JP2002528977A - セルの再選択の方法、およびネットワークの一部および加入者端末 - Google Patents

セルの再選択の方法、およびネットワークの一部および加入者端末

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Abstract

(57)【要約】 本発明はセルラー・ネットワークにおいてセル再選択を行なう方法、および該方法を使用する加入者端末およびネットワークの一部に関する。該方法においては、（４０２）として加入者端末は現行のセルから受信した情報に從い隣接のセルの受信した電力を測定し、（４０６）として隣接のセルの１つが新しいセルとして選択され、（４０８）として加入者端末は新しいセルから送られたシステム情報の一部を受信し、（４０８、４１２）として新しいセルのシステム情報を受信するに要した時間が新しいセルから送られたシステム情報の一部における長さ情報を使用して演算される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、セルラー・ネットワークにおいてセルの再選択を実現する方法に関
する。さらに詳細には、本発明は、汎用パケット無線サービス（General Packet
Radio Service, GPRS）を用いたセルラー・ネットワークと、そのネットワーク
で用いられるパケット放送制御チャネル（Packet Broadcast Control Channel,
PBCCH）と、PBCCHへのシステム情報のマッピングに関する。
【０００２】 発明の背景 加入者端末が移動するとき、最もよく聞こえる基地局をその加入者端末が常に
聴いている状態にしておく必要がある。加入者端末は、隣接しているどの基地局
を聴くべきであるかも知らせるシステム情報を、基地局から制御チャネルに受信
する。加入者端末は、現在利用しているセルの制御チャネルを継続して聴いてお
り、隣接するセルも聴いているわけだが、その加入者端末が、隣接するセルから
受信する信号のパワーとおそらくその他のいくつかのパラメータが、現在利用し
ているセルから受信したパワーよりも大きいことを検出すると、その加入者端末
はセルの再選択を実施することを決定する。セルラー・ネットワークのネットワ
ーク部、すなわち、基地局、基地局コントローラ、移動体サービス交換センター
を例えば含むネットワーク・インフラストラクチャも、セルの再選択を行なう必
要があることを発見でき、加入者端末にそのことを伝える。セルの再選択と関連
して、加入者端末は、制御チャネルに送られる新しいセルのシステム情報を受信
しなくてはならない。
【０００３】 通常のGSMシステムでは、システム情報は標準的な構造を有する。GPRSを利用
したセルラー・ネットワークでは、さまざまなセルから送られてくるシステム情
報の構造と長さは互いに大きく異なっていてよい。それゆえ加入者端末は、シス
テム情報を読むのにどれくらいの時間がかかるかを事前に知ることはできない。
その結果、パケット伝送アプリケーションを要求する際には、パケット伝送を行
なうのにかなり長い中断が起こり、ユーザがその中断を、アプリケーションの動
作が遅いというふうに認識する可能性がある。ユーザは、その遅さをサービスの
質が悪いことであると解釈する可能性がある。
【０００４】 発明の簡単な記述 そこで本発明の１つの目的は、上記の問題点を解決するための方法と、その方
法を実現する装置を提供することである。これは、以下に示す方法によって実現
される。この方法においては、セルラー・ネットワーク内でセルの再選択を行な
う。セルラー・ネットワークは、現在利用しているセルから受信したシステム情
報に従って、隣接する複数のセルから受信したパワーを測定する加入者端末と、
隣接する複数のセルのうちの１つで新しいセルとなるセルとを含んでおり、加入
者端末は、その新しいセルから送信されるシステム情報の一部を受信する。この
方法では、その新しいセルから送信されるシステム情報部の中にある長さ情報を
用いて、その新しいセルのシステム情報を受信するのに要する時間を計算する。
【０００５】 本発明は、セルラー・ネットワーク内の現在利用しているセル基地局への無線
接続と、現在利用しているセルから受信したシステム情報に従って、隣接する複
数のセルから受信したパワーを測定する手段と、セル再選択の必要性を発見する
手段と、新しいセルから送信されるシステム情報を受信する手段とを備える加入
者端末にも関する。さらに、この加入者端末は、その新しいセルから送信される
システム情報部の中にある長さ情報を用いてその新しいセルのシステム情報を受
信するのに要する時間を計算する手段を備えている。
【０００６】 本発明は、セルのシステム情報を送信する手段を備える、セルラー・ネットワ
ークのネットワーク部にも関する。さらに、このネットワーク部は、システム情
報の長さを示す情報をシステム情報部に置く手段を備えている。 本発明の好ましい実施態様は、請求の範囲の従属項に開示されている。
【０００７】 本発明の要点は、システム情報がシステム情報の長さを含んでいることにある
。加入者端末は、その長さ情報をもとにして、システム情報を受信するのにどれ
だけ時間がかかるかを計算することができる。
【０００８】 本発明の方法とシステムには利点がいくつかある。システム情報に含まれるシ
ステム情報の長さに関する情報により、システム情報要素を論理制御チャネルに
マッピングする簡単な方法が実現可能になる。ネットワークのオペレータは、情
報要素の合計数の制約を受けることなく、必要な情報要素だけを論理制御チャネ
ルにマッピングすることができる。
【０００９】 加入者端末は、受信したシステム情報の長さをもとにして、上記セルに対して
セルを再選択するのにどれだけ時間がかかるかを見積もることができる。同様に
、ネットワーク部は、各セルに対してセルを再選択するのにどれだけ時間がかか
るかを当然知ることになる。
【００１０】 セルを再選択するための時間を見積もることで、ネットワーク部と加入者端末
