JP2012532555A - 移動無線接続システムにおけるフェムト基地局の動作方法 - Google Patents

Abstract

フェムト基地局の動作方法が提供される。前記方法は、前記フェムト基地局が活性化される状態の有効区間（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＡＩ）の長さ情報（ｌｅｎｇｔｈ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と、前記フェムト基地局が非活性化される状態の非有効区間（Ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＵＡＩ）の長さ情報とを含む第１低任務運営（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ＬＤＯ）パターン関連情報を端末に伝送するステップと、前記ＡＩおよび前記ＵＡＩのシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）である第１ＬＤＯサイクル（ｃｙｃｌｅ）が繰り返されて形成される前記第１ＬＤＯパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）に基づいて動作するステップとを含み、前記第１ＬＤＯパターン関連情報は、前記第１ＬＤＯサイクルの開始時点を誘導する情報であるスーパーフレームオフセット（ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ ｏｆｆｓｅｔ）をさらに含むことを特徴とする。

Description

本発明は、無線通信に関し、より詳細には、フェムト基地局の動作方法を提供することである。

次世代無線インタフェース標準を定めるＩＥＥＥ８０２．１６Ｔａｓｋ ＧｒｏｕｐおよびＩＥＥＥ８０２．１６基盤の広帯域無線接続システムのためのサービスおよびネットワーク規格を提供する非営利団体のＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）フォーラムでは、システムの効率の増大および室内（ｉｎｄｏｏｒ）環境でのサービスの質（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ、ＱｏＳ）の改善のために、フェムトセル（ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ）を支援する無線接続システムのための規格標準化作業を行っている。ＷｉＭＡＸフォーラムでは、フェムト基地局を固定無線リンクまたは局地的な広帯域有線リンクを介してＩＰネットワークに連結される低電力低価格基地局として定義する。

図１は、フェムトセルシステムを含むネットワークの構造を示す図である。フェムト基地局は、家庭やオフィスに普及されているＩＰネットワークと連結され、ＩＰネットワークを介して移動通信システムのコアネットワーク（ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続して移動通信サービスを提供する。つまり、フェムト基地局は、デジタル加入者回線（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ；ＤＳＬ）を介して移動通信システムのコアネットワークに連結可能である。移動通信システムの使用者は、室外で既存のマクロセル（ｍａｃｒｏ−ｃｅｌｌ）を介してサービスを受け、室内ではフェムトセルを介してサービスを受けることができる。フェムトセルは、既存のマクロセルのサービスが建物内で低下する点を補完して移動通信システムの室内カバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を改善し、定められた特定の使用者のみを対象にサービスを提供することができるため、高品質の音声サービスおよびデータサービスを提供することができる。そして、フェムトセルは、マクロセルから提供されない新たなサービスを提供することができ、フェムトセルの普及により有無線融合（Ｆｉｘｅｄ−Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ；ＦＭＣ）が加速化し、産業基盤費用が節減できる。

フェムトセルを支援する移動無線接続システムにおいて、フェムト基地局は、パワーオフ状態（ｐｏｗｅｒ ｏｆｆ ｓｔａｔｅ）、初期化状態（ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｔａｔｅ）、動作状態（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｔｅ）に分けられる。パワーオフ状態とは、フェムト基地局が電源をオンにする前の状態あるいは初期化状態や動作状態で電源を遮断した状態である。つまり、端末にそれ以上サービスをしない状態である。初期化状態とは、フェムト基地局が電源を受け始めると、進入する状態で初期システムパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）の取得（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、物理／ＭＡＣ（ＰＨＹ／ＭＡＣ）階層パラメータの決定、トポロジ取得などの無線インタフェースパラメータを設定することと、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、有線（ｗｉｒｅｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）およびＩＥＥＥ１５８８などを介した時間および周波数の同期化を行う。

フェムト基地局のネットワークへの接続が成功すると、フェムト基地局は、運営状態（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｔｅ）に進入する。フェムト基地局のカバレッジに１つ以上の端末が接続してサービスを受ける場合、フェムト基地局は、一般運営モード（ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）に進入して基地局の役割を果たす。フェムト基地局はさらに、周辺セルとの干渉量を減少させるために、低任務運営（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；以下、ＬＤＯ）モードを支援する。ＬＤＯモードに進入したフェムト基地局は、有効区間（Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；以下、ＡＩ）と、非有効区間（Ｕｎａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；以下、ＵＡＩ）とを繰り返す。ＡＩに進入したフェムト基地局は、活性化モード（ａｃｔｉｖｅ ｍｏｄｅ）になって動作する。反面、ＵＡＩに進入したフェムト基地局は、干渉量を最少化するために、無線上（ａｉｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で端末といかなる情報のやり取りもしない。

