JP5158378B2 - 移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法 - Google Patents

移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法 Download PDF

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Description

本発明は移動通信ネットワークに関し、排他的ではないが特に３ＧＰＰ規格、又はその均等物若しくは派生物に従って動作するネットワークに関する。本発明は、移動通信ネットワークでのデータパケットの管理にも関する。
この出願は、２００６年８月２２日に出願された英国特許出願第０６１６６８２．１号及び２００６年１０月３日に出願された英国特許出願第０６１９５２４．２号を基礎とする優先権を主張し、これらの特許出願の開示の全てをここに取り込む。
移動通信ネットワークでは、ユーザ機器（ＵＥ）が基地局間でハンドオーバするための要件が存在する。３ＧＰＰでは、近年、ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢへのハンドオーバ（ＨＯ）について制御プレーン（Ｃプレーン）で定義される手順が提案された。当然ながら、当業者ならば３Ｇ通信に適用される様々な頭字語に馴染みがあろうが、一般の読み手のために用語集が添付されている。
Handover of downlink user plane data for RT services, www.3gpp.org - /ftp/tsg ran/WG3 Iu/TSGR3 51 bis/docs/ R3-060454. zip http://www.3qpp.org/ftp/tsq_ran/WG3_Iu/TSGR3_53/docs/R3-061088.zip
当業者による理解を効率的にするために、本発明を３Ｇシステムの文脈の中で詳細に説明するが、ハンドオーバの原理は、移動装置又はユーザ機器（ＵＥ）がいくつかの他の装置（ｅＮｏｄｅＢに相当する）のうちの１つと通信し、システムの対応する要素が必要に応じて変更される他のシステム、例えばＣＤＭＡシステム又は無線システムに適用することも可能である。
現行の３ＧＰＰハンドオーバの提案（例えば、Handover of downlink user plane data for RT services, www.3gpp.org - /ftp/tsg ran/WG3 Iu/TSGR3 51 bis/docs/ R3-060454. zip（非特許文献１）に記載のような）では、リアルタイムサービスの場合、ハンドオーバ実行中に少数のみのダウンリンク（ＤＬ）データパケットをソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢに転送しなければならないことが指摘されてきた。これは、最悪の場合、単一データパケット損失又は送出遅延に繋がる恐れがある。一般に、これらの事象のいずれかが許容される場合があり、当然ながらデータ損失がないことが望ましいが、動作制約を鑑みて不可避であると考えられてきた。一般に、サービスに応じて異なるメカニズムを適用するのではなく、ハンドオーバ実行段階中にリアルタイムサービス及び非リアルタイムサービスの両方に対してユーザデータをソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢに転送すべきであることは合意されている。
本発明によれば、必ずしも複雑なシグナリングを行うことなく、又は大幅なオーバヘッド若しくは遅延をさらに追加せずに、データ損失をハンドオーバ中に実際に回避することができることが提案されている。本発明は、明示的な制御信号を必要とせずに暗黙的なシグナリングによってデータ損失を回避（又は少なくとも低減）することができるという認識に基づく。
本出願人は、近年、ロスレスＨＯ手順を提案した。この提案は、http://www.3qpp.org/ftp/tsq_ran/WG3_Iu/TSGR3_53/docs/R3-061088.zip（非特許文献２）に記載されている。提案されたシステムでは、ソースｅＮｏｄｅＢがＨＯコマンド送信前にデータ送信を停止するが、データ受信は継続し、ＵＥはＨＯコマンドを受信した後、データ送信を停止する。ＨＯコマンド送信後、ソースｅＮｏｄｅＢにおいてＵＥへの送信のためにアクセスゲートウェイから受信されたＤＬデータはバッファリングされ、ＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢとの通信リンクを確立すると、さらなる送出のためにターゲットｅＮｏｄｅＢに送信される。本願は、ソースｅＮｏｄｅＢにおいてデータのバッファリングを管理することができる方法を説明する。完全を期すために、ロスレスハンドオーバに対する当初の提案の説明も提供される。
本発明の第１の態様によれば、ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法であって、ハンドオーバ中に、受信したユーザデータパケットを、移動通信装置に送信する前にターゲットノードにバッファリングすることを含む、方法が提供される。
本発明の第２の態様によれば、移動通信システムのターゲットノードであって、当該ターゲットノードは、
ソースノードからターゲットノードへの移動装置のハンドオーバを要求するハンドオーバ要求を受信する手段と、
ハンドオーバ応答を送信する手段と、
ハンドオーバ中に、移動装置に送信するユーザデータパケットを受信する手段と、
ハンドオーバ完了後、ユーザデータパケットを移動装置に送信する手段と、
ハンドオーバ中に、移動装置に送信する前に、受信したユーザデータパケットをバッファリングする手段と、
を備える、ターゲットノードが提供される。
本発明の第３の態様によれば、移動通信システムのターゲットノードであって、当該ターゲットノードは、
ソースノードからターゲットノードへの移動装置のハンドオーバを要求するハンドオーバ要求を受信するように動作可能な第１の受信器と、
ハンドオーバ応答を送信するように動作可能な第１の送信器と、
ハンドオーバ中に、移動装置に送信するユーザデータパケットを受信するように動作可能な第２の受信器と、
ハンドオーバ完了後、ユーザデータパケットを移動装置に送信するように動作可能な第２の送信器と、
ハンドオーバ中に、移動装置に送信する前に、受信したユーザデータパケットをバッファリングするように動作可能なバッファと、
を備える、ターゲットノードが提供される。
本発明の第４の態様によれば、ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法であって、当該方法は、ソースノードでのハンドオーバ応答の受信に応答して、ユーザ装置からのアップリンクユーザデータパケットの受信を継続しながら、移動通信装置へのダウンリンクユーザデータパケットの転送を停止すること、及びハンドオーバコマンドを移動装置に送信することを含む、方法が提供される。
本発明の第５の態様によれば、移動通信システムのソースノードであって、当該ソースノードは、
ダウンリンクデータパケットを移動通信装置に転送する手段と、
移動通信装置からアップリンクユーザデータパケットを受信する手段と、
ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを示すハンドオーバ応答を受信する手段と、
上記ハンドオーバ応答の受信に応答して、上記受信する手段がユーザ装置からアップリンクユーザデータパケットを受信を継続しながら、上記転送する手段が上記ダウンリンクユーザデータパケットの移動通信装置への転送を停止するように、上記転送する手段を制御する手段と、
上記転送する手段が上記ダウンリンクユーザデータパケットの転送を停止した後、ハンドオーバコマンドを移動装置に送信する手段と、
を備える、ソースノードが提供される。
本発明の第６の態様によれば、ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法であって、ハンドオーバ中に、ハンドオーバユーザデータパケットがソースノードからターゲットノードに転送され、当該方法は、第１のインタフェースを介してソースノードから転送されたデータパケットをターゲットノードで受信すること、及び第２のインタフェースを介して外部ソースからデータパケットを受信すること、データパケットが受信されるインタフェースに基づいて、移動通信装置に送信するデータパケットを順序付けることを含む、方法が提供される。
本発明の第７の態様によれば、通信ネットワークのターゲットノードであって、当該ターゲットノードは、
ソースノードからターゲットノードへの移動装置のハンドオーバ中に、ソースノードからダウンリンクユーザデータパケットを受信する第１のインタフェースと、
外部ソースから移動装置のユーザデータパケットを受信する第２のインタフェースと、
データパケットが受信されるインタフェースに基づいて、移動通信装置に送信するデータパケットを順序付ける手段と、
を備える、ターゲットノードが提供される。
本発明の第８の態様によれば、電気通信システムのソースノードにおいて実行される通信方法であって、当該方法は、
移動通信装置に送信するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を受信すること、
ＳＤＵのコピーをＳＤＵ管理バッファに記憶すること、
ＳＤＵを連結・分割ユニットに渡すことであって、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成する、渡すこと、
移動通信装置に送信するＰＤＵを送信バッファに記憶すること、
ＳＤＵ管理バッファから除去することができるＳＤＵを識別するフィードバックメッセージを、非肯定応答モード（ＵＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵが送信バッファから転送されたとき、又は肯定応答モード（ＡＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵの受信が移動通信装置によって肯定応答されたときに、ＳＤＵ管理バッファに送信すること、
フィードバックメッセージの受信に応答して、識別されたＳＤＵをＳＤＵ管理バッファから除去すること、及び
ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバ中に、上記ＳＤＵ管理バッファに記憶されているＳＤＵに応じて、移動通信装置のＳＤＵをターゲットノードに転送すること、
を含む、方法が提供される。
本発明の第９の態様によれば、電気通信システムのソースノードであって、当該ソースノードは、
移動通信装置に送信するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を受信する手段と、
ＳＤＵのコピーを記憶するＳＤＵ管理バッファと、
ＳＤＵからプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成する連結・分割ユニットと、
ＰＤＵを移動通信装置に送信する前に記憶する送信バッファと、
ＳＤＵ管理バッファから除去することができるＳＤＵを識別するフィードバックメッセージを、非肯定応答モード（ＵＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵが送信バッファから転送されたとき、又は肯定応答モード（ＡＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵの受信が移動通信装置によって肯定応答されたときに、ＳＤＵ管理バッファに送信する手段と、
フィードバックメッセージの受信に応答して、識別されたＳＤＵをＳＤＵ管理バッファから除去する手段と、
当該ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバ中に、上記ＳＤＵ管理バッファに記憶されているＳＤＵに応じて、移動通信装置のＳＤＵをターゲットノードに転送する手段と、
を備える、ソースノードが提供される。
本発明の第１０の態様によれば、電気通信システムの移動通信装置において実行される通信方法であって、当該方法は、
