JP5389941B2 - 睡眠周期同期化を通したフェムト基地局の電力節約方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線接続システムに関するもので、より詳細には、フェムト基地局で電力を節約する方法に関するものである。

以下では、フェムトセル（Ｆｅｍｔｏ Ｃｅｌｌ）について簡略に説明する。

フェムトとは、１０〜１５の非常に小さい単位を示す。このような意味で、フェムトセルとは、超小型／低電力家庭／事務室用屋内基地局を意味する。フェムトセルは、ピコセル（ｐｉｃｏｃｅｌｌ）とも類似する意味で使用されるが、より進化された機能を有する意味で使用されている。フェムトセルは、広帯域ルーターに連結する小型セルラー基地局であって、既存の２Ｇシステムはもちろん、３Ｇシステムの音声及びデータをＤＳＬリンクなどを通して移動通信社のバックボーン網に連結することができる。

以下、このようなフェムトセルの長所について説明する。

最近、フェムトセルが３Ｇ普及を促進させ、屋内カバレッジを広げる起爆剤になり得るという調査報告書が発表されて注目を受けている。２０１１年まで、全世界のフェムトセル端末ユーザーが１億２００万人に増加する見込みで、基地局であるＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）の設置も３，２００万台に達すると予想される。ＡＢＩリサーチのスチュアート・カロウ首席アナリストは、「技術的な面でＷ―ＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡ、ＥＶＤＯなどの技術の屋内カバレッジ強化は、サービス提供において非常に重要な役割をする」とした。また、スチュアート・カロウは、「フェムトセルがＩＰネットワークを介してトラフィックをルーティングすることによって、ネットワーク品質と収容力が非常に強化されると同時に、各移動通信社がバックホール専用回線に投資するＯＰＥＸも減少し、戦略的及び経済的な観点でも大きな利益がある」とした。

フェムトセルは、セルカバレッジを強化することができ、音声サービスの品質を高めることができる。また、各移動通信社は、フェムトセルを通したデータサービスを提供することによって、加入者たちを完全に３Ｇに適応させることができると予想している。前記フェムトセルは、フェムト基地局（ＦＢＳ：Ｆｅｍｔｏ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）又はフェムトＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）と呼ばれる。

整理すると、フェムトセルは次のような長所を有している。

１．セルカバレッジの増加
２．インフラ構築費用の減少
３．新しいサービスの提供
４．ＦＭＣ（Ｆｉｘｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）の加速化

一つ以上のフェムトセルは、特定サービス別又は地域別にグルーピングされ、フェムトセルグループを構成することができる。例えば、特定端末のみに接続が許可されたフェムトセルグループを閉加入者グループ（ＣＳＧ：Ｃｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ、以下、「ＣＳＧ」という。）と称することができる。フェムト基地局（ＦＢＳ）は、端末のＣＳＧ識別子（ＣＳＧ ＩＤ）を確認し、ＣＳＧに加入した端末のみに接続を許可することができる。

図１は、フェムト基地局（ＦＢＳ）を含むネットワーク構造の一例を示す図である。

フェムト基地局は、既存のネットワークに新しく追加される個体である。したがって、フェムト基地局を使用することによって、全体的なネットワーク構造には追加又は変更事項がある。フェムト基地局は、インターネットに直接接続し、基地局としての機能を行うことができる。したがって、フェムト基地局は、一般のマクロ基地局のほぼ全ての機能を行うことができる。また、フェムト基地局は、一般のマクロ基地局からデータを受け、これを端末に中継する役割を行うこともできる。

図１は、既存のネットワーク構造にフェムトネットワークゲートウェイ（ＦＮＧ：Ｆｅｍｔｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ）が追加された形態を示す。ＦＮＧは、接続サービスネットワーク（ＡＳＮ：Ａｃｃｅｓｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ゲートウェイ及び連結サービスネットワーク（ＣＳＮ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と通信を行うことができる。ＦＮＧは、ＡＳＮとの通信のためにＲｘインターフェースを用い、ＣＳＮとの通信のためにＲｙインターフェースを用いることができる。

フェムト基地局は、直接ＴＣＰ／ＩＰインターネット網に接続し、ＦＮＧを通してＣＳＮからサービスを受けることができる。フェムト基地局に接続されている端末は、認証、ＩＭＳ（ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）などの機能のサービスをＦＮＧ又はＣＳＮから受けることができる。

フェムト基地局は、基地局とＲ１インターフェースを介して連結されている。これは、フェムト基地局がマクロ基地局のダウンリンク（ＤＬ：Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ）チャンネルを受信できることを示す。また、フェムト基地局は、マクロ基地局に制御信号を伝送することができる。

一般に使用される広帯域無線接続システムでは、マクロ基地局（Ｍａｃｒｏ ＢＳ）の電力消耗を考慮していなかった。しかし、フェムトセルをサポートする環境では、一つのフェムトセルがサービスをサポートする端末の個数が制限的である（約５個〜６個の端末）。また、場合によっては、フェムトセルが特定時間の間連結を維持する端末がないこともある。

このような状況が繰り返される場合、フェムトセルが特定端末にサービスを提供する必要がないときも持続的にサービスを提供することによって、電力消耗が発生するおそれがある。また、フェムトシステムで近隣のフェムト基地局が同一の周波数帯域を使用する場合、近隣の各フェムト基地局間に干渉が発生するおそれがある。

したがって、このような状況を克服できる方案が必要である。

本発明は、前記のような一般的な技術の問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、フェムトセルをサポートする無線接続システムでフェムトセルの電力消耗を最小化する方案を提供することにある。

本発明の他の目的は、フェムトセルに連結されている端末が存在しないか、フェムトセルに連結されている端末がいずれも遊休モードに遷移する場合、フェムトセルの電力消耗及びマクロセルとの干渉を最小化する方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、フェムトセルが電力節約モード状態である場合、端末が信頼性のある通信を行えるようにすることにある。

本発明の更に他の目的は、所定領域内に存在する全てのフェムトセル又は同種のフェムトセルの電力節約のための動作周期を一致させることによって、端末のフェムト基地局スキャニングを容易に行える方法を提供することにある。

本発明で達成しようとする技術的課題は、以上言及した技術的課題に制限されるものでなく、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。

前記の技術的課題を解決するために、本発明は、フェムト基地局の電力消耗を最小化する多様な方法を開示する。

本発明の一様態として、フェムト基地局で電力を節約する方法は、第１のフェムト基地局が睡眠モード動作を行えるように所定の領域で使用される基準同期情報を獲得する段階と、前記第１のフェムト基地局内に端末が存在しない場合、睡眠モードに遷移する段階と、前記基準同期情報を用いて前記第１のフェムト基地局と前記所定の領域に属する少なくとも一つの第２のフェムト基地局との同期を合わせる段階とを含み、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局は、前記基準同期情報を用いて睡眠モード動作の同期をなすものである。

望ましくは、前記基準同期情報は、睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを含み、前記基準同期情報と同期を合わせて睡眠モードに遷移する段階は、前記睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを満足するように睡眠モードに遷移することである。

