JP2013511166A - 移動局と通信するためのワイヤレス通信装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】少なくとも１つの無線アクセス技術（ＲＡＴ）および周波数によってカバーされたセル内の移動局と通信するためのワイヤレス通信装置であって、前記セルは複数のメッシュを備える、ワイヤレス通信装置、および、様々なＲＡＴ機能を有しいくつかの周波数をサポートする移動局であって、前記ワイヤレス通信装置は、前記移動局が前記セル内で使用可能なすべてのＲＡＴおよび周波数に関する第１の情報を有する第１のビーコンを送信すること、および、前記第１のビーコンに含まれる各ＲＡＴおよび周波数に対する複数のメッシュのうちの１つにおける可用性を示す第２の情報を有する第２のビーコンを送信すること、を特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は通信分野に関し、さらに、いくつかの周波数を使用するいくつかの無線アクセス技術（ＲＡＴ）によってカバーされた領域内をローミングするユーザ機器（ＵＥ）にビーコンサービスを送信するための方法に関し、当該領域は複数の地理的ゾーンを含み、各ゾーンは当該複数のＲＡＴの中の少なくとも１つのＲＡＴによってカバーされ、各ユーザ機器（ＵＥ）は様々なＲＡＴ機能およびプリファレンスを有し、いくつかの周波数をサポートしている。

本発明は、いくつかの周波数を使用するいくつかの無線アクセス技術（ＲＡＴ）によってカバーされた領域内でユーザ機器（ＵＥ）にサービスを送信するための基地局にも関し、当該領域は複数の地理的ゾーンを含み、各ゾーンは当該複数のＲＡＴの中の少なくとも１つのＲＡＴによってカバーされ、各ユーザ機器（ＵＥ）は様々なＲＡＴ機能およびプリファレンスを有し、いくつかの周波数をサポートしている。

さらに本発明は、いくつかの周波数を使用するいくつかの無線アクセス技術（ＲＡＴ）によってカバーされた領域内で基地局によって送信されたビーコンサービスを受信するための様々なＲＡＴ機能およびプリファレンスを有するユーザ機器（ＵＥ）に関し、当該領域は複数の地理的ゾーンを含み、各ゾーンは当該複数のＲＡＴの中の少なくとも１つのＲＡＴによってカバーされ、当該ユーザ機器（ＵＥ）は様々なＲＡＴ機能およびプリファレンスを有し、いくつかの周波数をサポートしている。

いくつかの通信ネットワークによってカバーされた領域内をローミングするユーザは、この領域内のオペレータ間でのローミング協定と、そのユーザ機器（ＵＥ）の機能およびプリファレンスとに基づいて、オペレータ、ＲＡＴ（無線アクセス技術）、および／または通信の周波数を選択することができる。

コグニティブ（cognitive）パイロットチャネル（ＣＰＣ）は、当該地理的領域内で使用可能な、使用可能オペレータ、無線アクセス技術（ＲＡＴ）、および周波数に関する情報をコグニティブ移動体に提供するためにコグニティブチャネルで使用可能な、ビーコンチャネルの一種である。

Ｅ３プロジェクトおよびＥＴＳＩ ＲＲＳグループによって提案されているコグニティブパイロットチャネルに関する２つの主要な概念は、メッシュベースおよび最適化ブロードキャスト手法である。
−メッシュベース概念では、地理的領域内のセルが複数のメッシュに分割され、各メッシュ内で使用可能なオペレータ、ＲＡＴ、および周波数に関する情報が提供される。
−最適化ブロードキャスト概念では、セル内で使用可能なすべてのＲＡＴおよび周波数が、当該地理的領域内でブロードキャストされる。

メッシュベース概念は最適化ブロードキャスト概念よりも精密であるが、メッシュに情報を送信するためには、ＣＰＣに割り振られたよりも広い周波数帯域が必要であるという事実から生じる欠点がある。

ＣＰＣデータレートを下げるために提案された方法の１つが、同じＣＰＣをセルのメッシュに対してではなく当該セル全体に対して送信し、各技術および周波数に関するカバレッジ領域を送信することである。この種の手法に伴う問題は、カバレッジ領域が容易に特徴付けされないこと、および、詳細なカバレッジを送信するとデータレートも増加してしまうことである。