一般運営モード状態のフェムト基地局は、自身に属する端末がすべてスリープ（ｓｌｅｅｐ）モード、アイドル（ｉｄｌｅ）モードであるか、あるいは自身に属する端末が１つもない場合、ＬＤＯモードに進入することができる。ＬＤＯモードに進入したフェムト基地局は、各基地局の状況に応じて、ＡＩとＵＡＩが互いに異なって形成可能である。つまり、ＬＤＯモードにあるフェムト基地局の有するＡＩとＵＡＩパターンは、基地局ごとに異なっていてもよい。

以上の従来技術は、フェムト基地局の運営モードの状態において、一般運営モードとＬＤＯモードの進入条件およびＬＤＯモードの運営方法に関する内容である。ただし、従来技術は、一般的な技術に対する言及に過ぎないため、実際のフェムト基地局で考慮すべき動作状態の切り替え条件と、ＬＤＯモードの運営の基盤となるＬＤＯサイクル（ｃｙｃｌｅ）の決定方法などに関する詳細な説明などがさらに必要である。

米国特許出願公開第２００９−００９７４４８号

本発明の技術的課題は、フェムトセルを支援する移動無線接続システムにおいて、低任務運営（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ＬＤＯ）モードの基盤となるＬＤＯサイクルを設定し、通信を行う環境に応じて、ＬＤＯサイクルを可変的に設定するフェムト基地局の動作方法を提供することにある。

本発明の一態様において、フェムト基地局の動作方法が提供される。前記方法は、前記フェムト基地局が活性化される状態の有効区間（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＡＩ）の長さ情報（ｌｅｎｇｔｈ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と、前記フェムト基地局が非活性化される状態の非有効区間（Ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＵＡＩ）の長さ情報とを含む第１低任務運営（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ＬＤＯ）パターン関連情報を端末に伝送するステップと、前記ＡＩおよび前記ＵＡＩのシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）である第１ＬＤＯサイクル（ｃｙｃｌｅ）が繰り返されて形成される前記第１ＬＤＯパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）に基づいて動作するステップとを含み、前記第１ＬＤＯパターン関連情報は、前記第１ＬＤＯサイクルの開始時点に関する情報であるスーパーフレームオフセット（ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ ｏｆｆｓｅｔ）をさらに含むことを特徴とする。

前記第１ＬＤＯパターン関連情報は、前記端末のネットワーク加入要請メッセージに対応する加入応答メッセージに含まれて伝送できる。

前記ＡＩの長さおよび前記ＵＡＩの長さは、少なくとも１つのスーパーフレームであり得る。

前記第１ＬＤＯサイクルの開始時点は、次のモジュロ（ｍｏｄｕｌｏ）演算により誘導可能であり、前記演算は、Ｎ ｍｏｄ（ａ＋ｂ）＝ＳＦＯであり、ここで、Ｎは、前記第１ＬＤＯサイクルの開始時点を示すスーパーフレーム番号であり、ａは、前記ＡＩの長さであり、ｂは、前記ＵＡＩの長さであり、ＳＦＯは、前記スーパーフレームオフセットである。

前記方法は、前記端末の情報が含まれている信号を前記端末から受信し、前記端末の前記情報および前記フェムト基地局のシステム情報のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１ＬＤＯサイクルが変更された第２ＬＤＯサイクルを可変的に設定し、前記第２ＬＤＯサイクルを含む第２ＬＤＯパターンに関する情報を前記端末に伝送することをさらに含み、前記フェムト基地局は、前記第２ＬＤＯパターンに基づいて動作することができる。

前記方法は、マクロ基地局（ｍａｃｒｏ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）、コアネットワーク（ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）、または前記端末から要請（ｒｅｑｕｅｓｔ）信号を受信すると、前記ＬＤＯモードの前記フェムト基地局は、一般動作（ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）モードに切り替えることをさらに含むことができる。

前記要請信号は、前記フェムト基地局に接続されていない端末の前記フェムト基地局接続（ａｃｃｅｓｓ）要請信号を含むことができる。

前記要請信号は、隣接するフェムト基地局に接続中の１つまたはそれ以上の端末のハンドオーバ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ；ＨＯ）要請信号を含むことができる。

