより、送信リソースの一部又は全部がブロードキャスト動作モードに構成されることを、複数の無線加入者通信ユニットに伝達する。

複数のセルで（従って、複数の各無線サービス提供通信ユニットを介して）使用されるブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を適用するようにブロードキャストモードロジックを構成することで、本発明の一実施例は、ブロードキャスト通信のみを受信する無線加入者通信ユニットが１つの無線サービス提供通信ユニットから他に移動したときに、通信のハンドオーバを回避する。

本発明により、例えばユーザのニーズを反映するような下りリンクリソースの効率的な使用により、通信システムで通信リソースの使用の改善が可能になり得る。本発明により、例えば移動するときの下りリンクブロードキャストの中断の低減により、エンドユーザにより認識される性能の改善が可能になり得る。本発明は、例えばハンドオーバシグナリングの低減のため、スループットレートの増加を提供し得る。本発明により、無線加入者ユニットが強い所望のブロードキャスト信号と弱い干渉信号とを受信することを可能にすることにより、セルラネットワークでの性能の改善を可能にし得る。

本発明により、セルラ通信システムは、いつでも必要に応じてブロードキャストサービス又はユニキャストサービスにそのリソースを動的に使用することが可能になり得る。本発明は、既存の通信システム（3GPP TDD-CDMA又はTD-SCDMAセルラ通信システム等）と互換性を有してもよい。

本発明の任意選択の特徴によれば、共通セル識別子は、ビーコンタイムスロットで少なくとも１つの無線サービス提供通信ユニットから送信されるシステム情報を介して、複数の無線加入者通信ユニットに伝達されてもよい。従って、ブロードキャスト通信リソースの帯域内シグナリングが実現される。

本発明の任意選択の特徴によれば、共通セル識別子は、‘帯域外’周波数搬送波（例えば、GPRS、赤外線、Bluetooth^TM、又は無線加入者通信ユニットによりサポートされる他の無線アクセス技術）で少なくとも１つの無線サービス提供通信ユニットから送信されるシステム情報を介して、複数の無線加入者通信ユニットに伝達されてもよい。

本発明の任意選択の特徴によれば、共通セル識別子は、特定の周波数搬送波の全てのタイムスロットで送信されてもよい。これにより、セルを‘真の’ブロードキャスト通信セルとして構成してもよい。

本発明の任意選択の特徴によれば、共通セル識別子は、全く同じ信号を送信するように全てのセルを構成又は再構成するために使用されてもよい。これにより、ブロードキャスト信号の送信を更に効率的にしてもよい。このように、ブロードキャスト信号を送信する複数のセルは、大きい信号電力及び低減した干渉で、無線加入者通信ユニットで単一の合成セルとして‘みなされる’。

本発明の第２の態様によれば、管理ロジックが提供される。管理ロジックは、セルラ通信システム用のブロードキャストモードロジックを有し、管理ロジックは、ユニキャスト動作モードでの通信をサポートする複数の無線サービス提供通信ユニットに動作可能に結合され、複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルで複数の無線加入者通信ユニットに動作可能に結合されるように構成される。ブロードキャストモードロジックは、複数の無線サービス提供通信ユニットからのブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を適用し、これにより、送信リソースの一部又は全部がブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、複数の無線加入者通信ユニットに伝達する。

本発明の第３の態様によれば、セルラ通信システムを構成する方法が提供される。セルラ通信システムは、ブロードキャストモードロジックを有する管理ロジックと、管理ロジックに動作可能に結合された複数の無線サービス提供通信ユニットとを有する。複数の無線加入者通信ユニットは、時分割双方向無線通信で各無線サービス提供通信ユニットによりサポートされる。複数の無線加入者通信ユニットのうち１つ以上は、複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルでユニキャスト動作モードで複数の無線サービス提供通信ユニットのうち少なくとも１つから信号を受信する。ブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子は、送信リソースの一部又は全部がブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、複数の無線加入者通信ユニットに伝達するために使用される。

本発明の前記及び他の態様、特徴及び利点は、以下に説明する実施例から明らかになり、実施例を参照して説明する。

本発明の実施例について、添付図面を参照して一例のみとして説明する。

以下の説明は、UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）セルラ通信システム（特に、3GPP（3rd generation partnership project）システム内でTDD（Time Division Duplex）モードで動作するUTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network））に適用可能な本発明の実施例を焦点に当てる。

図１を参照すると、本発明の一実施例に従って、セルラ型通信システム100が概要で示されている。この実施例では、セルラ型通信システム100は、UMTS（universal mobile telecommunication system）無線インタフェースと互換性があり、UMTS無線インタフェースで動作可能なネットワークエレメントを有する。特に、実施例は、UTRAN無線インタフェースに関するWCDMA（wide-band code-division multiple access）、TD-CDMA（time-division code-division multiple access）及びTS-CDMA（time-division synchronous code-division multiple access）標準の3GPP（Third Generation Partnership Project）仕様に関する（仕様の3GPP TS 25.xxxシリーズに記載されている）。

