JP2011082984A - 無線通信システムにおける無線リンク障害をハンドリングする方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムにおける無線リンク障害をハンドリングする方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】RACH及びPUCCHのリソースを提供するサービングセルの障害を検出する。
【解決手段】無線通信システムは、ユーザー機器が複数の伝送経路(キャリア)でデータの送受信を行うことを可能とする周波数帯域統合(キャリアアグリゲーション)をサポートする。ユーザー機器を複数のサービングセルに割り当て、複数のサービングセルのうち、1つのサービングセルのみがランダムアクセスチャネル及び物理上りリンク制御チャネルのリソースを提供する段階と、ランダムアクセスチャネル及び物理上りリンク制御チャネルのリソースを提供するサービングセルに障害が起きた時に、無線リンク障害の発生を宣言する段階とを備える。
【選択図】図4

Description

関連出願
本出願は、2009年10月7日出願の米国仮出願第61/249262号明細書、発明の名称「Method and apparatus for handling radio link failure in LTE‐Advanced in a wireless communication system」に関連し、また優先権を主張するものであり、前記出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、無線通信システムにおける無線リンク障害(RLF)をハンドリングする方法及び装置に関し、特に、無線リンク障害の発生を効率的に宣言することができ、無線リソース制御接続再確立プロセスを適時に開始可能な方法及び装置に関する。
第3世代移動体通信システムにおいて確立されている高度な高速無線通信システムであるLTEシステム(Long Term Evolution wireless communication system)では、パケット交換伝送のみをサポートしており、また、媒体アクセス制御(MAC)層および無線リンク制御(RLC)層の両方を、基地局(ノードB)及び無線ネットワーク制御装置(RNC)のそれぞれに、というよりも基地局のみといった一つの通信サイトに実装する場合が多く、システム構造が簡易になっている。
LTEシステムでは、ネットワーク端末及びユーザー機器(UE)は、例えば、サービングセルのようなサービスを提供するセルを通じてデータ通信を行う。サービングセルは、上りリンクキャリア及び下りリンクキャリアを含み、ユーザー機器が、ネットワーク端末との無線リソース制御(RRC)接続を確立する時に、ユーザー機器に割り当てられる。また、接続が確立された後、ユーザー機器とネットワーク端末との間の有効な接続を維持するため、ユーザー機器は、サービングセルの物理層に問題が起きていないか検知する。ユーザー機器が、例えば、連続して「非同期」であることを示す状態を検出するといったように、物理層での問題を検知すると、ユーザー機器は、タイマーT310をトリガする。その後、ユーザー機器が、物理層から連続して「同期」していることを示す状態を検知すると、ユーザー機器は、物理層の問題から復旧したと判断し、タイマーT310を停止する。タイマーT310が終了する前に物理層での問題から復旧できなかった場合、ユーザー機器は、無線リンク障害(RLF)の発生を宣言し、通常の接続状態を再確立するために、接続再確立プロセスを開始する。
第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)では、次世代のLTEシステム、LTE‐Advanced(LTE‐A)システム標準化の取り組みがすでに始まっており、将来の通信サービスにおける様々な要求に応えることが期待されている。LTE‐Aシステムでは、例えば最大100MHzの広通信周波数帯域をサポートするため、二つ以上の周波数ブロック(コンポーネント キャリア)を集約する周波数帯域統合(Carrier Aggregation:CA)が導入されている。すなわち、LTE‐Aシステムでは、ユーザー機器は、ネットワーク端末とのデータ通信に、複数のサブキャリアを利用することによって、通信周波数帯域を増強し、帯域の利用効率を向上させている。
上述したように、周波数帯域統合が導入されたシステムにおいて、ネットワーク端末は、RRC接続再設定プロセスを通じて更に少なくとも1つのサービングセルをユーザー機器に割り当てることにより、ユーザー機器が複数のサブキャリアを同時に利用してデータ通信を行うように構成することができる。ユーザー機器は、同時に複数のサービングセルを利用可能であり、サービングセルのそれぞれは、異なる受信範囲又は無線品質を持つ。したがって、1つのサービングセルにおいて物理層に問題が生じたとしても、必ずしも他のサービングセルが使用不可能であることを意味しているわけではない。すなわち、他のサービングセルは動作可能であると考えられる。このような状況で、ユーザー機器が、正常に動作しているサービングセルのいずれかを使用して、データの送受信を行う場合、ユーザー機器は、特定のサービングセルで問題が起きているからといって接続再確立プロセスを実行する必要はない。したがって、ユーザー機器は、従来のように1つのサービングセルでの障害を検出するというよりも、全てのサービングセルのステータスに応じて無線リンク障害の発生を判断する。その結果、1つのサービングセルで障害が起きたとしても、ネットワーク端末は、他のサービングセルを通じてユーザー機器と通信可能であり、例えば、サービングセルを切り替えるようユーザー機器にハンドオーバー指示を送信する。
