JP5580421B2 - フェムト基地局、省電力調整ノード、無線通信システム及びコンピュータプログラム - Google Patents

フェムト基地局、省電力調整ノード、無線通信システム及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、フェムト基地局、フェムト基地局の動作モードが省電力モードと通常モードとの間で効率的に切り替わるようにする無線通信ネットワークにおける省電力調整ノードに関する。
近年、「フェムト基地局（フェムト−ＢＳ）」と呼ばれる家庭／宅内基地局は、特に遠隔地及び住宅における移動電話等のユーザ機器（ＵＥ）の限られた受電レベルに関する問題に対する解決策として提案される。フェムト−ＢＳは、マクロ基地局（マクロ−ＢＳ）により提供されたマクロセルをロードせずに最速のユーザデータ転送速度で家庭内移動性を提供するフェムトセルと呼ばれるサービスエリアを生成する。
フェムトセルの半径は約１０ｍであり、フェムト−ＢＳは、住宅内でマクロ−ＢＳの屋内カバーエリアを提供する。住宅全体がマクロ−ＢＳのカバーエリアにある場合、フェムト−ＢＳは、ユーザ機器に対するデータ送信を更に大容量化する。
家に配置されたフェムト−ＢＳは、通常、例えばフェムト−ＢＳのユーザが寝ている夜に休止期間を有する。フェムト−ＢＳは、通常動作モードから省電力モード（ＥＳモード）になり、長い期間フェムト−ＢＳからフェムトセルに接続するＵＥへのダウンリンク（ＤＬ）送信をＯＦＦにする場合、家の電気を節約できる。フェムト−ＢＳがＥＳモードになりＤＬ送信をＯＦＦにした後、ＵＥが基地局を介して通話又はデータ送信を開始する前に一般にその基地局からのＤＬ共通チャネル（ＤＬＣＣＨ）を必要とするため、エンドユーザは、フェムト−ＢＳの機械スイッチ又は近距離通信（ＮＦＣ）を使用してＤＬ送信を手動でＯＮしなければならない。更にＵＥは、ユーザにより終夜使用されないが、ソフトウェア及びその設定を更新すること又はバックグラウンド動作としてコンテンツをダウンロードすることを要求する。
従って、ユーザ動作なしでＥＳモードから通常モードへの切り替えを可能にすることが望ましい。
本発明の第１の態様によれば、無線通信ネットワークに接続し、第１のセルを構築し、該第１のセルのカバーエリアに存在する少なくとも１つのユーザ機器に無線通信サービスを提供するように構成されるフェムト基地局が提供される。フェムト基地局は、ユーザ機器と無線通信する送信器及び受信器を備える送受信器と、コントローラとを備える。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行するか否かを判定する。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行すると判定する場合、送信器の動作を停止する。送信器の動作を停止した後に受信器がユーザ機器からマクロ基地局へのデータ送信を検出する場合、コントローラは送信器を再設定する。マクロ基地局は、無線通信サービスをユーザ機器に提供するために第１のセルよりもカバーエリアが広く且つ第１のセルを含む第２のセルを構築するように構成される。
本発明の第２の態様によれば、省電力調整ノードが第１のセルのカバーエリアに存在する少なくとも１つのユーザ機器に無線通信サービスを提供する第１のセルを構築するフェムト基地局の動作をサポートするように構成される、無線通信ネットワークにおける省電力調整ノードが提供される。省電力調整ノードは、無線通信サービスをユーザ機器に提供するために第１のセルよりもカバーエリアが広く且つ第１のセルを含む第２のセルを構築するマクロ基地局の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の設定情報を受信する受信器と、設定情報をフェムト基地局に送信する送信器とを備える。
本発明の第３の態様によれば、省電力調整ノードが第１のセルのカバーエリアに存在する少なくとも１つのユーザ機器に無線通信サービスを提供する第１のセルを生成するフェムト基地局の動作をサポートするように構成される、無線通信ネットワークにおける省電力調整ノードが提供される。省電力調整ノードは、フェムト基地局がフェムト基地局の無線送信機能が停止になる省電力モードに移行する旨の通知をフェムト基地局から受信する第１の受信器と、無線通信サービスをユーザ機器に提供するために第１のセルよりもカバーエリアが広く且つ第１のセルを含む第２のセルを構築するマクロ基地局から、マクロ基地局によってサービスされているユーザ機器の位置情報を受信する第２の受信器と、受信した位置情報に基づいてユーザ機器が第1のセルからのサービス提供を受けることが可能か否かを判定するコントローラと、ユーザ機器が第１のセルからサービス提供を受けることが可能であるとコントローラが判定した場合に、起動命令をフェムト基地局に送信する送信器と備える。
本発明の第４の態様によれば、フェムト基地局、マクロ基地局及び省電力調整ノードを含む無線通信システムが提供される。システムにおいて、フェムト基地局は、第１のセルのカバーエリアに存在する少なくとも１つのユーザ機器に無線通信サービスを提供する第１のセルを構築するように構成される。フェムト基地局は、ユーザ機器と無線通信する送信器及び受信器を備える送受信器と、省電力調整ノードと通信するネットワークインタフェースと、コントローラとを備える。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行するか否かを判定する。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行すると判定する場合、送受信器の送信器の動作を停止にする。ネットワークインタフェースは、マクロ基地局の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の設定情報を受信する。送信器の動作を停止にした後に設定情報を使用して再設定される受信器がユーザ機器からマクロ基地局へのデータ送信を検出した場合、コントローラは送信器を再設定する。システムにおいて、マクロ基地局は、無線通信サービスをユーザ機器に提供するために第１のセルよりもカバーエリアが広く且つ第１のセルを含む第２のセルを構築し、設定情報を省電力調整ノードに送信するように構成される。システムにおいて、省電力調整ノードは、マクロ基地局から設定情報を受信する受信器と、設定情報をフェムト基地局に送信する送信器とを備える。
本発明の第５の態様によれば、フェムト基地局、マクロ基地局及び省電力調整ノードを含む無線通信システムが提供される。システムにおいて、フェムト基地局は、第１のセルのカバーエリアに存在する少なくとも１つのユーザ機器に無線通信サービスを提供する第１のセルを生成するように構成される。フェムト基地局は、ユーザ機器と無線通信する送信器及び受信器を備える送受信器と、省電力調整ノードと通信するネットワークインタフェースと、コントローラとを備える。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行するか否かを判定する。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行すると判定した場合、送受信器の送信器の動作を停止にする。ネットワークインタフェースは、省電力モードに移行する旨の通知を省電力調整ノードに送信する。受信器が省電力調整ノードから起動命令を受信した場合、コントローラは送信器を再設定する。システムにおいて、マクロ基地局は、無線通信サービスをユーザ機器に提供するために第１のセルよりもカバーエリアが広く且つ第１のセルを含む第２のセルを構築し、第２のセルにおけるユーザ機器の位置情報を省電力調整ノードに送信するように構成される。システムにおいて、省電力調整ノードは、フェムト基地局から通知を受信する第１の受信器と、位置情報を受信する第２の受信器と、受信した位置情報に基づいて第２のセル内のユーザ機器が第1のセルからのサービス提供を受けることが可能か否かを判定するコントローラと、ユーザ機器が第１のセルからのサービス提供を受けることが可能であるとコントローラが判定した場合に起動命令をフェムト基地局に送信する送信器と備える。
