JP2014526839A - 無線通信システムにおいて端末のplmn情報格納方法及びそのための装置 - Google Patents

無線通信システムにおいて端末のplmn情報格納方法及びそのための装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、無線通信システムにおいて端末のPLMN(Public Land Mobile Network)情報を格納する方法及び装置に関するものである。具体的に、端末のPLMN(Public Land Mobile Network)情報を格納する方法において、少なくとも一つのPLMN(Public Land Mobile Network)のうち、セレクテッドPLMNを決定することと、セレクテッドPLMNに対して接続問題を検出することと、接続問題が検出される場合、セレクテッドPLMNに関する情報を格納することとを含むことを特徴とする。
【選択図】図9

Description

本発明は、無線通信システムに係り、より詳細には、無線通信システムにおいて端末のPLMN(Public Land Mobile Network)情報を格納する方法及びそのための装置に関する。
本発明を適用できる無線通信システムの一例として、3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution;以下、「LTE」という。)通信システムについて概略的に説明する。
図1は、無線通信システムの一例として、E−UMTSネットワーク構造を概略的に示す図である。E−UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)システムは、既存のUMTS(Universal Mobile Telecommunications System)から進化したシステムであって、現在、3GPPで基礎的な標準化作業を進行している。一般に、E−UMTSは、LTE(Long Term Evolution)システムと呼ぶこともできる。UMTS及びE−UMTSの技術規格(technical specification)の詳細な内容は、それぞれ「3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network」のRelease7及びRelease8を参照することができる。
図1を参照すると、E−UMTSは、端末(User Equipment;UE)、基地局(eNode B;Enb)、及びネットワーク(E−UTRAN)の終端に位置して外部ネットワークと接続するアクセスゲートウェイ(Access Gateway;AG)を含む。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び/またはユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に伝送することができる。
一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、1.25、2.5、5、10、15、20MHzなどの帯域幅のいずれか一つに設定されて、複数の端末に下りまたは上り伝送サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、複数の端末に対するデータ送受信を制御する。ダウンリンク(Downlink;DL)データについて、基地局は、ダウンリンクスケジューリング情報を伝送して、該当の端末にデータが伝送される時間/周波数領域、符号化、データのサイズ、HARQ(Hybrid Automatic Repeatand reQuest)関連情報などを知らせる。また、アップリンク(Uplink;UL)データについて、基地局は、アップリンクスケジューリング情報を該当の端末に伝送して、該当端末が使用できる時間/周波数領域、符号化、データのサイズ、HARQ関連情報などを知らせる。基地局間には、ユーザトラフィックまたは制御トラフィックの伝送のためのインターフェースを使用することができる。コアネットワーク(Core Network;CN)は、AG及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成することができる。AGは、複数のセルで構成されるTA(Tracking Area)単位で端末の移動性を管理する。
無線通信技術は、WCDMA(登録商標)に基づいてLTEまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求及び期待は増加し続けている。また、他の無線接続技術の開発が続いているので、今後、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりコストの減少、サービス可用性の増大、融通性のある周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適切なパワー消耗などが要求される。
本発明の目的は、無線通信システムにおいて端末のPLMN(Public Land Mobile Network)情報を格納する方法、及びそのための装置を提供することにある。
本発明で達成しようとする技術的課題は、上記の技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
上述した問題を解決するための本発明の一様態である無線通信システムにおいて端末のPLMN(Public Land Mobile Network)情報を格納する方法は、少なくとも一つのPLMN(Public Land Mobile Network)のうち、セレクテッドPLMNを決定することと;前記セレクテッドPLMNに対して接続問題を検出することと;前記接続問題が検出される場合、前記セレクテッドPLMNに関する情報を格納することと;を含むことを特徴とする。
また、前記端末が前記セレクテッドPLMNに成功的に登録された場合、前記セレクテッドPLMNは、登録されたPLMN(Registered PLMN、RPLMN)であることを特徴とすることができる。
また、前記セレクテッドPLMN情報は、セレクテッドPLMN(selected PLMN)に対するPLMN−アイデンティティ(PLMN−Identity)であることを特徴とすることができる。
また、前記セレクテッドPLMN情報は、前記端末のVarRLF−Report(variable radio link failure−report)に格納されることを特徴とすることができる。
また、前記セレクテッドPLMNが登録されたPLMN(Registered PLMN、RPLMN)に対応する場合、基地局に前記格納されたセレクテッドPLMNに関する情報を伝送することをさらに含むことができ、さらに、前記端末が前記基地局から情報要請を受信した場合に伝送することができ、好ましくは、前記接続問題が検出される場合、無線品質に対する測定値を格納し、前記格納された無線品質に対する測定値は、前記セレクテッドPLMN情報と共に伝送されることを特徴とすることができる。
より好ましくは、前記セレクテッドPLMNに関する情報は、RRC(Radio Resource Control) Connection Setup Completeメッセージを通じて伝送することができ、前記無線品質に対する測定値は、RSRP(Reference Signal Received Power)及びRSRQ(Reference Signal Received Quality)のうち少なくとも一つであることを特徴とすることができる。
