JP5244599B2 - 基地局および移動局並びに移行先セル設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムに関し、特に基地局および移動局並びに移行先セル設定方法に関する。

次世代の移動通信システムとして、１００Ｍｂｐｓでのデータ伝送が可能な移動通信システムであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の研究開発が進められている。

このＬＴＥシステムでは、図１に示すように、最初は少ないキャリア数で運用が開始される。例えば、バンドＡでの運用が行われ、数年後周波数が足りなくなった場合に、新たなバンドＢのライセンスをとるか、あるいは現在運用されている３Ｇシステムで使用されているバンドをＬＴＥに変更することで、バンドＡおよびＢで運用される状況になってくると予想される。さらに、将来的には、バンドＣおよびＤでの運用も開始されると予想される。ここで、バンドとは、ＬＴＥシステムが運用される周波数帯域を示し、例えば８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯である。また、キャリアとは、各周波数帯域で運用されるシステムの帯域幅を示し、ＬＴＥでは、１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚおよび２０ＭＨｚのいずれかに対応できることが要求されている。

このような状況では、バンドＡでの送受信能力を有する移動局（ＵＥ： Ｕｅｓｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）（以下、Ｂａｎｄ Ａ ｃａｐａｂｌｅ ＵＥとよぶ）しか存在していなかったのが、数年後には、バンドＡおよびＢでの送受信能力を有する移動局（以下、Ｂａｎｄ Ａ＋Ｂ ｃａｐａｂｌｅ ＵＥとよぶ）が存在するようになる。Ｂａｎｄ Ａ ｃａｐａｂｌｅ ＵＥは、バンドＢが導入されても、バンドＢでの送受信はできない。

将来的には、バンドＡ、Ｂ、ＣおよびＤでの送受信能力を有する移動局（以下、Ｂａｎｄ Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ ｃａｐａｂｌｅ ＵＥとよぶ）が存在するようになる。すなわち、同じオペレータのネットワークであるが、複数のバンド、複数のキャリアで運用され、かつ異なる送受信能力を有する移動局が共存する状況となってくる。

このような状況となった場合に、異なる移動局の送受信能力に対応したロードバランシングが必要である。例えば、複数のバンドや、キャリアが存在した場合に、あるバンド、またあるキャリアに移動局が偏ってしまうと、他のバンド、キャリアに空きがあるのに集中したキャリアで送受信処理が実行され、その結果通信品質の劣化が生じる。

ロードバランシングには、アクティブであるユーザ、すなわち通信中のユーザを均等に分散させるトラヒックロードバランシング（Ｔｒａｆｆｉｃ ｌｏａｄ ｂａｌａｎｃｉｎｇ）と、アイドルであるユーザ、すなわち待ち受け中のユーザを均等に分散させるキャンプロードバランシング（Ｃａｍｐ ｌｏａｄ ｂａｌａｎｃｉｎｇ）がある。

ロードバランシングに関して、ＵＭＴＳのセル設計に関して、ＵＭＴＳ−ＧＳＭ間のバランシングについて述べたものがある（例えば、非特許文献１参照）。

また、ＬＴＥ−ＵＭＴＳ間のバランシングについて、特に複数のオペレータがネットワークを共用する場合について述べたものがある（例えば、非特許文献２参照）。

しかし、トラヒックロードバランシング、キャンプロードバランシングを区別した観点で議論したものはない。
J. Laiho, A. Wacker, and T. Novosad, "Radio Network Planning and Optimisation for UMTS", John Wiley & Sons, Chichester, 2002, p.229-231. Ｔ−Ｍｏｂｉｌｅ， Ｒ２−０６０９３４， "Ｌｏａｄ ｓｈａｒｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｃｅｌｌ ｒｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，"， ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ ＃５２， Ａｔｈｅｎｓ， Ｍａｒｃｈ ２７−３１， ２００６

ロードバランシングでは、（１）運用（ＯＡＭ： Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）の負荷を軽減すること、（２）遅延を短縮すること、例えばアイドル（ＩＤＬＥ）からアクティブ（ＡＣＴＩＶＥ）へ移行する時間を短縮すること、（３）移動局が待ち受け中に行なう周辺セルの測定の負荷を軽減すること、（４）待ち受け中のシグナリング量を低減することなどが要求されている。

そこで、本発明は、上述した問題点、すなわち要求事項の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、その目的は、移動局が待ち受け中に行なう周辺セルの測定の負荷を軽減することができる基地局および移動局並びに移行先セル設定方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の基地局は、
所定の帯域幅を有する複数のセルを運用し、
各セルにおけるトラヒック状況を測定する負荷測定手段；
前記トラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先情報として、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定する移行先決定手段；
前記移行先情報を、ページングチャネルにより、前記移動局に通知する通知手段；
を備え、
前記移行先決定手段は、サービスのタイプ別のトラヒックロードに基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定する。

