JP5388316B2 - 基地局の種類、並びに、優先アクセス及び制限アクセスのmac/phy特定 - Google Patents
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Description
本願は、無線システムに関し、より詳細には、無線ネットワークにおける基地局の種類の識別に関する。
WiMAX又はWiMAX−Iは、IEEE(電気電子技術者協会)802.16規格に基づく。WiMAX−Iは、伝送に直交周波数分割多元接続(OFDMA)を採用しており、見通し外接続(non-line-of-sight)環境でのマルチパスの性能を改善させている。WiMAX−Iは、シングルユーザー(SU)又はマルチユーザー(MU)複数入力複数出力(MIMO)アンテナ技術、適応変調及びコーディング方法を採用してもよい。802.16m又はWiMAX−IIと称されるWiMAXの新たな世代が現在開発されている。
本発明は、以下、例示を目的として説明され、添付の図面に限定されない。
以下の詳細な説明では、本発明を理解するために多くの詳細事項が記される。しかしながら、これら詳細事項がなくとも本発明を実施可能であることは、当業者にとって明らかである。また、本発明を不明瞭にしない目的から、他の場合においては、周知の方法、手順、部品及び回路等の詳細な説明を省略している。
そうでないと明記していない限り、明細書で使用されている、「処理する(processing)」、「演算する(computing)」、「計算する(calculating)」、「決定する(determining)」、等の言葉の使用は、コンピュータ、コンピューティングシステム、又は、その他の同様な電子演算装置が、そのコンピュータのレジスタ及び/又はメモリ内の物理的な量(例えば、電子的な量)で表されるデータを、そのコンピュータのレジスタ及び/又はメモリ内、又は、その他の情報記憶媒体内、伝送又は表示装置内に存在する物理量で表される他の同様なデータへと、操作する及び/又は変換することを意味する。また、「複数の」という言葉は、本明細書中では、二つ以上の構成要素、デバイス、素子、パラメータ等を述べるのに使用されている。
以下の詳細な説明では、様々な本発明の実施形態が、基地局識別子を使用したマルチレイヤ無線ネットワークの優先(preferred)アクセス及び/又は制限(restricted)アクセスと関連付けて説明される。また、本明細書では、マルチレイヤネットワークに関連して実施形態が説明されるが、本発明はこれに限定されず、単層の無線ネットワークを含むその他の種類の無線ネットワークにも適用可能である。無線ネットワークとしては、これに限定されないが、具体的には、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)及び/又は無線広域エリアネットワーク(WWAN)を含む。
以下に記す本発明の実施形態は、無線システムの送信機及び受信機を含む様々なアプリケーションで使用されてもよく、この点に関して本発明は限定されない。本発明の範囲に含まれる無線システムとしては、これに限定するわけではないが、具体的には、ネットワークインターフェースカード(NIC)、ネットワークアダプタ、移動局、アドバンスト移動局(AMS)、基地局、アドバンスト基地局(ABS)、アクセスポイント(AP)ゲートウェイ、ブリッジ、ハブ、及び、セルラー無線電話機が含まれる。また、本発明の範囲に含まれる無線システムとして、セルラー無線電話機システム、衛星システム、パーソナル通信システム(PCS)、送受信兼用無線システム、双方向ポケベル、パーソナルコンピュータ(PC)及び関連する周辺機器、パーソナルデジタルアシスタンス(PDA)、パーソナルコンピュータアクセサリ、並びに、本発明実施形態の原理を好適に適用可能な性質を有する既存の又は将来開発されるシステムを含む。
無線ネットワーク又はマルチレイヤネットワークにおけるアクセス又はハンドオーバーは、無線チャネル状態のような1つのパラメータ種類に基づいてトリガされてもよい。当技術分野では、基地局の種類及び/又は1以上の基地局と関連付けられるネットワークの種類についての情報を提供するべく、基地局の識別子を使用して、無線ネットワーク又はマルチレイヤネットワークにおける無線ネットワークにアクセスするシステム及び方法を提供することは有益である。基地局の種類に対応する情報は、1以上の媒体アクセス制御(MAC)層識別子及び/又は物理(PHY)層識別子を使用して特定されてもよい。識別子は、1以上の無線ネットワークへの望ましい及び制限されたアクセスに関する見識を提供してもよい。
図1には、本発明のある実施形態に係る無線ネットワーク100が概略的に示されている。無線ネットワーク100は、基地局(BS)120、及び、1以上のプラットフォーム、加入者局、移動局、アドバンスト移動局又はその他の局110、112、114及び/又は116を含むでもよく、局は、例えば、移動局又は固定移動局であってもよい。ある実施形態では、基地局120とは、アドバンスト基地局(ABS)、アクセスポイント(AP)、端末及び/又はノードを指す場合があり、局110、112、114及び/又は116は、局(STA)、移動STA(MS)、アドバンストMA(AMS)、プラットフォーム、端末及び/又はノードを指す場合がある。しかしながら、基地局及び移動局という言葉は、本明細書全体に渡って一例として使用されており、この点に関して、このような記載により、本発明の実施形態を特定の種類のネットワーク又はプロトコルに限定することを意図していない。
