JP6636171B2

JP6636171B2 - 移動無線局を動作させるための方法、ならびに前記方法で使用するための中継無線局および移動無線局

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Publication number: JP6636171B2
Application number: JP2018548443A
Authority: JP
Inventors: アリエイエフローマン; クヴォチェクアンドレアス; ヘーントアステン
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2020-01-29
Anticipated expiration: 2037-01-27
Also published as: EP3430842B1; EP3430842A1; DE102016212002A1; CN108781413B; CN108781413A; WO2017157558A1; DE102016212002B4; US10624029B2; JP2019508982A; US20190069236A1

Description

本発明は、移動無線局を動作させるための方法であって、基地局と移動無線局との間の通信を、中継無線局を介してルーティングする方法に関する。本提案はさらに、前記方法で使用するための中継無線局および移動無線局に関する。

発明の背景
本発明の基礎は、まず第一に、協調運転の場合であれ自律運転の場合であれ、無線通信モジュールが装備された車両同士が公道上で相互に直接的に通信するシナリオである。車車間の直接通信に関する技術は、既に開発されており、発展し続けている。一例として、ここでは特にＷＬＡＮ標準ＩＥＥＥ８０２．１１ｐに準拠したバリエーションである、ＷＬＡＮを介した車両直接通信が挙げられる。この技術により、車両間の通信のためにアドホックＷＬＡＮネットワークが構築される（「アドホックドメイン」の領域内での通信）。

しかしながら、移動無線ネットワークの分野においても車両通信が可能である。もっとも、この技術では、基地局が車両から車両にメッセージを中継しなければならない。これは、いわゆる「インフラストラクチャドメイン」において通信が実施される分野である。今後の移動無線世代では、車両直接通信も可能になる。このバリエーションは、ＬＴＥではＬＴＥ−Ｖと呼ばれており、５Ｇイニシアチブでは端末間通信（Ｄ２Ｄ）と呼ばれている。

典型的な通信シナリオは、安全性シナリオ、トラフィック効率性シナリオ、およびインフォテインメントである。安全性の分野に関しては、「協調型前方衝突警告（Cooperative Forward Collision Warning）」、「プリクラッシュ検知／警告（Pre-Crash Sensing/Warning）」、「危険場所警告（Hazardous Location Warning）」のシナリオが挙げられる。これらの分野では、車両同士が相互に位置、方向、および速度のような情報や、寸法および重量のようなパラメータも交換する。伝送される別の情報は、どのようにして「車両が追い越しを実施するつもりであるか」、どのようにして「車両が右折／左折するか」等のような、協調運転にとって関心が持たれる意図情報に関する。この場合には、しばしばセンサデータが伝送される。危険な状況が存在していて運転者が反応しない場合には、自動車を自動的に減速させることができ、これによって事故が阻止され、または少なくとも不可避の事故での結果ができるだけ小さく抑制される。「プラトーニング」の分野、すなわちここでは車両隊列走行の分野では、衝突事故を回避するために、例えば計画された制動挙動に関する情報を前方から後方に転送することが計画されている。

トラフィック効率性の分野では、「改善された経路案内およびナビゲーション（Enhanced Route Guidance and Navigation）」、「青信号最適速度アドバイザリー（Green-Light Optimal Speed Advisory）」、「Ｖ２Ｖマージング支援（V2V Merging Assistance）」が挙げられる。

インフォテインメントの分野では、インターネットアクセスが大変重要である。

現在のところ、３ＧＰＰベースのＵＭＴＳ、ＨＳＰＡ、ＬＴＥ、および次世代５Ｇ標準のような、車車間通信のための移動無線技術を使用することが可能である。車両直接通信に関しては、ＬＴＥ−Ｖおよび５ＧＤ２Ｄが挙げられる。

近年では、ＬＴＥ技術は、最も重要な移動無線通信システムの１つになっている。ＬＴＥ技術は、種々のシナリオに対処し、静的環境および動的環境の両方に対して移動体データ接続を提供する。しかしながら、ＬＴＥが対応できないシナリオが依然として存在する。自動車分野からの顕著な例は、過度の減衰によって動作が阻止される立体駐車場シナリオである。標準化団体は、ＬＴＥ−Ｍ標準によって高減衰のシナリオに対抗しようとしている。しかしながら、これらは、地下駐車場というよりむしろ地下室のために設計されている。

すなわち、ネットワークカバレッジの悪い領域において、特に地下駐車場において車両へのデータの提供が保証されていない状況が存在する。このような領域にさらなる定置型の基地局を設置することは可能ではあるが、これには高い設置コストおよび保守コストが必要となり、また、移動無線事業者にとっては高い財務コストも必要となる。送信電力を増加することによって、すなわち地上駐車場に固定基地局を追加的に設置することなく、駐車車両が基地局との接続を確立することができたとしても、車両のバッテリが大量に放電される危険性が存在する。その場合には、車両の始動がもはや不可能となるか、またはｅ−モビリティの場合には車両の移動範囲が狭くなり、これもまた望ましくない。