本発明は、メッシュベースのケースでＣＰＣメッセージのサイズを大幅に削減することを目的としている。また本発明は、ＵＥの無線使用を最適化することによって、ＵＥの省電力を向上させることも目的としている。

本発明は、いくつかの無線アクセス技術（ＲＡＴ）によってカバーされている地理的領域内をローミングするＵＥに対して、当該領域内で使用可能なＲＡＴおよび周波数を当該ＵＥに示すためのメッセージを、いくつかの周波数を使用して送信するという考えに基づいている。

メッセージは、当該地理的領域内で使用可能なすべてのＲＡＴおよびすべての周波数に関する情報を伝達する構造的メッセージと、その地理的領域の所与の地理的ゾーン内に位置する端末が、構造的メッセージから、その所与の地理的ゾーン内で使用可能なＲＡＴおよび／または周波数を決定できるようにする、デジタルデータを伝達する一時的メッセージとからなる。

構造的メッセージは当該領域内のネットワーク配備に依存し、一時的メッセージはネットワーク負荷に依存する。

本発明の目的は、いくつかの周波数を使用するいくつかの無線アクセス技術（ＲＡＴ）によってカバーされた領域内をローミングするユーザ機器（ＵＥ）にビーコンサービスを最適に送信するための方法によって達成され、当該領域は複数の地理的ゾーンを含み、各ゾーンは当該複数のＲＡＴの中の少なくとも１つのＲＡＴによってカバーされ、各ユーザ機器（ＵＥ）は様々なＲＡＴ機能およびプリファレンスを有し、いくつかの周波数をサポートしており、
当該方法は、
−当該領域内で、当該領域内に配備されたすべてのＲＡＴおよび当該領域内で使用されるすべての周波数に関する情報を含む、第１のビーコンメッセージと、当該地理的ゾーン内で実際に使用可能な特定のＲＡＴおよび／または特定の周波数を選択するために配置された地理的ゾーン内のＵＥによって使用されることになるデータを含む、第２のビーコンメッセージと、を送信するステップを含み、
−当該第１および当該第２のビーコンメッセージを受信すると、前記ＵＥは、当該ビーコンメッセージおよび当該第２のビーコンメッセージのうちの１つのデータを使用して、配置された地理的ゾーン内で当該ブロードキャストサービスを受信するために、当該特定のＲＡＴおよび／または当該特定の周波数を選択するための、事前に定義された手順を実行する。

本発明の実装との特定の関連において、当該複数の地理的ゾーンは複数のメッシュからなり、当該第１のビーコンメッセージおよび当該第２のビーコンメッセージは、ＣＰＣ（コグニティブパイロットチャネル）チャネルを介して送信される。

本発明の好ましい実施形態によれば、当該第１のビーコンメッセージのそれぞれおよび当該第２のビーコンメッセージのそれぞれは、ｎ個の連続するフィールドを備えるデータパケットからなり、各第１のビーコンメッセージの各フィールドｉ（ｉ＝１からｎ）は、ＣＰＣチャネルによってカバーされている領域内で使用可能な特定のＲＡＴの識別子または特定の周波数の値を含み、各第２のビーコンメッセージの各フィールドｉ（ｉ＝１からｎ）は、ｉ番目の特定のＲＡＴまたはｉ番目の特定の周波数が所与のメッシュ内で使用可能であろうとなかろうと、所与のメッシュ内に配置されたＵＥを指示するために使用されるデータを含む。

第１のビーコンメッセージのコンテンツは、当該領域内に配備され、当該領域内で使用されるすべての周波数に関する、ＲＡＴに依存し、当該第２のビーコンメッセージの各フィールドのデータは、当該領域のメッシュ内で使用可能なＲＡＴおよび周波数に依存することに留意されたい。

本発明の好ましい実施形態では、当該データはビットからなる。

各第２のビーコンメッセージは、ＣＰＣチャネルによってカバーされた領域内の各メッシュの地理的位置の指示を含む。

通常の動作では、当該地理的領域のメッシュ内に配置されたＵＥは、当該メッシュ内で使用可能なＲＡＴおよび周波数を使用し、第１および第２のビーコンメッセージを受信して、適切であれば、より良好なＲＡＴおよび／またはより良好な周波数に切り換える。この切り換えは、自動的に、ユーザに意識されずに実行されるものとする。

