JP6033842B2 - Csgセルで端末がセル再選択優先順位を効率的に制御する方法及び装置 - Google Patents

Csgセルで端末がセル再選択優先順位を効率的に制御する方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムに関し、より具体的にCSG(Closed Subscriber Group)セルで端末がセル再選択優先順位を効率的に制御する方法及び装置に関する。
一般的に、移動通信システムはユーザの移動性を確保しながら通信を提供するための目的に開発された。このような移動通信システムは技術の飛躍的な発展に負って音声通信はもちろん高速のデータ通信サービスを提供することができる段階になった。
近年、次世代移動通信システム中の1つで3GPPでLTE(Long Term Evolution)に対する規格作業が進行中である。LTEは2010年程度を商用化を目標とし、現在提供されているデータ送信率より高い最大100Mbps程度の送信速度を有する高速パケットに基づく通信を具現する技術である。このために色々方案が論議中であり、例えばネットワークの構造を簡単にして通信路上に位置するノードの数を減らす方案や、無線プロトコルを最大限無線チャンネルに近接させる方案などが論議中である
一方、データサービスは、音声サービスとは異なり送信しようとするデータの量とチャンネル状況によって割り当てることができる資源等が決定される。したがって、移動通信システムのような無線通信システムでは、スケジューラで送信しようとする資源の量とチャンネルの状況及びデータの量等を考慮して送信資源を割り当てる等の管理が成る。これは次世代移動通信システム中の1つであるLTEでも同一になり、基地局に位置したスケジューラが無線送信資源を管理して割り当てる。
最近LTE通信システムに、様々な新技術を組み合わせて送信速度を向上させる進化されたLTE通信システム(LTE−Advanced;LTE−A)に対して論議されている。進化されたLTE−AシステムではCSG(Closed Subscriber Group)セル技術も研究されている。CSGセルとは、特定使用者に限ってアクセスが許容されるセルを称する。図1は、CSGセルの概念図である。CSGセルのサービス領域105に2台の端末(110、115)が存在する。図1を参照すれば、端末110はCSGセルのメンバーとして、CSGセルと接続されて通信が可能である。
ところが、端末115はnon CSGセルのメンバーとして、CSGセルのサービス領域中にあってもCSGセルと接続されることができず、遠い距離にあるマクロセル基地局100と接続されて通信を実行する。特定CSGセルに対するメンバーであるか否かが分かるホワイトリスト(white list)は端末が予め持っている。
本発明は、CSGセルで端末がセル再選択優先順位を効率的に制御する方法及び装置を提供することをその目的とする。
本発明に一態様によれば、本発明の移動通信システムで、端末のセル再選択方法は、基地局から送信されるセル再選択に対する周波数別の優先順位情報を受信する受信段階; 上記受信された優先順位情報によってセル再選択過程を実行する実行段階; 上記端末に対する接続が許容されたCSG(Closed Subscriber Group)セルへの再選択をするか否かを判定する判定段階、及び上記CSGセルへの再選択時、上記CSGセルに対するセル再選択に対する最上位優先順位で割り当てる割り当て段階を含むことを特徴とする。
また、本発明に他の態様によれば、発明の移動通信システムでセル再選択を実行する端末は基地局と信号又はデータを送受信する送受信部、及び基地局から送信されるセル再選択に対する周波数別の優先順位情報を受信して、上記受信された優先順位情報によってセル再選択過程を実行して、上記端末に対する接続が許容されたCSGセルへの再選択をするか否かを判定して、上記CSGセルへの再選択時、上記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最上位優先順位で割り当てるように制御する制御部を含むことを特徴とする。
本発明に一態様によれば、端末は、端末に一般的なサービスを提供することができるセルにキャンプ(camp)しない状態であれば、上記SIBを通じて受信した優先順位情報によって上記セル再選択過程を実行するように制御することができる。
また、本発明の他の態様によれば、端末は、上記CSGセルを除いた他のセルへの再選択の際、上記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最下位優先順位で割り当てることもできる。