の機能を、セルの再選択前、再選択中、および再選択後に制御することができる
。例えば、見積もった時間が所定の割合を超えた場合には、セルの再選択を中断
し、おそらくは別のセルで最初からやり直すことができる。ユーザー、あるいは
ユーザーが利用するアプリケーションに、セル再選択の開始についての情報を提
供することもできる。セル再選択中は、データ伝送の中断が起こることになろう
。本発明は、バッテリーまたはメモリを節約するルーチンで用いることもできる
。
【００１１】 以下に、好ましい実施態様と添付の図面を参照して本発明をさらに詳しく説明
する。
【００１２】 詳細な説明 図１を参照すると、本発明の代表的なセルラー・ネットワーク構造と固定電話
網へのインターフェイス、ならびにパケット伝送網が示されている。図１には本
発明を説明するのに不可欠なブロックだけが示してあるが、当業者には、従来の
セルラー・ネットワークが他の機能や構造も含むことは明らかである。この明細
書ではそうした機能や構造についてこれ以上詳しくは説明しない。本発明は、GS
Mフェーズ２＋ パケット伝送、すなわちGPRS（General Packet Radio Service
）において利用するのが非常に好ましい。GPRS（General Packet Radio Service
）はGSMに基づいた新しいサービスであり、回路交換で使用していない空中イン
ターフェイス容量をパケット伝送に用いる。
【００１３】 セルラー・ネットワークには、たいてい、固定されたネットワーク・インフラ
ストラクチャすなわちネットワーク部と、加入者端末150とが含まれている。加
入者端末150は、固定されていてもよいし、自動車に取り付けられていてもよい
し、携帯端末になっていてもよい。ネットワーク部には複数の基地局100が含ま
れている。いくつかの基地局が、それら基地局と通信する１つの基地局コントロ
ーラ102によって集中制御されている。基地局100はトランシーバ114を備えてい
る。トランシーバの数は、たいていの場合１−16である。１つのトランシーバ11
4が、１つのTDMAフレームに、すなわち典型的には８つの時間スロットに、無線
容量を提供する。
【００１４】 基地局100は、トランシーバ114の動作を制御する制御ユニット118とマルチプ
レクサ116とを備えている。マルチプレクサ116は、多数のトランシーバ114が使
用しているトラフィック用、制御用チャネルを整理し、単一のデータリンク160
にする。
【００１５】 基地局100のトランシーバ114からアンテナ・ユニット112への接続線が存在し
ており、加入者端末150との双方向無線接続170を実現している。双方向無線接続
170を通じて伝送されるフレームの構造も正確に決められており、それを空中イ
ンターフェイスと呼ぶ。
【００１６】 加入者端末150は、例えば標準的なGSM式携帯電話にすることができる。その携
帯電話には、パケット伝送においてパケットを指示したり処理したりするのに使
用できるラップトップコンピュータ152を、例えば付属カードを用いて接続する
ことができる。
【００１７】 図２は、トランシーバ114の構造をより詳細に示した図である。レシーバ200は
、望む周波数帯以外の周波数を阻止するフィルタを備えている。そのため信号が
中間周波数に、あるいは直接ベースバンドに変換される。その形態の信号が、ア
ナログ−ディジタル変換器202においてサンプリングされ、量子化される。イコ
ライザ204は、例えば多重伝搬路を伝播することによって起こる干渉を打ち消す
。復調器206は、等化された信号からビット列を取り出し、デマルチプレクサ208
に送る。デマルチプレクサ208は異なる時間スロットからのビット列を分離して
論理チャネルに入れる。チャネルコーデック216は、異なる論理チャネルのビッ
ト列をデコードする。すなわちチャネルコーデック216は、そのビット列が、制
御ユニット214に伝送される信号データであるか、基地局コントローラ102の通話
コーデック122に伝送される通話240であるかを判断する。チャネル・コーデック
216は、エラーの修正も行なう。制御ユニット214は、さまざまなユニットを制御
して内部制御機能を実行する。バースト形成ユニット228は、チャネルコーデッ
ク216から到着したデータにトレーニング列とテイルを付加する。マルチプレク
サ226は、それぞれのバーストに時間スロットを割り当てる。
【００１８】 変調器224は、ディジタル信号を変調してRF搬送波にする。この機能はアナロ
グであり、したがってこの操作を行なうのにディジタル−アナログ変換器222が
必要とされる。トランスミッタ220は、帯域幅を制限するフィルタを備えている
。さらに、トランスミッタ220は伝送の出力パワーを制御している。シンセサイ
ザ212は、異なる個々のユニットに必要な周波数を調整する。シンセサイザ212は
クロックを備えている。このクロックは、局所的に制御してもよいし、どこか外
部から、例えば基地局コントローラ102から集中的に制御してもよい。シンセサ
イザ212は、例えば電圧制御式発振器を用いて必要な周波数を発生させる。
【００１９】 図２は、トランシーバの構造が、RF部230と、ソフトウエアを含むディジタル
信号処理用プロセッサ232とにさらに分けられることを示している。RF部230は、
レシーバ200と、トランスミッタ220と、シンセサイザ212を備えている。ソフト
ウエアを含むディジタル信号処理用プロセッサ232は、イコライザ204と、復調器
206と、デマルチプレクサ208と、チャネルコーデック216と、制御ユニット214と
、バースト形成ユニット228と、マルチプレクサ226と、変調器224を備えている
。アナログ−ディジタル変換器202は、アナログ無線信号をディジタル信号に変
換するのに必要とされる。同様に、ディジタル−アナログ変換器222は、ディジ
タル信号をアナログ信号に変換するのに必要とされる。
【００２０】 基地局コントローラ102は、グループ交換フィールド120と制御ユニット124を
備えている。グループ交換フィールド120は、通話とデータの切り換え、および
