JP4323315B2 - 異なるセルサイズのセルラー通信ネットワーク、基地局及び端末、並びにそれらに対応する方法 - Google Patents

Description

本発明はセルラー方式無線電話技術に関する。より具体的には、本発明は無線電話システムにおいてデータ伝送技術、特に高スループット伝送技術に関する。

第３世代及びより最近の無線電話システムは、非常に高いスループットのデータ伝送を必要とする多くのサービス及びアプリケーションを既に取り扱っている、あるいは取り扱うことになる。特にインタネットまたは類似のネットワークによるデータ転送（例えば音声、及び／または静止画もしくは動画を含むファイル）に割り当てられるリソースは、利用可能なリソースの圧倒的な部分を占めることになり、いつかは、ほぼ一定のままとされるべき音声通信に割り当てられるリソースを超過する可能性がある。

しかしながら、無線電話装置ユーザが利用できるスループットの合計には制限がある。リソースを十分に利用することができるようにするために、伝統的に使用される特別な方法は、ある与えられた領域内に存在するセルの密度を増大させることである。この結果として、ネットワークインフラは、比較的小さなセル（例えば都市のある地区に対応する）である「マイクロセル（micro-cells）」、またはそれよりさらに小さなセルであるピコセル（例えば道路または建物に対応する）に分割される。このような技術の不利な点には、比較的複雑で高価な多数の固定基地局（ＢＳ：base station）が必要とされることがある。さらに可能なデータスループットは、高いとはいえ最適ではない。さらに、より高いレベルでは、セル数が増えるにつれて管理（management）がより複雑になる。

さらに第３世代ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）ネットワークの容量は、放送チャネル（broadcasting channels）によって使用される電力によって制限される。この「放送チャネル」という用語は、例えばＢＣＨ（Broadcast CHannel：放送チャネル）またはＰＣＨ（Paging Channel：呼出チャネル）型の１対多方向（Point to Multipoint）型チャネルを指している。

この現象は、特に地理的な小さい移動度（例えば数百メータ程度）を有する移動体端末（移動局）において高いスループット伝送を可能にすべく設計された小さなセル（ピコセル）で目立つ。

本発明の様々な特徴は、従来技術においてこれらの欠点を克服することを意図している。
より具体的には、本発明の第１の目的は、使用される移動体端末に加える変更の数を最小にしつつ、異なったサイズのセルを含むセルラーネットワークの総容量と、特に小セル（ピコセルまたはマイクロセル）の総スループットとを増加させることにある。

本発明のもう１つの目的は、第３世代移動体通信ネットワーク向けの端末であって、実施中の現行規格、特に３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）委員会によって規定され公表されたＵＭＴＳ ＦＤＤ規格（Frequency Division Duplex：周波数分割複信）（及び特にこの規格のシリーズ２５）に対する変更を全くまたはほとんど必要としない端末を使用することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、第１基地局に付随する大セルと称される少なくとも１つの第１セルと、それ自体も第２基地局に付随し第１セルによって地理的に取り囲まれた小セルと称される少なくとも１つの第２セルとを含むセルラー通信ネットワークであって、特にこのネットワーク内にある端末は、この端末と遠隔の端末との間の通信がセットアップされたときには通信モードにあることが可能であり、また通信モードになくても、前記ネットワークセルの１つにおいて通信が可能な状態にあるときには、待機モードにあるものであり、第１基地局は、小セル内に存在する前記端末の待機モードを管理し、一方、第２基地局は、共通パイロットチャネルを使用することにより、前記端末の通信モードを管理することが可能なことを特徴とするセルラー通信ネットワークを提供する。

本発明の１つの特別な特徴として、第１基地局は小セル内に存在する端末の通信の開始を管理し、次いで、このネットワークがその通信の管理を第２基地局に引き継がせる点で、前記セルラーネットワークに注目すべきである。

このため本発明によれば、第２基地局はＳＣＨ型同期にあてられるチャネルを管理する必要がない。

こうして、本発明によれば、特に大セルと小セルとの間の通信管理の受け渡し、あるいは高速「ハンドオーバー」（言い替えるとＳＣＨをリスンする必要がない）が、周波数が異なっている場合（周波数が異なっているときのハンドオーバーはＵＭＴＳで実際に問題になる）においても可能となる。

高速ハンドオーバーの１つの利点は、高速ハンドオーバーが必要とされるときに、３ＧＰＰ規格で規定された圧縮モードの使用時間を減らすことができるということである。この圧縮モードにおいては、基地局及び／または端末が第１周波数において比較的高い電力により送信し始めるので、第２の異なった周波数で送信するために使用される空き時間が生まれる。そのため、ネットワークに悪影響を与える干渉がこの圧縮モードにおいて発生する。