特に、3GPPシステムは、１つ以上のセルからのブロードキャスト及びユニキャストUTRA通信をサポートするように適合される。

複数の無線加入者通信ユニット／端末（又はUMTS用語でUE（user equipment））は、114、116は、複数の基地局（UMTS用語ではNode-Bと呼ばれる）124、126と無線リンク119、120で通信する。システムは、明瞭にするために図示しない多数の他のUE及びNode-Bを有する。

無線通信システム（場合によっては、ネットワークオペレータのネットワークドメインと呼ばれる）は、外部ネットワーク134（例えば、インターネット）に接続される。ネットワークオペレータのネットワークドメインは、
(i)コアネットワーク、すなわち、少なくとも１つのGGSN（Gateway GPRS（General Packet Radio System） Support Node））（図示せず）及び少なくとも１つのSGSN（Serving GPRS Support Node）142、144
(ii)アクセスネットワーク、すなわち、
(i)UMTS RNC（radio network controller）136、140、及び
(ii)UMTS Node-B124、126
を有する。

GGSN（図示せず）又はSGSN142、144は、UMTSが公衆ネットワーク（例えば、PTDN（Public Switched Data Network（インターネット等）又はPSTN（Public Switched Telephone Network））134とインタフェース接続する役目をする。SGSN142、144は、トラヒックのルーティング及びトンネリング機能を実行し、GGSNは、外部パケットネットワークに連結する。

Node-B124、126は、RNC136、140とSGSN544のようなMSC（mobile switching center）とを含み、RNC（Radio Network Controller）局を通じて外部ネットワークに接続される。典型的には、セルラ通信システムは、多数のこのようなインフラストラクチャ要素を有する。明瞭にするために、図１には限られた数のみが図示されている。

各Node-B124、126は、１つ以上のトランシーバユニットを有し、UMTS仕様に規定されるIubインタフェースを介して、残りのセル型システムインフラストラクチャと通信する。

本発明の一実施例によれば、第１の無線サービス提供通信ユニット（例えば、Node-B124）は、上りリンクタイムスロットに分割された複数の上りリンク送信リソースと、下りリンクタイムスロットに分割された複数の下りリンク送信リソースとを有する周波数チャネルで、TDD動作をサポートする。Node-B124は、地理的領域185で通信をサポートする。

本発明の一実施例によれば、第２の無線サービス提供通信ユニット（すなわち、Node-B126）は、上りリンクタイムスロットに分割された複数の上りリンクの第２の送信リソースと、下りリンクタイムスロットに分割された複数の下りリンクの第２の送信リソースとを有する第２の周波数チャネルで、TDD動作をサポートする。Node-B126は、地理的領域190で通信をサポートする。

各RNC136、140は、１つ以上のNode-B124、126を制御してもよい。各SGSN142、144は、外部ネットワーク134へのゲートウェイを提供する。OMC（Operations and Management Centre）146は、RNC136、140及びNode-B124、126に動作可能に接続される。当業者にわかるように、OMC146は、セルラ通信システム100の部分を運営及び管理するための処理機能（図示せず）及び論理機能152を有する。

本発明の一実施例によれば、OMC146（又は同等のネットワークエレメントマネージャ若しくは同様の機能を有するコントローラ）は、以下に説明するように適合される。以下では、無線通信システムの‘中央’管理エンティティは、‘管理ロジック’と呼ばれる。管理ロジック146は、１つ以上のRNC136、140と通信し、次に、１つ以上のRNC136、140は、無線ベアラ設定（すなわち、ブロードキャスト及びユニキャスト送信に使用される物理通信リソース）に関してNode-B及びUEにシグナリング158、160を提供する。

本発明の一実施例によれば、管理ロジック146は、ブロードキャストモードロジック150を有するように、又はブロードキャストモードロジック150に動作可能に結合されるように適合される。ブロードキャストモードロジック150は、セルラ通信システム100の送信リソースの一部又は全部がブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、複数の無線加入者通信ユニットに伝達するシグナリングロジックを有する、又はシグナリングロジックに動作可能に結合される。ブロードキャスト動作モードは、ユニキャスト送信に加えて、又はユニキャスト送信の代替として構成される。

本発明の一実施例では、無線サービス提供通信ユニット（Node-B等）は、プロセッサ196及びタイマ192と動作可能に結合された送信機を有する。本発明の実施例は、ブロードキャストモードでNode-B124からの送信を構成又は再構成するために、プロセッサ196及びタイマ192を利用する。

プロセッサ196は、通信システムの下りリンク及び上りリンクチャネルの一方又は双方で、ユニキャスト送信に加えて、又はユニキャスト送信の代替として、下りリンクブロードキャスト送信をサポートする。

タイマ192は、ブロードキャストモードロジック150の指示／命令で、ブロードキャスト送信として完全なタイムスロットをスケジューリングするように構成される。一実施例では、ブロードキャストモードロジック150は、ユニキャスト送信に加えて特別なブロードキャストタイムスロットをスケジューリングしてもよい。