このため、現在配置されているメッシュに関するデータを含む第２のビーコンメッセージを検出するための手順が、ＵＥ内に事前にプログラミングされる。

第１の変形では、当該手順は、各第２のビーコンメッセージの特定フィールド内に、現在送信されているデータが関与するメッシュを識別するためにＵＥによって使用されるパラメータを示すことからなる。当該フィールドは、各ＵＥによって常にスキャンされる。

当該パラメータは、ローミング領域内での当該メッシュの地理的位置とすることができる。

第２の変形では、当該手順は、現在配置されているメッシュに関するデータを含む第２のビーコンメッセージの送信タイミングを当該ＵＥが検出できるようにするための、ＵＥ内に事前にプログラミングされた送信ポリシーである。

この手順を用いて、ＵＥは、その現在位置と以前に送信された第２のビーコンメッセージに関連するメッシュの位置とを比較することによって、現在配置されているメッシュに関するデータを含む第２のビーコンメッセージの送信時点ｔ_ｃを検出する。

どちらの変形においても、ＵＥ機器は、現在配置されているメッシュに関するデータを含む第２のビーコンメッセージを復号し、当該メッシュ内の新しいＲＡＴおよび／または新しい周波数を選択するために当該データを使用して第１のビーコンメッセージのコンテンツをフィルタリングするための当該データを格納する。

上記の概要ならびに以下の詳細な説明は、本発明の例示的実施形態を示す添付の図面と併せて読むとより良く理解されるであろう。

本発明に従った、ビーコンメッセージの生成および送信のステップの概略を示す一般的なフローチャートである。 本発明に従った、第１のビーコンチャネルメッセージ構造を示す概略図である。 本発明に従った、第２のビーコンチャネルメッセージ構造を示す概略図である。 本発明に従った方法が実装される地理的領域の第１の構造例を示す概略図である。 地理的領域の第２の構造例を示す概略図である。 本発明に従った、ビーコンメッセージの受信を示すフローチャートである。

複数のワイヤレス通信ネットワークによってカバーされたｎ個の連続する基本メッシュに分割された地理的領域内に実装され、ＣＰＣ局が、当該地理的領域内で使用可能なオペレータ、無線アクセス技術（ＲＡＴ）、および無線周波数に関する情報を、携帯電話、ＰＤＡ、またはラップトップなどのコグニティブＵＥに送信して、当該ＵＥが、当該地理的領域内で使用可能な最も便利なオペレータ、ＲＡＴ、および周波数を選択できるようにする、本発明について説明する。

図１は、ＣＰＣによるＣＰＣ情報の生成ステップと、ワイヤレス通信ネットワークによってカバーされた地理的領域内で定義されたメッシュへの当該ＣＰＣ情報の送信ステップとを示す。

ステップ２で、ＣＰＣ局は、地理的領域内でのＣＰＣチャネル送信を開始する。

ステップ４で、ＣＰＣ局は、当該ネットワークの基地局から受信したメッセージの分析を通じて、ワイヤレス通信ネットワークによってカバーされた地理的領域内で使用可能なＲＡＴおよび周波数を決定する。

ステップ６で、ＣＰＣ局は、ステップ４の分析から、当該地理的領域内に配備されたすべてのオペレータならびにすべてのＲＡＴおよび周波数に関する情報を備える第１のビーコンメッセージを生成する。

図２は、ＣＰＣメッセージの識別子を備える第１のフィールド７と、それぞれが地理的領域内に配備されたＲＡＴまたは周波数の識別子を備える１２の連続するフィールドのセットと、を備える、第１のビーコンメッセージの例を示す。図２の例では、第１のビーコンメッセージは、それぞれオペレータ１およびオペレータ２である、２つのオペレータが地理的領域内に存在することを示す。オペレータ１は、３つの周波数Ｆ１１．１、Ｆ１１．２、およびＦ１１．３を備える第１の無線アクセス技術ＲＡＴ１．１と、３つの周波数Ｆ１２．１、Ｆ１２．２、およびＦ１２．３を備える第２の無線アクセス技術ＲＡＴ１．２とを使用する。オペレータ２は、固有の周波数Ｆ２１．１を備える固有の無線アクセス技術ＲＡＴ２．１を使用する。

