JP6406390B2 - 移動通信ネットワークにおける基地局、端末および通信方法 - Google Patents

移動通信ネットワークにおける基地局、端末および通信方法 Download PDF

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Description

本発明は移動通信ネットワークにおけるモビリティ制御に関する。
携帯電話等の移動通信ネットワークにおいて、無線基地局が管理するセルには様々なサイズがあり、セル半径の大きさにより、半径１ｋｍ以上のセルはマクロセル、半径０．５〜１．５ｋｍ程度のセルはピコセル、半径１０〜５００ｍ程度のセルはフェムトセルと呼ばれている。このうち、フェムトセルおよびピコセルはスモールセルとも呼ばれており、以下、特に断らない限り、スモールセルという用語を使用するものとする。
スモールセルを設けることで、カバレッジ補完と大容量化を達成することができる。カバレッジ補完は、マクロセル内において建物等により無線電波の届かない領域をカバーするために必要である。たとえば、建物の壁などの侵入損失によりマクロセル基地局の無線電波が届かない家屋内では、スモールセル基地局を配置することにより十分な移動通信サービスを提供することが可能となる。また、大容量化は、携帯電話、特にスマートフォンの普及により急増するモバイルトラフィックに対応するために必要となる。スモールセルでは、セル半径を小さくしてセルあたりの収容人数を少なくすることにより全体のキャパシティを増やすことが可能となる。
このようにスモールセルの配置はカバレッジ補完と大容量化を達成するが、マクロセルとスモールセルが混在するシステムでは、電波干渉の可能性が高くなり通信品質の低下を招くという問題が発生する。こうした問題に対して、ヘテロジニアスネットワーク(Heterogeneous Network)では、適切な干渉制御や電力制御等を行い、ホットスポットや電波の届かないエリアはスモールセルに任せ、それ以外の場所はマクロセルがカバーする、という構成を採用している。
また、移動通信ネットワークにおけるセル再選択制御については、非特許文献１−４にセル再選択およびハンドオーバ時の制御技術が記載されている。非特許文献１および２には、セル再選択タイマ値であるT_reselectionが定義されており、また、非特許文献３には３ＧネットワークにおけるT_reselectionタイマの最大値として３１秒が、非特許文献４にはＬＴＥ網におけるT_reselectionタイマの最大値として７秒が、それぞれ定義されている。したがって、ＬＴＥ網では、T_reselectionタイマを最大値の７秒に設定すれば、７秒の間、他のセルの電波品質を測定してセル再選択判定を行うことができ、他のセルの電波品質が良ければセル再選択を実行することができる。さらに、非特許文献１および３に規定されている速度依存スケーリングファクタ（Speed dependent Scaling Factor for Treselection）を使用すれば、セル再選択の判定時間であるT_reselectionを移動局の速度に依存して変更することができる。
また、セル間ハンドオーバでは、測定報告のための測定時間（Time To Trigger）を高速移動している移動局に対してはSpeedStateScaleFactorsを適用して変更することができる（非特許文献３および４）。
3GPP TS25.304 Ver10.4.0 3GPP TS36.304 Ver10.4.0 3GPP TS25.331 Ver11.0.0 3GPP TS36.331 Ver10.5.0
しかしながら、ヘテロジニアスネットワークのようなマクロセルとスモールセルが混在するシステムでは、一般に、セルサイズが小さくなるに従って移動局の滞在時間が短くなり、移動局が移動している場合には移動スピードに比例して滞在時間が短くなる。このために、移動局がスモールセルを単に通過する場合であっても、スモールセルに入った時と再びマクロセルに入った時に位置登録シグナリングが発生することとなる。したがって、多数の移動局がこのような位置登録シグナリングを発生すれば、スモールセルサイズが小さい程および／または高速移動する移動局が多い程、位置登録信号の増加が顕著となるという新たな問題が生じる。この位置登録シグナリングの頻発という問題について、より具体的に説明する。
まず、移動体通信においては、位置登録エリアによって移動端末(User Equipment、以下、適宜、ＵＥと略す。)の位置が管理されている。３Ｇネットワークでは、回線交換サービスに対してロケーションエリア（Location Area）が、パケット交換サービスに対してルーティングエリア（Routing Area）がそれぞれ用いられる。また、ＬＴＥ(Long Term Evolution)では、複数のトラッキングエリア（ＴＡ）から構成されるＴＡリストをＵＥごとに割り当てて位置登録タイミングをずらすことが可能であるから、ＴＡリストを位置登録エリアとみなすことができる。
ＵＥが同じスピードで移動すると仮定した場合、上述したように、位置登録エリアが小さくなる程、ＵＥの滞在時間が短くなり、ＵＥの位置登録シグナリングが非常に増加する。ＵＥを保持するユーザが徒歩でスモールセルを通過するシナリオを考えると、マクロセルからスモールセルへの移動時にスモールセルにおいて位置登録手順が発生し、さらに、スモールセルからマクロセルへの移動時においてマクロセルにおいて位置登録手順が発生する。スモールセルをフェムトセルとした場合、フェムトセルは半径が数十メートルであるから、ユーザはわずか数十秒で、通話することなく他のセルに移動してしまうこととなる。数十秒間であれば、ＵＥがスモールセルに移動して位置登録したとしても横切るのみで、実際に音声やパケットなどの通信サービスを行うＵＥ数は数％に過ぎないと考えられる。このことはスモールセルおよびマクロセルにおける位置登録数を増加させてしまうだけである。
ヘテロジニアスネットワークにおいて、上述したセル再選択およびハンドオーバ時の制御技術を適用することもできるが、いずれも以下に説明するような課題を有しており、上述した位置登録シグナリングの頻発問題を有効に解決することができない。
（１）非特許文献１−４には、上述したように、セル再選択タイマ（T_reselection）が定義されているが、このセル再選択タイマは在圏セルに一つしか定義されていない。つまり、マクロセルのT_reselectionを変更すると、マクロセルからスモールセルへの再選択だけでなくマクロセルからマクロセルへの再選択時間にも影響が及び、その結果、マクロセルへの再選択時にサービス品質を劣化させる可能性がある。
（２）非特許文献１および３に定義されているように、速度依存スケーリングファクタ（Speed dependent Scaling Factor for Treselection）をセル再選択の判定時間であるT_reselectionに乗じることで、高速移動時の判定時間を変更することができる。しかしながら、速度依存スケーリングファクタのレンジは０〜１の間で０．１刻みとなっており、セル再選択のための判定時間を短縮することはできても延長することはできない。つまり、高速移動ＵＥに対して位置登録の起動を遅らせることは不可能である。
（３）非特許文献１にて定義されたＨＣＳ(Hierarchical Cell Structure；階層セル構造)を用いると、ＵＥが高速状態の場合に、より低いＨＣＳの優先度(HCS_PRIO)のセルを再選択させることができる。例えば、マクロセルにHCS_PRIO＝１を、３ＧスモールセルにHCS_PRIO＝７をそれぞれアサインした場合、静止あるいは低速状態のＵＥは、マクロセルより３Ｇスモールセルを優先的に選択し、高速状態になるとマクロセルを優先的に選択することが可能となり、３Ｇスモールセルへの位置登録を回避することができる。
しかしながら、ＬＴＥでは、ＨＣＳが定義されておらず、その代わりに、絶対優先度（Absolute Priority）ベースによるセル再選択メカニズムが採用されている。したがって、ＬＴＥのスモールセルとＬＴＥのマクロセルにおける位置登録シグナリングの低減にはＨＣＳを適用することができない。さらに、３ＧネットワークにおいてＬＴＥとのモビリティを行うためには、報知情報(SIB19: System Information Block type 19、非特許文献３)によってＬＴＥ側の周波数を報知するとともに、３ＧネットワークにおいてもAbsolute Priorityベースのセル再選択メカニズムを導入する必要があり、この場合、既存技術（非特許文献１）ではＨＣＳとの併用ができなくなる。つまり、ＬＴＥとのモビリティを可能とする３ＧネットワークではＨＣＳが適用できないために、位置登録シグナリングの頻発問題を解決することはできない。
