JP7142670B2 - Adjacent cell self-configuration and optimization in wireless telecommunication networks - Google Patents

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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。 The present invention relates to self-configuration and optimization of neighboring cells in wireless telecommunication networks.

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。 Figure 1 of the accompanying drawings shows a wireless telecommunications network. This wireless telecommunication network now defines a number of communication cells (A, B, C, D), each of which is served by a radio base station 2 . Each communication cell covers a geographical area, and many cells can be combined to cover a large area. The illustrated mobile terminal 4 is communicating in cell A and can move around the system 1 .

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。 A base station 2 comprises a number of receivers and transmitters and provides radio coverage for one or more cells. Each base station 2 is connected to a network "backbone" or core network infrastructure (not shown) that allows communication between the base station and other networks. In the example system of FIG. 1, one base station is shown per cell.

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(neighbour cell set)」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。 An important concept in such networks is the cell and its neighboring cells. During a call, the mobile terminal 4 typically moves between cells, repeatedly moving from one cell to one of its neighbors. For both the network 1 and the mobile terminal 4 a list of known neighbor cells, the so-called "neighbour cell set", is important for reliable inter-cell handovers. . The network 1 can store information about neighboring cell sets for each mobile terminal. The neighboring cell set is used to evaluate and handover a mobile terminal from one cell to another as the mobile terminal crosses cell boundaries. It will be readily appreciated that the cell boundaries are not sharply defined and in practice are somewhat blurred and the base station ranges will overlap each other.

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。 In existing systems, the mobile terminal 4 detects and measures cell operating parameters for neighboring cells by receiving signals from its surroundings. The measured operating parameters are typically physical layer identifiers, eg scrambling codes that are not uniquely assigned to a cell, signal strength, signal quality, timing information. The mobile terminal measures the operating parameters of each neighboring cell and reports them to the network 1 . When the quality of a neighbor cell is determined to be better than the current serving cell, the network performs a handover from the serving cell to the selected neighbor cell. The neighboring cell then becomes the serving cell for the mobile terminal.

典型的にWCDMA(登録商標)(wideband code division multiple access: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:Common Pilot Channel)送信を移動端末が検出する。 Typically in a wideband code division multiple access (WCDMA) system, a common pilot channel (CPICH) from neighboring cells is used to determine the id (scrambling code) and timing information. Pilot Channel) transmission is detected by the mobile terminal.

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。 Each cell's identity is important when the mobile reports neighboring cell signal quality measurements to the network. Currently, cell identities (scrambling codes) are reused in multiple cells. Identity reuse means that the cells may be indistinguishable from each other because the serving cell may have the same identity information as the neighboring cells.

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。 Since the physical layer identifier of a cell is not unique, the introduction and maintenance of neighboring cell sets cannot be fully automated. Manual intervention is required to resolve the conflict of neighboring cells using the same non-unique identifier as the serving cell.

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。 The present invention aims to reduce the cost of designing and maintaining neighboring cell sets. It is based on adding the step of requiring the mobile terminal to perform an additional task to uniquely identify neighboring cells in the wireless network and have the identity reported from the mobile terminal to the network. Embodiments of the present invention are intended to reduce manual intervention. The method can be implemented as part of the operations support system and base station, or it can be implemented only at the RBS. This method is valid for wireless telecommunication technologies like GSM, WCDMA, LTE.

セルラーワイヤレス電気通信ネットワークを示す。A cellular wireless telecommunications network is shown. 移動端末および基地局を示す。A mobile terminal and a base station are shown. 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。1 illustrates steps of a method for implementing an aspect of the invention; 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。1 illustrates steps of a method for implementing an aspect of the invention; 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。1 illustrates steps of a method for implementing an aspect of the invention; 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。1 illustrates steps of a method for implementing an aspect of the invention;

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。 SUMMARY OF THE INVENTION In response to the shortcomings of previous solutions, the present invention provides a method and architecture for maintaining neighbor cell aggregation within a mobile cellular network.

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。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a mobile terminal 4 and a base station 2 communicating via an air interface 6. As shown in FIG. The base station 2 comprises a controller 22 , an input/output (I/O) interface 24 , a radio transceiver 26 and an antenna 28 . The controller communicates with the mobile terminal through the air interface 6, the transmitter/receiver 26 and the antenna 28. FIG. Control unit 22 also communicates with other telecommunications networks via I/O interface 24 .