本発明の第６の態様によれば、第１のセルのカバーエリアに存在する少なくとも１つのユーザ機器に無線通信サービスを提供する第１のセルを生成するフェムト基地局としてコンピュータを機能させるコンピュータプログラムが提供される。フェムト基地局は、ユーザ機器と無線通信する送信器及び受信器を備える送受信器と、コントローラとを備える。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行するか否かを判定する。コントローラは、フェムト基地局を省電力モードに移行すると判定した場合、送信器の動作を停止する。送信器の動作を停止した後に受信器がユーザ機器からマクロ基地局へのデータ送信を検出する場合、コントローラは送信器を再設定する。マクロ基地局は、無線通信サービスをユーザ機器に提供するために第１のセルよりもカバーエリアが広く且つ第１のセルを含む第２のセルを構築するように構成される。
図１は、本発明の例示的な一実施形態に係る無線通信ネットワークを示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係るフェムト−ＢＳ１０１を示す例示的な機能ブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係るＭＭＥ１３１を示す例示的な機能ブロック図である。 図４は、本発明の例示的な実施形態を実現するための機能構成要素を示す図である。 図５は、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードに移行する場合の本発明の例示的な実施形態に係る手順を説明するシーケンス図の一例を示す図である。 図６は、本発明の例示的な実施形態に係る手順を説明するシーケンス図の一例を示す図である。 図７は、「３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ．９．０．０」に従うＰＲＡＣＨプリアンブルの例示的な構造を示す図である。 図８は、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードから復帰する場合の本発明の例示的な実施形態に係る手順を説明するシーケンス図の別の例を示す図である。
次に、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下において説明する各実施形態は、一般的な概念からより具体的な概念までの種々の概念を理解するのに役立つ。
尚、本発明の技術的な範囲は、特許請求の範囲により規定され、以下において説明する各実施形態により制限されない。また、実施形態において説明される特徴の全ての組合せが常に本発明に不可欠であるとは限らない。
図１は、本発明の例示的な一実施形態に係る無線通信ネットワークを示す。無線通信ネットワークは、一般に第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の提案に従うネットワークである。更なる実現例の詳細に対して、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／から入手可能な３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）２３．４０１の内容が参考として本明細書に明確に取り入れられる。
図１は、ＵＥ１０２Ｂを備える複数のユーザ機器に無線通信サービスを提供するマクロセル１０３を生成するマクロ−ＢＳ１００を示す。ＵＥ１０２Ｂは、マクロセル１０３のカバーエリア内に配置される。フェムト−ＢＳ１０１は、住宅１０５に配置され、住宅内のＵＥ１０２Ａに無線通信サービス及びマクロ−ＢＳ１００を提供する。フェムト−ＢＳ１０１により生成されたフェムトセル１０４は、マクロセル１０３のカバーエリアにある。
ＵＥ１０２は、ＡＮＳＩ−１３６、ＧＳＭ（登録商標）（汎ヨーロッパデジタル移動通信システム）通信、ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）、ＥＤＧＥ（ＧＳＭ拡張向け高速データレート）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）及びＵＭＴＳ（ユニバーサル移動通信システム）等の無線通信プロトコルに従って無線通信リンクを介して他のＵＥと通信するユーザ機器である。ＵＥ１０２は、移動通信ネットワークを介して通信する移動電話又は他のポータブル通信デバイスであってもよい。
マクロ−ＢＳ１００は、システムアーキテクチャエボリューションゲートウェイ（ＳＡＥ ＧＷ）１２０及びモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１３１に接続する。フェムト−ＢＳ１０１は、ブロードバンドアクセスネットワーク１４０又は専用回線を介してＳＡＥ ＧＷ１２０及びＭＭＥ１３１に接続する。ＳＡＥ ＧＷ１２０は、サービングゲートウェイ（サービングＧＷ）１２１及びパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ ＧＷ）１２２を含む。ＭＭＥは、本発明に係る省電力調整ノードとして機能する。ＭＭＥはＨＳＳ１３２に接続する。ＨＳＳは、ＵＥ１０２の加入者情報及びフェムト−ＢＳ１０１に関する情報を管理するデータベースである。コアネットワークの詳細な構造は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）及びシステムアーキテクチャエボリューション（ＳＡＥ）の提案に対応する。実際には、更なる実現例の詳細に対して、３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）２３．４０１の内容が使用可能である。
図２は、本発明の実施形態に係るフェムト−ＢＳ１０１を示す例示的な機能ブロック図である。フェムト−ＢＳ１０１は、コアネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）２０１、ベースバンド（ＢＢ）送受信器２０２、無線周波数（ＲＦ）送受信器２０３、コントローラ２０４及同期ユニット２０５を備える。コアネットワークインタフェース２０１は、ＳＡＥ ＧＷ１２０及びＭＭＥ１３１を含む無線通信システムのコアネットワークと通信するインタフェースである。ＢＢ送受信器は、ベースバンド送信器２０２Ａ及びベースバンド受信器２０２Ｂを含む。ベースバンド送信器２０２Ａは、ＲＦフレームにおいて送信されるダウンリンクデータ及びタイミング情報を符号化することを含む処理を実行し、処理結果をＲＦ送信器２０３Ａに提供する。ベースバンド受信器２０２Ｂは、ＲＦ受信器２０３Ｂからアップリンクデータを受信し、それらを復号化してコアネットワークインタフェース２０１に提供する。ベースバンド受信器２０２Ｂは、復号化アップリンクデータがＵＥ１０２Ａから送信された物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）プリアンブルであるか否かをチェックする。復号化アップリンクデータがＵＥ１０２Ａから送信された物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）プリアンブルである場合、ベースバンド受信器は、ＰＲＡＣＨプリアンブルが検出されることをコントローラ２０４に通知する。
