(57)【要約】 【課題】マルチキャリアOFDMシステムのスキャン／測定及び報告の減少の方法を提供する。【解決手段】無線マルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）通信システムの移動局によって、第１無線周波数（RF）キャリアで基地局から伝送された第１プリアンブル信号の第１受信信号強度（RSSI）の測定結果を得るステップ、前記基地局の第１RFキャリアと第２RFキャリア間の信号オフセット情報を得るステップ、及び前記測定結果及び前記信号オフセット情報に応じて、前記第２RFキャリアに対してスキャンを実行することなく、前記第２RFキャリアで前記基地局より伝送された前記第２プリアンブル信号の第２RSSIを推定するステップを含む方法。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）通信システムの移動局によって、第１無線周波数（RF）キャリアで基地局から伝送された第１プリアンブル信号の第１受信信号強度（RSSI）の測定結果を得るステップ、
前記基地局の第１RFキャリアと第２RFキャリア間の信号オフセット情報を得るステップ、及び
前記測定結果及び前記信号オフセット情報に応じて、前記第２RFキャリアに対してスキャンを実行することなく、前記第２RFキャリアで前記基地局より伝送された前記第２プリアンブル信号の第２RSSIを推定するステップを含む方法。
【請求項２】
前記信号オフセット情報は、前記第１RFキャリア上のプリアンブル信号と前記基地局より伝送された前記第２RFキャリア間の電力差を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電力差は、サービング基地局より前記移動局に提供される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記電力差は、前記移動局によるキャリア間測定によって得られる請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記信号オフセット情報は、前記システムの周囲の伝播環境の経路損失指数を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２RFキャリア上の全ての受信した信号電力を得るステップ、及び
前記第２RFキャリアのキャリア信号対干渉雑音比（CINR）を得るステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１プリアンブル信号の前記第１RSSI及び前記第２プリアンブル信号の前記推定された第２RSSIをサービング基地局に報告するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
（a）第１プリアンブル信号の第１受信信号強度（RSSI）を受信し、前記第１プリアンブル信号は、無線マルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）通信システムの第１無線周波数（RF）キャリアで基地局から移動局に伝送され、且つ
（b）第２RFキャリアで前記基地局によって前記移動局に伝送された第２プリアンブル信号の第２RSSIを得て、前記移動局によって前記第２RFキャリアに対してスキャン動作が実行されることはない方法。
【請求項９】
前記（b）の取得は、
前記第１RSSI及び前記基地局の前記第１RFキャリアと前記第２RFキャリア間の信号オフセット情報に基づく前記第２RSSIを推定するステップを含む請求項８に記載の方法。  
【請求項１０】
前記（b）の取得は、
前記移動局で推定された前記第２RSSIを受信するステップを含み、前記第２RSSIは、前記第１RSSI及び前記基地局の前記第１RFキャリアと前記第２RFキャリア間の信号オフセット情報に基づいて推定される請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記基地局に信号オフセット情報を伝送するステップを更に含み、前記信号オフセット情報は、前記基地局より伝送された前記第１RFキャリアと前記第２RFキャリア上のプリアンブル信号間の電力差を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記移動局に信号オフセット情報を伝送するステップを更に含み、前記信号オフセット情報は、前記システムの周囲の伝播環境の経路損失指数を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記移動局からの前記第２RFキャリア上の全ての受信した信号電力を得るステップ、及び
前記第２RFキャリア上の前記得られた第２RSSI及び前記全ての受信した信号電力に基づいて得られた、前記第２RFキャリアのキャリア信号対干渉雑音比（CINR）を得るステップを更に含む請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記基地局は、前記移動局のサービング基地局であり、前記（a）の受信及び前記（b）の取得は、前記サービング基地局によって実行される請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記基地局は、前記移動局の隣接基地局であり、前記（a）の受信及び前記（b）の取得は、前記サービング基地局によって実行される請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
（a）無線周波数キャリアグループを形成する複数の無線周波数キャリアを識別するステップ、
（b）前記RFキャリアグループから参照RFキャリアを選択するステップ、
（c）前記参照RFキャリアの信号品質情報を得るステップ、及び
（d）前記参照キャリアの前記得られた無線信号情報の少なくとも一部に基づく前記RFキャリアグループに属する第２RFキャリアの信号品質情報を得るステップを含む方法。
【請求項１７】
