JP2016012924A - 間欠受信を実現する移動ネットワークにおいて通信するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セカンダリ局によって経験される状況に対する間欠モードの適応を増加させることを可能にする方法を提案する。【解決手段】本発明は、複数のセカンダリ局と通信するプライマリ局を含むネットワークを動作させるための方法に関し、当該方法は、プライマリ局が、間欠モードでセカンダリ局と通信し、セカンダリ局が、セカンダリ局の現在のステータスに基づく制御メッセージをプライマリ局に送信し、プライマリ局が、制御メッセージに基づいて間欠モードのパラメータを変更する。【選択図】図１

Description

本発明はネットワークにおいて通信するための方法に関する。より具体的には、本発明は、セルラ通信ネットワーク(例えばUMTS、UMTS LTE、GSM（登録商標）)のような通信ネットワークにおけるプライマリ局とセカンダリ局との間の通信に関する。

集中型制御を伴う無線パケットデータ・ネットワークにおいて、基地局(あるいはUMTS LTE用語におけるeNB)が、共通システム制御情報及び専用システム制御情報の両方を複数の移動局に伝達することを可能にするメカニズムが必要とされる。全てのそのような移動局にとって共通の関心事である情報は、システム設定、アクセス情報等を含む場合がある。特定の移動局(又は移動局グループ)にとっての専用の関心事である情報は、入力ユーザ・データ、アップリンク・リソースの割当て等の指標を含む場合がある。移動局は、そのような情報を含むメッセージをモニタリングして、必要に応じて、タイムリーかつ適切な態様で応答するよう期待される。

そのようなネットワークによって伝達される大部分のユーザ・データと比較して、述べられたタイプのシステム制御メッセージは、比較的低いレートのデータ・ストリームを構成し、その多くはイベント駆動型である。さらに、大部分の専用のシステム制御情報は、大部分の移動局にとって重要でない。この情報のモニタリングは、特に移動局が不活性モードにある間、多くの場合何ら利益をもたらさずに、エネルギーを消費する。バッテリ式の移動局にとって、これは、このモニタリング処理による消費エネルギーが局の自律性に重大なる影響をもたらすので決定的に重要である。したがって、そのようなネットワークは、固定局によって送信されるシステム制御メッセージの一部のみを移動局がモニタリングするように用意され、それにもかかわらず、移動局が自身にとって重要な全ての情報を受信することを保証する。これは、移動局によって監視されて、固定局に知られている受信スケジュールを意味する。エネルギー消費の低減の更なる手段では、固定局は、更新された共通の又は新たな専用情報への複数のポインタを送信することができ、移動局は、そのようなポインタを受信すると、示された更なる送信を受信するように準備することができるか、あるいは、前記複数のポインタのいずれも重要でない場合には、単にスリープ・モードに戻ることができる。

いくつかのシステム（例えば、LTE Rel.8）において、受信スケジュールは、固定局によって課される。LTEの場合、間欠受信(DRX)として知られる機構の下で、固定局は、それに(無線で)接続される各々の移動局に、減少した受信スケジュールを監視するように個別に指示することができ、スケジューリングされた送信の考えられるインスタンスの特定の割合を移動局が見落とすことを許容する。原則として、DRXパラメータは、一方では入力信号及びメッセージに対する応答性と他方では電池寿命との間の最良のバランスを提供するように設定されることができる。

LTEでは、この処理は、レイヤ3における無線リソース制御（Radio Resource Control）エンティティによって処理され、このエンティティは、対象とされる各々の移動局の能力及び現在のステータスを必ずしも考慮するというわけではなく、実際に、義務付けられてもいない。アプリケーション及び移動局の物理的な実施の形態の範囲の広がりは両方とも、次世代規格の更なる柔軟性に応じて増大するので、リリース8の集中型アプローチはますます妥協案になる。１つ例にとると、移動局は、ますます高度な電池管理システムを持ち、いまだにそれらの現在のバッテリのステータスを固定局に通知することができない。そのような局は、そのバッテリが危険なほど空に近づいていることに気が付いたとしても、予め設定されたサイクルに従わなければならない。逆に、充電器に入れられても、同じ局は、より速いウェイク・アップ・サイクルを採用して、それによって入力メッセージに対する応答性を増加させる準備ができていることを通知することができない。ホストコンピュータからそれらの電力を引き出すことができるコンピュータ・データ・カードの形の実施の形態の場合には、それらは、ホスト自身の電力管理メカニズム及びホスト上で動作しているアプリケーションの通信要求に影響される可能性がある。

