JP2008092381A - Ｒｒｃ接続時のセル／キャリア切り換えおよび切り戻し制御 - Google Patents

Abstract

【課題】ロード・バランスとユーザ端末の条件に応じたセル切り換え処理と、切り換え失敗時の迅速なセル切り戻しを実現する。
【解決手段】セル切り換え制御方法は、ユーザ端末において、ＲＲＣ接続時に、基地局から送信される当該基地局が管理する別のセルへの切り換え指示に応じて、切り換え先のセルへ接続セットアップ応答通知を送信するステップ（ステップ７）と、前記ユーザ端末において、前記切り換え先セルへの接続の成否を、再送制御の最大再送回数の範囲内で判断するステップ（ステップ７−１）と、前記切り換え先セルへの接続が失敗した場合に、前記ユーザ端末において、もとのセルへの切り戻し処理を行うステップ（ステップ７−２）とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信制御技術に関し、特に、キャリア周波数レイヤおよび／または分割された地理的領域によって定義される複数のセルが１つの基地局下に割り当てられている状態で、ユーザ端末を最適なセルへ接続することによってロード・バランスを図るセル／キャリア切り換えおよび切り戻し制御方法と、これを実現するユーザ端末および基地局装置の構成に関する。

現在、３ＧＰＰのより進化した規格として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の標準化が進められている。ＬＴＥでは、より高速、大容量の無線通信方式と、ユーザ端末（ＵＥ）の通信能力やサービスに応じた無線リソース割り当て制御の最適化が要求されている。
ＬＴＥでは、ネットワーク全体を通して複数の異なるキャリア周波数や信号帯域幅が定義され、同じ地理的エリア内であっても、異なる周波数レイヤがオーバーラップして使用可能とされる。また、ネットワーク内で、異なる通信能力（ＵＥキャパビリティ）を持つユーザ端末の混在を許容する。
ユーザ収容数の増大を許容しつつスループットを維持するには、周波数レイヤ間でのロード・バランシングが必須である。適切なロード・バランシングを行うために、ＲＲＣ確立時にユーザ端末の接続先セル（キャリア）を、適切なセル（キャリア）にリダイレクト（接続切り換え）することが提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
"Multi-band/carrier operation (2) ― Load Balancing" , 3GPP TSG RAN WG2 #54, R2-062172, 28th August to 1st September, Tallinn, Estonia

上述のように、負荷分散のために、基地局からユーザ端末に別のセルへの切り換えが指示された場合、その切り換え処理は、接続セットアップ遅延を低減するために、できるだけ迅速に行われる必要がある。
また、ユーザ端末が、指示された切り換え先のセルへの接続に失敗したときに、いかに早くもとのセルに復帰させるかが重要な課題となる。
そこで、本発明は、ロード・バランシングを図るための切り換え処理において、切り換え先への接続に失敗した場合であっても、ユーザ端末を迅速にもとのセルに復帰させることのできる切り戻しの手法を提供することを課題とする。

また、そのような迅速な切り戻しを実現するためのユーザ端末の構成と、基地局装置の構成を提供することを課題とする。

なお、本明細書および特許請求の範囲で「セル」という場合は、１つの基地局下で分割された地理的領域（セクタ）および／またはオーバーレイされたキャリア周波数によって定義される範囲を意味することとする。

上記課題を解決するために、ユーザ端末自身が、切り換え先への接続の成否を判断し、切り換えの失敗を検出すると即座に、もとのセル（キャリア）への切り戻しを実行する構成を採用する。

ユーザ端末での接続セル切り換えの成否判断を可能にするために、ハイブリッドＡＲＱ（以下、「ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）」と称する）を利用する。

より具体的には、本発明の第１の側面では、セル切り換え方法は、
（ａ）ユーザ端末において、基地局から送信される当該基地局が管理する別のセルへの切り換え指示に応じて、切り換え先のセルへ接続セットアップ応答通知を送信するステップと、
（ｂ）前記ユーザ端末において、前記切り換え先セルへの接続の成否を、再送制御の最大再送回数の範囲内で判断するステップと、
（ｃ）前記切り換え先セルへの接続が失敗した場合に、前記ユーザ端末において、もとのセルへの切り戻し処理を行うステップと、
を含む。