前記要請信号は、アイドルモード状態の前記１つまたはそれ以上の端末の前記アイドルモード終了（ｅｘｉｔ ｏｆ ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）信号を含むことができる。

前記要請信号は、アイドルモード状態の前記１つまたはそれ以上の端末の前記アイドルモード終了（ｅｘｉｔ ｏｆ ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）信号を含むことができる。

前記要請信号は、スリープモード状態の前記１つまたはそれ以上の端末の前記スリープモード終了（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）信号を含むことができる。

前記要請信号は、前記フェムト基地局のキャリア周波数（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を変更する信号を含むことができる。

本発明の実施形態によれば、フェムトセルを支援する移動無線接続システムにおいて、フェムト基地局をより効率的かつ正確に管理することができる。特に、低任務運営モードにおいてＬＤＯサイクルを可変的に決定することにより、簡単でかつ、フェムトセルシステムの状況を弾力的に反映しながら効率的に移動無線接続システムを運用することができる。

フェムトセルシステムを含むネットワークの構造を示す図である。 フェムト基地局の動作状態および状態の切り替えを示すブロック図である。 本発明の実施形態にかかるＬＤＯモードのフェムト基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態にかかる、ページングサイクルに基づいて決定されたＬＤＯサイクルの構造を示す図である。 本発明の実施形態にかかる、聴取ウィンドウに基づいて決定されたＬＤＯサイクルの構造を示す図である。 本発明の実施形態にかかる、ＬＤＯサイクルに基づいて可変的に運営されることを示す図である。 本発明の実施形態にかかる、隣接基地局のＬＤＯサイクルを考慮して可変的に設定したＬＤＯサイクルの構造を示す図である。 本発明の実施形態にかかるフェムト基地局の動作モードの切り替えを示すフローチャートである。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図２は、フェムト（ｆｅｍｔｏ）基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）の動作状態および状態の切り替えを示す図である。

図２を参照すると、フェムト基地局は、パワーオフ（ｐｏｗｅｒ ｏｆｆ）状態（ｓｔａｔｅ）、初期化（ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ）状態、運営（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ）状態と、大別して３つとして動作する。運営状態にあるフェムト基地局は、マクロ基地局（ｍａｃｒｏ ＢＳ）または前記マクロ基地局に接続している他のフェムトセルのフェムト基地局と同期を失った場合、初期化状態に切り替えられて同期化を行う。また、バックホール（ｂａｃｋｈａｕｌ）との連結が切れた場合、無線で端末にデータを送受信する動作を中断し、中断前に、サービスを受けている端末に隣接（ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ）マクロセル（ｍａｃｒｏ−ｃｅｌｌ）またはフェムトセルにハンドオーバ（ｈａｎｄｏｖｅｒ；ＨＯ）することを要請することができる。バックホールとの連結が切れたフェムト基地局は、再連結を試み、再連結されると、再び同期を合わせて運営モードに進入する。この場合、フェムト基地局のカバレッジ内にサービスを受ける端末がなかったり、端末があってもすべてアイドル（ｉｄｌｅ）モードまたはスリープ（ｓｌｅｅｐ）モードにある場合、または必要な場合に、直ちに低任務運営（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ＬＤＯ）モードに進入することができる。運営状態において、予期せぬ、あるいは予定された電源遮断（ｐｏｗｅｒ ｏｆｆ）時、フェムト基地局は、端末にサービス離脱情報（ｏｕｔ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を知らせて電源遮断を行い、この時も、前述したように、端末にマクロセルまたはフェムトセルにＨＯすることを要請することができる。この時、端末に知らせるサービス離脱情報には、サービス離脱理由（ｏｕｔ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ ｒｅａｓｏｎ）、予想時間（ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｕｐｔｉｍｅ／ｄｏｗｎｔｉｍｅ）などがある。これは、端末が電源を遮断するフェムト基地局にネットワーク加入または再加入をしないようにする狙いもある。

フェムト基地局のカバレッジ内に１つ以上の端末がサービスを受けている場合、フェムト基地局は、一般運営モード（ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）を維持する。一般運営モード状態のフェムト基地局は、ＧＰＳ、有線インタフェース、ＩＥＥＥ１５８８などを介してオーバレイ（ｏｖｅｒｌａｙ）マクロ基地局と周期的に同期化を行い、前記フェムト基地局が管轄するフェムトセルの割り当て周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）などのシステムステータス（ｓｙｓｔｅｍ ｓｔａｔｕｓ）情報を知らせる動作を行う。

