JP5911110B2 - 無線通信システム内の中継ノードのための改善された省エネルギーモード - Google Patents
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Description
SFN mod T=(T div N)*(UE_ID mod N)
ただし、
N=min[T,nB](すなわち、nB<Tである場合には、N=nBであり、そうでない場合には、N=Tである);
UE_ID=IMSI mod 1024;
SFNはセルシステムフレーム番号であり;
TはそのUEのためのDRXサイクルであり;
nBはTの倍数又は分数に等しい場合があるシステム情報ブロック(SIB2)内でブロードキャストされるパラメータであり(例えば、nB=4T、2T、T、T/2、T/4、T/8、T/16又はT/32);
IMSIはそのUEのための国際移動体加入者識別番号であり;
UE_IDはIMSIに基づくUE識別子である。
図1は、ドナー基地局5によってサービングされる複数の移動電話3−1〜3−5を含む、ユーザ機器3を含む移動(セルラー)通信システム1を概略的に示す。通信システム1は、中継ノード7及びコアネットワーク8も含む。中継ノード7はRN−Unインターフェースを介してドナー基地局5と無線接続し、eNBはS1インターフェースを介してコアネットワーク8に接続する。コアネットワーク8は数ある中でも、移動管理エンティティ(MME)、サービングゲートウエイ(SGW)及びパケットデータネットワーク(PDN)ゲートウエイ(PGW)を含む。
図3は、図1に示されるドナー基地局5内の主要構成要素を示すブロック図である。図に示されるように、ドナー基地局5はトランシーバ回路31を含み、トランシーバ回路は、少なくとも1つのアンテナ33を用いて、従来のUuインターフェースを介して直接MT3−1及び3−2に対し信号を送受信し、RN−Unインターフェース(そして適切な場合には、S1又はX2インターフェース)を介して中継ノード7に対し信号を送受信するように動作可能である。また、ドナー基地局5は、ネットワークインターフェース35を介して、コアネットワーク8に対し信号を送受信するように動作可能である。トランシーバ回路31の動作は、メモリ39内に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラ37によって制御される。
図4は、図1に示される中継ノード7の主要構成要素を概略的に示す。中継ノード7は、ドナー基地局5のような固定通信ノードとすることができるか、又はそれ自体が移動デバイスとすることができる。実際には、幾つかの移動電話3が中継サービスを提供し、それゆえ、中継ノード7としての役割を果たすことができる。それゆえ、中継ノード7によって実施されるESMはエネルギー消費を低減することに関して、それゆえ、カーボンフットプリントを低減することに関して広い意味での恩恵をもたらすが、中継ノード7が電池によって駆動される移動デバイスであるときに特に恩恵をもたらすことは理解されよう。
次に、一例にすぎないが、省エネルギー手順を設定、開始及び終了するためにドナー基地局5及び中継ノード7によって用いられる手順を説明する。これらの手順は概して以下の手順に分かれる。
・RN−UnESMが起動されたときに使用するサブフレーム15を構成するためのESM構成手順;
・中継ノード7及びドナー基地局5においてRN−UnESMを起動するためのESM起動手順;及び
・RN−UnESMを終了するためのESM終了手順。
図5は中継ノード7のためのRN−UnESMを構成する例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
図7は、RN−UnESMへの進入を開始するための例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
図8は、RN−UnESMを終了するための例示的な手順を概括的に示す流れ図である。
詳細な実施形態が上記で説明された。当業者であれば理解するように、上記の実施形態に対し、複数の変更及び代替を行うことができ、変形及び代替において具現化される本発明から依然として利益を受けることができる。
E−UTRANのためのネットワーク省エネルギーに関する検討事項下でeNB内省エネルギーが議論された。この検討資料では、本発明者らは、中継ノードのための省エネルギー機構を解析する。
2.1 RN−Uuインターフェースを介しての省エネルギー
通常、中継ノードは、接続されるUEをサービングしていることになるが、例えば、夜間に、RNにアクティブUEが接続されていない可能性がある。その際、RNは、Unインターフェース及びUuインターフェースに対してRN自体をアクティブにしておくことによって、エネルギーを無駄にしていることになる。
提案1:eNBの場合に現在検討中である省エネルギーがRN−Uuにも当てはまる。
通常のeNBに比べて、RNは無線RN−Unインターフェースを有し、動作期間全体にわたってアクティブのままにしないことによって、省エネルギーの可能性がある[1]。したがって、rel−8/9において既に規定されているように、RNはアイドルモードに移行するか、又はUnインターフェース上のDRXに移行することができる。しかしながら、RNがアイドルモードに移行する場合には、S1/X2及びOAMコンテキストを消去することになるので、本発明者らは、RNがアイドルモードに移行しなければならないとは考えない。
