JP2015537490A - 低電力の無線通信装置の移動及び接続の管理 - Google Patents

Abstract

マルチ無線接続技術（ＲＡＴ）の無線通信ネットワーク及び無線通信装置によって、複数のＲＡＴを実装する方法。マルチＲＡＴの無線通信ネットワークが、無線通信装置に対して、第１ＲＡＴを用いて第２ＲＡＴに関係する信号を送信する。無線通信装置は、第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１無線通信モジュールを用いて信号を受信し、第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２無線通信モジュールを省エネルギー状態から起動して機能を実行させる。第１ＲＡＴは、一般に、無線通信装置の使用中に第２ＲＡＴの消費電力よりも低い消費電力を有する。

Description

本発明は、一般に、無線通信に関し、特に、主に低電力の無線通信装置の移動及び接続の管理に関する。

マシンタイプ通信（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＭＴＣ）装置は、時々マシンツーマシン（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ：Ｍ２Ｍ）装置とも称され、様々なアプリケーションに対して益々使用されている。ＭＴＣは、人間の相互作用を必要としない１つ又は複数のエンティティを含むデータ通信の形である。無線通信システムでは、ＭＴＣ装置の数は、「従来」の装置よりも数桁大きい場合がある。多くのＭＴＣ装置は、比較的変化がなく、及び／又は、小さい容量のトラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）を生成するだろう。しかし、他には、比較的移動性があるので、通常の量の信号を生成する能力を有し得る。

サードジェネレーションパートナーシップ（３ＧＰＰ）のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）標準では、ＭＴＣ装置のサポートは、リリース９において導入された。ＬＴＥへ適用されたＭＴＣ装置の詳細は、３ＧＰＰ標準ＴＳ２２．３６８において与えられている。これに関連して、多数のＭＴＣユーザ装置（ＵＥ）に対する移動及び接続管理に関係する総信号は、少なくとも２つの状況において潜在的な懸念である。
−アプリケーション（アプリケーションサーバ及び多くのＭＴＣ装置の両方で同時に動作している）が、ページングメッセージを用いて、「何かをする」ための要求を行う時
−多くのＭＴＣ装置が新しいトラッキング領域（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ：ＴＡ）の中をローミングしており、それらが、ＴＡの更新を実行することを必要としているか、又は、新しい基地局（ＬＴＥではＥｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ及びｅＮｏｄｅＢ又はｅＮＢと省略される、として知られている）へハンドオーバされる時

また、消費電力は、多くのＭＴＣ装置に対する懸念である。現在の３ＧＰＰ標準に基づいて、ＵＥが、接続モードに留まるか又は継続するｅＮＢとの接続を維持することは、かなりの量の電力を消費する。一方、ＵＥがアイドルモードと接続モードの間で切り替わらなければならないとすると、長い時間がかかり、またかなりの量の電力を消費する。

従って、ネットワークに負荷をかけることなく低消費電力で、十分な移動及び接続の管理を可能にすることが望まれる。

一実施形態によれば、マルチ無線接続技術（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＲＡＴ）の無線通信ネットワーク及び無線通信装置によって、複数のＲＡＴを実装する方法であって、上記マルチＲＡＴの無線通信ネットワークが、上記無線通信装置に対して、第１ＲＡＴを用いて第２ＲＡＴに関係する信号を送信することと、上記無線通信装置が、上記第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１無線通信モジュールを用いて上記信号を受信し、上記第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２無線通信モジュールを省電力状態から起動して機能を実行させることであって、上記第１ＲＡＴは、一般に、上記無線通信装置の使用中に上記第２ＲＡＴの消費電力よりも低い消費電力を有すること、を備える方法が提供される。

無線通信装置において低消費電力を有するＲＡＴを使用することは、無線通信装置が電力を下げる（スイッチを切る）又は第２無線通信モジュールの使用を制限して電力の節約を達成できることを意味する。言い換えると、第２無線通信モジュールは、第２ＲＡＴによって決定され得る機能を実行するべく予定された場合に起動される必要はない。代わりに、無線通信装置は、そのような起動する出来事をスキップして、第１ＲＡＴ上で受信される信号（通知として用いられる）を待つことを選択し得る。

上で参照される機能は、無線通信装置の現在の位置を更新するために使用されるＬＴＥにおいて定義される移動管理機能のような、第２ＲＡＴによって決定される管理機能であり得る。従って、一実施形態では、上記信号は、上記無線通信装置の移動管理及び上記無線通信装置の接続管理の内の少なくとも１つに関係する。しかし、他の機能も考えられる。

一実施形態では、上記信号は、上記無線通信装置のページング、上記無線通信装置の位置の更新、及び上記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内のハンドオーバのうちの少なくとも１つに関係する。位置の更新は、例えば、ＬＴＥによって定義されるトラッキング領域の更新を含む。ハンドオーバは、セル間又は第２ＲＡＴを使用するネットワーク間であり得る。

一実施形態では、上記信号は、例えば、１つのデータビット又はいくつかのデータビットの何れかの上記第１ＲＡＴのビーコンで送信される。これは、無線通信装置に通知するのに要求される信号の量を低減する。