必要なのは、移動局が動的にそのステータスについての最新情報を固定局に与えることを可能にする手段である。

実際には、固定局はさらに、それに接続される全ての複数の移動局にわたってそのリソースのバランスをとらなければならない。したがって、システム制御情報のスケジューリングにわたる全体的な制御を維持することが必要である。それにもかかわらず、いわゆるフェムト・セルの起こり得る出現は、各々が比較的少数の移動局にサービスを提供するLTEベースの固定局のクラス全体の存在を意味する可能性がある。

セカンダリ局によって経験される状況に対する間欠モードの適応を増加させることを可能にする方法を提案することが本発明の目的である。

本発明の第１の態様によれば、複数のセカンダリ局と通信するプライマリ局を有するネットワークを動作させるための方法が提案され、当該方法は、プライマリ局が、間欠モードでセカンダリ局と通信し、セカンダリ局が、セカンダリ局の現在のステータスに基づく制御メッセージをプライマリ局に送信し、プライマリ局が、制御メッセージに基づいて間欠モードのパラメータを変更する。

本発明の第２の態様によれば、ネットワークにおいて動作し、複数のセカンダリ局と通信するための制御手段を有するプライマリ局が提案され、制御手段は、間欠モードでセカンダリ局と通信するように用意され、プライマリ局は、セカンダリ局の現在のステータスに基づく制御メッセージをセカンダリ局から受信するための受信手段を有し、制御手段は、制御メッセージに基づいて間欠モードのパラメータを変更するようにさらに用意される。

本発明の第３の態様によれば、間欠モードでプライマリ局と通信するための通信手段を有するセカンダリ局が提案され、当該セカンダリ局は、間欠モードのパラメータを変更するためにセカンダリ局の現在のステータスに基づく制御メッセージをプライマリ局に送信するための制御手段を有する。

その結果として、セカンダリ局は、間欠通信モードが、その現在のバッテリ・レベルのようなその現在のステータス又はより高いQoSを要求する動作に整合していないあるいは適切でないことを示すことができる。プライマリ局に送信される制御メッセージは、ステータスの指標又は間欠モードのパラメータの所望の値を示すリクエストでもあることができる。

以下の実施の形態は、間欠受信モードを目的とするが、同様に間欠送信モードに容易に適応されることができる。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に述べられる実施の形態から明らかであり、それらを参照して説明される。

本発明は、添付の図面を参照して、さらに詳細に一例として説明される。

本発明が実施されるネットワークのブロック図。

本発明は、セルラネットワークの様なネットワークにおいて通信するための方法に関する。例えば、ネットワークは、図1に表されるようなUMTS又はLTEネットワークであることができる。

図1を参照して、本発明による無線通信システムは、プライマリ局(BS又はeNodeB) 100及び複数のセカンダリ局(MS又はUE) 110を有する。プライマリ局100は、マイクロコントローラ(μC)102、アンテナ手段106に接続されるトランシーバ手段(Tx/Rx)104、送信電力レベルを変更するための電力制御手段(PC)107及びPSTN又は他の適したネットワークに対する接続のための接続手段108を有する。各々のUE 110は、マイクロコントローラ(μC)112、アンテナ手段116に接続されるトランシーバ手段(Tx/Rx)114及び送信電力レベルを変更するための電力制御手段(PC) 118を有する。プライマリ局100から移動局110への通信はダウンリンク・チャネル上で行われ、セカンダリ局110からプライマリ局100への通信はアップリンク・チャネル上で行われる。