ＲＦ送信器２０３Ａは、ベースバンド送信器２０２Ａからデータを受信し、Ｄ／Ａ変換、周波数変換及び増幅を含む処理を実行する。ＲＦ送信器２０３Ａは、処理結果をＵＥ１０２に無線送信する。ＲＦ受信器２０３Ｂは、ＵＥ１０２からアップリンクデータを受信し、Ａ／Ｄ変換、周波数変換及び増幅を含む処理を実行する。ＲＦ受信器２０３Ｂは、処理結果をベースバンド受信器２０２Ｂに送信する。
コアネットワークＩ／Ｆ２０１は、ＳＡＥ ＧＷ１２０又はＭＭＥ１３１からダウンリンクデータを受信し、ダウンリンクデータへのプロトコル変換を実行し、変換結果をベースバンド送信器２０２Ａに提供する。コアネットワークＩ／Ｆ２０１は、ベースバンド受信器２０２Ｂからアップリンクデータを更に受信し、プロトコル変換後にアップリンクデータをＳＡＥ ＧＷ１２０又はＭＭＥ１３１に送信する。コアネットワークＩ／Ｆ２０１は、基地局に対する制御信号を受信する場合、プロトコル変換後に制御信号をコントローラ２０４に提供する。コアネットワークＩ／Ｆ２０１は、制御信号に対する応答をコントローラ２０４からコアネットワークに転送する。
コントローラ２０４は、コアネットワークから受信した制御信号に従って、コアネットワークＩ／Ｆ２０１、ＢＢ送受信器２０２、ＲＦ送受信器２０３及び同期ユニット２０５の動作を制御する。本発明の例示的な実施形態によれば、コントローラ２０４は、省電力モード（ＥＳモード）及び通常モードを含むフェムト−ＢＳ１０１の動作モードを制御する。通常モードからＥＳモードにシフトするために、コントローラ２０４は、動作を停止するようにベースバンド送信器２０２Ａ及びＲＦ送信器２０３Ａに命令する。ＥＳモード中、ベースバンド受信器２０２ＢがＵＥ１０２ＡからＰＲＡＣＨプリアンブルを検出し、その検出をコントローラ２０４に通知する場合、コントローラ２０４は、ＥＳモードから通常モードにシフトする動作を再起動するようにベースバンド送信器２０２Ａ及びＲＦ送信器２０３Ａを再設定する。
同期ユニット２０５は、コアネットワークＩ／Ｆ２０１、ＢＢ送受信器２０２、ＲＦ送受信器２０３及びコントローラ２０４におけるそれぞれの動作に対する基準信号としてクロック信号を作成する。同期ユニットは、フェムト−ＢＳ１０１の内部クロックを外部クロック、例えばコアネットワーク又はＧＰＳのクロックに同期する。同期ユニット２０５は、システムフレーム番号（ＳＦＮ）生成器２０６を備える。ＳＦＮ生成器２０６は、ＵＥ１０２と通信するために使用されるフレームを生成するタイミングを管理する。フレームにはそれぞれシステムフレーム番号が割り当てられる。
図３は、本発明の実施形態に係るＭＭＥ１３１を示す例示的な機能ブロック図である。ＭＭＥ１３１は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェース３０１、コントローラ３０２及びデータベース３０３を含む。Ｓ１−ＭＭＥインタフェース３０１は、ブロードバンドアクセスネットワーク１４０を介してフェムト−ＢＳ１０１と通信し且つマクロ−ＢＳ１００と通信するインタフェースである。Ｓ１−ＭＭＥは、専用回線を介してフェムト−ＢＳ１０１とインタフェースする（３０１）。コントローラ３０２は、ＭＭＥ１３１の動作を制御し、本発明の実施形態に係る処理を実行する。更に詳細には、インタフェースの構造は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＬＴＥ／ＳＡＥの提案に対応する。実際には、更なる実現例の詳細に対して、３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）２３．４０１の内容が使用可能である。データベース３０３は、本発明の実施形態のためにＨＳＳ１３２に格納された情報のうちの一部又は全てを格納してもよい。
図４は、本発明の例示的な実施形態を実現するための機能構成要素を示す。省電力（ＥＳ）コーディネータ４０１は、省電力（ＥＳ）エージェント４０２〜４０４と通信する。ＥＳコーディネータ４０１は、マクロ−ＢＳ１００のうちのいずれか１つのセル範囲にあり、且つそれぞれのフェムト−ＢＳ１０１のステータスがＥＳモードであるフェムト−ＢＳ１０１に関する情報を管理するためにデータベース４０５を使用する。フェムト−ＢＳ１０１を範囲に含むマクロ−ＢＳ１００を識別するために使用された情報は、伝播遅延（ＰＤ）を測定し且つ／あるいは算出することでオペレータ又はエンドユーザによりＥＳコーディネータ４０１に提供されてもよい。本発明の一実施形態によれば、ＥＳコーディネータ４０１は、マクロ−ＢＳ１００とフェムト−ＢＳ１０１との間で共有される必要があるＰＲＡＣＨ設定に関連する情報を更に管理する。ＥＳエージェント４０２は、ハードウェアをＥＳモードにし、ハードウェアを自律的に又はＥＳコーディネータ４０１からの命令で起動する。本発明の例示的な実施形態において、図４に示されたシステムは、図１に示されたＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）に適用されてよい。それに応じて、ＥＳコーディネータ４０１は省電力調整ノードとしてＭＭＥ１３１に配置され、データベース４０５はＨＳＳ１３２に配置される。ＭＭＥ１３１は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェース３０１を介してフェムト−ＢＳ１０１においてＥＳエージェントと対話する。ＥＳコーディネータ４０１は、マクロ−ＢＳ１００に更に配置されてもよく、Ｘ２インタフェースを介してＥＳエージェントと通話してもよい。
図５は、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードに移行する場合の本発明の例示的な実施形態に係る手順を説明するシーケンス図の一例を示す。
Ｓ５０１において、マクロ−ＢＳ１００は、マクロ−ＢＳ１００のＰＲＡＣＨ設定情報を含む設定情報及びフェムト−ＢＳ１０１がＰＲＡＣＨ受信器ウィンドウタイミングを算出するために必要なＳＦＮタイミング情報をＥＳコーディネータ４０１であるＭＭＥ１３１に送信する。
Ｓ５０２において、フェムト−ＢＳ１０１は、ＭＭＥ１３１から設定情報を受信する。受信した設定情報は以下の要素を含む。
・マクロ−ＢＳ１００におけるＰＲＡＣＨの設定。マクロ−ＢＳ１００は、再起動の度にＰＲＡＣＨ設定を生成し、ＭＭＥ１３１に通知する。ＥＳコーディネータ４０１であるＭＭＥ１３１は、通知された最新の値でＨＳＳ１３２を更新する。ＰＲＡＣＨ設定情報は、テーブル５．７．１−１に従うＰＲＡＣＨのプリアンブルフォーマットのインデックス情報及びテーブル５．７．１−２に従うＰＲＡＣＨ設定インデックスを含む。テーブルは、「３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ．９．０．０、５．７物理ランダムアクセスチャネル、５．７．１時間及び周波数構造」において規定される。ＰＲＡＣＨ設定情報は、可能なシーケンスの集合を識別するための情報を更に含む。そのシーケンスから、ＵＥ１０２Ａは、ルートＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスを生成するために使用される論理インデックスであるＲＡＣＨ＿ＲＯＯＴ＿ＳＥＱＵＥＮＣＥ、ＺＣシーケンスにおいてシフト量ＮＣＳを判定するために使用されたインデックスであるＮＣＳ設定、限られたグループ内でＰＲＡＣＨプリアンブルを選択するか否かを規定する高速フラグを含むＰＲＡＣＨプリアンブルのコンテンツを選択する。マクロ−ＢＳ１００において使用された周波数情報は、設定情報に更に含まれてもよい。
