JP5671139B2 - 通信制御方法及びホーム基地局 - Google Patents
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Description
本発明は、移動通信システムにおける通信制御方法及びホーム基地局に関する。
移動通信システムの標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project)は、3GPPリリース10以降において、LTE(Long Term Evolution)を高度化したLTE Advancedの標準化を進めている。
3GPPリリース10には、ホーム基地局によるLIPA(Local Internet Protocol Access)機能が規定されている(非特許文献1及び2参照)。ホーム基地局は、住居や会社に設けられる小型基地局であり、フェムトセル基地局と称されることもある。
LIPAは、ユーザ端末と、当該ユーザ端末と同一の住居(又は会社)IPネットワーク内のローカル機器との間に、ホーム基地局を経由し、かつオペレータのコアネットワークを経由しないLIPAコネクション(LIPA PDNコネクション)を確立し、当該LIPAコネクションにより通信する機能である。LIPAは、ユーザデータをコアネットワークに流さないので、コアネットワークのトラフィック負荷を軽減できる。
3GPPリリース10は、LIPAコネクションのモビリティをサポートしない。このため、LIPAコネクションを有するユーザ端末がホーム基地局から他の基地局に移るときは、当該コネクションは常に開放される。よって、ユーザ端末がそれまで接続していたローカル機器と再び通信する場合には、再接続処理が必要となるため、通信が中断する。
3GPP技術仕様 TS 23.401 V10.3.0, "4.3.16 Local IP Access (LIPA) function"
3GPP技術仕様 TS 36.300 V10.3.0, "4.6.5 Support of LIPA with HeNB"
3GPPリリース10に次いで、仕様が将来的に策定されるリリース11は、LIPAをサポートするホーム基地局間では、LIPAコネクションのモビリティをサポートすること、すなわち、LIPAコネクションを維持しながらハンドオーバを可能にすることが想定される。
しかしながら、現行の仕様においては、LIPAコネクションを有するユーザ端末がホーム基地局から他の基地局に移るときは、LIPAコネクションは常に開放されると規定されているため、LIPAコネクションのモビリティをサポートできない問題がある。
そこで、本発明は、LIPAコネクションのモビリティをサポートできる通信制御方法及びホーム基地局を提供することを目的とする。
本発明に係る通信制御方法の特徴は、3GPP規格で規定されるLIPAをサポートするホーム基地局(HeNB200)における通信制御方法であって、LIPAコネクションを有するユーザ端末(UE100)について前記ホーム基地局からターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始する前に、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしているか否かを確認するステップ(ステップS102)と、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしていれば、前記LIPAコネクションを開放することなく、前記ターゲット基地局に対してハンドオーバ要求を送信するステップ(ステップS103)と、を有することを要旨とする。
本発明に係るホーム基地局の特徴は、3GPP規格で規定されるLIPAをサポートするホーム基地局であって、LIPAコネクションを有するユーザ端末について前記ホーム基地局からターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始する前に、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしているか否かを確認し、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしていれば、前記LIPAコネクションを開放することなく、前記ターゲット基地局に対してハンドオーバ要求を送信する、ように構成されていることを要旨とする。
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。
(移動通信システムの構成)
図1は、本実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。本実施形態に係る移動通信システムは、3GPPで仕様が策定されているLTE−Advanced(3GPPリリース10以降)に基づいて構成される。
図1は、本実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。本実施形態に係る移動通信システムは、3GPPで仕様が策定されているLTE−Advanced(3GPPリリース10以降)に基づいて構成される。