CSGセルの概念を示した概念図である。 セル再選択のための周波数別の優先順位情報がSIBを通じてブロードキャスト(broadcast)されたり、dedicated RRC signalingであるRRC接続解除メッセージを通じて特定端末に適用される過程を説明するためのフローチャートである。 1つのCSGセルメンバーである端末が周辺のCSGセルを認知する過程を説明するためのフローチャートである。 CSGセルに対するセル再選択優先順位の決定方法を説明するためのフローチャートである。 端末の内部構造を示したブロック図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。この際、添付された図面で同一構成要素は可能な同一符号に示していることに留意すべきである。なお、本発明の要旨を不明瞭にする公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
本発明はCSGセルで端末がセル再選択優先順位を効率的に制御する方法及び装置に関する。
セル再選択(Cell Reselection)とは、移動する端末機が最もチャンネル状態が良好なセルに接続されるように、サービングセルを再選択する過程である。ネットワークは周波数別で優先順位を付与して、待機モードにある端末のセル再選択を制御する。
例えば、1つの端末が2つの周波数f1及びf2に対する優先順位情報を受信し、f1がf2よりさらに高い優先順位を有すると、端末がf1に留まる確率が高くなる。また、端末がf2にあっても、f2のチャンネル状態が良くなければ、f1に変更しようと試みる。周波数に対する優先順位(priority)情報はSIBを通じて放送(broadcast)されたり、専用RRCシグナリング(dedicated RRC signaling、又は上位階層シグナリング)であるRRC接続解除(RRC Connection Release)メッセージを通じて、特定端末に提供される。端末がSIBを通じて予め周波数に対する優先順位情報を持っていても、端末特定(UE−specific)優先順位情報がRRCシグナリングで提供されると、SIBの優先順位情報は無視される。各周波数の優先順位情報はセル再選択優先順位(cell Reselection Priority)IEを通じて伝達され、総8段階の優先順位のうち、いずれか1つが付与される。
RATの間の周波数は同一の優先順位が付与されることができない。端末のアイドル(IDLE)状態が「camped on any cell state」であれば、SIBを通じて受けた周波数優先順位情報を適用し、RRCシグナリングで受けた優先順位情報は使用せず記憶だけしている。
上記セル再選択優先順位(cell Reselection Priority)IEは、選択的(optional)IEとして、存在しないこともある。この場合に当該の周波数に対する優先順位情報は付与されないことである。この時、端末は当該の周波数の優先順位を最も低い段階と見なす。
図2は、セル再選択のための周波数別の優先順位情報がSIBを通じてブロードキャストされたり、指定されたRRCシグナリング(dedicated RRC signaling)であるRRC接続解除メッセージを通じて特定端末に適用される過程を説明するための図面である。端末は200段階でSIBを通じて、EUTRAだけではなく、他のRATで用いる周波数に対する優先順位情報が提供される。しかし、必ずすべての周波数に対して優先順位情報が提供されることではない。現在キャンプ(camp)したサービングセルの周波数に対する優先順位情報も提供されないこともある。端末は205段階でこれを判定する。もし、現在サービングセルの周波数に対する優先順位情報が提供されない場合、上記周波数の優先順位を最も低い段階と見なす。
端末は215段階で各周波数の優先順位情報を適用する。端末は基地局からRRC接続解除メッセージを受けると、接続モード(Connected mode)で待機モード(IDLE mode)で転換する。上記RRCメッセージには周波数の優先順位情報が含まれることができる。これは端末に特定(UE−specific)した情報として、一般的に SIBから提供された周波数優先順位情報より優先的に適用される。したがって、端末は 220段階で上記RRCメッセージに周波数優先順位情報があるかどうかを識別する。存在すれば、共に含まれているT320値を適用して、1つのタイマーを225段階で駆動させる。端末は現在の待機モード状態がany cellへのキャンプ状態(「camped on any cell state」)なのか、或いは一般キャンプ状態(「camped normally state」)なのかを230段階で判定する。「camped normally state」は端末が適切なセル(suitable cell)にキャンプ(camp)している状態を指す。適切なセル(Suitable cell)とは、端末に一般的なサービス(normal service)を提供することができるセルとして、以下のような詳細的な条件を満足させるセルである。
