JP5862784B2 - 無線通信ネットワーク、その方法、基地局、及び補助送信ユニット - Google Patents

Description

本発明は、基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワークにおける通信方法に関する。本発明は、該方法で用いられるネットワーク、基地局、補助送信ユニット、ユーザ機器にも関する。

特に、排他的ではなく、本発明は、３６シリーズ（特に、specification documents ３６.xxx及びそれに関する文書）、３ＧＰＰ仕様シリーズのrelease９、１０以降に定められたようなLTE（Long Term Evolution）及びLTE-Advanced radio technology groupsの規格に従うアップリンク通信手順に関する。しかしながら、本発明は、ＵＭＴＳ、ＷｉＭＡＸ、及び基地送信局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器（「加入者局」、「ユーザ端末」、「ＵＥ」又は「移動端末」とも称される）とを有する他の通信システムにも適用可能である。

無線通信システムは広く知られており、無線通信システムでは、基地局（ＢＳ）が「セル」を形成しＢＳの範囲内で通信する。例えばＬＴＥでは、基地局は通常ｅＮｏｄｅＢと呼ばれ、加入者局はユーザ機器又はＵＥと呼ばれる。

このようなシステムでは、各ＢＳは、自身の利用可能帯域幅、つまり所与のセルの周波数及び時間リソースを、自身が供するユーザ機器のために個々のリソース割り当てに分ける。ユーザ機器は、一般的にモバイルなので、セル間を移動し、隣接セルの基地局間の無線通信リンクのハンドオーバの必要を生じさせる。ユーザ機器は、同時に幾つかのセルの範囲内に存在するが（つまり、幾つかのセルからの信号を検出できるが）、最も単純な例では、ユーザ機器は１つの「サービング」又は「プライマリ」セルと通信する。

各ＢＳは、１より多いセルを提供でき、これらのセルは個別にアクティブにされ及び非アクティブにされる。つまり、セルは休止状態であっても良い。この場合、セルは、バックホール接続を介して信号を送受信し、場合によっては無線信号も受信できるが、無線ネットワークを介して送信はしない。セルがＢＳによりアクティブにされると、セルの送信能力は効率的にオンに切り替えられる。セルは、エネルギ節約目的で、又はそれらの能力が必要ない場合、又はコスト節約若しくは保守のような他の理由で休止状態であっても良い。３ＧＰＰ ＴＳ ３６．４２３は、セクション８．３で、ＬＴＥネットワークにおけるセルのアクティブ化に言及している。

無線通信システム、及びその中のセルは、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）又はＴＤＤ（Time Division Duplex）モードであっても良い。システム内のリソースは、サブキャリアの単位に分割される周波数領域と、シンボル時間又は「スロット」の単位を有する時間領域の両方を有する。ＵＥは、ｅＮｏｄｅＢのスケジューリング機能により、所定の時間量について特定数のサブキャリアを割り当てられる。リソースは、ダウンリンク及びアップリンク送信の両方についてＵＥに割り当てられるが、本発明は主にアップリンク割り当てについて記載する。

ＬＴＥ無線通信システムにおいてアップリンクは、単一キャリアＦＤＭＡ（Single-Carrier FDMA：ＳＣ−ＦＤＭＡ）と呼ばれるＯＦＤＭＡの変形を用いる。基本的に、ＳＣ−ＦＤＭＡは、線形にプリコードされたＯＦＤＭＡスキームであり、ＯＦＤＭＡ処理の前に追加のＤＦＴステップを有する。複数のＵＥによるアップリンクへのアクセスは、各ＵＥに重複しないサブキャリアの別個のセットを割り当てることにより実現される。また、ＬＴＥに基づくシステムで用いられる無線干渉プロトコルアーキテクチャの全体的説明を提供する３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００、特にアップリンク送信スキームに関連する３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００のセクション４．２も、参照することにより本願明細書に組み込まれる。

ＬＴＥでは、データ及び制御シグナリングのための幾つかのチャネルは、システム内の種々の抽象化レベルで定められる。

図１は、ＬＴＥで、各論理レベル、トランスポート層レベル及び物理層レベルで定められた一部のアップリンクチャネル、並びにそれらの間のマッピングを示す。ユーザデータ及び特定の制御シグナリングデータは、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）で伝達される。ＰＵＳＣＨでの周波数ホッピングを用いて、周波数ダイバーシティ効果が有効になり、干渉が平均化される。制御チャネルは、例えばチャネル品質指標（ＣＱＩ）レポートにより表されるチャネル状態情報（ＣＳＩ）及びスケジューリング要求を含むＵＥからのシグナリングを伝達するために用いられるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）を有する。また、トランスポートレイヤレベルのＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Control Channel）、対応するＲＡＣＨ（Random Access Channel）もある。上述のチャネルに加えて、アップリンクリソースは、参照信号、特にＳＲＳ（Sounding Reference Signal）にも割り当てられる。

ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）は、ＵＥが割り当てられたアップリンク送信リソースを有しない場合にネットワークにアクセスするためのＲＡＣＨ（Random Access Channel）を伝達するために用いられる。スケジューリング要求（ＳＲ）が、例えばＰＵＳＣＨの送信データの到着により、ＵＥでトリガされた場合、ＰＵＳＣＨリソースがＵＥに割り当てられていないとき、ＳＲはこの目的のために専用リソースで送信される。このようなリソースがＵＥに割り当てられていない場合、ＲＡＣＨ手順が開始される。ＳＲの送信は、実質的に、データ送信のためのＰＵＳＣＨでのアップリンク無線リソースの要求である。

したがって、ＲＡＣＨは、利用可能な専用リソースを有しないで、ＵＥにアップリンクで信号を送信させるために設けられる。したがって、１つより多い端末が同じリソースで同時に送信できる。リソースを使用するＵＥ（又は複数のＵＥ）の同一性は、常に事前にはネットワークには分からないので、用語「ランダムアクセス」が用いられる（因みに、本願明細書では、用語「システム」及び「ネットワーク」は同義的に用いられる）。ＲＡＣＨは、競合に基づくモード及び競合のないモードのどちらでもＵＥにより使用できる。