一実施形態では、上記機能は、上記無線通信装置に向けられている、上記マルチＲＡＴの無線通信ネットワークからの送信を監視することを有する。このように、第２無線通信モジュールは、無線通信装置に向けられた送信がある時だけ、起動され得る。

上記無線通信装置は、上記第２無線通信モジュールを用いて、上記マルチＲＡＴの無線通信ネットワークへの上記送信に対する応答を、予定の時刻に送信し得る。これは、大量のＭＴＣ装置が応答を送信した時、ネットワークが信号で過負荷にならないこと及び衝突を低減することを確実にする。予定の時刻を決定する計画は、マルチＲＡＴの無線通信ネットワークのいくつか又は全ての無線通信装置に対して共通であり得る。

「マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク」という言葉は、コンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）によって他のことが要求される場合を除いて、所与の地理的領域内の無線通信装置に対して利用可能な結合された無線通信システムを示すために使用され得る。例示の無線通信システムは、無線セルラシステムを含む。従って、無線通信装置との接続は、セル間で転送される必要がある。一実施形態では、上記信号は、上記第１ＲＡＴを用いて、上記無線通信装置に対して、上記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の２つ以上のセルによって送信される上記第２ＲＡＴに関係する複数の信号の内の１つであり、上記機能はセル間のハンドオーバに関係する。例えば、複数の信号は、無線通信装置に現在サービングしている基地局及びサービング基地局と隣接する基地局を含む複数の基地局によって送信され得る。

第１ＲＡＴを用いて受信される信号は、ハンドオーバが要求され得ることのインディケーション（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を提供し得る。一実施形態では、上記無線通信装置は、上記第１無線通信モジュールによって受信される上記複数の信号それぞれの通信品質を決定し、近隣セルから受信される信号の上記通信品質が、上記無線通信装置の現在のサービングセルから受信される信号の上記通信品質よりも良い時、上記機能は、上記第２ＲＡＴを用いて、通信品質の測定を実行することを有する。

実施形態では、上記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の上記第１ＲＡＴのカバー領域（ｃｏｖｅｒａｇｅ ａｒｅａ）は、上記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の上記第２ＲＡＴのセルのカバー領域よりも小さく、好ましくは、上記第１ＲＡＴは、少なくとも上記第２ＲＡＴのセルの上記カバー領域の端の近傍で利用可能である。セル方式の無線システムの場合には、例えば、第１ＲＡＴは、セルの端で利用可能でありハンドオーバ機能をサポートし得る。第２ＲＡＴを使用するネットワーク間のハンドオーバは、サポートされるか、又は代わりにサポートされ得る。

実施形態は、異なるネットワークトポロジーにおいて使用され得る。例えば、前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の前記第１ＲＡＴは、コーディネータノードを有するスタートポロジー、又はコーディネータノード及び少なくとも１つのルータノードを有する木トポロジーの何れかを有する、低電力の無線通信ネットワークによってサポートされ得る。スタートポロジーでは、信号は、コーディネータノードから直接無線通信装置に対して直接送信され、一方、木トポロジーでは、信号は、ルータノードを通して送信され得る。ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）（登録商標）と関連して、例えば、コーディネータノードは、パーソナルエリアネットワーク（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＡＮ）のコーディネータノードであり得る。何れのトポロジーでも、異なる機能は、同じインフラストラクチャノード内で同じ位置に配置されるか、又は別個のノードとして提供得る。

無線通信装置は、本発明の実施形態に従って、マルチＲＡＴをサポートするように構成された、携帯電話又はセル方式の電話、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）装置又は他の装置のような、任意の適切な装置であり得る。一実施形態では、上記無線通信装置は、マシンタイプ通信（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＭＴＣ）の無線通信装置である。

一実施形態では、第１ＲＡＴは、ジグビー（登録商標）を有し、第２ＲＡＴはＬＴＥを有する。そして、ジグビー（登録商標）の「ビーコンフレーム」は、無線通信装置に対して特別なインディケーションを伝達するために、例えばアイドル状態のＵＥに対してページングインディケーションを提供するために、使用されて、アイドル状態のＵＥに対してトラッキング領域の更新を実行させ、及び／又は、ＵＥの常時接続状態を維持し得る。例えば、ＬＴＥのアイドルモードと関連する消費電力は、ページングインディケーションを伝達するか又はトラッキング領域の更新を実行する、ジグビー（登録商標）のような低電力のＲＡＴを用いることによって１０〜１００倍に低減され得る。ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ、ＷｉＭａｘ（ＩＥＥＥ８０２．１６）、ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）及びブルートゥース（登録商標）を含む他のＲＡＴも、第１ＲＡＴ及び第２ＲＡＴとして、使用され得る。第１及び第２ＲＡＴは、一般に、相対消費電力に依存して選択され得る。そのようなＲＡＴでは、無線通信装置は、基地局（アクセスポイント）と無線で通信するターミナル、加入者局、又はユーザ装置（ＵＥ）として様々に称され得る。

一実施形態によれば、第１ＲＡＴを用いて第２ＲＡＴに関係する信号を送信するように構成された、マルチ無線接続技術（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＲＡＴ）のインフラストラクチャノードと、上記第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１無線通信モジュールと、上記第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２無線通信モジュールと、上記第１無線通信モジュールが上記マルチＲＡＴのインフラストラクチャノードから上記信号を受信することに応答して、上記第２無線通信モジュールを省電力状態から起動するように構成されたコントローラと、を有する無線通信装置と、を備え、上記第１ＲＡＴは、一般に、上記無線通信装置の使用中に上記第２ＲＡＴの消費電力よりも低い消費電力を有する無線通信システムが提供される。