ネットワークカバレッジを改善し、帯域幅を拡大するための第１のアプローチは、第４移動無線世代において４ＧＬＴＥアドバンストリレー（4G LTE Advanced Relay）というキーワードで知られている。しかしながら、この場合、定置型の中継無線局を設置することが企図されている。中継無線局のためのコストは、基地局の場合よりも、すなわちＬＴＥの用語でのevolved Node Base（ｅＮｏｄｅＢ）の場合よりも格段に低くはあるが、設置コストおよび保守コストは依然として残っている。

移動無線局を特に効率的に動作させるために、さらに、不連続受信（Discontinuous Reception：ＤＲＸ）のアプローチが存在する。ここでは、移動無線局、すなわちＬＴＥの用語でのユーザ機器（User Equipment：ＵＥ）が、消費エネルギのより少ないスリープ状態へと意図的に移行される。これらの機器は、自身に宛てられたデータを受信することができるようにするため、かつ、自身のデータを送信する機会を自身に与えるために、規則的に再びウェイクアップされる。

ＤＲＸ動作モードの説明は、２００９年１１月２０日、オールボルグ（Aalborg）大学のElectronic Systems, Radio Access Technology Section部門のDario VinellaおよびMichele Polignano著による「Discontinuous Reception And Transmission (Drx/Dtx) Strategies in Long Term Evolution (Lte) for Voice-Over-IP (VOIP) Traffic under both Full-Dynamic and Semi-Persistent Packet Scheduling Policies」の表題の論文報告書に記載されている。

移動無線業界は、「発見信号（Discovery Signal）」を用いて、スリープ状態にある機器をウェイクアップさせるためのソリューションを開発している。しかしながら、このソリューションは、地下駐車場シナリオのためには使用することができない。なぜなら、発見信号のソリューションでは、中継器の周囲にスモールセルが存在すること、ひいては、中継器に登録されているＵＥがマクロ局のカバレッジエリア内に存在することが常に仮定されるからである。しかしながら、地下駐車場シナリオの場合には、まさにこのことが保証されておらず、ＵＥがマクロセルのカバレッジエリア内に存在しないことを前提にしなければならない。

論文報告書「Discontinuous Reception And Transmission (Drx/Dtx) Strategies in Long Term Evolution (Lte) for Voice-Over-IP (VOIP) Traffic under both Full-Dynamic and Semi-Persistent Packet Scheduling Policies」、オールボルグ（Aalborg）大学、Electronic Systems, Radio Access Technology Section部門、Dario VinellaおよびMichele Polignano著、２００９年１１月２０日

本発明
立体駐車場シナリオのためのソリューションは、中継無線のアプローチに基づいている。中継無線技術は公知である。

ＵＥのためのスリープ状態は既に公知であるが、移動無線業界は、基地局が永続的にアクティブであることを前提としている。

効率性は、移動無線における最も重要なテーマである。３ＧＰＰのような標準化団体は、省エネルギメカニズムに多くのコストを費やしている。しかしながら、これらの標準化団体は、多くの場合、ユーザ機器と、ユーザ機器に関連する端末のバッテリ寿命とを目標とする。これらのメカニズムの背後にある基本的な着想は、移動無線セルとＵＥとが、ＵＥのためのスリープサイクルとウェイクアップ時点とを取り決めることである。移動無線セルは、アクティブのままであり、これらの加入者終端局ＵＥに関連した情報（例えば着信呼）は、これらのＵＥのウェイクアップ時間に達するとようやく送信される。

この時間には、加入者終端局ＵＥは、引き続き基地局からの同期情報を読み出すが、ページング情報（すなわち電話接続の確立に関するデータ）は読み出さない。これによってＵＥは、電力を格段に節約することができるが、それでもなお移動可能なままである。例えば、ＵＥがセルから出ると、ＵＥは、同期情報を読み出す際にこのことに気付き、これに応じて、ハンドオーバ処理等を開始するためにウェイクアップすることができる。

この新しいアプローチは、ＤＲＸモードに基づいており、この概念を中継無線技術に転用するものである。中継無線局と、中継無線局を介して接続された加入者終端局ＵＥとを、できるだけ効率的に動作させるべきである。これが本発明の課題である。

上記の課題は、請求項１記載の移動無線局を動作させるための方法と、請求項９記載の中継無線局と、請求項１２記載の移動無線局とによって解決される。

従属請求項は、これらの手段に関する以下の説明に即した、本発明の有利な発展形態および改善形態を含む。

この新しい概念によれば、「不連続受信（Discontinuous Reception：ＤＲＸ）」に加えて、動作モード「不連続同期（Discontinuous Synchronization：ＤＳ）」と、動作モード「不連続アクセス（Discontinuous Access：ＤＡ）」とが導入される。これによって、中継無線局における不連続な伝送モードも導入される。このことは、特に第５世代５Ｇのための、既存の移動無線標準ＬＴＥの拡張に相当する。

本明細書において提案される概念は、車両と車両の移動体通信機器とが中継器／移動体基地局（スモールセル）として機能すべき場合に重要となる。なぜなら、その場合には、中継無線局が車両内に設置されているからであり、また、車両が駐車されている場合には、中継器の動作中に車両のバッテリに負荷が加えられ得るからである。

