JPWO2009057520A1 - ユーザ装置及び信号電力測定方法 - Google Patents

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Abstract

隣接セルの信号電力を測定するユーザ装置は、移動速度を推定する移動速度推定部;移動速度に応じて測定帯域幅を決定する測定帯域幅管理部;及び前記決定された測定帯域幅で隣接セルの信号電力を測定する測定部;を有する。前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数は、下りリンクのリファレンス信号の時間相関値に基づいて算出されてもよく、所定の時間間隔において、ハンドオーバまたはセル再選択を行ったセルの数に基づいて算出されてもよく、GPSによる位置情報に基づいて算出されてもよい。

Description

本発明は、ユーザ装置及び信号電力測定方法に関する。
複数のセルから構成される移動通信システムでは、ユーザ装置が1つのセルから他のセルに移動するときに、セルを切り替えて通信を継続する。このセルの切り替えをハンドオーバという。一般的に、ユーザ装置(UE:User Equipment)が隣接セルに移動し、隣接セルからの信号がサービングセル(Serving Cell)(元々通信を行っていたセル)からの信号より強くなった場合に、隣接セルにハンドオーバを行う。
具体的には、ユーザ装置は図1に示す手順に従ってハンドオーバを行う。
まず、ユーザ装置は隣接セルの信号電力を測定する(S1)。次に、隣接セルの信号電力が以下の式を満たすか確認する。
隣接セルの信号電力+オフセット>サービングセルの信号電力
上記の式を満足した場合に、ユーザ装置はそのイベント(Event A1)をネットワーク(基地局)に報告する(S2)。なお、オフセットは、セル境界でサービングセルから隣接セルへのハンドオーバが頻繁に生じないために設けられる値であり、正の値でもよく、負の値でもよい。ネットワークは、イベント(Event A1)を受信すると、ユーザ装置が、上記イベントが報告されたセルにハンドオーバすることを決定し、ハンドオーバ手順を実行する(S3)。尚、上述したイベントは、Event A1と定義されているが、別のイベント、例えば、Event A3と定義されてもよい。
このハンドオーバの品質は、移動通信システムの通信品質に大きく影響する。例えば、ハンドオーバに失敗した場合、ユーザの観点からは、通信が切断された、伝送速度が著しく劣化したように見えるため、サービス上好ましくない。
ところで、新幹線や高速道路など、ユーザ装置が高速移動を行っている場合には、通信を維持するために、上述したハンドオーバの手順を迅速に行う必要がある。ハンドオーバの手順に要する時間が、ユーザ装置が隣接するセルに移動する時間に比べて長い場合には、当然ながら、通信先のセルをその隣接セルに切り替える前に、隣接セルのエリア内に入る(サービングセルのエリア外に出る)ため、通信が切断されてしまう。
次に、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)やHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)の後継となるLTE(Long Term Evolution)におけるハンドオーバについて詳細に検討する。図2Aに示すように、LTEでは、基地局及びユーザ装置の能力に応じて、6リソースブロック(RB:Resource Block)〜100リソースブロックまでの可変システム帯域幅を用いることができる。例えば、6リソースブロックのシステム帯域幅が用いられてもよく、50リソースブロックのシステム帯域幅が用いられてもよく、100リソースブロックのシステム帯域幅が用いられてもよい。リソースブロックとは、周波数方向の1送信単位であり、1リソースブロックの周波数帯域幅は180kHzである(TR36.804、V0.8.0、Section 5.1、TR36.803、V0.7.0、Section 5.1、TR36.211、V8.0.0)。尚、LTEでは、システム帯域幅は、Channel Bandwidthとも呼ばれる。
LTEでは、ハンドオーバの基準(隣接セル及びサービングセルからの受信電力)の1つとして、RSRP(Reference Signal Received Power)が用いられる(TS36.214、V8.0.0、Section 5.1.1)。尚、RSRP以外にも、RS−SIR(Reference Signal Signal−to−Interference Ratio)や、E−UTRA Carrier RSSI(Received Signal Strength Indicator)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)等が用いられてもよい。
図2Bに、システム帯域幅が20MHz(100リソースブロック)である場合のRSRPの測定方法を示す。ユーザ装置は、100リソースブロックの内、6リソースブロックの帯域幅でRSRPの測定を行ってもよいし、50リソースブロックの帯域幅でRSRPの測定を行ってもよいし、100リソースブロックの帯域幅でRSRPの測定を行ってもよい。
