(57)【要約】  本発明は、ワイヤレス通信ネットワーク（２０６）で通信するための方法を提供し、ワイヤレス通信ネットワークは、複数の基地局（１０２、１０４）および少なくとも１つのモバイル通信ユニット（１００）を含み、モバイル通信ユニットは、送受信コンポーネント（３００）、第１のドップラー補償コンポーネント（１０８）、および測定コンポーネント（１１０）を含み、第１のドップラー補償コンポーネントは、複数の基地局のうちの１つの基地局と送受信コンポーネントとの間で交換される信号（１、２、７、１１、１２、１３）のドップラー・シフトを補償するように適合されている。高速で移動するユーザ装置に対して、２つの基地局間でのハンドオーバ手順が可能である。
2013520145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信ネットワーク（２０６）で通信する方法であって、前記ワイヤレス通信ネットワークは、複数の基地局（１０２、１０４）および少なくとも１つのモバイル通信ユニット（１００）を含み、前記モバイル通信ユニットは、ＬＴＥ標準で許可される制限を超えた速度で移動しており、前記モバイル通信ユニットは、送受信コンポーネント（３００）、第１のドップラー補償コンポーネント（１０８）、および測定コンポーネント（１１０）を含み、前記第１のドップラー補償コンポーネントは、前記複数の基地局のうちの１つの基地局と前記送受信コンポーネントとの間で交換される信号（１、２、７、１１、１２、１３）のドップラー・シフトを補償するように適合されている、方法において、
−前記送受信コンポーネントと前記複数の基地局のうちの第１の基地局（１０２）との間でデータを交換するステップ（Ｓ１）であって、前記第１のドップラー補償コンポーネントは、第１のドップラー補償値を使用することによってデータを運ぶ信号のドップラー・シフトを補償する、ステップと、
−前記送受信コンポーネントから前記測定コンポーネントに第１の信号（Ａ）を送信することによって測定を開始するステップ（Ｓ２）と、
−前記測定コンポーネントから前記送受信コンポーネントに第２の信号（Ｃ）を送信するステップ（Ｓ３）であって、前記第２の信号は、前記複数の基地局のうちの少なくとも１つの第２の基地局（１０４）に関係する測定値を示す、ステップと、
−前記送受信コンポーネントから前記第１の基地局に測定報告を送信するステップ（Ｓ４）であって、前記測定報告は前記測定の前記測定値を含む、ステップと、
−前記第１の基地局から前記少なくとも１つの第２の基地局のターゲット基地局（１０４）へのハンドオーバ手順が、前記第１の基地局によって開始されるかどうかを決定するステップ（Ｓ５）と、
−前記第１の基地局から前記送受信コンポーネントに第３の信号（７）を送信するステップ（Ｓ６）であって、前記第１の基地局が、前記ターゲット基地局への前記ハンドオーバ手順を実行すること決定した場合、前記第３の信号は前記ハンドオーバ手順の開始を示す、ステップと、
−前記送受信コンポーネントから前記測定コンポーネントに第４の信号（Ｄ）を送信するステップ（Ｓ７）であって、前記第１の基地局が、前記ターゲット基地局への前記ハンドオーバ手順を実行することを決定した場合、前記第４の信号は前記ターゲット基地局を示す、ステップと、
−前記測定コンポーネントから前記第１のドップラー補償コンポーネントに第５の信号を送信するステップ（Ｓ８）であって、前記第５の信号は、前記第１のドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更することを示し、前記第１の基地局が、前記ターゲット基地局への前記ハンドオーバ手順を実行することを決定した場合、前記第２のドップラー補償値は、前記送受信コンポーネントと前記ターゲット基地局との間で交換される信号のドップラー・シフトを補償するのに適するようになっている、ステップと、
−前記第１の基地局が、前記ターゲット基地局へのハンドオーバ手順を実行することを決定した場合、ハンドオーバ手順を実行する、ステップ（Ｓ９）と
を含む方法。
【請求項２】
前記測定コンポーネントは、前記モバイル通信ユニットの位置データ（２２０）に基づく前記測定報告の前記測定値、前記モバイル通信ユニットの移動方向および速度、前記複数の基地局の位置データ、および／または前記複数の基地局のアンテナの輻射方向を計算する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記測定コンポーネントは、予期されたタイミング・アドバンス、および／または前記送受信コンポーネントと前記少なくとも１つの第２の基地局との間で交換される信号の予期された経路損失、および／または前記送受信コンポーネントと前記少なくとも１つの第２の基地局との間で交換される信号の予期された信号対雑音比、またはこれらの組み合わせに基づいて前記測定値を計算する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記測定コンポーネントは、受信コンポーネントおよび第２のドップラー補償コンポーネントを含み、前記受信コンポーネントは、前記少なくとも１つの第２の基地局から少なくとも１つの信号を受信し、前記測定コンポーネントは、前記少なくとも１つの第２の基地局から前記少なくとも１つの信号の信号強度および信号品質を測定し、前記測定報告は、前記少なくとも１つの信号の信号強度および信号品質を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
