JP5031845B2 - アンダーレイ・ネットワーク装置のカバレージ・エリア内でオーバレイ・ネットワーク装置を使用する無線通信 - Google Patents

Description

本発明は、一般に通信に関する。より詳細には、本発明は、無線通信に関する。

ＵＭＴＳまたはＣＤＭＡ無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）の展開では、地理的領域がセルに分けられる。ノードＢ（ＵＭＴＳ用語）または基地局（ＣＤＭＡ用語）が各セルを受け持つ。セル間での移動局のモビリティを支援するために、ＲＡＮは、ネットワーク内のセルごとに隣接セルのリストを維持する。移動局は、将来の通信用の候補セルを選択するために信号強度を検出することができるように、隣接セルについて知らなければならない。

モビリティは、アイドル・モード・モビリティおよびアクティブ・モード・モビリティの２つの移動局モードに大別できる。アイドル・モードでは、移動局はＲＡＮへのアクティブな無線リンクを有しないので、モビリティは「キャンプする」ための、十分良好な信号強度を有するノードＢまたは基地局を選択することを必要とする。キャンプすると、移動局は、ノードＢまたは基地局のブロードキャスト・チャネルをリスンすることができる。このことは、ブロードキャスト・チャネルが着信電話呼の信号を送るために使用されるので、重要である。ブロードキャスト・チャネルは、キャンプ対象として考慮される隣接セルをすべての移動局に通知するためにも使用される。アクティブ・モードでは、移動局はＲＡＮへのアクティブな無線リンクを有する。無線チャネルの状態が移動局とノードＢまたは基地局との間で変化するので、他のノードＢまたは基地局は通信リンクを維持する候補として考えられなければならない。

マクロセルラ・ネットワーク（たとえば、既存のセルラ・ネットワーク）の展開は、マイクロセルまたはピコセルのノードＢまたは基地局として動作する屋内（たとえば、家庭、企業、政府）の通信装置の展開によって補完されることが期待される。後者が実際にはマクロセルラ・ネットワークの上に、またはそれに加えて確立されるので、前者はアンダーレイ・ネットワークと考えられ、後者はオーバレイ・ネットワークと考えられる。屋内のオーバレイ・ネットワークはマクロセルラ・アンダーレイ・ネットワークを補完するためのものである。

オーバレイ・ネットワークを確立するとセルラ・カバレージおよび容量が増加することになる。しかし、それは、現在の仕様および標準が提供するように設計されていない新しい展開シナリオを告げている。従来のマクロセルラ・ネットワーク展開とオーバレイ展開との間に移動局のモビリティを提供する方法を含めて、このことに関連するいくつかの問題がある。

ほとんどの場合、移動局は、隣接セル（ノードＢおよび基地局）の存在およびそれらのセル・コード（スクランブリング・コードまたは擬似ノイズ・オフセット）の通知を受けるためにＲＡＮを利用する。隣接セルは、移動局が、注目する伝送を他のセルの伝送から分離できるようにするために、周辺のセル・コードと比較して異なるセル・コードを使用する。隣接セルの数は３２個の周波数内セル（ｉｎｔｒａ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｅｌｌ）のセットに制限される。オーバレイ・ネットワークが展開される場合、隣接セルの数は３２個よりはるかに多くなり得る。１つのアンダーレイ・セルの中に、たとえば、各区画が１つのオーバレイ・セルを含む、何百もの区画を有することが可能である。隣接セルがキャンプまたはハンドオフの候補として考慮されるように、移動局にすべての隣接セルを通知する機構が必要である。

１つの提案は、オーバレイ・ネットワークの存在の通知を受けるようにＲＡＮインフラストラクチャを変更することである。たとえば、無線ネットワーク制御装置は、移動局が使用を許可されたオーバレイ・ネットワーク内のあらゆるセルの通知を受けることもできる。次いで、移動局が、ＲＡＮによって伝送されたメッセージを介して隣接セルを通知されると、リストは、移動局固有のノードＢで増補される。移動局固有の隣接リストを提供することは、３２個の周波数内隣接セルの制限を克服するが、最新の隣接リストを維持するタスクおよび複雑さを増大させる。オーバレイ・ネットワーク装置は、任意にマクロセル・カバレージ・エリアに導入すること、またはマクロセル・カバレージ・エリアから除去することが可能であり、ＲＡＮは、それに応じて不都合なほど頻繁に更新される必要がある。さらに、この方法でＲＡＮを変更することは、アイドル・モード・モビリティの問題を解決しない。アイドル・モードでは、移動局とＲＡＮとの間にアクティブな無線リンクが存在しない。したがって、移動局は、キャンプする候補セルの通知を受けるために、アンダーレイ・ネットワーク・ブロードキャスト・チャネルを利用する。アイドル・モードでは、移動局固有の隣接リストを提供する機能はない。

