JP5072900B2 - ハンドオーバ方法 - Google Patents

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Description

本発明は、移動通信システムに関する。
図６に示すように、３ＧＰＰで規定されているＬＴＥ方式（Ｒｅｌｅａｓｅ.８）の移動通信システムでは、移動局ＵＥの無線基地局ｅＮＢ＃１から無線基地局ｅＮＢ＃２へのハンドオーバ処理が行われる際に、無線基地局ｅＮＢ＃１と無線基地局ｅＮＢ＃２との間で設定されているＸ２ベアラを介して、無線基地局ｅＮＢ＃１と無線基地局ｅＮＢ＃２との間で、ハンドオーバ処理に係る制御信号が送受信されるように構成されている。
図６に示すように、無線基地局ｅＮＢ＃１及び無線基地局＃２は、Ｘ２ベアラを設定するためのＸ２ベアラ機能として、ネットワークレイヤ１（ＮＷ Ｌ１）機能と、ネットワークレイヤ２（ＮＷ Ｌ２）機能と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ機能と、ＳＣＴＰ（Ｓｔｒｅａｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ機能とを具備している。
３ＧＰＰ ＴＳ３６.４２３、「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ-ＵＴＲＡＮ）；Ｘ２ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ（Ｘ２ＡＰ）
ＬＴＥ方式の後継の通信方式であるＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ方式の移動通信システムでは、移動局ＵＥと無線基地局ｅＮＢとの間に、無線基地局ｅＮＢと同様な機能を具備する「リレーノード（Ｒｅｌａｙ Ｎｏｄｅ）ＲＮ」を接続することができる。
しかしながら、従来の移動通信システムでは、リレーノードＲＮが接続された場合、どのように移動局ＵＥのハンドオーバ処理を行うべきか規定されていないという問題点があった。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、リレーノードが接続された場合であっても、移動局のハンドオーバ処理を実現することができる移動通信システムを提供することを目的とする。
本発明の第１の特徴は、移動通信システムであって、リレーノードと無線基地局とが無線ベアラを介して接続されており、移動局が、前記リレーノードとの間で無線ベアラを設定し該リレーノード及び前記無線基地局を介して通信を行っている状態と、該無線基地局との間で無線ベアラを設定し該無線基地局を介して通信を行っている状態との間で、ハンドオーバ処理を行うように構成されており、前記ハンドオーバ処理において、前記リレーノードと前記無線基地局との間の無線ベアラを介して、前記ハンドオーバ処理に係る制御信号を送受信するように構成されていることを要旨とする。
本発明の第１の特徴において、前記リレーノード及び前記無線基地局は、前記無線ベアラを設定するための機能の上位レイヤ機能として、該無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているレイヤ機能を具備してもよい。
本発明の第１の特徴において、前記リレーノード及び前記無線基地局は、前記無線ベアラを設定するための機能の上位レイヤ機能として、前記リレーノードと前記無線基地局との間のセキュリティ処理を行うように構成されている第１レイヤ機能と、前記第１レイヤ機能の上位レイヤ機能として、前記無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されている第２レイヤ機能とを具備してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、リレーノードが接続された場合であっても、移動局のハンドオーバ処理を実現することができる移動通信システムを提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。 現状の移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。
（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システム）
図１乃至図５を参照して、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。
本発明に係る移動通信システムは、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ方式の移動通信システムであって、例えば、図１に示すように、交換局ＭＭＥと、リレーノードＲＮ１乃至ＲＮ４と、リレーノードＲＮ１が接続されている無線基地局ＤｅＮＢ（Ｄｏｎｏｒ ｅＮＢ）１と、リレーノードＲＮ２及びＲＮ３が接続されている無線基地局ＤｅＮＢ２と、無線基地局ｅＮＢ１とを具備している。
ここで、無線基地局ＤｅＮＢ１と無線基地局ＤｅＮＢ２とが、Ｘ２-Ｃインターフェイスを介して接続されており、無線基地局ＤｅＮＢ２と無線基地局ｅＮＢ１とが、Ｘ２-Ｃインターフェイスを介して接続されている。
また、無線基地局ＤｅＮＢ１、無線基地局ＤｅＮＢ２及び無線基地局ｅＮＢ１のそれぞれと、交換局ＭＭＥとが、Ｓ１-ＭＭＥインターフェイスを介して接続されている。
