JP2006502638A - 無線システムの資源を最適化する方法及び無線システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、無線システムの資源を最適化する方法及びシステムを提供する。
【解決手段】 本発明の方法は、無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を無線システムの無線ネットワークへ転送し(402)、前記トランスポート・ネットワークは無線ネットワークのネットワーク要素及び無線ネットワークを無線システムのコア・ネットワークへ接続し、無線ネットワークのサービング・ネットワーク要素がユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルーチング(404)する方法であって、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてサービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調節する(406)ことをさらに含む。
【解決手段】 本発明の方法は、無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を無線システムの無線ネットワークへ転送し(402)、前記トランスポート・ネットワークは無線ネットワークのネットワーク要素及び無線ネットワークを無線システムのコア・ネットワークへ接続し、無線ネットワークのサービング・ネットワーク要素がユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルーチング(404)する方法であって、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてサービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調節する(406)ことをさらに含む。
Description
本発明は、無線システムの資源を最適化する方法、無線ネットワーク・コントローラ、及び無線システムに関する。
移動体通信の資源及び容量に対する要件及び需要は、無線通信システム上に大量のデータが転送される必要性及びモバイル装置の密度とユーザの数の増加により、ますます厳しくなって来ている。新技術の開発により、将来の無線通信ネットワークは、1つのタイプの技術のみではなく、無線アクセス技術のいくつかのタイプを使用することが提案されている。WCDMA(広帯域コード分割多重アクセス)、GSM/EDGE(移動通信のためのグローバル・システム/グローバル展開のための増強データレート)等の技術は、既に世界的に使用されているか又は常に開発されている。近い将来、無線通信ネットワーク及び無線ユーザ装置は、ますます、インターネット・プロトコル(IP)に基づいた技術も支援するだろう。異なる技術を使用することにより、ネットワーク全体は異なる技術のカバレッジ及び容量特性を利用できる。資源を無駄遣いすることなくネットワーク中のサービス品質(QoS)を管理することは、重要な要求の1つである。しかし、これはネットワーク資源とそれらの使用の最適化について新しい要求を生ずる。
パケット交換トランスポートを用いた通信ネットワークは、例えば、IPに基づいたトランスポート・ネットワークとして実現できる。IPパケットは、その源と一緒にパケットの宛先に関する情報を含み、パケットを容易にルートできるようにする。IPパケットの宛先アドレスはルーター内で特定のルーチング決定を発生し、これによりパケットはルート上をその宛先へ送信される。回線交換ネットワークでは、コンテントはその宛先を知らない。ネットワークは接続を保持してその接続が続く限りネットワーク容量を保持する。ルーチングはファイル転送に対して良く実行されるが、十分なネットワーク容量が利用可能であってサービス品質(QoS)が配慮される限り、音声及びビデオ電話などのリアルタイム・トラフイックに対しても良い。
通信ネットワークが輻輳した時、例えば、通信ネットワークの一部が過負荷になる時、又は、輻輳が予想される時、に問題が発生する。輻輳は、例えば、もし、ルーター又は他のネットワーク要素がルーターからデータを転送できるよりも速くデータを受信する場合に発生する。もし、トラフイックが自由にトランスポート部分、例えば、モバイル・ネットワークのIPトランスポートへインターネット上のように流れることが可能ならば、基地局に近い特に薄いトランスポート部分が輻輳するであろう。輻輳は、トランスポート容量を低下させるリンク故障により増大する。この状態は、トランスポート容量を予約するソフトハンドオーバー(SHO)の使用により一層悪化する。
従来技術では、宛先ルートが輻輳している時、データ・パケットは削除されるか又はホールドされるかのいずれかになる。通信システムのバッファで待ち行列されているパケットは、到達するパケットに対する余地を作るために削除できる。新パケットは、新データに対する余地ができるまで、通信システムの輻輳した部分に入ることを阻止される。しかし、これらの技術は、サービスの品質を低下しこのため特にリアルタイム通信サービスで好ましくない、データの削除又は遅延及び遅延変化などの問題を発生する。
カバレッジの観点からは、基地局に近いリンク上のトランスポート容量よりも大きな無線容量を構築することが必要である。しかし、これは、例えば、1つのセルから他へのハンドオーバーは無線の観点からは意味があるがトランスポートの観点からは意味がない場合、輻輳状態になってしまう可能性を増加する。特に、WCDMAに基づいたネットワークでは、ソフトハンドオーバー負荷は問題である。現在のシステムでは、ハンドオーバー制御に責任を持つネットワークの無線資源管理(RRM)は、独立に実行して、そしてソフトハンドオーバー接続の量の全変化を部分的に許容する。すなわち、SHOレグはソフトハンドオーバー負荷に大きな変化を生ずる。これらの全ては、無線ネットワークから来るトラフイックを処理できるようにするため、より多くのトランスポート容量を構築する必要性の状態を導く。これは、新ネットワーク資源の構築は高価であるから、問題である。
本発明は、無線システムの資源を最適化するための改良された方法を提供することを課題にする。
本発明の1つの観点として、無線システムの資源を最適化するための方法が提供される。この方法は、無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を無線システムの無線ネットワークへ転送し、トランスポート・ネットワークが無線ネットワークのネットワーク要素と無線ネットワークを無線システムのコア・ネットワークへ接続し、無線ネットワークのサービング・ネットワーク要素がユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルーチングし、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてサービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調節することを含む。
本発明の1つの観点として、無線システムの資源を最適化するための方法が提供される。この方法は、無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を無線システムの無線ネットワークへ転送し、トランスポート・ネットワークが無線ネットワークの要素と無線ネットワークとを無線システムのコア・ネットワークへ接続し、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてユーザ装置と無線ネットワークの基地局との間で通信接続のソフトハンドオーバーを調節する(504)ことを含む。
本発明の1つの観点として、無線システムが提供される。この無線システムは、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、1つのネットワーク要素はサービング・ネットワーク要素として動作するように構成されていて、ユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルートし、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備え、そして無線システムは、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてサービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調整するために受信手段に接続された調節手段をさらに備える。
本発明の1つの観点として、無線システムが提供される。この無線システムは、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備え、そして無線システムは、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて無線ネットワークの基地局とユーザ装置との間で通信接続のソフトハンドオーバーを調整するために受信手段に接続された調節手段をさらに備える。
本発明は1つの観点として、無線システムの基地局を提供する。この基地局は、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、1つのネットワーク要素はサービング・ネットワーク要素として動作するように構成されていて、ユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルートし、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備え、そして基地局は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてサービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調整するために受信手段に接続された調節手段をさらに備える。