一実施形態によれば、マルチ無線接続技術（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＲＡＴ）のインフラストラクチャノードであって、第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１通信ユニットと、第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２通信ユニットと、を備え、上記第１通信ユニットは、上記第１ＲＡＴを用いて、上記第２ＲＡＴに関係する信号を送信するように構成されるマルチＲＡＴのインフラストラクチャノードが提供される。次に、第１及び第２ＲＡＴの通信ユニットは、インフラストラクチャノード（例えばｅＮＢがマスタとして働く低電力システム機能を更に有するｅＮＢ）内で同じ位置に配置されうる。

一実施形態によれば、上記第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１無線通信モジュールと、上記第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２無線通信モジュールと、上記第１無線通信モジュールが、マルチＲＡＴのインフラストラクチャノードによって送信された上記第２ＲＡＴに関係する上記信号を上記第１ＲＡＴを用いて受信することに応答して、上記第２無線通信モジュールを省電力状態から起動するように構成されたコントローラと、を備え、上記第１ＲＡＴは、一般に、上記無線通信装置の使用中に上記第２ＲＡＴの消費電力よりも低い消費電力を有する無線通信装置が提供される。

ある実施形態は、コンピュータによって実行される時、コンピュータに対して上で説明された方法を実行させるコンピュータ実行可能な命令を備えるコンピュータプログラムプロダクトを提供し得る。コンピュータプログラムプロダクトは、記憶媒体又は信号媒体であり得る搬送媒体で具体化され得る。記憶媒体は、光学記憶手段又は磁気記憶手段又は電子記憶手段を含み得る。

説明される実施形態は、特別なハードウェア装置、適切なソフトウェア又は両方の組み合わせによって汎用の装置に結合され得る。態様は、完全なソフトウェア実装として、又は、既存のソフトウェアの修正又は向上のためのアドオンコンポーネント（プラグインのような）として、ソフトウェアプロダクトで具体化され得る。そのようなソフトウェアプロダクトは、記憶媒体（例えば、光学ディスク又はフラッシュメモリのような大容量記憶メモリ）又は信号媒体（ダウンロードのような）のような、搬送媒体で具体化され得る。実施形態に対して適切な特別なハードウェア装置は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰ又は他の専用の機能ハードウェア手段のような特定用途向け装置を含み得る。

また、説明される特徴、機能及び／又は動作の組み合わせが提供され得る。

追加の態様及び／又は長所が、後述する説明において部分的に述べられ、説明から部分的に明かになり、又は、発明の実施によって学習されるだろう。

特定の実施形態が、添付の図面に基づいて、更に下記に詳述される。

図１は、ＬＴＥネットワークの模式図である。 図２は、一実施形態によるマルチＲＡＴインフラストラクチャノード及びデュアルモードの無線通信装置間の通信を模式的に示す。 図３は、一実施形態によるマルチＲＡＴインフラストラクチャノード及びデュアルモードの無線通信装置間の通信を模式的に示す。 図４は、一実施形態によるマルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の複数のＲＡＴを使用する方法のフロー図である。 図５は、一実施形態によるマルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の複数のＲＡＴを使用するハンドオーバに関係する手順のフロー図である。 図６は、一実施形態による、低電力のＲＡＴをサポートする無線通信システムがスタートポロジーで配置されるマルチＲＡＴの無線通信ネットワークの模式図である。 図７は、一実施形態による、低電力のＲＡＴをサポートする無線通信システムが木トポロジーで配置されるマルチＲＡＴの無線通信ネットワークの模式図である。 図８は、一実施形態によるマルチＲＡＴインフラストラクチャノード及びデュアルモードの無線通信装置の機能ブロック図である。

図１は、ＭＴＣ ＵＥのようなユーザ装置（ＵＥ）１０６、２つのｅＮＢ１０２、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）１０４を有するＬＴＥネットワーク１００の簡略化した模式図である。ｅＮＢ１０２は、Ｓ１インターフェースを介してＥＰＣ１０４に接続し、Ｘ２インターフェースを介してお互いに接続する。

ｅＮＢ１０２の機能は、認証制御、移動制御、無線ベアラ制御、ＵＥ１０６へのリソースの動的割り当て等のような無線リソースの管理機能を含む。他の機能は、スケジューリング、並びに、ページング及びブロードキャストメッセージの送信、並びに測定、並びに報告（例えば、移動及びスケジューリングに関する機能に対する）を含む。ＥＰＣ１０４は、モビリティ管理エンティティ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ：ＭＭＥ）、サービングゲートウェイ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ：ＳＧＷ）及びパケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ：ＰＧＷ）（明確にするために図示せず）を含む。ＭＭＥは、移動、ＬＴＥ内のハンドオーバ及びユーザ装置（ＵＥ）の追跡及びページングのような機能に対して責任がある。ＳＧＷの主な目的は、ＬＴＥノード間でユーザデータパケットを経路指定して進めること、及びＬＴＥ及び他の３ＧＰＰ技術間でハンドオーバを管理することである。ＰＧＷは、インターネットのような外部パケットデータネットワークとインターフェースする。ＰＧＷは、また、アドレス割り当て、ポリシー施行、パケットフィルタリング及び経路指定のようないくつかのＩＰ機能を実行する。

