JP4938863B2 - 端末装置をマクロセルにハンドオーバするための方法、システム、端末装置、アクセスノード、およびゲートウェイ - Google Patents

端末装置をマクロセルにハンドオーバするための方法、システム、端末装置、アクセスノード、およびゲートウェイ Download PDF

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Description

本発明は、無線通信技術の分野に関し、詳細には、端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法、システム、端末装置、アクセスノード、およびゲートウェイに関する。
無線通信のさらなる発展に伴って、ますます多くの人々が、無線端末装置を使用する。しかし、ユーザが、高速で移動している場合、例えば、ユーザが、高速で移動している自動車の中にいる、または複数のセルのセル縁端部にいる場合、ユーザ端末装置は、異なるセルの間でハンドオーバを頻繁に実施する可能性がある。このため、システムは、端末装置の各ハンドオーバに応答し、システム負荷が高まる。不必要なハンドオーバを減らし、システム負荷を低減するため、ネットワーク内でマクロセルが構成される。マクロセルは、通常よりも広いセルカバレッジ範囲を有し、一般に、複数の通常のセルを範囲内に含むセルである。マクロセルが構成された場合、高速で移動している自動車の中にいるユーザは、マクロセルを使用し、その他のユーザは、通常のセルを使用する。通常のセルは、マイクロセルおよびマイクロマイクロセル(micromicro-cel)に分類することが可能である。歩行者、またはゆっくりと移動するユーザは、マイクロセルを使用し、市内ユーザ(intracity user)は、マイクロマイクロセルを使用する。
頻繁なハンドオーバを生じさせる原因には、以下の2つの原因が含まれ得る。第1の原因は、高速で移動することである。図1に示されるように、UEが、破線で示されるセルAからセルFまで、セルB、C、D、およびEを通って高速で移動する。マクロセルXは、セルB、C、D、およびEのカバレッジ範囲を範囲内に含む。このUEが関係するセルに対して制御が全く実行されない場合、このUEは、セルAからセルBにハンドオーバされ、次に、セルBからセルCにハンドオーバされ、次に、セルCからセルDにハンドオーバされ、次に、セルDからセルEにハンドオーバされ、次に、セルEからセルFにハンドオーバされる。ハンドオーバの回数は、5回である。UEが、マクロセルXに最初にハンドオーバされた場合、UEがセルFまで移動する間のハンドオーバの回数は、減少する。このため、UEのセルハンドオーバによって生じるシステム負荷は、低減される。
端末装置をマクロセルにハンドオーバする既知の方法は、以下のとおりである。既知のネットワークアーキテクチャにおいて、RNC(無線ネットワークコントローラ)が、複数のNodeBを監視して、セル更新の頻度に応じて、UEが高速で移動しているかどうかを判定するように適合される。UEが高速で移動しているとRNCが判定すると、RNCは、このUEをマクロセルにハンドオーバする。この方法は、高速に移動するユーザに関して、主に使用される。
別の原因は、ピンポンハンドオーバである。図2に示されるとおり、UEは、セル1、セル2、セル3、およびマクロセル4のセルカバレッジ範囲内にあり、さらにセル1、セル2、およびセル3の縁端領域内にある。これらの異なるセルの信号は、実質的に同一である。このため、ピンポンハンドオーバが、このUE上で生じがちである。つまり、このUEは、セル1、セル2、およびセル3の間で頻繁にハンドオーバされる可能性がある。ピンポンハンドオーバを生じさせる原因には、障害物、外乱、およびフェージングなどのランダムな環境変化、あるいは異なる製造業者によるNodeBのハンドオーバ閾値またはハンドオーバアルゴリズムの間の固有の違いが含まれる。現在、ピンポンハンドオーバを処理する既存の方法は、ハンドオーバの回数を減らすようにハンドオーバ時間を遅延させることを主に含む。
従来のツリー型ネットワークアーキテクチャでは、集中RNC物理エンティティ(concentrate RNC physical entity)が、複数の基地局と通信する。このため、RNCは、複数の基地局の情報を獲得する。しかし、アクセスネットワークのLTE(Long Term Evolution)やWIMAX(World Interoperability for Microwave Access)ネットワークなどのフラットなネットワークアーキテクチャでは、ツリー型ネットワークアーキテクチャにおけるRNCエンティティが無いため、RAN(無線アクセスネットワーク)側が、UEが高速で移動しているかどうかを判定するのが困難であり、RAN側は、高速で移動しているUEをマクロセルにハンドオーバすることができない。このため、頻繁なハンドオーバが生じ、大きい負荷が、ネットワーク側にもたらされ、さらにはUE側にさえもたらされる。システムパフォーマンスが影響を受け、マクロセルは、効率的に使用され得ない。
本発明の実施形態は、頻繁に変化する状態を有するUEをマクロセルにハンドオーバするように、端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法、システム、端末装置、アクセスノード、およびゲートウェイを提供する。
本発明の一実施例は、端末装置をハンドオーバする方法を提供し、
前記方法は、
端末装置がハンドオーバされるターゲットアクセスノードにより、端末装置の状態情報を獲得するステップと、
ターゲットアクセスノードにより、端末装置の獲得された状態情報に応じて、ハンドオーバ判定を実行するステップと
を含む。
本発明の一実施例は、
端末装置が関係するアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態を監視するように適合された監視ユニットと、
端末装置の状態情報を報告するように適合された報告ユニットと
を含み、
前記状態情報は、
前記端末装置が高速で移動しているかどうか、
前記端末装置がピンポンハンドオーバを処理しているかどうか、
前記端末装置の、事前構成された期間内のハンドオーバ回数、または
前記端末装置の、事前構成された期間内のハンドオーバ回数、ハンドオーバの間隔、および異なるセル間でハンドオーバが行われるかどうか
を含む端末装置を提供する。
アクセスノードは、
頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある端末装置の情報を獲得するように適合された情報獲得ユニットと、
ハンドオーバユニットが、前記端末装置の獲得された状態情報に応じて、ハンドオーバを判定した後、端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合されたハンドオーバユニットと
を含む。
本発明の一実施例は、端末装置をマクロセルにハンドオーバするシステムを提供し、
前記システムは、
端末装置が関係するアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態を監視し、端末装置の情報をアクセスノードに送信するように適合されたアクセスゲートウェイと、