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:man machine interface)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。 The mobile terminal 4 includes a control unit 42 , a man machine interface (MMI) 44 , a radio transmission/reception unit 46 and an antenna 48 . The controller of the mobile terminal 4 serves to control communication with the base station 2 via the transceiver 46 and the antenna 48 leading to the air interface 6 . Interaction with the user of the device is accomplished using a man-machine interface 44 . The man-machine interface 44 may include a keypad, microphone, loudspeaker, display device, and the like. The mobile terminal may be a communication device with only a machine-to-machine interface. Such aspects of base stations and mobile terminals are designed to operate according to conventional practice.

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。 However, the base stations 2 and mobile terminals 4 operating according to the invention are adapted to implement the method of the invention, which is described below with reference to FIGS. It will be appreciated that the various functional units may be provided by the control unit or other specific units in the device or network 1 .

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)。 A method of implementing the present invention will now be described with reference to the flow charts of FIGS. 3-6 and FIG. FIG. 3 shows the steps performed by the mobile terminal 4 . The first step of the method is step 101, in which the mobile terminal 4 determines parameter measurements for neighboring cells. The mobile terminal then reports measurement information to the base station (step 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。 Referring to Figure 4, the base station 2 receives measurement information from the mobile terminal 4 (step 107). Here, the measurement information is each associated with a cell identity (which is not unique) detected by the mobile terminal 4 . The mobile terminal 4 may also be required to retrieve a unique cell identity if the information from the mobile terminal 4 includes measurements from cell identities that were not previously members of the neighboring cell set (step 113). Unique cell identities are transmitted from the base station with a much less frequent periodicity than physical layer identities. In order to receive and decode this information, the mobile terminal 4 may have to briefly interrupt communication with the serving cell. Once the unique cell identity is retrieved (step 115), this information is sent to the serving cell (step 117). If the serving cell receives a unique cell identity (step 119), it may now add the newly discovered neighbor cell to the neighbor cell set (step 121) and establish a transmission connection to that neighbor cell. good. In cellular networks where some mobile terminals identify new neighboring cells, some filtering is applied to the measurement data so that it can be detected under exceptional propagation conditions, e.g. the mobile terminal 4 is in an airplane. It is clear that it may be desirable to prevent adding distant cells that have been overridden.

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。 In another example, mobile terminal 4 can provide unique identity information to base station 2 without having to receive instructions to that effect from base station 2 .

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。 Referring to Figure 6, base station 2 receives the unique identity information (step 119) and then updates the neighbor cell set. Thus, the neighbor cell set contains unique identity information for the cell, and such cell will be determined as a neighbor cell that is a candidate cell for handover of the mobile terminal 4 .

一意のセル識別子(UCID:unique cell identifier)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。 The use of unique cell identifiers (UCIDs) means that there is unambiguous information about the identities of neighboring cells, thereby eliminating confusion about neighboring cells. The non-unique cell identity, which is fast and resource-requiring for most measurements, facilitates efficient resource utilization within the mobile terminal 4 and rapid handover to neighboring cells. Only when a new neighboring cell is detected, or when auditing the relationship between non-unique and unique cell identities is deemed appropriate, does the mobile terminal 4 replace the less cumbersome unique cell identifiers. requested to search.

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。 All cell relationships can be evaluated continuously. Inputs to this evaluation are mobile terminal reports, mobile terminal events, network events, and operator inputs. The result of the evaluation is that cells (or relationships of cells) will hold various properties. This can also be viewed as the cells (relationships) being in various states.

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。 A key advantage of embodiments of the present invention is that it eliminates the need for human involvement in the process of maintaining neighbor cell sets. The operator may choose to leave the neighboring cells completely alone and let the system determine the neighboring cells.

セルルックアップは、一意のセルアイデンティティ(UCID:unique cell identity)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。
A cell lookup maps a unique cell identity (UCID) to the address of the node that implements that cell. For example, in LTE, this usually corresponds to DNS, which associates cell identities with IP addresses. The IP address then points to the RBS that implements the cell.

