JP5697608B2 - 無線通信システムにおける基地局の不連続動作を支援するための方法及び装置並びにその制御システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムの基地局制御方法及び装置並びにそのシステムに関し、特に無線通信システムにおける不連続動作を支援するための基地局制御方法及び装置並びにそのシステムに関する。

最近、広く用いられる無線通信システムは、音声通信を根幹として発展した音声サービス中心の移動通信システムと、データ通信を根幹として発展した無線パケット通信システムとがある。このような移動通信システムは、音声サービスのみを提供する形態から次第に発展して、第３世代移動通信システム以後からは増加するパケットサービスの要求を受け入れて、パケット形態のデータを支援できる形態に発展しつつある。

特にパケット形態のデータは、従来の音声を根幹とする回線形態のデータに比べてデータ送信率の変化が極めて大きく、データ送信率も極めて大きいから、効率的な送信方式に対する要求が極めて増加されている。

このような要求を満たすために、移動通信システムの標準を制定する３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ）とＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）ではダウンリンクパケットサービスを提供する規格を採択するに至った。また、ＴＩＡ／ＥＩＡでは、１ｘＥＶ−ＤＯ及び１ｘＥＶ−ＤＶ等を介してダウンリンクパケットサービスを提供する規格を採択するようになった。

移動通信システムにおいて提供するパケットサービスは、コードと時間とを資源としてパケットを割り当てて使用するため、回線方式の割り当て規則に比べて時間ドメイン上のトラフィック可変性が極めて大きい。これを例に挙げて述べると、パケットを送信する時間には一般的に極めて多い量のトラフィックを送信するようになるが、パケットの送信がない場合には、全くトラフィックが発生しない場合が生じる。すなわち、通常の音声通信とパケット通信とを対比すれば、音声通信は通信がなされる時間の間に常時的に一定の資源（コード及び時間）を割り当てなければならないが、パケット通信は、音声通信と対比して瞬間的に（ｂｕｒｓｔ）多い量のデータを送信しなければならない場合がほとんどである。

一方、移動通信システムが進化するにつれて、基地局の設置及び運用方法において基地局のカバレッジ（Ｃｏｖｅｒａｇｅ）の側面で基地局を設置していた従来の方式に比べて、最近では、マクロ（Ｍａｃｒｏ）基地局でカバレッジを確保し、マイクロ（Ｍｉｃｒｏ）基地局でカバレッジの拡大及び送信効率を向上させる目的として、基地局を複合的に設置する方向に進化している。

このような進化方向を支援するために、３ＧＰＰ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の規格では、ＣＳＧ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ）基地局を定義している。前記ＣＳＧ基地局は、前記マイクロ基地局に該当するものであって、事務室や地下のようにマクロ基地局のカバレッジに含まれない制限された区域でも、通信を維持するために中継器などと共に適用されうる基地局に該当する。

前記ＣＳＧ基地局は、特定の移動端末のみアクセスを許容するＡｌｌｏｗｅｄ ＣＳＧ（以下、Ａ−ＣＳＧとする）基地局と、すべての移動端末がアクセスできるＮｏｎ−ａｌｌｏｗｅｄ ＣＳＧ（以下、Ｎ−ＣＳＧとする）基地局とに区分されうる。このように区分される基地局のうち、Ａ−ＣＳＧ基地局は、マクロ基地局のカバレッジ内に設置されて宅内サービス運用として使用されうるように、現在標準化段階で提案されている。

以上のように、３ＧＰＰで考慮するマイクロ基地局は、大きく下記のように３通りに区分できる。第１に、単純に送受信のみを提供してカバレッジを拡大させる中継器がある。第２に、カバレッジ拡大だけでなく全カバレッジ内で送信効率を向上させるＮ−ＣＳＧ基地局がある。最後に、カバレッジの拡大よりは特定移動端末に対してのみアクセスを許容して、ネットワークのトラフィック負担を分散させ、送信効率を向上させるＡ−ＣＳＧ基地局に区分される。このような区分の他にも、より多くの区分法が使用されうる。

一方、ＩＥＥＥ ８０２．１６系のＭｏｂｉｌｅ ＷｉＭａｘや他の無線通信システムでも、以上説明したように、複合的な基地局の運用を介して効率的な通信が可能なようにする方案を提供している。

したがって、ＷｉＦｉのＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）の爆発的増大を考えれば、今後設置されたマイクロ基地局の個数は、従来のマクロ基地局の設置台数と比較できない程度に増大すると予想される。例えば、一つの家庭で３ＧＰＰ ＬＴＥを支援する端末、例えば、ノートブックコンピュータ、セルラーフォン、ＰＤＡなどの端末をＡ−ＣＳＧ基地局に登録して使用する場合を仮定しよう。このような場合、該当Ａ−ＣＳＧ基地局は、宅内の特定位置に設置される。このような基地局が高度化した都心で宅内ごとに設置されると仮定する場合、基地局の設置台数は極めて増加すると予想される。

ところが、このように爆発的に設置されるマイクロ基地局は、たとえマクロ基地局より少ない電力で送信及び受信が可能であるが、設置台数が増大するにつれて、全体的な消費電力が増大するだけでなく、宅内の消費電力が増大するという問題がある。したがって、以上のマイクロ基地局の場合には、消費電力を減らすための技術開発が必要となる。

