JP6090874B2 - ワイヤレス通信システム内でのフェムトアクセスポイントを介した通信 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ワイヤレス通信システム内でフェムトアクセスポイント(AP)を介して通信することに関する。

ワイヤレス通信システムは、第1世代アナログワイヤレス電話サービス(1G)、第2世代(2G)デジタルワイヤレス電話サービス(暫定の2.5Gおよび2.75Gネットワークを含む)、ならびに第3世代(3G)高速データ/インターネット対応ワイヤレスサービスを含む、様々な世代を通じて発展してきた。現在、セルラーシステムとパーソナルコミュニケーションズサービス(PCS)システムとを含む、多くの様々なタイプのワイヤレス通信システムが使用されている。知られているセルラーシステムの例には、セルラーAnalog Advanced Mobile Phone System(AMPS)、および、符号分割多元接続(CDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、TDMAのGlobal System for Mobile接続(GSM(登録商標))変形に基づくデジタルセルラーシステム、および、TDMA技術とCDMA技術の両方を使用するより新しいハイブリッドデジタル通信システムがある。

CDMAモバイル通信を提供するための方法は、本明細書ではIS-95と呼ぶ、「Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System」と題するTIA/EIA/IS-95-Aにおいて、米国電気通信工業会/米国電子工業会によって米国で規格化された。複合AMPS&CDMAシステムは、TIA/EIA規格IS-98に記載されている。他の通信システムは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))、CDMA2000(たとえばCDMA2000 1xEV-DO標準など)またはTD-SCDMAと呼ばれるものを対象とする、IMT-2000/UM、すなわちInternational Mobile Telecommunications System 2000/Universal Mobile Telecommunications Systemという規格に記載されている。

WCDMA(登録商標)ワイヤレス通信システムにおいて、ユーザ機器(UE)は、基地局に隣接するまたは基地局の周囲の特定の地理的領域内の通信リンクまたはサービスをサポートする固定位置のNode B(セルサイトまたはセルとも呼ばれる)から信号を受信する。Node Bは、一般に、サービス品質(QoS)要求に基づいてトラフィックを区別するための方法をサポートする、標準的なInternet Engineering Task Force(IETF)ベースのプロトコルを使用したパケットデータネットワークである、アクセスネットワーク(AN)/無線アクセスネットワーク(RAN)にエントリーポイントを提供する。したがって、Node Bは、一般に、エアインターフェースを介してUEと、またインターネットプロトコル(IP)ネットワークデータパケットを介してRANと対話する。

ワイヤレス電気通信システムでは、プッシュツートーク(PTT)機能がサービスセクタおよび消費者に普及している。PTTは、たとえばWCDMA(登録商標)、CDMA、FDMA、TDMA、GSM(登録商標)など、標準的な商用のワイヤレスインフラストラクチャ上で動作する「ディスパッチ」音声サービスをサポートすることができる。ディスパッチモデルでは、エンドポイント(たとえば、UE)間の通信が仮想グループ内で行われ、そこでは1人の「話者」の音声が1人または複数の「リスナ」に送信される。このタイプの通信の単一のインスタンスは、通常、ディスパッチ呼(dispatch call)、または単にPTT呼と呼ばれる。PTT呼は、呼の特徴を定義するグループのインスタンス化である。グループは、本質的に、メンバーリスト、およびたとえばグループ名またはグループ識別情報などの関連する情報によって定義される。

米国特許出願第12/727986号

ある実施形態では、ワイヤレス通信デバイスのユーザは、フェムトアクセスポイント(AP)のサービングエリアで動作している時に通知される。別の実施形態では、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレス通信デバイスがフェムトAPによってサービスされることを、アプリケーションサーバに通知することができる。別の実施形態では、アプリケーションサーバは、参加しているワイヤレス通信デバイスのフェムトAPサービス状態に基づいて、通信セッションのサービスレベルを設定することができる。別の実施形態では、フェムトAPは、ワイヤレス通信デバイスへデータを送信するために、ダウンリンク制御チャネルまたはシグナリングチャネルを使うと決定することができる。別の実施形態では、ワイヤレス通信デバイスは、デバイスがフェムトAPによってサービスされているのを認識したことに基づいて、逆方向リンク共有チャネルを使うと決定することができる。別の実施形態では、ワイヤレス通信デバイスは、サービングフェムトAPの状態に基づいて、(i)通信セッションへの参加レベルを修正し、かつ/または、(ii)使用量を選択的に記録することができる。別の実施形態では、ワイヤレス通信デバイスまたはフェムトAPは、異なるAPへのワイヤレス通信デバイスのハンドオフをトリガするかどうかを判定するために、通信セッションの性能パラメータを測定することができる。

本発明の実施形態およびその付随する利点の多くのより完全な理解は、以下の詳細な説明を参照し、本発明を限定するためではなく単に例示するために提示する添付の図面とともに考察することによってよりよく理解されれば、容易に得られるであろう。

本発明の少なくとも1つの実施形態による、アクセス端末とアクセスネットワークとをサポートするワイヤレスネットワークアーキテクチャの図である。 本発明のある実施形態による、図1のコアネットワークを示す図である。 図1のワイヤレス通信システム100の一例を、より詳細に示す図である。 本発明のある実施形態による、インターネットを通じてRNCに接続する複数のフェムトアクセスポイント(AP)を含むように拡張される、図1のコアネットワークのRAN部分を示す図である。 本発明の少なくとも1つの実施形態によるアクセス端末の図である。 ワイヤレス通信システム内のフェムトAPの挙動を示す、従来のプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、所与のUEがフェムトAPのサービスエリアの中にあるかどうかをUEの所与のユーザに知らせるプロセスを対象とする図である。 本発明のある実施形態による、複数のUEが各々フェムトAPによってサービスされている時にサーバ調停通信セッションをUE間でセットアップするプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、フェムトAPとマクロAPとの間での所与のUEのハンドオフに一部基づいて修正されるサーバ調停通信セッションに所与のUEが参加するためのプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、フェムトAPとマクロAPの両方によって異なる時にサポートされるセッションにUEが参加するための、使用量を記録するプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、ハンドオフの決定を行う時にアプリケーション層性能パラメータを評価するプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、ハンドオフの決定を行う時にアプリケーション層性能パラメータを評価する別のプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、ハンドオフの決定を行う時にアプリケーション層性能パラメータを評価する別のプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、ハンドオフの決定を行う時にアプリケーション層性能パラメータを評価する別のプロセスを示す図である。 本発明のある実施形態による、所与のUEの位置としてサービングフェムトAPの位置を関連付けることに基づいて、所与のUEに対して位置に基づくサービスを実行するプロセスを示す図である。

本発明の特定の実施形態を対象とする以下の説明および関連する図面で、本発明の態様を開示する。本発明の範囲から逸脱することなく、代替的な実施形態を考案することができる。さらに、本発明の関連する詳細を不明瞭にしないように、本発明のよく知られている要素については詳細に説明しないか、または省略する。

「例示的」および/または「例」という用語は、本明細書では「例、事例、または例示として機能すること」を意味するために使用される。本明細書で「例示的」および/または「例」として説明するいかなる実施形態も、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈すべきではない。同様に、「本発明の実施形態」という用語は、本発明のすべての実施形態が、論じられた特徴、利点または動作モードを含むことを必要としない。

さらに、多くの実施形態が、たとえば、コンピューティングデバイスの要素によって実行すべき一連のアクションに関して説明される。本明細書で説明する様々なアクションは、特定の回路(たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC))によって、1つもしくは複数のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって、または両方の組合せによって実行できることが認識されよう。さらに、本明細書で説明するこれらの一連のアクションは、実行時に、関連するプロセッサに本明細書で説明する機能を実行させるコンピュータ命令の対応するセットを記憶した、任意の形式のコンピュータ可読記憶媒体内で完全に具現化されるものと見なすことができる。したがって、本発明の様々な態様は、すべてが特許請求される主題の範囲内に入ることが企図されているいくつかの異なる形式で具現化できる。さらに、本明細書で説明する実施形態ごとに、任意のそのような実施形態の対応する形式を、たとえば、記載のアクションを実行する「ように構成された論理」として本明細書で説明することがある。

本明細書ではユーザ機器(UE)と呼ばれる高データレート(HDR)加入者局は、モバイルでも固定でもよく、Node Bと呼ばれ得る1つまたは複数のアクセスポイント(AP)と通信することができる。UEは、Node Bのうちの1つまたは複数を介して、無線ネットワークコントローラ(RNC)との間でデータパケットを送受信する。Node BおよびRNCは、無線アクセスネットワーク(RAN)と呼ばれるネットワークの部分である。無線アクセスネットワークは、複数のアクセス端末間で音声パケットおよびデータパケットを運ぶことができる。

無線アクセスネットワークは、無線アクセスネットワークの外部の追加のネットワークにさらに接続されていてもよく、そのようなコアネットワークは、特定のキャリア関連のサーバおよびデバイス、ならびに企業内イントラネット、インターネット、公衆交換電話網(PSTN)、サービング汎用パケット無線サービス(GPRS)サポートノード(SGSN)、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)など他のネットワークへの接続を含んでおり、各UEとそのようなネットワークとの間で音声パケットおよびデータパケットを運ぶことができる。1つまたは複数のNode Bとのアクティブなトラフィックチャネル接続を確立したUEは、アクティブなUEと呼ぶことができ、トラフィック状態であると呼ぶことができる。1つまたは複数のNode Bとのアクティブなトラフィックチャネル(TCH)接続を確立する過程にあるUEは、接続セットアップ状態であると呼ぶことができる。UEは、ワイヤレスチャネルまたは有線のチャネルを介して通信する、任意のデータデバイスであってよい。UEは、さらに、限定はしないが、PCカード、コンパクトフラッシュ(登録商標)デバイス、外付けのモデムもしくは内蔵のモデム、またはワイヤレス電話もしくは有線の電話を含むいくつかのタイプのデバイスのうちの、任意のものでもよい。UEが信号をNode Bに送る通信リンクは、アップリンクチャネル(たとえば、逆方向トラフィックチャネル、制御チャネル、アクセスチャネルなど)と呼ばれる。Node Bが信号をUEに送る通信リンクは、ダウンリンクチャネル(たとえば、ページングチャネル、制御チャネル、ブロードキャストチャネル、順方向トラフィックチャネルなど)と呼ばれる。本明細書で使用する場合、トラフィックチャネル(TCH)という用語は、アップリンク/逆方向トラフィックチャネル、またはダウンリンク/順方向トラフィックチャネルのいずれかを指し得る。

