JP2013021598A - 通信方法、移動端末装置および基地局装置 - Google Patents

通信方法、移動端末装置および基地局装置 Download PDF

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Abstract

【課題】移動元の基地局装置に停電や故障による停止が生じても、ハンドオーバ手続を行うことができること。
【解決手段】移動端末装置が第1の基地局装置と通信を行う過程と、第1の基地局装置において障害が発生した場合には、前記移動端末装置が前記障害を検知する過程と、前記移動端末装置がハンドオーバ手続を開始する過程と、前記移動端末装置が第2の基地局装置との接続を行う過程と、を具備する。
【選択図】図22

Description

本発明は、通信方法、移動端末装置および基地局装置に関する。
移動通信システムの標準化団体3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)では、次世代の移動体通信システムとして以下の非特許文献1に記載のEPS(Evolved Packet System、発展型パケット・システム)の仕様化作業を進めており、EPSの構成装置として、家庭やオフィスに設置する小型基地局装置であるホーム基地局装置について検討がなされている。
ホーム基地局装置は、フェムトセルと呼ばれる小規模の無線セルを構築し、通常の基地局装置と同じ無線アクセス技術を用いて、移動端末装置を収容する。そして、ブロードバンド回線を経由して移動通信システムのコアネットワークに接続し、収容している移動端末装置の通信データを中継することができる。通常の基地局装置のセルの半径は、数百メートルから数キロメートルであるが、フェムトセルの半径は、数十メートルである。
非特許文献1において、通信時において、移動端末装置の移動が発生し、通信中の基地局装置との接続状態を維持できない場合に、移動端末装置が適切な基地局装置への切り替えを行い、接続状態を維持し、通信を継続するためのハンドオーバ処理が記載されている。
ハンドオーバ処理時において、通信中であり、切り替え元(移動元)となる基地局装置のことをソース基地局装置と言う。また、ハンドオーバ処理時における切り替え先(移動先)となる基地局装置のことをターゲット基地局装置と言う。
データ通信を開始した際に、移動端末装置は、ソース基地局装置から送信された参照信号を受信し、また、その近隣の他の基地局装置から送信された参照信号を受信する。そして、移動端末装置は、受信した参照信号の受信電力を測定してメジャメントレポートを作成し、このメジャメントレポートをソース基地局装置へと送信する。ソース基地局装置は、このメジャメントレポートに基づいて、ハンドオーバ手続を開始するかどうかを決定する。
ハンドオーバ手続を決定したソース基地局装置は、ハンドオーバ要求を移動端末装置およびターゲット基地局装置の双方へ送信する。このように、ソース基地局装置がハンドオーバのトリガー(切っかけ)を行うことにより、移動端末装置とターゲット基地局装置との間において、ハンドオーバ手続を開始することができる。
このハンドオーバ手続は、ソース基地局装置あるいはターゲット基地局装置またはその双方がホーム基地局装置である場合も、同様である。
さらに、非特許文献2では、基地局装置と移動端末装置との間において、ハンドオーバ手続を行うことができず、無線リンクの切断が発生した場合において、再度、基地局装置と移動端末装置との間において無線リンクを確立するための再接続処理について記載されている。
3GPP TS23.401 ver.10.2.1 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (Release 10) 3GPP TS36.331 ver.10.0.0.0 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRAN); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 10)
上述したように、従来は、ハンドオーバ手続を開始する際、移動端末装置と通信中であり移動元となるソース基地局装置がハンドオーバ手続の開始を決定し、ソース基地局装置は、ハンドオーバ手続のトリガーを、移動先となるターゲット基地局装置へ送信するとともに移動端末装置へも送信していた。
しかし、ソース基地局装置がホーム基地局装置である場合には、ホーム基地局装置は家庭やオフィスに設置される小型の基地局装置であるため、通常の基地局装置と比較すると、停電や故障などが頻繁に発生することになる。したがって、ホーム基地局装置において停電や故障により停止した場合には、ハンドオーバ手続を行うことができず、通信を継続できなくなる欠点があることが判明した。
また、この停電や故障による停止は通常の基地局装置においても発生し得るものであり、この場合にも、無線リンクの切断が発生して、ハンドオーバ手続を行うことができず、通信を継続できなくなる欠点があることが判明した。
したがって、本発明の実施形態は、上述の従来の欠点を解決することを課題とする。
(1)本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の通信方法は、移動端末装置が第1の基地局装置と通信を行う過程と、第1の基地局装置において障害が発生した場合には、前記移動端末装置が前記障害を検知する過程と、前記移動端末装置がハンドオーバ手続を開始する過程と、前記移動端末装置が第2の基地局装置との接続を行う過程と、を具備することを特徴とする。
(2)また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、第1の基地局装置が狭小なセルを有するホーム基地局装置であることを特徴とする。
(3)また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、第1の基地局装置および第2の基地局装置が広範囲のセルを有する基地局装置であることを特徴とする。
(4)また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、第3の基地局装置を備え、第1および第2の基地局装置が小型の省電力基地局装置であり、第3の基地局装置が広いエリアをカバーする基地局装置であることを特徴とする。
(5)本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の通信方法は、移動端末装置が第1の基地局装置と通信を行う過程と、前記移動端末装置がハンドオーバの場合に移動先となる第2の基地局装置の情報を格納する過程と、第1の基地局装置において障害が発生した場合には、前記移動端末装置が前記障害を検知する過程と、前記移動端末装置が第2の基地局にRRC接続再構築要求を送信する過程を含むハンドオーバ手続が開始する過程と、前記移動端末装置が第2の基地局装置との接続を行う過程と、を具備することを特徴とする。
(6)また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、移動先となる第2の基地局装置の情報が第2の基地局装置から前記移動端末装置へと送信される過程を具備することを特徴とする。
(7)また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、移動先となる第2の基地局装置を前記移動局装置が決定する過程を具備することを特徴とする。
(8)本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の通信方法は、移動端末装置が第1の基地局装置と通信を行う過程と、第1の基地局装置がアライブ信号を移動先となる第2の基地局装置へ送信する過程と、第1の基地局装置において障害が発生した場合には、第2の基地局装置が前記障害を検知する過程と、第2の基地局装置が前記移動局装置に通信を継続する接続再構築要求を送信する過程を含むハンドオーバ手続が開始する過程と、前記移動端末装置が第2の基地局装置との接続を行う過程と、を具備することを特徴とする。
(9)また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、前記アライブ信号は同期信号であることを特徴とする。
(10)また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、前記アライブ信号の代わりにデッス信号が用いられることを特徴とする。
(11)本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の移動端末装置は、通信を継続する接続再構築要求を接続先基地局装置に行う部を有することを特徴とする。
(12)本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の基地局装置は、 アライブ信号の送信をハンドオーバに先立って他の基地局装置に対して行う部を有することを特徴とする。
(13)本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の移動端末装置は、接続再構築先リストと、通信を継続する接続再構築要求部と、を具備することを特徴とする。
