JP2007110352A - 移動通信システム、ノード装置及びそれらに用いるハンドオーバ方法並びにそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 パケットの送信順序を保証することが可能な移動通信システムを提供する。
【解決手段】 ソースＮＢ−ＲＮＣはハンドオーバの実行を決定すると、ターゲットＮＢ−ＲＮＣに移動機のコンテキストを転送し、ターゲットＮＢ−ＲＮＣからハンドオーバの準備が完了したことを通知されると、移動機が未受信のパケットをターゲットＮＢ−ＲＮＣに転送し、移動機に対して、ターゲットＮＢ−ＲＮＣに接続することを指示する。移動機はソースＮＢ−ＲＮＣからの指示にしたがってターゲットＮＢ−ＲＮＣに接続し、ターゲットＮＢ−ＲＮＣへ接続したことを通知する。ターゲットＮＢ−ＲＮＣはコアネットワークにパケットの転送先をソースＮＢ−ＲＮＣからターゲットＮＢ−ＲＮＣに切替えることを指示し、ソースＮＢ−ＲＮＣから転送されたパケットの移動機への送信を開始する。
【選択図】 図３

Description

本発明は移動通信システム、ノード装置及びそれらに用いるハンドオーバ方法並びにそのプログラムに関し、特にＮｏｄｅ Ｂ（基地局）とＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：無線制御装置）が一体化したノード装置からなるＵＴＲＡＮ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるハンドオーバ方法に関する。

ＵＴＲＡＮにおいては、図１０に示すように、無線制御装置（ＲＮＣ）５３，５４と、基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）５５〜５８とから構成されている。無線制御装置５３，５４はＩｕと呼ばれるインタフェースでコアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３に接続され、Ｉｕｂと呼ばれるインタフェースで基地局５５〜５８に接続されている。尚、無線制御装置５３，５４及び基地局５５〜５８の両ノードをまとめてＲＮＳ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）と呼ぶ。

移動機（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）（図示せず）を制御する無線制御装置５３，５４はＳＲＮＣ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と呼ばれ、移動機がＳＲＮＣ以外の無線制御装置とのコネクションも保持している場合には、図１１に示すように、Ｉｕｒと呼ばれるインタフェースでＳＲＮＣ６からの制御用信号が他の無線制御装置を経由して移動機４に到達する。ここで、他の無線制御装置はＤＲＮＣ（Ｄｒｉｆｔ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７と呼ばれる。

現在、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の標準化において、ＵＴＲＡＮが他の無線通信技術の発展に対して競争力を保つことを目的として、ＵＴＲＡＮの発展に関する検討［ＵＴＲＡＮ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）］が行われている（例えば、非特許文献１〜３参照）。

ＵＴＲＡＮ ＬＴＥでは、図１２に示すように、無線制御装置と基地局とを一体化したＮＢ−ＲＮＣ８１〜８４でＵＴＲＡＮ８を構成することが提案されている。このＵＴＲＡＮ ＬＴＥでは、コアネットワーク３とＮＢ−ＲＮＣ８１〜８４との間のインタフェースをＸｕ、ＮＢ−ＲＮＣ８１〜８４間のインタフェースをＸｕｒと定義している。

無線制御装置と基地局とを一体化することによって、図１０に示すＵＴＲＡＮ５と比較して、ＵＴＲＡＮ８を構成するノードの数が削減され、ノード数を削減することによって移動機（図示せず）が通信を行うための移動機／ＮＢ−ＲＮＣ８１〜８４／コアネットワーク３間のコネクションの設定遅延が削減される。これは、図１０に示すＵＴＲＡＮ５での無線制御装置５３，５４／基地局５５〜５８間のコネクションの設定が、図１２に示すＵＴＲＡＮ８では不要になるからである。また、ＵＴＲＡＮ８を構成するノードの数が削減されることは、ユーザパケットを処理するノード数が削減されることを意味し、図１２に示すＵＴＲＡＮ８では図１０に示すＵＴＲＡＮ５に比べてユーザパケットの転送遅延も削減されることになる。

ＵＴＲＡＮ ＬＴＥでは、ＵＴＲＡＮ８の構成の改善に加えて、図１２に示すＵＴＲＡＮ８で実現される機能の簡素化も検討されている。例として、移動機が複数のセル（Ｃｅｌｌ）から電波を受信するソフトハンドオーバを実施せずに、移動機が移動機の位置する１つのセルのみから電波を受信し、移動機がセル間を移動する時には瞬断を伴うハードハンドオーバによって電波を受信するセルを切替えることが考えられている。

"Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ） ａｎｄ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）"［３ＧＰＰ ＴＲ２５．９１３ Ｖ７．０．０ （２００５−０６）］ "Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ"［３ＧＰＰ ＴＲ２５．８１４ Ｖ０．２．１ （２００５−０８）］ "３ＧＰＰ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：Ｒｅｐｏｒｔ ｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｐｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ"［３ＧＰＰ ＴＲ２３．８８２ Ｖ０．５．０ （２００５−０９）］

ＵＴＲＡＮ ＬＴＥでは、瞬断を伴うハードハンドオーバによって電波を受信するセルを切替えることが考えられている。移動機がＮＢ−ＲＮＣ間を移動する場合には、ＮＢ−ＲＮＣとコアネットワークとの間のコネクションであるＸｕを切替えるため、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣが、移動機で未受信のパケットを保持している場合には、それらのパケットを他のＮＢ−ＲＮＣへ移動した移動機に転送することができないため、パケットロスが発生してしまう。このようなパケットロスを避けるために、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣで保持されているパケットを、移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣにフォワーディングすることが考えられている。

しかしながら、図１３に示すように、移動後の移動機４’が接続したＮＢ−ＲＮＣ８２はＮＢ−ＲＮＣ８２とコアネットワーク３とを接続するＸｕ経由でパケットを受信し、それと同時に、移動前の移動機４が接続していたＮＢ−ＲＮＣ８１からフォワーディングされるパケットも受信することになる。移動前の移動機４が接続していたＮＢ−ＲＮＣ８１からフォワーディングされるパケットは、移動前の移動機４が接続していたＮＢ−ＲＮＣ８１とコアネットワーク３とを接続するＸｕから送信されたパケットであるので、移動後の移動機４’が接続したＮＢ−ＲＮＣ８２がＸｕから受信するパケットよりも早い順序で移動機４’に送信される必要がある。

現状のＵＴＲＡＮでは、図１０に示すＩｕ上を転送されるパケットにシーケンス番号を付与することが可能であり［３ＧＰＰ ＴＳ２９．０６０］、無線制御装置間のハンドオーバが発生した時に、移動機が移動前に接続していた無線制御装置４６から移動機が移動後に接続した無線制御装置４７にフォワーディングされるパケットと、移動機が移動後に接続した無線制御装置４７に接続されるＩｕ上を転送されるパケットが、同時に移動機が移動後に接続した無線制御装置４７で受信されたとしても、移動機が移動後に接続した無線制御装置４７はＩｕ上を転送されるパケットに付与されているシーケンス番号を参照してパケットの移動機への送信順序を保証することができる。

しかしながら、ＵＴＲＡＮ ＬＴＥでのコアネットワークは３ＧＰＰに特化したＵＴＲＡＮのみを収容するのではなく、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を収容することも考えられており、Ｘｕ上を転送されるパケットが通常のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットになることが想定される。よって、移動機への送信順序を保証するためのシーケンス番号等は付与されていないため、移動機へ送信されるパケットの送信順序を保証するための仕組みが必要となる。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、パケットの送信順序を保証することができる移動通信システム、ノード装置及びそれらに用いるハンドオーバ方法並びにそのプログラムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、サービスの特性に合わせてハンドオーバ処理を最適化することができる移動通信システム、ノード装置及びそれらに用いるハンドオーバ方法を提供することにある。

本発明による移動通信システムは、少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置で構成される移動通信システムであって、
前記ノード装置のハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた第１のノード装置から前記移動機が移動後に接続する第２のノード装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記第２のノード装置にて前記第１のノード装置から転送される最終パケットの識別を行い、その識別後に前記第２のノード装置がコアネットワークからのパケットを受信している。

本発明による他の移動通信システムは、上記の動作において、前記移動機が享受しているサービスに要求される品質を前記ノード装置が認識し、そのサービスに要求される品質によって前記ハンドオーバ時に前記第１のノード装置から前記第２のノード装置へのパケット転送を行うことなく前記ハンドオーバを実行している。

本発明によるノード装置は、少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置であって、
ハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた他装置から自装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記他装置から転送される最終パケットの識別を行う手段と、その識別後にコアネットワークからのパケットを受信する手段とを備えている。

本発明による他のノード装置は、上記の構成において、前記移動機が享受しているサービスに要求される品質を認識し、そのサービスに要求される品質によって前記ハンドオーバ時に前記他装置から自装置へのパケット転送を行うことなく前記ハンドオーバを実行している。

