JP2023172293A - 通信装置、移動通信システム、制御方法、ならびにプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】バックアップIABノードを用いた効率的な通信を行う。【解決手段】移動通信システムにおいて第1のIABノードと通信するIABドナーとして動作する通信装置は、第1のIABノードと異なる第2のIABノードを検出する検出手段と、検出手段によって第2のIABノードが検出されたことに応じて、第1のIABノードに接続しているユーザ機器が第2のIABノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信手段と、を備える。【選択図】図5
Description
本発明は、移動通信システムにおける通信の負荷分散処理に関するものである。
3GPP(登録商標)(3rd Generation Partnership Project)において、バックホール用の通信技術としてIAB(Integrated Access and Backhaul)の規格化が進んでいる。IABは、基地局とユーザ機器(UE:User Equipment)との間のアクセス通信を、バックホール通信として同時に利用する技術である(特許文献1)。IABには、例えば、28GHz帯等のミリ波無線通信が利用される。
IABの技術を用いたバックホール通信においては、IABノードと呼ばれる中継機器が、IABドナーと呼ばれる基地局からの通信をミリ波通信により中継する。IABを用いることで、従来の光ファイバーなどによる有線通信と比較して低コストでエリアのカバレッジを広げることができる。
また、通信システムにおいて、UEが無線リンク状況を監視し問題が生じた場合に基地局へ障害通知を行い、通知を受けた基地局が必要に応じてUEへハンドオーバー要求を行う技術が提案されている(特許文献2)。
IABを用いた場合、バックホール通信においてUEは定期的に周辺環境情報(周辺に存在するIABノード間の電波強度情報など)を基地局へ通知する。UEからの周辺環境情報を受けた基地局は、当該ユーザ機器に対して、他のIABノードへのハンドオーバー要求を必要に応じて行う。
ところで、多数のUEが密集している状況(スタジアムでのイベント、大規模オフラインイベント、災害現場など)においては、当該多数のUEが接続する周辺のIABノードが高負荷になる場合がある。また、災害により中継局が機能しなくなることにより相対的に健在の中継局が高負荷となる場合がある。
このような場合、IABノードの負荷を減らすため、車などに搭載され臨時中継局として利用可能なIABノード(以下「バックアップIABノード」と呼ぶ)を設置することがある。その際、高負荷となっているIABノードとバックアップIABノードとで適切な負荷分散を図る必要がある。
しかしながら、従来のハンドオーバー技術では、基本的にUEが現在接続しているIABノードとの接続が切断されるか、UEから収集した周辺環境情報に従って基地局が必要だと認めた場合にのみハンドオーバーが実施される。前述の状況下では、UEとIABノードの間の電波強度が低下しているわけではないため切断判定はされない。また、混雑によりUEから基地局への周辺環境情報の通知が大幅に遅延することなどが考えられる。そのため、バックアップIABノードを利用した速やかな負荷分散を行うことが難しいという課題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、より効率的な通信を可能とする技術を提供することを目的としている。
上述の問題点を解決するため、本発明に係る通信装置は以下の構成を備える。すなわち、移動通信システムにおいて第1のIAB(Integrated Access and Backhaul)ノードと通信するIABドナーとして動作する通信装置は、
前記第1のIABノードと異なる第2のIABノードを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第2のIABノードが検出されたことに応じて、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器が前記第2のIABノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信手段と、
を備える。
前記第1のIABノードと異なる第2のIABノードを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第2のIABノードが検出されたことに応じて、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器が前記第2のIABノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信手段と、
を備える。
本発明によれば、より効率的な通信を行うことのできる技術を提供することができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
(第1実施形態)
本発明に係る通信装置の第1実施形態として、移動通信システムにおける基地局かつIABドナーとして動作する通信装置を例に挙げて以下に説明する。移動通信システムは、例えば、第5世代(5G)移動通信システムであり、IABドナーには、1以上のIABノードが接続され、UEは中継ノードであるIABノードを介してIABドナーと通信を行う。IABノードは、NR(New Radio)アクセスリンクと、NRバックホールリンクの両方をサポートするRAN(Radio Access Network)ノードであり得る。
本発明に係る通信装置の第1実施形態として、移動通信システムにおける基地局かつIABドナーとして動作する通信装置を例に挙げて以下に説明する。移動通信システムは、例えば、第5世代(5G)移動通信システムであり、IABドナーには、1以上のIABノードが接続され、UEは中継ノードであるIABノードを介してIABドナーと通信を行う。IABノードは、NR(New Radio)アクセスリンクと、NRバックホールリンクの両方をサポートするRAN(Radio Access Network)ノードであり得る。
<装置構成>
図1は、IABドナーまたはIABノードとして機能する通信装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。通信装置101は、制御部102、記憶部103、無線通信部104、アンテナ制御部105を含む。制御部102は、記憶部103に記憶される制御プログラムを実行することにより装置全体を制御する。記憶部103は、制御部102が実行する制御プログラムと、制御に使用される各種情報(セル情報や接続端末情報、IABのルーティング情報等)と、を記憶する。後述する各種動作は、記憶部103に記憶された制御プログラムを制御部102が実行することにより実現される。無線通信部104は、3GPP規格に準拠するLTE、5G等のセルラー網通信を行う。アンテナ制御部105は、無線通信部104にて行われる無線通信用のアンテナを制御する。