基地局の消費電力を減らすための技術開発の一環として、多重ホップリレイや分散アンテナシステムなどを介して、最適のスケジューリング及び効率的な電力制御を提供する方法が提案されている。しかしながら、このような方法は、通信途中に消費電力を最小化するための方案であって、上述のように、時間ドメインでトラフィック可変性が非常に増大する通信システムでは、消費電力の減少効果が著しくない。

以上述べたように、従来のマイクロ基地局の運用方法によれば、通信中の区間で使用される電力を最小化しようという方案を反映している。しかしながら、実際に時間ドメインで大部分を占めると判断される実際通信が発生しない区間においても、一定以上の電力を不必要に消費するようになる。したがって、消費電力の減少効果が制約的なこともやむをえない。そのため、通信がなされない状態のマイクロ基地局の効率的な運用方案により、消費電力の効果を極大化する方法と装置とが必要となる。

そこで、本発明では、無線通信システムにおいて基地局に許容された移動端末の状態を確認して基地局の動作を連続あるいは不連続で運用することによって、基地局の消費電力を減少させる方法及び装置並びにそのシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて基地局の送信及び受信時間を個別的に連続あるいは不連続的動作で設定できるようにすることによって、基地局の消費電力を減少させうる方法及び装置並びにそのシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて基地局と接続した上位ネットワークと通信を連続あるいは不連続動作に設定して、基地局の消費電力を減少させることのできる方法及び装置並びにそのシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて基地局の状態に応じて移動端末の任意接続時刻を決定することによって、基地局の連続あるいは不連続動作を支援できるようにする方法及び装置並びにそのシステムを提供する。

本発明の一実施形態に係る基地局の制御方法は、無線通信システムの基地局における動作制御方法であって、前記基地局のカバレッジと前記基地局の隣接基地局のすべてのカバレッジで前記許容移動端末が存在するか否かを確認する過程と、前記基地局のカバレッジ及び前記隣接基地局のすべてのカバレッジで前記許容移動端末が存在しない場合、前記基地局の送／受信を予め決定された周期で第１不連続動作するように制御する過程と、を含む。

また、本発明の一実施形態に係る基地局装置は、無線通信システムにおける基地局装置であって、移動端末とデータ及びシグナリングを送／受信するデータ処理部と、他基地局及び有線で接続するネットワークへのデータ処理を行うネットワーク処理部と、前記基地局のカバレッジ及び隣接基地局のカバレッジに許容移動端末が存在しない場合、前記データ処理部を予め決定された周期でオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）して第１不連続動作するようにする制御部と、を備える。

また、本発明の一実施形態に係るシステムは、無線通信システムであって、基地局と通信を行う移動端末と、前記移動端末と常時通信が可能な第１基地局群と、前記第１基地局群と予め決定された方式の有線ネットワークを介して通信が可能で、移動端末が前記基地局のカバレッジ及び前記基地局の隣接基地局のカバレッジに存在しない場合、予め決定された周期で第１不連続動作する第２基地局群と、を備える。

本発明によれば、通信システムにおいて基地局の動作を制御するにおいて、該当基地局に許容された移動端末の状態を確認して、条件を満たしているか否かによって連続的あるいは不連続的動作を行うようにすることによって、基地局の電力消費を極小化させるという長所がある。

また、本発明に係る通信システムにおける基地局の動作において、基地局の動作を無線信号の送信及び受信動作に関わる機能と、上位ネットワークとの接続に関わる機能などに区分して動作するか否かを決定できるようにすることによって、電力消費を顕著に減少させ、かつ安定した基地局の運用を可能にするという長所がある。

本発明の実施形態によって構成されたマクロ基地局とマイクロ基地局との構成図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ基地局装置の内部ブロック構成図である。 本発明の他の実施形態に係るマイクロ基地局の機能ブロック図である。

以下、添付された図面を参照して、本発明を説明する。本発明を説明するにあたって当業者に自明な部分に対しては、本発明の要旨を不明にしないように省略することとする。また、以下で説明される各用語は、本発明の理解を助けるために使用されたものに過ぎず、各製造会社または研究グループでは同じ用途にも拘わらず互いに異なる用語として使用されうることに留意しなければならない。

また、ある部分がある構成要素を「含む」とする場合、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、本明細書に記載したモジュール（ｍｏｄｕｌｅ）という用語は、特定の機能や動作を処理する一つの単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合により具現化できる。

以下、本発明は、基地局の不連続動作を支援する通信システムの構成方法及び装置について述べる。さらに詳細には、通信システムにおける基地局の動作を制御するにあたって、該当基地局に許容された移動端末の状態を確認し、前記移動端末の状態情報を利用して基地局の動作を連続あるいは不連続に運用することによって、基地局の消費電力を減少させる方法とこのための装置に関する内容について述べる。そして、本発明は、通信システムにおける基地局の動作において、送信機能と受信機能及び上位ネットワークとの接続に関わる機能などに区分して、機能別に個別的に連続あるいは不連続的動作を行わせることによって、消費電力面において効率的な動作を可能にする方法及びこのための装置を提供する。

また、以下で説明される本発明は、通信システムにおける移動端末の動作を制御するにあたって、移動端末が任意接続を試みるステップにて基地局の状態に応じて任意接続時刻を決定することによって、効率的な基地局の不連続動作を支援するようにする方法及びこのための装置を提供するための技術を開示する。

本発明の一実施形態に係る通信システムにおける基地局の動作連続性制御方法として、（ａ１）移動端末の状態を確認するステップと、（ａ２）前記移動端末の状態情報を利用して、基地局の動作連続性を決定するステップと、（ａ３）決定された動作連続性によって基地局が動作するように設定するステップと、を含む。

