JP6795511B2 - ユーザ機器のモビリティ追跡のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

関連出願
本出願は、各々の内容全体が参照によって本明細書に組み込まれている、2015年11月19日に出願した米国特許出願第14/946,374号の利益、および2015年3月13日に出願した米国仮特許出願第62/133,219号の優先権を主張するものである。

本開示は、一般に、セルラーネットワークのための通信方法に関し、より詳細には、ユーザ機器のモビリティ追跡に関する。

第3世代(3G)、第4世代(4G)、および第5世代(5G)のモバイルネットワークなど、今日の通信システムの多くは、複数の地理的に分散した基地局またはノードを含むセルラーまたはモバイルネットワークを使用してモバイルデバイスまたはユーザ機器(UE)にサービスを提供する。ユーザ機器がノード内およびその周りを移動するにつれて、ユーザ機器の位置を追跡し、どのノードがユーザ機器のためのサービングノードとして働くかを決定することが重要となる。従来の手法は、ユーザ機器がトポロジー的にネットワーク内のどこに位置しているかを決定し、サービングノードを選択するのを助けるための主な責任を負うために、ユーザ機器に依存してきた。これらの手法は、一般的に、ユーザ機器に高価な計算的負担をかけ、サービングノードを選択する前に、複数の近くのノードと複数のメッセージを交換することをしばしばユーザ機器に要求していた。これらの交換は、しばしば、ユーザ機器の電力バジェットならびにネットワークの帯域幅にかなりの負担をかけていた。さらに、ユーザ機器のためのサービングノードの選択は、全体的なネットワーク能力および/または効率を犠牲にして行われ得る。

したがって、モバイルネットワークにおけるユーザ機器の追跡および各ユーザ機器のためのサービングノードの選択を向上させるためのシステムおよび方法を提供することが望ましい。

いくつかの実施形態によれば、ユーザ機器は、ネットワーク内の複数のネットワークノードに対する信号の送受信を行うためのアンテナと、アンテナに結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、アンテナを使用して、ユーザ機器を公表するためにパイロット信号をブロードキャストし、アンテナを使用して、ユーザ機器のためのサービングノードとして働く第1のネットワークノードからパイロット応答を受信し、サービングノードを介してネットワークと通信するように構成される。パイロット信号は、追跡すべきネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によれば、複数のユーザ機器をネットワークに結合するためのネットワークノードは、複数のユーザ機器に対する信号の送受信を行うためのアンテナと、アンテナに結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、アンテナを使用して、第1のユーザ機器からパイロット信号を受信し、パイロット信号に関する情報を他のネットワークノードと交換し、パイロット信号に関する交換された情報に基づいて、第1のユーザ機器のためのサービングノードとしてネットワークノードを選択し、または選択せず、ネットワークノードが第1のユーザ機器のためのサービングノードとして選択されたとき、アンテナを使用して、第1のユーザ機器にパイロット応答を送信するように構成される。パイロット信号は、追跡すべきネットワークノードおよび他のネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、第1のユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によれば、ネットワークのゾーンのゾーンコントローラはプロセッサを含む。プロセッサは、ユーザ機器から複数のネットワークノードによって受信されたパイロット信号に関する情報を受信し、パイロット信号に関する受信された情報に基づいて、ユーザ機器のためのサービングノードとして複数のネットワークノードから第1のネットワークノードを選択し、第1のネットワークノードがユーザ機器のためのサービングノードである旨の通知の第1のネットワークノードへの送信を引き起こすように構成される。パイロット信号は、追跡すべき複数のネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によれば、半導体デバイスは、非一時的メモリと、非一時的メモリに結合され、デバイスに動作を実行させるために非一時的メモリから命令を読み取るように構成された1つまたは複数のプロセッサとを含む。動作は、ユーザ機器のアンテナを使用して、ユーザ機器をネットワークの複数のネットワークノードに公表するために、パイロット信号をブロードキャストすることと、アンテナを使用して、ユーザ機器のためのサービングノードとして働く第1のネットワークノードからパイロット応答を受信することと、アンテナを介したサービングノードに対するメッセージの送信および受信を行うこととを含む。パイロット信号は、追跡すべき複数のネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によれば、方法は、アンテナを使用して、ユーザ機器をネットワーク内の複数のネットワークノードに公表するために、パイロット信号をブロードキャストすることと、アンテナを使用して、ユーザ機器のためのサービングノードとして働く第1のネットワークノードからパイロット応答を受信することと、サービングノードを介してネットワークと通信することとを含む。パイロット信号は、追跡すべき複数のネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によれば、ユーザ機器は、ユーザ機器をネットワーク内の複数のネットワークノードに公表するために、パイロット信号をブロードキャストするための手段と、ユーザ機器のためのサービングノードとして働く第1のネットワークノードからパイロット応答を受信するための手段と、サービングノードを介してネットワークと通信するための手段とを含む。パイロット信号は、追跡すべき複数のネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によれば、方法は、ネットワークノードにおけるアンテナを使用して、ユーザ機器からパイロット信号を受信するステップと、パイロット信号に関する情報を、ネットワークノードに結合された他のネットワークノードと交換するステップと、パイロット信号に関する交換された情報に基づいて、第1のユーザ機器のためのサービングノードとしてネットワークノードを選択する、または選択しないステップと、ネットワークノードが第1のユーザ機器のためのサービングノードとして選択されたとき、アンテナを使用して、第1のユーザ機器にパイロット応答を送信するステップとを含む。パイロット信号は、追跡すべきネットワークノードおよび他のネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、第1のユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によれば、ネットワークノードは、ユーザ機器からパイロット信号を受信するための手段と、パイロット信号に関する情報を、ネットワークノードに結合された他のネットワークノードと交換するための手段と、パイロット信号に関する交換された情報に基づいて、第1のユーザ機器のためのサービングノードとしてネットワークノードを選択する、または選択しないための手段と、ネットワークノードがユーザ機器のためのサービングノードとして選択されたとき、ユーザ機器にパイロット応答を送信するための手段とを含む。パイロット信号は、追跡すべきネットワークノードおよび他のネットワークノードのための基準シーケンスと、続いて、ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含む。

