JP5113848B2 - 接続存続期間中にわたりクオリティ・オブ・サービスをサポートするための方法 - Google Patents

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Description

本発明は、移動通信ネットワークにおいて、データ送信をスケジュールし、クオリティ・オブ・サービス（Quality of Service）を管理するための方法に関係する。本発明は、直交単一キャリア無線アクセス方式におけるアップリンク・データ送信に特に適するが、これに限定されるものではない。
長期的発展（Long Term Evolution：ＬＴＥ）
ＷＣＤＭＡ無線アクセス技術に基づいた第３世代移動通信システム（３Ｇ）は、世界中で広範な規模で展開されつつある。この技術を強化し、発展させる最初の段階は、高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）と、高速アップリンク・パケット・アクセス（ＨＳＵＰＡ）とも呼ばれる機能強化されたアップリンクの導入を伴い、それにより非常に競争力の高い無線アクセス技術が生まれた。
しかし、ユーザ及び事業者の要望と期待は進展し続けることを知り、３Ｇの長期の競争力を確実にするために、３ＧＰＰは３Ｇ標準の次の主要な段階または発展を検討し始めた。３ＧＰＰは、「進化ＵＴＲＡ及びＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡ及びＥ−ＵＴＲＡＮ）」という研究項目に着手した。この研究は、サービス提供を向上させ、ユーザと事業者のコストを減少させるために、性能の大きな飛躍を達成する手段を探ろうとするものである。
インターネット・プロトコル（ＩＰ）の使用への集中が強まり、すべての将来のサービスはＩＰ上で実行されるようになるであろうと一般に想定される。したがって、発展の焦点は、パケット交換（ＰＳ）分野の強化にある。
上記発展の主な目的は、すでに言及したとおり、サービス提供をさらに向上させ、ユーザと通信事業者のコストを減少させることである。
さらに詳しく、長期的発展のための重要な性能及び能力目標をいくつか挙げると、次のものがある。
・ ＨＳＤＰＡ及びＨＳＵＰＡと比較して大幅に高速化したデータ伝送速度。ダウンリンク上で１００Ｍｂｐｓ以上、アップリンク上で５０Ｍｂｐｓ以上の目標最高データ伝送速度が想定されている。
・ カバレッジの向上。広域のカバレッジでの高いデータ伝送速度。
・ より上位層のプロトコル（例えば、ＴＣＰ）の性能を向上させるためのユーザ・プレーンにおけるレイテンシーの大幅な減少、並びに制御プレーンの手順（例えば、セッション設定）に伴う遅延の減少。
・ システム容量の増大化。現在の標準に比べて３倍の容量。
長期的発展のもう一つの重要な要件は、これらの技術へのスムーズな移行を可能にすることである。
ＬＴＥのアーキテクチャ
図１には、３ＧＰＰのＬＴＥの移動通信ネットワークの概観が示される。このネットワークは、コア・ネットワーク（ＣＮ）、無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）及びユーザ装置（ＵＥ）または移動端末に機能的にグループ分けされる、異なるエンティティからなる。
ＲＡＮは、無線リソースのスケジューリング等を含む、無線通信に関係したすべての機能を処理することを担う。ＣＮは、呼及びデータ接続の外部ネットワークへのルーティングを担当する。
ＬＴＥネットワークは、ＣＮの一部をなすアクセス・ゲートウェイ（Access Gateway）とＲＡＮの一部をなす拡張型ノードＢ（eNode B）からなる「２ノード・アーキテクチャ」である。アクセス・ゲートウェイは、呼及びデータ接続の外部ネットワークへのルーティングなどのＣＮ機能を処理し、かつ一部のＲＡＮ機能を実行することもできる。したがって、アクセス・ゲートウェイは、今日の３ＧネットワークにおいてＧＧＳＮ及びＳＧＳＮによって実行される機能と、例えば、ヘッダ圧縮、暗号化／インテグリティ保護といったＲＡＮ機能を統合するものと考えることができる。拡張型ノードＢは、例えば、無線リソース制御（ＲＲＣ）、分割／連結、リソースのスケジューリングと割当て、多重化及び物理層機能といった機能を処理できる。
移動通信ネットワークは、通常、モジュール形式であり、したがって同一タイプのネットワークエンティティをいくつももつことが可能である。ネットワーク要素の相互接続は、オープン・インタフェースによって形成される。ＵＥは、いわゆるＵｕインタフェースと呼ばれる無線インタフェースを介して拡張型ノードＢへ接続できる。個々の拡張型ノードＢは、いわゆるＳ１インタフェースを介してアクセス・ゲートウェイへの接続を有する。２つの拡張型ノードＢ同士は、いわゆるＸ２インタフェースを介して相互接続される。
３ＧＰＰと非３ＧＰＰの両者が一体化したものは、外部パケット・データ・ネットワーク（例えば、インターネット）へのアクセス・ゲートウェイのインタフェースを介して処理され得る。
クオリティ・オブ・サービスの制御
効率的なクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）のサポートは、ＬＴＥを運用する事業者にとって基本的な要件として見られている。他方でネットワーク・リソースの利用性を最適にしながら、クラス最高のユーザ体験を可能にするために、改良されたＱｏＳサポートが新しいシステムの不可欠な部分となるであろう。
ＱｏＳサポートのいくつかの側面が、３ＧＰＰ作業グループ内で現在討議中である。基本的に、システム・アーキテクチャ発展（ＳＡＥ）／ＬＴＥのためのＱｏＳ設計は、非特許文献１に反映された、現行のＵＭＴＳシステムのＱｏＳ設計を基にしている。合意されたＳＡＥベアラ・サービスのアーキテクチャを図２に示す。上記の文書に記載された次のようなベアラ・サービスの定義は、今も適用できる。
「ベアラ・サービスは、契約されたクオリティ・オブ・サービスの提供を可能にするすべての側面を含む。これらの側面は、特に、制御シグナリング、ユーザ・プレーンでの伝送、ＱｏＳ管理機能を含む。」
ＳＡＥベアラ・サービスは、以下のことを提供する。
・ ＩＰエンド・ツー・エンド・サービス・フローのＱｏＳ別の集合化、
・ ＩＰヘッダ圧縮とそれに関する情報のＵＥへの提供、
・ ユーザ・プレーンでの暗号化とそれに関する情報のＵＥへの提供、
・ エンド・ツー・エンド・サービス・シグナリング・パケットの優先的処理が要求される場合に、デフォルトのＩＰサービスに加えて追加のＳＡＥサービス・ベアラを追加可能である、
・ マッピング／多重化の情報のＵＥへの提供、
・ 受け付けられたＱｏＳ情報のＵＥへの提供。
ＳＡＥ無線ベアラ・サービスは、以下のことを提供する。
・ 要求されたＱｏＳに従って、ＳＡＥベアラ・サービスのデータ・ユニットを拡張型ノードＢとＵＥ間で伝送する、
・ ＳＡＥ無線ベアラ・サービスを各ＳＡＥベアラ・サービスに結び付ける。
ＳＡＥアクセス・ベアラ・サービスは、以下のことを提供する。
・ 要求されたＱｏＳに従って、ＳＡＥベアラ・サービスのデータ・ユニットをアクセス・ゲートウェイ（ＡＧＷ）と拡張型ノードＢ間で伝送する、
・ ＳＡＥベアラ・サービスの集合化したＱｏＳの記述を拡張型ノードＢに向けて提供する、
・ ＳＡＥアクセス・ベアラ・サービスを各ＳＡＥベアラ・サービスに結び付ける。
ＳＡＥベアラとＳＡＥ無線ベアラの間に一対一の対応関係がある。さらに、無線ベアラと論理チャネルの間に一対一の対応関係がある。この定義から、あるＳＡＥベアラ、すなわち、対応するＳＡＥ無線ベアラとＳＡＥアクセス・ベアラが、ＳＡＥ／ＬＴＥアクセス・システムにおけるＱｏＳ制御の粒度（きめ細かさ）のレベルであるということになる。同じＳＡＥベアラにマッピングされたパケット・フローは同じ処理を受ける。
ＬＴＥでは、初期アクセス中に設定されるデフォルトＱｏＳプロファイルをもつデフォルトＳＡＥベアラと、デフォルトとは異なるＱｏＳを要求するサービスに対して確立される個別ＳＡＥベアラの２つの異なるＳＡＥベアラ・タイプがある。
デフォルトＳＡＥベアラは、ＬＴＥ＿アイドルからＬＴＥ＿アクティブへ状態遷移後すぐに使用可能になる、「常時オンの」ＳＡＥベアラである。デフォルトＳＡＥベアラは、トラヒック・フロー・テンプレート（ＴＦＴ）をシグナリングされなかったすべてのフローを運ぶ。トラヒック・フロー・テンプレートは、異なるユーザのペイロードを区別するために、アクセス・ゲートウェイによって使用される。ＴＦＴは、ＱｏＳなどのパケット・フィルタをその中に組み込んでいる。パケット・フィルタを使用して、アクセス・ゲートウェイは、着信データを正しいＰＤＰコンテクスト中にマッピングする。デフォルトＳＡＥベアラでは、複数のサービス・データ・フローを多重化できる。
デフォルトＳＡＥベアラと異なり、個別ＳＡＥベアラは、典型的には保証されたビット・レートを提供するような、個別的に指定されたサービスをサポートすることを目的とする。個別ＳＡＥベアラは、新しいサービスの要求時に、コア・ネットワークからのＰＣＣ規則中で受信したＱｏＳ情報に基づいて、アクセス・ゲートウェイによって確立される。個別ＳＡＥベアラは、フィルタがある種のパケットだけに適合するようなパケット・フィルタに関連付けられる。デフォルトＳＡＥベアラは、アップリンク及びダウンリンクにおいて「すべてに適合する」パケット・フィルタに関連付けられる。アップリンクの処理用に、アクセス・ゲートウェイは、各個別ＳＡＥベアラに対する個々のＴＦＴフィルタを設ける。ＵＥは、ベアラ確立中にシグナリングされたＴＦＴに基づいて、サービス・データ・フローを正しいベアラにマッピングする。デフォルトＳＡＥベアラと同様に、個別ＳＡＥベアラでも、複数のサービス・データ・フローを多重化できる。
