(57)【要約】  ワイヤレスネットワーク、特にモバイル無線ネットワークにおけるエネルギー消費を管理する方法を提供する。前記ワイヤレスネットワークは、前記ワイヤレスネットワークへのアップリンクおよびダウンリンクコネクションを移動局に提供する無線アクセスポイントを含む。前記ワイヤレスネットワークに接続される少なくとも１つの移動局のアップリンクおよびダウンリンクコネクションが、相異なる無線アクセスポイントによって物理的にサービスされる。本方法は、少なくとも一時的に、前記無線アクセスポイントの１つまたは複数が、前記少なくとも１つの移動局に対してアップリンクコネクションまたはダウンリンクコネクションのいずれか、すなわち無線リソースアクセスを提供する一方向無線アクセスポイントとして機能することを特徴とする。また、対応するワイヤレスネットワークシステムが開示される。
2013538495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスネットワーク、特にモバイル無線ネットワークにおけるエネルギー消費を管理する方法において、
前記ワイヤレスネットワークは、前記ワイヤレスネットワークへのアップリンクおよびダウンリンクコネクションを移動局に提供する無線アクセスポイントを含み、
前記ワイヤレスネットワークに接続される少なくとも１つの移動局のアップリンクおよびダウンリンクコネクションが、相異なる無線アクセスポイントによって物理的にサービスされ、
少なくとも一時的に、前記無線アクセスポイントの１つまたは複数が、前記少なくとも１つの移動局に対してアップリンクコネクションまたはダウンリンクコネクションのいずれか、すなわち無線リソースアクセスを提供する一方向無線アクセスポイントとして機能することを特徴とする、ワイヤレスネットワークにおけるエネルギー消費を管理する方法。
【請求項２】
前記無線リソースアクセスを調整するために、前記無線アクセスポイント間で論理コネクションが使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの移動局が、前記一方向無線アクセスポイントの１つまたは複数、特に、前記一方向無線アクセスポイントのセットを含む論理アクセスポイント経由で前記ワイヤレスネットワークに接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記論理アクセスポイントが、特に制御シグナリングを使用することによって、前記ワイヤレスネットワークへの前記少なくとも１つの移動局のアクセスを調整するための無線リソースおよびコネクションの管理を実行することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
アップリンクコネクションを提供する物理無線インタフェースまたはダウンリンクコネクションを提供する物理無線インタフェースのいずれかを備えた無線アクセスポイントが、前記一方向無線アクセスポイントとして使用されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
移動局に対するアップリンクコネクションおよびダウンリンクコネクションの両方を提供する物理無線インタフェースを備えた無線アクセスポイントが、前記一方向無線アクセスポイントとして使用され、前記アップリンクコネクションまたは前記ダウンリンクコネクションが、所定および／または可変の性能測定に基づいて無効化されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記性能測定が、無線アクセスポイントと移動局との間のコネクションが終了した後に実行されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記性能測定が所定の時間間隔で実行されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記アップリンクコネクションまたは前記ダウンリンクコネクションを無効化する決定が、所定の時間間隔にわたるスループットの所定の百分位数、特に、所定の時間間隔にわたる平均スループットの所定の百分位数に基づくことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記性能測定の結果として無線アクセスポイントのアップリンクまたはダウンリンクが無効化される場合、前記無線アクセスポイントによって現在サービスされている移動局が前記ワイヤレスネットワークの１つまたは複数の他の無線アクセスポイント、すなわちターゲットアクセスポイントによってサービスされることが可能かどうかを、決定ユニットが確認することを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