ブロードキャストモードロジック150は、RNC及びNode Bに伝達される物理リソースを管理するように構成される。このように、ブロードキャストモードロジック150は、ブロードキャスト用のタイムスロットを割り当て、送信電力を設定し、ブロードキャスト送信を伝達する全てのタイムスロットに単一セルIDを割り当てる。

UTRA TDDでは、単一セル識別子の概念は既知である。これにより、複数の識別子は、それぞれ個々のセルを特定するように構成される。本発明の一実施例によれば、‘単一セル識別子’が変更され、複数のセルを通じて適用される‘共通セル’識別子として使用される。

特に、セル識別子は、例えば3GPP TDDのシナリオでのタイムスロット毎の、最小の可能な時間割り当てリソース単位内で設定され得るパラメータである。従って、ブロードキャストタイムスロットでは、3GPP TDDネットワークの全てのセルは、同じ識別子を使用して伝達され、非ブロードキャストタイムスロットでは、従来のセル識別子の重複しないパターンが使用される。

ブロードキャストモードロジック150はまた、ネットワーク内の他のアーキテクチャ要素（RNC136、140又は例えばNode-B124等）に動作可能に結合されてもよく、又はネットワーク内の他のアーキテクチャ要素に位置してもよいことが想定される。ブロードキャストモードロジック150は、OMC146から末端にあってもよく、及び／又はその機能は複数のシステム要素の間で分散されてもよいことが想定される。

本発明の一実施例によれば、ブロードキャストモードロジック150は、既存のUTRAシグナリングにデータフィールドを割り当て、結合したブロードキャスト及びユニキャスト送信をサポートすることが提案される。この実施例では、図２のセルの図200に示すように、ブロードキャスト送信をサポートする複数のセル210を通じた１つ又は複数の利用可能なタイムスロットでのブロードキャスト送信を示すために、共通セルID215が使用される。

現在UTRA TDDでは、各Node Bは、そのタイムスロットの全てに適用するセルIDを用いて伝達される。UEは、同期手順の一部としてセルIDを導き（すなわち、UEは、送信をデコードするためにセルIDを必要とする）、セルIDは、全てのタイムスロットをデコードするために使用される。前述のブロードキャストの実装に関して、同期バースト（synchronisation burst）（通常ではビーコンタイムスロット）を含むタイムスロットのセルIDは、通常の方法で（すなわち、同期手順を介して）導かれる。しかし、共通セルIDがデコードされると、UEは、ブロードキャスト制御チャネル（BCCH：broadcast control channel）をデコードし、これからシステム情報を抽出する。ブロードキャストされるタイムスロット（従って、ブロードキャスト送信をデコードするために共通セルIDパラメータを使用するタイムスロット）をUEに通知する更なるシグナリング（すなわち、現在のUTRA TDDへの追加）が、システム情報に含まれる。

図２は、共通セルID215を使用して、全てのセルで実行されるブロードキャスト送信を示している。しかし、他の実施例では、全てのセルを再構成することとは対照的に、セルのクラスタがブロードキャスト送信をサポートするように構成又は再構成されてもよいことが想定される。このように、セルラシステムは、共通セルIDのブロードキャストネットワークをサポートする。

或る場合には、全ての時間部分は、ブロードキャスト送信に専用になってもよいことが更にわかる。例えば、UTRA TDDの実施例に関して（この場合に限定されない）、全てのタイムスロットは、ブロードキャスト信号を伝達するために使用されてもよい。すなわち、この実施例では、共通セルIDが全てのタイムスロットに割り当てられ得る。このブロードキャスト動作モードは、単一セルIDを使用して、以前にユニキャスト通信が別のNode Bによりサポートされていたサービスエリアの間を無線通信ユニットが移動する場合に、特定の利点を提供する。実際に、共通セルIDの使用により、移動中の無線通信ユニットは、１つのセルのサービスエリアから他に移動するときに、ブロードキャスト送信を受信する‘ハンドオーバ’型手順を実行する必要性を回避することが可能になる。

本発明の一実施例に関して、マルチキャスト及びブロードキャスト送信に使用されるタイムスロットの比は、柔軟的に構成されてもよく、管理ロジック146内にある又は管理ロジック146に動作可能に結合されたブロードキャストモードロジック150により動的に変更されてもよい。これは、帯域内（すなわち、UTRA-TDDシグナリングチャネルの１つを使用して）又は帯域外（すなわち、例えばGPRS又はUTRA-FDDのような他の無線アクセス技術を使用して）で伝達されてもよい。システムリソースがユニキャスト動作モードとブロードキャスト動作モードとの間で分割される場合、ハンドオーバ機能が依然として必要になり、例えば共通制御チャネルで伝達されてもよい。共通制御チャネルは、特定のセルに接続された全てのUEに有用なシステム情報を提供することを目的とするセル規模の送信であるため、選択される。

