(57)【要約】  移動局からマクロセルまたはフェムトセル基地局（現基地局）への稼働ワイヤレスコネクションをサポートする方法を提供する。前記移動局は、前記現基地局のカバレジエリア内および別の基地局（外部基地局）、特にフェムトセル基地局のカバレジエリア内の両方に位置し、前記移動局は、前記現基地局へのアクセス権限を有するが、前記外部基地局へのアクセス権限を有しない。本方法は、制限付きコネクションが、前記移動局と前記外部基地局との間で許可されることを特徴とする。
2012517128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局からマクロセルまたはフェムトセル基地局、すなわち現基地局、への稼働ワイヤレスコネクションをサポートする方法において、前記移動局は、前記現基地局のカバレジエリア内および別の基地局すなわち外部基地局、特にフェムトセル基地局のカバレジエリア内の両方に位置し、前記移動局は、前記現基地局へのアクセス権限を有するが、前記外部基地局へのアクセス権限を有さず、
制限付きコネクションが、前記移動局と前記外部基地局との間で許可されることを特徴とする、移動局からマクロセルまたはフェムトセル基地局への稼働ワイヤレスコネクションをサポートする方法。
【請求項２】
前記移動局が前記外部基地局に登録した後に、前記制限付きコネクションが前記移動局に許可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】
前記制限付きコネクションは、シグナリング情報の伝送すなわち送信および／または受信のみが許可されるように実現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】
前記移動局の近傍における無線状態を事業者のネットワークに通知するために使用されるシグナリング情報が、前記制限付きコネクションを通じて伝送されることが許可されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
干渉の低減および／または前記移動局の再設定のために使用されるシグナリング情報が、前記制限付きコネクションを通じて伝送されることが許可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】
前記現基地局と無線リソースの割当を交渉するために前記外部基地局によって使用されるシグナリング情報が、前記制限付きコネクションを通じて伝送されることが許可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】
前記制限付きコネクションを通じて伝送されることが許可されるシグナリング情報に基づいて、無線リソースの割当が、前記外部基地局、前記現基地局および／または無線リソース管理サーバによって実行および／または管理されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
チャネル状態、移動局によって使用されるスペクトルリソース、および／または、受信される干渉の電力レベルに関する情報を含むシグナリング情報が、前記制限付きコネクションを通じて伝送されることが許可されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
高度化アンテナシステム、特に、ビームフォーミング、電力制御および／またはスペクトル回避を含む干渉軽減技術を配備することによって干渉が低減されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記外部基地局が、前記外部基地局へのアクセス権限を有する移動局すなわちメンバ移動局を含むメンバリストを管理することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記メンバリストが、前記メンバ移動局のステータスを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記外部基地局が、前記外部基地局のカバレジエリア内に位置するが前記外部基地局へのアクセス権限を有しないアクティブな移動局すなわち非メンバ移動局を含む非メンバリストを管理することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
非メンバ移動局は、非アクティブになった時、または、前記外部基地局のカバレジエリアを出た時に、前記非メンバリストから削除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】