いくつかの実施形態によるモバイルネットワークの概略図である。 いくつかの実施形態によるネットワークデバイスの簡略図である。 いくつかの実施形態によるパイロット信号の簡略図である。 いくつかの実施形態によるユーザ機器の簡略化された状態図である。 いくつかの実施形態による、パイロット信号の送信特性のための分散割振り手法を使用したモビリティ検出の方法の簡略図である。 いくつかの実施形態による、パイロット信号のためのネットワーク分散送信特性を使用したモビリティ検出の方法の簡略図である。

以下の説明では、特定の詳細を記載して、本開示に一致するいくつかの実施形態について説明する。しかしながら、いくつかの実施形態は、これらの特定の詳細の一部または全部を伴わずに実施されてもよいことが、当業者には明らかであろう。本明細書において開示される特定の実施形態は、例示的であることが意図されており、限定的であることは意図されていない。当業者は、本明細書で具体的に説明してはいないが、本開示の範囲および趣旨の中にある他の要素を実現し得る。さらに、不要な反復を避けるために、一実施形態に関連して図示および説明した1つまたは複数の特徴は、特に具体的に記載されない限り、または1つもしくは複数の特徴によって実施形態が機能しなくなる場合を除いて、他の実施形態に組み込まれてもよい。

従来のモバイルネットワークでは、各ユーザ機器のためのサービングノードの選択は、一般的に、ユーザ機器による、モバイルネットワークにおけるユーザ機器の位置の追跡に基づいている。これは、一般的には、どのノードが近くにあるか、および近くのノードの各々の能力を決定するために、ユーザ機器が、1つまたは複数の近くの基地局またはノードと追跡メッセージを交換することを伴う。追跡メッセージでユーザ機器に提供された情報に基づいて、ユーザ機器は、どのノードがそのサービングノードとして働くべきかを決定する。これは、追跡メッセージを要求および受信し、サービングノードを選択するときに、ユーザ機器にわずかではない計算的負担をかける。これはまた、他のサービスおよび/または機能のためにより良く使用することができたユーザ機器についての電力と帯域幅の両方のリソースを消費する。さらに、サービングノードのユーザ機器の選択は、全体としてモバイルネットワークにとって最良の選択ではない可能性がある。いくつかの例では、サービングノードを選択するためにユーザ機器に依存することは、2つのサービングノード間のユーザ機器のハンドオフを複雑にする可能性もある。

図1は、いくつかの実施形態によるモバイルネットワーク100の簡略図である。図1に示すように、モバイルネットワーク100は、複数の基地局またはノード111〜117を含む。また、モバイルネットワーク100には7つのノード111〜117しか示されていないが、モバイルネットワーク100は6つ以下、または8つ以上のノードを含む任意の数のノードを含んでいてもよいことを当業者は理解されよう。ノード111〜117の各々は、それぞれのノード111〜117の地理的および/または通信範囲内に位置するユーザ機器にモバイルおよび/またはセルラー(音声および/またはデータの両方の)サービスを提供する。図1には示されていないが、ノード111〜117の地理的および/または通信範囲は、一般的に、カバレージ、冗長性、より柔軟なハンドオフなどにおけるギャップを避けるために重複している。言い換えれば、モバイルネットワーク100内に位置する各ユーザ機器は、いつでも、ノード111〜117のうちの2つ以上と通信することができ得る。いくつかの例では、ノード111〜117の各々は、セルラータワー、ピコセル、フェムトセル、リモートラジオヘッドなどに関連付けられ得る。

いくつかの実施形態では、モバイルネットワーク100のノード111〜117は、ゾーン120内に編成される。いくつかの例では、より大きいネットワークのサブユニットとして複数のノードを管理するために、ゾーン120などのゾーンが使用され得る。いくつかの例では、ゾーン120は、モバイルサービスプロバイダ、メトロポリタンエリアなどのためのサービス領域に対応し得る。いくつかの実施形態によれば、モバイルネットワーク100は、随意に、ゾーンコントローラ130を含み得、いくつかの例では、ゾーン120のノード111〜117の各々は、ゾーンコントローラ130によって管理され得る。ゾーンコントローラ130は、ゾーン120内のノード111〜117によって提供されるサービスを調整する役割を担う。いくつかの例では、これは、帯域幅、ロードバランシング、サービングノードハンドオフなどをより良く管理するためにサービスを調整することを含み得る。図1に示すように、ゾーンコントローラ130は、1つもしくは複数のネットワークリンクおよび/またはネットワーク接続を介してノード111〜117の各々に結合される。いくつかの例では、1つもしくは複数のネットワークリンクおよび/またはネットワーク接続は、ワイヤレスおよび/またはワイヤードリンクならびに/あるいは1つもしくは複数のネットワークスイッチングデバイスおよび/またはルータ(図示せず)を含み得る。ゾーンコントローラ130は別個のデバイスとして示されているが、ゾーンコントローラ130は、ノード111〜117間で分散様式で動作され得、ノード111〜117は、ゾーン120についての所望の管理能力を提供するために、それらの間で管理メッセージを交換する。

モバイルネットワーク100はまた、サービスのためにモバイルネットワーク100を使用する任意のユーザ機器を表し得るユーザ機器140とともに図示されている。いくつかの例では、ユーザ機器140は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、エアカードを備えたコンピュータ、モバイルアクセスポイントなどであり得る。一般的な動作では、モバイルネットワーク100のユーザ機器140とノード111〜117との間の通信の大部分は、ユーザ機器140のサービングノードとして指定されたノード111〜117のうちの1つによって処理される。いくつかの例では、サービングノードは、地理的位置、信号強度、ロードバランシングなどを含む1つまたは複数の要因に基づいて、ノード111〜117の中から選択される。