＜基本的なＬＴＥネットワークトポロジ＞
図２は、ＬＴＥにおけるネットワークトポロジを示す。図示のように、各ＵＥ１２は、Ｕｕインタフェースを介して無線リンクでｅＮＢ１１に接続する。ｅＮＢのネットワークは、ｅＵＴＲＡＮ１０と称される。

また、各ｅＮＢは、（通常）固定リンクによりＳ１と呼ばれるインタフェースを用いて、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ２２）、システムを管理し制御信号をネットワーク内の他のノード、特にｅＮＢに送信する移動性管理エンティティ（ＭＭＥ２１）上位レベル又は「コアネットワーク」エンティティに接続される。さらに、ＰＤＮ又はＰ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）がＳ−ＧＷ２２と別個に又は組み合わされて存在し、インターネットを含むパケットデータネットワークとデータパケットを交換する。コアネットワーク２０は、ＥＰＣ又はEvolved Packet Coreと呼ばれる。

ｅＮＢは、Ｘ２インタフェースにより互いに相互接続されても良い。ｅＮＢは、Ｓ１インタフェースによりＥＰＣに、より具体的にはＳ１−ＭＭＥを用いＭＭＥに及びＳ１−Ｕを用いてＳ−ＧＷに接続される。Ｓ１インタフェースは、ＭＭＥ／サービングゲートウェイとｅＮＢとの間の多対多の関係をサポートする。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ無線インタフェースプロトコルアーキテクチャの更なる詳細は、例えば３ＧＰＰ ＴＲ３６．３００に記載される。３ＧＰＰ ＴＲ３６．３００の開示は、参照されることにより本願に組み込まれる。

Ｘ２は、２つのｅＮＢ間の論理インタフェースであっても良い。ｅＮＢ間のポイントツーポイントリンクを論理的に表すが、物理的な実現はポイントツーポイントリンクである必要はない。Ｘ２インタフェースは、例えば標準規格シリーズ３ＧＰＰ ＴＳ３６．４２ｘにより詳細に記載される。標準規格シリーズ３ＧＰＰ ＴＳ３６．４２ｘの開示は、参照されることにより本願に組み込まれる。

ＬＴＥ及び他の高機能無線通信ネットワークでは、基地局に加えて補助送信ユニットが設けられても良い。例えば、エリア内で基本カバレッジを提供するセル、及びトラフィック負荷が高いときに用いられトラフィック負荷が低いときに休止状態であるキャパシティブースタセルが存在し得る。これらのキャパシティブースタセルは、通常、（マイクロ、ピコ又はナノセルを提供する）マイクロ、ピコ又はナノ基地局のようなネットワーク内の他の基地局より狭いカバレッジエリアを有する追加基地局により提供され得る。或いは、セルは、静止又は移動中継局により提供されても良い。更なる可能性として、休止と同じ概念は、ベースバンドユニット（baseband unit：ＢＢＵ）及び複数のＲＲＨ（remote radio head）を含む基地局にも適用される。ＲＲＨは、ＢＢＵのために１又は複数のセルを形成するという複合効果を有し得る。あるいは、各ＲＲＨは別個のセルを提供しても良い。このシナリオでは、制御ベースバンドユニットは、特定の環境で送信を停止するように、従って休止状態になるように、ＲＲＨを静的に又は動的に個々に構成できる。

上述の全てのシナリオで、休止状態の補助送信ユニットを再びアクティブにする方法を有することが重要である。より一般的には、無線通信ネットワーク内のネットワーク局により送信活動を制御する方法を提供することが望ましい。

＜本発明の説明＞
本発明は、以下に参照する独立請求項に定められる。有利な実施形態は、従属請求項に定められる。

本発明の第１の態様によると、基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワークにおける通信方法であって、前記補助送信ユニットは、初めは送信しない休止状態であり、前記基地局からの設定に基づき、前記補助送信ユニットは、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定し、前記測定したパラメータに依存して、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定を行う、方法が提供される。

したがって、好適な実施形態では、基地局からの設定に基づき、補助送信ユニットは、アップリンク送信の測定を実行し、続いて、補助送信ユニットがアクティブにされるか否か二関する決定が行われる。この方法は、前もって補助送信ユニットをアクティブにする必要がなく、主要基地局に到達し得ないアップリンク送信を識別できるという利点を有する。別の可能な利益は、キャパシティブーストのために、アクティブにされた場合に補助送信ユニットにより処理され得る主要基地局へ向かうアップリンク送信負荷の検出である。補助送信ユニットは、補助局又は補助基地局、又は別のユニットであっても良い。これらの場合には、補助送信ユニットは、受信及び補助送信として送信できる。

パラメータは、アップリンク送信を監視するのに有用な任意のパラメータであっても良く、大部分の本発明の実施形態では受信電力（例えばワット又はｄＢｍの単位）である。測定は１より多いパラメータであっても良く、一連の測定であっても良い。さらに、周波数帯、検出した信号の種類、装置の同一性、及び／又は測定タイミングのような追加情報が監視されても良い。

補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、該ユニット自身、基地局において、又は特定の他のネットワークエンティティにより行われても良い。一実施形態では、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、前記補助送信ユニットで行われ、前記パラメータの閾に基づく。１より多いパラメータの測定又は一連の測定は、１より多い閾を必要としても良い。例えば、閾は、時間に渡る進行又はヒステリシス効果を考慮しても良い。

