JP2012531847A - 無線中継システムにおける端末の移動性管理方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザー端末は同一ドナー基地局(DeNB)に属する異なる中継局の間の切り替えの技術的な問題を解決する。本発明のハンドオーバープロセスによれば、ソース中継局とターゲット中継局との間にはあるデータ転送の制御のみが必要となり、ドナー基地局を介して転送する必要がなく、移動管理エンティティ(MME)又はサービングゲートウェイ(GW)が処理する必要もなく、ハンドオーバープロセスが簡単化になり、ある程度にハンドオーバーの遅延が低減した。
【解決手段】無線中継システムにおける端末の移動性管理方法及びシステムであって、同一DeNBに属する中継局の間のX2インターフェースリンクを確立するステップと、ソース中継局はターゲット中継局にハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲット中継局はアクセス許可制御を実行するステップと、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、ソース中継局はユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行するステップと、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局は経路が既に変更したことをDeNBに通知し、DeNBが経路切り替えを実行するステップとを含む。
【選択図】図8
【解決手段】無線中継システムにおける端末の移動性管理方法及びシステムであって、同一DeNBに属する中継局の間のX2インターフェースリンクを確立するステップと、ソース中継局はターゲット中継局にハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲット中継局はアクセス許可制御を実行するステップと、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、ソース中継局はユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行するステップと、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局は経路が既に変更したことをDeNBに通知し、DeNBが経路切り替えを実行するステップとを含む。
【選択図】図8
Description
本発明は無線通信分野に関し、特に無線中継システムにおける端末の移動性管理方法及びシステムに関する。
図1に示すように、セルラー無線通信システムは主に端末、アクセスネットワーク及びコアネットワークから構成される。基地局又は基地局と基地局制御器から構成されるネットワークは無線アクセスネットワークワーク(Radio Access Network:RAN)と称し、例えば無線リソースの管理というアクセス層業務を担う。基地局間、例えば、図1における基地局1と基地局2又は基地局3のように、実際情況に応じて物理又はロジックの接続が存在する。各基地局は1つ以上のコアネットワークノード(Core Network:CN)に接続できる。コアネットワークは例えば位置更新等のような非アクセス層業務を担い、且つユーザープレーンのアンカーポイントである。端末はセルラー無線通信ネットワークと通信できる各種装置であり、例えば携帯電話又はノートパソコン等。
セルラー無線通信システムでは、固定基地局ネットワークの無線カバーエリアは様々な原因で制限され、例えば、各種の建築構造による無線信号に対する阻止等の原因で無線ネットワークのカバーエリアにおいてカバーエリアの穴が存在している。一方、セルの境界に、無線信号強度の減衰及び隣接セルの干渉によって、UEがセルの境界に位置する場合に、通信品質はより悪くなり、無線伝送の誤り率は高すぎるようになる。データ伝送のスループットの向上、グループ移動性、一時ネットワーク設計、セル境界のスループットの向上、及び新しいエリアのカバー範囲のために、セルラー無線通信システムに無線ネットワークノード、即ち、中継(Relay)と称するものが導入されるという解決案がある。
Relayは他のネットワークノード間で無線リンクを介してデータの中継及び情報の制御可能な機能を持つステーションであり、中継ノード/中継局(Relay Node/Relay Station)とも称し、その動作原理は図2に示す。ここで、基地局が直接にサービスするユーザー装置(User Equipment:UE)はマクロUE(Macro UE)と呼ばれ、RelayがサービスするUEは中継UE(Relay UE)と呼ばれる。
各ネットワーク要素間のインターフェースは以下のように定義される。
直リンク(direct link):基地局とUEとの間の無線リンクであり、アップダウンリンク(downlink/uplink:DL/UL)の直リンクを含む。
アクセスリンク(access link):RelayとUEとの間のリンクであり、DL/ULアクセスリンクを含む。
バックホールリンク(backhaul link):基地局とRelayとの間の無線リンクであり、DL/UL中継リンクを含む。
複数の中継タイプにおいて、第1種中継(Type I Relay)と呼ばれる中継の特徴は以下のとおりである。
UEはRelayと固定基地局とのセルを区別できず、即ち、UEにとっては、Relay下のセルと基地局下のセルとは違いがなく、このタイプのセルはRelayセルと称しても良い。Relayセルはすべてのセルと同じ、自体の物理層セル識別子(Physical Cell Identity:PCI)を有し、一般的なセルと同じように放送を送信する。UEが中継セルに常駐する場合に、中継セルは、利用のためにUEに無線リソースを単独に割り当ててスケジューリングでき、ドナー基地局(Donor eNodeB、即ちRelayはbackhaul linkを介して接続される基地局)の無線リソースのスケジューリングと互いに独立する。RelayセルとRelay UEとの間のインターフェース及びプロトコルスタックは、一般的な基地局セルとUEとの間のインターフェース及びプロトコルスタックと同様である。
LTEシステムはインターネットプロトコル(Internet Protocol:IP)に基づく偏平構造を用い、図3に示すように、発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワークワーク(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network:E−UTRAN)、移動管理エンティティ(Mobility Management Entity:MME)とサービングゲートウェイ(Serving Gateway:S−GW)とを含むCN ノード及び他のサポートノードから構成される。MMEは移動性管理、非アクセス層シグナリングの処理、ユーザーのコンテキスト管理の移動管理等の制御プレーンに関連することを担う。S−GWはUEユーザープレーンのデータの伝送、転送及びルーター・ハンドオフ等を担う。eNB間はロジック上でX2インターフェースを介して互に接続され、UEがネットワーク全体内の移動性をサポートしてユーザーのシームレスハンドオーバを保証することに用いられる。各eNBはS1インターフェースを介して、システムアーキテクチャエボリューション(System Architecture Evolution:SAE)コアネットワークに接続され、即ち制御プレーンS1−MMEインターフェースを介してMMEに接続され、ユーザープレーンS1−Uインターフェースを介してS−GWに接続され、S1インターフェースはeNBとMME及びS−GWとの間のマルチポイント接続をサポートする。各eNBはUuインターフェース(最初にはUTRANとUEとの間の無線インターフェースに定義される)を介してUEとのシグナリング及びデータの伝送を行う。
中継セルを導入した後、LTEのネットワークアークテクチャは図4に示す。3GPP RAN#2 66回の会議ではRelayとドナー基地局(Donor eNodeB:DeNB)との間のインターフェースでは、どのようにUEのデータを中継するかについてよく検討された。RelayとDeNBとのプロトコルスタックは、現在、S1インターフェースがRelay(3種類のスキームがある)に終了する第1種類と、S1インターフェースがDeNB(1種類のスキームがある)に終了する第2種類との2種類に分けられる。
スキーム1:Full−L3中継、DeNBに対して完全に透過
当該スキームはQualcomm Europe会社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図5に示す。ここで、RelayはDeNBに対して完全に透過し、RelayでS1−APプロトコルを追加してMMEと直接に接続され、DeNBとMMEとの間にRelay プロキシゲートウェイ(Proxy GateWay:PGW)/サービングゲートウェイ(Serving GateWay:SGW)ネットワーク要素を追加し、DeNBに対するプロトコル修正を低減したが、ある程度にネットワーク遅延を増加していた。