図1は、IABドナーまたはIABノードとして機能する通信装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。通信装置101は、制御部102、記憶部103、無線通信部104、アンテナ制御部105を含む。制御部102は、記憶部103に記憶される制御プログラムを実行することにより装置全体を制御する。記憶部103は、制御部102が実行する制御プログラムと、制御に使用される各種情報(セル情報や接続端末情報、IABのルーティング情報等)と、を記憶する。後述する各種動作は、記憶部103に記憶された制御プログラムを制御部102が実行することにより実現される。無線通信部104は、3GPP規格に準拠するLTE、5G等のセルラー網通信を行う。アンテナ制御部105は、無線通信部104にて行われる無線通信用のアンテナを制御する。
図2は、IABドナーまたはIABノードとして機能する通信装置のソフトウェア機能構成の一例を示すブロック図である。通信装置機能201は、信号送信部202、信号受信部203、データ記憶部204、接続制御部205、報知情報検出部206、ハンドオーバー要求部207、報知情報生成部208を含む。信号送信部202および信号受信部203は、他装置(UEなど)との間で3GPP規格に準拠したLTE、5G等のセルラー網通信を実施する。データ記憶部204は、ソフトウェアプログラムおよび、IABのルーティング情報や接続中端末に関する情報などを記憶保持している。
接続制御部205は、無線通信部104にて行われる無線通信を制御する。検出部206は、周辺に存在するIABノードからの報知情報を検出する。ハンドオーバー要求部207は、UEに無線リソース制御(RRC)メッセージを送信してハンドオーバー要求を行う。報知情報生成部208は、自装置(IABノードである通信装置101)が存在する旨の信号を報知する。
<システム構成および概略動作>
図3Aおよび図3Bはシステム構成を示す図であり、特に、後述する負荷分散処理に伴うUEのハンドオーバーが発生する前後の状態を例示的に示している。
図3Aおよび図3Bはシステム構成を示す図であり、特に、後述する負荷分散処理に伴うUEのハンドオーバーが発生する前後の状態を例示的に示している。
IABドナー311は配下にIABノード301~306を有し、ドナーおよび複数のノード間で経路320に示される通信経路を確立するよう構成されている。
大規模なイベント会場330においては、多数のUE400が密集しておりUE群331を形成している。UE群331に含まれる多数のUE400は、基本的に最も近い(最も電波状況が良好な)通常IABノードであるIABノード306へ接続している。そのため、IABノード306は、極めて高負荷な状態となっている。このような場合、図3Bに示されるように、イベント会場330における通信の容量増大や負荷分散を目的として、バックアップIABノードである(例えば車載の)IABノード307が設置されることがある。
このような状況においては、高負荷となっているIABノード306からバックアップIABノード307へ速やかに負荷分散を図りたいという要望がある。しかし、現状の3GPP規格では、各UEが接続しているIABノードとの接続が切断されるか、UEから収集した周辺環境情報に従ってIABドナーが必要だと認めた場合にのみハンドオーバーが実施される。
IABドナーが主導するハンドオーバーである後者では、具体的には、各UEが周辺環境情報を収集しIABドナー311へ周辺環境情報通知を行い、通知された周辺環境情報をIABドナー311が分析する。そして、IABドナー311は、UEを他のIABノードにハンドオーバーさせたほうが良いと判断した場合、当該UEに対してRRC接続の再構築要求(RRC Reconfigurationメッセージ)の通知を行う。RRC Reconfigurationメッセージのフォーマットは、3GPP TR 38.331 6.2.2に規定されている。このような処理を経て、UEの他のIABノードへのハンドオーバーが開始されることになる。
このように、現状の3GPP規格ではバックアップIABノードを投入しても、速やかにUEをハンドオーバーさせることは出来ない。すなわち、UEの切断やIABドナーによる判断を待機する必要がある。また、IABドナーは、IABノードを経由して各UEからの周辺環境情報の通知を受信するため、経由するIABノードが高負荷となっている場合には各UEからの周辺環境情報の通知に遅延が生じる可能性が高い。
そこで、本実施形態では、IABドナーが、UEからの周辺環境情報の通知の受信有無に関わらず(受信完了を待機することなく)、高負荷IABノードからバックアップIABノードへUEをハンドオーバーさせる形態について説明する。特に、UE400がIABノード306を経由してIABドナー311との通信経路を構築している状況(図3A)において、バックアップIABノード307をイベント会場330内に新たに設置する場合(図3B)のシステムの動作について説明する。
以下では、まず、図4、図6A、図6Bを参照して3GPP規格によるIABドナーが主導するハンドオーバーの一般的な動作について説明する。続けて、図5、図7を参照して第1実施形態におけるIABドナーが主導するハンドオーバーの動作について説明する。
<3GPP規格による一般的なハンドオーバー動作>
図4は、IABドナーが主導するハンドオーバーの一般的なシーケンスを示した図である。具体的には、UEから通知された周辺環境情報に基づいて、UEのハンドオーバーの必要有無を判定し、UEにハンドオーバーさせる場合の処理である。
図4は、IABドナーが主導するハンドオーバーの一般的なシーケンスを示した図である。具体的には、UEから通知された周辺環境情報に基づいて、UEのハンドオーバーの必要有無を判定し、UEにハンドオーバーさせる場合の処理である。
S401では、UE400は、自身の周辺環境情報をIABドナー311へ通知すべく、周辺環境情報をIABノード306に送信する。周辺環境情報には、例えばUE周辺に存在するIABノード間のRSSI情報などが含まれる。S402では、IABノード306は、受信した周辺環境情報をIABドナー311へ送信(転送)する。
S403では、IABドナー311は、UE400から通知された周辺環境情報をもとに、必要に応じて通知元のUE400に対してハンドオーバー通知を通知すべく、ハンドオーバー通知をIABノード306に送信する。本通知には3GPP規格で定義されるRRC Reconfigurationメッセージを用いる。S404では、IABノード306は、受信したハンドオーバー通知をUE400へ送信(転送)する。
S405では、ハンドオーバー通知を受けたUE400は、IABノード307との間で同期確立処理並びにRACH処理を実施しIABノード307に接続する。同期確立処理並びにRACH処理は3GPP規格で定義されており、UEがIABノードへ初回接続する際に実施される。具体的には、UEとIABノードとの間の同期およびRACH(Random Access Channel)の周波数決定処理等を実施し、UEとIABノードとの間のリンク同期を確立する処理である。
