JP5573846B2 - 移動体通信システム、基地局装置及びハンドオーバ実行方法 - Google Patents
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Description
複数の基地局装置のうちの移動局装置と無線接続された第1の基地局装置は、複数の基地局装置のうちの移動局装置と以前に無線接続されていた第2の基地局装置から、その第2の基地局装置が上位ノード装置から受信した移動局装置へ送信される第1のダウンリンク信号を受信している間に、ハンドオーバにより移動局装置が複数の基地局装置のうちの第3の基地局装置と無線接続されると、第2の基地局装置に対して第1のダウンリンク信号の転送先を第3の基地局装置へ変更することを要求する転送先変更要求信号を送信する。一方、第2の基地局装置は、転送先変更要求信号を受信すると第1のダウンリンク信号を第3の基地局装置へ転送する。
このハンドオーバ実行方法において、複数の基地局装置のうちの移動局装置と無線接続された第1の基地局装置は、複数の基地局装置のうちの移動局装置と以前に無線接続されていた第2の基地局装置から、その第2の基地局装置が上位ノード装置から受信した移動局装置へ送信される第1のダウンリンク信号を受信している間に、ハンドオーバにより移動局装置が複数の基地局装置のうちの第3の基地局装置と無線接続されると、第2の基地局装置に対して第1のダウンリンク信号の転送先を第3の基地局装置へ変更することを要求する転送先変更要求信号を送信する。一方、第2の基地局装置は、転送先変更要求信号を受信すると第1のダウンリンク信号を第3の基地局装置へ転送する。そして第3の基地局装置は、第1のダウンリンク信号を移動局装置へ送信する。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
移動局装置と無線接続されている基地局装置へ、以前に移動局装置と無線接続されていた他の基地局装置からダウンリンク信号が転送されている間に、さらにハンドオーバが発生することがある。このような場合、この移動体通信システムでは、ハンドオーバ元の基地局装置が、ダウンリンク信号の転送先を最新のハンドオーバ先の基地局装置に切り替えることを、ダウンリンク信号の転送元の基地局装置へ要求する。そして、転送元の基地局装置は、バッファしているダウンリンク信号を、最新のハンドオーバ先の基地局装置へ直接転送する。これにより、この移動体通信システムは、基地局装置間のダウンリンク信号の転送を抑制することを図る。
上位ノード装置3は、移動局装置4とコアネットワーク間の通信を中継する装置である。上位ノード装置3は、例えば、LTEにおけるServing Gateway(S-GW)に対応する。さらに上位ノード装置3は、Mobility Management Entity(MME)の機能を有してもよく、あるいは、上位ノード装置3は、S-GWの機能を有する装置と、MMEの機能を有する装置とを別個に有していてもよい。
基地局装置2−2は、ハンドオーバ先となることを指定するメッセージを受信すると、移動局装置4と無線接続するために必要なリソースを確保する。そして基地局装置2−2は、ハンドオーバ先となることを承認する(ステップS301)。そして基地局装置2−2は、ハンドオーバ先となることを承認したことを通知するHandover Request Ackメッセージを基地局装置2−1へ返信する。基地局装置2−1は、Handover Request Ackメッセージを受信した後、移動局装置4へ、ハンドオーバを実行するためのRRCプロトコルに従ったHANDOVER COMMANDを送信する。
基地局装置2−2は、基地局装置2−1から受信した未送信データを、自装置が有する記憶部にバッファする(ステップS302)。なお、基地局装置2−2は、基地局装置2−1から転送された未送信データを受信すると、基地局2−1からのデータ転送が実行されているか否かを示すデータ転送状態テーブルに含まれる転送状態フラグを、データ転送中であることを示す値に書き換える。
各基地局装置は、移動局装置4へ送信されるダウンリンク信号のうちの未送信データを自装置へ転送する可能性のある他の基地局装置が複数存在する場合、その複数の基地局装置のそれぞれについて一つのデータ転送状態テーブルを保持する。