ユーザ機器140のサービングノードを決定する際の第1のステップとして、ユーザ機器140は、1つまたは複数のパイロット信号を送信することによって、その存在をモバイルネットワーク100およびゾーン120に公表する。特定の手法に応じて、ゾーン120内のノード111〜117のうちの1つまたは複数は、ユーザ機器140によって送信された1つまたは複数のパイロット信号をリッスンする。1つまたは複数のパイロット信号を受信および復号することができるノード111〜117の各々は、ユーザ機器140のための可能なサービングノードのアクティブセット内のノードになる。図1からの可能な例では、ユーザ機器140によって送信された1つまたは複数のパイロット信号は、ユーザ機器140により近いために、ノード114、115、116によって受信され得る。ノード111〜117が異なるユーザ機器からのパイロット信号間を区別するのを助けるために、各パイロット信号のペイロードは、以下でさらに詳細に説明するように、ユーザ機器に少なくともローカル一意の識別子を含む。ノード111〜117がユーザ機器140からパイロット信号を受信した後、ユーザ機器140のサービングノードが選択される。サービングノードを選択するための手法は、ゾーンコントローラ130がサービングノードを選択しているかどうかの分散様式でノード111〜117がサービングノードを選択しているかどうかによって変わる。

分散様式でサービングノードが選択されるいくつかの例では、対応する基準シーケンスおよび/またはユーザ機器識別子を含むパイロット信号が受信されていることを示すために、アクティブセット内のノード111〜117の各々は、アクティブセット内のノード111〜117のうちの他のものと1つまたは複数のメッセージを交換する。いくつかの例では、1つまたは複数のメッセージは、パイロット信号のペイロードからの追加情報および/またはそれぞれのノードのパイロット信号に関する情報を含み得る。いくつかの例では、ペイロードは、チャネル状態、送信バッファ状態、ノード111〜117から以前に受信された1つまたは複数の信号の信号強度、位置情報など、ユーザ機器140によって報告された情報を含み得る。いくつかの例では、パイロット信号に関する情報は、それぞれのノード111〜117によって受信されたパイロット信号の信号強度を含み得る。いくつかの例では、それぞれのノードに関する情報は、IPまたはMACアドレスおよび/またはネットワークで割り当てられたノードIDなど、それぞれのノードの識別子、それぞれのノードのそれぞれの処理負荷、それぞれのノードのそれぞれの帯域利用などを含み得る。次いで、アクティブセット内のノード111〜117の各々は、アクティブセット中のノード111〜117のうちのどれがサービングノードとして選択されるべきかを決定するために、ルールの共通セットを適用する。

いくつかの例では、ルールは、最高の信号強度を有するパイロット信号を受信したノードに基づいてサービングノードを選択するためのルールを含み得る。いくつかの例では、ルールは、最小の処理負荷、帯域幅利用などを有するノードに基づいてサービングノードを選択するためのルールを含み得る。いくつかの例では、ルールは、ユーザ機器に地理的に最も近いノードに基づいてサービングノードを選択するためのルールを含み得る。いくつかの例では、ルールは、しきい値信号強度レベル未満の信号強度でパイロット信号を受信した任意のノードをサービングノードとして除外するためのルールを含み得る。いくつかの例では、ルールは、ユーザ機器に地理的に最も近いノードに基づいてサービングノードを選択するためのルールを含み得る。いくつかの例では、1つまたは複数の他のルールを組み合わせた複合ルールが使用され得る。いくつかの例では、ルールは、最大または最小の識別子を有するノードをサービングノードとして選択する1つまたは複数のタイブレークルールを含み得る。

サービングノードがゾーンコントローラ130によって選択されるいくつかの例では、対応する基準シーケンスおよび/またはユーザ機器識別子を含むパイロット信号が受信されていることを示すために、アクティブセット内のノード111〜117の各々は、1つまたは複数のメッセージをゾーンコントローラ130に送信する。いくつかの例では、1つまたは複数のメッセージは、分散型の選択の場合と同様に、パイロット信号のペイロードからの追加情報および/またはそれぞれのノードのパイロット信号に関する情報を含み得る。ひとたびゾーンコントローラ130がメッセージを受信すると、ゾーンコントローラ130は、サービングノードを選択するために、上述したルールと同様の1つまたは複数のルールを適用し得る。いくつかの例では、ゾーンコントローラ130は、他の場合接続されるノードの中からサービングノードのラウンドロビン選択などのより洗練されたタイブレークルールを適用し得る。ゾーンコントローラ130がサービングノードを選択した後、ゾーンコントローラ130は、選択されたサービングノードに1つまたは複数のメッセージを送信することによって少なくともそのサービングノードに通知する。

ひとたびサービングノードが選択されると、サービングノードは、ユーザ機器140にパイロット応答を送信することによって、ユーザ機器140によって送信された1つまたは複数のパイロット信号に応答する。パイロット応答は、ノード111〜117のどれがサービングノードであるかをユーザ機器140に通知する。いくつかの例では、パイロット応答は、パイロット信号で搬送される情報に基づいてユーザ機器140に送信され得る。ひとたびサービングノードが選択され、通信されると、ユーザ機器140は、モバイルネットワーク100の追加のサービスと通信し、および/または追加のサービスにアクセスするために、サービングノードを使用し得る。