前記（a）の識別は、サービング基地局から明白に送信されたRFキャリアグループ情報を受信するステップを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記（a）の識別は、第１と第２RFキャリア上にそれぞれある第１と第２参照信号を受信するステップを含み、前記第１と前記第２RFキャリアは、前記第１と前記第２参照信号が同じ場合、前記同一の基地局に属する請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記（a）の識別は、キャリア上の参照信号を受信することで、前記受信した参照信号と関連する基地局ID情報を得るステップを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記（c）の取得は、前記参照RFキャリア上の第１プリアンブル信号をスキャンするステップを含み、前記（d）の取得は、前記第２RFキャリア上の第２プリアンブル信号の受信信号強度（RSSI）を推定するステップを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記移動局は、所定のタイマーが切れていない場合、前記参照RFキャリアに対してスキャンを実行するが、前記第２RFキャリアに対してスキャンを実行しない請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記移動局は、前記参照RFキャリアの測定結果を報告し、前記移動局は、前記第２RFキャリアのどの測定結果もそのサービング基地局に報告しない請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
（a）サービング基地局からの無線周波数（RF）キャリアグループ情報をマルチキャリア通信システムの移動局に伝送し、
（b）前記移動局からの、RFキャリアグループに属する参照RFキャリアの信号品質情報を受信するステップ、及び
（c）前記参照キャリアの前記無線信号情報の少なくとも一部に基づく、前記RFキャリアグループに属する第２RFキャリアの推定された信号品質情報を得るステップを含む方法。
【請求項２４】
前記RFキャリアグループの情報は、基地局に属するRFキャリアのグループを含むRFキャリアグループの情報を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記サービング基地局は、前記RFキャリアグループからのどのRFキャリアが参照キャリアとして選択されるかを移動局に通知する請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記（c）の取得は、前記移動局からの前記第２RFキャリアの前記推定された無線信号情報を受信するステップを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記（c）の取得は、前記サービング基地局によって、前記第２RFキャリアの前記無線信号情報を推定するステップを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記サービング基地局は、前記参照RFキャリアの測定報告を受信し、前記サービング基地局は、前記移動局からの前記第２RFキャリアのどの測定報告も受信しない請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア無線通信システムに関し、特に、マルチキャリアOFDMシステムのスキャン／測定及び報告の減少に関するものである。
【０００２】
なお、本出願は、３５ U.S.C. §１１９の下、２００９年１２月３０日に出願された米国特許仮出願番号第６１／２９０，９６０号「Methods of Scanning in OFDMA Multi-Carrier Systems,」からの優先権を主張するものであり、これらの全ては引用によって本願に援用される
【背景技術】
【０００３】
現在の無線通信システムでは、５MHz〜１０MHzの無線帯域幅が最高１００Mbpsのピーク伝送速度に通常用いられている。次世代の無線システム用に、より高いピーク伝送速度が必要とされる。例えば、１Gbpsのピーク伝送速度は、第４世代（“４G”）移動通信システムのようなIMT-Advancedシステム用のITU-Rに必要とされる。しかしながら、現在の伝送技術は、１００bps／Hzの伝送スペクトル効率を実行することが非常に難しい。予見できるここ数年では、最高１５bps／Hzの伝送スペクトル効率だけが見込まれる。よって、より広い無線帯域幅（即ち、少なくとも４０MHz）が、１Gbpsのピーク伝送速度を実現するために、次世代の無線通信システムに必要である。
【０００４】
直交波周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing； OFDM）は、キャリア間干渉からの障害なしで周波数選択性チャネルにおいて高い伝送速度を実行する効率的多重化スキームである。 OFDMシステム用により広い無線帯域幅を用いる２つの典型的な構造がある。従来のOFDMシステムでは、単一の無線周波数（RF）キャリアは、１つの広帯域の無線信号を搬送するように用いられ、マルチキャリアOFDMシステムでは、多重RFキャリアは、より狭い帯域幅を有する複数の無線信号を搬送するように用いられる。マルチキャリアOFDMシステムは、例えばより容易な上位互換性（backward compatibility）、従来の単一キャリアのハードウェア設計のより良い再利用、よりフレキシブルな移動局のハードウェア、及びアップリンク伝送における、より低いピーク電力対平均電力比（Average Power Ratio; PAPR）など、従来のOFDMシステムに比べ、さまざまな利点を有する。よって、マルチキャリアOFDMシステムは、IEEE ８０２.１６m（即ちWiMAX ２.０システム用）及び３GPP Release１０（即ちLTE-Advancedシステム用）ドラフト標準のベースラインシステムアーキテクチャとなり、システム要求を満たしている。
【０００５】
しかしながら、マルチキャリアOFDMシステムでは、移動局がスキャンを実行するのに非常に長い時間がかかる。まず、マルチキャリアOFDMシステムは、通常、各セルにおいて２から４のキャリアをサポートしており、これは、単一キャリアのOFDMシステムよりも少なくとも２から４倍のスキャン時間となる。次いで、４Gシステムのセル数は、より高いスループットトラフィック及びより良い受信信号品質をサポートする、より大きな容量の要求が非常に大きくなる。これは、４Gシステムで配置されるマクロセル以外に、より多くのマイクロセル、ピコセル、及びフェムトセルを配置する。
【０００６】
