JP5190145B2 - 異種セル識別情報の管理方法 - Google Patents

Description

以下の説明は、無線通信システムにおける中継局の識別情報に係り、特に、中継局に效率的に識別情報を割り当て、該中継局識別情報を端末が效率的に獲得する方法に関するものである。

次世代無線通信システムでは中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）が広く用いられると予想される。中継局の概念について簡単に説明すると、下記の通りである。

以下では、説明の便宜上、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｊで考慮していた中継局の概念を中心にして説明する。ただし、以下に説明される中継局の概念は、３ＧＰＰ ＩＭＴ−Ａ（ＬＴＥ−Ａ）で考慮している中継局に対しても実質的に同じ概念であると想定することができる。

２００６年度のＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、米国電気電子学会）８０２．１６では、固定加入者端末を対象とする標準規格であるＩＥＥＥ ８０２．１６−２００４と加入者端末の移動性を提供するための標準規格であるＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ−２００５の発刊して以来、現在、マルチホップリレーという新しい主題の標準化プロジェクトが進行されている。ＩＥＥＥ ８０２．１６のタスクグループ（Ｔａｓｋ Ｇｒｏｕｐ）ｊで担当しているこのプロジェクトは、２００６年５月に初の公式会議をして以来、２００６年７月の２回目の会議では、活用モデル（Ｕｓａｇｅ Ｍｏｄｅｌ）、関連用語（Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ）、技術的要求事項（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）に関して本格的に議論し始めた。以下、ＩＥＥＥ ８０２．１６タスクグループｊを“８０２．１６ｊ”と略称する。

８０２．１６ｊのＰＡＲ（Ｐｒｏｊｅｃｔ Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ、プロジェクト承認要請）には、将来進行される標準化作業の下記のような２通りの目的が明記されている。
１．サービス地域の拡張（Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）
２．性能強化（Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）
図１は、マルチホップリレーシステムを示す概念図である。

図１で、図面符号７０１は基地局を、図面符号７０２ａ乃至７０２ｄは中継器（Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ）を、図面符号７０３ａ乃至７０３ｄは端末を表す。図１に示すように、基地局７０１の領域以外の地域にも中継局７０２ａ及び７０２ｂを介して信号伝達が可能になる。また、基地局７０１の領域内にある端末７０３ｄに対しては中継局７０２ｄを介した高いレベルの適応変調コーディング（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）方式を持つ高品質の経路可能にすることによって、同一の無線リソースを用いてシステム容量の増大を図ることができる。

このプロジェクトで作成される標準規格は、既存の８０２．１６−２００４と８０２．１６ｅ−２００５規格に基づいて具現された移動端末はいかなる機能をも追加せずに中継局との通信が可能でなければならないという原則の下に、中継局自体と既存基地局への中継局制御のための一部機能の追加にその範囲が限定されるものと見られる。このため、中継局に対する規格が将来、標準化の核心事項になると予想される。

中継局は、物理層及び媒体接近制御層の動作を行う一種の加入者端末と考慮することができ、主に基地局によって制御されるが、必要な場合、自体的な制御機能もやや持つことができるとされている。現在議論中の活用モデルには、固定中継局の他に、特定地域への一時的なサービス提供のための移動中継局と自動車や地下鉄などに装着できる中継局も考慮されている。

今後論議される代表的な技術的問題は、下記のようにまとめることができる。

１．基地局が自身の領域に存在する中継局を識別し、これらとの連結構造（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）に関する情報を獲得して保持するための手順
２．既存のＩＥＥＥ ８０２．１６／１６ｅシステムと互換性（ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を有する移動端末と中継局との間における物理的な転送フレーム構造の定義
３．中継局同士間あるいは中継局と基地局との間における移動性提供のための信号手順
４．中継局の基地局への進入（ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｎｔｒｙ）手順及び移動端末の中継局を介した進入手順。

それ以外にも多くの技術的な問題がありうるが、これらを解決していく上で既存システムとの互換性が最大の障害になると予想される。上にも述べたように、８０２．１６−２００４と８０２．１６ｅ−２００５の標準にしたがって具現された端末はいずれも、いかなる機能をも追加することなく中継局を介した基地局との通信が可能でなければならないという原則は、既存の２つの標準に定義されている機能のほとんどが中継局によっても可能でなければならないという制約であると同時に、中継局の複雑度を増加させうる要因とされるわけである。したがって、この問題をどのように解決していくのかが、将来の標準化進行速度及び市場性に大きく影響すると見込まれる。

一方、上述の中継局と類似する概念の一つとしてフェムトセル（Ｆｅｍｔｏ Ｃｅｌｌ）について説明する。

“フェムト（Ｆｅｍｔｏ）”は、１０^−１５といった極めて小さい単位を表す。これに因んで、フェムトセルは、超小型／低電力の家庭／事務室用の屋内基地局のことを意味する。ピコセル（ｐｉｃｏ ｃｅｌｌ）も同じ意味として使われるが、より機能の進化した意味として使われている。フェムトセルは、ブロードバンドルータに接続する小型のセルラー基地局で、既存の２Ｇはもとより、３Ｇの音声及びデータをＤＳＬリンクなどを介して移動通信社のバックボーンネットワークに接続させる役割を果たす。

