JP2019530315A - 低能力無線端末による測定をセルラネットワークベースで制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、カバレッジ拡張モードでオープン接続する少なくとも１つの低能力無線端末にサービスするセルラネットワークのベースノードにより少なくとも１つの測定を制御する方法であって、方法が、−無線端末のカバレッジ拡張レベルを決定するステップと、−カバレッジ拡張レベルを考慮して少なくとも１つの測定を実行するための測定時間を推定するステップと、−測定要求メッセージを接続中断メッセージと同時に無線端末に送信するステップと、−推定された測定時間を考慮して無線端末に再開表示を行うステップと、−少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージを無線端末から取得するステップと、を含む方法に関する。【選択図】 図１

Description

本発明は、セルラネットワークのベースノードにより測定を制御する方法に関する。本発明は当該方法を用いるベースノードにも関する。

本発明はまた、無線端末による測定を実行する方法に関する。本発明は当該方法を用いる無線端末にも関する。

セルラ無線通信の分野では、技術標準は低能力デバイスをサポートすることに注力している。標準は特に、ＥＴＳＩでの定義による狭帯域ＩｏＴ（ＮＢ−ＩｏＴ）のような技術を含む。

このような低能力デバイスは、一般的には、第１にシグナリング能力の点、つまり有限帯域幅シグナリングが可能で半二重シグナリングのみがサポートされるなどのいくつかの面で制限された無線端末である。さらに、想定される低能力デバイスは、特にセルラネットワークのサービス中のベースノードの１つの周波数範囲からの信号しか受信することができず、これによってより適したベースノードをチェックする能力が制限されている。

別の態様において、能力限定デバイスは、一般に電力資源の点でも制限される。ＮＢ−ＩｏＴ／ｅＭＴＣ仕様によると、能力限定デバイスは１０年の電池寿命で動作するとされる。これは電力を消費する回避可能な動作をできるだけ抑制することを要求する。例えばそのような低能力デバイスは、希少な接続セッションが開いていない限りスリープモードの状態になるように構成される。接続セッションが開いている場合、低能力デバイスは拡張カバレッジモードで動作可能であるため、接続は拡張カバレッジモードで動作していない他の無線端末と比べてかなり長く続く。拡張カバレッジは、蓄積による送信器と受信器との間の高い結合損失を解消するために繰り返される情報の送受信である。

一方、サービス中のベースノードにより要求された測定を回避するという明白な示唆は、多数の低能力デバイスがキャンプオンしているベースノードが、必要に応じてネットワーク設定を調整するのに十分なトラフィックレポート又は任意の他の測定を入手することが困難な状況をもたらす可能性が高い。その理由は、低能力デバイスがいずれも休眠状態にあるために、例えば測定要求のためのブロードキャストや他の要求を聞かないからである。代替的に、低能力デバイスは、接続モード、特に拡張カバレッジで動作している場合、あまりにビジーかつ技術的制限が多すぎて、サービス中のベースノードから測定要求を受信すること、及び特に接続中にそのような測定を実行することができない。これは特にカバレッジ拡張モードで動作している場合である。なぜなら、この場合、特に他のベースノードの信号に関する測定に極端に長い時間がかかる、すなわち現在サービス中のベースノードの場合と少なくとも同数の受信サンプルが必要であるからである。隣のベースノードのどちらかが無線端末により良好な受信状態を提供した場合、特に静止状態の無線端末について、より適したサービスベースノードに再選択される可能性が非常に高い。

その場合、事前の繰り返しが少なくて済む。さらに、低能力無線端末は狭帯域受信器（ＮＢ）のみを有する。より長い時間他の周波数に合わせる必要がある場合、サービス中のセルとの同期を失い、オープン接続をそれ以上維持することができない。

接続の終わりに測定を行うオプションは、特に混雑状態を検出する必要があり、さらにアクセス規制措置を講じる必要がある場合に、ベースノードが要求された測定を受信するまで非常に長い時間待たされる可能性があるために不利である。

したがって、本発明の目的は、前述の不利を克服すること、及び低能力デバイスにおける測定のセルラネットワークのベースノードによる改善された制御のための解決策を提案することである。よって、別の代替的かつ有利な解決策も当技術において望ましい。

このため、本発明の第１の態様によると、請求項１に記載のベースノードによる測定を制御する方法が提案される。さらに、本発明の第２の態様によると、請求項６に記載のベースノードが提案される。本発明の第３の態様によると、請求項８に記載の無線端末による測定を実行する方法が提案される。さらに、本発明の第４の態様によると、請求項１５に記載の無線端末が提案される。

本発明の第１の態様によると、カバレッジ拡張モードでオープン接続する少なくとも１つの低能力無線端末にサービスするセルラネットワークのベースノードにより測定を制御する方法であって、方法が、
−上記無線端末のカバレッジ拡張レベルを決定するステップと、
−上記カバレッジ拡張レベルを考慮して上記測定を実行するための測定時間を推定するステップと、
−測定要求メッセージを接続中断メッセージと同時に無線端末に送信するステップと、
−上記推定された測定時間を考慮して無線端末に再開表示を行うステップと、
−少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージを無線端末から取得するステップと、
を含む方法が提案される。

本発明の方法は、低能力デバイスをサポートするセルラネットワークのベースノードに関する。これは特に、ＬＴＥ−ＣＡＴ−Ｍ、ＮＢ−ＩｏＴなどといったマシン型通信（ＭＴＣ）デバイスに対処する４Ｇすなわちリリース１４で定義されているロングタームエボリューション（ＬＴＥ）規格のサブ規格の場合である。ＬＴＥのベースノードはｅＮｏｄｅＢと呼ばれ、無線端末のエアインターフェイス上にセルラネットワークへのアクセスポイントを形成する。

