(57)【要約】本発明は、在圏セル(25)に存在するとともに、セル(25)の基地局(20)と通信するために同時に割り当てられた複数の無線リソース(22,24,26,28)を有する移動ユーザ端末(10)を備えるセルラ無線通信システム(1)におけるハンドオーバ又はセル変更手順に関する。本手順において、セル変更の必要性がある場合には、複数の無線リソース(22,24,26,28)が、在圏セル(25)と異なる関連セル(35,45)を有する少なくとも１つの基地局(20,30,40)と通信するために移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線リソース(32,34,36,38,42)と順次置換される。本セル変更手順は、ソフトハンドオーバの複雑さを必要とせずにマイクロダイバーシチを提供するとともに、ハードハンドオーバと比較して改善されたサービスカバー範囲およびハンドオーバのロバスト性を提供する。
2008543217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセル(25)に存在し、前記第１のセルに関連付けされた第１の基地局(20)と通信するために同時に割り当てられた複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を有する移動ユーザ端末(10)を備えるセルラ無線通信システム(1)におけるセル変更方法であって、
前記複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を、前記第１のセル(25)と異なる関連セル(35;45)を有する少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34,36,38;42)と順次置換するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
第１のセル(25)に関連付けされた基地局(20)との通信するために割り当てられた少なくとも第１の無線伝送リソース(24)と、第２のセル(35)に関連付けされた基地局（20;30)と通信するために割り当てられた少なくとも第２の無線伝送リソース(32)とを同時に有する移動ユーザ端末(10)を備えるセルラ無線通信システム(1)におけるセル変更方法であって、
前記少なくとも第１の無線伝送リソース(24)および前記少なくとも第２の無線伝送リソース(32)を、少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34;42)と順次置換するステップを有し、前記少なくとも第１の無線伝送リソース(24)を用いて送信される生データが、前記少なくとも第２の無線伝送リソース(32)を用いて送信される生データと異なることを特徴とする方法。
【請求項３】
前記移動ユーザ端末(10)が、前記第１の基地局(20)と通信するために同時に割り当てられたＮ（Ｎは１より大きい整数）の無線伝送リソース(22,24,26,28)を有し、前記順次置換するステップが、
(a) 前記Ｎの無線伝送リソース(22,24,26,28)の少なくとも１つを、前記移動ユーザ端末(10)が前記少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために割り当てられる少なくとも１つの無線伝送リソース(32,34,36,38;42)と置換するステップと、
(b) ステップ(a)を、少なくとも１回繰り返すステップ
とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記順次置換するステップが、前記複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を、関連付けされた第２のセル(35)を有する第２の基地局(30)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34,36,38)と順次置換するステップを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記順次置換するステップが、前記移動ユーザ端末(10)が前記第１の基地局(20)に関連付けされた第２のセル(35)に存在する場合、前記複数の無線伝送リソース(22,24)を、前記第１の基地局(20)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる無線伝送リソース(32,34)と順次置換するステップを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記順次置換するステップが、前記複数の無線伝送リソース(22,24,26)を、複数の基地局(30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,32;42)と順次置換するステップを有し、前記複数の基地局(30;40)は個別のセル(35;45)に関連付けられるとともに、前記個別のセル(35;45)の少なくとも１つが、前記第１のセル(25)と異なることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)はアップリンク無線伝送リソースであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)はダウンリンク無線伝送リソースであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
無線品質基準の推定値およびセル負荷基準の推定値の少なくとも１つに基づいてセル変更の必要性を検出するステップをさらに有し、前記順次置換するステップが前記検出に応答して実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記順次置換するステップが、予め定められた置換方法に従って実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記順次置換するステップが、無線制御ノードによって通知される置換方法に従って実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記置換方法が、
セル変更関連タイマの実値、
前記移動ユーザ端末(10)と前記第１の基地局(20)との間の通信リンクについての無線品質を代表する品質パラメータ、
前記第１の基地局(20)における、前記移動ユーザ端末(10)宛のデータを有する送信バッファのバッファレベル、
前記移動ユーザ端末(10)における、前記第１の基地局(20)宛のデータを有する送信バッファのバッファレベル、
前記第１の基地局(20)に接続された制御ネットワークノード(90)における、前記移動ユーザ端末(10)宛のデータを有する送信バッファのバッファレベル、および
前記少なくとも１つの基地局(20;30;40)に関連付けられた前記セル(35;45)における無線品質を代表する無線品質基準、
から選択された少なくとも１つのリソース置換条件に基づいて規定されることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記移動ユーザ端末(10)が、前記第１の基地局(20)と通信するために同時に割り当てられたＮ（Ｎは２以上の整数）の無線伝送リソース(22,24)を有し、前記順次置換するステップが、
前記Ｎの無線伝送リソース(22,24)を、前記少なくとも１つの基地局(30)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられるＭ（１≦Ｍ＜Ｎ）の無線伝送リソースと置換するステップと、
前記Ｍの無線伝送リソース(22)上でデータを通信するとともに、残りのＮ−Ｍの無線伝送リソース(32)上でデータを通信するステップと、
前記残りのＮ−Ｍの無線伝送リソース(24)を、前記少なくとも１つの基地局(30)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられるＮ−Ｍの無線伝送リソース(34)で置換するステップを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記移動ユーザ端末(10)と前記少なくとも１つの基地局(30)との間で前記Ｍの無線伝送リソース(32)を用いて通信されるデータと、前記移動ユーザ端末(10)と前記第１の基地局(20)との間で前記Ｎ−Ｍの無線伝送リソース(24)を用いて通信されるデータが、物理レイヤ、データリンクレイヤ、ネットワークレイヤ、トランスポートレイヤ、セッションレイヤ、プレゼンテーションレイヤ又はアプリケーションレイヤに関連付けされることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記移動ユーザ端末(10)と前記少なくとも１つの基地局(30)との間で前記Ｍの無線伝送リソース(32)を用いて通信されるデータと、前記移動ユーザ端末(10)と前記第１の基地局(20)との間で前記Ｎ−Ｍの無線伝送リソース(24)を用いて通信されるデータとが、共通した情報に基づくことを特徴とする請求項１３又は請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記移動ユーザ端末(10)と前記少なくとも１つの基地局(30)との間で前記Ｍの無線伝送リソース(32)を用いて通信されるユーザプレーンデータが、前記移動ユーザ端末(10)と前記第１の基地局(20)との間で前記Ｎ−Ｍの無線伝送リソース(24)を用いて通信されるユーザプレーンデータと関連づけられていないことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記移動ユーザ端末(10)と前記少なくとも１つの基地局(30)との間で前記Ｍの無線伝送リソース(32)を用いて通信される制御データが、前記移動ユーザ端末(10)と前記第１の基地局(20)との間で前記Ｎ−Ｍの無線伝送リソース(24)を用いて通信される制御データと関連づけられていることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
無線伝送リソース(22,24,26,28)が、搬送波周波数、タイムスロット、直交周波数分割多重(OFDM)チャンク、およびチャネライゼーションコードの１つ又は組み合わせから選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
第１のセル(25)に存在し、前記第１のセルに関連付けされた第１の基地局(20)と通信するために同時に割り当てられた複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を有する移動ユーザ端末(10)を備えるセルラ無線通信システム(1)におけるセル変更制御方法であって、
前記複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を、前記第１のセル(25)と異なる関連セル(35;45)を有する少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34,36,38;42)と順次置換するように命令するセル変更制御メッセージを生成するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
第１のセル(25)に関連付けされた基地局(20)との通信するために割り当てられた少なくとも第１の無線伝送リソース(24)と、第２のセル(35)に関連付けされた基地局（20;30)と通信するために割り当てられた少なくとも第２の無線伝送リソース(32)とを同時に有する移動ユーザ端末(10)を備えるセルラ無線通信システム(1)におけるセル変更制御方法であって、
前記少なくとも第１の無線伝送リソース(24)および前記少なくとも第２の無線伝送リソース(32)を、少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34;42)と順次置換するように命令するセル変更制御メッセージを生成するステップを有し、前記少なくとも第１の無線伝送リソース(24)を用いて送信される生データが、前記少なくとも第２の無線伝送リソース(32)を用いて送信される生データと異なることを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記セル変更制御メッセージを、前記移動ユーザ端末(10)、前記第１の基地局(20)および前記少なくとも１つの基地局(20;30;40)の少なくとも１つに配信するステップをさらに有することを特徴とする請求項１９又は請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
