(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェムトセルを有するセルラーネットワークを動作する方法において、
少なくとも１つのフェムトセルから登録要求を受信する段階と、
少なくとも（ｉ）少なくとも１つのフェムトセルの動作環境、及び（ii）ネットワークの現在動作状態、に関する情報を得る段階と、
前記情報に少なくとも一部分基づいて、少なくとも１つのフェムトセルが複数の動作モードの１つを選択的にとるようにさせる段階と、
を備え、
前記複数の動作モードは第１モードと第２モード及び第３モードのうちの1つを含んでおり、前記第1モードは、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを実質的に自律的に動作できるようにし、
前記第２モードは少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを少なくとも一部分自律的に動作できるようにする第２モードであって、その少なくとも一部分自律的な動作は前記少なくとも１つのフェムトセルによりアクセス可能なリソースに対して少なくとも１つの制約を含み、
前記第３モードは少なくとも１つのフェムトセルが実質的にネットワークのコントロールのもとで動作することを要求するようになっている方法。
【請求項２】
選択的に取るようにさせる前記段階は、少なくとも１つのフェムトセルの動作環境に関する情報を評価して、１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置の存在を識別することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置の存在が指示されるときは、１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置が同じネットワークに属するかどうか決定し、
１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置が同じネットワークに属する場合には、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークコントロールの動作モードをとるようにさせ、前記ネットワークコントロールの動作モードは、少なくとも１つのフェムトセルと１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置との間でリソースを選択的に割り当てできるようにする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
選択的に取るようにさせる前記段階は、更に、
ネットワークの現在動作状態に関する情報を評価して、ネットワーク内の負荷又は混雑のレベルを決定し、
ネットワーク内の負荷又は混雑が充分に高いと決定された場合には、少なくとも１つのフェムトセルが一部分自律的な動作モードをとれるようにし、前記一部分自律的なモードは、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークとの間欠的のみの通信で動作できるようにする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも（ｉ）少なくとも１つのフェムトセルの動作環境、及び（ii）ネットワークの現在動作状態、に関する情報を得る前記段階は、少なくとも１つのフェムトセルの動作環境及びネットワークの現在動作状態の両方に関する情報を得ることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのフェムトセルによって使用されるべき最大許容動作期間を少なくとも１つのフェムトセルへ送信する段階を更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つのフェムトセルにより使用されるべきキャリア周波数を少なくとも１つのフェムトセルへ送信する段階を更に備えた、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのフェムトセルへ複数のパラメータを送信する段階を更に備え、その複数のパラメータは、（ｉ）少なくとも１つのフェムトセル装置付近の潜在的なＲＦ干渉物の存在、及び／又は（ii）セルラーネットワーク内のオーバーヘッド又は負荷状態の存在、の少なくとも一方に少なくとも一部分基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数の自己整合動作モードのうちの１つの動作モードで動作することのできるフェムトセル装置において、
メモリとデータ通信する処理装置と、
ワイヤレスサブシステムと、
ワイヤレスネットワークのネットワーク管理エンティティと通信することのできるネットワークインターフェイスサブシステムと、
メモリ内に常駐する複数の実行可能なインストラクションと、
を備え、それらインストラクションは、前記処理装置により実行されるときに、
前記ネットワーク管理エンティティへ登録要求を送信し、
前記装置の少なくとも動作環境に関する情報を送信し、
前記ネットワークインターフェイスサブシステムを経て前記ネットワーク管理エンティティから複数のパラメータを受け取り、
その受け取った複数のパラメータに少なくとも一部分基づいて前記フェムトセル装置を動作するための周波数部分及びサイズを自律的に選択し、
前記フェムトセル装置に対して前記選択された周波数部分及びサイズに基づいて複数の自己整合動作モードのうちの１つの動作モードを可能にする、ものであり、
前記複数の自己整合動作モードは第１モードと第２モード及び第３モードのうちの１つを含んでおり、前記第１モードは、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを実質的に自律的に動作できるようにし、
前記第２モードは少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを少なくとも一部分自律的に動作できるようにする第２モードであって、その少なくとも一部分自律的な動作は  前記少なくとも１つのフェムトセルによりアクセス可能なリソースに対して少なくとも１つの制約を含み、
前記第３モードは少なくとも１つのフェムトセルが実質的にネットワークのコントロールのもとで動作することを要求するようになっているフェムトセル装置。
【請求項１０】
前記複数のパラメータの少なくとも１つは、最大許容動作期間を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のパラメータの少なくとも１つは、フェムトセルにより使用されるべきキャリア周波数を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記自律的な選択は、（ｉ）前記フェムトセル装置付近の潜在的なＲＦ干渉物の存在、及び／又は（ii）ネットワーク内のオーバーヘッド又は負荷状態の存在、の少なくとも一方に少なくとも一部分基づく、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の実行可能なインストラクションは、更に、
ネットワークを実質的に自律的に動作するインストラクションの第１セットと、
ネットワークを少なくとも一部分自律的に動作するインストラクションの第２セットであって、その少なくとも一部分自律的な動作は、フェムトセル装置によりアクセス可能なリソースに対して少なくとも１つの制約を含むものである第２セットと、
実質的にネットワーク管理エンティティのコントロールのもとで動作するインストラクションの第３セットと、
を含む請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
自己整合動作モードで動作することのできるフェムトセル装置において、
ネットワーク管理エンティティへ登録要求を送信する手段と、
前記装置の少なくとも動作環境に関する情報を送信する手段と、
ネットワークインターフェイスサブシステムを経て前記ネットワーク管理エンティティから複数のパラメータを受け取る手段と、
その受け取ったパラメータに少なくとも一部分基づいて複数の動作モードの１つをとるための手段と、を備え、
前記複数の動作モードは第１モードと第２モード及び第３モードのうちの１つを含んでおり、前記第１モードは、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを実質的に自律的に動作できるようにし、
前記第２モードは少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを少なくとも一部分自律的に動作できるようにする第２モードであって、その少なくとも一部分自律的な動作は  前記少なくとも１つのフェムトセルによりアクセス可能なリソースに対して少なくとも１つの制約を含み、
前記第３モードは少なくとも１つのフェムトセルが実質的にネットワークのコントロールのもとで動作することを要求するようになっている
フェムトセル装置。
【請求項１５】
前記装置は、更に、ＬＴＥ（長期進化）適合セルラーネットワーク内で動作するようにされ、そして前記フェムトセルは、ＨｅＮＢ（ホームノードＢ）を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ネットワーク管理エンティティは、ＬＴＥ適合ネットワークのＥＰＣ（進化型パケットコア）エンティティである、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記動作環境は、複数の他のアクティブなフェムトセルを備え、そして前記ネットワーク管理エンティティに関連した少なくとも１つのフェムトセルと、前記ネットワーク管理エンティティに関連しない少なくとも１つのフェムトセルとを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記送信される情報は、前記ネットワーク管理エンティティに関連した少なくとも１つのフェムトセルから受ける干渉を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
複数の自己整合動作モードのうちの１つで動作するフェムトセルにおいて、
ワイヤレスネットワークの中央ネットワークエンティティから複数のパラメータを受信する手段と、
前記受信した複数のパラメータに少なくとも一部分基づいて前記複数の自己整合動作モードのうちの１つの動作のための１つ以上の無線リソースを選択する手段と、
前記複数の自己整合動作モードは第１モードと第２モード及び第３モードのうちの１つを含んでおり、前記第１モードは、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを実質的に自律的に動作できるようにし、
前記第２モードは少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを少なくとも一部分自律的に動作できるようにする第２モードであって、その少なくとも一部分自律的な動作は  前記少なくとも１つのフェムトセルによりアクセス可能なリソースに対して少なくとも１つの制約を含み、
前記第３モードは少なくとも１つのフェムトセルが実質的にネットワークのコントロールのもとで動作することを要求するようになっており、
さらに、
第１のトリガー条件に応答して、
（ｉ）前記中央ネットワークエンティティからの複数のパラメータに対する更新を要求し、及び
（ii）前記複数のパラメータに対する更新に少なくとも一部分基づいてフェムトセル動作のための１つ以上の無線リソースを再選択する、
ための手段と、
を備えた、ことを特徴とするフェムトセル。
【請求項２０】
前記トリガー条件は、タイマーの時間切れを含む、請求項１９に記載のフェムトセル。
【請求項２１】
前記トリガー条件は、動作イベントの発生を含む、請求項１９に記載のフェムトセル。
【請求項２２】
前記無線リソースは、周波数スペクトルの少なくとも一部分を含む、請求項１９に記載のフェムトセル。
【請求項２３】
前記無線リソースは、ある拡散コードを伴うある時間における少なくともある周波数レンジを含む、請求項１９に記載のフェムトセル。
【請求項２４】
前記フェムトセルは、更に、ＬＴＥ（長期進化）適合セルラーネットワーク内で動作するようにされ、そしてＨｅＮＢ（ホームノードＢ）を含む、請求項１９に記載のフェムトセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、ワイヤレス通信及びデータネットワークの分野に係る。より詳細には、１つの規範的態様において、本発明は、ワイヤレスフェムトセル設定及び自己整合のための改善された方法及び装置に向けられる。
【０００２】
優先権及び関連出願：本出願は、参考としてここにそのまま援用する同じ名称の２００９年７月１日に出願された米国特許出願第１２／４９６，５５０号の優先権を主張する。更に、本出願は、参考としてここにそのまま援用する２００９年４月２８日に出願された“Methods and Apparatus for Configuration of Femtocells In a Wireless Network”と題する共通所有の米国特許出願第１２／４３１，５８８号にも関連している。
【０００３】
著作権：本特許文書の開示の一部分は、著作権保護を受ける資料を含む。著作権所有者は、特許商標庁の特許ファイル又は記録に現れるように特許開示を誰かが複写再現することに異議を唱えるものではなく、著作権の全ての権利は何であれ保存されるものとする。
【背景技術】
【０００４】
ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）は、「第３世代」即ち「３Ｇ」セルラー電話技術の規範的な具現化である。ＵＭＴＳ規格は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）と称される協力団体により指定されている。３ＧＰＰは、ＵＭＴＳを、インターナショナルテレコミュニケーションズユニオン（ＩＴＵ）により規定された要件に応答して、特にヨーロッパ市場をターゲットとした３Ｇセルラー無線システムとして採用している。ＩＴＵは、国際無線及びテレコミュニケーションを規格化し規制するものである。ＵＭＴＳの改善は、第４世代（４Ｇ）技術への将来の進化をサポートするものである。
【０００５】
現在関心のある話題は、改良されたシステム容量及びスペクトル効率を通してパケットデータ送信について最適化された移動無線通信システムへと向かうＵＭＴＳの更なる開発である。３ＧＰＰの環境では、この点に関する活動が“ＬＴＥ”（長期進化）という一般的な用語のもとに要約される。その目的は、とりわけ、最大ネット送信レートを、将来的に著しく高め、即ちダウンリンク送信方向には３００Ｍｂｐｓ及びアップリンク送信方向には７５Ｍｂｐｓ程度の速度に高めることである。
【０００６】