端末装置の状態情報を獲得し、端末装置のハンドオーバを判定するように適合されたアクセスノードと
を含む。
前述の技術的ソリューションから理解されるように、本発明の実施形態によれば、端末装置が現在関係するアクセスノードは、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定した際、アクセスノードは、頻繁なハンドオーバ状態が、事前構成されたハンドオーバ基準に達している場合、端末装置をマクロセルにハンドオーバする。このため、端末装置の頻繁なハンドオーバによって生じるネットワーク側およびUE側にかかる負荷が、低減され、マクロセルが、効率的に使用される。
端末装置が高速で移動している従来のプロセスを示す図である。 端末装置の従来のピンポンハンドオーバを示す図である。 本発明の第1実施形態による端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態による端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法を示すフローチャートである。 本発明の第6実施形態による端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態による端末装置を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態によるアクセスノードを示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態によるアクセスノードを示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態によるアクセスノードを示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態によるシステムを示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態によるシステムを示すフローチャートである。
本発明の目的、技術的ソリューション、およびその他の利点は、添付の図面と併せて解釈される以下の詳細な説明から、明確に理解されよう。
図3は、本発明の第1実施形態による端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法のフローチャートである。
ステップ301で、端末装置が現在関係するアクセスノードは、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定する。
アクセスノードは、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを判定するように端末装置の状態を監視することができる。アクセスノードは、端末装置がアクセスノードにアクセスしてから、端末装置の状態を監視することができる。高速で移動している端末装置に関しては、アクセスノードのカバレッジ範囲内における、監視される端末装置の滞留時間に応じて、端末装置が高速移動状態にあるかどうかを判定する、様々な基準を構成することが可能である。例えば、滞留時間が、2分である場合、端末装置は高速で移動していると判定されるが、滞留時間が、2分を超え、10分未満である場合、端末装置は、高速で移動している可能性があり、さらなる判定が、必要とされる。アクセスノードのインタフェースを介して、この状態情報は、端末装置が関係する次のアクセスノードに伝送される。次のアクセスノードは、端末装置の以前の状態、および次のアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態に応じて、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを判定する。
一般に、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかは、単に、1つのアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態情報によっては、断定的に判定され得ない。このため、複数のアクセスノードにおける端末装置の状態情報は、包括的な判定を必要とするため、より正確であり得る。したがって、次のアクセスノードが、端末装置が頻繁に移動しているかどうかをなおも判定することができない場合、端末装置は、端末装置の状態情報の全て、または一部を、端末装置が関係する別のアクセスノードに送信する。このため、別のアクセスノードは、判定をより容易に行うことができる。
オプションとして、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかは、端末装置によって、またはコアネットワーク側のアクセスゲートウェイによって判定することも可能であり、次に、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかが、アクセスノードに伝送される。
ただし、アクセスノードは、LTEにおける基地局、またはWIMAXネットワークにおけるASN(アクセスサービスネットワーク)エンティティ、あるいは他の何らかのフラットなネットワークアーキテクチャにおける類似した機能エンティティであることが可能である。
ステップ302で、頻繁なハンドオーバ状態が、事前構成されたハンドオーバ基準に達している場合、端末装置は、マクロセルにハンドオーバされる。
以上から理解されるように、本発明の一実施形態による方法において、アクセスノードは、頻繁にハンドオーバされる端末装置をマクロセルにハンドオーバすることにより、端末装置の頻繁なハンドオーバによって生じるネットワーク側の不必要な処理負荷が、低減される。
図4は、本発明の第2実施形態による端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法のフローチャートである。この方法は、以下のステップを含む。
ステップ401で、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定される。
端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかは、以下の方法で判定することが可能である。
基地局が、端末装置状態の変化に応じて、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを判定するように、端末装置の状態を監視する。あるいは、端末装置が、端末装置状態の変化に応じて、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定する。あるいは、アクセスゲートが、UPE(ユーザプレーンエンティティ)上の端末装置のパス切り換えの頻度、またはMME(移動性管理エンティティ)上の端末装置のロケーション更新の頻度に応じて、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定する。端末装置またはハンドオーバゲートウェイは、判定された結果情報を、判定報告メッセージを介して、端末装置が関係するアクセスノードに送信する。