送受信コンポーネント（３００）、第１のドップラー補償コンポーネント（１０８）、および測定コンポーネント（１１０）を含むモバイル通信ユニット（１００）であって、前記第１のドップラー補償コンポーネントは、第１のドップラー補償値を使用することによって、基地局から受信される信号のドップラー・シフトを補償するように適合され、前記測定コンポーネントは、前記送受信コンポーネントから信号を受信するための第１の信号受信手段（３０２）を含み、前記送受信コンポーネントは、前記測定コンポーネントから信号を受信するための第２の信号受信手段（３０４）を含み、前記ドップラー補償コンポーネントは、前記測定コンポーネントから信号を受信するための第３の信号受信手段（３０５）を含み、前記モバイル通信ユニットは、ＬＴＥ標準で許可される制限を超える速度で移動するように適合されている、モバイル通信ユニットにおいて、
−前記送受信コンポーネントは、前記送受信コンポーネントとソース基地局との間でデータを交換するためのデータ送信手段（３０６）およびデータ受信手段（３０８）を含み、
−前記送受信コンポーネントは、前記送受信コンポーネントから前記測定コンポーネントに第１の信号を送信することによって測定を開始するための第１の信号送信手段（３１０）をさらに含み、
−前記測定コンポーネントは、前記測定コンポーネントから前記送受信コンポーネントに第２の信号を送信するための第２の信号送信手段（３１２）を含み、前記第２の信号は、少なくとも１つの第２の基地局に関係する測定値を示し、
−前記送受信コンポーネントは、前記送受信コンポーネントから前記ソース基地局に測定報告を送信するための測定報告送信手段（３０６）を含み、前記測定報告は、前記測定値を含み、
−前記送受信コンポーネントは、前記送受信コンポーネントから前記測定コンポーネントに第４の信号を送信するための第３の信号送信手段（３１０）をさらに含み、前記第４の信号は、ターゲット基地局を示し、
−前記測定コンポーネントは、前記測定コンポーネントから前記第１のドップラー補償コンポーネントに第５の信号を送信するための第４の信号送信手段（３１２）を含み、前記第５の信号は、前記第１のドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更することを示し、前記第２のドップラー補償値は、前記送受信コンポーネントとターゲット基地局との間で交換される信号のドップラー・シフトを補償するのに適するようになっている、
モバイル通信ユニット。
【請求項６】
前記モバイル通信ユニットは、データ・ストレージ、前記データ・ストレージに格納されるデータベースをさらに含み、前記データベースは、前記複数の基地局の位置データおよび／または前記複数の基地局のアンテナの複数の輻射方向を含み、前記測定コンポーネントは、ロケーション・システムから位置データを受信するための位置データ受信手段と、前記位置データおよび前記複数の基地局の位置データ、ならびに／または前記複数の基地局のアンテナの複数の輻射方向に基づいて、前記測定報告の測定値を計算するための第１の計算手段とを含む請求項５に記載のモバイル通信ユニット。
【請求項７】
前記測定コンポーネントは、受信コンポーネントおよび第２のドップラー補償コンポーネントをさらに含み、前記第２のドップラー補償コンポーネントは、前記受信コンポーネントによって受信される信号のドップラー・シフトを補償するように適合され、前記受信コンポーネントは、少なくとも１つの第２の基地局から少なくとも１つの信号を受信するための第５の信号受信手段を含み、前記測定コンポーネントは、前記少なくとも１つの第２の基地局から前記少なくとも１つの信号の信号強度および信号品質を測定するための測定手段を含み、前記測定報告は、前記少なくとも１つの第２の信号の信号強度および信号品質を含む請求項５に記載のモバイル通信ユニット。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載のモバイル通信ユニットおよび複数の基地局を含むモバイル通信システム。
【請求項９】
モバイル通信ユニット（１００）によって実行されたときに、ワイヤレス通信ネットワークの複数の基地局（１０２、１０４）と通信するための方法を前記モバイル通信ユニットに実行させる指示を含むコンピュータ可読記憶媒体（３１４）であって、前記モバイル通信ユニットは、ＬＴＥ標準で許可される制限を超える速度で移動するように適合され、前記方法は、
−前記送受信コンポーネントと前記複数の基地局のうちのソース基地局との間でデータを交換するステップであって、前記第１のドップラー補償コンポーネントは、第１のドップラー補償値を使用することによってデータを運ぶ信号のドップラー・シフトを補償する、ステップと、
−前記送受信コンポーネントから前記測定コンポーネントに第１の信号を送信することによって測定を開始するステップと、
−前記測定コンポーネントから前記送受信コンポーネントに第２の信号を送信するステップであって、前記第２の信号は、前記複数の基地局のうちの少なくとも１つの第２の基地局に関係する測定値を示す、ステップと、
−前記送受信コンポーネントから前記ソース基地局に測定報告を送信するステップであって、前記測定報告は前記測定値を含む、ステップと、
−前記送受信コンポーネントによって前記ソース基地局から第３の信号を受信するステップであって、前記第３の信号はターゲット基地局へのハンドオーバ手順の開始を示す、ステップと、
−前記送受信コンポーネントから前記測定コンポーネントに第４の信号を送信するステップであって、前記第４の信号は前記ターゲット基地局を示す、ステップと、
−前記測定コンポーネントから前記第１のドップラー補償コンポーネントに第５の信号を送信するステップであって、前記第５の信号は、前記第１のドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更することを示し、前記第２のドップラー補償値は、前記送受信コンポーネントと前記ターゲット基地局との間で交換される信号のドップラー・シフトを補償するのに適するようになっている、ステップと、
