JP2021525467A - 統合アクセスおよびバックホールモビリティ - Google Patents

Abstract

本発明は、移動体通信システムサブネットワークを提供し、当該移動体通信システムサブネットワークは、マクロセル基地局と、複数のスモールセル基地局とを備え、複数のスモールセル基地局はマクロセル基地局と無線通信状態にあり、ここで、各スモールセル基地局は、マクロセル基地局と直接接続されまたは１または複数の他のスモールセル基地局を介してマクロセル基地局と接続され、ここで、マクロセル基地局は、候補スモールセル基地局情報を用いてマクロセル基地局とのＲＲＣ接続を有するＵＥデバイスを構成して、ＵＥデバイスがスモールセル基地局間で自律的に切り替わることを可能にするように配置され、ここで、マクロセル基地局は、スモールセル基地局構成情報を用いてスモールセル基地局を構成するように配置され、スモールセル基地局構成情報は、スモールセル基地局が、ＵＥデバイスにデータを伝送することおよびＵＥデバイスからデータを受信すること、ならびに、ＵＥデバイスからおよびＵＥデバイスへデータを多重化およびルーティングすることを可能にする。

Description

本発明は、ユーザ機器、ＵＥ、デバイスが通信セル間で切り替え可能な移動体通信ネットワークを動作する方法に関連する。

既知のセルラ移動体通信ネットワークは、コアネットワーク（ＣＮ）および１または複数の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を含む。ＣＮは、特に、ユーザおよびデバイスを認証および許可する機能、サービス品質（ＱｏＳ）を管理および制御する機能、様々なデータネットワークにアクセスを提供する機能、およびＲＡＮとデータネットワークとの間でデータルーティングを行う機能を含む。ＣＮは通常、無線アクセス技術（ＲＡＴ）に依存しない、すなわち、特定のＲＡＴまたはＲＡＮに関連しない機能のみを含む。

各ＲＡＮは、ユーザ機器（ＵＥ）デバイスに、コアネットワークへのワイヤレス無線アクセスを提供する機能を含む。これらの機能の一部は、使用されるＲＡＴ、例えば、ＵＭＴＳ、ＬＴＥまたは５Ｇ新無線（ＮＲ）に特化している。ＲＡＮは、特定のＲＡＴ（ＮＢ，ｅＮＢ，ｇＮＢ）の複数のマクロ基地局から成り、多数の同じまたは異なるＲＡＴのスモールセル基地局（ＳＣ）を追加的に含み得る。

ＣＮに登録されたＵＥデバイスは、ＲＡＮとＣＮとに現在接続を有し得るか（すなわち、接続モードにある）、または、そのような接続を有しない（すなわち、アイドルまたは非アクティブモードにある）。接続モードにあるＵＥデバイスの場合、通常、デバイスを制御する１つの基地局が存在し、本明細書全体にわたってサービング基地局またはサービングセルと呼ばれる。このサービング基地局は、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルを使用し、ＵＥと基地局との両方にＲＲＣコンテキストを確立する。ＲＲＣコンテキストは、ＵＥデバイスの無線機能、それぞれのＱｏＳを有するベアラの現在のセットアップ、これらのベアラ上のサービスまたはアプリケーションの多重化、これらのベアラの物理リソース上への多重化、ＵＥデバイスにより実行される割り当てられた使用可能リソースおよび測定、ならびにそのような測定を報告するためのトリガおよびコンテンツを含む。測定の構成は、測定される近隣セルを含む。近隣セルは、制御基地局と同じＲＡＴと同じ周波数とで、同じＲＡＴと異なる周波数または異なるＲＡＴとで動作し得る。

サービング基地局で受信された測定報告が、近隣セルがサービングセルより通信に適切であることを指示する場合、基地局は、ハンドオーバのための選択されたターゲットセルを準備して、ターゲットセルにハンドオーバするようにＵＥに命令するハンドオーバ手順を実行し得る。準備している間、ターゲットセルは、サービングセルからＲＲＣコンテキストを受信し、その結果、ＵＥとターゲットセルとの間の通信は、基本的にサービングセルで有していた状態から継続し得る。

ＵＳ ２０１１／０１４３７３８ Ａ１は、外部入力に応答して独自の機能を変更し、環境に対する検索戦略を最適化する機能である自律検索機能（ＡＳＦ）について説明する。モバイルデバイスは、ＬＴＥネットワーク上のＡＳＦを使用して、様々な周波数をスキャンし、セルによってブロードキャストされる情報を見出す。ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡセルによりブロードキャストされる情報は、セルの閉鎖的加入者グループ（Ｃｌｏｓｅｄ[0] Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ：ＣＳＧ）ＩＤ、サポートされたプロトコルを特定する情報、サポートされた無線アクセス技術（ＲＡＴ）を特定する情報、およびその周波数内のセルのレーティング、並びに、セルとその接続方法を識別する他の情報を含み得る。モバイルデバイスは、検出されたセルについての情報を使用して、ハンドオーバの呼び出しまたはハンドオーバ回避のための近接検出メッセージを開始し得る。モバイルデバイスが、ＵＴＲＡまたはＥ−ＵＴＲＡ基地局に接続されている間に別のセルの付近に入るまたはそこから離れる場合、ネットワークは、モバイルデバイスの現在の基地局と検出されたセルの基地局との間でハンドオーバメッセージを開始し得る。

ＵＳ ９，７１７，１１０は、第１無線通信デバイスと第２無線通信デバイスとの間の無線通信方法を提供し、第１デバイスは、第１および第２デバイスに共通の第１ウェイクアップ期間中に、メッシュネットワークにおける第２デバイスにチャープ信号を送信する。第１デバイスはさらに、第１ウェイクアップ期間中に、複数の第２デバイスのうちから決定された無線中継デバイスから、キープアライブ信号と接続セットアップ情報とを受信し、ここで接続セットアップ情報はリソース割り当て情報を含む。さらに、ダウンリンクページングは、接続セットアップ情報と共に第１デバイスに伝送され得る。

ＵＳ ２０１７／００５５１９２ Ａ１は、拡張ＤＲＸが使用される場合（すなわち、ＵＥがより長期間データを受信しない場合）、ＲＲＣ接続モードの間にＵＥがセルの再選択を実行する、ＵＥ中心モビリティメカニズムについて説明する。再選択の基準はＲＲＣ接続モードのソースセルから受信され、ＵＥは、条件に基づいて、ネットワークに制御モビリティまたはＵＥ自律セル再選択が適用されているかどうか、例えば、拡張ＤＲＸが使用されているかどうかについて決定する。ターゲットセルにおいてＵＥ自律再選択を使用し、シグナリングが必要とされる場合、ＵＥによりＲＲＣ再確立手順が使用され、ターゲットセルへの接続が確立される。結果として、ターゲットセルは、ＲＲＣ接続の確率またはアイドルモードからの再開と同様に、ソースセルからＵＥコンテキストにフェッチする。

ＥＰ ２ ８７９ ４４０ Ａ１は、マクロセル基地局により制御されるスモールセル基地局を含むシステムにおけるスモールセル基地局を制御する技術について説明する。スモールセルは測定を行い、情報はマクロセル基地局に報告される。

ＷＯ ２０１７／０２８８０８ Ａ１は、ハンドオーバシグナリングなくＵＥがセル再選択を実行できる接続モードのセル再選択の方法について説明する。ＥＰ ３ １２５ ６４０ Ａ１は、ベアラ管理手順について説明しており、ここでＵＥはデュアル接続性を有し、マスターセルグループとセカンダリセルグループとの間でベアラの種類を変化させる。ＷＯ ２０１５／０６５０１０ Ａ１は、例えば、マクロセル基地局とスモールセル基地局とを含むヘテロジニアスネットワークにおいてデュアル接続性を実行する方法について説明する。

無線中継はＬＴＥから既知である。それらは、いわゆるドナー基地局（ＤｅＮＢ）を介して、コアネットワークに無線で接続する基地局である。無線中継によりサービス提供されるＵＥデバイスに対して、リレーは、ＵＥデバイスを制御する通常の基地局のように見える。すなわち、ＲＲＣ接続が、リレーとＵＥデバイスとの間のセットアップである。無線中継は、ＤｅＮＢに対するＵＥと同様に動作するが、ＵＥとリレーとの間で使用される無線リソースは、ＤｅＮＢによってまたはＣＮによってある程度制御される。

デュアルまたはマルチ接続性メカニズムは、単一ＵＥデバイスがサービングセル（その場合はプライマリセルと呼ばれる）へのＲＲＣ接続とアクティブな無線接続とを有し、加えて、セカンダリセルへの１または複数のアクティブな無線接続を有する、ＬＴＥおよびＮＲから既知である。プライマリセルは、ＵＥデバイスを制御し、ＵＥデバイスと関連してセカンダリセルをも制御する。ＵＥデバイスにセカンダリセルを提供している基地局は、他のＵＥデバイスをプライマリセルまたはサービングセルとして並行して制御し得る。セカンダリセルのＵＥへの追加およびＵＥからの削除は、完全にプライマリセルの制御下にある。

ＬＴＥネットワークの新５Ｇ ＮＲ技術への移行のために、ＬＴＥ接続を提供するプライマリセルと５Ｇ ＮＲ接続を提供するセカンダリセルとを有する（またはその逆）ＵＥデバイスによってデュアル接続性が導入される。その場合、セカンダリセルも、それぞれのセカンダリＲＡＴのＵＥデバイスとのＲＲＣ接続を有するが、プライマリセルは依然として、セカンダリセルの追加および削除を含む接続を制御している。

単一ＵＥデバイスの場合、サービング基地局は通常、コアネットワークへの唯一のまたは主なアクセスポイントである。すなわち、コアネットワークによる制御メッセージの交換（いわゆるＮＡＳシグナリング）は、この基地局によってコアネットワークにルーティングされる。また、ユーザデータは、複数のＣＮアクセスポイントがユーザデータルーティングに使用されるいくつかのデュアル接続性シナリオを除いて、サービングセルを介してルーティングされる。ＣＮがＵＥに対してシグナリングまたはデータ転送を開始する必要がある場合、それはサービング基地局におけるシグナリングまたはデータ転送を要求する。

３ＧＰＰは最近、通常スモールセル（ＳＣ）に使用される無線バックホールリンクの５Ｇ ＮＲ ＲＡＴの使用に関する研究を開始した。研究の目的は、ＳＣを制御基地局（いわゆるドナー次世代ノードＢ、ＤｇＮＢ）に無線で接続することにより、低コストで低労力のＳＣ展開を可能にすることである。研究は、パスにおける最後のＳＣがＤｇＮＢへの直接リンクを提供するまで、ＳＣを別のＳＣに無線で接続するマルチホップシナリオを含む。

新たなマルチホップ無線ＲＡＮは、どのノード、すなわちどの基地局が、マルチホップＲＡＮおよびそのＲＡＮに接続されたＵＥデバイスの制御を有するかに関して、異なるアーキテクチャの代替手段を使用し得る。各解決手段は、利点と欠点とを有する。

ＬＴＥの既知の無線中継と同様に、マルチホップＲＡＮの各基地局（ＳＣ）は、サービス提供されるＵＥデバイスに対してまたはサービス提供されるＳＣに対して全体基地局として動作し得る。そのバックホールリンクについて、そのようなＳＣは次に、ネクストホップＳＣまたは最上位ＳＣ層のＤｇＮＢによりサービス提供されるＵＥデバイスと同様に動作する。この解決手段の欠点は、ＳＣ間のＵＥの各ハンドオーバが、階層型マルチホップＲＡＮを介したＳＣ間のコンテキスト転送を要求することである。暗号化と完全性保護とのためのセキュリティキーが、サービング基地局とＵＥデバイスとの間でセットアップされるので、ＳＣは、これに応じて構築される（すなわち、アクセス不可能な場所に配置される、または、読み出されることからセキュリティキーを保護するハウジングに保護される）必要がある。これは、そのようなＳＣの価格を大幅に上昇させる。また、単一ノードはマルチホップネットワークの制御を有しない。したがって、各ＳＣは、サービス提供されるＵＥデバイスで測定を適切に構成すべく、周囲の近隣セルについての知識を必要とする。これは、そのような無線ＳＣのセットアップを容易なセットアップを困難にして、新たにセットアップされるＳＣごとに必要な動作およびメンテナンスシステムの介入を要求し得る。別の欠点は、そのアーキテクチャにおける各ＳＣが、ＣＮのＵＥのサービングＲＡＮノードである（すなわち、ＳＣ間のＵＥのあらゆるハンドオーバはそれぞれのＣＮノードの更新を要求する）ことである。

