JP2010028675A - 通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法 - Google Patents

通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法 Download PDF

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Abstract

【課題】移動端末が基地局間をハンドオーバする際に、移動元基地局と移動先基地局との間でリンクを確立すること。
【解決手段】基地局は、自局のIPアドレスを報知情報に含めて報知する。移動端末4は、基地局B3の報知情報を受信可能なエリアに入ると、基地局B3の報知情報7を受信し、基地局B3のIPアドレスを取得する。移動端末4は、基地局A2から基地局B3へハンドオーバする際、基地局B3のIPアドレスをMeasurement Report信号8に含めて基地局A2へ転送する。基地局A2は、転送されてきたIPアドレスに基づいて、ハンドオーバ先の基地局B3を特定し、その基地局B3との間にリンク9を確立する。基地局A2は、移動端末4に送信すべきデータを、リンク9を経由して基地局B3へ転送する。基地局B3は、基地局A2から転送されてきたデータを移動端末4へ送信し、移動端末4との間で無線通信を継続する。
【選択図】図1

Description

この発明は、通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法に関する。
従来、インターネットプロトコル(IP)を使用する無線通信システム内でのデータパケットトランスポートのための方法が提案されている。この提案では、近隣のルータを通してノード間にマルチキャストツリーが構築される。該マルチキャストツリーは、放送コンテンツが伝送されるトンネルを形成する。放送メッセージは、マルチキャストツリーを通した伝送のためにIPパケット内でカプセル化される。アクセス網などのシステムのインターネット部分とシステムの無線部分の間に少なくとも1つのマルチキャストツリーが形成される。外部マルチキャストツリーはコンテンツソースとパケットデータサービスノードの間に形成され、内部マルチキャストツリーはパケットデータサービスノードとパケット制御機能ノードの間に形成される(例えば、特許文献1参照。)。
また、移動端末の位置情報から地図情報を提供しうる移動通信システムが提案されている。この提案では、各移動端末が、位置情報を検出する位置情報検出手段と、位置情報を情報センタへ送信する位置情報送信手段と、アップロードデータを情報センタへ送信するアップロードデータ送信手段と、情報センタからの情報/サービスを利用する情報・サービス利用手段とを備え、情報センタが、情報/サービスを蓄積する蓄積手段と、移動端末からの位置情報を受信して蓄積手段内の情報/サービスを検索する検索手段と、アップロードデータを蓄積手段に蓄積する蓄積制御手段と、検索手段にて検索された情報/サービスを蓄積手段から取り出して移動端末に送信する情報・サービス送信手段とを備えるように構成される(例えば、特許文献2参照。)。
特表2005−536902号公報 特開平10−13961号公報
しかしながら、従来技術は、移動端末が基地局間をハンドオーバする際に、移動元基地局と移動先基地局との間にリンクを確立する技術ではない。また、移動元基地局と移動先基地局との間にリンクを確立する際に、リンクの確立に必要な移動先基地局の情報を、移動端末を経由して移動元基地局に与える技術ではない。
移動端末が基地局間をハンドオーバする際に、移動元基地局が移動先基地局を特定して、移動元基地局と移動先基地局との間にリンクを確立する通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法を提供することを目的とする。
この通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法は、移動端末が第1基地局から第2基地局へハンドオーバする際に、第2基地局が自局の識別情報を報知し、移動端末がその識別情報を受信して第1基地局へ転送し、第1基地局がその識別情報に基づいて第2基地局との間にリンクを確立し、そのリンクを経由して第1基地局から第2基地局へデータを転送する。
この通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法によれば、移動先基地局(第2基地局)の識別情報が移動端末を経由して移動元基地局(第1基地局)に送られるので、移動元基地局は、その識別情報に基づいて移動先基地局を特定することができる。
この通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法によれば、移動端末が基地局間をハンドオーバする際に、移動元基地局が移動先基地局を特定して、移動元基地局と移動先基地局との間にリンクを確立することができる。
以下に添付図面を参照して、この通信システム、基地局、移動端末およびデータ転送方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
(概略)