ＲＡＮを変更するのではない別の提案は、移動局がアクセスを許可されるオーバレイ・セルのリストを格納するように、移動局を変更することである。次いで、移動局は、潜在的な候補のその格納されたセットを、ＲＡＮから受信した任意の隣接リストに追加する。これは、現在の移動局が動作する方法の変更を必要とし、オーバレイ・ネットワークの単純な展開を妨げる。既存の移動局は、この機能に必要な容量を有するように再構成されなければならない。

上記の両提案には、既存の機器（移動局またはＲＡＮ）に大幅な変更を必要とするという欠点がある。これは、費用がかかり、かなりの危険を伴い、ネットワーク・オペレータにとって魅力的ではない。

マクロセルラ・アンダーレイ・ネットワークのカバレージ・エリア内で、移動局がオーバレイ・ネットワークと通信するのを容易にする効率的かつ経済的な方法が必要である。本発明は、その必要性に対処する。

例示的な通信方法は、第１のカバレージ・エリアを有する少なくとも１つのアンダーレイ・ネットワーク装置と、アンダーレイ・ネットワーク装置の第１のカバレージ・エリア内により小さい第２のカバレージ・エリアを有する少なくとも１つのオーバレイ・ネットワーク装置とを含むシステムにおいて有用である。その例示的な方法は、オーバレイ・ネットワーク装置を専ら識別するための選択された複数のセル・コードを使用することを含む。通信は、オーバレイ・ネットワーク装置を専ら識別するための選択された複数のセル・コードを使用して実施される。アンダーレイ・ネットワーク装置と通信する移動局が移動局との通信のための候補オーバレイ・ネットワーク装置としてオーバレイ・ネットワーク装置を検出できるように、第１のダウンリンク・チャネルは選択された複数のセル・コードの１つを有する。

例示的な通信装置は、少なくとも２つのダウンリンク・チャネルをブロードキャストする送信機を備える。ダウンリンク・チャネルの第１のチャネルのセル・コードは、オーバレイ・ネットワーク装置を専ら識別するために使用される選択された複数のセル・コードの１つである。ダウンリンク・チャネルの第２のチャネルのセル・コードは、選択された複数のセル・コードとは別個である。

本発明の様々な特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者に明らかになろう。詳細な説明に添付の図面は以下のように簡潔に説明できる。

本発明の一実施形態が有用である無線通信システムの選択された部分を示す概略図である。 手法の一例を要約した流れ図である。

以下の説明は、本発明の例示の実施形態において、どのようにして移動局がアンダーレイ・ネットワーク装置（たとえば、マクロセル基地局）およびアンダーレイ・ネットワークのカバレージ・エリア内のオーバレイ・ネットワーク装置（たとえば、ピコセル基地局）と通信することができるかを示す。開示された実施例は、アンダーレイ・ネットワークとオーバレイ・ネットワークとの間のアクティブな呼のハンドオーバ、およびアンダーレイ・セル、オーバレイ・セル、またはその両方のアイドル・モードの候補セルの識別を含む、様々な通信シナリオに有用である。開示された実施例は、効率的かつ経済的な方法で、既存のアンダーレイ・ネットワーク装置によってカバーされる領域内のオーバレイ・ネットワークおよび装置の使用を容易にする。

図１は例示の通信システム２０を概略的に示す。アンダーレイ・ネットワーク２２は、対応するセルにおいて無線通信カバレージを提供する複数のアンダーレイ・ネットワーク通信装置２４を含む。ＵＭＴＳの例では、装置２４はノードＢであり、ＣＤＭＡの例では、装置２４は基地局トランシーバである。分かりやすいように、図１では、そのような装置を１つのみ示す。装置２４のそれぞれは、複数のセル２６、２８、３０、３２、および３４のうちの対応するセルにカバレージ・エリアを提供する。セル２６〜３４は、マクロセルと考えられる大きさである。

