JP5091248B2 - 移動体通信ネットワークにおいてアンテナ・モードを選択する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は移動体通信ネットワークにおける方法及び装置に関する。特に、本発明は例えば多入力多出力（ＭＩＭＯ）モードのようなアンテナ・モードを選択する仕組みに関する。

発展型無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）はいくつかの高度なアンテナ技術をサポートすることが期待される。一つの高度なアンテナ技術は多入力多出力（ＭＩＭＯ）と呼ばれる。ＭＩＭＯは、基地局とＵＥとの両方が複数のアンテナを有することを暗に意味する。様々なＭＩＭＯモードが存在する。現在のところ、パー・アンテナ・レート制御（ＰＡＲＣ）、選択的ＰＡＲＣ（Ｓ−ＰＡＲＣ）、送信ダイバーシチ、受信機ダイバーシチ、Ｄ−ＴｘＡＡ（二重送信アンテナ・アレイ、送信ダイバーシチの高度なバージョン）のような複数のＭＩＭＯモードが評価されている。

上述のＭＩＭＯモードは、スペクトル効率、ダイバーシチ、伝送距離、干渉軽減などを向上するために、非常に貢献する可能性を有する様々な空間処理を提供する。各ＭＩＭＯモードは所定の利益を有する。例えば、ＰＡＲＣは実際に、独立なシンボル・ストリームを送信することによって、高いスペクトル効率を達成できる。これは、２×２ＰＡＲＣ（２送信・２受信アンテナ）を意味し、異なる情報を含む二つの独立したデータストリームがユーザ装置に送信される。一方、（ＵＥにおける二つの受信アンテナと基地局における一つの送信アンテナを暗に意味する）受信機ダイバーシチは、受信機において複数次元の冗長性をもたらすことによってリンクの信頼性を向上するが、ＰＡＲＣのようなスペクトル効率は提供しない。これは、受信機ダイバーシチが良好な伝送距離につながるだろうが、ＰＡＲＣと比較して低いスペクトル効率という犠牲があることを意味する。特に、マルチアンテナについての空間領域リンク・アダプテーションは、無線チャネルの短期間特性を監視することに基づいて、異なるＭＩＭＯモード間で切り替えることを利用する。

チャネル特性が知られていることを前提とすれば、適切なＭＩＭＯモードが選択されるかもしれない。しかしながら、ＭＩＭＯモードを選択するための選択された基準は異なるかもしれない。測定された送信特性に基づいて、ＭＩＭＯモードを選択するための基準を判定するために異なる方法が用いられることが提案されている。先行技術では、ＭＩＭＯモード切り替えはＵＥ（ユーザ装置）とネットワークとの間のアクティブな接続期間にだけ実行される。ＵＥは端末や移動体端末とも呼ばれることに留意すべきである。

トラフィックが非アクティブである期間に、ユーザ装置（すなわち移動体端末）は一般的にアイドル状態と称される擬似アクティブ状態に入り、ＵＥバッテリの電力消費を節約するために間欠受信（ＤＲＸ）を利用する。ＤＲＸモードでは、ＵＥはネットワーク・ページング要求を監視するだけか、定期的に所定の種類の測定を実行するだけである。ユーザの移動性に起因して、ＵＥが正しいセルにとどまったままでいることも重要である。従って、ＵＥはまた、サービング・セル及びターゲット・セルから送信されるダウンリンク基準信号の強度と品質との少なくともいずれかを測定し、最もよいセルを再選択する。セルの再選択において、ＵＥは自立的に新たなセルを選択する。しかしながら、再選択処理は部分的にネットワークにより影響され得る。なぜなら、ネットワークは測定閾値、セルランキング等に関連する所定のシステム・パラメータをブロードキャストできるからである。セル再選択手順は、セル・レベル上での又はの少なくともいくつかのセルを備える登録エリア・レベル上でのＵＥの位置を特定することをネットワークに可能にするべきである。よって、アイドル・モードでは、ネットワークはＵＥコンテキストを維持し、それによりネットワークが、ページング要求を送信する際のＵＥを位置づけることを可能とする。新たなセルが再選択された場合、ＵＥは、新たなセルの識別子を示すためにネットワークに更新メッセージを送る。さらに、ＵＥはまた、その能力、サービング・セル及びターゲット・セルのダウンリンク測定などを特定することができる。適切なセル再選択手順は新たな呼がブロックされるのを防ぐために極めて重要である。

既存のネットワークでは、ネットワークは進行中のセッションの間にＭＩＭＯモード切り替えを行う。しかしながら、アイドル状態又はその他の低アクティビティ状態（例えば、低無線リソース制御（ＲＲＣ）状態）では、ＵＥはセルを変更し、セル内で位置を変更しさえするかもしれない。よって、ＵＥが最良の取り得るＭＩＭＯモードで開始せず、ＲＲＣ状態がアイドルからアクティブに変化する状況が起こりえる。これは、ネットワークが正しいＭＩＭＯモードを選択するまで、スループットの低下を招く。いくつかのシナリオでは、セルが不適切なＭＩＭＯモードで開始された場合には、接続をも失われえる。従って、アイドル状態にある場合にもモード切り替えの利益を利用することができることは有利であろう。しかしながら、既存のシステムは、ＵＥ及びネットワーク（例えば関連するノードＢ又はＲＮＣ）がアイドル状態で最良のＭＩＭＯモードを追跡できる機能をサポートしない。

