WO2008023609A1

WO2008023609A1 - Station de base, station mobile et procédé de sélection de cellule

Info

Publication number: WO2008023609A1
Application number: PCT/JP2007/065850
Authority: WO
Inventors: Mikio Iwamura; Minami Ishii; Yasuhiro Kato; Sadayuki Abeta
Original assignee: Ntt Docomo, Inc.
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2008-02-28
Also published as: CN101507332A; CN101507332B; US20100291956A1; BRPI0715618A2; RU2009108209A; JP5069685B2; KR20090045242A; MX2009001567A; TW200816844A; US8155681B2; EP2056609A4; JPWO2008023609A1; EP2056609A1

Description

明細書

基地局および移動局並びにセル選択方法

技術分野

[0001] 本発明は、 LTE (Long Term Evolution)システムに関し、特に基地局および移動局並びにセル選択方法に関する。

背景技術

[0002] 次世代の移動通信システムとして、 100Mbpsでのデータ伝送が可能な移動通信システムである LTE (Long Term Evolution)の研究開発が進められている。

[0003] この LTEシステムでは、図 1に示すように、最初は少ないキャリア数で運用が開始される。例えば、バンド Aでの運用が行われ、数年後周波数が足りなくなった場合に、新たなバンド Bのライセンスをとる力、、あるいは現在運用されている 3Gシステムで使用されているバンドを LTEに変更することで、バンド Aおよび Bで運用される状況になつてくると予想される。さらに、将来的には、バンド Cおよび Dでの運用も開始されると予想される。ここで、バンドとは、 LTEシステムが運用される周波数帯域を示し、例えば 800MHz帯、 2GHz帯である。また、キャリアとは、各周波数帯域で運用されるシステムの帯域幅を示し、 LTEでは、 1. 25MHz, 2. 5MHz、 5MHz、 10MHz、 15MHz および 20MHzの!/、ずれかに対応できることが要求されて!/、る。

[0004] このような状況では、バンド Aでの送受信能力を有する移動局（UE : Uesr Equi pment) (以下、 Band A capable UEとよぶ）しか存在していなかつたの力数年後には、バンド Aおよび Bでの送受信能力を有する移動局（以下、 Band A+B ca pable UEとよぶ）が存在するようになる。 Band A capable UEは、バンド Bが導入されても、バンド Bでの送受信はできない。

[0005] 将来的には、ノン KA、 B、 Cおよび Dでの送受信能力を有する移動局（以下、 Ban d A + B + C + D capable UEとよぶ）が存在するようになる。すなわち、同じオペレータのネットワークである力 S、複数のバンド、複数のキャリアで運用され、かつ異なる送受信能力を有する移動局が共存する状況となってくる。

[0006] このような状況となった場合に、異なる移動局の送受信能力に対応した負荷分散、すなわちロードバランシングが必要である。例えば、複数のバンドや、キャリアが存在した場合に、あるバンド、またあるキャリアに移動局が偏ってしまうと、他のバンド、キヤリアに空きがあるのに集中したキャリアで送受信処理が実行され、その結果通信品質の劣化が生じる。

[0007] ロードバランシングには、アクティブであるユーザ、すなわち通信中のユーザを均等に分散させるトラヒックロードバランシング（Traffic load balancing)と、アイドルであるユーザ、すなわち待ち受け中のユーザを均等に分散させるキャンプロードバランシング (Camp load balancing)力、ある。

[0008] ロードバランシングに関して、 UMTSのセル設計に関して、 UMTS— GSM間のバランシングについて述べたものがある（例えば、非特許文献 1参照）。

[0009] また、 LTE— UMTS間のバランシングについて、特に複数のオペレータがネットヮークを共用する場合について述べたものがある（例えば、非特許文献 2参照）。

[0010] し力、し、トラヒックロードバランシング、キャンプロードバランシングを区別した観点で議論したものはない。

非特許文 1： J. Laino, A. Wacker, and T. Novosaa, Radio Network Planning and Optimisation for UMTS", John Wiley & Sons, Chichester, 2002， p.229-231.

非特許文献 2 : T— Mobile, R2 - 060934, "Load sharing using cell rese lection, TSG— RAN WG2 # 52, Athens, March 27— 31 , 2006 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] ロードバランシングでは、（1)運用（OAM : Operation and Management)の負荷を軽減すること、（2)遅延を短縮すること、例えばアイドル (IDLE)からアクティブ (ACTIVE)へ移行する時間を短縮すること、（3)移動局が待ち受け中に行なう周辺セルの測定の負荷を軽減すること、（4)待ち受け中のシグナリング量を低減することなどが要求されている。

[0012] そこで、本発明は、上述した問題点、すなわち要求事項の少なくとも 1つを解決するためになされたものであり、その目的は、特に複数キャリア運用時に報知情報ゃぺージングのオーバヘッドを削減でき、かつアイドルからアクティブへ移行する時間を短縮することができる基地局および移動局並びにセル選択方法を提供することにある。課題を解決するための手段

[0013] 上記課題を解決するため、本発明の基地局は、

所定の帯域幅を有する複数のセルを運用し、

各セルにおけるトラヒック状況を測定する負荷測定手段；

前記トラヒック状況に基づいて、移動局がアイドルからアクティブに遷移する場合にアクセスする事前選択セルを選択するための選択確率を計算する選択確率計算手段；

前記選択確率を報知する報知手段；

前記移動局がアクセスした前記事前選択セルとの回線接続を行なう制御プレーン制御手段；

を備えることを特徴の 1つとする。

[0014] このように構成することにより、移動局に対して、待ち受けセルとは異なるセルにァクセスさせることカできる。

[0015] 本発明の移動局は、

基地局は、所定の帯域幅を有する複数のセルを運用し、各セルにおけるトラヒック状況に基づいて計算された移動局がアイドルからアクティブに遷移する場合にァクセスする事前選択セルを選択するための選択確率を報知し、