（４）位置登録シグナリングの頻発は、ネットワーク側が制御するハンドオーバにおいても同様に問題となる。非特許文献３および４に従えば、マクロセルへのハンドオーバでもスモールセルへのハンドオーバでも共通の測定時間（Time To Trigger）が用いられており、高速移動しているＵＥに対しては一律、速度状態スケールファクタ（SpeedStateScaleFactors）が適用される。しかしながら、SpeedStateScaleFactorsの値は１以下であるために、高速ＵＥにスモールセルの選択を遅らせることはできない。そのため、高速ＵＥは、評価時間内にスモールセルの品質が高いと判断すればスモールセルを選択してしまう。したがって、高速移動しているＵＥはスモールセルへのハンドオーバ信号数を低減させることができない。
上述したように、非特許文献１−４に記載されている既存の技術では、ヘテロジニアスネットワークにおいて、スモールセルへの不要な位置登録シグナリングやハンドオーバシグナリングを減少させることができない。
そこで、本発明の目的は、位置登録シグナリングの増加を抑止できる基地局、端末および通信方法を提供することにある。
本発明による基地局は、端末の移動速度に関連する第一のパラメータと、第一の情報と、第二の情報と、第三の情報と、を前記端末に送信する送信部を有し、前記第一の情報は、第一のセルにおける第一のTime To Triggerを示す情報であり、前記第二の情報は、第二のセルにおける第二のTime To Triggerを示す情報であり、前記第三の情報は、前記第二の情報が適用されるセルを示す情報であり、前記第一のパラメータは、前記第一のTime To Triggerに適用されるパラメータである。
本発明による端末は、端末の移動速度に関連する第一のパラメータと、第一の情報と、第二の情報と、第三の情報と、を基地局から受信する受信部を有し、前記第一の情報は、第一のTime To Triggerを示す情報であり、前記第二の情報は、第二のTime To Triggerを示す情報であり、前記第三の情報は、前記第二の情報が適用されるセルを示す情報であり、前記第一のパラメータは、前記第一のTime To Triggerに適用されるパラメータである。
本発明による基地局の通信方法は、端末の移動速度に関連する第一のパラメータと、前記第一の情報と、前記第二の情報と、前記第三の情報と、を送信し、前記第一の情報は、第一のセルにおける第一のTime To Triggerを示す情報であり、前記第二の情報は、第二のセルにおける第二のTime To Triggerを示す情報であり、前記第三の情報は、前記第二の情報が適用されるセルを示す情報であり、前記第一のパラメータは、前記第一のTime To Triggerに適用されるパラメータである。
本発明によれば、セルごとにTime To Triggerを設定することで位置登録シグナリングの増加を抑止できる。
図１は本発明の一実施形態によるモビリティ制御システムを実施するためのヘテロジニアスネットワークの一例を示す概略的構成図である。 図２は本実施形態による移動端末の機能的構成を示す概略的ブロック図である。 図３は本実施形態による基地局の機能的構成を示す概略的ブロック図である。 図４は本発明の第１実施例によるモビリティ制御方法で使用する隣接セルリストの一例を示す図である。 図５は第１実施例による移動端末のセル再選択制御動作を示すフローチャートである。 図６は第１実施例による移動端末のセル再選択制御動作を説明するための隣接セルリストの内容を模式的に示す図である。 図７は本発明の第２実施例によるモビリティ制御方法で使用する報知情報の一例を示す図である。 図８は第２実施例による移動端末のセル再選択制御動作を示すフローチャートである。 図９（Ａ）は本発明の第３実施例によるモビリティ制御方法におけるセル種別推定の一例を示す図であり、図９（Ｂ）は第３実施例における報知情報の一例を示す図である。 図１０は第３実施例による移動端末のセル再選択制御動作を示すフローチャートである。 図１１は第３実施例による移動端末のセル再選択制御動作を説明するためのセル再選択タイマの補正例を示す図である。 図１２は本発明の第４実施例によるモビリティ制御方法で使用するセル／周波数と優先度の割当情報の一例を示す図である。 図１３は第４実施例による移動端末のセル再選択制御動作を示すフローチャートである。 図１４は本発明の第５実施例によるモビリティ制御方法で使用するセル種別と優先度の割当情報の一例を示す図である。 図１５は本発明の第６実施例によるモビリティ制御方法で使用する隣接セルリストの一例を示す図である。 図１６は第６実施例による移動端末のハンドオーバ制御動作を示すフローチャートである。 図１７は第６実施例による移動端末のハンドオーバ制御動作を説明するための隣接セルリストの内容を模式的に示す図である。
本発明の実施形態によれば、隣接セル（ネイバーセル;Neighbor cell）ごと、あるいはセルの種別ごとに、モビリティ判定時間を設定することにより、不要なセルへの位置登録を回避することが可能となる。モビリティ判定時間は、セル再選択のための判定時間を示すセル再選択タイマ（T_reselection）の変更、ハンドオーバ条件評価のための測定時間（Time To trigger）の変更などにより、セルごと／セル種別ごとに異なる値に設定することができる。
たとえば、セル再選択タイマを移動局の移動速度に応じて長くすることで、隣接セルがサイズの小さいスモールセルであれば、当該セルへの位置登録を遅らせて通過させることができ、結果として位置登録シグナリングの頻発を回避できる。その際、隣接セルがマクロセルであれば、通常通りのタイミングで位置登録を実行させることによりセル再選択性能に影響を与えることはない。同様に、ハンドオーバ条件評価のための測定時間（Time To trigger）を隣接セルごと／セル種類ごとに設定することで、マクロセルへのハンドオーバに影響を与えることなく、スモールセルへのハンドオーバおよび位置登録を回避することができる。以下、本実施形態によるモビリティ制御システムを実施するための移動通信ネットワークについて図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、説明を複雑化しないために、マクロセルとスモールセルとが隣接するヘテロジニアスネットワークにおいて、マクロセル内に位置する移動端末がスモールセルを通過して移動する場合を一例として説明する。ただし、マクロセルとスモールセルはセルサイズが異なり互いに隣接するセルであればよく、図１に示すようなセル配置に限定されるものではない。
図１に示すように、本実施形態を実施するためのヘテロジニアスネットワークは、移動端末１０、マクロセル基地局２０ａ、スモールセル基地局２０ｂおよび移動管理局３０からなり、移動管理局３０がマクロセル基地局２０ａおよびスモールセル基地局２０ｂを管理し、マクロセル基地局２０ａおよびスモールセル基地局２０ｂがマクロセル２１ａおよびスモールセル２１ｂをそれぞれ制御する。なお、移動端末１０、マクロセル基地局２０ａおよびスモールセル基地局２０ｂは、それぞれ複数存在してもよい。
図２に示すように、本実施形態における移動端末１０は、無線送受信部１０１および制御部１０２に加えて、モビリティ判定制御部１０３、モビリティ判定タイマ１０４およびメモリ１０５からなる機能を有する。無線送受信部１０１は、基地局（マクロセル基地局２０ａ、スモールセル基地局２０ｂ）との間で無線信号を送受信することができ、たとえば基地局から報知情報を受信したり、ＲＲＣ(Radio Resource Control)等のメッセージを基地局へ送信したりする。制御部１０２は、ネットワークからのメッセージ（たとえばＲＲＣメッセージ）の指示に従って、ベアラ確立、無線品質測定、ハンドオーバなどの制御を実行する。本実施形態によれば、モビリティ判定制御部１０３は、後述するように、モビリティ判定タイマ１０４およびメモリ１０５を用いて、モビリティ判定制御を実行する。なお、制御部１０２、モビリティ判定制御部１０３およびモビリティ判定タイマ１０４の機能（後述するセル再選択制御やハンドオーバ制御など）は、図示しないし記憶装置に格納されたプログラムを移動端末１０のＣＰＵ（Central Processing Unit）上で実行することにより実現することもできる。
