次に、様々な図を参照しながら、例示的実施形態の詳細な説明が説明される。この説明は可能な実装の詳細な例を提供するが、詳細は例示的なものであり、本願の範囲を決して限定しないことが意図されることを留意されたい。さらに、図は、例示的であることを意味するメッセージシーケンスチャートを示す。他の実施形態が使用されることができる。適切な場合、メッセージの順序が変更されることがある。不要な場合、メッセージが省略されることがあり、追加のメッセージが追加されることがある。
図1は、1または複数の開示される実施形態が実装されることができる例示的通信システム100の図である。通信システム100は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどのコンテンツを複数のワイヤレスユーザに提供する多元接続システムでよい。通信システム100は、複数のワイヤレスユーザがワイヤレス帯域幅を含むシステムリソースの共有を通じてそのようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。例えば、通信システム100は、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、シングルキャリアFDMA(SC−FDMA)などの1または複数のチャネルアクセス方法を利用することができる。
図1Aに示されるように、通信システム100は、ワイヤレス送信/受信ユニット(WTRU)102a、102b、102c、および/または102d(これは、一般的または集合的にWTRU102と呼ばれることがある)、無線アクセスネットワーク(RAN)103/104/105、コアネットワーク106/107/109、公衆交換電話網(PSTN)108、インターネット110、および他のネットワーク112を含むことができるが、開示される実施形態は任意の数のWTRU、基地局、ネットワーク、および/またはネットワーク要素を企図することを理解されよう。WTRU102a、102b、102c、102dのそれぞれは、ワイヤレス環境内で動作および/または通信するように構成された任意のタイプの装置でよい。例として、WTRU102a、102b、102c、102dは、ワイヤレス信号を送信および/または受信するように構成されることができ、ワイヤレス送信/受信ユニット(WTRU)、移動局、固定またはモバイルサブスクライバユニット、ページャ、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、ワイヤレスセンサ、コンシューマエレクトロニクスなどを含むことができる。
通信システム100はまた、基地局114aおよび基地局114bをも含むことができる。基地局114a、114bのそれぞれは、コアネットワーク106/107/109、インターネット110、および/またはネットワーク112などの1または複数の通信ネットワークへのアクセスを可能にするためにWTRU102a、102b、102c、102dのうちの少なくとも1つとワイヤレスにインターフェースするように構成された任意のタイプの装置でよい。例として、基地局114a、114bは、送受信基地局(BTS)、Node−B、eNode B、Home Node B、Home eNode B、サイトコントローラ、アクセスポイント(AP)、ワイヤレスルータなどでよい。基地局114a、114bがそれぞれ単一の要素として示されるが、基地局114a、114bは任意の数の相互接続された基地局および/またはネットワーク要素を含むことができることを理解されよう。
基地局114aはRAN103/104/105の部分でよく、RAN103/104/105は、基地局コントローラ(BSC)、無線ネットワークコントローラ(RNC)、中継ノードなどの他の基地局および/またはネットワーク要素(図示せず)をも含むことができる。基地局114aおよび/または基地局114bは、セル(図示せず)と呼ばれることのある特定の地理的領域内のワイヤレス信号を送信および/または受信するように構成されることができる。セルはさらに、セルセクタに分割されることができる。例えば、基地局114aに関連するセルは、3つのセクタに分割されることができる。したがって、一実施形態では、基地局114aは、3つのトランシーバ、すなわちセルの各セクタについて1つのトランシーバを含むことができる。一実施形態では、基地局114aは、多入力多出力(MIMO)技術を利用することができ、したがってセルの各セクタについて複数のトランシーバを利用することができる。
基地局114a、114bは、任意の適切なワイヤレス通信リンク(例えば、無線周波数(RF)、マイクロ波、赤外線(IR)、紫外線(UV)、可視光など)でよいエアインターフェース115/116/117を介して、WTRU102a、102b、102c、102dのうちの1または複数と通信することができる。エアインターフェース115/116/117は、任意の適切な無線アクセス技術(RAT)を使用して確立されることができる。
より具体的には、上記のように、通信システム100は多元接続システムでよく、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC−FDMAなどの1または複数のチャネルアクセス方式を利用することができる。例えば、RAN103/104/105内の基地局114aと、WTRU102a、102b、102cとは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))を使用してエアインターフェース115/116/117を確立することのできる、ユニバーサル移動通信システム(UMTS)地上無線アクセス(UTRA)などの無線技術を実装することができる。WCDMAは、高速パケットアクセス(HSPA)および/または進化型HSPA(HSPA+)などの通信プロトコルを含むことができる。HSPAは、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)および/または高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)を含むことができる。
一実施形態では、基地局114aおよびWTRU102a、102b、102cは、Long Term Evolution(LTE)および/またはLTE−Advanced(LTE−A)を使用してエアインターフェース115/116/117を確立することのできる、進化型UMTS地上無線アクセス(E−UTRA)などの無線技術を実装することができる。
一実施形態では、基地局114aおよびWTRU102a、102b、102cは、IEEE802.16(すなわち、Worldwide Interoperability for Microwave Access(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV−DO、Interim Standard 2000(IS−2000)、Interim Standard 95(IS−95)、Interim Standard 856(IS−856)、Global System for Mobile communications(GSM(登録商標))、Enhanced Data rates for GSM Evolution(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)などの無線技術を実装することができる。
図1Aの基地局114bは、例えばワイヤレスルータ、Home Node B、Home eNode B、またはアクセスポイントでよく、任意の適切なRATを利用して、事業所、自宅、車両、キャンパスなどの局所化されたエリア内のワイヤレス接続性を可能にすることができる。一実施形態では、基地局114bおよびWTRU102c、102dは、IEEE802.11などの無線技術を実装して、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)を確立することができる。一実施形態では、基地局114bおよびWTRU102c、102dは、IEEE802.15などの無線技術を実装して、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク(WPAN)を確立することができる。別の実施形態では、基地局114bおよびWTRU102c、102dは、セルラベースのRAT(例えば、WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE−Aなど)を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図1Aに示されるように、基地局114bは、インターネット110への直接接続を有することができる。したがって、基地局114bは、コアネットワーク106/107/109を介してインターネット110にアクセスすることが必要とされないことがある。
RAN103/104/105は、コアネットワーク106/107/109と通信していることがあり、コアネットワーク106/107/109は、WTRU102a、102b、102c、102dのうちの1または複数に音声、データ、アプリケーション、および/またはボイスオーバーインターネットプロトコル(VoIP)サービスを提供するように構成された任意のタイプのネットワークでよい。例えば、コアネットワーク106/107/109は、呼制御、課金サービス、モバイル位置ベースのサービス、プリペイド呼出し、インターネット接続性、ビデオ配布などを提供することができ、かつ/またはユーザ認証などの高レベルセキュリティ機能を実施することができる。図1Aには図示していないが、RAN103/104/105および/またはコアネットワーク106/107/109が、RAN103/104/105と同一のRATまたは異なるRATを利用する他のRANと直接的または間接的に通信をしていることがあることを理解されよう。例えば、E−UTRA無線技術を使用していることがあるRAN103/104/105に接続されることに加えて、コアネットワーク106/107/109は、GSM無線技術を利用するRAN(図示せず)とも通信していることがある。