電気通信システムのソースノードに送信するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を受信すること、
ＳＤＵのコピーをＳＤＵ管理バッファに記憶すること、
ＳＤＵを連結・分割ユニットに渡すことであって、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成する、渡すこと、
ソースノードに送信するＰＤＵを送信バッファに記憶すること、
ＳＤＵ管理バッファから除去することができるＳＤＵを識別するフィードバックメッセージを、非肯定応答モード（ＵＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵが送信バッファから転送されたとき、又は肯定応答モード（ＡＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵの受信がソースノードによって肯定応答されたときに、ＳＤＵ管理バッファに送信すること、
フィードバックメッセージの受信に応答して、識別されたＳＤＵをＳＤＵ管理バッファから除去すること、
ソースノードからステータスリポートを受信すること、
当該ステータスリポートの受信の後に、ソースノードからハンドオーバコマンドを受信すること、及び
ターゲットノードへのハンドオーバ完了後、受信したステータスリポートを使用することであって、いずれのＳＤＵを連結・分割ユニットに渡して、ターゲットノードに送信するＰＤＵを形成するかを制御する、使用すること、
を含む、方法が提供される。
本発明の第１１の態様によれば、移動通信装置であって、当該移動通信装置は、
電気通信システムのソースノードに送信するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を受信する手段と、
ＳＤＵのコピーを記憶するＳＤＵ管理バッファと、
ＳＤＵからプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成する連結・分割ユニットと、
ＰＤＵをソースノードに送信する前に記憶する送信バッファと、
ＳＤＵ管理バッファから除去することができるＳＤＵを識別するフィードバックメッセージを、非肯定応答モード（ＵＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵが送信バッファから転送されたとき、又は肯定応答モード（ＡＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵの受信がソースノードによって肯定応答されたときに、ＳＤＵ管理バッファに送信する手段と、
フィードバックメッセージの受信に応答して、識別されたＳＤＵをＳＤＵ管理バッファから除去する手段と、
ソースノードからステータスリポートを受信する手段と、
ステータスリポートを受信した後、ソースノードからハンドオーバコマンドを受信する手段と、
ターゲットノードへのハンドオーバ完了後、受信したステータスリポートを使用する手段であって、いずれのＳＤＵを連結・分割ユニットに渡して、ターゲットノードに送信するＰＤＵを形成するかを制御する、使用する手段と、
を備える、装置が提供される。
本発明の第１２の態様によれば、電気通信ノードのソースノードによって実行される方法であって、当該方法は、
移動通信装置に送信するダウンリンクユーザデータパケットをバッファにバッファリングすること、
ダウンリンクユーザデータパケットを移動通信装置に送信すること、
移動通信装置のターゲットノードへのハンドオーバを示すハンドオーバ応答を受信すること、及び
ＲＬＣステータスリポート又はＨＡＲＱフィードバック情報に応じて、ユーザデータパケットを上記バッファから上記ターゲットノードに選択的に転送すること、
を含む、方法が提供される。
本発明の第１３の態様によれば、電気通信システムのソースノードにおいて実行される通信方法であって、当該方法は、
移動通信装置に送信するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を受信すること、
ＳＤＵのコピーをＳＤＵ管理バッファに記憶すること、
ＳＤＵを連結・分割ユニットに渡すことであって、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成する、渡すこと、
移動通信装置に送信するＰＤＵを送信バッファに記憶すること、
ＳＤＵ管理バッファから除去することができるＳＤＵを識別するフィードバックメッセージを、非肯定応答モード（ＵＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵが送信バッファから転送されたとき、又は肯定応答モード（ＡＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵの受信が移動通信装置によって肯定応答されたときに、ＳＤＵ管理バッファに送信すること、
フィードバックメッセージの受信に応答して、識別されたＳＤＵをＳＤＵ管理バッファから除去すること、及び
ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバ中に、ＲＬＣステータスリポート又はＨＡＲＱフィードバック情報に応じて、移動通信装置のＳＤＵをターゲットノードに選択的に転送すること、
を含む、方法が提供される。
本発明の第１４の態様によれば、電気通信ノードのソースノードであって、当該ソースノードは、
移動通信装置に送信するダウンリンクユーザデータパケットをバッファリングするバッファと、
ダウンリンクユーザデータパケットを移動通信装置に送信する手段と、
移動通信装置のターゲットノードへのハンドオーバを示すハンドオーバ応答を受信する手段と、
ＲＬＣステータスリポート又はＨＡＲＱフィードバック情報に応じて、ユーザデータパケットを上記バッファから上記ターゲットノードに選択的に転送する手段と、
を備える、ソースノードが提供される。
本発明の第１５の態様によれば、電気通信システムのソースノードであって、当該ソースノードは、
移動通信装置に送信するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を受信する手段と、
ＳＤＵのコピーを記憶するＳＤＵ管理バッファと、
プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成する連結・分割ユニットと、
移動通信装置に送信するＰＤＵを記憶する送信バッファと、
ＳＤＵ管理バッファから除去することができるＳＤＵを識別するフィードバックメッセージを、非肯定応答モード（ＵＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵが送信バッファから転送されたとき、又は肯定応答モード（ＡＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵの受信が移動通信装置によって肯定応答されたときに、ＳＤＵ管理バッファに送信する手段と、
フィードバックメッセージの受信に応答して、識別されたＳＤＵをＳＤＵ管理バッファから除去する手段と、
当該ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバ中に、ＲＬＣステータスリポート又はＨＡＲＱフィードバック情報に応じて、移動通信装置のＳＤＵをターゲットノードに選択的に転送する手段と、
を備える、ソースノードが提供される。
本発明の第１６の態様によれば、ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法であって、当該方法は、
ソースノードにおいて、ターゲットノードからのハンドオーバ応答の受信に応答して、ステータスパケットを移動通信装置に送信すると共に、当該ステータスパケットの送信の後に、ソースノードから移動通信装置へのダウンリンクユーザデータの送信を停止すること、及び
移動通信装置において、ソースノードからのハンドオーバコマンドの受信に応答して、ステータスパケットをソースノードに送信すると共に、当該ステータスパケットの送信の後に、移動通信装置からソースノードへのアップリンクユーザデータの送信を停止すること、
を含む、方法が提供される。
本発明の第１７の態様によれば、電気通信システムのソースノードであって、当該ソースノードは、
移動通信装置からアップリンクユーザデータパケットを受信する手段と、
ダウンリンクユーザデータパケットを移動通信装置に送信する手段と、
ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを示すハンドオーバ応答を受信する手段と、
上記ハンドオーバ応答の受信に応答して、移動通信装置から受信したアップリンクデータパケットを示すステータスリポートを生成する手段と、
生成されたステータスリポートを移動通信装置に送信する手段と、
上記ステータスリポートを送信した後、ソースノードから移動通信装置へのダウンリンクユーザデータの送信を停止する手段と、
を備える、ソースノードが提供される。
本発明の第１８の態様によれば、移動通信装置であって、
電気通信システムのソースノードからダウンリンクユーザデータパケットを受信する手段と、
アップリンクユーザデータパケットを上記ソースノードに送信する手段と、
電気通信システムのターゲットノードへのハンドオーバを示すハンドオーバコマンドをソースノードから受信する手段と、
上記ハンドオーバコマンドの受信に応答して、受信されたダウンリンクユーザデータパケットを示すステータスパケットを生成する手段と、
ステータスリポートをソースノードに送信する手段と、
上記ステータスリポートを送信した後、移動通信装置からソースノードへのアップリンクユーザデータパケットの送信を停止する手段と、
を備える、装置が提供される。
本発明の第１９の態様によれば、ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法であって、当該方法は、ソースノードで実行され、
ステータスパケットを移動通信装置から受信すること、及び
受信したステータスパケットに含まれる情報に応じて、ユーザデータパケットをターゲットノードに転送すること、
を含む、方法が提供される。
本発明の第２０の態様によれば、電気通信システムのソースノードであって、当該ソースノードは、
ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを示すハンドオーバ応答をターゲットノードから受信する手段と、
上記ハンドオーバ応答の受信に応答して、ソースノードから移動通信装置へのダウンリンクユーザデータの送信を停止する手段と、
上記ダウンリンクユーザデータの送信を停止した後、ハンドオーバコマンドを上記移動通信装置に送信する手段と、
移動通信装置からステータスパケットを受信する手段と、
受信したステータスパケットに含まれる情報に応じて、ユーザデータパケットをターゲットノードに転送する手段と、
を備える、ソースノードが提供される。
第２１の態様によれば、ノードが、ハンドオーバが進行中であることを「認識」するとき、ユーザデータ送信はシグナリングオーバヘッドをさらに必要とせずに暗黙的に停止する。この解決策は、実行すべき従来のシグナリング動作の原理から離れ、制御プレーン（Ｃプレーン）動作及びユーザプレーン（Ｕプレーン）動作に関連して従来のノードに対する変更を必要とするが、考察した利点を有する。
好ましくは、データパケットはハンドオーバ中にソースノードからターゲットノードに転送され、これによって、外部ソースからターゲットノードに再送信する必要が回避される。
好ましくは、パケットは、送信前にターゲットノードにおいて順序付けられる。順序付けは、ターゲットノードがパケットを受信するためのインタフェースに基づいて暗黙的なシグナリングのさらなる関連使用によってより効率的且つ簡潔にすることができることが分かっている。これは、第２２の態様において独立して提供することができる。
好ましくは、ダウンリンクパケットは、ターゲットノードでバッファリングされる。これは、最小の遅延でパケットを転送するという従来の原理に逆らうように見えるかもしれないが、遅延が小さく、ボイスオーバＩＰ等の時間が重視されるサービスであっても、その純益が有利であり得ることが分かっている。この特徴は、第２３の態様において独立して提供することができる。