本発明は別の観点において、無線システムの基地局を提供する。この基地局は、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備え、そして基地局は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて基地局とユーザ装置との間で通信接続のソフトハンドオーバーを調整するために受信手段に接続された調節手段をさらに備える。
本発明は別の観点において、無線システムの無線ネットワーク制御器を提供する。この無線ネットワーク制御器は、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、1つのネットワーク要素はサービング・ネットワーク要素として動作するように構成されていて、ユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルートし、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備え、そして無線ネットワーク制御器は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてサービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調整するために受信手段に接続された調節手段をさらに備える。
本発明は1つの観点において、無線システムの無線ネットワーク制御器を提供する。この無線ネットワーク制御器は、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備え、そして無線ネットワーク制御器は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて基地局とユーザ装置との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調整するために受信手段に接続された調節手段をさらに備える。
本発明の他の実施の形態が、従属形式の請求項に記載されている。
本発明はいくつかの利点を提供する。本発明は、無線システムの資源を最適化する時、無線システムはトランスポート負荷状況を考慮することが可能である。本発明の1つの利点は、トランスポート資源は最悪に従って大きさを調節する必要がない。このため、新ネットワーク資源に対する必要性が減少するから、ネットワーク資源を構築する際の費用節約を達成できる。
本発明の1つの利点は、ソフトハンドオーバーに起因する余分な負荷を調節でき、輻輳状態又は輻輳が予想される時、例えば、混雑時、に最小にすることができる。
別の利点は、サービスの品質を減少させるデータの削除などのドラスチックな動作無しに負荷変動により良く適応できることである。さらに、データが最も輻輳したリンクで削除される必要が無い時、削除されたデータは他のリンクを負荷せず、不必要にトランスポート資源を使用して他のトラフイックの品質を劣化させない。
別の利点は、アクセス・トランスポート・ネットワークが制限要因として作用しないため、ネットワーク資源はより効率的に使用できる。すなわち、アクセス・トランスポート・ネットワークを過度に大きくする必要性が無い。
本発明の別の利点は、トラフイック・ミクスチャの振動を減少できることである。トラフイック・ミクスチャのより一定なタイプが、例えば、ルーターではパラメータがトラフイック・ミクスチャのあるタイプに調節されているため、有利である。
以下に、本発明を好適な実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
以下に、本発明を好適な実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態
図1を参照すると、本発明の実施の形態が適用できるシステムの一例としての無線システムが示されている。図1において、コア・ネットワーク(CN)100、無線アクセス・ネットワーク120、130、160、及びユーザ装置(UE)170の無線システムの主要部分を含む単純化された無線システムについて、実施の形態が説明される。
図1を参照すると、本発明の実施の形態が適用できるシステムの一例としての無線システムが示されている。図1において、コア・ネットワーク(CN)100、無線アクセス・ネットワーク120、130、160、及びユーザ装置(UE)170の無線システムの主要部分を含む単純化された無線システムについて、実施の形態が説明される。
図1は、第2、2.5、及び第3世代からのネットワーク要素が共存する無線アクセス・ネットワークの異なる世代の相互動作及び異なる技術を使用した進化した3G無線システムの一般的なアーキテクチャを示す。説明では、第2世代の無線システムがGSM(移動通信のためのグローバル・システム)により表され、2.5世代の無線システムはGSMに基づきデータ転送速度を増加するためにEDGE技術(グローバル発展のための増強データレート)を使用しそしてGPRSシステム(汎用パケット無線システム)でパケット送信を実現するためにも使用できる無線システムにより表される。第3世代は少なくとも名前IMT−2000(国際モバイル通信2000)及びUMTS(ユニバーサル・モバイル通信システム)により知られる無線システムにより表される。
無線システムのコア・ネットワーク100は、外部ネットワーク180、182に接続されている。外部ネットワーク180、182は、公衆地上モバイル・ネットワークPLMN180又は公衆交換電話ネットワークPSTN180、及びインターネット182により表される。GSMに基づいた基地局サブシステム(BSS)160は、基地局制御器(BSC)166及び基地送受信局(BTS)162、164を含む。基地局制御器166は、基地局送受信局162、164を制御する。コア・ネットワーク100とBSS160との間のインターフェイス106は、Aインターフェイスと呼ばれる。BSC166とBTS162、164との間のインターフェイスは、A−bisインターフェイスと呼ばれる。原理的に、無線経路とそれらの機能を実現する装置は基地送受信局162、164及び基地局制御器166内の管理装置中に位置する。実現は当然にこの原理から逸脱することができる。当業者に知られるように、無線システムは図1には簡潔さのために記載されていないいくつかの基地局サブシステム160を含むことができる。
UMTS無線アクセス・ネットワーク(UTRAN)130は、無線ネットワーク・サブシステム(RNS)140、150を含む。各無線ネットワーク・サブシステム140、150は無線ネットワーク制御器(RNC)146、156及びノードB142、144、152、154を含む。ノードBは、抽象的な概念で、しばしば用語「基地局」に置き換えられる。異なる無線ネットワーク・サブシステムRNS140、150間、又はより詳細には、無線ネットワーク制御器(RNC)146、156間のインターフェイスは、lurと呼ばれる。UMTSでは、コア・ネットワーク100とUTRAN130の間のインターフェイスは、luインターフェイス108と呼ばれる。RNC146とノードB142、144との間のインターフェイスは、lubインターフェイスと呼ばれる。機能性に関しては、無線ネットワーク制御器140はおおよそGSMシステムの基地局制御器166に対応し、ノードB142、144はGSMシステムの基地局162、164に対応する。同じ装置が共に基地局として及びノードBとして機能する解決も利用可能である。すなわち、装置は同時にTDMA及びWCDMA無線インターフェイスを実現できる。
また、無線システムはIP技術に基づいた無線アクセス・ネットワーク、すなわち、IPRAN(インターネット・プロトコル無線アクセス・ネットワーク)120も使用できる。図1は、実施の形態が適用できる無線アクセス・ネットワーク(RAN)の一例として、IPRAN120を示す。IP技術に基づいた無線アクセス・ネットワーク及びそれらのアーキテクチャは絶えず開発されているため、図1のIPRAN120は、IP技術に基づいたRANのいくつかの主な機能を説明する例示的なアーキテクチャを示し、実現は変更できる。図1に示されたIPRAN120は、UTRAN(UMTS無線アクセス・ネットワーク)、GSM(移動通信のためのグローバル・システム)中に使用されるBSS(基地局サブシステム)又はGERAN(GSMEDGE無線ネットワーク)などのネットワーク及び他の従来の無線ネットワーク・アクセス技術と相互動作することも可能なIP技術に基づいた無線アクセス・ネットワーク・プラットホームである。IPRANは、インターフェイス112によりUTRAN130へ接続され、インターフェイス114によりBSS160へ接続され、インターフェイス110によりコア・ネットワーク100へ接続されている。
IPRAN120は、図1に示された以下のエンティテイのグループにより簡潔に記述される。IP基地局(IPBTS)126、128及び例えば無線アクセス・ネットワーク・ゲートウェイ(RANゲートウェイ、RNGW)121、及び回線交換トラフイックのための回線交換ゲートウェイ(CSゲートウェイ、CSGW)123などのIPRANゲートウェイ122である。IPRANゲートウェイ122は、また、ネットワークへのアクセスを制御するためのRANアクセス・サーバーなどの他の要素も典型的に含む。また、IPRAN120は、図1に示されていないサーバーやルーターなどの他の要素も含むことができる。
IPRAN120では、中央集中的制御器(RNC146及びBSC166)の機能の大部分は、IP基地局126に移されるように計画される。特に、全ての無線プロトコルはIP基地局126へ移される。IP基地局126外のエンティテイは、例えば、構成及び無線資源(RR)機能を実行することが必要であり、又は、従来の無線アクセス・ネットワーク又は基地局サブシステム又はコア・ネットワーク100へのゲートウェイと相互動作することが必要である。しかし、より進化したアーキテクチャにおいて、RNC又はBSCはまだ使用できる。