一般的に、ユーザ装置の移動に伴って、受信電力は激しく変動する(瞬時的なレベル変動が生じる)。この変動をレイリーフェージングと呼ぶ。RSRPの測定では、レイリーフェージングによるレベル変動を平均化して除去する必要がある。従って、狭い帯域幅で測定するより、広い帯域幅で測定した方が、周波数方向の平均化区間が大きいため、より正確にレイリーフェージングによるレベル変動の影響を除去することができる。すなわち、RSRPを精度良く測定することが可能となる。このように、広い帯域幅で測定した場合には、より短い時間方向の平均化で所定の精度を実現することができる。一方、狭い帯域幅で測定した場合には、所定の精度を実現するために、より長い時間方向の平均化が必要になる。
例えば、1.4MHzから20MHzまでの可変のシステム帯域幅を有するLTEでは、そのシステム帯域の中心の6リソースブロックで、同期チャネル(Synchronization Channel)や物理報知チャネル(Physical Broadcast Channel)が送信される。言い換えれば、どのようなシステム帯域幅においても、中心の6リソースブロックは必ず送信されることになる。よって、図3に示すように、この6リソースブロックのRSRPを測定する方法が考えられる。すなわち、隣接セルが100リソースブロックのシステム帯域幅に対応する場合であっても、中心の6リソースブロックのRSRPを測定する。
しかしながら、上述したように、高速移動時には、通信を維持するために、迅速にハンドオーバ手順を実行する必要があるため、このような狭い帯域幅での測定を行った場合、長い測定時間が必要になり、結果としてハンドオーバに失敗する可能性が高くなる。
従って、高速移動時においても、高品質のハンドオーバを実現するためには、広い帯域幅でRSRPの測定を行うことが望ましい。しかし、広い帯域幅で測定を行うことは、ユーザ装置の処理を増大させるという問題がある。具体的には、このような測定を行うためには、サービングセルと通信を行いながら、隣接セルの測定を行う必要がある。そのため、サービングセルの信号を受信するためのFFT(Fast Fourier Transform)処理に加えて、隣接セルの測定を行うためのFFT処理を行う必要がある。測定帯域幅が広くなるほど、この測定のためのFFT処理が増大し、コストや複雑性の増大に結びつく。
本発明は、上記の課題に鑑み、ユーザ装置の移動速度を推定し、推定した移動速度に基づいて測定帯域幅を制御することにより、ユーザ装置の処理を低減しつつ、高速移動時にも高品質のハンドオーバを実現することのできるユーザ装置及び信号電力測定方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係るユーザ装置は、
隣接セルの信号電力を測定するユーザ装置であって:
該ユーザ装置の移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定する移動速度推定部;
前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数に応じて測定帯域幅を決定する測定帯域幅管理部;及び
前記決定された測定帯域幅で隣接セルの信号電力を測定する測定部;
を有することを特徴の1つとする。
また、本発明に係る信号電力測定方法は、
ユーザ装置が隣接セルの信号電力を測定する信号電力測定方法であって:
該ユーザ装置の移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定するステップ;
前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数に応じて測定帯域幅を決定するステップ;及び
前記決定された測定帯域幅で隣接セルの信号電力を測定するステップ;
を有することを特徴の1つとする。
本発明の実施例によれば、ユーザ装置の処理を低減しつつ、高速移動時にも高品質のハンドオーバを実現することが可能になる。
移動通信システムにおけるハンドオーバ方法のフローチャート 可変システム帯域幅の例を示す図 ユーザ装置による信号電力の測定帯域を示す図 信号電力の測定帯域と測定時間との関係を示す図 本発明の実施例に係る移動速度と測定帯域幅との関係を示す図 本発明の実施例に係るユーザ装置を示すブロック図 本発明の実施例に係る信号電力測定方法及びハンドオーバ方法のフローチャート
符号の説明
10 ユーザ装置
101 受信部
102 移動速度推定部
103 測定帯域幅管理部
104 GPS部
105 ハンドオーバ回数取得部
106 FFT処理部
本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。
図4は、本発明の実施例に係る推定された移動速度と信号電力の測定帯域幅との関係を示す図である。本発明の実施例では、ユーザ装置の移動速度を推定し、推定された移動速度に基づいて測定帯域幅を決定し、決定された測定帯域幅で、信号電力(RSRP)を測定する。
