JP4812479B2 - 移動局及び周辺セル測定方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信の技術分野に関し、特に移動局、基地局及び方法に関する。

セルラシステムでは、ユーザの移動に伴い接続するセル（基地局）を適宜切り替えるハンドオーバ制御が行われる。適切な隣接セルへハンドオーバするために、移動局において周辺セルのチャネル状態が測定され、その測定結果に基づいてハンドオーバが行われる。周辺セル（接続中の自セルも）では、現在通信に用いている周波数キャリアとは異なる周波数キャリア（異周波）を用いている場合もあるし、複数の周波数キャリアを用いている場合もある。また、異なる無線アクセス方式（異システム又は他システム）を用いるセルが周囲に存在し、それらへハンドオーバした方がトラフィック量や伝搬状況の観点からより有利に通信を持続できる場合もある。従ってこのような状況では移動局は通信中に異周波や異システムを測定できること（異周波のシステムでセルサーチを行うこと）が好ましい。

ここで注意を要するのは、単一の受信機しか持たない移動局では、同時に複数の周波数やシステムに同調できないことである。これは主に受信機のRF（Radio Frequency）回路が同時に複数の周波数キャリアやシステムに同調できないためである。複数の周波数キャリアやシステムを同時に測定するには複数の受信機（RF回路）を備える必要があり、移動局のサイズ、電力消費量及び価格等は上昇してしまう。故に、現在使われている多くの移動局は、単一受信機で構成されている。このような移動局が異周波・異システムを測定しようとした場合、現在接続中の通信を断続的に中断して間欠受信（DRX: Discontinuous Reception）を行い、その結果生じた中断期間（ギャップ又はギャップ期間とも呼ばれる）を用いて測定が行われることとなる。或る周波数に対する同調が中断され、別の周波数への同調が行われ、異周波セルがサーチされる。このとき、基地局がDRXのギャップを把握していなければ、移動局がギャップ期間中で自システムの信号を受信できない期間に信号を送信してしまうおそれがある。このような送信が行われると、貴重な無線リソースが無駄になるだけでなく、他の通信に対する干渉電力が増えたり遅延が増大したりするといった悪影響も生じかねない。従って基地局においても移動局のDRX状態を正確に把握しておく必要がある。

従来の通信システムは、このようなDRXの制御を、無線チャネルの状態を勘案せずに無線プロトコルにより行っていた。例えばW−CDMAではRRCプロトコル（Radio Resource Control Protocol）を用いてコンプレストモード（Compressed Mode）が起動され、異周波・異システムを測定するための期間（ギャップ）が設けられていた。概してコンプレストモードは、本来1フレームかけて送信するデータを、例えば半分の時間で伝送レートを倍にして送信し、空き時間を作るモードである。しかしながらコンプレストモードでは或る決められたパターンに従ってギャップが作成されるため、ギャップが設けられる個々のタイミングは無線チャネル状態に無関係に用意される。従って、折角無線チャネル状態が良く、効率的にデータを送信できるチャンスがあっても、それがギャップを空けるタイミングに該当していたならばデータの送信は禁止される。この間送信できなかったデータは、無線チャネル状態が悪いタイミングで送信せざるを得なくなるおそれもある。従って従来の手法では伝送効率を低下させてしまうおそれがある。RRCプロトコルについては例えば非特許文献１に記載されている。
３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１，"Ｒadio Resource Control (RRC) Protocol Specification，"ｖ６．８．０．

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、或る周波数で動作する移動局に間欠受信を行わせることで、異周波のセルも周辺セルサーチの対象にする無線通信システムにおいて、データ伝送効率を向上させることである。

一実施例による同局は、
第１の動作モードでは所定の周波数で少なくとも制御チャネルを通信し、第２の動作モードでは前記所定の周波数とは異なる周波数に同調して周辺セルサーチを行う移動局であって、
無線チャネル状態の測定値を或る測定周期で求める測定手段と、
測定値及び閾値を比較し、第１又は第２の動作モードの何れかに動作モードを決定する決定手段と、
測定値が閾値より劣っていた場合には該測定値の基地局への報告を禁止する手段と、
を有し、無線チャネル状態の測定値が閾値より劣っていた場合、前記決定手段は、データを蓄積するバッファの状態に基づいて動作モードを決定する、ことを特徴とする移動局である。

本発明によれば、或る周波数で動作する移動局に間欠受信を行わせることで、異周波のセルも周辺セルサーチの対象にする無線通信システムにおいて、データ伝送効率を向上させることができる。

本発明の一形態によれば、或る周波数及び或る無線アクセス方式で通信を行う移動局は、所定の測定頻度で瞬時CQIを測定し、瞬時CQIをある閾値（例えば平均CQI、その補正値、或いは固定値）と比較する。移動局は、瞬時CQIが閾値より低い場合に、その周波数及びその無線アクセス方式に同調しない期間であるギャップを設け、この期間に異周波や異システム（異なる無線アクセス方式）に合わせ、周辺セルサーチ等に必要な測定を行う。これにより、無線チャネル状態が悪い期間に異周波や異システムの測定を効率的に実行できる。また、移動局の異周波測定中に基地局から無駄に送信する誤りを確実に回避できる。