前記選択情報に基づいて、自局がアイドルからアクティブに遷移する場合にァクセスする事前選択セルを選択するセル選択手段；

前記セル選択手段により選択された事前選択セルとの回線設定を行なう制御プレーン制御手段；

を備えることを特徴の 1つとする。

[0016] このように構成することにより、移動局は、基地局から報知された選択確率に基づいて、自局がアイドルからアクティブに遷移する場合にアクセスするセルを選択し、ァクセスすることができる。

[0017] 本発明のセル選択方法は、

基地局が、自局が運用する所定の帯域幅を有する複数のセルの各セルにおけるトラヒック状況を測定する負荷測定ステップ；

前記基地局が、前記トラヒック状況に基づいて、移動局がアイドルからアクティブに遷移する場合にアクセスする事前選択セルを選択するための選択確率を計算する選択確率計算ステップ；

前記基地局が、前記選択確率を報知する報知ステップ；

移動局が、前記選択情報に基づいて、前記事前選択セルを選択するセル選択ステップ；

移動局が、前記事前選択セルにアクセスするステップ；

前記移動局と前記事前選択セルとが回線接続を行なう制御プレーン制御ステップ；を有することを特徴の 1つとする。

[0018] このように構成することにより、基地局は、移動局に対して、待ち受けセルとは異なるセルにアクセスさせることができ、移動局は、基地局から報知された選択確率に基づいて、自局がアイドルからアクティブに遷移する場合にアクセスするセルを選択し、アクセスすることができる。

発明の効果

[0019] 本発明の実施例によれば、複数キャリア運用時に報知情報やページングのオーバヘッドを削減でき、かつアイドルからアクティブへ移行する時間を短縮することができる基地局および移動局並びにセル選択方法を実現できる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]LTEにおけるバンドの増加を示す説明図である。

[図 2]セルのタイプを示す説明図である。

[図 3]セル、セルセット、セルレイヤを示す説明図である。

[図 4]本発明の一実施例に力、かる移動通信システムの動作を示すフロー図である。

[図 5]本発明の一実施例にかかる事前選択セルの選択方法を示す説明図である。

[図 6]本発明の一実施例に力、かるシステム情報の一例を示す説明図である。

[図 7]本発明の一実施例に力、かるシステム情報の一例を示す説明図である。

[図 8]本発明の一実施例に力、かるシステム情報の一例を示す説明図である。

[図 9]本発明の一実施例に力、かる移動局におけるリセレクションを示す説明図である園 10]本発明の一実施例に力、かる基地局を示す部分ブロック図である。

園 11]本発明の一実施例に力、かる移動局を示す部分ブロック図である。

符号の説明

100 基地局

102 送受共用部

104 ドミナントセル処理部

106、 114、 122、 202 RF回路

108、 116、 124、 208 ユーザプレー

110、 118、 126 負荷測定部

109 ページングチャネル生成部

112 ブロードキャストチャネル生成部

130 選択確率計算部

132、 206 制御プレーン処理部

134 ネットワークインタフェース

200 移動

204 ブロードキャストチャネル受信部

210 ユーザインタフェース

212 受信品質測定部

214 待ち受けセル受信品質測定部

216 事前選択セル受信品質測定部

218 閾値判定部

220 制御部

222 セル選択部

224 移動局能力記憶部

226 選択セル記憶部

発明を実施するための最良の形態

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

[0023] 本発明の実施例に力、かる基地局および移動局が適用される移動通信システムについて、図 2を参照して説明する。

[0024] 本実施例に力、かる移動通信システムは、基地局（eNB : eNode B)と移動局（UE

： User Equipment)とを ϋ困え^)。

[0025] 基地局では、 1または複数のバンドで、複数のキャリア、例えば 20MHzのキャリア、

10MHzのキャリア、 5MHzのキャリアなどがオペレータにより運用される。例えば、 L TEにより、ライセンスを受けた周波数帯が運用される。ここで、上述したように、バンドとは、 LTEシステムが運用される周波数帯域を示し、例えば 800MHz帯、 2GHz帯である。また、キャリアとは、各周波数帯域で運用されるシステムの帯域幅を示し、 LT Eでは、 1. 25MHz, 2. 5MHz、 5MHz、 10MHz、 15MHzおよび 20MHzのいずれかに対応できることが要求されている。すなわち、 1キャリアの帯域幅として、 1. 25 MHz, 2. 5MHz、 5MHz、 10MHz, 15MHzおよび 20MHzの!/ヽずれ力、カ選択される。

[0026] 図 2には、 1つのバンド内で、複数のキャリアが運用される例を示している。この例では、 1つのノン K内で、 20MHz, 10MHz, 5MHzおよび 20MHzのキヤ!;ァカ運用されている。キャリアはセルとも呼ばれる。

[0027] 1つのバンドで運用される複数のキャリアのうち、あるキャリア、例えば 20MHzのキャリアでのみ報知情報を送信するブロードキャストチャネル (BCH)と、ページングを送信するページングチャネル (PCH)が送信される。残りのキャリアでは、ページングチャネルは送信されず、ブロードキャストチャネルの送信は行われる力該ブロードキャストチャネルで送信される情報は、必要最小限の情報に限られる。必要最小限の情報には、例えばシステムフレームナンノー (system frame number)、ランダムアクセス規制十報 (dynamic persistence level for random access control )およびブロードキャストチャネルおよびページングチャネルを送信しているキャリアの位置を不す情幸！ ¾ ( associated dominant cell carrier frequency code)カ p¾まれる。

[0028] 上述したように、ブロードキャストチャネルとページングチャネルとを送信するキヤリァ、およびページングチャネルは送信せずに、ブロードキャストチャネルで必要最小限の情報を送信するキャリアとが存在する。この 2種類のキャリア（セル）をそれぞれドミナントセノレ（dominanto cell)、およびサブオーディネートセノレ（subordinate eel 1)と呼ぶ。すなわち、ドミナントセルは、移動局がアイドル中に待ち受けることも、ァクティブ中に通信することもできるセルであり、同期チャネル、ブロードキャストチャネル、ページングチャネル、その他のチャネルを送信できる。サブオーディネートセルは、移動局がアイドル中の待ち受けはできないが、アクティブ中に通信することができるセルであり、同期チヤネノレ、ブロードキャストチャネルを送信できる。