代替的なアプローチは、ＤｇＮＢにおける各ＲＲＣ接続の終了（すなわち、全てのＵＥデバイス、並びにマルチホップＲＡＮを介する無線バックホールを有するＳＣがＤｇＮＢとのＲＲＣ接続をセットアップ）して、マルチホップＲＡＮ内の次に全てのデバイスを制御することである。これは、ＤｇＮＢにより完全に構成されたＳＣの容易なセットアップを可能にする。その場合のセキュリティは各デバイスとＤｇＮＢとの間でセットアップされるので、サービス提供されるデバイスのセキュリティは、どのＳＣにおいても問題にされない。したがって、ＳＣの価格およびその位置が下がり得る。

しかしながら、後者のアーキテクチャの代替手段は、デバイスとそれらのサービング基地局（ここではＤｇＮＢ）との間の接続にレイテンシを導入し、これは、サービング基地局のいくつかの機能を非常に迅速に実行し、構成がサービス提供されるデバイスに迅速に到達する結果をもたらすという要件と矛盾する。そのような低遅延手順の１つの例は、測定報告およびその結果としてのハンドオーバ決定である。

本発明は、ＤｇＮＢ中心のマルチホップＲＡＮの欠点を克服し、そのアーキテクチャをＳＣ展開にとって最も有益な解決手段にする。

本発明は、移動体通信システムサブネットワークを提供し、当該移動体通信システムサブネットワークは、第１またはマクロセル基地局と、複数の第２またはスモールセル基地局とを備え、複数の第２基地局は第１基地局と無線通信状態にあり、ここで、各第２基地局は、第１基地局と直接接続されまたは１または複数の他の第２基地局を介して第１基地局と接続され、ここで、第１基地局は、候補第２基地局情報を用いて第１基地局との無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を有するユーザ機器（ＵＥ）デバイスを構成して、ＵＥデバイスが第２基地局間で自律的に切り替わることを可能にするように配置され、
ここで、第１基地局は、第２基地局構成情報を用いて第２基地局を構成するように配置され、第２基地局構成情報は、第２基地局が、ＵＥデバイスにデータを伝送することおよびＵＥデバイスからデータを受信すること、ならびに、ＵＥデバイスからおよびＵＥデバイスへデータを多重化およびルーティングすることを可能にする。

本発明はさらに、対応するＵＥデバイス、スモールセル基地局、および移動体通信ネットワークを動作する方法を提供する。

ここで、本発明の好ましい実施形態が、添付の図面を参照して、例としてのみ説明される。

マルチホップ無線バックホールネットワークの概略的配置を示す図である。 プロトコルスタック層を示す図である。 プロトコルスタック層を示す図である。 プロトコルスタック層を示す図である。 サブネットワークの概略図である。 メッセージシーケンスチャートの図である。 さらなるメッセージシーケンスチャートの図である。 さらなるサブネットワーク配置の概略図である。 メッセージシーケンスチャートの図である。 さらなるサブネットワーク配置の概略図である。 図８のサブネットワークのメッセージシーケンスチャートの図である。

図１は、ＣＮに接続された５Ｇ新無線（ＮＲ）ドナー基地局（ＤｇＮＢ）を有するマルチホップ無線バックホールＲＡＮの一例を示す。ＤｇＮＢは、無線で接続された複数のカスケードされたスモールセル基地局のサブネットワークを制御する。各スモールセル基地局は、別のスモールセル基地局またはＤｇＮＢへの１つの無線バックホールリンクと、他のスモールセル基地局またはＵＥデバイスへの０またはそれより多くのアクセスリンクとを有する。

ＤｇＮＢは、スモールセルＳＣ２．１およびＳＣ２．２にそれぞれアクセスリンク１および５を有する。

スモールセル基地局ＳＣ２．１は、スモールセルＳＣ３．１およびＳＣ３．２にそれぞれアクセスリンク２および４を有する。加えて、ＳＣ２．１はＵＥデバイスＵＥ３へのアクセスリンクを提供する。スモールセルＳＣ２．２は、スモールセルＳＣ３．３およびＵＥデバイスＵＥ５へのアクセスリンクを有する。

それぞれのアクセスリンクを介して、スモールセルＳＣ３．１は、２つのＵＥデバイスＵＥ１とＵＥ２とにＮＲ接続性を提供し、スモールセルＳＣ３．２は、ＵＥデバイスＵＥ４にＮＲ接続性を提供する。

本発明によると、所与の例における全てのスモールセルおよびＵＥデバイスは、ＲＡＮへおよび当該ＲＡＮを介してＣＮへのアクティブな接続を有し、様々なデータネットワーク（図示せず）への接続をさらに提供し得る。ＵＥデバイスＵＥ１、ＵＥ２およびＵＥ４は、無線バックホールリンク（例えば、リンク２）を介して第２スモールセルに接続される第１スモールセルへの第１リンク（例えば、リンク３）を介してＤｇＮＢへのＲＲＣ接続を確立した。第２スモールセルは、無線で（例えばリンク１を介して）ＤｇＮＢに接続される。ＵＥデバイスＵＥ３およびＵＥ５は同様に、ＤｇＮＢに無線で接続されたスモールセルへの直接接続を介して、ＤｇＮＢへのＲＲＣ接続を有する。

ＵＬおよびＤＬにおける全ての無線リンクは、伝送デバイスの固有の識別を有する。すなわち、全てのレガシーセルラ無線通信システムにおける受信基地局は、異なる伝送デバイスから受信されたデータを区別することが可能で、デバイスはそれらがどの基地局から受信するかを知っている。

本発明によると、当該例における全てのスモールセルは、直接無線バックホールリンクを介してまたは別のスモールセルへの無線バックホールを介して、ＤｇＮＢへのＲＲＣ接続を有する。

この新たなアーキテクチャにおけるスモールセル基地局は、層２のリレーと同様である。それらは、ＵＥデバイスのＲＡＮへのアクセスを制御することまたはデバイスを構成することを行わず、両方はＤｇＮＢにより行われる。それらは、ＤｇＮＢから受信されたそれらの構成に従って、サービス提供されるＵＥデバイスとサービス提供されるスモールセルとへのアクセスリンクを介して、無線リソースを提供する。ダウンリンクにおいて、それらは、無線バックホールリンクで受信されたデータを復号して、セグメント化されたデータパケットを再構築して、さらにそれらは、次のスモールセル基地局またはＵＥデバイスへの無線アクセスリンクで転送されるパケットをセグメント化および符号化する。アップリンクにおいて、スモールセル基地局は、アクセスリンクで受信されたデータを復号して、セグメント化されたデータパケットを再構築して、さらにそれらは、次のスモールセル基地局またはＤｇＮＢへの無線バックホールリンクで転送されるパケットをセグメント化および符号化する。

説明されたマルチホップネットワーク全体にわたってＱｏＳが提供されることを可能にすべく、異なるＵＥデバイスからの異なるベアラは、あらゆるスモールセル内で区別される必要がある。そのときに限って、スモールセルはベアラとＵＥデバイスとに固有の優先度およびリソース割り当てを適用できる。結果として、２つのスモールセル間またはスモールセルとＤｇＮＢとの間のエアインタフェースにおいて、発信ＵＥデバイスおよびベアラの指示があらゆるデータパケットに必要とされる。すなわち、スモールセルは、ＵＥの１つのベアラからのデータパケットを、同一のＵＥの別のベアラから区別できる必要がある。同様に、それらは、ＵＥの１つのベアラからのデータパケットを、別のＵＥのベアラから区別できる必要がある。

エアインタフェース（例えば、無線バックホールリンクにおける）は、ＵＬでデータを伝送した発信デバイス（すなわち、単一ホップのピアデバイス）である情報を本質的に提供する。また、エアインタフェースは、そのホップにベアラ識別を提供するが、各さらなるホップでは、発信デバイス並びにベアラ情報が失われる。

本発明によると、スモールセルは、同様のまたは同じＱｏＳを有する前のホップのベアラから（潜在的には異なる発信デバイスから）受信された全てのデータを、それぞれのＱｏＳを有するネクストホップの１つのベアラ上へ多重化する。そのように多重化されたデータは、２つのスモールセル間のエアインタフェースによって伝送される。発信ベアラおよびデバイスの指示は、データパケットに挿入または追加される。この指示は、ネクストホップベアラ上へのデータの多重化について再度決定すべく、受信機で使用される。これは、それらの個々のＱｏＳおよび優先度に従って、各スモールセル基地局がパケットを転送することを可能にする。

ベアラは、データパケットのＭＡＣヘッダにおける論理チャネル識別（ＬｏｇＣｈ−ＩＤ）を指示することにより、レガシーエアインタフェース（例えば、ＬＴＥ）上で指示される。しかしながら、ＬｏｇＣｈ−ＩＤは、ＵＥデバイスとサービング基地局との間における単一ＲＲＣ接続内でのみ一意である。他のデバイスは、同じＬｏｇＣｈ−ＩＤを使用してそれらのベアラを指示し得る。基地局は、物理層で固有のＵＥデバイス識別子を使用して、パケット発信元を一意に識別する。

本発明において、カスケードされたスモールセル基地局ネットワークにおけるパケットの処理のために、ＵＥデバイス識別子とベアラとを組み合わせる識別が必要とされる。この意味でのベアラは、共通または同様のＱｏＳおよび優先度を有する任意のデータフローに使用される用語である。レガシー無線アクセスネットワークにおいて、これは通常、ベアラと呼ばれる。本発明の残りの部分では、一般性を失うことなく当該用語を使用する。（ＬｏｇＣｈ−ＩＤ）と同様に、発信ＵＥとベアラとの指示を併せてグローバル論理チャネル識別子（ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ）と呼び、これは次に、各ホップのマルチホップネットワーク内で使用される。

ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤは、サブネットワーク内でサービス提供されるあらゆるＵＥデバイスのあらゆるベアラに対して一意である。ＵＥデバイスは依然として、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤにおいて、例えばこの識別子が２つの部分、サブネットワークのＵＥデバイスに対して一意であるＵＥデバイス識別子と、現在のプロトコルスタックで使用されるＬｏｇＣｈ−ＩＤと同様の単一ＵＥデバイスのベアラに対して一意であるＬｏｇＣｈ−ＩＤとを有するとき、識別可能であり得る。代替的に、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤはＵＥとベアラと対して別個の識別子を有しない。

ＤｇＮＢは多重化を制御する。それは、それらがルータとしてまたはアクセスリンクを提供するために、実際にまたは潜在的にサービス提供するように構成されたデバイスのＧＬｏｇＣｈ−ＩＤとそれぞれのＱｏＳおよび優先度とを有する全てのスモールセルを構成する。

説明を単純化すべく、以下では、図１に示されるもののいくつかのノードのみを中心に説明する：ＵＥ１、ＳＣ３．１、ＳＣ２．１、リンク３、２および１、ならびにＤｇＮＢ。

図２ａ、図２ｂおよび図２ｃは、ＮＲエアインタフェースの現在想定されたプロトコルスタック層に基づいて、関連ノードにおいて有利に使用されるようなプロトコルスタック層を示す。

