JP5166455B2 - ランダムアクセス整列ハンドオーバ - Google Patents

Description

本発明は、一般にモバイル機器のハンドオーバに関し、より詳しくはハンドオーバインタラプトタイムに関する。

ハンドオーバは、モバイル機器がネットワーク内でセル間を移動する際、そのモバイル機器の制御を１つの基地局又はアクセスポイントから他へ切り替えるために通信ネットワークにて使用される手続である。従来から、モバイル機器は、サービスしている基地局及び１又はそれ以上の近隣の基地局からの信号強度を測定し、信号強度測定レポートを移動管理エンティティ（ＭＭＥ：ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｎｔｉｔｙ）に送信する。

移動管理エンティティは、いつハンドオーバを行うかを決定し、ハンドオーバを始動させるためにハンドオーバコマンドをモバイル機器に送信する。“ハード”ハンドオーバの場合、モバイル機器は、ターゲット基地局との接続を確立する前にサービス中の基地局からの接続を切断する。モバイル機器のサービス中の基地局との接続が終了した時点では、モバイル機器は、ターゲット基地局との接続が確立されるまでデータを送受信できない。モバイル機器がデータを送受信できない時間は、ハンドオーバインタラプト（handover interruption）と呼ばれている。

モバイル機器は、通常、ターゲット基地局のサービスを得るためにあるランダムアクセス機会にランダムアクセス手続を実行するであろう。いくつかのシステムでは、ランダムアクセス機会は、予め定められた時間間隔で発生する。サービス中の基地局からの接続を切断した後、モバイル機器は、ターゲット基地局とのランダムアクセスを試みるために次のランダムアクセス機会を待つ。モバイル機器がサービス中の基地局からの接続を切断してからランダムアクセスを試みるまでの時間は、ハンドオーバコマンドが受信される時刻に依存して変わるであろう。待つのは、０とＴ_ＲＡとの間で変わってもよい。ここで、Ｔ_ＲＡは、二つの連続するランダムアクセス機会の間の最大間隔である。モバイル機器は、この待ち時間中サービス外にいるであろう。

本発明は、モバイル機器がターゲットアクセスポイントとのサービスを得るためにランダムアクセス手続の実行を要求するとき、ハンドオーバインタラプトを減らすための方法及び装置を提供する。各種実施形態によれば、ターゲットセルにおいてランダムアクセス機会のタイミングは、ハンドオーバの開始時刻を決定することと考えられる。一実施形態の例によれば、ハンドオーバインタラプトを減らす方法は、ターゲットセルにおけるランダムアクセス機会に関連するタイムオフセットを決定し、前記タイムオフセットに基づきハンドオーバのための開始時刻を決定する。この方法では、ハンドオーバのための開始時刻は、ハンドオーバインタラプトを減らすために、ランダムアクセス機会の直前まで遅らせてもよい。一実施形態の例では、ターゲットセルにおけるターゲットアクセスポイントは、サービスアクセスポイント又は移動管理エンティティにタイムオフセットを送信し、それからハンドオーバのための開始時刻を計算し、ハンドオーバコマンドに前記開始時刻を含めてもよい。他の実施形態の例では、ターゲットセルにおけるターゲットアクセスポイントは、モバイル機器にタイムオフセットを送信し、ハンドオーバのための開始時刻を計算してもよい。いずれにせよ、モバイル機器は、計算された開始時刻までハンドオーバの実行を遅らせる。

本発明における無線ネットワークの一例を示す。 本発明において所与の開始時刻でハンドオーバを実行するための処理の一例を示す。 本発明におけるハンドオーバ処理の一例を示す。 本発明におけるハンドオーバ処理の他の例を示す。 本発明におけるハンドオーバ処理の他の例を示す。 本発明におけるハンドオーバ処理の他の例を示す。 本発明におけるハンドオーバ処理の他の例を示す。