かかる移動通信システムにおいて、移動局ＵＥは、無線基地局ｅＮＢ（ＤｅＮＢ）及びリレーノードＲＮとの間で無線ベアラを設定して、無線通信を行うように構成されている。
また、かかる移動通信システムでは、図１の（１）に示すように、移動局ＵＥが、リレーノードＲＮ２との間で無線ベアラを設定しリレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２を介して通信を行っている状態と、無線基地局ＤｅＮＢ２との間で無線ベアラを設定し無線基地局ＤｅＮＢ２を介して通信を行っている状態との間で、ハンドオーバ処理を行うように構成されている。
また、かかるハンドオーバ処理において、リレーノードＲＮ２と無線基地局ＤｅＮＢ２との間のＸ２-Ｃ無線ベアラ（無線ベアラ）を介して、ハンドオーバ処理に係る制御信号（Ｘ２ＡＰ信号）を送受信するように構成されている。
例えば、図２乃至図４に示すように、リレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２は、Ｘ２-Ｃ無線ベアラを設定するためのＸ２-Ｃ無線ベアラ機能として、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能と、物理（ＰＨＹ）レイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ機能と、ＭＡＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ機能と、ＲＬＣレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ機能とを具備している。
なお、リレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２は、ＰＤＣＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ機能を具備してもよい。
また、図２に示すように、リレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２は、Ｘ２-Ｃ無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として、リレーノードＲＮ２と無線基地局ＤｅＮＢ２との間のセキュリティ処理を行うように構成されているＩＰレイヤ機能（第１レイヤ機能）を具備し、ＩＰレイヤ機能の上位レイヤ機能として、Ｘ２-Ｃ無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているＳＣＴＰレイヤ機能（第２レイヤ機能）とを具備してもよい。
或いは、図３に示すように、リレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２は、Ｘ２-Ｃ無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として、Ｘ２-Ｃ無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているＳＣＴＰレイヤ機能を具備してもよい。図３の例では、リレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２は、リレーノードＲＮ２と無線基地局ＤｅＮＢ２との間のセキュリティ処理を行うように構成されているＩＰレイヤ機能を具備していない。
さらに、図４に示すように、リレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２は、Ｘ２-Ｃ無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として、Ｘ２-Ｃ無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているＳＣＴＰレイヤ機能、及び、リレーノードＲＮ２と無線基地局ＤｅＮＢ２との間のセキュリティ処理を行うように構成されているＩＰレイヤ機能を具備しなくてもよい。
以下、図５を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおいて、移動局ＵＥが、リレーノードＲＮ２との間で無線ベアラを設定しリレーノードＲＮ２及び無線基地局ＤｅＮＢ２を介して通信を行っている状態から、無線基地局ＤｅＮＢ２との間で無線ベアラを設定し無線基地局ＤｅＮＢ２を介して通信を行っている状態に、ハンドオーバする動作について説明する。
図５に示すように、リレーノードＲＮ２が、ステップＳ１０００において、移動局ＵＥの「ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ」を管理しており、ステップＳ１００１において、無線基地局ＤｅＮＢ２に対して、Ｘ２-Ｃ無線ベアラを介して、移動局ＵＥのリレーノードＲＮ２から無線基地局ＤｅＮＢ２へのハンドオーバを要求する「ＨＯ Ｒｅｑｕｅｓｔ（ハンドオーバ要求信号）」を送信する。
無線基地局ＤｅＮＢ２は、「ＨＯ Ｒｅｑｕｅｓｔ」を受信すると、ステップＳ１００２において、移動局ＵＥの「ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ」を記憶し、ステップＳ１００３において、リレーノードＲＮ２に対して、Ｘ２-Ｃ無線ベアラを介して、「ＨＯ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋ（ハンドオーバ要求確認信号）」を送信する。