好ましくは、ダウンリンク動作をサスペンドすることに加えて、アップリンク動作も暗黙的にサスペンドされ、これは第２４の態様において独立して提供される。
好ましくは、アップリンクパケットは移動装置においてバッファリングされる。第２３の態様のように、これは、最小の遅延でパケットを転送するという従来の原理に逆らうように見えるかもしれないが、遅延が小さく、ボイスオーバＩＰ等の時間が重視されるサービスであっても、その純益が有利であり得ることが分かっている。この特徴は、第２５の態様において独立して提供することができる。
上述した諸態様の特に有利な特徴は、アップリンクデータ送信及びダウンリンクデータ送信を別個にサスペンドすることを容易にすることである。したがって、従来の提案とは逆に、ソースノードは送信をサスペンドするが、ユーザデータの受信を継続することができるため、搬送中のパケットは失われない。これは、第２６の態様において独立して提供することができる。
特徴のそれぞれを独立して提供して利点を提供することができ、例えば、アップリンクパケットをサスペンドせずに、又は異なるメカニズムを使用してアップリンクパケットをサスペンドすることによって、ダウンリンクパケットをサスペンドしてもよく、この逆も同様であるが（これは、ユーザ機器又は基地局のうちの一方のみを変更するほうが容易な場合に有利であり得る）、アップリンクデータ及びダウンリンクデータ両方の暗黙的サスペンドを提供することが特に有利である。同様に、ハンドオーバ中のデータパケットのバッファリングはそれ自体でエアインタフェースの使用を改善することができ、パケットの暗黙的な順序付けは処理を簡易化することができるが、ターゲットノードでのバッファリング及び暗黙的順序付けを含む上述の密に相互関連するが独立した諸特徴がすべて揃うことによって、わずかなオーバヘッドでデータ損失を回避するための高効率的なメカニズムが提供される。
第２７の態様によれば、本発明は、電気通信システムにおいて実行される通信方法であって、当該方法は、移動通信装置に送信するサービスデータユニット（ＳＤＵ）を受信すること、ＳＤＵのコピーをＳＤＵ管理バッファに記憶すること、ＳＤＵを連結・分割ユニットに渡すことであって、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を生成する、渡すこと、移動通信装置に送信するためにＰＤＵを送信バッファに記憶すること、ＳＤＵ管理バッファから除去することができるＳＤＵを識別するフィードバックメッセージを、非肯定応答モード（ＵＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵが送信バッファから転送されたとき、又は肯定応答モード（ＡＭ）データの場合、当該ＳＤＵに対応するＰＤＵの受信が移動通信装置によって肯定応答されたときに、ＳＤＵ管理バッファに送信すること、及びフィードバックメッセージの受信に応答して、識別されたＳＤＵをＳＤＵ管理バッファから除去することを含む、方法を提供する。
この方法は、通信ネットワークのノード又は携帯電話等のユーザ機器で実行することができる。ノードで実行され、且つノードがターゲットノードからハンドオーバ応答を受信する場合、ソースノードは、移動通信装置へのユーザデータパケットの転送を停止し、ＳＤＵ管理バッファに記憶されたＳＤＵをターゲットノードに転送する。
好ましくは、ソースノードは、ユーザデータパケットの移動通信装置への転送を停止した後、移動通信装置からのユーザデータパケットの受信を継続する。受信データパケットが、任意のＡＭ ＰＤＵに対する肯定応答を含み、且つ適切であれば、別のフィードバックメッセージがＳＤＵ管理バッファに送信されて、ＳＤＵが、ターゲットノードに転送される前にＳＤＵ管理バッファから除去される。
ソースノードから転送され、ターゲットノードで受信されたＳＤＵは、ソースノードからターゲットモードへのハンドオーバが完了した後、移動通信装置に送信される。
ＡＭモードデータの場合、フィードバックメッセージは、ＰＤＵ再送信バッファ及び管理エンティティがＳＤＵに対応するすべてのＰＤＵの肯定応答受信を受信した後、ＰＤＵ再送信バッファ及び管理エンティティからＳＤＵ管理バッファに送信される。
ＵＭモードデータの場合、フィードバックメッセージは、ＳＤＵに対応するすべてのＰＤＵが送信バッファから転送された後、送信バッファによってＳＤＵ管理バッファに送信される。
第２８の態様によれば、本発明は、ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法であって、当該方法は、
ソースノードにおいて、ターゲットモードからのハンドオーバ応答の受信に応答して、ステータスパケットを移動通信装置に送信すると共に、当該ステータスパケットの送信の後に、ソースノードから移動通信装置へのダウンリンクユーザデータの送信を停止すること、及び
移動通信装置において、ソースノードからのハンドオーバコマンドの受信に応答して、ステータスパケットをソースノードに送信すると共に、当該ステータスパケットの送信の後に、移動通信装置からソースノードへのアップリンクユーザデータの送信を停止すること、
を含む、方法を提供する。
この方法は、上記第２７の態様の方法に加えて実施してもよく、又はその方法と別個に実施してもよい。
一実施の形態では、ソースノードが移動通信装置から受信するステータスパケットに含まれる情報は、ソースノードからターゲットノードに転送される、ソースノードによって保持されるユーザデータパケットの選択に使用される。
第２９の態様によれば、本発明は、ソースノードからターゲットノードへの移動通信装置のハンドオーバを容易にする方法であって、当該方法は、ソースノードで実施され、ターゲットノードからのハンドオーバ応答の受信に応答して、
ソースノードから移動通信装置へのダウンリンクユーザデータの送信を停止すること、
上記ダウンリンクユーザデータの送信停止後、ハンドオーバコマンドを上記移動通信装置に送信すること、
ステータスパケットを移動通信装置から受信すること、及び
受信したステータスパケットに含まれる情報に応じてユーザデータパケットをターゲットノードに転送すること、
を含む、方法を提供する。
この方法は、上述した第２８及び第２９の態様の方法に加えて実施してもよく、又はこれらとは別個に実施してもよい。
理解しやすいように、本発明を３Ｇ ｅＮｏｄｅＢ間でハンドオーバする文脈の中で説明するが、諸原理は異なるネットワークのノード間、例えば３Ｇネットワークと別のネットワークとの間のハンドオーバに拡張可能である。
本発明は、開示される全方法に対して、対応する機器で実行される対応するコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品、機器自体（ユーザ機器、ノード、又はそれらの構成要素）、及び機器を更新する方法を提供する。
これより、本発明の例示的な実施の形態を、添付図面を参照して例として説明する。
本発明の例示的な第１の実施形態を適用可能な移動通信システムを示す概略図である。 例示的な第１の実施形態による基地局を示す概略図である。 例示的な第１の実施形態による移動通信装置を示す概略図である。 関連するハンドオーバプロセスを示す図である。 例示的な第１の実施形態による変更されたハンドオーバプロセスを示す図である。 本発明の例示的な第２の実施形態を適用可能な１つのタイプの移動通信システムを示す概略図である。 図６に示すシステムの一部を成す基地局を示す概略図である。 図６に示すシステムの一部を成す移動通信装置を示す概略図である。 移動通信装置と基地局との間の通信の制御に使用される通信ソフトウェアの一部を成すプロトコルスタックの一部を示す図である。 関連するハンドオーバプロセスを示す図である。 変更されたハンドオーバプロセスを示す図である。 ハンドオーバプロセス中の肯定応答モードデータパケットのバッファリングを管理する外部ＡＲＱエンティティの動作を示す図である。 ハンドオーバプロセス中の非肯定応答モードデータパケットのバッファリングを管理する外部ＡＲＱエンティティの動作を示す図である。
図１〜図５を参照して、本発明の例示的な第１の実施形態をこれより説明する。
図１は、携帯電話（ＭＴ）３−０、３−１、及び３−２のユーザが基地局５及び通信ネットワーク７を介して他のユーザ（図示せず）と通信することができる移動（セルラ）通信システム１を概略的に示す。この実施形態（すなわち、本発明の例示的な第１の実施形態）では、基地局５は、携帯電話３に送信すべきデータが複数のサブキャリアに変調される直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技法を使用する。携帯電話３のサポートされる帯域幅及び携帯電話３に送信されるデータ量に応じて、異なるサブキャリアが各携帯電話３に割り当てられる。この実施形態では、基地局５は、基地局の帯域幅にわたって動作している携帯電話３の均一分布を維持しようと試みるためにデータを各携帯電話３に搬送するために使用されるサブキャリアも割り当てる。
基地局
図２は、この実施形態において使用される基地局５の主要構成要素を示すブロック図である。図示のように、基地局５は、１つ又は複数のアンテナ２３を介して（上述したサブキャリアを使用して）携帯電話３と信号を送受信するように動作可能であると共に、ネットワークインタフェース２５を介して電話網７と信号を送受信するように動作可能である送受信回路２１を備える。送受信回路２１の動作は、メモリ２９内に記憶されているソフトウェアに従ってコントローラ２７によって制御される。このソフトウェアは、特に、オペレーティングシステム３１及びダウンリンクスケジューラ３３を含む。ダウンリンクスケジューラ３３は、携帯装置３との通信において送受信回路２１が送信すべきユーザデータパケットをスケジュールするように動作可能である。ソフトウェアはハンドオーバモジュール３５も含み、その動作を以下に説明する。
携帯電話
図３は、図１に示す各携帯電話３の主要構成要素を概略的に示す。図示のように、携帯電話３は、１つ又は複数のアンテナ７３を介して基地局５と信号を送受信するように動作可能な送受信回路７１を備える。図示のように、携帯電話３は、携帯電話３の動作を制御し、送受信回路７１に接続されると共に、ラウドスピーカ７７、マイクロホン７９、ディスプレイ８１、及びキーパッド８３に接続されるコントローラ７５も備える。コントローラ７５は、メモリ８５内に記憶されているソフトウェア命令に従って動作する。図示のように、これらのソフトウェア命令は、特に、オペレーティングシステム８７を含む。この実施形態では、メモリはアップリンクデータバッファ８９も提供する。ハンドオーバプロセスを制御するソフトウェアはハンドオーバモジュール９１によって提供され、その動作を以下に説明する。
上述の説明において、理解しやすくするために、基地局及び移動装置は両方とも、本発明の諸特徴のうちの特定の特徴を実装する別個のハンドオーバモジュールをそれぞれ有するものとして説明される。例えば、既存のシステムが本発明を実施するように変更された特定の用途の場合、特徴はこのように提供することができるが、他の用途、例えば、本発明の特徴を最初から念頭に置いて設計されたシステムでは、ハンドオーバ特徴をオペレーティングシステム全体又はコードに組み込むことができ、したがって、ハンドオーバモジュールが離散エンティティとして認識可能でなくてもよい。
関連するハンドオーバプロトコルの説明
本発明の諸特徴をさらに詳細に説明する前に、図４を参照して、関連するハンドオーバプロトコルを要約することが有用であろう。制御プレーンに関連するシグナリングフローは、さらなる考察の基礎として解釈される。シグナリングシーケンスについてのＴＲ２５．９１２からの説明も含まれる。
１）ソースｅＮｏｄｅＢ内のＵＥコンテキストは、接続確立時又は最後のＴＡ更新時に提供されるローミング制限に関する情報を含む。
２）ソースｅＮｏｄｅＢエンティティは、エリア制限情報に従ってＵＥ測定手順を構成する。ソースｅＮｏｄｅＢエンティティによって提供される測定は、ＵＥの接続モビリティを制御する機能を支援することができる。
３）おそらく追加のＲＲＭ固有情報によって支援される、ＵＥ及びソースｅＮｏｄｅＢからの測定結果に基づいて、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥをターゲットｅＮｏｄｅＢによって制御されるセルにハンドオーバすると判断する。