前記移動端末の状態を確認するステップは、該当基地局に許容された移動端末の状態と、該当基地局にキャンプされているか、通話中の非許容移動端末の状態を区分して利用する。前記許容された移動端末の状態は、移動端末を区分するための識別子（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）やその他移動端末の情報や該当基地局の周辺に存在する他基地局から受け取る該当移動端末に対する情報を使用することができる。前記非許容移動端末の状態は、該当移動端末との通信から獲得した情報と非許容移動端末が該当基地局にハンドオーバを要請する情報とを周辺基地局から受け取って使用することができる。

前記基地局の動作設定ステップにて基地局の動作は、無線信号の送信を行う機能と、移動端末から送信される無線信号の受信を行う機能と、ネットワークとのインタフェースを支援する機能などに分割され、各機能に対して個別的に動作連続性を設定できる。

前記基地局の動作設定ステップにて不連続に設定された場合には、不連続の周期は、許容移動端末のページング情報と基地局のページングパラメータとを組み合わせて計算でき、不連続動作で活性区間の長さは、具現パラメータとして移動端末の動作と基地局の消費電力減少量などとを考慮して選択されたパラメータを使用することができる。

前記基地局の動作設定ステップにて、送信機能のための不連続動作周期は、受信機能のための不連続動作周期と同様に設定でき、受信機能のための不連続動作の活性区間は、送信機能のための不連続動作の活性区間と一定の時間オフセットを有することができる。

反面、基地局の動作設定において前記受信機能のための不連続動作周期は、送信機能のための不連続動作周期と一致しないこともあり、移動端末でページングに対する反応や任意に発生する任意接続信号を受信することができるように設定することによって、移動端末の動作に変化がないようにパラメータを設定できる。例えば、該当基地局で任意接続許容時間に対する情報を利用して許容移動端末の任意接続時間を制御し、この許容時間に合せて前記受信機能の不連続動作周期に設定できる。また、前記送信機能の不連続動作周期は、前記受信機能不連続動作周期の倍数（ｘＮ、Ｎ＝自然数）に設定できる。

前記マイクロ基地局は、設置時にＡ−ＣＳＧ基地局やＮ−ＣＳＧ基地局に決定されることもでき、設置以後、トラフィックなどの環境変化を考慮して、有機的にＡ−ＣＳＧ基地局やＮ−ＣＳＧ基地局に変更できるように設置されることもできる。また、本発明に係る基地局の動作連続性を有するＡ−ＣＳＧ基地局でも、連続／不連続状態の有機的変化が可能なＡ−ＣＳＧ基地局と連続状態で固定されたＡ−ＣＳＧ基地局間に変更が可能なように設置されることができる。

一方、本発明の一実施形態に係る通信システムにおける非活性状態の移動端末動作を制御する方法として、（ｂ１）ページング信号を受信するステップと、（ｂ２）移動端末に該当するページング情報が存在する場合、任意接続を試みるステップと、を含む。

また、本発明の一実施形態に係る通信システムにおける非活性状態の移動端末動作を制御する別途の一つの方法として、（ｃ１）基地局の状態に応じて任意接続時刻を決定するステップと、（ｃ２）決定された任意接続時刻に任意接続を試みるステップと、を含む。

前記基地局の状態に応じて任意接続時刻を決定するステップ（ｃ１）では、前記基地局が連続的な動作状態である場合には、任意接続の要請を受けた時点に必要な情報を利用して任意接続時刻を決定し、前記基地局が不連続的な動作状態である場合には、前記基地局の受信動作が活性化される時点以後に必要な情報を利用して任意接続時刻を決定する。

反面、上述のように、任意接続許容時間において基地局の受信機能が活性化されるように設定された場合には、移動端末は、基地局が連続的な動作状態と同じ方法で任意接続時刻を決定できる。

図１は、本発明の実施形態によって構成されたマクロ基地局とマイクロ基地局との構成図である。図１に示したように、移動端末の状態の多様な場合に対して本発明に係る基地局の不連続動作制御方法を詳細に述べる。

まず、図１では、移動端末と無線チャネルとを介して通信を行い、広いカバレッジを有する３個のマクロ基地局１１０、２１０、３１０を示した。すなわち、第１マクロ基地局１１０は、第１マクロカバレッジ１００を有し、第２マクロ基地局２１０は、第２マクロカバレッジ２００を有し、第３マクロ基地局３１０は、第３マクロカバレッジ３００を有する。第１マクロ基地局１１０、第２マクロ基地局２１０及び第３マクロ基地局は、互いに隣接したマクロ基地局であって、移動端末のハンドオーバのために、各マクロ基地局１１０、２１０、３１０間に交差領域が存在する。

第１マクロ基地局１１０の内部には、互いに異なる２個のマイクロ基地局１２１、１３１を有する。第１マイクロ基地局１２１は、第１マイクロカバレッジ１２０を有し、第２マイクロ基地局１３１は、第２マイクロカバレッジ１３０を有する。また、第１マイクロ基地局１２１の第１マイクロカバレッジ１２０内には、第１移動端末１２２が位置している。そして、第２マイクロ基地局１３１の第２マイクロカバレッジ１３０には、移動端末が存在しない。