瞬時CQIが閾値より低い場合にCQIは報告されなくてよい。

基地局は、CQIが移動局から報告されなかった場合に移動局はギャップを設けていると判断し、該移動局へのデータ送信を避けてもよい。

瞬時CQIが閾値より低い場合にギャップを作成する旨の信号が移動局から基地局に送信されてもよい。

基地局はギャップを知らせる旨の信号を移動局から受信した場合は、該タイミングでの該移動局へのデータ送信が回避されてもよい。

瞬時CQIは（平均値、分散を測定して）正規化され、正規CQIに対してギャップ判定の閾値（例えば平均値、その補正値、或いは固定値）が設定されてもよい。瞬時CQIが正規化されることは、各移動局の動作の統制を図る観点から好ましい。

閾値及び／又はその補正値は報知チャネルで通知されてもよいし、或いは個別に制御チャネルで通知されてもよい。

閾値及び／又はその補正値は基地局のトラフィック量に応じて制御されてもよい。

閾値及び／又はその補正値は移動局のサービスに応じて制御されてもよい。

移動局は通常モード及び測定モード（非通常モード）で動作し、モード間の切替は無線プロトコルによって制御されてもよい。

モード切替は、移動局が無線状況や負荷状況を判断した結果に基づき、移動局が発端となって行ってもよい。

モード切替は、基地局が無線状況や負荷状況を判断した結果に基づき、基地局が発端となって行ってもよい。

基地局におけるモード切替制御の判断は、移動局から報告されたCQIを勘案して行ってもよい。

測定モードに入る場合の閾値（閾値A）と通常モードに戻る場合の閾値（閾値B）は同じでもよいし、異なっていてもよい。後者の場合はモード切替にヒステリシスを設ける観点から好ましい。具体的には閾値A < 閾値Bとすることで、測定モードに入りにくく、かつ通常モードに戻りにくいように設定することができる。

ギャップの期間に関し、或る単位長さのギャップ期間（１ギャップ長）が定義され、単位長さのギャップ期間を必要に応じて反復することでギャップ期間を適切に調整することができる。1ギャップ長は1フレーム長又は１送信時間間隔（TTI）より長く設定されてもよいし、CQI報告周期より長く設定されてもよい。いずれにせよ移動局が異周波及び異システムに同調して測定を行うのに充分な期間が確保されればよい。ギャップ長は報知チャネルで設定されてもよいし、或いは個別制御チャネルで設定されてもよい。

ギャップ期間中、移動局は異周波に同調しているので、自システムに関するCQIを測定することはできない。従って単位長さのギャップ期間が連続的に反復され過ぎると、移動局から基地局へのCQIの未報告回数が過剰に多くなり、基地局が移動局の状況を充分に把握できなくなってしまう。このような観点からは、連続ギャップ数（或いはCQIを連続して報告しないで良い周期）が過剰に大きくならないように、何らかの制限が設けられてもよい。そのような制限は報知チャネルで或いは個別制御チャネルで（無線制御プロトコルで）設定されてもよい。また、その制限は移動局のサービスに応じて変更されてもよい。移動局が複数のサービスを利用している場合は、一番条件が厳しいサービスの制限（一番小さい値）が設定されてもよい。

ところで、移動通信システムで使用可能な広範なシステム周波数帯域が多数のサブ帯域に区分けされ、移動局が１以上のサブ帯域を使用して通信を行うこともある。サブ帯域はリソースブロックと呼ばれてもよい。この場合に移動局は無線チャネル状態の測定値（CQI）をサブ帯域毎に測定し、測定値を基地局に報告する。基地局は各移動局から報告されたサブ帯域毎のCQIに基づいて、時間スケジューリング及び周波数スケジューリングを行う。概してより良いCQIを報告した移動局に無線リソース（サブ帯域及び時間スロット）が割り当てられ、良くないCQIを報告した移動局には割り当てがなされないからである。従って移動局は測定したサブ帯域毎のCQIの全てを基地局に報告しなくてもよい。例えば、サブ帯域毎に測定された複数のCQIから最良値が導出され、その最良値だけが基地局に報告されてもよいし、複数のCQIの平均値が基地局に報告されてもよい。このような工夫は上りリンクでの制御ビット数を節約する観点から好ましい。

上述したように本発明の課題は、或る周波数で動作する移動局に間欠受信を行わせることで、異周波のセルも周辺セルサーチの対象にする無線通信システムにおいて、データ伝送効率を向上させることである。

この課題に対処するために、移動局において無線チャネル状態(CQI: Channel Quality Indicator)を測定し、その平均値を利用することが考えられる。平均値がある閾値を上回っている期間、移動局は通常モードで動作し、平均値がその閾値を下回っている期間、移動局は測定モード（非通常モード）で動作する。通常モードと測定モードの切り替えは、基地局から報知情報などで通知される切替閾値を用いて、移動局において自律的に行われる。通常モードでは伝搬状況が平均的に良好なため、異周波・異システム測定は行われず、その周波数及びその無線アクセス方式で制御チャネルやデータチャネルの通信が行われる。測定モードの場合にはCQIに応じてギャップが作成され、そのギャップの中で異周波・異システム（異なる無線アクセス方式のシステム）の測定が行われる。具体的には、瞬時CQIと平均CQIが比較され、瞬時値が平均値より小さい場合（即ち瞬時の伝搬状態が悪い場合）には移動局が自律的にギャップを設け、異周波及び異システムが測定される。基地局においても移動局から報告されるCQIを用いて同様な制御を行うことで移動局のギャップタイミングが把握され、ギャップタイミングでの送信を回避することができる。このように移動局で測定したCQIが低い期間に移動局でギャップを作成しても、そもそもCQIを勘案したユーザ間のパケットスケジューリングを行うHSDPAのようなシステムでは、該ユーザがスケジュールされる確率が低いため、ユーザスループットなどのデータ伝送パフォーマンスに与える影響は少なくて済む。スケジューリングは例えばMax C/IやProportional Fairness (PF)などにより行われてよい。或いは該ユーザがスケジュールされた場合であっても、HSDPAのようなシステムではCQIに応じた適応レート制御（AMC: Adaptive Modulation and Coding）が適用されるため、ギャップとしたことによる劣化は少なくて済む。

