JP2016502326A - 無線通信システムで基地局の動作状態の制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

前記セルは端末又は他のセルと信号を送受信するように設定された送受信部を含む。また、前記セルはセルの動作状態を活性状態から休眠状態に遷移し、周期又は非周期的に発見信号を送信し、前記セルを制御するノードからセル活性化信号を受信したかを判定し、受信時前記セルの動作状態を活性状態に遷移するように制御する制御部を含むことを特徴とする。

Description

本発明は、一般的な無線移動通信システムに関し、特に基地局の送信電力を節約するために基地局の休眠状態を導入して基地局の活性状態と休眠状態の活用及び状態遷移に必要な基地局及び端末動作に関する。

無線移動通信システムにおいて、基地局の送受信に用いられる電力は、そのサイズが非常に大きいから親環境通信のために基地局電力を減らすべきという要求が持続的に申し立てられ、全世界的に最も広く分布しているＬＴＥシステムも新しい標準を導入してＬＴＥ基地局の電力を減らす努力が進行されつつある。基地局電力の減少の一つの方法として、ＬＴＥ基地局に休眠状態(ｄｏｒｍａｎｔ ｓｔａｔｅ)を導入して基地局に接続しなければならない端末がない場合、基地局を休眠状態に入るようにして不必要な共通チャンネルのような信号の送信を中止して基地局電力を節約する方法を提示している。すなわち、基地局は活性状態(ａｃｔｉｖｅ ｓｔａｔｅ)と休眠状態(ｄｏｒｍａｎｔ ｓｔａｔｅ)の２つの状態を設定することができ、基地局の必要性に応じて前記２つの状態のうちのいずれか一つの状態で維持されているから、状況により基地局の状態の変化が可能となるように基地局を操作することである。前記活性状態と休眠状態の用語は、その意味が維持された状態で遷移することができ、本発明では基地局がＣＲＳのような共用チャンネルを継続的に送信しない状態を休眠状態と称し、既存の基地局動作のようにすべてのチャンネルの送信が可能な基地局状態を活性状態と称する。

特に、ＬＴＥでは小型セル(ｓｍａｌｌ ｃｅｌｌ)に対する活用を非常に重要に思っているのに、マクロセル(ｍａｃｒｏ ｃｅｌｌ)を操作し難いホットスポット(ｈｏｔ ｓｐｏｔ)のような部分に多数個の小型セルを位置させてマクロセルの負担を減らし、端末の密度が高い状況をより容易に操作する方法が考慮されている。前記ホットスポットのような地域では特に端末の密度が時間によって大きく変わる特性を見せるが、昼又は夕方の時間のような人々がたくさん集まる時間帯にはホットスポット内部にサービスされなければならない端末の密度が大きくなり、前記地域をカバーするマクロセルの負担が大きくなるようになるのでマクロセルのみを用いては端末のサービス品質が劣るようになる場合が生ずる。したがって、前記時間帯には前記マクロセル内に多数個の小型セルを用いて多くの端末をサービスすることによって端末のサービス品質を維持することができる。しかし、遅い夜や夜明けのような時間帯には前記ホットスポットには端末の数が大きく減少するから前記ホットスポットをカバーする小型セルが端末をサービスしなくても前記ホットスポットを共にカバーしているマクロセルだけでもセルのうちに含まれているすべての端末をサービスすることに問題がなくなる。前記ホットスポットでサービスしなければならない端末の数が少ない場合は、前記ホットスポットのためのスモールセルを敢えて活性状態で維持する必要がないから、前記セルを休眠状態に転換させると、前記セルを駆動させるために不必要に所要される電力を節することができる。

図１は、前述したスモールセルの状態を示す図面である。マクロセル１０２は、１０１の基地局がサービスしており、前記セル内部には１０３〜１０９のスモールセルを含んでいる。図１に示された状況では１０３、１０４、１０５、１０６のスモールセルがカバーする地域には端末がたくさん集まっているから前記１０３、１０４、１０５、１０６のスモールセルは活性状態を維持するのが前記１０１の基地局のロードを分散する側面でメリットを持つ。しかし、１０７、１０８、１０９のスモールセルは前記セルがカバーする地域に端末がたくさん存在しないから前記セルを活性状態で維持することは不必要となる。したがって、図１のような場合は１０７、１０８、１０９のスモールセルは図１に示されたように休眠状態で維持させることが基地局の省エネルギー側面で大きいメリットを持つようになる。

ホットスポットの端末数又はデータロードの量を考慮して前記ホットスポットをカバーするスモールセルを活性状態から休眠状態に遷移したり、若しくは休眠状態から活性状態に遷移する手続きが効率的に作動するようになると、不必要に前記スモールセルが継続的に活性状態で維持される現技術に対比して前記スモールセルの省電力することができる。

本発明は、移動通信システムにおいて、状況によって任意のセルの状態を活性状態、或は休眠状態で維持したり状態を変化させることができる効果的な状態遷移手続き、及び前記手続きをサポートするための基地局と端末の動作方法及び装置を提供する。