信号伝達回路への接続に用いる。基地局100と基地局コントローラ102は、変換器
122を備える基地局システムを形成する。一般に、変換器122は移動体通信サービ
ス交換センタ132のできるだけ近くに配置する。というのも、そのようにすると
変換器122と基地局コントローラ102の間で通話をセルラー・ネットワークの形態
で伝送することができるので、伝送容量を節約できるからである。
【００２１】 変換器122は、公衆交換電話網とセルラー・ネットワークの間で用いられてい
るさまざまなディジタル通話の暗号形態を、互いに適合した形に変換する。例え
ば、64キロビット／秒の固定網の形態から別のセルラー・ネットワークの形態（
例えば13キロビット／秒）へ、あるいはその逆を行なう。制御ユニット124は、
通話制御、移動管理、統計データ収集、信号伝達を行なう。
【００２２】 加入者端末150は、図２のトランシーバ114の構造についての記述を利用して説
明することができる。加入者端末150の構造部は、トランシーバ114の構造部と同
じ機能である。さらに、加入者端末150は、アンテナ112とレシーバ200の間、お
よびアンテナ112とトランスミッタ220の間、すなわちユーザインターフェイス部
と通話コーデックの間に二重フィルタを備えている。通話コーデックは、バス24
0を介してチャネルコーデック216に接続されている。
【００２３】 図１Ａに示したように、グループ交換フィールド120は、移動体通信サービス
交換センタ132を通じて公衆交換電話網PSTN134に切り換えることと、パケット伝
送網142に切り換えることができる（黒い点で示す）。公衆交換電話網134内の代
表的な端末136は、通常の電話または（サービス総合ディジタル網）ISDNの電話
である。
【００２４】 パケット伝送網142とグループ交換フィールド120の接続は、サポートノード（
SGSN＝サービングGPRSサポートノード）140により実現される。サポートノード1
40の目的は、基地局システムとゲートウェイノード（GGSN＝ゲートウェイGPRSサ
ポートノード）144の間でパケットを伝送し、その基地局のエリア内における加
入者端末150の位置を記録することである。
【００２５】 ゲートウェイノード144は、パケット伝送網142と公衆パケット伝送網146を接
続する。インターネットプロトコル、すなわちX.25プロトコルをインターフェイ
スで用いることができる。ゲートウェイノード144は、情報遮蔽によってパケッ
ト伝送網142の内部構造を公衆パケット伝送網146から隠している。そのため、公
衆パケット伝送網146にとってはパケット伝送網142がサブネットワークに似たも
のになる。そこで公衆パケット伝送網は、その伝送網の中にある加入者端末150
にパケットを送信することやその加入者端末150からパケットを受信することが
できる。
【００２６】 パケット伝送網142は、典型的には、インターネットプロトコルを利用して信
号伝達用の暗号化されたユーザデータを伝えるプライベート網である。パケット
伝送網142の構造は、インターネットプロトコル層の下のアーキテクチャとプロ
トコルに関して特定のオペレータに合うように変えることができる。 公衆パケット伝送網146としては、例えばグローバルなインターネットが可能
である。インターネットに接続された端末148、例えばサーバコンピュータが、
加入者端末150に向けたパケットをインターネットに伝送しようとしている。
【００２７】 空中インターフェイス170では、回路交換伝送に割り当てられていない時間ス
ロットをパケット伝送に用いるのが一般的である。パケット伝送に容量がダイナ
ミックに割り当てられるため、データ伝送の要求が到着したとき、空いている任
意のチャネルをパケット伝送に割り当てることができる。この構成は柔軟性があ
り、回路交換接続がパケットデータの接続よりも優先する。必要な場合には、回
路交換伝送がパケット交換伝送を取り消す。すなわち、パケット伝送に関係する
時間スロットが回路交換伝送に回される。パケット伝送はそのような中断に対す
る抵抗力を持っているため、こうしたことが可能になる。パケット伝送は、割り
当てられた別の時間スロットで続けられる。回路交換伝送に対して明確な優先権
を与えず、回路交換伝送の要求とパケット交換伝送の要求の両方を、到着した順
番に処理するような構成にすることもできる。
【００２８】 図１Ｂは、加入者端末150と公衆交換電話網の端末136の間で回路交換データリ
ンクが確立する様子を示している。太線は、データが空中インターフェイス170
からシステム内にどのように伝達されるかを示している。データは、アンテナ11
2からトランシーバ114へ伝えられ、そしてマルチプレクサ116で多重化されてデ
ータリンク160に沿ってグループ交換フィールド120に送られ、そこで変換器122
に向かう出力との接続が確立され、さらにその先は移動体通信サービス交換セン
ター132での接続を通じ、公衆交換電話網134に接続された端末136に送られる。
基地局100では制御ユニット118が伝送の際にマルチプレクサ116を制御し、基地
局コントローラ102では制御ユニット124がグループ交換フィールド120を制御し
て正しい接続がなされるようにする。
【００２９】 図１Ｃは、パケット交換リンクを示している。ラップトップコンピュータ152
が今、加入者端末150に接続されたところである。太線は、伝送されるデータが
サーバコンピュータ148からラップトップコンピュータ152まで、どのように伝達
されるかを示している。データは、当然ながら反対方向であるラップトップコン
ピュータ152からサーバコンピュータ148へも伝送することができる。データは空
中インターフェイス170からシステム内に伝達される。データは、アンテナ112か
らトランシーバ114へ伝えられ、そしてマルチプレクサ116で多重化されて、回路
交換データ伝送のないデータリンク160に沿ってグループ交換フィールド120に送
られ、そこでサポートノード140に向かう出力との接続が確立される。サポート
