JP4171745B2 - オーバーリーチ検出方法及びそれを用いた移動機 - Google Patents

Description

本発明は、オーバーリーチ検出方法及びそれを用いた移動機に関し、特に、待ち受け時にオーバーリーチを検出する方法及びそれを用いた移動機に関する。

ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式の移動体通信システムでは、近距離に置かれた基地局には異なる拡散符号を割当て、所定間隔を隔てた基地局には同一の拡散符号が割り当てられる。
図１に示す移動体通信システムでは、隣接する基地局１０，１１，１２，１３，１４では異なる拡散符号が割り当てられ、所定間隔を隔てた基地局１５には、例えば基地局１４と同一の拡散符号が割り当てられている。
上記基地局の拡散符号の割り当ては、周囲の地形等による電波伝搬特性も考慮して行われるが、伝搬環境が著しく変化する場所では、移動機が近くの基地局の電波を受信せずに、遠くの基地局の電波を受信するオーバーリーチが生じる場合がある。特に、移動機２０がビル街でハンドオーバしている際に、近くの基地局１４からの受信感度が悪い場合は、その基地局１４からの信号の受信を止めて、遠距離の基地局１５からの信号の受信を行うことがある。
ＣＤＭＡ方式は、電力レベルが著しく異なる信号を多重化すると、大電力信号が小電力信号に大きな干渉を与えるので収容可能な回線数（システム容量）が低下する。この問題を解消するためＣＤＭＡ方式では同一セル内に複数の移動機が存在する場合、各位同期の送信電力を制御して当該セルの基地局における受信レベルを平均化している。
しかし、上記のオーバーリーチが発生すると、移動機２０が遠くの基地局１５に対し大電力信号を送出し、また、遠くの基地局１５が移動機２０に対し大電力信号を送出することになる。従って、他のセル、セクタに大きな干渉を与え、システム容量を大きく劣化させるという問題があった。
従来のオーバーリーチ検出は、特許文献１に記載のように、基地局で行われている。
特開２００２−４４００６号公報

ところが、移動機側ではオーバーリーチが発生する状態になっているかどうかの判断が無いため、現在接続しているセルの受信状態が良い場合であっても、遠距離の基地局と通話、通信を行ってしまうことが多々ある。
特に、ビル街でのハンドオーバ中は、近くの基地局に対する受信感度が悪い場合は、その近くの基地局からの信号の受信を止めて遠距離の基地局からの信号受信を行うが、距離が遠いと受信感度が悪くなるため、アウター・ループ・コントロールによって基地局送信電力が強められ、他の端末に干渉してしまうおそれがあるといった問題があった。

本発明は、移動機側でオーバーリーチ検出を行い、呼の維持率を向上することができるオーバーリーチ検出方法及びそれを用いた移動機を提供することを総括的な目的とする。
この目的を達成するため、本発明は、符号分割多元接続方式を採用した移動体通信システムにおけるオーバーリーチ検出方法であって、待ち受け中に、受信信号のパワー測定を行い、前記パワー測定結果が閾値より低い場合に１回以上のプリアンブル送信を行い、前記プリアンブル送信に対する基地局からの応答がないとき該基地局はオーバーリーチとして検出するよう構成する。
このようなオーバーリーチ検出方法によれば、移動機側でオーバーリーチ検出を行うことができ、オーバーリーチを検出した基地局をサービングセルから除外することで呼の維持率を向上することができる。