他の実施形態では、前記補助送信ユニットは、前記補助送信ユニットにおける前記測定したパラメータの指標を前記基地局へ送信し、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、前記基地局で行われる。任意の追加情報も送信されても良い。上述の実施形態では、基地局は、補助送信ユニットの再アクティブ化の更なる制御も有する。上述の実施形態は、例えば、ＲＲＨ（remote radio head）自体がベースバンドユニットとの単純なマスタースレーブ関係にある場合が多いので、ＲＲＨを有するベースバンドユニットのシナリオに適する。指標は、ＢＢＵとＲＲＨとの間の通信のために提供される固定接続を介して送信できる。基本カバレッジ及びキャパシティブースタセルを有する実施形態では、指標の送信、及び基地局とブースタ局との間の他の通信は、Ｘ２インタフェースを介する。

指標を送信すること（測定値自体の送信又は測定から得られた特定の信号の送信であっても良い）の１つの利点は、補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定に他の係数を考慮できることである。このような係数は、領域内のトラフィック負荷、ＵＥの速度、又はＵＥから要求されたサービスを有しても良い。

閾は、（例えば指標を提供するために）補助送信ユニット又は基地局においてパラメータに適用されても良い。或いは、測定したパラメータ自体についていかなる特定の閾が存在しなくても良い。

指標は、あらゆる環境で基地局へ送信されても良い。代替で、指標は、測定された送信が少なくとも１つの前提条件を満たす場合にのみ送信されても良い。ある好適な実施形態では、前提条件は、測定されたパラメータの最小値である。

補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、基地局によるアップリンク送信の受信に依存して行われても良い。幾つかの環境では、指標が受信されるが、アップリンク送信自体は受信されなくても良い。この場合、問題となっているＵＥが基地局へ送信するために十分な電力を有しない又は基地局から遠すぎるという仮定のもと、基地局は、補助送信ユニットを単にアクティブにするか、又は遅延の後にアクティブにしても良い。

同様に、これらの環境では、補助送信ユニットは、特定の期間の後に指標に対する応答を受信しない場合、（そうすることのＢＳシグナリングを有しないで）自身をアクティブにしても良い。したがって、この応答の欠如は、アクティブなＢＳがＵＥアップリンク送信を受信していないこと、及び補助送信ユニットがアクティブ化に進むべきであることを示す。

ＵＥアップリンク送信が基地局で受信された場合、補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、種々の係数に基づき行われても良い。望ましくは、前記補助送信ユニットにおける前記測定したパラメータに対応する前記ユーザ機器のアップリンク送信が前記基地局で受信された場合、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、前記指標と、前記基地局で測定されたユーザ機器のアップリンク送信の同じパラメータとの間の比較に基づき行われる。他の係数は、前述のように考慮されても良い。

本発明に従って測定されるユーザ機器のアップリンク送信は、ＵＥからの適切なアップリンク送信であっても良い。特に、ネットワークにアクセスを試みているＵＥの関しに適している。これは、ＵＥが例えば低電力を理由に基地局にアクセスできないことの指標であっても良い。したがって、一実施形態では、ユーザ機器の送信は、ネットワークにアクセスするアクセス手順の一部としての送信である。幾つかの好適な実施形態では、前記ユーザ機器のアップリンク送信は、特定のユーザ装置のために予約された所定のアクセス信号であり、望ましくは、低電力装置による使用のために指定されたランダムアクセスプリアンブルであり、及び／又は低電力装置による使用のために指定されたリソースで送信される。（ＬＴＥにおけるＲＡＣＨ信号のような）このような所定のアクセス信号は、所定のランダムアクセスチャネルで送信されても良い。特定のランダムアクセスチャネルが、低電力装置のような特定の装置のために指定されている場合、これは、特定のプリアンブルグル―プから選択されても良い。代替で又は追加で、プリアンブルは、このような装置のために予約された時間／周波数で送信されても良い。

代替の実施形態では、ユーザ機器の送信は、ユーザ機器から基地局へのアップリンクチャネルを測定するための送信、又はアップリンク制御情報の送信若しくはアップリンクデータ送信であっても良い。例えば、ＵＥ送信は、サウンディング参照信号、又はＬＴＥの実施形態ではＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨでの制御若しくはデータ送信であっても良い。もちろん、複数種類のアップリンク送信が測定される実施形態も、本発明の範囲に包含される。

有利なことに、本発明は、休止状態であるがアクティブにできる１より多い補助送信ユニットが存在するネットワークにも適用できる。したがって、幾つかの本発明の実施形態によると、前記ネットワークは、１より多い補助送信ユニットを有し、前記基地局は、前記異なる補助送信ユニットからの前記指標に基づき、アクティブにすべき補助送信ユニットを選択する。複数の休止セルがアクティブセルと重なり合う場合、ＢＳは、どの補助送信ユニットをアクティブにするかを、指標だけでなく、休止状態の送信ユニットの特定の能力、ＵＥから要求されたサービス、等にも依存して決定できる。

方法は、方法が適用されるときは常に、基地局からの設定に基づき、任意の適切な方法で開始されても良い。したがって、補助送信ユニットに特定のアップリンク送信を監視するよう指示する（例えばネットワーク設定中に提供される）静的設定があっても良い。代替で、設定は動的であっても良く、例えば、方法が適用されるときは常に基地局から指示が送信されても良い。一実施形態では、前記基地局は、休止状態の補助送信ユニットに、前記方法の始めにユーザ機器のアップリンク送信の測定を実行するよう要求し、望ましくは、前記基地局の要求は、前記基地局により提供されるセル内のアップリンク送信設定に関連する情報を含む。アップリンク送信設定に関連する情報は、例えば、問題となっているセル内のアップリンク送信の初期電力、及び／又は電力傾斜係数、及び／又は監視されるべき特別な信号（例えば、特定のプリアンブル）、及び／又はこのようなアップリンク送信に割り当てられたリソースを有しても良い。要求は、基地局へ指標を送信するための閾（例えば、受信電力閾）を有しても良い。この情報の任意の組合せが提供されても良い。

この文脈で、用語「セル」は、所与の地理的カバレッジエリアを意味する。さらに、「セル」は、カバレッジエリア及び／又は使用される搬送波周波数のような関連する特性を提供する特定の局を表す。

