JP2009194898A - ライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステム及び基地局システム - Google Patents

Abstract

【課題】モバイルシステムの機能に応じてライセンス帯域及び共有帯域を割り当て、共有帯域を効率的に活用することができるモバイルシステム及び基地局システムを提供する。
【解決手段】ライセンス帯域（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の通信サービスと共有帯域（ｓｈａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の通信サービスを支援するモバイルシステムであって、ライセンス帯域と共有帯域のうちの少なくとも１つの帯域を用いてデータの送受信を初期化する初期化部と、前記少なくとも１つの帯域を経由して前記データの送受信のための帯域をセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ）するセンシング部と、前記センシングされた帯域を経由してデータを送受信する送受信部とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モバイルシステム及び基地局システムに関し、特に、ライセンス帯域（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）及び共有帯域（ｓｈａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を効果的に用いるためのモバイルシステム及び基地局システムに関する。

現在、通信サービスは、音声を主とするサービスが基本となっており、したがって、無線データサービスの利用に対しては、音声サービスだけの利用と比較して有効な事業業績を期待し難い現実にある。現在のデータサービス料金体系は、ユーザが負担を感じる水準であり、移動中のデータサービス使用量も多い方ではない。また、このようなデータサービスは、高いデータ転送速度を要求するサービスであるほど広帯域を必要とする。

未来の通信環境では、今よりも遥かに高い送信速度サービスが可能とならなければならない。すなわち、このような高いデータ転送速度を要求するサービスのためには広帯域の確保が必須となるが、現在の周波数の分配現況を考慮すれば現実的に困難であるという問題がある。したがって、現在の周波数帯域を効果的に用いるための技術が必要である（例えば、特許文献１、２、３参照）。

特開２００７−２５８７８１号公報 大韓民国特許出願公開第２００６−００６０４５２号明細書 大韓民国特許出願公開第２００７−００５５００３号明細書

そこで、本発明は上記従来の無線通信サービスにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、モバイルシステムの機能に応じてライセンス帯域及び共有帯域を割り当て、共有帯域を効率的に活用することができるモバイルシステム及び基地局システムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、モバイルシステムで基地局システムとの予定された時間に周期的に通信モジュールを動作させて基地局システムからの制御メッセージをモニタリングすることで、スリープモード中のモバイルシステムを共有帯域の変更が可能なようにアウェイクモードに変更し、モバイルシステムの電力効率を向上させることができるモバイルシステムを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、基地局システムから割り当てられた帯域を経由して仮想基地局システムと関連した制御メッセージを受信し、制御メッセージに基づいて仮想基地局システムとの通信に用いられる帯域を選択することで、仮想基地局システムが用いる共有帯域を効率的に活用することができるモバイルシステム及び基地局システムを提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明によるライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステムは、ライセンス帯域（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の通信サービスと共有帯域（ｓｈａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の通信サービスを支援するモバイルシステムであって、ライセンス帯域と共有帯域のうちの少なくとも１つの帯域を用いてデータの送受信を初期化する初期化部と、前記少なくとも１つの帯域を経由して前記データの送受信のための帯域をセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ）するセンシング部と、前記センシングされた帯域を経由してデータを送受信する送受信部とを有することを特徴とする。

前記センシング部は、前記少なくとも１つの帯域を経由して、センシング情報を基地局システムに通報するセンシング情報レポーティング部と、前記センシング情報に従って前記基地局システムから受信された制御メッセージに基づいて共有帯域を変更する共有帯域変更部とを含むことが好ましい。
前記ライセンス帯域は、音声サービス及び閾値以下のデータ転送速度を有するデータサービスのうちの少なくとも１つのサービスを提供するための帯域幅を含み、前記共有帯域は、前記ライセンス帯域に含まれる帯域幅を除いた残りの帯域幅のうちの少なくとも一部の帯域幅を含むことが好ましい。
スリープモード中に所定の期間ごとに前記ライセンス帯域を経由して基地局システムからの制御メッセージをモニタリングするモニタリング部と、前記制御メッセージに基づいて前記スリープモードをアウェイク（ａｗａｋｅ）モードに切り替えるモード切替部とをさらに有することが好ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明による基地局システムは、モバイルシステムをライセンス帯域及び共有帯域のうちの使用可能な帯域に応じて分類するモバイルシステム分類部と、前記モバイルシステムの分類に従って前記ライセンス帯域及び前記共有帯域のうちの少なくとも１つの帯域を割り当てる帯域割当部とを有することを特徴とする。

前記モバイルシステムは、前記ライセンス帯域のみの利用が可能なモバイルシステムと、及び前記ライセンス帯域と前記共有帯域のすべての利用が可能なモバイルシステムとに分類されることが好ましい。
前記モバイルシステムから前記少なくとも１つの帯域を経由して受信されたセンシング情報に基づいて共有帯域の変更と関連した変更メッセージを前記モバイルシステムに送信する変更メッセージ送信部をさらに有することが好ましい。
スリープモードのモバイルシステムをアウェイクモードに切り替えるために、予定された時間に前記ライセンス帯域を経由して制御メッセージを送信する制御メッセージ送信部をさらに有することが好ましい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明によるモバイルシステムは、スリープモード中に所定の期間ごとにライセンス帯域を経由して基地局システムからの制御メッセージをモニタリングするモニタリング部と、前記制御メッセージに基づいて前記スリープモードをアウェイクモードに切り替えるモード切替部とを有することを特徴とする。