ＳＡＥベアラのＱｏＳプロファイルは、ＳＡＥベアラ設定手順中に、アクセス・ゲートウェイから拡張型ノードＢへシグナリングされる。このプロファイルは、次に、無線インタフェース上でのＱｏＳ処理を決定する第２層ＱｏＳパラメータのセットを引き出すために、拡張型ノードＢによって使用される。第２層ＱｏＳパラメータは、スケジューリング機能へ入力される。アクセス・ゲートウェイから拡張型ノードＢへのＳ１インタフェース上でシグナリングされるＱｏＳプロファイルに含まれる個々のパラメータについては、現在討議中である。おそらく、次に挙げるＱｏＳプロファイル・パラメータ、すなわちトラヒック処理優先順位、最大ビット・レート、保証ビット・レートが、ＳＡＥベアラごとにシグナリングされる。これらに加えて、初期アクセス中に、ユーザごとの割当て及び保持優先順位をアクセス・ゲートウェイは拡張型ノードＢへシグナリングする。
ＬＴＥでのアップリンク・アクセス方式
アップリンク送信では、電力効率のよいユーザ端末からの送信が、カバレッジを最大にするために必要である。ＦＤＭＡ及び動的帯域幅割当てと組み合わせた単一キャリア送信が、進化したＵＴＲＡのアップリンク送信方式として選ばれた。単一キャリア送信が選択された主な理由は、（ＯＦＤＭＡなどの）マルチキャリア信号に比べてピーク対平均電力比がより低く、それに対応して電力増幅器効率が向上し、カバレッジの向上（端末ピーク電力が一定であるとして、より高いデータ伝送速度）が見込まれるからである。時間間隔単位で、ノードＢは、それによりセル内直交性を確保する、ユーザ・データ送信用の一意に決められた時間／周波数リソースをユーザに割り当てる。アップリンクにおける直交アクセスは、セル内干渉を排除することによってスペクトル効率を増加させる。マルチパス伝搬による干渉は、送信信号にサイクリック・プレフィックスを挿入することによる助けを得て、基地局（ノードＢ）で対処される。
基本となる物理的リソースは、符号化した情報ビットがそこにマッピングされる、１つの送信時間間隔、例えば、０．５ｍｓの１サブフレーム期間中のＢＷｇｒａｎｔのサイズを有する周波数リソースからなる。送信時間間隔（ＴＴＩ）とも呼ばれるサブフレームは、ユーザ・データ送信用の最小の時間間隔であることに留意すべきである。しかし、サブフレームの連結によって、１つのＴＴＩよりも長い時間期間にわたり周波数リソースＢＷｇｒａｎｔをユーザに割り当てることが可能である。
周波数リソースは、図３と図４に例示されるように、局所化スペクトルまたは分散化スペクトルの形態をとり得る。図３に見てとれるように、局所化単一キャリアは、利用可能な全スペクトルの一部分を占有する連続したスペクトルを有する送信信号によって特徴付けられる。送信信号の異なるシンボル伝送速度（異なるデータ伝送速度に対応する）は、局所化単一キャリア信号の異なる帯域幅を意味する。
他方、図４に見てとれるように、分散化単一キャリアは、システム帯域幅にわたり分散される非連続的な（くし形の）スペクトルを有する送信信号によって特徴付けられる。分散化単一キャリア信号はシステム帯域幅にわたり分散されるが、その占有スペクトルの総量は、本質的に、局所化単一キャリアの占有量と同じであることに留意されたい。さらに、シンボル伝送速度をより高く／より低くするには、「くし歯」の数が増加／減少されるが、各「くし歯」の「帯域幅」は変わらない。
一見して、図４に示したスペクトルは、各くし歯が「サブキャリア」に対応するマルチキャリア信号の印象を与えるかもしれない。しかし、分散化単一キャリア信号の時間領域での信号生成という点からは、生成されるものは、低いピーク対平均電力比を有するまさに単一キャリア信号であることが明らかであろう。
分散化単一キャリア信号と、例えば、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア信号の大きな違いは、前者の場合、「サブキャリア」または「くし歯」が単一の変調シンボルを伝達しないことである。その代わり、各「くし歯」は全変調シンボル関する情報を伝達する。このことが、低いＰＡＰＲ特性につながる、異なるくし歯間の依存関係を生み出す。異なるくし歯間の同依存関係があるがために、チャネルが全送信帯域幅中で周波数非選択的である場合を除き、等化が必要になる。対照的に、ＯＦＤＭでは、チャネルがサブキャリア帯域幅中で周波数非選択的である限り、等化は必要ない。
分散化送信は、局所化送信よりも大きな周波数ダイバーシチ利得をもたらすことができるが、局所化送信はチャネルに依存したスケジューリングをより容易に可能にする。多くの場合、スケジューリング決定は、高いデータ伝送速度を達成するために、単一のＵＥへ全帯域幅を与えるように決定できることに留意されたい。
アップリンク・スケジューリング方式
アップリンクの方式は、スケジュールされた（ノードＢにより制御された）アクセスとコンテンション・ベースのアクセスの両方を可能にするべきである。スケジュールされたアクセスの場合には、ＵＥは、アップリンク・データ送信のためのある時間にわたる、ある周波数リソース（すなわち、時間／周波数リソース）に動的に割り当てられる。
いくつかの時間／周波数リソースは、コンテンション・ベースのアクセスのために割り当てられ得る。これらの時間／周波数リソース内で、個々のＵＥは最初にスケジュールされなくても送信することができる。
スケジュールされたアクセスでは、ノードＢのスケジューラが、アップリンク・データ送信用に一意に決められた周波数／時間リソースをユーザに割り当てる。例えば、スケジューラは以下のことを決定する。
・ どのＵＥに送信を許すか、
・ どの物理チャネル・リソース（周波数）か、
・ どれだけ長い時間のあいだ上記リソースの使用を許すか（サブフレーム数）
・ 移動端末が送信に使用すべきトランスポート・フォーマット（例えば、変調符号化方式（ＭＣＳ））
割当て情報は、ダウンリンク制御チャネル上で送信されるスケジューリング・グラントによってＵＥへシグナリングされる。ＬＴＥでは、便宜上、このチャネルは、ＬＴＥ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ（長期的発展−高速−共有制御チャネル）とも呼ばれる。スケジューリング・グラント・メッセージは、周波数帯域のどの部分をＵＥが使用できるか、局所化または分散化スペクトルのどちらが使用されるか、グラントの有効期間、及び最大データ伝送速度に関する情報を少なくとも含む。最短の有効期間は、１サブフレームである。選択された方式に応じて、追加の情報がグラント・メッセージ中に含まれてもよい。
アップリンク・データ送信は、スケジューリング・グラントによってＵＥに割り当てられた時間−周波数リソースを使用することだけが許される。ＵＥが有効なグラントを得ていなければ、いずれのアップリンク・データも送信することは許されない。各ＵＥが個別チャネルを常に割り当てられるＨＳＵＰＡとは異なり、データ送信のために複数のユーザによって共通に使用される唯一のアップリンク・データ・チャネル（ＵＬ ＳＣＨ−アップリンク共有チャネル）しか存在しない。さらに、ＬＴＥにおけるアップリンク・データ・アクセスのための動作のモードは、上記のスケジュールされたアクセスの一つしかない。すなわち、スケジュールされた送信と自発的な送信の両方が可能なＨＳＵＰＡとは異なる。
リソースを要求するために、ＵＥはリソース要求メッセージをノードＢへ送信する。このリソース要求メッセージは、例えば、送信するデータの量、ＵＥの電力状態に関する情報、及びあるクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）に関係した情報を含み得る。スケジューリング情報とも呼ばれるこの情報により、ノードＢは適切なリソース割当てを行なえる。
無線リソースのスケジューリングは、クオリティ・オブ・サービスを決定するために、共有チャネル・アクセス・ネットワークにおいて最も重要な機能であるから、効率的なＱｏＳ管理を可能にするために、ＬＴＥでのアップリンク・スケジューリング方式によって満たされるべき数々の要件がある。これらの要件は、非特許文献２において明確に述べられている。
・ ＬＴＥでのアップリンク・スケジューリング方式は、リリース６（ＨＳＵＰＡ）においてサポートされるものよりも細かなネットワーク・ベースのＱｏＳ制御を提供すべきである。
・ 低優先順位のサービスのリソース不足、すなわち、クオリティ・オブ・サービスの劣化を避けるべきである。
・ 個々の無線ベアラ／サービスについての明確なＱｏＳの区別が、スケジューリング方式によってサポートされるべきである。
・ 拡張型ノードＢのスケジューラがデータ送信に用いるべき無線ベアラ／サービスを特定できるように、アップリンク報告は、きめ細かいバッファ報告（例えば、各無線ベアラについてのまたは各無線ベアラ・グループについての報告）を可能にするべきである。
・ ＵＥのアップリンク・スケジューリング決定に使用される優先順位を、事業者の要求に基づいて動的に変更できるようにすべきである。
・ 異なるユーザのサービス間の明確なＱｏＳの区別を行なえるようにすべきである。
・ どの無線ベアラにも最低限のビット・レートを提供できるようにすべきである。
上記の要件のリストからわかるように、ＬＴＥのスケジューリング方式の一つの重要な側面は、事業者がその総セル容量を異なるＱｏＳクラスの個々の無線ベアラに分配することを制御できるメカニズムを提供することである。ある無線ベアラのＱｏＳクラスは、前述したとおり、アクセス・ゲートウェイから拡張型ノードＢへシグナリングされる、該当ＳＡＥベアラのＱｏＳプロファイルによって指定される。事業者は、次に、その総セル容量のうちのある量を特定のＱｏＳクラスの無線ベアラに関連付けられた総トラヒックに対して割り当てることができる。
