JP5490463B2 - キャリア周波数決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のキャリアをサポートする、すなわち、各セルが１以上のキャリア周波数を利用する移動通信システムにおけるキャリア情報通知方法と、周辺セルの測定方法に関する。

移動通信は無線キャリアを利用した通信によって実現される。移動通信システムにおいて、移動局は移動に伴うハンドオーバを適切に行うため、周辺セルのキャリアを測定している。

例えば現在広く実用化されているＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）ないしはＷ−ＣＤＭＡでは、同一周波数（キャリア）を全セルで共通して用いており、移動局がハンドオーバを行う際、基本的に周辺セルが用いる同一周波数のキャリアにハンドオーバすることとなる。この場合、ハンドオーバを行うための周辺セルの測定も、同一周波数に対して行えばよい。

しかし、周波数の利用状況は国や地域、オペレータなどによって大きく異なり、今後グローバル化が期待されるなか、通信システムは複数のキャリアを柔軟に通信に割り当てられる工夫が必要となる。現在国際標準化が進められているＥ−ＵＴＲＡ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access）では、複数のキャリアを柔軟に運用できるような無線インタフェースを規定すべく、検討が行われている。Ｅ−ＵＴＲＡに対応するシステムでは、同一システム内に複数のキャリア周波数や信号帯域幅が定義されており、基地局あるいは事業者によって異なるキャリア、異なる信号帯域幅をサポートする。すなわち、各事業者が展開するセル、あるいは同一事業者が展開するセルであっても、セルごとに使用するキャリアの数や、その中心周波数、信号帯域幅が異なるという状態が生じる。

このような複数キャリアをサポートする移動通信システムにおいて、現状のハンドオーバ技術をそのまま適用すると、移動局は、セルごとにシステムが使用している周波数帯の全領域をスキャンしてキャリアを検出し、キャリア毎の伝搬状況を測定しなければならない。その場合、キャリア検出や測定に多くの時間を要し、測定に時間がかかるため、移動局の測定負荷が高く、消費電力が大きくなる等の問題が生じる。また、現在接続中のセルからの受信品質が劣化する前に適切な測定を完了して、ハンドオーバ処理を終える必要があるが、測定に時間を要することにより、通信品質が劣化し、場合によっては呼が切断されてしまうという問題も考えられる。

そこで、本発明は、複数のキャリアをサポートする移動通信システムを前提として、移動局の測定負荷を軽減し、効率的に周辺セルの測定およびハンドオーバ処理を行なうことのできる移動通信技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明を適用した移動通信システムでは、移動局が現在接続中のセルにおいて、基地局は移動局に対し、システムないし周辺セルが使用しているキャリア情報を通知する。このキャリア情報の通知（シグナリング）は、報知情報として、セル全体に定期的に報知してもよいし、ハンドオーバを発動する前に、移動局に個別に送信してもよい。

良好な構成例として、通知するキャリア情報は、キャリアごとの混雑具合の順位付けを行って、決定した順序に並べ替えて送信してもよい。あるいは、決定した混雑具合の順位を送信するキャリア情報に含めて送信してもよい。

移動局では、受信したキャリア情報に含まれるキャリアのうち、一部のキャリアのみを測定する。測定したキャリアの伝搬状況がある閾値より劣る場合、キャリア情報に含まれる残りのキャリアの測定は行わない。伝搬状況として測定する項目としては、受信電力、伝搬損失、受信信号対干渉（熱雑音）電力比などが挙げられる。

より具体的には、本発明の第１の側面では、複数のキャリアをサポートする移動通信システムにおけるキャリア通知方法を提供する。このキャリア通知方法は、
（ａ）任意のセルの基地局において、周辺セルの各々が利用する１以上のキャリア周波数に関するキャリア情報を生成し、
（ｂ）生成したキャリア情報を、前記セル内に存在する移動局に通知する
ステップを含む。

良好な構成例として、前記１以上のキャリア周波数について、移動局におけるキャリア測定の優先度を設定し、設定したキャリア測定の優先度を、前記キャリア情報に含めて送信する。