望ましくは、前記基準同期情報は、既に設定された開始時点を基準にして所定の聴取区間及び睡眠周期を有するように設定されるものである。

望ましくは、前記基準同期情報は、前記第１のフェムト基地局及び前記少なくとも一つの第２のフェムト基地局のうち、最も先に睡眠モードに遷移したフェムト基地局で設定した聴取区間及び睡眠周期にしたがうものである。

望ましくは、前記睡眠周期は、可能区間と不可区間に区分されるものである。

望ましくは、前記睡眠周期は、前記可能区間及び前記不可区間のうちいずれか一つが先に開始されるものである。

望ましくは、前記同期を合わせる段階は、前記第１のフェムト基地局内に端末が存在しないときから最も先にくる前記基準同期情報の新しい睡眠周期が開始されるフレームから始めて同期を合わせることができる。

望ましくは、前記第１のフェムト基地局は、睡眠モードで前記可能区間のみで同期チャンネル及びスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）のうち少なくとも一つを放送し、前記不可区間では如何なるデータも無線で送受信しないものである。

望ましくは、前記同期チャンネルは、前記第１のフェムト基地局及び前記少なくとも一つの第２のフェムト基地局に同期化されたものである。

望ましくは、端末に睡眠モード情報を伝送する段階をさらに含み、前記睡眠モード情報は、前記基準同期情報による睡眠モードの開始フレーム、睡眠周期及び聴取区間のうち少なくとも一つを含むものである。

望ましくは、前記睡眠モード情報は、スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）、追加的システム情報、レンジング応答（ＲＮＧ―ＲＳＰ）メッセージ、近隣公示（ＮＢＲ―ＡＤＶ）メッセージ及びフェムトセル基地局低負荷モード指示（ＦＣＢ―ＬＤＭ―ＩＮＤ）メッセージのうち少なくとも一つを通して前記端末に伝送されるものである。

ここで、前記近隣公示メッセージ及びフェムトセル基地局低負荷モード指示（ＦＣＢ―ＬＤＭ―ＩＮＤ）メッセージは、前記端末にユニキャスト又はブロードキャストされる。

また、前記所定の領域はマクロセル領域である。

併せて、前記基準同期情報は、前記所定の領域内に位置するフェムトセルの加入者グループのタイプによって二つ以上存在する。

本発明の他の一様態として、端末でフェムト基地局の電力を節約する方法は、所定の領域で使用される基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに進入した第１のフェムト基地局からスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルを受信する段階と、前記スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルのうち少なくとも一つをデコーディングして前記第１のフェムト基地局のセル識別子及びＣＳＧ識別子を検出する段階と、前記第１のフェムト基地局が前記端末が加入したフェムト基地局である場合、前記第１のフェムト基地局に接続を行う段階とを含み、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局は、前記基準同期情報を用いて睡眠モード動作の同期をなすものである。

望ましくは、前記基準同期情報は、睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを含むことができる。

望ましくは、前記第１のフェムト基地局に接続を行う段階は、前記第１のフェムト基地局又はマクロ基地局から睡眠モード情報を受信する段階と、前記受信された睡眠モード情報を用いて前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を把握し、所定のコード又はメッセージを前記第１のフェムト基地局に伝送する段階とを含むことができる。

望ましくは、前記睡眠モード情報は、前記基準同期情報による睡眠モードの開始フレーム、睡眠周期及び聴取区間のうち少なくとも一つを含み、前記所定のコード又はメッセージは、前記睡眠周期で可能区間の既に設定されたアップリンク資源を通して前記第１のフェムト基地局に伝送されるものである。

望ましくは、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局のうちいずれか一つの第２のフェムト基地局に接続を行う場合、前記受信された睡眠モード情報を用いて把握した前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を用いる。

本発明の更に他の事様態として、フェムト基地局で電力を節約する方法は、前記フェムト基地局内で遊休モードに遷移する少なくとも一つの端末のページング情報を獲得する段階と、前記フェムト基地局内で前記少なくとも一つの端末が全て遊休モードに進入すると、前記獲得した少なくとも一つの端末のページング情報を考慮して睡眠モードに遷移する段階を含むことができる。

望ましくは、前記ページング情報は、ページング周期、ページングオフセット及びページング聴取区間情報のうち少なくとも一つを含み、前記ページング周期は、ページング聴取区間及び聴取不可区間で構成され、前記睡眠モードに遷移する段階は、前記フェムト基地局内の前記少なくとも一つの端末が全てページング聴取不可区間である条件をさらに満足するときに行われるものである。

望ましくは、前記フェムト基地局内の前記少なくとも一つの端末のうちいずれか一つでも前記不可区間でないとき、正常モードに遷移する段階をさらに含むことができる。

望ましくは、前記フェムト基地局は、前記フェムト基地局が属する所定の領域内に位置する一つ以上の他のフェムト基地局と基準同期情報を互いに共有し、前記睡眠モードに遷移する段階は、前記共有された基準同期情報に同期を合わせて行われるものである。

本発明の更に他の一様態に係る移動端末機は、プロセッサと、前記プロセッサの制御によって外部との間で無線信号を送受信するための無線通信（ＲＦ）モジュールとを含み、前記プロセッサは、前記無線通信モジュールを制御し、所定の領域で使用される基準同期情報に同期を合わせることによって睡眠モードに進入した第１のフェムト基地局からスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルを受信し、前記スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルのうち少なくとも一つをデコーディングして前記第１のフェムト基地局のセル識別子及びＣＳＧ識別子を検出し、前記第１のフェムト基地局が前記移動端末機が加入したフェムト基地局である場合、前記第１のフェムト基地局に接続を行うように前記無線通信モジュールを制御することができる。

ここで、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局は、前記基準同期情報を用いて睡眠モード動作の同期をなすことが望ましい。

このとき、前記基準同期情報は、睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを含むことができる。

また、前記プロセッサは、前記無線通信モジュールを制御して前記第１のフェムト基地局又はマクロ基地局から睡眠モード情報を受信し、前記受信された睡眠モード情報を用いて前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を把握することによって、所定のコード又はメッセージが前記第１のフェムト基地局に伝送されるように前記無線通信モジュールを制御して前記第１のフェムト基地局に接続を行うことができる。