次に、このようなフェムトセの特長について説明する。

近年、フェムトセルが３Ｇの普及を促するとともに、屋内カバレッジを広める起曝剤になりうるという調査報告書が発表され、注目を受けている。２０１１年までには全世界のフェムトセル端末のユーザーが１億２００万名と増え、基地局であるＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）の設置も３，２００万個に至ると展望した。ＡＢＩ Ｒｅｓｅａｒｃｈの首席アナリストであるスチュアートカローは、「技術的な面においてＷ−ＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡ、ＥＶＤＯのような技術の屋内カバレッジ強化はサービス提供において非常に重要な役割を担う」といいながら、「ＩＰネットワークを介してトラフィックをルーティングすることで、ネットワーク品質及び収容力が著しく強化されると同時に、移動通信社がバックホール専用線に投資するＯＰＥＸも減少するから、戦略的、経済的な観点でも大きなメリットがある」とした。

フェムトセルは、カバレッジの強化、音声サービスの品質（Ｑｕａｌｉｔｙ）向上を可能にするとともに、移動通信社がフェムトセルを用いてデータサービスを提供することで加入者を完全に３Ｇに適応させることができると予想している。このフェムトセルを、フェムト基地局またはフェムトＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）と呼ぶこともできる。

要するに、フェムトセルのメリットは下記の通りである。
１．カバレッジ増加（Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ）
２．インフラ費用減少（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｓｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ）
３．新しいサービス提供（Ｎｅｗ ｓｅｒｖｉｃｅ Ｏｆｆｅｒｉｎｇ）
４．ＦＭＣ（Ｆｉｘｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）加速化
一方、上述した中継局と類似する概念の他のものとしてピコセル（Ｐｉｃｏ Ｃｅｌｌ）について説明する。

ピコセルは、一般に、事務室、ショッピングモール、電車駅、最近では飛行機内などのような小さい領域をカバーする無線通信システムである。ピコセルは、ＷｉＦｉアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）と類似の概念と見なすこともできる。

ＧＳＭのようなセルラー無線通信システムにおいて、ピコセル基地局は、ＢＳＣ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）との接続のための、主として安価で小型（一般に、Ａ４紙のサイズ及び２〜３ｃｍ厚）のユニットを意味する。複数のピコセル‘ヘッド（Ｈｅａｄ）’は、各ＢＳＣに接続される。ＢＳＣは、無線リソース管理及びハンドオーバー機能を担い、ＭＳＣ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｒｅ）及び／またはＧＳＮ（ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）を通過するデータを組み合わせることができる。

ピコセルヘッドとＢＳＣとの接続は、主としてビル内の配線を介してなされる。初期（１９９０年代）に開発されたシステムは、ＰＤＨリンク、例えばＥ１／Ｔ１リンクを用いてピコセルヘッドとＢＳＣとの接続を行ったが、最近ではイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））配線を用いている。

最近ではさらに、ピコセルに加えて、ＢＳＣ及びＭＳＣの一部機能を含むヘッダーユニットに対する概念が開発されている。このようなピコセルは、アクセスポイント基地局または上述のフェムトセルと呼ばれている。この場合、ヘッダーユニットは、ＢＳＣ／ＭＳＣインフラを用いることなくインターネットに接続するために要求される全ての機能を含むことができる。

セルラーネットワークにおいてピコセルは、主に、屋外信号がよく当たらない屋内カバレッジを増加させるために、または、汽車訳のように極めて高い通話集積度を有する領域でネットワーク性能を向上させるために利用されている。

一方、図２は、セル半径に応じて一般的に用いられるセル名称を説明するための図である。

それぞれのセル名称に対するセル半径の正確な数値基準定義はないが、通常、セルカバレッジによって下記のように分類することができる。
・ メガセル（Ｍｅｇａ ｃｅｌｌ）：半径１００〜５００Km
・ マクロセル（Ｍａｃｒｏ ｃｅｌｌ）：半径３５Ｋｍ以内（５〜３０ｋｍ程度）
・ マイクロセル（Ｍｉｃｒｏ ｃｅｌｌ）：半径１Ｋｍ以内
・ ピコセル（Ｐｉｃｏ ｃｅｌｌ）：半径５０mまたは２００ｍ以内
以下の説明において、説明の便宜のために、上述した中継局、マイクロセル、フェムトセル及びピコセルを、メガセル、マクロセルなどと区別される、カバレッジ増加のための小型アクセスポイントといった概念から“中継局”と総称するものとする。すなわち、以下の説明において中継局はフェムトセル、ピコセルなども含む概念である。

