(57)【要約】【課題】ピコ/フェムトセルの二段階アップリンク同期化を提供する。【解決手段】本発明は、移動局とピコ/フェムト基地局間のアップリンク同期化に用いられる二段階のアップリンク同期化方法を提供し、ピコ/フェムト基地局は、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局と一緒に配置されている。第一工程中、ピコ/フェムトBSは、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を符号化し、放送チャネルにより放送する。MSは、受信されたUL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を復号し、復号されたオフセット値に基づいて、アップリンク測距または参照符号伝送に用いるそのアップリンクタイミングを前進させる。第二工程中、MSとピコ/フェムトBSは、正常なアップリンク同期化とアップリンクアクセスを実行する。一例中、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、ピコ/フェムト基地局とオーバーレイマクロ/ミクロ基地局間の無線信号の往復伝搬時間を示す。二段階のアップリンク同期化方法を用いることにより、統一された同期測距チャネルは、ピコ/フェムトセルの測距とULアクセスに用いることができ、干渉を減少させる。【選択図】図８
2013516818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
セルラー通信システム中、移動局により、基地局から、アップリンク（UL）伝送タイミングアドバンスオフセット情報を受信し、前記移動局が、別のオーバーレイ基地局により提供される異なるセル被覆範囲と重複するセル被覆範囲内に位置する工程、
前記受信されたUL伝送タイミングアドバンスオフセット情報に基づいて、UL伝送タイミングを調整する工程、および
前記基地局と、UL同期化とULアクセスを実行する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記UL伝送タイミングは前進されて、測距チャネル(RCH)による測距信号伝送に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記UL伝送タイミングは前進されて、ランダムアクセスチャネル(RACH)による参照符号伝送に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、前記基地局と前記オーバーレイ基地局間の無線信号の往復伝搬時間を示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を示す符号化数値を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記移動局は、放送チャネル(BCH)により、前記基地局により放送される前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を復号することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
移動局であって、
セルラー通信システム中、基地局からアップリンク（UL）伝送タイミングアドバンスオフセット情報を受信し、前記移動局が、別のオーバーレイ基地局により提供される異なるセル被覆範囲と重複するセル被覆範囲内に位置するトランシーバ、
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を復号し、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を導いて、UL伝送タイミング調整を行う情報復号化モジュール、および
前記基地局と、UL同期化とULアクセスを実行するULアクセスとタイミング調整モジュール、
を含むことを特徴とする移動局。
【請求項８】
測距チャネル(RCH)による測距信号伝送に用いられる前記UL伝送タイミングは、前記オフセット値に基づいて前進されることを特徴とする請求項７に記載の基地局。
【請求項９】
ランダムアクセスチャネル(RACH)による参照符号伝送に用いられる前記UL伝送タイミングは、前記オフセット値に基づいて前進されることを特徴とする請求項７に記載の基地局。
【請求項１０】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、前記基地局と前記オーバーレイ基地局間の無線信号の往復伝搬時間を示すことを特徴とする請求項７に記載の基地局。
【請求項１１】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を示す符号化数値を含むことを特徴とする請求項７に記載の基地局。
【請求項１２】
前記情報復号化モジュールは、放送チャネル(BCH)により、前記基地局により放送される前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を復号することを特徴とする請求項７に記載の基地局。
【請求項１３】
方法であって、
セルラー通信システム中、基地局により、アップリンク（UL）伝送タイミングアドバンスオフセット値を決定し、前記基地局は、オーバーレイ基地局のセル被覆範囲と重複する異なるセル被覆範囲を有する工程、
