JP2012523739A - 無線通信システムにおけるフェムト基地局を検出するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下の説明及び請求範囲で使用される用語及び単語は書誌的な意味に制限されず、単に発明の明瞭化及び理解を助けるために使用されるものである。従って、当業者に対して以下に記載される本発明の実施形態は、説明のみを目的とするのであって、特許請求の範囲及びその均等物により定義される発明の限定を意図しない。
前記図1を参照すると、本発明で考慮する無線通信システムは、端末100−1,100−2,100−3、マクロ基地局110、フェムト基地局120から構成され、追加的に前記フェムト基地局120を管理する上位エンティティ(entity)を含めてもよい。説明の便宜のために以下の本発明において、マクロ基地局110はFA1で動作して、すなわちFA1を用いて通信を行い、フェムト基地局120はFA2で動作することとする。そして、前記フェムト基地局120は、マクロ基地局110に対して階層的(hierarchial)に従属していることとする。ここで、前記フェムト基地局120は、フェムトセル内に進入するすべての端末に対して接続を許容するOSG(Open Subscriber Group)フェムト基地局または加入者端末に対してのみに接続を許容するCSG(Closed Subscriber Group)フェムト基地局であってもよい。
前記図2を参照すると、マクロ基地局210は、ステップ210でマクロセル内に端末200の初期接続または再接続が感知される場合、前記端末200と網進入(network entry)または網再進入(re−entry)手順を行う。前記網進入手順には、例えば、レンジング(ranging)手順、基本能力(Basic Capability)折衝手順、認証(authorization)手順、登録(registration)手順などが含まれてもよく、前記網再進入手順には前記網進入手順に含まれる手順の一部もしくは全体が含まれてもよい。これで前記端末200は、前記マクロ基地局210の動作FAであるFA1を介して前記マクロ基地局210と通信を行なうことができ、この際前記端末200の動作FAもFA1になる。
前記図3を参照すると、端末はステップ301でマクロ基地局と網進入または網再進入手順を行う。前記端末は、パワーオンが感知される際、接続する基地局を検索して、これによってマクロ基地局が検索される場合、前記検索されたマクロ基地局と網進入または網再進入手順を行なうことができる。前記網進入手順には、例えば、レンジング手順、基本能力折衝手順、認証手順、登録手順などが含まれてもよく、前記網再進入手順には前記網進入手順に含まれる手順の一部もしくは全体が含まれてもよい。これで前記端末は、前記マクロ基地局の動作FAであるFA1を介して前記マクロ基地局と通信を行なうことができ、この際前記端末の動作FAもFA1になる。
一方、前記ステップ305で、前記スキャニング要請メッセージが受信される場合、前記端末はステップ307に進んで前記マクロ基地局にスキャニング応答メッセージを送信して、ステップ309で前記端末のスキャニング実行関連情報とフェムト基地局に対する情報を用いて前記フェムト基地局に対するスキャニングを行う。すなわち、前記端末はスキャニング開始フレームからスキャニング実行区間の間、前記フェムト基地局の動作FA FA2で前記フェムト基地局のプリアンブルに対するスキャニング手順を行う。これによって、前記端末は周辺フェムト基地局を検出することができる。
次いで、前記端末は本発明によるアルゴリズムを終了する。
前記図4を参照すると、マクロ基地局は、ステップ401でマクロセル内に端末の初期接続または再接続が感知される場合、前記端末と網進入または網再進入手順を行う。前記網進入手順には、例えば、レンジング手順、基本能力折衝手順、認証手順、登録手順などが含まれてもよく、前記網再進入手順には前記網進入手順に含まれる手順の一部もしくは全体が含まれてもよい。これで前記端末は、前記マクロ基地局の動作FAであるFA1を介して前記マクロ基地局と通信を行なうことができ、この際前記端末の動作FAもFA1になる。
前記ステップ405で、前記端末に対してUL資源割当が発生しない場合、前記マクロ基地局は本発明によるアルゴリズムを終了する。
一方、前記ステップ405で、前記端末に対してUL資源割当が発生する場合、前記マクロ基地局はステップ407に進んでバックボーンネットワークを介して前記検索されたフェムト基地局リスト内のフェムト基地局にULモニタリング要請メッセージを送信する。ここで、前記ULモニタリング要請メッセージは、前記端末の情報を含む。一実施形態において、前記端末の情報は、端末識別子(MS ID)、端末の動作FA、端末に対するUL資源割当情報、端末の送信電力値などを含むことがある。
次いで、前記マクロ基地局は本発明によるアルゴリズムを終了する。