例えば図4に示すように、推定した移動速度が大きい場合に(高速移動時に)、測定帯域幅を50リソースブロックに設定し、推定した移動速度が中くらいの値である場合に(中速移動時に)、測定帯域幅を25リソースブロックに設定し、推定した移動速度が小さい場合に(低速移動時に)、測定帯域幅を6リソースブロックに設定する。このように構成することで、低速移動時には、狭い帯域幅で信号電力を測定すればよいため、ユーザ装置の処理を低減することが可能になる。また、高速移動時に広い帯域幅で信号電力を測定することで、短い時間で信号電力を精度良く測定することが可能となり、結果として、ハンドオーバの処理に要する時間を短縮することが可能となる。すなわち、ハンドオーバの品質を向上させることが可能となる。
尚、上述した例において、例えば、推定された移動速度が、時速120km/h以上である場合に、高速移動時であると判断し、推定された移動速度が、時速120km/h未満、30km/h以上である場合に、中速移動時であると判断し、推定された移動速度が、時速30km/h未満である場合に、低速移動時であると判断してもよい。尚、上述した120km/hや30km/hといった移動速度の値は一例であり、他の値でもよい。
また、上述した例において、高速移動時の測定帯域幅を50RBとし、中速移動時の測定帯域幅を25RBとし、低速移動時の測定帯域幅を6RBとしたが、これらのRB数はあくまで一例であり、他の値でもよい。
また、上述した例においては、システム帯域幅が20MHzである場合を示したが、上記システム帯域幅の値は一例であり、その他のシステム帯域幅の場合にも、同様の測定を行うことが可能である。
また、上述した例においては、推定された移動速度に応じて、高速、中速、低速の三段階の制御を行ったが、高速と低速の2段階、あるいは、4段階以上の制御を行ってもよい。
また、上述した例においては、推定した移動速度が大きい場合に(高速移動時に)、測定帯域幅を50リソースブロックに設定し、推定した移動速度が中くらいの値である場合に(中速移動時に)、測定帯域幅を25リソースブロックに設定し、推定した移動速度が小さい場合に(低速移動時に)、測定帯域幅を6リソースブロックに設定したが、代わりに、推定した移動速度が大きい場合に(高速移動時に)、測定帯域幅を6リソースブロックに設定し、推定した移動速度が中くらいの値である場合に(中速移動時に)、測定帯域幅を25リソースブロックに設定し、推定した移動速度が小さい場合に(低速移動時に)、測定帯域幅を50リソースブロックに設定してもよい。このように構成することで、高速移動時には、短い平均化時間で、時間方向の平均化効果が十分得られるため、十分狭い帯域幅で信号電力を測定すればよく、結果として、ユーザ装置の処理を低減することが可能になる。また、低速移動時には、時間方向の平均化効果が得られにくいため、代わりに広い帯域幅で信号電力を測定することで、短い時間で信号電力を精度良く測定することが可能となり、結果として、ハンドオーバの処理に要する時間を短縮することが可能となる。すなわち、ハンドオーバの品質を向上させることが可能となる。
また、上述した例においては、移動速度を推定したが、代わりに、伝搬路のフェージング周波数が推定されてもよい。
また、上記移動速度または伝搬路のフェージング周波数は、下りリンクのリファレンス信号の時間相関値に基づいて推定されてもよい。あるいは、上記移動速度または伝搬路のフェージング周波数は、所定の時間間隔において、ハンドオーバまたはセル再選択を行ったセルの数に基づいて算出されてもよい。あるいは、上記移動速度または伝搬路のフェージング周波数は、GPSによる位置情報に基づいて算出されてもよい。
また、上述した例では、測定する対象がRSRPである場合を示したが、同様の測定の仕方は、RSRP以外の測定項目に用いられてもよい。例えば、RSRP以外の測定項目として、RSRQやRSSI、RS−SIR等がある。
また、上述した例では、ネットワーク(基地局)と通信中である場合の、すなわち、RRC connected状態である場合の、ハンドオーバのための隣接セルの測定における測定の仕方を示したが、Idle状態である場合の、隣接セルの測定に関して適用されてもよい。尚、Idle状態においては、例えば、セルリセレクション(セル再選択)のために、隣接セルの測定が行われる。
<ユーザ装置の構成>
図5は、本発明の実施例に係るユーザ装置10を示すブロック図である。ユーザ装置10は、受信部101と、移動速度推定部102と、測定帯域幅管理部103と、GPS部104と、ハンドオーバ回数取得部105と、FFT処理部106とを有する。
コメント:図5の「移動速度推定部102」が「位相速度推定部102」となっているため、修正してください。
受信部101は、隣接セルの基地局から送信される信号を受信する。この受信信号には、信号電力測定に用いられるリファレンス信号が含まれる。また、受信部101は、リファレンス信号の時間相関値を取得し、前記時間相関値を移動速度推定部102に送信する。
移動速度推定部102は、ユーザ装置の移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定し、その推定した移動速度または伝搬路のフェージング周波数を測定帯域幅管理部103に通知する。
