JP6037147B2 - デュアルモード・フェムトａｐにおけるフロー制御 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信ネットワークおよびそのパーツに関し、特に、第三世代パートナーシッププロジェクト、第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）規格、その等価物、またはその派生物に従って作動するネットワークに関する。本発明は、特にこれらネットワークにおけるホーム基地局のバックホール帯域に特別に、しかし排他的にではなく関連している。

３ＧＰＰ規格において、ＮｏｄｅＢ（またはＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（すなわち、ロング・ターム・エヴォリューション）のｅＮＢ）はホーム基地局で、これを介して移動機器がコアネットワークと接続し、ネットワークのセルを規定する。ホーム基地局またはホーム基地局部分（ＨＮＢ）は短距離の３Ｇ無線周波数（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）カバレッジを提供し、フェムト・アクセス・ポイント（ＦＡＰ：ｆｅｍｔｏ ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）とも称することがある。ホーム基地局がＬＴＥ規格に従って作動する場合、ＨＮＢは通常、ＨｅＮＢと称する。ＨＮＢ／ＨｅＮＢとも称する一部の基地局は３ＧおよびＬＴＥ規格の両方に従って作動可能であるため、デュアルモード・フェムトセルを規定する。ＨＮＢ／ＨｅＮＢ基地局はまた、デュアルモード・フェムト・アクセス・ポイント（ＦＡＰ）またはデュアルＦＡＰとも称する場合がある。

ＨＮＢまたはＨｅＮＢは、家庭内、中小企業、ショッピングモール等の中で無線カバレッジ（例えば、３Ｇ，４Ｇおよび／またはＷｉＭＡＸ）を提供し、主に好適な居住用ゲートウェイＲＧおよび公共または法人ブロードバンド（ＢＢ：ｂｒｏａｄｂａｎｄ）アクセス・ネットワーク（例えば、インターネットへのＡＤＳＬリンク）を介してコアネットワークに接続し、ＨＮＢまたはＨｅＮＢに利用可能な帯域のバックホール通信回線またはリンクを提供する。ＨＮＢまたはＨｅＮＢは、接続したローカルネットワークからＩＰアドレスを与えられ、ＨＮＢまたはＨｅＮＢはこのＩＰアドレスを移動電話オペレータネットワークに提供し、ブロードバンド・アクセス・ネットワークを介してＨＮＢまたはＨｅＮＢのための適切なリソースを保有できるようにする。

通常モードまたは動作状態で動作中、ＨＮＢまたはＨｅＮＢはユーザが多数の基地局（ｅＮｏｄｅＢ、ｅＮＢ）およびコアネットワークの１つを介してこのような他のユーザとユーザ機器（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）で通信できるようにする。

接続あるいはアクティブ状態またはモードにおいて、ＵＥはネットワークに登録され、基地局とＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）（無線リソース制御）接続し、ネットワークがＵＥの帰属するセルを識別し、ＵＥとデータの送受信ができるようにする。ＬＴＥでは、アクティブ状態またはモードにおいて、ハンドオーバ手順は、イントラＬＴＥシステム（イントラＲＡＴおよび周波数間）内および他のＲＡＴ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（無線アクセス技術）に向けて移動しながら、ＵＥのサービス連続性を維持することができる。

ＵＥはまた、省電力モードまたはアイドル状態またはモードを有している。その場合、ＵＥは一般にデータの送受信を行わず、ＵＥに関するコンテキストも基地局に記憶されない。アイドル状態では、ＵＥの位置は、クラスターまたは基地局セル群を含むトラッキング・エリア（ＴＡ：Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ）を細分化することによってしか（（３ＧＰＰにおける）ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｉｙ）（モビリティ管理エンティティ）では）わからない。アイドル状態では、ＵＥはＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）（ブロードキャスト・チャネル）の基地局がブロードキャストするパラメータに従い、トラッキング・エリア・アップデート・タイマ値によって与えられる周波数でセルを選択および再選択し、基地局にはＵＥによるセル選択／再選択がわからない。

通常動作モードでは、ＨＮＢまたはＨｅＮＢは通常、ＵＥにその存在を知らせるため、例えば、パイロットおよびブロードキャストチャンネル両方の基準信号およびシステム情報を含むダウンリンク伝送を定期的にブロードキャストする。

デュアルモードセルでは、ＨｅＮＢのベースバンドと無線周波数処理ハードウェアブロックは、ＨＮＢのベースバンドおよび無線周波数処理ハードウェアブロックから独立している。

新しいＵＥ（無線ベアラとも呼ばれる）を受け付けることができるようにするため、基地局（例えば、デュアルＦＡＰのＨｅＮＢ）の通信トラフィック総量は、アップリンクおよび／またはダウンリンク方向の利用可能なバックホール帯域（トランスポート・ネットワーク層（ＴＮＬ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌａｙｅｒ）とも呼ばれる）を超えてはならない。基地局のトラフィック総量がアップリンクおよび／またはダウンリンク方向の利用可能なバックホール帯域を超えそうな場合にＵＥが受け付けられると、そのＵＥまたはベアラは、その基地局と関連するクローズドの加入者グループのメンバーであるエンドユーザへのコスト削減のため等、デュアルＦＡＰでの動作が好ましい場合でもマクロセルにハンドオーバまたはリダイレクトしなければならない場合がある。さらに、フェムトセル・オペレータはマクロセル・ネットワークの管理はしていない場合があるため、ＵＥまたはベアラのマクロセルへのハンドオーバにより、フェムトセル・オペレータの収入損失、エンドユーザに対するコスト上昇を招くことがある。