基地局装置2−2は、HANDOVER CONFIRMメッセージを受信すると、上位ノード装置3に対して、移動局装置4との通信に利用されるパスを変更することを要求する(ステップS303)。そのために、基地局装置2−2は、例えば、Path Switch Requestメッセージを上位ノード装置3へ送信する。
基地局装置2−1は、UE Context Releaseメッセージを受信した後、全ての未送信データを基地局装置2−2へ転送すれば、移動局装置4との無線接続に使用されたりソースを開放する。
このとき、移動局装置4が基地局装置2−2の通信可能エリア2−2aから基地局装置2−3の通信可能エリア2−3aへ移動していたとすると、移動局装置4では、基地局装置2−2からの信号の状態よりも、基地局装置2−3からの信号の状態の方が良好となる。そのため、基地局装置2−2は、Measurement Reportメッセージを参照して、ハンドオーバを実行することを決定することになる(ステップS304)。そして基地局装置2−2は、基地局装置2−3に対してHandover Requestメッセージを送信する。そして基地局装置2−3は、移動局装置4との無線接続に使用するリソースを確保できると、ハンドオーバ先となることを承認する(ステップS401)。そして基地局装置2−3は、Handover Request Ackメッセージを基地局装置2−2へ返信する。基地局装置2−2は、Handover Request Ackメッセージを受信した後、移動局装置4へHANDOVER COMMANDを送信する。
これにより、基地局装置2−1から基地局装置2−2への未送信データの転送が行われている間に、再度ハンドオーバが発生する。
しかし、基地局装置2−2は、基地局装置2−3からハンドオーバ先となることを承認するメッセージを受け取っている。そこで、基地局装置2−2は、未だに未送信データを基地局装置2−2へ向けて転送している基地局装置2−1に対して、未送信データの転送先を変更することを要求する(ステップS305)。具体的には、基地局装置2−2は、未送信データの転送先を変更することを要求する転送先変更要求(Redirection Request)メッセージを、基地局装置2−1へ送信する。
また基地局装置2−2も、移動局装置4へ送信されるべきダウンリンク信号のうち、基地局装置2−2が有する記憶部にバッファされている未送信データの転送を開始する(ステップS306)。そして基地局装置2−2は、未送信データの先頭パケットのシーケンス番号等を示すSN status Transferメッセージを基地局装置2−3へ送信する。また基地局装置2−2は、未送信データを基地局装置2−3へ転送する。
基地局装置2−3は、HANDOVER CONFIRMメッセージを受信すると、上位ノード装置3に対して、移動局装置4との通信に利用されるパスを変更することを要求する(ステップS404)。そのために、基地局装置2−3は、Path Switch Requestメッセージを上位ノード装置3へ送信する。
また、基地局装置2−1も、UE Context Releaseメッセージを既に受信している。そのため、基地局装置2−1は、全ての未送信データ及び未送信データの最後を示すエンドマーカを基地局装置2−3へ転送した後、移動局装置4との無線接続に使用されたりソースを開放する(ステップS204)。そして基地局装置2−1は、自装置の記憶部にバッファされているダウンリンク信号を廃棄する。
その後、ハンドオーバが完了し、移動局装置4は、基地局装置2−3を通じて信号を送受信する。
なお、3回以上のハンドオーバが連続して発生する場合、最新のハンドオーバ元ととなる基地局装置が、ステップS305以降の処理を実行する。そして、最新のハンドオーバ先となる基地局装置が、ステップS402以降の処理を実行すればよい。
なお、Redirection Request、Redirection Confirm、Redirection Notify及びRedirection Failureの各メッセージは、予備領域を持たなくてもよい。