本発明の１つの特別な特徴として、通信が閉じてしまった後、前記端末は、待機モードに切り替わり、第１基地局によって管理される点で、前記セルラーネットワークは注目すべきである。

本発明の１つの特別な特徴として、第２基地局は第１基地局によって無線チャネルで送信された同期信号（ＳＣＨ）と同期する同期手段を含む点で、前記セルラーネットワークは注目すべきである。

本発明の１つの特別な特徴として、第２基地局は第１基地局によって有線リンクを介して送信された同期信号と同期する同期手段を含む点で、前記セルラーネットワークは注目すべきである。

本発明の１つの特別な特徴として、前記端末は第１基地局との同期から第２基地局との同期を割り出す点で、前記セルラーネットワークは注目すべきである。

本発明の１つの特別な特徴として、前記端末の第２基地局との同期は５乃至３０μ秒の同期誤差を許容する擬似同期である点で、前記セルラーネットワークは注目すべきである。

このため本発明は、この場合において精細かつ高速な同期を実行するために有利に使用されるマルチパスの特定に通常あてられるハードウェア手段を使用することが可能である。従って本発明によれば、同期手段を基地局と、そしてユーザ端末にもシンプルに実現することが可能である。

本発明の１つの特別な特徴として、前記セルラーネットワークであって、前記端末は、
第２基地局によって送信された所定の信号がたどるマルチパスの解析手段と、
マルチパスの前記解析結果を考慮に入れて、第２基地局によって送信された前記所定の信号と同期する同期手段と
を含んでおり、
前記解析手段は、前記同期手段に入力された前記所定の信号に対応する少なくとも１つのパスを特定するためのステップを使用し、前記所定の信号に対応する１つのパスまたは複数のパスの１つは第１パスと称され同期のベースと見なされる、ことが注目すべき点である。

本発明の１つの特別な特徴として、前記同期手段は第２基地局によって送信された前記所定の信号に対応する少なくとも１つのパスの特定した結果のみを考慮に入れ、この特定した結果はマルチパスを解析する前記解析手段によって使用されるものである点で、前記セルラーネットワークは注目すべきである。

本発明のその他の特別な特徴として、前記所定の信号は、第２基地局によって送信されたマルチパスの処理に用いられる信号（ＣＰＩＣＨ）である点で、前記セルラーネットワークは注目すべき点である。

本発明の１つの特別な特徴として、このネットワークを構成するセルの少なくとも一部のセルは、非同期的に働く点で、前記セルラーネットワークは注目すべき点である。

本発明の１つの特別な特徴として、ネットワークを構成するセルの少なくとも一部のセルは、これらのセルの間の同期誤差の許容度が５μ秒未満で同期的に働く点で、前記セルラーネットワークは注目すべき点である。

従って、本発明による非同期的ネットワークでは、２つの大セルは通常は互いに同期されない。一方、小セルは、これらの小セルを取り囲む大セルと同期もしくは擬似同期（多少の許容度をもつ）されることがある。

本発明の１つの特別な特徴として、前記小セルは、前記端末が同期誤差の許容度が５μ秒未満で、第２基地局と同期するためにこの端末が使用する同期信号（ＳＣＨ）を送信する手段を含む点で、前記セルラーネットワークは注目すべきである。

従って、本発明のこの特別な特徴によれば、小セルは大セルと同期する必要はないが、高速「ハンドオーバー」が可能ではなく通過帯域を消費するという不都合な点を有する。

また本発明は、セルラー通信ネットワークにおいて、大セルと称される第１セル内に地理的に含まれる小セルと称される第２セルに付随する第１基地局と称される基地局であって、大セルはそれ自体も第２基地局に付随し少なくとも１つの第２セルを地理的に取り囲んでおり、また、セルラー通信ネットワーク内の端末は、特にこの端末と遠隔の端末との間の通信がセットアップされたときには通信モードにあることが可能であり、通信モードになくても前記ネットワークセルの１つにおいて通信が可能な状態で存在しているときには、待機モードにあるものであり、
大セルに付随する第２基地局は、小セル内に存在する端末の待機モードを管理し、第１基地局は共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）を使用して通信モードを処理することが可能であることを特徴とする基地局にも関係している。

本発明の１つの特別な特徴として、本発明による基地局は高スループット通信に適合していることが注目すべき点である。

本発明は、本発明による上述した少なくとも１つの基地局と協働することになっている端末であって、
第１の同期を行う手段と、
前記基地局によって送信された所定の信号（ＣＰＩＣＨ）がたどるマルチパスの解析手段と、
マルチパスの前記解析結果に基づいて前記第１の同期よりも精密な第２の同期を行う手段と
を含むことを特徴とする端末にも関係している。