コアネットワーク106/107/109はまた、WTRU102a、102b、102c、102dがPSTN108、インターネット110、および/または他のネットワーク112にアクセスするためのゲートウェイとしても働くことができる。PSTN108は、簡易電話サービス(POTS)を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット110は、TCP/IPインターネットプロトコルスイート中の伝送制御プロトコル(TCP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、インターネットプロトコル(IP)などの一般的な通信プロトコルを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークおよび装置のグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または運用されるワイヤードまたはワイヤレス通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク112は、RAN103/104/105と同一のRATまたは異なるRATを利用することのできる、1または複数のRANに接続されたコアネットワークを含むことができる。
通信システム100内のWTRU102a、102b、102c、102dのうちの一部またはすべては、マルチモード機能を含むことができ、すなわちWTRU102a、102b、102c、102dは、異なるワイヤレスリンクを介して異なるワイヤレスネットワークと通信する複数のトランシーバを含むことができる。例えば、図1Aに示されるWTRU102cは、セルラベースの無線技術を利用することのできる基地局114a、およびIEEE 802無線技術を利用することのできる基地局114bと通信するように構成されることができる。
図1Bは、例示的WTRU102のシステム図である。図1Bに示されるように、WTRU102は、プロセッサ118、トランシーバ120、送信/受信要素122、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、ディスプレイ/タッチパッド128、非リムーバブルメモリ130、リムーバブルメモリ132、電源134、全地球測位システム(GPS)チップセット136、および他の周辺機器138を含むことができる。WTRU102は、一実施形態に適合したままで、上記の要素の任意の部分組合せを含むことができることを理解されよう。さらに、実施形態は、基地局114aおよび114b、ならびに/あるいは、限定はしないが、とりわけ送受信局(BTS)、Node−B、サイトコントローラ、アクセスポイント(AP)、ホームnode−B、進化型ホームnode−B(eNodeB)、ホーム進化型node−B(HeNB)、ホーム進化型node−Bゲートウェイ、プロキシノードなどの基地局114aおよび114bが表すことのできるノードが、図1Bに示され、本明細書で説明される要素の一部またはすべてを含むことができることを企図する。
プロセッサ118は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連する1または複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、状態機械などでよい。プロセッサ118は、信号コーディング、データ処理、電力制御、入力/出力処理、および/またはWTRU102がワイヤレス環境で動作することを可能にする任意の他の機能を実施することができる。プロセッサ118は、トランシーバ120に結合されることができ、トランシーバ120は、送信/受信要素122に結合されることができる。図1Bはプロセッサ118およびトランシーバ120を別々の構成要素として示すが、プロセッサ118およびトランシーバ120が電子パッケージまたはチップ内に共に一体化されることができることを理解されよう。
送信/受信要素122は、エアインターフェース115/116/117を介して基地局(例えば、基地局114a)に信号を送信し、または基地局から信号を受信するように構成されることができる。例えば、一実施形態では、送信/受信要素122は、RF信号を送信および/または受信するように構成されたアンテナでよい。一実施形態では、送信/受信要素122は、例えばIR、UV、または可視光信号を送信および/または受信するように構成された放射器/検出器でよい。別の実施形態では、送信/受信要素122は、RF信号と光信号をどちらも送信および受信するように構成されることができる。送信/受信要素122は、ワイヤレス信号の任意の組合せを送信および/または受信するように構成されることができることを理解されよう。
さらに、図1Bでは送信/受信要素122が単一の要素として示されるが、WTRU102は、任意の数の送信/受信要素122を含むことができる。より具体的には、WTRU102はMIMO技術を利用することができる。したがって、一実施形態では、WTRU102は、エアインターフェース115/116/117を介してワイヤレス信号を送信および受信する2つ以上の送信/受信要素122(例えば、複数のアンテナ)を含むことができる。
トランシーバ120は、送信/受信要素122によって送信されるべき信号を変調し、送信/受信要素122によって受信される信号を復調するように構成されることができる。上記のように、WTRU102はマルチモード機能を有することができる。したがって、トランシーバ120は、WTRU102が例えばUTRAやIEEE802.11などの複数のRATを介して通信することを可能にする複数のトランシーバを含むことができる。
WTRU102のプロセッサ118は、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)ディスプレイユニットまたは有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイユニット)に結合されることができ、それらからユーザ入力データを受信することができる。プロセッサ118はまた、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128にユーザデータを出力することができる。さらに、プロセッサ118は、非リムーバブルメモリ130および/またはリムーバブルメモリ132などの任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、そのメモリ内にデータを格納することができる。非リムーバブルメモリ130は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶装置を含むことができる。リムーバブルメモリ132は、加入者識別モジュール(SIM)カード、メモリスティック、セキュアデジタル(SD)メモリカードなどを含むことができる。一実施形態では、プロセッサ118は、サーバやホームコンピュータ(図示せず)などのWTRU102上に物理的に位置しないメモリからの情報にアクセスし、そのメモリ内にデータを格納することができる。
プロセッサ118は、電源134から電力を受信することができ、WTRU102内の他の構成要素への電力を分配および/または制御するように構成されることができる。電源134は、WTRU102に電力供給する任意の適切な装置でよい。例えば、電源134は、1または複数の乾電池(例えば、ニッケルカドミウム(NiCd)、ニッケル亜鉛(NiZn)、ニッケル水素(NiMH)、リチウムイオン(Li−ion)など)、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。
プロセッサ118はまた、GPSチップセット136に結合されることもでき、GPSチップセット136は、WTRU102の現在位置に関する位置情報(例えば、経度および緯度)を提供するように構成されることができる。GPSチップセット136からの情報に加えて、またはその代わりに、WTRU102は、エアインターフェース115/116/117を介して基地局(例えば、基地局114a、114b)から位置情報を受信し、かつ/または2つ以上の近くの基地局から受信されている信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。WTRU102は、一実施形態に適合したままで、任意の適切な位置決定方法によって位置情報を取得できることを理解されよう。
プロセッサ118は、他の周辺機器138にさらに結合されることができ、周辺機器138は、追加の特徴、機能、および/またはワイヤードもしくはワイヤレス接続性を提供する1または複数のソフトウェアおよび/またはハードウェアモジュールを含むことができる。例えば、周辺機器138は、加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ(写真またはビデオ用)、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、バイブレーション装置、テレビジョントランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、Bluetooth(登録商標)モジュール、周波数変調(FM)無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。