ターゲットアクセスポイントの現在の負荷、前記ターゲットアクセスポイントの過去の性能、および前記ターゲット無線アクセスポイントに移行されるべき前記移動局によって期待されるスループットが考慮されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記決定ユニットが前記無線アクセスポイントのあるリンク方向、すなわちアップリンクまたはダウンリンクを無効化すると決定する場合、前記無線アクセスポイントの各コネクションが、無効化されるリンク方向を管理することになる前記１つまたは複数の他の無線アクセスポイントとグループ化されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記移動局および／または前記無線アクセスポイントの送信電力を管理するために、電力制御手続きが使用されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
ワイヤレスネットワークシステム、特にモバイル無線ネットワークシステムにおいて、前記システムは、アップリンクおよびダウンリンクコネクションを移動局に提供する無線アクセスポイントを含み、前記システムは、特に請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法を実行し、
前記システムは、前記システムに接続される少なくとも１つの移動局のアップリンクおよびダウンリンクコネクションを、相異なる無線アクセスポイントによって物理的にサービスするように構成され、
前記システムは、少なくとも一時的に、前記無線アクセスポイントの１つまたは複数が、前記少なくとも１つの移動局に対してアップリンクコネクションまたはダウンリンクコネクションのいずれかを提供する一方向無線アクセスポイントとして機能するようにさらに構成されることを特徴とするワイヤレスネットワークシステム。
【請求項１５】
前記無線アクセスポイントの１つまたは複数が、アップリンクコネクションを提供するためまたはダウンリンクコネクションを提供するためのいずれかの物理無線インタフェースを有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記無線アクセスポイントの１つまたは複数が、アップリンクコネクションおよびダウンリンクコネクションの両方を提供する物理無線インタフェースを有することを特徴とする請求項１４または１５に記載のシステム。
【請求項１７】
アップリンクコネクションのみをサービスする無線アクセスポイントおよびダウンリンクコネクションのみをサービスする無線アクセスポイントの配備が別々に設計されることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
アップリンクおよびダウンリンクの配備で同じ場所に配備される無線アクセスポイントが、アップリンクコネクションおよびダウンリンクコネクションの両方の物理無線インタフェースを有することを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
無線アクセスポイントのアップリンクまたはダウンリンクが無効化される場合、前記無線アクセスポイントによって現在サービスされている移動局が前記ワイヤレスネットワークの１つまたは複数の他の無線アクセスポイント、すなわちターゲットアクセスポイントによってサービスされることが可能かどうかを確認するように構成された決定ユニットが提供されることを特徴とする請求項１４ないし１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
無線アクセスポイントごとに１つの決定ユニットが提供されることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレスネットワーク、特にモバイル無線ネットワークにおけるエネルギー消費を管理する方法に関する。前記ワイヤレスネットワークは、前記ワイヤレスネットワークへのアップリンクおよびダウンリンクコネクションを移動局に提供する無線アクセスポイントを含み、前記ワイヤレスネットワークに接続される少なくとも１つの移動局のアップリンクおよびダウンリンクコネクションが、相異なる無線アクセスポイントによって物理的にサービスされる。
【０００２】
また、本発明は、ワイヤレスネットワークシステム、特にモバイル無線ネットワークシステムに関する。前記システムは、アップリンクおよびダウンリンクコネクションを移動局に提供する無線アクセスポイントを含み、前記システムは、前記システムに接続される少なくとも１つの移動局のアップリンクおよびダウンリンクコネクションを、相異なる無線アクセスポイントによって物理的にサービスするように構成される。
【背景技術】
【０００３】