したがって、地下駐車場シナリオにおける解決のために、以下のように要約することが可能な、制御チャネルのための通信プロトコルが提案される：
・コンフィギュレーション情報「不連続受信およびアクセス（Discontinuous Reception and Access：ＤＲｘＡ）」を送信する：中継器は、登録されている全てのＵＥに対し、ダウンリンクにおけるこれらのＵＥにページング情報が供給されない期間と、これらのＵＥがアップリンク（ランダムアクセスチャネル）へのアクセスを有さない期間とを通知する。この動作モードは、動作モードＤＲＸと動作モードＤＡとの組み合わせに相当する。
・コンフィギュレーション情報ＤＲｘＡを受信したことを肯定応答する：ＵＥは、コンフィギュレーションを受信し、このコンフィギュレーションに従うことを中継器に通知する。任意選択的にＵＥは、否定応答を送信し（ＮＡＣＫ）、別のクロックを要求することもできる。
・コンフィギュレーション情報「不連続同期（Discontinuous Synchronization：ＤＳ）」を送信する：中継器は、どのようなクロックにおいて中継器から同期情報が送信されるかをＵＥに通知する。
・コンフィギュレーション情報ＤＳを受信したことを肯定応答する：ＵＥは、コンフィギュレーションを受信し、このコンフィギュレーションに従うことを中継器に通知する。任意選択的にＵＥは、否定応答を送信し（ＮＡＣＫ）、別のクロックを要求することもできる。

基地局およびＵＥは、上記のプロトコルに基づいて、以下のウェイクアップシーケンスに従わなければならない：
・不連続同期では、中継器およびＵＥの両方が一緒にウェイクアップする。
・不連続受信およびアクセスでは、中継器およびＵＥの両方が一緒にウェイクアップする。この場合、中継器は、「共通参照シンボル（Common Reference Symbols）」を送信すると共に、保留中の場合には、登録されているＵＥのためのデータも送信する。中継器はまた、ＵＥからの着信接続を受信するために「ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel）」を介してメッセージをリッスンする。

ＵＥは、この時点でウェイクアップするが、場合によっては自身の機能のうちの一部のみを使用するだけでよい：
○ 全てのＵＥは、着信接続をリッスンしなければならない。
○ データを送信しなければならないＵＥだけが、これらのアップリンク伝送のためにランダムアクセスチャネルを利用する。

中継無線局において省エネルギモードを確立するために、有利には、中継無線局に通信手段が設けられており、通信手段は、省エネルギモードが開始される前に、第１の制御メッセージを移動無線局（ＵＥ）に送信し、第１の制御メッセージでは、移動無線局の視点からのダウンリンク伝送方向に関する、省エネルギモード中における中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が移動無線局（ＵＥ）に通知される。このようにして、中継無線局のスリープ／アウェイクサイクルと、加入者終端局のスリープ／アウェイクサイクルとを簡単に同期させることができる。

この目的のために、第２の制御メッセージを移動無線局に送信し、第２の制御メッセージでは、移動無線局の視点からのアップリンク伝送方向に関する、省エネルギモード中における中継無線局のスリープ／アウェイクサイクルの状況が移動無線局に通知され、第３の制御メッセージを移動無線局に送信し、第３の制御メッセージでは、移動無線局への同期情報の送信に関する、省エネルギモード中における中継無線局のスリープ／アウェイクサイクルの状況が移動無線局に通知される、という手段も使用される。

有利には、１つの動作モードにおいてアップリンク方向およびダウンリンク方向におけるデータの同時の伝送が可能である場合には（全二重動作）、第１の制御メッセージと第２の制御メッセージとを統合して、１つの組み合わせられた制御メッセージを形成することができる。

本発明による移動無線局のために、相応の手段が有利である。非常に有利には、移動無線局は、通信手段を有し、通信手段は、第１、第２、または第３の制御メッセージを受信した後、省エネルギモードが開始される前に、肯定応答メッセージを中継無線局に返送し、第１、第２、または第３の制御メッセージでは、移動無線局の視点からのダウンリンク伝送方向またはアップリンク伝送方向に関する、または同期情報の送信に関する、省エネルギモード中における中継無線局のスリープ／アウェイクサイクルの状況が中継無線局から移動無線局に通知され、肯定応答メッセージでは、第１、第２、または第３の制御メッセージで通知されたスリープ／アウェイクサイクルの受信および受諾が肯定応答される。このことも、中継無線局のスリープ／アウェイク状態と、移動無線局のスリープ／アウェイク状態とを同期させるために使用される。

移動無線局における進行中のプロセスの要求を満たすために、通信手段が、肯定応答メッセージの代わりに否定応答メッセージを中継無線局に返送し、否定応答メッセージによって、第１、第２、または第３の制御メッセージで通知されたスリープ／アウェイクサイクルの不受諾が中継無線局に通知されると有利である。

