(57)【要約】  無線通信ネットワークに統合され、移動局の閉グループと関連付けられ、無線通信ネットワークのマクロセル基地局のカバレッジエリアに位置しているスモールセル基地局の電力消費を削減する方法は、閉グループの移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないか、スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置する閉グループの全ての移動局がアイドルモードのときに電力を消費しないスリープモードに入るスモールセル基地局が、スリープモードに入ることを示すステータス情報を無線通信ネットワークに送信し、マクロ基地局を含む無線通信ネットワークにアクセスする移動局の一つによる、スモールセル基地局がスリープモードのときに起こる試みの間に、無線通信ネットワークにより、移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリア内にいることを判定し、無線通信ネットワークによりアクセスの試みを遅延し、スモールセル基地局により、アクセスの試みの間に、移動局により送信される一つ以上の信号から無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れ、そのＲＦエネルギは無線通信ネットワークへのアクセスがスモールセル基地局を介して移動局にグラントされるためにスモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発することを含む。【選択図】図２
2017510174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークに統合されるスモールセル基地局の電力消費を削減する方法であって、前記スモールセル基地局は移動局の閉グループと関連付けられ、かつ前記無線通信ネットワークのマクロセル基地局のカバレッジエリア内に位置しており、前記方法は、
前記閉グループの移動局が前記スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリアに位置している前記閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかにおいて電力を消費しないスリープモードに入る前記スモールセル基地局が、前記スリープモードに入ることを示すステータス情報を前記無線通信ネットワークに送信し、
前記マクロ基地局を含む前記無線通信ネットワークにアクセスする前記移動局の一つによる、前記スモールセル基地局が前記スリープモードのときに起こる試みの間に、
前記無線通信ネットワークにより、前記移動局が前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリア内にいることを判定し、
前記無線通信ネットワークにより、前記アクセスの試みを遅延し、
前記スモールセル基地局により、前記アクセスの試みの間に、前記移動局により送信される一つ以上の信号から無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れ、前記取り入れられたＲＦエネルギは前記無線通信ネットワークへのアクセスが前記スモールセル基地局を介して前記移動局にグラントされるために前記スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発する、
ことを含む方法。
【請求項２】
前記アクセスの試みは、前記移動局における前記アイドルモードからアクティブモードへの移行に対応している請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アクセスの試みは、前記マクロセル基地局から無線リソースを得るために前記移動局により行われ、かつ、前記マクロセル基地局から受信する呼び出し要求により誘発されるランダムアクセス手順を含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記アクセスの試みは、前記マクロセル基地局から無線リソースを得るために前記移動局により行われ、かつ、前記移動局により誘発されるランダムアクセス手順を含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記アクセスの試みを遅延することは、前記無線通信ネットワークにより、前記移動局によりなされる、リソースについての送信され、かつ、後続の再送信される要求を拒絶することを含む、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記後続の再送信される要求は、前記送信される要求の電力レベルと比較してより高い電力レベルで送信される請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記後続の再送信される要求が前記ウェイクアップ手順を誘発するように、前記ウェイクアップ手順を誘発するＲＦエネルギの閾値レベルを設定することをさらに含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記アクセスの試みは、ランダムアクセスチャネル手順を含む請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
無線通信システムであって、
無線通信ネットワークのマクロセル基地局と、
前記無線通信ネットワークに統合されるスモールセル基地局であって、移動局の閉グループと関連付けられ、かつ、前記マクロセル基地局のカバレッジエリア内に位置しているスモールセル基地局と、を有し、
前記スモールセル基地局は、