併せて、前記プロセッサは、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局のうちいずれか一つの第２のフェムト基地局に接続を行う場合、前記受信された睡眠モード情報を用いて把握した前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を用いることができる。
（項目１）
電力を節約する方法であって、
第１のフェムト基地局が睡眠モード動作を行えるように所定の領域で使用される基準同期情報を獲得する段階と、
前記第１のフェムト基地局内に端末が存在しない場合、睡眠モードに遷移する段階と、
前記基準同期情報を用いて前記第１のフェムト基地局と前記所定の領域に属する少なくとも一つの第２のフェムト基地局との同期を合わせる段階と、を含み、
前記所定領域に含まれた各フェムト基地局は、前記基準同期情報を用いて睡眠モード動作の同期をなすことを特徴とする電力節約方法。
（項目２）
前記基準同期情報は、睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを含み、
前記基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに遷移する段階は、前記睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを満足するように睡眠モードに遷移することを特徴とする、項目１に記載の電力節約方法。
（項目３）
前記基準同期情報は、既に設定された開始時点を基準にして所定の聴取区間及び睡眠周期を有するように設定されることを特徴とする、項目２に記載の電力節約方法。
（項目４）
前記基準同期情報は、前記第１のフェムト基地局及び前記少なくとも一つの第２のフェムト基地局のうち最も先に睡眠モードに遷移したフェムト基地局で設定した聴取区間及び睡眠周期にしたがうことを特徴とする、項目２に記載の電力節約方法。
（項目５）
前記睡眠周期は、可能区間と不可区間に区分されることを特徴とする、項目３又は４に記載の電力節約方法。
（項目６）
前記フェムト基地局は、睡眠モードで前記可能区間のみで同期チャンネル及びスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）のうち少なくとも一つを放送し、前記不可区間では如何なるデータも無線で送受信しないことを特徴とする、項目５に記載の電力節約方法。
（項目７）
前記フェムト基地局は、睡眠モードで前記可能区間のみで同期チャンネル及びスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）のうち少なくとも一つを放送し、前記不可区間では如何なるデータも無線で送受信しなく、
前記同期チャンネルは、前記第１のフェムト基地局及び前記少なくとも一つの第２のフェムト基地局に同期化されたことを特徴とする、項目５に記載の電力節約方法。
（項目８）
端末に睡眠モード情報を伝送する段階をさらに含み、
前記睡眠モード情報は、前記基準同期情報による睡眠モードの開始フレーム、睡眠周期及び聴取区間のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、項目５に記載の電力節約方法。
（項目９）
前記睡眠モード情報は、スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）、追加的なシステム情報、レンジング応答（ＲＮＧ―ＲＳＰ）メッセージ及び近隣公示（ＮＢＲ―ＡＤＶ）メッセージのうち少なくとも一つを通して端末に伝送されることを特徴とする、項目８に記載の電力節約方法。
（項目１０）
端末でフェムト基地局の電力を節約する方法であって、
所定の領域で使用される基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに進入した第１のフェムト基地局からスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルを受信する段階と、
前記スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルのうち少なくとも一つをデコーディングして前記第１のフェムト基地局のセル識別子及びＣＳＧ識別子を検出する段階と、
前記第１のフェムト基地局が前記端末が加入したフェムト基地局である場合、前記第１のフェムト基地局に接続を行う段階と、を含み、
前記所定領域に含まれた各フェムト基地局は、前記基準同期情報を用いて睡眠モード動作の同期をなすことを特徴とする電力節約方法。
（項目１１）
前記基準同期情報は、睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを含むことを特徴とする、項目１０に記載の電力節約方法。
（項目１２）
前記第１のフェムト基地局に接続を行う段階は、
前記第１のフェムト基地局又はマクロ基地局から睡眠モード情報を受信する段階と、
前記受信された睡眠モード情報を用いて前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を把握し、所定のコード又はメッセージを前記第１のフェムト基地局に伝送する段階と、を含む、項目１１に記載の電力節約方法。
（項目１３）
前記睡眠モード情報は、前記基準同期情報による睡眠モードの開始フレーム、睡眠周期及び聴取区間のうち少なくとも一つを含み、
前記所定のコード又はメッセージは、前記睡眠周期で可能区間の既に設定されたアップリンク資源を通して前記第１のフェムト基地局に伝送されることを特徴とする、項目１２に記載の電力節約方法。
（項目１４）
前記端末は、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局のうちいずれか一つの第２のフェムト基地局に接続を行う場合、前記受信された睡眠モード情報を用いて把握した前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を用いることを特徴とする、項目１３に記載の電力節約方法。
（項目１５）
移動端末機であって、
プロセッサと、
前記プロセッサの制御によって外部との間で無線信号を送受信するための無線通信（ＲＦ）モジュールと、を含み、
前記プロセッサは、前記無線通信モジュールを制御して所定の領域で使用される基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに進入した第１のフェムト基地局からスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルを受信し、前記スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルのうち少なくとも一つをデコーディングして前記第１のフェムト基地局のセル識別子及びＣＳＧ識別子を検出し、前記第１のフェムト基地局が前記移動端末機が加入したフェムト基地局である場合、前記第１のフェムト基地局に接続を行うように前記無線通信モジュールを制御し、
前記所定領域に含まれた各フェムト基地局は、前記基準同期情報を用いて睡眠モード動作の同期をなす、移動端末機。
（項目１６）
前記基準同期情報は、睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを含むことを特徴とする、項目１５に記載の移動端末機。
（項目１７）
前記プロセッサは、前記無線通信モジュールを制御して前記第１のフェムト基地局又はマクロ基地局から睡眠モード情報を受信し、前記受信された睡眠モード情報を用いて前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を把握し、所定のコード又はメッセージが前記第１のフェムト基地局に伝送されるように前記無線通信モジュールを制御して前記第１のフェムト基地局に接続を行う、項目１６に記載の移動端末機。
（項目１８）
前記睡眠モード情報は、前記基準同期情報による睡眠モードの開始フレーム、睡眠周期及び聴取区間のうち少なくとも一つを含み、
前記所定のコード又はメッセージは、前記睡眠周期で可能区間の既に設定されたアップリンク資源を通して前記第１のフェムト基地局に伝送されることを特徴とする、項目１７に記載の移動端末機。
（項目１９）
前記プロセッサは、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局のうちいずれか一つの第２のフェムト基地局に接続を行う場合、前記受信された睡眠モード情報を用いて把握した前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を用いることを特徴とする、項目１８に記載の移動端末機。

併せて、前記プロセッサは、前記所定領域に含まれた各フェムト基地局のうちいずれか一つの第２のフェムト基地局に接続を行う場合、前記受信された睡眠モード情報を用いて把握した前記第１のフェムト基地局の睡眠モード動作時点を用いることができる。

本発明の各実施例によると、次のような効果がある。

第一に、本発明の各実施例を用いることによって、フェムトセルをサポートする無線接続システムでフェムト基地局の電力消耗及びマクロセルとの干渉を最小化することができる。

第二に、本発明の各実施例を用いることによって、フェムト基地局が電力節約モードで動作するとしても、フェムトセル内の端末が信頼性のある通信を行うことができる。

第三に、本発明の各実施例を用いることによって、端末は、より効率的に所定領域内に存在する全体のフェムト基地局又は同種のフェムト基地局をスキャンすることができる。

本発明で得られる効果は、以上言及した各効果に制限されるものでなく、言及していない他の効果は、下記の記載から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。

フェムト基地局（ＦＢＳ）を含むネットワーク構造の一例を示す図である。 本発明の第１の実施例によるフェムト基地局の電力モードの変化を示す状態図である。 本発明の第１の実施例で提案するフェムト基地局が、電力消耗を減少させ、かつ無線上の干渉を減少させるために周期的に動作するフェムト基地局の睡眠周期を示す図である。 本発明の第１の実施例による基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに遷移するフェムト基地局の動作の一例を示す図である。 本発明の第１の実施例による基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに遷移するフェムト基地局の動作の他の一例を示す図である。 本発明の第１の実施例と関連した端末及びフェムト基地局の動作の一例を示す図である。 本発明の一実施例と関連したフェムト基地局が睡眠モード情報を端末に知らせる方法の一例を示す図である。 本発明の第１の実施例と関連した端末及びフェムト基地局の動作の他の一例を示す図である。 本発明の第２の実施例と関連したフェムト基地局で複数の端末の互いに異なるページング周期が考慮される電力節約方法を示す図である。 本発明の第２の実施例と関連したフェムト基地局で基準同期情報がさらに考慮される電力節約方法を示す図である。 本発明の更に他の実施例として、送信端及び受信端構造の一例を示すブロック図である。

