JP4769303B2 - 無線通信システムにおいてバッテリ電力保存の通知を提供する方法 - Google Patents

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Description

本発明は通知の提供方法に係り、特に、無線通信システムにおいてバッテリ電力保存の通知を提供する方法に関する。
モバイル無線通信システムにおいて、無線装置のきわめて重要な性能の一つは電力消費である。無線装置のユーザーは移動性に価値を置き、これにより、バッテリ寿命が長いことをきわめて重要視している。例えば、携帯電話のユーザーは携帯電話の充電に際し、できる限り短時間がかかることを好み、再充電前に長い持続時間中に動作可能な携帯電話を好んでいる。このような事項は、無線ネットワークを介して動作するラップトップコンピュータのユーザーにも同様である。
このような目的のために、メーカーは長いバッテリ寿命を楽しむために無線装置を設計している。延長使用のための装置開発に多くの研究がなされていたが、再充電が必要となる前にバッテリがいかに長く動作できるかには制限がある。
このような構造的な制限に取り組むために、無線ネットワークにおいてバッテリ電力を節減するためのシグナリング設計が開発されている。このために、移動局、端末、移動局加入者などと呼ばれるアクセス端末(AT;accessterminal)と、基地局、ノード、ネットワーク、基地局端末などと呼ばれるアクセスネットワーク(AN;access network)はより効率よく通信する必要がある。特に、AT及びANはバッテリ電力及びバッテリ節減モードに関する情報を通信する必要があり、これにより、これらはいずれも長いバッテリ寿命を奨励する決定をする必要がある。
そこで、本発明は、従来の技術における制限及び欠点に起因する数多くの問題を実質的に解消する、無線通信システムにおいてバッテリ電力保存の通知を提供する方法を目指す。
本発明の目的は、無線通信システムにおいてATとANとの間におけるバッテリ電力保存手続きを実行する方法を提供することである。
本発明のさらなる特徴、利点は以下の説明に開示され、部分的には次の説明から自明であるか、または、本発明の教示により学習可能である。本発明の目的及び利点は開示された説明及び特許請求の範囲と添付図面において特に指摘された構造により実現されかつ獲得可能である。
本発明のこれらの目的及び他の利点を達成し、且つ、本発明の意図によれば、後述するように、無線通信システムにおいてATとANとの間においてバッテリ電力保存手続きを実行する方法は、通知メッセージをANに送信するステップと、ANから確認メッセージを受信するステップと、決定された電力節減モードに応じて電力節減モードに入るステップと、を含む。ここで、通知メッセージはバッテリ寿命情報及びバッテリ電力節減モード要請のうち少なくとも一方を含み、確認メッセージはバッテリ寿命情報及び電力節減モード要請のうち少なくとも一方に基づいて決定された電力節減モードを含む。
本発明の他の態様によれば、無線通信システムにおいてATとANとの間におけるバッテリ電力保存手続きを実行する方法は、バッテリ寿命情報及び電力節減モード要請のうち少なくとも一方を含む通知メッセージをATから受信するステップと、バッテリ寿命情報及び電力節減モード要請のうち少なくとも一方に基づいて決定された電力節減モードを含む確認メッセージをATに送信するステップと、を含む。
本発明の上述した説明及び以下の詳細な説明は特許請求の範囲に開示された本発明のさらなる理解を提供し、かつ、これらは例示的なものであるところに留意しなければならない。
以下、参考までに本発明の好適な実施形態が詳細に開示され、例として図面に示される。図中、類似する構成要素は同一または類似する図面番号を用いて表示される。
単一キャリアシステムの傾向にある現在のシステムにおいては、オーバーヘッド及び電力消耗の収容可能な量がしばしば付加される。多重キャリアシステムにおいては、より大きなオーバーヘッド及び電力消耗が端末ごとに付加可能であることを予想することができる。図1は、多重キャリアシステムの概念図である。AT100からAN110への送信は逆方向リンク(RL;reverselink)キャリアを介して行われ、AN110からAT100への送信は順方向リンク(FL;forward link)キャリアを介して行われる。
より高速なデータ送信に対する需要が高くなるに伴い、ほとんどの無線システム、特に、3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP;3RDGeneration Partnership Project)、及び直交周波数分割多重化(OFDM;Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)基盤のシステムにおいて類似する潜在的な問題を経験することができる。
