JP5297456B2 - ワイヤレス通信ネットワークにおける無線リンク障害復旧のための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレス通信ネットワークにおける無線リンク障害復旧のための方法及び装置に関し、より詳細には、限定ではないが、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）のＥ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）及びＥ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）の仕様に従って実施される方法及び装置に関する。

現在、３ＧＰＰは、技術仕様書３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００ ｖ ８．１．０（２００７−０６）及び関連の文書に記載されているＥ−ＵＴＲＡ及びＥ−ＵＴＲＡＮの開発を検討しており、本技術仕様書は、参照により本明細書に援用されるものとする。３ＧＰＰ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）規格を、例えば、効率及びサービスを改善することにより拡張することを目指している。

Ｅ−ＵＴＲＡＮでは、ユーザ機器（ＵＥ）はネットワークノードＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）と通信し、データは、無線ベアラ（ＲＢ）上をＵＥとｅＮＢ間の無線リンクによって送信される。ｅＮＢは、Ｓ１として指定されるインターフェースを介してＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）とインターフェース接続される。Ｅ−ＵＴＲＡＮネットワークは、複数のｅＮＢ及びＭＭＥを含む。ＵＥと、そのＵＥが接続されているソースｅＮＢ間の接続が失われることがあり、これは、無線リンク障害（ＲＬＦ）として知られている。ＲＬＦを経験し、別のｅＮＢのセル内に再出現するＵＥは、アイドル状態ＲＲＣ＿ＩＤＬＥを介した移行として扱われることは以前に提案されていた。この仕組みでは、ソースｅＮＢ内にＲＬＦがある場合、ＵＥはＩＤＬＥ状態に入り、新しいターゲットｅＮＢを選択する。ＵＥが新しいターゲットｅＮＢに接続されて、そのターゲットｅＮＢに関するシステム情報を受信すると、ＵＥは、そのターゲットｅＮＢ内でリソースを確立するためのアクセスプロシージャを実行できる。しかし、このプロシージャは時間を消費する。

ＲＬＦは、ソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへのハンドオーバが差し迫っている可能性があるフェージングチャネル条件下にある間に特に起こりやすいことがある。ＩＤＬＥ状態を経ることを回避するために、新ｅＮＢは、ハンドオーバ準備プロシージャを使用することにより、ＵＥを受け入れるように事前に準備し得ることが提唱されている。Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを複数のｅＮＢに送信することができ、従って、その複数のｅＮＢは、そのＵＥを認識することが可能で、複数のｅＮＢのそれぞれがハンドオーバ候補として準備される。従ってＵＥは、ＲＬＦの移動フェーズ中に新しいターゲットｅＮＢを選択した後、旧コンテキストを続行することができる。

Ｎｏｋｉａ Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ他による論文「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ」、Ｒ２−０７２３８２、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５８で、ハンドオーバプロシージャを使用して複数のｅＮＢを準備することによるＲＬＦ復旧を論じており、本論文は、参照により本明細書に援用されるものとする。準備されたｅＮＢは、ＵＥコンテキスト及びリソースが予約されており、そのため、複数のｅＮＢを準備することにより、ＵＥが、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥを経ることを必要としないでＲＬＦから復旧できる確率が高くなり、従って、復旧時間が短縮される。

Ｎｏｋｉａ及びＮＳＮによる論文「Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ」、Ｒ２−０７１７１７、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５８及びＶｏｄａｆｏｎｅによる論文「Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ ｓｔａｔｅ」、Ｒ２−０７２３８２３、ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５８でも、ＵＥがＩＤＬＥ状態を経ることを回避するためにハンドオーバ中に複数のｅＮＢを準備することを検討しており、両論文とも、参照により本明細書に援用されるものとする。

技術仕様書３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００ ｖ ８．１．０（２００７−０６） Ｎｏｋｉａ Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ他による論文「Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ」、Ｒ２−０７２３８２、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５８ Ｎｏｋｉａ及びＮＳＮによる論文「Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ」、Ｒ２−０７１７１７、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５８ Ｖｏｄａｆｏｎｅによる論文「Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ ｓｔａｔｅ」、Ｒ２−０７２３８２３、ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５８

本発明の第１の態様によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおける無線リンク障害復旧のための方法は、移動体端末とソースネットワークノードとの間に無線リンクの障害が発生した場合、その移動体端末を受け入れるための候補としてネットワークノードを指定するステップ、並びにその指定されたネットワークノードに前記移動体端末のコンテキスト情報、及び前記移動体端末用にリソースを予約しないようにという、指定されたネットワークノードへの指示を送信するステップを含む。指定されるネットワークノードは複数個あってよく、それらのそれぞれが移動体端末コンテキスト情報を受信するが、そのためにリソースを予約する指示は受信しない。移動体端末コンテキスト情報は、ネットワークノードが移動体端末を認識するために使用される情報である。

