JP4518511B2 - 隣接セル選択決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブロードキャストまたはマルチキャストにおける移動端末機器のための隣接セル選択決定方法に関する。

第３世代プロジェクトパートナーシップ3^rd generation project partnership (3GPP) の汎用移動通信システムuniversal mobile telecommunications System (UMTS) には、複数のユーザ機器（ＵＥ）へデータをブロードキャストまたはマルチキャストするためのケイパビリティが含まれている。データ伝送の信頼性を高めるためユーザ機器に対し、自身のプライマリーセルまたはサービスセルからの伝送を受信可能であり、かつ必要に応じて１つまたは複数の隣接セルからの伝送も受信可能であることが要求されている。したがってユーザ機器は、複数のセルから受信した複数の信号を合成して、プライマリセル単独をデコーディングしたときに得られるものよりもデータ損失レートの低い単一の信号データストリームを生成することができる。１つのセルグループ内のＭＢＭＳトラフィックチャネル（MBMS traffic channel MTCH）伝送をこのように合成することは、マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（multimedia broadcast multicast service MBMS）のために採用されており、ＭＢＭＳコントロールチャネル（MBMS control channel MCCH）を介した隣接セル情報の規定について合意されている。

しかしながら、何らかの特定の状況においてユーザ機器が受信できるものよりも多くの隣接セルがデータを伝送しようとする事態の発生する可能性もあるので、提示された複数のセルのうちから、合成された信号データストリームを最も効果的に向上させるセルだけをユーザ機器が選択できるようにするのが望ましい。

本発明によれば、ブロードキャストまたはマルチキャストにおける移動端末機器のための隣接セル選択方法において、各隣接セルごとにセル品質推定値を導出し、求められた品質を許容可能な最低品質と比較し、提示された許容可能な隣接セルのうち最高品質をもつ隣接セルを選択し、共通のパイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の送信電力と２次的な共通のコントロール物理チャネル（Ｓ−ＣＣＰＣＨ）の送信電力との差分を表すパラメータを、マルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス（ＭＢＭＳ）コントロールチャネルを介して前記移動端末機器へ伝送し、該移動端末機器はセル品質の推定値を導出する。

移動端末機器は、隣接セルのいずれがデータ伝送の信頼性を最も高めるかを決定し、移動端末機器へ伝送された新たなパラメータを使用して、隣接セルのうちから付加的な伝送を認めるための選択を行う。

このような適用を行う目的で、ＣＰＩＣＨに対する参照は第１のＣＰＩＣＨ（primary CPICH）またはＰ−ＣＰＩＣＨを意味する。ときには第２のＣＰＩＣＨも利用可能であるが、これは常に存在するわけではないので、本発明を実施するのに特有のものではない。

品質推定値を、ＭＴＣＨの信号対干渉比（Signal to Interference ratio SIR）とすることができる。１つの実施形態によれば、移動端末機器はＣＰＩＣＨ上の信号対干渉比ＳＩＲを推定し、伝送されたパラメータに従いこの比をスケーリングする。択一的に移動端末機器は、ブロードキャストまたはマルチキャストのデータストリームを搬送する物理チャネルの伝送に使用されるネットワーク電力、拡散率、コードパンクチャリングリミット、移動端末機器と隣接セルとの間の伝送経路損失の組み合わせから、セル品質推定値を導出する。

パラメータにより端末機器は、ＣＰＩＣＨの信号対干渉比（ＳＩＲ）または電力の測定を行って、その値をＭＴＣＨに関連する順序で調節することができる。

有利には伝送経路損失は、測定された共通のパイロット参照チャネルの受信電力と共通のパイロットチャネルの送信電力との差分として、上述のパラメータに従いスケーリングされて推定される。

有利には、選択された隣接セルは、それらの個々の伝送が無線リンクコントロール合成機能におけるウィンドウサイズよりも時間的に逸脱しないよう、サービスセルと同期がとられている。