多重キャリアシステムにおいてシグナリングオーバーヘッドを低減することにより、バッテリ消耗は低減可能である。すなわち、受信端において送信電力及び信号処理要件を減少することにより、バッテリ消耗は低減可能である。ここで、シグナリングオーバーヘッドは、例えば、ATからANへのチャンネル品質情報(CQI;ChannelQuality Information)と呼ばれる。また、シグナリングオーバーヘッドの減少は干渉レベルを低減させてシステム容量を増大させる。
このため、シグナリング設計はバッテリ電力消耗を低減させるように修正及び/または改善可能である。無線通信システムにおいてバッテリ電力を保存するためのシグナリング設計において、ATは、バッテリ状態を報告するために通知メッセージをANに転送することができる。バッテリ状態情報は、ATにおけるバッテリ寿命の残量を含む。通知メッセージは、ATの選好電力節減モードと要求された電力節減モードをさらに含む。選好電力節減モードは、休止状態または接続状態不連続送信(DTX;connectedstate discontinued transmission)モードまたは不連続受信(DRX;discontinued reception)モード中にANからページング信号を受信するページングサイクルに関する。
休止状態において、ATはページングサイクルと呼ばれうる特定の持続時間においてANからページングメッセージまたは信号を受信する。ここで、ページングサイクルは固定であっても、可変であってもよい。名前において提案されているように、固定ページングサイクルは固定時間間隔において送信されるページングメッセージをいい、可変ページングサイクルは非固定時間間隔において送信されるページングメッセージをいう。ページングサイクル中にATはATに対する任意のダウンリンクトラフィックが存在するかどうか示すページングメッセージを受信する。例えば、可変ページングサイクルはページングメッセージを受信する時間間隔がダウンリンクトラフィックが存在するかどうかに基づいて増分的に増加するように設定可能である。異なるように設定するために、休止/スリープモードの持続時間または長さが増分的に増加する。さらに、特に、ページングサイクルは、所定の最大ページングサイクルに達するまで特定のATに関するデータを含まないページングメッセージごとに2フォールド増加することができる。
代案的に、ページングサイクルは、上述したように、ATのバッテリ寿命の残量に基づいて調節可能である。ATのバッテリ寿命状態が低いと示された場合、ATはバッテリ電力状態が正常である場合よりも少ない頻度でページングサイクルの間隔を調節することができる。さらに、上述したように、バッテリ電力が低ければ、増分的に増加するページングサイクルが適用可能である。要するに、種々のスキームが休止/スリープモード中にバッテリ寿命を保存するのに使用可能である。
図2は、固定ページングサイクルの例を示している。固定ページングサイクル中に、ページングメッセージは毎固定間隔中にANからATへと送信される。ATに対する任意のダウンリンクトラフィックが存在するかどうかを通知するために、ANがページングメッセージを転送可能な間隔は可変間隔と呼ばれる。逆に、ATが休止、スリープまたは非活性化状態(すなわち、電力節減モード)に残り、ページングメッセージを受信できない間隔は利用不可な間隔と呼ばれる。ここで、固定された利用不可な間隔はTの周期に対して利用可能ではない。
図3は、可変ページングサイクルの例を示している。可変ページングサイクル中に、ページングメッセージは毎固定サイクル中にANからATへと送信される。しかしながら、利用不可な間隔が増分的に増加しないことは相違点がある。例えば、図3を参照すると、利用不可な間隔は2−フォールド増分において増加する。すなわち、いかなるダウンリンクトラフィックなしに受信されたページングメッセージごとに、ATは以前の2倍の周期中にページングメッセージを受信するのに利用できない。ここで、Tは第1の利用不可な間隔を、2Tは連続して利用不可な間隔を示す。ATがあまりにも長く休止/スリープ/非活性化状態(すなわち、電力節減モード)にあることを防ぐために、利用不可な間隔に対する制限または最大Tが構成可能である。
逆に、ページングサイクル中にATにアドレッシングされたダウンリンクトラフィックが存在するかどうか、または、バッテリ電力状態が特定の最小臨界値を超えて増加する(すなわち、バッテリ再充電)場合、ATは休止状態を終了することができる。その後、ATは接続された状態に入ることができる。ここで、接続状態とは、ATとANとの間のオープン接続を言う。
