(57)【要約】【解決手段】フェムト基地局（FBS）は、通信装置と信頼性装置とからなる。信頼性装置中の制御実体は、FBS信頼性折衷イベント（例えば、FBSへの外部電源の予期せぬ損失）を検出する。FBS信頼性折衷イベントの検出の結果、制御実体はメッセージ（“FBS信頼性折衷イベント補償メッセージ”、或いは、“FBSRCECM”）を通信装置に伝送する。FBSRCECMは、FBS信頼性折衷イベントの補償動作を起動する。多くの例中、この動作は、FBSから他の基地局へのハンドオーバーを起動する。信頼性装置は、通常、ハンドオーバーが円滑に完成されるまで、一定時間、FBSに給電する充電池を含む。円滑なハンドオーバー実行により、公知のFBSが操作を停止し、公知のFBSにより処理される接続が破壊されるといった状況と比較して、セルラーネットワークの信頼性は改善される。【選択図】図５
2011517878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信頼性装置であって、
状態情報を受信し、フェムト基地局信頼性折衷イベント補償メッセージ（FBSRCECM）を出力して対応する制御実体からなることを特徴とする信頼性装置。
【請求項２】
前記FBSRCECMは、複数のデジタルビットを含み、前記制御実体は、フェムト基地局中の集積回路上で実行される第一プロセッサ実行可能指令集を含み、前記制御実体からの前記FBSRCECMの出力は、前記制御実体から、前記集積回路上で実行される第二プロセッサ実行可能指令集への前記FBSRCECMの伝送を含むことを特徴とする請求項１に記載の信頼性装置。
【請求項３】
前記FBSRCECMは複数のデジタルビットを含み、前記制御実体は、フェムト基地局内の第一集積回路の一部分で、前記制御実体からの前記FBSRCECMの出力は、前記第一集積回路から前記フェムト基地局中の第二集積回路への前記FBSRCECMの出力を含むことを特徴とする請求項１に記載の信頼性装置。
【請求項４】
更に、
外部電力端とバッテリーを有する外部電源とバックアップ電源（EPPBS）を含み、前記EPPBSは、前記電源状態情報を生成して、前記電源状態情報を前記制御実体に提供することを特徴とする請求項１に記載の信頼性装置。
【請求項５】
前記信頼性装置は、前記制御実体と前記EPPBSを含むモジュールで、前記モジュールは、複数の端子を含むインタフェースを有し、前記制御実体は、前記FBSRCECMを前記インタフェースに出力することを特徴とする請求項４に記載の信頼性装置。
【請求項６】
前記制御実体はバックホールモデムからバックホール接続状態情報を受信することを特徴とする請求項４に記載の信頼性装置。
【請求項７】
前記制御実体は、無線インタフェースから無線インタフェース状態情報を受信することを特徴とする請求項４に記載の信頼性装置。
【請求項８】
バッテリーバックアップフェムト基地局（FBS）であって、
外部電源端と、
充電池と、
無線インタフェースとバックホールモデムを含む通信装置と、
からなり、前記通信装置は前記FBSからメッセージを伝送して、電源切断イベントに応答し、前記電源切断イベントは、エネルギーが前記外部電源端により、前記FBS上で受信されないイベントであることを特徴とするバッテリーバックアップFBS。
【請求項９】
前記通信装置の通信はIEEE  ８０２．１６通信基準に符合し、前記充電池は、前記メッセージの少なくとも一部の伝送期間、前記通信装置に給電することを特徴とする請求項８に記載のバッテリーバックアップFBS。
【請求項１０】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記バックホールモデムから伝送されるハンドオーバー要求メッセージであることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーバックアップFBS。
【請求項１１】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースから伝送されるハンドオーバー命令メッセージであることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーバックアップFBS。
【請求項１２】
方法であって、
（ａ）フェムト基地局（FBS）中のフェムト基地局信頼性折衷イベントを検出するステップと、
（ｂ）前記FBSにより服務される移動局にメッセージを伝送する前記検出に応答するステップと、
からなり、前記メッセージは、ハンドオーバー命令、アイドルモードへの進入命令からなる群から選択され、前記（ａ）と（ｂ）は前記FBSにより実行されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記FBSの通信はIEEE  ８０２．１６通信プロトコルと符合し、前記FBS信頼性折衷イベントは、FBSに供給される外部電源の切断、FBS低充電条件、FBSへのバックホールネットワーク接続の切断、FBSへのバックホールネットワーク接続中の輻輳の発生、FBSへの無線インタフェース接続中の輻輳の発生、バックホールコントローラーからのFBSを再配置するメッセージのFBS上での受信、バックホールコントローラーからのFBSをシャットダウンするメッセージのFBS上での受信、からなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記（ａ）の検出は、バックホールネットワークにより、前記FBSのバックホールモデム上で、バックホールネットワーク状態情報を受信するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
更に、
（ｃ）前記FBSからバックホールコントローラーにメッセージを伝送して、前記（ａ）の検出に応対するステップを含み、（ｃ）中の前記メッセージは、高いFBSバックホール接続スループットを生じることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
更に、
（ｃ）前記FBSからメッセージを伝送して、前記（ａ）の検出に応答するステップを含み、（ｃ）中の前記メッセージは、前記FBS信頼性折衷イベントの情報表示を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記FBSは、ネットワークプロセッサを含み、（ｃ）は、（ｃ）中の前記メッセージの形成、及び、伝送を起動するように前記ネットワークプロセッサに命令するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
（ａ）の前記FBS信頼性折衷イベントはエラー状態で、（ｃ）の前記メッセージは、前記エラーを修正する提案を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
フェムト基地局（FBS）であって、
無線インタフェースとバックホールモデムを有し、前記FBS通信がIEEE  ８０６．１６通信プロトコルに符合する通信装置と、
前記通信装置にメッセージを伝送させて、FBS信頼性折衷イベントに応対する制御実体と、
からなり、前記FBS信頼性折衷イベントは、FBSに供給される外部電源の切断、FBS低充電条件、FBSへのバックホールネットワーク接続の切断、FBSへのバックホールネットワーク接続中の輻輳の発生、FBSへの無線インタフェース接続中の輻輳の発生、バックホールコントローラーからのFBSを再配置するメッセージのFBS上での受信、バックホールコントローラーからのFBSをシャットダウンするメッセージのFBS上での受信、からなる群から選択され、前記通信装置から伝送される前記メッセージは、ハンドオーバー命令、低デューティモードへの進入命令、及び、ハンドオーバー要求からなる群から選択されることを特徴とするFBS。
【請求項２０】
更に、
電源状態情報を前記制御実体に伝送する外部電源とバックアップ電源（EPPBS）を有し、前記電源状態情報は、前記FBS信頼性折衷イベントの表示であることを特徴とする請求項１９に記載のFBS。
【請求項２１】
前記制御実体は前記通信装置から前記FBS信頼性折衷イベントの指示を受信することを特徴とする請求項１９に記載のFBS。
【請求項２２】
前記制御実体は第一集積回路の一部で、前記通信装置は第二集積回路を有し、前記制御実体は、前記通信装置が、前記第一集積回路から前記第二集積回路にFBS信頼性折衷イベント補償メッセージ（FBSRCECM）を伝送することにより、前記メッセージを伝送することを特徴とする請求項１９に記載のFBS。
【請求項２３】
前記制御実体は、前記フェムト基地局中の集積回路上で実行される第一プロセッサ実行可能指令集を含み、前記通信装置は、前記集積回路上で実行される第二プロセッサ実行可能指令集を含み、前記制御実体は、前記通信装置が、前記第一プロセッサ実行可能指令集から、前記第二プロセッサ実行可能指令集へ、FBSRCECMを伝送することにより、前記メッセージを伝送することを特徴とする請求項１９に記載のFBS。
【請求項２４】
フェムト基地局（FBS）であって、
無線インタフェースプロセッサ、ネットワークプロセッサ、及び、バックホールモデムを含む通信装置を有し、前記通信装置は、前記FBSからメッセージを伝送して応答し、前記FBSの別の部分から、FBSRCECMを受信することを特徴とするFBS。