(14)本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の移動端末装置は、接続元の基地局装置に関する基地局装置停止検知部と、ハンドオーバのパススイッチ要求信号生成部と、を具備することを特徴とする。
本発明の実施形態は、基地局装置またはホーム基地局装置の故障の場合であっても、ハンドオーバ手続を開始することができ、通信を継続することができるという顕著な効果を奏する。
本発明の実施形態である移動通信システムに含まれる無線アクセスシステムを示す概略図である。 無線アクセスシステムの変形例を示す概略図である。 本発明の実施形態である移動通信システムを示す概略図である。 本発明の実施形態に係る基地局装置の構成を説明する概略図である。 EPSベアラコンテキストの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係るホーム基地局装置の構成を説明する概略図である。 eNB検出部の構成を説明する概略図である。 IPアドレスプールの一例を示す図である。 EPSベアラコンテキストの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る移動端末装置の構成を説明する概略ブロック図である。 eNBリストの一例を示す図である。 APNリストの一例を示す図である。 PGWの構成を示す概略ブロック図である。 バインディング情報の一例を示す図である。 SGWの構成を説明する概略ブロック図である。 EPSベアラコンテキストの一例を示す図である。 MMEの構成を示す概略ブロック図である。 サブスクリップションDBの一例を示す図である。 APN‐IPアドレス変換DBの一例を示す図である。 EPSベアラコンテキストの一例を示す図である。 GWの構成を示す概略ブロック図である。図である。 本発明の第1の実施形態に係るRRC再接続手続を行うシーケンス図を示す。 本発明の第2の実施形態に係るRRC再接続手続を行うシーケンス図を示す。 本発明の第3の実施形態に係るRRC再接続手続を行うシーケンス図を示す。 UEリストの一例を示す図である。 アライブ信号のフォーマットの一例を示す図である。
<実施形態>
図1は、本発明の実施形態における移動通信システム1に含まれる無線アクセス部分1_1を示す概略図である。以下では、無線アクセス部分のことを「無線アクセスシステム」と言うことがある。
移動通信システム1の無線アクセス部分1_1には、基地局装置eNB10とホーム基地局装置HeNB20と移動端末装置UE30とが含まれる。以下では、基地局装置eNBのことを単に「eNB」と言い、ホーム基地局装置HeNBのことを単に「HeNB」と言い、移動端末装置UEのことを単に「UE」と言うことがある。また、移動端末装置UEのことを「端末」、「端末装置」、「移動局」または「移動局装置」と言うことがある。
図1には、図面を見やすくするために、1台のUEを示すが、無線アクセス部分1_1には、通常は、複数台のUEが含まれる。
基地局装置eNB10のセルのことを「通話エリア」、「無線セル」、「無線ゾーン」または「無線範囲」と言うことがある。このことはHeNBのフェムトセルについても同様である。
UE30はHeNB20のセル20‐1に在圏してHeNB20に接続され、両者の間でデータ通信を行っている。UE30は、eNB10へ接続することもできるが、HeNB20のセル20‐1に在圏しているためHeNB20に接続しており、eNB10には接続していない。なお、eNB10のセルを図1では符号1‐1で示し、図面を見やすくするために無線アクセスシステム1‐1とセル1‐1を同一の符号で示す。このことは図2の変形例においても同様である。
図2は、変形例である無線アクセスシステム1‐2を示す概略図である。
無線アクセスシステム1‐2には、基地局装置eNB10aと、ホーム基地局装置HeNB20aと、ホーム基地局装置HeNB20bと、移動端末装置UE30aとが含まれる。
eNB10aは、セル1‐2を備える。HeNB20aはセル20a‐1を備え、HeNB20bはセル20b‐2を備える。
UE30aはHeNB20aに接続され、両者の間でデータ通信を行っている。UE30aは、HeNB20bおよびeNB10のいずれにも接続することができる。
ここで、変形例について説明をすると、eNB10、HeNB20aおよびHeNB20b間には、UE30が接続するための優先順位が存在する。この優先順位が高い順番に、UE30は基地局装置と接続を行う。この優先順位を決定する方法としては、例えば、HeNB20aからの信号の受信電力が他のHeNB20bおよびeNB10aのいずれのものより高いことを理由にして、HeNB20aへ接続する。この変形例では、受信電力の大きさは、HeNB20a、HeNB20b、eNB10aの順番に大きく、その順番で接続する。
以下の説明では、ホーム基地局装置が1台の場合について代表して説明をおこなう。
図3は、本実施形態における移動通信システム1の全体の構成を示す概略図である。
移動通信システム1には、前述の無線アクセスシステム20‐1の他に、コアネットワーク80が含まれている。以下では、無線アクセスシステム20‐1のことを「ホームネットワーク20‐1」と言うことがある。
コアネットワーク80とホームネットワーク20‐1とは、ブロードバンドアクセスネットワーク90を介して相互接続される。ブロードバンドアクセスネットワーク90は、一例として広帯域の通信を実現する有線アクセスネットワークであり、例えばADSLや光ファイバー等によって構築する。ただし、これに限らずWiMAXなどの無線アクセスネットワークを用い構築することができる。
コアネットワーク80は、パケットデータゲートウェイPGW(Packet data Gateway)40と、サービングゲートウェイSGW(Serving Gateway)50と、移動管理装置MME(Mobility Management Entity)60と、ゲートウェイGW(Gateway)70とが含まれる。以下では、パケットデータゲートウェイPGWのことを単にPGWと言い、サービングゲートウェイSGWのことを単にSGWと言い、移動管理装置MMEのことを単にMMEと言い、ゲートウェイGWのことを単にGWと言うことがある。
PGW40は、アクセス制御装置であって、インターネットなどのパケットデータネットワークPDN(Packet Data Network)95と接続され、コアネットワーク80とPDN95とを接続するゲートウェイとして機能するとともに、UE30への通信データをSGW50に転送する。
SGW50は、GW70と接続され、PGW40とホーム基地局装置20との間でのパケット転送を行うービス制御装置である。なお、PGW40とSGW50とは、物理的に同一のノードで構成されることができる。
MME60は、シグナリングを行う装置であり、また、UE30の位置管理およびEPSベアラの確立手続を主導する位置管理装置でもある。EPSベアラとは、移動端末装置UE毎にHeNB20とSGW50との間で確立されるユーザIPパケットを転送する論理パスのことである。なお、UE30は、複数のEPSベアラを確立することができる。
GW70は、ホームネットワーク20_1内に設置されているHeNB20とコアネットワーク80内の装置との間での、ゲートウェイとして機能する。
ホームネットワーク20‐1には、ホーム基地局装置HeNB20と、移動端末装置UE30とが含まれる。また、ホームネットワーク20‐1は、ブロードバンドアクセスネットワーク90を経由してPDN95と相互接続される。
ホーム基地局装置HeNB20は、フェムトセル20‐1を形成し、3GPP LTE(Long Term Evolution、長期的高度化システム)の基地局としてUE30を収容することができる。さらにホームネットワークにおけるホームゲートウェイとしても機能し、ブロードバンドアクセスネットワーク90に接続されている。
移動端末装置UE30は、3GPP LTEの通信インタフェースを搭載する通信装置であり、HeNB20に接続されている。
また、前述したように、UE30は、優先順位に従い、基地局装置eNB10に無線接続することができる。
次に、本発明の実施形態の無線通信システム1に含まれる構成要素であるeNB、HeNB、UE、PGW、SGW、MMEおよびGWの構成の概略を説明する。最後に、本発明の第1の実施形態ないし第3の実施形態の動作のシーケンスを示すシーケンス図について説明を行う。ただし、eNB、HeNB、UE、PGW、SGW、MMEおよびGWの構成については、第1の実施形態ないし第3の実施形態のいずれかに特有の構成も含まれているので、その点を適宜説明する。なお、第1の実施形態ないし第3の実施形態のいずれか一つを実施する際には、他の実施形態に特有の構成を使用しないことができる。
図4は、基地局装置eNB10の構成を説明する概略ブロック図である。
eNB10は、制御部100と、送受信部110と、LTE無線通信部120と、記憶部130と、ソースHeNB停止検知部140と、パススイッチ要求信号生成部150と、バス160と、アンテナ125とを備える。制御部100、送受信部110、LTE無線通信部120、記憶部130、ソースHeNB停止検知部140およびパススイッチ要求信号生成部150は、バス160を介して相互に接続されている。