そのようなネットワークにおいて、消費電力を低減するために、いくつかの通信は間欠的であることができる。これは、例えば、セカンダリ局110専用のダウンリンク制御チャネルが、プライマリ局100によって送信されることを意味する。規則的な中断がスケジューリングされ、セカンダリ局110は、中断の間にそのトランシーバ手段104をオフに切り替えることができ、通信が再開されるときに、それをオンに戻すことができる。データパケットがセカンダリ局に送信されることを必要とする場合、(中断フェーズの間ではなく)セカンダリ局がリスンしているときに、プライマリ局100はそれを知らせる。そして、セカンダリ局110は、データパケットの受信の時間のために起きて、その後再開することができる。

いくつかの実施の形態によれば、セカンダリ局のマイクロコントローラ112は、セカンダリ局のエネルギー貯蔵すなわちバッテリの電力レベルをモニタリングするために、電力レベル検出手段(図1に表現されていない)を有する。

中断フェーズの長さ、起きている期間に送信されるパケットの数、間欠期間のデューティ・サイクル(すなわち、１周期のタイム・スロットの数にわたる周期あたりの起きているタイム・スロットの数)は、プライマリ局によって決定される。

第１の実施の形態において提案されるソリューションは、
1. その現在のステータスの指標、
2. DRXパラメータの所望の範囲(又はDRXパラメータのクラス)、
のうちの１つ又は両方を通知する固定局へのリクエストを移動局が送信することを可能にする。固定局は、リクエストを考慮することができ、しかるべく応答することができる。

DRXリクエスト手順

一般に、この手順は、以下のステップを行う。
1. 移動局は、以下のうちの少なくとも1つを含む再構成リクエスト・メッセージを発行する:
a. 移動局の現在のステータスを伝達する情報要素
b. DRXサイクルの所望の範囲を示す情報要素
c. 他の関連する情報を供給する情報要素
2. 固定局は、新たなDRX設定、拒否理由を示す拒否メッセージを発行することによって応答することができ、又は全く応答しないことを選択することができる。
3. 移動局は、続いて以下の動作を進めることができる。
a. 新たなDRX設定が受信される場合、移動局は、新たなパラメータも実施して、おそらく固定局に肯定応答を送信するか、又は、既存のDRXパラメータを維持して、固定局に設定失敗を知らせる。両方の場合において、既存の手順が利用可能である。
b. 拒否メッセージが受信される場合、移動局は現在のDRX設定を維持する。それは、将来のリクエストを送信することを考えるときに、入力として提供される理由を用いるべきである。

複数の特定の実施の形態が可能である。いくつかの非制限的な実施例が以下に記載される。

一実施例において、ステータス指標は、移動局の現在のエネルギー・ステータス及び所望のサービス品質(QoS)に関する情報を伝達する情報要素（Information Element）の形式をとる。固定局は、続いて、提供されるステータス情報をどのように考慮するべきかについて決定することができる。これらのパラメータは、非常に無駄なく符号化されることができる。非制限的な例として、ちょうど２ビットを各々に割り当てることが固定局に柔軟な信号を提供することができる方法を示す。

この例では、エネルギー・ステータス情報は４つの状態をとる。

状態00は、ほぼ空のバッテリ又はおそらくエネルギー捕集技術を用いる非常に低電力のノードを示す。状態11は、省エネルギー型の方策が必須でないモードを示す。他の２つの状態は、省エネルギーが有用であるバッテリ駆動型のモードを示す。この例において、状態01は、完全に充電されたバッテリ容量から独立した、予想される残存する寿命を示す。他のアプローチは、状態01を明示的にバッテリ容量に関連付けることであり、例えば、残り50%未満を示す。他の解釈も可能である。

所望のQoSは以下のように示されることができる。

QoS状態は、長い及び短いDRXサイクル及びショートからロングへ切り替えるために必要とされるインターバル(drxShortCycleTimer)のための設定に関して、DRX動作へのそれらの結果として生じる影響に対して選択される。

