JP2010536290A - ワイヤレス遠距離通信ネットワークにおけるハンドオーバー方法および装置 - Google Patents

Abstract

ワイヤレス遠距離通信ネットワークにおけるソース・ノードからターゲット・ノードへの移動端末のハンドオーバーのための方法であって、準備段階で、ソース・ノードがターゲット・ノードに、それが優先されるものかどうかを示す指標を加えるステップを含む方法。ターゲット・ノードが、優先されるものではないが、ＵＥによって依然として選択される場合、ターゲット・ノードは、このことをソース・ノードに、ハンドオーバー過程の中で、新しいノードへの成功のハンドオーバーの後、リソースを解放するようソース・ノードに求めるメッセージよりも先に到着する特定の新しいメッセージによって示すことができる。ソース・ノードはその後、この場合、その他のターゲット・ノードに対するハンドオーバー準備をより早期にキャンセルし、また適用可能な場合により早期にデータ転送を開始することができる。

Description

本発明は、ワイヤレス遠距離通信ネットワークにおけるハンドオーバーのための方法および装置に関し、限定されることはないが、より詳細には、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）の発展型ユニバーサル地上無線アクセス・ネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）および発展型ユニバーサル地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）の仕様書によって実装される方法および装置に関する。

現在３ＧＰＰでは、参照として本明細書に組み込まれており、関連文書である技術仕様書３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ｖ８．１．０（２００７−０６）で述べられているように、Ｅ−ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡＮの発展について考えられている。３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（ＬＴＥ）は、例えば効率性およびサービスを改良することによって、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）規格を強化しようとしている。

Ｅ−ＵＴＲＡＮでは、ユーザ機器（ＵＥ）はネットワーク・ノードであるノードＢ（ｅＮＢ）と通信し、データは間にある無線リンクを介して無線ベアラ（ＲＢ）上で送信される。ｅＮＢはＳ１と呼ばれるインターフェースを介して、移動管理エンティティ／システム・アーキテクチャ・エボリューション・ゲートウェイ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ／Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｇａｔｅｗａｙ）（ＭＭＥ／ＳＡＥ ＧＷ）とインターフェースする。

ＬＴＥでは、すべての無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）機能は、各ノードｅＮＢの中に組み込まれている。インターネット・プロトコル（ＩＰ）・パケットであるダウンリンクのユーザ・データは、ＳＡＥ ＧＷからｅＮＢへ送信される。ＵＥが最初のソースｅＮＢから２番目のターゲットｅＮＢへハンドオーバーされるとき、ＳＡＥ ＧＷは第２のｅＮＢのアドレスで更新され、そのターゲットｅＮＢへのデータの送信を開始する。

しかしながらデータ・ロスを回避するために、すでにソースｅＮＢにバッファリングされたいかなるデータも、ターゲットｅＮＢに転送されなければならない。同様に、ハンドオーバー（ＨＯ）手続きの間にソースｅＮＢに送信されているデータもまた、ＳＡＥ ＧＷが新しいｅＮＢアドレスで更新される前に、ソースｅＮＢによってターゲットｅＮＢに転送される。

ＵＥに送信されるパケットの順序を保つために、ターゲットｅＮＢはＳＡＥ ＧＷによって送信されるのと同じ順序で無線を介してデータを送信するよう努めなければならない。すなわち、最初にｅＮＢによってバッファリングされたデータがターゲットｅＮＢに送信され、その後ＨＯプロセスの間のＳＡＥ ＧＷから移動中のデータが続き、これらがすべて送信されたときにだけ、ターゲットｅＮＢはＳＡＥ ＧＷから直接受信する新しいデータをＵＥに送信しなければならない。