提案2:RNは非アクティビティに起因してアイドルモードに移行してはならない。
S1−AP:ページングメッセージはUnインターフェースを介していつでも受信することができ、呼び出されるUEごとに1つのメッセージが受信される。eNBにおけるページングフレーム(PF)当たり最大で4回のページング機会(PO)が許される。UEは以下の式を用いることによってページングフレームを計算する。
SFN mod T=(T div N)*(UE_ID mod N)
ただし、
TはDRX周期であり;
N=min[T,nB]、すなわち、nB<Tである場合には、N=nBであり、そうでない場合には、N=Tであり;
nB=4T、2T、T、T/2、T/4、T/8、T/16、T/32であり、SIB2内でブロードキャストされ;
UE_ID=IMSI mod 1024;
である。以下の項目が検討される必要がある。
・UE−IDのランダムな性質(12桁長IMSI mod 1024)
・eNB内に存在するアイドルモードUEの数。eNBはアイドルモードUEについての情報を有しない。
・eNBによってサポートされるTAのサイズ及びTAの数。これは配置によって決まる。
各UEのDRX周期及びNの値
見解1:RNはUu上で全ての無線フレームにおいてRRCページングを送信する準備ができていなければならない。
全てのUEがアイドルであるときのDRXに伴う問題
−非アクティビティタイマは、DRXがオフに切り替えられたことと同義である。この結果、RNは残りのサブフレームにおいて決してスリープに移行せず、省エネルギーを適用することはできない。
−短いDRXから長いDRXへの移行。この結果として、ページングメッセージに遅延が生じることになり、RN及び省エネルギー機構の存在に起因して、更に最大で2.56secの遅延が生じることになる。この遅延は通常のeNBでは生じないことに留意されたい。
データユーザが存在する場合には、DRX機構を再利用することができる。
RNノードが各無線フレーム内の予め構成された或るDLサブフレームを監視しなければならない機構を用いることが提案される。DeNBはこれらの予め構成されたサブフレームにおいてのみS1/OAMシグナリングをスケジューリングしなければならない。その構成はRRCシグナリングを用いて行うことができ、DeNBは、RNに、ダウンリンク上のS1/OAMトラフィックのためにスケジューリングされる可能性があるサブフレーム番号を通知する。
タイプ1中継ノードがDeNBによって制御され、RN下の全てのUEがアイドルモードにあるシナリオを想定する。図6において、RN1はTA1の部分であり、RN2はTA1、TA2、TA5の部分である。RN2はRN#1に比べて、Un上で多くのS1ページングメッセージを受信する場合があるので、フレームごとにリソースを構成することに関する柔軟性が必要とされる。
タイプ1と同じである。
例えば、RN下にわずかなアクティブユーザしか存在しないときに、rel−8/9DRX機構を別に使用する可能性がある。送信すべきアップリンクデータがあると直ちに、省エネルギーモード(ESM)は停止される。
DRXは新たな送信とは異なる再送を考慮するので、再送のためのrel−8/9機構を用いることができる。
ESM進入は2つのステージに更に分類することができる。
−ESMの構成
−ESMの起動
必要な場合には構成を変更することができるが、通常は初期段階中に一度だけ行われる。DeNBはRRCシグナリングを用いてRNに通知し、それは例えば以下とすることができる。
−RNによって受信される第1のRRC接続再構成メッセージ
−タイプ1の場合に、MBSFN/バックホールサブフレーム構成を通知するのと同じRRC接続再構成メッセージ
明示的なシグナリング:
RN下にアクティブユーザが存在しないことを通信するためのDeNB<>RNシグナリング。RNはUEコンテキストが存在しないかがわかるであろう。また、DeNBもRN下のUEのためのUEコンテキストを保持することになる(S1−Ap Idマッピングのため)。
DeNB及びRNは、アクティブUEが存在しないことを検出すると直ちに、一定の値を有するタイマが始動される(36.331において、タイマ値は入れ替えられるか、ハードコード化されるかのいずれかである)。幾つかの実施態様は、上記のような問題を有する場合があり、一般的には、タイミング同期が問題となる。ここで、この提案は完全にする目的で言及される。
S1上で受信される可能性が最も高いメッセージはS1:ページングであり、Uu上の全てのページングが必ずしもアップリンクトラフィックを生成ことになるとは限らない。これは、ページングエリアのサイズ、及びRN下に呼び出されるUEが存在する確率による。
Claims (27)
- 通信システム用の通信ノードであって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と、
各フレームの少なくとも1つの所定のサブフレームを識別する情報を入手する手段と、