[0029] また、同じ基地局で運用される同一バンドに含まれるセルの組をセルセットと呼ぶ。

セルセットは、少なくとも 1つのドミナントセルを含む。また、セルセットには 1以上のサブオーディネートセルが含まれるようにしてもよい。

[0030] 例えば、図 3に示すように、 1基の基地局（eNBl)があり、その基地局ではバンド

A (Band A)とバンド B (Band B)が運用されている。さらに、バンド Aは 3つのキャリア（セル）、すなわち、 fAl、 fA2および fA3が運用され、バンド Bは 2つのキヤリァ、すなわち、 fBlおよび fB2が運用されている。たとえば、 fAl、 fA2、 fA3、 fBlおよび fB2の帯域幅は 10MHzである。また、 fAl、 fA2、 fA3、 fBlおよび fB2の帯域幅は、 5MHzであってもよいし、 20MHzであってもよい。

[0031] 図 3において、例えば fAlおよび fBlがドミナントセルであり、 fA2、 fA3および fB2 がサブオーディネートセルである。また、同一バンド Aに含まれるセル、すなわち fA 1、 fA2および fA3の組、および同一バンド Bに含まれるセル、すなわち fBlおよび f B2の組がセルセット（Cell set)である。

[0032] また、基地局 eNBlとは異なる場所に設置された少なくとも 1基の基地局、例えば e NB2においても同様の運用が行なわれ、ドミナントセル、サブオーディネートセル、セルセットが定義される場合、同じキャリアの組をセルレイヤ（Cell layer)と呼ぶ。すなわち、セノレレイヤとは、中心周波数（center frequency)と帯域幅（bandwidth) とが等しいセル同士をいう。 [0033] 図 3では、 eNBlで運用されている、 fAl、 fA2、 fA3、 fBlおよび fB2と、 eNB2で運用されている、 fAl、 fA2、 fA3、 fBlおよび fB2とをそれぞれ組にしてセルレイヤと呼ぶ。

[0034] 次に、本実施例に力、かる移動通信システムの動作について、図 4を参照して説明する。本実施例においては、基地局 100が、 1つのドミナントセルおよびサブオーディネートセルを運用する場合につ!/、て説明する力複数のドミナントセルおよびサブォ一ディネートセルが運用される場合においても適用できる。

[0035] また、本実施例においては、移動局 200が待ち受けを行うドミナントセルを待ち受けセル、移動局 200が後述する選択確率に基づいて予め選択し、ランダムアクセスチヤネルを送信し、イニシャルアクセス（initial access)を行うドミナントセルまたはサブオーディネートセルを事前選択セル（Pre— selected cell)と呼ぶ。事前選択セルは、ァクセシングセルとも呼ばれる。また、移動局 200が選択確率に基づいて、待ち受けセルを事前選択セルとして選択する場合もある力本実施例においては、待ち受けセルと事前選択セルとが異なる場合について説明する。

[0036] 基地局は、ドミナントセルおよびサブオーディネートセルの選択確率を報知する（ステツプ S402)。選択確率は、ドミナントセルのみで報知される。

[0037] 移動局 200は、待ち受けセルで、待ち受けを行なう。移動局 200は、待ち受けセル力送信された報知情報を受信し、該報知情報に含まれる選択確率にしたがって、イニシャルアクセスを行なうセル、すなわち事前選択セルとして、ドミナントセルおよびサブオーディネートセルのなかから、 1つのセルを選択する。すなわち、移動局 200 は、待ち受けセルから報知された報知情報を受信し、該報知情報に含まれる選択確率に基づいて、現在待ち受けを行なっているセルとは別に、イニシャルアクセスを行なうセル（事前選択セル）を事前に選択する。待ち受けを行なうセルはドミナントセル、イニシャルアクセスはドミナントセルまたはサブオーディネートセルから選択される。

[0038] 着信時の動作について説明する。

[0039] コアネットワークから送信されたデータは、アクセスゲートウェイ（aGW: access G ateway)、すなわち上位局にバッファされる（ステップ S406)。このアクセスゲートゥエイは、論理ノードの場合には、 MME/UPEと呼ばれ、 MMEが制御プレーン（C — plane)の論理ノード、 UPEがユーザプレーン（U— Plane)の論理ノードである。

[0040] MMEは、移動局 200を呼び出す。 MMEは、移動局が位置登録した情報を保持しているため、どの基地局にページングすればよいか分かっているため、その基地局にページングを送信する（ステップ S408)。

[0041] 基地局 100では、 MME/UPEから送信されたページングに基づいて、待ち受けセル力移動局に対してページングが送信される。例えば、待ち受けセルは、ページングインジケータチャネルを送信し (ステップ S410)、次に、ページングチャネルを送信する（ステップ S412)。ページングチャネルには、国際移動加入者識別 ID/ (或いは）移動加入者識別 ID (IMSI/TMSI : international mobile subscriber id entifier/ temporary mobile subscriber identifier)と、通信種另リを不す caus e IDなどが含まれる。

[0042] ページングチャネルを受信した移動局 200は、自局のグロ一ノル ID、すなわち IM SI/TMSIが該ページングチャネルに含まれて!/、るか否かを判断し、含まれて!/、る場合に、事前選択セルに、ランダムアクセルチャネル（RACH : Randum Access CHannel)によりアクセスする（ステップ S414)。移動局 200は、アイドル中に、事前にアクセスするセルを選択して!/、るので、どのセルにアクセスすべきか分かって!/ヽる。すなわち、待ち受けセルではなく事前選択セルにアクセスする。この場合、事前選択セルと待ち受けセルとが異なる場合には、待ち受けセルとは異なる周波数でァクセスを fiう。

[0043] その後の回線設定は、移動局 200と事前選択セルとの間で行われる。

[0044] 具体的には、移動局 200は、ランダムアクセルチャネルを事前選択セルに送信する

(ステップ S414)。 RACHには、例えば署名（signature)、 CQI (Channel Qualit y Indicator)、目的（purpose)の情報が含まれる。

[0045] 次に、事前選択セルは、 RACHに対する応答（RACH response)を、移動局 20

0に送信する（ステップ S416)。 RACH responseには、例えば署名、タイミングァドノンス (TA : Timing Advanceノ、 C—— RNTI (cell specific— Radio Networ k Temorary ID)、 UL grantの情報が含まれる。

