JP5231458B2 - ワイヤレス電気通信ネットワークにおける隣接セルの自己設定および最適化 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレス電気通信ネットワークにおける隣接セルの自己設定および最適化に関する。

添付図面の図１はワイヤレス電気通信ネットワークを示している。ここで、このワイヤレス電気通信ネットワークにより多くの通信セル（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が定められ、それぞれに無線基地局２がサービスを提供する。各通信セルは地理的範囲をカバーしており、多くのセルを組み合わせることで広い範囲をカバーすることができる。図示した移動端末４は、セルＡにおいて通信中であり、システム１をあちこち移動できるものである。

基地局２は多くの受信部と送信部とを備え、１または２以上のセルに無線カバーエリアを与えるものである。各基地局２はネットワーク「バックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）」、つまりコアネットワークインフラストラクチャ（図示せず）に接続されており、それにより基地局と他のネットワークとの間の通信が可能になっている。図１のシステム例では、セルごとに１つの基地局が示されている。

このようなネットワークにおける重要な概念として、セルと、そしてその隣接セルというものがある。電話中には移動端末４がセルの間を動き回るというのが典型的であり、あるセルからその隣接セルの１つへ、繰り返し移動する。ネットワーク１、移動端末４の両方にとって、セル間のハンドオーバを信頼性のあるものとするためには、既知の隣接セルのリスト、いわゆる「隣接セル集合（ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ ｃｅｌｌ ｓｅｔ）」というものが重要である。ネットワーク１は、移動端末ごとの隣接セル集合に関する情報を格納することができる。隣接セル集合を用いて、移動端末がセル境界を越える際、あるセルから別のセルへの移動端末の評価およびハンドオーバを行う。セル境界ははっきり決まっているものではなく、実際にはいくらかぼやけたものであり、基地局の範囲は互いに重複することになるということは、容易に了解されることであろう。

既存のシステムにおいては、移動端末４は、周りから信号を受信することで、隣接セルに対するセルオペレーティングパラメータの検出および測定を行う。測定したオペレーティングパラメータは物理層識別子であるのが典型的であり、例えば、セルに対して一意に割り当てられるものではないスクランブルコード、信号強度、信号品質、タイミング情報がある。移動端末は、各隣接セルのオペレーティングパラメータを測定し、それをネットワーク１に報告する。ある隣接セルの品質が目下のサービス中のセルより良いと判断されると、サービス中のセルから選択した隣接セルへのハンドオーバをネットワークが実行する。そうして、隣接セルが移動端末に対してサービス中のセルになる。

典型的にＷＣＤＭＡ（ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多元アクセス）システムにおいては、ｉｄ（スクランブルコード）およびタイミング情報を決定するために、周辺セルからの共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）送信を移動端末が検出する。

モバイルがネットワークに隣接セル信号品質測定を報告する際には、セル各自のアイデンティティが重要になる。現在では、セルアイデンティティ（スクランブルコード）は複数のセルで再利用されるものである。アイデンティティを再利用するということは、サービス中のセルが隣接セルと同一のアイデンティティ情報を有することがあるため、セルが互いに区別がつかなくなる場合もあるということである。

セルの物理層識別子は一意に決められるものではないため、近隣セル集合の導入および維持を完全に自動化することはできない。サービス中のセルと同一の非一意性識別子を用いる隣接セルが複数あるというコンフリクトを解消するには、人の手で作業を行うことが必要なのである。

本発明は、隣接セル集合の設計および維持のコストを削減することを目的とする。移動端末が追加作業を行い、無線ネットワークにおける隣接セルを一意的に識別することを要求し、アイデンティティを移動端末からネットワークに報告させる、というステップを追加することに基づく。本発明の実施形態は、人の手の介入を削減することを意図している。その方法は、オペレーションサポートシステムおよび基地局の一部として実施することも可能であり、またはＲＢＳにおいてのみ実施することも可能である。この方法は、ＧＳＭ、ＷＣＤＭＡ、ＬＴＥのようなワイヤレス電気通信技術に対して有効である。

セルラーワイヤレス電気通信ネットワークを示す。 移動端末および基地局を示す。 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。 本発明の一観点を実施する方法のステップを示す。

先行の解決手段の短所に対し、本発明は、移動体セルラーネットワーク内で隣接セル集合を維持する方法およびアーキテクチャを提供する。

図２は、エアーインターフェース６を介して通信する移動端末４と基地局２とを示す概略図である。基地局２は、制御部２２と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２４と、無線送受信部２６と、アンテナ２８とを備える。制御部は、エアーインターフェース６を通じて、送受信部２６とアンテナ２８とを介して移動端末と通信する。制御部２２は、Ｉ／Ｏインターフェース２４を介してその他の電気通信ネットワークとも通信する。