ＬＴＥ仕様（リリース８）の初期のバージョンで、３ＧＰＰ規格団体は、「ホームエンハンストノードＢ(Home enhanced-NodeB)」（ＨｅＮＢ）と称されるネットワーク要素のための要件を公式化する。このホームｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）は、ＬＴＥベースの無線アクセス技術（ＲＡＴ）ネットワークに対して配備され、ＨｅＮＢは、ＵＭＴＳ  ＲＡＴ先駆者であるホームノードＢ（ＨＮＢ）の進化したものである。ＨｅＮＢ及びＨＮＢは、両方とも、住居、会社、又は同様の環境（例えば、個人の家庭、公共のレストラン、小さなオフィス、企業、病院、等、従って、「ホームノードＢ」の「ホーム」という用語は、住居の用途に限定されることを意味するものではない）に使用するために最適化されたフェムトセルである。ここに示す状況において、「ホームベースステーション」、「ホームノードＢ」（ＵＭＴＳに対する）、「ホームｅＮｏｄｅＢ」（ＬＴＥに対する）及び「フェムトセル」という用語は、同じ論理的エンティティを指し、特に指示のない限り、交換可能に使用される。
【０００７】
フェムトセルのオペレーション
一般的に述べると、フェムトセルとは、少数のユーザ（例えば、小企業及び家庭環境）にサービスするように、限定されたカバレージのエリアに対して特別に設計されたベースステーションである。フェムトセルは、ブロードバンドインターフェイス（例えば、ＤＳＬ、ＦｉＯＳ、Ｔ１、ＩＳＤＮ、又はＤＯＣＳＩＳケーブルモデム）を経てサービスプロバイダーのネットワークへ接続することにより、ベースステーションのサービスプロバイダー既存ネットワークを増強する。フェムトセルは、サイズが小さく且つコストが低いために、標準的ベースステーション配備を通してサービスを実現できないエリアで利用することができる（例えば、屋内サービスカバレージの拡張又は一時的サービスカバレージにより）。又、フェムトセルは、性質上ポータブルであり、従って、必要なときに、非常に僅かな努力で、再配置することができる。フェムトセルの種々の態様を以下に詳細に述べる。
【０００８】
フェムトセル配備のランダムな性質上、ネットワーク事業者に対して幾つかの独特な挑戦が生じる。フェムトセルを配備する前に、ベースステーションネットワークがネットワーク事業者によってプランニングされ、全体的にコントロールされる。物理的なスペクトルは、固定のベースステーション割り当てでネットワーク事業者により容易にコントロールされる。通常の固定ベースステーションとは対照的に、フェムトセルは、プランニングされず、実際には、使用が広範囲に変化する。混雑したエリア（団地のような）又は相対的な隔離域（例えば、農場、等）では複数のフェムトセルが同時に動作される。更に、各フェムトセルによってサポートされるターミナル装置の数は、１人のユーザ（個人的な使用）から大勢のユーザ（例えば、コーヒーハウス又は大規模なビジネスのような企業用途）まで、全く予想できない。
【０００９】
スペクトルを割り当てるための既存の方法は、無線リソースを割り当て／解放するためにフェムトセルとネットワーク事業者との間に頻繁な通信を要求する。フェムトセルとその隣接セルとの間に干渉を減少するには、無線リソースの設定及び管理並びに干渉の整合を要求する。しかしながら、フェムトセルの集中整合は、（例えば、ネットワーク事業者とフェムトセルとの間に電力コントロールコマンドを送信するために）フェムトセルインターフェイスにシグナリングすることを含めて、ネットワーク事業者に著しい処理負担を生じる。ＬＴＥネットワークにおけるＨｅＮＢの大規模配備シナリオでは、全てのＨｅＮＢが同じ認可スペクトルを共有する状態でマクロセルのカバレージ内に数百（以上）のＨｅＮＢが配備されることがある。
【００１０】
ネットワーク事業者は、複数の方向に比喩的に引っ張られ、即ち処理パワー及びネットワークオーバーヘッドの両方を監視し過ぎると、経費がかかり、一方、監視が少な過ぎると、スペクトルリソースの非効率的な使用（そしておそらくは、サービスの遅延又は停止のようなより重大なリソース関連結果も）を招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、フェムトセルのランダムな分散に対してスペクトルの割り当てを効率的に管理するには、改良された方法及び装置が必要とされる。このような改良された方法及び装置は、スペクトルリソースの比較的効率的な使用を与えるものでなければならない。理想的には、これらの方法及び装置を具現化するフェムトセルは、スペクトルリソースを適時に取得し、使用しそして解放するものであり、割り当てられたが未使用であるリソースは、実際上、浪費となり、特に、ネットワーク事業者に対してコスト効率及び利益を減少させる。
【００１２】
更に、改良された方法及び装置は、好ましくは、フェムトセルとコアネットワークとの間の対話を最小にしなければならない。ネットワークの装置間通信効率が良いと、広範囲にわたるフェムトセル配備をサポートするためのコアネットワークの処理負担が相当に減少される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、特に、ワイヤレスネットワーク内のフェムトセル動作及びリソース管理のための方法及び装置を提供することにより前記要望を満足させる。
【００１４】
本発明の１つの態様において、ワイヤレスネットワークのフェムトセルを自己整合動作モードに入れる方法が開示される。１つの実施形態において、この方法は、使用すべき周波数スペクトルの１つ以上の許容部分、その周波数スペクトルの許容部分内の１つ以上の帯域巾サイズ、時間的パラメータ、及びフェムトセルの最大許容送信電力を含む複数のパラメータをフェムトセルへシグナリングすることを含む。フェムトセルの自己整合動作モードは、複数のパラメータにより少なくとも一部分制約を受ける。
【００１５】
１つの変形例において、時間的パラメータは、最大許容動作期間を含む。
【００１６】
別の変形例において、複数のパラメータは、更に、フェムトセルにより使用されるキャリア周波数を含む。
【００１７】
更に別の変形例において、ワイヤレスネットワークは、ＬＴＥ(長期進化)適合セルラーネットワークであり、そしてフェムトセルは、ＨｅＮＢ（ホームノードＢ）である。シグナリングは、実質的に、ＬＴＥ適合ネットワークのＥＰＣ（進化型パケットコア）エンティティによって生じる。
【００１８】
更に別の変形例において、この方法は、（ｉ）フェムトセル付近の潜在的なＲＦ干渉物の存在、及び／又は（ii）ネットワーク内のオーバーヘッド又は負荷状態の存在、の少なくとも一方を決定することに少なくとも一部分基づいて遂行される。
【００１９】
本発明の第２の態様において、１つ以上のフェムトセルの動作モードに対する複数のパラメータを決定する方法が開示される。１つの実施形態において、モードは、自己整合モードであり、そしてこの方法は、第１のワイヤレスネットワーク事業者に関連した新たに配備されたフェムトセルの付近にあるアクティブなフェムトセルの数を決定し、ネットワーク負荷パラメータを決定し、所与の周波数スペクトルが他のワイヤレスネットワーク事業者により共有されるかどうか決定し、そして１つ以上のフェムトセルの各々に対してオペレーションを可能にする複数のパラメータを定義することを含む。
【００２０】
１つの変形例において、アクティブなフェムトセルの数は、１より大きく、そして第１のワイヤレスネットワーク事業者に関連した少なくとも１つのフェムトセルと、少なくとも１つの他のネットワーク事業者に関連した少なくとも１つのフェムトセルとを含む。
【００２１】
別の変形例において、アクティブなフェムトセルの数を決定する行為は、受信されたＲＦ信号に関連する１つ以上のフェムトセルから受信される情報を評価することを含む。
【００２２】
所与の周波数スペクトルが共有されるかどうか決定する行為は、受信されたＲＦ信号に関連する１つ以上のフェムトセルから受信される情報を評価することを含む。
【００２３】
本発明の第３の態様において、フェムトセル装置が開示される。１つの実施形態において、この装置は、自己整合動作モードで動作することができ、そしてメモリとデータ通信する処理装置と、ワイヤレスネットワークのコアネットワークと通信できるネットワークインターフェイスサブシステムと、メモリ内に常駐する複数の実行可能なインストラクションとを含む。それらインストラクションは、処理装置により実行されるときに、ネットワークインターフェイスサブシステムを経てコアネットワークから複数のパラメータを受け取り、その受け取った複数のパラメータに少なくとも一部分基づいてフェムトセル装置を動作するための周波数部分及びサイズを自律的に選択し、そしてフェムトセル装置に対して選択された周波数部分及びサイズに基づいて自己整合動作モードを可能にする。
【００２４】
１つの変形例において、コアネットワークから受け取られる複数のパラメータは、使用すべきキャリア周波数及び周波数スペクトル、その周波数スペクトルの１つ以上の許容部分、その周波数スペクトル内の１つ以上の帯域巾サイズ、最大許容動作時間、及びフェムトセル装置のための最大許容送信電力を含む。
【００２５】
別の変形例において、この装置は、更に、複数のユーザ装置（ＵＥ）と通信し、そして少なくとも１つの基準（例えば、仕事又は利益に関連した基準）に基づいて複数のＵＥ間でのリソースの割り当てを裁定するように構成される。
【００２６】
本発明の第４の態様において、フェムトセルを有するセルラーネットワークを動作する方法が開示される。１つの実施形態において、この方法は、少なくとも１つのフェムトセルから登録要求を受け取り、少なくとも、（ｉ）少なくとも１つのフェムトセルの動作環境、及び（ii）コアネットワークの現在動作状態、に関連する情報を得、そしてその情報に少なくとも一部分基づいて、フェムトセルが複数の動作モードの１つを選択的に取るようにさせることを含む。
【００２７】
１つの変形例において、複数の動作モードは、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを実質的に自律的に動作できるようにする第１モードと、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークを少なくとも一部分自律的に動作できるようにする第２モードであって、その少なくとも一部分自律的な動作は、少なくとも１つのフェムトセルによりアクセス可能なリソースに対して少なくとも１つの制約を含むものである第２モードと、少なくとも１つのフェムトセルが実質的にネットワークのコントロールのもとで動作することを要求する第３モードとを含む。
【００２８】
別の変形例において、前記選択的に取るようにさせる行為は、１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置の存在を識別するために少なくとも１つのフェムトセルの動作環境に関連した情報を評価し、１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置の存在が指示される場合には、１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置が同じネットワークに属するかどうか決定し、そして１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置が同じネットワークに属する場合には、少なくとも１つのフェムトセルがネットワークコントロールの動作モードをとるようにさせることを含み、ネットワークコントロールの動作モードは、少なくとも１つのフェムトセルと１つ以上の近傍のフェムトセル又は他の放射装置との間でリソースを選択的に割り当てできるようにする。
【００２９】
更に別の変形例において、前記選択的に取るようにさせる行為は、更に、コアネットワーク内の負荷又は混雑のレベルを決定するためにコアネットワークの現在動作状態に関する情報を評価し、そしてコアネットワーク内の負荷又は混雑が充分に高いと決定された場合には、少なくとも１つのフェムトセルが一部分自律的な動作モードをとれるようにすることを含み、その一部分自律的なモードは、少なくとも１つのフェムトセルがコアネットワークとの間欠的のみの通信で動作できるようにする。
【００３０】
本発明の第５の態様において、通信中のフェムトセルに対し複数の動作モード間で裁定を行うことのできるネットワーク装置が開示される。１つの実施形態において、この装置は、メモリとデータ通信する処理装置と、フェムトセルとデータ通信することのできるインターフェイスサブシステムと、メモリ内に常駐する複数の実行可能なインストラクションとを備えている。それらのインストラクションは、処理装置により実行されるときに、インターフェイスサブシステムを経てフェムトセルから複数の情報を受け取り、１つ以上の内部の動作状態を決定し、受け取った情報及び１つ以上の内部状態に少なくとも一部分基づいて、フェムトセルの動作モードを選択し、そしてその選択された動作モードに基づいて複数のパラメータをフェムトセルへシグナリングする。
【００３１】
１つの変形例において、動作モードの選択は、フェムトセルがネットワークを実質的に自律的に動作できるようにする第１モードと、フェムトセルがネットワークを少なくとも一部分自律的に動作できるようにする第２モードであって、その少なくとも一部分自律的な動作は、フェムトセルによりアクセス可能なリソースに対して少なくとも１つの制約を含むものである第２モードと、フェムトセルが実質的にネットワークのコントロールのもとで動作することを要求する第３モードとで構成されるグループからモードを選択することを含む。
【００３２】
別の変形例において、ネットワークは、ＬＴＥ（長期進化）適合セルラーネットワークであり、そしてフェムトセルは、ＨｅＮＢ（ホームノードＢ）である。装置は、例えば、ＬＴＥ適合ネットワークのＥＰＣ（進化型パケットコア）エンティティを含む。
【００３３】
更に別の変形例において、複数の情報は、フェムトセル付近の１つ以上のＲＦ放射装置の存在に関する情報を含む。
【００３４】
本発明の第６の態様において、ネットワークオーバーヘッドを減少するようにフェムトセルを有するセルラーネットワークを動作する方法が開示される。１つの実施形態において、この方法は、少なくとも１つのフェムトセルから登録要求を受け取り、少なくとも、（ｉ）少なくとも１つのフェムトセルの動作環境、及び（ii）コアネットワークの現在動作状態、に関連する情報を得、そしてその情報に少なくとも一部分基づいて、フェムトセルが複数の動作モードの１つを選択的に取るようにさせることを含み、その１つの取られるモードは、ネットワークコントロールの動作モードに関連したものを経てフェムトセルの動作をサポートするのに必要な通信及び／又はネットワーク処理オーバーヘッドの少なくとも１つを減少するモードを含む。
【００３５】
本発明の第７の態様において、フェムトセルを自己整合モードで動作する方法が開示される。１つの実施形態において、この方法は、ワイヤレスネットワークの中央ネットワークエンティティから複数のパラメータを受け取り、その受け取った複数のパラメータに少なくとも一部分基づいてフェムトセル動作のための１つ以上の無線リソースを選択し、そして第１のトリガー状態に応答して、その受け取った複数のパラメータに少なくとも一部分基づいてフェムトセル動作のための１つ以上の無線リソースを再選択することを含む。