前記閉グループの移動局が前記スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリア内に位置している前記閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかについて電力を消費しないスリープモードに入るように構成されている前記スモールセル基地局が、前記スリープモードに入ることを示すステータス情報を前記無線通信ネットワークに送信し、
前記スリープモードの間に、前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリアにある前記移動局の一つから送信される一つ以上の信号から無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れ、前記一つ以上の信号は前記マクロセル基地局を含む前記無線通信ネットワークにアクセスする前記移動局による試みに関するものであり、
前記取り入れられたＲＦエネルギに応答して前記スリープモードからウェイクアップするように構成されている無線通信システム。
【請求項１０】
無線通信ネットワークのマクロセル基地局のカバレッジエリアにおいて前記無線通信ネットワークに統合されるように構成され、かつ、移動局の閉グループと関連付けられるように構成されているスモールセル基地局であって、
送信器であって、前記閉グループの移動局が前記スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリア内に位置している前記閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかにおいて電力を消費しないスリープモードに入るように構成されている前記スモールセル基地局が、前記スリープモードに入ることを示すステータス情報を前記無線通信ネットワークに送信するように構成されている送信器と、
受動無線周波数（ＲＦ）エネルギ取り入れセンサであって、前記スリープモードの間に、前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリアにおける前記移動局の一つから送信される一つ以上の信号からＲＦエネルギを取り入れ、前記一つ以上の信号は前記マクロセル基地局を含む前記無線通信ネットワークにアクセスする前記移動局による試みに関するものであり、前記スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発するように構成されている信号を出力するように構成されている受動無線周波数（ＲＦ）エネルギ取り入れセンサと、
を有するスモールセル基地局。
【請求項１１】
前記受動ＲＦエネルギ取り入れセンサは、前記移動局によりなされるリソースについての再送信される要求が前記ウェイクアップ手順を誘発するように設定される、前記ウェイクアップ手順を誘発する取り入れられたＲＦエネルギの閾値レベルを有する請求項１０に記載のスモールセル基地局。
【請求項１２】
無線通信ネットワークのマクロセル基地局のカバレッジエリアにおいて前記無線通信ネットワークに統合されるように構成され、かつ、移動局の閉グループと関連付けられるように構成されているスモールセル基地局の電力消費を削減する方法であって、
前記閉グループの移動局が前記スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリア内に位置している前記閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかにおいて電力を消費しないスリープモードに入るように構成されている前記スモールセル基地局が、前記スリープモードに入ることを示すステータス情報を前記無線通信ネットワークに送信し、
前記スリープモードの間に、前記スモールセル基地局の前記カバレッジエリアにある前記移動局の一つにより送信される一つ以上の信号から無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れ、前記一つ以上の信号は前記マクロセル基地局を含む前記無線通信ネットワークにアクセスする前記移動局による試み関するものであり、前記スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発するように構成されている信号を出力すること
を含む方法。
【請求項１３】
コンピュータにより実行されると、前記コンピュータに、請求項１２に記載の方法を行わせるコンピュータ読み取り可能指令を携えているコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示される実施の形態は、何れのアクティグ移動局にサービスを提供していないときに、スモールセル基地局の電力消費を削減することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークは広く知られており、基地局（ＢＳ）は、ＢＳの範囲内の移動局（ユーザ機器、ＵＥ、加入者または移動端末とも呼ばれる）と通信する。一つ以上の基地局によりカバーされる地理的エリアは、一般的にセルと称せられ、典型的は、多くのＢＳが適切な位置に設けられて、隣接、および／または、オーバーラップするセルと、ほぼシームレスに広い地理的エリアをカバーするネットワークまたはシステムを形成する。（本明細書においては、「システム」と「ネットワーク」という用語は、状況がそうでないことを要求するとき以外は、同義語として使用される）。基地局は、相対的に大きな地理的エリアにおけるカバレッジを提供可能であり、対応するセルは、しばしば「マクロセル」と称される。マクロセル内に、より小さなサイズのセルを確立することが可能であり、そのようなセルは、ミクロセル、ピコセル、またはフェムトセルのように様々に称される。ここにおいて、「スモールセル」という用語は、一般的には、マクロセルよりも小さなセルに対して使用される。対応する基地局は、ここにおいて、「マクロセル基地局」および「スモールセル基地局」のように、それぞれ称せられる。
【０００３】