このような無線端末は、具体的には処理能力が低く、かつ帯域幅シグナリングが制限されたデバイスである。このような無線端末は、様々な形状、及び例えばホームオートメーションのためのスマート計量デバイスや資産管理又は店頭（ＰＯＳ）デバイスなど様々な使用事例を有してよい。

ＮＢ−ＩｏＴ／ｅＭＴＣ規格は、無線端末の１０年以上の電池寿命を約束しているため、そのような無線端末は電力消費を削減するためにその活動を減らす必要がある。これには、特に無線端末そのもの、特にそのモビリティに必要のない測定の処理が含まれる。特に、静止状態で動作する無線端末は、その成果がセルラネットワーク主導の多くの測定により危うくされるそれ自身の測定を回避することによって、かなりの電力消費を節約することができる。

一方、セルラネットワークのベースノードは、セルラネットワークの負荷バランシング、ひいては安定性を維持するために、キャンプオンしている無線端末からの測定を必要とする。このような測定には、特にＲＳＣＰ、ＲＳＲＰ、ＲＸ／ＴＸ又は位置測定が含まれる。

このような測定は特に他のベースノードに関連することもある。現在のベースノードの周辺にある他のベースノードは、一方では重複する周波数帯域で動作するが、他方では異なる周波数帯域で動作する可能性があるため、さらに周波数内測定と周波数間測定とを区別することがある。

低能力無線端末の場合、周波数間測定は、サービス中のベースノードとの同期が、特に実行中の接続において失われることを必ず意味する。

さらに、リリース１４の技術標準規定では、アンカーベースノードと非アンカーベースノードとを区別することが予定されている。後者はブロードキャストを実行しない。無線端末は非アンカーベースノード上で動作することになっているが、アンカーベースノードを測定する必要がある。アンカーベースノードと非アンカーベースノードとは異なる周波数を使用するため、周波数間測定の必要性も高まる。これは、非アンカーＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ：基準信号受信電力）はアンカーベースノードから決定すなわち推定することができ、アンカーベースノードと非アンカーベースノードのＲＳＲＰの差は関連性があるためである。アンカーベースノードと非アンカーベースノードとは共に同期信号を供給するが、必ずしも同じ周期及び強度ではない、すなわち新たにアクセスする無線端末がより強力な信号を追尾し、したがってアンカーベースノードがより強力な信号を送信する場合にこれに同期する。結果として、他のセルの測定をアンカーノードと比較して実行することが必要である、すなわち周波数間測定が頻繁に行われることになる。

ここで、ネットワークが要求した十分な測定を達成すると同時に、要求された無線端末の電力消費及びシグナリング能力を考慮するとされる本発明が役に立つ。本発明の方法は、低能力無線端末がベースノードにキャンプオンし、拡張カバレッジモードで動作している状況から開始する。

拡張カバレッジモードは、無線端末が例えば住宅の地下にあるスマートメーターや駐車場の自動券売機などカバレッジが悪い状況で動作するモードである。通信を可能にするために、各送信パッケージは、送信された信号を復号するのに十分なカバレッジゲインを受信器が得られるまで繰り返し送信される必要がある。これはアップリンクシグナリングとダウンリンクシグナリングの両方に適用される。

無線端末はさらに、オープン接続においてベースノードで動作している。オープン接続は、無線端末又はベースノード、すなわち着信通信要求によって開始されたものでよい。

方法は、ベースノードが無線端末のカバレッジ拡張レベルを決定するステップから始まる。カバレッジ拡張レベルによって、無線端末からのデータパケットを復号するのに、特に平均してどれだけ繰り返しが必要かが推定される。カバレッジ拡張レベルは、繰り返し回数に直接関連するか、又は繰り返しの種類の範囲を区別してよい。

好ましくは、この方法ステップは、登録、すなわち接続の確立の直後に実行される。さらに定期的な再評価が推奨される。

ベースノードはさらに、その内部管理制御から、さらなる動作のためにどんな種類の測定が必要とされるかを理解する。この収集はさらに、他のセルラネットワーク要素によってトリガされてよい。１つの測定で十分な場合、このような追加の収集は必要とされない。

これらの決定ステップから、ベースノードは次に、無線端末が予定された少なくとも１つの測定を実行するのにかかる時間の推定を実行する。このような推定ステップは、少なくともカバレッジ拡張レベルを考慮している。

別のパラメータがさらに考慮されることも好ましい。

好ましい実施形態では、測定時間を推定するステップがさらに、無線端末により測定される周波数の数を考慮することが提案される。

この実施形態によって、持続時間の推定について、要求される測定、又はそのような測定を実行する必要がある周波数が多ければ多いほど、無線端末がそのような測定を行うのにかかる時間が長くなると考えられる。

好ましくは、結果として生じる測定時間は、不測の事態に備えるための追加の安全バッファを含む。このような安全バッファは、以前の推定を見直すことによって決定されることが好ましい。

測定時間が推定された後、ベースノードは無線端末に測定要求メッセージを送信している。そのため、このような測定要求メッセージは、複数の特異な測定要求を含む可能性がある一般に知られているメッセージタイプであることが好ましい。

測定要求メッセージと同時に、ベースノードはさらに接続中断メッセージを送信する。同時にとは、測定要求メッセージの前又は後の短い時間内の１つの送信における少なくとも１つを意味する。

このメッセージによって、要求された測定を行うために接続の中断を達成することが想定される。換言すれば、接続中断メッセージは、ベースノードから無線端末への、接続中断、つまりアイドルモードへの切り替え命令である。

これに伴って、ベースノードは、後の接続の再開を簡単にする接続コンテキストを維持することを無線端末に示すことが好ましい。好ましくはコンテキストＩＤが交換され、後の再開に再使用される。このように無線端末によるアイドルモードへの切り替えが接続の中止をもたらしていないことは確かであるが、測定が行われた後も継続することになっている。