図1Cは、一実施形態によるRAN103およびコアネットワーク106のシステム図である。上記のように、RAN103は、UTRA無線技術を利用して、エアインターフェース115を介してWTRU102a、102b、102cと通信することができる。RAN103はまた、コアネットワーク106とも通信していることがある。図1Cに示されるように、RAN103は、Node−B140a、140b、140cを含むことができ、Node−B140a、140b、140cはそれぞれ、エアインターフェース115を介してWTRU102a、102b、102cと通信する1または複数のトランシーバを含むことができる。Node−B140a、140b、140cはそれぞれ、RAN103内の特定のセル(図示せず)に関連付けられることができる。RAN103はまた、RNC142a、142bをも含むことができる。RAN103は、一実施形態に適合したままで、任意の数のNode−BおよびRNCを含むことができることを理解されよう。
図1Cに示されるように、Node−B140a、140bはRNC142aと通信していることがある。さらに、Node−B140cはRNC142bと通信していることがある。Node−B140a、140b、140cは、Iubインターフェースを介してそれぞれRNC142a、142bと通信することができる。RNC142a、142bは、Iurインターフェースを介して互いに通信していることがある。RNC142a、142bのそれぞれは、それが接続されるNode−B140a、140b、140cをそれぞれ制御するように構成されることができる。さらに、RNC142a、142bのそれぞれは、外部ループ電力制御、負荷制御、許可制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロダイバーシティ、セキュリティ機能、データ暗号化などの他の機能を実施またはサポートするように構成されることができる。
図1Cに示されるコアネットワーク106は、メディアゲートウェイ(MGW)144、移動交換局(MSG)146、サービングGPRSサポートノード(SGSN)148、および/またはゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)150を含むことができる。上記の要素のそれぞれがコアネットワーク106の部分として示されるが、これらの要素のうちのいずれか1つが、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または操作されることができることを理解されよう。
RAN103内のRNC142aは、IuCSインターフェースを介してコアネットワーク106内のMSC146に接続されることができる。MSC146はMGW144に接続されることができる。MSC146およびMGW144は、PSTN108などの回線交換網へのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供して、WTRU102a、102b、102cと従来型陸線通信装置との間の通信を可能にすることができる。
RAN103内のRNC142aはまた、IuPSインターフェースを介してコアネットワーク106内のSGSN148にも接続されることができる。SGSN148は、GGSN150に接続されることができる。SGSN148およびGGSN150は、インターネット110などのパケット交換ネットワークへのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供して、WTRU102a、102b、102cとIP対応装置との間の通信を可能にすることができる。
上記のように、コアネットワーク106はまた、ネットワーク112にも接続されることができ、ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または操作される他のワイヤードまたはワイヤレスネットワークを含むことができる。
図1Dは、一実施形態によるRAN104およびコアネットワーク107のシステム図である。上記のように、RAN104は、E−UTRA無線技術を利用して、エアインターフェース116を介してWTRU102a、102b、102cと通信することができる。RAN104はまた、コアネットワーク107とも通信していることがある。
RAN104は、eNode−B160a、160b、160cを含むことができるが、RAN104は、一実施形態に適合したままで、任意の数のeNode−Bを含むことができることを理解されよう。eNode−B160a、160b、160cはそれぞれ、エアインターフェース116を介してWTRU102a、102b、102cと通信する1または複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では、eNode−B160a、160b、160cはMIMO技術を実装することができる。したがって、例えばeNode−B160aは、複数のアンテナを使用して、WTRU102aにワイヤレス信号を送信し、WTRU102aからワイヤレス信号を受信することができる。
eNode−B160a、160b、160cのそれぞれは、特定のセル(図示せず)に関連付けられることができ、無線リソース管理判断、ハンドオーバ判断、アップリンクおよび/またはダウンリンクでのユーザのスケジューリングなどを扱うように構成されることができる。図1Dに示されるように、eNode−B160a、160b、160cは、X2インターフェースを介して互いに通信することができる。
図1Dに示されるコアネットワーク107は、モビリティ管理ゲートウェイ(MME)162、サービングゲートウェイ164、およびパケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ166を含むことができる。上記の要素のそれぞれはコアネットワーク107の部分として示されるが、これらの要素のうちのいずれか1つが、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または操作されることができることを理解されよう。
MME162は、S1インターフェースを介してRAN104内のeNode−B160a、160b、160cのそれぞれに接続されることができ、制御ノードとして働くことができる。例えば、MME162は、WTRU102a、102b、102cのユーザを認証すること、ベアラ活動化/非活動化、WTRU102a、102b、102cの初期接続中に特定のサービングゲートウェイを選択することなどの役目を果たすことができる。MME162はまた、RAN104と、GSMやWCDMAなどの他の無線技術を利用する他のRAN(図示せず)との間で切り換える制御プレーン機能を提供することができる。
サービングゲートウェイ164は、S1インターフェースを介してRAN104内のeNode−B160a、160b、160cのそれぞれに接続されることができる。サービングゲートウェイ164は一般に、WTRU102a、102b、102cに/からユーザデータパケットをルーティングおよび転送することができる。サービングゲートウェイ164はまた、eNode B間ハンドオーバ中にユーザプレーンをアンカリングすること、ダウンリンクデータがWTRU102a、102b、102cにとって利用可能であるときにページングをトリガリングすること、WTRU102a、102b、102cのコンテキストを管理および格納することなどの他の機能を実施することができる。
サービングゲートウェイ164はまた、PDNゲートウェイ166に接続されることができ、PDNゲートウェイ166は、インターネット110などのパケット交換ネットワークへのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供して、WTRU102a、102b、102cとIP対応装置との間の通信を可能にすることができる。
コアネットワーク107は、他のネットワークとの間の通信を可能にすることができる。例えば、コアネットワーク107は、PSTN108などの回線交換ネットワークへのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供して、WTRU102a、102b、102cと従来型陸線通信装置との間の通信を可能にすることができる。例えば、コアネットワーク107は、コアネットワーク107とPSTN108との間のインターフェースとして働くIPゲートウェイ(例えば、IPマルチメディアサブシステム(IMS)サーバ)を含むことができ、またはそれと通信することができる。さらに、コアネットワーク107は、ネットワーク112へのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供することができ、ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または操作される他のワイヤードまたはワイヤレスネットワークを含むことができる。
図1Eは、一実施形態によるRAN105およびコアネットワーク109のシステム図である。RAN105は、IEEE802.16無線技術を利用して、エアインターフェース117を介してWTRU102a、102b、102cと通信するアクセスサービスネットワーク(ASN)でよい。以下でさらに論じられるように、WTRU102a、102b、102c、RAN105、およびコアネットワーク109の異なる機能エンティティ間の通信リンクが、基準点として定義されることができる。