−前記ソース基地局から前記ターゲット基地局へのハンドオーバ手順を実行するステップと
を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信ネットワークで通信する方法に関し、より具体的には、ワイヤレス通信ネットワークにおいて高速に移動するユーザ装置と通信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル通信の現在の標準、特に３ＧＰＰ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）では、ワイヤレス通信は、毎時約３５０ｋｍのユーザ装置の速度まで対応可能である。
【０００３】
特に、ハンドオーバ機構は、たとえば、飛行機または列車の中など、毎時３５０ｋｍより高速に移動しているユーザ装置には適切に作動しない。ＬＴＥ標準によると、そのように移動速度が速いユーザ装置のハンドオーバは、ある基地局の１つのセルから、同じ基地局によってサービスが提供される他のセルに対してのみ実行することができる。第１の基地局によってサービスが提供される第１のセルから、第２の基地局によってサービスが提供される第２のセルへのハンドオーバは、そのように移動速度が速いユーザ装置では可能ではない。
【０００４】
Ｋ．Ｄｉｍｏｕらは、「Ｈａｎｄｏｖｅｒ  ｗｉｔｈｉｎ  ３ＧＰＰ  ＬＴＥ：Ｄｅｓｉｇｎ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」（２００９年０９月２３日）において、３ＧＰＰ  ＬＴＥでのハンドオーバ手順のパフォーマンスについて、ＨＯの失敗率および全体的な手順の遅延の点から調査している。セルごとに異なるユーザ装置（ＵＥ）速度、セル半径、およびトラフィック負荷を用いて、典型的な都市の伝搬環境内におけるシステム・レベルのシミュレーションが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｋ．Ｄｉｍｏｕ、「Ｈａｎｄｏｖｅｒ  ｗｉｔｈｉｎ  ３ＧＰＰ  ＬＴＥ：Ｄｅｓｉｇｎ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」、２００９年０９月２３日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ワイヤレス通信ネットワークで通信するための改善された方法を提供することである。この目的は、独立請求項１による方法によって達成される。発明の実施形態は、従属請求項に記載している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワイヤレス通信ネットワークにおいて通信する方法を提供し、ワイヤレス通信ネットワークは、複数の基地局および少なくとも１つのモバイル通信ユニットを含む。モバイル通信ユニットは、たとえば、飛行機または列車の搭載ユニットでもよい。モバイル通信ユニットは、複数の基地局と通信するように適合されている。モバイル通信ユニットは、ユーザ装置と通信するようにさらに適合可能である。ユーザ装置は、たとえば、携帯電話、ポータブル・コンピュータ、ＰＤＡ、または他のモバイル通信デバイスでもよい。
【０００８】
モバイル通信ユニットは、送受信コンポーネント、第１のドップラー補償コンポーネント、および測定コンポーネントを含む。第１のドップラー補償コンポーネントは、複数の基地局のうちの１つの基地局と送受信コンポーネントとの間で交換される信号のドップラー・シフトを補償するように適合されている。
【０００９】
第１のステップでは、データは、送受信コンポーネントと複数の基地局のうちの第１の基地局との間で交換される。ハンドオーバの場合には、この第１の基地局もソース基地局と称される。第１のドップラー補償コンポーネントは、第１のドップラー補償値を使用することによって、データを運ぶ信号のドップラー・シフトを補償する。ドップラー補償は、モバイル通信ユニットの移動速度のために必要である。
【００１０】
ドップラー・シフトは、モバイル通信ユニットの速度、およびデータを運ぶ信号の方向に依存する。
【００１１】
第２のステップでは、測定は、送受信コンポーネントから測定コンポーネントに第１の信号を送信することによって開始される。
【００１２】
第１の信号に応答して、測定コンポーネントは、送受信コンポーネントに第２の信号を送信する。第２の信号は、複数の基地局のうちの少なくとも１つの第２の基地局に関係する測定値を示す。ハンドオーバ手順の場合には、少なくとも１つの第２の基地局の１つもターゲット基地局と称される。
【００１３】
次に、測定報告が、送受信コンポーネントから第１の基地局に送信される。測定報告は、測定コンポーネントによって実行される測定の測定値を含む。
【００１４】
続いて、第１の基地局は、少なくとも１つの第２の基地局のターゲット基地局へのハンドオーバ手順が、第１の基地局によって開始されるかどうかを決定する。このステップは、ＬＴＥ標準によるハンドオーバ決定に似た形で実行される。したがって、送受信コンポーネントから第１の基地局に送信される測定報告はＬＴＥ標準に従う。
【００１５】
第１の基地局が、ターゲット基地局へのハンドオーバ手順を実行することを決定した場合、第３の信号は、第１の基地局から送受信コンポーネントに送信される。第３の信号は、ハンドオーバ手順の開始を示す。このステップもＬＴＥ標準に従って実行される。第１の基地局または少なくとも１つの第２の基地局によって実行される各ステップは、ＬＴＥ標準に準拠していることに注意されたい。したがって、ＬＴＥ標準に従ってハンドオーバ手順を実行するように適合された基地局は、また、本発明に従ってハンドオーバ手順を実行するようにも自ずから適合される。