ステップ402で、端末装置の頻繁なハンドオーバ状態の優先度が、事前構成されたハンドオーバ基準に達した場合、端末装置は、マクロセルにハンドオーバされる。
端末装置の頻繁なハンドオーバ状態は、頻繁なハンドオーバ状態を生じさせることに関する要因に応じて決定された複数の等級を含むことが可能である。高速で移動していることを例にとると、これらの等級には、通常速度の等級、高速度の等級、および非常に高速度の等級が含まれる。このため、端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する優先度は、頻繁なハンドオーバ状態の等級に応じて、端末装置に関して構成される。
マクロセルの容量は、無限ではない。このため、実際には、端末装置は、マクロセルの負荷、および端末装置の優先度に応じて、マクロセルにハンドオーバされる。マクロセルの負荷が軽い場合、低い優先度を有する端末装置を、マクロセルにハンドオーバしてもよい。しかし、マクロセルの負荷が重い場合、高い優先度を有する端末装置だけが、マクロセルにハンドオーバされる。
端末装置がマクロセルにハンドオーバされた後、端末装置の頻繁なハンドオーバは、マクロセルのカバレッジ範囲が広いため、回避することが可能である。このため、ネットワーク側にかかる処理負荷は、それほど重くない。
さらに、UEが、マクロセルにハンドオーバされる際、UEを非マクロセルに再びハンドオーバする基準に達した場合、UEは、非マクロセルにハンドオーバされる。
UEは、常に高速で移動している、またはピンポンハンドオーバを実行していることはあり得ないため、UEをマクロセルにハンドオーバする基準に達しない場合、つまり、UEが、高速で移動していない、またはピンポンハンドオーバを実行していない場合、UEは、通常のセル、すなわち、マイクロセルまたはマイクロマイクロセルに時間内にハンドオーバされる必要があり、このため、マクロセルのリソースが節約され、マクロセルにハンドオーバされる必要があるユーザが、マクロセルに時間内にハンドオーバすることが可能である。
もちろん、UEが、マクロセルにハンドオーバされている場合、高速で移動しているユーザに関する異なるマクロセル間のハンドオーバが、関与することも可能である。マクロセル間のハンドオーバと、通常のセル間のハンドオーバは、同様であり、ハンドオーバの繰り返しの説明は、本明細書では省略される。
さらに、UEが、マクロセルにハンドオーバされると、UEの優先度は、初期状態に回復される。
UEが、マクロセルにハンドオーバされた後、UEをマクロセルにハンドオーバすることに関する優先度は、初期状態に回復される。このため、優先度がさらに超えられるという理由でマクロセルと通常のセルの間でUEがハンドオーバされるという現象が、回避され得る。
本発明による端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法の第3実施形態は、アクセスノードによって実施される。この実施形態では、eNodeB(evolved NodeB)であるアクセスノードを例にとる。ASNであるアクセスノードのプロセスは、eNodeBであるアクセスノードのプロセスと同様であるため、繰り返しとなる説明は、本明細書では省略する。
図1に示されるとおり、UEは、基地局Aのカバレッジ範囲内で高速で移動しており、つまり、UEは、セルAのアクセスネットワーク内で高速で移動している。このため、UEは、短い時間セルA内に留まり、セルBにハンドオーバされる。UEは、短い時間基地局Aのカバレッジ範囲内に留まるため、局Aは、UEが頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを判定するために、UEが局Bに引き続いてハンドオーバされることを示す情報を送信する。例えば、UEコンテキストを使用して、この情報が伝送することが可能である。UEコンテキストは、LTE基地局間のX2インタフェース上のHO要求メッセージを介して伝送される。以下の情報が、UEコンテキストの中に追加することが可能である。
a) 各ハンドオーバ/最近のハンドオーバ/最後のハンドオーバと関係する基地局IDまたはセルIDを、追加することが可能である。つまり、eNodeB IDリストまたはセルIDリストを、追加することが可能である。WIMAXネットワークの場合、ASN内のサブネット基地局のID、およびBS IDリストを、追加することが可能である。ある期間中の最近のハンドオーバのセルIDを、追加することが可能である。この期間は、アプリケーション状況に基づいて選択される。
UEは、ネットワークにアクセスした後に基地局のカバレッジ内の多くのセルにハンドオーバすることが可能であり、さらにUEコンテキストは、可能な限り短くなければならないため、好ましくは、最近のハンドオーバだけのセル情報が、選択される。
b) UEが各ハンドオーバ/最近のハンドオーバ/最後のハンドオーバと関係するセル内に留まった滞留期間、またはUEが、セル再選択プロセス中に各セル内に留まった滞留期間を、その情報の中に追加することが可能である。
滞留期間は、eNodeB IDリストの中のeNodeB IDにそれぞれ対応すること、またはセルリストの中のセルIDに対応することが可能である。
eNodeBに対応するeNodeB IDおよび滞留期間を使用して、事前構成された規則に従って、端末装置が頻繁に移動しているかどうかが判定される。例えば、事前構成された規則は、2つのセル内における端末装置の滞留期間がともに、5分未満である場合、端末装置は、高速で移動していると判定され得る。このため、ある端末装置が、この事前構成された規則を満たす場合、その端末装置は、高速で移動していると判定される。別の例として、ある端末装置が、いくつかのセルの間で常にハンドオーバされており、さらに各セル内における滞留期間が、長くない場合、その端末装置は、ピンポンハンドオーバ状態にあると判定することが可能である。さらに、セルの数、および滞留期間は、実際のネットワーク状態に応じて構成することが可能である。
さらに、最後のハンドオーバ中、最近のハンドオーバ中、またはセル再選択中、セルのカバレッジ情報(カバレッジのサイズを示す情報などの)、ダウンリンク電力情報(セルのサイズを示す)、アンテナの高さ、塔設(tower mounted)増幅器のパラメータ、周波数、搬送波範囲情報などが、UEの移動速度を計算する要因として使用することが可能であり、このため、ハンドオーバの頻度を判定する要因として使用することが可能である。
さらに、UEによってサポートされる周波数帯域、最大アップリンク伝送電力、サポートされるサービスタイプ、およびGPS機能が含まれるかどうかなどの、ハンドオーバ中のUE能力情報の伝送が、ターゲット側がハンドオーバに関する妥当な判定を行うのを容易にする可能性がある。
オプションとして、c)の情報を、a)の情報に加えて伝送することも可能である。
c) セル内における端末装置のアップリンク信号の変化率を、追加することが可能である。特に、アップリンク信号電力の変化率、およびアップリンク信号ビット誤り率を、追加することが可能である。したがって、目的セルのeNodeBが、この変化率に応じて端末装置の移動速度を割り出すことができる。
また、この変化率は、eNodeB IDリストの中のeNodeB IDにそれぞれ対応する。