第１のセル(25)の第１の基地局(20)と通信するために移動ユーザ端末(10)に同時に割り当てられた複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を、前記第１のセル(25)と異なる関連セル(35;45)を有する少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34,36,38;42)と、順次置換する手段を備えたことを特徴とするセル変更マネージャ(100)。
【請求項２３】
第１のセル(25)の基地局(20)との通信するために移動ユーザ端末(10)に割り当てられた少なくとも第１の無線伝送リソース(24)と、第２のセル(35)の基地局（20;30)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に同時に割り当てられた少なくとも第２の無線伝送リソース(32)とを、少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34;42)と順次置換する手段を備え、前記少なくとも第１の無線伝送リソース(24)を用いて送信される生データが、前記少なくとも第２の無線伝送リソース(32)を用いて送信される生データと異なることを特徴とするセル変更マネージャ(100)。
【請求項２４】
前記移動ユーザ端末(10)が、前記第１の基地局(20)と通信するために同時に割り当てられたＮ（Ｎは１より大きい整数）の無線伝送リソース(22,24,26,28)を有し、前記置換手段(140)が、少なくとも２つの異なる時点において、前記Ｎの無線伝送リソース(22,24,26,28)の少なくとも１つを、前記移動ユーザ端末(10)が前記少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために割り当てられる少なくとも１つの無線伝送リソースと置換するように構成されることを特徴とする請求項２２又は請求項２３記載のマネージャ(100)。
【請求項２５】
前記置換手段(140)が、前記複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を、関連付けられた第２のセル(35)を有する第２の基地局(30)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34,36,38)と順次置換するように構成されることを特徴とする請求項２２乃至請求項２４のいずれか１項に記載のマネージャ。
【請求項２６】
前記置換手段(140)が、前記複数の無線伝送リソース(22,24)を、前記移動ユーザ端末(10)が前記第１の基地局(20)に関連付けされた第２のセル(35)に存在する際に、前記第１の基地局(20)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34)と順次置換するように構成されることを特徴とする請求項２２乃至請求項２４のいずれか１項に記載のマネージャ。
【請求項２７】
前記置換手段(140)が、前記複数の無線伝送リソース(22,24,26)を、複数の基地局(30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34;42)と順次置換するように構成され、前記前記複数の基地局(30;40)は個別のセル(35;45)に関連付けられるとともに、前記個別のセル(35;45)の少なくとも１つが、前記第１のセル(25)と異なることを特徴とする請求項２２乃至請求項２６のいずれか１項に記載のマネージャ。
【請求項２８】
無線品質基準の推定値およびセル負荷基準の推定値の少なくとも１つに基づいてセル変更の必要性を検出するとともに、前記検出に基づいて検出信号を生成する検出器(130)をさらに有し、前記置換手段(140)が前記検出信号に応答して前記複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)の前記順次置換を実行するように構成されることを特徴とする請求項２２乃至請求項２７のいずれか１項に記載のマネージャ。
【請求項２９】
前記置換手段(140)が、前記複数の無線伝送リソースの前記順次置換を、予め定められた置換方法に従って実行するように構成されることを特徴とする請求項２２乃至請求項２７のいずれか１項に記載のマネージャ。
【請求項３０】
置換方法の通知を受信する受信器(110)をさらに有し、前記置換手段(140)が、前記複数の無線伝送リソースの前記順次置換を前記置換方法に基づいて実行するように構成されることを特徴とする請求項２２乃至請求項２８のいずれか１項に記載のマネージャ。
【請求項３１】
前記置換方法が、
セル変更関連タイマの実値、
前記移動ユーザ端末(10)と前記第１の基地局(20)との間の通信リンクについての無線品質を代表する品質パラメータ、
前記第１の基地局(20)における、前記移動ユーザ端末(10)宛のデータを有する送信バッファのバッファレベル、
前記移動ユーザ端末(10)における、前記第１の基地局(20)宛のデータを有する送信バッファのバッファレベル、
前記第１の基地局(20)に接続された制御ネットワークノード(90)における、前記移動ユーザ端末(10)宛のデータを有する送信バッファのバッファレベル、および
前記少なくとも１つの基地局(20;30;40)に関連付けられた前記セル(35;45)における無線品質を代表する無線品質基準、
から選択された少なくとも１つのリソース置換条件に基づいて規定されることを特徴とする請求項２９又は請求項３０記載のマネージャ。
【請求項３２】
請求項２２乃至請求項３１のいずれか１項に記載のセル変更マネージャ(100)を備えることを特徴とするネットワークノード(20;30;40;90)。
【請求項３３】
請求項２２乃至請求項３１のいずれか１項に記載のセル変更マネージャ(100)を備えることを特徴とする移動ユーザ端末(10)。
【請求項３４】
第１のセル(25)の第１の基地局(20)と通信するために移動ユーザ端末(10)に同時に割り当てられた複数の無線伝送リソース(22,24,26,28)を、前記第１のセル(25)と異なる関連セル(35;45)を有する少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34,36,38;42)と順次置換するように命令するセル変更制御メッセージを生成する手段(240)と、
前記移動ユーザ端末(10)、前記第１の基地局(20)および前記少なくとも１つの基地局(20;30;40)の少なくとも１つに、前記セル変更制御メッセージを送信する送信器(210)とを備えることを特徴とするセル変更コントローラ(200)。
【請求項３５】
第１のセル(25)の基地局(20)と通信するために移動ユーザ端末(10)割り当てられた少なくとも第１の無線伝送リソース(24)と、第２のセル(35)の基地局(20;30)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に同時に割り当てられた少なくとも第２の無線伝送リソース(32)とを、少なくとも１つの基地局(20;30;40)と通信するために前記移動ユーザ端末(10)に割り当てられる複数の無線伝送リソース(32,34;42)と順次置換するように命令するセル変更制御メッセージを生成する手段(240)手段を備え、前記少なくとも第１の無線伝送リソース(24)を用いて送信される生データが、前記少なくとも第２の無線伝送リソース(32)を用いて送信される生データと異なり、
さらに、前記移動ユーザ端末(10)、前記基地局(20;30)および前記少なくとも１つの基地局(20;30;40)の少なくとも１つに、前記セル変更制御メッセージを送信する送信器(210)を備えることを特徴とするセル変更コントローラ(200)。
【請求項３６】
請求項３４又は請求項３５記載のセル変更コントローラ(200)を備えることを特徴とするネットワークノード(20;30;40;90)。
【請求項３７】
請求項３４又は請求項３５記載のセル変更コントローラ(200)を備えることを特徴とする移動ユーザ端末(10)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセルラネットワーク内の移動ユーザ端末に対するセル変更に関し、特には同時に割り当てられた複数の無線伝送リソースを有する移動ユーザ端末についてのセル変更の実施に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザ端末の移動性に対処する機能は、セルラネットワークにおける基本的な構成要素である。サービス品質の見地からすれば、そのような機能は、アクティブなセッション中にユーザがあるセルから別のセルへ移動してもサービスの継続性が維持されることを保証するとともに、新しいセッションのそれぞれが十分良好な無線環境において確立されることを保証する必要がある。また、スペクトル効率という見地からすれば、そのような機能は、あるアクティブユーザが最適な１つ以上の基地局、つまり、通常は無線という意味において最も近くの１つ以上の基地局によって常に受け持たれることを保証すべきである。あるユーザを受け持っている基地局の番号又はIDをアクティブなセッション中に変更する処理を、一般に（在圏）セル変更又は”ハンドオーバ”と呼ぶ。
【０００３】
フェージングに備えたダイバーシチの提供は、セルラネットワークの性能および効率を改善するためにキーとなる方法である。例えば受信機ダイバーシチ、送信ダイバーシチ、インタリーブおよび周波数ホッピングを含む、レイリーフェージングの影響の緩和を目的とした多くのマクロダイバーシチ技術が存在するが、シャドウフェージングの影響に有効なマクロダイバーシチの選択肢は数少ない。マクロダイバーシチゲインを得るためには、何らかの方法により、関連する情報を異なる複数の基地局において同時に送信および／又は受信できるようにする必要がある。マクロダイバーシチはセル境界付近においてとくに有益であり、特に、異なる複数の基地局からのシャドウフェージングが無相関な場合には、サービスカバー範囲を大幅に改善することが可能である。
【０００４】
マルチキャリアシステムは、データをあるユーザ端末との間で送信および／又は受信するために、複数の無線伝送リソースを用いる。マルチキャリアは、複数のキャリア周波数の使用を意味することも多いが、より一般的には、あるユーザ端末に複数の無線伝送リソースを同時に割り当て可能な全てのシステムを含みうる。当技術分野で周知の無線伝送リソースの例としては、周波数、タイムスロット、直交周波数分割多重(OFDM)チャンク、チャネライゼーションコード、等がある。
【０００５】
マルチキャリアシステムを含む、既存のセルラシステムにおいて、ハンドオーバプロセスは通常”ハード”と”ソフト”に分類される。マルチキャリアシステムについてのハードハンドオーバを、図１Ａ〜図１Ｃに模式的に示す。図１Ａにおいて、在圏基地局２０のセル２５に存在する移動ユーザ端末１０は、基地局２０とアップリンク又はダウンリンク通信を行うために同時に割り当てられた２つの無線伝送リソース２２，２４を有している。そして、移動ユーザ端末１０は在圏基地局２０から離れ、別の基地局３０のセル３５へ移動しはじめる。図１Ｂは、移動端末１０がセル２５，３５の両方のカバー範囲内に存在する状況を示している。この位置では、旧基地局２０に割り当てられたリソース２２，２４が依然として通信に用いられる。図１Ｃに示すように移動が継続した場合、１つの在圏基地局２０は、コネクション全体を別の在圏基地局３０へ渡す。そして、移動ユーザ端末１０は、新基地局３０と通信するために割り当てられた２つ無線伝送リソース３２，３４を有するであろう。
【０００６】