いくつかの実施形態によれば、モバイルネットワーク100によって使用されるサービングノード選択プロセスは、サービングノードの選択、およびノードのアクティブセット内のノードを発見するためにユーザ機器により大きく依存するより従来の手法よりも1つまたは複数の利点を有し得る。いくつかの例では、分散様式またはゾーンコントローラ130によるパイロット信号およびサービングノード選択の使用は、サービングノード選択プロセス中にユーザ機器140とモバイルネットワーク100との間で使用されるメッセージングおよび帯域幅の量を低減する。いくつかの例では、ユーザ機器140は、計算的負荷がより低く、および/またはサービングノード選択を実行するためにより少ない電力を使用する。いくつかの例では、ユーザ機器140のサービングノードは、ノード111〜117がノードIDをブロードキャストし、および/またはユーザ機器140と共有する必要なく選択され得る。いくつかの例では、分散型の選択プロセスおよび/またはゾーンコントローラ130によって使用されるプロセスが、処理負荷のロードバランシング、帯域幅などを考慮し、ならびに/あるいは他のネットワークおよび/またはゾーン全体の問題を考慮するために、モバイルネットワーク100内の多数のユーザ機器のためのサービングノードをより良く選択することが可能であり得るので、ユーザ機器140のためのサービングノードの選択は、モバイルネットワーク100にとってより最適であり得る。

図2は、いくつかの実施形態によるネットワークデバイス200の簡略図である。いくつかの実施形態では、ネットワークデバイス200は、ノード111〜117、ゾーンコントローラ130、および/またはユーザ機器140のいずれかを表し得る。図2に示すように、ネットワークデバイス200は、メモリ220に結合された制御ユニット210を含む。ネットワークデバイス200の動作は、制御ユニット210によって制御される。制御ユニット210は、1つまたは複数の中央処理装置、マルチコアプロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)などを含み得る。

メモリ220は、制御ユニット210によって実行されるソフトウェアおよび/または制御ユニット210の動作中に使用される1つまたは複数のデータ構造を記憶するために使用され得る。メモリ220は、1つまたは複数の種類の機械可読媒体を含み得る。いくつかの一般的な形態の機械可読媒体としては、フロッピー(登録商標)ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、CD-ROM、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する任意の他の物理媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、および/または1つもしくは複数のプロセッサもしくはコンピュータが読み取るように適合された任意の他の媒体が挙げられ得る。

図示のように、メモリ220は、ユーザ機器140およびモバイルネットワーク100のサービングノード選択プロセスをサポートするために使用され得るモビリティ管理アプリケーション230を含む。モビリティ管理アプリケーション230は、パイロット信号を受信および/または送信し、パイロット応答を受信および/または送信し、ならびに/あるいはモビリティ管理アプリケーション230がユーザ機器、ノード、および/またはゾーンコントローラにあるかどうかに応じて、ユーザ機器のためのサービングノードを選択するための1つまたは複数のアプリケーションプログラミングインターフェース(API)を含み得る。また、モビリティ管理アプリケーション230は、ソフトウェアアプリケーションとして示されているが、モビリティ管理アプリケーション230は、ハードウェア、ソフトウェア、および/またはハードウェアとソフトウェアの組合せを使用して実施され得る。

ネットワークデバイス200がユーザ機器140および/またはノード111〜117のいずれかを表す実施形態では、ネットワークデバイス200は、パイロット信号、パイロット応答、ならびに/あるいは一般的にユーザ機器とノードとの間で交換される他の管理および/またはデータメッセージを送信または受信するためのアンテナ240をさらに含み得る。

ネットワークデバイス200がノード111〜117のいずれか、および/またはゾーンコントローラ130を表すいくつかの実施形態では、ネットワークデバイス200は、ノード111〜117および/またはゾーンコントローラ130のうちの他のものの間でメッセージを送受信するための1つまたは複数のポートをさらに含み得る。いくつかの例では、メッセージは、分散型のサービングノード選択プロセスに使用されるアクティブセット内のノード111〜117によって交換されるメッセージ、ならびに/またはパイロット信号の受信をゾーンコントローラ130に報告するためにアクティブセット内のノード111〜117によって、およびサービングノードが選択されたことをそのサービングノードに通知するためにゾーンコントローラ130によって送信されるメッセージに対応し得る。

上記で論じ、ここでさらに強調するように、図2は単なる例であり、特許請求の範囲を不当に限定しないものとする。当業者は、多くの変形、代替、および修正を認識するだろう。いくつかの実施形態によれば、制御ユニット210およびメモリ220は、ASIC、チップ、パッケージなど、単一の半導体デバイス内で結合され得る。

図3は、いくつかの実施形態によるパイロット信号300の簡略図である。いくつかの実施形態では、パイロット信号300は、図1の文脈で説明した1つまたは複数のパイロット信号を表し得る。図3に示すように、パイロット信号300は、基準シーケンス310およびペイロード320を含む。モバイルネットワークによって使用される多重化のタイプに依存して、パイロット信号300は、任意のタイプの周波数および/または時分割多重化を使用して多重化され得る。いくつかの例では、同じユーザ機器からの異なるパイロット信号は、非直交的に送信され得る(すなわち、他のパイロット信号と同じ周波数および/または時間スロットを再利用し得る)。いくつかの例では、異なるユーザ機器からのパイロット信号は、衝突のない手法が望ましいかどうかに応じて、直交および/または非直交で送られ得る。

いくつかの例では、基準シーケンス310は、パイロット信号300の認識をサポートするため、パイロット信号300の探索および/またはチャネル推定をサポートするための送信および/またはシグナリングパターン、パイロット応答に使用するためのシグナリングに関する推奨および/または提案などを含み得る。いくつかの例では、ペイロード320は、ユーザ機器および/または他の情報のための識別子(ID)330を含み得る。いくつかの例では、基準シーケンス310および/またはペイロード320の内容は、ユーザ機器の動作状態に応じて変わり得る。いくつかの例では、ペイロード320は、ネットワークによってユーザ機器に送られた最後の送信から測定されたチャネル状態、および/またはユーザ機器の送信バッファ状態に関する情報を含み得る。