無線ネットワーク100は、基地局120と移動局110、112、114及び/又は116各々との間の無線アクセスを提供してもよい。例えば、無線ネットワーク100は、電気電子技術者協会(IEEE)802.11規格(登録商標)規格("IEEE Standard for Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification.1999 Edition"(無線LAN媒体アクセス制御(MAC)及び物理層(PHY)仕様書のIEEE規格、1999年版)2003年6月12日)に規定されるような1以上のプロトコルを使用するよう設定されていてもよく、例えば、IEEE802.11a(登録商標)−1999、IEEE802.11b(登録商標)−1999/Corl2001、IEEE802.11g(登録商標)−2003、及び/又は、IEEE802.11n(登録商標)を使用してもよい。また、IEEE802.16(登録商標)規格("IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access System"(ローカル及びメトロポリタンエリアネットワーク−パート16:固定ブロードバンド無線アクセスシステムのための無線インターフェース)2004年10月1日)に規定された規格、例えば、本明細書では、"IEEE802.16−2009"又は"WiMAX"規格とも称される、規格IEEE802.162004/Corl−2005又はIEEE規格802.16−2009を使用してもよい。また、IEEE802.15.1(登録商標)規格("IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirements.Part 15.1(ローカル及びメトロポリタンエリアネットワークのためのIEEE規格−仕様要求15.1)に規定される規格を使用してもよく、この点に関して本発明は限定されず、その他の規格を使用してもよい。幾つかの実施形態において、無線ネットワーク100の属性、互換性及び/又は機能、及び、構成要素は、例えば、IEEE802.16規格(例えば、WiMAX(worldwide interoperability for microwave access)と称される規格)に従って規定される。これに替えて又は加えて、無線ネットワーク100は、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)、第4世代(4G)、ロングタームエボリューション(LTE)セルラーネットワーク、又は、WWANのためのあらゆるプロトコルに準拠したデバイス及び/又はプロトコルを使用してもよい。
本発明の実施形態は、モバイルWiMAXシステムの次世代(例えば、IEEE802.16m規格に基づくシステム)が、例えば、ボイスオーバーインターネットプロトコル(VoIP)、無線インターフェースを介したインタラクティブゲーム、大型セルのサイズ又は低周波数帯域への配置、及び/又は、"マルチホップ"中継動作等の実質的に移動性が高くレイテンシの低いアプリケーションを効率的にサポートすることを可能にする。
ある実施形態では、基地局120は、移動局110、112、114及び/又は116間、及び、移動局110、112、114及び/又は116と基地局120との間の無線通信を管理及び制御してもよい。そして、移動局110、112、114及び116は、プライベート又は公衆ローカルエリアネットワーク(LAN)を介して、無線ネットワーク100へ他のデバイス(図示せず)を接続する様々な接続サービスを提供してもよいが、実施形態はこの点に関して限定されない。
図2には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークで使用される装置130が概略的に示されている。例えば、装置130は、無線ネットワーク(例えば、図1に示された無線ネットワーク100)他のプラットフォーム、端末、デバイス又はノードと通信を行うための局、プラットフォーム、端末、デバイス又はノード(例えば、図1に示した、移動局110、112、114及び/又は116及び基地局120のうちの1つ)であってもよい。装置130は、コントローラ又はロジックを含む処理回路150(例えば、ハードの回路、プロセッサ、ソフトウェア及びこれらの組み合わせ)を含んでもよい。ある実施形態では、装置130は、無線周波数(RF)インターフェース140及び/又は媒体アクセスコントローラ(MAC)/ベースバンドプロセッサ回路150を含んでもよい。
一実施形態において、RFインターフェース140は、1つのキャリア又はマルチキャリア変調信号(例えば、相補型符号変調(CCK)及び/又は直交周波数分割多重(OFDM)シンボルを含む)を送信及び/又は受信するための構成要素又は構成要素の組み合わせを含んでもよく、本発明の実施形態は、特定の無線インターフェース又は変調方法によって限定されない。RFインターフェース140は、例えば、受信機142、送信機144及び/又は周波数シンセサイザ146を含んでもよい。インターフェース140は、バイアス制御回路、水晶発振器、及び/又は、1以上のアンテナ148、149を含んでもよい。別の実施形態では、RFインターフェース140は、外付けの電圧制御発振器(VCO)、弾性表面波フィルタ、中間周波数(IF)フィルタ及び/又はRFフィルタを必要に応じて使用してもよい。様々なRFインターフェース設計が考えうることから、これについての説明は省略する。
RFインターフェース140と情報をやりとりして受信及び/又は送信信号を処理する処理回路150は、例えば、受信した信号をダウンコンバートするアナログ/デジタル変換器152、送信する信号をアップコンバートするデジタル/アナログ変換器154を含んでもよい。例えば、処理回路150は、受信/送信信号を処理するPHYリンク層のためのベースバンド又は物理層(PHY)処理回路156を含んでもよい。処理回路150は、例えば、媒体アクセス制御(MAC)/データリンク層処理のための処理回路159を含んでもよい。処理回路150は、例えば、インターフェース155を介して、処理回路159及び/又は基地局管理エンティティ160と通信を行うためのメモリコントローラ158を含んでもよい。
本発明のある実施形態では、PHY処理回路156は、フレーム構築及び/又は検出モジュールを含んでもよく、バッファメモリ、のような更なる回路と組み合わせて、スーパーフレームを構築及び/又は分解してもよい。これに替えて又はこれに加えて、MAC処理回路159は、これらの機能の一部の処理を共有してもよく、又は、PHY処理回路156とは独立してこれらの処理を実行してもよい。ある実施形態では、MAC及びPHY処理は、必要であれば、1つの回路に統合してもよい。
装置130は、例えば、本発明の方法、以下に説明するプロトコル及び/又はアーキテクチャを実装するのに好適な基地局、アドバンスト基地局、アクセスポイント、加入者局、プラットフォーム、移動局又はアドバンスト移動局、デバイス、端末、ノード、ハイブリッドコーディネータ、無線ルータ、コンピュータ装置又はその他のデバイスのNIC及び/又はネットワークアダプタ等であってもよい。したがって、本明細書に記載される装置130の機能及び/又は特定の設定は、装置130の様々な実施形態において必要に応じて好適に、備えられる又は省略される。ある実施形態では、装置130は、WLAN及び/又はブロードバンド無線ネットワークのIEEE802.11、802.15及び/又は802.16規格に準拠するように構成されてもよく、実施形態はこの点に関して限定されない。