従って、例えば、ブロードキャストタイムスロット数がネットワーク毎の配置手法で又は他の基準（ユーザの需要、日時等）に基づいて変更される柔軟なブロードキャスト配置が計画される。例えば、夜にブロードキャストチャネルを伝達するために多くのタイムスロットが使用されてもよく、日中に、ブロードキャスト用に少ないタイムスロットが必要になり、ユニキャスト送信（音声電話、ブロードバンドデータアプリケーション等）用に多くのタイムスロットが必要になってもよい。従って、当業者にわかるように、OMCは、様々な機構を介してシステム内の様々な位置から取得され得る又はシステムによりサポートされるシステム情報（送信のスケジューリング等）を利用する。

従って、ブロードキャスト送信に使用されるタイムスロット数は、‘0’（ブロードキャスト送信がない）から‘15’（すなわち、UTRA TDDの無線フレームの最大タイムスロット数）まで変化することがわかる。後者の例では、全ての利用可能なタイムスロットがブロードキャスト送信に使用されるため、例えば登録及び認証に必要な何らかの更なるシグナリングは、別の無線アクセス技術（例えば、GPRS又はUTRA-FDD）又は別の搬送周波数での同じ無線アクセス技術若しくは交互のTDD搬送波で伝達されてもよい。従って、ブロードキャストサービスに使用される全ての‘15’のタイムスロットを用いて、UTRA-TDD搬送波は、専用のブロードキャスト搬送波として既存のセルラネットワーク（又は搬送周波数）と共に使用される更なるセルラネットワーク（又は搬送周波数）と考えられてもよい。

このような専用のブロードキャスト動作モードであっても、例えば認証又は登録を支援するために、特定のユニキャスト送信が依然としてときどき実行されてもよいことが想定される。しかし、これらは、‘帯域外’（例えば、他のセルラネットワークアクセス技術（GPRS、FDD等）を使用して実行されてもよいことがわかる。代替として、シグナリングは、異なる割り当てタイムスロットを用いて同じTDD搬送波で‘帯域内’で実行されてもよいことが想定される。

受信機の構成に関して、‘帯域外’のシグナリングの場合に、必ずしも必要ではないが、端末はデュアルモード装置（すなわち、TDD/FDD又はTDD/GPRS等）として構成される可能性があることが想定される。

従って、本発明のこの態様では、UTRA TDDに関して、無線フレーム内の全てのタイムスロットは、ブロードキャスト送信に専用になり、必要な何らかのポイント・ツー・ポイント送信は、多の無線アクセス技術で伝達される。

ユニキャストタイムスロット225の単一セルIDの再利用パターン220の既知の使用とは対照的に、図２の共通セルID215が使用される。基本的には、UTRA TDDでは、セルIDとスクランブルコードとの間に１対１のマッピングが存在し、セルIDと使用される基本ミッドアンブルコード（basic midamble code）との間にも１対１のマッピングが存在する。従って、事実上、セルIDは、加入者ユニットがネットワークの異なるセルを区別することができる機構である。

図２の左側に示されるUTRA-TDDネットワークで、ユニキャスト及びブロードキャスト送信が異なるタイムスロットに分離される場合、共通セルパラメータID（‘J’で示す）が、全てのブロードキャストタイムスロットにネットワークを通じて使用されてもよい。これは、図２の第２のセル構成220に示される（例えば、I₁,I₂,...I₇で示される７つのセルパラメータIDを使用する）‘従来の’ユニキャストの単一セルパラメータIDの再利用計画225とは対照的である。

UTRA TDDネットワークでは、セルパラメータIDは、（直交可変拡散率（OVSF：orthogonal variable spreading factor）チャネリゼーションコードに適用されるセルID特有のスクランブル系列の制御を通じて）拡散系列と、セルでの送信に使用されるパイロット／ミッドアンブル系列とを決定する。従って、同じセルパラメータIDを使用するようにネットワークの全てのセルを構成することは、同じ拡散コードがブロードキャストタイムスロットでネットワークを通じて使用され、従って、全く同じ信号がネットワークの全てのセル送信機から送信されることを確保する。

更に、ネットワークの全てのブロードキャストタイムスロットに共通セルIDパラメータを使用することは、チャネル推定に使用される共通のセットのパイロット／ミッドアンブル系列がこれらのタイムスロットでも使用されることを確保する。このように、共通セルIDの提供により、複数のセル送信機からの合成信号の受信が可能になる。従って、典型的には単一のソースのみからの信号を検出するために使用される簡単な受信機アーキテクチャが、複数のソースからの同じ信号を受信するために使用可能になる。これに関して、無線加入者ユニットでの受信機は、異なる無線サービス提供通信ユニットからの複数の同じ送信を受信することに関連する時間分散（time dispersion）に対応するように設計されることがわかる。

従って、本発明のこの実施例では、ブロードキャスト送信を伝達するセルラネットワーク又はネットワークの搬送波は、専用のブロードキャスト送信ネットワーク／搬送波として構成される。ユニキャスト送信に適合するための全ての更なる受信機能は、他の無線アクセス技術、又は別の搬送周波数での同じ無線アクセス技術を使用して実行される。従って、この実施例では、デュアルモード装置が使用される。しかし、装置は必ずしも完全なデュアルモード機能を有する必要はないことが想定される。