図１（従来技術）は、移動局とマルチキャリア基地局間の従来のスキャンプロセスを示している。図１の例では、単一キャリア移動局MS１１またはマルチキャリア移動局MS１２は、一定のスキャン間隔で組み込まれている。キャリア＃１をサポートする単一キャリア基地局MS１３では、MS１１は、全てのスキャン間隔を用いてキャリア＃１をスキャンする。２つのキャリア＃１及び＃２をサポートするマルチキャリア基地局MS１４では、単一キャリアMS１１は、スキャン間隔の半分を用いてキャリア＃１をスキャンし、スキャン間隔のもう半分を用いてキャリア＃２をスキャンする。もう一方では、マルチキャリアMS１２は、全てのスキャン間隔を用いてキャリア＃１及び＃２の両方をスキャンする。しかしながら、マルチキャリアMSは、しばしば隣接キャリアをサポートし、多数のキャリアが各々のキャリアに割り当てるスキャン間隔を減少させることとなる。例えば、４つのキャリア＃１〜＃４をサポートするマルチキャリアBS１５では、単一キャリアMS１１は、スキャン間隔の４分の１を用いて各キャリアをスキャンし、マルチキャリアMS１２は、スキャン間隔の半分を用いてキャリア＃１及び＃２をスキャンし、スキャン間隔のもう半分を用いてキャリア＃３及び＃４をスキャンする。
【０００７】
よって、キャリア数の増加は、移動局が各基地局のために各キャリアに対してスキャンを完成させることをより難しくする。スキャンの機会が同じままである場合、各キャリアに対して各基地局に割り当てられる平均期間が減少するため、スキャン結果は信頼性がない。これは、スキャン結果に依頼する、ハンドオーバーなどの特定の手順の性能を低下させる。一方、スキャンの機会がキャリア数に応じて増加された場合、伝送機会が減少したために、実現できるユーザスループットは低下する。これは、特にユーザ数が増加された時、基地局のリソーススケジューリングを難しくさせる。また、自動スキャン（autonomous scanning）は、データ伝送に用いられている１つと同一のキャリアに対してのみバックグラウンドスキャンを行うことができるため、この問題を解決することはできない。よって、解決が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、マルチキャリアOFDMシステムのスキャン／測定及び報告の減少の方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
無線マルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）通信システムでは、移動局は、第１無線周波数（RF）キャリアで基地局から伝送された第１プリアンブル信号の第１受信信号強度（RSSI）の測定結果を得る。移動局は、基地局の第１RFキャリアと第２RFキャリア間の信号オフセット情報も得る。測定結果及び信号オフセット情報に応じて、移動局は、第２RFキャリアに対してスキャンを実行することなく、第２RFキャリアで基地局より伝送された第２プリアンブル信号の第２RSSIを推定する。
【００１０】
信号オフセット情報は、第１キャリア上のプリアンブル信号と基地局より伝送された第２キャリア間の電力差を含む。電力差は、サービング基地局より移動局に提供されるか、または移動局よりキャリア間測定によって得られることができる。第１キャリアと第２キャリア間の中心周波数が大きい時、信号オフセット情報は、OFDMシステムの周囲の伝播環境の経路損失指数も含むことができる。推定されたRSSIに基づき、移動局が第２キャリア上の全ての受信した信号電力を得た後、移動局は、第２キャリアのキャリア信号対干渉雑音比（CINR）を更に得る。
【００１１】
１つの新しい態様では、移動局は、同一の基地局に属する複数のキャリアを含むキャリアグループを識別する。次いで、移動局は、参照キャリアとしてキャリアグループの１つのキャリアを選択する。１つの実施形態では、キャリアグループは、サービング基地局から明白に送信されたRFキャリアグループ情報を受信することによって識別される。もう１つの実施形態では、キャリアグループは、複数のキャリア上に伝送された参照信号を受けることによって識別される。複数のキャリアが同一帯域内のキャリアである時、同様の特性を有するキャリアのグループ化は可能となる。よって、参照キャリアを用いて、同一のキャリアグループ内の他のキャリアを示すことで、測定最適化、初期セル選択とセル再選択の最適化、報告の減少、及び他のキャリアグループに基づく最適化が実現され得る。
【００１２】
他の実施形態及び利点は、下記の詳細な説明で述べられる。この概要は、発明を定義するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
添付の図面は、本発明の実施形態を示しており、同様の数字は同様の要素を指している。
【図１】図１は、移動局とマルチキャリア基地局間の従来のスキャンプロセスを示している（従来技術）。
【図２】図２は、１つの新しい態様に基づくマルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）システムを示している。
【図３】図３は、異なるRFキャリアでBSから伝送され、MSによって受信された、受信したプリアンブル信号電力を示している。
【図４】図４は、移動局が４つの無線周波数キャリア＃１〜＃４をサポートするサービング基地局に属する無線周波数キャリアを識別する２つの方法を示している。
【図５】図５は、１つの新しい態様に基づくマルチキャリアOFDMシステムのスキャン及び測定手順のシーケンス図を示している。
【図６】図６は、１つの新しい態様に基づく初期セル選択とセル再選択の方法の流れ図である。
【図７】図７は、キャリアグループ化を用いたIEEE ８０２.１６m無線システムのスキャン報告の減少の例を示している。
【図８】図８は、セルのグループ化（cell grouping）を用いた３GPP LTE-Advanced無線システムの測定報告の減少の例を示している。
【図９】図９は、セルのグループ化（cell grouping）を用いた３GPP LTE-Advanced無線システムの測定報告の減少の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のいくつかの実施形態を詳細に参照する。その例が添付の図面に示されている。
【００１５】