本発明の一実施形態によれば、本発明の無線通信システムでセルの非活性化方法は、活性状態で動作中、前記セルの非活性化条件が満足するか否かを判定する段階と、及び満足する時、前記セルの状態を休眠状態に遷移する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、セルの非活性化方法は、活性状態で動作中、前記セルのサポート端末関連情報を生成する段階と、前記生成されたサポート端末関連情報を前記セルを制御するノードへ送信する段階と、前記ノードから前記セルの動作を制御するための状態制御情報を受信する段階と、及び前記受信した状態制御情報によって前記セルの動作状態を設定する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、セルの活性化方法は、前記セルの動作状態を活性状態から休眠状態に遷移する段階と、周期又は非周期的に発見信号を送信する段階と、前記セルを制御するノードからセル活性化信号を受信したかを判定する段階と、及び受信の際、前記セルの動作状態を活性状態に遷移する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、セルを活性化させるための端末の測定報告方法は、サービングセルから隣接セルの発見信号を獲得するための制御情報を受信する段階と、前記制御情報を用いて前記隣接セルから送信される発見信号を受信する段階と、及び前記受信した発見信号に基づいて隣接セル測定情報を生成し、前記生成された隣接セル情報を前記サービングセルへ送信する段階と、を含み、前記隣接セルは前記隣接セル情報に基づいて活性又は休眠状態で動作することを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、セルの活性化方法は、前記セルがサービングしている端末から隣接セル測定情報を受信する段階と、前記隣接セル測定情報に基づいて隣接セルの状態を判定する段階と、前記隣接セルが休眠状態の場合、前記隣接セルの活性化が必要であるか否かを判定する段階と、及び活性化必要の際、前記隣接セルへ活性化メッセージを送信する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、端末のセル活性化方法は、任意のセルが送信する発見信号を受信する段階と、前記受信した発見信号に基づいて前記発見信号を送信した前記セルの活性又は休眠状態であるか否かを判定する段階と、前記セルが休眠状態の場合、前記セルの活性化が必要であるか否かを判定する段階、及び活性化必要の際、前記セルへ活性化信号を送信する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、動作状態を制御するセルは、任意の端末又はセルと信号を送受信するための送受信部と、及び前記セルの動作状態を活性状態から休眠状態に遷移し、周期又は非周期的に発見信号を送信し、前記セルを制御するノードからセル活性化信号を受信したかを判定し、受信時、前記セルの動作状態を活性状態に遷移するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、セルを活性化させるために測定結果を報告する端末は、任意のセルと信号を送受信するための送受信部、及びサービングセルから隣接セルの発見信号を獲得するための制御情報を受信し、前記制御情報を用いて前記隣接セルから送信される発見信号を受信し、前記受信した発見信号に基づいて隣接セル測定情報を生成し、前記生成された隣接セル情報を前記サービングセルへ送信するように制御する制御部を含み、前記隣接セルは前記隣接セル情報に基づいて活性又は休眠状態で動作することを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、動作状態を制御するセルは、任意の端末又はセルと信号を送受信するための送受信部と、及び前記セルがサービングしている端末から隣接セル測定情報を受信し、前記隣接セル測定情報に基づいて隣接セルの状態を判定し、前記隣接セルが休眠状態の場合、前記隣接セルの活性が化必要であるか否かを判定し、活性化必要の際、前記隣接セルへ活性化メッセージを送信するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態によれば、本発明の無線通信システムにおいて、セルを活性化する端末は、任意のセルと信号を送受信するための送受信部と、及び任意のセルが送信する発見信号を受信し、前記受信した発見信号に基づいて前記発見信号を送信した前記セルの活性又は休眠状態であるか否かを判定し、前記セルが休眠状態の場合、前記セルの活性化が必要であるか否かを判定し、活性化必要の際、前記セルへ活性化信号を送信するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態の休眠状態及び活性状態の間の基地局の動作状態遷移制御方法によれば、基地局の電力消耗を減らすことができ、親環境通信ができる。

スモールセルの状態を示す図面である。 本発明の一実施形態によるセルの状態遷移を示す図面である。 本発明の一実施形態による自律的セルの非活性化過程を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるネットワーク制御セルの非活性化手続きを行うスモールセルの動作手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるネットワーク制御セルの非活性化手続きを行うマクロセルの動作手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による発見信号の構造を示す図面である。 本発明の一実施形態によるスモールセルの動作手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるサービングセルの動作手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるセル及び端末の内部構造を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるセル及び端末の内部構造を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるスモールセルの動作手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による発見信号リソースと活性化信号リソースの関係を示す図面である。 本発明の一実施形態による休眠状態であるセルと端末の内部構造を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による休眠状態であるセルと端末の内部構造を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を添付した図面と共に詳しく説明する。さらに、本発明を説明するにおいて関連する公知機能若しくは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にすることができると判断された場合、その詳細な説明は省略する。そして、後述される用語は本発明での機能を考慮して定義された用語として、これはユーザ、運用者の意図又は慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は本明細書の全般にわたった内容に基づいて下ろされなければならない。

また、本発明の実施形態を具体的に説明するにあたり、ＯＦＤＭに基づく無線通信システム、特に３ＧＰＰ ＥＵＴＲＡ標準を主な対象とするが、本発明の主な要旨は類似の技術的背景及びチャンネル形態を持つその他の通信システムにも本発明の範囲を大きく逸脱せず範囲で僅かの変形で適用可能であり、これは本発明の技術分野で熟練された技術的知識を有する者の判断で可能であろう。

以下、後述する本発明の実施形態では基地局又はセルは同一の意味で用いられることができる。また、前記基地局又はセルはマクロ基地局であることができるが、ここに限定されるものではなく、フェムトセル、ピコセルのような小型基地局を含むことができる事に留意すべきである。

前記従来技術で記述したように、任意のセルはその状態を活性状態と休眠状態のうちで一つで維持することができ、状況により活性状態のセルは休眠状態に遷移することができ、反対に休眠状態のセルも活性状態に遷移が可能である。従来技術ではスモールセルに限定してセルの状態が遷移されることができることを記述したが、スモールセルとマクロセルを含むすべてのセルに対して活性状態、休眠状態の定義が可能であり、状態が遷移されることができる。
図２は、本発明の実施形態によるセルの状態遷移を示す図面である。

図２に示されたように、セルは活性状態(ａｃｔｉｖｅ ｓｔａｔｅ、２０１)と休眠状態(ｄｏｒｍａｎｔ ｓｔａｔｅ、２０２)の２つの状態で動作することができ、活性状態２０１にあるセルは一定基準に応じて２０３のようにセルの非活性化(ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続きを介して休眠状態２０２で状態が遷移されることができる。また、休眠状態２０２にあるセルは一定基準に応じて２０４のようにセルの活性化(ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続きを介して活性状態２０１で状態が遷移されることができる。