S406では、UE400は、ハンドオーバー完了通知をIABドナー311へ通知すべく、ハンドオーバー完了通知をIABノード306に送信する。本通知には3GPP規格で定義されるRRC Reconfiguration Completeメッセージを用いる。S407では、IABノード306は、受信したハンドオーバー完了通知をIABドナー311へ送信(転送)する。
図6Aは、報知情報の受信に係るIABドナーの一般的な動作フローチャートを示す。また、図6Bは、周辺環境情報通知の受信に係るIABドナーの一般的な動作フローチャートを示す。これらの待ち受け処理に順次性はなく、受信内容に応じて逐次対応した処理を実施する。通常、IABドナーは、自ネットワークに接続してくるIABノードからの報知情報の検出や、ネットワーク配下のUEから通知される周辺環境情報の受信待ちを行っている(F600)。
F601では、IABドナーは、IABノードからの報知情報を検出したか否かを判定する。検出した場合はF602に進み、検出しなかった場合はF600に戻る。
F602では、IABドナーは、検出した報知情報を送信したIABノードを自ネットワークで利用可能とするために、パス情報の再構築などの自ネットワークへの組み込み処理を実施する。その後F600に戻るが、例えば受信待ち終了の指示があった場合は処理を終了する。
F603では、IABドナーは、UEからの周辺環境情報通知を(IABノードを介して)受信したか否かを判定する。受信した場合はF604に進み、受信しなかった場合はF600に戻る。
F604では、IABドナーは、周辺環境情報通知の内容をチェックし、当該周辺環境情報通知を送信したUEのハンドオーバーが必要か否かを判断する。ハンドオーバーが必要だと判断した場合はF605に進み、ハンドオーバーが必要でないと判断した場合はF600に戻る。
F605では、IABドナーは、ハンドオーバー通知を(IABノードを介して)UEに対して送信する。
<第1実施形態におけるハンドオーバー動作>
図5は、第1実施形態におけるIABドナーが主導するハンドオーバーのシーケンスを示した図である。本シーケンスでは、IABノード308を高負荷IABノード(IABノード306に対応)、IABノード309をバックアップIABノード(IABノード307に対応)として定義する。
図5は、第1実施形態におけるIABドナーが主導するハンドオーバーのシーケンスを示した図である。本シーケンスでは、IABノード308を高負荷IABノード(IABノード306に対応)、IABノード309をバックアップIABノード(IABノード307に対応)として定義する。
UE400は、IABノード308経由でIABドナー311との通信経路を構築している。IABノード308の負荷分散を図るためIABノード309が新たに設置される。
S501では、IABノード309は、自身の存在を報知するためにBeaconや専用のメッセージ等により報知情報を送信する。この時、報知情報に、「自身がバックアップとして設置されたIABノードである」または「自身がIABノード308のバックアップとして設置されたIABノードである」を含めてもよい。
報知情報は、3GPP規格(3GPP TS 38.413の9.3.1項)に従って、特に報知情報フォーマットとしてRadioNetworkLayerで定義される報知情報フォーマットに従って報知される。このフォーマットは最大で256種別の情報を含めて報知することが可能なフォーマットとなっており、現行の規格で予約領域または空き領域となっている部分に上述の報知情報を付加して報知を実施する。
S502では、IABノード309からの報知情報を検出したIABドナー311は、IABノードチェック処理を行う。本チェック処理は、検出したIABノードがIABノード308のバックアップIABノードとして利用可能かどうかを判定する。
例えば、IABノード308とIABノード309の位置情報を利用して、2つのIABノードの位置関係からバックアップIABノードとして利用可能な位置に存在しているかを判定する。また、報知情報に「自身がバックアップとして設置されたIABノードである」や「自身がIABノード308のバックアップとして設置されたIABノードである」という情報が含まれているかどうかを判定してもよい。
S503では、IABドナー311は、ハンドオーバーを実行する対象とする1以上のUEの決定処理を実施する。つまり、高負荷IABノードに接続されているUEの中から、バックアップIABノードへハンドオーバーさせる1以上のUEを選択するための処理である。この決定処理は、前述の判定処理によって高負荷IABノードに接続されるUEをバックアップIABノードに負荷分散させてもよいと判断された場合に実施される。
例えば、「高負荷IABノードに接続されているUE数(例えば別途定めた閾値を超えているかどうか)」や「ハンドオーバー対象UEの使用帯域量による重みづけ」を判定に用い、効果的に負荷分散を図れる1以上のUEをハンドオーバー対象として設定する。例えば、閾値を超えた個数のUEをランダムに選択しハンドオーバー対象として決定する。また、各UEの使用帯域量(高負荷IABノードにおける各UEに関する負荷割合)の情報に基づいて、例えば、使用帯域量の多い順または少ない順に1以上のUEを選択してもよい。
S504では、IABドナー311は、ハンドオーバー対象として設定されたUEに対してハンドオーバー通知を通知すべく、ハンドオーバー通知をIABノード308に送信する。本通知には3GPP規格で定義されるRRC Reconfigurationメッセージを用いる。具体的には定義されるフォーマットのdedicatedSIB1-Deliveryメッセージを用い、再接続先となるIABノード309のIDを指定する。または、RRC Reconfigurationメッセージフィールドに本通知専用の新規定義を追加してもよい。S505では、IABノード308は、受信したハンドオーバー通知をUE400へ送信(転送)する。
ハンドオーバー通知を受けたUE400は、指定されたIABノード309へのハンドオーバーを実施する。以降の処理(S506~S508)は、3GPP規格による一般的なハンドオーバー動作(S405~S407)と同様である。
図7は、第1実施形態におけるIABドナーの動作フローチャートを示す。ここでは、IABドナーは、自ネットワークに接続してくるIABノードから報知情報の検出の受信待ちを行っている。
F701では、IABドナーは、IABノードからの報知情報を検出する。以下の説明は、報知情報を検出した前提で記載している。
F702では、IABドナーは、検出した報知情報を送信したIABノードを自ネットワークへの組み込む処理を実施する(この処理はF602と同様である)。
F703では、IABドナーは、ネットワーク上(IABドナーの配下にある1以上のIABノードの中)に高負荷となっているIABノードが存在するか否かの負荷判定を実施する。存在すると判定した場合はF704に進み、存在しないと判定した場合は処理を終了する。
判定基準として、例えば、処理負荷やトラフィックの輻輳率の閾値を用い、高負荷状態や輻輳が頻繁に発生しているIABノードを高負荷IABノードとして検出する。