【００３６】
本発明の他の特徴及び効果は、当業者であれば、添付図面及び規範的実施形態の以下の詳細な説明から直ちに明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】進化型パケットコア（ＥＰＣ）及び進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）を含む本発明によるＬＴＥネットワークの一実施形態を示す。
【図２】全デュープレックスＦＤＤ（周波数分割デュープレックス）、半デュープレックスＦＤＤ、及びＴＤＤを含む種々の従来のデュープレックス方法を示す。
【図３】直交周波数分割多重アクセス／時分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ）スキームにおいて時間及び周波数リソースで表されたリソースブロックの従来の表示である。
【図４】ＬＴＥ  ＨｅＮＢの１つの規範的ランダム化配備を示す図である。
【図５】本発明の原理によりネットワークオーバーヘッドを減少するための動作モードを可能にする一般的プロセスの規範的実施形態の論理フロー図である。
【図６】本発明に有用なフェムトセル登録プロセスの一実施形態を示す。
【図７】本発明によりホームｅＮｏｄｅＢの動作モード及び動作パラメータを受け取って使用するための方法の１つの規範的実施形態を示す論理フロー図である。
【図８】進化型パケットコア（ＥＰＣ）、ｅＮｏｄｅＢ及びホームｅＮｏｄｅＢを備えた本発明によるＬＴＥ無線アクセスネットワークの一実施形態を示す。
【図９】本発明によりＥＰＣにおいて動作モード及び動作パラメータを決定して指定するための方法の１つの規範的実施形態を示す論理フロー図である
【図１０】本発明により構成されたフェムトセル装置の一実施形態のブロック図である。
【図１１】４つのＬＴＥ  ＨｅＮＢの１つの規範的配備を示す図である。
【図１２】非連続スペクトルでアップリンク及びダウンリンクの両方を与えるスペクトルリソースの規範的な断片化を示すグラフである。
【図１３】本発明に有用な４つのリソースブロックグループへと更にセグメント化されるダウンリンクスペクトルリソースの規範的な集合を示すグラフである。
【図１４】本発明に有用な３つのリソースブロックグループへと更にセグメント化されるアップリンクスペクトルリソースの規範的な集合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
全体を通して同じ部分が同じ番号で示された添付図面を参照する。
【００３９】
概略
本発明は、特に、ワイヤレスフェムトセルの同時動作に必要なネットワーク管理オーバーヘッドを減少する方法及び装置を提供する。本発明の１つの態様において、中央ネットワークエンティティは、１つ以上のフェムトセルに対して動作モード及び動作パラメータを特定することにより複数のフェムトセルの同時動作を支配する。フェムトセルと中央ネットワークエンティティとの間の種々の対話レベルに対して異なる要件／特徴を各々有する複数の動作モードについて説明する。フェムトセルに対する動作モードの選択は、１つの変形例では、フェムトセルによって中央ネットワークエンティティに与えられる情報、及びそれに関連した事柄に基づいている。そのような事柄は、例えば、検出された隣接セル、地理的位置、異なるネットワークからのセルの存在、等を含む。更に、動作モードの選択は、内部で検出又は投影される状態、例えば、処理負担、メッセージングオーバーヘッド、予想されるネットワーク使用、等にも基づいている。
【００４０】
別の規範的な態様において、フェムトセルが集中化ネットワークエンティティ又はプロキシーエンティティから１つ以上の範囲の動作パラメータを受け取る（例えば、ベースステーション又は別のフェムトセルから中継されて）動作モードが開示される。フェムトセルは、受け取られた範囲から１つ以上の動作パラメータを選択する。１つの実施形態において、１つ以上の動作パラメータの選択は、外部で検出された状態、例えば、セルラー帯域巾、現在セル使用、等に基づく。別の実施形態では、１つ以上の動作パラメータの選択は、内部のフェムトセル状態、例えば、装置の能力、現在使用、予想使用、等に基づく。上述したものの組み合わせ、及び／又は他の選択基準も、本発明と矛盾なく使用される。
【００４１】
１つの規範的な具現化において、フェムトセルは、少なくとも３つの個別モードの１つで動作するように構成される。第１モードは、フェムトセルが集中化ネットワークエンティティとの動作対話を有するところのネットワーク整合モードである。第２モードは、フェムトセルが集中化ネットワークエンティティから更なる動作パラメータを受け取らないところの「スタンドアローン」又はアドホックモードである。第３モードは、上述したように動作パラメータのための１つ以上の範囲がフェムトセルに与えられる自己整合モードである。自己整合動作の間に、フェムトセルは、集中化ネットワークエンティティからの実質的な入力がない状態でその内部動作を規制することが許される。中央ネットワークエンティティは、自己整合フェムトセルのための動作の細目を管理しないが、集中化ネットワークエンティティは、動作パラメータに対するコントロールを保持し、そして必要に応じて介入する。
【００４２】
規範的実施形態の詳細な説明
本発明の規範的実施形態について詳細に説明する。これら実施形態は、主として、長期進化（ＬＴＥ）ネットワーク内で動作するホームエンハンストノードＢ（ＨｅＮＢ）に関して説明するが、当業者であれば、本発明は、それに限定されず、他の形式及び構成のネットワーク、セルラー又はその他、に適用できることが明らかであろう。更に、ＨｅＮＢと、ネットワーク事業者に常駐する進化型パケットコア（ＥＰＣ）との間の通信に関して主として説明するが、移動ベースステーション（例えば、フェムトセル、ピコセル、アクセスポイント（ＡＰ）、等）機能又は移動装置管理機能の他の具現化を、本発明によりネットワーク内の他のポイントで行えることが明らかであろう。
【００４３】
以下の説明において、規範的なセルラー無線システムは、セルサイト又はベースステーションとして知られた送信ステーションにより各々サービスされる無線セルのネットワークを含む。その無線ネットワークは、複数のトランシーバ（ほとんどの場合、移動装置）に対してワイヤレス通信サービスを提供する。協力して機能するベースステーションのネットワークは、単一のサービスベースステーションにより提供される無線カバレージより大きなワイヤレスサービスを許す。個々のベースステーションは、リソース管理のための付加的なコントローラを含む別のネットワーク（多くの場合、ワイヤードネットワーク）によって接続され、そしてある場合には、他のネットワークシステム（インターネットのような）又はメトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）にアクセスする。
【００４４】
ＬＴＥネットワーク
図１は、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク）１０２及びコアネットワークＥＰＣ（進化型パケットコア）１０４で構成される１つの規範的な高レベルＬＴＥセルラー無線システム１００を示す。Ｅ−ＵＴＲＡＮは、多数のベースステーション（ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ））１０６より成る。各ベースステーションは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ内の１つ以上の移動無線セル１０８のための無線カバレージを与える。ＬＴＥにおいて、各ｅＮＢは、Ｓ１インターフェイスを経てＥＰＣに接続される。ｅＮＢは、２つのＥＰＣエンティティ、即ちＭＭＥ（移動管理エンティティ）及びサービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）１１０に直結される。ＭＭＥは、Ｅ−ＵＴＲＡＮのカバレージエリアに配置されたＵＥ１１２の移動をコントロールする役割を果たす。Ｓ−ＧＷは、ＵＥとネットワークとの間でのユーザデータの送信を取り扱う。
【００４５】
ＬＴＥにおいて、２つの異なる形式のベースステーション、即ちｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）１０６及びホームｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）がある。この点に関して、「ホームベースステーション」、「ホームＮｏｄｅＢ」（ＵＭＴＳに対する）、「ホームｅＮｏｄｅＢ」（ＬＴＥに対する）という語は、一般的に、フェムトセル形式の装置を指し、そして「ＮｏｄｅＢ」及び「ｅＮｏｄｅＢ」（ＬＴＥに対する）という語は、一般的に、マクロセル形式の装置を指す。
【００４６】
一般的に、ＨｅＮＢは、少数のユーザ（例えば、小企業及び家庭環境）にサービスするために限定カバレージエリアに対して特に設計されたベースステーションの小型又は減少特徴バージョンである。ｅＮＢ１０６とは異なり、ＨｅＮＢは、固定ブロードバンドアクセスネットワーク（例えば、ＤＳＬ、ケーブルモデム、等）を経てＥＰＣ１０４に接続される。更に、ＨｅＮＢの事業者及び所有者（「ホスティング当事者」とも称される）は、典型的に、ＨｅＮＢにより与えられる無線リソースへのアクセスをコントロールすることができる。しかしながら、ＨｅＮＢは、認可されたスペクトル内で動作しそしてＥＰＣにより整合されるという点で、ｅＮＢと同様である。又、もし適用できればサービスの連続性を含めて、ＨｅＮＢのカバレージへの及びＨｅＮＢのカバレージからの完全な移動がサポートされる。
【００４７】
ベースステーション（マクロセル及びフェムトセルの両方）は、エアインターフェイス（即ち、無線インターフェイス）を経てＵＥ（ユーザ装置）１１２へコントロール及びユーザデータを送信する。ＬＴＥ無線アクセス技術（ＲＡＴ）は、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）との組み合わせにおいてＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）に基づいてダウンリンク無線送信（即ち、ベースステーションからＵＥ）を特定する。ＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡは、定義された送信時間中に周波数ドメインにおいて各加入者に多数のサブキャリアを与える多キャリア多ユーザアクセス方法である。アップリンク方向（即ち、ＵＥからベースステーション）は、ＳＣ−ＦＤＭＡ（単一キャリア周波数分割多重アクセス）／ＴＤＭＡに基づく。
【００４８】
ＬＴＥ  ＲＡＴは、更に、種々のデュープレックスモードをサポートする。図２に示すように、ＬＴＥは、全デュープレックスＦＤＤ（周波数分割デュープレックス）、半デュープレックスＦＤＤ及びＴＤＤ（時分割デュープレックス）をサポートする。全デュープレックスＦＤＤは、アップリンク送信２０４及びダウンリンク送信２０２に対して２つの個別の周波数帯域を使用し、そして両送信を同時に行うことができる。半デュープレックスＦＤＤも、アップリンク送信２０４及びダウンリンク送信２０２に対して２つの個別の周波数帯域を使用するが、両送信は、時間的に重畳しない。ＴＤＤは、アップリンク２０４及びダウンリンク２０２の両方の送信に対して同じ周波数帯域を使用する。ＴＤＤの場合に、送信の方向は、所与の時間フレーム内でアップリンクとダウンリンクとの間で切り換えられる。
【００４９】
図３は、ＬＴＥ無線アクセス技術（ＲＡＴ）３００の１つの規範的な時間／周波数表現である。周波数ドメインにおいて、利用可能なスペクトルが、いわゆる「リソースブロック」（ＲＢ）３０２へ分離される。この具現化におけるＲＢは、１８０ｋＨｚで、１２個のサブキャリアより成る。時間ドメインは、長さ１０ｍｓの無線フレームへ分離される。各無線フレームは、長さ０．５ｍｓの２０個のタイムスロットより成り、０から１９まで番号付けされる。サブフレームは、２つの連続するタイムスロットである。従って、例えば、全デュープレックスＦＤＤの場合、各１０ｍｓのインターバルに、ダウンリンク送信に対して１０個のサブフレームが利用でき、そしてアップリンク送信に対して１０個のサブフレームが利用できる。物理的チャンネル３０４は、情報を搬送するリソース要素のセット（例えば、タイムスロット６−７間のＲＢ５）に対応する。
【００５０】
ＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡの融通性で、ＬＴＥは、１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、及び２０ＭＨｚの可変帯域巾をサポートすることができる。又、帯域巾の複数の個別区分を集合して、より大きな帯域巾を形成することもできる。例えば、２５個のＲＢは、５ＭＨｚ帯域をサポートすることができ、そして１１０個のＲＢは、２０ＭＨｚの帯域をサポートすることができる。これら２つの帯域は、２５ＭＨｚの集合帯域巾を形成するように一緒に使用することができる。
【００５１】
ＬＴＥ進歩型ネットワーク
ＩＴＵ−Ｒ（インターナショナルテレコミュニケーションズユニオン−無線通信セクタ）は、「ＩＭＴ進歩型」と広く称される一連の無線インターフェイス技術要件を特定する。ＩＭＴ進歩型の１つの重要な目的は、ＵＭＴＳ及びＣＤＭＡ２０００のようなＩＭＴ−２０００システムの能力を越える移動無線通信システムの開発である。一般的に、ＩＭＴ進歩型は、主として、ユーザのトレンド及び技術的改良の進化に関する。候補ＩＭＴ進歩型システムによりサポートされるべき重要な特徴は、高クオリティの移動サービス、ワールドワイドのローミング能力、高移動度環境における１００Ｍｂｐｓ及び低移動度環境における１Ｇｂｐｓのピークデータレートを含まねばならない。
【００５２】
３ＧＰＰの現在の開発努力は、新規なＩＭＴ進歩型無線インターフェイスの技術要件を満足するように既存のＬＴＥ規格を改良することに集中される。これらの開発努力は、一般的に、「ＬＴＥ進歩型」と称される（例えば、参考としてここにそのまま援用する“Further advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)”と題するＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏ等のＲＰ−０８０１３７を参照されたい）。ＬＴＥ進歩型についての提案は、スペクトル効率、セルエッジスループット、カバレージ及び待ち時間を改善することに向けられる（例えば、参考としてここにそのまま援用する“Requirements for further advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)”と題する３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．９１３を参照されたい）。ＬＴＥ進歩型の提案に含ませると考えられる幾つかの候補技術は、マルチホップリレー、ＭＩＭＯ（多入力多出力）アンテナ技術、スペクトル集合、融通性のあるスペクトル使用及び／又はスペクトル分担、並びにセル間干渉（ＩＣＩ）管理を含む。