したがって、ベースノードは接続の再開の成功も管理する。そのため、推定された測定時間を考慮した再開表示をベースノードに送信する。

再開表示の提供方法が想定された２つの実施形態がある。第１のオプションによると、上記再開表示は、周波数内測定だけが要求される場合に、上記測定時間が経過した後に再開メッセージを無線端末に送信することを含むことが示唆される。

このオプションは、推定された測定時間が経過すると、ベースノードが再開メッセージを無線端末に送信することを含む。したがって、実際、ベースノードは接続を中止し、有利には推定時間が経過した後、接続のためにセルラネットワーク資源を直接割り当てることによって接続を再確立する。

このオプションは、無線端末がそのような再開メッセージを受信できる場合に適用可能であり、周波数内測定を実行する場合にのみ確実に適用される。

代替的に、既定の時間フレーム内に無線端末からの確認を受けていない場合に、再開メッセージが繰り返されることも本発明に包含される。これによって無線端末は、周波数間測定を行った後、再び現在のベースノードに同期し、ベースノードからの（次の）再開メッセージを待つこともできる。

より速い方法が提案される第２のオプションとなる。

第２のオプションによると、上記の再開表示は、周波数間測定が要求される場合に、無線端末内のタイマーを起動するために、時間表示を接続中断メッセージと同時に無線端末に送信することを含む。

このオプションは、無線端末が、測定を完了したと見込まれるまでベースノードから時間表示を入手することを含む。この時間が経過した後、無線端末は、好ましくは収集された測定レポートでベースノードに応答し、そうすることによって接続を再開することになっている。好ましくは、このようなメッセージは、ＬＴＥと共に導入されたランダムアクセス手順に従ったＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）メッセージであり、コンテキストフェッチの実行、接続の完全な再確立、及びベースノードからの資源割当をベースノードに行わせる。

再開が実行された後、無線端末は、測定の結果を含む少なくとも１つの測定レポートメッセージをベースノードに送信する立場にある。

示されている本発明の方法は、有利には節電と無線端末からの測定の必要性との間のトレードオフを解決する。

接続の中断によって、とにかくアクティブで接続状態にある無線端末だけが対処される。したがって、そうでない時間には、無線端末は、アイドルモードで動作しているときに測定要求メッセージを待つ必要がないためにスリープモードの状態になる可能性がある。このアプローチはさらに、そのような測定を行うべくウェイクアップするために導かれる全ての労力及び電力消費を節約する。

さらに、ベースノードは、無線端末がウェイクアップする又は実行中の接続を終了させるのを待つことができる代わりに測定のための時間を選ぶことができる。無線端末が拡張カバレッジモードで動作しているため、接続は比較的長い間実行中であると考えられる。したがって、迅速な応答を期待することはできない。

さらに、ベースノードが測定時間を推定することによって、測定要求を受信及び処理できるキャンプオン中の複数の無線端末の中から、迅速に応答するであろう無線端末を選択する可能性がある。

追加の有利な実施形態によると、方法はさらに、接続を設定する前に無線端末から静止表示を受信することを含み、ベースノードは、測定要求の前に実行された測定を調べることを許可することを無線端末に示す表示を、測定要求メッセージと同時に無線端末に送信していることが提案される。

この実施形態は、無線端末がベースノードの命令に関係なく測定を実行する可能性があるという事実に基づいている。例えば、近くにある他のベースノードと比較した現在のベースノードの適切性をチェックすることは、特に接続を設定する直前の、特にこれがスリープ段階からウェイクアップした直後に行われる場合に有用なタスクである。これは、セルラネットワークのトポロジーの変化に反応する必要がある静止状態の無線端末にも適用される。

このような以前の測定は、無線端末のメモリに格納され、測定が実行されてから所定の時間内に測定要求が到着した場合に調べられる。

しかしながら、以前の測定を調べることは、無線端末が静止した状態で動作している場合にのみ有用であり、それ以外の場合、無線端末がその間に移動した場合は以前の測定は使用できない。したがって、ベースノードは、以前に無線端末が静止状態で動作中である旨の表示を無線端末から受信した場合に、格納されている測定をまさに新しい測定の代わりに認めるかどうかを示す表示で無線端末に指示することが好ましい。好ましくは、この表示は測定の最高寿命も含む。

測定要求メッセージが２つ以上の測定要求を含む場合は、各測定要求は測定が実行済みで期限切れでないかどうかがチェックされ、測定が実行済みで期限切れでない場合、かつベースノードが、以前の測定が利用可能で期限切れでない場合に、各測定要求について以前の測定を調べることを許可する場合、それらの格納されている測定結果が調べられベースノードに送られる。それ以外の場合、要求された測定は当然実行されなければならない。

この実施形態の効果は次のように明らかである。第１に、無線端末はとにかく実行したばかりの測定に電力資源を投じる必要がないこと。第２に、結果は測定要求を受信するとすぐにアドホック測定よりもずっと速く送られる。

本発明の第２の態様によると、拡張カバレッジモードでオープン接続する少なくとも１つの低能力無線端末にサービスするセルラネットワークのベースノードであって、ベースノードが、
−上記無線端末のカバレッジ拡張レベルを決定し、
−測定要求メッセージを接続中断メッセージと同時に無線端末に送信し、
−上記カバレッジ拡張レベルを考慮して上記測定を実行するための測定時間を推定し、
−上記推定された測定時間を考慮して無線端末に再開表示を行い、
−少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージを無線端末から取得する、
ように構成されるベースノードが提案される。

本発明の第２の態様は第１の態様の利点を共有する。

ベースノードは特に、エアインターフェイスを介して複数の無線端末と通信するための送受信回路を備える。

ベースノードはさらに、処理回路、メモリ及び電源、並びにＭＭＥのような他のセルラネットワーク要素、コアネットワーク要素及び同じセルラネットワークすなわちＲＡＮの他のベースノードと通信するための通信回路を備える。

