(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のドローン基地局を第２のドローン基地局と置換する方法であって、
前記第１のドローン基地局により、セル識別子を示す第１のパイロット信号を送信するステップと、
前記第１のドローン基地局により、前記第２のドローン基地局が前記第１のドローン基地局の近くにあるという情報を受信するステップと、
前記第２のドローン基地局により、前記第１のドローン基地局と同じセル識別子を示す第２のパイロット信号を送信するステップと、
前記第１のドローン基地局により前記第２のドローン基地局から第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を受信するステップと、
前記第１のドローン基地局により前記第２のドローン基地局から第１のパイロット信号を送信することを中止する前記表示を受信することに応じて、前記第１のドローン基地局により、第１のパイロット信号の前記送信するステップを中止するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１のドローン基地局により、前記第２のドローン基地局が近くにあるという情報を前記受信するステップのすぐ後に、前記第１のドローン基地局から前記第２のドローン基地局へと、ユーザ端末との前記第１のドローン基地局の接続についてのユーザ・コンテキスト情報を転送するステップと、
前記第１のドローン基地局から、前記第１のドローン基地局と前記第２のドローン基地局との両方へと、前記複数のユーザ端末とのアップリンク・ユーザ・データ接続を切り替え、次いで、前記複数のユーザ端末との前記アップリンク・ユーザ・データ接続を前記第２のドローン基地局へと切り替えるが前記第１のドローン基地局へは切り替えないステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のユーザ端末との前記アップリンク・ユーザ・データ接続を前記第２のドローン基地局へと切り替えるが前記第１のドローン基地局へは切り替えない前記ステップは、前記第２のドローン基地局が、アップリンク受信を停止させる命令を前記第１のドローン基地局に対して送信するステップと、前記第１のドローン基地局が肯定応答を送信するステップとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記肯定応答は、前記第１のドローン基地局により受信されバックホール・ノードに転送されたアップリンク・ユーザ・データのユーザ・コンテキスト・データと一緒に送信される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ＩＰアドレスを使用して前記の第１のドローン基地局と第２のドローン基地局との間で区別することにより、前記第１のドローン基地局を経由することから前記第２のドローン基地局を経由することへとダウンリンク・ユーザ・データの経路を切り替えるステップをさらに含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ダウンリンク・ユーザ・データの経路を前記切り替えるステップは、前記第２のドローン基地局が、ダウンリンク・ユーザ・データの経路を切り替えるための要求を送信するステップによってトリガされる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のドローン基地局は、前記第１の基地局と同じ無線周波数バンドを使用する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
第２のドローン基地局によって置換されるように構成された第１のドローン基地局であって、
セル識別子を示す第１のパイロット信号を送信するように構成された送信ロジックと、
前記第２のドローン基地局が前記第１のドローン基地局の近くにあるという情報を受信するように構成された受信ロジックであって、前記第２の基地局は、前記第１のドローン基地局と同じセル識別子を示す第２のパイロット信号を送信するように構成されている、受信ロジックと、
前記第２のドローン基地局から、第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を受信するように構成された表示受信ロジックと、
第１のパイロット信号を送信することを中止する前記表示を前記第２のドローン基地局から受信することに応じて、第１のパイロット信号の前記送信することを中止するように構成された中止ロジックと
を備えている第１のドローン基地局。
【請求項９】
前記第２のドローン基地局が近くにあることを通知されると、ユーザ端末との接続についてのユーザ・コンテキスト情報を前記第２のドローン基地局に向かって送信するように構成されたユーザ・コンテキスト情報送信ロジックと、
アップリンク受信を停止させる命令を受信するように構成された受信ロジックと、
それに応答して、前記第１のドローン基地局に対する前記複数のユーザ端末とのアップリンク・ユーザ・データ接続を停止させるように構成された停止ロジックと、
前記命令の肯定応答を前記第２の基地局に向かって送信するように構成された肯定応答ロジックと
をさらに備えている、請求項８に記載の第１のドローン基地局。
【請求項１０】
前記第１のドローン基地局により受信され、バックホール・ノードに対して転送されたアップリンク・ユーザ・データのユーザ・コンテキスト・データを前記肯定応答と一緒に送信するように構成されたユーザ・コンテキスト・データ送信ロジックを備えている、請求項９に記載の第１のドローン基地局。
【請求項１１】
セル識別子を示す第１のパイロット信号を送信するように構成されている第１のドローン基地局を置換するように構成された第２のドローン基地局であって、