・マクロ−ＢＳ１００において使用されたフレームのシステムフレーム番号（ＳＦＮ）がゼロになる場合のＳＦＮタイミング情報（Ｔ０）。ＳＦＮタイミング情報は、フェムト−ＢＳ１０１においてＥＳモード中に、コントローラ２０４によりＰＲＡＣＨ受信ウィンドウを設定するためにインデックス情報と共に使用され、ＵＥ１０２Ａからマクロ−ＢＳ１００に送信されたＰＲＡＣＨプリアンブルを受信するためにＳＦＮ生成器２０６と共に使用される。
・マクロ−ＢＳ１００とフェムト−ＢＳ１０１との間の伝播遅延（ＰＤ）。ＰＤ情報をＭＭＥ１３１に提供する１つの方法として、ネットワークオペレータは、フェムト−ＢＳ１０１の所有者の住所情報に従って地図上のマクロ−ＢＳ１００とフェムト−ＢＳ１０１との間の距離に基づいて伝播遅延を算出する。別の方法は、フェムト−ＢＳ１０１がＵＥ１０２Ａに対応する場合に予めＵＥ１０２Ａとマクロ−ＢＳ１００との間の伝播遅延を測定し、フェムト−ＢＳ１０１とＵＥ１０２Ａとの間の距離がＵＥ１０２Ａとマクロ−ＢＳ１００との間の距離に対して無視されてよいため、測定した伝播遅延をＰＤ情報として使用する方法である。Ｓ５０３において、フェムト−ＢＳ１０１のコントローラ２０４は、監視された自身の使用に基づいて又はコアネットワークからの命令により、ＥＳモードに移行するかを自律的に判定する。例えば、ある特定の期間フェムト−ＢＳ１０１を使用するユーザがいない場合、フェムト−ＢＳ１０１のコントローラ２０４はＥＳモードに移行する。期間は、その日の時間、フェムト−ＢＳ１０１が習得した使用統計又はネットワーク側から提供された使用統計、ＩＭＳプレゼンスのようなユーザ関連情報及びフェムト−ＢＳ１０１の近傍のセンサデータよって変動する。期間はゼロであってもよく、これは、最後のＵＥ１０２Ａが無線ベアラをフェムト−ＢＳ１０１に対してリリースした直後にフェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードに移行することを意味する。ＥＳコーディネータ４０１は、フェムト−ＢＳ１０１が考慮するＵＥのアクティブセル及び場所等の情報を提供する。挙動は、設定ファイルにおけるユーザの好みを考慮する。
Ｓ５０４において、コントローラ２０４は、ＥＳモードに移行することを決定する場合、ＵＥ１０２Ａへのダウンリンク送信をＯＦＦにするために動作を停止するようにベースバンド送信器２０２Ａ及びＲＦ送信器２０３Ａに命令する。
Ｓ５０５において、コントローラ２０４は、ベースバンド受信器２０２Ｂを含むＰＲＡＣＨ受信ユニット、並びにＳ５０２でＭＭＥ１３１からダウンロードした設定情報を使用するＲＦ受信器２０３Ｂ及びＳＦＮ生成器２０６を再設定する。
再設定中、コントローラ２０４は、時間情報（Ｔ０）を使用してマクロ−ＢＳ１００とフェムト−ＢＳ１０１との間の伝播遅延（ＰＤ）を再起動するようにＳＦＮ生成器２０６を再設定する。例えば、ＳＦＮサイクルが４０９６個のフレームを含み、単一のフレームの大きさが１０ｍｓであり、Ｔ０が１２：３４：００：０００．５６７であり、ＰＤが０．０１ｍｓであり、現在時刻が１２：４４：００：０００．８９０である場合、ＳＦＮ生成器２０６の再起動時間（ＲＴ）は以下のように算出される。
ＲＴ＝１２：３４：００：０００．５６７＋４０９６＊１０ｍｓ＊Ｎ−０．０１ｍｓ
本明細書において、Ｎは、ＲＴを１２：４４：００：０００．８９０より大きくする最小の整数である。
次に、コントローラは、ＭＭＥ１３１から受信したＰＲＡＣＨ設定インデックス及びプリアンブルフォーマットのインデックスに基づいてシステムフレーム番号及びサブフレーム番号を設計することでＰＲＡＣＨ受信ウィンドウを設定する。例えば、「３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ．９．０．０」において規定されたテーブル５．７．１−２に従ってＰＲＡＣＨ設定インデックスが「１５」であり、プリアンブルフォーマットのインデックスが「０」である場合、システムフレーム番号は「偶数」に設定され、サブフレーム番号は「９」に設定される。サブフレーム番号は、ＰＲＡＣＨプリアンブルの先頭フレームの番号として設定され、ＰＲＡＣＨ受信ウィンドウの長さは、設計されたプリアンブルフォーマットに依存して０．８ｍｓ又は１．６ｍｓとして設定される。ＬＴＥシステムにおいて、単一のシステムフレームは、各々が１ｍｓのフレーム長を有する１０個のサブフレームを含む。コントローラ２０４は、ＰＲＡＣＨ受信ウィンドウをベースバンド受信器２０２Ｂに設定し、マクロ−ＢＳ１００において使用された受信周波数をＲＦ受信器２０３Ｂに設定する。
ここで、ＵＥ１０２Ａとフェムト−ＢＳ１０１との間の距離が非常に短いため、ＵＥ１０２Ａからフェムト−ＢＳ１０１への伝播遅延（ＰＤ）はゼロであると考えられる。光速がｃ＝３＊１０＾８ｍ／ｓであり、フェムトセル１０４のセル半径が１２ｍであり、ＵＥ１０２Ａが境界にある（すなわち、距離（ｂ）＝１２ｍ）と仮定すると、伝播遅延は、ＰＤ＝１２／（３＊１０＾８）＝４＊１０＾（−８）＝０．０４ｕｓである。一方、ＬＴＥにおけるＵＬサンプリングレートはｆｓ＝３０．７２ＭＨｚであり、ＯＦＤＭサブキャリア間隔はＦＦＴサイズ２０４８で１５ｋＨｚである。１つのサンプルの持続期間Ｔｓ＝１／ｆｓ＝〜０．０３ｕｓ。従って、フェムト−ＢＳ１０１が時間領域においてマクロ−ＢＳ１００の受信ウィンドウより早くマクロ−ＢＳとフェムト−ＢＳとの間の伝播遅延（ＰＤ）により受信ウィンドウを置く場合、フェムト−ＢＳ１０１は、ＵＥ１０２Ａからマクロ−ＢＳ１００に送出されたＰＲＡＣＨプリアンブルを受信する。ここで、受信ウィンドウの開始からのプリアンブルの遅延を時間差と呼び、時間差は、マクロ−ＢＳとフェムト−ＢＳとの間と同一となる。
Ｓ５０５において、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードから復帰する場合、コントローラは、ＳＦＮ生成器２０６に対する元のＳＦＮタイミング情報を含むＰＲＡＣＨ受信ユニットの元の設定を格納する。
Ｓ５０６において、フェムトセル１０４に接続するＵＥ１０２Ａは、フェムト−ＢＳ１０１へのダウンリンク同期を損失する。Ｓ５０７において、ダウンリンク送信がＳ５０４で休止されているため、ＵＥ１０２Ａは、セル探索を実行し、マクロ−ＢＳ１００のマクロセル１０３に接続する。
図６は、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードから復帰する場合の本発明の例示的な実施形態に係る手順を説明するシーケンス図の別の一例を示す。フェムトセル１０４のカバーエリア内のＵＥ１０２Ａは、発呼するかあるいはデータ接続を確立しようとする場合、マクロ−ＢＳ１００を用いてランダムアクセス手順を実行する。ＵＥ１０２Ａは、ＰＲＡＣＨプリアンブルと呼ばれる短い信号を送信し、手順を開始する。フェムト−ＢＳ１０１の再設定されたＰＲＡＣＨ受信ユニットは、ＰＲＡＣＨプリアンブルを検出しようとする。
Ｓ６０１において、マクロ−ＢＳ１００は、例えばＰＢＣＨ及び／又はＰＤＳＣＨの物理チャネルを含むダウンリンク共通信号をＵＥ１０２Ａに送信する。ＵＥ１０２Ａは、発呼する等のマクロ−ＢＳ１００にアクセスする必要がある場合、ダウンリンク共通チャネルを復号化し、ＰＲＡＣＨに対して必要なパラメータを取得し、Ｓ６０２でＰＲＡＣＨプリアンブルをマクロ−ＢＳ１００に送信する。これらのステップは、それぞれの３ＧＰＰ規格において規定された手順に対応する。
