JP2024039537A - 通信ノード装置、通信装置、及び通信システム - Google Patents

通信ノード装置、通信装置、及び通信システム Download PDF

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Abstract

【課題】通信ノード装置を介した通信装置のハンドオーバーを適切に実現する。【解決手段】公衆網通信サービスを提供する通信ノード装置であって、配下の通信装置を他の通信ノード装置にハンドオーバーさせる場合に、通信装置を自ノードに紐付けるための紐付き情報を、通信装置又は他の通信ノード装置に送信する送信手段を備え、紐付き情報は、他の通信ノード装置にハンドオーバーされた通信装置に対して次のハンドオーバー先を決定する際に利用される、通信ノード装置が開示される。【選択図】図1

Description

本開示は、通信ノード装置、通信装置、及び通信システムに関する。
3GPP(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技術は、基地局とユーザ機器(UE:User Equipment)との間のアクセス通信に用いられる28GHz帯等のミリ波無線通信を、バックホール通信として利用する技術である(特許文献1)。
IAB技術を用いたバックホール通信網(以降、IABネットワーク)において、IABノードと呼ばれる中継機器は、従来の基地局に相当するIABドナーからの通信を宛先のUEまで中継(基地局リレー)する。IABノードは、UEからの接続を受け入れる基地局相当の機能を有する。
特表2019-534625号公報
ところで、IABノードのような通信ノード装置を介したハンドオーバーにおいて、負荷分散等の目的で特定の通信ノード装置に接続しているUEを、他の通信ノード装置にハンドオーバーさせることが考えられる。ここで例えば、一時的な負荷分散等が目的の場合、他の通信ノード装置にハンドオーバーしたUEを改めて特定の通信ノード装置にハンドオーバーさせ、特定の通信ノード装置で管理したい場合がある。
しかしながら、上記のような従来技術では、ハンドオーバー前の通信ノード装置に優先的に再ハンドオーバーさせるといったユースケース自体が考えられていない。従って、IABノードのような通信ノード装置を介したハンドオーバー処理において、ハンドオーバー前の通信ノード装置が特定できず、結果としてハンドオーバー前の通信ノード装置に優先的に再ハンドオーバーさせることができないといった課題がある。また、上記のような従来技術では電波強度を基準としてハンドオーバー先を選択することが一般的に知られている。しかしながら、電波強度とは異なる情報であり、ハンドオーバー先の指標となる情報を通知する仕組みがなく、柔軟なハンドオーバー処理を実現できないといった課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも1つを鑑みなされたものである。本発明の1つの側面としては、UEのハンドオーバー処理に際し、ハンドオーバー前の通信ノード装置に優先的に再ハンドオーバーを行わせるための情報を適切に通知する仕組みを提供することを目的の1つとする。また、本発明の別の側面としては、通信ノード装置を介した通信装置のハンドオーバー処理をより柔軟に行うための仕組みを提供することを目的の1つとする。
本発明の1つの側面としての通信ノード装置は、公衆網通信サービスを提供する通信ノード装置であって、
配下の通信装置を他の通信ノード装置にハンドオーバーさせる場合に、前記通信装置を自ノードに紐付けるための紐付き情報を、前記通信装置又は前記他の通信ノード装置に送信する送信手段を備え
前記紐付き情報は、前記他の通信ノード装置にハンドオーバーされた前記通信装置に対して次のハンドオーバー先を決定する際に利用される、通信ノード装置が開示される。
本発明の1つの側面によればUEのハンドオーバー処理に際し、ハンドオーバー前の通信ノード装置に優先的に再ハンドオーバーを行わせるための情報を適切に通知することが可能になる。本発明の別の側面によれば、通信ノード装置を介した通信装置のハンドオーバー処理をより柔軟に行うための仕組みを提供することが可能となる。
移動通信システムの一例を示す図。 通信ノードのハードウェア機能ブロック図。 通信ノードのソフトウェア機能ブロック図。 実施形態1における紐付きハンドオーバーの処理シーケンス図。 実施形態1における通信ノードによる紐付きハンドオーバーの処理フロー。 実施形態1における紐付きハンドオーバーの復帰処理シーケンス図。 実施形態1における通信ノードによる紐付きハンドオーバー復帰処理フロー。 実施形態1における紐付きハンドオーバーの解除による処理シーケンス図。 実施形態3における通信ノードによる紐付きハンドオーバーの処理フロー。 3GPP規格による一般的なハンドオーバーのシーケンス図。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
3GPPでは次期Release-18において、5Gセルラーカバレッジと接続性の改善に対する需要に対し、以下のようなモバイルIABの仕様策定を予定している。モバイルIABの仕様策定は、車両に搭載されたIABノードが基地局リレーを行うVehicle-Mounted Relayを実現するものである。当該議論においては、従来仕様では満たせないIABノードとUEが互いに移動するモビリティシナリオならではの要件が発生することが考えられ、その中で基地局リレーの負荷分散が議論項目として挙げられている。従来、基地局リレーにおける負荷分散、ロードバランスのメカニズムとしては、IABノードが接続する上位のノード(gNB)へのハンドオーバーを実行することが考えられていた。上記議論においては、複数の基地局リレーが存在することが予想される地点(バス停付近や信号機での一時停止状態)において、一時的にIABノード間で相互にUEの受け入れを実施することが検討されている。
IABノードのような基地局相当の機能を有する通信ノードが自局に接続しているUEを一時的な負荷分散のために他の通信ノードにハンドオーバーさせる際には、接続履歴情報を使用して元の通信ノードへ再接続を行うことが想定される。しかしながら、従来のハンドオーバーでは、接続している基地局の履歴情報をUEに関連付けて別の基地局にハンドオーバーさせる仕組みは規定されていない。