前記第１のドローン基地局の近くにある所与のロケーションへと飛行させるコマンドを受信するように構成された受信ロジックと、
飛行した先の前記ロケーションを示す信号を伝送するように構成された伝送ロジックと、
前記第２のドローン基地局から、前記第１のドローン基地局と同じセル識別子を示す第２のパイロット信号を送信するように構成された送信ロジックと、
前記第１のドローン基地局に向かって、第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を送信するように構成された表示送信ロジックと
を備えている第２のドローン基地局。
【請求項１２】
前記第１のドローン基地局から複数のユーザ端末との接続についてのユーザ・コンテキスト情報を受信するように構成された受信ロジックと、
アップリンク受信を引き受けるように構成された引き受けロジックと、
前記複数のユーザ端末とのアップリンク・ユーザ・データ接続を前記第２のドローン基地局とは有するが前記第１のドローン基地局とは有さないようにするために、アップリンク受信を停止させる命令を前記第１のドローン基地局に向かって送信するように構成された命令送信ロジックと、
前記第１の基地局から前記命令の肯定応答を受信するように構成された肯定応答受信ロジックと
をさらに備えている、請求項１１に記載の第２のドローン基地局。
【請求項１３】
ＩＰアドレスを使用して前記の第１の基地局と第２の基地局との間で区別することにより、前記第１のドローン基地局を経由することから前記第２のドローン基地局を経由することへとダウンリンク・ユーザ・データの経路を切り替える命令をバックホール・ノードに向かって送信するように構成されたロジック
をさらに備えている、請求項１１または１２に記載の第２のドローン基地局。
【請求項１４】
ドローン基地局置換を制御するための制御装置であって、
セル識別子を示す第１のパイロット信号を送信する第１のドローン基地局が置換されるべきことを示すメッセージを受信するように構成された受信ロジックと、
前記第１のドローン基地局の近くにある所与のロケーションへと飛行させるコマンドを第２のドローン基地局に向かって送信するように構成された送信ロジックと、
前記第２のドローン基地局が前記所与のロケーションに到着したことを示す表示を前記第２のドローン基地局から受信するように構成された表示受信ロジックと、
前記第２のドローン基地局に、第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を前記第１のドローン基地局に対して送信させるためのトリガとして、前記第２のドローン基地局が現在は前記第１のドローン基地局の近くにあることを示す表示を前記第１の基地局に向かって送信するように構成された表示送信ロジックと、
前記第１のドローン基地局に遠くに飛行させるように命令するように構成された命令ロジックと
を備えている制御装置。
【請求項１５】
ＩＰアドレスを使用して前記の第１の基地局と第２の基地局との間で区別することにより、前記第１のドローン基地局の代わりに前記第２のドローン基地局に対してダウンリンク・ユーザ・データが送信されるための要求を前記第２のドローン基地局から受信するように構成された受信ロジックと、
前記要求を受信することに応じて、前記第２のドローン基地局を経由して前記ダウンリンク・ユーザ・データを送信することに切り替えるように構成された切り替えロジックと
を備えている、請求項１４に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気通信に関し、詳細には、ワイヤレス電気通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
数年のうちに、ワイヤレス・セルラー方式電気通信のネットワークのオペレータは、トラフィックの大幅な増大に直面する。スモール・セル基地局は、これに対処するのに有用であり、したがってオペレータは、スモール・セル基地局をどこに配置するべきか、およびエネルギー効率のよいやり方で、例えばターン・オン／ターン・オフ制御でスモール・セル基地局をどのようにしてインテリジェントに管理すべきかに関する方法を考慮している。スモール・セル基地局は通常、多くのトラフィックがマクロセル基地局からオフロードされることを可能にする適切なロケーションに配置されるべきであるので、オペレータは、スモール・セルがどこに展開されるかが重要であることを理解している。
【０００３】
スモール・セル基地局は、多くの場合、単にスモール・セルと称される。
【０００４】
どこにスモール・セルを配置すべきか、およびどのようにスモール・セルを配置すべきかに関する重要な進展は、ドローンの上に取り付けられたスモール・セルを使用することである。ドローンは、多くの場合に、無人の空中乗り物（ＵＡＶ：ｕｎｍａｎｎｅｄ  ａｅｒｉａｌ  ｖｅｈｉｃｌｅ）と称される、小型のパイロットのいない無線制御された航空機である。結果として生じる「フライング・スモール・セル」は、特定の期間にわたって、オペレータが、フライング・スモール・セルがそこに行くように望む所望のロケーションに行くようにオペレータによって向けられる可能性がある。それに応じて、フライング・スモール・セルは、トラフィック要求における変更に応じて、配置され、また周囲を移動させられる可能性がある。
【０００５】
フライング・スモール・セルは、多くの場合に、ドローン基地局（時として、ドローンＢＳまたはＤＢＳと示される）として知られており、また２つのやり方のうちの一方または両方において、トラフィック要求に対処するのに役立ち得る。これらは、以下のように順に説明されるように、カバレッジ拡張と容量拡大とである。
【０００６】