本発明は、図２に示されたように、２０３のセル非活性化(Ｃｅｌｌ ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続き及び２０４のセル活性化(Ｃｅｌｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続きを提示する。前記手続きのために必要な方法及び動作、及び装置などを以下の実施形態を用いて記述する。
一方、後述されるセル活性及び非活性化手続きに対しては実施形態１乃至実施形態４で区分して記述する。
先ず、実施形態１と実施形態２でセル非活性化に必要な手続き及びセル動作を記述する。

活性状態にある任意のセルは、現在サービスしている端末の数に応じてセル非活性化に対する判定が容易であるため、セル活性化に比べてより簡単に動作が可能であり、方法により自律的セル非活性化とネットワーク制御セル非活性化に分けられることができる。以下、実施形態で具体的な手続きを記述する。

本実施形態は活性状態にある任意のセルが自律的に活性状態から休眠状態に状態を遷移する自律的セル非活性化(ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｃｅｌｌ ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続きを記述する。ここで自律的とは用語の意味はネットワーク又は別途の制御ノードからセル非活性化指示を受けないことを意味することができる。

活性状態にある任意のセルは、現在、前記セルがサポートする端末の数を判定して端末の数がない状況が一定時間以上持続する場合、若しくは端末の数が任意のしきい値の以下の状況が一定時間以上持続する場合、前記セルが自律的に活性状態から休眠状態に状態を遷移する(又は、遷移)ことがある。休眠状態に遷移するための判定基準として前記端末の数情報以外に前記セルが属しているマクロセル情報、あるいは隣接セル情報などが用いられることもできる。また、前記セルが任意のマクロセル内部に含まれているスモールセルの場合、あるいは前記セルを管掌(又は、制御、以下、同一である)する基地局が別にある場合において前記セルは休眠状態にセル状態が遷移したという情報を関連マクロセル、若しくは前記基地局へ通知する手続きも含まれることができる。
図３は、本発明の一実施形態による自律的セル非活性化過程を示すフローチャートである。

図３の３０１で手続きを開始すると、３０２で任意のセルは活性状態で動作する。すなわち、前記セルは活性状態で自分のサービス領域内にある端末にサービスを提供することができる。

そして、前記セルは３０３で端末の数、マクロセル情報、隣接セル情報などを用いた非活性化条件を満足するか否かを判定する。もし、前記非活性化条件を満足しないと、セルはさらに３０２へ戻って活性状態を維持する。一方、前記非活性化条件を満足すると、セルは３０４で前記セルの状態を活性状態から休眠状態に遷移する。

以後３０５で前記セルは状態が活性状態で休眠状態に遷移するという情報を前記セルを管掌するマクロセル、若しくは基地局(ｅＮＢ)へ伝達するのに、該３０５の過程は省略されることができる。次いで前記セルは３０６で休眠状態を維持しながら３０７で非活性化手続きを終了する。

本実施形態は活性状態にある任意のセルがネットワークの制御によって活性状態から休眠状態に状態を遷移するネットワーク制御セル非活性化(Ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｅｌｌ ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続きを記述する。

活性状態にある任意のスモールセル(以下、本実施形態で記述されるスモールセルはスモールセルに限定されず任意サイズのセルで変わることができる)は、現在前記スモールセルがサポートしている端末の数を含む情報を前記スモールセルを管掌しているマクロセル(以下、本実施形態で記述されるマクロセルは該当セルを管掌する基地局(ｅＮＢ)に変わることができる。)へシグナリングを用いて送信する。

前記シグナリングは周期的に前記スモールセルがサービスする端末数を含む情報をマクロセルに送信する方法が可能であり、又は前記スモールセルがサービスする端末の数が非常に少なくなった場合にだけ、すなわち、必要に応じて前記スモールセルがサービスする端末数を含む情報をマクロセルに送信する方法も可能である。

前記シグナリングを受信したマクロセルは、前記スモールセルが送信した情報を用いて前記スモールセルが活性状態で維持させるか、或は非活性化を介して休眠状態で状態を遷移するか否かを判定し、さらに前記スモールセルで状態制御情報を送信する。前記スモールセルは前記マクロセルから状態制御情報を受信し、受信された情報によって前記スモールセルを活性状態で維持させたり或いは休眠状態で状態を遷移する。
図４は、本発明の一実施形態によるネットワーク制御セル非活性化手続きを行うスモールセルの動作手順を示すフローチャートである。

図４の４０１で手続きを開始すると、４０２で任意のスモールセルは活性状態で動作をしながら４０３で周期的に、あるいは必要に応じて端末の数などを含む情報をマクロセルでシグナリングする。

そして、４０４で、前記スモールセルは前記マクロセルが送信した状態制御情報を受信するが、前記受信された状態制御情報には前記スモールセルを活性状態で維持するか、或いは状態を活性状態から休眠状態に変更するか否かに対する情報を含む。

以後４０５で前記スモールセルは、前記受信情報を確認して前記情報が活性状態を維持する情報を含むと、４０２へ戻って活性状態を維持して前記情報が休眠状態に遷移するという情報を含むと、前記スモールセルは４０６で状態を活性状態から休眠状態に遷移して４０７で動作を終了する。
図５は、本発明の一実施形態によるネットワーク制御セル非活性化手続きを行うマクロセルの動作手順を示すフローチャートである。
図５の５０１で手続きを開始すると、５０２で周期的に、若しくは必要に応じて端末の数などを含む情報をスモールセルから受信する。

次いで５０３から前記マクロセルは前記スモールセルが送信したシグナリング情報と前記マクロセルが持っている情報を用いて前記スモールセルを活性状態を維持するか、或いは状態を活性状態から休眠状態に遷移するか否かを判定する。そしてマクロセルは５０４で前記判定結果を含む状態制御情報を前記スモールセルでシグナリングした後に本手続きを終了するようになる。
以下、本発明が提示しているセル活性化に必要な内容を記述する。