有利には、１つのセルグループ内のいずれか２つのセル間の最大タイミング差分はまえもって定められた値を超えない。

有利には移動端末機器は、サービスセルのＭＢＭＳトラフィックチャネルの品質が品質条件を下回ったときのみ、隣接セルを選択する。

次に、ブロードキャストまたはマルチキャストにおける移動端末機器のための隣接セル選択決定方法の実施例について説明する。

図１には、本発明が適用される１つの移動端末機器と複数のセルの典型的な配置構成がブロック図として描かれている。

図１の実施例には、複数のセル２〜７に囲まれたユーザ機器ＵＥ １が示されている。これらのセルうちサービスセル２によって、ユーザ機器ＵＥへの主要な通信が行われる。しかしながら、3GPP UMTSシステムにより要求されているように信頼性を高める目的で、ユーザ機器ＵＥはいくつかの隣接セル３〜７からのデータも受信する。隣接セルの利用はすべての環境において生じる可能性があり、あるいはユーザ機器ＵＥは、ユーザ機器自身のセルが品質目標を損なう場合のみ、隣接セルを選択することができる。

第１のケースでは、ユーザ機器ＵＥはそのケイパビリティにおいて常に隣接セルを選択して利用する。最良の１つまたは複数の隣接セルの選択はできるかぎり迅速に完了し、これはＣＰＩＣＨとＳ−ＣＣＰＣＨの電力差分値を示すシグナリングパラメータを考慮して実行される。択一的にユーザ機器ＵＥは、サービスセルＭＴＣＨがある品質条件を下回らない限り隣接セルを選択しない。慣用のセル選択手順に基づきユーザ機器ＵＥは、品質条件を下回るまでサービスセルのみを周期的に測定し、その後、すべての隣接セルについて評価する。ネットワークが品質条件を監視しているならば、ＭＣＣＨを介した隣接セル情報の一部分として閾値がシグナリングされる。

この実施例を説明する目的で、ユーザ機器ＵＥが１つまたは複数の隣接セルからのデータの利用を意図しているものとするならば、ユーザ機器ＵＥは最も効果的な改善が得られることになる隣接セルを選択する必要がある。なぜならばユーザ機器ＵＥにとって、到来データを受け入れることのできる隣接セルの個数は制限されているからであり、したがってユーザ機器ＵＥは最高推定品質を供給しているセルを選択することになる。

最小データエラーレートを有するセルの選択はユーザ機器ＵＥにより以下のようにして行われる。すなわちユーザ機器ＵＥは、ＣＰＩＣＨを搬送している物理チャネルをネットワークが送信する際の電力と、ＭＢＭＳデータストリーム（ＭＢＭＳ Ｓ−ＣＣＰＣＨ）を搬送する物理チャネルの電力オフセットに関する情報から、各セルの品質を推定し、セルの選択を行う。ＭＢＭＳ Ｓ−ＣＣＰＣＨを介して利用される拡散率、ＭＢＭＳ Ｓ−ＣＣＰＣＨのコードパンクチャリングリミット、ユーザ機器ＵＥと隣接セルとの間の伝送経路損失といった他の付加的なパラメータを使用することもできる。ユーザ機器ＵＥは、最高品質のＳ−ＣＣＰＣＨ信号を供給している可能性のあるセルの順序でセルをランク付けすることができる。

ユーザ機器ＵＥが受信したＣＰＩＣＨ参照チャネルの信号対干渉比ＳＩＲを測定し、ＣＰＩＣＨ送信電力に従いＭＢＭＳ送信電力オフセットにスケーリングすることによって、ＳＩＲを推定することができる。

ユーザ機器ＵＥが受信したＣＰＩＣＨ参照チャネルの電力を測定し、ＣＰＩＣＨ送信電力とＭＢＭＳ送信電力オフセットとの減算を行うことによって、伝送経路損失を推定することができる。したがって、ユーザ機器ＵＥがＣＰＩＣＨ Ｔｘ電力−ＭＢＭＳ Ｓ−ＣＣＰＣＨ Ｔｘ電力の値をセルごとに利用可能であれば、ユーザ機器は隣接セル伝送各々の相対品質を推定することができ、最良のセルを選択することができる。実際には、ＭＢＭＳ Ｓ−ＣＣＰＣＨ Ｔｘ電力はＣＰＩＣＨ Ｔｘ電力よりも大きい傾向にあるので、正の結果を維持するためにネットワークは各隣接セルごとに、ＭＢＭＳ Ｓ−ＣＣＰＣＨ Ｔｘ電力−ＣＰＩＣＨ Ｔｘ電力というパラメータを計算して伝送する。１つのオプションは、このようなパラメータをＭＢＭＳコントロールチャネル（MBMS Control Channel MCCH）を介して他の隣接セル情報とともに伝送することである。

