JP4944150B2 - ハンドオーバープロセスを処理する方法及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明はハンドオーバープロセスを処理する方法及び通信装置に関し、特に無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）のＲＲＣ（無線リソース制御）層においてハンドオーバープロセスを正確に処理する方法及び通信装置に関する。

ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムは、第三世代移動通信システム（例えばＵＭＴＳ（汎用移動通信システム））をもとに確立されたアドバンスド高速無線通信システムである。ＬＴＥ無線通信システムはパケット交換のみサポートし、そのＲＬＣ通信プロトコル層とＭＡＣ通信プロトコル層は基地局（ノードＢ）とＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）に別々に設けなくてもよく、同一の通信ネットワークエンティティー（例えば基地局（ノードＢ））に統合できるので、システム構造が比較的に簡単である。

ＬＴＥシステムの通信プロトコルのＡＳ（アクセスストラタム）は、ＲＲＣ（無線資源制御）、ＰＤＣＰ（パケットデータコンバージェンスプロトコル）、ＲＬＣ（無線リンク制御）、ＭＡＣ（媒体アクセス制御）など機能が異なった複数の副層に分けられ、各副層の動作について当業者に周知のため、ここで説明を省略する。そのうちＲＲＣは第三層プロトコルとしてネットワークとＵＥに設けられ、ＡＳの通信プロトコルのコアをなしている。ＲＲＣ層には複数のＲＲＣプロセスが定められ、ＲＲＣプロセスはＲＲＣメッセージに基づいて実行される。ＲＲＣメッセージの中のＩＥ（情報要素）は、第二層プロトコルと第一層プロトコルのプロトコルエンティティーの設定、変更、または解放に必要な情報を運び、これに基づいてデータ交換チャネルを確立、調整または取り消し、パケット交換が行われる。

ＬＴＥシステムでは、ネットワークはＲＲＣ接続再設定（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）メッセージで、ＵＥに対してＲＲＣ接続状態を変えようと、例えば、無線ベアラ（ＲＢ）の確立、変更もしくは解放、ハンドオーバープロセスの実行、または信号測定に関する設定の変更を行おうと、ＵＥに指示する。技術仕様書によると、ＲＲＣ接続再設定メッセージに「ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」という情報要素（ＩＥ）が含まれれば、ＵＥはこのようなメッセージを受信したときに、なるべく早くハンドオーバープロセスを行わなければならない。この場合、ターゲット基地局との接続をとるためには、ＵＥはターゲット基地局のダウンリンクと同期し、ＭＡＣ層でランダムアクセスプロセスを起動しなければならない。

ハンドオーバープロセスの完成時、すなわちＵＥのＭＡＣ層によりランダムアクセスプロセスが成功したと返答されたとき、ＵＥは以下のステップを実行する。

（１）上記ＲＲＣ接続再設定メッセージに「ｓｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」というＩＥが含まれれば、新しいセキュリティ設定（例えばセキュリティキーとセキュリティアルゴリズム）を下位層通信プロトコル（ＰＤＣＰ）に適用する。すなわち、その後ＵＥによるメッセージの送受信は、新しいセキュリティ設定で行われる。
（２）受信した「ｒａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」に基づいて無線リソース設定を更新する。
（３）ＲＬＣエンティティーを再確立し、ＭＡＣエンティティーをリセットする。
（４）ハンドオーバープロセスが発生したことをＰＤＣＰエンティティーに示す。

技術仕様書によれば、ＲＬＣエンティティーを再確立するとき、ＵＥはＲＬＣエンティティー内のＳＤＵ（サービスデータユニット）を再組み立て、またこれら再組み立てたＳＤＵを、ヘッダのシーケンス番号順で送信するかどうかを問わず、ＰＤＣＰエンティティーに送信する。言い換えれば、ハンドオーバープロセスの発生時、ＵＥは、ＲＬＣエンティティーがソース基地局からのＰＤＵ（プロトコルデータユニット）をＰＤＣＰ層に非順次送信（ｏｕｔ−ｏｆ−ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｄｅｌｉｖｅｒｙ）することを許容する。ＲＬＣエンティティーの再確立動作について詳しくは技術仕様書を参照すればよく、ここで説明を省略する。

一方、現行のＰＤＣＰ仕様によれば、ハンドオーバープロセスが発生したことを上位層プロトコルが示した場合、アクノレッジモード（ＡＭ）のＲＬＣエンティティーにマッピングされる無線ベアラ（ＲＢ）にとって、ＵＥは下位層プロトコルから受信したＰＤＵに対してシーケンス番号メンテナンス、ヘッダ解凍及び解読（ｄｅｃｉｐｈｅｒ）を行い、上り伝送が許されるまで非順次ＰＤＣＰ ＳＤＵをリオーダーバッファに一時保存する。注意すべきは、非順次ＳＤＵは下位層通信プロトコルの再確立またはリセット時に生成される。