装置130の実施形態は、単入力単出力(SISO)アーキテクチャを使用して実装されてもよい。図2に示すように、ある実装形態では、送信及び/又は受信のために複数のアンテナ(例えば、アンテナ148及び149)を含んでもよく、ビーム形成又は空間分割多重アクセス(SDMA)及び/又は複数入力複数出力(MIMO)通信技術を使用してもよい。
局130の構成要素及び特徴は、個別の回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、ロジックゲート及び/又は1つのチップ構造のあらゆる組み合わせを使用して実装されてもよい。さらに、装置130の特徴は、マイクロコントローラ、プログラム可能ロジックアレイ及び/又はマイクロプロセッサ、又は、必要に応じて好適に、上記の組み合わせを使用して実装されてもよい。ハードウェア、ファームウェア及び/又はソフトウェア構成要素は、本明細書中では、集合的に又は個別に"ロジック"又は"回路"と称されてもよい。
図2のブロック図に示された装置130の例は、数多くの可能な実装形態のうちの1つを機能的に示したものであることは理解されるべきである。したがって、本発明の実施形態において、添付の図面に示されたブロック機能の分割、省略及び包含関係は、ハードウェア構成要素、回路、ソフトウェア及び/又びこれらの機能を実装するための要素は、必ず分割、省略及び包含されていることを示しているわけではない。
図3には、本発明の一実施形態に係るフレーム300の構造が概略的に示されている。フレーム300(例えば、無線フレーム)は、無線ネットワーク100又は後で図4を参照して説明するマルチレイヤ無線ネットワークにおける送信及び/又は受信された情報の一部である。ある実施形態では、フレーム300は、大きな通信信号又はストリームの周期的に繰り返されるセグメント構造を示していると考えてもよい。ある実施形態では、繰り返されるフレーム300は、例えば、実質的に別々の送信の間に、実質的に異なる情報を含んでもよい。フレーム300は、例えば、IEEE規格802.16−2009又はモバイルWiMAXプロファイルに従って規定されていてもよく、又は、これらに従うブロードバンド無線アクセス技術を含んでもよい。モバイルWiMAXプロファイルに従って、フレーム300の継続期間又は送信時間間隔(TTI)は、例えば、約5msであってもよい。 例えば、IEEE規格802.16−2009仕様書に規定されるように、2、2.5、4、8、10、12及び20msといったその他のフレームサイズ又は無線フレームサイズが使用されてもよい。
ある実施形態では、フレーム300は、例えば、時分割複信(TDD)モード又はスキームに従って送信及び/又は受信されてもよい。本発明の実施形態に従って、その他の時間及び/又は周波数スキーム(例えば、周波数分割複信(FDD)モード又はスキーム等)を使用してもよい。
フレーム300は、OFDMシンボル又はその他の多重化シンボルを含んでもよい。フレーム毎のOFDMシンボルの数は、例えば、OFDMヌメロロジー(numerology)の選択に従って決定されてもよい(例えば、サブキャリア、間隔、サイクリックプリフィックス長、サンプリング周波数等)。ある実施形態では、OFDMヌメロロジーは、例えば、帯域及びサンプリング周波数(例えば、又は、モバイルWiMAXプロファイルに従ったオーバーサンプリング係数)に応じて、決定、設定又は取得されてもよい。様々な実施形態において、実質的に異なるOFDMヌメロロジーが使用されてもよく、これにより、フレーム300におけるOFDMシンボルが実質的に異なる数となる。
ある実施形態では、フレーム300は、アイドルシンボル及び/又はアイドルタイムスロットを含んでもよい。一実施形態において、フレーム300は、例えば、TDDデュプレックス(同時送受信)モード又はスキームが使用される場合の予め指定されるダウンリンク(DL)送信306及び予め指定されるアップリンク(UL)送信308の間を切り替えるための1以上のスイッチング期間302及び/又は304を含んでもよい。別の実施形態において、例えば、FDDデュプレックススキームが使用される場合には、DL送信306及びUL送信308は、実質的に同時に又は重複する期間に(例えば、異なる周波数チャネル又はネットワークチャネルで)送信されてもよく、フレーム300は、アイドルシンボル、アイドルタイムスロット、及び/又はスイッチング期間302、304を実質的にほぼ含まない又は全く含まなくてもよい。
ある実施形態では、TT1又はフレーム300の継続時間は、例えば、約5msであってもよい。ラウンドトリップタイム(往復遅延時間:RTT)(例えば、2つの連続した予めスケジュールされた特定の無線ノードへのDL送信306)は、例えば、約10msであってもよい。急速に変化するチャネル状態及び/又は小さな可干渉時間(例えば、車両の速度が、例えば、時速約120km(km/h)を超えるような自動車といった、高速で移動する移動局又はノード)を有する無線ネットワーク(例えば、無線ネットワーク100)は、変化するチャネル状態にある高速移動性をサポートするメカニズムを使用してもよい。本発明の実施形態は、実質的に小さなラウンドトリップタイムを有する無線ネットワーク100をサポートし、例えば、実質的に高速で変化するチャネル状態の移動局110、112、114及び/又は116及び基地局120間でのフィードバックを可能とする。その他の時間間隔を使用してもよい。
現在のIEEE802.16−2009規格の標準フレーム構造では、例えば、将来の無線アクセス技術で使用されるであろう実質的に高速フィードバック及び低いアクセスレイテンシ(例えば、10ms未満)をサポートするのに適さない長いTT1を使用しているといったように、制約が含まれる場合がある。
本発明の実施形態は、例えば、IEEE規格802.16−2009規格のフレーム構造との後方互換性を維持すると同時に、レイテンシが低いオペレーションをサポートするフレーム300構造の変更バージョンを含む又は使用してもよい。フレーム300構造は、例えば、次世代の(例えば、IEEE802.16m規格を含む)モバイルWiMAXシステム及びデバイスにおいて使用されてもよい。ある実施形態では、フレーム300の構造又は部分は、レガシー端末(例えば、モバイルWiMAXプロファイル及びIEEE企画802.16−2009に従って動作する端末)に対してトランスパレントであってもよく、IEEE802.16m規格に基づいて共に動作するBS、移動局及び/又はMSとの間の通信に対してのみ使用されてもよい。