前記制御メッセージは、割り当てられた共有帯域の変更時に前記基地局システムから送信されることが好ましい。
前記スリープモードは、前記基地局システムとの通信モジュールの電源が切られるパワーオフモードを含み、前記アウェイクモードは、前記基地局システムとの通信モジュールの前記電源がターンオンされるパワーオンモードを含むことが好ましい。
前記所定の期間は、前記基地局システムと予め予定された時間を含むことが好ましい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明によるモバイルシステムは、割り当てられた帯域を経由して、基地局システムから仮想基地局システムに関連した制御メッセージを受信する制御メッセージ受信部と、前記制御メッセージに基づいて前記仮想基地局システムとの通信に用いられる帯域を選択する帯域選択部と、前記選択された帯域を経由してデータを送受信するデータ送受信部とを有することを特徴とする。

前記制御メッセージは、前記仮想基地局システムの識別子及び帯域情報のうちの少なくとも含むことが好ましい。
前記データ送受信部は、前記仮想基地局システムと順方向フレーム同期化を実行する同期化部と、前記仮想基地局システムから放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）制御メッセージを受信して前記仮想基地局システムとモバイルシステムとの初期化を実行する初期化部と、前記選択された帯域を経由して追加制御メッセージを受信する追加制御メッセージ受信部とを含むことが好ましい。
前記追加制御メッセージは、前記仮想基地局システムの動作のための制御情報、前記データの送受信に必要な制御情報、帯域管理のためのセンシング情報のうちの少なくとも１つの情報を含むことが好ましい。
前記仮想基地局システムにセンシング情報を通報するレポーティング部をさらに有し、前記センシング情報は、前記仮想基地局システムで共有帯域を確保するのに用いられることが好ましい。
前記選択された帯域は、前記仮想基地局システムでスペクトラムブローカ（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｂｒｏｋｅｒ）経由で確保した共有帯域のうちの少なくとも一部を含むことが好ましい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による基地局システムは、仮想基地局システムに関連した帯域情報を含む制御メッセージをモバイルシステムに送信する制御メッセージ送信部と、前記モバイルシステムと前記仮想基地局システムとの間を前記帯域情報に基づいた通信を中継する通信中継部とを有することを特徴とする。

前記制御メッセージは、前記仮想基地局システムの識別子をさらに含み、前記モバイルシステムは、前記識別子に該当する仮想基地局システムに前記帯域情報に基づいて通信を実行することが好ましい。
前記通信中継部は、共有帯域を経由して前記仮想基地局システムのためのデータを送受信するデータ送受信部を含むことが好ましい。

本発明に係るライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステム及び基地局システムによれば、モバイルシステムの機能に応じてライセンス帯域及び共有帯域を割り当てることで、共有帯域を効率的に活用することができるという効果がある。

また、モバイルシステムで基地局システムとの予定された時間に周期的に通信モジュールを動作させて基地局システムからの制御メッセージをモニタリングすることで、スリープモード中のモバイルシステムを共有帯域の変更が可能なようにアウェイクモードに変更し、モバイルシステムの電力効率を向上させることができるという効果がある。

さらに、基地局システムから割り当てられた帯域を介して仮想基地局システムと関連した制御メッセージを受信し、制御メッセージに基づいて仮想基地局システムとの通信に用いられる帯域を選択することで、仮想基地局システムが用いる共有帯域を効率的に活用することができるという効果がある。

次に、本発明に係るライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステム及び基地局システムを実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るモバイルシステム及び基地局システムを概略的に示す図である。
図１は、モバイルシステムの機能に応じてスペクトラム使用を二元化している様子を説明するための図である。

すなわち、スペクトラムの使用を二元化するために、基地局システム１０１は、ライセンス帯域（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の送受信のための装置１０２と、共有帯域の送受信のための装置１０３との両方を備える。このとき、既存モバイルシステム１０４は、ライセンス帯域で送受信するための装置１０５のみを備えるシステムを、本発明の一実施形態に係るモバイルシステム１０６は、ライセンス帯域で送受信するための装置１０７だけではなく、共有帯域を送受信するための装置１０８も備える。

言い換えれば、既存モバイルシステム１０４は、一例として、４世代以前のモバイルシステムで主に用いられていた帯域幅（主に１．２５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ）で設定可能なライセンス帯域のみを用い、動的接続機能（ｄｙｎａｍｉｃ ａｃｃｅｓｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が搭載されたモバイルシステム１０６は、ライセンス帯域と共有帯域を共に使用可能に構成することができる。

既存モバイルシステム１０４は、ライセンス帯域のみを活用して音声及び低い又は中間のデータ転送速度を有するサービスの提供を受けることができ、モバイルシステム１０６は、ライセンス帯域を活用した音声及び低い又は中間のデータ転送速度を有するサービスだけではなく、共有帯域を活用した高いデータ転送速度を有するサービスの提供も受けることができるようになる。このとき、共有帯域は、動的スペクトラムに対する接続が可能であるため、ライセンス帯域よりもさらに広い帯域幅活用が可能であり、このような共有帯域の活用によって高いデータ送信率を有するサービスをより効率的に提供することができる。