基地局装置2−1は、無線インターフェース部21と、アンテナ22と、有線インターフェース部23と、記憶部24と、制御部25とを有する。また無線インターフェース部21は、デュプレクサ26と、変調部27と、復調部28とを有する。このうち、無線インターフェース部21、記憶部24及び制御部25は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つの集積回路として基地局装置2−1に実装されてもよい。
またアンテナ22は、移動局装置4から送信されたアップリンク信号または各種の制御信号を受信し、そのアップリンク信号または制御信号をデュプレクサ26を介して復調部28に伝達する。
制御部25は、データ転送元の基地局装置に対応するデータ転送状態テーブルの転送状態フラグの値を「データ転送中」に対応する値に設定する(ステップS1001)。そして制御部25は、受信した未送信データを記憶部24にバッファする(ステップS1002)。
また制御部25は、データ転送元の基地局装置から、未送信データの転送が完了したことを示すエンドマーカを受信したか否か判定する(ステップS1003)。
一方、この基地局装置がエンドマーカを既に受信している場合(ステップS1003−Yes)、制御部25は、データ転送元の基地局装置に対応するデータ転送状態テーブルの転送状態フラグの値を「待機中」に対応する値に書き換える(ステップS1005)。
ステップS1005の後、制御部25は、データ転送状態確認処理を終了する。
制御部25は、何れかの基地局装置に対応するデータ転送状態テーブルの転送状態フラグがデータ転送中を表すか否か判定する(ステップS1101)。
何れの基地局装置に対応するデータ転送状態テーブルの転送状態フラグも待機中であることを表している場合(ステップS1101−No)、それ以前に発生したハンドオーバによる未送信データの転送は終了している。そこで、制御部25は、ハンドオーバが1回だけ発生した場合と同様に、記憶部24にバッファされている未送信データを、有線インターフェース部23を介してハンドオーバ先の基地局装置へ転送する(ステップS1108)。
制御部25は、未送信データのリストに表された基地局装置の識別情報及びシーケンス番号を含むように、ハンドオーバ先の基地局装置へのRedirection Notifyメッセージを生成する。そして制御部25は、Redirection Notifyメッセージを有線インターフェース部23を介して送信する(ステップS1107)。
その後、制御部25は、未送信データを有線インターフェース部23を介してハンドオーバ先の基地局装置へ転送する(ステップS1108)。
その後、制御部25は、データ転送先変更処理を終了する。
制御部25は、エンドマーカを送信済みか否か判定する(ステップS1201)。エンドマーカが既に送信されている場合、すなわち、未送信データの転送が既に終了している場合(ステップS1201−Yes)、制御部25は、Redirection Requestを送信した基地局装置へRedirection Failureメッセージを返信する(ステップS1202)。
SN1がSN2よりも前である場合(ステップS1203−Yes)、シーケンス番号SN1からSN2までのパケットは、上位ノード装置3からこの基地局装置よりも前に移動局装置4と無線接続されていた他の基地局装置へ送信されている。そのため、シーケンス番号SN1からSN2までのパケットは、他の基地局装置から新たなハンドオーバ先の基地局装置へ直接転送される。そこで制御部25は、転送するデータの先頭パケットの位置をSN2に設定する(ステップS1204)。一方、SN2がSN1と等しいか、SN1よりも前である場合(ステップS1203−No)、移動局装置4へ送信されていないパケットの先頭位置は、上位ノード装置3からこの基地局装置自身が受信しているパケットに含まれる。そこで制御部25は、転送するデータの先頭パケットの位置をSN1に設定する(ステップS1205)。
その後、制御部25は、Redirection Requestメッセージに含まれるハンドオーバ先の基地局装置へ未送信データの転送を開始する(ステップS1208)。制御部25は、未送信データの転送完了後にハンドオーバ先の基地局装置へエンドマーカを送信する(ステップS1209)。
その後、制御部25は、データ転送処理を終了する。