セルグループ内でなされたＭＴＣＨ伝送の選択的合成がＭＢＭＳオペレーションの一部を成すとすれば、特定の最小限のユーザ機器ケイパビリティにより、特定のレートまたは伝送タイムインターバル（transmission time imterval TTI）の長さで同時に受信可能でなければならない隣接セル最小数が識別されると見込むことができる。これは一般にＭＣＣＨ伝送において識別される隣接セル数よりもおそらくは少ないので、ユーザ機器は受信可能なものの部分集合を決定する必要がある。ここでは、ユーザ機器は自身のサービスセルのＭＴＣＨ伝送を常に受信しており、隣接セルはシステム情報ブロック（system information block SIB）１１／１２において識別されたセルの部分集合であるものとする。

本発明をさらに向上させる実施形態として、デフォルト値をゼロとして設定すること、セル固有のオフセットを適用することが挙げられる。したがってこの場合にはパラメータは、Ｓ−ＣＣＰＣＨ Ｔｘ電力−ＣＰＩＣＨ Ｔｘ電力−セル固有のオフセット＝０となる。つまり、パラメータがシグナリングされなければ、値がゼロであるものとすることができる。Ｓ−ＣＣＰＣＨ Ｔｘ電力−ＣＰＩＣＨ Ｔｘ電力に関してすべての隣接セル中で最も共通する値にオフセットがセットされれば、パラメータをシグナリングすべき隣接セル数を最低限に抑えるためにこの値を利用することができ、これによってシグナリングのオーバーヘッドが低減される。しかもこのオフセットによってパラメータのダイナミックレンジが低減される。

ユーザ機器ＵＥは最良の隣接セルを選択するだけでよいので、つまりそれらのセルを上述のようにランク付けの順序で配置するだけでよいので、オフセットを利用することができる。各隣接セルｉごとに、隣接セルをランク付けの順序で配置して最良のセルを選択できるようにするために、ｒｉ＝（Ｓ−ＣＣＰＣＨｉ Ｔｘ−Ｐ−ＣＰＩＣＨｉ Ｔｘ−オフセット）＋測定されたＰ−ＣＰＩＣＨｉの値だけを形成すればよい。なぜならば、オフセットはすべての隣接セルについて共通だからであり、結果としてこのようなランク付けの順序に影響を及ぼさないからである。

どの隣接セルを受信するのかの選択は、２つの制約を想定してユーザ機器ＵＥ内で自律的に実行される。上述の仮定条件のうちの第１の条件は、ユーザ機器ＵＥはサービスセルと隣接セルとの間のタイミングオフセットが閾値を超えていない隣接セルのみを選択する、ということである。第２の仮定条件は、隣接セルは利用可能なすべての隣接セルのうち最高の品質を提供している、あるいは少なくとも最高基準内で提供している、ということである。品質測定を、ＭＢＭＳ送信電力、拡散率および符号レートから推定されたＳＩＲまたはブロックエラーレート（block error rate BLER）をベースに行うことができる。

タイミングオフセットはＵＴＲＡＮ入力を必要とするけれども、ネットワークにより供給されるパラメータを使用した標準により指定された規則を利用して、あるいはパフォーマンステストによりテストされたユーザ機器ＵＥ固有のルールを利用して、品質コントロールを完了させることができる。サービスセルおよびすべての隣接セルの同期は、それらの伝送がＲＬＣの選択的合成機能により使用されるウィンドウのサイズよりも大きく時間的に逸脱しないようにしてとられる。この要求を達成する目的で１つのセルグループ内の伝送は、１つのセルグループ内にけるいずれか２つのセル間の最大タイミング差分が既知の値を超えないようコントロールされる。ＲＬＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の個数に変換されるこの最大タイミング差分はＭＣＣＨを介して伝送され、ユーザ機器ＵＥにより選択的合成ウィンドウサイズとして使用される。この場合、タイミング精度を、どのような隣接セル選択プロセスからも除外することができる。最大ウィンドウサイズは最小ユーザ機器ケイパビリティによって定義される。

他のオペレーションモードも可能であり、たとえば各隣接セルごとに最大タイミング差分を識別し、ユーザ機器ＵＥに対し受信能力範囲内のセルのみを選択するよう取り決めることなどである。これによってユーザ機器のケイパビリティおよびセル伝送タイミングのフレキシビリティを高めることができるけれども、このモードによる煩雑さの増大を考慮するときには、このようなフレキシビリティがいつも必要であったり望ましかったりするわけではない。