このクラスに基づくアプローチを採用することの主要目的は、個々のパケットの処理をそれらが属するＱｏＳクラスに応じて区別化できるようにすることである。例えば、セル内の負荷が増加しているときには、低優先順位のＱｏＳクラスに属するトラヒックを絞ることによって、事業者がこれに対処できるようにすべきである。この段階で、高優先順位のトラヒックに割り当てられた総リソースは、トラヒックをサーブするのに十分であるから、高優先順位のトラヒックはなおも低負荷状態で処理される。このことは、アップリンク方向とダウンリンク方向の両方で可能でなければならない。
このアプローチを採用することの一つの利点は、帯域幅の分配を統制するポリシーの完全な制御を事業者に与えることである。例えば、一つの事業者のポリシーは、極度に高い負荷時にも、最低優先順位ＱｏＳクラスに属するトラヒックのリソース不足を避けるようにし得る。低優先順位のトラヒックのリソース不足を避けることは、ＬＴＥにおけるＵＬスケジューリング方式に対する主要要件の一つである。
現在のリリース６（ＨＳＵＰＡ）のスケジューリング・メカニズムでは、絶対的な優先順位付け方式が低優先順位の用途のリソース不足を招く可能性がある。実際、Ｅ−ＤＣＨのトランスポート・フォーマット組合せ（Ｅ−ＴＦＣ）の選択は、絶対的論理チャネル優先順位に単に従って行なわれる。すなわち、高優先順位のデータの送信が最大化されるので、これは、低優先順位のデータが高優先順位のデータによってリソース不足に陥る恐れがあることを意味する。
Ｅ−ＵＴＲＡＮ内のモビリティ
ＵＭＴＳシステムの場合と同様に、Ｅ−ＵＴＲＡＮネットワーク内に接続されたＵＥに対しても、移動元の拡張型ノードＢによって制御された移動元の無線セルから移動先の拡張型ノードＢによって制御された移動先の無線セルへ制御されたＵＥに補助されたハンドオーバが実行される。ユーザによって報告された測定値に基づいて、移動元の拡張型ノードＢは、ＵＥを移動先の無線セルに渡す決定をする。ＵＥによって報告される測定値は、例えば、受信したパイロットのエネルギーに基づいたセルのダウンリンク・チャネル品質である。ｅ−ＵＴＲＡＮ内のモビリティのためにＵＥによって実行されるべき測定は、ブロードキャスト制御または個別的制御によってＥ−ＵＴＲＡＮによって制御され得る。
現在の無線リンクの品質が品質しきい値よりも低下した場合に、移動元の拡張型ノードは、よりよい無線リンク品質を提供すると報告されている隣接する移動先セルにＵＥをハンドオーバする決定をする。
図５は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）もユーザ・プレーン・エンティティ（ＵＰＥ）も変わらない、拡張型ノードＢ間のハンドオーバ手順も典型的な例を示す。このハンドオーバについての説明を以下に述べる。
ステップ１において、例えば、システム情報または仕様によって設定された規則に従って、測定報告を送信するように、ＵＥはトリガされる。測定報告を受信すると、移動元の拡張型ノードＢは、移動先の無線セルへＵＥを移行する決定をする。したがって、ステップ２において、移動元の拡張型ノードＢは、ＵＥを引き渡すための測定報告及びＲＲＭに基づいた決定をする。移動元の拡張型ノードＢは、移動先の拡張型ノードＢにハンドオーバの準備をさせるために、ハンドオーバ要求メッセージ（メッセージ２）にて関連コンテクスト情報を送る。
ステップ３において、移動先の拡張型ノードＢは、第１層／第２層シグナリングによるハンドオーバの準備をし、新Ｃ−ＲＮＴＩと、場合により、アクセス・パラメータ、ＳＩＢ、等のその他のパラメータなどのコンテクスト確認情報を提供することによって、移動元の拡張型ノードＢに応答する。ハンドオーバの準備を受け付けたこと示す情報を受信後、移動元のｅＮＢは、移動先の拡張型ノードＢへのデータ・パケットの転送を開始する。
ステップ４において、ＵＥは、新Ｃ−ＲＮＴＩ、予定された開始時間、移動先の拡張型ノードＢ、ＳＩＢ、等といった必要なパラメータを含むハンドオーバ・コマンド・メッセージを受信する。ＵＥは、ＲＬＣ肯定応答手順により、ハンドオーバ・コマンド・メッセージ受信に対して肯定応答しなければならない場合もあり得る。
ステップ５において、ＵＥは移動元のセルから離れ、ハンドオーバ・コマンド・メッセージ中の開始時間が来た後、移動先の拡張型ノードＢへの同期化を行ない、次に、アップリンク・タイミング・アドバンスの取得を始める。
ＵＥにとってのハンドオーバ手順の終了となる、ステップ６において、ハンドオーバ確認メッセージを移動先の拡張型ノードＢへ送信するために、ＵＥによって使用されるアップリンク割当てとタイミング・アドバンスの送信によってネットワークは応答する。ネットワークは、ＲＬＣ肯定応答手順により、ハンドオーバ確認メッセージを受信したことを肯定応答する必要がある場合もあり得る。
ステップ７ａにおいて、移動先の拡張型ノードＢは、移動元の拡張型ノードＢにハンドオーバの成功を通知し、これを受けて、移動元の拡張型ノードＢはそのバッファからすでに転送されたデータを消去できる。上記バッファ内に未転送データがある場合、またはユーザ・プレーン・エンティティ（ＵＰＥ）がまだデータを移動元の拡張型ノードＢに転送している場合、移動元の拡張型ノードＢはユーザ・データ転送をまだ続ける。
データ転送
ダウンリンクのデータ送信については、拡張型ノードＢ間ハンドオーバとも呼ばれる、別の拡張型ノードＢによって制御されたセルへＵＥがハンドオーバされる場合、ロスレス・ハンドオーバを提供するために、サービングまたは移動元の拡張型ノードＢ（ＳｅＮｏｄｅ Ｂ）から新しい移動先の拡張型ノードＢ（ＴｅＮｏｄｅ Ｂ）へのＲＬＣ ＳＤＵのデータ転送が行なわれる。このシナリオは、図６に示される。ハンドオーバ前には、ＵＥはＳｅＮｏｄｅ Ｂに接続されていて、ＲＬＣ ＳＤＵ（ＩＰパケット）がアクセス・ゲートウェイからＳｅＮｏｄｅ ＢへＳ１インタフェースを介して送信される。ＳｅＮｏｄｅ Ｂは、前述したスケジューリングによって、無線チャネルを介した上記ＩＰパケットのユーザへの送信を制御する。ここでは例示的な目的で、ＲＬＣは肯定応答モードで設定されていると仮定される。
ハンドオーバ時には、移動元の拡張型ノードＢは、ＵＥによる受信が成功しなかった最初のＳＤＵから始まるすべてのダウンリンクＲＬＣ ＳＤＵを、Ｘ２インタフェースを介して移動先の拡張型ノードＢへ転送する。移動元の拡張型ノードＢは、残りのＲＬＣ ＰＤＵはいずれも廃棄する。移動先の拡張型ノードＢは、移動元の拡張型ノードＢが転送したすべてのダウンリンクＲＬＣ ＳＤＵを再送信する。
以下に、データ転送メカニズムの一例を示す。ハンドオーバ前に送信されたＲＬＣ ＳＤＵのＲＬＣ状態は次のとおりである。
・ ＲＬＣ ＳＤＵ｛２｝は完全に肯定応答されている（ＡＣＫ）、
・ ＲＬＣ ＳＤＵ｛３｝は未達の部分、すなわち、ＲＬＣ ＰＤＵがある（部分的にＡＣＫ）、
・ ＲＬＣ ＳＤＵ｛４｝は完全に肯定応答されている（ＡＣＫ）
これによりわかるとおり、ＲＬＣ ＳＤＵ２と４は、ＵＥによって正しく受信されている。ＲＬＣ ＳＤＵ３の断片部分を含む１個または数個のＲＬＣ ＰＤＵは、ＵＥによって正しく受信されなかった。すなわち、ＵＥはこれらのＲＬＣ ＰＤＵについてはＮＡＣＫを送信した。ハンドオーバ時には、ＲＬＣ ＳＤＵ３だけでなく、ＲＬＣ ＳＤＵ４もＴｅＮｏｄｅ Ｂへ転送される。ＲＬＣ ＳＤＵの転送は、ＲＬＣコンテクスト、すなわち、ＲＬＣ ＳＤＵの状態を移動先の拡張型ノードＢへ転送する必要がない、簡易なハンドオーバ・メカニズムを可能にする。しかし、すでに肯定応答されたＲＬＣ ＳＤＵ（上記の例ではＳＤＵ４）を移動先の拡張型ノードＢから再送信するので、このソリューションは、若干効率が劣ると言える。
拡張型ノードＢ間ハンドオーバ中に、移動元の拡張型ノードＢは、ＵＥによる受信が成功しなかった最初のＳＤＵから始まるすべてのダウンリンクＲＬＣ ＳＤＵを、Ｘ２インタフェースを介して移動先の拡張型ノードＢへ転送する。移動元の拡張型ノードＢは、残りのダウンリンクＲＬＣ ＰＤＵはいずれも廃棄する。移動先の拡張型ノードＢは、移動元の拡張型ノードＢが転送したすべてのダウンリンクＲＬＣ ＳＤＵを再送信する。
アップリンクのデータ送信については、ハンドオーバ時に、移動元のｅＮＢは、受信が成功したすべてのアップリンＲＬＣ ＳＤＵをアクセス・ゲートウェイ（ａＧＷ）へ転送し、残りのアップリンクＲＬＣ ＰＤＵはいずれも廃棄する。ＵＥは、移動元のｅＮＢによる受信が成功しなかったアップリンクＲＬＣ ＳＤＵを再送信する。したがって、移動元のｅＮＢは、アップリンクＲＬＣ ＳＤＵも、アップリンクＲＬＣコンテクストも移動先のｅＮＢへ転送しない。
本発明の目的は、無線セル間での移動ノードのハンドオーバが発生しても、移動ノードに対して確立された接続の存続時間にわたり要求されたレベルのクオリティ・オブ・サービスをサポートすることである。
本発明の別の目的は、ＬＴＥでのアップリンク・スケジューリング方式において低優先順位のフローのリソース不足を回避することである。
上記の目的の少なくとも一つは、独立請求項の主題によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
本発明のある態様によれば、移動元の無線セルから移動先の無線セルへ移動ノードのハンドオーバ時に、当該移動ノードに対して設定された無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータが移動元の無線セル中で測定され、移動先の無線セルを制御する移動先の基地局へシグナリングされる。これを受けて、移動先の基地局は、移動元の無線セル中で測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータのシグナリングされた測定値に基づいて、移動先の無線セルにおけるクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を決定できる。