よって、本発明の目的は、ＭＩＭＯモードのような適切なアンテナ・モードを選択することを可能とする方法及び装置を提供することであり、例えばＵＥが進行中のセッションに関与していない場合のビーム・フォーミング（プリコーディング）方式を含む。

当該目的は、前記無線ネットワークと前記移動体端末との両方でサポートされる複数のアンテナ・モードを備えるモード・リストを判定することで達成される。各アンテナ・モードは事前に規定された性能指標の度合いと関連付けられ、移動体端末に関する事前に規定された性能指標を示す情報が読み出される。少なくとも前記読み出された情報に基づいて、モード・リストからアンテナ・モードが選択される。

よって、第１の形態によれば、本発明は、無線ネットワークと、間欠受信モードで動作する移動体端末との間の通信で用いられるアンテナ・モードを選択する移動体通信ネットワークのための装置を提供する。当該装置は、前記無線ネットワークと前記移動体端末との両方でサポートされる複数のアンテナ・モードを備えるモード・リストを判定するように構成された判定器と、前記モード・リスト内の各アンテナ・モードを、事前に規定された性能指標の度合いと関連付けるように構成された関連付け手段と、前記移動体端末に関する前記事前に規定された性能指標を示す情報を読み出すように構成された読み出し手段と、少なくとも前記読み出された情報に基づいて、前記モード・リストからアンテナ・モードを選択するように構成されたセレクタとを備える。

本発明の第２の形態によれば、無線ネットワークと、間欠受信モードで動作する移動体端末との間の通信で用いられるアンテナ・モードを選択する移動体通信ネットワークのための方法が提供される。当該方法は、前記無線ネットワークと前記移動体端末との両方でサポートされる複数のアンテナ・モードを備えるモード・リストを判定するステップと、前記モード・リスト内の各アンテナ・モードを、事前に規定された性能指標の度合いと関連付けるステップと、前記移動体端末に関する前記事前に規定された性能指標を示す情報を読み出すステップと、少なくとも前記読み出された情報に基づいて、前記モード・リストからアンテナ・モードを選択するステップとを備える。

本発明に関する利点は、アイドル・モードにおけるモード選択の利益を利用することが可能となることである。すなわち、ページング要求を正しく解読して新たなセルを開始することができるように、低アクティビティ状態（ＤＲＸモード）において適切なモードでＵＥが動作することを確約することが可能となる。よって、ＵＥがアイドル状態からアクティブ状態に戻った場合に、ＵＥは直ちに最良のモードに入ることができる。

さらなる利点は、本発明の実施形態が、いくつかのシナリオにおいて、セル変更のかわりにモード切り替えを利用することによって、呼設定遅延を軽減することである。実施形態はまた、モード・リストに基づいてハンドオーバをモード選択に置き換えることによって頻繁なハンドオーバを回避することができ、それによりハンドオーバによるピンポン効果を防ぐことができる。

いくつかのＭＩＭＯモードの容量の比較を説明する図である。 いくつかのＭＩＭＯモードの伝送距離の比較を説明する図である。 伝送距離ベースのモード・リストを概略的に説明する図である。 分散無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）・アーキテクチャであって、本発明が分散ＲＡＮのサービング・ノードＢで実装されてもよい、分散ＲＡＮアーキテクチャを説明する図である。 集中無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）・アーキテクチャであって、本発明がアクセス・ゲートウェイ又は無線ネットワーク制御装置のようなＲＡＮの中央ノードで実装されてもよい、集中ＲＡＮアーキテクチャを説明する図である。 アイドル状態のＤＲＸサイクルに従って、ＵＥがどのようにリッスンするかを説明する図である。 一つの実施形態に従う装置を説明する図である。 一つの実施形態に従う方法のフローチャートである。

本発明は、ＵＥがアイドル状態である場合でも、ＵＥ及びネットワーク（例えば、関連するノードＢ又は無線ネットワーク制御装置）が最良のアンテナ・モードを追跡するために用いられるように適合される。この仕組みはまた、不必要なハンドオーバ又はセル変更を避けるかもしれない。アイドル状態の間にＵＥが自身の最良のモードを追跡できるので、ＵＥがアイドル状態からアクティブ状態に戻る場合に、ＵＥが直接的に自身の最良のモードに移行することがより容易となる。

本発明の基本的な考えは、アンテナ・モード・リストを生成することであり、アンテナ・モード・リストは、移動体端末とネットワークとの両方にサポートされるアンテナ・モードを備えるモード・リストとも呼ばれる。アンテナ・モード・リストは、ＵＥがアイドル・モードである場合及びＵＥ測定値報告が利用可能でない場合に、低アクティビティＲＲＣ状態、呼設定、及びハンドオーバのような様々なシナリオで適切なアンテナ・モードを選択する際に用いられることが提案される。