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報に符号化し、放送チャネルにより、前記情報を放送する工程、および
移動局から、アップリンク信号を検出し、初期アップリンク伝送中の前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報、または、後続のアップリンク伝送中の前記基地局から推定されたタイミングアドバンスに基づいて、前記アップリンク信号が、調整された伝送タイミングで伝送される工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記基地局と前記オーバーレイ基地局が、前記同一の周波数帯域幅、または、近い周波数帯域幅で作動する時、前記基地局は、前記UL伝送タイミングアドバンスオフセットに基づいて、UL伝送タイミングを調整することを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項１５】
前記基地局と前記オーバーレイ基地局が、別々の周波数帯域幅で作動する時、前記基地局は、所定値をUL伝送タイミングに用いるか、または、UL伝送タイミングアドバンスオフセットに基づいて、UL伝送タイミングを調整することを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項１６】
前記アップリンク信号は、測距チャネル(RCH)により伝送される測距信号であることを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項１７】
前記アップリンク信号は、ランダムアクセスチャネル(RACH)により伝送される参照符号であることを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項１８】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット値は、前記基地局と前記オーバーレイ基地局間の無線信号の往復伝搬時間に等しいことを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項１９】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を示す符号化数値を含むことを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項２０】
基地局であって、
アップリンク（UL）伝送タイミングアドバンスオフセット値を、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報に符号化する情報符号化モジュール、
セルラー通信システム中、放送チャネルにより、前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を放送し、前記基地局が、オーバーレイ基地局のセル被覆範囲と重複する異なるセル被覆範囲を有するトランシーバ、および
移動局から、アップリンク信号を検出し、ドリフトタイミング差異を推定し、前記アップリンク信号が、初期アップリンク伝送中の前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報、又は、後続のアップリンク伝送中の前記基地局から推定されるタイミングアドバンスに基づいて、調整された伝送タイミングで伝送される信号検出とタイミング推定モジュール、
を含むことを特徴とする基地局。
【請求項２１】
前記基地局と前記オーバーレイ基地局が、前記同一の周波数帯域幅、または、近い周波数帯域幅で作動する時、前記基地局は、前記UL伝送タイミングアドバンスオフセットに基づいて、UL伝送タイミングを調整することを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２２】
前記基地局と前記オーバーレイ基地局が別々の周波数帯域幅で作動する時、前記基地局は、所定値をUL伝送タイミングに用いるか、または、前記UL伝送タイミングアドバンスオフセットに基づいて、UL伝送タイミングを調整することを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２３】
前記アップリンク信号は、測距チャネル(RCH)により伝送される測距信号であることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２４】
前記アップリンク信号は、ランダムアクセスチャネル(RACH)により伝送される参照符号であることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２５】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット値は、前記基地局と前記オーバーレイ基地局間の無線信号の往復伝搬時間に等しいことを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２６】