本発明は、無線接続システムに関するものである。以下、本発明の各実施例は、フェムト基地局の電力消耗を最小化できる多様な方法を開示する。

以下の各実施例は、本発明の各構成要素と特徴を所定形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施可能である。また、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の各実施例で説明する各動作の順序は変更可能である。一つの実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれたり、又は、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えられる。

図面を参照した説明では、本発明の要旨を不明確にするおそれがある手順又は段階などは記述しておらず、当業者の水準で理解可能な程度の手順又は段階も記述していない。

本明細書において、本発明の各実施例は、基地局と端末との間のデータ送受信関係を中心に説明した。ここで、基地局は、端末と直接的に通信を行うネットワークの終端ノードとしての意味がある。本文書で基地局によって行われると説明した特定動作は、場合によっては基地局の上位ノードによって行うこともできる。

すなわち、基地局を含む多数のネットワークノードからなるネットワークで端末との通信のために行われる多様な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行うことができる。このとき、「基地局」は、固定局、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、アクセスポイントなどの用語に取り替えることができる。また、「移動端末（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）」は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）又は端末などの用語に取り替えることができる。

また、送信端は、データ又は音声サービスを伝送するノードを意味し、受信端は、データ又は音声サービスを受信するノードを意味する。したがって、アップリンクでは、端末が送信端になり、基地局が受信端になり得る。これと同様に、ダウンリンクでは、端末が受信端になり、基地局が送信端になり得る。

一方、本発明の移動端末としては、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、セルラーフォン、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ）フォン、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）フォン、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＤＭＡ）フォン、ＭＢＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ）フォンなどを用いることができる。

本発明の各実施例は、多様な手段を通して具現することができる。例えば、本発明の各実施例は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。

ハードウェアによる具現の場合、本発明の各実施例に係る方法は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の各実施例に係る方法は、以上説明した機能又は動作を行うモジュール、手順又は関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納されてプロセッサによって駆動される。前記メモリユニットは、前記プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公知の多様な手段によって前記プロセッサとデータを取り交わすことができる。

本発明の各実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥシステム及び３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によってサポートすることができる。すなわち、本発明の各実施例のうち本発明の技術的思想を明確に示すために説明していない段階又は部分は、前記各文書によってサポートすることができる。また、本文書で開示している全ての用語は、前記標準文書によって説明することができる。特に、本発明の各実施例は、ＩＥＥＥ ８０２．１６システムの標準文書であるＰ８０２．１６―２００４、Ｐ８０２．１６ｅ―２００５及びＰ８０２．１６Ｒｅｖ２文書のうち一つ以上によってサポートすることができる。

以下の説明で使用される特定用語は、本発明の理解を促進するために提供されたものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で他の形態に変更可能である。

（第１の実施例）
本発明の第１の実施例は、フェムト基地局で所定領域内の他のフェムト基地局と同期を合わせて睡眠モードに進入し、電力を節約する方法を提供する。

本実施例では、フェムト基地局が伝送する同期チャンネルが自分の属する所定領域内に位置する一つ以上の他のフェムト基地局と同期化されていると仮定する。このとき、フェムト基地局の属する所定領域は、全体のネットワーク、少なくとも一つのマクロ基地局（ＭＢＳ：Ｍａｃｒｏ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のカバレッジ領域、マクロセル又は少なくとも一つのページンググループに該当する領域である。また、本実施例で登場する全てのフェムト基地局は、前記所定領域内に存在すると仮定する。

まず、フェムト基地局は、睡眠モードに遷移するために睡眠モード遷移条件の満足可否を判断することができる。以下、これを図２を参照して説明する。

図２は、本発明の第１の実施例によるフェムト基地局の電力モードの変化を示す状態図である。

図２を参照すると、フェムト基地局は、大きく二つの状態を有することができる。その一つは正常モードで動作することであって、他の一つは睡眠モードで動作することである。睡眠モードは、フェムト基地局がフェムトセル領域で所定区間の間のみ同期情報（例えば、Ｐ―ＳＣＨ、Ｓ―ＳＣＨ）及びスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）のうち少なくとも一つを放送したり、端末のアップリンク伝送可否をモニタリングすることによって、電力消耗を減少させることを意味する。ここで、睡眠モードは、低負荷（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ）モードと称することができる。

フェムト基地局の状態は、特定条件を満足すると、一つの状態から他の状態に遷移するようになる。例えば、フェムト基地局は、所定のカウントを運用できるが、所定のカウントは、フェムト基地局のＣＳＧに加入した端末の個数で決定することができる。すなわち、ＣＳＧに加入した端末の数がｎ個であるとき、カウント値が「ｎ」であることは、ＣＳＧに加入した全ての端末がフェムト基地局のセル領域に入っていることを示す。また、カウンター値が「０」であることは、フェムト基地局のＣＳＧに加入した全ての端末がフェムト基地局のセル領域から逸脱した状態、又は全ての端末が遊休モードや睡眠モードに進入した場合を示す。

すなわち、図２でカウントの値が「０」又は「ｎ」である場合、フェムト基地局は、正常モードから電力節約モード（睡眠モード又はＬｏｗ Ｄｕｔｙ Ｍｏｄｅ）に遷移することができる。したがって、フェムト基地局は、電力節約モードで各端末に伝送する最小限の信号のみを放送し、残りの動作は停止することによって、フェムト基地局での消耗電力を最小化することができる。

ただし、本実施例では、遊休モードに遷移した端末のページング周期が考慮されないので、フェムト基地局が睡眠モードに遷移する特定条件は、フェムト基地局内に端末が存在しない場合になることが望ましい。

次に、上述した睡眠モード遷移条件が満足された場合、フェムト基地局が遷移できる睡眠モード（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｍｏｄｅ）について図３を参照して説明する。

図３は、本発明の第１の実施例で提案するフェムト基地局が、電力消耗を減少させ、無線上の干渉を減少させるために周期的に動作するフェムト基地局の睡眠周期を示す。

図３を参照すると、フェムト基地局の睡眠周期は、可能区間と不可区間で構成することができ、各区間でフェムト基地局が行う役割は次に示す通りである。

まず、可能区間を説明すると、フェムト基地局は、可能区間の間ダウンリンクで同期チャンネル及び／又はスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）を各端末に伝送することができる。また、フェムト基地局は、既に設定されたアップリンク区間の間端末が伝送する接続試み、例えば、レンジングコード伝送の存在有無をモニターすることができる。