本発明の第３の態様によると、セルラネットワークのベースノードで動作する無線端末による測定を実行する方法であって、無線端末が低能力端末であり、無線端末がさらに、カバレッジ拡張モードにおいて上記ベースノードとのオープン接続で動作し、方法が、
−接続を中断する要求を測定要求メッセージと同時にベースノードから受信するステップと、
−接続を中断するステップと、
−少なくとも１つの要求された測定を決定するステップと、
−再開表示の発生を検出すると、接続を再開するステップと、
−少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージを送信するステップと、
−オープン接続を継続するステップと
を含む方法が提案される。

本発明の第３の態様に係る方法は無線端末によって実行される。この方法は本発明の第１の態様に係る方法に対する補完的方法ステップを含む。

この方法は拡張カバレッジモードで動作する低能力無線端末に関連する。したがって、無線端末はスリープモードで動作していることが好ましい。

一般的にスケジュールに従って、無線端末は、セルラネットワーク又はリモートサーバ若しくはデバイスとデータ交換するためにウェイクアップする。そのため、無線端末は、好ましくは一般的な資源要求を通じてサービスベースノードとの接続を設定することによって、接続されたモードで動作している。

オープン接続中に、無線端末はサービス中のベースノードからメッセージを受信することができる。無線端末はさらに、サービス中のベースノードから受信した測定要求と同時に、接続を中断する要求を処理することができる。無線端末は、１つのメッセージで、又は順不同に２つの命令を受信できることが好ましい。

このような命令を受信することに応答して、次のステップは、無線端末が接続を中断することを含む。これは無線端末が接続モードから好ましくはアイドルモードに切り替わることを意味する。

これは、要求された測定を実行するために必要である。なぜなら、低能力無線端末が接続を維持し、測定を同時に実行することができないためである。

次のステップにおいて、無線端末は要求された測定を決定する。測定の種類は本発明の第１の態様について既に述べている。

好ましくは、少なくとも１つの要求された測定を決定するステップは、無線端末が動作しているベースノードと異なる少なくとも１つの第２のベースノードからの信号を測定することを含む。

これは、無線端末が少なくとも１つの第２のベースノードに同期し、要求された測定を実行することを意味する。

代替的に、要求された測定を決定するステップは、上記以前の測定が測定要求メッセージを受信する前の所定の制限時間内に実行されていた場合に、測定要求メッセージの受信前に実行された測定を調べることを含む。

この実施形態によると、無線端末は、ベースノードから測定要求を受信する直前に実行され格納された測定を調べる。格納されている測定が期限切れでない限り、無線端末は有利には格納されている測定を調べ、これをベースノードに提供する。

好ましくは、調べることは、無線端末が静止した状態で動作中であることを示す表示を以前にセルラネットワークに送信し、無線端末がベースノードから測定を調べることを許可する表示を受信していた場合に実行される。

格納されている測定は、無線端末が静止状態で動作中である場合にのみ有効であるため、無線端末は、静止状態で動作している特徴を示す情報要素をサービス中のベースノードに前もって通知することが好ましい。好ましくは、情報要素は、登録時、キャンプオン時、又は接続の設定時に提供されてよい。

これに対してベースノードは、このような以前に実行された測定を提出することが許可されているか否かを無線端末に、好ましくは測定要求と共に通知してよい。

無線端末は、完全には最新でない測定が十分であるか否かを評価できないため、ベースノードからの承認を待つことが有利である。特に、トポロジー変化や規制指示のような他の対策などのネットワーク変化が直前に起きていた場合は、ベースノードは、このイベント以前の測定を、所定の期間が経過していなくとも役に立たないという理由で認めないことが好ましい。

次のステップにおいて、無線端末は、ベースノードから再開表示を受けると接続を再開し、要求された測定を含む測定応答を送信する。

好ましくは、上記再開表示は、
−ベースノードからの再開メッセージの受信、又は
−接続中断メッセージと同時にベースノードから受信した時間表示によってセットされた無線端末内のタイマーの終了
のうちの少なくとも１つを含む。

この実施形態によると、再開表示は、イベントをトリガするように処理することができる。

第１の選択肢としてのイベントは、ベースノードからの再開メッセージの受信であってよい。これは特に、周波数内測定に関する測定要求に適用可能である。このような周波数内測定の場合、無線端末は、サービス中のベースノードの周波数とは別の周波数に合わせ直す必要がないため、再開メッセージをベースノードから受信することができる。このため、時間ベースの制御はベースノードに留まり、特に少なくとも無線端末のカバレッジ拡張レベルを考慮しなければならないベースノードは、測定の推定時間が経過した後に再開メッセージを無線端末に送信することができる。

第２の選択肢によると、イベントは、無線端末において測定要求の受信後に開始され、同様に上記カバレッジ拡張レベルを考慮するベースノードからの時間表示によってセットされるタイマーに関連する。

この選択肢は、周波数間測定の場合に使用されることが好ましい。その場合、無線端末は、ベースノードから再開メッセージを受信できない可能性が最も高い。

再開表示イベントがトリガされると、無線端末は接続を再び再開する。

接続を再開することは、
−ベースノードにコンテキストフェッチを実行させるＲＡＣＨメッセージを送信すること、
−ネットワーク資源の直接割当を示す再開メッセージをベースノードから受信すること
のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。

第１のオプションは無線端末により主導され、第２のオプションはベースノードによりトリガされる。したがって、後のオプションは周波数内測定の場合に好ましい。好ましくは、ベースノードからの直接割当を示す再開メッセージは、前述したようにベースノードからの再開表示と同時である。

