JP5170105B2 - 移動体通信システムの位置・経路登録更新手順 - Google Patents

Description

本発明は、移動体通信システムの位置・経路登録更新手順（ＬＡＵ／ＲＡＵ）に関連し、特に、ユーザ機器（ＵＥ）が異なるタイプのセルやアクセス・ポイント間を移動する際に用いる手順に関連するものである。

移動体通信システムは、ネットワークに接続された送信基地局と受信基地局が、ネットワークの各セル毎に携帯電話のようなＵＥに送受信を行うセル単位で、機能する。幾つかのセルが一緒になって、位置・経路登録エリアを構成する。位置登録エリアは通常、経路登録エリアよりも多くのセルを有している。携帯電話のようなユーザ機器がエリア間を移動するとき、ユーザ機器が送受信を行う新しいエリアを選択し、他方のエリアでは送受信を終了するといった位置・経路登録更新手順（もし新しいセルが異なる位置・経路登録エリアにあるとき）が実行される。基地局とセルはマクロ基地局とマクロセルと呼ばれる場合もある。

ここで、ピコ・サイトと呼ばれるより小さなセル・サイトが提案されている。このピコ・サイトは、建物の複合体のようなより小さなエリアをカバーしている。フェムト・セルと呼ばれる更に小さなセル・サイトも提案されている。このフェムト・セルは、建物内を完全にカバーするときにしばしば生じる高額な費用を要する問題を解決するためのタイプであるより小さいセル・サイトを指すときに、移動体操作において用いられる用語である。ピコ・セルは、建物全部をカバーする際に局所的なマルチパスひずみ等の問題が生じることがある。

しばしばアクセス・ポイント／ホーム・ゲートウェイと呼ばれるフェムト・セルは小さなプラグであり、標準２Ｇ又は３Ｇ送受信を用いる携帯ハンドセットのようなユーザ機器と通信する装置の役割を果たす。フェムト・セルは、ｘＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｏｏｐ）またはＷＩＭＡＸ技術のいずれかを用いて、ブロードバンドサービス経由でネットワークに接続されている。フェムト・セルは、ユーザが完全に統合された装置を所有できるように、ブロードバンド・ルータの機能を随意に取り入れることができる。フェムト・セルは、遠隔操作で管理・更新が可能となるように、移動体通信システムのコア・ネットワーク（ＣＮ）を一体となるように統合する必要がある。

マクロ・セルで操作される移動体通信ネットワークでは、各セルの基地局は独自の位置登録コード（ＬＡＣ）および経路登録コード（ＲＡＣ））を有する。位置・経路登録更新手順（ＬＡＵ／ＲＡＵ）は、ユーザ機器が異なるＬＡＣデータを持つマクロ・セル間を移動する度、すなわち、新しいセルがそれまでＵＥが使用していた古いセルとは異なる位置・経路登録エリアにいるときに、実行される。

フェムト・セルが使用される際は、一つのマクロ・セル中に数千のフェムト・セルが配備されている可能性がある。一つのユーザ機器がフェムト・セルと通信を開始・停止する毎にＬＡＵ／ＲＡＵ手順を始めることは、マクロ基地局との相当な量の追加的な送受信を引き起こし、且つ相当量のネットワーク・シグナリングを引き起こす。もし各マクロ・セルにたくさんのフェムト・セルがあれば、特に混雑する時間帯においてネットワークのオーバーロードを引き起こす可能性がある。

本発明の好適な実施形態は、全ての機会においてＬＡＵ／ＲＡＵ手順を実行する必要を回避し、それによって移動体通信ネットワークにおける電波送信やネットワーク・シグナリングの量を削減するためのものである。

