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

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。

Images