ＬＴＥは、ＵＥに対して、２つの無線リソース制御（ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ：ＲＲＣ）状態を規定する。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ及びＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ（本明細書では、簡単のためにアイドル及び接続状態と称する）。アイドル状態のＵＥは、ブロードキャストチャネルを聞いて、ページングチャネルを監視し、隣接するセル測定及びセル選択及び再選択を実行し、システム情報を受信することができるけれども、アイドル状態のＵＥは、ネットワークとの専用の接続を有さない。

アイドルＭＴＣ ＵＥに対するページング
ＬＴＥでは、ＵＥページングは、所定のフレーム及びサブフレームにおいてのみ実行される。ページングが許可されるフレームは、ページングフレーム（Ｐａｇｉｎｇ Ｆｒａｍｅ：ＰＦ）と称されて、サブフレームは、ページングオケーション（ｐａｇｉｎｇ ｏｃｃａｓｉｏｎ：ＰＯ）と称される。典型的には、ページングメッセージに対するスケジューリング割り当てを含む下り制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＤＣＩ）が物理下り制御チャネル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＤＣＣＨ）上で送信される。スケジューリング割り当ては、所定のＰＯを監視する全てのＵＥに対して共通である。ＰＯを監視するＵＥがスケジューリング割り当てを検出すると、ＵＥは、物理下りシェアドチャネル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＤＳＣＨ）上で送られたページングメッセージを復調しデコードする。ページングメッセージは、呼び出されたＵＥの正確なアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）に関する情報を含む。ページングメッセージ内に自分のアイデンティティを見つけないＵＥは、データを無視してスリープする。アイデンティティを認識したＵＥは、ＭＭＥに対して、サービス要求を送信する。いくつかのＵＥが、同じページングメッセージにおいてアドレス指定され得る。ページングメッセージを受信すると、ＵＥは、ネットワークとの接続を確立して、アイドルから接続状態へ移行する。

ページングチャネルを監視することは、ＵＥにおける消費電力を増加する。従って、ＵＥがページングチャネルを監視する必要がないとすると、有利である。一方、ＵＥは、自分に対するページングメッセージがある時を決定するべく十分な認識を持つべきである。実施形態では、複数のＵＥ（例えば、ＭＴＣ ＵＥ）は、低電力のＲＡＴを介して実行されるページングインディケーションを用いて、例えばジグビー（登録商標）ビーコンを用いて、ＩＥＥＥ８０２．１５．４／ジグビー（登録商標）（本明細書では、低電力システム（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ：ＬＰＳ）とも称される）のような、低電力のＲＡＴと共にＬＴＥをサポートするように構成される。

ＩＥＥＥ８０２．１５．４標準（物理レイヤ及び媒体アクセス制御を説明する）及びジグビー（登録商標）は、無線パーソナルエリアネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ＷＰＡＮ）のための短距離及び低電力の通信の開発のためのプロトコルスタックを、共同して規定する。ジグビー（登録商標）では、低消費電力は、アクティブ時間をアクティビティ間の時間間隔の部分と呼ぶ低いデューティサイクルから生じる。言い換えると、ジグビー（登録商標）ネットワーク上の装置は、ネットワーク上に留まるためにネットワークとの恒常的な接触を維持する必要はなく、時間の非常に少ない部分に対してだけアクティブである。具体的には、８０２．１５．４のＭＡＣレイヤは、２つの基本モードの動作を規定する：ビーコンモード及び非ビーコンモード。ビーコンモードは、タイミングに依存しており、ビーコンフレームは、実装によって決定される数セットの間隔で送信される。ビーコンは、ビーコン間の間隔であるスーパフレームの開始を決定して、ネットワーク上の装置がお互いに同期する方法として使用される。スーパフレームは、データの転送が起きるアクティブパート、及び、装置がスリープし得る非アクティブパートという、２つのパートに分割される。非常に低電力の動作のために、アクティブ時間と非アクティブ時間との比を非常に低く決定して、装置がそのほとんどの時間をスリープして費やすことが可能である。

ここで一実施形態によるマルチＲＡＴインフラストラクチャノード及びデュアルモードの無線通信装置間の通信を模式的に示す図２を参照して、無線通信ネットワーク２００は、マルチＲＡＴインフラストラクチャノード２０５及びデュアルモードの無線通信装置２０１を含む。ここで、インフラストラクチャノード２０５は、ｅＮＢ２０２及び同じ場所に位置するジグビー（登録商標）ハブ２０３を有しており、後者は低電力の無線接続技術を構成する。ｅＮＢ２０２及びジグビー（登録商標）ハブ２０３は、別個の通信ユニットとして示されているけれども、それらによって提供される機能は、単一の通信ユニット内に含められ得ることが認識されるだろう。たとえば、インフラストラクチャノード２０５は、低電力の無線接続技術（ＩＥＥＥ８０２．１５．４／ジグビー（登録商標））機能を備えたｅＮＢ基地局であり得る。更に、所与の低電力の無線接続技術によって提供される全ての機能を配置することは必要ではないことが理解されるだろう。無線通信装置２０１は、ＬＴＥモジュール２０７及びジグビー（登録商標）モジュール２０９を有する。