本発明は、特にＬＴＥに従った仕組みに適用できるが、他の仕様又は規格に準拠したネットワークにおいても有利に使用できる。ＬＴＥにおいては、移動体端末はＵＥであり、ネットワークノードはｅＮＢである。

本発明を使用することにより、無線リンク障害が発生したとき、その移動体端末が、指定されたネットワークノードのセル内に現れると、そのノードは、その移動体端末を認識し、接続を完了させるためのプロシージャを開始することができるが、これが最初から設定される必要はない。ＬＴＥネットワークでは、これにより、ＵＥはＩＤＬＥ状態に入ることが回避され、そのため、ＵＥとの無線リンク接続を復旧するために必要な時間が短縮される。

本発明を使用すると、貴重なリソースが、移動体端末による使用のために、指定されたネットワークノードによって予約されないので、やはり特に有利である。

本発明による別の方法では、リソースを予約せずにネットワークノード（複数）を指定することに加えて、移動体端末がソースネットワークノードからハンドオーバする場合のハンドオーバターゲット候補としてネットワークノードが選択され、そのハンドオーバターゲットネットワークノードは、前記移動体端末のコンテキスト情報、及び前記移動体端末用にリソースを予約するようにという、そのネットワークノードへの指示を送信される。上述のように、ハンドオーバが起こりそうなときはチャネル条件が低下するために、ＲＬＦの発生確率が高くなる。ハンドオーバターゲットネットワークノードのみにリソースを予約することを要求し、さらに、１つ以上の他の指定されたネットワークノードにリソースの予約なしの移動体端末コンテキスト情報を送信することにより、ＲＬＦが発生した場合、移動体端末はＩＤＬＥを経ることなく別のネットワークノードにアクセスできるようになるが、貴重なリソースは、その移動体端末が接続される可能性がより高い候補に対してのみ予約される。指定されたネットワークノードは、移動体端末がハンドオーバターゲットネットワークノードに接続されない場合、バックアップソリューションとして使用可能である。

予約されるリソースとして、ハンドオーバターゲットネットワークノードでの、データ伝送用の容量に関連した時間及び周波数ドメインの割り振りを含んでよい。他のリソースとして、ＵＥとｅＮＢとの間に先行する通信がない場合にＵＥがｅＮＢにアクセスするために使用する特殊なコードであるプリアンブルを含んでよい。このアクセスは、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を介して行われる。ＵＥは、ＲＡＣＨを介して送信されるプリアンブルをランダムに選択する。プリアンブルは、ｅＮＢからの応答を認識するために使用される。そのようなＲＡＣＨプロシージャは、競合ベースである。ソースｅＮＢからターゲットｅＮＢへのハンドオーバの場合に競合を回避するために、プリアンブルのセットは２つの基本的なパート、即ち、ＵＥによってランダムに選択されるランダムプリアンブルとｅＮＢが特定のＵＥに送信する専用プリアンブルとに分けられる。ターゲットｅＮＢは、専用プリアンブルを透過コンテナに入れて、ソースｅＮＢを介してＵＥに送信することができる。透過コンテナとは、潜在ターゲットｅＮＢからＵＥに送信されるデータ部である。このデータ部は、実際には、潜在ターゲットｅＮＢから現在のソースｅＮＢを介してＵＥに送信される。ソースｅＮＢはこのデータ部を変更しないので、このデータ部は「透過コンテナ」と呼ばれる。専用プリアンブルは、特定のＵＥ専用に排他的に予約され、従って、別のＵＥは同じプリアンブルを使用することができない。従って、ハンドオーバの場合のＲＡＣＨアクセスに競合は発生しない。従って、専用プリアンブルは、予約されたリソースと見なすことができる。

ＬＴＥは、現在、１つのハンドオーバターゲットｅＮＢの存在を提案しているだけであるが、将来のバージョン、又は他の規格あるいはプロトコルに従って実施されるネットワークでは、２つ以上のハンドオーバターゲットが選択されることもあり得る。例えば、これらのハンドオーバターゲットは、優先順位の順に編成されてよい。そのようなネットワークでは、リソースを予約しないで少なくとも１つの指定されたネットワークノードを使用することに加えて、リソースを予約するように要求される、選択されたターゲットネットワークノードが２つ以上あってもよい。