【請求項２５】
更に、
外部電力端と充電池を有する外部電源とバックアップ電源（EPPBS）を含み、前記EPPBSは、前記FBSRCECMを前記通信装置に提供し、前記充電池は、前記FBSから伝送される前記メッセージの少なくとも一部が伝送される間、前記通信装置に給電することを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項２６】
更に、
外部電力端とバッテリーを有する外部電源とバックアップ電源（EPPBS）を含み、前記FBSRCECMは、前記EPPBSにより報告される電源切断イベントを示すメッセージであることを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項２７】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、バックホールコントローラーから指示される計画的な電源切断を示すメッセージであることを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項２８】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、バックホールモデムにより報告されるバックホール接続の輻輳を示すメッセージであることを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項２９】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、バックホール接続スループットの量を示すメッセージで、前記バックホール接続スループットの量はバックホールモデムにより報告されることを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３０】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記FBSと複数の移動局間のトラフィックのために生じる凝集スループット要求を示すメッセージで、前記凝集スループット要求は、前記FBSの無線インタフェースプロセッサにより推量されることを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３１】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記バックホールモデムにより前記ネットワークプロセッサから伝送されるハンドオーバー要求であることを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３２】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースプロセッサから伝送される放送命令で、前記FBSの電源切断状態を移動局に告知し、前記移動局にハンドオーバーさせることを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３３】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、ハンドオーバー要求で、移動局にハンドオーバーを要求することを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３４】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースプロセッサから伝送され、達成可能なスループットが凝集スループットより少ない場合、移動局に、別の基地局でハンドオーバーを要求することを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３５】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記バックホールモデムから伝送され、前記達成可能なスループットが、凝集スループットと所定の関係を有する場合、達成可能なスループットを調整することを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３６】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースプロセッサから伝送され、移動局に、アイドルモードに進入するよう要求することを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【請求項３７】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースプロセッサから伝送され、移動局に、他の基地局に用いられるページング識別子と同じになるように、ページング識別子を更新するよう命令することを特徴とする請求項２４に記載のFBS。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００８年１２月２２日付の出願の「ワイヤレスコミュニケーションネットワークに用いる信頼性のあるフェムトセルシステム」と題された米国仮出願番号６１／１３９，６５６から合衆国法典第３５編第１１９条に従って優先権を主張する、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、フェムト基地局（Femto Base Stations、FBS)に関するものであって、特に、WiMAX、IEEE 802.16、 3GPP UMTS 、或いは、 3GPP LTE通信プロトコルを用いて通信するFBSに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
図１（公知技術）は、セル２と呼ばれることもあるセルラーネットワーク（cellular network）１の一部分を示す図である。セル２は、マクロ基地局（Macro Base Station 、MBS)３の被覆領域（coverage area）である。このような多くのMBSは、セルラーネットワーク全体を組成する。移動局（Mobile Station 、MS)は、一セルから別のセルに移動する。MSが、一セルから別のセル中に移動する時、MSとセルラーネットワーク間のワイヤレス通信リンクは、一セルの一MBSから、次のセルの次のMBSにハンドオフされる。図１で、“セルラーネットワーク”で示されるブロック４は、このようなBSのネットワーク集合を示す。セルラーネットワーク４は、ブロードバンドリンク（broadband link）、或いは、リンク６により、インターネット５に接続される。MSのユーザーは、MSを使用して、セルラーネットワークにより、インターネット５にアクセスする。例中、MS７は、室外に位置する。MBS３とMS７間のラジオ周波数（Radio Frequency、RF）セルラー通信信号リンク８は相対して強く、リンクは相対して高い帯域幅のリンクである。リンクは、高いサービス品質（Quality of Service 、QoS）を提供する。MS７は、MSとインターネット間の高帯域幅通信に必要なサービスを使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、図１の例中、別のMS９は建築物１０内側に位置する。建築物のせいで、MS９とMBS３間のRFセルラー通信リンク１１は弱くなる。このリンクは高QoSを提供することができない。弱いリンクは、移動局とインターネット間の高帯域幅通信を必要とするサービスへのアクセスを厄介に、且つ、緩慢にする。このような状況下で、ユーザーは、多くの場合、セルラーネットワークを使用してインターネットサービスにアクセスするのを拒絶し、独立したアクセスポイント１２でインターネットにアクセスすることを選択する。一般例で、アクセスポイント１２はWiFiアクセスポイントで、IEEE８０２．１１基準を用いた移動局に基づいて通信する。アクセスポイント１２とMS９間のリンクは、よいQoSを提供する強力な帯域幅リンク１３である。アクセスポイント１２も、バックホールリンク（backhaul link）と称されるワイヤーブロードバンドリンク１４によりインターネットに接続される。バックホールリンク１４は、インターネットサービスプロバイダ（Internet Service Provider、ISP)により提供され、このISPは、セルラーネットワークを運営する実体と異なる実体である。その結果、セルラーネットワークオペレータ実体は潜在的収入を損失し、セルラーオペレータが、セルラーネットワークにより、ユーザーに帯域幅が強化されたインターネットコンテンツを提供した場合、この収入は確保される。
【０００５】