このように構成することにより、自局の運用する所定の帯域幅を有する複数のセルにおけるトラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定でき、決定した移行先セルおよびセルレイヤの一方をページングで通知することができる。

本発明の移動局は、
基地局により、所定の帯域幅を有する複数のセルが運用され、各セルにおけるトラヒック状況が測定され、前記トラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方が決定され、決定された移行先セルおよびセルレイヤの一方がページングチャネルにより通知され、前記移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方が決定される際に、サービスのタイプ別のトラヒックロードに基づいて、前記移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方が決定され、
前記移動局は、
前記基地局より通知された移行先セルおよびセルレイヤの一方における受信品質を測定する受信品質測定手段；
測定された受信品質が所定の閾値を満たす場合に、前記移行先セルおよびセルレイヤの中から選択されたセルの一方との回線設定を行う制御プレーン処理手段；
を備える。

このように構成することにより、基地局により通知された移行先セルおよびセルレイヤの一方と回線設定を行うことができる。

本発明の移行先セル設定方法は、
基地局が、自局の運用する所定の帯域幅を有する複数のセルにおけるトラヒック状況を測定するトラヒック状況測定ステップ；
前記基地局が、前記トラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先情報として、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定する移行先セル決定ステップ；
前記基地局が、前記移行先情報を、ページングチャネルにより、前記移動局に通知する通知ステップ；
を有し、
前記移行先セル決定ステップでは、サービスのタイプ別のトラヒックロードに基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定する。

このように構成することにより、自局の運用する所定の帯域幅を有する複数のセルにおけるトラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定でき、決定した移行先セルおよびセルレイヤの一方をページングで通知することができる。

本発明の実施例によれば、移動局が待ち受け中に行なう周辺セルの測定の負荷を軽減することができる基地局および移動局並びに移行先セル設定方法を実現できる。

ＬＴＥシステムにおいて想定されるバンドの増加を示す説明図である。 セルのタイプを示す説明図である。 セル、セルセット、セルレイヤを示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの動作を示すフロー図である。 本発明の一実施例にかかる移行先セルの選択方法を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる基地局を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかる移動局を示す部分ブロック図である。

符号の説明

１００ 基地局
１０２ 送受共用部
１０４ ドミナントセル処理部
１０６、１１１、１１８、２０２ ＲＦ回路
１０８、１１２、１２０ ユーザプレーン処理部
１１０、１１４、１２２ 負荷測定部
１１６、１２４ サブオーディネートセル処理部
１２６ 移行先セル決定部
１２８、２０４ 制御プレーン処理部
１３０ ネットワーク インタフェース
２０６ 制御部
２０８ 受信品質測定部
２１０ 受信品質判定部

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例にかかる基地局および移動局が適用される移動通信システムについて、図２を参照して説明する。

本実施例にかかる移動通信システムは、基地局（ｅＮＢ： ｅＮｏｄｅ Ｂ）と移動局（ＵＥ： Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とを備える。

基地局では、１または複数のバンドで、複数のキャリア、例えば２０ＭＨｚのキャリア、１０ＭＨｚのキャリア、５ＭＨｚのキャリアなどがオペレータにより運用される。例えば、ＬＴＥにより、ライセンスを受けた周波数帯が運用される。
ここで、上述したように、バンドとは、ＬＴＥシステムが運用される周波数帯域を示し、例えば８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯である。また、キャリアとは、各周波数帯域で運用されるシステムの帯域幅を示し、ＬＴＥでは、１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚおよび２０ＭＨｚのいずれかに対応できることが要求されている。すなわち、１キャリアの帯域幅として、１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚおよび２０ＭＨｚのいずれかが選択される。

図２には、１つのバンド内で、複数のキャリアが運用される例を示している。この例では、１つのバンド内で、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚおよび２０ＭＨｚのキャリアが運用されている。キャリアはセルとも呼ばれる。

１つのバンドで運用される複数のキャリアのうち、あるキャリア、例えば２０ＭＨｚのキャリアでのみ報知情報を送信するブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）と、ページングを送信するページングチャネル（ＰＣＨ）が送信される。残りのキャリアでは、ページングチャネルは送信されず、ブロードキャストチャネルの送信は行われるが、該ブロードキャストチャネルで送信される情報は、必要最小限の情報に限られる。必要最小限の情報には、例えばシステムフレームナンバー（ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ランダムアクセス規制情報（ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ ｌｅｖｅｌ ｆｏｒ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）およびブロードキャストチャネルおよびページングチャネルを送信しているキャリアの位置を示す情報（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｃｅｌｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｄｅ）が含まれる。