また、図1は、異なる無線アクセス・ネットワークの基地局のカバレッジ領域、すなわち、セルを示す。すなわち、セル143、145、153、155はノードB142、144、152、154のカバレッジ領域を表し、セル163、165は基地局162、164のカバレッジ領域を表す。1つのノードB142、144、152、154又は基地局162、164は、図1に示すように1つのセルをサービスしてもよく、又は、基地局の場合に円弧形セルであるいくつかのセルをサービスしてもよい。また、IP基地局はいくつかのセルをサービスしてよい。図中、IP基地局(IPBTS)126のカバレッジ領域は、セル124、125により表され、そしてIPBTS128のカバレッジ領域は、セル127、129により表される。
図1に示されるユーザ装置(UE)170は、好ましくは、2G及び3Gシステムの両方に適用可能であり、無線アクセス・ネットワーク120との無線接続を確立するために少なくとも1つの送受信機を含む。典型的に、ユーザ装置170は、移動局であり、さらに、アンテナ、ユーザ・インターフェイス、及びバッテリを含む。今日、さまざまな種類のユーザ装置が入手可能である。例えば、車及びポータブル装置に搭載された装置である。また、ユーザ装置170は、パーソナル・コンピュータ又はポータブル・コンピュータと似た性能を持つことができる。ユーザ装置170は、通信接続を使用して無線システムのコア・ネットワークへのアクセスをUE170のユーザに提供するために、IPRAN120などの無線アクセス・ネットワークの基地局を経由して無線システムへ接続される。通信接続は、基地局との無線接続及び基地局とコア・ネットワークとの間の接続を含む。
図2を参照して、UTRANを例として用いて、無線アクセス・ネットワークのための汎用プロトコル・モデルが説明される。同様に、IPRANなどの他の無線アクセス・ネットワークのためのプロトコル・モデルも説明できる。図2に示すように、UTRAN内部機能及びプロトコルは2つの水平な層:無線ネットワーク層(RNL)200及びトランスポート・ネットワーク層210に分類できる。垂直方向へは、プロトコル・モデルは3つの平面、(無線ネットワーク)制御平面202、(無線ネットワーク)ユーザ平面212、及びトランスポート・ネットワーク制御平面208を含む。無線ネットワーク層200の制御平面202及びユーザ平面212は、トランスポート・ネットワーク・ユーザ平面220を使用するトランスポート・ネットワーク層を経由して伝達される。図2は、無線ネットワーク層200中のデータ・ストリーム214及びアプリケーション・プロトコル204と、トランスポート・ネットワーク層210のトランスポート・ネットワーク・ユーザ平面220中の信号ベアラー204とデータ・ベアラー216と物理層205を示す。また、図2には、トランスポート・ネットワーク層210のトランスポート・ネットワーク制御平面208中の信号ベアラー226とアクセス・リンク制御アプリケーション・プロトコル(ALCAP)224が示される。制御平面202は信号情報を転送し、そしてユーザ平面212はユーザにより送受信された全情報を転送する。無線ネットワーク層200は、無線、すなわち、RAN、又はセルラー特有プロトコルに関連して全ての機能とプロトコルを含む。トランスポート・ネットワーク層210は、RANに使用するさめに選ばれた標準のトランスポート技術、例えば、IP又はUTRAN中のATM(非同期転送モード)又はIPRAN中のIPを表す。トランスポート・ネットワーク層210中、信号ベアラーは常に操作及び管理動作(O&M)により設定される。ALCAP224のための信号プロトコルは、アプリケーション・プロトコル204のための信号プロトコルと同じタイプ又は異なるタイプでもよい。信号ベアラーがある時、無線ネットワーク層200中のアプリケシーヨン・プロトコル202は、ユーザ平面情報に関して必要な情報の全てを持つALCAP224によりデータ・ベアラー216が設定されることを要求できる。また、パケット交換側のluインターフェイスと同様に前もって構成されたデータ・ベアラーも使用できる。この場合、ALCAP224、従って、信号ベアラー226又はトランスポート・ネットワーク制御平面208は必要でない。
プロトコル・モデルの各層は、論理的エンティテイとして記述できる。1つの物理的ネットワーク要素は各層に対して1つ以上の論理的エンティテイを含むことができる。無線通信システムに関するさらなる情報は当該分野の文献及び標準に記載されている。
無線システム、例えば、無線アクセスシステムとしてUTRAN又はIPRANを使用するシステムは、典型的に、ユーザ平面トラフイックを処理するために2つの基礎的な論理部分を持つ。無線通信関連部分及びトランスポート関連部分である。無線関連部分は、例えば、無線資源管理(RRM)、無線インターフェイス、lubインターフェイス、及び、RRC(無線資源制御)、RLC(無線リンク制御)及びMAC(媒体アクセス制御)などの無線関連プロトコルを含む。RRMは、ハンドオーバー制御、電力制御、入場制御(AC)及びパケット・スケジューリングなどのアルゴリズムとコード管理を含む。トランスポート関連部分は、選択されたトランスポート技術とその制御機能を含む。例えば、選択されたトランスポート技術は、IPRAN中のIPベース、及びUTRAN中のIP又はATM(非同期転送モード)ベースである。無線資源が高価のため、無線アクセス・ネットワークの無線関連部分はそれらの利用を最適にすることを試みる。無線関連制御の全ての機能を制御するために多くの利用可能な方法がある。例えば、共通資源管理サーバー(CRMS)と呼ばれるエンティテイが、無線資源制御の管理のために使用できる。このアプリケーシヨンでは、「無線マネージャ」(RM)の用語は無線関連制御の全ての機能の制御に対して使用される。
無線アクセス・ネットワークのトランスポート関連部分は、トランスポート資源の最適化及びそれらの使用の制御を試みる。例えば、IPネットワーク中のリアルタイム又は非リアルタイム・トラフイックなどの異なるタイプのトラフイックに対してあるレベルのQoS(サービスの品質)を保証するために差別化サービス(DiffServ)と呼ばれる方法が使用できる。差別化サービスを使用する時、データ・パケットは、重要性及び遅延感受性の観点からパケット内容に関する情報により印が付けられる。このアプリケーシヨンでは、「トランスポート・マネージャ」(TM)の用語は、全てのトランスポート関連制御の制御機能について使用される。また、TMはトランスポート・ネットワークの負荷に関する情報、及び、好ましくはトランスポート・ネットワークのトポロジーに関する情報も有すると仮定される。
無線システムの無線通信関連部分とトランスポート関連部分は、伝統的に全く独立で、それらの決定を独立に行う。しかし、これらの決定は他の部分及びその機能に影響を与える。例えば、無線マネージャ(RM)は、ユーザ装置と基地局との間の通信接続におけるソフトハンドオーバー(SHO)の使用に関する決定を行う。しかし、これらの決定はトランスポート・ネットワーク中の負荷を大変増加する。
ハンドオーバー機能は、無線ネットワーク内でユーザの移動性を実現するための1つの最も重要な方法である。移動するユーザ装置とのトラフイック接続を維持することは、ハンドオーバーを使用することで可能である。主なアイデアは、ユーザ装置が1つのセルのカバレッジ領域から別のセルへ移動する時、目標セルとの新しい接続を設定して古いセルとの接続を開放することである。
ハンドオーバーを活動化するためのいくつかの理由がある。ハンドオーバーの基礎的な理由は、無線接続が信号品質、ユーザ移動性、又はトラフイック分布などの設定基準をもはや実現できないことである。信号品質ハンドオーバーは無線信号の品質の劣化が規定されたパラメータよりも下にある時に行われる。劣化は、ユーザ装置又は基地局により実行される信号測定により検出される。
トラフイック分布ハンドオーバーは、セルのトラフイック容量が最大に到達又はそれに接近した時に発生する。このような状況では、高負荷のセルの端の近くのユーザ装置は、より少ない負荷の隣接するセルへ転送される。
ハンドオーバー(HO)は、ハードハンドオーバー(HHO)、ソフトハンドオーバー(SHO)、及びソフターハンドオーバーと分類できる。ハードハンドオーバーでは、古い接続は新接続を行う前に開放される。周波数間ハードハンドオーバーでは、新無線アクセス接続のキャリア周波数はユーザ装置の古いキャリア周波数とは異なり、周波数内ハンドオーバーでは、古いキャリアと同じである。もし、異なる周波数が無線ネットワーク・セル、例えば、同じカバレッジ領域中に異なるキャリアを使用するミクロセルとマクロセル間、に割り当てられている場合、周波数間ハンドオーバーは使用できる。さらに、周波数間ハントオーバーは、2つの異なる無線アクセス・ネットワークのタイプ間、例えば、UTRANとGSMの間、又は、IPRANとGSMの間、で生ずることができる。また、これらはシステム間ハンドオーバー、又は、周波数間ハンドオーバーであるRAT(無線アクセス技術)間ハンドオーバーとも呼ばれる。システム間ハンドオーバーは、ユーザ装置においても完全にサポートされている場合のみに可能である。