４）ソースｅＮｏｄｅＢは、ハンドオーバ要求をターゲットｅＮｏｄｅＢエンティティに発行し、ターゲット側でハンドオーバの準備をするために必要な情報を渡す。ターゲットｅＮｏｄｅＢは要求される資源を構成する。
５）ターゲットｅＮｏｄｅＢが資源を認可することができる場合、アドミッション制御がターゲットｅＮｏｄｅＢによって実行され、ハンドオーバが成功する可能性を高める。
６）ハンドオーバ準備がターゲット側で終了し、ＵＥがターゲット側に向けて無線経路を再構成するための情報が、ソースｅＮｏｄｅＢに渡される。
Ａ）ステップ７）〜１２）は、ハンドオーバ提供中のデータトスの回避を意味する。
７）ソースｅＮｏｄｅＢエンティティは、ハンドオーバを実行するようにＵＥに命令し、ターゲット側の無線資源情報が含まれる。
８）ＵＥはターゲット側で同期を得る。
９）ＵＥは、セルへのアクセスに成功すると、ハンドオーバが完了したことのインジケーションをターゲットｅＮｏｄｅＢに送信する。
１０）ＵＥがセルを変更したことがＭＭＥ／ＵＰＥに通知される。ＵＰＥは、データ経路をターゲット側に切り替え、任意のＵプレーン／ＴＮＬ資源をソースｅＮｏｄｅＢに向けて解放することができる。
１１）ＭＭＥ／ＵＰＥは、ハンドオーバ完了ＡＣＫメッセージを使用してハンドオーバ完了メッセージを確認する。
１２）ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソース側での資源の解放をトリガする。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、メッセージ９を受信後、このメッセージを直接送信することができる。
１３）資源解放メッセージを受信すると、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥコンテキストに関連して無線及びＣプレーンに関連する資源を解放することができる。ソースｅＮｏｄｅＢは、実施依存メカニズムが、データ転送を停止することができ、Ｕプレーン／ＴＮＬ資源を解放することができると判断するまで、データ転送の実行を継続するべきである。
１４）新しいセルが新しい追跡エリアのメンバである場合、ＵＥはＭＭＥ／ＵＰＥに登録する必要があり、次にＭＭＥ／ＵＰＥはターゲット側のエリア制限情報を更新する。
以下の説明は、肯定応答モードＲＬＣに主に適用されるが、ＬＴＥの外部ＡＲＱエンティティはすべての態様においてＲＬＣと同一であるわけではない。ＶｏＩＰ及びストリーミング等のリアルタイムアプリケーションに利用される非肯定応答モードＲＬＣエンティティの仕様も、肯定応答モードエンティティと比較して異なる処理が適用される場合は常に明らかにされる。
コンテキスト及びデータを転送して、ｅＮｏｄｅＢ間ロスレスハンドオーバをサポートするために、本発明者らは、ソースｅＮｏｄｅＢがハンドオーバ中にデータ伝送ステータスをそれ自体とターゲットデータｅＮｏｄｅＢとの間で同期可能であることが望ましいことを理解した。これから、本発明者らは、データフローが望ましくは、ユーザプレーンデータの中断時間が最小になることを考慮して、ハンドオーバ実行段階中の適切な時点に停止されるべきであると結論付けた。しかし、追加のシグナリングを通じてデータ伝送を停止すると、全体ハンドオーバ時間を増大させる可能性があり、これは問題であるため、この所望要件を満たすことは容易ではない。本発明者らは、ユーザデータ転送プロセス内にハンドオーバプロセスの何らかの「実現（realisation）」を内蔵するように従来の構成を変更することによって、ハンドオーバ実行時にデータ送信をソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥ（一方又は両方、好ましくは両方）において暗黙的に停止可能なことを理解した。望ましいさらなる特徴は、利用される転送がＲＬＣ ＳＤＵベースか、それともＲＬＣ ＰＤＵベースかに関わりなく、ターゲットＥＮＢ又はＵＥによって無線で伝送される複製パケット数が最小化されることである。
本発明者らは、図４のシグナリングシーケンスを図５に示すように変更することを提案し、図５は、本発明者らが提案するＤＬ及びＵＬでのデータ送信を停止するタイミングを示すと共に、説明される変更シーケンスの詳細を示す。以下に、このデータフロー停止手法がＬＴＥの高速ロスレスハンドオーバの達成をどのように容易にするかを説明する。
図５を参照して、ＬＴＥ内アクセスモビリティサポートのための情報フローを説明する。
１）ソースｅＮｏｄｅＢ内のＵＥコンテキストは、接続確立時又は最後のＴＡ更新時に提供されたローミング制限に関する情報を含む。
２）ソースｅＮｏｄｅＢエンティティは、エリア制限情報に従ってＵＥ測定手順を構成する。ソースｅＮｏｄｅＢエンティティによって提供される測定は、ＵＥの接続モビリティを制御する機能を支援することができる。
３）おそらく追加のＲＲＭ固有情報によって支援される、ＵＥ及びソースｅＮｏｄｅＢからの測定結果に基づいて、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥをターゲットｅＮｏｄｅＢによって制御されるセルにハンドオーバすると判断する。
４）ソースｅＮｏｄｅＢは、ハンドオーバ要求をターゲットｅＮｏｄｅＢエンティティに発行し、ターゲット側でハンドオーバの準備をするために必要な情報を渡す。ターゲットｅＮｏｄｅＢは要求される資源を構成する。
５）ターゲットｅＮｏｄｅＢが資源を認可することができる場合、アドミッション制御がターゲットｅＮｏｄｅＢによって実行され、ハンドオーバが成功する可能性を高める。
６）ハンドオーバ準備がターゲット側で終了し、ＵＥがターゲット側に向けて無線経路を再構成するための情報が、ソースｅＮｏｄｅＢに渡される。
７）このステップは以下のサブステップから成る。
ａ．ＨＯコマンドを下位レイヤに提出する前に、ｅＮＢ内のＲＲＣエンティティは、ＲＬＣエンティティがいずれのＲＬＣ ＰＤＵも下位レイヤに提出しないように、ＲＬＣ ＵＰエンティティにＤＬ送信を停止するように命令する。ＵＬ受信は継続することができる。受信側エンティティがＵＭ ＲＬＣエンティティの場合、ＳＤＵを含むすべてのＰＤＵが受信されるとすぐにＳＤＵが再び組み立てられて上位レイヤに転送される。ＡＭ ＲＬＣエンティティに関しては、ピギーバックＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックがＡＭＤ ＰＤＵ内に見つけられる場合、これはＡＭ ＲＬＣエンティティの送信側にある再送信バッファ及び管理ユニットに送出され、明確に肯定応答されたＡＭＤ ＰＤＵがバッファからパージされる。
ｂ．ソースｅＮＢエンティティはＨＯを実行するようにＵＥに命令し、ターゲット側の無線資源情報が含まれる。
ｃ．ＵＥ内のＲＲＣエンティティは、ＨＯコマンドを受信すると、ＲＬＣ ＵＰエンティティにＵＬ送信を停止するように命令する。ＵＥは、この後、ターゲットｅＮｏｄｅＢにおいてＬ１／Ｌ２シグナリングを即座に開始する。
ｄ．ユーザプレーンデータ送信は両方向で停止するため、ソースｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮＢとターゲットｅＮＢとの間でデータ伝送ステータスを正確に同期させることができ、この後、ＤＬ ＳＤＵ転送を随時開始することができる。
８）ＵＥはターゲット側において同期を得る。
９）ＵＥは、セルへのアクセスに成功すると、ハンドオーバが完了したというインジケーションをターゲットｅＮｏｄｅＢに送信する。
１０ａ）ハンドオーバ完了を下位レイヤに提出した後、ＵＥ内のＲＲＣエンティティは、ＲＬＣ ＵＰエンティティにＵＬ ＵＰトラフィックを再開するように命令する。
１０ｂ）ｅＮｏｄｅＢ内のＲＲＣエンティティは、ハンドオーバ完了を受信すると、ＲＬＣエンティティにＤＬトラフィックを再開するように命令する。ｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮｏｄｅＢから受信した転送ＤＬパケットの送信を開始する。
１１）ＵＥがセルを変更したことがＭＭＥ／ＵＰＥに通知される。ＵＰＥは、データ経路をターゲット側に切り替え、任意のＵプレーン／ＴＮＬ資源をソースｅＮｏｄｅＢに向けて解放することができる。
１２）ＭＭＥ／ＵＰＥは、ハンドオーバ完了ＡＣＫメッセージを使用してハンドオーバ完了メッセージを確認する。
１３）ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソース側での資源の解放をトリガする。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、メッセージ９を受信後、このメッセージを直接送信することができる。
１４）資源解放メッセージを受信すると、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥコンテキストに関連して無線及びＣプレーンに関連する資源を解放することができる。ソースｅＮｏｄｅＢは、実施依存メカニズムが、データ転送を停止することができ、Ｕプレーン／ＴＮＬ資源を解放することができると判断するまで、データ転送の実行を継続するべきである。
１５）新しいセルが新しい追跡エリアのメンバである場合、ＵＥはＭＭＥ／ＵＰＥに登録する必要があり、次にＭＭＥ／ＵＰＥはターゲット側のエリア制限情報を更新する。
上記に示したデータフローを停止する正確なタイミングは、本発明者らが考案した以下の（別個の）要件を満たす助けとなる。
Ｉ．リアルタイムサービス及び非リアルタイムサービスの両方に対して統一されたロスレスハンドオーバメカニズム
ＩＩ．ユーザプレーンデータの最小中断時間
ＩＩＩ．ｅＮｏｄｅＢ及びＵＥによる複製パケット送信の最小化
要件Ｉは、ＤＬデータパケットをバッファリングし、ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢに転送することが可能なＲＬＣエンティティを有することによって満たされる。ＵＥでは、ＵＬ送信が停止されてからＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢに切り替えられるまで、ＲＬＣエンティティがアプリケーションによって生成されたデータパケットをバッファリングすることができる。これには、ＵＥが従来のＵＥには存在しないバッファリングを提供することが要求されるが、実施にそれ程問題はないであろう。データフローを暗黙的に停止することによって、ソースｅＮｏｄｅＢは、データ伝送ステータスをソースｅＮｏｄｅＢとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間で同期させることができる。これは、ソースｅＮｏｄｅＢが、ＡＭ ＲＢの送信バッファ及び再送信バッファ並びにＵＭ ＲＢの送信バッファ内のデータに基づいて（これらはデータフローが停止した後、静止したままであるため）、ターゲットｅＮｏｄｅＢに転送する必要のあるＤＬ ＳＤＵがいずれであるかを正確に知ることができるためである。
要件ＩＩに関しては、ＵＬ方向並びにＤＬ方向でのデータフロー停止に関わる明示的な（追加の）シグナリングがないため、ユーザプレーンデータの中断時間の増大はない。
さらに、ＤＬデータが停止される時点は、中断時間が最小になるように本発明による考慮事項に従って最適になるように選択される。ｅＮｏｄｅＢがＤＬデータのスケジュールを継続する場合、ＵＥは、ハンドオーバコマンドを受信してすぐにターゲットセルと同期しようと試みるため、これらのデータパケットを首尾良く受信又はこれらのデータパケットに対して肯定応答することができなくなる。最終的には、これらのパケットをターゲットｅＮｏｄｅＢに転送する必要があり、ターゲットｅＮｏｄｅＢを通じて再び送信する必要があり、これはエアインタフェース帯域幅の非効率な使用に繋がる。従来の考えによれば、ＶｏＩＰ等のリアルタイムサービスの場合、データ停止がサービスにとって有害であると論じられ得るが、本発明者らは、ｅＮｏｄｅＢがＤＬパケットの送信を継続する場合、ＵＥが、ターゲットセルと同期しようと試みている間にＤＬパケットを受信することができないときにＤＬパケットを回復することができるメカニズムがなく、これは実際に少なくとも問題であり得ることを認めた。しかし、本発明者らは、データフローが停止され、パケット転送メカニズムが利用される場合、ＤＬでのパケット損失をなくす可能性があり、ＵＥへのデータパケット送出遅延があり得るが、これによって破棄される可能性があるパケット数は最悪の場合でもたった１つであることを認めた。しかし、これらはプレイアウトバッファを通じて補償することができる。