前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、前記UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を示す符号化数値を含むことを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１０年１月８日に出願された「A Two-Step Scheme for Uplink Synchronization in Femtocell,」と題された米国特許仮出願番号第６１／２９３４２４号から、合衆国法典第３５編第１１９条の下、優先権を主張するものであり、その内容は引用によって本願に援用される。
【０００２】
本発明は、無線ネットワーク通信に関するものであって、特に、無線移動通信システム中のピコ/フェムトセルアップリンク同期化に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
ピコセル（Picocell）とフェムトセル（Femtocell）配置は、次世代(4G)無線移動通信システム、たとえば、IEEE 802.16mにより定義されるWiMAX 2.0システムと3GPP リリース 10により定義されるLTE-先進システムにおける重要な特徴である。ピコ/フェムトセルの配置は、無線移動通信の室内サービス、マクロおよび/またはミクロ基地局のオフロードトラフィック、および、補償を増強し、室外サービス被覆ホールを減少させる。ピコ/フェムトセルがオーバーレイマクロ/ミクロセルと配置される時、特に、同一チャネル（co-channel）配置の状況下で、ネットワークタイミング同期化は重要な問題になる。ネットワークタイミング同期化は維持されて、ピコ/フェムト基地局、および、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局からの無線信号を空中で伝送時、互いに干渉しないことが必要である。
【０００４】
図1(従来の技術)は、セルラーOFDM通信システム10中のマクロ/ミクロセルとピコ/フェムトセルの階層的セル構造を示す図である。セルラーOFDM通信システム10は、マクロ/ミクロ基地局BS11、ピコ/フェムト基地局BS12とBS13、および、移動局MS14とMS15を含む。2個のピコ/フェムト基地局BS12とBS13は小さいセル被覆範囲を有し、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局BS11は大きいセル被覆範囲を有する。図1の例中、BS12はBS11の近くに位置し、BS13はBS11から離れている。移動局MS14はピコ/フェムトBS13により服務され(served)、移動局MS15はマクロ/ミクロBS11により服務される。MS15はそのサービング(serving)BS11から離れているが、ピコ/フェムトBS13に近い。
【０００５】
図2(従来の技術)は、セルラーOFDM通信システム10中、ダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。図2に示されるように、時分割二重(TDD)システム中、マクロ基地局BS11は、ダウンリンク(DL)サブフレーム期間でデータを伝送し、アップリンク(UL)サブフレーム期間でデータを受信する。各DLサブフレームの後にULサブフレームが続き、両者間は、所定の送信切り替えギャップ(TTG)時間が隔てられ、各ULサブフレームの後にDLサブフレームが続き、両者の間は、所定の受信切り換えギャップ(RTG)時間が隔てられている。ピコ/フェムト基地局BS12はオーバーレイBS11と同期化されるが、そのBS11との物理的近接のため、ほぼ同一のDLとUL伝送タイミングを有する。ピコ/フェムト基地局BS13もオーバーレイBS11と同期化されるが、DL伝搬遅延のため、遅延したDLとUL伝送タイミングを有する。BS11により服務される移動局MS15にとって、DLサブフレーム期間でデータを受信し、ULサブフレーム期間でデータを伝送する。そのサービングBS11で、DLとUL同期化後、MS15の各DLサブフレームは、DL伝搬遅延があるBS11の各DLサブフレームと同期化し、MS15の各ULサブフレームは、ULタイミングアドバンス(timing advance)があるBS11の各ULサブフレームと同期化する。図2に示されるように、DL伝搬遅延とULタイミングアドバンスのため、ピコ/フェムトBS13とMS15のULサブフレーム間に、タイミング差異があることが分かる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これにより、ピコ/フェムトBS13は、そのTTGを調整して、ピコ/フェムト移動局(例えば、MS14)と隣接するマクロ/ミクロ移動局(例えば、MS15)間の可能なアップリンク干渉を回避する必要がある。タイミング差異が、OFDM符号の整数でない場合、アップリンクサブフレームは非照準なので、ピコ/フェムトセル中のTTGの調整がない状況下で、ピコ/フェムト基地局のアップリンク受信は、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局により服務される隣接移動局のアップリンク伝送により干渉される。しかし、ハンドオーバまたはキャンプされるピコ/フェムトセルの移動局にとって、それらは、いかなるTTG調整も知らない。TTG調整値を知ることができず、移動局とピコ/フェムトBS間のUL伝送タイミングに関する理解も異なり、アップリンク信号、たとえば、ピコ/フェムトBSの測距信号の不完全受信を招く。