本発明のある実施形態によれば、移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス情報を決定するための方法は、移動先の基地局によって実行される、移動元の無線セルから移動先の基地局によって制御された移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第１の情報を受信するステップと、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、移動元の無線セルにおいて測定されたものであり、移動元の無線セルにおいて測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する受信情報に基づいて、上記少なくとも一つの設定された無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第２の情報を決定するステップを有する。
本発明のある実施形態では、移動先の基地局は、クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する上記第２の情報に基づいて、上記移動ノードをスケジュールする。
本発明の別の実施形態では、移動先の基地局は、クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する上記第２の情報に基づいて、上記移動ノードに無線リソースを割り当てる。
本発明のさらに別の実施形態では、移動先の基地局は、クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する上記第２の情報に基づいて、上記移動ノードに適する無線リソース配分情報を決定する。
本発明のある実施形態では、リソース割当て情報と無線リソース配分情報は、一つの制御メッセージ中で一緒に、または別個の制御メッセージ中で別々に上記移動ノードへ送信される。
本発明の別の実施形態では、移動先の基地局は、上記少なくとも一つの設定された無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を、移動元の無線セルを制御する移動元の基地局から受信する。
本発明のさらに別の実施形態では、移動先の基地局は、上記少なくとも一つの設定された無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する上記第１の情報を、移動元の基地局からハンドオーバ要求メッセージ中で受信する。
本発明のある実施形態では、移動元の無線セルを制御する移動元の基地局は、上記移動ノードと移動元の基地局の間に確立された上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータを測定する。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、移動先の基地局は、これら複数の無線ベアラのすべてのまたは一部についてのクオリティ・オブ・サービス・パラメータを移動元の無線セルを制御する移動元の基地局から受信する。
本発明のさらに別の実施形態では、移動元の無線セルから移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、移動先の基地局は、クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する履歴情報を蓄積する。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、無線リソース配分情報は、移動ノードが割り当てられた無線リソースを上記複数の設定された無線ベアラに配分する際の優先順位の指示を含んでなる。
本発明のさらに別の実施形態では、移動先の基地局は、設定された各無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータの値を所定の時間の期間にわたり測定し、測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータの値を記録する。
本発明のある実施形態では、移動先の基地局は、複数の無線ベアラのうちのある無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータの記録された値が所定の値を下回る瞬間を検出し、移動ノードが無線リソースを上記複数の設定された無線ベアラに配分する際の優先順位における上記無線ベアラの優先順位を上げる。
本発明の別の実施形態では、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータは、所定の時間の期間に無線インタフェースを介して送信が成功した、上記少なくとも一つの無線ベアラの総ビット数を上記期間の長さで割った値を含んでなる。
本発明のさらに別の実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、ある無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータは、所定の時間の期間に無線インタフェースを介して送信が成功した、その無線ベアラの総ビット数を上記期間の長さで割った値を含んでなる。
本発明のある実施形態では、移動先の基地局は、上記少なくとも一つの設定された無線ベアラの、ある時間の期間当りの総ビット数を受信する。
本発明の代替的な実施形態では、無線ベアラに対して最低限のビット・レートが設定されており、移動先の基地局は、ある時間の期間当りの総ビット数が設定された最低限のビット・レートを下回るか否かを示す、無線ベアラ当りに１ビットを受信する。
本発明のさらに別の実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、移動先の基地局は、上記少なくとも一つの無線ベアラについての、移動ノードが割り当てられた無線リソースを上記複数の設定された無線ベアラに配分する際の好適な優先順位を受信し、上記好適な優先順位は、移動元のセルにおける上記少なくとも一つの無線ベアラの測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに基づく。
本発明のある実施形態によれば、移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラに無線リソースを配分するための方法は、上記移動ノードによって実行される、移動元の無線セルから移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を考慮に入れて、割り当てられた無線リソースを上記移動ノードと移動先の無線セル中の移動先の基地局の間に確立された上記少なくとも一つの無線ベアラに配分するステップを有し、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、移動元の無線セルにおいて測定されたものである。
本発明のある実施形態では、上記移動ノードは、移動先の基地局から、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報に基づく無線リソース配分情報を受信する。
本発明のある実施形態では、割り当てられた無線リソースを上記少なくとも一つの設定された無線ベアラに配分する上記ステップにおいて、割り当てられた無線リソースは、受信した無線リソース配分情報に基づいて配分され、それにより移動元の無線セルにおいて測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を考慮に入れる。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードは、移動先の基地局から、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報に基づくリソース割当て情報を受信する。
本発明の別の実施形態では、割り当てられた無線リソースを上記少なくとも一つの設定された無線ベアラに配分する上記ステップにおいて、受信したリソース割当て情報において示された割り当てられたリソースは、受信した無線リソース配分情報に基づいて配分され、それにより移動元の無線セルにおいて測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を考慮に入れる。
本発明のさらに別の実施形態では、上記移動ノードは、リソース割当て情報と無線リソース配分情報を一つの制御メッセージ中で一緒に、または別個の制御メッセージ中で別々に受信する。
本発明のある実施形態では、上記制御メッセージは、移動先の基地局から受信するスケジューリングに関係した制御メッセージである。
本発明のある実施形態では、上記移動ノードは、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を移動先の基地局へ送信する。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードは、ハンドオーバ手順完了時に無線ベアラ再設定メッセージ中で、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータの情報を移動先の基地局へ送信する。
本発明のある実施形態では、上記移動ノードは、移動元の無線セルにおいて設定された上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータを測定する。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、上記移動ノードは、これら複数の無線ベアラのすべてのまたは一部についてのクオリティ・オブ・サービス・パラメータを移動先の基地局へ送信するように構成される。