図4は、いくつかの実施形態によるユーザ機器の簡略化された状態図400である。図4に示すように、ユーザ機器140などのユーザ機器は、一般に、前のレベルおよび/またはモバイルネットワークとのユーザ機器の通信のタイプに応じて、RRC_IDLE状態410、RRC_SHORT状態420、および/またはRRC_LONG状態430の3つの状態のうちの1つで動作され得る。

いくつかの例では、RRC_IDLE状態410は、ユーザ機器が最近電源投入され、再起動され、および/またはモバイルネットワークのサービスエリアに移動された状況に対応する。いくつかの例では、RRC_IDLE状態410は、ユーザ機器とモバイルネットワークとの間のより正式な接続が確立されていないこと、および/またはモバイルネットワークに関するユーザ機器の認証がまだ行われていないことを示し得る。RRC_IDLE状態410である間、ユーザ機器は、随意に、1つまたは複数の異なるタイプのパイロット信号を使用して、それ自体をネットワークに公表し得る。いくつかの例では、システム情報ブロック(SIB)要求がパイロット信号として使用され得る。ユーザ機器は、一般的に、登録手順を開始するために使用されるシステム情報を要求するために、非常にまれに(たとえば、1日2回)SIB要求を行う。SIB要求は、ペイロード内にユーザ機器識別子を含まず、確保された基準シーケンスを使用し、特別な同期サブフレームでなど、確保されたリソース割振りを使用して送信される。いくつかの例では、RRC_IDLE状態410で、接続セットアップパイロット信号が使用され得る。ユーザ機器は、一般的に、接続セットアップパイロット信号を使用して、再起動または電源投入後、ならびにユーザ機器がモバイルネットワークによって識別子を受信する、および/または割り当てられる前に、モバイルネットワークへの接続を要求する。いくつかの例では、接続セットアップパイロット信号のペイロード内のユーザ機器識別子は、ユーザ機器によって選択されたランダム識別子またはグローバル一意の一時識別子(GUTI)であり得る。状態遷移440によって示されるように、ひとたびユーザ機器がモバイルネットワークへのより正式なアクセスを許可されると、ユーザ機器は、RRC_IDLE状態410からRRC_SHORT状態420に移行し得る。

いくつかの例では、RRC_SHORT状態420は、ユーザ機器とそのサービングノードとの間のトラフィックおよび/またはデータの連続的および/またはほぼ連続的な交換が行われているときに対応し得る。RRC_SHORT状態420では、ユーザ機器とそのサービスノードとの間のハンドシェイク、キープアライブ、管理交換などは、たとえば10〜100msごとなど、より速い間隔で行われる。RRC_SHORT状態420である間、ユーザ機器は、随意に、パイロット信号としてSIB要求を使用する、またはアクティブセット追跡パイロット信号を使用し得る。アクティブセット追跡パイロット信号のペイロードは、いくつかの例では長さが16ビットであるゾーンまたはクラスタ割当てランダムネットワーク一時識別子(RNTI)を含む。いくつかの例では、アクティブセット追跡パイロット信号のペイロードは、チャネル状態、送信バッファ状態などを報告するために、チャネル品質インジケータ(CQI)、ステータス報告(SR)、および/またはバッファステータス報告(BSR)をさらに含み得る。いくつかの例では、基準シーケンスおよびリソース割振りは、ユーザ機器がサービングノード間でハンドオフされたときに、より速い周期を提供し、および/またはよりシームレスなモビリティを提供するために、ネットワークによってユーザ機器に割り当てられる。状態遷移450によって示されるように、ユーザ機器とサービングノードとの間でタイムリーな進行中の通信トラフィックが行われる限り、ユーザ機器はRRC_SHORT状態420のままである。適切なトラフィック、アクティブデータ転送、および/またはメッセージ交換なしにアクティブデータ転送などのアクティブトラフィックが停止し、および/またはタイムアウトが発生すると、ユーザ機器は、状態遷移460に示すように、RRC_LONG状態430に移行する。

いくつかの例では、RRC_LONG状態430において、ユーザ機器とサービングノードとの間のハンドシェイク、キープアライブ、管理交換などは、1秒または数分までなど、より少ない頻度で行われ得る。RRC_LONG状態430である間、ユーザ機器は、随意に、パイロット信号としてSIB要求を使用する、モビリティ追跡パイロット信号を使用する、またはオンデマンドパイロット信号を使用し得る。モビリティ追跡パイロット信号および/またはオンデマンドパイロット信号のペイロードは、いくつかの例では長さが40ビットであるゾーンまたはクラスタ割当てRNTIを含む。いくつかの例では、オンデマンドパイロット信号のペイロードは、チャネル状態、送信バッファ状態などを報告するために、SRおよび/またはBSRをさらに含み得る。いくつかの例では、モビリティ追跡パイロット信号および/またはオンデマンドパイロット信号の基準シーケンスおよびリソース割振りは、たとえばプールなどから、ユーザ機器によってランダムに選択され、および/またはネットワークによって割り当てられ得る。いくつかの例では、モビリティ追跡基準信号は、毎秒など定期的に送信されてもよく、オンデマンド基準信号は、ランダムアクセス手順(RACH)イベントなど特定のイベントに応答して送信され得る。新しいトラフィックが到着し、メッセージ交換が再開し、および/または構成が行われると、ユーザ機器は、状態遷移470によって示されるように、RRC_SHORT状態420に戻る。

再び図3を参照すると、パイロット信号300および/またはペイロード320の内容は、ユーザ機器の現在の状態に依存し得る。代表例として図4の状態を使用すると、Table I(表1)は、サービングノード選択プロセスの一部としてユーザ機器によって送信されるパイロット信号についてのいくつかの異なる可能な候補を示す。