目的セルは、eNodeB ID、およびこれらのセル内における端末装置のアップリンク信号の変化に応じて、端末装置の移動速度を割り出すことができるため、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを判定することができる。
オプションとして、d)の情報が、a)の情報に加えて伝送することも可能である。
端末装置が以前に関係していたeNodeBから、ソースeNodeBの端末装置に伝送される端末装置の状態情報を、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを直接に示すように追加することが可能である。
また、この状態情報は、eNodeB IDリストの中のeNodeB IDに対応する、またはセルIDリストの中のセルIDに対応することも可能である。
ただし、2つ以上のオプションを、「はい」または「いいえ」として構成することが可能である場合、例えば、3つのオプションが、連続的に「はい」として構成される場合、UEは、マクロセルにハンドオーバされる。
また、大きさの順序に従ってオプションを構成することも可能である。頻繁なハンドオーバを生じさせる要因を例にとると、端末装置速度は、通常、高速、および非常に高速として構成することが可能である。例えば、UEは、端末装置の移動速度の連続する4つの通常の判定、または連続する3つの高速の判定、または2つの非常に高速の判定が存在する場合に、マクロセルにハンドオーバすることが可能である。不必要な説明は、本明細書では省略するが、オプションとして、UEは、これらのオプションの任意の組み合わせに従ってハンドオーバされてもよい。
このため、ソースセルが、目的セルにUE状態情報を伝送することが可能であり、目的セルの基地局が、次のハンドオーバ中に、このUE状態情報を直接に使用して、UEをマクロセルにハンドオーバすべきかどうかを判定するようにすることができる。
さらに、ソースセルが、隣接セルのICR(セル間RRM)情報についてUEに知らせる場合(例えば、ブロードキャスト情報または専用メッセージを発行することによって)、UEは、セル再選択およびセルハンドオーバを円滑に実施する。例えば、ダウンリンク信号品質は高いが、アップリンク信号品質は低いセルにUEがアクセスすることが回避される。ICR情報には、隣接セルの伝送電力、塔設増幅器の増幅係数、および所望されるアップリンク信号電力などが含まれることが可能である。
オプションとして、ソースセルの負荷、目的セルの負荷、他の目的セルの負荷、および端末装置の移動方向などの、いくつかの付随する情報を、UEコンテキストの中で伝送することも可能である。このため、正確な判定を行うように、より多くの情報を、目的セルに供給することが可能である。
さらに、端末装置は、端末装置自らの状態変化に応じて、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを判定して、その判定結果を、端末装置が現在関係しているアクセスノードに報告してもよい。このプロセスの実施は、以下のとおりである。
期間T1中のセルハンドオーバの回数が、(N-ho1, N-ho2)という範囲を超えるかどうか、または期間T2中のセル再選択の回数が、(N-cr1, N-cr12)という範囲を超えるかどうか、または期間T3中のハンドオーバーの回数と再選択の回数の合計が、(N-ho0+cr1, N-ho+cr2)という範囲を超えるかどうかが判定される。ただし、Nは、セル再選択またはセルハンドオーバの回数を表し、ho1、ho2、cr1、およびcr2は全て、定数である。パラメータT1、T2、T3、N-ho1/2、N-ho+cr1/2、N-cr1/2の構成は、ネットワーク側から発行されたブロードキャストメッセージ、または測定制御メッセージなどの専用メッセージを介して実施することが可能である。
例えば、T1中にハンドオーバの回数が、N-ho1未満である場合、端末装置の状態は、頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態であるとは判定されない。T1中にハンドオーバの回数が、N-ho1を超えている場合、端末装置は、中レベルの頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態であると判定される。さらに、T1中にハンドオーバの回数が、N-ho2を超えている場合、端末装置の状態は、高レベルの頻繁なハンドオーバ状態であると判定される。
UEは、頻繁なハンドオーバ状態を示す情報を、専用メッセージを介してソースeNodeBまたは目的eNodeBに送信することができる。
状態が頻繁なハンドオーバ状態であるとUEが判定すると、UEは、セルハンドオーバ/再選択の要件を満たすように、いくつかの測定パラメータを選択的に変更することができる。例えば、Threshold、Hysterisis、Hysterisis、Time_to_trigger(隣接セル測定をトリガすることに関する期間、またはUEによる測定レポートのサブミットをトリガすることに関する期間)、測定周期報告間隔、ならびに異なる周波数/RATのセルの再選択優先度が、ある割合で(1つまたは複数の倍率を使用することによって)変更される。
図1を参照すると、この実施形態では、d)の情報が、伝送され、2つのオプションが、使用される。
基地局Aが、基地局BにUEコンテキストを介して、UEがセルA内において高速で移動していることを知らせる。
同様に、基地局Bが、基地局CにUEコンテキストを介して、UEがセルB内において高速で移動していることを知らせる。
基地局Cが、基地局DにUEコンテキストを介して、UEがセルC内において高速で移動していることを知らせる。
基地局Dが、UEがセルD内において高速で移動していることを知り、UEコンテキストによってUEがセルA内、セルB内、セルC内において高速で移動していることも知っている事例において、基地局Dは、局DがUEをセルEにハンドオーバする必要がある場合に、UEをマクロセルXにハンドオーバする。オプションとして、基地局Dは、UEがセルD内において高速で移動していると分かった場合に、UEをマクロセルXに直接にハンドオーバしてもよい。
このため、UEが、セルFに高速で移動する場合、UEは、UEがマクロセルXに既にハンドオーバされているため、再びハンドオーバされなくてもよい。UEがマクロセルにハンドオーバされていない場合、UEは、UEがセルEにハンドオーバされた際、セルEからセルFにハンドオーバされる必要がある。したがって、UEをマクロセルXにハンドオーバすることによって、ハンドオーバの回数が、減らされ、システム負荷が、低減される。UEは、セルハンドオーバを実施するためにシステム負荷を消費するため、UEの負荷が、前もってUEをマクロセルにハンドオーバすることによって、低減することも可能である。
また、UEにおいて担持される情報は、UEのピンポンハンドオーバに関して使用することも可能である。固有の違いを回避するため、ソースセルにおけるハンドオーバに関する閾値情報は、UEコンテキストの中で伝送することが可能である。このため、目的セル内の基地局は、閾値情報を使用し、より正確な判定を行うことができる。
