JP2015515782A - アウトバウンド・ハンドオーバ時の小セル内の先を見越したアップリンク送信電力増加 - Google Patents

Abstract

本発明は、小セル（Ｃ１）によってサービスされる移動局（ＵＥＸ）の送信電力を制御する方法および装置に関する。本発明の実施形態によれば、方法は、移動局による隣接するマクロ・セル（Ｃ２）に向かうハンドオーバ条件のやがて来る満足を予想する測定イベントを検出するステップと、その結果、ハンドオーバ条件が最終的に移動局によって満足されるとき送信電力ターゲット（Ｐ＿Ｔａｒｇｅｔ）に達するように移動局の送信電力レベルを徐々に増やすステップとを含み、装置は、これらのステップを実行する手段を含む。送信電力ターゲットは、マクロ・セル内の移動局の推定されたダウンリンク経路損を補償するためのものである。装置は、通常、住居敷地または会社敷地内で動作するフェムト基地局またはデータ・トラフィック集中のターゲットにされたエリア内で増やされた容量を提供するピコ基地局、メトロ基地局、もしくはマイクロ基地局など、小セルを動作させるように構成された無線アクセス・ポイント（１００）の一部を形成する。

Description

本発明は、小セルによってサービスされる移動局の送信電力を制御する方法および装置に関する。

今日のモバイル・ネットワークでの増え続けるデータ・トラフィック需要に伴って、容量改善のための即座の解決策をオペレータが探し求めている。スペクトルのより高度な空間再利用のおかげで、５０ｍから１００ｍの範囲の短半径セルは、帯域幅の広いトラフィック需要を満足し、モバイル・ユーザのユーザ体感品質（Quality of Experience、ＱｏＥ）を高めるための、見込みのある解決策であると思われる。

異種ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）が現在展開されつつあり、ＨｅｔＮｅｔでは、より小さいフットプリント・サイズのセル（いわゆるピコ・セル、メトロ・セル、またはマイクロ・セル）が、主にデータ・トラフィック集中のターゲットにされたエリア内で増やされた容量を提供するために、より大きいアンブレラ・セル（いわゆるマクロ・セル）のカバレージ・エリア内で実施される。ＨｅｔＮｅｔは、モバイル・ネットワークの全体的な容量を効率的に増やすために、ユーザおよびトラフィック分布の空間的変動を活用することを試みる。

また、トラフィックの８０％までが、現在のモバイル・ネットワークが高い建物浸透損失（buildings penetration loss）に起因して最も非効率的である屋内から発するので、屋内データ・オフローディングが、近年の当産業の焦点になった。屋内データ・オフローディングの誘因は、第１に、モバイル・ネットワーク・バックホーリングに再利用できる固定ブロードバンド技術の成功の浸透および成熟に起因して、第２に、建物に浸透することに費やされる実質的なセルラ・ネットワーク・リソースのゆえに、大きい。屋内ユーザのトラフィックをオフロードする１つの魅力的な解決策は、フェムト・セル（またはホーム・セル）を展開することである。フェムト・セルは、加入者が所有する無線アクセス・ポイントによって動作させられる短距離セルであり、改善された屋内カバレージおよび高められたスループットをホーム・ユーザに提供すると同時に、高価なマクロ無線アクセスからのトラフィックを低コストの公衆インターネットにオフロードする。

マクロ・セルとフェムト・セルとの間のシームレスなハンドオーバは、Ｗｉｆｉベースの解決策などの他の代替のオフローディング解決策と比較した時の、フェムト・セル技術の主要な利益の１つと考えられる。しかし、フェムト・セルからマクロ・セルへの滑らかで成功のユーザのハンドオーバを保証するために、対処する必要があるいくつかの問題がある。

一般的に言って、２タイプのハンドオーバすなわち、ハード・ハンドオーバおよびソフト・ハンドオーバがある。ハード・ハンドオーバでは、ソース・セルのチャネルが解放され、その後に限って、ターゲット・セル内のチャネルが用いられる。したがって、ソースへの接続は、ターゲットへの接続が行われる前に断たれる。この理由から、そのようなハンドオーバを、ブレイクビフォアメイク（break-before-make）ハンドオーバとも称する。その一方で、ソフト・ハンドオーバは、ソース・セル内のチャネルが保持され、しばらくはターゲット・セル内のチャネルと並列に使用されるハンドオーバである。この場合に、ターゲットへの接続は、ソースへの接続が断たれる前に確立され、したがって、これらのハンドオーバを、メイクビフォアブレイク（make-before-break）ハンドオーバと称する。

各ハンドオーバ・モードに関連する詳細およびそれぞれの問題を説明する前に、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）モバイル・ネットワークで使用されるアップリンク電力制御アルゴリズムを、短く議論する。

アクティブ化されたアップリンク周波数ごとに、アップリンク内側ループ電力制御は、その周波数での受信された信号対雑音干渉比（ＳＮＩＲ）を所与のＳＮＩＲターゲットすなわちＳＮＩＲ＿Ｔａｒｇｅｔに保つために、ユーザ機器（ＵＥ）送信電力を調整する。基地局は、受信されたアップリンク専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）のＳＮＩＲ、ＳＮＩＲ＿Ｅｓｔｉｍａｔｅを推定しなければならない。基地局は、その後、送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを生成し、そのコマンドを、ＳＮＩＲ＿Ｅｓｔｉｍａｔｅ＞ＳＮＩＲ＿Ｔａｒｇｅｔならば送信すべきＴＰＣコマンドは「０」であり、ＳＮＩＲ＿Ｅｓｔｉｍａｔｅ＜ＳＮＩＲ＿Ｔａｒｇｅｔならば送信すべきＴＰＣコマンドは「１」であるというルールに従って、１スロットあたり１回（すなわち、０．６６ｍｓおきに１回）送信しなければならない。