図１は、モバイルアシステッドハンドオーバ（ｍｏｂｉｌｅ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｈａｎｄｏｖｅｒ）を含む無線ネットワーク１０の主な構成例を示す。モバイル機器１６は、この時点では、ここではサービングＡＰ１４ａにて参照されるアクセスポイント（ＡＰ）１４によりサービスされている。モバイル機器１６は、ここではターゲットＡＰ１４ｂにて参照される隣のアクセスポイント（ＡＰ）１４に向かう方向に移動している。サービングＡＰ１４ａとデータを送信及び受信している間、モバイル機器１６は、サービングＡＰ１４ａ及びターゲットＡＰ１４ｂから受信した信号の信号強度を測定する。モバイル機器１６は、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）１２に信号強度測定値を提供する。移動管理エンティティ１２は、信号強度測定値に基づき、モバイル機器１６の制御をターゲットＡＰ１４ｂに引き渡すとき（ハンドオーバ）を決定し、ハンドオーバを始動させるためにモバイル機器１６にハンドオーバメッセージを送信する。図１は、移動管理エンティティ１２がアクセスポイント（ＡＰｓ）１４から離れていながら、当然のことながら移動管理エンティティ１２は１又はそれ以上のアクセスポイント（ＡＰｓ）１４と同一場所に配置され得ることを示している。

“ハード”ハンドオーバでは、モバイル機器１６は、ターゲットＡＰ１４ｂとの接続を確立する前にハンドオーバ開始時刻ｔ_startにサービングＡＰ１４ａからの接続を切断する。モバイル機器のサービングＡＰ１４ａとの接続が終了した時点で、モバイル機器１６は、ハンドオーバ終了時刻ｔ_endにターゲットＡＰ１４ｂとの新たな接続が確立されるまでデータを送受信できない。モバイル機器１６がデータを送受信できない時間は、ハンドオーバインタラプト（handover interruption）Ｔ_intと呼ばれていて、
Ｔ_int＝ｔ_end−ｔ_start・・・（１）
によって定義される。

モバイル機器１６は、ハンドオーバ処理の一環としてランダムアクセス手続を頻繁に実行する。それゆえ、ｔ_startでハンドオーバを初期化した後、モバイル機器１６は、ターゲットＡＰ１４ｂに関連する次のランダムアクセス機会を待つ。ｔ_２によって示される次のランダムアクセス機会で、モバイル機器１６は、ハンドオーバを達成するためにランダムアクセス手続を実行する。ハンドオーバが完了した後、モバイル機器１６は、データ通信を再開することができる。

ｔ_startでのハンドオーバの開始とｔ_２での次のランダムアクセス手続との間の待ち時間は、Ｔ_waitによって表され、
Ｔ_wait＝ｔ_２−ｔ_start・・・（２）
によって定義される。

この待ち時間Ｔ_waitは、０とＴ_ＲＡとの間の範囲であってもよい。Ｔ_ＲＡは、二つの連続するランダムアクセス機会の間の最大間隔である。

本発明は、待ち時間Ｔ_waitの間を減らすことによってハンドオーバインタラプト時間Ｔ_intを減らす。ターゲットＡＰ１４ｂにおけるランダムアクセス機会のタイミングは、ハンドオーバのための開始時刻を決定するときが考慮される。より詳しくは、本発明は、一般に待ち時間Ｔ_waitを減らすために、ハンドオーバ実行開始（ｔ_start）をランダムアクセス手続の開始（ｔ_２）に合わせる。これは、次のランダムアクセス機会直前までサービングＡＰ１４ａがモバイル機器１６をサービスし続けられるようにする。