制御部25は、Redirection Notifyメッセージから、各転送元基地局装置及び受信する未送信データの先頭パケットの位置を表すシーケンス番号を特定する(ステップS1301)。そして制御部25は、転送元基地局装置のうち、最初に移動局装置と無線接続されていた基地局装置を着目する基地局装置に設定する(ステップS1302)。
また制御部25は、各転送元基地局装置から未送信データを受信する(ステップS1303)。制御部25は、着目基地局装置から受信した未送信データは移動局装置4へ送信されたか否か判定する(ステップS1304)。着目基地局装置から受信した未送信データの移動局装置4への送信が終了している場合(ステップS1304−Yes)、制御部25は、現在の着目基地局装置の次に移動局装置と無線接続されていた基地局装置を着目する基地局装置に設定する(ステップS1305)。
制御部25は、全ての基地局装置から受信した未送信データが移動局装置4へ送信されたか否か判定する(ステップS1308)。何れかの基地局装置から受信した未送信データが移動局装置4へ送信されていない場合(ステップS1308−No)、制御部25は、ステップS1303〜S1308の処理を繰り返す。
一方、全ての基地局装置から受信した未送信データが移動局装置4へ送信されている場合(ステップS1308−Yes)、制御部25は、転送データ受信処理を終了する。
制御部31は、例えば、1個若しくは複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして制御部31は、上位ノード装置3に接続されている何れかの基地局装置の通信可能エリア内に存在する移動局装置の位置及び状態を管理する機能を有する。
また制御部31は、通信中の移動局装置4から受信した信号をルーティングする。例えば、制御部31は、通信中の移動局装置4から受信したアップリンク信号を有線インターフェース部33を介してコアネットワークへ送出する。また制御部31は、通信中の移動局装置4を宛先とするダウンリンク信号をコアネットワークから有線インターフェース部33を介して受信すると、そのダウンリンク信号を有線インターフェース部33を介して移動局装置が無線接続された基地局装置へ送信する。
その際、制御部31は、ハンドオーバ先の基地局装置からパス変更要求メッセージを受信すると、そのメッセージに従って、ダウンリンク信号の送信先をハンドオーバ元の基地局装置からハンドオーバ先の基地局装置へ切り替える。
一方、有線インターフェース部33は、何れかの基地局装置からアップリンク信号を受信すると、そのアップリンク信号を制御部31へ渡す。さらに、有線インターフェース部33は、制御部31から受信したアップリンク信号をコアネットワークへ出力する。
ここで、無線インターフェース部41及びアンテナ42は、それぞれ、図9に示した基地局装置2−1の無線インターフェース部21及びアンテナ22と、適用される多重化方式を除いて同一の機能及び構成を有する。そのため、無線インターフェース部41及びアンテナ42についての詳細な説明は省略する。
なお、無線インターフェース部41の変調部46は、アップリンク信号を、例えば、SC-FDMA方式により多重化する。また、復調部47は、多重化されたダウンリンク信号を、例えば、OFDMA方式により分離する。
また、各基地局装置、上位ノード装置及び移動局装置は、基地局装置間で直接ダウンリンク信号を転送することが可能なLTE以外の移動体通信方式に準拠するものであってもよい。
2−1〜2−3 基地局装置
3 上位ノード装置
4 移動局装置
21、41 無線インターフェース部
22、42 アンテナ
23、33 有線インターフェース部
24、32、43 記憶部
25、31、44 制御部
26、45 デュプレクサ
27、46 変調部
28、47 復調部
Claims (7)
- 複数の基地局装置と、
前記複数の基地局装置と接続された上位ノード装置と、
前記複数の基地局装置のうちの何れかと無線接続可能な移動局装置とを有し、
前記複数の基地局装置のうちの前記移動局装置と無線接続された第1の基地局装置は、前記複数の基地局装置のうちの前記移動局装置と以前に無線接続されていた第2の基地局装置から、当該第2の基地局装置が前記上位ノード装置から受信した前記移動局装置へ送信される第1のダウンリンク信号を受信している間に、ハンドオーバにより前記移動局装置が前記複数の基地局装置のうちの第3の基地局装置と無線接続されると、前記第1のダウンリンク信号の転送先を前記第3の基地局装置へ変更することを要求する転送先変更要求信号を生成し、該転送先変更要求信号を前記第2の基地局装置へ送信し、