上述したように、ブロードキャストチャネルとページングチャネルとを送信するキャリア、およびページングチャネルは送信せずに、ブロードキャストチャネルで必要最小限の情報を送信するキャリアとが存在する。この２種類のキャリア（セル）をそれぞれドミナントセル（ｄｏｍｉｎａｎｔｏ ｃｅｌｌ）、およびサブオーディネートセル（ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅ ｃｅｌｌ）と呼ぶ。すなわち、ドミナントセルは、移動局がアイドル中に待ち受けることも、アクティブ中に通信することもできるセルであり、同期チャネル、ブロードキャストチャネル、ページングチャネル、その他のチャネルを送信できる。サブオーディネートセルは、移動局がアイドル中の待ち受けはできないが、アクティブ中に通信することができるセルであり、同期チャネル、ブロードキャストチャネルを送信できる。

また、同じ基地局で運用される同一バンド（周波数帯）に含まれるセルの組をセルセットと呼ぶ。セルセットには、少なくとも１つのドミナントセルを含む。また、セルセットには１以上のサブオーディネートセルが含まれるようにしてもよい。

例えば、図３に示すように、１基の基地局（ｅＮＢ１）があり、その基地局ではバンド Ａ（Ｂａｎｄ Ａ）とバンド Ｂ（Ｂａｎｄ Ｂ）が運用されている。さらに、バンド Ａは３つのキャリア（セル）、すなわち、ｆＡ１、ｆＡ２およびｆＡ３が運用され、バンド Ｂは２つのキャリア、すなわち、ｆＢ１およびｆＢ２が運用されている。たとえば、ｆＡ１、ｆＡ２、ｆＡ３、ｆＢ１およびｆＢ２は１０ＭＨｚである。また、ｆＡ１、ｆＡ２、ｆＡ３、ｆＢ１およびｆＢ２は、５ＭＨｚであってもよいし、２０ＭＨｚであってもよい。

図３において、ｆＡ１およびｆＢ１がドミナントセルである。また、ｆＡ２、ｆＡ３およびｆＢ２がサブオーディネートセルである。また、同一バンド Ａに含まれるセル、すなわちｆＡ１、ｆＡ２およびｆＡ３の組、および同一バンド Ｂに含まれるセル、すなわちｆＢ１およびｆＢ２の組がセルセット（Ｃｅｌｌ ｓｅｔ）である。

また、基地局ｅＮＢ１とは異なる場所に設置された少なくとも１基の基地局、例えばｅＮＢ２においても同様の運用が行なわれ、ドミナントセル、サブオーディネートセル、セルセットが定義される場合、同じキャリアの組をセルレイヤ（Ｃｅｌｌ ｌａｙｅｒ）と呼ぶ。すなわち、セルレイヤとは、中心周波数（ｃｅｎｔｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）とが等しいセル同士をいう。

図３では、ｅＮＢ１で運用されている、ｆＡ１、ｆＡ２、ｆＡ３、ｆＢ１およびｆＢ２と、ｅＮＢ２で運用されている、ｆＡ１、ｆＡ２、ｆＡ３、ｆＢ１およびｆＢ２とをそれぞれ組にしてセルレイヤと呼ぶ。

基地局が複数のセクタを有する場合には、セクタ内でドミナントセル、サブオーディネートセル、セルセットが定義される。例えば基地局が３つのセクタを有し、各セクタがドミナントセルを１つ、サブオーディネートセルを３つ有する場合は、該基地局は全部で１２セルを有することとなる。なお、この場合も、セルレイヤは、中心周波数と帯域幅とが等しいセル同士をいう。従って、セルレイヤには、複数セクタ、複数基地局のセルが含まれる場合もある。特にネットワーク全域に渡って中心周波数と帯域幅とが等しいセルが複数基地局、複数セクタで運用された場合、これら全てのセルをまとめてセルレイヤと呼ぶ。

ドミナントセルとサブオーディネートセルとの間では、トラヒックロードバランシングが重要になってくる。本実施例にかかる移動通信システムでは、ページングのメッセージに、移行先セルの情報を含め、該移動局を必要に応じて他のキャリアに移行させる。したがって、本実施例にかかる移動通信システムでは、下り着信時にのみ移動局を他のキャリアに移行させることができる。

次に、本実施例にかかる移動通信システムの動作について、図４を参照して説明する。本実施例においては、基地局１００が、１つのドミナントセルおよびサブオーディネートセルを運用する場合について説明するが、複数のドミナントセルおよびサブオーディネートセルが運用される場合においても適用できる。

また、本実施例においては、移動局２００が待ち受けを行うドミナントセルを待ち受けセル、移動局２００が移行するセルを移行先セルと呼ぶ。この移行先セルは、ドミナントセルであってもよいしサブオーディネートセルであってもよい。また、基地局１００が、待ち受けセルを移行先セルとして選択する場合もあるが、本実施例においては、待ち受けセルと移行先セルとが異なる場合について説明する。また、基地局１００が、移動局２００が移行するセルレイヤを指定する場合についても同様に適用できる。この場合、移動局２００は、指定されたセルレイヤの中から適切なセルを選択する。