ここでまた図４を参照して、ｅＮＢ２０２が、そのカバー領域内で、ＵＥ２０１のようなＵＥに対するページングメッセージを受信した時、ｅＮＢ２０２は、ＬＴＥページングメッセージを構成する代わりに、ページングメッセージをジグビー（登録商標）通信ユニット２０３へ進める。代わりに、ｅＮＢ２０２は、通知され及び／又はｅＮＢ２０２（又は図８に示されるコントローラ８２１のような他のユニット）によってそれに応じて命令されるジグビー（登録商標）通信ユニット２０３を用いて、ページングメッセージを後の送信のために格納してもよい。次に、ジグビー（登録商標）通信ユニットは、例えば「起動インディケーション」というビーコン２１１をＵＥへ送信する（ステップＳ４−２）。ＵＥは、ジグビー（登録商標）通信モジュール２０９を用いてビーコンを受信すると（ステップＳ４−４）、ＬＴＥ無線通信モジュールを起動して、インフラストラクチャノード２０５から全てのページング情報２１３を受信する（ステップＳ４−６）。

このようにして、ジグビー（登録商標）通信モジュール２０９が比較的アクティブに留まる、即ちインフラストラクチャノード２０５からのビーコンを監視する一方で、ＵＥ２０１のＬＴＥ無線通信モジュール２０７は、定期的に上述したページングチャネル（ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＣＨ）を監視することなく、長い「オフ」を有する「深いスリープ」モードに切り替えられ得る。

ジグビー（登録商標）通信ユニット２０３は、複数のＭＴＣ ＵＥに対して、ページングインディケーションを有するビーコンを一斉送信し得ることが認識されるだろう。従って、ページング情報２１３に対するＵＥ２０１を含むこれらのＭＴＣ ＵＥからの応答２１５は、異なる時間に対してスケジューリングされて、多くのＭＴＣ ＵＥ装置がＬＴＥネットワークに同時に接続することを回避し得る。

アイドルモードのＭＴＣ ＵＥに対するトラッキング領域の更新
前述の実施形態では、ジグビー（登録商標）ビーコンは、ページングメッセージがＵＥへ送信されるために待機しているというインディケーションを提供するために使用される。他の実施形態では、ビーコンは、そのようなインディケーションを提供するために単純に使用されるだけでなく、さもなければ所定のメッセージによって提供されるであろう、トラッキング領域（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ：ＴＡ）情報のような少なくともある情報を提供するために使用される。

ＬＴＥのアイドルモードでは、ＬＴＥネットワーク内のＵＥの位置は、ＴＡ粒度上で既知である。ＴＡは、簡単に上述したように、ネットワーク内のＭＭＥによって追跡されるＬＴＥネットワーク内のセルの論理グループである。従って、ＴＡは、ＵＥの位置を管理して表す。通常、ＭＭＥ内でその位置が更新され続けるために、ＵＥは、トラッキング領域の更新（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ｕｐｄａｔｅ：ＴＡＵ）手続きを、新しいＴＡに入る度に実行する必要がある。ネットワークが、アイドルモードのＵＥに対して受信した音声通話又はデータパケットを送ることが必要な時、ＭＭＥは、ＵＥの最後に登録したＴＡ内の全てのセルに対してページングメッセージを送信する（上述したように）ことによって、ＵＥを位置づける。

実施形態では、新しいトラッキング領域の検出は、低電力のＲＡＴ（ジグビー（登録商標））を用いることによって、達成され得る。

図２及び４を再び参照して、この場合、同じ位置に配置されたジグビー（登録商標）通信ユニット２０３は、ＭＴＣ ＵＥ ２０１（ステップＳ４−２）に対して、ビーコン２１１を、しかしこの時は「ＴＡ Ｉｄ」のようなトラッキング領域情報を、送信する。ＵＥ２０１のジグビー（登録商標）無線通信モジュール２０９は、ビーコン２１１を受信し（ステップＳ４−４）、ＬＴＥ無線通信モジュール２０７のスイッチを入れて（ステップＳ４−６）、必要であれば、トラッキング領域の更新手続きを実行し得る（ステップＳ４−８）。

上述した実施形態におけるように、ＭＴＣ ＵＥ２０１のようなＬＴＥ通信モジュール２０９は、この場合ブロードキャストチャネル（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ （ＢＣＨ））を監視する必要なく、長い「オフ」期間を有する「深いスリープ」モードに切り替えられ得る。再び、ジグビー（登録商標）無線通信モジュール２０９は、例えばインフラストラクチャノード２０５からのビーコンを監視するというように、相対的にアクティブである。

接続モードのＭＴＣ ＵＥ
上述したように、ＬＴＥはＵＥに対するアイドル及び接続状態を判断する。ここで、ＵＥが、制御チャネルを介して実行される専用の信号によって特定される共有のデータチャネルにおける無線リソースが割り当てられた接続状態に注目する。また、この状態では、ＵＥは、他の周波数又はＲＡＴを用いるセルを含む隣接セルの情報と共に、下りチャネル品質をｅＮＢに対して定期的に報告する。