図1に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、ホーム基地局(Home evolved Node B:HeNB)200と、ユーザ端末(User Equipment:UE)100と、ローカル機器(Local Entitiy:LE)301〜303と、ゲートウェイ(GW)310と、を有する。本実施形態では、HeNB200、UE100、LE301〜303、GW310のそれぞれは、同一の住居R内のIPネットワークにある。
HeNB200は、小型のセルを形成し、当該セル内にあるUE100との無線通信を行う。セルとは、無線通信エリアの最小単位である。
HeNB200には、LIPAを実施するためのローカルゲートウェイ(L−GW)の機能が設けられる。LIPAとは、HeNBサブシステム以外のオペレータネットワーク(コアネットワーク400)をユーザプレーンが横断することなく、HeNB200を介して接続されたIP対応UE100が、同一の住居/会社のIPネットワーク内の他のIP対応エンティティにアクセス可能にする機能である。
HeNB200(詳細には、HeNB200に設けられるL−GW)は、LIPAコネクションの確立や開放を行う。図1において実線の矢印は、UE100とLE301との間のLIPAコネクションを介して流れるユーザデータを表している。これに対し、図1において破線の矢印は、LIPAを実施しない場合にコアネットワーク400を介して流れるユーザデータを表している。LIPAを実施することにより、ユーザデータがコアネットワーク400に流れないため、コアネットワーク400のトラフィック負荷を軽減できる。
UE100は、ユーザが所持する可搬型の無線通信装置であり、IP通信可能に構成される。本実施形態では、UE100は、LE301との間に、HeNB200を経由するLIPAコネクションを有している。UE100は、当該LIPAコネクションを用いてLE301との通信を行う。
LE301〜303のそれぞれは、IP通信可能な機器である。本実施形態では、LE301はPC(Personal Computer)であり、LE302はサーバであり、LE303はプリンタである。
GW310は、住居R内のIPネットワーク内で送受信されるデータを中継したり、住居R内のIPネットワークとインターネット500との間でプロトコル変換を行ったりする。
コアネットワーク400は、サービングゲートウェイ(S−GW)410と、モビリティ管理エンティティ(MME)420と、PDNゲートウェイ(P−GW)430と、を有する。
S−GW410は、ユーザプレーンに対応して設けられており、ユーザデータの転送制御を行うように構成される。
MME420は、コントロールプレーンに対応して設けられており、UE100に対する各種モビリティ管理を行うように構成される。
HeNB200と、S−GW410/MME420との間の伝送路は、S1インターフェイスと称される。なお、HeNB200と他のHeNBとの間の基地局間伝送路は、X2インターフェイスと称される。
P−GW430は、コアネットワーク400からインターネット500への入り口、及びインターネット500からコアネットワーク400への出口として機能する。
なお、図1には図示していないが、HeNB200とS−GW410/MME420との間に、複数のHeNB200を収容するHeNBゲートウェイ(HeNB GW)が設けられることがある。
(UEの構成)
次に、本実施形態に係るUE100の構成を説明する。図2は、UE100のブロック図である。
次に、本実施形態に係るUE100の構成を説明する。図2は、UE100のブロック図である。
図2に示すように、UE100は、アンテナ101と、無線通信部110と、ユーザインターフェイス部120と、記憶部130と、制御部140と、バッテリ150と、を有する。
無線通信部110は、アンテナ101を介して無線通信を行うように構成される。送信については、無線通信部110は、制御部140から入力されるベースバンド信号のアップコンバート及び増幅等を行って無線信号をアンテナ101から出力する。受信については、無線通信部110は、アンテナ101から入力される受信信号の増幅及びダウンコンバート等を行った後、ベースバンド信号を制御部140に出力する。
ユーザインターフェイス部120は、音声が入力されるマイクや、音声を出力するスピーカ、画像を表示するディスプレイ、ユーザによって押下されるボタンなどを含む。
記憶部130は、例えばメモリを用いて構成されており、制御部140による制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
制御部140は、例えばCPUを用いて構成されており、UE100の各種の機能を制御する。
バッテリ150は、UE100の各ブロックに対して供給すべき電力を蓄える。
このように構成されたUE100において、制御部140は、通信実行中の状態(コネクテッドモードと称される)において、無線通信部110が受信した参照信号の受信状態(参照信号受信電力や参照信号受信品質)をセル毎に測定し、セル毎の測定結果をサービング基地局に対して報告するよう制御する。