図1Eに示されるように、RAN105は、基地局180a、180b、180c、およびASNゲートウェイ182を含むことができるが、RAN105は、一実施形態に適合したままで、任意の数の基地局およびASNゲートウェイを含むことができることを理解されよう。基地局180a、180b、180cは、RAN105内の特定のセル(図示せず)にそれぞれ関連付けられることができ、エアインターフェース117を介してWTRU102a、102b、102cと通信する1または複数のトランシーバをそれぞれ含むことができる。一実施形態では、基地局180a、180b、180cはMIMO技術を実装することができる。したがって、例えば基地局180aは、複数のアンテナを使用して、WTRU102aにワイヤレス信号を送信し、WTRU102aからワイヤレス信号を受信することができる。基地局180a、180b、180cはまた、ハンドオフトリガリング、トンネル確立、無線リソース管理、トラフィック分類、サービス品質(QoS)ポリシー実施などのモビリティ管理機能を提供することができる。ASNゲートウェイ182は、トラフィックアグリゲーションポイントとして働くことができ、加入者プロファイルのページング、キャッシング、コアネットワーク109へのルーティングなどの役目を果たすことができる。
WTRU102a、102b、102cとRAN105との間のエアインターフェース117は、IEEE802.16規格を実装するR1基準点として定義されることができる。さらに、WTRU102a、102b、102cのそれぞれは、コアネットワーク109との論理インターフェース(図示せず)を確立することができる。WTRU102a、102b、102cとコアネットワーク109との間の論理インターフェースは、R2基準点として定義されることができ、R2基準点は、認証、許可、IPホスト構成管理、および/またはモビリティ管理のために使用されることができる。
基地局180a、180b、180cのそれぞれの間の通信リンクは、WTRUハンドオーバおよび基地局間のデータの転送を可能にするプロトコルを含むR8基準点として定義されることができる。基地局180a、180b、180cとASNゲートウェイ182との間の通信リンクは、R6基準点として定義されることができる。R6基準点は、WTRU102a、102b、102cのそれぞれに関連するモビリティイベントに基づくモビリティ管理を可能にするプロトコルを含むことができる。
図1Eに示されるように、RAN105はコアネットワーク109に接続されることができる。RAN105とコアネットワーク109との間の通信リンクは、例えばデータ転送およびモビリティ管理機能を可能にするプロトコルを含むR3基準点として定義されることができる。コアネットワーク109は、モバイルIPホームエージェント(MIP−HA)184、認証、許可、および課金(AAA)サーバ186、ならびにゲートウェイ188を含むことができる。上記の要素のそれぞれがコアネットワーク109の部分として示されるが、これらの要素のいずれか1つが、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および/または操作されることができることを理解されよう。
MIP−HAはIPアドレス管理の役目を果たすことができ、WTRU102a、102b、102cが異なるASNおよび/または異なるコアネットワーク間でローミングすることを可能にすることができる。MIP−HA184は、インターネット110などのパケット交換ネットワークへのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供して、WTRU102a、102b、102cとIP対応装置との間の通信を可能にすることができる。AAAサーバ186は、ユーザ認証と、ユーザサービスのサポートの役目を果たすことができる。ゲートウェイ188は、他のネットワークとの網間接続を可能にすることができる。例えば、ゲートウェイ188は、PSTN108などの回線交換ネットワークへのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供して、WTRU102a、102b、102cと従来型陸線通信装置との間の通信を可能にすることができる。さらに、ゲートウェイ188は、ネットワーク112へのアクセスをWTRU102a、102b、102cに提供することができ、ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または操作される他のワイヤードまたはワイヤレスネットワークを含むことができる。
図1Eには図示されないが、RAN105が他のASNに接続されることができ、コアネットワーク109が他のコアネットワークに接続されることができることを理解されよう。RAN105と他のASNとの間の通信リンクは、R4基準点として定義されることができ、R4基準点は、RAN105と他のASNとの間のWTRU102a、102b、102cのモビリティを調整するプロトコルを含むことができる。コアネットワーク109と他のコアネットワークとの間の通信リンクは、R5基準として定義されることができ、R5基準は、ホームコアネットワークと訪問されるコアネットワークとの間の網間接続を可能にするプロトコルを含むことができる。
多くの国々は、超高容量ポイントツーポイント通信用の1または複数の周波数帯を割り振っている。例えば71〜76GHzおよび/または81〜86GHz(国際電気通信連合(ITU)e−band)周波数が、例えばポイントツーポイント通信用に、全世界で許可されることがある。帯域を割り振る判断は、特性、例えば高周波数伝播物理学、高データレート無線システムなどに基づいて行われることがある。超短波ミリメートル波の伝送特性は、より低い周波数帯よりも単純な周波数調整、干渉軽減、および経路計画を可能にすることができる。データ伝送量または帯域幅使用量に基づくライセンシング料の結果、高データレートシステムに対して高くなることがある料金となることがある。毎秒ギガビットワイヤレスシステムは不利にされることがあり、採用および競争が妨げられることがある。
いくつかの国内スペクトルレギュレータは、例えば簡易ライセンシング(light licensing)技法を使用してe−bandを管理することがある。簡易ライセンシングは、調整、登録、およびライセンシングの容易さを反映することができ、管理コストをカバーすることができるライセンス料を設定するが、超ブロードバンドサービスによって利用することのできる高データレートおよび帯域幅を不利にしない。簡易ライセンスは、リンクオペレータに、先着順にサービスされるリンク登録権、および例えばリンクライセンスと呼ばれることのあるライセンスの全干渉保護利点(full interference protection benefit)を与えることができる。管理が非常に低減されるので、簡易ライセンスを解析および発行するコストは低くてよい。このコストがライセンスに対して徴収される料金に反映される場合、e−band周波数での高データレートサービスに関する採用および競争が促進されることができる。
簡易ライセンシングモデルは複数のプロセスを含むことができる。ネットワークオペレータと、その後に続く、データベースルックアップを使用して、例えば帯域の既存のユーザとの干渉を回避することのできる個々のポイントツーポイントリンク配置とによって、レギュレータから全国的なライセンスが得られることができる。リンク当りのコストは、例えばある期間、例えば十年間にわたってリンクを確保することができる。付随する放射およびアンテナ要件が、高価な、通常は固定のアンテナセットアップを必要とすることがある遠距離固定ポイントツーポイントリンクのためのこれらのバンドの使用を制限することがある。
簡易ライセンシングモデルでは、ネットワークオペレータの証明書が、例えばスペクトルレギュレータによって検証されることができる。オペレータには、公開識別子(例えば、コールサイン)および秘密鍵が割り当てられることができる。ネットワークオペレータは、そのノードのそれぞれに公開識別子および秘密鍵を、例えばセキュアな方式で提供することができる。スタートアップでのノードは、ネットワーク識別子、秘密鍵、およびノードの識別コードをその入力として取り、導出された認証鍵を生成する認証鍵生成アルゴリズムを実行することができる。導出された鍵は、例えばインターネットを介して、ネットワークおよび/またはノード識別子と共にレギュレータの認証サーバに送信されることができる。認証サーバは、例えば、受信されたネットワークおよび/またはノード識別子、ならびに格納されたネットワーク秘密鍵を使用して、それ自体の認証鍵を生成することができる。認証サーバは、クライアントノードと同一のアルゴリズムを使用することができる。合致は、クライアントノードが真正であることを示すことができる。認証結果は、例えば認証完了メッセージを介し、インターネットを介してノードにシグナリングされることができる。
e−bandスペクトルに関する簡易ライセンシング規則は、干渉評価のためのデータベースルックアップに依拠することができる。静的方法は、リンク実現可能性を判断するときに、地形特徴、障害物、および/または物理的構造反射干渉などを考慮に入れないことがある。図2は、例示的ポイントツーポイントスペクトルライセンシングアーキテクチャを示す。図2の例で示されるように、ライセンスを授与するときに建物反射が考慮に入れられないことがある。図2の例で示されるように、ネットワーク1 202は、新しいmB204に関する2つのライセンスを要求することができる。リンク206に関するライセンスは、例えばネットワーク2、212内のmB−A208のために授与されないことがある。リンク216に関するライセンスは、例えばネットワーク2、212内のmB−B218と干渉する建物210からの反射220のために授与されないことがある。mBは複数のメッシュに接続することができる。mB−C214はネットワーク1 202に参加することができ、ネットワーク1は、mB−C214を他のネットワークに広告し、ネットワーク2がそのネットワークへのリンクに関するライセンスを購入することを許可することができる。ネットワーク1 202のプロバイダは、リンクを購入し、ネットワーク2 212のプロバイダにサービスを売却することができる。