コアネットワークから送信されたデータは、アクセスゲートウエイ（ａＧＷ： ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ）、すなわち上位局にバッファされる（ステップＳ４０２）。このアクセスゲートウエイは、論理ノードの場合には、ＭＭＥ／ＵＰＥと呼ばれ、ＭＭＥが制御プレーン（Ｃ−ｐｌａｎｅ）の論理ノード、ＵＰＥがユーザプレーン（Ｕ−Ｐｌａｎｅ）の論理ノードである。

ＭＭＥは、移動局２００を呼び出す。ＭＭＥは、移動局が位置登録した情報を保持しているため、ページングするトラッキング・エリアは分かっているため、そのトラッキング・エリア内の基地局にページングを送信する（ステップＳ４０４）。例えば、ＬＴＥでは、トラッキング・エリア（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ）が定義され、これに複数のセルが含まれる。トラッキング・エリアとは、ページングが行われる領域を示し、複数のセルによりカバーされる領域で示される。移動局２００は、今自局が在圏するトラッキング・エリアを示す情報のみネットワーク側に登録しておく。ネットワーク側は、移動局２００をページングする場合、トラッキング・エリア内のどのセルに移動局がいるかまでは分からないので、トラッキング・エリアに属する全セルに対してページングする。

なお、各セルは自セルが属するトラッキング・エリアを報知しており、移動局は待ち受け中に待ち受けセルのトラッキング・エリアを確認し、待ち受けセルを再選択した際にトラッキング・エリアが変わった場合、ネットワークに対してトラッキング・エリア変更登録を行う。これをトラッキング・エリア・アップデート（ＴＡＵ）と言う。

基地局１００では、ＭＭＥ／ＵＰＥから送信されたページングに基づいて、待ち受けセルが移動局２００に対してページングを行う。例えば、待ち受けセルは、ページングインジケータチャネルを送信し（ステップＳ４０６）、次に、ページングチャネルを送信する（ステップＳ４０８）。ページングチャネルには、国際移動加入者識別ＩＤ／（或いは）移動加入者識別ＩＤ（ＩＭＳＩ／ＴＭＳＩ： ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ／ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｍｏｂｉｌｅ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、通信種別を示すｃａｕｓｅ ＩＤなどの情報に加え、移行先セルを示す情報が含まれる。

ページングチャネルを受信した移動局２００は、自局のグローバルＩＤ、すなわちＩＭＳＩ／ＴＭＳＩが該ページングチャネルに含まれているか否かを判断し、含まれている場合に、ページングチャネルに含まれる移行先セルにおける受信品質を測定する（ステップＳ４１０）。移動局２００は、移行先セルにおける受信品質が所定の閾値を満たさない場合には、移行先セルに移行しないと判断する。この場合、待ち受けセルにアクセスする。

一方、移動局２００は、移行先セルにおける受信品質が所定の閾値を満たす場合には、今まで使用していた周波数を切替えて、その移行先セルに、ランダムアクセルチャネル（ＲＡＣＨ： Ｒａｎｄｕｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ）によりアクセスする（ステップＳ４１２）。ＲＡＣＨには、例えば署名（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、目的（ｐｕｒｐｏｓｅ）の情報が含まれる。

次に、移行先セルは、ＲＡＣＨに対する応答（ＲＡＣＨ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を、移動局２００に送信する（ステップＳ４１４）。ＲＡＣＨに対する応答には、例えば署名、タイミング アドバンス（ＴＡ： Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ）、Ｃ−ＲＮＴＩ（ｃｅｌｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｏｒａｒｙ ＩＤ）、ＵＬ ｇｒａｎｔの情報が含まれる。

ＲＡＣＨに対する応答に基づいて、コネクションリクエストが上りリンクで送信されるが、ＬＴＥでは、上りリンクにおいても共有チャネルを使ってスケジューリングが行われることが想定されている。基地局１００は、ＵＬ ｇｒａｎｔとして、タイムフレームと周波数ブロックと情報量を指示する。周波数ブロックはリソースブロックと呼ばれることも、上りではリソースユニットと呼ばれることもある。上りリンクでは、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が適用されるため、複数のサブキャリアのうち所定のサブキャリアにより構成されるリソースユニットが用意され、これらのリソースユニットのうち、使用するリソースユニットが指示される。

Ｃ−ＲＮＴＩは、移動局を識別するためのＲＡＮで使用されるＩＤである。

タイミング アドバンスについて説明する。ＵＬ ｇｒａｎｔにより、上り共有チャネルで送信する、タイムフレームと周波数ブロックとが指示されるが、移動局のセル内における位置により、伝搬遅延が異なってくるため、同じタイミングで送信すると基地局１００で受信できるタイミングがずれ、時間軸上で、タイムフレームが前後でかぶってしまう虞がある。そこで、所定のタイムフレーム内に受信タイミングが収まるように、送信タイミングを調整する必要がある。その送信タイミングを調整するための情報をタイミング アドバンスとよぶ。

