JP5021039B2 - アンダーレイネットワーク環境においてオーバーレイネットワーク動作を促進するための装置 - Google Patents

Description

本発明は概略として通信に関し、より具体的には、本発明はアンダーレイネットワーク環境内でオーバーレイネットワーク装置を用いる無線通信に関する。

無線通信システムは周知であり、広範に使用されている。ほとんどのシステムは加入者が移動局を用いて音声通信を行うことを可能としている。最近では、無線通信システムにおいて他の実施されている能力とともにデータ通信等のより多くの機能が利用可能となった。多くの加入者が彼らの移動局を主たる通信装置として使用できるのが望ましいものとなった。多くの状況において、建物内部からその外部に位置する無線通信ネットワーク機器に対して十分な無線周波数通信を実現する能力がないために、建物内の有線系電話システムを取り替えるのは可能ではなかった。例えば、壁を通過しようとする信号に関連してＲＦ損失が存在する。

無線通信の能力を拡張する際の１つの提案として、移動局が建物の内部にあっても外部にあっても、より信頼性の高い態様で個人が移動局を使用することを可能とするシグナリング装置を建物内に設けることがある。例えば、加入者が建物内で信頼性のある通信を実現できるように移動局と無線通信ネットワーク間をインターフェイスするための建物内の基地局ルータ装置又はピコセル基地局ユニット（ＰＣＢＳＵ）のようなオーバーレイ装置を使用することが提案された。そのようなシグナリング装置を検討する他の理由は、他の移動体のために生成される、低い干渉の増加されたデータレートをサポートするためである。これは通常は、移動体への距離が小さい結果としてオーバーレイ装置への経路損失が非常に小さいことによって可能となっている。

そのようなオーバーレイ装置の普及に伴い、種々の課題が出てきた。１つの問題は、どのようにして平均的な消費者に対してそのような装置を容易にインストールさせるかである。旧来的には、基地局に無線通信システムを追加することは時間がかかり、費用がかかり、そして労力のかかるプロセスであった。マクロセル内でオーバーレイ装置を追加することは、実行可能なスペクトル利用を改善できるが、従来的な態様で基地局を追加するのに必要とされているものよりも簡素でなければならない。セルラ通信システムで使用される旧来的な手動構成技術は多数のオーバーレイ装置を配備するには現実的ではない。さらに、複数のオーバーレイ装置が配備されると、特に技術的に経験の浅いユーザがオーバーレイ装置をインストールすると通常は効率が悪くなる。これは、所望の効率レベルを実現するためには適切に周波数使用及び電力レベルを計画することが必要だからである。適当な訓練や経験がなければ、平均的な消費者はその目的を達成することができない。

８０２.１１標準及びブルートゥースプロトコルで使用されるワイヤレスアクセス装置のプラグアンドプレイの能力は、オーバーレイ装置をアンダーレイネットワークのカバレッジエリア内にインストールしようとするときと同じ複雑さを見せない。８０２.１１及びブルートゥースのタイプの装置は配備中に多くの構成を必要としない。なぜなら、そのような装置についての標準はＭＡＣレイヤでの干渉緩和能力を有するように設計されてきたからである。さらに、８０２.１１及びブルートゥース装置のプラグアンドプレイの側面はエアインターフェイスに限定され、配備の他の側面を含まない。これらの文脈で用いたアプローチはＰＣＢＳＵのようなオーバーレイ装置をインストールするには適さない。

ジェネリックアクセスネットワークシステムで使用されるジェネリックアクセスネットワークコントローラ（ＧＡＮＣ）は、８０２.１１アクセスポイントのような異なる技術を用いてＧＳＭアンダーレイとオーバーレイの間のインターワーキングを提供する。ＧＡＮＣは、ハンドセットから来る信号を翻訳してそれらが他のＧＭＳ基地局から来ているように見せることによってトンネリング機能を実行する。１つのアクセス技術から他のものへのそのようなトンネリングは、ネットワークの無線送信面の自動構成処理をアシストするには有用でない。従って、ＧＡＮＣアプローチはＰＣＢＳＵのようなオーバーレイ装置をインストールするには適切でない。

新たなオーバーレイ装置をインストールすることを容易化し、そして効率的に利用可能なスペクトルを使用するのに必要な技術的調整を実現することを容易にするような態様で、新たなオーバーレイ装置をインストール及び使用することを促進することが望ましい。

オーバーレイネットワーク通信を促進するための実施例は、アンダーレイネットワーク環境内のオーバーレイネットワーク装置に関する情報を記憶するように構成されたデータベース部を含む。オーバーレイ装置管理部はオーバーレイ装置と通信し、動作情報をオーバーレイ装置に提供するように構成される。アンダーレイネットワーク通信部は少なくとも移動局と被選択オーバーレイ装置の間の通信を促進するために少なくとも１つのアンダーレイネットワーク装置と通信するように構成される。