マルチキャリアシステムにおけるソフトハンドオーバを、図２Ａ〜図２Ｃに模式的に示す。図２Ａにおいて、移動ユーザ端末１０は基地局２０とアップリンク又はダウンリンク通信を行うために２つの無線伝送リソース２２，２４を同時に割り当てられている。この移動ユーザ端末が現在アクティブな基地局によって受け持たれているセル２５から離れ、新基地局３０の新セル３５へ移動しはじめる（図２Ｂ）。この場合、新基地局３０と通信するための２つの無線伝送リソース３２，３４がさらにユーザ端末１０に同時に割り当てられる。これは、いわゆる複数の基地局２０，３０のアクティブセットが、移動ユーザ端末１０との同時コネクション２２，２４，３２，３４を維持していることを意味する。割り当てされたそれぞれのリソース２２，２４，３２，３４を用い、重複した情報が常に、かつ同時に、複数の基地局２０，３０で送信および／又は受信される。つまり、２つの異なるセル２５，３５で利用可能な、異なる物理レイヤ処理、例えばスクランブルを通じ、同一の生データが、２つの異なるセル２５，３５において割り当てられているリソース２２，２４および３２，３４上で伝送されることを意味する。図２Ｃに示すように、移動ユーザ端末１０が新セル３５への移動を継続するに従い、旧基地局２０はアクティブセットから除かれ、そのリソース２２，２４の割り当ても取消される。そして、ユーザ端末１０は、データ通信を行うために、２つの同時に割り当てられた無線伝送リソース３２，３４のみを有することになる。
【０００７】
ソフトハンドオーバとハードハンドオーバとのハイブリッドと見なすことができる、それほど一般的でないハンドオーバ方法に、”ファストスイッチング”がある。複数の基地局の潜在的なアクティブセットが維持される点でソフトハンドオーバと類似するが、ある時点においては潜在的なアクティブセットにおける１つの基地局のみが実際に送信又は受信を行い、アクティブな基地局の選択は、瞬時的な無線状況に基づく。
【０００８】
ソフトハンドオーバおよびファストスイッチングにおいては、関連した（この場合は重複した）情報が、複数の基地局で同時に送信および／又は受信されるため、本質的にマクロダイバーシチゲインを含み、そのため一般にハードハンドオーバよりも改善されたサービスカバー範囲とロバストなハンドオーバ処理を与える。しかし、ソフトハンドオーバおよびファストスイッチングには、非常に複雑で、高価なインフラストラクチャおよびユーザ端末を必要とし、さらに、より多くの伝送およびエアインタフェースリソースを必要とする（ハンドオーバの間、端末に割り当てられるリソースの数は２倍となる）。多くの場合、ソフトハンドオーバおよびファストスイッチングの導入は全く実現不可能である。
【０００９】
ハードハンドオーバはより簡単で安く実装でき、ソフトハンドオーバやファストスイッチングよりも少ないリソースしか利用しないが、マクロダイバーシチを欠くため、必須となるロバスト性およびサービスカバー範囲を実現するのは困難となりうる。
【００１０】
ハードハンドオーバを用いた場合のサービスカバー範囲の困難性は、例えば、ファイルダウンロード中や同様のデータ転送中にセル変更を実行する際に生じうる。ソースセル用のバッファに既に存在するデータは、ハンドオーバが実行可能になる前に空にするか、破棄した後にターゲットセルへ再送する必要があるであろう。いずれにしても、サービス品質およびシステム性能が悪影響を受ける。
【発明の開示】
【００１１】
従って、ソフトハンドオーバやファストスイッチングが実現不可能であるか、望まれないようなセルラシステムにおいて使用可能で、かつハンドオーバのロバスト性およびサービスカバー範囲を維持するようなセル変更およびハンドオーバの方法が望まれている。
【００１２】
本発明は、従来技術の構成における、上述の課題や他の課題を解決する。
【００１３】
本発明の全体的な目的は、マクロダイバーシチの提供を可能にするセル変更手順を提供することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、受信機および送信機装置に関するコストや複雑さの要求が低いセル変更手順を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、マルチキャリア通信システムでの使用に適したセル変更又はハンドオーバ手順を提供することにある。
【００１６】
これらおよび他の目的は、添付の特許請求の範囲に規定される発明によって実現される。簡潔に言えば、本発明は、在圏セルを有する在圏基地局との通信のために、在圏セルに存在する移動ユーザ端末が複数の無線伝送リソースを同時に割り当てられるマルチキャリアシステムで使用可能なセル変更又はハンドオーバ手順に関する。本発明のセル変更は、ユーザ端末が現在のセルから離れて新たな在圏セルへ移動した際に、同時割り当てされている無線リソースを、新しい在圏セルを受け持つ基地局との通信のためにユーザ端末に割り当てられる無線伝送リソースと、順次、即ちステップバイステップに置換する。結果として、ユーザ端末に割り当てられているリソースは、全てが同時に置換又はハンドオーバされるとは限らない。代わりに、このリソース置換は、無線伝送リソースの第１のセットが置換される第１ステップと、残りのリソースが置換される１つまたは複数の引き続く（時間的に離れた）ステップの、少なくとも２つのステップにおいて実行される。
【００１７】
移動ユーザ端末がシステム中を移動するに従い、端末および／又は基地局および端末への通信範囲内のネットワークノードは、好ましくは無線品質に関連する測定および推定を実行する。これらの測定および推定は、セル変更の必要性を検出するため、すなわち、本発明のセル変更手順をいつ開始するかを検出するために用いられる。少なくとも部分的には品質測定に基づいた、セル変更を開始する決定は、ユーザ端末、現在の（１つ以上の）在圏基地局、新たな在圏基地局としての候補である隣接基地局、又はシステム内の制御ネットワークノードにおいて行うことができる。セル変更の必要性が検出されると、一般には制御メッセージが生成され、関連する基地局および好ましくはユーザ端末へ配信される。制御メッセージは関連するパーティに、本発明による順次的な無線伝送リソース置換の開始および実行を命令する。
【００１８】
典型的な例において、移動ユーザ端末は第１のセルに存在し、第１の基地局によって受け持たれている。ユーザ端末はさらに、基地局と通信するために割り当てられたＮの無線伝送リソースを有する。リソースは、基地局へデータを送信するためのＮのアップリンクリソース又は、基地局からのデータを受信するためのＮのダウンリンクリソースであってよい。ここで、Ｎ＞２である。本発明により、端末はＮ1のダウンリンクリソースおよびＮ2のアップリンクリソースを割り当てられ得ることが予期されるであろう。ここで、Ｎ1，Ｎ2のうち少なくとも１つは、２以上である。移動ユーザ端末が第１の基地局から離れ、第２の在圏基地局を有する第２のセルへ入ると、セル変更手順を起動可能になる。そして、Ｎ（Ｎ1およびＮ2）のリソースは、第２の基地局と新たな第２セルで通信するために割り当てられるリソースと順次置換される。
【００１９】
本発明のセル変更手順は、いわゆるイントラサイトハンドオーバにも適用可能である。これは、セル変更の開始前後で、ユーザ端末を受け持ち、ユーザ端末と通信する基地局が同一であることを意味する。しかし、ユーザ端末はセル変更の前後で、その基地局の異なるセル又はセクタに存在する。
【００２０】
２つより多い基地局およびセルがセル変更手順に関与可能であるということは、セル変更の開始時にユーザ端末は複数の基地局に接続されると共に通信しており、また、セル変更中および／又はセル変更後に、ユーザ端末は異なる複数のセルにおいて割り当てられる無線リソースを有することを暗示する。つまり、本発明による効果を得ることができるネットワークレイアウトおよび通信状況に関して、本発明は非常に柔軟である。しかしながら、ユーザ端末が、少なくとも１つの基地局との通信のために、同時に割り当てられた複数の無線伝送リソースを有すること、またこれらのリソースが少なくとも１つの基地局との通信のために割り当てられるリソースと順次置換されることは、基本的な要件である。
【００２１】
本発明の別の実施形態において、移動ユーザ端末は少なくとも２つの異なるセルにおいて、２つの異なる基地局又は同一の基地局と通信するために同時に割り当てられた複数の無線伝送リソースを有する。さらに、２つの異なるセルにおいて移動ユーザ端末によって送信され、または受信されるデータは、異なる生データに基づく。これらの、当初割り当てられたリソースは、移動ユーザ端末が１つ又は複数の基地局と通信するために用いるリソースと順次置換される。
【００２２】
本発明はまた、セル変更手順中の無線伝送リソースの利用における柔軟性も提供する。第１の可能性のある実装において、異なる複数のセルにおいて同一のユーザに割り当てられた複数のリソースは、物理レイヤに関連づけられたデータの（アップリンク／ダウンリンク）伝送に用いることができる。例えば、同一のユーザデータを、異なるチャネルコーディングを用いる複数のリソース上で伝送することができる。あるいは、ユーザデータを第１のセルにおいて割り当てられた無線伝送リソースを用いて伝送する一方、第２のセルで割り当てられたリソースを、例えば付加パリティビットの形式で、冗長度を増すための伝送に用いることもできる。別のやりかたでは、無線伝送リソースは、物理レイヤに依存しないが、上位レイヤに関連付けられたデータの第１および第２のセルにおける伝送に用いられる。例えば、ユーザ端末はリソースを用いてウェブページのダウンロードを要求するかも知れない。このような場合、同一ウェブページに属する複数のオブジェクトを、異なる無線伝送リソース上で供給してもよい。これは、リンク性能においては直接的なゲインがないが、上位レイヤにおいてはマクロダイバーシチゲインが存在することを意味する。この点において、ユーザプレーンと制御プレーンとを別々に取り扱っても良い。例えば、ハンドオーバの間のユーザデータスループットを維持するために、第１および第２のセルにおけるユーザプレーンリソースを物理レイヤに依存しないデータの伝送に用い、一方で、シグナリングリンクのロバスト性を最大化するために、第１および第２のセルにおける制御プレーンリソースを同一の制御プレーンシグナリングに直接関係する情報の伝送に用いることができる。
【００２３】
本発明は複数のステップでの無線伝送リソース置換を含み、また複数の異なる基地局の関与が潜在的に可能であるため、実際のリソース置換をどのように実行するかにおいても、さらにある程度の柔軟性が存在する。従って、リソース置換は、可能な限り最適なセル変更手順を得るために用いられる様々な置換条件に基づいて実行することが可能である。これらの条件は、例えば、各ステップでどの（１つ又は複数の）リソースを置換すべきか、そのような置換をいつ行うべきか、セル変更を何ステップで行うべきか、および、どの（１つ又は複数の）新リソースをユーザ端末に割り当てるべきかの決定に用いることができる。
【００２４】
そのような置換条件の例は、セル変更に関するタイマの実値である。例えば、リソース置換の各ステップが、セル変更の必要性の検出に続く、予め定められた時間後に実行されるようにしても良い。あるいは、２つの置換ステップ間の最小／最大時間を、セル変更手順で用いても良い。別の例において、移動ユーザ端末および元の基地局との間の通信リンクについての無線品質を表す品質パラメータを用いることができる。例えば、無線リンク品質がより緩やかに悪化する状況に比べ、無線リンク品質が急速に悪化する状況における第１の置換ステップでより多くのリソースを置換する方が、より有利となりうるであろう。同様に、移動ユーザ端末の移動先である少なくとも１つの宛先セルにおける無線品質を代表する無線品質基準(radio quality metric)は、置換条件として有用であろう。品質、例えば受信信号強度が、非常にゆっくりと上昇している場合、（適用可能な場合）２つよりも多い置換ステップを用いたり、および／又は２つの置換ステップの実行間隔を増加したりすることにより、セル変更手順の時間を延長することもまた都合が良いであろう。現在の在圏基地局に設けられ、ユーザ端末宛のデータを有する送信バッファのバッファレベルもまた、本発明における置換条件として用いることができる。セル変更開始の直前において、基地局がそのユーザ端末へ送信すべき大量のデータを有する場合、基地局がそのデータのバッファを空にし終わるまで、可能な限り多数のダウンリンク伝送リソースを、その基地局から割り当てられた状態に維持することが一般には有利であろう。つまり、最初のステップ又は最初の数ステップにおいては、複数のリソースを置換する代わりに、１つのダウンリンクリソースが置換可能であろう。同様にして、ユーザ端末、候補在圏基地局および／又は制御ネットワークノードにおけるバッファレベルもまたセル変更操作に関連させてもよい。
【００２５】
本発明は以下のような利点を提供する。
インフラストラクチャおよび端末にソフトハンドオーバやファストスイッチングのコストや複雑さを導入することなしにマクロダイバーシチを提供するとともに、ソフトハンドオーバやファストスイッチングと比較して伝送およびエアインタフェースリソースの要求が少ない。