前記図5を参照すると、フェムト基地局はステップ501でバックボーンネットワークを介してマクロ基地局からULモニタリング要請メッセージが受信されるか否かを検査する。ここで、前記ULモニタリング要請メッセージは、ULモニタリングの対象になる端末の情報を含む。一実施形態で、前記端末の情報は、端末識別子(MS ID)、端末の動作FA、端末に対するUL資源割当情報、端末の送信電力値などを含むことがある。
前記ステップ505で、前記端末のULトラフィック送信区間である際、前記フェムト基地局はステップ507で前記端末のULトラフィック送信区間の間に前記端末の動作FA FA1で前記端末に対するULモニタリングを行う。すなわち、前記端末に対するUL信号受信を試みる。
前記ステップ509で、前記端末に対するUL信号受信に成功した際、前記フェムト基地局はステップ511で前記端末のUL信号に対する受信信号強度を測定して、前記測定された受信信号強度と前記マクロ基地局からULモニタリング要請メッセージを介して受信した前記端末の送信電力値を用いて前記UL信号の減衰度合いを計算する。ここで、前記UL信号の減衰度合いは、前記端末の送信電力値と受信信号強度の差で計算できる。
前記ステップ513で、前記計算されたUL信号の減衰度合いが基準値より小さい場合、前記フェムト基地局はステップ515で前記ULモニタリングの成功を決定して、バックボーンネットワークを介して前記マクロ基地局にULモニタリングの成功を知らせるULモニタリング報告メッセージを送信する。前記ULモニタリング報告メッセージは、端末識別子(MS ID)、ULモニタリング指示子などを含めてもよく、この際前記ULモニタリング指示子は前記フェムト基地局の前記端末UL信号に対するULモニタリング成功/失敗の有無を表す指示子である。
次いで、前記フェムト基地局は本発明によるアルゴリズムを終了する。
一方、本発明によるフェムト基地局のULモニタリング機能は、UL区間の間に行われるので、前記ULモニタリングが行われる間に前記フェムト基地局からサービスが提供される端末のULデータ送信は一時的に中断されなければならない。一般的に、少数の加入者端末に対してのみに接続を許容するCSGフェムト基地局の場合にはULモニタリング要請の発生頻度が相対的に低い。しかし、多数の加入者端末に対して接続を許容するCSGフェムト基地局またはフェムトセル内に進入するすべての端末に対して接続を許容するOSGフェムト基地局の場合には、ULモニタリング要請が頻繁に生成されることがあり、これは前記フェムト基地局からサービスが提供される端末のULデータ送信に過度な制約として作用する恐れがある。
従って、本発明の第2実施形態として、マクロ基地局の下位のすべてのフェムト基地局が自身が接続を許容できるすべての端末に対してULモニタリング区間の間にULモニタリング機能を共に行ない、端末の周辺フェムト基地局の検出を支援できる方法を提案する。
前記図6を参照すると、IEEE 802.16mフレーム構造におけるスーパーフレーム(Superframe)600は、4つのフレーム(frame)602で構成され、一つのフレーム602は8つのサブフレーム(subframe)604とTTG(transmit/receive transition gap)及びRTG(receive/transmit transition gap)で構成される。この際、一つのサブフレーム604は、6つのOFDMシンボル606と6つのサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix:CP)で構成される。
前記図7を参照すると、マクロ基地局710は、ステップ701でマクロセル内に端末700の初期接続または再接続が感知される場合、前記端末700と網進入または網再進入手順を行う。前記網進入手順には、例えば、レンジング手順、基本能力折衝手順、認証手順、登録手順などが含まれてもよく、前記網再進入手順には前記網進入手順に含まれる手順の一部もしくは全体が含まれてもよい。これで前記端末700は、前記マクロ基地局710の動作FAであるFA1を介して前記マクロ基地局710と通信を行なうことができ、この際前記端末700の動作FAもFA1になる。
前記図8を参照すると、端末はステップ801でマクロ基地局と網進入または網再進入手順を行う。前記端末は、パワーオンが感知される際、接続する基地局を検索して、これによってマクロ基地局が検索される場合、前記検索されたマクロ基地局と網進入または網再進入手順を行なうことができる。前記網進入手順には、例えば、レンジング手順、基本能力折衝手順、認証手順、登録手順などが含まれてもよく、前記再網進入手順には前記網進入手順に含まれる手順の一部もしくは全体が含まれてもよい。これで前記端末は、前記マクロ基地局の動作FAであるFA1を介して前記マクロ基地局と通信を行なうことができ、この際前記端末の動作FAもFA1になる。