F704では、IABドナーは、F701で検出した報知情報を送信したIABノードは高負荷IABノードのバックアップIABノードとして利用可能かどうかの判定を実施する。バックアップIABノードとして利用可能と判定した場合はF705に進み、利用不可能と判定した場合は処理を終了する。
例えば、高負荷IABノードの位置情報と検出したIABノードの位置情報を利用して、2つのIABノードの位置関係からバックアップIABノードとして利用可能な位置に存在しているかを判定する。また、F701で検出した報知情報に「自身がバックアップとして設置されたIABノードである」や「自身が特定の高負荷IABノードのバックアップとして設置されたIABノードである」という情報が含まれているかどうかを判定してもよい。
F705では、IABドナーは、ハンドオーバーの対象とするUEの決定処理を行う。つまり、高負荷IABノードに接続されているUEに対して、どのUEをハンドオーバー実施対象とするかの判定を実施する。
本判定処理は、高負荷IABノードに接続されているUEを適切にバックアップIABノードへハンドオーバーさせるために実施するものである。例えば、「高負荷IABノードに接続されているUE数(例えば別途定めた閾値を超えているかどうか)」や「ハンドオーバー対象UEの使用帯域量による重みづけ」を判定に用い、効果的に負荷分散を図れる1以上のUEをハンドオーバー対象として設定する。
F706では、IABドナーは、F705で決定した1以上のUEへのハンドオーバー通知を行う。本通知には3GPP規格で定義されるRRC Reconfigurationメッセージを用いる。具体的には定義されるフォーマットのdedicatedSIB1-Deliveryメッセージを用い、再接続先となるバックアップIABノードのIDを指定する。または、RRC Reconfigurationメッセージフィールドに本通知専用の新規定義を追加してもよい。
なお、F701~F706の順序は上述のものに限定されない。例えば、F703とF704の処理順を変えても構わない。また、F701において検出した報知情報に「自身が特定の高負荷IABノードのバックアップとして設置されたIABノードである」という情報が含まれていた場合、当該IABノードは意図的に設置されているとみなしてもよい。すなわち、高負荷IABノードの負荷分散に限定されないバックアップIABノードとして設置されているとみなしてもよい。この場合、F703においてネットワーク上に高負荷IABノードを検出できなかった場合であっても、UEに対するハンドオーバー通知(F705、F706)を実施してもよい。
以上説明したとおり第1実施形態によれば、新規のIABノードが検出されかつ所定の条件を満たす場合に、IABドナーが主導するハンドオーバーを実施する。ここでは、所定の条件は、既存の1以上のIABノードの中に高負荷となっているものが存在し、かつ、新規のIABノードが高負荷のIABノードのバックアップとして利用可能であることである。すなわち、UEの切断検知やUEからの周辺環境情報通知を待たずに、1以上のUEを、高負荷IABノードからバックアップIABノードへハンドオーバーさせる。
この制御により、多数のUEが密集している状況において新規のIABノードを設置した際に、速やかにUEをハンドオーバーさせることが可能となり、効果的な通信の負荷分散が可能となる。
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態における動作に加え、IABドナーからのハンドオーバー通知を受けたUEが、ハンドオーバー可否のチェックを行う形態について説明する。この形態は、例えば、バックアップIABノードに接続可能なUEをイベント参加者が使用しているUEに限定したい場合などを想定している。なお、装置構成、システム構成、IABドナーおよびIABノードの動作については第1実施形態(図1~図3B、図5、図7)と同様であるため説明は省略する。
第2実施形態では、第1実施形態における動作に加え、IABドナーからのハンドオーバー通知を受けたUEが、ハンドオーバー可否のチェックを行う形態について説明する。この形態は、例えば、バックアップIABノードに接続可能なUEをイベント参加者が使用しているUEに限定したい場合などを想定している。なお、装置構成、システム構成、IABドナーおよびIABノードの動作については第1実施形態(図1~図3B、図5、図7)と同様であるため説明は省略する。
<第2実施形態におけるハンドオーバー動作>
図8は、第2実施形態におけるIABドナーが主導するハンドオーバーのシーケンスを示した図である。本シーケンスでは、第1実施形態と同様に、IABノード308を高負荷IABノード(IABノード306に対応)、IABノード309をバックアップIABノード(IABノード307に対応)として定義する。
図8は、第2実施形態におけるIABドナーが主導するハンドオーバーのシーケンスを示した図である。本シーケンスでは、第1実施形態と同様に、IABノード308を高負荷IABノード(IABノード306に対応)、IABノード309をバックアップIABノード(IABノード307に対応)として定義する。
UE400は、IABノード308経由でIABドナー311との通信経路を構築している。IABノード308の負荷分散を図るためIABノード309が新たに設置される。S801~S803の処理は第1実施形態(S501~S503)の処理と同様であるため説明は省略する。
S804では、IABドナー311は、ハンドオーバー対象として設定されたUE400に対してハンドオーバー通知を通知すべく、ハンドオーバー通知をIABノード308に送信する。S805では、IABノード308は、受信したハンドオーバー通知をUE400へ送信(転送)する。
本通知には3GPP規格で定義されるRRC Reconfigurationメッセージを用いる。具体的には定義されるフォーマットのdedicatedSIB1-Deliveryメッセージを用い、再接続先となるIABノード309のIDを指定する。または、RRC Reconfigurationメッセージフィールドに本通知専用の新規定義を追加してもよい。例えば、新規定義の情報として「バックアップノードへのハンドオーバー」である旨の情報を追加する。本情報を付与することにより、ハンドオーバー通知を受けたUEは、本ハンドオーバーがバックアップIABノードへのハンドオーバーであることを知ることができる。
S806では、ハンドオーバー通知を受けたUE400は、指定されたバックアップIABノード(ここではIABノード309)へのハンドオーバー可否のチェックを実施する。
S806でハンドオーバー不可と判定された場合(チェックNG)は、S807、S808において、UE400は、IABノード308を介してハンドオーバー不可通知をIABドナー311へ通知する。本メッセージをIABドナーへ通知する方法はいくつか考えられるが、例えばRRC Reconfiguration Completeメッセージ内にハンドオーバー不可情報を含めて通知する方法がある。また、本メッセージ用にRRCメッセージを新設する方法を利用することも可能である。
S806でハンドオーバー可能と判定された場合(チェックOK)は、UE400は、指定されたIABノード309へのハンドオーバーを実施する。この場合の処理(S809~S811)は、3GPP規格による一般的なハンドオーバー動作(S405~S407)と同様である。