同様に、ＵＥは、ターゲットセルと同期を得ようと試みている間にＵＬでの送信を継続する場合、ソースｅＮｏｄｅＢから肯定応答を受信することができないことがあり、ＵＥは、ＵＬ方向においてこれらのＡＭ ＲＬＣパケットをターゲットｅＮｏｄｅＢに再送信する必要がある場合があり、エアインタフェース帯域幅の非効率な使用に繋がる。リアルタイムサービスの場合、ＵＥがターゲットセルと同期を得ようと試みている間にＵＬ方向において送信したパケットは、ＵＬでの無線電波不良状況に起因して失われる恐れがあり、データフローが停止されない場合には回復することができない。したがって、遅延をプレイアウトバッファによって受信側で補償可能としながら、ハンドオーバ実行中に、リアルタイムサービスに対してであってもＵＬデータフローを停止することによってＵＬでのいかなるパケット損失も回避することが有利である。
さらに、ハンドオーバコマンドがｅＮｏｄｅＢによって送信された後、データ送信がＵＬ及びＤＬの両方向で継続される場合、ソースｅＮｏｄｅＢでの送信バッファ及び再送信バッファ内のパケットの動的な性質によって、データ伝送ステータスのソースデータｅＮｏｄｅＢとターゲットデータｅＮｏｄｅＢとの間での同期は複雑化し、結果として、ＮＲＴサービスにロスレスハンドオーバを保証するために、複製パケットがターゲットｅＮｏｄｅＢによってＤＬにおいて、またＵＥによってＵＬにおいて再送信されることになり、エアインタフェース帯域幅の非効率な使用に繋がる。非効率なエアインタフェース帯域幅の使用があるが、ターゲットｅＮＢ及びＵＥはロスレスＨＯを保証することができる。しかし、ＵＭモードを使用するＶｏＩＰ等のリアルタイムサービスの場合、ソースによって送信され、ターゲットに正しく受信されないデータパケットは失われることになり、回復することができない。したがって、ＲＴ及びＮＲＴの両サービスに対して統一してデータフローを停止することによって、ＮＲＴベアラに対するエアインタフェースのより良好な資源利用及びＲＴサービスの場合でのデータ損失の回避が助けられる。
データフローを停止する明確な時間を有することの別の利点は、ソースｅＮｏｄｅＢからＸ２インタフェースで転送されたＤＬデータパケットがまずＵＥに送信され、その後、ＡＧＷから受信したデータがＳ１インタフェースでＵＥに送信される場合、ターゲットｅＮｏｄｅＢでの簡易化された暗黙的再順序付けを達成することができることである。
上記考察から、中断時間及び複製パケットの送信を最小に抑えることを目指しながら、ｅＮｏｄｅＢ間ロスレスハンドオーバをサポートするために、ＲＴ及びＮＲＴの両サービスに対してハンドオーバ実行中にＵＬデータ送信及びＤＬデータ送信を停止することが望ましいように見える。
本明細書において、中断時間及び複製パケットの送信を最小に抑えることを目指し、コンテキスト転送を簡易化すると共に、ターゲットｅＮｏｄｅＢでの再順序付けをしながら、ｅＮｏｄｅＢ間ロスレスハンドオーバをサポートするメカニズムを詳細に開示する。
３ＧＰＰ用語集
ＬＴＥ−（ＵＴＲＡＮの）長期発展型
ｅＮＢ−Ｅ−ＵＴＲＡＮＮｏｄｅＢ
ＵＥ−ユーザ機器−移動通信装置
ＤＬ−ダウンリンク−基地局から移動装置へのリンク
ＵＬ−アップリンク−移動装置から基地局へのリンク
ＭＭＥ−モビリティ管理エンティティ
ＵＰＥ−ユーザプレーンエンティティ
ＨＯ−ハンドオーバ
ＲＬＣ−無線リンク制御
ＲＲＣ−無線資源制御
ＳＤＵ−サービスデータユニット
ＰＤＵ−プロトコルデータユニット
ＴＡ−追跡エリア
ＵＰ−ユーザプレーン
ＴＮＬ−トランスポートネットワークレイヤ
Ｓ１インタフェース−ＡＧＷとｅＮＢとの間のインタフェース
Ｘ２インタフェース−２つのｅＮＢ間のインタフェース
図６〜図１３を参照して、本発明の例示的な第２の実施形態を以下に説明する。
概観
図６は、携帯電話（ＭＴ）３−０、３−１、及び３−２のユーザが基地局５−１又は５−２のうちの一方及び電話網７を介して他のユーザ（図示せず）と通信することができる移動（セルラ）通信システム１を概略的に示す。この実施形態（すなわち、本発明の例示的な第２の実施形態）では、基地局５は、携帯電話３に送信すべきデータが複数のサブキャリアに変調される直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技法を使用する。携帯電話３のサポートされる帯域幅及び携帯電話３に送信されるデータ量に応じて、異なるサブキャリアが各携帯電話３に割り当てられる。この実施形態では、基地局５は、基地局の帯域幅にわたって動作している携帯電話３の均一分布を維持しようとしてデータを各携帯電話３に搬送するために使用されるサブキャリアも割り当てる。携帯電話３がソース基地局（例えば、基地局５−１）のセルからターゲット基地局（例えば、基地局５−２）に移動すると、ハンドオーバプロセスを制御するために、ハンドオーバ（ＨＯ）手順（プロトコル）が、ソース基地局５、ターゲット基地局５、及び携帯電話３において実行される。
基地局
図７は、この実施形態において使用される各基地局５の主要構成要素を示すブロック図である。図示のように、各基地局５は、１つ又は複数のアンテナ２３を介して（上述したサブキャリアを使用して）携帯電話３と信号を送受信するように動作可能であると共に、ネットワークインタフェース２５を介して電話網７と信号を送受信するように動作可能である送受信回路２１を備える。送受信回路２１の動作は、メモリ２９内に記憶されているソフトウェアに従ってコントローラ２７によって制御される。このソフトウェアは、特に、オペレーティングシステム３１及びダウンリンクスケジューラ３３を含む。ダウンリンクスケジューラ３３は、携帯装置３との通信において送受信回路２１が送信すべきユーザデータパケットをスケジュールするように動作可能である。ソフトウェアはハンドオーバモジュール３５も含み、その動作を以下に説明する。
携帯電話
図８は、図６に示す各携帯電話３の主要構成要素を概略的に示す。図示のように、携帯電話３は、１つ又は複数のアンテナ７３を介して基地局５と信号を送受信するように動作可能な送受信回路７１を備える。図示のように、携帯電話３は、携帯電話３の動作を制御し、送受信回路７１に接続されると共に、ラウドスピーカ７７、マイクロホン７９、ディスプレイ８１、及びキーパッド８３に接続されるコントローラ７５も備える。コントローラ７５は、メモリ８５内に記憶されているソフトウェア命令に従って動作する。図示のように、これらのソフトウェア命令は、特に、オペレーティングシステム８７を含む。この実施形態では、メモリはアップリンクデータバッファ８９も提供する。ハンドオーバプロセスを制御するソフトウェアはハンドオーバモジュール９１によって提供され、その動作を以下に説明する。
上述の説明において、理解しやすくするために、基地局５及び移動装置３は両方とも、携帯電話３がソース基地局からターゲット基地局に移動する際に、ハンドオーバ手順を制御する別個のハンドオーバモジュールをそれぞれ有するものとして説明される。例えば、既存のシステムが本発明を実施するように変更された特定の用途の場合、特徴はこのように提供することができるが、他の用途、例えば、本発明の特徴を最初から念頭に置いて設計されたシステムでは、ハンドオーバ特徴をオペレーティングシステム全体又はコードに組み込むことができ、したがって、ハンドオーバモジュールが離散エンティティとして認識可能でなくてもよい。
関連するハンドオーバプロトコルの説明
以下の説明では、ＵＴＲＡＮの長期発展型（ＬＴＥ）で使用される用語を使用する。したがって、基地局を変更している携帯電話３はＵＥと呼ばれ、ソース基地局５−１はソースｅＭｏｄｅＢと呼ばれ、ターゲット基地局５−２はターゲットｅＮｏｄｅＢと呼ばれる。ＬＴＥに使用されるプロトコルエンティティは、ＬＴＥの下では外部ＡＲＱエンティティと呼ばれる無線リンク制御（ＲＬＣ）エンティティを除き、ＵＭＴＳで使用される名称と同じ名称を有する。ＬＴＥの外部ＡＲＱエンティティは、ＵＭＴＳのＲＬＣエンティティの機能と略同じ（であるが、同一ではない）機能を有する。
図９は、ＵＥ及びｅＮｏｄｅＢで使用されるプロトコルスタックの部分（下位の３つのレイヤ）を示す。第１のレイヤは、無線通信チャネルを介してデータの実際の伝送を担う物理レイヤ（Ｌ１）である。この上には、２つのサブレイヤ、すなわちエアインタフェースへのアクセス制御を担う媒体アクセス制御レイヤ（Ｌ２／ＭＡＣ）と、データパケットの連結及び分割、パケットの肯定応答、及び必要な場合のデータパケット再送信を担う外部ＡＲＱレイヤ（Ｌ２／ＯＡＲＱ）とに分割される第２のレイヤ（Ｌ２）がある。第２のレイヤの上には、ｅＮｏｄｅＢとＵＥとの間のエアインタフェースに使用される無線資源の制御を担う無線資源制御（ＲＲＣ）レイヤ（Ｌ３／ＲＲＣ）がある。図示のように、Ｌ２／外部ＡＲＱレイヤは、Ｃプレーンデータの伝送管理に使用されるいくつかの外部ＡＲＱエンティティ９５及びＵプレーンデータの伝送管理に使用されるいくつかの外部ＡＲＱエンティティ９７を含む。
図１０は、ＴＲ２５．９１２に規定されるハンドオーバを制御する関連する制御プレーン（Ｃプレーン）シグナリングシーケンスを示す。図示のように、シーケンスは以下のように進む。
１）ソースｅＮｏｄｅＢ内のＵＥコンテキストは、接続確立時又は最後のＴＡ（追跡エリア）更新時に提供されたローミング制限に関する情報を含む。
２）ソースｅＮｏｄｅＢエンティティは、エリア制限情報に従ってＵＥ測定手順を構成する。ソースｅＮｏｄｅＢエンティティによって提供される測定は、ＵＥの接続モビリティを制御する機能を支援することができる。
３）おそらく追加の無線資源管理（ＲＲＭ）固有情報によって支援される、ＵＥ及びソースｅＮｏｄｅＢからの測定結果に基づいて、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥをターゲットｅＮｏｄｅＢによって制御されるセルにハンドオーバすると判断する。
４）ソースｅＮｏｄｅＢは、ハンドオーバ要求をターゲットｅＮｏｄｅＢエンティティに発行し、ターゲット側でハンドオーバの準備をするために必要な情報を渡す。ターゲットｅＮｏｄｅＢは要求される資源を構成する。
５）ターゲットｅＮｏｄｅＢが資源を認可することができる場合、アドミッション制御がターゲットｅＮｏｄｅＢによって実行され、ハンドオーバが成功する可能性を高める。
６）ハンドオーバ準備がターゲット側で終了し、ＵＥがターゲット側に向けて無線経路を再構成するための情報が、ソースｅＮｏｄｅＢに渡される。
７）ソースｅＮｏｄｅＢエンティティは、ハンドオーバを実行するようにＵＥに命令し、この命令にはターゲット側の無線資源情報が含まれる。
８）ＵＥはターゲット側で同期を得る。
９）ＵＥは、セルへのアクセスに成功すると、ハンドオーバが完了したことのインジケーションをターゲットｅＮｏｄｅＢに送信する。
１０）モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）／ユーザプレーンエンティティ（ＵＰＥ）（ＡＧＷでの２つの論理エンティティであり、ＭＭＥはプレーン管理用であり、ＵＰＥはＵプレーン管理用である）。これらは両方とも１つのノード内にあってよく、ＡＧＷは、ＵＥがセルを変更したことを通知されるものと仮定する。ＵＰＥは、データ経路をターゲット側に切り替え、ユーザプレーン（Ｕプレーン）資源又はトランスポートネットワークレイヤ（ＴＮＬ）資源をソースｅＮｏｄｅＢに向けて解放することができる。
１１）ＭＭＥ／ＵＰＥは、ハンドオーバ完了ＡＣＫメッセージを使用してハンドオーバ完了メッセージを確認する。
１２）ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソース側での資源の解放をトリガする資源解放メッセージをソースｅＮｏｄｅＢに送信する。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、メッセージ９を受信後、このメッセージを直接送信することができる。