【０００７】
現在のIEEE 802.16mと3GPPシステム中、非同期化測距チャネル(RCH)、または、ランダムアクセスチャネル(RACH)が、ピコ/フェムトセル中の初期とハンドオーバ測距に用いられる。図3(従来の技術)は、IEEE 802.16m OFDMシステム中の非同期化測距チャネル31とデータチャネル32を示す図である。図3に示されるように、ピコ/フェムトMSは、非同期化測距チャネル31を用いて、測距プリアンブル伝送（ranging preamble transmission）を実行する。マクロ/ミクロMSは、データチャネル32を用いて、データ伝送を実行する。非同期化測距チャネル31は、長い測距サイクリックプレフィックス（ranging cyclic prefix、RCP)長さと保護時間を有し、ピコ/フェムトMSとマクロ/ミクロMS間の非照準アップリンクサブフレームのタイミング差異に適応する。しかし、この方案は幾つかの欠点がある。まず、非同期測距チャネルを必要とし、同一の通信システム中のデータチャネルから異なるCP長さを有する。次に、非同期測距チャネルとデータチャネル間の異なるCP長さは、互いに干渉を生じる。図3に示されるように、非同期測距チャネル31の時間ドメイン構造はデータチャネル32と異なるので、2チャンネル間の周波数ドメインの直交性（orthogonality）が破壊される。マクロ/ミクロMSがデータチャネルを伝送し、ピコ/フェムトMSが測距チャネルを伝送する時、ピコ/フェムトセル中の測距パフォーマンスが大幅に低下する。三つ目に、非同期測距チャネルは、同期測距チャネルとは異なる物理的構造およびコードシーケンスを有する。よって、統一された同期測距チャネルを用いないと、ハードウェアの複雑性とピコ/フェムトBSのコストが減少しない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、移動局とピコ/フェムト基地局間のアップリンク同期化に用いられる二段階のアップリンク同期化方法を提供し、ピコ/フェムト基地局は、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局と一緒に配置されている。第一工程中、ピコ/フェムトBSは、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を符号化し、放送チャネルにより放送する。MSは、受信されたUL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を復号し、復号されたオフセット値に基づいて、アップリンク測距または参照符号伝送に用いるそのアップリンクタイミングを前進させる。第二工程中、MSとピコ/フェムトBSは、正常なアップリンク同期化とアップリンクアクセスを実行する。二段階のアップリンク同期化方法を用いることにより、統一された同期測距チャネルは、ピコ/フェムトセルの測距とULアクセスに用いることができ、干渉を減少させる。
【０００９】
一例中、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、ピコ/フェムト基地局とオーバーレイマクロ/ミクロ基地局間の無線信号の往復伝搬時間を示す。一例中、ピコ/フェムトBSは、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を示す一数字に符号化する。MSは、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を受信し、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を復号する。IEEE 802.16m WiMAXシステム中、正常なUL同期化工程を導入する前、復号されたオフセット値に基づいて、MSが測距信号伝送タイミングを前進させることを提案する。3GPP LTE/LTE-Aシステム中、正常なULアクセス工程を導入する前、復号されたオフセット値に基づいて、MSが参照信号伝送タイミングを前進させることを提案する。
【００１０】
他の実施の形態及び利点が以下の詳細な説明に述べられる。この概要は、本発明を定めるものではない。本発明は、請求項によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
添付の図面は、本発明の実施の形態を説明しており、同様の番号は同様の構成要素を示している。
【図１】(従来の技術)セルラーOFDM通信システム中のマクロ/ミクロセルとピコ/フェムトセルの階層的セル構造を示す図である。
【図２】(従来の技術)セルラーOFDM通信システム中のダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。
【図３】(従来の技術)IEEE 802.16m OFDMシステム中の非同期化測距チャネルとデータチャネルを示す図である。
【図４】一新規態様によるセルラーOFDM/OFDMA通信システム40中のマクロ/ミクロセルとピコ/フェムトセル階層的セル構造を示す図である。
【図５】階層的セル構造中の基地局と移動局のダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。
【図６】ピコ/フェムトセルの初期測距工程期間中のダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。