記憶部130は、EPSベアラコンテキストを記憶する記憶領域を有し、この記憶領域をEPSベアラコンテキスト134と命名する。以下、このような記憶領域の命名法を用いて説明を行う。
制御部100は、記憶部130に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することにより、eNB10における種々の処理を実現する。この処理の実行は、制御部100に内蔵するCPU(図示せず)等の装置を用いて実行される。
送受信部110は、SGW50から受信したUE30宛ての下りリンクデータを受信することに用いられる。また、LTE無線通信部120を介してUE30からの上りリンクデータを受信し、SGW50に転送する。
LTE無線通信部120は、UE30と無線通信を行い、UE30を収容するための装置である。また、LTE無線通信部120には、外部アンテナ125が接続されている。
以上は、UE30がeNB10のセル10‐1に在圏してデータの交信を行っている場合の説明である。
記憶部130は、eNB20の各種動作に必要なプログラム、データ等を記憶する装置である。さらに、記憶部130は、EPSベアラコンテキスト134を有する。
図5は、EPSベアラコンテキスト134の一例を示した図である。
EPSベアラコンテキスト134は、UE識別子(例えば「UE1」)と、APN(例えば「インターネット接続」)と、SGWアドレス(例えば、「2001:1::2」)と、S1−TEID(例えば、TEID1)と、EPSベアラID(例えば、「EPSベアラ1」)とを対応付けて記憶し、UE毎に設定されるEPSベアラのコンテキストを管理する。
図4へ戻って、ソースHeNB停止検知部140は、ホーム基地局装置HeNB20が停止したことを検知する。
第1の実施形態および第2の実施形態においては、ソースHeNB停止検知部140は、ソースホーム基地局装置20からブロードバンドアクセスネットワーク90、GW70およびSGW50を介して送受信部110がRRC接続再構築の信号を受信することに基づいて、ホーム基地局装置HeNB20の停止を検知する。この点は後で詳述する。
第3の実施形態においては、ソースHeNB20が同期信号(この同期信号を「アライブ信号(alive signal)」と言うことがある。)をブロードバンドアクセスネットワーク90、GW70およびSGW50を介してターゲットeNB10へ送信し、ソースHeNB停止検知部140は、送受信部110を介してこの同期信号を受信しているが、ソースHeNB停止検知部140は、この同期信号を一定時間受信できなくなった場合を契機として、HeNB20が停止していることを検知する。この点は後で詳述する。
パススイッチ要求信号生成部150は、ソースHeNBの停止検知部140においてHeNB20の停止を検知した結果、HeNB20からeNB10へSGW50のパスを切り替えるためのパススイッチ要求の信号を生成する。
また、ソースHeNBの停止検知部140は、HeNB20aの停止を検知した結果、図2の場合の優先順位に従って、HeNB20aからHeNB20bへSGW50のパスを切り替えるためのパススイッチ要求の信号を生成してもよい。
図6は、ホーム基地局装置HeNB20の構成を説明する概略ブロック図である。
HeNB20は、制御部200と、L−PGW部210と、LTE基地局部220と、記憶部230と、ホームネットワークインタフェース部240と、ブロードバンドアクセスネットワーク用インタフェース部250と、バス260と、アンテナ225とを備える。制御部200、L−PGW部210、LTE基地局部220、記憶部230、ホームネットワークインタフェース部240およびブロードバンドアクセスネットワーク用インタフェース部250は、バス260を介して相互に接続される。
記憶部230は、IPアドレスプール232、EPSベアラコンテキスト234およびセルID235を備える。LTE基地局部220は、eNB検出部222および同期信号生成部224を備える。
制御部200は、記憶部230に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することによりホーム基地局装置HeNB20における種々の処理を実現する。
L−PGW部210は、前述のPGW40(図3)のサブセット(機能縮小版)として構成され、UE30との間でローカルPDNコネクションを確立し、UE30宛ての通信データを、LTE基地局部220を介してUE30に転送するパケットゲートウェイ装置として機能する。
また、L−PGW部210は、UE30へのHoAの割り当てを行う。HoA(Home Address、ホーム・アドレス)とは、移動端末装置UEに割り当てられるIPアドレスを示す。HoAの割り当てを行うことにより、通信相手が宛先を指定する際に用いて、UE30の場所を示すことができる。
なお、本実施形態においては、L−PGW部210は、HeNB20に内蔵される機能部の一つとして説明した。しかし、パケットゲートウェイ装置として、HeNB20とは別のハードウェアとしてもよい。すなわち、HeNB20とブロードバンドアクセスネットワーク90の間に設けてもよい。
また、前述のPDNコネクションとは、PGW40(図3)とUE30との間で確立される論理パスであり、1つのPDNコネクション内に複数のEPSベアラを確立することができる。また、ローカルPDNコネクションとは、ローカルIPアクセスを利用するためにPGW40のサブセットであるところのL−PGW部210とUE30との間で同様に確立されるPDNコネクションである。
LTE基地局部220は、携帯電話システムLTEの基地局として機能し、UE30と送受信を行う。また、LTE基地局部220には、外部アンテナ225が接続されている。
第1の実施形態においては、LTE基地局部220のeNB検出部222は、HeNB20において停止またはそれに類似する事象が発生した場合にUE30が再接続する相手方であるeNB10を、UE30へ前もって通知する。
また、LTE基地局部220の同期信号生成部224は、ホーム基地局装置HeNB20と移動端末装置UE30の通信中にやりとりする同期信号を生成して、アンテナ225を介してUE30へ送信する。
第1の実施形態および第2の実施形態においては、UE30は、HeNB20からこの同期信号を受信できなくなった場合に、HeNB20が停止したと判断する。
図7は、第1の実施形態において用いられるeNB検出部222の構成を説明する概略ブロック図である。
eNB検出部222は、参照信号受信部222aと、受信電力測定部222bと、セルID検出部222cと、eNBリスト生成部222dとを備える。
参照信号受信部222aは、基地局装置eNB10から送信された参照信号を受信する。続いて、参照信号受信部222aで受信された参照信号は、受信電力測定部222bおよびセルID(Cell ID)検出部222cに入力される。受信電力測定部222bでは、参照信号の受信電力を計測する。受信電力測定部222bにおいて測定された受信電力は、eNBリスト生成部222dへ入力される。
一方、セルID検出部222cでは、参照信号に含まれているセルIDを抽出する。抽出されたセルIDは、eNBリスト生成部222dへ入力される。
eNBリスト生成部222dでは、入力された受信電力およびセルIDを利用して、両者を関連付ける。ここで、複数の参照信号を受信し、複数のセルIDおよび受信電力の組み合わせが存在する場合には、受信電力の大きい順番にセルIDおよび受信電力の組み合わせを、セルID235に格納する。順番は、これに限るものでなく、受信電力の小さい順に並べて格納してもよい。
図6に戻って、記憶部230は、HeNB20の各種動作に必要なプログラム、データ等を記憶する記憶領域を備える。
以下に、記憶部230の備えるIPアドレスプール232、EPSベアラコンテキスト234およびセルID235について詳述する。
図8は、IPアドレスプール232の一例を示した図である。
IPアドレスプール232は、通信事業者からホームネットワーク5上に割り当てられているIPアドレスプレフィックス(例えば、「2001:100:200:300::/64」)を記憶する。HeNB20は、通信事業者から送信されるルータ広告(Router Advertisement)を受信し、ルータ広告に含まれているIPアドレスプレフィックスをIPアドレスプール232内に記憶し、ローカルIPアクセスを利用するUE30に対しては、このIPアドレスプレフィックスを用いたIPアドレス(例えば、「2001:100:200:300::5/64」)をHoAとして割り当てる。
図9は、EPSベアラコンテキスト234の一例を示す図である。
EPSベアラコンテキスト234は、UE識別子として例えば「UE1」と、APN(アクセス・ポイント名)として例えば「インターネット接続」と、HoAとして例えば、「2001:100:200:300::5」と、SGWアドレスとして例えば、「2001:1::2」と、eNBアドレスとして例えば、「2001:100:200:300::2」と、S1−TEIDとして例えば、「TEID1」と、EPSベアラIDとして例えば、「EPSベアラ1」)とを対応付けて記憶部230のセルID235に記憶し、UE毎に設定されるEPSベアラのコンテキストを管理する。