図２（公知技術）は、図１と相関する問題の可能な解決策を示す図である。図２中で、“フェムト基地局”（FBS）と称される制御された交信距離の小型基地局１５が、セルラーネットワーク４へのアクセスを提供するのに用いられる。図のように、FBS１５は、通常、建築物１０内に装着される。FBSは、通常、非常に小さいセル被覆（例えば、<３５メートル）を提供するが、室内の通信装置には、超高速伝送を提供する。FBSは、セルラーネットワーク中の別のMBSと同じ無線インタフェース（air-interface）のセルラー通信プロトコルを用い、且つ、別のMBSと同じライセンスのスペクトル（spectrum）を用いてもよい。MBS３と同じライセンスのスペクトル中で、MBS３と同じ無線インタフェースのセルラー通信プロトコルを用いることにより、セルラーネットワークオペレータは、ユーザーに高帯域幅の室内ワイヤレスサービスを提供し、更に多くの収入をもたらすことができる。図１のアクセスポイント１２と異なるのは、図２のFBS１５は、セルラーテレフォンネットワークの一部分で、且つ、基地局と移動局により用いられる同じセルラー通信プロトコルを使用して通信することである。しかし、建築物中のFBS１５とMS９は近接しているので、MS９とセルラーネットワーク間のコミュニケーションリンク１６の信頼性と帯域幅は、図１の例と比較して改善される。ユーザーは、セルラーネットワークの一部分ではないアクセスポイントの使用に頼る必要がない。FBS１５は、通常、ブロードバンド“バックホール”接続１７により、インターネットに接続される。
【０００６】
例えば、もし、MS９のユーザーが、帯域幅が強化されたインターネットサービスにアクセスしたい場合、ユーザーは、FBS１５、バックホールリンク１７、ISP−提供リンク１８、リンク１９、セルラーネットワーク１４、リンク６により、インターネット５に戻り、MS９の使用を選択して、インターネット上のサーバと通信する。コミュニケーションリンク全体は、セルラーネットワークを通過し、セルラーネットワークオペレータは、インターネットベースのサービスをユーザーに提供することにより収入を得る。
【０００７】
しかし、FBSを用いる時、特に、非専門者により、大量の安価なFBSが、同じセルラーネットワーク中で用いられる時、問題が生じる。セルラーネットワーク中の大型マクロ移動局と異なり、FBSは、通常、個々のユーザーにより、信頼できない方法で操作される安価な設備で、大型マクロ移動局は、セルラーネットワークオペレータにより、信頼性のある方式で維持、及び、操作される。上述の個別のユーザーは、意識がないか、或いは、関心がないかもしれないが、ユーザーが実施するユーザーのローカルFBSに関する動作は、セルラーネットワークの残りの部分の操作にとって、不利な影響がある。特殊な状況、及び、ユーザーの動作に基づいて、上述のセルラーネットワークの操作において生じる影響は、複雑、且つ、様々である。よって、セルラーネットワークの上述の悪い影響の解決方策が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
フェムト基地局（FBS）は、通信機能と新規の信頼性機能を含む。通信機能は、無線インタフェースとバックホールモデムを含む。無線インタフェースは、例えば、WiMAX、 IEEE 802.16、 3GPP UMTS 、或いは、 3GPP LTE通信プロトコルに基づいて通信するのに用いられる無線インタフェースである。一例で、通信機能は、無線インタフェース集積回路、ネットワークプロセッサ、及び、バックホールモデムを含む。
【０００９】
一例中、新規の信頼性機能は、外部電源とバックアップ電源（External Power and Power Backup Source、EPPBS)と制御実体（control entity）を含む。EPPBSは、充電池（rechargeable battery）とパワーサプライ/充電装置回路（power supply/battery charger circuit）を含む。パワーサプライ/充電装置回路は、外部電力端から外部のAC電源を受信し、FBS回路の残り部分により使用可能なDC供給電圧を生成し、充電池を正常な操作状態下で充電できるように維持する。もし、何かの理由で、EPPBSがFBSへの電源供給を継続できない場合、EPPBSは、“電力状態情報”を制御実体に出力する。この電源状態情報は、制御実体に、今後発生する操作電源供給の中断を警告する。
【００１０】
一方法で、FBSは、“FBS信頼性折衷イベント（ FBS Reliability Compromising Event）”と称されるものを経験、且つ、検出する。FBS信頼性折衷イベントの例は、ユーザーにより、FBSが、AC壁面コンセント（１１０ボルトAC、或いは、２２０ボルトAC）から、予想外に抜かれることである。上述のように、FBS中のEPPBSは、このイベントを検出し、“電源状態情報”を制御実体に出力して対応する。電源状態情報は、イベントの制御実体に警告する。対応して、制御実体は、“FBS信頼性折衷イベント補償メッセージ（FBS Reliability Compromising Event Compensation Message" (FBSRCECM)を、通信機能に伝送し、これにより、FBSからのメッセージの送信が起動する。一例で、FBSから送られるメッセージは、FBSにより服務される（served）移動局（MS）のセルラーネットワークのマクロBSへのハンドオーバーを起動し、FBSはセルラーネットワークの一部である。このメッセージは、通信機能のバックホールモデムにより送られ、且つ、ワイヤーネットワーク接続により、マクロBSに送られるハンドオーバー請求である。又、メッセージは、通信機能の無線インタフェースによりMSに伝送されるハンドオーバー請求である。ハンドオーバーの起動メッセージがどのタイプであっても、EPPBS内のバッテリーのために、FBSは、メッセージの伝送期間中、電源が供給されるように保証する。通常、EPPBSがFBSに電源を供給する時、FBSとMS、及び/又は、セルラーネットワークと相互作用と通信して、MSのハンドオーバーの完成を手助けする。
【００１１】
上述の例で、“FBS信頼性折衷イベント”は、ユーザーによる予想外のFBSのプラグ抜き取りである。しかし、FBS信頼性折衷イベントは別の例もある。FBS信頼性折衷イベントの別の例は、FBSへのバックホールネットワーク接続の切断、FBSへのバックホールネットワーク接続中の輻輳（congestion）の発生、FBSへの無線インタフェース接続中の輻輳の発生、バックホールコントローラーからのFBS再配置メッセージのFBS上での受信、及び、バックホールコントローラーからのFBSシャットダウンメッセージのFBS上での受信、を含む。FBSは、メッセージを送ることにより、FBSにより服務される移動局のハンドオーバーを起動して、FBS信頼性折衷イベントに対応するのではなく、他の具体例中、FBSは、以下のメッセージの一つを伝送することができる。移動局に伝送して、アイドルモードに進入する命令、FBS信頼性折衷イベントを表示するメッセージ、エラーメッセージ、エラーを修正する提案を含むメッセージ、を含む。FBSから伝送して、FBS信頼性折衷イベントに対応するメッセージは、全実施例中で、ハンドオーバーを起動するメッセージである必要がない。例えば、このメッセージは、セルラーネットワークが自身を再配置して、FBSとセルラーネットワークの残り部分間のリンクの帯域幅（スループット）を増加するメッセージである。このメッセージは、潜在的エラー、或いは、問題を示すエラーメッセージで、問題のエラーに対し方策を提案する。このメッセージは、移動局、マクロ基地局、或いは、バックホール制御実体等、他の実体に伝送される。FBSから送られるメッセージのタイプ、及び、メッセージの受信者がどうであれ、メッセージは、セルラーネットワーク全体の信頼性を向上させることができ、FBSはセルラーネットワークの一部分である。
【００１２】
その他の実施例と効果が以下で詳述される。本発明の内容は本発明に限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
添付図面は、同様の符号が同様の要素を指し示しつつ、発明の実施形態を説明している。
【図１】（公知技術）は、マクロ基地局（MBS）と二個の移動局（MS）を含むセルラーネットワークを示す図である。
【図２】（公知技術）は、MBSと２MSを含むセルラーネットワークを示す図である。一MSは、フェムト基地局（FBS）を用いてインターネットにアクセスする。
【図３】一新規態様によるシステム５０を示す図である。システムは、複数のMBS、バックホールネットワーク、及び、新規のFBSを含むセルラーネットワークを含む。
【図４】FBS６５とインターネット８１間の図３中の広帯域アクセス接続の実施例の詳細図である。
【図５】図３の新規のFBS６５を示す図である。
【図６】第一新規方法２００のフローチャート図である。
【図７】第二新規方法３００のフローチャート図である。
【図８】第三新規方法４００のフローチャート図である。
【図９】第四新規方法５００のフローチャート図である。
【図１０】第五新規方法６００のフローチャート図である。
【図１１】概括方法７００のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下で、図式を参照して、本発明の実施例に対し、詳しく説明する。
【００１５】