良好な例として、前記接続成否の判断ステップは、前記接続セットアップ応答通知の確認応答が、前記最大再送回数の範囲内で返送されない場合に、前記切り換え先への接続が失敗したと判断する。

また別の例として、前記基地局から、前記セル切り換え指示とともに、切り換え失敗時のためにもとのセルに対する上りリンクリソースの割り当て指定をあらかじめ前記ユーザ端末に送信するステップ、
をさらに含み、前記もとのセルへの切り戻し処理は、前記あらかじめ与えられた上りリンクリソースを用いて行われる。

第２の側面では、上記のようなセル切り換え制御を実現するユーザ端末を提供する。ユーザ端末は、
（ａ）基地局から当該基地局が管理する別のセルへの切り換え指示を受信する受信部と、
（ｂ）前記切り換え指示に基づいて、切り換え先セルへの接続セットアップ応答通知を生成、送信させる切り換え／切り戻し制御部と、
（ｃ）前記接続セットアップ応答通知の確認応答を用いて、前記切り換え先セルへの接続の成否を判断する判断部と
を備え、前記切り換え／切り戻し制御部は、前記判断部によって、前記切り換え先セルへの接続が失敗したと判断されたときに、もとのセルへの切り戻しを実行する、
ことを特徴とする。

第３の側面では、キャリア周波数レイヤおよび／または分割された地理的領域によって特定される複数のセルを管理する基地局装置を提供する。基地局装置は、
（ａ）前記セルごとに設けられ、前記セルごとの負荷を測定する負荷測定部と、
（ｂ）前記負荷測定部により測定されたセルごとの負荷情報および／またはユーザ端末の条件に応じて、前記ユーザ端末のためのセル切り換えの要否を判断し、セル切り換えが必要な場合に移行先セルを決定する移行先決定部と、
を備える。

好ましい構成例では、前記移行先決定部によりセル切り換えが必要であると判断された場合に、前記ユーザ端末に送る切り換え指示を生成するとともに、セル切り換え失敗時のために、あらかじめ切り換え前のセルに対する上りリンクリソースを前記ユーザ端末に割り当てる切り換え制御部、
をさらに有する。

この場合、前記切り換え制御部は、前記ユーザ端末が前記切り換えセルに接続した時点で、前記あらかじめ切り換え前のセルに割り当てておりた前記上りリンクリソースを開放する。

上記の方法および構成により、負荷分散のために別のセルへの接続切り換えが失敗した場合でも、迅速にもとのセルへ切り戻すことが可能になる。
この結果、ロード・バランシングと接続の信頼性の双方を維持することができ、ネットワーク全体のスループットを向上することができる。

以下で、図面を参照して、本発明の良好な実施形態を説明する。

図１は、ＲＲＣ確立時のリダイレクト（セルおよび／またはキャリアへの接続切り換え）プロシージャを説明するためのシーケンス図である。ここでは、ユーザ端末（ＵＥ）が発信側である場合を例にとって説明する。

まず、ユーザ端末（ＵＥ）は、基地局（ｅＮＢ）に非同期のランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を送信する（ステップ１）。ＲＡＣＨは、複数のＵＥが同時にＲＡＣＨ送信した場合の衝突確率を減らすためのランダムＩＤ、すなわち署名を含む。また、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、接続目的などの情報を含んでもよい。ここで、ＵＥは、この基地局の管理下にある１つのセル内に属している。このセルを「待ち受けセル」と称する。ＵＥは現在、この待ち受けセルで提供されるキャリア周波数で動作するモードにある。

基地局は、ユーザ端末からのＲＡＣＨに応答して、ＲＡＣＨ応答を返送する（ステップ２）。ＲＡＣＨ応答は、署名、ＵＥの送信タイミングを調整するための制御コマンドであるタイミング・アドバンス（ＴＡ）、このセル内でＵＥを識別するためのセル固有の仮ＩＤ（Ｃ−ＲＮＴＩ：Cell-specific Radio Network Temporary ID）、ＵＬグラント（上りリンクリソース指定）などの情報を含む。

