JP5063692B2 - 基地局ルータ・デバイスの自動構成 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には通信に関する。より詳細には、本発明は無線通信に関する。

無線通信システムはよく知られており、広く普及している。ほとんどのシステムが、加入者が音声通信を行うためにモバイル局を使用できるようにしている。近年、より多くの機能、例えば、データ通信などが無線通信システムの他の拡張された機能と共に使用可能になってきた。多くの加入者にとって、モバイル局を第１の通信デバイスとして使用できることが望ましくなっている。建物の中から外の無線通信ネットワーク機器へ満足な無線周波通信を行うことはできないので、多くの状況で、建物内で回線ベースの電話システムに取って代わることは不可能であった。例えば、壁を通り抜けようとする信号に関してはＲＦ損失が生ずる。

拡張を続ける無線通信機能に対する１つの提案は、モバイル局が建物の内側にあるか、外側にあるかに関係なく、個人がモバイル局をより信頼して使用できるようにするシグナリング・デバイスを建物内に設置することである。例えば、加入者が建物内部で信頼できる通信ができるように、モバイル局と無線通信ネットワーク間のインターフェースを取るための基地局ルータ・デバイスを建物内で使用することが提案されている。そのようなシグナリング・デバイスを検討するもう１つの理由は、データ速度の高速化および他のモバイル局に対して生成される干渉の低減をサポートすることである。これは、モバイル局までの距離が通常は短いために、家庭用ＢＳＲまでのパス損失が非常に小さくなったために可能である。これにより、通信事業者の周波数スペクトルの使用効率は良くなる。

そのような基地局ルータ・デバイスの増設にともなって、様々な難題が明らかになってきている。１つの問題は、平均的な消費者に対して、そのようなデバイスの導入をどのようにして容易にするかである。伝統的には、無線通信システムに基地局を追加することは時間と費用と労力を要するプロセスであった。建物内部に家庭用基地局を追加すると、スペクトルの使用率を向上させることができるが、それが実現可能であるためには、追加する作業が、従来の様式で基地局を追加するために現在必要なことより単純でなければならない。さらに、８０２．１１ｘアクセス・ポイントなどの複数のアクセス・ポイントが展開される場合、一般的に、特に技術的に未経験なユーザがアクセス・ポイントを導入すると、効率は低い。これは、望ましい効率レベルを得るためには、周波数の使い方および電力レベルを適正に計画することが必要だからである。適切な訓練または経験がなければ、平均的な消費者がその目的を達することはできないであろう。

導入しやすく、かつ使用可能なスペクトルを効率よく使用するために必要な技術的調整を行いやすい、新しい家庭用基地局ルータ・デバイスを導入する手法を提供することが望ましい。本発明は、その必要性に取り組んでいる。

通信の例示的な方法は、新しく導入される基地局ルータ・デバイスを登録するステップ、ならびにそのデバイスの周波数、電力、および定義コードを表すパラメータの初期化を含めて、そのデバイスを自動的に構成するステップを含む。

一例では、登録は、デバイスおよびその位置に関する情報を含む。そのような例では、最初に構成されるパラメータは、新しく導入されるデバイスの近傍にある基地局または他の基地局ルータ・デバイスなど、他の無線通信デバイスに関する情報を考慮に入れる。この手法により、例えば、干渉の回避が容易になり、デバイス定義コード（例えば、スクランブル・コードまたはＰＮオフセット）の望ましくない複写の回避が容易になる。

一例では、登録は、基地局ルータ・デバイスと無線通信ネットワーク間の回線ベースのバックホール接続を介して行われる。このようにしてバックホールを割り振ると、通信ネットワークの無線資源が守られる。一例としての登録プロセスは、製造業者またはライセンス交付者からの基地局ルータ・デバイス識別コード、導入場所に関する位置情報、所有者名、およびその基地局ルータ・デバイスを介した通信用に許可される少なくとも１つのセル電話番号に関する情報を提供することを含む。いくつかの例では、基地局ルータ・デバイスの所有者が、その基地局ルータ・デバイスが扱う通信の取り扱いに関する請求オプションを選択することもできる。

一例では、無線通信ネットワークの適切な一部分がパラメータを初期化し、それらを基地局ルータ・デバイスに伝達する。別の例では、基地局ルータ・デバイスは、パラメータの少なくとも１つを初期化する機能を有しており、そのパラメータは、登録プロセスが完了したことに応答して初期化される。

登録および初期化が完了すると、無線通信ネットワークの適切な一部分が、対応する情報を記憶し、その後、その情報は、それ以降に導入される基地局ルータ・デバイスを自動的に構成するために役立つ。

