JP5523347B2 - 制御チャネルリソース上の負荷に基づいて、マルチキャリア無線通信システムにおいてキャリアに遊休状態のアクセス端末を割り当てる方法 - Google Patents

Description

ＣＤＭＡファーストエボリューションデータオンリー（１×ＥＶ−ＤＯ）などの無線通信標準は、システムの容量を増大させるためにマルチキャリアを提供すると同様に、異なるレベルおよび異なるタイプのサービスを提供する。マルチキャリアを有するシステムの場合、システムリソースが十分に利用され得るようにキャリア上の負荷を分散することが望ましい。これらのシステムリソースは、２つの部分、すなわち、トラフィックチャネルリソースおよび制御チャネルリソースを有すると見なされ得る。例えば、それぞれのキャリアのアクセスチャネルおよびページングチャネルは、制御チャネルリソースの一部である。

システム組織に応じて、これらのキャリアは２つ以上のクラスに分類される。例えば、ブロードキャスト／マルチキャストサービス（ＢＣＭＣＳ）を提供することが可能な、いくつかの無線通信システムが存在し、ＢＣＭＣＳを運ぶキャリアはあるクラスであってよく、一方、ＢＣＭＣＳを運ばないキャリアは別のクラスであってよい。

図１は、従来の無線システム、例えば、マルチキャリアをサポートしているＥＶ−ＤＯシステム１００を例示する。（移動体端末または移動局としても知られる）アクセス端末（ＡＴ）１０は、複数のアクセスノード（ＡＮ）２０と接続されることが可能である。ＡＮ２０は、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）３０に接続される。ＲＮＣ３０は、ＡＴ１０と外部システム、例えば、パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）５０との間にサービスおよび調整を提供する。システム１００は、いくつかのＲＮＣ３０を含むことが可能であり、それぞれのＲＮＣ３０は、それに関連する複数のＡＮ２０を有することが可能である。ＰＤＳＮ５０は終端ノードであり、インターネット４０、またはデータサービスをＡＴ１０に提供することが可能な、その他のシステムに接続されることが可能である。ＰＤＳＮ５０は、ブロードキャスト／マルチキャストサービス（ＢＣＭＣＳ）コンテンツサーバ６０に接続されることも可能である。ＢＣＭＣＳコンテンツサーバ６０は、テキスト、音声、画像、ストリーミングビデオ、インターネットプロトコルパケットなど、マルチメディアデータを含み得るブロードキャストデータをＡＴ１０に提供することが可能である。このコンテンツは、通常、生成されて、無線通信システムのブロードキャストチャネルを介して、特定のサービスに加入しているＡＴに提供される。

よく知られているように、ＡＴ１０がＲＮＣ３０の受信可能範囲領域に入るとき、ＡＴ１０は、セッションセットアップを折衝する。この関連で、ＡＴ１０は遊休状態にあり、セッションは、単に、ＡＴ１０がＲＮＣ３０の受信可能範囲領域内にある期間を指す。ＥＶ−ＤＯ ＲｅｖＡ標準によれば、ＡＴ１０とＲＮＣ３０との間でトラフィックチャネルが確立され、このトラフィックチャネルを介してセッションセットアップが折衝される。セッションセットアップの間、ＡＴ１０とＲＮＣ３０との間でパラメータが共有される。ＡＴ１０は、その能力などをＲＮＣ３０に通知する。例えば、ＡＴ１０は、ＡＴ１０がＢＣＭＣＳ可能にされているか否かをＲＮＣ３０に通知することが可能であり、ＡＴ１０は、その電子通し番号（ＥＳＮ）などをＲＮＣ３０に通知することが可能である。ＲＮＣ３０は、ＲＮＣ３０に関連するＡＮ２０によってサポートされるマルチキャリア、およびそれぞれのキャリアのクラスをＡＴ１０に通知する。ＡＴ１０からの情報に基づいて、ＲＮＣ３０は、ＡＴ１０にクラスも割り当てる。例えば、キャリアがＢＣＭＣＳクラスおよび非ＢＣＭＣＳクラスに分類される場合、次いで、ＡＴがＢＣＭＣＳ可能にされた場合、ＡＴにはＢＣＭＣＳクラスが割り当てられる。