上述したような中継局に效率的に識別情報を割り当て、該中継局識別情報を端末が效率的に獲得する方法に関する研究が必要である。

上記の課題を解決するための本発明の一実施の形態では、多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）に識別情報を割り当てる方法であって、前記中継局の位置している領域にサービスを提供する特定セルまたはセクターに割り当てられたセルＩＤ及びセクターＩＤの組み合わせのうちの前記セクターＩＤを前記中継局のセクターＩＤとして割り当てる段階と、前記中継局が前記特定セルまたはセクター内の別の中継局と区分されるように前記中継局にセルＩＤを割り当てる段階と、を含む中継局に識別情報を割り当てる方法を提案する。

ここで、前記中継局に割り当てられる前記セルＩＤは、別のセルまたはセクター内に位置する中継局のセルＩＤと重複可能である。

一方、本発明の他の実施の形態では、多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）に識別情報を割り当てる方法であって、第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤが組み合わせによってそれぞれのサービス領域識別情報として用いられ、前記第２部分セルＩＤは、前記第１部分セルＩＤの値によって異なる範囲の値を有するように設定された場合、前記中継局の位置している領域にサービスを提供する特定セルまたはセクターに割り当てられた第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤのうちいずれか一つを前記中継局識別ＩＤとして継承する段階を含む中継局に識別情報を割り当てる方法を提案する。

ここで、前記第１部分セルＩＤはセクターＩＤ、前記第２部分セルＩＤはセルＩＤであるが、これに限定されることはない。また、前記中継局は、前記特定セルまたはセクターに割り当てられたセクターＩＤを前記中継局のセクターＩＤとして継承することができる。

一方、本発明のさらに他の実施の形態では、多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）識別情報を獲得する方法であって、前記中継局の識別情報をセクターＩＤとセルＩＤとの組み合わせの形態として含む同期チャネルを受信する段階と、前記セクターＩＤ及び前記セルＩＤを順次に検出する段階と、を含み、前記中継局のセクターＩＤは、前記中継局の位置している特定セルまたはセクターに割り当てられたセルＩＤとセクターＩＤとの組み合わせに含まれたセクターＩＤと同一であることを特徴とする中継局識別情報獲得方法を提案する。

ここで、前記中継局のセルＩＤは、前記中継局の位置している特定セルまたはセクター内の別の中継局と区分されるように割り当てられることが好ましく、前記中継局のセルＩＤは、前記中継局の位置している特定セルまたはセクターと別のセルまたはセクター内に位置する中継局のセルＩＤと重複可能である。

一方、本発明のさらに他の実施の形態では、多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）識別情報を獲得する方法であって、前記中継局の識別情報を第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤの組み合わせの形態として含む同期チャネルを受信する段階と、前記第１部分セルＩＤ及び前記第２部分セルＩＤを順次に検出する段階と、を含み、前記第２部分セルＩＤは、前記第１部分セルＩＤの値によって異なる範囲の値を有するように設定され、前記中継局の識別情報のうちのいずれか一つは、前記中継局の位置している特定セルまたはセクターに割り当てられた第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤのうちのいずれか一つを継承したものであることを特徴とする中継局識別情報獲得方法を提案する。

ここで、前記第１部分セルＩＤはセクターＩＤ、前記第２部分セルＩＤはセルＩＤであり、前記中継局は、前記特定セルまたはセクターに割り当てられたセクターＩＤを前記中継局のセクターＩＤとして継承することができる。

ここで、セルＩＤは、ＮｏｄｅＢ ＩＤあるいはＢＳ ＩＤと呼ばれることもできる。

上述の実施の形態において、前記中継局は、フェムトセル（Ｆｅｍｔｏ Ｃｅｌｌ）及びピコセル（Ｐｉｃｏ Ｃｅｌｌ）を含む概念とする。また、前記中継局は、異種セル間の配置（ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ）を仮定した場合、互いに異なるセル間の配置概念を含むとする。