休眠状態にある任意のセルは、サービスしている端末もなく休眠状態にあることによって隣接した端末が前記セルに対する情報を得ることが難しいから活性状態に状態を遷移するための条件を定義することが容易ではない。

セルが自分の動作状態を休眠状態から活性状態に遷移する場合は、前記セルに新しい端末の発生する場合が最も一般的な場合であるが、前記セルが休眠状態の間の何らの情報の送受信なく、すなわち何らの動作無しに電力が消えた状態で続き維持される場合は、前記セルにサービスの可能な端末がどの位新たに発生したのかを判定し難くなる。すなわち、休眠状態にあるセルであると言っても最大限の休眠状態の効果、すなわち、セルの電力を遮断して電力を節する効果を得ると共に周辺にある端末が前記セルが存在するという事実を把握することができる最小限の追加的な動作を行うべきセル活性化動作が可能となる。

これによって、本発明では休眠状態にあるセルが間歇的に送信する新しい物理信号を導入するのに、以下で新しい信号を発見信号(Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｓｉｇｎａｌ)と名付ける。前記発見信号は端末が休眠状態にあるセルの信号強度測定(ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ)とセル検索(ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ)などを目的に用いられることができるから、その目的に当るように設計されなければならない。

前記発見信号がセル検索に用いられるためには発見信号にセルＩＤ情報が含まれていなければならない。すなわち、端末が前記発見信号を検出すると、前記発見信号を送信するセルのＩＤを判定することができることを仮定する。
図６は、本発明の実施形態による発見信号の構造を示す図面である。

図６の６０１が発見信号(Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｓｉｇｎａｌ)を示され、休眠状態にあるセルが前記発見信号を送信するタイミング構造を図６の６０３に示している。

６０３に示されたように、本発明の実施形態による休眠状態にあるセルは周期的に発見信号を送信するのに、前記発見信号は非常に間歇的に送信される。任意のセルが休眠状態の状態にもかかわらず前記の発見信号を送信する理由は任意の端末が前記休眠状態にあるセルに新たに表された時、すなわち、休眠状態にあるセルのサービス半径に進入した場合、前記セルに対する信号測定を介して前記端末が前記セルからサービスを受けることが適当するか否かを判定することができるためである。すなわち、休眠状態にあるセルからサービスを受けようとする端末が多い場合、前記セルは休眠状態から活性状態に変化して端末のサービスを行うことができる。

したがって、本発明の実施形態で、前記発見信号は休眠状態にあるセルを活性状態に遷移することに必要な基準を提供することができる一つの方便として使用されることである。前記発見信号がない場合は、多くの端末が休眠状態にあるセルの辺りで新たに発生した場合に前記休眠状態にあるセルを活性状態に遷移しなければならない原因を提供する方法がなくなり効率的にセルに対する活性化がならなくなるので、效率的な活性化のために前記のように休眠状態にあるセルが周期的な発見信号の送信を行うことである。

前記言及されたように、発見信号の周期(図６の６１０参照)は、他の送信信号に比べて比較的大きい値を持つようになるが、セルの電力節約程度によって前記発見信号の周期は決まるようになる。前記発見信号を送信するのにおける発見信号周期はすべてのセルが任意の定められた値を用いることができ、あるいは前記セルを管掌するマクロセル、あるいは基地局、あるいはネットワークに存在する他の装置で前記セルに発見信号の周期情報をシグナリングし、前記セルはシグナリングされた発見信号周期を用いて周期的に発見信号を送信することもできる。

また、幾つかの可能な周期が決まり、任意のセルが電力を節する程度を判定して自律的に発見信号の周期を設定することも可能である。前記発見信号の周期は、前述したように一般的に他の信号に比べて非常に大きい値を持つようになるが、前記発見信号を送信するセルに近接した任意の端末が前記発見信号を受信して強度測定及びセル検索に用いられる場合、前記発見信号を何回受信すべき強度測定及びセル検索が可能であれば、その動作に必要となる時間があまり大きくなり全体的なセルの性能が劣化するようになる。

信号強度測定においては発見信号の大きい周期のため、幾つかの発見信号を受信するようになると正確な信号強度を測定し難い。またセル検索において幾つかの発見信号を受信すべき、セルＩＤのようなセル情報を得るようになると、ハンドオーバー、あるいは初期接続にかかる時間があまり大きくなりユーザの不便も大きくなるようになり、全体的なシステム性能が落ちるようになる。すなわち、発見信号は端末が信号強度測定やセル検索のために受信しなければならない発見信号の個数を最小化してできるだけ早く動作を仕上げることができるように設計しなければならない。

端末は一つの発見信号を受信し、直ちに新号強度測定及びセル検索ができる場合が最も理想的であるが、必要な場合、多くない限度内で何回発見信号を受信することも可能である。

前述したことを考慮して発見信号は、幾つかのＯＦＤＭシンボルを用い、幾つかのサブキャリアを用いて端末の電力を充分に用いて送信すると、前記発見信号を受信する端末は、一つの発見信号に対する受信で前記信号強度測定及びセル検索ができるようになる。本発明では具体的な発見信号の構造を記述しないが、発見信号の構造が前述したように信号強度測定及びセル検索ができるだけ早く成るように設計されていることを仮定する。

前記で休眠状態にあるセルが任意の周期をもって発見信号を送信すると記述した。前記の休眠状態にあるセルが活性化を介して活性状態になると、前記基地局は相変らず発見信号を送信することができる。活性状態で送信される発見信号の周期は既存休眠状態で用いられる発見信号の周期と同一又は相違することもできる。活性状態から送信される発見信号の周期と既存休眠状態で用いられる発見信号の周期が相違する場合は、活性状態発見信号の周期は固定された値を用いることもでき、マクロセル、或は基地局がシグナリングする周期値を用いることもでき、前記セルが自律的に選択して用いることも可能である。