よって、モード・リストは、移動体端末と、対応するアクセスノード例えばノードＢとの両方がサポートできるすべての取り得るモードを備える。一つのモード・リストは、各移動体端末について、ネットワーク・アーキテクチャに依存して、対応するノードＢ又はａＧＷ（アクセス・ゲートウェイ）／ＲＮＣ（無線ネットワーク制御装置）によって生成される。以下の表記が本明細書で用いられる。Ｖ_ＭＬ＿ｓをユーザｉのためのモード・リスト、つまりｉ番目のユーザとサービング・ノードＢとによってサポートされるモードとし、Ｖ_ＵＥはＵＥによりサポートされるモードを表し、Ｖ_{ＮｏｄｅＢ}はサービング・ノードＢによりサポートされるモードを表す。よって、Ｖ_ＭＬ＿ｓ＝Ｖ_ＵＥ∩Ｖ_{ＮｏｄｅＢ}＝｛α_１，α_２，…，α_Ｍ｝であり、ここでα_ｉはＭＩＭＯモード識別子である。本発明では、アンテナ・モードはリストから選択され、この選択は事前に規定された性能指標に基づく。事前に規定された性能指標の例は、容量（ｃａｐａｃｉｔｙ）、伝送距離（ｃｏｖｅｒａｇｅ）、ピーク・ビット・レート、平均ユーザ・ビット・レート、経路損失などである。容量及び伝送距離の基準は一般に全体的なシステム性能指標であり、ユーザ・ビット・レートはユーザ固有の性能指標である。一方、セル境界のビットレート（例えば、１０パーセンタイル）及びピーク・ビットレート（９０パーセンタイル）のような指標は、あまりよいシステムの全体像を提供せず、従って、主にユーザ性能に固有となる。パケット指向システムでは、容量の基準はセルごとの平均スループット（又は平均ビットレート）に基づくことができる。同様に、伝送距離は、セル内の悪い側のｘ％のユーザ、例えば悪い側の１０％のユーザすなわち１０パーセンタイルのビットレートの観点で表現できる。悪い側のｘ％のユーザはセルの周辺（セル境界領域）に位置するだろう。ピーク・レートの基準は、セル内の良い方のｙ％のユーザに基づくことができる。例えば、提供されるトラフィック負荷に対してセル境界において５パーセンタイルのユーザ・スループット（平均セル・スループット）が、セル境界におけるシステム性能を評価するのに用いられてもよい。さらに、セル境界における５パーセンタイルより高いのユーザ・スループットは、より高いセル境界のデータレートに対応してもよい。平均ユーザ・スループット及び５パーセンタイルのユーザ・スループットが、システム容量及び伝送距離を説明するために用いられてもよい。モード・リスト内の各アンテナ・モードは事前に規定された性能指標の度合い（ｄｅｇｒｅｅ）に関連付けられる。従って、基準が性能指標である場合に、アンテナ・モード・リストは基準ベースのモード・リストとも呼ばれる。移動体端末に対して事前に規定された性能指標を示す情報が読み出され、アンテナ・モード・リストからのアンテナ・モードは少なくとも読み出された情報に基づく。

図１Ａ及び図１Ｂはそれぞれ、容量及び伝送距離の観点から異なるアンテナ・モードの性能比較を説明する。より詳細には、異なる種類のスケジューリング・アルゴリズムに対して、受信機ダイバーシチ（１×２）の性能と２×２のパー・アンテナ・レート制御（ＰＡＲＣ）方式の性能とを比較した結果である。異なる種類のスケジューリング・アルゴリズムは、ラウンド・ロビン（ＲＲ）、プロポーショナルフェアのＰＦＴの変形（時間領域のプロポーショナルフェア）、及びＰＦＴＦ（時間周波数領域のプロポーショナルフェア）を含む。図１Ａは、スケジューリング・ポリシーに関係なく、２×２パー・アンテナ・レート制御（ＰＡＲＣ）方式が容量の観点で受信機ダイバーシチ（１×２）よりも性能が優れていることを表現する。一方、図１Ｂは、スケジューリング・ポリシーに関係なく、受信機ダイバーシチ（１×２）は伝送距離の観点でＰＡＲＣ（２×２）よりも優れることを表現する。

例として、図２は、性能指標である伝送距離に基づいてモード・リストを生成する原理を表現する。全部でＮ個の利用可能なＭＩＭＯモードがあり、これらはＵＥとサービング・ノードＢとの両方で共通する。基準ベースのモード・リストを生成するために、利用可能なＮ個のモードは伝送距離の降順でソートされる必要がある。図２は、β_１からβ_Ｎまでランク付けされた利用可能なモードを示し、β_Ｎは最長の伝送距離に最も適している。従って、伝送距離に基づくＭＬ（Ｖ_{ＭＬ＿ｃｏｖ}）は増加する順番でソートされたモードのリスト、すなわちＶ_{ＭＬ＿ｃｏｖ}＝｛β_１，β_２，…，β_Ｎ｝である。前述のように、Ｖ_{ＶＭＬ＿ｃｏｖ}の集合は、ＵＥと、対応するノードＢとの両方でサポートされるべきである。