図1は、本発明の少なくとも1つの実施形態による、ワイヤレス通信システム100の例示的な一実施形態のブロック図を示す。システム100は、パケット交換データネットワーク(たとえばイントラネット、インターネット、および/またはコアネットワーク126)とUE102、108、110、112との間にデータ接続を提供するネットワーク機器にアクセス端末102を接続することができるアクセスネットワークまたは無線アクセスネットワーク(RAN)120とエアインターフェース104を介して通信している、セルラー電話102などのUEを含み得る。本明細書に示すように、UEは、セルラー電話102、携帯情報端末108、本明細書では双方向テキストページャとして示すページャ110、さらにはワイヤレス通信ポータルを有する個別のコンピュータプラットフォーム112であってよい。したがって、本発明の実施形態は、限定はされないが、ワイヤレスモデム、PCMCIAカード、パーソナルコンピュータ、電話、またはそれらの任意の組合せもしくは部分的な組合せを含む、ワイヤレス通信ポータルを含むか、またはワイヤレス通信機能を有する、任意の形態のアクセス端末上で実現され得る。さらに、本明細書で使用するように、他の通信プロトコル(すなわちWCDMA(登録商標)以外)における「UE」という用語は、互換的に「アクセス端末」、「AT」、「ワイヤレスデバイス」、「クライアントデバイス」、「モバイル端末」、「移動局」、およびそれらの変形と呼ばれ得る。

再び図1を参照すると、ワイヤレス通信システム100の構成要素、および本発明の例示的な実施形態の要素の相互関係は、図示の構成に限定されない。システム100は、例にすぎず、ワイヤレスクライアントコンピューティングデバイス102、108、110、112などの遠隔UEが、無線で互いに、かつ/または、限定はされないが、コアネットワーク126、インターネット、PSTN、SGSN、GGSN、および/または他のリモートサーバを含む、エアインターフェース104およびRAN120を介して接続される構成要素との間で、通信することを可能にする任意のシステムを含み得る。

RAN120は、RNC122に送られる(一般的にデータパケットとして送られる)メッセージを制御する。RNC122は、サービング汎用パケット無線サービス(GPRS)サポートノード(SGSN)とUE102/108/110/112との間のベアラチャネル(すなわち、データチャネル)のシグナリング、確立、および切断を担う。また、リンク層の暗号化が可能な場合、RNC122は、エアインターフェース104を介してコンテンツを転送する前に、コンテンツを暗号化する。RNC122の機能は、当技術分野でよく知られており、簡潔のためにこれ以上は説明しない。コアネットワーク126は、ネットワーク、インターネット、および/または公衆交換電話網(PSTN)によってRNC122と通信することができる。代わりに、RNC122は、インターネットまたは外部ネットワークに直接接続することができる。一般的に、コアネットワーク126とRNC122との間のネットワークまたはインターネット接続は、データを転送し、PSTNは、音声情報を転送する。RNC122は、複数のNode B124に接続することができる。コアネットワーク126と同様の方法で、RNC122は、一般的に、データ転送および/または音声情報のために、ネットワーク、インターネット、および/またはPSTNによってNode B124に接続される。ノードB124は、データメッセージを、たとえばセルラー電話102などのUEにワイヤレスでブロードキャストすることができる。当技術分野で知られているように、Node B124、RNC122、および他の構成要素は、RAN120を形成することができる。しかし、代替構成が使用されてもよく、本発明は、図示の構成に限定されない。たとえば、別の実施形態では、RNC122、およびNode B124のうちの1つまたは複数の機能は、RNC122とNode B124の両方の機能を有する単一の「ハイブリッド」モジュールに縮小することができる。

図2Aは、本発明の一実施形態によるコアネットワーク126を示す。特に、図2Aは、WCDMA(登録商標)システム内に実装される汎用パケット無線サービス(GPRS)コアネットワークの構成要素を示す。図2Aの実施形態では、コアネットワーク126は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)160、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)165、およびインターネット175を含む。しかし、代替的な実施形態では、インターネット175および/または他の構成要素の部分がコアネットワークの外部に配置されていてもよいことを理解されたい。

一般に、GPRSは、インターネットプロトコル(IP)パケットを送信するために、Global System for Mobile communications(GSM(登録商標))電話によって使用されるプロトコルである。GPRSコアネットワーク(たとえば、GGSN165および1つまたは複数のSGSN160)は、GPRSシステムの中心部であり、WCDMA(登録商標)ベースの3Gネットワークのサポートも提供する。GPRSコアネットワークは、GSM(登録商標)コアネットワークの一体部であり、GSM(登録商標)およびWCDMA(登録商標)ネットワークにおけるIPパケットサービスのモビリティ管理、セッション管理、およびトランスポートを提供する。

GPRSトンネリングプロトコル(GTP)は、GPRSコアネットワークの限定的なIPプロトコルである。GTPは、GGSN165において、1つの位置からインターネットに接続し続けているかのようにしながら、GSM(登録商標)またはWCDMA(登録商標)ネットワークのエンドユーザ(たとえば、アクセス端末)があちこちに移動できるようにするプロトコルである。これは、加入者のデータを、加入者の現在のSSGN160から、加入者のセッションを処理しているGGSN165に転送することによって達成される。

GTPの3つの形態、すなわち(i)GTP-U、(ii)GTP-C、および(iii)GTP'(GTP Prime)がGPRSコアネットワークによって使用される。GTP-Uは、パケットデータプロトコル(PDP)コンテキストごとに分離されたトンネルでのユーザデータの転送に使用される。GTP-Cは、制御シグナリング(たとえば、PDPコンテキストのセットアップおよび削除、GSN到達可能性の検証、加入者があるSGSNから別のSGSNに移動した時などの更新または変更)に使用される。GTP'は、GSNから課金機能への課金データの転送のために使用される。

図2Aを参照すると、GGSN165は、GPRSバックボーンネットワーク(図示せず)と外部パケットデータネットワーク175との間のインターフェースとして働く。GGSN165は、関連するパケットデータプロトコル(PDP)形式(たとえば、IPまたはPPP)のパケットデータを、SGSN160から来るGPRSパケットから抽出し、対応するパケットデータネットワーク上でパケットを送る。他の方向では、着信データパケットは、GGSN165によってSGSN160に向けられ、SGSN160は、RAN120によってサービスされる宛先のUEの無線アクセスベアラ(RAB)を管理し、制御する。それによって、GGSN165は、ターゲットUEの現在のSGSNアドレスおよびそのユーザのプロファイルを、そのロケーションレジスタ(たとえば、PDPコンテキスト内)に記憶する。GGSNは、IPアドレスの割り当てを担い、接続されたUEのデフォルトルータである。また、GGSNは、認証および課金機能を実行する。

一例では、SGSN160は、コアネットワーク126内の多くのSGSNのうちの1つの代表である。各SGSNは、関連する地理的サービスエリア内で、UEからおよびUEにデータパケットを配信する役目を果たす。SGSN160のタスクには、パケットルーティングおよび転送、モビリティ管理(たとえば、接続/切断およびロケーション管理)、論理リンク管理、ならびに認証および課金機能などがある。SGSNのロケーションレジスタは、位置情報(たとえば、現在のセル、現在のVLRなど)、および、SGSN160に登録されたすべてのGPRSユーザのユーザプロファイル(たとえば、パケットデータネットワークで使用するIMSI、PDPアドレスなど)を、たとえばユーザまたはUEごとに1つまたは複数のPDPコンテキスト内に記憶する。したがって、SGSNは、(i)GGSN165からのダウンリンクGTPパケットの逆トンネリング、(ii)GGSN165へのIPパケットのアップリンクトンネル、(iii)UEがSGSNサービスエリアの間を移動する時のモビリティ管理の実行、(iv)モバイル加入者の支払い請求を担う。当業者が理解するように、(i)〜(iv)の他に、GSM/EDGEネットワークのために構成されたSGSNは、WCDMA(登録商標)ネットワークのために構成されたSGSNと比較して、わずかに異なる機能を有する。

RAN120(またはユニバーサルモバイル通信システム(UMTS)システムアーキテクチャにおけるUTRANなど)は、フレームリレーまたはIPなどの送信プロトコルによって、Iuインターフェースを介してSGSN160と通信する。SGSN160は、SGSN160および他のSGSN(図示せず)と内部のGGSNとの間のIPベースのインターフェースであり上記で定義されたGTPプロトコル(たとえば、GTP-U、GTP-C、GTP'など)を使用する、Gnインターフェースを介してGGSN165と通信する。図2Aには示されていないが、Gnインターフェースは、ドメインネームシステム(DNS)によっても使用される。GGSN165は、公衆データネットワーク(PDN)(図示せず)に、次にインターネット175に、IPプロトコルによるGiインターフェースを介して直接、またはワイヤレスアプリケーションプロトコル(WAP)ゲートウェイを介して接続される。

PDPコンテキストは、UEがアクティブなGPRSセッションを有する時、特定のUEの通信セッション情報を含む、SGSN160とGGSN165の両方に存在するデータ構造である。UEは、GPRS通信セッションを開始することを望む時、まず、SGSN160に接続し、次いでGGSN165によりPDPコンテキストを起動させなければならない。これによって、加入者が現在訪問しているSGSN160、およびUEのアクセスポイントにサービスしているGGSN165において、PDPコンテキストデータ構造が割り振られる。

図2Bは、図1のワイヤレス通信システム100の一例を、より詳細に示す図である。特に、図2Bを参照すると、UE1...Nは、異なるパケットデータネットワークのエンドポイントによってサービスされる位置でRAN120に接続されるものとして示されている。図2Bの例は、WCDMA(登録商標)システムおよび用語に固有のものであるが、1xEV-DOシステムと適合するように図2Bをどのように変更できるかは理解されるだろう。したがって、UE1およびUE3は、第1のパケットデータネットワークエンドポイント162(たとえば、SGSN、GGSN、PDSN、ホームエージェント(HA)、外部エージェント(FA)などに対応し得る)によってサービスされる部分でRAN120に接続する。第1のパケットデータネットワークエンドポイント162は、次に、ルーティングユニット188を介して、インターネット175に、ならびに/または、認証、認可およびアカウンティング(AAA)サーバ182、プロビジョニングサーバ184、インターネットプロトコル(IP)マルチメディアサブシステム(IMS)/セッション開始プロトコル(SIP)登録サーバ186、および/もしくはアプリケーションサーバ170のうちの1つもしくは複数に接続する。UE2およびUE5…Nは、第2のパケットデータネットワークエンドポイント164(たとえば、SGSN、GGSN、PDSN、FA、HAなどに対応し得る)によってサービスされる部分でRAN120に接続する。第1のパケットデータネットワークエンドポイント162と同様に、第2のパケットデータネットワークエンドポイント164は、次に、ルーティングユニット188を介して、インターネット175に、ならびに/または、AAAサーバ182、プロビジョニングサーバ184、IMS/SIP登録サーバ186、および/もしくはアプリケーションサーバ170のうちの1つもしくは複数に接続する。UE4は、直接インターネット175に接続し、次いでインターネット175を介して、上記のシステム構成要素のうちのいずれかに接続することができる。

図2Bを参照すると、UE1、UE3、およびUE5…Nは、ワイヤレス携帯電話として示され、UE2は、ワイヤレスタブレット型PCとして示され、UE4は、有線のデスクトップステーションとして示されている。しかし、他の実施形態では、ワイヤレス通信システム100は任意のタイプのUEに接続することができ、図2Bに示される例は、システム内で実装され得るUEのタイプを制限するものではないことを理解されよう。また、AAAサーバ182、プロビジョニングサーバ184、IMS/SIP登録サーバ186、およびアプリケーションサーバ170はそれぞれ、構造的に別のサーバとして示されているが、本発明の少なくとも1つの実施形態において、これらのサーバのうちの1つまたは複数は、統合されていてもよい。