【００１６】
第３の信号を受信した後、送受信コンポーネントは測定コンポーネントに第４の信号を送信する。第４の信号はターゲット基地局を示す。このステップおよび続く２つの方法のステップは、第１の基地局が、ターゲット基地局へのハンドオーバ手順を実行することを決定した場合のみ実行されることに注意されたい。したがって、第４の信号を受信したことによって、測定コンポーネントは、ソース基地局からターゲット基地局への開始されたハンドオーバ手順について認識している。
【００１７】
次に、測定コンポーネントは、第１のドップラー補償コンポーネントに第５の信号を送信する。第５の信号は、第１のドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更することを示す。第２のドップラー補償値は、送受信コンポーネントとターゲット基地局との間で交換される信号のドップラー・シフトを補償するのに適するようになっている。毎時３５０ｋｍを超える速度で高速移動しているモバイル通信ユニットの場合には、第２のドップラー補償値は、第１のドップラー補償値とは大きく異なる。
【００１８】
本発明のこの実施形態の最後のステップとして、ハンドオーバ手順は、第１の基地局がハンドオーバ手順を実行することを決定した場合に、ソース基地局からターゲット基地局に実行される。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、測定コンポーネントは、モバイル通信ユニットの位置データ、モバイル通信ユニットの移動方向および速度、複数の基地局の位置データ、および／または複数の基地局のアンテナの輻射方向に基づいて測定報告の測定値を計算する。これは、測定コンポーネントは、モバイル通信ユニットと複数の基地局との間で交換されている信号の信号強度および／または信号品質を実際に測定しないことを意味する。実際に、これらの実施形態では、測定コンポーネントは、モバイル通信ユニットと複数の基地局との間で交換される信号の信号強度および／または信号電力を推定する。測定値が実際には測定されず、推定されるだけなので、そのような測定を偽の測定と呼ぶことができる。この場合、信号は、少なくとも１つの第２の基地局とモバイル通信ユニットとの間で交換されない。
【００２０】
位置データは、たとえば、ＧＰＳなど衛星航法システムによって取得することができる。飛行機においは、通常、衛星航法システムはすでに存在し、モバイル通信ユニットに位置データを提供するために、本発明の実施形態によるモバイル通信ユニットに接続する必要があるだけである。
【００２１】
これが有利である理由は、ハンドオーバ手順を実行するかべきかどうかを決定するために、モバイル通信ユニットと複数の基地局との間で交換される信号を実際には測定する必要がないことである。他の利点は、送受信コンポーネントから第１の基地局に送信される測定報告は、ＬＴＥ標準に準拠しているため、第１の基地局は、実際の測定が実行されなかったことを認識しないことである。モバイル通信ユニットと複数の基地局のうちの少なくとも１つの第２の基地局との間の通信が必要ないため、送受信コンポーネントと少なくとも１つの第２の基地局との間で交換される信号のドップラー・シフトを補償する必要もない。したがって、測定コンポーネントの偽の測定を使用することによって、毎時３５０ｋｍを超える移動速度のモバイル通信ユニットについて、ハンドオーバをソース基地局からターゲット基地局に実行することができる。
【００２２】
送受信コンポーネントと少なくとも１つの第２の基地局との間で交換される信号品質および信号強度を実際に測定することは、ドップラー・シフト補償値の差が大きいため、毎時３５０ｋｍを超える速度のモバイル通信ユニットについては、ＬＴＥ標準では不可能である。本発明の実施形態は、毎時８００〜１２００ｋｍの間の速度で移動しているモバイル通信ユニットにおいて特に有利である。この速度範囲において、モバイル通信ユニットがソース基地局からターゲット基地局に直接移動する場合、ドップラー・シフト補償値は、たとえば、ソース基地局に対してマイナス２ｋＨｚであり、ターゲット基地局に対してプラス２ｋＨｚである。したがって、本発明の実施形態は、飛行機のモバイル通信ユニットが地上の基地局によってサービスを提供されている、直接的な空対地（ＤＡ２Ｇ）システムにおいて特に有利であり、地上の基地局は、ＬＴＥ標準に準拠するモバイル通信ネットワークの一般的な基地局である。
【００２３】
ドップラー・シフト補償値の推定は、信号のパイロット・シンボルに基づいて実行できないため、一般的なモバイル通信ユニットは、送受信コンポーネントと少なくとも１つの第２の基地局との間で交換される信号に対して測定を実行することができない。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、測定コンポーネントは、予期されたタイミング・アドバンス（ｔｉｍｉｎｇ  ａｄｖａｎｃｅ）、および／または送受信コンポーネントと少なくとも１つの第２の基地局との間で交換される信号の予期された経路損失、および／または送受信コンポーネントと少なくとも１つの第２の基地局との間で交換される信号の予期された信号対雑音比、またはこれらの組み合わせに基づいて測定値を計算する。これが意味するのは、測定報告の測定値は、モバイル通信ユニットおよび複数の基地局の位置データ、自由空間伝搬経路損失（ＦＳＰＬ）公式を用いて、たとえば予期された経路損失を計算することによるモバイル通信ユニットの移動方向および速度に基づいて計算されるということである。