バッテリ状態及び/または選好電力節減モードなどの情報のタイプをANに報告することにより、AN及びATはATの電力消耗及び使用管理を容易にする知能判断を協力して行うことができる。例えば、接続状態において、不連続送信/受信及びエンハンスドサイレンスの他のモードはATにより提供されたトラフィック及び情報の特徴に基づいて各ATに適用可能である。ここで、エンハンスドサイレンスモードはANが任意のインターレース、例えば、インターレースの残余に対してATパケットを転送するだけのATとANとの間のパターンに対する契約をいい、ATはトラフィックチャンネルを聞く必要がない。
図4は、接続状態中におけるATとANとの間の通信を示す例示図である。接続状態において、または、接続状態への進入時に、電力節減モードの情報は選好モードまたは正規モードを示す異なる値を有する通知メッセージに含まれうる(S41)。正規モードはATによる臨時の緊急状況に対して特に重要となる。ここで、ATがANと初期に接続されると、通知メッセージは接続要請で束ねられる。
接続状態において、ANが電力節減モード情報を含む通知メッセージを受信した後、ANはATに対する電力節減モードを決定し、決定された電力節減モードを含む確認メッセージをATに転送する(S42)。その後、ATは確認メッセージに基づいて電力節減モードに入る(S43)。
さらに、休止状態に入るとき、ANはセッションが構成される前にATから情報(例えば、バッテリ状態及び/または選好電力節減モード)を要請することができる。セッションの構成に際し、ATとANの両方がこれらの特徴を有するプロトコルを支援する場合、情報はページングサイクルまたは不連続送信/受信以外にエンハンスドされたサイレンスと交渉するのに使用可能である。このような情報の送信はATまたはANにより初期化可能であり、または、駆動されたイベントであってもよい。
具体的に、通知メッセージは、ルートアップデートメッセージであってもよい。ルートアップデートメッセージはATとANとの間のルートとATのローケーションを維持することを意味する。ルートアップデートメッセージはATにより用いられ、接続状態においてバッテリ寿命情報及び/または選好電力節減モード、または休止状態においてバッテリ寿命情報を提供する。表1に示すように、次のフィールドはルートアップデートプロトコルの任意のサブセットのルートアップデートメッセージの末端に含まれうる。
Figure 0004769303
各フィールドについての説明は後述する。「LeftOverBatteryLifeIndicatorIncluded」フィールドはATにより設定され、単一ビットで表わされる。このため、ATがこのフィールドを「1」に設定すると、これは連続した「LeftOverBatteryLifeIndicatorIncluded」フィールドが存在することを意味する。ATが「0」にこのフィールドを設定すると、これは連続した「LeftOverBatteryLifeIndicatorIncluded」フィールドが存在しないことを示す。「LeftOverBatteryIndicator」フィールドはATにおいて残されたバッテリ電力の量を示すのに用いられるインジケーターである。
休止ATからの「LeftOverBatteryIndicator」フィールドはANが長いページングサイクルにてATをスケジューリングし、呼出者にページ応答を得るために時間がさらに必要となるという通知をするのに有用でありうる。さらに、接続ATからの「LeftOverBatteryIndicatorフィールドはANが電力節減モードを判定する規準として使用可能である。ANはこの情報をサービス品質(QoS;qualityof service)予約を微調整するのに使用可能であり、AT電力管理を最適化する(例えば、低いレートボコーダーはバッテリ電力が低い場合に音声予約を選択する)。具体的には、ATからの通知において、ANはリンクフローの一部(例えば、インターネットプロトコルを通じての音声または電話通話)に対するバッテリ電力消費とQoSとの間のトレードオフを判定する。ATのバッテリ電力が低いと表示されると、ANはチャンネルをモニターリングするATの周波数、処理要件及びAT上の送信電力が減少された品質と共に減少されるように任意のアプリケーションのデータレートを下げる。
さらに、LeftOverBatteryIndicatorはセッション状態情報におけるパラメータとして定義可能である。この情報はハンドオフ中にAN間に転送可能である。
また、「PowerSavingModeIncluded」フィールドはATにより設定され、単一ビットで表わされる。このため、ATがこのフィールドを「1」に設定すると、これは連続した「PowerSavingMode」フィールドが存在することを示す。ATが「0」にこのフィールドを設定すると、これは連続する「PowerSavingMode」が存在しないことを示す。