本発明の１つの特別な特徴として、前記第１の同期において５乃至３０μ秒の同期誤差を許容する点で、前記端末に注目すべきである。

本発明の１つの特別な特徴として、前記第２の同期において５μ秒未満の同期誤差を許容する点で、前記端末に注目すべきである。

さらに本発明は、第１基地局に付随する大セルと称される少なくとも１つの第１セルを含んでおり、また第１セルは小セルと称される、それ自体も第２基地局に付随する少なくとも１つの第２セルを地理的に取り囲んでいる、セルラー通信ネットワークを管理する方法であって、特にセルラー通信ネットワーク内の端末は、この端末と遠隔の端末との間の通信がセットアップされたときには通信モードにあることが可能であり、通信モードになくても前記ネットワークセルの１つにおいて通信が可能な状態で存在しているときには待機モードにあるものであり、
小セル内に存在する端末の待機モードを第１基地局が管理するステップと、
第２基地局が、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）を使用して通信モードを処理するステップと
を含むことを特徴とするセルラー通信ネットワークの管理方法にも関係している。

本発明によるこれらの端末、基地局及び管理方法の利点は最初に述べた本発明によるセルラー通信ネットワークの利点と同じであるので、ここではこれ以上に詳述しない。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の最良の態様を詳細に説明する。なお、ここに紹介する実施態様はあくまでも本発明を具体的に説明するための例示的なもので、それらの態様に本発明が限定されるものと解してはならない。

以下に記述された発明の特別な実施例において、大セル（例えばマクロセル）を含むネットワークが想定され、それらの大セルのいくつかには、より小さなセル（例えばマイクロセルもしくはピコセル）が包まれている。

本発明の一般原理は、特に各小セルのそれを取り囲むマクロセルとの擬似同期と、共通チャネル（共通チャネルは１対多方向型リンクに対応する）の管理を除く（あるいは共通チャネルの限られた管理のみを有している）、小セルに与えられた専用チャネル（データ伝送）の管理とに基づき、ユーザ端末（ＵＥ：user equipment）は、待機モードにあるとき、これら小セルを取り囲んでいるマクロセルに付随している。

ユーザ端末としては、特に移動式または固定式の無線端末（例えば移動電話機または何か他の端末装置）、とりわけ携帯型コンピュータ（無線通信システムを含む）が含まれることに注意する。

従って、本発明によればユーザ端末は、あるマクロセル内にそれ自体が含まれるピコセル内にその端末が存在する場合に、待機モードにおいてピコセルに直接に接続はされず、ユーザ端末は、この端末が従属するこのマクロセルによって管理される。特にユーザ端末は、マクロセル内の基地局によってＢＣＨチャネルとＰＣＨチャネルで送信された信号を受信する。このときピコセルは「ハンドオーバー（hand-over）」によってのみ、言い替えると、ネットワークによって管理され、決定されるセル切替（cell transfer）によってのみ、このユーザ端末にアクセス可能である。

このため、通信の開始、言い替えると、専用チャネルの開通はマクロセルで行われる。次のステップにおいて端末はピコセルに移行する。端末は、ＢＣＨ（放送チャネル）チャネルまたはピコセルに特有な何か他の同等なチャネルによって通常は放送されるシステム情報を全く必要としない。

従って、本発明によれば、特に待機モードの端末をサポートしないピコセルの機能は制約される。小セルは、待機モードの移動端末の管理ではなく高スループットデータ伝送のために用意されたチャネルの管理を主な対象としているので、ピコセルによって実行される機能のこうした制約は不都合ではなく、ピコセルの基地局は非常に簡素化されるのでむしろ利点である。

ピコセル上での通信の終了時に、端末はマクロセル上での待機モードに戻る。

さらに同期チャネルＳＣＨは、マクロセルからピコセルへの「ハンドオーバー」に必要ではない。というのは、第一にハンドオーバーは、擬似同期的であり、第二に行き先セルはピコセルであってそれ故にそれは非常に小さいからである。故に、この「ハンドオーバー」は、例えばピコセルのパイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）上のエコーを探し求めることによって直接的に実行することができ、時間不確定性は非常に短い。

本発明において使用されるアプローチによれば、ピコセルとマクロセルとの間の同期は非常に正確である必要はないことに注意する。このため、マクロセルの、ピコセルが接続したＳＣＨチャネル（同期チャネル）をピコセルの基地局がリスンすることに基づいて、ピコセルがマクロセルと擬似同期する仕組みが使用できる。基地局の周波数基準（frequency references）のドリフトが非常に小さいことを考えると、必要なのは、ピコセルがマクロセルと頻繁に再同期されることだけである。