本発明の実施形態によれば、フレーム構造は、同期及びブロードキャストチャネルを含んでもよく、移動局は、アップリンク(UL)及びダウンリンク(DL)割り当てを決定するためにシステム設定情報を取得するべく、共通制御チャネル(例えば、媒体アクセスプロトコル(MAP)フレーム部分)を構文解析又はデコードする必要が生じる場合がある。
図4には、幾つかの実施形態に係るマルチレイヤネットワーク400におけるセルと通信を行う移動局(MS)又はアドバンストMS(AMS)425が概略的に示されている。AMS425に対して、セルの種類の情報を通知又は提供するべく、1以上のパラメータその他のしるしを提供することは有用である。これらのパラメータ又はその他のしるしを使用することなく、複数の基地局が同じ層に位置しているとして扱ってもよく、この場合、アクセス及びハンドオーバーの決定は、無線チャネル状態に基づいて行われる。AMS425のような移動局に、マルチレイヤネットワーク400内の基地局の種類に関する情報を、ブロードキャストチャネル又はメッセージを介して、及び、各マルチレイヤネットワーク400におけるセル間のアクセス及びハンドオーバーを試みるのにAMS425が適用するプロセス及び方法を使用して提供するメカニズムにより、AMS425にセル種類情報を提供することができる。
マルチレイヤネットワーク400におけるネットワークアクセス及びハンドオーバーの決定は、利用可能な基地局の種類に関する情報に少なくとも一部基づいてもよく、利用可能な基地局の種類に関する情報は、セル間のアクセス又はハンドオーバーを試みる時にAMS425が適用するプロセス又は関連するプロトコル、並びに、ブロードキャストチャネル又はメッセージを使用して提供される。図4に示す実施形態では、マルチレイヤネットワーク400は、それぞれがマクロセル410を配置している1以上のマクロアドバンスト基地局(ABS)405を含み、各マクロABS405は、1キャリアに対応している。キャリアの各々は、指定種類によって分類されてもよく、ABS405の種類は、セルのサイズ、アクセスの種類及びネットワーク同期状態といった、パラメータ的識別子に従って分類されてもよい。
マクロABS405は、サービスプロバイダによって配備される公衆基地局であってもよく、マクロセル410において、IEEE802.16mに記載されるアドバンスト無線インターフェースプロトコルをサポートするサービスプロバイダのバックホール上で動作してもよい。マクロセル410は、その全体又は一部が、1以上の別のマクロセル410、及び、マルチレイヤネットワーク400における非マクロセル420を配備する非マクロABS415とオーバーラップしていてもよい。非マクロABS415の各々は、ライセンスされた周波数帯域における、マクロABS405と比較して相対的に低送信電力で動作するピコ又はフェムトABSであってもよく、マクロABS405と同じ又は異なる周波数を使用してもよい。この実施形態において、マクロABS405及び非マクロABS415の各々は、隣接する基地局であってもよく、この点に関して実施形態は限定されない。マクロセル410の外側の基地局を含む更なる基地局(図示せず)が、隣接基地局であってもよい。
マクロABS405が1以上の有線又は無線接続を使用する場合に、非マクロABS415は、同じサービスプロバイダネットワークに接続されてもよい。マルチレイヤ無線ネットワーク400におけるその他の種類のセルとしては、マイクロセル、又は、プライマリプリアンブルに示されるように、ダウンリンク(DL)のみのキャリアをサポートする部分的に構成されたキャリアを含んでもよい。また、1以上の中継局(図示せず)又はアドバンスト無線インターフェースプロトコルをサポートするアドバンスト中継局(ARS)も、マルチレイヤネットワーク400に位置していてもよい。ARSは、マクロABS405又は非マクロABS415のようなサービング基地局、及び/又は、その他の中継局、及び/又は、移動局からの信号を、受信及びこれらの局へと送信して、セル通信可能エリアの境界又は縁の付近の領域に位置する移動局の通信品質を改善する。セル内の位置に応じて、所与のAMS425は、サービスを提供する基地局又は中継局の1以上と関連付けられてもよい。
非マクロABS415は、CSG(Closed Subscriber Group)又はOSG(Open Subscriber Group)内のユーザーにサービスを提供するように構成されたフェムトABSであってもよく、この点に関して実施形態は限定されない。一実施形態において、CSGは、非マクロABS415のオーナー又はネットワークサービスプロバイダによって、認証された複数の加入者のセットである。非マクロABS415の各々は、CSGにサービスを提供するフェムトABSであってもよく、この場合、ABS415の各々は、CSGクローズドフェムトABS、又は、CSGオープンフェムトABSである。CSGクローズドフェムトABSの各々は、規則に規定される緊急時のサービスにアクセスが必要なAMS425のような移動局を除いて、CSG内のAMS425にのみアクセス可能なプライベートABSであってもよい。CSGオープンフェムトABSは、CSGオープンフェムトABSのCSGに属するAMS425に主にアクセス可能な準プライベートのABSであってもよい。CSG外のその他のAMS425は、CSGオープンフェムトABSにアクセスしてもよいが、サービスが提供される優先順位は低い。OSGにサービスを提供する非マクロABS415は、あらゆるAMS425にアクセス可能な公衆非マクロABS415である。
WiMAX及びその他のブロードバンドアクセスシステムのようなアクセスシステムは、マルチレイヤネットワーク400における各層にAMS425がアクセスするマルチレイヤネットワーク400をサポートすることを期待されてもよく、マクロセル410及び非マクロセル420は、無線チャネル状態及びトラフィック負荷又はトラフィックの種類だけでなく、ロジック的に規定される設定及び制限の一部に基づいて最適化されるべきである。無線インターフェースプロトコルは、AMS425のスキャン、セル選択及び再選択、ネットワークエントリ、再エントリ及び非マクロABS415へのハンドオーバーのためのアクセスに対する必要性を制限し、例えば、AMS425が、フェムトABSのCSGの一部であると指定されている場合には、フェムトABSは制限されたアクセスを有する。また、無線インターフェースプロトコルは、AMS425のハンドオーバー及び省電力オペレーションの間、フェムトABSへの優先アクセスをサポートする。マクロABS405及び非マクロABS415へのアクセス及びハンドオーバーは、AMS425の移動速度に基づいて、決定及び/又は最適化されてもよい。