カバレッジ拡張は、例えば、セルラー方式カバレッジが使用可能でない場合のシナリオにおいて行われ、したがってドローン基地局は、ネットワークによってカバーされる地理的エリアを拡張するように、カバレッジが必要なロケーションに向けられる。この必要性は、万一地上波基地局が故障する場合、または例えば、救急隊員が接続性を必要とする場合の人口の希薄なエリアにおいて破局的な状況が起こる場合に生じる可能性がある。
【０００７】
容量拡大は、ドローン基地局が、一時的に高いトラフィック要求のロケーションへと飛行して、追加のトラフィック容量を提供する場合に行われる。例えば、スポーツイベントまたはコンサート中に、ドローン基地局は、そのイベントのロケーションへと飛行して、トラフィックの一部を取り扱う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
添付の独立請求項を参照されたい。いくつかの好ましい特徴が、従属請求項の中に説明されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一例は、第１のドローン基地局を第２のドローン基地局と置換する方法であって、
第１のドローン基地局により、セル識別子を示す第１のパイロット信号を送信するステップと、
第１のドローン基地局により、第２のドローン基地局が第１のドローン基地局の近くにあるという情報を受信するステップと、
第２のドローン基地局により、第１のドローン基地局と同じセル識別子を示す第２のパイロット信号を送信するステップと、
第１のドローン基地局により、第２のドローン基地局から第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を受信するステップと、
第１のドローン基地局により、第２のドローン基地局から第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を受信することに応じて、第１のドローン基地局により、第１のパイロット信号の送信するステップを中止するステップと
を含む、方法である。
【００１０】
いくつかの好ましい実施形態は、ユーザ端末には見えないワイヤレス・ドローン基地局置換プロシージャを提供している。
【００１１】
いくつかの好ましい実施形態は、そのサービスを停止させる必要がある第１のドローン基地局を置換する方法を提供しており、この方法においては、その置換ドローン基地局は、第１のドローン基地局と同じ無線周波数バンドとセル識別子とを使用する。これは、接続されたユーザ端末には見えないシームレスな置換を提供するためのものである。このプロセスは、ユーザ端末には見えない。個々のユーザ端末の伝統的なハンドオーバは、使用されない。ユーザ端末は、セル識別子、すなわち、セルＩＤにおける変更を見ない。ユーザ端末はまた、Ｃ−ＲＮＴＩ（無線ネットワーク一時的識別子）における変更を見ない。
【００１２】
ドローン置換に起因した中断が、ネットワークが第１のドローン基地局を経由したものから第２のドローン基地局を経由したものへとダウンリンク・データ経路を切り替えるためにかかる時間だけに限定されるので、好ましい実施形態は、良好な性能を提供している。この時間は、多くの場合に、伝統的なハンドオーバを使用した知られているネットワークにおいて行われる中断よりも短い。伝統的なハンドオーバは、エア・インターフェースの上のユーザ端末によって実行されるセル交換を伴う。
【００１３】
いくつかの好ましい実施形態は、簡単で迅速なドローン置換プロシージャの利点を有しており、モバイル・ネットワークにおける品質サービスと増大された容量とを可能にしている。また、カバレッジは、例えば、地上波基地局が適さないアクセスできない地域において、特に増大させられる可能性もある。
【００１４】
本発明の例はまた、対応する第１のドローン基地局と、対応する第２のドローン基地局と、ドローン基地局置換の制御装置とに関する。例えば、本発明はまた、第２のドローン基地局によって置換されるように構成された第１のドローン基地局であって、
セル識別子を示す第１のパイロット信号を送信する手段と、
第２のドローン基地局が、第１のドローン基地局の近くにあるという情報を受信する手段と、
第２のドローン基地局から第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を受信する手段と、
第２のドローン基地局から第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を受信することに応じて、第１のパイロット信号の送信するステップを中止する手段と
を備えている第１のドローン基地局に関する。
【００１５】
送信する手段は、トランスミッタを備えており、受信する手段は、１つまたは複数のレシーバを備えており、また中止する手段は、トランスミッタ制御装置を備えていることが、好ましい。
【００１６】
第１のドローン基地局は、
第２のドローン基地局が近くにあることを知らされると、第２のドローン基地局に向かってユーザ端末との接続についてのユーザ・コンテキスト情報を送信する手段と、
アップリンク受信を停止させる命令を受信する手段と、
それに応答して、第１のドローン基地局に対する複数のユーザ端末とのアップリンク・ユーザ・データ接続を停止させる手段と、
第２の基地局に向かって命令についての肯定応答を送信する手段と
をさらに備えていることが好ましい。
【００１７】
第１のドローン基地局は、肯定応答と一緒に、第１のドローン基地局によって受信され、またバックホール・ノードに対して転送されてきているアップリンク・ユーザ・データのユーザ・コンテキスト・データを送信する手段を備えていることが好ましい。
【００１８】