ノード140からデータがパケット伝送網142に供給され、ゲートウェイノード144
を通過し、公衆パケット伝送網146に接続されたサーバコンピュータ148に送られ
る。
【００３０】 図１Ｂでは回路交換伝送に１つの時間スロットを用いたが、図１Ｃでは、空中
インターフェイス170の利用可能なあらゆる時間スロットに対応する、回路交換
データリンク160の空いた容量を用いることができる。混乱を避けるため、回路
交換データとパケット交換データの両方が同時に伝送される場合は図１Ａと図１
Ｂに示していない。しかし、そのようすることは可能であり、非常に一般的でも
ある。というのも、回路交換データ伝送とは関係ない容量を柔軟に利用してパケ
ット交換伝送またはパケット交換信号伝達を実現できるからである。回路交換デ
ータがまったく伝送されず、パケットデータだけが伝送されるようなネットワー
クを構成することもできる。その場合にはネットワークの構造を簡単化すること
ができる。
【００３１】 図３は、セル再選択の原理を示す図である。GSMセルラー・ネットワークの周
波数帯は890−960MHzである。アップリンクには890−915MHzの周波数帯を用い、
ダウンリンクには935−960MHzの周波数帯を用いる。実際には、個々のオペレー
タは全帯域のうちの所定の帯域だけを利用できることに注意する必要がある。搬
送波の間隔は200kHzである。アップリンクとダウンリンクの二重間隔は45MHzで
ある。現在利用しているセル300Aでは、加入者端末150は947.2MHzで制御チャネ
ルを聴く。隣接する基地局300B、300C、300D、300E、300F、300Gが制御チャネル
に示される。例えばGPRSでは、隣接する基地局がPBCCH（Packet Broadcast Cont
rol Channel）に示される。それと同時に、隣接する基地局のダウンリンク制御
チャネルの周波数935.2MHz、937.2MHz、939.2MHz、941.2MHz、943.2MHz、945.2M
Hzも制御チャネルに示される。加入者端末150は、各基地局から受信した信号の
パワーと、おそらくその他のいくつかのパラメータを測定する必要がある。
【００３２】 加入者端末150は、無線接続170Aにおいて、現在利用しているセル300Aの制御
チャネルを聴く。さらに、加入者端末150は一方向性の無線接続170B、170C、170
D、170E、170F、170Gを通じ、隣接したセル300B−300Gから受信したパワーを定
期的に測定する。
【００３３】 GPRSでは、ネットワーク部が、待機状態またはパケットアイドルのモードにお
いて加入者端末にMM（Mobility Management）の測定を行なうよう命令すること
ができる。加入者端末150は、図３に示した無線接続170A−170Gを聴くことに加
え、現在利用しているセル300Aと双方向性無線接続を続けることもできる。加入
者端末150は、双方向性無線接続がなされているかいないの違いにより、接続モ
ードにある、あるいは非接続モードにあると呼ばれる。加入者端末150は、測定
に基づき、セルの再選択について決定を下すことができる。あるいはネットワー
ク部がその決定を下すこともできる。セルの再選択とは、標準的なGSMシステム
におけるハンドオーバーと似たようなプロセスのことである。
【００３４】 図３に示した例では、加入者端末150が現在利用しているセル300Aから新しい
セル300Cに移動したとき、新しいセル300Cの制御チャネルの受信パワーが現在利
用しているセル300Aの制御チャネルの受信パワーよりも大きくなる。一般に、加
入者端末150は、最高のサービスを提供するセルと通信すべきである。したがっ
てセルの再選択が実行されて、新しいセル300Cが、利用するセルとなる。セルの
再選択においては、加入者端末150は、新しいセル300Cの制御チャネルからその
新しいセル300Cのシステム情報を聴く必要がある。GPRSにおいては、このシステ
ム情報はパケットシステム情報と呼ばれる。
【００３５】 加入者端末が能動的な接続を行なっていない場合、すなわちパケット伝送を行
なっていない場合には、ルーティングエリアに変化がないのであれば、セルの再
選択に関してネットワーク部に何ら情報を伝送する必要はない。ルーティングエ
リアが変化する場合には、加入者端末は新しいセルをネットワーク部に伝送しな
くてはならない。能動的な接続がなされている場合には、加入者端末はネットワ
ーク部にセルの更新を伝えなくてはならない。
【００３６】 上記のように、さまざまなセルが発信するシステム情報の構造と長さは、互い
に大きく異なっていてもよい。それゆえ加入者端末150は、システム情報を読む
のにどれくらいの時間がかかるかを事前に知ることはできない。その結果、パケ
ット伝送アプリケーションを要求する際には、パケット伝送時にかなり長い中断
が起こり、ユーザがその中断を、アプリケーションの動作が遅いというふうに認
識する可能性がある。ユーザは、その遅さをサービスの質が悪いことであると解
釈する可能性がある。
【００３７】 GPRSにおいてPBCCHに送信されるシステム情報の長さは、システム情報要素の
数にして３から70を超えるくらいまでの幅で異なっている可能性がある。その結
果、加入者端末が新しいセル300Cから受信しなくてはならないシステム情報がど
れだけあるかは事前にわからず、セルを再選択するのに要する時間が不確定にな
る。システム情報要素は： PSI1、 PSI2(0-7)、 PSI3、 PSI3bis(0-15)、 PSI4(0-7)、および PSI5(0-7)、 である。
【００３８】 ６つの異なった要素がある。括弧内の数字０-７、０-15は、これら要素の可能
な数の相異なる例を示す。
【００３９】 セルの再選択に影響を与える別の因子は、１つの要素がPBCCHにマッピングさ
れる頻度である。頻度が少ないと、セルの再選択時間が長くなる。
【００４０】 第３の因子は、利用するシステム情報マッピング方式である。高速マッピング
方式を選択することにより、再選択時間が短くなる。