他の通信装置４０は、無線通信カバレージ・エリア、またはセル２６〜３４のカバレージ・エリア内のセル４２を提供する。分かりやすいように、そのような装置の１つのみを示しているが、図１に概略的に示されているセル４２のそれぞれに関連する装置が存在する。装置４０によって提供される無線カバレージは、アンダーレイ・ネットワーク装置２４によって提供されるカバレージを補完し、その上に配置されるので、説明のために、通信装置４０をアンダーレイ・ネットワークの一部と考える。

各通信装置４０は、対応するセル４２のノードＢまたは基地局として動作するトランシーバを含む。

移動局は、特定の移動局の状況に応じて、通信装置２４、通信装置４０、またはその両方と通信することができる。図示の例は、セル２８内の移動局５０およびセル３４内の別の移動局５２を含む。移動局５０は、任意のオーバレイ・ネットワーク・セル４２のカバレージ・エリア内にはなく、アンダーレイ・ネットワーク装置２４のみと通信することができる。一方、移動局５２は、オーバレイ・セル４２の１つおよびアンダーレイ・セル３４のカバレージ・エリア内にある。図示の例は、対応する通信装置２４および対応する通信装置４０のどちらかまたは両方と通信することにより、移動局５２に、両方のネットワークと通信する能力を提供する。言い換えれば、 移動局５２はオーバレイ・ネットワークとアンダーレイ・ネットワークとの間のモビリティを有する。

手法の一例は、図２の流れ図６０にまとめられている。この例は、６２で電力を投入される移動局５２を含む。初めに、移動局は、アンダーレイ・ネットワークのチャネルにキャンプするための周知の技法を使用する。この状態を６４に示す。周知の方法では、移動局５２は、６６に示すようにアンダーレイ・ネットワーク２２からセル・コード（たとえば、スクランブリング・コードまたは擬似ノイズ・オフセット）の隣接リストを受信する。

一実施例は、移動局に、移動局が現在位置する領域内のオーバレイ・ネットワークの通信装置４０を通知する、アンダーレイ・ネットワーク２２によって提供される隣接リスト内のセル・コードを含む。一実施例は、オーバレイ・ネットワークのセル４２を専ら識別するために、比較的少数のセル・コードを確保することを含む。ＵＭＴＳの一例では、５１２個の利用可能なスクランブリング・コードのうちの８個が、セル４２を識別するために専ら使用される。ＣＤＭＡの一例では、複数のＰＮオフセットが、オーバレイ・セル４２を識別するために専ら使用される。

一実施例において、あらゆるオーバレイ通信装置４０は、ただ１つではなく２つのダウンリンク・チャネルをブロードキャストする。ダウンリンク・チャネルの第１のチャネルは、オーバレイ・セル４２の識別専用のセル・コードの１つを有する。ダウンリンク・チャネルの第２のチャネルは、セル４２を識別するために専ら使用される予約されたセット内のセル・コードとは別個のセル・コードを有する。第１のダウンリンク・チャネルは、オーバレイ・ネットワークとアンダーレイ・ネットワーク２２との間の移動局のモビリティを促進する情報を提供するので、「一時的な」ブロードキャスト・チャネルと考えることができる。第２のダウンリンク・チャネルは、通常のブロードキャスト・チャネルがオーバレイ・セル２６〜３４において使用されるのと同様の方法で、オーバレイ・セル４２内の通信に使用されるので、「通常の」ブロードキャスト・チャネルである。第２のダウンリンク・チャネルのセル・コードは、アンダーレイ・ネットワークまたはオーバレイ・ネットワークのどの隣接セル・コードとも矛盾しないように選択される。

従来のＲＡＮによって提供されるアンダーレイ・ネットワークの隣接リストは、一実施例では、オーバレイ・セルを専ら識別する予約されたセル・コードのセットを常に含むように変更される。隣接リストを受信する移動局は、移動局がキャンプできる潜在的な候補セルを評価するために、６８で信号強度測定を実行する。隣接リストが、オーバレイ・セル４２を専ら識別するそれらのセル・コードを含むので、移動局は、一時的ダウンリンク・チャネルをブロードキャストするオーバレイ通信装置４０を監視することになる。

この段階で、移動局はオーバレイ・ネットワークの存在を通知される。次に、移動局は、予約されたセル・コードについて信号強度測定を実行する。したがって、オーバレイ・セルは、キャンプする候補およびアクティブ・モードのハンドオーバ候補と考えられる。