【図７】ピコ/フェムトセル中のハンドオーバ測距工程期間中のダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。
【図８】一新規態様による二段階のアップリンク同期化の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
リファレンスは本発明のいくつかの実施の形態を詳しく説明でき、その例は添付の図面で説明される。
【００１３】
図4は、一新規態様によるセルラーOFDM/OFDMA通信システム40中のマクロ/ミクロセルとピコ/フェムトセルの階層的セル構造を示す図である。セルラーOFDM/OFDMA通信システム40は、マクロ/ミクロ基地局BS41、ピコ/フェムト基地局BS42とBS43、および、移動局MS44とMS45を含む。一般に、ピコ/フェムト基地局は小さいセル被覆範囲を有し、マクロ/ミクロ基地局は大きいセル被覆範囲を有する。階層的セル構造中、被覆範囲が小さいセル(下層セルと称する)は、被覆範囲が大きいセル(オーバーレイセルと称する)と(全部または部分的)と重複する。図4の例中、マクロ/ミクロBS41はオーバーレイBSで、大きいセル46にサービスを提供し、ピコ/フェムトBS42とBS43は下層BSsで、小さいセル47と48にサービスを提供する。このほか、BS42は、短距離Aで、BS41に非常に接近し、BS43は、長距離Bで、BS11から離れている。移動局MS44は、ピコ/フェムトBS43により服務されるピコ/フェムトMS、移動局MS45は、マクロ/ミクロBS41により服務されるマクロ/ミクロMSである。MS45はピコ/フェムトBS43に近く、長距離Cで、そのサービングBS41から離れている。
【００１４】
一新規態様によると、二段階のアップリンク同期化工程がMS44とBS43間で実行される。第一工程中、BS43は、アップリンク(UL)伝送タイミングアドバンスオフセット情報を符号化し、タイミングアドバンスオフセット情報をMS44に放送する。MS44は、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を復号し、復号化されたタイミングアドバンスオフセット値に基づいて、測距または参照符号のUL伝送タイミングを調整する。第二工程中、MS44は、正常なアップリンク同期化を実行し、BS43にアクセスする。従来の技術で示されるように、二段階のアップリンク同期化工程は、アップリンク同期化とアクセスに用いる正常なサイクリックプレフィックス(CP)長さを有する測距または参照符号の使用を有効にし、且つ、ピコ/フェムトBS43とオーバーレイマクロ/ミクロBS41からの信号が互いに干渉するのを防止する。
【００１５】
図4に示されるように、ピコ/フェムトセルに服務される移動局(例えば、MS44)は、メモリ51、プロセッサ52、情報復号化モジュール53、アップリンクアクセスとタイミング調整モジュール54、アンテナ56に結合されるトランシーバ55を含む。同様に、ピコ/フェムト基地局(例えば、BS43)は、メモリ61、プロセッサ62、情報符号化モジュール63、信号検出とタイミング推定モジュール64、および、アンテナ66に結合されるトランシーバ65を含む。一つまたはそれ以上の例中、二段階のUL同期化工程で記述される機能は、異なるモジュールにより、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせで実現される。上述の機能は、同一のモジュールと整合して実現されるか、または、独立したモジュールで実現される。二段階のUL同期化工程の詳細は、図と共に以下で説明する。
【００１６】
たとえば、IEEE 802.16m規格により定義される無線通信システム中、基地局と移動局は、一連のサブフレームで搭載されるデータを送受信することにより、互いに通信する。移動局が基地局にアクセスする前、物理(PHY)層同期化と媒体アクセス制御(MAC)層のランダムアクセスが実行される。電源がオンになると、移動局は、まず、サービング基地局により放送される同期チャネル(SCH)により、ダウンリンク(DL)同期化を獲得し、そのタイミング、周波数、および、電力を調整する。DL同期化後、移動局は、測距工程により、アップリンク(UL)PHY層同期化を獲得し、サービング基地局とのネットワークエントリー工程により、MAC層ランダムアクセスを獲得する。ピコ/フェムトセルが、階層的セル構造(例えば、無線システム40)で、マクロ/ミクロセルと配置される時、DLとULネットワークタイミング同期化が維持されて、ピコ/フェムトBS(例えば、BS43)とオーバーレイマクロ/ミクロBS(例えば、BS41)からの無線信号は、空中で伝送時に、互いに干渉しないようにする必要がある。
【００１７】