スモールセル基地局の概念は、異なる無線アクセス技術の状況において適用されてきた。ロングタームエボリューション(Long Term Evolution:LTE)の標準セットにおいては、スモールセル基地局は、例えば、ホーム（Ｈｏｍｅ）ｅＮＢ（またはＨｅＮＢ）の名前により称せられる。ホームｅＮＢは、ユーザにより（プラグアンドプレイで）配置され、家庭電力供給網から電力を受け、デジタル加入者線(Digital Subscriber Line:DSL)またはAdvanced Digital Subscriber Line(ADSL)リンクのようなブロードバンドインターネットプロトコル接続を「中継回線」のために使用するので、WiFiルータと非常に類似している。ＨｅＮＢは、ＨｅＮＢゲートウェイを介して、例えば、Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)コアネットワークに接続させることが可能であり、例えば、各ゲートウェイは、UMTS移動通信交換局(Mobile Switching Center:MSC)に接続させることができ、したがって、Signalling Gateway Support Node(SGSN)に接続させることができる。
【０００４】
スモールセル基地局は、主に、特定の家庭またはオフィスに属するユーザに対して意図されている。それらは、プライベート（「閉」）アクセスまたはパブリック（「オープン」）アクセスとすることができる。プライベートアクセススモールセル基地局においては、アクセスは、登録されたユーザ（「閉加入者グループ」またはＣＳＧとも称される）、例えば、家族のメンバー、または従業員の特定のグループのみに限定されている。パブリックアクセススモールセル基地局においては、他のユーザもまた、登録されたユーザにより受信されるサービス品質(Quality of Service:QoS)を保護するためのある制限のもとで、スモールセル基地局を使用できる。
【０００５】
スモールセル基地局には、ほとんどの時間電力が供給され、一方、登録されている移動局は、ある時間しかサービスの提供を受けない。この動作は、使用されないＥＭＦを放射すると共に、電力を浪費する。Ashraf,I.,Ho,L.T.W.,及びClaussen,H.の「Improving Energy Efficiency of Femtocell Base Stations via User Activity Detection」、Proceedings of the IEEE WCNC、シドニー、オーストラリア、２０１０年４月は、近傍において、ユーザにより行われているアクティブコールがないときは、フェムトセル基地局が、自身のパイロット送信、および関連する無線処理を無効とする省エネ手順を記載している。これは、マクロセル基地局と移動局との間のアクティブコールの検出を可能にする、低電力の「スニッファ」受信器をフェムトセル基地局に設けることにより達成される。しかし、これは、スニッファ受信器の電源を入れることを必要とする。更に、フェムトセル基地局へのハンドオーバーの前の、マクロセル基地局から移動局へ提供されるＱｏＳは最適ではない。
【０００６】
したがって、スモールセル基地局の電力消費を削減する改良された方法および手段を提供することは望ましいことである。
【発明の概要】
【０００７】
一つの実施形態は、無線通信ネットワークに統合されるスモールセル基地局の電力消費を削減する方法を提供し、スモールセル基地局は、移動局の閉グループと関連付けられ、かつ、無線通信ネットワークのマクロセル基地局のカバレッジエリア内に位置しており、この方法は、
閉グループの移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置している閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかにおいて電力を消費しないスリープモードに入るスモールセル基地局が、スリープモードに入ることを示すステータス情報を無線通信ネットワークに送信し、
マクロ基地局を含む無線通信ネットワークにアクセスする移動局の一つによる、スモールセル基地局がスリープモードのときに起こる試みの間に、
無線通信ネットワークにより、移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリア内にいることを判定し、
無線通信ネットワークにより、アクセスの試みを遅延し、
スモールセル基地局により、アクセスの試みの間に移動局により送信される一つ以上の信号から取り入れる無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れ、取り入れられたＲＦエネルギは、無線通信ネットワークへのアクセスがスモールセル基地局を介して移動局にグラントされるために、スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発することを含む。
【０００８】
したがって、この方法は、スモールセル基地局を使用している登録されている移動局がないときに、削減された（例えば、ゼロまたはゼロに近い）電力消費の状態、つまり「スリープモード」にスモールセル基地局を入らせ、スモールセル基地局の近傍（カバレッジエリア）にいる登録されている移動局の一つが、無線通信ネットワークへのアクセスを要求したときに、この状態からスモールセル基地局を「ウェイクアップする」機構を提供する。ここにおいて、無線通信ネットワーク（つまり、マクロ基地局、および／または、ＬＴＥの場合の移動管理エンティティ(Mobility Management Entity)のようなコアネットワークエンティティ）は、アクセスの試みの意図的な遅延により、スモールセル基地局のウェイクアップを容易にする。ここにおいて使用されているような「アクセスの試み」という用語は、無線通信ネットワークにより提供されるサービスを使用するために、移動局が無線通信ネットワークと相互作用（通信）するプロセス（例えば、信号通知プロセス）のことである。遅延の時間は、例えば、３または４秒程度とすることができるので、移動局のユーザが、ネットワークアクセスにおいて相当な遅延があることに気付かないことを確実にする。移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリアにいると判定することは、移動局により送信される位置の最新情報のような、移動局と関連付けられている位置情報に基づくことができる。利点のあることであるが、移動局の通常の機能に対する変更は必要でないことが予期される。