図３に示すように、マクロセル基地局２０ａとスモールセル基地局２０ｂとは、最大送信電力やセル半径などの無線特性は異なっているが、基本的な機能構成は同じである。したがって、これら基地局２０ａおよび２０ｂをまとめて基地局２０とし、その無線エリアであるセル２１ａおよび２１ｂをセル２１として説明する。
図３において、基地局２０は、移動端末１０と無線通信を行うための無線送受信部２０１と、基地局２０の全体的な制御を行う制御部２０２と、コンフィグレーション情報等を格納するデータベース２０３と、移動管理局３０との通信を行う送受信部２０４とを有する。制御部２０２は、移動端末１０からＲＲＣメッセージに従ってＲＲＣコネクション設定やベアラ確立、ハンドオーバ実行などの制御を行う。さらに、制御部２０２は、送受信部２０４を通して、上位の移動管理局３０との間でメッセージの送受信を行う。データベース２０３は、局データ(Office data)やオペレータが設定したコンフィグレーション情報などを記憶する。なお、基地局２０がスモールセル基地局２０ｂであり、スモールセルがフェムトセルの場合、フェムトセルはオープンモードであってもよいし、ハイブリッドアクセスモードあるいはクローズドモードであってもよい。なお、制御部２０２の機能は、図示しないし記憶装置に格納されたプログラムを基地局２０のＣＰＵ（Central Processing Unit）上で実行することにより実現することもできる。
以下、上述したシステム、移動端末および基地局の構成において、本発明の実施例によるモビリティ制御方法およびシステムについて図面を参照しながら詳細に説明する。
１．第１実施例
本発明の第１実施例によれば、隣接セルごとにセル再選択タイマT_reselectionが設定される。例えば、隣接セルがマクロセルであった場合とスモールセルであった場合とで異なったセル再選択タイマT_reselectionを報知し、報知されたセル再選択タイマT_reselectionを移動端末が適用する。本実施例によれば、さらに速度依存スケーリングファクタの値の範囲を拡張することで、移動端末が移動速度に応じてセル再選択タイマT_reselectionを決定することができる。このようにセル再選択タイマT_reselectionを設定することにより、隣接セルのセルサイズが小さい場合および／または移動端末が高速移動している場合に、位置登録の起動を遅らせ、スモールセルへの位置登録シグナリングを低減させることができる。以下、本実施例について詳細に説明する。
１．１）隣接セルリスト
基地局２０は報知情報を周期的に報知し、当該セル２１内に位置する移動端末１０は報知情報に含まれるセル再選択タイマ情報に基づいてセル再選択を実施する。報知情報は、当該セル２１の隣接セルの各々に対するセル再選択タイマT_reselectionを示す隣接セルリストを含む。本実施例では、ＬＴＥネットワークにおいて同一周波数のセル再選択を制御する報知情報であるSIB4(SystemInformationBlockType4)が図４に示すフォーマットを有する隣接セルリスト（IntraFreqNeighCellInfo）を含む。
図４に示すように、同一周波数の隣接セルリスト（IntraFreqNeighCellInfo）には、隣接セルの識別情報等に加えて、セル再選択タイマであるt-ReselectionEUTRAおよび速度依存スケーリングファクタであるt-ReselectionEUTRA-SFが導入されている。ここで、速度依存スケーリングファクタt-ReselectionEUTRA-SFは、速度状態スケールファクタの拡張バージョン（SpeedStateScaleFactors-vabc）であり、その値域は０〜１だけでなく、１を超えた範囲にも拡張されている。例えば、速度依存スケーリングファクタt-ReselectionEUTRA-SFの値を最小値０．２５〜最大値１００の範囲内の０．２５刻みの数値として定義することができる。これにより高速移動の移動端末１０には、セル再選択タイマT_reselectionを最大１００倍にのばすことが可能となる。
同様に、異周波数セルリストのSIB5、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access、以下、UTRAと略す)の隣接セルリストのSIB6、GERAN(GSM/EDGE Radio Access Network) の隣接セルリストのSIB7、CDMA2000の隣接セルリストのSIB8にも、上述したセル再選択タイマならびに速度依存スケーリングファクタを導入することができる。
１．２）移動端末のセル再選択制御
基地局２０から上述した隣接セルリストを含む報知情報(SIB4)を受信すると、移動端末１０の制御部１０２は、報知情報に含まれる隣接セルリストをメモリ１０５に格納し、次に述べるセル再選択制御を実行する。以下、図５および図２を参照しながらセル再選択制御について説明する。
図５において、移動端末１０のモビリティ判定制御部１０３は、セル再選択を実施するタイミングを検出すると（動作３０１；ＹＥＳ）、メモリ１０５を参照し、基準Ｒ(3GPP TS36.304によって定義されるcell-ranking criterion R)に従って品質のよい順番に隣接セルをランキングすることで、ベストセルを決定する（動作３０２）。
ベストセルを決定すると、モビリティ判定制御部１０３は当該ベストセルのセル再選択タイマ（t-ReselectionEUTRA）と、移動端末の移動速度に対応する１つの速度依存スケーリングファクタ（t-ReselectionEUTRA-SF）と、を隣接セルリストから読み出し、ベストセルのセル再選択タイマ（T_reselection）を算出する（動作３０３）。具体的には、t-ReselectionEUTRAにt-ReselectionEUTRA-SFを乗じることによってベストセルのT_reselectionを算出し、モビリティ判定タイマ１０４に設定する。
続いて、モビリティ判定制御部１０３は、ベストセルが所定のモビリティ基準を満たしているか否かを判定する（動作３０４および３０５）。すなわち、算出されたT_reselectionの間、ベストセルの品質が在圏セルの品質よりも上回っているか否か（条件１）、そして、在圏セルに所定時間（3GPP TS36.304 5.2.4.6によれば１秒間）を超えて在圏しているか否か（条件２）を判定する（動作３０４および３０５）。条件１および条件２が共に満足される場合（動作３０４；ＹＥＳ、動作３０５；ＹＥＳ）、モビリティ判定制御部１０３は当該ベストセルへのセル再選択を行い（動作３０６）、処理を終了する。
条件１または条件２のどちらか一方でも満たされなければ（動作３０４；ＮＯまたは動作３０５；ＮＯ）、モビリティ判定制御部１０３は、隣接セルのランキング結果を参照して、次に品質の良い隣接セルがあるかどうかを判定する（動作３０７）。そのような隣接セルがあれば（動作３０７；ＹＥＳ）、当該隣接セルをベストセルとして（動作３０８）、T_reselection決定動作３０３へ戻る。上述した処理は、新たなベストセルが再選択されるか（動作３０６）、隣接セルリストの全てのセルが判断されるまで（動作３０７；ＮＯ）、繰り返される。
なお、図５に示される手順は図４に示される報知情報SIB4のケースを例に説明したが、報知情報SIB5、SIB6、SIBあるいはSIB8の場合であっても、同様に適用することができる。
１．３）具体例
次に、図６に示すような内容の隣接セルリストが報知された場合を例にとって、マクロセル２１ａにいる移動端末１０の具体的な動作を説明する。
図６において、移動端末１０が在圏しているマクロセル２１ａには、マクロセル２２ａおよび２３ａ、マイクロセル２４ｂおよび２５ｂ、ピコセル２６ｃおよび２７ｃ、フェムトセル２８ｄおよび２９ｄがそれぞれ隣接していると仮定する。PhysCellIdはPhysical Cell IDの略記であり、物理チャネルレベルにおいてセルを識別するための識別情報（ID）である。q-OffsetCellはセルに対するオフセットであり、セル半径を仮想的に大きくすることで移動端末１０が再選択しやすくなる。このような技術はセル範囲拡張（Cell Range Expansion）とも呼ばれ、マクロセルのユーザトラフィックをオフロードさせるための技術である。この例では、ピコセル２６ｃおよび２７ｃのq-OffsetCellがオフロードのために大きく設定されている。なお、Cell range expansion技術は公知であるから、説明は省略する。