一方、上述の実施の形態において“セクターＩＤ”は、通常、再使用パターン（ｒｅｕｓｅ ｐａｔｔｅｒｎ）と関連する。例えば、再使用率が３のシステムにおいてｒｅｕｓｅ ＃０はアルファ（α）セクター（ａｌｐｈａ ｓｅｃｔｏｒ）（ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ ＃０）、ｒｅｕｓｅ ＃１はベータセクター（ｂｅｔａ ｓｅｃｔｏｒ）（ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ ＃１）、ｒｅｕｓｅ ＃２はガンマセクター（ｇａｍｍａ ｓｅｃｔｏｒ）（ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ ＃２）に相応することができる。また、再使用率が６の場合は、ｒｅｕｓｅ ＃０／＃１はアルファ（α）セクター（ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ ＃０）、ｒｅｕｓｅ ＃２／＃３はベータセクター（ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ ＃１）、ｒｅｕｓｅ ＃４／＃５はガンマセクター（ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ #２）に相応することができる。したがって、上述の実施の形態においてセクターＩＤを継承する概念は、上述した意味の再使用パターンインデックスの継承として解釈することもできる。
本発明は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）に識別情報を割り当てる方法であって、
前記中継局の位置している領域にサービスを提供する特定セルまたはセクターに割り当てられたセルＩＤ及びセクターＩＤの組み合わせのうちの前記セクターＩＤを前記中継局のセクターＩＤとして割り当てる段階と、
前記中継局が前記特定セルまたはセクター内の別の中継局と区分されるように前記中継局にセルＩＤを割り当てる段階と、
を含む、中継局に識別情報を割り当てる方法。
（項目２）
前記中継局に割り当てられる前記セルＩＤは、別のセルまたはセクター内に位置する中継局のセルＩＤと重複可能である、項目１に記載の中継局に識別情報を割り当てる方法。
（項目３）
前記中継局は、フェムトセル（Ｆｅｍｔｏ Ｃｅｌｌ）及びピコセル（Ｐｉｃｏ Ｃｅｌｌ）を含む、項目１に記載の中継局に識別情報を割り当てる方法。
（項目４）
多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）に識別情報を割り当てる方法であって、
第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤが組み合わせによってそれぞれのサービス領域識別情報として用いられ、前記第２部分セルＩＤは、前記第１部分セルＩＤの値によって異なる範囲の値を有するように設定された場合、前記中継局の位置している領域にサービスを提供する特定セルまたはセクターに割り当てられた第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤのうちのいずれか一つを、前記中継局識別ＩＤとして継承する段階を含む、中継局に識別情報を割り当てる方法。
（項目５）
前記第１部分セルＩＤはセクターＩＤであり、前記第２部分セルＩＤはセルＩＤであり、
前記中継局は、前記特定セルまたはセクターに割り当てられたセクターＩＤを自身のセクターＩＤとして継承する、項目４に記載の中継局に識別情報を割り当てる方法。
（項目６）
多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）識別情報を獲得する方法であって、
前記中継局の識別情報をセクターＩＤとセルＩＤとの組み合わせの形態として含む同期チャネルを受信する段階と、
前記セクターＩＤ及び前記セルＩＤを順次に検出する段階と、
を含み、
前記中継局のセクターＩＤは、前記中継局の位置している特定セルまたはセクターに割り当てられたセルＩＤとセクターＩＤとの組み合わせに含まれたセクターＩＤと同一である、中継局識別情報獲得方法。
（項目７）
前記中継局のセルＩＤは、前記中継局の位置している特定セルまたはセクター内の別の中継局と区分されるように割り当てられる、項目６に記載の中継局識別情報獲得方法。
（項目８）
前記中継局のセルＩＤは、該中継局の位置している特定セルまたはセクターと異なるセルまたはセクター内に位置する中継局のセルＩＤと重複可能である、項目６に記載の中継局識別情報獲得方法。
（項目９）
前記中継局は、フェムトセル（Ｆｅｍｔｏ Ｃｅｌｌ）及びピコセル（Ｐｉｃｏ Ｃｅｌｌ）を含む、項目６に記載の中継局識別情報獲得方法。
（項目１０）
多重セル環境通信システムにおいて中継局（Ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）識別情報を獲得する方法であって、
前記中継局の識別情報を第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤの組み合わせの形態として含む同期チャネルを受信する段階と、
前記第１部分セルＩＤ及び前記第２部分セルＩＤを順次に検出する段階と、
を含み、
前記第２部分セルＩＤは、前記第１部分セルＩＤの値によって異なる範囲の値を有するように設定され、前記中継局の識別情報のうちのいずれ一つは、前記中継局の位置している特定セルまたはセクターに割り当てられた第１部分セルＩＤ及び第２部分セルＩＤのうちのいずれか一つを継承したものである、中継局識別情報獲得方法。
（項目１１）
前記第１部分セルＩＤはセクターＩＤであり、前記第２部分セルＩＤはセルＩＤであり、
前記中継局は、前記特定セルまたはセクターに割り当てられたセクターＩＤを、前記中継局のセクターＩＤとして継承する、項目１０に記載の中継局識別情報獲得方法。

上記の実施の形態によれば、中継局に效率的に識別情報を割り当て、端末がこの中継局識別情報を效率的に獲得することができる。

特に、セル識別ＩＤが２重構造を有する場合、上述の実施の形態によれば、セル検出速度を向上させる他、曖昧さの問題が解決して、セル検出性能の向上を図ることができる。

マルチホップリレーシステムょ示す概念図である。 セル半径によって一般的に使用するセル名称を説明するための図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍの一般的なフレーム構造を示す図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍの同期チャネルのスーパーフレーム内における位置を示す図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍのレガシー支援モードでＩＥＥＥ ８０２．１６ｅプリアンブルとＩＥＥＥ ８０２．１６ｍの同期チャネルとの関係を示す図である。 同期チャネル自体に周波数再使用を適用する構造を示す図である。 本発明の一実施の形態によって多数のセルが混在しているとき、フェムトセル、中継局などにセルＩＤを割り当てる一例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明が実施されうる唯一の実施の形態を表すためのものではない。