【０００９】
アクセスの試みは、移動局におけるアイドルモードからアクティブモードへの遷移に対応付けることができる。ここにおいて使用されているような「アイドルモード」という用語は、移動局がネットワークと、ユーザに関するデータ、音声、またはメッセージの通信をしていないことを意味し、「アクティブモード」という用語は、移動局がネットワークと、ユーザに関するデータ、音声、またはメッセージの通信をしていることを意味する。例えば、アイドルモードは、LTEにおけるRRCアイドルモードであってよく、アクティブモードは、LTEにおけるRRC接続モードとすることができる。このため、移動局は、予めマクロセル基地局へ接続されていなくても、つまり、ハンドオーバーがなくても、アクティブモードのスモールセル基地局へ「直接」接続することができる。これは、より広い無線通信ネットワーク（例えば、マクロセル通信ネットワークまたは他の無線広域ネットワーク）における負荷を削減する。
【００１０】
アクセスの試み（例えば、RRC接続確立手順）は、移動局または無線通信ネットワークの何れかにより誘発できる。例えば移動局は、エンドユーザがインターネットを閲覧するアプリケーションを開始すると、アクセスの試みを誘発し得る。無線通信ネットワークは、呼び出しメッセージを送ることによりアクセスの試みを誘発できる。例えば、これは、着信ＳＭＳまたは着信音声コールの通知を渡すことを容認することもできる。
【００１１】
アクセスの試みは、リソースの要求を含むことができる。このため、アクセスの試みは、マクロセル基地局からリソース割り当てを要求するためのランダムアクセスチャネル(Random Access Channel:RACH)手順とすることができる。無線通信ネットワークにより引き起こされる遅延は、移動局に繰り返し要求をさせることもあり得る。したがって、アクセスの試みを遅延することは、無線通信ネットワークにより、移動局によりなされるリソースについての、送信され、かつ後続の再送信される要求（例えば、RACH信号通知）を拒絶することを含んでよい。再送信される要求は、その前に送信される要求と比較して、より高い電力レベルとすることができる。このように、ウェイクアップ手順を誘発するための取り入れられるＲＦエネルギの閾値レベルは、より高い電力レベルを持つ要求がウェイクアップ手順を誘発するように設定できる。代替的に、閾値レベルは、略同じ電力レベルで（再）送信される複数の要求からのＲＦエネルギが、ウェイクアップ手順を誘発するように設定できる。何れの場合も、閾値レベルを設定することは、要求されていないときにスモールセル基地局のウェイクアップ手順を意図せずに誘発する可能性を最小にする。
【００１２】
ウェイクアッププロセスは、例えば、ネットワークがベースバンド処理を保持しており、スモールセル基地局が単に、アクティブな分散されたアンテナに類似するＲＦ送信器である場合は、ソフトウェアにより定義されるネットワークに関連する高速ウェイクアッププロセスとすることができる。ネットワークは、必要なときに、特定のスモールセル基地局ＩＤに何らかの処理電力およびメモリを割り当てることができる。そのような場合、ウェイクアップは、小電力の増幅器を有することが有利である場合は、ＲＦ部のみを含んでもよい。
【００１３】
一つの実施形態は無線通信システムを提供し、無線通信システムは、
無線通信ネットワークのマクロセル基地局と、
無線通信ネットワークに統合されるスモールセル基地局であって、移動局の閉グループと関連付けられ、かつ、マクロセル基地局のカバレッジエリア内に位置しているスモールセル基地局を有し、
スモールセル基地局は、
閉グループの移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置している閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかにおいて電力を消費しないスリープモードに入るように構成されているスモールセル基地局が、スリープモードに入ることを示すステータス情報を無線通信ネットワークに送信し、
スリープモードの間に、スモールセル基地局のカバレッジエリアにある移動局の一つから送信される一つ以上の信号から無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れ、その一つ以上の信号はマクロセル基地局を含む無線通信ネットワークにアクセスする移動局による試みに関するものであり、
取り入れられたＲＦエネルギに応答してスリープモードからウェイクアップするように構成されている。
【００１４】
一つの実施形態はスモールセル基地局を提供し、スモールセル基地局は、無線通信ネットワークのマクロセル基地局のカバレッジエリアにおいて無線通信ネットワークに統合されるように構成され、移動局の閉グループと関連付けられるように構成されており、
スモールセル基地局は、
送信器であって、閉グループの移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置している閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかにおいて電力を消費しないスリープモードに入るように構成されているスモールセル基地局が、スリープモードに入ることを示すステータス情報を無線通信ネットワークに送信するように構成されている送信器と、