本発明の更なる実施例では、図３の概念図300に示すように、ユニキャスト送信とブロードキャスト送信との間に物理リソースの部分が導入されてもよい。本発明のこの実施例では、セルラネットワークは、上りリンク及び下りリンクの双方で提供されるユニキャスト送信330、340に加えて、下りリンクブロードキャストサービス335を配信する。

特に、従来のセルラシステムのように、ユニキャストサービス330、340が隣接セルの重複しない物理リソースで配信されるが、ブロードキャストサービス335も同時に（すなわち、複数のセルで同一の物理リソースを使用する同じタイムスロット350で）送信される。ブロードキャストサービス335は、ネットワークの全てのセル又は相互に近接するセルのクラスタにより同時に提供される。

例えば、UTRA-TDDのようなTD-CDMA型セルラシステムの一実施例では、ブロードキャストサービスは、全体ネットワークで、又は同じ拡散コード310を使用するセルのクラスタで送信され、ユニキャストトラヒックは、隣接セルの他の別の拡散コードを使用して送信される。3GPPに関して、拡散コードは、（共通セルIDを介して制御される）同一の又は異なるセルのスクランブルコードとの組み合わせにより、同じもの又は異なるものとして分類されてもよい。

拡張実施例では、ネットワークからのユニキャスト及びブロードキャスト送信に使用される時間の部分は、ブロードキャストモードロジックにより動的に制御可能であり、変化してもよいことが想定される。有利には、これらの送信のタイミングも、無線加入者通信ユニットに伝達される。このように、従来のセルラネットワークでのブロードキャスト送信の使用は、主な条件（日時、動作中ユーザの数、動作中ユーザのプロファイル、サポートされるサービス等）に応じて増加又は減少してもよい。

本発明の更に他の実施例では、図３にも示すように、ブロードキャスト及びユニキャスト送信は、UTRA TDDの異なるタイムスロット（又はUTRA標準への提案されているロングタームエボリューションの‘サブフレーム’）350に割り当てられてもよい。これは、ブロードキャスト信号を受信及び検出しつつ、移動受信機により受ける干渉を低減する。図３は、第１のUTRA-TDDセル315及び第２のUTRA-TDDセル320から送信されたユニキャストサービス330、340及び共通ブロードキャストサービス335を示している。最初及び最後のタイムスロットは、ユニキャスト送信330、340に使用されるが、ブロードキャスト信号335は、中間の３つのタイムスロットで送信される。長方形ブロックで図３に示す複数のデータバーストが、各タイムスロットで送信される。ユニキャスト送信330、340では、各セルは、タイムスロット内で複数のバーストを送信するために、異なるセットの拡散コード310を使用する。他方、共通ブロードキャスト信号335を伝達するバーストは、同一のセットの拡散コード310を使用して双方のセル315、320から送信される。この場合にも同様に、拡散コードの前述の使用は、スクランブルコードがセル毎に異なってもよい3GPPに関して使用されるように、拡散コードが同一であるがスクランブルコードの使用により変更されている場合に適用し得る。

図４に示すように、無線加入者通信ユニットの観点からは、複数のセル315、320から送信された受信ブロードキャスト信号335は、（隣接セルからの異なる伝搬遅延のため）より多くの分散したチャネル（dispersive channel）415、430を通じた単一セルから送信される単一の高電力信号を受信することに等しい。

図４に示す概念図400では、無線加入者通信ユニット（移動端末）420は、第１のセル（セル#1）315で動作する第１のNode B405からブロードキャスト信号を受信する。第１のNode B405は、第２のセル（セル#2）320で動作する第２のNode-B435に隣接して又は隣に位置する。第２のNode-B435は、無線加入者通信ユニット420から離れて位置する。無線加入者通信ユニット420に双方のセル#1及びセル#2を接続するチャネルは、各チャネルインパルス応答415、430により示されるように、時間的に分散する。無線加入者通信ユニットにとって、ブロードキャスト信号は、インパルス応答がセル#1とセル#2との間の相対伝搬時間により分離される２つのチャネル応答440の合成である有効チャネルを通じるように現れる。

当業者にわかるように、無線加入者通信ユニット420は、ユニキャスト信号を検出するために使用される処理と同様に、単一の検出処理を実行することにより、複数のセルから送信されたブロードキャスト信号を合成することができる。

簡単な検出処理は、あまり複雑でなく、異なる物理リソースが複数のセルから送信される既知の明示的な信号合成技術よりかなり良好な性能を提供する。典型的には、複数のセルから到達するブロードキャスト信号は、（単一セル415又は430から到達する信号と比較して）より多くの分散したチャネル440を通過するように現れるため、無線加入者通信ユニットの受信機は、高いマルチパス遅延を許容することができるように設計されさえすればよい。