図２は、１つの新しい態様に基づくマルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）システム２０を示している。マルチキャリアOFDMシステム２０は、複数の基地局を含み、各基地局は、１つまたは複数の無線周波数（RF）キャリアをサポートする。例えば、４つの連続したRFキャリア＃１〜＃４は、OFDMシステム２０でサポートされる。BS２２及びBS２３は、全ての４つのRFキャリア＃１〜＃４をサポートし、BS２４及びBS２６は、２つのRFキャリア＃２及び＃３をサポートし、BS２５は、２つのRFキャリア＃３及び＃４をサポートする。各基地局（例えばBS２２）は、共通（common）メディアアクセス制御（MAC）モジュール３１、適応マルチキャリアコントローラ３２、複数の物理層モジュールPHY１〜PHY４、複数のアンテナに接続された複数のRFトランシーバRF１〜RF４、及びPHYモジュールPHY１〜PHY４及びRFトランシーバRF１〜RF４を相互接続するマルチプレクサ３３を含む。各PHYモジュール、RFトランシーバ、及び伝送モジュール（例えば２９）を形成するアンテナは、図２に示されている。各伝送モジュールは、１つのRFキャリアの動作に対応する。共通MACモジュール３１は、適応マルチキャリアコントローラ３２及び伝送モジュールの両方に接続される。同様に、各移動局（即ちMS２１）は、共通MACモジュール３４、PHYモジュール３５〜３６（PHY１〜PHY２）、アンテナ３８に接続されたRFトランシーバ３７、及びPHYモジュールPHY１〜PHY２及びRFトランシーバを相互接続するマルチプレクサ３９を含む。
【００１６】
マルチキャリアOFDMシステム２０では、移動局MS２１は、スキャン（測定）を行い、さまざまなRFキャリアでさまざまな基地局より伝送されたプリアンブル信号（同期信号）を検出する。注意するのは、用語“スキャン”及び“プリアンブル信号”は、IEEE ８０２.１６m  WiMAX システムで定義されている。一方、３GPP LTE-advanced systemでは、用語“測定”及び“同期信号”が代替して定義され、用語“スキャン”及び“プリアンブル信号”と実質的に同じ意味を有する。本願では、用語“スキャン”及び“測定”は、同じ意味で用いられる。
【００１７】
１つの実施形態では、MS２１は、スキャンを行い、RFキャリア＃２（例えば参照キャリア）でBS２２により伝送されたプリアンブル信号を検出する。次いで、MS２１はRFキャリア＃２の受信信号強度（RSSI）を得る。第１の新しい態様に応じて、参照キャリアの受信信号強度に基づき、MS２１は、RFキャリア＃３に対してスキャンを実行することなく、もう１つのRFキャリア（例えばキャリア＃３）の受信信号強度（RSSI）を推定することができる。RFキャリア＃３は、同一の基地局BS２２によってサポートされたRFキャリアグループ２８に属する。第２の新しい態様に応じて、MS２１は、RFキャリアグループ２８に属する複数のRFキャリア（例えばキャリア＃２〜＃４）を識別することができ、スキャン／測定最適化、初期セル選択とセル再選択の最適化、報告の減少（report reduction）、及び他のキャリアグループに基づく最適化を実現する。２つの新しい態様は、以下図３及び図４にそれぞれ示される。
【００１８】
図３は、異なるRFキャリアでBSiから伝送され、MSjによって受信された、受信したプリアンブル信号電力を示している。数学的に、キャリアk上のMSjによるBSiからの受信したプリアンブル信号電力は、以下の方程式によって表されることができる。
【００１９】
PR,i,j,k = PT,i,k + Gi,j(θi,j) −PL(di,j,k) −χi,j  dBm,    …（１）
【００２０】
但し、PR,i,j,k：キャリアk上のMSjによるBSiからのプリアンブル信号の受信電力
PT,i,k：キャリアk上のBSiによって伝送されたプリアンブル信号の伝送電力
Gi,j： BSiからMSjに伝送される信号のアンテナ利得
θi,j：BSiのステアリング方向に対するMSjの方向
PL(di,j,k) ：キャリアk上のBSiからMSjに伝送される信号が経験する経路損失
Xi,j：BSiからMSjに伝送される信号が経験する陰影フェージング（shadow fading）
である。
【００２１】
注意するのは、上述の方程式（１）では、スキャン動作がプリアンブルの測定結果の平均をとるため、マルチパスフェージングの影響は示されない。一般的に、プリアンブルシーケンスは、無線リソースブロックの全てのサブキャリア全体の周波数領域内に位置される。よって、ほとんどの通信システムで考えられるレイリーフェージングチャネルでは、プリアンブルシーケンスの電力レベルを測定する時、周波数選択性の影響は、平均化される。
【００２２】
方程式（１）からみると、アンテナ利得Gi,j(θi,j)及び陰影フェージングχi,j  は、キャリアインデックス（carrier index）kの関数でない。また、BSiからMSjに伝送される信号では、一般的な経路損失関数は、以下の方程式によって表されることができる。
【００２３】
PL(di,j,k) = Alog10(di,j) + B + Clog10(fc(k)/5) dB    …（２）
【００２４】
但し、その中のdi,j (m)は、BSiとMSjとの間の距離であり、fc(k) (GHz)は、キャリアkの中心周波数である。パラメータ{A, B, C}は、異なる環境によって異なる。例えば、見通し（line of sight； LOS）条件下の郊外マクロセル環境では、以下の経路損失モデルが用いられることができる。
【００２５】
PL(di,j,k) = 40log10(di,j)+10.5-18.5log10(hBS)-18.5log10(hMS)+1.5log10(fc(k)/5) dB  …（３）
【００２６】
但し、hBS(m)は、基地局のアンテナの高さであり、hMS(m)は、移動局のアンテナの高さであり、fc(k)(GHz)は、キャリアkの中心周波数である。
【００２７】
方程式（２）からみると、基地局及び移動局によってサポートされたキャリアが周波数領域で隣接した場合、異なるキャリアによる経路損失の差は、非常に小さくなり、無視することができる。例えば、各キャリアの共通（common）の帯域幅は、５MHz〜２０MHzの間で変化する。よって、隣接キャリアの中心周波数からの間隔（separation）は、２０MHz内であり、これは、非常に小さい経路損失の差となる。一方、基地局及び移動局によってサポートされたキャリアが周波数領域で分離された場合、異なるキャリアによる経路損失の差は、大きくなる。例えば、キャリアkの中心周波数がfc(k)=2.5GHz、且つキャリアk’の中心周波数がfc(k’)=3.5GHzの場合、方程式（３）における経路損失の差は、
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となる。
【００２８】