ＲＡＣＨ応答が返ってくると、ＵＥは、与えられた上りリソースを用いて、待ち受けセルでのＲＲＣ接続要求を送信する（ステップ３）。この接続要求は、ＵＥのキャパビリティ（利用可能な周波数バンド、帯域幅処理能力など）や、サービスタイプなどの情報を含む。接続要求は、基地局を介して、上位の移動管理／ユーザプレーン・エンティティ（ＭＭＥ／ＵＰＥ）に送信される（ステップ４）。

基地局は、接続要求を上位のエンティティに通すとともに、ＵＥキャパビリティ、サービスタイプ、現在のトラフィックの負荷状態に基づいて、切り換えが必要かどうかを判断する。図１の例では、切り換えが必要と判断され、この基地局が管理する別のセルへの切り換えが決定される（ステップ５）。

ここで、図２を参照して、実施形態における「セル」の概念を説明する。上述のように、実施形態および特許請求の範囲で「セル」という場合は、基地局がカバーするエリア内での、一定の範囲を意味し、キャリア周波数レイヤおよび／または分割された地理的領域で特定される範囲を言う。たとえば、図２（ａ）の例では、基地局（ｅＮＢ）はキャリア周波数ｆ１とｆ２をオーバーレイしてサポートしており、ｆ１に対応するセル（キャリア）とｆ２に対応するセル（キャリア）を管理する。図２（ｂ）の例では、基地局はそのカバーする地理的エリアを、３つのセクタに分割し、各セクタでキャリア周波数ｆ１が使用可能である。ここで、ｆ１をサポートするセクタ１でひとつのセル、ｆ１をサポートするセクタ２でひとつのセル、ｆ１をサポートするセクタ３でひとつのセルを構成する。
図２（ｃ）は、基地局の地理的エリアを３つのセクタに分割するとともに、すべてのセクタで２つのキャリア周波数ｆ１とｆ２がオーバーレイされている。この場合、セクタ１でサポートされるｆ１、セクタ２でサポートされるｆ１、セクタ３でサポートされるｆ１、セクタ１でサポートされるｆ２、セクタ２でサポートされるｆ２、セクタ３でサポートされるｆ２という、トータルで６つ（３×２）のセルがカバーされる。実施形態では、切り換え先は、同じ基地局が管理する別のセルに限られる。たとえば、ユーザ端末がセクタ間の境界付近に位置する場合は、キャリア周波数を返ることなく、セクタのみを変更してもよい。逆に、セクタを換えずにキャリア周波数だけを変更してもよいし、セクタもキャリア周波数も変更してもよい。どのセルへ変更するかは、後述するように、セル間でのロード・バランスと、ユーザ端末の条件（ＵＥキャパビリティや要求サービスタイプ等）とに基づいて基地局にて決定される。

図１に戻って、基地局は切り換えの必要性を判断すると、切り換え先セルを示す切り換え指示とＲＲＣ接続セットアップ指示をＵＥに送信する（ステップ６）。この指示には、待ち受けセルでのＣ−ＲＮＴＩ、切り換え先セルでのＣ−ＲＮＴＩ、ＩＭＳＩ／ＴＭＳＩ、上りリンクリソースを指定するＵＬグラントが含まれている。ＩＭＳＩ／ＴＭＳＩ（International/Temporary Mobile Subscriber Identity）はＵＥを全世界、あるいは位置登録エリア内で一意に識別するためのＩＤで、同一ＲＡＣＨで複数ＵＥが同じ署名を使ってアクセスして衝突した場合に、衝突解決する目的で送信される。ＵＥは、本メッセージに自局のＩＭＳＩ／ＴＭＳＩが含まれていなかった場合、衝突を検出し、ＲＡＣＨから再度接続を試みることができる。また、ＵＬグラントは、後に送信されるべき上り信号の上りリンクリソース、即ち送信タイミング（フレーム、スロット）や周波数ブロックなどを指定する。

