JP5420651B2 - フェムトセル基地局のためのスクランブリングコード選択 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話通信システムに関し、特には、携帯電話基地局およびその動作方法に関する。また、より特定的には、携帯電話基地局において用いるための適切なスクランブリングコードを取得する方法に関する。

携帯電話ネットワークオペレータのコアネットワークに接続する構内への既存ブロードバンドインターネット接続を用いて、比較的少数の登録されたユーザ用に、自宅や小事務所内のような小エリアのためのサービスエリアを提供する携帯電話基地局を提供することが知られている。これは、共通にフェムトセル基地局と言われる。

国際公開第ＷＯ２００７／０１５０６６号は、自己構成する携帯電話基地局を開示しており、それは、管理システムから、許可されたキャリーとスクランブリングコードのリストを受信し、そして、他の周辺基地局から受信した信号上で行われた測定結果に基づいて、キャリーとスクランブリングコードのうち１つを選択する。特に、国際公開第ＷＯ２００７／０１５０６６号は、自己構成する携帯電話基地局は、最小受信電力で受信するキャリーとスクランブリングコードを選択すべきであると開示している。

いくつかの場合において、モバイルネットワークオペレータは、配置されたフェムトセル基地局の全てによる使用のための小数のスクランブリングコードのみを割り当てても良い。そして、実際に可能なこととしては、オペレータのネットワークにおいてフェムトセル基地局全てによる使用のために割り当てられた１つのスクランブリングコードのみが存在しても良い。そして、可能性があることとして、極めてお互いに近接して配置された２つのフェムトセル基地局が同じスクランブリングコードを用いる必要がある場合がある。

国際公開第ＷＯ２００７／０１５０６６号

本発明は、その場合における、それらのフェムトセル基地局間の干渉の可能性を低減する方法に関する。

本発明の第１の態様によると、携帯電話通信ネットワークの基地局において使用するためのスクランブリングコードを選択する方法を提供し、前記方法は、
フェムトセル基地局用の少なくとも１つの許可されたスクランブリングコードを含むリストを管理システムから受信するステップと、
少なくとも１つのマクロセル基地局によりブロードキャストされた情報において、前記基地局を含むエリアにおいて有効な少なくとも１つの許可されたスクランブリングコードを検出するステップとを備える。

本発明の第２の態様によると、携帯電話通信ネットワーク用の基地局を提供し、第１の態様による方法を用いて、前記基地局における使用のためにスクランブリングコードを選択するように構成された前記基地局を提供する。

本発明の第３の態様によると、携帯電話通信ネットワークの基地局における使用のための方法を提供し、前記方法は、前記基地局による使用のために所望のスクランブリングコードを識別するステップと、
前記所望のスクランブリングコードを用いて少なくとも１つの他の基地局によりブロードキャストされた情報ブロックのバリュータグを検出するステップと、
前記検出されたバリュータグもしくは各検出されたバリュータグと異なるように、前記基地局によりブロードキャストされるように、情報ブロックの前記バリュータグを設定するステップとを備える。

本発明の第４の態様によると、携帯電話通信ネットワーク用の基地局が提供され、前記基地局は、本発明の第３の態様による前記方法を実行するように構成される。

本発明の一態様における携帯電話通信ネットワークの一部分の概略を示す図である。 本発明の一態様における第１の方法を示すフローチャートである。 本発明の一態様における第２の方法を示すフローチャートである。

本発明のよりよい理解のために、また、どのようにそれが効果があって良いかを示すために、添付の図面が例として参照される。

図１は、携帯電話通信ネットワークの一部分の概略を示す図である。図１に示すネットワークの一部分は、２つの基地局１２、１４を含み、それぞれは、比較的広い地理的なエリア、セルとしての役割を果たす。それらの比較的大きなセルは、マクロセルとして参照され、マクロセルとしての役割を果たす基地局は、互いにマクロセルネットワークとして参照される。従来のように、基地局１２、１４は、モバイルネットワークオペレータにより所有されるコアネットワークに接続される。また、従来のように、ネットワーク範囲内のユーザ装置は、基地局１２、１４の１つかそれ以上から信号を受信することができ、また、１つかそれ以上に信号を送信することができる。

基地局１２のサービスエリア内にビル１６が配置されており、図示された本例では、そのビル１６は、区画又は小事務所１８、２０、２２、２４、２６等に分割されている。フェムトセル基地局２８、３０、３２は、これらの構内の３つの範囲内に備えられている。フェムトセル基地局２８、３０、３２は、所有物の既存のブロードバンドインターネット接続を用いて、モバイルネットワークオペレータにより所有されるコアネットワークに接続される。図１は、モバイルオペレータのコアネットワークの範囲内に位置する管理システム（ＭＳ）３４へのフェムトセル基地局２８、３０、３２のそれぞれの接続を示している。