本発明によるハンドオーバ方法は、少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置で構成される移動通信システムに用いるハンドオーバ方法であって、
前記ノード装置のハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた第１のノード装置から前記移動機が移動後に接続する第２のノード装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記第２のノード装置にて前記第１のノード装置から転送される最終パケットの識別を行い、その識別後に前記第２のノード装置がコアネットワークからのパケットを受信している。

本発明による他のハンドオーバ方法は、上記の処理において、前記移動機が享受しているサービスに要求される品質を前記ノード装置が認識し、そのサービスに要求される品質によって前記移動機のハンドオーバ時に前記第１のノード装置から前記第２のノード装置へのパケット転送を行うことなく前記ハンドオーバを実行している。

本発明による別のハンドオーバ方法は、少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置に用いるハンドオーバ方法であって、前記ノード装置が、ハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた他装置から自装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記他装置から転送される最終パケットの識別を行う処理と、その識別後にコアネットワークからのパケットを受信する処理とを実行している。

本発明によるハンドオーバ方法のプログラムは、少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置に用いるハンドオーバ方法のプログラムであって、前記ノード装置のコンピュータに、ハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた他装置から自装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記他装置から転送される最終パケットの識別を行う処理と、その識別後にコアネットワークからのパケットを受信する処理とを実行させている。

本発明による他のハンドオーバ方法のプログラムは、少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置に用いるハンドオーバ方法のプログラムであって、前記ノード装置のコンピュータに、ハンドオーバにおいて、移動機が移動後に接続する他装置に対して前記移動機が未受信のパケットを転送する処理と、前記他装置にして最終パケットを転送したことを通知する処理と実行させている。

すなわち、本発明の移動通信システムは、基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）と無線制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とが一体化したノード（以下、ＮＢ−ＲＮＣとする）から構成されるＵＴＲＡＮ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）において、移動前に移動機（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を制御していたＮＢ−ＲＮＣが、移動機が未受信のパケットを新たなＮＢ−ＲＮＣにフォワーディングし、新たなＮＢ−ＲＮＣが未受信のパケットを移動機に送信することで、パケットロスを避けている。

本発明の移動通信システムでは、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣが保持している移動機で未受信の全てのパケットが、移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣにフォワーディングされた後に、移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣが自ＮＢ−ＲＮＣが接続されているインタフェースＸｕ上を転送されるパケットを受信することを保証し、移動機へ転送されるパケットの送信順序を保証することを目的としている。

本発明の移動通信システムでは、上記の目的を達成するため、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣから、移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣにフォワーディングされるパケットに最終のフォワーディングされるパケットであるかを示すフラグを付与している。また、本発明の移動通信システムでは、全てのパケットがフォワーディングされた後に全てのパケットが転送されたことを示す制御パケットを移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣから移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣに送信することで、移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣにおいて、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣからフォワーディングされる最終のパケットを受信したことを確認することが可能となり、全てのパケットがフォワーディングされた後に、自ＮＢ−ＲＮＣが接続されているＸｕ上でのパケットの転送の開始をコアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に指示している。

これによって、本発明の移動通信システムでは、移動機がＮＢ−ＲＮＣ間を移動するハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣが保持している移動機が未受信のパケットを、移動機が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣに転送する時に、ＮＢ−ＲＮＣ間を転送されるパケットを、移動機が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣがコアネットワークから受信するパケットよりも優先して移動機に送信することが可能であり、パケットの送信順序が保証される。

また、本発明の移動通信システムでは、パケットフォワーディングの実行の有無を使い分けることで、サービスの特性に合わせてハンドオーバ処理を最適化することが可能となる。

本発明による移動通信システムは、以下に述べるような構成及び動作とすることで、パケットの送信順序を保証することができるという効果が得られる。

また、本発明による他の移動通信システムは、以下に述べるような構成及び動作とすることで、サービスの特性に合わせてハンドオーバ処理を最適化することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による移動通信システムは基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）と無線制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とが一体化したノード（以下、ＮＢ−ＲＮＣとする）１，２と、コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３とから構成されており、ＮＢ−ＲＮＣ１，２とコアネットワーク３との間はインタフェースＸｕで接続されている。

ＮＢ−ＲＮＣ１，２各々はパケットフォワーディング部１１，２１と、パケット送受信制御部１２，２２と、コンテンツテキスト転送部１３，２３と、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御部１４，２４とから構成されている。尚、Ｕｕは無線区間を示している。

