JP5190380B2 - セル選択方法、ユーザ端末及びセル選択装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信の技術分野に関し、特に移動通信システムで使用されるセル選択方法、ユーザ端末、セル選択装置及び基地局に関する。

移動通信システムでは、ユーザ端末は伝搬環境の良好なセルで通信するために、セルサーチを行う。典型的には、ユーザ端末は、セルサーチを行って検出された周辺セルの伝搬レベルと自セル（ユーザ端末が通信中の場合にはＳｅｒｖｉｎｇセルといい、ユーザ端末が待ち受け中の場合にはＣａｍｐｅｄセルという）の伝搬レベルとを比較し、特定の条件を満たした場合に、周辺セルを選択（ハンドオーバ又はセル再選択）する。例えば、周辺セルの伝搬レベルとＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルとのレベル差が一定期間継続した場合に、周辺セルを選択する。

周辺セルの伝搬レベルとＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルとを比較するときに、オフセット値（Ｑｏｆｆｓｅｔ）が考慮される。具体的には、周辺セルの伝搬レベルにオフセット値を追加した値と、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルとを比較し、これらの差が一定期間継続した場合に、周辺セルを選択する（非特許文献１参照）。

第３世代の移動通信システムでのオフセット値の報知方式を図１に示す。第３世代の移動通信システムでは、各基地局は周辺セル情報を報知チャネルでユーザ端末（ＵＥ）に送信している。この周辺セル情報にオフセット値（Ｑｏｆｆｓｅｔ）が含まれる（非特許文献２参照）。

オフセット値を考慮したセル選択を実現するために、図１の場合には、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルは、周辺セル１に適用されるオフセット値と、周辺セル２に適用されるオフセット値と、周辺セル３に適用されるオフセット値とを報知する。
３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０４ ｖｅｒ６．９．０ ３ＧＰＰ ＴＳ２５．３３１ ｖｅｒ６．１２．０

上記のように、周辺セルを選択する判定時に用いられるオフセット値は、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルから報知チャネルでユーザ端末に通知される。このため、周辺セルの数に相当する量のオフセット値を報知する必要があり、報知情報量が膨大になるという問題がある。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、セルサーチを行って検出された周辺セルと自セルとの間に適用するオフセット値の報知情報量を低減することを目的とする。

本発明の前記の目的は、自セルから報知情報として所定の第１のオフセット値を受信する自セル報知情報受信ステップ；
ユーザ端末が、周辺セルから報知情報として所定の第２のオフセット値を受信する周辺セル報知情報受信ステップ；
ユーザ端末が、自セルの伝搬レベルを測定する自セル伝搬レベル測定ステップ；
ユーザ端末が、周辺セルの伝搬レベルを測定する周辺セル伝搬レベル測定ステップ；
ユーザ端末が、前記第１のオフセット値を前記自セルの伝搬レベルに追加した値と、前記第２のオフセット値を前記周辺セルの伝搬レベルに追加した値とを比較する比較ステップ；及び
ユーザ端末が、前記の比較に基づいてセル選択を行うセル選択ステップ；
を有するセル選択方法、により解決することができる。

また、本発明の前記の目的は、自セルから報知情報として所定の第１のオフセット値を受信すると共に、周辺セルから報知情報として所定の第２のオフセット値を受信する報知情報受信部；
自セルの伝搬レベルを測定すると共に、周辺セルの伝搬レベルを測定する伝搬レベル測定部；
前記第１のオフセット値を前記自セルの伝搬レベルに追加した値と、前記第２のオフセット値を前記周辺セルの伝搬レベルに追加した値とを比較する比較部；及び
前記の比較に基づいてセル選択を行うセル選択部；
を有するユーザ端末、によっても解決することができる。

また、本発明の前記の目的は、自セルから報知情報として受信した所定の第１のオフセット値を自セルの伝搬レベルに追加した値と、周辺セルから報知情報として受信した所定の第２のオフセット値を周辺セルの伝搬レベルに追加した値とを比較する比較部；及び
前記の比較に基づいてセル選択を行うセル選択部；
を有するセル選択装置、によっても解決することができる。