従って、複雑な受信機アーキテクチャ又は信号合成回路を備えた複数の受信機の必要性は存在しない。従って、無線加入者通信ユニットの受信機は、１つの送信からの時間的な分散のためであれ、異なる送信機からの同じ信号の複数の送信のためであれ、特定のマルチパス遅延を許容するように設計される。

有利には、本発明の一実施例によれば、典型的には各セルから異なる信号を送信する従来のセルラネットワークは、ブロードキャスト又は疑似ブロードキャスト動作モードで動作するように構成又は再構成され得る。一実施例では、このことは、複数のセルから同じパイロット系列（ミッドアンブル）を用いて、同じ物理リソース（例えば、UTRA-TDDシステムのチャネリゼーションコード、スクランブルコード等）で同じデータを同時に送信することにより実現される。

このように、例えばセルラネットワークを通じてブロードキャスト送信を伝達するタイムスロット数及びこの一部は、適切な‘帯域内’又は‘帯域外’シグナリング手順を介して伝達され得る。シグナリングを受信することにより、移動端末の受信機は、時間の各部分について、ブロードキャスト又はユニキャスト送信の要件に従って受信機アーキテクチャを構成することができる。

図５を参照すると、フローチャート500は、更に又は代替としてブロードキャスト動作モードで動作するようにユニキャストセルラシステムを動作する方法を示している。何らかの時点で（例えばネットワークの使用の初期配置又は後の段階で）、ステップ505に示すように、ネットワークがブロードキャスト送信をサポートするために使用されるかについて決定が行われる。

ステップ505でのこの回答が‘YES’である場合、ステップ510に示すように、ブロードキャスト送信の必要な帯域の決定が行われる。これは、他のパラメータの中でも、何個のタイムスロットがブロードキャスト送信に必要になるかを決定する。ステップ515に示すように、ブロードキャストモードロジックは、選択されたタイムスロットに共通セルIDを設定する。これは、無線ネットワークコントローラに伝達され、次に、無線ネットワークコントローラは、この情報をNode-B及びUEに伝達する。

ブロードキャスト送信の帯域は、ブロードキャストサービスであるため、ネットワーク側（例えばOMC）により動的に調整されてもよいことも想定される。このように、ステップ525において、又はステップ520でのブロードキャスト送信帯域が次善であるという決定に続いて 、ピーク時間中に又はニュースイベント等の結果として、多くのスロットがブロードキャス送信に割り当てられてもよい。ブロードキャスト送信のシステムの帯域の変化はまた、必要なタイムスロット数の変更を生じてもよく、従って、共通セルIDの使用を伝達されてもよい。

ブロードキャスト送信を特定するために共通セルIDを使用する目的の前述の実施例は、現在のUTRA TDD標準内でサポート可能ではないことは注目に値する。すなわち、標準は、前述の実施例により必要な更なるシグナリングをサポートするための修正を必要とする。従って、このようなサービスの提供は存在しない。

明瞭にするために前述の説明は、異なる機能ユニット及びプロセッサに関して本発明の実施例を記載していることがわかる。しかし、本発明を逸脱することなく、例えばブロードキャストモードロジック又は管理ロジックに関して、異なる機能ユニット又はプロセッサ間での何らかの適切な機能分配が使用されてもよいことが明らかである。例えば、別々のプロセッサ又はコントローラにより実行されるように示されている機能は、同じプロセッサ又はコントローラにより実行されてもよい。従って、特定の機能ユニットへの参照は、厳密的な論理的又は物理的構造又は構成を示すのではなく、記載の機能を提供する適切な手段への参照のみとしてみなされる。

本発明の態様は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの何らかの組み合わせを含み、如何なる適切な形式で実装されてもよい。任意選択で、本発明は、１つ以上のデータプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサで動作するコンピュータソフトウェアとして少なくとも部分的に実装されてもよい。従って、本発明の実施例の要素及び構成要素は、如何なる適切な方法で物理的、機能的及び論理的に実装されてもよい。実際に、機能は単一のユニットに実装されてもよく、複数のユニットに実装されてもよく、又は他の機能ユニットの一部として実装されてもよい。実際に、本発明は、単一のユニットに実装されてもよく、異なるユニット及びプロセッサの間に物理的及び機能的に分配されてもよい。

本発明の一実施例は、UTRA TDDのブロードキャストモードを記載するが、本発明の概念はこの実施例に限定されないことが想定される。特に、例えば、UTRA 3GPPの将来の展開（現在では‘ロングタームエボリューション’（LTE：long term evolution）と呼ばれる）もタイムスロット（又は他のこのような名前の時間の部分）に分割され、従って、前述の概念から利益を受けることができる。