当該スキームはQualcomm Europe会社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図5に示す。ここで、RelayはDeNBに対して完全に透過し、RelayでS1−APプロトコルを追加してMMEと直接に接続され、DeNBとMMEとの間にRelay プロキシゲートウェイ(Proxy GateWay:PGW)/サービングゲートウェイ(Serving GateWay:SGW)ネットワーク要素を追加し、DeNBに対するプロトコル修正を低減したが、ある程度にネットワーク遅延を増加していた。
スキーム2:Proxy S1/X2(MMEにとっては、中継ノードがDeNB下のセルに類似する)
当該スキームはEricsson会社によって提出され、その制御プレーンアーキテクチャが図6に示し、その主旨がDeNB上で1つのS1 AP代理を用い、この代理がMMEとRelayとのすべてに対して透過である。MMEにとっては、UEが、DeNBに直接接続されるようであり、Relayにとっては、UEが、MMEと直接に対話するようである。
当該スキームはEricsson会社によって提出され、その制御プレーンアーキテクチャが図6に示し、その主旨がDeNB上で1つのS1 AP代理を用い、この代理がMMEとRelayとのすべてに対して透過である。MMEにとっては、UEが、DeNBに直接接続されるようであり、Relayにとっては、UEが、MMEと直接に対話するようである。
スキーム3:中継ノード(Relay Node:RN)キャルーはRNに終了
当該スキームはSamsung会社によって提出される。実際に、当該スキームはスキーム1の特別例であり、即ちAlternative 1におけるDeNBとRelay PGW/SGWとの機能をDeNBに集中させ、DeNBのプロトコルに対してある修正を行った。
当該スキームはSamsung会社によって提出される。実際に、当該スキームはスキーム1の特別例であり、即ちAlternative 1におけるDeNBとRelay PGW/SGWとの機能をDeNBに集中させ、DeNBのプロトコルに対してある修正を行った。
スキーム4:S1はDeNBに終了
当該スキームはファーウェイ(HUAWEI)社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図7に示す。当該スキームはRelay側でS1−APのプロトコルがなく、即ち無線リソース制御(Radio Resources Control:RRC)によってS1−APのプロトコル機能を完了する。
当該スキームはファーウェイ(HUAWEI)社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図7に示す。当該スキームはRelay側でS1−APのプロトコルがなく、即ち無線リソース制御(Radio Resources Control:RRC)によってS1−APのプロトコル機能を完了する。
現在、大部分の会社はS1がRelayに終了することをサポートするので、第4種類のスキームの優先レベルはより低い、同時に、Samsung会社は自体のスキームをスキーム1の特別例とすることを提出する。これによって、現在にはスキーム1とスキーム2との競争である。
本発明はスキーム2のシステムアーキテクチャに基づき、UEが1つのRelayから同一DeNBに属する1つの他のRelayに切り替える制御プレーンとユーザープレーンとのプロセスを提出した。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主な目的は、UEが同一DeNBに属する異なる中継の間で切り替えを行う技術的な問題を解決するために、無線中継システムにおける端末の移動性管理方法を提出することにある。
上記した目的を達成するために、本発明に係る無線中継システムにおける端末の移動性管理方法であって、
ステップAにおいて、同一DeNBに属する中継局の間のX2インターフェースリンクを確立することと、
ステップBにおいて、前記X2インターフェースを介して同一DeNBに属する中継局の間のセル切り替え(ハンドオーバ)が実現されることとを含む方法。
ステップAにおいて、同一DeNBに属する中継局の間のX2インターフェースリンクを確立することと、
ステップBにおいて、前記X2インターフェースを介して同一DeNBに属する中継局の間のセル切り替え(ハンドオーバ)が実現されることとを含む方法。
更に、ステップBは、具体的に、
ステップB1において、ソース中継局はターゲット中継局にハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲット中継局はアクセス許可制御を実行することと、
ステップB2において、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、ソース中継局はユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行することと、
ステップB3において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局は経路が既に変更したことをDeNBに通知し、DeNBは経路切り替えを実行することとを含む。
ステップB1において、ソース中継局はターゲット中継局にハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲット中継局はアクセス許可制御を実行することと、
ステップB2において、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、ソース中継局はユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行することと、
ステップB3において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局は経路が既に変更したことをDeNBに通知し、DeNBは経路切り替えを実行することとを含む。
更に、ステップB1は、具体的に、
ステップB11において、ソース中継局はユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合、ステップB12を実行することと、
ステップB12において、ソース中継局はX2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ステップB13において、ターゲット中継局がアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスが許可される場合、ターゲット中継局は、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ステップB14において、ソース中継局はユーザー端末UEにハンドオーバーコマンドを送信することとを含む。
ステップB11において、ソース中継局はユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合、ステップB12を実行することと、
ステップB12において、ソース中継局はX2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ステップB13において、ターゲット中継局がアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスが許可される場合、ターゲット中継局は、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ステップB14において、ソース中継局はユーザー端末UEにハンドオーバーコマンドを送信することとを含む。
更に、ステップB2は、具体的に、
ステップB21において、ソース中継局はターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、ユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することと、
ステップB22において、ユーザー端末はターゲット中継局への同期を実行し、前記ターゲット中継局はユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンス(Timing Advance:TA)をキャリーするネットワーク応答を送信することとを含む。
ステップB21において、ソース中継局はターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、ユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することと、
ステップB22において、ユーザー端末はターゲット中継局への同期を実行し、前記ターゲット中継局はユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンス(Timing Advance:TA)をキャリーするネットワーク応答を送信することとを含む。
更に、ステップB3は、具体的に、
ステップB31において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局はDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