図３は、一新規態様によるシステム５０を示す図である。システム５０は、複数のセル５１〜５７を含むセルラー通信ネットワークからなる。マクロ基地局（MBS）の服務範囲は一セルである。図のMBSは符号５８〜６４で識別される。携帯電話ネットワークは、更に、多くのフェムト基地局（FBS）を含み、一つは、FBS６５で示される。FBS６５は、自身の小被覆領域、或いは、セル６６を有する。MBS５１〜５７とFBS６５は、通信リンクと関連するネットワーク設備により共にネットワークで結ばれる。これらの通信リンクは、線６７〜７８で示され、ネットワーク設備はブロック７９と８０により示される。線とブロック６７〜８０は、上述の目的により提供される。実際のセルラーネットワークとMBSとFBSを相互に連結するバックホール構造は、様々な別の形式を有し、既知のワイヤレスリンクと別のハードウェア、ソフトウェア機能を含む。
【００１６】
MBSと同様に、FBS６５は、セルラーネットワークの残り部分に接続されるバックホールリンクを有する。図３の例中、このバックホールリンクは、FBS６５とインターネット８１間のリンク７５、インターネットを通じ、且つ、通常、少なくとも一部分がインターネットサービスプロバイダ（ISP）により提供されるリンク７６、及び、セルラーネットワークのネットワーク設備８０へのリンク７７を有する。ネットワーク設備８０は、システムのFBSに用いられる制御サーバ（アクセスサービスネットワークゲートウェイ（Access Service Network Gateway "ASN-GW"、或いは、“無線ネットワークコントローラー（Radio Network Controller "RNC")とも称される）である。ネットワーク設備７９は、システムのMBSに用いる制御サーバである。図中のFBS６５から制御サーバ８０のバックホール通信リンク７５〜７７全体は簡潔化され、FBS６５のバックホールリンクの少なくとも一部がISPにより提供されることを説明するのに用いられる。セルラーネットワークのオペレータのネットワーク設備７９と８０は、様々な基地局へのバックホールリンクを管理する分散されたバックホール制御実体８２と８３を含む。状況に応じて、バックホール制御実体８２、８３は、より多いトラフィックが選択された基地局及び選択されたバックホールリンクを通して流れるように、及び、より少ないトラフィックが他の選択された基地局及び選択されたバックホールリンクを通して流れるように、基地局を制御できる。バックホール制御実体８２、８３は、基地局と他のネットワーク装置を再配置でき、選択された基地局にシャットダウンと動作を停止することを命令できる。
【００１７】
図３の例で、ユーザーはMS１  ９６を用い、セルラーネットワークと情報をやりとりする。公知のセルラーネットワーク方法で、MS１  ９６がMBS５１〜５７により服務される被覆領域を移動する時、MS１  ９６は、通常、少なくとも一つのMBSと無線通信を保持する。この他、MS１  ９６がセル６６中に位置する場合、その後、MS１  ９６はFBS６５とも通信する。FBS６５は、例えば、建築物中に位置するFBSで、ユーザーは、建築物内で、MS１  ９６を用いる。
【００１８】
セル６６中に位置する時、MS１  ９６のユーザーは、FBS６５、バックホールリンク７５〜７７からネットワーク設備８０により、インターネットにアクセスし、リンク７８により、セルラーネットワークからインターネットに戻る。MS１  ９６とFBS６５間の相対して短く、且つ、妨げがないRFリンクの帯域幅は、MS１  ９６とMBS６４間の相対して長く、且つ、妨げがあるRFリンクの帯域幅より大きい。FBS等を用いて、セルラーネットワークからインターネットへの高帯域幅通信リンク７５〜７７をユーザーに提供することにより、ユーザーは、セルラーネットワークを用い、帯域幅が強化されたインターネットベースのサービスを利用する傾向にある。
【００１９】
図４は、図４中のFBS６５とインターネット８１間のバックホールリンク７５の一例を示す図である。多くの異なる建築物８４〜８８中に位置する複数のユーザーのDSLモデムとFBSは、普通の銅電話線９０により、“地域電話交換室（Local Telecom Operator Office）”８９に結合される。これらの多くのユーザーへ伝送される、及び、多くのユーザーから伝送される情報は、“デジタル加入者線アクセスマルチプレクサ（Digital Subscriber Line Access Multiplexer）” (DSLAM)により、地域電話交換室８９で、T１ライン等の単一ライン９１上に凝集される。T１ライン９１は、ATMスイッチ９２に延伸する非同期伝送モード（Asynchronous Transfer Mode 、ATM)トランクである。よって、MS１  ９６からインターネットまでの使用可能な帯域幅の数量は、ライン９１上に凝集される相隣設備の負荷に基づく。例えば、ISP２までの次のリンク９３は、ルーター９４までのリンクで、ルーター９４は、ケーブルテレビネットワークオペレータにより操作される。セルラーネットワークオペレータが、移動局９６のユーザーに提供したいインターネットトラフィックは、ルーター９４（ケーブルテレビネットワークオペレータISP２により操作される）により、ルーター９５（セルラー電話ネットワークオペレータにより操作される）に経路再選択される。この場合、ルーター９５は、セルラーネットワークの一部分である。ルーター９４からルーター９５のリンクは、やや、信頼性に乏しい。バックホールリンクが提供するFBS６５へのQoSは、多くの要素、例えば、その他の凝集トラフィックとの帯域幅の共有等により変化する。システムが公知の方式で操作する場合、FBSの無線インタフェースのサービス機能停止は、予想外の変化が生じる。この他、バックホールネットワークの他の使用により制限されるバックホールリンクQoSは、特定のユーザーが特定のFBSを用いて享受するQoSのレベルを制限する可能性がある。
【００２０】
バックホールリンクの構造と操作に関係するサービスの信頼性の問題以外に、FBSハードウェアの信頼性の難題により生じるサービス信頼性の問題も存在する。セルラーネットワークの観察から、FBSは通常、MBSのハードウェアほどの信頼性はない。例えば、ユーザーは、FBSの実体位置の移動を試み、これにより、FBSの有効被覆領域に影響する。FBSの被覆領域の変化は、セルラーネットワークのその他の部分のトラフィック流量を変化させる。ユーザーは、FBS電源をうっかりとオフにし、この動作は、FBSとFBSにより服務される移動局間を切断する。誤った電源オフも、バックホールリンクの切断とバックホールリンクのトラフィックを激増させる。バックホールリンクが破壊される時、移動局への現有のTCP/IP接続も、通常、円滑に転移できず、破壊される。パケットも遺失する。目的地へのその他の接続が設置、及び、構築された後、遺失したパケットは、通常、もう一つの接続により再伝送されなければならない。
【００２１】
FBSのユーザーの動作により生じる信頼性問題の他に、FBS自身の構造、及び、操作により生じる信頼性の問題もある。例えば、FBSは携帯電話やその他の装置と干渉を生じ、これにより、FBSは、シャットダウン（shut down）されるか休止（idled）される必要がある。FBSのシャットダウンはセルラーネットワークの操作と干渉分布を変化させる。多くのFBSが密に配置される場合、受け入れがたい干渉が存在する。これらの原因とその他の原因により生じる不要な干渉を防止するため、バックホール制御実体８２、８３は、特定のFBSをシャットダウンする、或いは、低デューティモードに進入するように命令する。上述のように、FBSのシャットダウンは、セルラーネットワークの操作と干渉分布を変化させる。この他、相対して信頼性の低いFBSは、低信頼のFBSに服務するMBSが高レベルの低信頼に苦しめられる。
【００２２】
図５は、FBS６５の更に詳細を示す図である。FBS６５は、信頼性の懸念に反撃するのに有用な特徴を有する。FBS６５は、通信装置１００、アンテナ１０１、バックホール接続ケーブル１０３を結合するプラグ１０２、信頼性装置１０４を有する。ケーブル１０３は、図のようなDSL通信に用いられるツイストペアか、ケーブルモデムと結合する同軸ケーブルか、バックホール通信に用いられるその他のタイプのケーブルである。
【００２３】
通信装置１００は、WiMAX/802.16、 UMTS、或いは、 LTEワイヤレスコミュニケーションを送受信する無線インタフェース集積回路１０５を有する。無線インタフェース集積回路１０５は、RFトランシーバ１０６、PHY層プロトコル処理装置１０７、及び、MAC層プロトコル処理装置１０８、を有する。通信装置１００は、更に、ネットワーク層プロセッサ１０９、及び、バックホールモデム１１０を有する。図の実施例中、無線インタフェース集積回路１０５は、一つ、或いは、それ以上のコンダクタ１１１により、信頼性装置１０４と通信する。これらのコンダクタ１１１は、通常、集積回路１０５が配置されるプリント回路板上のコンダクタである。同様に、図の実施例中、バックホールモデム１１０は、一つ、或いは、それ以上のコンダクタ１１２により、信頼性装置１０４と通信する。ネットワークプロセッサ１０９と信頼性装置１０４間の通信は、ネットワークプロセッサ１０９と制御実体１１４が異なる集積回路上に設置される状態下で、図５で示されるプリント回路板上の同じコンダクタ１１３を通過する。或いは、信頼性装置１０４のネットワークプロセッサ１０９と制御実体１１４は、同じ集積回路上に設置されるハードウェア、及び/又は、ソフトウェアを用いて実現される。このような場合、ネットワークプロセッサ１０９と信頼性装置１０４間の通信は、レジスタかメモリ位置を使用するか、或いは、その他のメカニズムにより実現し、メカニズムは、一サブルーチン（subroutine）、或いは、専属のハードウェア回路から、情報を、大きい全体の処理回路中の他のサブルーチンか専用のハードウェア回路に伝送する。通信装置１００の異なる部分と信頼性装置１０４間の通信は、図のような多くの独立した専属コンダクタにより発生するか、或いは、その他の実施例中、単一バスにより発生する。単一バスを使用する状況下で、インタフェース１２６は、集積回路間の通信に常用される標準の直列バスのバスインタフェースである。重要なことは、通信装置１００は、内部電源（FBS６５にとっての内部）により給電され、内部電源は、電源PWR、接地GNSコンダクタ１１５と１１６により、信頼性装置１０４から受信される。