【００５３】
上述したように、ＬＴＥ仕様の初期のバージョンは、家庭及び仕事環境（例えば、集合住宅又はユーザビルディング）に主として使用するように設計された小さな低電力ベースステーションであるホームエンハンストノードＢ（ＨｅＮＢ）の要件を公式化する。ＨｅＮＢは、セルラー及び固定ネットワークのカバレージ及び容量を改善し、顧客に低コストで魅力的なサービスを提供することもできる。初期のＬＴＥ仕様は、固定のブロードバンドアクセスネットワーク（例えば、ＤＳＬ、ケーブルモデム、等）を経て進化型パケットコア（ＥＰＣ）へとなされるセキュアな接続、認可されたスペクトル内でのＥＰＣ整合オペレーション、完全な移動能力（適用可能な場合にはサービス連続性を含む）、及びＨｅＮＢにより与えられる無線リソースに対するホスティング当事者アクセス制御（ホスティング当事者は、ＨｅＮＢの事業者及び所有者を含む）を含むＨｅＮＢの多数の重要な特性を識別するが、これらの特徴は、本発明の種々の態様を実施する要件ではないことが明らかであろう。
【００５４】
フェムトセル密集
１つの規範的使用の場合には、移動電話又は他のユーザ装置（ＵＥ）のユーザは、彼等の建物（例えば、アパート、小店舗、法人企業、病院、等）にＨｅＮＢを配備することにより彼等のワイヤレスカバレージを増強することを望む。１つのシナリオにおいて、ユーザは、ＤＳＬ、Ｔ１、ＩＳＤＮ、ＤＯＣＳＩＳ、マイクロ波リンク、又は他のそのような接続を使用して、ＨｅＮＢを事業者のコアネットワークに接続する。ＨｅＮＢ及び他のフェムトセル型の装置は、事業者及びユーザの両方に利益をもたらす。ユーザは、改善された屋内ネットワークカバレージ及び高いトラフィックスループット能力から利益が得られる。更に、ユーザのＵＥは、改善された無線リンククオリティ（即ち、改善された信号対雑音比（ＳＮＲ））により電力消費を減少できるので、スタンバイバッテリ寿命が長い。ネットワーク事業者は、付加的なネットワークカバレージエリアを得る（例えば、参考としてここにそのまま援用する３ＧＰＰテクニカルレポートＴＲ２５．８２０“3G Home Node B Study Item Technical Report”ｖ１００（リリース８）、及びこれも参考としてここにそのまま援用するＲＡＮ３＃６１ｂｉｓ及びＲＡＮ３＃６２において合意されたテクニカルスタンダードＴＳ３６．３００に対する変更−第４．６章、３ＧＰＰドキュメントナンバー：Ｒ３−０８３５７７を参照されたい）。最終的に、ホームユーザ及びネットワーク事業者は、両方とも、インフラストラクチャーのアップグレードのための大型ネットワーク能力及び要件とは独立して、セルラー装置の技術的改善を完全に利用することができる。
【００５５】
不幸にも、上述したように、ユーザコントロールのフェムトセル動作を予想できないことでネットワーク管理の問題が著しく複雑化される。フェムトセルは、地理的にランダムに散乱される。ＨｅＮＢは、ポータブルでもあって、「放浪」的に使用され、例えば、ユーザは、ＨｅＮＢをある日は自分のアパートで操作し、そして翌日は出張でホテルにおいて操作することがある。更に、フェムトセルは、常に動作されるものではない。ＨｅＮＢは、ユーザの裁量で不意に電源オン又はオフにされる（例えば、夜や、ユーザが存在しないときに、スイッチオン及びオフにされる）。又、フェムトセルは、人口密度が大幅に変化することもある。例えば、多数のＨｅＮＢがアパートやホテルにおいて同時に動作される一方、家庭のユーザが単一のＨｅＮＢを個別に使用することもある。
【００５６】
図４は、１つの規範的な「ランダム化」ＨｅＮＢ配備４００と、ＨｅＮＢのランダムな分布が引き起こす潜在的な「密集」問題とを示す。アパートビルは、多数のＨｅＮＢ４０２が全体にわたって配置され、接続されるユーザ装置（ＵＥ）１１２の数が変化する。各ＨｅＮＢ４０２は、他のＨｅＮＢと干渉し得る潜在的なカバレージエリアを有する。この規範的なケースにおいて、第１のＨｅＮＢ４０２Ａは、サービスを受けるユーザがおらず、従って、動作に必要なスペクトルが非常に僅かであるが、第２のＨｅＮＢ４０２Ｂは、多数のユーザにサービスしており、多量のスペクトルを必要とする。理想的には、第２のＨｅＮＢ４０２Ｂには、第１のＨｅＮＢ４０２Ａよりも、全スペクトルリソースの多くの部分が割り当てられねばならない。
【００５７】
現在のＬＴＥ仕様は、スペクトル割り当て方法を前もって推定するものではなく、従って、ネットワーク事業者は、それが選択するスペクトル割り当てを自由に管理することができる。例えば、第１ネットワーク事業者は、全てのｅＮｏｄｅＢ１０６（又はＨｅＮＢ４０２）に同じ周波数帯域を指定するように選択し、一方、第２ネットワーク事業者は、各ｅＮｏｄｅＢ（又はＨｅＮＢ）に個別の周波数帯域を指定してもよい。ＨｅＮＢは、その周囲のネットワークのスペクトル割り当てに適合するように柔軟に適応しなければならない。
【００５８】
従って、ＨｅＮＢ４０２を首尾良く配備するための主たる問題の１つは、ＨｅＮＢによりその隣接マクロセル（例えば、ＮＢ、ｅＮＢ１０６、等）及び隣接フェムトセル（例えば、ＨＮＢ、ＨｅＮＢ、等）へ発生される干渉の回避（スペクトル管理）である。著しい数のＨｅＮＢ４０２に対するスペクトル管理は、ネットワーク事業者の観点から多数の理由でコストがかかる。第１に、広いエリアにわたり大勢のユーザにサービスを提供する標準的なｅＮＢとは異なり、ＨｅＮＢ４０２は、（アパートビルのような「密集」用途であっても）比較的少数のユーザに対して非常に集中した局所的な有効エリアを有する。実際に、ＨｅＮＢのためのスペクトルの割り当ては、しばしばスパーリング的に行われねばならない。というのは、ＨｅＮＢは、一般的に、ほとんどの時間未使用だからである。第２に、静的な環境を伴う固定構造であるｅＮＢとは異なり、ＨｅＮＢは、常に又は周期的に変化する物理的及び使用環境を有し、従って、ＨｅＮＢのためのスペクトル管理は、ネットワーク事業者のオーバーヘッドに常に著しい追加を生じる。
【００５９】
ＨｅＮＢ４０２の大規模配備のシナリオでは、単一マイクロセルのカバレージ内に数百のＨｅＮＢが配備される。ＥＰＣ１０４は、ＨｅＮＢ（例えば、無線リソース設定、管理、干渉の整合、等）をコントロールするが、集中化処理要件がＥＰＣに著しい負担を及ぼす。更に、膨大な量のシグナリングがＥＰＣと複数のＨｅＮＢとの間のインターフェイスを混乱させ又はその妨げとなることがある。比較的頻繁な送信（電力コントロールコマンドの送信のような非常に簡単又は狭い帯域巾のときでも）は、数が多くて扱い難くなる。
【００６０】
ＨｅＮＢ／ＥＰＣ通信の僅かな最適化でも、重大な効率上の影響を及ぼし得る。このため、特に、ＨｅＮＢ４０２の自己整合動作を可能にするための改善された方法及び装置が開示される。ＨｅＮＢの自己整合動作は、ＥＰＣ１０４に必要な処理を減少し（実際に、処理をＨｅＮＢ又は他のプロキシーエンティティへ分配し）、そしてＥＰＣとＨｅＮＢとの間のシグナリングを最小にする。
【００６１】
更に、スタンドアローン又はアドホックも開示される。好都合にも、このようなスタンドアローン動作は、ＥＰＣとの通信を必要とせず（又は構成によっては少なくとも非常に低頻度の通信）、ネットワークの全体的なオーバーヘッドを更に減少する。
【００６２】
ＨｅＮＢ４０２のこのように減少された監視動作は、種々様々な配備シナリオにおいてＥＰＣ１０４及びＨｅＮＢの両方に有益である。例えば、自己整合動作は、ＨｅＮＢの放浪的な使用（例えば、一時的な動作又は地理的に異なるエリアでの動作）によって生じる設定の問題を減少し、放浪的なＨｅＮＢは、設定の問題を解決するために「ホームをコールする」ことが要求されず、むしろ、その問題を実質的にそれ自身で解決することができる。別の例では、自己整合動作は、ＨｅＮＢの認可又は非認可スペクトルが多数の事業者間に共有される（即ち、単一の当事者が全スペクトルをコントロールするのではない）ときにスペクトルの効率を改善することができる。更に別の例では、アドホックネットワークは、事業者のコアネットワークに全く相互接続せずに自由に動作することができる。
【００６３】
自己整合及びアドホックフェムトセル
ここに開示する本発明の１つ以上の有用な態様を示す２つの規範的なシナリオについて以下に述べる。
【００６４】
第１の規範的なシナリオにおいて、少なくとも第１のネットワークコントロールの動作モードと自己整合動作モードとの間で切り換えできる自己整合フェムトセルが開示される。動作モードの切り換えは、例えば、（ｉ）付近（例えば、規定の近傍）にあるアクティブなフェムトセルの数、（ii）実際の又は予想されるネットワーク負荷、（iii）使用に関する統計データ、及び／又は（iv）スペクトルの事項（例えば、他の事業者と共有されるＲＦスペクトル、割り当て／使用に関する制約、等）、のような１つ以上の異なるファクタに基づく。
【００６５】
自己整合動作中に、フェムトセルは、大きなセルラーネットワーク内で適合性を維持するために１つ又は多数の制約を受け取る。これらのパラメータは、登録手順の間又は他の時間にコアネットワークからフェムトセルへ（プロキシーノードのような他のエンティティを経て）シグナリングされる。規範的なパラメータは、例えば、キャリア周波数、許容帯域巾サイズ、最大許容動作時間、最大許容送信電力、等を含む。フェムトセルは、コアネットワークとのそれ以上の交換を行わずに、適合する動作（例えば、周波数範囲、帯域巾、動作の長さ、等）についてその無線動作を自律的にセットする。更に、動作中に、フェムトセルは、コアネットワークとのそれ以上の交換を行わずに、適合する範囲内でその無線動作を動的に変更する。このような自律的再構成は、フェムトセルと移動加入者との間に確立されるコールのサービスクオリティが不意に低下するときに有用である。あるケースでは、フェムトセルは、更新されたパラメータに対してコアネットワークに再登録される（例えば、タイマーの時間切れ、周期的にトリガーされるリフレッシュ、イベント関連トリガー、等の後に）。
【００６６】
第２の規範的なシナリオにおいて、フェムトセルは、更に、第３のアドホックネットワークモードへ切り換えられ、即ちコアネットワークとは完全に分離して動作するようにされる。アドホックネットワーク動作では、フェムトセルの動作は、ホスト当事者によって手動で構成されるか、又はある場合には、事業者により予め定義される。規範的なパラメータは、上述したもの、即ちキャリア周波数、許容帯域巾サイズ、最大許容動作時間、最大許容送信電力、等を含む。
【００６７】
第１及び第２の両方の規範的シナリオにおいて、コアネットワークとフェムトセルとの間の通信が相当に減少される。従って、コアネットワークは、その全体的な処理オーバーヘッドを最小にする。コアネットワークは、各フェムトセルを追跡し、管理し、又はコントロールする必要がない（又はある具現化においては、そのような追跡、管理及びコントロールが従来の解決策よりも実質的に減少される）。このように減少された監視動作は、フェムトセルの著しく改善された放浪的使用、及び／又は共有スペクトル配備についての弾みを与え、即ち本発明で可能となるフェムトセルは、コアアクセス監視を常時必要とせずに間欠的又は不安定な環境（例えば、放浪的又は共有スペクトル配備）において動作することができる。
【００６８】
ここに開示する種々の実施形態は、ネットワークコントロール型の完全な自己整合動作の状況の中で説明するが、フェムトセルを配備するネットワーク事業者により望まれるときは本発明と一貫した種々のグレード又はレベルの自律性（例えば、完全な自律性、特徴“Ａ”については部分的に自律であるが特徴“Ｂ”については自律でない、等々）が期待されることが明らかであろう。
【００６９】
方法
図５を参照して、本発明によるフェムトセルの減少された監視ステップ及び動作のための一般化された方法５００の１つの規範的実施形態を説明する。
【００７０】
方法５００のステップ５０２において、動作モードを決定するのに有用な１つ以上の印が識別される。一実施形態において、１つ以上の印がフェムトセルからフェッチされる。例えば、そのような印は、（これに限定されないが）（ｉ）アクティブな隣接マクロセル及び／又はフェムトセルの存在又はプランニングされた使用、（ii）検出又は投影されたネットワーク負荷、（iii）隣接セルの動作時間に関連した検出又は投影された統計データ、（iv）検出又は投影されたＲＦスペクトルの１つ以上の特性（例えば、局所的制約、他のネットワーク事業者からの近傍のセル、認可／非認可使用、レイリー又は他のフェージング特性又は異常（例えば、周波数の関数として）、等）、及び／又は（ｖ）フェムトセル特有の情報（例えば、当該セルの予想される動作時間、フェムトセルの１つ以上の能力、事業者カウント情報、現在位置、フェムトセルＩＤ、等）を含む。
【００７１】
一実施形態において、そのような印は、フェムトセルの初期化中に送信され又は受信される。例えば、図６は、ネットワークでの初期登録イベント中のＨｅＮＢ４０２とＥＰＣ１０６との間の１つの規範的な簡単なメッセージ交換６００を示す。ＨｅＮＢ登録手順では、ＨｅＮＢが特定のＩＰアドレスにおいて利用できることがＥＰＣに通知される。ステップ６０２において、ＨｅＮＢは、登録要求（ＲＲ）メッセージをＥＰＣに送信する。このＲＲメッセージは、位置情報（例えば、検出されたマクロセルのアイデンティティ、ＧＰＳの使用を経ての地理的座標、ＩＰアドレス）と、ＨｅＮＢのアイデンティティとを含む。しかしながら、他の確立されたシグナリングプロトコル、第３者（例えば、フェムトセル対プロキシー対ＥＰＣ）、等を経て、上述した印をエンティティ間に送信するための他のメカニズムを、本発明と矛盾なく使用できることが明らかであろう。
【００７２】
図５に戻ると、ステップ５０４において、複数のモードから動作モードが選択され、ここで、フェムトセルに対して選択される動作モードは、ステップ５０２で識別された１つ以上の印に少なくとも一部分基づいて決定される。一実施形態において、複数のモードは、少なくとも第１モード及び第２モードを含み、これら第１及び第２モードは、要求されるアクティブなネットワーク監視のレベル又は形式が相違する。１つの規範的な変形例において、動作モードは、３つの利用可能なモード、即ち（ｉ）ネットワーク整合、（ii）自己整合、及び（iii）アドホック動作から選択される。
【００７３】
アドホック動作は、加入者にセルラーアクセスを与え、ここで、セルは、ネットワークに「結合」されず、例えば、セルは、それ自身の周波数を内部で選択し、そしてそれ自身のタイミング、等を有する。
【００７４】