フェムト基地局のカバレッジ内に端末が存在しなかったり、端末が存在してもすべてアイドル（ｉｄｌｅ）モードまたはスリープ（ｓｌｅｅｐ）モードにある場合、ＬＤＯモードに切り替える。ＬＤＯモードにあるフェムト基地局は、活性化モード（ａｃｔｉｖｅ ｍｏｄｅ）になって動作する有効区間（Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＡＩ）と、干渉量を最少化するために、無線上で端末といかなる情報のやり取りもしない非活性化モードになって動作する非有効区間（Ｕｎａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＵＡＩ）とを繰り返す。このようなＡＩおよびＵＡＩのシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）をＬＤＯサイクル（ｃｙｃｌｅ）といい、ＬＤＯサイクルが繰り返されて形成されたものであるＬＤＯパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）によりフェムト基地局が運営される。ＡＩ中に、フェムト基地局は、同期化（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、ページング（ｐａｇｉｎｇ）、システム情報伝送、レンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）などのような動作またはデータトラフィック伝送（ｄａｔａ ｔｒａｆｆｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）のために無線インタフェース（ａｉｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）上で活性化される。また、ＵＡＩ中に、フェムト基地局は、無線上で何ら伝送を行うことなく、オーバレイマクロ基地局との同期化または隣接セル（ｎｅｉｇｈｂｏｒ ｃｅｌｌ）との干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅａｎｃｅ）の測定（ｍｅａｓｕｒｉｎｇ）を行う。

図３は、本発明の実施形態にかかるＬＤＯモードのフェムト基地局の動作を示すフローチャートである。

第１端末３１０および第２端末３２０は、それぞれフェムト基地局３３０に加入要請メッセージ（ＡＡＩ＿ＲＥＧ−ＲＥＱ）を伝送する（Ｓ３１１、Ｓ３１２）。フェムト基地局は、受信した加入要請メッセージに対する応答として、加入応答メッセージ（ＡＡＩ＿ＲＥＧ−ＲＳＰ）を第１端末３１０および第２端末３２０にそれぞれ伝送する（Ｓ３２１、Ｓ３２２）。フェムト基地局３３０が伝送する加入応答メッセージには、フェムト基地局３３０のＬＤＯ運営の基盤となるＬＤＯパターンに関する情報が含まれている。ただし、本図面には、ＬＤＯパターンに関する情報がメッセージに含まれて伝送されるとして示されているが、端末に予め格納されていてもよい。

ＬＤＯパターンに関する情報は、ＬＤＯモードの開始時点を知らせるＳｔａｒｔ ｏｆ ＬＤＯ、ＡＩ長さおよびＵＡＩ長さを含むことができ、この場合、Ｓｔａｒｔ ｏｆ ＬＤＯは、スーパーフレームオフセット（ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ ｏｆｆｓｅｔ）であり得る。この場合、ＡＩ長さおよびＵＡＩ長さの各々は、スーパーフレーム単位であり得る。ＬＤＯパターンを形成する１つのＬＤＯサイクルの開始時点は、「Ｎ ｍｏｄｕｌｏ（ＡＩ＋ＵＡＩ）＝スーパーフレームオフセット」を満たすＮ番目のスーパーフレームである。１つのＬＤＯサイクルは、前記数式を満たす特定のＮ番目のスーパーフレームを基準としてＡＩおよびＵＡＩが配列され、ＬＤＯサイクルの長さは、ＡＩ長さおよびＵＡＩ長さを合わせた値を有する。前記のようなモジュール式（ｍｏｄｕｌａｒ）演算を満たすＬＤＯサイクルの開始時点であるＮ番目のスーパーフレームは、少なくとも１つ以上であり得る。したがって、ＬＤＯサイクルは、少なくとも１つ以上であり、連続的で繰り返し的に形成され、これはいずれＬＤＯパターンを形成するようになる。

その後、フェムト基地局３３０に加入された端末３１０、３２０がすべてアイドル（ｉｄｌｅ）モードまたはスリープ（ｓｌｅｅｐ）モードで動作すると、フェムト基地局は、ＬＤＯモードに進入（ｅｎｔｅｒ）する。この時、ＬＤＯパターンが活性化され、フェムト基地局３３０は、ＬＤＯパターンに従って動作する。ただし、フェムト基地局３３０に端末３１０、３２０が接続されている場合には、既存のＬＤＯパターンが修正される必要がある。つまり、フェムト基地局３３０のＬＤＯモードの運営基盤となるＬＤＯパターンに接続されている端末の情報やフェムトセルシステム情報などを反映してＡＩおよびＵＡＩのシーケンスであるＬＤＯサイクル（ｃｙｃｌｅ）を可変的に設定し、変更ＬＤＯサイクルを決定する必要がある。