次に、第２マクロ基地局２１０の第２マクロカバレッジ２００の内部に第３マイクロ基地局２２０を有し、第３マイクロ基地局２２１は、第３マイクロカバレッジ２２０を有する。また、第３マクロ基地局２１０の第３マクロカバレッジ２００と第３マイクロ基地局２２１の第３マイクロカバレッジ２２０の内には、移動端末が存在しない。

最後に、第３マクロ基地局３１０の第３マクロカバレッジ３００の内部に、第４マイクロ基地局３２１を有し、第４マイクロ基地局３２１は、第４マイクロカバレッジ３２０を有する。第４マイクロ基地局３２１の第４マイクロカバレッジ３２０内には、第２移動端末３２１が備えられている。

すると、各々の基地局とパケット網４００との接続を述べる。まず、前記第１マクロ基地局１１０と第３マクロ基地局３１０とは、両方とも第１マクロパケットコア（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ、ＥＰＣ）４１１と共有して接続され、第２マクロ基地局２１０は、第２マクロＥＰＣ４１２と接続される。そして、第１マイクロ基地局１２１は、第１マイクロＥＰＣ４２１と接続され、第２マイクロ基地局１３１は、第２マイクロＥＰＣ４２２と接続され、第３マイクロ基地局２２１は、第３マイクロＥＰＣ４２３と接続され、第４マイクロ基地局３２１は、第４マイクロＥＰＣ４２４と接続される。ここで、それぞれのマクロＥＰＣ４１１、４１２とそれぞれのマイクロＥＰＣ４２１、４２２、４２３、４２４とは、移動端末または無線端末と通信してパケットをＩＰ網に伝達できるＩＰコア網の終端に位置した機器となる。

すると、以上の各基地局は、以下のような機能を有すると仮定する。

まず、前記第１マイクロ基地局１２１、前記第２マイクロ基地局１３１及び第３マイクロ基地局３２１は、前記のＡ−ＣＳＧ基地局であり、前記第３マイクロ基地局２２１のみが他マイクロ基地局１２１、１３１、３２１と異なりＮ−ＣＳＧ基地局であると仮定する。上述したように、Ａ−ＣＳＧ基地局は、特定移動端末に対してのみ通信が許諾される基地局で、Ｎ−ＣＳＧは、すべての移動端末に対して通信が許諾される端末である。

そして、第３移動端末５００は、図１に示す点線に表示された矢印方向に沿って移動する。すなわち、第３移動端末５００は、最初第３マクロ基地局３１０のカバレッジ３００から第４マイクロ基地局３２１のカバレッジ３２０に再度進入してから、再度第３マクロ基地局３１０のカバレッジ３００から第２マクロ基地局２１０のカバレッジ２００の順に移動する。以後、第３移動端末５００は、再度第３マイクロ基地局２２１のカバレッジ２２０に進入してから、再度第２マクロ基地局３１０のカバレッジ２００から第１マクロ基地局１１０のカバレッジ１００へ移動する。その後、第３移動端末５００は、第２マイクロ基地局１２１のカバレッジ１２２を経由して第１マクロ基地局１１０のカバレッジ１００を再度通る。

ここで、第３移動端末５００は、第１マイクロ基地局１２１で許容移動端末と仮定する。また、第３移動端末５００の移動時点に合せて、各基地局の通信状態を下記のように仮定する。

第１移動端末１２２は、第１マイクロ基地局１２１と通信中であり、以後、第３移動端末５００が移動を始めながら第１移動端末１２２と第１マイクロ基地局１２１との間の通信が終了して、第１マイクロ基地局１２１が不連続動作に転換されると仮定する。また、第４マイクロ基地局４２１と第２移動端末３２１との間は、通信が行われないと仮定する。

すると、以上で説明した構成及び仮定に基づいて、図１に示す各マイクロ基地局の動作を、ケース別に説明する。

まず、以下の説明においてマイクロ基地局の連続的動作とは、従来の技術による一般的な基地局の動作のように時間ドメイン上の連続的な動作を意味することである。

すなわち、マイクロ基地局が送信機能を行う時には放送される信号は一定の周期で送信され、送信必要有無によって該当信号を正常に送信することを意味する。これをさらに詳細に述べると、マイクロ基地局が連続的動作である場合、基準信号や同期信号のように放送される信号は該当信号の周期に合うように送信され、追加的に送信要請のある信号が送信されることを意味する。また、マイクロ基地局が連続的動作の受信機能を行う時にも、同様に移動端末がいつ送信を行っても受信できるように設定されることを意味する。

次に、本発明に係るマイクロ基地局の不連続的動作とは、時間ドメイン上の不連続的な動作を意味することである。すなわち、従来技術に係る一般的な基地局の動作とは異なり、不連続的動作の周期に応じて送信活性区間においてのみ基地局が該当信号を送信し、受信活性区間においてのみ移動端末が送信する信号を受信するように設定することを意味する。

すると、これを添付された図１を参照して、本発明に係るマイクロ基地局の動作について述べる。

まず、前記第１マイクロ基地局１２１は、前記第１移動端末１２２と通信中にあるために、連続的な動作を行う。すなわち、放送信号を連続的に送信し前記第１移動端末１２２との通信のために必要な信号を送信及び受信する。

したがって、第１マイクロ基地局１２１は、送信及び受信時に既存ネットワーク４００と通信する動作などに対して正常な、すなわち、本発明で定義した連続的な動作を行う。もちろん、前で仮定したように、後述する前記第３移動端末５００の移動が始まる直前に、前記第１移動端末１２２と前記第１マイクロ基地局１２１との通信は完了し、前記第１マイクロ基地局１２１は不連続的な動作に転換する。