- セルがselected PLMN、registered PLMN又はequivalent PLMN list内の1つのPLMNに該当
- Barringされないセル
- Cell selection criterionを満足するセル
-CSGセルであれば、端末のホワイトリスト内に当該のCSGIDがあるセル
「camped on any cell state」は端末がsuitable cellにキャンプすることができなく、Acceptable cellにキャンプしている状態を指す。Acceptable cellでは一般的なサービスは不可能であり、イマージェンシーコール(emergency call)だけ端末が試みることができる。Acceptable cellは以下のような条件を満足させるセルである。
- Barringされないセル
- Cell selection criterionを満足するセル
もし、端末が「camped on any cell state」待機状態であれば、RRC接続解除メッセージから提供された優先順位情報の代りに215段階へ戻ってSIBから提供された周波数優先順位情報を適用する。端末が「camped normally」待機状態であれば、端末は以下の3つの条件の中で少なくとも1つの条件が満足されるかを235段階で判定する。3つの条件は
- 端末が接続モードに転換される
- T320タイマーが満了する
- NASリクエストによって、PLMN選択過程が実行される
上記条件のうち、いずれか1つの条件でも満足されると、端末は240段階でRRC接続解除メッセージから提供された優先順位情報は廃棄されて、215段階へ戻って、SIBから提供された周波数優先順位情報を適用する。そうではなく、どの条件も満足しない場合、端末はRRC接続解除メッセージから提供された優先順位情報を245段階で適用する。
周波数優先順位情報は端末が特定周波数の測定に影響を及ぶ。現在のサービングセルより高い優先順位を持つ周波数に対して端末は測定(measurement)を常に実行する。
これに対し、サービングセルと同一周波数(intra−frequency)又はこれより優先順位が同一であるとか又は低い他の周波数は端末電力を節約するために当該の周波数に対する測定を常に実行しない。測定実行をするか否かはサービングセルのチャンネルQoSが特定閾値より小さいとか同一である時、実行する。セル再選択はチャンネル状態が良好なセルで移動するために実行するのに、現在サービングセルのチャンネルQoSが良好であれば、敢えて優先順位が同一であるとか低い周波数に移動する理由がない。したがって、不必要なチャンネル測定による電力消耗を減らすために特定閾値を基準で測定実行をするか否かを決める。
同一周波数(intra−frequency)の場合に、特定閾値SintrasearchよりサービングセルのQoSが同一であるとか低い場合、同一周波数の他のセルに対してチャンネル測定を実行する。優先順位が同一であるとか低い他の周波数に対しては、特定閾値SnonintrasearchよりサービングセルのQoSが同一であるとか低い場合、当該の他の周波数のセルに対してチャンネル測定を実行する。チャンネルQoSは一般的にRSRPとRSRQを考慮する。
上記のように測定を実行してから、高い優先順位を持つ周波数のセルのチャンネルQoSが特定閾値ThreshX−highより高くなれば、端末は高い優先順位を持った周波数のセルをサービングセルで再選択する。低い優先順位を持つ周波数のセルのチャンネル QoSが特定閾値ThreshX−lowより高くサービングセルのQoSがThreshServing-lowより低くなれば、端末は低い優先順位を持つ周波数のセルをサービングセルで再選択する。同一周波数又は同一優先順位を持つ周波数の各セルはチャンネルQoSを基づいた特定公式によって優先順位を決める。これをセルランキング(Cell Ranking)と称する。