知られているように、フェムトセル基地局２８、３０、３２は、それらのサービスエリア範囲内に位置する登録されたユーザ機器のためのサービスエリアを提供することができる。フェムトセル基地局は、各々の構内の範囲においてのみサービスエリアを提供することを意図されている。そして、それらは低電力で動作する。しかしながら、フェムトセル基地局２８、３０、３２により送信された信号は、隣接する構内において必然的に検出されるであろう。従って、フェムトセル基地局３０により送信された信号は、関連する構内２２において検出可能であるばかりでなく、少なくとも隣接する所有物１８、２４、２６においても、低減された信号レベルで検出可能であろう。

この事実は、フェムトセル基地局２８、３０、３２の動作にとって言外の意味がある。意図されることとして、各フェムトセル基地局は、できる限り自己構成するべきである。従って、顧客は、フェムトセル基地局をインターネット、電源に接続できるべきであり、そして、フェムトセル基地局は、その後に、動作を開始できるように、ユーザの大きな介入なしに自身を構成できるべきである。

携帯電話基地局の動作的な特徴の１つとして、３Ｇ ＵＭＴＳや、ユーザ機器に基地局との通信を可能にする符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ）を用いる他のモバイルネットワークの場合に、送信用に用いられるスクランブリングコードがある。従って、複数の装置は、同じ周波数帯で、同時に同じエリアにおいて送信することができる。そして、それらの送信は、それらが異なるスクランブリングコードを用いるという条件で、相互に認識されることができる。

モバイルネットワークオペレータがフェムトセル基地局の集団の中で共有されるべき、十分な数の異なるスクランブリングコードを割り当てる場合には、フェムトセル基地局がそれぞれ１つのスクランブリングコードを選択でき、そして、互いに送信が干渉できるほどに相互に十分に近接しているフェムトセル基地局は、異なるスクランブリングコードを選択できてしまうであろう可能性が高い。

しかしながら、ネットワークオペレータがフェムトセル基地局の集団の中で共有されるべき少ない異なるスクランブリングコードのみを割り当てる場合には、互いに送信が干渉できるほど十分に近接して配置された２つのフェムトセル基地局は、１つのスクランブリングコードを共有させられてしまうであろう。

図２は、後者の場合が発生したときを検出するために、フェムトセル基地局を初期化する際に実行される処理を示すフローチャートである。この処理は、フェムトセル基地局２８、３２が既に動作していると仮定して、フェムトセル基地局３０において用いる場合に関して記述される。しかしながら、同じ処理がいずれのフェムトセル基地局の初期化について実行され得ることが期待されるであろう。

ステップ５２において、フェムトセル基地局３０は、許可されたスクランブリングコードの汎用リストを受信する。この汎用リストは、モバイルオペレータのコアネットワークの管理システム３４から受信しても良い。この汎用リストは、いくつでも許可されたコードを含んで良いが、以下述べる処理は、許可されたスクランブリングコードの数が例えば３かそれ以下のような少ない場合の使用についてより適当である。

ステップ５４において、フェムトセル基地局３０は、自身のエリアで許可されたスクランブリングコードを決定する。例えば、フェムトセル基地局３０は、隣接するマクロセル基地局より送信された信号からこのリストを判定しても良い。各フェムトセル基地局は、ターミナルモードで動作することができる。従って、システムダウンリンク周波数帯で他の基地局より送信された信号を検出することができる。特に、本例においては、フェムトセル基地局３０は、マクロセル基地局１２、１４より送信された信号を検出することができる。マクロセル基地局１２、１４より送信された信号内に、それらの周波数内および周波数間の隣接セルのリストがある。それらは、それぞれのサービスエリアにおけるユーザ機器により検出されることを主として意図されている。というのも、それらがハンドオーバが要求されるか否かを判定する際に有用であろう測定を行うことができるからである。

しかしながら、マクロセル基地局は、また、サービスエリア内のフェムトセル基地局により用いられることができるキャリアとスクランブリングコードを識別する。そして、フェムトセル基地局は、これらの信号を検出することができ、そして、隣接セルリストにおいて送信された情報からそのエリアにおいて許可されたスクランブリングコードを決定することができる。