前記更なる通信ノードからの通信について、フレームの前記少なくとも1つの所定のサブフレームが監視される第1の期間と、前記更なる通信ノードからの通信について、当該フレームの少なくとも1つの他のサブフレームが監視されない更なる期間とを持つ、省エネルギーモードを開始する手段と、
を備え、
前記省エネルギーモードは、前記第1の期間において、前記更なる通信ノードからの前記通信について、特定のフレームの単一のサブフレームが監視され、前記更なる期間において、前記更なる通信モードからの通信について、当該特定のフレームの残りのサブフレームが監視されない、ように構成されており、
前記入手手段は、前記更なる通信ノードから前記少なくとも1つの所定のサブフレームを識別する前記情報を入手するように動作可能であり、
前記入手手段は、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断された後に前記情報を入手するように動作可能である、通信ノード。 - 通信システム用の通信ノードであって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と、
各フレームの少なくとも1つの所定のサブフレームを識別する情報を入手する手段と、
前記更なる通信ノードからの通信について、フレームの前記少なくとも1つの所定のサブフレームが監視される第1の期間と、前記更なる通信ノードからの通信について、当該フレームの少なくとも1つの他のサブフレームが監視されない更なる期間とを持つ、省エネルギーモードを開始する手段と、
を備え、
前記省エネルギーモードは、前記第1の期間において、前記更なる通信ノードからの前記通信について、特定のフレームの単一のサブフレームが監視され、前記更なる期間において、前記更なる通信モードからの通信について、当該特定のフレームの残りのサブフレームが監視されない、ように構成されており、
前記入手手段は、前記更なる通信ノードから前記少なくとも1つの所定のサブフレームを識別する前記情報を入手するように動作可能であり、
前記入手手段は、前記更なる通信ノードとの接続の構成中に前記情報を入手するように動作可能である、通信ノード。 - 複数の移動デバイスと通信する手段を更に備える、請求項1又は2に記載の通信ノード。
- 前記開始手段は、前記移動デバイスの通信アクティビティに基づいて、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断するように動作可能である、請求項3に記載の通信ノード。
- 前記開始手段は、前記複数の移動デバイスのうちの所定の割合がアイドル状況において動作している場合には、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断するように動作可能である、請求項4に記載の通信ノード。
- 前記開始手段は、前記複数の移動デバイスが全てアイドル状況において動作している場合には、前記省エネルギーモードが開始されるべきであると判断するように動作可能である、請求項5に記載の通信ノード。
- 前記通信ノードが前記省エネルギーモードで動作していないときに、前記開始手段は、前記移動デバイスのうちの少なくとも1つからの信号を受信すると、前記省エネルギーモードが終了されるべきであると判断するように動作可能である、請求項3乃至6のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 通信システム用の通信ノードであって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信する手段と、
前記更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断する手段と、を備え、
前記通信手段は、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあると判断されるときに、特定のフレームの単一の所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を送信するが、当該特定のフレームの残りのサブフレームでは送信しないように動作可能である、
通信ノード。 - 前記更なる通信ノードに前記少なくとも1つの所定のサブフレームを識別する情報を送信するように動作可能である、請求項8に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードを開始しようとしているときに、前記更なる通信ノードに前記少なくとも1つの所定のサブフレームを識別する前記情報を送信するように動作可能である、請求項9に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードから、前記省エネルギーモードに入るための少なくとも1つの判定基準が満たされたという指示を受信し、前記指示の受信に基づいて、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードを開始しようとしていると判断するように動作可能である、請求項10に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードとの接続の構成中に、前記