さらに、図2Bを参照すると、アプリケーションサーバ170は、複数のメディア制御コンプレックス(MCC)1...N 170Bと複数の地域ディスパッチャ1...N 170Aとを含むものとして示されている。集合的に、地域ディスパッチャ170AおよびMCC170Bは、少なくとも1つの実施形態では、ワイヤレス通信システム100内の通信セッション(たとえば、IPユニキャストプロトコルおよび/またはIPマルチキャストプロトコルを介した半二重グループ通信セッション)を調停するように集合的に機能するサーバの分散型ネットワークに対応し得る、アプリケーションサーバ170内に含まれる。たとえば、アプリケーションサーバ170によって調停される通信セッションは、理論上、システム100内のどこかに位置するUE間で行われ得るので、調停された通信セッションの待ち時間を減らすように(たとえば、北米のMCCが中国にいるセッション参加者間でメディアをあちこち中継しないように)、複数の地域ディスパッチャ170AおよびMCCが分布する。したがって、アプリケーションサーバ170を参照すると、関連する機能は、地域ディスパッチャ170Aのうちの1つまたは複数、および/またはMCC170Bのうちの1つまたは複数によって実施できることを理解されよう。地域ディスパッチャ170Aは、全般的に、通信セッションを確立することに関連する任意の機能(たとえば、UE間のシグナリングメッセージの処理、告知メッセージのスケジューリングおよび/または送信など)を担い、MCC170Bは、呼中シグナリング、調停された通信セッション中のメディアの実際の交換を行うことを含めて、呼インスタンスの間の通信セッションをホストする役割を果たす。

図2Cは、図1のワイヤレス通信システム100の別の代替的な例を、より詳細に示す。図2Cを参照すると、図1からのNode B124は、Node B124Aまたはフェムトアクセスポイント(AP)124Bのいずれかとして表されている。Node B124Aは、「マクロセル」、「マクロAP」、または、所与の通信プロトコル(たとえば、1x、EV-DO、WCDMA(登録商標))に従って動作し比較的広いサービングエリアをサービスする、基地局(たとえばセルタワー)に対応する。たとえば、マクロAPまたはNode B124Aのサービングエリアの大きさの順序は、Node B124Aにおけるアンテナからの距離に対応し得る。Node B124Aは、通常の有線セルラーバックホールインフラストラクチャを介して、RNC122に接続される。

図2Cを参照すると、フェムトAP124Bはフェムトセルに対応する。フェムトAP124Bは、マクロAPまたはNode B124Aと同じ通信プロトコル(たとえば、1x、EV-DO、WCDMA(登録商標))に従って動作する。言い換えると、フェムトAP124Bは、マクロAPまたはNode B124Aと同じタイプのパイロット信号を送信し、マクロAPまたはNode B124Aと同じシグナリングメッセージと適合するように構成される、などである。

しかし、フェムトAPは、Node B124の機能と、RNC122の一部の機能もサポートする。キャリア126に接続するためのRNC122の残りの機能は、フェムトゲートウェイ127によってサポートされる。フェムトAP124Bは、より一般的な有線セルラーバックホールインフラストラクチャではなく、インターネット175を介して、フェムトゲートウェイ127に接続される。また、フェムトAP124Bは、マクロAPまたはNode B124Aと比較してより小さいサービングエリアをカバーする。たとえば、Node B124Aは、数マイル離れて分散し特定の地理的領域全体でシームレスなカバレッジを提供するように全体として構成される、複数のセルタワーに対応し得る。一方、フェムトAP124Bは本来、より局所的であり(たとえば、何マイルものカバレッジを提供するのではなく、約50メートル、100メートル、400メートルなどの範囲をカバーする)、より小さいまたは集中した地理的領域の中で、比較的大量の帯域幅を提供するように構成される。たとえば、フェムトAP124Bは、ある例では、特定の建物(たとえば、住居、オフィスビルなど)内で高水準の性能をもたらす、屋内基地局に対応し得る。それぞれのサービングエリアの相対的な大きさによって、フェムトAP124BによってサービスされるUEは、一般に、マクロAPとNode B124Aのうちの1つによってサービスされるUEよりも、自身のサービングNode Bに近いことが、さらに理解されるだろう。

ある例では、フェムトAP124Bは、インターネット175への高速有線接続(たとえば、DSL接続、ケーブルインターネット接続、FiOSのような光インターネット接続など)を有するワイヤレスルータとして、実装され得る。しかし、上で言及されたように、インターネットで接続されるWiFiルータに共通のワイヤレス通信プロトコル(たとえば、802.11a、802.11bなど)を実装する代わりに、フェムトAP124Bは、マクロAPまたはNode B124Aと同じワイヤレス通信プロトコル(たとえば、1x、EV-DO、UMTSなどのような「セルラー」通信プロトコル)に適合する。したがって、Node BのUE監視パイロット信号は一般に、マクロAPまたはNode B124Aのパイロットと、フェムトAPのパイロットを区別できない。

また、フェムトAP124Bは、比較的限られた領域内でサービスを提供するので、所与のフェムトAP124Bは通常、マクロAPまたはNode B124Aよりも少数のUEをサービスし、したがって多くの場合、高品質のサービスを自身のUEに提供すると予想される。この理由により、Node B124Aへのワイヤレスエアインターフェース104Aではなく、フェムトAP124Bへのワイヤレスエアインターフェース104Bを通じてリソースに関して競合するUEは、より少数であると予想される。したがって、エアインターフェース104Aと比較して、より高水準の帯域幅を、エアインターフェース104Bを通じて通常実現することができる。

しかし、フェムトAP124Bは、フェムトAPがフェムトゲートウェイ127に接続する際に介するインターネット175の状態の影響をより受けやすく、一方Node B124AはRNC122に対するより直接的な接続を有することも、理解されるだろう。言い換えると、通常、セルラー加入者のみが、RNC122へのNode B124Aを通じてサービスを提供され、一方、インターネット175を通じた接続は、インターネット175に接続し得るあらゆるユーザと共有され、セルラー加入者には限定されない。したがって、Node B124Aは通常、Node B124AがサービスするUEへのエアインターフェース104Aによって制限され、またはそれがボトルネックとなり、一方フェムトAP124Bは通常、インターネット175への接続によって制限され、またはそれがボトルネックとなることが、理解されるだろう。

図3を参照すると、セルラー電話などのUE200(ここではワイヤレスデバイス)は、プラットフォーム202を有し、プラットフォーム202は、RAN120から送信され、最終的にはコアネットワーク126、インターネット、および/または他のリモートサーバおよびネットワークから来る可能性がある、ソフトウェアアプリケーション、データ、および/またはコマンドを受信し、実行することができる。プラットフォーム202は、特定用途向け集積回路(ASIC)208、または他のプロセッサ、マイクロプロセッサ、論理回路、または他のデータ処理デバイスに動作可能に結合された送受信機206を含み得る。ASIC208または他のプロセッサは、ワイヤレスデバイスのメモリ212中の任意の常駐プログラムとインターフェースするアプリケーションプログラミングインターフェース(API)210層を実行する。メモリ212は、読取り専用メモリもしくはランダムアクセスメモリ(RAMおよびROM)、EEPROM、フラッシュカード、またはコンピュータプラットフォームに共通の任意のメモリから構成され得る。プラットフォーム202は、メモリ212中でアクティブに使用されないアプリケーションを保持することができるローカルデータベース214も含み得る。ローカルデータベース214は、一般にフラッシュメモリセルであるが、磁気媒体、EEPROM、光学媒体、テープ、ソフトまたはハードディスクなど、当技術分野で知られている任意の二次記憶デバイスであってよい。内部プラットフォーム202の構成要素はまた、当技術分野で知られていているように、構成要素の中でもとりわけ、アンテナ222、ディスプレイ224、プッシュツートークボタン228およびキーパッド226などの外部デバイスに動作可能に結合され得る。

したがって、本発明の一実施形態は、本明細書で説明した機能を実行する能力を含むUEを含み得る。当業者が理解するように、様々な論理要素は、本明細書で開示する機能を実現するために、個別の要素、プロセッサ上で実行されるソフトウェアモジュール、またはソフトウェアとハードウェアとの任意の組合せで具現化され得る。たとえば、ASIC208、メモリ212、API210およびローカルデータベース214をすべて協働的に使用して、本明細書で開示する様々な機能をロード、記憶および実行することができ、したがってこれらの機能を実行する論理を様々な要素に分散させることができる。代替的に、機能は、1つの個別の構成要素に組み込まれてもよい。したがって、図3のUE200の特徴は、単に例示にすぎないものと見なされ、本発明は、示された特徴または構成に限定されない。

UE102またはUE200とRAN120との間のワイヤレス通信は、たとえば符号分割多元接続(CDMA)、WCDMA(登録商標)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交周波数分割多元(OFDM)、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))、またはワイヤレス通信ネットワークもしくはデータ通信ネットワークで使用され得る他のプロトコルなど、様々な技術に基づき得る。たとえば、WCDMA(登録商標)では、データ通信は、一般に、クライアントデバイス102とNode B124とRNC122との間である。RNC122は、コアネットワーク126、PSTN、インターネット、仮想専用ネットワーク、SGSN、GGSNなど複数のデータネットワークに接続することができ、したがって、UE102またはUE200が、より広い通信ネットワークにアクセスできるようになる。上で論じられ、当技術分野で知られているように、音声送信、および/またはデータは、様々なネットワークおよび構成を使用してRANからUEに送信され得る。したがって、本明細書で提供する例は、本発明の実施形態を限定するためのものではなく、単に本発明の実施形態の態様の説明を助けるためのものにすぎない。

図4は、ワイヤレス通信システム内のフェムトAPの挙動を示す、従来のプロセスを示す。図4を参照すると、所与のUE(「UE1」)がアイドル状態にあると仮定する(400)。この場合、「アイドル」状態にあることは、UE1が通信セッションにアクティブに参加しておらずTCHを有していないが、UE1がPDPコンテキストを確立している可能性があることを意味する。次に、UE1は、所与のフェムトAPのサービングエリアに入る(405)。ある例では、所与のフェムトAPのサービングエリアへUE1が入ることは、所与のフェムトAPに近接したところでUE1の電源が入ることに対応してよく、または代替的には、別のNode B(たとえば、マクロAPまたは別のフェムトAPのいずれか)からの所与のフェムトAPへのUE1のハンドオフに対応してよい。

図4を参照すると、UE1をサービスする所与のフェムトAPは、ダウンリンクチャネル上で周期的なパイロット信号を送信する(410)。フェムトAPはまた、サービングNode BがフェムトAPかどうかを示すものを含むオーバーヘッドメッセージを、ダウンリンクチャネル上で周期的に送信する(411)。たとえば、411で送信されたオーバーヘッドメッセージは、WCDMA(登録商標)ネットワークにおけるSystem Information Broadcast 20メッセージ、または、CDMA2000ネットワークにおけるAccess Point Identificationメッセージに対応し得る。412において、UE1は、周期的なパイロット信号(たとえば、信号対干渉比(SIR)など)の性能の特性を測定し、セル/セクタの選択を実行し、接続状態になる。UE1は次いで、周期的なパイロット信号の測定された性能の特性を、UE1のサービングフェムトAPに報告する(415)。フェムトAPは、パイロット信号測定結果報告を受信し、UE1が所与のフェムトAPのサービングエリアで動作していると判定し、また、UE1を別のNode Bにハンドオフすることが必要かどうかを判定する(420)。たとえば、パイロット信号測定結果報告は、フェムトAPのパイロット信号に関連する測定結果と、近隣のAPまたはNode Bのパイロット信号も含んでよく、フェムトAPは、パイロット信号測定結果報告に一部基づいて(かつ、個々のNode Bの負荷および/または他の基準にも一部基づいて)、UE1をサービングNode Bに移行する役割を担う。420において、ハンドオフを実行するようにUE1に指示しないことをフェムトAPが決定すると、仮定する。