ハードハンドオーバと比較して、改善されたサービスカバー範囲とハンドオーバのロバスト性を提供する。
ハンドオーバ性能を改善する他の技術、例えばセルミューティングと簡単に組み合わせることができる。
順次的な無線リソース置換の実施に柔軟性を提供する。
セル変更の開始時に、旧在圏基地局がユーザ端末宛のデータをバッファリングしている場合に、より高速かつ混乱の少ないハンドオーバ処理を可能にする。
システム容量および性能を最大化させる。
【００２６】
本発明によって提供される他の利点は、以下の、本発明の実施形態の説明を読むことで理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下の説明において添付図面を参照することにより、本発明の他の目的および利点とともに、本発明の最も良い理解が得られるであろう。
図面を通じ、同一参照符号は、同一又は類似要素に用いられる。
【００２８】
本発明はセルラネットワーク又はシステム内の移動ユーザ端末に対するセル変更に関し、特に、そのようなセル変更を、同時に割り当てられた複数の無線伝送リソースを有する移動ユーザ端末に対して実行することに関する。
【００２９】
本発明によるセル変更手順は、移動ユーザ端末が少なくとも１つの（在圏）セルの無線受信範囲から、少なくとも１つの新たなセルの無線受信範囲へ移動する任意の手順を包含する。このセル変更手順において、少なくとも１つの現在のセルの基地局と通信するためにユーザ端末が用いる無線伝送リソースは、少なくとも１つの新たなセルの基地局と通信するために移動ユーザ端末が割り当てられる無線伝送リソースと交換される。つまり、本発明の”セル変更”手順という表現は広い意味で用いられ、本技術分野においてハンドオーバ、セル変更およびセル再選択と呼ばれる手順を含む。
【００３０】
本発明は、移動ユーザ端末が、少なくとも現在の在圏基地局との通信のために、複数（即ち少なくとも２つ）の無線伝送リソースを同時に割り当てられる通信システムに適用可能である。そのような通信システムは一般にマルチキャリアシステムと呼ばれ、あるユーザ端末でデータを送信および／又は受信するために、複数の無線伝送リソースが割り当てられる。本発明のマルチキャリアシステムにおいて、無線インタフェースを通じてデータを伝送するために利用可能な無線伝送リソースの例には、周波数、タイムスロット、直交周波数分割多重(OFDM)チャンクおよびチャネライゼーションコードがある。
【００３１】
無線伝送リソースは、全ての無線リソースを無相関(orthogonal)、つまり重複しない部分に分割したものとして視覚化することができる。理想的には、異なる無線伝送リソースの同時利用は、それらの間の干渉原因とはならない。実際には、無線伝送リソース間の完全な隔離についての困難性やコストの点から、いくらかの干渉が存在しうる。例としては、隣接周波数への電力漏れ、時間分散チャネルにおけるチャネライゼーションコードの直交性喪失等が含まれる。具体的には、本発明はある移動ユーザ端末に関する論理データフローが複数の無線伝送リソース単位にマッピングされる状況にふさわしい。論理データフローは呼び出し情報やユーザデータといった、類似目的および特性を備えたデータを含む。
【００３２】
ＧＰＲＳ(General Packet Radio Service)および、ＧＰＲＳを拡張するためのＥＤＧＥ(Enhanced Data rates for GSM Evolution)技術を通じたＧＰＲＳの進化形（ＥＧＰＲＳ）を含む、ＧＳＭ(Global System for Mobile communications)システムにおいてはハードハンドオーバが用いられ、サービスカバー範囲およびハンドオーバのロバスト性は商用ネットワークにおける難問である。本発明のセル変更手順は、これら領域の両方を、コストやソフトハンドオーバまたはファストスイッチングの導入の影響なしに改善するであろう。（Ｅ）ＧＰＲＳにおいて、あるユーザ端末の論理データフロー（例えばテンポラリ・ブロック・フロー(TBF)）に対して同時に割り当てられる複数の無線伝送リソースは、現状では、ある周波数上の複数のタイムスロットの形式をとる。周波数は周波数ホッピングシーケンスに従って時間で変化しうるが、同一のユーザ端末が同一リンク上で同時に複数の周波数を用いることはない。ＧＰＲＳおよびＥＧＰＲＳを、複数のタイムスロットに加え、複数の周波数を同時に使用できるように拡張することはありうる。そのため、本発明は、ＧＰＲＳおよびＥＧＰＲＳを用いるＧＳＭに有利に適用可能である。
【００３３】
ＯＦＤＭはセルラネットワークの長期的な進化において重要な無線技術である可能性が高い。ＯＦＤＭにおいて、周波数スペクトルおよび時間に関する無線リソースは、所定数のＯＦＤＭサブキャリア（周波数）およびＯＦＤＭシンボル（時間）を含んだ”チャンク”に分割される。１つのチャンクはユーザにスケジュール可能な最小の無線伝送リソースであり、１つの論理データフローで同時に複数のチャンクを１つのユーザに送信することは、一般的になるものと期待されている。
【００３４】
将来のセルラネットワークにおいて、サービスカバー範囲およびハンドオーバのロバスト性を台無しにすることなく、ソフトハンドオーバやファストスイッチングのコストや複雑さを回避することが望まれるであろう。従って、本発明は、ＯＦＤＭチャンクがユーザ端末に割り当てられる無線伝送リソースであるＯＦＤＭベースの通信システムにおいて、有利に実施可能である。
【００３５】
符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）システムにおける大部分のチャネルはソフトハンドオーバを用いているので、本発明をＣＤＭＡベースのシステムでそれらのチャネルに対して実施することによる性能利得は制限される可能性が高い。しかし、ソフトハンドオーバを用いない、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)における高速ダウンリンク共用チャネル(HS-DSCH)のようなチャネルは、本発明のセル変更手順から利益を得ることができるであろう。この場合、あるユーザ端末に同時に割り当てられる複数の無線伝送リソースはチャネライゼーションコードである。
【００３６】
既に述べたように、本発明のセル変更手順は、基地局又は他の通信ネットワークノードとの通信のために同時割り当てされる複数の無線伝送リソースを有するユーザ端末に適用可能である。これら複数の無線伝送リソースは、ダウンリンクリソース、即ち基地局がユーザ端末へデータを送信するために用いるリソースであって良い。代替実施形態において、複数の無線伝送リソースは、ユーザ端末が基地局へデータを送信するために用いるアップリンクリソースである。ユーザ端末が利用可能な無線伝送リソースの一部がダウンリンクリソースでありうる一方で、残りの利用可能な無線リソースがアップリンクリソースということが、本発明によって見込まれるであろう。そのような場合、ユーザ端末は基地局とのアップリンク通信用に割り当てられたＮ1の無線伝送リソースと、その基地局とのダウンリンク通信に割り当てられたＮ2の無線伝送リソースを有する。ある実施形態においてはＮ1＝Ｎ2≧２であり、別の実施形態においてはＮ1≠Ｎ2かつＮ1，Ｎ2の少なくとも一方が２以上である。
【００３７】
ユーザ端末はさらに、別のセルに関連付けられた基地局との通信のために割り当てられた１つ以上の無線伝送リソースを有することが可能であることはいうまでもない。
【００３８】
本発明のセル変更方法は、上述したソフトハンドオーバとハードハンドオーバ（図１Ａ〜図１Ｃおよび図２Ａ〜図２Ｃを参照）との複合形と見なすことができ、従って本明細書では段階的ハンドオーバ(phased handover)という。この、本発明の段階的ハンドオーバは、マクロダイバーシチに関してソフトハンドオーバの利点を有するが、ソフトハンドオーバのコストや複雑さなしにマクロダイバーシチを提供する。つまり、ソフトハンドオーバが提供するのと同様の高いサービスカバー範囲とハンドオーバのロバスト性が、ハードハンドオーバと同様のコストおよび複雑さで得られることを意味する。
【００３９】
図３は本発明の実施形態に係るセル変更方法のフローチャートである。方法は、１つ以上の無線パラメータを測定する、必須でないステップＳ１から始まる。この無線パラメータ測定は、セル変更が必要であるか、開始すべきかどうかの決定の根拠として実行される。無線パラメータ測定は従来技術に従って実行することができる。これは、ユーザ端末と現在の（１つ以上の）在圏基地局および／又は（１つ以上の）隣接基地局との間の無線リンク品質を代表するリンク品質基準を得るため、無線品質測定をユーザ端末が実施しても良いことを意味する。このような状況において最も広く用いられるリンク品質基準は、単に受信された信号強度又は、搬送波対干渉（Ｃ／Ｉ）比（又は同類の指標）である。このような場合において、ユーザ端末は、信号強度又はＣ／Ｉを、現在の（１つ以上の）在圏基地局および／又は（１つ以上の）隣接基地局から受信される信号に基づいて推定する。
【００４０】
同様に、ステップＳ１の無線測定は、現在の在圏基地局および／又は複数の隣接基地局において、或いはユーザ端末での測定に加え、現在の在圏基地局および／又は複数の隣接基地局で行うこともできる。この測定は好ましくはユーザ端末および／又は他の複数の基地局から受信される信号に基づく。
【００４１】
本発明において、無線リンク品質基準以外の無線パラメータをステップＳ１で測定しても良い。この測定には、例えば現在のセルおよび／又は隣接セルにおけるセル負荷の測定又は予測を含む。
【００４２】
ステップＳ１における測定又は推定は、関連する装置（ユーザ端末および／又は基地局）により、連続的に行われても、予め定められた時間で周期的または間欠的に行われても、および／又はデータ測定要求に基づいて行われても良い。
【００４３】
上述した内容から、測定又は推定される特定の（１つ以上の）無線パラメータが、本発明の適用可能性に対して決定的なものでないこと、また、無線リンク品質およびセル負荷パラメータを含む、本美術分野で用いられる任意の無線パラメータを、ステップＳ１で利用可能であることは、当業者にとって自明であろう。同様に、これらのパラメータ測定を実行する（１つ以上の）装置もまた、本発明にとって決定的なものではない。しかし、セル変更を適切な時間に開始し、手順に関与すべき適切なセルを選択するという点について、効率的なセル変更手順が行えるようなやり方で、測定すべき無線パラメータを選択するとともに、それらの測定を装置で実行することが好ましい。いずれの場合も、これらの無線パラメータ測定値および推定値は、セル変更手順をステップＳ２で開始すべきか否かを判定するために用いられる。つまり、ステップＳ２において、測定された（１つ以上の）無線パラメータに少なくとも部分的に基づいて、ある移動ユーザ端末に対してセルを変更する必要があるかどうかが検出される。
【００４４】
無線パラメータ測定の実施に関する説明に対応して、セル変更をステップＳ２で開始すべきかどうかの決定を行う実際の装置は、本発明にとって決定的な事項ではない。つまり、セル変更の必要性についての決定は、ユーザ端末自体、現在の在圏基地局、隣接基地局、在圏／隣接基地局に接続された制御ネットワークノードにより、又はそれらの少なくとも２つ以上で共同して実施することができる。
【００４５】
ステップＳ２におけるセル変更の必要性検出は、例えば、ユーザ端末と在圏基地局との間の無線リンクを代表する推定信号強度を、品質閾値と比較することによって実現可能である。現在の信号強度が最小閾値よりも低い場合、セル変更の必要性が存在するであろう。同様に、ユーザ端末が隣接セルから受信する信号強度、又は隣接セルと現在の在圏セルとの信号強度差が閾値を超えた場合、セル変更を開始しうる。この、閾値に基づいたセル変更の必要性検出は、言うまでもなく、受信信号強度以外の測定された無線パラメータに適用可能である。
【００４６】
ステップＳ２において、セル変更の必要性がなかった場合、方法はステップＳ１に戻り、新たな品質測定が実行される。つまり、ステップＳ１およびＳ２で表されるループは、ユーザ端末に関与する継続中の通信セッションの間中実行されることが好ましい。ステップＳ２でセル変更の必要性が検出された場合、方法はＳ３へ進む。
【００４７】