本発明の別の例は、セル識別子を示している第１のパイロット信号を送信するように構成されている第１のドローン基地局を置換するように構成された第２のドローン基地局であって、
第１のドローン基地局の近くにおける所与のロケーションへと飛行させるコマンドを受信する手段と、
飛行した先のロケーションを示す信号を伝送する手段と、
第２のドローン基地局から、第１のドローン基地局と同じセル識別子を示している第２のパイロット信号を送信する手段と、
第１のドローン基地局に向かって、第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を送信する手段と
を備えている第２のドローン基地局に関する。
【００１９】
受信する手段は、レシーバを備えており、伝送する手段は、トランスミッタを備えており、また送信する手段は、１つまたは複数のトランスミッタを備えていることが好ましい。
【００２０】
第２のドローン基地局は、
第１のドローン基地局から複数のユーザ端末との接続についてのユーザ・コンテキスト情報を受信する手段と、
アップリンク受信を引き受ける手段と、
第２のドローン基地局を用いて、ただし第１のドローン基地局を用いないで、複数のユーザ端末とのアップリンク・ユーザ・データ接続を有するようにするために、アップリンク受信を停止させる命令を第１のドローン基地局に向かって送信する手段と、
第１の基地局から命令についての肯定応答を受信する手段と
をさらに備えていることが好ましい。
【００２１】
第２のドローン基地局は、
ＩＰアドレスを使用して第１の基地局と第２の基地局との間で区別することにより、第１のドローン基地局を経由することから第２のドローン基地局を経由することへと、ダウンリンク・ユーザ・データの経路を切り替える命令をバックホール・ノードに向かって送信する手段
をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
本発明の別の例は、ドローン基地局置換の制御装置であって、
セル識別子を示している第１のパイロット信号を送信する第１のドローン基地局が置換されるべきであることを示すメッセージを受信する手段と、
第１のドローン基地局の近くにおける所与のロケーションへと飛行させるコマンドを第２のドローン基地局に向かって送信する手段と、
第２のドローン基地局が所与のロケーションに到着したことを示す表示を第２のドローン基地局から受信する手段と、
第２のドローン基地局が現在は第１のドローン基地局の近くにあることを示す表示を第１の基地局に向かって送信する手段であって、その表示は、第１のドローン基地局と同じセル識別子を示す第２のパイロット信号を送信すると、第１のパイロット信号を送信することを中止する表示を第２のドローン基地局が、第１のドローン基地局に対して送信するためのトリガである、送信する手段と、
遠くに飛行させるように第１のドローン基地局に命令する手段と
を備えている制御装置に関する。
【００２３】
受信する手段は、１つまたは複数のレシーバを備えており、送信する手段は、１つまたは複数のトランスミッタを備えており、また命令する手段は、プロセッサを備えていることが、好ましい。
【００２４】
制御装置は、ＩＰアドレスを使用して第１の基地局と第２の基地局との間で区別することにより、第１のドローン基地局の代わりに、第２のドローン基地局へとダウンリンク・ユーザ・データが送信されるべき要求を第２のドローン基地局から受信する手段と、
その要求を受信することに応じて、第２のドローン基地局を経由してダウンリンク・ユーザ・データを送信するステップへと切り替える手段と
を備えていることが好ましい。
【００２５】
本発明の一実施形態は、次に、例として、また図面を参照して説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】知られているハンドオーバ・プロシージャ（先行技術）を示す図である。
【図２】知られているドローン基地局ハンドオーバ・プロシージャ（先行技術）を示す図である。
【図３】ドローンＢＳ−Ａが、ある種のユーザにサービスしている場合の第１の時刻における、本発明の第１の実施形態によるネットワークを示す図である。
【図４】図３に示されるが、ただしドローンＢＳ−Ｂが、ハンドオーバされることに備えて、ターゲット・ロケーションへと飛行するときの、後の時刻におけるネットワークを示す図である。
【図５】図４に示されるが、ただしドローンＢＳ−Ｂが、ハンドオーバされてきており、そのようにしてワイヤレス・サービスを提供することを引き継いできている、後の時刻におけるネットワークを示す図である。
【図６】図３から５に示されるネットワークにおけるドローン・ハンドオーバ・プロシージャを示すメッセージ・シーケンス図である。
【図７】どのようにして２つのドローン基地局が、インターネット・プロトコル識別番号を使用して、ダウンリンク・ユーザ・データ送信のためにバックホール・ノードによって区別されるかを示す図である。
【図８】図３から５に示されるネットワークにおけるＸ２インターフェース・ルーティングを示す図である。
【図９】代替的なネットワーク（図示せず）における代替的なＸ２インターフェース・ルーティングを示す図である。
【図１０】図３から５に示されるネットワークにおける、単一ＲＦ周波数バンドの使用を示す図である。
【図１１】図３から５に示されるネットワークにおけるドローン基地局を示す図である。
【図１２】代替的なネットワーク（図示せず）における代替的なドローン基地局を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