割り当てられたクラスに基づいて、ＡＴ１０は、サービス提供しているキャリアと同じクラスを有するキャリアのうちの１つの上にハッシュする。通常、それぞれのＡＴ１０は、電子通し番号（ＥＳＮ）など、ＡＴ１０の独自の識別子に基づいて、ハッシングアルゴリズムを使用してキャリアにハッシュする。ＲＮＣ３０は、ＡＴ１０によって行われた選択を決定するために、同じハッシングアルゴリズムを実行する。次いで、ＡＴ１０は、サービス提供しているキャリアの制御チャネル／ページングチャネルを監視することになる。これは、多くの場合、キャリア上へのキャンピングと呼ばれる。ＡＴ１０は、サービス提供しているキャリアのアクセスチャネルを経て、無線通信システムにアクセスすることにもなる。

上の議論を参照すると、サービス提供しているキャリアを選択する機能はアクセス端末（ＡＴ）に備わっているため、これは無線通信システムによるキャリアの制御チャネルリソース上の負荷分散を禁じる。

本発明は、制御チャネルリソース上の負荷を分散するために、マルチキャリア無線通信システムにおいてキャリアに遊休状態のアクセス端末を割り当てる方法に関する。

一実施形態では、この方法は、マルチキャリアのうちの少なくとも２つの制御チャネルリソース上の負荷を決定するステップと、決定された負荷に基づいて、マルチキャリアのうちの１つにアクセス端末を割り当てるステップとを含む。

もう１つの実施形態は、マルチキャリアのそれぞれに独自のクラスを割り当てるステップと、キャリアのうちの少なくとも１つの制御チャネルリソース上の負荷に基づいて、マルチキャリアのうちの１つを選択するステップと、選択されたキャリアのクラスをアクセス端末に割り当てることによって、選択されたキャリアにアクセス端末を割り当てるステップとを含む。

本発明の例示的な実施形態は、本明細書において下に提示される詳細な説明、および例示としてだけ提示され、したがって、本発明の例示的な実施形態を限定しない、添付の図面からより十分に理解されよう。

本発明の例示的な実施形態において使用され得る従来の無線通信システムである。 本発明の例示的な実施形態による、キャリアの制御チャネルリソース上の負荷を分散するために、マルチキャリア無線通信システムのキャリアにアクセス端末を割り当てる方法の流れ図である。

本発明の例示的な実施形態は、ＥＶ−ＤＯシステムを参照して、かつＥＶ−ＤＯ専門用語を使用して説明されるが、当業者は、本発明は、その他の電気通信システムに適用されることが可能である点を認識されよう。

第１、第２、および第３などの用語は、本明細書において、様々な要素、構成要素、領域、および／または区分を説明するために使用される場合があるが、これらの要素、構成要素、領域、および／または区分は、これらの用語によって限定されるべきではない点を理解されよう。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、もしくは区分を別の領域または区分と区別するためにだけ使用され得る。したがって、下で議論される第１の要素、構成要素、領域、または区分は、本発明の教示から逸脱せずに、第２の要素、構成要素、領域、または区分と呼ばれる場合がある。

本明細書で使用される専門用語は、特定の例示的な実施形態を説明することだけを目的とし、限定することが意図されない。本明細書で使用される場合、文脈がそうでないことを明瞭に示す場合を除き、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数形も同様に含むことが意図される場合がある。「備える」および／または「備えている」という用語は、この明細書で使用されるとき、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、ならびに／あるいは構成要素の存在を特定するが、１つもしくは複数のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在もしく追加を除外しない点をさらに理解されよう。

本明細書において、例示的な実施形態は、理想的な実施形態（および、中間構造）の概略的例示であり得る断面図を参照して説明される場合がある。したがって、例示的な実施形態は、本明細書で例示される特定の位置および構成に限定されると見なされるべきでなく、その偏差を含むと見なされるべきである。