前記外部基地局が、自己の空き無線リソースに関して前記現基地局に通知することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記空き無線リソースの全部または一部が前記移動局に割り当てられることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局からマクロセルまたはフェムトセル基地局（現基地局）への稼働ワイヤレスコネクションをサポートする方法に関する。前記移動局は、前記現基地局のカバレジエリア内および別の基地局（外部基地局）、特にフェムトセル基地局のカバレジエリア内の両方に位置し、前記移動局は、前記現基地局へのアクセス権限を有するが、前記外部基地局へのアクセス権限を有しない。
【背景技術】
【０００２】
現在、モバイルネットワーク事業者は、事業者の顧客の宅内に設置されるようないわゆるフェムトセル（ホーム基地局、ホームＢＴＳ、ピコセル、ホームＮＢ、フェムトアクセスポイント（femto access point, ＦＡＰ）、あるいはフェムト無線基地局とも呼ばれる）を配備することに関心を示している。このようなフェムトセルは、現在は３Ｇおよび４Ｇの両方のネットワークに対して開発され標準化されており、小型・低価格・低送信電力のモバイル基地局である。フェムトセル基地局の設置は通常、技術的訓練を受けていない顧客自身によって扱われるので、簡単なプラグアンドプレイ手順とする必要がある。フェムトセル基地局は、ＷｉＦｉアクセスポイントに類似しているが、無線インタフェースは、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）あるいは３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Long Term Evolution）のような広域セルラネットワーク標準に基づいている。フェムトセル基地局は、ＤＳＬやＦＴＴＨ（Fiber to the home）等の通常のブロードバンドインターネットコネクション（バックホールコネクション）上で、仮想私設ネットワークコネクションを介して、事業者のネットワークに接続される。
【０００３】
フェムトセルを導入する１つの理由は、ユーザエクスペリエンスを向上させるために事業者ネットワークのカバレジおよびスループットを拡大し、それにより、固定電話と携帯電話の融合（fixed-mobile convergence）へ大きく前進することである。Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントと同様に、フェムトセルは、それぞれのエリアにおいて十分なカバレジを提供するために、家庭およびオフィス環境に配備されるように設計され、人口やオフィスの密度が高いエリアでは高い配備密度となることが期待される。しかし、フェムトセルの配備にはいくつかの欠点が伴う。その１つは、ネットワークのマクロレベルとフェムトレベルとの間の干渉効果である。フェムトセル基地局は、事業者の広域ネットワークと同じ認可周波数帯において配備されることが多いので、他の基地局と干渉しないように正しく無線インタフェースを設定することが重要である。
【０００４】
フェムトセルネットワークは、屋内のカバレジおよび容量を向上させることができる。しかし、フェムトセル基地局は、その送信電力のバランスを慎重に調整する必要がある。すなわち、送信電力は、加入者に対して良好な信号強度を確保できる程度に高くなければならないが、他の移動局、他のフェムトセル、および場合によっては、コロケートされたマクロセル基地局に対する重大な干渉を避けることができないほど高すぎてはならない。この問題を解決するため、従来技術によれば、フェムトセルは、例えば、ネットワークの無線リソース管理ユニット（Radio Resource Management, ＲＲＭ）に接続される。ＲＲＭは、通常は無線アクセスネットワーク（Radio Access Network）に配置される機能／論理ユニットであり、例えば周波数割当や送信電力制御を担当する。
【０００５】
また、バックホールコネクションおよび／またはフェムトセル基地局の所有者は、維持費および自己の宅内へのブロードバンドコネクションに対する支払をしているので、フェムトセル基地局へのアクセスを制限したい場合がある。例えば、クローズド加入者グループ（closed subscriber group, ＣＳＧ）フェムトセル基地局（ＣＳＧクローズドと呼ばれる）が、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍで規定されている。これは、緊急サービスを除き、この基地局のメンバである移動局のみがアクセス可能である。