Claims (14)

複数の通信セルを含む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、非一意の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、
前記方法は、
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、
物理層の信号から検出された情報に基づいて、第2の通信セルの前記非一意のセルアイデンティティを決定するステップと、
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のセルアイデンティティを報告するステップと、
前記第2の通信セルが、前記第1の通信セルの既知の隣接セルを含む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と、を含む方法。
A method of operating a mobile terminal in a wireless communication network comprising a plurality of communication cells, wherein within each communication cell a non-unique cell identity and a unique cell identity are transmitted,
The method includes
communicating with a radio base station serving a first communication cell;
determining the non-unique cell identity of a second communication cell based on information detected from physical layer signals;
reporting the non-unique cell identity of the second communication cell to a radio base station serving the first communication cell;
If the second communication cell is not included in a neighboring cell set that includes known neighboring cells of the first communication cell, then from the radio base station a second one of the plurality of communication cells. receiving instructions to obtain the unique cell identity of a communication cell;
obtaining the unique cell identity of the second communication cell;
and reporting said unique cell identity of said second communication cell to said radio base station of said first communication cell.
報告された前記第2の通信セルの前記非一意の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、前記少なくとも1つの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1に記載の方法。 The reported non-unique cell identity of the second communication cell is related to at least one operating parameter of the second communication cell, the at least one operating parameter being signal strength, signal quality, and timing. 2. The method of claim 1, comprising at least one of information. 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の受信に応答して実行される、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the steps of obtaining and reporting the unique cell identity are performed in response to receiving the instruction from the radio base station of the first communication cell. 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に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein said second communication cell is adjacent to said first communication cell. 前記一意のセルアイデンティティは、ネットワーク層のアイデンティティである請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the unique cell identity is a network layer identity. 前記一意のセルアイデンティティは、ブロードキャストチャネル上で送信される、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the unique cell identity is transmitted on a broadcast channel. 前記一意のセルアイデンティティは、前記非一意のセルアイデンティティよりも低い頻度で送信される、請求項に記載の方法。 7. The method of claim 6 , wherein the unique cell identities are transmitted less frequently than the non-unique cell identities. 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であって、各々の通信セル内では、非一意の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、
前記移動端末は、
無線送受信部と、
制御部と、を備えており、前記制御部は、
前記無線送受信部経由で、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し、
物理層の信号から検出された情報に基づいて、第2の通信セルの前記非一意のセルアイデンティティを決定し、
前記無線送受信部経由で、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のセルアイデンティティを報告し、
前記第2の通信セルが、前記第1の通信セルの既知の隣接セルを含む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し、
第2のチャネル上で前記第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し、
前記無線送受信部経由で、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、移動端末。
A mobile terminal for use in a wireless communication network comprising a plurality of communication cells, wherein within each communication cell a non-unique cell identity and a unique cell identity are transmitted,
The mobile terminal is
a radio transceiver;
and a control unit, wherein the control unit
communicating via the radio transceiver with a radio base station serving a first communication cell;
determining the non-unique cell identity of a second communication cell based on information detected from physical layer signals;
reporting the non-unique cell identity of the second communication cell to a radio base station serving the first communication cell via the radio transceiver;
If the second communication cell is not included in a neighboring cell set that includes known neighboring cells of the first communication cell, then from the radio base station a second one of the plurality of communication cells. receiving instructions to obtain the unique cell identity of a communication cell;
obtaining the unique cell identity of the second communication cell on a second channel;
A mobile terminal for reporting, via said radio transceiver, said unique cell identity of said second communication cell to said radio base station of said first communication cell.
報告された前記第2の通信セルの前記非一意の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、前記少なくとも1つの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、請求項に記載の移動端末。 The reported non-unique cell identity of the second communication cell is related to at least one operating parameter of the second communication cell, the at least one operating parameter being signal strength, signal quality, and timing. 9. A mobile terminal according to claim 8 , comprising at least one of information. 前記一意のセルアイデンティティの取得と報告は、前記第1の通信セルの前記無線基地局からの前記命令の受信に応答して実行される、請求項に記載の移動端末。 9. A mobile terminal according to claim 8 , wherein obtaining and reporting said unique cell identity is performed in response to receiving said instruction from said radio base station of said first communication cell. 前記第2の通信セルは、前記第1の通信セルに隣接する、請求項に記載の移動端末。 9. A mobile terminal according to claim 8 , wherein said second communication cell is adjacent to said first communication cell. 前記一意のセルアイデンティティは、ネットワーク層のアイデンティティである請求項に記載の移動端末。 The mobile terminal of claim 8 , wherein the unique cell identity is a network layer identity. 前記一意のセルアイデンティティは、ブロードキャストチャネル上で送信される、請求項に記載の移動端末。 A mobile terminal according to claim 8 , wherein said unique cell identity is transmitted on a broadcast channel. 前記一意のセルアイデンティティは、前記非一意のセルアイデンティティよりも低い頻度で送信される、請求項13に記載の移動端末。 A mobile terminal according to claim 13 , wherein said unique cell identity is transmitted less frequently than said non-unique cell identity.
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