【００２４】
信頼性装置１０４は、外部電源、例えば、壁コンセント、外部電源とバックアップ電源（EPPBS）１１９から、１１０ボルトの交流電源を受信する外部電源端１１６と１１７、及び、制御実体１１４を有する。EPPBS１１９は、AC−DC電源、バッテリー充電回路１２０、及び、充電池１２１を有する。AC-DC電源とバッテリー充電回路１２０は、端子１１７と１１８から、１１０、或いは、１２０ボルトのAC電源を受信して、コンダクタ１１５と１１６上で、調整されたDC電圧を生成し、充電池１２１を充電状態に維持する。FBS６５が適当な外部電源に接続されるだけで、EPPBS１１９は、そのAC−DC電源供給機能を実行し、PWRとGNDコンダクタ１１５、１１６によりDC電圧を通信装置１００に供給する。しかし、FBS６５が、星型符号１２２が示す電源切断イベントのように、外部電源から抜かれる場合、EPPBS１１９は、PWRとGNDコンダクタ１１５と１１６により、DV電圧を通信装置１００に供給し続けるが、供給されるエネルギーは電池１２１からのものである。電源切断イベント１２２に対応するため、EPPBS１１９は電源状態情報１２３を出力する。本実施例で、電源状態情報１２３は、コンダクタ１２４により伝送されるマルチビットデジタル値である。電源状態情報１２３は、制御実体１１４に電源切断イベントを警告する。EPPBS１１９からの電源状態情報１２３に対応して、“FBS信頼性折衷イベント補償情報（FBS Reliability Compromising Event Compensation Message、FBSRCECM)”１２５を通信装置１００に伝送する。以下で詳述すると、FBSRCECM１２５は、通信装置１００を起動して、FBS６５とMS１  ９６間の接続をMBS６４にハンドオーバーして、その後、MS１  ９６とMBS６４間に接続を存在させる。上述の接続は、FBSから円滑にMBSに転移される。
【００２５】
一例中、信頼性装置１０４は、FBS６５の残り部分とは別に製造された分割パッケージモジュールである。モジュールは、複数の端子を有するハードウェアインタフェース１２６からなる。FBSRCECM１２５は、制御実体１１４より出力され、FBSRCECM１２５は、インタフェース１１６の複数の端子により、モジュールから出される。モジュールは、FBS６５の残り部分に除去可能に挿入されて、制御実体１１４は、インタフェース１２６により通信装置１１０と通信する。本実施例中、制御実体１１４は、モジュールの集積回路上で実現し、通信装置１００は、モジュール外の複数のその他の集積回路上で実現する。
【００２６】
もう一つの実施例中、信頼性装置１０４は、分割パッケージモジュールではなく、制御実体１１４は、適合するプロセッサ上で実行されるプロセッサ実行可能指令集である。通信装置１００の操作を実行する時、プロセッサは、その他のプロセッサの実行可能指令集を実行することもできる。例えば、プロセッサは、デジタル信号プロセッサ（Digital Signal Processor 、DSP）集積回路で、制御実体のサブルーチンのプロセッサ実行可能指令を実行し、ネットワークプロセッササブルーチンのプロセッサ実行可能指令も実行する。
【００２７】
図６は、計画的なFBSシャットダウンを含む第一方法２００のフローチャートである。図６中、符号MS１は図３のMS１  ９６を示す。符号MS２は、FBS６５により服務されるセル６６中のもう一つの移動局（図示しない）を示す。符号“FEMTO  BS”表記は図３のFBS６５を示す。符号“MACRO  BS”表記は図３のMBS６４を示す。図６中、時間は下向けに延伸する。方法２００中、シャットダウン通知２０１が発生し、FBS６５は、ハンドオーバー要求情報１２７をMBS６４に伝送して、応答する。例えば、シャットダウン通知２０１は、バックホールネットワークにより、バックホールネットワーク制御実体８２、８３から受信される通知である。通知は、干渉問題によりFBS６５に伝送されるシャットダウン指令である。シャットダウン通知は、バックホール接続状態情報１２８（図５を参照）の形式で、制御実体１１４に伝送される。制御実体１１４は情報１２８を受信し、且つ、適合するFBSRCECM１２５を通信装置１００に伝送して、応答する。FBSRCECM１２５は通信装置１００に、ハンドオーバー要求１２７を生成し、MBS６４に伝送するよう命令する。
【００２８】
続いて、図６で示されるように、MSB６４は、バックホールネットワークにより、ハンドオーバー応答２０２をFBS６５に伝送して、応答する。ハンドオーバー応答２０２は、FBS６５のバックホールモデム１０９により受信される。応答として、FBS６５は、バックホールネットワークにより、確認２０３をMBS６４に戻す。このハンドオーバー要求、応答、及び、確認メカニズムは、セルラーネットワーク中で用いられる公知のメカニズムである。
【００２９】
その後、FBS６５は、ハンドオーバー命令メッセージをFBS６５が服務する各移動局に伝送する。図６の実施例中、ハンドオーバー命令２０４は、MS１を示すMS１  ９６に伝送され、ハンドオーバー命令２０５は、MS２を示す別のMS（図示しない）に伝送される。その後、移動局MS１とMS２、及び、基地局FBS６５とMBS６４は、互いに通信し、標準形式で、ハンドオーバープロセスを実行、完成する。このハンドオーバープロセスが発生する全期間中、電池１２１中に保存されるエネルギーにより、FBS６５は必ず給電される。上述の期間、通常、FBS６５の回路は、少なくとも一定の程度上、電池１２１に保存されたエネルギーにより、前もって給電される。ハンドオーバープロセス完成後、例えば、符号２０６で示されるFBS６５中のタイマー時間切れにより決定され、FBS６５は、操作を停止して、シャットダウンする。一実施例中、このシャットダウンは、信頼性装置１０４が、コンダクタ１１５と１１６により内部電源を通信装置１００と制御実体１１４に提供しないことを含む。よって、FBS６５がシャットダウン時、FBSと移動局の間の破壊された接続、及び/又は、FBSとバックホールネットワーク間の破壊された接続により、セルラーネットワーク中のFBS６５が生じる信頼性問題が出現せず、FBS６５は、その操作性を維持し、順序よくハンドオーバーを起動し、ハンドオーバー完成後、円滑にシャットダウンして、セルラーネットワークの不利な影響を減少させる。
【００３０】
一実施例中、移動局とFBS６５の間の高帯域幅リンクが失われ、トラフィックが、移動局とマクロ基地局間の低帯域幅リンクに転移される時、移動局のQoSは、ある移動局を一マクロ基地局に手渡し、別の移動局を別のマクロ基地局に手渡すことにより維持する。ハンドオーバーが、どのように、バックホール制御実体８２、８３により、ハンドオーバー応答２０２中で示されるように実行されるのか、及び、この情報は、FBS６５をハンドオーバー命令２０４、２０５の一部として、適当に、移動局MS１とMS２に伝送される。応答として、多くのマクロ基地局が範囲中にある場合、各移動局は、異なる特定のマクロ基地局にハンドオーバーするよう試みる。
【００３１】
図７は、FBS６５の予想外の電源オフを含む第二方法３００のフローチャートである。電源異常や予期せぬ電源切断イベント１２２に応答して、EPPBS１１９（図５を参照）は、電源状態情報１２３を、制御実体１１４に伝送して、電源異常の制御実体１１４を通知する。EPPBS１１９は、電池１２１から、コンダクタ１１５と１１６により、通信装置１００と制御実体１１４にバックアップ電源を提供する。図７のEPPBS１１９により提供される電源は、交差線の陰影領域３０１により示される。
【００３２】
制御実体１１４は、電源状態情報１２３を受信し、且つ、適当なFBSRCECM１２５を通信装置１００に伝送して、応対する。FBSRCECM１２５は、通信装置１００に、ハンドオーバーを起動するよう命令する。通信装置２００は、バックホールネットワークにより、ハンドオーバー要求情報３０２を伝送して、応答する。ハンドオーバー要求情報３０２は、図７で示される情報３０２、ハンドオーバー応答情報３０３、及び、ハンドオーバー確認情報３０４を含むハンドオーバー操作を起動する。ハンドオーバープロセスは、公知のプロセスではなく、FBS６５は、ハンドオーバーユーザーの数量をMBS６４に告知して、イベント１２２の結果を予測する。MBS６４は、この突発的な警告を用いて、潜在的な測距フラッシュ群（ranging flash crowd）を回避するために準備する。一実施例中、MBS６４は、特定の測距スロット（ranging slot）をフラッシュ群に指定し、その他の測距スロットをその他のトラフィックに保留することにより、無競争の測距領域（contention-free ranging region）を提供する。無競争の測距領域の通信は、図７中の矢印３０６で示される。別の実施例中、MBS６４は余分な測距スロットを分配して、FBSから引導されたハンドオーバー要求に応答し、多くのハンドオーバーユーザーを調節する。上述の“余分な測距スロット”の実施例は、図８中で説明される。