本発明のある実施形態では、移動元の無線セルから移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、上記移動ノードは、クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する履歴情報を蓄積する。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、無線リソース配分情報は、移動ノードが割り当てられた無線リソースを上記複数の設定された無線ベアラに配分する際の優先順位の指示を含んでなる。
本発明のある実施形態では、上記移動ノードは、設定された各無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータの値を所定の時間の期間にわたり測定し、測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータの値を記録する。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードは、複数の無線ベアラのうちのある無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータの記録された値が所定の値を下回る瞬間を検出し、移動ノードが割り当てられた無線リソースを上記複数の設定された無線ベアラに配分する際の優先順位における上記無線ベアラの優先順位を上げる。
本発明のある実施形態では、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータは、所定の時間の期間に無線インタフェースを介して送信が成功した、上記少なくとも一つの無線ベアラの総ビット数を上記期間の長さで割った値を含んでなる。
本発明の別の実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、ある無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータは、所定の時間の期間に無線インタフェースを介して送信が成功した、その該当する無線ベアラの総ビット数を上記期間の長さで割った値を含んでなる。
本発明のある実施形態では、上記移動ノードは、上記少なくとも一つの設定された無線ベアラの、ある時間の期間当りの総ビット数を移動先の基地局へ送信する。
本発明の代替的な実施形態では、上記少なくとも一つの無線ベアラに対して最低限のビット・レートが設定されており、上記移動ノードは、ある時間の期間当りの総ビット数が設定された最低限のビット・レートを下回るか否かを示す、無線ベアラ当りに１ビットを移動先の基地局へ送信する。
本発明のさらに別の代替的な実施形態では、上記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、上記移動ノードは、上記少なくとも一つの無線ベアラについての、移動ノードが割り当てられた無線リソースを上記複数の設定された無線ベアラに配分する際の好適な優先順位を移動先の基地局へ送信し、上記好適な優先順位は、上記少なくとも一つの無線ベアラの測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに基づく。
本発明のある実施形態によれば、移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス情報を決定するための基地局は、移動元の無線セルから上記基地局によって制御された移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第１の情報を受信するための受信手段と、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、移動元の無線セルにおいて測定されたものであり、移動元の無線セルにおいて測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する受信情報に基づいて、上記少なくとも一つの設定された無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第２の情報を決定するための決定手段を具備する。
本発明のある実施形態によれば、自移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラに無線リソースを配分するための移動ノードは、移動元の無線セルから移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を考慮に入れて、割り当てられた無線リソースを上記移動ノードと移動先の無線セル中の移動先の基地局の間に確立された上記少なくとも一つの無線ベアラに配分するための配分手段を具備し、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、移動元の無線セルにおいて測定されたものである。
本発明のある実施形態によれば、コンピュータにより読取り可能な媒体は、基地局のプロセッサにより実行時に、移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス情報を決定するように、上記基地局を動作させ、移動元の無線セルから上記基地局によって制御された移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第１の情報を受信し、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、移動元の無線セルにおいて測定されたものであり、移動元の無線セルにおいて測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する受信情報に基づいて、上記少なくとも一つの設定された無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第２の情報を決定することによって、上記基地局にクオリティ・オブ・サービス情報の決定を行なわせる命令を記憶する。
本発明のある実施形態によれば、コンピュータにより読取り可能な媒体は、移動ノードのプロセッサにより実行時に、上記移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラに無線リソースを配分するように、上記移動ノードを動作させ、移動元の無線セルから移動先の無線セルへ上記移動ノードのハンドオーバ時に、上記少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する情報を考慮に入れて、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、移動元の無線セルにおいて測定されたものであり、割り当てられた無線リソースを上記移動ノードと移動先の無線セル中の移動先の基地局の間に確立された上記少なくとも一つの無線ベアラに配分することによって、上記移動ノードに無線リソースの配分を行なわせる命令を記憶する。
ＬＴＥアーキテクチャにおける個々の機能要素とインタフェースを示す。 ＬＴＥベアラ・サービス・アーキテクチャを示す。 局所化単一キャリアＦＤＭＡ送信の典型的な例を示す。 分散化単一キャリアＦＤＭＡ送信の典型的な例を示す。 拡張型ノードＢ間ハンドオーバを典型的な例を示す。 拡張型ノードＢ間ハンドオーバ中のダウンリンク送信の典型的な例を示す。 ＬＴＥアーキテクチャでのアップリンク・スケジューリング方式を示す。 本発明のある実施形態による、拡張型ノードＢ間ハンドオーバ中の移動元の張型ノードＢによるクオリティ・オブ・サービス測定報告を示す。 本発明の別の実施形態による、拡張型ノードＢ間ハンドオーバ中の移動ノードによるクオリティ・オブ・サービス測定報告を示す。
以下に、添付の図及び図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図中の類似のまたは同等の細部は、同一の参照番号を付けてある。
本発明は、どんな移動通信ネットワークにも適用可能であり、ＬＴＥ通信ネットワークに限定されないことは当業者には明白であろうから、以下の説明において「拡張型ノードＢ」と「基地局」という用語は互換的に使用される。
移動ノードに対して設定された無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）の劣化を避けるための可能な実現について、図７と関連して以下に説明する。
図７は、ＬＴＥアップリンクについてのスケジューリング方式を示す。ＵＥは、拡張型ノードＢによって無線セル内でサーブされる。ＵＥは、設定された各ＳＡＥ無線ベアラのバッファ状態を拡張型ノードＢのスケジューラに報告する。これらの報告と各無線ベアラのＱｏＳプロファイルに基づいて、拡張型ノードＢはリソースをＵＥに割り当てる。ＵＥに対して設定された個々の無線ベアラの間で、割り当てられたリソースを配分することは、リリース６においてはＥ−ＴＦＣ（Ｅ−ＤＣＨトランスポート・フォーマット組合せ）の選択によって行なわれるように、個々の無線ベアラのそれぞれの優先順位に従って、ＵＥによって行なわれる。