ステップＳ３の第１の実施形態において、セル変更は順次、すなわちステップバイステップに、現在のセルにおける現在の基地局との通信のためにユーザ端末に割り当てられている複数の無線伝送リソースを、現在のセルとは異なる関連セルを有する少なくとも１つの基地局との通信のためにユーザ端末に割り当てられる無線伝送リソースと置換することによって実行される。つまり、ユーザ端末に同時に割り当てられている複数の無線伝送リソースは、一斉にではなく、順次変更される。これは、従来のソフトおよびハードハンドオーバ並びにファストスイッチングにおいて、全ての無線リソースがまとめて１つのステップで置換、複製又はハンドオーバされるのとは対照的である。一斉にではなく、複数の段階で新たな在圏基地局における無線伝送リソースへ切り替えることにより、ソフトハンドオーバおよびファストスイッチングのコストおよび複雑さなしにマクロダイバーシチを提供することができる。
【００４８】
所望量の複数の伝送リソースが順次置換されると、方法は終了する。
【００４９】
この順次的な置換ステップの代替実施形態において、移動ユーザ端末は、第１のセルに関連付けされた第１の基地局に割り当てられた少なくとも第１の無線伝送リソースと、第１のセルとは異なる、関連付けられた第２のセル内にある同じ第１の基地局か、第２のセルに関連付けられた第２の異なる基地局に同時に割り当てられた少なくとも第２の無線伝送リソースとを有する。従って、移動ユーザ端末は複数の同時割り当てされたリソースを有し、その少なくとも２つは異なるセルで割り当てられている。さらに、ユーザ端末又は第１の基地局が少なくとも第１の無線伝送リソースを用いて送信すべき生（ビット）データは、ユーザ端末又は第１／第２の基地局が少なくとも第２のリソースを用いて送信すべき生データとは異なる。従って、従来技術のソフトハンドオーバとは非常に対照的に、重複したデータが第１および第２のリソースを用いて同時に伝送されることはない。ソフトハンドオーバ中に重複リソース上で送信されるデータの処理を、２つの関連するセルにおいて、例えば異なるスクランブルコードを用いることにより異ならせても良いことは、当業者に周知な事項である。しかし、従来技術のソフトハンドオーバにおいて、重複リソース上で伝送される未処理の生データは常に同一である。
【００５０】
ステップＳ３において、少なくとも第１および第２の無線伝送リソースが、少なくとも１つの基地局との通信のためにユーザ端末に割り当てられた無線伝送リソースと順次置換される。この少なくとも１つの基地局は、第３の関連付けされたセルを有する第３の基地局であっても、第３の関連付けされたセルを有する第１又は第２の基地局であっても、関連付けされた第１又は第２のセルを有する第１又は第２の基地局であってもよい。
【００５１】
本発明の順次的なリソース置換は、ユーザ端末に割り当てられた複数の無線伝送リソースの数よりも多いステップを含みうることは、本発明によって予期される事項である。例えば、移動ユーザ端末が、第１のセル内の第１の基地局と通信するために同時に割り当てられた２つの無線伝送リソースを有する場合、第１のリソースは、第１の置換ステップにおいて、第２のセル内の第２の基地局との通信のためにユーザ端末に割り当てられたリソースと置換されてもよい。次のステップにおいて、第１の置換ステップで割り当てられたリソースは、例えば第２の基地局と関連付けられた第３のセル内の第２の基地局との通信のためにユーザ端末に割り当てられたリソースと置換される。そして第１のセルにおいて割り当てられた最後のリソースは、第３の置換ステップにおいて、ユーザ端末が第３のセルにおいて基地局との通信のために割り当てられた別のリソースを割り当てられ得る。
【００５２】
従って、本発明の段階的ハンドオーバは非常に柔軟性に富み、移動ユーザ端末が通信システム中を移動し、（一時的に）異なる複数の基地局と接続された状態になったり、（一時的に）異なる複数のセルに存在するような場合に対処可能である。
【００５３】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の実施形態に係るセル変更手順を用いる通信システム１の一部を示す図である。図４Ａにおいて、システム１は、２つの異なる無線カバー範囲又はセル２５，３５を有し、その中で、接続されたユーザ端末１０に通信サービスを提供する２つの基地局２０，３０とともに図示されている。この具体例において、移動ユーザ端末１０は第１の基地局２０が管理する第１のセル２５に存在している。ユーザ端末１０は、基地局２０へデータを送信するために利用可能な（あるいは、代替的な実装においては、基地局２０からデータを受信するために利用可能な）、非限定的な２つの同時割り当てされた並列無線伝送リソース２２，２４を有する。これら複数のリソース２２，２４の割り当ては通常、基地局２０又は、図で基地局コントローラ（ＢＳＣ）として表される、基地局２０に接続された制御ネットワークノード９０によって実行される。
【００５４】
移動ユーザ端末１０は第１の基地局２０から離れ始め、第２の基地局３０へ近づく。この移動の間、ユーザ端末１０および／又は基地局２０，３０は無線品質測定を行う。そして、ユーザ端末１０、基地局２０，３０の１つ、又はＢＳＣ９０は、これらの測定結果を、本発明に係るセル変更手順又は段階的ハンドオーバをいつ開始すべきかの決定に用いる。
【００５５】
段階的ハンドオーバが開始されると、図４Ｂに示すように、新たな無線伝送リソース３２が第２のセルにおいてユーザ端末１０に割り当てられることにより、無線伝送リソース２２，２４の１つの割り当てが取消される。つまり、この時点において、ユーザ端末１０は、第１のセル２５で割り当てられた１つの無線伝送リソース２４と、第２のセル３５で割り当てられた１つのリソース３２を有する。
【００５６】
段階的ハンドオーバの間、第１および第２のセル２５，３５において無線リソース２４，３２を用いる別のシナリオが考えられる。第１の可能性のある実装において、異なるセル２５，３５内において同一のユーザ端末１０に割り当てられたリソース２４，３２は、物理層に関連するデータの（アップリンク／ダウンリンク）伝送に用いることができる。例えば、同一のユーザ（生ビット）データを、異なるチャネルコーディングを用いて２つのリソース２４，３２上で送信しても良い。あるいは、ユーザデータを１つの無線伝送リソース３２を用いて送信し、もう一方のリソース２４は、例えば付加パリティビットの形式で、追加冗長度(extra redundancy)の送信に用いても良い。いずれの場合も、２つの無線リソース２４，３２上で送信されるデータは共通した情報に基づいており、物理レイヤ上の直接符号化ゲイン(direct coding gain)が実現される。「共通情報に基づく」という表現は、同一のデータが両方のリソース２４，３２上で、起こりうる遅延を持って伝送される場合、あるいは、一方のリソース３２を用いて送信される情報の少なくとも一部を含んだ複数のデータパケットが他方のリソース２４を用いて送信される場合を包含する。また、「オリジナル」データに対する冗長データは、本発明によれば、共通情報に基づくものと見なされる。
【００５７】
代替シナリオにおいて、無線伝送リソース２４，３２は第１および第２のセル２５，３５における、上位レイヤには関連するが、物理レイヤとは独立したデータの伝送に用いられる。そのような場合、データはデータリンクレイヤ、ネットワークレイヤ、トランスポートレイヤ、セッションレイヤ、プレゼンテーションレイヤおよび／又はアプリケーションレイヤに関連するものであって良い。例えば、ユーザ端末１０はリソース２４，３２を用いてウェブページのダウンロードを要求するかもしれない。そのような場合、同一ウェブページに属する複数のオブジェクトを、異なる無線伝送リソース２４，３２上で供給することができる。これは、上位層においてマクロダイバーシチゲインが存在するが、リンク性能における直接ゲインは存在しないことを意味する。
【００５８】
通信システム１において送信されるデータは、ユーザプレーンおよび制御プレーンに論理的に分割することができる。ユーザプレーンデータはユーザの観点から興味のある情報、すなわち、ユーザが転送したいデータである。制御プレーンデータはシステム内制御信号を搬送する。例えば、無線リソース管理信号である。制御プレーン信号の例は、移動ユーザ端末１０からネットワークへの、端末１０とその（１つ以上の）在圏基地局２０および近くにある他の隣接基地局３０との間の無線リンクの品質のレポートや、端末１０に別のセル３５へのハンドオーバを実行させるための、ネットワークから端末１０へのコマンドである。
【００５９】
ユーザプレーンと制御プレーンの取り扱いを異ならせても良い。例えば、第１および第２のセル２５，３５におけるユーザプレーンリソースは、ハンドオーバ中のユーザデータスループットを維持するため、物理レイヤに依存しないデータの伝送に用いても良い。一方、第１および第２のセル２５，３５における制御プレーンリソースは、シグナリングリンクのロバスト性を最大化するため、同一の制御プレーンシグナリングに直接関係する情報の送信に用いても良い。
【００６０】
図４Ａから図４Ｂの状況への遷移は、つまり、本発明のセル変更手順の順次的リソース置換における第１ステップを表している。第２ステップにおいて、第１のセル２５における残りのリソース２４の割り当てが取消され、新たな無線伝送リソース３４がユーザ端末１０に割り当てられる（図４Ｃ）。これら２つのリソース置換は２つの異なったステップであり、順次実行される。従って、互いに時間的に離れている。ここで、セル変更手順全体を通じて、ユーザ端末１０には同一合計数のリソース２２，２４；３２，３４が割り当てられることに留意されたい。このように、段階的ハンドオーバは、ハードハンドオーバ手順と似ており、ソフトハンドオーバが必要とするような、より多くの伝送やエアインタフェースリソースの要求に見舞われることがない。しかし、無線伝送リソースの順次的な置換によって、段階的ハンドオーバ中、割り当てられるリソースの合計数が増加しないにもかかわらず、依然としてマクロダイバーシチを得ることが可能である。
【００６１】
図４Ａ〜図４Ｃにおいて、移動ユーザ端末は第１のセル内の第１の基地局との通信から、第２の異なるセル内の第２の異なる基地局との通信へ移動する。しかし、本発明は、ある基地局によって管理される第１のセル又はセクタから、同じ基地局によって管理される第２のセル又はセクタへ移動ユーザ端末が移動する、いわゆるサイト内ハンドオーバにも適用可能である。このシナリオを図５Ａ〜図５Ｃに模式的に示す。
【００６２】
図５Ａは、複数の非限定的な例としての、３つの異なるセクタ又はセル２５，３５，４５に関連付けられ、かつそれらを受け持つ基地局２０を有するマルチキャリアセルラ通信システム１を示す。基地局２０は、受け持ちセルの第１のセル２５内に存在するユーザ端末と通信する際に用いるための無線伝送リソースの第１のセットと、第２のセル３５で用いるための無線伝送リソースの第２のセットと、第３のセル４５における通信のために割り当てられる無線伝送リソースの第３のセットを利用可能である。
【００６３】
図５Ａにおいて、移動ユーザ端末１０は基地局２０が受け持つ第１のセル２５に存在する。ユーザ端末１０は、基地局（２０）へのデータ送信（又は基地局からのデータ受信）のために割り当てられた、非限定的な、２つの無線伝送アップリンクリソース２２，２４（又は２つの無線伝送ダウンリンクリソース）を有している。移動端末１０は、基地局２０が管理する第２のセル３５へ向かって移動を開始する。この移動中のある特定の位置において、本発明に係るセル変更手順がユーザ端末１０、基地局２０又は何らかの他のネットワークノードによって開始される。
【００６４】
第１のセル２５でユーザ端末１０に割り当てられた２つのアップリンク（又はダウンリンク）リソース２２，２４は、２つ（又はそれより多いかも知れない）ステップにおいて、第２のセル３５におけるアップリンク（又はダウンリンク）素心のためにユーザ端末に割り当てられる２つのアップリンク（又はダウンリンク）リソース３２，３４と置換される。図５Ｂは、第１のセル２５でユーザ端末１０が割り当てられる複数の無線伝送リソースの１つが、第２のセル３５でユーザ端末１０が割り当てられる伝送リソース３２に置換されたシナリオを示している。同様に、次のステップにおいて、第１のセル２５の残りの無線伝送リソースが、第２のセル３５のリソース３４で置換される（図５Ｃ）。このサイト内セル変更手順においても、複数の無線伝送リソースの順次置換が段階的に実行され、ユーザ端末１０に割り当てられるリソースの合計数の変更なしに、第２のセル３５において割り当てられたリソース３２，３４によって、第１のセル２５において割り当てられたリソース２２，２４が置換される。
【００６５】
なお、本発明に係るセル変更手順においては、２つよりも多い閾値局およびセルが関与しうる。さらに、２つよりも多い（並列）無線伝送リソースを、別の（１つ以上の）セルにおいて割り当て可能な複数の無線リソースと置換しても良い。これらの状況について、図６Ａ〜図６Ｄを参照してより詳細に説明する。