図２は、本発明の一実施形態に係るモバイルシステムの内部構成を説明するためのブロック図である。
ここで、モバイルシステム２００は、図２に示すように、初期化部２１０と、センシング部２２０と、送受信部２３０とを備える。

初期化部２１０は、ライセンス帯域及び共有帯域のうちの少なくとも１つの帯域を用いてデータの送受信を初期化する。
ここで、ライセンス帯域は、音声サービス及び閾値以下のデータ転送速度を有するデータサービスのうちの少なくとも１つのサービスを提供するための帯域幅を含むことができ、共有帯域は、転送速度に含まれた帯域幅を除いた残りの帯域幅のうちの少なくとも一部の帯域幅を含むことができる。
このとき、初期化部２１０は、モバイルシステム２００で共有帯域を確保した状態では、ライセンス帯域及び共有帯域のうちの１つを選択してデータの送受信を初期化することができ、共有帯域が確保されなかった状態では、ライセンス帯域を用いてデータの送受信を初期化することができる。

センシング部２２０は、少なくとも１つの帯域を経由してデータの送受信のための帯域をセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ：検知）する。すなわち、モバイルシステム２００で共有帯域を活用するためには、共有帯域に対するセンシング及び共有帯域を確保するための動作が求められる。
このとき、共有帯域をセンシングするためには、周期的又は必要に応じてイン−バンド（ｉｎ−ｂａｎｄ）及びアウト−バンド（ｏｕｔ−ｂａｎｄ）に対するスペクトラムセンシング及びセンシング情報に対する報告（通報）が必要であり、センシング情報に対する報告が行われた時、ライセンス帯域又は共有帯域を活用することができる。

このような共有帯域に対する資源の割り当ては、最初はライセンス帯域を経由して制御することができ、以後にはライセンス帯域だけではなく、同じ又は他の確保された共有帯域を経由しても制御することができる。特に、ライセンス帯域のように安定した帯域を経由した共有帯域の管理及び資源の割り当ては、全体システム上で周波数帯域をより容易に管理できるようにする。

このために、センシング部２２０は、図２に示すように、少なくとも１つの帯域を経由してセンシング情報を基地局システムにレポーティング（通報する）するセンシング情報レポーティング部２２１と、センシング情報に応じて基地局システムから受信された制御メッセージに基づいて共有帯域を変更する共有帯域変更部２２２とを備える。

送受信部２３０は、センシングされた帯域を経由してデータを送受信する。すなわち、モバイルシステム２００は、上述したセンシング部２２０を経由して、最初はライセンス帯域を経由した共有帯域の割り当て、以後にはライセンス帯域又は共有帯域を経由した同じ又は他の共有帯域が割り当てられることで、割り当てられた共有帯域を経由してデータを基地局システムと送受信できるようになる。

また、モバイルシステム２００は、スリープモード（ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）中に所定の期間ごとにライセンス帯域を経由して基地局システムからの制御メッセージをモニタリングするモニタリング部（図示せず）と、制御メッセージに基づいてスリープモードをアウェイクモード（ａｗａｋｅ ｍｏｄｅ）に切り替えるモード切替部（図示せず）とをさらに備える。このようなスリープモード及びアウェイクモードは、モバイルシステム２００の電力を効率的に用いるためのものであり、後述する一例を参照しながらより詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係る、基地局システムの内部構成を説明するためのブロック図である。
ここで、基地局システム３００は、図３に示すように、モバイルシステム分類部３０１と、帯域割当部３０２と、変更メッセージ送信部３０３と、制御メッセージ送信部３０４とを備える。

モバイルシステム分類部３０１は、モバイルシステムをライセンス帯域及び共有帯域のうちの使用可能な帯域に従って分類する。このとき、モバイルシステム分類部３０１は、モバイルシステムを、ライセンス帯域のみの利用が可能なモバイルシステム、及びライセンス帯域と共有帯域すべての利用が可能なモバイルシステムに分類することができる。

このような分類は、基地局システム３００に含まれるか又は関連するモバイルシステム機能データベースを介して実行することができる。一例として、モバイルシステム機能データベースは、それぞれのモバイルシステムをライセンス帯域及び共有帯域のうちのそれぞれのモバイルシステムで用いられる帯域に応じて分類した情報を含むことができ、モバイルシステム分類部３０１は、共有帯域を割り当てようとするモバイルシステムに対して、モバイルシステム機能データベースを検索することによってモバイルシステムを分類することができる。

帯域割当部３０２は、モバイルシステムの分類に従ってライセンス帯域及び共有帯域のうちの少なくとも１つの帯域を割り当てる。具体的には、ライセンス帯域のみの利用が可能なモバイルシステムには、ライセンス帯域を経由してデータの送受信が可能なようにし、ライセンス帯域と共有帯域の両方の利用が可能なモバイルシステムには、ライセンス帯域だけではなく、共有帯域のうちの一部の帯域の使用が可能なように割り当てることができる。