図6に戻って、ホームネットワークインタフェース部240は、LTE基地局部220およびアンテナ225を介して、ホームネットワーク20‐1内の他装置とパケット送受信を行う。ホームネットワーク20‐1内の他装置には、UE30の他に、ホームネットワーク内に存在するサーバや他の情報端末装置などがある。
ブロードバンドアクセスネットワーク用インタフェース部250は、ブロードバンドアクセスネットワーク90とパケット送受信を行う。ブロードバンドアクセスネットワーク用インタフェース部250は、例えば、ネットワークの接続方式として一般的に利用されるADSLなどによりパケット送受信を行う。
その他に、第3の実施形態においては、ブロードバンドアクセスネットワーク用インタフェース部250は、同期信号生成部255を備える。同期信号生成部255は、同期信号(「アライブ信号」とも言う。)を生成して、この同期信号は、ターゲットeNB10へ送信される。この点は後述する。
図10は、移動端末装置UE30の構成を説明する概略ブロック図である。
UE30は、制御部300と、LTEインタフェース部310と、記憶部330と、ベアラ確立処理部340と、バス360とを備える。
制御部300、LTEインタフェース部310、記憶部330およびベアラ確立処理部340は、バス360を介して相互に接続されている。
記憶部330は、接続再構築先eNBリスト332およびAPNリスト334を備える。
LTEインタフェース部310は、同期検出部312およびRRC接続再構築要求部314を備える。LTEインタフェース部310は、アンテナ315に接続される。
制御部300は、記憶部330に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することにより移動局装置UE30における種々の処理を実現する。
UE30の具体的な例としては、無線アクセスインタフェースを介して基地局装置10またはホーム基地局装置20に接続する移動端末装置の他に、PDA(携帯情報端末)、スマートホン等の端末がある。
UE30は、LTEインタフェース部310を介して、ホーム基地局装置HeNB20または基地局装置eNB10に接続する。
第1の実施形態または第2の実施形態においては、LTEインタフェース部310の同期検出部312は、HeNB20から送信される同期信号を受信し、HeNBとの通信状態の継続の可否を検出する。そして、UE30は、HeNB20からの同期信号を一定時間検出できなくなった場合には、HeNB20が停止していると判断する。ここで、一定時間とは、HeNB20およびUE30間において、予め決められた時間であってもよいし、UE30において独自に決められた時間であってもよい。
第1の実施形態においては、接続先再構築eNBリスト332は、ターゲットeNB10からSGW50、GW70、ブロードバンドアクセスネットワーク90、HeNB20を介して送信されたターゲットeNB10の情報を、アンテナ315、LTEインタフェース部310を経て受信して記憶する。
第2の実施形態においては、eNB10から送信された参照信号をSGW50、GW70、ブロードバンドアクセスネットワーク90、HeNB20を介し、アンテナ315、LTEインタフェース部310を経て受信し、制御部300は、この参照信号に基づいて、ターゲットeNB10を決定して、接続再構築先リスト332に記憶する。
第1の実施形態および第2の実施形態においては、制御部300は、ソースHeNBの停止を検知することに基づいて、RRC接続再構築要求部314を制御し、その結果、RRC接続再構築要求部314は、アンテナ15を介してRRC接続再構築要求の信号をターゲットeNB10へ送信する。
また、第1の実施形態および第2の実施形態においては、制御部300は、ターゲットeNB10からRRC接続再構築の通知を受信することに基づいてRRC接続再構築要求部314を制御して、RRC接続再構築要求部314がRRC接続再構築完了の通知をターゲットeNB10へ送信するようにする。
第3の実施形態においては、制御部300は、ターゲットeNB10からRRC接続再構築の通知を受信することに基づいてRRC接続再構築要求部314を制御して、RRC接続再構築要求部314がRRC接続再構築完了の通知をターゲットeNB10へ送信するようにする。
記憶部330は、UE30の各種動作に必要なプログラム、データ等を記憶する機能部である。
図11は、接続再構築先eNBリスト332に記憶されているeNBのリストの一例である。図11では、接続構築先として、eNB10が記憶されている。
図10に戻って、記憶部330に記憶されたAPNリスト334は、インターネット接続を行う際にUE30が利用候補とするAPNを記憶する。
図12は、APNリスト334のデータ構成の一例である。
図12に示すように、APNリスト334には、UE30が利用候補とするAPNがリスト管理されている。図12には、APNの一例として、「WEB」を示す。
図10に戻って、ベアラ確立処理部340は、コアネットワーク80内のSGW50との通信路であるEPSベアラを確立するための処理を実行する。
図13は、PGW40(図3)の構成を説明する概略ブロック図である。
PGW40は、制御部400と、送受信部410と、記憶部430と、PMIP処理部440と、バス460とを備える。
制御部400、送受信部410、記憶部430およびPMIP処理部440は、バス460を介して相互に接続されている。
記憶部430は、バインディング情報432を備える。
制御部400は、記憶部430に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することにより移動端末装置UE30における種々の処理を実現する。
送受信部410は、ルータまたはスイッチに有線接続され、PDN95またはSGW50とパケットの送受信を行う。例えば、PDN95(図3)への接続方式として一般的に利用されているEthernet(登録商標)などによりパケットを送受信する。
記憶部430は、PGW40の各種動作に必要なプログラム、データ等を記憶する機能部であり、例えば半導体メモリ等により構成されている。また、記憶部430は、バインディング情報432を備える。
バインディング情報432は、PGW40がUE30宛の、パケットに分割された通信データを受信した際に、当該通信データをUE30に転送するための伝送路を決定するために用いられる情報である。ここで、バインディング情報の一例を図14に示す。
図14に示されているように、バインディング情報432は、UE30のIPアドレスプレフィックス(以下、「HNP(Home Network Prefix)」と言う。)と、SGW50への伝送路(例えば、「PMIPトンネル1」)と、を関連付けている。
ここで、UEのIPアドレスプレフィックスUE1_HNP1と伝送路PMIPトンネル1は、或るUE(UE1)に対するエントリーである。UEのIPアドレスプレフィックスUE2_HNP2と伝送路PMIPトンネル2とは、UE2に対するエントリーである。UEのIPアドレスプレフィックスUE3_HNP3と伝送路PMIPトンネル3とは、UE3に対するエントリーである。
なお、各移動端末装置UEには、ユニークな(一意的な)HNPが割り当てられるものとし、UE用のIPv6(IPバージョン6)のアドレスを生成するために使用される。ここで、割り当てられるHNPはIPv6である必要はなく、IPv4(IPバージョン4)であってもよい。
図13に戻って、PMIP処理部440は、PGW40とSGW50との間で用いられる転送路(PMIPトンネルと呼ぶ)を確立する。
図15は、サービングゲートウェイSGW50の構成を説明する概略ブロック図である。
SGW50は、制御部500と、送受信部510と、ベアラ確立処理部540と、記憶部530と、PMIP処理部550と、パススイッチ処理部560と、バス580とを備える。制御部500、送受信部510、ベアラ確立処理部540、記憶部530、PMIP処理部550およびパススイッチ処理部560は、バス580を介して相互に接続されている。
記憶部530は、EPSベアラコンテキスト532を備える。
制御部500は、記憶部530に記憶されている各種プログラム、データを読み出して実行することにより移動局装置SGW50における種々の処理を実現する。この処理の実行は、制御部500に内蔵するCPU(図示せず)等の装置を用いて実行される。
送受信部510は、ルータもしくはスイッチに有線接続され、PGW40、ブロードバンドアクセスネットワーク90(GW70)、MME60およびeNB10と、パケットの送受信を行う。例えば、ネットワークの接続方式として一般的に利用されているEthernet(登録商標)などにより送受信する。送受信部510は、例えば、MME60からのパススイッチの要求を受信することができる。また、送受信部510は、MME60からのパススイッチ要求に対するパススイッチ要求応答をMME60へ送信することができる。
ベアラ確立処理部540は、EPSベアラを確立するための処理を実行する。ベアラ確立処理部540では、MME60からパススイッチ(接続路切り替え)要求を受信した場合に、ターゲット基地局装置eNBからのパススイッチの要求に含まれるパススイッチ先のターゲット基地局装置eNBへ、パススイッチを行う。パススイッチとは、具体的には、ソースHeNBとSGW間のベアラを解放し、ターゲットeNBとSGW間のベアラを確立することである。