図６で活性状態にあるセルが発見信号と既存ＬＴＥシステムが定義されるＣＲＳ(Ｃｅｌｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ：セル基準信号)を送信する方法を示す。６０４は既存ＣＲＳがＬＴＥシステムのＲｅｌ―８で定義されているように１ｍｓ単位、すなわち、サブキャリア単位で送信されており、これと共に１ｍｓより非常に大きい周期を持つ発見信号が送信されている。既存ｒｅｌ―８ＬＴＥシステムでは発見信号なしにＣＲＳとＳＣＨを用いて信号強度測定及びセル検索が可能であるが、それにもかかわらず発見信号を共に送信することは発見信号を用いて信号強度測定及びセル検索をする端末が存在する場合、端末は活性状態のセルと休眠状態のセルに対して信号強度測定及びセル検索を行わなければならないので端末は前記信号強度測定及びセル検索の目的にセルの発見信号のみを受信することができるようにするためである。

すべてのセルで発見信号を用いて信号強度測定及びセル検索を行うようになると、ＣＲＳの存在理由が少なくなるから図６の６０３のように活性状態のセルが送信するＣＲＳの周期を既存１ｍｓ周期より大きく取られることもできる。図６ではＣＲＳの周期が５ｍｓで既存１ｍｓ対比して５倍増加したことを見せている。この場合、ＣＲＳは端末において信号強度測定やセル検索よりはデータ受信に必要なチャンネル推定、或はセルと端末間の同期を合わせるのに用いられることができる。さらに、本発明で提示する発見信号の送信は一つのセルは活性状態にある場合に送信する発見信号と休眠状態にある場合に送信する発見信号が異なる場合を考慮する。

以下、本発明が提示するセル活性化手続き(図２の２０４参照)を説明する。前記手続きのために前述した発見信号を用いたセルと基地局動作、及び装置などを以下の実施形態を用いて記述する。

本実施形態は休眠状態にある任意のセルがネットワークの制御によって休眠状態から活性状態に状態を遷移するネットワーク制御セル活性化(Ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｅｌｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続きを記述する。
図７は、本発明の一実施形態によるスモールセルの動作手順を示すフローチャートである。

休眠状態にある任意のスモールセル(以下、本実施形態で記述されるスモールセルはスモールセルに限定されず任意のサイズのセルに変わることができる。)は図７の７０２過程のように基本的に何らの送受信なしに電力消耗を節してから周期を用いて発見信号を送信する。前記発見信号はセルＩＤと、セル状態情報などを含むことができる。前記セルＩＤは該当のセルを識別することができる識別情報でどんな形態でも取ることができる。また、前記セル状態情報は該当セルが活性状態又は非活性状態を指示する情報である。すなわち、セル状態情報を含むことによって一つのセルが活性状態で送信する発見信号と同一セルが休眠状態で送信する発見信号が相違するようになる。発見信号が状態情報を含む方法は様々が可能であり、セル状態によって他の信号列(シーケンス)を用いる方法、或はセルの状態によってインターリビングを異にする方法、あるいは符号化前に１ビット情報を状態情報とした後に符号化する方法などが可能であり、本発明では発見信号の具体的な構造を制限しない。

７０１過程でネットワーク制御セルの活性化手続きを開始する。７０２過程でセルが休眠状態で動作することで判定する。これにより、端末が前記発見信号を検出、受信するようになれば、前記発見信号を送信するセルは発見信号に含まれているセル状態情報を判定することによって現在発見信号を送信するセルが休眠状態に又は活性状態にあるかを分かる。前記休眠状態にあるセルがどの瞬間隣接セル、あるいはマクロセルや基地局でセル活性化に対するシグナリングを受信するようになると(７０３)、前記セルは状態を休眠状態から活性状態に遷移して一般的な送受信が可能な状態に遷移する(７０４)。この時、前記活性状態に遷移したセルは続いて発見信号を送信するようになるが、この時、送信する発見信号はそのなかに含まれるセル状態情報が変わることによって前記セルが休眠状態で送信した発見信号とは相違する発見信号を送信する(７０５)。

図８は、本発明の一実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。図８に示される端末の動作は基本的に任意のスモールセルが送信する発見信号を受信して前記端末を管掌するサービングセルへ前記発見信号に対する情報を送信することである。

先ず、８０１で端末動作が開始すると、８０２過程で端末は前記サービングセルの隣接セルから送信される発見信号を受信するのに必要な制御情報、すなわち、発見信号が送信される周期とオフセットなどに対する情報をシグナリングを受けて前記情報を用いて８０３過程で隣接セルの発見信号を受信する。

これは非常に大きい周期をもって送信される発見信号の受信において端末は、常に前記発見信号に対する検出を試みなく発見信号の検出が可能な時間にだけ前記発見信号に対する検出を試みるようになり端末の電力消耗を節することができるメリットがある。 。

前記端末がスモールセルから発見信号をまともに受信するようになると、８０４過程で受信した発見信号の強度を測定してセルＩＤを検索する。この際、端末は発見信号に含まれているセル状態情報が分かるようになり前記発見信号を送信しているセルが現在活性状態にあるか休眠状態にあるか否かを判定する。次いで前記端末は８０５過程で前記発見信号の受信を介して得た発見信号の受信強度、セルＩＤ、セル状態情報などを含む隣接セル測定情報を前記端末を管掌するサービングセルへ報告して８０６過程で端末動作を終了する。
図９は、本発明の一実施形態によるサービングセルの動作手順を示すフローチャートである。

サービングセルは９０２過程で任意の端末に対するサービスを行いながら９０３過程で端末から周期的な隣接セル測定報告を受信する。前記サービングセルは９０４過程で端末から受信された測定報告を基づいて隣接セルが休眠状態又は活性状態であるかを判定し、次いで９０５過程で前記隣接セルが活性化が必要であるかを判定するが、活性化が必要ではなければ９０２過程へ戻って既存のように前記端末に対するサービスを行う。
一方、前記隣接セルが活性化が必要であると判定すれば、９０６過程で前記隣接セルで活性化メッセージをシグナリングして９０７で動作を終了する。