ソフトハンドオーバーでは、ユーザ装置は古い接続が開放される前に新しい接続が設定される。UEは、基地局のリスト、又は、より詳細には、UEがそれを介して例えばUTRAN又はIPRANのRANに同時的に接続する無線セル、である活動組内の測定情報を集める。すなわち、活動組はハンドオーバーのための基準設定を満足するセルのリストである。例えば、WCDMAシステム内では、大部分のハンドオーバーは周波数内ソフトハンドオーバーであり、ハンドオーバーに関与する隣接基地局は同じ周波数を使用して送信する。ソフトハンドオーバーは、異なる基地局に属する2つの無線セル間で実行される。しかし、例えば、UTRANでは、セルは同じRNCに必ずしも属せず、ソフトハンドオーバーに関与するRNCはlurインターフェイスのソフトハンドオーバーの実行の調整に責任を持つ。回線交換通話では、ユーザ装置は、もし、無線ネットワーク中のセルが小さい場合、ユーザ装置はソフトハンドオーバーをほとんど常時実行する。UEとネットワークとの間の同時接続は、ソフトハンドオーバーレグ(SHOレグ)と呼ばれる。ソフトハンドオーバーレグは、UEと基地局の間の無線接続及び基地局とUEの接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルートするサービンク・ネットワークとの間の可能なトランスポート接続を含んだ接続である。
また、ソフトハンドオーバーのいくつかの変形がある。例えば、ソフター及びソフト・ソフターハンドオーバーである。ソフターハンドオーバーでは、新信号は加えられるか又は活動組から削除されるかのいずれか、若しくは、同じ基地局の別のセクターのより強い信号と置換される。「ソフト・ソフターハンドオーバー」の用語は、ソフト及びソフターハンドオーバーが同時に生じる時にしばしば使用される。
基礎的なハンドオーバー・プロセスは、典型的に、測定フェーズ、決定フェーズ、及び、実行フェーズと呼ばれる3つの主なフェーズを含む。ネットワークは全てのタイプのハンドオーバーを管理する。この目的のため、ネットワークはアップリンク接続で測定を行い、そしてダウンリンク接続についてUE測定結果を受信する。ユーザ装置は常にハンドオーバーの目的のため接続中に隣接セルの信号強度を測定し、そしてその結果をネットワークへ、例えば、UTRANではRNC内に位置する無線資源制御(RRC)へ報告する。測定されるセルは3つの異なるセル組へ分割できる。活動、監視、及び検出セルである。各組はそれら自身の測定に従いセル中の測定を実行する。
UE測定は、例えば、同じ周波数の信号に対してダウンリンク物理的チャンネルの強度の測定などの周波数内測定、アップリンク・トラフイック・ボリュームの測定などのトラフイック・ボリューム測定、例えば、ダウンリンク・トランスポート・ブロック・エラーレートなどの品質パラメータの測定などの品質測定、及び、ユーザ装置送信電力とユーザ装置受信信号レベルの測定などの内部測定を含む。UE測定イベントは、ベストセルの変化、信号対干渉比(SIR)の変化、周期的報告又はトリガーする時間又は主要共通パイロット・チャンネル(CPICH)信号レベルの変化などの基準に基づいてトリガーされる。UEは活動組中の測定情報を集める。BTS送信の信号強度がUE中の追加閾値を越える時、BTSは活動組中に追加され、そしてUEはそこに既にいなければSHOに入る。UEは、基地局をその活動組内に独立に追加又は除去しないが、ネットワークは信号メカニズムを通じて活動組に対して修正を要求する。
UE及びBTSにより報告された測定とハンドオーバー・アルゴリズムにより設定された基準が、ハンドオーバー決定の基礎を形成する。ハンドオーバー・アルゴリズムは標準化されず、より実現依存タイプであり、かなり自由に使用できる。ハンドオーバー・アルゴリズムの一般的原理は、ハンドオーバー・アルゴリズムの決定基準がユーザ装置により報告されたパイロット信号強度に基づいた例を使用して説明できる。例示的なハンドオーバー・アルゴリズムでは、以下の用語と相対的なパラメータが使用される。活動組と上側閾値と下側閾値とハンドオーバー・マージンである。典型的に、これらのパラメータは相対的な数字である。例えば、他の基地局の信号に対する。上側閾値は、接続の活動組中のセルの信号強度の和が要求されたQoSを満足するために許容されるレベルの最大にあるレベルである。従って、下側閾値は、接続の活動組中のセルの信号強度の和が要求されたQoSを満足するために許容されるレベルの最小にあるレベルである。すなわち、接続の信号強度は下側閾値より下に落ちてはいけない。「ハンドオーバー・マージン」の用語は、この例では、隣接セルの信号強度がある時間だけ及び/又はある量だけ現在のセルのそれよりも超過することが開始するポイントにおいて設定される所定のパラメータである。
例では、セルA中で、UEキャンピングが隣接セルB方向へ移動していて、そして、パイロット信号AにUEが現在接続しており、UEの移動につれて劣化していて、下側閾値に接近していると仮定する。これは、次の3つのフェーズ中でハンドオーバーをトリガーするであろう。信号Aの強度が下側閾値に到達する。UE測定に基づいて、無線ネットワークは隣接信号Bが接続の品質を改善するために十分な強度もって既に利用可能であることに気付く。無線ネットワークは、信号Bを活動組へ追加する。その後、UEは無線アクセス・ネットワークへ2つの同時的接続を持ち、信号Aと信号Bの和信号により利益を得る。すなわち、この例では、下側閾値は追加閾値と呼ぶことができる。UEが移動するにつれて、信号Bの品質が信号Aの品質よりも良くなり、そして無線ネットワークはハンドオーバー・マージン計算を開始する。最後に、信号Bの強度が規定された下側閾値に到達又は超過する。すなわち、信号Bの強度が接続の要求されたQoSを満足するために十分である。一方、和信号の強度が上側閾値を越えて、システムに追加の干渉を発生し始める。この結果、無線ネットワークは信号Aを活動組から削除する。すなわち、この例では、上側閾値は削除閾値と呼ばれる。典型的に、活動組は1乃至3つの信号の範囲であるが、その大きさは変化できる。上記の例では、活動組の大きさは1と2つの間で変化する。
一般に、ネットワークにより設定された削除閾値パラメータは常に追加閾値よりも低く、活動組から無線セルの早すぎる除去を防止する。削除パラメータの正確な値は、システム性能パラメータであり、動的に設定できる。
UEがランダムに移動する場合、方向が変化するため、UEは最初のハンドオーバー直後に元のセル(この例では、セルA)の方向へ戻る。これは、同じセルが反復して活動セルから除去及び追加される、いわゆるピンポン効果を生ずる。これはシステム容量及び全体性能に対して有害である。無線アクセス・ネットワークに追加の信号負荷を生ずるこれらの不必要なハンドオーバーは、ハンドオーバー・マージン又はヒステリシス・パラメータを使用することで回避できる。また、この効果はタイマーの使用でも回避できる。削除タイマーは、信号強度値が設定閾値の下に落ちた時にネットワークで開始できる。もし、基地局での信号強度値がタイマーの時間が無くなるまで設定閾値よりも下に留まる時、基地局は最終的に活動組から除去される。ピンポン効果を防止するために、タイマーの時間は十分に長くなければならない。
無線アクセス・ネットワークは、活動組の更新が必要とされる時を決定するために追加及び削除閾値の両方を使用する。閾値がUE測定に適用される。そして、UEは無線アクセス・ネットワークへ測定報告の送信を開始するために現在の閾値を使用しなければならない。最近の結果を含む測定報告は、監視されたセルがRAN規定追加閾値を超えた時にネットワークへ送信される。制御アルゴリズムに依存して、そして、ネットワークはUEへ活動組更新メッセージを送信する。また、制御アルゴリズムは追加閾値以外のパラメータと考慮を含む。例えば、セルは過負荷であると新接続がそのセル内で許されないようにしてよい。
ハンドオーバーのための可能な候補として識別されているが、活動組へまだ追加されていないセルは、監視組内に含まれる。RANはこれらのセルを隣接セルリスト内のUEへ示し、UEは与えられたルールに従いこれらのセルを監視する。もし、監視組内のセルが追加閾値を超える場合、測定報告が引き起こされる。検出組には、監視の際にUEにより発見されたが隣接セルリストには含まれていない他の全てのセルを含む。
RRC層は、もし、UEが1つのセルから別に移動する場合、UEとネットワークとの間の接続を維持する責任を持つ。ハンドオーバー決定はRANPRCにて行われ、それはとりわけUE測定に基づいている。SHOは、ネットワークにより送信された活動組更新メッセージにより管理される。すなわち、UEは活動組をそれ自身で更新してはいけない。これらのメッセージに従って更新する。通常の単一接続でネットワークへ接続するUEと比べて、SHOにおいてUEは常により多くのネットワーク資源を消費する。従って、UEがSHOから追加の利得を必要とするかを決定するのはネットワークである。
図3は、無線ネットワーク・システム内の資源を最適化する方法を説明する。実施の形態は、例として、IPRANベース・システムを用いた、単純化された無線システム内で説明される。しかし、実施の形態は例として与えられたシステムに制限されるものではなく、当業者はこの解決を他の無線システム又は必要な性質を備えたそれらの組合わせに応用できる。
図3の無線システムは、この場合はIPRAN120である無線アクセス・ネットワークを含む。しかし、無線アクセス・ネットワークは、例えば、図1に示されるようなUTRANの他の無線アクセス・ネットワークでもよい。
無線システムは、少なくとも、ユーザ装置170の1つのユニットを含む。図3のIPRAN120は、ユーザ装置170へ通信接続を提供するための無線ネットワーク320、及び、無線ネットワーク320のネットワーク要素を接続し、無線ネットワーク320を無線システムのコア・ネットワーク100へ接続するためのトランスポート・ネットワーク322を含む。通信接続は無線接続で互いに通信するユーザ装置と基地局により確立される。すなわち、基地局を経由して異なるUE間の通信又はデータ送信接続が確立される。基地局により作られた無線セルは、通常、拡張されたカバレッジを与えるためいくぶん重なり合っている。無線ネットワーク320は、IPRAN120の場合はIP基地局である、基地局324、326、328を含む。第1基地局326は、無線システムへのアクセスを提供するために無線セル336内で無線接続306をユーザ装置170に与える。無線ネットワーク320の論理的機能は、ユーザ装置170に無線送信と受信のために無線セル336、338、334を与えることである。トランスポート・ネットワーク322の論理的機能は、コア・ネットワーク100への接続を無線セル334、336、338に与えることである。1つの基地局はいくつかの無線セルを含むことができる。しかし、図3には簡潔さのためにこれは示されていない。
