JP5216857B2 - 測定帯域幅に基づいたｕｅ測定スケジュール - Google Patents

Description

本発明は概して信号強度測定に関し、特に様々なスナップショット期間中の信号強度測定に関する。

無線ネットワークにおけるハンドオーバ動作は大抵、ネットワーク上の移動機によって収集された信号強度測定に依存している。例えば、移動機は、在圏セル及び１以上の隣接セルにおいて基地局から受信した信号強度を頻繁に測定する。移動機は、測定された信号強度をネットワークに伝えることによって、ハンドオーバ動作を支援する。あるいは、移動機は測定された信号強度に基づいたハンドオーバ要求により、基地局にハンドオーバ動作を指示する。従来のネットワークでは、移動機は主として、本明細書ではスナップショット期間と称される、固定期間に受信された信号強度をサンプリング及び測定する。しかしながら、このような従来の方法は問題が生じる可能性がある。例えば、移動機と無線ネットワーク間の無線通信を実行するために、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を使用することのできる、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：Third Generation Partnership Project）のロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）は、可変数の副搬送波を割り当てることによって、１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚの、柔軟性のある信号帯域幅を可能とすることが想定されている。提案されている信号帯域幅には、現在１．２５、１．６、２．５、５、１０、１５、及び２０ＭＨｚが含まる。スナップショット期間が固定の場合、サンプルまたは測定結果の数は、信号帯域幅及びスナップショット期間の長さに依存する。狭信号帯域幅について、信号強度の信頼性ある推定値を得るため、スナップショット期間は、十分なサンプル数を得ることのできる長さであるべきである。また、サンプル数は信号帯域幅と共に増加するため、広信号帯域幅の測定結果を処理するためには十分な処理速度または処理能力が必要となる。しかしながら時として、このことが移動機に必要以上に大量のデータを処理させたり、消費電力を不必要に大きくしたりする要因となる。

本発明は、基地局を異なる信号帯域幅で動作させるためのシステムにおける、信号強度測定を行う方法及び装置を提供する。１つの例示的な実施形態において、無線受信器は信号強度測定を行うために用いられるスナップショット期間を、対応する基地局の信号帯域幅に基づいて変更する。１つの実施形態では、無線受信器は測定部を含む。

測定部は、測定帯域幅を決定し、信号強度測定を行うためのスナップショット期間を測定帯域幅に基づいて変更する。測定部は、スナップショット期間で受信した信号の強度を求める。

一つの例示的な無線ネットワークを示す。 本発明の一実施形態に係る例示的な方法のフローチャートを示す。 、 異なる帯域幅測定の測定期間における例示的なスナップショット期間を示す。 本発明の一実施形態に係る例示的な受信器のブロック図を示す。

本発明の方法及び装置は、それぞれ異なる信号帯域幅で動作する基地局が存在する移動通信ネットワークにおいて信号強度測定を行う。このような信号強度測定は、ハンドオーバ動作を、少なくとも支援又は指示するために用いられる。様々な実施形態の説明を容易にするために、まず以下に例示的な移動通信ネットワークの一般的な解説をする。

図１は、例示的な移動通信ネットワーク１０を示している。移動通信ネットワーク１０は、ダウンリンク伝送の伝送方式として、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いてもよい。移動通信ネットワーク１０の地理的領域は、複数のセル２０に分割されている。セル２０はさらに複数のセクタに分割されてもよい。セル２０内の移動機１００と通信するために、少なくとも１つの基地局２２が各セル２０に配置されている。セル２０が複数のセクタに分割されている場合、セル２０は全てのセクタに対する１つの基地局２２を有するか、セル２０内のセクタごとに基地局２２を有してもよい。本発明の説明を簡単にするために、各セル２０は１つのセクタ及び１つの基地局２２を備えるものとする。しかしながら、ここで説明する原理は、マルチセクタを備えるセル２０に容易に拡張可能である。

図において、基地局２２からのダウンリンク伝送は実線で示され、移動機１００からのアップリンク伝送は点線で示されている。移動機１００はアップリンク及びダウンリンク伝送を用いて在圏セル２０の基地局２２とデータ及び制御信号を交換する。移動機１００は、近接するセル２０の基地局２２からのダウンリンク伝送も検出してもよい。在圏セル２０は、近接するセル２０の隣接リストを移動機１００に与えることができる。

代わりに、またはさらに、移動機１００が１以上の近接セル２０を検出してもよい。移動機１００が在圏セル２０から隣接セル２０に移動した場合、在圏セル２０からの信号強度は減少し、隣接セル２０からの信号強度が増加する。