そのため、上記のような一時的な負荷分散を試みた場合、UEは接続していたIABノードに正確に復帰、再接続することができない。これによりUEの移動に伴い他のIABノードに対する不要なハンドオーバーの発生や、不要なセルの再選択が発生することが考えられる。また、電波強度は強いが、混雑しているIABノードに接続してしまうことも考えられ、多数の不必要な移動関連負荷によって安定的な通信サービスの継続が難しくなるといった問題が生じる。
以下では、上述した課題を考慮した移動通信システム等が開示される。
[実施形態1]
図1は移動通信システム1の一例を示す図である。公衆網通信サービスをセルカバレッジ101、102に対し提供しているネットワークにおいて、CN100への接続を提供する基地局103、104が存在する。セルカバレッジ101内において基地局103には通信ノード105~107(通信ノード装置の一例)が無線接続しネットワークを形成している。ここで、CNはCore Networkの略であり、端末であるUE108~114(通信装置の一例)の認証等の様々な処理を担う。
基地局103、104は、IABドナー(ドナー装置の一例)として機能可能であり、IABノードとして機能可能である各通信ノード105~107を統括的に制御し、自局のカバーするセルカバレッジ101及び102を形成する。
セルカバレッジ101内では、通信パケットとしてBAPデータPDUのフォーマットに従った通信パケット(以降、BAPデータパケット)が使用される。ここで、PDUはProtocol Data Unitの略である。
例えば、CN100からUE108を宛先とするIPパケットは、基地局103において、BAPデータパケットへ変換され、通信ノード105に転送される。転送されたBAPデータパケットは、通信ノード105で再度IPパケットへ変換され、宛先UE108へ届けられる。
同様に、UE108からのIPパケットについても通信ノード105でBAPデータパケットに変換され、基地局103で再度IPパケットに変換され、CN100へ転送される。ここで、IPはInternet Protocolの略である。
通信ノード105~107は電車、バス、タクシーといった移動体に設置されており、セルカバレッジ101を超えてセルカバレッジ102に移動した場合には基地局104配下に接続変更を実施する。基地局間の移行はCN100を介して実施される。
UE108~111は通信ノード105が設置される移動体に同乗しており通信ノード105とともにセルカバレッジ101内を移動している。この移動体は計画された行程に則ってセルカバレッジ101及びセルカバレッジ102内を走行するものである。
本実施形態では通信ノード105において基地局103との間の通信帯域の逼迫が発生した場合を想定し、通信ノード105で実施する負荷分散処理のための紐付けハンドオーバー処理について記載する。
図2は通信ノード105のハードウェア機能ブロック図である。
通信ノード105のハードウェア機能200は制御部201、記憶部202、無線通信部203及び、アンテナ制御部204のハードウェアから構成される。
制御部201は、記憶部202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202は、制御部201が実行する制御プログラムと、接続されるUE情報、基地局103との接続強度等の各種情報を記憶する。制御部201は、例えば、CPUやMPU等の1以上のプロセッサにより構成され、記憶部202であるRAMに読みだされた制御プログラムを実行することにより通信装置の全体を制御する。なお、後述するフローチャートで説明する制御部201が行う各処理は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA等のハードウェア回路を用いて実現することもできる。また、ハードウェア回路と、CPUやMPU等のプロセッサとを協働することで、後述するフローチャートで説明する処理を実現することもできる。無線通信部203は、3GPP規格に準拠するLTE、5G等のセルラー網通信を行うための無線通信部である。
アンテナ制御部204は、無線通信部203において実行される無線通信に使用するアンテナを制御する。
図2では、通信ノード105を想定したハードウェアの説明を行ったが、通信ノード106~107も同様の構成であるものとする。
図3は通信ノード105~107のソフトウェア機能ブロック図である。図3では、通信ノード105~107のうちの任意の一の通信ノードに係るソフトウェア機能ブロック301を示す。
ソフトウェア機能ブロック301は、記憶部202に格納され、制御部201において実行される。ソフトウェア機能ブロック301は、信号送信部302、信号受信部303、データ記憶部304、接続制御部305、接続UE管理部306、接続候補局管理部307、及び信号生成部308を含む。
信号送信部302及び、信号受信部303は、制御部201を介して無線通信部203を制御し、基地局103及び、UE108~114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行する。
また、接続制御部305は、無線通信時に制御部201を介してアンテナ制御部204を制御する。
データ記憶部304は、実体である記憶部202の制御や管理を行い、ソフトウェアそのもの及び、基地局103及び104との接続情報や、UE108~114に関する情報等を記憶保持する。ノード間の情報は報知信号やBAPの各種制御PDUに伴う通信パケット(以下、BAPデータパケット)により収集することができる。UEからの情報は例えばRRCステータスにて収集することができる。
接続UE管理部306では自局に接続しているUEの情報を管理する。自局の負荷状況に応じてハンドオーバーを実行するUEを管理し、ハンドオーバーを実行したUEの情報についても接続UE管理部306にて管理する。
接続候補局管理部307ではデータ記憶部304で収集した通信ノード間の報知信号からUEのハンドオーバー先ノードとしての判断に必要な情報を収集し、UEのハンドオーバーを企図する際に最適な接続候補局情報を管理する。
信号生成部308は接続制御部305及び接続候補局管理部307にて生成した各種信号を管理し発報する。