しかし、前述の動作によれば、ハンドオーバープロセスが発生したことをＰＤＣＰエンティティーに示す前に、ＵＥは既に新しいセキュリティ設定（例えばセキュリティキーまたはセキュリティアルゴリズム）をＰＤＣＰエンティティーに適用している。この場合、ＲＬＣエンティティーをリセットするため非順次送信されたＰＤＵは、本来のセキュリティ設定で暗号化されているので、ＵＥのＰＤＣＰエンティティーは受信したＰＤＵを正確に解凍・解読できず、データの誤りや紛失が発生する。

また、ランダムアクセスプロセスにはコンテンションベースのものと、非コンテンションベースのものがある。ハンドオーバープロセスにより起動されたものがコンテンションベースのランダムアクセスプロセスであった場合、ＵＥはランダムアクセスプロセスでＲＲＣ接続再設定完成（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージを送信する。このメッセージはターゲット基地局に送信するので、新しい無線リソース設定と新しいセキュリティ設定が適用されている。しかし、前述の動作によれば、ＵＥはハンドオーバープロセスが完了してから、新しい無線リソース設定と新しいセキュリティ設定を起動するので、ターゲット基地局はメッセージを正確に受信・読み取ることができず、ハンドオーバープロセスは失敗になる。

本発明の主な目的は、データの誤りと紛失、及びハンドオーバープロセスの失敗を防ぐために、無線通信システムのＵＥのＲＲＣエンティティーにおいてハンドオーバープロセスを処理する方法及び通信装置を提供することにある。

本発明では、無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）のＲＲＣ（無線リソース制御）エンティティーにおいてハンドオーバープロセスを処理する方法を開示する。当該方法は、ハンドオーバープロセスをトリガーするためのＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、ハンドオーバープロセスが発生したことをＵＥのＰＤＣＰ（パケットデータコンバージェンスプロトコル）エンティティーに示す段階と、ＲＲＣ接続再設定メッセージにセキュリティ設定を提供する情報要素（ＩＥ）が含まれた場合、当該セキュリティ設定をＰＤＣＰエンティティーに適用する段階と、ハンドオーバープロセスに対応するランダムアクセスプロセスを起動しようとＵＥのＭＡＣ（媒体アクセス制御）エンティティーにリクエストする段階とを含む。

本発明では更に、無線通信システムのＵＥのＲＲＣエンティティーにおいてハンドオーバープロセスを処理するための通信装置を開示する。当該通信装置は、プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵに結合され、プログラムを記録する記憶装置とを含む。プログラムは、ハンドオーバープロセスをトリガーするためのＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、ハンドオーバープロセスが発生したことを前記ＵＥのＰＤＣＰエンティティーに示す段階と、ＲＲＣ接続再設定メッセージにセキュリティ設定を提供する情報要素が含まれた場合、当該セキュリティ設定をＰＤＣＰエンティティーに適用する段階と、ハンドオーバープロセスに対応するランダムアクセスプロセスを起動しようとＵＥのＭＡＣエンティティーにリクエストする段階とを含む。

無線通信システムを表す説明図である。 無線通信装置のブロック図である。 図２に示すプログラムを表す説明図である。 本発明による方法のフローチャートである。

かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

図１を参照する。図１は無線通信システム１０００を表す説明図である。無線通信システム１０００は望ましくはＬＴＥシステムであり、概してネットワークと複数のＵＥ（ユーザー端末）を含む。図１に示すネットワークとＵＥは無線通信システム１０００の構造を説明するために用いるに過ぎない。実際、ネットワークは要求に応じて複数の基地局、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラー）を含みうる。ＵＥは携帯電話、コンピュータシステムなどの装置である。

図２を参照する。図２は無線通信装置１００のブロック図である。無線通信装置１００は図１に示すＵＥを実施するために用いられる。説明を簡素化するため、図２では無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、記憶装置１１０、プログラム１１２及びトランシーバー１１４のみ示している。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて記憶装置１１０に記録されたプログラム１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御し、入力装置１０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実施する。