サービングセルに対してランキング(Ranking)値はRs=Qmeas、s+Qhyst、sと定義される。一方、隣接セルのランキング(Ranking)値はRn=Qmeas、n+Qoffs、nと定義される。 Qmeas、sとQmeas、nは、サービングセルと隣接セルのRSRP値であり、Qhyst、sはサービングセルに適用されるヒステリシス(hysteresis)値、Qoffs、nはサービングセルと隣接セルの間のオフセット値である。Ranking値が大きければ当該のセルはサービングセルで選択される。
CSGセルもサービス提供のために、特定周波数を利用する。端末がCSGセルをサービングセルでキャンプされる時、当該のCSGセル周波数の優先順位をどのように設定するか決めるべきである。本発明におけるCSGセル周波数の優先順位を決める方法を提案する。
図3は、1つのCSGセルメンバーである端末が周辺のCSGセルを認知する過程を説明するための図面である。端末300はCSGセル又はnon CSGセルからCSGセルに割り当てられたPCI(Physical Cell ID)値の範囲をSIBを通じて 310段階で提供される。
図3を参照すれば、PCI値の範囲で一般セルに割り当てられるPCIとCSGセルに割り当てられたPCIは区別されている。端末は周辺の一つのCSGセルの同期信号を受信し、これから当該のCSGセルのPCIを315段階で獲得する。端末は当該のPCI値がCSGセルに割り当てられたPCI範囲に含まれるかどうかを識別し、当該のセルがCSGセルなのを320段階で判定する。端末はCSGセルから放送されるSIB1に含まれたCSG−identity IEを通じて、当該のCSGセルのIDを325段階で識別する。CSG ID IEの構成表は以下の通りである。
CSG-Identity information element
CSG IDは総27ビットを利用して1つのCSGセルを指示するのに利用される。
端末は自己が持っているCSGセルに対するホワイトリスト(white list)に上記CSGセルのIDが含まれているかどうか330段階で識別する。もし、含まれる場合、端末は上記CSGセルにキャンプすることができる。
端末は自己がメンバーであるCSGセルにキャンプすると、現在周波数に対する優先順位を決めるべきである。本発明では端末がCSGセルにキャンプする時、そしてCSGセルではない他のセルで再選択する時、現在周波数に対する優先順位決定方法を提案する。
端末がCSGセルでキャンプすると、現在周波数のセル再選択のための優先順位は最も高い段階に変更する。これはCSGセルは制限されたメンバーに限ってサービスを提供するセルとして、メンバーシップを持つ端末がCSGセルのサービス領域中にある場合、CSGセルになるべくキャンプすることが好ましい。また、端末電力消耗減少のために、不必要なチャンネル測定を制限する必要がある。したがって、端末がCSGセルでキャンプすると、現在周波数の優先順位を最も高い段階で格上げさせる。前述したように、現在サービングセルの周波数に対する優先順位情報は提供されないこともある。このような場合には従来技術による当該の周波数の優先順位を最も低い段階と見なす。しかし、本発明の実施形態では現在周波数に対する優先順位情報が提供されない場合にも、端末がCSGセルにキャンプすると、優先順位を最も高い段階に変更することを特徴とする。端末がCSGセルから他のセルで再選択を実行すると、端末は既存の優先順位を従来の規則どおり現在キャンプした周波数に対する優先順位を決める。すなわち、もし端末が現在周波数に対する優先順位情報が提供されない場合、CSGセルから他のセルで再選択を実行すると、端末は既存の優先順位を最も高い段階で最も低い段階に変更する。
図4は、CSGセルに対するセル再選択優先順位の決定方法を説明するための図面である。
図4を参照すれば、端末は400段階で周波数別で優先順位情報を受信する。このような優先順位情報はすべての周波数に対して提供されるのではなく、現在周波数に対する優先順位情報がない場合もある。もし、現在周波数に対する優先順位情報が存在しない場合、端末は現在周波数の優先順位を8段階のうち、最も低い段階で405段階で見なす。
端末は提供された優先順位情報を基づいてセル再選択過程を410段階で実行する。端末が持つホワイトリストに含まれるCSGセルで、当該の端末がキャンプするのかが415段階で持続的に識別する。
そして任意の時点で端末は、自己が持つホワイトリストに含まれるCSGセルでキャンプしたことを検出する。それでは端末は現在周波数に対する優先順位情報がないにも関らず、優先順位を最も高い段階で420段階で変更する。