その場合にはさらに、効率的な動作のために、通信手段が、否定応答メッセージにおいて、修正されたスリープ／アウェイクサイクルを取り決めるための対案を中継無線局に送信するとさらに有利である。その場合には、これによって、より良好で適切な別のスリープ／アウェイクリズムを取り決めることができる。

図面
本発明の実施形態が図面に図示されており、以下、図面に基づいてより詳細に説明される。

地下駐車場シナリオでの移動無線における問題を示す図である。自動車の車両エレクトロニクスに関するブロック図である。動作モードＤＲｘＡおよびＤＳにおけるスリープ／アウェイクサイクルを示す図である。中継無線局が動作モードＤＲｘＡおよびＤＳへの切り替えを開始するために用いられる、制御チャネルのための通信プロトコルを示す図である。動作モードＤＲｘＡおよびＤＳを開始するために用いられる、制御メッセージの形式と、関連する端末機器によって動作モードの開始を肯定応答するために用いられる、制御メッセージの形式とを示す図である。

本発明の実施例の詳細な説明
本明細書は、本発明による開示の原理を説明するものである。したがって、当業者は、本明細書に明示的に記載されていなくとも本発明による開示の原理を具現化する複数の異なる構成を構想することが可能であり、このような構成もまた本発明の範囲において保護すべきであることを理解すべきである。

図１は、移動体通信における地下駐車場シナリオの問題を示す。２つの車両が示されており、これらの車両には参照符号３０が付されている。車両には、それぞれ車載器（On-Board Unit）１１０が装備されており、この車載器１１０は、移動体通信のための送受信ユニットとして使用される。車両からの全てのメッセージ（アップリンク）および車両への全てのメッセージ（ダウンリンク）は、移動無線セルを操作する基地局２０を介してルーティングされるか、または車両直接通信（サイドリンク）の場合には、直接的に車両３０の間で交換される。この移動無線セルの内側に車両が位置する場合には、これらの車両は、基地局２０において登録またはログインされている。車両が移動無線セルから退出すると、これらの車両は、隣接するセルに引き渡され（ハンドオーバ）、したがって、基地局２０において登録解除またはログアウトされる。基地局２０は、インターネット１０へのアクセスも提供し、これにより、移動無線セル内にいる車両３０または他の全ての移動無線加入者にインターネットデータが供給される。

このような移動無線技術は標準化されており、これに関しては移動無線標準の対応する仕様書が参照される。最新の移動無線標準の例として、３ＧＰＰイニシアチブと、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）標準とが参照される。これらに対応するＥＴＳＩ仕様書の多くは、今のところバージョン１３で公開されている。一例として、ETSI TS 136 213 V13.0.0（2016-05）、Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）、物理層手順（3GPP TS 36.213 version 13.0.0 Release 13）が挙げられる。

ここで、本発明において考慮される地下駐車場シナリオに関して問題となっているのは、地下駐車場ではネットワークカバレッジが与えられていないことが多いということである。よく知られているように電波はコンクリート壁を殆ど通過しないので、地下駐車場の奥の部分または下方の部分に滞在している移動無線加入者は、移動無線信号を受信することができない。図１は、地下駐車場の下方の部分に駐車されている車両３０を示す。この車両の車載器１１０は、ユーザ機器（User Equipment）ＵＥとしてコンフィギュレーションされている。地下駐車場の奥／下方の部分ではネットワークカバレッジが悪いので、この車両は、基地局２０との接続を有さない。

地下駐車場の手前の領域、出口付近または入口付近において、または採光用もしくは給気用の吹き抜けの近傍においても、ネットワークカバレッジが比較的良好であることが多い。そのような場所にも、同様にして車両３０が駐車されている。この車両の車載器１１０は、中継無線局（Relay Node：リレーノード）ＲＮとしてコンフィギュレーションされている。したがって、この車両３０は、地下駐車場の奥／下方の部分における移動無線の提供を保証するために使用される。一方では、中継無線局が、基地局２０との無線接続を維持する。他方では、中継無線局ＲＮに、地下駐車場の奥／下方の部分にいる他の車両が登録されている。これらの車両のために中継無線局は、これらの車両のメッセージを基地局２０に転送する。逆に、ダウンリンク伝送方向では、基地局２０から加入者ＵＥに送信されたメッセージが中継無線局ＲＮによって受信され、加入者ＵＥに転送される。このようにして、基地局２０との直接的な無線接続を確立することができない車両にも、移動体通信を提供することが可能となる。

どの車両が中継無線局ＲＮとしてコンフィギュレーションされるかの選択は、所定の基準に従って実施される。この車両は、依然として基地局２０との接続を有すると同時に、地下駐車場に位置しているべきである。このために例えば、車両が地下駐車場に滞在しているという情報を、車両のナビゲーションシステムから発信することができる。この車両が地下駐車場から退出すると、また別の車両が中継無線局としてコンフィギュレーションされる。この車両のバッテリの負荷を少なく抑えるために、中継無線局として動作する機能に時間制限を設けることができる。

中継無線局ＲＮの使用は、既存のＬＴＥ標準において仕様が定められている。本発明の開示に関して以下の仕様書、すなわちETSI TS 136 216 V13.0.0（2016-01）、Universal Mobile Telecommunications System （UMTS）、LTE、Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）、Physical layer for relaying Operation（3GPP TS 36.216 version 13.0.0 Release 13）が明示的に参照される。