本発明の一実施形態によると、一つのユーザ機器があるマクロ・セルとの通信からより狭域のセルとの通信に移動する時に位置・経路登録更新手順を開始する方法が、提供される。この方法は、フェムト・セルがユーザ機器に配備されているマクロ・セルのデータとは異なる位置登録コード（ＬＡＣ）・経路登録コード（ＲＡＣ）データを配信することによって実行される。また、より狭域のセルとユーザ機器の接続を開始するために用いられる。その後、フェムト・セルがユーザ機器に配備されているマクロ・セルのＬＡＣ／ＲＡＣが割り当てられ、これによりユーザ機器はより狭域のセルとの通信からマクロ・セルとの通信に移動するときにＬＡＵ／ＲＡＵ手順を実行することはなくなる。

本発明の上記および更なる態様は、これから参照される追加的なクレームにおいて定義される。

本発明の好適な実施形態を、添付図面を参照しながら一実施例として詳細に説明する。

ネットワークに接続され、ユーザ機器と通信中のフェムト・セルを示す概略図である。 基地局と複数のフェムト・セルをその中に有するマクロ・セルを示す概略図である。 フェムト・セルを伴う一つのユーザ機器が登録を行う際のメッセージ・シークエンス・チャートである。 フェムト・セル内のアクセス・ポイントのブロック概略図である。

図１は、ネットワーク４に接続されているフェムト・セル２を示している。これはハードワイヤ接続となる。フェムト・セルは、フェムト・セル・ゲートウェイ６とこれにブロードバンド接続１０で接続されたアクセス・ポイント８から構成されている。アクセス・ポイントは、範囲内に配置されているユーザ機器と近い距離内で信号の送受信を行う送受信器１２に接続している。ユーザ機器は例えば携帯電話１４やラップトップ１８に付属するデータカード１６でも良い。フェムト・セルのアクセス・ポイントの範囲内にやってくるユーザ機器は、承認されればそのアクセス・ポイントと直接通信できるが、マクロ・セル内に位置したときはより優先してマクロ・セルと通信する。

図２は、マクロ・セル２０の概略図である。マクロ・セルはこの中にあるユーザ機器と信号を送受信する基地局２２を有する。さらにマクロ・セル内には、複数のフェムト・セル２が配置されている。例えばフェムト・セル２は、大きなオフィス・ビル内で必要とされるような集団を形成してもよいし、個人の住居で用いられるような個別のセルを形成してもよい。実際には、都市部では数千のフェムト・セルが１つのマクロ・セル内に存在しうる。

携帯電話（ハンドセット）１４やデータカード１６のような１つのユーザ機器がマクロ・セルに登録するときは、マクロ・セルが自身のＲＡＣ／ＬＡＣデータをユーザ機器に送信し、ユーザ機器がそのデータを記憶するといったＬＡＵ／ＲＡＵ登録手順を経る。このデータは、その後ユーザ機器とマクロ・セル間の通信中は使用されない。このデータは、ユーザ機器が別のマクロ・セルに登録しようとする際の比較のためにある。

図３は、１つのユーザ機器（ＵＥ）がフェムト・セルのアクセス・ポイント（ＦＡＰ）に登録するときの登録手順を示すメッセージ・シークエンス・チャートである。第１のステップでは、無線リソース制御接続が確立される（３０）。このステップは、１つのＵＥがその範囲内にいると認識された時にＦＡＰによって実行される。このステップに続いて、ＵＥからＦＡＰに位置登録更新の要求が行なわれる（３２）。この要求に応答して、ＦＡＰはＵＥに識別要求を送信し（３４）、ＵＥはＦＡＰに対して識別応答を返す（３６）。この段階で、ＦＡＰは登録を希望するＵＥの識別情報を有することになる。次に共通アクセス登録要求がＵＭＡネットワーク・コントローラ（ＵＮＣ３）３８に送信される（４０）。するとアクセス要求がアクセス認証・アカウントモジュール（ＡＡＡ）４２に送られる（４４）。ＵＥ３１がＦＡＰ３３と通信を行うことが承認されれば、アクセス許可メッセージがＡＡＡからＵＮＣに送信され（４６）、ＦＡＰに送信される（４８）。その後、適切なＬＡＣ／ＲＡＣデータがＵＥに送信される（５０）。