１つの好適な実施形態では、基地局はカバレッジエリアを提供する基地局であり、補助送信ユニットはアクティブにされるとカバレッジセルと重なり合うブースタセルを提供するブースタ基地局又はアクティブにされるとカバレッジセルと重なり合う中継セルを提供する中継局である（したがって、ＵＥは、重なり合いの範囲内に存在し、両方のセル内の送信を受信できる）。この文脈で、用語「セル」は、所与の地理的カバレッジエリアを意味する。さらに、「セル」は、カバレッジエリア及び／又は使用される搬送波周波数のような関連する特性を提供する特定の局を表す。したがって、ブースタ基地局は、ピコセルを提供するＢＳであっても良い。この場合、基地局により提供されるカバレッジセルは、マクロセルと呼ばれても良い。中継セル又はブースタセルは、完全にカバレッジセルの範囲内であり、又はカバレッジセルの領域を拡張するが、特定の重なり合いが常に存在する。

代替で、幾つかの実施形態では、基地局は、受信及び送信モードの少なくとも１つのＲＲＨを有するベースバンドユニットであり、補助送信ユニットは、休止状態のとき受信のみのモードであるベースバンドユニットのＲＲＨである。このような実施形態では、受信のみのモードであるＲＲＨは、アップリンク送信の少なくとも周期的監視のために予め設定される場合が多い。

疑問の回避のため、本発明は、ベースバンドユニット（ＢＢＵ）及び複数のＲＲＨ（remote radio head）を備える基地局を有する無線通信ネットワークにおける通信方法に拡張される。ここで、少なくとも１つのＲＲＨは初めは送信しない休止状態であり、ベースバンドユニットからの設定に基づき、休止状態のＲＲＨはユーザ機器から基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定し、測定したパラメータに依存してＲＲＨをアクティブにするか否かに関する決定が行われる。決定は、望ましくは、ベースバンドユニットに本構成が拠り所とする制御機能が存在するので、ベースバンドユニットにおいて行われる。

本発明の第２の態様の一実施形態によると、基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワークであって、前記補助送信ユニットは、送信しない休止状態を有し、前記補助送信ユニットは、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定するよう休止モードで動作し、制御部は、前記測定したパラメータに依存して、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定を行うよう動作する、無線通信ネットワークが提供される。制御部は、補助送信ユニットの一部として又は基地局の一部として設けられても良い。

本発明の第３の態様の一実施形態によると、基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワーク内の前記基地局であって、前記補助送信ユニットは、送信しないが、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定できる休止状態を有し、前記基地局は、前記補助送信ユニットから前記測定したパラメータの指標を受信し、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定を行うよう動作する、基地局が提供される。したがって、基地局は、送信機／受信機及び制御部を有する。

本発明の第４の態様の一実施形態によると、基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワーク内の前記補助送信ユニットであって、前記補助送信ユニットは、送信しない休止状態を有し、前記補助送信ユニットは、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定するよう休止モードで動作する、補助送信ユニットが提供される。したがって、このユニットは、測定機能を有する。

本発明の第５の態様の一実施形態によると、基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワーク内の前記補助送信ユニットであって、前記補助送信ユニットは、送信しない休止状態を有し、前記ユーザ機器は、別の装置クラスのユーザ機器から区別する送信リソース及び／又は信号を用いて前記基地局へ向けてアップリンク送信するよう構成される、ユーザ機器が提供される。

本発明の更なる態様によると、無線通信ネットワークの１又は複数のプロセッサにより実行されると、上述の種々の方法のいずれかを実行するコンピュータプログラム／コンピュータ可読命令が提供される。このような命令は、１又は複数の非一時的コンピュータ可読媒体に格納され、又は信号としてダウンロードされても良い。

概して、特に明確な意図がない限り、本発明の一態様に関して記載された特徴及び下位の特徴は、任意の他の態様に等しく適用され、任意の他の態様との組合せが本願明細書に明示的に言及又は記載されていない場合でも、任意の他の態様と組み合わせられても良い。

前述の説明から明らかなように、本発明は、無線通信システム内の基地局、補助送信ユニット及びユーザ機器の間の信号送信を包含する。ここに言及される基地局／補助送信ユニットは、上記の信号を送信及び受信するのに適した任意の形式を取り得る。本発明を視覚化する目的で、ＵＥをモバイルハンドセットと想定することが都合が良いが、これはいかなる限定も意味しない。本発明の好適な実施形態では、基地局及び補助送信ユニットは、標準的に３ＧＰＰ ＬＴＥ及び３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ規格群での実装のために提案された形式を取り、したがって異なる状況で適切な場合、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）（この用語はHome eNodeB又はHeNBも包含する）として記載され得る。しかしながら、本発明の機能的要件を前提として、幾つかの又は全ての基地局は、信号を送信し及び受信するのに適した任意の他の形式を取っても良い。

単に例として、添付の図面を参照する。
ＬＴＥアップリンクチャネルの図を示す。 ＬＴＥネットワークの概略図である。 本発明の実施形態によるネットワークの概略図である。 本発明のＲＲＨ実施形態の概略図である。 本発明の実施形態の全体的なフローチャートである。 本発明の実施形態によるセル選択で解決される問題を説明する概略図である。 本発明の実施形態で用いられるインターｅＮＢエネルギ節約シナリオの一例である。

図３は、本発明の実施形態の基本構成要素を示す。本実施形態では、補助送信ユニットは、右側にある送信局である。ＵＥ１２は、基地局４０に向けてアップリンク送信し、送信は補助送信ユニット３０に到達する。補助送信ユニット３０は、基地局４０により、アップリンク送信のパラメータを測定するよう（実装前に又はネットワーク運用中に）構成されている。補助送信ユニットでアップリンク送信を受信するのに依存して、補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定が行われる。