移動端末４は、制御部４２と、マンマシンインターフェース（ＭＭＩ：ｍａｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４４と、無線送受信部４６と、アンテナ４８とを備える。移動端末４の制御部は、エアーインターフェース６に通じる送受信部４６とアンテナ４８とを介した基地局２との通信を制御するようにはたらく。装置のユーザとのやり取りはマンマシンインターフェース４４を用いて行われる。マンマシンインターフェース４４としては、キーパッド、マイクロフォン、ラウドスピーカ、表示装置などが挙げられる。移動端末は、マシン対マシンのインターフェースしかもたない通信機器であってもよい。基地局および移動端末のかかる態様は、慣用にしたがって動作するように設計されるものである。

しかしながら、本発明によって動作する基地局２および移動端末４は、図３〜６を参照しながら以下で説明する本発明の方法を実行するようにしたものである。制御部、または装置における他の特定部、またはネットワーク１によって様々な機能単位を提供することができるということは了解されるところであろう。

ここで、図３〜６のフローチャートおよび図２を参照しながら、本発明を実施する方法を説明する。図３は、移動端末４が実行するステップを示している。この方法の第１のステップはステップ１０１であり、ここで移動端末４は周辺セルについてのパラメータ測定を決定する。次に、移動端末は測定情報を基地局に報告する（ステップ１０３）。

図４を見ると、基地局２は移動端末４から測定情報を受信する（ステップ１０７）。ここで、測定情報は、移動端末４が検出したセルアイデンティティ（一意ではない）にそれぞれ関連している。以前は隣接セル集合のメンバではなかったセルアイデンティティからの測定が移動端末４からの情報に含まれている場合、移動端末４は一意のセルアイデンティティを検索することも要求されることがある（ステップ１１３）。一意のセルアイデンティティは、物理層アイデンティティよりもずっと頻度の低い周期で基地局から送信される。この情報を受信して復号するには、移動端末４はサービス中のセルとの通信を少しの間中断しなければならないこともある。一意のセルアイデンティティが検索されたら（ステップ１１５）、この情報をサービス中のセルへ送信する（ステップ１１７）。サービス中のセルが一意のセルアイデンティティを受信すると（ステップ１１９）、新しく発見された隣接セルを隣接セル集合へここで追加して（ステップ１２１）、その隣接セルへの送信接続を確立してもよい。いくつかの移動端末が新しい隣接セルを識別するセルラーネットワークでは、測定データに対して何らかのフィルタリングを行い、それにより、例えば移動端末４が飛行機のなかにあるなど、例外的な伝播条件の下で検出された遠くのセルを追加してしまうことを防ぐことが望ましい場合があることは明らかである。

別の例においては、移動端末４は、基地局２へ一意のアイデンティティ情報を提供することが、その旨の命令を基地局２から受信する必要もなく可能である。

図６を見ると、基地局２は一意のアイデンティティ情報を受信し（ステップ１１９）、それから隣接セル集合を更新する。このように、隣接セル集合は、そのセルについて一意のアイデンティティ情報を含んでおり、かかるセルは、移動端末４のハンドオーバのための候補セルである隣接セルとして判断されることとなる。

一意のセル識別子（ＵＣＩＤ：ｕｎｉｑｕｅ ｃｅｌｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を利用するということは、隣接セルのアイデンティティに関して明白な情報があるということであり、それにより隣接セルに関する混同は解消される。ほとんどの測定について高速で必要な資源の量が少ない非一意性セルアイデンティティは、移動端末４のうちで資源を効率良く利用し、隣接セルへ急にハンドオーバするのを容易にするものである。新しい隣接セルが検出された場合、または一意でないセルアイデンティティと一意のセルアイデンティティとの間の関係の監査が適切であると思われる場合にのみ、移動端末４は、より扱いにくい一意のセル識別子を検索することを要求される。

全てのセルの関係は連続的に評価可能である。この評価への入力は、移動端末の報告、移動端末のイベント、ネットワークのイベント、オペレータの入力である。評価の結果は、セル（またはセルの関係）は色々な性質を保持するであろうというものである。これを、セル（の関係）は色々な状態にあると見ることもできる。