本発明の第4実施形態では、端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法が、アクセスノードおよびUEによって実施される。この実施形態では、WIMAXネットワーク内のASNが、例にとられる。
この実施形態では、UEは、ASNに報告される測定メッセージを介して、マクロセルが選択されるべきかどうかを示す。UEは、ハンドオーバの回数、および最近、行われたハンドオーバの間隔に応じて、UEが頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかを判定する、あるいはUEは、UEの頻繁なロケーション更新に応じて、UEが頻繁に移動していると判定する。
UEは、測定レポートの中に以下の情報を追加することができる。
1) UEが高速で移動しているかどうかを示す情報。新たなフィールドを、UEコンテキストの中に追加することが可能であり、移動速度を、複数のレベルに分けることが可能である。移動速度が高いほど、移動速度は、レベルが高く、ハンドオーバが頻繁であるほど、移動速度は、レベルが高い。
2) UEがピンポンハンドオーバを実施しているかどうかを示す情報。この情報は、情報1)のフィールドと同一のフィールドを共有することが可能である。オプションとして、この情報は、新たなフィールドを使用してもよい。ピンポンハンドオーバの頻度を、複数のレベルに分けることが可能である。ハンドオーバの回数が多いほど、ピンポンハンドオーバの頻度は、レベルが高い。
ASNが、UEから測定レポートを受信すると、ASNは、マクロセルの負荷、および報告された頻繁なハンドオーバ状態のレベルに応じて、UEをマクロセルにハンドオーバすべきかどうかを判定する。この判定は、動的なプロセスである。マクロセルの負荷が、比較的低い場合、比較的低いレベルを有するUEが、マクロセルにハンドオーバされてもよい。しかし、マクロセルの負荷が、比較的重い場合、比較的高いレベルを有するUEを、マクロセルにハンドオーバしないことが可能である。
本発明の第5実施形態では、この方法は、基地局およびアクセスノードによって実施される。第5実施形態では、アクセスノードは、eNodeBである。
UEは、ある期間中に行われたハンドオーバの回数をeNodeBに報告する。eNodeBは、UEによって報告された回数、および事前構成された規則に応じて、判定を行う。さらに、eNodeBの判定をより正確にするため、UEは、ハンドオーバ間の間隔を示す情報、および異なるセル間で端末装置がハンドオーバされているかどうかを示す情報をeNodeBに報告することも可能である。eNodeB内部のCMC(接続管理制御)ユニットが、報告された情報に応じて、UEをマクロセルにハンドオーバすべきかどうかについての判定を行う。
本発明の第6実施形態では、端末装置をマクロセルにハンドオーバする方法は、基地局およびAGW(アクセスゲートウェイ)によって実施される。AGWは、UEが高速で移動しているかどうかを判定する、またはピンポンハンドオーバを実施することができる。各セルハンドオーバが、AGWに影響を及ぼし、その場合には、図5に示されるとおり、ロケーション更新が、AGWの制御プレーンMME上で行われ、パス切り換えが、ユーザプレーンUPE上で行われる。この実施形態では、アクセスノードは、eNodeBである。この方法は、以下のステップを含む。
ステップ501で、AGWが、UEの頻繁なロケーション更新またはパス切り換えに応じて、UEが高速で移動している、またはピンポンハンドオーバを実施していると判定する。
ステップ502で、AGWが、UEが高速で移動している、またはピンポンハンドオーバを実施していることを示す情報をeNodeBに送信する。
従来技術において、AGWとeNodeBの間の情報相互作用は、知られているが、前述の情報セットを伝送するプロセスは、規定されていない。したがって、ハンドオーバ指示メッセージなどの新たなメッセージは、eNodeBが動作するように命令するために追加される必要がある。また、オプションとして、前述の情報が伝送されるように、既存のメッセージに対して変形が行われることも可能である。アプリケーション中、AGWは、eNodeB内部のCMCユニットと情報対話を実施する。
ステップ503で、eNodeBが、報告された情報に応じて、UEをマクロセルにハンドオーバする優先レベルを高める。
ステップ504で、この優先度が、事前構成されたハンドオーバ基準に達しているかどうかが判定される。この優先度が、事前構成されたハンドオーバ基準に達している場合、フローは、ステップ505に進み、達していない場合、フローは、ステップ501に進む。
ステップ505で、UEが、マクロセルにハンドオーバされる。
理解されるように、UEハンドオーバのAGW上の変更を介して、AGWは、端末装置の状態を判定することができる。このため、頻繁に移動している状態にある端末装置を識別することが可能である。AGWは、端末装置をマクロセルにハンドオーバすることなどの対応するプロセスを実施するよう、eNodeBに命令することができる。このため、ネットワーク側のハンドオーバの回数が、減らされる。
以上の実施形態において、端末装置は、端末装置が現在関係するアクセスノードが、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定した場合に、マクロセルにハンドオーバされる。アクティブ状態にある端末装置に関しては、その端末装置が、ある要因、例えば、端末装置の頻繁なハンドオーバを生じさせる移動速度を基準として、頻繁な状態にあるかどうかが判定される。さらに、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかに応じて、端末装置がマクロセルにハンドオーバされるべきかどうかが判定される。アイドル状態にある端末装置に関しては、セル再選択だけが行われることになり、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかは判定され得ない。例えば、GPSを介して獲得された座標の変化率に応じた、端末装置の移動速度を介して、端末装置が高速移動状態にあるかどうかが判定され、次に、端末装置をマクロセルにハンドオーバすべきかどうかが判定される。
UEに関してだけ使用される測定構成メッセージ、またはブロードキャストメッセージの中で、ネットワーク側は、移動速度およびロケーション情報を報告するようUEに命令することができる。
UEの移動情報は、ダウンリンク信号強度、またはサービングセルにおけるTA(タイミングアドバンス)の変化率を割り出すこと(UEが、基地局から遠く離れている場合、または基地局に近い場合)、または隣接セル間のタイミング差を比較すること(それらのセルが同期されている場合)を介して、UE側によって特定することが可能である。
代替として、UEの移動変化率は、GPS位置の変化率に応じて、計算してもよい。UEの移動速度(方向を含む)は、ある期間Tg内に移動した距離Dg、Dg/Tgによって得られる。
例えば、速度が、ハンドオーバ基準パラメータVg1より高い場合、この速度は、中間の移動速度と考えられる。速度が、ハンドオーバ基準パラメータVg2より高い場合、この速度は、高い移動速度と考えられる。これらのパラメータは、セルブロードキャストメッセージまたは専用メッセージ(測定制御メッセージなどの)を介してUEにブロードキャストされる。