図２は、ハンドオーバインタラプトを減らすためのプロセス５０の一例を示す。ハンドオーバが要求されるとき、次のランダムアクセス機会に関連するタイムオフセットは、ターゲットＡＰ１４ｂで決定される（ブロック５２）。タイムオフセットは、ターゲットＡＰ１４ｂのフレームタイミングに関連する次のランダムアクセス機会のタイミングを含んでいてもよい。タイムオフセットに基づき、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startが決定され（ブロック５４）、ハンドオーバは、決定された開始時刻ｔ_startに実行される（ブロック５６）。決定された開始時刻ｔ_startまでハンドオーバ手続の開始を遅らせることによって、本発明は、通常Ｔ_waitを排除し、通常ランダムアクセス手続を実行するために必要な時間だけを含むためにハンドオーバインタラプトを減らす。言い換えれば、決定された開始時刻ｔ_startまでハンドオーバを遅らせることで、モバイル機器１６を次のランダムアクセス機会直前までデータ通信に参加できるようにする。

図３は、サービング及びターゲットＡＰｓ１４ａ，１４ｂのフレームタイミングが同期しているとき、移動管理エンティティ１２内のプロセッサ１８が、タイムオフセットに基づき開始時刻ｔ_startを決定する本発明に係る実施形態の一例を示す。移動管理エンティティ１２が、モバイル機器１６により供給された信号強度測定レポートに基づきハンドオーバが要求されると決定した後、移動管理エンティティ１２はターゲットＡＰ１４ｂからのタイムオフセットをリクエストする。ターゲットＡＰ１４ｂは、次のランダムアクセス機会の開始をターゲットＡＰ１４ｂのフレームタイミングと比較することによってタイムオフセットを決定し、タイムオフセットを移動管理エンティティ１２に送信する。受信されたタイムオフセットに基づき、プロセッサ１８は、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startを決定する。移動管理エンティティ１２は、ハンドオーバのための開始時刻として決定された開始時刻ｔ_startを指定するハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送ることにより、ハンドオーバを始動させる。モバイル機器１６は、通常、ハンドオーバの実行をランダムアクセス手続と合わせるために、指定された開始時刻にハンドオーバを実行する。あるいは、移動管理エンティティ１２は、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startにハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送り、モバイル機器１６がハンドオーバメッセージを受け取り次第ハンドオーバを実行するようにしてもよい。そのようにすることで、本発明は、モバイル機器１６とサービングＡＰ１４ａとのデータ通信の中断をランダムアクセス手続が始まる直前まで遅らせる。ｔ_end後はいつでもモバイル機器１６とターゲットＡＰ１４ｂとの間でデータ通信が再開可能となる。

図４は、サービング及びターゲットＡＰｓ１４ａ，１４ｂのフレームタイミングのフレームタイミングが非同期のとき、移動管理エンティティ１２内のプロセッサ１８が、タイムオフセットに基づき開始時刻ｔ_startを決定する本発明に係る実施形態の他の例を示す。移動管理エンティティ１２が、モバイル機器１６により供給された信号強度測定レポートに基づきハンドオーバが要求されると決定した後、移動管理エンティティ１２はターゲットＡＰ１４ｂからのタイムオフセットをリクエストする。ターゲットＡＰ１４ｂは、タイムオフセットを決定し、タイムオフセットを移動管理エンティティ１２に送信する。プロセッサ１８は、サービング及びターゲットＡＰｓ１４ａ、１４ｂの間の相対フレームタイミングを決定する。たとえば、プロセッサ１８は、２つのアクセスポイント（ＡＰｓ）１４の間の相対フレームタイミングオフセットを決定するためにサービングＡＰ１４ａのフレームタイミングをターゲットＡＰ１４ｂのフレームタイミングと比較してもよい。あるいは、プロセッサ１８は、モバイル機器１６からの相対フレームタイミングを受信することにより、相対フレームタイミングを決定してもよい。ターゲットＡＰ１４ｂから受信されたタイムオフセット及び相対フレームタイミングに基づき、プロセッサ１８は、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startを決定する。移動管理エンティティ１２は、ハンドオーバに対する開始時刻として決定された開始時刻ｔ_startを指定するハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送ることにより、ハンドオーバを始動させる。モバイル機器１６は、一般に、ハンドオーバの実行をランダムアクセス手続と合わせるために、指定された開始時刻にハンドオーバを実行する。あるいは、移動管理エンティティ１２は、決定された開始時刻ｔ_startにハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送り、モバイル機器１６がハンドオーバメッセージを受け取り次第ハンドオーバを実行するようにしてもよい。ｔ_end後はいつでもモバイル機器１６とターゲットＡＰ１４ｂとの間でデータ通信が再開可能となる。