一方、前記第２マイクロ基地局１３１と前記第１マクロ基地局１１０とには如何なる許容移動端末も位置していないために、前記第２マイクロ基地局１３１は、不連続的な動作を行う。すなわち、放送信号を不連続的に送信し、移動端末から送信されうる信号を不連続的に受信する。ただし、既存ネットワーク４００とのインタフェースの動作は、インタフェースタイプによって連続的あるいは不連続的な動作を選択的に使用することができる。マイクロ基地局の機能をさらに細分化する場合には、各機能に対して連続及び不連続を選択して使用することができる。

上述したように、マイクロ基地局が連続的または不連続的動作を行うためには、下記の事項がなされなければならない。これを第２マイクロ基地局１３１を利用して説明する。

第２マイクロ基地局１３１は、第２マイクロカバレッジ１３０及び第１マクロカバレッジ１００に如何なる許容移動端末も含まれないことを確認できなければならない。ところが、非活性状態の移動端末が移動するのを考慮する時、従来の通信システムで非活性状態の移動端末が移動するのを検出して、マイクロ基地局に知らせることは簡単なことではない。

すなわち、非活性状態の移動端末が基地局を移動する場合、追跡領域識別子（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）が同一であれば、別途のメッセージを基地局に伝達せずに基地局を再選択するためである。結局、一つの基地局でキャンプ（Ｃａｍｐｉｎｇ）し、該当基地局に登録（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）をしたとしても一定時間後にも依然として該当基地局のカバレッジ内に存在すると確認できない。

したがって、本発明では一つのＡ−ＣＳＧ基地局に許容された移動端末が該当カバレッジ及び周辺マクロカバレッジに位置しているか否かを確認する方案として、Ａ−ＣＳＧ基地局の追跡領域識別子を周辺マクロ基地局と同一に設定し、その外部のマクロ基地局とは異なるように設定する。これを、図１を再度参照して述べる。

第２マイクロ基地局１３１の第２マイクロカバレッジ１３０内に一つの移動端末がキャンプし、非活性状態で前記第１マクロ基地局の第１マクロカバレッジ１００へ移動する場合には、第１マクロ基地局の追跡領域識別子が第２マイクロ基地局の追跡領域識別子と同一なので、移動端末は、前記第１マクロ基地局１１０に再選択を行いながら、第１マクロ基地局１１０に如何なるメッセージも伝達しない。

次に、移動端末が第２マクロ基地局２１０へ移動する場合には、第２マクロ基地局２１０が放送する追跡領域識別子が以前マクロ基地局であった第１マクロ基地局１１０と異なるようになる。したがって、移動端末は、第２マクロ基地局２１０の領域内に進入すると、相異なる追跡領域識別子によって前記第２マクロ基地局２１０に任意接続して、追跡領域識別子が変更されたことを知らせる追跡領域識別子変更メッセージを伝達する。

すると、これを確認した第２マクロ基地局２１０は、移動端末から報告された追跡領域識別子を利用して、移動端末が本来以前に位置していた第２マイクロ基地局１３１または第１マクロ基地局１１０を確認することができる。したがって、本発明では第２マクロ基地局２１０は移動端末から追跡領域識別子が変更されたことを知らせる追跡領域識別子変更メッセージを受信すると、該当移動端末が自身の領域へ移動したことを第１マクロ基地局１１０または第２マイクロ基地局１３１へ知らせる。

このとき、好ましくは、第２マクロ基地局２１０が第２マイクロ基地局１３１のカバレッジ１３０及び第１マクロ基地局１１０のカバレッジ１００から外れたことを第２マイクロ基地局１３１と第１マクロ基地局１１０の両方に知らせることが好ましい。このような過程を通じて第２マイクロ基地局１３１及び第１マクロ基地局１１０は、該当移動端末が第２マイクロカバレッジ１３０及び第１マクロカバレッジ１００から外れたことを確認することができる。

以上で説明したように、非活性状態の許容移動端末の位置を確認することができる場合には、前記基地局の不連続動作をさらに效率的に使用することができる。まず、基地局の動作を連続性に応じて下記のように３通りに区分できる。

＜基地局の連続性に応じる状態区分＞
１．第１不連続周期として、不連続周期が極めて長い状態で、不連続動作の周期が無限のように見える非活性状態
２．第２不連続周期として、第１不連続周期に比べて短い状態
３．不連続動作の周期が０の状態、すなわち、連続的な動作状態
すると、上記のように３通りに基地局の動作を区分できる状況において、基地局の動作状態の変更について述べる。

基地局は、許容移動端末が該当カバレッジと周辺カバレッジとに位置しない場合には、第１番目の第１不連続周期として、すなわち、不連続周期が無限のように見える非活性状態で動作できる。他の場合として、許容移動端末が該当カバレッジと周辺カバレッジとに位置しながら非活性状態である場合に、基地局は、第２番目の第２不連続周期として、第１不連続周期に比べて相対的に短い周期を有する状態で動作できる。さらに他の場合として、活性許容移動端末が該当カバレッジと周辺カバレッジとに位置する場合、基地局は、第３番目の不連続動作の周期が０である、すなわち、連続動作状態で動作できる。