以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者には、本発明がこのような具体的細部事項なしにも実施されうるということが理解できる。場合によって、本発明の概念が曖昧になることを避けるために公知の構造及び装置は省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示する。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については同一の図面符号を使用して説明する。

上述の通り、本発明は、中継局に效率的に識別情報を割り当て、該中継局識別情報を端末が效率的に獲得する方法を提供する。

一般に、セル識別情報は同期チャネルを通じて転送され、中継局の識別情報も、同期チャネルを通じて伝達されることが好ましい。本明細書全般にわたって使用する同期チャネルは、システムによって別に呼ばれている。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥではＳＳ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅではプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）と呼ばれる。したがって、本発明についての説明全般において“同期チャネル”は、端末が基地局との時間／周波数同期を行うチャネル／信号などの全てを総称するものとする。

次に、上述の同期チャネルまたはプリアンブル構造について説明する。これにより、效率的に中継局用のセル識別情報を割当／伝達し、これを效率的に獲得する方法が具体化するであろう。

まず、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムにおける構造について説明する。

以下の説明は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ標準、すなわち、下記の表１のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅのＯＦＤＭパラメータに基づく。ただし、５ｍｓのフレーム構造を有するようにＩＥＥＥ ８０２．１６ｍの新しいフレーム構造も、同パラメータに基づく。

ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ（以下、“１６ｍ”と略す。）フレーム構造は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ（以下、“１６ｅ”と略す。）フレーム構造に比べて、多数のフレームを含むスーパーフレーム（Ｓｕｐｅｒ−Ｆｒａｍｅ）構造が存在し、１フレーム中に小さいサイズのサブフレーム（Ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ）構造が含まれているという点が異なる。

スーパーフレーム構造を用いると、頻繁に転送しなくて済む制御情報の転送周期をスーパーフレーム単位で転送することができ、転送の効率性を高めることができる。また、データの割当及びスケジューリングは、最も頻繁にはサブフレーム単位で行われるようにすることで、再転送メカニズムを考慮したデータ転送の遅延特性を減らすことができる。１６ｍのフレーム構造のために考慮されるスーパーフレームは、４個のフレームを含み、８個のサブフレームが１フレームを構成するとする。しすし、これは例示的なもので、その他のスーパーフレーム及びサブフレームの大きさにすることもできる。

図３は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍの一般的なフレーム構造である。

上述したように、図３では、４個のフレームが１スーパーフレームを構成し、８個のサブフレームが１フレームを構成する例を示した。各スーパーフレームは、スーパーフレームヘッダー（Ｓｕｐｅｒ−ｆｒａｍｅ ｈｅａｄｅｒ：ＳＦＨ）という制御情報を含むことができる。

図４は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍの同期チャネルのスーパーフレーム内における位置を示す図である。

それぞれの同期チャネル（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；以下、“ＳＣＨ”という。）は、一つのＯＦＤＭシンボルで構成されることができる。また、このＳＣＨシンボルの他に、初期の同期／セル情報獲得あるいはハンドオーバー時の同期／セル情報獲得のための追加的なＳＣＨシンボルが、毎フレームごとに存在する階層的（Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）ＳＣＨ構造で構成されることもできる。ただし、図４では、最も簡単な形態の非階層的（Ｎｏｎ−ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）ＳＣＨ構造を示しており、転送周期も最も頻繁な５ｍs単位で転送される例を示している。

上述のＩＥＥＥ ８０２．１６系列の同期チャネル構造は、初期タイミング／周波数同期を取る方法によって２種類に大別することができる。

第一の方法は、交差相関（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）特性を用いて初期タイミング／周波数同期を取る方法である。この場合には、周波数軸において全てのサブキャリア（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）にＳＣＨが転送されるようにしなければならない。もし、偶数番目のサブキャリアにのみＳＣＨを転送したり、奇数番目のサブフレームにのみＳＣＨを転送する場合、または、これらを全部一般化して毎ｎ（ｎ≧２）番目のサブキャリアにのみＳＣＨ信号を転送する場合には、交差相関を行う際に曖昧な尖頭値（ａｍｂｉｇｕｏｕｓ ｐｅａｋ）が発生するため、初期タイミング／周波数同期の形成に問題とされうる。

第二の方法は、自動相関（ａｕｔｏ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）特性を用いて初期タイミング／周波数同期を取る方法であり、この方法を使用するためには、時間軸において信号の反復パターンが現れるようにＳＣＨを転送しなければならない。時間軸において反復パターンを作る最も簡単な方法は、周波数軸において毎ｎ（ｎ≧２）番目のサブキャリアにのみＳＣＨ信号を含めて送信することである。