図5は、いくつかの実施形態による、パイロット信号の送信特性のための分散割振り手法を使用したモビリティ検出の方法500の簡略図である。方法500のプロセス510〜550のうちの1つまたは複数は、少なくとも部分的に、1つまたは複数のプロセッサ(たとえば、制御ユニット210における1つまたは複数のプロセッサ)によって実行されると、1つまたは複数のプロセッサにプロセス510〜550のうちの1つまたは複数を実行させ得る非一時的で有形の機械可読媒体に記憶された実行可能コードの形で実装され得る。いくつかの実施形態では、方法500は、ユーザ機器のためのサービングノードを選択するために、ユーザ機器(ユーザ機器140など)、1つまたは複数のノード(ノード111〜117のいずれかなど)、および/またはゾーンコントローラ(ゾーンコントローラ130など)によって実行され得る。

プロセス510において、ユーザ機器は、パイロット信号の送信特性を決定する。方法500が実行されているモバイルネットワークのタイプおよび/または性質に応じて、パイロット信号300などのパイロット信号に使用されるように、時間、周波数、および/またはコードリソースを含む送信特性の共通のプールが確保され得る。いくつかの例では、送信特性のプールは、モバイルネットワークによってユーザ機器に提供され得る。いくつかの例では、送信特性のプールは、モバイルネットワークによって使用される多重化のタイプ、および/またはモバイルネットワーク内の他の管理およびデータ通信のための時間、周波数、および/またはコードリソースの利用に基づいて指定され得る。いくつかの例では、パイロット信号に専用の帯域幅の量と、送信特性のプールから同じ時間、周波数、および/またはコードリソースを選択した2つ以上のユーザ機器のパイロット信号間の衝突の可能性との間のトレードオフを容易にするために、使用される送信特性のプールのサイズが管理され得る。いくつかの例では、ユーザ機器が時間リソースの選択を制御することによって、ユーザ機器の他の通信タスクおよび/またはユーザ機器による通信チャネルの利用を中心にパイロット信号をスケジューリングするユーザ機器の能力により良く適合する。いくつかの例では、ユーザ機器は、プールから、および/またはいくつかの他の適切な手法を使用して、ランダムに選択し得る。

プロセス520において、ユーザ機器は、プロセス510の間に決定されたパイロット信号特性を使用してパイロット信号をブロードキャストする。いくつかの例では、ユーザ機器は、コーデックおよび/または他のデバイスを使用して、アンテナ240などのアンテナを使用してパイロット信号をフォーマットし、送信し得る。いくつかの例では、パイロット信号は、図3に関して前に説明したように、ユーザ機器の状態に依存する基準シーケンスおよび/またはペイロードを含み得る。

プロセス530において、1つまたは複数のノードがパイロット信号を受信する。モバイルネットワークのどのノードがユーザ機器の通信範囲内にあるかに応じて、1つまたは複数のノードが、プロセス520の間にユーザ機器によって送信されたパイロット信号を受信する。いくつかの例では、1つまたは複数のノードは各々、アンテナ240などそれぞれのアンテナ上でパイロット信号を受信し、および/またはパイロット信号を復号するためにコーデックまたは他のデバイスを使用し得る。パイロット信号を受信および/または復号することができるノードの各々は、ノードのアクティブセットのメンバーになる。

プロセス540において、サービングノードが選択される。プロセス530の間に決定されたノードのアクティブセットを使用して、プロセス520の間にパイロット信号をブロードキャストしたユーザ機器のためのサービングノードが選択される。いくつかの例では、サービングノードは、図1に関して上記で説明したように、アクティブセット内のノードによって、またはゾーンコントローラ130などのゾーンコントローラによって、分散様式で選択され得る。いくつかの例では、図1に関して上記で説明したように、サービングノードを選択するために、地理的位置、信号強度、ロードバランシングなどを含む1つまたは複数の要因のいずれかが使用され得る。

プロセス550において、プロセス550の間に選択されたサービングノードによってパイロット応答が送られる。パイロット応答をユーザ機器に送ることによって、サービングノードは、その存在をユーザ機器に公表し、サービングノードは、次いで、ユーザ機器とモバイルネットワークとの間の通信の主要ポイントとなる。いくつかの例では、パイロット応答は、プロセス530の間に受信されたパイロット信号に含まれる情報に基づいてユーザ機器に送信され得る。

プロセス550の終了後、ユーザ機器は、サービングノードを介してモバイルネットワークとより十分に通信することができる。方法500は、ユーザ機器を連続的に追跡し、ユーザ機器がモバイルネットワークをあちこち移動し、および/またはモバイルネットワーク内で状態が変化するときに、ユーザ機器への適切なサービングノードの割当てを可能にする間隔で繰り返される。いくつかの例では、間隔はTable I(表1)の間隔と一致してもよい。図5に示すように、新しいパイロット信号がブロードキャストされるたびに、パイロット信号の新しい送信特性が決定されるが、いくつかの実施形態では、プロセス510は、後続のパイロット信号のためにスキップされ得る。いくつかの例では、2つ以上の異なるユーザ機器によるパイロット信号間で衝突が発生した場合、プロセス510は、それぞれの次のパイロット信号に対して新しい送信特性を選択するためにユーザ機器の各々によって繰り返され得る。いくつかの例では、衝突に関与するユーザ機器の各々は、次のパイロット信号をブロードキャストする前に、Aloha、CSMA、および/または他の衝突管理プロトコルによって使用されるものなど、1つまたは複数のバックオフ手順を使用し得る。

図6は、いくつかの実施形態による、パイロット信号のためのネットワーク分散送信特性を使用したモビリティ検出の方法600の簡略図である。方法600のプロセス610〜680のうちの1つまたは複数は、少なくとも部分的に、1つまたは複数のプロセッサ(たとえば、制御ユニット210における1つまたは複数のプロセッサ)によって実行されると、1つまたは複数のプロセッサにプロセス610〜680のうちの1つまたは複数を実行させ得る非一時的で有形の機械可読媒体に記憶された実行可能コードの形で実装され得る。いくつかの実施形態では、方法600は、ユーザ機器のためのサービングノードを選択するために、ユーザ機器(ユーザ機器140など)、1つまたは複数のノード(ノード111〜117のいずれかなど)、および/またはゾーンコントローラ(ゾーンコントローラ130など)によって実行され得る。