図5は、一新規態様による階層的セル構造(例えば、無線システム40)のダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。時分割二重(TDD)システム中、DLサブフレームの後にULサブフレームが続き、両者間には、所定送信切り替えギャップ(TTG)時間を有する。ULサブフレームの後にDLサブフレームが続き、両者間に所定受信切り替えギャップ(RTG)時間を有する。TTGとRTGは保留されて、ダウンリンクとアップリンク伝送間の可能なコリジョンを回避する。図5の例中、マクロ/ミクロ基地局BS41は、DLサブフレーム期間でデータを伝送し、ULサブフレーム期間でデータを受信し、ピコ/フェムト移動局MS45は、DLサブフレーム期間でデータを受信し、ULサブフレーム期間でデータを伝送する。MS45は、そのサービングBS41から離れて位置し、BS41とMS45間の無線信号の伝搬時間はDL伝搬遅延と称される。DLとUL同期化後、MS45のDL伝送タイミングは、DL伝搬遅延を有するBS41と同期化され、MS45のUL伝送タイミングは、ULタイミングアドバンスを有するBS41に同期化される。UL伝送にとって、BS41の絶対的ULタイミングに関連するULタイミングアドバンスは、DL伝搬遅延に等しい。
【００１８】
ピコ/フェムト基地局BS43にとって、そのセル被覆範囲は、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局BS41と重複するので、ネットワークタイミング同期化は、単に、BS43とBS41間の絶対的タイミング同期化のことを意味するのではない。同一チャネル配置状況下で、BS43とBS41は、同一の周波数帯域幅で操作し、ネットワークタイミング同期化は、空中でのBS43とBS41からの無線信号のタイミング同期化のことを意味する。さらに特に、BS43はBS41から離れて位置し、MS45に近いので、BS43(例えば、MS44)により服務される移動局の無線信号は、BS41(例えば、MS45)により服務される隣接する移動局の無線信号と互いに干渉しやすい。DL伝送にとって、BS41からのMS45の受信は、隣接するBS43が信号をMS44に伝送することにより干渉される可能性がある。一方、UL伝送にとって、MS44からのBS43の受信は、隣接するMS45が信号をBS41に伝送することにより干渉させる可能性がある。これにより、無線システム40中のネットワークタイミング同期化は、ピコ/フェムトBS43とその隣接するマクロ/ミクロMS45間のDLとUL伝送タイミングが互いに同期化されて、干渉を回避することが必要であることを意味する。
【００１９】
図5に示されるように、BS43とMS45を同期化するため、所定のTTG時間とRTG時間は調整されなければならない。例えば、BS43(例えば、実線で示される)のサブフレーム57のUL(RX)のUL伝送タイミングは、調整されたTTG時間に基づいて決定される。一般に、TTG調整値は、BS43とBS41間の無線信号の往復時間に等しく、よって、BS43のUL(RX)サブフレーム57中のアップリンク受信は、BS41により服務される隣接MS45のUL(TX)サブフレーム58中のアップリンク伝送に干渉されない。
【００２０】
一方、ピコ/フェムトBS43とオーバーレイマクロ/ミクロBS41が異なる周波数帯域幅で操作する場合、特に、異なる周波数帯域幅が互いに分離する状況下、このようなTTG調整は必要ない。例えば、図5に示されるように、BS43(例えば、点線で示される)の同一のUL(RX)サブフレーム57のUL伝送タイミングは、元の所定のTTG時間に基づいて決定される。このような配置状況下で、TTG調整が必要かどうかは、ピコ/フェムト基地局によって決定される。
【００２１】
これにより、ピコ/フェムト基地局に対するダウンリンクとアップリンクネットワークタイミング同期化要求のために、ダウンリンクとアップリンク伝送のコリジョンを回避するために保留された所定のTTGは、ピコ/フェムト基地局の配置位置に基づいて調整される必要がある。しかし、ピコ/フェムトセルへのハンドオーバ、または、ピコ/フェムトセルへキャンプオンする移動局にとって、TTG調整がピコ/フェムトセルで応用されるかを知るメカニズムがない。この調整値を知ることができず、移動局とピコ/フェムトBS間のアップリンク伝送タイミングについての理解が異なる。
【００２２】
図6は、ピコ/フェムトセル中の初期測距中のダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。図6の例中、フェムトBS1は、同一チャネル配置で、オーバーレイマクロBSと一緒に配置される。マクロBSにとって、そのDLサブフレームの後にULサブフレームが続き、両者の間には所定TTGがあり、そのULサブフレームの後にDLサブフレームが続き、両者の間には所定RTGがある。フェムトBS1とマクロBSからの信号が互いに干渉するのを防止するため、フェムトBS1は、TTG調整値を有する所定TTGを応用する。TTG調整値は、フェムトBS1とマクロBS間の無線信号の往復時間に等しい。続いて、フェムトBS1は、調整されたTTGに基づいて、そのULフレームに用いるUL伝送タイミングを調整する。移動局MS1がフェムトBS1のセル被覆範囲内でオンになると仮定する。MS1は、TTG調整値が、フェムトBS1により、フェムトセルに応用されることを知らない。TTG調整を知らないので、MS1は、同一の所定TTGをそのUL伝送タイミングに用いる。その結果、MS1のUL伝送タイミングは、フェムトBS1のUL伝送タイミングと比較すると、タイミング差異を有する。このタイミング差異はTTG調整値に等しい。
【００２３】