図５は、サービング及びターゲットＡＰｓ１４ａ，１４ｂのフレームタイミングが非同期のとき、モバイル機器１６内のプロセッサ１８が、タイムオフセットに基づき開始時刻ｔ_startを決定する本発明に係る実施形態の他の例を示す。移動管理エンティティ１２が、モバイル機器１６により供給された信号強度測定レポートに基づきハンドオーバが要求されると決定した後、移動管理エンティティ１２はターゲットＡＰ１４ｂからのタイムオフセットをリクエストする。ターゲットＡＰ１４ｂは、タイムオフセットを決定し、タイムオフセットをモバイル機器１６に送信する。ターゲットＡＰ１４ｂは、タイムオフセットをモバイル機器１６にブロードキャストしてもよいし、タイムオフセットを移動管理エンティティ１２及びサービングＡＰ１４ａを介してモバイル機器１６に送られたハンドオーバトリガに含まれた情報要素としてモバイル機器１６に通信してもよい。ターゲットＡＰ１４ｂから受信されたタイムオフセットに基づき、プロセッサ１８は、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startを決定し、決定された開始時刻ｔ_startに自動的にハンドオーバを実行する。モバイル機器１６は、明示的に又は黙示的にサービングＡＰ１４ａにハンドオーバを通知する。ｔ_end後はいつでもモバイル機器１６とターゲットＡＰ１４ｂとの間でデータ通信が再開可能となる。

図６は、サービング及びターゲットＡＰｓ１４ａ，１４ｂのフレームタイミングが非同期のとき、サービングＡＰ１４ａ内のプロセッサ１８が、タイムオフセットに基づき開始時刻ｔ_startを決定する本発明に係る実施形態の他の例を示す。移動管理エンティティ１２が、モバイル機器１６により供給された信号強度測定レポートに基づきハンドオーバが要求されると決定した後、移動管理エンティティ１２はターゲットＡＰ１４ｂからのタイムオフセットをリクエストする。ターゲットＡＰ１４ｂは、タイムオフセットを決定し、タイムオフセットをサービングＡＰ１４ａに送信する。加えて、モバイル機器１６は、サービング及びターゲットＡＰｓ１４の間の相対フレームタイミングを決定し、相対フレームタイミングをサービングＡＰ１４ａに送信する。たとえば、モバイル機器１６は、プロセッサ１８は、アクセスポイント（ＡＰＳ）１４間の相対フレームタイミングオフセットを決定するためにサービングＡＰ１４ａのフレームタイミングをターゲットＡＰ１４ｂのフレームタイミングと比較してもよい。ターゲットＡＰ１４ｂから受信されたタイムオフセットとモバイル機器１６から受信された相対フレームタイミングとに基づき、プロセッサ１８は、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startを決定する。サービングＡＰ１４ａは、ハンドオーバのための開始時刻として決定された開始時刻ｔ_startを指定するハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送信することにより、ハンドオーバを始動させる。モバイル機器１６は、一般に、ハンドオーバの実行をランダムアクセス手続と合わせるために、指定された開始時刻にハンドオーバを実行する。あるいは、サービングＡＰ１４ａは、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startにハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送り、モバイル機器１６がハンドオーバメッセージを受け取り次第ハンドオーバを実行するようにしてもよい。ｔ_end後はいつでもモバイル機器１６とターゲットＡＰ１４ｂとの間でデータ通信が再開可能となる。