７０で、移動局は現在のセルから切り替えるかどうかを決定する。切り替えない場合は、移動局の動作は６４に戻る。監視されたブロードキャスト・ダウンリンク・チャネルが、切り替えが望ましいことを示す場合、移動局によって選択された新しいセルがオーバレイ・セル４２であるかどうかが７２で判定される。オーバレイ・セル４２である場合、７４で、移動局は、対応するオーバレイ・セル４２の一時的ダウンリンク・チャネル（たとえば、２つのダウンリンク・チャネルの第１のチャネル）にキャンプする。次いで、移動局は、移動局がキャンプした第１の（たとえば、一時的な）ダウンリンク・チャネルでの通信に基づいて、対応するオーバレイ・セル４２の第２のダウンリンク・チャネルを識別することができる。

本質的には、単一のオーバレイ通信装置４０から放射している２つのダウンリンク・チャネルは、移動局に提示される２つの異なるセルになる。アンダーレイ・ネットワークによって通知を受ける移動局は、これらのセルの１つ（すなわち、「一時的な」セル・コード）のみを認識する。しかし、移動局が一時的なセルにキャンプすると、一時的なブロードキャスト・チャネル（ＢＣＨ）のブロードキャスト・メッセージは、移動局に２つのダウンリンク・チャネルの第２のチャネル（たとえば、「通常の」セル）を通知する。ＵＭＴＳの一例において、一時的なセルのＢＣＨシステム情報ブロック（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）１１（ＳＩＢ１１）は、通常のセルのセル・コードを含むように生成される。

混信を低減するために、一実施例では、一時的ダウンリンク・チャネルは、オーバレイ・ネットワークとアンダーレイ・ネットワークをブリッジする目的で短時間のみ使用される。７６で、移動局は、オーバレイ通信装置４０により提供された隣接セットの信号強度を判定する。

一実施例は、一時的なチャネルの出力をオーバレイ・セルの通常のダウンリンク・チャネルの小部分であるように固定することを含む。第２のダウンリンク・チャネルのセル・コードは、一時的なブロードキャスト・チャネルの隣接リストに含まれる。一実施例の一時的なブロードキャスト・チャネルでは、キャンプするために移動局が他の候補を評価する信号強度は、非常に低く設定される。ＵＭＴＳの例では、このパラメータは、Ｓ_{ｉｎｔｒａｓｅａｒｃｈ}と呼ばれ、ＳＩＢ ３／４メッセージに含まれており、たとえば、３ＧＰＰ仕様２５．３０４で知られている。移動局は、２つのダウンリンク・チャネルの第２のチャネルに関連する通常のセル・コードを、そのより高い信号強度を理由に選択する。移動局は、７８で通常のオーバレイ・セル・チャネルにキャンプする。

移動局が通常のオーバレイ・セル４２にキャンプすると、別のセルがより良好な候補になる場合でさえ、オーバレイ・セル４２にキャンプしたままであることが望ましい場合がある。たとえば、ネットワーク・オペレータの目的は、彼らのマクロセルラ・ネットワークからトラフィックを切り離し、そのトラフィックをオーバレイ・セル４２上へ導くことである。これは、一実施例では、ＢＣＨチャネルでパラメータを適切に設定することによって達成される。たとえば、セル再選択プロシージャを開始するための閾値は、非常に高く設定される。

別の実施例では、一時的なオーバレイ・セルへのハンドオーバが完了すると、オーバレイ通信装置４０は、移動局にオーバレイ装置４０の通常のセルへのハンドオーバを指示する。

前述の説明は、事実上、限定ではなく例示である。本発明の本質から必ずしも逸脱するとは限らない、開示された実施例への変更および改変が当業者には明らかであろう。本発明に付与される法的保護の範囲は、添付の特許請求の範囲を検討することによってのみ決定され得る。

Claims (9)