無線ベアラ・データを送信する側のネットワークにおいてよりよい制御を実現するために、拡張型ノードＢは、リソース割当てに加えてＱｏＳ関連情報をシグナリングする。このＱｏＳ関連情報は、Ｅ−ＴＦＣを選択する際に、すなわち、個々の無線ベアラ間で割り当てられたリソースを配分する際に、ＵＥが各無線ベアラを扱うべき優先順位を示す。優先順位は、ＱｏＳインジケータによってシグナリングされ、このＱｏＳインジケータの各値が無線ベアラ間の優先順位に対応付けられている。ＱｏＳインジケータのシグナリングは、第１層／第２層制御シグナリングを使用することによって行なえる。すなわち、ＱｏＳインジケータはスケジューリング・グラントに含まれる。または、代替的に、ＭＡＣ制御シグナリングまたはＲＲＣシグナリングによって行なえる。
図７では、この実現の例として、４つの異なるＱｏＳインジケータが定義される場合が示される。ＱｏＳインジケータと各無線ベアラの優先順位との対応付けは、予め定義されていて、すなわち、接続設定時にＲＲＣシグナリングによってＵＥにシグナリングされる。「通常の」動作モードは、ＱｏＳインジケータ１によって示される優先順位であると仮定される。４個の設定された無線ベアラは、例えば、ＲＲＣシグナリング、ボイス・オーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）、ビデオ、ベスト・エフォート（ＢＥ）インターネット・アクセスであると仮定される。通常の動作、すなわち、ＱｏＳインジケータ１によって示される動作においては、ＲＲＣシグナリングが最高の優先順位をもち、ＶｏＩＰ、ビデオ及びＢＥがそれに続く。例えば、ビデオ・ベアラにおいてクオリティ・オブ・サービスの劣化が発生する場合、このことは拡張型ノードＢのスケジューラによって検出され、スケジューリングは、所定の時間量の間、ビデオ・サービスにより高い優先順位を与えるＱｏＳインジケータ２を付けて実行される。
同様に、ベスト・エフォート・インターネット伝送用の無線ベアラが、デフォルトの優先順位が許すリソースよりも多いリソースを必要とする場合、ＱｏＳインジケータ３が使用される。図７に示した表の最後の行には、ＢＥインターネット用ベアラは含まれてもいない。これは、この無線ベアラからのデータの送信は許されないことを意味する。ある無線ベアラのクオリティ・オブ・サービスの劣化は、例えば、各無線ベアラの提供ビット・レートなどの過去の送信の統計を記録することによって、拡張型ノードＢにおいて検出される。この実現のさらに詳細については、非特許文献３を参照されたい。
上記のスケジューリング方式の説明から明らかなとおり、低優先順位のフローのクオリティ・オブ・サービスの劣化、すなわち、リソース不足の回避は、ＴＦＣ選択時にＵＥによって使用される、設定された個々の無線ベアラの優先順位を動的に変更することによって解決される。このネットワークにより制御されたアプローチは、拡張型ノードＢでリソース不足を検出することを要件とする。前述したように、リソース不足は、該当する各無線ベアラの過去の送信アクティビティのある種の統計を記録することによって検出できる。拡張型ノードＢは、例えば、判定基準として、スループット測定、すなわち、無線ベアラの提供ビット・レート、または広義には、無線ベアラごとのあるＱｏＳ測定値を使用できる。設定されたある無線ベアラが、所定の期間にわたり、データ送信用の十分なリソースを割り当てられなかった場合、この「リソース不足に陥った」無線ベアラにより高い優先順位を与えるように、拡張型ノードＢは優先順位を変更できる。過去の送信アクティビティに基づいて、個々の無線ベアラの優先順位を変更することによって、クオリティ・オブ・サービスの劣化を回避することが可能である。これはまた、どの無線ベアラにも最低限のビット・レートを提供することを可能にする。
しかし、ＵＥがハンドオーバ中に移動元の無線セルから移動先の無線セルへ移動する場合、移動元のセルにおける当該ＵＥの設定された各無線ベアラの過去の送信アクティビティに関する情報は、移動先の無線セルを制御する移動先の拡張型ノードＢのスケジューラには知られていない。移動先の拡張型ノードＢのスケジューラは、各無線ベアラのＱｏＳ測定をゼロから行ない始める。これは、ＱｏＳ制御の効率の低下につながるというのは、移動先の拡張型ノードＢにおけるスケジューリング決定は、過去の送信統計を考慮せずに現在のＱｏＳ測定にのみ基づくからである。同様に、リソース不足の検出もその拡張型ノードＢによって実行された現在のＱｏＳ測定にのみ基づき、移動元の拡張型ノードＢからの過去のＱｏＳ測定値は、移動先の拡張型ノードＢによって考慮されない。
れない。
移動元の基地局によって制御された移動元の無線セルと移動先の基地局によって制御された移動先の無線セルの間での拡張型ノードＢ間ハンドオーバの場合に、ＵＥの設定された各無線ベアラのＱｏＳ測定値、すなわち、過去の送信統計に関する情報を移動先の拡張型ノードＢのスケジューラに提供することによって上記の問題を克服する、本発明の実施形態を以下に提示する。移動元の基地局がＱｏＳ測定値をＸ２インタフェースを介して移動先の基地局へ送信する実施形態を説明する。移動ノードがＱｏＳ測定値を移動先の基地局へ送信する別の実施形態も提示される。
Ｘ２インタフェースを介したＱｏＳ測定報告
前述したとおり、上記アップリンク・スケジューリング方式の欠点は、移動元と移動先の無線セル間のハンドオーバ時に、ＵＥに対して設定された各無線ベアラの過去の送信統計に関する情報が失われてしまうことである。本発明のある実施形態によれば、移動元の拡張型ノードＢ、すなわち、ハンドオーバ前に移動元の無線セル内のＵＥを制御していた拡張型ノードＢは、ＵＥの設定された各無線ベアラのＱｏＳ測定値を移動先の無線セル内の移動先の拡張型ノードＢへ報告する。移動先の拡張型ノードＢのスケジューラは、ハンドオーバ後のより効率的なＱｏＳを把握したスケジューリングのために、この情報を使用できる。
過去の送信に関する情報も考慮されるならば、現存する各無線ベアラの性能と品質をよりよく保護することができる。移動先の拡張型ノードＢがゼロから始めるのではなく、移動元の無線セル内の該当する無線ベアラの性能をも考慮するならば、移動先の拡張型ノードＢは、例えば、ハンドオーバ後の上述したＱｏＳインジケータをより適切に決定できる。ゼロから始めるということは、移動元の無線セルにおいて設定されたある無線ベアラが十分なリソース割当てを得ていなかったどうかに関わりなく、移動先の拡張型ノードＢは、図７に示したスケジューリング方法の典型的な例においてデフォルトのＱｏＳインジケータ、すなわち、ＱｏＳインジケータ１を付けてＵＥのスケジューリングを開始することを意味する。
本発明の以下に述べる実施形態では、移動元の無線セル内で移動ノードと移動元の拡張型ノードＢの間に確立された各無線ベアラは、移動先の無線セル内で移動ノードと移動先の拡張型ノードＢの間に確立された各無線ベアラと同じであることは明白なこととする。
ハンドオーバ手順の各ステップを説明する図８と関連して、本発明のこの実施形態を説明する。
ステップ１において、移動元の拡張型ノードＢは、ＵＥによって提供された測定報告に基づいて、ＵＥを移動先の拡張型ノードＢへ引き渡す決定をする。拡張型ノードＢ間ハンドオーバの説明においてすでに述べたとおり、移動元の拡張型ノードＢは、次に、移動先の拡張型ノードＢにハンドオーバの準備をさせるために、ハンドオーバ要求メッセージにて関連情報を送る。
本発明のこの実施形態によれば、 移動元の拡張型ノードＢは、ＵＥに対して設定された各無線ベアラの過去の送信統計を移動先の拡張型ノードＢに提供するために、図８に示したステップ２において、ハンドオーバ要求メッセージにＱｏＳ測定値を含める。このＱｏＳ情報を、より効率的なスケジューリングのために、例えば、適切なＱｏＳインジケータの選択のために、移動先の拡張型ノードＢは使用することができる。図８に示したハンドオーバ手順の残りの各ステップは、図５で説明した各ステップと同様であるので、それらの説明は省略する。
移動元と移動先の拡張型ノードＢ間のＱｏＳ測定報告は、ハンドオーバ要求メッセージのメッセージ・サイズをたとえ大きくするとしても、そのオーバヘッドはどうやら適度な程度におさまると期待される。以下では、シグナリング・オーバヘッドの削減を可能にする本発明の実施形態を説明する。
本発明のある実施形態によれば、ＱｏＳ測定報告は特定の無線ベアラについてだけ行なわれる。複数の設定された無線ベアラのうちの一つまたは一部が、例えば、低優先順位の無線ベアラなど、クオリティ・オブ・サービスの劣化を受けやすい場合には、移動元の拡張型ノードＢは、この特定の無線ベアラまたは一部の無線ベアラについてのＱｏＳ測定値だけを移動先の拡張型ノードＢへ報告する。移動元の拡張型ノードＢは、ある種の無線ベアラについてのＱｏＳ測定値だけを移動先の拡張型ノードＢへ報告するように設定されてもよい。ＱｏＳ測定報告の設定は、例えば、移動元のｅＮＢまたは移動先のｅＮＢによって設定され得る。あるいは、アクセス・ゲートウェイがＱｏＳ測定報告を設定してもよい。
無線インタフェースを介したＱｏＳ測定報告
本発明の別の実施形態を以下に説明する。この実施形態によれば、移動ノードがＱｏＳ測定値を移動先の基地局へ送信する。図９と関連して、この実施形態を説明する。
この実施形態では、ＵＥが、移動元の無線セル内で測定された、設定された各無線ベアラのＱｏＳ測定値を、移動先の無線セルを制御する移動先の拡張型ノードＢへ報告する。ＱｏＳ測定報告は、ＵＥでのハンドオーバ手順の完了後に、図９のステップ６において移動先の拡張型ノードＢへＵＥが送信するハンドオーバ確認メッセージに含まれる。ステップ５までのハンドオーバ手順の各ステップは、図５に関して述べた説明と同様であるので、省略する。