【００３３】
予期せぬ電源切断イベント１２２の応答として、通信装置１００は、無線インタフェースから放送とハンドオーバー命令３０５をFBSが服務する移動局MS１とMS２に伝送する。図７の実施例で、FBS６５は、ハンドオーバー完成の前に、断電されるが、ハンドオーバープロセスは、前述の方式により、円滑に実行される。FBS６５と相隣するMBS６４はハンドシェイク（handshake）して、ハンドオーバーを起動し、ハンドオーバー命令中で、移動局MS１とMS２が、EPPBS１１９が、FBSへの給電を停止する前に、ハンドオーバーするよう命令する。FBS６４が操作を停止しても、受信した放送ハンドオーバー命令３０５を有する移動局は、隔離測距領域を用いて、FBSからMBS６４のハンドオーバーを完成する。
【００３４】
図８は、FBS６５の予期せぬ電源オフを含む第三方法４００のフローチャートである。図８の実施例中、予期せぬ電源切断イベント１２２が発生し、FBS６５は、MBS６４とのハンドオーバーハンドシェイクが完成する前に、操作を停止する。EPPBS１１９（図５を参照）は、電源切断イベント１２２を検出し、電源状態情報１２３を制御実体１１４に伝送して、対応する。図７の実施例中、電源状態情報１２３は、電源異常の制御実体１１４を通知する。制御実体１１４は、その後、FBSRCECM１２５を通信装置１００に伝送して、これにより、ハンドオーバー要求メッセージ４０１と放送とハンドオーバー命令をFBS６５から外に伝送する。FBS６５は、MBS６４との標準ハンドシェイクが完成する前に、操作を停止する。MBS６４は、ハンドオーバー応答４０３を伝送するが、FBS６５から受信されるのでもなく、確認されもしない。図のように、移動局とマクロ基地局が配置されて、FBSが不要で、自身により、ハンドオーバーを完成する。移動局MS１とMS２は、通信４０４と４０５をMBS６４に伝送し、且つ、MBS６４と相互作用し、ハンドオーバーを完成する。ある実施例中、上述の動作は、MS１とMS２中のタイマーにより触発される。タイマーは、FBSからの放送命令から開始され、予め配置されるか、FBSからの放送命令で指示される値に基づいて配置される。MBS６４は、余分な測距スロットを提供することにより、ハンドオーバー群に提供される。ある実施例中、ハンドオーバー群に余分の測距スロットを提供する、及び、ハンドオーバー群に隔離測距領域を提供する二種の技術が共同で用いられる。
【００３５】
図９は、FBS６５から、及び/又は、FBS６５への予期せぬバックホールネットワーク輻輳を含む第四方法５００のフローチャートである。予期せぬバックホール輻輳は、図示される星型符号５０１箇所で発生する。告知されなくても、FBS６５は、バックホールリンク自身が正確に操作していないことを判断するか、或いは、FBS６５は、バックホールネットワークからメッセージを受信し、バックホール輻輳問題をFBS６５に告知する。FBS６５とMBS６４の間のバックホールリンクは、全く使用できないか、或いは、大量の不良輻輳に遭遇する。
【００３６】
一例中、バックホール制御実体８２、８３（図３を参照）は、バックホールネットワークにより、メッセージをFBS６５に伝送することにより、バックホール輻輳をFBS６５に告知する。メッセージはバックホールモデム１１０（図５を参照）により受信され、且つ、情報はバックホール接続状態情報１２８（図５を参照）の形式により、制御実体１１４に転送される。制御実体１１４は、FBSRCECM１２５を通信装置１００に戻して、応答する。FBSRCECM１２５は、放送とハンドオーバー命令５０２を無線インタフェースから、全移動局MS１とMS２に伝送する。矢印５０３と５０４で示されるように、FBS６５中でバッファリングされ（buffered）、移動局に伝送されることになっている全データは、適当な移動局MS１とMS２に転送される。図のように、移動局MS１とMS２が、FBS６４とバックホールネットワーク間のバックホールリンクを使用せず、MBS６４と通信することを求める。MS１９６がFBS６５により、バックホールネットワークからストリーミングビデオを受信する状況下で、FBS６５からMBS６４へのハンドオーバーは、バッファリングされたビデオデータ５０３が、消耗、表示される前に完成し、これによって、MS１  ９６上で、ビデオ表示時のサービス中断を防止する。
【００３７】
図１０は、FBS６５の予期せぬ故障を含む第五方法６００のフローチャートである。この種の状況下で、FBS６５は故障を発生し、MBS６４に告知しないか、或いは、移動局MS１とMS２は操作しない。残念なことに、この種の状況下で、FBS６５の信頼性装置１０４は、増強されたセルラーネットワークの信頼性を提供することができない。しかし、FBS６５からの通信を受信できないMBSが配置されて、測距フラッシュ群を防止し、TCP/IP接続ロスを防止するタイマーとバックオフメカニズムにより、MBS６４との通信を試みる。図１０の実施例中、移動局MS１とMS２はタイマー６０４を有して、FBSの故障を検出する。タイマー６０４が期限切れになり、FBS６５が故障６０１を検出した後、且つ、移動局MS１とMS２に延伸するあらゆる接続が、破壊される、或いは、“運転休止”を宣言する前、MS１はバックオフ周期６０２を用いて、測距コードをMBS６４に伝送し、MS２は、バックオフ周期６０３を用いて、MBS６４の測距コードを伝送する。MBS６４による測距コードの受信は時間上で分散される。図１０のハンドオーバープロセスにより、移動局MS１とMS２は、ネットワークと認証、登記を維持し、これにより、移動局MS１とMS２は各自の接続を失わずに、ハンドオーバー操作をMBS６４に実行する。
【００３８】
図示されていないが、図５の制御実体１１４が提示されて、FBSRCECM１２５を伝送し、通信装置１００により受信される無線インタフェース状態情報１２９の結果とする。無線インタフェース状態情報１２９の一例は、無線インタフェース輻輳レベルを示すメッセージである。この情報１２９を受信する応答として、制御実体１１４は、適当なFBSRCECM１２５を伝送して、これにより、リンクのハンドオーバーを起動して、FBS６５に服務される移動局に送る。メッセージを伝送する方法は、FBS６５が、ハンドオーバーされる移動局と通信しない図１０中の方法６００と非常に似ている。しかし、図１０の方法６００と異なるのは、FBS６５はバックホールネットワークにより、MBS６４に、受信するハンドオーバーユーザーを告知することである。よって、MBS６４は、図７の無競争の測距領域技術、及び/又は、図８の余分な測距スロット技術を採用し、ハンドオーバー輻輳問題を防止する。上述で、FRCECM１２５がハンドオーバーを生じる実施例を描写しているが、その他の実施例中、通信功能がその他のメッセージを伝送するのに用いられる。例えば、FBS６５からメッセージをバックホール制御実体８２、８３に伝送して、FBSバックホール接続スループットを増加することができる。FBS６５からメッセージをバックホール制御実体８２、８３に伝送し、情報がエラー状況を示し、エラー状況を校正する意見も含む。
【００３９】
図１１は、図５のFBS６５を含む本発明の概括方法７００のフローチャートである。第一ステップ（ステップ７０１）で、“FBS信頼性折衷イベント”がFBS上で検出される。FBS信頼性折衷イベントの実施例は、これに限定されないが、：１）FBSに供給される外部電源の切断：２）FBS低充電条件：３）FBSへのバックホールネットワーク接続の切断：４）FBSへのバックホールネットワーク接続中の輻輳の発生：５）FBSへの無線インタフェース接続中の輻輳の発生：６）FBSを再配置するメッセージのFBS上での受信：７）FBSの無線インタフェースをシャットダウンするメッセージのFBS上での受信、である。第二ステップ（ステップ７０２）で、FBS６５は、メッセージをFBSから伝送し、ステップ７０１中で検出される“FBS信頼性折衷イベント”を補償する。メッセージの例として、これに限定されないが、：１）FBSにより服務される移動局に伝送され、ハンドオーバーを触発する命令：２）移動局に伝送され、アイドルモードに進入させるメッセージ：３）ハンドオーバーが発生するマクロ基地局に伝送されるハンドオーバー要求：４）バックホールモデムに伝送され、バックホール接続帯域幅、或いは、QoSレベルの再配置を要求する命令、である。
【００４０】