あるいは、前記１以上の周辺セルについて、移動局におけるセル測定の優先度を設定し、設定したセル測定の優先度を、前記キャリア情報に含めて送信する。

本発明の第２の側面では、複数のキャリアをサポートする移動通信システムにおける周辺セル測定方法を提供する。この周辺セル測定方法は、
（ａ）移動局において、第１の周辺セルがサポートする第１のキャリアを測定し、
（ｂ）前記第１のキャリアの伝搬状況が所定の条件を満たす場合に、当該第１の周辺セルがサポートする第２以降のキャリアを測定し、前記第１のキャリアの伝搬状況が所定の条件を満たさない場合に、前記第１の周辺セルのキャリア測定を終了して、第２の周辺セルのキャリア測定に移行する
ステップを含む。

本発明の第３の側面では、複数のキャリアをサポートする移動通信システムで用いられる基地局装置を提供する。基地局装置は、
（ａ）前記基地局が位置する自セルおよび周辺セルの各々が使用する１以上のキャリアにつき、キャリアごとのリソース使用状況に関する情報を取得する情報取得部と、
（ｂ）前記取得した情報に基づいて、前記１以上のキャリアの測定の優先度を設定する優先度設定部と、
（ｃ）前記キャリア測定の優先度を含むキャリア情報を生成する信号生成部と、
前記生成したキャリア情報を、自セルの移動局へ通知する送信部と、
を有する。

本発明の第４の側面では、複数のキャリアをサポートする移動通信システムで用いられる移動局装置を提供する。移動局装置は、
（ａ）前記移動局装置が位置する自セルの基地局から、周辺セルの各々が使用する１以上のキャリアに関するキャリア情報を受信する受信部と、
（ｂ）前記キャリア情報に基づいて、第１の周辺セルが使用する１以上のキャリアのうちの第１のキャリアを測定する測定部と、
（ｃ）前記測定した第１のキャリアを所定の閾値と比較し、前記第１のキャリアが前記閾値により設定された条件を満たすか否かを判定する比較判定部と、
（ｄ）前記第１のキャリアが前記条件を満たす場合に、前記測定部に、第２のキャリアの測定を行うように指示し、前記第１のキャリアが前記条件を満たさない場合に、前記測定部に、前記第１の周辺セルの測定を終了して、第２の周辺セルの測定に移行するように指示する制御部と
を有する。

上述した構成により、移動局における測定負荷が軽減され、周辺セルの測定を高速化、省電力化できる。

また、移動局において測定すべきキャリアが優先付けられ、周辺セル測定およびハンドオーバ処理を効率化できる。

複数キャリアの運用形態の一例を示す図である。 本発明を適用した移動通信システムの概念図である。 図２の移動通信システムにおける測定キャリア絞り込み方法を示すフローチャートである。 図２の移動通信システムで基地局が通知するキャリア情報の一例である。 図２の移動通信システムで用いられる基地局装置の第１の構成例を示すブロック図である。 図２の移動通信システムで用いられる基地局装置の第２の構成例を示すブロック図である。 図２の移動通信システムで用いられる移動局の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の良好な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、複数のキャリアを用いた周波数運用形態の一例を示す。図１の例では、８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯という３つの周波数帯が使用されている。各周波数帯において、複数のキャリアが使用されている。これらのキャリアの帯域幅は、同じものもあれば、異なるものもある。

従来のシステムでは、ひとつのシステムが使用するキャリアが、ある周波数帯の中でも限定されていたため、基地局から移動局に対して、使用すべきキャリアについて通知する必要がなく、移動局が周辺セルを測定するときも、あらかじめキャリアを特定することができた。しかし、今後キャリアの運用が柔軟になると、移動局は各周波数帯の全域をスキャンし、キャリアをディスカバーする必要が生じる。

そこで、本発明を適用した移動通信システムでは、各セルの基地局装置は、周辺セルで使用しているキャリアの情報を移動局へ通知する。特に、スペクトル拡散を行うシステムでは、測定に必要な拡散コードとキャリアの情報を移動局へ通知する。

図２は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの概略構成図である。移動局２０は、現在、セル１−１の基地局１０−１と接続中である。この移動局２０は、別のセルへ移動の途中であり、周辺セル（たとえばセル１−２）のキャリアを測定する必要がある。なお、図２では、便宜上、単一の周辺セルしか図示されていないが、現在所属するセル１−１に隣接して複数の周辺セル１−２が存在するものとする。