その他の定義がない限り、本明細書で使用される（技術用語および科学用語を含む）すべての用語は、当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。一般に使用される辞書において定義されるものなど、用語は、関連技術分野の関連でそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されない限り、理想的な意味でまたは過度に形式的な意味で解釈されない点を理解されよう。

本明細書で使用される場合、「移動体」という用語は、移動体ユニット、移動局、移動体ユーザ、アクセス端末（ＡＴ）、ユーザ機器（ＵＥ）、加入者、ユーザ、遠隔局、アクセス端末、受信機などと同義語と見なされる場合があり、以下で、時折、移動体ユニット、移動局、移動体ユーザ、アクセス端末（ＡＴ）、ユーザ機器（ＵＥ）、加入者、ユーザ、遠隔局、アクセス端末、受信機など呼ばれる場合があり、無線通信ネットワーク内の無線リソースの遠隔ユーザを説明する場合がある。「基地局」という用語は、ベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）、基地局、ノードＢ、アクセスノード（ＡＮ）などと同義語であると見なされる場合があり、かつ／あるいはベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）、基地局、ノードＢ、アクセスノード（ＡＮ）などと呼ばれる場合があり、ネットワークと１つもしくは複数のユーザとの間でデータ接続および／または音声接続を提供する機器を説明する場合がある。

当技術分野でよく知られているように、移動体および基地局はそれぞれ、送信能力と受信能力とを有し得る。基地局から移動体への送信は、ダウンリンク通信または順方向リンク通信と呼ばれる。移動体から基地局への送信は、アップリンク通信または逆方向リンク通信と呼ばれる。

制御チャネルリソース上の負荷
上の図１の議論を参照すると、遊休状態の間、ＡＴ１０は、ＥＶ−ＤＯシステム１００によって送られた情報を周期的に監視するために、サービス提供しているキャリア上にキャンプする。ＥＶ−ＤＯシステム１００がＡＴ１０に関する通信要求（例えば、データ通信）を受信するとき、ＥＶ−ＤＯシステム１００は、サービス提供しているキャリアを介して、ページングチャネル上でページを送ることになる。このページは、ＡＴ１０の位置を突き止めるために、システム１００内のＡＮ２０を介して送られる。ＡＴ１０は、サービス提供しているキャリアのアクセスチャネルを介して肯定応答を送ることによって、そのページを肯定応答することが可能である。次いで、ＡＴ１０と、通信要求を処理しているＲＮＣ３０との間にトラフィックチャネルが確立され得る。また、ＡＴ１０が通信を発生させるとき、ＡＴ１０は、サービス提供しているキャリアを経由して、アクセスチャネルを介して、ＥＶ−ＤＯシステム１００にアクセスメッセージを送ることになる。次いで、ＡＴ１０と、通信要求を処理しているＲＮＣ３０との間にトラフィックチャネルが確立され得る。

したがって、ＡＴ１０とＥＶ−ＤＯシステム１００との間の通信は、２つの制御チャネル、すなわち、ページングチャネルおよびアクセスチャネルによって可能にされる。このページングチャネルは、ＥＶ−ＤＯシステム１００内のＡＴ１０の位置を検証するために使用され、ＡＴ１０に着信呼を配信する際に支援するために使用される。このアクセスチャネルは、電力上昇を報告する、その位置の変更を報告するなど、ならびに、呼の発生を要求するなどの任務に関して登録するためにもＡＴ１０によって使用される。

しかし、ＡＮ２０が、通常、サービス領域内のＡＴ１０のそれぞれの正確な地理的位置に関する正確な情報を有さないのは、ＡＴ１０はページメッセージ同士の間のローミングが可能であり、かつ／またはＡＴ１０が再度作動して、ページメッセージによってその位置が突き止められる前に、ＡＴ１０は停止して、その最後に識別された位置から著しく移動することが可能なためである。その結果、特定のサービス領域内にあると考えられるＡＴ１０に対して呼が開始されるとき、ページは、ページングチャネルを介してサービス領域内のすべてのセル（例えば、すべてのＡＮ２０）にブロードキャストされる。ＡＴ１０がそのページメッセージに応答するとき、ＡＴ１０にサービス提供している特定のセルが識別されて、その呼が開始される。そのページに対する応答が存在しない場合、ＡＮ２０は、ＡＴ１０は、現在、非アクティブであり、その呼はそれに応じて処理されると想定する。