１３）資源解放メッセージを受信すると、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥコンテキストに関連して無線及び制御プレーン（Ｃプレーン）に関連する資源を解放することができる。ソースｅＮｏｄｅＢは、実施依存メカニズムが、データ転送を停止することができ、Ｕプレーン／ＴＮＬ資源を解放することができると判断するまで、ターゲットｅＮｏｄｅＢへのデータ転送の実行を継続するべきである。
１４）新しいセルが新しい追跡エリアのメンバである場合、ＵＥはＭＭＥ／ＵＰＥに登録する必要があり、次にＭＭＥ／ＵＰＥはターゲット側のエリア制限情報を更新する。
以下の説明は、データパケットの受信が受信機によって肯定応答される肯定応答モード（ＡＭ）無線リンク制御（ＲＬＣ）に主に適用されるが、外部ＡＲＱエンティティ（ＬＴＥのＲＬＣと等価）はすべての態様においてＲＬＣと同一であるわけではない。ＶｏＩＰ及びストリーミング等のリアルタイムアプリケーションに利用される非肯定応答モード（ＵＭ）外部ＡＲＱエンティティの仕様も、肯定応答モードエンティティと比較して異なる処理が適用される場合は常に明らかにされる。
コンテキスト及びデータを転送して、ｅＮｏｄｅＢ間ロスレスハンドオーバをサポートするために、本発明者らは、ソースｅＮｏｄｅＢがハンドオーバ中にデータ伝送ステータスをそれ自体とターゲットｅＮｏｄｅＢとの間で同期可能であることが望ましいことを理解した。これから、本発明者らは、データフローが望ましくは、ユーザプレーンデータの中断時間が最小になることを考慮して、ハンドオーバ実行段階中の適切な時点に停止されるべきであると結論付けた。しかし、追加のシグナリングを通じてデータ送信を停止すると、全体ハンドオーバ時間を増大させることになるように、問題であるため、この所望要件を満たすことは容易ではない。本発明者らは、ユーザデータ転送プロセス内にハンドオーバプロセスの何らかの「実現」を内蔵するように関連する手法を変更することによって（Ｃプレーンにおいてのみ実行される）、ハンドオーバ実行時にデータ送信をソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥ（一方又は両方、好ましくは両方）において暗黙的に停止可能であることを理解した。さらなる望ましい特徴は、利用される転送が外部ＡＲＱサービスデータユニット（ＳＤＵ）ベースか、それとも外部ＡＲＱプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）ベースかに関わりなく、ターゲットｅＮｏｄｅＢ又はＵＥによって無線で伝送される複製パケット数が最小化されることである。
本発明者らは、図１０のシグナリングシーケンスを図１１に示すように変更することを提案し、図１１は、提案されるダウンリンク（ＤＬ）及びアップリンク（ＵＬ）でのＵプレーンデータ送信を停止するタイミングを示すと共に、説明される変更シーケンスの詳細を示す。以下に、このデータフロー停止手法がＬＴＥの高速ロスレスハンドオーバの達成をどのように容易にするかを説明する。
図１１を参照して、ＬＴＥ内アクセスモビリティサポートのための情報フローを説明する。
１）ソースｅＮｏｄｅＢ内のＵＥコンテキストは、接続確立時又は最後のＴＡ更新時に提供されたローミング制限に関する情報を含む。
２）ソースｅＮｏｄｅＢエンティティは、エリア制限情報に従ってＵＥ測定手順を構成する。ソースｅＮｏｄｅＢエンティティによって提供される測定は、ＵＥの接続モビリティを制御する機能を支援することができる。
３）おそらく追加のＲＲＭ固有情報によって支援される、ＵＥ及びソースｅＮｏｄｅＢからの測定結果に基づいて、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥをターゲットｅＮｏｄｅＢによって制御されるセルにハンドオーバすると判断する。
４）ソースｅＮｏｄｅＢは、ハンドオーバ要求をターゲットｅＮｏｄｅＢエンティティに発行し、ターゲット側でハンドオーバの準備をするために必要な情報を渡す。ターゲットｅＮｏｄｅＢは要求される資源を構成する。
５）ターゲットｅＮｏｄｅＢが資源を認可することができる場合、アドミッション制御がターゲットｅＮｏｄｅＢによって実行され、ハンドオーバが成功する可能性を高める。
６）ハンドオーバ準備がターゲットｅＮｏｄｅＢで終了し、ＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢに向けて無線経路を再構成するための情報が、ソースｅＮｏｄｅＢに渡される。
７）このステップは以下のサブステップから成る。
ａ．ＨＯコマンドを下位プロトコルレイヤに提出する前に、ソースｅＮｏｄｅＢ内の無線資源制御（ＲＲＣ）エンティティ９６は、外部ＡＲＱユーザプレーン（ＵＰ）エンティティ９７が下位プロトコルレイヤにいずれの外部ＡＲＱ ＰＤＵも提出しないように、これらの外部ＡＲＱエンティティ９７にＤＬ送信を停止するように命令する。ＵＬ受信は継続するべきである。受信側パケットがＵＭ外部ＡＲＱ ＰＤＵの場合、外部ＡＲＱエンティティは、ＳＤＵを含むすべてのＰＤＵが受信されるとすぐにＳＤＵを再び組み立てて上位レイヤにＳＤＵを転送する。ＡＭ外部ＡＲＱ ＰＤＵに関しては、ピギーバックＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックがＡＭＤ ＰＤＵ内に見つけられる場合、これはＡＭ外部ＡＲＱエンティティの送信側にある再送信バッファ及び管理ユニットに送出され、確実に肯定応答されたＡＭＤ ＰＤＵのバッファがパージされる。
ｂ．ソースｅＮｏｄｅＢ ＲＲＣエンティティ９６はＨＯを実行するようにＵＥに命令し、ターゲット側の無線資源情報がコマンドに含まれる。
ｃ．ＵＥ内のＲＲＣエンティティ９６は、ＨＯコマンドを受信すると、外部ＡＲＱ ＵプレーンエンティティにＵＬ送信を停止するように命令する。ＵＥは、この後、ターゲットｅＮｏｄｅＢにおいてＬ１／Ｌ２シグナリングを即座に開始する。
ｄ．ユーザプレーンデータ送信は両方向で停止するため、ソースｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮｏｄｅＢとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間でデータ伝送ステータスを正確に同期させることができ、この後、（ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢへの）ＤＬ ＳＤＵ転送を随時開始することができる。
８）ＵＥはターゲット側において同期を得る。
９）ＵＥは、セルへのアクセスに成功すると、ハンドオーバが完了したというインジケーションをターゲットｅＮｏｄｅＢに送信する。
１０ａ）ハンドオーバ完了を下位レイヤに提出した後、ＵＥ内のＲＲＣエンティティ９６は、外部ＡＲＱ Ｕプレーンエンティティ９７にＵＬ Ｕプレーントラフィックを再開するように命令する。
１０ｂ）ｅＮｏｄｅＢ内のＲＲＣエンティティ９６は、ハンドオーバ完了を受信すると、外部ＡＲＱ Ｕプレーンエンティティ９７にＤＬトラフィックを再開するように命令する。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮｏｄｅＢから受信した転送ＤＬパケットの送信を開始する。
１１）ＵＥがセルを変更したことがＭＭＥ／ＵＰＥに通知される。ＵＰＥは、データ経路をターゲットｅＮｏｄｅＢに切り替え、Ｕプレーン／ＴＮＬ資源を任意のソースｅＮｏｄｅＢに向けて解放することができる。
１２）ＭＭＥ／ＵＰＥは、ハンドオーバ完了ＡＣＫメッセージを使用してターゲットｅＮｏｄｅＢへのハンドオーバ完了メッセージを確認する。
１３）ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソース側での資源の解放をトリガする。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、メッセージ９を受信後、このメッセージを直接送信することができる。
１４）資源解放メッセージを受信すると、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥコンテキストに関連して無線及びＣプレーンに関連する資源を解放する。ソースｅＮｏｄｅＢは、実施依存メカニズムが、データ転送を停止することができ、Ｕプレーン／ＴＮＬ資源を解放することができると判断するまで、データ転送の実行を継続する。
１５）新しいセルが新しい追跡エリアのメンバである場合、ＵＥはＭＭＥ／ＵＰＥに登録する必要があり、次にＭＭＥ／ＵＰＥはターゲットｅＮｏｄｅＢのエリア制限情報を更新する。
上記に示したデータフローを停止する厳密なタイミングは、本発明者らが考案した以下の（別個の）要件を満たす助けとなる。
Ｉ．リアルタイムサービス及び非リアルタイムサービスの両方に対して統一されたロスレスハンドオーバメカニズム
ＩＩ．ユーザプレーンデータの最小中断時間
ＩＩＩ．ｅＮｏｄｅＢ及びＵＥによる複製パケット送信の最小化
要件Ｉは、ＤＬデータパケットをバッファリングし、ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢに転送することが可能な外部ＡＲＱエンティティ９７を有することによって満たされる。ＵＥでは、ＵＬ送信が停止されてからＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢに切り替えられるまで、外部ＡＲＱエンティティ９７がアプリケーションによって生成されたデータパケットをバッファリングすることができる。これには、ＵＥが従来のＵＥには存在しないバッファリングを提供することが要求されるが、実施にそれ程問題はないであろう。データフローを暗黙的に停止することによって、ソースｅＮｏｄｅＢは、データ伝送ステータスをソースｅＮｏｄｅＢとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間で同期させることができる。これは、ソースｅＮｏｄｅＢが、ＡＭ無線ベアラ（ＲＢ）の送信バッファ及び再送信バッファ並びにＵＭ ＲＢの送信バッファ内のデータに基づいて（これらはデータフローが停止した後、静止したままであるため）、ターゲットｅＮｏｄｅＢに転送する必要のあるＤＬ ＳＤＵがいずれであるかを正確に知ることができるためである。
要件ＩＩに関しては、ＵＬ方向並びにＤＬ方向でのデータフロー停止に関わる明示的な（追加の）シグナリングがないため、ユーザプレーンデータの中断時間の増大はない。
さらに、ＤＬデータが停止される時点は、中断時間が最小になるような本発明による考慮事項に従って最適になるように選択される。ソースｅＮｏｄｅＢがＤＬデータのスケジュールを継続する場合、ＵＥは、ハンドオーバコマンドを受信してすぐにターゲットセルと同期しようと試みるため、これらのデータパケットを首尾良く受信又はこれらのデータパケットに対して肯定応答することができなくなる。最終的には、これらのパケットをターゲットｅＮｏｄｅＢに転送する必要があり、ターゲットｅＮｏｄｅＢを通じて再び送信する必要があり、これはエアインタフェース帯域幅の非効率な使用に繋がる。従来の考えによれば、ＶｏＩＰ等のリアルタイムサービスの場合、データ停止がサービスにとって有害であると論じられ得るが、本発明者らは、ソースｅＮｏｄｅＢがＤＬパケットの送信を継続する場合、ＵＥが、ターゲットセルと同期しようと試みている間にＤＬパケットを受信することができないときにＤＬパケットを回復することができるメカニズムがなく、これは実際に少なくとも問題であり得ることを認めた。しかし、本発明者らは、データフローが停止され、パケット転送メカニズムが利用される場合、ＤＬでのパケット損失をなくす可能性があり、ＵＥへのデータパケット送出遅延があり得るが、これによって破棄される可能性があるパケット数は最悪の場合でもたった１つであることを認めた。しかし、これはプレイアウトバッファを通じて補償することができる。