ＦＳＰＬ（ｄＢ）＝２０ｌｏｇ１０（ｄ）＋２０ｌｏｇ１０（ｆ）＋３２．４５
ここで、ｄはｋｍ単位で測定した距離であり、ｆはＭＨｚ単位で測定された周波数である。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、測定コンポーネントは、受信コンポーネントおよび第２のドップラー補償コンポーネントを含む。受信コンポーネントは、少なくとも１つの第２の基地局から少なくとも１つの信号を受信する。測定コンポーネントは、少なくとも１つの第２の基地局からの少なくとも１つの信号の信号強度および信号品質を測定する。測定報告は、少なくとも１つの信号の信号強度および信号品質を含む。
【００２６】
これが意味するのは、測定コンポーネントは、少なくとも１つの信号の信号強度および信号品質を実際に測定するということである。したがって、第２のドップラー補償コンポーネントは、送受信コンポーネントと少なくとも１つの第２の基地局との間で送信される信号のドップラー・シフトを補償するために必要である。第２のドップラー補償コンポーネントが必要なのは、ドップラー・シフトの差が大きいため、少なくとも１つの第２の基地局から受信される信号のドップラー・シフトを補償している間は、第１のドップラー補償コンポーネントは、第１の基地局から受信される信号のドップラー・シフトを補償できないからである。
【００２７】
他の態様では、本発明は、送受信コンポーネント、第１のドップラー補償コンポーネント、および測定コンポーネントを含むモバイル通信ユニットに関する。ドップラー補償コンポーネントは、第１のドップラー補償値を使用することによって、基地局から受信される信号のドップラー・シフトを補償するように適合されている。測定コンポーネントは、送受信コンポーネントから信号を受信するための第１の信号受信手段を含む。送受信コンポーネントは、測定コンポーネントから信号を受信するための第２の信号受信手段を含み、ドップラー補償コンポーネントは、測定コンポーネントから信号を受信するための第３の信号受信手段を含む。送受信コンポーネントは、送受信コンポーネントとソース基地局との間でデータを交換するためのデータ送信手段およびデータ受信手段をさらに含む。送受信コンポーネントは、送受信コンポーネントから測定コンポーネントに第１の信号を送信することによって測定を開始するための第１の信号送信手段をさらに含む。測定コンポーネントは、測定コンポーネントから送受信コンポーネントに第２の信号を送信するための第２の信号送信手段を含む。第２の信号は、少なくとも１つの第２の基地局に関係する測定値を示す。送受信コンポーネントは、送受信コンポーネントからソース基地局に測定報告を送信するための測定報告送信手段を含む。測定報告は測定値を含む。送受信コンポーネントは、送受信コンポーネントから測定コンポーネントに第４の信号を送信するための第３の信号送信手段をさらに含む。第４の信号はターゲット基地局を示す。測定コンポーネントは、測定コンポーネントから第１のドップラー補償コンポーネントに第５の信号を送信するための第４の信号送信手段をさらに含む。第５の信号は、第１のドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更することを示す。第２のドップラー補償値は、送受信コンポーネントとターゲット基地局との間で交換される信号のドップラー・シフトを補償するのに適するようになっている。したがって、そのようなモバイル通信ユニットは本発明の実施形態に従って方法を実行するように適合されている。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、モバイル通信ユニットは、データ・ストレージをさらに含む。データベースはデータ・ストレージに格納される。データベースは、複数の基地局の位置データおよび／または複数の基地局のアンテナの複数の輻射方向を含む。測定コンポーネントは、ロケーション・システムから位置データを受信するための位置データ受信手段を含む。モバイル通信ユニットは、位置データおよび複数の基地局の位置データ、ならびに／または複数の基地局のアンテナの複数の輻射方向に基づいて、測定報告の測定値を計算するための第１の計算手段をさらに含む。
【００２９】
データ・ストレージのデータベースから、測定コンポーネントは、複数の基地局の位置データおよび／または複数の基地局のアンテナの複数の輻射方向を読み込むことができる。ロケーション・システムは、一般的な飛行機にすでに存在するため、位置データ受信手段は、このロケーション・システムから位置データを受信することができる。次に、第１の計算手段は、データベースに格納されているデータおよび位置データを使用して、偽の測定報告の測定値を計算する。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、測定コンポーネントは、受信コンポーネントおよび第２のドップラー補償コンポーネントをさらに含む。第２のドップラー補償コンポーネントは、受信コンポーネントによって受信される信号のドップラー・シフトを補償するように適合されている。受信コンポーネントは、少なくとも１つの第２の基地局から少なくとも１つの信号を受信するための第５の信号受信手段を含む。測定コンポーネントは、少なくとも１つの第２の基地局から少なくとも１つの信号の信号強度および信号品質を測定するための測定手段を含む。測定報告は、少なくとも１つの第２の信号の信号強度および信号品質を含む。
【００３１】
他の態様では、本発明は、本発明の実施形態によるモバイル通信ユニットおよび複数の基地局を含むモバイル通信システムに関する。
【００３２】