開示された例による実施形態の自動プロセスは、家庭用基地局ルータ・デバイスのより容易な増設が円滑に行われるようになっている。

以下の詳細な説明から、当業者には、本発明の様々な特徴および利点が明らかになろう。詳細な説明に付随する添付の図面については、以下に簡潔に説明されている。

本発明の実施形態に役立つ、無線通信システムの選択された部分を概略的に示した図である。 一例の基地局ルータ・デバイスの選択された部分を概略的に示した図である。 基地局ルータ・デバイスを自動的に構成する手法の一例を要約したフローチャート図である。

以下の例は、基地局ルータ・デバイスの容易な導入が円滑に行えるように、本発明の実施形態がどのように基地局ルータ・デバイスの自動的な登録および構成をできるようにするかを示している。基地局ルータ・デバイスの少なくとも定義コード、周波数および送信電力を自動的に構成することにより、開示された例は、ネットワーク資源を効率よく管理して建物内の無線通信デバイスの増設を可能にし、一方で基地局ルータ・デバイスの所有者または導入者が技術的に複雑な導入プロセスを実行しなくてもよいようする。

図１は、無線通信システム２０の選択された部分を概略的に示している。無線ネットワーク２２は、複数のモバイル局のために既知の様式で無線通信を円滑に進めるための既知の構成要素を含んでいる。この例では、モバイル局２４は基地局ＢＴＳ２６と通信している。コントローラ２８は、示された例では無線ネットワークコントローラＲＮＣを備えており、基地局２６およびモバイル局２２ための通信を既知の様式で円滑に進める。

別のモバイル局３０が建物３２内にある。状況によっては、建物３２内のモバイル局３０は、それが地理的にＢＴＳ ２６のマクロセルのカバレージ・エリア内に位置していても、ＢＴＳ ２６との間に適切なリンクを確立できないことがある。例えば、建物の壁が無線周波ＲＦ損失を生じさせ、そのため、適切なリンクの確立が妨げられる。

示された例では、無線でモバイル局３０と通信する基地局ルータ・デバイスＢＳＲ３４が設置されている。ＢＳＲ ３４は、建物３２の少なくとも一部分内で、少なくともモバイル局３０に適切なＲＦカバレージを提供する。また、ＢＳＲ ３４は、経済的利点も提供し、プロバイダの周波数スペクトルの全体的な使用効率を向上させることができる。一例では、ＢＳＲ ３４は、モバイル局３０を所有する加入者によって使用される、対応する建物３２（例えば、加入者の家庭）内からモバイル局３０を円滑に使用できるようにするための家庭内ルータ・デバイスである。ＢＳＲの例には、ホーム・ユニット基地局または家庭用ゲートウェイ基地局がある。他のピコセル・デバイスもＢＳＲと考えてよい。

ＢＳＲ ３４は、回線ベースの接続３６を介してネットワーク２２と通信する。一例では、ＤＳＬなどのブロードバンド接続が使用される。示された接続は、ＢＳＲ ３４とネットワーク２２間のバックホール接続に有用である。

もう１つのモバイル局４０が、建物３２の比較的近傍にある建物４２内にある。もう１つのＢＳＲ ４４が建物４２内に設置されていて、回線ベースのバックホール接続４６を介してネットワーク２２と通信する。ＢＳＲ ４４は、建物４２内で、ＢＳＲ ３４が建物３２内で作動するのと同様に作動する。ＢＳＲ ３４および４４が、状況によっては、建物の外のエリアでＲＦカバレージも提供し得ることは、注目する価値がある（建物内の使用が説明されているのは、例示を目的としている。）

通信サーバ４８はネットワーク２２に関連付けられている。一例では、通信サーバ４８は、システム２０の適切な部分と通信するＢＳＲ ３４および４４を円滑に動作させるための専用デバイスである。通信サーバ４８は、導入時に（または、例えば、前に使用されたＢＳＲが別の遠隔地から持ち込まれた場合には、新しい場所で初めて使用される時に）ＢＳＲを自動的に登録する。通信サーバ４８は、登録が正常に完了すると、ＢＳＲの動作のための少なくとも初期パラメータの自動構成も円滑に行われるようにする。