よって、伝送距離ベースのモード・リストは、ＵＥに対する状況を改善するために伝送距離を増加させるため、セル境界付近にＵＥが位置する場合に、モードβ_Ｎに切り替えるのに用いることができる。

同様に、容量のようなその他の基準が、対応するモード・リストを生成するために用いられ得る。この場合、Ｎ個の利用可能なモードは所望の基準に従ってソートされるだろう。例えば、ピーク・ビットレート・ベースのモード・リストの場合、最初のモードは、ユーザに最大ピーク・ビットレートを提供するものであるだろう。所望の基準を満たすことが全くできないモードがある場合、当該モードはモード・リストから排除されうる。

このアプローチの主な利点は、ネットワークがユーザの要求を満たすことができることである。これが意味するのは、高いビットレートを望むユーザが、容量ベースのモード・リストに従ってサービス（すなわち、モード切り替え）されうることである。これが意味するのは、容量ベースのモード・リストにおける最低のモードに到達した後に、ＵＥが所望のデータレートを達成できること（すなわち高いデータレートを維持すること）を確約するように、ネットワークがハンドオーバを行わなければならないことである。

基準ベースのモード・リストはモード切り替えを実行するネットワーク要素、例えばノードＢ、アクセス・ゲートウェイ、又は無線ネットワーク制御装置によって生成され維持されてもよい。よって、アーキテクチャに依存して、基準ベースのモード・リストは、以下に説明されるような無線アクセスネットワーク・アーキテクチャに依存するノードＢ又はＲＮＣ／ａＧＷにより生成されるだろう。

本発明のモード・リストはＵＥで生成され維持されてもよいことも留意されるべきである。

図３は本発明が実装されてもよい第１のネットワーク３００を示す。第１のネットワーク３００は分散ＲＡＮアーキテクチャを有し、ここではアクセス・ゲートウェイ（ａＧＷ）３０１はユーザ・プレーンの切り替えだけを実行する。しかしながら、ノードＢ３０２とノードＢ３０３との間のインタフェース（論理リンク）３０４は無線関連情報を交換することを可能とする。ＵＥ３０６は自身のＭＩＭＯモードの能力をサービング・ノードＢ３０２に報告する。サービング・ノードＢ３０２は自身の能力に基づいてモード・リスト３０５を生成するように構成される。所望の基準の個数に依存して、複数の基準ベースのモード・リストがＵＥごとにサービング・ノードＢ３０２によって構築され維持される。

いくつかの用途では、サービング・ノードＢ３０２が、ＵＥ３０６のターゲット・ノードＢ３０３に対応する基準ベースのモード・リストを生成して維持するように構成されることが有効かもしれない。すなわち、ターゲット・ノードＢは、ＵＥがアプローチすることを予期されたノードＢであり、これはターゲット・ノードＢへのハンドオーバ又はセル再選択が恐らくは実行されるだろうことを意味する。ハンドオーバ又はセル再選択は本明細書ではセル変更とも呼ばれることが留意されるべきである。この場合、サービング・ノードＢは、ノードＢ間インタフェースを介してターゲット・ノードＢと通信することを要求される。

図４は本発明が実装されてもよい第２のネットワークを示す。第２のネットワークは集中ＲＡＮアーキテクチャを有し、中央ノード、例えば、アクセス・ゲートウェイ（ａＧＷ）又は無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）が無線関連情報を受信して処理するように構成される。この場合、中央ノードは基準ベースのノード・リストを管理するように構成される。なぜなら、中央ノードはＵＥ及びノードＢの能力を知っているからである。中央ノードはまた適切な基準を決定するように適合される。

ネットワークにおけるマルチ・モード切り替え機能は、所与のシナリオに適したモードを選択するために、基準ベースのモード・リストを用いる。適切なモードを選択するために、基準ベースのモード・リストはまた、（ウェイクアップ区間中に実行された）ＵＥが報告する測定値と組み合わせて用いられ得る。しかしながら、上述のように、ＵＥ測定値が常に利用可能であるとはかぎらない。この場合、ネットワークは、モード切り替えのために、（例えば）アップリンクの基地局によってＵＥからの受信信号に対して行われた自身の測定値を当てにするか、適切なアンテナ・モードを選択するためのモード・リストを純粋に当てにするかのいずれかだろう。