ステップB32において、DeNBはダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局にダウンリンクの経路切り替え応答を送信することと、
ステップB33において、ターゲット中継局はユーザー端末コンテキストを解放することをソース中継局に通知し、ソース中継局はリソースを解放することとを含む。
ステップB31において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局はDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
ステップB32において、DeNBはダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局にダウンリンクの経路切り替え応答を送信することと、
ステップB33において、ターゲット中継局はユーザー端末コンテキストを解放することをソース中継局に通知し、ソース中継局はリソースを解放することとを含む。
本発明のもう1つの目的は、無線中継システムにおける端末の移動性管理システムを提供することにあり、上記した目的を達成するために、本発明に係るユーザー端末、同一DeNBに属するソース中継局とターゲット中継局、及びDeNBを含む無線中継システムにおける端末の移動性管理システムであって、前記ソース中継局とターゲット中継局との間にX2インターフェースが確立され、前記X2インターフェースを介してユーザー端末が前記ソース中継局とターゲット中継局との間のセル切り替えを実現する。
更に、前記ソース基地局は、
切り替え判定モジュールが、ユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合に、ハンドオーバーリクエストモジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエストモジュールが、X2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ハンドオーバー通知モジュールが、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可し、且つターゲット中継局に送信されたハンドオーバーリクエスト応答メッセージを受信した後、ユーザー端末にハンドオーバーコマンドを送信することと、
ネットワークステータス変更通知モジュールが、ターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、且つユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することとを含む。
切り替え判定モジュールが、ユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合に、ハンドオーバーリクエストモジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエストモジュールが、X2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ハンドオーバー通知モジュールが、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可し、且つターゲット中継局に送信されたハンドオーバーリクエスト応答メッセージを受信した後、ユーザー端末にハンドオーバーコマンドを送信することと、
ネットワークステータス変更通知モジュールが、ターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、且つユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することとを含む。
更に、前記ターゲット中継局は、
アクセス許可実行モジュールが、ソース中継局のハンドオーバーリクエストモジュールに送信されたハンドオーバーリクエストメッセージに応じてアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスを許可する場合、ハンドオーバーリクエスト応答モジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエスト応答モジュールが、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ダウンリンクリソース割り当てモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局への同期とアクセスを実行するために、ユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスとをキャリーするネットワーク応答を送信することと、
経路切り替えリクエストモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、DeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
リソース解放通知モジュールが、前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを受信した後、ソース中継局にユーザー端末コンテキストを解放することを通知することとを含む。
アクセス許可実行モジュールが、ソース中継局のハンドオーバーリクエストモジュールに送信されたハンドオーバーリクエストメッセージに応じてアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスを許可する場合、ハンドオーバーリクエスト応答モジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエスト応答モジュールが、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ダウンリンクリソース割り当てモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局への同期とアクセスを実行するために、ユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスとをキャリーするネットワーク応答を送信することと、
経路切り替えリクエストモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、DeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
リソース解放通知モジュールが、前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを受信した後、ソース中継局にユーザー端末コンテキストを解放することを通知することとを含む。
更に、前記DeNBは、
リンクハンドオーバーモジュールが、前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局に経路切り替え応答を送信することを含む。
リンクハンドオーバーモジュールが、前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局に経路切り替え応答を送信することを含む。
本発明に係るハンドオーバープロセスにおいて、ソース中継局とターゲット中継局との間には、あるデータ転送の制御のみが必要となり、DeNBを介して転送する必要がなく、MME/S−GWが処理することも必要がなく、これによって、ハンドオーバープロセスが簡単化になり、ある程度にハンドオーバーの遅延が低減された。
本発明の目的、技術スキーム及びメリットを更に理解するために、以下、実施例とともに図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
本発明はスキーム2のシステムアーキテクチャにおいて、ソースRelayとターゲットRelayとの間に確立されたX2インターフェースを介してUEが同一DeNBに属する異なる中継局の間に切り替える(ハンドオーバ)ことを実現する。
図8に示すように、ハンドオーバー制御プレーンプロセスにおけるステップは以下のとおりである。
ステップ1:ソースRelay内のユーザー端末コンテキスト(UE context)は接続の確立又はトラッキングエリア(Tracking Area)の情報が最後に更新する時に提供されたローミング制限関連の情報を含む。
ステップ2:ソースRelayは上記したローミング制限関連の情報に応じてUEの測定プログラムを配置し、ソースRelayに提供された測定はUEの接続移動性を制御することに有利である。
ステップ3:UEはシステム情報、基準等の設定された標準に応じて測定レポートを送信する。
ステップ4:ソースRelayはUEに送信された測定レポートと無線リソース管理(Radio Resources Management:RRM)情報に基づいて、UE切り替え判定を行う。
ステップ5:ソースRelayはターゲットRelayにソースRelayのアップダウンリンク(UL/DL)ユーザープレーン汎用パケット無線サービス(General Package Radio Service:GPRS)チャンネルプロトコル(GPRS Tunnelling Protocol for the User plane:GTP−U)アドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲットRelayにハンドオーバーの準備を用意することをリクエストする。