また、IPRAN120は、コア・ネットワーク及び他の無線アクセス・ネットワークからIPRANへのアクセス・ポイントである無線アクセス・ネットワーク・ゲートウェイ121、123を含む。アクセス・ネットワーク・ゲートウェイは、回線交換トラフイックに対する回線交換ゲートウェイ(CSGW)123などのゲートウェイ、及び、無線アクセス・ネットワーク・ゲートウェイ(RNGW)121を含む。また、IPRANは典型的に、無線アクセス・ネットワークへのアクセスを制御するための無線アクセス・ネットワーク・サーバー(RNAS、RANアクセス・サーバー)などの他のRANゲートウェイも含むことができる。トランスポート・ネットワーク322は接続314を経由してCSGW123へ接続され、そして接続316を経由してRNGW121へ接続される。接続314と接続316の両方はトランスポート・ネットワーク322の一部である。図3の例では、接続314、316はIP接続として実現されるが、その実現はIPに制限されるものではなく、他の適当な技術も使用できる。
UTRAN(図1中のUTRAN140及びRNS140、150参照)の場合、無線アクセス・ネットワークは、lubインターフェイスを経由してRNCに接続されたノードBを含む。
図3中に示されたコア・ネットワーク100は、2Gコア・ネットワーク352、3Gコア・ネットワーク354、3Gパケット・コア・ネットワーク356、及び2Gパケット・コア・ネットワーク358など、異なる世代のコア・ネットワークを含んでよい。2Gコア・ネットワーク352は、インターフェイスAを経由してCSGW123へ接続された2G移動局制御器(2GMSC)353を含む。3Gコア・ネットワーク354は、lu−CSインターフェイスを経由してCSGW123へ接続された3G移動局制御器(3GMSC)355を含む。3Gパケット・コア・ネットワーク356は、luインターフェイスを経由してRNGW121に接続されている。2Gパケット・コア・ネットワーク358は、Gp/IPインターフェイスを経由してトランスポート・ネットワーク322に接続されている。無線ネットワーク320のネットワーク要素の1つは、サービング機能、換言すると、ユーザ装置170の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワーク100にルートする、すなわち、コア・ネットワーク・インターフェイスとRRC(無線資源制御)をターミネイトする、を実行するサービング・ネットワークとして動作する。RANとの接続を持つ各UEに対して常に1つのサービング・ネットワーク要素がある。IPRANの場合、このサービング・ネットワーク要素はサービング基地局(サービングIPBTS)であり、UTRANの場合、サービング無線ネットワーク制御器(RNC)である。また、無線ネットワーク320は、ドリフテイング・ネットワーク要素を持ち、これは、IPRANの場合、ドリフテイングIPBTSと呼ばれ、UTRANの場合、ドリフテイングRNCと呼ばれる。ドリフテイング・ネットワーク要素の役割は、サービング・ネットワーク要素に、接続がドリフテイング・ネットワーク要素により制御されるセルを必要とする時、UE接続のために無線資源を提供することである。サービング及びドリフテイング・ネットワーク要素はそれらの位置を交換してもよい。すなわち、ドリフテイング・ネットワーク要素は後でサービング・ネットワーク要素として動作してもよい。その逆もよい。
無線システムでは、UEの通信接続はネットワーク要素、例えば、無線ネットワークの基地局、にアンカーできる。「アンカー」の用語は、IPRANにおいては、サービングIPBTS機能がUEに無線資源を提供しないBTSにより提供される場合の状態を記述するために使用できる。UTRANでは、この用語はUEがサービングRNCにより制御されるどんなセルに対しても接続を持たない時の状態を記述するために使用できる。
また、図3の無線システムは、全ての無線関連制御の機能の制御を実現しそして無線ネットワーク内のユーザ装置と基地局との間の無線資源の管理をするために無線ネットワーク320に接続された無線マネージャ305を含む。無線マネージャ305は、典型的に、無線セルのセル負荷として示されることができる無線容量情報を受信するように構成されている。無線マネージャ305は、例えば、RAN共通サーバーの1つ、例えば、共通資源管理サーバー(CRMS)と呼ばれるエンティテイ、により実現できる。しかし、実施の形態の実現はCRMSに制限されるものではなく、無線マネージャ301は無線システムの無線資源を制御するように構成されたどんなエンティテイであることができる。
さらに、図3の無線システムは、全てのトランスポート関連制御の機能の制御を実現するためそしてトランスポート・ネットワーク資源を管理するために送信ネットワーク322に接続された送信マネージャ303を含む。トランスポート・マネージャ303は、トランスポート・ネットワークの負荷及びそのトポロジーに関する情報を持つ。トランスポート・マネージャ303は、無線セルに利用可能なトランスポート・ネットワーク322上のトランスポート負荷情報を受信するように構成されている。例えば、トランスポート・マネージャ303は、先の出願(PCT/IB02/00919)において説明されたIPトランスポート資源マネージャ(ITRM)と呼ばれるエンティテイにより実現できる。ITMRはトランスポート・ネットワーク322論理アーキテクチャに属し、コア・ネットワークではなく、IPトランスポート・ネットワークのアクセス部分を横断する資源を監視して管理する。しかし、実施の形態の実現はITRMに制限されるものではなく、トランスポート・マネージャ303は、トランスポート負荷に関する情報及びトランスポート・ネットワーク322に関する情報を受信するように構成されたどんなエンティテイであることができる。
トランスポート・マネージャ303と無線マネージャ305は、共通の要素中に、例えば、共通マネージャ・エンティテイの一部として実現できるが、それらはスタンド・アロン・エンティテイとして、例えば、無線アクセス・ネットワークの他の論理的エンティテイの機能性の部分又は別個のサーバーとして、別々にも実現できる。
さらに、無線システムは、接続323を経由してトランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段301と、受信手段に接続321により接続されてトランスポート・ネットワーク情報に基づいてユーザ装置と無線ネットワークのサービング・ネットワーク要素との間の通信接続を調節するための調節手段302を含む。実施の形態では、調節手段302は受信手段301により受信されたトランスポート・ネットワーク情報に基づいてユーザ装置と無線ネットワークの基地局との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調節する。
受信手段301と調節手段302は、無線マネージャRM機能の一部として、例えば、CRMS機能の一部又は送信マネージャTM機能の一部として、例えば、ITMR機能の一部として実現できる。又は、これらの機能はRM305とTM303との間で分割できる。この場合、TM303及びRM305は同じ要素内に、又は、要素間の信号を取扱うならば異なる要素間に実現できる。また、受信手段301と調節手段302は無線アクセス・ネットワークの他の論理的エンティテイの一部又は機能としても実現できる。例えば、受信手段301と調節手段302はIPBTS324、326、328内に実現でき、又は、UTRANの場合はRNC内に実現できる。
受信手段301はトランスポート・ネットワーク322のトランスポート負荷を示す測定と報告を受信する。また、トランスポート負荷はトランスポート・ネットワーク322のトランスポート容量として示されてよい。
受信手段301は、それらが接続されている調節手段302にトランスポート負荷情報を示す。そして、調節手段302は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、ユーザ装置170とサービング・ネットワーク要素との間の通信接続を調節する。特に、調節手段302は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、ユーザ装置と無線ネットワークの基地局との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調節するために使用される。
図3は、UE170がソフトハンドオーバー状態にある状態を示す。ユーザ装置170は、無線接続306を介して第1基地局326と通信する。そして、セル336がUE170の活動組内に含まれる。UE170は、第1基地局326の共通パイロットを測定し、また同時に第2基地局324及び第3基地局328の共通パイロットを測定する。そして、無線接続304、308がUE170とBTS324とBTS328の間でこれらの基地局を経由してコア・ネットワーク100への接続を提供するために確立され、そしてセル334とセル338がセル336を既に含む活動組内に追加される。UE170とネットワークの間の同時的接続はソフトハンドオーバーレグ(SHOレグ)と呼ばれ、それらはUE170と基地局324、328の間の無線接続304、308、及び、基地局324、328とサービング・ネットワーク要素として動作するネットワーク要素、IPRANの場合はサービングIPBTSそしてUTRANの場合はサービングRNC、との間のトランスポート接続を含む。SHOレグを生成して維持することは、トランスポート・ネットワーク322の負荷を増加する。受信手段301が、トランスポート・ネットワーク322内の輻輳又は重い負荷を示すトランスポート・ネットワーク322に関するトランスポート・ネットワーク情報を受信すると仮定する。この情報は調節手段302に示される。実施の形態では、調節手段302は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、無線ネットワークの基地局とユーザ装置との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調節する。トランスポート・ネットワーク322中の負荷が変化する時、例えば、減少する時、受信手段301はこれに関する情報を受信して、調節手段302にこの情報を示す。調節手段はこれを考慮して更新されたトランスポート・ネットワーク情報に基づいてソフトハンドオーバーを調節する。