【００４１】 マッピング速度に影響を与える幾つかの因子、すなわち、 同じシステム情報要素を１回のシステム情報マッピング期間に複数回マッピン
グされるべきではないこと、ここに、１回のマッピング期間は、各システム情報
要素が１回発生したことを受信する時間のことであり、および、 各システム情報要素を伝送する時間間隔を最小に維持されるべきであること、
である。
【００４１】 ネットワークのオペレータは、さまざまな方法を用いてセルの再選択時間に影
響を与える因子を調節すること、したがって再選択時間を制御することができる
。セルラー・ネットワークの利用が最適化されるようにこれらの因子を選択する
ことができる。
【００４２】 図４Ａと図４Ｂは、セルラー・ネットワークにおいてセルを再選択する方法を
示している。これらの図は、図４Ａの最下部を図４Ｂの最上部に相互接続すると
１つのフローチャートを形成する。
【００４３】 この方法はブロック400からスタートする。 ブロック402では、加入者端末が、現在利用しているセルから受信したシステ
ム情報に従って、隣接したセルから受信したパワーを測定する。
【００４４】 ブロック404では、加入者端末またはネットワーク部が、加入者端末が測定し
た受信パワーに基づいて、セルの再選択が必要かどうかを決定する。セルの再選
択が行なわれなかった場合には、加入者端末はブロック402において測定を続け
る。
【００４５】 セルの再選択が行なわれた場合には、ブロック406において、隣接する複数の
セルのうちの１つが新しいセルとして選択される。例えば最高の受信パワーを与
えるセルが、新しいセルとして選択される。
【００４６】 その後ブロック408において、加入者端末は、新しいセルから送られるシステ
ム情報の一部を受信する。システム情報要素はPBCCHに送られるが、これら要素
のうちの１つ、好ましくはPSI1という要素が、システム情報の長さ、すなわちシ
ステム情報要素の数を示す数値を含んでいる。 ブロック410では、加入者端末が、受信したPSI1要素をデコードする。
【００４７】 ブロック412では、新しいセルから送られるシステム情報部の中にある情報の
長さを用い、新しいセルのシステム情報を受信するのに要する時間が計算される
。計算を行なうには、システム情報の構造に関する情報も必要である。必要とさ
れるのは、例えば、マルチフレームの長さに関する情報、１つのマルチフレーム
でシステム情報を送信するのに用いる無線ブロックの数、システム情報部の繰り
返し周期に関する情報である。これらパラメータを以下にさらに詳しく説明する
。
【００４８】 選択的に、ブロック414では、計算で求めた時間に基づき、セルの再選択を続
けるかどうかが決定される。再選択を望まない場合にはブロック406に戻り、隣
接した別のセルを新しいセルとして選択する。
【００４９】 セルの再選択を続ける場合には、ブロック416に進み、ユーザはそこでセルの
再選択に関する情報を与えられる。提供される情報の例としては、計算で求めた
時間にわたってパケット伝送が中断されるという情報がある。こうすると、ユー
ザは、得られるサービスが高い品質のものであると考えるという利点がある。パ
ケット伝送を実行するアプリケーションにセルの再選択に関する情報を伝えるこ
ともできる。 次に、ブロック418では、次のシステム情報要素が受信され、ブロック420では
受信した要素がデコードされる。
【００５０】 ブロック422では、必要とされるシステム情報要素をすべて受信したかどうか
がチェックされる。もしそうであれば、セルの再選択は成功である。ブロック40
2に戻ることができ、新しいセルから受信したシステム情報に従って、隣接した
セルから受信したパワーの測定を開始する。
【００５１】 まだすべての要素を受信していない場合には、ブロック424において、新しい
セルのシステム情報を受信するのに実際に要した時間を、ブロック412で計算し
た時間と比較する。実際の時間が計算で求めた時間を上回っている場合には、新
しいセルの再選択が中断される。計算で求めた時間に対して例えば20％の安全マ
ージンにすることもできる。その場合、実際の時間が計算で求めた時間を20％上
回るまで、新しいセルの再選択は中断されない。中断が起こると、ブロック406
に戻り、そこで隣接した別のセルが新しいセルとして選択される。中断が起こら
ない場合には、ブロック418に戻り、そこで次の情報要素を受信する。
【００５２】 以下に、PSI1（タイプ１のパケットシステムの情報）と呼ばれるシステム情報
要素がどのようなものであるかの一例をCSN.1により記述する。
【表１】
【表２】
【００５３】 この例では、パラメータPSI_COUNTは、PSI_COUNT_LR（LR＝ローレート）と、
オプションのPSI_COUNT_HR（HR＝ハイレート）という２つのパラメータからなる
。これら２つのパラメータを合わせるとPSI_COUNTが得られる。 図５Ａは、２つの異なるマッピング方式を示している。それぞれの方式で異な
るパラメータを選択しているため、パラメータの効果がセルの再選択時間に反映
される。
【００５４】 以下の説明では、51-マルチフレームを一例として取り上げる。しかし原理は
、他のタイプのマルチフレーム、例えば52-マルチフレームにも当てはまる。51-
マルチフレームを水平方向に示してある。フレーム番号０が左側に、フレーム番
号50が右側に位置する。Xは、情報要素を置くことができないフレームを示す。
というのも、これらのフレームは、タイミング情報または周波数補正情報を伝送
するなどの他の目的に割り当てられているからである。Xは１つのフレームを表
わし、XXは２つのフレームを表わす。４つのTDMAフレームの間でインターリーブ
が行なわれるため、無線ブロックB0、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9は、
それぞれ長さがTDMAフレーム４つ分になっている。情報要素は無線ブロックB0−
B9に配置することができる。