さらに、本実施例では、隣接セルごとにt-ReselectionEUTRAが基地局側から移動端末へ通知される。図６に示す例では、マクロセルやマイクロセルに設定されたt-ReselectionEUTRA値（２秒）より長いt-ReselectionEUTRA値（７秒）がピコセルおよびフェムトセルに設定されている。すなわち、マイクロセルより小さいセルに対するセル再選択タイマを大きく設定することで、移動端末の小さいセルへの再選択タイミングを遅延させ、結果的に小さなセルに対する位置登録シグナリングを低減させることが可能となる。移動端末１０の移動速度が速い程、ピコセルやフェムトセルを再選択する可能性が低くなる。逆に、ピコセル付近にしばらく滞在する（移動速度が遅い）移動端末については、q-OffsetCell値が大きく設定されているので、Cell Range Expansionによるトラフィックオフロード効果を得ることが可能となる。同様に、フェムトセルへの再選択タイマも長く設定されているので、フェムトセルにしばらく滞在する移動端末のみを位置登録させることが可能となる。素早く通り過ぎる移動端末については、フェムトセルへの再選択タイマがタイムアウトしないうちに通過するので、位置登録シグナリングが開始されない。これにより、フェムトセルやピコセルといったスモールセルへの位置登録低減効果を得ることができる。
さらに、本実施例によれば、t-ReselectionEUTRA-SFが隣接セルごとに通知される。図６の例によれば、マイクロセルにt-ReselectionEUTRA-SF＝０．５、それよりサイズの小さいピコセルにt-ReselectionEUTRA-SF＝５．０、さらに小さいフェムトセルにはt-ReselectionEUTRA-SF＝１０．０がそれぞれ設定されている。たとえばマイクロセル２４ｂ、２５ｂを高速移動する移動端末１０では、速度依存スケーリングファクタが適用され、セル再選択タイマがt-ReselectionEUTRA(２秒)×t-ReselectionEUTRA-SF(０．５)＝１秒に短縮される。一方、ピコセル２６ｃを高速で移動する移動端末１０では、速度依存スケーリングファクタが適用されると、セル再選択タイマがt-ReselectionEUTRA(７秒)×t-ReselectionEUTRA-SF(５．０)＝３５秒に長くなる。したがって、ピコセル２６ｃ、２７ｃを高速移動する場合には、ピコセルへのセル再選択前に通過する可能性が高くなり、結果的に、位置登録シグナリングの発生を低減することが可能となる。このように速度依存スケーリングファクタを隣接セルごとに設定することで、特定の隣接セルに対してのみ移動速度に依存するセル再選択の応答特性を変更することが可能となる。
なお、図６では主にＬＴＥ内(Intra LTE)での同一周波数でのセル再選択の例について記載されているが、既に述べたように、異周波数へのセル再選択、UTRA、GERAN、CDMA2000へのセル再選択についても、それぞれの報知情報SIB5、SIB6、SIB7、SIB8を用いて、隣接セルごとのセル再選択タイマT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを導入することで同様の効果を得ることができる。さらに他の報知情報(SIB)に隣接セルごとのT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを導入してもよい。また、報知情報以外のＲＲＣ等のメッセージにて、移動端末ごとに個別に隣接セルごとのT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを通知してもよい。
１．４）効果
上述したように、本発明の第１実施例によれば、隣接セルごとにセル再選択タイマT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを導入することによって、Cell range expansionなどの効果を損ねることなく、スモールセルへの位置登録低減を図ることができる。さらに、特定の隣接セルのみ高速移動に追従したセル再選択が可能となる。
２．第２実施例
上述した第１実施例では隣接セルごとにセル再選択タイマT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを導入したが、本発明の第２実施例では、セル種別ごとにセル再選択タイマT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを導入する。セルの種類はセルサイズにより分けることができる。既に述べたように、セルサイズが大きい順にマクロセル、マイクロセル、スモールセルの種類があり、スモールセルには更にピコセル、フェムトセルの種類がある。
２．１）報知情報
基地局２０は報知情報を周期的に報知し、報知情報を受信した移動端末１０は報知情報に含まれるセル種別ごとのセル再選択タイマ情報に基づいてセル再選択を実施する。報知情報には、セル種別ごとに設定されたセル再選択タイマT_reselectionと速度依存スケーリングファクタとが含まれる。
図７に第２実施例における報知情報の一例を示す。第１実施例で使用した例（図６）と同様に、マクロセルやマイクロセルに設定されたt-ReselectionEUTRA値（２秒）より長いt-ReselectionEUTRA値（７秒）がピコセルおよびフェムトセルに設定されている。また、マイクロセルにt-ReselectionEUTRA-SF＝０．５、それよりサイズの小さいピコセルにt-ReselectionEUTRA-SF＝２．０、さらに小さいフェムトセルにはt-ReselectionEUTRA-SF＝４．０がそれぞれ設定されている。
２．２）移動端末のセル再選択制御
基地局２０から上述した報知情報を受信すると、移動端末１０の制御部１０２は、報知情報をメモリ１０５に格納し、図８に示すセル再選択制御を実行する。図８に示すフローは、図５に示すフローと基本的に同じであるが、動作３０３ａが異なっている。その他の動作は図５と同じであるから、同じ参照番号を付して説明は省略する。
図８において、モビリティ判定制御部１０３は、ベストセルを決定した後（動作３０２）、当該ベストセルのセル種別から、セル再選択タイマ（t-ReselectionEUTRA）と、移動端末の移動速度に対応する１つの速度依存スケーリングファクタ（t-ReselectionEUTRA-SF）と、をメモリ１０５から読み出し、ベストセルのセル再選択タイマ（T_reselection）を算出する（動作３０３ａ）。具体的には、t-ReselectionEUTRAにt-ReselectionEUTRA-SFを乗じることによってベストセルのT_reselectionを算出し、モビリティ判定タイマ１０４に設定する。以降の動作は図５で説明したとおりである。
２．３）具体例
図７に示すような情報が報知された場合を例にとると、たとえば移動端末１０がマイクロセル付近にt-ReselectionEUTRAの２秒を超えて滞在すれば当該マイクロセルへのセル再選択が行われ、位置登録手順が実行されてマイクロセルでの通信サービスが可能となる。しかしながら、マイクロセルよりもサイズが小さいスモールセル付近ではt-ReselectionEUTRAの７秒を超えて滞在しなければ当該ピコセルへのセル再選択は行われない。
また、高速移動する移動端末に対しては、既に述べたように、速度依存スケーリングファクタが適用されるので、スモールセル付近に移動端末１０が１４秒（＝７（秒）×２．０）を超えて滞在しない限りセル再選択は行われない。したがって、スモールセルを高速移動する場合には、スモールセルへのセル再選択前に通過する可能性が高くなり、結果的に、位置登録シグナリングの発生を低減することが可能となる。このように速度依存スケーリングファクタをセル種別ごとに設定することで、特定のセル種別に対してのみ移動速度に依存するセル再選択の応答特性を変更することが可能となる。
なお、図７では主にＬＴＥ内(Intra LTE)での同一周波数でのセル再選択の例について記載されているが、既に述べたように、異周波数へのセル再選択、UTRA、GERAN、CDMA2000へのセル再選択についても、それぞれの報知情報SIB5、SIB6、SIB7、SIB8を用いて、セル種別ごとのセル再選択タイマT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを導入することで同様の効果を得ることができる。さらに他の報知情報(SIB)にセル種別ごとのT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを導入してもよい。また、報知情報以外のＲＲＣ等のメッセージにて、移動端末ごとに個別にセル種別ごとのT_reselectionおよび／または速度依存スケーリングファクタを通知してもよい。