次に、ブロック405〜420が所与の間隔で繰り返され、別のNode BへのUE1のハンドオフが実行されないようにUE1がフェムトAPによってサービスされ続けると、仮定する。425において、UE1は、通信セッションを開始するかどうかを決定する。425において、UE1が通信セッションを開始しないと決定した場合、プロセスは400に戻り、ブロック405〜420の繰り返しプロセスが継続する。そうではなく、425において、UE1が通信セッションを開始すると決定した(たとえば、UE1のユーザがUE1上のCALLボタンまたはPTTボタンを押した、UE1がフェムトAP124Bからの呼び出しを受信し呼び出しに応答すると決定した、など)場合、UE1は430において、呼のリソースを取得する。たとえば、ブロック430は、UE1がTCHおよび/またはサービス品質(QoS)のリソースを取得することに対応し得る。

430において呼のリソースを取得した後で、UE1は、アプリケーションサーバ170によって調停されるべき通信セッションのセットアップを開始する(435)。たとえば、435において、UE1は、(たとえば、フェムトAP、インターネット175およびRNC122を通じて)そのアプリケーションサーバ170に呼メッセージを送信することができ、それに応答して、アプリケーションサーバ170が通信セッションをセットアップする。

したがって、UE1は、アプリケーションサーバ170によって調停される通信セッションに参加し、アプリケーションサーバ170との間でメディアおよび呼中シグナリングメッセージを送信および/または受信する(450)。図4には示されないが、通信セッションには、1つまたは複数の他のUEも参加してよい。通信セッションの間、フェムトAP124Bは、後続のパイロット信号測定結果報告(図示せず)、フェムトAPもしくは近隣のAPの負荷状態、および/または他の基準に一部基づいて、フェムトAPから別のフェムトAP124BまたはNode B124AへとUE1をハンドオフすべきかどうかを、定期的に判定する(455)。

図4の検討から理解されるように、従来は、所与のUEがアイドル状態でありワイヤレス通信セッション100においてあるNode Bから別のNode Bへハンドオフする場合、UEは、サービングNode BがフェムトAPかどうかを示すものを、ブロードキャストされたオーバーヘッドメッセージから受け取る。しかし、UEの所与のユーザは通知されておらず、所与のUEが現在フェムトAPまたはマクロAPによってサービスされているかどうかに関して、認識しないままである。したがって、UEのユーザは必ずしも、フェムトAPのカバレッジエリアにおいて利用可能ないくつかの特徴、たとえば、より低い課金率、より高い帯域幅のサービス品質(QoS)および/または他の特徴を通知されていない。また、課金率は通常、フェムトAPとマクロAPとの間では異なり、UE1は、ある特定の通信セッションの間に、フェムトAPおよび/またはマクロAPへ/からハンドオフされ得るので、UE1のユーザが、通信セッションでの自身の使用量を記録するのは難しいことがある。

したがって、図5は、本発明のある実施形態による、UE1がフェムトAPのサービスエリアの中にあるかどうかを所与のUE(「UE1」)に知らせるプロセスを対象とする。図5を参照すると、505〜520は全般に、それぞれ図4の405〜420に対応し、したがって、簡潔のためにこれ以上は説明しない。

530において、UE1は、オーバーヘッドメッセージを受信し、自身がフェムトAPに接続されていると判定する。次に、UE1は、UE1が現在フェムトAPのサービングエリアの中で動作していることを示す通知を、自身のユーザに提供する(535)。たとえば、535の通知は、UE1のユーザがUE1の現在のセルの状態を知ることができる、音声による警告、グラフィックによる警告、振動および/または任意の他の機構に対応し得る。理解されるように、535の通知は、UE1がまだアイドル状態である間(すなわち、UE1のユーザがUE1を通じた通信セッションに関与していない間)に起こり得る。

理解されるように、UE1のユーザは、UE1がフェムトAPのサービングエリアで動作しているという通知に基づいて、自身の行動を修正することができる。たとえば、UE1のユーザは、フェムトAPがより高い帯域幅および/またはQoS特性を有することを知らされてよく、535からのフェムトAP通知に基づいて、本来は関与しないであろうリソース消費型の通信セッション(たとえば、映像会議、大きいデータファイルのダウンロードまたはアップロードなど)を開始すると決定することができる。別の例では、UE1のユーザは、フェムトAPの課金率がより低い(たとえば、無料またはより安価な通話、ユーザの通話プランにおいて所与の数の「分(minute)」に対してはカウントされない通話)ことを知らされ得るので、UE1のユーザは、本来なら費用が原因で入らないであろう通信セッションに、関与するようになる。

何らかの後の時点において、UE1が現在のサービングフェムトAPから別のNode B(たとえば理論的には、UE1は現在のサービングフェムトAPから別のフェムトAPへハンドオフされ得るが、この例ではマクロAPなど)へのハンドオフを必要とすると、フェムトAP124Bが判定すると仮定する。したがって、フェムトAP124Bは、(i)UE1および(ii)サービングRNC122へメッセージを送信することによって、現在のサービングフェムトAPから新たなNode B(たとえばこの例ではマクロAP)へのUE1のハンドオフを支援する(540)。

したがって、UE1は545において、フェムトAPからマクロAPにハンドオフする。次に、ハンドオフの後、現在UE1をサービスしているマクロAPは、511においてフェムトAP124Bによって送信された「構成された」オーバーヘッドメッセージを送信しない(言い換えると、マクロAPは、フェムトAPであると名乗らない)。マクロAPは、残りのオーバーヘッドメッセージを送信する(550)。したがって、UE1は、マクロAPからフェムトAP固有のオーバーヘッドメッセージを受信せず、UE1がもはやフェムトAPに接続されていないと判定する(555)。この時点で、UE1は、UE1がもはやフェムトAPのサービングエリアの中で動作していないことを示す通知を、自身のユーザに提供することができる(560)。たとえば、560の通知は、UE1のユーザがUE1の現在のセルの非フェムト状態を知ることができる、音声による警告、グラフィックによる警告、振動および/または任意の他の機構に対応し得る。理解されるように、560の通知は、UE1がまだアイドル状態である間(すなわち、UE1のユーザがUE1を通じた通信セッションに関与していない間)に起こり得る。

UE1がフェムトAPのサービングエリアとマクロAPのサービングエリアの間をアイドルモードのままで移動するかのように、図5は表されているが、UE1は、図5のプロセスの任意の時点で、アクティブな通信セッションに関与するようになり得ることが理解されよう。この場合、UE1は、UE1がフェムトAPで動作しているかマクロAPで動作しているかについて、少なくともそれぞれのAPまたはNode Bによって送信されるオーバーヘッドメッセージを通じて、依然として知らされる。UE1が通信セッションにアクティブに参加する場合、UE1および/またはUE1のユーザは、UE1がフェムトAPによってサービスされているかマクロAPによってサービスされているかに関する知識を使って、通信セッションの1つまたは複数の態様を修正することができる。

したがって、図6Aは、本発明のある実施形態による、UE1およびUE2が各々フェムトAPによってサービスされている時に、UE1とUE2の間のサーバ調停通信セッションをセットアップする例を示し、図6Bは、本発明のある実施形態による、フェムトAPとマクロAPとの間でのUE1のハンドオフに一部基づいて修正される、サーバ調停通信セッションにUE1が参加する例を示す。

図6Aを参照すると、UE1が、それ自体がフェムトAPに接続されていると、またはフェムトAPのサービングエリアの中にあると、判定すると仮定する(600A)。たとえば、600Aの判定は、図5の530のような、フェムトAPによって送信されるオーバーヘッドメッセージの復号に対応し得る。フェムトAPに依然として接続されている間、UE1は、アプリケーションサーバ170によって調停される通信セッションをセットアップするかどうかを判定する(605A)。605Aにおいて、UE1が通信セッションを開始しないことを決定する場合、UE1はアイドル状態のままである。そうではなく、605Aにおいて、UE1が通信セッションを開始すると決定した(たとえば、UE1のユーザがUE1上のCALLボタンまたはPTTボタンを押した、UE1がRAN120からの呼び出しまたは呼告知を受信し呼び出しまたは呼告知に応答すると決定した、など)場合、UE1は610Aにおいて、必要であれば呼のリソースを取得する。

本発明のある実施形態では、610Aにおける、UE1が送信に使えるTCHのような呼のリソースを取得するステップは、任意選択である。それは、フェムトAPによって使われるエアインターフェース104Bは一般に、より短い距離なので、マクロAPと比較して、同じワイヤレスリソースに対して競合するUEが少ないからである。したがって、UE1が、通信セッションのセットアップを試みる前に自身がフェムトAPで動作していることを知っている場合、ある例では、UE1は単に、(たとえば、少なくとも、通信セッションの最初のセットアップメッセージに対しては)逆方向リンク共有アクセスチャネルを、このチャネルが自身の固有のTCHであるかのように使うことができる。言い換えると、逆方向リンク共有アクセスチャネルは、フェムトセルで動作していることをUE1が知っていることによって、より少数のUEによって「共有される」と予想されるので、UE1は、(たとえば、TCHがセットアップされる前に、呼メッセージをアプリケーションサーバ170に送信するために)通信セッションのセットアップの間、デフォルトで逆方向リンク共有アクセスチャネルを使うことができる。たとえば、UE1は、1x EV-DOネットワークにおける逆方向リンクアクセスチャネル上の、モバイル発信(MO)data-over-signaling(DoS)として、通信セッションセットアップメッセージを送信することができ、または、WCDMA(登録商標)ネットワークにおけるランダムアクセスチャネル(RACH)上で、通信セッションセットアップメッセージを送信することができる。したがって、UE1がフェムトセルの中に存在するという通知または判定は、少なくとも通信のセットアップの間、共通チャネル上での通信セットアップメッセージの送信をトリガするために使われてよく、これによって、ある例では、呼メッセージをアプリケーションサーバ170に送信する前にTCHがUE1に割り当てられるのを待機する場合と比較して、通信セッションのセットアップが高速になり得る。

したがって、615Aにおいて、UE1は、(たとえば、615Aにおいて呼要求メッセージをアプリケーションサーバ170に送信することによって)、アプリケーションサーバ170との通信セッションをセットアップする。図6Aの実施形態では、615Aにおいて、通信セッションのセットアップの間に、(たとえば、逆方向リンク共有アクセスチャネル上、取得されたTCH上のいずれかなどで)UE1によってアプリケーションサーバ170に送信される逆方向リンクメッセージの1つまたは複数は、UEがフェムトセルの中で動作していることをアプリケーションサーバ170に伝えるように構成され得る。たとえば、UE1は、フェムトAPのカバレッジにおける自身の存在を示すためのフィールドまたはビットを、呼メッセージ中に設定することができる。