【００６６】
図６Ａは、本発明のセル変更技術を用いるセルラ通信システム１の一部を模式的に示す図である。システム１は、それぞれ基地局２０，３０，４０によって受け持たれる３つのセル２５，３５，４５によって表されている。移動ユーザ端末１０は現在第１のセル２５に存在し、第１のセル２５の基地局２０との通信に関与している。つまり、移動ユーザ端末１０は、複数、この例においては３つの無線伝送リソース２２，２４，２６をこの通信を実施するために割り当てられている。
【００６７】
ユーザ端末１０は、現在の在圏基地局２０から離れ、２つのセル２５，３５，４５の全てが部分的に重なった無線カバー範囲へ移動を開始する。ある時点において、セル変更の必要性が検出され、本発明のセル変更手順が開始される。これら図６Ａ〜図６Ｄに示すように、割り当てられた無線リソースは順次、図示の例では３ステップで置換される。第１のステップ（図６Ａから図６Ｂへの遷移を参照）において、複数のリソースの１つ（２２）が、第２のセル３５でユーザ端末１０に割り当てられるリソース３２によって置換される。この時点で、ユーザ端末１０は第１の基地局２０および第２の基地局３０との通信が可能である。既に述べたように、その後、第１のセル２５の無線リソース２４，２６および第２のセル３５の無線リソース３２上で、関連データもしくは非関連データを送信しても良い。
【００６８】
次のステップにおいて、図６Ｂから図６Ｃに示されるように、第１のセル２５の別のリソース２４がリソース４２で置換される。しかしこの場合、リソース４２はユーザ端末１０が第３のセル４５の基地局４０と通信するために利用可能である。この時点で、移動端末１０は、３つのセル２５，３５，４５の各々で割り当てられた無線伝送リソース２６，３２，４２を有し、これら３つ全ての基地局２０，３０，４０と通信する。マクロダイバーシチの導入は、この場合には一層用途が多い。
【００６９】
ユーザ端末１０が、第１のセル２５から離れ続けると、セル２５で割り当てられた最後のリソース２６が、第２のセル３５で端末１０に割り当てられる第２の無線伝送リソース３４と置換される（図６Ｄ）。
【００７０】
こうして、セル変更手順の開始時点で元々ユーザ端末１０に割り当てられていた全ての無線伝送リソース２２，２４，２６の全てが、宛先セル３５，４５で使用するためのリソース３２，３４，４２で順次置換された。従って、図６Ｄから明らかなように、本発明のセル変更手順は、ユーザ端末１０が、異なる複数の基地局３０，４０によって割り当てられた無線伝送リソース３２，３４，４２を有する状況で終了しうる。移動ユーザ端末１０がさらに、例えば第３のセル４５へさらに移動を継続した場合、第２のセル３５で割り当てられた２つの無線伝送リソース３２，３４は同様に本発明に従って順次第３のセル４５における複数の無線リソースと置換されるであろう。
【００７１】
本発明のセル変更手順が、ユーザ端末が異なる複数のセルで割り当てられる複数の無線リソースを有する状況で終わりうるという上述の原理と同様、図８Ａ〜図８Ｄを参照して以下に説明するように、セル変更を、ユーザ端末が異なる複数の基地局に割り当てられた複数のリソースを有する状況から開始することができる。
【００７２】
本発明のセル変更手順の前例においては、１つの無線伝送リソースが順次置換されていた。しかしながら、本発明はそのような方法に限定されない。これは、本発明の複数ステップ（段階的）リソース置換の少なくとも１つのステップにおいて、少なくとも２つのリソースを別の複数のリソースで置換しても良いことを意味する。これを図７Ａ〜図７Ｄに模式的に示す。
【００７３】
図７Ａは、セルラ通信システム１の２つのセル２５，３５および基地局２０，３０を示している。移動ユーザ端末１０は第１のセル２５に存在し、セル２５の基地局２０と通信するために、この例では４つの無線リソース２２，２４，２６，２８を割り当てられている。ユーザ端末１０は現在の在圏基地局２０から離れ、第２の基地局３０の無線カバー範囲３５へ移動する。本発明のセル変更手順の順次的リソース置換の第１のステップにおいて、元々割り当てられているリソース２２，２４，２６，２８のうち、複数（２つ）のリソース２２，２４の組が、第２の基地局３０によって移動ユーザ端末１０に割り当てられる複数のリソース３２，３４で置換される（図７Ｂ参照）。従って、セル変更手順のこの時点においてユーザ端末１０は、古い基地局２０と通信するために割り当てられた２つのリソース２６，２８と、新しい基地局３０と通信するために割り当てられた２つのリソース３２，３４とを有する。
【００７４】
残った２つのリソース２６，２８の順次的な置換は、例えば、以下のような２ステップで実行される。まず最初の置換により、セル２５におけるリソース２６を宛先セル３５におけるリソース３６と置換する（図７Ｃ参照）。図７Ｄにおいて、最後のリソース３８が、第２のセル３５における新たなリソース３８で置換される。しかしながら、この最後の２つの無線伝送リソース２６，２８を一組として、リソース２２，２４と同様に１ステップで置換しても良いことは、当業者にとって明らかである。現在の状況に依存した最適な方法で本発明のセル変更手順を実行するため、複数のリソースが順次置換されるという特定の方法は、少なくとも部分的に、以下に説明する異なる置換条件に基づくことができる。
【００７５】
図８Ａは、セルラ通信システム１の３つのセル２５，３５，４５および基地局２０，３０，４０を示す。移動ユーザ端末１０は、第１のセル２５と第２のセル３５の重複領域に存在し、この例では、第１のセル２５の基地局２０と通信するための第１の無線伝送リソース２４と、第２のセル３５の基地局３０との通信のための第２のリソース３２が割り当てられている。図８Ａに示す状況は、先に実行された本発明に係る段階的ハンドオーバ手順に引き続いて起こりうる。
【００７６】
従来技術のソフトハンドオーバとは対照的に、図８Ａに示す本発明の特定の実施形態において、第１のリソース２４で送信される生データは第２のリソース３２で送信される生データと異なる。従って、第１の基地局２０（又はユーザ端末１０）により、スクランブルや変調等がなされ、第１のリソース２４で送信されるべきビットストリームは、第２の基地局３０（又はユーザ端末１０）によりスクランブルや変調等がなされ、第２のリソース３２で送信されるべきビットストリームと異なる。従って、本実施形態において、２つのリソース上で重複した生データは通常送信されない。しかし、例えば、ユーザ端末が（場合により異なる複数のセルにおけるリソースに加えて）同一の第１のセルにおいて少なくとも２つのリソースを同時に割り当てられている場合、この第１のセルにおけるこれら少なくとも２つのリソースを用いて、重複した情報を送信しても良い。さらに、本発明において、時には２つのリソース２４，３２上で重複した情報が実際に送信されても良いが、これは通常限られた期間内で、かつ時折生じるものである。
【００７７】
図８Ｂにおいて、ユーザ端末は第３のセル４５で通信サービスを提供する第３の基地局４０へ向けて移動している。従って、順次的リソース置換の第１のステップにおいて、第２のセル３５において割り当てられたリソースが、第３のセル４５でユーザ端末１０に割り当てられたリソース４２によって置換される。しかしその後、移動ユーザ端末１０は、図８Ｃに示すように、逆に第３の基地局４０から離れて移動する。これは、第２の置換ステップにおいて、図８Ｃでユーザ端末１０に割り当てられているリソースが、第２のセル３５において第２の基地局３０と通信するためのリソース３２で置換されることを意味する。ここで、これら２つのステップにおいて、第１の基地局２０との通信のために割り当てられているリソースが影響受けない点に留意されたい。図８Ｄにおいて、ユーザ端末１０は第２の基地局３０へ向かう移動を継続し、第１のセル２５で割り当てられたリソースは、第３のステップにおいて、第２のセル３５における通信のために割り当てられた第２のリソース３４によって置換される。
【００７８】
これらの検討から明確に理解されるように、本発明の順次的なリソース置換は、異なる複数のセル間におけるユーザ端末の特有な移動に応じて、元々ユーザ端末に割り当てられたリソースの数より多い、少ない、又等しい数の置換ステップを含むことができる。
【００７９】
これは、図４Ａ〜図８Ｄおよび上で説明した本発明のセル変更が、手順を開始する基地局および通信セル、実際のセル変更に関わる基地局および通信セル、並びにユーザ端末が最終的に到達する基地局および通信セルに関し、非常に柔軟性が高いことを意味する。さらに、順次的な置換の間、複数のリソースがどのように管理されるかについて大きな柔軟性があるということは、各ステップで置換されるリソースの数および、どの基地局がこの置換に関与するかを、マクロダイバーシチ、サービスカバー範囲、ロバスト性、等における有利な効果を実現するために、特有の状況に適合させうることを暗示する。
【００８０】
好適かつ非限定的な本発明の実施形態において、元々割り当てられた複数のリソースを順次置換する複数のリソースは、好ましくは同一形式のリソースである。従って、例えば４つのダウンリンクリソースがユーザ端末に割り当てられた状況からセル変更手順が開始したとすると、セル変更が完了した時点で、ユーザ端末は依然として４つのダウンリンクリソースを有するが、それらは少なくとも１つの別のセルにおける通信のために割り当てられたものである。
【００８１】
ユーザ端末が現在の在圏セルにおいて、２つのアップリンクリソースおよび２つのダウンリンクリソースをドジに割り当てられている場合、２つのリソース形式はまとめて、あるいは別個に処理することができる。例えば、本発明に係る順次的リソース置換において、これら複数のダウンリンクリソースは、少なくとも１つの別のセルにおいて端末に割り当てられた２つのダウンリンクリソースと個別に置換することができる。同様にして、複数のアップリンクリソースの個別の順次置換を、ダウンリンクリソース置換と並行して、あるいはダウンリンクリソース置換のある期間前もしくは後に実行することができる。全てのリソースが一括して管理される場合、第１のステップにおいて１つ又は複数のダウンリンク（アップリンク）リソースを置換することができ、第２の順次的ステップにおいて１つ又は複数のアップリンク（ダウンリンク）リソースが置換される。
【００８２】
図９は、図３の、順次的リソース置換ステップＳ３の実施形態を示すフローチャートである。このフローチャートは基本的に、本発明の順次的置換を実行するアルゴリズムを示している。方法は図３のステップＳ２から継続する。次のステップＳ１０において、リソースカウンタ(TOTAL)が、セル変更手順によって置換するリソースの総数(N)にセットされる。同様に、置換されたリソースの総数を表す置換済カウンタ(REPLACED)が、まだ置換されたリソースがないのでゼロにセットされる。実行された順次的リソース置換ステップの総数を表すステップカウンタ(k)が、ゼロにセットされる。
【００８３】
次のステップＳ１１において、Ｍ0の無線伝送リソースが、少なくとも１つの外部又は別のセルでユーザ端末に割り当てられたリソースで置換される。この、置換されるリソースの数Ｍ0は、１以上であるが、割り当てられたリソースの総数よりも少ない。即ち、１≦Ｍ0＜Ｎである。これらＭ0のリソースは、ある１つの外部セルで利用可能なＭ0のリソースか、異なる複数の外部セルで利用可能なＭ0のリソースと置換することができる。
【００８４】
次のステップＳ１２で、複数ステップのリソース置換における第１のステップが完了したことを示すため、ステップカウンタｋを１増やす。置換済カウンタREPLACEDも同様に、このステップで置換されたリソースの数Ｍ0だけ増やされる。次のステップＳ１３では、ステップカウンタｋが１より大きいか、すなわち、少なくとも２つのリソース置換ステップが実施されたかを調べる。もし条件を満たしていなければ、方法はステップＳ１１へ戻り、こんどはＭ1の無線リソースが置換される。１つ又は複数であるＭ1の無線リソースは、最初のＭ0のリソースを置換するリソースと同様に、同一の、又は異なるセルにおける１つ又は複数の無線伝送リソースで置換することができる。ステップＳ１２では、ステップカウンタｋを２に増やし、REPLACEDカウンタをＭ0＋Ｍ1にセットする。
【００８５】
この場合、ステップＳ１３における条件は、カウンタｋが１より大きい２になったことにより満たされる。そのため、方法はステップＳ１４へ進み、置換済カウンタがユーザ端末用のリソースの総数に等しいかどうか、すなわち、REPLACED=TOTALかどうかを調べる。もしそうであれば、ユーザ端末の過去の無線伝送リソースは全て置換されており、セル変更は完了する。置換済リソースの数が、ユーザ端末に元々割り当てられていたリソースの総数に達していなければ、方法はステップＳ１１へ戻って新たなリソース置換ステップが実行される。