【００５５】 Mは、TCを計算するのに用いる数値である。TCは、PSI1メッセージを配置する
のに用いる。図において、TCは下方ほど数値が大きくなるように並んでいる。第
１の51-マルチフレームは、まず最初にTC値０を用いて送られる。次に第２の51-
マルチフレームがTC値１を用いて送られる。以下同様である。Mは繰り返し周期
の値と呼ぶこともできる。というのも、どのような51-マルチフレーム間隔でPSI
メッセージが繰り返されるかを記述しているからである。計算式は以下の通りで
ある。
【表３】
【００５６】 図５Ａにおいて、BSは、ネットワーク部が１つの51-マルチフレームでどれだ
け多くの無線ブロックにシステム情報がマッピングされたかを加入者端末に伝え
るための数値である。
【００５７】 上記の例では、サービスの提供者は、マッピングパラメータMの値として４を
選択し、マッピングパラメータBSの値として１を選択した。PSI_COUNTは６とな
る。６よりわずかに大きな数の51-マルチフレームを用いて、上記の情報要素PSI
1、PSI2(0)、PSI2(1)、PSI2(3)、PSI1の繰り返し、PSI3、PSI4を受信する。セル
の選択時間は1441.4ミリ秒と計算される。
【００５８】 図の下のほうに示した例では、サービスの提供者は、マッピングパラメータM
の値として５を選択し、マッピングパラメータBSの値として４を選択した。PSI_
COUNTは21となる。PSIメッセージは、上記の例ほど頻繁には繰り返されない。上
記の例と比べると、１つの51-マルチフレームにおける伝送容量が４倍の量にな
っている。したがって６よりわずかに小さな数の51-マルチフレームを用いて、
上記の情報要素PSI1、PSI2(0)、PSI2(1)、PSI1の繰り返し、PSI2(2)、PSI2(3)、
PSI2(4)、PSI2(5)、PSI2(6)、PSI2(7)、PSI3、PSI3B(0)、PSI3B(1)、PSI3B(2)、
PSI3B(3)、PSI3B(4)、PSI3B(5)、PSI3B(6)、PSI3B(7)、PSI4(0)、PSI4(1)、PSI4
(2)、PSI1の繰り返し、PSI4(3)、PSI4(4)、PSI1の繰り返しを受信する。セルの
選択時間は1316.7ミリ秒と計算される。情報要素に現われる文字Bはビスを意味
する。
【００５９】 加入者端末は、最初の例よりも後の例においてはるかに多くのシステム情報を
受信しなくてはならないにもかかわらず、再選択の時間は後の例のほうが短い。
これは、マッピングパラメータの値を選択したためである。
【００６０】 ネットワーク部がどのようにしてパケットシステム情報を送るかを知るため、
加入者端末が用いるべき規則の一例を以下に示す。メッセージは所定のマルチフ
レーム無線ブロックで送られる。メッセージが発生するかどうかは、すでに示し
た式（１）を用いて決定する。基本的な規則は以下の通りである。
【００６１】 １．TC値０を用いてPSI1をB0に送る。 ２．BS>1の場合には、TC値０を用いたマルチフレームにたった２回しかPSI1が
現われない。TC値０を用いて２回目にPSI1が現われるのは、マルチフレームの利
用可能な最後の無線ブロックである。
【００６２】 これらの基本的な規則に加え、パケットシステム情報の残りをいかにしてマッ
ピングするかに関するさまざまな規則を決めることができる。例えば、以下のよ
うな規則である。
【００６３】 ３．パケットシステム情報の残りを、以下の規則を用いて、利用可能な無線ブ
ロックにマッピングする。その規則とは、PSIxとPSIxbis（x=2、３、4、5）が存
在しているすべてのインスタンスを無線ブロックに置き、これら無線ブロックを
昇順で利用するというものである。 ４．埋まっていない利用可能な無線ブロックの残りを、PSI1から始めて規則３
に従って埋める。
【００６４】 図５Ｂは、Mが８、BSが４、PSI_COUNTが21という値をどのように利用すると上
記の４つの規則を使ってシステム情報要素を51-マルチフレームに置くことがで
きるかを示している。利用可能な無線ブロックはB0、B2、B5、B7である。規則１
によれば、TC値を０にするとPSI1はB0に置かれる。規則２によれば、TC値を０に
すると２回目のPSI1は利用可能な最後の無線ブロックであるB7に置かれる。残り
のシステム情報要素は、規則３に従い、TC値が０のB2から始まって昇順で進み、
TC値が７のB0に終わるように置かれる。規則４によると、PSI1から始まるシステ
ム情報要素、すなわちPSI1、PSI2(0)、PSI2(1)は、昇順で残りの無線ブロック、
すなわちB2、B5、B7に置かれる。
【００６５】 ネットワーク部または加入者端末が理想的な状況でセルの再選択時間を計算す
ることのできるアルゴリズムの一例を以下に示す。理想的とは、あらゆるシステ
ム情報要素が最初に正確に受信され、受信の間に間違いが起こらないことを意味
する。このアルゴリズムは、Matlab（登録商標）プログラムが理解できるような
形式で書いてある。
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【００６６】 変数の説明 M：ネットワーク・システムの情報から利用可能なパラメータ。TC値の計算に使
用する、 注：この値は上記のPSI1_REPEAT_PERIODと同じである、 PSI_COUNT：ネットワーク・システムの情報から利用可能なパラメータである、 rem(x, y)は、係数の割り算（MOD）に等しい、 fix(x, y)は、整数の割り算（DIV）に等しい、 Tは、セルの実際の理想的な再選択時間に等しい。
【００６７】 図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅは、さまざまなマッピングパラメー
タを用いて上記のアルゴリズムで計算したセルの再選択時間を示している。PSI_
COUNTの値をＸ軸に、セルの再選択時間をミリ秒で表わした値をＹ軸に示してあ
る。どの図においても、PSI_COUNTは１−28の間の値であり、MFLは51である。