基地局１０−１は、移動局２０に対し、周辺セル１−２において、システムがサポートする周波数帯のうち、キャリアＡ，Ｂ、Ｃが利用可能であることを通知する。図２の例では、周辺セル１−２において、現在キャリアＣ、Ａ、Ｂの順で混雑度が高い。この場合、基地局１０−１は、混雑度の低い順、すなわち、キャリアＢ、Ａ、Ｃの順に通知するのが望ましい。また、システムがスペクトル拡散を行なう場合は、測定に必要な拡散コードをキャリア情報とともに、移動局２０に通知する。

キャリア情報を受けた移動局２０では、システム周波数帯の全域をスキャンすることなく、基地局１０−１から通知されたキャリアについてのみ、キャリア測定を行う。この段階で、ある程度、測定対象キャリアの絞り込みがなされる。基地局１０−１が、周辺セル１−２のキャリアの優先情報を通知する場合は、移動局２０はその優先順位に従って、さらに測定対象キャリアを絞り込むことができる。

図３は、移動局２０による測定キャリアの絞り込みフローの一例を示す。移動局２０は、基地局１０−１からのキャリア情報に基づいて、周辺セル１−２で現在最も混雑度の低い、すなわちハンドオーバ先におけるキャリア測定の優先度の最も高いキャリアＢから測定を始める（Ｓ１０１）。測定の結果、キャリアＢの伝搬状況が所定の条件を満たして良好か否かを判断する（Ｓ１０３）。所定の条件が、受信電力あるいは受信信号対干渉（熱雑音）比である場合は、測定値が、所定の閾値以上であるかを判断する。また、所定の条件が伝搬損失である場合は、測定値が、所定の閾値以下であるかを判断する。

キャリアＢの伝搬状況が良好な場合、すなわち所定の条件を満たす場合は（Ｓ１０３でＹＥＳ）、引き続いて残りのキャリアＡ，Ｃについて測定し、通信に最適なキャリア（またはその組み合わせ）を決定する（Ｓ１０７）。キャリアＢとキャリアＡの双方が、所定の受信電力レベルあるいは受信信号対干渉（熱雑音）比信号を満たすが、キャリアＣは、所定レベルを満たさない場合、キャリアＡとキャリアＢを当該セルで利用可能なキャリアとして決定する。

１番目のキャリアＢの伝搬状況が望ましくない場合、すなわち所定の条件を満たさない場合（Ｓ１０３でＮＯ）は、残りのキャリアＡおよびＣについて測定せずに当該セル１−２に関する測定を終了し、他のセルの測定に移行する（Ｓ１０５）。

これは、最も優先順位の高いキャリアが、所定の条件を満たさないとしたら、その他のキャリアも、要求されるレベルを満たさない可能性が高いからである。この方法は、基地局１０−１が優先順位情報を通知しない場合でも、キャリアＡ，Ｂ，Ｃが同一周波数帯にあるならば、適用可能である。すなわち、複数のキャリアが同一周波数帯にある場合、伝搬損失がほぼ同等となることが見込まれ、いずれか一つを測定すれば、他のキャリアもほぼ同等な伝搬状況であるものと推測できる。したがって、移動局２０では、基地局１０−１から通知された周辺セルのキャリア情報の中から、まず一つのキャリアに注目して周辺セルの測定を行う。そして、伝搬状況が望ましくない場合（閾値以下であった場合）は、このセルについては他のキャリアの測定を行わず、測定を終了することによって、測定量を削減することができる。

また、ステップＳ１０７における残りのキャリアの測定で、所定の閾値を満たさないキャリアがあった時点で、ステップＳ１０５へ戻って、当該セルでの測定を終了し、別のセルの測定へ以降する構成としてもよい。