図１に戻ると、ステップ８で、ＣＰＣ局は、その間に第１のビーコンメッセージが送信されることになる期間Ｄを決定する。

当該第１のビーコンメッセージは、地理的領域内でブロードキャストされるか、あるいは、ポイントツーマルチポイント送信またはポイントツーポイント送信を使用して、当該地理的領域内に存在するすべてのＵＥに送信されることが、可能であることに留意されたい。

ステップ１０で、ＣＰＣ局は、ネットワーク周波数の可用性を取得し、ステップ１２で、当該第１のビーコンメッセージおよび当該ネットワーク周波数の可用性を使用して、地理的領域の各メッシュについて第２のビーコンメッセージを生成する。

図３は、図２の第１のビーコンメッセージに関して当該地理的領域のメッシュについて生成された第２のビーコンメッセージの例を示す。この第２のビーコンメッセージは、当該メッシュの識別子を備えるフィールド１５と、それぞれがビット値「１」または「０」を備える１２の連続するフィールドのセットと、を備える。

フィールドｉ（ｉ＝１から１２）内の値「１」は、第１のビーコンメッセージの対応するｉ番目のフィールドのＲＡＴまたは周波数が識別されたメッシュ内に存在することを、ＵＥに示す。

フィールドｉ（ｉ＝１から１２）内の値「０」は、第１のビーコンメッセージの対応するｉ番目のフィールドのＲＡＴまたは周波数が識別されたメッシュ内に存在しないことを、ＵＥに示す。

図１に戻ると、ステップ１４で、ＣＰＣ局は、当該第１および第２のビーコンメッセージに関する送信ポリシーを選択する。

送信ポリシーは、当該地理的領域の所与のメッシュ内に配置されたＵＥが、当該ＵＥが留まっているメッシュに関する情報を担持する第２のビーコンメッセージをＣＰＣ局が送信した場合にのみ、第１のビーコンメッセージのコンテンツ全体を読み取るように、選択される。

本発明の第１の実施形態では、当該ポリシーは、各第１のビーコンメッセージの特定のフィールド内で、現在送信されているデータが関連するメッシュを識別するためにＵＥによって使用されるパラメータを指定することを含む。当該フィールドは、ローミング領域内の当該メッシュの地理的位置を含む。

本発明の他の実施形態では、当該フィールドはメッシュ識別番号を含む。

さらに、各第１のビーコンメッセージは、２つの連続するメッシュ内で受信された２つの異なる第１のビーコンメッセージをＵＥが区別できるようにするための、複数の第２のビーコンメッセージと共有する識別フラグを含む。

本発明の第２の実施形態では、当該ポリシーは、現在配置されているメッシュに関するデータを含む第２のビーコンメッセージの送信タイミングを当該ＵＥが検出できるようにするための、ＵＥ内に事前にプログラミングされた送信スキームを含む。

この第２の実施形態では、ＵＥは、その現在位置と以前に送信された第２のビーコンメッセージに関連する以前のメッシュの位置とを比較することによって、現在配置されているメッシュに関するデータを含む第２のビーコンメッセージの送信時点ｔ_ｃを検出するようにプログラミングされる。

これら第１および第２の実施形態では、各第１のビーコンメッセージは、当該領域のメッシュ上に留まっているＵＥが、現在配置されているメッシュに関するデータを含む第２のビーコンメッセージの送信時点ｔ_ｃを決定できるようにするための、当該領域の地理的位置の指示と、当該領域のサイズの指示と、当該領域の各メッシュのサイズの指示とを含む。

図４は、各メッシュが参照番号（１から８０）によって識別される８０のメッシュを備える、地理的領域の第１の構造を示す。第２のビーコンメッセージは、左上のゾーンから右下のゾーンへと、メッシュ番号の増加順（１、２、３．．．８０）に従って、当該メッシュに送信される。