本発明の実施形態は、上述の問題に対処するか、少なくとも改善する。

一態様によると、本発明は、第１基地局モジュールの範囲内の少なくとも１台の移動通信デバイスに通信ネットワークへの無線通信を提供するための第１基地局モジュールと、第２基地局モジュールの範囲内の少なくとも１台の移動通信デバイスに通信ネットワークへの無線通信を提供するための第２基地局モジュールと、通信リンク上で第１および第２基地局モジュールの通信ネットワークの通信リソースを提供するための、通信ネットワークとのネットワークインターフェイスと、少なくとも１台の移動通信デバイスに通信ネットワークへの前記無線通信を提供する、前記第１基地局モジュールおよび前記第２基地局モジュールが用いる通信リンク上の通信リソースの利用可能性を管理するための手段とを含む通信装置を提供する。

管理手段は、前記第１と第２基地局モジュールとの間の前記通信リソースを、第１基地局モジュールが利用していない通信リソースを第２基地局モジュールが利用できるように、またその逆も可能であるように、共有してよい。

第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方が、通信リンク上で少なくとももう１台の移動通信デバイスにネットワークへの無線通信を提供するための通信リソースが不足する場合、管理手段を、第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方の通信リソースを管理して、第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方がリンク上で利用する現在の通信リソースを減らし、通信リソースを解放することにより、第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方が、解放された通信リソースを用いて前記少なくとももう１台の移動通信デバイスとの無線通信を行うことができるように構成してよい。

第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方が、通信リンク上で少なくとももう１台の移動通信デバイスに無線通信を提供するための通信リソースが不足する場合、管理手段を、第１および第２基地局モジュールの他方の通信リソースを制御して、第１および第２基地局モジュールの前記他方が通信リンク上で利用する現在の通信リソースを減らし、第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方の通信リソースを解放することにより、第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方が、解放された通信リソースを用いて前記少なくとももう１台の移動通信デバイスとの無線通信を行うことができるように構成してよい。

管理手段はさらに、第１および第２基地局モジュールを連結するためのインターフェイス・モジュールからなってよい。インターフェイス・モジュールは装置内部にあってよい。

管理手段はさらに、第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方の通信リンク上の通信リソースに関する少なくとも１つの情報要素を、第１および第２基地局モジュールの他方に提供するように構成してよく、インターフェイス・モジュールを介して少なくとも１つの情報要素を提供するように構成してよい。

第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方が、少なくとももう１台の移動通信デバイスに無線通信を提供するための通信リンク上の通信リソースが不足する場合、管理手段はさらに、少なくとも１台の移動通信デバイスの無線通信を別の基地局にリダイレクトするように構成してよく、これにより、前記少なくとももう１台の移動通信デバイスに無線通信を提供する。

第１基地局モジュールと第２基地局モジュールとは、共通の筐体内に取り付けてよい。通信装置は、デュアルモード・フェムト・アクセス・ポイントでよい。第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方はＨＮＢからなってよく、第１および第２基地局モジュールの他方はＨｅＮＢからなってよい。

管理手段は、トランスポート・ネットワーク層（ＴＮＬ）コネクション受付制御（ＣＡＣ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ポリシーを実行する無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）リソース管理（ＲＲＭ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）モジュールからなってよい。

第１および第２基地局モジュールに通信ネットワークへの通信リソースを提供する通信リンクは、コアネットワークへのバックホール接続からなってよい。

別の態様によると、本発明は電気通信ネットワークで用いるシステムを提供し、システムは１つ以上の移動通信デバイスと、本発明のいくつかの態様に係る通信装置とを含む。

別の態様によると、本発明は、第１基地局モジュールの範囲内の１台以上の移動通信デバイスに通信ネットワークへの無線通信を提供するための第１基地局モジュールと、第２基地局モジュールの範囲内の１台以上の移動通信デバイスに通信ネットワークへの無線通信を提供するための第２基地局モジュールと、第１基地局モジュールと第２基地局モジュールとを連結するためのインターフェイスとを含む通信装置と共に使用する移動通信デバイスであって、第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方は、第１および第２基地局モジュールの他方と前記インターフェイスを介して少なくとも１つの情報要素を交換するように構成され、移動通信デバイスは通信装置の第１および第２基地局モジュールの一方を介して通信ネットワークと通信するように配置される移動通信デバイスを提供する。

ある態様によると、本発明は、電気通信装置の第１および第２基地局モジュールへの通信ネットワークとの通信リンク上での通信リソースの共有を促進するために、電気通信ネットワークで実行される方法を提供し、この方法は、第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方の通信リソースの管理を含む。

本発明の態様は、態様に述べた方法や上述または請求の範囲に記載する可能性を実行するようプログラム可能プロセッサをプログラム可能な、および／または請求の範囲のいずれか一つに記載する装置を提供するよう好適に適合したコンピュータをプログラム可能な、命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体等のコンピュータプログラム製品に拡張される。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら例として以下に説明する。

移動電気通信システムを模式的に示す。 基地局の主要構成要素、すなわち、３Ｇシステムの家庭用（ｅ）ＮｏｄｅＢ通信ノードを示すブロック図である。 図１の電気通信システムのＵＥの主要構成要素を模式的に示す。 図１の電気通信システムのデュアルモードＦＡＰのアーキテクチャの例を模式的に示す。 図１の電気通信システムのデュアルモードＦＡＰのアーキテクチャの別の例を模式的に示す。 図１の電気通信システムによって実行される例示方法を示す図である。 図１の電気通信システムによって実行される別の例示方法を示す図である。 図１の電気通信システムによって実行されるさらに別の例示方法を示す図である。