ＲＲＣ接続が確立されると（３０）、ＵＥ３１は、現在通信中のマクロ・セルとは異なるシステム情報のＬＡＣ／ＲＡＣデータを有しているＦＡＰ３３を認識する。これは上記の手順を初期化する。しかし、ステップ５０でＬＡＣ／ＲＡＣデータをＵＥ３１に送信する時は、実際に送信されるＬＡＣ／ＲＡＣデータはマクロ・セルのデータと同一のものである。すなわち、現在ＵＥに記録されているデータと同じものである。こうして、ＵＥ３１はＦＡＰにマクロ・セルと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータで登録されている。ＦＡＰはマクロ・セルと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを共有しているので、ネットワーク・コントローラは、ＵＥ３１に送信するための、ＵＥの為のメッセージをＦＡＰ３３に送信し、ＵＥ３１から送信されたメッセージはＦＡＰで受信されネットワークへ送られる。ネットワークは、ＵＥが現在ＦＡＰと通信していることを信号で通信する必要はなく、よってネットワーク・シグナリングの量が増えることはない。しかし、ＵＥに記録されている実際の位置登録データは、マクロ・セルと通信中に記録されたデータと同じものである。よって、以前と同様にメッセージの送受信は続けられる。

ＵＥは、システム情報が変更されたという信号をアクセス・ポイントから受信しない限り、ＬＡＣ／ＲＡＣデータの定期的なチェックは行わない。システム情報は、ＬＡＣ／ＲＡＣデータを含む、異なる複数のデータで構成されている。こうして、一旦ＵＥがＦＡＰに登録されると、ＦＡＰからのシステム情報変更の何らかの理由がない限りシステム情報は一定であるので、自身の再登録は繰り返し行おうとすることはない。

ＵＥがＦＡＰ３３から移動すると、ＦＡＰの範囲外に出ることになり、ＲＲＣ接続は遮断される。ＵＥ３１宛にネットワークから送信されるメッセージは、ＵＥ３１が別の又は同一のＦＡＰに登録するか他のマクロ・セルに移動するまで、引き続きＦＡＰ３３が位置するマクロ・セル２０から受信される。

このようにして、ＵＥがＦＡＰ３３の範囲内に来るたびに、ＵＥをＦＡＰ３３に登録するためのＬＡＵ／ＲＡＵ手順が実行されることが理解されよう。しかし、ＵＥ３１に送信されたＬＡＣ／ＲＡＣデータは、ＦＡＰが配置されているマクロ・セルのデータと同一のものである。よって、ＵＥがＦＡＰの範囲外に移動しても、現在のマクロ・セル内に居続ける場合には、ＬＡＵ／ＲＡＵ手順を再度実行する必要はない。

図４は、ＦＡＰ内の回路の概略図である。ＦＡＰは、ネットワークや接続している送受信器６２との通信をコントロールするプロセッサ６０を有する。メモリ６４はＬＡＵ／ＲＡＵ手順を開始するために用いられる“偽”ＬＡＣ／ＲＡＣデータを格納する。第２のメモリ６６は、ＦＡＰが配置されているマクロ・セルのデータに相当するＬＡＣ／ＲＡＣデータを格納する。このデータが、ＦＡＰに登録する１つのＵＥへ実際に送信されるＬＡＣ／ＲＡＣデータであり、ＵＥがＦＡＰの範囲外に移動するときにマクロ・セルに再登録する必要を省略してくれるものである。メモリ６４とメモリ６６は別個に設けられてもよいし、１つのメモリとして設けられてもよい。

この出願は２００７年４月１３日に出願されたイギリス出願番号０７０７１８１．４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (8)