次に測定は、要求された測定を含む測定応答メッセージの一部としてベースノードに送信される。

接続を再開した後、無線端末及びベースノードは、接続を継続し、従来どおりデータパケットを交換する。

別の好ましい実施形態において、中断期間中に第２のベースノードへのセル再選択を実行する場合に、方法がさらに、以前のベースノードが使用したコンテキスト識別子及び以前のベースノードから受信したベースノード識別子を含む少なくとも１つの測定応答メッセージを送信するステップを含むことが提案される。

この実施形態は、現在有効な測定要求を送信した現在サービス中のベースノードより別のベースノードが無線端末に適していることを中断中に無線端末が検出する場合を取り扱う。

特に、以下で第２のベースノードという、より適したベースノードで動作する際に無線端末の電力消費を減少させる場合に、以下で第１のベースノードという、現在のベースノードに留まることは不利であると思われる。

したがって、中断期間中にセル再選択が抑制されない。

したがって、提案される実施形態は、セル再選択の場合の解決策を示唆する。ただし、第１のベースノードは依然として測定結果を期待する。

したがって、無線端末は、その測定で締めくくり、測定応答メッセージを現在サービス中の第２のベースノードに送信する。第１のベースノードが結果を受信することを確実にするために、測定応答メッセージはさらに、第１のベースノードのベースノード識別子とコンテキスト識別子を含む。

ベースノード識別子によって、第２のベースノードは、どのベースノードが受信した測定に関心があるかを検出し、測定を転送することができる。

さらにここで、第２のベースノードは、これから再開される予定の接続のコンテキストを再構成するタスクを有する。無線端末が以前のある時に第１のベースノードから受信したコンテキスト識別子を送信することによって、第２のベースノードは第１のベースノードと情報交換し、コンテキストを再構成するのに必要な情報を転送することができ、接続の再開が成功する。第１及び第２のベースノード間で実行される動作は、ハンドオーバ動作と関連して実行される動作と類似していることが好ましい。

この実施形態は、無線端末のより良好な電力消費挙動をもたらすにもかかわらず、第１のベースノードが要求された測定を受信する、接続の中断中のセル再選択を可能にする解決策を提供する点で有利である。さらに、第２のベースノードも受信した測定を利用することができる。

本発明の第４の態様によると、少なくとも１つのベースノードを含むセルラネットワークにおいて動作する無線端末であって、無線端末が低能力端末であり、ベースノードで動作し、カバレッジ拡張モードにおいてオープン接続を維持するように構成され、無線端末がさらに、
−接続を中断する要求をベースノードから測定要求メッセージと同時に受信し、
−接続を中断し、
−少なくとも１つの要求された測定を決定し、
−再開表示の発生を検出すると、接続を再開し、
−少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージを送信し、
−オープン接続を継続する
ように構成される無線端末が提案される。

第４の態様は第３の態様の利点を共有する。第４の態様は低能力端末である無線端末に関連する。無線端末は、送受信回路、プロセッサ、メモリ、及び電源、特に電池を備える。無線端末は、本発明の第２の態様に係るベースノードで動作するように構成される。

示されているように、本発明は有利には示された問題を解決し、提案される発明は、ベースノードと無線端末の現在の状況に反応するだけの柔軟性がある。本発明は、過剰な電力消費をもたらしかねないあまりに多大な労力を無線端末に課さないことによって、ベースノードに要求された測定を確実かつ迅速に提供する。

以下の説明及び添付図面はいくつかの例示的な態様を詳細に示しているが、実施形態の原理を使用することができる種々の方法のほんの一部しか示していない。本発明の特徴及び利点は、限定的ではなく例示的な例として与えられる有利な実施形態の以下の説明及び添付図面を読む時に現れるだろう。

実施形態として本発明が適用されたタイプの無線端末とベースノードの間の第１のメッセージフローを示す図。 実施形態として本発明が適用されたタイプの無線端末とベースノードの間の第２のメッセージフローを示す図。 本発明と関連する方法のある実施形態を示すフローチャート。

図１には、実施形態として本発明が適用されたタイプのベースノード１と無線端末２の間の例示的なメッセージフローが示されている。無線端末２は、低能力デバイスとして装備されたユーザ装置（ＵＥ）であり、この例示的な実施形態では、シグナリング帯域幅及び電力供給の２つの点でハードウェア資源が制限されたＮＢ−ＩｏＴデバイスを意味する。無線端末２は、送受信回路、プロセッサ、メモリ、及び電源、特に電池を備える。

無線端末２は、ベースノード１、いわゆるサービスベースノードで動作しており、ベースノード１は、ＮＢ−ＩｏＴが発展した変種であるＬＴＥのコンテキストにおいてはいわゆるｅＮｏｄｅＢである。ベースノードは、セルラネットワーク、特にＬＴＥ無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の一部であり、ＮＢ−ＩｏＴ無線端末をサポートするように構成される。ベースノードはまた、送受信回路、プロセッサ、メモリ、及び電源を装備する。ベースノードはさらに、ＭＭＥのような他のセルラネットワーク要素、コアネットワーク要素、及び同じセルラネットワークすなわちＲＡＮの他のベースノードと通信するための通信回路を備える。

無線端末は、具体的には住宅の地下にあるスマート計量デバイスであり、これは拡張カバレッジで動作していることを意味する。無線端末は、ほとんどの時間をスリープモードで動作するが、測定データを送信する、及び／又はリモートサーバ若しくはデバイスからデータを受信することになっている決められた時点にウェイクアップする。

送信されるデータ量に依存して、このデータ送信又は受信は、各データパケットを繰り返し送信する必要があるため、通常モードで動作している無線端末の場合より多くの時間を要する。さらに、シグナリング帯域幅が制限されると、多重チャネルを介した並列伝送ではなく、ほとんど全てのデータパケットを順次送信する状況がもたらされる。これは無線端末が、サービスベースノード１との通信と並行して、他の周波数範囲を聞くこと又は他の周波数範囲で送信できないことも含む。