【００６８】 図６ＡではMは４である。基本的に、それぞれのPSI_COUNT値について４つの数
値を計算する。BSは１、２、３、４となる。複数の点が４本の曲線を形成してい
る。最も下にある曲線はBS値４に対応し、下から２番目の曲線はBS値３に対応し
、下から３番目の曲線はBS値２に対応し、最も上にある曲線はBS値１に対応して
いる。情報要素が頻繁に送信されるほど、セルの再選択が早くなる。
【００６９】 図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅは、Mの値を変えた場合の効果を示している
。下方の曲線はM値16に対応し、上方の曲線はM値４に対応している。BSは、図６
Ｂでは１になり、図６Ｃでは２になり、図６Ｄでは３になり、図６Ｅでは４にな
る。それぞれのマルチフレームが無線ブロックを多く利用するほど、Mの値がセ
ルの再選択時間に及ぼす影響が小さくなる。
【００７０】 上記の例は、上に示した基本的な規則に基づいたものであった。当業者にとっ
て、本発明を実現するのに他の規則を適用できることは明らかである。以下に、
異なる規則の一例を示す。 １．TC=0のときにPSIをブロックB0に送る。 ２．パラメータBS_PBCCH_BLKSの値が１よりも大きい場合、PSIをTC=0のときに
ブロックB6（52-マルチフレームの場合）またはB5（51-マルチフレームの場合）
にも送る。 ３．高い繰り返し率で送信されるグループ内のPSIメッセージは、各マルチフ
レーム内で規則１または２によっては占拠されないPBCCHブロックを用いてネッ
トワークにより決定し、TC=0でスタートする系列として送る。このPSIメッセー
ジ系列は、TC=0になるたびに繰り返される。 ４．低い繰り返し率で送信されるグループ内のPSIメッセージは、各マルチフ
レーム内で規則１−３によっては占拠されないPBCCHブロックを用いてネットワ
ークにより決定し、連続的に繰り返される系列として送る。
【００７１】 特定のタイプのPSIメッセージに複数のインスタンスがある場合には、それら
インスタンスは、上記の規則３または４のいずれかに従って同じPSIメッセージ
グループの中に含まれる形で送る。これらのインスタンスは、そのPSIメッセー
ジのタイプのメッセージインスタンス番号の昇順で、単一の系列として送る。 同じPSIメッセージがPSI_COUNT_LRおよびPSI_COUNT_HRによって決まるリスト
内に２度現われることはない。
【００７２】 パケットシステム情報メッセージの全体は、PSI_COUNT_LRに含まれるメッセー
ジからなる矛盾のない１つの集合と、PSI_COUNT_HRに含まれるメッセージからな
る矛盾のない１つの集合プラスPSI1メッセージとを含んでいる。
【００７３】 本発明は、ソフトウエアで実現することが好ましい。本発明は、ネットワーク
部内の厳しく制限されたエリアの内側と加入者端末において、ソフトウエアの比
較的簡単な変更を必要とする。加入者端末は、現在利用しているセルから受信し
たシステム情報に従って、隣接する複数のセルから受信したパワーを測定する手
段と、セル再選択の必要性を発見する手段と、新しいセルから送信されるシステ
ム情報を受信する手段と、その新しいセルから送信されるシステム情報部の中に
ある長さ情報に基づいてその新しいセルのシステム情報を受信するのに要する時
間を計算する手段を備えている。ネットワーク部は、セルのシステム情報を送信
する手段と、システム情報の長さを示す情報をシステム情報部に置く手段とを備
えている。
【００７４】 請求の範囲において方法の従属項に開示されている事項は、そこに記載されて
いる操作を実施する手段によって同様に実現される。上記手段は、ソフトウエア
として実現することが好ましい。例えば、プロセッサで実行するソフトウエアと
して、あるいはASIC（Application Specific Integrated Circuit）として実現
することが好ましい。加入者端末では、上記手段は、例えばソフトウエア232を
含むプロセッサによって実現する。ネットワーク部では、上記手段は、基地局10
0の制御ユニット118と基地局コントローラ102の制御ユニットの間での役割分担
、そしておそらくはサポートノード140も加えた三者間での役割分担に応じ、異
なった形に分割することが可能である。
【００７５】 本発明が添付の図面に示した実施例を参照して説明されたが、本発明がそれだ
けに限定されることはなく、添付の請求の範囲に開示される発明思想の範囲内で
種々のやりかたで変形されることができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 図１Ａは、セルラー・ネットワークのブロック線図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、回路交換接続を示す図である。
【図１Ｃ】 図１Ｃは、パケット交換接続を示す図である。
【図２】 図２は、トランシーバの構造を示す図である。
【図３】 図３は、セル再選択の原理を示す図である。
【図４Ａ】 図４Ａは、本発明のセル再選択法を示すフローチャートの図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは図４Ａと同様の図である。
【図５Ａ】 図５Ａは、無線パケットにシステム情報をマッピングした具体例を示す図であ
る。
【図５Ｂ】 図５Ｂは図５Ａと同様の図である。
【図６Ａ】 図６Ａは、マッピングパラメータの値をいろいろ変えて計算したセル再選択時
間を示す図である。
【図６Ｂ】 図６Ｂは図６Ａと同様の図である。
【図６Ｃ】 図６Ｃは図６Ａと同様の図である。
【図６Ｄ】 図６Ｄは図６Ａと同様の図である。
【図６Ｅ】 図６Ｅは図６Ａと同様の図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月１５日（２００１．５．１５）