プロセス610において、ネットワークは、パイロット信号の送信特性をユーザ機器に提供する。方法600が実行されているモバイルネットワークのタイプおよび/または性質に応じて、各ユーザ機器に提供されるパイロット信号の送信特性が、ゾーンコントローラ130などのゾーンコントローラによって、時間、周波数、および/またはコードリソースを含む送信特性の共通のプールから選択され得る。いくつかの例では、送信特性のプールは、モバイルネットワークによって使用される多重化のタイプ、および/またはモバイルネットワーク内の他の管理およびデータ通信のための時間、周波数、および/またはコードリソースの利用に基づいて指定され得る。いくつかの例では、使用される送信特性のプールのサイズは、パイロット信号に専用の帯域幅の量と、方法600によって同時にサポートされ得る予想される数のユーザ機器との間のトレードオフを容易にするように管理され得る。

プロセス620において、パイロット信号の送信特性がユーザ機器に送られる。ユーザ機器とモバイルネットワークとの間の接続セットアップの一部として、プロセス610の間にユーザ機器に割り当てられたパイロット信号の送信特性がユーザ機器に送られ得る。

プロセス630において、ノードは、パイロット信号の送信特性を有するパイロット信号をリッスンする。いくつかの例では、送信特性のプール内の特性の可能な組合せの各々についてパイロット信号を監視しなければならないため、モバイルネットワークのノードへの負担を低減するために、ノードの候補セット内のノードだけが割り当てられたパイロット信号特性を有するパイロット信号をリッスンする。いくつかの例では、ノードの候補セットは、パイロット信号を受信および/または復号することができる可能性が最も高いノードに制限され得る。

プロセス640において、ユーザ機器は、プロセス620の間に受信された送信特性を使用してパイロット信号をブロードキャストする。いくつかの例では、ユーザ機器は、コーデックおよび/または他のデバイスを使用して、アンテナ240などのアンテナを使用してパイロット信号をフォーマットし、送信し得る。

プロセス650において、ノードのアクティブセットがパイロット信号を受信する。モバイルネットワークのどのノードがユーザ機器の通信範囲内にあるかに応じて、1つまたは複数のノードが、プロセス640の間にユーザ機器によって送信されたパイロット信号を受信し、ノードのアクティブセットのメンバーになる。いくつかの例では、1つまたは複数のノードは各々、アンテナ240などそれぞれのアンテナ上でパイロット信号を受信し、および/またはパイロット信号を復号するためにコーデックまたは他のデバイスを使用し得る。パイロット信号を受信および/または復号することができるノードの各々は、ノードのアクティブセットのメンバーになる。

プロセス660において、サービングノードが選択される。プロセス650の間に決定されたノードのアクティブセットを使用して、プロセス640の間にパイロット信号をブロードキャストしたユーザ機器のためのサービングノードが選択される。いくつかの例では、サービングノードは、図1に関して上記で説明したように、アクティブセット内のノードによって、またはゾーンコントローラ130などのゾーンコントローラによって、分散様式で選択され得る。いくつかの例では、図1に関して上記で説明したように、サービングノードを選択するために、地理的位置、信号強度、ロードバランシングなどを含む1つまたは複数の要因のいずれかが使用され得る。

プロセス670において、プロセス660の間に選択されたサービングノードによってパイロット応答が送られる。パイロット応答をユーザ機器に送ることによって、サービングノードは、その存在をユーザ機器に公表し、サービングノードは、次いで、ユーザ機器とモバイルネットワークとの間の通信の主要ポイントとなる。いくつかの例では、パイロット応答は、プロセス650の間に受信されたパイロット信号に含まれる情報に基づいてユーザ機器に送信され得る。

プロセス680において、ノードの候補セットが更新される。いくつかの例では、ノードの候補セットは、サービングノードおよびモバイルネットワーク内のサービングノードに隣接するネイバー(たとえば、地理的に)であるノードの各々として選択され得る。いくつかの例では、ノードの候補セットは、サービングノードの隣接するネイバーに隣接するネイバー(すなわち、距離2のネイバー)であるノードをさらに含み得る。いくつかの例では、ノードの候補セットは、ノードのアクティブセットを含むように、ならびに、随意に、ノードのアクティブセット内のノードへの任意の妥当な距離のネイバーを含むように選択され得る。いくつかの例では、ノードの候補セットに追加のノードを追加するために、ユーザ機器の予測される移動方向が使用され得る。いくつかの例では、候補セットのサイズとユーザ機器の高速レートの移動の可能性との間のトレードオフが、1、2、および/またはより大きい距離でサービングノードに隣接するノードを含むかどうかを決定する際に考慮され得る。

プロセス680の終了後、プロセス630〜680は、ユーザ機器を連続的に追跡し、ユーザ機器がモバイルネットワークをあちこち移動し、および/またはモバイルネットワーク内で状態が変化するときに、ユーザ機器への適切なサービングノードの割当てを可能にする間隔で繰り返され得る。いくつかの例では、間隔はTable I(表1)の間隔と一致してもよい。いくつかの例では、方法600は、より少ない頻度で、および/またはユーザ機器のためのサービングノードが変わるときはいつでも、プロセス610および620を繰り返し得る。

上記で論じ、ここでさらに強調するように、図6は単なる例であり、特許請求の範囲を不当に限定しないものとする。当業者は、多くの変形、代替、および修正を認識するだろう。いくつかの実施形態によれば、ゾーンおよび/またはモバイルネットワーク内のノードの各々は、プロセス630の間に候補セットへのリッスンを制限することなく、パイロット信号をリッスンし得る。この手法が使用される場合、プロセス680は随意であり、省略されてもよい。