当業者が効率良く理解できるように、本発明の実施形態および実施を、３Ｇシステム（ＵＭＴＳ、ＬＴＥ）との関連で詳細に説明するが、本発明の原理は、移動装置またはユーザ機器（ＵＥ）が、システムの対応する要素を必要に応じて変更して、複数の基地局のうちの１つと通信する他システム（ＷｉＭＡＸ等）に適用できる。

概要
図１は、移動電話３−１から３−６またはその他の移動通信デバイス等のユーザ機器（ＵＥ）のユーザが異なるアクセスノードを介して他のユーザと通信することのできる移動（セルラー）電気通信システム１を模式的に示す。特に、移動電話３（または他のユーザ機器ＵＥ）は、ユニバーサル・テレストリアル無線アクセス・ネットワーク（ＵＴＲＡＮ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）基地局５−１および関連する無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７または進化した(Evolved) ＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）基地局５−２を直接介して移動電話コアネットワーク８と接続することができる。移動電話３も、ユーザの商用または私用レジデンス９に設けた「ホーム」基地局（ＨＮＢ）を用いて移動電話コアネットワーク８と接続することができる。各ＨＮＢまたはＨｅＮＢ１１（すなわち、ＨＮＢ１１−１、ＨｅＮＢ１１−２、ＨＮＢ／ＨｅＮＢ１１−３、ＨＮＢ／ＨｅＮＢ１１−４）は、レジデンシャル・ゲートウェイ１３およびブロードバンド・アクセス・ネットワーク１５（ブロードバンドフォーラム、ＢＢＦ（ＢｒｏａｄＢａｎｄ Ｆｏｒｕｍ）に従う）によって結合され、ＨＮＢまたはＨｅＮＢに、移動電話コア電話ネットワーク８への利用可能な帯域を持つバックホール通信ラインまたはリンクを与える。

図１に示す例では、移動電話３−１は、ＨＮＢ１１−１を介してコアネットワーク８に接続され、移動電話３−２はＨｅＮＢ１１−２を介してコアネットワーク８に接続され、移動電話３−３はＥ−ＵＴＲＡＮ基地局５−２を介してコアネットワーク８に接続され、移動電話３−４はＵＴＲＡＮ基地局５−１を介してコアネットワーク８に接続され、移動電話３−５は、デュアルモード基地ＨＮＢ／ＨｅＮＢまたはデュアルフェムト・アクセス・ポイント１１−３を介してコアネットワーク８に接続され、移動電話３−６はデュアルモード基地ＨＮＢ／ＨｅＮＢまたはデュアルＦＡＰ１１−４を介してコアネットワーク８に接続される。

図１の例では、レジデンシャル・ゲートウェイ１３は、ＡＤＳＬまたはケーブル接続１６を介してブロードバンド・アクセス・ネットワーク１５に接続し、ＨＮＢおよびＨｅＮＢはコアネットワーク８内のセキュリティ・ゲートウェイ（図示せず）のＩＰアドレスで、ＨＮＢとＨｅＮＢが最初は予めプログラムされたセキュリティ・ゲートウェイに接続するようプログラムされる。本実施形態において、ユーザの商用または私用レジデンス９のレジデンシャル・ゲートウェイ１３は、ブロードバンド・アクセス・ネットワーク１５のローカルＩＰアドレスをＨＮＢまたはＨｅＮＢ１１に割り当て、ＨＮＢまたはＨｅＮＢ１１はこれをコアネットワーク８との通信に用いる。

デュアルＦＡＰ１１−３、１１−４は、利用可能な通信リソースをデュアルＦＡＰ１１−３、１１−４のＨＮＢ部分とデュアルＦＡＰ１１−３、１１−４のＨｅＮＢ部分との間でバランスを取るようにすることによってアップリンクおよび／またはダウンリンクにおいてデュアルＦＡＰ１１−３、１１−４に利用可能な通信リソース総量を最適化するため、コアネットワーク８とデュアルＦＡＰとの間のバックホールリンク上で利用可能な通信リソースを制御するように動作可能であると有利である。

特に、デュアルＦＡＰ１１−３、１１−４は、ＦＡＰのＨＮＢ部分およびＨｅＮＢ部分の通信リソース（例えば、トランスポート・ネットワーク層（ＴＮＬ）リソース）を管理するように動作可能で、第２の共存するホーム基地局部分（例えば、それぞれＨＮＢまたはＨｅＮＢ）のために通信リソースを解放し、これによって、共存する基地局部分へのトラフィック総量が、デュアルＦＡＰ１１−３、１１−４の利用可能なバックホール帯域総量の５０％を超える場合でも移動電話３が受け付けられるようにするため、ホーム基地局部分の第１（例えば、それぞれＨｅＮＢまたはＨＮＢ）が利用可能な現在の通信リソースを減少させる。

従って、この柔軟な通信リソースのパーティショニングは、利用可能な帯域をＨＮＢおよびＨｅＮＢ部分で均等に共有する代替可能性において有利であることがわかる。特に、この通信リソースが共通あるいは「共有」通信リソースプールを効果的に形成するため、この柔軟な通信リソースのパーティショニングはバックホール帯域の効果的な利用の確保に役立つ。これに対して固定パーティショニングでは、例えば、帯域の所定割合（例えば５０％）をＨｅＮＢトラフィック用に留保し、残りの割合はＨＮＢトラフィック用に留保すると、ＨｅＮＢが所定の割り当てバックホール帯域に達した後は、ＨＮＢがまだバックホールリソースを利用可能であっても移動電話３からのコールを受け付けることができなくなるため、バックホール帯域の利用の点で相対的に効率が悪くなってしまう。