図２は、例のＢＳＲ ３４の選択された部分を概略的に示している。この例では、ＢＳＲ ３４は、アンテナ５０および送受信機部分５２を備えており、アンテナ５０および送受信機部５２は、モバイル局３０がＢＳＲ ３４の適切な範囲内にあるとき、少なくともモバイル局３０と通信するために、一般的に知られているように動作する。コントローラ部分５４が、ＢＳＲ ３４の動作を支配する動作パラメータの維持を担当する。パラメータ例を以下で説明する。例によっては、コントローラ部分５４は、パラメータ、またはパラメータに関する情報を通信サーバ４８から受け取る。他の例では、コントローラ部分５４は、通信サーバ４８とは関係なく、動作パラメータの少なくとも１つを自動的に決定する。

例のＢＳＲ ３４は、ネットワーク２２の通信サーバ４８または別の適切な部分との間に通信リンク３６を確立するための通信ポート５６も備えている。一例では、ＢＳＲ ３４のユーザは、ＢＳＲ ３４を適切な電源に接続し、ＢＳＲ ３４の自動登録および構成プロセスを開始するために市販のコネクタでイーサネット（登録商標）またはＤＳＬ回線に接続する必要があるだけである。ＢＳＲ ４４についても同様である。

図３は、本発明の実施形態に有用な、自動登録および構成手法の一例を要約したフローチャート６０を示している。自動登録プロセスは、例えば、ユーザ、所有者または導入者がＢＳＲ ３４の電源をオンにし、通信ポート５６を使ってバックホール接続３６を行ったことに応答して、６２で開始される。これが行われると、ＢＳＲ ３４は、６４で、通信サーバ４８にＢＳＲ識別コードを提供する。この送信は、示された例では、回線ベースのバックホール接続３６を介して行われる。一例では、ＢＳＲ ３４は、電源が投入されるたびにＢＳＲ識別コードを提供する。別の例では、ＢＳＲ ３４は、アクティブな通信リンク３６を検出したサーバ４８からの照会に応答して識別コードを提供する。

一例では、識別コードは、ＢＳＲにハードコードされているデジタル証明書を含む。別の例では、ＢＳＲ識別は、ＢＳＲと一緒または別個に購入されるＳＩＭカードから行われる。

ＢＳＲ識別コードが通信サーバ４８で受信されたら、６６で認証が行われる。示された例では、サーバ４８は、受信したＢＳＲ識別コードを自動的に認証する。識別コードが有効であれば（有効性は、特定の構成に合った様式で判定できる）そのＢＳＲは登録される。図２の例は、６８で、ＢＳＲの識別コードの表示をデータベースに保管するステップを含む。

登録されたら、ＢＳＲは、周囲の無線通信システムの環境内の効率のよい動作と矛盾しないような、導入場所で動作するための自動構成ができる。この例でのＢＳＲの自動構成は、７０でＢＳＲによって使用される定義コード（例えば、スクランブル・コードまたはＰＮオフセット）、７２でＢＳＲによって使用される周波数、および７４でＢＳＲによって使用される送信電力を表す少なくとも初期パラメータを設定するステップを含む。

一例では、７０、７２、および７４で設定される初期パラメータはすべて、通信サーバ４８によって決定される。定義コードは、一例では、サーバ４８が、登録されたＢＳＲに関する情報を入れたデータベース内にもっている情報に基づいて選択される。この例では、サーバ４８は、新しく登録されるＢＳＲの近傍のＢＴＳまたは他のＢＳＲによって使用される定義コードと矛盾しない定義コードを選択する。７２で設定される動作周波数は、一般的には、ＰＬＭＮ通信事業者などのライセンス保有者によって指示される。

送信電力レベルはパイロット通信およびデータ通信用に構成される。一例では、送信電力は、初期には低く設定され、後で、必要ならば、例えば、モバイル局の測定値に基づいて動作中に調整できる。別の例では、望ましい送信電力が、近傍の他の無線通信デバイス（例えば、ＢＳＲ ４４はすでに登録されているものと仮定して、ＢＴＳ ２６およびＢＳＲ ４４）に関する情報に基づいて通信サーバ４８によって決定される。

図２の例は、７６で、ＢＳＲ ３４用の近隣デバイス・リストを自動的に生成するステップを含む。これは、一例では、ＢＳＲ ３４が導入されたエリアに関するサーバによって維持されるデータベースからサーバ４８が使用可能な情報に基づいて行われる。

図２の例は、新しく登録されるＢＳＲ用の項目に関連付けられた追加情報がデータベースに組み込まれる、７８のステップを含む。追加情報は、ＢＳＲの位置、そのＢＳＲとの通信に許可されるモバイル局、そのＢＳＲによって円滑に行われる通信に対する請求の扱い方について選択されたオプション（例えば、ＢＳＲを含んだ通話をＢＳＲアカウントに課金するか、または関与したモバイル局のアカウントに課金するか）、およびＢＳＲの動作中に役立つであろう他の情報に関して組み込むことができる。一例では、ＢＳＲ ３４とは分離していてよい、コンピュータなどの別のデバイスを使用して追加情報を提供するためにＢＳＲのユーザがアクセスできるセキュアなインターネットＷｅｂサイトを提供するステップを含む。