ポイントツーポイントリンクは、データベースルックアップシステムによって取り込まれることができない干渉を受けることがある。厳格な放射要件は、増加したアンテナコストとなることがあり、それによって遠距離ポイントツーポイントリンクに対するその使用を制限する。可変アンテナビーム幅を可能にすることができ、それに応じてリンク料金を調節することのできるより柔軟なシステムは、例えばより広いクラスのトランシーバによる、より良好なスペクトルの利用となることがある。
データベースルックアップシステムは、固定の長期リンクライセンスを提供することができる。いくつかの要件があるが、ライセンス保持者がリンク利用を最適化するための動機付けはないことがある。トランシーバ位置、アンテナ構成、時刻、および/または他の要素に基づく可変リンクレートを可能にすることのできる価格付け機構は、スペクトルコストを反映し、より効率的な利用を促進することができる。
ポイントツーポイント通信リンク(例えば非常に指向性のリンク)に関するライセンスを授与する方法、システム、および手段が本明細書で提供される。例えば同一の空間および周波数帯を共有する、複数の指向性リンクについてライセンスが許可されることができる。リンクを形成する構成ノードによるオンサイト測定に基づいてライセンスを配分し、保持し、解放する方法、システム、および手段が提供される。提供される方法、システム、および手段は、非常に指向性のリンク構成が使用されることができる場合、ミリメートル波および/またはより高い周波数に適用可能とすることができる。
ライセンスされたスペクトルを使用して、例えばバックホールリンクのための、ポイントツーポイントリンクをミリメートル波基地局(mB)が確立する方法、システム、および手段が提供される。特定のエリアでは、スペクトルに全体に関する単一のライセンスの代わりに、例えば複数の指向性ポイントツーポイントリンクに関する、個々のライセンスがmBに授与されることができる。ポイントツーポイントリンクは、新しく確立されたリンクによる将来の干渉からのイミュニティを提供することのできる固有ライセンスに関連付けられることができる。mBは、進化型NodeB(eNB)によって制御されることができる。eNBは、個々のリンクライセンスを管理するために、mBの代わりに、インターネットを介して、例えば中央ライセンス授与エンティティ(例えば、ライセンスコーディネータ)と通信することができる。mBは、インターネット、したがってライセンスコーディネータに対する独立したリンクを有することができる。個々のリンクライセンスコストは、位置、時刻、および/または他の要素などの要素に依存することができる。
e−band周波数に関する簡易ライセンシングモデルでは、ライセンスは動的でよく、したがってノードは、要求時に様々なライセンス持続時間を申し込むことができる。簡易ライセンシングモデルは、リンクライセンスを、それらがもはや必要ではないときに解放することができる。既存のライセンスされたリンクが指向性リンクの導入によって影響を受けないことを保証するために、ネットワーク全体の測定を行った後にライセンスが授与されることができる。リンクライセンスは、アカウンタビリティに関する確立された規則と共に、オペレータ間で共用および/または取引されることができる。簡易ライセンシングシステムは、運用柔軟性を可能にするために異なるレベルのライセンシングを含むことができる。
干渉評価およびライセンス授与機能は、ライセンスコーディネータによって管理されることができる。ライセンスコーディネータは、干渉評価期間を割り振り、eNBからmB干渉レポートを受信し、例えば測定レポートに基づいて、一時/最終ライセンスを発行することができる。特定のネットワークオペレータに属するノードは、ネットワーク関連の調整のためにコントローラと通信することができる。
図3は、異なるネットワークに属する2つのeNBと、その関連するmBとを有する例示的システムアーキテクチャを示す。eNBは、例えばサービングゲートウェイ(S−GW)、パケットゲートウェイ(P−GW)(図3には図示せず)などを通じて、ライセンス授与サーバ/データベース302(例えば、中央コーディネータ)と通信する。ライセンスコーディネータは、中央コーディネータと呼ばれることがある。mBは、その近隣に向くように電子可動ビームを生成する能力を有することができる。単一の電子可動ビームは、mBごとに所与の時間にアクティブとなることができる。mB304は、複数の同時ビームを生成することができる。eNB306は、そのネットワーク内のmBを認証する役目を果たすことができる。eNBは、例えばmBの代わりにコーディネータ302と通信することができる。eNBは、その関連するmBに関する個々のリンクライセンスを保持することができる。eNB306は、ライセンスおよびスケジュールを管理するために、mBの代わりにネットワークコントローラ308および/または中央コーディネータ302と通信することができる。例えば全地球測位システム(GPS)基準などの正確な共通クロック源を介して、別々のネットワークにわたるmBが同期されることができる。
図4は、ライセンシング(例えば、自動ライセンシング)に関する例示的メッセージシーケンスチャート(MSC)を示す。図4に示されるように、新しいリンクを登録するために、出願者mB402は、領域内で利用可能なライセンス要求を送ることができる。ライセンス要求はビーム方向に対応することができる。例えば、出願者mB402はN個のビーム方向のセットを要求することができる。418で、要求はeNB408に送られることができる。eNB408は、ライセンスされた帯域リンク要求がライセンスコーディネータ(例えば、中央コーディネータ410)に転送されることができるかどうかを決定することができる。eNB408は、領域内のライセンスされていないスペクトル可用性、mB帯域幅要件などの要素に基づいて、要求を転送する判断を行うことができる。eNB408は、バックホールのためにライセンスされていないスペクトルを利用するようにmB402に指示することができる。420で、eNBは、中央コーディネータ410にリンク要求を転送することができる。リンク要求は、位置情報、出願者mBのアンテナ仕様、要求された指向性測定値(N)の数などのうちの1または複数を含むことができる。
422で、中央コーディネータ410は、出願者mB402が干渉測定を実施するための送信スケジュールを既存のライセンス保持者(例えば、mB1A404、mB1B406、および/またはmB2A)に通知することができる。これは、(例えば、出願者mBからの)事前定義された信号バーストの送信の開始時間および持続時間を含むことができる。送信持続時間は、例えば、出願者mBによって要求される測定数(N)によって判断されることができる。
出願者mB402は、干渉測定の送信スケジュールを通知されることができる(例えば、すなわち、送信スケジュールは、出願者mBに関する測定スケジュールでよい)。424で、出願者mB402は、(例えば、周波数帯内の)送信スロットのそれぞれについて、所望の受信ビーム方向を繰り返すことができる。出願者mB402は、割り当てられた時間期間に関する干渉測定を送ることができる。426で、出願者mB402は、例えば所望の方向からの干渉測定を含む干渉測定レポートを送ることができる。426で、出願者mB402は、eNB408に干渉測定レポートを送ることができる。428で、eNBは、中央コーディネータ410に干渉測定レポートを転送することができる。出願者mB402は、ライセンスコーディネータ410に干渉測定レポートを送ることができる。430で、中央コーディネータ410は、受信された信号レベルが一定のしきい値未満でよい方向に関する一時ライセンスを授与することができる。中央コーディネータ410はまた、出願者mBに送信スケジュールを送信することができる。一時ライセンスは、mBが、割り当てられた干渉測定期間中に既存のmBによる干渉測定に関する割り当てられた電力レベルで信号バーストを送信することを可能にすることができる。一定の方向でのレポートされた測定値がしきい値を超えるが別のしきい値未満である場合、送信電力をより小さい値に制限することのできる条件付き一時ライセンスが授与されることができる。条件付き一時ライセンスは、送信をより小さい周波数帯に制限することができる。出願者が条件付き一時ライセンスを受諾した場合、それは、後続の干渉測定送信のために送信電力制限および/またはより小さい周波数帯制限を(例えば、指示された時間で)使用することができ、434で、例えばLevel 2および/またはフルライセンスの授与時に、データを送信することができる。
犠牲ライセンス保持者に測定がレポートバックされることができる。例えば、しきい値を超えるとレポートされた測定値について、測定値が犠牲ライセンス保持者にレポートバックされることができる。例えば、犠牲mBおよび出願者mB402が同一のネットワークに属することができ、干渉が内部で調整されることができるので、犠牲ライセンス保持者は、そうした方向で一時ライセンスが授与されることを許可することができる。432で、中央コーディネータ410は、出願者(Ν’)によって実施される指向性送信の数を既存のライセンス保持者に通知することができる。同様に、領域(M)内のmBによって維持されるリンクの最大数が、出願者に通信されることができる。これは、送信方向当たりの送信数を決定することができる。
一時ライセンスが授与される場合、出願者mBは、出願者mBに提供されるスケジュール上で(M*N’)個のバーストを送信することができる。436で、既存のmBは、潜在的な近隣mBを識別し、それらがリンク品質を評価することを可能にすることができる。弱い信号受信の領域内の他の既存のmBが、信号強度を干渉としてレポートすることができる。438で、中央コーディネータ410は、識別された近隣のリストを出願者mB402に送ることができる。[発明者:先行する強調された文が正しいことを確認して下さい。そうでない場合、説明して下さい]