図３を参照する。図３は図２に示すプログラム１１２を表す説明図である。プログラム１１２はノンアクセスストラタム（ＮＡＳ）２００と、第三層インターフェイス２０２と、第二層インターフェイス２０６とを含み、第一層インターフェイス２１８に接続されている。ＮＡＳ２００はＮＡＳメッセージを生成して、ＮＡＳアプリケーションを実施する。第三層インターフェイス２０２はＲＲＣ層インターフェイスとＰＤＣＰ層インターフェイスを含み、リソース制御を実施する。第二層インターフェイス２０６はＲＬＣ（無線リンク制御）層インターフェイスとＭＡＣ（媒体アクセス制御）層インターフェイスを含み、リンク制御を実施する。第一層インターフェイス２１８は物理接続を実施する。

ＬＴＥシステムでは、ＵＥのＲＲＣ層でハンドオーバー指令、例えば「ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」という情報要素（ＩＥ）を含むＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、ＵＥはなるべく早くハンドオーバープロセスを実行しなければならない。それに鑑みて、本発明の実施例はデータの誤りと紛失、及びハンドオーバープロセスの失敗を防ぐために、ハンドオーバープロセス処理プログラム２２０をプログラム１１２に設ける。図４を参照する。図４は本発明による方法４０のフローチャートである。下記方法４０は、無線通信システム１０００のＵＥのＲＲＣエンティティーにおいて、ハンドオーバープロセスを処理するために用いられる。

ステップ４００：開始。
ステップ４０２：ハンドオーバープロセスをトリガーするためのＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、ハンドオーバープロセスが発生したことをＵＥのＰＤＣＰエンティティーに示す。
ステップ４０４：前記ＲＲＣ接続再設定メッセージにセキュリティ設定を提供する情報要素（ＩＥ）が含まれた場合、当該セキュリティ設定をＰＤＣＰエンティティーに適用する。
ステップ４０６：ハンドオーバープロセスに対応するランダムアクセスプロセスを起動しようとＵＥのＭＡＣエンティティーにリクエストする。
ステップ４０８：終了。

以上のように、ハンドオーバープロセスをトリガーするためのＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、つまり「ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」という情報要素（ＩＥ）を含むＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、ＵＥのＲＲＣエンティティーはハンドオーバープロセスが発生したことをＰＤＣＰエンティティーに示す。ＲＲＣ接続再設定メッセージにセキュリティ設定を提供するＩＥ、例えば「ｓｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」というＩＥが含まれれば、新しいセキュリティ設定をＰＤＣＰエンティティーに適用する。最後にＵＥのＲＲＣエンティティーは、ハンドオーバープロセスに対応するランダムアクセスプロセスを起動しようとＭＡＣエンティティーにリクエストし、ターゲット基地局と接続を取る。

望ましくは、本発明の実施例による上記方法４０は更に、ハンドオーバープロセスが発生したことをＰＤＣＰエンティティーに示した後から、新しいセキュリティ設定をＰＤＣＰエンティティーに適用する前に、すなわちステップ４０２とステップ４０４の間に、ＵＥのＲＬＣエンティティーを再確立するステップを含む。
本発明の実施例では、新しいセキュリティ設定をＰＤＣＰエンティティーに適用する前に、ハンドオーバープロセスが発生したことが既にＰＤＣＰエンティティーに示されているので、ＵＥのＰＤＣＰエンティティーは正確なセキュリティ設定（例えばセキュリティキーとセキュリティアルゴリズム）で、ＲＬＣエンティティーにより非順次送信されたＰＤＵを解凍・解読し、データの誤りや紛失を防止することができる。

また、ＲＬＣエンティティーにより非順次送信されたＰＤＵを解凍・解読した後、ＵＥのＲＲＣエンティティーは、ＲＲＣ接続再設定メッセージに含まれる「ｓｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」というＩＥに基づいて新しいセキュリティ設定（例えばセキュリティキーとセキュリティアルゴリズム）を下位層通信プロトコル（ＰＤＣＰ）に適用し、ＵＥで行われるメッセージの送受信に備える。

したがって、ハンドオーバープロセスに対応するランダムアクセスプロセスがＭＡＣエンティティーにより起動された場合、ターゲット基地局はＵＥからのメッセージ、例えばＲＲＣ接続再設定完成メッセージを正確に読み取り、先行技術のようなハンドオーバープロセスの失敗を防止することができる。

もっとも、ターゲット基地局においてＵＥからのメッセージの受信を確保するために、上記方法４０は更に、ＭＡＣエンティティーに対してランダムアクセスプロセスを起動しようとリクエストする前に、ＲＲＣ接続再設定メッセージに含まれる「ｒａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」というＩＥに基づいて、無線リソース設定を更新するステップを含むことができる。このような修正は当業者に周知のため、本発明の範囲に属する。