別の例では、ＢＳＲは、ＢＳＲが正常に登録されると、サーバ４８とは関係なく初期パラメータの少なくとも１つを自動的に構成する機能を有する。例によっては、サーバ４８は、パラメータの一部およびＢＳＲのその他の決定を担当する。ＢＳＲが独立して初期パラメータを決定するか、パラメータに関する情報をサーバ４８から受信するかに関係なく、コントローラ部分５４が、最終的に、ＢＳＲ動作用のパラメータを自動的に構成する。

ＢＳＲが自動的にパラメータを決定すると、ＢＳＲは結果のパラメータをサーバ４８に報告し、ＢＳＲに関するデータベースに組み込んでもらえるようにする。

一例では、ＢＳＲ ３４は、ＢＳＲ ３４で使用される適切な周波数の表示が事前に設定されているＳＩＭカードを備えている。そのような例におけるＢＳＲは、その情報に応答して周波数を自動的に構成する。動作周波数は、一般的には、該当のライセンス交付者（例えば、ＰＬＭＮ通信事業者）によって決定される。

一例では、ＢＳＲ ３４は最初に定義コードを選択する。これは、例えば、ランダムに行われてよい。ＢＳＲ ３４は、次いで、選択された定義コードを使用して、ＢＳＲ ３４に非常に接近したモバイル局との間にリンクを確立できるだけの比較的小さい電力で送信を開始する。小さい電力が選択されるのは、いずれかの近隣のＢＳＲまたはＢＴＳに干渉を引き起こす可能性を最小にするためである。所定の時間内に接続ができない場合、初期定義コードの選択が適切でなかった可能性がある。

接続が行われなかった場合、ＢＳＲ ３４は第２の定義コードを選択し、引き続いて（例えば、建物３２内の）近隣のモバイル局との間にリンクを確立しようとする。それでも成功しない場合、別の定義コードが選択される。

ＢＳＲ ３４は、正常に接続されたモバイル局と通信して、周囲の無線通信環境に関する情報を入手する。例えば、そのモバイル局の測定機能が、近隣のＢＳＲおよびＢＴＳの定義コードに関する情報を提供する。ＢＳＲ ３４は、次いで、近隣デバイス・リストを自動的に構成し、干渉を引き起こさないような、または選択された定義コードが近隣デバイスと同じ場合、干渉とは別に起こる可能性のある誤ったハンドオーバを引き起こさないような定義コードを選択する。

送信電力は、ＢＳＲ ３４と通信するモバイル局によって取られた測定値に基づいて自動的に構成できる。

別の例では、ＢＳＲ ３４は、モバイル局との接続が不要なように、ＢＳＲ ３４の位置からの設計された範囲内のデバイスを検出して測定する機能を有する。

一例では、通信サーバ４８は、登録されたＢＳＲを介して通信することが許可されたモバイル局についてソフトウェア更新を開始する。一例におけるソフトウェア更新は、モバイル局が、ＢＳＲとの正常な接続が、いつ、アクティブになったかを表示できるようにする。一例では、適切なソフトウェア更新を受信する必要があること、または受信できることは、ショート・メッセージ・サービスＳＭＳメッセージによってモバイル局に伝達される。更新は、モバイル局へ直接ダウンロードすることによって、または、例えば、適切なベンダにアクセスすることによって入手できる。

上述の例の１つで登録および構成プロセスを自動化すると、ＢＳＲの平均的な消費者がＢＳＲを、望ましい場所に直ちに、かつ容易に導入できる。上記の技法は、初期の登録および構成、ならびに時を経てから、構成を更新または変更するのに役立つ。例えば、初期構成後に、複数の他のＢＳＲまたは新しいＢＴＳが、前に登録されたＢＳＲの近傍で使用されることがある。そのようなデバイスは、周囲の無線通信環境に変化をもたらし、そのような変化により、例えば、望ましい効率レベルを改善するため、または維持するために初期パラメータの調整が必要になる。本発明の一例としての実施態様は、ＢＳＲデータベースの変更をモニタし、データベース内の１つまたは複数のＢＳＲの１つまたは複数のパラメータの更新がいつ必要であるかを自動的に判定するサーバ４８を含む。