エネルギー効率は、最新のネットワークアーキテクチャの設計・運用において主要な役割を演ずる重要な問題である。特に、今日のモバイル無線ネットワーク（mobile radio network, ＭＲＮ）では、エネルギー費用が、モバイルネットワーク事業者（mobile network operator, ＭＮＯ）の運営費（operational expenditure, ＯＰＥＸ）の大部分に寄与する。ここで、主要な寄与は、無線アクセスネットワーク（radio access network, ＲＡＮ）、特に、基地局（base station, ＢＳ）に由来する（基地局は、無線アクセスポイントとも呼ぶことができる）。このことは、環境への配慮からエネルギー消費を低減するという一般的要求とともに、エネルギー効率の良いＲＡＮへの移行を促している。
【０００４】
現在のモバイル通信ネットワークは、データ要求が非常に高い時間中に最小限のサービス品質を保証するように最適化されている。すなわち、モバイル無線ネットワークは、通常は日中にあるトラフィックピーク時間中に十分なサービス品質（ＱｏＳ）を保証するように設計される。しかし、モバイル無線ネットワークのトラフィックに関して提示される負荷がはるかに低い期間がある。例えば、企業や商店の区域における夕方や夜間、娯楽施設における非開演時間、オフィス区域における週末などである。データレート需要がはるかに低いこれらの時間には、配備された基地局の一部はもはや不要である。基地局が、関連づけられた移動局（mobile station, ＭＳ）を有していないためアイドルである確率は比較的高い。
【０００５】
これらの期間中にエネルギーを節約するため、省エネルギー方法により、いくつかの基地局をオフにするとともに、ネットワークＱｏＳを維持するために残りの基地局のカバレジエリアを拡大する。
【０００６】
オフにされる基地局は、カバレジを拡大しなければならない基地局のバックホールトラフィックが増大される間、未使用のバックホールコネクションを依然として維持する。このため、非対称なバックホール使用状況が生じる。さらに、エネルギー消費を低減するために複数の基地局がオフにされている場合、移動局が、ダウンリンク（ＤＬ）上の基地局送信を受信することはできるが、同じ基地局がこの移動局の送信を受信することができるようにアップリンク（ＵＬ）におけるその送信電力を増大させることができないということが起こり得る。このアップリンク／ダウンリンク不一致の理由は、移動局の一般的な最大送信電力が基地局の最大送信電力よりもはるかに低い（例えば、２３ｄＢｍ対４３ｄＢｍ）ことである。ただし、基地局における高度な信号処理方法が、この問題を軽減するのに役立つ可能性はある。
【０００７】
しかし、アップリンク／ダウンリンク不一致の結果として、以下の問題が生じる。
・ダウンリンク信号強度は無線リンクを維持するのに十分であるが、アップリンク信号強度は十分でないということが起こり得る。この場合、別の基地局をオンにすることが必要となる。
・適応変調符号化（adaptive modulation and coding, ＡＭＣ）により、移動局はより低いデータレートで送信が可能であるが、アップリンクにおけるＱｏＳが低下する。
【０００８】
現在配備されているモバイル通信ネットワークは、ダウンリンクおよびアップリンクの両方をサービスする基地局を使用する。高いデータレートを達成するため、高い空間再利用が望まれるが、これは既存のシャドウイング状況を利用することで達成される。他方、高い接続性を重視する場合、各ユーザに対する大きな性能損失なしに広いエリアにサービスすることができるためには、強いシャドウイングは避けなければならない。多くのモバイル通信サービスは、アップリンクおよびダウンリンクのデータレートに関して非対称であるため、モバイル無線ネットワークは、ダウンリンクコネクションに対して、より高い空間再利用を必要とするのに対して、アップリンクコネクションに対しては、接続性が主要な最適化基準となる。
【０００９】
アップリンクとダウンリンクとの間の不一致は、機器間（machine-to-machine, Ｍ２Ｍ）通信で使用されるような非常に低電力の装置の場合に特に重要である。低優先度データの配信は、夜間等の低ピーク時間中に行われる可能性がある。このことは、多数のノードが、割り当てられた基地局へデータを配信するために、ダウンリンクリソースよりもアップリンクリソースのほうをより多く必要とすることを意味する。このことは、現在のシステムでは、基地局はそのセル内のＭ２Ｍノードを管理する必要があるためオフにされることができないことを意味する。というのは、Ｍ２Ｍノードは、その低電力消費要件により、カバレジが非常に制限されると予想されるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、頭書のような方法およびシステムにおいて、実施の容易なメカニズムを使用することにより、アップリンク電力制限によるカバレジ縮小なしに、ワイヤレスネットワーク、特にモバイル無線ネットワークにおけるエネルギー消費を低減するような改良およびさらなる展開を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法によって達成される。