受動無線周波数（ＲＦ）エネルギ取り入れセンサであって、スリープモードの間に、スモールセル基地局のカバレッジエリアにある移動局の一つから送信される一つ以上の信号からＲＦエネルギを取り入れ、その一つ以上の信号は、マクロセル基地局を含む無線通信ネットワークへアクセスする移動局による試みに関するものであり、スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発するように構成されている信号を出力するように構成されている受動無線周波数（ＲＦ）エネルギ取り入れセンサとを有する。
【００１５】
スモールセル基地局における受動センサ（つまり、外部配線または電力を提供するバッテリを必要としないセンサ）の提供は、スモールセル基地局の電源を完全に切ることを可能にする。
【００１６】
一つの実施形態は、無線通信ネットワークのマクロセル基地局のカバレッジエリアにおいて無線通信ネットワークに統合されるように構成され、移動局の閉グループと関連付けられるように構成されているスモールセル基地局の電力消費を削減する方法を提供し、この方法は、
閉グループの移動局がスモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置していないとき、または、スモールセル基地局のカバレッジエリア内に位置している閉グループのすべての移動局がアイドルモードのときの何れかにおいて電力を消費しないスリープモードに入るように構成されているスモールセル基地局が、スリープモードに入ることを示すステータス情報を無線通信ネットワークに送信し、
スリープモードの間に、スモールセル基地局のカバレッジエリアにある移動局の一つにより送信される一つ以上の信号から無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れ、その一つ以上の信号はマクロセル基地局を含む無線通信ネットワークにアクセスする移動局による試み関するものであり、スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発するように構成されている信号を出力することを含む。
【００１７】
一つの実施形態によれば、コンピュータにより実行されると、上記の方法をコンピュータに行わせるコンピュータ読み取り可能指令を携えているコンピュータ読み取り可能媒体が提供される。
【００１８】
実施の形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組み合わせにおいて実現できる。実施の形態はまた、一つ以上のプロセッサおよび／またはコントローラが読みおよび実行できる、一つ以上の非一時的コンピュータ読み取り可能媒体に記憶されている指令としても実現できる。非一時的コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ（例えば、コンピューティング装置）により読み取り可能な形式における情報を記憶または送信するための任意の実体的機構を含むことができる。例えば、非一時的コンピュータ読み取り可能媒体は、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置、およびその他を含むことができる。代替的に、コンピュータ読み取り可能媒体は、インターネットウェブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号の形式とすることができる。
【００１９】
本発明の更なる実施の形態、特徴、および利点が、本発明の種々の実施の形態の構造および動作と共に、付随する図面を参照して下記に詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
具体的な実施の形態が、例としてのためのみに提供される付随する図面を参照して、下記に記述される。
【図１】本発明の実施の形態を実現可能なネットワーク環境の模式図でる。
【図２】実施の形態による、スモールセル基地局の電力消費を削減する方法のフロー図である。
【図３】実施の形態による、移動局により誘発され、スモールセル基地局がスリープモードのときに起こるアクセスの試みと関連する信号の幾つかの模式図である。
【図４】実施の形態による、無線通信ネットワークにより誘発され、スモールセル基地局がスリープモードのときに起こるアクセスの試みと関連する信号の幾つかの模式図である。
【図５】実施の形態による、スモールセル基地局のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態を実現可能なネットワーク環境１００を模式的に例示している。この特定の例においては、ネットワーク環境１００は、E-UTRAユーザプレーン(PDCP/RLC/MAC/PHY)と、ユーザ機器（ＵＥ）に対しての制御プレーン(RRC)プロトコル終端装置を提供する、マクロｅＮＢ１０２のようなｅＮｏｄｅＢ(eNB)、および発展型パケットコア(Evolved Packet Core:EPC)１０８から構成されるE-UTRAN(evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)（ロングタームエボリューション(Long Term Evolution、または短くLTE)上の3GPP作業アイテムともしばしば称される）を含んでいる。マクロｅＮＢ１０２は、Ｓ１インタフェースによりＥＰＣ１０８に接続され、より具体的には、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースにより移動管理エンティティ(Mobility Management Entity:MME)１１０へ、Ｓ１−Ｕインタフェースによりサービングゲートウェイ(Serving Gateway:SGW)１１２へ接続される。Ｓ１およびＳ１−Ｕインタフェースは、参照番号１０７により示されている。