いくつかの可能な解釈が提案される。他のものが当業者にとって明らかである。特に、前に示された電力状態とのこれらのビットの組み合わせが、相対的な解釈のための手段を提供することが留意されるべきである。電力状態11に対して、例えばそれらは、あるいは、低い応答性から中間及び高い応答性を通って即時までにわたる、「リスンしたいという意欲」と解釈されることができる。電力状態00との組み合わせは、移動局が特定のDRXサイクルを維持しようと努力するが、エネルギー不足のために複数の起動を省略する可能性があるとの解釈を可能にすることができる。一般に、ここで例証されるフォーマットによって、16の状態が可能である。他のフォーマットは、より少ない又はより多くの状態を提供することができる。

このフォーマットは比較的コンパクトであるので、いくつかの実施の形態は、LTEにおけるRRCの下のレイヤでこれを運ぶことを選択することができる。LTEにおいて、MACは、それがDRXを実施するレイヤであると想定すれば、最も適したレイヤであることができる。いくつかの実施の形態において、それらは、BSRとともに又は電力ヘッドルーム・レポートによって送信されることができる。

所望のDRX範囲

移動局は、その代わりに又は付加的に、DRXサイクルのための所望の値域を通知することができる。DRXサイクル長は、サブフレームの倍数として示される。２セットの値が提出されて、各々のモードにおけるインターバルに関する情報に加えて短い及び長いサイクルに対する最大及び最小の限界を示す。

36.331v8.5.0から、長いDRXサイクルに対する値は、セット{sf10, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80, sf128, sf160, sf256, sf320, sf512, sf640, sf1024, sf1280, sf2048, sf2560}から選択される。短いDRXサイクルに対する値は、セット{sf2, sf5, sf8, sf10, sf16, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80, sf128, sf160, sf256, sf320, sf512, sf640}から選択される。両方のセットは16個の値を持ち、各々の要素は４ビット数によって表現されることができることを意味する。一実施例において、各々の制限の第２の値が第１の値より大きい必要があるというアイデアが利用される。sf10が長いDRXサイクルの最小境界に選ばれる場合、最大の境界は、15個の値から選択されることができる。sf20が最小に選ばれる場合、最大は14個の値から選択されることができるなどである。合計で64個の組み合わせが可能であり、ペアのための6ビット符号化を可能にする。短いDRXサイクルのために同様の技術を用いて、合計4ビットが節約されて、それはdrxShortCycleTimerを符号化するために用いられることができる。長いDRXサイクルの前の短いサイクルの数が用いられる。これは、1から15までの15個の値を持つ。値0は、いかなる短いDRXサイクルも要求されていないことを示すために用いられる。全範囲の符号化は16ビットを要する。

手順動作

手順は、ステートレス態様で又は手順タイマの動作の下で作動することができる。

第１の場合、ステップ1の後、移動局は、完了した手順を考慮する。固定局からの応答(すなわち上のステップ2)は、その本来の権利での新たな処理として扱われる。これは、おそらく、設定が前の要求に対する応答であるとの指標によって、既存の設定手順を用いることができる。

第２の場合において、ステップ1の一部として、移動端末はタイマを始動する。ステップ2による固定局からの応答を受信すると、タイマは停止される。そのようなメッセージが受信される前にタイマが期限切れになる場合、移動局は、固定局が要求を無視したと結論づける。他の要因に応じて、移動局は、固定局がそのような要求に応答するためには現在あまりにビジーであること、又は、固定局がそのような要求をサポートしないことの指標として、これを解釈することができ、いずれの場合においても、その将来の挙動を適切に適応させる。

拒否

ステップ2の一部として、固定局が拒否応答を発行する場合、移動局は、それでもやはり、DRX要求処理が固定局によって総じてサポートされていることの指標として応答を解釈することができる。それ以降の挙動は、応答によって伝達される拒否理由によって影響されることができる。いくつかの考えられる理由及び提案された移動局挙動は、拘束力のない非制限的な例として、以下で記載される。

動作モード

この特徴を提案する動機は、将来の移動局がそれ自身を見いだす可能性がある動的状況である。デフォルトの動作は、移動局が既存の設定を維持するか又は追って通知があるまで固定局からの指示による新たな割り当てられた設定を採用することである。代わりモードは、以下を含む。