この請求項に記載の通り、本方法は、少なくとも一時的に、前記無線アクセスポイントの１つまたは複数が、前記少なくとも１つの移動局に対してアップリンクコネクションまたはダウンリンクコネクションのいずれか、すなわち無線リソースアクセスを提供する一方向無線アクセスポイントとして機能することを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的は、請求項１４の構成を備えたシステムによって達成される。この請求項に記載の通り、前記システムは、少なくとも一時的に、前記無線アクセスポイントの１つまたは複数が、前記少なくとも１つの移動局に対してアップリンクコネクションまたはダウンリンクコネクションのいずれかを提供する一方向無線アクセスポイントとして機能するようにさらに構成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によって初めて認識されたこととして、無線アクセスポイントがアップリンクコネクションとダウンリンクコネクションのサービスを分離すれば、無線アクセスポイントの配備は、ワイヤレスネットワークにおけるエネルギー消費に関してさらにフレキシブルになる。具体的には、本発明によれば、無線リソースアクセスは、１つまたは複数の無線アクセスポイントが、少なくとも一時的に、一方向無線アクセスポイントとして機能するように実施される。一方向無線アクセスポイントとして機能するとは、無線アクセスポイントが、１つまたは複数の移動局に対して、アップリンクコネクションのみまたはダウンリンクコネクションのみを提供することを意味する。結果として、例えば、無線アクセスポイントは、そのダウンリンク機能を無効化し、アップリンク機能のみを提供し続けてもよい。したがって、アップリンク電力制限によるカバレジ縮小なしに、ワイヤレスネットワーク、特にモバイル無線ネットワークにおけるエネルギー消費を低減することができ、これにより、無線アクセスポイントを完全にオフにする方法に比べて、接続性の向上が達成される。
【００１４】
なお、本発明において、ワイヤレスネットワークの無線アクセスポイントは、ワイヤレスネットワークの基地局と呼ぶことも可能である。
【００１５】
好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの移動局とワイヤレスネットワークとの間の無線リソースアクセスを調整するために、無線アクセスポイント間で論理コネクションが使用されてもよい。この目的のため、直接または間接のいずれの論理コネクションが使用されてもよい。
【００１６】
有利な態様として、少なくとも１つの移動局は、１つまたは複数の一方向無線アクセスポイントを含む論理アクセスポイント経由でワイヤレスネットワークに接続されてもよい。特に、論理アクセスポイントは、一方向無線アクセスポイントのセットからなってもよい。また、論理アクセスポイントは、一方向無線アクセスポイントのほかに、アップリンクおよびダウンリンクコネクションを提供する無線アクセスポイントを含むことも考えられる。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、論理アクセスポイントは、特に制御シグナリングを使用することによって、ワイヤレスネットワークへの少なくとも１つの移動局のアクセスを調整するための無線リソースおよびコネクションの管理を実行してもよい。例えば、これは、ダウンリンクをサービスする１つの無線アクセスポイントが、制限されたエネルギーリソースおよび送信電力能力でＭ２Ｍノードのセットを制御するようなＭ２Ｍ通信の場合に特に重要である。これらのノードは、低い送信電力のため、ダウンリンクをサービスする無線アクセスポイントへの確実な通信リンクをアップリンクでは提供することができない可能性がある。この場合、ダウンリンクを提供する１つの無線アクセスポイントがＭ２Ｍノードを制御する間に、アップリンクのみを提供する複数の無線アクセスポイントがＭ２Ｍデータを収集することができる。こうして、Ｍ２Ｍネットワークや低ピーク時間中に予想される、非対称性の高い状況に対するサポートが提供される。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、移動局から無線アクセスポイントへのアップリンクコネクションを提供する物理無線インタフェースまたは無線アクセスポイントから移動局へのダウンリンクコネクションを提供する物理無線インタフェースのいずれかを備えた無線アクセスポイントが、一方向無線アクセスポイントとして使用されてもよい。こうして、例えば、アップリンクコネクションのみを提供する無線アクセスポイント（アップリンクリレー）を有するエリアを実現してもよい。
【００１９】
電力消費を低減することに関して、移動局に対するアップリンクコネクションおよび移動局に対するダウンリンクコネクションの両方を提供する物理無線インタフェースを備えた無線アクセスポイントが、一方向無線アクセスポイントとして使用されるものとしてもよい。このため、アップリンクコネクションまたはダウンリンクコネクションは、所定および／または可変の性能測定に基づいて無効化されてもよい。さらに、無線アクセスポイントのアップリンクおよびダウンリンクリソースが要求された場合には、アップリンクまたはダウンリンクが再び有効化されるべきものとしてもよい。