２．４）効果
本発明の第２実施例によれば、セルの種別ごとにT_reselectionタイマおよび速度依存スケーリングファクタを設定できるため、例えば、マクロセルへのセル再選択には影響を与えることなく、ピコセル、フェムトセル等のスモールセルへのセル再選択を遅らせることができる。したがって、第１実施例と同様に、Cell range expansionなどの効果を損ねることなく、スモールセルへの位置登録低減を図ることができる。さらに、特定の隣接セルのみ高速移動に追従したセル再選択が可能となる。
さらに、第２実施例によれば、隣接セルごとではなく、セル種別ごとにセル再選択タイマT_reselectionおよび速度依存スケーリングファクタを報知するので、報知情報のサイズを小さくすることができ、トラフィック量を低減して効率的な報知情報を伝送することが可能となる。
３．第３実施例
本発明の第３実施例では、基地局が送信電力情報あるいはセルサイズ（セル半径）を報知することにより、移動端末が隣接セルごとに動的にスケーリングファクタを計算しセル再選択タイマT_reselectionに適用する。
３．１）報知情報
基地局２０は報知情報を周期的に報知し、報知情報を受信した移動端末１０は報知情報からセル種別を推定し補正係数を決定する。ＬＴＥの場合、SIB2により共通の無線リソース情報として送信電力情報（Reference Power情報）を移動端末に通知している。基地局の送信電力（Reference Power）は、一般的に、セルの半径が大きいほど大きくなる。したがって、移動端末側でReference Power情報からセル種別を推定することができる。推定されたセルの種別より、適用する補正係数を決定し、セル再選択タイマT_reselectionの補正を行う。なお、SIB2により、マクロセルにおいてセル再選択タイマT_reselectionが３秒として報知されているものとする。
図９（Ａ）に示すように、あるマクロセルの隣接セルが物理セル識別子(PhysCellID)１０００〜１００３を有し、それぞれの送信電力(reference power)情報が報知されるものと仮定する。この場合、移動端末１０は、送信電力(reference power)に基づいて当該隣接セルのセル種別を推定する。ここでは、最も大きい送信電力(reference power)である３０ｄＢｍのセルをマクロセル、最も小さい送信電力(reference power)である１ｄＢｍのセルをフェムトセル、その中間の送信電力(reference power)のセルをピコセルとそれぞれ推定する。
送信電力情報（Reference Power情報）ではなくセルサイズが報知される場合も、セルサイズからセル種別を推定することができる。また、フェムトセルの場合には、ＣＳＧ(Closed Subscriber Group)が適用されることもあるため、CSG IDが割り当てられている場合にフェムトセルの種別であると判断することもできる。
図９（Ｂ）に示すように、基地局は、セル種別と補正係数の組み合わせを報知している。移動端末１０は、セル種別を推定すれば、それに対応する補正係数を得ることができ、報知されたセル再選択タイマT_reselection（ここでは３秒）に適用することでセル種別に応じたセル再選択タイマを設定することができる。
３．２）移動端末のセル再選択制御
基地局２０から上述した報知情報を受信すると、移動端末１０の制御部１０２は、報知情報をメモリ１０５に格納し、図１０に示すセル再選択制御を実行する。図１０に示すフローは、図５に示すフローと基本的に同じであるが、動作３０３ｂが異なっている。その他の動作は図５と同じであるから、同じ参照番号を付して説明は省略する。
図１０において、モビリティ判定制御部１０３は、ベストセルを決定した後（動作３０２）、当該ベストセルの送信電力（Reference Power）情報からセル種別を推定し、推定されたセル種別に対応する補正係数を用いて、報知されたセル再選択タイマ（t-ReselectionEUTRA）を補正し、ベストセルのセル再選択タイマ（T_reselection）を算出する（動作３０３ｂ）。具体的には、t-ReselectionEUTRAに補正係数を乗じることによってベストセルのT_reselectionを算出し、モビリティ判定タイマ１０４に設定する。なお、既に述べたように、移動端末の移動速度に対応する１つの速度依存スケーリングファクタ（t-ReselectionEUTRA-SF）をメモリ１０５から読み出し、ベストセルのセル再選択タイマ（T_reselection）を更に変更することもできる。以降の動作は図５で説明したとおりである。
３．３）具体例
次に、図９に示すような内容の情報が報知された場合を例にとって移動端末１０の具体的な動作を説明する。
図１１において、移動端末１０が在圏しているセルには、PhysCellIdが１０００〜１００３の４つのセルが隣接し、それぞれの送信電力情報から推定されたセル種別がピコセル、フェムトセル、フェムトセル、マクロセルであるものと仮定する。この場合、マクロセルの補正係数は１であるから、報知されたt-ReselectionEUTRA＝３秒がそのままセル再選択タイマ（T_reselection）となり、ピコセルでは補正係数が３であるから、３（秒）×３＝９（秒）が、フェムトセルでは補正係数が１０であるから、３（秒）×１０＝３０（秒）が、それぞれ補正されたセル再選択タイマ（T_reselection）となる。
したがって、たとえば移動端末１０がピコセル付近に９秒を超えて滞在すれば当該ピコセルへのセル再選択が行われ、位置登録手順が実行されてピコセルでの通信サービスが可能となる。しかしながら、ピコセルよりもサイズが小さいフェムトセル付近では３０秒を超えて滞在しなければセル再選択は行われない。したがって、セル種別に応じた補正係数を設定することで、特定の種別のセルに対してのみセル再選択の応答特性を変更することが可能となる。
また、高速移動する移動端末に対しては、既に述べたように、速度依存スケーリングファクタが適用されるので、スモールセル付近に移動端末１０がいれば、さらに長い時間滞在しない限りセル再選択は行われない。したがって、スモールセルを高速移動する場合には、スモールセルへのセル再選択前に通過する可能性が高くなり、結果的に、位置登録シグナリングの発生を低減することが可能となる。このようにセル種別に応じた速度依存スケーリングファクタを設定することで、特定の種別のセルに対してのみ移動速度に依存するセル再選択の応答特性を変更することが可能となる。
なお、図１１では主にＬＴＥ内(Intra LTE)での同一周波数でのセル再選択の例について記載されているが、既に述べたように、異周波数へのセル再選択、UTRA、GERAN、CDMA2000へのセル再選択についても、それぞれの報知情報SIB5、SIB6、SIB7、SIB8を用いて、報知情報のreference powerあるいはセルサイズをベースにセル種別を推定し、それに対応する補正係数を用いてことで同様の効果を得ることができる。さらに、ＵＴＲＡやその他の無線アクセス方式についても同様に、本実施例を適用できる。また、報知情報以外に、移動端末ごとに個別にＲＲＣ等のメッセージを用いて、reference powerやセルサイズをベースにセル種別を推定してもよい。
３．４）効果
本発明の第３実施例によれば、基地局からの送信電力情報（あるいはセルサイズ）や補正係数等を含む報知情報を用いて、セル種別を推定し、セル種別ごとの補正係数を用いてT_reselectionタイマおよび／または速度依存スケーリングファクタを設定できる。これにより、例えば、マクロセルへのセル再選択には影響を与えることなく、ピコセル、フェムトセル等のスモールセルへのセル再選択を遅らせることができる。したがって、第１実施例と同様に、Cell range expansionなどの効果を損ねることなく、スモールセルへの位置登録低減を図ることができる。さらに、特定の隣接セルのみ高速移動に追従したセル再選択が可能となる。