図16は、EPSベアラコンテキスト532の一例を示した図である。
EPSベアラコンテキスト532は、UE識別子(例えば「UE1」)と、APN(例えば「インターネット接続」)と、PGWアドレス(例えば、「2001:100:200:300::2」)と、eNBアドレス(例えば、「2001:100:200:300::2」)と、S1−TEID(例えば、TEID1)と、EPSベアラID(例えば、「EPSベアラ1」)とを対応付けて記憶し、UE毎に設定されるEPSベアラのコンテキストを管理する。
図15に戻って、PMIP処理部550は、PMIPトンネルをPGW40(図3)との間で確立する。
第1の実施形態ないし第3の実施形態において、MME60は、パススイッチの要求をSGW50に対して送信し、SGW50のパススイッチ処理部560は、送受信部510で受信したパススイッチ要求に対して、パススイッチ要求に含まれるターゲットeNBへデータ送信先を変更するようパススイッチ処理を行う。そして、送受信部510は、パススイッチの要求応答をMME60へ送信する。
図17は、移動管理装MME60の構成を説明する概略ブロック図である。
MME60は、制御部600と、送受信部610と、記憶部630と、バス660とを備える。記憶部630は、サブスクリップションDB632、APN-IPアドレス変換DB634およびEPSベアラコンテキスト636を備える。
制御部600、送受信部610および記憶部620は、バス660を介して相互に接続されている。制御部600は、記憶部630に記憶されている各種プログラム、データを読み出して実行することにより移動局装置MME60における種々の処理を実現する。この処理の実行は、制御部500に内蔵するCPU(図示せず)等の装置を用いて実行される。
送受信部610は、ルータもしくはスイッチに有線接続され、パケットの送受信を行う機能部である。送受信部610は、例えば、ネットワークの接続方式として一般的に利用されているEthernet(登録商標)等により、基地局装置eNB10との送受信を行う。
送受信部610は、例えば、図3のeNB10やHeNB20からのパススイッチの要求を受信することができる。送受信部610は、eNB10やHeNB20へパススイッチの要求応答を送信することができる。また、送受信部610は、eNB10やHeNB20からのパススイッチ要求に応じて、SGW50へパススイッチ要求を送信することができる。送受信部610は、SGW50からのパススイッチ要求応答を受信することができる。
図18は、サブスクリプションDB632の一例を示した図である。
サブスクリプションDB632は、移動通信システム1で管理している移動端末装置UEについて、そのUE識別子(例えば、IMSI(International Mobile Subscriber Identify:加入者識別情報)等から生成される「UE1」)と、許可CSG識別子リスト(例えば「CSG1」)と、接続可能APNリスト(例えば、「インターネット接続」)とを対応付けて記憶するデータベースである。
ここで、CSG(Closed Subscriber Group、閉鎖加入者群)識別子とは、ホーム基地局装置HeNB20に割り当てられるグループ識別子であり、移動端末装置UE30のHeNB20へのアクセス可否は、サブスクリプションDB632の許可CSG識別子リストに従って判断される。なお、管理の効率性から、複数のHeNB20に同じCSG識別子を割り当て、アクセス権限の管理を集約することもできる。
また、APNとは、EPSにおいてPDNを識別する識別子である。
そして、UEによるWEBアクセスへの可否は、現在接続中のHeNB20が許可CSG識別子リストに含まれているか否かと、さらにWEBアクセスに使用するAPNが接続可能APNリストに含まれているかによって決定される。
図19は、APN−IPアドレス変換DB634の一例を示した図である。
APN−IPアドレス変換DB634は、APN(「例えば、「種別1 インターネット接続」)と、グローバルeNB識別子(例えば、「HeNB1」)と、PGWアドレス(例えば、「2001:100:200:300::2」)とを対応付けて管理し、APNとグローバルeNB識別子とを用いて、PGW(或いはPGWのサブセットであるL−PGW)のIPアドレスを解決するDBである。
MME60は、UE30が接続元HeNB20aを切り替えた際に、切り替え先HeNB20bに割り当てられているグローバルeNB識別子とローカルIPアクセス用APNとを用いて、APN−IPアドレス変換DB424を参照し、L−PGWアドレスを取得し、ローカルPDNコネクションの終端PGWの切り替え要否や、切り替え先L−PGWアドレスを取得する。
また、グローバルeNB識別子とは、移動通信システム1に接続される総ての基地局装置(HeNB20といったホーム基地局を含む)を一意に識別する識別子である。
図20は、EPSベアラコンテキスト636の一例を示した図である。
EPSベアラコンテキスト636は、UE識別子(例えば、「UE1」)と、接続しているAPN(例えば、「種別1 インターネット接続」)と、HoA(例えば「2001:100:200:300::5」)と、PGWアドレス(例えば、「2001:100:200:300::2」)と、SGWアドレス(例えば、「2001:1::2」)と、eNBアドレス(例えば、「2001:100:200:300::2」)と、S1−TEID(例えば、TEID1)と、セルID(例えば、「ECGI(E−UTRAN Cell Global Identifier)1」)とEPSベアラID(例えば、「EPSベアラ1」)とを対応付けて記憶し、UE毎に設定されるEPSベアラのコンテキスト(設定情報)を管理する。
S1−TEIDは、基地局装置10(あるいはホーム基地局装置HeNB20内のLTE基地局部220(図6))とSGW間で確立される論理パスのIDであり、S1−TEIDはEPSベアラ毎に割り当てられる。
セルIDは、ホーム基地局装置も含めて個々の基地局装置eNBが形成する無線セルを一意に識別する識別子である。なお、ホーム基地局の場合は、セルIDと前述のグローバルeNB識別子とは同一である。
図21は、ゲートウェイGW70の構成を説明する概略説明図である。
GW70は、制御部700と、送受信部710と、記憶部730と、バス740とを備える。
制御部700、送受信部710および記憶部730は、バス740を介して相互接続される。
制御部700は、記憶部730に記憶されている各種プログラム、データを読み出して実行することによりGW70における種々の処理を実現する。
送受信部710は、ルータもしくはスイッチに有線接続され、ブロードバンドアクセスネットワーク90と、SGW50と、MME60とパケットの送受信を行う。例えば、ネットワークの接続方式として一般的に利用されているEthernet(登録商標)などにより送受信する。
図1に示すネットワークにおいて、インターネット接続に対応しているソースホーム基地局装置HeNB20と移動局装置UE30が通信中である場合であって、HeNB20が停電などにより停止したときに、HeNB20からターゲット基地局装置eNB10へRRC接続再構築を行うための手続について、説明をする。ここで、RRC接続再構築とは、HeNB20においてUE30と通信中にHeNB20が停止した場合に、HeNB20とUE30間で行っていた通信を継続するために、eNB10とUE30間において、無線リソースをeNB10、UE30間に再割り当てをすることである。
<第1の実施形態の再接続手続>
図22に、ソースHeNBからターゲットeNBへRRC再接続手続を行うためのシーケンス図を示す。
ソースHeNBとUEとの間において、接続状態を確立して通信を開始している状態から、説明を開始する。なお、図22において、ソースHeNBは、接続状態を確立しているHeNBであり、ターゲットeNBは、UE30がソースHeNBとの接続状態を確立できなくなった場合において、接続状態を確立する(RRC接続再構築要求を行う)基地局装置のことである。このターゲットeNBとは、それが基地局装置eNBである場合がある(この場合は、図1のeNB10がターゲットeNBである。)。また、ターゲットeNBとは、それがホーム基地局装置HeNBである場合がある(この場合は、図2のHeNB20bがターゲットeNBである。)。
ソースHeNBは、UEと下りリンクと上りリンクの双方でデータのやりとりを行う。つまり、ソースHeNBは、UEへ下りリンクデータを送信し、UEはソースHeNBへ上りリンクデータを送信する。このとき、ソースHeNBは、SGWと上りリンクデータと下りリンクデータをやりとりする。つまり、SGWはソースHeNBへ下りリンクデータを送信し、ソースHeNBはSGWへ上りリンクデータを送信する。
ここで、SGWがソースHeNBへ下りリンクデータを送信する際、図3のGW70およびブロードバンドアクセスネットワーク90を経由する。また、ソースHeNBがSGWへ上りリンクデータを送信する際、図3のブロードバンドアクセスネットワーク90およびGW70を経由する。