この場合の問題として、フェムトセル基地局のカバレジエリア内にあるがこのフェムトセルのメンバでない移動局は、強い干渉を受けるのに、自己のマクロセル基地局やフェムトセル基地局との正規のコネクションが保たれない可能性がある。最悪の場合、干渉が非常に大きいために、影響を受ける移動局にとっては、ネットワークへのアクセスが完全に遮断されてしまう。ネットワークの側では、影響を受けている移動局が接続できない原因に関する情報がなく、その移動局を再接続するための是正措置がとれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、頭書のような移動局からマクロセルまたはフェムトセル基地局への稼働ワイヤレスコネクションをサポートする方法において、実施の容易なメカニズムを使用することにより、ワイヤレスネットワークシステムのカバレジ内にある移動局の干渉が低減され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】
【０００７】
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、制限付きコネクションが、前記移動局と前記外部基地局との間で許可されることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、外部基地局のカバレジエリア内に位置しこの外部基地局へのアクセス権限を有しない移動局が、この外部基地局から強い干渉を受けたり、この外部基地局に強い干渉を及ぼしたりすることを考慮に入れる。これに関して、本発明によって初めて認識されたこととして、アクセス権限を有しない移動局は、外部基地局による特別の注意を必要とする。具体的に認識されたこととして、移動局と外部基地局との間に制限付きコネクションを許可することによって、干渉を低減することができる。制限付きコネクションは、移動局が受けたり及ぼしたりしている干渉に関する情報を通知するために使用可能である。すると、干渉を軽減または回避するために適切な措置をとることが可能である。したがって、移動局はネットワークから排除されないため、移動局の接続性の大幅な向上が達成される。制限付きコネクションは、外部基地局のわずかな無線リソースを用いることによりワイヤレスネットワークにアクセスして干渉を軽減しようとするプロセスを開始する機会／手段を、アクセス権限のない移動局に与える。現基地局および外部基地局は両方とも、モバイル事業者のネットワークおよびそのサービスに対する移動局のアクセスを提供するために使用可能である。これにより、本発明による方法は、移動局が外部基地局のカバレジエリアに入る時に、移動局のＱｏＳ（サービス品質）を向上させる。
【０００９】
本発明による方法は、例えば、ＵＭＴＳおよびＷｉＭＡＸのようなセルラ技術において好適に適用可能である。しかし、本発明は、受付制御を有する任意のワイヤレスアクセスネットワークに適用可能であることはいうまでもない。例えば、さまざまな種類のメッシュネットワークやアドホックネットワークにも、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunications）やＩＥＥＥ８０２．１１によるシステムのような種々の無線システムにも適用可能である。
【００１０】
好ましい実施形態によれば、移動局が外部基地局に登録した後に、制限付きコネクションが移動局に許可されてもよい。すなわち、アクセス権限のないアクティブな移動局は、外部基地局のカバレジエリア内にある時、この外部基地局に登録することができる。この外部基地局は、その移動局を非メンバ移動局と認定し、制限付きアクセスを許可する。例えば、非メンバ移動局は、ある一定の条件の下で（例えば、移動局が外部基地局からの重大な干渉下にある場合）、外部基地局に登録することが可能である。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、制限付きコネクションは、シグナリング情報の伝送（送信および／または受信）のみが許可されるように実現されてもよい。これは、制限付きコネクションが、非メンバ移動局のトラフィックデータの伝送（送信および／または受信）には使用できないことを意味する。これにより、重大な干渉条件下にある移動局は、干渉を低減するために、外部基地局を通じてネットワークと通信し、その信号状態に関する情報を渡すことが可能となる。
【００１２】
特に、制限付きコネクションを通じて伝送が許可されるシグナリング情報は、移動局の近傍における無線状態を事業者のネットワークに通知するために使用されてもよい。
【００１３】
ネットワークおよびそのサービスへの接続およびアクセスを維持することに関して、制限付きコネクションを通じて伝送が許可されるシグナリング情報は、干渉の低減および／または移動局の再設定のために使用されてもよい。これにより、移動局の設定を、干渉条件に関する状況に適応させることが可能である。