変更メッセージ送信部３０３は、モバイルシステムから少なくとも１つの帯域を経由して受信されたセンシング情報に基づいて、共有帯域の変更と関連した変更メッセージをモバイルシステムに送信する。
すなわち、変更メッセージ送信部３０３は、モバイルシステムから受信されるセンシング情報に基づいてモバイルシステムに対する共有帯域の変更が必要であるのか否かを判断することができ、共有帯域の変更を制御するための変更メッセージをモバイルシステムに送信することができる。このとき、モバイルシステムは、変更メッセージに対する応答メッセージを基地局システム３００に送信し、共有帯域を変更した後、変更された共有帯域を経由してデータを送受信することができる。

制御メッセージ送信部３０４は、スリープモードのモバイルシステムをアウェイクモードに切り替えるために、予定された時間にライセンス帯域を経由して制御メッセージを送信する。
すなわち、スリープモードのモバイルシステムは、基地局システム３００と通信をすることができないため、共有帯域の変更を確認することができない。したがって、スリープモードのモバイルシステムは、基地局システム３００と予定された時間に周期的に通信モジュールを動作させて制御メッセージをモニタリングし、制御メッセージに従ってアウェイクモードに変換することで、共有帯域の変更を確認することができる。

図４は、本発明の一実施形態に係る基地局システムの基本動作を説明するための一例のブロック図である。
上述したように、基地局システムは、分類されたモバイルシステムに該当する帯域を割り当てなければならず、このために、基地局システムに含まれるスケジューラ４０１を用いる。

ここで、スケジューラ４０１は、図３を参照しながら説明したモバイルシステム分類部３０１に対応する。言い換えれば、スケジューラ４０１は、モバイルシステム機能データベース４０２に基づいてライセンス帯域送受信機及び共有帯域送受信機グループ４０３のうち帯域を割り当てようとする各々のモバイルシステム４０４それぞれに該当する送受信機を選択することで、各々のモバイルシステム４０４それぞれに適合する帯域が割り当てられるようにし、選択された送受信機を経由して各種制御メッセージ又はデータが送受信される。

図５〜７は、データ送受信初期化及びデータ送受信方法を説明するための一例のフローチャートであるである。

図５は、本発明の一実施形態に係るライセンス帯域を用いたモバイルシステムにおけるデータ送受信方法を説明するための一例のフローチャートである。
モバイルシステムは、送信するデータが存在するか否かを確認し（ステップＳ５０１）、送信するデータが存在する場合には、共有帯域を経由してデータの送受信の初期化を実行する（ステップＳ５０２）。この後、モバイルシステムは、ライセンス帯域の利用が可能かどうかを確認し（ステップＳ５０３）、利用が可能な場合には、ライセンス帯域を経由してデータの送受信を実行する（ステップＳ５０４）。

図６は、ライセンス帯域及び共有帯域の両方を用いたモバイルシステムにおけるデータの送受信方法を説明するための一例のフローチャートである。
モバイルシステムは、まず、送信するデータが存在するか否かを確認し（ステップＳ６０１）、送信するデータが存在する場合には、ライセンス帯域を経由してデータの送受信の初期化を実行する（ステップＳ６０２）。この後、モバイルシステムは、共有帯域の利用が可能かどうかを確認し（ステップＳ６０３）、利用が可能な場合には、共有帯域を経由してデータの送受信を実行する（ステップＳ６０４）。

ここで、ステップＳ６０４は、まだ共有帯域が割り当てられていない場合、又は安定したライセンス帯域を経由して共有帯域の資源を割り当てようとする場合に実行することができる。また、モバイルシステムは、ステップＳ６０３において、共有帯域の利用が可能ではない場合には、ライセンス帯域のみを経由してデータの送受信が可能であるかどうかを判断し（ステップＳ６０５）、可能な場合には、ライセンス帯域を経由してデータの送受信を実行する（ステップＳ６０６）。

図７は、ライセンス帯域及び共有帯域の両方を用いたモバイルシステムにおけるデータの送受信方法を説明するための他の例のフローチャートである。
モバイルシステムは、まず、送信するデータが存在するか否かを確認し（ステップＳ７０１）、送信するデータが存在する場合には、共有帯域を経由してデータの送受信の初期化を実行する（ステップＳ７０２）。この後、モバイルシステムは、共有帯域の利用が可能かどうかを確認し（ステップＳ７０３）、利用が可能な場合には、共有帯域を経由してデータの送受信を実行する（ステップＳ７０４）。

このとき、データの送受信に用いられる共有帯域に対する資源の割り当てには、すでに割り当てられた共有帯域及びライセンス帯域のうちの１つの帯域を選択的に用いることができる。また、モバイルシステムは、ステップＳ７０３において、共有帯域の利用が可能でない場合には、図６の説明と同様に、ライセンス帯域のみでデータの送受信が可能であるかどうかを判断し（ステップＳ７０５）、可能な場合には、ライセンス帯域を経由してデータの送受信を実行する（ステップＳ６０６）。

図８は、本発明の一実施形態よる共有帯域を管理する方法を説明するための一例のフローチャートである。
基地局と共有帯域使用モバイルシステムとの間に共有帯域を用いたデータの送受信を行った（ステップＳ８０１）後、モバイルシステムは、基地局に周期的、又は要求に応じてセンシング情報をレポーティングする（ステップＳ８０２）。