フェムト基地局３３０は、アイドルモードに進入した端末３１０の情報を受信（Ｓ３３１）し、スリープモードに進入した端末３２０の情報を受信（Ｓ３３２）し、基地局自身が有しているフェムトセルシステム情報と受信過程により取得した端末の情報などに基づいて変更ＬＤＯサイクル（ｃｙｃｌｅ）を決定する（Ｓ３４０）。変更ＬＤＯサイクルを決定したフェムト基地局３３０は、決定された変更ＬＤＯサイクルを含むＬＤＯ関連情報をそれぞれ端末３１０、３２０に伝送（Ｓ３５１、Ｓ３５２）し、変更ＬＤＯパターンに基づいて変更されたＬＤＯモードで運営（Ｓ３６０）する。

フェムト基地局３３０が伝送するＬＤＯ関連情報（Ｓ３５１、Ｓ３５２）には、基地局の動作状態を知らせるＬＤＯ指示パラメータ（ＬＤＯ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）、フェムト基地局３３０がＬＤＯモードで動作する時点を知らせるＬＤＯ開始アクションタイムパラメータ（ａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｆｏｒ ＬＤＯ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）、フェムト基地局の割り当て周波数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ；ＦＡ）または変更ＬＤＯパターンに関する情報などを含むことができる。ＬＤＯ関連情報は、フェムト基地局３３０がブロードキャストするシステム情報であり得る。また、変更ＬＤＯ関連情報は、端末が伝送した加入要請メッセージに対する応答として、フェムト基地局３３０が端末に伝送する加入応答メッセージ（ＡＡＩ＿ＲＥＧ−ＲＳＰ）に含まれて伝送できる。

ＬＤＯ指示パラメータは、フェムト基地局が、動作状態において一般動作モードなのかＬＤＯモードなのかに関する情報を知らせる。フェムト基地局と端末との間に、システムで定めた特定の位置（ｐｒｅ−ｄｅｆｉｎｅｄ ｌｏｃａｔｉｏｎ）に位置して周期的に伝送される。カバレッジ内の端末は、ＳＦＨ（Ｓｕｐｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｈｅａｄｅｒ）を介して知ることができ、隣接セル（ｎｅｉｇｈｂｏｒ ｃｅｌｌ）内の端末は、隣接するセル基地局が隣接基地局リスト（ｎｅｉｇｈｂｏｒ ＢＳ ｌｉｓｔ）を介して知らせるか、隣接セルから現在のフェムトセルへとハンドオーバ時、ハンドオーバシグナリングメッセージ（ＨＯ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｍｅｓｓａｇｅ）を介して知らせることができる。

ＬＤＯ開始アクションタイムパラメータは、フェムト基地局がＬＤＯモードで動作する時点を知らせる。この場合、隣接基地局がフェムト基地局の動作モードを隣接セルリストに変更されたモードに対する状態および時点を知らせることができる。また、ＬＤＯサイクルパターンが変更される場合、開始時点を知らせることができる。つまり、アクションタイムが終了した後、新たなＬＤＯパターンが適用される。この時、隣接セルに変更時点を知らせ、隣接セルがフェムトセルの変更されたＬＤＯパターンを適用する時点を知ることができる。新たに開始するＬＤＯあるいは変更されたＬＤＯに従って、ＡＩに合わせてＨＯ開始時点を定めることができる。フェムトセルカバレッジ内にある端末は、新たに変更されたＬＤＯパターンに合わせて、アイドルモード端末はＡＩに合わせてページングを行い、スリープモード端末はＡＩに合わせて聴取ウィンドウで実行可能なアップリンク動作を行うことができ、スリープモードパラメータの変更をアクションタイムに合わせて端末に適用時点を定めることができる。ＬＤＯパターンを複数個知らせ、これを端末が格納していれば、これを参照して、各ＬＤＯパターンに割り当てられたパターン番号（ｐａｔｔｅｒｎ ｎｕｍｂｅｒ）に関する情報のみをフェムトセル基地局が端末に知らせると、端末は、パターン番号に対するＬＤＯサイクルを参照することができる。これは、他の隣接セルにも適用することができる。パターンの適用時点は、アクションタイムを通して知らせる。