また、ＬＴＥは、ＵＥがアクティブ期間及びスリープ期間に交代する非連続受信（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ：ＤＲＸ）の形で、省電力メカニズムを決定する。具体的には、ＤＲＸモードは、ＵＥにチャネルを監視させ、且つチャネルを監視するための不必要な時間を低減するように、ＵＥによりｅＮＢと交渉する所定の期間で下りトラフィックを受信させることによってＵＥの消費電力が低減するモードである。ＤＲＸの機能は、アイドル状態だけでなく接続状態にも実装され得る。接続状態のＤＲＸ機能は、各ＵＥに対して設定され得る２つのＤＲＸサイクルを、即ち短ＤＲＸサイクル及び短ＤＲＸサイクルよりも長い「オフ」時間を有する長ＤＲＸサイクルを提供する。例えば、ＬＴＥにおける長ＤＲＸサイクルは、１０ｍｓから２５６０ｍｓの範囲で決定され得る。

ＭＴＣ ＵＥの低電力無線通信モジュールは、長い期間の間、接続状態に留まることを、実施形態は提供して、その間、ネットワークは常に十分なＵＥコンテキストを維持して、ＵＥがアイドルからネットワークに対して再接続するための手続きを実行する必要がない。しかし、消費電力を低減するために、ＵＥが出来るだけ長い間省電力モードに留まることが望ましい。そのように、ジグビー（登録商標）無線通信モジュールは、実装されて、インフラストラクチャノードによって送信されるビーコンを監視しながら、比較的アクティブに留まる。これらのビーコンは、ＬＴＥに関係する情報を提供する。これは、「特別に長い」ＤＲＸモードを許容して、ＭＴＣ ＵＥのＬＴＥ通信モジュールが、例えば数時間又は数日の間という大部分の時間がオフモードという接続状態にある間に使用される。

図２及び４を再度参照して、例えば、ＵＥ２０１に対する下り（ＤＬ）パケットが来る時、低電力ＵＥに対するＤＬパケットの配送のインディケーションが、ジグビー（登録商標）上で実行され得る。この場合、ジグビー（登録商標）ビーコン２１１が、ＬＴＥインターフェース２０７にＤＬパケットの到着を通知するために使用される（Ｓ４−４）。ビーコン２１１を受信すると（ステップＳ４−６）、ＵＥ２０１は、ＬＴＥモジュール２０７をＤＲＸモードから起動させて（ステップＳ４−６）、ＬＴＥ上でデータ２１３を受信するためにそれを用いる（ステップＳ４−８）。

下りパケットの通知を提供することに加えて、低電力ＲＡＴ（ジグビー（登録商標））は、（セル又はネットワークの）ハンドオーバをサポートするために使用され得る。図５を参照して、例示のプロセスが下記のようである。

ステップＳ５−２：ＭＴＣ ＵＥは、例えば、ジグビー（登録商標）ビーコンの形で、現在のサービング基地局及び隣接基地局の両方から信号を受信する。

ステップＳ５−４：ＭＴＣ ＵＥのジグビー（登録商標）無線通信モジュールは、受信信号の測定を実行して、例えば受信品質を決定する。

ステップＳ５−６：信号の受信品質は、基地局によって送信されたＬＴＥ信号の潜在的な受信品質を示し得るので、隣接基地局の信号の受信品質が、サービング基地局のものよりも良い時、ＭＴＣ ＵＥのＬＴＥ無線通信モジュールは、起動されて、信号品質の測定のようなＬＴＥに関係する測定を実行し、且つｅＮＢへ報告して、ｅＮＢは順番にハンドオーバ手続きを引き起こし得る。

実施形態では、ジグビー（登録商標）の受信可能な電波到達範囲（ｃｏｖｅｒａｇｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）がＬＴＥのもの（例えば、マクロセル、ミクロセル又はピコセルさえ）よりも小さい場合には、ハンドオーバを支援するために、インフラストラクチャノードのジグビー（登録商標）無線通信モジュールは、ＬＴＥセルの端部におけるＭＴＣ ＵＥに対してのみ利用可能であり得る。例えば、ジグビー（登録商標）の木トポロジーは、ＬＴＥのｅＮＢで同じ場所に位置するジグビー（登録商標）ハブ及びセル端部に位置するＭＴＣ装置間で、ジグビー（登録商標）ルータノードを用いて、ジグビー（登録商標）通信を可能にするように配置され得る。