前述の説明は、事実上、限定するものではなく、例示である。当業者には、開示された例に対する、必ずしも本発明の本質から逸脱しない変形または変更が明らかであろう。本発明に付与される法的保護の範囲は、添付の特許請求の範囲を精読することによってのみ判定できる。

Claims (9)

1. 基地局ルータ・デバイスを起動する方法であって、
   基地局ルータ・デバイスを自動的に登録するステップと、
   前記登録された基地局ルータ・デバイスの定義コード、周波数および送信電力を表す少なくとも初期パラメータを自動的に構成するステップと、
   前記基地局ルータ・デバイスの付近にある他の無線通信デバイスに関する情報を収集することにより、前記基地局ルータ・デバイスを使用して少なくとも前記基地局ルータ・デバイスの定義コードを構成するステップと、
   を含み、
   前記情報を収集することは、
   第１の基地局ルータ・デバイス定義コードを選択するステップと、
   前記基地局ルータ・デバイスの非常に狭い範囲内にあるモバイル局と接続できるだけの低電力レベルで送信するステップと、
   モバイル局との接続が行われたかを判定するステップと、
   前記接続が行われた場合、前記モバイル局から前記情報を収集するステップと、
   前記接続が行われなかった場合、第２の基地局ルータ・デバイス定義コードを選択し、前記第２の基地局ルータ・デバイス定義コードを使用して前記送信するステップを実行するステップと、を備える
   ことを特徴とする、方法。
2. 少なくとも基地局ルータ・デバイス識別コードを前記基地局ルータ・デバイスと通信サーバ間で前記基地局ルータ・デバイスと前記通信サーバ間の回線ベースのバックホール接続を介して伝達するステップ
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記通信サーバで前記基地局ルータ・デバイス識別コードを受信するステップと、
   前記受信された基地局ルータ・デバイス識別コードを認証するステップと、
   少なくとも前記認証された基地局ルータ・デバイス識別コードに関する項目を基地局ルータ・デバイス・データベース内に作成するステップと
   を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記基地局ルータ・デバイス識別コードを前記通信サーバに送信するステップと、
   前記基地局ルータ・デバイスの位置、
   前記基地局ルータ・デバイスを介して通信する許可を得ているモバイル局のモバイル局識別子、または
   前記基地局ルータ・デバイスの使用に対する請求の選択
   の少なくとも１つに関する情報を前記通信サーバに送信するステップと
   を含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記基地局ルータ・デバイスと前記通信サーバ間の回線ベースの接続を介して前記基地局ルータ・デバイス識別コードを送信するステップと、
   前記基地局ルータ・デバイスとは異なる第２の通信デバイスを使用して前記情報を送信するステップと
   を含む、請求項４に記載の方法。
6. 通信サーバを使用して前記少なくとも初期パラメータを構成するステップと、
   前記少なくとも初期パラメータを前記基地局ルータ・デバイスに伝達するステップと
   を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記基地局ルータ・デバイスにおいて前記少なくとも初期パラメータを構成するステップ
   を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記基地局ルータ・デバイスの近傍にある他の無線通信デバイスに関する情報から前記少なくとも初期パラメータを決定するステップ
   を含む、請求項６または７に記載の方法。
9. 基地局ルータ・デバイスであって、
   事前に設定された識別コードと、
   基地局ルータ・デバイスが、前記事前設定された識別コードを提供するときに使用し、無線通信システムに関連付けられた少なくとも１つの通信サーバとの回線ベースの通信接続を確立するための通信ポートと、
   基地局ルータ・デバイスが前記少なくとも１つの通信サーバに登録されると、基地局ルータ・デバイスの定義コード、周波数および送信電力を表す少なくとも初期パラメータを自動的に構成するコントローラ部分と
   を備え、
   前記コントローラ部分は、前記基地局ルータ・デバイスの付近にある他の無線通信デバイスに関する情報を収集することにより、少なくとも前記基地局ルータ・デバイスの定義コードを構成し、
   前記コントローラ部分は、
   第１の基地局ルータ・デバイス定義コードを選択することと、
   前記基地局ルータ・デバイスの非常に狭い範囲内にあるモバイル局と接続できるだけの低電力レベルで、前記基地局ルータ・デバイスから送信させることと、
   モバイル局との接続が行われたかを判定することと、
   前記接続が行われた場合、前記モバイル局から前記情報を収集することと、
   前記接続が行われなかった場合、第２の基地局ルータ・デバイス定義コードを選択し、前記第２の基地局ルータ・デバイス定義コードを使用して前記基地局ルータ・デバイスから送信させることと、
   によって前記情報を収集する
   ことを特徴とする基地局ルータ・デバイス。

Images