図４は、ベースバンドユニット５０が複数のＲＲＨ（remote radio head）を制御する代替の実施形態を示す。したがって、基地局は、ベースバンドユニット及び種々のＲＲＨから成り、一例では、ＲＲＨは光ファイバによりＢＢＵに接続されても良い。各ＲＲＨは、ＢＢＵ、Ｄ／Ａ及びＡ／Ｄ変換並びに基本処理機能に接続するための適切なインタフェースと共に、少なくともＲＦ送信回路を有しても良い。ＲＲＨ３０のうちの１つ、ＲＲＨ４は、無線送信がない受信のみのモードで示される。このＲＲＨは、休止モードであり、必要に応じてアクティブにされ得る補助送信ユニットとして動作する。本実施形態では、ベースバンドユニットは、全てのＲＲＨを制御し、全てのＲＲＨを設定に従ってアクティブになり非アクティブになるよう予め設定する。

図５は、本発明のステップの基本的フローチャートである。休止状態の補助送信ユニットは、ステップＳ１０で設定され、ステップＳ２０でアップリンク送信を監視する。ステップＳ３０で、休止ユニットをアクティブにする決定は、補助送信ユニットにより監視されるこのアップリンク送信に依存して行われても良い。監視し及び決定する方法は、ユニットがアクティブにされるまで又は方法が終了するまで、周期的に繰り返され又は要求に応じて行われても良い。

＜低電力装置＞
本発明の主要な使用は、低電力装置のための適切なセルのアクティブ化であり得る。

ＵＭＴＳ及びＬＴＥのようなモバイル通信システムでは、モバイル装置は、ネットワークにアクセスする前に、基地局と同期し及び更なるアクセスのためにネットワークから無線リソース許可を得るために、ランダムアクセス手順を実行する必要がある。通常、ランダムアクセスチャネル（random access channel：ＲＡＣＨ）は、ランダムアクセス手順で用いられる。ＲＡＣＨでは、１より多い端末が同じリソースで同時に送信できる（つまり、ＬＴＥのＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）である［３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１］）。

ＬＴＥ及びＵＭＴＳネットワークでは、手順が開始される前に、対象セルのためにダウンリンクブロードキャストチャネルを介してユーザ装置に関連情報が利用可能にされる。この情報は、ランダムアクセスプリアンブル（Random Access Preamble）の送信のためのＰＲＡＣＨリソースの利用可能なセット、初期プリアンブル電力、電力傾斜係数、等を含み得る。次に、ＵＥは、送信電力としてPREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWERを有する選択されたセルのアップリンクで適切なランダムアクセスプリアンブルを選択し送信する。ランダムアクセス手順は、ＵＥがランダムアクセス応答（Random Access Response：ＲＡＲ）（更なる送信のためのＵＬ許可を含む）をネットワークから受信すると、成功して終了する。

＜エネルギ節約モード＞
さらに、上述のように、モバイル通信ネットワークでエネルギ節約を達成するために、１又は複数のセルは、トラフィック負荷が非常に低いときエネルギ節約モードに入っても良い。通常、エリア内の基本カバレッジを提供するセルが存在し、一方で、ブースタセルは電力消費を低減するために休止モードに入っても良い。

現在、３ＧＰＰモバイル通信システムでは、エネルギ節約を達成するために現在の３ＧＰＰ規格に基づく休止制御への２つの基本的アプローチがある。第１のアプローチは、ＯＡＭ（operations and management）に基づくアプローチであり、セルは、統計情報に基づいて行われる集中型ＯＡＭ決定に基づき休止モードに入ったり出たりする。第２のアプローチは、シグナリングに基づくアプローチであり、セルは、休止モードに入るか出るかを自立的に決定でき、１又は複数の近隣ノードからの要求に基づき電源オンが実行されても良い。

ＬＴＥ及びＵＭＴＳのようなシステムでは、限られた能力しか有しないユーザ装置、つまり低電力装置は、常に、ネットワークサービスに適したセルを見付けることができない。図６は、解決される問題の一例を示す。Ｃｅｌｌ＿０は現在アクティブであり、低電力装置は、このセルへの初期アクセスのための関連設定のような必要なシステム情報を得る。しかしながら、要求される送信電力は、低電力装置の能力（つまり、最大Ｔｘ電力）を超えている。この領域内のＣｅｌｌ＿２は、高送信電力を要求しないが、エネルギ節約（energy saving：ＥＳ）モード（休止モード）である。

発明者等は、状況に依存して、限られた能力（例えば、低ピーク送信電力又は限られたバッテリ容量）しか有しないユーザ装置にネットワークサービスを提供するために、Ｃｅｌｌ＿２をアクティブにすることが有利であり得ると理解した。本発明の実施形態は、以下の問題のうちの１又は複数を解決できる。
・低電力装置がネットワークにアクセスを試みているのをどのように発見するか。
・そのような装置に供するためにどのセルが最も適切かをどのように決定するか。
・必要な場合に最も適切なセルをどのようにアクティブにするか。

＜ＲＡＣＨ実施形態の概要＞
本発明の実施形態は、休止セルが、アクティブセルからの測定要求並びにＲＡＣＨ及びＳＲＳのような信号での報告に基づき、（低電力装置のような）装置の近隣のアクティブセルへのランダムアクセス（又は他の送信）を監視することを可能にする。ＲＡＣＨに適用されるとき、全体的スキームは、以下のステップを有しても良い。

（１）アクティブセル（例えば図６のＣｅｌｌ＿０）は、休止セル（例えば図６のＣｅｌｌ＿２）に、ＲＡＣＨ測定要求を送信する。該要求には、以下のような関連状況情報が含まれる：
・ランダムアクセスプリアンブルの送信に利用可能なＰＲＡＣＨリソースセット、
・（利用可能又は設定された場合）低電力装置のためのプリアンブルの特別なセット、
・初期プリアンブル電力、
・電力傾斜係数、
・測定を報告する閾。
（２）休止セルは、（近隣のアクティブセルへ向かう）領域内のアップリンク送信を傾聴する。
（３）低電力装置が近隣セルにアクセスしようとすると、休止セルは、近隣セルのＰＲＡＣＨリソースでのアップリンク送信を監視する。
（４）関連ＲＡＣＨプリアンブルの受信電力測定が特定の閾より高い場合（例えば、装置が休止セルに十分近い）、休止セルは、低電力装置がアクセスを試みている近隣のアクティブセルに測定値を送信する。
（５）測定値を受信すると、アクティブセルは、信号が自身の測定より強いかどうかを調べる。強い場合、アクティブセルは、低電力装置に供するために休止セルをアクティブにしても良い。