このような報告はメジャメントレポートと称される。サービング基地局は、当該メジャメントレポートに基づいて、UE100についてハンドオーバを行うか否かを決定する。ハンドオーバとは、コネクテッドモードのUE100がサービングセルを切り替える動作である。なお、メジャメントレポートは、周期的に送信する設定(Periodic)と、ハンドオーバ可能なトリガ条件が満たされるまで送信しない設定(Event trigger)とがある。
(HeNBの構成)
次に、本実施形態に係るHeNB200の構成を説明する。図3は、HeNB200のブロック図である。
次に、本実施形態に係るHeNB200の構成を説明する。図3は、HeNB200のブロック図である。
図3に示すように、HeNB200は、アンテナ201と、無線通信部210と、ネットワーク通信部220と、記憶部230と、制御部240と、を有する。
無線通信部210は、アンテナ201を介して無線通信を行うように構成される。送信については、無線通信部210は、制御部240から入力されるベースバンド信号のアップコンバート及び増幅等を行って無線信号をアンテナ201から出力する。受信については、無線通信部210は、アンテナ201から入力される受信信号の増幅及びダウンコンバート等を行った後、ベースバンド信号を制御部240に出力する。
ネットワーク通信部220は、S1インターフェイスを用いて、S−GW410、MME420、又はHeNB GWとの通信を行う。また、ネットワーク通信部220は、X2インターフェイスを用いて、他のHeNBとの通信(基地局間通信)を行う。さらに、ネットワーク通信部220は、住居R内のGW310を介してLE301〜303との通信を行う。
記憶部230は、例えばメモリを用いて構成され、制御部240による制御等に用いられる各種の情報を記憶する。本実施形態では、記憶部230は、隣接基地局に関する識別情報(ID)をLIPAのサポート有無に関する情報(LIPAサポート情報)と対応付けた隣接基地局情報を記憶している。例えば、オペレータ又はユーザによって作成された隣接基地局情報が予め記憶部230に記憶されている。LIPAサポート情報は、隣接基地局(又はそのセル)のID毎に、LIPAをサポートしているか否かを示すフラグを対応付けて構成される。
制御部240は、例えばCPUを用いて構成され、HeNB200の各種の機能を制御する。本実施形態では、制御部240は、本来的なHeNBの機能を制御するためのHeNB機能制御部241と、L−GWの機能を実施するためのL−GW機能部242と、を含む。
HeNB機能制御部241は、UE100との無線通信の制御や、S1インターフェイス及びX2インターフェイスを用いたネットワーク通信の制御を行う。また、HeNB機能制御部241は、UE100から無線通信部210が受信するメジャメントレポートに基づいて、UE100についてターゲット基地局へのハンドオーバを行うか否かを決定する。HeNB機能制御部241は、ハンドオーバを行うと決定した場合に、ハンドオーバ手順を開始する。なお、ハンドオーバ手順は、ハンドオーバ準備段階、ハンドオーバ実行段階、ハンドオーバ完了段階を含む。
L−GW機能部242は、LIPAを実施するための各種の制御、例えば、LIPAコネクションの確立や開放を行う。後述するように、L−GW機能部242は、HeNB機能制御部241からのノード内(Intra−node)シグナリングによって制御される。
このように構成されたHeNB200において、HeNB機能制御部241は、LIPAコネクションを有するUE100についてターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始する前に、記憶部230に記憶されている隣接基地局情報に基づいて、ターゲット基地局がLIPAをサポートしているか否かを確認する。
そして、HeNB機能制御部241は、ターゲット基地局がLIPAをサポートしていれば、LIPAコネクションを開放することなく、ターゲット基地局(この場合はHeNB)に対してハンドオーバ要求を送信する。これに対し、ターゲット基地局がLIPAをサポートしていなければ、HeNB機能制御部241は、ノード内シグナリングを用いて、LIPAコネクションの開放をL−GW機能部242に要求する。
(HeNBの動作)
次に、図4及び図5を用いて、本実施形態に係るHeNB200の動作を説明する。
次に、図4及び図5を用いて、本実施形態に係るHeNB200の動作を説明する。
図4に示すように、HeNB200−1の通信エリア内にあるUE100は、HeNB200−1を介してLIPAコネクションをLE301との間に確立した状態で、HeNB200−2の通信エリア内に移動している。以下では、このような状況下での動作を説明する。
図5は、HeNB200−1の動作フロー図である。
図5に示すように、ステップS101において、無線通信部210は、UE100からのメジャメントレポートを受信する。当該メジャメントレポートは、HeNB200−2のセルIDと、当該セルに対する測定結果と、を含む。