次に、ソースHeNBは、ターゲットeNBを検出する(S2201)。ここで、検出する方法として、例えば他のeNBまたはHeNBから送信されるUE宛ての参照信号を受信して、受信電力を計測し、最も受信電力の高いeNBをターゲットeNBとする。このとき、ターゲットeNBから送信されるUE宛ての参照信号に基づいて、そのeNBに関する情報を取得してもよい。または、このとき取得する情報は、ターゲットeNBに関する情報である必要はなく、その属するセルに関する情報であってもよい。または、この情報は、ターゲットeNBから有線回線を経由して、ソースHeNBへ通知されてもよい。
次に、ターゲットeNBを検出したソースHeNBは、UEへターゲットeNBに関する情報を通知する(S2202)。ターゲットeNBに関する情報を受け取ったUEは、ターゲットeNBに関する情報を接続再構築先eNBリスト332(図10)に格納する(S2203)。
続いて、ソースHeNBにおいて、電源停止した場合における処理を説明する(S2204)。
まず、UEは、ソースHeNBが停止したこと(障害が生じたこと)を検知する(S2205)。ソースHeNBが停止したこと(障害が生じたこと)を検知する方法は、例えば、UEは、ソースHeNBにおいて送信されている同期信号が一定時間受信できなくなった場合(radio link failure、無線回線故障)を契機として、ソースHeNBが停止していることを検知する。
ソースHeNBの停止(障害が生じたこと)を検知したUEは、予めソースHeNBから通知され、UEの接続再構築先eNBリスト332(図10)に存在するターゲットeNBへ、RRC接続再構築要求を送信する(S2206)。ここで、UEが送信するRRC 接続再構築要求には、UEを識別する情報やソースHeNBを識別する情報、セキュリティに関する情報を含めてもよい。また、上記の情報を通知するためのビット数や無線リソースに関する情報を通知してもよい。
UEからのRRC接続再構築要求を受信したターゲットeNBは、UEとソースHeNB間において、接続状態が故障したことを検知する(2207)。
続いて、ターゲットeNBは、MME60へパススイッチの要求を送信する(S2208)。パススイッチの要求には、パススイッチ元となるソースHeNBとパススイッチ先となるターゲットeNBの情報を含める。
次に、MME60は、SGW50へパススイッチの要求を送信する(S2209)。
MME60からパススイッチの要求を受信したSGW50は、パススイッチ元となるソースHeNBからパススイッチ先となるターゲットeNBへ下りリンクデータの送信先を切り替える(S2210)。ここで、ソースHeNBとSGW50間において、通信リソースが設定されている場合には、その通信リソースの解放を行う。
続いて、ソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを行ったSGWは、MMEへソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを完了したことを示すパススイッチ要求応答を送信する(S2211)。
MMEは、SGWがソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを完了したことを示すパススイッチ要求応答をターゲットeNBへ送信する(2212)。ここで、ターゲットeNBは、パススイッチ要求応答に含まれるところのSGW50の情報に従って、上りリンクデータを送信するSGW50を切り替える(パススイッチする)。
上記の手順を経ることにより、SGW50、ターゲットeNB間において、下りリンクデータと上りリンクデータを伝送する準備が完了する。
一方、ターゲットeNBは、ステップS2206においてRRC接続再構築要求を行ったUEへ、RRC接続再構築の通知を行う(S2213)。ここで、ターゲットeNBは、ステップS2206におけるRRC接続再構築要求に含まれたUEに関する情報を利用して、RRC接続再構築の通知先を決定する。RRC接続設定には、下りリンク信号の受信に必要なリソースに関する情報や上りリンク信号の送信に必要なリソースに関する情報が含まれる。
RRC接続再構築の通知を受け取ったUEは、ターゲットeNBからのリソース割り当てに従って、下りリンクデータの受信や上りリンクデータの送信の準備を行う。続いて、接続のリソース割り当てを正しく受信したUEはターゲットeNBへRRC接続再構築完了の通知を送信する(S2214)。
上記の手順を経ることにより、ターゲットeNB、UE間において、下りリンクデータと上りリンクデータを伝送する準備が完了する。
上記により、停電(障害)などが発生し、ソースHeNBが突然停止した場合においても、ソースHeNBを介することなく、ターゲットeNBを選択し、RRC接続再構築手続を行い、通信を継続することが可能となる。また、本実施形態では、移動局装置UEによるQoS(通信のサービス品質)の送信のようなメジャメントレポート(measurement report、測定報告)の送信を必要としない。
つまり、ソースHeNBが突然停止した場合においても、メジャメントレポートの報告結果が消失することにより利用できなくなるというリスクがない。また、メジャメントレポートを送信する必要がないことから、メジャメントレポート送信に必要であった通信リソースを他の用途に用いることができ、通信リソースを有効活用することが可能となる。
また、予めUEにRRC接続再構築先のeNB(ターゲットeNB)を通知しておくことにより、UEはRRC接続再構築先の対象となるeNBを選択するというプロセスを省略することができる。
<第2の実施形態の再接続手続>
第2の実施形態では、基地局装置eNB10から定期的に送信される参照信号を利用する。このeNB10によって送信される参照信号を利用することにより、ターゲットeNB10を決定することができる。この参照信号には、eNB10の識別子が含まれている。ここで、ターゲットeNBの決定方法は様々な方法が考えられるが、例えば、UE30において参照信号の受信電力を計測し、最も受信電力が大きい参照信号の送信先eNB10をターゲットeNBとして決定することができる。
また、UEは、近隣のHeNB(図2のHeNB20b)およびeNB10aから送信された参照信号の受信電力を計測することができる。UE30による受信電力の計測には、上述したように、HeNB20bおよびeNB10aから定期的に送信される参照信号を用いることができ、それぞれの参照信号の受信電力を計測し、最も受信電力が大きい参照信号を送信したeNB10aまたは、HeNB20bをターゲットeNB(または、ターゲットHeNB)として決定することができる。
図23に、本実施形態におけるHeNB20からeNB10へRRC接続再構築を行うための手続を示す。
図23では、ソースHeNBとUEとの間において、接続状態を確立して通信を開始している状態から開始する。なお、図23において、ソースHeNBは、接続状態を確立しているホーム基地局装置であり、ターゲットeNBは、UEがソースHeNBとの接続状態を確立できなくなった場合において、接続状態を確立するeNBである。ここで、図2に示すように、ターゲットeNBは、基地局装置eNBである必要はなく、ホーム基地局装置HeNB20bであってもよい。
ソースHeNBは、UEと下りリンクと上りリンクデータのやりとりを行う。つまり、ソースHeNBはUEへ下りリンク信号を送信し、UEはソースHeNBへ上りリンクデータを送信する。このとき、ソースHeNBは、SGWと上りリンクデータと下りリンクデータをやりとりする。つまり、SGWはソースHeNBへ下りリンクデータを送信し、ソースHeNBはSGWへ上りリンクデータを送信する。
まず、ターゲットeNBは、参照信号をUEへ送信する(2301)。ここで、ターゲットeNBは自身を示すターゲットeNBを示す識別子を参照信号に含める。
eNBから参照信号を受信したUEは、ターゲットeNBの決定を行う(22302)。ここで、UEはeNBからの参照信号を利用してターゲットeNBを決定する。受信するeNBからの参照信号は複数であってよく、複数のターゲットeNBからの参照信号(それぞれの参照信号には、送信したeNBの情報(識別子)が含まれる。)から選択することができる。
複数のeNBを示す参照信号からeNBを示す方法は、複数存在するが、例えば、参照信号の受信電力値を用いることができる。また、決定したeNB(ターゲットeNB)の情報は、電源停止などが発生した場合に接続先を切り替えるためにUE30の接続再構築先リスト332(図10)において、ターゲットeNBの情報として格納しておく。
続いて、ソースHeNBにおいて、電源停止した場合(S2303)における処理を説明する。
まず、UEは、ソースHeNBが停止したこと(障害)を検知する(S2304)。ソースHeNBが停止したこと(障害)を検知する方法は種々存在するが、例えば、ソースHeNBにおいて送信されている同期信号が一定時間受信できなくなった場合を契機として、ソースHeNBが停止していること(障害)を検知する。
ソースHeNB20の停止(障害)を検知したUEは、ターゲットeNB10へRRC接続再構築要求を送信する(S2305)。ここで、RRC接続再構築要求を送信する相手先のeNBの選択方法は、例えば、eNBから送信された参照信号における受信電力値などを比較することで、eNBを選択する。また、UEが送信するRRC接続再構築要求には、UE30を識別する情報やソースHeNBを識別する情報、セキュリティに関する情報を含めることができる。また、上記の情報を通知するためのビット数や無線リソースに関する情報を通知することができる。