本発明の実施形態の主要な効果は、隣接セル集合を維持する処理に人の手が関与する必要性を解消するということである。オペレータは、隣接セルのことを完全に放って置くことにして、隣接セルを定めることはシステムに任せてしまうことが可能である。

セルルックアップは、一意のセルアイデンティティ（ＵＣＩＤ：ｕｎｉｑｕｅ ｃｅｌｌ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）をそのセルを実現するノードのアドレスに対応付ける。例えば、ＬＴＥにおいては、通常ＤＮＳにあたり、セルアイデンティティをＩＰアドレスに対応付ける。するとＩＰアドレスは、セルを実現するＲＢＳを指す。

Claims (11)

1. 複数の通信セルを定める無線通信システムにおいて移動端末を動作させる方法であって、
   第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局と通信するステップと、
   第２の通信セルについての非一意性識別子情報を検出するステップと、
   検出した前記第２の通信セルについての前記非一意性識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告するステップと
   を含み、
   前記第１の通信セルの前記基地局から命令を受信するステップと、
   前記命令を受信すると、前記第２の通信セルについての一意のセル識別子情報を検出するステップと、
   検出した前記第２の通信セルについての前記一意のセル識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告するステップと
   をさらに含む方法。
2. 前記第２の通信セルについての少なくとも１つのオペレーティングパラメータを決定するステップと、
   前記第２の通信セルについての前記オペレーティングパラメータの各々に関するパラメータ情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告するステップと、
   をさらに含み、
   前記少なくとも１つのオペレーティングパラメータは、符号化コード、信号強度測定、信号品質測定、及びタイミング情報のうちの１または２以上を含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の通信セルの前記無線基地局から通信セルのリストを受信するステップをさらに含み、前記リストは前記第２の通信セルと複数のさらなる通信セルとを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の通信セルは前記第１の通信セルに隣接する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 複数のさらなる通信セルについての非一意性識別子情報を検出するステップと、
   検出した前記複数のさらなる通信セルについての前記非一意性識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告するステップと、
   検出した前記複数のさらなる通信セルについての前記非一意性識別子情報が前記第１の通信セルの隣接セル集合に含まれていない場合には、前記第１の通信セルの前記基地局から命令を受信するステップと、
   前記命令を受信すると、前記複数のさらなる通信セルについての一意のセル識別子情報を検出するステップと、
   検出した前記複数のさらなる通信セルについての前記一意のセル識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告するステップと
   をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 複数の通信セルを定める無線通信システムにおいて使用する移動端末であって、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法にしたがって動作可能である移動端末。
7. 複数の通信セルを定める無線通信システムにおいて使用する移動端末であって、前記移動端末は、第１の通信セルにサービスを提供する無線基地局と通信するための制御部を備え、
   前記制御部は、
   第２の通信セルについての非一意性識別子情報を検出し、
   検出した前記第２の通信セルについての前記非一意性識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告し、
   前記第１の通信セルの前記基地局から命令を受信し、
   前記命令を受信すると、前記第２の通信セルについての一意のセル識別子情報を検出し、
   検出した前記第２の通信セルについての前記一意のセル識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告する、
   移動端末。
8. 前記制御部は、
   前記第２の通信セルについての少なくとも１つのオペレーティングパラメータを決定し、
   前記第２の通信セルについての前記オペレーティングパラメータの各々に関するパラメータ情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告し、
   前記少なくとも１つのオペレーティングパラメータは、スクランブルコード、信号強度測定、信号品質測定、及びタイミング情報のうちの１または２以上を含む、
   請求項７に記載の移動端末。
9. 前記制御部は、前記第１の通信セルの前記無線基地局から通信セルのリストを受信し、前記リストは前記第２の通信セルと複数のさらなる通信セルとを含む、請求項７に記載の移動端末。
10. 前記第２の通信セルは前記第１の通信セルに隣接する、請求項７〜９のいずれか１項に記載の移動端末。
11. 前記制御部は、
    複数のさらなる通信セルについての非一意性識別子情報を検出し、
    検出した前記複数のさらなる通信セルについての前記非一意性識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告し、
    検出した前記複数のさらなる通信セルについての前記非一意性識別子情報が前記第１の通信セルの隣接セル集合に含まれていない場合には、前記第１の通信セルの前記基地局から命令を受信し、
    前記命令を受信すると、前記複数のさらなる通信セルについての一意のセル識別子情報を検出し、
    検出した前記複数のさらなる通信セルについての前記一意のセル識別子情報を、前記第１の通信セルの前記無線基地局に報告する、
    請求項７〜１０のいずれか１項に記載の移動端末。
    

Images