ＵＥ１に適用されるＨＯプロセスのためのメッセージ・フローは図１に示されており、この図はソースｅＮＢ２、ターゲットｅＮＢ３およびＭＭＥ／ＳＡＥ ＧＷ４を含むネットワークを表す。ソースｅＮＢ２は、ＵＥ１からの測定レポートに基づいてハンドオーバー判定を行う場合、ステップ４でハンドオーバー要求メッセージをターゲットｅＮＢ３に送信する。許可制御ステップ５で、ターゲットｅＮＢ３は必要とされるリソースを設定し、ステップ６でハンドオーバー要求承認メッセージをソースｅＮＢ２に送信する。ステップ７で、ソースｅＮＢ２からＵＥ１へのハンドオーバー命令の後、ＵＥ１は古いセルからデタッチし、ターゲットｅＮＢ３に関連した新しいセルに同期する。また、ソースｅＮＢ２でバッファリングされているデータ・パケットおよび移動中の任意のデータ・パケットも、ソースｅＮＢ２からターゲットｅＮＢ３へ転送される。ステップ１０で、ＵＥ１からターゲットｅＮＢ３へのハンドオーバー確認メッセージの後、ステップ１１で、ターゲットｅＮＢ３によってハンドオーバー完了メッセージがＭＭＥ／ＳＡＥ ＧＷ４に送信される。ソースｅＮＢ２からのデータ・パケットは、ターゲットｅＮＢ３へ送られ続ける。一旦ソースｅＮＢ２からのすべての転送データがターゲットｅＮＢ３によって受信されると、ターゲットｅＮＢ３はその後、ＭＭＥ／ＳＡＥ ＧＷからＳ１を介して到着する新しいデータをＵＥ１に送信することができる。

ＬＴＥでは、データがソースｅＮＢからターゲットｅＮＢに送信されるデータ転送段階は現在、そのターゲットｅノードＢのための準備段階の終了を示す、図１のステップ６でソースｅＮＢがターゲットｅＮＢからハンドオーバー要求ＡＣＫメッセージを受信するときに開始する。

しかしながら最近、同じ参照が同じ項目のために使用されている図２の中で示されているように、ソースｅノードＢが複数のターゲットｅノードＢ５および６に向けて複数の準備手続きを起動することができるということが提案されている。説明を目的として、２つのｅＮＢだけが示されているが、利用可能な２つ以上のｅＮＢが存在してもよい。ソースｅＮＢ２はステップ４ａおよび４ｂで、ハンドオーバー要求メッセージをｅＮＢ５および６に送信する。ソースｅノードＢは、ステップ６ａおよび６ｂに示されているように、複数のターゲットｅノードＢ５および６の各々からハンドオーバー要求Ａｃｋメッセージを受信するが、そのときに、ターゲットｅノードＢ５および６のうちのどちらが、ＵＥ１がハンドオーバーを行うことになるものとして最終的に選択されるのかわからない。最終的にＵＥ１は、ターゲットｅノードＢ５および６のうちの１つにだけハンドオーバーされることに成功する。したがってソースｅノードＢ２は、ステップ６ａおよび６ｂでハンドオーバー要求Ａｃｋメッセージを受信するとき、ターゲットｅノードＢ５および６のうちのどちらに向けてデータ転送を起動しなければならないのかわからない。

以前、最終的に選択されたターゲットｅノードＢが転送されたデータを受信することを確実にするために複数のターゲットｅＮＢが存在するという、データ転送に対処するための提案が２つ存在した。

第１の提案では、図３に示されているように、ソースｅノードＢ２は、ステップ６ａおよび６ｂで、そこからハンドオーバー要求Ａｃｋメッセージを受信したすべての準備済みターゲットｅノードＢ５および６に向けて、複数のデータ転送手続きを起動する。この方法は、ＵＥとの接続を形成するために結局は選択されることのないターゲットｅノードＢに向けてデータを転送することを必要とするので、効率が悪く、わずらわしく、帯域幅を浪費する。

第２の提案では、図４に示されているように、ソースｅノードＢ２は、ステップ６ａおよび６ｂでハンドオーバー要求Ａｃｋメッセージを受信するときに、優先されるターゲットｅノードＢ５にだけ向けてデータ転送を起動する。優先ターゲットｅＮＢ５は、例えば、ＵＥ１が首尾よくハンドオーバーを行うのに最も高い可能性を有するものであってもよい。この成功の可能性は、例えばチャネル品質に基づくものなど、様々な方法で評価されることが可能である。ターゲットｅＮＢ５が優先ターゲットｅＮＢとして指定される方法は、ネットワークの特定の実装によって決まる。ソースｅＮＢ２は、ステップ１３で、ＵＥ１によって最終的に選択された他の非優先のターゲットｅノードＢ６からリソース解放メッセージを受信すると、指標を得るのであればそのときに、任意のその他のターゲットｅノードＢ６に向けてデータ転送を起動するだけである。したがって、非優先ターゲットｅＮＢのうちの１つが最終的に選択される場合、ソースｅノードＢ２への指標はハンドオーバー・プロセスの中で来るのが非常に遅く、データ転送プロセスを非常に複雑なものにする。