また、前記接続問題が検出される場合は、特定のタイマーが終了する場合であることを特徴とすることができる。さらに、前記接続問題は、無線リンク失敗(RLF:Radio Link Failure)またはハンドオーバ失敗であることを特徴とすることができる。
本発明によれば、端末がPLMNに登録される前に発生した無線上の問題に関する情報を格納することができる。
本発明から得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、下記の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明の実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
無線通信システムの一例として、E−UMTSネットワーク構造を概略的に示す図である。 E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)のネットワーク構造を概念的に示す図である。 3GPP無線接続ネットワーク規格に基づく端末とE−UTRANとの間の無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)の制御プレーン(Control Plane)及びユーザプレーン(User Plane)構造を示す図である。 3GPPシステムに用いられる物理チャネル及びこれらを用いた一般的な信号伝送方法を示す図である。 LTEシステムにおいて用いられる無線フレームの構造を示す図である。 呼び出しメッセージを用いた一般的な送受信方法を示す図である。 従来技術に係る、RLF情報を格納する方法を示す図である。 本発明によってPLMN情報を格納する方法を示す図である。 本発明によって、端末のRRC接続設定(RRC connection establishment)過程でRLFが発生する場合の実施例を示す図である。 本発明の実施例に係る通信装置を示す図である。
以下、添付の図面を参照して説明された本発明の実施例によって、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が3GPPシステムに適用された例である。
本明細書は、LTEシステム及びLTE−Aシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上記の定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書は、FDD方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、H−FDD方式またはTDD方式にも容易に変形して適用可能である。
図2は、E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)のネットワーク構造を概念的に示す図である。特に、E−UTRANシステムは、既存のUTRANシステムから進化したシステムである。E−UTRANはセル(eNB)で構成され、各セルはX2インターフェースを介して接続される。セルは、無線インターフェースを介して端末と接続され、S1インターフェースを介してEPC(Evolved Packet Core)に接続される。
EPCは、MME(Mobility Management Entity)、S−GW(Serving−Gateway)及びPDN−GW(Packet Data Network−Gateway)で構成される。MMEは、端末の接続情報や端末の能力に関する情報を有しており、このような情報は、端末の移動性管理に主に使用される。S−GWは、E−UTRANを終端点として有するゲートウェイであり、PDN−GWは、PDN(Packet Data Network)を終端点として有するゲートウェイである。
図3は、3GPP無線接続ネットワーク規格に基づく端末とE−UTRANとの間の無線インターフェースプロトコル(Radio Interface Protocol)の制御プレーン(Control Plane)及びユーザプレーン(User Plane)構造を示す図である。制御プレーンは、端末(User Equipment;UE)及びネットワークが呼を管理するために用いる制御メッセージが伝送される通路を意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データまたはインターネットパケットデータなどが伝送される通路を意味する。
第1層である物理層は、物理チャネル(PhysicalChannel)を用いて上位層に情報伝送サービス(Information Transfer Service)を提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御(Medium Access Control)層とは伝送チャネル(Transport Channel)を介して接続されている。前記伝送チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間でデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間では、物理チャネルを介してデータが移動する。前記物理チャネルは、時間と周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、ダウンリンクでOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式で変調され、アップリンクでSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式で変調される。
第2層の媒体接続制御(Medium Access Control;MAC)層は、論理チャネル(Logical Channel)を介して上位層の無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)層にサービスを提供する。第2層のRLC層は、信頼性のあるデータ伝送を支援する。RLC層の機能は、MAC内部の機能ブロックにより具現してもよい。第2層のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層は、帯域幅の狭い無線インターフェースにおいてIPv4やIPv6のようなIPパケットを効率的に伝送するために、不必要な制御情報を減らすヘッダ圧縮(Header Compression)機能を行う。
第3層の最下部に位置した無線リソース制御(Radio Resource Control;RRC)層は、制御プレーンでのみ定義される。RRC層は、無線ベアラ(Radio Bearer;RB)の設定(Configuration)、再設定(Re−configuration)及び解除(Release)と関連して論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。RBは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第2層によって提供されるサービスを意味する。そのために、端末とネットワークのRRC層は互いにRRCメッセージを交換する。
以下、端末のRRC状態及びRRC接続方法について説明する。RRC状態とは、端末のRRCがE−UTRANのRRCと論理的接続(logical connection)がなされているか否かを示し、接続されている場合はRRC接続状態(RRC_CONNECTED)、接続されていない場合はRRC休止状態(RRC_IDLE)と呼ぶ。