フェムトセルＦＡは、現在のフェムト基地局に加入したり再加入（ｒｅ−ｅｎｔｒｙ、ＨＯ）しようとする端末に知らせ、端末が周波数の同期化を行って加入するようにする。

変更ＬＤＯパターンに関する情報は、新たなＬＤＯモードの開始時点を知らせるＳｔａｒｔ ｏｆ ＬＤＯ、変更ＬＤＯサイクルの長さ、またはＡＩの長さに関する情報が含まれ、任意にＵＡＩ長さに関する情報をさらに含むことができる。ＡＩおよびＵＡＩの長さは変更可能であるため、既存のＬＤＯサイクルでのそれとは異なり得る。ＬＤＯサイクルの長さは、ＡＩ＋ＵＡＩの区間でスーパーフレーム（ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ）単位で知らせることができ、この時、スリープモード端末が、スリープウィンドウの変更が適用される場合に効率的に適用するために、２つの指数乗で知らせることができる。ＡＩ長さもスーパーフレーム単位で知らせることができ、スリープモード端末が、スリープウィンドウの変更が適用される場合に効率的に適用するために、２の指数乗で知らせることができる。ＵＡＩの長さは、初期に設定されていなければ、Ｓｔａｒｔ ｏｆ ＵＡＩ＝Ｓｔａｒｔ ｏｆ ＬＤＯ＋ＡＩ長さ、ＵＡＩ長さ＝ＬＤＯサイクル長さ−長さ、２つの式でＵＡＩの開始時点およびＵＡＩ長さを知ることができる。仮に、変更ＬＤＯパターンが既存のＬＤＯパターンと類似のシーケンスを有すると、既存のＬＤＯパターンに関連する情報を伝送するような方法で伝送することができる。

以下、図４〜図７は、変更ＬＤＯサイクルを詳細に説明するための図である。以下では、図３の実施形態における変更ＬＤＯサイクルおよび変更ＬＤＯパターンを、ＬＤＯサイクルおよびＬＤＯパターンと称する。

図４は、本発明の実施形態にかかる、ページングサイクルに基づいて決定されたＬＤＯサイクルの構造を示す図である。

図４を参照すると、本発明の実施形態にかかるＬＤＯサイクルは、ＬＤＯモードで運営されるフェムト基地局に接続されたアイドルモードで動作する端末のページングサイクル（ｐａｇｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）に基づいて設定できる。言い換えれば、ページングサイクルのページング区間（ｉｎｔｅｒｖａｌ）に合わせてＡＩを決定することができる。図４の最上段のＬＤＯサイクル１は、１つのページンググループ（ｐａｇｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）に１つのページングオフセット（ｐａｇｉｎｇ ｏｆｆｓｅｔ）を有する際のＬＤＯサイクル構造を示す。ＬＤＯサイクル２、３は、１つまたはそれ以上のページンググループで複数のページングオフセットを有する際のＬＤＯサイクル構造を示す。このように、ページングサイクルに基づいてＬＤＯサイクルを決定する場合、すべてのページング区間を考慮してＡＩを決定する。

図５は、本発明の実施形態にかかる聴取ウィンドウに基づいて決定されたＬＤＯサイクルの構造を示す図である。

図５を参照すると、ＬＤＯサイクルのＡＩにスリープモードで動作する端末の聴取ウィンドウがオーバーラップ（ｏｖｅｒｌａｐ）されることが分かる。スリープモードで動作する端末の場合、聴取ウィンドウ区間の間基地局からアップリンク伝送機会を受けるが、基地局がＬＤＯモードで動作する場合、ＵＡＩ区間では、聴取ウィンドウ区間であっても、端末はアップリンク伝送が不可能になる。したがって、ＬＤＯサイクルを決定する時、端末の聴取ウィンドウとＡＩとがオーバーラップされるように設定しなければならない。

聴取ウィンドウがＡＩにオーバーラップされない場合には、ＬＤＯサイクルを新たに決定するか、ＬＤＯモードで動作する基地局が一般運営モードに切り替えられなければならない。したがって、基地局が一般運営モードに切り替えられるために、端末は、基地局にＣＤＭＡレンジングコード（ｒａｎｇｉｎｇ ｃｏｄｅ）のような信号を送ることができる。これを支援するために、基地局は、ＵＡＩでも端末の信号を受信するために最小限のアップリンク制御チャネル（Ｕｐｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を開放して監視することができる。