次に、不可区間を説明すると、フェムト基地局は、不可区間の間アップリンク及びダウンリンクを遮断し、無線上に何ら情報も送受信しないことがある。これを通して、フェムト基地局は、同一の周波数帯域を使用する近隣のフェムト基地局又はマクロ基地局との干渉を緩和すると同時に、電力消耗も減少させることができる。

フェムト基地局は、このような可能区間と不可区間で構成される睡眠周期で、可能区間が先に開始されるようにしたり、又は、不可区間が先に開始されるようにすることができる。

ところが、フェムト基地局で他のフェムト基地局と同期を合わせて睡眠モードに進入するためには、同期を合わせる基準が要求される。ここで、同期を合わせて睡眠モードに進入することは、所定領域内で睡眠モードに遷移した全てのフェムト基地局が同一の時点に同一の長さの睡眠周期を同時に繰り返すことをいう。すなわち、睡眠モードで動作する任意のフェムト基地局が可能区間に存在する時点には、睡眠モードで動作する所定領域内の他の全てのフェムト基地局も可能区間に存在し、その反対の場合も同一である。

したがって、全てのフェムト基地局が同期を合わせて睡眠モードで動作するための睡眠周期、聴取区間及び絶対的又は相対的な開始フレームを含む基準を提案する。これを、本明細書では「基準同期情報」又は「Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｐａｔｔｅｒｎ」と称する。

基準同期は、全てのフェムト基地局の睡眠モード遷移可否と関係なく所定の時点を基準にして既に設定された可能区間及び不可区間を有する睡眠周期が継続して繰り返されるものである。これは、所定領域を担当するマクロ基地局、ページングコントローラ及びフェムト基地局のうち少なくとも一つによって決定することができる。

また、基準同期情報は、各フェムト基地局のうち最も先に睡眠モードに遷移したフェムト基地局で設定した、可能区間及び不可区間を含む睡眠周期であってもよい。この場合、最初に睡眠モードに遷移したフェムト基地局によって設定された睡眠周期を継続して基準同期情報として維持することもでき、睡眠モードで動作するフェムト基地局が存在しなくなる場合は、初期化されることによって、次に睡眠モードに遷移した任意のフェムト基地局の睡眠周期を新しい基準同期情報として決定することもできる。

上述した方法で決定された基準同期情報は、所定領域を担当するマクロ基地局、少なくとも一つのフェムト基地局及びページングコントローラのうち少なくとも一つによって維持することができ、バックボーン網を介して、又はマクロ基地局で無線で放送される所定のメッセージを通して他のフェムト基地局に共有される。

まず、他のフェムト基地局の睡眠モード遷移可否と関係なく設定される基準睡眠時間に合わせてフェムト基地局が睡眠モードに遷移する場合を、図４を参照して説明する。図４は、本発明の第１の実施例による基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに遷移するフェムト基地局の動作の一例を示している。

図４を参照すると、所定の睡眠周期で繰り返す基準同期情報が他のフェムト基地局の睡眠モード遷移可否と関係なく設定されることが分かる。フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ ＃１）は、このような基準同期情報をマクロ基地局、他のフェムト基地局及びページングコントローラのうち少なくとも一つから獲得することができる（Ｓ４０１）。

その後、フェムト基地局内に端末が存在しなくなる場合、フェムト基地局は、本発明と関連した睡眠モードに進入できる条件を満足することができる（Ｓ４０２）。

フェムト基地局は、端末が存在しなくなったとき、直ちに基準同期情報に合わせて睡眠モードに遷移することもでき、フェムト基地局内に端末が存在しないときから最も先にくる基準同期情報の新しい睡眠周期の開始に同期を合わせて睡眠モードに遷移することもできる（Ｓ４０３）。

前記のような過程を通して睡眠モードに進入したフェムト基地局は、自分のカバレッジ領域に端末が進入して接続を試みるまで、基準同期情報にしたがって可能区間と不可区間を繰り返して睡眠モードを行うことができる。

次に、最初に睡眠モードに遷移したフェムト基地局によって設定された睡眠周期が基準同期情報として設定される場合を、図５を参照して説明する。図５は、本発明の第１の実施例による基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに遷移するフェムト基地局の動作の他の一例を示している。

図５を参照すると、如何なるフェムト基地局も睡眠モードに遷移していない状態であって、既に設定された基準同期情報がない状況を仮定すると、一つのフェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ ＃２）が最初に睡眠モードに進入することができる（Ｓ５０１）。

このとき、最初に睡眠モードに遷移したフェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ ＃２）によって設定された睡眠周期を継続して基準同期情報として設定することができ、他のフェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ ＃１）は基準同期情報に関する情報を獲得することができる（Ｓ５０２）。

その後、フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ ＃１）のカバレッジ領域に端末が存在しなくなる場合、フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ ＃１）は睡眠モードに進入することができる（Ｓ５０３）。

このとき、フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ ＃１）は、直ちに基準同期情報に合わせて睡眠モードに遷移することもでき、自分のカバレッジ領域内に端末が存在しないときから最も先にくる基準同期情報の新しい睡眠周期の開始に同期を合わせて睡眠モードに遷移することもできる（Ｓ５０４）。

上述した方法で睡眠モードに遷移したフェムト基地局に端末が接続を試みる過程を、図６を参照して説明する。図６は、本発明の第１の実施例と関連した端末及びフェムト基地局の動作の一例を示している。図６では、基準同期情報が予め設定されて所定領域内の全てのフェムト基地局に共有されており、継続して維持されていると仮定する。

図６を参照すると、端末がフェムト基地局の網内に入ってくると、フェムト基地局から睡眠モード情報を獲得することができる（Ｓ６０１）。ここで、睡眠モード情報とは、フェムト基地局が如何なる形態の睡眠モードで動作するかを知ることができるように端末に伝送される情報をいう。睡眠モード情報は、「低負荷パターン（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｐａｔｔｅｒｎ）情報」とも称することができる。

睡眠モード情報には、下記のような情報が含まれる。

１）開始フレーム：フェムト基地局が睡眠モードに遷移する時点のフレーム番号をいう。本発明では、基本睡眠期間の新しい睡眠周期が開始される時点のフレーム番号である。

２）睡眠周期：フェムト基地局が睡眠モードで動作する区間であって、スーパーフレーム単位で設定される。

３）聴取区間：フェムト基地局が睡眠モードで動作する区間のうち可能区間を示す。すなわち、この区間の間、フェムト基地局は、同期チャンネル情報及びスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）を端末に伝送し、既に設定されたアップリンク区間の間端末が伝送するレンジング試みがあるかどうかを監視することができる。

睡眠モード情報を基準同期情報と比較すると、睡眠モード情報の睡眠周期及び聴取区間は、基準同期情報の睡眠周期及び聴取区間と同一である。しかし、睡眠モード情報の開始フレームは、基地局がフェムト基地局で端末に睡眠モード情報を知らせる時期によって基準同期情報の開始フレームと異なり得る。

このような睡眠モード情報は、端末に多様な方法を通して伝送することができる。例えば、端末がフェムト基地局又はマクロ基地局に初期エントリー又は位置更新を試みるとき、レンジング応答（ＲＮＧ―ＲＳＰ）メッセージに睡眠モード情報が含まれて端末に伝送される。このために、レンジング応答メッセージには、下記の表１のような内容が含まれる。