しかしながらこのような手法では、通常モードと測定モードの切替が移動局と基地局でそれぞれ独立に自律的に行われるので、CQIが基地局で正しく受信されなかった等の場合には移動局と基地局でモードがずれるおそれがある。また、測定モードにおけるギャップ制御が移動局で自律的に行われると、具体的なギャップのタイミングが移動局と基地局でずれてしまうおそれもある。更に、瞬時CQIが平均CQIより低い場合に単純にギャップを作ったのでは、異周波・異システムを測定するのに充分な時間が確保されないおそれもある。何故ならば、異周波・異システムを測定するためには、移動局の受信機は測定開始前に測定すべき異周波・異システムに同期する必要があることに加えて、測定の後（CQI測定のためもあって）元の周波数及びシステムに同期する必要があるからである。これらの同期引込み時間と、測定に必要な時間を勘案すると、ギャップが短すぎる場合には十分な測定が行えなくなってしまう。製品用途にも依存するが、例えば5ms以上の期間が必要になるかもしれない。このような観点からは、或る単位長さのギャップ期間（１ギャップ長）が定義され、単位長さのギャップ期間を必要に応じて反復することで、最低限必要な期間を確保しつつギャップ全体の期間を適切に調整することが好ましい。1ギャップ長は1フレーム長又は１送信時間間隔（TTI）より長く設定されてもよいし、CQI報告周期より長く設定されてもよい。

ところで、移動局から報告されたCQIは、高速フェージングに追従したリンクアダプテーション（例えば送信電力制御やAMC）を行うために使用される。HSDPAなどの無線システムではパケットスケジューリングを行うためにCQIが用いられる。HSDPAではCQIは共通パイロットチャネルのEc/I₀（受信チップエネルギ対干渉電力密度比）に相当するが、本明細書では、Ec/I₀に限らず伝搬損失、受信電力、信号対干渉電力比など、無線チャネルの状態を表す指標を総じてCQIと呼ぶこととする。HSDPAなどの無線システムでは同一セル内のユーザのパケットは、共通の無線リソースを用いて時分割的に送信される。複数のユーザから報告されるCQIを相互に比較し、比較的CQIが良好なユーザに送信を割り当てるMax C/I, Proportional Fairness (PF)などのスケジューラが提案されている。

図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、スケジューラが効率的に動作し、マルチユーザダイバーシティの効果を高めるためには、各移動局からCQI報告を充分に得る必要がある。図１Ａは或るサブ帯域のプロファイルを示し、時間方向のスケジューリングが行われ、例えば、HSDPAでは2 msに一度CQIが報告される。また、今後の移動通信システムでは、より高い伝送レート、低遅延、大容量を実現するために、広帯域化されることが予想される。しかし、システムが広帯域化された場合、周波数選択性フェージングが生じるため、より効率的に伝送するためには、ユーザ間でそれぞれ状態のよい周波数帯を使い分けた方がよい。そのためには、図１Ｂに示されるように、システムの全周波数帯域を幾つかのサブ帯域に分割し、サブ帯域毎にCQIを測定、報告する必要がある。サブ帯域はリソースブロックと呼ばれてもよい。図１Ｂは或るフレーム時刻のプロファイルを示し、周波数スケジューリングの概念を説明するためのものであり、システム帯域及びサブ帯域の比率を正確に表現しようとするものでないことに留意を要する。報告の仕方は様々であり、例えば最もCQIが高い上位3つのサブ帯域とCQI値を報告する方法、全帯域の平均値と各サブ帯域の平均値からの差分を報告する方法、周波数方向に対して離散コサイン変換（DCT: Discreet Cosine Transform)を用いて符号化した結果を報告する方法等がある。いずれにしろ、広帯域の周波数を有効利用するためには、CQI報告を十分に行う必要がある。しかし、CQI報告を頻繁に行うと貴重な無線リソースを消費してしまい、オーバヘッドが増大してしまう問題点がある。また、移動局のバッテリを早く消耗してしまい、上り干渉量を増してしまう、といった問題点がある。

このような問題点を解決するために、CQIが比較的悪い場合に移動局がCQIの報告を控えるよう制御することが考えられる。測定したCQIをある閾値（例えばCQIの平均値やその補正値）と比較し、CQIが閾値より高かった場合にのみCQIを基地局へ報告することで、報告量を減らすことができる。この場合において、トラフィック量に応じて閾値が補正されてもよい。或いは、移動局が自局へのスケジューリング頻度（スケジューラの送信割当頻度）を測定し、測定結果に応じて閾値が補正されてもよい。さらには、移動局から基地局へCQIの報告が無かった期間、基地局は該ユーザへの送信割当を回避してもよいし、移動局において該期間ギャップが設けられてもよい。しかし、この場合も連続してギャップが空いてしまうおそれがあり、その場合、通信が滞ってしまうことが懸念される。

