JP6389548B2

JP6389548B2 - ワイヤレス電気通信ネットワークにおける隣接セルの自己設定および最適化

Info

Publication number: JP6389548B2
Application number: JP2017141148A
Authority: JP
Inventors: モエ、ヨハン; カリン、ヘラルド
Original assignee: アンワイヤードプラネットエルエルシー
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2017188964A

Description

本発明は、ワイヤレス電気通信ネットワークにおける隣接セルの自己設定および最適化に関する。

添付図面の図１はワイヤレス電気通信ネットワークを示している。ここで、このワイヤレス電気通信ネットワークにより多くの通信セル（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が定められ、それぞれに無線基地局２がサービスを提供する。各通信セルは地理的範囲をカバーしており、多くのセルを組み合わせることで広い範囲をカバーすることができる。図示した移動端末４は、セルＡにおいて通信中であり、システム１をあちこち移動できるものである。

基地局２は多くの受信部と送信部とを備え、１または２以上のセルに無線カバーエリアを与えるものである。各基地局２はネットワーク「バックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）」、つまりコアネットワークインフラストラクチャ（図示せず）に接続されており、それにより基地局と他のネットワークとの間の通信が可能になっている。図１のシステム例では、セルごとに１つの基地局が示されている。

このようなネットワークにおける重要な概念として、セルと、そしてその隣接セルというものがある。電話中には移動端末４がセルの間を動き回るというのが典型的であり、あるセルからその隣接セルの１つへ、繰り返し移動する。ネットワーク１、移動端末４の両方にとって、セル間のハンドオーバを信頼性のあるものとするためには、既知の隣接セルのリスト、いわゆる「隣接セル集合（ｎｅｉｇｈｂｏｕｒｃｅｌｌｓｅｔ）」というものが重要である。ネットワーク１は、移動端末ごとの隣接セル集合に関する情報を格納することができる。隣接セル集合を用いて、移動端末がセル境界を越える際、あるセルから別のセルへの移動端末の評価およびハンドオーバを行う。セル境界ははっきり決まっているものではなく、実際にはいくらかぼやけたものであり、基地局の範囲は互いに重複することになるということは、容易に了解されることであろう。

既存のシステムにおいては、移動端末４は、周りから信号を受信することで、隣接セルに対するセルオペレーティングパラメータの検出および測定を行う。測定したオペレーティングパラメータは物理層識別子であるのが典型的であり、例えば、セルに対して一意に割り当てられるものではないスクランブルコード、信号強度、信号品質、タイミング情報がある。移動端末は、各隣接セルのオペレーティングパラメータを測定し、それをネットワーク１に報告する。ある隣接セルの品質が目下のサービス中のセルより良いと判断されると、サービス中のセルから選択した隣接セルへのハンドオーバをネットワークが実行する。そうして、隣接セルが移動端末に対してサービス中のセルになる。

典型的にＷＣＤＭＡ（登録商標）（ｗｉｄｅｂａｎｄｃｏｄｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多元アクセス）システムにおいては、ｉｄ（スクランブルコード）およびタイミング情報を決定するために、周辺セルからの共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：ＣｏｍｍｏｎＰｉｌｏｔＣｈａｎｎｅｌ）送信を移動端末が検出する。

モバイルがネットワークに隣接セル信号品質測定を報告する際には、セル各自のアイデンティティが重要になる。現在では、セルアイデンティティ（スクランブルコード）は複数のセルで再利用されるものである。アイデンティティを再利用するということは、サービス中のセルが隣接セルと同一のアイデンティティ情報を有することがあるため、セルが互いに区別がつかなくなる場合もあるということである。

セルの物理層識別子は一意に決められるものではないため、近隣セル集合の導入および維持を完全に自動化することはできない。サービス中のセルと同一の非一意性識別子を用いる隣接セルが複数あるというコンフリクトを解消するには、人の手で作業を行うことが必要なのである。

本発明は、隣接セル集合の設計および維持のコストを削減することを目的とする。移動端末が追加作業を行い、無線ネットワークにおける隣接セルを一意的に識別することを要求し、アイデンティティを移動端末からネットワークに報告させる、というステップを追加することに基づく。本発明の実施形態は、人の手の介入を削減することを意図している。その方法は、オペレーションサポートシステムおよび基地局の一部として実施することも可能であり、またはＲＢＳにおいてのみ実施することも可能である。この方法は、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥのようなワイヤレス電気通信技術に対して有効である。

セルラーワイヤレス電気通信ネットワークを示す。移動端末および基地局を示す。本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。