タイマ・ベース。

一方又は他方は、新たな一時的な設定が有効であるタイマを特定する。タイマが満了すると、前の設定が復元される。タイマは両方のサイドに知られているので、いかなるメッセージもタイマ満了及び前の設定の復元を確認するために送信される必要がない。

周期的

固定局は、移動局が周期的なインターバルでDRXステータス更新を提供することを要求する。別の周期的なサイクルが移動局によって確立されるか、あるいは、DRX信号が周期的なMACレイヤ信号と組み合わせられることができる。

非対称

各々のサイドが、ピアの設定の情報によって異なるサイクルを実質的に観測する。このシナリオが生じる２つの例が上の表中に内在する。

より高いQoSを要求している移動局は、より短いDRXサイクルを要求する。その移動局のためのより短いDRXサイクルを維持することを保証することができない場合、対応する固定局は、現在のスケジュールのみを監視することを保証するが、専用の制御情報をその移動局に送るときには提案されたより短いサイクルを監視することを試みると移動局に応答することを選ぶことができる。移動局はより短いサイクルを監視することができるが、固定局側は、元のより長いサイクル(すなわち仮のサイクル)を維持して、移動局を更新することなくサイクルを切り替えることを選ぶことができる。これは、「要求されたサイクル時間が短すぎる」との理由によって示される。

代わりの可能性は、特にエネルギー捕集技術を採用している非常に低電力の移動局の可能性によって動機づけされる。そのような局は、特定のより長いサイクルのみを保証することができることを固定局に示すことができる。固定局は、それでもやはり、移動局に可能な限り短いサイクルを観測するように指示することができ、ある程度のインターバルはエネルギー制約に起因して移動局によって見落とされる場合があることを認めて、そして必要ならば見逃されたメッセージを繰り返すことを引き受ける。これは、「要求されたサイクル時間が長すぎる」との応答理由によって示される。

ショート及びロングの２つのサイクル並びに短いサイクル継続時間が全て要求されることができるので、拒否応答は、ここで示されるより緻密な細分性を含むことができる。提案されるいくつかの「拒否」メッセージは、部分的な拒否に過ぎないことが留意されるべきである。いくつかの場合において、新たなDRX設定を有するそのような理由を含むことは、有用である。

トリガー

DRX要求手順は、ローカル・イベントに応答して移動局によって開始される。２つの考えられるトリガー・イベントは、上で議論されたように、電力ステータスの変化及びQoS要求の変化である。

上記実施例の変形例において、間欠パラメータを変更するトリガーは、移動局位置及び状況にリンクされている。

例は、レストラン及び他の会場を推奨する前に現在の物理的な位置を考慮することができるマッピング・アプリケーション、並びに、所与の発信者からの入力事象をユーザに知らせるか及びどのように知らせるかを決定するときに、ユーザの現在の状況(職場にいる、家にいる、買物中)を考慮することができるプロフィールである。そのような位置及び状況トリガーの例は以下を含む（但しそれらに限定されない）。
・時刻: (警報とともに)昼夜のスイッチング；仕事中/仕事中ではない；お昼休みなど。
・自動車:クレイドルへの物理的な接続による又はBluetooth（登録商標）、WiFi（登録商標）若しくは当業者に知られている他のそのような技術を介した無線接続による自動車インフラストラクチャとの接続。
・PC: PC又は同様の(セットトップボックス、ゲーム・マシン、ホーム・インフラストラクチャなどの)ホストに対する接続。
・動いている/動いていない：加速度計、光センサ及び他のセンサを介した運動の検出。

間欠受信モードを変更する要求を誘発することができるユーザ機器の環境における他の変化は、接続性の変化であることができる。

施設（一般的にカフェ、店又は駅）であって、当該施設は少なくとも第１の固定局、ローカルネットワーキング手段及び前記ローカル・ネットワークを第１の広域ネットワークに接続することが可能な接続手段を有している無線ネットワークを含み、前記第１の固定局が無線ローカル・エリア・ネットワークのための第１の国際標準に適合して動作する施設に入るとき、移動局は、前記第１の固定局からの信号を検出すると、LTEとして知られる第２の国際標準のバージョン(又は等しい若しくはより少ない能力の等価な技術)に従って動作する第２の広域ネットワークに無線接続を介して行われた既存の接続を、前記第１の固定局、ローカルネットワーキング手段及び接続手段を介して、前記第２の広域ネットワークから前記第１の広域ネットワークへと切り替えることができる。移動局は、続いて、関連するDRX設定の変更を要求している前記第２の広域ネットワークに信号を追加的に送信することができる。