本発明の実施例によれば、セルサーチを行って検出された周辺セルと自セルとの間に適用するオフセット値の報知情報量を低減することができる。

第３世代の移動通信システムでのオフセット値の報知方式を示す図 本発明の実施例によるオフセット値の報知方式を示す図 オフセット値を適用した場合に周辺セルを選択する位置を示す図 本発明の実施例によるセル選択方法のフローチャート 本発明の実施例による基地局の構成図 本発明の実施例によるユーザ端末の構成図

符号の説明

１００ 基地局
１０１ オフセット値格納部
１０３ 報知情報生成部
１０５ 送信ＲＦ部
２００ ユーザ端末
２０１ 受信ＲＦ部
２０３ セルサーチ部
２０５ 報知情報受信部
２０７ 伝搬レベル測定部
２０９ 比較部
２１１ セル選択部

本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。

図２は、本発明の実施例によるオフセット値の報知方式を示す図である。本発明の実施例では、各基地局は、自基地局に関して予め決められたオフセット値を報知する。すなわち、基地局から報知される情報は、周辺セルの数に相当するオフセット値を含む周辺セル情報ではなく、単一のオフセット値になる。なお、オフセット値とは、セルサーチを行って検出された周辺セルの伝搬レベルとＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルとを比較するときに、伝搬レベルに加味される値である。伝搬レベルは、移動局とユーザ端末との間の伝搬品質を表す如何なる値でもよく、例えば、受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、受信レベル又はパスロスでもよい。

ユーザ端末（ＵＥ）は、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベル（SIR_s/c）を測定すると共に、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルのオフセット値（Qoffset_s/c）及びセル選択のヒステリシス値（Hyst）を報知チャネルで受信する。ヒステリシス値は、頻繁なセル選択（セル再選択又はハンドオーバ）の防止に有効である。また、セルサーチを行って周辺セルを検出すると、周辺セルの伝搬レベル（SIR_other）を測定すると共に、周辺セルのオフセット値（Qoffset_other）を報知チャネルで受信する。式（１）に示すように、伝搬レベルにオフセット値及びヒステリシス値を追加した値を比較して、最適なセル選択（セル再選択又はハンドオーバ）を行う。

SIR_other+Qoffset_other＞SIR_s/c+Qoffset_s/c+Hyst （１）
なお、具体的なセル選択の動作は、ユーザ端末（ＵＥ）の状態によって異なる場合がある。ＵＥが待ち受け中（ＩＤＬＥモード）の場合には、ＵＥはセル再選択を行い、必要に応じて位置登録を行っても良い。位置登録を行わない場合はＵＥとネットワーク間のシグナリングは発生しない。一方、ＵＥが通信（接続）中（ＡＣＴＩＶＥモード）の場合には、ＵＥはＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルに対してハンドオーバを促す報告を行い、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルからハンドオーバコマンドを受け取ってハンドオーバを実施しても良い（即ち、ハンドオーバの決定権はネットワーク側にあるが、ＵＥからハンドオーバを促す要求を行う）。或いは、ＡＣＴＩＶＥモードの場合は式（１）を満たした周辺セルに対してＵＥからアクセスし、ハンドオーバを実施しても良い。このように、この明細書及び特許請求の範囲で、セル選択とは、ユーザ端末が待ち受け中の場合のセル再選択と、ユーザ端末が通信中の場合のハンドオーバとを含むものとする。