ノード111〜117、ゾーンコントローラ130、ユーザ機器140、および/またはネットワークデバイス200などネットワークデバイスのいくつかの例は、1つまたは複数のプロセッサ(たとえば、制御ユニット210の1つまたは複数のプロセッサ)によって実行されると、1つまたは複数のプロセッサに方法500および/または600のプロセスを実行させ得る非一時的で有形の機械可読媒体を含み得る。方法500および/または600のプロセスを含み得るいくつかの一般的な形態の機械可読媒体は、たとえば、フロッピー(登録商標)ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、CD-ROM、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する任意の他の物理媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、および/または1つもしくは複数のプロセッサもしくはコンピュータが読み取るように適合された任意の他の媒体である。

例示的な実施形態が図示され説明されているが、広範囲にわたる修正、変更および置換が上記の開示において企図され、いくつかの場合には、実施形態のいくつかの特徴が他の特徴の対応する使用なしに使用され得る。当業者は、多くの変形、代替、および修正を認識するだろう。

100 モバイルネットワーク
111 ノード
112 ノード
113 ノード
114 ノード
115 ノード
116 ノード
117 ノード
120 ゾーン
130 ゾーンコントローラ
140 ユーザ機器
200 ネットワークデバイス
210 制御ユニット
220 メモリ
230 モビリティ管理アプリケーション
240 アンテナ
300 パイロット信号
310 基準シーケンス
320 ペイロード
330 識別子(ID)
410 RRC_IDLE状態
420 RRC_SHORT状態
430 RRC_LONG状態
440 状態遷移
450 状態遷移
460 状態遷移
470 状態遷移

Claims (10)

1. ユーザ機器であって、
   データが前記ユーザ機器とサービングノードとの間でアクティブに転送されていない、前記ユーザ機器の少なくとも1つの動作状態中に送信リソースのプールからパイロット信号のための送信リソースを選択するための手段と、
   前記選択された送信リソースを使用して、前記ユーザ機器の状態に依存する間隔で、前記ユーザ機器を複数のネットワークノードに公表するために、パイロット信号をネットワーク内の前記複数のネットワークノードにブロードキャストするための手段と、
   第1のネットワークノードが前記ブロードキャストされたパイロット信号を受信したことに応答して、前記第1のネットワークノードからパイロット応答を受信するための手段であり、前記パイロット応答が、前記ユーザ機器のための前記サービングノードとして前記第1のネットワークノードを選択することを前記ユーザ機器に報告する、手段と、
   前記サービングノードを介して前記ネットワークと通信するための手段と
   を含み、前記パイロット信号が、基準シーケンスと、続いて、前記ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含み、前記基準シーケンスが、前記複数のネットワークノードによるパイロット信号としての前記パイロット信号の認識と、前記複数のネットワークノードによる前記パイロット信号の追跡とをサポートするためのシグナリングパターンを含む、
   ユーザ機器。
2. 前記少なくとも1つの動作状態が、RRC_LONG状態である、請求項1に記載のユーザ機器。
3. 前記パイロット信号の前記ペイロードが、前記ネットワークによって前記ユーザ機器に送られた最後の送信から測定されたチャネル状態に関する情報、前記ユーザ機器の送信バッファ状態に関する情報、または両方を含む、請求項1に記載のユーザ機器。
4. 前記基準シーケンスが、前記ユーザ機器の状態に基づいて変わる、請求項1に記載のユーザ機器。
5. 前記ユーザ機器の少なくとも1つの動作状態中に、前記基準シーケンスをランダムに選択するための手段をさらに含む、請求項4に記載のユーザ機器。
6. 前記パイロット信号のタイプが、前記ユーザ機器の状態に基づいて変わる、請求項1に記載のユーザ機器。
7. ネットワーク内の複数のネットワークノードに対する信号の送受信を行うためのアンテナと、
   前記アンテナに結合されたプロセッサと
   をさらに含む請求項1に記載のユーザ機器。
8. 方法であって、
   データがユーザ機器とサービングノードとの間でアクティブに転送されていない、前記ユーザ機器の少なくとも1つの動作状態中に送信リソースのプールからパイロット信号のための送信リソースを、前記ユーザ機器のプロセッサによって選択するステップと、
   アンテナおよび前記選択された送信リソースを使用して、前記ユーザ機器の状態に依存する間隔で、前記ユーザ機器を複数のネットワークノードに公表するために、パイロット信号をネットワーク内の前記複数のネットワークノードに、前記ユーザ機器によってブロードキャストするステップであって、前記アンテナが前記プロセッサに結合される、ステップと、
   前記アンテナを使用して、第1のネットワークノードが前記ブロードキャストされたパイロット信号を受信したことに応答して、前記第1のネットワークノードからパイロット応答を、前記ユーザ機器によって受信するステップであり、前記パイロット応答が、前記ユーザ機器のための前記サービングノードとして前記第1のネットワークノードを選択することを前記ユーザ機器に報告する、ステップと、
   前記ユーザ機器によって、前記サービングノードを介して前記ネットワークと通信するステップと
   を含み、前記パイロット信号が、基準シーケンスと、続いて、前記ユーザ機器の識別に関する情報を含むペイロードとを含み、前記基準シーケンスが、前記複数のネットワークノードによるパイロット信号としての前記パイロット信号の認識と、前記複数のネットワークノードによる前記パイロット信号の追跡とをサポートするためのシグナリングパターンを含む、
   方法。
9. 前記基準シーケンスが、前記ユーザ機器の状態に基づいて変わる、請求項8に記載の方法。
10. 前記ユーザ機器の少なくとも1つの動作状態中に、前記基準シーケンスをランダムに選択するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。