E−UTRANは、RRC接続状態の端末の存在をセル単位で把握できるので、端末を効果的に制御することができる。反面、E−UTRANは、RRC休止状態の端末をセル単位で把握することができず、セルよりも大きい地域単位であるTA単位でCNが管理する。すなわち、RRC休止状態の端末がセルから音声やデータのようなサービスを受けるためには、RRC接続状態に状態遷移しなければならない。
特に、ユーザが端末の電源を初めて入れたとき、端末は、まず、適切なセルを探索した後、該当セルにおいてRRC休止状態に留まる。RRC休止状態に留まっていた端末は、RRC接続を確立する必要がある場合になって初めてE−UTRANのRRCとRRC接続設定(RRC connection establishment)過程を行うことで、RRC接続状態に遷移する。ここで、RRC接続を確立する必要がある場合としては、ユーザの通話試みなどの理由で上りデータ伝送が必要な場合、またはE−UTRANからページングメッセージを受信して、これに対する応答メッセージを伝送しなければならない場合などを挙げることができる。
一方、RRC層の上位にあるNAS(Non−Access Stratum)層は、セション管理(Session Management)と移動性管理(Mobility Management)などの機能を行う。NAS層では、端末の移動性管理のために、EMM(EPS Mobility Management)登録状態(EMM−REGISTERED)及びEMM未登録状態(EMM−UNREGISTERED)の二つの状態が定義されており、この二つの状態は、端末及びMMEに適用される。初期端末はEMM未登録状態であり、この端末がネットワークに接続するために、初期接触(Initial Attach)手順を通じて該当のネットワークに登録する過程を行う。接触手順が成功的に行われると、端末及びMMEはEMM登録状態となる。
また、NAS層では、端末とEPCとの間のシグナリング接続(signaling connection)を管理するために、ECM(EPS Connection Management)休止状態(ECM_IDLE)及びECM接続状態(ECM_CONNECTED)の二つの状態が定義されており、この二つの状態は、端末及びMMEに適用される。ECM休止状態の端末がE−UTRANとRRC接続を確立すると、該当端末はECM接続状態となる。ECM休止状態にあるMMEは、E−UTRANとS1接続を確立すると、ECM接続状態となる。
端末がECM休止状態にある時には、E−UTRANは端末の情報(context)を有していない。したがって、ECM休止状態の端末は、ネットワークの命令を受けることなく、セル選択またはセル再選択手順のような端末ベースの移動性関連手順を行う。一方、端末がECM接続状態にある時には、端末の移動性はネットワークの命令によって管理される。ECM休止状態で、端末の位置がネットワークが知っている位置から変化する場合、端末は、TA更新(Tracking Area Update)手順を通じてネットワークに端末の該当の位置を知らせる。
LTEシステムにおいて基地局(eNB)を構成する一つのセルは、1.25、2.5、5、10、15、20MHzなどの帯域幅のいずれか一つに設定されて、複数の端末に下りまたは上り伝送サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。
ネットワークから端末にデータを伝送する下り伝送チャネルには、システム情報を伝送するBCH(Broadcast Channel)、ページングメッセージを伝送するPCH(Paging Channel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを伝送する下りSCH(Shared Channel)などがある。下りマルチキャストまたは放送サービスのトラフィックまたは制御メッセージの場合、下りSCHを介して伝送されてもよく、または別途の下りMCH(Multicast Channel)を介して伝送されてもよい。
一方、端末からネットワークにデータを伝送する上り伝送チャネルには、初期制御メッセージを伝送するRACH(Random Access Channel)、ユーザトラフィックや制御メッセージを伝送する上りSCH(Shared Channel)がある。伝送チャネルの上位にあり、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル(Logical Channel)には、BCCH(Broadcast Control Channel)、PCCH(Paging Control Channel)、CCCH(Common Control Channel)、MCCH(Multicast Control Channel)、MTCH(Multicast Traffic Channel)などがある。
図4は、3GPPシステムに用いられる物理チャネル、及びこれらを用いた一般的な信号伝送方法を説明するための図である。
端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入した場合、基地局と同期を取るなどの初期セル探索(Initial cell search)作業を行う(S401)。そのために、端末は、基地局から主同期チャネル(Primary Synchronization Channel;P−SCH)及び副同期チャネル(Secondary Synchronization Channel;S−SCH)を受信して基地局と同期を合わせ、セルIDなどの情報を獲得することができる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル(Physical Broadcast Channel)を受信して、セル内の放送情報を獲得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階においてダウンリンク参照信号(Downlink Reference Signal;DLRS)を受信して、ダウンリンクチャネル状態を確認することができる。
初期セル探索を終えた端末は、物理ダウンリンク制御チャネル(Physical Downlink Control Channel;PDCCH)、及び前記PDCCHに乗せられた情報に基づいて物理ダウンリンク共有チャネル(Physical Downlink Control Channel;PDSCH)を受信することによって、より具体的なシステム情報を獲得することができる(S402)。
一方、基地局に最初に接続したり、または信号伝送のための無線リソースがない場合、端末は、基地局に対してランダムアクセス過程(Random Access Procedure;RACH)を行うことができる(ステップS403乃至ステップS406)。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel;PRACH)を介して特定シーケンスをプリアンブルとして伝送し(S403)、PDCCH及び対応するPDSCHを介して、プリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる(S404)。競合ベースのRACHの場合、衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)をさらに行うことができる。