このとき、基地局は、センシング情報に基づいてモバイルシステムに対する共有帯域変更が必要であるか否かを判断し（ステップＳ８０３）、必要であると判断された場合には、モバイルシステムに所定の変更メッセージを送信する（ステップＳ８０４）。モバイルシステムは、変更メッセージを受信した後、変更メッセージに対する応答メッセージを基地局に送信し（ステップＳ８０５）、変更メッセージに基づいて共有帯域を変更する（ステップＳ８０６）。共有帯域が変更されれば、モバイルシステムと基地局は、変更された共有帯域に対して同期化を実行（ステップＳ８０７）し、同期化後、変更した共有帯域を経由してモバイルシステムと基地局との間のデータの送受信（ステップＳ８０８）が可能となる。

このとき、センシング情報、変更メッセージ、及び応答メッセージなどは、共有帯域を経由して送信することができるが、より安定的な管理のために、ライセンス帯域が用いられる場合がある。一例として、共有帯域の干渉量が著しく多い場合には、ライセンス帯域を用いる。これとは反対に、同期化のための制御メッセージの送信には、よりデータ転送速度が速い共有帯域が用いられる場合もある。

このように、本発明の一実施形態に係るモバイルシステム及び基地局システムを用いれば、高いデータ転送速度を有する共有帯域をより効率的に管理することができる。

図９は、本発明の一実施形態よるスリープモード動作を説明するための一例のフローチャートである。
基地局と共有帯域使用モバイルシステムとの間に共有帯域を用いたデータの送受信を行った（ステップＳ９０１）後、モバイルシステムは、電力の効率性のためにスリープモードに切り替えるを行う（ステップＳ９０２）。

このとき、スリープモードとは、基地局との通信モジュールの電源をオフにしてモバイルシステムの電力効率を改善するためのものであって、スリープモードにおいてモバイルシステムは、基地局と全く通信をすることができなくなる。したがって、モバイルシステムは、基地局と予定された時間にリスニングインターバル（ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａｌ）のような周期的な時間ごとに通信モジュールを動作させてアウェイクモードに切り替えさせる必要がある。

このとき、スリープモードへの切替ステップＳ９０２の後、モバイルシステムは、スリープモードで動作し（ステップＳ９０３）ながら、所定の期間ごとにライセンス帯域を経由して基地局システムからの制御メッセージをモニタリングする。
次に、基地局システムから制御メッセージがモバイルシステム送信される（ステップＳ９０４）。この時、共有帯域の変更以前に受信される制御メッセージは、共有帯域の切替に対する情報を含んでいないため、モバイルシステムはスリープモードを保持する（ステップＳ９０５）。次に、共有帯域が切り替われれば（ステップＳ９０６）、共有帯域が変更したことを知らせるための情報を含む制御メッセージが基地局からモバイルシステムに送信され、制御メッセージを受信したモバイルシステムは、アウェイクモードに切り替える（ステップＳ９０８）。

アウェイクモードに切り替わったモバイルシステムは、基地局と変更した共有帯域に対する同期化を実行し（ステップＳ９０９）、同期化され変更した共有帯域を経由してデータの送受信を実行する（ステップＳ９１０）。
このように、本発明の一実施形態に係るモバイルシステムを用いれば、共有帯域の変更時にも持続的なサービスを保持することができる。

図１０は、本発明の他の実施形態に係るモバイルシステム、基地局システム、及び仮想基地局システムを概略的に示すブロック図である。
基地局システム１００１のインフラ（設備基盤）を用いる仮想基地局システム１００２は、基地局システム１００１で用いられる周波数帯域ではない共有帯域を活用して無線音声及びデータサービスを提供することができる。

このような共有帯域は、時間及び場所に応じて変更が可能であるため、共有帯域に関連する情報を基地局システム１００１の放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）情報のような制御メッセージに含ませることができる。したがって、既存モバイルシステム１００３及び本発明の一実施形態に係るモバイルシステム１００４は、初期接続時に基地局システム１００１が放送する制御メッセージを介して仮想基地局システム１００２に対する情報を得て、この情報に該当する共有帯域を経由して仮想基地局システム１００２と接続することができる。

このとき、基地局システム１００１を介して放送される仮想基地局システム１００２のためのＭＶＮＯ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏｐｅｒａｔｏｒ）に対する第１ブロードキャスト制御メッセージ（ｐｒｉｍａｒｙ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｓｓａｇｅ）には、仮想基地局システム１００２の識別子などの最小基本ブロードキャスト制御情報と仮想基地局システム１００２で用いることができる共有又は開放型帯域のような帯域情報などを含みうる。仮想基地局システム１００２で活用される共有帯域では、仮想基地局システム１００２の動作のための基本制御情報、データの送受信に必要な一般的な制御メッセージ、帯域管理のためのセンシングなどの制御情報、及びデータなどの送受信がなされるようになる。