UEは、前述の方法によって獲得された高速移動情報を、専用メッセージを介して目的eNodeBまたはソースeNodeBに伝送することができる。UEがハンドオーバすることが可能なマクロセルをネットワークが見つけた場合、UEは、UEが、それまでに多数のハンドオーバの記録を有していない場合でも、つまり、頻繁なハンドオーバ基準に達していない場合でも、マクロセルにハンドオーバされる。さらに、ユーザが、プライバシーを気にしない場合、位置情報(GPS情報などの)は、eNodeBに直接に報告することが可能である。
UEの移動状態を示す情報を、UEによってソースeNodeBに供給することに加えて、UEは、UEの移動速度を示す情報を、ハンドオーバ手続き関連のシグナリングを介して目的eNodeBに伝送することもできる。
さらに、UEが高速で移動しているとUEが判定すると、UEは、セルハンドオーバ/再選択の要件を満たすように、いくつかの測定パラメータを選択的に変更することができる。例えば、Threshold、Hysterisis、Time_to_trigger(隣接セル測定をトリガすることに関する期間、またはUEによる測定レポートのサブミットをトリガすることに関する期間)、測定周期報告間隔、ならびに異なる周波数/RATセルのセルの再選択優先度が、ある割合で(1つまたは複数の倍率を使用することによって)変更される。
例1： 速度が、中間レベルより低い場合、待ち時間、Time_to_triggerは、T遅延であり(つまり、倍率=1であり)、速度が、中間レベルにある場合、待ち時間、Time_to_triggerは、T遅延の50パーセントであり(つまり、倍率=0.5であり)、速度が、高レベルにある場合、待ち時間、Time_to_triggerは、T遅延の0パーセントまたは10パーセントであり(つまり、倍率=0または0.1であり)、つまり、隣接セル測定または測定レポートサブミットを、実施する必要がある。
例2： UEの移動速度が、中レベル未満である場合、優先レベルは、維持され、移動速度が、中レベルにある場合、その他のRATの優先度が、1レベルだけ下げられ、移動速度が、高レベルにある場合、その他のRATの優先度が、2レベルだけ下げられる。

同様のプロセスは、その他のパラメータに適用することが可能である。
図6は、本発明の第1実施形態による端末装置のフローチャートである。前記端末装置は、
端末装置が関係するアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態を監視するように適合された監視ユニット601と、
端末装置の状態情報に応じて、端末装置が、頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達しているかどうかを判定するように適合された判定ユニット602と、
端末装置が、頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達している場合、端末装置が、頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にあることを示す情報を報告するように適合された報告ユニット603と
を含む。
端末装置は、UEが高速で移動しているかどうか、またはピンポンハンドオーバを実施しているかどうかを判定し、判定結果をネットワーク側に報告することができる。このため、ネットワーク側は、時間内に処理することができる。
本発明によって提供されるアクセスノードの第1実施形態が、図7に示されている。前記アクセスノードは、主に、
頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある端末装置の情報を獲得するように適合された情報獲得ユニット701と、
頻繁なハンドオーバ状態が、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準に達した場合、端末装置の、この情報に応じて端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合されたハンドオーバユニット702と
を含む。
アクセスノードは、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定した後、端末装置をマクロセルにハンドオーバする。このため、ネットワーク側の端末装置のハンドオーバの回数は、減少し、ネットワーク側の処理負荷は、軽減される。
図8は、本発明の第2実施形態によるアクセスノードを示している。前記アクセスノードは、
頻繁なハンドオーバ状態にある端末装置の情報を獲得するように適合された情報獲得ユニット801と、
端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する端末装置の優先度を構成するように適合された優先度構成ユニット802と、
この優先度が、端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する事前構成された基準に達しているかどうかを判定するように適合された判定ユニット803と、
この優先度が、端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する事前構成された基準に達している場合、端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合されたハンドオーバユニット804と
を含む。
この実施形態では、アクセスノードは、頻繁なハンドオーバ状態にある端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する優先度を構成する。このため、端末装置は、マクロセルにかかる負荷に応じて動的にマクロセルにハンドオーバすることが可能である。このため、マクロセルが過負荷になることが回避される。
図9は、本発明の第3実施形態によるアクセスノードを示している。前記アクセスノードは、
端末装置の状態を監視し、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある場合、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にあることを示す情報を、情報獲得ユニットに送信するように適合された監視ユニット901と、
頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある端末装置の情報を獲得するように適合された情報獲得ユニット902と、
端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する優先度を構成するように適合された優先度構成ユニット903と、
この優先度が、端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する基準に達しているかどうかを判定するように適合された判定ユニット904と、
この優先度が、端末装置をマクロセルにハンドオーバすることに関する基準に達している場合、端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合されたハンドオーバユニット905と、