【００２０】
有利な態様として、性能測定は、無線アクセスポイントと移動局との間のコネクションが終了した後に実行されてもよい。例えば、性能測定は、各コネクション終了後に実行されてもよい。
【００２１】
また、性能測定は所定の時間間隔で実行されるものとしてもよい。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、アップリンクコネクションまたはダウンリンクコネクションを無効化する決定は、所定の時間間隔にわたるスループットの所定の百分位数、特に、所定の時間間隔にわたる平均スループットの所定の百分位数に基づく。
【００２３】
別の好ましい実施形態によれば、性能測定の結果として無線アクセスポイントのアップリンクまたはダウンリンクが無効化される場合、無線アクセスポイントによって現在サービスされているすべての移動局がワイヤレスネットワークの１つまたは複数の他の無線アクセスポイント、すなわちターゲットアクセスポイントによってサービスされることが可能かどうかを、決定ユニットが確認するものとしてもよい。
【００２４】
有利な態様として、ターゲットアクセスポイントの現在の負荷、ターゲットアクセスポイントの過去の性能、およびターゲット無線アクセスポイントに移行されるべき移動局によって期待されるスループットが考慮されてもよい。
【００２５】
また、決定ユニットが無線アクセスポイントのあるリンク方向、すなわちアップリンクまたはダウンリンクを無効化すると決定する場合、無線アクセスポイントの各コネクションは、無効化されるリンク方向を管理することになる１つまたは複数の他の無線アクセスポイントとグループ化されるものとしてもよい。
【００２６】
好ましい実施形態によれば、移動局および／または無線アクセスポイントの送信電力を管理するために、電力制御手続きが使用されてもよい。移動局とダウンリンクをサービスする無線アクセスポイントとの間の経路損失が、移動局とアップリンクをサービスする無線アクセスポイントとの間よりも低い場合、アップリンクをサービスする無線アクセスポイントとダウンリンクをサービスする無線アクセスポイントとの分離は、電力制御手続きのサポートを必要とする。この場合、低減したトレース（より低い送信電力）でのプリコーディングを用いて、従来のシステムで必要なよりも高い電力で送信するように移動局を誘導してもよい。逆の場合、アップリンクをサービスする無線アクセスポイントは、ダウンリンクをサービスする無線アクセスポイントよりも良好なＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）で移動局の送信を受信する。アップリンクをサービスする無線アクセスポイントは、アップリンクをサービスする無線アクセスポイントと移動局との間の経路損失を推定するために、移動局からの既知の送信電力を有する基準信号を使用してもよい。結果として、ダウンリンクをサービスする無線アクセスポイントは、ある目標ＳＩＮＲを満たすべくその送信電力を低減するように移動局に通知してもよい。この機能が実施されない場合、アップリンクをサービスする無線アクセスポイントにおけるＳＩＮＲは、必要とされるよりも高くなる。
【００２７】
電力制御ループの最小粒度は、アップリンクおよびダウンリンクを共有する無線アクセスポイント間の論理コネクション上の遅延によって決定することができる。例えば、ＷＣＤＭＡ（ワイドバンド符号分割多元接続）では、電力制御更新は０．６７ｍｓごとに送信することができる。論理リンク上の遅延がこの値を超える場合、あらゆる可能な電力制御スロットを利用することができるわけではない。これに対して、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍでは、高速電力制御に対する最小粒度は５ｍｓで与えられる。
【００２８】
ワイヤレスネットワークシステムの好ましい実施形態によれば、１つまたは複数の無線アクセスポイントは、アップリンクコネクションを提供するためまたはダウンリンクコネクションを提供するためのいずれかの物理無線インタフェースを有してもよい。
【００２９】
有利な態様として、１つまたは複数の無線アクセスポイントは、アップリンクコネクションおよびダウンリンクコネクションの両方を提供する物理無線インタフェースを有するものとしてもよい。
【００３０】
別の好ましい実施形態によれば、アップリンクコネクションのみをサービスする無線アクセスポイントおよびダウンリンクコネクションのみをサービスする無線アクセスポイントの配備は別々に設計されてもよい。
【００３１】
また、アップリンクおよびダウンリンクの配備で同じ場所に配備される無線アクセスポイントは、アップリンクコネクションおよびダウンリンクコネクションの両方の物理無線インタフェースを有するものとしてもよい。