例えば、移動速度推定部102は、受信部101より、リファレンス信号の時間相関値を取得し、上記リファレンス信号の時間相関値に基づいて移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定してもよい。より具体的には、例えば、リファレンス信号の時間相関値により、リファレンス信号の受信信号に関して、より長い時間間隔で時間相関がある場合には、移動速度が小さい、または、伝搬路のフェージング周波数が小さいと推定し、リファレンス信号の受信信号に関して、短い時間間隔の場合のみ時間相関がある場合には、移動速度が大きい、または、伝搬路のフェージング周波数が大きいと推定してもよい。より具体的には、閾値を定義し、前記時間相関のある時間間隔が前記閾値より大きい場合に、移動速度が小さいと判定し、前記時間相関のある時間間隔が前記閾値以下である場合に、移動速度が大きいと判定してもよい。あるいは、閾値と時間間隔を定義し、前記時間間隔における時間相関の値が、前記閾値よりも小さい場合に、移動速度が小さいと判定し、前記時間間隔における時間相関の値が、前記閾値以上である場合に、移動速度が大きいと判定してもよい。
また、例えば、移動速度推定部102は、GPS部104より、GPSによる位置情報を受け取り、前記位置情報に基づいて、移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定してもよい。より具体的には、例えば、所定時間内の移動距離をGPSの位置情報により算出し、前記移動距離を前記所定時間で割ることにより、移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定してもよい。例えば、前記所定時間内の移動距離が小さい場合には、移動速度が小さい、または、伝搬路のフェージング周波数が小さいと推定し、前記所定時間内の移動距離が大きい場合には、移動速度が大きい、または、伝搬路のフェージング周波数が大きいと推定してもよい。
また、例えば、移動速度推定部102は、ハンドオーバ回数取得部105より、所定時間内のハンドオーバの回数を取得し、前記所定時間内のハンドオーバの回数に基づいて、移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定してもよい。例えば、前記所定時間内のハンドオーバの回数が小さい場合には、移動速度が小さい、または、伝搬路のフェージング周波数が小さいと推定し、前記所定時間内のハンドオーバの回数が大きい場合には、移動速度が大きい、または、伝搬路のフェージング周波数が大きいと推定してもよい。尚、上記例におけるハンドオーバは、通信中のハンドオーバと、Idle中のセル再選択(セルリセレクション)の両方を含む。
測定帯域幅管理部103は、移動速度推定部102より推定された移動速度を受け取り、前記移動速度に基づいて測定帯域幅を決定する。前記移動速度に基づいた測定帯域幅の決定に関する詳細は、図4における説明と同じであるため省略する。
GPS部104は、GPSによる位置情報を取得し、前記位置情報を移動速度推定部102に通知する。
ハンドオーバ回数取得部105は、所定時間内のハンドオーバの回数を取得し、前記所定時間内のハンドオーバの回数を、移動速度推定部102に通知する。尚、ハンドオーバ回数取得部105は、ハンドオーバ回数の数として、前記所定時間内にサービングセルとなったセルの数をカウントしてもよい。尚、ハンドオーバ回数取得部105は、ハンドオーバ回数の数として、前記所定時間内にサービングセルとなったセルの数をカウントする際に、1つのセルで、2回以上サービングセルに関しては、サービングセルとなったセルの数として1とカウントしてもよい。
FFT処理部106は、測定帯域幅管理部103で決定された測定帯域幅で、隣接セルからの受信信号に対してFFT処理を行い、FFT処理後の信号に含まれる、隣接セルからのリファレンス信号の信号電力を測定する。尚、本測定において、時間方向の平均化を行ってもよい。例えば、FFT部106は、Layer 1における平均化として、200msの平均化区間で平均化してもよい。さらに、FFT部106は、上記Layer 1における平均化が行われた平均値に対して、以下の式に示すLayer 3における平均化を行ってもよい。
=(1−a)・Fn−1+a・M
ここで、aは、Layer 3における平均化のための係数であり、Mが、時間nにおけるLayer 1における平均化が行われた値であり、Fが、時間nにおけるLayer 3における平均化が行われた値である。
ユーザ装置10は、このようにして求められた隣接セルの信号電力と、サービングセルの信号電力とを比較し、ハンドオーバの判定を行う。
尚、上述した例では、測定する対象がRSRPである場合を示したが、同様の測定を、RSRP以外の測定項目に対して行ってもよい。例えば、RSRP以外の測定項目として、RSRQやRSSI、RS−SIR等がある。
また、上述した例では、ネットワーク(基地局)と通信中である場合の、すなわち、RRC connected状態である場合の、ハンドオーバのための隣接セルの測定における測定の仕方を示したが、Idle状態である場合の、隣接セルの測定に関して適用されてもよい。尚、Idle状態においては、例えば、セルリセレクション(セル再選択)のために、隣接セルの測定が行われる。
<信号電力測定方法及びハンドオーバ方法のフローチャート>