都市部において、それぞれの典型的なＲＮＣ３０は、数百を越えるセルを有するシステムにサービス提供することが可能であるため、ページングチャネルを介して、かかる典型的なシステム内のすべてのセルに関するページメッセージをブロードキャストする目的で、このページングメッセージは、対応する回数複写されて、それぞれのセルに送られなければならない。システム内のいずれか１つのセルは、ＡＴ１０から１つの応答を受信することが可能である。システムの全体で、それぞれのセルは、サービス領域内で動作している、またはその中で動作していると考えられるすべてのＡＴ１０に対して、開始されたすべての呼に関するページングメッセージを送る。送られたページングメッセージは、ページングチャネル負荷として知られている。ページングチャネル負荷を検出および決定する、いくつかのよく知られている方法が存在する。したがって、簡潔さのために、これらの方法のすべてが詳細に議論されるとは限らない。

ページは、ＡＴ１０が割り当てられた、サービス提供しているキャリアのページングチャネル上でだけ送られる。上で説明されたように、通常、ハッシングアルゴリズムは、ＡＴ１０に関してサービス提供しているキャリアを決定するために、ＡＴ１０とＥＶ−ＤＯシステム１００の両方によって実行されることが可能である。ハッシングは、ＥＶ−ＤＯシステム１００がそれぞれのキャリア上でキャンプしているＡＴ１０の数を決定することも可能にする。平均して、それぞれのキャリア上でキャンプしているＡＴ１０の数がおよそ同じであり、それぞれのＡＴ１０に関するページングメッセージ（使用）がおよそ同じであると想定すると、ページング負荷は、マルチキャリアに関して分散される。

ＡＴ１０が、サービスを呼び出すことまたはサービスを要求することを望む場合、ＡＴ１０は、アクセスチャネルを経由して、ＥＶ−ＤＯシステム１００に接続する（登録する）。加えて、アクセスチャネルは、ページングメッセージに応答するために、ＡＴ１０によって使用されることが可能である。ページングチャネル負荷に類似して、いくつかのＡＴ１０が、ページングメッセージに登録または応答する場合、かかる負荷は、アクセスチャネル負荷として知られている。平均して、それぞれのキャリア上でキャンプしているＡＴ１０の数がおよそ同じであり、アクセスチャネルのその使用がおよそ同じであると想定すると、アクセスチャネル負荷は、マルチキャリアに関して分散される。

しかし、ページングチャネル負荷およびアクセスチャネル負荷に関する上の想定は、一般に当てはまらず、マルチキャリア無線通信システムのキャリア同士の間の負荷は分散されない。

制御チャネルリソース上の負荷を分散する方法の例示的な実施形態
本発明の実施形態は、図１に関して、上で説明された従来の無線システムを参照して説明される。しかし、これらの実施形態は、図１のシステムに限定されない点を理解されよう。

本発明の実施形態では、マルチキャリアは異なる範疇に分類される。マルチキャリアは、マルチキャリアが、通常、異なるクラスに分類されるのと同じように異なる範疇に分類されることが可能である。したがって、２つ以上のキャリアは、同じ範疇内にあり得る。例えば、２つ以上のキャリアは、ＢＣＭＣＳキャリアとして分類されることが可能であり、または２つ以上のキャリアは、非ＢＣＭＣＳキャリアとして分類されることも可能である。さらに、マルチキャリアのそれぞれのキャリアに独自のクラスが割り当てられる。したがって、それぞれのクラスは、単一のキャリアだけと関連付けられることになる。

図２は、本発明の例示的な実施形態による、キャリア上の負荷を分散するために、マルチキャリア無線通信システムのキャリアにＡＴを割り当てる方法の流れ図を例示する。示されるように、ステップＳ１０において、ＲＮＣ３０は、よく知られているように、かつ上で詳細に議論されたように、ＡＴ１０とセッション折衝を実施する。