本発明の別の実施形態によれば、設定された個々の無線ベアラの間で、割り当てられた無線リソースを配分するとき、すなわち、トランスポート・フォーマット組合せ（ＴＦＣ）の選択を行なうとき、ＵＥはその設定された各無線ベアラの過去の送信アクティビティを考慮する。ＵＥは無線ベアラごとにＱｏＳ測定を実行し、例えば、過去の送信統計の情報としてＱｏＳ測定値を保存し、その後、この情報は割り当てられた無線リソースを各無線ベアラに配分するために使用される。割り当てられた無線リソースを移動先の無線セルにおける各無線ベアラに配分する際に、ＵＥは移動元の無線セルにおける各無線ベアラについての上記過去の送信統計を考慮に入れるので、ハンドオーバ後にある無線ベアラがそのクオリティ・オブ・サービスの劣化を受けるという問題を軽減できる。したがって、ある特定の無線ベアラに対して最低限のビット・レートを提供することができる。
ＵＥがＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ報告する本発明のこの実施形態は、移動元の拡張型ノードＢがＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ報告する実施形態よりも、ＵＥによって報告される情報が最新の状態を反映するという有利な点がある。実際、移動元の拡張型ノードＢが、図８に示したステップ２のハンドオーバ要求メッセージ中でＱｏＳ測定値を報告する場合、上記測定値は、図９に示した、ステップ２で送信されるハンドオーバ準備メッセージとステップ６で送信されるハンドオーバ確認メッセージの間の期間におけるクオリティ・オブ・サービス・パラメータの少しずつの変化を考慮に入れない。したがって、ＵＥがＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ送信する場合、最新のＱｏＳ測定値が移動先の拡張型ノードＢへ送信される。さらに、ステップ２とステップ６の間の期間には、移動元の拡張型ノードＢのスケジューラがＵＥをまだスケジュールすることができる。
移動元の拡張型ノードＢがＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ送信する実施形態の場合と同様に、設定されたすべての無線ベアラについてのＱｏＳ測定値の送信によって発生するシグナリング・オーバヘッドは、特定の無線ベアラについてのＱｏＳ測定値だけをＵＥが報告するようにすることで削減され得る。ＱｏＳ測定報告はネットワークによって設定されてもよいし、またはどの無線ベアラのＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ報告するのかをＵＥ自らが決定してもよい。
以下では、クオリティ・オブ・サービス・パラメータを測定し、ハンドオーバ時に移動先の無線セルの移動先の拡張型ノードＢへ報告するための異なる可能な実現方法について説明する。
クオリティ・オブ・サービス・パラメータの定義
本発明の一つの実施形態によれば、移動先のｅＮＢへ提供されるクオリティ・オブ・サービス・パラメータは、各無線ベアラの提供ビット・レートを含んでなる。提供ビット・レートの測定は、ＨＳＤＰＡ及びＨＳＵＰＡにおける提供ビット・レートの測定と同様である。各無線ベアラについて、拡張型ノードＢのＭＡＣエンティティが、測定期間中に無線インタフェースを介したＭＡＣ ＰＤＵビットの送信が成功したと拡張型ノードＢのＭＡＣによってみなされたＭＡＣ ＰＤＵビットの総数を測定期間の長さで割ることによって測定する。拡張型ノードＢがＱｏＳパラメータを測定し、ＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ報告する場合には、この実現法はより好適である。
ＵＥがＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ報告する場合には、ＵＥは、無線インタフェースを介したＭＡＣ ＰＤＵビットの送信がこれらのＭＡＣ ＰＤＵの肯定応答を受信することによって成功したとみなされたＭＡＣ ＰＤＵビットの総数を取得できる。したがって、これは、ＭＡＣ ＰＤＵの受信の肯定応答モードの存在を必要条件とする。
本発明の第１の実施形態によると、ＱｏＳ測定値を移動先の拡張型ノードＢへ転送するユニット、すなわち、ＵＥまたは移動元の拡張型ノードＢは、複数の設定された無線ベアラのすべてにまたは一部について測定された提供ビット・レートを転送する。
本発明の第２の実施形態によると、ある時間の期間当り、送信が成功した各無線ベアラのビットの総数が、しきい値を下回るか否かの指示だけが移動先の拡張型ノードＢへシグナリングされる。以下では、状態パラメータについて説明する。下表に示すとおり、状態パラメータは、測定された提供ビット・レートが該当の無線ベアラに対して設定された最低限のビット・レートを下回るかまたはそれ以上であるかを示し得る。最低限のビット・レートは、例えば、ＱｏＳプロファイルの一部として、ネットワークによって各無線ベアラに設定されたＱｏＳパラメータである。このオプションは、ＱｏＳ測定報告のために各無線ベアラにつき１ビットのシグナリングしか必要としない。
Figure 0005113848
実際の測定された提供ビット・レートの代わりに、状態パラメータを送信することは、ＱｏＳ測定値を報告するためのシグナリング・オーバヘッドを削減するという利点をもたらす。
本発明の第３の実施形態によると、ＱｏＳ測定値を転送するユニット、すなわち、移動元の拡張型ノードＢまたはＵＥは、割り当てられた無線リソースを設定された各無線ベアラへ移動ノードにより配分する際のＱｏＳ測定値のうちの好適な優先順位を報告する。この好適な優先順位は、ＱｏＳ要件を満たすために、過去の送信特性に基づいた無線セル移行後の適切なＱｏＳインジケータを示す、推奨ＱｏＳインジケータであり得る。
第１の実施形態では、報告された提供ビット・レート測定値に基づいて、移動先の拡張型ノードＢがＱｏＳインジケータを決定するのに対し、第３の実施形態では、移動元の拡張型ノードＢまたはＵＥが、測定した提供ビット・レートに基づいたＱｏＳインジケータを「事前に」決定した後、このインジケータのみを移動先の拡張型ノードＢへシグナリングする。したがって、シグナリング・オーバヘッドを削減できる。
測定ＱｏＳパラメータの報告のための上記の異なる可能な実現方法は、情報内容の量と所要シグナリング・オーバヘッドの間のトレードオフを表わす。各無線ベアラの実際の提供ビット・レートのシグナリングは、移動先の拡張型ノードＢへ最も正確な情報を提供するが、状態フラグまたは推奨ＱｏＳインジケータは、より少量のシグナリングですむ。
本発明の別の実施形態は、ハードウェア及びソフトウェアを使用した、上述した様々な実施形態の実現に関係する。本発明の多様な実施形態は、コンピューティング・デバイス（プロセッサ）を使用して実現または実施され得ることが認識される。コンピューティング・デバイスまたはプロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラム可能な論理デバイス等であり得る。本発明の多様な実施形態は、上記のデバイスの組合せによって実施または実現されてもよい。
さらに、本発明の多様な実施形態は、プロセッサで実行されるまたは直接ハードウェアに組み込むソフトウェア・モジュールを用いても実現可能である。また、ソフトウェア・モジュールとハードウェア実装の組合せも可能である。ソフトウェア・モジュールは、コンピュータで読取り可能などんな種類の記憶媒体3/4例えば、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、レジスタ、ハード・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等3/4に記憶されてもよい。
以上の文面において、本発明の様々な実施形態とその変形を説明した。具体的な実施形態の形で示した本発明へのいろいろな変形及び／または修正が、広義に説明された本発明の精神または範囲を逸脱しない限りにおいてなされ得ることは当業者によって理解されるであろう。例えば、本発明は特定のアップリンク・スケジュール方式に関して説明されたが、その他のスケジュール方式も考えられる。
上記の実施形態の大部分は３ＧＰＰベースの通信システムに関連して概説されており、以上の節で使用された用語は３ＧＰＰの用語に主に関係することにさらに留意すべきである。しかし、３ＧＰＰベースのアーキテクチャにかかわる多様な実施形態の用語と説明は、本発明の原理と概念を上記のシステムに限定するように意図されてはいない。
また、前述の背景技術の節で述べた詳細な説明は、本文書に説明した主に３ＧＰＰの特徴を生かした例示的な実施形態をよりよく理解してもらうためのものであり、移動通信ネットワークにおけるプロセス及び機能のここで述べた特定の実現に本発明を限定するものと理解すべきではない。しかしながら、本文書で提案された改良は、背景技術の節で説明したアーキテクチャに容易に適用可能である。さらに、本発明の概念は、３ＧＰＰによって現在検討中のＬＴＥ ＲＡＮに容易に使用することもできる。

Claims (22)

  1. 移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス情報を決定するための方法であり、移動先の基地局によって実行される、
    移動元の無線セルから前記移動先の基地局によって制御された移動先の無線セルへ前記移動ノードのハンドオーバ時に、少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第１の情報を受信するステップと、
    前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、前記移動元の無線セルにおいて測定されたものであり、
    前記移動元の無線セルにおいて測定された前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記受信情報に基づいて、前記少なくとも一つの設定された無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第２の情報を決定するステップと、