さらに、デュアルＦＡＰ ＨｅＮＢの各ホーム基地局部分（ＨＮＢおよびＨｅＮＢ）は、新しい通信ベアラを受け付ける時、トラフィック総量がアップリンク／ダウンリンク方向で利用可能なバックホール帯域を超えないようにするＴＮＬコネクション受付制御（ＣＡＣ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）手順を用いて、制御する通信セルを介して新しいセルの受付を制御することができる。

各ホーム基地局はまた、利用可能な通信リソースが不足していると判断すると、特定の移動電話３の利用する通信リソースを減らし、別の移動電話３による受付通信を許すプリエンプティブ輻輳制御を実行可能であることが有利である。このプリエンプティブ輻輳制御は、リソース不足を経験しているホーム基地局が、自身の通信セル内で移動電話３が利用可能な通信リソースを減らすような、特定のホーム基地局部分の内部的なもの（イントラＦＡＰプリエンプションと称する）でもよい。しかしながら、プリエンプティブ輻輳制御は、リソース不足を経験しているホーム基地局部分が共存するホーム基地局部分と輻輳制御手順を調整し、共存するホーム基地局部分が自身の通信セル内で移動電話３が利用可能な通信リソースを減らし、前述の共有リソースプールによって第１ホーム基地局部分がリソースを利用できるようにするよう、ホーム基地局部分間で調整（インターＦＡプリエンプションと称する）することも有利である。

利用可能な通信リソースが不十分な場合、利用可能な帯域のバランシングや上記輻輳制御手順にかかわらず、デュアルＦＡＰ１１−３、１１−４は近隣セル（例えば、マクロセル）に移動電話３による通信をリダイレクト／ハンドオーバする。

ホーム基地局
図２は、３Ｇシステム１のデュアルＦＡＰ１１−３または１１−４のＨＮＢ部分の主要構成要素を示すブロック図である。図２に示すように、各ＨＮＢ１１は少なくとも、１つ以上のアンテナ２３を介して移動電話３と信号の送受信を行い、ネットワークインターフェイス２５を介して電話ネットワークと信号の送受信を行い、ＨＮＢに利用可能な帯域のあるコアネットワークへのバックホール通信回線またはリンク（バックホール帯域とも称する）を提供するトランシーバ回路２１から成る。トランシーバ回路２１は、メモリ２９に記憶されるソフトウェアに従ってコントローラ２７によって制御される。

ソフトウェアは、中でも、オペレーティング・システム３１、リソース管理モジュール３２、移動電話３との通信でトランシーバ回路２１が送信するユーザデータパケットをスケジューリングするダウンリンク・スケジューラ３３、アップリンクデータを基地局に送信するために移動電話３が用いる周波数リソースを割り当てるリソースアロケータ３４を含む。

この例では、ソフトウェアはさらに、基地局からの移動電話の範囲を決定するレンジ決定子３５と、使用する変調およびコーディングレートを決定する変調タイプおよびコーディングレート（ＭＣＳ：ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ ｓｃｈｅｍｅ）決定子３６と、基地局が移動電話３と通信しようとする際、移動電話３の制御チャンネルのＭＣＳを識別する変調タイプおよびコーディングレート方式（ＭＣＳ）識別子３７と、ＨＮＢ−ＧＷ通信モジュール３８と、ＳＧＳＮ／ＭＳＣ通信モジュール３９と、ユーザ機器通信モジュール４０とを含む。ＨＮＢ１１はさらに、標準無線ネットワーク・コントローラＲＮＣ４１が提供する無線リソース管理機能を含む。

リソース管理モジュール３２は、バックホールリンク上でＨＮＢの利用可能な通信リソースを管理し、輻輳制御、ＨＮＢのＴＮＬコネクション受付制御を実行し、ＨｅＮＢ部分と協調して上述の共有プールの通信リソースを管理する。

図１に示すデュアルＦＡＰ１１−３および１１−４のＨｅＮＢ部分は、図２に示すものと同様の構成部品を有する。主な違いは、ＨＮＢ−ＧＷ通信モジュール３８がなく、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）（サービス提供ＧＰＲＳサポート・ノード）／ＭＳＣ通信モジュール３９の代わりに、ＭＭＥ（モビリティ管理エンティティ）通信モジュールがある点である。また、ＨｅＮＢはＨＮＢＡＰ（Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐａｒｔ）（ホーム・ノードＢアプリケーション・パート）プロトコルを用いないで、Ｓ１ＡＰ（Ｓ１ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）（Ｓ１アプリケーション・プロトコル）プロトコル等のＥ−ＵＴＲＡＮプロトコルを用いて、通信する。

ユーザ機器
図３は、図１に示す移動電話３の主要構成部品を模式的に示す。図３に示すように、各移動電話３は、１つ以上のアンテナ７３を介して基地局５または１１と信号の送受信をするトランシーバ回路７１を含む。図示のように、移動電話３はまた、移動電話３の動作を制御するコントローラ７５を含む。コントローラ７５はトランシーバ回路７１と、この例ではラウドスピーカ７７、マイクロホン７９、ディスプレイ８１、キーパッド８３を有するユーザインターフェイスとに接続される。コントローラ７５はメモリ８５内に記憶されたソフトウェア命令に従って動作する。図示のように、これらソフトウェア命令は、中でも、オペレーティング・システム８７と、ダウンリンク（ＤＬ：ｄｏｗｎｌｉｎｋ）制御チャンネルでデコーディングを実行するデコーダ９０を有する通信モジュール８９とを含む。

デュアルＦＡＰアーキテクチャ
図４ａおよび図４ｂは、図１のデュアルＦＡＰ１１−３および１１−４のアーキテクチャの２つの例を模式的に示す。

図４ａは、図１のデュアルＦＡＰ１１−３のアーキテクチャの例を模式的に示し、ここではデュアルＦＡＰの各ホーム基地局部分は別個のコントローラ・モジュール２７−１、２７−２を含む。この例では、各別個のコントローラ・モジュール２７−１および２７−２は、それぞれ別個のベースバンド・チップセット１１−３−１および１１−３−２の一部と考えてもよい。