図4は実施形態1における紐付きハンドオーバーの処理シーケンス図である。
通信ノード105が自局に接続するUE108~112の一部を負荷分散のため、通信ノード106~107に対し紐付きハンドオーバーを実施する時の処理について説明を行う。
ここでは、接続UE管理部306において接続UEの利用状況に応じてハンドオーバー対象とするUEを決定し、接続候補局管理部307においてハンドオーバーを行う対象通信ノードを決定する。信号生成部308にて報知情報及びBAPデータパケットを生成する。
S400では、通信ノード105は報知信号の送受信を実施する。報知信号は、例えばSSB(SS/PBCH Block)を用いてよい。以下のS401、S402等の報知信号も同様である。S401では、通信ノード106は報知信号の送受信を実施する。
S402では、通信ノード107は報知信号の送受信を実施する。なお、報知信号は、基地局103との間でも通信されてよい。また、この時送受信する詳細情報としては、受け入れ可能UE数、基地局103との接続強度、通信ノードの位置、基地局103との接続予定時間、通信ノードの負荷等を含んでよい。
S403では、通信ノード105は自局に接続しているUEのハンドオーバーを企図する。
S404では、通信ノード105はハンドオーバーリクエストとしてBAPデータパケットを通信ノード106~107に送信する。この時ハンドオーバーリクエストを生成し送信する対向通信ノードは事前に接続候補局管理307にて生成された接続候補局情報によって優先順位を決定してよい。
S405では、通信ノード106は自局が受け入れ可能なUE数を通信ノード105に対し送信する。ここでは、自局が受け入れ可能なUE数は“1”以上であるとする。
S406では、通信ノード107は自局が受け入れ可能なUE数を通信ノード105に対し送信する。ここでは、自局が受け入れ可能なUE数は“1”以上であるとする。
通信ノード105は、S405及びS406を介して通信ノード106及び通信ノード107から得られる情報に基づいて、各通信ノードにハンドオーバーさせるUEを決定する。
S407では、通信ノード105はハンドオーバー処理を開始する。
S408では、通信ノード105はS404でハンドオーバー対象としたUEに対し、RRCメッセージを使ってそれぞれの移行先通信ノードを通知しハンドオーバーの実行を指示する。なお、RRCメッセージは、例えばS420で基地局103から送信されるRRCメッセージに基づくRRCReconfiguraitonメッセージであってよい。この時RRCメッセージを使い自局への紐付け情報を付加する。紐付き情報は、通信ノードID、セルID、BAPアドレス又はその類であってよい。この場合、セルIDは、基地局103に係るセルIDとは異なってよい。
S409では、UE112は通信ノード105からの通信ノード106へのハンドオーバー指示を受信する。この際、UE112は通信ノード105への紐付け情報を受信保持する。
S410では、UE112は通信ノード106への接続変更を実施する。接続変更が完了したらRRCメッセージによるハンドオーバー処理の完了メッセージを通信ノード106へ送信する。この完了メッセージは、例えばRRCReconfiguraitonCompleteメッセージであり、S421で基地局103にRRCメッセージとして送信されてよい。
S411では、通信ノード106はUE112のハンドオーバー完了を確認する。この時UE112と通信ノード105の紐付け情報を受信保管する。
S412では、UE111は通信ノード105からのRRCメッセージによる通信ノード107へのハンドオーバー指示を受信する。この際、UE111は通信ノード105への紐付け情報を受信保持する。
S413では、UE111は通信ノード107への接続変更を実施する。接続変更が完了したらRRCメッセージによるハンドオーバー処理の完了メッセージを通信ノード107へ送信する。この完了メッセージは、例えばRRCReconfiguraitonCompleteメッセージであり、S423で通信ノード107から基地局103にRRCメッセージとして送信されてよい。
S414では、通信ノード107はUE111のハンドオーバー完了を確認する。この時UE111と通信ノード105の紐付け情報を受信保管する。
S415では、通信ノード105は接続UE管理部306にて管理される紐付きハンドオーバー中のUE情報を確認する。
S416では、通信ノード105は接続UE管理部306で管理される紐付け情報に則って対向の通信ノード106~107との間で詳細の報知情報をやり取りする。この時送受信する詳細情報としては、受け入れ可能UE数、基地局103との接続強度、通信ノードの位置、基地局103との接続予定時間、通信ノードの負荷等を含んでよい。この時、紐付け情報を保有しない通信ノードの報知信号の受信は一時的に中止する。
S417では、通信ノード106は紐付け情報を持つ通信ノード105に対し詳細の報知情報を送受信する。この時、紐付け情報を保有しない通信ノードの報知情報の受信は一時的に中止する。
S418では、通信ノード107は紐付け情報を持つ通信ノード105に対し詳細の報知情報を送受信する。この時、紐付け情報を保有しない通信ノードの報知情報の受信は一時的に中止する。
S419~S426では、各通信ノード(105、106、107)は基地局103との間でRRCメッセージを送受信する。これはTR38.401にて定義される3GPP規格によるIABノードの5Gネットワーク接続シーケンスである。
このような図4に示す処理により負荷分散のための紐付きハンドオーバー処理が実施される。
図5は実施形態1における通信ノード105による紐付きハンドオーバーの処理フローである。
S500では、通信ノード105は通信ノード106~107との間で報知信号の送受信を行う。報知信号は、上述した通り、例えばSSB(SS/PBCH Block)を用いてよい。
S501では、通信ノード105はハンドオーバーを企図すると(判定結果が“YES”)、S502に進み、それ以外の場合(判定結果が“NO”)は、今回周期の処理を終了する。
S502では、通信ノード105は接続UE管理部306でハンドオーバーを実施するUEの台数を決定する。この時自局の負荷状況や接続UEの利用状況からハンドオーバーするUE数と対象UEを決定する。