上述のような手順を行った端末は、その後、一般的なアップリンク/ダウンリンク信号伝送手順として、PDCCH/PDSCH受信(S407)及び物理アップリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared Channel;PUSCH)/物理アップリンク制御チャネル(Physical Uplink Control Channel;PUCCH)伝送(S408)を行うことができる。特に、端末は、PDCCHを介してダウンリンク制御情報(Downlink Control Information;DCI)を受信する。ここで、DCIは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含み、その使用目的に応じてフォーマットが互いに異なる。
一方、端末がアップリンクを介して基地局に伝送する、または端末が基地局から受信する制御情報は、ダウンリンク/アップリンクACK/NACK信号、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)、RI(Rank Indicator)などを含む。3GPP LTEシステムの場合、端末は、上述したCQI/PMI/RIなどの制御情報をPUSCH及び/またはPUCCHを介して伝送することができる。
図5は、LTEシステムにおいて用いられる無線フレームの構造を例示する図である。
図5を参照すると、無線フレーム(radio frame)は、10ms(327200×T)の長さを有し、10個の均等なサイズのサブフレーム(subframe)で構成されている。それぞれのサブフレームは、1msの長さを有し、2個のスロット(slot)で構成されている。それぞれのスロットは、0.5ms(15360×T)の長さを有する。ここで、Tはサンプリング時間を示し、T=1/(15kHz×2048)=3.2552×10−8(約33ns)で表示される。スロットは、時間領域において複数のOFDMシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック(Resource Block;RB)を含む。LTEシステムにおいて、一つのリソースブロックは、12個の副搬送波×7(6)個のOFDMシンボルを含む。データが伝送される単位時間であるTTI(Transmission Time Interval)は、一つ以上のサブフレーム単位に定められてもよい。上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、またはサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるOFDMシンボルの数は多様に変更可能である。
図6は、呼び出しメッセージを用いた一般的な送受信方法を説明するための図である。
図6を参照して説明すると、呼び出しメッセージは、呼び出し理由(Paging Cause)と端末識別子(UE Identity)などで構成された呼び出し記録(Paging record)を含む。前記呼び出しメッセージを受信するとき、端末は、電力消費減少を目的に不連続受信(Discontinuous Reception;DRX)を行うことができる。
具体的に、ネットワークは、呼び出し周期(Paging DRX Cycle)と呼ばれる時間周期ごとに複数個の呼び出し機会時間(Paging Occasion;PO)を構成し、特定の端末は、特定の呼び出し機会時間のみを受信して呼び出しメッセージを獲得できるようにする。前記端末は、前記特定の呼び出し機会時間以外の時間には呼び出しチャネルを受信せず、電力消費を低減するために睡眠状態にあってもよい。一つの呼び出し機会時間は一つのTTIに該当する。
基地局及び端末は、呼び出しメッセージの伝送を知らせる特定の値として、呼び出し指示子(Paging Indicator;PI)を使用する。基地局は、PIの用途として特定の識別子(例、Paging−Radio Network Temporary Identity;P−RNTI)を定義して、端末に呼び出し情報伝送を知らせることができる。一例として、端末は、DRX周期ごとに覚めて、呼び出しメッセージが出現したか否かを知るために、一つのサブフレームを受信する。端末は、受信したサブフレームのL1/L2制御チャネル(PDCCH)にP−RNTIがあれば、該当サブフレームのPDSCHに呼び出しメッセージがあるということがわかる。また、呼び出しメッセージに自身の端末識別子(例、IMSI)があれば、端末は、基地局に応答(例えば、RRC接続またはシステム情報受信)してサービスを受けるようになる。
次は、システム情報(SystemIn formation)に関する説明である。システム情報は、端末が基地局に接続するために知らなければならない必須情報を含む。そのため、端末は、基地局に接続する前にシステム情報を全て受信していなければならず、また、常に最新のシステム情報を有していなければならない。そして、システム情報は、一つのセル内の全ての端末が知っていなければならない情報であるため、基地局は、周期的にシステム情報を伝送する。
システム情報は、MIB(Master Information Block)、SB(Scheduling Block)及びSIB(System Information Block)に区分することができる。MIBは、端末が該当のセルの物理的構成、例えば、帯域幅がわかるようにする。SBは、SIBの伝送情報、例えば、伝送周期などを知らせる。SIBは、互いに関連しているシステム情報の集合体である。例えば、特定のSIBは、周辺のセルの情報のみを含み、他のSIBは、端末が使用する上り無線チャネルの情報のみを含む。
基地局は、端末にシステム情報が変更されたか否かを知らせるために、呼び出しメッセージを伝送する。この場合、呼び出しメッセージはシステム情報変更指示子を含む。端末は、呼び出し周期によって呼び出しメッセージを受信し、もし、呼び出しメッセージが前記システム情報変更指示子を含む場合、論理チャネルであるBCCHを介して伝送されるシステム情報を受信する。
以下では、無線リンク失敗(Radio Link Failure;RLF)について説明する。
端末は、無線リンクに、次のような問題が発生すると、RLFが発生したと判断することができる。
(1)まず、物理チャネル問題(Physical channel problem)によりRLFが発生したと判断し得る。
端末は、物理チャネルでeNBから周期的に受信するRS(Reference Signal)の品質が臨界値(threshold)以下で検出されると、物理チャネルでout−of−syncが発生したと判断し得る。このようなout−of−syncが連続的に特定の個数(例えば、N310)だけ発生すると、これをRRCに知らせる。物理層からout−of−syncメッセージを受信したRRCは、タイマーT310を駆動し、T310が駆動する間、物理チャネルの問題が解決されることを待つ。もし、RRCが、T310が駆動する間、物理層から特定の個数(例えば、N310)だけの連続的なin−syncが発生した旨のメッセージを受信すると、RRCは、物理チャネル問題が解決されたと判断し、駆動中のT310を中止させる。しかし、T310が満了するまでin−syncメッセージを受信しなかった場合、RRCは、RLFが発生したと判断する。
(2)MAC Random Access問題によりRLFが発生したと判断することもできる。