図２ａは、ＵＥデバイスＵＥ１とＤｇＮＢ（制御プレーン）との間のＲＲＣ接続の確立およびメンテナンスのためのプロトコルスタックを、スモールセルＳＣ３．１とＳＣ２．１とを介して示す。ＲＲＣ接続は、ＵＥであるＵＥ１とＤｇＮＢとの間で確立され、その結果、ＲＲＣプロトコルピアは、ＵＥデバイスおよびＤｇＮＢ内に存在する。セキュリティアソシエーションは、これら２つのエンティティ間に同様に確立され、ＰＤＣＰプロトコル層は、セキュリティアソシエーション（すなわち、それぞれの共有キー）を使用して、ＲＲＣメッセージの暗号化と完全性保護とを行う。ＰＤＣＰの下のプロトコル層、すなわち、無線リンク制御プロトコル（ＲＬＣ）、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）は、実際の無線リンクに関連する。したがって、それらは各関連ノードに存在し、各ホップはホップの両側にあるそれぞれのピアプロトコルにより確立される。

ネットワークノード間（すなわち、２つのスモールセル間またはスモールセルとＤｇＮＢとの間）のホップごとに、受信したパケットをネクストホップベアラ上へ多重化し、本発明において新たに導入されたＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを指示する機能が必要とされる。このため、これらのホップの各々のプロトコルスタックは、ＲＬＣ、ＭＡＣおよび物理層の既知の機能に加えて、伝送パケットのヘッダフィールドにＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを保持し、ＤｇＮＢによる構成に基づいて、パケットを多重化するネクストホップベアラを決定するリレー機能を含む。このリレー機能は、追加ＲＬＣヘッダフィールドを有する追加機能として、ＲＬＣ層において実行され得る。代替的に、ホップ・ツー・ホップのプロトコルスタックは、その機能のための追加的なかつ強化されたＰＤＣＰ層を含み得る。図２ａは、一般性を失うことなく、リレープロトコル（ＲＰ）と名付けられた追加のプロトコル層における機能に対する別の代替手段を示す。

同様に、図２ｂは、ＵＥデバイスＵＥ１からのユーザデータをＤｇＮＢに転送するためのそれぞれのプロトコルスタックを示す。ＵＥ１およびＤｇＮＢには、５Ｇ ＮＲに新たに導入されたデータ無線ベアラ（ＳＤＡＰ）にサービスデータフローを多重化するためのプロトコルと、暗号化、完全性保護および制御データ圧縮のためのＰＤＣＰプロトコルとが存在する。再び、ＰＤＣＰの下のプロトコル層、すなわち、無線リンクプロトコル（ＲＬＣ）、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）は、実際の無線リンクに関連し、したがって、各関連ノードに存在する。ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤと多重化との指示により新たに導入されたリレー機能は、上記のように、代替手段が存在している間に、リレープロトコル（ＲＰ）として再度示される。

図２ｃは、スモールセルＳＣ３．１とＤｇＮＢとの間のＲＲＣ接続の確立およびメンテナンスのためのプロトコルスタックを示す。ＲＲＣおよびＰＤＣＰピアはそれぞれ、ＳＣ３．１とＤｇＮＢとに存在し、ＲＬＣ、ＭＡＣおよびＰＨＹは、ホップバイホップである。リレー機能（例えばＲＰ層における）は、その接続（すなわち、ＳＣ２．１からＤｇＮＢへの）の第２ホップでのみ必要とされる。ＳＣ２．１とＤｇＮＢとの間のＲＲＣ接続の確立およびメンテナンスのためのプロトコルスタック（どの図にも図示せず）は、図２ｃと非常に似ているように見え得るが、ＳＣ２．１とＤｇＮＢとの間のあらゆるプロトコルスタック層の直接ピアを有する。

上記のアーキテクチャに基づいて、本発明の一態様は、ＤｇＮＢにより候補ハンドオーバターゲットスモールセルの構成である。ＵＥデバイスが、ＤｇＮＢにより構成される基準に基づいているが、ソースおよびターゲットセルに関連する測定を報告することなく、かつ基地局によりハンドオーバを実行するように命令されることなく、現在のソーススモールセルから候補ターゲットスモールセルのうち１つへと接続を自律的に切り替えることが可能となるように、構成が実行される。

ＵＥデバイスは、候補スモールセルのセット（すなわち、セル識別子、周波数リソースおよび無線パラメータ）で構成される。当該構成は、例えば、アップリンク制御チャネルで、ＲＡＣＨを介してまたは直接リソース要求を介して、ターゲットセルにアクセスするモードのようなさらなる情報を含み得る。また、当該構成は、セルを切り替える基準、例えば、セル切り替えが考慮される前に現在のソースセルがそれより下回る必要がある閾値、ソースおよびターゲットセルを比較するための閾値、ターゲットセルがソースセルより高い閾値を有する受信信号強度を有する必要がある継続時間、または他の基準を含む。当該基準が満たされる場合、ＵＥはターゲットセルをすぐに切り替える。

上記の潜在的なターゲットセルの候補リストは、周知の近隣セルリストから大きく異なり、特定の基準下において、測定するセルとサービングセルへの報告とを含み、その結果、サービングセルはハンドオーバを準備することを決定することと、ＵＥデバイスがハンドオーバを実行するように命令することとが可能になる。したがって、レガシー近隣セルリスト構成と、関連する測定および報告の構成と、性能とは、ＵＥデバイスにサービス提供するＤｇＮＢの制御下にない潜在的なターゲットセルに対して、本発明と並行して継続可能である。

また、ＵＥがアイドル状態を経る（すなわち、選択されたセルを用いて新たなＲＲＣコンテキストをセットアップする）ことが要求されるので、候補リストおよび自律セル切り替えは、サービングセルの無線リンク障害の後のセル選択と大きく異なる。

候補スモールセルの構成は、ＵＥデバイスでのみ行われるわけではない。ＤｇＮＢは、ターゲットセルを介するデータ転送がセル切り替え後にすぐに開始可能であるように、同様に候補ターゲットスモールセルを構成する。

ＤｇＮＢは、ＵＥデバイスから、かつＵＥデバイスに、データを伝送および受信することと、データ（制御およびユーザデータ）を多重化およびルーティングすることとに必要とされる全ての情報を有する候補ターゲットセルを構成する。 すなわち、候補スモールセルは、
ＵＥデバイスにおいて確立された既存のシグナリングおよびデータベアラについての情報と、
伝達チャネルまたは物理リソース上へベアラを多重化するための多重化情報と、
優先度情報（例えば、同一のＵＥのベアラの互いに対する優先度、および／または、他のＵＥデバイスまたは同じスモールセルによりサービス提供されるスモールセルに対するＵＥデバイスの優先度）と、を含むＭＡＣ層構成と、
ＵＥがターゲットセルにアクセスする場合に自身を識別可能なＵＥデバイス識別子（ＵＥ−Ｉｄ）、例えば、ＬＴＥから既知のＣ‐ＲＮＴＩと、
ＵＥデバイスの無線機能および無線パラメータと、
さらなるホップにおける適切な多重化を可能にする、ＵＥデバイスから受信されたデータと共に伝送される１または複数のグローバル論理チャネル識別子（ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ）と、
ＵＥデバイスからまたはＵＥデバイスへの、ＵＬおよび／またはＤＬ情報の伝達のためのルーティング情報と、を含む、物理層構造とで構成される。

ＤｇＮＢは、上記の情報を候補スモールセル（すなわち、無線リンク接続を介してＵＥデバイスが直接アクセスし得るスモールセル）に構成する。加えて、ＤｇＮＢは、候補ターゲットスモールセルのいずれかとＤｇＮＢとの間のルート上にある全てのスモールセルを構成する。ＵＥデバイスへエアインタフェースを提供しないこれらのルーティングスモールセルは、
ＵＥデバイスから発信されたまたはＵＥデバイスにアドレス指定された異なるＱｏＳおよび／または優先度の（すなわち、異なるベアラの）データを識別するのに使用されるＧＬｏｇＣｈ−ＩＤと、
関連ＱｏＳおよび／または優先度情報と、
ＵＥデバイスからまたはＵＥデバイスへの、ＵＬおよび／またはＤＬ情報の伝達のためのルーティング情報と、で構成される。

まとめると、ＵＥデバイスからのデータのルーティングに潜在的に関連する全てのスモールセルは、パケットの個々のＱｏＳ要件に従って、ＵＥデバイスからまたはＵＥデバイスへデータパケットを転送するのに必要とされる情報を構成する。加えて、ＵＥデバイスの無線リンクにサービス提供する候補であるスモールセルは、無線リンクのセットアップおよびメンテナンスのために、ＵＥデバイス識別子および物理およびＭＡＣ層パラメータに加えて構成される。

ターゲットセルへのＵＥ切り替えは、ＵＥ−Ｉｄを有するターゲットセルからのＵＬリソースを要求する。ターゲットセルは、予め設定されたＵＥ−Ｉｄに基づいてＵＥを識別することと、ベアラ、多重化および優先度情報に従って利用可能なリソースを提供することとが可能である。当該リソースは、ＵＥがセルを切り替えたターゲットスモールセル基地局への指示としてもサービス提供する、ユーザデータまたは制御データ（例えば、アプリケーションデータまたはＲＲＣメッセージ）の伝送のためにＵＥにより要求される。

ＵＥデバイスは、ソーススモールセルからのさらなるコンテキスト転送が必要とされないように、理想的にはそのＲＬＣおよびＭＡＣエンティティをリセットする。ベアラの必要とされるＱｏＳに応じて、失われたパケットは、ＵＥデバイスとＤｇＮＢとの間のＰＤＣＰ層で再伝送され得る。ＵＥデバイスがＤｇＮＢとのセキュリティアソシエーションを有するので、全てのデータは暗号化され、任意選択的に完全性保護され、その結果、ターゲットスモールセルは、ＵＥデバイスとのいかなるセキュリティセットアップ手順も実行する必要がなくなる。

サブネットワーク内の迅速なルート切り替えを保証し、ＤＬトラフィックを新たなスモールセルにルーティングすべく、ＵＥデバイスがスモールセルに到着するとすぐに、スモールセルは、そのターゲットスモールセルによりここでサービス提供されるＵＥについて次のより上位のスモールセルを通知する。これは、古いルート並びに新たなルートの一部である基地局に到達されるまで、階層の上位に向かって全てのスモールセルにより反復される。この基地局を共同基地局と呼び得、これはスモールセルまたはＤｇＮＢのいずれかである。共同基地局は、ターゲットスモールセルへの新たなルートに沿ってＤＬパケットのルーティングをすぐに開始する。ＵＥデバイスの到着についてのネクストホップスモールセルを通知するためのスモールセルのトリガは、リソース要求においてそのＵＥ−ＩＤを提供するＵＥであり得る。好ましい代替手段は、例えば、ＵＥからＤｇＮＢへのＲＲＣメッセージを含む第１データパケットがスモールセルに到着することである。新たなパスに沿ってルーティングされたこのパケットは、共同基地局に至るまでのその経路上の任意のスモールセルにパス切り替えが確立されることを指示する。すなわち、第１ＵＬパケットは、さらなるスモールセルに対するＵＥの到着の指示としてサービス提供する。代替手段は、スモールセルがピア・ツー・ピアシグナリングを有する（すなわち、それらのバックホールＭＡＣ層を介するまたは新たなＳＣ・ツー・ＳＣプロトコルを介する）ことである。

説明されたように、新たなＤｇＮＢ中心のアーキテクチャの１つの有益な態様は、セキュリティが、ＵＥデバイスとＤｇＮＢとの間で行われ、その結果、ＵＥとスモールセルとは、セル切り替えを遅延させる追加のセキュリティ手順を実行する必要がなくなることである。ＵＥデバイスと任意のスモールセルとの間にセキュリティアソシエーションが存在しないことの１つの欠点は、単に偽のＵＥ−Ｉｄまたは不正なデバイスからの実際のＵＥ−Ｉｄでスモールセルにアクセスし、ＵＬに誤ったデータを挿入し、ＵＥデバイス関連データを新たなスモールセルに対してルーティングし、それぞれのＵＥデバイスにサービス提供する実際のスモールセルから潜在的に離れる、不正なＵＥデバイスからのセキュリティ攻撃の可能性である。