先行の解決手段の短所に対し、本発明は、移動体セルラーネットワーク内で隣接セル集合を維持する方法およびアーキテクチャを提供する。

図２は、エアーインターフェース６を介して通信する移動端末４と基地局２とを示す概略図である。基地局２は、制御部２２と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２４と、無線送受信部２６と、アンテナ２８とを備える。制御部は、エアーインターフェース６を通じて、送受信部２６とアンテナ２８とを介して移動端末と通信する。制御部２２は、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介してその他の電気通信ネットワークとも通信する。

移動端末４は、制御部４２と、マンマシンインターフェース（ＭＭＩ：ｍａｎｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４４と、無線送受信部４６と、アンテナ４８とを備える。移動端末４の制御部は、エアーインターフェース６に通じる送受信部４６とアンテナ４８とを介した基地局２との通信を制御するようにはたらく。装置のユーザとのやり取りはマンマシンインターフェース４４を用いて行われる。マンマシンインターフェース４４としては、キーパッド、マイクロフォン、ラウドスピーカ、表示装置などが挙げられる。移動端末は、マシン対マシンのインターフェースしかもたない通信機器であってもよい。基地局および移動端末のかかる態様は、慣用にしたがって動作するように設計されるものである。

しかしながら、本発明によって動作する基地局２および移動端末４は、図３〜６を参照しながら以下で説明する本発明の方法を実行するようにしたものである。制御部、または装置における他の特定部、またはネットワーク１によって様々な機能単位を提供することができるということは了解されるところであろう。

ここで、図３〜６のフローチャートおよび図２を参照しながら、本発明を実施する方法を説明する。図３は、移動端末４が実行するステップを示している。この方法の第１のステップはステップ１０１であり、ここで移動端末４は周辺セルについてのパラメータ測定を決定する。次に、移動端末は測定情報を基地局に報告する（ステップ１０３）。

図４を見ると、基地局２は移動端末４から測定情報を受信する（ステップ１０７）。ここで、測定情報は、移動端末４が検出したセルアイデンティティ（一意ではない）にそれぞれ関連している。以前は隣接セル集合のメンバではなかったセルアイデンティティからの測定が移動端末４からの情報に含まれている場合、移動端末４は一意のセルアイデンティティを検索することも要求されることがある（ステップ１１３）。一意のセルアイデンティティは、物理層アイデンティティよりもずっと頻度の低い周期で基地局から送信される。この情報を受信して復号するには、移動端末４はサービス中のセルとの通信を少しの間中断しなければならないこともある。一意のセルアイデンティティが検索されたら（ステップ１１５）、この情報をサービス中のセルへ送信する（ステップ１１７）。サービス中のセルが一意のセルアイデンティティを受信すると（ステップ１１９）、新しく発見された隣接セルを隣接セル集合へここで追加して（ステップ１２１）、その隣接セルへの送信接続を確立してもよい。いくつかの移動端末が新しい隣接セルを識別するセルラーネットワークでは、測定データに対して何らかのフィルタリングを行い、それにより、例えば移動端末４が飛行機のなかにあるなど、例外的な伝播条件の下で検出された遠くのセルを追加してしまうことを防ぐことが望ましい場合があることは明らかである。

別の例においては、移動端末４は、基地局２へ一意のアイデンティティ情報を提供することが、その旨の命令を基地局２から受信する必要もなく可能である。

図６を見ると、基地局２は一意のアイデンティティ情報を受信し（ステップ１１９）、それから隣接セル集合を更新する。このように、隣接セル集合は、そのセルについて一意のアイデンティティ情報を含んでおり、かかるセルは、移動端末４のハンドオーバのための候補セルである隣接セルとして判断されることとなる。

一意のセル識別子（ＵＣＩＤ：ｕｎｉｑｕｅｃｅｌｌｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を利用するということは、隣接セルのアイデンティティに関して明白な情報があるということであり、それにより隣接セルに関する混同は解消される。ほとんどの測定について高速で必要な資源の量が少ない非一意性セルアイデンティティは、移動端末４のうちで資源を効率良く利用し、隣接セルへ急にハンドオーバするのを容易にするものである。新しい隣接セルが検出された場合、または一意でないセルアイデンティティと一意のセルアイデンティティとの間の関係の監査が適切であると思われる場合にのみ、移動端末４は、より扱いにくい一意のセル識別子を検索することを要求される。

全てのセルの関係は連続的に評価可能である。この評価への入力は、移動端末の報告、移動端末のイベント、ネットワークのイベント、オペレータの入力である。評価の結果は、セル（またはセルの関係）は色々な性質を保持するであろうというものである。これを、セル（の関係）は色々な状態にあると見ることもできる。

本発明の実施形態の主要な効果は、隣接セル集合を維持する処理に人の手が関与する必要性を解消するということである。オペレータは、隣接セルのことを完全に放って置くことにして、隣接セルを定めることはシステムに任せてしまうことが可能である。