図6は、本発明の実施例に係る信号電力測定方法及びハンドオーバ方法のフローチャートである。
まず、ユーザ装置は、移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定する(S101)。測定帯域幅が決定されると、その推定された移動速度または伝搬路のフェージング周波数を所定の閾値と比較し、その推定された移動速度または伝搬路のフェージング周波数が所定の閾値よりも大きい場合には、S103に進み、そうでない場合に、S104に進む(S102)。S103において、ユーザ装置は広い測定帯域幅で、隣接セルの信号電力を測定する(S103)。S104において、ユーザ装置は狭い測定帯域幅で、隣接セルの信号電力を測定する(S104)。
次に、ユーザ装置は、平均化された隣接セルの信号電力が以下の式を満たすか確認する。
隣接セルの信号電力+オフセット>サービングセルの信号電力
上記の式を満足した場合に、ユーザ装置はそのイベント(Event A1)をネットワーク(基地局)に報告する(S105)。ネットワークは、イベント(Event A1)を受信すると、ユーザ装置が、上記イベントが報告されたセルにハンドオーバすることを決定し、ハンドオーバ手順を実行する(S106)。尚、上述したイベントは、Event A1と定義されているが、代わりに、Event A3と定義されてもよい。
尚、上述した例では、測定する対象がRSRPである場合を示したが、同様の測定方法は、RSRP以外の測定項目に用いられてもよい。例えば、RSRP以外の測定項目として、RSRQやRSSI、RS−SIR等がある。
また、上述した移動速度に基づいて測定帯域幅を決定し、前記測定帯域幅に基づいて隣接セルの信号電力を測定する方法は、通信中に行われてもよく、Idle中に行われてもよい。
このように、本発明の実施例によれば、ユーザ装置の処理を低減しつつ、高速移動時にも高品質のハンドオーバを実現することが可能になる。なお、上記では本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。例えば、本発明は、LTEに限定されることなく、他の移動通信システムにも適用可能である。また、本発明は、中心周波数がセル間で互いに同じである移動通信システムに限定されることなく、周波数が異なる場合の異周波数測定にも適用可能である。更に、本発明は、セルによって無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)が異なる場合の異RAT測定にも適用可能である。
本国際出願は2007年11月2日に出願した日本国特許出願2007−286737号に基づく優先権を主張するものであり、2007−286737号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims (6)

  1. 隣接セルの信号電力を測定するユーザ装置であって:
    該ユーザ装置の移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定する移動速度推定部;
    前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数に応じて測定帯域幅を決定する測定帯域幅管理部;及び
    前記決定された測定帯域幅で隣接セルの信号電力を測定する測定部;
    を有するユーザ装置。
  2. 請求項1に記載のユーザ装置であって、
    前記移動速度推定部は、
    前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数を、下りリンクのリファレンス信号の時間相関値に基づいて算出することを特徴とするユーザ装置。
  3. 請求項1に記載のユーザ装置であって、
    前記移動速度推定部は、
    前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数を、所定の時間間隔において、ハンドオーバまたはセル再選択を行ったセルの数に基づいて算出することを特徴とするユーザ装置。
  4. 請求項1に記載のユーザ装置であって、
    前記移動速度推定部は、
    前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数を、GPSによる位置情報に基づいて算出することを特徴とするユーザ装置。
  5. 請求項1に記載のユーザ装置であって、
    前記測定帯域幅管理部は、
    前記移動速度が大きい場合に前記測定帯域幅を大きくし、前記移動速度が小さい場合に前記測定帯域幅を小さくすることを特徴とするユーザ装置。
  6. ユーザ装置が隣接セルの信号電力を測定する信号電力測定方法であって:
    該ユーザ装置の移動速度または伝搬路のフェージング周波数を推定するステップ;
    前記移動速度または伝搬路のフェージング周波数に応じて測定帯域幅を決定するステップ;及び
    前記決定された測定帯域幅で隣接セルの信号電力を測定するステップ;
    を有する信号電力測定方法。
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