ステップ6:ターゲットRelayはソースRelayのハンドオーバーリクエストを受け取る場合、ターゲットRelayはアクセス許可制御を実行する。ターゲットRelayは受信したSAEペアラのQoS情報に応じて要求のリソースを配置し、且つセル無線ネットワーク一時識別子(Cell Radio Network Temporary Identifier:C−RNTI)のパラメータ及び選択可能なランダムアクセスプリアンブルパラメータを保留する。
ステップ7:ターゲットRelayはL1/L2層でハンドオーバーの準備を用意し、且つソースRelayにターゲットRelayのUL/DL GTP−Uアドレスをキャルーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージを送信する。
ハンドオーバーリクエストの確認メッセージは、透過容器、新C−RNTI及びある他のパラメータ、例えば、アクセスパラメータ、システム情報ブロック(System Information Block:SIB)等を含み、無線ネットワーク層(RNL) /伝送ネットワーク層(TNL)の情報も含む可能性がある。
ステップ8:ソースRelayはUEにターゲットRelayからの透過容器を含むハンドオーバーコマンドを送信する。ソースRelayは必要な保全性保護とメッセージとの計算を完了する。UEは基礎パラメータ(新C−RNTI、可能な開始時間、ターゲットRelay SIB等)をキャリーするハンドオーバーコマンドを受信し、且つソースRelayコマンドに応じてハンドオーバーを実行する。
UEは更に同一マクロ基地局サービスのセルに属するので、元のセルから新しいセルへ同期する必要がない。
ステップ9:ソースRelayはターゲットRelayにサービスネットワークステータス(Serving Network Status)の変更コマンドを送信する。
ソースRelayがUEにハンドオーバーコマンドを送信した後、ソースRelayはユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行し、ユーザーコンテキスト及びキャッシュと転送中とのパケットデータをターゲットRelayに転送する。
ステップ10:UEはターゲットRelayへの同期リクエストを開始し、ランダムアクセスプロセスを介してターゲット中継局にアクセスしようとする。
ステップ11:ターゲットRelayはUEにアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスとをキャリーするネットワーク応答を送信する。
アップリンクULリソース割り当ての役割りはUEがアップで送信できるようにUEに無線リソースを割り当て、タイミングアドバンスはUEとターゲットRelayとの同期のために用いられる。
ステップ12:UEはターゲットRelayに成功にアクセスした場合に、UEはターゲットRelayにハンドオーバー確認メッセージを送信し、当該メッセージがUEのC−RNTIをキャリーし、UEのハンドオーバープログラムが完了したことを示す。ターゲットRelayはハンドオーバー確認メッセージにキャリーされたC−RNTIをチェックする。ターゲットRelayはUEにデータを直接に送信できる。
ステップ13:ハンドオーバーを実行した後、ターゲットRelayはDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信する。
この時、MME/SAE GWからDeNBまでの経路が変更していないので、移動管理エンティティMME/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SAE GWにダウンリンクの経路変更を通知する必要がなく、しかしながら、DeNBにダウンリンクのデータ経路変更を通知する必要がある。
ステップ14:DeNBはダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲットRelayに経路切り替え応答を送信する。
ステップ15:ターゲットRelayはソースRelayにUEコンテキストを解放することを通知して、ソースRelayはリソースを解放し、ハンドオーバーを完了し、この後、UEはターゲットRelayとのパケットデータサービスを確立し、MMEはDeNBを介してターゲットRelayへのパケットデータサービスを確立する。
図9は本発明前記システムのロジック構造図であり、ユーザー端末、ソース中継局、ターゲット中継局、及びDeNBを含む。本発明にはソース中継局とターゲット中継局との間にX2インターフェースが確立され、システムはソース中継局とターゲット中継局の間のX2インターフェースを介してユーザー端末が同一DeNBに属する中継局の間のセル切り替えを実現する。
ユーザー端末がソース中継局に測定レポートを送信し、ソース中継局の切り替え判定モジュールはユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末のハンドオーバーが許可される場合に、ソース中継局のハンドオーバーリクエストモジュールはX2インターフェースを介してターゲット中継局にハンドオーバーリクエストメッセージを送信し、ターゲット中継局のアクセス許可実行モジュールはハンドオーバーリクエストメッセージに応じてアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスが許可される場合、ハンドオーバーリクエスト応答モジュールはX2インターフェースを介してソース中継局にハンドオーバーリクエスト応答メッセージを送信し、ソース中継局がハンドオーバーリクエスト応答を受信した後、ソース中継局のハンドオーバー通知モジュールはユーザー端末にハンドオーバーコマンドを送信し、ソース中継局がUEにハンドオーバーコマンドを送信した後、ソース中継局のネットワークステータス変更通知モジュールはターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、且つバッファにおけるデータパケットをターゲット中継局に転送する。ユーザー端末はハンドオーバーコマンドを受信した後、ターゲット中継局との同期及びランダムアクセスプロセスを開始し、ユーザー端末がターゲット中継局への同期とアクセスを実行するために、ターゲット中継局のダウンリンクリソース割り当てモジュールはユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスをキャリーするネットワーク応答を送信する。UEがターゲット中継局に同期及びアクセスした後、経路切り替えリクエストモジュールはDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信し、DeNBは前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局に経路切り替え応答を送信する。ターゲット中継局は経路切り替え応答を受信した後、リソース解放通知モジュールはソース中継局にユーザー端末コンテキストを解放することを通知する。
以上前記は、ただ本発明の好ましい実施例だけであり、本発明の保護範囲を制限するものではない。
本発明は無線通信分野に関し、特に無線中継システムにおける端末の移動性管理方法及びシステムに関する。
図1に示すように、セルラー無線通信システムは主に端末、アクセスネットワーク及びコアネットワークから構成される。基地局又は基地局と基地局制御器から構成されるネットワークは無線アクセスネットワークワーク(Radio Access Network:RAN)と称し、例えば無線リソースの管理というアクセス層業務を担う。基地局間、例えば、図1における基地局1と基地局2又は基地局3のように、実際情況に応じて物理又はロジックの接続が存在する。各基地局は1つ以上のコアネットワークノード(Core Network:CN)に接続できる。コアネットワークは例えば位置更新等のような非アクセス層業務を担い、且つユーザープレーンのアンカーポイントである。端末はセルラー無線通信ネットワークと通信できる各種装置であり、例えば携帯電話又はノートパソコン等。
セルラー無線通信システムでは、固定基地局ネットワークの無線カバーエリアは様々な原因で制限され、例えば、各種の建築構造による無線信号に対する阻止等の原因で無線ネットワークのカバーエリアにおいてカバーエリアの穴が存在している。一方、セルの境界に、無線信号強度の減衰及び隣接セルの干渉によって、UEがセルの境界に位置する場合に、通信品質はより悪くなり、無線伝送の誤り率は高すぎるようになる。データ伝送のスループットの向上、グループ移動性、一時ネットワーク設計、セル境界のスループットの向上、及び新しいエリアのカバー範囲のために、セルラー無線通信システムに無線ネットワークノード、即ち、中継(Relay)と称するものが導入されるという解決案がある。
Relayは他のネットワークノード間で無線リンクを介してデータの中継及び情報の制御可能な機能を持つステーションであり、中継ノード/中継局(Relay Node/Relay Station)とも称し、その動作原理は図2に示す。ここで、基地局が直接にサービスするユーザー装置(User Equipment:UE)はマクロUE(Macro UE)と呼ばれ、RelayがサービスするUEは中継UE(Relay UE)と呼ばれる。