自己整合動作は、好都合にも、フェムトセルが、実質的なネットワーク監視を要求せずに、１つ以上のセルラー加入者にサービスをプロビジョニングできるようにし、自己整合セルは、１つ以上の自己整合パラメータをネットワークから受け取る。これらの自己整合パラメータは、フェムトセルにより自己支配動作に対して自律的に使用される。自己整合パラメータは、コアネットワークから発生し、コアネットワークが、動作プランに基づいてフェムトセルの動作を（ある程度）制限し又は「形作る」ことができるようにするか、或いは最大スペクトルアクセス、等の他の目標を達成できるようにする。
【００７５】
ネットワーク整合動作は、フェムトセルが、既存のセルラーネットワークの拡張として１つ以上のセルラー加入者へサービスをプロビジョニングできるようにする。フェムトセルのネットワーク整合は、コアネットワークによって支配され、著しい管理オーバーヘッドを招く。コアネットワークは、フェムトセルの動作に対して完全なコントロール権を有する。
【００７６】
一実施形態において、動作モードは、識別されたフェムトセルの印に基づいて選択される。例えば、ある規範的な変形例では、集中化ネットワークエンティティ（例えば、ＥＰＣの一部分）が、ステップ５０２について上述した項目（ｉ）−（ｖ）のような１つ以上の識別された印に基づいてフェムトセルの動作モードを選択する。
【００７７】
別の変形例では、集中化ネットワークエンティティは、（ａ）１つ以上の識別された印及び（ｂ）１つ以上のそれ自身の「内部」の事柄、の両方に基づいてフェムトセルの動作モードを選択する。これらの内部の事柄は、例えば、ネットワークの混雑、内部処理負荷、予想されるネットワーク負担、等の１つ以上を含む。ここで使用する「内部」という語は、フェムトセルのみに関連したものとは対照的に、フェムトセルの外側にあるネットワークに関連した事柄又はその一部分を指すが、それに限定されない。
【００７８】
例えば、新たなフェムトセルが、それ自身のキャリアネットワークによって動作される非常に多数の隣接するアクティブなセルを識別する場合には、中央ネットワークエンティティがネットワーク整合動作を開始するように選択する。コアネットワークは、新たなフェムトセルに適合するようにネットワーク無線リソースを容易にジャッグルすることができる。しかしながら、新たなフェムトセルが隣接セルの混合ネットワークを識別する場合には（即ち、それ自身のキャリアネットワーク及び別のキャリアネットワークの両方から）、中央ネットワークエンティティは、フェムトセルに対し自己整合動作を指定するように選択する。このモードでは、フェムトセルのコアネットワークは、フェムトセルの環境に対して部分的なコントロール権しかもたないが、フェムトセルは、そのコアネットワークのコントロールの外側の近傍の干渉によっても影響される。従って、フェムトセルは、その要件に適するようにある程度の余地が許される。フェムトセルが（例えば、リモート位置で動作しているか、又は別のキャリアネットワークの中央で排他的に動作している、等の）それ自身のキャリアの近傍のセルを識別しない場合には、フェムトセル又は中央ネットワークエンティティがアドホック動作モードを選択する。そのような「分離」のケースでは、フェムトセルは、コアネットワークに接続されていることから無線リソース管理の利益を導出したとしても僅かである。一般的に、フェムトセルがそれ自身のネットワークから分離されている場合には、それ自身のネットワークは、フェムトセルに対して利用できる無線リソースが（もしあっても）非常に僅かである。実際に、ある実施形態では、フェムトセルは、コアネットワークでの初期の登録も試みない。
【００７９】
別の例では、新たなフェムトセルは、その既存のキャリア無線アクセスネットワークの中央で初期化され、そしてフェムトセルは、無線アクセスネットワークの負荷のスキャンをコアネットワークに与える（例えば、そのインストールされたトランシーバを経て）。無線アクセスネットワークの負荷が高い場合には、コアネットワークは、使用可能な無線リソースについて頻繁に裁定しそして潜在的な衝突を管理するために、フェムトセルがネットワーク整合モードで動作すべきことを決定する。検出された無線アクセスネットワークの負荷が適度なものであることをコアネットワークが決定した場合に、コアネットワークは、ある限定された程度のコントロールを保持しながら、不必要なネットワーク管理トラフィックを最小にするために、自己整合動作にフェムトセルを指定する。検出された無線アクセスネットワーク負荷が低い（又は未使用である）ことをコアネットワークが決定した場合に、コアネットワークは、フェムトセルがアドホックモードで動作できるようにする。以上の選択プロセスは、例えば、コアネットワークが、検出されたＲＦスペクトル負荷の変化に基づいて曜日（又は時刻）の関数としてフェムトセルの動作モードを変更するか、又はコアネットワークが、検出された負荷をある期間にわたって平均化して、望ましい動作モードに対して現在の判断を行う場合に、動的に及び／又は規定の期間にわたって適用できることが明らかである。
【００８０】
更に別の例では、新たなフェムトセルが初期化されるが、コアネットワークは、内部の動作で既に過剰負担となっている。このようなケースでは、コアネットワークは、フェムトセルを減少監視設定（例えば、アドホック又は自己整合モードのいずれか）に単にセットし、そしてその後の時点で（例えば、内部動作が落ち着いたときに）フェムトセルに対する動作モードの選択に立ち戻る。
【００８１】
更に別の例では、フェムトセル及びコアネットワークは、各々、最適なモードの決定に必要なデータを処理するタスクを行い、即ち判断実行プロセスに各々貢献する。この解決策は、（例えば、モードをネゴシエートするために）２つのノード間のシグナリングを一時的に増加させるが、シグナリングのこの増加は、モードが選択されると急速に沈下し、上述したように本発明により与えられる利益を得ることができる。
【００８２】
上述した例で示すように、種々の実施形態において、動作モードの決定は、フェムトセル、コアネットワーク又はその組み合わせによって遂行される。更に、上述したシナリオの各々は、比較的少数の印を使用して遂行されるが、ある実施形態では、多数の異なる印を、重み付けされた仕方又は他の仕方で使用して、フェムトセルの動作モードを決定してもよいことが明らかである。
【００８３】
このため、本発明は、１つの変形例において、特に、適切な動作モード及びパラメータの選択に使用される印に対して適切な重みを決定して指定できるハイアラーキー的又は他の重み付けアルゴリズムの使用を考慮するものである。受け取った印の分析は、多数の模範、例えば、実際の総ネットワークアクティビティの連続分析、パターンマッチングの振舞い（例えば、受け取った測定値を原型プロフィールとマッチングさせる）、ある時間にわたる値の数学的平均化、等に基づくことができる。
【００８４】
フェムトセルは、上述したような更新（新たな測定値、変化する状態、等に基づく）を規則的（例えば、周期的）又は不規則なベースで、或いはあるイベントの発生と相関して与えることが更に明らかである。
【００８５】
図６に示す実施形態に戻ると、ステップ６０４において、ＥＰＣ１０４は、登録要求メッセージからの情報を使用して、ＨｅＮＢ４０２のアクセスコントロールポリシー（例えば、特定のＨｅＮＢが所与の位置で動作することが許されるかどうか、等）を決定する。ＥＰＣは、登録の試みを受け容れる場合には、登録受け容れメッセージで応答する。又、ＥＰＣは、（例えば、ネットワークの混雑、許可されないＨｅＮＢ位置、認証失敗、等のために）登録要求を拒絶する場合には、登録拒絶メッセージで応答する（ステップ６０６）。ここに示す実施形態において、登録受け容れメッセージは、動作モードに対する指定を含む。他の実施形態では、ＥＰＣ又は指定のプロキシー或いは第３者エンティティから動作モードを指定する個別のメッセージが送信されることが明らかである。
【００８６】
図５の方法５００のステップ５０６において、フェムトセルは、決定された動作モードに基づいてその加入者へのサービスをプロビジョニングする。本発明の１つの態様において、サービスのプロビジョニングは、動作モードに使用するための１つ以上の動作パラメータで遂行される。動作パラメータは、例えば、中央ネットワークエンティティの監視アクションを実質的に減少するように適応される。１つの変形例において、動作パラメータは、１つ以上の柔軟な設定又は単一値設定を含む。ここで使用する「単一値」パラメータとは、ブール値（例えば、真／偽）、ファジー論理又は他の特定値（例えば、「イネーブルド」、「ディスエイブルド」、「エンハンスト」、「パブリック」、「高」、「中」、等）、数値（例えば、０ないし１０）、等を含むが、これに限定されない。同様に、ここに使用する「柔軟な」パラメータとは、数値の範囲、スレッシュホールド（例えば、最大データレート、最小データレート、等）、時間特定値（例えば、カウントアップ、カウントダウン、等）、特定値（例えば、「データ」、「オーディオ」、「ビデオ」、「会議」、等）、等々を含むが、これに限定されない。
【００８７】
例えば、アドホック動作モードでは、フェムトセルは、スタティックな最小帯域巾（例えば、ＬＴＥネットワークでは１．４ＭＨｚ）に制限される。別の例では、自己整合動作中に、フェムトセルは、帯域巾の完全なダイナミックレンジ（例えば、ＬＴＥでは１．４ＭＨｚから２０ＭＨｚ）を有する。このような値は、フェムトセルが、その無線アクセスネットワーク内で（例えば、著しい制限機能により）容易に動作するか、又はその無線アクセスネットワーク内で（例えば、フェムトセルが自律的に選択するところの受け容れられる値の範囲を与えることにより）柔軟に動作できるように、与えられる。
【００８８】
上述した動作パラメータは、中央ネットワークエンティティによりアクティブに指定されるか、中央ネットワークエンティティとは独立してフェムトセルにより決定されるか、又はその組み合わせとされる。例えば、自己整合動作では、中央ネットワークエンティティは、適切な値の１つ以上の範囲を与える。対照的に、アドホック動作では、フェムトセルは、１つ以上のデフォールト動作パラメータを内部で検索する。別のアドホック具現化では、フェムトセルは、無線アクセスネットワークのすぐ周囲を観察することにより（即ち、それ自身のコアネットワークから支援されずに）１つ以上の受け容れられる動作パラメータを識別することができる。更に別のアドホック具現化では、動作パラメータは、フェムトセルのホスティング当事者により（例えば、ユーザインターフェイス又は他の入力を経て）セットされる。当業者であれば、本開示が与えられれば、適当な動作パラメータを識別する多数の他の方法が容易に明らかであろう。
【００８９】
１つの実施形態において、フェムトセルは、１つ以上の識別された動作パラメータに基づいてその加入者にサービスを自律的に提供する。このような自律的な管理は、１つ以上の加入者目標（例えば、データレート、待ち時間、スループット、等）を分析し、そして１つ以上の柔軟なパラメータから最適値を選択することを含む。例えば、帯域巾サイズは、複数の考えられる値、例えば、１．４ＭＨｚから２０ＭＨｚを有する柔軟なパラメータである。帯域巾サイズパラメータは、考えられる値のサブセット、例えば、１．４ＭＨｚから１０ＭＨｚしか許されないことを特定してもよい。フェムトセルは、加入者使用のための柔軟なパラメータ範囲内からの値を独立して選択する。
【００９０】
任意であるが、フェムトセルは、更に、そのすぐ無線周囲を監視し続けて、その設定を動的に変更したり、又は動作パラメータを再要求したりしてもよい（ステップ５０８）。例えば、スタンドアローン又は自己整合モードで動作するフェムトセルは、その後の時点で、ネットワークの整合を希望することを決定し、又はその逆もあり得る。別の例において、ＨｅＮＢ４０２と１つ以上のＵＥ１１２との間に確立されたコールのサービスクオリティが低下する場合には、ＨｅＮＢは、その低下を修正するために１つ以上のパラメータ（例えば、周波数及び帯域巾）自律的に再選択する。
【００９１】
そのような監視は、例えば、隣接するアクティブなマクロセル及び／又はフェムトセルに対するアクティビティ変化、検出されたネットワーク負荷に対する変化、隣接セルの動作時間に関連した統計データ、及び／又は検出されたスペクトルの１つ以上の特性に対する変化、当該セルの予想される動作時間、フェムトセルの１つ以上の能力に対する変化、事業者カウント情報に対する変化、現在位置に対する変化、フェムトセルのＩＤ、等を検出することを含む。
【００９２】
規範的なＬＴＥホームｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）方法
図７は、ＬＴＥ無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）内で動作するＨｅＮＢ４０２のための１つの規範的な動作モード選択プロセス７００を示す。この実施形態において、ＥＰＣ１０４は、ＨｅＮＢ動作のための次の構成モードを選択する。（１）ネットワーク整合モード、（２）自己整合モード、及び（３）アドホックモード。しかしながら、それより多数又は少数のモードを、本発明と矛盾なく使用することもでき、前記説明は、広い原理の単なる例示に過ぎないことが明らかである。更に、各モードは、１つ以上の選択基準又は事柄に基づいて選択できる１つ以上の「サブモード」又はオプションを有してもよい。例えば、１つの変形例において、受信又は検出された種々のパラメータに基づくハイアラーキー選択ロジックに従って適当なサブモードが選択される。
【００９３】
図７の実施形態において、ＨｅＮＢ（ホームｅＮｏｄｅＢ）４０２は、登録要求メッセージに含まれた無線測定データの第１セットを、ネットワーク事業者に常駐するＥＰＣ（進化型パケットコア）１０４に与える。測定データは、検出された隣接セルＩＤ、地理的位置（例えば、ＧＰＳ座標）、他の事業者の近傍の無線ネットワーク、等の１つ以上を含む。更に、ＨｅＮＢは、それ自身のＩＰアドレス、能力情報、使用統計データ、等も与える。
【００９４】
受け取った印に基づいて、ＥＰＣ１０４は、ＨｅＮＢの登録要求を受け容れ又は拒絶する。ＥＰＣがＨｅＮＢの要求を受け入れる場合には、ＥＰＣは、更に、動作モードの指定（例えば、「ネットワーク整合」、「自己整合」、「アドホック」）と、１つ以上の動作パラメータとを与える。動作パラメータは、フェムトセルにより使用されるべき１つ以上のキャリア周波数の指定及び／又は制約、１つ以上の帯域巾サイズの指定及び／又は制約、時間制約、無線電力制約、等を含む。
【００９５】
印、パラメータ及び構成モードの前記セットは、ＬＴＥ具現化に特有のものであるが、他の具現化において又は他の技術に使用するために、そのいずれかを増加したり除去したりできることが容易に明らかであろう。
【００９６】
第１のステップ７０２において、ＨｅＮＢ４０２が最初に電源オンされ、そしてフェムトセル内の内部設定が初期化される。内部設定の初期化は、一般的に、ソフトウェアをブーティングし、そしてフェムトセル自体の中のハードウェア設定をリセットすることを含む。他の実施形態では、初期化ステップ７０２は、完全に不要であることが明らかである。例えば、あるケースでは、フェムトセルは、予め初期化されてもよい（例えば、周期的なスキャン中、ユーザ開始リフレッシュスキャン中、等に）。
【００９７】