以下に説明される実施例は、このような問題点にも対処することができ、ギャップの継続時間を過剰に長期化せずに伝送効率を向上させることができる。

図２は移動局で測定されるCQIを時間経過と共に示す図である。移動局では周期的に下りパイロットチャネルの受信品質を測定し、無線チャネル状態（CQI）を測定している。個々の測定値は瞬時値（瞬時CQI）であり、適切な数の瞬時値又は適切な期間にわたって平均化され、平均値（平均CQI）が算出される。平均CQIがある閾値（システムパラメータ）を下回った場合に移動局は通常モードから測定モードに切り替える。通常モードでは或る周波数及び或る無線アクセス方式で制御チャネル及び／又はデータチャネルを通信する。測定モードでは、無線チャネル状態に応じて、異周波・異システムを測定するモードに切り替えられる。平均CQIが同閾値を上回った場合に移動局は通常モードに復帰する。或いは、通常モードから測定モードへ移る際の閾値と測定モードから通常モードへ移る際の閾値とが異なる値に設定されてもよい。これによりモード遷移にヒステリシスを持たせることができ、これは動作の安定性を高める等の観点から好ましい。測定モード中は瞬時CQIと平均CQIが比較され、瞬時CQIが平均CQIを上回っている期間は通常モードと同様に現在通信に用いているシステム及び周波数に移動局を同調させてデータを受信可能とする。瞬時CQIが平均CQIを下回っていると、移動局はその同調を中断し、異周波・異システムに同調する期間に移行し（ギャップを作成し）異周波・異システムを測定する。

図中、測定モードの部分拡大図に示されているように、所定の頻度（CQI測定周期として示されている）でCQIが測定されている。個々の測定値は瞬時CQIに相当する。これらの内、平均CQIを上回るもののみが基地局に報告され、それ以外は報告されない。ギャップの間は異周波及び異システムに同調するので、その期間内にCQIの測定周期が訪れたとしても、CQIの測定は行われない。従って基地局は平均CQIを上回る瞬時CQIについての報告を定期的に受けるが、そうでない瞬時CQIについては何ら報告されない。瞬時CQIが報告されないことで、基地局は移動局が自セルの周波数に同調していないことを知ることができる。これにより移動局がギャップ期間を設けていることを基地局が確認できる。動作モードの遷移をより確実に通知する観点からは、基地局に報告されない瞬時CQIが発生した時点で、移動局の動作モードを示す信号が基地局に送信されてもよい。これにより移動局及び基地局間で動作モードがずれてしまう問題に効果的に対処できる。

瞬時CQIの未報告により又は動作モードを示す信号の送信により移動局がギャップ期間に入ると、移動局は異周波・異システムに同調してセルサーチを行う。１ギャップ期間又は単位長さのギャップ期間（ギャップの最低期間）が経過すると、移動局は自システムに再同調し、瞬時CQIを測定し、瞬時CQIと平均CQIを比較し、再びギャップ期間に入るか否かが判定される。以後同様の手順が反復される。しかしながらこのような手順が反復されるだけでは、単位長さのギャップ期間が連続的に反復され過ぎるおそれがあり、移動局から基地局へのCQIの未報告回数が過剰に多くなり、基地局が移動局の状況を充分に把握できなくなることが懸念される。また、基地局からのデータ送信が滞り過ぎる可能性が懸念される。このような観点からは、連続ギャップ数（或いはCQIを連続して報告しないで良い回数）が過剰に大きくならないように、未報告回数について制限が設けられてもよい。或いは、ギャップ期間を設けることを示すシグナリング信号を連続して基地局に送信する回数に上限値が設けられてもよい。

上記の説明ではCQIの平均値と閾値との大小関係で通常モード及び測定モードが切り替えられた。しかしながら、そのような基準とは別に何らかのプロトコルによりモード切替制御コマンドが発行され、それに基づいてモードが切り替えられてもよい。例えば、負荷バランスの観点で、他の周波数や他のシステムに移動局の接続を切り替えた方が、より好適な通信を実現できるとネットワークが判断した場合に、基地局からモード切替制御コマンドを発行してもよい。

図３は本発明の一実施例による移動局を示す。図３には、受信RF部、CQI測定部、CQI平均化部、CQI正規化部、モード切替判定部、ギャップ判定部、CQI報告信号作成部、ギャップ信号作成部、モード切替信号作成部、送信バッファ、異周波測定部、イベント判定部、イベント信号作成部、送信信号作成部、送信RF部、制御情報受信部及び制御部が描かれている。

受信RF部は、受信したいシステム及び周波数に同調して信号を受信する。通常モードの期間、および測定モード中のギャップでない期間は、現在通信に使用している周波数及び無線アクセス方式（自システム）に同調する。受信RF部は、ギャップ中には周辺セルの周波数及び無線アクセス方式（即ち異周波の異システム）に同調するように動作する。

CQI測定部は、現在通信中のセルの受信信号（例えば共通パイロットチャネル）から無線チャネル状態CQI（瞬時CQI）を測定する。CQIは様々な量で表現することができ、例えばE_s/I₀（Symbol energy to interference power ratio）で表現されてもよい。CQIの測定は原則として所定の測定周期毎に行われるが、ギャップ中には測定は行われない。