Ｓ６０２において、ＰＲＡＣＨプリアンブルがマクロ−ＢＳ１００のＰＲＡＣＨ設定に従って設計されたシステムフレーム及びサブフレームを介して送信されるため、フェムト−ＢＳ１０１は、ＰＲＡＣＨ受信ウィンドウを使用してＰＲＡＣＨプリアンブルを検出する。ベースバンド受信器２０２Ｂは、アップリンクデータを復号化し、復号化アップリンクデータがＵＥ１０２ＡからのＰＲＡＣＨプリアンブルであるか否かをチェックする。ベースバンド受信器２０２Ｂは、ＦＦＴを使用してＰＲＡＣＨ受信ウィンドウにおいて時間領域表現として解釈された復号化アップリンクデータを周波数領域表現に変換する。周波数領域において受信した信号を表すＦＦＴの出力は、ルートＺＣシーケンスの複素共役周波数領域表現と乗算され、その結果はＩＦＦＴを介して供給される。ＩＦＦＴ出力を観察することにより、適用されている６４個のＺＣルートシーケンスのシフト及びその遅延を検出することが可能である。基本的に、間隔ＮｉにおけるＩＦＦＴ出力のピークは、９番目の循環シフトされたシーケンスに対応し、遅延は、間隔内のピークの位置により与えられる。復号化アップリンクデータを６４個のＺＣシーケンスのうちのいずれか１つとして識別する場合、ベースバンド受信器２０２Ｂは、ＰＲＡＣＨプリアンブルが検出されることをコントローラ２０４に通知する。更にフェムト−ＢＳ１０１は、ＰＲＡＣＨ受信ウィンドウにおいて検出されたピークの位置を見ることにより、ＰＲＡＣＨプリアンブルがフェムトセル１０４内のＵＥ１０２Ａから送出されるかをチェックする。ＰＲＡＣＨプリアンブルがフェムトセル１０４のカバーエリア外からのものであると判定される場合、フェムト−ＢＳ１０１は、受信したＰＲＡＣＨプリアンブルを無視し、ＥＳモードのままである。ＵＥ１０２がフェムトセル１０４のカバーエリア外であるかを判定するため、ベースバンド受信器は、ＰＲＡＣＨプリアンブルの受信タイミングとＰＲＡＣＨ受信ウィンドウの開始点との時間差をチェックする。時間差が所定の閾値を上回る場合、ＵＥ１０２がフェムトセル１０４の外側に位置すると判定される。３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）３６．２１４において規定された測定値、すなわち「５．２．４タイミングアドバンス」及び「５．２．５ ｅＮＢ Ｒｘ−Ｔｘ時間差」は、時間差を測定するために利用される。フェムト−ＢＳ１０１がＰＲＡＣＨプリアンブルを検出する場合、検出されたピークの電力情報は、判定精度を高めるためにＰＲＡＣＨ受信ウィンドウの開始に対して測定されたＰＲＡＣＨプリアンブルの時間差と共に利用される。３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１３、６．１節に従って、マクロ−ＢＳが目標電力だけプリアンブルを受信する（ＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＲＥＣＥＩＶＥＤ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＰＯＷＥＲ）ように、ＵＥは、ダウンリンク経路損失推定値を目標電力に加算することでＰＲＡＣＨプリアンブルの初期電力を算出する。マクロ−ＢＳ１００とフェムト−ＢＳ１０１との間の距離が予めＥＳコーディネータ４０１によりフェムト−ＢＳ１０１に提供されるため、フェムト−ＢＳ１０１の近傍のＵＥ１０２Ａからマクロ−ＢＳ１００への経路損失は、フェムト−ＢＳ１０１により推定される。マクロ−ＢＳ１００におけるＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＲＥＣＥＩＶＥＤ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＰＯＷＥＲをフェムト−ＢＳ１０１に通知することにより、フェムト−ＢＳ１０１は、ＵＥ１０２ＡにおいてＰＲＡＣＨプリアンブルの初期送信電力を推定する。推定されたＵＥの初期送信電力からフェムト−ＢＳ１０１により受信されたＰＲＡＣＨプリアンブル電力の差が事前定義された閾値を上回る場合、フェムト−ＢＳは、ＵＥ１０２Ａがそのセルの範囲外にあるとみなす。
ＥＳモードを効率的にするため、フェムト−ＢＳ１０１は、ＥＳモードになった後で所定の期間（例えば、５分）内にＰＲＡＣＨプリアンブルを検出する場合、その検出を無視し、送信器２０２Ａ及び２０３Ａを再設定しない。
Ｓ６０３において、マクロ−ＢＳ１００は、ＰＲＡＣＨプリアンブルに応答してＬ１ ＡＣＫをＵＥ１０２Ａに送信する。Ｓ６０４において、フェムト−ＢＳ１０１はＥＳモードから復帰する。コントローラ２０４は、ＰＲＡＣＨ受信ユニットにおいて元の設定を復元し、ＤＬ送信を再開するようにベースバンド送信器２０２Ａ及びＲＦ送信器２０３Ａの再設定を含む。
Ｓ６０５において、ベアラは、マクロ−ＢＳ１００とＵＥ１０２Ａとの間で設定される。Ｓ６０６において、フェムト−ＢＳ１０１はダウンリンク送信を再起動する。ＤＬ送信の再起動に応答して、ＵＥ１０２Ａは、ＤＬ信号を検出する場合、Ｓ６０７でＤＬ信号の強度及び品質を測定し、マクロ−ＢＳ１００からフェムト−ＢＳ１０１へのハンドオーバを実行するかを判定する。ＵＥ１０２Ａは、フェムト−ＢＳ１０１からのＤＬ信号がマクロ−ＢＳ１００からのＤＬ信号より適切であると判定する場合、Ｓ６０８でハンドオーバを実行する。
尚、ＰＲＡＣＨプリアンブルを使用するランダムアクセス手順は、ユーザが発呼する場合だけでなく、ＵＥ１０２Ａがネットワークによりページングされる場合にも実行される。従って、ＥＳモードのフェムト−ＢＳ１０１は、着呼試行時に起動するようにページングチャネルを監視する必要はない。
図７は、「３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ．９．０．０」に従うＰＲＡＣＨプリアンブルの例示的な構造を示す。ＰＲＡＣＨプリアンブル７００は、選択されたプリアンブルフォーマットに従って１ｍｓ、２ｍｓ又は３ｍｓの長さを有し、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）部分７０１及びシーケンス部分７０２を含む２つの部分から構成される。シーケンス部分７０２は、「３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ．９．０．０、５．７物理ランダムアクセスチャネル、５．７．２プリアンブルシーケンス生成」において規定されたテーブル５．７．２−２に従ってＮＣＳを使用してシフトされるルートＺＣシーケンスを含む。ＰＲＡＣＨプリアンブルの生成方法の更なる詳細が「３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ．９．０．０、５．７物理ランダムアクセスチャネル、５．７．２プリアンブルシーケンス生成」において更に説明されるため、それらの説明は本実施形態において省略される。
上記において、本発明がＬＴＥシステムに適用される場合に本発明の実施形態を説明する。この種の適応例において、ＰＲＡＣＨプリアンブルに関する時間及び周波数の情報は、ＵＥ１０２に同報通信される。ランダムアクセスを実行したいＵＥ１０２は、特定の時間−周波数リソース内でプリアンブルシーケンスを送出する。プリアンブルシーケンスは、更に同報通信される６４個のシーケンスの集合から無作為に選択される。