さらに、第３実施例によれば、隣接セルごとではなく、セル種別ごとに送信電力情報（あるいはセルサイズ）および補正係数を報知するので、報知情報のサイズを小さくすることができ、トラフィック量を低減して効率的な報知情報を伝送することが可能となる。
４．第４実施例
本発明の第４実施例では、絶対優先度（Absolute Priority）ベースの周波数再選択メカニズムにおいて、高速移動の移動端末が低優先度の周波数（セル）を選択するように制御することで、高速移動時のスモールセルへの再選択の可能性を低下させることができる。
４．１）報知情報
Absolute Priorityベースの周波数再選択メカニズムでは、セル種別ごとに異なる周波数が使用され、周波数ごと（セル種別ごと）に異なる優先度が割り当てられる。優先度の割り当て方はオペレータのポリシーによる。たとえば、スモールセルに移動端末を集めようとすれば、セルサイズが小さいほど高い優先度が割り当てられる。図１２に示すように、マクロセルには最も低い優先度１が割り当てられ、マイクロセルからフェムトセルに対してはセルサイズが小さくなるほど大きな優先度が割り当てられる。したがって、マイクロセルに在圏している移動端末がピコセル付近に滞在すると、移動端末はピコセルへのセル再選択を実行する。
しかしながら、移動端末１０が高速移動している場合、既に述べたように、セルサイズの小さいセルは通過するだけの場合も多い。そのような場合には、セル再選択を回避することが望ましい。そこで、本発明の第４実施例による移動端末のモビリティ判定制御部１０３は、次に述べるように、高速移動時には、高い優先度のセル（周波数）を選択しないで、より低い優先度のセル（周波数）を選択するように制御する。
４．２）移動端末のセル再選択制御
基地局２０から上述した報知情報を受信すると、移動端末１０の制御部１０２は、報知情報に含まれる隣接セルリストおよび周波数（セル種別）−優先度割当情報をメモリ１０５に格納し、次に述べるセル再選択制御を実行する。以下、図１３および図２を参照しながらセル再選択制御について説明する。
図１３において、移動端末１０のモビリティ判定制御部１０３は、セル再選択を実施するタイミングを検出すると（動作４０１；ＹＥＳ）、メモリ１０５を参照し、在圏セルと隣接セルの優先度を取得する（動作４０２）。続いて、モビリティ判定制御部１０３は、移動端末１０が所定速度より速い速度で移動しているか否かを判定する（動作４０３）。所定速度より速く移動している場合（動作４０３；ＹＥＳ）、モビリティ判定制御部１０３は、在圏セルよりも優先度の低いセル（周波数）があるか否かを判定し（動作４０４）、そのような低優先度の隣接セルがあれば（動作４０４；ＹＥＳ）、当該低優先度隣接セルのうち、最も品質の良いセルをベストセルとして決定する（動作４０５）。なお、高速移動の検出方法およびそのタイミングについては、非特許文献１の５．２．６．１や非特許文献２の５．２．４．３に記載されているように、所定時間内でのセル再選択回数などを指標として検出することができる。低優先度の隣接セルが存在しなかった場合（動作４０４；ＮＯ）、モビリティ判定制御部１０３は、隣接セルにおいて最も低い優先度を有する隣接セルのうち、最も品質の良いセルをベストセルとして決定する（動作４０６）
停止あるいは所定速度以下の速度で移動している場合（動作４０３；ＮＯ）、モビリティ判定制御部１０３は、最も高い優先度を有する隣接セルをベストセルに決定する（動作４０７）。
ベストセルを決定すると、モビリティ判定制御部１０３は、当該ベストセルのセル再選択タイマ（t-ReselectionEUTRA）と、移動端末の移動速度に対応する１つの速度依存スケーリングファクタ（t-ReselectionEUTRA-SF）とを用いてベストセルのセル再選択タイマ（T_reselection）を算出してモビリティ判定タイマ１０４に設定する。続いて、モビリティ判定制御部１０３は、算出されたT_reselectionの間、ベストセルの品質が在圏セルの品質よりも上回っているか否か（条件１）、そして、在圏セルに所定時間（3GPP TS36.304 5.2.4.6によれば１秒間）を超えて在圏しているか否か（条件２）を判定する（動作４０８および４０９）。条件１および条件２が共に満足される場合（動作４０８；ＹＥＳ、動作４０９；ＹＥＳ）、モビリティ判定制御部１０３は当該ベストセルへのセル再選択を行い（動作４１０）、処理を終了する。条件１または条件２のどちらか一方でも満たされなければ（動作４０８；ＮＯまたは動作４０９；ＮＯ）、移動端末のセル再選択制御は終了する。
なお、セル再選択タイマ（t-ReselectionEUTRA）は、上述した第１〜第３実施例で述べたように、隣接セルごと／セルの種別ごとに設定可能にすることができる。
４．３）具体例
次に、図１２に示すような報知情報が報知された場合を例にとって、マイクロセル（優先度３）に在圏している移動端末１０の具体的な動作を説明する。当該マイクロセルに隣接してマクロセル、ピコセル、フェムトセルが存在しているとする。マクロセルでは別の周波数を使用しており、マイクロセルよりも低い優先度１が割り当てられている。ピコセルでは、マイクロセルよりも高い優先度５が、フェムトセルでは高い優先度７が割り当てられている。
マイクロセルに在圏している移動端末１０は高速状態でない場合（図１３の動作４０３；ＮＯ）、高い優先度であるピコセルあるいはフェムトセルに対して優先的にセル再選択を行う。しかしながら、高速移動状態においては（図１３の動作４０３；ＹＥＳ）、移動端末１０は、より優先度の低いマクロセルを優先的に選択する。これによって、高速移動時には、優先度の高いピコセル、フェムトセルは選択されなくなり、小さなセルへの再選択回数を減らすことができ、全体として位置登録シグナリングを低減させることができる。
なお、図１２および図１３では主にＬＴＥ内(Intra LTE)での周波数再選択の例について述べているが、UTRA、GERAN、CDMA2000へのセル再選択についても、高速状態ではより低い優先度の周波数を選択することによって同様の効果を得ることができる。また、本実施例ではＬＴＥのケースを述べているが、ＵＴＲＡや他の無線アクセス方式についても同様に適用可能である。また、報知情報以外に、移動端末ごとに個別にＲＲＣ等のメッセージで優先度を通知することにより同様の方法を適用することができる。
４．４）効果
本発明の第４実施例によれば、絶対優先度（Absolute Priority）ベースの周波数再選択メカニズムにおいて、高速移動の移動端末が低優先度の周波数（セル）を選択するように制御することで、高速移動時のスモールセルへの再選択の可能性を低下させ、スモールセルへの位置登録低減を図ることができる。
５．第５実施例
上述した第４実施例では、現状のAbsolute Priorityメカニズムと同様に周波数ごとに割り当てられた優先度を活用しているが、本発明の第５実施例では、ＬＴＥにおいて、３Ｇで導入されているＨＣＳ(Hierarchical Cell Structure；階層セル構造)と同様にセルごとに優先度を割り当て、高速状態の移動端末が在圏しているセルよりも低い優先度のセルを優先的に選択する。この場合、マクロセル、マイクロセル、スモールセルでは異なる周波数である必要は無く、同じ周波数であってもよい。このようにＬＴＥにおいてＨＣＳを導入し、高速移動の移動端末が低優先度のセルを選択できるように制御することで、高速移動時のスモールセルへの再選択の可能性を低下させることができる。
図１４に示すように、ＬＴＥにおいて、セルごとに異なる優先度が割り当てられる。優先度の割り当て方はオペレータのポリシーによる。たとえば、スモールセルに移動端末を集めようとすれば、セルサイズが小さいほど高い優先度が割り当てられる。図１４に示すように、マクロセルには最も低い優先度１が割り当てられ、マイクロセルからフェムトセルに対してはセルサイズが小さくなるほど大きな優先度が割り当てられる。したがって、マイクロセルに在圏している低速の移動端末がピコセル付近に滞在すると、この移動端末はピコセルへのセル再選択を実行する。
しかしながら、移動端末１０が高速移動している場合、既に述べたように、セルサイズの小さいセルは通過するだけの場合も多い。そのような場合には、セル再選択を回避することが望ましい。そこで、本発明の第５実施例による移動端末のモビリティ判定制御部１０３は、図１３のフローで説明したように、高速移動時には（図１３の動作４０３；ＹＥＳ）、高い優先度のセルを選択しないで、より低い優先度のセルを選択するように制御する（図１３の動作４０５）。もし在圏セルより低い優先度の隣接セルが存在しなければ、その中で最も低い優先度のセルであって最も品質の良いセルを選択するように制御する（図１３の動作４０６）。