図9は、第2実施形態におけるIABドナーの動作フローチャートを示す。なお、F906以外の処理は第1実施形態(F701~F705)と同様であるため説明は省略する。
F906では、IABドナーは、F905で決定した1以上のUEへのハンドオーバー通知を行う。本通知には3GPP規格で定義されるRRC Reconfigurationメッセージを用いる。ここでは、RRC Reconfigurationメッセージフィールドに「バックアップノードへのハンドオーバー」である旨を示す新規定義を追加するものとする。
なお、F901~F906の順序は上述のものに限定されない。例えば、F903とF904の処理順を変えても構わない。
図10は、第2実施形態におけるUEの動作フローチャートを示す。本フローチャートは、UEがハンドオーバー通知を受信した前提で記載している。
F1001では、UEは、IABドナーからのハンドオーバー通知を受信する。
F1002では、UEは、ハンドオーバー通知内に「バックアップノードへのハンドオーバー」である旨の情報が含まれているかの判定を実施する。含まれている場合はF1003に進み、含まれていない場合はF1004に進む。なお、IABドナーが図6Bに示す一般的な(3GPP規格に従った)ハンドオーバー通知を行っていた場合、通知内に「バックアップノードへのハンドオーバー」である旨は含まれないことになる。
F1003では、UEは、受信したハンドオーバー通知がバックアップIABノードへのハンドオーバー通知だとみなす。そして、指定されたバックアップIABノードへハンドオーバー可能か否かを判定する。ハンドオーバー可能と判定した場合はF1004に進み、ハンドオーバー不可と判定した場合はF1005に進む。
判定方法として、例えば、UEが特定の認証(MACアドレス認証や802.1X認証など)を事前に通過しているかどうかをチェックする方法が考えられる。例えば、UEが事業者が用意している認証サイトへ事前にアクセスするようにしておき、認証に成功していた場合は認証が成功している旨の情報をシステム情報へ保存する。この時、バックアップIABノードを事業者が用意しているのであれば、バックアップIABノードを識別可能な情報を含めて保存してもよい。UEは、S806のチェック処置時に当該システム情報を参照し、現在の認証状態によってハンドオーバー可否を決定する。
また、他の例としては、ハンドオーバー対象のUEの接続範囲内にバックアップIABノードが本当に存在しているかどうかチェックする方法が考えられる。すなわち、従来のIABドナーが主導するハンドオーバーはUEからの周辺環境情報通知に従ったものであった。すなわち、当該UEの周辺環境情報通知がIABドナーへ届いており、UEの接続範囲内にバックアップIABノードが存在していることが担保できた。しかし、第2実施形態ではその担保がないため、このようなチェックすることを想定している。
具体的なチェック方法としては、例えば、UEが周辺環境のスキャンを実施し生成するIABノードリスト内に、指定されたバックアップIABノードが存在するかどうかチェックする方法がある。また、ハンドオーバー要求を受信したタイミングでUEが周辺環境のスキャンを実施して、指定されたバックアップIABノードが存在するかどうかチェックする方法がある。
F1004では、UEは、通常の(3GPP規格に従った)ハンドオーバー処理を実施する。一方、F1005では、UEは、IABドナーへハンドオーバー不可通知を行う。本メッセージをIABドナーへ通知する方法はいくつか考えられる。例えば、RRC Reconfiguration Completeメッセージ内にハンドオーバー不可情報を含めて通知する方法や、本メッセージ用にRRCメッセージを新設する方法などが考えられる。
以上説明したとおり第2実施形態によれば、ハンドオーバー通知を受けたUEは、ハンドオーバー可否のチェックを行う。例えば、バックアップIABノードに接続可能なUEをイベント参加者が使用しているUEに限定したい場合には、UEが特定の認証を事前に通過しているかどうかをチェックしハンドオーバー可否の判定を行う。また、UEの接続範囲内にバックアップIABノードが存在していることが担保されない状況においても、適切に負荷分散を制御することが可能となる。
(変形例)
第1実施形態や第2実施形態においては、ハンドオーバー対象のUEの決定処理をIABドナーが行うものとして説明したが、既存の(高負荷の)IABノードが行うよう構成してもよい。
第1実施形態や第2実施形態においては、ハンドオーバー対象のUEの決定処理をIABドナーが行うものとして説明したが、既存の(高負荷の)IABノードが行うよう構成してもよい。
<変形例におけるハンドオーバー動作>
図11は、変形例におけるIABドナーが主導するハンドオーバーのシーケンスを示した図である。本シーケンスでは、第1実施形態と同様に、IABノード308を高負荷IABノード(IABノード306に対応)、IABノード309をバックアップIABノード(IABノード307に対応)として定義する。
図11は、変形例におけるIABドナーが主導するハンドオーバーのシーケンスを示した図である。本シーケンスでは、第1実施形態と同様に、IABノード308を高負荷IABノード(IABノード306に対応)、IABノード309をバックアップIABノード(IABノード307に対応)として定義する。
UE400は、IABノード308経由でIABドナー311との通信経路を構築している。IABノード308の負荷分散を図るためIABノード309が新たに設置される。S1101~S1102およびS1106~S1108の処理は第1実施形態(S501~S502およびS506~S508)の処理と同様であるため説明は省略する。
S1103では、IABドナー311は、UEのハンドオーバーに関する開始要求を通知すべく、ハンドオーバー通知をIABノード308に送信する。本通知には3GPP規格で定義されるRRC Reconfigurationメッセージを用いる。ただし、この時点では、ハンドオーバーの開始要求が含まれているものの、具体的にどのUEがハンドオーバー対象であるかは指定されていない。そのため、メッセージフィールド内にハンドオーバー開始要求を示す新規定義を追加してもよい。
S1104では、IABノード308は、ハンドオーバーの対象とする1以上のUEの決定処理を実施する。本決定処理は、第1および第2実施形態においてIABドナーが実施していた処理(S503、S803)と同様の処理となる。
S1105では、IABノード308は、S1104で決定した1以上のUEに対して、S1103で受信したハンドオーバー通知を送信(転送)する。
なお、S1104において、IABノード308は、接続されているUEが特定の認証を通過しているかどうかを判定に用いてもよい。この場合、IABノード308が、各UEが特定の認証を通過しているかどうかの情報をIABドナー311から取得するよう構成してもよい。