このため、無線端末２は、ほとんどスリープモードかオープン接続で動作している。ベースノード１からの測定要求は、本発明によるとオープン接続と同時に可能である。

そうするために、本実施形態における無線端末２は、メッセージＭ１によってベースノード１との接続をオープンし、特に反復伝送によってデータパケットを交換する。このような接続は、無線端末によって、又はベースノードからのページングによってオープンされる。これは、接続があらかじめ計画された又はイベントベースで設定される、スケジュールされた通信又はアドホック通信であってよい。

接続はしばらくの間オープンで、拡張カバレッジモードでデータパケットを交換することができる。半二重のみをサポートする低能力無線端末の場合、無線端末とベースノードの間のデータ送受信が交互に行われる。無線端末からのデータパケットの受信はメッセージＭ２によって確認される。

オープン接続の間にベースノード１が少なくとも上記無線端末２による測定の必要性に気付いた場合、本発明によると、オープン接続中に無線端末にこのような測定を実行するように指示する可能性がある。

要求された測定は、特に無線端末のモビリティに必要のないものであるが、セルラネットワーク又はベースノードがその安定性を維持するために必要とするものである。これらの中には特にＲＳＣＰ、ＲＸ／ＴＸ又は位置測定が含まれる。

複数の測定を１つのタスク内で要求できることは、本発明の概念の一部である。

このような測定を実行するように無線端末に指示するために、本発明のこの好ましい実施形態によると、ベースノードが測定要求メッセージＭ３を無線端末に送信することが提案される。解決すべき問題は、無線端末が一般的にオープン接続と並行してそのような測定を実行できないことである。一部の例では、特定の周波数内測定において並行測定が可能であるが、別の例では特定の周波数間測定において並行測定が不可能である。このような測定もベースノードが必要とするものに属するため、解決策が必要とされる。

したがって、現在示されている実施形態によると、本発明は、測定要求Ｍ３と同時に、接続を中断する要求Ｍ４が無線端末に提出される。

好ましくは、メッセージＭ２、Ｍ３、及びＭ４、又は少なくともその一部が、１つの送信で提出される。しかしながら、各メッセージの個別の提出も本発明に含まれる。

中断要求Ｍ４によって、無線端末は接続モード３からアイドルモード４に切り替わるように指示される。並行して、接続コンテキスト５がベースノードのサイトで維持される。したがって、接続が後で再開されたときに、遅延又はデータの喪失を伴わずに同じコンテキスト５を確実に継続することができる。

実際、重要な問題は、中断がどれくらい続くことになっているかである。測定を制御しているのはベースノードであるため、測定を無線端末の裁量に置くことはできない。これは、そのような測定を行うかといつ行うかを無線端末が決定できることを意味する。一方、拡張カバレッジで動作している低能力デバイスの場合、複数の測定を実行するには驚くべき時間がかかるであろう。

したがって、そのような全てのパラメータ、少なくとも拡張カバレッジレベル、そして好ましくは指示された測定の数を考慮し、無線端末の測定時間を推定するのはベースノード１である。

示されている実施形態では、推定された測定時間に達するまで作動しているタイマー６を保持するのはベースノードである。推定された測定時間は、何らかの遅延をカバーするために安全バッファを含むことが好ましい。

タイマー６が満了した後、ベースノードは無線端末２に再開メッセージＭ５を送信する。

測定が終了していない場合、無線端末は、メッセージＭ５を無視する、又は測定がまだ終了していない旨の表示をベースノードに送信することが好ましい。この場合、ベースノードは、後のある時点、特に所定の時間オフセット後に再開メッセージＭ５を再送信する。

無線端末は、アイドルモード段階４中に要求された測定を終えると、測定結果をメッセージＭ６によってベースノードに提出する立場になり、これに同期して中断されていた接続を再開する。

しかしながら、無線端末は、ベースノード１に同期され、異なる周波数範囲で動作している第２のベースノードの別の周波数範囲で動作していない場合にのみ再開メッセージＭ５を受信することができる。受信は、要求された測定が周波数内測定のみである場合、又は無線端末が測定を終了した後にベースノード１に再び同期した場合にのみ可能である。

中断されていた接続を再開した後、無線端末は、接続が解放メッセージＭ７によってベースノード又は無線端末により解放されるまで接続モード３で動作し続ける。

同じメッセージフローの代替的な実施形態が図２に示されている。基本的には前と同様に、同じ無線端末２とベースノード１の間で行われるが、測定のシナリオが異なる。

まず手順は、無線端末２が静止状態で動作していることを示す情報要素を提供する、無線端末２からベースノード１へのメッセージＭ１１から開始する。これは例えばスマート計量デバイスや住宅の壁に固定されたホームオートメーション端末の場合である。静止状態であるという特徴は、手動で入力することができる、又は無線端末２それ自体によって検出される。メッセージＭ１１は、具体的には登録時又はベースノード１へのキャンプオン時に提供される。メッセージＭ１１は、具体的にはどのベースノードにキャンプオンしたかに関係なくセルラネットワークに最初に登録したときに提供されてよい。

図１のメッセージＭ１の場合と同様に、メッセージＭ１２によって、無線端末はベースノード１との接続をオープンした後、データパケットを交換する。以下では、無線端末は接続モード３で動作している。

メッセージＭ１３によって、ベースノードは、前述のメッセージＭ２、Ｍ３、Ｍ４の内容を実質的に包含する結合メッセージを無線端末に送信する。このためにベースノードは無線端末のカバレッジ拡張レベルをあらかじめ検出しておき、要求された測定のリストを収集する。結果として、メッセージＭ１３は、少なくとも検出されたカバレッジ拡張レベルと要求された測定とに基づいて決定される測定を実行するための時間を含む再開表示も含む。追加の安全バッファを考慮することも好ましい。