440で、出願者mBは、それがリンクをセットアップすることを望む方向のLevel 2ライセンスを申し込むことができる。出願者は、近隣mB測定結果に基づいてそのように行うことができる。コーディネータは、コーディネータへの送信前にeNBによってアグリゲートされた可能性のある領域内のmBから測定結果を受信することができる。レポートされた測定値がライセンス要求方向でしきい値未満である場合(例えば、測定値は、一時ライセンスを授与するのに使用された以前のしきい値とは異なることがある)、442で、中央コーディネータ410は、出願者mB402にLevel 2ライセンスを授与することができる。例えば、授与は、eNBを介して出願者mBによって受信されることができる。mBは、Level 2ライセンスを使用して、授与された電力レベルでミリメートル波データを送信することができる。
干渉測定の追加のラウンドを要求するために、またはLevel 2ライセンス保持者からの干渉をレポートするために、干渉評価に関する測定結果に応答しなかった別のライセンス保持者に、時間枠が提供されることができる。要求されたときにライセンス保持者が干渉測定結果に応答しない可能性のある理由は、mBの保守関連のシャットダウン、電力を節約するための休止モードでの動作などを含むことができる。444で、他のmBからの干渉レポートが、中央コーディネータ410によって受信されることができる。446で、中央コーディネータ410は、出願者mBにフルライセンスを発行することができる。Level 2ライセンスは、フルライセンスに変換されることができ、リンク使用に関する課金が開始することができる。既存のライセンス保持者がリンク品質損失を感知した場合、それは、定常状態動作中の領域内のmBに関する干渉測定期間をスケジューリングするようにコーディネータに要求することができる。損失は、環境的障害物の変化、ビーム向き、送信電力ドリフトなどの要素のために生じることがある。
そのアクティブなリンクライセンスのいくつかを引き渡すことを望むノードは、影響を受けるリンクに関するリンク識別子を含むことができるライセンス引渡しメッセージを、例えばコーディネータに送ることができる。コーディネータは、要求側ノードに肯定応答を送ることができる。コーディネータは、以前に受信された干渉レポートをチェックし、要求側ノードがその以前の新しいノード要求干渉キャンペーン中に、例えばそれがライセンスを引き渡している方向で干渉をレポートしたかどうかを決定する。例えば、いくつかのリンクライセンスを引き渡すことを要求するノードによってレポートされた干渉のために、ノードが一方向でリンクライセンスを拒否されたとコーディネータが決定する場合、コーディネータは、ネットワークトポロジ変更について他のノードに通知することができる。他のノードは、以前に拒否された方向で新しいリンクライセンスを要求することを判断することができる。要求に関連する新しい干渉測定キャンペーンがあることがある。
自動ポイントツーポイントリンクセットアップは、簡易ライセンシング規則に従うことのできる周波数帯内のノードの個々の対の間の指向性通信リンクの動的確立を可能にすることができる。自動ポイントツーポイントリンクセットアップでは、ライセンスコーディネータは、干渉測定期間をセットアップすること、および測定レポートを検査することに関係していないことがある。自動干渉評価は、新しいポイントツーポイントリンクが例えば同一の周波数帯内の既存のリンクと干渉しないことを保証することができる。
図3に示されるように、mBがその近隣に向く電子可動ビームを生成する能力を有すると仮定されることができる。単一および/または複数の同時電子可動ビームは、mBごとに所与の時間にアクティブとなると仮定されることができる。eNBは、そのネットワーク内のmBを認証する役目を果たすと仮定されることができる。eNBは、mBの代わりにコーディネータと通信することができ、その関連するmBに関する個々のリンクライセンスを保持することができる。例えば全地球測位システム(GPS)基準などの正確な共通クロック源を介して、別々のネットワークにわたるmBが同期されると仮定されることができる。
出願者ノードとそのピアとの間の指向性ポイントツーポイントリンクを確立する方法、システム、および手段が提供される。ピアは、既存のライセンス保持者のリンクと干渉してはいけない。ビーム形成トレーニングは、ピアノードとの指向性リンクを確立することができる。既存の指向性リンクの干渉評価が実施されることができる。
図5は、自律的リンクセットアップの例示的フレーム構造を示す。図5は、関連するタイミング詳細を示す。タイミングサイクル(例えば、測定間隔502)は、測定期間504およびデータ送信期間506を含むことができる。測定期間504および測定間隔502は、固定のシステム全体のパラメータでよい。測定期間504は、ビーム形成トレーニング持続サブ期間508および干渉評価持続サブ期間510を含むことができる。サブ期間は、システム全体のパラメータでよい。測定期間504は、リンク確立(例えば、新しいリンク確立)に関連する測定のために確保されることができる。
mBは、リンクをセットアップする許可のためにその関連するeNBを要求することができる。mBが要求されたリンクを以前に利用していた場合、eNBは、要求側mBがクイックリンクセットアップ手順に進むことを可能にすることができる。出願者mBは、例えば以前にリンクを使用および登録し、その後で登録を放棄した後に、新しいリンク登録を要求することができる。出願者mBは、例えば保守、電力保全、および/または他の理由のために、送信を一時的に中断した可能性のある現在の登録保持者でよい。mBは、例えばクイックリンクセットアップで干渉が検出される場合、リンク登録を保持する優越性を有することができる。
図6は、自律的リンクセットアップ(例えば、最適化された自律的リンクセットアップ)内の例示的フレーム構造を示す。自律的リンクセットアップでは、出願者ノードと、既存のライセンス保持者のリンクと干渉してはいけないそのピアとの間で指向性ポイントツーポイントリンクが確立されることができる。ピアノードとの指向性リンクを確立するために、ビーム形成トレーニングが使用されることができる。既存の指向性リンクの干渉評価が実施されることができる。
図6に示されるように、測定間隔602またはサイクルは、例えば測定期間604、データ送信期間606などを含むことができる。測定期間604および測定間隔602は、固定のシステム全体のパラメータでよい。測定期間604は、例えば新しいリンクが確立されることが試みられるとき、ピアノード間のビーム形成トレーニングのため、および干渉評価のために利用されることができる。測定期間604は、例えばリンク確立(例えば、新しいリンク確立)に関連する測定のために確保されることができる。
mBは、リンクをセットアップする許可のためにその関連するeNBを要求することができる。eNBが要求されたリンクを以前に利用していた場合、eNBは、要求側mBがクイックリンクセットアップ手順に進むことを可能にすることができる。出願者mBは、例えば以前にそれを使用および登録し、その後で登録を放棄した後に、かつ/または保守、電力保全、または他の理由による現在の登録保持者による送信の一時的中断のために、新しいリンク登録を要求することができる。mBは、例えばクイックリンクセットアップ手順で干渉が検出される場合、リンク登録を保持する優越性を有することができる。
クイックリンクセットアップは、古いリンクが再確立され、測定期間を待機することなく使用されることを可能にすることができる。出願者mBは、例えば、複数の方向で観測される干渉測定を、リンクのその最後の使用からのその格納された結果と比較することにより、部分干渉評価を実施することができる。測定値が、例えば測定誤差限界内で、格納された結果と合致する場合、mBは、例えば以前に構成されたアンテナ構成および送信電力を使用することにより、リンクを利用することを開始するための一時ライセンスを授与されることができる。mBは、可能なアンテナ構成を使用して指向性測定を実施することができる。指向性測定が、例えば測定誤差限界内で、以前の状態(例えば、リンク解体前)とほぼ同様である場合、出願者mBは、eNBにリンク再確立を要求することができる。新しいリンクがeNBに既に登録されている場合、eNBは、mBが動作を再始動することを可能にすることができる。リンク再確立は、例えばmBが保守のために取り外されるとき、またはリンク登録を解放することなく電力を保全するためにパワーダウンされるときなどに行われることがある。
eNBがリンク登録を保持しない場合、それは、ライセンスコーディネータに一時ライセンスを申し込むことができる。一時ライセンスの受信時に、mBは、送信を開始することが可能にされることができる。既存のライセンス保持者は、新しいリンク上の送信のために引き起こされた干渉をライセンスコーディネータに通知することができる。コーディネータは、2つのリンクの相対的リンク登録優先順位を決定することができる。それは、動作を中止するために、後の登録時間を有するリンク、または一時ライセンスを有するものに導くことができる。出願者mBは、次のスケジューリングされた測定期間で全干渉評価を実施することができる。首尾よく完了したとき、フルライセンスが授与されることができ、フルライセンス使用に関する課金が開始することができる。
最初にリンクをセットアップするmBは、新しいリンクセットアップを実施して、リンクを使用するためのフルライセンスを得ることができる。リンクを再確立することを試みるmBは、リンクを使用するための一時ライセンスをmBに授与することのできるクイックリンクセットアップの後に、動作を再始動することができ、または新しいリンクセットアップを実施することができる。次のスケジューリングされる測定期間で、mBは、全干渉測定を実施し、フルライセンスを取得することができる。フルライセンス授与は、コーディネータによる課金をトリガすることができる。