各ネットワーク要素間のインターフェースは以下のように定義される。
直リンク(direct link):基地局とUEとの間の無線リンクであり、アップダウンリンク(downlink/uplink:DL/UL)の直リンクを含む。
アクセスリンク(access link):RelayとUEとの間のリンクであり、DL/ULアクセスリンクを含む。
バックホールリンク(backhaul link):基地局とRelayとの間の無線リンクであり、DL/UL中継リンクを含む。
複数の中継タイプにおいて、第1種中継(Type I Relay)と呼ばれる中継の特徴は以下のとおりである。
UEはRelayと固定基地局とのセルを区別できず、即ち、UEにとっては、Relay下のセルと基地局下のセルとは違いがなく、このタイプのセルはRelayセルと称しても良い。Relayセルはすべてのセルと同じ、自体の物理層セル識別子(Physical Cell Identity:PCI)を有し、一般的なセルと同じように放送を送信する。UEが中継セルに常駐する場合に、中継セルは、利用のためにUEに無線リソースを単独に割り当ててスケジューリングでき、ドナー基地局(Donor eNodeB、即ちRelayはbackhaul linkを介して接続される基地局)の無線リソースのスケジューリングと互いに独立する。RelayセルとRelay UEとの間のインターフェース及びプロトコルスタックは、一般的な基地局セルとUEとの間のインターフェース及びプロトコルスタックと同様である。
LTEシステムはインターネットプロトコル(Internet Protocol:IP)に基づく偏平構造を用い、図3に示すように、発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワークワーク(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network:E−UTRAN)、移動管理エンティティ(Mobility Management Entity:MME)とサービングゲートウェイ(Serving Gateway:S−GW)とを含むCN ノード及び他のサポートノードから構成される。MMEは移動性管理、非アクセス層シグナリングの処理、ユーザーのコンテキスト管理の移動管理等の制御プレーンに関連することを担う。S−GWはUEユーザープレーンのデータの伝送、転送及びルーター・ハンドオフ等を担う。eNB間はロジック上でX2インターフェースを介して互に接続され、UEがネットワーク全体内の移動性をサポートしてユーザーのシームレスハンドオーバを保証することに用いられる。各eNBはS1インターフェースを介して、システムアーキテクチャエボリューション(System Architecture Evolution:SAE)コアネットワークに接続され、即ち制御プレーンS1−MMEインターフェースを介してMMEに接続され、ユーザープレーンS1−Uインターフェースを介してS−GWに接続され、S1インターフェースはeNBとMME及びS−GWとの間のマルチポイント接続をサポートする。各eNBはUuインターフェース(最初にはUTRANとUEとの間の無線インターフェースに定義される)を介してUEとのシグナリング及びデータの伝送を行う。
中継セルを導入した後、LTEのネットワークアークテクチャは図4に示す。3GPP RAN#2 66回の会議ではRelayとドナー基地局(Donor eNodeB:DeNB)との間のインターフェースでは、どのようにUEのデータを中継するかについてよく検討された。RelayとDeNBとのプロトコルスタックは、現在、S1インターフェースがRelay(3種類のスキームがある)に終了する第1種類と、S1インターフェースがDeNB(1種類のスキームがある)に終了する第2種類との2種類に分けられる。
スキーム1:Full−L3中継、DeNBに対して完全に透過
当該スキームはQualcomm Europe会社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図5に示す。ここで、RelayはDeNBに対して完全に透過し、RelayでS1−APプロトコルを追加してMMEと直接に接続され、DeNBとMMEとの間にRelay プロキシゲートウェイ(Proxy GateWay:PGW)/サービングゲートウェイ(Serving GateWay:SGW)ネットワーク要素を追加し、DeNBに対するプロトコル修正を低減したが、ある程度にネットワーク遅延を増加していた。
当該スキームはQualcomm Europe会社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図5に示す。ここで、RelayはDeNBに対して完全に透過し、RelayでS1−APプロトコルを追加してMMEと直接に接続され、DeNBとMMEとの間にRelay プロキシゲートウェイ(Proxy GateWay:PGW)/サービングゲートウェイ(Serving GateWay:SGW)ネットワーク要素を追加し、DeNBに対するプロトコル修正を低減したが、ある程度にネットワーク遅延を増加していた。
スキーム2:Proxy S1/X2(MMEにとっては、中継ノードがDeNB下のセルに類似する)
当該スキームはEricsson会社によって提出され、その制御プレーンアーキテクチャが図6に示し、その主旨がDeNB上で1つのS1 AP代理を用い、この代理がMMEとRelayとのすべてに対して透過である。MMEにとっては、UEが、DeNBに直接接続されるようであり、Relayにとっては、UEが、MMEと直接に対話するようである。
当該スキームはEricsson会社によって提出され、その制御プレーンアーキテクチャが図6に示し、その主旨がDeNB上で1つのS1 AP代理を用い、この代理がMMEとRelayとのすべてに対して透過である。MMEにとっては、UEが、DeNBに直接接続されるようであり、Relayにとっては、UEが、MMEと直接に対話するようである。
スキーム3:中継ノード(Relay Node:RN)キャルーはRNに終了
当該スキームはSamsung会社によって提出される。実際に、当該スキームはスキーム1の特別例であり、即ちAlternative 1におけるDeNBとRelay PGW/SGWとの機能をDeNBに集中させ、DeNBのプロトコルに対してある修正を行った。
当該スキームはSamsung会社によって提出される。実際に、当該スキームはスキーム1の特別例であり、即ちAlternative 1におけるDeNBとRelay PGW/SGWとの機能をDeNBに集中させ、DeNBのプロトコルに対してある修正を行った。
スキーム4:S1はDeNBに終了
当該スキームはファーウェイ(HUAWEI)社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図7に示す。当該スキームはRelay側でS1−APのプロトコルがなく、即ち無線リソース制御(Radio Resources Control:RRC)によってS1−APのプロトコル機能を完了する。
当該スキームはファーウェイ(HUAWEI)社によって提出され、制御プレーンアーキテクチャは図7に示す。当該スキームはRelay側でS1−APのプロトコルがなく、即ち無線リソース制御(Radio Resources Control:RRC)によってS1−APのプロトコル機能を完了する。
現在、大部分の会社はS1がRelayに終了することをサポートするので、第4種類のスキームの優先レベルはより低い、同時に、Samsung会社は自体のスキームをスキーム1の特別例とすることを提出する。これによって、現在にはスキーム1とスキーム2との競争である。
本発明はスキーム2のシステムアーキテクチャに基づき、UEが1つのRelayから同一DeNBに属する1つの他のRelayに切り替える制御プレーンとユーザープレーンとのプロセスを提出した。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主な目的は、UEが同一DeNBに属する異なる中継の間で切り替えを行う技術的な問題を解決するために、無線中継システムにおける端末の移動性管理方法を提出することにある。
上記した目的を達成するために、本発明に係る無線中継システムにおける端末の移動性管理方法であって、
ステップAにおいて、同一DeNBに属する中継局の間のX2インターフェースリンクを確立することと、
ステップBにおいて、前記X2インターフェースを介して同一DeNBに属する中継局の間のセル切り替え(ハンドオーバ)が実現されることとを含む方法。
ステップAにおいて、同一DeNBに属する中継局の間のX2インターフェースリンクを確立することと、
ステップBにおいて、前記X2インターフェースを介して同一DeNBに属する中継局の間のセル切り替え(ハンドオーバ)が実現されることとを含む方法。
更に、ステップBは、具体的に、
ステップB1において、ソース中継局はターゲット中継局にハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲット中継局はアクセス許可制御を実行することと、
