(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム用の通信ノードであって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と、
各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する情報を入手する手段と、
前記更なる通信ノードからの通信について、フレームの前記少なくとも１つの所定のサブフレームが監視される第１の期間と、前記更なる通信ノードからの通信について、当該フレームの少なくとも１つの他のサブフレームが監視されない更なる期間とを持つ、省エネルギーモードを開始する手段と、
を備え、
前記省エネルギーモードは、前記第１の期間において、前記更なる通信ノードからの前記通信について、特定のフレームの単一のサブフレームが監視され、前記更なる期間において、前記更なる通信モードからの通信について、当該特定のフレームの残りのサブフレームが監視されない、ように構成されており、
前記入手手段は、前記更なる通信ノードから前記少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する前記情報を入手するように動作可能であり、
前記入手手段は、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断された後に前記情報を入手するように動作可能である、通信ノード。
【請求項２】
通信システム用の通信ノードであって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と、
各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する情報を入手する手段と、
前記更なる通信ノードからの通信について、フレームの前記少なくとも１つの所定のサブフレームが監視される第１の期間と、前記更なる通信ノードからの通信について、当該フレームの少なくとも１つの他のサブフレームが監視されない更なる期間とを持つ、省エネルギーモードを開始する手段と、
を備え、
前記省エネルギーモードは、前記第１の期間において、前記更なる通信ノードからの前記通信について、特定のフレームの単一のサブフレームが監視され、前記更なる期間において、前記更なる通信モードからの通信について、当該特定のフレームの残りのサブフレームが監視されない、ように構成されており、
前記入手手段は、前記更なる通信ノードから前記少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する前記情報を入手するように動作可能であり、
前記入手手段は、前記更なる通信ノードとの接続の構成中に前記情報を入手するように動作可能である、通信ノード。
【請求項３】
複数の移動デバイスと通信する手段を更に備える、請求項１又は２に記載の通信ノード。
【請求項４】
前記開始手段は、前記移動デバイスの通信アクティビティに基づいて、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断するように動作可能である、請求項３に記載の通信ノード。
【請求項５】
前記開始手段は、前記複数の移動デバイスのうちの所定の割合がアイドル状況において動作している場合には、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断するように動作可能である、請求項４に記載の通信ノード。
【請求項６】
前記開始手段は、前記複数の移動デバイスが全てアイドル状況において動作している場合には、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断するように動作可能である、請求項５に記載の通信ノード。
【請求項７】
前記通信ノードが前記省エネルギーモードで動作していないときに、前記開始手段は、前記移動デバイスのうちの少なくとも１つからの信号を受信すると、前記省エネルギーモードが終了されるべきであると判断するように動作可能である、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項８】
通信システム用の通信ノードであって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と、
前記更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断する手段と、を備え、
前記通信手段は、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあると判断されるときに、特定のフレームの単一の所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を送信するが、当該特定のフレームの残りのサブフレームでは送信しないように動作可能である、
通信ノード。
【請求項９】
前記更なる通信ノードに前記少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する情報を送信するように動作可能である、請求項８に記載の通信ノード。
【請求項１０】
前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードを開始しようとしているときに、前記更なる通信ノードに前記少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する前記情報を送信するように動作可能である、請求項９に記載の通信ノード。
【請求項１１】
前記更なる通信ノードから、前記省エネルギーモードに入るための少なくとも１つの判定基準が満たされたという指示を受信し、前記指示の受信に基づいて、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードを開始しようとしていると判断するように動作可能である、請求項１０に記載の通信ノード。
【請求項１２】
前記更なる通信ノードとの接続の構成中に、前記更なる通信ノードに前記少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する前記情報を送信するように動作可能である、請求項９に記載の通信ノード。
【請求項１３】
前記更なる通信ノードから、前記省エネルギーモードに入るための少なくとも１つの判定基準が満たされたという指示を受信するように動作可能であり、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記指示の受信に基づく、請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１４】
前記更なる通信ノードを介して複数の移動デバイスと通信する手段を更に備える、請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１５】
前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記更なる通信ノードを介した前記移動デバイスの通信アクティビティに基づく、請求項１４に記載の通信ノード。
【請求項１６】
前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記複数の移動デバイスの所定の割合がアイドル状況において動作しているという評価に基づく、請求項１５に記載の通信ノード。
【請求項１７】
前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記複数の移動デバイスの全てがアイドル状況において動作しているという評価に基づく、請求項１６に記載の通信ノード。
【請求項１８】
前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、所定の判定基準を満たす前記通信アクティビティから経過した時間に基づく、請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１９】
前記通信ノードは、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断するように動作可能であり、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断すると、前記通信手段は、各フレームの前記少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を選択的に送信するのを中止するように動作可能である、請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項２０】
前記更なる通信ノードを介して前記移動デバイスのうちの少なくとも１つから信号を受信すると、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断するように動作可能である、請求項１９に記載の通信ノード。