出願者mBは、その関連するeNBにリンクライセンスを要求することができる。eNBは、測定期間の持続時間、周期性、および/または開始時間をmBに通知することができる。mBは、次の測定期間まで待機して、その所期のピアと共にビーム形成トレーニングを実施し、全干渉測定を実施し、かつ/またはフルリンクライセンスを得ることができる。測定期間は、ビーム形成トレーニング持続時間および/または干渉評価持続時間を含むことができる。mBは、いくつかのシステムパラメータ、例えばビーム形成トレーニングのために可能とされるアンテナ構成の数(M)、mB当たり可能とされる同時リンクの最大数(N)などを通知されることができる。
ピアノード間の新しいポイントツーポイントリンクセットアップに関するビーム形成トレーニングのためにサブ期間が確保されることができる。ビーム形成トレーニングは、例えば、順方向ビーム形成トレーニング、逆方向ビーム形成トレーニング、および/またはフィードバックを含むことができる。順方向および逆方向ビーム形成トレーニング段階はM個のスロットを含むことができる。M個のスロットのそれぞれは、固定のシステム全体のパラメータでよい。順方向ビーム形成トレーニング段階の間、mBは、例えば新しいリンク確立に関係することができる。mBは、最大M個の連続する基準パケットを異なるアンテナ構成で送信することができ、他のmBは、受信用のかなり広いアンテナパターンを使用することができる。次の段階では、役割が確保されることができ、以前に受信モードであったmBが、異なるアンテナ構成を使用して、最大M個の基準パケットを送信することができ、そのピアは、受信用のかなり広いアンテナパターンを使用する。基準パケットは、例えば、受信機が最良の送信アンテナパターンを識別するための一意識別子を除いて同様でよい。例えば、Phase Bでは、基準パケットは、Phase Aの間に最高の品質で受信されたパケットの索引番号を含むことができる。発信側mBは、ピアノードとの後続の通信のために特定のアンテナパターンを使用することができる。フィードバック段階の間、発信側mBは、最高の品質リンクを生成するアンテナパターンを識別することのできる最高の信号品質で受信された基準パケットの識別をそのピアノードに通知することができる。ビーム形成トレーニング持続時間の終わりに、新しいリンクセットアップに関係するmBは、そのピアと通信するためのアンテナ構成を知ることができる。どちらか一方のmBでの試行アンテナパターンの数がビーム形成トレーニングに関する配分されたスロットの数(M)を超える場合、ビーム形成トレーニングは、続くフレームのビーム形成トレーニング持続時間で続行することができる。いくつかの測定期間に及ぶビームの段階的改善が行われることができる。改善ステージで送信および受信チェーンの相互関係を仮定すると、mBは、受信のために以前のステージで発見された送信アンテナパターン(例えば、最適な送信アンテナパターン)を使用することができる。新しいリンクセットアップに関係するmBは、それらの間で、独立した通信リンクを共有することができる。ノードは、その地理的位置および向きを認識することができる。mBは、新しいリンクセットアップを開始する前に、既存のリンクを介してその位置情報を交換し、ビーム形成トレーニング持続時間を圧縮することができる。リンクは、ビーム形成トレーニングを開始するmBを決定するために使用されることができる。
干渉評価持続時間は、既存のポイントツーポイントリンクがリンク確立によって影響を受けないかどうかを決定するために使用されることができる。包括的測定手順が、既存の指向性ポイントツーポイントリンクに関係するmBのいずれかがリンクのために干渉を受けるかどうかを決定するために実施されることができる。干渉評価持続時間が、システム内のmBごとに許可される個々のリンクの最大数に対応するN個の時間スロットに分割されることができる。時間スロットのそれぞれは、例えばリンクを形成することのできるノードによる干渉測定のため、およびフィードバックのためにサブスロットに細分されることができる。
図6に示されるように、(例えば、その時間スロット608、610などのぞれぞれで)出願者mBおよびそのピアmBは、例えばビーム形成トレーニング中に発見されたアンテナパターンを使用して、第1のサブスロットで信号バーストを送信することができ、他のmBは、その通常使用されるアンテナパターンで受信することができる。既存のmBは、連続する時間スロットでその関連するリンクに対応するアンテナパターンを循環することができ、新しいmBは、例えば、時間スロットのそれぞれにわたって互いに向くそのアンテナで、送信することができる。新しいノードは、その基準信号を時間スロットのそれぞれの第1のサブスロットで送信することができ、既存のノードは、第2のサブスロットを使用して、既存のリンクに対する干渉を示すことができる。このフィードバックを送るために、既存のノードは、例えば第1のサブスロットの間の受信のために使用されるアンテナパターンを使用して、第2のサブスロットの間に基準信号を送ることができる。新しいノードは、第1のサブスロットの間に送信のために使用される同一のアンテナパターンで、第2のサブスロットの間に受信することができる。既存のノードおよび/または新しいノードが異なるオペレータに属する場合、例えばエネルギー検出または他の手段によって決定される、第2のサブスロットの間のフィードバック信号の存在が、既存のリンク上の干渉を示すことができる。ノードは、第2のサブスロットでフィードバック信号を受信するとき、新しいリンク形成を中断することができる。新しいノードおよび既存のノードが、例えば共通のシグナリング手順のために同一のオペレータに属する場合、ノードは、第2のサブスロットの間に干渉についての情報を交換することができ、修正を伴う新しいリンク形成となる。
ノードは、リンク確立中に使用される適切なアンテナパターンおよび送信電力を使用する間、データ送信持続時間を使用してそのピアノードと通信する完全な自由を有することができる。既存のリンクの間の時間分割、リンク上の変調の選択などが、ピアノードまたはそのネットワークオペレータによって決定されることができる。リンク貯蔵はオペレータによって許可されないことがある。ノード当たりのリンクの最大数は、システムによって固定されることができる(N)。N個のリンクを使用するノードは、それが新しいものを追加することが許可されることができる前に、リンクをドロップすることができる。
フルリンクセットアップ(例えば、自律的全リンクセットアップ)では、出願者mBは、例えば、独立した通信リンクを介して、その関連するeNBにリンクライセンスを要求することができる。eNBは、ライセンスおよびスケジュールを管理するために、mBの代わりにネットワークコントローラおよび/または中央コーディネータと通信することができる。eNBは、測定期間の持続時間、周期性、および/または開始時間をmBに伝達することができる。mBは、次の測定期間まで待機して、潜在的な近隣を識別し、包括的干渉測定を実施し、およびフルリンクライセンスを得ることができる。測定期間は、潜在的な近隣の識別、および新しいリンクに関する干渉評価を提供することができる。mBは、例えばビーム形成トレーニングのために可能とされるアンテナ構成の数(P)、mB当たり可能とされる同時リンクの最大数(M)などを含むシステムパラメータを、例えばサービングeNBによって通知されることができる。
図6に示されるように、例示的測定期間604は、P個の時間スロットに分割されることができる。P個の時間スロット(例えば、608、610など)のそれぞれは、送信サブスロット612および受信サブスロット614に細分されることができる。時間スロットのそれぞれの送信サブスロットの間、新しいノードは、例えばネットワーク識別子、ノード識別子、ビーム識別子(例えば、ビーコンメッセージを送信するのに使用されるビームの識別子)などを含む1または複数のフィールドを含むビーコンメッセージを送信することができる。
ビーコンメッセージは、例えば中央コーディネータによって決定される、例えば共通変調およびコーディング方式(MCS)を使用して送信されることができる。通信範囲内の異なるネットワークに属するノードは、これらのメッセージを復号化することができる。ネットワークのそれぞれは、ビーコン送信のための適切なMCSを独立して選ぶことができる。異なるネットワークにわたるビーコンの復号化は、可能ではないことがある。
新しいノードは、共通のアンテナ構成を用いて、測定期間内のP個の時間スロットのそれぞれ(例えば、時間スロットのそれぞれの第1のサブスロット)でビーコンを送信することができる。新しいノードがP個の異なるアンテナ構成またはビームをサポートする場合、P個の測定期間は、可能なビームを使用してビーコンを送信することができる。
例えば、時間スロットのそれぞれの第1のサブスロットの間に、ネットワークノードは、可能なP個の方向のうちの1つに向くそのアンテナで受信することができる。受信方向は、時間スロットのそれぞれの開始時に切り替わることができる。P個の時間時間スロットでは、ネットワークノードのそれぞれが、P個のサポートされる方向を感知することができる。ネットワークは、そのノードについてより多数の(例えば、Pよりも大きい)ビーム方向をサポートすることができる。サポートされる方向をカバーするフルスキャンサイクルが、複数の測定期間にわたって分散されることができる。スタートアップ時の新しいノードは、フルスキャンサイクル持続時間を通知されることができる。新しいノードと同一のネットワークに属するノードが、測定期間内のP個の時間スロットのうちの1つの第1のサブスロットでP個のビームのうちの1つを使用して新しいノードによって送信されたビーコンメッセージを首尾よく復号化した場合、ノードは、例えば、ネットワーク識別子、ノード識別子、ビーム識別子(例えば、ビーコン受信の成功となったビームの識別子)などを含む1または複数のフィールドを含むビーコン応答メッセージで応答することができる。応答側ノードは、新しいノードによって潜在的な近隣として識別されることができる。新しいノードは、新しく発見された近隣の方向で指向性リンクライセンスを要求することができる。