CQI平均化部は瞬時CQIを平均化する。これにより高速フェージングには追従できないが、距離変動やシャドウイングには追従できる程度に平滑化される。

CQI正規化部はCQIを正規化する。CQI平均化部で算出したCQIの平均値が正規化の計算に使用されてもよい。通常モードの場合は休止しても良い。

モード切替判定部はCQI平均化部から出力されたCQI平均値と制御部により設定された閾値とを比較して通常モード／測定モードの判定を行う。

ギャップ判定部はCQI正規化部から出力される正規CQIを制御部から設定される条件に基づいて評価し、以後の期間をギャップとするか否かを判定する。通常モードでは休止しても良い。この場合において、ギャップが過剰に短すぎると異周波セルサーチを行うことができないので、ギャップが設定される場合は所定長継続するように制限が課せられてもよい。例えばギャップ長はCQI測定周期より長く設定されてもよいし、１フレーム程度に長く設定されてもよい。或いは、ギャップが過剰に長く続くことを防止するために、ギャップの連続的な反復回数につき何らかの制限が課せられてもよい。

CQI報告信号作成部はCQI報告を行うための信号を作成する。ギャップ中には報告はなされない。

ギャップ信号作成部はギャップを示す信号（動作モードを示す信号）を作成する。ギャップを示す信号は例えば0/1の2値信号で表現される。ギャップ判定部の判定結果に応じて送信する信号（或いは送信するか否か）が制御される。

モード切替信号作成部は通常モード／測定モードが切り替わることを示す信号を作成し、出力する。

送信バッファは上りユーザデータ、制御情報などをバッファリングする。

異周波測定部は、異周波や異システムに同調し、同調した異周波や異システムでのセルサーチを行う。

イベント判定部は、異周波や異システムを測定した結果、特定のイベントが発生したかどうか（例えば受信レベルが一定値を上回った、など）を判定する。

イベント信号作成部は、イベントが生じた場合に、該イベントを報告するための信号を作成する。

送信信号作成部は、CQI信号、ギャップ信号、制御信号、ユーザデータ等を多重化して送信信号を作成する。例えば移動局はCQI信号、ギャップ信号、制御信号、ユーザデータを別々の物理チャネル信号として送信しても良いし、CQI信号やギャップ信号を制御信号やユーザデータにピギーバック（piggy back）して送信しても良い。

送信RF部は、送信信号をRF信号に変換して送信する。

制御情報受信部は、基地局から送信された制御情報を受信する。

制御部は、制御情報受信部から出力される制御情報、受信モード判定部から出力される通常／測定モード判定結果、ギャップ判定部から出力されるギャップ判定結果、及び移動局が利用しているサービス、送信割当頻度、スループット、パケット廃棄率などに応じて、移動局各構成要素の動作を制御する。具体的には制御部は、
A：受信RF部が同調する周波数・システムを制御する。ギャップ中は異周波・異システムに同調し、他の時間は現在通信に使っている周波数・システムに同調するよう制御する。ギャップ長に応じて切替制御を行う。

B：CQI平均化のパラメータを制御する。例えば移動局の移動速度に応じて平均化のパラメータを制御する。

C：CQI正規化のパラメータを制御する。

D：通常／測定モードの切替判定を行う際の閾値を設定する。

E：ギャップ判定の閾値（固定値、或いは平均値に対する補正値）を設定する。連続ギャップを検出し、連続ギャップ数が予め設定された制限、或いは基地局から指定された（無線制御プロトコルによって設定された）制限を超えないよう、ギャップ判定部を制御する。この制限は、移動局が利用するサービスに応じて異なる値であっても良い。

なお、基地局がモード切替を主導してもよく、この場合は、移動局におけるモード切替判定、モード切替信号作成は不要である。また、図中下りユーザデータを受信する部分などの構成要素は省略されている。

図４は本発明の一実施例による移動局の動作フローを示す。ステップＳ１では移動局は通常モードで通信を行っている。ステップＳ２では移動局は下り共通パイロットチャネルを受信し、無線チャネル状態を測定する。このステップは瞬時CQIの測定に加えて、平均CQIの算出も含む。ステップＳ３では平均CQIと所定の閾値との大小比較を行い、移動局の状態を測定モードに変更するか否かの判定を行う。平均CQIが所定の閾値を上回っていたならば、動作モードは変更されず、フローはステップＳ４に進む。ステップＳ４では測定された瞬時CQIが基地局に報告される。ステップＳ５では制御チャネル及び／又はデータチャネルが通信され、ステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ３で平均CQIが所定の閾値を上回っていなかったならば、動作モードは測定モードに変更され、フローはステップＳ６に進む。ステップＳ６では瞬時CQIと平均CQIとが比較され、ギャップを設けるか否かが判定される。瞬時CQIが平均CQIを上回っていたならば、ギャップは設けられず、フローはステップＳ４に進み、説明済みの動作が行われる。瞬時CQIが平均CQIを上回っていなかったならば、ギャップが設けられ、フローはステップＳ７に進む。ステップＳ７ではギャップが設けられることを示す信号が作成され、それが基地局に通知される。上述したように基地局は瞬時CQIが報告されなかったことで動作モードが遷移したことを知ることができるので、動作モードを示す信号は必須でないかもしれない。しかしながらモード遷移動作を確実に通知する観点からは信号を用いることが好ましい。ステップＳ８では、通常モードで使用される周波数及び無線アクセス方式に対する同調が解除され、移動局は異なる周波数・異なる無線アクセス方式に同調し、周辺セルサーチを行う。以後動作は通常モードに戻り、フローはステップＳ２に戻る。異周波・異システムのセルサーチ後、次回のCQI測定時点までが比較的長いならば、フローはステップＳ８の後にステップＳ５に進み、制御及び／又はデータチャネルを受信してもよい。