前述のようにセルラネットワークでブロードキャストサービスを配信することは、少なくとも１つの以下の理由で極めて魅力的である。
(i)自己完結型の通信システムを提供する。例えば、必要なシグナリング（例えば暗号鍵の交換のため）及び上りリンクデータ（例えばインタラクティブサービスをサポートするため）が、下りリンクブロードキャストサービスを配信するために使用されるものと同じシステムにより伝達可能である。
(ii)セルラオペレータが、動的な‘ブロードキャスト／ユニキャスト’結合サービスを提供するために、既存のユニキャストインフラストラクチャを再利用することを可能にする。
(iii)ブロードキャスト及びマルチキャストサービスの結合を配信することにより、セルラ通信システムのスペクトル効率の改善が実現され得る。
(iv)セルラオペレータが、新しいサービスのために既に所有するスペクトルを使用することが可能になり、これにより、ユーザからの新しい収益源を促進する。
(v)ブロードキャスト及び‘従来の’ユニキャストサービスの双方が同じ（又は互換性のある）無線アクセス技術で配信される場合に、無線加入者通信ユニットのコストをかなり低減する。
(vi)ブロードキャスト送信に割り当てられたタイムスロットで受信する無線加入者通信ユニットは、他のセル（従って、他のセルID）からの複数の干渉する送信を有する単一セルの送信ではなく、複数のセルから送信されたかなり強い合成ブロードキャスト信号を検出する。従って、ブロードキャストタイムスロットで検出されるSNRは改善され、これにより、高い維持可能スループットレートを容易にする。従って、本発明の概念は、無線加入者ユニットにブロードキャストコンテンツを配信する効率的な機構を提供する。
(vii)更に他の利点は、本発明の一実施例が、タイムスロットに分割された無線アクセス技術（UTRA TDD又は3GPP LTE等）を使用することにある。従って、ブロードキャストモード又は部分的なブロードキャスト動作モードで動作するように通信システムを構成又は再構成するときに、‘不連続’受信を提供するために本来のタイムスロットの性質を利用することが可能になる。すなわち、いくつかのタイムスロットが使用可能であるが、他のタイムスロットは使用されない。このように、例えば同じ原理をWCDMAネットワークに適用する場合に比べて、無線加入者通信ユニットの電池寿命のかなりの節約が実現可能になる。

いくつかの実施例に関して本発明を説明したが、ここに示した特定の形式に限定することを意図するのではない。むしろ、本発明の範囲は特許請求の範囲のみにより限定される。更に、機能は特定の実施例に関して記載されているように見えるが、当業者は記載の実施例の様々な特徴が本発明に従って結合され得ることを認識する。請求項において、有するという用語は、他の要素又はステップの存在を除外しない。

更に、個々に記載されているが、複数の手段、要素又は方法のステップが、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実装されてもよい。更に、個々の特徴が異なる請求項に含まれることがあるが、これらは場合によっては有利に結合されてもよく、異なる請求項に含まれることは、特徴の組み合わせが実現可能及び／又は有利ではないことを意味するのではない。また、請求項の１つのカテゴリに特徴が含まれることは、このカテゴリへの限定を意味しているのではなく、特徴が必要に応じて他の請求項のカテゴリにも同様に適用可能であることを示す。更に、請求項内の特徴の順序は、特徴が動作されなければならない特定の順序を示すのではなく、特に、方法の請求項の個々のステップの順序は、ステップがこの順序で実行されなければならないことを示すのではない。むしろ、ステップは如何なる適切な順序で実行されてもよい。更に、単数への言及は複数を除外しない。従って、“１つ”、“第１の”、“第２の”等への言及は複数を除外しない。

本発明の或る実施例に従って適合された3GPPセルラ通信システム 標準的なユニキャスト送信と本発明の或る実施例による結合したブロードキャスト及びユニキャスト送信との双方でのUTRA-TDDネットワークのセルID割り当て 本発明の或る実施例によるTD-CDMAセルラシステム（UTRA-TDD等）のコード対タイムスロットの図 本発明の或る実施例による２つのNode-Bからのブロードキャスト信号に関連する同等のチャネルプロファイル 本発明の或る実施例によるセルラ通信システムでの結合したブロードキャスト及びユニキャスト動作を使用する方法

Claims (18)