図1は、実施の形態にかかる通信システムの概略を示す説明図である。図1において、符号1は、複数の基地局(eNB)を制御するアクセスゲートウェイ(aGW)であり、符号2および3は基地局(eNB)であり、符号4は移動端末(UE)である。符号5および6は、各基地局がカバーする無線通信エリアである。基地局は、自局を特定する識別情報を有しており、この識別情報を報知情報に含めて報知している。基地局同士で直接、データの送受信を行う必要のないときには、基地局間を直接、接続するリンクは確立されていない。基地局間を直接、接続するリンクとは、アクセスゲートウェイを介さずに基地局同士を接続するリンクのことである。
ここで、移動端末4が基地局間でハンドオーバする際の移動元基地局(第1基地局)およびその無線通信エリアをAとし、移動先基地局(第2基地局)およびその無線通信エリアをBとする。また、識別情報を例えばIP(Internet Protocol)アドレスとする。無線通信エリアA5にいる移動端末4は、基地局B3の報知情報を受信可能なエリアに入ると、その報知情報7を受信し、基地局B3のIPアドレスを取得する。移動端末4は、基地局A2から基地局B3へハンドオーバする際、基地局B3のIPアドレスをハンドオーバ要求、例えばMeasurement Report信号8に含めて基地局A2へ転送する。
基地局A2は、転送されてきたIPアドレスに基づいて、ハンドオーバ先の基地局B3を特定し、その基地局B3との間に図示省略したネットワークを介してリンク9を確立する。このリンク9により、基地局A2と基地局B3は、直接、接続される。基地局A2は、移動端末4に送信すべきデータを、リンク9を経由して基地局B3へ転送する。基地局B3は、基地局A2から転送されてきたデータを移動端末4へ送信し、移動端末4との間で無線通信を継続する。
(基地局の構成)
図2は、実施の形態にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図2に示すように、基地局A2(基地局B3)は、ベースバンド信号の変調および高周波信号の復調を行うRF部11、ベースバンド信号を処理するベースバンド部(BB部)12、および基地局全体の制御を司る制御部13を備えている。制御部13は、報知情報を生成する報知情報部14、呼処理を行う呼処理部15、および基地局間のリンクを確立するための制御を行うSCTP(Stream Control Transmission Protocol)リンク制御部16を備えている。
報知情報部14は、局データ格納領域17に、自局を特定するIPアドレスを保持している。報知情報部14は、局データ格納領域17からIPアドレスを読み出し、報知情報にIPアドレスを設定する。基地局A2(基地局B3)は、その報知情報を、ベースバンド部12およびRF部11を介して図示省略したアンテナから送信する。
基地局A2(基地局B3)は、図示省略したアンテナでMeasurement Report信号を受信する。呼処理部15のハンドオーバ処理部(HO処理部)18は、RF部11およびベースバンド部12を介してMeasurement Report信号を受け取り、リンク確立指示を出力する。SCTPリンク制御部16は、リンク確立指示を受け取り、Measurement Report信号に含まれるIPアドレスに基づいて、ハンドオーバ先となる基地局を特定し、その基地局との間のリンクの確立を制御する。基地局A2(基地局B3)は、確立されたリンクを介して別の基地局へユーザデータを転送する。RF部11、ベースバンド部12および制御部13は、ユーザデータ転送部としての処理を行う。
(移動端末の構成)
図3は、実施の形態にかかる移動端末の構成を示すブロック図である。図3に示すように、移動端末4は、基地局と同様に、RF部21、ベースバンド部(BB部)22および制御部23を備えている。移動端末4は、図示省略したアンテナで報知情報を受信する。制御部23は、RF部21およびベースバンド部22を介して報知情報を受け取り、報知情報に含まれるIPアドレスを制御部23のメモリ24に格納する。
制御部23は、メモリ24からIPアドレスを読み出し、Measurement Report信号にIPアドレスを設定する。移動端末4は、そのMeasurement Report信号を、ベースバンド部22およびRF部21を介して図示省略したアンテナから送信する。RF部21、ベースバンド部22および制御部23は、IPアドレスを含む信号を生成して送信する送信部としての処理を行う。
(報知情報の構成)
図4は、報知情報の構成の一例を示す説明図である。図4に示すように、自局のIPアドレスは、例えば報知情報7の一つのシステム情報ブロック(SIB3)31に設定される。なお、他のシステム情報ブロックにIPアドレスを設定してもよい。
(Measurement Report信号の構成)
図5は、Measurement Report信号の構成の一例を示す説明図である。図5に示すように、ハンドオーバ先の基地局のIPアドレスは、例えばMeasurement Report信号8の一つのセル情報フィールド32に設定される。なお、他のフィールドにIPアドレスを設定してもよい。
(報知情報受信時の移動端末の動作)