３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１４によれば、アップリンク電力制御の２つのアルゴリズムがある。各アルゴリズムは、ＴＰＣコマンドをどのように解釈し、組み合わせるべきか（複数の基地局から受信される時に）を定義する。要約すると、アルゴリズム２は、送信電力の変更に関する判断を行う前に５つの連続するタイム・スロットを考慮するという意味でアルゴリズム１と比較してより安定しているが、その結果、アルゴリズム１より低速である。また、ソフト・ハンドオーバ・レジーム中に、ＵＥは、それがアタッチされているすべてのセルからＴＰＣコマンドを受信する。しかし、使用される電力制御アルゴリズムにかかわりなく、ＴＰＣ組合せプロセスは、最低のアップリンク送信電力を要求し、最小の干渉を生じる基地局に優先権を与えるという意味で、非常に保守的である。

ハード・ハンドオーバでは、ＵＥが、ターゲット・セルへの接続を確立した後に、ＵＥは、ターゲット・セルとの通信に必要な送信電力を推定するのに開ループ電力制御を使用して、その送信電力を調整する。ＵＥの初期送信は、ＤＰＣＣＨ送信だけからなる。３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１、セクション８．５．３によれば、ＵＥは、パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ）の受信信号コード電力（ＲＳＣＰ）に基づいて、その初期ＤＰＣＣＨ送信電力を決定する。パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ）の受信信号コード電力（ＲＳＣＰ）は、
ＤＰＣＣＨ＿Ｉｎｉｔｉａｌ＿ｐｏｗｅｒ＝ＤＰＣＣＨ＿Ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆｓｅｔ−ＣＰＩＣＨ＿ＲＳＣＰ （１）
である。

テスト・セットは、ＵＥの初期送信をＵＥターゲット電力セッティングの近くにするＤＰＣＣＨ＿Ｐｏｗｅｒ＿ｏｆｆｓｅｔの値をシグナリングする。ＵＥターゲット電力セッティングは、ＵＥのＤＰＣＣＨ送信および専用物理データ・チャネル（ＤＰＤＣＨ）送信のためにセットされるレベルである。したがって、テスト・セットは、ＵＥのＤＰＣＣＨの初期送信電力を、ＵＥターゲット電力セッティングよりわずかに下にセットし、その結果、ＤＰＤＣＨがオンに切り替えられる時に、総ＵＥ電力がＵＥターゲット電力セッティングに一致するようにする。

古典的なマクロ・セル展開では、この形のＵＥの電力調整は、問題ではない。というのは、まず、ＵＥが両方のアンテナから遠い２つのセルのエッジに配置される（かつ、最もありそうなことに、以前のサービング・セルへの通信のために大電力で既に送信している）ので、ＵＥの送信電力が、ハンドオーバの後に大きく変化すると期待されないからである。さらに、マクロ・セルは、通常は、多数のユーザのために働く（フェムト・セルと比較して）ので、１つの単一ユーザの送信電力の変化は、他のユーザの全体的なアップリンク干渉に顕著には影響しない可能性がある。残念ながら、同一の周波数帯（またはオーバーラップする周波数帯）で動作するフェムト・セルからマクロ・セルへのハード・ハンドオーバを考慮する時には、そうではない。マクロ基地局は、フェムト基地局よりはるかに遠い距離に配置されるので、マクロ基地局に到達するために要求されるアップリンク送信電力は、フェムト・セル・ユーザのアップリンク電力より大幅に高い。これは、ハンドオーバが実行される時に、ＵＥが、マクロ・セルと通信するためにその送信電力を大幅に増やす必要があることを暗示する。送信電力のこの突然の大きい変更は、他のフェムト・セル・ユーザ（１つまたは複数）に関するＳＮＩＲの突然の下落を導入する。

前述の閉ループ電力制御機構は、他のフェムト・セル・ユーザ（１つまたは複数）が、ユーザのモビリティに起因する信号高速フェード（signal fast fade）などの無線チャネルの変化にかかわりなく、フェムト基地局で要求されるＳＮＲＩを維持することができることを保証する。しかし、ＳＮＩＲの非常に急激で大きい低下があると、適当な送信電力レベルに達するまでに長時間を要する可能性がある。これは、その送信電力（全体的な干渉レベルに追加される）を同時に高める複数のユーザを考慮する時に、特にあてはまる。このケースは、前述のアルゴリズム２が送信電力制御に使用される場合に、劇的に最悪である。したがって、潜在的に、ユーザの送信電力の適合中に呼ドロップ（call drop）の危険性がある。呼が維持される場合であっても、少なくとも、ユーザのＱｏＥの深刻な下落が期待される。

ソフト・ハンドオーバを、将来のフェムト・セル展開でも使用することができる。ソフト・ハンドオーバ・レジーム中に、ＵＥは、それがアタッチされているすべてのセルからＴＰＣコマンドを受信する。しかし、使用される電力制御アルゴリズムにかかわりなく、ＴＰＣ組合せ手順は、ユーザが少なくとも基地局のうちの１つに通信できれば十分であるので、非常に保守的である。やはり、これは、伝統的なマクロ・セルからマクロ・セルへのハンドオーバについては問題ではない。というのは、あるセルの端から別のセルへの要求される送信電力が、実質的に変更されないからである。しかし、フェムト・セルからマクロ・セルへのハンドオーバになると、ユーザが通常はマクロ基地局に到達するためにかなり高い電力を用いて送信する必要があるので、そうはならない。この場合には、ソフト・ハンドオーバ・レジーム中にフェムト基地局から来るＴＰＣコマンドは、ユーザの送信電力を低く保つはずであり、したがって、ユーザは、マクロ・セルに完全に切り替える時（ハンドオーバが完了した後に、通常の電力制御が、ユーザの送信電力を適合させるのに使用される）に、電力をすばやく適合させることに困難を感じるはずである。やはり、前述のアルゴリズム２が送信電力制御に使用される場合に、情況はさらに悪くなる。

３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１４ ３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１、セクション８．５．３