セルラー方式基地局の間のハンドオーバについての知られている技法が、図１の中で示されている。その技法は、基地局の間の接続の無線ハンドオーバと、基地局の間のＸ２バックホール・インターフェースの上のユーザ端末（ＵＥ）コンテキスト・データの転送と、コア・ネットワークを経由したユーザ端末のインターネット・プロトコル（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データと、ユーザ・データとについてのＳ１ＡＰ経路ルーティングをアップデートすることとを必要とする。ハンドオーバについての３つの知られているオプション、すなわち、「ブレイク・ビフォア・メイク（Ｂｒｅａｋ  ｂｅｆｏｒｅ  Ｍａｋｅ）」と、「メイク・ビフォア・ブレイク（Ｍａｋｅ  ｂｅｆｏｒｅ  Ｂｒｅａｋ）」と、２重接続性とが、存在している。すべてのこれらのプロシージャにおいては、接続される基地局を識別するセル識別情報（セルＩＤ）は、変更される必要がある。またユーザ端末の無線ネットワーク一時的識別子（ＲＮＴＬ：Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）は、ＲＮＴＩが、共通の、または共用されたチャネルがデータ送信のために使用される特定のセルにおける特定のユーザについての情報を識別するので、ハンドオーバに起因して変更される。
【００２８】
ユーザ端末に提供されるサービスの観点からシームレスに見えるやり方で、ドローン基地局の置換を考慮すると、知られている技法が、図２の中に示される。その技法は、以下のステップから構成される。セルＩｄ１を有するサービング・ドローン基地局（ドローン−ＢＳ−Ａ）は、置換の必要について、バックホール・ノードを経由して接続されるドローン管理モジュールに通知する。その結果、ドローン管理モジュールは、ドローン−ＢＳ−Ｂをドローン−ＢＳ−Ａのロケーションに向かわせる。構成データは、ドローン−ＢＳ−Ａからドローン−ＢＳ−Ｂへと転送される。次いで、ドローン−ＢＳ−Ｂは、そのセル・カバレッジ（セルＩｄ２）をアクティブにする。次いで、ドローン−ＢＳ−Ａは、そのパイロット電力を低減させて、ハンドオーバをトリガする。次いで、現在接続されているユーザ端末は、ドローン−ＢＳ−Ａからドローン−ＢＳ−Ｂへハンドオーバされる。これは、ユーザ端末が、知られているようにして、隣接するセルのパイロット信号の測定結果を提供すること、特定のユーザ端末のためにドローン−ＢＳ−Ａによるハンドオーバ要求メッセージをトリガすることを必要とする。異なる周波数バンドにおいて動作したセルＩＤ２（すなわち、ドローン−ＢＳ−Ｂ）は、ハンドオーバについてのターゲット・セルとなる予定であり、またハンドオーバは、セルＩＤ２を有するセルに対して達成されることが、識別される。ひとたびこれらのハンドオーバが、完了した後に、ドローン−ＢＳ−Ａは、ワイヤレス・サービスを提供することを中止し、また遠くに飛行するように指示される。
【００２９】
本発明者らは、この知られているアプローチが、複雑であり、また低速であり、また改善された性能を与えるアプローチが、以下で説明されるように提供される可能性があることに気がついた。
【００３０】
例示のネットワークが、最初に、構造的な観点から説明されることになり、次いで、ドローン置換の観点からの例示のオペレーションが、説明されるであろう。
【００３１】
ネットワーク
図３から５に示されるように、セルラー方式ワイヤレス電気通信のためのネットワーク３２は、地上波基地局３４と、バックホール・ノード３６と、ドローン管理ステージ３８と、セルラー方式通信コア・ネットワーク４０とを含む。バックホール・ノードは、ドローン−ＢＳ−Ａと、ドローン−ＢＳ−Ｂとで示される、２つのドローン基地局４２にワイヤレスに接続される。
【００３２】
バックホール・ノード３６と、地上波基地局３４とは、ドローン管理ステージ３８と、コア・ネットワーク４０とに接続される。いくつかのユーザ端末が、地上波基地局３４に接続される。図３から５の中には、２つのこれらのユーザ端末が、簡略化のために示されており、ＵＥ３とＵＥ４とで示される。
【００３３】
地上波基地局３４は、固定されたロケーションに取り付けられる基地局である。この例においては、地上波基地局３４は、マクロセル基地局である。別のその他の場合の類似した例（図示せず）においては、地上波基地局３４は、スモール・セル基地局である。
【００３４】
ドローン基地局４２は、それぞれ、ドローンの上に取り付けられたスモール・セル基地局から構成され、ここで、ドローンは、小型のパイロットのいない無線制御された航空機であり、またバックホール・ノード３６に対する無線リンクを有している。ドローン基地局４２は、スモール・セル・カバレッジ・エリアを提供して、ユーザ端末に対してサービスを提供する。ＵＥ１およびＵＥ２と示されるドローン接続された２つのユーザ端末が、図３から５に簡略化のために示される。
【００３５】
この例においては、各ドローン基地局４２からバックホール・ノード３６への無線リンクは、ユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２に対する接続と同じ無線アクセス技術（ＲＡＴ：Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）と、同じ周波数バンドと、同じアンテナ・タイプとについてのものである。しかしながら、いくつかの他の、そうでない場合には類似した、例（図示されず）においては、異なるＲＡＴ、周波数バンド、および／またはアンテナ・タイプが、使用される。
【００３６】
バックホール・ノード６は、ドローン基地局４２からネットワーク３２へとデータを伝送するように動作する。ドローン管理ステージ３８は、説明を容易にするために別個のユニットとして示される。実際には、ドローン管理ステージは、ネットワーク・ノードの、例えば、地上波基地局、コア・ネットワーク、またはバックホール・ノードのうちのどれかに一体化される。
【００３７】