ＲＲＣ制御部１４，２４は、移動機（図示せず）のハンドオーバの制御を行い、パケット送受信制御部１２，２２に対して、Ｕｕへのパケットの送信を開始するタイミング、停止するタイミングの指示を行う。また、ＲＲＣ制御部１４，２４は、自ＮＢ−ＲＮＣ１，２に移動前の移動機が接続していれば、コンテキスト転送部１３，２３に対して、移動機が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣ２，１へ移動機のコンテキストを転送する指示を行う。

さらに、ＲＲＣ制御部１４，２４は、パケットフォワーディング部１１，２１に対して、パケット送受信制御部１２，２２を介してパケットを移動機が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣ２，１へ転送する指示を行う。ここで、移動機のコンテキストとは、移動機が通信を行うために必要な情報であり、具体的には、Ｕｕ区間を転送されるパケットを秘匿するための秘匿情報等である。

パケット送受信制御部１２，２２は、ＲＲＣ制御部１４，２４からの指示にしたがってパケットの送信を行う。また、パケット送受信制御部１２，２２は、自ＮＢ−ＲＮＣ１，２に移動前の移動機が接続していれば、パケットフォワーディング部１１，２１に対し、移動機で未受信のパケットを、移動機が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣ２，１へ転送することを指示する。

さらに、パケット送信制御部１２，２２は、自ＮＢ−ＲＮＣ１，２に移動機が移動後に接続する場合、パケットフォワーディング部１１，２１から受信されかつ移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣ２，１において移動機が未受信の全てのパケットを受信した後、コアネットワーク３に自ＮＢ−ＲＮＣ１，２へのパケットの転送の開始の指示を行う。

パケットフォワーディング部１１，２１は、パケットの転送及び受信を行う。また、パケットフォワーディング部１１，２１は、自ＮＢ−ＲＮＣ１，２に移動前の移動機が接続していれば、パケット送受信制御部１２，２２からの指示にしたがって、移動機で未受信のパケットを、移動機が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣ２，１へ転送する。

さらに、パケットフォワーディング部１１，２１は、自ＮＢ−ＲＮＣ１，２に移動機が移動後に接続する場合、パケット送受信制御部１２，２２へ受信したパケットを転送する。尚、コンテキスト転送部１３，２３は、パケットの送受信に必要な移動機の情報の転送及び受信を行う。

図２は本発明の一実施例で用いるパケットのフォーマットを示す図である。図２において、パケットＡはヘッダ情報Ａ１と、判定フラグＡ２と、実データＡ３とから構成されている。

本発明の一実施例による移動通信システムでは、上記の目的を達成するため、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣ１，２から、移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣ２，１にフォワーディングされるパケットＡに、最終のフォワーディングされるパケットであるかを示す判定フラグＡ２を付与している。

尚、本発明の一実施例による移動通信システムでは、判定フラグＡ２を付与せずに、全てのパケットがフォワーディングされた後に全てのパケットが転送されたことを示す制御パケットを、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣ１，２から移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣ２，１に送信するようにしてもよい。

これによって、移動機が移動後に接続したＮＢ−ＲＮＣ２，１では、移動機が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣ１，２からフォワーディングされる最終のパケットを受信したことを確認することができ、全てのパケットがフォワーディングされた後に、自ＮＢ−ＲＮＣ２，１が接続されているインタフェースＸｕ上でのパケットの転送の開始をコアネットワーク３に指示する。

図３は本発明の一実施例による移動通信システムの動作を示すシーケンスチャートであり、図４は図３に示すターゲット（Ｔａｒｇｅｔ）ＮＢ−ＲＮＣの動作を示すフローチャートであり、図５〜図９は本発明の一実施例による移動機へのパケットの送信順序を示す図である。これら図１〜図９を参照して本発明の一実施例による移動通信システムの動作について説明する。

尚、図３において、ソース（Ｓｏｕｒｃｅ）ＮＢ−ＲＮＣは移動機４が移動前に接続しているＮＢ−ＲＮＣ１を示し、ターゲットＮＢ−ＲＮＣは移動機４が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣ２を示している。また、図４に示す処理はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２のコンピュータ（ＣＰＵ：中央処理装置）（図示せず）がプログラムを実行することでも実現可能である。さらに、図５〜図９においては、コアネットワーク３からソースＮＢ−ＲＮＣ１に移動機４へのパケット「１」〜「７」が転送され、コアネットワーク３からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に移動機４へのパケット「８」〜が転送されるものとする。