この実施形態によると、タイマー６を維持するのは受信無線端末２である。測定時間中、ベースノードは無線端末からの結果を待機期間７の間待ち、この待機期間中、通信のコンテキスト５を維持する。

メッセージＭ１３の一部である追加の表示が測定の方法に関連している。無線端末が静止状態で動作している場合、以前に実行された測定は、所定の閾期間より古くない限り十分に正確である可能性がある。したがって、ベースノード１は、以前に静止デバイスと示された無線端末に、以前に実行され、期限切れでない測定の結果をベースノードに報告してもよいことを無線端末に示すことができる。

したがって、図２に示すシナリオは、要求された測定を実行する、又は以前に実行された測定を読み出すことをベースノードが無線端末に許可する場合である。そして前者の場合にのみ接続を中断し、アイドルモード４ａに変えることが必要である。もちろん、実際には要求された測定の一部のみを読み出す縮小アイドルモード４ａも考えられる。

再開表示を用いることによって、無線端末はそのタイマー６をセットし、測定を実行したときに、無線端末はベースノードにメッセージＭ１４を送信し、測定レポートを提出し、接続を再開することを示す。好ましくは、メッセージＭ１４は、さらなる処理のためのコンテキストを再作成するコンテキストフェッチをベースノードに実行させるベースノードへのＲＡＣＨメッセージである。確認メッセージＭ１５によって、コンテキストひいては接続の再確立が無線端末２に確認される。

その後、無線端末は再び接続モード３になり、データ伝送を継続することができる。

図１及び図２は、無線端末が一般的には拡張カバレッジモードで動作しているためにメッセージフローを単純化していることを述べる必要がある。

したがって、各送信メッセージは、受信器が伝送信号を復号するのに十分なカバレッジゲインを得られるまで繰り返し送信される必要がある。

図３は、本発明の別の好ましい実施形態をフローチャートによって示す。ＮＢ−ＩｏＴ無線端末が接続モードにおいてベースノード（ｅＮｏｄｅＢ）で動作しているステップＳ１から開始する。ステップＳ２において、ベースノードは、ベースノードにキャンプオンしている少なくとも１つの無線端末によって実行される必要がある測定のリストを作成する。

この無線端末について、ベースノードはまずステップＳ３において無線端末がそのような測定を行うのに比較的長い時間を必要とするかどうかをチェックする。これは特に、無線端末が、特に一定の閾拡張カバレッジレベルを超えた拡張カバレッジモードで動作している場合である。無線端末にとって、そのような測定に驚くべき時間がブロックされ、オープン接続の一部としてのデータ伝送を継続できないことを意味する。

そうでない場合は、ベースノードは、ステップＳ４において周波数間測定を実行する必要があるかどうかをチェックする。これらは特に、現在のベースノードとは別の周波数範囲で動作しているベースノードに関する測定である。ＮＢ−ＩｏＴデバイスは、拡張カバレッジモードで動作しているか否かにかかわらず、このような測定を行う際に現在のベースノードとの同期を維持することができない。

したがって、Ｓ３及びＳ４の条件のどちらかが当てはまる場合、プロセスフローはステップＳ５に分岐する。そうでない場合はステップＳ１５に分岐する。

ステップＳ５において、ベースノードは、カバレッジ拡張レベル及び要求された測定の数を含む複数のパラメータに基づいて、無線端末が要求された測定を実行するのにどれくらいの時間を必要とすると予想されるかを評価する。

結果として、ベースノードはステップＳ６において、決定された測定リスト及び中断命令を無線端末に送信する。

この実施形態において、測定時間を制御しているのはベースノードである。したがって、無線端末はステップＳ７において測定を実行している。そして推定された測定時間の経過後、ステップＳ８において接続再開メッセージを無線端末に送信し、その代わりに要求した測定レポートを入手するのはベースノードである。このシナリオは基本的に図１に示したメッセージフローを補完する。少なくとも測定時間が満了したとき、無線端末はベースノードから接続再開メッセージを受信するために同期されると仮定する。一方、ステップＳ４でチェックされるように無線端末が周波数間測定を実行した場合は、これらを終了させる必要があり、無線端末には現在のベースノードに再度同期する十分な時間がある。したがって、同期も考慮する必要があるため、周波数間測定の場合に、追加の時間バッファを推定された測定時間に加えることが好ましい。

ステップＳ３及びＳ４でチェックされた条件がいずれも当てはまらない場合、手順はステップＳ１５に続く。ここで測定レポートの正規の手順が実行される。このシナリオでは、拡張カバレッジモードで動作していない、少なくとも一定の拡張カバレッジレベルを超えておらず、周波数内測定を実行することになっているＮＢ−ＩｏＴデバイスは、上記の測定を実行するために実行中の接続を中断することになっていないことが好ましい。よって、ＵＥはステップＳ１５において接続モードを継続し、ベースノードは無線端末に測定リストを提供する。

次に無線端末は測定を実行し、ステップＳ１７において測定レポートをベースノードに提供する。無線端末は依然として現在のベースノードに同期されているために接続を維持することができ、測定時間は、中断の必要もなくその直後に接続を継続するために十分に短い。

以上の詳細な説明において、例示により、本発明が実施される特定の実施形態を示す添付図面が参照される。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することができるように十分詳細に記載される。異なっていたとしても、本発明の様々な実施形態は必ずしも互いに排他的ではないことは理解されるべきである。例えば、一実施形態と関連して本明細書に記載される特定の特徴、構造、又は特性は、本発明の範囲を逸脱することなく、別の実施形態において実現されてもよい。加えて、開示される各実施形態の範囲内の個別要素の位置又は配置は、本発明の範囲を逸脱することなく変更されてもよいことは理解されるべきである。したがって、以上の詳細な説明は、限定的な意味で受け取られるべきではなく、本発明の範囲は、請求項が権利を得ることができる全範囲の同等物とともに、適切に解釈された、添付の請求項によってのみ定義される。