UE2との通信セッションをセットアップするようにアプリケーションサーバ170に指示する、UE1からの呼メッセージを615Aにおいて受信すると、アプリケーションサーバ170は、UE2をサービスするフェムトAP124Bに呼告知メッセージを転送する(620A)。UE2をサービスするフェムトAP124Bは次いで、順方向リンクまたはダウンリンク制御チャネルで、通信セットアップメッセージをUE2に送信する(625A)。ある例では、625AにおいてフェムトAP124BからUE2へ送信されたメッセージは、EV-DOにおけるモバイル終端(MT)DoSメッセージに対応し得るので、フェムトAP124Bは、ある例では、呼告知メッセージを送信する前に、TCHがUE2に対してセットアップされるのを待つ必要がない。あるいは、WCDMA(登録商標)では、625Aにおけるメッセージは、順方向アクセスチャネル(FACH)で送信され得る。

630Aでは、UE2は、呼告知メッセージを受信し、また、UE2がフェムトAPのカバレッジエリアの中にあると判定する。ある例では、630Aの判定は、告知メッセージの受信の前に行われ得る。次に、UE2は任意選択で、呼のリソースを取得する(635A)。610Aと同様に、635Aは任意選択である。それは、ある例では、干渉の問題を引き起こすことなく、共有チャネルがフェムトAPにおいて使われ得るからである。UE2は次いで、呼受入メッセージを、アプリケーションサーバ170に送信する(640A)。ある例では、UE2はまた、640Aにおいて、呼受入メッセージを介して、フェムトAPカバレッジ状態をアプリケーションサーバ170に伝えることができる。

次に、アプリケーションサーバ170が通信セッションをセットアップする時、アプリケーションサーバ170は、UE1およびUE2がフェムトセルにおいて動作しているという認識に少なくとも一部基づいて、増強されたサービスとともに通信セッションを構成することができる(645A)。

たとえば、645Aにおいて、通信セッションが端末相互間の呼に対応し、通信セッションに対してUE1およびUE2がともにフェムトセルにおいて動作しているとアプリケーションサーバ170が判定する場合、アプリケーションサーバ170は、デフォルトのセッションパラメータから、セッションのパラメータを増大させることができる。たとえば、この場合、アプリケーションサーバ170は、セッションの両端において、通信セッションの音声の分解能を向上させることができる。たとえば、645Aにおいて、通信セッションが端末相互間の、同時の音声およびメディアの呼に対応し、参加者がフェムトAPのカバレッジの中にいる場合(住宅内で複数のプレーヤーがゲームを行う状況)、アプリケーションサーバ170は、呼のセットアップの間にこの能力を見出し、呼のために能力を増強させる(すなわち、低分解能から高分解能へのビデオファイル転送の移行)ことができる。同様に、通信セッションの間に、フェムトAPからマクロAP、またはマクロAPからフェムトAPへのハンドオフが行われると、呼の能力は、図6Bで説明されるように適切に修正され得る。フェムトAPとマクロAPの間の移行が行われる場合、そのようなハンドオフをユーザに知らせるために、UI通知変更に加えて、音がハンドセット上で再生され得る。

図6Aは、サーバ調停通信セッションのセットアップに関連するが、図6Bに関して説明されるように、他の実施形態では、アクティブな通信セッションは、所与のUE(「UE1」)がフェムトAPにハンドオフされたか、フェムトAPから離れてハンドオフされたかに従って、修正され得る。

図6Bを参照すると、UE1は、所与のマクロセルの中に位置しており(すなわち、UE1が所与のマクロAPによってサービスされている)、(説明の便宜上この例ではUE2は示されないが、図6AのようにたとえばUE2との)通信セッションにアクティブに参加していると仮定する(600B)。次に、UE1をサービスするRNC122は、UE1の現在のサービングマクロAPからフェムトAPへUE1をハンドオフすると決定し、したがってハンドオフを命令すると、仮定する(605B)。ある例では、605Bのハンドオフ命令は、UE1がフェムトAPパイロット信号を受信することに基づいてよく、フェムトAPパイロット信号によって、UE1は、マクロAPからフェムトAPへ移行すべきかどうかに関する指示を提供するように、UE1のユーザを促す。ユーザがハンドオフを実行するようにUE1に命令する場合、605Bのハンドオフは次いで、(マクロAPからフェムトAPへの移行のために修正される場合)図8Aまたは図8Bにおいて示されるように、UE1によってトリガされ得る。したがって、UE1は610Bにおいて、マクロAPからフェムトAPにハンドオフする。この時点で、UE1は、マクロAPによってサポートされていた通信セッションを、フェムトAP上で継続する(615B)。

ハンドオフの後の何らかの時点で、UE1は、新たなサービングNode BがフェムトAPに対応すると判定する(620B)。たとえば、620Bの判定は、図5の507〜530に関して上で論じられたように、フェムトAPからオーバーヘッドメッセージを受信したことに応答し得る。Node BをサービスするUE1が現在フェムトAPであると620Bにおいて判定すると、UE1は、通信セッションに関連するシグナリングメッセージをアプリケーションサーバ170に送信して、フェムトAPカバレッジにおけるUE1の存在をアプリケーションサーバ170に通知し、通信セッションへのUE1の参加をアプリケーションサーバ170が修正することを要求する(625B)。

理解されるように、625Bの修正は、既存の通信セッションの能力の増強を指し得る。たとえば、UE1は、マクロセルと比較してフェムトセルにおいてより安価な、通信セッションのために利用可能な機構をアクティブ化することを要求でき、この機構はたとえば、動画配信に使われる追加の帯域幅がより求めやすい価格となり、またはより利用可能になったことによる、音声のみのセッションから音声と映像の両方を含む映像会議への通信セッションの移行である。理解されるように、この修正は、UE1が要求をアプリケーションサーバ170に送信し、アプリケーションサーバ170がその後、通信セッション(図示せず)の他の参加者の能力に基づいて修正を実施することを伴う。UE1はまた、図5の535と同様に(たとえば、UE1のユーザが自身の行動を修正してフェムトセルの機構を利用できるように)、630Bにおいて、UE1が現在フェムトセル内で動作していることを自身のユーザに通知する。

何らかの後の時点で、UE1をサービスするフェムトAPは、UE1の現在のサービングフェムトAPからマクロAPへUE1をハンドオフすると決定し、したがってハンドオフを命令すると、仮定する(635B)。ある例では、635Bのハンドオフ命令は、UE1がマクロAPパイロット信号を受信することに基づいてよく、マクロAPパイロット信号によって、UE1は、フェムトAPからマクロAPへ移行すべきかどうかに関する指示を提供するように、UE1のユーザを促す。ユーザがハンドオフを実行するようにUE1に命令する場合、635Bのハンドオフは次いで、図8Aまたは図8Bにおいて示されるように、UE1によってトリガされ得る。したがって、UE1は640Bにおいて、フェムトAPからマクロAPにハンドオフする。この時点で、UE1は、マクロAP上で通信セッションを継続する(645B)。ハンドオフの後の何らかの時点で、UE1は、新たなサービングNode BがマクロAPに対応すると判定する(650B)。たとえば、650Bの判定は、図5の550〜555に関して上で論じられたように、マクロAPからフェムトAP固有のオーバーヘッドメッセージを受信しないことに応答し得る。あるいは、UE1がフェムトセルからハンドオフした時は常に、UE1は、ターゲットAPが非フェムトであると仮定するように構成されてよく、ターゲットAPが実際にフェムトAPである場合には、UE1は、フェムト確認を行うと、修正されたまたは強化されたフェムトセッションを再開することができる。この例では、フェムトAPからマクロAPへ移行する時、UE1のユーザは、ハンドオフの時と、UE1がもはやフェムトAPの中で動作していないことを認識した時との間は、高率の料金を課されない。

UE1のサービングAPがもはやフェムトAPではないと650Bにおいて判定すると、UE1は、通信セッションに関連するシグナリングメッセージをアプリケーションサーバ170に送信して、マクロAPカバレッジにおけるUE1の存在をアプリケーションサーバ170に通知し、通信セッションへのUE1の参加を修正するように要求する(655B)。たとえば、655Bの修正は、フェムトセルへ入った時に625Bにおいて実施された修正を取り消しまたは覆すことに対応し得る。UE1はまた、図5の560と同様に(たとえば、UE1のユーザが自身の行動を修正できるように)、660Bにおいて、UE1がもはやフェムトセル内で動作していないことを自身のユーザに通知する。

理解されるように、その間に所与のUEがフェムトAPとマクロAPとの間でハンドオフする通信セッションに、所与のUEが参加する場合、セッションが課金される方式は、UEがフェムトAPによってサービスされる時と、UEがマクロAPによってサービスされる時の部分とでは異なり得る。したがって、所与のUEのユーザが、実際のセッションにおいて自身の使用量に対する課金を記録するのが難しくなり得る。言い換えると、所与のUEのユーザは、呼に対して使われた全体の時間を判定できる可能性は高いが、所与のUEは、どの程度の時間がフェムトAPのサービングエリアにおいて使われ、どの程度の時間がマクロAPのサービングエリアにおいて使われたかは知らないので、ユーザに対する実際の費用を判定するのは難しい。従来は、所与のUEのユーザは、通信セッションにおける使用量を判定するために、課金サーバまたは使用量記録サーバのいずれかに問い合わせることが必要であり、このことは通常、セッションがすでに終了した後の選択肢でしかない。したがって、本発明のある実施形態は、フェムトAPとマクロAPの両方によって異なる時間にサポートされるセッションに参加するUEのための、より動的な使用量記録プロセスを対象とする。

図7を参照すると、所与のUE(「UE1」)は、フェムトAPおよび/またはマクロAPを通じたサーバ調停通信セッションをセットアップし、次いでそれに参加する(700)。たとえば、UE1は、フェムトAPにおいて通信セッションを最初にセットアップし、次いでマクロAPへとハンドオフされてよく、または代替的には、マクロAPにおいて通信セッションを最初にセットアップし、次いでフェムトAPへとハンドオフされてよい。通信セッションの間、UE1は、フェムトAPおよび/またはマクロAPを通じた通信セッションへのUE1の参加の、使用量情報を記録する(705)。具体的には、UE1は、フェムトセルの中にある時、通信セッションの間に、どの程度の持続時間サービスが使われたか、および/またはどのサービスが使われたかを記録し、UE1はまた、マクロセルの中にある時、通信セッションの間に、どの程度の持続時間サービスが使われたか、および/またはどのサービスが使われたかを記録する。対照的に、UE1における従来の使用量記録の機構は、通常、通信セッションの全体の使用量を記録するが、使用された時にUE1がフェムトセルの中にあったかマクロセルの中にあったかに基づいて、使用量を選択的に分類することはない。

