JP2008005491A - 無線通信システムにおいてアップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいてアップリンク伝送のハンドオーバーを取り扱う方法及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、ユーザー端がソース基地局から目的基地局へハンドオーバーするときに、メッセージをソース基地局から目的基地局に送信することを内容とする。該メッセージは、ユーザー端からソース基地局に送信されたパケットのうち紛失パケットのシーケンス番号値、及びソース基地局がユーザー端から受信した最後のパケットのシーケンス番号値を示す。
【選択図】図３

Description

本発明は無線通信システムにおいてダウンリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う方法及び装置に関し、特に不必要な再送を回避し、伝送効率を向上させる方法及び装置に関する。

第三世代移動通信技術では高いスペクトル利用効率、カバー率、通話品質及び高速伝送が実現するとともに、ＱｏＳ（サービス品質）の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減が可能となる。しかし、高速データ伝送及びマルチメディア応用への要求が高まる中で、次世代の移動通信技術は開発されつつあり、それに伴う通信規格の改定も頻繁に行われている。例えば、第三世代移動通信システム（例えばＵＭＴＳ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ））をベースにした先進高速無線システムであるＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムは、パケット交換のみサポートすればよいため、そのＲＬＣ（無線リンク制御）層とＭＡＣ（媒体アクセス制御）層は同一の通信プロトコル層として統合されており、システム構造が簡単でありながらも、伝送遅延の解消及び伝送効率の向上に大きく役立つ。

実用に耐えうる通信規格には長時間にわたる検討、制定、改正が必要である。上記ＬＴＥは現在のところでは技術報告の段階に過ぎず、未だに正式の規格になっていないので、そこで規定されるプロトコルエンティティーの機能に関しては未解決の問題が数々残っている。例えば、３ＧＰＰによる技術報告３ＧＰＰ ＴＲ ２５．８１３ Ｖ１．０．１の９．１．７では、エンハンスド基地局間（ｉｎｔｅｒ−ｅＮＢ）のハンドオーバー時におけるアップリンクデータの処理に関する考え方が掲げられている。同報告によると、ハンドオーバー時において、ソース基地局（ｓｏｕｒｃｅ ｅＮＢ）は正常に受信されたＲＬＣ ＳＤＵ（無線リンク制御サービスデータユニット）をすべてａＧＷ（Ｅ−ＵＴＲＡＮアクセスゲートウェイ）に送信し、更に残存のアップリンクＲＬＣ ＰＤＵ（無線リンク制御プロトコルデータユニット）を削除する。その後、ユーザー端はソース基地局で正常に受信されていないＲＬＣ ＳＤＵを再送する。それに対して、アップリンクＲＬＣ ＳＤＵやアップリンクＲＬＣコンテキストはソース基地局から目的基地局に送信されない。

なお、３ＧＰＰによるＲＬＣ技術報告３ＧＰＰ ＴＲ ２５．３２２ Ｖ７．０．０によると、ネットワーク端のＲＬＣエンティティーはハンドオーバー時に再確立される。すなわち、すべての状態変数は初期値に戻され、送信予定ＰＤＵのうち１個目のシーケンス番号と、受信予定ＰＤＵのうち１個目のシーケンス番号は０にリセットされる。ＲＬＣエンティティーの再確立が正常に実行されれば、ハンドオーバーも円滑に実行することができる。

ＬＴＥ無線通信システムでは、ＰＤＣＰ（パケットデータ収斂プロトコル）エンティティーはＲＬＣエンティティーの上位層プロトコルエンティティーとして、パケット（ＲＬＣエンティティーにとってはＲＬＣ ＳＤＵ）をＲＬＣエンティティーに出力する。暗号化のためにＰＤＣＰエンティティーで形成されるパケットにはすべてＰＤＣＰシーケンス番号がつけられ、ＲＬＣエンティティーはそれに基づいて並び替え（ｒｅ−ｏｒｄｅｒｉｎｇ）、重複検査、フロー制御、ＡＲＱ（自動リピート要求）などの処理を行う。ＲＬＣエンティティーでは、ＰＤＣＰエンティティーによるシーケンス番号は重複利用が可能であるため、ＲＬＣエンティティーで形成されるパケット（すなわちＰＤＵ）のヘッダには、ＲＬＣシーケンス番号を表示するフィールドをつけなくとも可能である。