【請求項２１】
前記更なる通信ノードから信号を受信すると、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断するように動作可能である、請求項１９に記載の通信ノード。
【請求項２２】
通信システム用の通信ノードであって、該通信ノードは、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信するように、かつ、前記更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断するように、動作可能であり、前記通信ノードは、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあると判断されるときに、特定のフレームの単一の所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を送信するが、当該特定のフレームの残りのサブフレームでは送信しないように動作可能である、通信ノード。
【請求項２３】
基地局から成る、請求項８乃至２２のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項２４】
前記更なる通信ノードは中継ノードである、請求項８乃至２３のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項２５】
通信システムの通信ノードによって実行される方法であって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信し、
前記更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断し、
前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあると判断されるときに、特定のフレームの単一の所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を送信するが、当該特定のフレームの残りのサブフレームでは送信しない、
方法。
【請求項２６】
請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの通信ノードと、少なくとも１つの移動通信デバイスとを含む通信システム。
【請求項２７】
プログラマブルコンピュータデバイスが、請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の通信ノードとして構成されるようにするか、又は前記プログラマブルコンピュータデバイスに請求項２５に記載の方法を実施させるためのコンピュータ実施可能命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信デバイス又は固定通信デバイスに中継サービスを提供するための通信システム及びその構成要素に関する。本発明は、限定されるわけではないが特に、３ＧＰＰ標準規格文書ＴＳ３６．４１３Ｖ９．３．０及びＴＳ３６−３００Ｖ１０．０．０において現在規定されているようなＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて用いられる中継サービスに関する。
【０００２】
この出願は、２０１０年１０月８日に出願された英国特許出願第１０１７０２２．３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【背景技術】
【０００３】
中継は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに関して、例えばユーザ機器（ＵＥ）のための高データレートのカバレッジ、グループモビリティ、一時ネットワーク展開、セルエッジスループットを改善し、及び／又は新たなセルエリア内のカバレッジを提供するツールとみなされる。Ｅ−ＵＴＲＡＮは、基地局（ｅＮＢ）（ドナーｅＮＢ（ＤｅＮＢ）と呼ばれる）に無線接続される中継ノード（ＲＮ）を有することによって中継をサポートする。自らの「ドナー」セルをサービングすることに加えて、ＤｅＮＢはＥ−ＵＴＲＡ無線インターフェースの修正版によって、ＲＮをサービングする。修正されたインターフェースは「Ｕｎ」インターフェース又は「ＲＮ−Ｕｎ」インターフェースと呼ばれる。
【０００４】
各ＲＮは、基地局の機能の数多くの態様を与えられ、それゆえ、「ＲＮ−Ｕｎ」インターフェースと呼ばれる無線インターフェースを介して自らの「中継」セル内のユーザ機器をサービングする基地局としての役割を果たすことができる。それゆえ、中継セル内のユーザ機器の視点で見ると、ＲＮは基本的に従来のＬＴＥ基地局であるように見える。しかしながら、基地局機能に加えて、ＲＮは、ドナーｅＮＢ（ＤｅＮＢ）に無線接続できるようにするために、例えば、物理レイヤ機能、レイヤ−２機能、無線リソース制御（ＲＲＣ）機能及び非アクセス層（ＮＡＳ）機能の数多くの態様を含む、ＵＥ機能のサブセットもサポートする。
【０００５】
ＤｅＮＢは、ＤｅＮＢとユーザ機器との間の従来の「Ｕｕ」インターフェースを介して、自らのセル内にキャンプしているユーザ機器との間でやりとりされる通信を「直接」取り扱うことができる。また、ＤｅＮＢは、ＲＮ−Ｕｎインターフェース、ＲＮ及びＲＮ−Ｕｕインターフェースを介して、中継セル内にキャンプしているユーザ機器との通信を「間接的に」取り扱うことができる。
【０００６】
当業者には理解されるように、従来のｅＮＢは、「Ｘ２」インターフェースと呼ばれるインターフェースを介して、互いに相互接続する能力を有する。また、ｅＮＢは、「Ｓ１」インターフェースと呼ばれるインターフェースによって発展型パケットコア（ＥＰＣ）を含むコアネットワークに、より具体的には、「Ｓ１−ＭＭＥ」インターフェースを介してＥＰＣの移動管理エンティティ（ＭＭＥ）に、かつ「Ｓ１−Ｕ」インターフェースによってサービングゲートウエイ（Ｓ−ＧＷ）にも接続する。
【０００７】
それゆえ、ＤｅＮＢはＲＮと他のネットワークノード（他のｅＮＢ、ＭＭＥ及びＳ−ＧＷ）との間のＳ１及びＸ２プロキシ機能を提供するように要求され、それは、状況に応じて、ＤｅＮＢが、ＲＮに対して、ＭＭＥ（Ｓ１の場合）、ｅＮＢ（Ｘ２の場合）及びＳ−ＧＷとして現れることを意味する。このため、修正Ｅ−ＵＴＲＡ無線インターフェース（ＲＮ−Ｕｎ）の従来の無線プロトコルを終端することに加えて、ＲＮはＳ１インターフェース及びＸ２インターフェースのプロトコルを終端することもできる。
【０００８】
ＲＮがいずれのＵＥもサービングしていないとき（例えば、夜間に、ほとんどのＵＥがアクティブでないとき）、それでも、ＲＮはＲＮ−Ｕｎインターフェース及びＲＮ−Ｕｕインターフェースの両方においてアクティブのままである。インターフェースを維持するために無用にエネルギーを費やすので、これは望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題を克服するか、又は少なくとも軽減する、改善された通信システム、及び通信システムの改善された構成要素を提供することにある。
【００１０】
本発明者らは、この目的を果たす幾つかの実現可能な方法を検討したが、ｅＮＢ及びＵＥのエネルギー消費を低減するために省エネルギーモード（ＥＳＭ）に関する幾つかの既存の提案はあるものの、ＲＮの場合にＥＳＭを実施するのは簡単でないことがわかった。
【００１１】
本発明者らによって着想された１つの潜在的な解決策によれば、中継セル内のＵＥが非アクティブである（又は所定の期間にわたって非アクティブのままであった）とＲＮが判断するときに、低エネルギー消費アイドルモードに移行することによって、ＲＮはＲＮ−Ｕｎインターフェース上で消費されるエネルギーを低減する。しかしながら、これは実際にエネルギー消費を低減するものの、アイドルモードに移行する結果として、Ｓ１／Ｘ２コンテキストが失われる。ＤｅＮＢ（例えば、ＭＭＥ（Ｓ１の場合）又はｅＮＢ（Ｘ２の場合）としての役割を果たす）から信号を正確に受信し続けるために、ＲＮはＳ１／Ｘ２コンテキストを保持することが好ましいので、これは理想的ではない。
【００１２】
本発明者によって着想された別の潜在的な解決策によれば、ＲＮ−Ｕｎインターフェース上で消費されるエネルギーを低減するために、ＲＮは、ＵＥにおいて実施するために３ＧＰＰにおいて合意された機構に類似の不連続受信（ＤＲＸ）機構を使用する。しかしながら、この解決策はエネルギー消費を低減することに関して大きな恩恵をもたらすものの、問題がないわけではない。これらの問題は、１つには、ＲＮがＤｅＮＢからＲＮによってサービングされるアイドルモードＵＥへのページングをサポートする必要があるために、そして１つには、運用、管理及び保守（ＯＡＭ）のために確立された他の無線ベアラを保持する必要があるために生じ、これらのベアラは、中継セル内にアクティブＵＥが存在しない場合であっても存在したままである。