図6は、実施の形態にかかる移動端末の報知情報受信時の動作を示すフローチャートである。図6に示すように、移動端末4は、報知情報を受信し、その報知情報が新規の情報であるか否かを判断する(ステップS1)。新規である場合(ステップS1:Yes)、移動端末4は、その報知情報をデコードし、基地局(基地局B3)のIPアドレスを取得する(ステップS2)。そして、移動端末4は、そのIPアドレスをメモリ24に格納し(ステップS3)、所定の報知情報処理を行う。一方、受信した報知情報が新規でない場合(ステップS1:No)、移動端末4は、IPアドレスのデコードおよび格納処理を行わずに、所定の報知情報処理を行う。
(ハンドオーバ要求時の移動端末の動作)
図7は、実施の形態にかかる移動端末のハンドオーバ時の動作を示すフローチャートである。図7に示すように、移動端末4は、別の基地局(基地局B3)へハンドオーバする際に、例えば複数の基地局(基地局A2、基地局B3)に対する受信電力に基づいて、ハンドオーバ要求の有無を判断する(ステップS11)。ハンドオーバ要求がある場合(ステップS11:Yes)、移動端末4は、メモリ24からハンドオーバ先の基地局(基地局B3)のIPアドレスを読み出す(ステップS12)。そして、移動端末4は、そのIPアドレスをMeasurement Report信号に設定し(ステップS13)、所定のハンドオーバ要求処理を行う。一方、ハンドオーバ要求がない場合(ステップS11:No)、移動端末4は、IPアドレスの読み出しおよび設定を行わずに、所定のハンドオーバ要求処理を行う。
(ハンドオーバ時の移動元基地局の動作)
図8は、実施の形態にかかる移動元基地局のハンドオーバ時の動作を示すフローチャートである。図8に示すように、移動元の基地局A2は、移動端末4からハンドオーバ要求(Measurement Report信号8)を受け取り、滞留しているユーザデータの有無を判定する(ステップS21)。滞留しているユーザデータがある場合(ステップS21:Yes)、移動元基地局A2は、移動端末4から受け取ったMeasurement Report信号8に設定されているIPアドレスに基づいて、ハンドオーバ先(移動先)の基地局B3との間にリンクが確立されているか否かを判定する(ステップS22)。
リンクが確立されていない場合(ステップS22:No)、移動元基地局A2は、ハンドオーバ先基地局B3との間に例えばSCTPリンク9を確立する(ステップS23)。そして、移動元基地局A2は、ステップS23で確立されたリンク9を介して、または既にSCTPリンク9が確立されている場合(ステップS22:Yes)にはそのリンクを介して、ハンドオーバ先基地局B3へ、滞留しているユーザデータを転送し(ステップS24)、所定のハンドオーバ処理を実施する。一方、滞留しているユーザデータがない場合(ステップS21:No)、移動元基地局A2は、基地局間のリンクの確立およびデータ転送を行わずに、所定のハンドオーバ処理を実施する。
(ハンドオーバ時の移動先基地局の動作)
図9は、実施の形態にかかる移動先基地局のハンドオーバ時の動作を示すフローチャートである。図9に示すように、ハンドオーバ先基地局B3は、移動元基地局A2からユーザデータの転送要求を受け取り、移動元基地局A2からのSCTPリンクの確立要求に従って、移動元基地局A2との間にSCTPリンク9を確立する(ステップS31)。ハンドオーバ先基地局B3は、そのSCTPリンク9を経由して移動元基地局A2からユーザデータを受信し(ステップS32)、そのデータを移動端末4へ送信する(ステップS33)。ハンドオーバ先基地局B3は、移動元基地局A2との間のデータ転送終了後、移動元基地局A2からのSCTPリンクの切断要求に従って、移動元基地局A2との間のSCTPリンク9を切断し(ステップS34)、データ転送が終了する。
(ハンドオーバ時の処理手順)
図10は、実施の形態にかかる通信システムのハンドオーバ時の処理手順を示すシーケンス図である。図10に示すように、移動端末4は、無線通信エリアA5にいて基地局A2と通信中(ステップS41)、基地局B3の報知情報7を受信すると(ステップS42)、その報知情報7に含まれる基地局B3のIPアドレスをメモリ24に格納する(ステップS43)。基地局B3は、常時、自局のIPアドレスを設定した報知情報7を報知している。ついで、移動端末4は、基地局A2から基地局B3へハンドオーバするか否かを判定する(ステップS44)。例えば、移動端末4は、基地局A2に対する受信電力よりも基地局B3に対する受信電力の方が大きい場合、基地局B3へハンドオーバすると判定し、逆の場合にはハンドオーバをしないと判定する。
移動端末4は、ハンドオーバすると判定すると、メモリ24から基地局B3のIPアドレスを読み出し(ステップS45)、Measurement Report信号8にそのIPアドレスを設定して基地局A2へ送信する(ステップS46)。基地局A2は、移動端末4から取得したIPアドレスに基づいて基地局B3を特定し、その基地局B3との間にSCTPリンク9が確立されていない場合には、次の手順でSCTPリンク9を確立する。