他の例として、マクロ基地局又は睡眠モードで動作中のフェムト基地局から放送されるスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）に睡眠モード情報が含まれ、これが端末に伝送される。

更に他の例として、付加システム情報を用いて睡眠モード情報を端末に伝送する方法を、図７を参照して説明する。

図７は、本発明の一実施例と関連したフェムト基地局が睡眠モード情報を端末に知らせる方法の一例を示す。

図７を参照すると、スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）に該当のスーパーフレーム内で睡眠モード情報を含む付加システム情報の位置を示すサブフレーム番号が含まれる。端末は、スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）をデコーディングすることによって、睡眠モード情報が伝送されるサブフレーム番号を知ることができ、該当のサブフレームを確認して睡眠モード情報を獲得することができる。このとき、付加システム情報は、ＤＣＤ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｉｓｃｒｉｐｔｏｒ）である。

更に他の例として、マクロ基地局又はフェムト基地局から伝送される近隣公示（ＭＯＢ＿ＮＢＲ―ＡＤＶ）メッセージに睡眠モード情報が含まれ、これが端末に伝送されることもある。このような近隣公示メッセージは、マクロ基地局又はフェムト基地局がブロードキャストすることもでき、端末にユニキャスト近隣公示（ｕｎｉｃａｓｔ ＭＯＢ＿ＮＢＲ―ＡＤＶ）メッセージを通してユニキャストすることもできる。

併せて、睡眠モード情報は、専用メッセージ、例えば、フェムトセル基地局低負荷モード指示（ＦＣＢ−ＬＤＭ―ＩＮＤ：ＦｅｍｔｏＣｅｌｌＢＳ―Ｌｏｗ＿Ｄｕｔｙ＿Ｍｏｄｅ−Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）メッセージに含まれ、これが端末に伝達されることもある。ＦＣＢ―ＬＤＭ―ＩＮＤメッセージは、マクロ基地局又はフェムト基地局から端末にユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ ＦＣＢ―ＬＤＭ―ＩＮＤ）又はブロードキャストされる。

再び図６を参照すると、フェムト基地局は、カバレッジ領域内に端末が存在しない場合、睡眠モード情報に含まれた開始フレームに合わせて睡眠モードに進入することができる（Ｓ６０２）。ここで、開始フレームが示す時点は、基準同期情報の新しい睡眠周期が開始される時点になる。睡眠モードに進入したフェムト基地局は、基準同期情報に同期を合わせて可能区間と不可区間を交互に繰り返して睡眠モードを行うことができる。

その後、端末は、フェムト基地局が伝送する同期チャンネル（例えば、Ｐ―ＳＣＨ又はＳ―ＳＣＨ）をデコーディングすることによってフェムト基地局の情報を獲得することができる。例えば、端末は、Ｐ―ＳＣＨをデコーディングして基地局と時間同期を合わせることができる。端末は、時間同期を合わせた後、Ｓ―ＳＣＨをデコーディングしてセル識別子（Ｃｅｌｌ ＩＤ）情報を獲得することができる。また、端末は、Ｐ―ＳＣＨ、Ｓ―ＳＣＨをデコーディングした後、スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）をデコーディングすることができる。スーパーフレームヘッダーには、基地局で使用される各制御情報が含まれる。

ただし、本発明の実施例でＰ―ＳＣＨにフェムト基地局又はマクロ基地局の識別子、又は該当のセル領域がフェムトセル領域であるか、それともマクロセル領域であるかを示すタイプ情報が含まれている場合、端末は、Ｐ―ＳＣＨをデコーディングした後、スーパーフレームヘッダーをデコーディングして制御情報を獲得することができる。

上述した方法を通して基地局情報及び同期情報を獲得した端末がフェムト基地局に接続できると判断する場合は、フェムト基地局に初期接続を行うことによって電力節約モードのフェムト基地局を目覚めさせることができる（Ｓ６０３）。このために、端末は、フェムト基地局の睡眠周期で可能区間に既に設定されたアップリンク資源を用いて初期レンジングコード又はレンジング要請（ＲＮＧ―ＲＥＱ）メッセージをフェムト基地局に伝送することができる。

フェムト基地局は、端末から初期接続要請がある場合、睡眠モードから目覚めて正常モード動作を行うことができる（Ｓ６０４）。

その後、フェムト基地局は、再び網内に端末が存在しなくなると、基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに遷移することができる（Ｓ６０５）。

次に、図８を参照して、基本睡眠期間の睡眠区間で不可区間が先に開始される場合を説明する。

図８は、本発明の第１の実施例と関連した端末及びフェムト基地局の動作の他の一例を示している。

図８を参照すると、フェムト基地局が睡眠モードで動作する過程は図６と基本的に同一であるが、基本睡眠期間の睡眠区間で不可区間が先に開始され、その次に可能区間がくるように設定されたことが分かる。明細書を簡略化のために、重複する部分についての説明は省略する。このように睡眠区間で不可区間が先に開始されるようにした場合、フェムト基地局のカバレッジ領域で端末が存在しなくなった後、直ちに他の端末が入ってこない確率が高いと判断されるときに有用に適用される。

一方、上述したように、所定領域内の全てのフェムト基地局は、基準同期情報に同期を合わせて睡眠モード動作を行うようになる。したがって、端末は、一回睡眠モード情報を獲得してフェムト基地局の睡眠モード動作時点を把握するようになると、睡眠モードで動作する他のフェムト基地局に接続を試みる場合、既に獲得した睡眠モード情報を更新する必要がなく再使用できるので効率的である。また、全体の無線通信網が同一の周波数で動作する場合、各フェムト基地局の基準同期情報を一致させることによって干渉を減少させるという効果がある。

また、本実施例では、基準同期情報が所定領域内に一つ存在する場合について説明したが、二つ以上の基準同期情報が存在することもある。

例えば、ｆ１の周波数で動作する各フェムト基地局は、ｆ２の周波数で動作する各フェムト基地局とは互いに異なる基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードで動作することができる。

他の例として、所定領域内に位置するフェムト基地局の種類によって、種類別に互いに異なる基準同期情報を有することができる。すなわち、閉加入者グループ（ＣＳＧ）が適用される各フェムト基地局は第１の基準同期情報によって睡眠モードで動作し、開介入者グループ（ＯＳＧ）が適用される各フェムト基地局は第２の基準同期情報によって睡眠モードで動作することができる。また、ＣＳＧが適用される各フェムト基地局のうちＣＳＧに加入されていない端末には何らサービスも提供しないＣＳＧ―Ｃｌｏｓｅｄタイプの各フェムト基地局は、ＣＳＧに加入されていない端末にも既に設定された最小限のサービスを提供するＣＳＧ―Ｏｐｅｎタイプの各フェムト基地局とは異なる基準同期情報によって睡眠モードで動作することができる。このとき、所定領域の大きさは、マクロセルに該当する領域である。

このように同種の各フェムト基地局は、同一の基準同期情報によって睡眠モードで動作させることによって、フェムト基地局間の干渉を減少させることができる。さらに、端末は、一回基準同期情報による睡眠モード情報を獲得すると、同種のフェムトセルをより容易にスキャンすることができる。