セルルックアップは、一意のセルアイデンティティ（ＵＣＩＤ：ｕｎｉｑｕｅｃｅｌｌｉｄｅｎｔｉｔｙ）をそのセルを実現するノードのアドレスに対応付ける。例えば、ＬＴＥにおいては、通常ＤＮＳにあたり、セルアイデンティティをＩＰアドレスに対応付ける。するとＩＰアドレスは、セルを実現するＲＢＳを指す。

Claims

複数の通信セルを定める無線通信ネットワークにおいて移動端末を操作する方法であって、各々の通信セル内では、非一意性セルアイデンティティと一意のセルアイデンティティが送信され、前記無線通信ネットワークは、第１の通信セルの既知の隣接セルを含む隣接セル集合を格納し、
前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局と通信するステップと、
第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティの決定と、前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティの前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局への報告に続いて、
前記第２の通信セルが前記第１の通信セルの前記隣接セル集合に含まれていない場合には、前記無線基地局から、前記複数の通信セルのうちの第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを取得する命令を受信するステップ（１１３）と、
前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを取得するステップ（１１５）と、
前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告するステップ（１１７）と、
を含む方法。
前記命令を受信するステップに先行して実行される、
前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティを決定するステップ（１０１）と、
前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局に前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティを報告するステップ（１０３）と、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
報告された前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティは、前記第２の通信セルの少なくとも１つのオペレーティングパラメータに関連し、前記オペレーティングパラメータは、信号強度、信号品質、及びタイミング情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
前記一意のセルアイデンティティを取得するステップと報告するステップは、前記第１の通信セルの前記無線基地局からの前記命令に応答して実行される、請求項１または２に記載の方法。
前記第２の通信セルは、前記第１の通信セルに隣接する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
前記非一意性セルアイデンティティは、前記無線通信ネットワーク内で一意ではない物理層セルアイデンティティであり、
前記一意のセルアイデンティティは、前記非一意性セルアイデンティティとは異なり、前記無線通信ネットワーク内で隣接セルを一意に識別し、
前記非一意性セルアイデンティティは通信セル内で第１の間隔で送信され、前記一意のセルアイデンティティは通信セル内で第２の間隔で送信され、前記第１の間隔と前記第２の間隔は、前記一意のセルアイデンティティが、前記非一意性セルアイデンティティよりも低い頻度で送信されるように設定されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
複数の通信セルを含む無線通信ネットワークにおいて用いる移動端末（４）であって、各々の通信セル内では、非一意性セルアイデンティティと一意のセルアイデンティティが送信され、前記無線通信ネットワークは、第１の通信セルの既知の隣接セルを含む隣接セル集合を格納し、
前記移動端末は、前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局と通信するための制御部（４２）を備えており、
前記制御部は、第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティの決定と、前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティの前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局への報告に続いて、前記第１の通信セルの前記無線基地局からの、前記第２の通信セルが前記第１の通信セルの前記隣接セル集合に含まれていない場合には、前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを取得する指示の受信に応答して、
前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを検出し（１１５）、
前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告する（１１７）、移動端末。
前記制御部は、
前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティを取得し（１０１）、
前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局に前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティを報告する、請求項７に記載の移動端末。
前記制御部は、
前記第２の通信セルの少なくとも１つのオペレーティングパラメータの検出と報告に関連して、前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティの取得と報告を行い、
前記オペレーティングパラメータは、信号強度、信号品質、及びタイミング情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の移動端末。
前記第２の通信セルは、前記第１の通信セルに隣接する、請求項７から９のいずれか１項に記載の移動端末。
前記制御部は、
さらに複数の通信セルに対する一意のセルアイデンティティを検出し、