概括方法７００の一実施例中、“FBS信頼性折衷イベント”は、FBS６５に供給される外部電源の予期せぬ切断である。制御実体１１４は、このイベントを検出し、EPPBS１１９から受信する電源状態情報１２３の結果とする。電源状態情報１２３は、外部電源が失われたこと、及び/又は、電池１２１上の電量を示す。情報１２３を受信した結果、制御実体は、“FBS信頼性折衷イベント"を検出する。その後、制御実体１１４は、FRCECM１２５を通信装置１００に伝送して、これにより、図７か図８で示されるハンドオーバーを起動する。EPPBS１１９と電池１２１により、FBS６５への電源は、ステップ７０１と７０２期間、保証される。
【００４１】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではない。図１１の概括方法は、WiMAXと異なる各種異なる無線インタフェース通信プロトコルを使用したフェムト基地局に応用でき、WiMAXは、LTE、 GSM、 UMTS、 CDMA200、及び、 TD-SCDMAを含む。当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図１】
2011517878.tif 000003
【図２】
2011517878.tif 000004
【図３】
2011517878.tif 000005
【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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【図１０】
2011517878.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
（ａ）フェムト基地局（FBS）中のフェムト基地局信頼性折衷イベントを検出するステップと、
（ｂ）前記FBSにより服務される移動局にメッセージを伝送する前記検出に応答するステップと、
からなり、前記メッセージは、ハンドオーバー命令、アイドルモードへの進入命令からなる群から選択され、前記（ａ）と（ｂ）は前記FBSにより実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記FBSの通信はIEEE  ８０２．１６通信プロトコルと符合し、前記FBS信頼性折衷イベントは、FBSに供給される外部電源の切断、FBS低充電条件、FBSへのバックホールネットワーク接続の切断、FBSへのバックホールネットワーク接続中の輻輳の発生、FBSへの無線インタフェース接続中の輻輳の発生、バックホールコントローラーからのFBSを再配置するメッセージのFBS上での受信、バックホールコントローラーからのFBSをシャットダウンするメッセージのFBS上での受信、からなる群から選択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（ａ）の検出は、バックホールネットワークにより、前記FBSのバックホールモデム上で、バックホールネットワーク状態情報を受信するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
更に、
（ｃ）前記FBSからバックホールコントローラーにメッセージを伝送して、前記（ａ）の検出に応対するステップを含み、（ｃ）中の前記メッセージは、高いFBSバックホール接続スループットを生じることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
更に、
（ｃ）前記FBSからメッセージを伝送して、前記（ａ）の検出に応答するステップを含み、（ｃ）中の前記メッセージは、前記FBS信頼性折衷イベントの情報表示を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記FBSは、ネットワークプロセッサを含み、（ｃ）は、（ｃ）中の前記メッセージの形成、及び、伝送を起動するように前記ネットワークプロセッサに命令するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
（ａ）の前記FBS信頼性折衷イベントはエラー状態で、（ｃ）の前記メッセージは、前記エラーを修正する提案を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
フェムト基地局（FBS）であって、
無線インタフェースとバックホールモデムを有し、前記FBS通信がIEEE  ８０６．１６通信プロトコルに符合する通信装置と、
前記通信装置にメッセージを伝送させて、FBS信頼性折衷イベントに応対する制御実体と、
からなり、前記FBS信頼性折衷イベントは、FBSに供給される外部電源の切断、FBS低充電条件、FBSへのバックホールネットワーク接続の切断、FBSへのバックホールネットワーク接続中の輻輳の発生、FBSへの無線インタフェース接続中の輻輳の発生、バックホールコントローラーからのFBSを再配置するメッセージのFBS上での受信、バックホールコントローラーからのFBSをシャットダウンするメッセージのFBS上での受信、からなる群から選択され、前記通信装置から伝送される前記メッセージは、ハンドオーバー命令、低デューティモードへの進入命令、及び、ハンドオーバー要求からなる群から選択されることを特徴とするFBS。
【請求項９】
更に、
電源状態情報を前記制御実体に伝送する外部電源とバックアップ電源（EPPBS）を有し、前記電源状態情報は、前記FBS信頼性折衷イベントの表示であることを特徴とする請求項８に記載のFBS。
【請求項１０】
前記制御実体は前記通信装置から前記FBS信頼性折衷イベントの指示を受信することを特徴とする請求項８に記載のFBS。
【請求項１１】
前記制御実体は第一集積回路の一部で、前記通信装置は第二集積回路を有し、前記制御実体は、前記通信装置が、前記第一集積回路から前記第二集積回路にFBS信頼性折衷イベント補償メッセージ（FBSRCECM）を伝送することにより、前記メッセージを伝送することを特徴とする請求項８に記載のFBS。
【請求項１２】
前記制御実体は、前記フェムト基地局中の集積回路上で実行される第一プロセッサ実行可能指令集を含み、前記通信装置は、前記集積回路上で実行される第二プロセッサ実行可能指令集を含み、前記制御実体は、前記通信装置が、前記第一プロセッサ実行可能指令集から、前記第二プロセッサ実行可能指令集へ、FBSRCECMを伝送することにより、前記メッセージを伝送することを特徴とする請求項８に記載のFBS。
【請求項１３】
フェムト基地局（FBS）であって、
無線インタフェースプロセッサ、ネットワークプロセッサ、及び、バックホールモデムを含む通信装置を有し、前記通信装置は、前記FBSからメッセージを伝送して応答し、前記FBSの別の部分から、FBSRCECMを受信することを特徴とするFBS。
【請求項１４】
更に、
外部電力端と充電池を有する外部電源とバックアップ電源（EPPBS）を含み、前記EPPBSは、前記FBSRCECMを前記通信装置に提供し、前記充電池は、前記FBSから伝送される前記メッセージの少なくとも一部が伝送される間、前記通信装置に給電することを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項１５】
更に、
外部電力端とバッテリーを有する外部電源とバックアップ電源（EPPBS）を含み、前記FBSRCECMは、前記EPPBSにより報告される電源切断イベントを示すメッセージであることを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項１６】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、バックホールコントローラーから指示される計画的な電源切断を示すメッセージであることを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項１７】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、バックホールモデムにより報告されるバックホール接続の輻輳を示すメッセージであることを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項１８】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、バックホール接続スループットの量を示すメッセージで、前記バックホール接続スループットの量はバックホールモデムにより報告されることを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項１９】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記FBSと複数の移動局間のトラフィックのために生じる凝集スループット要求を示すメッセージで、前記凝集スループット要求は、前記FBSの無線インタフェースプロセッサにより推量されることを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項２０】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記バックホールモデムにより前記ネットワークプロセッサから伝送されるハンドオーバー要求であることを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項２１】