ステップB2において、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、ソース中継局はユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行することと、
ステップB3において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局は経路が既に変更したことをDeNBに通知し、DeNBは経路切り替えを実行することとを含む。
ステップB1において、ソース中継局はターゲット中継局にハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲット中継局はアクセス許可制御を実行することと、
ステップB2において、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、ソース中継局はユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行することと、
ステップB3において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局は経路が既に変更したことをDeNBに通知し、DeNBは経路切り替えを実行することとを含む。
更に、ステップB1は、具体的に、
ステップB11において、ソース中継局はユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合、ステップB12を実行することと、
ステップB12において、ソース中継局はX2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ステップB13において、ターゲット中継局がアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスが許可される場合、ターゲット中継局は、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ステップB14において、ソース中継局はユーザー端末UEにハンドオーバーコマンドを送信することとを含む。
ステップB11において、ソース中継局はユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合、ステップB12を実行することと、
ステップB12において、ソース中継局はX2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ステップB13において、ターゲット中継局がアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスが許可される場合、ターゲット中継局は、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ステップB14において、ソース中継局はユーザー端末UEにハンドオーバーコマンドを送信することとを含む。
更に、ステップB2は、具体的に、
ステップB21において、ソース中継局はターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、ユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することと、
ステップB22において、ユーザー端末はターゲット中継局への同期を実行し、前記ターゲット中継局はユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンス(Timing Advance:TA)をキャリーするネットワーク応答を送信することとを含む。
ステップB21において、ソース中継局はターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、ユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することと、
ステップB22において、ユーザー端末はターゲット中継局への同期を実行し、前記ターゲット中継局はユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンス(Timing Advance:TA)をキャリーするネットワーク応答を送信することとを含む。
更に、ステップB3は、具体的に、
ステップB31において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局はDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
ステップB32において、DeNBはダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局にダウンリンクの経路切り替え応答を送信することと、
ステップB33において、ターゲット中継局はユーザー端末コンテキストを解放することをソース中継局に通知し、ソース中継局はリソースを解放することとを含む。
ステップB31において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局はDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
ステップB32において、DeNBはダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局にダウンリンクの経路切り替え応答を送信することと、
ステップB33において、ターゲット中継局はユーザー端末コンテキストを解放することをソース中継局に通知し、ソース中継局はリソースを解放することとを含む。
本発明のもう1つの目的は、無線中継システムにおける端末の移動性管理システムを提供することにあり、上記した目的を達成するために、本発明に係るユーザー端末、同一DeNBに属するソース中継局とターゲット中継局、及びDeNBを含む無線中継システムにおける端末の移動性管理システムであって、前記ソース中継局とターゲット中継局との間にX2インターフェースが確立され、前記X2インターフェースを介してユーザー端末が前記ソース中継局とターゲット中継局との間のセル切り替えを実現する。
更に、前記ソース中継局は、
切り替え判定モジュールが、ユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合に、ハンドオーバーリクエストモジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエストモジュールが、X2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ハンドオーバー通知モジュールが、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可し、且つターゲット中継局に送信されたハンドオーバーリクエスト応答メッセージを受信した後、ユーザー端末にハンドオーバーコマンドを送信することと、
ネットワークステータス変更通知モジュールが、ターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、且つユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することとを含む。
切り替え判定モジュールが、ユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末の切り替えを許可する場合に、ハンドオーバーリクエストモジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエストモジュールが、X2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ハンドオーバー通知モジュールが、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可し、且つターゲット中継局に送信されたハンドオーバーリクエスト応答メッセージを受信した後、ユーザー端末にハンドオーバーコマンドを送信することと、
ネットワークステータス変更通知モジュールが、ターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、且つユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することとを含む。
更に、前記ターゲット中継局は、
アクセス許可実行モジュールが、ソース中継局のハンドオーバーリクエストモジュールに送信されたハンドオーバーリクエストメッセージに応じてアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスを許可する場合、ハンドオーバーリクエスト応答モジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエスト応答モジュールが、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ダウンリンクリソース割り当てモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局への同期とアクセスを実行するために、ユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスとをキャリーするネットワーク応答を送信することと、