一方、前記ステップ809で、前記スキャニング要請メッセージが受信される場合、前記端末はステップ811に進んで前記マクロ基地局にスキャニング応答メッセージを送信して、ステップ813で前記端末のスキャニング実行関連情報とフェムト基地局に対する情報を用いて前記フェムト基地局に対するスキャニングを行う。すなわち、前記端末はスキャニング開始フレームからスキャニング実行区間の間、前記フェムト基地局の動作FA FA2で前記フェムト基地局のプリアンブルに対するスキャニング手順を行う。これによって、前記端末は周辺フェムト基地局を検出することができる。
次いで、前記端末は本発明によるアルゴリズムを終了する。
前記図9を参照すると、マクロ基地局は、ステップ901でマクロセル内に端末の初期接続または再接続が感知される場合、前記端末と網進入または網再進入手順を行う。前記網進入手順には、例えば、レンジング手順、基本能力折衝手順、認証手順、登録手順などが含まれてもよく、前記網再進入手順には前記網進入手順に含まれる手順の一部もしくは全体が含まれてもよい。これで前記端末は、前記マクロ基地局の動作FAであるFA1を介して前記マクロ基地局と通信を行なうことができ、この際前記端末の動作FAもFA1になる。
次いで、前記マクロ基地局は本発明によるアルゴリズムを終了する。
前記図10を参照すると、フェムト基地局はステップ1001でバックボーンネットワークを介してマクロ基地局からULモニタリング構成情報メッセージを受信する。前記ULモニタリング構成情報メッセージは、ULモニタリング区間情報、端末別LRUマッピング情報などを含むことがある。前記ULモニタリング区間情報は、ULモニタリングフレーム送信周期、フレームオフセット、ULモニタリングサブフレーム割当情報などを含むことがある。
前記ステップ1005で前記ULモニタリング区間である場合、フェムト基地局はステップ1007で自身が接続を許容できるすべての端末を対象として、前記端末別LRUマッピング情報を用いて各端末に割当されたLRUを確認して、前記ULモニタリング区間情報を用いてULモニタリング区間を確認した後、前記ULモニタリング区間の間に該当端末に対するULモニタリングを行う。すなわち、前記端末の動作FA FA1で前記端末が送信するULモニタリングヘッダの受信を試みる。
前記ステップ1009で、前記端末に対するUL信号受信に成功した際、前記フェムト基地局はステップ1011で前記端末のUL信号に対する受信信号強度を測定して、前記測定された受信信号強度と前記マクロ基地局から端末送信電力情報メッセージを介して受信した前記端末の送信電力値を用いて前記UL信号の減衰度合いを計算する。ここで、前記UL信号の減衰度合いは、前記端末の送信電力値と受信信号強度の差で計算できる。
前記ステップ1013で、前記計算されたUL信号の減衰度合いが基準値より小さい場合、前記フェムト基地局はステップ1015で前記ULモニタリングの成功を決定して、バックボーンネットワークを介して前記マクロ基地局にULモニタリングの成功を知らせるULモニタリング報告メッセージを送信する。前記ULモニタリング報告メッセージは、端末識別子(MS ID)、ULモニタリング指示子などを含めてもよく、この際前記ULモニタリング指示子は前記フェムト基地局の前記端末ULモニタリングヘッダに対するULモニタリング成功/失敗の有無を表す指示子である。
次いで、前記フェムト基地局は本発明によるアルゴリズムを終了する。
110 マクロ基地局
120 フェムト基地局
Claims (15)
- マクロ基地局とフェムト基地局が混在する無線通信システムにおける端末のフェムト基地局を検出するためのフェムト基地局の動作方法において、
マクロ基地局から前記フェムト基地局によって接続許容可能な端末に対するアップリンク(Uplink:UL)信号モニタリングが要請される過程と、
前記接続許容可能な端末のUL信号をモニタリングする過程と、を含むことを特徴とする方法。 - 前記UL信号モニタリングが要請される過程は、前記マクロ基地局から前記端末に対するUL資源割当情報を含むULモニタリング要請メッセージを受信する過程であり、
前記端末のUL信号をモニタリングする過程は、前記UL資源割当情報を用いて前記端末のULトラフィック送信区間の間に前記端末によって送信されるULトラフィックに対してモニタリングを行う過程であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ULモニタリング要請メッセージは、端末識別子(MS ID)、端末の動作FA、端末に対するUL資源割当情報、端末の送信電力値のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記モニタリングを介して前記UL信号の受信品質、前記UL信号の受信成功の有無、前記UL信号の減衰度合いのうち少なくとも一つを決定する過程と、
前記決定された前記UL信号の受信品質、前記UL信号の受信成功の有無、前記UL信号の減衰度合いのうち少なくとも一つを基に前記端末に対するモニタリングの成功の有無を決定する過程と、
前記マクロ基地局から前記決定された前記端末に対するモニタリングの成功の有無を報告するULモニタリング報告メッセージを送信する過程と、を更に含み、