低アクティビティ状態におけるアンテナ・モードの切り替えと、呼設定時のアンテナ・モードの切り替えとが以下に説明される。

低アクティビティＲＲＣ状態の間にアンテナ・モード切り替えを実行することは、ＵＥ測定値報告が利用できないかもしれないことを暗に意味する。低アクティビティによって、本明細書では、間欠受信（ＤＲＸ）モードでＵＥが動作している場合を言及する。ＵＴＲＡでは、これは、ＵＥがアイドル状態、セルＰＣＨ状態、又はＵＲＡ＿ＰＣＨ状態である場合に起きる。当該状態はさらに３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３０４の「アイドル・モードにおけるユーザ装置（ＵＥ）手続き及び接続モード（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｍｏｄｅ）におけるセル再選択の手続き」で説明される。Ｅ−ＵＴＲＡで合意されたように、ＵＥは、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．８１３の「発展型無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）及び発展型無線アクセス・ネットワーク（Ｅ−ＵＴＡＲＮ）；無線インタフェース・プロトコルの側面」で説明されるような既存のアイドル・モードに加えて、ＲＲＣ接続モードである場合にＤＲＸモードで動作することもできる。接続状態である際にＤＲＸモードを有することの目的は、ＵＥバッテリ消費を節約することであり、同時に、ＵＥはネットワークに同期したままでいることができる。これは特に、同一のセッション内の後続するパケットとの間に非アクティビティ期間が存在しえるパケット指向のシステムで有用である。よって、このシナリオでは、短期間に受信されるパケットがない場合に、セッションを終了してアイドル状態に移行することは望ましくない。

低ＲＲＣアクティビティ状態において、ネットワーク単体ではネットワークにおけるＵＥの位置を追跡できない。従って、アクセス技術に関係なく、新たなセルを再選択する場合や新たなロケーション・エリアに入る場合にはいつでも、低アクティビティ状態にあるＵＥは（ＵＴＲＡでは）セル更新を実行し、又は（Ｅ−ＵＴＲＡでは）追跡エリア更新を実行する。図５に示されるように、ＤＲＸを用いることによって、ＵＥは、本明細書ではウェイクアップ時間と称する所定の事前に指定された時間にネットワーク（ページング、ブロードキャストなど）をリッスンするだけである。

ネットワークとＵＥとのどちらかが、必要な場合例えばＵＥの伝送距離が悪くなってきている場合にいつでも、基準ベースのモード・リストから最も適したモードを選択できる。ネットワークにおいて、ＵＥ更新メッセージ（セル更新、追跡エリア更新など）をＵＥから受信する場合に、これは行われ得る。ＵＥ側では、これはＤＲＸモード（すなわち間欠受信モード）で行われるＵＥ測定に基づいて行われ得る。ＵＥはウェイクアップ・インスタンスにおいてのみネットワークをリッスンするが、十分な測定サンプルを得るために、（特にＤＲＸサイクル長が長い、例えば２−５秒の場合に）複数のウェイクアップ・インスタンスの間に、なおも測定が実行され得る。しかし、一般に、ＤＲＸモードで実行された測定は、接続モードでの測定と比べて正確ではない。なぜなら、前者は少ない測定サンプルしか含んでいないだろうからである。以下のルールが、ＵＥ測定報告なしに、ネットワーク・ベースのモード選択の間に用いられてもよい。ネットワーク・ベースのモード選択は、例えば上述のネットワーク・アーキテクチャに依存するノードＢ、ａＧＷ、又はＲＮＣがアンテナ・モード選択を実行することを暗に意味する。

ウェイクアップ期間に更新メッセージで測定をＵＥが報告しない場合に、以下の可能性がある。

ネットワークがＵＥ更新メッセージを十分に解読（ｄｅｃｏｄｅ）できる場合に、現在のモードを維持する。

ネットワークがＵＥ識別子を解読できるがＵＥ更新メッセージのデータ部分を解読できない状況が生じるかもしれない。よって、ネットワークがＵＥ更新メッセージを十分に解読できない場合に、性能指標例えば伝送距離を向上するモードに切り替え、同じモードに切り替えるようにＵＥに要求する。本発明に係るアンテナ・モードは基準ベースのモード・リストから選択される。

ネットワークがＵＥ更新メッセージを十分に解読できない場合に、ＵＥが受信したメッセージの強度と品質との少なくとも何れかを測定することによってアップリンク伝送距離を判定してもよく、それによって測定に基づいて、基準ベースのモード・リストから適切なモードを選択する。

ネットワークがＵＥ更新メッセージを十分に解読できず、且つ既に最高のモードすなわち最良の性能指標（β_Ｎ）を提供するアンテナ・モードで動作している場合、ネットワークはハンドオーバを開始するだろう。

以下のルールは、ＵＥ測定報告が利用可能である場合すなわちそれのウェイクアップ時間の間に実行されたＵＥ測定をＵＥ更新メッセージが備える場合に、ネットワーク・ベースのモード選択の間に用いられてもよい。

ネットワークがＵＥ測定報告を受信する場合に、ネットワークはＵＥ測定を用いてモード選択を実行するオプションを有する。ネットワークはまた、ＵＥ測定と、基地局によって行われたアップリンク測定との両方を考慮して、組み合わされた決定を行うこともできる。特別な場合として、モード・リストから選択された適切なアンテナ・モードは単にＵＥ測定に基づくことができる。