３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ｖ８．１．０（２００７−０６）

本発明の第１の態様によれば、ワイヤレス遠距離通信ネットワークにおけるソース・ノードからターゲット・ノードへの移動端末のハンドオーバーのための方法が、複数のターゲット・ノードを識別するステップと、ハンドオーバーを行う移動端末のために複数の中から優先ターゲット・ノードを識別するステップと、ソース・ノードが優先ターゲット・ノードに、それが優先ターゲット・ノードであることを示すステップとを含む。ターゲット・ノードは例えば、それが最も移動端末が首尾よくハンドオーバーを行いそうなものであるということから、またはそれが最も効率的なリソースの使用を伴うことから、または何らかのその他の理由のために優先されてもよく、この指定プロセスはネットワークがどのように実装されているかということ、およびその優先事項によって決まる。この方法は、ロング・ターム・エボリューションＬＴＥ規格によって実装されたネットワークに適用可能であるが、また移動端末がモビリティを達成するために異なるノードに接続されたその他のネットワーク型において、または異なる技術の型のノード間で使用されてもよい。

本発明による１つの方法で、優先ターゲット・ノード以外のターゲット・ノードが移動端末に接続するために選択される場合、選択されたターゲット・ノードはソース・ノードにその選択を知らせるためにメッセージを送信し、メッセージの受信の後、リソースの解放を求める要求がソース・ノードに送信される前に、ソース・ノードは、選択されたターゲット・ノードへのデータ転送を開始する。このことは、指定された優先ノードではない、移動端末への接続のために選択された実際のノードへのデータ転送が、以前の第２の提案よりも早く始まることを可能にする。ソース・ノードはメッセージを受信する前に、優先ターゲット・ノードにデータを転送することができる。ソース・ノードが優先ノードからハンドオーバー要求承認メッセージを受信してすぐに優先ノードにデータを転送することによって、データ転送は、優先ターゲット・ノードが移動端末によって選択されるノードになる大多数のケースにおいて最適に効率的なままである。

本発明による方法で、優先ターゲット・ノードが移動端末に接続するために選択される場合、リソースの解放を求める要求がこのターゲット・ノードによってソース・ノードに送信される前に、優先ターゲット・ノードによってソース・ノードにその選択を知らせるためにメッセージが送信されることはない。このことは、本発明を実施するために必要とされる重大な追加の信号が存在しないことを確実にする。

本発明による方法で、ソース・ノードは、ハンドオーバー要求を複数のターゲット・ノードに送信し、ハンドオーバー要求の中に優先ターゲット・ノードを示す指標を含む。代替として、ハンドオーバー要求メッセージの他に別のメッセージを介して優先ノード状態が送信されてもよいが、これは信号オーバーヘッドを増加させる。本発明による方法で、優先ターゲット・ノードに送信されるハンドオーバー要求メッセージは、それが優先ターゲット・ノードであることを知らせる情報要素を含み、非優先ターゲット・ノードに送信されるハンドオーバー要求メッセージは情報要素を含まない。ハンドオーバー要求メッセージは、例えば「優先」または「非優先」に設定されるフラグを含んでもよく、代替として、ハンドオーバー要求メッセージは、ハンドオーバー要求メッセージが優先ノードに送信される場合にだけ情報要素を含んでもよく、任意の非優先ノードはその不在から、それが優先ノードではないことを推測する。