完全性保護を使用することは、不正なＵＥデバイスからのデータを、データストリームに任意の誤ったデータを正常に挿入させることから防止する。また、暗号化は、不正なＵＥデバイスによりデータが読み出されることができないように保証する。しかしながら、サービス拒否攻撃は、不正なＵＥデバイスにより開始された新ターゲットセルへの再ルーティングが、データを正しいターゲットＵＥデバイスに到達することから防止するので、依然として問題であり得る。

この種類の攻撃を防止すべく、共同基地局は、ＤＬ内のパケットを、新たなルートおよび古いルートの両方に一時的に複製する。また、それは、共同基地局より上の単一ルートに沿って転送される予定の、両方のルートからのＵＬパケットを受け入れる。任意の複製されたパケットは、ＰＤＣＰシーケンス番号または完全性保護手段を使用して、ＤｇＮＢでフィルタリングされる。

最終的に、ＵＥデバイス自身は、明らかにセキュリティを伴って、ＵＥデバイスにより生成されるＲＲＣメッセージで、そのサービングセルの切り替えについてＤｇＮＢに通知し、受信された場合、ＤｇＮＢはセル切り替えについて通知される。加えて、影響を受けたスモールセルは、それらのＲＲＣまたは同様のプロトコルを介して、発生した変更についてＤｇＮＢに通知し得る。返答として、ＤｇＮＢは、影響を受けたスモールセルに、ルートの切り替えについて通知する。すなわち、古いパスにおける共同基地局下のスモールセルは、ＵＥとの間でルーティングを停止するように通知され得、共同基地局は、パケットの複製を停止して新たなパスのみを使用するように通知され、ＵＥ並びにスモールセルは、潜在的な将来の自律ハンドオーバのための新たな候補スモールセルについて通知される。

共同基地局は、限られた時間の間のみ、パケット複製を適用し得る。それは、新たなルートがＤｇＮＢにより確認された場合に、停止されたタイマが開始し得る。確認が受信される前に時間切れになったとき、ＤｇＮＢは、パケット複製を停止して、新たなルートが適切でないと仮定して古いルートに戻り得る。

本明細書に説明された独創的な自律セル切り替えにより、ＵＥとコアネットワークとの間のデータ転送は、ＤｇＮＢがセル切り替えについて通知されなかったまたはスモールセルに正しく通知しなかった時間の間継続し、データ遅延は最小で維持される。したがって、本発明は、マルチホップ無線サブネットワークにより導入されるレイテンシを克服する。

ＤＬにおいて、新たなルートは、共同基地局がパス切り替えについての情報を取得した後にのみ使用される。ＵＥデバイスによる切り替えと、ターゲットスモールセルにルーティングされた第１ＤＬパケットの切り替えとの間で、いくつかのパケットが、古いルートに沿ってＤＬにおいて配信され得る。パケットを失う可能性または数を減らすべく、ＵＥデバイスは、その機能に応じて、第１パケットがターゲットスモールセルのＤＬに到着するまで、ソーススモールセルからパケットを継続して受信し得る。次に、ＵＥにおけるＲＬＣ、ＭＡＣおよびＰＨＹ層のリセットは、新たなセルの第１ＤＬパケットが到着した場合にのみ行われる。

ＵＥデバイスが、非常に信頼性の高いデータ転送を要求する通信サービスを使用するとき、データの冗長伝送は、パケット損失を克服するのに有益であり得る。本発明の新たに導入されたアーキテクチャは、この場合も有利に使用され得る。ＵＥは、複数のサービングスモールセルと自律モビリティの候補ターゲットスモールセルの構成とを有し得る。ここで、ＵＥは、他の冗長リンクが変更しないまま維持しつつスモールセルのうち１つを自律的に切り替えるように説明されたメカニズムを使用し得る。例えば、到着する第１ＤＬパケットによってまたはＤｇＮＢから受信されたそれぞれのＤＬ ＲＲＣメッセージによって、自律的に選択されたターゲットスモールセルを介したＵＬ伝送およびＤＬ伝送が確認された場合のみ、冗長な他のリンクは切り替え可能である。冗長伝送は、特定のベアラに対して恒久的に使用されるベアラＱｏＳ設定であり得、または、それはパケット損失を防止すべく、説明されたスモールセル切り替えと連動してのみ一時的に使用される機能である。

本発明は、デュアル接続性に使用されることも可能であり、ここで、単一ＵＥデバイスは、異なる基地局に並行して接続される。ＵＥデバイスは、同じＤｇＮＢにより制御された２またはそれより多くのスモールセルに接続され、最適なセルを選択すべく自律切り替え技術を使用し得る。ＵＥデバイスは、第１基地局と、本発明に従ってＤｇＮＢにより制御されるスモールセルとに代替的に接続され得、第１基地局はＤｇＮＢにより制御されない。次に、第１基地局は同じままであるまたはレガシーハンドオーバ手順により変更される間、自律切り替え技術が使用され、最適なスモールセルを選択する。

図１のアーキテクチャに対するさらに別の代替手段は、本明細書に説明されるように、同じＤｇＮＢに対して２またはそれより多くの並行接続を有するＵＥであり、その１つは直接エアインタフェースを介したものであり、もう１つは無線バックホールを有するスモールセルに対するものである。次に、制御シグナリングは、ＵＥが並行接続に最適なスモールセルを自律的に選択するように構成される間、ＤｇＮＢへの直接リンクを介して送信され得る。自律セル切り替えの主な理由は、カスケードされたスモールセルのマルチホップアーキテクチャにより導入される測定報告およびハンドオーバ性能の制御シグナリング遅延を克服することである。しかしながら、この使用事例には存在しない。

本発明のさらに別の使用事例は、複数のベアラに単一ＵＥデバイスの複数のスモールセルを使用し、その結果、異なる無線ベアラに対して、最適なスモールセルがＵＥデバイスにより選択されることである。それは、いくつかのスモールセルがいくつかの機能に最適化される一方、それらは限定された他の機能のみを提供するまたは他の機能を全く提供しないことであり得る。一例は、低レイテンシアプリケーションに特化しているが、高データレートを提供することができないスモールセルであり得る。これらのスモールセルは、それらの性質をブロードキャストして、ＵＥデバイスが、新たなスモールセルを選択する場合に情報を考慮すること、または、ＤｇＮＢからの候補セル構成がスモールセルの特別な機能を含むことを可能にし得る。次に、本発明に説明される自律セル切り替えが、ＵＥデバイスによりベアラの一部にのみ実行され、ＵＥは、セットアップ完了しているまたはセットアップする予定である。メカニズムは、説明されるように適用され、ＵＬパケットのＧＬｏｇＣｈ−ＩＤは、共同基地局が、それぞれのベアラにのみＤＬルート適合を適用することを可能にする。また、後でＤｇＮＢから受信されたルート確認は、他のベアラが依然として古いルートに沿ってルーティングされている一方、ＵＥデバイスのいくつかのベアラに対する新たなルートを確認する。本発明のこの使用事例は、他のベアラが通常のブロードバンドトラフィックに使用され得る一方、ＵＥデバイスのいくつかのベアラに使用され得る、発展した５Ｇネットワークの「超低レイテンシ（ＵＬＬ）」、「超高信頼性（ＵＲＬ）」および「大規模のモノのインターネット（ＭＩｏＴ）」といった新たなデータトラフィック種類に特に有用である。例示的な展開は、ＤｇＮＢに直接接続されたＵＥデバイスのカバレッジにおいて低レイテンシのスモールセル基地局を提供して、ＵＥデバイスカバレッジにおける代替的なスモールセル基地局の複数の無線バックホールホップを迂回し得る。低レイテンシのスモールセル基地局は、限定された帯域幅のみまたは接続不要なデータ通信のみを提供する。一方、他のスモールセル基地局は、より多くの効率的であるがより低速であるマルチホップ無線バックホールによって異なるサービスを提供する。

上記されたメカニズムは、ＵＥデバイスに対するサービングセルの自律切り替えを可能にする。図１に示されるような新たなアーキテクチャは、関連するスモールセル基地局の無線バックホールに基づく。スモールセル間の無線バックホールは、ＵＥデバイスとスモールセルとの間のエアインタフェースと同じまたは同様のエアインタフェースに基づく。したがって、本発明の独創的なメカニズムは、無線バックホール自身にも適用可能である。

別のスモールセル基地局であるＳＣ２．１によりサービス提供されるスモールセル基地局（例えば、ＳＣ３．１）は、自律セル切り替えのために、候補スモールセル（例えば、ＳＣ２．２）で構成され得る。候補スモールセルは、ルーティングおよび多重化情報並びに無線および識別子情報で準備され、その結果、スモールセルＳＣ２．２は、セル切り替え後にＳＣ３．１のサービス提供を引き継ぐことが可能である。上記されたメカニズムは、例えば、層３シグナリングを介してＤｇＮＢによるルート切り替え、パケット複製および最後のルートの明示に応じて、全て使用可能である。ベアラが、既にＧＬｏｇＣｈ−ＩＤと関連付けられた他のデバイス、例えば、ＵＥ１およびＵＥ２から発信されるＳＣ３．１によりルーティングされるので、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤは、スモールセルＳＣ３．１自身から発信されるベアラに対してのみ構成される。スモールセルがいかなるユーザデータも生成しないと仮定すると、ＳＣ３．１とＤｇＮＢとの間のＲＲＣ接続のセットアップおよびメンテナンスのためのシグナリング無線ベアラのみがＧＬｏｇＣｈ−ＩＤで識別され、候補スモールセルＳＣ２．２におけるＱｏＳおよび／または優先度情報に関連付けられる。

無線バックホール接続に対する本発明のこの適用は、柔軟で動的なバックホールのセットアップを可能にする。しかしながら、スモールセルは移動体でないと仮定されるので、この場合の自動セル切り替えのための候補スモールセルの数は、ＵＥデバイスのそれ（通常、移動体である）よりもはるかに少ないと仮定される。切り替えオプションは、２つのスモールセル間の動的シャドウイング効果に対するまたはスモールセルの停止に対する対応策であり得る。しかしながら、モバイルスモールセルは、ＵＥデバイスと同様の、説明されたネットワークアーキテクチャおよびメカニズムから利益を得る場合がある。

自律セル切り替え後に別のスモールセルの無線バックホールとしてサービス提供する候補スモールセルを準備することには、ソーススモールセルによってサービス提供またはルーティングされる現在ベアラと潜在的な将来のベアラとの全てについて候補スモールセルに通知することが要求される。すなわち、無線バックホールネットワークが、図１の例示的なネットワークよりも大きく深い階層と、各々が多数のＵＥデバイスを有する数十個の他のスモールセルのスモールセルルーティングトラフィックとを有するとき、自律切り替えの各スモールセルの準備のための構成情報は大きく増加する。構成およびその更新は、ＤｇＮＢおよびスモールセルにおける無線ネットワークおよび算出リソースの帯域幅の多くを消費する。

次に、代替手段は、無線バックホールの全てのスモールセルの同一の全体構成を有し得る。すなわち、あらゆるスモールセルは、サービス提供されるベアラおよびデバイスの全体情報（例えば、全てのＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ並びに関連する優先度およびＱｏＳ）で構成される。次に、構成情報は、ＤｇＮＢからブロードキャストされ（すなわち、ＤｇＮＢによって、ＤｇＮＢに直接接続された全てのスモールセルと構成情報を受信した後のスモールセルとに対して全体構成が一度提供される）、構成を格納および適用して、直接リンクでサービス提供される全てのさらなるスモールセルに情報を転送することが可能である。同じメカニズムが、格納された全体構成の変更のみを含む構成更新に適用され得る。ブロードキャスト機構は、構成情報の正確性を保証すべく、完全性保護の共通セキュリティキーが全ての関連スモールセルで利用可能であることを要求する。セキュリティは、ＤｇＮＢから各スモールセルへの専用層３シグナリングを介して提供される対称キー、もしくは、公衆キーが予め設定されたまたは受信されるスモールセルにより検証可能な証明書としてブロードキャストに含まれるＤｇＮＢの非対称キーペアのいずれかによって実現可能である。