よりよい性能指標を提供するアンテナ・モードが選択されるべきであり、且つよりよい性能を提供するアンテナ・モードが利用可能でないことをＵＥ測定が示す場合に、ネットワークはハンドオーバを開始するだろう。例えば、ＵＥがセル内の遠い外側にあり、伝送距離が悪く使用中のアンテナ・モードが最高を提供するアンテナ・リスト内のアンテナ・モードであることを測定報告が示す場合である。

ネットワーク・ベースのモード選択に加えて、ＵＥはまた、ＵＥベースのモード選択と呼ばれるモード選択を実行してもよい。この場合、ＵＥは、ネットワークによって送られるパイロット信号が常に存在するため、測定を実行できる。

以下に説明されるようにＵＥベースのモード選択が用いられてもよい。

ＵＥは、（ＵＥにより実行された）ダウンリンク測定と、基準ベースのモード・リストとの少なくとも何れかに基づいて適切なモードを選択してもよい。ダウンリンク測定値の範囲は、基準ベースのモード・リストにリストされた、所定の最良の取り得るモードに対応するだろう。前のように、基準ベースのモード・リストは事前に規定されたルールにより設定され、またはＵＥと基地局との間の交渉により設定されるだろう。例えば、測定された値がα_１とα_１との間にある場合、最良のモードはβ_１である。よって、ＵＥは、上述のように最良の取り得るモードを選択し、ネットワークに当該モードに切り替えることを要求するだろう。

既存のセルの伝送距離のような性能指標があまりに悪い場合に、ＵＥは、よりよい性能指標を与えるモードを基準ベースのモード・リストから選択し、対応するモードに切り替えるようにネットワークに要求する。

ダウンリンク伝送距離のような性能指標があまりに悪い場合であり且つＵＥが既に最良の伝送距離を与えるモードで動作している場合に、ＵＥは、自立的に最良のセルを再選択するか、セル変更をネットワークに要求する（ハンドオーバを要求する）かのいずれかを行う。自立的セル変更（または再選択）は一般に、アイドル・モードで動作している場合に、ＵＥにより行われる。一方、ネットワーク制御のセル変更（またはハンドオーバ）は、ＵＥが半接続・モード（または半アイドル状態）である場合に用いられる。一方、半アイドル・モードでは、ＵＥはＤＲＸインスタンスでだけネットワークをリッスンするため、バッテリを節約することができる。このように、呼設定の正確な手続きを踏むことなく、ＵＥは迅速にデータを受信することができる。

実際には、低アクティビティＲＲＣ状態において、ネットワーク・ベースのモード選択と、ＵＥベースのモード選択と、（ＵＥベースとネットワーク・ベースとが組み合わされた）ハイブリッドなモード選択とのいずれかが可能であることが留意されるべきである。

さらに、本発明のモード切り替えはまた、呼設定において用いられてもよい。

呼設定の際に、ＵＥはアイドル状態からＲＲＣ接続状態又はアクティブ状態に移行するだろう。呼設定の際に、ＵＥが最良のセルにとどまらず、それによってサービング・セルが現在のモードを用いて妥当な伝送距離を提供できないかもしれない状況が生じえる。さらに、チャネル測定が呼設定時に利用できないかもしれない。質の悪いセル再選択は一般的に、ＵＥが速いスピードで長ＤＲＸサイクルを用いて移動し、それによってＵＥが妥当な測定を行えない場合に生じえる。結果として、ＵＥはセル内の遠い外側にあるかもしれない。ＵＥを新たなセルに収容することは呼設定の遅延を生じるかもしれず、呼のブロックをも生じる結果となるかもしれない。よって、ネットワークは、ＵＥ測定報告を伴わない及び伴うネットワーク・ベースのモード選択とＵＥベースのモード選択を組み合わせた上述したのと同じルールを用いてもよい。

さらに、本発明の実施形態は、モード切り替えとアイドル・モードにおける変更との間のトレードオフを可能とする。すなわち、セルの変更は、よりよい性能指標を与えるアンテナ・モードに変更することによって避けられるかもしれない。例えば、ＵＥがセル内の遠い外側にある場合に、別のセルへのセル再選択を実行するかわりに、よりよい伝送距離を提供するアンテナ・モードが選択されてもよい。

アイドル・モードにおけるハンドオーバは一般にセル再選択と称される。ハンドオーバは一般に、絶対に必要な場合にのみ実行されるべきである。同じことがセル再選択についても成り立つ。第２に、セル変更と呼ばれるハンドオーバ／セル再選択が頻繁すぎることに起因して生じるピンポン効果は可能な限り回避されるべきである。第３に、ターゲット・ノードＢにおける無線リソース又はその他のネットワーク・リソースが足りないため、ハンドオーバが成功裏に完了しないかもしれない。これらの理由から、マルチ・モードの切り替えは、不必要なセル変更を防ぐために活用でき、それによって、許容可能なサービス品質で進行中の接続を維持できる。以下のルールが用いられてもよい。