端末は、MAC層でランダムアクセス過程を行うとき、ランダムアクセスリソース選択(Random Access Resource selection)→ランダムアクセスプリアンブル送信(Random Access Preamble transmission)→ランダムアクセス応答受信(Random Access Response reception)→競合解消(Contention Resolution)の過程を経る。上記過程全体を一回のランダムアクセス過程といい、この過程を成功的に完了できなかった場合、バックオフ時間だけ待ってから次のランダムアクセス過程を行う。しかし、このようなランダムアクセス過程を一定の回数(例えば、preamble TransMax)だけ試みたが、成功しなかった場合、これをRRCに知らせ、RRCは、RLFが発生したと判断する。
(3)RLC最大再伝送(maximum retransmission)問題によりRLFが発生したと判断することもできる。
端末は、RLC層でAM(Acknowledged Mode)RLCを使用する場合、伝送に失敗したRLC PDUを再伝送する。ところが、AM RLCが特定AMD PDUに対して一定の回数(例えば、maxRetxThreshold)だけ再伝送をしたが、伝送に成功しなかった場合、これをRRCに知らせ、RRCは、RLFが発生したと判断する。
RRCは、上記のような三つの原因によってRLFの発生を判断する。このようにRLFが発生すると、eNBとのRRC接続を再確立するための手順であるRRC接続再設定(RRC Connection Re−establishment)を行う。
RLFが発生した場合に行われる過程であるRRC接続再設定過程は、次の通りである。
端末は、RRC接続自体に深刻な問題が発生したと判断すると、eNBとの接続を再確立するために、RRC接続再設定過程を行う。RRC接続に対する深刻な問題は、次の4種類、すなわち、(1)無線リンク失敗(RLF)、(2)ハンドオーバ失敗(Handover Failure)(3)PDCP無欠性検査失敗(PDCP Integrity Check Failure)、(4)RRC接続再設定失敗(RRC Connection Reconfiguration Failure)を含む。
上記のような問題のうち一つが発生すると、端末は、タイマーT311を駆動し、RRC接続再設定過程を開始する。この過程中に、端末は、セル選択(Cell Selection)、ランダムアクセス手順などを経て新しいセルに接続するようになる。
もし、タイマーT311が駆動されている間に、セル選択手順を通じて適切なセルを見つけると、端末は、T311を中断させ、該当のセルへのランダムアクセス手順を開始する。しかし、もし、T311が満了するまで適切なセルを見つけられなかった場合、端末は、RRC接続失敗と判断し、RRC_IDLE modeに遷移する。
図7は、従来技術に係る、RLF情報を基地局に報告する方式を説明するための参考図である。
サービング(Serving)セルとRRC接続中の端末が、RLF(Radio Link Failure)やハンドオーバ失敗(Handover Failure)を検出する(S701)。
端末がRLFを検出した場合、端末は、接続失敗の発生と関連した情報、例えば、RLF情報を格納する(S703)。端末は、RRC接続中のPLMNに対してまだ登録されていないため、RLF情報にはRPLMNをPLMN−アイデンティティ(identity)として設定する。
RLF情報を格納した場合、端末は、RRC接続再設定(RRC Connection Reestablishment)過程中に、RRC接続再設定要請メッセージを通じて基地局にRLF情報の存在(availability)を報告する。また、端末は、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージを通じて基地局にRLF情報の存在(availability)を報告することもできる。
そして、RRC接続再設定過程が失敗する場合、端末は、休止モード(すなわち、RRC_IDLEモード)に入る。その後、端末RRC層は、NAS層の指示によってRRC接続設定過程を行って、再びRRC接続(RRC_Connected)モードに入ることができる。この場合、RRC接続設定過程の際に、端末は、RRC接続設定完了メッセージを通じて基地局にRLF情報の存在(availability)を報告することができる。このように、端末がRLF情報の存在(availability)を報告すると、基地局は、UE情報要請(UE information request)メッセージを送信して、端末にRLF情報を要請する。
端末は、UE情報要請(UE information request)メッセージを受信した場合、UE情報応答(UE information response)メッセージを通じてRLF情報を基地局に報告する(S705)。このとき、RLF情報は、最後のサービング(serving)セルのチャネル測定値と隣接セルのチャネル測定値、RLFが発生したセル情報、RLFが発生した位置情報、接続失敗がRLFであるかまたはハンドオーバ失敗(Handover failure)であるか、RRC接続再設定を試みるセルのIDなどを含むことができる。
上述した従来技術によれば、端末(UE)が基地局との無線接続が失敗してVarRLF−Reportを格納するとき、RPLMN(Registered PLMN)をPLMN−アイデンティティ(PLMN−Identity)として設定する。そして、端末は、設定されたPLMN−アイデンティティ(PLMN−Identity)を使用してRLF情報を基地局に報告するか否かを決定する。すなわち、端末の報告動作は、RLFが発生したPLMNを報告するための目的で行われる。
しかし、端末が以前のPLMNから新しいPLMNに変更される場合のように、PLMNが変更される場合において、もし、新しいPLMNに登録が行われる前に新しいPLMN上のセルに対するRLFが発生することがあり得る。
このような場合、端末は、RLFが発生した新しいPLMNのために、以前のRPLMNをPLMN−アイデンティティ(PLMN−Identity)として設定できるだけである。すなわち、端末は、新しいPLMNにおいて使用しなければならないRLF情報を、新しいPLMNに報告できないという問題点があった。なぜなら、RLF情報は、以前のPLMNに対して格納されているからである。但し、端末は、以前のPLMNのセルと後で接続される場合、RLF情報を以前のPLMNに対して報告することができる。
したがって、従来技術の問題点を解決するために、本発明において、端末は、ネットワーク(例えば、PLMN)を選択し、選択したネットワークのセルにおいて無線上の問題が検出されるか否かを判断し、無線上の問題が検出された場合には、上位層によって選択されたPLMN(PLMN selected by upper layers)に関する情報を格納する方案を提案する。
本発明での無線上の問題は、基地局と端末間の無線リンクに関する問題であって、端末がサービングセルとRRC接続中に発生する無線接続失敗に関する情報、RLF(Radio Link Failure)またはハンドオーバ失敗(Handover failure)に関する問題などを含むものと定義する。
また、本発明において、無線接続失敗が発生せずに特定時間が経過した場合には、無線上の問題が検出されたものと見なすことができる。これは、無線接続が成功したか否かが不確実な状態で長時間持続されることを防止するためであり、特定のタイマーが終了する場合、無線上の問題が検出されたものと判断し得る。特定のタイマーとは、例えば、RRC接続要請(RRC Connection Request)またはRRC接続再設定要請(RRC Connection Request)のように、端末とセルの無線接続のために設定されるタイマーと定義することができる。
図8は、本発明によって、PLMN情報を格納する方法を示す。