カバレッジ：ＬＴＥセル対ジグビー（登録商標）トポロジー
ジグビー（登録商標）は、スタートポロジー、ピア-トウ-ピアトポロジー及びクラスタ木トポロジーの３つのタイプをサポートする：。スタートポロジーでは、通信は、装置と単一の中央制御装置との間で確立し、パーソナルエリアネットワーク（ｐｅｒｓｏｎａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＡＮ）コーディネータと呼ばれる。ピア-トウ-ピアトポロジーにも１つのＰＡＮコーディネータがあるが、スタートポロジーと比べて、装置がお互いの範囲内にいる限り、いずれの装置も他の装置と通信可能である。クラスタ木トポロジーは、ピア-トウ-ピアトポロジーの特別な種類である。大部分の装置は「フル機能装置（ｆｕｌｌ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ）」であり、いずれの装置もコーディネータとして動作可能であり、他の装置及びコーディネータに対して同期サービスを提供する。しかし、これらのコーディネータの内の１つだけが、ＰＡＮコーディネータである。ＰＡＮコーディネータは、自らをゼロのクラスタ識別子を有するクラスタヘッド（ｃｌｕｓｔｅｒ ｈｅａｄ：ＣＬＨ）として確立することにより第１クラスタを形成して、未使用のＰＡＮ識別子を選択して、近隣の装置に対してビーコンフレームを一斉送信する。ビーコンフレームを受信する候補装置は、ＣＬＨにおいてネットワークに参加することを要求し得る。ＰＡＮコーディネータは、装置の参加を許容すると、この新しい装置を子装置として、その近隣リスト（ｎｅｉｇｈｂｏｒ ｌｉｓｔ）に加えるだろう。新しく参加した装置はＣＬＨをその親としてその近隣リストに追加し、他の候補装置がその後にその装置においてネットワークに参加し得るというようなビーコンを定期的に送信し始める。アプリケーション又はネットワークの要求が満たされると、ＰＡＮコーディネータは、第１クラスタに隣接する新しいクラスタのＣＬＨになるべく装置に命令し得る。

実施形態では、マルチＲＡＴの無線通信システム内の低電力ネットワークのトポロジーは、ＬＴＥセルのサイズに依存する。

図６は、スタートポロジーを有するジグビー（登録商標）システムによって提供されるカバー領域と実質的に対応するセルサイズを備えるＬＴＥシステムを有するマルチＲＡＴの無線通信ネットワーク６００の実施形態を模式的に示す。図６のネットワーク６００では、ジグビー（登録商標）通信は、装置６０１と単一の中央制御装置６０３との間で確立し、中央制御装置６０３はｅＮＢ６０２と同じ場所に位置する。従って、通信は、図２を参照して説明したように進む。

図７は、スタートポロジーを有するジグビー（登録商標）システムによって提供され得るよりも大きなセルサイズを有するＬＴＥシステムを備えたマルチＲＡＴの無線通信ネットワーク７００の一実施形態を模式に示す。実際、ジグビー（登録商標）システムは、クラスタ木トポロジー内で動作し得る。ここで、ｅＮＢ７０２内で同じ場所に位置するジグビー（登録商標）機能７０３は、第１ＰＡＮコーディネータとして働き、第１ＰＡＮコーディネータは全ての第２コーディネータ７０８を接続することによって第１クラスタを形成する。第２コーディネータ７０８は、異なる物理的装置の内側に分配されたジグビー（登録商標）マスタ機能であり得る。代わりに、第１ＰＡＮコーディネータ７０８は、第２コーディネータとして（例えば、ＭＴＣ装置のグループのヘッド）、より能力がある装置を選択し得る。ジグビー（登録商標）ネットワークのカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を拡張するために、第１コーディネータは、第２コーディネータ７０８に命令して、第１クラスタに隣接する新しいクラスタを形成させる。クラスタ木トポロジーは、増加したカバレッジの長所と共に、メッセージ遅延の増加を有し得る。

また図３を参照して、ｅＮＢ３０２、７０２がそのカバレッジにおけるＵＥ３０１、７０１に対するページングメッセージを受信した時、ｅＮＢ３０２、７０２は、インフラストラクチャノード３０５において、メッセージを、ｅＮＢ３０２、７０２と同じ場所に位置するジグビー（登録商標）通信ユニット３０３、７０３（第１ＰＡＮコーディネータ）へ進める。ＰＡＮコーディネータが、次に、ＵＥに、例えば「起動インディケーション」を有する「ビーコン」を送信するスタートポロジーとは対照的に、木トポロジーでは、第１コーディネータ３０３，７０３は、ページングメッセージを第２コーディネータ３０８，７０８へ送信し、各第２コーディネータ３０８，７０８は、そのクラスタ内でページングを分配することを担当する。

図８は、マルチＲＡＴインフラストラクチャノード８０１及びデュアルモードの無線通信装置８０５を備えた無線通信システムの模式図である。

マルチＲＡＴインフラストラクチャノード８０５は、制御装置８２１、及びＬＴＥ通信ユニット８２５及びジグビー（登録商標）通信ユニット８２７を有する通信装置８２３を備える。制御装置８２１は、アンテナ（又はアンテナのセット）８２９を用いて、デュアルモードの無線通信装置８０１との通信に使用するためにＲＡＴを選択するように構成される。上述したように、マルチＲＡＴインフラストラクチャノード８０５は、ジグビー（登録商標）機能と共に、ｅＮＢとして実装され得る。制御装置８２１は、１つ又は複数のプロセッサとして実装され得る。

デュアルモードの無線通信装置８０１は、制御装置８２０、及び、ＬＴＥをサポートするＬＴＥ無線通信モジュール８２４とジグビー（登録商標）をサポートするジグビー（登録商標）無線通信モジュール８２６を有する通信ユニット８２２を含む。制御装置８２０は、無線通信モジュールを管理して、ＬＴＥ無線通信モジュール８２４に命令して、マルチＲＡＴインフラストラクチャノード８０５からの信号を受信することに応答して、ある状態から他の状態へ遷移することのような機能を実行させる。マルチＲＡＴインフラストラクチャノード８０１との通信は、アンテナ（又はアンテナのセット）８２８を用いて、確立される。制御装置８２０は、１つ又は複数のプロセッサとして実装され得る。