本発明の目的は、フェムト・セル、ピコ・セル、メトロ・セル、またはマイクロ・セル（さらに、小セルと称する）からマクロ・セルへのユーザ・モビリティを改善し、従来技術の前述の短所および欠点を軽減することである。

本発明の第１の態様によれば、小セルによってサービスされる移動局の送信電力を制御する方法は、移動局による隣接するマクロ・セルに向かうハンドオーバ条件のやがて来る満足を予想する測定イベントを検出するステップと、その結果、ハンドオーバ条件が最終的に移動局によって満足されるとき送信電力ターゲットに達するように移動局の送信電力レベルを徐々に増やすステップとを含む。

本発明のもう１つの態様によれば、小セルによってサービスされる移動局の送信電力を制御する送信電力コントローラであって、移動局による隣接するマクロ・セルに向かうハンドオーバ条件のやがて来る満足を予想する測定イベントを検出し、その結果、ハンドオーバ条件が最終的に移動局によって満足されるとき送信電力ターゲットに達するように移動局の送信電力レベルを徐々に増やすように構成された送信電力コントローラ。

送信電力コントローラは、好ましくは、フェムト基地局、ピコ基地局、メトロ基地局、またはマイクロ基地局などの小セルを動作させるように構成される。

本発明の一実施形態では、ハンドオーバ条件は、これによってマクロ・セルが第１の正のハンドオーバ・オフセットだけ小セルより良好にオフセットされるものとして測定される条件であり、これによって、マクロ・セルに向かうハンドオーバについて小セル内で基準受信信号強度または品質しきい値が作られ、測定イベントは、これによって小セル内の移動局の現在の受信強度または品質レベルがハンドオーバ予想しきい値未満であるものとして測定された測定イベントであり、ハンドオーバ予想しきい値は、基準受信信号強度または品質しきい値と第２の正の予想オフセットとの合計である。

本発明の一実施形態では、送信電力ターゲットは、マクロ・セル内の移動局の推定されたダウンリンク経路損を補償するためのものである。

本発明の一実施形態では、送信電力ターゲットは、公称ダウンリンク送信電力でマクロ・セル内でブロードキャストされた基準パイロット信号の受信信号強度を測定することによって判定される。

本発明の一実施形態では、送信電力の徐々の増加は、小セル内の移動局の現在の受信強度または品質レベルの単調減少関数である。

本発明の一実施形態では、送信電力の徐々の増加は、測定イベントが検出される時に小セル内の移動局によって使用される初期送信電力から送信電力ターゲットまでの線形電力増加に対応する。

本発明の代替実施形態では、送信電力の徐々の増加は、測定イベントが検出される時に小セル内の移動局によって使用される初期送信電力から送信電力ターゲットまでの２次以上の多項式電力増加に対応する。

本発明の一実施形態では、マクロ・セルに向かうハンドオーバが、測定イベントの検出時にトリガされるハンドオーバ確認時間期間中に移動局について行われない場合に、移動局の送信電力レベルの増加は、撤回される。

本発明は、マクロ・セルに向かうハンドオーバを速く有する可能性が高い小セル・ユーザの電力を先を見越して適合させることを提案する。隣接するマクロ・セルに向かう、やがて来るハンドオーバ・イベントは、小セルによってサービスされる特定のＵＥについて予想され、その小セル内のＵＥのアップリンク送信電力レベルは、マクロ・セルに向かうハンドオーバが最終的に行われる時にアップリンク送信電力ターゲットが実施される形で、徐々に増やされる。

通常、マクロ・セルに向かうハンドオーバ条件が特定のＵＥについて満足される、小セル内のダウンリンク受信電力／品質レベルは、ＵＥ測定レポートによって知られる。このダウンリンク受信電力／品質レベルは、ＵＥによって異なり、ハンドオーバ位置ごとに異なる。複数のＵＥにまたがってこのダウンリンク受信電力／品質レベルの平均をとることによって、マクロ・セルに向かうアウトバウンド・ハンドオーバの基準ダウンリンク電力／品質しきい値が判定される。この基準しきい値を、予想オフセットと組み合わせて使用して、やがて来るハンドオーバ・イベントを予想し、実際のハンドオーバが発生する前にＵＥ送信電力を増やし始めることができる。

予想オフセットおよび送信電力ターゲットは、ハンドオーバ実行時のアップリンク送信電力分裂を減らし、他の小セル・ユーザ（１つまたは複数）が、この干渉増加に耐え、要求されたＳＮＩＲを維持し、したがって呼品質を維持するために彼らのアップリンク送信電力レベルを徐々に適合させることを可能にするように設計される。

送信電力ターゲット値は、ハンドオーバ実行時にマクロ・セル内のＵＥがこうむるダウンリンク経路損の推定値を補償するために判定される。

送信電力ターゲットは、マクロ・セル内で公称ダウンリンク送信電力でブロードキャストされた基準パイロット信号の受信信号強度を測定することによって判定され得る。

このパイロット信号を、ハンドオーバ条件の検出時にＵＥによって測定することができ、これによって、マクロ・セルに向かうハンドオーバが行われる時のダウンリンク経路損のどちらかといえば正確な測定がもたらされ、したがって、ＵＥが最終的にマクロ・セルに切り替える時のすべての実質的なアップリンク送信電力分裂を防ぐ、どちらかといえば正確なアップリンク送信電力ターゲットがもたらされる。

代替案では、パイロット信号を、小セルを動作させる小基地局によって直接に測定することができ、この代替案は、準最適だがそれでも有利な解決策である。

通常、送信電力増加は、小セル内の移動局の現在の受信強度または品質レベルの関数である。送信電力増加を、初期アップリンク送信電力レベルから達成すべきアップリンク送信電力ターゲットへの線形増加または多項式／指数関数増加とすることができる。

マクロ・セルに向かうハンドオーバが、ハンドオーバ確認期間中にＵＥについて行われない場合には、このアドホックな送信電力増化が、撤回され、レガシ・アップリンク電力制御アルゴリズムが、そのＵＥについて小セル内で復元される。