【００１３】
より具体的には、中継セル内の全てのＵＥがアイドルモードにある場合であっても、Ｕｎインターフェースを介して、いつでもページングメッセージ（例えば、Ｓ１−ＡＰ：ページングメッセージ）が受信される可能性があり、呼び出されるＵＥごとに１つのメッセージが受信される。ページングメッセージを受信するために、アイドルモードにあるＵＥは、ページングを指示するために用いられるページング無線ネットワーク一時識別子（Ｐ−ＲＮＴＩ）について物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を監視する。
【００１４】
ページングメッセージを指示するＰ−ＲＮＴＩは、１つ又は複数のページング機会を含む場合がある、ページングフレーム（ＰＦ）（単一無線フレーム）内の所定のページング機会（ＰＯ）において送信される場合がある。現在、例えば、ｅＮＢの場合、各ページングフレーム（ＰＦ）において最大４回までのＰＯが許される。ＤＲＸが用いられるとき、ＵＥは、ＤＲＸサイクルあたり一度だけ監視する必要がある。端末がＤＲＸサイクルからウェイクアップするときに、Ｐ−ＲＮＴＩを検出する場合には、その端末は対応するページングメッセージを処理することになる。
【００１５】
ＵＥは以下の式を用いて監視すべきＰＦを導出する。
ＳＦＮ  ｍｏｄ  Ｔ＝（Ｔ  ｄｉｖ  Ｎ）＊（ＵＥ＿ＩＤ  ｍｏｄ  Ｎ）
ただし、
Ｎ＝ｍｉｎ［Ｔ，ｎＢ］（すなわち、ｎＢ＜Ｔである場合には、Ｎ＝ｎＢであり、そうでない場合には、Ｎ＝Ｔである）；
ＵＥ＿ＩＤ＝ＩＭＳＩ  ｍｏｄ  １０２４；
ＳＦＮはセルシステムフレーム番号であり；
ＴはそのＵＥのためのＤＲＸサイクルであり；
ｎＢはＴの倍数又は分数に等しい場合があるシステム情報ブロック（ＳＩＢ２）内でブロードキャストされるパラメータであり（例えば、ｎＢ＝４Ｔ、２Ｔ、Ｔ、Ｔ／２、Ｔ／４、Ｔ／８、Ｔ／１６又はＴ／３２）；
ＩＭＳＩはそのＵＥのための国際移動体加入者識別番号であり；
ＵＥ＿ＩＤはＩＭＳＩに基づくＵＥ識別子である。
【００１６】
したがって、ｅＮＢは、無線フレームごとにページングメッセージを送信できなければならず、それゆえ、同じ要件が、ＲＮ−Ｕｕインターフェースを介するＲＮにも当てはまる。しかしながら、中継セル内の宛先ＵＥのためのページングメッセージがＭＭＥによってＤｅＮＢに送信される期間中に、ＲＮがＲＮ−Ｕｎインターフェースを介してＤＲＸモードにおいて動作する場合には、ページング遅延が生じる可能性がある。そのようなメッセージを受信すると、ＤｅＮＢは、ＲＮがＰＤＣＣＨを監視し始め、ＤＲＸから出るまで待たなければならず、その後、ＲＮにページングメッセージを送信することができる。その後、ＲＮがページングメッセージを受信したとき、ＲＮも、宛先ＵＥがＰＤＣＣＨを監視し、ウェイクアップするまで待たなければならない。ＵＥがページングメッセージを受信する機会をわずかの差で逃した場合には、結果として生じる遅延は特に大きくなる可能性がある。そのような遅延は、結果として呼設定時間を長引かせる可能性があるので望ましくない（起呼側遅延）。実質的には、ＲＮがＲＮ−Ｕｎインターフェースを介してＤＲＸを使用できるようにする結果として、ＵＥが従来のｅＮＢから、又はＤＲＸを利用しないＲＮから直接呼び出されるときに受ける遅延に対して、ＵＥに対するページング遅延は倍増、又は概ね倍増する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の１つの態様によれば、通信システム用の通信ノードであって、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と；各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する情報を入手する手段と；各フレームの前記少なくとも１つの所定のサブフレームが監視され、前記更なる通信ノードからの通信について、各フレームの少なくとも１つの他のサブフレームが監視されない、省エネルギーモードを開始する手段と；を備える、通信ノードが提供される。
【００１８】
例えば、１つ又は複数の受信及び／又は送信回路モジュールの電源を切っている、アンテナを外している、入力信号を受信はするが、処理はしない等を含む、サブフレームが監視されていないときに、エネルギー消費を低減するために、任意の数の適切な機構を用いることができることは理解されよう。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、通信システム用の通信ノードであって、通信ノードは、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信するように動作可能であり、各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて更なる通信ノードからの通信について監視し、各フレームの少なくとも１つの他のサブフレームでは前記更なる通信ノードからの通信について監視しない、省エネルギーモードを有する、通信ノードが提供される。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、通信システム用の通信ノードであって、第１のインターフェースを介して複数の移動デバイスと通信する手段と；第２のインターフェースを介して更なる通信ノードと通信する手段と；該通信ノードが、少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて更なる通信ノードからの通信について監視し、少なくとも１つの他のサブフレームでは更なる通信ノードからの通信について監視しない、省エネルギーモードにおいて動作する手段と；少なくとも１つの所定のサブフレームの指示を入手する手段と；第１のインターフェース上での移動デバイスのアクティビティに基づいて、省エネルギーモードが開始されるべきであるときを判断して、省エネルギーモードを開始する手段と；を備える通信ノードが提供される。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、システムであって、その方法は、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信し：その各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームを識別する情報を入手し；更なる通信ノードからの通信について、各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームが監視され、更なる通信ノードからの通信について、各フレームの少なくとも１つの他のサブフレームが監視されない、省エネルギーモードを開始する；方法が提供される。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、通信システムの通信ノードによって実行される方法であって、第１のインターフェースを介して複数の移動デバイスと通信し；第２のインターフェースを介して更なる通信ノードと通信し；通信ノードが少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて更なる通信ノードからの通信について監視し、少なくとも１つの他のサブフレームでは更なる通信ノードからの通信について監視しない、省エネルギーモードにおいて用いるための少なくとも１つの所定のサブフレームの指示を入手し；第１のインターフェース上での移動デバイスのアクティビティに基づいて、省エネルギーモードが開始されるべきであると判断し；その判断に基づいて省エネルギーモードを開始する；方法が提供される。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、通信システム用の通信ノードであって、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と；更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断する手段と；を備え、上記通信手段は、更なる通信ノードが省エネルギーモードにあると判断されるときに、各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて更なる通信ノードに信号を選択的に送信するように動作可能である、通信ノードが提供される。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、通信システム用の通信ノードであって、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信するように、かつ、更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断するように動作可能であり、通信ノードは、更なる通信ノードが省エネルギーモードにあると判断されるときに、各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて更なる通信ノードに信号を選択的に送信するように動作可能である、通信ノードが提供される。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、通信システムの通信ノードによって実行される方法であって、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信し；更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断し；更なる通信ノードが省エネルギーモードにあると判断されるときに、各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて更なる通信ノードに信号を選択的に送信する；方法が提供される。