ＲＬＣエンティティーで形成されるＰＤＵのヘッダにＲＬＣシーケンス番号フィールドをつけない場合、すなわちＲＬＣエンティティーで関連動作（例えばＡＲＱ）を実行するにＰＤＣＰシーケンス番号が利用される場合、このＰＤＣＰシーケンス番号はＰＤＣＰエンティティーにより形成されたものであるため、ＲＬＣエンティティーではこれをリセットすることができない。このことは、場合によってハンドオーバー時にＲＬＣ ＳＤＵが紛失し、伝送効率が低下する原因となる。

例えば、ＬＴＥ無線通信システムにおいて、ユーザー端がエンハンスド基地局にデータを送信する（アップリンク伝送）場合、ハンドオーバー前にＰＤＣＰシーケンス番号０〜２０のパケットがユーザー端により送信され、ハンドオーバー時において、ＰＤＣＰシーケンス番号２、３以外のパケットがすべてエンハンスド基地局で受信され肯定応答がなされたとすれば、上記３ＧＰＰ ＴＲ ２５．８１３の９．１．７によると、ユーザー端はＰＤＣＰシーケンス番号２、３のパケットを再送してから、ＰＤＣＰシーケンス番号２１及びそれ以降のパケットを送信する。一方、アップリンクＲＬＣ ＳＤＵやアップリンクＲＬＣコンテキストはソース基地局から目的基地局に送信されないため、目的基地局はアップリンクＲＬＣコンテキストを取得できない。言い換えれば、目的基地局ではＰＤＣＰシーケンス番号４〜２０のパケットが正常に受信されたことが判明できない。したがって、目的基地局は、ＰＤＣＰシーケンス番号４〜２０のパケットが紛失したとの状態報告ユニットを出力し、ユーザー端にその再送を求める。このとき、ＰＤＣＰシーケンス番号２０以上のパケット（ＲＬＣ ＳＤＵ）はバッファ内に保存することを余儀なくされるので、資源の無駄となる。また、ＰＤＣＰシーケンス番号４〜２０のパケットはハンドオーバー前にソース基地局により肯定応答がなされたため、これらのパケットはユーザー端では既に削除されている可能性もある。そうなると、ＰＤＣＰシーケンス番号４〜２０パケットはユーザー端により再送されることが不可能となり、データ伝送に遅延が生じる。

本発明は前記問題を解決するため、無線通信システムにおいてアップリンク伝送のハンドオーバーを取り扱う方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明は、無線通信システムにおいてユーザー端アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う方法を提供する。該方法は、ユーザー端がソース基地局から目的基地局へハンドオーバーするときに、メッセージをソース基地局から目的基地局に送信することを内容とする。該メッセージは、ユーザー端からソース基地局に送信されたパケットのうち紛失パケットのシーケンス番号値、及びソース基地局がユーザー端から受信した最後のパケットのシーケンス番号値を示す。

本発明は更に、ユーザー端がソース基地局から目的基地局へハンドオーバーするときのアップリンク伝送を処理する、無線通信システムに用いられる通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現させる制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御回路の中でＣＰＵと結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含む。該プログラムコードは、ソース基地局の第一機能を実行し、第一機能を実行するときにメッセージを目的基地局に送信するステップを含む。該メッセージは、ユーザー端からソース基地局に送信されたパケットのうち紛失パケットのシーケンス番号値、及びソース基地局がユーザー端から受信した最後のパケットのシーケンス番号値を示す。

本発明は更に、無線通信システムにおいてユーザー端アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う方法を提供する。該方法は、伝送ウィンドウと伝送状態を確立して保持し、ソース基地局から目的基地局へのハンドオーバープロセスを実行し、ハンドオーバーの完成後、上記伝送ウィンドウと伝送状態に基づいて伝送を行うステップからなる。

本発明は更に、アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う、無線通信システムに用いられる通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現させる制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、制御回路の中でＣＰＵと結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含む。該プログラムコードは、伝送ウィンドウと伝送状態を確立して保持し、ソース基地局から目的基地局へのハンドオーバープロセスを実行し、ハンドオーバーの完成後、上記伝送ウィンドウと伝送状態に基づいて伝送を行うステップを含む。

本発明では、ユーザー端がアップリンク伝送時にソース基地局から目的基地局にハンドオーバーするとき、紛失パケットのシーケンス番号値と、ソース基地局で最後に受信されたパケットのシーケンス番号値は、ソース基地局から目的基地局に送信される。したがって、目的基地局ではユーザー端の伝送状態を判断するに十分な情報が得られ、不必要な再送は回避され、伝送効率は向上する。

かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照して以下に説明する。

図１を参照する。図１は無線通信システムの無線通信装置１００のブロック図である。説明を簡素化するため、図１は無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、保存装置１１０、プログラムコード１１２及びトランシーバー１１４のみ描くとする。無線通信装置１００において、制御回路１０６はＣＰＵ１０８で保存装置１１０に保存されるプログラムコード１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御する。制御回路１０６は入力装置１０２（例えばキーボード）を介してユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）を介して映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実現させる。無線通信装置１００は第三世代移動通信システムに設けられることが望ましい。

図２を参照する。図２は図１に示すプログラムコード１１２を表す説明図である。アプリケーション層２００と、第三層インターフェイス２０２と、第二層インターフェイス２０６からなるプログラムコード１１２は、第一層インターフェイス２１８と接続されている。第二層インターフェイス２０６は副層としてＲＬＣエンティティー２２６とＰＤＣＰエンティティー２２４を含む。ＰＤＣＰエンティティー２２４はＲＬＣエンティティー２２６の上位層プロトコルエンティティーとして、ヘッダの圧縮／解凍、ユーザーデータの伝送、ＰＤＣＰシーケンス番号の暗号化及び保持などの処理を行う。ＲＬＣエンティティー２２６は種々のサービス品質に応じ、伝送データや制御指令に対して分割、再組み立て、連結、パディング、再送、シーケンス検査、重複検出などの処理を行う。

ＬＴＥ無線通信システムでは、暗号化のためにＰＤＣＰエンティティー２２４で形成されるパケットにはすべてＰＤＣＰシーケンス番号がつけられ、ＲＬＣエンティティー２２６はそれに基づいてＲＬＣ機能を実行する。ＲＬＣエンティティー２２６ではＰＤＣＰエンティティー２２４によるシーケンス番号は重複利用が可能であるため、ＲＬＣエンティティー２２６で形成されるパケット（すなわちＰＤＵ）のヘッダにＲＬＣシーケンス番号を表示するフィールドをつけなくとも可能である。ハンドオーバーの効率を向上させ、従来の問題を解決するため、本発明は下記のようなアップリンクデータ処理プログラムコード２２０を提供する。

図３を参照する。図３は本発明の実施例１による方法３０のフローチャートである。下記方法３０は無線通信システムにおいてユーザー端アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱うために用いられ、アップリンクデータ処理プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ３００：開始。

ステップ３０２：ユーザー端がソース基地局から目的基地局へハンドオーバーするとき、ユーザー端からソース基地局に送信されたパケットのうち紛失パケットのシーケンス番号値、及びソース基地局がユーザー端から受信した最後のパケットのシーケンス番号値を示すメッセージを、ソース基地局から目的基地局に送信する。

ステップ３０４：終了。

以上のとおり、ユーザー端がアップリンク伝送時にソース基地局から目的基地局にハンドオーバーするとき、ソース基地局は、ユーザー端からソース基地局に送信されたパケットのうち紛失パケットのシーケンス番号値、及びソース基地局がユーザー端から受信した最後のパケットのシーケンス番号値を示すメッセージを、目的基地局に送信する。したがって、目的基地局ではユーザー端の伝送状態が判明され、不必要な再送と伝送遅延は回避される。

例えば、ユーザー端でアップリンク伝送を行うとき、ハンドオーバー前にシーケンス番号０〜２０のパケットがすべてユーザー端によりアップロードされ、ハンドオーバー時において、シーケンス番号２、３以外のパケットはすべてソース基地局により肯定応答がなされたとすれば、上記方法３０によると、ソース基地局は、紛失パケットのシーケンス番号が２、３であって、最後に受信されたパケットのシーケンス番号が２０である旨のメッセージを目的基地局に出力する。そうすると、目的基地局ではユーザー端の伝送状態を判断するに十分な情報が得られ、不必要な再送は回避され、伝送効率は向上する。

上記方法３０では、ユーザー端がソース基地局から目的基地局にハンドオーバーするとき、ユーザー端での伝送効率を維持するため、目的基地局でソース基地局の受信ウィンドウと受信状態を回復することが望ましい。また、目的基地局のＲＬＣエンティティーは非順次（ｏｕｔ ｏｆ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）送信をサポートすることも可能である。

図４を参照する。図４は本発明の実施例２による方法４０のフローチャートである。下記方法４０は無線通信システムにおいてユーザー端アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱うために用いられ、アップリンクデータ処理プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ４００：開始。