端末は、無線通信を行うためのPLMN(Public Land Mobile Network)を選択する(S801)。すなわち、端末は、特定のPLMNに既に登録された状態で、他のPLMNへの変更(例えば、任意的なPLMN選択、またはNAS層によって選択されてもよい。)のために動作してもよい。または、端末がいかなるPLMNにも登録されていない状態で、PLMNに登録するために行われてもよい。
端末は、PLMN選択が終わった後、セルを選択し、選択されたセルに対してキャンプ(camp)するための手順を行う。すなわち、端末は、セレクテッドPLMN(selected PLMN)に対して接続を設定(Connection establishment)する(S803)。
本発明によれば、端末のNAS層は、端末のRRC層に対してRRC接続設定(establishment of RRC connection)を要請することができ、このような場合、NAS層は、RRC層に対してセレクテッドPLMN(selected PLMN)を指定することもできる。すなわち、端末は、セレクテッドPLMNと接続を設定するにあたって、RRC接続設定完了(RRC connection setup complete)メッセージに含まれるPLMNアイデンティティ(PLMN identity)を、セレクテッドPLMNのアイデンティティに指定することができる。
端末のNAS層の要請に基づいて、RRC層は、基地局(eNB)にRRC接続要請(RRC Connection Request)メッセージを伝送することによって、RRC接続設定(Connection establishment)を行う。すなわち、端末は、セレクテッドPLMNに登録されるために、MMEに初期(Initial)NASメッセージを送信するための手順を行う。
端末が、RRC接続要請(RRC Connection Request)メッセージに対する応答として、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージを基地局から受信すると、すなわち、接続設定が成功する場合(S805)、端末は、休止(RRC_IDLE)状態から接続(RRC_CONNECTED)状態に進入する。これによって、端末は、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージを受信した後、RRC接続セットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)メッセージを基地局(eNB)に送信する。このような場合、セレクテッドPLMNアイデンティティは、端末のPLMN選択によって決定されたPLMNに該当する。したがって、RPLMN(Registered PLMN)が、上位層によって選択されたPLMNとして設定され(S807)、端末は、RRC接続セットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)メッセージにセレクテッドPLMNアイデンティティを含ませる。
本明細書においては、説明の便宜のために、RRC接続セットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)メッセージを中心に説明したが、初期(Initial)NASメッセージを用いてセレクテッドPLMNに登録する場合にも同一に適用することができる。すなわち、MME(Mobility Management Entity)を選択した後、基地局(eNB)がMMEに初期(Initial)NASメッセージを伝送する場合にも適用することができる。
仮に、端末が、セレクテッドPLMNのセルに対して接続設定段階を行う途中、無線上の問題を検出する場合(S805)、端末は、無線上の問題に関する情報と共にセレクテッドPLMNに関するPLMN情報を格納することができる。
本発明において、無線上の問題に関する情報は、上述したように、基地局と端末間の無線リンクにおいて問題になる情報であって、RRC接続中に発生する無線接続失敗に関する情報、RLF(Radio Link Failure)またはハンドオーバ失敗(Handover failure)に関する情報が含まれていてもよい。
PLMN情報は、PLMNアイデンティティ(Identity)を含むことができる。
端末が接続(RRC_CONNECTED)状態である場合、無線上の問題が検出されて、新しいPLMNに対する接続が失敗することがある。このような場合、端末は、接続設定を行っているセレクテッドPLMNに接続処理が完了しなかったので、セレクテッドPLMNに登録(register)されていない状態である。したがって、端末のRRC層は、RPLMNに対してわからないため、セレクテッドPLMNアイデンティティを、上位層によって選択されたPLMNとして設定する(S809)。すなわち、端末は、いかなるPLMNにも登録されていない状態であるため、端末のNAS層は、RPLMNを端末のRRC層に指定しない。
端末のRRC層は、セレクテッドPLMNアイデンティティ(identity)またはRPLMNアイデンティティ(identity)を、上位層(例えば、NAS層)によって選択されたPLMNとして格納することができる(S811)。例えば、端末は、上位層によって選択されたPLMNに関連する情報を、端末のVarRLF−Report変数に格納することができる。
すなわち、端末のRRC層が(有効な)RPLMN−アイデンティティ(RPLMN identity)が存在しないか、またはセレクテッドPLMNアイデンティティ(selected PLMN identity)がRPLMNアイデンティティと異なる場合、または無線上の問題(例えば、RLF又はハンドオーバ失敗など)がRPLMNのセルで発生しなかったが、セレクテッドPLMNのセルで発生した場合、または端末のNAS層がRPLMNに対して端末のRRC層に知らせていない場合のうち少なくとも一つに該当するとき、端末は、セレクテッドPLMNアイデンティティ(selected PLMN identity)を、上位層によって選択されたPLMNに対する情報として格納(例えば、端末のVarRLF−Report変数に格納)することができる。
勿論、セレクテッドPLMNアイデンティティ(selected PLMN identity)を、上位層によって選択されたPLMNとして格納しない場合であれば、RPLMNを、上位層によって選択されたPLMNとして格納することができる。
したがって、本発明では、従来に、RPLMNのみが端末に格納されて基地局に報告されることとは異なり、上位層によって選択されたPLMNを基地局に報告することができ、上位層によって選択されたPLMNは、RPLMN(Registered PLMN)、またはセレクテッドPLMNとなり得る。
端末が接続(RRC_CONNECTED)状態から休止(RRC_IDLE)状態に進入する場合にも、端末は、無線上の問題に関する情報及び上位層によって選択されたPLMNに関する情報を継続して格納することもできる。
さらに、端末が無線上の問題を検出する場合、PLMN情報と共に無線品質に対する測定値を格納することもできる。例えば、無線品質に対する測定値は、セレクテッドPLMNのセルに関して測定されたRSRP(Reference Signal Received Power)及びRSRQ(Reference Signal Received Quality)のうち少なくとも一つ以上を含むことができる。