これら２種類のチャネル構造の長短を比較すると、下記の表２の通りである。

結論的には、自動相関ベースの同期チャネル構造が、受信に当たって端末の計算量を減らし、周波数オフセット（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆｆｓｅｔ）に影響を受けないため、より好まれている。

ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅのプリアンブルも、このような理由から、自己相関ベースの同期アルゴリズムを支援するためのＳＣＨ構造を有し、時間軸において３個の反復パターンが現れるように周波数軸において毎３番目のサブキャリアに転送信号を載せる構造を有する。ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍのＳＣＨにおいても、時間軸反復パターンを生成しなければならない。

図５は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍのレガシー支援モードにおいてＩＥＥＥ ８０２．１６ｅプリアンブルとＩＥＥＥ ８０２．１６ｍの同期チャネルとの関係を示す図である。

上述した通り、１６ｍのＳＣＨも同様、時間軸反復パターンを用いて自動相関による同期チャネル検出が可能なように設定することが好ましい。ただし、図５に示すようなレガシー支援モード（ｌｅｇａｃｙ−ｓｕｐｐｏｒｔ ｍｏｄｅ、すなわち、１６ｅと１６ｍのＳＣＨがＴＤＭで混ざり合って転送されるモード）の場合に、１６ｍのＳＣＨが１６ｅのプリアンブル信号と混同されることを避けるために、１６ｍのＳＣＨは、３と互いに素の数に該当する反復係数（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）を有するように転送されることが好ましい。

一方、端末がＳＣＨ受信時に隣接セルから干渉を受けることができ、このような干渉によってセルＩＤの獲得時に性能の劣化が起こることがある。また、ＳＣＨを用いて周波数再使用係数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｕｓｅ ｆａｃｔｏｒ）３を適用するネットワークにおいて、各セル別に受信されるＣＱ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ）を測定する際に正確度が低下する問題がある。このような問題を根本的に解決するための方案として、ＳＣＨ自体に周波数再使用（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｕｓｅ）を適用して転送する方法がある。

図６は、同期チャネル自体に周波数再使用を適用する構造を示す図である。

図６において、周波数再使用係数をＦとした。Ｆ個のセルは互いに重ならないように周波数軸の定められた部分を使って配置すればよく、具体的な方法に制限はない。例えば、図６の上段に示すように、特定の部分に特定のセルのための周波数リソースを集めて配置する局部的割当（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）方式がある。逆に、図６の下段に示すように、特定のセルのための周波数リソースを、全周波数帯域に一定に分散して配置する分散割当（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）方式もある。

次に、上述したような同期チャネルの構造などに基づき、本発明によって中継局のセル識別情報を転送し、これを效率的に識別する方法について説明する。

本発明の一実施の形態では、セル識別情報の検出に当たって複雑度を減少させるために階層的構造の同期チャネルを用いることを提案する。

例えば、５１０個の総物理セルＩＤがあるとしよう。この場合、通常、５１０個の異なるコードを定義し、端末が５１０個のコードに対して相関演算を行って自身の属しているセルを検出しなければならない。

本実施の形態では、このような全体セルＩＤを、ｃｅｌｌ ＩＤ１とｃｅｌｌ ＩＤ２のような部分セルＩＤに区分するとする。すなわち、全体セルＩＤ＝ｃｅｌｌ ＩＤ１＊ｃｅｌｌ ＩＤ２の構造を有するとする。例えば、５１０個の物理セルＩＤは、３個のｃｅｌｌ ＩＤ１と１７０個のｃｅｌｌ ＩＤ２に区分されることができる（５１０＝３＊１７０）。ｃｅｌｌ ＩＤ１は、いずれか一つの時間／周波数／コード／空間リソースを通じて転送されることができ、ｃｅｌｌ ＩＤ２は、いずれか他の時間／周波数／コード／空間リソースを通じて転送されることができる。この場合、上述の例によれば、ｃｅｌｌ ＩＤ１は３個のコードを定義し、ｃｅｌｌ ＩＤ２は１７０個のコードを定義することができる。

このようにしてセルＩＤ情報を転送すると、受信端では、ｃｅｌｌ ＩＤ１の検出のための３回の相関演算とｃｅｌｌ ＩＤ２の検出のための１７０個の相関演算、すなわち、総１７３回の相関演算のみで最終セルＩＤを検出することができる。

この場合、ｃｅｌｌ ＩＤ１はセクターＩＤ、ｃｅｌｌ ＩＤ２はセルＩＤと呼ぶこともできる。ｃｅｌｌ ＩＤ１の個数が３の場合、３セクターシステムのためのものでありうる。すなわち、ｃｅｌｌ ＩＤ１は、セクター別に特定（ｓｅｃｔｏｒ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）して割り当てられることができ、ｃｅｌｌ ＩＤ２は、セル別に特定（ｃｅｌｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ）して割り当てられることができる（ＩＥＥＥ ８０２．１６系列）。