コアネットワーク３はソースＮＢ−ＲＮＣ１へのパケットの転送を継続して行う（図３のａ１参照）。ソースＮＢ−ＲＮＣ１のパケット送受信制御部１２はコアネットワーク３からパケットを受信すると、移動機４へのパケットの転送を継続して行う（図３のａ２参照）。

移動機４の移動に伴うハンドオーバは、ソースＮＢ−ＲＮＣ１のＲＲＣ制御部１４がハンドオーバの実行を決定することで開始される（図３のａ３参照）。一般的に、ソースＮＢ−ＲＮＣ１のＲＲＣ制御部１４でのハンドオーバの実行の決定は、移動機４から報告される各セルの電波環境を基に行われ、移動機４が存在するセルよりも電波環境の良いセルが検出された時にハンドオーバが実行される。また、ソースＮＢ−ＲＮＣ１のＲＲＣ制御部１４は各セルを管理しているＮＢ−ＲＮＣに関する情報を保持しているので、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２を特定することができる。

ソースＮＢ−ＲＮＣ１のＲＲＣ制御部１４がコンテキスト転送部１３に移動機４のコンテキストの転送を指示すると、コンテキスト転送部１３はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２のコンテキスト転送部２３に移動機４のコンテキストを転送する（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）（図３のａ４参照）。

ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２のコンテキスト転送部２３はソースＮＢ−ＲＮＣ１側から移動機４のコンテキストを受信すると（図４ステップＳ１）、その旨をＲＲＣ制御部２４に通知する。ＲＲＣ制御部２４はハンドオーバの準備を行い（図４ステップＳ２）、そのハンドオーバの準備が完了すると（図４ステップＳ３）、コンテキスト転送部２３にソースＮＢ−ＲＮＣ１側のコンテキスト転送部１３にコンテキスト転送応答の送信を指示し、ソースＮＢ−ＲＮＣ１にハンドオーバの準備が完了したことを通知する（図４ステップＳ４）。

コンテキスト転送部２３はソースＮＢ−ＲＮＣ１側のコンテキスト転送部１３にコンテキスト転送応答を送信する（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）（図３のａ５参照）。ソースＮＢ−ＲＮＣ１側のコンテキスト転送部１３はＲＲＣ制御部１４にコンテキスト転送応答の受信（ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２側でハンドオーバの準備が完了したこと）を通知する。

ここまでの状態では、コアネットワーク３からソースＮＢ−ＲＮＣ１にパケット「１」〜「５」が転送されている場合、パケット「１」，「２」は移動機４に送信されているが、パケット「３」〜「５」は移動機４に未送信である（図５参照）。

ソースＮＢ−ＲＮＣ１はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２でハンドオーバの準備が完了したことを確認後、移動機４に送信済みであるが、移動機４からのＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）が未受信のパケット及び移動機４に未送信のパケットをターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に転送する。つまり、ソースＮＢ−ＲＮＣ１側のパケット送受信制御部１２はパケットフォワーディング部１１にターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へのパケットの転送を指示し、パケットフォワーディング部１１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２のパケットフォワーディング部２１に上記のパケットを転送する（Ｐａｃｋｅｔ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）（図３のａ６参照）。

ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２側のパケットフォワーディング部２１はソースＮＢ−ＲＮＣ１から受信したパケットをパケット送受信制御部２２に転送する（図４ステップＳ５）。尚、ソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ転送すべきパケットが存在しない場合には、上記の処理は実行されない。

ソースＮＢ−ＲＮＣ１側のＲＲＣ制御部１４は移動機４に対して、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に接続することを指示する（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ）（図３のａ７参照）。移動機４はソースＮＢ−ＲＮＣ１側からの指示に基づいてターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に接続するので、ソースＮＢ−ＲＮＣ１側のＲＲＣ制御部１４はパケット送受信制御部１２にパケット送信の停止を指示し、移動機４へのパケット転送を停止する（図３のａ８参照）。

ここまでの状態では、コアネットワーク３からソースＮＢ−ＲＮＣ１にパケット「１」〜「６」が転送されている場合、ソースＮＢ−ＲＮＣ１はパケット「１」〜「３」を移動機４に送信し、移動機４からパケット「１」，「２」のＡＣＫを受信しているが、パケット「３」のＡＣＫが未受信のため、移動機４からのＡＣＫが未受信のパケット「３」と、移動機４に未送信のパケット「４」，「５」とをターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に転送している（図６参照）。