本発明によれば、中継無線局は、連続的に動作されるのではなく散発的に動作される。すなわち、中継器ＲＮのためのスリープ／アウェイクサイクルが規定されるのである。中継器がアウェイク状態であるときには、アップリンク方向において登録された加入者から基地局へとデータが伝送される。同様にして、ダウンリンク方向において基地局から加入者へとメッセージが伝送される。中継無線局ＲＮも、ＬＴＥ基地局ｅＮｏｄｅＢの多くの機能を果たしている。したがって、このことは、ここで見られるように停車している車両に中継局が収容されている場合には電力消費量が多いので問題となる。スリープ／アウェイクサイクルによる散発的な動作によって、この問題を解決することが可能である。

図２は、最新の自動車の自動車エレクトロニクスの典型的な構造を示す。エンジン制御装置には、参照符号１５１が付されている。参照符号１５２は、ＥＳＰ制御装置に対応し、参照符号１５３は、ＡＢＳ制御装置を表している。トランスミッション制御装置、エアバッグ制御装置等のような他の制御装置を自動車に設けることもできる。このような制御装置のネットワーク化は、典型的には、ＩＳＯ規格、すなわちＩＳＯ１１８９８として標準化されているＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）バスシステム１０４を介して実施される。自動車には複数の異なるセンサが設置されており、これらのセンサはただ１つの制御装置だけに接続されているわけではないので、このようなセンサデータも、バスシステム１０４を介して個々の制御装置に伝送される。自動車におけるセンサの例は、車輪回転数センサ、操舵角センサ、加速度センサ、回転速度センサ、タイヤ圧力センサ、距離センサ等である。車両に装備された種々のセンサには、図５において参照符号１６１，１６２，１６３が付されている。

しかしながら、最新の自動車は、例えば、リアビューカメラまたは運転者監視カメラとして、ビデオカメラのようなさらに別のコンポーネントを有することもでき、また、レーダクルーズコントロールを実現するための、または距離警告機器もしくは衝突警告機器を実現するためのレーダ機器も有することもできる。

自動車には、さらに別の電子装置も設けられている。これらの電子装置は、多くの場合、車室内の領域に配置されており、運転者によって操作されることも多い。その一例は、ユーザインターフェース装置であり、運転者は、このユーザインターフェース装置を介して運転モードを選択することができるが、古典的なコンポーネントを操作することも可能である。ユーザインターフェース装置には、ギア選択装置、方向指示器制御装置、フロントガラスワイパ制御装置、照明制御装置等が含まれる。このユーザインターフェース装置には、参照符号１３０が付されている。ユーザインターフェース装置１３０には、多くの場合、ロータリスイッチ／プッシュスイッチも装備されており、このロータリスイッチ／プッシュスイッチを介して運転者は、コックピットのディスプレイ上に表示される種々のメニューを選択することができる。他方で、タッチセンシティブディスプレイもこのカテゴリに含まれる。操作者支援のための音声入力自体も、このカテゴリに含まれる。

同じくコックピットの領域に設置されるナビゲーションシステム１２０は、多くの場合、これらとは区別される。もちろん、地図上に表示されるルートをコックピットのディスプレイ上に表示することもできる。スピーカホンのような別のコンポーネントを設けることもできるが、詳細には図示されていない。参照符号１１０は、さらに車載器（On-Board Unit）を表している。この車載器１１０は、通信モジュールに相当し、この通信モジュールを介して車両は、移動体データを送受信することができる。典型的には、ここでは例えばＬＴＥ標準に準拠した移動無線通信モジュールとすることができる。

車室の機器もまた、参照番号１０２が付されたバスシステムを介して相互にネットワーク化されている。このバスシステムは、ＩＳＯ１１８９８−２標準に準拠した高速ＣＡＮバスシステムとすることができるが、この変形例では、インフォテインメント機器間における比較的高速のデータ転送速度でのデータ伝送のためのバスシステムとすることができる。車両に関連したセンサデータを、通信インターフェース１１０を介して別の車両または中央コンピュータに伝送すべきであるという目的で、ゲートウェイ１４０が設けられている。このゲートウェイ１４０は、２つの異なるバスシステム１０２および１０４に接続されている。ゲートウェイは、ＣＡＮバス１０４を介して受信したデータを変換して、高速ＣＡＮバス１０２の伝送フォーマットに変換し、これらのデータをそこで指定されたパケットに分配することができるように構成されている。これらのデータを外部に、すなわち別の車両または中央コンピュータに転送するために、通信インターフェース１１０を有する車載器１１０は、これらのデータパケットを受信し、今度は、これに応じて使用される移動無線標準の伝送フォーマットに変換するように構成されている。