図４ｂは、図１のデュアルＦＡＰ１１−４のアーキテクチャの例を模式的に示し、ここではデュアルＦＡＰの両ホーム基地局部分は１つの共有コントローラ・モジュール２７を含む。この例では、コントローラ・モジュール２７は、ＨＮＢおよびＨｅＮＢ両方の単独のベースバンド・チップセット１１−４−１の一部と考えることができる。デュアルＦＡＰのこの２つのホーム基地局ＨＮＢおよびＨｅＮＢは、内部インターフェイスとも呼ばれるインターフェイス・モジュール２８によって接続される。インターフェイス・モジュールはさらに少なくとも１つのコントローラ・モジュール２８−１を含んでいてもよい。

図４ａおよび図４ｂに示すデュアルＦＡＰ１１−３、１１−４はそれぞれ、デュアルＦＡＰの各ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２と協働してバックホールリンクでデュアルＦＡＰが利用可能な組み合わせ通信リソースを管理するＦＡＰリソース管理モジュール１４を有している。ＦＡＰリソース管理モジュール１４は、相互の輻輳状況に依存して、各ホーム基地局部分が利用可能な通信リソースを柔軟にパーティショニングする。例えば、ＨｅＮＢ部分は輻輳しているが、ＨＮＢ部分が輻輳していない場合、ＨｅＮＢ部分には利用可能帯域の半分以上へのアクセスを与え、その逆の動作も行うことができる。

図４ａおよび図４ｂにおいて、第１ホーム基地局部分と第２ホーム基地局部分とは共通の筐体内に取り付けられる。

第１ホーム基地局部分と第２ホーム基地局部分とは、デュアルモード・フェムト・アクセス・ポイント（ＦＡＰ）を含む通信装置の一部を形成する。

動作
デュアルＦＡＰのホーム基地局部分から通信ネットワークへの通信リソースを管理するために用いる方法の例を以下に説明する。当業者の理解を容易にするため、本発明はデュアルＦＡＰの２つのホーム基地局（ＨＮＢおよびＨｅＮＢ）との関連で詳細に説明するが、ここで述べる原理は、システムの対応する要素を必要に応じて変更して、２つ以上のホーム基地局を含むマルチモードＦＡＰに適用できる。

図５は、いずれのホーム基地局部分でも実行できるイントラＦＡＰプレエンプションを含むリソース管理の簡易化工程を示す。ステップＳ１０では、移動電気通信装置がホーム基地局部分の第１に対しネットワークへの無線通信を要求する。Ｓ２０では、第１ホーム基地局のリソース管理モジュール３２は、第１基地局部分がバックホールリンクで利用可能な通信リソースの不足があるか否かを決定する（例えば、バックホールリンクの全リソースが第１基地局によって他の装置のために使われているか、新しい装置を受け付けるだけの利用可能な帯域がまだあるかを決定することによる）。

不足がなければ、第１基地局部分はＳ４０で新しい移動電話３にアクセスを与えることができる。

不足がある場合、Ｓ３０でリソース管理モジュールが第１ホーム基地局部分の通信リソースを制御し、バックホールリンクで第１ホーム基地局部分が利用する現在の通信リソースを減らし、通信リソースを解放して、第１ホーム基地局部分が新しい装置に無線通信を提供できるようにする。第１基地局は上述のようにＳ４０で新しい移動電話３にアクセスを与えることができる。この例では、第１基地局がＨｅＮＢを有している場合、現在利用されている通信リソースは、ＨｅＮＢのＬＴＥ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）セルのＬＴＥ規格に従って動作する他の移動電話３についてのみ減らす。第１基地局がＨＮＢを有している場合、現在利用されている通信リソースは、ＨＮＢのＵＭＴＳ（ＵＴＲＡＮ）セルのＵＭＴＳ（「３Ｇ」）規格に従って動作する他の移動電話３についてのみ減らす。

図６は、各ホーム基地局部分において実行され得るイントラＦＡＰプレエンプションとインターＦＡＰプレエンプションを含むリソース管理の簡易化工程を示す。ステップＳ１０において、移動電気通信装置がホーム基地局部分の第１に対しネットワークへの無線通信を要求する。Ｓ２０において、第１ホーム基地局のリソース管理モジュール３２（図２）は、第１基地局部分がバックホールリンクで利用可能な通信リソースの不足があるか否かを判断する（例えば、バックホールリンクの全リソースが第１基地局によって他の装置のために使われているか、新しい装置を受け付けるだけの利用可能な帯域がまだあるかを判断することによる）。不足がない場合、第１基地局部分はＳ４０で新しい移動電話３へのアクセスを与えることができる。

不足がある場合、Ｓ２５でリソース管理モジュール３２は、第１ホーム基地局部分がリンクで用いる現在の通信リソースの量を減らすべきか否かを判断する。

第１ホーム基地局部分がリンクで用いる現在の通信リソースを減らすことができる場合、イントラＦＡＰプレエンプションが続く。特に、前述のように、Ｓ３０でリソース管理モジュール３２が第１ホーム基地局部分の通信リソースを制御し、第１ホーム基地局部分がバックホールリンクで用いる現在の通信リソースを減らし、通信リソースを解放することで、第１ホーム基地局が新しい装置に無線通信を提供できるようにする。そして第１基地局は、上述のようにＳ４０で新しい移動電話３にアクセスを与えることができる。