MS1が、フェムトBS1と初期測距を実行する時、測距チャネルのサイクリックプレフィックス(RCP)の長さがタイミング差異より小さい場合、導入されるタイミング差異は、フェムトBS1で、測距プリアンブル信号の不完全受信を発生する。図6に示されるように、一新規態様によると、フェムトBS1が、初期測距の前に、そのTTG調整をMS1に通知する場合、MS1は、フェムトBS1と同一の調整されたTTG値に基づいて、自身のUL伝送タイミングを調整することができる。よって、MS1とフェムトBS1は、UL同期化工程の後に、測距を円滑に実行することができる。
【００２４】
図7は、ピコ/フェムトセル中のハンドオーバ測距期間のダウンリンクとアップリンクサブフレームと伝送タイミングを示す図である。図7の例中、フェムトBS2は、オーバーレイマクロBSと一緒に配置されるが、2個のBSsは、別々の周波数帯域幅で作動する。マクロBSにとって、そのDLサブフレームの後にULサブフレームが続き、両者間には所定TTGがあり、そのULサブフレームの後にDLサブフレームが続き、両者間には所定RTGがある。フェムトBS2にとって、オーバーレイマクロBSと異なる周波数帯域幅で作動するので、同一の所定TTGとRTGをそのDLとUL伝送タイミングに使用して、TTG調整を適用しないことを決定する。隣接する移動局MS2が、マクロBSからフェムトBS2にハンドオーバされると仮定する。MS2は、最初、マクロBSにより服務され、且つ、そのUL伝送タイミングは、タイミングアドバンスで調整され、マクロBSとMS2間の無線信号の往復時間に対応する。MS2は、所定TTGが、フェムトBS2によりフェムトセル中で応用されることを知らない。その結果、MS2のUL伝送タイミングは、フェムトBS2のUL伝送タイミングと比べると、タイミング差異を有する。ハンドオーバの前、このタイミング差異は、MS2により応用されるタイミングアドバンスに等しい。
【００２５】
MS2が、フェムトBS2とハンドオーバ測距を実行し始める時、測距チャネルサイクリックプレフィックス(RCP)の長さがタイミング差異より小さい場合、導入されたタイミング差異は、フェムトBS2で、測距プリアンブル信号の不完全受信を生じる。図7に示されるように、一新規態様によると、ハンドオーバ測距の前に、フェムトBS2が、そのTTG調整値をMS2に告知する場合、MS2は、フェムトBS2と同一のTTG調整値に基づいて、自身のUL伝送タイミングを調整することができる。よって、MS2とフェムトBS2は、UL同期化工程後の測距を円滑に行うことができる。
【００２６】
測距プリアンブル信号の不完全受信の問題のほかに、測距プリアンブル信号の非照準アップリンク伝送も、フェムトBSにより服務される別の移動局に、重大な干渉をもたらす。例えば、測距チャネルの保護時間がタイミング差異より小さい場合、フェムトBS1、または、フェムトBS2の別のMSからのアップリンクデータの受信は、MS1またはMS2からの測距プリアンブル信号の伝送により干渉される。
【００２７】
長いRCP長さと保護時間を有する非同期測距チャネルの利用は、部分的に、測距と干渉の問題を解決することができるが、従来の技術部分の種々の問題のため、統一された同期測距チャネルが好ましい方案である。統一された同期測距チャネルの使用を有効にするため、一新規態様によると、二段階のアップリンク同期化工程を提供し、ピコ/フェムトBSとオーバーレイマクロ/ミクロBSは、測距とアップリンク同期化をうまく実行し、別の移動局と干渉を生成しない。
【００２８】
二段階のUL同期化工程の詳細を説明する前に、注意すべきことは、上述の例はTDDシステムを例としているが、同一の原理も周波数分割双方向(FDD)システムに適用できることである。TDDシステム中、“TTG調整”が用いられる。しかし、FDDシステム中、さらに一般的な用語“伝送タイミングアドバンスオフセット”で代替される。さらに注意すべきことは、上述の例はIEEE 802.16mシステムを用いて説明しているが、同一の原理も3GPPシステムに適用される。IEEE 802.16m WiMAXシステム中、移動局は、測距チャネル(RCH)により、測距信号を伝送し、UL同期化を実行する。しかし、3GPP LTE/LTE-Aシステム中、ユーザー装置(UE)は、ランダムアクセスチャネル(RACH)により、参照符号を伝送して、ULアクセスを要求する。よって、測距信号または参照符号、および、測距チャネルまたはランダムアクセスチャネルは、アップリンク同期化とアクセスのプロセス中で交互に用いられる。
【００２９】
図8は、一新規態様による二段階のアップリンク同期化の方法のフローチャートである。図8の例中、二段階のUL同期化工程が、移動局とピコ/フェムト基地局間で実行され、移動局とピコ/フェムト基地局は、IEEE 802.16mシステム中のオーバーレイマクロ/ミクロ基地局と一緒に配置される。MS側で、MSは、まず、隣接基地局により伝送される同期チャネル(SCH)プリアンブルをスキャンする(工程81)。その後、工程82で、MSは、候補セル(例えば、ピコ/フェムトセル)とDL同期化を構築する。DL同期化中、MSは、プライマリーサブフレームヘッダー(Primary superframe header、P-SFH)とセカンダリー(Secondary)SFH(S-SFH)情報を得る。工程83中、MSは、候補セルが、ピコセルまたはフェムトセルのセルタイプに属するか決定する。もしその場合、MSは、SFHから、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報を得て、オフセット情報から、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値を導く(工程84)。