図３は、中継無線局ＲＮのためのスリープ／アウェイクサイクルの一例を示す。図３の最初では、中継器は、動作モードＤＲｘＡで動作される。これは、第１のアウェイクフェーズであり、この例では１秒間持続する。１０秒のスリープフェーズが後続し、このスリープフェーズは、複数の短時間のアウェイクフェーズによって中断され、これらの短時間のアウェイクフェーズでは、中継器が動作モードＤＳで動作される。４つの連続した、動作モードＤＳでのアウェイクフェーズが示されており、すなわち、これらの動作モードＤＳでのアウェイクフェーズは、それぞれ相互に２秒の間隔をおいて続いている。ＤＳモードでの動作の持続時間は、わずか数ミリ秒であり、例として１０ミリ秒が挙げられる。図３はさらに、第２のサイクルと、第３のサイクルの最初とを示す。

動作モードＤＲｘＡでは、アップリンク伝送方向およびダウンリンク伝送方向の両方においてデータトラフィックが実施される。ダウンリンク伝送方向の場合には、ＬＴＥの物理チャネルであるPhysical Downlink Shared CHannel （ＰＤＳＣＨ）が使用される。アップリンク伝送方向でのデータ伝送の場合には、ＬＴＥの物理チャネルであるPhysical Uplink Shared CHannel（ＰＵＳＣＨ）が使用される。

しかしながら、中継無線局および加入者終端局のコンフィギュレーションは、制御メッセージを用いて実施される。これらの制御メッセージは、対応する制御チャネルを介して伝送される。ダウンリンク伝送方向の場合には、ＬＴＥの物理制御チャネルであるRelay Physical Downlink Control CHannel（Ｒ−ＰＤＣＣＨ）が使用される。アップリンク伝送方向の場合には、ＬＴＥの物理制御チャネルであるPhysical Uplink Control CHannel（ＰＵＣＣＨ）が使用される。

中継無線局ＲＮおよび加入者終端局ＵＥをコンフィギュレーションするための制御メッセージが、制御チャネルを介してどのように交換されるかは、図４に示されている。中継器ＲＮが、まず始めにDRxA_Config制御メッセージを、制御チャネルＲ−ＰＤＣＣＨを介して加入者終端局ＵＥに送信することが示されている。これによって、中継無線局ＲＮがスリープ状態に切り替わるつもりであることが、加入者終端局ＵＥに通知される。制御メッセージでは、予告されたスリープ状態がどれくらいの長さで持続されるのかも指示され、すなわち、図３に示された例の場合には１０秒であることが指示される。終端局は、自身でアップリンク制御チャネルＰＵＣＣＨを介して制御メッセージDRxA_Ackを中継無線局に返送することによって、制御メッセージDRxA_Configの受信を肯定応答する。両方の装置、すなわち中継無線局ＲＮおよび加入者終端局ＵＥは、その後、スリープ状態に切り替わる。このとき、制御メッセージDRxA-Configで通知された値にプログラミングされたタイマが開始される。その後、タイマはカウントダウンし、タイマが切れた後、局を再びウェイクアップする。このタイマは、１つの実施形態では、局内のプロセッサによって処理されるソフトウェアによって実現することができる。あるいは、ハードウェアによってタイマを実現することもできる。図３に示された例では、ＤＲｘＡ動作モードのためのスリープフェーズは１０秒である。１０秒が経過後、中継無線局および加入者終端局ＵＥが再びウェイクアップされる。次に、中継無線局および加入者終端局ＵＥは、図３の例では１秒間、データの転送を実施するためにアクティブのまま維持される。このフェーズでは、中継無線局ＲＮは、チャネル推定のために必要な「共通参照シンボル（Common Reference Symbols）」もブロードキャストする。これらの共通参照シンボルは、ＬＴＥチャネルＰＤＳＣＨを介して送信フレーム内のリソースブロックの所定の位置で伝送される。次いで、次のスリープフェーズを開始するためには、中継無線局ＲＮから加入者終端局ＵＥへと制御メッセージDRxA-Configが改めて送信されることとなろう。このソリューションは、それぞれのスリープフェーズが新たに開始され、したがってスリープフェーズの持続時間をその都度自由にプログラミング可能であるので、非常に柔軟である。

図４には、中継無線局ＲＮが制御メッセージDS_Configを加入者終端局ＵＥに送信することも示されている。この例では、この制御メッセージは、まだアウェイク状態にあるときに同じく制御チャネルＲ−ＰＤＣＣＨを介して加入者終端局ＵＥに送信される。制御メッセージDS_Configでは、予告された、ＤＳ動作モードに対するスリープ状態がどのくらいの長さで持続されるのかも指示され、すなわち、図４に示された例の場合には２秒であることが指示される。中継無線局ＲＮは、その後さらに、加入者終端局ＵＥによって返送される制御メッセージDS_Ackの到着を待機する。これが完了すると、ここでも、制御メッセージDS_Configで通知された値にプログラミングされたタイマが開始される。その後、タイマはカウントダウンし、タイマが切れた後、局を再びウェイクアップする。中継器は、動作モードＤＳのアウェイク状態において同期情報を送信する。ＬＴＥ標準では、基地局がどのような同期情報を送信すべきかが規定されている。このような同期情報は、中継無線局ＲＮによっても送信され、しかも、標準において規定されたブロードキャスト伝送形式を使用して送信される。このために、ダウンリンクチャネルＲ−ＰＤＣＣＨを利用することができる。