さらに他の態様では、本発明は、モバイル通信ユニットによって実行されたときに、ワイヤレス通信ネットワークの複数の基地局と通信するための方法をモバイル通信ユニットに実行させる指示を含むコンピュータ可読記憶媒体に関する。
【００３３】
この方法は、送受信コンポーネントと複数の基地局のうちのソース基地局との間でデータを交換することを含む。モバイル通信ユニットの第１のドップラー補償コンポーネントは、第１のドップラー補償値を使用することによって、データを運ぶ信号のドップラー・シフトを補償する。測定は、送受信コンポーネントから測定コンポーネントに第１の信号を送信することによって開始される。第２の信号が、測定コンポーネントから送受信コンポーネントに送信される。第２の信号は、複数の基地局のうちの少なくとも１つの第２の基地局に関係する測定値を示す。測定報告が、送受信コンポーネントからソース基地局に送信される。測定報告は測定値を含む。第３の信号が、送受信コンポーネントによってソース基地局から受信される。第３の信号は、ターゲット基地局へのハンドオーバ手順の開始を示す。その後、第４の信号が、送受信コンポーネントから測定コンポーネントに送信される。第４の信号は、ターゲット基地局を示す。続いて、第５の信号が、測定コンポーネントから第１のドップラー補償コンポーネントに送信される。第５の信号は、第１のドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更することを示す。第２のドップラー補償値は、送受信コンポーネントとターゲット基地局との間で交換されるドップラー・シフト信号を補償するのに適するようになっている。最後に、ソース基地局からターゲット基地局へのハンドオーバ手順が実行される。
【００３４】
以下に、例示のみを目的として、図を参照して本発明の好ましい実施形態について記述する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ソース基地局からターゲット基地局へのハンドオーバ手順を概略的に示す図である。
【図２】モバイル通信ユニットの概略図である。
【図３】モバイル通信ユニットのブロック図である。
【図４】ワイヤレス通信ネットワークで通信するための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
これらの図において、同じ番号の要素は同一の要素であるか、同じ機能を実行する。機能が同一である場合は、すでに記述した要素は、後の図で必ずしも記述しない。
【００３７】
図１は、ソース基地局１０２からターゲット基地局１０４に対して、本発明の実施形態によるモバイル通信ユニット１００によって実行されたハンドオーバ手順についての概略図である。モバイル通信ユニット１００は、標準的なＬＴＥ準拠部１０６、ドップラー補償コンポーネント１０８、および測定コンポーネント１１０を含む。第１のステップでは、ソース基地局１０２は、ＬＴＥ標準に定義されているように、モバイル通信ユニット１００のＬＴＥ準拠部１０６に測定制御信号を送信する。次に、ＬＴＥ準拠部１０６は、測定コンポーネント１１０に偽の測定制御信号Ａを送信する。偽の測定制御信号Ａは、ステップＢにおいて、測定コンポーネント１１０に偽の測定報告を作成させる。続いて、偽の測定報告Ｃが、測定コンポーネント１１０からＬＴＥ準拠部１０６に送信される。次に、ＬＴＥ準拠部１０６は、偽の測定報告に基づいて測定報告をソース基地局１０２に送信する。ソース基地局１０２と、ターゲット基地局１０４と、モバイル通信ユニット１００のＬＴＥ準拠部１０６との間の通信は、ＬＴＥ標準に準拠するので、基地局１０２および１０４は、一般的なＬＴＥネットワークの一般的な基地局に関して変更の対象とならないことに注意されたい。
【００３８】
ステップ３で、ソース基地局１０２は、ハンドオーバ手順を実行するべきかどうかを決定する。ハンドオーバ手順を実行すべきである場合、基地局１０２はターゲット基地局１０４にハンドオーバ要求４を送信する。次に、ターゲット基地局１０４は受付制御５を実行し、ソース基地局１０２にハンドオーバ要求受領通知信号６を送信する。その後、ハンドオーバ命令７は、モバイル通信ユニット１００のＬＴＥ準拠部１０６に送信される。次に、モバイル通信ユニット１００のＬＴＥ準拠部１０６は、測定コンポーネント１１０にドップラー更新命令Ｄを送信し、次いで、測定コンポーネント１１０は、ドップラー補償コンポーネント１０８に、第１の値から第２の値にドップラー補償値を変えさせる。第２の値は、モバイル通信ユニット１００とターゲット基地局１０４との間の通信に適するようになっている。
【００３９】
ドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更したことによって、ＬＴＥ準拠部１０６は、ターゲット基地局１０４と通信することができる。モバイル通信ユニット１００のドップラーの更新処理と並行して、ソース基地局１０２は、ステップ８でターゲット基地局１０４へのパケット転送を開始して、ステップ９でモバイル通信ユニット１００の状態をターゲット基地局１０４に転送した。ターゲット基地局１０４は、ステップ１０でソース基地局１０２からのパケットをバッファに格納しており、次いで、ステップ１１でモバイル通信ユニット１００と同期化する。ターゲット基地局１０４とモバイル通信１００のＬＴＥ準拠部１０６との間の通信と同様に、ソース基地局とターゲット基地局との間の通信は、ＬＴＥ標準に準拠することに注意されたい。その後、ステップ１２およびステップ１３において、タイミング・アドバンスは、ステップ１２でモバイル通信ユニット１００のＬＴＥ準拠部１０６に送信され、ならびにアップリンクが、割り当てられる。ステップ１３で、ハンドオーバは、モバイル通信ユニット１００のＬＴＥ準拠部１０６によって確認される。ハンドオーバは、ＬＴＥ標準に従ってソース基地局１０２とターゲット基地局１０４との間でモバイル通信ユニット１００と対話することなく完了する。