説明されたブロードキャストは、全てのデバイス、ＵＥおよびスモールセルのセル切り替えの候補として、あらゆるスモールセルを準備する。候補スモールセルを有する切り替えデバイスの候補構成は、切り替えがＤｇＮＢの制御下で依然として限定されていることを保証する。また、マルチキャスト（すなわち、スモールセルのグループにアドレス指定された異なる構成メッセージのブロードキャスト）が使用可能である。これは、より大きいホップ・ツー・ホップの無線バックホールサブネットワークにおいて単一構成メッセージを減らす。

本発明の説明は、そのレベルで盗聴およびデータの不正操作を防止すべく、スモールセル基地局の無線バックホール接続が、例えばＩＰｓｅｃトンネルのような保護トンネルで保護されることを防止するわけではないことを留意するべきである。このオプションは、本発明の独創的段階および利点に影響しないので、本発明でのさらなる説明はなく、単に実装のオプションである。

図３は、ＤｇＮＢ、３つのスモールセル基地局（ＳＣ２、ＳＣ３．１およびＳＣ３．２）ならびにＵＥデバイスＵＥを含む簡素化されたアーキテクチャを示す。ＵＥデバイスは、スモールセル基地局ＳＣ３．１へのアクセスリンクを有する。スモールセル（ＳＣ３．１およびＳＣ３．２）は、ＤｇＮＢへの無線バックホールリンクを有するスモールセル基地局ＳＣ２への無線バックホールリンクを有する。ＤｇＮＢは、事業者ネットワークのコアネットワークに接続される。

図４は、図３に図示されたサブネットワーク内におけるメッセージおよびデータの交換を、メッセージシーケンスチャートに示す。前提条件として、詳細なく単一のボックスとして示されるように、本発明のベースアーキテクチャによると、全てのスモールセル基地局およびＵＥデバイスは、ＤｇＮＢとのＲＲＣ接続を有すると仮定される。

図４の最初の状態では、ＵＥは、進行中のアップリンクＵＬとダウンリンクＤＬデータ転送を有する。その目的のために、スモールセルＳＣ３．１およびＳＣ２は、本発明に従って構成され、その結果、それらは、ＵＥが現在セットアップしたデータベアラにＱｏＳを提供可能になる。ＵＥデバイスは、ＬＴＥ規格に従うＵＥデバイス識別子（例えば、Ｃ‐ＲＮＴＩ）を有し、これは、ＵＥデバイスに割り当てられ、ＵＥデバイスによりデータの発信元を指示すべくＵＬ伝送で使用される。これは、ＵＥデバイス識別子でＵＬメッセージをスクランブリングすることによって、もしくは、プレーン識別子またはその一部をデータの一部として伝送することによって、行われ得る。また、ＵＥデバイス識別子は、データをＵＥデバイスに伝送するのに使用されるリソースにアドレス指定するために、ＤＬデータ送信用のサービングスモールセルによっても使用される。再び、スクランブリングまたは他の技術が使用され、ＤＬリソース割り当てにＵＥデバイス識別子またはその一部を保持し得る。本発明によると、スモールセル基地局ＳＣ３．１は、ＵＥデバイスのＣ‐ＲＮＴＩで構成される。加えて、ＵＥデバイスは、スモールセル基地局ＳＣ３．１からのＵＬスケジューリングを要求するために、時間および／または周波数ドメインにおいて、スモールセル固有のリソースを提供し得る。ＵＥデバイスによりサポートされまたは好ましいとされる無線機能に関する他の無線パラメータも、ＬＴＥまたは５Ｇ ＮＲとして既知の無線規格と同様に構成され得る。

ＵＥは、表１に示すように、関連ＱｏＳパラメータを有する合計７つの無線ベアラ（３つのシグナリング無線ベアラおよび４つのデータ無線ベアラ）を有し得る。それぞれの情報は、ＵＥデバイスと、現在ＵＥデバイスＳＣ３．１にサービス提供するスモールセル基地局とにおいて構成される。

スモールセル基地局ＳＣ３．１は、スモールセル基地局ＳＣ２への無線バックホールリンクを有し、これには８つの無線ベアラ（独自のＤｇＮＢへのＲＲＣ接続をセットアップおよび管理するための３つのシグナリング無線ベアラ、および異なるＱｏＳでデータを転送または中継するための５つのデータ無線ベアラ）が構成され得る。表２は、ＳＣ３．１とＳＣ２とにおけるＳＣ３．１に構成された無線バックホールベアラを例示的な形式で示す。全ての転送または中継されたデータが、それらの発信デバイスおよびベアラに従ってＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを既に含んでいると予想されるので、ＳＣ３．１から発信される３つのシグナリング無線ベアラのみが、グローバル論理チャネル識別子に割り当てられる。

同様に、スモールセルＳＣ３．２の場合、情報は表３に従ってＳＣ３．２とＳＣ２とにおいて構成され得る。

スモールセル基地局ＳＣ２は、ＳＣ２により潜在的にサービス提供されるまたはされ得るデバイスの情報（例えば、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ、ＱｏＳおよび優先度情報）を用いて、本発明に従って構成され、情報は、サービス提供されるデバイスにおいて構成されたものとは異なり得る。例えば、スモールセル基地局ＳＣ２の優先度情報は、スモールセル基地局ＳＣ２自身の優先度の高いシグナリング無線ベアラが、ＳＣ２により転送または中継される同様のベアラより高い優先度を有することを考慮し得る。また、ＳＣ２によりサービス提供されるスモールセル基地局（例えば、ＳＣ３．１およびＳＣ３．２）の優先度の高いシグナリング無線ベアラは、ＵＥデバイスのシグナリング無線ベアラより高い優先度を有し得る。したがって、ＵＥデバイスＵＥと、ＤｇＮＢによりＳＣ２に構成された、スモールセル基地局ＳＣ３．１およびＳＣ３．２とに関連するデータの例は、表４に示される。加えて、表２および３の基地局ＳＣ３．１およびＳＣ３．２と同様に、スモールセル基地局ＳＣ２は、独自のシグナリングとデータ無線ベアラとで構成される。

本発明によると、スモールセル基地局ＳＣ３．１は、無線ベアラのいずれかを介して、ＵＥデバイス（ＵＥ）からデータを受信する。全てのデータ無線ベアラ（すなわち、ＤＲＢ１、ＤＲＢ２、ＤＲＢ３およびＤＲＢ４）からユーザデータパケットが到着すると仮定する。スモールセル基地局ＳＣ３．１は、パケットを受信して、それらを復号および逆多重化して、セグメント化されたパケットを元のユーザデータパケットに再構築する。多くの場合、これらはそれぞれのアプリケーションからのＩＰパケットである。シグナリング無線ベアラＳＲＢ０、ＳＲＢ１またはＳＲＢ２からパケットが受信される他の例では、パケットは、ＩＰパケットではないが、ＵＥデバイスＵＥのＲＲＣ層からのＲＲＣメッセージであり得る。ここで、ＳＣ３．１は、パケットが受信された無線ベアラに基づいて、且つ、ＤｇＮＢによる構成に基づいて、ユーザデータパケットごとに、グローバル論理チャネル識別子ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを決定し、無線バックホールを介してスモールセル基地局ＳＣ２にパケットを転送する前に、データパケットを添付する。すなわち、データ無線ベアラＤＲＢ１上のＵＥデバイスＵＥから受信されたパケットに対して、無線バックホールを介してデータを転送する前に、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ＝６８が添付される。データ無線ベアラＤＲＢ２、ＤＲＢ３およびＤＲＢ４に対して、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ６９、７０および７１がそれぞれ添付される。添付は、任意の好適なプロトコル、例えば、５Ｇ ＮＲプロトコルスタックの既存のプロトコルのうちいずれか、または、図２においてリレープロトコル「ＲＰ」として例示的に名付けられた新たなプロトコルに従って行われ得る。パケットの転送は、ＤｇＮＢによる構成に従って（すなわち、表２の構成データに従って）行われる。表は、ＵＥデバイスの無線ベアラの各々に対して、同じリソース上へ多重化された伝送パケットの順序に関して、データが処理される相対的優先度を提供する。より高い優先度（すなわち、相対的優先度パラメータのより低い整数値）は、優先的な伝送をもたらし、その一方優先度がより低いパケットは、より高い優先度のパケットが伝送保留中でないときにのみ伝送される。また、表２は、ＵＥデバイスの無線ベアラの各々に対して、ＲＢ−Ｔｙｐｅ情報を提供し、これはサービス品質（ＱｏＳ）とも呼ばれ得、データの発信元であるサービスの性質を指示する。ＲＢ−Ｔｙｐｅは、データパケットの転送のためにスモールセル基地局の５つのデータ無線ベアラＤＲＢ４からＤＲＢ８のうち１つを選択すべく、スモールセル基地局により使用され得る。より高い優先度をそれぞれ有し、異なるＱｏＳまたはＲＢ−Ｔｙｐｅ、ならびに、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ６５、６６または６７をそれぞれ有するシグナリング無線ベアラＳＲＢ０、ＳＲＢ１またはＳＲＢ２のうち１つによって、ＵＥデバイスＵＥからスモールセル基地局ＳＣ３．１において受信されるデータパケットに、同じ原理が適用される。

ＳＣ３．１の無線バックホールリンク上のデータ無線ベアラＤＲＢ１、ＤＲＢ２、ＤＲＢ３、ＤＲＢ４またはＤＲＢ５のうちいずれかを介して、スモールセル基地局ＳＣ３．１からデータパケットを受信しているスモールセル基地局ＳＣ２は、パケットを復号および逆多重化して、セグメント化されたパケットを再構築して、添付のＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを決定する。それは、ＤｇＮＢによる構成に従ってＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを検索する。例えば、ＬｏｇＣｈ−ＩＤ＝６８を有するＵＥデバイスからの例示的なパケットの検索は、サービス品質「ベストエフォート」および相対的優先度８に従って、ＳＣ２による転送をもたらす。スモールセル基地局ＳＣ２は、ＵＥデバイスＵＥについてのいかなる情報も有しないのであれば、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ＝６８を特定のデバイスに関連付ける必要もない。しかしながら、それは、ＱｏＳおよび優先度に関して、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤと共に受信データパケットも転送することにより、パケットの転送処理を決定するのに十分な情報を受信して、それは、転送処理を決定するためのさらなるスモールセルに、パケットを特定のＵＥデバイスに関連付けるためのＤｇＮＢに、十分な情報を提供する。スモールセル基地局ＳＣ２が、ベストエフォートデータを伝達するのに好適なＤｇＮＢへのセットアップベアラを有していると仮定すると、それは使用され、データは優先度８に従って利用可能なリソース上へと多重化される。

ＤｇＮＢは、ＤｇＮＢにより制御されるサブネットワークにおいて割り当てられたＧＬｏｇＣｈ−ＩＤの、ＵＥデバイスとＵＥデバイスのそれぞれの無線ベアラとへのマッピングについての情報を有し、その結果、パケットを正常に受信した後、ＤｇＮＢは、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤに基づいて、パケットがアドレス指定された正しいＰＤＣＰおよび／またはＲＲＣエンティティを決定できる。

上記は、ＵＥデバイスからＤｇＮＢへのマルチホップサブネットワークを介したＵＬデータ転送について説明する。ＤＬについて、同じ原理が適用され得る。すなわち、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤは、スモールセル基地局に伝送された任意のデータパケット（例えば、ＳＣ２）に、ＤｇＮＢにより添付される。スモールセル基地局ＳＣ２は、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを決定して、それぞれのＱｏＳおよび優先度を検索して、ＬｏｇＣｈ−ＩＤを有するデータパケットを転送する。スモールセル基地局が、ルーティング（すなわち、データパケットがどのサービス提供されるデバイスにルーティングされるべきか）を決定すべく、ＤｇＮＢは、アクセスリンクをサービス提供しないデバイスのスモールセルにルーティング情報を構成した。所与の例において、これはスモールセル基地局ＳＣ２であり、ルーティング構成は、表４の「ルーティング」列に例示的に図示される。