図１は、移動体通信システムの概要図である。
図２は、基地局と移動機間のプロトコルアーキテクチャの概念図である。
図３は、本発明のオーバーリーチ検出機能の一実施例のブロック図である。
図４は、本発明のオーバーリーチ検出機能が実行する処理のフローチャートである。
図５は、オーバーリーチ検出処理のフローチャートである。
図６は、プリアンブル・シグネチャを示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図２は、基地局と移動機間のプロトコルアーキテクチャの概念図を示す。同図中、移動機（ＵＥ）２０は、物理レイヤ（Ｌ１）部２１と、データリンクレイヤのサブレイヤであるＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ部２２及びＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ部２３と、ネットワークレイヤのＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ部２４から構成されている。また、基地局の無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）３０は、物理レイヤ部３１と、データリンクレイヤのサブレイヤであるＭＡＣレイヤ部３２及びＲＬＣレイヤ部３３と、ネットワークレイヤのＲＲＣレイヤ部３４から構成されている。
物理レイヤ部２１，３１は多重化、チャネル符号化、拡散、変調等を行う。ＭＡＣレイヤ部２２，３２は、ユーザの要求を無線回線の使用状況を考慮したスケジューリングやトラヒック量の監視等を行う。ＲＬＣレイヤ部２３，３３は誤りデータの処置やデータ再送等の制御を行い、ＲＲＣレイヤ部２４，３４からきたシグナリングメッセージに再送制御用の情報を付加し正しく送信できるようにしている。
ＲＲＣレイヤ部２４，３４ではシステム情報、発着信メッセージなどシグナリングメッセージの生成、終端を行い、また、物理レイヤ部２１，３１及びＭＡＣレイヤ部２２，３２それぞれから測定データを取得して物理レイヤ部２１，３１及びＭＡＣレイヤ部２２，３２それぞれの動作制御を行う。
本発明の移動機２０に内蔵されるオーバーリーチ検出機能は、大きく２つの処理機能に分かれる。その２つの処理結果より、オーバーリーチを検出したかどうかを認識し、オーバーリーチを検出した場合、当該基地局との通信を止めるように制御する。
第１処理機能としては、物理レイヤ部２１で、セル監視（セル・リセレクション）機能により通信品質判定（検出Ｓ：Ｓｑｕａｌ［品質］，Ｓｒｘｌｅｖ［レベル］）を行い、パスロスの閾値判定処理で閾値よりもパスロス実測値が低い場合は遠距離の可能性があるので、第２処理機能によってオーバーリーチ検出を行う。
第２処理機能は、パスロス実測値が閾値より低い場合、ＭＡＣレイヤ部２２にて共通チャネルによる発呼／着呼によって通信状態が可能であるかどうかを確認するために、各サービングセルに対してプリアンブルを送信する。そのセルの基地局からの応答（Ａｃｋ）が来ないでタイマ・タイムアウトした場合、または、再度プリアンブルを送信する処理サイクルを一定回数だけ行って、それでも基地局側からの応答が来ない場合、移動機２０のＭＡＣレイヤ部２２において該当サービングセルをオーバーリーチであると判断して、待ち受ける基地局の候補から除外する。オーバーリーチが未検出のサービングセルについては待ち受け候補とする。
図３は、本発明のオーバーリーチ検出機能の一実施例のブロック図を示す。このオーバーリーチ検出機能は、セル移行時のセル監視機能を利用している。セル監視機能の目的は、たとえそれがいつも最良のセルでなくても十分良い品質をもつセルをサービングセルとして選択し、待ち受けの対象とできるようにすることである。
待ち受けの際、移動機３０は、適切なシステム情報を監視して、セル監視評価のために必要な測定を実行する。セル監視評価プロセスは、すなわち、よりよいセルが存在するかどうかを見つけるためのプロセスであり、それは、移動機の内部トリガ、もしくは、システム情報が変えられる時に実行される。
なお、階層化セルが使用される時、階層化セル優先度レベル（ＨＣＳ＿ＰＲＩＯ）が高いセルだけを処理対象とすることで、測定されるセルの範囲をさらに制限することも可能である。この場合、測定はサービングセルよりも階層化セル優先度レベルが低いか等しいセルについて実行される。
図３において、測定部４０は、サービングセルのレベル測定を行う。パスロス計算部４２は、測定部４０から供給される測定結果に基づき、次式により、パスロス計算を行う。パスロス実測値Ｐａｓｓｌｏｓｓは次式を用いて計算する。
Ｐａｓｓｌｏｓｓ ＝ Ｐｒｉｍａｒｙ ＣＰＩＣＨ Ｔｘ ｐｏｗｅｒ
− ＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰ …（１）
但し、Ｐｒｉｍａｒｙ ＣＰＩＣＨ Ｔｘ ｐｏｗｅｒは、システム情報のレイヤ３情報に含まれるＩＥ“Ｐｒｉｍａｒｙ ＣＰＩＣＨ”［ｄＢｍ］が使用される。ＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰは共通パイロットチャネルＣＰＩＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）の逆拡散後の信号コードパワー［ｄＢｍ］である。
フィルタ部４４は、測定部４０から供給される測定値及びパスロス実測値それぞれのフィルタリングを行ってノイズ成分を除去する。検出Ｓ計算部４６は、次式により検出Ｓを計算する。検出Ｓ即ちＳｑｕａｌまたはＳｒｘｌｅｖは、以下の式で算出する。また、閾値Ｓｉｎｔｒａｓｅａｒｃｈ、Ｓｉｎｔｅｒｓｅａｒｃｈは基地局３０からシステム情報で報知される。
Ｓｑｕａｌ ＝ Ｑｑｕａｌｍｅａｓ − Ｑｑｕａｌｍｉｎ …（２）
Ｓｒｘｌｅｖ ＝ Ｑｒｘｌｅｖｍｅａｓ − Ｑｒｘｌｅｖｍｉｎ
− Ｐｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ …（３）