一方、本発明では、非活性許容移動端末が許容移動端末と通信できる基地局のカバレッジに位置しているか否かを確認せずに、基地局の不連続的動作を決定することもできる。

このために、移動端末が非活性状態で該当カバレッジと周辺カバレッジとに位置した場合は、上記の基地局の不連続動作で第２番目の方法である動作の周期が有限の値であり、０でない状態に維持させる方法と、移動端末がその以外のカバレッジに位置する場合は、第１番目の方法である不連続動作の周期が無限の非活性状態で基地局の不連続動作を同様に設定することによって、非活性移動端末のカバレッジ位置確認問題を解決できる。

すなわち、非活性状態の許容移動端末が位置したカバレッジに関わらず、該当基地局は、第２番目の方法である動作の周期が有限の値であり、０でない状態に維持させる動作を行うように設定すれば、基地局で非活性状態の移動端末の位置を敢えて確認する必要がない。

以上で言及した前記第２マイクロ基地局１３１の動作は、前記第３マイクロ基地局２２１が前記第２マイクロ基地局１３１のようにＡ−ＣＳＧ基地局である場合には、同様に適用されうる。しかしながら、上記したように、前記第３マイクロ基地局２２１はＮ−ＣＳＧ基地局であるから、前記第３移動端末５００は、前記第３マイクロ基地局２２１にハンドオーバを行うことができる。

また、前記第４マイクロ基地局３２１では、非活性状態の第２移動端末３２２が該当カバレッジに備えられている。したがって、このような場合には、上記のように追跡領域識別子を異なるように設定する等の方法を介して、第３マイクロ基地局２２１で現在第２移動端末３２２がカバレッジ内に存在することを確認して、これにより不連続動作を選択するようになる。その上、該当カバレッジ及び周辺カバレッジに非活性状態の移動端末が存在する場合と、その他カバレッジで活性状態の移動端末が存在する場合の動作を同様に設定する方法を適用する場合には、前記の第２マイクロ基地局１３１の動作と同一である。

一方、前記第３移動端末５００は、前記第１マイクロ基地局１２１で許容された移動端末であって、前記第１マイクロカバレッジ１２０の外部で通信を行う過程にて移動して、前記第マイクロカバレッジ１２０を経て第１マクロカバレッジ１００を通る移動経路を有する。まず、前記第３マクロカバレッジ３００に進入しながら前記第３マクロ基地局３１０にハンドオーバを行う。

このとき、第３マクロ基地局３１０が前記第１マイクロ基地局１２１の周辺基地局と定義された場合には、既存ネットワーク４００を介して前記第１マイクロ基地局１２１に許容された移動端末が周辺基地局で通話中であることを知らせるようになる。以上は、該当マイクロ基地局に許容移動端末の接近有無を知らせる方法の一例として、他の多様な方法が存在できる。周辺基地局で許容移動端末が通話中（活性状態）であることを確認した前記第１マイクロ基地局１２１は、連続的な動作、すなわち、基地局の不連続動作の第３番目の場合であって、非活性周期を０に設定する。

しかしながら、仮に第３マクロ基地局３１０が前記第１マイクロ基地局１２１の周辺基地局と定義されない場合には、前記第１マイクロ基地局１２１は、別途の変化無しで現在状態を維持する。

次に、前記第３移動端末５００は、前記第４マイクロカバレッジ３２０に進入するようになるが、このとき、該当移動端末は、第４マイクロ基地局３２１に登録されない移動端末であるから、別途のハンドオーバ手順を行わずに、現在登録された基地局である第３マクロ基地局３１０で通信を行い続ける。

前記第３移動端末５００が移動し続けて前記第２マクロカバレッジ２００に進入すると、前記第２マクロ基地局２１０にハンドオーバを行う。この場合にも、前記第１マイクロ基地局１２１は、前記第３マクロカバレッジ３００に進入した場合と同じ動作を行う。

次に、前記第３移動端末５００が前記第３マイクロカバレッジ２２０に進入すると、上記のように、第３マイクロ基地局２２１はＮ−ＣＳＧ基地局であるから、前記第３移動端末５００は、前記第３マイクロ基地局２２１にハンドオーバ手順を行う。

以後に、前記第３マイクロカバレッジ２２０から外れて、再度前記第２マクロカバレッジ２００に進入すると、前記第２マクロ基地局２１０にハンドオーバ手順を再度行う。

前記第３移動端末５００が前記第１マクロカバレッジ１００に進入すると、前記第１マクロ基地局１１０にハンドオーバ手順を行う。この時点では、前記第１マイクロ基地局１２１は、必ず連続的な動作に転換するようになる。その理由は、図１に示すように、前記第１マクロ基地局１１０は、前記第１マイクロ基地局１２１の周辺基地局であるから、前記第１マクロ基地局１１０では、許容移動端末の接近有無を前記第１マイクロ基地局１２１に知らせるためである。

したがって、前記第３移動端末５００は、ハンドオーバのための測定手順などを正常に行うことができる。

上述のように、該当マイクロ基地局１２１が備えられているマクロ基地局の周辺基地局で該当移動端末の通信状態を知らせることもできるが、移動端末が該当マイクロ基地局１２１が備えられているマクロ基地局１１０にハンドオーバを行う時に移動端末の状態を知らせることも可能である。このような方法は、該当マクロ基地局にハンドオーバした後に許容されたマイクロ基地局にハンドオーバするまでかかる時間が短くないため、ハンドオーバのための測定が十分になされうる場合には安定して動作できる。