本発明の一変形態様として、ピコセルは、マクロセルとこの２つのセルのそれぞれのセルの基地局での間の有線リンクによって擬似同期されることがある。

ピコセルがマクロセルと擬似同期されるとき、端末のマクロセルとの同期においていくつかの「チップ（chip）」だけの同期誤差（１つの「チップ」の持続時間は、ＵＭＴＳ規格において０．２６μ秒に等しい）は、端末がピコセルと同期するのを妨げない。

本発明の別の変形態様として、ピコセルはそれ自身のＳＣＨチャネルを使用して、それによりピコセルを取り囲むマクロセルとのピコセルの非同期動作が可能となる。この態様の不都合な点は、マクロセルからピコセルへ切替をする非同期的な「ハンドオーバー」、言い替えると非同期セル間の「ハンドオーバー」、が含まれるということである。しかしながら、非同期的「ハンドオーバー」は、特にここでの場合のように周波数変更が伴う「ハンドオーバー」の場合は時間がかかる手続である。

パイロットチャネル（pilot channel）は、唯一不可欠な共通チャネルであり、このチャネルによって移動端末はそれがピコセルと繋がっていないときに、受信可能エリアにあることを知ることができる。それはマクロセルからピコセルへの「ハンドオーバー」にも使用される。

しかし、ＵＭＴＳネットワークの非同期性の一般原理は完全には変更されない。上述した方式で動作するピコセルのみが、それらが従属するマクロセルと擬似同期的である。従って、異なるマクロセルに関係する２つのピコセルは同期的でない。

本発明においては、ＵＭＴＳネットワークの全てのピコセルが適合することは必要ではないことに気付くことは重要である。同じネットワークの一部のピコセルは、本発明に基づくメカニズムを使用して動作するが、他方、他の全てのピコセルは施行中の現行ＵＭＴＳ規格が提案しているような配信チャネルを有する。

次に図１を参照して、本発明で使用する移動体無線電話ネットワークのブロック図を説明する。

例えば、このネットワークは３ＧＰＰ委員会が規定するＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）規格と互換性がある場合がある。

このネットワークは、基地局１０１（ＢＳ）によって管理される大セル（あるいはマクロセル）１００を含む。

このセル１００は、２つのより小さなセル１１０と１２０（「マイクロセル」あるいは「ピコセル」）を包含して取り囲む。

セル１１０と１２０の各セルは、それぞれの対応するセル内部の通信を管理することができる、基地局１１１と１２１をそれぞれ含む。

説明のためセル１００内部には数個の端末（ＵＥ）が存在することに注意する。これらの端末の一部は、小セル１１０と１２０のどちらか一方のセル内にも存在する。

従って、端末１１２はセル１１０内部にあり、故に基地局１０１と１１１から、あるいはそれらへ信号を受信または送信することができる。

同様に、端末１２２と１２３はセル１２０内部にあり、故に基地局１０１と１２１から、あるいはそれらへ信号を受信または送信することができる。

しかし、セル１００内にある端末１０２と１０３は、セル１１０と１２０のいずれにも含まれないので、基地局１０１からまたはそれへ信号を送信することができるが、基地局１１１または１２１からまたはそれらへ信号を送信することはできない。

図１にセル１００内にある異なる構成要素間のある瞬間において連絡の様子を示す。この図において、
細い破線は基地局同士間の連絡を示し、
太い破線は基地局１０１と待機状態にある端末（図１において例えば端末１１２、１２２、１２３と１０２）との間の連絡を示し、
実線は通信リンク（端末１０３と基地局１０１の間のリンク）を示している。

一部の端末は待機モードにある、言い替えれば、（待機モードにある）端末は通信モードにはないがセル１００、１１０または１２０のいずれにおいて通信が可能な状態で存在していることに注意する。特に、待機モードにあるこの端末は、マクロセル１００に属する基地局１０１によって送信された信号をリスンしている状態にある。またこれらの信号は、
通信プロトコルの高位層に提供されるサービスに対応する、特にＢＣＨ（Broadcast CHannel：放送チャネル）チャネルやＰＣＨ（Paging CHannel：呼出チャネル）チャネルといった共通トランスポートチャネルと、
通信プロトコルの物理層に対応する、特にＣＰＩＣＨ（Common PIlot CHannel：共通パイロットチャネル）チャネルといった共通トランスポートチャネルと
により伝送される。

待機モードにおいて、端末は専用チャネルをリスンしていないことにも注意されたい。

一方、端末１０３は、上りと下りのチャネルである専用チャネル（ＤＣＨ：Dedicated CHannel）により基地局１０１と同時に通信中であるので、待機モードにはない。