添付図面と共に解釈される実施形態の次の説明を参照することによって、本発明の上記および他の目的および特徴が明白になり、本発明自体がよりよく理解されるようになる。

ＵＭＴＳモバイル・ネットワークを示す図である。 本発明によるホーム基地局を示す図である。 マクロ・セルおよびピコ・セルを含む無線カバレージ・エリアを示す図である。 フェムト・セルの外部に移動するＵＥの受信信号品質のプロットならびにそれぞれのハンドオーバしきい値および予想しきい値を示す図である。 本発明に従って制御されるＵＥ送信電力のプロットを示す図である。

図１に、ＷＣＤＭＡ無線アクセス技術を利用するＵＭＴＳモバイル・ネットワーク１を示す。ＵＥ１１が、モバイル・ネットワーク１を通ってローミングする。マクロ基地局２１が、設けられ、それぞれのマクロ・セルを動作させる。複数のそのような基地局が設けられ、これらの基地局は、ＵＥ１１に広範囲のカバレージを提供するために地理的に分散される。ＵＥ１１が、特定のマクロ・セルの無線カバレージ・エリア内にある時には、Ｕｕ通信インターフェースに準拠する関連する無線リンクを介して、その特定のマクロ・セルを動作させる対応する基地局との無線通信を、確立することができる。もちろん、図１が、通常のモバイル通信システムに存在する可能性があるＵＥおよび基地局の総数の小さいサブセットを示すことを了解されたい。

ＲＮＣ３１は、無線通信ネットワーク１を効率的に管理するために、基地局２１およびＵＥ１１の動作を制御する。ＲＮＣ３１は、Ｉｕｂ通信インターフェースに準拠するバックホール通信リンクを介して基地局と通信し、さらに、それぞれの無線リンクを介してＵＥ１１と通信する。

ＲＮＣ ３１は、コア・ネットワーク（ＣＮ）４１と通信し、回線交換ネットワークおよびパケット交換ネットワークを介してトラフィックをルーティングするように動作可能である。したがって、移動通信交換局（ＭＳＣ、図示せず）が、ＣＮ４１内に設けられ、ＲＮＣ３１は、Ｉｕ−ＣＳ通信インターフェースに準拠する通信リンクを介してＭＳＣと通信することができる。ＭＳＣは、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）などの回線交換ネットワークと通信することができる。同様に、ＲＮＣ３１は、Ｉｕ−ＰＳ通信インターフェースに準拠する通信リンクを介してサービング汎用パケット無線サービス・サポート・ノード（ＳＧＳＮ、図示せず）と通信する。ＳＧＳＮは、さらに、インターネットなどのパケット交換ネットワークと通信するゲートウェイ汎用パケット無線サービス・サポート・ノード（ＧＧＳＮ、図示せず）に結合される。

さらに、フェムト基地局２２が設けられ、フェムト基地局２２のそれぞれは、関連するフェムト基地局がその中に設置される建物の付近のフェムト・セルを動作させる。フェムト・セルは、これらの建物の付近のユーザにローカル通信カバレージを提供する。フェムト基地局２２は、通常、トラフィック・バックホーリングにブロードバンド・インターネット接続（たとえば、ｘＤＳＬ、ケーブル）を利用する。フェムト基地局２２は、Ｉｕｈ通信インターフェースに準拠するバックホール通信リンクを介してフェムト・セル・ゲートウェイ３２（ＦＧＷ）と通信する。

フェムト・セル・ゲートウェイ３２は、フェムト基地局２２とＣＮ５０との間にあり、フェムト基地局２２がＭＳＣにとってＲＮＣに見えることを保証するために必要な変換を行う。フェムト基地局２２は、フェムト・セル・ゲートウェイ３２と通信し、フェムト・セル・ゲートウェイ３２は、ＣＮ３１（回線交換通信についてＭＳＣ、パケット交換通信についてＳＧＳＮ）と通信する。

フェムト・セル・ゲートウェイ３２は、数十万個のフェムト基地局からの多数の暗号化されたデータ接続を終端するセキュリティ・ゲートウェイと、シグナリング・トラフィックを集約し、妥当性検査し、各フェムト基地局を認証し、ＣＮ５０とインターフェースするシグナリング・ゲートウェイとを含む。

フェムト基地局２２は、住居環境または会社環境で私有モバイル通信サービスまたは公衆モバイル通信サービスを提供する低電力低コスト自己編成基地局である。複雑で非常に信頼できる基地局がネットワーク所有者によって判断された戦略的位置に展開される現在のマクロ・セル手法とは対照的に、フェムト基地局は、顧客によって顧客自身の使用のためにローカルに提供され得るが、オペレータが低コスト・ホット・スポット・カバレージおよび田舎のカバレージを提供するためのコスト効率のよい解決策でもある。

フェムト基地局のコストを下げ、フェムト・セルの複雑さおよびマクロ・セルに対するフェムト・セルの干渉の影響を減らすために、フェムト基地局の送信電力は、フェムト・セルのカバレージ・エリアを数十メートル以下の範囲に制限するために相対的に低い。フェムト基地局は、単純なプラグアンドプレイ展開を可能にするために、広範囲の自動構成および自己最適化の能力を有する。したがって、フェムト基地局は、存在するマクロ・セルラ無線ネットワークにそれら自体を自動的に一体化するように設計されている。さらに、フェムト基地局は、無線リソース制御（ＲＲＣ）機能など、従来ＲＮＣによって提供されるいくつかの機能性を含む。

さらに、ピコ基地局、メトロ基地局、またはマイクロ基地局などの小基地局を設けて、ピコ・セル、メトロ・セル、またはマイクロ・セルを動作させることができる。ピコ・セル、メトロ・セル、またはマイクロ・セルは、通常、高トラフィックまたは悪いカバレージのエリア内でネットワーク・オペレータによって提供される。