【００２６】
また、本発明は、対応する方法、及びキャリア信号又は記録媒体において提供することができるコンピュータソフトウェア製品も提供する。
【００２７】
本明細書とともに出願される要約書の文章は本明細書の一部として繰り返される。中継通信システムが記述され、そのシステムでは、中継ノードは一連のフレームを用いて基地局と通信し、各フレームは複数のサブフレームを含む。中継ノードは省エネルギーモードを有し、省エネルギーモードでは、中継ノードは各フレームの少なくとも１つの所定のサブフレームにおいて上記基地局からの通信について監視し、そのフレームの少なくとも１つの他のサブフレームではその基地局からの通信について監視しない。
【００２８】
次に、本発明の実施形態を、例示にすぎないが、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】説明される実施形態が適用可能であるタイプの移動通信システムの概略図である。
【図２】図１に示されるシステムの無線リンクを介して通信する際に用いられる汎用フレーム構造を示す概略図である。
【図３】図１に示される基地局の主要構成要素を示すブロック図である。
【図４】図１に示される中継ノードの主要構成要素を示すブロック図である。
【図５】図４の中継ノードのための省エネルギー機構を構成する例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
【図６】図５のプロセスを用いる異なる中継ノードのための省エネルギー機構の柔軟性のある構成を示す概略図である。
【図７】図４の中継ノードのための省エネルギー機構を開始する例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
【図８】図４の中継ノードのための省エネルギー機構を終了する例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
【図９】図４の中継ノードのための省エネルギー機構を開始する更なる例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
概説
図１は、ドナー基地局５によってサービングされる複数の移動電話３−１〜３−５を含む、ユーザ機器３を含む移動（セルラー）通信システム１を概略的に示す。通信システム１は、中継ノード７及びコアネットワーク８も含む。中継ノード７はＲＮ−Ｕｎインターフェースを介してドナー基地局５と無線接続し、ｅＮＢはＳ１インターフェースを介してコアネットワーク８に接続する。コアネットワーク８は数ある中でも、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）、サービングゲートウエイ（ＳＧＷ）及びパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウエイ（ＰＧＷ）を含む。
【００３１】
移動電話３−１及び３−２（これ以降、直接ＭＴと呼ばれる）はそれぞれドナー基地局５に直接登録され、従来のＵｕインターフェースを介してそのドナー基地局に接続する。移動電話３−３、３−４及び３−５（これ以降、中継ＭＴと呼ばれる）はそれぞれ中継ノード７に登録され、ＲＮ−Ｕｕインターフェースを介して中継ノードに接続する。したがって、移動電話３−１及び３−２のユーザはドナー基地局５及びコアネットワーク８を介して他のユーザと通信することができる。移動電話３−３〜３−５のユーザは、中継ノード７、ドナー基地局５及びコアネットワーク８を介して他のユーザと通信することができる。
【００３２】
直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技法を用いて、直接ＭＴ（３−１及び３−２）及び中継ノード７はそれぞれ基地局５とのＵｕインターフェース及びＲＮ−Ｕｕインターフェースを介してデータを受信できるようになり、かつ中継ＭＴ（３−３〜３−５）は中継ノード７とのＲＮ−Ｕｎインターフェースを介してデータを受信できるようになる。図２は、エアーインターフェースを介して基地局５とＬＴＥ  Ｒｅｌ８通信するために合意された汎用フレーム構造を示す。図に示されるように、１つのフレーム１３は１０ｍｓｅｃ長であり、１０個のサブフレーム１５を含み、各サブフレームは１ｍｓｅｃの持続時間からなる（送信時間間隔（ＴＴＩ）として知られている）。各サブフレームすなわちＴＴＩは、０．５ｍｓｅｃ持続時間の２つのスロット１７を含む。各スロット１７は標準サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が用いられるか、又は拡張サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が用いられるかによって、６個又は７個いずれかのＯＦＤＭシンボル１９を含む。利用可能なサブキャリアの全数は、システムの全送信帯域幅によって決まる。
【００３３】
中継ノード７は、その中継セル内の中継ＭＴ３−３、３−４及び３−５が非アクティブである（例えば、アイドル状態にある）ときに、省エネルギーモード（ＥＳＭ）を実施し、ＲＮ−Ｕｎインターフェース及びＲＮ−Ｕｕインターフェース上のエネルギー消費を低減するように構成される（それぞれＲＮ−ＵｎＥＳＭ及びＲＮ−ＵｕＥＳＭ）。ドナー基地局５は、コアネットワークデバイスとしてのプロキシ機能を実行できるように、中継ＭＴ３−３〜３−５のコンテキストを保持する。したがって、ドナー基地局５は、中継ＭＴ３−３〜３−５のアクティブ／アイドル状況を認識している。
【００３４】
この実施形態では、中継ノード７によって実施されるＲＮ−ＵｕＥＳＭは、ｅＮＢが直接サービングする移動電話との関連するＵｕインターフェース上でエネルギー使用量を低減するために、従来のｅＮＢにおいて実施するように３ＧＰＰにおいて現在提案されているＥＳＭ手順と本質的に同じである。より具体的には、当業者は容易に理解するように、中継ノード７はＥＵＴＲＡネットワーク内のｅＮＢ内省エネルギーのために提案された手順を利用し、それにより、例えば、サービス品質（ＱｏＳ）及びカバレッジ保証に関するトラフィック監視に基づいて、リソース利用率が十分に低いときに、単一のセルが省エネルギーモードにおいて動作することができる。
【００３５】
中継ノード７によって実施されるＲＮ−ＵｎＥＳＭは、そのノードがサービングする中継ＭＴ３−３〜３−５が非アクティブであるときに、中継ノード７が省エネルギーモードに入ることと、各フレーム１３の予め構成されたダウンリンク（ＤＬ）サブフレーム１５、又は１組のＤＬサブフレーム１５を監視することとを含む。ＲＮ−ＵｎＥＳＭによれば、ドナー基地局５は、これらの予め構成されたサブフレーム１５のみを介して、任意のＳ１シグナリング並びに運用、管理及び保守（ＯＡＭ）シグナリングをスケジューリングする。
【００３６】
この実施形態では、中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭにあるときに監視されることになるサブフレーム１５の構成は、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングによって達成される。具体的には、ドナー基地局５はＲＲＣシグナリングを用いて、ＲＮ−ＵｎＥＳＭが起動されたときに、ダウンリンク上の任意のＳ１／ＯＡＭトラフィックのために通常スケジューリングされることになる各サブフレーム１５の数を中継ノード７に通知する。
【００３７】
この実施形態では、中継セル内の任意の移動端末３のためのＲＲＣ接続が存在しないと中継ノードが判断するときに、中継ノード７はＲＮ−ＵｎＥＳＭが起動されるべきであることをドナー基地局５に明示的に通知する。
【００３８】