ステップ７０４において、ＨｅＮＢ４０２は、動作モード選択について関連情報を収集する。１つの規範的実施形態において、ＨｅＮＢは、現在無線リソース使用のスキャンを行う。ＨｅＮＢは、全リソースのサブセット（例えば、好ましいネットワーク事業者により使用されるリソース、ネットワークの一部分、周波数スペクトルの断片のようなリソース「スペース」の一部分、ある拡散コードを伴うある時間におけるある周波数範囲、等）しかスキャンしないか、或いはＨｅＮＢ動作に使用される全リソースの全スキャンを遂行する。
【００９８】
１つの具現化において、ＨｅＮＢ４０２は、隣接セルを識別する。ＨｅＮＢは、セルＩＤに対するスキャンを実行する。ＬＴＥシステムにおいて、ブロードキャストコントロールチャンネル（ＢＣＣＨ）は、ＨｅＮＢ及びｅＮＢ１０６の両方から常時ブロードキャストする。ＢＣＣＨは、セルへの通信チャンネルを識別して開始するのに必要な情報を搬送する単一方向性チャンネルである。ＢＣＣＨ送信電力は、一定であるが、環境ファクタが信号受信に影響することがある（ＲＦ干渉、地理、天気誘導又はレイリーフェージング、等）。それ故、ＢＣＣＨの受信信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）を、接近のおおよその推定として使用することができる。ＢＣＣＨを経て送信されるパラメータは、周波数のリスト、セルＩＤ、電力コントロール、及び不連続送信（ＤＴＸ）情報を含む。又、そのセルが属するパブリックランドモバイルネットワーク識別（ＰＬＭＮ  ＩＤ）は、ＢＣＣＨを経て送信されるシステム情報にカプセル化される。このＰＬＭＮ  ＩＤは、モバイルカントリーコード（ＭＣＣ）とモバイルネットワークコード（ＭＮＣ）及びロケーションエリアアイデンティティ（ＬＡＩ）との連結であるが、これらのプロトコルは、単なる例示に過ぎず、他のものも、前記に関連して又はそれに代わって、本発明と矛盾なく使用できることが明らかであろう。
【００９９】
更に、ある実施形態では、ＨｅＮＢは、その現在位置に関する特定の情報を収集する。例えば、ＨｅＮＢは、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）信号（又は同様の位置ベース信号）を復調する。
【０１００】
ステップ７０６において、ＨｅＮＢ４０２は、ネットワーク事業者のＥＰＣ１０４に登録要求を送信する。ＨｅＮＢは、初期の認証、許可、及びアカウンティングに対してコアネットワークエンティティとのネットワーク接続を確立する。これは、選択アクセス媒体を経て接続をネゴシエートして確立し、例えば、銅線、光ファイバ（例えば、ＦｉＯＳ）、ケーブルモデム、等を経てＤＳＬをネゴシエートして確立することを含む。ネットワーク接続を確立する際に、フェムトセルは、その存在、及び任意であるが、その動作状態をＥＰＣに通知する。このステップを遂行するために、ＨｅＮＢの１つの実施形態は、コンピュータ読み取り可能な媒体（例えば、ＨＤＤ、ＲＯＭ、又はフラッシュメモリ）から、コアネットワークエンティティへ接続するためのアドレス及びプロトコルを検索する。１つの変形例において、これは、前記アクセス媒体を経てＴＣＰ／ＩＰトランスポートを使用することを含むが、他のトランスポート及びプロトコルも同じ成功度で（例えば、ＷｉＭＡＸ又はミリメータ波リンクを経て）使用することができる。
【０１０１】
１つの規範的な実施形態において、コアネットワークへセキュアに接続するためにＨｅＮＢ４０２に対してセキュアな手順が自動的に実行される。インターネットプロトコル（ＩＰ）セキュリティ、認証及び許可を含む幾つかの最小要件が課せられる。インターネットのような信頼性のない又は公衆ネットワークを経て搬送されるべきベアラトラフィックに対してＩＰセキュリティを確立しなければならない。コアネットワークでの認証及び登録は、フェムトセルが有効な装置で、コアをそのアイデンティティに関して「スプーフィング」したり又は騙すように試みたりしないことを保証する。フェムトセルは、サービスプロバイダーを通してサービスを提供するように許可されねばならない。データの機密性を保護するために送信されるデータの一部分又は全部を暗号化することや、完全性の保護を与えるために暗号残余（ハッシュ）を発生することを含めて、当業者に知られた他のセキュリティ手段を使用してもよいことが明らかである。
【０１０２】
１つの規範的な実施形態において、収集された当該情報は、登録要求メッセージと共に付加的に含まれる。別の実施形態では、当該情報は、登録とは異なるプロセスとして（例えば、別の現存の又は専用のメッセージプロトコルを経て）ＥＰＣ１０４へ送信される。更に別の実施形態では、情報は、その後の検索のために記憶される（例えば、ＥＰＣは、周期的なネットワーク最適化のためにＨｅＮＢ４０２から当該情報を要求する）。
【０１０３】
別の実施形態では、登録要求を発生する前に、収集された当該情報が評価される。例えば、ＨｅＮＢ４０２は、現在ネットワーク状態を評価して、アドホックフェムトセルとして登録すべきか、自己整合フェムトセルとして登録すべきか又はネットワーク整合フェムトセルとして登録すべきか先制的に決定するためのロジック（例えば、コンピュータプログラム又はアルゴリズム）を含む。この決定（又は推奨）は、必要に応じて、ＥＰＣまでパスされてもよい。アドホック動作（例えば、Ｗｉ−Ｆｉホットスポット、等）のある具現化において、ＨｅＮＢは、コアネットワークには全く登録されない。
【０１０４】
又、規範的な登録要求メッセージは、ステップ７０４で識別された隣接セル（例えば、ｅＮＢ１０６及び／又はＨｅＮＢ４０２）のセルＩＤのリストも含む。別の実施形態では、他のシステムとの適合性を維持するために、登録要求メッセージは、複数の個別のメッセージへと分離され、例えば、リソース要求のための１つのメッセージ、及び検出されたセルＩＤのリストを詳述する別のメッセージへと分離される。更に別のプロトコルを、本発明と矛盾しないように使用することもできる。
【０１０５】
ステップ７０８において、ＥＰＣ１０４は、ＨｅＮＢ４０２のための適当なモードを決定し、そして１つ以上の動作制限を任意に与える。１つの実施形態において、ＥＰＣは、上述した３つの利用可能なモード、即ちネットワーク整合モード（ステップ７１０でスタート）、スタンドアローン又はアドホックモード（ステップ７２０でスタート）及び自己整合モード（ステップ７３０でスタート）から選択されたモードを指定する。これらの各モードを詳細に説明する。
【０１０６】
ネットワーク整合動作
１つの規範的な具現化において、ＥＰＣ１０４がネットワーク整合動作を指定する場合には（ステップ７１０）、ステップ７１２で、ＥＰＣは、ＨｅＮＢの隣接セルの決定的な識別を要求する。１つの実施形態において、ＨｅＮＢ４０２は、隣接ｅＮＢ１０６に対するスキャンを、もしそれがまだ行われていない場合には、実行するように指令される（ステップ７１４）。ＨｅＮＢがその隣接セルを識別しそしてＥＰＣに情報を与えると、ＥＰＣは、隣接セルの各々と整合して全体的なネットワーク動作を最適化することによりリソース割り当て情報を決定することができる。例えば、ＥＰＣは、ＨｅＮＢのためのＲＦスペクトルの未使用の利用可能な部分を識別し、そしてそれを適宜に割り当てる。或いは又、ＥＰＣは、空きリソースに対して動作を調整し或いは他の動作目標又は制約を達成するために、ＨｅＮＢ、隣接ＨｅＮＢ及び／又はｅＮＢの数又はその組み合わせを要求する。
【０１０７】
ステップ７１６において、ＥＰＣ１０４は、ＨｅＮＢ４０２（及び潜在的に１つ以上の識別された隣接セルも）に対するリソースを指定する。ステップ７１８において、セルのコミュニティは、ＥＰＣ割り当ての利益と共に動作を再開する。ある実施形態では、ＥＰＣは、監視を続ける（ステップ７５０）か、又はセル隣接動作の通知を受け取る。他の実施形態では、ＥＰＣは、それ自身を更に別のセル隣接動作から解離させる。
【０１０８】
スタンドアローン又はアドホック動作
ＥＰＣ１０４がスタンドアローン動作を指定する場合には（ステップ７２０）、ステップ７２２において、ＥＰＣは、それ自身をＨｅＮＢ４０２から解離させ、そしてＨｅＮＢは、それがスタンドアローンモードで動作すると推定し、即ち他のネットワーク管理エンティティから分離して自律的に動作しなければならないと推定する。
【０１０９】
ステップ７２４において、ＨｅＮＢ４０２は、それが動作するかどうか決定する。例えば、規制団体により課せられる制約のために、ＨｅＮＢは、利用可能なリソース（スペクトル等）がない、地理的制限、近傍のネットワーク事業者により課せられる制約、等を含む種々の理由で、動作が禁止される。ＨｅＮＢが動作から除外されない場合に、ＨｅＮＢは、動作のためのデフォールト設定を検索する（ステップ７２６）。このようなデフォールト設定は、ＨｅＮＢ内でプリセットされてもよいし、或いはＥＰＣ１０４又は別のエンティティからＨｅＮＢへメッセージされてもよい。ある実施形態では、ＨｅＮＢは、訪問先ネットワークのｅＮＢ１０６のような別の近傍エンティティからデフォールト設定を受け取る。このような「ローミング」動作において、ＨｅＮＢは、訪問先ネットワークから適当なデフォールト設定を得ることができる。更に別の実施形態では、ＨｅＮＢは、適当な動作パラメータについてホスティング当事者に質問するか、或いはサーバーを経てそれらを得る（例えば、ブロードバンド接続を経てウェブサイト）。
【０１１０】
ステップ７２８において、ＨｅＮＢ４０２は、スタンドアローン動作を開始する。スタンドアローン動作中に、ＨｅＮＢは、そのデフォールト設定（例えば、キャリア周波数、周波数帯域幅、送信電力、等）内でサービスをプロビジョニングする。ＨｅＮＢは、一般的に、その動作パラメータの変更を求めないが、環境条件が変化するためにそれらパラメータを動的に変更するように強制される。方法７００の一実施形態では、ＨｅＮＢは、サービスのレベルが比較的安定に保たれるように少なくとも最低のサービスレベルをプロビジョニングするように試みる。一般的に述べると、スペクトルの小さな区分を容易に見つけて、著しいトラブルや干渉の危険がない状態で切り換えることができる。別の実施形態では、ＨｅＮＢは、良好なサービスを提供するためにスペクトルの大きな区分を探し出すが、これは、スペクトルの大きな隣接区分が他のＨｅＮＢ又は固定放射器のような他のソースから干渉を受け易いという点で、サービスの認知される頑健さを低下させることも明らかである。
【０１１１】
任意であるが、ステップ７５０において、ＨｅＮＢ４０２は、更に、その性能を監視して、その設定を動的に変更するか、或いはＥＰＣ１０４への新たな接続を経て動作モード又はパラメータを再要求する。
【０１１２】
自己整合動作
自己整合モードにおいて（ステップ７３０）、ＥＰＣ１０４が自己整合動作を指定する場合には、ステップ７３２において、ＥＰＣは、ＨｅＮＢ４０２に動作パラメータを与え、そしてＨｅＮＢは、その振舞いを自律的に和らげることが許される。完全に自律的であったスタンドアローン動作とは異なり、自己整合動作は、ＥＰＣへの接続を維持し、必要に応じて更新ネットワーク管理インストラクション又は他の有用なデータを受け取ると共に、ＨｅＮＢがＥＰＣへ情報を任意に返送することも許す。自己整合動作は、ネットワークオペレーションに対して考えられるコントロールを与えながらも、ＥＰＣの全体的なネットワーク管理負担を減少する。
【０１１３】
ＥＰＣ１０４は、上述したように、柔軟な設定又は単一値設定である動作パラメータを与える。従って、ここに示す実施形態のステップ７３４において、ＨｅＮＢ４０２は、動作のための適当な要件を内部で決定する。このような決定は、１つ以上の加入者目標（例えば、データレート、待ち時間、スループット、等）、近傍の環境的問題、内部能力、等を分析することを含む。例えば、ＥＰＣが、対応する帯域巾（１．４ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ）を伴うある範囲の利用可能なキャリアレンジ（ｆ１、ｆ３、ｆ４）を指定する場合には、ＨｅＮＢは、各レンジを独立してスキャンし、そして現在ネットワーク状態（例えば、混雑）及び予想される使用に基づいて好ましいキャリアを識別する。
【０１１４】
ステップ７３６において、ＨｅＮＢ４０２は、ステップ７３４で決定された好ましい動作パラメータを使用して自己整合動作を開始する。１つの規範的実施形態において、動作パラメータには、満了日時が与えられる。動作パラメータが満了となると、ＨｅＮＢをトリガーしてＥＰＣ１０４からのアップデートを再要求する。例えば、カウンタ（例えば、タイムフレームに関わりなく発生するある数のイベント、単一イベントの発生、等）を含めて、他の基準を使用して満了をトリガーすることができる。
【０１１５】
任意であるが、ステップ７５０において、ＨｅＮＢ４０２は、更に、その性能を監視して、その設定を動的に変更するか、或いはＥＰＣ１０４への既存の接続を経て動作モード又はパラメータを再要求する。
【０１１６】
規範的なＬＴＥ進化型パケットコア（ＥＰＣ）方法
図８を参照すれば、本発明により構成されたＬＴＥネットワーク８００の一実施形態が示されており、このネットワークは、上述したようにネットワークのスペクトルリソースを管理するためのＥＰＣ１０４を有している。図８のネットワークは、ネットワーク事業者（又はそのプロキシー）により直接コントロールされる第１の中央判断実行ＥＰＣ１０４を備えている。又、ここに示すシステムは、ＬＴＥ  ＲＡＮの多数のＨｅＮＢ４０２及びｅＮＢ１０６も備えている。
【０１１７】
一実施形態において、中央ＥＰＣ１０４は、非常に多数のＨｅＮＢ４０２、例えば、都市、ゾーン又は国内のネットワーク事業者に対する大半のＨｅＮＢのためのアクセス権をコントロールする。１つのそのような実施形態において、集中化ＥＰＣは、矛盾したリソース割り当てを解消するために無効化当局を有する。
【０１１８】
この規範的なネットワークに示されたＨｅＮＢ４０２の少なくとも一部分は、自律度が変化する状態で動作する。スタンドアローンＨｅＮＢは、完全に自律性であり、機能のための入力をネットワーク事業者から要求しない。自己整合ＨｅＮＢは、半自律性であり、動作全体にわたって限定された入力をネットワーク事業者から要求する。ネットワーク整合ＨｅＮＢは、ＥＰＣ１０４に完全に結合され、著しい監視を要求する。従って、本発明は、完全に同種のもの（即ち、前記カテゴリーのうちの唯一の形式）から、異種のもの（前記カテゴリーの２つ以上の混合）までのネットワークを意図している。
【０１１９】
図８を参照して上述したＥＰＣアーキテクチャーを動作する一般的な方法９００の一実施形態を、図９を参照して詳細に説明する。
【０１２０】
ステップ９０２において、ＥＰＣ１０４は、新たに到着するＨｅＮＢ４０２から要求を受け取る。１つの規範的実施形態において、その要求は、ＨｅＮＢにより検出された近傍セルＩＤのリストを含む登録要求を含んでいる。デコードされたセルＩＤのリストは、２つのグループ、即ち（ｉ）ｅＮＢのセルＩＤ及び（ii）ＨｅＮＢのセルＩＤへと分離される。マクロセルのセルＩＤは、要求側ＨｅＮＢの環境の永久的な据え付け物であると仮定し、変化しないものである。隣接ＨｅＮＢのセルＩＤは、ＨｅＮＢの環境の一時的な据え付け物であると仮定し、放浪的に、不規則に、周期的に変化するか又は全く変化しない。