図３のテーブル３０に要約されるように、PR,i,j,kに影響を与える要因は、PT,i,kである異なるキャリアk上のMSjによるBSiからの受信電力、各キャリアk上のBsiによる送信電力である。一方、異なるキャリアk上の経路損失PL(di,j,k)は、異なるキャリアの中心周波数間の間隔が大きくない限り（例えば、GHzの範囲に達する）、著しく変化することはない。よって、キャリアk（PR,i,j,k）の受信したプリアンブル信号電力がスキャンによって移動局に知られた場合、キャリアk’（PR,i,j,k’）の受信したプリアンブル信号電力は、以下のオフセットを加えることで推定されることができる。
【００２９】
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【００３０】
但し、PT,offset(k,k’)： キャリアkとk’間の伝送電力差
PLoffset(k,k’)： キャリアkとk’間の経路損失差であり、方程式（２）に示された経路指数“C”の関数
である。
【００３１】
受信したプリアンブル信号電力は、通常、移動局からの受信信号強度（RSSI）としてサービング基地局に報告するのに用いられている。各キャリア上の基地局のRSSI測定は、通常各キャリアにスキャンをすることで移動局より得られる。第１の新しい態様に基づき、移動局は、キャリアkのRSSI及び信号オフセット情報に基づくキャリアk’のRSSIを推定することができる。より具体的には、MSが同一の基地局によって伝送されたキャリアkとキャリアk’間の電力差を知っている場合、移動局は、キャリアｋ’に対してスキャン動作を実行することなく、キャリアkから得られたRSSI測定に基づくキャリアk’のRSSIを推定することができる。より正確な推定を実現するために、一旦、移動局が予めパラメータ“C”を知ると、移動局は、キャリアkとキャリアk’間の経路損失差も計算することができる。経路損失指数Cは、特に、キャリアkとキャリアk’間の中心周波数差が大きい場合、サービングBSによって通知され得る。
【００３２】
移動局が基地局の送信電力差を知る、異なる方法がある。１つの例では、基地局のキャリアkとキャリアk’間の送信電力差は、サービング基地局によって移動局に明確に通知される。この結果、サービング基地局によるブロードキャスティングメッセージ（broadcasting message）または、移動局からの特定の要求のいずれかによって実現され得る。もう１つの例では、移動局は、キャリア間測定によってこの差を得ることができる。一般的に、一旦、基地局がOFDMシステムに配置されると、各キャリアのための基地局による伝送信号は、固定され、長時間不変のままである。よって、ごくわずかな経路損失差と仮定、または移動局が経路損失指数Cを既に知っていて経路損失差を計算できると仮定すれば、キャリアkとキャリアk’上の受信したプリアンブル信号電力を測定することで、移動局は、伝送電力差を得ることができる。一旦、移動局が初期のキャリア間測定から伝送電力差を得ると、移動局は、一旦、基地局が配置されると、この送信電力差は、不変のままであるため、キャリアk’に対してスキャンを実行することなく、同じ測定結果を用いて、キャリアkから得たRSSI測定に基づくキャリアk’のRSSIを推定することができる。
【００３３】
伝送電力差は、受信した電力レベルから得られるため、この得られた伝送電力差は、アンテナ利得差を実際に含む。２つの異なるキャリア上のマルチキャリア基地局のアンテナ利得は、同じと仮定されるが必ずしもそうではない。同一帯域内のシステムでは、２つの異なるキャリアが同一の周波数帯域に属しており、マルチキャリア基地局は、コストを節約するために、通常２つの異なるキャリアに同一のアンテナを用いる。しかしながら、同一帯域内のシステムでは、２つの異なるキャリアは、異なる周波数帯域に属しており、マルチキャリア基地局は、異なるアンテナを用いることができ、異なるアンテナ利得を得る。よって、マルチキャリア基地局のキャリアkとキャリアk’との間のアンテナ利得が異なる時、移動局は、送信電力レベルのキャリア間測定によって、送信電力レベルとキャリアkとキャリヤアk’間のアンテナ利得とを合わせた差を得ることができる。
【００３４】
無線周波数キャリアのRSSIの推定以外に、移動局は、無線周波数キャリアの推定されたプリアンブル信号電力に基づき、無線周波数のキャリア信号対干渉雑音比（CINR）を更に推定できる。キャリアk’のCINRは、以下の方程式によって表されることができる。
【００３５】
CINRi,j,k’  = PR,i,j,,k’ / (IR,i,j,k’ + N)
= PR,i,j,,k’ / (PR,total,j,k’ - PR,i,j,,k’)       …（５）
【００３６】
但し、PR,i,j,,k’ ：  キャリアk’上のMSjによるBSiからのプリアンブル信号の受信電力
IR,i,j,k’  ：  キャリアk’上のBSiからMSjへの信号をデコードする時の受信干渉電力
N  ：  熱雑音電力
PR,total,j,k’  ：  各基地局から伝送された信号の電力及び熱雑音電力を含む、キャリアk’上のMSjによる全受信電力
である。
【００３７】
方程式（５）からみると、一旦、MSjがキャリアk’上の全受信電力を得ると、MSjは、キャリアk’上のBSiによって伝送されたプリアンブル信号をスキャンすることなく、キャリアk’上のBSiからのCINRを得ることができることがみられる。注意するのは、キャリアk’上の全受信電力の測定は、キャリアk’上のプリアンブル信号をスキャンすることに比べ、より簡単で、より時間がかからなくなる。これは、全受信電力の測定がアナログ無線信号を受信することだけを含み、一般的なスキャンプロセス中に用いられる、例えばサンプリング、高速フーリエ変換（FFT）、及び相関（correlation）などの更なるデジタル処理を含まないためである。また、全受信電力の測定は、移動局の高移動度により、一般的なスキャンプロセス（例えば、１０ms毎）に比べ、より頻度が低く（例えば、１秒毎）実行され得る。
【００３８】
上述のRSSI及びCINR推定方法は、同一の基地局に属する、異なるRFキャリアに適用可能である。第２の新しい態様に応じて、移動局は、本発明に提供されたキャリア識別方法を用いて、同一の基地局に属する無線周波数のグループを識別できる。図４は、移動局MS４１が４つの無線周波数キャリア＃１〜＃４をサポートするサービング基地局BS４２に属する無線周波数キャリアを識別する２つの方法を示している。
【００３９】
第１の明白な方法では、サービングBS４２は、システム構成メッセージをブロードキャストで送信（broadcasts）、またはMACメッセージをユニキャストで送信（ounicasts）し、MS４１に無線周波数キャリアのグループがサービングBS４２及び／または他の隣接基地局に属することを明白に通知する。図４の例では、BS４２から伝送されたキャリア構成情報４４によって、MS４１は、サービングBS４２によって全てサポートされている４つのキャリア＃１〜＃４を含むキャリアグループ４３を識別する。ブロードキャストまたはユニキャストメッセージの例は、IEEE８０２.１６m仕様に定義されたAAI_GLOBAL-CONFIG、AAI_NBR-ADV、またはAAI_MC-ADVである。