本発明による方法で、優先ターゲット・ノード以外のターゲット・ノードが移動端末に接続するために選択され、選択されたターゲット・ノードがソース・ノードにその選択を知らせるためにメッセージを送信する場合、メッセージの受信の後、リソースの解放を求める要求がソース・ノードに送信される前に、ソース・ノードは優先ターゲット・ノードによって保持された、移動端末に関連した準備済みコンテキストをキャンセルするために、ハンドオーバー・キャンセル・メッセージを優先ターゲット・ノードに送信する。ソース・ノードはまた、選択されたターゲット・ノードからその選択を知らせるメッセージを受信する場合に、ハンドオーバー・キャンセル・メッセージを各々のその他の選択されていないターゲット・ノードに送信してもよい。

本発明の第２の態様によって、ワイヤレス遠距離通信ネットワークは、本発明による方法を実施するために配置される。

ここで、本発明によるいくつかの実施形態および方法は、単に例として、添付の図面を参照して説明される。

ハンドオーバーの間の先行技術のネットワークおよびメッセージングを示す概略図である。 ハンドオーバーの間の先行技術のネットワークおよびメッセージングを示す概略図である。 ハンドオーバーの間の先行技術のネットワークおよびメッセージングを示す概略図である。 ハンドオーバーの間の先行技術のネットワークおよびメッセージングを示す概略図である。 本発明によるハンドオーバーの間のネットワークおよびメッセージングを概略的に示す図である。

図５を参照すると、ＵＥ１からの測定レポートが、ＵＥ１が別のｅＮＢにハンドオーバーを行わなければならないということをソースｅＮＢ２に示す場合、ソースｅＮＢ２はステップ４ａおよび４ｂで、複数のターゲットｅＮＢ５および６にハンドオーバー要求メッセージを送信する。ターゲットｅＮＢのうちの１つは、それが最もＵＥ１が首尾よくハンドオーバーを行いそうなものであるということから、またはそれが最も効率的なリソースの使用を伴うことから、または何らかのその他の理由のために優先ターゲットｅＮＢとしてソースｅＮＢ２によって指定され、この指定プロセスはネットワークがどのよう実装されているかによって決まる。ステップ４ａで優先ｅＮＢ５に送信されるハンドオーバー要求メッセージはまた、それが優先ｅＮＢであることを示す指標を含む。この指標は、メッセージの中に含まれる追加情報要素である。ステップ４ｂで、その他のターゲットｅＮＢへのハンドオーバー要求メッセージは、それらが優先されることを示すいかなる指標も含まない。

ステップ６ａおよび６ｂで、優先および非優先のｅＮＢ５および６からのハンドオーバーＡｃｋメッセージの受信の後、ソースｅＮＢ２は、優先ｅＮＢ５へのデータ転送を開始する。

ほとんどの場合、ＵＥ１はその後優先ｅＮＢ５に付随することになり、ハンドオーバー手続きは図１に示されているように継続する。しかしながら、代わりにＵＥ１が図５に示されているように非優先ｅＮＢとの接続を確立し、ステップ１０でハンドオーバーは確認メッセージを非優先ターゲットｅＮＢ６に送信する場合、その後ｅＮＢ６はステップ１０ｂｉｓで新しいハンドオーバー確認メッセージをソースｅＮＢ２に送信する。ハンドオーバー確認メッセージ１０ｂｉｓを受信した後すぐに、ソースｅＮＢ２は優先ｅＮＢ５へのデータ転送を中止し、ＵＥ１によって選択された選択済みターゲットｅＮＢ６へデータを送信することを開始する。したがってデータは、ステップ１３でソースｅＮＢ２がリソース解放メッセージを受信する前に、選択済みターゲットｅＮＢ６へ転送され始める。

ステップ４で、ハンドオーバー要求メッセージの中の情報要素は、ターゲットｅノードＢに、それがこのハンドオーバーで優先されるのか、されないのかを示す。したがってｅＮＢ５が優先される場合、ｅＮＢ５はＵＥ１によって選択されるときに、ステップ１０ｂｉｓで新しいメッセージを決して送信しない。したがって、新しいメッセージ１０ｂｉｓは、非優先ターゲットｅノードＢ６がＵＥ１によって選択されるときにだけ送信され、これはより少ないケースであることを意味する。このことは、例えば信号負荷を増加させることなく、帯域幅の占有率を改善する。