以降の詳細な説明から、当業者には開示された実施例の種々の機能及び有利な効果が明らかとなる。詳細な説明に付随する図面を以下のように簡単に説明する。

図１はアンダーレイネットワークの一部分にオーバーレイ装置を有する無線通信システムの選択された部分を概略的に示す。 図２は例示のサーバ装置及び関連の機能を概略的に示す。

図１は通信システム２０の選択された部分を概略的に示す。基地局２２は無線通信を一般に知られた態様で行うための基地局受信部及び適切な無線通信機器を含む。基地局２２は、検討の目的のため、マクロセルと言われる無線通信カバレッジエリア２４を確立する。マクロセル２４の地理的エリアはある程度基地局２２の能力及び周辺の地理に依存する。所望のマクロセルカバレッジエリアを確立するための周知の技術がある。

マクロセル２４内で、ピコセル基地局部（ＰＣＢＳＵ）３０は無線通信カバレッジをピコセル３２内に提供する。図示から分かるように、ピコセル３２のカバレッジエリアのサイズはマクロセル２４のものよりも十分に小さい。図示は寸法通りではないが、肝心なのはピコセル３２のピコセルカバレッジエリアがマクロセル２４のものよりも十分に小さいことである。一例では、ピコセル３２はユーザの家に相当する。

他のＰＣＢＳＵ３４はピコセル３６内に無線カバレッジを提供する。さらに他のＰＣＢＳＵ３８はピコセルカバレッジエリア４０を提供する。

マクロセル２４内の移動局４４は周知の態様で基地局２２と通信することによってマクロセルと通信することができる。移動局４４が、当該移動局がピコセル内で通信することを許可されているピコセルエリアに入っていくとき、マクロセル２４から対応のピコセルにハンドオーバーすることが望ましい。図示した例では、移動局４４のユーザはピコセル３２内で通信するためのＰＣＢＳＵ３０の通信能力を使用する権利を有している。

検討の目的上、マクロセル２４及び基地局２２はアンダーレイネットワーク環境の一部とみなされる。ピコセル３２、３６及び４０は、それらがマクロセル２４のアンダーレイ環境の上で、又はそれに加えて動作するので、オーバーレイネットワークの一部とみなされる。ＰＣＢＵＳ３０、３４及び３８は検討の目的上オーバーレイ装置とみなされる。

オーバーレイサーバ装置５０はアンダーレイネットワーク環境内でのオーバーレイネットワーク通信を種々の機能を実行することによって促進する。一例では、オーバーレイサーバ装置５０は既存のセルラネットワークの一部としてインストールされる。例示のサーバ装置５０は、オーバーレイ装置の自動化された配備を促進し、ある例ではオーバーレイ装置のプラグアンドプレイタイプのインストール及び使用を促進する中央化されたネットワークエンティティである。従って、例示のサーバ装置５０は自動化されたシステム管理エンティティとみなすことができる。

例示のオーバーレイサーバ装置５０はデータベース部５２、オーバーレイ装置管理部５４及びアンダーレイネットワーク通信部５６を含む。データベース部５２はオーバーレイ装置の種々の機能又は側面を示す情報を含む。例えば、データベース部５２はＰＣＢＵＳ５２のようなオーバーレイ装置と関連の移動局又はオーバーレイ装置を所有又は制御する加入者との間の関係に関する情報を含む。

オーバーレイ装置管理部５４は６０で図示するバックホール接続を介してオーバーレイ装置と通信する。一例では、有線系ＤＳＬバックホール接続がオーバーレイサーバ装置５０とＰＣＢＵＳ３０のような種々のオーバーレイ装置の間の通信のために使用される。オーバーレイ装置管理部５４はオーバーレイ装置の自動化されたインストール及び使用を促進する。

アンダーレイネットワーク通信部５６はコアネットワーク６２を介して無線ネットワークコントローラ又はマクロセル基地局のような１以上のアンダーレイ装置６４と通信する。アンダーレイネットワーク通信部５６はまた、アンダーレイネットワークに関連するホームロケーションレジスタ６６及び認証センター６８へのアクセスを有する。７０で概略的に示すように、アンダーレイネットワーク通信部５６はまた、オーバーレイサーバ装置５０が符号７０で概略的に示したアンダーレイマクロセルリンクを介して移動局４４と通信することを可能とする。