基地局システム１００１は、基本的に基地局システム１００１の帯域（主にライセンス帯域）を処理することができる装置を含んでおり、このような基地局システム１００１は、中央制御装置に有線で接続される。
仮想基地局システム１００２は、このような基地局システム１００１の中央制御装置の援助を受けて加入者を管理することもできる。また、仮想基地局システム１００２のデータサービスは、共有帯域を経由してなされるため、基地局システム１００１には、このような共有帯域を経由してデータの送受信を支援することができる装置が含まれなければならない。

このような共有帯域処理装置は、基地局システム１００１に設置されて仮想基地局システム１００２の運営者から適当な賃貸料を賦課することもできるし、運営者が直接基地局システム１００１に設置することもできるであろう。共有帯域は、実際のセンシングによって確保することもできるし、中央で共有帯域を管理掌握するスペクトラムブローカ（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｂｒｏｋｅｒ）１００５を介して共有帯域を確保することもできる。

既存モバイルシステム１００３は、基地局システム１００１の帯域のみを処理することができる装置を含む反面、モバイルシステム１００４は、基地局システム１００１の帯域及び仮想基地局システム１００２の帯域のすべてを処理することができる。

図１１は、本発明の他の実施形態に係る、モバイルシステムの内部構成を説明するためのブロック図である。
ここで、モバイルシステム１１００は、図１１に示すように、制御メッセージ受信部１１１０と、帯域選択部１１２０と、データ送受信部１１３０と、レポーティング部１１４０とを備える。

制御メッセージ受信部１１１０は、割り当てられた帯域を経由して、基地局システムから仮想基地局システムと関連した制御メッセージを受信する。ここで、制御メッセージは、仮想基地局システムの識別子及び帯域情報のうちの少なくとも１つを含むことができる。すなわち、モバイルシステム１１００は、制御メッセージに基づいて用いようとする仮想基地局システムを検索して帯域を割り当て受けることができる。

帯域選択部１１２０は、制御メッセージに基づいて、仮想基地局システムとの通信に用いられる帯域を選択する。ここで、選択された帯域は、仮想基地局システムでスペクトラムブローカを介して確保した共有帯域のうちの少なくとも一部を含むことができる。

データ送受信部１１３０は、選択された帯域を経由してデータを送受信する。このとき、データ送受信部１１３０は、データを送受信するために仮想基地局システムと順方向フレーム同期化を実行する同期化部１１３１と、仮想基地局システムから放送制御メッセージを受信して仮想基地局システムとの初期化を実行する初期化部１１３２と、選択された帯域を経由して追加制御メッセージを受信する追加制御メッセージ受信部１１３３とを備える。このとき、追加制御メッセージは、仮想基地局システムの動作のための制御情報、データの送受信に必要な制御情報、帯域管理のためのセンシング情報のうちの少なくとも１つの情報を含むことができる。

レポーティング部１１４０は、仮想基地局システムにセンシング情報をレポーティングする。ここで、センシング情報は、仮想基地局システムで共有帯域を確保するのに用いられる。

図１２は、本発明の他の実施形態に係る、基地局システムの内部構成を説明するためのブロック図である。
ここで、基地局システム１２００は、図１２に示すように、制御メッセージ送信部１２１０及び通信中継部１２２０を備える。

制御メッセージ送信部１２１０は、連係した仮想基地局システムに対する帯域情報を含む制御メッセージをモバイルシステムに送信する。このとき、制御メッセージは、仮想基地局システムの識別子をさらに含むことができ、モバイルシステムは、識別子に該当する仮想基地局システムに帯域情報に基づいて通信を実行することができる。

通信中継部１２２０は、帯域情報に基づいてモバイルシステムと仮想基地局システムとの間の通信を中継する。このとき、通信中継部１２２０は、共有帯域を経由して、仮想基地局システムのためのデータを送受信するデータ送受信部１２２１を備えうる。すなわち、通信中継部１２２０は、仮想基地局システムの帯域を処理することができるモバイルシステムと仮想基地局システムとの間のデータ送受信を中継することができる。

図１３は、本発明の一実施形態に係る、モバイルシステムの加入初期の接続過程の一例を説明するためのフローチャートである。
ここで、後述するＭＮＯ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏｐｅｒａｔｏｒ）は、本発明の一実施形態に係る基地局システム又はサービスを意味して用い、ＭＶＮＯ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏｐｅｒａｔｏｒ）は、本発明の一実施形態に係る仮想基地局システム又はサービスを意味して用いられる。

ＭＶＮＯに加入したモバイルシステムは、初期接続時に、ＭＮＯ帯域を優先的に検索してＭＮＯ順方向フレームを同期化及び初期検索し（ステップＳ１３０１）、順方向フレームに含まれているＭＶＮＯ共有帯域情報であるＭＶＮＯ第１ブロードキャスト制御メッセージを受信して（ステップＳ１３０２）、ＭＶＮＯスペクトラム情報を取得することができる。

次に、モバイルシステムは、ＭＶＮＯ帯域を選択する（ステップＳ１３０３）。また、モバイルシステムで選択されたＭＶＮＯ帯域を検索してＭＶＮＯ順方向フレーム同期化を実行した（ステップＳ１３０４）後、モバイルシステムは、ＭＶＮＯ帯域で放送されるＭＶＮＯ第２ブロードキャスト（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂｒｏａｄｃａｓｔ）制御メッセージを受信して（ステップＳ１３０５）、ＭＶＮＯ基地局（ＭＶＮＯを支援してＭＶＮＯ共有帯域で動作するＭＮＯ基地局）である仮想基地局システムとの初期化を実行する（ステップＳ１３０６）。この後、モバイルシステムはＭＶＮＯ基地局との初期化を終え、必要時にＭＶＮＯ基地局との制御メッセージ及びデータを送受信するようになる（ステップＳ１３０７）。