図3において、さらに、BTS326がサービング・ネットワーク要素、この場合は、サービングBTS326であると仮定する。BTS326は接続317を経由してトランスポート・ネットワーク322へ接続されていて、BTS324は接続319を経由しそしてBTS328は接続318を経由して接続されている。接続317、318、319はトランスポート・ネットワーク322に属する。サービングBTS326は、BTS324へ接続315により、そしてBTS328へ接続313により接続されている。また、接続313、315はトランスポート・ネットワーク322の一部であり、実際には、基地局324、326、328からトランスポート・ネットワーク322への接続317、318、319も含む。すなわち、接続313は接続317、318を含み、接続315は接続317、319を含む。サービングBTS326は、サービングBTS326とコア・ネットワーク100との間のUE170の通信接続を取扱う。通信接続は無線接続、例えば、基地局、例えば、BTS324への接続304と、IPRANにおいては、もし基地局324がドリフト基地局である場合、ドリフト基地局とサービング基地局326との間の接続315と、サービング基地局326とコア・ネットワーク100との間の接続と、を含む。ソフトハンドオーバー状態では、この通信接続は無線接続306、304、308及びサービングBTS326とドリフトBTS324、328の間の接続、すなわち、接続315と接続313、及び、サービングBTS326とコア・ネットワーク100との間の接続も含む。UTRANの場合、サービングRNCは、UEの通信接続をコア・ネットワーク100へルートし、そして通信接続はUE170とコア・ネットワーク100の間の全ての無線及びトランスポート接続を含む。
上述した通り、受信手段323は、トランスポート・ネットワーク322内の輻輳又は重い負荷を示すトランスポート・ネットワーク322に関するトランスポート・ネットワーク情報を受信する。この情報は、調節手段302に示される。1つの実施の形態では、調節手段302は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、ユーザ装置とサービング・ネットワーク要素との間の通信接続を調節する。この例では、調節手段302は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、ユーザ装置170とサービングBTS326との間の通信接続を調節する。再び、トランスポート・ネットワーク322中の負荷が変化する時、受信手段323はこれに関する情報を受信して調節手段302にこの情報を示す。調節手段302はこれを考慮して、更新されたトランスポート・ネットワーク情報に基づいて、サービング・ネットワーク要素326とUE170との間の通信接続を調節する。
1つの実施の形態では、サービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間の通信接続を調節する時、調節手段302は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、無線ネットワークの基地局及びこの基地局との無線接続を有するユーザ装置の間の通信接続のソフトハンドオーバーを調節する。
1つの実施の形態では、活動組の更新を減少させるため、調節手段302はソフトハンドオーバーの基準を調節する。これは、ソフトハンドオーバーをトリガーするSHOマージンを調節するために、又は、代替的に、ソフトハンドオーバーをトリガーするためのSHOヒシテリシス限界を調節ために、調節手段302を使用することにより行われる。より詳細には、調節手段302は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいてソフトハンドオーバー測定報告をトリガーするためのマージンを調節することによりSHO基準を調節するため、又は、代替的に、ソフトハンドオーバー測定報告をトリガーするためのSHOヒシテリシス限界を調節するために、使用できる。別の実施の形態では、調節手段302は、古いマージン及びヒシテリシス限界を維持するが、UE170への活動組更新メッセージの送信を調節することにより、SHOを調節するために使用される。別の実施の形態では、活動組の更新を減少させるために、更新メッセージはたとえUE測定が更新理由を示したとしても送信されない。別の実施の形態では、調節手段302は、基地局とユーザ装置との間の通信接続相対的に信号強度に対するSHOマージン又はヒシテリシス限界を調節することによりSHO調節するために使用される。測定報告をトリガーするためのSHO基準とSHOマージンとヒシテリシス限界は、各ハンドオーバーレグに対して個別に調節できる。
1つの実施の形態では、調節手段302はUE170のために許されたソフトハンドオーバーレグの数を調節する。すなわち、ソフトハンドオーバーレグを、基地局又はセルのある数の間だけ生成することが許される。1つの実施の形態では、調節手段302はSHOレグの数を2つのSHOレグに制限する。
別の実施の形態では、調節手段302はあるサービスによるソフトハンドオーバーの許可を調節する。すなわち、ソフトハンドオーバーは全てのサービスについては使用されない。例えば、ソフトハンドオーバーは、いずれの非リアルタイム(NRT)サービスについても使用することが許されないか、又は、いくつかのNRTサービスに対してのみ使用が許される。制限は、使用されるサービスのタイプ、トラフイック・クラス又は接続の優先度に基づいている。例えば、ソフトハンドオーバーはいわゆるゴールドユーザにのみ許され、シルバー又はブロンズ・ユーザには許されない。
1つの実施の形態では、調節手段302は基地局当たりのソフトハンドオーバーの使用を調節する。別の実施の形態では、調節手段302は無線セル当たりのソフトハンドオーバーの使用を調節する。例えば、これはある又は全ての無線セル又は基地局に対してSHO使用のための限界を設定することにより行われる。限界は、例えば、セル又はBTSからのトラフイックの最大量(kbps)である。
1つの実施の形態では、調節手段302は、無線ネットワークのネットワーク要素間のベアラーに対して割り当てられるビットレートを調節する。典型的に、UTRANでlur又はlubインターフェイスにより又はIPRANでlur’インターフェイスにより、割り当てられたビットレートを調節する時、調節手段302はいくつかの非リアルタイム(NRT)サービスについてはより小さいビットレートを割り当てる。1つの実施の形態では、割り当てられたビットレートは多重化できる。すなわち、いくつかのベアラーに対しての割り当てビットレートが、同時に調節される。これは、全てのベアラーに対してある数のビットのみ、すなわち、あるビットレートを許容することにより、又は一時に1つ又はいくつかの接続に対してのみより大きいビットレートを与えることにより行うことができる。
1つの実施の形態では、調節手段302は、無線ネットワークのネットワーク要素とユーザ装置の通信接続のアンカーリングを調節する。1つの実施の形態では、アンカーリングは制限される。別の実施の形態では、アンカーリングは許されない。例えば、受信手段301を経由して受信されたトランスポート・ネットワーク情報がトランスポート・ネットワークの輻輳又は重い負荷を示す時、調節手段302はUE170の通信接続が基地局、例えば、BTS326、へアンカーされることを禁止するために使用できる。これは、サービング機能はBTS326へアンカーされずに、他の基地局、例えば、BTS328がサービング基地局として動作できることを意味する。
説明された機能は、通常は、プロセッサとそのソフトウェアとして、ソフトウェアにより無線システムの異なる部分において実現できるが、さまざまなハードウェア解決、例えば、論理部品により作られた回路又は1つ又は複数のアプリケーション専用集積回路ASIC、も実現可能である。これらの異なる実現のハイブリッドも実現可能である。実現方法を選択する時、当業者は装置の大きさと電力消費、必要な処理能力、製造コスト及び製造量について課された要件を考慮する。
図4のフローチャートを参照すると、無線システム中の資源を最適化するための第1方法が示される。
400で方法が開始される。402で、無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報が無線システムの無線ネットワークへ転送される。トランスポート・ネットワークは無線ネットワークのネットワーク要素と無線ネットワークを無線システムのコア・ネットワークへ接続する。
404で、無線ネットワークのネットワーク要素の1つがサービング・ネットワーク要素として動作し、ユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルーチングする。
406で、ユーザ装置の通信接続が、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、サービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間で調節される。408で、方法が終了する。