ステップ５６において、フェムトセル基地局３０は、許可されたスクランブリングコードの汎用リストと、エリアにおいて許可されたスクランブリングコードとを比較する。その結果、エリアにおいて許可されたフェムトセル特有のスクランブリングコードを決定する。

ステップ５８において、フェムトセル基地局３０は、上述のターミナルモードにおいて、これらの許可されたフェムトセル特有のスクランブリングコードで送信された信号を検出する。

ステップ６０において、これらの許可されたフェムトセル特有のスクランブリングコードの１つが、少なくとも干渉問題を引き起こす可能性のある範囲において現在未使用であるか否かが判定される。例えば、フェムトセル基地局３０は、許可されたフェムトセル特有のスクランブリングコードのそれぞれの上でＲＳＣＰ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ）レベルを単に検出するようにしても良い。もし、少なくとも１つのスクランブリングコード上でのＲＳＣＰレベルが閾値より小さい場合には、処理はステップ６２に進む。そして、アルゴリズムが未使用のスクランブリングコードの１つを選択するように実行される（スクランブリングコードが複数の場合）。もし、１つ残らずのスクランブリングコード上のＲＳＣＰレベルが閾値より大きい場合には、処理はステップ６４に進む。そのステップにおいては、ユーザ機器が同じスクランブリングコードを有する複数のセルを検出したときに、位置エリアの更新がトリガされる。

図３は、図２におけるステップ６４として示される処理をより詳細に示す。

もし、少数のスクランブリングコードのみがエリアにおいてフェムトセルにより用いられるために有効である場合には、隣接するか又は重なったサービスエリアを有する２つのフェムトセル基地局は、同じスクランブリングコードを用いているであろう。これは、コールが正しく完了しない状況を導き得る。３ＧＰＰ基準によると、携帯電話ネットワークにおける各基地局は、ブロードキャスト・コントロール・チャネル（ＢＣＣＨ）上で、システム情報メッセージ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）をブロードキャストする。システム情報メッセージは、マスタ情報ブロック（ＭＩＢ：Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）と複数のシステム情報ブロック（ＳＩＢｓ：Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）とから成る。ユーザ機器（ＵＥ）は、その後、複数のＳＩＢを復号化することにより、基地局について要求された情報を取得することができる。しかしながら、バッテリ寿命を延長するために、不要な復号化動作を避けることにより、多くのＳＩＢは、それらと関連したバリュータグ（Ｖａｌｕｅ Ｔａｇ）を有する。ＵＥがセルに返信し、バリュータグが変更されず、ＳＩＢが変更されないと仮定されるのであれば、全体のＳＩＢを復号化することを避けることができる。

しかしながら、２つの隣接するか又は重なったセルが同じキャリアと同じスクランブリングコードを用いる場合に、このことは、問題を導き得る。特に、１つのセルから他のセルに移動するＵＥは、ＳＩＢバリュータグを読み出すことができ、もし、これらのＳＩＢバリュータグが２つのセルにおいて偶然同じ値をとる場合には、全体のＳＩＢを復号化する必要がないと誤って結論付けるかもしれない。この場合には、ＵＥは、第１のセルから第２のセルに移動するであろうが、要求された位置更新を完了しないであろう。モバイル着信呼（ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｃａｌｌ）の場合、位置更新の完了失敗は、ＵＥがそれを検出できないであろう場合、ページングメッセージ（Ｐａｇｉｎｇ Ｍｅｓｓａｇｅ）が第１のセルにおいて送信されるであろうことを意味するであろう。モバイル発信呼（ｍｏｂｉｌｅ ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ ｃａｌｌ）の場合、呼は、第１のセルではなく第２のセルによって受信されるであろうが、第２のセルは、ＵＥを認識しないので、呼を完了しないであろう。

図３は、１つのスクランブリングコードを共有するフェムトセル基地局により提供される２つのセル間で移動する場合にさえ、ＵＥが位置更新を確かに実行するために、基地局により実行されることができる処理を示す。

上述したように、１つのスクランブリングコードのみが有効であっても良いし、近くのフェムトセルにより用いられても良い。他の場合において、複数のスクランブリングコードが有効であっても良い。しかしながら、それらは、すべて近くのフェムトセルにより使用中であっても良い。その場合に、フェムトセル基地局３０は、それらのスクランブリングコードの１つを選択する。その後、処理のステップ８２において、フェムトセル基地局３０は、上述のターミナルモードにおいて、許可されるフェムトセル特有のスクランブリングコード、即ち、選択されたスクランブリングコード上で送信された信号を検出する。特に、フェムトセル基地局３０は、同じスクランブリングコードを用いている他のフェムトセル基地局によりブロードキャストされたＭＩＢバリュータグを復号化する。