端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にはない場合、端末装置の状態情報を、端末装置が関係する次のアクセスノードに伝送するように適合された伝送ユニット906と
を含む。
このアクセスノードは、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にあるかどうかを判定するように適合される。端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にあると判定された場合、端末装置は、マクロセルにハンドオーバされる。このため、ネットワーク側で端末装置の頻繁なハンドオーバまたは高速移動によって生じる不必要な処理負荷は、低減することが可能である。端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にあるかどうかを、端末装置が関係するアクセスノードによって判定することが困難である場合、端末装置の状態情報は、端末装置が関係する次のアクセスノードに伝送される。このため、次のアクセスノードは、現在のアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態情報を参照して、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうかをさらに判定することができる。アクセスノードは、LTEにおけるeNodeB、またはWIMAXにおけるASNであることが可能である。
さらに、本発明は、アクセスゲートウェイを提供する。前記アクセスゲートウェイは、
端末装置が関係するアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態を監視し、端末装置の監視される状態情報が、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達しているかどうかを判定するように適合された、端末装置が頻繁にハンドオーバされているかどうかを判定する装置と、
端末装置が、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達している場合、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にあることを示す情報を、端末装置が関係するアクセスノードに伝送するように適合された伝送ユニットと
を含む。
アクセスゲートウェイは、MMEが、端末装置に対してロケーション更新を実行する頻度、またはUPRが、端末装置に対してパス切り換えを実行する頻度に応じて、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にあると判定することができる。
図10は、本発明のシステムの第1実施形態を示している。前記システムは、
端末装置が関係するアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態を監視し、端末装置の監視される状態情報が、頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達した場合、頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある端末装置の状態情報を報告するように適合された端末装置1001と、
頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある端末装置の状態情報を受信し、頻繁なハンドオーバ状態にある端末装置の情報に応じて、端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合されたアクセスノード1002と
を含む。
この実施形態では、端末装置は、端末装置自らの状態を監視し、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達したかどうかを判定し、判定結果をアクセスノードに報告する。
本発明によるシステムの第2実施形態は、
端末装置が関係するアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態を監視し、端末装置の状態情報をアクセスノードに報告するように適合された端末装置と、
端末装置の状態情報を受信し、端末装置の情報が、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達している場合、端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合されたアクセスノードと
を含む。
この実施形態では、端末装置は、端末装置自らの状態情報をアクセスノードに報告し、アクセスノードは、頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達しているかどうかを判定する。
図11は、本発明の第3実施形態によるシステムを示している。前記システムは、
端末装置が関係するアクセスノードのカバレッジ範囲内における端末装置の状態情報を監視し、端末装置の状態情報が、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準または高速移動基準に達した場合、頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある端末装置の情報をアクセスノードに伝送するように適合されたアクセスゲートウェイ1101と、
頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態にある端末装置の情報を受信し、頻繁なハンドオーバ状態または高速移動状態が、ハンドオーバ基準に達している場合、端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合されたアクセスノード1102と
を含む。
これらの実施形態による前述の技術的ソリューションから理解され得るとおり、本発明の一実施形態では、端末装置が現在関係するアクセスノードが、端末装置が頻繁なハンドオーバ状態にあると判定した場合、アクセスノードは、頻繁なハンドオーバ状態が、事前構成されたハンドオーバ基準に達している場合、端末装置をマクロセルにハンドオーバする。このため、端末装置の頻繁なハンドオーバによって生じるネットワーク側およびUE側にかかる負荷が、低減され、マクロセルを、効率的に使用することが可能である。本発明の別の実施形態では、アクセスノードは、UEが頻繁なハンドオーバ状態にあるかどうか、つまり、UEが高速で移動しているかどうか、またはピンポンハンドオーバを実施しているかどうかを判定するようにUEの状態を監視するのに使用される。さらに、UEをマクロセルにハンドオーバすることに関する優先度が、高速で移動している、またはピンポンハンドオーバを実施しているUEの状態に応じて、構成される。優先度が、事前構成されたハンドオーバ基準に達すると、UEは、マクロセルにハンドオーバされる。このため、高速移動状態にある、またはピンポンハンドオーバ状態にあるUEのハンドオーバの回数が、減らされ、頻繁なハンドオーバによって生じるネットワーク側およびUEにかかる負荷が、低減される。さらに、既存のネットワークにおいて本発明の技術的ソリューションを使用することにより、RNCによって処理されるべきデータが、少なくなり、このため、RNCの処理負荷が、低減される。さらに、ピンポンハンドオーバ状態にあるUEをマクロセルにハンドオーバすることにより、UEの通信が円滑に保たれ、コールがドロップされるなどの問題が、生じない。さらに、本発明の一実施形態では、UEが、UE自らの状態を監視する。このため、ネットワーク側にかかる負荷が、低減され、UEが、UEの状態の変化をより迅速かつ正確に知ることができるため、UEは、マクロセルにより適時にハンドオーバすることが可能である。本発明の別の実施形態では、AGWが、ユーザの状態を監視する。AGWは、UE状態の各変更を記録するため、AGWは、マクロセルにUEをハンドオーバするようアクセスノードに命令することができる。このため、頻繁なハンドオーバが、回避される。