710において、UE1が、UE1のユーザに対して、記録された使用量情報を表示するかどうかを決定する。ある例では、710の判定は、実際の通信セッションの間に行われ得るので、UE1は、動的な情報または呼中の使用量情報を自身のユーザに表示することができる。
別の例では、710の判定は、通信セッションが終了すると行われ得るので、UE1は、通信セッションが終了した後で、通信セッションの全体の使用量情報を表示する。さらに別の例では、通信セッションが進行中か終了したかに関係なく、UE1がユーザの要求に応答して記憶された使用量情報を表示するように、710の判定は、事象に基づくものであってよい。したがって、記録された使用量情報を自身のユーザに表示しないとUE1が決定すると、プロセスは700へと戻り、UE1は、現在の通信セッションを継続するか、または、別の通信セッションのセットアップをユーザが要求するのを待機する。そうではなく、記録された使用量情報を自身のユーザに表示するとUE1が決定すると、記録された使用量情報が715において表示される。ある例では、図7において上で説明された使用量の記録は、UE1で実行されるマルチメディアクライアントアプリケーションによって実行され得る。

上で論じられたように、フェムトAPを通じて行われる通信セッションの性能は一般に、マクロAPを通じて行われる通信セッションと比較して、いくつかの面で異なると予想され得る。たとえば、フェムトAPは、一般に、マクロAPのエアインターフェース104Aと比較して、そのエアインターフェース104Bを通じたより優れた帯域幅および干渉の特性を有する。それは、多くの場合、マクロAPと比べて、フェムトAPとワイヤレス信号を交換するUEが少なく、フェムトセル中のUEが自身のサービングAPにより近いからである。しかし、逆方向リンクメッセージがマクロAPに転送されると、マクロAPは、相対的に直接的なRNC122への有線バックホール接続を有し、一方、フェムトAPからの逆方向リンクメッセージは、インターネット175の中を進むことが必要であり、これは性能が予測できないことがある。同様に、RNC122からのダウンリンクメッセージは、直接的な方式でマクロAPへと中継され得るが、フェムトゲートウェイ127からのダウンリンクメッセージは、予測できないインターネット175を通じてフェムトAPへと送信される。

あるNode Bから別のNode BへのUEのハンドオフがいつ実行されるべきかに関する従来の決定論理は、一般に、UEとそれぞれのAPまたはNode Bとの間のワイヤレスリンクまたはエアインターフェースリンクを最適化しようとしてきた。たとえば、Node B間でのUEのハンドオフに関連する重要な基準は、パイロット信号がUEにおいて受信された時にどの程度強いかである。しかし、インターネット175へのフェムトAPの接続が低速である場合、UEからフェムトAPへの優れたワイヤレスリンクでは、良好な性能を得るには不十分である。したがって、図8A〜図8Dに関して以下で説明された本発明の実施形態は、UEとサービングAPとの間のワイヤレス物理リンクの品質に依存するのではなく、ハンドオフの決定を行う時に、アプリケーション層性能パラメータを評価することを対象とする。

図8Aを参照すると、800A〜815Aは、図6Aの600A〜615Aに対応しており、したがって、簡潔のためにさらに説明しない。したがって、815Aの後、UE1が通信セッションに参加しており、フェムトAPによってサービスされていると仮定する。

次に、UE1は、フェムトAPによってサポートされる通信セッションの、1つまたは複数のアプリケーション層性能パラメータを測定する(820A)。たとえば、1つまたは複数のアプリケーション層性能パラメータは、(i)通信セッションと関連付けられる(たとえば、通信セッションが音声セッションである場合は音声フレームの成功率に基づき、通信セッションが映像会議である場合は映像フレームおよび/もしくは音声フレームの成功率に基づく)エラーレート測定結果(たとえば、パケットエラーレート(PER)、メッセージエラーレート、メディアエラーレート(MER)など)、(ii)通信セッションの停止時間(OD)(たとえば、通信セッションにおける連続的なメディアエラーに起因するダウンリンクの不活動期間)、(iii)通信セッションに関連する使用量に対して、第1のシステムがUE1のユーザに現在課している課金率、(iv)通信が半二重PTTセッションに対応する場合の、フロア保持者もしくはリスナとしてのUE1の状態、(v)UE1のユーザの優先権、(vi)遅延ジッタ、ならびに/または(vii)これらの任意の組合せを含み得る。

さらなる例では、図8Aの820Aに関して、通信セッションに参加している間、UE1は、フェムトAPからUE1において受信されたアプリケーションデータから計算された、パケットエラーレートおよび遅延ジッタの測定基準を使って、アプリケーション性能を測定することができる。別の例では、UE1は、リアルタイムトランスポートプロトコル(RTP)メディアのためにリアルタイム制御プロトコル(RTCP)の報告を送信/受信し、これらの報告を通じて、通信セッションの受信機または対象から、パケットエラーレートおよびレイテンシの性能フィードバックを取得するように構成され得る。RTCP報告を送信するように構成される受信機は、発信者とターゲットデバイスとの間の通信セッションを調停するアプリケーションサーバであってよく、または、ターゲットワイヤレス通信セッションデバイス自体であってよい。これらの報告は、端末相互間の性能に基づき、端末間の複数のリンクを伴うため、性能の推定は、DSLリンクの性能、またはフェムトゲートウェイ127へのUE1のサービングフェムトAPのリンクの性能を、直接反映しないことがある。UEとフェムトゲートウェイとの間のDSLリンクの性能の高精度な推定を得るために、別の例では、GGSN165が、RTCPプロキシエージェントとして動作し、リンクの性能を推定し、アプリケーションサーバまたはターゲットワイヤレスデバイスによって送信されるRTCP報告に加えて、RTCP報告をUE1に送信することができる。GGSN165は、UE1から受信されたIPパケットを読み取って、パケットがRTPデータを含むことを識別し、UE1上でRTPアプリケーションソースによって認識され得る標準的なRTCP報告フォーマットにて、リンクの推定された性能を含めることができる。通常、GGSNとフェムトゲートウェイとの間のリンクは、十分に提供されており、性能に大きな影響は与えない。フェムトAPが通常は良好なRFカバレッジを有することも仮定すると、UE1は次いで、GGSNから受信されたこれらの推定を、DSLリンク上で感知されたアプリケーション性能を示すものとして使うことができる。

1つまたは複数のアプリケーション層性能パラメータを820Aにおいて測定した後で、UE1は、自身のアプリケーション層性能が十分かどうかを判定する(825A)。たとえば、セッションのMERが非常に低いと判定されると、UE1は、サービングフェムトAPへのUE1のワイヤレス物理層接続が強くても、通信セッションのアプリケーション層性能が不十分であると判定することができる。別の例では、セッションの遅延ジッタが閾値よりも大きい場合、UE1は、通信セッションのアプリケーション層性能が不十分であると判定することができる。UE1が825Aにおいて、通信セッションのアプリケーション層性能は十分であると判定すると、プロセスは815Aに戻り、UE1は、フェムトAPを通じて自身の通信セッションを継続する。

理解されるように、ユーザは、フェムトAPにおいてサービスを使用している間、助成された課金率を課されていることがあり、ユーザは、DSLリンクの混雑によりアプリケーション性能が影響を受ける場合でも、フェムトAPのカバレッジに留まるのを望むことがある。したがって、UE1および/またはフェムトAPは、測定されたアプリケーション層性能パラメータと無関係に、フェムトAPからマクロAPへのハンドオフに関連するアプリケーション性能が実行されるべきかどうかを判定する際の要因として、ユーザ選好を考慮するように構成され得る。言い換えると、825Aにおける閾値は、フェムトAPの性能が、フェムトからマクロへのハンドオフが行われる時のマクロAPの予想される性能よりも当然かなり悪くなるように、設定され得る。

たとえば、ユーザ選好が、所望のレベルのアプリケーション層性能が満たされない時にハンドオフを実行することである場合、UE1は、アプリケーション層性能パラメータ(たとえば、パケットエラーレート、遅延ジッタ、およびレイテンシという測定基準)を測定することができ、825Aにおいて示されるような所望のアプリケーション性能の閾値と、これらの測定基準を比較することができる。アプリケーション性能の測定基準の少なくとも1つが定められた閾値の限界を超えることを、UE1が観測すると、UE1はハンドオフ手順を要求することができる。

「ピンポン」効果を避けるために(たとえば、フェムトAPからマクロAPへの不必要なハンドオフを減らすために)、UE1は、タイマーを保持し、推定されたアプリケーション性能の測定基準に対してタイマーに基づくヒステリシスを用いて、ハンドオフが必要かどうかを決定することができる。この例では、ヒステリシスタイマーの値は、不必要なハンドオフを避けると同時に、アプリケーション性能が影響を受ける期間を減らすように、選択され得る。

図8Aの825Aに戻ると、通信セッションのアプリケーション層性能が不十分であるとUE1が判定すると、UE1は、UE1におけるフェムトAPのパイロット信号の測定された強度について人為的に低い値を示すように設定された、「フェイク」パイロット信号強度測定結果報告を構成する(830A)。言い換えると、図8Aは、フェムトAPが、当技術分野で知られているように、パイロット信号強度測定結果報告に基づいて、自身のUEのハンドオフの決定を行うように構成される、例を示す。したがって、図8AのUE1におけるパイロット信号強度測定結果報告を操作することによって、UE1は、フェムトAP124Bの動作を必ずしも修正することなく、サービングフェムトAPへの物理層リンクが強い場合であっても、アプリケーション層の状態に応じてハンドオフをトリガすることができる。

835Aにおいて、UE1は、構成されたパイロット信号強度測定結果報告をサービングフェムトAPに送信し、フェムトAPは、フェムトAPからマクロAPへハンドオフするようにUE1に命令する(840A)。理解されるように、ブロック840Aは、別のマクロAPがUE1の通信セッションを処理するのに使えることを仮定する。840AにおけるフェムトAPのハンドオフ命令に応答して、UE1は、フェムトAPからマクロAPへハンドオフする(845A)。

図8Bは、図8Aのプロセスの代替的な実施形態を示す。図8Aでは、図8Aの800A〜825Aが実行され、825Aの判定ブロックが、UE1の通信セッションのアプリケーション層性能が不十分であると判定すると、仮定する。この時点で、プロセスは、図8Aの830Aではなく図8Bの800Bに進む。

図8Bを参照すると、UE1において受信されるようなフェムトAPのパイロット信号強度の偽の指示によって、パイロット信号強度測定結果報告を構成する代わりに、UE1は、UE1のハンドオフを支援するために、フェムトAPのサービングフェムトAPへ要求を送信する(800B)。ある例では、800Bの要求は、規格では定義されないプロプライエタリなメッセージ(たとえば、StorageBlobメッセージ)に対応することがあり、この場合、フェムトAPは、ハンドオフ要求として800Bの要求を解釈するように構成されると想定される。フェムトAPは、UE1からハンドオフ要求を受信し、ハンドオフ手順を実行して、フェムトAPからマクロAPへUE1を移行する(810B)。

したがって、800Bからのハンドオフ要求メッセージを受信すると、フェムトAPは、フェムトAPからマクロAPへハンドオフするようにUE1に命令する(810B)。810Bにおいて、フェムトAPは、マクロAPへのハンドオフを実行するように、UE1に明示的に命令する。理解されるように、ブロック810Bは、別のマクロAPがUE1の通信セッションを処理するのに使えることを仮定する。810BにおけるフェムトAPのハンドオフ命令に応答して、UE1は、フェムトAPからマクロAPへハンドオフする(815B)。