経路切り替えリクエストモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、DeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
リソース解放通知モジュールが、DeNBからの経路切り替え応答を受信した後、ソース中継局にユーザー端末コンテキストを解放することを通知することとを含む。
アクセス許可実行モジュールが、ソース中継局のハンドオーバーリクエストモジュールに送信されたハンドオーバーリクエストメッセージに応じてアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスを許可する場合、ハンドオーバーリクエスト応答モジュールに実行することを通知することと、
ハンドオーバーリクエスト応答モジュールが、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ダウンリンクリソース割り当てモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局への同期とアクセスを実行するために、ユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスとをキャリーするネットワーク応答を送信することと、
経路切り替えリクエストモジュールが、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、DeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
リソース解放通知モジュールが、DeNBからの経路切り替え応答を受信した後、ソース中継局にユーザー端末コンテキストを解放することを通知することとを含む。
更に、前記DeNBは、
経路切り替えモジュールが、前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局に経路切り替え応答を送信することを含む。
経路切り替えモジュールが、前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局に経路切り替え応答を送信することを含む。
本発明に係るハンドオーバープロセスにおいて、ソース中継局とターゲット中継局との間には、あるデータ転送の制御のみが必要となり、DeNBを介して転送する必要がなく、MME/S−GWが処理することも必要がなく、これによって、ハンドオーバープロセスが簡単化になり、ある程度にハンドオーバーの遅延が低減された。
本発明の目的、技術スキーム及びメリットを更に理解するために、以下、実施例とともに図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
本発明はスキーム2のシステムアーキテクチャにおいて、ソースRelayとターゲットRelayとの間に確立されたX2インターフェースを介してUEが同一DeNBに属する異なる中継局の間に切り替える(ハンドオーバ)ことを実現する。
図8に示すように、ハンドオーバー制御プレーンプロセスにおけるステップは以下のとおりである。
ステップ1:ソースRelay内のユーザー端末コンテキスト(UE context)は接続の確立又はトラッキングエリア(Tracking Area)の情報が最後に更新する時に提供されたローミング制限関連の情報を含む。
ステップ2:ソースRelayは上記したローミング制限関連の情報に応じてUEの測定プログラムを配置し、ソースRelayに提供された測定はUEの接続移動性を制御することに有利である。
ステップ3:UEはシステム情報、基準等の設定された標準に応じて測定レポートを送信する。
ステップ4:ソースRelayはUEに送信された測定レポートと無線リソース管理(Radio Resources Management:RRM)情報に基づいて、UE切り替え判定を行う。
ステップ5:ソースRelayはターゲットRelayにソースRelayのアップダウンリンク(UL/DL)ユーザープレーン汎用パケット無線サービス(General Package Radio Service:GPRS)チャンネルプロトコル(GPRS Tunnelling Protocol for the User plane:GTP−U)アドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲットRelayにハンドオーバーの準備を用意することをリクエストする。
ステップ6:ターゲットRelayはソースRelayのハンドオーバーリクエストを受け取る場合、ターゲットRelayはアクセス許可制御を実行する。ターゲットRelayは受信したSAEペアラのQoS情報に応じて要求のリソースを配置し、且つセル無線ネットワーク一時識別子(Cell Radio Network Temporary Identifier:C−RNTI)のパラメータ及び選択可能なランダムアクセスプリアンブルパラメータを保留する。
ステップ7:ターゲットRelayはL1/L2層でハンドオーバーの準備を用意し、且つソースRelayにターゲットRelayのUL/DL GTP−Uアドレスをキャルーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージを送信する。
ハンドオーバーリクエスト応答メッセージは、透過容器、新C−RNTI及びある他のパラメータ、例えば、アクセスパラメータ、システム情報ブロック(System Information Block:SIB)等を含み、無線ネットワーク層(RNL) /伝送ネットワーク層(TNL)の情報も含む可能性がある。
ステップ8:ソースRelayはUEにターゲットRelayからの透過容器を含むハンドオーバーコマンドを送信する。ソースRelayは必要な保全性保護とメッセージとの計算を完了する。UEは基礎パラメータ(新C−RNTI、可能な開始時間、ターゲットRelay SIB等)をキャリーするハンドオーバーコマンドを受信し、且つソースRelayコマンドに応じてハンドオーバーを実行する。
UEは更に同一マクロ基地局サービスのセルに属するので、元のセルから新しいセルへ同期する必要がない。
ステップ9:ソースRelayはターゲットRelayにサービスネットワークステータス(Serving Network Status)の変更コマンドを送信する。
ソースRelayがUEにハンドオーバーコマンドを送信した後、ソースRelayはユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行し、ユーザーコンテキスト及びキャッシュと転送中とのパケットデータをターゲットRelayに転送する。
ステップ10:UEはターゲットRelayへの同期リクエストを開始し、ランダムアクセスプロセスを介してターゲット中継局にアクセスしようとする。
ステップ11:ターゲットRelayはUEにアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスとをキャリーするネットワーク応答を送信する。
アップリンクULリソース割り当ての役割りはUEがアップで送信できるようにUEに無線リソースを割り当て、タイミングアドバンスはUEとターゲットRelayとの同期のために用いられる。
ステップ12:UEはターゲットRelayに成功にアクセスした場合に、UEはターゲットRelayにハンドオーバー確認メッセージを送信し、当該メッセージがUEのC−RNTIをキャリーし、UEのハンドオーバープログラムが完了したことを示す。ターゲットRelayはハンドオーバー確認メッセージにキャリーされたC−RNTIをチェックする。ターゲットRelayはUEにデータを直接に送信できる。
ステップ13:ハンドオーバーを実行した後、ターゲットRelayはDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信する。
この時、MME/SAE GWからDeNBまでの経路が変更していないので、移動管理エンティティMME/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SAE GWにダウンリンクの経路変更を通知する必要がなく、しかしながら、DeNBにダウンリンクのデータ経路変更を通知する必要がある。
ステップ14:DeNBはダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲットRelayに経路切り替え応答を送信する。
ステップ15:ターゲットRelayはソースRelayにUEコンテキストを解放することを通知して、ソースRelayはリソースを解放し、ハンドオーバーを完了し、この後、UEはターゲットRelayとのパケットデータサービスを確立し、MMEはDeNBを介してターゲットRelayへのパケットデータサービスを確立する。
図9は本発明前記システムのロジック構造図であり、ユーザー端末、ソース中継局、ターゲット中継局、及びDeNBを含む。本発明にはソース中継局とターゲット中継局との間にX2インターフェースが確立され、システムはソース中継局とターゲット中継局の間のX2インターフェースを介してユーザー端末が同一DeNBに属する中継局の間のセル切り替えを実現する。