但し、計測セル品質値ＱｑｕａｌｍｅａｓはＣＰＩＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）のＥｃ／Ｎ０［ｄＢ］であり、Ｑｑｕａｌｍｉｎはセルにおける最低要求品質レベル［ｄＢ］である。計測セル受信レベル値ＱｒｘｌｅｖｍｅａｓはＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰ（ＣＰＩＣＨの逆拡散後の信号コードパワー）［ｄＢｍ］であり、Ｑｒｘｌｅｖｍｉｎはセルにおける最低要求受信レベル［ｄＢｍ］であり、Ｐｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎは移動機がＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）でセルにアクセスするときの許容最大送信パワー［ｄＢｍ］から移動機の最大高周波出力パワー［ｄＢｍ］を減算した値と、０とのいずれか大きい方である。
検出Ｓ判定部４８は、サービングセルの測定を実行するかしないかの判定を行う処理であり、Ｓｑｕａｌ（またはＳｒｘｌｅｖ）を用いて以下に判定を行う。
Ｓｑｕａｌ（またはＳｒｘｌｅｖ）＞Ｓｉｎｔｒａｓｅａｒｃｈの場合、Ｓ判定良好として、同周波セルに対して測定を行わない。
Ｓｑｕａｌ（またはＳｒｘｌｅｖ）＞Ｓｉｎｔｅｒｓｅａｒｃｈの場合、Ｓ判定不良として、異周波セルに対して測定を行わない。
また、パスロス計算部４２で得たパスロス実測値Ｐａｓｓｌｏｓｓはフィルタ部４４でフィルタリングされてオーバーリーチ検出処理部５０に供給されており、オーバーリーチ検出処理部５０はこのパスロス実測値Ｐａｓｓｌｏｓｓを基地局３０からシステム情報で報知された閾値と比較して、パスロス実測値がシステム情報の閾値より低い場合、オーバーリーチ検出処理を実行する。
ところで、図３における測定部４０、パスロス計算部４２、フィルタ部４４、検出Ｓ計算部４６は物理レイヤ部２１に属し、オーバーリーチ検出処理部５０はＭＡＣレイヤ部２２に属する。
図４は、本発明のオーバーリーチ検出機能が実行する処理のフローチャートを示す。この処理は例えば２．５６ｓｅｃ等の所定時間間隔で、各サービングセルについて実行される。同図中、ステップＳ１０で測定部４０により各サービングセルのレベル測定を行う。次に、ステップＳ１２で検出Ｓ計算部４６及び検出Ｓ判定部４８により各サービングセルの検出Ｓ計算及び検出Ｓ判定を行う。
次に、ステップＳ１４でオーバーリーチ検出処理部５０によりパスロス実測値がシステム情報の閾値より低いか否かを判別して、パスロス実測値が閾値より低い場合、ステップＳ１６で各サービングセルのオーバーリーチ検出処理を実行する。
オーバーリーチ検出処理が終了すると、ステップＳ１８で各サービングセルのオーバーリーチが検出されたか否かを判別し、オーバーリーチが検出されたサービングセルは、共通チャネルによる発呼／着呼によって通信ができないため、ステップＳ２０で物理レイヤ部３１に設けられているセルテーブルの該当サービングセルの欄のオーバーリーチフラグに値１をセットする。なお、セルテーブルにはサービングセル毎に、使用する周波数，スクランブルコード，測定部４０の測定値，検出Ｓ，パスロス実測値等が登録される。
一方、オーバーリーチが検出されなかったサービングセルについては、ステップＳ２２で、セルテーブルの該当サービングセルの欄（使用する周波数，スクランブルコード，測定部４０の測定値，検出Ｓ，パスロス実測値等）を更新する。この際、オーバーリーチフラグは値０とされ、オーバーリーチではないことを表す。
なお、ステップＳ１４でオーバーリーチ検出処理部５０によりパスロス実測値がシステム情報の閾値より大きい場合もステップＳ２２で、セルテーブルの該当サービングセルの欄（使用する周波数，スクランブルコード，測定部４０の測定値，検出Ｓ，パスロス実測値等）を更新する。この場合も、オーバーリーチフラグは値０とされ、オーバーリーチではないことを表す。
上記ステップＳ２０，Ｓ２２の後、ステップＳ２４でセルテーブルに登録されているオーバーリーチフラグが値０のサービングセルについてのみ、測定値，検出Ｓ，パスロス実測値等を上位のＲＲＣレイヤ部２４に通知して、この処理を終了する。
図５は、オーバーリーチ検出処理部５０がステップＳ１６で実行するオーバーリーチ検出処理のフローチャートを示す。この処理は各サービングセルについて実行される。同図中、ステップＳ３０でオーバーリーチ検出処理部５０は送信回数を０にリセットした後、ステップＳ３２で該当サービングセルに対しプリアンブル送信を行う。このプリアンブル送信は、共通チャネルによる発呼／着呼によって通信が可能であるか否かを確認するために行われ、上り共通トランスポートチャネルであるＲＡＣＨ（物理レイヤではＰＲＡＣＨに対応する）を用いて行われる。
プリアンブルは、１６種類のシグネチャと呼ばれる系列で構成される４０９６チップの信号である。図６に示す各１６チップのシグネチャＰ_０〜Ｐ_１５をそれぞれ２５６回繰り返してプリアンブルとしている。
その後、ステップＳ３４でリセットしたタイマをスタートさせて、ステップＳ３５で上記プリアンブル送信に対し該当サービングセルの基地局３０から応答（Ａｃｋ）がなくタイマがタイムアウトしたか否かを判別する。タイマがタイムアウトした場合にはステップＳ３６で送信回数を１だけインクリメントする。
その後、ステップＳ３８で送信回数が例えば３２等の閾値以上であるか否かを判別し、送信回数が閾値未満であればステップＳ３２に進んでプリアンブル送信を繰り返す。そして、送信回数が閾値以上であればステップＳ４０に進む。
なお、プリアンブル送信の電力は、下り共通パイロットチャネルの測定から推定された最適送信電力より小さい電力から開始して送信回数が増加するに従って順次増大させている。
ステップＳ４０では、共通チャネルによる発呼／着呼によって通信ができないため、該当サービングセルの基地局３０についてオーバーリーチ検出としてこの処理を終了する。
一方、ステップＳ３８で送信回数が閾値以上となる前に、プリアンブル送信に対する基地局３０からの応答があればステップＳ４２に進んで、オーバーリーチ未検出としてこの処理を終了する。
このように、オーバーリーチを検出したサービングセルについてはＲＲＣレイヤ部２４への通知が行われないので、ＲＲＣレイヤ部２４ではオーバーリーチを検出したサービングセルは共通チャネルによる発呼／着呼によって通信ができないとしてサービングセル候補から除外する。このため、サービングセルはオーバーリーチ未検出のものだけが残り、残ったサービングセルの呼接続の維持率を上げることができる。
なお、ステップＳ１０，Ｓ１２が請求項記載のパワー測定手段に対応し、ステップＳ３２がプリアンブル送信手段に対応し、ステップＳ４０がオーバーリーチ検出手段に対応し、ステップＳ２０，Ｓ２４がセル除外手段に対応する。