[0046] RACHに対する応答に基づいて、コネクションリクエストが上りリンクで送信されるが、 LTEでは、上りリンクにおいても共有チャネルを使ってスケジューリングが行われることが想定されている。基地局 100は、 UL grantとして、タイムフレームと周波数ブロックと情報量を指示する。周波数ブロックはリソースブロックと呼ばれることも、上りではリソースユニットと呼ばれることもある。上りリンクでは、 SC— FDMA ( Single Carr ier— Frequency Division Multiple Access)方式； 0、適用されるにめ、ネ屋数のサブキャリアのうちの所定のサブキャリアにより構成されるリソースユニットが用意され、これらのリソースユニットのうち、使用するリソースユニットが指示される。

[0047] C— RNTIは、移動局を識別するための RANで使用される IDである。

[0048] タイミングアドバンスについて説明する。 UL grantにより、上り共有チャネルで送信する、タイムフレームと周波数ブロックとが指示されるが、移動局のセル内における位置により、伝搬遅延が異なってくるため、同じタイミングで送信すると基地局 100で受信できるタイミングがずれ、時間軸上で、タイムフレームが前後でかぶってしまう虞がある。そこで、所定のタイムフレーム内に受信タイミングが収まるように、送信タイミングを調整する必要がある。その送信タイミングを調整するための情報をタイミングァドバンスとよぶ。タイミングアドバンスは、例えば GSMシステムでも用いられている。

[0049] 次に、移動局 200は、接続要求（Conn, requset : Connection requset)を、事前選択セルに送信する（ステップ S418)。

[0050] 次に、事前選択セルは、接続要求（Conn, requset : Connection requset) を、 MME/UPEに送信する（ステップ S420)。

[0051] MME/UPEは、接続要求に基づいて、回線設定を行う。 MME/UPEは、接続セットアップ (Conn, setup： Connection setup)を事刖選択セノレに送信する ( ステップ S422)。

[0052] 事前選択セルは、移動局 200に、接続セットアップを送信する（ステップ S424)。

[0053] 移動局 200は、接続のセットアップを行い、接続セットアップが完了したことを示す接続セットアツフ J (Conn, setup complete： Connection setup comple te)を事前選択セルに送信する（ステップ S426)。

[0054] 上述した手順のうち、ステップ S414からステップ S426は一例であり、ページングを受けるセルとイニシャルアクセスを行うセルとが異なる場合がある点を除いて、適宜変更可能である。例えば、 MME/UPEからの応答（ステップ S422)を待たずに基地局から移動局へのステップ S424を実施する場合もある。

[0055] 次に、発信の場合について説明する。

[0056] この場合、上述したステップ S414以降の処理が行われる。すなわち、移動局 200 に対して発信操作が行われると、移動局 200は RACHを事前選択セルに送信する。

[0057] 次に、待ち受けセルが報知する選択確率の設定方法について説明する。

[0058] 将来的に、 Band A capable UEと、 Band A+B capable UEが混在してくる。例えば Band A capable UEと、 Band A+B capable UEが半々の割合で存在した場合に、選択確率を用いずに選択する場合、 Band A capable UEは , Band Αを選択し、 Band A+B capable UEは、 Band Aと、 Band 8を50 : 5 0の割合で選択する。この場合トータルでみると、 Band Aと、 Band Bとは 75 : 25で選択されることになり、 Band Aに偏ってしまうため好ましくない。

[0059] したがって、 Band Aと、 Band Bに負荷分散させるために、巿場に出ている移動局の割合などに基づいて、選択確率を求める。例えば、 Band A capable UEと、 Band A+B capable UEとの割合が 40% : 60%であり、均等にロードバランシングを行う場合、 Band Aを選択する確率を Pr 、 Band Bを選択する確率を Prとす

A B

ると（Pr = 1 -Pr )、0. 4 + 0. 6Pr =0. 6Prを計算することにより、 Pr = 17%、 P

B A A B A

r = 83%となる。

B

[0060] したがって、 Band A+B capable UEに対しては、 Band Aを選択する確率を

17%、 Band Bを選択する確率を 83%と判断するように報知することにより、負荷分散を実現できる。

[0061] また、 Band Aが 2つの 10MHzの帯域幅を有するセノレ Alおよび A2を有し、 Band

Bが 1つの 10MHzの帯域幅を有するセルを有する場合、同様の計算を行うことにより、 Pr =44%、 Pr = 56%となる。さらに、具体的には、 Pr = 22%、 Pr = 22%、

A B Al A2

Pr = 56%となる。

B

[0062] この選択確率は、一旦決定されれば、同じパラメータで所定の期間使用できる。

[0063] また、基地局 100は、各セルにおける負荷状況、例えばドミナントセル、サブオーディネートセルにおける負荷状況を計算し、該負荷状況に基づいて選択確率を計算するようにしてもよい。実際、負荷状況はセルによって異なるし、瞬時によっても異なる。そのダイナミックな負荷の変動に基づいて、選択確率を計算する。

[0064] 例えば、 Band Aが 2つのセル A1および A2を有し、 Band Bが 1つのセルを有し、残りの無線リソース量力 A1 :A2 : B = 3 : 1 : 2である場合、 Pr = 33%、 Pr = 11

Al A2

%、 Pr = 56%となる。

B

[0065] また、図 5に示すように、あるバンドで、 A、 Bおよび Cのキャリア（セル）が運用され、セノレ Aの帯域幅力 ¾ΟΜΗζ、セル Βの帯域幅力 OMHz、セル Cの帯域幅力 S5MHz である場合について説明する。残りの無線リソースの比は、セル A:セル B :セル C = 4 : 2. 5 : 3でぁり、負荷状況は八〉8〉じでぁる。

[0066] この状況で、移動局 200の選択するセルについて説明する。

[0067] LTEでは、移動局の最低の送受信能力が 10MHzに設定される。 LTEでは、上述したようにセノレの帯域幅として、 1. 25MHz, 2. 5MHz、 5MHz、 10MHz, 15MHz および 20MHzのバンド幅に適用できるシステムにすることが要求される。例えば、ォペレータが 20MHzのライセンスを取れれば、 20MHzのバンド幅で運用する。