次に、移動局２００は、接続要求（Ｃｏｎｎ． ｒｅｑｕｓｅｔ： Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｓｅｔ）を、移行先セルに送信する（ステップＳ４１６）。

次に、移行先セルは、接続要求（Ｃｏｎｎ． ｒｅｑｕｓｅｔ： Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｓｅｔ）を、ＭＭＥ／ＵＰＥに送信する（ステップＳ４１８）。

移行先セルは、コネクションセットアップ（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐ）を、移動局２００に送信する（ステップＳ４２０）。このコネクションセットアップには、Ｃ−ＲＮＴＩ、ＩＭＳＩ／ＴＭＳＩ、ＵＬ ｇｒａｎｔが含まれる。

移動局２００は、移行先セルに、接続の完了を示すコネクションセットアップコンプリート（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）を送信する（ステップＳ４２２）。

次に、ＮＡＳ（ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）手順が実行される（ステップＳ４２４）。ＮＡＳ手順は、上位ノードと移動局間で交わされる制御シーケンスで、例えば暗号化のパラメータなどが設定される。

上述した手順のうち、ステップＳ４１４からステップＳ４２４は一例であり、基地局１００が移行先セルを判断し、該移行先セルをページングチャネルにより移動局２００に通知する点、移動局２００がページングチャネルにより通知された移行先セルにおける受信品質を測定し、所定の閾値を満たす場合に、移行先セルにアクセスする点を除いて、適宜変更可能である。

また、本実施例において、移動局２００から移動局の能力を基地局１００に通知するようにしてもよいが、その通知の代わりに、ＭＭＥ／ＵＰＥに移動局の能力を記憶するようにし、下りのページングがある場合に、その移動局の能力を基地局１００に通知するようにしてもよい。具体的には、ステップＳ４０４において通知する。

移動局２００は、電源ＯＮにされるとアタッチと呼ばれるプロシージャが起動される。このアタッチプロシージャにおいて、ＭＭＥ／ＵＰＥに移動局の能力を記憶するようにする。

次に、基地局１００における移行先セルの決定方法について、図５を参照して説明する。

基地局１００は、各セルにおける負荷状況、例えばドミナントセル、サブオーディネートセルにおける負荷状況を計算し、該負荷状況に基づいて移行先セルを決定する。実際、負荷状況はセルによって異なるし、瞬時によっても異なる。そのダイナミックな負荷の変動に基づいて、移行先セルを選択する。

また、基地局１００は、各セルにおける負荷状況に加え、移動局の能力に基づいて、移行先セルを選択するようにしてもよい。例えば、あるバンドで、Ａ、ＢおよびＣのキャリアが運用され、セルＡの帯域幅が２０ＭＨｚ、セルＢの帯域幅が１０ＭＨｚ、セルＣの帯域幅が５ＭＨｚである場合について説明する。残りの無線リソースの比は、セルＡ：セルＢ：セルＣ＝４：２．５：３であり、負荷状況はＡ>Ｂ>Ｃである。

この状況で、基地局１００が決定する移行先セルの選択方法について説明する。

ＬＴＥでは、移動局の最低の送受信能力が１０ＭＨｚに設定される。ＬＴＥでは、上述したようにセルの帯域幅として、１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚおよび２０ＭＨｚのバンド幅に適用できるシステムにすることが要求される。例えば、オペレータが２０ＭＨｚのライセンスを取れれば、２０ＭＨｚのバンド幅で運用する。

この場合、１０ＭＨｚ以下の周波数帯、すなわち１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚおよび５ＭＨｚ、１０ＭＨｚの帯域幅で運用されているセルであれば、１０ＭＨｚの送受信能力を有する移動局は問題なく通信できる。しかし、２０ＭＨｚの帯域幅で運用されているセルでは、該２０ＭＨｚの帯域の一部分を使用して通信を行うことになる。

したがって、２０ＭＨｚの送受信能力を有する移動局は、キャリアＡを選択するのが一番よい。キャリアＡは一番混んでいる、すなわち負荷状況が最も大きいが、残りの無線リソース量４を使用できる。したがって、キャリアＡを使用することにより、スループットが一番出る。次に、残りの無線リソースが２番目に大きいのはキャリアＣであるのでキャリアＣを選択するのがよい。最後に、キャリアＢが選択されるのがよい。

一方、１０ＭＨｚの送受信能力しかない移動局は、キャリアＡを選択すると、残りの無線リソース量は４であるが、２０ＭＨｚの帯域幅で運用されているため、半分しか使用できず、実際２しか使用できない場合もある。したがって、この場合、キャリアＡの残り無線リソースは２とみなす必要がある。したがって、この場合、残りの無線リソースが３であるキャリアＣを選択するのが一番よい。次に、残りの無線リソースが２番目に大きいのはキャリアＢであるのでキャリアＢを選択するのがよい。最後に、キャリアＡが選択されるのがよい。