まとめて言えば、本発明の実施例では、ハンドオーバープロセスをトリガーするためのＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したときに、ハンドオーバープロセスを正確に処理し、データの誤りや紛失、及びハンドオーバープロセスの失敗を防止できる、ＲＲＣエンティティーにおいてハンドオーバープロセスを処理する方法を提供する。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラム
１１４ トランシーバー
２００ ＮＡＳ
２０２ 第三層インターフェイス
２０６ 第二層インターフェイス
２１８ 第一層インターフェイス
２２０ ハンドオーバープロセス処理プログラム
１０００ 無線通信システム

Claims (10)

1. 無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）のＲＲＣ（無線リソース制御）エンティティーにおいてハンドオーバープロセスを処理する方法であって、
   前記ハンドオーバープロセスをトリガーするためのＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、ハンドオーバープロセスが発生したことを前記ＵＥのＰＤＣＰ（パケットデータコンバージェンスプロトコル）エンティティーに示す段階と、
   前記ＲＲＣ接続再設定メッセージにセキュリティ設定を提供する情報要素（ＩＥ）が含まれた場合、当該セキュリティ設定を前記ＰＤＣＰエンティティーに適用する段階と、
   前記ハンドオーバープロセスに対応するランダムアクセスプロセスを起動しようと前記ＵＥのＭＡＣ（媒体アクセス制御）エンティティーにリクエストする段階とをこの順に含む、ハンドオーバープロセスの処理方法。
2. 前記方法は更に、
   前記ハンドオーバープロセスが発生したことを前記ＰＤＣＰエンティティーに示す段階の後、かつ前記セキュリティ設定を前記ＰＤＣＰエンティティーに適用する段階の前に、前記ＵＥのＲＬＣ（無線リンク制御）エンティティーを再確立する段階を含む、請求項１に記載のハンドオーバープロセスの処理方法。
3. 前記方法は更に、
   前記ランダムアクセスプロセスを起動しようと前記ＭＡＣエンティティーにリクエストする段階の前に、前記ＲＲＣ接続再設定メッセージに含まれる「ｒａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」という情報要素に基づいて、無線リソース設定を更新する段階を含む、請求項１に記載のハンドオーバープロセスの処理方法。
4. 前記ＲＲＣ接続再設定メッセージは、前記ＵＥの前記ＲＲＣエンティティーにおいて前記ハンドオーバープロセスをトリガーするために用いられる、「ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」という情報要素を含む、請求項１に記載のハンドオーバープロセスの処理方法。
5. 前記セキュリティ設定を提供する情報要素は、「ｓｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」という情報要素である、請求項１に記載のハンドオーバープロセスの処理方法。
6. 無線通信システムのＵＥのＲＲＣエンティティーにおいてハンドオーバープロセスを処理するための通信装置であって、
   プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   前記ＣＰＵに結合され、前記プログラムを記録する記憶装置とを含み、前記プログラムは、
   前記ハンドオーバープロセスをトリガーするためのＲＲＣ接続再設定メッセージを受信したとき、ハンドオーバープロセスが発生したことを前記ＵＥのＰＤＣＰエンティティーに示す段階と、
   前記ＲＲＣ接続再設定メッセージにセキュリティ設定を提供する情報要素が含まれた場合、当該セキュリティ設定を前記ＰＤＣＰエンティティーに適用する段階と、
   前記ハンドオーバープロセスに対応するランダムアクセスプロセスを起動しようと前記ＵＥのＭＡＣエンティティーにリクエストする段階とをこの順に含む、通信装置。
7. 前記プログラムは更に、
   前記ハンドオーバープロセスが発生したことを前記ＰＤＣＰエンティティーに示す段階の後、かつ前記セキュリティ設定を前記ＰＤＣＰエンティティーに適用する段階の前に、前記ＵＥのＲＬＣエンティティーを再確立する段階を含む、請求項６に記載の通信装置。
8. 前記プログラムは更に、
   前記ランダムアクセスプロセスを起動しようと前記ＭＡＣエンティティーにリクエストする段階の前に、前記ＲＲＣ接続再設定メッセージに含まれる「ｒａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」という情報要素に基づいて、無線リソース設定を更新する段階を含む、請求項６に記載の通信装置。
9. 前記ＲＲＣ接続再設定メッセージは、前記ＵＥの前記ＲＲＣエンティティーにおいて前記ハンドオーバープロセスをトリガーするために用いられる、「ｍｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」という情報要素を含む、請求項６に記載の通信装置。
10. 前記セキュリティ設定を提供する情報要素は、「ｓｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」という情報要素である、請求項６に記載の通信装置。

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