図１４に示す例によれば、移動端末１０がマイクロセル（優先度３）に在圏し、その隣接セルとしてマクロセル、ピコセル、フェムトセルが存在している。マクロセルでは同じ周波数が割り当てられており、マイクロセルよりも低い優先度１が割り当てられている。ピコセルでは、マイクロセルよりも高い優先度５が、フェムトセルでは高い優先度７が割り当てられている。
マイクロセルに在圏している移動端末１０は高速状態でない場合（図１３の動作４０３；ＮＯ）、高い優先度であるピコセルあるいはフェムトセルに対して優先的にセル再選択を行う。しかしながら、高速移動状態においては（図１３の動作４０３；ＹＥＳ）、移動端末はより優先度の低いマクロセルを優先的に選択することでセルの再選択回数を減らすことが可能となる。これによって、高速移動時には、優先度の高いピコセル、フェムトセルは選択されなくなることにより、小さなセルへの再選択回数を減らすことができ、全体として位置登録シグナリングを低減させることができる。
このように、本発明の第５実施例によれば、ＬＴＥにおいて、ＨＣＳと同様に隣接セルごとに優先度を導入することにより、高速移動の移動端末が低優先度のセルを選択するように制御することができ、高速移動時のスモールセルへの再選択の可能性を低下させ、スモールセルへの位置登録低減を図ることができる。
なお、セルごとの優先度と同時に、３ＧＰＰで定義された周波数ごとの優先度であるAbsolute Priorityを同時に適用してもよい。
６．第６実施例
上述した第１〜第３実施例では、移動端末のＲＲＣ状態がアイドル状態において、セル再選択タイマおよび速度依存スケーリングファクタを隣接セルごと／セル種別ごとに導入したが、本発明はアイドル状態でのセル再選択制御に限定されるものではない。本発明の第６実施例によれば、移動端末のＲＲＣ状態がアクティブ状態でのハンドオーバイベント評価用の測定時間タイマ（Time To Trigger）をモビリティ判定時間として隣接セルごと／セル種別ごとに導入することで複数のTime To Triggerを設定することができる。
６．１）通知情報
現状の非特許文献４（3GPP TS36.331）によれば、ＬＴＥ隣接セル測定のためのTime To TriggerはReportConfigEUTRAに定義されており、イベント毎にTime To Triggerが与えられている。本発明の第６実施例では、測定時間タイマ（Time To Trigger）を隣接セルごとに定義し、基地局が移動端末に対してＲＲＣプロトコルメッセージ（例えば、rrcConnectionReconfigurationメッセージ等）により通知する。
図１５は、本発明の第６実施例においてrrcConnectionReconfigurationにより隣接セルごとに通知される拡張されたCellsToAddMod IE（隣接セルリスト）を示す。図１５に示すように、隣接セルの物理識別子であるPhysCellIdごとに、測定時間タイマtimeToTriggerおよび速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFが移動端末へ通知される。ここで、速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFは、速度状態スケールファクタの拡張バージョン（SpeedStateScaleFactors-vabc）であり、その値域は０〜１だけでなく、１を超えた範囲にも拡張されている。例えば、速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFの値を最小値０．２５〜最大値１００の範囲内の０．２５刻みの数値として定義することができる。これにより高速移動の移動端末１０は、セル再選択タイマT_reselectionを最大１００倍にのばすことが可能となる。すなわち、第１〜第３実施例で説明したセル再選択と同様に、隣接セルごと／セル種別ごとに測定時間タイマTime To Triggerおよび速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFを適用することにより、隣接セルごと／セル種別ごとにハンドオーバのための測定時間を持つことができる。
６．２）移動端末のハンドオーバ制御
図１６において、移動端末１０の制御部１０２は、基地局からＲＲＣプロトコルメッセージを受信すると、隣接セルリストをメモリ１０５に格納し、モビリティ判定制御部１０３は、measurement測定指示に従ってハンドオーバイベントを評価するための隣接セル測定を開始する（動作５０１；ＹＥＳ）。ここでは、マクロセル基地局およびスモールセル基地局がＲＲＣプロトコルメッセージにより隣接セルごとにtimeToTriggerおよびtimeToTrigger-SFを通知するものとする。ここでは非特許文献４の、5.5.4.4に記載されているＥｖｅｎｔ Ａ３（隣接セルの品質が在圏セルの品質よりもオフセット分だけよくなる）を例にとって説明を行う。
モビリティ判定制御部１０３は、移動端末１０が所定速度より速い速度で移動しているか否かを判定し、所定速度より速く移動している場合には速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFを適用し、それより低速であれば適用しないで隣接セルの測定時間タイマtimeToTriggerを決定する（動作５０３）。高速移動の検出方法およびそのタイミングについては、非特許文献１の５．２．６．１や非特許文献２の５．２．４．３に記載されているように、所定時間内でのセル再選択回数などを指標として検出することができる。続いて、モビリティ判定制御部１０３は、決定された測定時間タイマtimeToTriggerの間、隣接セルの品質が在圏セルの品質を上回っているか否かを判定し（動作５０４）、隣接セルが在圏セルよりも良好であれば（動作５０４；ＹＥＳ）、隣接セルへのハンドオーバを実行する（動作５０５）。なお、本ケースはＥｖｅｎｔ Ａ３を例にして説明を行っているが非特許文献４に記載されている他のＥｖｅｎｔについても同様に拡張することができる。
なお、図１６に示される手順は、異周波数測定、GERAN(GSM/EDGE Radio Access Network)、CDMA2000、UMTSとのハンドオーバのための測定についても同様に拡張することができる。
６．３）具体例
次に、図１７に示すような内容の隣接セルリストが報知された場合を例にとって、マクロセル２１ａにいる移動端末１０の具体的な動作を説明する。
図１７において、移動端末１０が在圏しているマクロセル２１ａには、マクロセル２２ａおよび２３ａ、マイクロセル２４ｂおよび２５ｂ、ピコセル２６ｃおよび２７ｃ、フェムトセル２８ｄおよび２９ｄがそれぞれ隣接していると仮定する。PhysCellIdはPhysical Cell IDの略記であり、物理チャネルレベルにおいてセルを識別するための識別情報（ID）である。測定時間タイマtimeToTriggerおよび速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFは隣接セルごと／隣接セル種別ごとに設定され、マクロセル２１ａの配下に通知される。ここでは、隣接セルがマクロセルであれば、測定時間タイマtimeToTriggerおよび速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFがそれぞれ小さな値に設定され、隣接セルのサイズが小さくなるほど、大きな値に設定される。
例えば、移動端末１０が高速でなければ、速度依存スケーリングファクタは適用されないので、たとえばマクロセル２２ａへハンドオーバするには測定時間タイマtimeToTrigger（＝２秒間）だけマクロセル２２ａの品質が良好であればハンドオーバが実行される。逆に、ピコセル２６ｃへハンドオーバするためには、測定時間タイマtimeToTrigger（＝６秒間）にわたってピコセルの品質が良好でない限りハンドオーバは実行されない。これにより、ピコセル付近に数秒程度しか止まらない移動端末に対しては、ピコセルへのハンドオーバが回避される。