また、ユーザー機器が、上りリンク送信を行う場合、ユーザー機器は、ランダムアクセスプロセス又はスケジューリング要求プロセスにより、上りリンクグラント(grant)を取得する必要がある。これに対応するため、ネットワーク端末は、サービングセルを通して、ランダムアクセスプロセス又はスケジューリング要求プロセスを実行するための、ランダムアクセスチャネル(RACH)及び物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)のリソースを提供する必要がある。周波数帯域統合を導入したシステムでは、ネットワーク端末は、複数のサービングセルを通じてユーザー機器とデータ通信を行うことが可能である。したがって、システム設計の単純化を考えた場合、ネットワーク端末が、1つのサービングセルを使用してRACH及びPUCCHのリソースを提供すれば、上述の条件を十分満足すると考えられる。このような場合おいて、上記した無線リンク障害の検知スキームを適用する、すなわち、1つのサービングセルにおける障害を検出するというよりも、全てのサービングセルのステータスに応じて無線リンク障害の発生を検知する方法を用いると、他のサービングセルが良好な無線品質を保っていたとしても、RACH及びPUCCHのリソースを提供しているサービングセルに障害が起きた場合には、ユーザー機器は、迅速に新たな送信を行うための上りリンクグラント取得することができなくなり、その結果、送信効率に大きな影響を与えてしまう。
このように、周波数帯域統合が割り当てられた後に、RACH及びPUCCHのリソースを提供するサービングセルに障害が起きた場合には、ネットワーク端末とユーザー機器との間での送信効率が大きく影響を受ける。このような状況に対して、改善が求められている。
上述した課題を解決するため、本発明は、無線通信システムにおいて無線リンク障害をハンドリングする方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明は、無線通信システムのユーザー機器(UE)における無線リンク障害(RLF)をハンドリングする方法を開示する。無線通信システムは、ユーザー機器が複数の伝送経路(キャリア)でデータの送受信を行うことを可能とする周波数帯域統合(キャリアアグリゲーション)をサポートする。本発明の方法は、ユーザー機器を複数のサービングセルに割り当て、複数のサービングセルのうち、1つのサービングセルのみがランダムアクセスチャネル(RACH)及び物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)のリソースを提供する段階と、RACH及びPUCCHのリソースを提供するサービングセルに障害が起きた時に、無線リンク障害の発生を宣言する段階とを備える。
また、本発明は、無線通信システムのユーザー機器(UE)における無線リンク障害(RLF)をハンドリングする通信装置を開示する。無線通信システムは、ユーザー機器が複数の伝送経路(キャリア)でデータの送受信を行うことを可能とする周波数帯域統合(キャリアアグリゲーション)をサポートする。通信装置は、プログラムを実行するプロセッサと、プロセッサと連結され、プログラムを記憶するメモリとを備える。プログラムは、ユーザー機器を複数のサービングセルに割り当て、複数のサービングセルのうち、1つのサービングセルのみがランダムアクセスチャネル(RACH)及び物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)のリソースを提供する段階と、RACH及びPUCCHのリソースを提供するサービングセルに障害が起きた時に、無線リンク障害の発生を宣言する段階とを備える。
上記及びその他の本発明の目的は、下記の好ましい実施形態の記載及び図面を参照することにより、当業者に明らかになるであろう。
無線通信システムの概略図である。 無線通信システムにおける無線通信装置の機能ブロック図である。 図2のプログラムを示した図である。 本発明の実施形態によるプロセスのフローチャートである。
図1は、無線通信システム10の概略図である。無線通信システム10は、好ましくはLTE‐Advanced(LTE‐A)システムであり、簡略的には、一つのネットワーク及び複数のユーザー機器(UE)によって構成される。図1に示したネットワーク及び複数のユーザー機器は、無線通信システム10の構成を分かりやすく示すために使用されているに過ぎず、実際には、ネットワークは、必要に応じて設けられる複数の基地局(ノードB)や無線ネットワーク制御装置等によって構成され、ユーザー機器は、携帯電話やコンピュータシステム等である。