図２には、フェムト・セルを動作させるように構成され、本発明による送信電力コントローラを含む、フェムト基地局１００に関するさらなる詳細が示されている。

フェムト基地局１００は、次の機能ブロックを含む。
− ディジタル・ベースバンド・ユニット１１１（すなわち、ＢＢＵ）およびアナログ・バンドパス・ユニット１１２（すなわち、ＡＮＡ）を含むトランシーバ１１０と、
− ネットワーク終端ユニット１３０（すなわち、ＮＴＵ）と、
− 無線リソース・コントローラ１４０（すなわち、ＲＲＣ）と、
− 送信電力コントローラ（すなわち、ＴＰＣ）１５０。

ネットワーク終端ユニット１３０は、ディジタル・ベースバンド・ユニット１１１に結合され、ディジタル・ベースバンド・ユニット１１１は、アナログ・バンドパス・ユニット１１２に結合され、アナログ・バンドパス・ユニット１１２は、外部アンテナまたは内蔵アンテナ１２０に結合される。無線リソース・コントローラ１４０および送信電力コントローラ１５０は、トランシーバ１１０に結合される。無線リソース・コントローラ１４０は、さらに、送信電力コントローラ１５０に結合される。

この説明に関連しないさらなる機能ブロックならびに／またはさらなる結合および相互作用は、改善された明瞭さのために自発的に省略されている。

トランシーバ１１０は、無線リソース・コントローラ１４０の制御の下でＵＥとの無線通信チャネルを確立し、動作させるように構成される。

ディジタル・ベースバンド・ユニット１１１は、受信されたデータ・シンボルおよび送信されるデータ・シンボルをディジタル処理するためのものである。ディジタル・ベースバンド・ユニット１１１は、シグナリング・パケット（または制御パケット）を発行し、終了させ、または中継するためおよびユーザ・データ・トラフィックを中継するために、必要なプロトコル・スイートを実施する。

アナログ・バンドパス・ユニット１１２は、最終的にアンテナ１２０に供給した送信信号を変調し、増幅し、シェーピングし、アンテナ１２０から受信された信号をできる限り少ない雑音を伴ってフィルタリングし、増幅し、復調するためのものである。アナログ・バンドパス・ユニット１１２を、ディジタル・ベースバンド・ユニット１１１と共に１つの単一のユニットに合併することができる。

ネットワーク終端ユニット１３０は、フェムト・セル・ゲートウェイへのブロードバンド接続を介する接続のために適当な媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層および物理トランスポート（ＰＨＹ）層ならびに適当な入出力（Ｉ／Ｏ）ポートに向かって着信／発信フレームをルーティングするためのあるフレーム・ディスパッチ論理に対処する。

無線リソース・コントローラ１４０は、エア・インターフェースを介する無線通信のためにトランシーバ１１０およびそれぞれのＵＥによって使用されるダウンリンクおよびアップリンクの無線リソースすなわち、ユーザ・トラフィックのトランスポートのためにそれぞれの無線ベアラに割り当てられるコードおよび／または周波数リソースのセットを割り当て、管理するためのものである。

無線リソース・コントローラ１４０は、さらに、測定ポリシ（図２の「ｍｅａｓ＿ｐｏｌｉｃｙ（ＵＥＸ）」を参照されたい）を用いてアクティブＵＥを構成する。現在、ＵＥは、サービング・セルおよび隣接セルの測定値を周期的に報告する（図２の「ｍｅａｓ＿ｒｅｐｏｒｔ（ＵＥＸ）」を参照されたい）ように構成される。測定レポートは、通常、サービング・セルおよび隣接セルの１次共通パイロット・チャネル（Ｐ−ＣＰＩＣＨ）で実行されるＥｃ／Ｎｏ測定値を含む。Ｅｃ／Ｎｏは、チップあたりの受信エネルギを帯域内の電力密度で割ったものを表し、受信信号コード電力（ＲＳＣＰ）測定値と等しく、サービング・セルまたは隣接セルのＰ−ＣＰＩＣＨ上で測定された１つのコードの受信電力を、受信器パルス・シェーピング・フィルタによって定義される帯域幅内の熱雑音および受信器内で生成される雑音を含む受信された広帯域電力によって割ったものを意味する。

無線リソース・コントローラ１４０は、周期的測定レポートをそれぞれの測定イベントしきい値と比較して、特定の隣接セルが特定のハンドオーバ条件を満足していることを検出する。

たとえば、特定のハンドオーバ条件は、正のオフセット値ＯＦＦ１、タイム・ツー・トリガ（Ｔｉｍｅ−Ｔｏ−Ｔｒｉｇｇｅｒ／ＴＴＴ）値ＴＴＴ１、およびおそらくはヒステリシス値ＨＹＳ１を含む。ハンドオーバ条件は、特定の隣接するセルからの基準信号の受信強度または品質が、正のオフセット値ＯＦＦ１だけ、ＴＴＴ１秒にわたって、現在のサービング・セルからの基準信号の受信強度または品質より持続的によいと測定される場合に、その隣接するセルによって満足される。ヒステリシスＨＹＳ１は、ハンドオーバ条件への出入りの間の過度のトグルを防ぐ。

特定のターゲット・セルに関するハンドオーバ条件の特定のＵＥによる満足の際に、無線リソース・コントローラ１４０は、ハンドオーバ判断を行い、フェムト・セルからターゲット・セルに向かう特定のＵＥのソフト・ハンドオーバまたはハード・ハンドオーバを実行するためにフェムト・セル・ゲートウェイを介するターゲットＲＮＣとの必要なシグナリング交換を開始する。

無線リソース・コントローラ１４０は、さらに、フェムト・セル内のアウトバウンド・ハンドオーバについて基準信号強度しきい値または基準信号品質しきい値ＨＯＴを判定するように構成される。基準しきい値ＨＯＴは、アウトバウンド・ハンドオーバのハンドオーバ条件がＵＥによって満足されるとき、ＵＥによって報告される基準信号強度レベルまたは基準信号品質レベルの平均をとることによって判定される。