このように、本発明の一実施形態に係るモバイルシステム及び基地局システムを用いれば、基地局システムから割り当てられた帯域を経由して仮想基地局システムと関連した制御メッセージを受信し、制御メッセージに基づいて仮想基地局システムとの通信に用いられる帯域を選択することで、仮想基地局システムが用いる共有帯域を効率的に活用することができる。

本発明の動作のために、ＭＶＮＯは、スペクトラムブローカを介した共有帯域の確保だけではなく、端末のセンシング報告情報などに基づいた共有帯域の確保も可能であり、さらに開放型帯域の活用も考慮することができる。もし、ＭＶＮＯ帯域変更が必要な場合には、このような変更情報は、ＭＶＮＯ帯域を経由しても通知が可能であるし、ＭＮＯ帯域のＭＶＮＯ放送制御メッセージを介した通知も可能であろう。このようなＭＶＮＯのＭＮＯ帯域活用は、ＭＶＮＯ加入端末のページング（ｐａｇｉｎｇ）及びスリープモード制御に基づいてなされる。

なお、本発明に係る実施形態は、コンピュータにより実現される多様な動作を実行するためのプログラム命令を含むコンピュータ読取可能な記録媒体を含む。
当該記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合わせて含むこともでき、記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。
コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、ＭＯディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。

また、記録媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光又は金属線、導波管などの送信媒体でもある。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。前記したハードウェア要素は、本発明の動作を実行するために一つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成することができ、その逆も可である。なお、本発明の実施形態に係る基地局又は中継器を決定するためのデータフレームも、多様なコンピュータ手段によって読取可能な記録媒体に記録することができる。

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の一実施形態に係るモバイルシステム及び基地局システムを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る、モバイルシステムの内部構成を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態に係る、基地局システムの内部構成を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態に係る基地局システムの基本動作を説明するための一例のブロック図である。 本発明の一実施形態に係るライセンス帯域を用いたモバイルシステムにおけるデータ送受信方法を説明するための一例のフローチャートである。 ライセンス帯域及び共有帯域の両方を用いたモバイルシステムにおけるデータの送受信方法を説明するための一例のフローチャートである。 ライセンス帯域及び共有帯域の両方を用いたモバイルシステムにおけるデータの送受信方法を説明するための他の例のフローチャートである。 本発明の一実施形態よる共有帯域を管理する方法を説明するための一例のフローチャートである。 本発明の一実施形態よるスリープモード動作を説明するための一例のフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るモバイルシステム、基地局システム、及び仮想基地局システムを概略的に示すブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る、モバイルシステムの内部構成を説明するためのブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る、基地局システムの内部構成を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態に係るモバイルシステムの加入初期の接続過程の一例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０１、３００、１００１、１２００ 基地局システム
１０２ 基地局システムのライセンス帯域送受信装置
１０３ 基地局システムの共有帯域送受信装置
１０４、１００３ 既存モバイルシステム
１０５ 既存モバイルシステムライセンス帯域送受信装置
１０６、２００、１００４ モバイルシステム
１０７ モバイルシステムのライセンス帯域送受信装置
１０８ モバイルシステムの共有帯域送受信装置
２１０ 初期化部
２２０ センシング部
２２１ センシング情報レポーティング部
２２２ 共有帯域変更部
２３０ 送受信部
３０１ モバイルシステム分類部
３０２ 帯域割当部
３０３ 変更メッセージ送信部
３０４ 制御メッセージ送信部
４０１ スケジューラ
４０２ モバイルシステム機能データベース
４０３ ライセンス帯域送受信機及び共有帯域送受信機グループ
４０４ 各々のモバイルシステム
１００２ 仮想基地局システム
１００５ スペクトラムブローカ
１１１０ 制御メッセージ受信部
１１２０ 帯域選択部
１１３０ データ送受信部
１１３１ 同期化部
１１３２ 初期化部
１１３３ 追加制御メッセージ受信部
１１４０ レポーティング部
１２１０ 制御メッセージ送信部
１２２０ 通信中継部
１２２１ データ送受信部

Claims (21)