例えば、UEが事業者が用意している認証サイトへ事前にアクセスするようにしておき、認証に成功していた場合は認証が成功している旨の情報をシステム情報へ保存する。UEはIABドナーへの環境情報通知処理において当該情報を含めて通知しておく。この時、バックアップIABノードを事業者が用意しているのであれば、バックアップIABノードを識別可能な情報を含めて保存してもよい。例えば、MeasurementReportメッセージ内のMeasurementReport-IEsフィールド内に本情報用の領域を新設して通知を行うことが出来る。
これにより、混雑前に取得していたUEの周辺環境情報からIABドナーがイベント参加者のUEを特定することが可能となる。そのため、イベント参加者ではないUEへのハンドオーバー通知を抑制することができ、システム全体のメッセージ数を削減することが可能となる。
本明細書の開示は、以下の通信装置およびプログラムを含む。また、移動通信システムおよび制御方法も含む。
(項目1)
移動通信システムにおいて第1のIAB(Integrated Access and Backhaul)ノードと通信するIABドナーとして動作する通信装置であって、
前記第1のIABノードと異なる第2のIABノードを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第2のIABノードが検出されたことに応じて、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器が前記第2のIABノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
(項目2)
前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるかを判定する判定手段を更に備え、
前記送信手段は、前記判定手段により前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であると判定された場合に、前記ハンドオーバー要求を送信することを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目3)
前記第1のIABノードが所定の閾値より高負荷の状態にあるか否かを判定する負荷判定手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記負荷判定手段により高負荷の状態にあると判定された前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする項目2に記載の通信装置。
(項目4)
前記移動通信システムは、第5世代(5G)移動通信システムであり、
前記第1のIABノードおよび前記第2のIABノードはバックホールリンクとアクセスリンクとの両方をサポートする
ことを特徴とする項目1から3の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目5)
前記送信手段は、無線リソース制御(RRC)メッセージを用いて前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする項目1から4の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目6)
前記送信手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器からの周辺環境情報の通知の受信有無に関わらず、前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする項目1から5の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目7)
前記検出手段は、前記第2のIABノードの存在を示す報知情報を受信することにより前記第2のIABノードを検出し、
前記報知情報は、前記第2のIABノードが前記第1のIABノードのバックアップノードとして設置されたIABノードであることを示す第1の情報を含む
ことを特徴とする項目1から6の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目8)
前記送信手段は、前記報知情報に前記第1の情報が含まれる場合、バックアップノードへのハンドオーバーである旨の情報を前記ハンドオーバー要求に含める
ことを特徴とする請項目7に記載の通信装置。
(項目9)
前記判定手段は、前記第1のIABノードの位置情報と前記第2のIABノードの位置情報とに基づいて、前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする項目2に記載の通信装置。
(項目10)
前記検出手段は、前記第2のIABノードの存在を示す報知情報を受信することにより前記第2のIABノードを検出し、
前記判定手段は、前記報知情報に、前記第2のIABノードが前記第1のIABノードのバックアップとして設置されたIABノードであることを示す第1の情報が含まれるか否かに基づいて、前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする項目2に記載の通信装置。
(項目11)
前記ハンドオーバー要求におけるハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する決定手段を更に備え、
前記送信手段は、前記決定手段により決定された前記1以上のユーザ機器に対して、前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする項目1から10の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目12)
前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器の個数が閾値を超えている場合、該閾値を超えた個数のユーザ機器をハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器として決定する
ことを特徴とする項目11に記載の通信装置。
(項目13)
前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器それぞれの使用帯域量の情報に基づいて、ハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する
ことを特徴とする項目11に記載の通信装置。
(項目14)
前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器それぞれの所定の認証サイトにおける認証状態に基づいて、ハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する
ことを特徴とする項目11に記載の通信装置。
(項目15)
通信部を有するコンピュータを、項目1から14のいずれか1項目に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
(項目1)
移動通信システムにおいて第1のIAB(Integrated Access and Backhaul)ノードと通信するIABドナーとして動作する通信装置であって、