基準しきい値ＨＯＴは、アクティブＵＥによって報告される周期的測定値と一緒に、さらなる処理のために送信電力コントローラ１５０に転送される（図２の「ＨＯＴ」および「ｍｅａｓ＿ｒｅｐｏｒｔ（ＵＥＸ）」を参照されたい）。

送信電力コントローラ１５０は、アクティブＵＥのアップリンク送信電力を制御するためのものである（図２の「ＴＰＣ＿ｃｍｄ（ＵＥＸ）」を参照されたい）。

送信電力コントローラ１５０は、ＳＮＩＲをあるターゲットＳＮＩＲで維持するように設計された前述の閉ループ電力制御機構を実施する。

さらに、送信電力コントローラ１５０は、アクティブＵＥのフェムト・セル内の現在の受信信号強度または受信信号品質レベルを追跡し、フェムト・セル内の特定のＵＥの現在の受信信号強度または受信信号品質レベルがハンドオーバ予想しきい値ＨＯＡを過ぎる（ターゲット・セルに向かうハンドオーバが近い将来に行われる可能性が高いことを意味する）ことを検出するように構成され、このハンドオーバ予想しきい値ＨＯＡは、無線リソース・コントローラ１４０によって供給される基準しきい値ＨＯＴと正の予想オフセットＯＦＦ２との合計である。

その結果、送信電力コントローラ１５０は、特定のＵＥのアドホック・アップリンク電力制御レジームに入り、最終的にハンドオーバが行われる時にあるアップリンク送信電力ターゲットＰ＿ｔａｒｇｅｔが満足されるように、その特定のＵＥにＴＰＣコマンドを発行する。アドホック・アップリンク電力制御レジームを、図５に関してさらに説明する。

アップリンク送信電力ターゲットＰ＿ｔａｒｇｅｔは、特定のＵＥがハンドオーバ実行時にターゲット・セル内でこうむると期待されるダウンリンク経路損の推定値に従って判定される。Ｐ＿ｔａｒｇｅｔを、ターゲット・セルのＵＥ測定値から、またはフェムト基地局１００自体によって実行される自己測定から、推定することができる。これは、開ループ電力制御手順での電力初期化に似た形で行われる。

送信電力コントローラ１５０は、さらに、アドホック・アップリンク電力制御レジームが特定のＵＥについて実施された後に、特定のＵＥのハンドオーバの実際の実行を監視するように構成される。故意に、送信電力コントローラ１５０は、ハンドオーバ手順が特定のＵＥについて完了する時に必ず、または、代替案では、ハンドオーバ手順が特定のＵＥについて開始される時に必ず、無線リソース・コントローラ１４０からハンドオーバ通知メッセージを供給される（図２の「ＨＯ＿ｉｎｄ（ＵＥＸ）」を参照されたい）。送信電力コントローラ１５０は、予想しきい値ＨＯＡが特定のＵＥについて渡された後に監督タイマＴＨＯをトリガし、ハンドオーバ手順がその特定のＵＥについて完了した時、または、代替案では、ハンドオーバ手順がその特定のＵＥについて開始される時に、監督タイマＴＨＯを停止する。監督タイマＴＨＯが満了する場合には、ハンドオーバは、その特定のＵＥについて実行されず、レガシ閉ループ電力制御機構が復元される。

図３に、次を含む、モバイル・ネットワークの特定の無線カバレージ・エリアを示す。
− フェムト基地局ＢＳ１によって動作させられるフェムト・セルＣ１、および
− フェムト基地局ＢＳ２によって動作させられるフェムト・セルＣ２。

セルＣ１およびＣ２は、同一の周波数帯を共有することができ、その場合に、ソフト・ハンドオーバまたはハード・ハンドオーバが、セルＣ１とＣ２との間で可能であり、あるいは、オーバーラップしない周波数帯を割り当てられることができ、その場合には、ハード・ハンドオーバだけが許容される。

ＵＥ ＵＥＸは、フェムト・セルＡのカバレージ・エリア内の位置ａで通信セッションを確立する。

次に、ＵＥ ＵＥＸは、通信セッションが進行中である間に、位置ｃに向かって移動する。

位置ｂでは、マクロ・セルＣ２からの受信パイロット信号は、フェムト・セルＣ１からの受信パイロット信号より強い。２つの受信信号の強度の間の差が、ある構成されたハンドオーバ・マージンを超え、ＴＴＴ期間の最小限にわたってそこに留まるならば、アウトバウンド・ハンドオーバが、進行中のセッションをマクロ・セルＣ２に向かってハンド・オーバするためにトリガされる。

図４には、フェムト・セルＣ１を去る間にＵＥ ＵＥＸによって測定されるフェムト・セルＣ１内および隣接するマクロ・セルＣ２内でブロードキャストされたパイロット信号のチップ対雑音エネルギ比Ｅｃ／Ｎｏが示されている。

フェムト・セルＣ１のＥｃ／Ｎｏ値が、ＴＴＴ１秒にわたって少なくとも正のオフセットＯＦＦ１だけマクロ・セルＣ２のＥｃ／Ｎｏ値より小さくなった後に、ハンドオーバが行われる。経時的に、フェムト基地局ＢＳ１は、ハンドオーバが通常実行される平均Ｅｃ／Ｎｏレベルを推定することができる。これが、ハンドオーバ基準しきい値ＨＯＴによって表される。

ハンドオーバしきい値ＨＯＴの正確な推定値を得るために、フェムト基地局ＢＳ１は、経時的なハンドオーバ観察に基づいてＨＯＴの移動平均を計算することができる。
ＨＯＴ（ｎ）←ＨＯＴ（ｎ−ｌ）＋α（ＨＯＴ（ｎ）−ＨＯＴ（ｎ−１）） （２）
ここで、ＨＯＴ（ｎ）は、第ｎハンドオーバ観察を表し、αは、平均化係数（０＜α＜１）であり、より大きいαは、より古い観察をより速く上書きする。