Ｓ２５で、第１基地局部分がリンクで用いる現在の通信リソースを減らすべきでない、または減らすことができないと判断した場合（例えば、利用可能なリソース全てが第２の共存する基地局部分によって使われている）、Ｓ３５で第１ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２が第２ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２と通信し、バックホールで共存するホーム基地局部分が利用している通信リソースの減少を調整する。従って、共存するホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２は共存するホーム基地局部分の通信リソースを制御し、現在利用中の通信リソースを減らすことで通信リソースを解放し、第１ホーム基地局部分が新しい装置へ無線通信を提供できるようにする。そして、第１基地局部分は上述のようにＳ４０で新しい移動電話３にアクセスを与えることができる。Ｓ３５は、インターＦＡＰプレエンプション方式と称してよい。

第２ホーム基地局部分の通信リソースを制御して第１ホーム基地局部分の通信リソースを解放できるようにするために、リソース管理モジュールはさらに、第１および第２ホーム基地局部分を連結するためのインターフェイス・モジュール２８（図４ｂ）を含んでいても良い。インターフェイス・モジュールはデュアルＦＡＰのＨＮＢおよびＨｅＮＢ間の情報交換を可能にし、装置内部にあってもよい。インターフェイス・モジュール２８で交換した情報は、第１および第２ホーム基地局部分の少なくとも一方のリンクでの通信リソースに関する少なくとも１つの情報要素でよい。

図７は、各ホーム基地局部分でも実行されるリソース管理のための簡易化工程を示すフロー図であり、イントラＦＡＰプレエンプション、インターＦＡＰプレエンプション、リダイレクト／ハンドオーバを含んでいる。ステップＳ１０において、移動電気通信装置がホーム基地局部分の第１に対しネットワークへの無線通信を要求する。Ｓ２０において、第１ホーム基地局のリソース管理モジュール３２は、第１基地局がバックホールリンクで利用可能な通信リソースの不足があるか否か判断する（例えば、バックホールリンクの全リソースが第１基地局によって他の装置のために使われているか、新しい装置を受け付けるだけの利用可能な帯域がまだあるかを判断することによる）。不足がない場合、第１基地局部分はＳ４０で新しい移動電話３へのアクセスを与えることができる。

不足がある場合、Ｓ２５でリソース管理モジュール３２は、第１ホーム基地局部分がリンクで用いる現在の通信リソースの量を減らすべきか否かを判断する。

第１ホーム基地局部分がリンクで用いる現在の通信リソースを減らすことができる場合、イントラＦＡＰプレエンプションが続く。特に、前述のように、Ｓ３０でリソース管理モジュール３２が第１ホーム基地局部分の通信リソースを制御し、第１ホーム基地局部分がバックホールリンクで用いる現在の通信リソースを減らし、通信リソースを解放することで、第１ホーム基地局が新しい装置に無線通信を提供できるようにする。そして第１基地局は、上述のようにＳ４０で新しい移動電話３にアクセスを与えることができる。

Ｓ２５で、第１基地局がリンクで用いる現在の通信リソースを減らすべきでない、または減らすことができないと判断した場合（例えば、利用可能なリソース全てが第２の共存する基地局部分によって使われている）、追加通信リソースを確保しようとして、第１ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２が第２ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２と通信する。Ｓ３２において、第１ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２が、共存するホーム基地局部分との通信から、第２ホーム基地局がリンクで用いる現在の通信リソース量を減らすべきか／減らすことが可能か否かを判断する。

Ｓ３２において、第２ホーム基地局部分がリンクで用いる現在の通信リソースを減らすことができると判断した場合、Ｓ３５において第１ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２が第２ホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２と通信し、バックホールで共存するホーム基地局部分が利用している通信リソースの減少を調整する。従って、共存するホーム基地局部分のリソース管理モジュール３２は共存するホーム基地局部分の通信リソースを制御し、現在利用中の通信リソースを減らすことで通信リソースを解放し、第１ホーム基地局部分が新しい装置へ無線通信を提供できるようにする。そして、第１基地局部分は上述のようにＳ４０で新しい移動電話３にアクセスを与えることができる。Ｓ３５は、インターＦＡＰプレエンプション方式と称してよい。

第２ホーム基地局部分がリンクで用いる現在の通信リソースを減らさない場合、リソース管理モジュールはさらにＳ５０で、接続しようとする装置か、新しい装置のために通信リソースを解放する既存の接続された装置のいずれかの他の基地局にリダイレクト／ハンドオーバを実行するように構成される。要求がリダイレクトされる基地局は、デュアルＦＡＰで動作するマクロセルであってよい。

上記全ての例では、リソース管理モジュールは、トランスポート・ネットワーク層（ＴＮＬ）コネクション受付制御（ＣＡＣ）ポリシーを実行する無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）リソース管理（ＲＲＭ）モジュールからなってよい。

本発明の例または態様は、既存のデュアルモードＦＡＰの問題に対処するか、少なくとも改善する。本発明のいくつかの例は、通信リソースが第１および第２ホーム基地局部分に共通で、第１および第２ホーム基地局部分の間で帯域を共有する場合に有利である。第１および第２基地局のＴＮＬリソース制御およびＴＮＬリソースの柔軟なパーティショニングにより、ＴＮＬリソースを共通プールとして考えられるため、バックホール帯域をより効果的に利用できる。

変形および代替
詳細な実施形態を上述した。当業者はわかるように、上記実施形態は、そこに具現する発明の利点を享受しながら多くの変形および代替を行うことができる。

上記実施形態において、移動電話ベースの電気通信システムを説明した。本出願に説明するシグナリング技術はその他通信システムに採用可能であることは当業者には理解できるであろう。その他通信ノードまたは装置には、例えば、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップコンピュータ、ウェブブラウザ等のユーザ装置を含んでよい。