移動機４はソースＮＢ−ＲＮＣ１からの指示にしたがってターゲットＢ−ＲＮＣ２に接続し、移動機４がターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ接続したことをターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ通知する（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）（図３のａ９参照）。この時、移動機４はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２のＲＲＣ制御部２４へ移動機４が受信済みの最終パケットに関する情報を通知する。

ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２のＲＲＣ制御部２４は移動機４の接続が通知されると（図４ステップＳ６）、パスの切替えをパケット送受信制御部２２に指示し、パケット送受信制御部２２はコアネットワーク３にパケットの転送先のＮＢ−ＲＮＣをソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に切替えることを指示する（Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）（図３のａ１０参照）（図４ステップＳ７）（図７参照）。コアネットワーク３はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２からの指示に基づいて、ソースＮＢ−ＲＮＣ１へのパケット転送を停止する（図３のａ１２参照）。

ここまでの状態では、コアネットワーク３からソースＮＢ−ＲＮＣ１に最終のパケット「７」が転送されており、ソースＮＢ−ＲＮＣ１は移動機４へのパケットの送信を停止し、移動機４に未送信のパケット「６」をターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に転送している。ここで、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２ではパケット「３」〜「５」を保持している（図７参照）。

ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２側のパケット送受信制御部１２は、Ｓｏｕｒｃｅ ＮＢ−ＲＮＣから転送されてきたパケット（ソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ転送すべきパケット）の移動機４への送信を開始する（図３のａ１１参照）（図４ステップＳ８）。この場合、ソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ転送すべきパケットが存在しなければ、上記の処理は実行されない。

ソースＮＢ−ＲＮＣ１側のパケット送受信制御部１２はパケットフォワーディング部１３にパケットの転送を指示すると、パケットフォワーディング部１３はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２側のパケットフォワーディング部２３に最終パケットの転送を行う（図３のａ１３参照）。ソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に転送すべきパケットが存在しない場合、ソースＮＢ−ＲＮＣ１は図２に示す判定フラグＡ２のみを含むパケット、または全てのパケットが転送されたことを示す制御パケットをターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ送信する。ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２側のパケットフォワーディング部２３はパケット送受信制御部２２にパケットの転送の終了を示すパケットを転送する。

この時、ソースＮＢ−ＲＮＣ１側のパケット送受信制御部１２及びパケットフォワーディング部１３はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へのパケット転送を停止する（図３のａ１４参照）。ソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ転送すべきパケットが存在しない場合には、この処理は実行されない。

ここまでの状態では、コアネットワーク３からソースＮＢ−ＲＮＣ１へのパケットの送信が停止されており、ソースＮＢ−ＲＮＣ１は移動機４に未送信のパケット「７」（最終の転送パケット）をターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に転送している。ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２は移動機４に未送信のパケット「４」を移動機４に転送し、移動機４からのＡＣＫが未受信のパケット「３」は移動機４からの接続通知（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）にて移動機４が受信したことを認識されるので、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２にて廃棄される（図８参照）。

ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２側のパケット送受信制御部２２は、ソースＮＢ−ＲＮＣ１から転送されてきたパケットによって、ソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へと転送される最終のパケットを受信したことを確認すると（図４ステップＳ９）、コアネットワーク３にターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へのパケットの送信の開始を指示する（Ｓｔａｒｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）（図３のａ１５参照）（図４ステップＳ１０）。

コアネットワーク３はターゲットＮＢ−ＲＮＣ２からの指示に応答して、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へのパケット転送を開始する（図３のａ１６参照）。ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２側のパケット送受信制御部２４はコアネットワーク３からのパケットを受信すると、ソースＮＢ−ＲＮＣ１からの最終のパケットを移動機４に転送した後に、それに継続してコアネットワーク３からのパケットの転送を行う（図３のａ１７参照）。

ここまでの状態では、コアネットワーク３からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へのパケット「８」の送信が開始され、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２はコアネットワーク３からのパケット「８」よりも、移動機４に未送信のパケット「５」〜「７」を優先して移動機４に送信する（図９参照）。

上述した処理は、移動機４で未受信のパケットをソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ転送し、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２から移動機４に送信する手順を示しているが、多少のパケットロスが許容されるようなサービスに対するハンドオーバでは、図３の処理における、「パケットフォワーディング（Ｐａｃｋｅｔ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）」（図３のａ６）、「パケット転送」（図３のａ１１）、「最終パケットの転送」（図３のａ１３）、「ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へのパケット転送の停止」（図３のａ１４）、「パケット転送開始（Ｓｔａｒｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）」（図３のａ１５）の手順を実行する必要はない。