一実施形態において、高速AMS425は、マクロセル410にアクセス又はハンドオーバーしてもよく、低速AMS425は、非マクロセル420へのアクセスを選択してもよい。セルへのアクセスは、1以上のPHY識別子及び/又はMAC識別子を使用して、セルの種類を示す柔軟で拡張可能な型の識別子に基づいてもよい。例えば、PHY識別子は、基地局の各種類に対するPHYプリアンブルコードの指定によって規定されてもよい。MAC識別子は、MACメッセージに含まれていてもよい。一実施形態において、MAC層159の特定は、マクロABS405又は非マクロABS415のようなサービング基地局のブロードキャスト制御チャネルにおけるセル種類パラメータを取り込むことによって実行される。また、近隣通知(neighbor advertisement)メッセージ(MOB_NBR−ADVメッセージ)に、近隣基地局のセルの種類を組み込むことによって、MAC層159の識別を可能としてもよい。更なるオーバーヘッド削減のために、近隣基地局の種類が、サービング基地局とは異なっている場合にのみ、近隣基地局のセル種類を示すパラメータが送信されるようにしてもよい。
図2を参照して先に説明したPHY層156は、プライマリアドバンスト・プリアンブル(PA−プリアンブル)及びセカンダリアドバンスト・プリアンブル(SA−プリアンブル)の2種類のアドバンストプリアンブルを使用する。スーパーフレームには、1つのPA−プリアンブルシンボルと3つのSAプリアンブルシンボルが存在する。一実施形態において、非マクロABS415又はフェムトABSは、プリアンブルコード空間のSAプリアンブルパーティションに特定されてもよい。マクロABS405及び/又は非マクロABS415の種類の特定は、プリアンブルシーケンスを複数のグループに分割することによって達成されてもよく、1つのグループが1つの基地局種類に対応する。グループ又はプリアンブルパーティションは、プロビジョニング時に、AMS425に予め規定される及び/又はプログラムされてもよい。これに替えて又はこれと組み合わせて、パーティショニングは、ブロードキャスト制御チャネル又はスーパーフレームヘッダ(SFH)において信号で通知することによって、柔軟に規定されてもよい。フィードバックチャネル(BCH)は、プライマリプリアンブル又はセカンダリプリアンブルのプリアンブルシーケンスが、サービングセル種類以外のセルの種類を含む利用可能なセルの種類に対してどのようにパーティショニングされるかについての情報を含んでもよい。パーティションは、ネットワーク全体に渡って規定されてもよく、第1に選択されたキャリアからのBCHを読むAMS425が、第1に選択されたキャリアがアクセス可能か又はアクセス実行可能かを判断することができる。AMS425は、替わりのキャリアの探索においてAMS425が位置するプリアンブルの1以上のサブセットを決定してもよい。
一実施形態において、SAプリアンブルにおいて3つのキャリアセットが利用可能な場合、3×256個の利用可能なシーケンスとなる。この実施形態において、シーケンスは最初に、SFHにおける短い情報要素によって、マクロABS405又は非マクロABS415として、2種類の基地局にパーティションされる。基地局をマクロABS405又は非マクロABS415の何れかとして分類するべく、ハードパーティションを使用してパーティショニングが実行されてもよい。SFHにおける更なるビットを使用して、様々な種類の非マクロセル420を更に階層化するべく、非マクロセル420に対する柔軟な又はソフトなパーティショニングを規定してもよい。例えば、非マクロABS415は、パブリックフェムトOSGセル又はCSGにサービスを提供するフェムトABSにパーティショニングされてもよく、この場合、ABS各々は、CSGクローズドフェムトABS及び/又はCSGオープンフェムトABSである。
SFHにエンコードする2つ以上の方法を使用して、フェムトセルを特定してもよい。第1の例として、[プライベート、準プライベート、公衆]の3つの組のインデックスを、[CSGクローズド、CSGオープン、OSG]フェムトセルとそれぞれ関連付けてもよい。この例では、インデックスのビット[0,0,1]は、マルチレイヤネットワーク400内に利用可能なプライベートセルが存在しないことを示す。パーティショニングは、マクロセル410及び非マクロセル420の全ての種類について、初期設定として確立されていてもよい。さらに、2種類以上のセルが存在する場合にはそのことを示すべくフラグを設定してもよい。この例では、フラグが1に設定されると、SFHは、不均一なパーティショニングについての情報を含む。情報は、[p1,p2]として符号化されてもよいが、実施形態はこの点に関して限定されない。
SFHにおけるフェムトセルを特定するのにエンコーディングが使用される実施形態では、[プライベート、準プライベート、公衆]で表される3つの組のインデックスに、2つのビット(又は2つの項)が使用され、[(a1,a2)、(b1,b2)、(c1,c2)]と表され、各2つの項は、対応するフェムトセルの種類の重み付け係数を表す。一実施形態では、プライベートセル型に対して確保されるプリアンブルコードの数は、次の式及び表に示すように計算される。
第4の例では、SFHにおけるビットマップに1を設定して示し、各セル種類に対して等しい数のシーケンスが割り当てられてもよい。
マクロABS405及び非マクロABS415のような基地局が、マルチレイヤネットワーク400と同期しているかを示す、割り当てビットのようなメカニズムを使用して、マクロセル410及び非マクロセル420といったセルの種類が特定されてもよい。例えば、AMS425が、非マクロセル420のフェムトABSと関連付けられており、フェムトABSがマルチレイヤネットワーク400と同期していない場合には、AMS425は、マルチレイヤネットワーク400内で基地局を探索又はスキャンする場合に、広い検索窓を適用してもよい。