[0068] この場合、 10MHz以下の周波数帯、すなわち 1. 25MHz、 2. 5MHzおよび 5M Hz、 10MHzの帯域幅で運用されているセルであれば、 10MHzの送受信能力を有する移動局は問題なく通信できる。しかし、 20MHzの帯域幅で運用されているセルでは、該 20MHzの帯域の一部分を使用して通信を行うことになる。

[0069] したがって、 20MHzの送受信能力を有する移動局は、キャリア Aを選択するのが一番よい。キャリア Aは一番混んでいる、すなわち負荷状況が最も大きいが、残りの無線リソース量 4を使用できる。したがって、キャリア Aを使用することにより、スループットが一番出る。次に、残りの無線リソースが 2番目に大きいのはキャリア Cであるのでキャリア Cを選択するのがよい。最後に、キャリア Bが選択されるのがよい。

[0070] 一方、 10MHzの送受信能力しかない移動局は、キャリア Aを選択すると、残りの無線リソース量は 4である力 20MHzの帯域幅で運用されているため、半分しか使用できず、実際 2し力、使用できない場合もある。したがって、この場合、キャリア Aの残り無線リソースは 2とみなす必要がある。したがって、この場合、残りの無線リソースが 3 であるキャリア Cを選択するのが一番よい。次に、残りの無線リソースが 2番目に大きいのはキャリア Bであるのでキャリア Bを選択するのがよい。最後に、キャリア Aが選択されるのがよい。

[0071] 上述したように、移動局の送受信能力が 10MHzであるの力、 20MHzであるのかで

、同じ負荷状況でも、選択するセルが変わってくる。

[0072] したがって、移動局の能力の比に加えて、各セルのサポートする帯域幅を報知するようにしてもよい。すなわち、この場合、セル A= 20MHz、セル B= 10MHzおよびセル C = 5MHzであると!/、う情報を通知する。

[0073] したがって、選択確率、負荷状況、各セルの帯域幅を報知することにより、移動局は、最適なセルを選択できる。

[0074] 次に、基地局 100のドミナントセル (待ち受けセル）が選択確率とともに送信する報知情報について説明する。

[0075] (1)各バンド内でドミナントセルが少なくとも 1つ存在し、残りはサブオーディネートセルである場合

例えば、トラヒックロードバランシングを行うため、イニシャルアクセスを行う上り信号を送信するセルを事前に選択する場合に相当する。

[0076] この場合、図 6に示すように、セルレイヤの数（Number of cell layer)、セルレィャ周波数コード数（Cell layer frequency code number)、セノレレイヤ帯域幅 (cell layer bandwidth)、選択確率 (Selection ( initial access) probabilit y)が通知される。

[0077] ここで、セルレイヤ帯域幅は、全レイヤが同じ帯域幅の場合には通知する必要はない。また、選択確率の代わりに負荷レベルを通知するようにしてもよい。

[0078] (2)各バンドをまとめて 1つのセルセットとする場合

この場合、図 7に示すように、バンドの数（Number of bands)、

バンドインジケータ（Band indicator)、バンドの選択確率（Band selection prob ability)、セルレイヤの数（Number of cell layers)、セルレイヤ周波数コード数（ Cell layer frequency code number)、セノレレイャ ¾½—虽 (cell layer band width)、選択確率（Selection ( initial access) probability)が通知される。

[0079] ここで、セルレイヤの数は、各バンドに含まれるセルレイヤの数である。 [0080] (3)キャンプロードバランシングとトラフィックロードバランシングの両方を行う場合例えば、 Band Aにセノレ Al、 A2および A3が含まれ、 Band Bにセル B1および B 2が含まれ、ドミナントセルがセル A1および B1であり、サブオーディネートセルがセル A2、 A3および B2である場合、セノレ A1とセル B1との間で、キャンプロードバランシングを行う必要があり、セル Al、 A2、 A3、 B1および B2の間でトラヒックロードバランシングを行う必要がある。

したがって、この場合、ドミナントセルの情報とサブオーディネートセルの情報とが通知される。

[0081] この場合、図 8に示すように、バンドの数（Number of bands)、バンドインジケータ（Band indicator)、ノンドの選択確率（Band selection probability)、ドミナントセノレレイヤの数 (Number of dominant cell layers)、セノレレイヤ周波数コード番号 (Cell layer frequency code number)、セノレレイヤ帯域巾虽 (Cell lay er bandwidth)、待ち受けセノレの選択確率（Selection (camping) probability) 、事前選択セルの候補となるセルの選択確率（Selection (initial access) proba bility、サブ、オーディネートセノレレイヤの数 (Number of subordinate cell laye rs)、セノレレイヤ周波数コード番号 (Cell layer frequency code number)、セノレレイヤ帯域幅（cell layer bandwidth)、選択確率（Selection ( initial acce ss) probability)が通失卩される。

[0082] 次に、待ち受けセルと事前選択セルとが選択された状態で、移動局が他の基地局力 Sカバーするエリアに移動する場合について、図 9を参照して説明する。

[0083] 3Gシステムの場合、複数のセルがある場合に、移動局は待ち受けするセルを選択するが、自局の移動にともない、他のセルに待ち受けするセルを変更する。

[0084] 上述したように、待ち受けセル（camped cell)とは、そのセルでページングチヤネルを受信、すなわちページングを受けるセルをいう。また、移動局が待ち受けセルを選択する処理をセル選択（セルセレクション）、移動局が移動中に待ち受けセルを選択し直す処理をセル再選択（リセレクション）と呼ぶ。

[0085] 伝搬状況は瞬時に変化するため、伝搬状況が最もよいセルで待ち受けするのが無線効率的に一番よいが、そのようにするとリセレクションが頻繁に生じて、余計なバッテリを消費してしまう。 3Gシステムでは、 S— criteriaという閾値を用い、待ち受けして V、るセルをカバーする基地局から送信されて!/、るパイロット信号の受信レベル力 S criteriaを下回るまではリセレクトをしないようにすることができる。