図３に、オフセット値を適用した場合に周辺セルを選択する位置を示す。一般的にはＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルから距離が離れるほど、ユーザ端末で測定する受信レベルが低下する。Ｐ１がＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルより周辺セルの伝搬レベルが良好になる位置である。セル境界でのばたつきを防止するために、ハンドオーバ又はセル再選択は、ヒステリシス値を考慮して行われる。すなわち、周辺セルの伝搬レベルがＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルより一定のレベル（ヒステリシス値）だけ良好になる位置（Ｐ２）で、セル選択が行われる。オフセット値が適用される場合には、オフセット値を更に考慮してセル選択が行われる。すなわち、周辺セルの伝搬レベルにオフセット値（Qoffset_other）を追加したときの値が、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルにオフセット値（Qoffset_s/c）及びヒステリシス値（Hyst）を追加したときの値より良好になる位置（Ｐ３）で、セル選択が行われる。

オフセット値を設けることにより、オフセット値のないセル選択の位置（Ｐ２）よりＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルに近い位置（Ｐ３）でセル選択が行われることになる。例えばユーザ端末がトンネル等に進入する際に、オフセット値のない場合には、急激な伝搬環境の変化のため、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルが見えなくなり、通信不能となる場合がある。このような場合にトンネル内に設けられたセルからオフセット値を報知することにより、トンネルに進入する前の早い時点でセルの切替えを行うことが可能になる。

また、オフセット値を設けることにより、セル毎に異なる給電損失値に応じた上下リンクのアンバランスを補正することができる。給電損失値が異なる２つのセルがあった場合、ユーザ端末が２セルの中間地点に位置した場合に、伝搬損失は２セルで同等となっても、下りの受信レベルは給電損失差に応じて異なってくる。この場合、下り受信レベルに応じてセル選択を行うと、上り回線にとって最適なセル選択とはならない。即ち、伝搬損失が最小なセルを選択しないため、上り送信電力が増大する、上り干渉量が増大する、といった問題が生じる。このようなアンバランスを、オフセット値を用いて緩和することができる。給電損失値は一般にセル毎に異なるが、周辺セルのオフセット値を逐一周辺セル情報としてＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルから通知するのは運用の手間がかかり、シグナリングオーバヘッドが増大する。本発明を適用することで、各セルは周辺セルのオフセット値を報知する必要がなくなり、周辺セル情報を管理する運用上の手間や、シグナリングオーバヘッドを削減することができる。

＜セル選択方法のフローチャート＞
図４は、本発明の実施例によるセル選択方法のフローチャートである。

ユーザ端末は、自セル（Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセル）との通信中又は待ち受け中に、リファレンス信号からＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルを測定する（Ｓ１０１）。また、報知チャネルを受信し、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルのオフセット値を抽出する（Ｓ１０３）。ヒステリシス値が用いられる場合には、ユーザ端末は報知チャネルからＳｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルのヒステリシス値も抽出する。これらの手順（Ｓ１０１、Ｓ１０３）は、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルとの通信中又は待ち受け中に継続して行われる。

また、ユーザ端末は、同期チャネルを用いてセルサーチを行う（Ｓ１０５）。セルサーチで周辺セルが検出されたか否かが判断され（Ｓ１０７）、検出されない場合には、セルサーチに戻る（Ｓ１０５）。周辺セルが検出された場合、受信信号から周辺セルの伝搬レベルを測定する（Ｓ１０９）。伝搬レベルとして受信ＳＩＲを用いる場合には、ユーザ端末は周辺セルのリファレンス信号から伝搬レベルを測定することができる。

同期チャネルと報知チャネルとは所定の関係を有するため、周辺セルが検出されると、報知チャネルを受信することができる（Ｓ１１１）。各基地局はオフセット値を報知チャネルで送信しており、移動局は周辺セルが検出されると、周辺セルの報知チャネルを復号して周辺セルのオフセット値を抽出する。

ユーザ端末は、良好なセルを選択（セル再選択／ハンドオーバ）するために、伝搬レベルにオフセット値及びヒステリシス値を追加した値の比較を行う（Ｓ１１３）。この比較は上記の式（１）に基づいて行う。