ｅＮＢと中継無線局ＲＮとの間の通信は、プロプラエタリなトンネリング・ソリューションを介して、または通常どおりに基地局ｅＮＢと加入者終端局ＵＥとの間で実施することができる。中継無線局ＲＮは、自身に登録されている加入者終端局ＵＥに向けられたメッセージを受信し、次いで、これらのメッセージを加入者終端局ＵＥに転送する。あるいは、中継無線局ＲＮは、制御メッセージDRxA_Configを基地局ｅＮｏｄｅＢに送信することもでき、その場合には、基地局が、中継局ＲＮのスリープ／アウェイクサイクルと同期される。

図５は、制御メッセージDRxA_Config、DRxA_ACK、DS_Config、およびDS_ACKの形式をさらに示す。それぞれのメッセージは、ヘッダ４１と共に開始し、このヘッダ４１においてメッセージタイプが指定されている。制御メッセージDRxA_Configの場合には、データフィールド４２が続き、このデータフィールド４２において、次のウェイクアップまでのスリープ時間ＳＺ（Ｒ）が、ダウンリンクを介したデータの受信に関する可能性と共に入力される。その後、データフィールド４３が続き、このデータフィールド４３において、次のウェイクアップまでのスリープ時間ＳＺ（Ａ）が、アップリンク伝送方向におけるデータの送信に関する可能性と共に入力される。両方の値は、同じ大きさである。なぜなら、ＬＴＥの場合には全二重モードにおいてデータの送信および受信が同時に可能であり、ＤＲＸおよびＤＡの２つの状態が組み合わされてＤＲｘＡ動作モードが形成されたからである。図３の例では、この値は１０秒である。動作モードＤＳをコンフィギュレーションするための制御メッセージDS-Configの形式は、図５の２つ目の位置に示されている。ヘッダ４１には、このメッセージタイプに関するエントリが示されている。データフィールド４４には、スリープ時間ＳＺ（Ｓ）が入力される。図３の例では、この値は２秒である。図５のその下にはさらに、制御メッセージDRxA_ACKおよびDS_ACKの形式が示されている。ヘッダ４１には、再びメッセージタイプに関するエントリが設けられている。後続のデータフィールド４５には、コンフィギュレーションが要求されたように実施されるか否かが入力される。このために、実際には１ビットフィールドで十分であり、この１ビットフィールドに１つのＡＣＫまたはＮＡＣＫビットが置かれる。否定応答ＮＡＣＫが入力された場合には、さらに別のデータフィールド４６または４７が続き、この別のデータフィールド４６または４７において、提案される別のスリープ時間ＰＳＺ（ＲｘＡ）またはＰＳＺ（Ｓ）が入力される。これによって端末機器は、機器において実行中のデータサービスをより良好に供給するために、例えばスリープ時間の短縮を要求することができる。例として、ナビゲーションシステムのための実行中のソフトウェア更新またはマップ更新が挙げられる。

本提案の方法および対応する装置は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用プロセッサ、またはこれらの組み合わせの種々の形態で実装することができることを理解すべきである。専用プロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、および／またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含み得る。好ましくは、本提案の方法および装置は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実装される。ソフトウェアは、好ましくはプログラム記憶装置上のアプリケーションプログラムとしてインストールされる。典型的には、１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および１つまたは複数の入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースのようなハードウェアを有するコンピュータプラットフォームに基づいたマシンである。コンピュータプラットフォーム上では、典型的にはさらにオペレーティングシステムがインストールされる。本明細書に記載された種々のプロセスおよび機能は、アプリケーションプログラムの一部分であってもよく、またはオペレーティングシステムによって実行される部分であってもよい。

本開示は、本明細書に記載された実施形態に限定されていない。当業者が各自の専門知識に基づいて本開示にも含まれるとして考慮し得る、種々の適合および修正のための余地が存在する。

１０インターネット
２０基地局
３０車両
４１メッセージタイプを有するヘッダ
４２スリープ時間のための第１のデータフィールド
４３スリープ時間のための第２のデータフィールド
４４スリープ時間のための第３のデータフィールド
４５肯定応答のための第４のデータフィールド
４６提案されるスリープ時間のための第５のデータフィールド
４７提案されるスリープ時間のための第６のデータフィールド
１００車両エレクトロニクスのブロック図
１０２高速ＣＡＮバス
１０４ＣＡＮバス
１１０車載器
１２０ナビゲーションシステム
１３０ユーザインターフェース装置
１４０ゲートウェイ
１５１エンジン制御装置
１５２ＥＳＰ制御装置
１５３ＡＢＳ制御装置
１６１第１のセンサ
１６２第２のセンサ
１６３第３のセンサ