同様に、ＵＥは、ターゲットセルと同期を得ようと試みている間にＵＬでの送信を継続する場合、ソースｅＮｏｄｅＢから肯定応答を受信することができないことがあり、ＵＥは、ＵＬ方向においてこれらのＡＭパケットをターゲットｅＮｏｄｅＢに再送信する必要がある場合があり、エアインタフェース帯域幅の非効率な使用に繋がる。リアルタイム（ＲＴ）サービスの場合、ＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢと同期を得ようと試みている間にＵＬ方向においてＵＥが送信したパケットは、ＵＬでの無線電波不良状況に起因して失われる恐れがあり、データフローが停止されない場合には回復することができない。したがって、遅延をプレイアウトバッファによって受信側で補償可能としながら、ハンドオーバ実行中に、リアルタイムサービスに対してであってもＵＬデータフローを停止することによってＵＬでのいかなるパケット損失も回避することが有利である。
さらに、ハンドオーバコマンドがソースｅＮｏｄｅＢによって送信された後、データ送信がＵＬ及びＤＬの両方向で継続される場合、ソースｅＮｏｄｅＢでの送信バッファ及び再送信バッファ内のパケットの動的な性質によって、データ伝送ステータスのソースデータｅＮｏｄｅＢとターゲットデータｅＮｏｄｅＢとの間での同期は複雑化し、結果として、非リアルタイム（ＮＲＴ）サービスにロスレスハンドオーバを保証するために、複製パケットがターゲットｅＮｏｄｅＢによってＤＬにおいて、またＵＥによってＵＬにおいて再送信されることになり、エアインタフェース帯域幅の非効率な使用に繋がる。しかし、ＵＭモードを使用するＶｏＩＰ等のリアルタイムサービスの場合、ソースｅＮｏｄｅＢによって送信され、ターゲットｅＮｏｄｅＢに正しく受信されないデータパケットは失われることになり、回復することができない。したがって、ＲＴ及びＮＲＴの両サービスに対して統一してデータフローを停止することによって、ＮＲＴベアラに対するエアインタフェースのより良好な資源利用及びＲＴサービスの場合でのデータ損失の回避が助けられる。
データフローを停止する明確な時間を有することの別の利点は、ソースｅＮｏｄｅＢからＸ２インタフェースで転送されたＤＬデータパケットがまずＵＥに送信され、その後、アクセスゲートウェイ（ＡＧＷ）から受信したデータがＳ１インタフェースでＵＥに送信される場合、ターゲットｅＮｏｄｅＢでのデータパケットの簡易化された暗黙的再順序付けを達成することができることである。
上記考察から、中断時間及び複製パケットの送信を最小に抑えることを目指しながら、ｅＮｏｄｅＢ間ロスレスハンドオーバをサポートするために、ＲＴ及びＮＲＴの両サービスに対してハンドオーバ実行中にＵＬデータ送信及びＤＬデータ送信を停止することが望ましいように見える。
外部ＡＲＱ要件
上述のロスレス／シームレスハンドオーバをサポートするために、外部ＡＲＱエンティティは以下の諸要件を有しなければならない。
ＳＤＵレベルバッファ管理
ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオーバ中にターゲットｅＮｏｄｅＢとの新しいリンクレイヤ（Ｌ２）接続を再確立すると、ソースｅＮｏｄｅＢ並びにＵＥの外部ＡＲＱエンティティは、送信バッファ及び再送信バッファから未処理の外部ＡＲＱ ＰＤＵをフラッシュする。未処理の無線フレームのフラッシュは、エンドツーエンドアプリケーションの性能に顕著な影響を与える。
この実施形態では、ＬＴＥ内ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオーバ中のパケット損失を最小限に抑えるか、又はなくすために、外部ＡＲＱエンティティ９７は、新しいＳＤＵバッファ管理エンティティをＡＭモードデータパケット及びＵＭモードデータパケットの両方に対して維持する。図１２は、ＡＭモードデータパケットに対するこの新しいＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１を示し、図１３は、ＵＭモードデータパケットに対するこの新しいＳＤＵバッファ管理エンティティ１０３を示す。図１２に示すように、ＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１は、入来する各ＡＭ ＳＤＵをバッファリング（各ＡＭ ＳＤＵのコピーを記憶）してから、外部ＡＲＱレイヤ内の連結・分割エンティティ１０５に送信する。次に、分割されたパケット（ＰＤＵ）がマルチプレクサ１０７に出力され、それと同時に、ＰＤＵ再送信バッファ・管理エンティティ１０９にコピーされる。連結・分割エンティティ１０５から受信されたＰＤＵ又は再送信を必要とするＰＤＵは、次に、マルチプレクサ１０７を通じて送信バッファ１１１に渡され、下位レイヤ（Ｌ２／ＭＡＣ）に提出される。受信側端末から受信した肯定応答は、ＰＤＵ再送信バッファ・管理エンティティ１０９によって受信され、肯定応答されていないＰＤＵの再送信を制御するために使用される。ＰＤＵ再送信バッファ・管理エンティティ１０９は、ＳＤＵに帰属するすべてのセグメントがピア装置のＡＲＱレイヤに首尾良く送出されたことを暗黙的に示すことができると、新しいインタフェース１１３を通じてフィードバックトリガ（そのＳＤＵを識別する）をＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１に提供する。例えば、ｅＮｏｄｅＢ内のＰＤＵ再送信・バッファ管理エンティティ１０９は、ＳＤＵに帰属するすべてのセグメントが受信側ＵＥ内のＡＲＱレイヤによって首尾良く受信されたと判断することができる場合にこのフィードバックトリガを送信する。このフィードバックトリガを受信すると、ＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１は、フィードバックトリガ内に含まれる情報を使用して、そのバッファに記憶されている対応するＳＤＵをフラッシュ（除去）する。
同様に、図１３に示すように、入力されたＵＭモードデータパケットは、ＳＤＵバッファ管理エンティティ１０３によってコピー及びバッファリングされ、それから、連結・分割エンティティ１０５に渡され、連結及び分割処理されてＰＤＵになる。次に、これらのＰＤＵは送信バッファ１１１に出力され、下位レイヤ（Ｌ２／ＭＡＣ）に提出される。ＳＤＵに帰属するすべてのＰＤＵがＭＡＣに提出されて送信されると、送信バッファ１１１は、（新しいインタフェース１１５を介して）そのＳＤＵを識別するフィードバックトリガをＳＤＵバッファ管理エンティティ１０３に送信する。これに応答して、ＳＤＵバッファ管理エンティティ１０３はそのＳＤＵをそのバッファからフラッシュする。
ＨＯ中にＡＲＱエンティティを停止するとき、ＤＬ送信の停止直前にＳＤＵが送信された場合、ＡＭデータのＰＤＵ再送信・バッファ管理エンティティ１０９及びＵＭデータの送信バッファエンティティ１１１は、フィードバックもＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１／１０３に送信する。このようにして、ＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１／１０３は、完全にはＵＥにまだ送信されていないＳＤＵのみを含むようにＳＤＵバッファを更新することができる。
ネットワーク側において、ソースｅＮｏｄｅＢ内のＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１／１０３は、未送出ＤＬ ＳＤＵ（ＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１／１０３）のみをターゲットｅＮｏｄｅＢに転送して、ダウンリンクパケット損失ゼロ及び複製パケットの送信最小化を保証する。ソースｅＮｏｄｅＢ内のＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１／１０３は、（Ｘ２１５インタフェースを介して確立されたトンネルを経由して）バッファリングされたパケットのターゲットｅＮｏｄｅＢへの転送を、そうするコマンドをＲＲＣレイヤ（Ｌ３）から受信すると開始する。
ＵＥにおいて、ＳＤＵバッファ管理エンティティ１０１／１０３は、ＨＯの完了後（すなわち、ＨＯ完了メッセージの送信後）、ＵＬでのデータフローが再開され次第、バッファリングされたパケットをターゲットｅＮｏｄｅＢに送信して、アップリンクパケット損失ゼロ及び複製パケットの送信最小化を保証する。
外部ＡＲＱエンティティの単方向停止
データ送信はハンドオーバ実行時にソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥにおいて停止されるため、搬送中のデータパケットが停止されたＲＬＣエンティティによって破棄されることになり、（従来のＲＥＬ ６ ＲＬＣエンティティのように）両方向でのユーザプレーンデータ転送のサスペンドがデータ損失に繋がることを強調しておく必要がある。したがって、ハードハンドオーバがあるＬＴＥシステムの場合、外部ＡＲＱエンティティ（ＲＬＣ）は送信を停止すべきだが、パケットの受信を継続して、いかなるデータ損失も回避すべきである。
ＨＯコマンドを下位レイヤに提出する前に、ソースｅＮｏｄｅＢ内のＲＲＣエンティティ９６は、外部ＡＲＱ ＵプレーンエンティティにＤＬ送信を停止するように命令する。ＵＬ受信は継続するべきである。受信されるＰＤＵがＵＭ外部ＡＲＱ ＰＤＵの場合、外部ＡＲＱエンティティは、ＳＤＵを含むすべてのＰＤＵが受信されるとすぐにＳＤＵを再び組み立てて上位レイヤに転送する。ＡＭ外部ＡＲＱ ＰＤＵに関しては、ピギーバックＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックがＡＭＤ ＰＤＵに見つけられる場合、これはＡＭ外部ＡＲＱエンティティの送信側にある再送信バッファ・管理エンティティ１０９に送出され、明確に肯定応答されたＡＭＤ ＰＤＵがバッファからパージされる。同様に、ＨＯコマンドを受信すると、ＵＥ内のＲＲＣエンティティ９６は、外部ＡＲＱ ＵプレーンエンティティにＵＬ送信を停止するように命令する。したがって、この機能は、ＲＲＣエンティティ９６からの、データフローを停止する必要がある方向を示すプリミティブ（コマンド）を必要とする。
外部ＡＲＱエンティティ停止前のステータスＰＤＵの送信
コンテキスト及びデータを転送すると共に、ｅＮｏｄｅＢ間ロスレスＨＯをサポートするために、ソースｅＮｏｄｅＢはＨＯ中にデータ伝送ステータスをそれ自体とターゲットデータｅＮｏｄｅＢとの間で同期する。これは、ユーザプレーンデータの中断時間が最小になることを考慮して、ＨＯ実行段階中の適切な時点でデータフローを停止することによって容易になる。一実施形態では、ソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥ内の外部ＡＲＱエンティティは、適切な方向でのデータフローを停止する前に、（その装置が何の受信に成功したかを示す）ステータスリポートを他方に送信する。このステータスメッセージは、装置が何を受信したかのみを示す簡単なレポートであってよい。これによって、ソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥは、ＨＯ実行中に、送信停止前の正確なデータ送信ステータス（すなわち、他方が何を受信したか、したがって何をまだ送信する必要があるのか）を知ることができる。したがって、ＨＯ後、エアインタフェースを介して複製パケットをいずれも送信する必要なく、データ送信を再開することができる。
この機能は、データ送信を停止する前に、外部ＡＲＱエンティティ９７にステータスＰＤＵを送信するように命令するＲＲＣエンティティ９６からのプリミティブ（コマンド）を必要とする。
３ＧＰＰ用語集
ＬＴＥ−（ＵＴＲＡＮの）長期発展型
ｅＮｏｄｅＢ−Ｅ−ＵＴＲＡＮノードＢ
ＡＧＷ−アクセスゲートウェイ
ＵＥ−ユーザ機器−移動通信装置
ＤＬ−ダウンリンク−基地局から移動装置へのリンク
ＵＬ−アップリンク−移動装置から基地局へのリンク
ＡＭ−肯定応答モード
ＵＭ−非肯定応答モード
ＭＭＥ−モビリティ管理エンティティ
ＵＰＥ−ユーザプレーンエンティティ
ＨＯ−ハンドオーバ
ＲＬＣ−無線リンク制御
ＲＲＣ−無線資源制御
ＲＲＭ−無線資源管理
ＳＤＵ−サービスデータユニット
ＰＤＵ−プロトコルデータユニット
ＴＡ−追跡エリア
Ｕプレーン−ユーザプレーン
ＴＮＬ−トランスポートネットワークレイヤ
Ｓ１インタフェース−アクセスゲートウェイとｅＮｏｄｅＢとの間のインタフェース
Ｘ２インタフェース−２つのｅＮｏｄｅＢ間のインタフェース