更なる通信ノードに前記少なくとも1つの所定のサブフレームを識別する前記情報を送信するように動作可能である、請求項9に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードから、前記省エネルギーモードに入るための少なくとも1つの判定基準が満たされたという指示を受信するように動作可能であり、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記指示の受信に基づく、請求項8乃至12のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードを介して複数の移動デバイスと通信する手段を更に備える、請求項8乃至13のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記更なる通信ノードを介した前記移動デバイスの通信アクティビティに基づく、請求項14に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記複数の移動デバイスの所定の割合がアイドル状況において動作しているという評価に基づく、請求項15に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、前記複数の移動デバイスの全てがアイドル状況において動作しているという評価に基づく、請求項16に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあるときの前記判断は、所定の判定基準を満たす前記通信アクティビティから経過した時間に基づく、請求項14乃至17のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記通信ノードは、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断するように動作可能であり、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断すると、前記通信手段は、各フレームの前記少なくとも1つの所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を選択的に送信するのを中止するように動作可能である、請求項14乃至17のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードを介して前記移動デバイスのうちの少なくとも1つから信号を受信すると、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断するように動作可能である、請求項19に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードから信号を受信すると、前記更なる通信ノードがその省エネルギーモードを終了したと判断するように動作可能である、請求項19に記載の通信ノード。
- 通信システム用の通信ノードであって、該通信ノードは、各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信するように、かつ、前記更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断するように、動作可能であり、前記通信ノードは、前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあると判断されるときに、特定のフレームの単一の所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を送信するが、当該特定のフレームの残りのサブフレームでは送信しないように動作可能である、通信ノード。
- 基地局から成る、請求項8乃至22のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記更なる通信ノードは中継ノードである、請求項8乃至23のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 通信システムの通信ノードによって実行される方法であって、
各フレームが複数のサブフレームを含む、一連のフレームを用いて更なる通信ノードと通信し、
前記更なる通信ノードが省エネルギーモードにあるときを判断し、
前記更なる通信ノードが前記省エネルギーモードにあると判断されるときに、特定のフレームの単一の所定のサブフレームにおいて前記更なる通信ノードに信号を送信するが、当該特定のフレームの残りのサブフレームでは送信しない、
方法。 - 請求項1乃至24のいずれか一項に記載の少なくとも1つの通信ノードと、少なくとも1つの移動通信デバイスとを含む通信システム。
- プログラマブルコンピュータデバイスが、請求項1乃至24のいずれか一項に記載の通信ノードとして構成されるようにするか、又は前記プログラマブルコンピュータデバイスに請求項25に記載の方法を実施させるためのコンピュータ実施可能命令を含むコンピュータプログラム。
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