フェムト基地局にアイドルモード端末とスリープモード端末がすべて存在する場合、ページングサイクルおよび聴取ウィンドウをすべて考慮してＬＤＯサイクルを決定しなければならない。この場合、ページングサイクルを
図６は、本発明の実施形態にかかる、ＬＤＯサイクルに基づいて可変的に運営されることを示す図である。

図６を参照すると、端末がアップリンク動作可能な場合には、ＡＩに合わせてアップリンク動作を行うことができる。しかし、アップリンク動作が不可能な場合、つまり、図６に示されているように、ＵＡＩ中に、端末がアップリンク動作を行う場合、アップリンク動作を可能にするための一連の過程が要求される。Ｃａｓｅ１は、アップリンク動作をディレイして行うようにする動作を示す。端末がＵＡＩ区間に要請しようとする場合（ｔ_１）、基地局は、アップリンク動作を次のＡＩまで（ｔ_２）ディレイして行うことができる。Ｃａｓｅ２は、ＵＡＩ区間をＡＩに臨時的に切り替えるＬＤＯサイクルの再設定を示している。ＵＡＩをＡＩに臨時に切り替えて行うために、端末は、基地局にＣＤＭＡレンジングコード（ｒａｎｇｉｎｇ ｃｏｄｅ）のような信号を送ることができる。したがって、基地局は、ＵＡＩでＭＳの信号を受けるための最小限のアップリンク制御チャネル（Ｕｐｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を開放して監視することができる。Ｃａｓｅ３は、アップリンク動作が聴取ウィンドウ中に不可能で、聴取ウィンドウを拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）しなければならない場合、ＡＩを臨時的に拡張することを示している。端末は、聴取ウィンドウでアップリンク動作を行うが、アップリンク動作をさらに行うために、Δｔだけ拡張することから、これを支援するために、ＬＤＯサイクルも、ＵＡＩをＡＩにΔｔだけ臨時に切り替えることにより、ＡＩの拡張効果をもたらすことができる。

図７は、本発明の実施形態にかかる、隣接基地局のＬＤＯサイクルを考慮して可変的に設定したＬＤＯサイクルの構造を示す図である。

図７を参照すると、隣接するフェムト基地局がＬＤＯモードで動作する場合、隣接するフェムト基地局のＬＤＯサイクルに基づいて現在のＬＤＯサイクルを決定することができる。隣接するフェムト基地局ＢがＬＤＯで動作する場合、隣接するＬＤＯサイクルに基づいて現在のＬＤＯサイクルを変更すると、隣接するフェムト基地局Ｂから本来フェムト基地局Ａにハンドオーバする端末に持続的なサービスが可能である。図７には、フェムト基地局ＢのＬＤＯサイクルのＡＩとフェムト基地局ＡのＬＤＯサイクル上のＡＩをすべて含むＡＩを新たなＡＩにしてＬＤＯサイクルを決定するが、オーバーラップされるＡＩ区間のみを新たなＡＩにしてＬＤＯサイクルを決定することができる。また、本来フェムト基地局のＬＤＯサイクルのみを新たに決定することもでき、本来フェムト基地局のＬＤＯサイクルと隣接するフェムト基地局のＬＤＯサイクルを新たなＬＤＯサイクルに切り替えることができる。