「PowerSavingMode」フィールドは選好電力節減モード及び要求電力節減モードの2種類のタイプで表現可能である。選好電力節減モードはATがその現在のバッテリ電力状態として適切に与えられるように決定されたモードである。すなわち、ATは残されたバッテリを含む種々のファクターを考慮し、例えば、最適なページングサイクルを決定する。ここで、フィールドの値(例えば、y)は不連続受信のためのATの選好電力節減モード、不連続受信を有するエンハンスドサイレンスの2モードのうちいずれか一方、または、通常の動作を示す。一方、要求電力節減モードはATが正規モードにおいて臨時緊急状況(すなわち、要求された電力節減モード)に対してターンオフされることを要求する状況に対して保有された他の値である。
「PowerSavingMode」フィールドはATが休止状態にあるとき、特に、通知メッセージが接続要請メッセージを含むアクセスチャンネルカプセルに含まれていない場合、不要になることがある。接続状態にあるとき、または、接続要請を行うとき、ATはこのフィールドを用いて選好または要求電力節減モードを示す。
また、AT/ANはPowerSavingMode属性をアップデートするように構成プロトコルまたはジェネリック属性アップデートプロトコルを用いて接続状態において電力節減モードスイッチングを初期化する。
しかしながら、PowerSavingModeが属性として定義されない場合、PowerSavingModeはサービングANがその接続状態を変更すると、ソース及びターゲットANとの間に移動される延長ルートアップデートパラメータのフィールドとして付加可能である。単純に、DOにおいて、あるものが属性である場合、PowerSavingModeの場合のように、一方のANから他方のANに転送されるべきセッション状態情報レコード(SSIR;SessionState Information Record)が自動的に生じる。PowerSavingModeが属性として定義されない場合、SSIR内のフィールドはソースANからターゲットANに転送されるように明示的に定義される。
接続状態において、またはATから接続要請メッセージを受信するとき、ANはどの電力節減モードがターンオンされるかを決定するように種々の情報を使用することができ、ATは接続された場合、または接続を行うとき、選好電力節減モードに対する要請をATに転送することができる。しかしながら、ANは要請に追従する必要がなく、要請を考慮する間にどの電力節減モードを使用するかに関する判定を行うことができる。選好電力節減モード要請に加えて、ANは「LeftOverBatteryIndicator」から提供された残されたバッテリ寿命を考慮することができ、その順方向リンクを他の情報のうちATに関連してバックログする。
ANがどの電力節減モードが用いられるかを決定した後、ANは表2に示すフィールドを用いてこのような情報(例えば、確認メッセージ)を受け渡すことができる。
Figure 0004769303
表2に示すフィールドはルートアップデートプロトコルの任意のサブセットのうちトラフィックチャンネル割り当てTrafficChannelAssignmentメッセージの末端に含まれる。このメッセージはANにおいて決定された電力節減モードをATに割り当てるのに用いられる。
代案的に、電力節減モードは不連続受信/送信及びエンハンスドサイレンスモードでありうる物理及び/または媒体アクセス制御(MAC;MediumAccess Control)に対して定義可能である。さらに、AT/ANはセッション構成プロトコルまたはジェネリック属性アップデートプロトコルを用いてこの属性を構成し、電力節減モードを交渉する。
上述したように、「PowerSavingMode値のうち一つは通常動作(例えば、要求された電力節減モードに関連する)である。ANは逆方向リンクフレームがアンバランスされるとき、バッテリ電力が関心事項ではないか、または、順方向リンク帯域幅の減少を回避する場合、このモードをATに割り当てることができる。
代案的に、ANがバッテリ電力情報及び選好電力節減モードを初期化し、ATからこれに対する要請を転送することが可能である。図5は、ANとATとの間の通信を示す例示図である。このために、ANは要請メッセージをATに転送することができる(S51)。このメッセージはルートアップデート要請メッセージとして呼ばれうる。ルートアップデート要請メッセージは、表3に示すように、次のフィールドを含むことができる。
Figure 0004769303
表3に例示するように、ANはATに、いかに多いバッテリ電力がAT、及び/またはATの選好または要求電力節減モード(すなわち、PowerSavingMode)に残されているか(すなわち、LeftOverBatteryLifeIndicator)に関する情報を転送するように要請する。要請メッセージに応答して、ATはバッテリ電力及び/または選好電力節減モードに関する要請情報の応答をANに提供する接続状態中に応答メッセージを転送することができる(S52)。その後、ATは電力節減モードに入ることができる(S53)。