端末は425段階でCSGセルで他のセルで再選択されるかどうかを識別する。もし端末がCSGセルではない他のセルで再選択すると、現在周波数に対する優先順位情報がないから、430段階で現在周波数に対する優先順位を最も低い段階に変更する。
上述した本願発明の特徴を要約すれば、端末は任意のサービング周波数(或いは現在周波数)のセル再選択優先順位を決めることにおいて、もし、サービング周波数ではない他の周波数に対してはセル再選択優先順位が提供されたにも関らずサービング周波数に対してはセル再選択優先順位が提供されない場合、サービング周波数の優先順位を最も低い値に変更する。優先順位が最も低い値に変更された周波数で端末が自己がメンバーであるCSGセルを選択すると、端末は上記周波数からキャンプオン状態を維持するために上記周波数の優先順位を最も低い値から最も高い値に変更する。そして、今後の端末が上記周波数でCSGセルではない他のセルを再選択すると、さらに上記周波数の優先順位を最も低い値に変更する。
本発明は、端末が自己のCSGセルが形成された周波数に留まっている確率を高めるため、次のように変更されることもできる。1つ以上の周波数に対して端末に優先順位が提供され、端末がシステム情報を通じて取得した周辺周波数及びサービング周波数中、一部周波数に対してだけ優先順位が提供されると、端末は優先順位が提供されない周波数(周辺周波数或いはサービング周波数)の優先順位を最も低い値で割り当てる。
端末は任意の時点に、例えば任意の周波数でCSGセルにキャンプオンすることによって、任意の周波数がCSGセルの周波数ということを認知すれば、上記周波数のセル再選択優先順位を最も高い値と設定する。そして、上記設定された値は端末が上記CSGセルで他のセルへ移動しても一定期間の間の維持される。また、(他の周波数に対してはセル再選択優先順位が提供されたが)上記CSGセルの周波数に対しては明示的なセル再選択優先順位が提供されない場合にも上記所定の期間の間には上記周波数の優先順位を最も低い値ではない最も高い値と維持する。そして、上記所定の期間が経過した後、元々の優先順位、例えば最も低い値と調整する。
図5は、本発明を適用した端末の内部構造を示したブロック図である。
図5を参照すれば、端末は上位階層510とデータなどを送受信して、制御メッセージ処理部515を通じて制御メッセージを送受信する。そして上記端末は基地局で制御信号又はデータ送信の際、制御部520の制御によって多重化装置505を通じて多重化後、送信機500を通じてデータを送信する。一方、受信の際、端末は制御部520の制御によって受信機500で物理信号を受信した後、逆多重化装置505で受信信号を逆多重化し、それぞれメッセージ情報によって上位階層510或いは制御メッセージ処理部515へ伝達する。
一方、本発明の実施形態によれば、制御部520は基地局から送信されるセル再選択に対する周波数別の優先順位情報を受信し、上記受信された優先順位情報によってセル再選択過程を実行することができる。そして制御部520は上記端末に対する接続が許容されたCSG(Closed Subscribed Group)セルへの再選択をする否かを判定し、上記CSGセルへの再選択時、上記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最上位優先順位で割り当てるように制御することができる。この場合、上記優先順位情報はシステム情報ブロック(System Information Block、SIB)又は上位階層シグナリングを通じて受信されることができる。
もし、上記優先順位情報が上位階層シグナリングを通じて受信される場合であれば、制御部520はSIBを通じて受信した優先順位情報を無視するように制御することができる。
一方、制御部520は受信した優先順位情報が、上記端末が現在接続した周波数に対する優先順位情報を含まない場合、上記端末が現在接続した周波数をセル再選択に対する最下位優先順位で割り当てるように制御することもできる。
本発明の一実施形態によれば、制御部520は端末が上記端末に一般的なサービスを提供することができるセルにキャンプ(camp)しない状態であれば、上記SIBを通じて受信した優先順位情報によって上記セル再選択過程を実行するように制御することができる。
また、本発明の他の実施形態によれば、制御部520は上記CSGセルを除いた他のセルへの再選択の際、上記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最下位優先順位で割り当てることもできる。