したがって、中継ノード７は、ＲＮ−ＵｎＥＳＭに入り、各無線フレーム１３の一部においてエネルギー消費を都合良く低減することができる。それゆえ、実質的には、中継ノード７は、最大で（Ｓ１／ＯＡＭシグナリングのために単一のサブフレーム１５のみが予め構成されるときに）９個のサブフレーム１５において「スリープ」することができる。さらに、ＲＮ−ＵｎＥＳＭの使用を提案されるＲＮ−ＵｕＥＳＭと組み合わせることによって、エネルギー消費の更なる削減に関して更なる恩恵をもたらすことができる可能性がある。
【００３９】
基地局
図３は、図１に示されるドナー基地局５内の主要構成要素を示すブロック図である。図に示されるように、ドナー基地局５はトランシーバ回路３１を含み、トランシーバ回路は、少なくとも１つのアンテナ３３を用いて、従来のＵｕインターフェースを介して直接ＭＴ３−１及び３−２に対し信号を送受信し、ＲＮ−Ｕｎインターフェース（そして適切な場合には、Ｓ１又はＸ２インターフェース）を介して中継ノード７に対し信号を送受信するように動作可能である。また、ドナー基地局５は、ネットワークインターフェース３５を介して、コアネットワーク８に対し信号を送受信するように動作可能である。トランシーバ回路３１の動作は、メモリ３９内に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラ３７によって制御される。
【００４０】
そのソフトウェアは、数ある中でも、オペレーティングシステム４１、ＥＳＭスケジューラモジュール４５を含む通信制御モジュール４３、エネルギー管理制御モジュール４７、およびＵＥコンテキスト保持モジュール４９を含む。
【００４１】
通信制御モジュール４３は、直接ＭＴ３−１及び３−２並びに中継ノード７との通信を制御するように動作可能であり、これは例えば、各直接ＭＴ３−１及び３−２との通信及び中継ノード７との通信においてレシーバ回路３１によって使用されることになるリソースの割当てを含む。また、通信制御モジュール４３は、直接ＭＴ３−１及び３−２並びに中継ノード７へのダウンリンクデータ送信のための時刻をスケジューリングする。具体的には、通信制御モジュール４３のＥＳＭスケジューラモジュール４５が、中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭにあるときに、中継ノード７へのＳ１／ＯＡＭシグナリングのために使用されることになる予め構成されたサブフレーム１５をスケジューリングする。
【００４２】
エネルギー管理制御モジュール４７は、中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭにおいて動作しているときに用いられるサブフレーム１５の構成を管理する。中継ノード７との接続の設定時に、エネルギー管理制御モジュール４７は、中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭにあるときに中継ノード７へのＳ１／ＯＡＭシグナリングのためにスケジューリングされることになる各サブフレーム１５の識別情報（例えば、サブフレーム番号）をシグナリングする。エネルギー管理制御モジュール４７は、基地局側ＥＳＭ手順の開始及び終了を制御し、詳細には、ＲＮ−ＵｎＥＳＭに従って、予め構成されたサブフレーム１５を用いてＳ１／ＯＡＭシグナリングが達成される期間の開始及び終了を制御する。中継ノード７から基地局側ＥＳＭ手順の開始を要求するシグナリングを受信すると、エネルギー管理制御モジュール４７は、ドナー基地局５においてＲＮ−ＵｎＥＳＭを開始する。
【００４３】
ＵＥコンテキスト保持モジュール４９は、中継ＭＴ３−３〜３−５のコンテキストを保持し、ドナー基地局５が、デバイス識別情報マッピングを実行し、かつコアネットワークデバイスとしてプロキシ機能を実行できるようにする。
【００４４】
中継ノード
図４は、図１に示される中継ノード７の主要構成要素を概略的に示す。中継ノード７は、ドナー基地局５のような固定通信ノードとすることができるか、又はそれ自体が移動デバイスとすることができる。実際には、幾つかの移動電話３が中継サービスを提供し、それゆえ、中継ノード７としての役割を果たすことができる。それゆえ、中継ノード７によって実施されるＥＳＭはエネルギー消費を低減することに関して、それゆえ、カーボンフットプリントを低減することに関して広い意味での恩恵をもたらすが、中継ノード７が電池によって駆動される移動デバイスであるときに特に恩恵をもたらすことは理解されよう。
【００４５】
図に示されるように、中継ノード７はトランシーバ回路５１を含み、トランシーバ回路は、少なくとも１つのアンテナ５３を用いて、ＲＮ−Ｕｕインターフェースを介して中継ＭＴ３−３〜３−５に対し信号を送受信し、かつＲＮ−Ｕｎインターフェース（そして適切な場合には、Ｓ１／Ｘ２インターフェース）を介してドナー基地局５に対し信号を送受信するように動作可能である。トランシーバ回路５１の動作は、メモリ５９内に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラ５７によって制御される。
【００４６】
そのソフトウェアは、数ある中でも、オペレーティングシステム６１、通信制御モジュール６３、エネルギー管理制御モジュール６５、省エネルギーモードトランシーバモジュール６７、及びＵＥ状況監視モジュール６９を含む。
【００４７】
通信制御モジュール６３は、中継ＭＴ３−３〜３−５並びに中継ノード７との通信を制御するように動作可能であり、これは例えば、各中継ＭＴ３及び基地局５と通信するトランシーバ回路５１によって用いられることになるリソースの割当てを含む。また、通信制御モジュール６３は、中継ＭＴ３−３〜３−５に関連するデータを中継するのに適したサブフレーム１５を送信するための時刻をスケジューリングする。
【００４８】
エネルギー管理制御モジュール６５は、中継ノード７における省エネルギーモードの開始及び終了を制御する。中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭにあるとき、エネルギー管理制御モジュール６５は、ＲＮ−ＵｎＥＳＭについて予め構成されたサブフレーム１５を監視するための中継ノード７の起動（「ウェイクアップ」）、及び他のサブフレーム１５における中継ノード７の低エネルギー消費（「スリープ」）モードへの復帰を管理する。ドナー基地局５との接続の設定時に、エネルギー管理制御モジュール６５は、中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭにあるときに、中継ノード７へのＳ１／ＯＡＭシグナリングのために予め構成された各サブフレーム１５を識別する信号の受信を制御する。エネルギー管理制御モジュール６５は、予め構成されたサブフレーム１５を識別する情報を、将来参照するためにメモリに記憶する。
【００４９】
省エネルギーモードトランシーバモジュール６７は、予め構成されたサブフレーム１５中に送信された、Ｓ１ページングメッセージ等のＳ１／ＯＡＭシグナリングを受信し、そのシグナリングを適切な中継ＭＴ３−３〜３−５に中継する。
【００５０】
ＵＥ状況監視モジュール６９は、中継ＭＴ３−３〜３−５のアクティブ／アイドル状況を監視し、ＲＮ−ＵｎＥＳＭに入るための判定基準が開始されることになるときを判断する。例えば、全ての中継ＭＴ３−３〜３−５がアイドル状態にある（又は所定の期間にわたってアイドル状態であった）ため、ＲＮ−ＵｎＥＳＭに入るための判定基準が満たされたと判断すると、エネルギー管理制御モジュール６５は、ドナー基地局５に、基地局側ＥＳＭ手順を開始するように、詳細には、ＲＮ−ＵｎＥＳＭに従って予め構成されたサブフレーム１５を使用し始めるように指示する。その後、エネルギー管理制御モジュール６５は、中継ノード７においてＲＮ−ＵｎＥＳＭを開始する。
【００５１】
ＥＳＭ手順
次に、一例にすぎないが、省エネルギー手順を設定、開始及び終了するためにドナー基地局５及び中継ノード７によって用いられる手順を説明する。これらの手順は概して以下の手順に分かれる。
・ＲＮ−ＵｎＥＳＭが起動されたときに使用するサブフレーム１５を構成するためのＥＳＭ構成手順；
・中継ノード７及びドナー基地局５においてＲＮ−ＵｎＥＳＭを起動するためのＥＳＭ起動手順；及び
・ＲＮ−ＵｎＥＳＭを終了するためのＥＳＭ終了手順。
【００５２】
ＥＳＭ構成
図５は中継ノード７のためのＲＮ−ＵｎＥＳＭを構成する例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
【００５３】
図５に示されるように、中継ノード７とドナー基地局５との間の接続が設定される初期段階中に、ドナー基地局５は、中継ノード７がＲＲＣシグナリングを用いてそのＲＮ−ＵｎＥＳＭに入る場合にＳ１／ＯＡＭシグナリングのために予め構成されることになるサブフレーム１５の識別情報（例えば、サブフレーム番号）を通知する。
【００５４】
具体的には、この実施形態では、ドナー基地局５は、ＲＲＣ接続再構成メッセージ、より具体的には、第１のＲＲＣ接続再構成メッセージにおいて、予め構成されたサブフレーム１５の識別情報を通知する。中継ノード７は、ＲＲＣ接続再構成完了メッセージを用いて応答するときに、構成情報の受信に成功したことを事実上確認する。