一方、前記過程９０５で前記隣接セルが活性化が必要であるか否かを判定する基準は非常に多様に定義されることができる。先ず、前記隣接セルでハンドオーバーしなければならない端末の必要な場合は隣接セルに対する活性化が必要であることがある。さらに、一般的にサービングセルは端末が報告する測定情報を用いて端末のハンドオーバーを決定するが、２つのハンドオーバーが可能な隣接セルに対する測定情報が報告された状態で隣接セルの状態が一つは活性状態で、一つは休眠状態であれば敢えて休眠状態にあるセルを活性化せず前記端末を既存活性状態にあるセルでハンドオーバーさせる方法が可能なので前記方法ができるようにするためには本実施形態で記述したようにセルの状態によって他の発見信号を送信することである。
図１０、１１はそれぞれ本発明の一実施形態によるセルと端末の内部構造を示すブロック図である。

先ず、図１０で任意のセルは１００２の状態制御機は前記セルに対する状態を決定して１００２の発見信号ジェネレータを制御して前記セルの現在状態に当たる発見信号を生成する。次いで前記発見信号は１００３の送信機(又は、送受信機)を介して周期的に送信する。

より具体的に、状態制御機(又は、制御部)は周期又は非周期的に発見信号を送信し、前記セルを制御するノードからセル活性化信号を受信したのか判定し、受信時、前記セルの動作状態を活性状態に遷移するように制御することができる。

図１１で端末は１１０１で信号を受信した後、１１０２で発見信号を検出する。前記検出された発見信号は１１０３の発見信号アナライザを介して前記受信された発見信号を送信するセルが活性状態又は休眠状態であるかを判定して１１０４で関連測定情報(ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)を生成する。次いで前記生成された測定情報を１１０５の送信機(又は、送受信機)を介して前記端末をサービスするサービングセルへ送信する。

本実施例は休眠状態にある任意のセルが辺りに位置する一つ又は多数個の端末の動作によって休眠状態から活性状態に状態を遷移する端末制御セル活性化(Ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｅｌｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ)手続きを記述する。本実施形態の基本的な動作は休眠状態にあるセルから発見信号を受信する端末は前記セルに対する活性化が必要であると判定されると、前記基地局に定められたタイミングにアップリンク信号を送信し、前記セルは前記端末の信号を受信してセル活性化を行うことに基づく。本実施形態の具体的な動作を後述する。

本実施形態で重要に考慮すべき部分は、端末が現在休眠状態にあるセルから発見信号を受信した場合にアップリンクで活性化信号を受信する動作である。ここでアップリンクに送信される活性化信号は送信されるリソースがセルと基地局の間に同様に定めなければならない。すなわち、受信される発見信号により時間的に以後に定められた時間−周波数資源を用いて端末を活性化信号を送信し、セルも同様のリソースを用いて前記活性化信号を受信する。前記活性化信号が送信される資源は発見信号に基づいて決まる。
図１４は発見信号リソースと活性化信号リソースの関係を示す図面である。

ＯＦＤＭ／ＳＣ―ＦＤＭＡを用いるＬＴＥシステムに基づくから図１４で示されるリソースは１４０１の周波数リソースと１４０２の時間リソースである。周波数リソースはサブキャリアの個数と位置を意味し、時間リソースはＯＦＤＭ／ＳＣ―ＦＤＭシンボルの個数と意味を意味する。セルが送信する全体リソースを１４０３で表されると、そのなかで１４０４ほどのリソースを用いて発見信号を送信する。前記発見信号を受信する端末は一定時間１４０５の後に１４０７のように定められたアップリンクリソースを用いて活性化信号を送信する。

前記活性化信号が送信されるリソースは、発見信号に含まれているセルＩＤによって他のリソースを選択してセルらの間に他の位置を保障する方法も共に用いられることができる。セルＩＤにより活性化信号リソースが変わる場合において端末は発見信号を受信してセルＩＤを確認した後、セルＩＤを用いて活性化信号リソースを判定した後、前記リソースを用いて活性化信号を送信する。すなわち、活性化信号に対するリソースは発見信号に含まれたセルＩＤによって予め決定することができる。
図１２は本発明の一実施形態によるスモールセルの動作手順を示すフローチャートである。

休眠状態にある任意のスモールセル(以下、本実施形態で記述されるスモールセルはスモールセルに限定されず任意サイズのセルに変わることができる)は図１２の１２０２過程のように基本的に何らの送受信なしに電力消耗を節しているから、定められた周期を用いて発見信号を送信する。

この時、送信される発見信号は、前記セルの状態によって同一ではない発見信号を送信する。すなわち、端末が前記発見信号を検出及び受信するようになれば、前記端末は前記発見信号を送信したセルが現在休眠状態又は活性状態にあるかを判定することができる。

１２０１過程で手続きが開始され、１２０２過程でセルが休眠状態にあると判定する。前記休眠状態にあるセルは前記発見信号送信の以後、直ちに過程１２０３において、一つ又は多数個の端末からアップリンクに送信されることができる活性化信号に対する受信を試みて活性化信号が受信されたかを判定する。前記１２０３の判定過程で活性化信号が受信されないと判定されると、前記セルは過程１２０２へ戻って続いて休眠状態を維持する。

一方、前記１２０３の判定過程で活性化信号が受信されたと判定されると、前記セルは過程１２０４で状態を休眠状態から活性状態に遷移して一般的な送受信が可能な状態に変更する。

この時、前記活性状態に遷移したセルは続いて発見信号を送信するようになるのに、この時、送信する発見信号は同じセルが休眠状態にある時、送信した発見信号とは異なり前記セルが活性状態にあるという情報を含む発見信号を送信する(１２０５)。前記１２０３の判定過程で活性化信号に対する受信を判定する基準は様々が可能で代表的に受信される信号のサイズとして判定することができる。