上述の実施形態において、移動電話およびＨＮＢとＨｅＮＢはそれぞれトランシーバ回路を含む。一般に、この回路は専用ハードウェア回路によって形成される。しかしながら、いくつかの実施形態では、トランシーバ回路の一部を対応するコントローラによって動くソフトウェアとして実装してよい。

図２、図３および図４ａ、図４ｂには明示的に示さないが、基地局１１と移動電話３は、それらが機能するよう設計された特定のシステムにおいて、それぞれ基地局および移動電話として動作できるために必要な機能性の全てを有することは当然理解される。また、当然のことながら、図２、図３および図４ａ、図４ｂは機能ブロック図であり、実用上、図２、図３および図４ａ、図４ｂに示す個々のブロックは離散的要素として存在してよく、あるいはその機能性は分散しても個々に認識可能でなくともよい。例として、図２のモジュール３１から４１は別個のソフトウェアモジュールであってもなくてもよく、リソースアロケータ機能性内で提供されてもされなくてもよい。

図２、図３および図４ａ、図４ｂの上記説明では、記載の機能性がソフトウェアによって提供されることが示されるが、移動電話または基地局の機能性は、該当する場合は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアあるいはその組み合わせによって提供してよいことが理解される。例として、上述のソフトウェアの一部または全部によって実行される機能性は、１つ以上の専用ハードウェア回路を用いて実行することができる。しかしながら、基地局１１または移動電話３の機能性の更新を促進するためソフトウェア実装が好ましい。

ソフトウェアモジュールを設ける場合、これらは、該当する場合、コンパイルまたは未コンパイル形式で提供し、場合に応じて、コンピュータまたは電気通信ネットワーク上の信号、または例えばＣＤＲＯＭ等のコンピュータ記憶媒体で基地局または移動電話に供給してよい。

他の様々な変形は、当業者にとっては自明であり、ここではさらに詳細には記述しない。

例えば、マルチモード・フェムト・アクセス・ポイントの基地局は、状況や条件により、例のいずれかのみ、あるいは例の組み合わせを実装してよい。

図２および図４ａに関して、通信リソースを管理するリソース管理モジュール１４、３２はハードウェアまたはソフトウェアに実装してよく、少なくとも部分的にデュアルＦＡＰの外部に位置するコントローラからなってよい（すなわち、少なくとも部分的にＦＡＰの共通筐体外に位置する）。

また、ＦＡＰの２つの基地局間の情報の転送は内部インターフェイス・モジュールで実行すると説明した。これは共通のメモリ（例えば、ＦＡＰ内の共通オペレーションおよびメンテナンス（ＯＡＭ：ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）モジュール）や、例えば３ＧＰＰ ＴＳ ３６．４１３ Ｖ１０．３．０および３ＧＰＰ ＴＳ ４８．０１８ Ｖ１０．３．０によるＳＯＮ転送プロトコルを実行する少なくとも外部手段を介して実行することもできる。

本出願は、２０１１年１２月６日に出願された英国特許出願第１１２０９６９．９号に基づき、その優先権を主張し、その開示を全体として参照により本書に組み入れる。

Claims (20)