【００３２】
基本的に、非常に高いサービス需要を有するエリアにおけるカバレジを提供するために、アップリンクのみをサービスする無線アクセスポイントおよびダウンリンクのみをサービスする無線アクセスポイントが配備され、サービスごとに運用されるものとしてもよい。例えば、これは、実施されるアップリンク／ダウンリンクパラメータのセットによって反映されてもよい。
【００３３】
また、一方向無線アクセスポイントの配備は、アップリンクおよびダウンリンクの負荷分散が提供されるように実施されてもよい。具体的には、クラウドコンピューティングに関して、負荷分散および計算リソースの対称的分配が実施されてもよい。
【００３４】
別の実施態様として、あらゆる無線アクセスポイントがアップリンクおよびダウンリンクの両方を維持する必要はないことにより、全体的なエネルギー消費が最小化されるように、一方向無線アクセスポイントの配備の最適化を使用してもよい。
【００３５】
好ましい実施形態によれば、無線アクセスポイントのアップリンクまたはダウンリンクが無効化される場合、無線アクセスポイントによって現在サービスされているすべての移動局がワイヤレスネットワークの１つまたは複数の他の無線アクセスポイント、すなわちターゲットアクセスポイントによってサービスされることが可能かどうかを確認するように構成された決定ユニットが提供されるものとしてもよい。
【００３６】
有利な態様として、各無線アクセスポイントがターゲットアクセスポイントと独立に通信するように、無線アクセスポイントごとに１つの決定ユニットが提供されてもよい。
【００３７】
本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による方法またはワイヤレスネットワークシステムの実施形態を例示する模式図である。
【図２】本発明の実施形態によるサイト選択プロセスを例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、本発明による方法またはワイヤレスネットワークシステムの実施形態を示している。図１は、モバイル無線ネットワーク（ＭＲＮ）の基礎システムモデルを示している。ＭＲＮは、移動局（ＭＳ）のセットにサービスする複数の無線基地局（ＢＳ）を含む。各移動局には、ＭＲＮへの１つのアップリンク（ＵＬ）およびダウンリンク（ＤＬ）の論理コネクションが関連づけられる。また、各移動局は、無線リソースおよびコネクションの管理を実行し適切な制御シグナリングを実行する１つの基地局に割り当てられる（すなわち、そのような基地局によってサービスされる）。
【００４０】
図１の構成によれば、アップリンクおよびダウンリンクの論理コネクションデータは、相異なる基地局によって送信されることが可能である。図１において、移動局ＭＳ１は、ダウンリンクでは基地局ＢＳ３に関連づけられ、アップリンクでは基地局ＢＳ１に関連づけられている。アップリンクおよびダウンリンクコネクションは、相異なる基地局によって提供されることが可能である。移動局に対してアップリンクを提供する基地局（ＵＬ−ＢＳ）および移動局に対してダウンリンクを提供する基地局（ＤＬ−ＢＳ）は、異なるＢＳでも同じＢＳでもよい。
【００４１】
図１に例示した本発明の実施形態は、論理基地局と物理基地局の区別を利用している。すなわち、移動局は、単一の論理識別子を有する１つの論理基地局への１つまたは複数の論理コネクションを有し、この論理基地局がアップリンクおよびダウンリンクを提供する。ただし、この論理基地局は、アップリンクおよびダウンリンク送信のための物理基地局のセットからなる。したがって、移動局はやはり１つの論理基地局に関連づけられるが、ＭＲＮは、複数の物理基地局を１つの移動局に関連づける可能性がある。他方、１つの論理基地局はただ１つの物理基地局からなる可能性もあり、その場合、この物理基地局がアップリンクおよびダウンリンクの両方のコネクションを管理するため、アップリンクおよびダウンリンクのエンティティ間のバックホールリンク容量によって制限されない。
【００４２】
本発明による方法の実施形態は、以下のように実施することができる。
【００４３】
・まず、基地局（ＢＳ）Ａが、所定または可変の性能測定に従って、そのアップリンクまたはダウンリンクをオフにすることができるかどうかを判定する。実施態様として、所定の時間間隔にわたる平均スループットの所定の百分位数を使用してもよい。別の実施態様として、中央コントローラを設け、これが、ＢＳ  Ａのダウンリンクをオフにすることができるかどうかを判定する。実施態様として、移動局との各コネクション終了後にこのチェックを実行してもよい。別の実施態様として、所定の時間間隔後にこのチェックを実行してもよい。
【００４４】