３ＧＰＰネットワークによって使用されるチャネルは、移動体ネットワーク分野の当業者に周知なものであり、特に３ＧＰＰ出版部から出版された３ＧＰＰのＴＳ２５．２１１規格リファレンス「３ＧＰＰ、技術仕様グループの無線アクセスネットワーク；物理チャネル及びトランスポートチャネルから物理チャネルへのマッピング（ＦＤＤ）、１９９９年リリース（3rd Generation Partnership Project, Technical Specification Group Radio Access Network;Physical Channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) release 1999）」に詳細仕様が定められている。従ってこれらのチャネルについてはここでは詳述されない。

図２に、図１のネットワークで時間がしばらく経過したときの、特にマイクロセル１２０内部で、端末１２３と基地局１２１の間で通信がセットアップされているときの状況を示す。

図２によれば、端末１２３は、チャネルデータ及び／または交換データの転送を可能にする上りまたは下りの専用チャネルＤＣＨを介して、基地局１２１に直接接続されていることに注意する。

図３に、図１と図２にそれぞれ示された基地局１２１を図式的に示す。

基地局１２１は、アドレス兼データバス３０７を使って相互に接続されており、
プロセッサ３０４と、
ＲＡＭ３０６と、
不揮発性メモリ３０５と、
移動体ネットワークまたは他のネットワークの固定インフラに接続するための有線ネットワークインタフェース３００と、
基地局１２１と通信をしている端末によって専用の上りチャネルで送信された信号と、基地局１０１によって、特に同期チャネルＳＣＨ（現行のＵＭＴＳ規格においては、基地局ではなく、ユーザ端末によってのみＳＣＨチャネルがリスンされることは必要とされていないことに注意する）において送信された信号とを受信するための無線受信インタフェース３０１と、
専用の下りチャネルと物理層（通信プロトコルのより上位の層にではなく）に対応する、共通トランスポートチャネル（特にＣＰＩＣＨチャネル）において信号を送信するための無線伝送インタフェース３０２と、
制御及びメンテナンスのため、マシンと対話することを可能にするマン／マシンインタフェース３０３と
を含む。

ＲＡＭ３０６は、データ、変数３０９及び中間的な処理結果を保存する。

不揮発性メモリ３０５は、便宜上そこに保存されたデータと同じネーミングを有するレジスタ内に、中でも、
「prog」レジスタ３１０にプロセッサ３０４の動作プログラムを保存し、
基地局１２１の設定パラメータ（configuration parameters）３１１を保存する。

基地局１２１は、基地局１０１よりも容易に実現され、特に基地局１０１の動作プログラムよりもシンプルな動作プログラムを含むことに注意する。というのは、基地局１２１の動作プログラムは、基地局１２１が管理する必要のない共通のチャネル機能を持たないからである。

図３に示された本発明の１つの変形態様として、基地局１２１は基地局１０１のＳＣＨチャンネルとは同期されない。従ってこの変形態様においては、無線受信インタフェース３０１は、基地局１２１と通信をしている端末によって専用上りチャネルで送信された信号を受信することができ、基地局１０１によって、特に同期チャネル（ＳＣＨ）において送信された信号は受信しない。さらに、移動体ネットワーク内の固定インフラへのまたは他のネットワークへのリンクを可能にする有線ネットワークインタフェース３００は、基地局１０１と１２１を接続する有線ネットワーク、または専用リンクで基地局１０１によって送信された同期信号を受信する。

同期信号は、当業者とって既知の様々な技術（例えば基地局１２１が自身の同期を固定した所定レートのパルスまたは特定のビットシーケンス）に基づいて使用することに注意する。故にこの同期信号についてはここではこれ以上詳述されない。有線同期は有線リンクを必要とする。一方、有線同期は、無線媒体の通過帯域の節約を可能にし、非常に信頼できるとともに無線インタフェースの影響を受けない。

また、各端末（図示されていない）は以下のような、アドレス兼データバスによって相互に接続されている、
プロセッサと、
ＲＡＭと、
不揮発性メモリと、
基地局１０１によって送信されたＳＣＨタイプの信号と待機モードで同期し、次に基地局１２１によって送信されたＣＰＩＣＨタイプの信号と通信モードで同期し、そして一般に基地局１０１と１２１によって専用下りチャネルで送信された信号を受信することを可能にする無線受信インタフェースと、
専用上りチャネルと共通上りトランスポートチャネルで信号を送信することができる伝送無線インタフェースと、
制御及びメンテナンスのため、マシンと対話することを可能にするマン／マシンインタフェースと
を含むことに注意する。

図４に、待機モードにある図１のネットワークの状況から、基地局１２１との通信モードにある図２のネットワークの状況に端末１２３が変化するときの、基地局１０１と１２１と端末１２３の間の通信プロトコルを示す。

基地局１０１は、信号４００を下りチャネルＳＣＨで、マクロセル１００内に存在する基地局と端末、好ましくは基地局１２１と端末１２３に送信する。こうして、基地局１２１と端末１２３（図１から分かるように待機モードにある）は基地局１０１のＳＣＨチャネルにおいて同期される。