基地局がマルチレイヤネットワーク400と同期しているかを示すメカニズムは、PHY156層及び/又はMAC159層において適用されてもよい。例えば、非マクロセル420の各種類に対するプリアンブルインデックスは、同期された又は同期されていないOSGフェムトABS、CSGクローズドフェムトABS、又は、CSGオープンフェムトABSのように、非マクロセル種類及び同期状態の関数としてパーティショニングされてもよい。一実施形態では、AMS425は、基地局がマルチレイヤネットワーク400と同期されていないと判断した場合には、1以上のマクロABS405及び/又は非マクロABS415から受信される対応するプリアンブルのスキャンのための探索窓を拡張してもよい。
IEEE802.16規格では、DCDメッセージとも称される、近隣通知メッセージ(MOB_NBR−ADVメッセージ)に対して、"セル種類"という必要に応じて使用されるパラメータが規定されている。このパラメータは、セルへの優先アクセス及び/又は制限されたアクセスをイネーブルするのに使用されてもよい。本明細書に記載された例で説明されたPHY識別子は、AMS425が、基地局をスキップし、別の基地局を探すべきかについて、AMS425に迅速に示すことができる。これにより、AMS425は、マルチレイヤネットワーク400におけるスキャン及びセル選択を素早く実行することができる。加えて、ハード及び/又はソフトパーティショニングにより、基地局種類の特定に必要なプリアンブルコードの柔軟性及び有用性を最大にすることができる。
マルチレイヤネットワーク400へのエントリは、RFキャリアをスキャンし、マクロセル410又は非マクロセル420の何れかのセル選択を実行することを含んでもよい。AMS425は、AMS425に準備され利用可能である場合には、各周波数スペクトルに対する望ましいチャネルのリストに従って、スキャンを行ってもよい。一実施形態では、各RFチャネル内において、AMS425は、PAプリアンブル、SAプリアンブルのようなプリアンブルをスキャンし、スリープ制御ヘッダ(SCH)、物理的ブロードキャストチャネル(PBCH)、又は、AMS425が利用可能なその他の同様なブロードキャスト情報におけるパラメータを使用して、基地局の種類を確認する。優先アクセス及び制限アクセスに関する予め規定された規則を使用して、1以上のセルの選択がパーティショニングされてもよい。
優先アクセスの場合、AMS425が任意のフェムトセルのCSGに属しているときには、AMS425は、優先アクセス及び制限アクセスについてAMS425に準備されている周波数、プリアンブルシーケンス及び基地局ID(BSID)と関連する優先基地局を最初にスキャンする。AMS425が、隣接マクロセル410又はOSGフェムトアドバンスト基地局(ABS)のような非マクロセル420によるサービス提供を受けられない場合には、AMS425は、基地局とのネットワークエントリを継続する。AMS425は、通信可能範囲及びサービス要件に従ってAMS425がメンバーとなっているCSGフェムトセルへのサービスを提供している非マクロABS415のうちの1つにアクセスする。AMS425は、CSGクローズドフェムトのような、AMS425のプライベートネットワークにおいて非マクロABS415を発見できなかった場合にのみ、別の基地局を選択する。例えば、ホームフェムトセル基地局のCSGに属するAMS425は、別の基地局を探す前に、ホームフェムトセル基地局で使用されている周波数及びプリアンブルを見つける。
この実施形態では、プライベートBS又はCSGクローズドフェムトセルABSのCSGの一部でないAMS425は、そのプライベートBSにアクセス又はハンドオーバーを試みない。また、この実施形態では、利用可能なその他の基地局が他に存在しない又はAMS425が規則条件に従って緊急サービスにアクセスする必要があるといった事情でない限り、このAMS425は、準プライベートBS又はCSGオープンフェムトセルABSにアクセスすることを避ける。
マクロABS405及び/又はフェムトABSのような非マクロABS415等の基地局は、近隣基地局についてのシステム情報を、近隣通知メッセージを使用して周期的にブロードキャストしてもよい。一実施形態において、通知メッセージは、MOB NBR−ADV又はDCDメッセージである。別の実施形態では、通知メッセージは、拡張又はE−NBR−ADVメッセージである。基地局によってブロードキャストされる通知メッセージは、マクロABS405及び非マクロABS415のような近隣基地局の種類及びパラメータに関する情報を含み、また、近隣CSGオープンフェムトABS及びオープン加入者基地局についての情報も含む。別の実施形態では、1以上の近隣基地局の基地局種類情報が省略されている通知メッセージは、これら1以上の近隣基地局が、サービング基地局として同じ種類であることを意味する。
マクロABS405又はフェムトABSを含む非マクロABS415のようなパブリック又はオープン加入者グループ基地局と関連付けられているAMS425は、ユニキャスト通知によって、アクセス可能な近隣フェムトABSのリストを受信してもよい。アクセス可能フェムトABSリストには、AMS425が属するクローズド加入者グループにサービスを提供するCSGクローズドフェムトABS、及び、CSGオープンフェムトABSが含まれる。別の実施形態では、サービングフェムトABSは、AMS425に、AMS425にアクセス可能なCSGクローズドフェムトABSをスキャンするように命令してもよい。
AMS425が、制限ハンドオーバーに従い、AMS425がCSGクローズドフェムトのメンバーでない場合、AMS425は、CSGクローズドフェムトをスキャンせず、OSGフェムトABSとして構成されているマクロABS405又は非マクロABS415のような公衆基地局のみをスキャンする。AMS425が好適な公衆基地局を見つけることができない場合には、AMS425は、CSGオープンフェムトABSとして構成されている非マクロABS415をスキャンすることもできる。AMS425がCSGクローズドフェムトのメンバーである場合には、AMS425は、CSGクローズドフェムトのようなプライベート基地局への、接続モードでのハンドオーバー、又は、アイドルモードでのネットワーク再エントリのみを試みる。