その表において、ＵＥデバイスへ／ＵＥデバイスからの全ての無線ベアラは、スモールセル基地局ＳＣ３．１を介してルーティングされる。ルーティング情報は、ネクストホップアドレスまたはネクストホップデバイス名の形で提供され、得、後者は表４に示される。ルーティング情報は、ネクストホップのインデックスと共に代替的に提供され得、インデックスは予め設定された表を指す。

表４は、両方のスモールセル基地局がＳＣ２によりアクセスリンクでサービス提供されており、したがって任意のパケットのＧＬｏｇＣｈ−ＩＤがアクセスリンクのそれぞれの無線ベアラにマッピングされ、したがって最後のデバイスにマッピングされるので、スモールセル基地局ＳＣ３．１およびＳＣ３．２の無線ベアラに対するルーティング情報を含まない。

ここで図４を見ると、上記の説明は主に、まず、ＤｇＮＢを有するあらゆるＵＥデバイスとスモールセル基地局との確立されたＲＲＣ接続の事前仮定について説明しており、これは一番上のボックスにおける図に示される。次に、上記は、ＵＥまたは他のデバイスとＤｇＮＢとの間のデータ転送について説明しており、これは一番上の両方向の矢印で図に簡素化されて示される。

本発明によると、ＤｇＮＢは、この実施形態においてスモールセル基地局ＳＣ３．２により跨っているセルについての情報を含む候補セル情報でＵＥデバイスＵＥを構成する。情報は、リソース情報、例えば、候補セルのセル帯域幅の周波数帯域または中間周波数を含み得る。また、情報は、セル識別子、例えば、セル内でブロードキャストされた同期信号で符号化された物理セル識別子を含み、同期信号に基づくセル識別を可能にし得る。情報はさらに、候補セルにアクセスする場合、ＵＥデバイスにより使用されるＵＥデバイス識別子を含み得る。この実施形態では、ＵＥデバイス識別子（例えば、Ｃ‐ＲＮＴＩ）は、セル間の切り替えを自律的に行う場合に変更されないと仮定する。ランダムアクセスの場合、または候補セルにアクセスする他のデータが限定された方法の場合、ＵＥデバイスと候補セルとは、Ｃ‐ＲＮＴＩに加えてまたはその代わりに、短いＵＥデバイス識別子で構成され得る。

加えて、候補スモールセルＳＣ３．２が構成され、その結果、ＵＥデバイスの自律セル切り替えの後に、ＵＥデバイスにサービス提供することが可能である。その目的のために、ＳＣ３．２は、ＵＥデバイス識別子（この実施形態ではＣ‐ＲＮＴＩおよび／または短いＵＥデバイス識別子）と、ＵＥにサービス提供するために必要なさらなる情報とで構成される。例えば、ＭＡＣと物理層とに関連するＵＥ無線機能が構成される。

加えて、ＵＥデバイスにサービス提供するＵＥデバイスとスモールセル基地局ＳＣ３．１とに現在存在する表１による情報も、スモールセル基地局ＳＣ３．２に構成される。この情報は、スモールセル基地局ＳＣ３．２について上記でさらに説明されたように、ＳＣ３．２がＤＬデータを適切な無線ベアラ上へ多重化することと、適切なＱｏＳおよび優先度でＵＬデータを転送することと、正しいＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを添付することとを可能にする。

ここで、スモールセル基地局ＳＣ３．２は、同期および参照信号、並びにＵＥデバイスにより受信されたシステム情報をブロードキャストし、候補セルＳＣ３．２の測定が導出され、潜在的セル切り替えを決定すべくＵＥデバイスにより使用される。これは単に一例であり、セル切り替えを決定するためのＵＥデバイスに対する任意の他の種類のトリガが、本発明を実装するために使用され得るので、ＳＣ３．２によりブロードキャストされた情報は、図において破線で示される。システム情報は、ＳＣ３．２から予想可能なサービスが、現在ＳＣ３．１にサービス提供しているサービスより良いかどうかを、ＵＥデバイスが決定することに役立つ負荷情報を含み得る。

本実施形態によると、ＵＥデバイスは、セルを自律的に切り替えて、候補スモールセル基地局ＳＣ３．２からリソースを要求することを決定する。これは、構成済の短いＵＥデバイス識別子を使用して候補スモールセルに対してランダムアクセスを実行することにより行われ得る。ＵＥデバイスは、許可済リソースで送信された、より長い第２メッセージを、第１ランダムアクセスメッセージリソースで要求し得る。代替的に、例えば、タイミングの理由でランダムアクセスが必要とされないとき、ＵＥは、Ｃ‐ＲＮＴＩを使用してＵＬリソースを要求するために物理アップリンク制御チャネルを直接使用し得る。

その手順の間、スモールセル基地局ＳＣ３．１を介したＤＬデータ転送は継続し得る。ＵＥデバイスの無線機能に応じて、ＵＥデバイスは、ＳＣ３．１からデータを正常に受信して、ＳＣ３．２へのＵＬデータ転送を開始している間に、ＵＬにおける受信を確認することが可能であり得る。このオプションは、図４において破線で示される。

候補スモールセルＳＣ３．２は、ＵＥデバイスにより受信された場合に、候補スモールセルＳＣ３．２を新たなサービングスモールセルに変更し得るＵＬリソース許可で、ＵＬリソース要求に対して返答し得る。ＵＥデバイスは、例えば、ユーザデータパケットまたはＵＬ ＲＲＣメッセージからの第１ＵＬデータパケットをコンパイルして、これらをスモールセル基地局ＳＣ３．２に伝送する。適切な通信プロトコルにおいてＧＬｏｇＣｈ−ＩＤを添付することを含む、スモールセル基地局ＳＣ３．１のＵＬパケット転送について説明されたように、パケットは受信され、構成済無線ベアラを無線バックホールリンクの無線ベアラ上へマッピングすることが行われ

本発明によると、ＵＥデバイスからＵＬデータパケットが、それらのＬｏｇＣｈ−ＩＤにより認識されたスモールセル基地局ＳＣ２で受信されるとすぐに、同じＬｏｇＣｈ−ＩＤにより認識された同じベアラのＵＥデバイスへのＤＬデータパケットの複製が開始される。この意味での複製は、これらのＤＬパケットが古いルートに沿って（すなわち、この実施形態におけるスモールセル基地局ＳＣ３．１に）スモールセル基地局により伝送されていることを意味する。加えて、それらは、第１ＵＬパケットが受信された新たなルートに（すなわち、スモールセル基地局ＳＣ３．２に）コピーされる。

ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤが構築され、その結果、単一ＵＥデバイスに属する全てのベアラの識別が可能である場合、第１ＵＬデータパケットが受信されると、スモールセル基地局においてＤＬデータパケットを一時的にコピーする原理は、ＵＥの全てのベアラに適用され得る。ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤがＵＥの区別を許容しない場合、ＤＬのコピーは、ＵＬパケットが受信された双方向ベアラにのみ適用できる。その場合、ＵＥデバイスは、送信するＵＬデータを現在有しないベアラに対してＵＬのダミーパケットを伝送して、全てのベアラに対するＤＬの新たなルートの高速使用を可能にすると予測され得る。これらのダミーパケットは、ユーザデータ長が０であり得る、すなわち、小さなヘッダのみを含む場合もあれば、または、そうでなければそれらはマークされる場合もあり、その結果、それらは無線アクセスサブネットワーク内のデータフローから排除される。

新たなスモールセル基地局ＳＣ３．２を介してＵＥにより第１ＤＬパケットを受信すること、または第１ＵＬの許可、または新たなスモールセル基地局によりＵＬパケットの確認応答を正常に受信することは、ＲＲＣメッセージ（例えば、「パス切り替え」情報）でセル切り替えを正常に実行することについてＤｇＮＢに通知するように、ＵＥデバイスをトリガし得る。ＤｇＮＢでこのメッセージを受信することは、パス切り替えについて全ての関連スモールセルに通知する（すなわち、スモールセル基地局ＳＣ２はＵＥに対する新たなルートを明示するように要求される）ようにＤｇＮＢをトリガし得、スモールセル基地局ＳＣ３．２は、サービングスモールセルとして機能するように要求され、ＳＣ３．１はＵＥコンテキストを削除するように構成されるまたは古いセルに戻すための将来のセル切り替えの候補スモールセルとして構成される。

スモールセル基地局ＳＣ２がＵＥデバイスの一部のベアラに対してのみＤＬパケットをコピーした場合、ここでＤｇＮＢは、ＵＥデバイスの全てのベアラに対してルートの明示をトリガし得る。

ここで、ＵＥデバイスの全てのベアラに対するＤＬデータ転送は、新たなスモールセル基地局へのルートをとる。新たな候補スモールセルを提供するＵＥの新たな構成は、その後ＤｇＮＢにより実行され得る。

前の変形は、図３の同じサブネットワークアーキテクチャに基づいて、図５に示される。ＵＥデバイスおよび全てのスモールセル基地局のＤｇＮＢとのＲＲＣ接続の前提条件と、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤとルーティング情報とを有するスモールセル基地局ＳＣ３．１およびＳＣ２の構成とは、前述の実施形態と同じである。

この実施形態において、本発明の新たな態様によると、スモールセル基地局ＳＣ３．１は、ＵＥデバイスへの接続が失われたときにＤｇＮＢに通知されるように構成される。スモールセルＳＣ３．１は、ＵＥデバイス識別子を伝送することによってＵＥへの接続が失われたことをＤｇＮＢに通知するか、または、接続が失われたＧＬｏｇＣｈ−ＩＤのリストを伝送することによって、サービス提供されるベアラへの接続が失われたことを通知する。いずれかの情報は、一種の「ベアラ損失通知」でＤｇＮＢに伝送可能である。

図５において、ある時点で、ＵＥデバイスおよびスモールセル基地局ＳＣ３．１は、例えば、セルから離れるＵＥまたはＵＥアンテナのシャドウイングまたは同様のものの結果としてもたらされる無線リンク障害に起因する、接続の損失を検出する。利用可能な伝送のためのリンクがないので、ＵＥデバイスはＵＬデータのバッファリングをすぐに開始する。これは、最新のＵＥデバイス実装と変わらない。本発明によると、スモールセル基地局ＳＣ３．１は、ＵＥデバイスへの接続が失われたことについてＤｇＮＢに通知し、ＤｇＮＢは、ＤＬデータのバッファリングを開始する。ＤｇＮＢはまた、時間切れになって場合に、ＵＥデバイスへのＲＲＣ接続の黙示的なリリースをトリガするタイマを開始し得る。この実施形態では、当該タイマは時間切れにならず、ＲＲＣ接続は維持されると仮定される。

ＵＥデバイスは、この実施形態ではＳＣ３．２である候補スモールセルに自律セル切り替えを実行して、パス切り替えについてＤｇＮＢに通知するＲＲＣメッセージをＵＬ（第１ＵＬパケットであるのが好ましい）で伝送する。ここでＲＲＣは、ＵＥデバイスとの間の新たなパスについて影響を受けたスモールセルＳＣ２、ＳＣ３．１およびＳＣ３．２を再構成し、新たなデータの定期的なＤＬデータ転送が継続される前に、バッファリングされたＤＬデータの伝送を開始する。ＵＥは、自律的に切り替えられたセルの直後にＵＬデータ転送を開始し得る。

さらなる実施形態がここで説明される。この実施形態は、図６に係るアーキテクチャの前述の実施形態の一部の補正である。図３のアーキテクチャと比較すると、図示されたサブネットワークは、階層を１層多く有する。この実施形態は、より大きいサブネットワークのために本発明の有用な態様を示すべきである。

サブネットワークの５つのスモールセル基地局の全てがＵＥデバイスに実際にまたは潜在的にサービス提供するように構成されたと仮定すると、前の２つの実施形態に係るスモールセル基地局の個々の構成は、無線アクセスリンクにおいて無線リソースを大幅に消費する。代替手段が図７に示される。ＤｇＮＢは、スモールセルルーティング準備情報（すなわち、ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ）、関連ＱｏＳ、優先度およびルーティング情報を含むスモールセル再構成メッセージをブロードキャストする。この意味でのブロードキャストは、構成を格納および適用する目的で、サブネットワークの全ての直接接続されたスモールセル基地局に対して配布し、あらゆるスモールセル基地局による情報を、アクセスリンクを介して直接接続された次のスモールセル基地局に並行して転送することを意味する。