すなわち、端末が発見信号を送信したセルで定められたリソースで活性化信号を送信するようになると、前記端末が前記セルと近くて良いチャンネルを維持する場合、前記セルに受信される活性化信号の強度は大きくなるようになる。この時、端末は活性化信号を送信するにおいてｏｎ―ｏｆｆ ｋｅｙｉｎｇ(ＯＯＫ)方法を用いることができる。セルは前記活性化信号受信においてエネルギー検出(ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ)方法を用いて受信される活性化信号の強度が任意のしきい値を超す場合、前記セルは活性化信号を受信したと判定して活性状態に遷移する。

この時、一つ以上の端末が同一のリソースに活性化信号を送信するようになると、多くの端末が前記セルに対するサービスを望むことと判定されることができるから、また多くの端末が同時に送信した活性化信号は前記セルにおいては受信エネルギーが合算される効果を持つので、この時には受信エネルギーがより大きくなるようになり、したがって前記セルが活性状態に遷移される確率が大きくなるようになる。
図１３は、本発明の一実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。
端末は基本的に任意のスモールセルが送信する発見信号を受信して前記端末を管掌するサービングセルへ前記発見信号に対する情報を送信する動作を行う。

１３０１で端末動作が開始すると、１３０２過程で端末は発見信号を受信することによって、サービングセルからスモールセルの発見信号に対する情報、すなわち、発見信号が送信される周期とオフセットなどに対する情報をシグナリングを受けるようになるのに、前記１３０２過程は省略されることができる。

１３０３過程で前記端末は隣接セルの発見信号を探知し、１３０４過程でスモールセルから発見信号をまともに受信するようになると、１３０５過程で受信した発見信号の強度を測定してセルＩＤを検索すると共に受信した発見信号が送信されるセルが現在活性状態又は休眠状態にあるか否かを判定する。

前記１３０５の判定で前記発見信号を送信したセルが活性状態の場合であれば、端末は１３０６過程で前記測定したセル情報をサービングセルへ報告して１３１０で動作を終了する。

一方、１３０５過程で前記セルが活性状態ではない休眠状態であると判定する場合、前記端末は１３０７過程で、定められた規則を通じて発見信号の強度を基準で前記休眠状態のセルが活性化が必要であるか否かを判定する。前記判定する基準は発見信号の強度が最大の要因で考慮されることができ、発見信号の受信強度が任意のしきい値の以上に上がるようになると、活性化が必要なことと判定するのが一例となることができる。
１３０７過程で前記セルに対する活性化が必要ではないと判定すると１３１０過程で端末動作を終了する。

一方、１３０７過程で前記セルに対する活性化が必要であると判定すると、端末は１３０９過程から前記セルへ活性化信号を送信した後に１３１０過程で端末動作を終了する。
図１５、１６はそれぞれ本発明の一実施形態による休眠状態であるセルと端末の内部構造を示すブロック図である。

先ず、図１５で任意の休眠状態にあるセルは１５０１の受信機で前記セルで受信される信号を受信して１５０２の活性化信号検出器で活性化信号を検出する。検出された情報は１５０３のセル状態アナライザに入力されて前記セル状態アナライザで活性化信号の強度を用いてセル状態を活性状態に遷移するか否かを判定する。次いで１５０３の発見信号ジェネレータで前記状態アナライザで定められた状態、すなわち、活性状態又は休眠状態によって他の発見信号を生成して１５０５の送信機を介して前記発見信号を送信する。

図１６で端末は１６０１の受信機を介して信号を受信した後、１６０２で前記受信された信号で発見信号が含まれているか否かを検出して１６０３に入力する。１６０３で端末は発見信号を判定するのに、発見信号の受信強度が任意のしきい値以上の場合、１６０４の活性化信号ジェネレータを制御して活性化信号を生成して１６０５の送信機で前記活性化信号を送信する。

本明細書及び図面に開示された本発明の実施形態は本発明の記述内容を容易に説明した。発明の理解を助けるために特定例を提示したものであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施形態以外にも本発明の技術的思想に基づいて他の変形例が実施可能であるということは本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に自明なものである。

１０２ マクロセル
１０３〜１０９ セル内部
２０１ 活性状態
２０２ 休眠状態
１００１ 状態制御器
１００２ 発見信号ジェネレータ
１００３ 送信機
１１０１ 受信機
１１０３ 発見信号アナライザ
１１０４ 測定情報ジェネレータ
１１０５ 送信機
１４０３ リソース
１５０１ 受信機
１５０２ 活性化信号検出器
１５０３ セル状態アナライザ
１５０５ 送信機
１６０１ 受信機
１６０３ 発見信号アナライザ
１６０５ 送信機

Claims (25)