潜在的なハンドオーバしきい位置として予想されたハンドオーバしきいＨＯＡを導入することによって、フェムト基地局ＢＳ１は、ありそうなハンドオーバに直面する準備をすることができる。予想されたハンドオーバしきい値ＨＯＡを、
ＨＯＡ＝ＨＯＴ＋ＯＦＦ２ （３）
と定義することができる。ここで、ＯＦＦ２は、第２の正の予想オフセットである。

フェムト基地局ＢＳ１は、アクティブＵＥの受信Ｅｃ／Ｎｏを監視する。その値が、予想しきい値ＨＯＡ未満になった後に、フェムト基地局ＢＳ１は、ＵＥの現在の送信電力をＰ＿ｓｔａｒｔとして記録し、ハンドオーバの時までに、ＵＥが既にリモート・マクロ基地局ＢＳ２に通信するのに適当な電力Ｐ＿ｔａｒｇｅｔであるようにするために、その送信電力レベルを増やすようにＵＥに指示し始める。フェムト基地局ＢＳ１は、ハンドオーバが実行されるＥｃ／Ｎｏの通常の値または平均値を推定することができるので、しきい値ＨＯＡを、予想オフセットＯＦＦ２をこの値に加算することによって、単純に計算することができる。さらに、ターゲット電力レベルＰ＿ｔａｒｇｅｔは、より微細な電力制御機構がハンドオーバ（またはハード・ハンドオーバの場合に開ループ電力制御を使用する電力初期化手順）の後に電力オフセットを調整するので、正確である必要はない。

図５に、本発明による異なるアップリンク電力制御レジームがプロットされている。

ＵＥのＥｃ／Ｎｏが、しきい値ＨＯＡ未満になった後に、フェムト基地局ＢＳ１は、ＵＥの送信電力を適当に適合させ始める。

最も単純な形で、この電力適合は、ＵＥによって測定された受信Ｅｃ／Ｎｏの線形関数とすることができ、これは、受信Ｅｃ／ＮｏがＨＯＴ＝ＨＯＡ−ＯＦＦ２と等しい時にアップリンク送信電力がＰ＿ｔａｒｇｅｔになる時すなわち、ハンドオーバが行われると期待される時に、アップリンク送信電力がＰ＿ｔａｒｇｅｔであることをもたらす。

ここで、Ｐ＿ＵＬは、アップリンク送信電力を表す。この第１のオプションは、図５では実線としてプロットされている。

これは、Ｅｃ／ＮｏがＨＯＡからＨＯＴ＝ＨＯＡ−ＯＦＦ２に減少する時のＰ＿ｓｔａｒｔからＰ＿ｔａｒｇｅへのＵＥの送信電力の１次線形マッピングを提供するが、より高次のマッピングを有することが望ましい可能性がある。これは、この場合に、ＵＥの送信電力が一次マッピングと比較した時により低いままになるので、特に有用である。これは、明らかに、総干渉レベルを下げ、他のすべてのＵＥの送信電力のオーバー・プロビジョニングを回避する（他のすべてのＵＥが、それら自体のＳＮＩＲ値を維持するためにそれぞれその電力を適合させることに留意されたい）。より高次のマッピングを考慮に入れると、式（４）を

と変形することができ、ここで、ＭＯは、マッピング・オーダー（ＭＯ）を表す。この第２のオプションは、それぞれＭＯに２および４をセットされたものとして図５の２つの破線の曲線にプロットされている。

アドホック電力制御レジームでＵＥによって使用される有効送信電力が、プロットされた曲線のステアケース版であることに留意されたい。というのは、ＵＥが、基地局（１つまたは複数）からのＴＰＣコマンドの受信および解釈の時すなわち、特定の瞬間に、指定された電力粒度でその送信電力を徐々に適合させるからである。

この解決策は、ハード・ハンドオーバとソフト・ハンドオーバとの両方とうまく働く。ハード・ハンドオーバに関して、ＵＥは、電力制御コマンドをフェムト・セルＣ１のみから受信し、したがって、電力は、望まれる形で適合される。しかし、ソフト・ハンドオーバに関して、ＵＥは、マクロ・セルＣ１とフェムト・セルＣ２との両方から電力制御コマンドを受信するが、フェムト・セル・コマンドである可能性が非常に高い、より保守的な電力制御コマンド（より低い送信電力をもたらすコマンド）を検討する。

この解決策は、オプションで、ＵＥの受信されたＥｃ／ＮｏがＨＯＡしきい値未満になった直後にアクティブ化されるタイマを含むよう拡張され得る。ハンドオーバが、事前に定義された時間期間Ｔ＿ｈａｎｄｏｖｅｒの後に発生しない場合には、電力制御動作を、その通常手順に戻ってセットすることができる。さらに、タイマの満了の時に受信されたＥｃ／Ｎｏは、ＬＨＯＡとして記録される。これは、ＵＥが、ハンドオーバがある時間期間内に発生しない場合（たとえば、フェムト・セル・ユーザがフェムト・セル・カバレージ境界の近くになり、そこからさらには移動しない時）に、送信電力のオーバープロビジョンを防ぐ。

タイマＴ＿ｈａｎｄｏｖｅｒの満了に起因してＵＥの受信されたＥｃ／ＮｏがＨＯＡしきい値未満である場合に、アドホック電力制御機構が取り消される場合には、

である場合に、これを再アクティブ化することができ、ここで、ＲＴは、再アクティブ化しきい値である。

言い替えると、このアルゴリズムは、ＵＥの受信されたＥｃ／Ｎｏがさらに下落し、ＬＨＯＡ−ＲＴ未満になる場合に、再アクティブ化される（タイマ満了に起因して取り消された後に）。