【００４０】
第１の明白な方法では、サービングBS４２は、その無線周波数キャリア上に伝送された参照信号内に基地局識別情報を埋め込む。各キャリアに伝送される参照信号シーケンスは、同一の物理層基地局識別と関連できる。次いで、移動局は、キャリア上に伝送された参照信号を調査することで同一の基地局に関連するキャリアを識別する。一実施例では、BS４２は、同一の参照信号をそのマルチキャリアに伝送し、同一の参照信号を搬送する、これらのキャリア＃１〜＃４をグループ化することで、同一のBS４２に関連するキャリアを識別する。もう１つの実施例では、MS４１は、各キャリアから測定された参照信号からの基地局ID情報を得て、同一の基地局IDを有するこれらのキャリアをグループ化する。
【００４１】
一旦、移動局がキャリアグループに属する、異なるキャリアを識別でき、同一のキャリアグループに属する参照キャリアの信号品質情報に基づく１つのキャリアの信号品質情報を推定できた時、移動局は、例えば、スキャン／測定最適化、初期セル選択とセル再選択の最適化、報告の減少、及び他のキャリアグループに基づく最適化などの種々の性能改善を実現することができる。
【００４２】
図５は、１つの新しい態様に基づくキャリア測定手順の例を示すシーケンス図である。図５の例では、サービング基地局BS５２は、４つのキャリア＃１〜＃４をサポートし、隣接基地局BS５３は、２つのキャリア＃１〜＃２をサポートする。移動局MS５１は、プライマリキャリア＃１によってサービングBS５２とのデータ接続を確立する。BS５２では、キャリア＃２が参照キャリアとして選択され、BS５３では、キャリア＃１が参照キャリアとして選択される。サービングBS５２は、参照キャリア＃２とBS５２の他のキャリア＃３〜＃４との間の伝送電力差、及び参照キャリア＃１とBS５３のキャリア＃２との間の伝送電力差をMS５１に通知することができる。また、サービング５２は、必要ならば、MS５１に経路損失指数Cを通知することができる。通常のスキャン手順を開始するには、MSはスキャンリクエストをサービングBS５２に伝送し、次いでサービングBS５２からスキャン応答を受ける。また、MS５１は、自動スキャンを行い、サービス中断を防止する。サービングBS５２の参照キャリア＃２では、MS５１は、キャリア＃２上のBS５２からの受信したプリアンブル信号電力を測定する。キャリア＃２のRSSIに基づき、キャリア＃３及び＃４のRSSIがそれに応じて推定されることができる。同様に、隣接BS５３の基準キャリア＃１では、MS５１は、キャリア＃１上のBS５３からの受信したプリアンブル信号電力を測定し、キャリア＃１のRSSIを得る。キャリア＃１のRSSIに基づき、キャリア＃２のRSSIもそれに応じて推定されることができる。CINRを推定するために、MS５１は、各キャリア上の全ての受信信号電力を測定し、各キャリアのそれぞれ対応するCINRを得る。最後に、測定報告が必要とされた場合、MS５１は、各キャリアに対して測定され、推定されたRSSI及びCINRの結果をサービングBS５２に伝送する。
【００４３】
いくつかのシステムでは、移動局は、選択された参照キャリアのRSSI及びCINRだけを報告する。サービングBSは、サービングBSが参照キャリアと他のキャリアとの間の伝送電力差を知っているため、それ自体で他のキャリアのRSSIを簡単に推定することができる。CINRに関しては、移動局が各キャリア上の全ての受信電力を報告した場合、サービング基地局もサービング基地局自体によって各キャリアのCINRを推定することができる。
【００４４】
図６は、１つの新しい態様に基づく初期セル選択とセル再選択の方法の流れ図である。電源投入後、移動局は初期セル選択プロセスを開始する（ステップ６１）。移動局は、隣接基地局の全ての利用可能な完全構成された（fully configured）キャリアをスキャンする（ステップ６２）。スキャン後、移動局は、同一の基地局に属するキャリアの物理キャリアインデックスを識別する。これらのキャリアは、キャリアグループを形成し、各キャリアグループのキャリアの１つは、参照キャリアとして選択される（例えば、最良のキャリア）。参照キャリアの物理キャリアインデックスは、移動局によって保存され、後に用いられる（ステップ６３）。移動局は、そのサービング基地局との初期ネットワークエントリも実行し（ステップ６４）、タイマー（例えば、T_VALID）を開始する（ステップ６５）。
【００４５】
ハンドオーバー期間、移動局は、セル再選択プロセスを開始する（ステップ７１）。移動局は、まず、タイマーT_VALIDが切れたかどうか確認する（ステップ７２）。タイマーが切れていない場合、各隣接基地局に対し、移動局は初期セル選択期間に保存したその物理キャリアインデックスを有する参照キャリアのみをスキャンする（ステップ７３）。次いで、移動局は、ハンドオーバー期間にスキャンされた最良のキャリアに対してネットワーク再進入を実行する（ステップ７４）。一方、タイマーが既に切れている場合、移動局は、各隣接基地局の全てのキャリアをスキャンする（ステップ７６）。参照キャリアの物理キャリアインデックスは、各隣接基地局のために移動局によって保存される（ステップ７６）。次いで、移動局は、ハンドオーバー期間にスキャンされた最良のキャリアに対してネットワーク再進入を実行し（ステップ７７）、タイマーT_VALIDをリセットする（ステップ７８）。
【００４６】
図７は、キャリアグループ化を用いたIEEE ８０２.１６mシステムのスキャン報告の減少の例を示している。図７の例では、移動局MS２１は、４つのキャリアをサポートする、そのサービング基地局BS２２によってサーブされる。MS２１は、プライマリキャリアによってBS２２とデータを通信し、残りの３つのセカンダリキャリア１〜３は、非アクティブである。３つのセカンダリキャリアは同一の基地局に属するため、それらはキャリアグループ７９を形成し、キャリア１は、参照キャリアとして選択される。MS２１がスキャン報告７０（例えば、AAI-SCAN-REP）をサービングBS２２に報告することを要求された時、MS２１は、キャリアグループ７９の参照キャリア１の測定結果（例えば、CINR平均値及びRSSI平均値）だけを報告する必要がある。３つのキャリア１〜３を１つのキャリアグループにグループ化することで、スキャン報告の減少は実現されることができる。