図７は、サービング及びターゲットアクセスポイントＡＰｓ１４ａ、１４ｂのフレームタイミングが非同期のとき、サービングＡＰ１４ａ内のプロセッサ１８が、タイムオフセットに基づき開始時刻ｔ_startを決定する本発明に係る実施形態の他の例を示す。移動管理エンティティ１２が、モバイル機器１６により供給された信号強度測定レポートに基づきハンドオーバが要求されると決定した後、移動管理エンティティ１２はターゲットＡＰ１４ｂからのタイムオフセットをリクエストする。ターゲットＡＰ１４ｂは、タイムオフセットを決定し、タイムオフセットをサービングＡＰ１４ａに送信する。加えて、モバイル機器１６は、サービングＡＰ１４ａにとって既知の参照フレーム時刻（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ ｔｉｍｅ）に対するターゲットＡＰ１４ｂのフレームタイミングを決定し、決定されたターゲットＡＰ１４ｂのフレームタイミングをサービングＡＰ１４ａに送信する。それ自身のフレームタイミングと受信されたターゲットＡＰ１４ｂのフレームタイミングとに基づき、プロセッサ１８は、サービングＡＰ１４ａ及びターゲットＡＰ１４ｂの間の相対フレームタイミングを決定する。ターゲットＡＰ１４ｂから受信されたタイムオフセット及び決定された相対フレームタイミングに基づき、プロセッサ１８は、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startを決定する。サービングＡＰ１４ａは、ハンドオーバのための開始時刻として決定された開始時刻ｔ_startを指定するハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送信することにより、ハンドオーバを始動させる。モバイル機器１６は、一般に、ハンドオーバの実行をランダムアクセス手続と合わせるために、指定された開始時刻にハンドオーバを実行する。あるいは、移動管理エンティティ１２は、決定された開始時刻ｔ_startにハンドオーバメッセージをモバイル機器１６に送り、モバイル機器１６がハンドオーバメッセージを受け取り次第ハンドオーバを実行するようにしてもよい。ｔ_end後はいつでもモバイル機器１６とターゲットＡＰ１４ｂとの間でデータ通信が再開可能となる。

本発明は、モバイルアシステッドハンドオーバを背景として記載されたが、本発明は、また、当然のことながら、モバイル機器１６によって自発的に実行されるハンドオーバを含む、ハンドオーバの他の形式にも適用されるであろう。たとえば、モバイル機器１６が受信された信号強度測定値に基づきハンドオーバが要求されると決定した後、モバイル機器１６は、ターゲットＡＰ１４ｂからのタイムオフセットをリクエストしてもよい。ターゲットＡＰ１４ｂにより供給されたタイムオフセットに基づき、モバイル機器１６のプロセッサ１８は、ハンドオーバ開始時刻ｔ_startを決定し、決定された開始時刻ｔ_startに自発的にハンドオーバを実行する。

本発明は、ターゲットアクセスポイントを含んだターゲットセルにおけるランダムアクセス機会の直前までハンドオーバ実行の開始を遅らせることによって、ハンドオーバインタラプトを減らす。よって、待ち時間Ｔ_waitは少なくなる。これにより、モバイル機器１６は、ランダムアクセス手続がはじまるまでデータを送受信し続けることができる。

もちろん、本発明は、発明の本質的特徴から離脱することなくここで詳述した方法以外の方法で実行されてもよい。本実施形態は、全ての点で説明に役立つように意図され、決して限定的なものと考えるべきではなく、かつ添付の特許請求の範囲内に収まるすべての変形及び均等物は、そこに包含されることが意図される。

Claims (12)