また、１０ＭＨｚの送受信能力しかない移動局に対しては、キャリアＡの残りの無線リソース、キャリアＢの残りの無線リソースおよびキャリアＣの残りの無線リソースが２、２．５および３で判断され、キャリアＣの残りの無線リソース>キャリアＢの残りの無線リソース>キャリアＡの残りの無線リソースとなるため、キャリアＣが選択される。しかし、キャリアＣの帯域幅は５ＭＨＺであるので、帯域幅が１０ＭＨｚであるキャリアＣは、たまたま混んでいるだけで、少ししたら負荷が減ってくる可能性がある。したがって、残りの無線リソースの差がある所定値以下である場合には、広い帯域のキャリアを割り当てるようにしてもよい。この場合、残りの無線リソースが２．５と３程度の差であるので、キャリアＢを選択するようにしてもよい。

上述したように、移動局の送受信能力が１０ＭＨｚであるのか２０ＭＨｚであるのかで、同じ負荷状況でも、選択するセルが変わってくる。

次に、本実施例にかかる基地局１００の具体的構成について、図６を参照して説明する。

本実施例では、一例として、基地局は、バンド Ａで、セルｆＡ１、ｆＡ２およびｆＡ３を運用する場合について説明するが、基地局が複数のバンドを運用する場合、各バンドにおいて複数のセル（キャリア）を運用する場合に適用できる。ここでは、セルｆＡ１をドミナントセル、セルｆＡ２およびｆＡ３をサブオーディネートセルと呼ぶ。

基地局１００は、アンテナを備える送受共用部１０２と、ドミナントセル処理部１０４と、サブオーディネート処理部１１６および１２４と、移行先セル決定部１２６と、制御プレーン処理部１２８と、ネットワーク インターフェース１３０とを備える。ドミナントセル処理部１０４、サブオーディネート処理部１１６および１２４では、それぞれ、中心周波数がｆＡ１、ｆＡ２およびｆＡ３のキャリアが運用される。

ドミナントセル処理部１０４は、ＲＦ回路１０６と、ユーザプレーン処理部１０８と、負荷測定部１１０とを備える。

サブオーディネートセル処理部１１６および１２４は、それぞれ、ＲＦ回路１１１および１１８と、ユーザプレーン処理部１１２および１２０と、負荷測定部１１４および１２２とを備える。

ドミナントセル処理部１０４は、移動局２００が待ち受けを行なう待ち受けセルに関する処理を行なう。また、ドミナントセル処理部１０４は、移動局の能力に基づいて決定される移行先セルに関する処理を行なう。

サブオーディネートセル処理部１１６および１２４は、移動局の能力に基づいて決定される移行先セル（Ｒｅｄｉｒｅｃｔｅｄ ｃｅｌｌ）に関する処理を行なう。

ユーザプレーン処理部１０８、１１２および１２０は、所定の周期でそれぞれ負荷測定部１１０、１１４および１２２に対し、負荷測定を行うように指示する。

負荷測定部１１０、１１４および１２２は、ユーザプレーン処理部１０８、１１２および１２０の指示に応じて、負荷測定、例えばトラヒックの測定を行い、その結果（負荷状況）を移行先セル決定部１２６に入力する。

また、上述したように、ＭＭＥ／ＵＰＥにおいて移動局の能力が記憶される場合には、移動局の能力は、ネットワーク インターフェース１３０を介して、移行先セル決定部１２６に入力される。

また、移動局２００から自局の能力が通知される場合には、移動局２００から通知された移動局の能力を示す情報は送受共用部１０２を介して、ＲＦ回路１０６に受信され、制御プレーン処理部１２８に入力される。制御プレーン処理部１２８は、入力された移動局の能力を示す情報を、移行先セル決定部１２６に入力する。

ここで、移動局の能力とは、例えばバンド Ａのみに対応しているのか、バンドＡおよびＢに対応しているのか、すなわち周波数帯域を示す情報が含まれる。さらに、移動局の能力として、送受信できる帯域幅を示す情報、例えば１０ＭＨｚであるのか２０ＭＨｚに対応するのかを示す情報が含まれるようにしてもよい。例えば、移動局の能力の要素（ＵＥ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）として、バンドの数、すなわち周波数帯域の数（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｂａｎｄｓ）、バンド インジケータ、すなわち各周波数帯域を示す情報、移動局の送受信できる帯域幅、例えば１０ＭＨｚであるのか２０ＭＨｚであるのかを示す情報が含まれる。

移行先セル決定部１２６は、負荷測定部１１０、１１４および１２２により入力された負荷状況に基づいて、上述した方法により移動局２００を移行させるか否かを判定し、移行させる場合には移行先セルを決定し、その結果を制御プレーン処理部１２８に入力する。また、移行先セル決定部１２６は、負荷状況に加え、ネットワーク インタフェース１３０を介して入力された移動局の能力を示す情報に基づいて、上述した方法により移動局２００を移行させるか否かを判定し、移行させる場合には移行先セルを決定し、その結果を制御プレーン処理部１２８に入力するようにしてもよい。移行先セル決定部１２６は、移動局２００を移行させないと判断した場合には何もしない。