【０１２１】
ステップ９０４において、ＥＰＣ１０４は、以前に割り当てられたリソースを、指示されたセルＩＤに基づいて識別する。１つの規範的実施形態では、ＥＰＣは、各ｅＮＢ１０６のスペクトルフットプリントの現在リスト及びＨｅＮＢ４０２の少なくとも一部分を含む。ここで使用するセルの「フットプリント」とは、セルによって消費されるスペクトルリソースのマッピングである。隣接セルのフットプリントの集合は、ＨｅＮＢの直接的な無線周囲によって予め消費される合計リソースの一部分を指示する。ＥＰＣは、例えば、少なくとも１つのリソースが明確に利用可能である（例えば、１つ以上のスペクトルリソースが未使用である）か、１つ以上のリソースが潜在的に利用可能である（例えば、全てのリソースが占有されるが、その１つ以上がネゴシエーション等のためにオープンである）か、或いは情報が利用できない（例えば、ＨｅＮＢがローミング中、等である）か、を識別する。
【０１２２】
ステップ９０６において、ＥＰＣ１０４は、無線リソースを構成又は再構成について評価する。一実施形態において、無線リソース選択のための多数の基準がネットワーク事業者により評価される。そのような基準は、例えば、データレートを最大又は最小にすること、帯域巾の消費、種々のＨｅＮＢ４０２に対して変化するレベルのサービスクオリティ（ＱｏＳ）をサポートすること、あるセキュリティ要件を維持すること、収入又は利益を最大にすること、等を含む。更に、そのような基準は、ＨｅＮＢ事業者／所有者と、セルラーネットワークの事業者との間の契約に依存する。例えば、低予算料金（例えば、住居用）のＨｅＮＢは、例えば、オフィスビルディングのための業務料金のＨｅＮＢに比して、得られる帯域巾が小さい。１つの具現化において、ある領域のｅＮＢ１０６とＨｅＮＢとの間に共有される限定データパイプは、ｅＮＢに優先的にサービスし、それ故、ＨｅＮＢには、ネットワークの利用が少ない期間中だけ高データレートをサポートするためにリソースが指定される。
【０１２３】
別の例において、ＥＰＣ１０４は、特定のｅＮＢ１０６がその付近に非常に多数のＨｅＮＢ４０２を有すると決定し、そしてＥＰＣは、そのｅＮＢの一般的な付近に周波数を要求する付加的なＨｅＮＢへのサービスを拒絶することを選択する。
【０１２４】
更に別の例では、ＥＰＣ１０４は、新たなＨｅＮＢのスペースを作るために１つ以上のＨｅＮＢ４０２を再構成できると決定する。ＥＰＣは、新たな動作パラメータをＨｅＮＢへ送信するか又は１つ以上の隣接ＨｅＮＢモードをリセットすることができる（例えば、自己整合ＨｅＮＢをネットワーク整合ＨｅＮＢへ変化させる）。
【０１２５】
更に別の例において、ＥＰＣ１０４は、要求側ＨｅＮＢに対する近傍セルが、いずれもそのコントロール下になく、従って、ＨｅＮＢ４０２がローミング中であると決定する。ＥＰＣは、ＨｅＮＢをスタンドアローン又はアドホック動作に対して即座に構成する。
【０１２６】
更に別の例において、ＥＰＣ１０４は、使用のために潜在的にオープンな、ある範囲のパラメータを識別する。例えば、ＥＰＣは、第１の自己整合ＨｅＮＢ４０２に対し、ある範囲のリソースを前もって予約することができる。ＥＰＣは、第１の自己整合ＨｅＮＢによりどのリソースが占有されるか明確に分からず、リソースが第１及び第２の両ＨｅＮＢを合理的に維持できることを合理的に確信する（所定のパラメータ又はアルゴリズムに基づいて）。
【０１２７】
方法９００のステップ９０８において、ＥＰＣ１０４は、ＨｅＮＢ４０４へ応答を発生する。一実施形態において、この応答は、モード指定及び１つ以上の動作パラメータを含む。例えば、ＥＰＣは、ＨｅＮＢがネットワーク整合モードで動作するための指定と、動作パラメータのセットとで応答する。別の例では、ＨｅＮＢは、スタンドアローン動作で動作するように指定され、上述したように、ＥＰＣがデフォールトパラメータを任意に与えるか、それらのデフォールトがＨｅＮＢに常駐されるか、又は第３者から得られる。更に別の例では、ＨｅＮＢは、１つ以上の動作パラメータと共に、自己整合動作に指定される。
【０１２８】
本発明の１つの実施形態において、上述した動作パラメータは、その性質が離散的（例えば、｛１．４ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ・・・｝のようなある規定の値だけ）であるか、連続的（１．４ＭＨｚ−５０ＭＨｚ及びその間の任意の値）であるか、或いはあいまい（「低」、「中」又は「高」）であるかに関わらず、ある範囲の許容パラメータを示す。ある範囲から動作パラメータを選択するのに応答して、ＨｅＮＢ４０２は、その選択されたパラメータ（例えば、選択されたキャリア周波数、等）を指示するメッセージを返送する。このような応答は、将来のネットワークプランニングにも使用され、「明確」なフットプリントと考えられる。別の変形例では、ＨｅＮＢが、選択されたパラメータを指示する応答を与えず、そしてＥＰＣ１０４は、「ソフト」なフットプリント（明確に存在するが、動作パラメータに基づいて変化を受けるもの）を維持する。別の実施形態では、動作パラメータは、受信側ＨｅＮＢに対する直接的指定（例えば、「明確」なフットプリントも）含む。
【０１２９】
あるケースでは、ＥＰＣ１０４は、あるＨｅＮＢ４０２に別のものより優先的にサービスするようにリソースを非対称的に指定するよう選択し、これは、例えば、仕事上の目標又は収入／利益の最適化を達成するのに有用である。このような非対称的な指定の必要性は、観察されたデータ又は種々のＨｅＮＢにより与えられる情報に基づいてＥＰＣにより推測されてもよい。例えば、２つのＨｅＮＢが両方とも同じ期間中に動作するが、その一方は、他方より特性上又は経歴的に負荷が相当に軽い場合に、過去の使用パターンが将来も続くと仮定すれば、より重たい負荷のＨｅＮＢに推論的により多くのリソースを指定することができる。このような割り当ては、推論が不正確な場合、例えば、「低い負荷」のＨｅＮＢの負荷が持続的形態で急速に増加する場合には、動的に変更することができる。
【０１３０】
ステップ９１０において、ＥＰＣ１０４は、その内部テーブル又は他のデータ構造を、新たなＨｅＮＢセルＩＤ及びその構成情報で更新する。あるケースでは、ＥＰＣは、影響を受ける他のセルを更新することもできる。サービスを拒絶したＨｅＮＢ４０２については、ＥＰＣは、そのエントリを記録しないよう選択する。又、ＥＰＣは、タイムスタンプ又は拒絶の回数を示す数と共に、拒絶されたＨｅＮＢを記録してもよい（公平なＨｅＮＢサービスを保証するか、或いはハードウェア又はソフトウェア不良又は「バグ」を識別するアルゴリズムに使用するために）。又、ＥＰＣは、隣接ＨｅＮＢがパワーダウンしたときに、拒絶されたＨｅＮＢにサービスが提供されるように、拒絶されたＨｅＮＢ及びその隣接ＨｅＮＢセルＩＤも記録することができる。
【０１３１】
１つの変形例において、複数の等級の構成情報を使用してもよい。例えば、スペクトルリソースは、指定が「明確」であるか、又は指定が「ソフト」である。「ソフト」な指定は、ＨｅＮＢ４０２で過負荷となることがあり、一方、「明確」な指定は、ＥＰＣ１０４でのシグナリングオーバーヘッドを指定し直すことを要求する。ソフトな指定を有する複数のＨｅＮＢは、衝突し得るが、対立するＨｅＮＢ間のネゴシエーション及び／又は補償メカニズムは、ＥＰＣによる付加的な介入なしに、ほとんどの対立を解決することができる。
【０１３２】
フェムトセル装置
図１０を参照して、上述した機能を具現化するのに有用な規範的なフェムトセル装置１０００について説明する。ここに示す実施形態のフェムトセル装置１０００は、一般的に、建物内で使用するスタンドアローン装置のフォームファクタを取り入れるが、他のフォームファクタ（例えば、サーバー「ブレード」又はカード、ドングル、ルーフマウントユニット、等）も想像される。図１０の装置は、１つ以上の基板１００２を備え、これは、更に、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、ＰＬＤ又はゲートアレイ或いは複数の処理コンポーネントのような処理サブシステム１００４、ＲＦトランシーバ、並びにフェムトセル１０００に電力を供給する電力管理サブシステム１００６を含む複数の集積回路を備えている。
【０１３３】
処理サブシステム１００４は、一実施形態において、内部キャッシュメモリ、又は複数のプロセッサ（又はマルチコアプロセッサ）を備えている。処理サブシステムは、好ましくは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような不揮発性メモリ１００８、並びにＳＲＡＭ、フラッシュ、ＳＤＲＡＭ、等を含むメモリサブシステムに接続される。このメモリサブシステムは、迅速なデータアクセスを容易にするように１つ以上のＤＭＡ型のハードウェアを具現化する。
【０１３４】
この規範的な装置１０００は、ある実施形態では、ある形式のブロードバンドアクセスを具現化するものである。ここに示す実施形態では、ブロードバンドアクセスは、ＤＳＬ接続により（即ち、ＤＳＬサブシステム１０１０を経て）与えられるが、ワイヤードであるかワイヤレスであるかに関わらず他のインターフェイスを、図示されたＤＳＬサブシステム１０１０に代わって又はそれと組み合わせて使用することができる。ＤＳＬ処理のデジタル部分は、プロセッサ１００４において遂行されてもよいし、或いは個別のＤＳＬプロセッサ（図示せず）において遂行されてもよい。更に、ＤＳＬブロードバンド接続が示されているが、当業者であれば、ＤＯＣＳＩＳケーブルモデム、Ｔ１ライン、ＷｉＭＡＸ（即ち、ＩＥＥＥ規格８０２．１６）、ＩＳＤＮ、ＦｉＯＳ、マイクロ波リンク、衛星リンク、等の他のブロードバンドアクセススキームを、前記ＤＳＬインターフェイスに容易に置き換えたり又はそれとタンデムに使用したりできることが明らかであろう。ＤＳＬは、低コストで且つ一般的に遍在し、そして現在全人口を通じて広く分布された銅ベースの電話インフラストラクチャーを経て搬送されるという利点がある。
【０１３５】
１つの規範的な実施形態において、フェムトセル装置１０００は、２つのＲＦモデムサブシステムを備えている。第１のワイヤレスサブシステム１０１２は、フェムトセルがその隣接セルのＲＦ送信（例えば、マクロセル又はフェムトセル）をサーチできるようにする。第２のモデムサブシステム１０１４は、フェムトセルが加入者ＵＥにサービスを提供できるようにする。本発明のある実施形態では、２つのサブシステムが要求されないことが容易に明らかである。例えば、スタンドアローン又はネットワークベースの構成しか遂行しないフェムトセル装置は、第１のワイヤレスサブシステム１０１２を要求しない。更に、ある実施形態では、フェムトセルは、複数の個別のエアインターフェイスを経て特にマルチモード動作を与える複数のＲＦモデムサブシステム（例えば、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ及びＬＴＥ）を備えることが明らかである。
【０１３６】
第１のモデムサブシステム１０１２は、デジタルモデム、ＲＦフロントエンド及び１つ以上のアンテナを備えている。ある実施形態では、現在示されている幾つかのコンポーネント（例えば、ＲＦフロントエンド）を除去するか、或いは図示された個別コンポーネントを互いに合体して単一のコンポーネントを形成することが望まれる。１つの規範的な具現化において、第１のワイヤレスサブシステム１０１２は、標準的なＬＴＥ  ＵＥモデムとして動作する。
【０１３７】
第２のモデムサブシステム１０１４は、デジタルモデム、ＲＦフロントエンド及び１つ以上のアンテナを備えている。この場合も、ある実施形態では、現在示されている幾つかのコンポーネント（例えば、ＲＦフロントエンド）を除去するか、或いは図示された個別コンポーネントを互いに合体して単一のコンポーネントを形成することが望まれる。単一のＲＦフロントエンドが規範的なフェムトセル装置１０００とＵＥ１１２との間に示されているが、複数の同時ＵＥ及びエアインターフェイスをサポートするか、或いはＭＩＭＯ動作態様を具現化するために、複数のＲＦフロントエンドが存在してもよいことが明らかであろう。
【０１３８】
図１０のフェムトセル装置１０００は、更に、占有された無線リソースでブロードキャストされるセルＩＤをスキャンするための装置を備えている。従って、無線リソースをスキャニングする役割を果たす装置は、高周波信号を受信して、隣接セルメッセージ（例えば、ブロードキャストコントロールチャンネル（ＢＣＣＨ）を経て送信される）を少なくとも部分的に復調しなければならない。フェムトセルは、セルラーネットワークからのダウンリンク電力信号を完全に復調するように構成される。或いは又、セルＩＤを抽出するために完全な復調を要求しないワイヤレスシステムについては、受信したセルＩＤを抽出するのに必要なだけ信号を復調することができる。
【０１３９】
あるワイヤレスネットワークでは、復調プロセスを完了するのに前構成データが要求される。１つのそのような規範的実施形態では、この復調データが位置識別に参照される。例えば、フェムトセルは、スキャンされる移動通信システムがワイヤレスインターフェイスを経て動作される国のＩＤ（例えば、移動国コード又はＭＣＣ）を得ることができる。或いは又、フェムトセルは、パラメータのセットを、記憶されたテーブルから、又はパラメータのハードコードセットから選択することができる。更に別の態様として、フェムトセルは、フェムトセルは、外部のエンティティ（例えば、ネットワークプロバイダー、ウェブサイト、第３者サーバー、等）からブロードバンドサブシステムを経てその位置にアクティブに質問することができる。
【０１４０】
又、フェムトセルは、ネットワーク事業者に常駐するＥＰＣ１０４とシームレスに動作することもできねばならない。１つのそのような実施形態では、フェムトセル及びＥＰＣは、ブロードバンド型のアクセスネットワーク（ワイヤード又はワイヤレス）を経て接続される。別の実施形態では、フェムトセル及びＥＰＣは、第１又は第２の無線モデムアブシステム（例えば、セルラーインターフェイス）を経て接続される。
【０１４１】
進化型パケットコア（ＥＰＣ）装置
ＥＰＣ１０４の具現化は、ハードウェア及び／又はソフトウェアで達成される。以下に述べる規範的な実施形態では、ＥＰＣエンティティは、コンピュータ読み取り可能な媒体（例えば、ＨＤＤ、メモリ、等）で実施されて処理装置（例えば、デジタルプロセッサ／ＤＳＰ、マイクロプロセッサ、等）で実行されるソフトウェア内で具現化されるが、これは、本発明を実施する要件ではない。
【０１４２】
ＥＰＣ１０４は、スペクトルリソースのテーブル、及び１つ以上のセルのグループ（例えば、フェムトセル及び／又はマクロセル）に対するその使用を管理し及び／又は記憶する。そのようなデータベースは、セルＩＤを１つ以上のリソースに関連付けねばならない。更に、そのようなデータベースは、各セルに対して現在動作モードを与えることができる。例えば、ＨｅＮＢ４０２の初期化中に、ＥＰＣは、セルＩＤのリストを受け取り、消費したスペクトルリソースを作表し、そしてスペクトルの未使用（又は比較的未使用）部分に基づいて新たなＨｅＮＢに１つ以上のスペクトルリソースを割り当てる。