    を有する方法。
  2. 前記移動先の基地局は、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記第２の情報に基づいて、前記移動ノードをスケジュールする、請求項１に記載の方法。
  3. 前記移動先の基地局は、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記第２の情報に基づいて、前記移動ノードに無線リソースを割り当てる、請求項１に記載の方法。
  4. 前記移動先の基地局は、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記第２の情報に基づいて、前記移動ノードに適する無線リソース配分情報を決定する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
  5. 前記リソース割当て情報及び無線リソース配分情報は、一つの制御メッセージ中で一緒に、または別個の制御メッセージ中で別々に前記移動ノードへ送信される、請求項３または請求項４に記載の方法。
  6. 前記移動先の基地局は、前記少なくとも一つの設定された無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記情報を、前記移動元の無線セルを制御する移動元の基地局から受信する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
  7. 前記移動先の基地局は、前記少なくとも一つの設定された無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記第１の情報を、前記移動元の基地局からハンドオーバ要求メッセージ中で受信する、請求項６に記載の方法。
  8. 前記移動元の無線セルを制御する移動元の基地局は、前記移動ノードと前記移動元の基地局の間に確立された前記少なくとも一つの無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータを測定する、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
  9. 前記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、前記移動先の基地局は、前記複数の無線ベアラのすべてのまたは一部についての前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータを前記移動元の無線セルを制御する移動元の基地局から受信する、請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法。
  10. 前記移動元の無線セルから前記移動先の無線セルへ前記移動ノードのハンドオーバ時に、前記移動先の基地局は、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する履歴情報を蓄積する、請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
  11. 前記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、無線リソース配分情報は、前記移動ノードが割り当てられた無線リソースを前記複数の設定された無線ベアラに配分する際の優先順位の指示を含んでなる、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
  12. 前記移動先の基地局は、設定された各無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータの値を所定の時間の期間にわたり測定し、前記測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータの値を記録する、請求項１から請求項１１いずれかに記載の方法。
  13. 前記移動先の基地局は、複数の無線ベアラのうちのある無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータの記録された値が所定の値を下回る瞬間を検出し、前記移動ノードが無線リソースを前記複数の設定された無線ベアラに配分する際の優先順位における前記無線ベアラの優先順位を上げる、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記少なくとも一つの無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、所定の時間の期間に無線インタフェースを介して送信が成功した、前記少なくとも一つの無線ベアラの総ビット数を前記期間の長さで割った値を含んでなる、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
  15. 前記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、ある無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、所定の時間の期間に無線インタフェースを介して送信が成功した、その無線ベアラの総ビット数を前記期間の長さで割った値を含んでなる、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
  16. 前記移動先の基地局は、前記少なくとも一つの設定された無線ベアラの、ある時間の期間当りの総ビット数を受信する、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
  17. 無線ベアラに対して最低限のビット・レートが設定されており、前記移動先の基地局は、ある時間の期間当りの総ビット数が前記設定された最低限のビット・レートを下回るか否かを示す、無線ベアラ当りに１ビットを受信する、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
  18. 前記移動ノードに対して複数の無線ベアラが設定されており、前記移動先の基地局は、前記少なくとも一つの無線ベアラについての、前記移動ノードが割り当てられた無線リソースを前記複数の設定された無線ベアラに配分する際の好適な優先順位を受信し、前記好適な優先順位は、前記移動元のセルにおける前記少なくとも一つの無線ベアラの前記測定されたクオリティ・オブ・サービス・パラメータに基づく、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
  19. 移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス情報を決定するための基地局であり、
    移動元の無線セルから前記基地局によって制御された移動先の無線セルへ前記移動ノードのハンドオーバ時に、少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第１の情報を受信するための受信手段と、
    前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、前記移動元の無線セルにおいて測定されたものであり、
    前記移動元の無線セルにおいて測定された前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記受信情報に基づいて、前記少なくとも一つの設定された無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第２の情報を決定するための決定手段と、
    を具備する基地局。
  20. 請求項１から請求項１８のうちのいずれか一つに記載の前記方法を実行するように適合された手段をさらに具備する、請求項１９に記載の基地局。
  21. コンピュータにより読取り可能な媒体であり、基地局のプロセッサにより実行時に、移動ノードに対して設定された少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス情報を決定するように、前記基地局を動作させ、
    移動元の無線セルから前記基地局によって制御された移動先の無線セルへ前記移動ノードのハンドオーバ時に、少なくとも一つの無線ベアラのクオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第１の情報を受信し、前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータは、前記移動元の無線セルにおいて測定されたものであり、
    前記移動元の無線セルにおいて測定された前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する前記受信情報に基づいて、前記少なくとも一つの設定された無線ベアラの前記クオリティ・オブ・サービス・パラメータに関する第２の情報を決定することによって、
    前記基地局にクオリティ・オブ・サービス情報の決定を行なわせる命令を記憶するコンピュータにより読取り可能な媒体。
  22. 前記基地局のプロセッサにより実行時に、請求項１から請求項１８のうちのいずれか一つに記載の前記方法の各ステップを実行するように、前記基地局を動作させる命令をさらに記憶する、請求項２１に記載のコンピュータにより読取り可能な媒体。
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