SCTP確立手順においては、まず、基地局A2は、基地局B3へINIT(Initiation)メッセージを送信する(ステップS47)。それに応答して、基地局B3は、基地局A2へINIT ACK(Initiation Acknowledgement)メッセージを返す(ステップS48)。続いて、基地局A2は、基地局B3へCOOKIE ECHOメッセージを送信する(ステップS49)。それに応答して、基地局B3は、基地局A2へCOOKIE ACK(Cookie Acknowledgement)メッセージを返し(ステップS50)、基地局A2と基地局B3の間にSCTPリンク9が確立される。基地局A2が移動端末4からMeasurement Report信号8を受信したときに、基地局A2と基地局B3の間にSCTPリンク9が既に確立されている場合には、ステップS47〜S50のSCTP確立手順は行われない。SCTPポートには、Well Knownポートが使用される。
基地局A2は、基地局B3との間に確立されているSCTPリンク9を経由して基地局B3へ、基地局A2に滞留しているユーザデータを転送する(ステップS51)。そして、移動端末4の通信相手が基地局A2から基地局B3に切り替わり、移動端末4は、基地局B3と通信を継続する(ステップS52)。その後、基地局A2は、無線通信エリアA5にいる別の移動端末から基地局B3へのハンドオーバ要求を受けている場合には、その移動端末についても基地局A2に滞留しているユーザデータを基地局B3へ転送する。別の移動端末からのハンドオーバ要求を受けていない場合には、基地局A2は、次の手順でSCTPリンク9を切断する。
SCTP切断手順においては、まず、基地局A2は、基地局B3へSHUTDOWNメッセージを送信する(ステップS53)。それに応答して、基地局B3は、基地局A2へSHUTDOWN ACK(Shutdown Acknowledgement)メッセージを返す(ステップS54)。それによって、基地局A2と基地局B3の間のSCTPリンク9が切断され、基地局A2から基地局B3へのハンドオーバが完了する。
以上説明したように、本実施の形態によれば、ハンドオーバ先の基地局B3のIPアドレスが移動端末4を経由して移動元の基地局A2に通知されるので、基地局A2は、そのIPアドレスに基づいてハンドオーバ先の基地局B3を特定することができる。従って、移動端末4が基地局間をハンドオーバする際に、移動元基地局A2とハンドオーバ先基地局B3との間にSCTPリンク9を確立することができる。そのリンク9を介して、移動元基地局A2からハンドオーバ先基地局B3へ、基地局A2に滞留しているユーザデータを転送することができる。
また、基地局間のリンク9は、必要なとき、例えばハンドオーバ時に滞留しているユーザデータを転送するときにのみ、確立される。必要のないときには、基地局間にリンク9が張られていないので、基地局の負荷が軽減される。また、常時、基地局間にリンクが張られている場合には、そのリンクを監視して制御する必要が生じるが、必要時のみリンク9が張られる構成であるので、そのような監視や制御が不要となる。また、各基地局が、隣接する基地局に関する局データ(IPアドレスやSCTPポートなど)を保持する必要がないので、各基地局において、局データの作成や管理が容易となる。また、各基地局が、隣接する基地局に関する局データを保持していないので、基地局を増やしたり減らしたりしてシステムの構成を変更する場合に、容易に対応することができる。
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)複数の基地局と移動端末を備えた通信システムにおいて、自局を特定する識別情報を報知する第2基地局と、前記第2基地局から報知された前記識別情報を受信して転送する移動端末と、前記移動端末から転送された前記識別情報に基づいて前記第2基地局を特定する第1基地局と、を備えることを特徴とする通信システム。
(付記2)前記識別情報に基づいて特定された前記第2基地局と前記第1基地局との間にリンクを確立することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
(付記3)前記リンクを経由して前記第1基地局から前記第2基地局へデータを転送することを特徴とする付記2に記載の通信システム。
(付記4)前記データ転送の終了後、前記リンクを切断することを特徴とする付記3に記載の通信システム。
(付記5)自局を特定する識別情報と、前記識別情報を含む報知情報を生成して報知する報知情報部と、を備えることを特徴とする基地局。
(付記6)移動端末から受信した信号に含まれる識別情報に基づいて、前記移動端末のハンドオーバ先となる基地局を特定し、該ハンドオーバ先基地局との間のリンクの確立を制御するリンク制御部、をさらに備えることを特徴とする付記5に記載の基地局。
(付記7)前記ハンドオーバ先基地局との間に確立されたリンクを経由して前記ハンドオーバ先基地局へデータを転送するデータ転送部、をさらに備えることを特徴とする付記6に記載の基地局。
(付記8)前記リンク制御部は、前記データ転送の終了後、前記リンクを切断することを特徴とする付記7に記載の基地局。
(付記9)第2基地局から報知された報知情報に含まれる識別情報を格納する記憶部と、前記第2基地局をハンドオーバ先とする際に、前記記憶部に格納されている前記識別情報を読み出し、該識別情報を含む送信対象信号を生成して無線接続中の第1基地局へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする移動端末。