UE30からの再接続要求を受信したターゲットeNBは、UEとソースHeNBとの間において、接続状態が停止したこと(無線回線故障)を検知する(S2306)。
続いて、ターゲットeNBは、MMEへパススイッチの要求を送信する(S2307)。パススイッチの要求には、パススイッチ元となるソースHeNBとパススイッチ先となるターゲットeNBの情報を含める。
次に、MMEは、SGWへパススイッチの要求を送信する(S2308)。パススイッチ要求には、パススイッチ元となるソースHeNBとパススイッチ先となるターゲットeNBの情報を含める。
MMEからパススイッチの要求を受信したSGWは、パススイッチ元となるソースHeNB20からパススイッチ先となるターゲットeNBへ下りリンクデータの送信先として切り替える(S2309)。ここで、ソースHeNBとSGWとの間において、通信リソースが設定されている場合には、その通信リソースの解放を行う。続いて、ソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを行ったSGWは、MMEへソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを完了したことを示すパススイッチ要求応答を送信する(S2310)。
MMEは、SGWがソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを完了したことを示すパススイッチ要求応答をターゲットeNBへ送信する(S2311)。ここで、ターゲットeNBにおいて、上りリンクデータを送信するSGWが異なっている場合、ターゲットeNBは、上りリンクデータを送信するSGW50を切り替える(このことを「パススイッチする」と言う。)。
上記の手順を経ることにより、SGW、ターゲットeNB間において、下りリンクデータと上りリンクデータとを伝送する準備が完了する。
一方、ターゲットeNBは、ステップS2305においてRRC接続再構築要求を行ったUEへRRC接続再構築の通知を行う(S2312)。ここで、ターゲットeNBは、ステップS2305におけるRRC接続再構築要求に含まれたUEに関する情報を利用して、RRC接続再構築の通知先を決定する。RRC接続設定には、下りリンク信号の受信に必要なリソースに関する情報や上りリンク信号の送信に必要なリソースに関する情報が含まれる。
RRC接続再構築の通知を受け取ったUEは、ターゲットeNBからのリソース割り当てに従って、下りリンクデータの受信や上りリンクデータの送信の準備を行う。続いて、接続のリソース割り当てを正しく受信したUEは、ターゲットeNBへRRC接続再構築完了の通知を送信する(S2313)。
上記の手順を経ることにより、ターゲットeNBとUEとの間において、下りリンクデータと上りリンクデータを伝送する準備が完了する。
上記により、停電(その他の障害)などが発生し、ソースHeNBが突然停止した場合においても、ソースHeNBを介することなく、ターゲットeNBを選択し、RRC接続再構築手続を行い、通信を継続することが可能となる。
また、本実施形態では、ハンドオーバ手続の判断として従来の技術において利用されているところのeNBから送信される参照信号を利用したRRC接続再構築を行うことができ、システムとして大きな変更を行う必要がないという効果を奏する。
<第3の実施形態の再接続手続>
図24に、本実施形態におけるホーム基地局装置HeNBから基地局装置eNBへRRC接続再構築を行うための手続を示す。
本実施形態では、ソースHeNBとUE間において、接続状態を確立して通信を開始している状態から開始する。なお、図24において、ソースHeNBは、接続状態を確立している基地局装置であり、ターゲットeNBは、UE30がソースHeNBとの接続状態を確立できなくなった場合において接続状態を確立する基地局装置のことである。ここで、ターゲットeNBは、eNBである必要はなく、HeNBでもよい。
ソースHeNBは、UEと下りリンクと上りリンクデータのやりとりを行う。つまり、ソースHeNBはUEへ下りリンク信号を送信し、UEはソースHeNBへ上りリンクデータを送信する。このとき、ソースHeNBは、SGWと上りリンクデータと下りリンクデータをやりとりする。つまり、SGWは、ソースHeNBへ下りリンクデータを送信し、ソースHeNBは、SGWへ上りリンクデータを送信する。
次に、UEは、ソースHeNBのメジャメントレポート、および接続再構築先の候補となるターゲットeNBのメジャメントレポートをソースHeNBへ送信する(2401)。ここで、UEは、ソースHeNBについてのメジャメントレポートは、ソースHeNBから送信された参照信号を測定して作成する。また、UEは、ターゲットeNBについてのメジャメントレポートは、ターゲットeNBから送信された参照信号を測定して作成する。ここで、メジャメントレポートとしては、例えば、参照信号の受信電力値を用いて作成することができる。
また、UEが送信するソースHeNBについてのメジャメントレポートおよびターゲットeNBについてのメジャメントレポートは、別々のタイミングで送信してもよいし、同じタイミングで送信してもよい。
次に、ソースHeNBは、UEにおけるターゲットeNBの選択とUEリストの生成とを行う(2402)。ここで、ターゲットeNBの選択には、例えば、UEが送信した測定報告を比較し、最もRRC接続再構築先として適したeNBを選択する。また、最もRRC接続再構築先として適したeNBを選択するために、例えば、測定報告における受信電力値を比較して行うことができる。
図25にUEリストの例を示す。
図25のように、UE30におけるターゲットeNBの選択を行った後、RRC接続再構築先となっているUE30をUEリストとして登録する。図25のように、複数のUEが存在し、RRC接続再構築先として同じeNBにRRC接続再構築するUEを、そのUEリストに含めてもよい。図25では、UE1、UE2、UE3、等が登録されている。
図24に戻って、ソースHeNBは、ターゲットeNBに対して、UEリストを送信する(2403)。続いて、ソースHeNBは、ターゲットeNBへ同期信号(「アライブ信号」と言うことがある。)を送信する(2404)。本実施形態では、3回の同期信号(アライブ信号)の送信を行うが、3回である必要はない。このアライブ信号は同期信号であり、ソースHeNBが停止しているかどうかを即座に確認することを目的とする信号である。したがって、アライブ信号は、この目的に則した信号であれば同期信号以外の他の信号でもよい。
図26にアライブ信号のフォーマットを示す。図26では、アライブ信号にアライブHeNB(ターゲットHeNBのことを言う。)に関する情報として、セルIDが含まれている。ここで、アライブ信号にセルIDが含まれる必要はなく、HeNBに関する情報であればよい。
ここで、アライブ信号を送信するのではなく、予め電源停止に備えて、予備バッテリを確保し、主電源の次に停止の予備電源も停止の直前の状態においてデッス信号(death signal)を送信し、HeNBの電源停止状態をターゲットeNBへ通知してもよい。
続いて、ソースHeNBにおいて、電源停止した(障害の発生した)場合における処理を説明する(S2405)。
まず、ターゲットeNBは、ソースHeNBが停止したこと(障害)を検知する(S2406)。ソースHeNBが停止したこと(障害)を検知する方法は、例えば、ソースHeNBにおいて送信されているアライブ信号が一定時間受信できなくなった場合を契機として、ソースHeNBが停止していることを検知する。または、ターゲットeNBは、デッス信号の受信に基づいて、ソースHeNBが停止していることを検知する。
ソースHeNBの停止(障害)を検知したターゲットeNBは、MME60へパススイッチの要求を送信する(S2407)。パススイッチの要求には、パススイッチ元となるソースHeNBとパススイッチ先となるターゲットeNBの情報を含める。
次に、MMEは、SGWへパススイッチの要求を送信する(S2408)。パススイッチ要求には、パススイッチ元となるソースHeNBとパススイッチ先となるターゲットeNBの情報を含める。
MMEからパススイッチの要求を受信したSGWは、パススイッチ元となるソースHeNBからパススイッチ先となるターゲットeNBへ、下りリンクデータの送信先を切り替える。ここで、ソースHeNBとSGW50間において、通信リソースが設定されている場合には、その通信リソースの解放を行う。続いて、ソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを行ったSGWは、MMEへソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを完了したことを示すパススイッチ要求応答を送信する(S2409)。
MMEは、SGWがソースHeNBからターゲットeNBへパススイッチを完了したことを示すパススイッチ要求応答をターゲットeNBへ送信する(S2410)。ここで、ターゲットeNBは、上りリンクデータを送信すべきSGWと異なっている場合、ターゲットeNBは、上りリンクデータを送信するSGW50を切り替える。