（第２の実施例）
本発明の他の実施例として、フェムト基地局のセル領域内に存在する各端末がいずれも遊休モード状態である場合、フェムト基地局は、各端末のページング周期、ページングオフセット及びページング聴取区間に合わせて睡眠モードで動作することができる。

例えば、フェムト基地局は、端末のページング聴取区間、すなわち、可能区間で正常動作（Ｎｏｒｍａｌ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；１６ｍスーパーフレーム伝送）を行い、端末の聴取不可期間、すなわち、不可区間（例えば、ページング周期）には睡眠モードに遷移することができる。ここで、フェムト基地局が行う睡眠モードは、可能区間と不可区間に区分することができ、各区間で行われる動作は第１の実施例で説明した通りであるので、それと重複する説明は省略する。

ただし、フェムト基地局が各端末のページング周期に合わせて電力節約モードで動作するためには、フェムトセル領域内の全ての端末のページング周期、ページング聴取区間、ページング不可期間及びページングオフセットなどが同一であると、単純にそれに合わせてフェムト基地局が睡眠モードと正常モードを繰り返せばよい。しかし、フェムト基地局のカバレッジ領域内の端末のうちいずれか一つでも他のページング周期を有するようになる場合、このためのフェムト基地局の電力節約方法が要求される。これを図９を参照して説明する。

図９は、本発明の第２の実施例と関連したフェムト基地局で複数の端末の互いに異なるページング周期が考慮される電力節約方法を示す。

図９を参照すると、フェムト基地局のカバレッジ領域内に３台の端末（ＭＳ Ａ、ＭＳ Ｂ及びＭＳ Ｃ）が存在しており、それぞれ異なるページング周期及びページングオフセットを有して遊休モードに遷移したことが分かる。

フェムト基地局は、それぞれの端末が遊休モードに遷移するとき、各端末と登録解除要請（ＤＲＥＧ―ＲＥＱ）メッセージ及び登録解除命令（ＤＲＥＧ―ＣＭＤ）メッセージを取り交わすことができ、その過程で各端末のページング周期、ページングオフセット及びページング聴取区間に関する情報を獲得することができる。自分の領域内の全ての端末が遊休モードに進入したので、電力節約のために睡眠モードに遷移することができる。

このとき、フェムト基地局は、三つの端末のうち少なくとも一つの端末にページングコントローラから伝達するコール又はパケットがあるというページング通知を受ける場合、ページング通知を該当の端末のページング聴取区間内のページングメッセージを通して該当の端末に知らせなければならない。したがって、フェムト基地局は、自分のカバレッジ領域内に存在する端末のうちいずれか一つでもページング聴取区間に存在すると、正常モードで動作することが望ましい。一方、フェムト基地局は、三つの端末がいずれもページング不可区間に存在する場合は睡眠モードで動作することができる。

結果的に、フェムト基地局は、図９に示すように、三つの端末のうちいずれか一つの端末が正常モードに遷移するまで睡眠モード及び正常モードを繰り返すことができる。

本実施例でも、第１の実施例と同様に、所定領域内の全てのフェムト基地局が基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードで可能区間及び不可区間を繰り返すことができる。これを図１０を参照して説明する。

図１０は、本発明の第２の実施例と関連したフェムト基地局で基準同期情報がさらに考慮される電力節約方法を示す。

図１０を参照すると、図９に示すように、三台の端末（ＭＳ Ａ、ＭＳ Ｂ及びＭＳ Ｃ）が網内で互いに異なるページング周期及びページングオフセットを有して遊休モードに遷移したことが分かる。このとき、既に設定された基準睡眠時間が所定領域内の全てのフェムト基地局に共有されていると仮定する。

フェムト基地局は、図９を参照して説明した方法で睡眠モード及び正常モードを繰り返すことができる。ここで、フェムト基地局は、既に設定された基準同期情報を知っているので、睡眠モードで可能区間及び不可区間を繰り返す場合、基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードを行って電力を節約することができる。

また、端末は一回の睡眠モード情報を獲得してフェムト基地局の睡眠モード動作時点を把握するようになると、所定領域内に存在して睡眠モードで動作する他のフェムト基地局に接続を試みる場合、既に獲得した睡眠モード情報を更新する必要がなく再使用できるので効率的である。

本発明の更に他の実施例として、上述した本発明の各実施例を行うことができる端末及び基地局（ＦＢＳ、ＭＢＳ）を説明する。

端末は、アップリンクでは送信機として動作し、ダウンリンクでは受信機として動作することができる。また、基地局はアップリンクでは受信機として動作し、ダウンリンクでは送信機として動作することができる。すなわち、端末及び基地局は、情報又はデータの伝送のために送信機及び受信機を含むことができる。

送信機及び受信機は、本発明の各実施例を行うためのプロセッサ、モジュール、部分及び／又は手段などを含むことができる。特に、送信機及び受信機は、メッセージを暗号化するためのモジュール（手段）、暗号化されたメッセージを解釈するためのモジュール、メッセージを送受信するためのアンテナなどを含むことができる。このような送信端と受信端の一例を、図１１を参照して説明する。

図１１は、本発明の更に他の実施例として、送信端及び受信端構造の一例を示すブロック図である。

図１１を参照すると、左側は送信端の構造を示し、右側は受信端の構造を示す。送信端と受信端は、それぞれアンテナ５、１０、プロセッサ２０、３０、伝送モジュール（Ｔｘ ｍｏｄｕｌｅ）４０、５０、受信モジュール（Ｒｘ ｍｏｄｕｌｅ）６０、７０及びメモリ８０、９０を含むことができる。各構成要素は、互いに対応する機能を行うことができる。以下、各構成要素をより詳細に説明する。

アンテナ５、１０は、伝送モジュール４０、５０で生成された信号を外部に伝送したり、外部から無線信号を受信して受信モジュール６０、７０に伝達する機能を行う。多重アンテナ（ＭＩＭＯ）機能がサポートされる場合は、２個以上備えることができる。

アンテナ、伝送モジュール及び受信モジュールは、共に無線通信（ＲＦ）モジュールを構成することができる。

通常、プロセッサ２０、３０は、送信端又は受信端の全般的な動作を制御する。例えば、上述した本発明の各実施例を行うためのコントローラ機能、サービス特性及び電波環境によるＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレーム可変制御機能、ハンドオーバー機能、認証及び暗号化機能などを行うことができる。

特に、移動端末機のプロセッサは、基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに進入したフェムト基地局からスーパーフレームヘッダー及び同期チャンネルを受信し、フェムト基地局に接続を試みる全般的な移動端末機の動作を制御することができる。

例えば、プロセッサは、基準同期情報に同期を合わせて睡眠モードに進入した第１のフェムト基地局からスーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルを受信し、スーパーフレームヘッダー（ＳＦＨ）及び同期チャンネルのうち少なくとも一つをデコーディングしてフェムト基地局のセル識別子及びＣＳＧ識別子を検出し、フェムト基地局が移動端末機が加入したフェムト基地局である場合、該当のフェムト基地局に接続を行うように前記無線通信モジュールを制御することができる。