1. それぞれバックホールリンクで利用可能な通信リソースを備え、互いに規格の異なる第１及び第２の基地局モジュールを有するデュアルモードフェムトアクセスポイント(デュアルFAP)を含む通信装置であって、
   前記第１および第２基地局モジュールと通信ネットワークを、前記バックホールリンクを介して接続するネットワークインターフェイスと、
   前記通信ネットワークと前記デュアルFAPとの間の前記バックホールリンク上で、利用可能な通信リソースをトランスポート・ネットワーク層上で管理する管理手段と、を含み、
   前記第１基地局モジュールおよび前記第２基地局モジュールによって使用される通信リソースの利用可能性を管理するための管理手段と、を含み、
   前記管理手段は、前記第１基地局及び前記第２基地局モジュールの各基地局モジュールにおける前記信リソースの不足が決定されると、前記各基地局モジュールの前記通信リソースを減らして通信リソースの接続を行い、前記第１基地局及び前記第２基地局モジュールの一方の基地局モジュールにおいて、前記通信リソースを減らすことができない場合、他方の基地局モジュールの前記通信リソースの前記通信リソースを減らして通信リソースの接続を行うことを特徴とする通信装置。
2. 前記第１および第２基地局モジュールの双方において前記通信リソースが不足する場合、
   前記第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方の通信リソースを管理して、
   第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方がリンク上で利用する現在の通信リソースを減らし、通信リソースを解放することにより、
   第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方が、解放された通信リソースを用いて前記少なくとももう１台の移動通信デバイスとの無線通信を行うことができるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方が、通信リンク上で少なくとももう１台の移動通信デバイスに無線通信を提供するための通信リソースが不足する場合、
   前記管理手段は、前記第１および第２基地局モジュールの他方の通信リソースを管理して、
   前記第１および第２基地局モジュールの前記他方が通信リンク上で利用する現在の通信リソースを減らし、前記第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方の通信リソースを解放することにより、
   前記第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方が、解放された通信リソースを用いて前記少なくとももう１台の移動通信デバイスとの無線通信を行うことができるように構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記管理手段はさらに、前記第１および第２基地局モジュールを連結するためのインターフェイス・モジュールを含むことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記インターフェイス・モジュールは前記装置内部にあることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記管理手段はさらに、前記第１および第２基地局モジュールの一方の通信リンク上の通信リソースに関する少なくとも１つの情報要素を、前記第１および第２基地局モジュールの他方に提供するように構成され、前記管理手段は、インターフェイス・モジュールを介して少なくとも１つの情報要素を提供するように構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の通信装置。
7. 前記第１基地局モジュールと第２基地局モジュールとは、共通の筐体内に取り付けることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の通信装置。
8. 前記第１および第２基地局モジュールの一方はＨＮＢを含み、第１および第２基地局モジュールの他方はＨｅＮＢを含んでいることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の通信装置。
9. 前記管理手段は、トランスポート・ネットワーク層（ＴＮＬ）コネクション受付制御（ＣＡＣ）ポリシーを実行する無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）リソース管理（ＲＲＭ）モジュールを含んでいることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の通信装置。
10. １つ以上の移動通信デバイスと、請求項１から９のいずれか一項に記載の通信装置を含んでいる、電気通信ネットワークで用いるシステム。
11. それぞれバックホールリンクで利用可能な通信リソースを備え、互いに規格の異なる第１及び第２の基地局モジュールを有するデュアルモードフェムトアクセスポイント(デュアルFAP)を含み、
    前記第１および第２基地局モジュールと通信ネットワークを、前記バックホールリンクを介して接続するネットワークインターフェイスと、
    前記通信ネットワークと前記デュアルFAPとの間の前記バックホールリンク上で、利用可能な通信リソースをトランスポート・ネットワーク層上で管理する管理手段と、を含み、
    前記第１基地局モジュールおよび前記第２基地局モジュールによって使用される通信リソースの利用可能性を管理するための管理手段と、を備え、
    前記管理手段は、前記第１基地局及び前記第２基地局モジュールの各基地局モジュールにおける前記信リソースの不足が決定されると、前記各基地局モジュールの前記通信リソースを減らして通信リソースの接続を行い、前記第１基地局及び前記第２基地局モジュールの一方の基地局モジュールにおいて、前記通信リソースを減らすことができない場合、他方の基地局モジュールの前記通信リソースの前記通信リソースを減らして通信リソースの接続を行う通信装置と通信可能な移動通信デバイスであって、前記第１及び第２基地局モジュールの一方によって利用可能となった通信リソースを用いて、前記第１及び第２基地局モジュールの一方を介して通信ネットワークと通信することを特徴とする移動通信デバイス。
12. それぞれバックホールリンクで利用可能な通信リソースを備え、互いに規格の異なる第１及び第２の基地局モジュールを有するデュアルモードフェムトアクセスポイント(デュアルFAP)を含む通信ネットワークで実行される前記通信リソースを管理する方法であって、
    前記第１基地局及び前記第２基地局モジュールの各基地局モジュールにおける前記信リソースの不足が決定されると、前記各基地局モジュールの前記通信リソースを減らして通信リソースの接続を行い、
    前記第１基地局及び前記第２基地局モジュールの一方の基地局モジュールにおいて、前記通信リソースを減らすことができない場合、他方の基地局モジュールの前記通信リソースの前記通信リソースを減らして通信リソースの接続を行うことを特徴とする方法。
13. 前記通信リソースを管理する方法は、前記第１基地局モジュールと前記第２基地局モジュールによって、少なくとも１台の移動通信デバイスに通信ネットワークへの無線通信を提供するために使用され、通信リンク上のネットワークインターフェイスによって与えられる、通信リソースの利用可能性を管理する管理手段によって実行されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１および第２基地局モジュールの一方が、少なくとももう１台の移動通信デバイスにネットワークへの無線通信を与えるための通信リンク上の通信リソースが不足する場合、
    前記管理手段は前記第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方の通信リソースを管理して、
    前記第１および第２基地局モジュールの前記少なくとも一方がリンク上で利用する現在の通信リソースを減らし、通信リソースを解放することにより、
    前記第１および第２基地局モジュールの前記一方が、解放された通信リソースを用いて前記少なくとももう１台の移動通信デバイスとの無線通信を行えるようにすることを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
15. 前記第１および第２基地局モジュールの前記一方が、少なくとももう１台の移動通信デバイスに無線通信を提供するための通信リンク上の通信リソースが不足する場合、
    前記管理手段は第１および第２基地局モジュールの他方の通信リソースを制御して、
    前記第１および第２基地局モジュールの前記他方が通信リンク上で利用する現在の通信リソースを減らし、前記第１および第２基地局モジュールの前記他方の通信リソースを解放することにより、
    前記第１および第２基地局モジュールの前記一方が、解放された通信リソースを用いて前記少なくとももう１台の移動通信デバイスとの無線通信を行えるようにすることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 前記管理手段はさらに、前記第１および第２基地局モジュールの少なくとも一方の通信リンク上の前記通信リソースに関する少なくとも１つの情報要素を、前記第１および第２基地局モジュールの他方に提供し、前記管理手段は、インターフェイス・モジュールを介して少なくとも１つの情報要素を提供することを特徴とする請求項１２から１３のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記第１および第２基地局モジュールの一方が、少なくとももう１台の移動通信デバイスに無線通信を提供するための通信リンク上の通信リソースが不足する場合、
    前記管理手段はさらに、少なくとも１台の移動通信デバイスの無線通信を別の基地局にリダイレクトすることにより、
    前記少なくとももう１台の移動通信デバイスに無線通信を提供することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記管理手段は、トランスポート・ネットワーク層（ＴＮＬ）コネクション受付制御（ＣＡＣ）ポリシーを実行する無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）リソース管理（ＲＲＭ）モジュールを含むことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記通信リンクは、コアネットワークへのバックホール接続を介して前記第１および第２基地局モジュールに通信ネットワークへの通信リソースを提供することを特徴とする請求項１２から１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 請求項１２から１９のいずれか一項に記載の方法の実行命令を含み、コンピュータに前記方法を実行させるコンピュータプログラム。

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