移動機１００とネットワークの制御主体（entity）との少なくともいずれかは、移動機１００における在圏基地局及び隣接基地局信号の強度に基づいて、ハンドオーバ決定を行う。そのため、移動機１００は在圏基地局及び隣接基地局２２からのダウンリンク伝送の信号強度を測定する。移動機支援型ハンドオーバでは、移動機１００は在圏基地局２２に測定された信号強度の情報を送信し、ネットワーク１０は受信した信号強度測定をハンドオーバ決定のために用いる。また移動機指示型ハンドオーバにでは、移動機１００は信号強度測定を評価し、評価に基づく特定の隣接セル２０に移動機１００をハンドオーバするように、ネットワーク１０に要求する。例えば、隣接基地局２２からの信号強度が、在圏基地局２２からの信号強度を所定量を超えて上回る場合、移動機１００はより高い信号強度の隣接セル２０に制御をハンドオーバするよう、ネットワーク１０に指示してもよい。ハンドオーバ後、新たに選択されたセル２０の基地局２２は、移動機１００へのデータ及び制御信号の伝送を開始する。

ハンドオーバ決定のために用いられる信号強度測定は、高速フェージングの影響を低減するために、いくつかの平均信号強度を反映すべきである。一般に、移動機１００は測定期間内に等間隔で設けられたスナップショット期間で信号強度を求めることによって、これを実現する。１つの例示的な測定期間は２００ｍｓであり、３から４のスナップショット期間を含む。各スナップショット期間は、大体０．５ｍｓから５ｍｓの間の所定の長さを有する。このような測定期間は、２ＧＨｚでは３から６ｋｍ／ｈｒに対応する、５から１０Ｈｚを超えるドップラーレートを適切に除去する。ＯＦＤＭシステムでは、このようなスナップショット期間は一般に、基地局２２についての受信信号基準シンボル電力（ＲＳＲＰ：Received Signal Reference symbol Power）を測定するために用いることのできる基準シンボルを含む、２から２０のＯＦＤＭシンボルを含む。

移動機１００は一般に、ＯＦＤＭシンボルサンプリングレートに対してオーバーサンプリング的に動作する、１つの高速フーリエ変換(FFT)リソースを有する。このリソースは、在圏基地局２２から受信されたデータの処理、及び在圏基地局及び隣接基地局２２から受信した信号強度の測定の両方のために共有される。サイズＮのＦＦＴの処理時間は、ＦＦＴクロックレートに比例する。それ故に、２０ＭＨｚ帯域幅を有する信号内のスロットの処理は、１．２５ＭＨｚ帯域幅を有する信号内のスロットの処理に比べ、一般に１６倍の処理時間を必要とする。移動機が、ＬＴＥネットワークにおける基地局２２のような、異なる測定帯域幅を有する異なる移動機２２の信号強度測定結果を固定スナップショット期間を用いて求める場合、全ての測定可能帯域幅において要求された測定精度を得るためには、最大スナップショット期間が選択される必要がある。結果として、従来の移動機は、実際は１．２５ＭＨｚとは異なる測定帯域幅を有する場合であっても、それぞれの信号強度測定動作に、１．２５ＭＨｚ帯域幅に必要なＦＦＴリソースを割り当てる必要があった。これは、処理及び電力消費の少なくともいずれかにおいて、様々な非効率性を招く可能性がある。

本発明は、測定帯域幅に基づいてスナップショット期間を変更することにより、この問題を解決する。図２は、可変スナップショット期間を用いた信号強度測定の、１つの例示的な処理５０を示している。移動機１００は基地局２２についての測定帯域幅を決定する（ブロック５２）。測定帯域幅を決定するために、移動機１００は基地局２２から受信した信号を処理してもよい。あるいは移動機１００は、基地局２２から受信した帯域幅指標(indicator)に基づいて測定帯域幅を決定してもよい。測定帯域幅に基づいて、移動機１００はスナップショット期間を選択する（ブロック５４）。例えば、移動機１００は可能な測定帯域幅と望ましいスナップショット期間とを相互参照するルックアップテーブルを用いてもよい。続いて、移動機１００はスナップショット期間において信号をサンプリングし（ブロック５６）、測定期間内の選択されたスナップショット期間でのサンプルを処理することにより、基地局２２から受信した信号の強度を求める（ブロック５８）。移動機１００はこの処理を隣接リストのセル２０ごとに繰り返し行う。