あるいは、ｃｅｌｌ ＩＤ２はＮｏｄｅＢ ＩＤ、ｃｅｌｌ ＩＤ１はＮｏｄｅ Ｂ内の各セクターＩＤとして割り当てられることができる（３ＧＰＰ系列）。

ただし、上述したような実施の形態によって単純に階層的セルＩＤ構造を使用する場合、次のような曖昧さ（ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）の問題が生じうる。以下の説明において、セルＩＤとセクターＩＤとの組み合わせまたは単なる第１部分セルＩＤと第２部分セルＩＤとの組み合わせを、（セクターＩＤ，セルＩＤ）または（第１部分セルＩＤ，第２部分セルＩＤ）と表記するものとする。

例えば、２セルを想定し、セルＡが（０，１）の組み合わせを、セルＢが（２、３）の組み合わせを有するとすれば、端末は、両セルにおいて第１部分セル成分と第２部分セル成分を誤って組み合わせて、（０，３）、（２，１）のような誤った組み合わせを検出することがある。

また、上述した方式を種々のセル（ｍａｃｒｏ、ｍｉｃｒｏ、ｐｉｃｏ、ｆｅｍｔｏ、ｒｅｌａｙ等）が混在してある時に適用する場合、上述した曖昧さの問題はより深刻になりうる。

したがって、以下に説明する本発明の好ましい一実施の形態による中継局のセル識別情報転送方法及びこれを用いる端末の中継局識別情報獲得方法は、上述の曖昧さの問題を解決するようにセル計画（ｃｅｌｌ ｐｌａｎｎｉｎｇ）を行うことに基づく。

具体的に、好ましい一実施の形態では、セクターＩＤとセルＩＤとの組み合わせが最終セルＩＤの階層構造を有するように区画することを想定する。例えば、ｃｅｌｌ ＩＤ＿ｆｉｎａｌ＝ｃｅｌｌ ＩＤ＊ｓｅｃｔｏｒ ＩＤのような構造を有するように設定することは、上述した実施の形態と同様である。例えば、３セクター構造では、ｃｅｌｌ ＩＤ＿ｆｉｎａｌ＝５１０、ｃｅｌｌ ＩＤ＝１７０、ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ＝３のように設定することができる。また、６セクター構造では、ｃｅｌｌ ＩＤ＿ｆｉｎａｌ＝５１０、ｃｅｌｌ ＩＤ＝８５、ｓｅｃｔｏｒ ＩＤ＝６のように設定することができる。また、６セクター構造は、３セクターを２回反復して定義することもできる。

このような仮定の下で、本実施の形態では、種々のセルが混在してある場合、カバレッジの小さなセル（例えば、中継局）は、自身をカバーしている大きいセルのセクターＩＤを継承し、それぞれのセルを区別するために別のセルＩＤを受けることを提案する。例えば、、フェムト／ピコ／中継局のｃｅｌｌ ＩＤ＿ｆｉｎａｌのうちセクターＩＤは、自身の属しているマクロセルのセクターＩＤと同一のセクターＩＤを使用することを提案する。

具体的に、例えば、セクターＩＤ＝２及びセルＩＤ＝１００を有するマクロセル内に中継局（フェムト／ピコセル）が存在する場合、セクターＩＤ＝２及びセルＩＤ＝９９を有することができる。これは、運営者（ｏｐｅｒａｔｏｒ）がシステムを設計するに当たって上述のようにセッティングすることができ、なお、ＳＯＮ（Ｓｅｌｆ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介しても調整可能である。

また、異なる大きいセルにそれぞれ存在する中継局（フェムト／ピコセル）のセクターＩＤは、自身の属しているセルのセクターＩＤを継承するが、属しているセルが互いに異なるセクター／セルであれば、同一のセルＩＤを割り当てることができる。例えば、（０，５０）を有するマクロセルに属しているフェムトセルＡのＩＤは、（０、２７）とすることができ、（１，５０）を有するマクロセルに属しているフェムトセルＢは、（１，２７）とすることができる。言い換えると、中継局（フェムト／ピコセル）ＩＤ割当においては、自身の属しているセルのセクターＩＤが拘束条件になるとする。

もし、自身の属しているセルがセクター化概念（ｓｅｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｐｔ）を導入していない場合（すなわち、セクターＩＤが一つの場合、例えば、セクターＩＤ＝０）にも、同様の適用が可能である。