1. セルラ無線ネットワークにおいてモバイル機器のハンドオーバ中のサービスインタラプトを減らす方法であって、
   前記方法は、
   ネットワークノードにおいて、前記モバイル機器のサービスアクセスポイントからターゲットアクセスポイントへのハンドオーバが必要であることを決定し、
   所定の時間間隔で前記ターゲットアクセスポイントにより提供されるランダムアクセス機会に関連するタイムオフセットを決定し、
   前記タイムオフセットに基づき前記モバイル機器のハンドオーバを実行するための開始時刻を決定し、
   決定した前記開始時刻に前記ハンドオーバを開始させるハンドオーバメッセージを、ネットワークノードから前記モバイル機器へ送信すること、
   を含む方法。
2. 前記開始時刻を決定することは、移動管理エンティティで開始時刻を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記開始時刻を決定することは、前記移動管理エンティティで前記ターゲットアクセスポイントから前記タイムオフセットを受信し、前記受信されたタイムオフセットに基づき前記移動管理エンティティで前記開始時刻を決定することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記開始時刻を決定することは、さらに、
   前記移動管理エンティティで相対フレームタイミングを決定し、前記相対フレームタイミングは前記サービスアクセスポイントのフレームタイミングに対して前記ターゲットアクセスポイントの相対フレームタイミングに関するものであり、
   前記相対フレームタイミング及び前記受信されたタイムオフセットに基づき前記移動管理エンティティで前記開始時刻を決定することを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記相対フレームタイミングを決定することは、前記移動管理エンティティで前記モバイル機器から前記相対フレームタイミングを受信することを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記開始時刻を決定することは、前記サービスアクセスポイントで前記開始時刻を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記開始時刻を決定することは、
   前記サービスアクセスポイントで前記モバイル機器から相対フレームタイミングを受信し、前記相対フレームタイミングは前記サービスアクセスポイントのフレームタイミングに対する前記ターゲットアクセスポイントのフレームタイミングに関するものであり、
   前記サービスアクセスポイントで前記ターゲットアクセスポイントから前記タイムオフセットを受信し、
   前記受信された相対フレームタイミングと前記受信されたタイムオフセットに基づき前記サービスアクセスポイントで前記開始時刻を決定することを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記開始時刻を決定することは、
   前記サービスアクセスポイントにとって既知の参照時刻に対する前記ターゲットアクセスポイントのフレームタイミングを前記サービスアクセスポイントで前記モバイル機器から受信し、
   相対フレームタイミングを決定し、前記相対フレームタイミングは前記サービスアクセスポイントのフレームタイミングに対する前記ターゲットアクセスポイントの前記受信されたフレームタイミングに関するものであり、
   前記サービスアクセスポイントで前記ターゲットアクセスポイントから前記タイムオフセットを受信し、
   前記相対フレームタイミング及び前記受信されたタイムオフセットに基づき前記サービスアクセスポイントで前記開始時刻を決定する
   ことを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記タイムオフセットは、前記ランダムアクセス機会及び前記ターゲットアクセスポイントのフレームタイミングの間のオフセットを含む、請求項１に記載の方法。
10. セルラ無線ネットワークのネットワーク構成要素中のプロセッサであって、
    前記プロセッサは、
    モバイル機器のサービスアクセスポイントからターゲットアクセスポイントへのハンドオーバが必要であることを決定し、
    所定の時間間隔で前記ターゲットアクセスポイントにより提供されるランダムアクセス機会と関連するタイムオフセットを決定し、
    前記モバイル機器のハンドオーバ中のサービスインタラプトを減らすために前記タイムオフセットに基づき前記モバイル機器のハンドオーバを実行するための開始時刻を決定し、
    決定した前記開始時刻に前記ハンドオーバを開始させるハンドオーバメッセージを、ネットワークノードから前記モバイル機器へ送信するように構成された、
    プロセッサ。
11. 前記ネットワーク構成要素は、移動管理エンティティを含む、請求項１０に記載のプロセッサ。
12. 前記ネットワーク構成要素は、前記サービスアクセスポイントを含む、請求項１０に記載のプロセッサ。

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