S503では、通信ノード105は接続候補局管理部307の情報(例えば、ハンドオーバー接続候補局リスト)をもとにハンドオーバーを実施する移行通信ノードの順位を決定する。この時移行ノードの優先順位は詳細の報知情報として収集する情報(受け入れ可能UE数、基地局103との接続強度、通信ノードの位置、基地局103との接続予定時間、通信ノードの負荷等)から決定することができる。
S504では、通信ノード105は接続候補局管理部307で決定された移行対象ノードの優先順位第一の通信ノードにハンドオーバーリクエストを送信する。
S505では、通信ノード105は対向通信ノードに対しハンドオーバーを企図した全台のUEのハンドオーバーが可能か否かを判定する。判定結果が“YES”の場合、S506に進み、判定結果が“NO”の場合は、S507に進む。
S506では、通信ノード105はハンドオーバーを企図した全台のハンドオーバーを実行する。
S507では、通信ノード105は対向通信ノードから移行可能と回答された移行可能台数のUEのハンドオーバーを実行する。
S508では、通信ノード105はS503で決定した接続候補局の次の順位の通信ノードに対しハンドオーバーリクエストを送信する。
S509では、通信ノード105は残りの台数のUEをハンドオーバー可能か否かを判定する。判定結果が“YES”の場合、S506に進み、判定結果が“NO”の場合は、S510に進む。
S510では、通信ノード105は対向通信ノードから移行可能と回答された移行可能台数のUEのハンドオーバーを実行する。
S511では、通信ノード105は次の移行候補ノードの有無を判定する。判定結果が“YES”の場合、すなわち次の移行候補ノードがある場合は、S508からの処理を実行する。他方、判定結果が“NO”の場合は、今回周期の処理を終了する。
図6は実施形態1における紐付きハンドオーバーの復帰処理シーケンスである。
ここでは、一例として、通信ノード105から通信ノード106に対しUE112を紐付きハンドオーバーが実施されている状態でUE112を通信ノード105へ復帰させる処理について述べる。通信ノード105から通信ノード107に対しUE111を紐付きハンドオーバーが実施されている状態でUE111を通信ノード105へ復帰させる処理についても同様であってよい。
S600では、通信ノード106は自局に接続するUE112の情報から通信ノード105への紐付け情報を保有していることを確認する。UEに対する紐付け情報は接続UE管理部306にて管理される。
S601では、通信ノード106は詳細の報知情報を通信ノード105との間で送受信する。
S603では、通信ノード106は通信ノード105からのリクエストもしくは自局の判断でUEのハンドオーバーを企図する。
S604では、通信ノード106はUEの紐付け情報を確認する。
S605では、通信ノード106はハンドオーバーをリクエストする。この時接続候補局管理部307にて管理される接続候補局の優先順位に従いハンドオーバーリクエストを実施する通信ノードを決定する。
S606では、通信ノード105は通信ノード106からのハンドオーバーリクエストに対し受入許可を通知する。
S606Aでは、通信ノード106はハンドオーバーを開始する。
S607では、通信ノード106は、S612で基地局103から送信されるRRCメッセージに基づいて、通信ノード105への移行を指示する接続変更指示(RRCReconfiguraitonメッセージ)をUE112へ送信する。
S608では、UE112は通信ノード105への接続変更指示を受信する。
S609では、UE112は接続変更指示に応答して通信ノード105への接続変更を実施する。接続変更が完了したらRRCメッセージによるハンドオーバー処理の完了メッセージを通信ノード105へ送信する。この完了メッセージは、例えばRRCReconfiguraitonCompleteメッセージであり、S614で基地局103にRRCメッセージとして送信されてよい。
S610では、通信ノード105はUE112の接続を確立する。この場合、通信ノード105は、紐付け情報を破棄し、UE112及び通信ノード106に対し紐付け情報の破棄を通知してよい。
S611~S615では、通信ノード105、106は基地局103との間でRRCメッセージを送受信する。これはTR38.401にて定義される3GPP規格によるIABノードの5Gネットワーク接続シーケンスである。
図7は実施形態1における通信ノード106による紐付きハンドオーバーの復帰処理フローである。
S700では、通信ノード106は詳細の報知信号を通信ノード105と送受信する。報知信号は、上述した通り、例えばSSB(SS/PBCH Block)を用いてよい。
S701では、通信ノード106はUEの紐付け情報から紐付きノードを接続候補局第一位に設定する。接続候補局第二位以降は、図5に示したS503と同様の態様で決定されてよい。この場合、図5に示したS503と同様の態様で決定される順位は、紐付きノードが第一位に繰り上がる場合は、それに応じて修正されてよい。
その他の処理シーケンスは図5と同様のため詳細の説明は省略する。
なお、図7において、ハンドオーバー台数が2台以上である場合であって、それぞれのUEに係る紐付け情報に基づく紐付きノードが異なる場合は、それぞれ別々に、対応する紐付け情報に基づく紐付きノードへのハンドオーバーが優先的に実現されてよい。
図8は実施形態1における紐付きハンドオーバーの解除による処理シーケンスである。
S800~S805の処理については図6で述べたS600からS605の処理と同様のため詳細の説明は省略する。
S806では、通信ノード105は自局へのUEの受け入れを拒否する。
S807では、通信ノード106は接続UE管理部306で管理されるUE112の通信ノード105に対する紐付け情報を破棄し、UE112に対し紐付け情報の破棄を通知する。
S808では、UE112は通信ノード105との紐付け情報を破棄する。
S809では、通信ノード106は中止していた通信ノード、基地局103との報知信号の送受信を再開する。
S810、S811、S812では、通信ノード105、通信ノード107、基地局103も通信ノード106との報知信号の送受信を再開する。
S813では、通信ノード106は接続候補局管理部307の接続候補局に対しハンドオーバーをリクエストする。