【００４７】
図８〜９は、セルのグループ化（cell grouping）を用いた３GPP無線システムの測定報告の減少の例を示している。図８は、３GPP LTE-advanced無線通信システム８０の図である。無線システム８０は、複数のeNB（例えば８１〜８３）を含み、それぞれ複数のセル（例えば９１〜９９）にサービスを提供する。図８の例では、点陰影（dotted-shade）のセルは、周波数帯F１に属し、斜線陰影（slashed-shade）のセルは、周波数帯F２に属する。F１のセル及びF２のセルは、同一の位置で重複され、同一の地理的範囲（geographic coverage）を提供する。F１及びF２が同帯域内のセルの場合、同様の特性を有するセルのグループ化は可能である。測定報告を構成する時、eNBは、同様の特性を有するそのセルをセルグループにグループ化する。セルグループは、アクティブセル、非アクティブセル、または両方の組み合わせで構成され得る。各セルグループでは、eNBは、１つのセルを“測定報告参照セル”として選択する。セルグループがプライマリPセルを含む場合、参照セルは、Pセルでなければならない。セルグループがアクティブ及び非アクティブセルの両方を含む場合、参照セルは、アクティブセルでなければならない。セルのグループ化及び参照セルの選択後、同一のセルグループの複数のセルによってサーブされているユーザー端末では、サービングセル測定イベント（event）は、参照セルのみに構成される。
【００４８】
図９は、セルのグループ化を用いた測定報告の減少の詳細例の図である。図９の上半分は、セルのグループ化の前の測定報告構成を示しており、図９の下半分は、セルのグループ化の後の測定報告構成を示している。図９の例では、４つのセル（キャリア周波数１上の１つのプライマリP-cell、及びキャリア周波数２〜４上の３つのセカンダリScell）がeNBによってサポートされる。各セル（測定対象）は、３つのイベントA1〜A３と関連する。全ての可能なイベントを報告するために、１２の測定IDがセルのグループ化の前に構成される。一方、セルのグループ化でPセルは、参照セルとして選択される。３つの測定IDだけがPセルに構成され、全ての他のScellと関連したイベントは、構成及び報告される必要がない。その代わり、これらのイベントは、Pセルに構成された同一の測定IDを参照することで示されることができる。よって、測定報告構成は、簡易化され、報告のオーバーヘッド量は、減少される。
【００４９】
本発明は、説明のためにある特定の実施の形態に関連して述べられているが本発明はこれを制限するものではない。よって、種々の変更、改造、及び上述の実施の形態の種々の特徴の組み合わせは、この請求項に記載したような本発明の範囲を逸脱せずに、行い得る。
【符号の説明】
【００５０】
１１、１２、２１、４１、５１  移動局
１３〜１５、２２〜２６、４２、５２、５３  基地局
２０  マルチキャリアOFDMシステム
２８、４３、７９  キャリアグループ
３０  フレーム
３１、３４  共通メディアアクセス制御（MAC）モジュール
３２  適応マルチキャリアコントローラ
３３、３９  マルチプレクサ
３５、３６、PHY１〜PHY４  物理層モジュール
３７、RF１〜RF４  RFトランシーバ
３８  アンテナ
４４  キャリア構成情報
７０  スキャン報告
８０  ３GPP LTE-advanced無線通信システム
９１〜９９  セル
＃１〜＃４  キャリア
【図１】
2013516127.tif 000005
【図２】
2013516127.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）通信システムの移動局によって、第１無線周波数（RF）キャリアで基地局から伝送された第１プリアンブル信号の第１受信信号強度（RSSI）の測定結果を得るステップ、
前記基地局の第１RFキャリアと第２RFキャリア間の信号オフセット情報を得るステップ、及び
前記測定結果及び前記信号オフセット情報に応じて、前記第２RFキャリアに対してスキャンを実行することなく、前記第２RFキャリアで前記基地局より伝送された前記第２プリアンブル信号の第２RSSIを推定するステップを含むマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２】
前記信号オフセット情報は、前記第１RFキャリア上のプリアンブル信号と前記基地局より伝送された前記第２RFキャリア間の電力差を含む請求項１に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項３】
前記電力差は、サービング基地局より前記移動局に提供される請求項２に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項４】
前記電力差は、前記移動局によるキャリア間測定によって得られる請求項２に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項５】
前記信号オフセット情報は、前記システムの周囲の伝播環境の経路損失指数を含む請求項１に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項６】
前記第２RFキャリア上の全ての受信した信号電力を得るステップ、及び
前記第２RFキャリアのキャリア信号対干渉雑音比（CINR）を得るステップを更に含む請求項１に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項７】
前記第１プリアンブル信号の前記第１RSSI及び前記第２プリアンブル信号の前記推定された第２RSSIをサービング基地局に報告するステップを更に含む請求項１に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項８】
（a）第１プリアンブル信号の第１受信信号強度（RSSI）を受信し、前記第１プリアンブル信号は、無線マルチキャリア直交波周波数分割多重（OFDM）通信システムの第１無線周波数（RF）キャリアで基地局から移動局に伝送され、且つ
（b）第２RFキャリアで前記基地局によって前記移動局に伝送された第２プリアンブル信号の第２RSSIを得て、前記移動局によって前記第２RFキャリアに対してスキャン動作が実行されることはないマルチキャリア無線通信方法。
【請求項９】
前記（b）の取得は、
前記第１RSSI及び前記基地局の前記第１RFキャリアと前記第２RFキャリア間の信号オフセット情報に基づく前記第２RSSIを推定するステップを含む請求項８に記載のマルチキャリア無線通信方法。  