便宜上、（セクターＩＤ，セルＩＤ）＝ｃｅｌｌ ＩＤ＿ｆｉｎａｌと表記する。（０，１００）を有するマクロセル内の密集地域（ｄｅｎｓｅ ａｒｅａ）にフェムトセルがあるとしよう。もし、フェムトセルの属しているマクロセルのセクターＩＤを継承せずに、（１，５０）のｃｅｌｌ ＩＤ＿ｆｉｎａｌを有するとすれば、端末は、（０，５０）あるいは（１，１００）の誤ったアラームを招くことがある。

図７は、本発明の一実施の形態によって種々のセルが混在してある時、フェムトセル、中継局などにセルＩＤを割り当てる一例を示す図である。

図７の例において、フェムトセルＡは、（セクターＩＤ，セルＩＤ）が（２，２９）であるセクターによりカバーされる領域に位置するので、セクターＩＤ２を継承し、（２，２７）のＩＤが割り当てられることを示している。また、フェムトセルＢは、（１，２９）を有するセクターによりカバーされる領域に位置し、セクターＩＤ１を継承している。なお、フェムトセルＣ及び中継局Ａも、同様の方式で、自身をカバーしているセクターのセクターＩＤを継承し、セルＩＤは、同一のセル／セクター内の別の対象と区分されるように割り当てられている例を示している。

上述の実施の形態では、セルＩＤが（セクターＩＤ，セルＩＤ）の形態を有する場合を中心に説明したが、これに限定されず、（第１部分セルＩＤ，第２部分セルＩＤ）の構造を有し、端末が第１部分セルＩＤを検出した後、第１部分セルＩＤと関連した第２部分セルＩＤのうちの該当するセルの第２部分セルＩＤを検出する構造を有する場合、中継局が自身をカバーするセル／セクターのいずれか一部分のセルＩＤを継承する方式で一般化して適用することもできる。この場合、第１部分セルＩＤと第２部分セルＩＤは、互いに階層的構造を有しても、階層的構造を有しなくても良い。

上述した実施の形態とは違い、本発明の別の実施の形態では、物理セルＩＤにおいてフェムトセル／ピコセル／中継局の識別のために特定セルＩＤ範囲を留保して設定することができる。例えば、３＊１７０、すなわち、５１０個の物理セルＩＤのうち、５１（＝３＊１７）個の物理セルＩＤを留保しようとする場合、１７個のセルＩＤを留保することもできる。

以上開示された本発明の好適な実施の形態についての詳細な説明は、当業者が本発明を具現及び実施しうるように提供された。以上では本発明の好適な実施の形態に挙げて本発明を説明してきたが、当該技術の分野における熟練した当業者には、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で、本発明を様々に修正及び変更できるということが理解される。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限されるものではなく、ここに開示された原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えるためのものである。

上述したような実施の形態は、中継局／フェムトセル／ピコセルなどが適用される種々の無線通信システムにおいてセル識別情報を割り当て、端末がこの識別情報を獲得する方法として広範囲に用いられることができる。

Claims (12)

1. 多重セル環境通信システムにおいて中継局でＩＤ情報を設定する方法であって、
   前記方法は、セグメントＩＤとＩＤとから構成される前記ＩＤ情報を設定することを含み、
   前記ＩＤは、前記中継局を特定のセルまたはセグメント内の別の中継局と区分するためのものであり、
   前記セグメントＩＤは、オーバーレイマクロセルのセグメントＩＤに基づいて決定される、方法。
2. 前記セグメントＩＤを設定することは、自己組織化を介して実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記セグメントＩＤは、周波数再使用パターンに関連する、請求項１に記載の方法。
4. 前記セグメントＩＤの数は、３である、請求項３に記載の方法。
5. 前記ＩＤは、複数の領域のうちの１つの領域内の値であり、前記複数の領域の各々は、セルタイプに従って留保される、請求項１に記載の方法。
6. 前記中継局は、フェムトセル、ピコセルまたはマイクロセルのうちの１つである、請求項１に記載の方法。
7. 多重セル環境通信システムにおいて移動局で中継局のＩＤ情報を獲得する方法であって、
   前記方法は、セグメントＩＤとＩＤとから構成されるＩＤ情報を含む同期チャネルを受信することを含み、
   前記ＩＤは、前記中継局を特定のセルまたはセグメント内の別の中継局と区分するためのものであり、
   前記セグメントＩＤは、オーバーレイマクロセルのセグメントＩＤに基づいて決定される、方法。
8. 前記セグメントＩＤは、自己組織化を介してフェムトセルによって設定される、請求項７に記載の方法。
9. 前記セグメントＩＤは、周波数再使用パターンに関連する、請求項７に記載の方法。
10. 前記セグメントＩＤの数は、３である、請求項９に記載の方法。
11. 前記ＩＤは、複数の領域のうちの１つの領域内の値であり、前記複数の領域の各々は、セルタイプに従って留保される、請求項７に記載の方法。
12. 前記中継局は、フェムトセル、ピコセルまたはマイクロセルのうちの１つである、請求項７に記載の方法。

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