S814では、通信ノード107はハンドオーバーリクエストに対する回答を送信する。
S815では、基地局103はハンドオーバーリクエストに対する回答を送信する。
S816では、通信ノード106はUE112に対し基地局103へのハンドオーバーの指示(例えばS821で基地局103から送信されるRRCメッセージに基づくRRCReconfiguraitonメッセージ)を送信する。
S817では、UE112はハンドオーバー指示を受信する。
S818では、UE112はハンドオーバー指示に応答して基地局103への接続変更を実施する。UE112は、接続変更が完了したらRRCメッセージによるハンドオーバー処理の完了メッセージ(RRCReconfiguraitonCompleteメッセージ)を基地局103へ送信する。
S819では、基地局103はUE112の接続を確立する。
S820~S823では、各通信ノード105~107は基地局103との間でRRCメッセージのやり取りを実施する(図8では、通信ノード106と基地局103の通信のみ図示)。これはTR38.401にて定義される3GPP規格によるIABノードの5Gネットワーク接続シーケンスである。
ところで、本実施形態とは異なり、紐付け情報を利用しない比較例では、通信ノード105の配下のUE112が、通信ノード106にハンドオーバーされた後、次のハンドオーバー先として、通信ノード105が優先的に選択されない可能性が高くなる。この場合、例えば、次のハンドオーバー先として、通信ノード107が選択されると、UE112が通信ノード107にハンドオーバーされることになるが、この場合、以下のような不都合が生じうる。UE112は通信ノード105とともにその後も移動すると、通信ノード107との距離が増加することで、再びハンドオーバーが必要となる可能性が高くなる。そして、この場合、結局のところ、UE112は通信ノード105にハンドオーバーされる可能性がある。このようなハンドオーバーの繰り返しは、非効率であり、処理負荷の増加を招く。本実施形態によれば、紐付け情報を利用して次のハンドオーバー先を決定することで、かかる不都合を低減できる。
なお、本実施形態1では、通信ノード106は、通信ノード105と同様に、移動体に設置されているが、固定物に設置されてもよい。これは、以下で説明する他の実施形態(例えば実施形態2等)においても同様である。
[実施形態2]
実施形態2では通信ノードがUEを紐付きハンドオーバーさせた際のUEの管理について述べる。
通信ノードはUEに対し紐付きハンドオーバーを実施した時、自局の接続UE管理部306において対象UEを自局への接続端末として管理する。
接続UE数の制限がある場合、上記UEも含めて接続UE数としてカウントする。自局の通信状態が改善した場合、対象UEの自局への復帰を優先的に実施する。
[実施形態3]
実施形態3ではUEを介さず通信ノード間のみで紐付きハンドオーバーを実施することを想定する。
UE主導による通信ノードへの復帰は実現できないがハンドオーバー処理の簡略化が可能となる。
図9は実施形態3での通信ノード間での紐付きハンドオーバーの処理シーケンス図である。
S900、S901、S902では、通信ノード105、106、107は報知信号を送受信する。報知信号は、上述した通り、例えばSSB(SS/PBCH Block)を用いてよい。
S903では、通信ノード105はUEのハンドオーバーを企図する。
S904では、通信ノード105はハンドオーバーを通信ノード106、107にリクエストする。この際、通信ノード105は、自局への紐付け情報をハンドオーバーリクエストに付加して送信する。
S905では、通信ノード106はUEの受け入れを許可し、通信ノード105の紐付け情報を受信する。
S906では、通信ノード107はUEの受け入れを許可し、通信ノード105の紐付け情報を受信する。
S907では、通信ノード105はハンドオーバーを実施する。
S908では、UE112に対し通信ノード106へのハンドオーバーを指示し、UE111に対し通信ノード107へのハンドオーバーを指示する。
S909では、UE112は通信ノード105からのハンドオーバー指示を受信する。
S910では、UE112は通信ノード106への接続変更を実施する。
S911では、通信ノード106はUE112の接続を確立する。
S912では、UE111は通信ノード105からのハンドオーバー指示を受信する。
S913では、UE111は通信ノード107への接続変更を実施する。
S914では、通信ノード107はUE111の接続を確立する。
S915では、通信ノード105は接続UE管理部306で管理される紐付け情報に則って対向の通信ノード106~107との間で詳細の報知情報をやり取りする。この時送受信する詳細情報としては、受け入れ可能UE数、基地局103との接続強度、通信ノードの位置、基地局103との接続予定時間、通信ノードの負荷等を含んでよい。
S916では、通信ノード106は紐付け情報を持つ通信ノード105に対し詳細の報知情報を送受信する。この時、紐付け情報を保有しない通信ノードの報知情報の受信は一時的に中止してよい。
S917では、通信ノード107は紐付け情報を持つ通信ノード105に対し詳細の報知情報を送受信する。この時、紐付け情報を保有しない通信ノードの報知情報の受信は一時的に中止してよい。
S918~S925では、通信ノード105、106、107は基地局103との間でRRCメッセージの送受信を実施する。これはTR38.401にて定義される3GPP規格によるIABノードの5Gネットワーク接続シーケンスである。
以上により、通信ノードの紐付けハンドオーバーを実施することができ、これにより通信ノードの負荷分散を実現することが可能となる。
[その他の実施形態]
上述の実施例にて説明したように、通信ノードとUE間でハンドオーバー時はRRCメッセージを用いて通信ノードとの紐付け情報を付加する。その際のパラメータとしてnas-ContainerやRelease-17で規定されたnonCriticalExtensionといった未定義のパラメータを使用してもよい。また、ハンドオーバー時の通信ノード間のやり取りではBAP制御PDUを用いてもよい。更に、BAP制御PDU内の予約済みのフィールドを用いてもよい。また、前記S416に記載されている詳細の報知信号としてはSSB(SS/PBCH Block)を用いてもよい。