この比較の結果、オフセット値が追加された周辺セルの伝搬レベルが良好である場合（SIR_other+Qoffset_other＞SIR_s/c+Qoffset_s/c+Hyst）、周辺セルを選択する（Ｓ１１５）。オフセット値が追加された周辺セルの伝搬レベルが良好でない場合（SIR_other+Qoffset_other≦SIR_s/c+Qoffset_s/c+Hyst）、セルサーチ（Ｓ１０５）又は伝搬レベル測定（Ｓ１０９）に戻る。典型的にはセルサーチの周期は伝搬レベル測定の周期より長いため、セルサーチの周期に該当する場合にはセルサーチ（Ｓ１０５）に戻り、セルサーチの周期に該当しない場合には伝搬レベル測定（Ｓ１０９）に戻る。

なお、図４のフローチャートは異なる順序で行われてもよい。例えば、伝搬レベルとしてパスロスを用いる場合には、報知情報を受信してリファレンス信号の送信電力値を知る必要があるため、報知情報の受信（Ｓ１０３、Ｓ１１１）の後に、伝搬レベル測定（Ｓ１０１、Ｓ１０９）が行われる。

ここで、ユーザ端末が検出した周辺セルの報知情報の受信に失敗する場合が考えられる。報知情報は周期的に送信されるため、一度受信に失敗しても次の機会に再受信することができるが、再受信に時間がかかるとセル選択が遅れる、といった問題が生じる。そこで、受信に失敗した場合が該周辺セルのオフセットはゼロと見なすことができる。

ユーザ端末のパフォーマンスのばらつきや、セルの構成によっては、周辺セルの報知情報に成功する場合と失敗する場合が混在する可能性がある。この場合、オフセットを考慮してセル選択するユーザ端末と、考慮せずに（オフセットはゼロと見なして）セル選択するユーザ端末が混在することとなる。オフセットの値やセル構成によってはこのばらつきによるセル選択特性の劣化が問題となりかねない。そこで、周辺セルの報知情報を受信してオフセットを適用すべきか否か（或いは適用を許容するか否か）を、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルから通知することができる。ばらつきが問題となるセルでは、周辺セルの報知情報から受信したオフセット値をセル選択時に適用しないよう、適用禁止を通知することができる。かかる通知は、報知情報で通知されても良いし、通信中であれば個別に通知されても良い。Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルから、前記適用禁止が通知された場合、ユーザ端末は周辺セルの報知情報から受信したオフセット値をセル選択に適用しない。なお、ユーザ端末は、周辺セルの報知情報の受信は行っても良いし、行わなくても良い。

＜基地局の構成＞
図５は、本発明の実施例による基地局１００の構成図である。

基地局１００は、オフセット値格納部１０１と、報知情報生成部１０３と、送信ＲＦ部１０５とを有する。

オフセット値格納部１０１は、ユーザ端末が自分の基地局にセル再選択／ハンドオーバすることを容易にするような値として、所定のオフセット値を格納する。

報知情報生成部１０３は、報知情報の一部にオフセット値を入れて、報知チャネルを生成する。ヒステリシス値が用いられる場合には、報知情報生成部１０３は、報知情報の一部にヒステリシス値を更に入れて、報知チャネルを生成する。

送信ＲＦ部１０５は、報知情報をユーザ端末に送信する。

＜ユーザ端末の構成＞
図６は、本発明の実施例によるユーザ端末２００の構成図である。

ユーザ端末２００は、受信ＲＦ部２０１と、セルサーチ部２０３と、報知情報受信部２０５と、伝搬レベル測定部２０７と、比較部２０９と、セル選択部２１１とを有する。

受信ＲＦ部２０１は、基地局からの信号を受信する。

セルサーチ部２０３は、同期チャネルを用いて周辺セルのセルサーチを行い、フレームタイミングを検出する。また、セルサーチ部２０３は、セルサーチで見つかったセルの報知情報を受信するように報知情報受信部２０５に指示すると共に、見つかったセルの伝搬レベルを測定するように伝搬レベル測定部２０７に指示する。