[0086] 図 9に示すように、基地局（eNBl) l OOと基地局（eNB2) 100とがあり、各基地局

1 2

は 3セルレイヤを有する。そのうちの 1つ力《ドミナントセルであり、残りの 2つがサブォ一ディネートセルである。ところ力これら 3つの周波数が異なるため、伝搬状態が異なる場合がある。

[0087] 移動局 200は、太い破線で示されるドミナントセルに待ち受けをしている。また、移動局 200は、選択確率に基づいて、細い破線で示されるサブオーディネートセルを事前選択セルとして設定して!/、る（1)。

[0088] 移動局 200が移動し、事前選択セルの受信品質が、所定の閾値、例えば S— crite ria以下となり、これ以上受信品質が悪くなると伝搬状態が悪くてイニシャルアクセスできなく状態となる（2)。この場合、事前選択セルのリセレクションを行う必要がある。この場合、サブオーディネートセルのうち事前選択セルに設定されて!、なレ、他のサブオーディネートセルにリセレクションする。また、ドミナントセルにリセレクションするようにしてもよい。

[0089] 移動局 200がさらに移動し、待ち受けセルの受信品質が、所定の閾値、例えば S— criteria以下となる（3)。ここで、待ち受けセルの変更が必要であると判断される。ここで、移動局 200は周辺セルの受信品質を測定し、受信品質が最もよいセルをカバーする基地局、例えば基地局（eNB2) 100に遷移する。すなわち、待ち受けセルを基

2

地局（eNB2) 100のドミナントセルに変更する。

2

[0090] また、移動局 200は、待ち受けセルの変更にともない、事前選択セルの変更を行う。例えば、基地局 100力の報知情報に基づいて、事前選択セルを選択する。また

2

、遷移先セルにおいても遷移元セルと同様のセルレイヤ構成である場合には、同じセルレイヤに切替えるようにしてもよい。すなわち、中心周波数と帯域幅が変わらない場合、同じセルレイヤに属するセルを事前選択セルとしてリセレクトする。この場合、選択確率は変わってもよい。このようにすることにより、事前選択セルを測定して再選択する処理、すなわち周波数をスキャンする処理を省略できる。 [0091] また、待ち受けセルの変更が行われた場合に、遷移先の基地局から送信される報知情報に含まれる選択確率に基づいて、リセレクトするようにしてもよい。このようにすることにより、事前選択セルが伝搬状態のよいドミナントセルまたはサブオーディネートセルに偏ってしまうことを防止できる。

[0092] 3Gシステムでは、待ち受けセルに対してのみ S— criteriaを満たす必要があつたが、本実施例においては、待ち受けセルに加え、事前選択セルに対しても受信品質の閾値を満たす必要がある。

[0093] この場合、受信品質の閾値、例えば S— criteriaを、待ち受けセルと事前選択セルとで同じィ直としてもよいし、異なるィ直としてもよい。また、異なるィ直とする場合にレイヤ固有の閾値を設定するようにしてもよい。また、待ち受けセルに対する閾値を設定し、事前選択セルに対しては、測定した伝搬状態に基づいて、オフセットを設定し、該閾値とオフセットにより求められる値に基づいて、判断するようにしてもよい。

[0094] 次に、本実施例に力、かる基地局 100の具体的構成について、図 10を参照して説明する。

[0095] 本実施例では、一例として、基地局は、バンド Aで、セル fAl、 fA2および fA3を運用する場合について説明するが、基地局が複数のバンドを運用する場合、各バンドにおいて複数のセル (キャリア）を運用する場合に適用できる。ここでは、セル fAl をドミナントセル、セル fA2および fA3をサブオーディネートセルと呼ぶ。

[0096] 基地局 100は、アンテナを備える送受共用部 102と、ドミナントセル処理部 104と、サブオーディネート処理部 120および 128と、選択確率計算部 130と、制御プレーン処理部 132と、ネットワークインターフェース 134とを備える。ドミナントセル処理部 10 4、サブオーディネート処理部 120および 128では、それぞれ、中心周波数が fAl、 f A2および fA3のキャリアが運用される。

[0097] ドミナントセル処理部 104は、 RF回路 106と、ユーザプレーン処理部 108と、負荷測定部 110と、ページングチャネル生成部 109と、ブロードバンドチャネル生成部 11 2とを備える。

[0098] サブオーディネートセル処理部 120および 128は、 RF回路 114および 122と、ュ一ザプレーン処理部 116および 124と、負荷測定部 118および 126とを備える。 [0099] ドミナントセル処理部 104は、移動局 200が待ち受けを行なう待ち受けセルに関する処理および選択確率に応じて移動局 200により選択される事前選択セルに関する処理を行う。

[0100] サブオーディネートセル処理部 120および 128は、選択確率に応じて移動局 200 により選択される事前選択セルに関する処理を行なう。

[0101] ユーザプレーン処理部 108、 116および 124は、所定の周期でそれぞれ負荷測定部 110、 118および 126に対し、負荷測定を行うように指示する。

[0102] 負荷測定部 110、 118および 126は、ユーザプレーン処理部 108、 116および 124 の指示に応じて、負荷測定を行い、その結果 (負荷状況)を選択確率計算部 130に入力する。

[0103] 選択確率計算部 130は、負荷測定部 110、 118および 126により入力された負荷状況に基づいて、上述した方法により選択確率を計算し、ブロードキャストチャネル生成部 112に入力する。

[0104] ブロードキャストチャネル生成部 112は、入力された選択確率を含む報知チャネルを生成し、 RF回路 106に入力する。

[0105] RF回路 106は、入力された報知チャネルを、送受共用部 102を介して送信する。

[0106] ページングチャネル生成部 109は、ページングインジケータチャネルおよびページングチャネルを生成し、 RF回路 106に入力する。

[0107] RF回路 106は、入力されたページングインジケータチャネルおよびページングチヤネルを、送受共用部 102を介して送信する。

[0108] 移動局 200から送信された RACHは、事前選択セルとして選択されたセルに応じて、ドミナントセノレ処理部 104の RF回路 106、サブオーディネートセル処理部 120の RF回路 114またはサブオーディネートセル処理部 128の RF回路 122のいずれかを介して、制御プレーン処理部 132に入力される。