ユーザ機器ＵＥは自身が使用する隣接セルを自律的に選択し、この選択は必要とされる品質要求に合致していなければならない。ユーザ機器ＵＥは、ベアラが確立されたときおよびポイント・ツー・マルチポイント（ｐ−ｔ−ｍ）ベアラの受信中にセル再選択を実行するときには常に、初回の選択を行う。各々の事例において、ユーザ機器ＵＥが隣接セルの測定を実施して選択を行っている間、遅延の生じる可能性があり、その結果、ユーザ機器ＵＥがサービスセルだけしか受信していないのに１つの周期が生じる可能性がある。セル再選択の場合、この遅延には、ＭＣＣＨおよび場合によってはＳＩＢ １１／１２の受信にかかる時間が含まれる可能性がある。

隣接セル選択のためにセル再選択の慣用の測定手法を使用するということは、適正な選択の決定前にＭＣＣＨにリストアップされているすべての隣接セルのための測定をユーザ機器ＵＥが完了する、ということを意味する。択一的に、適切なセルが見つかるまでユーザ機器ＵＥは測定を行うことができ、その後、見つかったただ１つのセルだけを受け入れる。ユーザ機器ＵＥが２つ以上の隣接セルを受け入れることができるならば、このプロセスは所望の個数のセルが受け入れるまで続けられる。

ユーザ機器ＵＥがときおり複数のセルを使用している場合、複数のやり方でなされる可能性のある選択隣接セルの適正さを再評価する必要がある。１つのオプションは、隣接セルの品質が所定の閾値を下回っている場合のみ、隣接セルを置き換えることである。ユーザ機器ＵＥは、まえもって定められた品質条件を下回るまで、隣接セルのみを周期的に測定し、その後、すべてのセルの評価を行う。ネットワークが品質条件を監視しているならば、ＭＣＣＨを介した隣接セル情報の一部分として閾値をシグナリングすることができる。

択一的な手法として挙げられるのは、すべての隣接セルが周期的に評価され、最良のセルが利用のために採用されることである。この方法のためにはいかなるコントロールパラメータも必要とされないが、周期的な更新時点間の最小周期が指定される。伝送を行うセルの変更はＲＬＣの選択的合成機能のオペレーションを妨げることはなく、したがって隣接セル変更により重大なコストが生じてしまう見込みはない。

隣接セルが選択または再選択される手法のコントロールは、標準の一部分として記述することができるし、あるいは各々のサービスプロバイダに決定を委ねることができる。コントロールが標準の一部分を成し、ユーザ機器ＵＥによる隣接セルの選択および再選択に関する規則を指定するならば、選択または再選択のトリガパラメータを含めることができる。いずれのケースであっても、たとえば比較基準としてＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰが使用されたならば、ユーザ機器ＵＥがセルを比較できるようにするために、相対的なＳ−ＣＣＰＣＨおよびＣＰＩＣＨ Ｔｘ電力情報がＵＴＲＡＮに対して必要とされる可能性がある。

本発明が適用される１つの移動端末機器と複数のセルの典型的な配置構成を示すブロック図

Claims (5)

1. ブロードキャストまたはマルチキャストにおける移動端末機器のための隣接セル選択方法において、
   各隣接セルごとにセル品質推定値を導出し、求められた品質を許容可能な最低品質と比較し、
   提示された許容可能な隣接セルのうち最高品質をもつ隣接セルを選択する方法であって、
   共通のパイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の送信電力と２次的な共通のコントロール物理チャネル（Ｓ−ＣＣＰＣＨ）の送信電力との差分を表すパラメータを、マルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス（ＭＢＭＳ）コントロールチャネルを介して前記移動端末機器へ伝送し、
   前記移動端末機器へ伝送された前記パラメータを使用して、該移動端末機器は前記セル品質推定値を導出することを特徴とする、
   隣接セル選択方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記移動端末機器は前記共通のパイロットチャネルにおける信号対干渉比（ＳＩＲ）を推定し、該比を伝送されたパラメータに従いスケーリングすることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   選択された隣接セルはサービスセルと同期がとられており、個々の伝送が無線リンクコントロール合成機能におけるウィンドウサイズよりも時間的に逸脱しないことを特徴とする方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の方法において、
   １つのセルグループ内のいずれか２つのセル間の最大タイミング差分はまえもって定められた値を超えないことを特徴とする方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の方法において、
   サービスセルのＭＢＭＳトラフィックチャネル品質が品質条件を下回ったときのみ、移動端末機器は隣接セルの選択を行うことを特徴とする方法。

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