ただし、許容されたマイクロ基地局が該当マクロ基地局の境界に位置する場合には、仮に許容されたマイクロ基地局が不連続的に動作する場合には、ハンドオーバのための測定がなされないという問題点が発生できる。したがって、安定して動作させるためには、該当マクロ基地局だけでなく周辺マクロ基地局でも該当移動端末を検索して、これを該当マイクロ基地局に伝達する動作が必要である。

図２は、本発明の一実施形態に係るマイクロ基地局装置の内部ブロック構成図である。図２に示すマイクロ基地局装置の内部ブロック構成図は、本発明の一実施形態を説明するために作成されたものであるので、本発明の実施形態を説明する他の機能及びモジュールは除外されている。そして、図２は、図１に示すマクロ基地局とマイクロ基地局との構成図において前記第１マイクロ基地局１２１を例に挙げて説明する。

本発明の一実施形態に係るマイクロ基地局装置１２１は、無線送信及び受信信号のためのアンテナ部１２１−１、ダウンリンク送信を担当する送信部１２１−２、アップリンク受信を担当する受信部１２１−３、基地局装置とのインタフェース及び接続を制御するネットワーク処理部１２１−４、及びマイクロ基地局装置を制御する制御部１２１−５を備える。

前記ネットワーク処理部１２１−４は、前記既存ネットワーク４００とのインタフェースを提供する前記第１マイクロＥＰＣ４２１と接続されて、前記マイクロ基地局装置１２１の外部ネットワークとのインタフェース機能を行う。

前記送信部１２１−２は、ダウンリンク送信のための機能を担当するものであって、送信しようとするデータを前記ネットワーク処理部１２１−４あるいは前記基地局制御部１２１−５から受け取って、該当する無線通信方式の標準規格に適合するように変更した後に無線信号に変換して、前記アンテナ部１２１−１を経て無線環境に送信するようにする。前記送信部１２１−２は、ハードウェアとソフトウェアとにより具現化されることができ、必要によって前記受信部１２１−３とのインタフェースが提供されなければならない。

前記送信部１２１−２は、前記基地局制御部１２１−５から不連続動作の制御を受け、不連続動作が適用される場合には、該当不連続周期に応じて前記送信部１２１−２の全体をオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）させうるように構成される。

前記受信部１２１−３は、アップリンク受信のための機能を担当するものであって、移動端末から送信された無線信号を前記アンテナ部１２１−１を介して受け取って該当する無線通信方式の標準規格に従ってデータを復元し、これを前記ネットワーク処理部１２１−４あるいは前記基地局制御部１２１−５に伝達する。前記受信部１２１−３は、ハードウェアとソフトウェアにより具現化されることができ、必要によって前記送信部１２１−２とのインタフェースが提供されなければならない。

前記受信部１２１−３は、前記基地局制御部１２１−５から不連続動作の制御を受け、不連続動作が適用される場合には、該当不連続周期に応じて前記受信部１２１−３の全体をオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）させうるように構成される。

前記基地局制御部１２１−５では、基地局の全般的な制御動作を行い、特に本発明に係る基地局の不連続動作を制御する役割を行う。すなわち、前記基地局制御部１２１−５では、前記送信部１２１−２、前記受信部１２１−３及び前記ネットワーク処理部１２１−４の動作を制御する。また、許容された移動端末の状態を考慮して前記マイクロ基地局１２１の連続あるいは不連続動作を決定し、決定された動作を前記送信部１２１−２、前記受信部１２１−３及び前記ネットワーク処理部１２１−４に個別的に適用する。

上記のように、連続あるいは不連続動作を適用するために、前記基地局制御部１２１−５では、独立的な制御信号を発生させて各機能ブロックを制御できる。また、前記基地局制御部１２１−５では、動作状態に対する情報のみを知らせ、前記送信部１２１−２、前記受信部１２１−３及び前記ネットワーク処理部１２１−４から個別的に制御信号を発生させて、各機能ブロックをオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）させる方法も可能である。

図２に示す前記第１マイクロ基地局の機能ブロック図における前記基地局制御部１２１−５は、従来の基地局で全般的な制御も行うために、従来の基地局に本発明に係る連続あるいは不連続動作を支援する機能を追加するためには、前記基地局制御部１２１−５は、従来の基地局制御動作を行うようにし、追加的に本発明に係るマイクロ基地局の連続あるいは不連続動作を支援する機能をさらに行うようにする。

これにより、従来の制御機能は、常に連続的な動作を行うマクロ基地局と連続あるいは不連続動作を選択的に行うマイクロ基地局に同時に適用できるようにすることができる。また、本発明に係る連続あるいは不連続動作を支援しない状態で設置されたマイクロ基地局をアップグレードする場合にも、上記のように、不連続動作を制御する機能をモジュール化して追加できるという長所がある。

以上で説明した送信部１２１−２及び受信部１２１−３は、図２に点線で表示された部分であって、これをデータ処理部と総称でき、無線通信システムで要求する方式によってデータを加工または処理し、該当する無線通信システムの規約に従う無線方式で送／受信できる。

図３は、本発明の他の実施形態に係るマイクロ基地局の機能ブロック図である。

以下、図１に実施形態に基づいて、前記第１マイクロ基地局１２１、前記第２マイクロ基地局１３１、前記第３マイクロ基地局２２１及び前記第４マイクロ基地局３２１の連続及び不連続動作に対する制御動作を、前記図３に示す基地局機能ブロックに基づいて説明する。また、図３では、前記第１マイクロ基地局１２１を例に挙げて説明することとし、このような構成及び動作は、すべてのマイクロ基地局に共通して適用されることができる。