Claims (8)

1. 符号分割多元接続方式を採用した移動体通信システムにおけるオーバーリーチ検出方法であって、
   待ち受け中に、受信信号のパワー測定を行い、
   前記パワー測定結果が閾値より低い場合に１回以上のプリアンブル送信を行い、
   前記プリアンブル送信に対する基地局からの応答がないとき該基地局はオーバーリーチとして検出するオーバーリーチ検出方法。
2. 請求項１記載のオーバーリーチ検出方法において、
   前記オーバーリーチとして検出した基地局を、待ち受けを行うサービングセルから除外するオーバーリーチ検出方法。
3. 請求項１記載のオーバーリーチ検出方法において、
   前記受信信号のパワー測定は、共通パイロットチャネルの逆拡散後の信号コードパワーを測定するオーバーリーチ検出方法。
4. 請求項３記載のオーバーリーチ検出方法において、
   前記閾値は、システム情報で報知された値であるオーバーリーチ検出方法。
5. 符号分割多元接続方式を採用した移動体通信システムの移動機であって、
   待ち受け中に、受信信号のパワー測定を行うパワー測定手段と、
   前記パワー測定結果が閾値より低い場合に１回以上のプリアンブル送信を行うプリアンブル送信手段と、
   前記プリアンブル送信に対する基地局からの応答がないとき該基地局はオーバーリーチとして検出するオーバーリーチ検出手段を
   有する移動機。
6. 請求項５記載の移動機において、
   前記オーバーリーチとして検出した基地局を、待ち受けを行うサービングセルから除外するセル除外手段を
   有する移動機。
7. 請求項５記載の移動機において、
   前記受信信号のパワー測定は、共通パイロットチャネルの逆拡散後の信号コードパワーを測定する移動機。
8. 請求項６記載の移動機において、
   前記閾値は、システム情報で報知された値である移動機。

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