図４は、基地局１０−１から移動局２０へ通知するキャリア情報（周辺セル情報を含む）の一例である。図４の例では、基地局１０−１が決定した優先順位に従って、キャリア情報の配列が調整されている。すなわち、移動局２０にとって、コード（ＩＤ）１５のセルが最も有力なハンドオーバ先であり、このセルがサポートする３つのキャリアの中でも、測定すべきキャリアの優先度は、キャリアＢ，Ａ，Ｃと定められている。次に測定優先度の高いセルは、コード番号２７のセルである。このセルは、単一のキャリアＡをサポートしている。次にリストされるのは、キャリアＣおよびＤをサポートするコード番号８のセルである。

このように、移動局２０は、現在接続中の基地局１０−１からキャリア情報を取得し、各セルにつき図３に示す測定対象キャリアの絞り込みを行いながら、測定の優先度の高いセルから順に測定する。必要な周辺セルの測定が終了したなら、測定結果に基づいて、ハンドオーバ先のセルと、そこで用いるキャリアを特定する。

図５は、図２のシステムで用いられる基地局装置１０−１の第１の構成例を示す。基地局装置１０−１は、アンテナ１１、送信機１２、多重合成器１３、送信信号生成器１４、優先度設定器１５、リソース測定器１６、送信バッファ１７、インタフェース１８、およびリソース管理メモリ１９を少なくとも含む。

送信機１２は、送信信号を符号化、変調し、無線（ＲＦ）信号に変換し、アンテナ１１を励起して無線信号を送信する。

多重合成器１３は、信号生成器１４により生成されたキャリア情報を含む通知情報と、送信データを多重合成する。送信信号生成器１４は、キャリア情報にシステム情報あるいは周辺セル情報を含めてもよい。

優先度設定器１５は、インタフェース１８を介してリソース管理メモリ１９から自セル１−１や周辺セル１−２のキャリア毎のリソース使用状況（混雑度合い）の情報を得て、キャリア毎の優先度を設定する。

リソース測定器１６は、送信機１２や送信バッファ１７から送信電力、接続ユーザ数、蓄積データ量などの情報を得て、リソースの使用状況（混雑度合い）をキャリア毎に測定する。送信バッファ１７は、インタフェース１８を介してネットワークから到来する送信データをバッファリングする。インタフェース１８は、他の基地局装置１０−２やネットワークと情報のやり取りを行うとともに、自セル１０−１のリソース使用状況を、ネットワークを介して周辺セル１−２の基地局装置１０−２へ連絡する。また、周辺セル１−２から連絡されてくるリソース使用状況を、ネットワークを介して受信する。

リソース管理メモリ１９は、自基地局装置１０−１のリソース使用状況をメモリする。また、インタフェース１８を介してネットワークから得られる周辺セル１−２の基地局装置１０−２のリソース使用状況をメモリする。

図６は、基地局装置１０−２の第２の構成例を示すブロック図である。第２の構成例では、リソース管理メモリを基地局装置１０−１の構成要素とせずに、たとえば、ネットワーク５０上のリソース管理サーバ４０に搭載される。この場合、リソース管理サーバ４０の配下のセル１−ｎのリソース使用状況は、リソース管理サーバ４０において一元的に管理される。したがって、基地局装置１０−１は、ネットワーク５０を介してリソース管理サーバ４０から周辺セル１−２のキャリア毎のリソース使用状況に関する情報を得ることができる。

図７は、図２の移動通信システムで用いられる移動局装置２０の構成例を示す。移動局装置２０は、アンテナ２１、サーキュレータ２２、受信機２３、多重分離器２４、測定制御装置２５、測定器２６、比較判定器２７、ハンドオーバ判定器２８、ハンドオーバ制御信号生成器２９、多重合成器３０、および送信機３１を少なくとも含む。

受信機２３は、自セル１−１の基地局１０−１から受信した信号（キャリア通知情報を含む）を復調、復号する。多重分離器２４は、受信信号に多重されたデータと制御信号を分離する。

測定制御装置２５は、基地局１０−１から受信した通知情報を基に、測定器２６で測定すべき拡散コードとキャリアを指定する。また、比較判定器２７の判定結果に基づいて、測定器２６が次に測定すべき拡散コード、キャリアを選択する。さらに、比較判定器２７に設定する閾値を指定する。閾値は、受信したキャリア通知情報に指示されている場合は、その値を用いてもよいし、測定制御装置２５に予め設定されている値を用いてもよい。