前記第1のIABノードと異なる第2のIABノードを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第2のIABノードが検出されたことに応じて、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器が前記第2のIABノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
(項目2)
前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるかを判定する判定手段を更に備え、
前記送信手段は、前記判定手段により前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であると判定された場合に、前記ハンドオーバー要求を送信することを特徴とする項目1に記載の通信装置。
(項目3)
前記第1のIABノードが所定の閾値より高負荷の状態にあるか否かを判定する負荷判定手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記負荷判定手段により高負荷の状態にあると判定された前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする項目2に記載の通信装置。
(項目4)
前記移動通信システムは、第5世代(5G)移動通信システムであり、
前記第1のIABノードおよび前記第2のIABノードはバックホールリンクとアクセスリンクとの両方をサポートする
ことを特徴とする項目1から3の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目5)
前記送信手段は、無線リソース制御(RRC)メッセージを用いて前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする項目1から4の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目6)
前記送信手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器からの周辺環境情報の通知の受信有無に関わらず、前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする項目1から5の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目7)
前記検出手段は、前記第2のIABノードの存在を示す報知情報を受信することにより前記第2のIABノードを検出し、
前記報知情報は、前記第2のIABノードが前記第1のIABノードのバックアップノードとして設置されたIABノードであることを示す第1の情報を含む
ことを特徴とする項目1から6の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目8)
前記送信手段は、前記報知情報に前記第1の情報が含まれる場合、バックアップノードへのハンドオーバーである旨の情報を前記ハンドオーバー要求に含める
ことを特徴とする請項目7に記載の通信装置。
(項目9)
前記判定手段は、前記第1のIABノードの位置情報と前記第2のIABノードの位置情報とに基づいて、前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする項目2に記載の通信装置。
(項目10)
前記検出手段は、前記第2のIABノードの存在を示す報知情報を受信することにより前記第2のIABノードを検出し、
前記判定手段は、前記報知情報に、前記第2のIABノードが前記第1のIABノードのバックアップとして設置されたIABノードであることを示す第1の情報が含まれるか否かに基づいて、前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする項目2に記載の通信装置。
(項目11)
前記ハンドオーバー要求におけるハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する決定手段を更に備え、
前記送信手段は、前記決定手段により決定された前記1以上のユーザ機器に対して、前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする項目1から10の何れか1項目に記載の通信装置。
(項目12)
前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器の個数が閾値を超えている場合、該閾値を超えた個数のユーザ機器をハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器として決定する
ことを特徴とする項目11に記載の通信装置。
(項目13)
前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器それぞれの使用帯域量の情報に基づいて、ハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する
ことを特徴とする項目11に記載の通信装置。
(項目14)
前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器それぞれの所定の認証サイトにおける認証状態に基づいて、ハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する
ことを特徴とする項目11に記載の通信装置。
(項目15)
通信部を有するコンピュータを、項目1から14のいずれか1項目に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
101 通信装置; 102 制御部; 103 記憶部; 104 無線通信部; 105 アンテナ制御部; 201 通信装置機能; 202 信号送信部; 203 信号受信部; 204 データ記憶部; 205 接続制御部; 206 報知情報検出部; 207 ハンドオーバー要求部; 208 報知情報生成部
Claims (18)
- 移動通信システムにおいて第1のIAB(Integrated Access and Backhaul)ノードと通信するIABドナーとして動作する通信装置であって、
前記第1のIABノードと異なる第2のIABノードを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第2のIABノードが検出されたことに応じて、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器が前記第2のIABノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるかを判定する判定手段を更に備え、