このＳＣＨ信号を基地局１０１が定期的に送信して、基地局１２１の擬似同期がある与えられた所定の閾値を超えて劣化したらすぐに、基地局１２１が基地局１０１と再同期されることに注意する。

また、基地局１０１と１２１は固定されているので、これら２つの基地局間の信号伝搬時間がわかっていることに注意する。従って、この伝搬時間の知識を使用して端末の基地局１２１との同期を、
基地局１０１によって送信されたＳＣＨ信号に関する基地局１２１の同期遅延、例えば基地局１０１と１２１との間のＳＣＨ信号の伝搬時間に等しい同期遅延、及び／または、
端末１２３に送信され、同期ポジションを指定する情報を搬送する「ハンドオーバー」信号（詳細に後述される信号４０５）
を使用することによって改善することが可能である。

基地局１０１は、ＢＣＨチャネルで信号４０１も送信する。この下り信号は端末１２３がどのＰＣＨチャネルをリスンすべきかを指示する。こうして端末１２３は、この信号４０１を受信した後、信号４０１に指示されたＰＣＨチャネルをリスンする。

続いて基地局１０１は、着信（incoming call）を検出するために使用される信号を、信号４０１に指示されたＰＣＨチャネルにおいて端末１２３に送信する。

次に、端末１２３が通信を初期化したいと思っていると仮定すると、端末１２３はＲＡＣＨ（Random Access CHannel：ランダムアクセスチャネル）チャネル（これは高位層チャネルアクセスサービスに対応する共通チャネルである）で信号４０３を送信する。この信号４０３は端末１０３が通信のセットアップを要求していることを基地局１０１に通知する信号である。

次に基地局１０１はＦＡＣＨ（Fast Access CHannel：高速アクセスチャネル）チャネル（これも高位層サービスに対応する共通チャネルである）で通信チャネル割り当て信号４０４を送信する。

続いて、端末１２３と基地局１０１との間の通信がセットアップされる。端末アプリケーションに相当するデータと、そして、ハンドオーバー専用の制御データとを含む１つまたは複数の信号４０５が、双方向チャネルＤＰＣＨで交換される。

端末１２３から基地局１２１への通信のハンドオーバーは、複数の基準、特に基地局１２１のスループットや通信クォリティや特性（とりわけ、その基地局が高水準通信を管理するのに適合しているという事実）などの基準に応じたネットワーク判定（基地局１０１と１２１に接続されたＲＮＣ（Radio Network Controller）によるもの）に従って行われることに注意する。

このときネットワークの状況は図２に示されるものと同じようなものになる。

次に端末１２３は、本発明によれば端末１２３の同期を微調整するパイロットチャネル４０６ＣＰＩＣＨをリスンする。セル１２０のサイズが小さく、基地局１２１が基地局１０１と擬似同期（本文脈において、擬似同期とは同期精度が５０μ秒未満、好ましくは３０μ秒以下の同期のこと）されている場合（言い替えると、セル１２０とセル１００の間の同期が粗く不完全で、同期済みのネットワークのそれ自体分かっている同期誤差が約５０μ秒未満で好ましくは３０μ秒以下の場合、同期誤差は５μ秒未満になる）、端末１２３と基地局１２１との間の結果的な同期誤差は、信号４０６を使用することにより補正可能である。端末１２３は、ある基地局によって送信された信号と関係があるマルチパスを利用する手段を含む（このマルチパス現象は当業者の間ではよく知られており、特に信号が障害物によって反射され多方向に送信された結果で、同じ送信信号を源とする異なる受信信号は異なるパスをたどるが、一般に異なる振幅を持ち位相は一致しない）。特に「ＲＡＫＥ」型受信機がマルチパス信号と関係がある異なる遅延を割り出すために使用することができることに注意する。こうして、遅延があまり大きくない場合（言い替えると、３ＧＰＰ規格の文脈で２０μ秒未満の場合）、端末１２３はＣＰＩＣＨチャネルと同期することが可能である。

こうして、第１パスが基地局１０１との同期と関連する正確な瞬間に決められるとすれば、この仮定上のパスに固定してある端末１２３の受信機は、基地局のＣＰＩＣＨチャネルで伝送された信号に対応する少なくとも１つのパスを、ＣＰＩＣＨチャネルで伝送された信号のマルチパスを特定するためにも使用される手段によって探し求める。これは可能である。というのは、端末１２３と基地局１０１及び１２１の各基地局との同期の差は小さいからである。このとき、第１パスと称されるパスまたは特定されたパスの１つは、端末１２３の基地局１２１との同期のベースとして使用される。