1. ライセンス帯域（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の通信サービスと共有帯域（ｓｈａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の通信サービスを支援するモバイルシステムであって、
   ライセンス帯域と共有帯域のうちの少なくとも１つの帯域を用いてデータの送受信を初期化する初期化部と、
   前記少なくとも１つの帯域を経由して前記データの送受信のための帯域をセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ）するセンシング部と、
   前記センシングされた帯域を経由してデータを送受信する送受信部とを有することを特徴とするライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステム。
2. 前記センシング部は、前記少なくとも１つの帯域を経由して、センシング情報を基地局システムに通報するセンシング情報レポーティング部と、
   前記センシング情報に従って前記基地局システムから受信された制御メッセージに基づいて共有帯域を変更する共有帯域変更部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステム。
3. 前記ライセンス帯域は、音声サービス及び閾値以下のデータ転送速度を有するデータサービスのうちの少なくとも１つのサービスを提供するための帯域幅を含み、
   前記共有帯域は、前記ライセンス帯域に含まれる帯域幅を除いた残りの帯域幅のうちの少なくとも一部の帯域幅を含むことを特徴とする請求項１に記載のライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステム。
4. スリープモード中に所定の期間ごとに前記ライセンス帯域を経由して基地局システムからの制御メッセージをモニタリングするモニタリング部と、
   前記制御メッセージに基づいて前記スリープモードをアウェイク（ａｗａｋｅ）モードに切り替えるモード切替部とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のライセンス帯域と共有帯域の通信サービスを支援するモバイルシステム。
5. モバイルシステムをライセンス帯域及び共有帯域のうちの使用可能な帯域に応じて分類するモバイルシステム分類部と、
   前記モバイルシステムの分類に従って前記ライセンス帯域及び前記共有帯域のうちの少なくとも１つの帯域を割り当てる帯域割当部とを有することを特徴とする基地局システム。
6. 前記モバイルシステムは、前記ライセンス帯域のみの利用が可能なモバイルシステムと、及び前記ライセンス帯域と前記共有帯域のすべての利用が可能なモバイルシステムとに分類されることを特徴とする請求項５に記載の基地局システム。
7. 前記モバイルシステムから前記少なくとも１つの帯域を経由して受信されたセンシング情報に基づいて共有帯域の変更と関連した変更メッセージを前記モバイルシステムに送信する変更メッセージ送信部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の基地局システム。
8. スリープモードのモバイルシステムをアウェイクモードに切り替えるために、予定された時間に前記ライセンス帯域を経由して制御メッセージを送信する制御メッセージ送信部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の基地局システム。
9. スリープモード中に所定の期間ごとにライセンス帯域を経由して基地局システムからの制御メッセージをモニタリングするモニタリング部と、
   前記制御メッセージに基づいて前記スリープモードをアウェイクモードに切り替えるモード切替部とを有することを特徴とするモバイルシステム。
10. 前記制御メッセージは、割り当てられた共有帯域の変更時に前記基地局システムから送信されることを特徴とする請求項９に記載のモバイルシステム。
11. 前記スリープモードは、前記基地局システムとの通信モジュールの電源が切られるパワーオフモードを含み、
    前記アウェイクモードは、前記基地局システムとの通信モジュールの前記電源がターンオンされるパワーオンモードを含むことを特徴とする請求項９に記載のモバイルシステム。
12. 前記所定の期間は、前記基地局システムと予め予定された時間を含むことを特徴とする請求項９に記載のモバイルシステム。
13. 割り当てられた帯域を経由して、基地局システムから仮想基地局システムに関連した制御メッセージを受信する制御メッセージ受信部と、
    前記制御メッセージに基づいて前記仮想基地局システムとの通信に用いられる帯域を選択する帯域選択部と、
    前記選択された帯域を経由してデータを送受信するデータ送受信部とを有することを特徴とするモバイルシステム。
14. 前記制御メッセージは、前記仮想基地局システムの識別子及び帯域情報のうちの少なくとも含むことを特徴とする請求項１３に記載のモバイルシステム。
15. 前記データ送受信部は、前記仮想基地局システムと順方向フレーム同期化を実行する同期化部と、
    前記仮想基地局システムから放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）制御メッセージを受信して前記仮想基地局システムとモバイルシステムとの初期化を実行する初期化部と、
    前記選択された帯域を経由して追加制御メッセージを受信する追加制御メッセージ受信部とを含むことを特徴とする請求項１３に記載のモバイルシステム。
16. 前記追加制御メッセージは、前記仮想基地局システムの動作のための制御情報、前記データの送受信に必要な制御情報、帯域管理のためのセンシング情報のうちの少なくとも１つの情報を含むことを特徴とする請求項１５に記載のモバイルシステム。
17. 前記仮想基地局システムにセンシング情報を通報するレポーティング部をさらに有し、
    前記センシング情報は、前記仮想基地局システムで共有帯域を確保するのに用いられることを特徴とする請求項１３に記載のモバイルシステム。
18. 前記選択された帯域は、前記仮想基地局システムでスペクトラムブローカ（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｂｒｏｋｅｒ）経由で確保した共有帯域のうちの少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１３に記載のモバイルシステム。
19. 仮想基地局システムに関連した帯域情報を含む制御メッセージをモバイルシステムに送信する制御メッセージ送信部と、
    前記モバイルシステムと前記仮想基地局システムとの間を前記帯域情報に基づいた通信を中継する通信中継部とを有することを特徴とする基地局システム。
20. 前記制御メッセージは、前記仮想基地局システムの識別子をさらに含み、
    前記モバイルシステムは、前記識別子に該当する仮想基地局システムに前記帯域情報に基づいて通信を実行することを特徴とする請求項１９に記載の基地局システム。
21. 前記通信中継部は、共有帯域を経由して前記仮想基地局システムのためのデータを送受信するデータ送受信部を含むことを特徴とする請求項１９に記載の基地局システム。
    

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