1. １つのユーザ機器（ＵＥ）がマクロ基地局から前記マクロ基地局のマクロ・セル内に配置されるより狭域基地局に通信基地局を再選択する際の位置・経路登録更新手順（ＬＡＵ／ＲＡＵ）を開始するための方法であって、
   前記ＵＥと前記狭域基地局間に無線リソース制御接続を確立するステップと、
   前記ＵＥを前記狭域基地局に登録するステップと、
   前記狭域基地局から前記ＵＥに位置登録コードデータ（ＬＡＣ）と経路登録コードデータ（ＲＡＣ）を割り当てるステップを有し、
   前記狭域基地局は、前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを格納しており、前記ＵＥに対して、前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを割り当て、
   前記ＵＥが前記狭域基地局の範囲外に移動して前記マクロ基地局と通信を再開する際にも前記ＬＡＵ／ＲＡＵ手順を行うことはないことを特徴とする方法。
2. 前記狭域基地局は前記マクロ・セルのＬＡＣ／ＲＡＣデータを共有し、これによって前記ＵＥが前記狭域基地局と前記マクロ・セルの間を移動する際にもネットワーク・シグナリングを必要としない、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＵＥが前記狭域基地局と通信することを承認されているか判断するステップを有する、請求項１に記載の方法。
4. １つのユーザ機器（ＵＥ）がマクロ基地局から前記マクロ基地局のマクロ・セル内に配置されるより狭域基地局に通信基地局を再選択する際の位置・経路登録更新手順（ＬＡＵ／ＲＡＵ）を開始するためのシステムであって、
   前記ＵＥと前記狭域基地局間に無線リソース制御接続を確立する手段と、
   前記ＵＥを前記狭域基地局に登録する手段と、
   前記狭域基地局から前記ＵＥに位置登録コードデータ（ＬＡＣ）と経路登録コードデータ（ＲＡＣ）を割り当てる手段を有し、
   前記狭域基地局は、前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを格納しており、前記ＵＥに対して、前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを割り当て、
   前記ＵＥが前記狭域基地局の範囲外に移動して前記マクロ基地局と通信を再開する際にも前記ＬＡＵ／ＲＡＵ手順を行うことはないことを特徴とするシステム。
5. 前記狭域基地局は前記マクロ・セルのＬＡＣ／ＲＡＣデータを共有し、これによって前記ＵＥが前記狭域基地局と前記マクロ・セルの間を移動する際にもネットワーク・シグナリングを必要としない、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ＵＥが前記狭域基地局と通信することを承認されているか判断する手段を有する、請求項４に記載のシステム。
7. 移動体通信システムのマクロ・セル内で用いられる狭域基地局であって、
   １つのユーザ機器（ＵＥ）と無線リソース制御接続を確立する際にＬＡＵ／ＲＡＵ手順を開始する手段と、
   配置されているマクロ・セルのデータとは異なる、ＬＡＵ／ＲＡＵ手順を開始するために用いられるＬＡＣ／ＲＡＣデータと、前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータと、を記録する手段と、
   ＬＡＵ／ＲＡＵ手順が成功して完了する際に、前記ＵＥに対して、前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを割り当てる手段を有することを特徴とする狭域基地局。
8. 移動体通信システムのマクロ・セル内で用いられる狭域基地局でＬＡＵ／ＲＡＵ手順を実行するための方法であって、
   １つのユーザ機器（ＵＥ）と無線リソース制御接続を確立する際にＬＡＵ／ＲＡＵ手順を開始するステップと、
   前記ＬＡＵ／ＲＡＵ手順を開始するために前記マクロ・セルとは異なるＬＡＣ／ＲＡＣデータを用いるステップと、
   前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを記録するステップと、
   前記ＬＡＵ／ＲＡＵ手順を完了する際に、前記ＵＥに対して、前記マクロ基地局から前記ＵＥに提供されたＬＡＣ／ＲＡＣデータと同じＬＡＣ／ＲＡＣデータを割り当てるステップを有することを特徴とする方法。

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