【００１４】
有利な態様として、制限付きコネクションを通じて伝送が許可されるシグナリング情報は、現基地局と無線リソースの割当を交渉するために外部基地局によって使用されてもよい。
【００１５】
特に、シグナリング情報に基づいて、無線リソースの割当は、外部基地局、現基地局および／または無線リソース管理（ＲＲＭ）サーバによって実行および／または管理されてもよい。これにより、非メンバ移動局がパブリック／マクロネットワークにアクセスする際の干渉を少なくしたり、ワイヤレスネットワークを効率化したりすることができるような、追加的な無線リソース管理が可能となる。
【００１６】
移動局の扱いを改善し最適化するため、制限付きコネクションを通じて伝送が許可されるシグナリング情報は、チャネル状態、移動局によって使用されるスペクトルリソース、および／または、受信される干渉の電力レベルに関する情報を含んでもよい。
【００１７】
アップリンク伝送に対して、制限付きコネクションを通じて伝送が許可されるシグナリング情報は、非メンバ移動局からの干渉をキャンセルするために外部基地局によって使用されてもよい。
【００１８】
有利な態様として、干渉は、干渉軽減技術を配備することによって低減してもよい。干渉軽減技術としては、高度化アンテナシステム（Advanced Antenna Systems）、特に、ビームフォーミング、電力制御、スペクトル回避等が挙げられる。外部基地局は、非メンバ移動局によって提供されるシグナリング情報に基づいて、ダウンリンク伝送に対してこれらの干渉技術を用いることにより非メンバ移動局への干渉を低減してもよい。
【００１９】
有利な態様として、外部基地局は、外部基地局へのアクセス権限を有するすべての移動局（メンバ移動局）を含み得るメンバリストを管理する。特に、メンバリストは、メンバ移動局のステータスを含んでもよい。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、外部基地局は、外部基地局のカバレジエリア内に位置するが外部基地局へのアクセス権限を有しないアクティブな移動局（非メンバ移動局）を含み得る非メンバリストを管理する。その結果、非メンバリストは、外部基地局のカバレジエリア内で外部フェムトセル基地局のメンバでないアクティブな移動局を含み得る。フェムトセルのカバレジエリアが重畳する可能性があるため、１つの移動局が複数のフェムトセル基地局の非メンバリストに含まれる場合がある。
【００２１】
特に、非メンバリストの効果的な管理に関して、非メンバ移動局は、非アクティブになった時、または、外部基地局の到達距離外に出た時に、非メンバリストから削除されてもよい。
【００２２】
有利な態様として、外部基地局は、自己の予備および／または空き無線リソースに関して現基地局に通知してもよい。これにより、移動局の現基地局は、外部基地局によって使用されていないリソースに関する情報を取得することができる。
【００２３】
全体的なネットワークパフォーマンスの向上に関して、外部基地局の未使用の無線リソース（空き無線リソース）の全部または一部を移動局に割り当ててもよい。
【００２４】
本発明を好適な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】
【００２５】
【図１】本発明による方法の適用場面の一例を示す模式図である。
【図２】カバレジエリアが重畳する２つのフェムトセルを例示した、本発明による方法の別の適用場面の一例の模式図である。
【図３】カバレジエリアが重畳するマクロセルおよび複数のフェムトセルを例示した、本発明による方法の別の適用場面の一例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、セルラネットワークにおける適用場面を例示する模式図を示している。例示した実施形態において、フェムトセル基地局（以下、フェムトＢＳ（base station）という）が、屋内環境に設置されている。フェムトＢＳのカバレジエリアは、楕円形の曲線によって理想化された形で示されている。フェムトＢＳへのアクセス権限を有する移動局（メンバＭＳ（mobile station）ａ）およびフェムトＢＳへのアクセス権限を有しない移動局（非メンバＭＳ  ｂ）の両方が、フェムトＢＳのカバレジエリア内に位置する。
【００２７】
図１に例示した実施形態において、フェムトＢＳは、メンバのみがそのサービスにアクセス可能であるようなクローズド加入者グループ（ＣＳＧ）の概念を用いて動作していると仮定する。これにより、フェムトＢＳは２つのリストを管理する。一方はメンバリストであり、フェムトＢＳのクローズド加入者グループのすべてのメンバと、各メンバのステータスとを含む。他方は非メンバリストであり、フェムトＢＳのカバレジエリア内に位置するがフェムトＢＳのメンバではないアクティブな移動局を含む。