ユーザー端末がソース中継局に測定レポートを送信し、ソース中継局の切り替え判定モジュールはユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行し、ユーザー端末のハンドオーバーが許可される場合に、ソース中継局のハンドオーバーリクエストモジュールはX2インターフェースを介してターゲット中継局にハンドオーバーリクエストメッセージを送信し、ターゲット中継局のアクセス許可実行モジュールはハンドオーバーリクエストメッセージに応じてアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスが許可される場合、ハンドオーバーリクエスト応答モジュールはX2インターフェースを介してソース中継局にハンドオーバーリクエスト応答メッセージを送信し、ソース中継局がハンドオーバーリクエスト応答を受信した後、ソース中継局のハンドオーバー通知モジュールはユーザー端末にハンドオーバーコマンドを送信し、ソース中継局がUEにハンドオーバーコマンドを送信した後、ソース中継局のネットワークステータス変更通知モジュールはターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、且つバッファにおけるデータパケットをターゲット中継局に転送する。ユーザー端末はハンドオーバーコマンドを受信した後、ターゲット中継局との同期及びランダムアクセスプロセスを開始し、ユーザー端末がターゲット中継局への同期とアクセスを実行するために、ターゲット中継局のダウンリンクリソース割り当てモジュールはユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスをキャリーするネットワーク応答を送信する。UEがターゲット中継局に同期及びアクセスした後、経路切り替えリクエストモジュールはDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信し、DeNBは前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局に経路切り替え応答を送信する。ターゲット中継局は経路切り替え応答を受信した後、リソース解放通知モジュールはソース中継局にユーザー端末コンテキストを解放することを通知する。
以上前記は、ただ本発明の好ましい実施例だけであり、本発明の保護範囲を制限するものではない。
Claims (9)
- 無線中継システムにおける端末の移動性管理方法であって、
ステップAにおいて、同一ドナー基地局(DeNB)に属する中継局の間のX2インターフェースリンクを確立することと、
ステップBにおいて、前記X2インターフェースを介してユーザー端末(UE)が同一DeNBに属するソース中継局とターゲット中継局との間のセル切り替えを実現することとを含むことを特徴とする無線中継システムにおける端末の移動性管理方法。 - ステップBは、具体的に、
ステップB1において、ソース中継局はターゲット中継局にハンドオーバーリクエストを送信し、ターゲット中継局はアクセス許可制御を実行することと、
ステップB2において、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、ソース中継局はユーザーコンテキスト及びデータキャッシュの転送を実行することと、
ステップB3において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局は経路が既に変更したことをDeNBに通知し、DeNBは経路切り替えを実行することとを含むことを特徴とする
請求項1に記載の方法。 - ステップB1は、具体的に、
ステップB11において、ソース中継局はユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行することと、
ステップB12において、ソース中継局がユーザー端末のハンドオーバーを許可する場合、ソース中継局はX2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコル(GTP−U)アドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信することと、
ステップB13において、ターゲット中継局がアクセス許可制御を実行し、ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可する場合、X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信することと、
ステップB14において、ソース中継局はユーザー端末UEにハンドオーバーコマンドを送信することとを含むことを特徴とする
請求項2に記載の方法。 - ステップB2は、具体的に、
ステップB21において、ソース中継局はターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、ユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送することと、
ステップB22において、ユーザー端末はターゲット中継局への同期を実行し、前記ターゲット中継局はユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスをキャリーするネットワーク応答を送信することとを含むことを特徴とする
請求項3に記載の方法。 - ステップB3は、具体的に、
ステップB31において、ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、ターゲット中継局はDeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信することと、
ステップB32において、DeNBはダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局にダウンリンクの経路切り替え応答を送信することと、
ステップB33において、ターゲット中継局はユーザー端末コンテキストを解放することをソース中継局に通知し、ソース中継局はリソースを解放することとを含むことを特徴とする
請求項2に記載の方法。 - ユーザー端末、同一DeNBに属するソース中継局とターゲット中継局、及びDeNBを含む無線中継システムにおける端末の移動性管理システムであって、
前記ソース中継局とターゲット中継局との間にX2インターフェースが確立され、前記X2インターフェースを介してユーザー端末が前記ソース中継局とターゲット中継局との間のセル切り替えを実現することを特徴とする無線中継システムにおける端末の移動性管理システム。 - 前記ソース基地局は、
ユーザー端末に送信された測定レポートに応じて切り替え判定を実行する切り替え判定モジュールと、
ユーザー端末の切り替えが許可される場合に、X2インターフェースを介してソース中継局のアップダウンリンクのGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエストメッセージをターゲット中継局に送信するハンドオーバーリクエストモジュールと、
ターゲット中継局がユーザー端末のアクセスを許可し、且つターゲット中継局に送信されたハンドオーバーリクエスト応答メッセージを受信した後、ユーザー端末にハンドオーバーコマンドを送信するハンドオーバー通知モジュールと、
ターゲット中継局にサービスネットワークステータス変更コマンドを送信し、且つユーザーコンテキスト及びデータキャッシュをターゲット中継局に転送するネットワークステータス変更通知モジュールとを含むことを特徴とする
請求項6に記載のシステム。 - 前記ターゲット中継局は、
ソース中継局のハンドオーバーリクエストモジュールに送信されたハンドオーバーリクエストメッセージに応じてアクセス許可制御を実行し、ユーザー端末のアクセスを許可する場合、ハンドオーバーリクエスト応答モジュールに実行することを通知するアクセス許可実行モジュールと、
X2インターフェースを介してターゲット中継局のアップダウンリンクのユーザープレーンGPRSチャンネルプロトコルGTP−Uアドレスをキャリーするハンドオーバーリクエスト応答メッセージをソース中継局に送信するハンドオーバーリクエスト応答モジュールと、
ユーザー端末がターゲット中継局への同期とアクセスを実行するために、ユーザー端末にアップリンクリソース割り当てとタイミングアドバンスとをキャリーするネットワーク応答を送信するダウンリンクリソース割り当てモジュールと、
ユーザー端末がターゲット中継局に成功にアクセスした後、DeNBにダウンリンクの経路切り替えリクエストを送信する経路切り替えリクエストモジュールと、
前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを受信した後、ソース中継局にユーザー端末コンテキストを解放することを通知するリソース解放通知モジュールとを含むことを特徴とする
請求項7に記載のシステム。 - 前記DeNBは、
前記ダウンリンクの経路切り替えリクエストを処理し、且つターゲット中継局に経路切り替え応答を送信するリンクハンドオーバーモジュールを含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
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