ＵＥは、与えられた上りリンクリソースを用いて、切り換え先セルへのＲＲＣ接続セットアップ応答通知を送信する（ステップ７）。切り換え先セルへ接続されると、以降は通常のＮＡＳ（Non Acess Stratum）プロシージャが行われる（ステップ８）。

通常は、上述した切り換え処理により、基地局管理下のエリア内で負荷が分散される。しかし、ステップ７で、常に切り換えが成功するとは限らない。例えば、キャリア周波数が異なることによる伝搬損失差、キャリア間の負荷の違いによる無線品質差、キャリア毎のエリア連続性の違いによるカバレッジ差などによって、切り換えが失敗する場合もある。したがって、切り換え先セルへの接続が失敗した場合の対処法を考える必要がある。

図３は、本発明の一実施形態に係る切り換え失敗時の切り戻し処理を示すシーケンス図である。ステップ１〜ステップ６までは、図１と同様である。ユーザ端末は、ロード・バランシングのための切り換え指示を基地局から受けると（ステップ６）、与えられた上りリンクのリソースブロックを用いて、切り換え先セルへ接続セットアップ応答通知を送信する（ステップ７）。これとともに、ＨＡＲＱモニタリングを開始し、切り換え先セルへの接続が成否を自ら判断する（ステップ７−１）。ＨＡＲＱでは、初回送信と再送の信号を受信機において物理的に合成して復号化することで、無線伝送効率を飛躍的に向上することができる。ユーザ端末は、あらかじめ定められた最大再送回数（たとえば３回）の範囲内で、切り換え先セルから返ってくるＡＣＫまたはＮＡＣＫをモニタする。最大再送回数内でＡＣＫが返ってくれば、図１のように、切り換え先セルへの接続が成功し、通常のＮＡＳプロシージャに移行する。最大再送回数内でＡＣＫが返ってこなければ、ステップ７−１で送信の失敗が検出される。なお、ＨＡＲＱの最大再送回数が０の場合もある。この場合も初回送信に対する切り換え先セルから返ってくるＡＣＫまたはＮＡＣＫをモニタする。

送信失敗が検出されると、ユーザ端末は即座にもとの待ち受けセルへの切り戻し処理を開始する（ステップ７−２）。すなわち、もとの待ち受けセルに対してスケジューリング要求を送信する（ステップ７a）。もとのセルからＵＬグラントを受け取ると（ステップ７ｂ）、ユーザ端末はもとの待ち受けセルに接続セットアップ応答通知を送信し、もとのセルに復帰する（ステップ７ｃ）。

このように、ユーザ端末自身がＨＡＲＱを利用して切り換え先セルへの接続の成否を判断し、接続に失敗した場合に即座にもとのセルへの切り戻しを実行することができるので、接続セットアップ遅延を効果的に低減することができる。これにより、接続の信頼性が確保される。

図３のステップ６で、切り換え指示と同時に、切り戻した場合にも、もとのセルへ接続セットアップ応答通知（メッセージ７ｃ）を送信するための上りリンクリソースを、あらかじめ割り当てておいてもよい。この場合、もとのセルへ上りリソースの割り当てを要求してから割り当てを受けるステップ７ａ、７ｂを省略することができるので、接続セットアップ遅延をさらに低減することができる。この場合に割り当てる前記上りリンクリソースは、切り換え先へ接続セットアップ応答通知（メッセージ７）を最大再送回数まで送信する時間や、ＵＥでキャリア周波数を切り換える時間を考慮して、十分先の時間の上りリンクリソースを割り当てる必要がある。

また、この段階で、切り換え先セルへの上りリンクリソースは割り当てずに、切り換え先セルに対してステップ７ａ、７ｂと同様なプロシージャを用いて、切り換え先セルへの上りリンクリソースを割り当てることとしてもよい。