図７によると、再構成メッセージを受信する全てのスモールセル基地局は当該メッセージを転送し、例えば予めネットワーク事業者から受信された各スモールセル基地局に格納された証明書に基づいてそれらの完全性を検証することにより、その完全性を検証する。完全性が検証された場合、構成は格納され、適用される。

これは、最初の２つの実施形態に対して例示的な形式で説明された本発明の核心的な段階と組み合わせることができないサブネットワークの構成のための効率的な配布メカニズムである。

シグナリングまたはデータベアラの追加、削除または大幅な再構成をもたらすサブネットワークのＵＥデバイスまたはスモールセル基地局の任意の再構成は次に、更新されたＧＬｏｇＣｈ−ＩＤ、優先度、ＱｏＳおよび／またはルーティング情報を含むスモールセル再構成メッセージのブロードキャストをもたらし、その結果、全てのスモールセル基地局が、自律セル切り替えの後にＵＥデバイスにサービス提供するように準備される。第３実施形態の効率的なブロードキャスト機構が使用されないとき、ＵＥデバイスまたはスモールセル基地局の任意のそのような再構成は、影響を受けた全てのスモールセル基地局の個々の再構成をもたらす。

第４実施形態は、スモールセル基地局ＳＣ３．２がＤｇＮＢに直接接続されておりことを除けば図３のアーキテクチャと同様である、図８に図示されたアーキテクチャに基づく。ＳＣ３．２は、低レイテンシと限定された帯域幅の通信とに最適化され得る。

ＵＥデバイスは、低レイテンシ通信を要求しないＱｏＳを有する実行中の複数のアプリケーションを有し得る。加えて、ＵＥは、低レイテンシ伝送を要求するデータパケット（ＵＬＬデータ）を散発的に生成し、通常は限定された量のＤＬトラフィック、例えば、ネットワーク層の単一の確認応答を生成する１つのアプリケーションを有する。

図９は、この実施形態に係るメッセージシーケンスを示す。ＵＥデバイスは、スモールセル基地局ＳＣ３．１に接続され、第１実施形態と同様に、ＤｇＮＢとのＲＲＣ接続を有していると仮定される。ＵＥデバイスは、少なくとも１つの候補セルＳＣ３．２（これは、ＵＬＬデータの伝送候補である）を構成する。このセルは、他の実施形態におけるように自律セル切り替えの場合には考慮されないが、ＵＬＬデータ送信の自律選択の場合には考慮される。スモールセル基地局ＳＣ３．２は候補セルとして構成されるが、当該構成は、ＵＬＬデータ無線ベアラのサポートに限定され得る（例えば、単一ＧＬｏｇＣｈ−ＩＤであり、ＵＥデバイスのシグナリング無線ベアラがない）。

あるポイントで、ＵＬＬデータはそれぞれのアプリケーションにより生成され、ＵＥデバイスは、伝送のために候補セルＳＣ３．２を選択し、ＵＬ伝送リソースを要求する一方、スモールセル基地局ＳＣ３．１を介したＵＬ伝送およびＤＬ伝送は、他のアプリケーション（すなわち、他の無線ベアラ）またはＲＲＣシグナリングに対して継続される。許可の後、ＵＥデバイスは、スモールセル構成に従ってルーティングされたＵＬでＵＬＬデータをＤｇＮＢに伝送する。結果として得られるＤＬデータは、ＵＥデバイスのＳＣ３．２から同じルートでルーティングされ受信される。任意選択的に、ＵＥデバイスは、新たに選択されたスモールセル基地局ＳＣ３．２上のデータ送信についてＤｇＮＢに通知し得、ＤｇＮＢは、スモールセル基地局を再構成して新たなパスを確認し得る。これはここで任意選択的に説明され、単一のデータ送信に関しては破線で図９に示されるので、データルーティングを越えるＤｇＮＢの任意の関連は省略され得る。

本発明の特定の態様は、以下のようにまとめられ得る。

無線アクセスサブネットワークを制御する基地局であって、当該無線アクセスサブネットワークは、少なくとも１つのＵＥデバイスと複数のカスケードされたスモールセル基地局とを含み、少なくとも１つのＵＥデバイスと複数のカスケードされたスモールセル基地局とは、基地局へのＲＲＣ接続を有し、
複数のカスケードされたスモールセル基地局はさらに、
各々が別のスモールセル基地局への無線バックホールリンクを有する複数のスモールセル基地局と、
基地局への無線バックホールリンクを有する少なくとも１つのスモールセル基地局と、
各々が他のスモールセル基地局への無線アクセスリンクを有する複数のスモールセル基地局と、
少なくとも１つのＵＥデバイスへの無線アクセスリンクを有する少なくとも１つのスモールセル基地局と
を備え、
当該基地局は、
候補スモールセル情報でＵＥデバイスを構成し、候補スモールセル情報は、自律セル切り替えのための複数のカスケードされたスモールセル基地局のうち１つにより跨っている少なくとも１つの候補スモールセルの識別情報と、自律セル切り替えの実行のための少なくとも１つの条件とを含み、
ＵＥデバイスによる自律切り替えの後に、少なくとも１つのＵＥデバイスへの無線アクセスリンクを有する候補スモールセル基地局として少なくとも１つのスモールセル基地局を構成し、候補スモールセル基地局としての当該構成は、
候補スモールセルにアクセスする場合、ＵＥデバイスにより使用されるＵＥデバイス識別子と、
ＵＥデバイスの１または複数のベアラを識別する１または複数のベアラ識別子と、
１または複数のベアラ識別子の各々に対する転送処理情報であって、サービス品質パラメータ、優先度情報および候補スモールセル基地局により受信されたＵＥデバイスからまたはＵＥデバイスにデータパケットを転送するためのルーティング情報の少なくとも１つを含む、転送処理情報と
の構成を含み、
当該基地局は、
ＵＥデバイスにより自律的に実行されるセル切り替えについての情報を受信する（セル切り替え実行は局によってトリガされない）、
基地局。

上記の基地局は、ＵＥデバイスにより自律的に実行されるセル切り替えについての情報を受信した後、更新された候補スモールセル情報を有するＵＥデバイスを構成することが可能である。また、ＵＥデバイスにより自律的に実行されたセル切り替えについての情報を受信した後、ＵＥデバイスからまたはＵＥデバイスからへのルーティングデータと関連するスモールセル基地局におけるパス切り替えを確認することも可能である。

無線アクセスサブネットワークを制御する基地局であって、当該無線アクセスサブネットワークは、少なくとも１つのＵＥデバイスと複数のカスケードされたスモールセル基地局とを含み、少なくとも１つのＵＥデバイスと複数のカスケードされたスモールセル基地局とは、基地局へのＲＲＣ接続を有し、
複数のカスケードされたスモールセル基地局はさらに、
別のスモールセル基地局への無線バックホールリンクを有する複数のスモールセル基地局と、
基地局への無線バックホールリンクを有する少なくとも１つのスモールセル基地局と、
他のスモールセル基地局への無線アクセスリンクを有する複数のスモールセル基地局と、
少なくとも１つのＵＥデバイスへの無線アクセスリンクを有する少なくとも１つのスモールセル基地局と
を備え、
当該基地局は、
候補スモールセル情報でＵＥデバイスを構成し、候補スモールセル情報は、自律セル切り替えのための複数のカスケードされたスモールセル基地局のうち１つにより跨っている少なくとも１つの候補スモールセルの識別情報と、自律セル切り替えの実行のための、少なくとも１つの条件とを含み、
少なくとも１つのＵＥデバイスのうち１つのルーティングデータに対して少なくとも１つのスモールセル基地局を構成し、当該構成は、
ＵＥデバイスの１または複数のベアラを識別する１または複数のベアラ識別子と、
１または複数のベアラ識別子の各々に対する転送処理情報であって、サービス品質パラメータおよび優先度情報の少なくとも１つを含む、転送処理情報と、
無線バックホールリンクで受信されたダウンリンクデータパケットをＵＥデバイスにルーティングするルーティング情報であって、ダウンリンクデータパケットをＵＥデバイスにルーティングするための少なくとも１つの第１パスを含む、ルーティング情報と、ＵＥデバイスによる自律セル切り替えの後、ＵＥデバイスにダウンリンクデータパケットをルーティングするための、少なくとも１つの代替的パスと
の構成を含み、
当該基地局は、
少なくとも１つの代替的パスのうち１つを介して、ＵＥデバイスにより自律的に実行されるセル切り替えについての情報を受信することに応答して、スモールセル基地局に対するパス切り替えを確認する、
基地局。

上記のように、スモールセル基地局に対するパス切り替えを確認する基地局は、第１パスへのデータパケットの複製の終了を要求することを含む。

上記のように、少なくとも１つのＵＥデバイスのうち１つのルーティングデータに対して少なくとも１つのスモールセル基地局を構成する基地局は、スモールセル基地局の構成のために基地局に対するアクセスリンクを有する全てのスモールセル基地局に同一の構成情報を提供し、スモールセル基地局により構成情報をさらなるスモールセル基地局に転送することを含み、構成情報は完全性を保護され、その結果、スモールセル基地局は構成データの完全性を検証できる。

自律セル切り替えを実行するためのＵＥデバイスであって、当該ＵＥデバイスは、
第１スモールセル基地局への無線アクセスリンクを有し、
第１スモールセル基地局を制御するマクロ基地局へのＲＲＣ接続を有し、
当該ＵＥデバイスは、
マクロ基地局からＵＥデバイス識別情報と候補スモールセル情報とを受信し、候補スモールセル情報は、
少なくとも１つの候補スモールセルの識別情報と、
自律セル切り替えの実行のための少なくとも１つの条件と
を含み、
ＵＥデバイスは、候補スモールセルから受信された信号の測定と、自律セル切り替えを実行するための少なくとも１つの条件とに基づいて、候補スモールセルに対するセル切り替えを実行することを自律的に決定し、ＵＥデバイス識別情報を使用して、候補スモールセルからのデータ送信のためのアップリンクリソースを要求する、
ＵＥデバイス。

上記のように、ＵＥデバイスは、候補スモールセルに対するセル切り替えをトリガするメッセージを受信することなく、セル切り替え実行について第１スモールセル基地局に通知することなく、セル切り替えを実行することを自律的に決定する。また、上記のように、ＵＥデバイスは、第１スモールセル基地局へおよび／または第１スモールセル基地局からのデータ転送が進行中の間、セル切り替えを実行する。

ＵＥデバイスは、セル切り替えを正常に実行した後、スモールセルに切り替わったものを介して送信されたＲＲＣメッセージで、セル切り替えの実行について基地局に通知するように配置され得、ここで、セル切り替えの実行は、スモールセルに切り替わったものから、アップリンクリソース許可とダウンリンクデータパケットとのうち１つを受信した後、正常に行われたとみなされる。

基地局から近隣セル測定情報を受信した後、近隣セル測定情報は、基地局により制御されていない少なくとも１つのセルの識別情報を含み、
自律セル切り替えを実行するかどうかを決定すべく、少なくとも１つの候補スモールセルの識別情報からの受信された候補スモールセルの信号を測定している間に（またはそれと並行であるが実際に全く同時ではない）、ＵＥデバイスは、近隣セル測定情報に従って、近隣セル測定を実行し得る。