【００５５】
図６は、この構成手順を用いることに関する恩恵のうちの幾つかを示す。
【００５６】
図６の例では、ドナー基地局５によって制御される２つの中継ノード７−１及び７−２が存在し、中継ノード７の中継セル内の全ての中継移動電話３がアイドルモードにある。第１の中継ノード７−１はＴＡ＃１の部分であり、第２の中継ノード７−２はＴＡ＃１、ＴＡ＃２及びＴＡ＃５の部分である。したがって、第２の中継ノード７−２は、第１の中継ノード７−１よりも、ＲＮ−Ｕｎインターフェースを介して多くのＳ１ページングメッセージを受信する可能性が高い。
【００５７】
上記の構成手順を用いて、ドナー基地局５は、第１の中継ノード７−１によって監視するための１つのサブフレーム１５（サブフレーム＃１）と、サブフレーム＃１に加えて第２の中継ノード７−２によって監視するための更に２つのサブフレーム１５（サブフレーム＃７及び＃８）とを予め構成する。それゆえ、中継ノード７がそれぞれのＲＮ−ＵｎＥＳＭにあるときに、ドナー基地局５は、ＴＡ＃１の中継移動電話３を呼び出すためにサブフレーム＃１を使用し、ＴＡ＃２及びＴＡ＃５の中継移動電話３を呼び出すためにサブフレーム＃７及び＃８を使用する。したがって、第１の中継ノード７−１は、第２の中継ノード７−２よりも低い頻度で定期的に（less regularly）、各フレーム１３中にウェイクアップする。
【００５８】
それゆえ、上記の構成手順は、起こり得る異なるＳ１ページングレベルを考慮に入れるために、異なるサブフレーム１５（又はサブフレーム１５のグループ）を構成する柔軟性を提供する。
【００５９】
これは、必要に応じてＲＮ−ＵｎＥＳＭにおいて使用するためのサブフレームを予め構成するこの柔軟性の恩恵を示す一例にすぎない。ページングのために、より厳しい遅延要件が満たされる必要がある場合に、この柔軟性を利用することもできる。さらに、Ｓ１トラフィック及びＯＡＭトラフィックを予め構成された異なるサブフレーム１５において送信できるようにするために、この柔軟性を用いることができる。
【００６０】
ＥＳＭ起動
図７は、ＲＮ−ＵｎＥＳＭへの進入を開始するための例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
【００６１】
図７に示されるように、中継ＭＴ３−３〜３−５が全て非アクティブである（例えば、Ｓ２０）ときに、この実施形態の中継ノード７は、Ｓ２４においてアクティブな接続が存在しないと判断する。中継ノード７は、ドナー基地局５がＲＮ−ＵｎＥＳＭのための基地局側手順を開始することを要求する信号（例えば、ＲＲＣメッセージ）を生成することによって、この判断に応答する。その後、中継ノード７はＲＮ−ＵｎＥＳＭに入り（Ｓ２６）、ドナー基地局５は、概ね同時にＲＮ−ＵｎＥＳＭのための基地局側手順を開始し（Ｓ２８）、その後、その中継ノード７のための予め構成されたサブフレーム１５のみを用いて、Ｓ１／ＯＡＭシグナリングが中継ノード７に送信される。
【００６２】
ＲＮ−ＵｎＥＳＭが起動されると、中継ノード７は、Ｓ１／ＯＡＭシグナリングのために予め構成されていないサブフレーム１５にわたって低エネルギー消費（「スリープ」）状態のままであるが、Ｓ１／ＯＡＭシグナリングのために予め構成されたサブフレームを監視するために「ウェイクアップ」する（Ｓ２９）。
【００６３】
このような明示的なシグナリングを介してＲＮ−ＵｎＥＳＭを起動することは、基地局のプロキシ機能が別のハードウェアとして設けられる（例えば、アップグレードされたＲＲＣ及びＭＡＣを有する従来のｒｅｌ−８、ｒｅｌ−９のｅＮＢが別のハードウェアを用いてプロキシ機能を実行する）場合に特に有益である。なぜなら、基地局５及び中継ノード７においてＵＥコンテキストを消去する厳密な相対的タイミングを容易に確認できないためである。
【００６４】
ＥＳＭ終了
図８は、ＲＮ−ＵｎＥＳＭを終了するための例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
【００６５】
中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭにあり、中継ＭＴ３のうちの１つがアップリンクトラフィック、例えば、ＯＡＭトラフィックを送信し始めるとき、又はページングメッセージ等に応答するとき（Ｓ４０）等に、中継ノード７がアップリンクトラフィックを検出することによって、ＲＮ−ＵｎインターフェースにおけるＲＮ−ＵｎＥＳＭからの退出がトリガーされる（Ｓ４６）。中継ノード７は、そのアップリンクトラフィックをドナー基地局５に中継し（Ｓ４２）、それにより、ＲＮ−Ｕｎに従って予め構成されたサブフレームにおいてＳ１／ＯＡＭシグナリングを送信するのを中止するようにドナー基地局５がトリガーされる（Ｓ４８）。
【００６６】
したがって、本明細書において提案されたＲＮ−ＵｎＥＳＭを用いることによって、中継ノード７は、都合良く、ＲＮ−ＵｎＥＳＭに入り、各無線フレーム１３の一部においてエネルギー消費を著しく低減することができる。ＲＮ−ＵｎＥＳＭ手順の使用は、エネルギー消費の更なる削減に関して更なる恩恵をもたらす。
【００６７】
変更形態及び代替形態
詳細な実施形態が上記で説明された。当業者であれば理解するように、上記の実施形態に対し、複数の変更及び代替を行うことができ、変形及び代替において具現化される本発明から依然として利益を受けることができる。
【００６８】
例えば、明示的なシグナリングを介してＲＮ−ＵｎＥＳＭを起動することは、基地局のプロキシ機能が別のハードウェアとして設けられる場合に特に有益であるが、起動を暗黙的に実行できることは理解されよう。例えば、別の実施形態では、ドナー基地局５は、都合良く、中継ＭＴ３−３〜３−５のコンテキストの認識を利用して、ＲＮ−Ｕｎインターフェースのドナー基地局側においてＲＮ−ＵｎＥＳＭが起動されるべきときを暗黙的に判断し、それに応じて任意のＳ１／ＯＡＭトラフィックのために予め構成されたサブフレームを使用し始める。そのような実施形態において用いられる場合がある例示的な起動手順が図９に示される。
【００６９】
図９に示されるように、中継ＭＴ３−３〜３−５が全て非アクティブであるとき（例えば、Ｓ３０）、この実施形態の中継ノード７及びドナー基地局の双方が、アクティブ接続が存在しないことを（それぞれＳ３４及びＳ３５において）概ね同時に判断する。中継ノード７及びドナー基地局５は、その後、それぞれのタイマ（それぞれＴ１’及びＴ１）を始動する。これらのタイマの満了時に、中継ノード７はＲＮ−ＵｎＥＳＭに入り（Ｓ３６）、ドナー基地局５はＲＮ−ＵｎＥＳＭのための基地局側手順を概ね同時に開始し（Ｓ３８）、その後、その中継ノード７のための予め構成されたサブフレーム１５のみを用いて、Ｓ１／ＯＡＭシグナリングが中継ノード７に送信される。タイマは同一にすることができるか、又は異なる値を有し、実効的な同期を確保することができる。ＲＮ−ＵｎＥＳＭが起動されると、中継ノード７は、Ｓ１／ＯＡＭシグナリングのために予め構成されていないサブフレーム１５にわたって低エネルギー消費（「スリープ」）状態のままであるが、Ｓ１／ＯＡＭシグナリングのために予め構成されたサブフレームを監視するために「ウェイクアップ」する（Ｓ３９）。
【００７０】
上記の実施形態では、移動電話ベースの通信システムが説明された。当業者であれば理解するように、本出願において説明されるシグナリング技法は、他の通信システムにおいて用いることができる。他の通信ノード又は通信デバイスには、例えば、携帯情報端末、ラップトップコンピュータ、ウェブブラウザ等のようなユーザデバイスが含まれ得る。当業者であれば理解するように、上述された中継システムが移動通信デバイスのために用いられることは必須ではない。システムを用いて、基地局のカバレッジを、移動通信デバイスとともに、又は移動通信デバイスの代わりに、１つ又は複数の固定の演算デバイスを有するネットワークにおいて拡張することができる。
【００７１】
上記の説明において、ドナー基地局５及び中継ノード７は、理解しやすくするために、複数の別個のモジュールを有するように説明されている。これらのモジュールは、例えば、本発明を実施するために既存のシステムが変更された或る特定の応用例の場合、このように設けることができるが、例えば、最初から本発明の特徴を念頭に置いて設計されたシステムにおける他の応用例では、これらのモジュールはオペレーティングシステム又はコード全体に組み込むことができるので、これらのモジュールは別個のエンティティとして区別できない場合もある。
【００７２】
上述の実施形態では、中継局及びドナー基地局は、それぞれトランシーバ回路を備える。通常、この回路は専用ハードウェア回路によって形成される。しかしながら、幾つかの実施形態では、トランシーバ回路の一部を、対応するコントローラによって実行されるソフトウェアとして実装することができる。
【００７３】