特定の実施形態が説明されたが、これらの実施形態は、例としてのみ表されており、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。実際、本明細書に説明される新しい装置、方法及び生産物は、様々な他の形で表現され得る。更に、本明細書に説明された方法及びシステムの形における様々な省略、代替及び変更は、本発明の精神から逸脱することなくなされ得る。添付の請求項及びそれらの均等物は、本発明の範囲及び精神内に入るように、そのような形又は変更を覆うことを意図している。

Claims (15)

1. マルチ無線接続技術（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＲＡＴ）の無線通信ネットワーク及び無線通信装置によって、複数のＲＡＴを実装する方法であって、
   前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワークが、前記無線通信装置に対して、第１ＲＡＴを用いて第２ＲＡＴに関係する信号を送信することと、
   前記無線通信装置が、前記第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１無線通信モジュールを用いて前記信号を受信し、前記第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２無線通信モジュールを省電力状態から起動して機能を実行させることであって、前記第１ＲＡＴは、一般に、前記無線通信装置の使用中に前記第２ＲＡＴの消費電力よりも低い消費電力を有すること、
   を備える方法。
2. 前記信号は、前記無線通信装置の移動管理及び前記無線通信装置の接続管理の内の少なくとも１つに関係する請求項１に記載の方法。
3. 前記信号は、前記無線通信装置のページング、前記無線通信装置の位置の更新、及び前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内のハンドオーバの内の少なくとも１つに関係する請求項２に記載の方法。
4. 前記信号は、前記第１ＲＡＴのビーコンで送信される請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記機能は、前記無線通信装置に向けられている、前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワークからの送信を監視することを有する請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
6. 更に、前記方法は、
   前記無線通信装置が、前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワークに対して、前記第２無線通信モジュールを用いて、前記送信に対する応答を、予定の時刻に送信することを備える請求項５に記載の方法。
7. 前記信号は、前記第１ＲＡＴを用いて、前記無線通信装置に対して、前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の２つ以上のセルによって送信される前記第２ＲＡＴに関係する複数の信号の内の１つであり、前記機能はセル間のハンドオーバに関係する請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記無線通信装置は、前記第１無線通信モジュールによって受信される前記複数の信号それぞれの通信品質を決定し、近隣セルから受信される信号の前記通信品質が、前記無線通信装置の現在のサービングセルから受信される信号の前記通信品質よりも良い時、前記機能は、前記第２ＲＡＴを用いて、通信品質の測定を実行することを有する請求項７に記載の方法。
9. 前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の前記第１ＲＡＴのカバー領域は、前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の前記第２ＲＡＴのセルのカバー領域よりも小さく、好ましくは、前記第１ＲＡＴは、少なくとも前記第２ＲＡＴのセルの前記カバー領域の端の近傍で利用可能である請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記マルチＲＡＴの無線通信ネットワーク内の前記第１ＲＡＴは、コーディネータノードを有するスタートポロジー、又はコーディネータノード及び少なくとも１つのルータノードを有する木トポロジーの何れかを有する、低電力の無線通信ネットワークによってサポートされる請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記無線通信装置は、マシンタイプ通信（ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＭＴＣ）の無線通信装置である請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
12. 前記第１ＲＡＴは、ジグビー（登録商標）を有し、前記第２ＲＡＴは、ＬＴＥを有する請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法。
13. 第１ＲＡＴを用いて第２ＲＡＴに関係する信号を送信するように構成された、マルチ無線接続技術（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＲＡＴ）のインフラストラクチャノードと、
    前記第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１無線通信モジュールと、
    前記第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２無線通信モジュールと、
    前記第１無線通信モジュールが前記マルチＲＡＴのインフラストラクチャノードから前記信号を受信することに応答して、前記第２無線通信モジュールを省電力状態から起動するように構成されたコントローラと、
    を有する無線通信装置と、
    を備え、
    前記第１ＲＡＴは、一般に、前記無線通信装置の使用中に前記第２ＲＡＴの消費電力よりも低い消費電力を有する無線通信システム。
14. マルチ無線接続技術（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＲＡＴ）のインフラストラクチャノードであって、
    第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１通信ユニットと、
    第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２通信ユニットと、
    を備え、
    前記第１通信ユニットは、前記第１ＲＡＴを用いて、前記第２ＲＡＴに関係する信号を送信するように構成されるマルチＲＡＴのインフラストラクチャノード。
15. 前記第１ＲＡＴをサポートするように構成された第１無線通信モジュールと、
    前記第２ＲＡＴをサポートするように構成された第２無線通信モジュールと、
    前記第１無線通信モジュールが、マルチＲＡＴのインフラストラクチャノードによって送信された前記第２ＲＡＴに関係する前記信号を前記第１ＲＡＴを用いて受信することに応答して、前記第２無線通信モジュールを省電力状態から起動するように構成されたコントローラと、
    を備え、
    前記第１ＲＡＴは、一般に、前記無線通信装置の使用中に前記第２ＲＡＴの消費電力よりも低い消費電力を有する無線通信装置。

Images