モード切り替えが要求されることを示されるだけの場合（すなわちセル変更が要求されることを示されない場合）、ネットワークはモード切り替えを実行する。

セル変更が要求され且つ現在のモードがβ_ｉ（ｉ＜Ｎ）である場合、可能であればネットワークはまず、より高いモードβ_ｊ（ｊ＞ｉ）（すなわち、よりよい性能指標を与えるモード）に切り替えることを試み、それ以外はセル変更を実行する。そして、ネットワークは、セル変更の変わりにモード切り替えが生じるだろうことをＵＥに示すように構成される。そして、可能であれば、ＵＥはモード選択を支援するように適合された測定を報告してもよい。

セル変更が要求され、現在のモードが最良の性能指標を与えるモード（β_Ｎ）である場合、ネットワークは直ちにセル変更を実行する。

よって、本発明に係る装置６００は図６に説明される。装置６００は、無線ネットワークと移動体端末との両方によってサポートされるアンテナ・モード６０７を備えるモード・リスト６０６を判定するように構成された判定器６０１、モード・リスト内の各アンテナ・モードを事前に規定された性能指標の度合いに関連付ける関連付け手段６０２、移動体端末に対する事前に規定された性能指標を示す情報を読み出すように構成された読み出し手段６０３、及び少なくとも読み出された情報に基づいてモード・リストからアンテナ・モードを選択するように構成されたセレクタ６０４を備える。

装置は無線ネットワーク内又はＵＥ内のノードにおいて実装されてもよく、ノードはノードＢ、ＲＮＣ、又はａＧＷであってもよい。

装置がネットワークにおいて実装される場合に、読み出された情報が、端末から受信されたＵＥ更新メッセージのようなメッセージを十分に解読できるという情報である場合に、セレクタ６０４は現在のアンテナ・モードを維持するようにさらに構成されてもよい。

さらに、セレクタ６０４は、上述されたように、現在のアンテナ・モードが十分に良い性能指標を与えないことが示される場合に、現在のアンテナ・モードよりも高い性能指標を与えるモード・リストからのアンテナ・モードに切り替えるようにさらに構成されてもよい。

さらに、装置はまた、読み出された情報が、より高いアンテナ・モードが要求され、且つより高いモード選択への選択が不可能であるという情報を備える場合に、セル変更を開始するように構成されたイニシエータ６０５を備えてもよい。

読み出された情報は、ＵＥとも呼ばれる端末によって実行された測定報告を備えることも留意されるべきである。

さらに、本発明はまた、図７のフローチャートで説明される方法に関する。

方法は以下のステップを備える。

７０１：ＵＥとネットワークとの両方によりサポートされるアンテナ・モードを備えるモード・リストを判定する。

７０２：事前に規定された性能指標の度合いをモード・リスト内の各アンテナ・モードに関連付ける。例えば、それぞれのアンテナ・モードが提供する性能指標によって判定された順番でモードをソートする。

７０３：現在の状況において移動体端末に対して事前に規定された性能指標を示す情報、例えば、端末の現在の伝送距離の状況を示す情報を読み出す。

７０４：少なくとも読み出された情報に基づいてモード・リストからアンテナ・モードを選択する。

本発明の実施形態によれば、選択ステップ７０４は、読み出された情報が、よりよいモードを要求するがよりよいモードが利用可能でないこと、すなわち現在のアンテナ・モードが最良の性能指標を提供するモード・リスト内のアンテナ・モードであることを示す場合に、セル変更を開始するステップ７０５によって置き換えられる。

Claims (34)