第1方法の実施の形態では、ユーザ装置の通信接続の調節の際、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、無線ネットワークの基地局とこの基地局と無線通信を持つユーザ装置との間の通信接続のソフトハンドオーバーが調節される。
図5のフローチャートを参照すると、無線システム中の資源を最適化するための第2方法が示されている。
500で方法が開始される。502で、無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報が無線システムの無線ネットワークへ転送される。トランスポート・ネットワークは、無線ネットワークのネットワーク要素と無線ネットワークを無線システムのコア・ネットワークへ接続する。
504で、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、無線ネットワークの基地局とユーザ装置との間の通信接続のソフトハンドオーバーが調節される。506で、方法が終了する。
第2方法によると、無線ネットワークのネットワーク要素の1つがサービング・ネットワーク要素として動作して、ユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルーチングする。
次に、上記2つの方法に適用できるさらなる実施の形態を説明する。
1つの実施の形態では、サービング・ネットワーク要素はサービング基地局又はサービング無線ネットワーク制御器である。
1つの実施の形態では、サービング・ネットワーク要素はサービング基地局又はサービング無線ネットワーク制御器である。
1つの実施の形態では、通信接続はユーザ装置とサービング・ネットワーク要素との間の無線接続を含む。
1つの実施の形態では、通信接続はユーザ装置と無線ネットワークの基地局との間の無線接続、及び、基地局とサービング・ネットワーク要素との間の接続を含む。
1つの実施の形態では、無線ネットワークのネットワーク要素によるユーザ装置の通信接続のアンカーリングは調節される。1つの実施の形態では、アンカーリングは制限される。別の実施の形態では、アンカーリングは許されない。
1つの実施の形態では、ソフトハンドオーバーの基準が調節される。1つの実施の形態では、ソフトハンドオーバー測定報告をトリガーするためのマージンが調節される。1つの実施の形態では、ソフトハンドオーバー測定報告をトリガーするためのヒシテリシス限界が調節される。1つの実施の形態では、ソフトハンドオーバー・マージンが調節される。1つの実施の形態では、ソフトハンドオーバー・ヒシテリシス限界が調節される。別の実施の形態では、相対的信号強度のマージンが調節される。1つの実施の形態では、相対的信号強度のヒシテリシス限界が調節される。
1つの実施の形態では、ソフトハンドオーバーの数が調節される。1つの実施の形態では、SHOレグの数は、2つのSHOレグに制限される。
1つの実施の形態では、あるサービスについてソフトハンドオーバーの許可が調節される。1つの実施の形態では、ソフトハンドオーバーはいずれの非リアルタイム(NRT)サービスについても使用することが許可されないか、又は、いくつかのNRTサービスについてのみ使用が許される。この実施の形態では、調節は使用されるサービスのタイプ、トラフイック・クラス又は接続の優先度に基づく。
1つの実施の形態では、基地局当たりのソフトハンドオーバーの使用が調節される。
1つの実施の形態では、無線セル当たりのソフトハンドオーバーの使用が調節される。
1つの実施の形態では、無線ネットワークのネットワーク要素間のベアラーに対して割り当てられるビットレートが調節される。1つの実施の形態では、より小さいビットレートがいくつかの非リアルタイム(NRT)サービスに対して割り当てられる。別の実施の形態では、割り当てられたビットレートは多重化できる。すなわち、いくつかのベアラーに対して割り当てられたビットレートは同時に調節できる。
開示された方法は、上述した無線システムにより実現できるが、他の種類の無線システムも使用できる。
上述の調節は、既存の通信接続のために使用でき、又は、新通信接続に対してのみ使用できる。調節は、ユーザ装置及び/又はIPBTS又はRNC中の接続の制御機能を修正するために使用できる。
調節は、無線システムの全ての又はいくつかの基地局間の通信接続のために使用できる。
調節、特に、SHOの調節とSHO負荷の制限は、例えば、混雑時のトランスポート・ネットワークの負荷が大きい時に必要とされる。トランスポート・ネットワークの負荷が少ない時、調節の必要性はより少なく又は調節は必要無い。
調節は、ネットワークの負荷が高くUEの移動性が高い時に、一時的に必要とされる。このような場合、SHOトラフイックの比率は例外的に高い。SHOトラフイックが、大変緊急であると分類される時、その大部分の比率は、差別化サービス(DiffServ)の使用により通常獲得できる利益を減少する。
図6は、受信手段が調節手段に報告するトランスポート負荷の一例を示す。負荷が増大すると、SHO負荷を減少するためのトリガーが実行される。負荷はこれらの動作により減少する。この文脈では、負荷は、例えば、トランスポート負荷(kbps)の直接測定、又は、トランスポート待ち行列長又はトランスポート遅延などのQoS測定である。
図7は、資源最適化方法を使用して接続のSHO確率を減少する方法を表す。閾値TH1及び−TH1は、新接続が活動組へ追加される時の閾値を示す。閾値TH2及び−TH2は、活動組の接続が削除される時の閾値を示す。動作は閾値を図に表されるように減少することである。ヒシテリシス・マージンも減少する(例えば、TH2−TH1)。
図8は、1つのセル内のシミュレートされたSHO負荷を表す。垂直線はSHO負荷パーセンテイジを表し、この例では、接続当たり1つの無線レグのみしか存在しない、すなわち、SHOがない時と比較した場合の第2及び第3SHO無線レグによる余分な負荷である。SHO負荷の変動は重い。数秒の時間間隔で、SHO負荷は数十パーセントだけ減少又は増加する。この種の高速の変動は、SHOトラフイックを積極的に制限しないと安定にできない。例えば、入場制限は高速に応答できない。変動は、図7に示されたSHOマージンに依存する。もし、TH1=TH2=0dBの場合、SHOは無いか又はSHO負荷はない。
以上、本発明が添付図面を参照して例により説明されたが、本発明はそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲内においていくつかの態様により修正できることは明らかである。
Claims (32)
- 無線システムの資源を最適化するための方法であって、
無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を無線システムの無線ネットワークへ転送し(402)、前記トランスポート・ネットワークは無線ネットワークのネットワーク要素及び無線ネットワークを無線システムのコア・ネットワークへ接続し、
無線ネットワークのサービング・ネットワーク要素がユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルーチング(404)する方法において、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、サービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調節する(406)ことを特徴とする方法。 - 調節において、トランスポート・ネットワーク情報に基づき無線システムの基地局とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続のソフトハンドオーバーが調節されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 無線システムの資源を最適化するための方法であって、
無線システムのトランスポート・ネットワーク中のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を無線システムの無線ネットワークへ転送し(502)、前記トランスポート・ネットワークは無線ネットワークのネットワーク要素及び無線ネットワークを無線システムのコア・ネットワークへ接続する方法において、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、ユーザ装置と無線ネットワークの基地局との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調節する(504)ことを特徴とする方法。 - 無線ネットワークのネットワーク要素の1つがサービング・ネットワーク要素であり、ユーザ装置の通信接続がサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルートすることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- サービング・ネットワーク要素が、サービング基地局又はサービング無線ネットワーク制御器であることを特徴とする請求項1又は4に記載の方法。
- 通信接続が、ユーザ装置とサービング・ネットワーク要素との間の無線接続を含むことを特徴とする請求項1又は4に記載の方法。
- 通信接続が、ユーザ装置と無線ネットワークの基地局との間の無線接続、及び基地局とサービング・ネットワーク要素との間の接続を含むことを特徴とする請求項1又は4に記載の方法。
- 調節において、無線ネットワークのネットワーク要素によるユーザ装置の通信接続のアンカーリングが調節されることを特徴とする請求項1又は4に記載の方法。