Claims (15)

1. カバレッジ拡張モードでオープン接続する少なくとも１つの低能力無線端末（２）にサービスするセルラネットワークのベースノード（１）により少なくとも１つの測定を制御する方法であって、前記方法が、
   −前記無線端末のカバレッジ拡張レベルを決定するステップと、
   −前記カバレッジ拡張レベルを考慮して前記少なくとも１つの測定を実行するための測定時間を推定するステップと、
   −測定要求メッセージ（Ｍ３）を接続中断メッセージ（Ｍ４）と同時に前記無線端末に送信するステップと、
   −前記推定された測定時間を考慮して前記無線端末に再開表示を行うステップと、
   −少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージ（Ｍ６）を前記無線端末から取得するステップと、
   を含む方法。
2. 前記再開表示が、周波数内測定だけが要求される場合に、前記測定時間が経過した後に再開メッセージ（Ｍ５）を前記無線端末（２）に送信することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記再開表示が、周波数間測定が要求される場合に、前記無線端末内のタイマーを起動するために、時間表示を前記接続中断メッセージ（Ｍ４）と同時に前記無線端末に送信することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記接続を設定する前に前記無線端末（２）から静止表示を受信することをさらに含み、
   前記ベースノード（１）が、前記測定要求の前に実行された測定を調べることを許可することを前記無線端末に示す表示を、前記測定要求メッセージ（Ｍ３）と同時に前記無線端末に送信している、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記測定時間を推定するステップがさらに、前記無線端末（２）により測定される周波数の数を考慮する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 拡張カバレッジモードでオープン接続する少なくとも１つの低能力無線端末（２）にサービスするセルラネットワークのベースノード（１）であって、前記ベースノードが、
   −前記無線端末のカバレッジ拡張レベルを決定し、
   −測定要求メッセージ（Ｍ３）を接続中断メッセージ（Ｍ４）と同時に前記無線端末に送信し、
   −前記カバレッジ拡張レベルを考慮して前記少なくとも１つの測定を実行するための測定時間を推定し、
   −前記推定された測定時間を考慮して前記無線端末に再開表示を行い、
   −前記少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージ（Ｍ６）を前記無線端末から取得する、
   ように構成されるベースノード（１）。
7. 前記ベースノードがさらに、前記接続を設定する前に前記無線端末（２）から静止表示を受信するように構成され、
   前記ベースノードが、前記測定要求の前に実行された測定を調べることを許可することを前記無線端末に示す表示を、前記無線端末に前記測定要求メッセージ（Ｍ３）と同時に送信するように構成される、請求項６に記載のベースノード（１）。
8. セルラネットワークのベースノード（１）で動作する無線端末（２）による測定を実行する方法であって、前記無線端末が低能力端末であり、前記無線端末がさらにカバレッジ拡張モードにおいて前記ベースノードとのオープン接続で動作し、
   前記方法が、
   −前記接続を中断する要求（Ｍ４）を測定要求メッセージ（Ｍ３）と同時に前記ベースノードから受信するステップと、
   −前記接続を中断するステップと、
   −前記少なくとも１つの要求された測定を決定するステップと、
   −再開表示の発生を検出すると、前記接続を再開するステップと、
   −前記少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージ（Ｍ６）を送信するステップと、
   −前記オープン接続（３）を継続するステップと、
   を含む方法。
9. 前記再開表示が、
   −前記ベースノード（１）からの再開メッセージ（Ｍ５）の受信、又は
   −前記接続中断メッセージ（Ｍ４）と同時に前記ベースノードから受信した時間表示によってセットされた前記無線端末（２）内のタイマーの終了
   のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記接続を再開することが、
    −前記ベースノード（１）にコンテキストフェッチを実行させるＲＡＣＨメッセージを送信すること、
    −ネットワーク資源の直接割当を示す再開メッセージ（Ｍ５）を前記ベースノードから受信すること、
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項８又は９に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの要求された測定を決定するステップが、前記無線端末が動作している前記ベースノード（１）と異なる少なくとも１つの第２のベースノードからの信号を測定することを含む、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記要求された測定を決定するステップが、前記以前の測定が前記測定要求メッセージを受信する前の所定の制限時間内に実行されていた場合に、前記測定要求メッセージ（Ｍ３）の受信前に実行された測定を調べることを含む、請求項８又は１１に記載の方法。
13. 前記調べることが、前記無線端末（２）が静止状態で動作中であることを示す表示を以前に前記セルラネットワークに送信し、前記無線端末が前記ベースノード（１）から測定を調べることを許可する表示を受信していた場合に実行される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記中断期間（４）中に第２のベースノードへのセル再選択を実行する場合に、前記方法が、前記以前のベースノード（１）が使用したコンテキスト識別子及び前記以前のベースノードから受信したベースノード識別子を含む前記少なくとも１つの測定応答メッセージ（Ｍ６）を送信するステップをさらに含む、請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 少なくとも１つのベースノード（１）を含むセルラネットワークにおいて動作する無線端末（２）であって、前記無線端末が低能力端末であり、前記ベースノードで動作し、カバレッジ拡張モードでオープン接続を維持するように構成され、前記無線端末がさらに、
    −前記接続を中断する要求（Ｍ４）を前記ベースノードから測定要求メッセージ（Ｍ３）と同時に受信し、
    −前記接続を中断し、
    −前記少なくとも１つの要求された測定を決定し、
    −再開表示の発生を検出すると、前記接続を再開し、
    −前記少なくとも１つの要求された測定を含む少なくとも１つの測定応答メッセージ（Ｍ６）を送信し、
    −前記オープン接続（３）を継続する、
    ように構成される無線端末（２）。

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