【００８６】
ステップｋにおいて置換するリソースの数Ｍkを決定する方法は、好ましくは例えば複数の置換条件に基づいて予め定める。元々割り当てられたリソースの総数より多くのリソースが置換されないよう、即ち、REPLACED=Σk ＭkがTOTALを超えないよう、閾値チェックを含めることもできる。しかしながら、ユーザ端末に元々割り当てられたリソースの数よりも多くの置換ステップを段階的ハンドオーバで実行するようにすることが可能であることに留意されたい。これは、ユーザ端末が、リソースの置換が必要となるような、複数の異なるセル間を行き来する移動をしうるからである。
【００８７】
図１０は、図３に示したセル変更方法の付加ステップを示すフローチャートである。方法は図３のステップＳ２から継続する。次のステップＳ２０で、少なくとも１つの置換条件が規定される。この置換条件は、セル変更手順を開始する装置（ユーザ端末、基地局又は制御ノード）や、実際にセル変更手順をどのように実行するかの決定手順を管理するか、決定手順に関与する、一般には制御ノードである何らかの別装置によって用いられる。上述したように、本発明のセル変更は、各ステップでどの（１つ以上の）リソースを置換するべきか、そのような置換をいつ実施すべきか、および、どの新しい（１つ以上の）リソースをユーザ端末に割り当てるべきか、の決定における柔軟性を提供する。
【００８８】
そのような、本発明に従って規定および利用されうる置換条件の例は、セル変更関連タイマの値である。このタイマはユーザ端末、関連する複数の基地局の１つ、又は制御ネットワークノードに配置することができる。例えば、リソース置換の各ステップを、セル変更の必要性が検出された後、所定期間経過後に実行するようにすることができる。あるいは、セル変更手順における２つの置換ステップ間の最小／最大時間を用いることもできる。従って、タイマはセル変更サブステップのタイミングを調整するために利用可能である。
【００８９】
別の例において、移動ユーザ端末と元の基地局との間の通信リンクについての無線品質を代表する品質パラメータを用いても良い。例えば、無線リンク品質が急速に悪化する場合、無線リンク品質がより緩やかに悪化する場合よりも多くのリソースを第１の置換ステップで置換することに利点がありうる。先の場合、古いリソースは、急速な品質低下により、ユーザ端末での利用価値が低くなりうるため、少なくとも１つの宛先セルにおいて新たなリソースを速く割り当てる必要がある。最大のスループットを与えるためには、その後、第１のステップにおいてただ１つのリソースを置換するよりも、複数のリソースのサブセットを置換した方が一般には有利であろう。
【００９０】
同様に、移動無線端末が向かっている少なくとも１つの宛先セルにおける無線品質を代表する無線品質基準は、置換条件として有用でありうる。品質、例えば受信信号強度が非常にゆっくりと増加する場合、例えば（適用可能であれば）２つよりも多い置換ステップを用いる、および／又は２つの置換ステップの実行間隔を増加させることにより、セル変更手順を延長することが有利であり得る。
【００９１】
ユーザ端末に設けられ、現在の在圏基地局へ宛てられるデータを有する送信バッファのバッファレベルもまた、本発明による置換条件として利用可能である。セル変更の開始直前に、ユーザ端末が基地局へ送信する多くのデータを有する場合、ユーザ端末がそのデータのバッファを空にし終わるまで、可能な限り多くのアップリンク伝送リソースを基地局に割り当てられた状態に保つことが一般には有利であろう。これは、第１のステップ又は最初の２，３のステップにおいては、複数のリソースを置換せずに、１つのアップリンクリソースを置換するようにしてもよいことを意味する。
【００９２】
同様にして、現在の在圏基地局におけるバッファレベルを、セル変更動作に関連させても良い。例えば、基地局が送信バッファに大量データを有し、そのデータがユーザ端末宛である場合、そのデータがユーザ端末へ通信されるまで、この基地局へのリソースをできるだけ多く保持するような方法により、ダウンリンクリソースを複数のステップで置換するようにすることができる。これは、最初の数ステップでは通常１つのリソースのみを置換し、その後、残りのリソースを１ステップで置換しうることを意味する。
【００９３】
宛先基地局および／又は新旧の基地局に接続される制御ネットワークノードにおけるバッファレベルもまた、セル変更手順の実行に関与させることができる。
【００９４】
従って、これら置換条件の少なくとも１つが、セル変更をいつどのように実行すべきかの決定に際して好ましく用いられる。この決定は、ユーザ端末、関連する複数の基地局の１つ又は、制御ネットワークノードによって行うことができる。後者の場合、制御ノードはセル変更に関与するメンバ(party)に、規定された置換条件又は、どのようにセル変更を実行するかを通知しても良い。
【００９５】
どのようにセル変更を実行するかを規定する、既定方法が存在していても良いであろう。セル変更、すなわち、いくつの置換ステップとするか、各ステップでいくつのアップリンクリソースを置換するか、各ステップでいくつのダウンリンクリソースを置換するか、置換ステップをいつ実行するか、等は、この既定方法に従って実行することができる。この既定方法と異なる方法が好ましいのであれば、例えば制御ノード又はセル変更を開始させる装置により、セル変更をどのように行うかを指定する情報を含んだ制御メッセージを生成することが好ましい。規定された置換条件は、好ましくはそのような制御メッセージの生成に用いられる。
【００９６】
別の実装において、全ての装置は予め定められた複数の異なったセル変更方法を入手可能であり、あるセル変更において用いるべき特定の方法は、少なくとも１つの置換条件に基づいて決定される。
【００９７】
従って、本発明はセル変更手順を現在の状況に適合させるいくつかの可能性を提供し、その結果、非常に柔軟で多用性のあるハンドオーバを提供する。そして、方法はステップＳ３へ継続し、選択された方法又は規定された置換条件に基づいて順次置換される。
【００９８】
図１１は、本発明に係るセル変更制御方法のフローチャートである。この制御方法は、第１のセルに存在し、第１のセルに関連付けられた第１の基地局との通信のために複数の無線伝送リソースを同時に割り当てられた移動ユーザ端末を有するセルラ無線通信システムに適用可能である。第１の操作ステップＳ３０において、セル変更の必要性が検出される。このステップは基本的に図３におけるステップＳ２に対応しているため、これ以上の説明は行わない。次のステップＳ３１において、セル変更制御メッセージが生成される。この制御メッセージは、少なくとも１つの基地局との通信のために移動端末に割り当てられている無線伝送リソースで、複数の無線リソースを順次置換するように命令する。この、生成された制御メッセージは関連するメンバ、例えばユーザ端末、第１の基地局および（１つ以上の）新たな在圏基地局に配信される。この制御方法は、ユーザ端末、通信中の複数の基地局の１つ、又は例えばＢＳＣ又は無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）である制御ネットワークノードのいずれかが備えるアプリケーションによって実行することができる。そして、方法は終了する。
【００９９】
メンバが制御メッセージを受信すると、無線伝送リソースを順次置換することにより、即ち、図３のステップＳ３に従って、セル変更が実行される。
【０１００】
上述の通り、本発明の段階的ハンドオーバに先立って、基地局および制御ネットワークノードのようなネットワークノードと、関与する移動ユーザ端末との間におけるシグナリングおよび情報交換が行われる。このデータシグナリングは、通信システム中で実行された品質測定に関するデータおよび結果を含む。このデータおよび結果は、図１１のステップＳ３０において段階的ハンドオーバを開始すべきか否かの決定の根拠として用いられる。さらに、シグナリングは通常段階的ハンドオーバ中に存在し、段階的ハンドオーバの実行における変化を関連する装置に知らせるために用いられる。
【０１０１】
例えば、段階的ハンドオーバ手順は、開始されると、様々なやりかたで進みうる。第１の実施形態において、論理データフローに割り当てられた無線伝送リソースのあるサブセットを含んだ、段階的ハンドオーバの各「レグ」は、個別に評価およびシグナリングされてよい。アップリンクおよびダウンリンクリソースは、個別に、あるいは一緒に処理することができる。これはさらなるシグナリングを必要とするが、一般的な無線環境において現在進行中のサービスについて、各レグを最適な時間に実行することができるであろうから、最大限の柔軟性が提供される。代替実施形態においては、シグナリングは段階的ハンドオーバが開始された際にのみ生じ、その後、各レグは最初のシグナリングフェーズで通信されたリソース置換条件、又は規格に従って予め定められたリソース置換条件に従って実行されるであろう。
【０１０２】
従って、図１１のステップＳ３２におけるコマンドメッセージの初期配布に続いて、程度の差はあれ多くのシグナリングが行われうる。
【０１０３】
本発明は、セル変更又はハンドオーバ手順を改良するための他の技術と共に有利に適用可能である。そのような技術の一例として、PCT/SE2005/000365に開示され、セルミューティングと呼ばれる、ハンドオーバのロバスト性を向上させる技術がある。セルミューティングは、ハンドオーバシグナリングに関わるユーザ端末の無線環境を一時的に拡張することにより、ハンドオーバのロバスト性を向上させる。これは、全てのハンドオーバにおいて、又はある特定の条件が見なされた場合のみ（例えば、最初のハンドオーバコマンドがユーザに届かなかった場合）、又は何らかの条件に従って、ユーザが十分ひどい無線環境にあると見なされる場合において、シグナリング処理の一部又は全部の間、１つ以上の主要な干渉セルをミューティングすることで実現される。
【０１０４】
上述したように、移動ユーザ端末は、ネットワークから受信する隣接セルリストに従い、隣接する複数の基地局が用いる周波数上で定期的に受信信号強度を測定する。ＧＳＭシステムの場合、移動ユーザ端末はさらに、アイドルタイムスロットの間、基地局識別コード(BSIC)をデコードして隣接基地局を特定しようとする。正しくデコードされたＢＳＩＣは、受信信号強度の測定結果とともに、測定結果をハンドオーバ決定に用いるために必要である。測定結果はネットワークに受信されるとフィルタリングされ、ネットワークノード、通常はＢＳＣにおいてハンドオーバ条件が評価される。このようなハンドオーバ条件は、過去のチャネル管理動作によって引き起こされた他の信号強度又はタイミングペナルティのみならず、ピンポンハンドオーバを最小化するため、信号強度ヒステリシス値を含みうる。
【０１０５】
隣接セル測定、特定、報告、フィルタリングおよびハンドオーバ条件評価の処理は、ハンドオーバコマンドが送信可能になる前に実行される。それは、不規則なセル計画において、高速に移動するユーザおよび不均一な無線環境により、しばしば行われる。これらの理由から、移動ユーザ端末が既に目的の基地局の名目上の(nominal)カバー範囲に存在し、その間ずっと在圏基地局から離れ続けている場合、ハンドオーバコマンドは頻繁に移動ユーザ端末に送信される。呼が切断されないようにするために、無線リソースの厳しい再利用とともに、ハンドオーバ処理は貧弱な無線環境においても明らかに実行可能でなければならない
【０１０６】
例えば、移動ユーザ端末が体験する無線環境は、ダウンリンクについては第１のセルにおける第１の在圏基地局から送信される搬送波と、周囲のいくつかの基地局（第２のセルにおける目標基地局を含む）から生じる干渉を用いて説明することができる搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）によって特徴付けることができる。
【０１０７】
上述の論法に従い、ハンドオーバコマンドは、移動ユーザ端末が既に第２のセルに存在している際に移動ユーザ端末へ良く送信される。この時点において、第２のセルにおける基地局は、ダウンリンク干渉の支配的な発生源である可能性が高い。セルミューティングの一実施形態において、適切な周波数（周波数ホッピングの場合は複数の周波数）上の、第２のセルにおける基地局からのタイムスロットにおける送信は、第１のセルから移動ユーザ端末へハンドオーバコマンドが送信された時点で単純にミュートされ、それにより、Ｃ／Ｉおよび、ハンドオーバコマンドが正しく受信される可能性を高める。代替実施形態において、いくつかの干渉基地局からのしかるべき送信を、同様の方法でミュートすることもできる。