また、切り換え先セルへの接続が成功した場合、すなわち、ステップ７−１で最大再送回数内にＡＣＫを受け取って接続成功を検出した場合であっても、あらかじめもとのセルへの接続のために割り当てた上りリンクリソースが無駄になることはない。基地局は、ユーザ端末が管理下にある切り換え先セルへの接続に成功したことを認識するので、切り換え先セルへ接続されると同時に、あらかじめこのユーザ端末に割り当てておいた上りリソースを開放し、もとのセルで通信しようとする別のユーザ端末に割り当てることができるからである。

図４は、上述した切り戻し処理を行うユーザ端末（ＵＥ）１０の構成を示す概略ブロック図である。ユーザ端末１０は、アンテナ１９で、基地局（ｅＮＢ）からこの基地局管理下の別のセルへの切り換え指示を受信する。この切り換え指示は、共用器１１を介して受信ＲＦ部１２へ送られ、ダウンコンバートされ、復調される。復調された切り換え指示は、受信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１３へ送られ、基地局から割り当てられた切り換え先セルのセル固有仮ＩＤ（Ｃ−ＲＮＴＩ）や上りリンクリソースブロック番号がＭＡＣ層で解釈される。受信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１３は、切り換え指示に含まれるこれらの情報をＲＲＣプロトコル部１４に送るとともに、ＨＡＲＱ制御に入る。

ＲＲＣプロトコル部１４は、受信した切り換え情報に基づき、セル切り換えの指示を制御部１５に通知するとともに、切り換え先セルへ送信すべき接続セットアップ応答通知等のメッセージとその送信要求を、送信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１８に供給する。制御部１５は、切り換え先のセルで異なるキャリア周波数を用いる場合、たとえば、図２（ａ）や図２（ｃ）で、キャリア周波数をｆ１からｆ２に変更する必要がある場合は、周波数シンセサイザ１６を制御して、このユーザ端末の動作周波数を変更する。変更された周波数情報は、受信ＲＦ部１２と送信ＲＦ部１７に送られる。一方。切り換え先のセルでも同じキャリア周波数を用いる場合、たとえば、図２（ｂ）や図２（ｃ）で、地理的領域であるセクタが切り換わっても、キャリア周波数に変更がない場合は、制御部１５は直接、動作周波数の維持を受信ＲＦ部１２と送信ＲＦ部１７に通知し、更に、必要に応じて移行先セクタで用いるべきセル識別子（たとえばスクランブリングコード）や送受信タイミングなどを通知する。

送信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１８に送られた接続セットアップ応答通知は、ＭＡＣ層で解釈され物理チャネルで送信されるパケットに生成され、送信ＲＦ部１７で切り換え先セルのキャリア周波数にアップコンバートされ、共用器１１を介して、アンテナ１９から送信される。

受信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１３は、送信された接続セットアップ応答通知に対して、最大再送回数の範囲内で切り換え先セルからＡＣＫが返ってくるかどうかをモニタする。ＡＣＫが返ってこない場合、すなわちＨＡＲＱ失敗を検出した場合は、ＲＲＣプロトコル部１４に接続失敗を通知する。ＲＲＣプロトコル部１４は、もとのセルへの切り戻しの必要を制御部１５に通知すると同時に、もとのセルに対するスケジューリング要求を送信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１８に送る。制御部１５は、キャリア周波数を変更する必要がある場合は周波数シンセサイザ１６を介して、必要がない場合は直接、受信ＲＦ部１２と送信ＲＦ部１７を制御する。送信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１８は、スケジューリング要求パケットを生成し、送信ＲＦ部１７、共用器１１を介して、アンテナから送信する。切り戻し先のセルへの上りリンクの割り当てが、アンテナ１９、共用器１１，受信ＲＦ部１２，受信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１３を経てＲＲＣプロトコル部１４に入力されると、ＲＲＣプロトコル部１４は、切り戻し先セルへの接続セットアップ応答通知と、その送信要求を、送信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１８に供給する。