オーバーレイサーバ装置５０はＰＣＢＳＵ３０のようなオーバーレイ装置を初期化し、認証し、構成するために有用な情報を保持するためにデータベース部５２を利用する。それはまた移動局４４とＰＣＢＳＵ３０の間の通信を促進するためにデータベース部５２内の情報を用いる。さらに、データベース部５２からの情報は、例えば、アンダーレイネットワークとオーバーレイピコセルの間の移動局ハンドオーバーを促進する。

オーバーレイ装置の初期化中に、データベース部５２は当該オーバーレイ装置と通信することが許可された加入者（単数）又は加入者（複数）に関する情報を収集する。例えば、加入者ＩＭＳＩ及びＩＭＥＩがオーバーレイ装置の識別に関連して記憶される。オーバーレイ装置がインストールされている場所に関する情報（例えば、郵便コード）は、データベース部５２において当該装置に関する記録に関連付けられている。セルコード（ＵＭＴＳスクランブリングコード若しくはＣＤＭＡ＿ＰＮオフセット又は等価物）はオーバーレイ装置に割り当てられ、データベース５２はその情報を含む。一例では、データベース部５２はまた、オーバーレイ装置がインストールされるアンダーレイネットワークマクロセルに関する情報を含む。

データベース部５２はまた、種々の機能及びサービスを可能とし、又はその実行においてアシストするために他のネットワークエンティティによって使用される中央化された関連データベースとして作用する。例えば、データベース部５２は加入者の識別（例えば、ＩＭＳＩ）の入力を関連付け、移動体加入者に関連する対応のオーバーレイ装置の識別、位置及び構成に関する情報を返す。この態様でそのような情報を関連付けてそれを通信することは、例えば、加入者のオーバーレイ装置を突き止めてオーバーレイネットワークとアンダーレイネットワークの間のハンドオーバーを開始するために無線ネットワークコントローラをアシストするのに有用である。

データベース部５２及びオーバーレイ装置管理部５４は、例えば、新たなオーバーレイ装置又はある位置から他の位置に移動したオーバーレイ装置を自動的に登録及び認証するのに有用である。一例では、オーバーレイサービス装置５０は、オーバーレイ装置を所有又は制御する加入者、加入者のアカウント及びその特定のオーバーレイ装置を用いて通信することが許可されたあらゆる移動局間の関係を確立する。このような情報は通常、製造者又は供給者によって最初に提供されるときにオーバーレイ装置内には存在しない。しかし、特定の加入者が当該装置のインストールを試みた後は、そのような情報を当該装置と関連付けることが可能となる。オーバーレイサーバ装置５０はそのような情報を自動的に関連付け、それを適切にデータベース部５２内に記憶する。

例えば、ＰＣＢＳＵ３０の初期インストール中に、関連の加入者情報（例えば、郵便コード、移動体番号等）とともに固有の識別子（例えば、ＳＩＭ又はＩＭＥＩ等価物）がＰＣＢＳＵ３０からバックホールリンク６０を介してサーバ装置５０に中継される。一例におけるオーバーレイ装置管理部５４はオーバーレイ装置を自動的に認証し、データベース部５２における装置及び加入者に関する所望の情報全てを関連付ける記録を作成する。ホームロケーションレジスタ６６はこのような一例におけるこの処理のための情報を収集するためにアクセスされる。

例示のオーバーレイ装置管理部５４の他の機能は、それによってオーバーレイサーバ装置５０がオーバーレイ装置の所定の動作パラメータを自動的に設定することを可能とするものである。例えば、データベース部５２はＰＣＢＳＵ３０の付近にあるオーバーレイ装置の位置に関する情報を含む。オーバーレイ装置管理部５４はそのような情報を用いて、セルコード（例えば、ＵＭＴＳスクランブリングコード又はＣＤＭＡ＿ＰＮオフセット）をＰＣＢＳＵ３０に割り当てる。そのような情報を用いることによってインテリジェント的にセルコードを割り当てて特定の地理的エリア内での同じコードの再使用を回避することが可能となる。さらに、一例におけるオーバーレイ装置管理部５４は無線リソース及び周波数チャネルを割り当て、オーバーレイ装置のための送信電力を設定する。自動的に設定することができる動作パラメータ例として、オーバーレイ装置のためのセルコート、オーバーレイ装置と移動局の間の送信のための電力レベル、パイロット送信のための電力、初期近隣リスト構成、動作周波数、位置及びルーティングエリアコード、並びにオーバーレイ装置による使用のためのチャネル等がある。一例では、データベース部５２はそのようなあらゆる設定パラメータの表示を記憶する。