ＡＴ１０からの情報に基づいて、ＲＮＣ３０は、ステップ２０において、ＡＴ１０が割り当てられることが可能なキャリアを決定する。例えば、ＡＴ１０がＢＣＭＣＳ可能にされた場合、ＡＴ１０は、ＢＣＭＣＳ範疇内のキャリアに限定される。対照的に、ＡＴ１０がＢＣＭＣＳ可能にされない場合、ＡＴ１０は、ＢＣＭＣＳ範疇内のキャリアまたは非ＢＣＭＣＳ範疇内のキャリアに割り当てられることが可能である。本発明は、これらの２つの範疇のキャリアに限定されない点を理解されよう。代わりに、多数の異なる範疇構成が設計され得る。

次に、ステップＳ３０において、ＲＮＣ３０は、ステップＳ２０において決定されたキャリアの制御チャネルリソース上の負荷を決定する。キャリアの制御チャネルリソース上の負荷を決定する方法は、下で詳細に説明される。決定された負荷に基づいて、ＲＮＣ３０は、ステップ２０において決定されたキャリアのうち最も負荷の少ないキャリアにＡＴ１０を割り当てる。より詳細には、ＲＮＣ３０は、その制御チャネルリソース上で最も負荷が少ないと決定されたキャリアのクラスをＡＴ１０に割り当てる。それぞれのクラスは１つの関連するキャリアだけを有するため、ＡＴ１０によって実行されるハッシングアルゴリズムは、結果として、サービス提供しているキャリアとしてそのキャリアを選択させることになる。

制御チャネルリソース上の負荷を決定する例
上の議論を参照して、一実施形態では、ＲＮＣ３０は、キャリアに割り当てられたＡＴの数に基づいて、それぞれのキャリアの制御チャネルリソース上の負荷を決定する。したがって、ステップＳ２０において決定されたキャリアのうち、最も負荷が少ないキャリアは最も少ないＡＴが割り当てられたキャリアになり、ＲＮＣ３０は、ステップＳ４０において、このキャリアにＡＴ２０を割り当てることになる。

本発明の例示的な実施形態は、そのキャリアに割り当てられたＡＴ１０の数に基づいて、キャリアの制御チャネルリソース上の負荷を分散することだけに限定されない。キャリアの制御チャネルリソース上の負荷は、ページングチャネル負荷および／またはアクセスチャネル負荷に基づいて分散されることが可能である。それぞれのキャリア上のＡＴ１０の数が分散されている場合でも、それぞれのＡＴ１０が使用している／受信している異なるタイプのサービス（使用の不均衡（ｕｓａｇｅ ｉｍｂａｌａｎｃｅ））により、ページングチャネル負荷は分散されない可能性がある。例えば、ボイスオーバＩＰ（ＶｏＩＰ）サービスを有するＡＴ１０は、ウェブをサーフしているだけのＡＴ１０よりも多くのページをトリガすることが可能である。

次に、使用の不均衡が存在し得る、制御チャネルリソース上の負荷を決定する例がＶｏＩＰ ＡＴ１０に関して説明されるが、本発明の例示的な実施形態は、ＶｏＩＰ ＡＴ１０に限定されない。ＶｏＩＰサービスを有するＡＴ１０は、ＶｏＩＰ可能にされないＡＴ１０よりもページメッセージを受信する可能性が高い。したがって、ＶｏＩＰ可能にされたＡＴ１０は、ＶｏＩＰ可能にされないＡＴ１０よりも、ｍ回多くページメッセージを受信することになることが想定され得る。ｍ＝２であると想定しよう。キャリアの制御チャネルリソース上の負荷を決定するために、以下の方程式（１）が使用され得る。