測定器２６は、測定制御装置２５から指示された拡散コードとキャリアの組み合わせについて、伝搬状況を測定する。

比較判定器２７は、測定器２６から出力されるキャリアの測定結果と、測定制御装置２５から指示される閾値を比較し、判定結果を測定制御装置にフィードバックする。比較判定器２７と測定制御装置２５とで、図３に示す測定キャリアの絞り込みを行なう。すなわち、測定結果が、閾値を満たし、かつ測定対象のセル１−２でサポートするさらに別のキャリアがある場合は、当該セルでの次のキャリアの測定を指示する。測定結果が、閾値を満たさない場合は、測定制御装置２５は、現在測定中のセルに関してそれ以上の測定を行わず、次の周辺セルに関する測定を指示する。

ハンドオーバ判定器２８は、測定器２６から出力されるキャリアの測定結果に基づき、ハンドオーバの実施を判断する。ハンドオーバ制御信号生成器２９は、ハンドオーバ判定器２８でハンドオーバ実施と判断された場合に、ハンドオーバを制御するための制御信号を生成する。

多重合成器３０は、ハンドオーバ制御信号と送信データを多重合成する。送信機３１は、送信信号を符号化、変調し、無線（ＲＦ）信号としてアンテナ２１から送信する。サーキュレータ２２は、アンテナ２１からの信号を受信機２３へ、送信機３１からの信号をアンテナ２１へ送る装置であり、アンテナ２１を送信と受信で共用するための装置である。

上述した構成により、同一周波数帯の中で、あるいは異なる周波数帯に渡って複数キャリアを用いる環境下において、移動局２０の測定負荷が軽減され、周辺セルの測定を高速化し、電力消費を節約することができる。