1. ブロードキャストモードロジックを有する管理ロジックと、
   前記管理ロジックに動作可能に結合された複数の無線サービス提供通信ユニットと、
   複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルでユニキャスト動作モードで各無線サービス提供通信ユニットから信号を受信する複数の無線加入者通信ユニットと
   を有するセルラ通信システムであって、
   前記ブロードキャストモードロジックは、前記複数の無線サービス提供通信ユニットからのブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を適用し、前記下りリンク送信リソースの一部又は全部が前記共通セル識別子を使用したブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、前記複数の無線加入者通信ユニットに伝達するシグナリングロジックを有するセルラ通信システム。
2. 前記複数の無線サービス提供通信ユニットは、合成ブロードキャスト信号が前記複数の無線サービス提供通信ユニットから前記複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つにより受信されるように、前記ブロードキャスト信号を送信する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ブロードキャストモードロジックは、前記複数の無線サービス提供通信ユニットのうち１つ以上によりサポートされるように、ユニキャスト通信とブロードキャスト通信との間の利用可能なリソースの比を選択するように構成される、請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記ブロードキャストモードロジックは、ユーザの需要、日時、動作中ユーザの数、動作中ユーザのプロファイル、１つ以上のサポートされるサービスのうち１つ以上に応じて、前記比を動的に変更するように構成される、請求項３に記載の通信システム。
5. 前記共通セル識別子は、共通制御チャネルで少なくとも１つの無線サービス提供通信ユニットから送信されるシステム情報を介して、前記複数の無線加入者通信ユニットに伝達される、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の通信システム。
6. 前記複数の下りリンク送信リソースは、下りリンクタイムスロットを有し、
   前記ブロードキャストモードロジックは、不連続モードで前記通信システムの動作を構成又は再構成する、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の通信システム。
7. 前記管理ロジックは、前記下りリンク送信リソースの全てに前記共通セル識別子を割り当て、これにより、ブロードキャスト通信をサポートするように前記複数の無線サービス提供通信ユニットのうち１つ以上を構成又は再構成する、請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の通信システム。
8. 前記複数の無線加入者通信ユニットのうち無線加入者通信ユニットは、単にブロードキャスト通信を受信する各地理的領域の間を移動するときに、異なる無線サービス提供通信ユニットへの再登録処理をブロックするように構成される、請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の通信システム。
9. 前記通信システムは、3GPP（3rd Generation Partnership Project）セルラ通信システムである、請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の通信システム。
10. 前記通信システムは、時分割双方向符号分割多重アクセスセルラ通信システムである、請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の通信システム。
11. ブロードキャストモードロジックを有する管理ロジックに結合された無線サービス提供通信ユニットであって、
    複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルでユニキャスト動作モードで信号を送信する送信機と、
    前記ブロードキャストモードロジックから、ブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を受信する受信機と
    を有し、
    前記送信機は、前記共通セル識別子に基づいて、下りリンク送信リソースの一部又は全部が前記共通セル識別子を使用したブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを少なくとも１つの無線加入者通信ユニットに通知する信号を、少なくとも１つの無線加入者通信ユニットに送信する無線サービス提供通信ユニット。
12. 複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルでユニキャスト動作モードで無線サービス提供通信ユニットから信号を受信する受信機を有する無線加入者通信ユニットであって、
    ブロードキャストモードロジックにより適用された信号は、前記下りリンク送信リソースの一部又は全部が共通セル識別子を使用したブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを示し、
    前記受信機は、前記下りリンク送信リソースの前記一部又は全部でブロードキャスト信号を受信する無線加入者通信ユニット。
13. 複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルで複数の無線加入者通信ユニットへのユニキャスト動作モードでの通信をサポートする複数の無線サービス提供通信ユニットに動作可能に結合されるように構成されたセルラ通信システム用の管理ロジックであって、
    ブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を前記複数のサービス提供通信ユニットに適用するブロードキャストモードロジックと、
    前記下りリンク送信リソースの一部又は全部が前記共通セル識別子を使用したブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、前記複数の無線加入者通信ユニットに伝達するシグナリングロジックと
    を有する管理ロジック。
14. 前記ブロードキャストモードロジックは、前記複数の無線サービス提供通信ユニットを介して前記複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つにブロードキャスト信号を送信するように構成される、請求項１３に記載の管理ロジック。
15. 前記管理ロジックは、運用及び管理センタである、請求項１３又は１４に記載の管理ロジック。
16. ブロードキャストモードロジックを有する管理ロジックを有するセルラ通信システムを構成する方法であって、
    ユニキャスト動作モードで複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルで複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つへの複数のサービス提供通信ユニットのうち少なくとも１つによる通信をサポートし、
    ブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を前記複数のサービス提供通信ユニットのうち少なくとも１つに適用し、
    前記下りリンク送信リソースの一部又は全部がブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、前記複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つに伝達することを有する方法。
17. 複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルで複数の無線加入者通信ユニットへのユニキャスト動作モードでの通信をサポートする複数の無線サービス提供通信ユニットに動作可能に結合されるように構成されたセルラ通信システム用の管理ロジックであって、
    ユニキャスト動作モードで複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルで複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つへの複数のサービス提供通信ユニットのうち少なくとも１つによる通信をサポートし、
    ブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を前記複数のサービス提供通信ユニットのうち少なくとも１つに適用し、
    前記下りリンク送信リソースの一部又は全部がブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、前記複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つに伝達するように動作可能な実行可能プログラムコードを有するブロードキャストモードロジックを有する管理ロジック。
18. 複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルで複数の無線加入者通信ユニットへのユニキャスト動作モードでの通信をサポートするプログラムコードを有するコンピュータプログラムであって、
    ユニキャスト動作モードで複数の下りリンク送信リソースを有する周波数チャネルで複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つへの複数のサービス提供通信ユニットのうち少なくとも１つによる通信をサポートし、
    ブロードキャスト送信に関連する共通セル識別子を前記複数のサービス提供通信ユニットのうち少なくとも１つに適用し、
    前記下りリンク送信リソースの一部又は全部がブロードキャスト動作モードに構成又は再構成されることを、前記複数の無線加入者通信ユニットのうち少なくとも１つに伝達するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。

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