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ａ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１Ａ】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｂ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１Ｂ】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｃ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１Ｃ】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ａ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４Ａ】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｂ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４Ｂ】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K067 AA14 AA33 BB03 BB04 CC02 CC04 CC08 EE02 EE10 EE16 FF16 HH21 HH22 JJ11 JJ39 【要約の続き】

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セルラー・ネットワークにおいてセルの再選択を行なう方法
    であって、 加入者端末が現行のセルから受信したシステム情報に従い隣接のセルの受理し
    た電力を測定する（402）段階、 隣接のセルの１つを新しいセルとして選択する（406）段階、および、 加入者端末が新しいセルから送出されたシステム情報の一部を受信する（408
    ）段階、 を具備する方法において、 新しいセルのシステム情報を受信するに使用された時間を、新しいセルから送
    出されたシステム情報における長さの情報を使用することにより演算する（408,
    412）ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 時間を演算するとき、マルチフレーム上の情報をも使用する
    ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 時間を演算するとき、１つのマルチフレームにおけるシステ
    ム情報を送出するに使用される無線のブロックの数についての情報をも使用する
    ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 時間を演算するとき、システム情報の一部の反復の周期につ
    いての情報をも使用することを特徴とする、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 演算された時間にもとづき該新しいセルの再選択を継続すべ
    きか否かを決定する（414）ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 セルの再選択に関連する情報をユーザに提供する（416）こ
    とを特徴とする、請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 新しいセルのシステム情報を受信するために実際に消費され
    た時間を、演算された時間と比較する（424）ことを特徴とする、請求項１記載
    の方法。
  8. 【請求項８】 実際に消費された時間が演算された時間より大であれば、該
    新しいセルの再選択を中断する、請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 他の１つの隣接のセルを新しいセルとして選択する、請求項
    ８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 システム情報を、PBCCH上に置くことを特徴とする、GPRS
    を使用するセルラー・ネットワークにおける、請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 システム情報は、システム情報の要素の数をあらわす数字
    としてシステム情報の長を包含するPSI1と称される１つの要素を有するシステム
    情報の要素で形成されることを特徴とする、請求項10記載の方法。
  12. 【請求項１２】 PBCCHは、各マルチフレームにおける少なくとも１つの４
    つのTDMAのフレーム長さをもつ無線のブロックに置かれることを特徴とする、請
    求項10記載の方法。
  13. 【請求項１３】 加入者端末であって、該端末は、 セルラー・ネットワークの現行のセルの基地局への無線接続、 現行のセルから受信するシステム情報に従い隣接のセルの受理した電力を測定
    する手段、 セルの再選択に対する要望を発見する手段、および、 新しいセルから送出されるシステム情報を受信する手段、 を有し、 新しいセルから送出されるシステム情報の一部における長さの情報を使用し新
    しいセルのシステム情報を受信するに要する時間を演算する手段を具備する、 ことを特徴とする加入者端末。
  14. 【請求項１４】 セルのシステム情報を送出する手段を有するセルラー・ネ
    ットワークのネットワークの一部であって、 システム情報の一部のなかへ、システム情報の長さをあらわす情報を置く手段を
    具備することを特徴とする回路網の一部。
  15. 【請求項１５】 長さの情報を使用して加入者端末がシステム情報を受信す
    るに要する時間を演算する手段を具備することを特徴とする、請求項14記載の回
    路網の一部。
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