端末がPLMNに登録された場合、ネットワークに報告する無線上の問題に関する情報が存在するか否かを基地局に知らせることができる。例えば、端末のRRC層は、RRC接続セットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)メッセージを用いて、無線上の問題に関する情報が端末に格納されているか否かを基地局に知らせることができる。したがって、端末は、基地局に、無線上の問題に関連した情報が格納されていることを知らせるメッセージを送信し、基地局から、それに対応する(格納された)無線上の問題に関する情報に対する報告要請を受信することができる。
端末が基地局から報告要請を受信すると、格納されたPLMN情報がRPLMNに対応するか否かを判断して、格納された無線上の問題に関する情報を基地局に報告する。このとき、端末は、無線上の問題に関連して格納された、上位層によって選択されたPLMN情報を含む報告メッセージを伝送することができる。
例えば、上位層によって選択されたPLMNがRPLMNに対応する場合、端末のRRC層は、基地局から受信したUE情報要請(UE Information Request)メッセージに対応する、UE情報応答(UE Information Response)メッセージを用いて基地局(eNB)に伝送することができる。更に他の例として、端末が無線上の問題に関する情報を報告するように設定されたPLMNのリストを有するように設定することができる。このような場合、端末に格納されたPLMN情報がPLMNのリストのうち一つのPLMNに対応すると、端末が、無線上の問題に関する情報をネットワークに報告することもできる。
図9は、本発明の一実施例のうち、端末のRRC接続設定(RRC connection establishment)過程でRLFが発生する場合を説明するための参考図である。
端末のNAS層は、RRC接続設定を行うために、PLMN選択を行ってセレクテッドPLMNを決定する(S901)。端末のAS層、すなわち、RRC層は、端末のNAS層から、RRC接続設定を要請するためのセレクテッドPLMNの指定を受ける(S903)。
端末は、指定されたセレクテッドPLMNに基づいて選択された基地局に、RRC接続要請メッセージを送信する(S905)。端末が、RRC接続要請メッセージに対する応答としてRRC接続セットアップメッセージを受信すると、RRC接続(RRC_Connected)状態に進入する(S907)。
端末は、接続(RRC_Connected)状態でRRC接続セットアップ完了メッセージを基地局に送信する(S909)。このとき、上述したように、セレクテッドPLMNアイデンティティ(selected PLMN identity)を含ませて送信することができる。しかし、RRC接続セットアップ完了メッセージの送信中、無線上の問題(例えば、RLF)が発生することがあり、このとき、端末はRLFを検出するようになる(S911)。
端末がRLFを検出すると、端末は、RPLMN−アイデンティティではなくセレクテッドPLMN−アイデンティティを、上位層によって選択されたPLMN情報として設定する。そして、上位層によって選択されたPLMN情報と共に、無線上の問題に関する情報(例えば、RLF情報)を格納する(S913)。このとき、上述したように、RLF情報には無線品質に対する測定値も含まれていてもよい。
端末がRRC接続設定が失敗した場合、RRC接続(RRC_Connected)状態から休止(RRC_IDLE)状態に進入する(S915)。
仮に、端末がRRC接続設定が完了する場合(S917)、端末は、格納されたPLMN情報がRPLMNに対応する場合には、上述したようにRLF情報を基地局に報告する(S917)。
図10は、本発明の実施例に係る通信装置のブロック構成図を例示する。
図10を参照すると、通信装置1000は、プロセッサ1010、メモリ1020、RFモジュール1030、ディスプレイモジュール1040及びユーザインターフェースモジュール1050を含む。
通信装置1000は、説明の便宜のために例示されたもので、一部のモジュールは省略可能である。また、通信装置1000は、必要なモジュールをさらに含むことができる。また、通信装置1000において一部のモジュールはより細分化したモジュールにすることもできる。プロセッサ1010は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を行うように構成される。具体的に、プロセッサ1010の詳細な動作は、図1乃至図9に記載された内容を参照すればよい。
メモリ1020は、プロセッサ1010に接続され、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。RFモジュール1030は、プロセッサ1010に接続され、基底帯域信号を無線信号に変換したり、または無線信号を基底帯域信号に変換する機能を行う。そのために、RFモジュール1030は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップ変換、またはこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール1040は、プロセッサ1010に接続され、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール1040は、これに制限されるものではないが、LCD(Liquid Crystal Display)、LED(Light Emitting Diode)、OLED(Organic Light Emitting Diode)のような周知の要素を用いることができる。ユーザインターフェースモジュール1050は、プロセッサ1010と接続され、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組み合わせで構成することができる。
以上で説明された各実施例は、本発明の構成要素と特徴が所定の形態で結合されたものである。各構成要素または特徴は、別の明示的言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施することもできる。また、一部の構成要素及び/または特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、または、他の実施例の対応する構成または特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係のない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりすることができることは自明である。
本文書で、本発明の各実施例は、端末と基地局間のデータ送受信関係を中心に説明された。本文書で基地局によって行われると説明された特定動作は、場合によっては、その上位ノード(upper node)によって行われてもよい。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードによって行われてもよいことは自明である。基地局は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、アクセスポイント(access point)などの用語に代替可能である。
本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウエア(firmware)、ソフトウェアまたはそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つまたはそれ以上のASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
ファームウエアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納されて、プロセッサによって駆動されてもよい。前記メモリユニットは、前記プロセッサの内部または外部に位置し、既に公示となった様々な手段により前記プロセッサとデータを授受することができる。
本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できるということは、当業者にとって自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定しなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。
上述したような無線通信システムにおいて端末のPLMN情報格納方法及びそのための装置は、3GPP LTEシステムに適用される例を中心に説明したが、3GPP LTEシステム以外にも様々な無線通信システムに適用可能である。
また、前記接続問題が検出される場合は、特定のタイマーが終了する場合であることを特徴とすることができる。さらに、前記接続問題は、無線リンク失敗(RLF:Radio Link Failure)またはハンドオーバ失敗であることを特徴とすることができる。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
無線通信システムにおいて端末のPLMN(Public Land Mobile Network)情報を格納する方法であって、
少なくとも一つのPLMN(Public Land Mobile Network)のうち、セレクテッドPLMNを決定することと、
前記セレクテッドPLMNに対して接続問題を検出することと、
前記接続問題が検出される場合、前記セレクテッドPLMNに関する情報を格納することと、を含む、PLMN情報格納方法。
(項目2)
前記端末が前記セレクテッドPLMNに成功的に登録された場合、前記セレクテッドPLMNは登録されたPLMN(Registered PLMN、RPLMN)であることを特徴とする、項目1に記載のPLMN情報格納方法。
(項目3)
前記セレクテッドPLMN情報は、
セレクテッドPLMN(selected PLMN)に対するPLMN−アイデンティティ(PLMN−Identity)であることを特徴とする、項目1に記載のPLMN情報格納方法。
(項目4)
前記セレクテッドPLMN情報は、
前記端末のVarRLF−Report(Variable radio link failure−report)に格納されることを特徴とする、項目1に記載のPLMN情報格納方法。
(項目5)
前記セレクテッドPLMNが登録されたPLMN(Registered PLMN、RPLMN)に対応する場合、
基地局に、前記格納されたセレクテッドPLMNに関する情報を伝送することをさらに含むことを特徴とする、項目1に記載のPLMN情報格納方法。
(項目6)
前記セレクテッドPLMN情報は、
前記端末が前記基地局から情報要請を受信した場合に伝送されることを特徴とする、項目5に記載のPLMN情報格納方法。
(項目7)
前記接続問題が検出される場合、
無線品質に対する測定値を格納することをさらに含み、前記格納された無線品質に対する測定値は、前記セレクテッドPLMN情報と共に伝送されることを特徴とする、項目6に記載のPLMN情報格納方法。
(項目8)
前記接続問題が検出される場合は、
特定のタイマーが終了する場合であることを特徴とする、項目1に記載のPLMN情報格納方法。
(項目9)
前記無線品質に対する測定値は、RSRP(Reference Signal Received Power)及びRSRQ(Reference Signal Received Quality)のうち少なくとも一つであることを特徴とする、項目7に記載のPLMN情報格納方法。
(項目10)
前記格納されたセレクテッドPLMNに関する情報は、
RRC接続セットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)メッセージを通じて伝送されることを特徴とする、項目5に記載のPLMN情報格納方法。
(項目11)
前記接続問題は、
無線リンク失敗(RLF:Radio Link Failure)またはハンドオーバ失敗であることを特徴とする、項目10に記載のPLMN情報格納方法。

Claims (11)

  1. 無線通信システムにおいて端末のPLMN(Public Land Mobile Network)情報を格納する方法であって、
    少なくとも一つのPLMN(Public Land Mobile Network)のうち、セレクテッドPLMNを決定することと、
    前記セレクテッドPLMNに対して接続問題を検出することと、
    前記接続問題が検出される場合、前記セレクテッドPLMNに関する情報を格納することと、を含む、PLMN情報格納方法。
  2. 前記端末が前記セレクテッドPLMNに成功的に登録された場合、前記セレクテッドPLMNは登録されたPLMN(Registered PLMN、RPLMN)であることを特徴とする、請求項1に記載のPLMN情報格納方法。
  3. 前記セレクテッドPLMN情報は、
    セレクテッドPLMN(selected PLMN)に対するPLMN−アイデンティティ(PLMN−Identity)であることを特徴とする、請求項1に記載のPLMN情報格納方法。
  4. 前記セレクテッドPLMN情報は、
    前記端末のVarRLF−Report(Variable radio link failure−report)に格納されることを特徴とする、請求項1に記載のPLMN情報格納方法。
  5. 前記セレクテッドPLMNが登録されたPLMN(Registered PLMN、RPLMN)に対応する場合、
    基地局に、前記格納されたセレクテッドPLMNに関する情報を伝送することをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のPLMN情報格納方法。
  6. 前記セレクテッドPLMN情報は、
    前記端末が前記基地局から情報要請を受信した場合に伝送されることを特徴とする、請求項5に記載のPLMN情報格納方法。
  7. 前記接続問題が検出される場合、
    無線品質に対する測定値を格納することをさらに含み、前記格納された無線品質に対する測定値は、前記セレクテッドPLMN情報と共に伝送されることを特徴とする、請求項6に記載のPLMN情報格納方法。
  8. 前記接続問題が検出される場合は、
    特定のタイマーが終了する場合であることを特徴とする、請求項1に記載のPLMN情報格納方法。
  9. 前記無線品質に対する測定値は、RSRP(Reference Signal Received Power)及びRSRQ(Reference Signal Received Quality)のうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項7に記載のPLMN情報格納方法。
  10. 前記格納されたセレクテッドPLMNに関する情報は、
    RRC接続セットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)メッセージを通じて伝送されることを特徴とする、請求項5に記載のPLMN情報格納方法。
  11. 前記接続問題は、
    無線リンク失敗(RLF:Radio Link Failure)またはハンドオーバ失敗であることを特徴とする、請求項10に記載のPLMN情報格納方法。
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