【００２２】
ネットワーク環境１００における、ここではホームｅＮＢ(HeNB)であるスモールセル基地局１０４の配置もまた図１に示されている。ＨｅＮＢは典型的には、ほぼランダムな位置（ネットワークオペレータの観点から）にユーザにより配置される。それらの位置は、中継回線に対するユーザの固定ブロードバンドに依存し、閉加入者グループ(CSG)の一部である特定ユーザまたは局にアクセスが制限される、CSGと関連付けられることがしばしばある。典型的には、ＨｅＮＢ１０４は自動的に自身を、ネットワークの既存の「アンダーレイ」に統合し、そのため、マクロｅＮＢ１０２（つまり、オペレータのネットワーク）からの基盤となるマクロセルカバレッジ下にある。大きな楕円１０３は、マクロｅＮＢ１０２のカバレッジエリア（「マクロセル」）を表しており、一方、より小さな楕円１０５は、ＨｅＮＢ１０４のカバレッジエリア（「スモールセル」）を表している。ＨｅＮＢ１０４は、有線または無線接続を介して、インターネット１０９上でＥＰＣ１０８と相互接続する。マクロｅＮＢ１０２と類似して、ＨｅＮＢ１０４は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースによりＭＭＥ１１０に、Ｓ１−ＵインタフェースによりＳＧＷ１１２に接続される。ＨｅＮＢ１０４は、ＭＭＥ１１０／Ｓ−ＧＷ１１２に直接接続できる。ｅＮＢ１０２と類似して、ＨｅＮＢ１０４は、Ｓ１インタフェースを介してＬＴＥ  ＥＰＣ１０８と相互接続する。オプションのホーム（Ｈｏｍｅ）ｅＮＢゲートウェイ(HeNB-GW)を、Ｓ１インタフェースを確立するために使用できる。このため、制御プレーンに対しては、ＨｅＮＢ１０４からのＳ１−ＭＭＥインタフェースを、ＨｅＮＢ−ＧＷにおいて終端することができ、または、ＨｅＮＢ１０４とＭＭＥ１１０との間の直接接続を確立できる。ユーザプレーンに対しては、ＨｅＮＢ１０４からのＳ１−Ｕインタフェースを、ＨｅＮＢ−ＧＷにおいて終端することができ、または、ＨｅＮＢ１０４とＳ−ＧＷ１１２との間の直接接続を確立できる。Ｓ１およびＳ１−Ｕインタフェースは、参照番号１１１で示されている。
【００２３】
移動局１０６は、一般的には、スマートフォン、PDA、ラップトップなどのような、無線通信機能を有する種々の装置を指すが、位置、またはスモールセルＢＳ１０４の場合は、加入の有無により、マクロｅＮＢ１０２またはＨｅＮＢ１０４に接続できる。LTEにおいては、例えば、移動局（ユーザ機器またはＵＥと称される）は、二つの無線リソース制御(Radio Resource Control:RRC)状態、つまりアイドルモード(RRC_IDLE)または接続モード(RRC_CONNECED)の一つとすることができる。RRC接続の確立に成功すると、ＵＥは、アイドルモードから接続モードへ移行する。RRC接続をリリースすることにより、ＵＥは接続モードからアイドルモードに戻ることができる。
【００２４】
マクロセル基地局のカバレッジエリアにおけるスモールセル基地局での電力消費を削減する実施形態をここで記述する。この実施の形態においては、スモールセル基地局に近接する移動局により送信される信号のＲＦエネルギが、スモールセル基地局のウェイクアッププロセスを誘発するために使用される。この特定の実施の形態においては、スモールセル基地局はＨｅＮＢであり、マクロセル基地局はマクロｅＮＢであり、移動局はＵＥであり、ランダムアクセスチャネル(RACH)信号のＲＦエネルギは誘発信号として使用されるが、この概念は、他の無線技術に対しても等しく適用可能であることは理解されよう。ここにおいて、RACH信号は、ＵＥにより、アップリンク接続を試みるとき、およびダウンリンクにおけるネットワークによる呼び出し要求に応答するときに使用できる。非CSG UEのRACHの試みから区別するために、ネットワークは意図的に、RACHアクセスをグラントすることを遅延する。ＵＥはRACHの試みを、より高い信号電力で繰り返す。RACH信号ＲＦエネルギの増大パターンは、ウェイクアッププロセスを誘発するために、ＨｅＮＢにおいて、ＲＦエネルギ取り入れ回路により使用できる。
【００２５】
ここで図２を参照すると、ＨｅＮＢ１０４がいったんネットワーク１０８に登録すると、ネットワーク１０８はマクロｅＮＢ１０２に、ＨｅＮＢ１０４の位置と、ＨｅＮＢ１０４に対して閉加入者グループ(CSG)を構成するＵＥ１０６の識別子(ID)を提供できる。すべてのCSG UEがアイドルのとき、またはＨｅＮＢ１０４の範囲外のとき、ＨｅＮＢ１０４は、中継回線上でネットワーク１０８に通知後に「完全な」スリープモードに入る（つまり、完全に電源が切られる）。その結果、ネットワーク１０８は、マクロｅＮＢ１０２に通知できる。アイドルモードのCSG UEは、通常、ＨｅＮＢ１０４がスリープしているときはマクロｅＮＢ１０２に接続する。しかし、要求されたときにスリープしているＨｅＮＢ１０４をウェイクアップすることは好ましいことであり得る。
【００２６】
ステップＳ２０２において、マクロｅＮＢ１０２は、CSG UEがスリープしているＨｅＮＢ１０４の範囲内に何時いるかを自身が判定することを可能にする位置情報を受信する。CSG UEがＨｅＮＢ１０４の範囲外のときは（ステップＳ２０４においてＮＯ）、マクロｅＮＢは、CSG UEを自身のカバレッジエリア内の任意の通常のＵＥとして扱う（ステップＳ２０６）。同様に、CSG UE１０６がウェイクアップ状態のＨｅＮＢ１０４の範囲内にいるときは（ステップＳ２０４においてＹＥＳおよびステップＳ２０８においてＮＯ）、ＨｅＮＢ１０４は、そのＵＥを自身のカバレッジエリア内の任意の他のCSG UEとして扱う（ステップＳ２１０）。しかし、CSG UE１０６が、スリープしているＨｅＮＢ１０４のカバレッジ内にいるときは（ステップＳ２０４およびＳ２０８においてＹＥＳ）、CSG UE１０６は異なる扱いを受ける。これは下記に、１）無線通信ネットワークにより開始された接続手順、および２）CSG UEにより開始された接続手順の状況において検討される。