上記の実施形態では、複数のソフトウェアモジュールが説明された。当業者であれば理解するように、それらのソフトウェアモジュールは、コンパイル済みの形式又は未コンパイルの形式において与えることができ、コンピュータネットワークを介して信号として、又は記録媒体においてドナー基地局又は中継局に供給することができる。さらに、このソフトウェアの一部又は全部によって実行される機能は、１つ又は複数の専用のハードウェア回路を用いて実行することもできる。
【００７４】
ＲＮ−ＵｎＥＳＭの構成、起動及び／又は終了において任意の適切なシグナリングを用いることができることは理解されよう。例えば、既存のメッセージの変更されたバージョン、又は新たな専用のメッセージを含む、ＲＲＣ接続再構成メッセージ及びＲＲＣ接続再構成完了メッセージ以外のＲＲＣメッセージを、ＲＮ−ＵｎＥＳＭにおいて使用するためのサブフレームを構成するために用いることができる。例えば、１つ又は複数の新たなＲＲＣメッセージ（ｒｅｌ−８／９ＲＲＣメッセージとの対照）を定義することもできる。実際には、中継ノードとドナー基地局との間のエアーインターフェースの多用途性を考えると、ＲＲＣシグナリング以外のシグナリングを使用できる可能性もある。マルチキャストブロードキャスト単一周波数ネットワーク（ＭＢＳＦＮ）／バックホールサブフレーム構成を中継ノード７（例えば、いわゆる、「タイプ１」中継ノード）に通知するＲＲＣ接続再構成メッセージを用いて、ＲＮ−ＵｎＥＳＭ構成のためのサブフレーム構成を中継ノードに通知することができる。さらに、中継ノード７は、ドナー基地局５にスケジューリング要求を送信することによって、省エネルギーモードからの退出をトリガーすることもできる。
【００７５】
別の実施形態では、中継ノード７及び／又はドナー基地局５が、省エネルギーモードが開始されるべきであると判断するとき、例えば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）制御要素（ＭＡＣ−ＣＥ）を用いることによって、その構成及び起動を「オンザフライで」単一ステップにおいて達成できる可能性もある。更に別の実施形態では、予め構成されたサブフレーム１５の仕様のために専用のダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）フォーマットが用いられる。さらに、予め構成されたサブフレームの構成は、（例えば、上記のように）ＲＲＣシグナリングを用いて達成することができ、省エネルギーモードの起動はＭＡＣ−ＣＥを介してトリガーされる。
【００７６】
さらに、上記の実施形態では、初期段階中にサブフレーム構成が設定されるが、任意の適切な時点で設定できることは理解されよう。例えば、サブフレーム構成が、中継移動電話の追加／除去のような中継セル内の変化に対する柔軟性を保つのを確実にするために、例えば、必要に応じて適切なシグナリングを用いて構成を変更することができる。
【００７７】
ドナー基地局５がＲＮ−ＵｎＥＳＭのための基地局側手順を開始することを要求するために用いられる信号はタイムスタンプを含むことができ、それにより、ドナー基地局５及び中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭの開始を同期し、例えば、タイムスタンプによって示される時刻に対して予め決められた時刻に行われるようにすることができる。タイムスタンプは、メッセージが送信された時刻を示すか、又は中継ノード７がＲＮ−ＵｎＥＳＭに入ることになる時刻を示すことができる。したがって、ドナー基地局５は、タイムスタンプによって示される時刻後の所定の時刻において、又はタイムスタップによって示される時刻において基地局側手順を開始することができる。
【００７８】
ドナー基地局は、必要な場合には、明示的な指示（例えば、ＥＳＭ終了を要求するメッセージ）を送信することによって、ＲＮ−ＵｎＥＳＭからの退出をトリガーできることは理解されよう。そのような指示は、そのメッセージが向けられる中継ノードによってＳ１／ＯＡＭシグナリングのために使用されるように予め構成されたサブフレームにおいて都合良く送信することができる。中継ノードは、移動電話３からのアップリンクトラフィックを受信するのに応答して、いつでも省エネルギーモードから出ることができる。
【００７９】
例えば、中継ノード７によってわずかなアクティブユーザデバイスしかサービングされていないときに、種々の判定基準の下で、中継ノード７が既存のｒｅｌ−８／９ＤＲＸ機構を別に使用する可能性も残されることは理解されよう。
【００８０】
また、ＤＲＸ機構は新たな送信とは異なる再送を考慮するので、再送のためにｒｅｌ−８／９機構を用いることができることも理解されよう。代替的には、元の送信が行われた各無線フレーム内の同じサブフレーム番号を用いて、ＤＬ上でＨＡＲＱ再送をスケジューリングすることができる。
【００８１】
代替の実施形態では、中継ノード７に適応した不連続受信ＤＲＸの専用バージョンを用いることによって、単一のフレーム内で省エネルギーを達成することができる。現在、ＵＥは短いＤＲＸ手順を使用することができ、その手順では、ＤＲＸ非アクティビティタイマによって制御される期間を単一のサブフレームに制限することができる。しかしながら、ＵＥの場合、短いＤＲＸ期間後に、従来の「長い」（何フレームにもわたる）ＤＲＸが自動的に生じ、本発明者らは、序論において論じられた理由から、これが望ましくないことがわかっている。この代替の実施形態では、中継ノード７は短いＤＲＸを利用するが、長いＤＲＸサイクルに移行しないようにされる。したがって、中継ノードは、或る量のエネルギーを節約しながら、単一のフレーム内で所定の数のサブフレームを監視することができる。しかしながら、この短いＤＲＸ機構を用いて節約することができる最大エネルギーは、上記の実施形態において説明されたＲＮ−ＵｎＥＳＭを用いることによって節約することができる最大エネルギーの約半分であることは理解されよう。これは、中継ノード７が、自らにスケジューリングされた単一のサブフレームを監視した後に、非アクティビティタイマが満了するまで待たなければならず、その後、低エネルギー消費モードに入ることができるためである。したがって、上記の実施形態の場合に説明されたＲＮ−ＵｎＥＳＭとは異なり、（１つのサブフレームとは対照的に）最低でも２つのサブフレームが監視されることになる。
【００８２】
種々の他の変更は当業者には明らかであり、ここでは、これ以上詳しくは説明しない。
【００８３】
以下は、現在提案されている３ＧＰＰ標準規格において本発明を実施することができる方法の詳細な説明である。様々な特徴が必須又は必要であるとして説明されているが、これは、例えば提案される３ＧＰＰ標準規格によって課される他の要件に起因して、その標準規格にのみ当てはまる場合がある。したがって、これらの記述は本発明をいかなる形においても限定するものと見なされるべきではない。
【００８４】
１．  序論
Ｅ−ＵＴＲＡＮのためのネットワーク省エネルギーに関する検討事項下でｅＮＢ内省エネルギーが議論された。この検討資料では、本発明者らは、中継ノードのための省エネルギー機構を解析する。
【００８５】
２．  検討
２．１  ＲＮ−Ｕｕインターフェースを介しての省エネルギー
通常、中継ノードは、接続されるＵＥをサービングしていることになるが、例えば、夜間に、ＲＮにアクティブＵＥが接続されていない可能性がある。その際、ＲＮは、Ｕｎインターフェース及びＵｕインターフェースに対してＲＮ自体をアクティブにしておくことによって、エネルギーを無駄にしていることになる。
【００８６】
本発明者らは、中継ノードのための省エネルギーが、ＲＮ−Ｕｕインターフェース上のｅＮＢの場合と同等に重要であり、実現性検討の一部として通常のｅＮＢの場合に検討されているのと同じ機構がＲＮ−Ｕｕインターフェースにも当てはまることは全く明らかであると考える。
提案１：ｅＮＢの場合に現在検討中である省エネルギーがＲＮ−Ｕｕにも当てはまる。
【００８７】
２．２  ＲＮ−Ｕｎインターフェース上での省エネルギー
通常のｅＮＢに比べて、ＲＮは無線ＲＮ−Ｕｎインターフェースを有し、動作期間全体にわたってアクティブのままにしないことによって、省エネルギーの可能性がある［１］。したがって、ｒｅｌ−８／９において既に規定されているように、ＲＮはアイドルモードに移行するか、又はＵｎインターフェース上のＤＲＸに移行することができる。しかしながら、ＲＮがアイドルモードに移行する場合には、Ｓ１／Ｘ２及びＯＡＭコンテキストを消去することになるので、本発明者らは、ＲＮがアイドルモードに移行しなければならないとは考えない。
提案２：ＲＮは非アクティビティに起因してアイドルモードに移行してはならない。
【００８８】
さらに、ＲＮ−Ｕｎにおける省エネルギーのための明らかな機構は、ｒｅｌ−８／９においてＵＥのために合意されたＤＲＸ機構を再利用することである。しかし、ＲＮは、ＲＮ下のアイドルモードＵＥのためのページングをサポートしなればならず、ＯＡＭのために確立された幾つかの他のベアラが存在し、それらのベアラは、ＲＮ−Ｕｕ下にアクティブＵＥが存在しない場合であっても存在する。これらは、省エネルギーのための任意の機構が選択される前に検討される必要がある。