1. 無線通信システムでセルの非活性化方法において、
   活性状態で動作中、前記セルの非活性化条件が満足するか否かを判定する段階と、及び
   満足する時、前記セルの状態を休眠状態に遷移する段階と、を含むことを特徴とする、セルの非活性化方法。
2. 前記休眠状態遷移に対する情報を前記セルを制御するノードへ送信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のセルの非活性化方法。
3. 前記非活性化条件は、
   前記セルがサポートする端末の数、マクロセル情報、隣接セル情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載 セルの非活性化方法。
4. 無線通信システムでセルの非活性化方法において、
   活性状態で動作中、前記セルのサポート端末関連情報を生成する段階と、
   前記生成されたサポート端末関連情報を前記セルを制御するノードへ送信する段階と、
   前記ノードから前記セルの動作を制御するための状態制御情報を受信する段階と、及び
   前記受信した状態制御情報によって前記セルの動作状態を設定する段階と、を含むことを特徴とするセルの非活性化方法。
5. 前記設定段階は、
   前記受信した状態制御情報によって、前記セルの活性状態を維持したり、又は前記セルを休眠状態に遷移することを特徴とする、請求項４に記載のセルの非活性化方法。
6. 無線通信システムでセルの活性化方法において、
   前記セルの動作状態を活性状態から休眠状態に遷移する段階と、
   周期又は非周期的に発見信号を送信する段階と、
   前記セルを制御するノードからセル活性化信号を受信したかを判定する段階と、及び
   受信の際、前記セルの動作状態を活性状態に遷移する段階と、を含むことを特徴とする、セルの活性化方法。
7. 前記発見信号は、
   前記セルのＩＤ又は前記セルの状態情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項６に記載のセルの活性化方法。
8. 無線通信システムでセルを活性化させるための端末の測定報告方法において、
   サービングセルから隣接セルの発見信号を獲得するための制御情報を受信する段階と、
   前記制御情報を用いて前記隣接セルから送信される発見信号を受信する段階と、及び
   前記受信した発見信号に基づいて隣接セル測定情報を生成し、前記生成された隣接セル情報を前記サービングセルへ送信する段階と、を含み、
   前記隣接セルは前記隣接セル情報に基づいて活性又は休眠状態で動作することを特徴とする、測定報告方法。
9. 前記隣接セル情報は、
   前記発見信号の受信強度、前記発見信号を送信したセルのＩＤ、前記発見信号を送信したセルの状態情報を含むことを特徴とする、請求項８に記載の測定報告方法。
10. 無線通信システムでセルの活性化方法において、
    前記セルがサービングしている端末から隣接セル測定情報を受信する段階と、
    前記隣接セル測定情報に基づいて隣接セルの状態を判定する段階と、
    前記隣接セルが休眠状態の場合、前記隣接セルの活性化が必要であるか否かを判定する段階と、及び
    活性化必要の際、前記隣接セルへ活性化メッセージを送信する段階と、を含むことを特徴とするセルの活性化方法。
11. 前記判定段階は、
    前記隣接セルでハンドオーバーする端末が存在する場合、前記隣接セルを活性化する必要があると判定することを特徴とする、請求項１０に記載のセルの活性化方法。
12. 無線通信システムで端末のセル活性化方法において、
    任意のセルが送信する発見信号を受信する段階と、
    前記受信した発見信号に基づいて、前記発見信号を送信した前記セルの活性又は休眠状態であるか否かを判定する段階と、
    前記セルが休眠状態の場合、前記セルの活性化が必要であるか否かを判定する段階と、及び
    活性化必要の際、前記セルへ活性化信号を送信する段階と、を含むことを特徴とするセル活性化方法。
13. 前記判定段階は、
    前記発見信号の受信強度が予め定められたしきい値以上の場合、前記セルの活性化が必要であると判定することを特徴とする、請求項１２に記載のセル活性化方法。
14. 前記活性化信号送信段階は、
    前記発見信号を受信した時点を基準で一定時間後に、予め定められたアップリンクリソースを用いて前記活性化信号を送信することを特徴とする、請求項１２に記載のセル活性化方法。
15. 前記アップリンクリソースは、
    前記発見信号に含まれたセルＩＤによって予め決定されることを特徴とする、請求項１４に記載のセル活性化方法。
16. 無線通信システムで動作状態を制御するセルにおいて、
    任意の端末又はセルと信号を送受信するための送受信部と、及び
    前記セルの動作状態を活性状態から休眠状態に遷移し、周期又は非周期的に発見信号を送信し、前記セルを制御するノードからセル活性化信号を受信したかを判定し、受信時、前記セルの動作状態を活性状態に遷移するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする、セル。
17. 前記発見信号は、
    前記セルのＩＤ又は前記セルの状態情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１６に記載のセル。
18. 無線通信システムでセルを活性化させるために測定結果を報告する端末において、
    任意のセルと信号を送受信するための送受信部と、及び
    サービングセルから隣接セルの発見信号を獲得するための制御情報を受信し、前記制御情報を用いて前記隣接セルから送信される発見信号を受信し、前記受信した発見信号に基づいて隣接セル測定情報を生成し、前記生成された隣接セル情報を前記サービングセルへ送信するように制御する制御部と、を含み、
    前記隣接セルは前記隣接セル情報に基づいて活性又は休眠状態で動作することを特徴とする、端末。
19. 前記隣接セル情報は、
    前記発見信号の受信強度、前記発見信号を送信したセルのＩＤ、前記発見信号を送信したセルの状態情報を含むことを特徴とする、請求項1８に記載の端末。
20. 無線通信システムで動作状態を制御するセルにおいて、
    任意の端末又はセルと信号を送受信するための送受信部と、及び
    前記セルがサービングしている端末から隣接セル測定情報を受信し、前記隣接セル測定情報に基づいて隣接セルの状態を判定し、前記隣接セルが休眠状態の場合、前記隣接セルの活性化が必要であるか否かを判定し、活性化必要の際、前記隣接セルへ活性化メッセージを送信するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする、セル。
21. 前記制御部は、
    前記隣接セルでハンドオーバーする端末が存在する場合、前記隣接セルを活性化する必要があると判定することを特徴とする、請求項２０に記載のセル。
22. 無線通信システムでセルを活性化する端末において、
    任意のセルと信号を送受信するための送受信部と、及び
    任意のセルが送信する発見信号を受信し、前記受信した発見信号に基づいて前記発見信号を送信した前記セルの活性又は休眠状態であるか否かを判定し、前記セルが休眠状態の場合、前記セルの活性化が必要であるか否かを判定し、活性化必要の際、前記セルへ活性化信号を送信するように制御する制御部と、を含むことを特徴とする、端末。
23. 前記制御部は、
    前記発見信号の受信強度が予め定められたしきい値以上の場合、前記セルの活性化が必要であると判定することを特徴とする、請求項２２に記載の端末。
24. 前記制御部は、
    前記発見信号を受信した時点を基準で一定時間後に、予め定められたアップリンクリソースを用いて前記活性化信号を送信することを特徴とする、請求項２２に記載の端末。
25. 前記アップリンクリソースは、
    前記発見信号に含まれたセルＩＤによって予め決定されることを特徴とする、 請求項２４に記載の端末。

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