図５には、メッシュが中心から外側へ向かうらせん状の経路に沿って番号付けされた、当該地理的領域の第２の構造が示される。この例では、第２のビーコンメッセージは、地理的領域の中心に配置された第１のメッシュから、らせん状の経路に従ったメッシュ番号の増加順（１、２、３．．．８０）に従って、当該メッシュへと送信される。

図１に戻ると、ステップ１６で、ＣＰＣ局は、メッセージ送信の期間Ｄが完了したか否かを確認する。

当該期間が完了した場合、ＣＰＣ局はステップ１８で、選択された送信ポリシーを使用して第１のビーコンメッセージを送信する。完了していない場合、ＣＰＣ局はステップ２０で、メッシュ識別子と共に第２のビーコンメッセージを送信する。

ステップ２２で、ＣＰＣ局は、送信ポリシーに従って次のメッシュを選択し、ステップ２４で、すべての第２のビーコンメッセージが送信されたか否かを確認する。

送信された場合、プロセスはステップ１６から続行される。送信されていない場合、ＣＰＣ局はステップ２６で、ビーコンメッセージの送信を停止すべきか否かを確認する。

停止すべきである場合、ステップ２８で、ＣＰＣ局はビーコンメッセージの送信を停止する。停止すべきでない場合、ＣＰＣ局はステップ２９で、地理的領域の構造（オペレータ、ＲＡＴ、周波数）が変更されたか否かを確認する。

変更された場合、プロセスはステップ４から続行される。変更されていない場合、プロセスはステップ１０から続行される。

図６は、対象となる地理的領域内をローミング中のＵＥによるビーコンメッセージの処理を示す。

ステップ３０で、ＵＥはＣＰＣモジュールを開始する。ステップ３２で、ＵＥはＣＰＣチャネルを受信するための無線受信器を構成する。

ステップ３４で、ＵＥはＣＰＣチャネルを通じて送信された情報を受信する。

ステップ３６で、対象となる地理的領域内をローミング中の各ＵＥは、受信した情報パケットのヘッダをチェックして、当該情報がビーコンメッセージからなるか否かを判定する。

ビーコンメッセージからなる場合、ステップ３８でＵＥは、当該ビーコンメッセージが、地理的領域内に配備されたオペレータ、ＲＡＴ、または周波数の識別子を含む第１、あるいは、地理的領域内に配備されたオペレータ、ＲＡＴ、または周波数を選択するためのビットを含む第２のビーコンメッセージを、含むか否かを確認する。ビーコンメッセージからなるものでない場合、プロセスはステップ３４から続行される。

受信したパケットが第１のビーコンメッセージを伝達する場合、各ＵＥは、ステップ４０で当該第１のビーコンメッセージを格納し、ステップ４２で送信ポリシーを読み取り、ステップ４４で、現在滞在しているメッシュを決定するために地理的領域における自身の位置を計算し、ステップ４６で、地理的領域内に配備されたオペレータ、ＲＡＴ、または周波数を選択するために使用する第２のビーコンメッセージを決定する。

受信したパケットが第２のビーコンメッセージを伝達する場合、各ＵＥは、ステップ５０で当該第２のビーコンメッセージを格納し、ステップ５２で、第１のビーコンメッセージがすでに格納されているか否かを確認する。

格納されていない場合、プロセスはステップ３４から続行される。格納されている場合、プロセスはステップ４４から続行される。

ステップ６０で、各ＵＥは、地理的領域における自身の位置がすでに格納されているか否かを確認する。格納されていない場合、プロセスはステップ３４から続行される。

格納されている場合、プロセスはステップ６２から続行され、ここでＵＥは、オペレータ、ＲＡＴ、および周波数の識別子を第１のビーコンメッセージから取得し、現在滞在しているメッシュ内に実際に配備されたオペレータ、ＲＡＴ、および／または周波数のうちの１つを選択するために、当該識別子と、第２のビーコンメッセージのビットとの間に論理演算を適用する。