図2は、無線通信システムにおける通信装置100の機能ブロック図である。通信装置100は、図1に示すユーザー機器またはネットワークを実現するのに利用することができる。簡略化のため、図2では、通信装置100の入力装置102、出力装置104、制御回路106、中央処理装置(CPU)108、メモリ110、プログラム112および送受信機114のみが示されている。通信装置100では、制御回路106が、CPU108を通じてメモリ110内のプログラムコード112を実行して、通信装置100の動作を制御している。通信装置100は、例えばキーボードのような入力装置102を通じてユーザーによって入力された信号を受信することができる。また、通信装置100は、モニターまたはスピーカのような出力装置104を通じて画像や音を出力することができる。送受信機114は、無線信号を送信および受信するのに使用され、制御回路106に受信信号を供給し、また制御回路106で生成された信号を無線により出力する。通信プロトコル構造の観点から見ると、送受信機ユニット114は第1層の一部とみなすことができ、制御回路106は、第2層及び第3層を実現するのに利用することができる。
図3は、図2のプログラム112を示した図である。プログラム112は、アプリケーション層200、第3層202及び第2層206を含み、第1層218に連結されている。第3層202は、無線リソース制御を実行する。第2層206は、無線リンク制御(RLC)層および媒体アクセス制御(MAC)層からなり、リンク制御を行う。第1層218は、物理的接続をおこなう。
LTE‐Aシステムにおいては、第1層218および第2層206が、周波数帯域統合(キャリアアグリゲーション)技術をサポートしており、ユーザー機器が複数のキャリアを通じて送受信を行えるようになっている。このような条件の下、効率的に無線リンク障害(RLF)の発生を検知するため、本発明の実施形態では、無線リンク障害の発生を宣言し、RRC接続再確立プロセスを適時に開始するためのRLFハンドリングプログラム220を第2層206に備える。
図4は、プロセス40の概略図である。プロセス40は、無線通信システム10のユーザー機器において発生する無線リンク障害をハンドリングするのに使用され、RLFハンドリングプログラム220にコンパイルすることができる。プロセス40は、次のようなステップを含む。
ステップ400:スタート
ステップ402:ユーザー機器が複数のサービングセルに割り当てられ、複数のサービングセルのうち、1つサービングセルのみが、ランダムアクセスチャネル(RACH)及び物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)のリソースを提供する。
ステップ404:RACH及びPUCCHのリソースを提供するサービングセルで障害が起きた場合、無線リンク障害が起きたことを宣言する。
ステップ406:エンド
ユーザー機器が、ネットワーク端末とのRRC接続を確立する際には、ネットワーク端末は、1つのサービングセルをユーザー機器に割り当てる。送信すべきデータ量が増加した場合には、ネットワーク端末は、RRC接続再設定プロセスにより、少なくとも1つのサービングセルをさらにユーザー機器に割り当てることができ、ユーザー機器は複数のサブキャリアを同時に使用してデータ送信を行うことができるようになる。プロセス40から分かるように、ネットワーク端末は、割り当てられた複数のサービングセルのうち、1つのサービングセルにおいてのみRACH及びPUCCHのリソースを提供する。さらに、そのサービングセルにおいて障害が発生した時に、ユーザー機器は、無線リンク障害の発生を宣言する。すなわち、ユーザー機器に複数のサービングセルが割り当てられた後は、たとえ他のサービングセルが良好な無線品質を保っているとしても、RACH及びPUCCHのリソースを提供するサービングセルに一旦障害が起きれば、ユーザー機器は、無線リンク障害の発生を宣言する。このようにすることにより、RRC接続再確立プロセスを迅速に開始することができ、ネットワーク端末がRACH及びPUCCHの新たなリソースを割り当てるのをトリガし、ユーザー機器が、RRC接続再確立プロセスの後にランダムアクセスプロセス又はスケジューリング要求プロセスをトリガするのを確実にすることができる。
プロセス40において、RACH及びPUCCHのリソースを提供するサービングセルに障害が発生しているか否かを判断する方法は、従来の方法と同じであってもよい。すなわち、そのサービングセルにおいて、第1層218が、連続して非同期であることを示す、例えば、複数のN310を示すと、ユーザー機器は、タイマーT310をトリガする。タイマーT310が切れる前に、このサービングセルにおける物理層の問題から復旧できない場合、ユーザー機器は、そのサービングセルにおける障害の発生を宣言する。一方、このサービングセルにおいて連続して同期を示す状態が検出された場合、例えば、複数のN311が検出された場合は、このサービングセルが物理層の問題から復旧したことを意味するので、タイマー310Tが終了する前に、タイマー310Tを停止する。