【００８９】
以下において、本発明者らは既存のページング機構を説明する。
【００９０】
２．２．１  ページング及びＤＲＸ
Ｓ１−ＡＰ：ページングメッセージはＵｎインターフェースを介していつでも受信することができ、呼び出されるＵＥごとに１つのメッセージが受信される。ｅＮＢにおけるページングフレーム（ＰＦ）当たり最大で４回のページング機会（ＰＯ）が許される。ＵＥは以下の式を用いることによってページングフレームを計算する。
ＳＦＮ  ｍｏｄ  Ｔ＝（Ｔ  ｄｉｖ  Ｎ）＊（ＵＥ＿ＩＤ  ｍｏｄ  Ｎ）
ただし、
ＴはＤＲＸ周期であり；
Ｎ＝ｍｉｎ［Ｔ，ｎＢ］、すなわち、ｎＢ＜Ｔである場合には、Ｎ＝ｎＢであり、そうでない場合には、Ｎ＝Ｔであり；
ｎＢ＝４Ｔ、２Ｔ、Ｔ、Ｔ／２、Ｔ／４、Ｔ／８、Ｔ／１６、Ｔ／３２であり、ＳＩＢ２内でブロードキャストされ；
ＵＥ＿ＩＤ＝ＩＭＳＩ  ｍｏｄ  １０２４；
である。以下の項目が検討される必要がある。
・ＵＥ−ＩＤのランダムな性質（１２桁長ＩＭＳＩ  ｍｏｄ  １０２４）
・ｅＮＢ内に存在するアイドルモードＵＥの数。ｅＮＢはアイドルモードＵＥについての情報を有しない。
・ｅＮＢによってサポートされるＴＡのサイズ及びＴＡの数。これは配置によって決まる。
各ＵＥのＤＲＸ周期及びＮの値
【００９１】
実効的には、ｅＮＢは全ての無線フレーム内でＲＲＣページングを送信する準備ができていなければならないとの結論を下すことができる。同じ要件はＲＮ−Ｕｕ上の中継ノードにも当てはまる。ページングメッセージがＭＭＥによってＤｅＮＢに送信されている最中に、ＲＮがＵｎインターフェースを介してＤＲＸにおいて動作している場合には、ＲＮがＰＤＣＣＨを監視し始め、ＤＲＸから出る時点まで、ＤｅＮＢは待たなければならない。
【００９２】
ＲＲＣページングメッセージ送達がＵＥ  ＤＲＸサイクルに依存する場合であっても、ＵＥはページングメッセージをわずかの差で逃す場合があり、次のウェイクアップ時間まで待たなければならない場合がある。ページングメッセージを送達する際に過大な遅延があると、結果として呼設定時間全体が長くなるので（起呼側遅延）、受け入れられない場合がある。Ｕｎ上でＤＲＸを可能にする結果として、通常のｅＮＢ又はＲＮから呼び出されたときに比べて、ＵＥのためのページング遅延が倍増する場合がある。そのような相違は避けなければならない。
見解１：ＲＮはＵｕ上で全ての無線フレームにおいてＲＲＣページングを送信する準備ができていなければならない。
【００９３】
これに関しては、ＲＮが１フレーム内でのみ、最大で９サブフレームまでスリープできるという別の見解がある（Ｓ１−ＡＰメッセージを受信するのに１つのサブフレームのみが用いられると仮定する）。
【００９４】
２．２．２  既存のＤＲＸ機構に伴う問題
全てのＵＥがアイドルであるときのＤＲＸに伴う問題
−非アクティビティタイマは、ＤＲＸがオフに切り替えられたことと同義である。この結果、ＲＮは残りのサブフレームにおいて決してスリープに移行せず、省エネルギーを適用することはできない。
−短いＤＲＸから長いＤＲＸへの移行。この結果として、ページングメッセージに遅延が生じることになり、ＲＮ及び省エネルギー機構の存在に起因して、更に最大で２．５６ｓｅｃの遅延が生じることになる。この遅延は通常のｅＮＢでは生じないことに留意されたい。
データユーザが存在する場合には、ＤＲＸ機構を再利用することができる。
【００９５】
２．２．３  提案される機構
ＲＮノードが各無線フレーム内の予め構成された或るＤＬサブフレームを監視しなければならない機構を用いることが提案される。ＤｅＮＢはこれらの予め構成されたサブフレームにおいてのみＳ１／ＯＡＭシグナリングをスケジューリングしなければならない。その構成はＲＲＣシグナリングを用いて行うことができ、ＤｅＮＢは、ＲＮに、ダウンリンク上のＳ１／ＯＡＭトラフィックのためにスケジューリングされる可能性があるサブフレーム番号を通知する。
【００９６】
ＤｅＮＢはＵＥコンテキストを保持するので（プロキシ機能のため）、ＲＮ下にアクティブであるユーザがいないことを認識している。代替的には、任意のＵＥのためのＲＲＣ接続が存在しないとき、ＲＮは、ＤｅＮＢを省エネルギーモードに入れるために、ＤｅＮＢに明示的に通知することができる。詳細な提案が以下に説明される。
【００９７】
タイプ１中継ノード
タイプ１中継ノードがＤｅＮＢによって制御され、ＲＮ下の全てのＵＥがアイドルモードにあるシナリオを想定する。図６において、ＲＮ１はＴＡ１の部分であり、ＲＮ２はＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ５の部分である。ＲＮ２はＲＮ＃１に比べて、Ｕｎ上で多くのＳ１ページングメッセージを受信する場合があるので、フレームごとにリソースを構成することに関する柔軟性が必要とされる。
【００９８】
これは一例のシナリオにすぎず、ページングのためにより厳しい遅延要件が満たされる必要がある場合には、サブフレームの数を構成することに関する柔軟性も確保することができる。
【００９９】
ｅＮＢがＳ１及びＯＡＭトラフィックを単一のサブフレームの中にスケジューリングすることを望まない場合には、構成可能なサブフレーム数が必要とされる他のシナリオもある。
【０１００】
タイプ１ａ及びタイプ１ｂ
タイプ１と同じである。
【０１０１】
ＤＲＸとの相互作用：
例えば、ＲＮ下にわずかなアクティブユーザしか存在しないときに、ｒｅｌ−８／９ＤＲＸ機構を別に使用する可能性がある。送信すべきアップリンクデータがあると直ちに、省エネルギーモード（ＥＳＭ）は停止される。
【０１０２】
再送：
ＤＲＸは新たな送信とは異なる再送を考慮するので、再送のためのｒｅｌ−８／９機構を用いることができる。
【０１０３】
代替的には、新たな送信が行われた無線フレームごとの同じサブフレーム＃において、ＤＬ上でＨＡＲＱ再送がスケジューリングされるべきである。
【０１０４】
省エネルギーモード（ＥＳＭ）への進入及び退出
ＥＳＭ進入は２つのステージに更に分類することができる。
−ＥＳＭの構成
−ＥＳＭの起動
【０１０５】
構成段階中に、ＤｅＮＢは、ＥＳＭに移行するときに用いることができるサブフレームを通知することになる。起動段階は、ＥＳＭ進入判定基準が満たされたときに、ＲＮが構成されたサブフレームのみを監視し始めることを伴う。
【０１０６】
ＥＳＭの構成：
必要な場合には構成を変更することができるが、通常は初期段階中に一度だけ行われる。ＤｅＮＢはＲＲＣシグナリングを用いてＲＮに通知し、それは例えば以下とすることができる。
−ＲＮによって受信される第１のＲＲＣ接続再構成メッセージ
−タイプ１の場合に、ＭＢＳＦＮ／バックホールサブフレーム構成を通知するのと同じＲＲＣ接続再構成メッセージ
【０１０７】
ＥＳＭの起動：
明示的なシグナリング：
ＲＮ下にアクティブユーザが存在しないことを通信するためのＤｅＮＢ＜＞ＲＮシグナリング。ＲＮはＵＥコンテキストが存在しないかがわかるであろう。また、ＤｅＮＢもＲＮ下のＵＥのためのＵＥコンテキストを保持することになる（Ｓ１−Ａｐ  Ｉｄマッピングのため）。
【０１０８】
この方法は、別のハードウェアにおいてプロキシ機能を有する（すなわち、アップグレードされたＲＲＣ及びＭＡＣを有するｒｅｌ−８／９ｅＮＢは更に別のハードウェアを用いてプロキシ機能を実行する）計画がある企業にも受入可能である場合がある。したがって、ＤｅＮＢ及びＲＮにおいてＵＥコンテキストを消去する厳密なタイミングはわからないであろう。
【０１０９】
暗黙的（タイマに基づく）：
ＤｅＮＢ及びＲＮは、アクティブＵＥが存在しないことを検出すると直ちに、一定の値を有するタイマが始動される（３６．３３１において、タイマ値は入れ替えられるか、ハードコード化されるかのいずれかである）。幾つかの実施態様は、上記のような問題を有する場合があり、一般的には、タイミング同期が問題となる。ここで、この提案は完全にする目的で言及される。
【０１１０】
代替的には、構成及び起動の両方が、例えば、ＭＡＣ−ＣＥを用いることによって、単一のステップにおいて達成することができる。
【０１１１】
代替的には、この目的を果たすために、特定のＤＣＩフォーマットを考案することができる。
【０１１２】
ＲＮはＵｎ上でいつ省エネルギーから出るべきか：
Ｓ１上で受信される可能性が最も高いメッセージはＳ１：ページングであり、Ｕｕ上の全てのページングが必ずしもアップリンクトラフィックを生成ことになるとは限らない。これは、ページングエリアのサイズ、及びＲＮ下に呼び出されるＵＥが存在する確率による。
【０１１３】
したがって、ＲＮが、ＲＮに接続されるＵＥからのアップリンク送信を有するときに、ＲＮは省エネルギー構成から出るべきであることが提案される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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