【０１４３】
この実施形態は、ＥＰＣ機能に対してローカルなデータの記憶を示唆するが、データのリモート記憶も利用できることが明らかである。例えば、ネットワーク事業者のＥＰＣ１０４は、非常に多数のフェムトセルに対するエントリを維持する。そのようなデータベースのサイズは、典型的に、リモート記憶ファシリティにおいて取り扱われるが、これは、要件ではなく、実際に、データは、ローカルであるかリモートであるかに関わらず、必要に応じて、２つ以上の記憶エンティティにわたって分布される。
【０１４４】
更に、現在使用されるリソースを得るための複数の方法を利用できることが理解される。これらの方法は、例えば、周期的な又はイベント駆動のリフレッシュ及び再生利用手順を含む。貴重なスペクトルの再生利用は、特に、以前に指定されたフェムトセルが予期せず又は「汚れた(dirty)」電源オフシーケンスを経験する場合に（即ち、ネットワークに割り当てられたリソースの肯定的な放棄がないときに）、放浪的フェムトセル動作の基準となる。通常の動作中には、ネットワーク事業者は、各フェムトセルを常時監視しない。従って、フェムトセルが（例えば、シャットダウンコマンドを使用するのではなく、プラグを抜くことにより）予期せず電源オフされる場合には、ネットワーク事業者は、フェムトセルがまだ動作していると思う。従って、一実施形態では、フェムトセルは、再生利用手順を開始して、充分に空けられていないリソースを再生利用することができる。
【０１４５】
動作中に、ＥＰＣ１０４は、受け取ったリソース要求からの情報（例えば、要求された帯域巾）に基づいて要求側フェムトセルにスペクトルリソースを指定する。規範的な実施形態では、リソース割り当ての一次入力は、フェムトセルからであるが、他の入力も必要であり、更に、フェムトセルリソース要求を無効化できることが明らかである。ある環境において、ＥＰＣは、フェムトセルリソース要求を無視し、そのようなリソースがフェムトセルに割り当てられないことを決定する。このような環境は、ネットワーク負担、仕事上の会計（例えば、毎月の勘定の未払い）、不適切／非サポートハードウェア、セキュリティ、プライオリティの高いフェムトセルが要求側セルを「負かす」こと、等のために生じる。更に、ＥＰＣにより選択されたリソースプールは、リソースの包括的プールでないことが明らかである（ハードウェア／ソフトウェア適合性の問題、セキュリティの問題、ビジネスの問題、等に対してそのような制限が課せられる）。
【０１４６】
例示的シナリオ
図１１を参照すれば、本発明の１つ以上の態様を例示するため次のような配備シナリオ１１００が提供される。ＬＴＥ進歩型ｅＮＢ１０６によりマクロセルカバレージが与えられる。４つのホームｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ１、ＨｅＮＢ２、ＨｅＮＢ３及びＨｅＮＢ４）４０２がｅＮＢのカバレージエリア１０８に現在配置されており、そして加入者ＵＥ１１２へ同時にサービスを提供する。ｅＮＢは、キャリア周波数ｆ２及びｆ４で動作し、一方、ＨｅＮＢは、キャリア周波数ｆ１及びｆ３で動作する。
【０１４７】
図１２は、更に、ＬＴＥ進歩型システムのスペクトルリソース割り当て１２００を示す。全アップリンクチャンネルは、２つの非隣接周波数帯域ｆ１及びｆ２を含み、これらは、併せて、３０ＭＨｚの帯域巾を与える。ダウンリンクチャンネルは、２つの非隣接周波数帯域ｆ３及びｆ４を含み、これらは、併せて、４０ＭＨｚの帯域巾を与える。
【０１４８】
フェムトセル事業者は、マクロセルによってもカバレージが与えられるホテルの部屋に配置された自分のＨｅＮＢ４０２を動作することを望む。スイッチオンし、初期化すると、ＨｅＮＢは、ＤＳＬ接続を経てＥＰＣ１０４へ登録要求メッセージを送信する。このメッセージは、ＨｅＮＢの現在検出された位置情報（検出されたマクロセルアイデンティティ、ＧＰＳの使用による地理的座標、ＩＰアドレス）、及びＨｅＮＢのアイデンティティを含む。ＥＰＣは、登録要求メッセージからの情報を使用して、ＨｅＮＢのアクセスコントロールを遂行する。登録の試みは、ＥＰＣによって受け容れられ、そしてＨｅＮＢは、登録受け容れメッセージを受け取る。
【０１４９】
第１のシナリオ（少数使用）
第１の規範的シナリオにおいて、ＥＰＣ１０４は、新たなＨｅＮＢのすぐ近くに少数のアクティブなＨｅＮＢ４０２があり、近傍ネットワークの負荷は比較的低く、そして内部統計データにより、新たなＨｅＮＢは、通常、１時間未満動作することを示す。更に、ＥＰＣは、隣接フェムトセル（即ち、ＨｅＮＢ１からＨｅＮＢ４）が自己整合モードで動作しそしてキャリア周波数ｆ１及びｆ３が既に他の事業者とで共有されていることも示す。ＥＰＣは、前記データの各々を評価すると、その処理努力を最小にし、そして新たなＨｅＮＢが自己整合動作においてそれ自身を支配することを許すよう決定する。
【０１５０】
ＥＰＣ１０４は、新たなＨｅＮＢ４０２の登録を受け容れ、そして自己整合モードフラグ、キャリア周波数及び帯域巾の指定（即ち、１０ＭＨｚのｆ１及び／又は２０ＭＨｚのｆ３）、許容スペクトル（即ち、“ＡＬＬ”）、許容帯域巾（即ち、１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ）、最大許容動作時間（即ち、１時間）、及び最大許容送信電力（即ち、２４ｄＢｍ）を含む動作パラメータを送信する。
【０１５１】
ＨｅＮＢ４０２が登録の受け容れを受け取ると、新たなＨｅＮＢは、その動作のために適当な設定を自律的に選択する。時々、ＨｅＮＢは、別のＨｅＮＢ（例えば、ＨｅＮＢ１）によって使用される周波数部分と（完全に又は部分的に）重畳する物理的なリソースを偶発的に選択することがある。
【０１５２】
第１及び新たなＨｅＮＢ４０２が互いに充分分離された場合には（即ち、それらの距離及び最大許容送信電力で）、両ＨｅＮＢは、他方の存在に気付かずに動作を続ける。しかしながら、対応するＨｅＮＢに対して確立されたコールのサービスクオリティがスレッシュホールドレベルより下がると（又は当該周波数帯域に対して一方又は両方のＨｅＮＢにおいて検出されるＲＳＳＩのような他の基準が満足されると）、両方のＨｅＮＢがそれらの帯域巾を、例えば、５ＭＨｚから３ＭＨｚに減少する。両方のＨｅＮＢについて性能が悪化し続ける場合には、それらが、動作のためのキャリア周波数及び帯域巾を自律的に再選択する。この再選択は、規定の順序又はハイアラーキー性に従い、ランダムに、或いは解決策のキャリア感知／衝突検出形式に基づいて行われる。
【０１５３】
第２のシナリオ（ローミングＨｅＮＢ）
再び、図１１及び１２のネットワークを参照すれば、第２の規範的シナリオにおいて、ＥＰＣ１０４は、ＨｅＮＢ１及びＨｅＮＢ２の両方がネットワーク整合動作で動作されて永久的に使用され、一方、ＨｅＮＢ３及びＨｅＮＢ４が自己整合モードで動作されることを決定する。更に、ネットワーク負荷は、適度な又は中程度の負荷で動作する。新たなＨｅＮＢ４０２は、「外来(foreign)」ＨｅＮＢとして識別され、即ち異なる事業者のネットワークに契約し登録される。統計学的データによれば、各ＨｅＮＢの平均動作時間は、１時間未満である。最終的に、第１のシナリオと同様に、キャリア周波数ｆ１及びｆ３により特徴付けられる割り当てられたスペクトルは、他の事業者（例えば、セルボーダー）とで共有される。
【０１５４】
従って、ＥＰＣ１０４は、新たなＨｅＮＢ４０２との対話を最小にすることを好み、そして新たなＨｅＮＢを自己整合動作にセットする。ＥＰＣは、新たなＨｅＮＢ登録を受け容れ、そして動作パラメータを送信する。しかしながら、前記第１のシナリオとは異なり、ＥＰＣは、更に、他の既存のセルに悪影響を及ぼさずに、新たなＨｅＮＢを動作できるようにする一連の動作制約もセットする。
【０１５５】
図１３及び１４を参照すれば、ＨｅＮＢ１及び２に対するスペクトル割り当てがダウンリンク（図１３を参照）及びアップリンク（図１４を参照）の両方向に示されている。ダウンリンク方向１３００において、２０ＭＨｚスペクトルが、各々５ＭＨｚの４つのリソースブロックグループ（ＲＢＧ）に分割され、ここで、ＲＢＧ１及びＲＢＧ３が各々ＨｅＮＢ１及びＨｅＮＢ２に割り当てられる。同様に、アップリンク方向１４００では、１０ＭＨｚスペクトルが各々３ＭＨｚの３つのＲＢＧへと分割される。ＲＢＧ１及びＲＢＧ２は、各々、ＨｅＮＢ１及びＨｅＮＢ２に割り当てられる。
【０１５６】
第１のシナリオの場合と同様に、ＨｅＮＢ４０２は、自己整合モードフラグ、キャリア周波数及び帯域巾の指定（即ち、１０ＭＨｚにおいてｆ１及び／又は２０ＭＨｚにおいてｆ３）がシグナリングされる。更に、ＨｅＮＢは、ダウンリンク受信についてはＲＢＧ２及びＲＢＧ４内で、そしてアップリンク送信についてはＲＢＧ３内で動作するように制限される。ＨｅＮＢが、シグナリングされる周波数スペクトル内で使用することが許される帯域巾サイズは、１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ及び５ＭＨｚに制限される。又、ＨｅＮＢは、１時間以内の動作及び２０ｄＢｍの最大送信電力に制限される。
【０１５７】
ＨｅＮＢ４０２は、これらのパラメータを受信すると、その動作に適した設定を自律的に選択する。第１のシナリオと同様に、ＨｅＮＢは、隣接セルからの分離を自律的に監視する。性能が悪化する場合には、新たなＨｅＮＢが動作のためのキャリア周波数及び帯域巾を自律的に再選択する。
【０１５８】
ビジネス方法及びルールエンジン
上述したネットワーク装置及び方法は、種々のビジネスモデルに容易に適用できることが認識される。例えば、１つのそのようなモデルにおいて、サービスプロバイダー／ネットワーク事業者は、能力を改善したフェムトセル（上述したような）を、割増しを支払おうとする顧客に又は上得意客の報奨として提供することができる。
【０１５９】
別の模範として、ある戦略的ユーザは、特に、契約レベル、使用率、地理的位置、等に基づいて、或いはネットワーク事業者からの報奨（例えば、ネットワークプロバイダーの方針に基づいてフェムトセルを動作する場合に毎月のサービス料金の払い戻し又は減額）と引き換えにそのような能力改善フェムトセルを受け取るように選択することができる。
【０１６０】
又、前記ネットワーク装置及び方法は、その基礎となるビジネスルール「エンジン」に基づいて動作するように容易に適用することもできる。このビジネスルールエンジンは、例えば、ソフトウェアアプリケーション及び／又はハードウェアで構成され、そして１つの実施形態ではコアネットワークにおける個別のエンティティとして具現化されるか、或いはコアネットワークに常駐する既存のエンティティ又は他のネットワーク管理プロセス（ＥＰＣを含む）内で具現化される。１つの実施形態において、ビジネスルールエンジンは、フェムトセルへのリソース割り当てがネットワークユーザの経験に否定的な影響（例えば、ゆっくりとしたダウンロード、コール又はセッション設定の待ち時間、等）を与えることがないように１つ以上のユーザ動作フェムトセルにリソースを与えることに関連した収入及び／又は利益の含蓄、又は地理的に固定されたベースステーションを経てネットワークのユーザに提供できるサービスを考慮する。従って、規範的なビジネスルールエンジンは、ネットワーク事業者のための１つ以上の経済的又は運営上の目標を達成するように、前記方法で述べた特定ステップにおけるシステムの振舞いを変更することができる。
【０１６１】
例えば、リソース（例えば、周波数スペクトル）についてのフェムトセルからの要求の評価は、種々の割り当てオプション（要求側フェムトセルへの割り当て、又は要求の拒絶及び別のフェムトセルへの割り当て、或いは静的ベースステーションへの割り当て）に関連したコスト増加、収入及び／又は利益の分析を含む。これらの「ビジネスルール」は、例えば、リソース要求時に課せられ、次いで、ある期間中（又は再評価をトリガーするイベントが生じるまで）維持されるか、或いは周期的又はランダム化又は統計学的モデルに従って維持される。別の変形例では、リソースを所有する当事者がビジネス関連の判断を行う役割を果たす。
【０１６２】
更に別の変形例では、フェムトセルには、クライアント装置（例えば、ＵＥ）とフェムトセルとの間のビジネスモデルに関連したビジネス又は運営上の判断を分析し実行するように構成されたロジック（例えば、分散型ソフトウェアアプリケーションのクライアント部分のようなビジネスルールエンジン又はそのコンポーネント）が装備される。例えば、フェムトセルは、要求を発しているあるユーザに対してその状態（例えば、コアネットワークに関連したサービスプロバイダーの既存の加入者であること、要求されるサービスの形式、及びそれに関連した収入／利益の含蓄）に基づいてリソースを優先的に処理し又は割り当てる。
【０１６３】
本開示が与えられると、リソースの動的な割り当てを具現化する無数の異なるスキームが当業者によって認識されるであろう。
【０１６４】
本発明の幾つかの態様を、方法のステップの特定シーケンスに関して説明したが、その説明は、本発明の広い方法を例示するに過ぎず、特定の用途では必要に応じて変更できることが認識される。あるステップは、ある環境のもとでは不必要とされ又はオプションとされる。更に、あるステップ又は機能を、ここに開示する実施形態に追加してもよいし、或いは２つ以上のステップの実行順序を並べ替えてもよい。そのような全ての変更は、ここに開示され請求される本発明に包含されると考えられる。
【０１６５】
種々の実施形態に適用される本発明の新規な特徴を図示して詳細に述べたが、装置又は方法の形態及び細部の種々の省略、置き換え及び変更が、本発明から逸脱せずに、当業者によってなされることが理解されよう。前記説明は、本発明を実施する上で現在考えられる最良の態様である。この説明は、限定のためではなく、本発明の一般的な原理を例示するものと考えるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲により決定されるべきである。
【符号の説明】
【０１６６】
１００：ＬＴＥセルラー無線システム
１０２：Ｅ−ＵＴＲＡＮ
１０４：コアネットワークＥＰＣ
１０６：ベースステーション（ｅＮｏｄｅＢ）
１０８：移動無線セル
１１０：サービングゲートウェイ
１１２：ユーザ装置（ＵＥ）
４００：ＨｅＮＢ配備
４０２：ＨｅＮＢ
【図１】
0005588509.tif 000002
【図２】
0005588509.tif 000003
【図３】
0005588509.tif 000004
【図４】
0005588509.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005588509.tif 000008
【図８】
0005588509.tif 000009
【図９】
0005588509.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005588509.tif 000012
【図１２】
0005588509.tif 000013
【図１３】
0005588509.tif 000014
【図１４】
0005588509.tif 000015