ステップ６４で、ＵＥは、選択されたオペレータ、ＲＡＴ、および／または周波数を介して基地局に接続する。

ステップ６６で、ＵＥは接続が成功したか否かを確認する。

成功しなかった場合、プロセスはステップ３４から続行される。成功した場合、ＵＥは、ステップ６８でビーコンチャネルを介した無線通信を閉じ、ステップ７０でビーコンリソースを停止する。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの無線アクセス技術（ＲＡＴ）および周波数によってカバーされたセル内の移動局と通信するためのワイヤレス通信装置であって、前記セルは複数のメッシュを備え、
   前記移動局が前記セル内で使用可能なすべてのＲＡＴおよび周波数に関する第１の情報を含む第１のビーコンを送信すること、および
   前記第１のビーコンに含まれる各ＲＡＴおよび周波数に対する複数のメッシュのうちの１つにおける可用性を示す第２の情報を含む第２のビーコンを送信すること
   を特徴とするワイヤレス通信装置。
2. 前記第１のビーコンに含まれるＲＡＴおよび周波数のそれぞれに対する複数のメッシュのうちの１つにおける可用性が、前記第２のビーコンにおける１つのビットによって表される請求項１に記載のワイヤレス通信装置。
3. 前記第２のビーコンが複数のメッシュのうちの１つに関する情報をさらに含む請求項１または２に記載のワイヤレス通信装置。
4. 前記第１のビーコンおよび前記第２のビーコンがＣＰＣ（コグニティブパイロットチャネル）を介して送信される請求項１から３のいずれか１項に記載のワイヤレス通信装置。
5. セル内で使用可能なすべてのＲＡＴおよび周波数に関する第１の情報を含む第１のビーコンと、前記第１のビーコンに含まれる各ＲＡＴおよび周波数に対する複数のメッシュのうちの１つにおける可用性を示す第２の情報を含む第２のビーコンとをワイヤレス通信装置から受信すること、および
   前記ワイヤレス通信装置と通信するために、前記第１の情報によって示される、前記ＲＡＴおよび周波数からの前記第２の情報に基づいて、特定のＲＡＴおよび／または特定の周波数を選択すること
   を特徴とする様々なＲＡＴ機能を有しいくつかの周波数をサポートする移動局。
6. 少なくとも１つの無線アクセス技術（ＲＡＴ）および周波数によってカバーされたセル内の移動局と通信するためのワイヤレス通信装置であって、前記セルは複数のメッシュを備える、ワイヤレス通信装置と、様々なＲＡＴ機能を有しいくつかの周波数をサポートする移動局とを備えるワイヤレス通信システムであって、
   前記ワイヤレス通信装置は、
   前記移動局が前記セル内で使用可能なすべてのＲＡＴおよび周波数に関する第１の情報を有する第１のビーコンを送信すること、および、前記第１のビーコンに含まれる各ＲＡＴおよび周波数に対する複数のメッシュのうちの１つにおける可用性を示す第２の情報を有する第２のビーコンを送信することを特徴とし、
   前記移動局は、
   前記ワイヤレス通信装置から前記第１のビーコンおよび前記第２のビーコンを受信すること、および、
   前記ワイヤレス通信装置と通信するために、前記第１の情報によって示される前記ＲＡＴおよび周波数からの前記第２の情報に基づいて、特定のＲＡＴおよび／または特定の周波数を選択することを特徴とする
   ワイヤレス通信システム。
7. 少なくとも１つの無線アクセス技術（ＲＡＴ）および周波数によってカバーされたセル内の移動局と通信するための方法であって、前記セルは複数のメッシュを備え、
   前記移動局が前記セル内で使用可能なすべてのＲＡＴおよび周波数に関する第１の情報を含む第１のビーコンを送信するステップと、
   前記第１のビーコンに含まれる各ＲＡＴおよび周波数に対する複数のメッシュのうちの１つにおける可用性を示す第２の情報を含む第２のビーコンを送信するステップと
   を特徴とする方法。
8. 各可用性を１つのビットによって表す前記第２のビーコンを送信する請求項７に記載の方法。
9. 複数のメッシュのうちの１つに関する情報をさらに含む前記第２のビーコンを送信する請求項７または８に記載の方法。
10. 前記第１のビーコンおよび前記第２のビーコンをＣＰＣを介して送信する請求項７から９のいずれか１項に記載の方法。

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