検出された一意のセルアイデンティティを前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の移動端末。
前記非一意性セルアイデンティティは、前記無線通信ネットワーク内で一意ではない物理層セルアイデンティティであり、
前記一意のセルアイデンティティは、前記非一意性セルアイデンティティとは異なり、前記無線通信ネットワーク内で隣接セルを一意に識別し、
前記非一意性セルアイデンティティは通信セル内で第１の間隔で送信され、前記一意のセルアイデンティティは通信セル内で第２の間隔で送信され、前記第１の間隔と前記第２の間隔は、前記一意のセルアイデンティティが、前記非一意性セルアイデンティティよりも低い頻度で送信されるように設定されている、請求項７から１１のいずれか１項に記載の移動端末。
複数の通信セルを含む無線通信ネットワークにおけるセルネイバの自己構成のための方法であって、各々の通信セル内では、非一意性セルアイデンティティ及び一意のセルアイデンティティが送信され、前記無線通信ネットワークは、第１の通信セルの既知の隣接セルを含む隣接セル集合を格納し、前記方法は、
前記第１の通信セルにおいて動作する移動端末と通信するステップと、
第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティの前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局での受信に続いて、
前記第２の通信セルが前記第１の通信セルの前記隣接セル集合に含まれていない場合には、
第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを取得するように前記移動端末に要求するステップ（１１１）と、
前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティを前記移動端末から受信するステップ（１１９）と、
前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティと前記第２の通信セルにサービスを提供する無線基地局のネットワークアドレスとのマッピングをルックアップマップの中で見つけることにより、トランスポート接続を確立するステップと、
を含む方法。
前記一意のセルアイデンティティを取得するように要求する前記ステップは、
前記第２の通信セルの非一意性セルアイデンティティを前記移動端末から受信するステップ（１０７）により先行される、請求項１３に記載の方法。
受信される前記非一意性セルアイデンティティは、信号強度測定、信号品質測定、及びタイミング情報のうちの１または２以上を含む少なくとも１つの前記第２の通信セルのオペレーティングパラメータを、前記非一意性セルアイデンティティに関連付ける、請求項１４に記載の方法。
複数のさらなる通信セルについての一意のセルアイデンティティを前記移動端末から受信するステップをさらに含む、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の方法。
前記ネットワークアドレスはＩＰアドレスである、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の方法。
前記方法は無線基地局により実行される、請求項１３から１７のいずれか１項に記載の方法。
前記非一意性セルアイデンティティは、前記無線通信ネットワーク内で一意ではない物理層セルアイデンティティであり、
前記一意のセルアイデンティティは、前記非一意性セルアイデンティティとは異なり、前記無線通信ネットワーク内で隣接セルを一意に識別し、
前記非一意性セルアイデンティティは通信セル内で第１の間隔で送信され、前記一意のセルアイデンティティは通信セル内で第２の間隔で送信され、前記第１の間隔と前記第２の間隔は、前記一意のセルアイデンティティが、前記非一意性セルアイデンティティよりも低い頻度で送信されるように設定されている、請求項１３から１８のいずれか１項に記載の方法。
複数の通信セルを定める無線通信ネットワークにおいて、各々の通信セル内では、非一意性セルアイデンティティ及び一意のセルアイデンティティが送信され、前記無線通信ネットワークは、第１の通信セルの既知の隣接セルを含む隣接セル集合を格納し、前記無線通信ネットワークは、
第１の通信セルにおいて動作する移動端末と通信し、
第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティの前記第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局での受信に続いて、
第２の通信セルの一意のセルアイデンティティを取得するように前記移動端末に要求し（１１１）、
前記第２の通信セルが前記第１の通信セルの前記隣接セル集合に含まれていない場合には、前記第２の通信セルの一意のセルアイデンティティを前記移動端末から受信し（１１９）、
前記第２の通信セルの前記一意のセルアイデンティティと前記第２の通信セルにサービスを提供する無線基地局のネットワークアドレスとのマッピングをルックアップマップの中で見つけることにより、トランスポート接続を確立する
ネットワーク資源を含む、ネットワーク。
前記ネットワーク資源は、さらに、前記第２の通信セルの前記非一意性セルアイデンティティを前記移動端末から受信する（１０７）、請求項２０に記載のネットワーク。
前記ネットワーク資源は、さらに、スクランブルコード、信号強度測定、信号品質測定、及びタイミング情報のうちの１または２以上を含む少なくとも１つの前記第２の通信セルのオペレーティングパラメータに関連付けられる前記非一意性セルアイデンティティを受信する（１０７）、請求項２１に記載のネットワーク。
前記ネットワーク資源は、複数のさらなる通信セルについての一意のセルアイデンティティを前記移動端末から受信する（１１９）、請求項２０から２２のいずれか１項に記載のネットワーク。
前記ネットワークアドレスはＩＰアドレスである、請求項２０から２３のいずれか１項に記載のネットワーク。
前記ネットワーク資源は無線基地局（２）により提供される、請求項２０から２４のいずれか１項に記載のネットワーク。
前記非一意性セルアイデンティティは、前記無線通信ネットワーク内で一意ではない物理層セルアイデンティティであり、
前記一意のセルアイデンティティは、前記非一意性セルアイデンティティとは異なり、前記無線通信ネットワーク内で隣接セルを一意に識別し、
前記非一意性セルアイデンティティは通信セル内で第１の間隔で送信され、前記一意のセルアイデンティティは通信セル内で第２の間隔で送信され、前記第１の間隔と前記第２の間隔は、前記一意のセルアイデンティティが、前記非一意性セルアイデンティティよりも低い頻度で送信されるように設定されている、請求項２０から２５のいずれか１項に記載のネットワーク。