また、上述した各実施形態では、一のUEに係る紐付け情報は、当該一のUEと、当該一のUEに係るハンドオーバーに係る通信ノード(すなわちハンドオーバー元とハンドオーバー先の通信ノード)に記憶されている。しかしながら、一のUEに係る紐付け情報は、当該通信ノードに係る基地局103に記憶されてもよい。この場合、TR38.401等にて定義される3GPP規格に沿って、ハンドオーバー先の決定等は、基地局103により実現されてもよい。より具体的には、例えば、図4に示した例の場合、基地局103は、以下のような各種情報を管理するようにしてもよい。各種情報は、通信ノード105、通信ノード106及び通信ノード107の接続中UE数、受け入れ可能UE数、基地局103との間の接続強度(通信品質)、通信ノード105、106及び107の位置、基地局103との接続予定時間を含んでよい。また、各種情報は、通信ノード105、106及び107の負荷等の情報を含んでよい。これらの情報は、F1-AP(Application Protocol)を用いて通信ノード105、106及び107から基地局103に報告されてもよい。
また、基地局103は、当該情報に基づいて、UE111を通信ノード106及び107のうちどちらにハンドオーバーさせるのかを判断してよい。この際、基地局103は、例えば、UE111を通信ノード106のセルにハンドオーバーさせると判断した場合、当該UE111を通信ノード106のセルにハンドオーバーさせることを指示するRRCメッセージ生成する。そして、基地局103は、生成したRRCメッセージを、通信ノード105を介して送信する。
具体的には、基地局103は、生成したRRCメッセージをF1-APのUE CONTEXT MODIFICATION REQUESTに含めて通信ノード105に送信する。また、通信ノード105は、受信したUE CONTEXT MODIFICATION REQUESTの中からRRCReconfigurationメッセージを取り出して、UE111に送信する。なお、基地局103は、UE111は通信ノード105のセルから通信ノード106のセルにハンドオーバーさせたことを示す紐付き情報(例えばセルID等)を記憶しておく。
RRCReconfigurationメッセージを受信したUE111は、通信ノード105から通信ノード106にハンドオーバーする処理を行う。
上述の実施形態では、紙面の都合上、ハンドオーバーに関するメッセージのやり取りを一部簡略化した形でハンドオーバー処理を説明した。上述の実施形態で説明したハンドオーバーのための電波強度の測定やハンドオーバーの手続きは、具体的には図10に示す各処理に対応する。以降、上述の実施形態で簡略化して説明したハンドオーバーに係る各処理に関して、図10を用いてより具体的に説明する。なお、図10では、紙面の都合と、説明の複雑化を避けるため、各ハンドオーバーのために行われる装置間の情報のやり取り部分を抜粋し、説明する。
図10は、各実施形態におけるハンドオーバーのためのやりとりを説明するためのシーケンス図ある。各実施形態では、TR38.401にて定義される3GPP規格ハンドオーバー処理を行う。以下具体的に説明する。S1001では、UE111は、MeasurementReportメッセージを通信ノード105に送信する。また、S1002では、通信ノード105は、UL RRC MESSAGE TRANSFERを基地局103に送信することで、MeasurementReportメッセージを基地局103に転送する。なお、この際、基地局103と通信ノード105は、UE CONTEXT MODIFICATION REQUESTメッセージとUE CONTEXT MODIFICATION RESPONSEメッセージのやり取りを行ってよい。S1003では、基地局103は、UE CONTEXT SETUP REQUESTメッセージを、ハンドオーバー先の通信ノード106に送信する。UE CONTEXT SETUP REQUESTメッセージは、ハンドオーバーを行うための各種準備情報を含んでよい。S1004では、通信ノード106は、UE CONTEXT SETUP RESPONSEメッセージにて基地局103に応答する。S1005では、基地局103は、UE CONTEXT MODIFICATION REQUESTメッセージを通信ノード105に送信する。UE CONTEXT MODIFICATION REQUESTメッセージは、RRCReconfigurationメッセージやUE111に対するデータ送信の停止指示を含んでよい。S1006では、通信ノード105は、受信したRRCReconfigurationメッセージをUE111に転送する。S1007では、通信ノード105は、UE CONTEXT MODIFICATION RESPONSEメッセージにて基地局103に応答する。ついで、S1008では、ランダムアクセス手順が通信ノード106で実行され、通信ノード106は、Downlink Data Delivery Statusフレーム等を送信する。S1009では、UE111は、RRCReconfigurationCompleteメッセージにて通信ノード106に応答する。また、S1010では、通信ノード106は、UL RRC MESSAGE TRANSFERを基地局103に送信することで、RRCReconfigurationCompleteメッセージを基地局103に転送する。S1011では、基地局103は、UE CONTEXT RELEASE COMMANDメッセージを通信ノード105に送信する。また、S1012では、通信ノード106は、UE CONTEXT RELEASE COMPLETEメッセージにて基地局103に応答する。この場合、基地局103は、ハンドオーバー元が通信ノード105であることを把握できるので、自身で通信ノード105への紐付け情報を生成し保持できる。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
例えば、上述した実施例では、無線アクセス方式は、5Gの無線アクセス方式であるNR(New Radio)であるがが、これに限られない。例えば、LTE(Long Term Evolution)、6G以降及びWiFiのような他のアクセス方式が少なくとも部分的に適用されてもよい。