３ＧＰＰ規格の文脈において、ＣＰＩＣＨは遅延が２０μ秒のマルチパスを処理するために使用することができ、このことは小セルの半径が約６ｋｍ（この場合約２０μ秒に等しい遅延に光速度を掛けると約６ｋｍになる）以下のときに誤差を補正する手段を与えることに注意する。

端末１２３は基地局１２１と同期すると、端末１２３は基地局１２１によって管理されるＣＰＩＣＨチャネルを通じたこの同期に従い続けることにも注意する。

次に端末１２３と基地局１２１は、専用チャネルＤＰＣＨで一部しか図示されていないが複数の信号４０７乃至４０９を通じてデータを交換する。

通信の終了時点で、端末１２３及び／または基地局１２１は通信が終止したことを信号４０９で通知する。

図示されていない１つの変形態様として、ネットワークは端末が基地局１０１への「ハンドオーバー」を通信終了前に実行すべきことを課す。端末１２３は基地局１０１とそれ自体が擬似同期している基地局１２１と同期しているので、この「ハンドオーバー」は、基地局１０１によって送信されるＣＰＩＣＨ信号と同期して迅速に実行することができることに注意する。

こうして端末１２３は待機モードに戻り、ネットワークの状況は図１に示されたものと同じ状況に戻る。

基地局１０１は信号４１０、４１１、４１２をそれぞれＳＣＨ、ＢＣＨ、ＰＣＨチャネルで送信する。これらの信号はそれぞれ上述した信号４００、４０１、４０２と同様の信号である。

明らかに、本発明は上述した実施態様の例に限定されない。

特に、当業者であれば小セルがサポートしていないチャネルの定義に任意の変更を加えることができるであろう。つまり、小セルの基地局はＳＣＨタイプの信号を送信することができ、次に端末はこの基地局と交信中のときにこのＳＣＨタイプの信号と同期されることを考えることができる。

本発明はＵＭＴＳまたは３ＧＰＰネットワークに限定されることはなく、大セルが小セルを取り囲む他の任意のセルラー方式ネットワークに適用可能であることに注意する。

また、本発明は純粋なハードウェア構成に限定されることはなく、コンピュータプログラムの一連の命令の形、あるいはハードウェア部分とソフトウェア部分の混成の形でも実施できることに注意する。本発明が部分的または全体的にソフトウェアの形で実施される場合、それに対応する一連の命令は取り外し可能な記憶手段（例えばフロッピディスク、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ）または取り外し不可能な記憶手段に記憶されることがある。この記憶手段はコンピュータまたはマイクロプロセッサによって、部分的または全体的に読み出し可能である。

本発明の実施のある特定の態様に基づくセルラー通信ネットワークのブロック図である。 マイクロセルに付随する基地局と端末との間の通信がセットアップされた後の図１に示されたネットワークのブロック図である。 図１と図２に示されたネットワークの「マイクロセル」基地局を示した図である。 図１の状況から図２の状況への切替を可能にするセルラー通信ネットワークの異なる構成要素間の通信プロトコルを説明するための図である。

Claims (19)