また、測定すべきキャリアを優先付けることによって、周辺セルの測定およびハンドオーバ処理をさらに効率化できる。

以下、本明細書に開示される構成を例示的に列挙する。
（第１項）
複数のキャリアをサポートする移動通信システムにおけるキャリア通知方法であって、
任意のセルの基地局において、周辺セルの各々が利用する１以上のキャリア周波数に関するキャリア情報を生成し、
生成したキャリア情報を、前記セル内に存在する移動局に通知する
ことを特徴とするキャリア通知方法。
（第２項）
前記１以上のキャリア周波数について、移動局におけるキャリア測定の優先度を設定し、
設定したキャリア測定の優先度を、前記キャリア情報に含めて送信する
ステップをさらに含むことを特徴とする第１項に記載のキャリア通知方法。
（第３項）
前記１以上の周辺セルについて、移動局におけるセル測定の優先度を設定し、
設定したセル測定の優先度を、前記キャリア情報に含めて送信する
ステップをさらに含むことを特徴とする第１項又は第２項に記載のキャリア通知方法。
（第４項）
前記任意の基地局において、当該基地局の位置するセルおよび周辺セルのキャリアごとのリソースの使用状況に基づいて、前記キャリア測定の優先度を設定することを特徴とする第２項に記載のキャリア通知方法。
（第５項）
前記任意の基地局において、当該基地局の位置するセルおよび周辺セルのキャリアごとのリソースの使用状況に基づいて、前記セル測定の優先度を設定することを特徴とする第３項に記載のキャリア通知方法。
（第６項）
複数のキャリアをサポートする移動通信システムにおける周辺セル測定方法であって、
移動局において、第１の周辺セルがサポートする第１のキャリアを測定し、
前記第１のキャリアの伝搬状況が所定の条件を満たす場合に、当該第１の周辺セルがサポートする第２以降のキャリアを測定し、前記第１のキャリアの伝搬状況が所定の条件を満たさない場合に、前記第１の周辺セルのキャリア測定を終了して、第２の周辺セルのキャリア測定に移行する
ことを特徴とする周辺セル測定方法。
（第７項）
前記移動局は、当該移動局が現在接続中の基地局から、周辺セルの各々がサポートする１以上のキャリアに関するキャリア情報を受信し、
前記キャリア情報に基づいて、前記周辺セルのキャリア測定を行う
ステップをさらに含むことを特徴とする第６項に記載の周辺セル測定方法。
（第８項）
前記キャリア情報は、前記移動局におけるキャリア測定の優先度情報を含み、
前記移動局は、前記キャリア測定の優先度情報に従って、各周辺セルにおけるキャリア測定を行う
ことを特徴とする第７項に記載の周辺セル測定方法。
（第９項）
前記キャリア情報は、前記移動局における周辺セルの測定の優先度情報を含み、
前記移動局は、前記周辺セルの測定の優先度情報に従って、前記周辺セルの測定を行う
ことを特徴とする第７項に記載の周辺セル測定方法。
（第１０項）
複数のキャリアをサポートする移動通信システムで用いられる基地局装置であって、
当該基地局が位置する自セルおよび周辺セルの各々が使用する１以上のキャリアにつき、キャリアごとのリソース使用状況に関する情報を取得する情報取得部と、
前記取得した情報に基づいて、前記１以上のキャリアの測定の優先度を設定する優先度設定部と、
前記キャリア測定の優先度を含むキャリア情報を生成する信号生成部と、
前記生成したキャリア情報を、自セルの移動局へ通知する送信部と、
を有する基地局装置。
（第１１項）
前記自セルのリソース使用状況を、当該自セルがサポートする１以上のキャリアの各々について測定するリソース測定部と、
前記測定したキャリア毎のリソース情報を、周辺セルに通知するリソース情報通知部と
をさらに有することを特徴とする第１０項に記載の基地局装置。
（第１２項）
複数のキャリアをサポートする移動通信システムで用いられる移動局装置であって、
当該移動局装置が位置する自セルの基地局から、周辺セルの各々が使用する１以上のキャリアに関するキャリア情報を受信する受信部と、
前記キャリア情報に基づいて、第１の周辺セルが使用する１以上のキャリアのうちの第１のキャリアを測定する測定部と、
前記測定した第１のキャリアを所定の閾値と比較し、前記第１のキャリアが前記閾値により設定された条件を満たすか否かを判定する比較判定部と、
前記第１のキャリアが前記条件を満たす場合に、前記測定部に、第２のキャリアの測定を行うように指示し、前記第１のキャリアが前記条件を満たさない場合に、前記測定部に、前記第１の周辺セルの測定を終了して、第２の周辺セルの測定に移行するように指示する制御部と
を有することを特徴とする移動局装置。
（第１３項）
前記測定部によるキャリアの測定結果に基づいて、ハンドオーバの実施を判断するハンドオーバ判定部
をさらに有することを特徴とする第１２項に記載の移動局装置。

１−１ 自セル
１−２ 周辺セル
１０−１、１０−２ 基地局（基地局装置）
１２ 基地局の送信機
１３ 基地局の多重合成器
１４ 基地局の送信信号生成器
１５ 優先度設定器
１６ リソース測定器
１７ 送信バッファ
１８ インタフェース（リソース情報取得部、リソース情報通知部）
１９ リソース管理メモリ
２０ 移動局（移動局装置）
２４ 多重分離器
２５ 測定制御装置
２６ 測定器
２７ 比較判定器
２８ ハンドオーバ判定器
２９ ハンドオーバ制御信号生成器
３０ 移動局の多重合成器
５０ ネットワーク

Claims (2)

1. 複数のキャリア周波数をサポートする移動通信システムにおいて、
   移動局が在圏するセルの無線基地局で、１または複数の周辺セルで利用可能な１以上のキャリア周波数と前記キャリア周波数の優先順位を設定し、前記無線基地局から前記１以上のキャリア周波数と前記キャリア周波数の優先順位を含む情報を送信し、
   前記移動局で前記情報を受信し、前記優先順位に基づいて前記１以上のキャリア周波数に属する前記１または複数の周辺セルの測定を行い、
   前記優先順位に基づいた各キャリア周波数での測定値が所定の閾値を超えるか否かを判断し、
   前記所定の閾値を超える測定値のキャリア周波数に属するセルを前記移動局にとって待ち受け可能なキャリア周波数に属するセルとして決定する
   ことを特徴とするキャリア周波数決定方法。
2. 前記所定の閾値を超える測定値のキャリア周波数が複数ある場合に、前記移動局は最も優先度の高いキャリア周波数での待ち受けを決定することを特徴とする請求項１に記載のキャリア周波数決定方法。

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