低電力又は他の装置からの他の信号の送信（例えば、サウンディング参照信号（sounding reference signal：ＳＲＳ）又はＰＵＳＣＨ若しくはＰＵＣＣＨチャネルでのデータ若しくは制御送信）も、同様の手順に従うことができる。

本発明の実施形態は、ＬＴＥ規格に（３ＧＰＰ ＲＡＮ２及びＲＡＮ３の両方に）含まれるのに適切である。

＜特別な実施形態＞
概して、特に示されない限り、以下に記載する実施形態はＬＴＥに基づいても良い。ここで、ネットワークは、複数の基地局（つまり、ＬＴＥではｅＮｏｄｅＢ、ＵＭＴＳではＲＮＣ）を有し、各基地局は１又は複数のダウンリンク（ＤＬ）セルを制御し、各ダウンリンクセルは対応するアップリンク（ＵＬ）セルを有する。各ＤＬセルは、そのサービングセル内で送信される信号を受信し復号化し得る１以上のユーザ装置に供する。

ユーザ機器（ＵＥ）がネットワークへの初期アクセスを実行するために、ｅＮｏｄｅＢは、ダウンリンクブロードキャストチャネルでシステム情報をセルにブロードキャストする。基本的に、情報ランダムアクセスは、ランダムアクセスプリアンブルの送信に利用可能なＰＲＡＣＨリソースセット（これは、低電力ユーザ装置のサポートのような特定目的のための特定ランダムアクセスプリアンブルグループを含んでも良い）、初期プリアンブル電力、電力傾斜係数、等を有し得る。

ランダムアクセス手順の完了の成功に続き、他の信号が、例えばＵＥから基地局へのアップリンクチャネルを測定するためのサウンディング参照信号（ＳＲＳ）が、ＵＥにより送信されても良い。

さらに、エネルギ節約の目的で、幾つかの基地局（及び対応するセル）は、トラフィック負荷が低いとき、例えば特定の閾より低いとき、休止モードに入っても良い。しかしながら、基本カバレッジを提供するために、常にオンのままの基地局が存在するとする。通常、容量を理由にネットワーク内に展開されているピコセルは、トラフィック負荷が低いときに休止モードに入ることができる。マクロセルは、領域内でカバレッジを提供する。エネルギ節約セル及びカバレッジセルは、同時に又は異なる無線アクセス技術で動作できる。

さらに、ベースバンドユニット（base band unit：ＢＢＵ）が複数のＲＲＨ（remote radio head）に接続するシナリオでは、１又は複数のＲＲＨは、領域内でトラフィック負荷が低いとき、休止モードに入っても良い。

さらに、各ユーザ装置が同じキャリヤ周波数で２以上のサービングセルを有するよう構成される例は、本発明がら除外されない。

＜ＲＡＣＨ測定要求＞
この第１の特別なＲＡＣＨ実施形態では、図６に示すシナリオが検討される。現在の規格（３ＧＰＰ ＴＳ３６．４２３）に基づき、休止セルを制御しているｅＮＢは、１又は複数の自身のセルがエネルギ節約目的で休止モードに入るときを、近隣のｅＮＢに知らせる。

本発明の実施形態では、アクティブセルを制御しているｅＮＢ（アクティブｅＮＢ）は、例えば休止セルを制御するｅＮＢ（ＥＳ（エネルギ節約）ｅＮＢ）に、自身が休止セルにアクティブセルへ向かうランダムアクセス活動を監視するよう依頼する要求を送信できる。ランダムアクセスプリアンブルの送信に利用可能なＰＲＡＣＨリソースセット、初期プリアンブル電力、電力傾斜係数、受信電力閾、等のようなアクティブセルの対応する情報は、該要求で提供される。

要求を受領すると、次に、休止セルは、提供されたパラメータに従ってアップリンクＰＲＡＣＨ送信を監視する。従って、低電力装置が近隣のアクティブセルへの初期アクセスを実行すると、休止セルは、ＰＲＡＣＨリソースでの装置からのアップリンク送信を監視し測定する。閾を超えるＰＲＡＣＨ送信が受信されると、休止セルは目覚める。

本実施形態の変形では、特別なランダムアクセスプリアンブルグループは、特定目的のために、本例では低電力装置ユーザ装置に対応するために、定められる。低電力装置は、自身が特定グループに含まれるプリアンブルを使用すべきであること（例えば、通常のプリアンブルを用いるＲＡＣＨアクセスが失敗するので）、又は低電力装置が特別なプリアンブルグループを使用すべきであると示す信号がマクロセルからブロードキャストされること、に気付く。次に、休止セルは、特別なグループに含まれるプリアンブルを監視するだけである。

本実施形態の更なる変形では、低電力装置のためのＰＲＡＣＨ送信は、通常のＰＲＡＣＨアクセスからの異なるリソース（事実上、異なる周波数帯及び／又は時間である）に含まれる。休止セルは、これらの異なるリソースでのＰＲＡＣＨ送信を監視するよう要求される。

＜ＲＡＣＨ測定報告＞
第２の特別なＲＡＣＨ実施形態は、第１の実施形態と似ており、図６に示したシナリオに基づく。任意の前提条件が満たされる場合、例えば、測定値が特定の閾より高い場合（装置がＥＳセルに十分近い）、直ちに目覚める代わりに、休止セルは、低電力装置がアクセスを試みている近隣のアクティブセルに測定報告（又は測定の別の指標）を送信する。追加情報も送信され、パラメータが測定されたＵＥ／アップリンク送信の識別を可能にする。