ドローン基地局置換の前
図３に示されるように、第１のフェーズにおいて、ドローン−ＢＳ−Ａは、ユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２にサービスする。
【００３８】
ドローン基地局置換
ドローン基地局置換のための例示のメカニズムは、次に、図３から６を参照して説明されるであろう。ここで使用されるようなステップの番号付けは、図６において番号付けされるようなステップの番号付けである。もちろん、他のメカニズムも可能である。
【００３９】
図６には、モバイル管理エンティティ（ＭＭＥ：ｍｏｂｉｌｅ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｅｎｔｉｔｙ）と、パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ（ＰＤＮ  ＧＷ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｇａｔｅｗａｙ）とが、示される。これらは、コア・ネットワーク４０の一部分である。
【００４０】
置換の必要性の検出：
ステップ１：  ドローン−ＢＳ−Ａは、この例においては、そのバッテリが、空になりつつあるので、置換される必要を検出する。ドローン−ＢＳ−Ａは、ドローン管理ステージ３８に対してバックホール・ノード３６を経由してメッセージを送信することにより、ネットワーク３２に通知する。メッセージは、置換のための原因と、ドローン−ＢＳ−Ａによって測定される基地局についての測定レポートと、ドローン基地局についての、同様に、使用可能な場合に、ユーザ端末によって測定され、またドローン−ＢＳ−Ａに対して送信されるような、地上波基地局についての、測定レポートとについての情報を含んでいる。
【００４１】
ロケーションへの置換ドローン−ＢＳの送信：
ステップ２：  ドローン管理ステージ３８は、別のドローンが、ドローン−ＢＳ−Ａを置換すべきことを決定する。そのドローン管理ステージは、これのためにドローン−ＢＳ−Ｂを選択し、またドローン−ＢＳ−Ａのロケーションへと飛行するようにドローン−ＢＳ−Ｂに命令する（図４を参照）。安全上の理由で、ドローン−ＢＳ−Ｂは、常にドローン−ＢＳ−Ａから少なくとも最小の距離に保持されることに注意されたい。
【００４２】
ドローン−ＢＳ−Ａの近くにドローン−ＢＳ−Ｂが到着：
ステップ３：  ひとたびドローン−ＢＳ−Ｂが、所与の地理的位置に到達した後に、ドローン−ＢＳ−Ｂは、それが、そのターゲット位置に到達したことをドローン管理ステージ３８に通知する。
【００４３】
ステップ４：  ドローン管理ステージ３８は、置換ドローン、すなわち、ドローン−ＢＳ−Ｂが、現在使用可能であることをドローン−ＢＳ−Ａに通知する。（そうでない場合に類似した代替的な実施形態（図示されず）においては、ドローン−ＢＳ−Ｂが、ドローン−ＢＳ−Ａに対して直接に使用可能性についてのこの情報を送信する）。
【００４４】
ドローン−ＢＳ−Ｂによるワイヤレス・サービスの引き継ぎ（図５を参照）：
ステップ５：  ドローン−ＢＳ−Ｂは、次いで、ワイヤレス・サービスを引き継ぐように構成されている。これは、ドローン−ＢＳ−Ａに関する構成データについてのドローン−ＢＳ−Ｂに対する転送と、現在のユーザのコンテキストの転送とを含む。
【００４５】
ステップ６：  ドローン−ＢＳ−Ｂは、（ドローン−ＢＳ−Ａが、依然としてやはり行っている間に）アップリンク・ユーザ・データを受信することを開始する。この時に、ドローン−ＢＳ−Ａだけが、アップリンク・ユーザ・データをバックホール・ノード３６に対して転送する。
【００４６】
ステップ７：  ドローン−ＢＳ−Ｂが、それ自体（ドローン−ＢＳ−Ｂ）が適切にアップリンク・データを受信しており、またそのデータをバックホール・ノード３６に対して転送していることを識別するときに、ドローン−ＢＳ−Ｂは、ドローン−ＢＳ−Ａにアップリンク受信を停止するように指示する。
【００４７】
ステップ８：  ドローン−ＢＳ−Ａは、アップリンク受信を停止することに肯定応答し、またドローン−ＢＳ−Ａが、バックホール・ノード３６を経由して既に転送してきていることを示すアップリンク・ユーザ・データについてのコンテキスト情報をドローン−ＢＳ−Ｂに対して報告する。
【００４８】
ステップ９：  ドローン−ＢＳ−Ｂは、バックホール・ノード３６を経由して（ドローン−ＢＳ−Ａとバックホール・ノード３６とを経由して既に送信されるデータについてのコンテキスト情報を使用して）アップリンク・データを送信することを開始する。
【００４９】
ステップ１０：  ドローン−ＢＳ−Ｂは、（ドローン−ＢＳ−Ａによって使用されるものと同じセル−ｉｄ、すなわち、セルＩＤ１と、同じ無線周波数バンドｆ１とを使用して）パイロット信号を送信することを開始する。
【００５０】
ステップ１１：  ドローン−ＢＳ−Ａは、パイロット信号を送信することを停止する。
【００５１】
この例においては、ステップ１０と、１１とは、ドローン−ＢＳ−Ａが、ドローン−ＢＳ−Ｂからのパイロット信号を検出すること（図示されず）によって同期させられる。他のオプションも可能である。例えば、いくつかの他の実施形態（図示されず）においては、ドローン−ＢＳ−Ｂが、パイロット信号を送信することを開始してきており、またドローン−ＢＳ−Ａが、パイロット信号を停止すべきであることを示すメッセージが、ドローン−ＢＳ−Ｂからドローン−ＢＳ−Ａへと送信される。
【００５２】