【００２８】
クローズド加入者グループのメンバであるメンバＭＳ  ａはフェムトＢＳへのフルアクセスを有する一方、非メンバＭＳ  ｂは、最初は、フェムトＢＳへのアクセスを有しない。しかし、非メンバＭＳ  ｂは、マクロセル基地局（マクロＢＳ）へのフルアクセスを有する。このマクロセル基地局を現マクロセル基地局と称する。非メンバＭＳ  ｂは、マクロＢＳへの正規のコネクションを保つことを希望する。
【００２９】
非メンバＭＳ  ｂは、フェムトＢＳのカバレジエリアに入り、そのステータスがアクティブであると、そのアクセス権に従って非メンバとしてフェムトＢＳに登録し、フェムトＢＳの非メンバリストに含められる。非メンバリストへの登録後、非メンバＭＳ  ｂは、フェムトＢＳへの制限付きのアクセスおよびコネクションが許可される。この制限付きコネクションは、干渉軽減目的のためのシグナリング情報を伝送（送信および／または受信）するために使用される。ただし、制限付きコネクションは、非メンバＭＳ  ｂがトラフィックデータを送受信するためには使用できないように確立される。シグナリング情報としては、例えば、チャネル状態情報、移動局によって使用されるスペクトルリソース、受信される干渉の電力レベル等が挙げられる。
【００３０】
ダウンリンク伝送に対して、フェムトＢＳは、シグナリング情報に基づいて、非メンバＭＳ  ｂへの干渉を低減するために干渉軽減技術を使用することができる。シグナリング情報は、制限付きコネクションを通じて伝送が許可され、非メンバＭＳ  ｂによって提供される。干渉軽減技術としては、ビームフォーミング、電力制御、スペクトル回避等のような高度化アンテナシステム（Advanced Antenna Systems）が挙げられる。
【００３１】
アップリンク伝送に対して、この情報は、フェムトＢＳが非メンバＭＳ  ｂからの干渉をキャンセルするために使用されてもよい。また、フェムトＢＳは、フェムトＢＳによって使用されていない予備リソースに関して、マクロＢＳおよび／または非メンバＭＳ  ｂに通知してもよい。これにより、重大な干渉を引き起こさずに、未使用のリソースを非メンバＭＳ  ｂに割り当てることができる。また、フェムトＢＳは、全体的なネットワークパフォーマンスを最適化するために、リソースの割当に関して、非メンバＭＳ  ｂのマクロＢＳ基地局と交渉してもよい。
【００３２】
図２は、２つのフェムトセル基地局（フェムトＢＳ  ＡおよびフェムトＢＳ  Ｂ）を有する適用場面を例示する模式図を示している。この場合、フェムトセル基地局のカバレジエリアは重畳している。２つのフェムトセル基地局はそれぞれ、自己のメンバリストおよび自己の非メンバリストを管理する。移動局フェムトＡメンバａは、フェムトＢＳ  Ａのメンバであり、フェムトＢＳ  Ｂの非メンバである。これに対して、移動局フェムトＢメンバｂは、フェムトＢＳ  Ｂのメンバであり、フェムトＢＳ  Ａの非メンバである。また、移動局フェムトＡメンバａおよびフェムトＢメンバｂは、フェムトＢＳ  Ａのカバレジエリア内およびフェムトＢＳ  Ｂのカバレジエリア内の両方に位置する。両方のフェムトセルの重畳により引き起こされる干渉は、両方の移動局に対して、それぞれの外部フェムト基地局への制限付きコネクションを許可することによって低減される。これにより、独立のフェムトセル基地局のカバレジエリアが重畳するときに、フェムトセルのパフォーマンスが向上する。その理由は、あるフェムトセル基地局のメンバである移動局が、別のフェムトセル基地局の非メンバリスト上にあることにより、これら２つのフェムトセル基地局間の干渉が減少する可能性があるからである。
【００３３】
図３は、カバレジエリアが重畳するマクロセルおよび３つのフェムトセル基地局を例示した適用場面の一例の模式図を示している。本発明による方法の動作態様は、図１および図２に関して説明した実施形態と同様である。図３は、さらに、フェムトセルのカバレジエリアが重畳するため、１つの移動局が複数のフェムトセル基地局の非メンバリストに含まれ得る場合を例示している。
【００３４】
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】
2012517128.tif 000003
【図２】
2012517128.tif 000004
【図３】
2012517128.tif 000005
【国際調査報告】
2012517128.tif 000006
2012517128.tif 000007
2012517128.tif 000008