アクティブセルは、測定値を受信すると、先ず、（検出できる）アクセスを試みている装置が存在するかどうかを調べる。存在しない場合、装置の送信電力が低過ぎる及び／又は装置がセルから遠すぎるという理由に起因する可能性がある。この場合、アクティブセルは、低電力装置に供するためにＥＳセルをアクティブにしても良い。代替で、ＥＳセルは、装置が幾つかのランダムアクセスの試みを実行するがどれも成功しない特定の期間の後、休止モードから出ても良い。これは、アクティブセルからの指示が有っても無くても良い。

アクティブセルが装置からプリアンブルを受信した場合、アクティブセルは、休止セルからの測定を自身の測定と比較しても良い。アクティブセル自身により受信された信号が特定の閾より低い、及び／又は休止セルにより受信された信号が自身の測定より特定の閾だけ強い（例えば３ｄＢ以上超過している）場合、アクティブセルは、低電力装置に供するために近隣の休止セルをアクティブにしても良い。

本発明の更なる変形として、アクティブセルが休止セルをアクティブにすることを決定するとき、領域内のトラフィック負荷、低電力装置の速度、低電力装置から要求されたサービス、等のような他の検討が考慮されても良い。これらの検討は、決定のタイミング及び／又は決定自体に影響し得る。

＜低電力装置に供するために適切なセルを目覚めさせる＞
第３の特別なＲＡＣＨ実施形態では、複数の休止セルがアクティブセルと重なり合っている点を除き、第２の実施形態と同様である。本例では、アクティブなｅＮＢは、ＲＡＣＨ測定を実行するよう複数の休止セルに要求しても良い。

複数の休止セルが同じ低電力装置のＲＡＣＨ測定を報告する場合には、アクティブセルは、例えば受信信号強度、及び／又は休止セルの容量、及び／又は低電力装置から要求されたサービス、等に基づき、目覚めさせるのに最も適切なセルを決定する。

＜ＳＲＳ測定及び報告＞
サウンディング参照信号（ＳＲＳ）の実施形態は第２の特別なＲＡＣＨ実施形態と類似しているが、ＰＲＡＣＨの代わりに、休止セルはＵＥからＳＲＳ送信を受信するよう要求される。

図６に示した問題を解決するのに加えて、本発明の実施形態は、図７に示す問題の解決策としても用いることができる。図７は、ｅＮＢ間エネルギ節約シナリオを示す。図７では、ＬＴＥキャパシティブースタセル（Ｂｏｏｓｔｅｒ＿１、Ｂｏｏｓｔｅｒ＿２、Ｂｏｏｓｔｅｒ＿３）がＬＴＥカバレッジセル（Coverage Cell）によりカバーされる。カバレッジセルは、基本カバレッジを提供するために展開され、他のセルは容量を引き上げる。追加容量を提供する幾つかのセルがもはや必要ないとき、それらはエネルギ最適化のために休止モードに入っても良い。この場合、ＬＴＥカバレッジ及びサービスＱｏＳの両者の連続性が保証される。

領域内のトラフィック負荷が特定の閾まで増大すると、カバレッジセルは、１又は複数のキャパシティブースタをアクティブにする必要がある。ここで１つの問題は、トラフィックを供するのにどのセルが最も適しているかをどのように決定するかである。

ＳＲＳの実施形態では、カバレッジセルを制御しているｅＮＢ（アクティブｅＮＢ）は、休止セルを制御しているｅＮＢ（ＥＳ ｅＮＢ）に、自身が休止セルにアクティブセルへ向かうアップリンク送信を監視するよう依頼する要求を送信できる。タイミングを含む送信されたＳＲＳ信号の詳細のような、アクティブセル及びサービスされるＵＥの対応する情報が、要求内で提供される。

要求が受領されると、次に、休止セルは、アップリンクで接続されたＵＥのサウンディング参照信号（ＳＲＳ）を監視し測定する。測定が特定の閾より高い場合、休止セルは、近隣のアクティブセルに測定報告を送信する。

領域内の追加のトラフィック負荷に供するために、例えば受信信号強度、ＵＥから要求されたサービス、等に基づき、休止セルがアクティブにされるべきかどうかの決定はカバレッジセル次第である。

＜受信のみ（ＲＸ ｏｎｌｙ）ＲＲＨのアクティブ化＞
更なる実施形態では、アクティブは、複数のＲＲＨに接続するベースバンドユニット（Base Band Unit：ＢＢＵ）を有し、例えばエネルギ節約の理由から、領域内のトラフィック負荷が低いとき、１又は複数のＲＲＨはＲｘ（受信）のみモードで動作している。

ＲｘのみのＲＲＨは、領域内のランダムアクセス活動又は他のアップリンク送信を監視するよう構成される。第１の代替に基づき、再びＬＴＥを例として用いると、低電力装置がアクティブセルへの初期アクセスを実行するとき、ＲｘのみのＲＲＨは、ＰＲＡＣＨリソースでのアップリンク送信を監視し測定する。後者の構成に基づき、ＲｘのみのＲＲＨは、アップリンクでそれぞれアクティブなＵＥのサウンディング参照信号（ＳＲＳ）を監視し測定する。

低電力装置に供するため又は追加トラフィック負荷のために、受信信号強度、低電力装置から要求されたサービス、等に基づき、ＲｘのみのＲＲＨがアクティブにされるべきかどうかの決定は、ＢＢＵ次第である。

＜まとめ＞
幾つかの本発明の実施形態は、低送信電力を有する装置をサポートするために適切なセルを目覚めさせる、又は追加トラフィック負荷に供するために適切なセルを目覚めさせることを目的とするスキームを提示した。これは、アクティブセルと休止セルとの間の情報交換により達成できる。アクティブセルは、特に低送信電力シナリオでＲＡＣＨ測定を、特にキャパシティブーストのためにＳＲＳ測定を行うよう近隣の休止セルを構成する。それにより、休止セルは、特別なＲＡＣＨ活動／アクティブセル内のＵＥのアップリンク送信を監視し、測定を報告する。測定報告に基づき、アクティブセルは、低電力装置のような特別なユーザ機器に対応するため、又は領域内の追加トラフィック負荷のために適切な休止セルをアクティブにできる。