(付記10)移動端末が第1基地局から第2基地局へハンドオーバする際に、前記第1基地局が有するデータを前記第2基地局へ転送するデータ転送方法において、前記第2基地局が、自局を特定する識別情報を報知するステップと、前記移動端末が、前記第2基地局から報知された前記識別情報を受信して転送するステップと、前記第1基地局が、前記移動端末から転送されてきた前記識別情報に基づいて前記第2基地局を特定するステップと、前記第2基地局と前記第1基地局との間にリンクを確立するステップと、前記リンクを経由して前記第1基地局から前記第2基地局へデータを転送するステップと、を含むことを特徴とするデータ転送方法。
(付記11)前記データ転送の終了後、前記リンクを切断するステップ、をさらに含むことを特徴とする付記10に記載のデータ転送方法。
実施の形態にかかる通信システムの概略を示す説明図である。 実施の形態にかかる基地局の構成を示すブロック図である。 実施の形態にかかる移動端末の構成を示すブロック図である。 報知情報の構成の一例を示す説明図である。 Measurement Report信号の構成の一例を示す説明図である。 実施の形態にかかる移動端末の報知情報受信時の動作を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる移動端末のハンドオーバ時の動作を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる移動元基地局のハンドオーバ時の動作を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる移動先基地局のハンドオーバ時の動作を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる通信システムのハンドオーバ時の処理手順を示すシーケンス図である。
符号の説明
2 第1基地局
3 第2基地局
4 移動端末
7 報知情報
9 リンク
14 報知情報部
16 リンク制御部
24 記憶部

Claims (9)

  1. 複数の基地局と移動端末を備えた通信システムにおいて、
    自局を特定する識別情報を報知する第2基地局と、
    前記第2基地局から報知された前記識別情報を受信して転送する移動端末と、
    前記移動端末から転送された前記識別情報に基づいて前記第2基地局を特定する第1基地局と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
  2. 前記識別情報に基づいて特定された前記第2基地局と前記第1基地局との間にリンクを確立することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記リンクを経由して前記第1基地局から前記第2基地局へデータを転送することを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
  4. 前記データ転送の終了後、前記リンクを切断することを特徴とする請求項3に記載の通信システム。
  5. 自局を特定する識別情報と、
    前記識別情報を含む報知情報を生成して報知する報知情報部と、
    を備えることを特徴とする基地局。
  6. 移動端末から受信した信号に含まれる識別情報に基づいて、前記移動端末のハンドオーバ先となる基地局を特定し、該ハンドオーバ先基地局との間のリンクの確立を制御するリンク制御部、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の基地局。
  7. 第2基地局から報知された報知情報に含まれる識別情報を格納する記憶部と、
    前記第2基地局をハンドオーバ先とする際に、前記記憶部に格納されている前記識別情報を読み出し、該識別情報を含む送信対象信号を生成して無線接続中の第1基地局へ送信する送信部と、
    を備えることを特徴とする移動端末。
  8. 移動端末が第1基地局から第2基地局へハンドオーバする際に、前記第1基地局が有するデータを前記第2基地局へ転送するデータ転送方法において、
    前記第2基地局が、自局を特定する識別情報を報知するステップと、
    前記移動端末が、前記第2基地局から報知された前記識別情報を受信して転送するステップと、
    前記第1基地局が、前記移動端末から転送されてきた前記識別情報に基づいて前記第2基地局を特定するステップと、
    前記第2基地局と前記第1基地局との間にリンクを確立するステップと、
    前記リンクを経由して前記第1基地局から前記第2基地局へデータを転送するステップと、
    を含むことを特徴とするデータ転送方法。
  9. 前記データ転送の終了後、前記リンクを切断するステップ、をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載のデータ転送方法。
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