図５は本発明の一実施例による基地局を示す。図４には受信ＲＦ部、CQI／ギャップ信号受信部、CQI平均化部、モード切替判定部、モード切替信号作成部、制御信号送信バッファ、データ送信バッファ、送信信号作成部、スケジューラ、送信ＲＦ部、監視部及びパラメータ監視部が描かれている。図中、「ユーザ毎」として示される枠中の諸要素は、接続ユーザ毎に用意されているが、図示の簡明化のため、１ユーザ分しか詳細に描かれていないことに留意を要する。

受信RF部は移動局からの上り信号に同調してそれを受信する。

CQI／ギャップ信号受信部は受信した信号からCQI情報を取り出す。移動局からギャップを示す信号が送信された場合は、その情報を取り出す。CQI及びギャップを示す情報はスケジューラに伝えられる。

CQI平均化部は移動局から報告された瞬時CQIを平均化する。

モード切替判定部はCQI平均化部から出力されるCQI平均値とパラメータ制御部から設定される閾値を比較し、該移動局の状態が通常モードであるか測定モードであるかを判定する。更に、瞬時CQIとCQI平均値とを比較し、異周波のシステムに同調するか否かも判定される。

モード切替信号作成部はモード切替判定部の判定結果に応じて通常モード／測定モードが切り替わること示す信号を作成し、出力する。信号にはパラメータ制御部から指定されるギャップ長、CQI平均化／正規化パラメータ、ギャップ判定閾値／補正値、受信モード判定切替閾値などのパラメータが含まれてもよい。

制御信号送信バッファはモード切替信号やその他の下り制御信号を送信するまでバッファリングする。

データ送信バッファは下りユーザデータを送信するまでバッファリングする。

送信信号作成部は下り制御信号やユーザデータを多重して送信する信号を作成する。

スケジューラは各移動局のCQI、ギャップ状態などを勘案して送信割り当てを制御する。監視部で観測されたトラフィック量や移動局が利用しているサービス、データ／制御信号の優先度などを勘案してスケジュールしてもよい。

送信RF部は送信信号をRFに変換して送信する。

監視部は移動局が利用しているサービス、上り／下りトラフィック量などを監視し、結果をパラメータ制御部とスケジューラに伝える。

パラメータ制御部は外部から（例えば運用者によって）設定されるパラメータ、監視部から出力される観測結果に基づき制御の各種パラメータを設定する。

なお、移動局がモード切替を主導する場合は、基地局におけるモード切替判定、モード切替信号作成は不要である。また、図中上りユーザデータを受信する部分など、本発明と直接関わりのない構成要素は省略している。

ギャップ期間中、移動局は異周波・異システムに同調しているので、自システムに関するCQIを測定することはできない。従って単位長さのギャップ期間が連続的に反復され過ぎると、移動局から基地局へのCQIの未報告回数が過剰に多くなり、基地局が移動局の状況を充分に把握できなくなってしまう。そればかりでなく不都合なことに、下りリンクに関してギャップ期間が形成された場合、上りリンクの通信もギャップ期間にせざるを得ないことが多い。なぜなら多くの通常の移動局は１つの局部発信器しか備えておらず、それを上下リンクで共用している。従って、下りリンクで異システムの異周波に同調しようとすると、上りリンクでも自システムに同調できなくなり、上りのデータ送信ができなくなり、通信が滞ってしまうおそれがある。このような問題は特に音声通話のような低遅延サービスでは、致命的となりかねない。本発明の第２実施例はこのような問題にも対処できる。

図６は本発明の一実施例による移動局を示す。この移動局も図３で説明された機能を備えているが、本実施例で説明される機能の相違に起因して、形の異なるブロック図が描かれていることに留意を要する。説明済みの要素について重複的な説明は省略される。図６では、図３で説明済みの要素に加えて、フィードバック信号作成部、制御信号送信バッファ、データ送信バッファ、監視部が描かれている。

フィードバック信号作成部は、CQIを基地局へ報告するための信号、ギャップを伝えるための信号を作成する。例えば、ギャップ判定部の判定結果がギャップを形成すべきことを示す場合、CQI報告を停止するよう制御がなされてもよい。或いはCQIとは別にギャップを伝えるための信号が作成されてもよい。

制御信号送信バッファは、上り制御情報をバッファリングする。

データ送信バッファは、上りリンクのユーザデータをバッファリングする。

監視部は、データ送信バッファ及び／又は制御信号送信バッファのデータ滞留量を監視する。滞留量は制御部から指定された条件に応じて評価される。例えば所定の閾値が設定され、滞留しているデータ量（バッファに蓄積されているが未送信のデータ量）がその閾値を超えるか否かで滞留状況が評価されてもよい。所定の閾値は制御信号とユーザデータで同一でもよいし、異なっていてもよい。更に、データの緊急度が考慮されてもよい。例えば緊急性の高いデータの滞留量に基づいて、滞留状況が評価されてもよい。いずれにせよ、何らかの基準に従って、データが滞留しているか否かが判定され、判定結果がギャップ判定部に通知される。