本発明の実施形態によって提供される端末装置をマクロセルにハンドオーバするための方法、システム、端末装置、アクセスノード、およびゲートウェイを、以上通り詳細に説明した。本発明は、いくつかの好ましい実施形態に関連して例示し、説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されない。様々な変形および変更を、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を逸脱することなく行うことが可能であることは、当業者にとって自明である。
601、901 監視ユニット
602、804、904 判定ユニット
603 報告ユニット
701、801、902 情報獲得ユニット
702、803、905 ハンドオーバユニット
802、903 優先度構成ユニット
906 伝送ユニット
1001 端末装置
1002、1102 アクセスノード
1101 アクセスゲートウェイ

Claims (6)

  1. 端末装置をハンドオーバする方法であって、
    前記方法は、
    前記端末装置がハンドオーバされるターゲットアクセスノードにより、前記端末装置の状態情報を獲得するステップと、
    前記ターゲットアクセスノードにより、前記端末装置の前記獲得された状態情報に応じて、ハンドオーバ判定を実行するステップと
    を含み、
    前記端末装置の状態情報は、Long Term Evolution SystemにおけるNodeBである、前記端末装置が関係するソースアクセスノードによって送信されるハンドオーバ要求メッセージからもたらされるとともに、ハンドオーバ要求メッセージは、X2インタフェースを介して前記ソースアクセスノードによって送信され、
    前記状態情報は、
    前記端末装置が存在していた前記アクセスノードまたはセルの識別情報、および前記アクセスノードまたは前記セルのカバレッジ範囲内における前記端末装置の滞留時間、
    前記端末装置が存在していた前記アクセスノードまたはセルの識別情報、および前記アクセスノードまたは前記セルのカバレッジ範囲内における前記端末装置のアップリンク信号電力の変化率、あるいは
    前記端末装置が存在している前記アクセスノードの識別情報、および前記端末装置が前に存在していた前記アクセスノードによって判定された前記端末装置の前記状態情報
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記状態情報は、前記端末装置が関係する前記ソースアクセスノードの負荷情報、前記端末装置が移動する方向、またはターゲットセルの負荷情報をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の端末装置をハンドオーバする方法。
  3. 前記端末装置の前記獲得された状態情報に応じて、前記ターゲットアクセスノードによりハンドオーバを判定するステップは、
    前記ターゲットアクセスノードが、前記端末装置の前記状態情報に応じて、または前記端末装置の前記状態情報および前記ターゲットアクセスノードの状態情報に応じて、前記端末装置が、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準に達していると判定した場合、前記端末装置をマクロセルにハンドオーバするステップを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の端末装置をハンドオーバする方法。
  4. 端末装置の状態情報を獲得するように適合された情報獲得ユニットと、
    ハンドオーバユニットが、前記端末装置の前記獲得された状態情報に応じて、ハンドオーバを判定した後、前記端末装置をマクロセルにハンドオーバするように適合された該ハンドオーバユニットと
    を含むアクセスノードであって、
    前記端末装置の状態情報は、Long Term Evolution SystemにおけるNodeBである、前記端末装置が関係するソースアクセスノードによって送信されるハンドオーバ要求メッセージからもたらされるとともに、ハンドオーバ要求メッセージは、X2インタフェースを介して前記ソースアクセスノードによって送信され、
    前記状態情報は、
    前記端末装置が存在していた前記アクセスノードまたはセルの識別情報、および前記アクセスノードまたは前記セルのカバレッジ範囲内における前記端末装置の滞留時間、
    前記端末装置が存在していた前記アクセスノードまたはセルの識別情報、および前記アクセスノードまたは前記セルのカバレッジ範囲内における前記端末装置のアップリンク信号電力の変化率、あるいは
    前記端末装置が存在している前記アクセスノードの識別情報、および前記端末装置が前に存在していた前記アクセスノードによって判定された前記端末装置の前記状態情報
    を含むことを特徴とするアクセスノード。
  5. 前記端末装置が、事前構成された頻繁なハンドオーバ基準に達している場合、前記端末装置をハンドオーバする優先度を構成するように適合された優先度構成ユニットと、
    前記優先度が、マクロセルへのハンドオーバの事前構成された基準に達しているかどうかを判定し、マクロセルへのハンドオーバの前記事前構成された基準に達している場合、前記端末装置を前記マクロセルにハンドオーバするように、前記ハンドオーバユニットをトリガするように適合された判定ユニットと
    をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のアクセスノード。
  6. 前記端末装置が前記頻繁なハンドオーバ状態または前記高速移動状態にあるかどうか、前記端末装置の前記状態情報を監視し、前記端末装置の前記状態情報を前記情報獲得ユニットに送信するように適合された監視ユニットと、
    前記端末装置の前記状態情報を、前記端末装置が関係する次のアクセスノードに伝送するように適合された伝送ユニットと
    をさらに含むことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のアクセスノード。
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