ＭＩＢバリュータグは、１・・・８の範囲においての値をとることのみが可能であっても良い。そして、典型的には、システム情報が変更する場合に、その範囲における２つの値の間を切り替える。従って、ＭＩＢバリュータグは、１と２の間で、又は３と４の間で、又は５と６の間で、又は７と８の間で切り替えても良い。

ステップ８４において、フェムトセル基地局３０は、同じスクランブリングコードを用いている他のフェムトセル基地局によりブロードキャストされた復号化されたＭＩＢバリュータグに基づいて、自身のＭＩＢバリュータグの切り替える範囲を設定する。特には、同じスクランブリングコードを用いている他のフェムトセル基地局によりブロードキャストされる復号化されたＭＩＢバリュータグの全てと異なるように、自身のＭＩＢバリュータグの切り替え（Ｔｏｇｇｌｅ）範囲を設定する。

このことの結果として、たとえ２つのフェムトセルが同じスクランブリングコードを用いているとしても、ＵＥが１つのフェムトセル基地局のサービスエリアから他のフェムトセル基地局のサービスエリアに移動する場合に、異なるＭＩＢバリュータグを検出するであろうし、位置更新を実行するであろう。

ＭＩＢバリュータグの範囲を効果的に設定することは、スクランブリングコードを共有することができるフェムトセル基地局の数を増加させる。一方で、ＵＥが１つのセルから他のセルに移動する場合に、位置更新を実行しないであろうという問題を避ける。

類似の効果は、適切なＳＩＢバリュータグを適切な値、もしくは値の範囲に設定することにより達成可能となるであろう。

Claims (9)

1. 携帯電話通信ネットワークの基地局において用いられるためのスクランブリングコードを選択する方法であって、
   フェムトセル基地局についての少なくとも１つの許可されたスクランブリングコードを含むリストを管理システムから受信する工程と、
   少なくとも１つのマクロセル基地局によりブロードキャストされた情報において、前記基地局を含むエリアにおいて有効な少なくとも１つの許可されたスクランブリングコードを検出する工程と、
   前記基地局を含むエリアにおいて許可され有効である少なくとも１つのスクランブリングコードの使用が他のフェムトセル基地局との干渉を引き起こすであろうか否かを判定する工程と、
   前記基地局を含むエリアにおいて許可され有効である各スクランブリングコードの使用が他の基地局との干渉を引き起こすであろうと判定された場合に、ユーザ機器が前記基地局のサービスエリアと前記他のフェムトセル基地局のサービスエリアとの間を移動する際に、位置更新を実行するであろうことを確定するためのパラメータを設定する工程と、
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記基地局を含むエリアにおいて許可され有効であるスクランブリングコードが２つ以上あり、その使用が他のフェムトセル基地局との干渉を引き起こさないであろうと判定された場合に、
   前記基地局により使用するための前記スクランブリングコードの１つを選択する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記パラメータを設定する工程は、ブロードキャストされる情報ブロックのバリュータグを設定す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. 前記ブロードキャストされる情報ブロックの前記バリュータグを設定する工程は、マスタ情報ブロックのバリュータグを設定する工程を有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 所望のスクランブリングコードを用いる他のフェムトセル基地局によりブロードキャストされたバリュータグを検出する工程と、
   前記検出されたバリュータグと異なるように、ブロードキャストされる情報ブロックの前記バリュータグを設定する工程と
   を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法により、前記基地局が、前記基地局における使用のためにスクランブリングコードを選択するように構成されていることを特徴とする携帯電話通信ネットワーク用の基地局。
7. 携帯電話通信ネットワークの基地局において用いられるための方法であって、前記基地局は、ユーザ機器にサービスを提供し、前記携帯電話通信ネットワークへの接続を確立する様に構成されており、前記方法は、
   前記基地局により用いられるための所望のスクランブリングコードを識別する工程と、
   前記所望のスクランブリングコードを用いる少なくとも１つの他の基地局によりブロードキャストされた情報ブロックのバリュータグを検出する工程と、
   前記検出されたバリュータグ、もしくは、各検出されたバリュータグと異なるように、前記基地局によりブロードキャストされるように、情報ブロックの前記バリュータグを設定する工程と
   を有することを特徴とする方法。
8. 前記情報ブロックのバリュータグは、マスタ情報ブロックのバリュータグであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 請求項７又は８に記載の方法を実行するように構成されたことを特徴とする携帯電話通信ネットワーク用の基地局。

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