制御部は、監視部の監視条件（監視周期、データ緊急度の考慮の仕方など）を設定する。また、ギャップ判定部の判定条件（CQIに対する条件、監視部から報告されるバッファ滞留量に対する条件など）を設定する。

基地局に送信すべき制御信号及びユーザデータは送信バッファに随時蓄積される。そして、何らかの基準に従って、各送信バッファにデータが滞留しているか否かが監視部により判定され、判定結果がギャップ判定部に通知される。ギャップ判定部は、所定の閾値（上記の例では平均CQI）より劣った瞬時CQIが測定された場合であって、制御信号及び／又はユーザデータの送信バッファにデータが滞留していないことが監視部から報告された場合に限ってギャップ期間が形成されるよう判断する。平均CQIより劣った瞬時CQIが測定された場合であっても、制御信号及び／又はユーザデータの送信バッファにデータが滞留していたならば、ギャップ期間は形成されず、送信バッファ中のデータ送信が促される。このため、上記のデータの滞留に関する懸念は少なくとも軽減される。

通常の多くの移動局では、受信されたユーザデータは、Hybrid ARQ（Automatic Repeat Request）方式の再送や、並列Stop-and-wait方式のARQに対応するため、また、上位プロトコルレイヤが解釈できる論理ブロック（パケット）が受信完了するまで、受信バッファにバッファリングされる。また、上位プロトコルに対してIn-sequence deliveryを保障するため、バッファリングする場合もある。上位プロトコルにとっては、意味のある論理ブロックが早く受信されることが望ましい。また、Hybrid ARQの再送データは遅延を短縮する観点で早く受信することが望ましい。従って、受信バッファの状況と無関係にギャップ制御を行った場合、下り伝送特性が劣化しかねない問題がある。

図７に本発明の一実施例による移動局を示す。説明済みの要素について重複的な説明は省略される。図７では、図６で説明済みの要素に加えて、受信バッファが描かれている。

受信バッファは、Hybrid ARQ、並列Stop-and-wait ARQ、In-sequence deliveryなど、無線アクセス方式で適用される方式に応じて受信データをバッファリングする。

監視部は、図６の実施例２の機能に加えて、受信バッファのデータバッファリング状況を監視する。バッファリング状況は、制御部から指定された条件に応じて評価される。例えば、Hybrid ARQ再送待ちデータがあるか否か、再送待ち回数がある閾値を超えるか否か、再送待ち時間がある閾値を超えるか否かなどを評価してもよい。また、In-sequence deliveryを保障するために順序上後で上位プロトコルへ渡すべきデータが既に受信完了しているにもかかわらず、その前に渡すべきデータ（若番データと呼んでもよい）が未だ受信できずに抜けている場合を検出してもよい。従って、上位プロトコルの論理ブロック単位での受信状況やHybrid ARQ再送待ち状況に応じて受信バッファを評価してもよい。いずれにせよ、何らかの基準に従って、データのバッファリング状況が判定され、判定結果がギャップ判定部に通知される。

ギャップ判定部は、図６の実施例２の機能に加えて、受信バッファの監視結果をギャップ判定に勘案してもよい。例えば、Hybrid ARQ再送待ちデータがある場合はギャップを作らずに通信を継続するよう促してもよい。また、In-sequence deliveryで若番データが抜けている場合はギャップを作らずに通信を継続するよう促してもよい。

なお、制御信号受信部へは受信バッファ及び受信ＲＦ部の双方から制御信号を受信している。これは、制御信号の種類によっては、受信バッファにおいてバッファリングして意味のある論理ブロックが受信完了されるまで待って制御信号受信部へ渡すべき信号と、符号化などを伴わずに高速に伝送されるため受信ＲＦ部から直接渡すことが出来る信号があるためである。実際にはどちらか片方が欠ける場合もあるが、本発明の必須構成に直接関わるものではない。

時間スケジューリングの行われる様子を示す図である。 周波数スケジューリングの行われる様子を示す図である。 動作モード、瞬時CQI、平均CQI、閾値及びギャップの関係を示す図である。 本発明の一実施例による移動局のブロック図を示す。 移動局の動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による基地局のブロック図を示す。 本発明の一実施例による移動局のブロック図を示す。 本発明の一実施例による移動局のブロック図を示す。

符号の説明

CQI 無線チャネル状態を示す量
DRX 間欠受信

Claims (24)