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースプロセッサから伝送される放送命令で、前記FBSの電源切断状態を移動局に告知し、前記移動局にハンドオーバーさせることを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項２２】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、ハンドオーバー要求で、移動局にハンドオーバーを要求することを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項２３】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースプロセッサから伝送され、達成可能なスループットが凝集スループットより少ない場合、移動局に、別の基地局でハンドオーバーを要求することを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項２４】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記バックホールモデムから伝送され、前記達成可能なスループットが、凝集スループットと所定の関係を有する場合、達成可能なスループットを調整することを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【請求項２５】
前記FBSから伝送される前記メッセージは、前記無線インタフェースプロセッサから伝送され、移動局に、他の基地局に用いられるページング識別子と同じになるように、ページング識別子を更新するよう命令することを特徴とする請求項１３に記載のFBS。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
例えば、もし、MS９のユーザーが、帯域幅が強化されたインターネットサービスにアクセスしたい場合、ユーザーは、FBS１５、バックホールリンク１７、ISP−提供リンク、リンク１９、セルラーネットワーク４、リンク６により、インターネット５戻り、MS９の使用を選択して、インターネット上のサーバと通信する。コミュニケーションリンク全体は、セルラーネットワークを通過し、セルラーネットワークオペレータは、インターネットベースのサービスをユーザーに提供することにより収入を得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
通信装置１００は、WiMAX/802.16、 UMTS、或いは、 LTEワイヤレスコミュニケーションを送受信する無線インタフェース集積回路１０５を有する。無線インタフェース集積回路１０５は、RFトランシーバ１０６、PHY層プロトコル処理装置１０７、及び、MAC層プロトコル処理装置１０８、を有する。通信装置１００は、更に、ネットワークプロセッサ１０９、及び、バックホールモデム１１０を有する。図の実施例中、無線インタフェース集積回路１０５は、一つ、或いは、それ以上のコンダクタ１１１により、信頼性装置１０４と通信する。これらのコンダクタ１１１は、通常、集積回路１０５が配置されるプリント回路板上のコンダクタである。同様に、図の実施例中、バックホールモデム１１０は、一つ、或いは、それ以上のコンダクタ１１２により、信頼性装置１０４と通信する。ネットワークプロセッサ１０９と信頼性装置１０４間の通信は、ネットワークプロセッサ１０９と制御実体１１４が異なる集積回路上に設置される状態下で、図５で示されるプリント回路板上の同じコンダクタ１１３を通過する。或いは、信頼性装置１０４のネットワークプロセッサ１０９と制御実体１１４は、同じ集積回路上に設置されるハードウェア、及び/又は、ソフトウェアを用いて実現される。このような場合、ネットワークプロセッサ１０９と信頼性装置１０４間の通信は、レジスタかメモリ位置を使用するか、或いは、その他のメカニズムにより実現し、メカニズムは、一サブルーチン（subroutine）、或いは、専属のハードウェア回路から、情報を、大きい全体の処理回路中の他のサブルーチンか専用のハードウェア回路に伝送する。通信装置１００の異なる部分と信頼性装置１０４間の通信は、図のような多くの独立した専属コンダクタにより発生するか、或いは、その他の実施例中、単一バスにより発生する。単一バスを使用する状況下で、インタフェース１２６は、集積回路間の通信に常用される標準の直列バスのバスインタフェースである。重要なことは、通信装置１００は、内部電源（FBS６５にとっての内部）により給電され、内部電源は、電源PWR、接地GNSコンダクタ１１５と１１６により、信頼性装置１０４から受信される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
続いて、図６で示されるように、MSB６４は、バックホールネットワークにより、ハンドオーバー応答２０２をFBS６５に伝送して、応答する。ハンドオーバー応答２０２は、FBS６５のバックホールモデム１１０により受信される。応答として、FBS６５は、バックホールネットワークにより、確認２０３をMBS６４に戻す。このハンドオーバー要求、応答、及び、確認メカニズムは、セルラーネットワーク中で用いられる公知のメカニズムである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
制御実体１１４は、電源状態情報１２３を受信し、且つ、適当なFBSRCECM１２５を通信装置１００に伝送して、応対する。FBSRCECM１２５は、通信装置１００に、ハンドオーバーを起動するよう命令する。通信装置１００は、バックホールネットワークにより、ハンドオーバー要求情報３０２を伝送して、応答する。ハンドオーバー要求情報３０２は、図７で示される情報３０２、ハンドオーバー応答情報３０３、及び、ハンドオーバー確認情報３０４を含むハンドオーバー操作を起動する。ハンドオーバープロセスは、公知のプロセスではなく、FBS６５は、ハンドオーバーユーザーの数量をMBS６４に告知して、イベント１２２の結果を予測する。MBS６４は、この突発的な警告を用いて、潜在的な測距フラッシュ群（ranging flash crowd）を回避するために準備する。一実施例中、MBS６４は、特定の測距スロット（ranging slot）をフラッシュ群に指定し、その他の測距スロットをその他のトラフィックに保留することにより、無競争の測距領域（contention-free ranging region）を提供する。無競争の測距領域の通信は、図７中の矢印３０６で示される。別の実施例中、MBS６４は余分な測距スロットを分配して、FBSから引導されたハンドオーバー要求に応答し、多くのハンドオーバーユーザーを調節する。上述の“余分な測距スロット”の実施例は、図８中で説明される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図示されていないが、図５の制御実体１１４が提示されて、FBSRCECM１２５を伝送し、通信装置１００により受信される無線インタフェース状態情報１２９の結果とする。無線インタフェース状態情報１２９の一例は、無線インタフェース輻輳レベルを示すメッセージである。この情報１２９を受信する応答として、制御実体１１４は、適当なFBSRCECM１２５を伝送して、これにより、リンクのハンドオーバーを起動して、FBS６５に服務される移動局に送る。メッセージを伝送する方法は、FBS６５が、ハンドオーバーされる移動局と通信しない図１０中の方法６００と非常に似ている。しかし、図１０の方法６００と異なるのは、FBS６５はバックホールネットワークにより、MBS６４に、受信するハンドオーバーユーザーを告知することである。よって、MBS６４は、図７の無競争の測距領域技術、及び/又は、図８の余分な測距スロット技術を採用し、ハンドオーバー輻輳問題を防止する。上述で、FBSRCECM１２５がハンドオーバーを生じる実施例を描写しているが、その他の実施例中、通信功能がその他のメッセージを伝送するのに用いられる。例えば、FBS６５からメッセージをバックホール制御実体８２、８３に伝送して、FBSバックホール接続スループットを増加することができる。FBS６５からメッセージをバックホール制御実体８２、８３に伝送し、情報がエラー状況を示し、エラー状況を校正する意見も含む。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
概括方法７００の一実施例中、“FBS信頼性折衷イベント”は、FBS６５に供給される外部電源の予期せぬ切断である。制御実体１１４は、このイベントを検出し、EPPBS１１９から受信する電源状態情報１２３の結果とする。電源状態情報１２３は、外部電源が失われたこと、及び/又は、電池１２１上の電量を示す。情報１２３を受信した結果、制御実体は、“FBS信頼性折衷イベント"を検出する。その後、制御実体１１４は、FBSRCECM１２５を通信装置１００に伝送して、これにより、図７か図８で示されるハンドオーバーを起動する。EPPBS１１９と電池１２１により、FBS６５への電源は、ステップ７０１と７０２期間、保証される。
【国際調査報告】
2011517878.tif 000014
2011517878.tif 000015