【００４０】
図２は、モバイル通信ユニット１００の概略図である。モバイル通信ユニット１００は、たとえば、直接的な空対地通信（ＤＡ２Ｇ）のために飛行機に配置することができる。モバイル通信ユニット１００は、標準的なＬＴＥ部２００、ＤＡ２Ｇ固有部２０２、およびＤＡ２Ｇ制御ユニット２０４を含む。標準的なＬＴＥ部２０２は、信号処理、ユーザプレーン処理（ｕｓｅｒ  ｐｌａｎｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、および制御プレーン処理（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｌａｎｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）など、標準的なＬＴＥ処理ステップを実行する。
【００４１】
ＤＡ２Ｇ制御ユニット２０４は、モビリティ・クライアント（ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｃｌｉｅｎｔ）２１２、ＥｎＢデータベース２１４、およびオンボード・ルーター２１６を含む。オンボード・ルーターは、標準的なＬＴＥ部２０２からＩＰユーザおよび制御トラフィック信号を受信するように適合されている。オンボード・ルーター２１６は、標準的なＬＴＥ部２０２から受信したＩＰユーザ・トラフィックをモバイル通信ユニット１００に接続されたユーザ２１８に転送する。標準的なＬＴＥ部２０２から受信したＩＰ制御トラフィック信号は、オンボード・ルーター２１６によってモビリティ・クライアント２１２に転送される。ＩＰ制御トラフィック信号は、たとえば、データベース２１４の更新を含む。
【００４２】
モビリティ・クライアント２１２は、ロケーション・システム２２２から位置データ２２０を受信するように適合されている。モビリティ・クライアント２１２は、また、測定コンポーネントとも称される。
【００４３】
ＤＡ２Ｇ固有部２００は、モバイル通信ネットワーク２０６から受信する信号、およびモバイル通信ネットワーク２０６に送信される信号のドップラー補償を実行する。モバイル通信ネットワーク２０６とモバイル通信ユニット１００との間のすべての通信は、ドップラー補償のためにＤＡ２Ｇ固有部２００を通過する必要がある。これはフォワード・リンク信号２０８およびリバース・リンク信号２１０に適用され、フォワード・リンク信号２０８は、モバイル通信ネットワーク２０６からモバイル通信ユニット１００、より具体的には、モバイル通信ユニット１００の標準的なＬＴＥ部２０２に向けられる。リバース・リンク信号２１０は、モバイル通信ユニット１００からモバイル通信ネットワーク２０６に、より具体的には、モバイル通信ユニット１００の標準的なＬＴＥ部２０２から向けられる。高速に移動する飛行機による、たとえば、そのようなモバイル通信ユニット１００との通信は、ＤＡ２Ｇ固有部２００で実行するドップラー補償のおかげでのみ可能になる。
【００４４】
モバイル通信ネットワーク２０６は、モバイル通信ユニット１００に測定制御信号を送信することによって、モバイル通信ユニット１００からの測定報告を要求することができる。測定制御信号は、単一の要求された測定報告または測定報告の定期的な送信を示すことができる。受信した測定制御信号は、ドップラー・シフト補償の後に、ＤＡ２Ｇ固有部２００によって標準的なＬＴＥ部２０２に転送される。次に、標準的なＬＴＥ部２０２は、ＤＡ２Ｇ制御ユニット２０４に偽の測定制御信号を送信する。
【００４５】
標準的なＬＴＥ部２０２から偽の測定制御信号を受信した後、モビリティ・クライアント２１２は、データベース２１４に格納されたデータに基づいて偽の測定を実行する。データベース２１４には、アンテナ方向および／またはセルサイズ、ならびにセルのセクタ化（ｃｅｌｌ  ｓｅｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）に加えて、モバイル通信ネットワーク２０６の基地局の位置が格納されている。
【００４６】
モビリティ・クライアント２１２は、データベース２１４に格納されているモバイル通信ネットワーク２０６の基地局に関するデータ、およびロケーション・システム２２２から受信した位置データ２２０に基づいて偽の測定を実行する。したがって、モビリティ・クライアントは、モバイル通信ユニット１００の場所および移動速度、ならびにモバイル通信ネットワーク２０６の複数の基地局の位置および輻射方向を認識している。次に、モビリティ・クライアント２１２は、たとえば、自由経路損失公式（ｆｒｅｅ  ｐａｔｈ  ｌｏｓｓ  ｆｏｒｍｕｌａ）またはタイミング・アドバンスを計算するための公式を使用することによって、モバイル通信ユニット１００の周りに位置している各基地局の偽の測定値を計算する。
【００４７】
偽の測定値を計算した後、モビリティ・クライアント２１２は、偽の測定値を含む標準的なＬＴＥ部２０２に偽の測定報告を送信する。標準的なＬＴＥ部２０２は、一般的なＬＴＥ準拠の測定報告としてＤＡ２Ｇ固有部２００にこの偽の測定報告を転送し、次に、ＤＡ２Ｇ固有部２００は、モバイル通信ネットワーク２０６の基地局に測定報告を転送する。
【００４８】