1. 第１の動作モードでは所定の周波数で少なくとも制御チャネルを通信し、第２の動作モードでは前記所定の周波数とは異なる周波数に同調して周辺セルサーチを行う移動局であって、
   無線チャネル状態の測定値を或る測定周期で求める測定手段と、
   測定値及び閾値を比較し、第１又は第２の動作モードの何れかに動作モードを決定する決定手段と、
   測定値が閾値より劣っていた場合には該測定値の基地局への報告を禁止する手段と、
   を有し、無線チャネル状態の測定値が閾値より劣っていた場合、前記決定手段は、データを蓄積するバッファの状態に基づいて動作モードを決定する、ことを特徴とする移動局。
2. 第１の動作モードでは所定の周波数で少なくとも制御チャネルを通信し、第２の動作モードでは前記所定の周波数とは異なる周波数に同調して周辺セルサーチを行う移動局であって、
   無線チャネル状態の測定値を或る測定周期で求める測定手段と、
   測定値及び閾値を比較し、第１又は第２の動作モードの何れかに動作モードを決定する決定手段と、
   動作モードを示す信号を基地局に送信する手段と、
   を有し、無線チャネル状態の測定値が閾値より劣っていた場合、前記決定手段は、データを蓄積するバッファの状態に基づいて動作モードを決定する、ことを特徴とする移動局。
3. 瞬時的な測定値が正規化される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
4. 前記閾値が、無線チャネル状態の瞬時的な測定値の平均値、時間的に一定の固定値、又は瞬時的な測定値の平均値に時間的に一定の補正値を加えた値である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
5. 前記固定値及び前記補正値の少なくとも一方が、基地局から通知される
   ことを特徴とする請求項4に記載の移動局。
6. 前記閾値が、前記第１の動作モードで提供されるサービス内容に応じて又は基地局のトラフィック量に応じて調整される
   ことを特徴とする請求項４記載の移動局。
7. 前記閾値が、該移動局の送信割当頻度、スループット、パケット廃棄率の少なくとも一つに応じて調整される
   ことを特徴とする請求項４記載の移動局。
8. 当該移動局は通常モード又は非通常モードで動作し、
   前記通常モードでは前記第１の動作モードで動作するが、前記非通常モードでは前記第１及び第２の動作モードが無線チャネル状態に応じて切り替えられる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
9. 通常モードから非通常モードへの移行は、無線チャネル状態の瞬時的な測定値の平均値が第１閾値より劣った場合に行われ、
   非通常モードから通常モードへの移行は、無線チャネル状態の瞬時的な測定値の平均値が第２閾値より優れている場合に行われる
   ことを特徴とする請求項８記載の移動局。
10. 前記第１閾値より前記第２閾値が優れている
    ことを特徴とする請求項９記載の移動局。
11. 前記第２の動作モードの期間が、前記測定周期より長い所定期間維持される
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
12. 前記所定期間が基地局からの報知情報及び個別制御チャネルの少なくとも一方で設定されることを特徴とする請求項１１に記載の移動局。
13. 閾値より劣る測定値の連続的な未報告回数に上限値が設けられる
    ことを特徴とする請求項１記載の移動局。
14. 第２の動作モードを示す信号を連続して基地局に送信する回数に上限値が設けられる
    ことを特徴とする請求項２記載の移動局。
15. 前記上限値が基地局からの報知情報及び個別制御チャネルの少なくとも一方で設定されることを特徴とする請求項１３記載の移動局。
16. 前記上限値がサービス内容に応じて異なる
    ことを特徴とする請求項１３記載の移動局。
17. 複数のサービスが提供されている場合に、前記連続的な未報告回数は、複数の上限値の内の最小値以内に抑制される
    ことを特徴とする請求項１６記載の移動局。
18. 移動通信システムで使用可能なシステム周波数帯域が所定数のサブ帯域に区分けされ、当該移動局が１以上のサブ帯域を使用して通信を行い、
    無線チャネル状態の測定値はサブ帯域毎に測定される
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
19. サブ帯域毎に測定された複数の測定値から１つの値が導出され、導出された値に基づいて動作モードが決定される
    ことを特徴とする請求項１８記載の移動局。
20. 前記導出された値が、複数の測定値の内の最大値又は複数の測定値の平均値である
    ことを特徴とする請求項１９記載の移動局。
21. 無線チャネル状態の測定値が閾値より劣っていた場合であって、送信バッファに蓄積された未送信データ量が所定量未満であった場合に動作モードが第２の動作モードに決定される
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
22. 無線チャネル状態の測定値が閾値より劣っていた場合であって、受信バッファに蓄積されたデータの再送待ち回数が所定回数未満であること、受信バッファに蓄積されたデータの再送待ち時間が所定値未満であること、データの通信順序保障上途中のデータが受信バッファに受信未完了となっていないこと、の少なくとも一つを満たす場合に、動作モードが第２の動作モードに決定される
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動局。
23. 第１の動作モードでは所定の周波数で少なくとも制御チャネルを通信し、第２の動作モードでは前記所定の周波数とは異なる周波数に同調して周辺セルサーチを行う移動局で使用される周辺セル測定方法あって、
    無線チャネル状態の測定値を或る測定周期で測定するステップと、
    測定値及び閾値を比較し、第１又は第２の動作モードの何れかに動作モードを決定するステップと、
    を有し、前記無線チャネル状態の測定値が閾値より劣っていた場合、該測定値の基地局への報告は禁止され、かつデータを蓄積するバッファの状態に基づいて動作モードが前記決定するステップにおいて決定される、
    ことを特徴とする周辺セル測定方法。
24. 第１の動作モードでは所定の周波数で少なくとも制御チャネルを通信し、第２の動作モードでは前記所定の周波数とは異なる周波数に同調して周辺セルサーチを行う移動局で使用される周辺セル測定方法あって、
    無線チャネル状態の測定値を或る測定周期で測定するステップと、
    測定値及び閾値を比較し、第１又は第２の動作モードの何れかに動作モードを決定するステップと、
    動作モードを示す信号を基地局に送信するステップと、
    を有し、前記無線チャネル状態の測定値が閾値より劣っていた場合、前記決定するステップにおいて、データを蓄積するバッファの状態に基づいて動作モードを決定する、ことを特徴とする周辺セル測定方法。

Images