キャリアの制御チャネルリソース上の負荷＝ｍｘＮ＿Ｘ＋Ｎ＿Ｇ （１）

式中、Ｎ＿Ｘは、キャリア上のＶｏＩＰ ＡＴの数であり、Ｎ＿Ｇは、キャリア上の非ＶｏＩＰ ＡＴの数である。

アクセスチャネル負荷および／またはページチャネル負荷を決定する多くの動的方法ならびに静的方法が存在することを当業者は理解されよう。例えば、ページング負荷は、ページングチャネル内で使用された、いくつかのスロットを決定することによって、またはある期間にわたるいくつかのページメッセージを決定することによって決定されることが可能である。アクセスチャネル負荷は、ある期間にわたるアクセスメッセージの数を決定して、アクセスチャネルが使用された時間の割合を測定することによって決定されることが可能である。本発明の例示的な実施形態において、制御チャネルリソース上の負荷を決定するその他の方法が使用されることも可能である。

さらに、ページングチャネル負荷だけまたはアクセスチャネル負荷だけに基づいて、制御チャネルリソース上の負荷を分散する代わりに、これらの２つの負荷決定は組み合わされて、組み合わされた負荷決定に基づいて、ＡＴがキャリアに割り当てられることが可能である。さらにまた、その他の制御チャネル上の負荷が単独で使用されることが可能であり、または負荷の組合せの一部として使用されることも可能である。

このように本発明の例示的な実施形態が説明されており、同じ実施形態は多くの形で変更し得ることが明らかになろう。かかる変更は本発明から逸脱すると見なされるべきではなく、すべてのかかる修正は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (7)

1. マルチキャリア無線通信システムにおいて、キャリアに遊休状態のアクセス端末を割り当てる方法であって、
   マルチキャリアの少なくともいくつかに独自のクラスを割り当てるステップと、
   アクセス端末の能力に基づいて前記アクセス端末が割り当てられることが可能なマルチキャリアのキャリアを決定するステップ（Ｓ２０）と、
   少なくとも２つのマルチキャリアの制御チャネルリソース上の負荷を決定するステップ（Ｓ３０）と、
   前記少なくとも２つのマルチキャリアのうちの最も負荷の少ないキャリアを識別するステップと、
   識別された前記最も負荷の少ないキャリアの前記独自のクラスと同じクラスを前記アクセス端末に割り当てることによって、前記決定された負荷に基づいて、前記マルチキャリアのうちの１つに前記アクセス端末を割り当てるステップ（Ｓ４０）とを含む方法。
2. 前記負荷を決定するステップが、キャリアに割り当てられたいくつかのアクセス端末に基づいて、前記キャリアの前記制御チャネルリソース上の前記負荷を決定する、請求項１に記載の方法。
3. 前記負荷を決定するステップが、キャリアのアクセスチャネル上の負荷および前記キャリアのページングチャネル上の負荷のうちの少なくとも１つに基づいて、前記キャリアの前記制御チャネルリソース上の前記負荷を決定する、請求項１に記載の方法。
4. 前記アクセス端末の能力に関する情報を受信するステップをさらに含み、
   前記キャリアを決定するステップは前記受信された情報に基づいており、
   前記負荷を決定するステップが、前記決定されたキャリアの前記制御チャネルリソース上の負荷を決定し、
   前記割り当てるステップが、前記決定された負荷に基づいて、前記決定されたキャリアのうちの１つに前記アクセス端末を割り当てる、請求項１に記載の方法。
5. 前記マルチキャリアのうちの少なくとも１つが、ブロードキャストおよびマルチキャストサービス（ＢＣＭＣＳ）のうちの１つを提供し、前記キャリアのうちの少なくとも１つがＢＣＭＣＳを提供せず、
   前記受信された情報が、前記アクセス端末がＢＣＭＣＳを受信することが可能であることを示すときには、前記キャリアを決定するステップが前記ＢＣＭＣＳキャリアだけを決定する、請求項４に記載の方法。
6. 前記受信された情報が、前記アクセス端末がＢＣＭＣＳを受信することが可能にされていないことを示す場合、前記キャリアを決定するステップが、前記ＢＣＭＣＳキャリアおよび前記非ＢＣＭＣＳキャリアを決定する、請求項５に記載の方法。
7. 前記割り当てる前記ステップが、前記少なくとも２つのキャリアのうちの最も負荷の少ない前記キャリアに前記アクセス端末を割り当てる、請求項１に記載の方法。

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