[0109] 制御プレーン制御部 132は、 RRC (Radio Resource Control)、 MAC (Mediu m Access Control)処理を行なう。具体的には、図 4を参照して説明したステップ S416、ステップ S420およびステップ S424に関する処理、例えば、 C— RNTIを移動局に割り当て、 TAおよび UL grantを指定し、コネクションリクエストを MME/U PEに送信し、コネクションセットアップを移動局 200に送信する処理を行う。

[0110] 移動局 200から送信されたデータは、コネクション設定が行なわれた事前選択セルに受信される。例えば、事前選択セルとしてキャリア周波数 fA2が運用されているセルが選択された場合、移動局 200から送信されたデータは送受共用部 102を介して、 RF回路 114に受信され、ユーザプレーン処理部 116に入力される。

[0111] ユーザプレーン処理部 116は、ユーザデータに関する処理を行う。例えば、受信データを、ネットワークインターフェース 134を介して、受信側の移動局（外部）に送信する。また、例えば、ユーザデータのバッファリング、セグメンテーション、リアセンブリ、符号化、復号化、再送処理、パケット破棄処理、フローコントロールなどを行う。

[0112] 次に、本実施例に力、かる移動局 200の具体的構成について、図 11を参照して説明する。

[0113] 移動局 200は、 RF回路 202と、ブロードキャストチャネル受信部 204と、制御プレーン処理部 206と、ユーザプレーン処理部 208と、ユーザ I/F210と、受信品質測定部 212と、セル選択部 222と、移動局能力記憶部 224と、選択セル記憶部 226と、閾値判定部 218と、制御部 220とを備える。受信品質測定部 212は、待ち受けセル受信品質測定部 214と、事前選択セル受信品質測定部 216とを備える。

[0114] 基地局 100から送信された選択確率を含む報知チャネルは、 RF回路 202を介してブロードキャストチャネル受信部 204に入力される。

[0115] ブロードキャストチャネル受信部 204は、報知チャネルに含まれる選択確率を抽出し、セル選択部 222に入力する。

[0116] セル選択部 222は、選択確率に基づいて、事前選択セルを選択する。この場合、自局の能力が記憶された移動局能力記憶部 224を参照して事前選択セルを選択するようにしてもよい。また、基地局 100から送信される報知チャネルに、は各セルのサポートする帯域幅 (バンド幅）が通知される場合には、上述したように各セルのサポートする帯域幅に基づレ、て選択するようにしてもよ!/、。

[0117] また、セル選択部 222は、サービスに基づいて事前選択セルを選択するようにしてもよい。例えば、 MBMS (Multimedia Broadcast/Multicast Service)を受信している場合、 MBMSが送信されているセル、或いは該セルが含まれるバンドに属する他のセルを、事前選択セルとして選択する。例えば、待ち受けセルは fAlで， M BMSは fB2でサービスが行われている場合、セル選択部 222は、 MBMSを受信し、かつュニキャストサービスを平行して受けたい場合には、 f_A2、 f A3を選択した場合、 MBMSを fB2で受けることは困難である。したがって、 fBlを選択するか、 fB2で MB MSのキャリアの中でュニキャストのサービスを受けるようにする。

[0118] また、例えば、 VoIP (Voice over Internet Protocol)のユーザを同じバンド/ キャリアに固めてしまうようにしてもよい。 VoIPは、低遅延が要求され、伝送レートが低い特徴を有する。このようなユーザに対して同じバンド/キャリアを選択するようにすることにより、無,線効串を上げること力 Sできる。

[0119] また、例えば、融通の利くサービス、すなわち多少遅延が生じてもサービスを維持できるサービス、例えばウェブブラウジング、ファイルダウンロードと、融通の利かないサービス、例えば VoIP,ストリーミングとを全キャリアでバランスさせるように割り当てるようにしてもよい。

[0120] また、プレミアムユーザに対してカバレッジのよいセルを選択させるようにしてもよい。例えば、 2GHz帯で運用されているセルと、 800MHz帯で運用されているセルとでは、 800MHz帯で運用されているセルの方力一般的に伝搬状態がよくなる。したがって、プレミアムユーザに対し、事前選択セルとして 800MHz帯で運用されているセルを選択させるようにする。

[0121] また、セル選択部 222は、トラヒックロードに基づいて事前選択セルを選択するようにしてもよい。例えば、上述したように残りのリソース量、送信電力に基づいて事前選択セルを選択する。また、例えば、上述したサービスのタイプ別のトラヒックロードに基づレ、て事前選択セルを選択する。

[0122] また、セル選択部 222は、移動局 200の移動速度に基づいて事前選択セルを選択するようにしてもよい。例えば、高速移動している移動局であればセル数が少なぐセル半径の大きくカバレッジが大きいセルを事前選択セルとする。一方、低速移動している移動局であれば、セル半径の小さぐセル数の多いレイヤを事前選択セルとする

〇

[0123] セル選択部 222は、事前選択セルに関する情報、例えば、図 6—図 8を参照して説明した情報を選択セル記憶部 226に記憶する。また、選択セル記憶部 226には、待ち受けセルに関する情報も記憶されている。

[0124] 制御部 220は、選択セル記憶部 226に記憶された情報に基づ!/、て、周波数の設定などを行う。また、閾値判定部 218の判定結果により待ち受けセル及び/或いは事前選択セルの再選択が必要となった場合は、受信品質測定部 212に対して他セルサーチを実行させ、他セルを測定させるように制御する。更には、セル選択部 222に再選択を実行させるよう、制御する。

[0125] 一方、ブロードキャストチャネル受信部 204は、選択確率以外の情報を制御プレーン制御部 206に入力する。制御プレーン制御部 206は、入力された情報に基づいて、ページングチャネルに対する応答、すなわち RACHを、 RF回路 202を介して、事前選択セルに送信する処理を行う。その後、上述したように、事前選択セルとの間で回線設定を行う。