前記第2の基地局装置は、前記転送先変更要求信号を受信すると前記第1のダウンリンク信号を前記第3の基地局装置へ転送する、
移動体通信システム。 - 前記第1の基地局装置は、前記転送先変更要求信号に、前記第3の基地局装置の識別情報と、前記第1のダウンリンク信号のうちの前記移動局装置に送信されていないパケットの先頭位置を表すパケット位置情報とを含め、
前記第2の基地局装置は、前記第1のダウンリンク信号のうちの前記パケット位置情報に示された先頭位置以降のパケットを前記第3の基地局装置へ転送する、請求項1に記載の移動体通信システム。 - 前記第2の基地局装置は、前記パケット位置情報に示されたパケットの位置が、前記第1のダウンリンク信号の先頭パケットの位置よりも前である場合、当該第1のダウンリンク信号の先頭位置以降のパケットを前記第3の基地局装置へ転送し、前記パケット位置情報に示されたパケットの位置が、前記第1のダウンリンク信号の先頭パケットの位置以降である場合、前記パケット位置情報に示された位置以降のパケットを前記第3の基地局装置へ転送する、請求項2に記載の移動体通信システム。
- 前記第1の基地局装置は、前記上位ノード装置から受け取った第2のダウンリンク信号の少なくとも一部を前記移動局装置へ送信する前に、前記移動局装置が前記第3の基地局装置と無線接続されると、当該第2のダウンリンク信号の少なくとも一部を前記第3の基地局装置へ転送し、
前記第3の基地局装置は、前記第1の基地局装置から受信した前記第1のダウンリンク信号を前記移動局装置へ送信した後に、前記第2のダウンリンク信号の少なくとも一部を前記移動局装置へ送信する、請求項1〜3の何れか一項に記載の移動体通信システム。 - 他の基地局装置と接続するインターフェース部と、
自装置の通信可能エリア内に存在する移動局装置と無線接続する無線インターフェース部と、
前記移動局装置と無線接続されることにより、以前に前記移動局装置と無線接続されていた第1の他の基地局装置から、前記移動局装置へ送信される第1のダウンリンク信号を受信中に、ハンドオーバにより前記移動局装置が第2の他の基地局装置と無線接続される場合、前記第1の他の基地局装置に対して、前記第1のダウンリンク信号を前記第2の他の基地局装置へ転送することを要求する転送先変更要求信号を生成し、当該転送先変更要求信号を前記インターフェース部を介して前記第1の他の基地局装置へ送信する制御部と、
を有する基地局装置。 - 前記制御部は、上位ノード装置から受信した第2のダウンリンク信号を前記第2の他の基地局装置へ転送中に、前記第2の他の基地局装置から前記第2のダウンリンク信号を第3の他の基地局装置へ転送することを要求する転送先変更要求信号を受信すると、前記第2のダウンリンク信号の転送先を前記第3の他の基地局装置へ切り替える、請求項5に記載の基地局装置。
- 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置と接続された上位ノード装置と、前記複数の基地局装置のうちの何れかと無線接続可能な移動局装置とを有する移動体通信システムにおける、ハンドオーバ実行方法であって、
前記複数の基地局装置のうちの前記移動局装置と無線接続された第1の基地局装置は、前記複数の基地局装置のうちの前記移動局装置と以前に無線接続されていた第2の基地局装置から、当該第2の基地局装置が前記上位ノード装置から受信した前記移動局装置へ送信される第1のダウンリンク信号を受信している間に、ハンドオーバにより前記移動局装置が前記複数の基地局装置のうちの第3の基地局装置と無線接続されると、前記第1のダウンリンク信号の転送先を前記第3の基地局装置へ変更することを要求する転送先変更要求信号を生成し、該転送先変更要求信号を前記第2の基地局装置へ送信し、
前記第2の基地局装置は、前記転送先変更要求信号を受信すると前記第1のダウンリンク信号を前記第3の基地局装置へ転送し、
前記第3の基地局装置は、前記第1のダウンリンク信号を前記移動局装置へ送信する、
ことを含む方法。
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