前記送信手段は、前記判定手段により前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であると判定された場合に、前記ハンドオーバー要求を送信することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記第1のIABノードが所定の閾値より高負荷の状態にあるか否かを判定する負荷判定手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記負荷判定手段により高負荷の状態にあると判定された前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記移動通信システムは、第5世代(5G)移動通信システムであり、
前記第1のIABノードおよび前記第2のIABノードはバックホールリンクとアクセスリンクとの両方をサポートする
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記送信手段は、無線リソース制御(RRC)メッセージを用いて前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記送信手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器からの周辺環境情報の通知の受信有無に関わらず、前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記検出手段は、前記第2のIABノードの存在を示す報知情報を受信することにより前記第2のIABノードを検出し、
前記報知情報は、前記第2のIABノードが前記第1のIABノードのバックアップノードとして設置されたIABノードであることを示す第1の情報を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記送信手段は、前記報知情報に前記第1の情報が含まれる場合、バックアップノードへのハンドオーバーである旨の情報を前記ハンドオーバー要求に含める
ことを特徴とする請求項7に記載の通信装置。 - 前記判定手段は、前記第1のIABノードの位置情報と前記第2のIABノードの位置情報とに基づいて、前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記検出手段は、前記第2のIABノードの存在を示す報知情報を受信することにより前記第2のIABノードを検出し、
前記判定手段は、前記報知情報に、前記第2のIABノードが前記第1のIABノードのバックアップとして設置されたIABノードであることを示す第1の情報が含まれるか否かに基づいて、前記第1のIABノードの負荷分散に前記第2のIABノードが利用可能であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記ハンドオーバー要求におけるハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する決定手段を更に備え、
前記送信手段は、前記決定手段により決定された前記1以上のユーザ機器に対して、前記ハンドオーバー要求を送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器の個数が閾値を超えている場合、該閾値を超えた個数のユーザ機器をハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器として決定する
ことを特徴とする請求項11に記載の通信装置。 - 前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器それぞれの使用帯域量の情報に基づいて、ハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する
ことを特徴とする請求項11に記載の通信装置。 - 前記決定手段は、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器それぞれの所定の認証サイトにおける認証状態に基づいて、ハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する
ことを特徴とする請求項11に記載の通信装置。 - 基地局と、第1の中継ノードと、該第1の中継ノードを介して前記基地局と通信するユーザ機器と、を有する移動通信システムであって、
前記基地局は、
前記第1の中継ノードと異なる第2の中継ノードを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第2の中継ノードが検出されたことに応じて、前記第1の中継ノードに接続しているユーザ機器が前記第2の中継ノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信手段と、
を備え、
前記ユーザ機器は、
前記基地局からの前記ハンドオーバー要求を受信する受信手段と、
前記ハンドオーバー要求が示す前記第2の中継ノードへのハンドオーバーが可能であるか否かを判定する第2の判定手段と、
前記第2の判定手段により前記第2の中継ノードへのハンドオーバーが不可能であると判定された場合、前記基地局にその旨を通知する通知手段と、
を備える
ことを特徴とする移動通信システム。 - 基地局と、第1の中継ノードと、該第1の中継ノードを介して前記基地局と通信するユーザ機器と、を有する移動通信システムであって、
前記基地局は、
前記第1の中継ノードと異なる第2の中継ノードを検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記第2の中継ノードが検出されたことに応じて、前記第1の中継ノードに接続しているユーザ機器が前記第2の中継ノードへハンドオーバーするための第1のハンドオーバー要求を前記第1の中継ノードへ送信する第1の送信手段と、
を備え、
前記第1の中継ノードは、
前記基地局からの前記第1のハンドオーバー要求を受信する受信手段と、
前記第1のハンドオーバー要求に基づくハンドオーバーの対象となる1以上のユーザ機器を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記1以上のユーザ機器に対して、前記第2の中継ノードへのハンドオーバーを指示する第2のハンドオーバー要求を送信する第2の送信手段と、
を備える
ことを特徴とする移動通信システム。 - 移動通信システムにおいて第1のIABノードと通信するIABドナーとして動作する通信装置の制御方法であって、
前記第1のIABノードと異なる第2のIABノードを検出する検出工程と、
前記検出工程によって前記第2のIABノードが検出されたことに応じて、前記第1のIABノードに接続しているユーザ機器が前記第2のIABノードへハンドオーバーするためのハンドオーバー要求を送信する送信工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。 - 通信部を有するコンピュータを、請求項1から14のいずれか1項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
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