【請求項１０】
前記（b）の取得は、
前記移動局で推定された前記第２RSSIを受信するステップを含み、前記第２RSSIは、前記第１RSSI及び前記基地局の前記第１RFキャリアと前記第２RFキャリア間の信号オフセット情報に基づいて推定される請求項８に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１１】
前記基地局に信号オフセット情報を伝送するステップを更に含み、前記信号オフセット情報は、前記基地局より伝送された前記第１RFキャリアと前記第２RFキャリア上のプリアンブル信号間の電力差を含む請求項８に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１２】
前記移動局に信号オフセット情報を伝送するステップを更に含み、前記信号オフセット情報は、前記システムの周囲の伝播環境の経路損失指数を含む請求項８に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１３】
前記移動局からの前記第２RFキャリア上の全ての受信した信号電力を得るステップ、及び
前記第２RFキャリア上の前記得られた第２RSSI及び前記全ての受信した信号電力に基づいて得られた、前記第２RFキャリアのキャリア信号対干渉雑音比（CINR）を得るステップを更に含む請求項８に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１４】
前記基地局は、前記移動局のサービング基地局であり、前記（a）の受信及び前記（b）の取得は、前記サービング基地局によって実行される請求項８に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１５】
前記基地局は、前記移動局の隣接基地局であり、前記（a）の受信及び前記（b）の取得は、前記サービング基地局によって実行される請求項８に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１６】
（a）無線周波数キャリアグループを形成する複数の無線周波数キャリアを識別するステップ、
（b）前記RFキャリアグループから参照RFキャリアを選択するステップ、
（c）前記参照RFキャリアの信号品質情報を得るステップ、及び
（d）前記参照キャリアの前記得られた無線信号情報の少なくとも一部に基づく前記RFキャリアグループに属する第２RFキャリアの信号品質情報を得るステップを含むマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１７】
前記（a）の識別は、サービング基地局から明白に送信されたRFキャリアグループ情報を受信するステップを含む請求項１６に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１８】
前記（a）の識別は、第１と第２RFキャリア上にそれぞれある第１と第２参照信号を受信するステップを含み、前記第１と前記第２RFキャリアは、前記第１と前記第２参照信号が同じ場合、前記同一の基地局に属する請求項１６に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１９】
前記（a）の識別は、キャリア上の参照信号を受信することで、前記受信した参照信号と関連する基地局ID情報を得るステップを含む請求項１６に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２０】
前記（c）の取得は、前記参照RFキャリア上の第１プリアンブル信号をスキャンするステップを含み、前記（d）の取得は、前記第２RFキャリア上の第２プリアンブル信号の受信信号強度（RSSI）を推定するステップを含む請求項１６に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２１】
前記移動局は、所定のタイマーが切れていない場合、前記参照RFキャリアに対してスキャンを実行するが、前記第２RFキャリアに対してスキャンを実行しない請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記移動局は、前記参照RFキャリアの測定結果を報告し、前記移動局は、前記第２RFキャリアのどの測定結果もそのサービング基地局に報告しない請求項１６に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２３】
（a）サービング基地局からの無線周波数（RF）キャリアグループ情報をマルチキャリア通信システムの移動局に伝送し、
（b）前記移動局からの、RFキャリアグループに属する参照RFキャリアの信号品質情報を受信するステップ、及び
（c）前記参照キャリアの前記無線信号情報の少なくとも一部に基づく、前記RFキャリアグループに属する第２RFキャリアの推定された信号品質情報を得るステップを含むマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２４】
前記RFキャリアグループの情報は、基地局に属するRFキャリアのグループを含むRFキャリアグループの情報を含む請求項２３に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２５】
前記サービング基地局は、前記RFキャリアグループからのどのRFキャリアが参照キャリアとして選択されるかを移動局に通知する請求項２３に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２６】
前記（c）の取得は、前記移動局からの前記第２RFキャリアの前記推定された無線信号情報を受信するステップを含む請求項２３に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２７】
前記（c）の取得は、前記サービング基地局によって、前記第２RFキャリアの前記無線信号情報を推定するステップを含む請求項２３に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【請求項２８】
前記サービング基地局は、前記参照RFキャリアの測定報告を受信し、前記サービング基地局は、前記移動局からの前記第２RFキャリアのどの測定報告も受信しない請求項２３に記載のマルチキャリア無線通信方法。
【国際調査報告】
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