1. セルラー通信ネットワークであって、
   第１基地局に付随する少なくとも１つの第１セルと、
   第２基地局に付随し、前記第１セルによって地理的に取り囲まれている少なくとも１つの第２セルと、
   該ネットワーク内にある端末であって、該端末と遠隔の端末との間で通信がセットアップされたときには、通信モードであることが可能であり、また前記通信モードになく、前記ネットワークセルの１つにおいて、通信が可能な状態で存在しているときには待機モードである端末と
   を含み、
   前記第１基地局は、前記第１セルまたは前記第２セル内に存在する端末についての待機モードと、前記第２セルにある前記端末についての通信の開始とを管理し、該通信の管理を、前記端末が同期されている前記第２基地局に移し、
   前記第２基地局は、前記第２セルにある前記端末のために前記通信モードを管理し、前記端末が前記第２基地局と同期するのを微調整するために、共通パイロットチャネルを使用する、セルラー通信ネットワーク。
2. 前記小セル内に存在する端末の通信の開始を前記第１基地局が管理し、次いで、当該ネットワークが該通信の管理を前記第２基地局に引き継がせることを特徴とする請求項１に記載のセルラーネットワーク。
3. 前記通信が終了した後、前記端末は、待機モードに切り替わり、前記第１基地局によって管理されることを特徴とする請求項２に記載のセルラーネットワーク。
4. 前記第２基地局は、前記第１基地局によって無線チャネルにより送信された同期信号（ＳＣＨ）に同期する同期手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセルラーネットワーク。
5. 前記第２基地局は、前記第１基地局によって有線リンクを介して送信された同期信号に同期する同期手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセルラーネットワーク。
6. 前記端末は、前記第１基地局に対する同期から、前記第２基地局に対する同期を割り出すことを特徴とする請求項４または５に記載のセルラーネットワーク。
7. 前記端末の前記第２基地局との前記同期は、５乃至３０μ秒程度の同期誤差を許容する擬似同期であることを特徴とする請求項６に記載のセルラーネットワーク。
8. 前記端末は、
   前記第２基地局によって送信された所定の信号がたどるマルチパスの解析手段と、
   マルチパスの前記解析の結果を用いて、前記第２基地局によって送信された前記所定の信号と同期する同期手段と
   を含み、
   前記解析手段は、前記同期手段に入力された前記所定の信号に対応する少なくとも１つのパスを特定するためのステップを使用するものであり、前記所定の信号に対応する１つのパスまたは複数のパスの１つは、第１パスと称され同期のベースとみなされることを特徴とする請求項６または７に記載のセルラーネットワーク。
9. 前記同期手段は、前記第２基地局によって送信された前記所定の信号に対応する少なくとも１つのパスを特定した結果のみを考慮するものであり、該特定した結果がマルチパスを解析する前記解析手段によって使用されるものであることを特徴とする請求項８に記載のセルラーネットワーク。
10. 前記所定の信号は、前記第２基地局によって送信されたマルチパスの処理に用いられる信号（ＣＰＩＣＨ）であることを特徴とする請求項８または９に記載のセルラーネットワーク。
11. 当該ネットワークを構成するセルの少なくとも一部のセルは、非同期的に動作することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のセルラーネットワーク。
12. 当該ネットワークを構成するセルの少なくとも一部のセルは、それらのセルの間で同期誤差の許容度が５μ秒未満において同期的に動作することを特徴とする請求項１１に記載のセルラー通信ネットワーク。
13. 前記小セルは、前記第２基地局に対する同期誤差の許容度を５μ秒未満として前記端末が同期するために、該端末によって使用される同期信号（ＳＣＨ）を送信する手段を含むことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のセルラーネットワーク。
14. セルラーネットワークにおいて、第１セル内に地理的に含まれる第２セルに付随することとなる、第１基地局と称される基地局であって、
    前記第１セルは、第２基地局に付随する少なくとも１つの第２セルを地理的に取り囲んでおり、
    前記セルラーネットワークにある端末は、該端末と遠隔の端末との間の通信がセットアップされたときには、通信モードにあることが可能であり、前記通信モードになく、前記ネットワークセルの１つにおいて、通信が可能な状態で存在しているときには待機モードにあるものであり、
    前記第１セルに付随する前記第１基地局は、前記第１セルまたは第２セルに存在する前記端末についての待機モードと、前記第２セルにある前記端末の通信の開始とを管理し、該通信の管理を、前記端末が同期されている前記第２基地局に移し、
    前記第２基地局は、前記第２セルにある前記端末のために通信モードを管理し、前記端末が第２基地局と同期するのを微調整するために、共通パイロットチャネルを使用する、セルラーネットワークにおける基地局。
15. 高スループット通信に適合していることを特徴とする請求項１４に記載の基地局。
16. 請求項１４または１５に記載された少なくとも１つの基地局と協働することとなる端末であって、
    第１の同期を行う手段と、
    前記基地局によって送信された所定の信号（ＣＰＩＣＨ）がたどるマルチパスの解析手段と、
    マルチパスの前記解析結果に基づいて前記第１の同期よりも精密な第２の同期を行う手段と
    を含むことを特徴とする端末。
17. 前記第１の同期において、５乃至３０μ秒程度の同期誤差を許容することを特徴とする請求項１６に記載の端末。
18. 前記第２の同期において、５μ秒未満の同期誤差を許容することを特徴とする請求項１６または１７に記載の端末。
19. 第１基地局に付随する少なくとも１つの第１セルを含んでおり、該第１セルは、第２基地局に付随する少なくとも１つの第２セルを地理的に取り囲んでいる、セルラーネットワークを管理する方法であって、
    該セルラーネットワーク内の端末は、該端末と遠隔の端末との間の通信がセットアップされたときには通信モードにあることが可能であり、前記通信モードになく、前記ネットワークセルの１つにおいて通信が可能な状態で存在しているときには、待機モードにあるものであり、
    前記第１基地局が、前記第１セルまたは第２セル内に存在する端末についての待機モードと、前記第２セルにある前記端末の通信の開始とを管理するステップと、 前記第１基地局が、該通信の管理を前記第２の基地局に移すステップと、
    前記第２基地局が、前記第２セルにある前記端末のために通信モードを管理するステップと、
    前記第２基地局が、前記端末が前記第２基地局と同期するのを微調整するように、共通パイロットチャネルを使用するステップと
    を含むことを特徴とする管理方法。

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