本発明による一方法では、無線リンク障害に続いてその移動体端末が候補ネットワークノードに接続されると、移動体端末が接続された候補ネットワークノードは、ソースネットワークノードにリソースを解放するように要求する。「接続される」とは、接続プロセスの少なくとも初期ステップが実行されることである。移動体端末は、ハンドオーバターゲットネットワークノード又は指定されたネットワークノードである候補ネットワークノードに接続され得る。ソースネットワークノードは、その移動体端末が接続された候補ネットワークノードを除いて、リソースを予約済みのネットワークノードにリソースを解放するように要求することができる。別の方法では、ソースネットワークノードは、移動体端末が接続された候補ネットワークノードを除いて、指定された、即ち、ハンドオーバターゲットの候補ネットワークノードに予約済みのリソースを解放するように要求する。従って、コンテキスト情報を送信されたネットワークノードの一部だけがリソースを予約しているのであるが、この要求は、それら全てのネットワークノードに送信される。リソースを予約していない指定されたネットワークノードにそのようなメッセージを送信すると、それらのネットワークノードに、それ以降はコンテキスト情報を保持する必要がなく、コンテキスト情報を破棄してよいことを知らせることになるので、このようなメッセージ送信は、やはり有用である。リソースを予約済みのネットワークノードがリソースの予約要求から所定の時間経過後にリソースを解放するように仕組むことも可能である。従って、リソースは、ネットワークノードが解放メッセージを受信しなくても解放される。

本発明の一態様によると、無線リンク障害が発生して候補ネットワークノードへの移動体端末の接続後、ソースネットワークノードは、他の候補ネットワークノードにその接続のことを知らせる。これは、リソース解放要求を送信することにより、明示的、又は暗黙に知らせることができる。

無線リンク障害が発生して候補ネットワークノードへの移動体端末の接続後、他の候補ノードは、その移動体端末のコンテキスト情報を破棄してよい。コンテキスト情報を記憶しているネットワークノードが、移動体端末のコンテキストに関する情報を受信してから所定の時間経過後に、そのコンテキスト情報を削除するように仕組むことも可能である。従って、コンテキスト情報は、ネットワークノードが解放メッセージを受信しなくても削除される。

本発明による一方法では、要求メッセージは、移動体端末用にリソースを予約する、又は予約しないように指示するように設定された標識とともに候補ネットワークノードに送信できる。ＬＴＥでは、要求メッセージはＨａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであってよく、標識は、Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに含まれる割り振りビットである。Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージへの応答として、リソースを予約済みのネットワークノードによってのみＨａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿ａｃｋメッセージが送信できる。

本発明の第２の態様によると、ワイヤレス通信ネットワークは本発明の方法に従って動作する。

以下で、本発明の方法及び実施形態を、例としてであるが、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の方法及びその方法を実施するネットワークによるステップを概略的に示した図である。 本発明の方法及びその方法を実施するネットワークによるステップを概略的に示した図である。

図１を参照すると、ＬＴＥネットワークにおいて、ＵＥ（図示せず）がソースｅＮＢ１に接続されている。Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージが複数のｅＮＢ２、３及び４に送信されている。１つのｅＮＢ２が、ハンドオーバターゲットネットワークノードとして選択されている。Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに含まれるリソース割り振りビットが１に設定され、ｅＮＢ２に、ハンドオーバプロシージャ中にそのＵＥ用にリソースを予約するように依頼している。Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは指定されたｅＮＢ３及び４にも送信され、その場合のリソース割り振りビットは０に設定され、それらのｅＮＢは、リソースを予約する必要はないが、ＵＥコンテキストを記憶する必要があることが示されるので、ＵＥは、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥを経ることなくアクセスできるようになる。

Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿ａｃｋメッセージは、実際にリソースを割り振るｅＮＢによってのみ送信されるので、この例では、ハンドオーバターゲットｅＮＢ２のみが肯定応答メッセージを送信する。これは、ソースｅＮＢ１に、どのｅＮＢがＵＥにリソースを割り振ったかについても暗黙に知らせる。割り振らないｅＮＢはＨａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿ａｃｋメッセージを送信しない。

図２を参照すると、この図は、ＲＬＦが発生し、ＵＥとソースｅＮＢ１間の接続が失われる状況を示している。ＵＥは、ハンドオーバターゲットｅＮＢ２に再出現するのではなく、そのＵＥ用にリソースをまったく割り振っていない指定されたｅＮＢ３と交信している。このｅＮＢ３はＵＥのコンテキスト情報を記憶しているので、ＵＥは、ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥに留まっている間にｅＮＢ３にアクセスすることができる。このｅＮＢ３はＵＥベースの移動の枠内でＵＥが選択したものなので、適宜、リソースを予約しなければならない。これでＵＥはソースｅＮＢ１から完全に切断され、ｅＮＢ３はＲｅｌｅａｓｅ＿Ｒｅｓｏｕｒｃｅメッセージを、おそらく転送トンネルに関するＲＮＬ／ＴＮＬ情報を含めてソースｅＮＢ１に送信することができ、接続は完了する。