ＲＲＨの実施形態では、休止ＲＲＨは、同じ２つの理由によりアクティブにされても良く、アクティブ化はＢＢＵの指示に従っても良い。

＜本発明の実施形態の利点＞
本発明は、３ＧＰＰネットワーク、例えばＵＭＴＳ又はＬＴＥネットワークがエネルギ節約モードで動作できるようにし、望ましくは同時に、低送信電力のような限られた能力しか有しないユーザ装置に対応する。これは、アクティブセルと休止セルと（又はＲＲＨとＢＢＵ）の間の特別な情報交換を可能にすることにより達成できる。

上述の任意の実施形態及び変形は、同じシステムに結合されても良い。以上にＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａに関して説明したが、本発明は、他の種類の無線通信システムにも適用できる。したがって、請求項中の「ユーザ機器」についての言及は、あらゆる種類の加入者、等を包含することを意図し、ＬＴＥのＵＥに限定されない。

上述の本発明の実施形態の態様の何れにおいても、種々の特徴は、ハードウェアで、又は１若しくは複数のプロセッサで動作するソフトウェアモジュールとして実施されても良い。

理解されるべきことに、請求の範囲から逸脱することなく、上述の特定の実施形態に種々の変化及び／又は変更が行われ得る。

Claims (13)

1. 基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワークにおける通信方法であって、前記補助送信ユニットは、初めは送信しない休止状態であり、
   前記基地局からの設定に基づき、前記補助送信ユニットは、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定し、
   前記測定したパラメータに依存して、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定を行い、
   前記基地局は、休止状態の補助送信ユニットに、前記方法の始めにユーザ機器のアップリンク送信の測定を実行するよう要求し、前記基地局の要求は、前記基地局により提供されるセル内のアップリンク送信設定に関連する情報を含む、
   方法。
2. 前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、前記補助送信ユニットで行われ、前記パラメータと閾との比較に基づく、請求項１に記載の方法。
3. 前記補助送信ユニットは、前記補助送信ユニットにおける前記測定したパラメータの指標を前記基地局へ送信し、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、前記基地局で行われる、請求項１に記載の方法。
4. 前記指標は、前記測定したパラメータが少なくとも１つの前提条件を満たす場合にのみ送信される、請求項３に記載の方法。
5. 前記基地局が、前記補助送信ユニットにおける前記ユーザ機器のアップリンク送信の前記測定したパラメータに対応する前記ユーザ機器のアップリンク送信を受信しない場合、前記補助送信ユニットは、アクティブにされ又は遅延の後にアクティブにされる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記補助送信ユニットにおける前記測定したパラメータに対応する前記ユーザ機器のアップリンク送信が前記基地局で受信された場合、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定は、前記指標と、前記基地局で測定されたユーザ機器のアップリンク送信の同じパラメータとの間の比較に基づき行われる、請求項３、４、又は請求項３に従属する請求項５に記載の方法。
7. 前記ユーザ機器のアップリンク送信は、特定のユーザ装置のために予約された所定のアクセス信号であり、及び／又は前記特定のユーザ装置のために指定されたリソースで送信される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ユーザ機器のアップリンク送信は、前記ユーザ機器から前記基地局へのアップリンクチャネルを測定するための送信、又はアップリンク制御情報の送信、若しくはアップリンクデータ送信である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ネットワークは、１より多い補助送信ユニットを有し、前記基地局は、異なる補助送信ユニットからの前記指標に基づき、アクティブにすべき補助送信ユニットを選択する、請求項３に記載の方法。
10. 前記基地局はセルを提供する基地局であり、前記補助送信ユニットはアクティブにされると前記セルと重なり合うブースタセルを提供するブースタ基地局又はアクティブにされると前記セルと重なり合う中継セルを提供する中継局であり、或いは、
    前記基地局は受信及び送信モードの少なくとも１つのＲＲＨ（remote radio head）を有するベースバンドユニットであり、前記補助送信ユニットは休止状態のとき受信のみモードである前記ベースバンドユニットのＲＲＨである、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワークであって、前記補助送信ユニットは、送信しない休止状態を有し、
    前記基地局は、休止状態の補助送信ユニットに、ユーザ機器のアップリンク送信の測定を実行するよう要求し、前記基地局の要求は、前記基地局により提供されるセル内のアップリンク送信設定に関連する情報を含み、
    前記補助送信ユニットは、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定するよう休止モードで動作し、
    制御部は、前記測定したパラメータに依存して、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定を行うよう動作する、
    無線通信ネットワーク。
12. 基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワーク内の前記基地局であって、前記補助送信ユニットは、送信しないが、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定できる休止状態を有し、
    前記基地局は、休止状態の補助送信ユニットに、ユーザ機器のアップリンク送信の測定を実行するよう要求し、前記基地局の要求は、前記基地局により提供されるセル内のアップリンク送信設定に関連する情報を含み、
    前記基地局は、前記補助送信ユニットから前記測定したパラメータの指標を受信し、前記補助送信ユニットをアクティブにするか否かに関する決定を行うよう動作する、
    基地局。
13. 基地局と補助送信ユニットと１又は複数のユーザ機器とを有する無線通信ネットワーク内の前記補助送信ユニットであって、前記補助送信ユニットは、送信しない休止状態を有し、
    前記基地局は、休止状態の補助送信ユニットに、ユーザ機器のアップリンク送信の測定を実行するよう要求し、前記基地局の要求は、前記基地局により提供されるセル内のアップリンク送信設定に関連する情報を含む、
    前記補助送信ユニットは、前記ユーザ機器から前記基地局へ向かうアップリンク送信のパラメータを測定するよう休止モードで動作する、
    補助送信ユニット。

Images