なお、図３において、切り戻し後のセルへ接続セットアップ応答通知を送るための上りリンクリソースが、ステップ６で切り換え指示とともに指定される場合は、ＲＲＣプロトコル部１４は、切り換え指示を受け取ったときに、あらかじめ指定された上りリンクリソースを記憶しておく。そして、受信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１３がＨＡＲＱ失敗を検出したときは、スケジューリング要求（図２のメッセージ７ａ）を生成することなく、接続セットアップ応答通知とその送信要求を、あらかじめ与えられた上りリンクリソースの番号とともに送信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１８に供給する。もとのセルに対する接続セットアップ応答通知は、送信ＲＦ部１７、共用器１１を介して、アンテナ１９から指定された上りリンクリソースで送信される。

このように、切り換え指示を受け取ったユーザ端末では、ＲＲＣプロトコル部１４と制御部１５による切り換え先セルへの切り換え処理を行うとともに、受信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部１３で、ＨＡＲＱ再送制御を利用した接続成否の判断、検出を行う。切り換え先セルへの接続失敗が検出されると、ＲＲＣプロトコル部１４と制御部１５は、即座にもとのセルへの切り戻し処理を行う。これによって、接続セットアップ遅延を最小限に抑えることが可能になる。

図５は、実施形態で用いられる基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。基地局装置２０は、基地局２０が管理するセクタごとにアンテナ２９と、共用器２１を有する。したがって、Ｍ個のセクタを管轄する場合は、Ｍ個のアンテナ２９−１〜２９−Ｍと、共用器２１−１〜２１−Ｍを有する。

基地局装置２０はまた、管轄するセルごとに、送受信ＲＦ部２２と、ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部２３と、負荷測定部２４を有する。たとえば、この基地局でサポートされるキャリア周波数がＬ個であるとすると、セル数は、セクタ数×キャリア数（Ｍ×Ｌ）である。

送受信ＲＦ部２３は、ユーザ端末から送られて来る信号に基づいて、ユーザ端末の送信パワーや上りリンクの干渉を測定し、測定結果を負荷測定部２４に供給する。ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部は、セル内のユーザ数やバッファ内に蓄積されるパケット量等から、現在のトラヒックのハンドリング量（処理量）を測定し、測定結果を負荷測定部２４に供給する。
負荷測定部２４は、これらの情報に基づいて、当該セルでの現在の負荷を算出し、移行先決定部２５に供給する。移行先決定部２５には、負荷測定部２４₁〜２４_N（Ｎ＝Ｍ×Ｌ）の各々から負荷情報が入力される。一方、ＲＲＣプロトコル部２７は、ユーザ端末から受け取ったＵＥキャパビリティや、要求されるサービスタイプを、移動先決定部２５に供給する。
移動先決定部２５は、セルごとの負荷情報とユーザ端末情報（キャパビリティ、要求されるサービスタイプ等）に基づき、この基地局が管轄するすべてのセルのロード・バランスとユーザ端末の条件を考慮して、セル切り換えの必要があるかどうか、あるとして、どのセルへ移行させるかを判断する。
移行先決定部２５の判断結果はＲＲＣプロトコル部２７に供給され、判断結果に応じたメッセージとその送信要求が生成される。セル切り換えの必要性ありと判断された場合は、ＲＲＣプロトコル部２７は、切り換え指示とともに、移行先（切り換え先）セルに対する上りリンクリソースを割り当てるが、接続失敗時のために、あらかじめもとのセルに対する上りリンクリソースをも割り当てておいてもよい。生成されたメッセージおよびその送信要求は、対応するセル（現在ユーザ端末が収容されるセル）のＰＨＹ／ＭＡＣ処理部２３に送られ、送受信ＲＦ部２２および共用器２１を介して、アンテナ２９からユーザ端末１０へ送信される。

ＲＲＣプロトコル部２７は、もとのセルに対する上りリンクリソースをあらかじめユーザ端末に割り当てた場合は、ネットワーク・インタフェース２８を介して、ユーザ端末が切り換え先セルへの接続に成功したことを認識した時点で、あらかじめ割り当てておいた上りリンクリソースを開放する。