また、ソースＮＢ−ＲＮＣ１からターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へのパケット転送の実行の有無を使い分ける場合には、「コンテキスト転送応答（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）」（図３のａ５）でターゲットＮＢ−ＲＮＣ２がソースＮＢ−ＲＮＣ１にパケットフォワーディングの実行の有無の指示を行う。この時に、ソースＮＢ−ＲＮＣ１が「コンテキスト転送（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）」（図３のａ４）でパケットフォワーディングの実行が要求されるサービスを指定する方式（ソースＮＢ−ＲＮＣ１が主導の方式）と、ソースＮＢ−ＲＮＣ１が「コンテキスト転送（Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）」（図３のａ４）でサービスに要求される品質をターゲットＮＢ−ＲＮＣ２に通知してターゲットＮＢ−ＲＮＣ２がパケットフォワーディングの対象となるサービスを指定する方式（ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２が主導の方式）とが考えられる。しかしながら、最終的には、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２が、負荷状況やサービスポリシーを考慮してパケットフォワーディングの対象となるサービスを決定することになる。

さらに、パケットフォワーディングを実行する時、ターゲットＮＢ−ＲＮＣ２は「アップデート（Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）」（図３のａ１０）でコアネットワーク３にパケットの送信先をターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ切替えることを指示する際に、「パケット転送開始（Ｓｔａｒｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）」（図３のａ１５）を待ってパケットの送信を行うことを指示している。

パケットフォワーディングが実行されない時には、「アップデート（Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｕｐｄａｔｅ）」（図３のａ１０）の受信をトリガに、コアネットワーク３がパケットを転送するＮＢ−ＲＮＣを切替えて、移動機４が新たに接続したＮＢ−ＲＮＣへのパケットの転送を開始する。尚、パケットフォワーディングが実行されないことは、上記の判定フラグＡ２のみを含むパケット、または全てのパケットが転送されたことを示す制御パケットをターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ送信する方法にてターゲットＮＢ−ＲＮＣ２へ通知することが可能である。上記の処理を行うことで、通信の特性に合わせてパケットフォワーディングの実行の有無を使い分けることが可能となる。

このように、本実施例では、移動機４がＮＢ−ＲＮＣ１，２間を移動することによるハンドオーバにおいて、移動機４が移動前に接続していたＮＢ−ＲＮＣ１が保持している移動機４で未受信のパケットを、移動機４が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣ２に転送する時に、ＮＢ−ＲＮＣ１，２間を転送されるパケットを移動機４が移動後に接続するＮＢ−ＲＮＣ２がコアネットワーク３から受信するパケットよりも優先して移動機４に送信することができるので、パケットの送信順序を保証することができる。また、本実施例では、パケットフォワーディングの実行の有無を使い分けることで、サービスの特性に合わせてハンドオーバ処理を最適化することができる。

本発明の一実施例による移動通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例で用いるパケットのフォーマットを示す図である。 本発明の一実施例による移動通信システムの動作を示すシーケンスチャートである。 図３に示すターゲットＮＢ−ＲＮＣの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による移動機へのパケットの送信順序を示す図である。 本発明の一実施例による移動機へのパケットの送信順序を示す図である。 本発明の一実施例による移動機へのパケットの送信順序を示す図である。 本発明の一実施例による移動機へのパケットの送信順序を示す図である。 本発明の一実施例による移動機へのパケットの送信順序を示す図である。 ＵＴＲＡＮの構成を示す図である。 ＤＲＮＣを介したＵＥの制御を示す図である。 ＲＮＣとＮｏｄｅ Ｂとが一体化したＵＴＲＡＮの構成を示す図である。 パケットフォワーディングの問題点を示す図である。

符号の説明

１，２ ノード（ＮＢ−ＲＮＣ）
３ コアネットワーク
４ 移動機
１１，２１ パケットフォワーディング部
１２，２２ パケット送信制御部
１３，２３ コンテンツテキスト転送部
１４，２４ ＲＲＣ制御部
Ａ パケット
Ａ１ ヘッダ情報
Ａ２ 判定フラグ
Ａ３ 実データ

Claims (21)