[0126] ユーザプレーン制御部 208は、制御プレーン制御部 206にしたがった処理を行い、送信データを、 RF回路 202を介して送信する。また、 RF回路 202を介して受信データを受信する。

[0127] また、受信品質測定部 212は、周期的にセルの受信品質の測定を行い、受信品質情報を閾値判定部 218に入力する。具体的には、待ち受けセル受信品質測定部 21 4により待ち受けセルの受信品質の測定が行われ、事前選択セル受信品質測定部 2 16により事前選択セルの受信品質の測定が行われる。また、制御部 220から指定された場合に他セルサーチを行い、他セルを測定する。測定結果をセル選択部 222に渡してセル選択/再選択の材料を提供する。

[0128] 閾値判定部 218は、入力された受信品質を予め設定された閾値、例えば S— crite riaとを比較し、入力された受信品質が該閾値以下となったか否かを判断する。閾値判定部 218は、入力された受信品質が該閾値以下となった場合、制御部 220に通知する。制御部 220は、受信品質が該閾値以下となったことが通知された場合、事前選択セルの受信品質が閾値以下となった場合には、他の受信品質のよいセルを新たな事前選択セルに指定する。また、待ち受けセルの受信品質が閾値以下となった場合には、他のドミナントセルのうち、受信品質のよいドミナントセルを新たな待ち受けセルに指定する。具体的には、 RF回路 202に対して周波数を変更するコマンドを入力し、周辺セルサーチを行う。

[0129] 周波数を変更するコマンドにしたがって、 RF回路 202は、周波数の変更を行う。受信品質測定部 212は、周辺セルの受信品質を測定し、セル選択部 222に入力する。セル選択部 222は、選択確率、受信品質に基づいて、待ち受けセルを選択し、その待ち受けセルに関する情報を選択セル記憶部 226に入力する。制御部 220は、選択セル記憶部 226に記憶された待ち受けセルに関する情報にしたがって、 RF回路 2 02に対し周波数の設定を行い、また制御プレーン処理部 206に対し、バンド幅の指定などを行う。

[0130] 本実施例によれば、移動局は、基地局から通知された選択確率に基づいて、ィニシャルアクセスを行う事前選択セルを選択できるため、複数キャリア運用時に待ち受けセルを限定しつつ、アイドルからアクティブへ移行する際の遅延を短縮することができる。待ち受けセルを限定できるため、報知情報、ページングのオーバヘッドを削減できる。

[0131] 説明の便宜上、本発明を幾つかの実施例に分けて説明したが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなぐ 2以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明した力特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。

[0132] 以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなぐ様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。

[0133] 本国際出願は、 2006年 8月 22日に出願した日本国特許出願 2006— 225920号に基づく優先権を主張するものであり、 2006— 225920号の全内容を本国際出願に援用する。

産業上の利用可能性本発明にかかる基地局および移動局並びにセル選択方法は、無線通信システムに適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 所定の帯域幅を有する複数のセルを運用し、

各セルにおけるトラヒック状況を測定する負荷測定手段；

前記選択確率を報知する報知手段；

を備えることを特徴とする基地局。

[2] 請求項 1に記載の基地局において：

前記選択確率計算手段は、移動局の対応できる周波数帯域および帯域幅のうち少なくとも一方を示す移動局能力情報に基づいて、前記選択確率を計算することを特徴とする基地局。

[3] 請求項 1に記載の基地局において：

前記選択確率計算手段は、各セルにおける残りの無線リソースに基づいて、前記選択確率を計算することを特徴とする基地局。

[4] 基地局は、所定の帯域幅を有する複数のセルを運用し、各セルにおけるトラヒック状況に基づいて計算された移動局がアイドルからアクティブに遷移する場合にァクセスする事前選択セルを選択するための選択確率を報知し、

を備えることを特徴とする移動局。

[5] 請求項 4に記載の移動局において：

前記複数のセルは、移動局がアイドル中の待ち受けおよびアクティブ中に通信ができるドミナントセルと、移動局がアクティブ中に通信ができるサブオーディネートセルにより構成され、

前記セル選択手段は、前記ドミナントセルにより報知された選択確率に基づ!/、て、ドミナントセルおよびサブオーディネートセルの中から、事前選択セルを選択することを特徴とする移動局。

[6] 請求項 4に記載の移動局において：

前記選択確率を報知する待ち受けセルと、前記事前選択セルにおける受信品質を測定する受信品質測定手段；

前記待ち受けセルおよび前記事前選択セルにおける受信品質が所定の閾値を満たすか否力、を判断する閾値判定手段；

を備え、

前記セル選択手段は、前記待ち受けセルにおける受信品質が所定の閾値を満たさなレ、場合に、前記待ち受けセルおよび前記事前選択セルを再選択することを特徴とする移動局。

[7] 請求項 6に記載の移動局において：

前記セル選択手段は、選択確率に基づいて、待ち受けセルおよび事前選択セルを選択することを特徴とする移動局。

[8] 請求項 6に記載の移動局において：

前記セル選択手段は、前記事前選択セルにおける受信品質が所定の閾値を満たさなレ、場合に、前記事前選択セルを再選択することを特徴とする移動局。

[9] 請求項 6に記載の移動局において：

前記待ち受けセルにおける受信品質に対する閾値と、前記事前選択セルにおける受信品質に対する閾値とは、異なる値であることを特徴とする移動局。

[10] 請求項 6に記載の移動局において：

前記事前選択セルにおける受信品質に対する閾値は、前記待ち受けセルにおける受信品質に対する閾値に所定のオフセットを加えた値であることを特徴とする移動局。

[11] 基地局が、自局が運用する所定の帯域幅を有する複数のセルの各セルにおけるトラヒック状況を測定する負荷測定ステップ；前記基地局が、前記トラヒック状況に基づいて、移動局がアイドルからアクティブに遷移する場合にアクセスする事前選択セルを選択するための選択確率を計算する選択確率計算ステップ；

前記基地局が、前記選択確率を報知する報知ステップ；

移動局が、前記事前選択セルにアクセスするステップ；

前記移動局と前記事前選択セルとが回線接続を行なう制御プレーン制御ステップ；を有することを特徴とするセル選択方法。