ＯＦＦ２パラメータ、Ｔ＿ｈａｎｄｏｖｅｒパラメータ、およびＲＴパラメータは、製造業者によって微調整され得る設計パラメータである。

特許請求の範囲でも使用される用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」が、その後にリストされる手段に限定されると解釈されてはならないことに留意されたい。したがって、表現「手段ＡおよびＢを含むデバイス」の範囲は、構成要素ＡおよびＢのみからなるデバイスに限定されてならない。これは、本発明に関して、デバイスの関連構成要素がＡおよびＢであることを意味する。

さらに、用語「ｃｏｕｐｌｅｄ（結合される）」が、請求項でも使用されるが、直接の接続のみに制限されると解釈されてはならないことに留意されたい。したがって、表現「デバイスＢに結合されたデバイスＡ」の範囲は、デバイスＡの出力がデバイスＢの入力に直接に接続されたデバイスまたはシステムおよび／またはその逆に限定されてはならない。これは、Ａの出力とＢの入力との間に経路が存在し、かつ／またはその逆が存在し、その経路が、他のデバイスまたは手段を含む経路であってもよいことを意味する。

説明および図面は、単に、本発明の原理を説明するものである。したがって、当業者が、本明細書で明示的には説明されず、図示されていないが、本発明の原理を実施する、さまざまな配置を考案できることを了解されたい。さらに、本明細書で列挙されたすべての例は、原理的に、当技術分野を促進するために本発明人（１つまたは複数）によって貢献される本発明の原理および概念を理解する際に読者を助けるための教育的目的のみのためにものであることが主に意図され、限定なしに、そのような具体的に列挙された例および条件への限定を伴わずに解釈されなければならない。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態ならびにその特定の例を列挙する本明細書でのすべての言説は、その同等物を包含することが意図されている。

図面に示されたさまざまな要素の機能を、専用ハードウェアならびに適当なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を介して提供することができる。プロセッサによって提供される時に、機能を、単一の専用プロセッサ、単一の共有されるプロセッサ、またはその一部を共有できる複数の個々のプロセッサによって提供することができる。さらに、プロセッサは、ソフトウェアを実行できるハードウェアを排他的に指すと解釈されてはならず、限定なしに、暗黙のうちに、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワーク・プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などを含むことができる。読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性ストレージなどの従来のおよび／またはカスタムの他のハードウェアを含めることもできる。

Claims (12)

1. 小セル（Ｃ１）によってサービスされる移動局（ＵＥＸ）の送信電力を制御する方法であって、
   前記移動局による隣接するマクロ・セル（Ｃ２）に向かうハンドオーバ条件のやがて来る満足を予想する測定イベントを検出するステップと、
   その後、前記ハンドオーバ条件が最終的に前記移動局によって満足されるとき送信電力ターゲット（Ｐ＿Ｔａｒｇｅｔ）に達するように前記移動局の送信電力レベルを徐々に増やすステップと、を含む方法。
2. 前記ハンドオーバ条件は、これによって前記マクロ・セルが第１の正のハンドオーバ・オフセット（ＯＦＦ１）だけ前記小セルより良好にオフセットされるものとして測定される条件であり、これによって、前記マクロ・セルに向かうハンドオーバについて前記小セル内で基準受信信号強度または品質しきい値（ＨＯＴ）が作られ、
   前記測定イベントは、これによって前記小セル内の前記移動局の現在の受信強度または品質レベル（Ｅｃ／Ｎｏ）がハンドオーバ予想しきい値（ＨＯＡ）未満であるものとして測定された測定イベントであり、前記ハンドオーバ予想しきい値は、前記基準受信信号強度または品質しきい値と第２の正の予想オフセット（ＯＦＦ２）との合計である、請求項１に記載の方法。
3. 前記送信電力ターゲットは、前記マクロ・セル内の前記移動局の推定されたダウンリンク経路損を補償するためのものである、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記送信電力ターゲットは、公称ダウンリンク送信電力で前記マクロ・セル内でブロードキャストされた基準パイロット信号の受信信号強度を測定することによって判定される、請求項３に記載の方法。
5. 前記送信電力の前記徐々の増加は、前記小セル内の前記移動局の現在の受信強度または品質レベル（Ｅｃ／Ｎｏ）の単調減少関数である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記送信電力の前記徐々の増加は、前記測定イベントが検出される時に前記小セル内の前記移動局によって使用される初期送信電力（Ｐ＿Ｓｔａｒｔ）から前記送信電力ターゲットまでの線形電力増加（ＭＯ＝１）に対応する、請求項５に記載の方法。
7. 前記送信電力の前記徐々の増加は、前記測定イベントが検出される時に前記小セル内の前記移動局によって使用される初期送信電力（Ｐ＿Ｓｔａｒｔ）から前記送信電力ターゲットまでの２次以上の多項式電力増加（ＭＯ＞１）に対応する、請求項５に記載の方法。
8. 前記方法は、前記マクロ・セルに向かうハンドオーバが前記測定イベントの検出時にトリガされるハンドオーバ確認時間期間中に前記移動局について行われない場合に、前記移動局の前記送信電力レベルの前記増加を撤回するステップをさらに含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 小セル（Ｃ１）によってサービスされる移動局（ＵＥＸ）の送信電力を制御する送信電力コントローラ（１５０）であって、前記移動局による隣接するマクロ・セル（Ｃ２）に向かうハンドオーバ条件のやがて来る満足を予想する測定イベントを検出し、
   その後、前記ハンドオーバ条件が最終的に前記移動局によって満足されるとき送信電力ターゲット（Ｐ＿Ｔａｒｇｅｔ）に達するように前記移動局の送信電力レベルを徐々に増やすように構成された送信電力コントローラ（１５０）。
10. 請求項９に記載の送信電力コントローラ（１５０）を含み、前記小セルを動作させるように構成された無線アクセス・ポイント（１００）。
11. 前記無線アクセス・ポイントは、フェムト基地局である、請求項１０に記載の無線アクセス・ポイント（１００）。
12. 前記無線アクセス・ポイントは、ピコ基地局、メトロ基地局、またはマイクロ基地局である、請求項１０に記載の無線アクセス・ポイント（１００）。

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