図8Aおよび図8Bの実施形態では、UE1は、通信セッションのアプリケーション層性能の監視を担い、必要であれば、特別に構成されたパイロット強度測定結果報告を送信する(たとえば図8A)ことによって、または、UE1をハンドオフするためのハンドオフ要求をサービングフェムトAPに送信する(たとえば図8B)ことによって、別のAPへのハンドオフの支援を担う。図8Cおよび図8Dに関して以下で説明される、本発明の他の実施形態では、UE1の通信セッションのアプリケーション層性能は代わりに、フェムトAP自体において監視されてよく、フェムトAPは次いで、UE1のアプリケーション層性能のフェムトAPによる固有の測定結果に基づいて、別のAPへのUE1のハンドオフを支援することができる。

図8Cを参照すると、UE1は、フェムトAPを通じて、アプリケーションサーバ170によって調停される通信セッションをセットアップする(800C)。本発明の他の実施形態において述べられたように、フェムトAPへのUE1の接続は、TCHおよびQoSリソースのような呼のリソースによってサポートされてよく、または代替的には、フェムトセルに対するワイヤレス競合が低減するという予想によって、単に共有チャネルを通じて起こり得る。

次に、UE1をサービスするフェムトAPは、UE1の通信セッションと関連付けられる、1つまたは複数のネットワーク性能パラメータを測定する(805C)。本発明のある実施形態では、フェムトAPにおいて測定されるネットワーク性能パラメータは、UE1の通信セッションと関連付けられるネットワーク固有のパラメータ、たとえば、フェムトAP(FAP)とフェムトゲートウェイ(FGW)127との間のリンク上の帯域幅のようなQoSパラメータを含み得る。たとえば、フェムトAPは、フェムトゲートウェイへのフェムトAPのリンク(たとえば、FAPとFGWとの間のDSLリンク)の帯域幅を周期的に推定することができ、そのような帯域幅は、とりわけPacket PairまたはCaPProbeアルゴリズムのようなよく知られている経験則を用いて測定され得る。

さらなる例では、図8Cの805Cを参照すると、フェムトAPは、任意の所与の時点で、異なるアプリケーションQoS要件を有する複数のUEをサービスしていることがある。フェムトAPからマクロAPへのそれぞれのUEのハンドオフを実行するために、フェムトAPは、サービスされている各々のアクティブなアプリケーションフローのネットワーク性能を測定することができる。たとえば、UMTSネットワークでは、フェムトAPは、各々のアクティブな無線アクセスベアラ(RAB)の性能を測定することができる。フェムトAPは、DSLリンクを通じてネットワーク性能を測定することができ、上で論じられたようなPacket PairまたはCaPProbeアルゴリズムのようなよく知られている経験則を使って、フェムトAPとフェムトゲートウェイ127との間のリンクの帯域幅を定期的に推定する。フェムトAPが良好なRFカバレッジを有すると仮定すると、フェムトAPは次いで、フェムトAPによってサービスされているUE1および/または他のUEのネットワーク性能を示すものとして、これらの推定を使うことができる。

805Cにおいて1つまたは複数のネットワーク性能パラメータ(たとえばQoSパラメータ)を測定した後で、フェムトAPは、測定されたネットワーク性能がUE1の通信セッションに十分かどうかを判定する(810C)。たとえば、フェムトゲートウェイ127へのフェムトAPのリンクの帯域幅の測定されたレベルが閾値よりも低い場合、フェムトAPは、通信セッションのネットワーク性能が不十分であると判定することができる。

たとえば、810Cにおいて、フェムトAPは、測定されたネットワーク性能の測定基準(たとえば、帯域幅、パケットエラーレート、および/またはレイテンシという測定基準)を、フェムトAPによってサービスされている各UEの各々のアクティブなアプリケーションフローの1つまたは複数の閾値と比較することができる。ネットワーク性能の測定基準の少なくとも1つが、ヒステリシスタイマー期間の定められた閾値の限界のうちの1つに対する所与の関係を満たさないことを、フェムトAPが観測する場合、フェムトAPは、アプリケーションフローまたはアプリケーションフローと関連付けられるUEが、マクロAPへのハンドオフを必要とすると、考慮することができる。

UE1の通信セッションのネットワーク性能が十分であるとフェムトAPが810Cにおいて判定すると、プロセスは805Cに戻り、フェムトAPは、UE1の通信セッションのサポートを継続する。そうではなく、UE1の通信セッションのネットワーク性能が不十分であるとフェムトAPが810Cにおいて判定すると、プロセスは815Cに進む。図8Cの815Cおよび820Cはそれぞれ、図8Bの810Bおよび815Bに実質的に対応するので、簡潔のためにさらに説明はしない。

図8Dは、図8Cのプロセスの代替的な実施形態を示す。図8Dでは、図8Cの800C〜810Cが実行され、810Cの判定ブロックが、UE1の通信セッションのネットワーク性能が不十分であると判定すると、仮定する。この時点で、プロセスは、図8Cの815Cではなく図8Dの800Dに進む。

図8Dを参照すると、ネットワーク性能が不十分であるという判定に応答してUE1のハンドオフを明示的に命令する代わりに、フェムトAPは、パイロット信号の送信出力レベルを下げ(800D)、下げられた送信出力レベルでパイロット信号を送信する(805D)。これによって、フェムトAPによってカバーされるサービングエリアが効果的に減る。理解されるように、フェムトAPにおいて測定されるネットワーク性能が低い、1つの可能性のある理由は、フェムトAPが比較的多数のUEをサービスしている時に起こり得る、フェムトゲートウェイ127とフェムトAPとの間のバックホールメッセージである。パイロット信号送信出力を下げることによって、フェムトAPを検出するUEはより少数になり、これによって、フェムトAPとフェムトゲートウェイ127との間のトラフィックも同様に少なくなり、リンクの品質が向上し得る。この場合、ネットワーク性能が不十分であると810Cにおいて判定すると、UE1のための特定のチャネル品質の推定を使って、(たとえば、UE1は切断されるが他のUEは必ずしも影響を受けないように)800Dおよび805Dにおいて送信出力レベルの低減される量を決定することができる。

したがって、UE1は、下げられた送信出力レベルで送信されるパイロット信号を受信し、UE1において以前に測定されたものよりも弱いパイロット信号強度を測定し、パイロット信号強度測定結果報告をフェムトAPに送信して、フェムトAPのパイロット信号のより弱いパイロット信号強度を報告する(810D)。図8Dには示されないが、フェムトAPによってサービスされている任意の他のUEも、フェムトAPのために、より弱いパイロット信号強度を報告することが理解されよう。図8Dにおいて、UE1は、別のAPへのUE1のハンドオフを促すのに十分低い、フェムトAPのパイロット信号強度を報告する複数のUEのうちの1つであると、仮定する。したがって、UE1からのパイロット信号強度測定結果報告を受信すると、フェムトAPは、フェムトAPからマクロAPへハンドオフするようにUE1に命令する(815D)。その後、UE1は、フェムトAPからマクロAPにハンドオフされる(820D)。

理解されるように、フェムトAPは、図8Bおよび図8Cにおけるように、UE1が別のAPへハンドオフするための明示的な命令を発することができ、または、フェムトAPは、パイロット信号送信出力を下げることによって、自身のRF到達範囲を狭めることができ、このことは、UE1に加えて多くのUEに影響を与える可能性がある。ある例では、UE1と関連付けられるリアルタイムのトラフィック用途に対して、測定された性能の低下が集約または集中しているように見える場合、フェムトAPは、別のAPへのUE1の明示的なハンドオフを発することを選択できる。別の例では、フェムトAPによってサービスされる複数のUEについて、性能の低下が進行中であるように見える場合、図8Dのように、セル全体のカバレッジの低減が実施され得る。たとえば、DSLリンクが非常に混雑しているように見え、すべてのアクティブなアプリケーションフローの性能が低下していると、フェムトAPが判定する場合、フェムトAPは、送信されるパイロット出力強度を下げることができる。これによって、UEは、弱いパイロットを報告することによってハンドオフを実行することになり、マクロAPにすでにアクセスしているUEがフェムトAPへハンドオフするのを防ぐ。図8Dには示されないが、所与の数のUEが他のAPにハンドオフして性能が改善した後で、フェムトAPは、パイロット出力強度を上げて、最初の送信レベルに戻すことができる。

上で論じられたように、フェムトAPは、マクロAPと比べてより小さいサービングエリアをカバーする。したがって、マクロAPに関しては、所与のUEが特定のマクロAPの範囲内にあることを所与のUEが認識するようになると、所与のUEは適切な位置を知る。たとえば、マクロAPが、半径5マイルのサービングエリアを有すると仮定する。所与のUEがマクロAPを識別すると、所与のUEは、比較的高い信頼性のレベルで、所与のUEがマクロAPの既知の位置の5マイル以内に位置していると判定することができる。したがって、マクロAPの位置は、所与のUEの位置の可能性のあるセットを狭めるのに有用である一方、マクロAPの位置は一般に、UE上でのGPSサポートがない状態でより正確な位置決めを必要とする所与のUEに対する、位置に基づくサービスのための所与のUEの実際の位置の代わりに使うには、十分正確ではないことが、理解されるだろう。しかし、フェムトAPと関連付けられるより小さいサービングエリアは、大半の位置に基づくサービスのための所与のUEの仮定される位置として、所与のフェムトAPの位置を使うことを可能にでき、これは図9に関して以下で説明される。

図9を参照すると、UEは、UEがフェムトAPに接続されていると判定する(900)。理解されるように、900の判定は、図5の530、図6Aの600A、図6Bの620B、および/または図8Aの800Aに対応し得る。次に、UEは、フェムトAPの位置情報を含む、フェムトAPからの受信されたオーバーヘッドメッセージに基づいて、フェムトAPと関連付けられる位置を決定する(905)。フェムトAPの位置を決定した後で、UEは、フェムトAPの位置と実質的に等しくなるように自身の位置を設定する(910)。

フェムトAPの位置に対する自身の位置を設定した後で、UEは、所与のUEの位置としてフェムトAPの位置を用いて、所与のユーザのために位置に基づくサービスを実行することができる(915)。UEによって実行され得る位置に基づくサービスの例は、本出願の譲受人に譲渡され参照によって全体が本明細書に明示的に組み込まれる、2010年3月19日に出願された「REGULATING THE SCOPE OF SERVICE GEOGRAPHICALLY IN WIRELESS NETWORKS」という表題の係属中の米国特許出願第12/727986号に、より詳細に説明されている。

当業者が理解するように、フェムトAPの位置は、フェムトAPによってサービスされているUEの位置と比較的近く、フェムトAPの位置を取得することは、UEの測位手順(たとえばGPS測位手順など)を実行するよりも、高速でリソースの消費が少ない(たとえば、電力、負荷の処理などの点で)可能性があり得る。したがって、図9のプロセスは、フェムトAPによってサービスされているUEの従来の判定に関連する、遅延および/またはリソースの消費を減らすことができる。