他の例として、プロセッサは、無線通信モジュールを制御してフェムト基地局又はマクロ基地局から睡眠モード情報を受信し、これを用いてフェムト基地局の睡眠モード動作時点を把握し、所定のコード又はメッセージが該当のフェムト基地局に伝送されるように無線通信モジュールを制御して該当のフェムト基地局に接続を行うことができる。

また、基地局のプロセッサは、端末から伝送されたＭＡＣメッセージ又はデータを解釈して端末に必要なアップリンク資源を割り当て、割り当て内訳を端末に知らせるためのアップリンクグラントなどを生成し、これを伝送するためのスケジューリングを行うことができる。

伝送モジュール４０、５０は、プロセッサ２０、３０からスケジューリングされて外部に伝送されるデータに対して所定の符号化及び変調を行った後、これをアンテナ１０に伝達することができる。

受信モジュール６０、７０は、外部からアンテナ５、１０を介して受信された無線信号に対する復号及び復調を行い、これを原本データの形態に復元してプロセッサ２０、３０に伝達することができる。

メモリ８０、９０は、プロセッサ２０、３０の処理及び制御のためのプログラムを格納することもでき、入出力される各データ（基準同期情報による睡眠モード情報など）の臨時格納のための機能を行うこともできる。また、メモリ８０、９０は、フラッシュメモリタイプ、ハードディスクタイプ、マルチメディアカードマイクロタイプ、カードタイプのメモリ（例えば、ＳＤ又はＸＤメモリなど）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ―Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ―Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ―Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気メモリ、磁気ディスク、光ディスクのうち少なくとも一つのタイプの格納媒体を含むことができる。

一方、基地局は、上述した本発明の各実施例を行うためのコントローラ機能、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）パケットスケジューリング、時分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）パケットスケジューリング及びチャンネル多重化機能、サービス特性及び電波環境によるＭＡＣフレーム可変制御機能、高速トラフィック実時間制御機能、ハンドオーバー機能、認証及び暗号化機能、データ伝送のためのパケット変復調機能、高速パケットチャンネルコーディング機能及び実時間モデム制御機能などを上述したモジュールのうち少なくとも一つを通して行ったり、このような機能を行うための別途の手段、モジュール又は部分などをさらに含むことができる。

本発明は、本発明の精神及び必須的特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化することができる。したがって、上述した詳細な説明は、全ての面で制限的に解釈してはならなく、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定しなければならなく、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係のない各請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新しい請求項を含ませることができる。

本発明の各実施例は、多様な無線接続システムに適用することができる。多様な無線接続システムの一例として、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）、３ＧＰＰ２及び／又はＩＥＥＥ ８０２．ｘｘ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ ８０２）システムなどがある。本発明の各実施例は、前記多様な無線接続システムのみならず、前記多様な無線接続システムを応用した全ての技術分野に適用可能である。

Claims (12)

1. フェムト基地局によりＬＤＭ（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｍｏｄｅ）動作を行う方法であって、
   前記方法は、
   移動局の初期網進入の間にユニキャストメッセージを通して前記ＬＤＭ動作のための第１のパターンパラメータに関する情報を前記移動局に伝送することと、
   前記フェムト基地局に連結された移動局がないかどうかを判断することであって、前記第１のパターンパラメータは、前記ＬＤＭ動作の開始スーパーフレーム番号、可能区間及び不可区間に関する情報を含む、ことと、
   前記フェムト基地局に連結された移動局がない場合、前記ＬＤＭ動作のための前記第１のパターンパラメータに従って、前記開始スーパーフレーム番号に対応するスーパーフレームにおいて前記ＬＤＭ動作に進入することと
   を含み、
   前記ＬＤＭ動作は、
   前記可能区間の間に無線インターフェースを活性化させるステップと、
   前記不可区間の間に前記無線インターフェースを介した伝送を非活性化させるステップと
   を繰り返して行うことにより行われる、方法。
2. 予め設定された地域に含まれる各フェムト基地局は、前記第１のパターンパラメータを用いて前記ＬＤＭ動作を行う、請求項１に記載の方法。
3. 無線インターフェースを介したデータ伝送が要求される区間の少なくとも一部の区間の間に前記無線インターフェースを活性化させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記区間は、遊休モードの前記移動局に設定されたページングサイクルの可能区間を含む、請求項３に記載の方法。
5. 移動局においてＬＤＭ（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｍｏｄｅ）動作をサポートするフェムト基地局と通信を行う方法であって、
   前記方法は、
   前記移動局の初期網進入の間に前記フェムト基地局からのユニキャストメッセージを通して前記ＬＤＭ動作のための第１のパターンパラメータに関する情報を受信することであって、前記第１のパターンパラメータは、前記ＬＤＭ動作の開始スーパーフレーム番号、可能区間及び不可区間に関する情報を含む、ことと、
   前記開始スーパーフレーム番号に対応するスーパーフレームの前記可能区間の間に前記フェムト基地局と通信を行うことと
   を含む、方法。
6. 前記フェムト基地局は、前記開始スーパーフレーム番号に対応するスーパーフレームにおいて前記ＬＤＭ動作に進入する、請求項５に記載の方法。
7. 予め設定された地域に含まれる各フェムト基地局は、前記第１のパターンパラメータを用いて前記ＬＤＭ動作を行う、請求項５に記載の方法。
8. 前記可能区間と前記不可区間は、前記ＬＤＭ動作の間に交互に繰り返され、
   前記フェムト基地局は、前記可能区間の間に無線インターフェースを活性化させ、前記不可区間の間に前記無線インターフェースを介した伝送を非活性化させる、請求項５に記載の方法。
9. ＬＤＭ（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｍｏｄｅ）動作をサポートするフェムト基地局と通信を行う移動局であって、
   前記移動局は、
   プロセッサと、
   前記プロセッサの制御によって無線信号を外部との間で送受信するように構成された無線通信（ＲＦ）モジュールと
   を含み、
   前記プロセッサは、
   前記移動局の初期網進入の間に前記フェムト基地局からユニキャストメッセージを通して前記ＬＤＭ動作のための第１のパターンパラメータに関する情報を受信することであって、前記第１のパターンパラメータは、前記ＬＤＭ動作の開始スーパーフレーム番号、可能区間及び不可区間を含む、ことと、
   前記開始スーパーフレーム番号に対応するスーパーフレームの前記可能区間の間に前記フェムト基地局と通信を行うことと
   を実行するように構成される、移動局。
10. 前記フェムト基地局は、前記開始スーパーフレーム番号に対応するスーパーフレームにおいて前記ＬＤＭ動作に進入する、請求項９に記載の移動局。
11. 予め設定された地域に含まれる各フェムト基地局は、前記第１のパターンパラメータを用いて前記ＬＤＭ動作を行う、請求項９に記載の移動局。
12. 前記可能区間と前記不可区間は、前記ＬＤＭ動作の間に交互に繰り返され、
    前記フェムト基地局は、前記可能区間の間に無線インターフェースを活性化させ、前記不可区間の間に前記無線インターフェースを介した伝送を非活性化させる、請求項９に記載の移動局。

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