新しいノードとは異なるネットワークに属する既存のノードが、新しいノードの送信ビームの方向に向くそのビームを有する場合、既存のノードは、例えば、それが新しいノードの通信範囲内にある場合、送信されたビーコンを復号化することができ、同一のMCSクラスを使用することができる。受信方向がそのアクティブなリンクのうちの1つの一部である場合、ネットワークノードは、そのネットワーク、ノード、およびビーム識別子を含むビーコン応答メッセージで応答することができる。ビーコン応答を受信したとき、新しいノードは、ビーム上の送信が既存のリンクに対する干渉を引き起こすことになることを知ることができ、後続のステップで、その方向でライセンスを申し込まないことがある。異なるネットワークに属するノードが異なるMCSを使用する場合、それは、例えばエネルギー検出原理を使用して、新しいノードによるビーコン送信による信号エネルギーを感知することができる。受信方向がそのアクティブなリンクのうちの1つの部分である場合、ネットワークノードは、例えばそのネットワークによって採用される同一のビームおよびMCSを使用して、ビーコン応答メッセージを送信することによって同一の時間スロットの第2のサブスロットの間に応答することができる。新しいノードは、第2のサブスロットの間に、増大される信号エネルギーを感知することができ、さらなる通信のためにそのビームを使用することを停止することができる。
図7は、自律的全リンクセットアップ(例えば、最適化された自律的全リンクセットアップ)をセットアップする一例を示す。図7に示されるように、702で、ノード(例えば、新しいノード)は、eNB、または隣接ノードを通じた独立したリンクを介して、ネットワークコントローラにリンクライセンスを要求することができる。ネットワークコントローラに対する通信は、測定期間メッセージングの間に、eNBまたはネットワークノードを介して送られることができる。704で、ノードは、eNBまたは隣接ノードからポイントツーポイントネットワーク(例えば、既存のポイントツーポイントネットワーク)のフレームスケジュールを受信することができる。ノードは、例えばリンク(例えば、独立したリンクおよび/または一時リンク)を介してフレームスケジュールを受信し、初期スタートアップを可能にすることができる。706で、ノードまたはmBは、割り当てられた時間にビーコン送信(例えば、指向性ビーコン送信)を開始することができる。ビーコン送信は、データ送信のためのアンテナビーム幅を使用することができる。mBのモードは、試みるためのP’個のアンテナ構成(例えば、ビーム)を有することができる。mBは、P’個の方向のそれぞれについて(例えば、P’個の連続する測定期間にわたって)送信を拡散することができる。
708で、mBは、P’個の構成の受信された応答から、潜在的な近隣のそれぞれを識別することができる。710で、mBは、Level 2ライセンスに関する近隣のうちの一部またはすべてを選ぶことができる。712で、mBは、mBが潜在的な近隣を識別することができた方向の一部またはすべてに関するLevel 2ライセンスを申し込むことができる。ライセンス要求は、例えばサービングeNBまたは近隣ノードを介して、中央コーディネータに送られることができる。mBは、許可された方向でデータ送信を開始することができる。mBは、(例えば、図6に示されるように)データ送信期間中に送信を開始する前の測定期間中にLevel 2ライセンスがそれに関して授与されることができる近隣と1または複数の調整メッセージを交換することができる。
測定期間中に応答しなかった他のライセンス保持者は、Level 2ライセンス保持者からの干渉をレポートするための期間が許可されることができる。ライセンス保持者が測定期間中に応答しない、可能性のある理由は、mBの保守関連のシャットダウン、電力を節約するための休止モードでの動作、またはレガシー動作モードのうちの1または複数を含むことができる。拡張された干渉測定レポーティング期間の終わりに、Level 2ライセンスが、フルライセンスに変換されることができ、リンク使用に関する課金が開始することができる。
1または複数のノードは、リンク確立中に使用される適切なアンテナパターンおよび送信電力を使用する間、データ送信持続時間を使用してそのピアノードと通信する完全な自由を有することができる。既存のリンク間の時分割、各リンク上の変調の選択などが、ピアノードまたはそのネットワークオペレータによって決定されることができる。ノード当たりのリンクの最大数がシステムによって固定されるので(M)、オペレータによるリンク貯蔵は許可されないことがある。M個のリンクを使用するノードは、それが新しいものを追加することを許可されることができる前に、リンクをドロップすることができる。
そのアクティブなリンクライセンスのいくつかを引き渡すことを望むことのあるノードは、影響を受けるリンクに関するリンク識別子を含むライセンス引渡しメッセージをコーディネータに送ることができる。コーディネータは、要求側ノードに肯定応答を送ることができる。コーディネータは、ネットワークトポロジ変更についてネットワークコントローラに通知することができる。ネットワークコントローラは、エリア内のその確立されたノードに関するスケジュールを確立し、干渉測定キャンペーンを実施して、追加のリンクセットアップに関する可能性を識別することができる。
リンクに関するライセンス保持者は、例えば1または複数の要件に基づいて、リンクリソースのいくつかの部分を異なるネットワークオペレータに賃貸することができる。元のライセンス保持者は依然として、測定レポートをライセンスコーディネータに対して証明することなど、ライセンシング要件を遂行する役目を果たすことができる。リンク共有は、ライセンスコーディネータにとって透過的なものでよく、または2次ユーザは、コーディネータを登録することができる。1次ライセンス保持者は、コーディネータに対するリンク料金の責任を負うことができ、2次ライセンス保持者に独立に課金する。1次および/または2次ライセンス保持者は、リンクコーディネータに対するリンク料金のその部分の責任を負う(例えば、直接的に責任を負う)ことができる。
リンクのそれぞれについての課金レートは、例えばmBの位置、時刻などを含む1または複数の要素に依存することができる。ライセンスコーディネータは、異なるティアを有することができる1または複数の異なるピークおよび/または非ピーク時間レートを指定することができる。リンク料金は位置に依存することができ、例えば両端が高い建物によって取り囲まれた2つの街角の間のダウンタウン位置(例えば、アーバンキャニオン)でのポイントツーポイントリンクは、制限された視野のために領域内のより少数のリンクの可能性のために、より高いレートで課金されることができる。リンクレートは、例えばmB位置および送信機仕様に基づく初期リンク登録要求中に、ライセンスを保持するeNBに通信されることができる。
軽くライセンスされた帯域に関する規制仕様は、非常に指向性のビーム(例えば、指向性ペンシルビーム)に対応する厳格なアンテナ要件を指定することがある。そのような帯域は、遠距離ポイントツーポイントリンクのために使用されることができる。ナロービームは、高価なアンテナを必要とすることがあり、遠距離通信用に使用されることができる。より広いビームを有するアンテナは、潜在的により多くのユーザと干渉することがあり、それによってシステム全体の容量に影響を与える。アンテナ能力にリンクされた電力送信限界を指定することのできる柔軟なアンテナ構成システムが使用されることができる。
軽くライセンスされた周波数スペクトルに関する規制は、最大同等等方放射電力(EIRP)限界を必要とすることがある。これらの周波数について最小アンテナ利得が指定されることがある。より小さい利得を有するアンテナが、一定の制限で許可されることがある。制限は、最大送信電力および/またはEIRPを制限することがある。例えば、規制は、アンテナ利得のX dBiの低下について、送信電力がY dBmだけ減少することがあり、その結果、EIRPの(X+Y)dBの低下となることを述べることがある。送信電力低下要件は、例えばワイドビーム信号を特定の電力しきい値より上で受信することのできるエリアが、ナロービーム信号を同一のしきい値で受信することのできるエリアと同一となることができるように指定されることができる。
アンテナ能力(例えば、最小ビーム幅、最大利得など)が、例えばリンク登録時に、新しいノードによってレギュレータのサーバに通信されることができる。リンク当たりコストモデルが使用される場合、異なるアンテナビーム幅および/または送信電力の組合せについてレギュレータによって差分コストを課すことができる。
特徴および要素が特定の組合せで上記で説明されるが、各特徴または要素は単独で、または他の特徴および要素との任意の組合せで使用されることができることを当業者は理解されよう。さらに、本明細書で説明される方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実装されることができる。コンピュータ可読媒体の例は、(ワイヤードまたはワイヤレス接続を介して送信される)電子信号およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定はしないが、読取り専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリ装置、内部ハードディスクや取外し可能ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、CD−ROMディスクやデジタルバーサタイルディスク(DVD)などの光媒体を含む。WTRU、WTRU、端末、基地局、RNC、または任意のホストコンピュータで使用される無線周波数トランシーバを実装するために、ソフトウェアに関連してプロセッサが使用されることができる。