一方、指定されたターゲットｅＮＢ２は、まだ、最初に予約されたリソースを保持しており、原則的には時間切れになるまで保持し続けるであろう。しかし、ソースｅＮＢ１は、指定されたターゲットｅＮＢ２にリソースを解放してよいことを知らせる。ネットワークノードに記憶されているコンテキスト情報は、コンテキスト情報がそのノードに受信された時、又は他の都合のよい時からの所定の時間満了時に破棄できる。

本発明は、その精神及び本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形又は他の方法で実施することができる。説明された実施形態及び方法は、全ての点で、例示にすぎず、限定ではないと考えるべきである。従って、本発明の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲に記載される文言の均等物の意味及び範囲に含まれる全ての変更は、本特許請求の範囲に含まれるものとする。

Claims (15)

1. ワイヤレス通信ネットワークにおける無線リンク障害復旧のための方法であって、
   前記移動体端末が前記ソースネットワークノードからハンドオーバする場合のハンドオーバターゲット候補としてネットワークノードを選択するステップ、
   前記ハンドオーバターゲットネットワークノードに前記移動体端末のコンテキスト情報、及び前記移動体端末用にリソースを予約するようにという、前記ネットワークノードへの指示を送信するステップ、
   移動体端末とソースネットワークノードとの間に無線リンクの障害が発生した場合、前記移動体端末を受け入れるための候補としてネットワークノードを指定するステップ、及び
   前記指定されたネットワークノードに前記移動体端末のコンテキスト情報、及び前記移動体端末用にリソースを予約しないようにという、前記指定されたネットワークノードへの指示を送信するステップ、
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記移動体端末と前記ソースネットワークノードとの間に前記無線リンクの障害が発生した場合、前記移動体端末を受け入れるための候補として複数のネットワークノードが指定され、前記移動体端末のコンテキスト情報が各指定されたネットワークノードに送信され、前記移動体端末用にリソースを予約しないようにという指示が各指定されたネットワークノードへ送信される方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、無線リンク障害に続いて前記移動体端末が候補ネットワークノードに接続されると、前記移動体端末が接続された前記候補ネットワークノードが前記ソースネットワークノードにリソースを解放するように要求する方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記ソースネットワークノードが、前記移動体端末が接続された前記候補ネットワークノードを除いて、リソースを予約済みのネットワークノードにリソースを解放するように要求する方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、前記ソースネットワークノードが、前記移動体端末が接続された前記候補ネットワークノードを除いて、前記指定された、即ち、ハンドオーバターゲットの候補ネットワークノードに予約済みのリソースを解放するように要求する方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法であって、リソースを予約済みのネットワークノードがリソースの予約要求から所定の時間経過後に前記リソースを解放するステップを含む方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法であって、コンテキスト情報を記憶しているネットワークノードが所定の時間経過後に前記コンテキスト情報を破棄するステップを含む方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法であって、無線リンク障害が発生して候補ネットワークノードへの前記移動体端末の接続後、前記ソースネットワークノードが他の候補ネットワークノードに前記接続のことを知らせる方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法であって、無線リンク障害が発生して候補ネットワークノードへの前記移動体端末の接続後、他の候補ノードが前記移動体端末の前記コンテキスト情報を破棄する方法。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法であって、要求メッセージが、前記移動体端末用にリソースを予約するように、又は予約しないように指示するように設定された標識とともに候補ネットワークノードに送信される方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法であって、前記ネットワークがＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）仕様に従っている方法。
12. 請求項１０に従属する時の請求項１１に記載の方法であって、前記要求メッセージがＨａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであって、前記標識が、前記Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに含まれる割り振りビットである方法。
13. 請求項１２に記載の方法であって、前記Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージへの応答として、リソースを予約済みのネットワークノードによってのみＨａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿ａｃｋメッセージが送信される方法。
14. 請求項１１、１２又は１３に記載の方法であって、無線リンク障害が発生して候補ネットワークノードへの前記移動体端末の接続後、前記移動体端末が接続された前記候補ネットワークノードがＲｅｌｅａｓｅ＿Ｒｅｓｏｕｒｃｅメッセージを前記ソースネットワークノードに送信し、前記ソースネットワークノードがＦｒｅｅ＿Ｒｅｓｏｕｒｃｅメッセージを、Ｈａｎｄｏｖｅｒ＿Ｒｅｑｕｅｓｔ＿ａｃｋメッセージを送信した全ての他のネットワークノードに送信する方法。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法に従って動作するようになされたワイヤレス通信ネットワーク。

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