従来の技術では、周波数帯域統合が割り当てられた後に、ユーザー機器が、1つのサービングセルにおける障害に基づいてではなく、全てのサービングセルのステータスに基づいて、無線リンク障害の発生を宣言すると、RACH及びPUCCHのリソースを提供しているサービングセルに障害が起きた場合に、ユーザー機器は、新たに上りリンク送信を行うための上りリンクグラントを迅速に取得することができない。これに対し、本発明の実施形態によれば、ユーザー機器は、RACH及びPUCCHのリソースを提供しているサービングセルに障害が起きた場合に無線リンク障害の発生を宣言するので、RRC接続再確立プロセスを開始することがき、それによりネットワーク端末が新たなRACH及びPUCCHのリソースを割り当てる動作をトリガできるので、ネットワーク端末の送信効率を保証することが可能である。
以上のように、本発明によれば、無線リンク障害を効率的に宣言することができるので、適時にRRC接続再確立プロセスを開始することができ、ネットワーク端末の送信効率を保証可能である。
本発明の教示するところを維持しながら、装置および方法に様々な改良および変更を加えることが可能であることは、当業者にとって明らかである。また、添付の特許請求の範囲を明確にするためにのみ、上述の実施形態は解釈されるべきである。

Claims (16)

  1. 無線通信システムのユーザー機器において無線リンク障害をハンドリングする方法であって、
    前記無線通信システムは、前記ユーザー機器が複数のキャリアでデータの送受信を行うことを可能とするキャリアアグリゲーションをサポートし、
    前記方法は、
    前記ユーザー機器を複数のサービングセルに割り当て、前記複数のサービングセルのうち、1つのサービングセルのみがランダムアクセスチャネル及び物理上りリンク制御チャネルのリソースを提供する段階と、
    前記ランダムアクセスチャネル及び前記物理上りリンク制御チャネルのリソースを提供する前記サービングセルに障害が起きた時に、無線リンク障害の発生を宣言する段階と
    を備える方法。
  2. 無線リソース制御接続再確立プロセスをトリガする段階を、さらに備える請求項1に記載の方法。
  3. スケジューリング要求プロセスに、前記物理上りリンク制御チャネルが使用される請求項1に記載の方法。
  4. 無線リソース制御接続確立プロセスの間に、前記複数のサービングセルのうちの1つのサービングセルが割り当てられ、他のサービングセルは、RRC接続再設定プロセスを通じて割り当てられる請求項1に記載の方法。
  5. 前記サービングセルは、タイマーが終了した時に、障害の発生が宣言される請求項1に記載の方法。
  6. 前記サービングセルにおいて複数の連続した非同期を示す状態を検出した時に、前記タイマーを始動させる請求項5に記載の方法。
  7. 前記サービングセルにおいて複数の連続した同期を示す状態を検出した時に、前記タイマーを停止させる請求項6に記載の方法。
  8. 前記タイマーは、T310である請求項5に記載の方法。
  9. 無線通信システムのユーザー機器において無線リンク障害をハンドリングする通信装置であって、
    前記無線通信システムは、前記ユーザー機器が複数のキャリアでデータの送受信を行うことを可能とするキャリアアグリゲーションをサポートし、
    前記通信装置は、
    プログラムを実行するプロセッサと、
    前記プロセッサと連結され、前記プログラムを記憶するメモリとを備え、
    前記プログラムは、
    前記ユーザー機器を複数のサービングセルに割り当て、前記複数のサービングセルのうち、1つのサービングセルのみがランダムアクセスチャネル及び物理上りリンク制御チャネルのリソースを提供する段階と、
    前記ランダムアクセスチャネル及び前記物理上りリンク制御チャネルのリソースを提供する前記サービングセルに障害が起きた時に、無線リンク障害の発生を宣言する段階と
    を備える通信装置。
  10. 前記プログラムは、無線リソース制御接続再確立プロセスをトリガする段階を、さらに備える請求項9に記載の通信装置。
  11. スケジューリング要求プロセスに、前記物理上りリンク制御チャネルが使用される請求項9に記載の通信装置。
  12. 無線リソース制御接続確立プロセスの間に、前記複数のサービングセルのうち、1つのサービングセルが割り当てられ、他のサービングセルは、RRC接続再設定プロセスを通じて割り当てられる請求項9に記載の通信装置。
  13. 前記サービングセルは、タイマーが終了した時に障害の発生を宣言する請求項9に記載の通信装置。
  14. 前記サービングセルにおいて複数の連続した非同期を示す状態を検出した時に、前記タイマーを始動させる請求項13に記載の通信装置。
  15. 前記サービングセルにおいて複数の連続した同期を示す状態を検出した時に、前記タイマーを停止させる請求項14に記載の通信装置。
  16. 前記タイマーは、T310である請求項13に記載の通信装置。
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