・ＢＳ  Ａがアップリンクまたはダウンリンクをオフにする基準を満たすかどうかのフィードバックに基づいて、中央決定ユニットが、ＢＳ  Ａによってサービスされるすべての移動局がネットワーク内の別の基地局によってサービスされることが可能かどうかを識別する。一実施態様として、各基地局が独立に他の基地局と通信するように、ＢＳごとに１つの決定ユニットを設ける。別の実施態様として、基地局の現在の負荷、過去の性能、および別の基地局に移行されるべき移動局によって期待されるスループットを考慮する。
【００４５】
・中央決定ユニットが、ＢＳ  Ａがダウンリンクをオフにすることができると判定した場合、ＢＳ  Ａの各コネクションが別の基地局とグループ化され、この基地局がダウンリンクを管理することになる一方で、ＢＳ  Ａは依然としてアップリンクを管理する。各コネクションごとに、ＢＳ  Ａは、ＢＳ  Ａからグループ化された基地局へのダウンリンクハンドオーバーを可能にするために、すべての必要な情報および関連情報を含む論理コネクションコンテキストを交換しなければならない。非透過的な実施態様において、移動局は、ダウンリンクハンドオーバーの後または前に、アップリンク基地局（ＵＬ−ＢＳ）とダウンリンク基地局（ＤＬ−ＢＳ）が異なることを明示的に通知される。透過的な実施態様においては、各コネクションごとに、ＢＳ  ＡおよびＤＬ−ＢＳが、移動局に通知される論理コネクション識別子を用いてグループ化される。
【００４６】
・ＢＳ  Ａは、ダウンリンクをオフにした後、その割り当てられた移動局のすべての関連するペイロードおよびシグナリングデータを、接続されたモバイル無線ネットワークへ転送する。一実施態様では、基地局は、割り当てられたＤＬ−ＢＳへ直接にすべてのデータを転送する。別の実施態様では、基地局は、割り当てられたＤＬ−ＢＳへ関連するシグナリング情報のみを転送する。さらに別の実施態様では、ＢＳは、シグナリングおよびデータの両方の情報を中央コアネットワークへ転送し、中央コアネットワークがＤＬ−ＢＳに通知する。前述のシステムモデルと同様に、ＢＳ  Ａは依然としてコネクション要求の受信・受付を行う。
【００４７】
・ＢＳ  Ａは、中央ユニットからトリガ情報を受信した後にそのダウンリンクをオンにした場合、別のＤＬ−ＢＳからコネクションコンテキストを引き継ぐか、または、すべての新しいダウンリンクコネクションに対するダウンリンクのみを確立する。一実施態様では、トリガ情報は、別の基地局から受信されることも可能である。
【００４８】
図２は、本発明の実施形態によるサイト選択プロセスを例示する模式図である。ネットワーク加入時に、移動局は、初期加入手続きのための基地局を選択しなければならない。これを以下、サイト選択プロセスという。サイト選択プロセスは、可能性のある物理アップリンク基地局（ＵＬ−ＢＳ）とダウンリンク基地局（ＤＬ−ＢＳ）との間の直接通信を含む。特に、プロセスは、以下の通り、図２に例示するように実行される。移動局ＭＳ１が、ダウンリンク基地局ＤＬ−ＢＳ  Ａから、例えばフレームプリアンブル等のパイロットデータのようなダウンリンク基準信号を受信し復号する。次に、移動局ＭＳ１は、基本ネットワークアタッチメント手続きを実行する。これは一般的に、既知の符号化メッセージ（例えばＣＤＭＡ符号）をダウンリンク基地局ＤＬ−ＢＳ  Ａへ送信することも含む。ダウンリンク基地局ＤＬ−ＢＳ  Ａに関連づけられたアップリンク基地局ＵＬ−ＢＳ  Ｂおよびアップリンク基地局ＵＬ−ＢＳ  Ｃが、これらのメッセージを受信し、対応するチャネル品質情報（channel quality information, ＣＱＩ）をダウンリンク基地局ＤＬ−ＢＳ  Ａへ転送する。
【００４９】
こうして、ダウンリンク基地局ＤＬ−ＢＳ  Ａは、すべての関連づけられたアップリンク基地局ＵＬ−ＢＳからすべてのＣＱＩを収集し、移動局ＭＳ１に対するアップリンクサービス基地局として１つの基地局を選択する。移動局ＭＳ１は、アップリンクでは、論理的にはダウンリンク基地局ＤＬ−ＢＳ  Ａを依然としてアドレス指定している。
【００５０】
非透過的な実施態様では、図２の移動局ＭＳ１は、移動局ＭＳ１がアップリンクおよびダウンリンクで異なる物理基地局に関連づけられるようになったというメッセージを受信する。
【００５１】
また、図２に例示した実施形態によれば、移動局とダウンリンク基地局との間の経路損失が、移動局とアップリンク基地局との間よりも低い場合、アップリンク基地局とダウンリンク基地局との分離は、電力制御手続きのサポートを必要とする。この場合、低減したトレース（より低い送信電力）でのプリコーディングを用いて、従来のシステムで必要なよりも高い電力で送信するように移動局を誘導することができる。
【００５２】
逆の場合、アップリンク基地局は、ダウンリンク基地局よりも良好なＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）で移動局の送信を受信する。アップリンク基地局は、アップリンク基地局と移動局との間の経路損失を推定するために、移動局からの既知の送信電力を有する基準信号を使用することができる。結果として、ダウンリンク基地局は、ある目標ＳＩＮＲを満たすべくその送信電力を低減するように移動局に通知する。この機能が実施されない場合、アップリンク基地局におけるＳＩＮＲは、必要とされるよりも高くなる。