また、移行先セル決定部１２６は、サービスに基づいて事前選択セルを選択するようにしてもよい。例えば、ＭＢＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を受信している場合、ＭＢＭＳが送信されているセル、或いは該セルが含まれるバンドに属する他のセルを、移行先セルとして選択する。例えば、待ち受けセルはｆＡ１で，ＭＢＭＳはｆＢ２でサービスが行われている場合、移行先セル決定部１２６は、ＭＢＭＳを受信し、かつユニキャストサービスを並行して受けたい場合には、ｆＡ２、ｆＡ３を選択した場合、ＭＢＭＳをｆＢ２で受けることは困難である。したがって、ｆＢ１を選択するか、ｆＢ２でＭＢＭＳのキャリアの中でユニキャストのサービスを受けるようにする。

また、例えば、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のユーザを同じバンド／キャリアに固めてしまうようにしてもよい。ＶｏＩＰは、低遅延が要求され、伝送レートが低い特徴を有する。このようなユーザに対して同じバンド／キャリアを選択するようにすることにより、無線効率を上げることができる。

また、例えば、融通の利くサービス、すなわち多少遅延が生じてもサービスを維持できるサービス、例えばウエブブラウジング、ファイルダウンロードと、融通の利かないサービス、例えばＶｏＩＰ，ストリーミングとを全キャリアでバランスさせるように割り当てるようにしてもよい。

また、プレミアムユーザに対してカバレッジのよいセルを選択させるようにしてもよい。例えば、２ＧＨｚ帯で運用されているセルと、８００ＭＨｚ帯で運用されているセルとでは、８００ＭＨｚ帯で運用されているセルの方が、一般的に伝搬状態がよくなる。したがって、プレミアムユーザに対し、事前選択セルとして８００ＭＨｚ帯で運用されているセルを選択させるようにする。

また、移行先セル決定部１２６は、トラヒックロードに基づいて移行先セルを選択するようにしてもよい。例えば、上述したように残りのリソース量、送信電力に基づいて移行先セルを選択する。また、例えば、上述したサービスのタイプ別のトラヒックロードに基づいて移行先セルを選択する。

また、移行先セル決定部１２６は、移動局２００の移動速度に基づいて移行先セルを選択するようにしてもよい。例えば、高速移動している移動局であればセル数が少なく、セル半径の大きくカバレッジが大きいセルを移行先セルとする。一方、低速移動している移動局であれば、セル半径の小さく、セル数の多いレイヤを移行先セルとする。

制御プレーン制御部１２８は、移行先セル決定部１２６により通知された移行先のセルを示す情報に基づいて、ページングチャネルを作成し送信する。このページングチャネルには、ＩＭＳＩ／ＴＭＳＩ、ｃａｕｓｅに加え、移行先セルの情報が含まれる。

制御プレーン処理部１２８により作成されたページングチャネルは、ＲＦ回路１０６および送受共用部１０２を介して移動局２００に送信される。

次に、本実施例にかかる移動局２００の具体的構成について、図７を参照して説明する。

移動局２００は、ＲＦ回路２０２と、制御プレーン処理部２０４と、制御部２０６と、受信品質測定部２０８と、受信品質判断部２１０とを備える。

基地局１００から送信されたページングチャネルは、ＲＦ回路２０２を介して、制御プレーン処理部２０４に受信される。

制御プレーン処理部２０４は、ページングチャネルに移行先セル情報が含まれるか否かを判断し、その結果を制御部２０６に通知する。

制御部２０６は、ページングチャネルに移行先セル情報が含まれる場合に、受信品質測定部２０８に、移行先セルにおける受信品質を測定するように命令する。受信品質測定部２０８は、制御部２０６の命令に応じて、移行先セルにおける受信品質を測定し、受信品質判定部２１０に入力する。

受信品質判定部２１０は、入力された受信品質が所定の閾値を満たす場合には、制御部２０６に移行先セルにアクセスするように命令し、入力された受信品質が所定の閾値を満たさない場合には、制御部２０６に待ち受けセルにアクセスするように命令する。

制御部２０６は、受信品質判定部２１０からの命令にしたがって、ＲＦ回路２０２および制御プレーン処理部２０４を制御する。

なお、ＬＴＥの下り回線はＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）であるため、ＳＦＮ（ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｅｔｗｏｒｋ） ｃｏｍｂｉｎｉｎｇを適用し、効率的にスペースダイバーシチ効果を得ることができる。ＳＦＮ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇとは、複数セル、すなわち同一基地局にカバーされるエリアを複数に分割した各セクタから同一タイミング、同一リソースブロックで同一情報を送信した場合に、無線伝搬路上で自然に信号が合成され、移動局で受信した際に単一の信号が合成した分増幅されて見える、という原理を用いたダイバーシチ法である。移動局の受信機は３Ｇシステムで適用されてきたＲＡＫＥ合成受信機のような複雑な構成を必要とせず、ＳＦＮ ｃｏｍｉｂｉｎｉｎｇ有／無によらず単一の受信機構成を採ることができる。