また、紐付け情報は、例えば、パラメータとしてnas-ContainerやRelease-17で規定されたnonCriticalExtensionといった未定義のパラメータを使用して付加されてよい。
また、本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
(構成1)
公衆網通信サービスを提供する通信ノード装置であって、
配下の通信装置を他の通信ノード装置にハンドオーバーさせる場合に、前記通信装置を自ノードに紐付けるための紐付き情報を、前記通信装置又は前記他の通信ノード装置に送信する送信手段を備え
前記紐付き情報は、前記他の通信ノード装置にハンドオーバーされた前記通信装置に対して次のハンドオーバー先を決定する際に利用される、通信ノード装置。
(構成2)
前記紐付き情報に係る前記通信装置が、前記他の通信ノード装置にハンドオーバーされた場合に、前記紐付き情報を保持する記憶手段を更に備える、構成1に記載の通信ノード装置。
(構成3)
前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記紐付き情報に係る前記通信装置が自ノードに優先的にハンドオーバーされるように、前記他の通信ノード装置からのハンドオーバー先に係るリクエストに応答する処理手段を更に備える、構成2に記載の通信ノード装置。
(構成4)
前記処理手段は、前記他の通信ノード装置からの前記リクエストであって、前記紐付き情報に係る前記通信装置の、自ノードへのハンドオーバーの前記リクエストを拒否した場合、前記記憶手段における前記紐付き情報を破棄する、構成3に記載の通信ノード装置。
(構成5)
前記送信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、自ノードが接続するドナー装置との接続状態を、前記他の通信ノード装置に報知する、構成2から4のうちのいずれかに記載の通信ノード装置。
(構成6)
前記送信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、自ノードの詳細情報を、前記他の通信ノード装置に報知する、構成2から5のうちのいずれかに記載の通信ノード装置。
(構成7)
公衆網通信サービスを提供する通信ノード装置であって、
他の通信ノード装置から前記他の通信ノード装置の配下の通信装置が自ノードへとハンドオーバーされる場合に、前記通信装置を前記他の通信ノード装置に紐付ける紐付き情報を受信する受信手段と、
前記紐付き情報に基づいて、前記紐付き情報に係る前記通信装置に対する次のハンドオーバー先を決定する処理手段とを備える、通信ノード装置。
(構成8)
前記受信手段は、前記通信装置を介して前記紐付き情報を受信する、構成7に記載の通信ノード装置。
(構成9)
前記紐付き情報に係る前記通信装置が自ノードにハンドオーバーされた場合に、前記紐付き情報を保持する記憶手段を更に備える、構成7又は8に記載の通信ノード装置。
(構成10)
前記受信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記他の通信ノード装置が接続するドナー装置との接続状態を、前記他の通信ノード装置から取得する、構成9に記載の通信ノード装置。
(構成11)
前記受信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記他の通信ノード装置の詳細情報を、前記他の通信ノード装置から取得する、構成9から10のいずれかに記載の通信ノード装置。
(構成12)
前記処理手段は、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記紐付き情報に係る前記通信装置を、前記紐付き情報に係る前記他の通信ノード装置に優先的にハンドオーバーさせる、構成9から11のいずれかに記載の通信ノード装置。
(構成13)
前記処理手段は、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合、前記紐付き情報に係る前記通信装置を他ノードにハンドオーバーさせる際、最初に、前記紐付き情報に係る前記他の通信ノード装置にハンドオーバー先に係るリクエストを送信する、構成9から12のいずれかに記載の通信ノード装置。
(構成14)
前記処理手段は、前記リクエストが前記紐付き情報に係る前記他の通信ノード装置により拒否された場合に、他ノードにハンドオーバー先に係るリクエストを送信するとともに、前記記憶手段における前記紐付き情報を破棄する、構成13に記載の通信ノード装置。
(構成15)
一の通信ノード装置から他の一の通信ノード装置への自装置のハンドオーバーに伴って生成される紐付き情報であって、前記一の通信ノード装置に自装置を紐付ける紐付き情報に基づいて、前記他の一の通信ノード装置から前記一の通信ノード装置への又は更なる他の新たな一の通信ノード装置へのハンドオーバーのための処理を実行する、通信装置。
(構成16)
前記一の通信ノード装置から前記他の一の通信ノード装置への自装置のハンドオーバーを実行する場合に、前記一の通信ノード装置から前記紐付き情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記紐付き情報を記憶する記憶手段と、
前記他の一の通信ノード装置への自装置のハンドオーバーが完了した場合に、前記紐付き情報を前記他の一の通信ノード装置に送信する送信手段とを備える、構成15に記載の通信装置。
(構成17)
前記他の一の通信ノード装置から前記紐付き情報に係る前記一の通信ノード装置へのハンドオーバーのリクエストが、前記一の通信ノード装置により拒否された場合に、前記記憶手段における前記紐付き情報を破棄する処理装置を更に備える、構成16に記載の通信装置。
(構成18)
複数の通信ノード装置を備え、
前記複数の通信ノード装置は、
一の通信装置を一の通信ノード装置から他の一の通信ノード装置へとハンドオーバーさせる場合に、前記一の通信ノード装置に前記一の通信装置を紐付ける紐付き情報を生成する手段と、
前記他の通信ノード装置にハンドオーバーされた前記通信装置を新たにハンドオーバーさせる場合に、前記紐付き情報に基づいて、ハンドオーバー先の前記通信ノード装置を決定する手段とを備える、通信システム。
100 コアネットワーク
101~102 セルカバレッジ