HeNB機能制御部241は、無線通信部210が受信したメジャメントレポートに基づいて、UE100についてターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始すると決定する。
ステップS102において、HeNB機能制御部241は、メジャメントレポートに含まれるHeNB200−2のセルIDと、記憶部230に記憶されている隣接基地局情報とに基づいて、ターゲット基地局がLIPAをサポートしているか否かを確認する。詳細には、HeNB機能制御部241は、隣接基地局情報において、メジャメントレポートに含まれるHeNB200−2のセルIDに対して、LIPAをサポートしていることを示すフラグが対応付けられているか否かを確認する。LIPAをサポートしていることを示すフラグが対応付けられていれば、HeNB機能制御部241は、処理をステップS103に進める。これに対し、LIPAをサポートしていることを示すフラグが対応付けられていなければ、HeNB機能制御部241は、処理をステップS105に進める。
ステップS103において、HeNB機能制御部241は、ターゲット基地局(HeNB200−2)に対してハンドオーバ要求を送信するようネットワーク通信部220を制御する。ここで、ハンドオーバ要求は、HeNB200−1とHeNB200−2との間にX2インターフェイスが存在すれば当該X2インターフェイス上で送信され、当該X2インターフェイスが存在しなければS1インターフェイス上で送信される。ハンドオーバ要求の送信によってハンドオーバの準備段階が開始される。
ステップS104において、HeNB機能制御部241は、ステップS103で送信したハンドオーバ要求に対するターゲットHeNB200−2からの肯定応答をネットワーク通信部220が受信すれば、ハンドオーバコマンドをUE100に送信して、ハンドオーバの実行段階を開始する。その後、ハンドオーバ手順を完了する。ハンドオーバ手順が完了すると、UE100は、LIPAコネクションが維持された状態で、サービングセルをターゲットHeNB200−2へ切り替えることができる。
一方、ステップS105において、HeNB機能制御部241は、ノード内シグナリングを用いて、LIPAコネクションの開放をL−GW機能部242に要求する。L−GW機能部242は、HeNB機能制御部241からの要求により、LIPAコネクションを開放する。
ステップS106において、HeNB機能制御部241は、ソースHeNB200−1とUE100との間のコネクションを切断する。その結果、UE100は、ターゲットHeNB200−2を介して、LE301との再接続を行うことになる。
(実施形態の効果)
以上説明したように、HeNB200は、LIPAコネクションを有するUE100についてHeNB200からターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始する前に、ターゲット基地局がLIPAをサポートしているか否かを確認する。そして、HeNB200は、ターゲット基地局がLIPAをサポートしていれば、LIPAコネクションを開放することなく、ターゲット基地局に対してハンドオーバ要求を送信する。このように、ターゲット基地局がLIPAをサポートしていれば、そのことを確認した上で、LIPAコネクションを維持しながらハンドオーバを行うことができる。
以上説明したように、HeNB200は、LIPAコネクションを有するUE100についてHeNB200からターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始する前に、ターゲット基地局がLIPAをサポートしているか否かを確認する。そして、HeNB200は、ターゲット基地局がLIPAをサポートしていれば、LIPAコネクションを開放することなく、ターゲット基地局に対してハンドオーバ要求を送信する。このように、ターゲット基地局がLIPAをサポートしていれば、そのことを確認した上で、LIPAコネクションを維持しながらハンドオーバを行うことができる。
(第1変更例)
上述した実施形態では、HeNB200が隣接基地局情報を予め記憶していると説明したが、隣接基地局情報を上位ノード(例えば、MME420又はHeNB GW)が管理している場合には、HeNB200が隣接基地局情報を上位ノードから取得してもよい。
上述した実施形態では、HeNB200が隣接基地局情報を予め記憶していると説明したが、隣接基地局情報を上位ノード(例えば、MME420又はHeNB GW)が管理している場合には、HeNB200が隣接基地局情報を上位ノードから取得してもよい。
本変更例では、HeNB200は、図5のステップS101とステップS102との間で、以下のような処理を行う。
HeNB200は、ターゲット基地局がLIPAをサポートしているか否かを問い合わせるために、メジャメントレポートに含まれるターゲット基地局のセルIDをS1インターフェイス上で上位ノードに送信する。
上位ノードは、HeNB200から受信したセルIDに対応するノードがLIPAをサポートしているか否かを示す情報を、S1インターフェイス上でHeNB200に送信する。