このように、基地局装置（ｅＮＢ）では、管理するセル全体のロード・バランスと、ユーザ端末の条件に応じて、適切なセルへの切り換え（リダイレクト）を指示する。また、切り換え指示と同時に、切り換え先セルへの接続が失敗したときのために、あらかじめもとのセルに対する上りリンクリソースを割り当てておくことによって、ユーザ端末の迅速な切り戻しを可能にする。切り換え先セルへの接続が成功した場合には、もとのセルへの通信用にあらかじめ割り当てておいた上りリソースを即座に開放するので、リソースの無駄もない。

以上述べたようなロード・バランスに応じたセルの切り換え／切り戻し処理は、発信時に限定されず、着信時あるいは通信途中であっても適用可能である。

図６は、図２の処理を着信に適用した場合のシーケンス図である。ステップ１〜ステップ８までの処理は、図２と同様である。着信の場合は、ステップ１のＲＡＣＨの送信に先立って、ＭＭＥ／ＵＰＥから基地局管轄下の待ち受けセルに対してページングチャネルが送信される（ステップ０ａ）。このページングチャネルは、さらにユーザ端末に送信される（ステップＯｂ）。ページングチャネルに応じて、ユーザ端末は、ＲＡＣＨを待ち受けセルに送信する。

なお、ページング時に、ネットワークであらかじめ記憶している（前回通信時の）ユーザ端末のＵＥキャパビリティやサービスタイプを、基地局に通知する構成としてもよい。その場合は、ユーザ端末は接続要求送信時に、自己のキャパビリティ情報やサービスタイプを基地局に送信する必要はない。ＮＡＳで必要な情報やＩＭＳＩ／ＴＭＳＩを送信すればよい。以降のセル切り換え決定（ステップ５）、切り換え指示（ステップ６）、ＨＡＲＱ再送モニタリング（ステップ７−１）、セルの切り戻し（ステップ７−２）等の処理は、図２と同様である。同様のことが、通信時の処理にも当てはまる。通信時の切り換え処理は、負荷測定部２４から定期的またはトリガベースに収集される負荷情報に基づいて移行先決定部２５で判断されるロード・バランスに従って、適宜開始される。その場合は、ステップ５の切り換え決定以降の処理が行われる。

このように、実施形態によれば、発信時、着信時、通信時を通して、ロード・バランスとユーザ端末の条件に基づいて、適切な切り換え指示が行われるだけではなく、切り換えが失敗した場合でも、もとのセルへの迅速な切り戻しが可能になる。これによって、接続の信頼性とネットワークのスループットが向上する。

本発明の前提となるセル切り換え（リダイレクト）プロセスを説明するためのシーケンス図である。 実施形態におけるセルの概念を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る切り換え指示と、切り換え先セルへの接続が失敗した場合の切り戻し処理を示すシーケンス図である。 実施形態で用いられるユーザ端末の構成を示す概略ブロック図である。 実施形態で用いられる基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。 切り換え／切り戻し処理を着信時に適用した場合のシーケンス図である。

符号の説明

１０ ユーザ端末
１１ 共用器
１２ 受信ＲＦ部
１３ 受信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部（切り換え成否判断部）
１４ ＲＲＣプロトコル部（切り換え／切り戻し制御部）
１５ 制御部
１６ 周波数シンセサイザ
１７ 送信ＲＦ部
１８ 送信ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部
１９ アンテナ（ユーザ端末側）
２０ 基地局装置
２１−１〜２１−Ｍ 共用器
２２₁〜２２_N 送受信ＲＦ部
２３₁〜２３_N ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部
２４₁〜２４_N 負荷測定部
２５ 移行先決定部（切り換え要否判断部）
２７ ＲＲＣプロトコル部
２８ ネットワーク・インタフェース
２９ アンテナ（基地局側）

Claims (12)