ハンドオーバ命令が標準的なＬＴＥ部２０２によって受信されると、標準的なＬＴＥ部２０２は、ＤＡ２Ｇ制御ユニット２０４のモビリティ・クライアント２１２にハンドオーバ命令を転送する。モビリティ・クライアント２１２は、モバイル通信ユニット１００の位置および移動速度、ならびにハンドオーバ手順のターゲット基地局の位置を認識しているため、モビリティ・クライアント２１２は、新しいドップラー補償値を計算し、新しいドップラー補償値は、ハンドオーバ命令のターゲット基地局との通信に適するようになっている。次に、モビリティ・クライアント２１２は、ドップラー補償制御信号を用いてＤＡ２Ｇ固有部２００に、この新しいドップラー補償値を送信する。次に、ＤＡ２Ｇ固有部２００は、ハンドオーバ命令のターゲット基地局との通信のために、この新しいドップラー補償値を使用する。
【００４９】
図３は、送受信コンポーネント３００、第１のドップラー補償コンポーネント１０８、および測定コンポーネント１１０を含むモバイル通信ユニット１００のブロック図である。
【００５０】
第１のドップラー補償コンポーネント１０８は、第１のドップラー補償値を使用することによって、基地局から受信する信号のドップラー・シフトを補償するように適合されている。測定コンポーネント１１０は、送受信コンポーネント３００から信号を受信するための第１の信号受信手段３０２を含む。送受信コンポーネント３００は、測定コンポーネント１１０から信号を受信するための第２の信号受信手段３０４を含む。ドップラー補償コンポーネント１０８は、測定コンポーネント１１０から信号を受信するための第３の信号受信手段３０５を含む。
【００５１】
送受信コンポーネント３００は、送受信コンポーネントとソース基地局（図示せず）との間でデータを交換するためのデータ送信手段３０６およびデータ受信手段３０８を含む。送受信コンポーネント３００は、送受信コンポーネントから測定コンポーネントに第１の信号を送信することによって測定を開始するための第１の信号送信手段３１０をさらに含む。測定コンポーネント１１０は、測定コンポーネント１１０から送受信コンポーネントに第２の信号を送信するための第２の信号送信手段３１２を含み、第２の信号は、少なくとも１つの基地局に関係する測定値を示す。
【００５２】
モバイル通信ユニット１００は、データベース２１４を含むデータ・ストレージ３１４をさらに含む。
【００５３】
図４は、本発明の実施形態による方法の流れ図である。方法は、次のステップを含む。
【００５４】
ステップＳ１において、データが、送受信コンポーネントと複数の基地局のうちの第１の基地局との間で交換され、第１のドップラー補償コンポーネントは、第１のドップラー補償値を使用することによって、データを運ぶ信号のドップラー・シフトを補償する。
【００５５】
ステップＳ２において、測定が、送受信コンポーネント３００から測定コンポーネント１１０に第１の信号を送信することによって開始される。ステップＳ３において、第２の信号が、測定コンポーネント１１０から送受信コンポーネント３００に送信され、これは複数の基地局のうちの少なくとも１つの第２の基地局に関係する測定値を示す。
【００５６】
ステップＳ４において、測定報告が、送受信コンポーネント３００から第１の基地局に送信され、測定報告は、測定の測定値を含む。ステップＳ５において、第１の基地局から少なくとも１つの第２の基地局のターゲット基地局へのハンドオーバ手順が、第１の基地局によって開始されるかどうかが決定される。
【００５７】
ステップＳ６において、第３の信号が、第１の基地局から送受信コンポーネント３００に送信され、これはハンドオーバ手順の開始を示す。ステップＳ７において、第４の信号が、送受信コンポーネント３００から測定コンポーネント１１０に送信され、第４の信号は、ターゲット基地局を示す。
【００５８】
ステップＳ８において、第５の信号が、測定コンポーネント１１０から第１のドップラー補償コンポーネント１０８に送信され、第５の信号は、第１のドップラー補償値を第２のドップラー補償値に変更することを示す。最後に、Ｓ９において、ソース基地局からターゲット基地局へのハンドオーバ手順が実行される。
【００５９】
ソース基地局がハンドオーバ手順を実行することを決定した場合のみ、ステップＳ６〜Ｓ９は実行されることに注意されたい。
【符号の説明】
【００６０】
１００  モバイル通信ユニット
１０２  ソース基地局
１０４  ターゲット基地局
１０６  ＬＴＥ準拠部
１０８  ドップラー補償コンポーネント
１１０  測定コンポーネント
２００  ＬＴＥ部
２０２  ＤＡ２Ｇ固有部
２０４  ＤＡ２Ｇ制御ユニット
２０６  モバイル通信ネットワーク
２０８  フォワード・リンク信号
２１０  リバース・リンク信号
２１２  モビリティ・クライアント
２１４  データベース
２１６  オンボード・ルーター
２１８  ユーザ
２２０  位置データ
２２２  ロケーション・システム
３００  送受信コンポーネント
３０２  信号受信手段
３０４  信号受信手段
３０５  信号受信手段
３０６  データ送信手段
３０８  データ受信手段
３１０  信号送信手段
３１２  信号送信手段
３１４  データ・ストレージ
１  測定制御信号
２  測定報告信号
３  ハンドオーバ決定
４  ハンドオーバ要求信号
５  受付制御
６  ハンドオーバ要求受領通知信号
７  ハンドオーバ命令信号
８  ターゲットにパケット転送を開始
９  状態転送
１０  ソースからのパケットをバッファに格納
１１  同期
１２  アップロード割り当ておよびタイミング・アドバンス
１３  ハンドオーバ確認信号
Ａ  偽の測定制御信号
Ｂ  一般的な偽の測定報告
Ｃ  偽の測定報告信号
Ｄ  ドップラー更新命令信号
【図１】
2013520145.tif 000003
【図２】
2013520145.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013520145.tif 000006
【国際調査報告】
2013520145.tif 000007
2013520145.tif 000008