103~104 基地局
105~107 通信ノード
108~114 UE
201 制御部
202 記憶部
203 無線通信部
204 アンテナ制御部
301 ソフトウェア機能ブロック
302 信号送信部
303 信号受信部
304 データ記憶部
305 接続制御部
306 接続UE管理部
307 接続候補局管理部
308 信号生成部

Claims (18)

  1. 公衆網通信サービスを提供する通信ノード装置であって、
    配下の通信装置を他の通信ノード装置にハンドオーバーさせる場合に、前記通信装置を自ノードに紐付けるための紐付き情報を、前記通信装置又は前記他の通信ノード装置に送信する送信手段を備え
    前記紐付き情報は、前記他の通信ノード装置にハンドオーバーされた前記通信装置に対して次のハンドオーバー先を決定する際に利用される、通信ノード装置。
  2. 前記紐付き情報に係る前記通信装置が、前記他の通信ノード装置にハンドオーバーされた場合に、前記紐付き情報を保持する記憶手段を更に備える、請求項1に記載の通信ノード装置。
  3. 前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記紐付き情報に係る前記通信装置が自ノードに優先的にハンドオーバーされるように、前記他の通信ノード装置からのハンドオーバー先に係るリクエストに応答する処理手段を更に備える、請求項2に記載の通信ノード装置。
  4. 前記処理手段は、前記他の通信ノード装置からの前記リクエストであって、前記紐付き情報に係る前記通信装置の、自ノードへのハンドオーバーの前記リクエストを拒否した場合、前記記憶手段における前記紐付き情報を破棄する、請求項3に記載の通信ノード装置。
  5. 前記送信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、自ノードが接続するドナー装置との接続状態を、前記他の通信ノード装置に報知する、請求項2に記載の通信ノード装置。
  6. 前記送信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、自ノードの詳細情報を、前記他の通信ノード装置に報知する、請求項2に記載の通信ノード装置。
  7. 公衆網通信サービスを提供する通信ノード装置であって、
    他の通信ノード装置から前記他の通信ノード装置の配下の通信装置が自ノードへとハンドオーバーされる場合に、前記通信装置を前記他の通信ノード装置に紐付ける紐付き情報を受信する受信手段と、
    前記紐付き情報に基づいて、前記紐付き情報に係る前記通信装置に対する次のハンドオーバー先を決定する処理手段とを備える、通信ノード装置。
  8. 前記受信手段は、前記通信装置を介して前記紐付き情報を受信する、請求項7に記載の通信ノード装置。
  9. 前記紐付き情報に係る前記通信装置が自ノードにハンドオーバーされた場合に、前記紐付き情報を保持する記憶手段を更に備える、請求項7又は8に記載の通信ノード装置。
  10. 前記受信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記他の通信ノード装置が接続するドナー装置との接続状態を、前記他の通信ノード装置から取得する、請求項9に記載の通信ノード装置。
  11. 前記受信手段は、更に、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記他の通信ノード装置の詳細情報を、前記他の通信ノード装置から取得する、請求項9に記載の通信ノード装置。
  12. 前記処理手段は、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合に、前記紐付き情報に係る前記通信装置を、前記紐付き情報に係る前記他の通信ノード装置に優先的にハンドオーバーさせる、請求項9に記載の通信ノード装置。
  13. 前記処理手段は、前記記憶手段に前記紐付き情報が保持されている場合、前記紐付き情報に係る前記通信装置を他ノードにハンドオーバーさせる際、最初に、前記紐付き情報に係る前記他の通信ノード装置にハンドオーバー先に係るリクエストを送信する、請求項12に記載の通信ノード装置。
  14. 前記処理手段は、前記リクエストが前記紐付き情報に係る前記他の通信ノード装置により拒否された場合に、他ノードにハンドオーバー先に係るリクエストを送信するとともに、前記記憶手段における前記紐付き情報を破棄する、請求項13に記載の通信ノード装置。
  15. 一の通信ノード装置から他の一の通信ノード装置への自装置のハンドオーバーに伴って生成される紐付き情報であって、前記一の通信ノード装置に自装置を紐付ける紐付き情報に基づいて、前記他の一の通信ノード装置から前記一の通信ノード装置への又は更なる他の新たな一の通信ノード装置へのハンドオーバーのための処理を実行する、通信装置。
  16. 前記一の通信ノード装置から前記他の一の通信ノード装置への自装置のハンドオーバーを実行する場合に、前記一の通信ノード装置から前記紐付き情報を受信する受信手段と、
    前記受信手段により受信された前記紐付き情報を記憶する記憶手段と、
    前記他の一の通信ノード装置への自装置のハンドオーバーが完了した場合に、前記紐付き情報を前記他の一の通信ノード装置に送信する送信手段とを備える、請求項15に記載の通信装置。
  17. 前記他の一の通信ノード装置から前記紐付き情報に係る前記一の通信ノード装置へのハンドオーバーのリクエストが、前記一の通信ノード装置により拒否された場合に、前記記憶手段における前記紐付き情報を破棄する処理装置を更に備える、請求項16に記載の通信装置。
  18. 複数の通信ノード装置を備え、
    前記複数の通信ノード装置は、
    一の通信装置を一の通信ノード装置から他の一の通信ノード装置へとハンドオーバーさせる場合に、前記一の通信ノード装置に前記一の通信装置を紐付ける紐付き情報を生成する手段と、
    前記他の通信ノード装置にハンドオーバーされた前記通信装置を新たにハンドオーバーさせる場合に、前記紐付き情報に基づいて、ハンドオーバー先の前記通信ノード装置を決定する手段とを備える、通信システム。
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