ステップＳ１００４において、リレーノードＲＮ２は、移動局ＵＥに対して、ＲＲＣレイヤ機能によって、無線基地局ＤｅＮＢ２にハンドオーバするように指示する「ＨＯ Ｃｏｍｍａｎｄ（ハンドオーバ指示信号）」を送信する。
ステップＳ１００５において、移動局ＵＥは、ＲＲＣレイヤ機能によって、無線基地局ＤｅＮＢ２に対して、「ＨＯ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ（ハンドオーバ完了信号）」を送信する。
ステップＳ１００６において、無線基地局ＤｅＮＢ２は、Ｓ１-ＭＭＥインターフェイスを介して、交換局ＭＭＥに対して、「Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ（パス切替要求信号）」を送信する。
ステップＳ１００７において、交換局ＭＭＥは、Ｓ１-ＭＭＥインターフェイスを介して、無線基地局ＤｅＮＢ２に対して、「Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋ（パス切替要求確認信号）」を送信すると共に、移動局ＵＥ宛ての信号の転送先を、リレーノードＲＮ２から無線基地局ＤｅＮＢ２に切り替える。
ステップＳ１００８において、無線基地局ＤｅＮＢ２は、Ｘ２-Ｃ無線ベアラを介して、リレーノードＲＮ２に対して、「ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｌｅａｓｅ」を送信し、リレーノードＲＮ２は、「ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｌｅａｓｅ」に応じて、移動局ＵＥの「ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ」の管理を終了する。
なお、図５において、リレーノードＲＮ２と無線基地局ＤｅＮＢ２とが入れ替わってもよい。
本実施形態に係る移動通信システムによれば、ＬＴＥ方式の移動通信システムで用いられていた各装置のプロトコルスタックに対して、大きな改修を施すことなく、リレーノードＲＮが関連するハンドオーバ処理を実現することができる。
また、本実施形態に係る移動通信システムによれば、移動局ＵＥのハンドオーバ処理の際に、無線基地局ＤｅＮＢ２とリレーノードＲＮ２との間で、Ｘ２-Ｃ無線ベアラを設定する必要がないため、ハンドオーバ処理を迅速に行うことができる。
なお、上述の移動局ＵＥやリレーノードＲＮや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥの動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。
ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）や、フラッシュメモリや、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）や、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、ＣＤ-ＲＯＭといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。
かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ＡＳＩＣ内に設けられていてもよい。かかるＡＳＩＣは、移動局ＵＥやリレーノードＲＮや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥ内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして移動局ＵＥやリレーノードＲＮや無線基地局ｅＮＢや交換局ＭＭＥ内に設けられていてもよい。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
ＵＥ…移動局
ＲＮ…リレーノード
ｅＮＢ…無線基地局
ＭＭＥ…交換局

Claims (1)

  1. リレーノードと無線基地局とが第１無線ベアラを介して接続されている場合に、移動局が、該リレーノードとの間で第２無線ベアラを設定し該リレーノード及び該無線基地局を介して通信を行っている状態から、該無線基地局との間で第３無線ベアラを設定し該無線基地局を介して通信を行っている状態に切り替わるハンドオーバ方法であって、
    前記リレーノードが、前記第１無線ベアラを介して、前記無線基地局に対して、Ｘ２ＡＰレイヤのハンドオーバ要求信号を送信する工程と、
    前記無線基地局が、前記Ｘ２ＡＰレイヤのハンドオーバ要求信号を受信すると、前記第1無線ベアラを介して、前記リレーノードに対して、Ｘ２ＡＰレイヤのハンドオーバ要求確認信号を送信する工程と、
    前記リレーノードが、前記Ｘ２ＡＰレイヤのハンドオーバ要求確認信号を受信すると、前記第２無線ベアラを介して、前記移動局に対して、前記無線基地局にハンドオーバするように指示するＲＲＣレイヤのハンドオーバ指示信号を送信する工程とを有することを特徴とするハンドオーバ方法。
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