休止状態において、ANはATのLeftOverBatteryLifeに基づいて、ATがクイックページングチャンネルを聞かなければならないかどうかを判定する。例えば、ATがAC電力を使用するため、ANはページが到達するとき、クイックページングチャンネルにATをハッシュしない。これは、ATのクイックページング表示がクイックページングチャンネル上において設定され、その後、ATに対するものではないページメッセージをデコードするためにモニター状態に留まっているかどうかを観察するとき、他のバッテリ制約ATの誤ったアラームを減少することができる。
上述したように、ATとは、移動局、移動局加入者、端末、モバイル端末などをいう。さらに、ANはノード、基地局、基地局加入者、ベース端末、基地局端末などと言及可能である。
当業者にとっては、本発明に対する種々の修正及び変更が可能であることが明らかに理解できるであろう。よって、本発明は特許請求の範囲及びその均等物内に提供される本発明の修正及び変動をカバーする。
本発明のさらなる理解を提供するために添付された図面は本発明の一部として一体化及び構成されて、本発明の実施例を例示し、説明と共に本発明の原理を説明するのに寄与する。
多重キャリアシステムの概念図。 固定ページングサイクルの例を示す図。 可変ページングサイクルの例を示す図。 接続状態中におけるATとANとの間の通信を示す例示図。 接続状態中におけるATとANとの間の通信を示す他の例示図。

Claims (8)

  1. 無線通信システムにおいてアクセス端末(AT)とアクセスネットワーク(AN)との間のバッテリ電力保存手続きを実行する方法であって、
    残余バッテリ寿命インジケータフィールド(LeftoverBatteryLifeIndicator field)が含まれるか否かを示す残余バッテリインジケータ包含フィールド(LeftOverBatteryIndicatorIncluded field)、前記ATの残余バッテリ電力の量を示す前記残余バッテリ寿命インジケータフィールド、第1電力節減モードフィールド(PowerSavingMode field)が含まれるか否かを示す第1電力節減モード包含フィールド(PowerSavingModeIncluded field)、及び前記ATに好まれる電力節減モード及び要求される電力節減モードのうち一つを示す前記第1電力節減モードフィールドを含む通知メッセージを前記ANに送信するステップと、
    第2電力節減モードフィールド(PowerSavingMode field)を含むか否かを示す第2電力節減モード包含フィールド(PowerSavingModeIncluded field)及び前記第2電力節減モードフィールドを含む確認メッセージを受信するステップと、
    前記ATは、前記第2電力節減モードフィールドに応じて電力節減モードへ入るステップと、を含み、
    前記第2電力節減モードフィールドは、前記残余バッテリ寿命インジケータフィールド及び前記第1電力節減モードフィールドのうち少なくとも一つに基づいて前記ANで決定される、バッテリ電力保存手続きの実行方法。
  2. 前記残余バッテリ寿命インジケータフィールドは、サービス品質(QoS)の微調整に用いられる、請求項1に記載のバッテリ電力保存手続きの実行方法。
  3. 前記残余バッテリインジケータ包含フィールド及び前記電力節減モード包含フィールドのそれぞれは、1ビットで表わされることを特徴とする、請求項2に記載のバッテリ電力保存手続きの実行方法。
  4. 前記第1電力節減モードフィールドは、要請されたページングサイクル、クイックページングサイクルの使用、アクセス端末(AT)に好まれる不連続送信/受信モード、不連続送信及び不連続受信、及びエンハンスド休止モードに関連する情報を含む、請求項3に記載のバッテリ電力保存手続きの実行方法。
  5. 前記第1電力節減モードフィールドは、緊急待機モードから正規モードへの切り替え又は前記正規モードから前記緊急待機モードへの切り替えに対する要請を含む、請求項3に記載のバッテリ電力保存手続きの実行方法。
  6. 前記緊急待機モードから前記正規モードへの切り替え要請は、前記ATが前記ANに転送するデータがあるときに発生する、請求項5に記載のバッテリ電力保存手続きの実行方法。
  7. 前記第2電力節減モード包含フィールドは、1ビットで表わされる、請求項3に記載のバッテリ電力保存手続きの実行方法。
  8. 前記第2電力節減モードフィールドは、要請されたページングサイクル、クイックページングサイクルの使用、前記残余バッテリ寿命インジケータフィールド、電力節減モード要請、及び前記ATに関連する順方向リンクバックログに関する情報のうち少なくとも一つに基づいて前記ANにより決定された不連続送信/受信に関連する情報を含む、請求項3に記載のバッテリ電力保存手続きの実行方法。
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