AMS425が、1以上のCSGクローズドフェムト及びCSGオープンフェムトを含む非マクロABS415のメンバーであるように、AMS425が、優先ハンドオーバーに従う実施形態では、非マクロABSが近隣通知メッセージに存在する場合には、AMS425は、AMS425がメンバーになっている非マクロABSをスキャンする。そして、AMS425が好適なCSGクローズドフェムト又はCSGオープンフェムトを見つけられない場合には、AMS425は、マクロABS405のような公衆基地局又はOSGフェムトをスキャンすることができる。ABSが利用可能又はサービス提供可能である場合には、AMS425は、CSGクローズドフェムト又はCSGオープンフェムトに対して、優先ハンドオーバーを要求することができる、又は、ネットワーク再エントリを試みることができる。AMS425は、必要であれば、公衆基地局を介してネットワークに再エントリするべく、ハンドオーバーを要求してもよい。一実施形態において、CSGクローズドフェムトのようなプライベート基地局によってサービス提供を受けるAMS425は、AMS425のプライベート基地局からの通信可能エリア外に存在していない限り、AMS425のプライベートネットワークの外側の基地局にハンドオーバーを要求しない。
AMS425がCSGクローズドフェムトネットワークに追加されるAMS425のプロビジョニングの際に、AMSのプライベート基地局ネットワーク及びマクロABS405のようなあらゆる対応する近接公衆基地局の基地局ID(BSID)のリストが、CSGクローズドフェムトABSにおけるプライベートネットワーク及び/又はAMS425内に格納及び更新されてもよい。一実施形態において、CSGクローズドフェムトABSのうちの1つに隣接するマクロセル410のうちの1つにAMS425が存在する場合には、CSGクローズドフェムトABSが、マクロABS405の近隣通知メッセージのリストに載っていなくても、AMS425は、近隣CSG非マクロABS415のスキャンをトリガして、測定結果をサービングマクロABS405に報告してもよい。CSGネットワークのメンバーであるAMS425が、近くのマクロABS405における接続モードである場合、マクロABS405は、AMS425にアクセス可能なCSGクローズドフェムトABSをスキャンするようにAMS425に命令してもよい。
図5は、幾つかの実施形態に係るネットワークエントリ及びセル選択のフローチャートである。要素500において、AMS425のような装置130は、1以上のマクロセル410及び/又は非マクロセル420を備えるマルチレイヤネットワーク400内で電源が投入される。要素510において、AMS425は、マルチレイヤネットワーク400内に1以上のマクロセル410及び/又は非マクロセル420を特定し、AMS425が、CSGクローズドフェムトのようなプライベート基地局におけるクローズド加入者グループ(CSG)のメンバーであるか否かを判断する。AMS425が、CSGのメンバーである場合、要素520において、AMS425は、優先プライベート基地局に対する利用可能なRFキャリア及びプリアンブルをスキャンする。要素530において、AMS425は、AMS425が優先プライベート基地局に到達するかを判断する。AMS425が優先プライベート基地局に到達できた場合には、要素540において、AMS425は、オペレータの優先チャネルリストに従って、その他のRFキャリア及びプリアンブルをスキャンする。一実施形態において、優先チャネルリストは、製造者によってAMS540に用意されていてもよく、或いは、ネットワークプロバイダによって後で用意されてもよい。
AMS425が、CSGのメンバーでない場合、要素550において、AMS425に優先チャネルリストが準備されていれば、オペレータの優先チャネルリストに従って、AMS425は、1以上のターゲット基地局に対するRFキャリアをスキャンする。要素560において、AMS425は、1以上のターゲット基地局が、CSGクローズドフェムトのようなプライベート基地局、CSGオープンフェムトのような準プライベート基地局であるのか、又は、OSGフェムトのようなその他の基地局種類が利用可能なのかを判断する。要素560において、AMS425は、プリアンブルシーケンス、フィードバックチャネル(BCH)における基地局種類、近隣通知メッセージ(MOB_NBR−ADVメッセージ)又はDCDメッセージを使用して、AMS425がアイドルモードの時に、レガシーシステムと同様に、基地局の種類を判断してもよい。要素570AMSにおいて、AMS425は、最終セル選択を実行して、マルチレイヤネットワーク400へのネットワークエントリを実行する。
図6は、ある実施形態に係るセル選択及びネットワークエントリの別のフローチャートである。要素600において、AMS425は接続状態又はアイドルモードであり、要素610において、AMS425に用意されていても近隣通知メッセージから取得されてもよい近隣リストにおいて、利用可能な基地局を優先順位及び基地局種類に従ってスキャンし、スキャンリポートを生成する。要素620において、AMS425は、スキャンリポートを基地局に送信すると共に、AMS425がCSGのメンバーである優先基地局及び/又はプライベート基地局をトリガする。要素630において、AMS425は、優先及び/又はプライベート基地局の何れかがAMS425に到達可能又は利用可能であるかを判断する。優先基地局及び/又はプライベート基地局が到達可能又は利用可能である場合、要素640において、ハンドオーバー指示が、チャネルパラメータ又は負荷状態の少なくとも1つに基づいて、1以上の優先基地局及び/又はプライベート基地局に送信される。優先及び/又はプライベート基地局が到達不可能又は利用不可能である場合には、要素650において、チャネルパラメータ及び負荷状態の少なくとも1つに基づいて、ハンドオーバー指示が送信される。
本明細書で説明されたオペレーションは、多くの場合、適切なファームウェアの実行、又は、適用可能な有形媒体上のコード媒体として実体化されるソフトウェアを介して、提供されてもよい。したがって、発明の実施形態は、処理コアのある形態で実行される、又は、機械可読媒体内に実装される又は実現される命令セットを含んでもよい。機械可読媒体としては、機械(例えば、コンピューター)が読み出し可能な形態で情報を格納又は送信するためのあらゆる機構を含む。そのような機械可読媒体としては、これらに限定されないが、例えば、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気ディスク記憶媒体、光学式記憶媒体、フラッシュメモリ装置等の製造物品を含むことができる。また、機械可読媒体として、電気的、光学的、音波的、又は、他の形態の伝播信号(例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等)が含まれてもよい。