本発明はＷ−ＣＤＭＡシステムに適用される。３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１３ ４．３３節によれば、Ｗ−ＣＤＭＡにおけるＰＲＡＣＨプリアンブルは、４０９６のチップ長になる署名の１６個の記号の２５６回の繰返しにより作成される。ＵＥは１６個の署名から選択できる。プリアンブルはスクランブリングコードによりスクランブルされる。１６個のコードの５１２個のグループにグループ化される８１９２個のプリアンブルスクランブリングコードがある。１つのグループは、セルに割り当てられ、セルにおいてＵＥ１０２に同報通信される。ＵＥ１０２は、ＰＲＡＣＨ手順を開始する場合、グループにおいて１６個のコードのうちの１つを選択する。従って、ＵＥ１０２が選択するために１６個の署名及び１６個のスクランブリングコードから２５６個の組合せがある。ＵＥ１０２は、１２個のＰＲＡＣＨサブチャネルのうちの１つを選択し、選択したサブチャネル上にＰＲＡＣＨプリアンブルを送出する。３ＧＰＰ ＴＳ２５．２１１ ７節によれば、ＲＡＣＨサブチャネルのタイミングは、ダウンリンクにおいてＡＩＣＨアクセススロットからの一定のオフセットにより規定される。ＡＩＣＨアクセススロットは、ＳＦＮタイミングに割り当てられるＰＣＣＰＣＨタイミングに割り当てられる。従って、フェムト−ＢＳ１０１は、マクロセル１０３とフェムトセル１０４との間の伝播遅延を利用してＳＦＮタイミングをマクロセルにおけるタイミングのうちの１つに割り当てる必要がある。従って、ＥＳコーディネータ４０１は、マクロ−ＢＳ１００のＰＲＡＣＨ設定として少なくとも以下のパラメータをフェムト−ＢＳ１０１に提供しなければならない。
・マクロセルの周波数情報及びＳＦＮタイミング情報
・フェムトセル１０４からマクロセル１０３への伝播遅延（ＰＤ）
・マクロセルにおけるＰＲＡＣＨプリアンブルに対するスクランブリングコードグループ
本発明の実施形態において、ＥＳモードからフェムト−ＢＳ１０１をリリースするトリガは、受信したＰＲＡＣＨプリアンブルに制限されない。本発明の別の実施形態において、フェムト−ＢＳ１０１は、ネットワークからの起動命令に応答してＥＳモードから復帰する。本実施形態において、ＵＥ１０２Ａがフェムトセル１０４のカバーエリア内にあると思われる場合、ＥＳコーディネータ４０１であるＭＭＥ１３１は、マクロ−ＢＳ１００を介してマクロ−ＢＳ１００にアクセスしようとするＵＥ１０２Ａの場所を検出し、フェムト−ＢＳ１０１を起動する。位置情報に加え、ＵＥ１０２Ａの識別番号は、ＵＥ１０２Ａが起動したいフェムト−ＢＳを判定するために利用される。
第１の実施形態と同様に、どのフェムト−ＢＳがどのマクロ−ＢＳのセル範囲にあるかに関する情報は、予めデータベースに提供される必要がある。また、どのＵＥ１０２がどのフェムト−ＢＳを使用する権利を有するかに関する情報は、データベースに提供される。
本実施形態において、フェムト−ＢＳ１０１は、ＥＳモードに移行する場合、ネットワークからＰＲＡＣＨ設定情報を取得し、ＰＲＡＣＨ受信ユニットを再設定する必要はない。フェムト−ＢＳ１０１は、接続されたＵＥ１０２Ａに対するダウンリンク送信を単にＯＦＦにする。フェムト−ＢＳ１０１は、ＥＳモードに遷移することをＥＳコーディネータ４０１に通知する。ＥＳモードに移行する可能な条件は、図５のＳ５０３と関連付けて上述した条件と同一であってもよい。
ＵＥ１０２Ａが結合されたマクロ−ＢＳ１００を介してランダムアクセス手順を実行する場合、ＥＳコーディネータ４０１は、ＵＥ１０２Ａの場所に基づいて及び必要に応じてＵＥ１０２Ａの識別番号を使用してフェムト−ＢＳ１０１をルックアップする。ルックアップされたフェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードである場合、ネットワークは、フェムト−ＢＳ１０１を起動するために信号を送出する。ＥＳコーディネータ４０１は、フェムト−ＢＳ間のハンドオーバに対して準備されるフェムト−ＢＳ１０１の起動とほぼ同時に他のフェムト−ＢＳを起動する。
図８は、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードから復帰する場合の本発明の例示的な実施形態に係る手順を説明するシーケンス図の別の例を示す。
Ｓ８０１において、フェムト−ＢＳ１０１は、フェムト−ＢＳ１０１のコントローラ２０４による判定結果に基づいてＥＳモードに移行する。コントローラ２０４は、ＵＥ１０２Ａに対するダウンリンク送信をＯＦＦにするために動作を停止するようにＲＦ送信器２０３Ａ及び必要に応じてベースバンド送信器２０２Ａに命令する。
Ｓ８０２において、フェムト−ＢＳ１０１は、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードになったことをＥＳコーディネータ４０１であるＭＭＥ１３１に通知する。Ｓ８０３において、マクロ−ＢＳにアクセスする必要があるＵＥ１０２Ａは、ＰＲＡＣＨプリアンブルをマクロ−ＢＳ１００に送信する。ＰＲＡＣＨプリアンブル送信に応答して、マクロ−ＢＳ１００はＬ１ ＡＣＫをＵＥ１０２Ａに送信し、ベアラは、マクロ−ＢＳ１００とＵＥ１０２Ａとの間で設定される。
Ｓ８０４において、マクロ−ＢＳ１００はＵＥ１０２Ａの位置を測定する。測定は、ＵＥ１０２Ａにおいて受信したＧＰＳ座標情報を使用して実行され、ＵＥ１０２Ａからマクロ−ＢＳ１００に転送される。マクロ−ＢＳは、マクロ−ＢＳ１００とＵＥ１０２Ａとの間のラウンドトリップ時間を使用する。
Ｓ８０５において、マクロ−ＢＳ１００は、ＵＥ１０２Ａの位置情報及び識別番号をＭＭＥ１３１に通知する。本実施形態において、ＵＥの識別番号は、ＭＳ−ＩＳＤＮ（移動加入者統合サービスデジタル網番号）、ＩＭＥＩ（国際移動体装置識別番号）、ＩＭＳＩ（国際移動加入者識別番号）又はＲＮＴＩ（無線ネットワーク一時識別子）であるが、それに限定されない。Ｓ８０６において、ＭＭＥ１３１は、ＵＥ１０２Ａに対応できるフェムト−ＢＳ１０１に関する情報をＨＳＳ１３２から検索し、そのＵＥ１０２Ａの位置情報及び識別番号は、マクロ−ＢＳ１００から通知されている。ＨＳＳ１３２は、それぞれのフェムト−ＢＳを管理するテーブルを格納する。テーブルは、それぞれのフェムト−ＢＳを対応するフェムト−ＢＳを使用できるＵＥの識別番号と関連付けることにより、ＵＥ１０２からのフェムト−ＢＳへのアクセシビリティを管理する。例えば、図１のフェムト−ＢＳ１０１は、テーブルにおいてＵＥ１０２Ａと関連付けられる一方でＵＥ１０２Ｂとは関連付けられない。テーブルは、それぞれのフェムト−ＢＳの位置情報及びフェムトセルのセル半径を更に管理する。Ｓ８０６において、ＵＥの識別番号がフェムト−ＢＳの情報と関連付けられるため、ＭＭＥ１３１は、ＵＥの識別番号を使用してマクロ−ＢＳが通知したＵＥ１０２に関連するフェムト−ＢＳに関する情報をＨＳＳ１３２のテーブルから検索する。別の実施形態において、ＨＳＳ１３２のテーブルは、ＭＭＥ１３１のデータベース３０３又は独立したデータベースに格納される。
Ｓ８０７において、ＭＭＥ１３１は、フェムト−ＢＳ１０１がＵＥ１０２Ａの位置情報、ＨＳＳ１３２から検索されたフェムト−ＢＳ１０１の位置情報及びフェムトセルのセル半径に基づいてマクロ−ＢＳ１００から通知されたＵＥ１０２Ａに適するかを判定する。ＵＥ１０２がフェムト−ＢＳ１０１のカバーエリア内に配置される場合、ＭＭＥ１３１は、Ｓ８０８で起動命令をフェムト−ＢＳに送出する。しかし、ＥＳモードを効率的にするため、起動命令を送出する条件を満たす場合であっても、Ｓ８０２でフェムト−ＢＳ１０１から通知を受信してから所定の期間（例えば、５分）が経過していない場合、ＭＭＥ１３１は起動命令を送出しない。
Ｓ８０９において、ＭＭＥ１３１からの起動命令に応答して、フェムト−ＢＳ１０１は、ＤＬ送信を再起動するようにＲＦ送信器２０３Ａを再設定するコントローラ２０４によりＥＳモードから復帰する。
上記において、ＧＰＳ座標は、Ｓ８０４でマクロ−ＢＳ１００にアクセスするＵＥ１０２の位置情報として使用されるが、ＵＥ１０２が屋根の下に常駐する場合、ＧＰＳ座標に基づく位置情報の精度は十分でない。一方、Ｓ８０６において、ＵＥ１０２の識別番号情報は、フェムト−ＢＳ１０１がＥＳモードから起動すべきであるかを判定するための基準として使用される。