【０１０８】
ミュートされるセル内のユーザについての失われたバースト又はフレームに関し、またミューティングを実行する際の制御シグナリングに関し、一時的なミューティング伝送に伴うコストが存在するため、所定の条件が満たされた場合のみ送信をミュートするのが、より魅力的な実施形態であろう。在圏セルへの無線リンクについての測定レポート、例えば受信信号強度（ＧＳＭでのRXLEV）および／又は受信品質（ＧＳＭではRXQUALで表されるビットエラーレート）の測定結果のレポートを考慮し、在圏基地局へのリンク品質が、何らかの予め定められた閾値を下回る場合のみ干渉ミューティングを実行するようにすることが１つの可能性として考えられる。別の可能性としては、最初のハンドオーバ試行が失敗した場合のみミューティングを実行することが考えられる。在圏基地局から離れ続けることにより、その後の試行はさらに厳しい無線状況において起こる可能性が高いため、ミューティングはより魅力的なオプションとなる。セルミューティングを開始させるこれらの条件を組み合わせることももちろん可能である。移動ユーザ端末の位置および／又は速度についての知見を利用することは、そのような代替方法の１つであろう。
【０１０９】
本発明を補うものとしてこのセルミューティング方法を適用すれば、より多くのハンドオーバをより速く成功させることができ、干渉の削減と呼の切断の削減が実現される。さらに、例えばＧＳＭにおいては、ハンドオーバシグナリングが送信される度に複数のフレームが流用されうるので、セルミューティングによりロバスト性が改善されたハンドオーバは、そのようなネットワークにおけるフレーム損失総数を削減する可能性が高い。周波数ホッピング又は類似技術を用いる多くの場合、失われたバーストはチャネルコーディングを用いて管理可能であり、従って品質について全く悪影響を与えない。なお、セルミューティングは、ネットワーク内にさらなる干渉を拡げることなくハンドオーバ手順のロバスト性を向上させるという点で本発明と一致する。
【０１１０】
図１２は、本発明に係るセル変更マネージャ１００の模式的なブロック図である。このマネージャ１００は、通常、外部装置と通信するための入力および出力（Ｉ／Ｏ）部１１０を備える。このＩ／Ｏ部１１０は、本発明に係るセル変更を開始するかどうかの決定に用いる、品質に関する測定結果を受信するように構成することができる。これらの測定は来るべきセル変更に関与する様々な装置および、通信システム内の他の装置によって実行することができる。
【０１１１】
代替実施形態において、特にはセル変更マネージャ１００が通信中の基地局又は移動ユーザ端末に実装される場合、現在の無線状況を解析するため、無線リンク解析器１２０をマネージャ１００に設けることができる。ある特定の実施形態において、この解析器１２０は、おそらくはＩ／Ｏ部１１０を用いて、受信信号強度を推定し、受信信号強度に基づいてリンク品質基準又はリンク品質推定値を生成する。無線リンク解析器１２０により、品質に関する他のパラメータを解析し、提供してもよい。
【０１１２】
セル変更検出器１３０は、ユーザ端末に関するセル変更の必要性を検出するためにセル変更マネージャ１００に設けられる。この検出器１３０は、検出実行時に、好ましくはＩ／Ｏ部１１０および／又は無線リンク解析器１２０からの入力情報を用いる。これは、検出が無線品質パラメータ、例えば受信信号強度および／又は推定されたセル負荷に基づくことを意味する。セル変更の必要性が検出された場合、検出器１３０はセル変更マネージャ１００の無線リソース置換器１４０に、セル変更の開始を指示する信号を送る。
【０１１３】
リソース置換器１４０は第１のセルの第１の基地局との通信のために移動ユーザ端末に同時に割り当てられている複数の通信リソースを、第１のセルとは異なる関連セルを有する少なくとも１つの基地局との通信のために移動ユーザ端末に割り当てられる無線伝送リソースで順次置換するために、セル変更マネージャ１００に設けられる。
【０１１４】
代替実施形態において、リソース置換器１４０は、それぞれ第１および第２のセルにおける通信を行うためにユーザ端末に同時に割り当てられている少なくとも第１および第２の無線伝送リソースを順次置換するように構成される。さらに、少なくとも第１のリソースで送信される生データは、少なくとも第２のリソース上で送信される生データと異なる。そして、置換器１４０は、順次、即ち少なくとも２つのステップにおいて、少なくとも第１および第２のリソースを、少なくとも１つの基地局との通信のためにユーザ端末に割り当てられる無線伝送リソースと置換する。
【０１１５】
これは、置換器１４０が複数の通信リソースを少なくとも２つのステップで置換することを意味する。なお、置換器１４０は複数のアップリンクリソース、複数のダウンリンクリソース又は複数のアップリンクおよびダウンリンクリソースを置換可能であることに留意されたい。このセル変更に関わる少なくとも１つの新たな在圏セルは、サイト内ハンドオーバの場合には第１の（古い）在圏基地局と同一の基地局でありうる。また、いわゆるサイト間ハンドオーバの場合には、１つ又は複数の別の基地局であり得る。
【０１１６】
リソース置換器１４０は、この順次的なリソース置換を、i) 順次的な置換がいくつのステップを含むべきか、ii) 個々のステップにおいて、いくつのリソースを置換するべきか、iii) 個々のステップにおいて、どのリソースを置換するべきか、およびiv) それらステップをいつ実行すべきか、の少なくとも１つを指定する、既定の置換方法に従って実行することができる。この既定方法は通常、大半のセル変更手順に適用可能かつ好適であり、例えばセル変更マネージャ１００が過去に実施した複数の異なるセル変更からの情報に基づく平均的な方法として決定してもよいし、規格に従って定められた方法であってもよい。セル変更マネージャ１００は、外部装置から提供されても良い、この既定方法の情報や付随情報を記憶するための、方法メモリ１５０を有していても良い。
【０１１７】
代替実施形態において、無線リソース置換器１４０は、例えば方法メモリ又はライブラリ１５０に用意された複数の異なる予め定められた置換方法を入手可能である。そして、置換器１４０は、入力情報に基づいて、現在のセル変更手順に対して使用するために最適な置換方法を選択する。この入力情報は、i) セル変更関連タイマの値、ii) ユーザ端末と古い在圏セルとの間の通信リンクについての無線品質を代表する品質パラメータ、iii) 宛先セルの潜在的な候補における無線品質を代表する品質パラメータ、iv) ユーザ端末、古い在圏基地局、新しい在圏基地局の候補、又は制御ネットワークノードに設けられた送信バッファのバッファレベル、又はv) 上述のi)〜iv)の１つ以上、の少なくとも１つを含みうる。
【０１１８】
どの置換方法を用いるべきかについての情報も、外部ノード、例えば制御ネットワークノードから受信したものであって良い。
【０１１９】
言うまでもなく、セル変更マネージャ１００は、予め定められた置換方法が利用可能でなくても、どのようなセル変更を実行すべきかについて他の関連する外部メンバとネゴシエーションしたり、制御ネットワークノードから好適なセル変更手順についての情報を受信したりすることにより、動作することができる。
【０１２０】
セル変更マネージャ１００における各部１１０〜１４０はソフトウェア、ハードウェアまたはそれらの組み合わせとして提供されうる。１１０〜１５０の各部は、ユーザ端末、基地局、制御ノード又は他のネットワークノードにまとめて実装されうる。それら各部を複数の異なるネットワークノードに分散して実装させることも可能である。
【０１２１】
図１３は、本発明に係るセル変更コントローラ２００の模式的なブロック図である。このコントローラ２００は通常、外部装置と通信するためのＩ／Ｏ部２１０を備える。このＩ／Ｏ部２１０は、特に、本発明に係る複数の無線伝送リソースの順次的な置換を命令する、制御メッセージを送信するように構成されている。このセル変更コントローラ２００はさらに、無線リンク解析器２２０（オプション）、変更検出器２３０および方法ライブラリ２５０（オプション）を備える。これら２２０，２３０および２５０の各部の動作および機能は、図１２に開示し、上述したセル変更マネージャで対応する構成と同様である。
【０１２２】
コントローラ２００はまた、制御メッセージエンジン２４０を備える。このメッセージエンジン２４０は好ましくは、メッセージエンジン２４０に制御メッセージを提供もしくは生成させる、変更検出器２３０からのセル変更検出信号に応答する。この制御メッセージは、メッセージの宛先受信機に、第１のセルの第１の基地局と通信するために移動ユーザ端末に同時に割り当てられている複数の無線伝送リソースを、少なくとも第１のセルと異なる関連セルを有する少なくとも１つの基地局と通信するためにそのユーザ端末に割り当てられる複数の無線伝送リソースで順次置換するように命令する。
【０１２３】
別の実装において、この制御メッセージはメッセージの宛先受信機に、少なくとも２つの異なるセルでの通信のために移動ユーザ端末に同時割り当てされている複数の無線伝送リソースを、少なくとも１つの基地局と通信するためにそのユーザ端末に割り当てられる複数の無線伝送リソースと順次置換するように命令する。
【０１２４】
メッセージエンジン２４０は、方法ライブラリ２５０から入手可能な複数の予め定められた置換方法の情報を、制御メッセージの生成処理に用いることができる。
【０１２５】
そして、制御メッセージはＩ／Ｏ部２１０に与えられ、Ｉ／Ｏ部２１０はメッセージをユーザ端末、現在の在圏基地局、少なくとも１つの潜在的な新たな在圏基地局、および／又はセル変更手順に関わる他のノードへ転送する。
【０１２６】
セル変更コントローラ２００の２１０〜２４０の各部は、ソフトウェア、ハードウェアまたはそれらの組み合わせとして提供されうる。２１０〜２５０の各部は、ユーザ端末、基地局、制御ノード又は他のネットワークノードにまとめて実装されうる。それら各部を複数の異なるネットワークノードに分散して実装させることも可能である。
【０１２７】
本技術分野に属する当業者は、本発明に対し、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲を超えることなく様々な修正および変更を行いうることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１Ａ】、
【図１Ｂ】、
【図１Ｃ】従来のハードハンドオーバ手順を示す図である。
【図２Ａ】、
【図２Ｂ】、
【図２Ｃ】従来のソフトハンドオーバ手順を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るセル変更方法を示すフローチャートである。
【図４Ａ】、
【図４Ｂ】、
【図４Ｃ】本発明の実施形態に係るセルラ無線通信システムで実行されるセル変更手順を示す図である。
【図５Ａ】、
【図５Ｂ】、
【図５Ｃ】本発明の別の実施形態に係るセルラ無線通信システムで実行されるセル変更手順を示す図である。
【図６Ａ】、
【図６Ｂ】、
【図６Ｃ】、
【図６Ｄ】本発明のさらに別の実施形態に係るセルラ無線通信システムで実行されるセル変更手順を示す図である。
【図７Ａ】、
【図７Ｂ】、
【図７Ｃ】、
【図７Ｄ】本発明のさらに別の実施形態に係るセルラ無線通信システムで実行されるセル変更手順を示す図である。
【図８Ａ】、
【図８Ｂ】、
【図８Ｃ】、
【図８Ｄ】本発明のさらに別の実施形態に係るセルラ無線通信システムで実行されるセル変更手順を示す図である。
【図９】図３の順次置換ステップを、本発明の実施形態に従ってより詳細に示すフローチャートである。
【図１０】図３のセル変更方法における追加ステップを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態に係るセル変更制御方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態に係るセル変更マネージャの模式的なブロック図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るセル変更コントローラの模式的なブロック図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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