1. ユーザ端末において、基地局から送信される当該基地局が管理する別のセルへの切り換え指示に応じて、切り換え先のセルへ接続セットアップ応答通知を送信するステップと、
   前記ユーザ端末において、前記切り換え先セルへの接続の成否を、再送制御の最大再送回数の範囲内で判断するステップと、
   前記切り換え先セルへの接続が失敗した場合に、前記ユーザ端末において、もとのセルへの切り戻し処理を行うステップと、
   を含むことを特徴とするセル切り換え制御方法。
2. 前記接続成否の判断ステップは、前記接続セットアップ応答通知に対する確認応答が、前記最大再送回数の範囲内で返送されない場合に、前記切り換え先への接続が失敗したと判断することを特徴とする請求項１に記載のセル切り換え制御方法。
3. 前記基地局から、前記セル切り換え指示とともに、切り換え失敗時のためにもとのセルに対する上りリンクリソースの割り当て指定をあらかじめ前記ユーザ端末に送信するステップ、
   をさらに含み、前記もとのセルへの切り戻し処理は、前記あらかじめ与えられた上りリンクリソースを用いて行われることを特徴とする請求項１に記載のセル切り換え制御方法。
4. 基地局において、当該基地局が管轄するセル間のロード・バランスおよび／またはと、ユーザ端末の条件とに応じて、前記ユーザ端末のセル切り換えの要否を判断するステップと、
   セル切り換えが必要であると判断された場合に、前記ユーザ端末に対して、切り換え指示とともに、切り換え前のセルに対する上りリンクリソースの割り当てを送信するステップと、
   前記ユーザ端末から、前記切り換え指示で指定された切り換え先のセルに対して接続セットアップ応答通知を送信するステップと、
   を含むことを特徴とするセル切り換え制御方法。
5. 前記切り換え先のセルに対する接続が成功した場合に、前記ユーザ端末において、前記切り換え前のセルに対してあらかじめ割り当てられた上りリンクリソースを開放するステップ
   をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のセル切り換え制御方法。
6. 前記ユーザ端末の条件は、少なくともユーザ端末のキャパビリティおよび／または要求サービスタイプを含むことを特徴とする請求項４に記載のセル切り換え制御方法。
7. 基地局から当該基地局が管理する別のセルへの切り換え指示を受信する受信部と、
   前記切り換え指示に基づいて、切り換え先セルへの接続セットアップ応答通知を生成、送信させる切り換え／切り戻し制御部と、
   前記接続セットアップ応答通知の確認応答を用いて、前記切り換え先セルへの接続の成否を判断する判断部と
   を備え、前記切り換え／切り戻し制御部は、前記判断部によって、前記切り換え先セルへの接続が失敗したと判断されたときに、もとのセルへの切り戻しを実行する
   ことを特徴とするユーザ端末。
8. 前記判断部は、最大再送回数内で、前記切り換え先セルから前記接続セットアップ応答通知の確認応答を受信するか否かに基づいて、前記接続の成否を判断する
   ことを特徴とする請求項７に記載のユーザ端末。
9. 前記切り換え先のセルで用いるキャリア周波数が異なる場合に、動作周波数を変更する周波数制御部
   をさらに有することを特徴とする請求項７に記載のユーザ端末。
10. キャリア周波数レイヤおよび／または分割された地理的領域によって特定される複数のセルを管理する基地局装置であって、
    前記セルごとに設けられ、前記セルごとの負荷を測定する負荷測定部と、
    前記負荷測定部により測定されたセルごとの負荷情報と、ユーザ端末の条件に応じて、前記ユーザ端末のためのセル切り換えの要否を判断し、セル切り換えが必要な場合に、移行先セルを決定する移行先決定部と
    を備えることを特徴とする基地局装置。
11. 前記移行先決定部によりセル切り換えが必要であると判断された場合に、前記ユーザ端末に送る切り換え指示を生成するとともに、セル切り換え失敗時のために、あらかじめ切り換え前のセルに対する上りリンクリソースを前記ユーザ端末に割り当てる切り換え制御部、
    をさらに有することを特徴とする基地局装置。
12. 前記切り換え制御部は、前記ユーザ端末が前記切り換えセルに接続した時点で、前記あらかじめ切り換え前のセルに割り当てておいた前記上りリンクリソースを開放する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の基地局装置。

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