Claims (20)
- マルチレイヤネットワークにアクセスする方法であって、
前記マルチレイヤネットワークにおける第1アドバンスト基地局(ABS)と、アドバンスト移動局(AMS)とを関連付ける段階と、
優先順位及びABSの種類に従って複数のABSがリスト化されている近隣通知メッセージを受信する段階と、
近隣通知メッセージを受信する段階と、
前記近隣通知メッセージにおいて前記AMSに関連付けられているABSを特定する段階と、
前記近隣通知メッセージから、非マクロABSを見つける段階と、
前記非マクロABSが、クローズド加入者グループ(CSG)クローズドフェムトかCSGオープンフェムトかを特定する段階と、
チャネルパラメータ及び負荷状態のうちの少なくとも1つに基づいて、前記第1ABSから前記非マクロABSへのハンドオーバーを実行する段階と
を備え、
前記AMSは、前記AMSと関連付けられるABSのCSGのメンバーである、方法。 - 前記ABSの種類は、セルのサイズ、アクセス種類及びネットワーク同期状態のうちの少なくとも1つによって判断される請求項1に記載の方法。
- 前記近隣通知メッセージは、MOB_NBR−ADVメッセージである請求項1に記載の方法。
- 前記近隣通知メッセージは、近隣基地局のセルの種類を含む請求項3に記載の方法。
- 前記第1ABSは、アドバンスト無線インターフェースプロトコルをサポートする公衆基地局である請求項1に記載の方法。
- プリアンブルシーケンスを使用して、前記ABSの種類を特定する段階を更に備える請求項1に記載の方法。
- マルチレイヤネットワークにアクセスする方法であって、
前記マルチレイヤネットワークにおけるアドバンスト移動局(AMS)を初期化する段階と、
前記AMSがクローズド加入者グループ(CSG)のメンバーであるかを判断する段階と、
CSGクローズドフェムトセルにサービスを提供するCSGクローズドフェムトアドバンスト基地局(ABS)を見つけるべく、第1無線周波数(RF)キャリア及び第1RFキャリアプリアンブルをスキャンする段階と、
前記CSGクローズドフェムトABSを見つける段階と、
前記CSGクローズドフェムトABSが、前記AMSにサービスを提供するかを判断する段階と、
複数の更なるCSGクローズドフェムトセルにサービスを提供する前記AMSと関連付けられた1以上の更なるCSGクローズドフェムトABSを特定する前記AMSに対する優先チャネルリストを見つける段階と、
前記優先チャネルリスト上で、第2RFキャリアを特定する段階と、
前記CSGクローズドフェムトセル、又は、前記複数の更なるCSGクローズドフェムトセルのうちの少なくとも1つを介して、前記マルチレイヤネットワークにアクセスする段階と
を備える方法。 - 前記優先チャネルリストは、前記AMSに用意される請求項7に記載の方法。
- 前記AMSは、優先ハンドオーバーに従い、
前記AMSは、前記複数の更なるCSGクローズドフェムトABSのうちの少なくとも1つのメンバーである請求項7に記載の方法。 - 前記優先チャネルリストは、近隣通知メッセージから取得される請求項7に記載の方法。
- 公衆基地局をスキャンする段階を更に備える請求項7に記載の方法。
- アドバンスト移動局(AMS)を使用してマルチレイヤネットワークにアクセスする方法であって、
プライマリアドバンストプリアンブル(PAプリアンブル)及びセカンダリアドバンストプリアンブル(SAプリアンブル)を含むスーパーフレームを基地局から受信する段階と、
前記基地局がマクロABSか非マクロABSかを示す前記SAプリアンブルにおけるハードパーティションを特定するべく、前記スーパーフレームの前記SAプリアンブルを読み出す段階と、
前記SAプリアンブルが、非マクロアドバンスト基地局(ABS)からのものであると判断する段階と、
パーティションによって前記非マクロABSをクローズド加入者グループ(CSG)フェムトABSとして特定するスーパーフレームヘッダ(SFH)を見つけるべく、前記スーパーフレームを読み出す段階と、
前記AMSが、前記CSGフェムトABSのメンバーであるかを判断する段階と、
前記AMSが前記CSGフェムトABSのメンバーである場合には、前記CSGフェムトABSと関連付ける段階と、
前記AMSが前記CSGフェムトABSのメンバーでない場合には、別のABSと関連付ける段階と
を備える方法。 - ブロードキャストを介して、フェムトABSから近隣通知メッセージを受信する段階を更に備える請求項12に記載の方法。
- 前記近隣通知メッセージは、近隣マクロABSをリストに載せる請求項13に記載の方法。
- ユニキャストメッセージを介して、アクセス可能近隣フェムトABSのリストを受信する請求項12に記載の方法。
- 前記リストは、CSGクローズドフェムトABS及びCSGオープンフェムトABSを含む請求項15に記載の方法。
- 前記フェムトABSは、前記AMSにアクセス可能なCSGクローズドフェムトABSをスキャンするように前記AMSに命令する請求項13に記載の方法。
- コンピューティングプラットフォームに、
第1アドバンスト基地局(ABS)と、アドバンスト移動局(AMS)とを関連付ける段階と、
優先順位及びABSの種類に従ってABSがリスト化された近隣通知メッセージを受信する段階と、
前記近隣通知メッセージにおいて前記AMSと関連付けられているABSを特定する段階と、
前記近隣通知メッセージから、非マクロABSを見つける段階と、
前記非マクロABSが、クローズド加入者グループ(CSG)クローズドフェムトかCSGオープンフェムトかを特定する段階と、
チャネルパラメータ及び負荷状態のうちの少なくとも1つに基づいて、前記第1ABSから第2ABSへのハンドオーバーを実行する段階と
を実行させるためのプログラムであって
前記AMSは、前記AMSと関連付けられるABSのCSGのメンバーである、プログラム。 - 前記ABSの種類は、セルのサイズ、アクセス種類及びネットワーク同期状態のうちの少なくとも1つによって判断される請求項18に記載のプログラム。
- 前記第1ABSは、アドバンスト無線インターフェースプロトコルをサポートする公衆基地局である請求項18に記載のプログラム。
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