上記の手順を経ることにより、SGW、ターゲットeNB間において、下りリンクデータと上りリンクデータを伝送する準備が完了する。
一方、ターゲットeNBは、UEへRRC接続再構築要求を行う(S2411)。ここで、ターゲットeNBは、ステップS2406におけるUEリストに含まれたUEに関する情報を利用して、RRC接続再構築要求を行う。RRC接続再構築には、下りリンク信号の受信に必要なリソースに関する情報や上りリンク信号の送信に必要なリソースに関する情報が含まれる。
RRC接続再構築要求を受け取ったUEは、ターゲットeNBからのリソース割り当てに従って、下りリンクデータの受信や上りリンクデータの送信の準備を行う。続いて、接続のリソース割り当てを正しく受信したUEは、ターゲットeNBへRRC接続再構築完了の通知を送信する(S2412)。
上記の手順を経ることにより、ターゲットeNB、UE30間において、下りリンクデータと上りリンクデータを伝送する準備が完了する。
上記により、停電などが発生し、ソースHeNBが突然停止した場合においても、ソースHeNBを介することなく、ターゲットeNBを選択し、RRC接続再構築手続を行い、通信を継続することが可能となる。また、本実施形態では、ソースHeNBの停止の検知をターゲットeNBにおいて行うことにより、UEにおいて、ソースHeNBの停止の検知に時間を要した場合において、ターゲットeNBによる、RRC接続再構築要求を送信することにより、RRC接続再構築をスムーズに行うことが可能となる。また、本実施形態では、ターゲットeNBからの明示のRRC接続再構築要求があるので、ハンドオーバ処理がより確実に行われる。
本発明に関わる上記実施例においては、ソース基地局装置が狭小なセルのホーム基地局装置であり、ターゲット基地局装置が広範囲のセルの基地局装置であったが、本発明の実施形態はこれに限定されない。ソース基地局装置が広範囲のセルのものであってもよいし、ターゲット基地局装置が狭小なセルのホーム基地局装置であってもよい。
また、本発明の実施形態はLTEにおいて実施できるのみならず、その先の世代のLTE‐Advancedにおいても実施することができる。
本発明に関わる上記実施形態において説明をした数々の機能は、内蔵のマイクロコンピュータでの中央処理装置CPU等を制御するコンピュータ・プログラムの実行によって代替することができる。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的に記憶装置RAMに蓄積され、また、各種の記録装置ROMや磁気記憶装置HDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行われる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体(例えば、ROM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等のいずれであってもよい。また、格納したプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の上記実施形態の機能を実現することもできる。
また、本発明に関わる上記実施形態において説明をした数々の機能を代替実行することのできるコンピュータ・プログラムを可搬型の記録媒体に格納して、独立の商品として市場で流通させたり、または、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりして市場に流通させることができる。この場合、上記記録媒体とか、サーバコンピュータの記憶装置とかも、本発明の特許請求の範囲の技術的範囲に抵触する。
また、上述した実施形態における端末および基地局の一部、または全部を典型的には半導体集積回路であるLSIとして実現してもよい。端末および基地局の各機能ブロックは個別に半導体チップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。
また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
この発明は、通信方法、移動局装置、基地局装置の分野において利用することができる。
1・・・無線通信システム
1‐1・・・セル(無線アクセスシステム)
10・・・基地局装置eNB
20・・・ホーム基地局装置HeNB
20‐1・・・フェムトセル(ホームネットワーク)
30・・・移動端末装置UE
40・・・パケットデータゲートウェイPGW
50・・・サービングゲートウェイSGW
60・・・移動管理装置MME
70・・・ゲートウェイGW
80・・・コアネットワーク80
90・・・ブロードバンドアクセスネットワーク
95・・・PDN(インターネット)

Claims (14)

  1. 移動端末装置が第1の基地局装置と通信を行う過程と、
    第1の基地局装置において障害が発生した場合には、前記移動端末装置が前記障害を検知する過程と、
    前記移動端末装置がハンドオーバ手続を開始する過程と、
    前記移動端末装置が第2の基地局装置との接続を行う過程と、
    を具備することを特徴とする通信方法。
  2. 第1の基地局装置が狭小なセルを有するホーム基地局装置であることを特徴とする請求項1に記載の通信方法。
  3. 第1の基地局装置および第2の基地局装置が広範囲のセルを有する基地局装置であることを特徴とする請求項1に記載の通信方法。
  4. 第3の基地局装置を備え、第1および第2の基地局装置が小型の省電力基地局装置であり、第3の基地局装置が広いエリアをカバーする基地局装置であることを特徴とする請求項1に記載の通信方法。
  5. 移動端末装置が第1の基地局装置と通信を行う過程と、
    前記移動端末装置がハンドオーバの場合に移動先となる第2の基地局装置の情報を格納する過程と、
    第1の基地局装置において障害が発生した場合には、前記移動端末装置が前記障害を検知する過程と、
    前記移動端末装置が第2の基地局に通信を継続する接続再構築要求を送信する過程を含むハンドオーバ手続が開始する過程と、
    前記移動端末装置が第2の基地局装置との接続を行う過程と、
    を具備することを特徴とする通信方法。
  6. 移動先となる第2の基地局装置の情報が第2の基地局装置から前記移動端末装置へと送信される過程を具備することを特徴とする請求項5に記載の通信方法。
  7. 移動先となる第2の基地局装置を前記移動局装置が決定する過程を具備することを特徴とする請求項5に記載の通信方法。
  8. 移動端末装置が第1の基地局装置と通信を行う過程と、
    第1の基地局装置がアライブ信号を移動先となる第2の基地局装置へ送信する過程と、
    第1の基地局装置において障害が発生した場合には、第2の基地局装置が前記障害を検知する過程と、
    第2の基地局装置が前記移動局装置に通信を継続する接続再構築要求を送信する過程を含むハンドオーバ手続が開始する過程と、
    前記移動端末装置が第2の基地局装置との接続を行う過程と、
    を具備することを特徴とする通信方法。
  9. 前記アライブ信号は同期信号であることを特徴とする請求項8に記載の通信方法。
  10. 前記アライブ信号の代わりにデッス信号が用いられることを特徴とする請求項8に記載の通信方法。
  11. 通信を継続する接続再構築要求を接続先基地局装置に行う部を備えることを特徴とする移動端末装置。
  12. アライブ信号の送信をハンドオーバに先立って他の基地局装置に対して行う部を備えることを特徴とする基地局装置。
  13. 接続再構築先リストと、
    通信を継続する接続再構築要求部と、
    を具備することを特徴とする移動端末装置。
  14. 接続元の基地局装置に関する基地局装置停止検知部と、
    ハンドオーバのパススイッチ要求信号生成部と、
    を具備することを特徴とする基地局装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014216699A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 富士通株式会社 情報集約装置、接続切り替え方法及び無線ネットワークシステム
JP6023849B1 (ja) * 2015-05-12 2016-11-09 西日本電信電話株式会社 通信システム及び通信方法
WO2022045332A1 (ja) * 2020-08-31 2022-03-03 日本電気株式会社 中継装置、端末及び中継方法
US11889416B2 (en) 2018-09-14 2024-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Message indicating a pass-through mode in which data is relayed between a terminal device and a network without being subjected to a conversion process

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