1. 無線ネットワークと、間欠受信モードで動作中の移動体端末との間の通信で用いられるアンテナ・モードを選択する移動体通信ネットワークのための方法であって、前記方法は前記無線ネットワーク内のノード又は前記移動体端末において実装され、
   ‐前記無線ネットワークと前記移動体端末との両方でサポートされる複数のアンテナ・モードを備えるモード・リストを判定するステップと、
   ‐前記モード・リスト内の各アンテナ・モードを、事前に規定された性能指標の度合いと関連付けるステップと、
   ‐前記移動体端末に関する前記事前に規定された性能指標を示す情報を読み出すステップと、
   ‐少なくとも前記読み出された情報に基づいて、前記モード・リストからアンテナ・モードを選択するステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. よりよい性能指標を提供するアンテナ・モードが要求されるがこのようなアンテナ・モードは利用可能でないことを前記読み出された情報が示す場合に、前記選択するステップは、セル変更を開始するステップに置き換えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記方法は前記無線ネットワーク内のノードにおいて実装されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ノードはノードＢであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記ノードは無線ネットワーク制御装置又はアクセス・ゲートウェイであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 前記読み出された情報が、前記ネットワークが前記端末から受信したメッセージを十分に解読できるという情報である場合に、前記選択するステップは、現在のアンテナ・モードを維持するステップを備えることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の方法。
7. 前記読み出された情報が、前記ネットワークが前記端末から受信したメッセージを十分には解読できないという情報を備える場合に、前記選択するステップは、現在のアンテナ・モードよりもよい性能指標を与える前記モード・リストからのアンテナ・モードに切り替えるステップを備えることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の方法。
8. 前記読み出された情報が、前記ネットワークが前記端末から受信したメッセージを十分には解読できず且つ前記端末が最良の性能指標を与えるアンテナ・モードで動作中であるという情報を備える場合に、前記選択するステップは、セル変更を開始するステップで置き換えられることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の方法。
9. 前記受信したメッセージはＵＥ更新メッセージであることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の方法。
10. 前記読み出された情報は前記端末により実行された測定報告を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
11. 前記読み出された情報が、ＵＥ報告によって示されるよりよい性能指標を提供するアンテナ・モードが要求されるという情報を備えるが、よりよいアンテナ・モードの選択が可能でない場合に、前記選択するステップは、セル変更を開始するステップで置き換えられることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記方法は前記移動体端末において実装されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
13. 前記読み出された情報は前記端末によって実行されたダウンリンク測定を備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 性能指標が所定の閾値よりも低いことを前記ダウンリンク測定が示す場合に、前記選択するステップは、現在のアンテナ・モードよりもよい性能指標を与えるアンテナ・モードに切り替えるステップを備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 性能指標が所定の閾値よりも低いことを前記ダウンリンク測定が示し、且つ前記端末が最良の性能指標を与えるアンテナ・モードで動作中である場合に、前記選択するステップは、セル変更を開始するステップで置き換えられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 前記性能指標は容量の指標であることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の方法。
17. 前記性能指標は伝送距離の指標であることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の方法。
18. 無線ネットワークと、間欠受信モードで動作中の移動体端末との間の通信で用いられるアンテナ・モードを選択する移動体通信ネットワークのための装置であって、
    前記無線ネットワークと前記移動体端末との両方でサポートされる複数のアンテナ・モードを備えるモード・リストを判定するように構成された判定器と、
    前記モード・リスト内の各アンテナ・モードを、事前に規定された性能指標の度合いと関連付けるように構成された関連付け手段と、
    前記移動体端末に関する前記事前に規定された性能指標を示す情報を読み出すように構成された読み出し手段と、
    少なくとも前記読み出された情報に基づいて、前記モード・リストからアンテナ・モードを選択するように構成されたセレクタと
    を備えることを特徴とする装置。
19. よりよい性能指標を提供するアンテナ・モードが要求されるがこのようなアンテナ・モードは利用可能でないことを前記読み出された情報が示す場合にセル変更を開始するように構成されたイニシエータをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記装置は前記無線ネットワーク内のノードにおいて実装されることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の装置。
21. 前記ノードはノードＢであることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記ノードは無線ネットワーク制御装置又はアクセス・ゲートウェイであることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
23. 前記読み出された情報が、前記ネットワークが前記端末から受信したメッセージを十分に解読できるという情報である場合に現在のアンテナ・モードを維持するように前記セレクタがさらに構成されたことを特徴とする請求項２０乃至２２の何れか１項に記載の装置。
24. 前記読み出された情報が、前記ネットワークが前記端末から受信したメッセージを十分には解読できないという情報を備える場合に現在のアンテナ・モードよりもよい性能指標を与える前記モード・リストからのアンテナ・モードに切り替えるように前記セレクタがさらに構成されたことを特徴とする請求項２０乃至２２の何れか１項に記載の装置。
25. 前記読み出された情報が、前記ネットワークが前記端末から受信したメッセージを十分には解読できず且つ前記端末が最良の性能指標を与えるアンテナ・モードで動作中であるという情報を備える場合にセル変更を開始するように構成されたイニシエータをさらに備えることを特徴とする請求項２０乃至２２の何れか１項に記載の装置。
26. 前記受信したメッセージはＵＥ更新メッセージであることを特徴とする請求項２３乃至２５の何れか１項に記載の装置。
27. 前記読み出された情報は前記端末により実行された測定報告を備えることを特徴とする請求項１９乃至２２の何れか１項に記載の装置。
28. 前記読み出された情報が、ＵＥ報告によって示されるよりよい性能指標を提供するアンテナ・モードが要求されるという情報を備えるが、よりよいアンテナ・モードの選択が可能でない場合にセル変更を開始するように構成されたイニシエータをさらに備えることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
29. 前記装置は前記移動体端末において実装されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
30. 前記読み出された情報は前記端末によって実行されたダウンリンク測定を備えることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
31. 性能指標が所定の閾値よりも低いことを前記ダウンリンク測定が示す場合に現在のアンテナ・モードよりもよい性能指標を与えるアンテナ・モードに切り替えるように前記セレクタがさらに適合されたことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
32. 性能指標が所定の閾値よりも低いことを前記ダウンリンク測定が示し、且つ前記端末が最良の性能指標を与えるアンテナ・モードで動作中である場合にセル変更を開始するように構成されたイニシエータをさらに備えることを特徴とする請求項３０に記載の装置。
33. 前記性能指標は容量の指標であることを特徴とする請求項１８乃至３２の何れか１項に記載の装置。
34. 前記性能指標は伝送距離の指標であることを特徴とする請求項１８乃至３３の何れか１項に記載の装置。

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