報知情報受信部２０５は、同期チャネルのタイミングから報知チャネルのタイミングを検出し、報知チャネルから所定のオフセット値を抽出する。報知情報受信部２０５は、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルのオフセット値を受信すると共に、周辺セルが検出された場合には周辺セルのオフセット値を受信する。ヒステリシス値が用いられる場合には、報知情報受信部２０５は、ヒステリシス値も受信する。

伝搬レベル測定部２０７は、伝搬レベルを測定する。例えばリファレンス信号から受信ＳＩＲを測定する。伝搬レベル測定部２０７は、Ｓｅｒｖｉｎｇ／Ｃａｍｐｅｄセルの伝搬レベルを測定すると共に、周辺セルが検出された場合には周辺セルの伝搬レベルを測定する。

比較部２０９は、伝搬レベルにオフセット値及びヒステリシス値を追加した値を比較する。この比較は上記の式（１）に基づいて行う。オフセット値が追加された周辺セルの伝搬レベルが良好であると判断されると、セル選択部２１１は、周辺セルを選択（セル再選択／ハンドオーバ）する。周辺セルを選択しない場合には、比較部２０９は、セルサーチ又は伝搬レベル測定を継続するように指示する。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。

本国際出願は２００７年１月９日に出願した日本国特許出願２００７−００１８５１号に基づく優先権を主張するものであり、２００７−００１８５１号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims (6)

1. ユーザ端末が、自セルから報知情報として所定の第１のオフセット値を受信する自セル報知情報受信ステップ；
   ユーザ端末が、周辺セルから報知情報として所定の第２のオフセット値を受信する周辺セル報知情報受信ステップ；
   ユーザ端末が、自セルの伝搬レベルを測定する自セル伝搬レベル測定ステップ；
   ユーザ端末が、周辺セルの伝搬レベルを測定する周辺セル伝搬レベル測定ステップ；
   ユーザ端末が、前記第１のオフセット値を前記自セルの伝搬レベルに追加した値と、前記第２のオフセット値を前記周辺セルの伝搬レベルに追加した値とを比較する比較ステップ；及び
   ユーザ端末が、前記の比較に基づいてセル選択を行うセル選択ステップ；
   を有するセル選択方法。
2. ユーザ端末が、前記第２のオフセット値をセル選択に適用するか否かを自セルから受信するステップを更に有し、
   前記比較ステップは、前記第２のオフセット値をセル選択に適用しない場合に、前記第２のオフセット値をゼロとみなして比較を行うことを特徴とする請求項１に記載のセル選択方法。
3. 前記自セルの伝搬レベル及び前記周辺セルの伝搬レベルは、
   受信ＳＩＲ；
   受信レベル；及び
   パスロス；
   のうち少なくとも１つに基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載のセル選択方法。
4. 前記セル選択ステップは、ユーザ端末が待ち受け中の場合に前記の比較に基づいてセル再選択を行い、ユーザ端末が通信中の場合に前記の比較に基づいてハンドオーバを行うことを特徴とする請求項１に記載のセル選択方法。
5. 自セルから報知情報として所定の第１のオフセット値を受信すると共に、周辺セルから報知情報として所定の第２のオフセット値を受信する報知情報受信部；
   自セルの伝搬レベルを測定すると共に、周辺セルの伝搬レベルを測定する伝搬レベル測定部；
   前記第１のオフセット値を前記自セルの伝搬レベルに追加した値と、前記第２のオフセット値を前記周辺セルの伝搬レベルに追加した値とを比較する比較部；及び
   前記の比較に基づいてセル選択を行うセル選択部；
   を有するユーザ端末。
6. 自セルから報知情報として受信した所定の第１のオフセット値を自セルの伝搬レベルに追加した値と、周辺セルから報知情報として受信した所定の第２のオフセット値を周辺セルの伝搬レベルに追加した値とを比較する比較部；及び
   前記の比較に基づいてセル選択を行うセル選択部；
   を有するセル選択装置。

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