Claims

移動無線局（ＵＥ）を動作させるための方法であって、
基地局（２０）と移動無線局（ＵＥ）との間の通信を、中継無線局（ＲＮ）を介してルーティングし、
前記移動無線局（ＵＥ）を省エネルギモードで動作させ、前記省エネルギモードでは、前記移動無線局（ＵＥ）が一時的にスリープ状態に移行される、
方法において、
前記中継無線局（ＲＮ）も省エネルギモードで動作させ、前記省エネルギモードでは、前記中継無線局（ＲＮ）が一時的にスリープ状態に移行され、
前記移動無線局（ＵＥ）のスリープ／アウェイク状態と、前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイク状態とを同期させ、
前記中継無線局（ＲＮ）から前記移動無線局（ＵＥ）に第１、第２、または第３の制御メッセージを送信し、
前記第１の制御メッセージでは、前記移動無線局（ＵＥ）の視点からのダウンリンク伝送方向に関する、前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が前記移動無線局（ＵＥ）に通知され、
前記第２の制御メッセージでは、前記移動無線局（ＵＥ）の視点からのアップリンク伝送方向に関する、前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が前記移動無線局（ＵＥ）に通知され、
前記第３の制御メッセージ（DS_Config）では、前記移動無線局（ＵＥ）への同期情報の送信に関する、前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が前記移動無線局（ＵＥ）に通知され、
前記移動無線局（ＵＥ）は、前記中継無線局（ＲＮ）に肯定応答メッセージを返送し、
前記肯定応答メッセージでは、前記第１、第２、または第３の制御メッセージで通知された前記スリープ／アウェイクサイクルの受信および受諾が肯定応答され、
前記肯定応答メッセージの代わりに否定応答メッセージを前記中継無線局（ＲＮ）に返送し、
前記否定応答メッセージによって、前記第１、第２、または第３の制御メッセージで通知された前記スリープ／アウェイクサイクルの不受諾が前記中継無線局（ＲＮ）に通知され、
前記否定応答メッセージには、修正されたスリープ／アウェイクサイクルを取り決めるための対案が含まれている、
ことを特徴とする方法。
前記第２の制御メッセージを前記第１の制御メッセージと組み合わせて、１つの共通の制御メッセージ（DRxA_Config）で送信する、
請求項１記載の方法。
前記第１および第２の制御メッセージに対する前記肯定応答を、１つの共通の肯定応答メッセージ（DRxA_Ack）で送信する、
請求項１または２記載の方法。
前記通信のために、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）標準に準拠した移動無線通信システムを使用する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法で使用するための中継無線局において、
前記中継無線局（ＲＮ）は、省エネルギモードを有する、
ことを特徴とする中継無線局。
前記中継無線局（ＲＮ）は、通信手段を有し、
前記通信手段は、前記省エネルギモードが開始される前に、第１、第２、または第３の制御メッセージを前記移動無線局（ＵＥ）に送信し、
前記第１の制御メッセージでは、前記移動無線局の視点からのダウンリンク伝送方向に関する、前記省エネルギモード中における前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が前記移動無線局（ＵＥ）に通知され、
前記第２の制御メッセージでは、前記移動無線局（ＵＥ）の視点からのアップリンク伝送方向に関する、前記省エネルギモード中における前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が前記移動無線局（ＵＥ）に通知され、
前記第３の制御メッセージ（DS_Config）では、前記移動無線局（ＵＥ）への同期情報の送信に関する、前記省エネルギモード中における前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が前記移動無線局（ＵＥ）に通知される、
請求項５記載の中継無線局。
前記中継無線局（ＲＮ）は、自動車（３０）に設置されている、
請求項５または６記載の中継無線局。
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法で使用される移動無線局において、
前記移動無線局（ＵＥ）は、省エネルギモードを有し、
前記移動無線局（ＵＥ）は、通信手段を有し、
前記通信手段は、第１、第２、または第３の制御メッセージを受信した後、前記省エネルギモードが開始される前に、肯定応答メッセージを中継無線局（ＲＮ）に返送し、
前記第１、第２、または第３の制御メッセージでは、前記移動無線局（ＵＥ）の視点からのダウンリンク伝送方向またはアップリンク伝送方向に関する、または、同期情報の送信に関する、前記省エネルギモード中における前記中継無線局（ＲＮ）のスリープ／アウェイクサイクルの状況が前記中継無線局（ＲＮ）から前記移動無線局（ＵＥ）に通知され、
前記肯定応答メッセージでは、前記第１、第２、または第３の制御メッセージで通知された前記スリープ／アウェイクサイクルの受信および受諾が肯定応答される、
ことを特徴とする移動無線局。
前記通信手段は、前記第１および第２の制御メッセージに対する前記肯定応答を、１つの共通の肯定応答メッセージで送信する、
請求項８記載の移動無線局。
前記通信手段は、前記肯定応答メッセージの代わりに否定応答メッセージを前記中継無線局（ＲＮ）に返送し、
前記否定応答メッセージによって、前記第１、第２、または第３の制御メッセージで通知された前記スリープ／アウェイクサイクルの不受諾が前記中継無線局（ＲＮ）に通知される、
請求項８または９記載の移動無線局。
前記通信手段は、前記否定応答メッセージにおいて、修正されたスリープ／アウェイクサイクルを取り決めるための対案を前記中継無線局に送信する、
請求項１０記載の移動無線局。