移動機１００は既知の技術を用いて測定期間内の信号強度を測定してもよい。１つの実施形態において、移動機１００は測定期間内の２以上のスナップショット期間における信号強度を求める。例示的な測定期間は、３から４のスナップショット期間を有する。例えば、移動機１００は、複数のスナップショット期間における信号を平均化することにより、信号強度を求めてもよい。

図３Ａ及び３Ｂはそれぞれ、１．２５ＭＨｚ及び２０ＭＨｚの測定帯域幅に対する異なるスナップショット期間６２を有する例示的な測定期間６０を示している。図の例では、それぞれの測定期間６０は６０ｍｓ間隔の４つのスナップショット期間６２を有する。図３Ａに示すように、１．２５ＭＨｚの測定帯域幅のスナップショット期間６２は、５ｍｓ（スロット６４の１０スロット分）に設定されてもよい。対照的に、２０ＭＨｚ測定帯域幅のスナップショット期間６２は、図３Ｂに示すように、１ｍｓ（スロット６４の２スロット分）に設定されてもよい。理論上、２０ＭＨｚの測定帯域幅のスナップショット期間６２はより短くてもよい。しかしながら、チャネル遅延拡散、測定規定等の他の要因が、ＬＴＥにおけるスナップショット期間６２を少なくとも０．５ｍｓに事実上制限する。移動機１００は上述したように、スナップショット期間６２において信号強度を求める。測定期間６０内のスナップショット期間６２を対応する基地局２２の測定帯域幅に特有なものとすることにより、移動機１００は、特定の基地局２２の信号強度を求めるために必要な処理時間及び処理リソースを、その基地局の測定帯域幅に調整する。これにより、移動機１００における処理リソースを解放し、より効果的な電力使用を実現する。

図４は、上述した信号測定処理５０を実施するための受信器１１０の一例である。受信器１１０は任意の移動機１００に搭載されてよい。受信器１１０は、アンテナ１１２、受信器フロントエンド１１４、処理部１２０及び測定部１３０を有する。本発明が図４に示される要素の特定の構成に限定されないことは理解されよう。処理部１２０及び測定部１３０の少なくともいずれかは、１以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、及びそれらの組み合わせの少なくともいずれかを備えてもよい。

受信器フロントエンド１１４は、アンテナ１１２を介して受信された信号を、ベースバンド信号にダウンコンバートする。処理部１２０は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１２１、フィルタ１２２、バッファ１２３、スイッチ１２４、及びＦＦＴ部１２５を含む。ＡＤＣ１２１は入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、フィルタ１２２は変換されたデジタル信号を所望の信号帯域幅にフィルタする。バッファ１２３は、フィルタされた信号を格納する。ＯＦＤＭシンボルのような、在圏セル２０の基地局２２からのデータ信号は、ＦＦＴ部１２５にフィードフォワードされ、既知の技術を用いて処理される。

測定部１３０は、在圏基地局及び隣接基地局２２についてのスナップショット期間を決定する。スナップショット期間６２に対応する期間中、ＦＦＴ部１２５がアイドル状態の時に、測定部１３０はスイッチバッファ１２３からＦＦＴ部１２５に信号を供給するために、スイッチ１２４を閉じる。測定部１３０は、基地局２２の信号強度測定結果を求めるために、ＦＦＴ部１２５によって出力された測定データを用いる。１つの実施形態では、測定部１３０はサーチ部１３２、スイッチコントローラ１３４、及び測定計算器１３６を含む。サーチ部１３２は、例えば受信した信号の評価や、受信した帯域幅指標の解釈によって、基地局２２の測定帯域幅を識別する。識別された測定帯域幅に基づいて、サーチ部１３２は基地局２２に対する適切なスナップショット期間６２を決定する。ＦＦＴ部１２５がアイドル状態であることを自身で示している場合、スイッチコントローラ１３４に格納された信号は、測定期間の決定されたスナップショット期間中、バッファ１２３に格納された信号をＦＦＴ部１２５に供給するために、スイッチ１２４を制御する。ＦＦＴ部１２５は、スナップショット期間の信号を処理し、測定データを測定部１３０に供給する。測定計算器１３６は、セル２０についての信号強度測定結果を求めるために、ＦＦＴ部１２５によって供給された測定データを処理する。計算された信号強度測定結果は、受信信号基準シンボル電力（ＲＳＲＰ）、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）、またはそれらの任意の組み合わせの形式であってよい。測定部１３０が在圏基地局２２、及び１以上の隣接基地局２２のそれぞれについて、この方式でスイッチ１２４を制御することは理解されよう。移動機指示型ハンドオーバでは、移動機１００の制御部（不図示）は測定部１３０によって出力された信号強度測定結果に基づいて、ハンドオーバ決定を行う。移動機支援型ハンドオーバでは、移動機１００は測定部１３０によって出力された信号強度測定結果を在圏基地局２２に送信する。