以下は、本発明を現在提案されている３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格において実施することができる方法の詳細な説明である。種々の特徴が重要又は必要であるとして説明されるが、これは、例えば、標準規格によって課される他の要件に起因して、提案されている３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格に対しての場合のみであり得る。したがって、このような文章は本発明を制限するものとして決して解釈されるべきではない。
１．導入
ＲＲＣシグナリングとＵプレーンデータの一時停止／再開との間を調整して、ロスレス／シームレスＬＴＥ内ハンドオーバを達成する制御プレーンシグナリングのシグナリングの流れが［１］において考察される。ロスレス／シームレスハンドオーバを達成するためには、外部ＡＲＱエンティティが満たす必要がある特定の諸要件がある。
この点に関して、ＬＴＥ内ハンドオーバの場合にロスレス／シームレスＨＯをサポートするためのこれらの外部ＡＲＱ諸要件を考察する。
２．考察
ロスレス／シームレスハンドオーバをサポートするためには、外部ＡＲＱエンティティが以下の諸要件をサポートする必要がある。
２．１ ＳＤＵレベルバッファ管理
ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオーバ中にターゲットｅＮＢとの新しいリンクレイヤ接続を再確立すると、ソースｅＮＢ並びにＵＥの外部ＡＲＱレイヤは、送信バッファ及び再送信バッファから未処理のＲＬＣ ＰＤＵをフラッシュして除外する。未処理の無線フレームのフラッシュは、エンドツーエンドアプリケーションの性能に顕著な影響を与える。
ＬＴＥ内ｅＮＢ間ハンドオーバ中のパケット損失を最小限に抑えるか、又はなくすために、外部ＡＲＱエンティティは、図１２に示すように新しいＳＤＵバッファ管理エンティティをＡＭモード及びＵＭモードの両方に対して維持する必要がある。ＳＤＵバッファ管理エンティティは、入力されたＰＤＣＰパケットを、外部ＡＲＱレイヤ内の分割エンティティに送信する前にバッファリングする。
図１２の新しいインタフェース１１３を経由してのＡＭモードでのＰＤＵ再送信・バッファ管理エンティティからＳＤＵバッファ管理エンティティへのフィードバックは、ＳＤＵに帰属するすべてのセグメントがピア装置のＡＲＱレイヤに首尾良く送出されたことを暗黙的に示すことができたときに送信される。例えば、ｅＮＢ ＰＤＵ再送信・バッファ管理エンティティは、ＳＤＵに帰属するすべてのセグメントがＵＥ ＡＲＱレイヤによって首尾良く受信されたと判断することができたときにこのトリガを送信する。ＳＤＵバッファ管理エンティティは、ＰＤＵ再送信・バッファ管理エンティティトリガによって示されたときに、この情報を使用して、バッファに記憶されているＳＤＵをフラッシュする。
同様に、ＵＭモード外部ＡＲＱエンティティの場合、送信バッファエンティティは、ＳＤＵに帰属するすべてのＰＤＵが送信のためにＭＡＣに提出されると、図１３に示す新しいインタフェース１１５を経由してフィードバックをＳＤＵバッファ管理エンティティに送信する。ＳＤＵバッファ管理エンティティはそれに従ってバッファをフラッシュすべきである。
ＨＯ中にＡＲＱエンティティを停止すると、ＡＭの場合にはＰＤＵ再送信・バッファ管理エンティティ、ＵＭの場合には送信バッファが、ＳＤＵバッファを更新することができるようにフィードバックをＳＤＵバッファ管理エンティティにも送信する。
ネットワーク側において、ＳＤＵバッファ管理エンティティは、未送出ＤＬ ＳＤＵのみをソースｅＮＢからターゲットｅＮＢに転送して、ダウンリンクパケット損失ゼロ及び複製パケットの送信最小化を保証する。Ｘ２インタフェースを介して確立されたトンネルを経由して、バッファリングされたパケットのソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへの転送の開始をＳＤＵバッファ管理エンティティに示すように、ＲＲＣレイヤからの新しいプリミティブを定義する必要がある。
ＵＥにおいて、ＳＤＵバッファ管理エンティティは、ＨＯ完了後（すなわち、ＨＯ完了を送信した後）にＵＬでのデータフローが再開されると、ターゲットｅＮＢを通じてバッファリングされたパケットを送信して、アップリンクパケット損失ゼロ及び複製パケットの送信最小化を保証する。
２．２ 外部ＡＲＱエンティティの単方向停止
ハンドオーバ実行時にデータ送信をソースｅＮＢ及びＵＥにおいて停止する必要があるため、従来のＲＥＬ ６ ＲＬＣエンティティのように両方向でのユーザプレーンデータ転送をサスペンドすると、搬送中のデータパケットが停止されたＲＬＣエンティティによって破棄されるため、データ損失に繋がることを強調しておく必要がある。したがって、ハードハンドオーバがあるＬＴＥシステムの場合、外部ＡＲＱエンティティが送信を停止するが、パケットの受信を継続して、いかなるデータ損失も回避する必要がある。
ＨＯコマンドを下位レイヤに提出する前に、ｅＮＢ内のＲＲＣエンティティは、外部ＡＲＱエンティティＵＰエンティティにＤＬ送信を停止するように命令する。ＵＬ受信は継続することができる。受信側エンティティがＵＭ外部ＡＲＱエンティティの場合、ＳＤＵを含むすべてのＰＤＵが受信されるとすぐにＳＤＵを再び組み立ててそれらを上位レイヤに転送する。ＡＭ外部ＡＲＱエンティティに関しては、ピギーバックＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックがＡＭＤ ＰＤＵに見つけられる場合、これはＡＭ外部ＡＲＱエンティティの送信側にある再送信バッファ・管理ユニットに送出され、明確に肯定応答されたＡＭＤ ＰＤＵがバッファからパージされる。同様に、ＨＯコマンドを受信すると、ＵＥ内のＲＲＣエンティティは、外部ＡＲＱエンティティＵＰエンティティにＵＬ送信を停止するように命令する。
したがって、この機能は、ＲＲＣからの、データフローを停止する必要がある方向を示すプリミティブを必要とする。
２．２ 外部ＡＲＱエンティティ停止前のステータスＰＤＵ送信
コンテキスト及びデータを転送して、ｅＮＢ間ロスレスＨＯをサポートするために、ソースｅＮＢはＨＯ中にデータ伝送ステータスをそれ自体とターゲットデータｅＮＢとの間で同期することができる。そしてこれには、ユーザプレーンデータの中断時間が最小になることを考慮して、ＨＯ実行段階中の適切な時点でデータフローを停止すべきであることを必要とする。外部ＡＲＱエンティティが、特定の方向でのデータフローを停止する前にステータスリポートを送信する場合、ソースｅＮＢ及びＵＥは、ＨＯ実行中に、送信停止前の正確なデータ送信ステータスを知ることができる。ＨＯ後、エアインタフェースを介して複製パケットをいずれも送信する必要なく、データ送信を再開することができる。
この機能は、データ停止前に、外部ＡＲＱエンティティにステータスＰＤＵを送信することを指示するプリミティブを必要とする。
３．結論
本明細書において、複製パケットの送信を最小に維持することを目指して、ロスレス／シームレスｅＮＢ間ハンドオーバをサポートするために必要な外部ＡＲＱ機能を詳細に考察した。外部ＡＲＱ機能要件を本考察から取り、ステージ２ ＴＳフォーム本明細書に含めることが提案されている。
４．参照
［１］R2-060XXX Intra LTE Lossless/Seamless Handover
［２］R2-062725, E-UTRAN Stage 2 v004

Claims (11)

  1. ＬＴＥ通信ネットワークにおいて実行され、移動通信装置がソースノードからターゲットノードへハンドオーバする方法であって、
    前記ターゲットノードにおいて、前記ソースノードからＸ２インタフェースを介して転送されたダウンリンクユーザデータパケットを、受信するステップと、
    前記ターゲットノードにおいて、外部ソースからＳ１インタフェースを介してダウンリンクユーザデータパケットを、受信するステップと、
    ハンドオーバ中に、前記受信したユーザデータパケットを、前記移動通信装置に送信する前にバッファリングするステップと、
    前記データパケットが受信された前記インタフェースである前記Ｘ２インタフェース或いは前記Ｓ１インタフェースに基づいて、前記ターゲットノードにおいて前記ダウンリンクデータパケットを順序付けるステップと、
    前記ソースノードから前記ターゲットノードへのハンドオーバの完了後、前記順序付けられたダウンリンクデータパケットを前記ターゲットノードから前記移動通信装置に送信するステップとを含むことを特徴とする方法。
  2. 前記順序付けるステップは、前記Ｓ１インタフェースから前記データパケットを受信する前に、前記Ｘ２インターフェースから受信した前記データパケットが前記ターゲットノードによって前記移動通信装置に送信されるように実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 前記Ｓ１インタフェースを介して外部ソースから前記データパケットを受信するステップは、コアネットワークから前記データパケットを受信するステップであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
  4. ３ＧＰＰ型ネットワークのｅＮｏｄｅＢによって実行されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. ハンドオーバ要求を受信するステップ、及びハンドオーバ応答を送信するステップを含み、前記バッファリングするステップは、前記ハンドオーバ応答の送信とハンドオーバの完了との間に実行されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. ＬＴＥ通信ネットワークにおいて、移動通信装置がソースノードからターゲットノードへハンドオーバする際の前記ターゲットノードであって、該ターゲットノードは、
    ソースノードから転送されたダウンリンクユーザデータパケットを、受信するＸ２インタフェースと、
    外部ソースからダウンリンクユーザデータパケットを受信するＳ１インタフェースと、
    ハンドオーバ中に、前記受信したユーザデータパケットを、前記移動通信装置に送信する前にバッファリングするバッファと、
    前記データパケットが受信された前記インタフェースである前記Ｘ２インタフェース或いは前記Ｓ１インタフェースに基づいて、前記ダウンリンクデータパケットを順序付ける手段と、
    前記ソースノードから前記ターゲットノードへのハンドオーバの完了後、前記順序付けられたダウンリンクデータパケットを前記移動通信装置に送信する手段とを含むことを特徴とするターゲットノード。
  7. 前記順序付ける手段は、前記Ｓ１インタフェースから前記データパケットを受信する前に、前記Ｘ２インターフェースから受信した前記データパケットが前記ターゲットノードによって前記移動通信装置に送信されるように順序付けを実行することを特徴とする、請求項６に記載のターゲットノード。
  8. 前記Ｓ１インタフェースは、コアネットワークから前記データパケットを受信するものであることを特徴とする、請求項６又は７に記載のターゲットノード。
  9. ３ＧＰＰ型ネットワークのｅＮｏｄｅＢであることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載のターゲットノード。
  10. ハンドオーバ要求を受信し、ハンドオーバ応答を送信する手段を含み、前記バッファは、前記ハンドオーバ応答の送信とハンドオーバの完了との間に前記パケットをバッファすることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一項に記載のターゲットノード。
  11. 命令を含むコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム記録媒体であって、前記命令は、通信ネットワークの１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、該１つ又は複数のプロセッサに、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム記録媒体。
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