その後、MSは、導き出されたタイミングアドバンスオフセット値に基づいて、測距信号伝送に用いるUL伝送タイミングを前進させる(工程85)。工程86で、UL伝送タイミング調整後、MSは、ピコ/フェムトBSと、正常な測距と自動調整の実行を開始する。一方、そうでない場合、MSは、直接、正常な測距と自動調整の実行を開始すると共に、ピコ/フェムトBSとUL同期化を構築する(工程86)。正常な測距工程中、MSは、測距信号を符号化および伝送し、ピコ/フェムトBSから伝送されるドリフトタイミング差異メッセージを受信および復号して、復号されたドリフトタイミング差異に基づいて、自動的に、UL伝送タイミングを調整し、調整されたUL伝送タイミングで、測距信号を再伝送する。最後に、工程87中、MSは、ピコ/フェムトBSから、確認を受信し、アップリンク同期化が完成する。
【００３０】
工程91中、ピコ/フェムトBS側で、ピコ/フェムトBSは、まず、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値(例えば、TDDシステム中のTTG調整値)を決定する。その後、工程92中、ピコ/フェムトBSは、タイミングアドバンスオフセット値をUL伝送タイミングアドバンスオフセット情報に符号化して、放送チャネル(BCH)により、オフセット情報を放送する。工程93中、ピコ/フェムトBSは、測距信号配置をMSに放送する。工程94中、ピコ/フェムトBSは、MSから伝送される測距信号を検出し、測距信号は、放送されたオフセット情報に基づいて、前進されたUL伝送タイミングで伝送される。工程95中、ピコ/フェムトBSは、検出された測距信号から、ドリフトタイミング差異を推定する。工程96中、ピコ/フェムトBSは、アップリンクタイミングが同期化されたか判断する。もしその場合、ピコ/フェムトBSは、確認情報をMSに伝送し、アップリンク同期化が完成する(工程98)。一方、そうでない場合、ピコ/フェムトBSは、ドリフトタイミング差異メッセージをMSに伝送し、MSに、測距信号を再伝送することを要求する(工程97)。ピコ/フェムトBSは工程94に戻り、且つ、アップリンクタイミングが同期化されるまで、工程94-97を繰り返す。
【００３１】
上述のUL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、ピコ/フェムト基地局により放送されるが、このような情報も、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局により伝送される。UEが隣接セル測定を実行し、測定結果をサービング基地局に送り返す時、サービング基地局は、ハンドオーバターゲットを決定し、専属のシグナル伝達により、UEハンドオーバ命令とある配置情報を伝送し、情報はUL伝送タイミングアドバンスオフセットが含まれる。3GPP規格中、専属のシグナル伝達は、無線リソース制御(RRC)メッセージにより完成される。IEEE 802.16規格中、専属のシグナル伝達はMAC管理メッセージにより完成される。
【００３２】
一例中、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は符号化数値を含み、符号化数値は、UL伝送タイミングアドバンスオフセット値(例えば、ピコ/フェムトBSからオーバーレイマクロ/ミクロBSのラウンドトリップディレイ時間)を示す。総数がk個のビットは、オフセット値のシグナリングに用いられ、NRTOは、ピコ/フェムトBS側で提供され、サンプル数TRTOの計算に用いられるパラメータ、TRTOは、MSがピコ/フェムトセル中で、初期測距、または、ハンドオーバ測距を実行する時、MS側で応用され、測距信号伝送タイミングを前進させるパラメータであると仮定する。数学的に、NRTOとTRTOは以下の式で示される:
NRTO = min([RTD/(Tg-2)],2k-1)
TRTO = [NRTO ＊ (Tg-2) ＊ Fs] (samples)
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【００３３】
本発明は、上述の特定実施例により描写されているが、説明のためのものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、二段階のUL同期化方法は、主に、OFDM/OFDMAシステムに応用されるが、この方法は、その他の従来の技術で示されている問題を有するシステム、例えば、マクロ/ミクロ(TD-SCDMA) vs. ピコ/フェムト(3GPPLTE/LTE-A)にも応用できる。このほか、UL伝送タイミングアドバンスオフセット情報は、ピコ/フェムト基地局により放送されるが、このような情報は、オーバーレイマクロ/ミクロ基地局、または、専属のシグナル伝達で、その他の集中ネットワーク素子により、または、放送シグナル伝達により伝送される。したがって、様々な変更、適合、および説明した実施形態の様々な特徴の組み合わせは、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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