上述した方法及び装置は、ある特定の基地局の信号強度測定を得るために用いられるスナップショット期間を、その基地局の測定帯域幅に合わせて調整する。これにより、移動機１００が、例えば電力及びＦＦＴ処理リソースのようなリソースを効率的に割り当てることを可能とする。さらに、上述のようにＦＦＴ部１２５がバッファされた信号を処理する間、測定部１３０は、さらに電力リソースを節約するために、受信器１１４及びＡＤＣ１２１の少なくともいずれかの動作を停止させてもよい。

ＯＦＤＭ信号伝達を利用するＬＴＥネットワークに関して発明を説明してきた。しかしながら、在圏基地局及び１以上の隣接基地局から移動機で受信した信号強度を移動機が測定することを必要とする任意の可変信号帯域幅ネットワークに本発明を適用可能であることは理解されよう。

発明の本質的な特徴を逸脱することなく、本明細書において具体的に説明した方法とは異なる方法で本発明を実行することができることは言うまでもない。本実施形態は、あらゆる観点において例示的かつ非限定的なものとして解釈されるべきものであり、添付の請求項の意味及び均等な範囲に含まれるあらゆる変更は、本発明に包含されることが意図されている。

Claims (13)

1. 受信信号の強度を測定するための方法であって、
   測定帯域幅を決定する工程と、
   信号強度測定結果を求めるためのスナップショット期間を前記測定帯域幅に基づいて変更する工程と、
   前記スナップショット期間における受信信号の信号強度測定結果を求める工程と、を有し、
   前記スナップショット期間を変更する工程は、
   前記測定帯域幅の増加に伴って前記スナップショット期間を減少させる工程と、
   前記測定帯域幅の減少に伴って前記スナップショット期間を増加させる工程と、を有することを特徴とする方法。
2. 前記測定帯域幅を決定する工程は、
   ネットワークデバイスから、帯域幅インジケータを受信する工程と、
   前記受信した帯域幅インジケータに基づいて前記測定帯域幅を決定する工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 信号強度測定結果を求める工程は、測定期間内の２以上のスナップショット期間における前記受信信号の前記信号強度測定結果を求める工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記測定期間中に求められた前記信号強度測定結果に基づいて平均信号強度を求める工程をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記平均信号強度は、在圏セクタまたは在圏セルの基地局に関するものであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記平均信号強度は、隣接セクタまたは隣接セルの基地局に関するものであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 無線受信器であって、
   無線信号を受信する受信器と、
   測定部であって、
   測定帯域幅を決定し、
   信号強度測定結果を求めるためのスナップショット期間を前記測定帯域幅に基づいて変更し、
   前記スナップショット期間における受信信号の信号強度測定結果を求める、
   ように構成された測定部と、
   を備え、
   前記測定部は、
   前記測定帯域幅の増加に伴って前記スナップショット期間を減少させ、
   前記測定帯域幅の減少に伴って前記スナップショット期間を増加させる、
   ことにより、前記スナップショット期間を変更することを特徴とする無線受信器。
8. 前記測定部は、
   ネットワークデバイスから帯域幅インジケータを受信し、
   前記受信した帯域幅インジケータに基づいて測定帯域幅を決定する、
   ことにより、前記測定帯域幅を決定することを特徴とする請求項７に記載の無線受信器。
9. 前記無線信号は前記測定帯域幅に関する情報を含み、前記測定部は前記測定帯域幅を決定するために前記無線信号を処理することを特徴とする請求項７に記載の無線受信器。
10. 前記測定部は、測定期間内の２以上のスナップショット期間における前記受信信号を処理することにより、前記信号強度測定結果を求めることを特徴とする請求項７に記載の無線受信器。
11. 前記測定部は、さらに、前記測定期間中に求められた前記信号強度測定結果に基づいて平均信号強度を求めることを特徴とする請求項１０に記載の無線受信器。
12. 前記平均信号強度は在圏セルに関するものであることを特徴とする請求項１１に記載の無線受信器。
13. 前記平均信号強度は隣接セルに関するものであることを特徴とする請求項１１に記載の無線受信器。

Images