また、本発明のまた他の実施形態によれば、制御部520は上記CSGセルを除いた他のセルへの再選択の際、予め設定された時間の間には上記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最上位優先順位で維持するように制御することができる。
上述した本発明によればCSGセルで再選択を実行した端末は、次いでCSGセルにキャンプした状態を維持する確率を高めることができる。
本明細書及び図面に開示された本発明の実施形態は、本発明の記述内容を容易に説明して発明の理解を助けるために特定形態を提示したものであるだけ、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施形態以外にも本発明の技術的思想に基づいた他の変形形態が実施可能であるということは本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に自明なものである。
110、115 端末
115 端末
300 端末
500 送信機
500 受信機
505 多重化装置
505 逆多重化装置
510 上位階層
515 制御メッセージ処理部
520 制御部

Claims (8)

  1. 移動通信システムで端末のセル再選択方法であって、
    セル再選択に対する第1の優先順位情報を含むシステム情報を受信する段階
    専用シグナリングで第2優先順位情報を受信すると、前記システム情報で提供された第1優先順位情報を無視する段階;
    上記端末に対する接続が許容されたCSG(Closed Subscribed Group)セルにキャンプ(camp)している間は、前記第1優先順位情報及び前記第2優先順位情報にも関わらず、現在の周波数をセル再選択に対する最上位優先順位周波数に見なす段階を含む
    ことを特徴とするセル再選択方法。
  2. 前記セル再選択方法は、
    前記端末が前記端末に一般的なサービスを提供することができるセルにキャンプ(camp)しない状態であれば、前記システム情報を通じて受信した優先順位情報によって前記セル再選択過程を実行する
    ことを特徴とする、請求項1に記載のセル再選択方法。
  3. 前記CSGセルを除いた他のセルへの再選択の際、前記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最下位優先順位で割り当てる段階をさらに含む
    ことを特徴とする、請求項1に記載のセル再選択方法。
  4. 前記CSGセルを除いた他のセルへの再選択の際、予め設定された時間の間には前記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最上位優先順位で維持する段階をさらに含む
    ことを特徴とする、請求項1に記載のセル再選択方法。
  5. 移動通信システムでセル再選択を実行する端末であって、
    基地局と信号又はデータを送受信する送受信部;及び
    セル再選択に対する第1優先順位情報を含むシステム情報を受信し、専用シグナリングで第2優先順位情報を受信すると、前記システム情報で提供された第1優先順位情報を無視して前記端末が接続が許容されたCSG (Closed Subscribed Group)セルにキャンプ(camp)している間は、前記第1優先順位情報及び前記第2優先順位情報にも関わらず、現在の周波数をセル再選択に対する最上位優先順位周波数にみなすように制御する制御部を含む
    ことを特徴とする端末。
  6. 前記制御部は、
    前記端末が前記端末に一般的なサービスを提供することができるセルにキャンプ(camp)しない状態であれば、前記システム情報を通じて受信した前記第1優先順位情報によって前記セル再選択過程を実行するように制御する
    ことを特徴とする、請求項5に記載の端末。
  7. 前記制御部は、
    前記CSGセルを除いた他のセルへの再選択の際、前記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最下位優先順位で割り当てる
    ことを特徴とする、請求項5に記載の端末。
  8. 前記制御部は、
    前記CSGセルを除いた他のセルへの再選択の際、予め設定された時間の間には前記CSGセルに対する周波数をセル再選択に対する最上位優先順位で維持するように制御する
    ことを特徴とする、請求項5に記載の端末。
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