【００２７】
ここで図３もまた参照すると、アクセスの試みが、無線通信ネットワークにより誘発され、ＨｅＮＢ１０４がスリープモードのときに、マクロｅＮＢ１０２がＭＭＥ１１０からアイドルCSG UE１０６に対する呼び出し要求メッセージ（１）を受信すると（ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、マクロｅＮＢ１０２は、呼び出しメッセージ（２）をCSG UE１０６に送信する（ステップＳ２１４）。そしてCSG UE１０６は、呼び出しメッセージ（２）に応答して、ランダムアクセスチャネル(RACH)プロセスを通じて無線リソースを取得することを試みる。マクロｅＮＢは、最初の試みのときはＲＡＣＨアクセスをグラントせず、CSG UE１０６に、増大された電力でRACHを繰り返させる。このRACH信号通知（３）はＨｅＮＢ１０４により感知され、ウェイクアップ手順を誘発する（ステップＳ２１６）。より具体的には、呼び出し応答（３）からのＲＦエネルギが、ＨｅＮＢ１０４においてＲＦエネルギ取り入れモジュールにより取り入れられる。典型的には、ＲＦ取り入れモジュールはＲＦエネルギを生成し（ＲＦをＤＣに変換し）、電気エネルギを保存し、保存された電気エネルギが閾値を超えたときに、例えば、スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発するために信号を出力する。例としての915MHzのＲＦ電力取り入れ受信器のデータシートが、http://www.mouser.com/ds/2/329/P2110-datasheet-1690.pdfにおいて入手可能であり、これは、ここにおいてその全体が参考文献として組み込まれる。呼び出し応答（３）が送信されたときに、CSG UE１０６は、ＨｅＮＢ１０４のカバレッジ内（つまり、近傍）にいるので、ＲＦ電力は、ＲＦエネルギ取り入れセンサを誘発するある閾値を超える。一方で、マクロｅＮＢ１０２は、呼び出し応答をＭＭＥ１１０に渡さないことで、接続確立手順を遅延する。スリープモードからウェイクアップすると、ＨｅＮＢ１０４はＭＭＥ１１０から呼び出し要求メッセージ（４）を受信し、呼び出しメッセージ（５）をＵＥ１０６に送信する（ステップＳ２１８）。そしてCSG UE１０６は、ＨｅＮＢ１０４からの呼び出しメッセージ（５）が、マクロｅＮＢ１０２からの呼び出しメッセージ（３）よりも強い信号レベルを有しているので、ＨｅＮＢ１０４を介してネットワーク１０８に接続する（ステップＳ２２０）。
【００２８】
ここで図４もまた参照すると、アイドル状態のCSG UE１０６が、アップリンクにおけるセッションの開始を望み、CSG UE１０６はRACHメッセージ（１）をマクロｅＮＢ１０２に送る。マクロｅＮＢ１０２は、RACH要求をグラントしないことにより（ステップＳ２２４）、例えば、RACH要求（１）に応答しないことにより、接続確立手順を遅延する。RACH信号通知（１）のＲＦエネルギを使用して、ＲＦエネルギ取り入れセンサは、この信号が閾値レベル以上であるので、ＨｅＮＢ１０４のウェイクアップを誘発できる（ステップＳ２２６）。いったんＨｅＮＢ１０４がウェイクアップすると、ＨｅＮＢ１０４は、主および副同期信号(Primary and Secondary Synchronisation Signal:PSS/SSS)（２）を送信可能であり、このPSS/SSS（２）はＵＥ１０６により、マクロｅＮＢ１０２のレベルよりも遥かに強いレベルで受信される。CSG UE１０６はＨｅＮＢ１０４に接続して、ＨｅＮＢ１０４を介してＳ−ＧＷ１１２に対する別のRACH（３）を試みる。ＵＥサービス要求の提供において多少の遅延はあるが、ＵＥは、より高いサービス品質で、セッションの全体に対して、ＨｅＮＢ１０４を介する接続を得る。
【００２９】
CSG UEがＨｅＮＢゾーンから離れると、マクロはこれを、位置の最新情報を通じて検出できる。そして、マクロｅＮＢは通常のサービングセルになり、要求されると、未確認のアップリンクおよびダウンリンク接続を提供する。同様に、CSG UEが、自身のＨｅＮＢのカバレッジのゾーン内に移動すると、マクロｅＮＢは、これを位置の最新情報を通じて検出する。マクロｅＮＢは、CSG UEがRRC接続モードである場合は、CSG UEのサポートを継続する。CSG UEがRRCアイドルモードであり、アップリンクまたはダウンリンクの何れかで開始される接続を試みると、マクロｅＮＢは、上記のようにRACHの試みを繰り返させ、スリープしているＨｅＮＢを間接的にウェイクアップさせる。
【００３０】
図５は、スモールセル基地局５００の一つの実施形態を示すブロック図である。基地局は、別個のユニットであってもよく、少なくとも一つのアンテナ５１０に接続されている送信器／受信器ユニット５０２（この両者が通信ユニットを規定する）と、コントローラ５０６を含む。コントローラは、例えば、マイクロプロセッサ、DSP、ASIC、FPGA、または、基地局５００をスリープモードにしたり、センサ５０４による信号の検出に応答して、ウェイクアップ手順を行うなどの、上記の種々の機能を行うようにプログラムされ、または構成されている他の論理回路であってよい。例えば、上記の種々の機能は、記憶媒体５０８に記憶され、コントローラ５０６により実行されるコンピュータプログラムの形式において具現化できる。送信器／受信器ユニット５０２は、コントローラ５０６の制御のもとで、例えば、呼び出しおよび同期信号を含む、移動局との無線通信に対して責任がある。有線送信器／受信器ユニット５１２は、ネットワークとの通信に対して責任があり、例えば、ＡＤＳＬ線とすることができる。
【００３１】