ここで、前記UL信号の減衰度合いは、前記端末のUL信号に対して測定した受信信号強度と前記端末の送信電力値の差で決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記UL信号モニタリングが要請される過程は、
前記マクロ基地局から前記端末のULモニタリング区間に対する情報を含むULモニタリング構成情報メッセージを受信する過程と、
前記マクロ基地局から前記端末の送信電力値を含む端末送信電力情報メッセージを受信する過程と、を含み、
前記端末のUL信号をモニタリングする過程は、前記端末のULモニタリング区間の間に前記端末によって送信されるULモニタリングヘッダに対してモニタリングを行う過程であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ULモニタリング構成情報メッセージは、ULモニタリングフレーム送信周期、フレームオフセット、ULモニタリングサブフレーム割当情報、端末別LRUマッピングのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- マクロ基地局とフェムト基地局が混在する無線通信システムにおける端末のフェムト基地局を検出するための装置において、
フェムト基地局から前記フェムト基地局によって接続許容可能な端末に対するアップリンク(Uplink:UL)信号モニタリングを要請するマクロ基地局と、
前記接続許容可能な端末のUL信号をモニタリングするフェムト基地局と、を含むことを特徴とする装置。 - 前記マクロ基地局は、前記端末に、前記端末に対するモニタリングに成功したフェムト基地局に対する情報を含むスキャニング要請メッセージを送信し、
ここで、前記スキャニング要請メッセージは、スキャニング開始フレーム、スキャニング実行区間、フェムト基地局識別子(femto BS ID)、フェムト基地局の動作FA、フェムト基地局のプリアンブルインデックスのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項7に記載の装置。 - 前記端末に対するモニタリングに成功したフェムト基地局に対する情報を用いて前記フェムト基地局に対するスキャニングを行う端末を更に含むことを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記マクロ基地局は、前記端末に対するUL資源割当が発生する際、前記フェムト基地局に前記端末に対するUL資源割当情報を含むULモニタリング要請メッセージを送信し、
前記フェムト基地局は、前記UL資源割当情報を用いて前記端末のULトラフィック送信区間の間に前記端末によって送信されるULトラフィックをモニタリングすることを特徴とする請求項7に記載の装置。 - 前記ULモニタリング要請メッセージは、端末識別子(MS ID)、端末の動作FA(Frequency Allocation)、端末に対するUL資源割当情報、端末の送信電力値のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記マクロ基地局は、前記フェムト基地局に前記端末のULモニタリング区間に対する情報を含むULモニタリング構成情報メッセージと、前記端末の送信電力値を含む端末送信電力情報メッセージとを送信し、
前記フェムト基地局は、前記端末のULモニタリング区間の間に前記端末によって送信されるULモニタリングヘッダをモニタリングすることを特徴とする請求項7に記載の装置。 - 前記ULモニタリング構成情報メッセージは、ULモニタリングフレーム送信周期、フレームオフセット、ULモニタリングサブフレーム割当情報、端末別LRUマッピングのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記ULモニタリング区間の間にULモニタリングヘッダを生成して前記マクロ基地局に送信する端末を更に含み、
前記マクロ基地局は、前記端末に前記端末のULモニタリング区間に対する情報を含むULモニタリング構成情報メッセージを送信することを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 前記フェムト基地局は、
前記モニタリングを介して前記UL信号の受信品質、前記UL信号の受信成功の有無、前記UL信号の減衰度合いのうち少なくとも一つを決定し、
前記決定された前記UL信号の受信品質、前記UL信号の受信成功の有無、前記UL信号の減衰度合いのうち少なくとも一つを基に前記端末に対するモニタリングの成功の有無を決定し、
前記マクロ基地局から前記決定された前記端末に対するモニタリングの成功の有無を報告するULモニタリング報告メッセージを送信し、
ここで、前記UL信号の減衰度合いは、前記端末のUL信号に対して測定した受信信号強度と前記端末の送信電力値の差で決定されることを特徴とする請求項7に記載の装置。
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