【００５３】
電力制御ループの最小粒度は、アップリンクおよびダウンリンクを共有する基地局間の論理リンク上の遅延によって決定される。例えば、ＷＣＤＭＡでは、電力制御更新は０．６７ｍｓごとに送信することができる。論理リンク上の遅延がこの値を超える場合、あらゆる可能な電力制御スロットを利用することができるわけではない。これに対して、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍでは、高速電力制御に対する最小粒度は５ｍｓで与えられる。
【００５４】
図２に例示した実施形態は、独立のアップリンク／ダウンリンク基地局の結果として、独立のアップリンクおよびダウンリンクハンドオーバーを使用する。１つのアップリンクコネクションに対して、２つ以上の物理基地局がアップリンク基地局セットに割り当てられる。各アップリンク基地局が、移動局のアップリンク基地局セットに含まれるために、データを復号しダウンリンク基地局へ転送しようと試みる。したがって、移動局は、中断しないダウンリンクコネクションと同じ論理基地局割当てを有することになり、移動局シグナリング／制御は、複数のアップリンク基地局によって転送されるので、ダイバーシティが増大する。これにより、中断なしに、あるいは最小限の中断で、シームレスなハンドオーバープロセスが可能となる。同じ手続きは、ダウンリンクハンドオーバー中に実行可能であるが、これは、論理基地局割当ての変更を意味する。しかし、この場合も、アップリンク基地局セットはやはり移動局からシグナリング／制御を受信するので、ダウンリンクハンドオーバーの改善が可能である。
【００５５】
アップリンク基地局とダウンリンク基地局の分離により、ＴＤＤ（時分割二重）の場合におけるチャネル相反性はもはや保証されない。したがって、ＦＤＤ（周波数分割二重）において閉ループＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output, 多入力多出力）のために導入される手続き（例えば、チャネルサウンディングの代わりにＰＭＩ（Pre-coding Matrix Index, プリコーディング行列インデックス）に基づくプリコーディング）を使用しなければならない。
【００５６】
アップリンク基地局は、移動局送信を揃えるために各時間オフセットを決定する必要があり、その後に移動局送信はダウンリンク基地局へ通信される。基地局が永続的にアップリンクのみを提供する場合および基地局が永続的にダウンリンクのみを提供する場合、基地局におけるＴＴＧ（Transmit Transition Gap, 送信遷移ギャップ）およびＲＴＧ（Receive Transition Gap, 受信遷移ギャップ）はもはや不要である。というのは、アップリンク基地局もダウンリンク基地局も、アップリンクからダウンリンクに、およびその逆に切り替わる必要がないからである。
【００５７】
アップリンク基地局およびダウンリンク基地局の両方が、シグナリングおよび制御メッセージの交換のために論理コネクションを必要とする。物理基地局間の通信は、論理コネクションを通じて実行される。この論理コネクションは、直接物理リンク、ゲートウェイを用いてルーティングされた物理リンク、スターアーキテクチャを用いた接合物理ネットワーク、あるいは論理リンクを提供する他のネットワークであることが可能である。
【００５８】
図２に例示した実施形態は、各基地局が相互に直接に通信可能なシグナリングおよび制御プロトコルを使用する。これは、基地局間でペイロードデータを必ずしも交換せず、通信は、特定のシグナリング／制御部分（例えば、（Ｈ）ＡＲＱ  ＮＡＣＫ／ＡＣＫ）に制限される可能性があるが、コアネットワークからデータを直接に受信または転送することができる。これは、追加的な実施オーバーヘッドを意味する。
【００５９】
他方、アップリンク基地局からダウンリンク基地局へのペイロードデータの転送は、実施の複雑さを低減するが、必要なバックホール容量を増大させる。また、このプロトコルは、アップリンク基地局およびダウンリンク基地局セット内で、接続された移動局に関するセキュリティ情報が交換されることを意味する。複数のアップリンク基地局に接続される可能性のある複数の移動局を１つのダウンリンク基地局が管理することができるので、空間リソース再利用を増大させるために、同じリソース割当てマップが同じ物理リソースに対する複数のエントリを含む可能性がある。この可能性は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準ですでに与えられ、利用可能である。
【００６０】
上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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