ステップ４０２：伝送ウィンドウと伝送状態を確立して保持する。

ステップ４０４：ソース基地局から目的基地局へのハンドオーバープロセスを実行する。

ステップ４０６：ハンドオーバーの完成後、上記伝送ウィンドウと伝送状態に基づいて伝送を行う。

ステップ４０８：終了。

以上のとおり、ユーザー端がアップリンク伝送時にソース基地局から目的基地局にハンドオーバーするとき、該ユーザー端の伝送ウィンドウはリセットされずに本来の伝送状態を維持する。したがって、ソース基地局から目的基地局にハンドオーバーした後でも、ユーザー端は引き続きパケットを伝送できる。それにより伝送遅延は回避され、伝送効率は向上する。

総じていえば、本発明では、ユーザー端がアップリンク伝送時にソース基地局から目的基地局にハンドオーバーするとき、紛失パケットのシーケンス番号値と、ソース基地局で最後に受信されたパケットのシーケンス番号値は、ソース基地局から目的基地局に送信される。したがって、目的基地局ではユーザー端の伝送状態を判断するに十分な情報が得られ、不必要な再送は回避され、伝送効率は向上する。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

本発明は従来の動作条件を変えたのみであり、当然実施可能である。

無線通信システムの無線通信装置のブロック図である。 図１に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明の実施例１による方法のフローチャートである。 本発明の実施例２による方法のフローチャートである。

符号の説明

１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 保存装置
１１２ プログラムコード
１１４ トランシーバー
２００ アプリケーション層
２０２ 第三層インターフェイス
２０６ 第二層インターフェイス
２１８ 第一層インターフェイス
２２０ アップリンクデータ処理プログラムコード
２２４ ＰＤＣＰエンティティー
２２６ ＲＬＣエンティティー

Claims (8)

1. 無線通信システムにおいてユーザー端アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う方法であって、
   ユーザー端がソース基地局から目的基地局へハンドオーバーするときに、メッセージをソース基地局から目的基地局に送信することを内容とし、該メッセージは、ユーザー端からソース基地局に送信されたパケットのうち紛失パケットのシーケンス番号値、及びソース基地局がユーザー端から受信した最後のパケットのシーケンス番号値を示すことを特徴とするハンドオーバーの取扱方法。
2. 前記方法は更に、ユーザー端がソース基地局から目的基地局へハンドオーバーするときに、目的基地局でソース基地局の受信ウィンドウと受信状態を回復するステップを含むことを特徴とする請求項１記載のハンドオーバーの取扱方法。
3. 前記目的基地局のＲＬＣ（無線リンク制御）エンティティーは非順次（ｏｕｔ ｏｆ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）送信をサポートすることを特徴とする請求項１記載のハンドオーバーの取扱方法。
4. ユーザー端がソース基地局から目的基地局へハンドオーバーするときのアップリンク伝送を処理する、無線通信システムに用いられる通信装置であって、
   通信装置の機能を実現させる制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）と、
   制御回路の中でＣＰＵと結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含み、そのうちプログラムコードは、
   ソース基地局の第一機能を実行し、
   第一機能を実行するときにメッセージを目的基地局に送信するステップを含み、該メッセージは、ユーザー端からソース基地局に送信されたパケットのうち紛失パケットのシーケンス番号値、及びソース基地局がユーザー端から受信した最後のパケットのシーケンス番号値を示すことを特徴とする通信装置。
5. 前記プログラムコードは更に、
   目的基地局の第二機能を実行し、
   第二機能を実行するときにソース基地局から前記メッセージを受信し、
   第二機能を実行するときに前記メッセージに基づいてソース基地局の受信ウィンドウと受信状態を回復するステップを含むことを特徴とする請求項４記載の通信装置。
6. 前記プログラムコードは更に、
   目的基地局の第三機能を実行し、
   通信装置のＲＬＣエンティティーが第三機能を実行するときに非順次送信をサポートするステップを含むことを特徴とする請求項４記載の通信装置。
7. 無線通信システムにおいてユーザー端アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う方法であって、
   伝送ウィンドウと伝送状態を確立して保持し、
   ソース基地局から目的基地局へのハンドオーバープロセスを実行し、
   ハンドオーバーの完成後、上記伝送ウィンドウと伝送状態に基づいて伝送を行うステップからなることを特徴とするハンドオーバーの取扱方法。
8. アップリンク伝送時のハンドオーバーを取り扱う、無線通信システムに用いられる通信装置であって、
   通信装置の機能を実現させる制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、
   制御回路の中でＣＰＵと結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含み、そのうちプログラムコードは、
   伝送ウィンドウと伝送状態を確立して保持し、
   ソース基地局から目的基地局へのハンドオーバープロセスを実行し、
   ハンドオーバーの完成後、上記伝送ウィンドウと伝送状態に基づいて伝送を行うステップを含むことを特徴とする通信装置。

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