1. 少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置で構成される移動通信システムであって、
   前記ノード装置のハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた第１のノード装置から前記移動機が移動後に接続する第２のノード装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記第２のノード装置にて前記第１のノード装置から転送される最終パケットの識別を行い、その識別後に前記第２のノード装置がコアネットワークからのパケットを受信することを特徴とする移動通信システム。
2. 前記第２のノード装置が、前記コアネットワークに対して前記第１のノード装置から転送される全てのパケットを受信するまで前記コアネットワークに対して自装置へのパケット転送を停止させることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 前記第２のノード装置が、前記第１のノード装置から転送される全てのパケットを受信した後に前記コアネットワークに対して自装置へのパケットの転送を許可することを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動通信システム。
4. 前記移動機が享受しているサービスに要求される品質を前記ノード装置が認識し、そのサービスに要求される品質によって前記ハンドオーバ時に前記第１のノード装置から前記第２のノード装置へのパケット転送を行うことなく前記ハンドオーバを実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の移動通信システム。
5. 前記第２のノード装置が、前記移動機からのハンドオーバの完了の通知を受信した後に前記移動機へのパケット転送を開始することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の移動通信システム。
6. 前記ノード装置は、基地局と前記無線制御装置とを一体化して構成されたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか記載の移動通信システム。
7. 少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置であって、
   ハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた他装置から自装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記他装置から転送される最終パケットの識別を行う手段と、その識別後にコアネットワークからのパケットを受信する手段とを有することを特徴とするノード装置。
8. 前記コアネットワークに対して前記第１のノード装置から転送される全てのパケットを受信するまで前記コアネットワークに対して自装置へのパケット転送を停止させることを特徴とする請求項７記載のノード装置。
9. 前記他装置から転送される全てのパケットを受信した後に前記コアネットワークに対して自装置へのパケットの転送を許可することを特徴とする請求項７または請求項８記載のノード装置。
10. 前記移動機が享受しているサービスに要求される品質を認識し、そのサービスに要求される品質によって前記ハンドオーバ時に前記他装置から自装置へのパケット転送を行うことなく前記ハンドオーバを実行することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか記載のノード装置。
11. 前記移動機からのハンドオーバの完了の通知を受信した後に前記移動機へのパケット転送を開始することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか記載のノード装置。
12. 基地局と前記無線制御装置とを一体化して構成されたことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか記載のノード装置。
13. 少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置で構成される移動通信システムに用いるハンドオーバ方法であって、
    前記ノード装置のハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた第１のノード装置から前記移動機が移動後に接続する第２のノード装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記第２のノード装置にて前記第１のノード装置から転送される最終パケットの識別を行い、その識別後に前記第２のノード装置がコアネットワークからのパケットを受信することを特徴とするハンドオーバ方法。
14. 前記第２のノード装置が、前記コアネットワークに対して前記第１のノード装置から転送される全てのパケットを受信するまで前記コアネットワークに対して自装置へのパケット転送を停止させることを特徴とする請求項１３記載のハンドオーバ方法。
15. 前記第２のノード装置が、前記第１のノード装置から転送される全てのパケットを受信した後に前記コアネットワークに対して自装置へのパケットの転送を許可することを特徴とする請求項１３または請求項１４記載のハンドオーバ方法。
16. 前記移動機が享受しているサービスに要求される品質を前記ノード装置が認識し、そのサービスに要求される品質によって前記移動機のハンドオーバ時に前記第１のノード装置から前記第２のノード装置へのパケット転送を行うことなく前記ハンドオーバを実行することを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか記載のハンドオーバ方法。
17. 前記第２のノード装置が、前記移動機からのハンドオーバの完了の通知を受信した後に前記移動機へのパケット転送を開始することことを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれか記載のハンドオーバ方法。
18. 前記ノード装置が、基地局と前記無線制御装置とを一体化して構成されたことを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれか記載のハンドオーバ方法。
19. 少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置に用いるハンドオーバ方法であって、前記ノード装置が、ハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた他装置から自装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記他装置から転送される最終パケットの識別を行う処理と、その識別後にコアネットワークからのパケットを受信する処理とを実行することを特徴とするハンドオーバ方法。
20. 少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置に用いるハンドオーバ方法のプログラムであって、前記ノード装置のコンピュータに、ハンドオーバにおいて、移動機が移動前に接続していた他装置から自装置に前記移動機が未受信のパケットを転送する時に前記他装置から転送される最終パケットの識別を行う処理と、その識別後にコアネットワークからのパケットを受信する処理とを実行させるためのプログラム。
21. 少なくとも無線制御装置の機能を含むノード装置に用いるハンドオーバ方法のプログラムであって、前記ノード装置のコンピュータに、ハンドオーバにおいて、移動機が移動後に接続する他装置に対して前記移動機が未受信のパケットを転送する処理と、前記他装置にして最終パケットを転送したことを通知する処理と実行させるためのプログラム。

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