本発明の実施形態は、フェムトAPがマクロAPと比較して優れた性能を有していることによりフェムトセルへの移行が実行されるかのように、上で説明されたが、他の実施形態では、これは必ずしも当てはまらない。たとえば、一実施形態では、ターゲット通信デバイスは、性能においてはフェムトAPと同等のマクロAPを介した高速リンク上にあってよい。この場合、ターゲット通信デバイスは、依然としてフェムトAPを使うことができる。したがって、上で説明された実施形態は、フェムトの選択肢が性能に関して必ずしも優れていない場合でも、適用可能である。たとえば、このことの1つの理由は、フェムトアクセスと関連付けられる費用の節減であり得る(たとえば、フェムトAPよりもマクロAPを通じた帯域幅が高価である、など)。別の実施形態では、フェムトAPは、アクティブな参加者の間で、必ずしも瞬間的またはリアルタイムではない通信セッションに対して使われ得る。たとえば、フェムトAPは、通信セッションがメディアの遅延した送達と関連付けられる状況、たとえばMMSセッションにおいて使われ得る。

情報および信号は、多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表せることを、当業者は理解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。

さらに、本明細書で開示した実施形態に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることを、当業者は理解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、具体的な適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を具体的な適用例ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。

本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲート回路もしくはトランジスタ論理回路、個別のハードウェア構成要素、または、本明細書で説明する機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。

本明細書で開示した実施形態と関連して説明した方法、シーケンス、および/またはアルゴリズムは、ハードウェアで直接実施され得るか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施され得るか、またはその2つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体は、ASIC中に存在し得る。ASICはユーザ端末(たとえば、アクセス端末)中に存在し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中に個別構成要素として存在し得る。

1つまたは複数の例示的な実施形態では、説明した機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装した場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる、任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、またはワイヤレス技術、たとえば赤外線、無線、およびマイクロ波を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または、赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は媒体の定義内に含まれる。本明細書で使用する場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フレキシブルディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。

上記の開示は本発明の例示的な実施形態を示すが、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更および修正を行えることに留意されたい。本明細書で説明した本発明の実施形態による方法クレームの機能、ステップおよび/またはアクションは、特定の順序で実行されなくてもよい。さらに、本発明の要素は、単数形で説明または特許請求されていることがあるが、単数形に限定することが明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。

104 エアインターフェース
120 RAN
122 RNC
124 Node B
124B フェムトアクセスポイント
126 キャリア
127 フェムトゲートウェイ
170 アプリケーションサーバ
175 インターネット

Claims (27)

1. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されるべき通信セッションをセットアップする方法であって、
   ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するステップと、
   前記判定に応答して、前記アプリケーションサーバによって調停されるべき前記通信セッションの開始を要求し、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すように、少なくとも1つのメッセージを構成するステップと、
   前記構成された少なくとも1つのメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するステップと
   を含む、方法。
2. 前記判定するステップが、前記フェムトAPからの周期的に送信されるオーバーヘッドメッセージに含まれる情報に基づく、請求項1に記載の方法。
3. 前記判定するステップ、前記構成するステップ、および前記送信するステップが、前記通信セッションの発信ワイヤレス通信デバイスによって実行される、請求項1に記載の方法。
4. 前記構成された少なくとも1つのメッセージが、前記通信セッションの開始を要求し、前記発信ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すためのフィールドセットを有する、通信セッションセットアップ要求メッセージに対応する、請求項3に記載の方法。
5. 前記判定するステップ、前記構成するステップ、および前記送信するステップが、前記通信セッションのターゲットワイヤレス通信デバイスによって実行される、請求項1に記載の方法。
6. 前記構成された少なくとも1つのメッセージが、前記通信セッションを前記ターゲットワイヤレス通信デバイスに告知し、前記ターゲットワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すためのフィールドセットを有する、通信セッションセットアップ告知メッセージに対する確認応答に対応する、請求項5に記載の方法。
7. 前記判定するステップに応答して、前記送信するステップが、前記構成された少なくとも1つのメッセージを送信するトラフィックチャネル(TCH)をセットアップする代わりに、逆方向リンク共有アクセスチャネルで前記構成された少なくとも1つのメッセージを送信する、請求項1に記載の方法。
8. 前記逆方向リンク共有アクセスチャネルが、WCDMA(登録商標)ネットワークにおけるランダムアクセスチャネル(RACH)に対応する、請求項7に記載の方法。
9. 前記送信するステップが、1xEV-DOネットワークにおけるモバイル発信(MO)Data-over-Signaling(DoS)メッセージとして、前記逆方向リンク共有アクセスチャネルで前記構成された少なくとも1つのメッセージを送信する、請求項7に記載の方法。
10. 前記判定するステップ、前記構成するステップ、および前記送信するステップを実行する前記ワイヤレス通信デバイスが、フェムト接続されていることがマクロAPと比較してより少数の物理層リソースの競合と関連付けられるという予測に基づいて、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されている限り、最初の通信セッションセットアップメッセージの送信のために前記逆方向リンク共有アクセスチャネルを排他的に使うように構成される、請求項7に記載の方法。
11. 前記判定するステップ、前記構成するステップ、および前記送信するステップが、前記通信セッションの発信ワイヤレス通信デバイスによって実行される、請求項1に記載の方法。
12. 前記構成された少なくとも1つのメッセージが、前記通信セッションの開始を要求し、前記発信ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すためのフィールドセットを有する、通信セッションセットアップ要求メッセージに対応する、請求項11に記載の方法。
13. 前記判定するステップ、前記構成するステップ、および前記送信するステップが、前記通信セッションのターゲットワイヤレス通信デバイスによって実行される、請求項1に記載の方法。
14. 前記構成された少なくとも1つのメッセージが、前記通信セッションを前記ターゲットワイヤレス通信デバイスに告知し、前記ターゲットワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すためのフィールドセットを有する、通信セッションセットアップ告知メッセージに対する確認応答に対応する、請求項13に記載の方法。
15. 前記アプリケーションサーバが、前記フェムトAPを動作するキャリアネットワークの外部にある、請求項1に記載の方法。
16. 前記ワイヤレス通信デバイスがフェムトAPによってサービスされると判定される時は常に、前記構成するステップおよび前記送信するステップが実行される、請求項1に記載の方法。
17. 前記構成された少なくとも1つのメッセージが、前記ワイヤレス通信デバイスのセッション開始プロトコル(SIP)登録を変更することなく、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すように構成される、請求項1に記載の方法。
18. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されている通信セッションに参加するように構成されたワイヤレス通信デバイスを動作する方法であって、
    前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記通信セッションの間に、前記ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するステップであって、前記フェムトAPが、サービングネットワークの一部であり、かつ、前記アプリケーションサーバが、前記サービングネットワークのアクセスネットワーク構成要素およびコアネットワーク構成要素の外部にある、ステップと、
    前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記判定に応答して、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを前記アプリケーションサーバに対して示すように、前記通信セッションに関連する少なくとも1つのシグナリングメッセージを構成するステップと、
    前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記構成された少なくとも1つのシグナリングメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するステップと
    を含む、方法。
19. 前記判定するステップが、前記フェムトAPからの周期的に送信されるオーバーヘッドメッセージに含まれる情報に基づく、請求項18に記載の方法。
20. 前記判定するステップが、前記ワイヤレス通信デバイスがマクロAPから前記フェムトAPへハンドオフした後に行われる、請求項18に記載の方法。
21. 前記アプリケーションサーバが、前記フェムトAPを動作するキャリアネットワークの外部にある、請求項18に記載の方法。
22. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されるべき通信セッションをセットアップするように構成されるワイヤレス通信デバイスであって、
    前記ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するための手段と、
    前記判定に応答して、前記アプリケーションサーバによって調停されるべきサーバ調停通信セッションの開始を要求し、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すように、少なくとも1つのメッセージを構成するための手段と、
    前記構成された少なくとも1つのメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するための手段と
    を含む、ワイヤレス通信デバイス。
23. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されている通信セッションに参加するように構成されるワイヤレス通信デバイスであって、
    前記通信セッションの間に、前記ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するための手段であって、前記フェムトAPが、サービングネットワークの一部であり、かつ、前記アプリケーションサーバが、前記サービングネットワークのアクセスネットワーク構成要素およびコアネットワーク構成要素の外部にある、手段と、
    前記判定に応答して、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを前記アプリケーションサーバに対して示すように、前記通信セッションに関連する少なくとも1つのシグナリングメッセージを構成するための手段と、
    前記構成された少なくとも1つのシグナリングメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するための手段と
    を含む、ワイヤレス通信デバイス。
24. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されるべき通信セッションをセットアップするように構成されるワイヤレス通信デバイスであって、
    送受信機に接続され、かつ、前記ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するように構成されたプロセッサを含み、
    前記プロセッサが、前記判定に応答して、前記アプリケーションサーバによって調停されるべき前記通信セッションの開始を要求し、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すように、少なくとも1つのメッセージを構成するように構成され、
    前記送受信機が、前記構成された少なくとも1つのメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するように構成される、ワイヤレス通信デバイス。
25. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されている通信セッションに参加するように構成されるワイヤレス通信デバイスであって、
    送受信機に接続され、かつ、前記通信セッションの間に、前記ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するように構成されたプロセッサを含み、
    前記フェムトAPが、サービングネットワークの一部であり、かつ、前記アプリケーションサーバが、前記サービングネットワークのアクセスネットワーク構成要素およびコアネットワーク構成要素の外部にあり、
    前記プロセッサが、前記判定に応答して、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを前記アプリケーションサーバに対して示すように、前記通信セッションに関連する少なくとも1つのシグナリングメッセージを構成するように構成され、
    前記送受信機が、前記構成された少なくとも1つのシグナリングメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するように構成される、ワイヤレス通信デバイス。
26. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されるべき通信セッションをセットアップするように構成されるワイヤレス通信デバイスによって実行されると、前記ワイヤレス通信デバイスに動作を実行させる命令を記録した、コンピュータ可読記録媒体であって、前記命令が、
    前記ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するためのプログラムコードと、
    前記判定に応答して、前記アプリケーションサーバによって調停されるべき前記通信セッションの開始を要求し、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを示すように、少なくとも1つのメッセージを構成するためのプログラムコードと、
    前記構成された少なくとも1つのメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するためのプログラムコードと
    を含む、コンピュータ可読記録媒体。
27. ワイヤレス通信システムにおいてアプリケーションサーバによって調停されている通信セッションに参加するように構成されるワイヤレス通信デバイスによって実行されると、前記ワイヤレス通信デバイスに動作を実行させる命令を記録した、コンピュータ可読記録媒体であって、前記命令が、
    前記通信セッションの間に、前記ワイヤレス通信デバイスの現在のサービングアクセスポイント(AP)がフェムトAPに対応すると判定するためのプログラムコードであって、前記フェムトAPが、サービングネットワークの一部であり、かつ、前記アプリケーションサーバが、前記サービングネットワークのアクセスネットワーク構成要素およびコアネットワーク構成要素の外部にある、プログラムコードと、
    前記判定に応答して、前記ワイヤレス通信デバイスがフェムト接続されていることを前記アプリケーションサーバに対して示すように、前記通信セッションに関連する少なくとも1つのシグナリングメッセージを構成するためのプログラムコードと、
    前記構成された少なくとも1つのシグナリングメッセージを前記アプリケーションサーバに送信するためのプログラムコードと
    を含む、コンピュータ可読記録媒体。

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