従って、以下の更なる実施形態は、上述した２つの実施形態の組合せに基づいて使用可能である。更なる本実施形態において、フェムト−ＢＳ１０１は、図５のＳ５０１〜Ｓ５０７に従ってＥＳモードになり、ＥＳモードに移行することをＥＳコーディネータであるＭＭＥ１３１に通知する。ＵＥ１０２により送信されたＰＲＡＣＨプリアンブル（Ｓ６０２）は、図６と関連付けて上述したのと同一の方法でフェムト−ＢＳ１０１により検出される。しかし、フェムト−ＢＳ１０１は、Ｓ６０４を実行する前にタイマを開始する。Ｓ６０２において、ＰＲＡＣＨプリアンブルは、図８のＳ８０３〜Ｓ８０７に後続して更にマクロ−ＢＳ１００により検出される。ＭＭＥ１３１は、Ｓ８０７でＰＲＡＣＨプリアンブルを送出したＵＥ１０２がフェムト−ＢＳ１０１にアクセスできると判定した後、Ｓ８０８で起動命令をフェムト−ＢＳに送信する。
その後、フェムト−ＢＳ１０１は、ＰＲＡＣＨプリアンブルが更にフェムト−ＢＳ１０１において検出されたことを考慮することでＥＳモードから復帰するかを最終的に判断する。フェムト−ＢＳ１０１のコントローラ２０４が起動すること決心する場合、ステップＳ６０４以降のステップが継続する。コントローラ２０４起動しないことを決心するか、あるいは起動命令を受信する前にタイマの時間が経過した場合、フェムト−ＢＳ１０１はＥＳモードのままである。
上述の実施形態によれば、本発明は、ＤＬ送信をＯＦＦにすることでフェムト−ＢＳにおけるエネルギー消費量を減少する。これにより、フェムト−ＢＳとそれに近傍する他のＢＳ及び／又は他の機器との間の干渉を減少する。本発明は、フェムト−ＢＳのエネルギー消費量を減少するためにエンドユーザによる余分な動作を一切必要とせず、各実施形態に係るＥＳモードからの自律復帰機能のおかげでソフトウェア及び設定の更新、並びにＵＥへのコンテンツダウンロード等のバックグラウンド動作に影響を及ぼさない。
フェムト−ＢＳは、例えば近傍のＵＥの数及びフェムト−ＢＳが配置される無線条件、並びに正規ユーザが既知である個人専用使用であるか又は未知のＵＥがアクセスする可能性のある公共使用であるか等の他の条件の環境に依存して、上述の実施形態のうちのいずれか１つを実現し、それらの間で切り替わる。尚、本発明は、家での使用に限定されず、公共空間に位置するフェムト−ＢＳに適用されてもよい。
例示的な実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は開示された例示的な実施形態に限定されないことが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲の範囲は、そのような変更、並びに等価の構造及び機能の全てを含むように広範に解釈されるべきである。

Claims (11)

  1. 無線通信ネットワークと接続し、第１のセル（１０４）を構築し、該第１のセルのカバーエリア内に存在する少なくとも１つのユーザ機器（１０２Ａ）に無線通信サービスを提供するように構成されたフェムト基地局（１０１）であって、
    前記ユーザ機器（１０２Ａ）と無線通信を行うための送信器（２０２Ａ，２０３Ａ）及び受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）を含む送受信器（２０２，２０３）と、
    コントローラ（２０４）と、
    前記無線通信ネットワーク内の省電力調整ノード（１３１）と通信するネットワークインタフェース（２０１）とを備え、
    前記コントローラ（２０４）は、前記フェムト基地局（１０１）を省電力モードに移行するか否かを判定し、
    前記コントローラ（２０４）は前記フェムト基地局（１０１）を省電力モードに移行すると判定した場合に、前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）の動作を停止させ、
    前記送信器の動作停止後、前記受信器（２０２Ｂ）が前記ユーザ機器（１０２Ａ）から、マクロ基地局（１００）への物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）プリアンブルのデータ送信を検出した場合に、前記コントローラ（２０４）は前記送信器を再設定し、
    前記マクロ基地局（１００）は、前記第１のセル（１０４）を包含し、前記第1のセルよりもカバーエリアが広い第２のセル（１０３）を構築して前記ユーザ機器（１０２）に無線通信サービスを提供するように構成され、
    前記ネットワークインタフェース（２０１）は、前記ユーザ機器（１０２Ａ）が前記マクロ基地局（１００）へ送信する前記ＰＲＡＣＨプリアンブルの設定情報を前記省電力調整ノードから予め受信し、
    前記コントローラ（２０４）は、前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）の動作を停止する場合、前記受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）を前記設定情報に基づき再設定し、
    再設定された前記受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）が前記ＰＲＡＣＨプリアンブルを検出することを特徴とするフェムト基地局（１０１）。
  2. 前記ネットワークインタフェース（２０１）は、省電力モードの間に前記省電力調整ノード（１３１）より起動指示を受信し、
    前記コントローラ（２０４）は、前記起動指示の受信に応じて前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）を再設定することを更に特徴とする請求項１に記載のフェムト基地局（１０１）。
  3. 前記設定情報には、少なくとも、前記ユーザ機器から前記マクロ基地局へ前記ＰＲＡＣＨプリアンブルを送信するタイミングを推定して前記ＰＲＡＣＨプリアンブルを検出するための検出用情報と、前記ユーザ機器（１０２Ａ）がＰＲＡＣＨプリアンブルのコンテンツを選択するための、可能性のあるシーケンスのセットを識別するための情報とが含まれることを特徴とする請求項１または２に記載のフェムト基地局（１０１）。
  4. 前記検出用情報には、前記マクロ基地局が送信するフレームのシステムフレーム番号（ＳＦＮ）が０となる時刻情報と、前記マクロ基地局と前記フェムト基地局との間の伝播遅延情報と、前記ＰＲＡＣＨプリアンブルのフォーマットの第１インデックス情報と、前記ＰＲＡＣＨプリアンブルのコンフィグレーションの第２のインデックス情報とが含まれることを特徴とする請求項３に記載のフェムト基地局（１０１）。
  5. 前記時刻情報及び前記伝播遅延情報に基づいて、前記マクロ基地局（１００）におけるフレームの生成タイミングを推定する推定部（２０６）をさらに備え、
    前記コントローラ（２０４）は、前記ユーザ機器が前記ＰＲＡＣＨプリアンブルを送信するために使用するフレームのシステムフレーム番号と、該フレームに含まれる複数のサブフレームのうち、前記ＰＲＡＣＨプリアンブルを送信するために使用する先頭フレームとしてのサブフレームのサブフレーム番号とを特定し、
    前記受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）は、推定された前記生成タイミングと、特定された前記システムフレーム番号及び前記サブフレーム番号と、前記可能性のあるシーケンスのセットとに基づいて、前記ユーザ機器と前記マクロ基地局との間の通信を監視し、前記ＰＲＡＣＨプリアンブルを検出する
    ことを特徴とする請求項４に記載のフェムト基地局（１０１）。