図８は、本発明の実施形態にかかるフェムト基地局の動作モードの切り替えを示すフローチャートである。

図８を参照すると、フェムト基地局８１０は、ＬＤＯモードで動作（Ｓ８１０）している状態で、マクロ基地局（ｍａｃｒｏ ＢＳ）８２０、コアネットワーク（ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）８３０、端末８４０から要請信号を受信する（Ｓ８２０）と、動作モードを切り替えて一般動作モード（Ｓ８３０）に進入する。端末８４０がフェムト基地局８１０に伝送する要請信号はアップリンク信号に該当するため、フェムト基地局８１０は、一般動作モードで動作するのと同様に、アップリンクＬＤＯモードで動作を行っている間にアップリンク信号を持続的にモニタリング（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）することができる。前記要請信号には、フェムト基地局８１０カバレッジ内の端末８４０がネットワークに加入しようと（ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｎｔｒｙ）するメッセージ、ハンドオーバのためのメッセージ、スリープモード端末のスリープモード終了（ｅｘｉｔ ｏｆ ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）メッセージ、アイドルモード端末のアイドルモード終了（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）メッセージ、およびフェムトセル内の端末８４０が様々な理由によりＬＤＯモードを終了しなければならない場合、ＣＤＭＡレンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）コードのような信号を通したＬＤＯモード終了（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）の要請などがあり得る。前記要請信号以外にも、フェムト基地局８１０がキャリア周波数（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を変更している場合、アップリンク動作が不可能な端末がスリープ区間でアップリンク動作を希望する場合（アップリンク動作可能な端末の場合、ＬＤＯモードを維持しながらアップリンク動作を行うことができる）およびスリープモード状態の複数の端末に対して聴取ウィンドウがオーバーラップされる区間またはアイドルモード状態の複数の端末に対するページング区間がオーバーラップされる区間が存在しないなどの、ＬＤＯサイクルを決定することができない場合など、フェムトセルシステム上でＬＤＯモードを終了しなければならない事由が発生した場合、一般動作モードへの切り替えが可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に記述したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、添付した請求の範囲に定義された本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲内で本発明を多様に変形または、変更して実施できることが分かるであろう。上記の実施形態は、単に技術的な思想として理解されなければならず、これに限定されるものと解釈されてはならない。したがって、本発明の範囲は、詳細な実施形態により限定されるのではなく、請求の範囲により決定され、本発明の今後の実施形態の変更は本発明の技術を逸脱することができない。

Claims (11)

1. フェムト基地局の動作方法において、
   前記フェムト基地局が活性化される状態の有効区間（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＡＩ）の長さ情報（ｌｅｎｇｔｈ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と、前記フェムト基地局が非活性化される状態の非有効区間（Ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ＵＡＩ）の長さ情報とを含む第１低任務運営（Ｌｏｗ Ｄｕｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ＬＤＯ）パターン関連情報を端末に伝送するステップと、
   前記ＡＩおよび前記ＵＡＩのシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）である第１ＬＤＯサイクル（ｃｙｃｌｅ）が繰り返されて形成される前記第１ＬＤＯパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）に基づいて動作するステップとを含み、
   前記第１ＬＤＯパターン関連情報は、前記第１ＬＤＯサイクルの開始時点を誘導する情報であるスーパーフレームオフセット（ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ ｏｆｆｓｅｔ）をさらに含むことを特徴とする方法。
2. 前記第１ＬＤＯパターン関連情報は、前記端末のネットワーク加入要請メッセージに対応する加入応答メッセージに含まれて伝送されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ＡＩの長さおよび前記ＵＡＩの長さは、少なくとも１つのスーパーフレームであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記第１ＬＤＯサイクルの開始時点は、次のモジュロ（ｍｏｄｕｌｏ）演算により誘導されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
   Ｎ ｍｏｄ（ａ＋ｂ）＝ＳＦＯ
   （ここで、Ｎは、前記第１ＬＤＯサイクルの開始時点を示すスーパーフレーム番号であり、ａは、前記ＡＩの長さであり、ｂは、前記ＵＡＩの長さであり、ＳＦＯは、前記スーパーフレームオフセットである。）
5. 前記方法は、
   前記端末の情報が含まれている信号を前記端末から受信し、前記端末の前記情報および前記フェムト基地局のシステム情報のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１ＬＤＯサイクルが変更された第２ＬＤＯサイクルを可変的に設定し、
   前記第２ＬＤＯサイクルを含む第２ＬＤＯパターンに関する情報を前記端末に伝送することをさらに含み、
   前記フェムト基地局は、前記第２ＬＤＯパターンに基づいて動作することを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. マクロ基地局（ｍａｃｒｏ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）、コアネットワーク（ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）、または前記端末から要請（ｒｅｑｕｅｓｔ）信号を受信すると、前記ＬＤＯモードである前記フェムト基地局は、一般動作（ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）モードに切り替えることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記要請信号は、前記フェムト基地局に接続されていない端末の前記フェムト基地局接続（ａｃｃｅｓｓ）要請信号を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記要請信号は、隣接するフェムト基地局に接続中の１つまたはそれ以上の端末のハンドオーバ（Ｈａｎｄｏｖｅｒ；ＨＯ）要請信号を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 前記要請信号は、アイドルモード状態の前記１つまたはそれ以上の端末の前記アイドルモード終了（ｅｘｉｔ ｏｆ ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）信号を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 前記要請信号は、スリープモード状態の前記１つまたはそれ以上の端末の前記スリープモード終了（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）信号を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
11. 前記要請信号は、前記フェムト基地局のキャリア周波数（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を変更する信号を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。

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