要約すると、実施形態は、スモールセル基地局が必要とされないときに、スモールセル基地局を完全なスリープモード（電源が完全に切られる）にすることを可能にし、スモールセル基地局のウェイクアップを誘発することを可能にするためのプロトコルを提供する（つまり、既存のRACH機構を拡張する）。この目的のため、スモールセル基地局の実施形態は、マクロセル基地局との通信を開始しようとしている移動局の無線波からエネルギを取り入れるための受動センサを備えている。無線波は受動センサを起動し、スモールセル基地局がウェイクアップする（スイッチオンとなる）ように誘発する。利点であるが、実施の形態はエネルギ消費と、スモールセル基地局の動作に関連するＥＭＦ放射レベルを削減できる。更に実施形態は、移動局の動作を検出するためのアクティブ（電力を提供される）回路の使用をなくすことが可能であり、ハンドオーバーの前のマクロセル基地局から移動局に提供されるサービス品質(Quality of Service)が最適でない場合に、移動局がマクロセル基地局からハンドオーバーされる必要性を回避できる。
【００３２】
実施形態は、グローバル移動通信システム(Global System for Mobile communications:GSM)技術、汎用パケット無線サービス(General Packet Radio Service:GPRS)技術、Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE)技術、広帯域符号分割多元接続(Wideband Code Division Multiple Access:WCDMA)技術、符号分割多元接続２０００(Code Division Multiple Access 2000:CDMA 2000)技術、時分割同期符号分割多元接続(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access:TD-SCDMA)技術、Worldwide Interoperability for Microwave Access(WiMAX)技術、ロングタームエボリューション(Long Term Evolution:LTE)技術のような種々の無線技術に準拠する種々の無線通信において提供できる。
【００３３】
フローチャートのブロックは特定の順序で例示されているが、これらのブロックは、適切であれば、並行に、および／または、ここにおいて記述される順序とは異なる順序で行うこともできる。また、種々のブロックを、より少ない数のブロックに組み合わせること、追加的ブロックに分割すること、および／または、所望の実現形態に基づいて、削除することもできる。更に、ここにおいて開示される方法および他のプロセスに対して、フローチャートは、本実施の形態の一つの可能な実現形態の機能および動作を示している。この点に関して、各ブロックは、このプロセスにおける特定の論理機能またはステップを実現するためにプロセッサにより実行可能な一つ以上の指令を含むプログラムコードのモジュール、セグメント、または部分を表現できる。追加的に、ここにおいて開示される方法および他のプロセスに対して、各ブロックは、このプロセスにおける特定の論理機能を行うために配線されている回路を表現できる。
【００３４】
上記の実施の形態においては、スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発することは、アクセスの試みの間に移動局から送信される一つ以上の信号から無線周波数（ＲＦ）エネルギを取り入れることを含んでいるが、代替的に、スモールセル基地局のウェイクアップ手順を誘発することは、無線通信ネットワークによりスモールセル基地局に、ウェイクアップ手順を誘発するように構成されている信号を送信することを含んでもよい。信号は、有線リンク（例えば、中継回線）上でスモールセル基地局に送信できる。信号は、無線通信ネットワークが、スモールセル基地局は更に良好に移動局にサービスを提供できると判定したとき、例えば、スモールセル基地局のカバレッジにおけるアイドルモードの移動局へのダウンリンク接続が要求されたとき、または、マクロセル基地局に接続されている移動局が、スモールセル基地局のカバレッジに入ったときに送信できる。したがって、図２に示されているステップＳ２１４およびＳ２１６の代わりに、ネットワーク１０８のＭＭＥ１１０は、スリープモードのＨｅＮＢ１０４は、より良好にＵＥ１０６にサービスを提供できることを識別し、有線接続（中継回線）を介して、ＨｅＮＢ１０４にウェイクアップ信号を送ることができる。
【００３５】
上記の実施の形態においては、基地局は、スリープモードのときは完全に電源が切られるが、代替的に、スリープモードに入ることは、スモールセル基地局のベースバンド部分（信号プロセッサおよびマイクロプロセッサ構成要素を含む）と共に、ＲＦ部分（アンテナ、送信器、および受信器を含む）の電源を切ることを含むことができる。典型的には、そのような処理部分は、スモールセル基地局の電力の６０から７０％を消費する。
【００３６】
本発明は、例としての実施の形態を参照して記述されてきたが、当業者には、種々の修正および変形が、本発明の範囲または精神から逸脱することなく行うことができるということは明白であろう。例えば、一つの実施形態の一部として例示または記述される特徴は、更なる実施の形態をもたらすために、他の実施の形態と共に使用できる。このため、本発明は、そのような修正例および変形例を、付随する請求項およびそれらの等価物の範囲内のものとして含むことが意図されている。
【図２】
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【図５】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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