他の変更は、
・料金の変更、
・他のセル又はRAT(すなわちプロバイダ)へのハンドオーバ、
を含む、ネットワーク側の変化によって誘発されることができる。

上記の実施例を要約すると、プライマリ局とセカンダリ局との間で通信するための方法の実施態様を含み、セカンダリ局において、プライマリ局へのステータス情報の送信を含む。このステータス情報は、
a. 電源ステータス、
b. QoS要求、
c.プライマリ局によってセカンダリ局に知らせられるべき１セットのMACパラメータの１つのパラメータのための１セットの考えられる値のうちの少なくとも１つの値に対する要求、
のうちの少なくとも１つであることができる。そしてプライマリ局は、ステータス情報に応答して、セカンダリ局に少なくとも１つのMACパラメータの値を送信する。

長所として、通知は、DRXサイクル継続時間の変更を引き起こす。

本発明は、セルラ・パケット通信システム、UMTS LTE及びUMTS LTE-Advancedのような移動遠距離通信システム又は間欠受信若しくは送信を実施する他のネットワークに適用可能である。

本明細書及び請求の範囲において、単数で表現された要素は、そのような要素が複数存在することを除外しない。さらに、「有する」「含む」などの用語は、挙げられたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。

請求の範囲の括弧中に参照符号が含まれることは、理解を助けることを目的としており、制限することを意図しない。

本開示を読むことから、他の変形例が当業者にとって明らかとなる。そのような変形例は、無線通信の分野において既に知られている他の特徴を含むことができる。

Claims (12)

1. 複数のセカンダリ局と通信するプライマリ局を含むネットワークを動作させる方法であって、
   前記プライマリ局が、間欠モードでセカンダリ局と通信し、
   前記セカンダリ局が、前記セカンダリ局の現在のステータスに基づく制御メッセージを前記プライマリ局に送信し、
   前記プライマリ局が、前記制御メッセージに基づいて前記間欠モードのパラメータを変更する、方法。
2. 前記制御メッセージが、前記セカンダリ局のステータスの指標を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記セカンダリ局のステータスの前記指標が、当該セカンダリ局のバッテリ・レベルに関する情報を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記セカンダリ局のステータスの前記指標が、当該セカンダリ局によって要求されるサービス品質に関する情報を含む、請求項２又は請求項３に記載の方法。
5. 前記制御メッセージが、間欠モード・パラメータの変更の要求を含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記間欠モード・パラメータの変更の前記要求が、前記間欠モード・パラメータの所望の値の指標を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記間欠モードの前記パラメータが、間欠モード通信の期間を含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記間欠モードの前記パラメータが、前記間欠モードの通信のデューティ・サイクルを含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記セカンダリ局の前記ステータスが、当該セカンダリ局周辺の更なるネットワークへのアクセス可能性を含む、請求項２に記載の方法。
10. 前記更なるネットワークがローカル・エリア・ネットワークである、請求項９に記載の方法。
11. ネットワークにおいて動作し、複数のセカンダリ局と通信するための制御手段を有するプライマリ局であって、前記制御手段は、間欠モードでセカンダリ局と通信するように用意され、前記プライマリ局は、前記セカンダリ局の現在のステータスに基づく制御メッセージを前記セカンダリ局から受信するための受信手段を有し、
    前記制御手段は、前記制御メッセージに基づいて前記間欠モードのパラメータを変更するようにさらに用意される、プライマリ局。
12. 間欠モードでプライマリ局と通信するための通信手段を有するセカンダリ局であって、前記セカンダリ局は、前記間欠モードのパラメータを変更するために前記セカンダリ局の現在のステータスに基づく制御メッセージを前記プライマリ局に送信するための制御手段を有するセカンダリ局。

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