- 調節において、ソフトハンドオーバーに対する基準が調節されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の方法。
- 調節において、ソフトハンドオーバーレグの数が調節されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の方法。
- 調節において、ある装置によるソフトハンドオーバーの許容性が調節されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の方法。
- 調節において、基地局当たりのソフトハンドオーバーの使用が調節されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の方法。
- 調節において、無線セル当たりのソフトハンドオーバーの使用が調節されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の方法。
- 調節において、無線ネットワークのネットワーク要素間のベアラーに対して割り当てられたビットレートが調節されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の方法。
- 無線システムであって、
コア・ネットワーク(100)と、
ユーザ装置(170)に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワーク(100)に接続された無線ネットワーク(320)と、前記無線ネットワークはネットワーク要素(324、326、328)を含み、前記ネットワーク要素の内の1つはサービング・ネットワーク要素(326)として動作するように構成されていて、ユーザ装置(170)の通信接続をサービング・ネットワーク要素(326)を経由してコア・ネットワーク(100)へルーチングし、
無線ネットワークのネットワーク要素を接続し及び無線ネットワーク(320)をコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワーク(322)と、
前記トランスポート・ネットワーク(322)のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段(301)とを備えた無線システムにおいて、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、サービング・ネットワーク要素(326)とユーザ装置(170)との間のユーザ装置(170)の通信接続を調整するために受信手段(301)に接続された調節手段(302)をさらに備えることを特徴とする無線システム。 - 調節装置(302)は、トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、ユーザ装置(170)と無線ネットワーク(320)の基地局との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調節することを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- 無線システムであって、コア・ネットワーク(100)と、
ユーザ装置(170)に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワーク(100)に接続された無線ネットワーク(320)と、前記無線ネットワークはネットワーク要素(324、326、328)を含み、
無線ネットワークのネットワーク要素を接続し及び無線ネットワーク(320)をコア・ネットワーク(100)へ接続するためのトランスポート・ネットワーク(322)と、
トランスポート・ネットワーク(322)のトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段(301)とを備えた無線システムにおいて、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、無線ネットワーク(320)の基地局とユーザ装置(170)との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調整するために受信手段(301)に接続された調節手段(302)をさらに備えることを特徴とする無線システム。 - 無線ネットワークのネットワーク要素の1つがサービング・ネットワーク要素(326)として動作するように構成されていて、ユーザ装置(170)の通信接続がサービング・ネットワーク要素(326)を経由してコア・ネットワーク(100)へルートすることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- サービング・ネットワーク要素が、サービング基地局又はサービング無線ネットワーク制御器であることを特徴とする請求項15又は18に記載のシステム。
- 通信接続が、ユーザ装置(170)とサービング・ネットワーク要素(326)との間の無線接続を含むことを特徴とする請求項15又は18に記載のシステム。
- 通信接続が、ユーザ装置(170)と無線ネットワーク(320)の基地局(324、328)との間の無線接続、及び基地局(324、328)とサービング・ネットワーク要素(326)との間の接続を含むことを特徴とする請求項15又は18に記載のシステム。
- 調節手段(302)が、無線ネットワーク(302)のネットワーク要素によるユーザ装置(170)の通信接続のアンカーリングを調節することを特徴とする請求項15又は18に記載のシステム。
- 調節手段(302)が、ソフトハンドオーバーに対する基準を調節することを特徴とする請求項15、16又は17に記載のシステム。
- 調節手段(302)が、ソフトハンドオーバーの数量を調節することを特徴とする請求項15、16又は17に記載のシステム。
- 調節手段(302)が、ある装置によるソフトハンドオーバーの許容性を調節することを特徴とする請求項15、16又は17に記載のシステム。
- 調節手段(302)が、基地局当たりのソフトハンドオーバーの使用を調節することを特徴とする請求項15、16又は17に記載のシステム。
- 調節手段(302)が、無線セル当たりのソフトハンドオーバーの使用を調節することを特徴とする請求項15、16又は17に記載のシステム。
- 調節手段(302)が、無線ネットワークのネットワーク要素間のベアラーに対して割り当てられたビットレートを調節することを特徴とする請求項15、16又は17に記載のシステム。
- 無線システムの基地局であって、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、1つのネットワーク要素はサービング・ネットワーク要素として動作するように構成されていて、ユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルートし、無線ネットワークのネットワーク要素を接続し及び無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備えた基地局において、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、サービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調整するために受信手段に接続された調節手段(302)をさらに備えることを特徴とする基地局。 - 無線システムの基地局であって、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそしてコア・ネットワークへ無線ネットワークを接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備えた基地局において、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、基地局とユーザ装置との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調整するために受信手段に接続された調節手段(302)をさらに備えることを特徴とする基地局。 - 無線システムの無線ネットワーク制御器であって、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、1つのネットワーク要素はサービング・ネットワーク要素として動作するように構成されていて、ユーザ装置の通信接続をサービング・ネットワーク要素を経由してコア・ネットワークへルートし、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備えた無線ネットワーク制御器において、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、サービング・ネットワーク要素とユーザ装置との間のユーザ装置の通信接続を調整するために受信手段に接続された調節手段をさらに備えることを特徴とする無線ネットワーク制御器。 - 無線システムの無線ネットワーク制御器であって、コア・ネットワークと、ユーザ装置に対して通信接続を提供するためにコア・ネットワークに接続された無線ネットワークと、該無線ネットワークはネットワーク要素を含み、無線ネットワークのネットワーク要素を接続しそして無線ネットワークをコア・ネットワークへ接続するためのトランスポート・ネットワークと、トランスポート・ネットワークのトラフイックに関するトランスポート・ネットワーク情報を受信するための受信手段とを備えた無線ネットワーク制御器において、
トランスポート・ネットワーク情報に基づいて、基地局とユーザ装置との間の通信接続のソフトハンドオーバーを調整するために受信手段に接続された調節手段(302)をさらに備えることを特徴とする無線ネットワーク制御器。
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