ＵＥデバイスは、自律セル切り替えに依存しない近隣セル測定情報に従って、近隣セル測定をマクロ基地局に報告し得る。

基地局により制御された別のスモールセル基地局への無線バックホールリンクを有する、基地局により制御されたスモールセル基地局であって、当該スモールセル基地局は、
マクロ基地局からＵＥデバイス情報を受信し、
ＵＥデバイス情報は、
スモールセル基地局により現在サービス提供されていないＵＥデバイスを識別するＵＥデバイス識別子と、
識別されたＵＥデバイスの１または複数の無線ベアラを（基地局により制御されるサブネットワーク内で）一意に識別する１または複数の無線ベアラ識別子と、
１または複数の無線ベアラ識別子と関連付けられた転送処理情報であって、サービス品質情報、優先度情報およびルーティング情報の少なくとも１つを含む、転送処理情報と
を備え、
スモールセル基地局は、
アップリンクリソースに対する要求をＵＥデバイスから受信し、当該要求はＵＥデバイス識別子を含み、
ＵＥデバイスから且つマクロ基地局から受信されたそれぞれのＵＥデバイス識別子に基づいてＵＥデバイスを識別し、
ＵＥデバイスと関連するさらなる通信をマクロ基地局と行うことなく、識別されたＵＥデバイスへのアップリンクリソースを許可し、
ＵＥデバイスから無線ベアラでアップリンクデータパケットを受信して、ＵＥデバイスの無線ベアラを一意に識別する無線ベアラ識別子を決定して、転送処理情報に従って、無線バックホールリンクを介して、決定された無線ベアラ識別子と共にデータパケットを別のスモールセル基地局に転送する、スモールセル基地局。

（別の基地局への）無線バックホールリンクを有し、基地局により制御される少なくとも２つのさらなるスモールセル基地局への無線アクセスリンクを有する基地局によって制御されるスモールセル基地局であって、当該スモールセル基地局は、基地局から、
各々が特定のＵＥデバイスの１または複数のベアラを識別する１または複数のベアラ識別子と、
１または複数の識別されたベアラと関連付けらえた転送処理情報であって、サービス品質情報および優先度情報の少なくとも１つを含む転送処理情報と、
無線バックホールリンクで受信されたダウンリンクデータパケットを特定のＵＥデバイスにルーティングするためのルーティング情報であって、特定のＵＥデバイスにダウンリンクデータパケットをルーティングするための少なくとも第１パスと第２パスとを含む、ルーティング情報と
を受信し、
当該スモールセル基地局は、ルーティングされるベアラ識別子により識別された全てのダウンリンクデータパケットを、ルーティング情報に含まれる第１パスに沿って、特定のＵＥデバイスに伝送している間、ルーティング情報に含まれる第２パス（のアクセスリンク）で特定のＵＥデバイスから少なくとも１つのアップリンクデータパケットを受信することに応答して、ルーティングされるベアラ識別子により識別された全てのダウンリンクデータパケットを、第２パスに沿って特定のＵＥデバイスに伝送することを開始する。

スモールセル基地局は、ルーティングされるベアラ識別子により識別された全てのダウンリンクデータパケットを、第２パスに沿って特定のＵＥデバイスに伝送することを開始する段階が、ルーティングされるベアラ識別子により識別された全てのダウンリンクデータパケットのコピーを、特定のＵＥデバイスに、加えて、ルーティング情報に含まれた第１パスに沿って伝送する段階と、スモールセル基地局が、無線バックホールリンクを介してマクロ基地局から確認メッセージを受信した後（ここで、確認メッセージはパス切り替えを確認する）、ルーティングされるベアラ識別子により識別された全てのダウンリンクデータパケットのコピーを、ルーティング情報に含まれた第１パスに沿って、特定のＵＥデバイスに伝送することを停止する段階とを備えるように配置され得る。

Claims (14)

1. マクロセル基地局と複数のスモールセル基地局とを備え、前記複数のスモールセル基地局は、前記マクロセル基地局と無線通信状態にあり、各スモールセル基地局は、１または複数の他のスモールセル基地局を介して前記マクロセル基地局と直接接続されまたは前記マクロセル基地局と接続される、移動体通信システムサブネットワークであって、
   前記マクロセル基地局は、候補スモールセル基地局情報を有する前記マクロセル基地局への無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を有するユーザ機器（ＵＥ）デバイスを構成して、前記ＵＥデバイスがスモールセル基地局間で自律的に切り替わることを可能にするように配置され、
   前記マクロセル基地局は、スモールセル基地局構成情報を有する前記スモールセル基地局を構成するように配置され、前記スモールセル基地局構成情報は、
   前記マクロセル基地局により構成されたＵＥデバイスを、前記スモールセル基地局に関連する候補スモールセル基地局情報で識別する、ＵＥデバイス識別子と、
   前記ＵＥデバイスの１または複数の無線ベアラを一意に識別する１または複数の無線ベアラ識別子と
   を有し、
   前記スモールセル基地局構成情報はさらに、前記スモールセル基地局が、無線ベアラで前記ＵＥデバイスからデータを受信することを可能にして、前記無線ベアラを一意に識別する無線ベアラ識別子を決定して、前記決定された無線ベアラ識別子と共に前記データを転送する、
   移動体通信システムサブネットワーク。
2. 前記候補スモールセル基地局情報は、スモールセル基地局識別子、スモールセル基地局周波数リソース、スモールセル基地局無線パラメータ、スモールセル基地局アクセスモードおよびスモールセル基地局切り替え基準を含むリストから選択された情報を含む、請求項１に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
3. 前記スモールセル基地局構成情報は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層構成要素、物理層構造要素、前記ＵＥデバイスから受信されたデータと共に前記マクロセル基地局に伝送されるグローバル論理チャネル識別子、前記ＵＥデバイスからまたは前記ＵＥデバイスへアップリンクおよび／またはダウンリンク情報を伝達するためのルーティング情報を含むリストから選択された情報を含む、請求項１または請求項２に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
4. 前記スモールセル基地局は、前記マクロセル基地局のセルカバレッジより少ないセルカバレッジを有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
5. 前記スモールセル基地局は、前記マクロセル基地局への直接接続を有する特定のスモールセル基地局と、１または複数のスモールセル基地局を介して第１基地局への間接接続を有する他のスモールセル基地局とを有するスモールセルのネットワークを形成する、請求項４に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
6. 各スモールセル基地局は、異なる無線ベアラから受信されたデータを、単一ベアラ上へ多重化して、前記マクロセル基地局に伝送するように配置され、前記多重化は、前記受信したデータ無線ベアラのサービス品質設定に依存しており、発信無線ベアラの指示は、伝送されたデータパケットに追加される、請求項５に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
7. 前記マクロセル基地局は、前記ＵＥデバイスの識別子を、前記ＵＥデバイスから前記マクロセル基地局へのデータパケットのルーティングに関連され得る前記スモールセル基地局のそれらに提供するように配置され、前記識別子は、前記スモールセル基地局から無線リソースを要求するために前記ＵＥデバイスにより使用される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
8. 前記マクロセル基地局は、全てのサブネットワークでサービス提供される無線ベアラとデバイスとに関する情報を、それらの無線優先度およびサービス品質設定と共に、前記スモールセル基地局に提供するように配置された、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
9. 前記スモールセル基地局構成情報は、無線バックホールリンクで受信されたダウンリンクパケットを前記ＵＥデバイスにルーティングするルーティング情報を含み、前記ルーティング情報は、ダウンリンクデータパケットを前記ＵＥデバイスにルーティングするための少なくとも１つの第１パスと、前記ＵＥデバイスによる自律セル切り替えの後に、ダウンリンクパケットを前記ＵＥデバイスにルーティングするための少なくとも１つの代替的パスとを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
10. 前記マクロセル基地局は、前記ＵＥデバイスにより実行されるセル切り替えについての、前記少なくとも２つの代替的パスのうち１つを介した情報を受信することに応答して、第１スモールセル基地局から第２スモールセル基地局へのパス切り替えを確認するように配置された、請求項９に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
11. 前記スモールセル基地局構成情報は、前記スモールセル基地局を構成するために、かつ前記スモールセル基地局により前記スモールセル基地局構成情報をさらなるスモールセル基地局に転送するために、前記マクロセル基地局への直接接続を有する全てのスモールセル基地局に同一の構成情報を提供し、前記構成情報は完全性を保護され、その結果、スモールセル基地局は前記構成情報の前記完全性を検証できる、請求項９または請求項１０に記載の移動体通信システムサブネットワーク。
12. マクロセル基地局と、その間でユーザ機器（ＵＥ）デバイスが切り替え可能なセルを提供する複数のスモールセル基地局とを備える移動体通信システムサブネットワークにおいて自律セル切り替えを可能にするように配置された前記ＵＥデバイスであって、
    前記ＵＥデバイスは、無線リソース制御接続を有する前記マクロセル基地局から、ＵＥデバイス識別情報と候補セル情報とを受信するように配置され、前記候補セル情報は、識別情報と、第１スモールセル基地局と第２スモールセル基地局との間で自律セル切り替えを開始するための少なくとも１つの条件とを含み、前記ＵＥデバイスは、
    前記ＵＥデバイス識別情報を使用して、候補セルからデータ送信のためのアップリンクリソースを要求する段階と、
    前記候補セルから受信されたアップリンクリソースを使用して、無線ベアラでアップリンクデータを伝送する段階と
    を行うように配置されており、
    前記ＵＥデバイス識別情報は、前記候補セルが前記無線ベアラを一意に識別する無線ベアラ識別子を決定することを可能にして、前記決定された無線ベアラ識別子と共に、データパケットを、無線バックホールリンクを介して別のスモールセル基地局に転送する、ユーザ機器（ＵＥ）デバイス。
13. マクロセル基地局により制御可能なスモールセル基地局であって、前記スモールセル基地局は、前記マクロセル基地局からユーザ機器（ＵＥ）デバイス情報を受信するように配置され、前記ＵＥデバイス情報は、
    前記スモールセル基地局により現在サービス提供されていないＵＥデバイスを識別するＵＥデバイス識別子と、
    前記識別されたＵＥデバイスの１または複数の無線ベアラを一意に識別する１または複数の無線ベアラ識別子と、
    前記１または複数の無線ベアラ識別子と関連付けられた転送処理情報であって、サービス品質情報、優先度情報およびルーティング情報の少なくとも１つを含む、転送処理情報と
    を含み、
    前記スモールセル基地局はさらに、
    アップリンクリソースに対する要求を前記ＵＥデバイスから受信することであって、前記要求はＵＥデバイス識別子を含む、受信することと、
    前記ＵＥデバイスから、かつ前記マクロセル基地局から受信された前記ＵＥデバイス識別子に基づいて、前記ＵＥデバイスを識別することと、
    前記ＵＥデバイスに関連するさらなる通信を前記マクロセル基地局と行うことなく、前記識別されたＵＥデバイスへのアップリンクリソースを許可することと、
    前記ＵＥデバイスから無線ベアラでアップリンクデータパケットを受信して、前記ＵＥデバイスの前記無線ベアラを一意に識別する無線ベアラ識別子を決定して、前記転送処理情報に従って、無線バックホールリンクを介して、前記決定された無線ベアラ識別子と共に前記アップリンクデータパケットを別のスモールセル基地局に転送することと
    を行うように配置された、スモールセル基地局。
14. 少なくとも１つのマクロセル基地局と、無線接続によって前記マクロセル基地局に接続された複数のスモールセル基地局とを備える移動体通信ネットワークを動作する方法であって、前記方法は、
    前記複数のスモールセル基地局のうち最初の１つを介して前記マクロセル基地局と接続されたＵＥデバイスが前記接続を自律的に転送することを可能にして、その結果、前記接続に、局所的に一意である識別子を提供することと、無線バックホールリンクを介して、前記局所的に一意である識別子を前記複数のスモールセル基地局に配布することとによって、前記複数のスモールセル基地局のうち２番目の１つを介して前記接続が通過し、これにより前記ＵＥデバイスは、自律的な前記転送の間に、前記局所的に一意である識別子を、前記複数のスモールセル基地局のうち前記２番目の１つと通信する段階を備え、
    前記局所的に一意である識別子は、
    前記マクロセル基地局と前記複数のスモールセル基地局とに対して一意であって、
    前記無線バックホールリンク上の前記ＵＥデバイスのデータフローを識別する、
    方法。

Images