移動端末１０が高速であれば、速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFが適用されるが、マクロセル２２ａへハンドオーバする場合には速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SF＝１．０であるから、速度は考慮されない。これに対して、ピコセル２６ｃへハンドオーバするためには、３０秒間(＝６秒×５．０)、ピコセルの品質がよい状態であることが必要となる。すなわち、ピコセル付近に２０秒程度しかとどまらない移動端末に対してはハンドオーバが回避される。このように隣接セルごと／隣接セル種別ごとにtimeToTriggerおよびtimeToTrigger-SFを導入することにより、フェムトセル、ピコセルといったスモールセルへのハンドオーバ低減効果を得ることが可能となる。
図１６では主にＬＴＥ内(Intra LTE)の同一周波数でのハンドオーバを例示したが、異周波数へのハンドオーバ、さらに、UTRA、GERAN、CDMA2000へのハンドオーバについても同様の効果を得ることができる。また、本実施例ではＬＴＥのケースを述べているが、UTRAや他の無線アクセス方式のケースについても同様である。また、ＲＲＣプロトコルのハンドオーバ測定用メッセージ以外のプロトコルメッセージにて隣接セルごと／隣接セル種別ごとに測定時間タイマTime To Triggerおよび速度依存スケーリングファクタを通知しても良い。
６．４）効果
本発明の第６実施例によれば、移動端末のＲＲＣ状態がアクティブ状態でのハンドオーバイベント評価用の測定時間タイマ（Time To Trigger）および／または速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFを隣接セルごと／セル種別ごとに導入することでスモールセルへのハンドオーバシグナリング低減効果を得ることができる。特に速度依存スケーリングファクタtimeToTrigger-SFを変更することにより、特定の隣接セルのみ高速移動に追従したハンドオーバ制御が可能となる。
７．他の実施例
上述した第１〜第３実施例で導入される隣接セルごと／セル種別ごとのセル再選択タイマ、速度依存スケーリングファクタ、第４実施例で導入される周波数ごとの優先度、第５実施例で導入されるセルごとの優先度、第６実施例で導入されるTime To Triggerおよび速度依存スケーリングファクタについては、ヘテロジニアスネットワークにおける位置登録シグナリング数が一定の許容範囲内におさまるように、自己組織化ネットワーク（ＳＯＮ：Self Organizing Network)により最適化されてもよい。この際に位置登録シグナリングのほかにハンドオーバ成功率やシステムスループットなども考慮として、新規に導入されたパラメータが最適化されてもよい。
本発明はヘテロジニアスネットワークにおけるセル再選択制御およびハンドオーバ制御に適用可能である。
１０ 移動端末
２０ 基地局
２０ａ マクロセル基地局
２０ｂ スモールセル基地局
３０ 移動管理局
１０１ 無線送受信部
１０２ 制御部
１０３ モビリティ判定制御部
１０４ モビリティ判定タイマ
１０５ メモリ
２０１ 無線送受信部
２０２ 制御部
２０３ データベース
２０４ 送受信部

Claims (12)

  1. 端末の移動速度に関連する第一のパラメータと、第一のTime To Trigger情報と、第二のTime To Trigger情報と、を前記端末に送信する送信部を有し、
    前記第一のTime To Trigger情報は、第一のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第二のTime To Trigger情報は、第二のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第一のパラメータは、前記第一のTime To Trigger情報に適用されるが、前記第二のTime To Trigger情報には適用されないパラメータである、基地局。
  2. 前記第一のTime To Trigger情報と前記第二のTime To Trigger情報とは、ＲＲＣプロトコルメッセージに含まれる、請求項１に記載の基地局。
  3. 前記第一のTime To Trigger情報と前記第二のTime To Trigger情報とは、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージに含まれる、請求項１又は２に記載の基地局。
  4. 前記第一のTime To Trigger情報が適用されるセルで用いられる周波数帯の一部は、前記第二のTime To Trigger情報が適用されるセルで用いられる周波数帯の一部と同じである、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の基地局。
  5. 前記第一のTime To Trigger情報が適用されるセルのセルタイプと、前記第二のTime To Trigger情報が適用されるセルのセルタイプとは異なる、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の基地局。
  6. 基地局の通信方法であって、
    端末の移動速度に関連する第一のパラメータと、前記第一のTime To Trigger情報と、前記第二のTime To Trigger情報と、を送信し、
    前記第一のTime To Trigger情報は、第一のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第二のTime To Trigger情報は、第二のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第一のパラメータは、前記第一のTime To Trigger情報に適用されるが、前記第二のTime To Trigger情報には適用されないパラメータである、方法。
  7. 前記第一のTime To Trigger情報と前記第二のTime To Trigger情報とは、ＲＲＣプロトコルメッセージに含まれる、請求項６に記載の方法。
  8. 前記第一のTime To Trigger情報と前記第二のTime To Trigger情報とは、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージに含まれる、請求項６又は７に記載の方法。
  9. 前記第一のTime To Trigger情報が適用されるセルで用いられる周波数帯の一部は、前記第二のTime To Trigger情報が適用されるセルで用いられる周波数帯の一部と同じである、請求項６乃至８のいずれか１つに記載の方法。
  10. 前記第一のTime To Trigger情報が適用されるセルのセルタイプと、前記第二のTime To Trigger情報が適用されるセルのセルタイプとは異なる、請求項６乃至９のいずれか１つに記載の方法。
  11. 端末の移動速度に関連する第一のパラメータと、第一のTime To Trigger情報と、第二のTime To Trigger情報と、を前記端末に送信する送信部を有し、
    前記第一のTime To Trigger情報は、第一のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第二のTime To Trigger情報は、第二のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第一のパラメータは、前記第一のTime To Trigger情報及び前記第二のTime To Trigger情報のうち、一方には適用され、他方には適用されないパラメータである、基地局。
  12. 基地局の通信方法であって、
    端末の移動速度に関連する第一のパラメータと、前記第一のTime To Trigger情報と、前記第二のTime To Trigger情報と、を送信し、
    前記第一のTime To Trigger情報は、第一のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第二のTime To Trigger情報は、第二のセルタイプにおけるTime To Triggerを示す情報であり、
    前記第一のパラメータは、前記第一のTime To Trigger情報及び前記第二のTime To Trigger情報のうち、一方には適用され、他方には適用されないパラメータである、方法。
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