前記第１マイクロ基地局１２１では、前記第１移動端末１２２が活性状態で通信を行っている途中であるため、すべての細部機能ブロックが連続動作を行う。

一方、前記第２マイクロ基地局１３１では、該当カバレッジ内に移動端末が存在しないために、不連続的動作を行う。したがって、前記不連続動作制御部１３１−６では、前記送信部１３１−２と前記受信部１３１−３とを独立的な周期を利用して不連続動作を行うように設定する。反面、前記基地局制御部１３１−５と前記ネットワーク処理部１３１−２とは、外部ネットワークと他基地局から入力される信号を処理するために、不連続的な動作を行わなくても良い。ただし、連続動作を行う際に比べてトラフィック処理容量やその他遂行機能の程度が顕著に減った状態であるから、連続動作を行う際に比べて、はるかに少ない処理容量で例えばクロック速度を減らす方法のような不連続的な動作を支援して、電力消費を減少させることができる。

前記第３マイクロ基地局２２１はＮ−ＣＳＧ基地局であるから、マクロ基地局のように常に連続動作を行うように設定される。

前記第４マイクロ基地局３２１はＡ−ＣＳＧ基地局であり、前記第２移動端末３２２が非活性状態であるから、不連続動作状態である。

図１に示される前記第３移動端末５００は、前記第１マイクロ基地局１２１で許容された移動端末であって、前記第１マイクロカバレッジ１２０の外部で通信を行う過程で移動して前記第マイクロカバレッジ１２０を経て第１マクロカバレッジ１００を通る移動経路を有する。まず、前記第３マクロカバレッジ３００に進入しながら前記第３マクロ基地局３１０にハンドオーバを行う。このとき、上記のように、第３マクロ基地局３１０が前記第１マイクロ基地局１２１に既存ネットワーク４００を介して前記第１マイクロ基地局１２１に許容された移動端末が周辺基地局で通話中であることを知らせるようになる。このとき、不連続動作状態の前記第１マイクロ基地局１２１のネットワーク処理部１２１−４では（減った処理速度で動作中にある）この情報を受信し、前記不連続動作処理部１２１−６に該当情報を伝達する。次に、前記不連続動作処理部１２１−６では、前記ネットワーク処理部１２１−４及び前記基地局制御部１２１−５の処理速度を正常状態に変換し、前記送信部１２１−２と前記受信部１２１−３とを連続動作状態に変換させる。

次に、前記第３移動端末５００は、前記第４マイクロカバレッジ３２０に進入するようになるが、このときの該当移動端末は、第４マイクロ基地局３２１に登録されない移動端末であるから、前記第４マイクロ基地局３２１は不連続動作状態を維持するようになる。

以上で説明した構成でも、送信部１３１−２及び受信部１３１−３は、図３に点線で表示された部分であって、これをデータ処理部と総称でき、無線通信システムの規約に従ってデータの処理及び無線通信のための手順を行う。

Claims (7)

1. 第１基地局の動作方法であって、
   第１基地局のカバレッジと、前記第１基地局に隣接する第２基地局のカバレッジとで許容移動端末が存在するか否かを確認するステップと、
   前記第１基地局のカバレッジ及び前記第２基地局のカバレッジで前記許容移動端末が存在しなければ、予め決定された第１周期で不連続動作するステップと、
   を含み、
   前記許容移動端末は、活性状態の移動端末及び非活性状態の移動端末を含み、
   前記不連続動作は、予め決定された周期に応じて前記第１基地局の送信及び受信の活性区間と非活性区間が周期的に繰り返されることを特徴とする第１基地局の動作方法。
2. 前記第１基地局のカバレッジに前記許容移動端末が進入することを確認するか、または前記許容移動端末のキャンプ情報を前記第２基地局から受信すれば、前記第１基地局が活性状態に遷移するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の第１基地局の動作方法。
3. 前記許容移動端末が前記第２基地局に伝送するハンドオーバ要請情報を利用して、前記許容移動端末が前記第１基地局のカバレッジに進入することを確認することを特徴とする請求項２に記載の第１基地局の動作方法。
4. 前記許容移動端末が非活性状態で前記第２基地局のカバレッジに進入すれば、前記第１基地局が前記第１周期でのオン／オフ割合より大きいオン／オフ割合を有する予め決定された第２周期で不連続動作するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の第１基地局の動作方法。
5. 前記第１基地局の追跡領域識別子は、前記第２基地局の追跡領域識別子と相違していることを特徴とする請求項１に記載の第１基地局の動作方法。
6. 基地局において、
   移動端末とデータ及びシグナリングを送受信するデータ処理部と、
   ネットワークへのデータ処理を行うネットワーク処理部と、
   前記基地局のカバレッジ及び前記基地局に隣接する隣接基地局のカバレッジに許容移動端末が存在しなければ、前記データ処理部を予め決定された周期で不連続動作させる制御部と、
   を含み、
   前記許容移動端末は、活性状態の移動端末及び非活性状態の移動端末を含み、
   前記不連続動作は、予め決定された周期に応じて前記第１基地局の送信及び受信の活性区間と非活性区間が周期的に繰り返されることを特徴とする基地局。
7. 前記ネットワーク処理部を介して前記隣接基地局から前記許容移動端末のキャンプ情報を受信すれば、前記制御部は、前記データ処理部を活性状態に遷移することを特徴とする請求項６に記載の基地局。

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