  6. 前記受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）が前記送信器の動作停止後、一定期間内に前記データ送信を検出した場合、前記コントローラ（２０４）は前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）を再設定しないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマクロ基地局。
  7. 第１のセル（１０４）を構築し、該第１のセルのカバーエリア内に存在する少なくとも１つのユーザ機器（１０２Ａ）に無線通信サービスを提供するフェムト基地局（１０１）の動作をサポートするように構成された、無線通信ネットワークにおける省電力調整ノード（１３１）であって、
    前記第１のセルを包含し、前記第１のセルよりもカバーエリアの広い第２のセル（１０３）を構築して前記ユーザ機器に無線通信サービスを提供するマクロ基地局（１００）から、該マクロ基地局の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の設定情報を受信する受信器（３０３）と、
    前記設定情報を、前記フェムト基地局に送信する送信器（３０１）と
    を備え、
    前記設定情報は、
    前記フェムト基地局が省電力モードに移行し、前記フェムト基地局の送信器（２０２Ａ，２０３Ａ）の動作を停止させる場合に、前記フェムト基地局の受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）が、前記ユーザ機器からマクロ基地局へのＰＲＡＣＨプリアンブルのデータ送信を検出すること、かつ、検出した場合に前記フェムト基地局が前記フェムト基地局の送信器を再設定することができるように、
    前記フェムト基地局において前記受信器を再設定するために利用されることを特徴とする省電力調整ノード（１３１）。
  8. 前記設定情報には、少なくとも、前記ユーザ機器から前記マクロ基地局へＰＲＡＣＨプリアンブルを送信するタイミングを推定して該ＰＲＡＣＨプリアンブルを検出するための検出用情報と、前記ユーザ機器（１０２Ａ）がＰＲＡＣＨプリアンブルのコンテンツを選択するための、可能性のあるシーケンスのセットを識別するための情報とが含まれることを特徴とする請求項７に記載の省電力調整ノード（１３１）。
  9. 前記検出用情報には、前記マクロ基地局が送信するフレームのシステムフレーム番号（ＳＦＮ）が０となる時刻情報と、前記マクロ基地局と前記フェムト基地局との間の伝播遅延情報と、前記ＰＲＡＣＨプリアンブルのフォーマットの第１のインデックス情報と、前記ＰＲＡＣＨプリアンブルのコンフィグレーションの第２のインデックス情報とが含まれることを特徴とする請求項８に記載の省電力調整ノード（１３１）。
  10. フェムト基地局（１０１）と、マクロ基地局（１００）と、省電力調整ノード（１３１）とを含む無線通信システムであって、
    前記フェムト基地局（１０１）は、第１のセル（１０４）を構築し、該第１のセル（１０４）のサービスエリア内に存在する少なくとも１つのユーザ機器（１０２Ａ）に無線通信サービスを提供するように構成され、
    前記ユーザ機器（１０２）と無線通信を行うための送信器（２０２Ａ，２０３Ａ）及び受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）を含む送受信器（２０２，２０３）と、
    前記省電力調整ノード（１３１）と通信するネットワークインタフェース（２０１）と、
    コントローラ（２０４）と、
    を備え、
    前記コントローラ（２０４）は、前記フェムト基地局（１０１）を省電力モードに移行するか否かを判定し、
    前記コントローラは（２０４）前記フェムト基地局（１０１）を省電力モードに移行すると判定した場合に、前記送受信器の前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）の動作を停止させ、
    前記ネットワークインタフェース（２０１）は、前記マクロ基地局（１００）の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の設定情報を受信し、
    前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）の動作停止後、前記設定情報を利用して再設定された受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）が前記ユーザ機器（１０２Ａ）から、前記マクロ基地局（１００）へのデータ送信を検出した場合に、前記コントローラ（２０４）は前記送信器を再設定し、
    前記マクロ基地局（１００）は、前記第１のセル（１０４）を包含し、前記第１のセルよりもカバーエリアの広い第２のセル（１０３）を構築して該ユーザ機器に無線通信サービスを提供し、前記設定情報を前記省電力調整ノード（１３１）に送信するように構成され、
    前記省電力調整ノードは、
    前記マクロ基地局（１００）から、前記設定情報を受信する受信器（３０３）と、
    前記設定情報を、前記フェムト基地局（１０１）に送信する送信器（３０１）と
    を備える
    ことを特徴とする無線通信システム。
  11. コンピュータをフェムト基地局（１０１）として機能させるためのコンピュータプログラムであって、
    前記フェムト基地局（１０１）は、第１のセル（１０４）を構築し、該第１のセルのカバーエリア内に存在する少なくとも１つのユーザ機器（ＵＥ１０２）に無線通信サービスを提供するように構成され、
    前記ユーザ機器と無線通信を行うための送信器（２０２Ａ，２０３Ａ）及び受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）を含む送受信器（２０２，２０３）と、
    コントローラ（２０４）と、
    前記無線通信ネットワーク内の省電力調整ノード（１３１）と通信するネットワークインタフェース（２０１）と
    を備え、
    前記コントローラ（２０４）は、前記フェムト基地局（１０１）を省電力モードに移行するか否かを判定し、
    前記コントローラ（２０４）は前記フェムト基地局（１０１）を省電力モードに移行すると判定した場合に、前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）の動作を停止させ、
    前記送信器の動作停止後、前記受信器（２０２Ｂ）が前記ユーザ機器から、マクロ基地局（１００）への物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）プリアンブルのデータ送信を検出した場合に、前記コントローラ（２０４）は前記送信器を再構成し、
    前記マクロ基地局（１００）は、前記第１のセル（１０４）を包含し、前記第１のセルよりもカバーエリアが広い第２のセル（１０３）を構築して前記ユーザ機器（１０２）に無線通信サービスを提供するように構成され、
    前記ネットワークインタフェース（２０１）は、前記ユーザ機器（１０２Ａ）が前記マクロ基地局（１００）へ送信する前記ＰＲＡＣＨプリアンブルの設定情報を前記省電力調整ノードから予め受信し、
    前記コントローラ（２０４）は、前記送信器（２０２Ａ、２０３Ａ）の動作を停止する場合、前記受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）を前記設定情報に基づき再設定し、
    再設定された前記受信器（２０２Ｂ、２０３Ｂ）が前記ＰＲＡＣＨプリアンブルを検出することを特徴とする
    コンピュータプログラム。
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