ステップ１２：  ドローン−ＢＳ−Ｂは、ダウンリンク・ユーザ・データの経路を切り替えるようにバックホール・ノード３６に直接に通知し、その結果、ダウンリンク・ユーザ・データは、もはやドローン−ＢＳ−Ａに対しては送信されないが、ドローン−ＢＳ−Ｂに対して送信される。代替的な一実施形態（図示せず）においては、ドローン−ＢＳ−Ａは、バックホール・ノードに通知する。別の代替的な実施形態（図示されず）においては、バックホール・ノード３６は、バックホール・ノードを直接に経由してではなくて、ドローン管理ステージを経由して通知される。図７に示されるように、バックホール・ノード３６と、ドローン管理ステージ３８とは、この目的のための２つのドローン基地局の間で、それらの固有のインターネット・プロトコル識別子を使用して、区別する。この例においては、これらの識別子は、ドローン−ＢＳ−ＡについてのＩＰ１と、ドローン−ＢＳ−ＢについてのＩＰ２とである。識別子ＩＰ１およびＩＰ２は、コア・ネットワークの一部分であるオペレーション管理センタＯＭＣ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｃｅｎｔｒｅ）によって提供される。ドローン基地局は、この例においては両方のドローン基地局について同じであるＥＣＧＩ（機能強化セル・グローバル識別子（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｅｌｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））も有する。ドローン基地局は、さらなる識別子ＰＣＩ＿１も共有する。
【００５３】
ステップ１３：  ドローン−ＢＳ−Ｂは、ダウンリンク・ユーザ・データを伝送することを開始する。
【００５４】
ステップ１４：  ドローン−ＢＳ−Ａは、ダウンリンク・ユーザ・データを伝送することを停止し、またドローン−ＢＳ−Ｂは、そのプロシージャが、完了している（ドローン−ＢＳ−Ｂが現在、すべてのワイヤレス・サービスを引き継いできている）ことをドローン管理ステージ３８に通知する。
【００５５】
ステップ１５：  ドローン管理ステージ３８は、異なるロケーションへと飛行するように、ドローン  ＢＳ−Ａに指示する。
【００５６】
ドローン−ＢＳ−Ａが遠くに飛行：
ステップ１６：  ドローン−ＢＳ−Ａは、遠くに、例えば、そのベース・ロケーションまたは別のロケーションへと飛行し、ここで、例えば、バッテリは、充電され、または置換される可能性がある。
【００５７】
何らかのさらなる詳細
このドローン置換プロシージャは、ドローン置換の前にドローン−ＢＳ−Ａに接続されていたユーザ端末に対してトランスペアレントであることに注意すべきである。それらのユーザ・データ送信は、ユーザ端末に対する接続が、置換ドローン−ＢＳ−Ｂに対してシームレスにハンドオーバされるので、継続する。
【００５８】
これらのシームレスなハンドオーバにおいては、セル識別情報（この例におけるセルＩＤ１）は、変更されない。ユーザ端末の観点から、ハンドオーバは、見られない。また、Ｃ−ＲＮＴＩ（制御プレーン−無線ネットワーク一時的識別子）は、ドローン・ハンドオーバによって不変に保持される。
【００５９】
また、モバイル管理エンティティは、不変のセル識別子セルＩＤ１を見ており、そのようにしてＳ１ＡＰ経路スイッチは、ドローン−ＢＳ−ＢをＭＭＥにアタッチするために必要とはされない。Ｓ１は、スモール・セル基地局と、ゲートウェイ（図３から６の中に示されず）との間のインターフェースを示す。ＡＰは、アクセス・ポイントを示す。また、新しいＳ１インターフェースは、必要とされない。
【００６０】
ドローン管理ステージ３８に関しては、これは、両方のドローンを、言い換えれば、２つのスモール・セルを見ており、両方が、同じセル識別子、セルＩＤ１を有している。ドローン管理ステージは、適切な制御信号を経由して、ドローンに対するハンドオーバを協調させる。
【００６１】
Ｘ２ルーティング
ドローン置換プロシージャの一部分として、セル・コンテキストと、ユーザ端末コンテキスト（ＵＥコンテキストと示される）との両方は、Ｘ２インターフェースを使用して、ドローン−ＢＳ−Ａからドローン−ＢＳ−Ｂへと転送される。Ｘ２インターフェースは、それら２つのドローンの間の論理的直接リンクである。
【００６２】
図８に示されるように、この例（図３から６を参照して上記で説明される例）においては、物理的に言えば、Ｘ２インターフェースは、バックホール・ノード３６を経由して通過する。その結果、ＵＥコンテキストは、バックホール・ノード３６を経由してルーティングされる。このアプローチは、ドローン−ＢＳ−Ａと、ドローン−ＢＳ−Ｂとが、異なる機器製造業者からのものである場合に、インターオペラビリティのレイヤを提供し、また保証する際に利点を有する。
【００６３】
図７に戻って参照すると、ドローン基地局は、情報メッセージの中のアドレスとして、それらのＩＰ識別子、ＩＰ１およびＩＰ２を使用して、Ｘ２インターフェースの上で情報を交換する。
【００６４】
図９に示されるように、代わりに、それ以外の場合に類似した例示のネットワーク（図示せず）において、Ｘ２インターフェースは、ドローンからドローンへと直接に物理的に通過する。Ｘ２メッセージは、それらのドローンの間で、ワイヤレス・インターフェースの上で直接に通過し、ここでワイヤレス・インターフェースは、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を、例えば、ロング・ターム・エボリューションのデバイス・ツー・デバイス（ＬＴＥ−Ｄ２Ｄ：Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ）技術、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、またはマイクロ波を使用する。ＵＥコンテキストは、それらのドローンの間で直接に伝送される。これは、バックホール・ノードなどの中間ノードが必要とされないので、ＵＥコンテキスト転送が、より高速であるという利点を有する。いくつかの代替的な例においては、直接の物理的インターフェースは、ドローン基地局と、その接続されたユーザ端末との間で使用されるものとは異なる無線アクセス技術と、無線周波数バンドとを使用する。他の利点は、ＵＥコンテキスト転送に起因した、バックホール・ノードの上には負荷が存在しておらず、また地上波基地局に対して、例えば、基礎となるマクロセルラー方式ネットワークにおけるマクロセル基地局に対して、無線干渉があまり存在しないことである。もちろん、それらのドローンが、異なる製造業者からのものである場合には、物理的インターフェースのプロトコルは、規格化される必要がある可能性がある。