ページングにＳＦＮ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇを適用するため、ページングメッセージに含まれる移行先セル情報を、複数セルで同一とすることができる。特に同一基地局配下のセルは同期関係を容易に維持できるため、ＳＦＮ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇの実現が容易である。そこで、同一基地局配下、同一セルレイヤの複数のセクタ、すなわち中心周波数と帯域幅とが等しいドミナントセルからページングで指定する移行先セル情報を、同一とする。このようにすることで、同一基地局配下のセクタ間で、ＳＦＮ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ効果を得ることができる。基地局間同期システムの場合は、複数の基地局のセルで移行先セル情報を同一にすることができる。ただし、この場合はこれらの基地局間で同一移行先を選択するようなアルゴリズムが必要となる。例えばネットワークを介して情報交換することで、移行先を一致させることができる。このように、ページングにＳＦＮ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇを適用したことで、ページングチャネルの送信電力を大幅に低減することができる。

本実施例によれば、待ち受けセルがドミナントセルに限定されるため、移動局は待ち受け中にドミナントセルのみに限定して周辺セル測定すれば良く、移動局が待ち受け中に行なう周辺セルの測定の負荷を軽減することができる。また、時局の能力、セルの帯域幅、混雑具合に応じて基地局において決定された移行先セルに接続することができるため、適切なロードバランシングを行うことが出来る。

説明の便宜上、本発明を幾つかの実施例に分けて説明したが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明したが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。

以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。

本国際出願は、２００６年８月２２日に出願した日本国特許出願２００６−２２５９２９号に基づく優先権を主張するものであり、２００６−２２５９２９号の全内容を本国際出願に援用する。

本発明にかかる基地局および移動局並びに移行先セル設定方法は、無線通信システムに適用できる。

Claims (7)

1. 所定の帯域幅を有する複数のセルを運用し、
   各セルにおけるトラヒック状況を測定する負荷測定手段；
   前記トラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先情報として、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定する移行先決定手段；
   前記移行先情報を、ページングチャネルにより、前記移動局に通知する通知手段；
   を備え、
   前記移行先決定手段は、サービスのタイプ別のトラヒックロードに基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定することを特徴とする基地局。
2. 請求項１に記載の基地局において：
   自局のカバーするエリアに在圏する移動局の対応できる帯域幅および周波数帯域のうち少なくとも一方を示す移動局能力情報が通知され、
   前記移行先決定手段は、前記移動局能力情報に基づいて、該移動局能力情報に対応する移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定することを特徴とする基地局。
3. 請求項２に記載の基地局において：
   前記移動局能力情報は、上位局から通知されることを特徴とする基地局。
4. 請求項１に記載の基地局において：
   前記移行先決定手段は、各セルにおける残りの無線リソースに基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定することを特徴とする基地局。
5. 請求項１に記載の基地局において：
   前記通知手段は、同一の移行先情報を含むページングチャネルを、同一基地局にカバーされるエリアを複数に分割したセクタ毎間で、中心周波数と帯域幅とが等しいセルで、同一タイミングで送信することを特徴とする基地局。
6. 基地局により、所定の帯域幅を有する複数のセルが運用され、各セルにおけるトラヒック状況が測定され、前記トラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方が決定され、決定された移行先セルおよびセルレイヤの一方がページングチャネルにより通知され、前記移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方が決定される際に、サービスのタイプ別のトラヒックロードに基づいて、前記移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方が決定され、
   前記移動局は、
   前記基地局より通知された移行先セルおよびセルレイヤの一方における受信品質を測定する受信品質測定手段；
   測定された受信品質が所定の閾値を満たす場合に、前記移行先セルおよびセルレイヤの中から選択されたセルの一方との回線設定を行う制御プレーン処理手段；
   を備えることを特徴とする移動局。
7. 基地局が、自局の運用する所定の帯域幅を有する複数のセルにおけるトラヒック状況を測定するトラヒック状況測定ステップ；
   前記基地局が、前記トラヒック状況に基づいて、移動局を移行させる移行先情報として、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定する移行先セル決定ステップ；
   前記基地局が、前記移行先情報を、ページングチャネルにより、前記移動局に通知する通知ステップ；
   を有し、
   前記移行先セル決定ステップでは、サービスのタイプ別のトラヒックロードに基づいて、移動局を移行させる移行先セルおよびセルレイヤの一方を決定することを特徴とする移行先セル設定方法。

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