オーバーレイサーバ装置５０が無線ネットワークコントローラ、ホームロケーションレジスタ及び認証センターのようなアンダーレイネットワーク要素と通信することを可能とすることに加えて、アンダーレイネットワーク通信部５６はオーバーレイサーバ装置５０と移動局の間の通信を促進する。これは、例えば、それがＰＣＢＳＵ３０と通信できるように移動局４４を構成するのに有用である。例えば、オーバーレイ装置サーバ５０は、ＰＣＢＳＵセルコードに関連する情報、及び移動局４４がＰＣＢＳＵ３０を突き止めることを促進するとともにアンダーレイネットワークとオーバーレイネットワーク間のハンドオーバーを促進する他の情報を移動局４４に提供する。一例では、オーバーレイサーバ装置５０は、移動局４４がＰＣＢＳＵ３０と通信することを可能とする機能を移動局４４に提供するとともにアンダーレイセルとオーバーレイ装置の間のハンドオーバーのような機能に関連する他の自動化された処理を促進するために、アプレットのようなソフトウェアダウンロードを移動局４４のＳＩＭに提供する。一例では、オーバーレイサーバ装置５０と移動局４４の間のそのような通信のためにショートメッセージサービス通信プロトコルが使用される。

開示した例によって、アンダーレイネットワーク環境にオーバーレイ装置を実装するための自動構成方法の実施を簡素化することが促進される。一例では、オーバーレイサーバ装置５０は、必要な情報を抽出してなんらかの命令を実施するために既存の旧機器に関連する標準かつ既存のインターフェイスを使用する。例示のオーバーレイサーバ装置５０はオーバーレイ装置のための登録、認証及び構成処理を自動化する。さらに、それは、移動局とオーバーレイ装置の間の通信を促進するための移動局の再構成の処理を自動化する。さらに、開示した例は、アンダーレイネットワーク要素及び所与の状況で必要となり得る他のオーバーレイ装置による使用のためのオーバーレイ装置に関する有用な情報を提供する関連データベースを提供する。

上記の記載は限定的なものではなく例示的なものである。本発明の本質から必ずしも離れない開示例のバリエーションや変形例は当業者には明らかなものとなる。本発明に与えられる法的な保護の範囲は以降の特許請求の範囲を検討することによってのみ特定することができる。

Claims (7)

1. オーバーレイネットワーク通信を促進するためのサーバ装置であって、
   アンダーレイネットワーク環境内のオーバーレイネットワーク装置に関する情報を記憶するよう構成されたデータベース部、
   オーバーレイ装置と通信し、動作情報を前記オーバーレイ装置に提供するように構成されたオーバーレイ装置管理部、及び
   移動局と選択されたオーバーレイ装置の間の通信を少なくとも促進するために少なくとも１つのアンダーレイネットワーク装置と通信するように構成されたアンダーレイネットワーク通信部
   からなり、
   前記アンダーレイネットワーク通信部が、アンダーレイマクロセルを介して前記移動局と通信するように構成され、
   前記アンダーレイネットワーク通信部が、前記移動局が被選択オーバーレイ装置と選択的に通信することを可能とするためにソフトウェア更新を前記移動局に提供する装置。
2. 請求項１の装置において、前記データベース部が、少なくとも１つのオーバーレイ装置と前記オーバーレイ装置と通信することを許可された少なくとも１つの移動局との間の関係を示す情報を記憶するように構成された装置。
3. 請求項１の装置において、前記データベース部及び前記通信部が、アンダーレイマクロセルとオーバーレイピコセルの間のハンドオーバーを行うためにアンダーレイ無線ネットワークコントローラをアシストするように構成された装置。
4. 請求項１の装置において、前記オーバーレイ装置管理部が少なくとも、
   オーバーレイ装置を登録し、
   オーバーレイ装置を認証し、又は
   前記オーバーレイ装置の識別子を関連の移動局の識別子と関連付ける
   ことを促進するように構成された装置。
5. 請求項１の装置において、前記オーバーレイ装置管理部がオーバーレイ装置の少なくとも１つの動作パラメータを自動的に設定するように構成され、前記少なくとも１つの動作パラメータが少なくとも、
   前記オーバーレイ装置のセルコード、
   前記オーバーレイ装置と移動局の間の送信のための電力レベル、
   パイロット送信のための電力、
   初期近隣リスト構成、
   動作周波数、
   位置又はルーティングエリアコード、及び
   前記オーバーレイ装置による使用のためのチャネル
   を含み、
   前記データベース部が、少なくとも１つの自動的に構成された前記パラメータの識別を記憶するように構成された装置。
6. 請求項５の装置において、前記オーバーレイ装置管理部が、前記オーバーレイ装置の付近にある他のオーバーレイ装置に関する前記データベース部内の情報に基づいて前記少なくも１つの動作パラメータを自動的に設定するように構成された装置。
7. 請求項１の装置において、前記アンダーレイネットワーク通信部が前記移動局とショートメッセージサービスプロトコルを介して通信する装置。

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