【００６５】
図８および９に示される例においては、たとえドローンの間のインターフェースが、物理的に異なるとしても、関連のある制御信号プロシージャは、それらが、それらのドローンの間のＸ２インターフェースによって論理的に規定されるものと同じであることに留意されたい。
【００６６】
周波数バンドの使用
図１０に示されるように、図３から８を参照して説明される例においては、ドローン−ＢＳ−Ａと、ドローン−ＢＳ−Ｂとの両方は、同じ周波数バンドを使用する。ドローン−ＢＳ−Ａと、ドローン−ＢＳ−Ｂとは、同期させられ、その結果、ドローン−ＢＳ−Ｂが、パイロット信号を送信することを開始するときに、ドローン−ＢＳ−は、パイロット信号を送信することを停止させる。同様に、ドローン−ＢＳ−Ａが、ユーザ・データ・ダウンリンクを（ユーザ端末に対して）伝送することを停止させるときに、ドローン−ＢＳ−Ｂは、ユーザ・データ・ダウンリンクの送信を引き継ぐ。
【００６７】
代わりに、そうでない場合の類似した例（図示されず）においては、周波数バンドは、２つのサブバンドへと分割され、また２つのドローン基地局のうちのそれぞれは、異なるサブバンドを使用する。これは、同期化の要件を低減させる。また２つのドローン基地局の間のかなりの干渉のリスクが、あまり存在していない。このアプローチをとると、ＵＥコンテキスト転送中に、ドローン−ＢＳ−Ａは、セルの中のいくつかのユーザ端末にサービスする第１のサブバンドを占有する。その一方で、ドローン−ＢＳ−Ｂは、他のサブバンドを使用して、セルの中の他のユーザ端末と、ドローン−ＢＳ−ＢがＵＥコンテキストを受信してきているドローン−ＢＳ−Ａに接続されるユーザ端末との両方と接続する。
【００６８】
基地トランシーバ・ユニット
図１１および１２に示されるように、基地トランシーバ・ユニット４５と無線ヘッド４７とを含むような基地局４３を考慮すると、図３から７および９を参照して上記で説明される例においては、基地局４３は、ドローン４１の上に取り付けられて、ドローン基地局４２を形成する。
【００６９】
代わりに、図１３および１４に示されるように、無線ヘッド４７’が、ドローン４１’に取り付けられるが、基地トランシーバ・ユニット４５’は、ネットワークの中のどこにでも、例えば、バックホール・ノードにアタッチされた地上に、配置される。無線ヘッド４７’は、そのときには多くの場合に、リモート無線ヘッド（ＲＲＨ：ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ）と称されることもある。このアプローチを使用して、ドローンが取り付けられた基地局４３’が、削減されることが、考慮される可能性がある。より少ない処理が、ドローン４１’の上で、例えば、ＵＥコンテキスト転送について、引き受けられる。ドローン−ＢＳ−Ａと、ドローン−ＢＳ−Ｂとの両方が、同じ基地トランシーバ・ユニットによってサービスされるので、また同期化要件は、あまり厳しくはない。しかしながら、基地トランシーバ・ユニットが、ドローンが取り付けられた場合に比べて、より多くの制御データが、バックホール・ノードとのバックホール・リンクを経由して送信される。
【００７０】
本発明は、その本質的な特徴を逸脱することなく、他の特定の形態で実施される可能性がある。説明された実施形態は、すべての点で、例示的としてのみ、また限定的ではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、それゆえに、上記の説明によってではなくて、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等物の意味および範囲内に含まれるすべての変更は、それらの範囲内に包含されるべきである。
【００７１】
当業者なら、様々な上記で説明された方法のステップが、プログラムされたコンピュータによって実行され得ることを簡単に認識するであろう。いくつかの実施形態は、プログラム・ストレージ・デバイス、例えば、デジタル・データ・ストレージ媒体に関するものであり、このプログラム・ストレージ・デバイスは、マシン読み取り可能、またはコンピュータ読み取り可能であり、また命令のマシン実行可能なプログラム、またはコンピュータ実行可能なプログラムを符号化しており、そこでは、前記命令は、前記の上記で説明された方法のステップのうちのいくつかまたはすべてを実行する。プログラム・ストレージ・デバイスは、例えば、デジタル・メモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気ストレージ媒体、ハード・ドライブ、または光学的に読み取り可能なデジタル・データ・ストレージ媒体とすることができる。いくつかの実施形態は、上記で説明された方法の前記ステップを実行するようにプログラムされるコンピュータを必要とする。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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