さらに、任意ではあるが有利な手続きは、非優先ｅノードＢ６がＵＥ１によって選択される場合に、優先ｅノードＢ５で準備されているコンテキストをできるだけ速くキャンセルすることである。このことは、本発明による１つの方法で、破線７で示されているように、ソースｅノードＢ２によって、新しいメッセージ１０ｂｉｓを受信してすぐに優先ターゲットｅノードＢ５へキャンセル・メッセージを送信することによって行われる。代替として、キャンセル・メッセージが送信されることはなく、ステップ１３でのリソース解放メッセージの受信が準備済みコンテキストをキャンセルするために使用される。さらに、ソースｅＮＢ２はメッセージ１０ｂｉｓを受信した後、その他の選択されていない非優先ターゲットｅＮＢに、保持している保留の準備済みコンテキストを直ちにキャンセルするためにキャンセル・メッセージを送信してもよい。

本発明は、その精神または重要な特徴から逸脱することなく、その他の特定の形態で具体化され、その他の方法で実施されてもよい。説明された実施形態および方法は、すべての点において、単に例示的なものであって限定的なものではないとみなされるべきである。したがって本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、むしろ添付の特許請求の範囲によって示される。この特許請求項の同等物の意味および範囲内にあるすべての変更は、それらの範囲内に含まれるべきである。

Claims (10)

1. ワイヤレス遠距離通信ネットワークにおけるソース・ノードからターゲット・ノードへの移動端末のハンドオーバーの方法であって、
   複数のターゲット・ノードを識別するステップと、
   ハンドオーバーを行う前記移動端末のために、前記複数のターゲット・ノードから優先ターゲット・ノードを識別するステップとを含み、
   前記ソース・ノードは、前記優先ターゲット・ノードにそれが優先ターゲット・ノードであることを示す、方法。
2. 前記優先ターゲット・ノード以外のターゲット・ノードが移動端末に接続するために選択されるときには、前記選択されたターゲット・ノードが前記ソース・ノードに前記選択を知らせるためにメッセージを送信し、前記メッセージの受信の後でありリソースの解放を求める要求が前記ソース・ノードに送信される前に、前記ソース・ノードが前記選択されたターゲット・ノードへのデータ転送を開始する、請求項１に記載の方法。
3. 前記ソース・ノードが前記メッセージを受信する前に、前記優先ターゲット・ノードにデータを転送する、請求項２に記載の方法。
4. 前記優先ターゲット・ノードが前記移動端末に接続するために選択されるときには、リソースの解放を求める要求が前記ソース・ノードに送信される前に、前記選択を知らせるために前記優先ノードによって前記ソース・ノードにメッセージが送信されることはない、請求項２または３に記載の方法。
5. 前記ソース・ノードが前記複数のターゲット・ノードにハンドオーバー要求を送信し、前記ハンドオーバー要求の中に、どのノードが優先ターゲット・ノードであり、どのノードがそうではないのかを示す指標を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記優先ターゲット・ノードに送信される前記ハンドオーバー要求メッセージが、それが優先ターゲット・ノードであることを知らせる情報要素を含み、非優先ターゲット・ノードに送信される前記ハンドオーバー要求メッセージが前記情報要素を含まない、請求項５に記載の方法。
7. 前記優先ターゲット・ノード以外のターゲット・ノードが前記移動端末に接続するために選択され、前記選択されたターゲット・ノードが前記ソース・ノードに前記選択を知らせるためにメッセージを送信するときには、前記メッセージの受信の後でありリソースの解放を求める要求が前記ソース・ノードに送信される前に、ハンドオーバー・キャンセル・メッセージを前記優先ターゲット・ノードに送信し、前記ソース・ノードが前記優先ターゲット・ノードによって保持された、前記移動端末に関連した準備済みコンテキストをキャンセルする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ソース・ノードが、前記選択されたターゲット・ノードから前記選択を知らせるメッセージを受信するときには、各々の非選択ターゲット・ノードにハンドオーバー・キャンセル・メッセージを送信する、請求項７に記載の方法。
9. ロング・ターム・エボリューションＬＴＥ規格によって実施される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法を実施するために配置されたワイヤレス遠距離通信ネットワーク。

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