1. 第１のカバレージ・エリアを有する少なくとも１つのアンダーレイ・ネットワーク装置と、前記アンダーレイ・ネットワーク装置の前記第１のカバレージ・エリア内により小さい第２のカバレージ・エリアを有する少なくとも１つのオーバレイ・ネットワーク装置とを含むシステムにおいて通信する方法であって、
   選択された複数のセル・コードを、移動局がオーバレイ・ネットワーク装置を識別するために専ら使用するステップと、
   前記移動局が１つのオーバレイ・ネットワーク装置の少なくとも２つのダウンリンク・チャネルの第１のダウンリンク・チャネル上で該オーバレイ・ネットワーク装置と通信するステップであって、前記第１のダウンリンク・チャネルのセル・コードは、アンダーレイ・ネットワーク装置と通信する前記移動局が該移動局との通信のための候補として前記オーバレイ・ネットワーク装置を検出できるように、前記選択された複数のセル・コードの１つであるステップと、
   前記選択された複数のセル・コードと異なる別個のセル・コードを前記少なくとも２つのダウンリンク・チャネルの第２のダウンリンク・チャネルに使用するステップと、
   前記第２のダウンリンク・チャネルの前記セル・コードの標識を前記第１のダウンリンク・チャネルに提供するステップと、
   前記第１のダウンリンク・チャネルを使用している移動局が前記第２のダウンリンク・チャネルの前記セル・コードを使用して該第２のダウンリンク・チャネル上で前記オーバレイ・ネットワーク装置と通信するために、該移動局に標識を提供するステップとを含む、方法。
2. 前記オーバレイ・ネットワーク装置から前記少なくとも２つのダウンリンク・チャネルをブロードキャストするステップ、
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 第１の信号強度を使用して前記第１のダウンリンク・チャネルをブロードキャストするステップと、
   より大きい第２の信号強度を使用して前記第２のダウンリンク・チャネルをブロードキャストするステップと、
   を含む請求項２に記載の方法。
4. 前記アンダーレイ・ネットワーク装置とのコミュニケーションに基づいて前記選択された複数のセル・コードの少なくとも前記１つを決定するステップと、
   前記決定されたセル・コードを使用して前記第１のダウンリンク・チャネルを検出するステップと、
   前記第１のダウンリンク・チャネル上で提供される情報から前記第２のダウンリンク・チャネルの前記セル・コードを決定するステップと、
   を含む請求項１に記載の方法。
5. 前記オーバレイ・ネットワーク装置を検出するための前記第１のダウンリンク・チャネルを使用するステップと、
   前記第２のダウンリンク・チャネル上で前記オーバレイ・ネットワーク装置との後続の通信を実施するステップと、
   を含む請求項４に記載の方法。
6. 前記第１のダウンリンク・チャネルおよび前記第２のダウンリンク・チャネルの信号強度をそれぞれ検出するステップと、
   前記オーバレイ・ネットワーク装置と通信するためのより大きい信号強度を有する前記ダウンリンク・チャネルの前記１つを選択するステップと、
   を含む請求項４に記載の方法。
7. アンダーレイ・ネットワーク装置の隣接リストに前記選択された複数のセル・コードを含めるステップと、
   前記アンダーレイ・ネットワーク装置から受信する任意の移動局に前記隣接リストの標識を提供するステップと、
   を含む請求項１に記載の方法。
8. 現在アンダーレイ・ネットワーク装置と通信している移動局が、オーバレイ・ネットワーク装置との通信に切り替えるための第１の閾値を確立するステップと、
   現在オーバレイ・ネットワーク装置と通信している移動局が、アンダーレイ・ネットワーク装置との通信に切り替えるためにより高い第２の閾値を確立するステップと、
   を含む請求項１に記載の方法。
9. 無線通信装置であって、
   １つのオーバレイネットワーク装置として機能する、少なくとも２つのダウンリンク・チャネルをブロードキャストする送信機であって、前記ダウンリンク・チャネルの第１のチャネルのセル・コードは、オーバレイ・ネットワーク装置を識別するために専ら使用される選択された複数のセル・コードの１つであり、前記ダウンリンク・チャネルの第２のチャネルのセル・コードは、前記選択された複数のセル・コードとは異なる別個のものである送信機を備え、
   前記送信機は、アンダーレイ・ネットワーク装置と通信する前記移動局が該移動局との通信のための候補として前記オーバレイ・ネットワーク装置を検出できるように、前記第１のダウンリンク・チャネルの前記セル・コードをブロードキャストし、
   前記送信機は、前記第２のダウンリンク・チャネルの前記セル・コードの標識を前記第１のダウンリンク・チャネルに提供し、
   前記送信機は、前記移動局が前記第２のダウンリンク・チャネルの前記セル・コードを使用して該第２のダウンリンク・チャネル上で前記オーバレイ・ネットワーク装置と通信するために、前記第１のダウンリンク・チャネルを使用して前記移動局に標識を提供するように構成された、装置。

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