そして、HeNB200は、上位ノードから受信したLIPAサポート情報に基づいて、図5のステップS102の処理を実行する。
このように、本変更例によれば、HeNB200は、隣接基地局がLIPAをサポートしているか否かを予め把握しておく必要がない。また、上位ノードからのLIPAサポート情報を記憶しておけば、それ以降は当該ターゲット基地局についての上位ノードへの問合せを省略できる。
(第2変更例)
本変更例では、隣接基地局情報をターゲット基地局(隣接基地局)から取得する。
本変更例では、隣接基地局情報をターゲット基地局(隣接基地局)から取得する。
詳細には、HeNB200は、図5のステップS101とステップS102との間で、以下のような処理を行う。
HeNB200は、メジャメントレポートに含まれるターゲット基地局のセルIDに基づいてターゲット基地局を特定し、特定したターゲット基地局に対して、LIPAサポートの有無をX2インターフェイス上で問い合わせる。
ターゲット基地局は、HeNB200からの問い合わせに応じて、自ノードがLIPAをサポートしているか否かを示す情報を、X2インターフェイス上でHeNB200に送信する。
そして、ソースHeNB200は、ターゲット基地局から受信したLIPAサポート情報に基づいて、図5のステップS102の処理を実行する。
このように、本変更例によれば、HeNB200は、隣接基地局がLIPAをサポートしているか否かを予め把握しておく必要がない。また、ターゲット基地局から取得したLIPAサポート情報を記憶しておけば、それ以降は当該ターゲット基地局への問合せを省略できる。
(第3変更例)
本変更例では、UE100からのメジャメントレポートから隣接基地局情報を取得する。
本変更例では、UE100からのメジャメントレポートから隣接基地局情報を取得する。
本変更例では、HeNB200の無線通信部210は、LIPAサポートの有無の情報を報知チャネル上で送信する。例えば、LIPAサポートの有無の情報をSIB(System Information Block)に含めることができる。
UE100の制御部140は、無線通信部110が受信した参照信号の受信状態を測定するだけでなく、報知チャネル上で送信されるLIPAサポート情報を取得する。そして、制御部140は、LIPAサポート情報をメジャメントレポートに含めてサービング基地局(HeNB200)に送信する。
HeNB200−1は、図5のステップS101でメジャメントレポートを受信すると、ターゲット基地局についてのLIPAサポート情報を当該メジャメントレポートから取得し、取得したLIPAサポート情報をステップS102の処理に使用する。
このように、本変更例によれば、HeNB200は、隣接基地局がLIPAをサポートしているか否かを予め把握しておく必要がない。
(その他の実施形態)
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
HeNBには、特定のUEのアクセスのみが許可される「closed」、他のUEのアクセスも許可される「open」といったアクセス種別が設定されることがある。上述した実施形態では、そのようなアクセス種別を特に考慮していないが、アクセス種別をさらに考慮してハンドオーバ制御を行ってもよい。例えば、ターゲット基地局(ターゲットHeNB)がLIPAをサポートし、かつ、ターゲット基地局(ターゲットHeNB)がUEのアクセスを許容するアクセス種別であれば、LIPAコネクションを解放することなく、ハンドオーバ要求をターゲット基地局に送信するとしてもよい。
上述した実施形態では、ターゲットHeNBがソースHeNBと同一の住居(又は会社)内にあるケースを想定していたが、ターゲットHeNBが同一の住居(又は会社)内にあるか否かをハンドオーバ判定時に考慮してもよい。例えば、ターゲット基地局(ターゲットHeNB)がLIPAをサポートし、かつ、ソースHeNBと同一の住居(又は会社)内にあれば、LIPAコネクションを解放することなく、ハンドオーバ要求をターゲット基地局に送信するとしてもよい。
上述した実施形態では、HeNBの内部にL−GW機能が設けられる構成を述べたが、L−GWが外部ノードとしてHeNBから独立して設けられる構成でもよい。例えば、図6に示すように、家庭(又は企業内)の複数のHeNBに対して1つのL−GW320が設置される構成でもよい。このような構成において、LIPAコネクションの開放に当たり、HeNB200−1は、ノード内シグナリング(Intra-node Signaling)の代わりに、HeNB200−1とL−GW320との間のインターフェイスを用いて、LIPAコネクションの開放をL−GW320に要求する。
図7は、図6に示す構成例における動作フロー図である。ここでは、図5との相違点を主として説明する。
図7に示すように、ステップS201において、HeNB200−1は、UE100から受信したメジャメントレポートに基づいて、UE100についてターゲット基地局(HeNB200−2)へのハンドオーバ手順を開始すると決定する。
ステップS202において、HeNB200−1は、メジャメントレポートに含まれるHeNB200−2のセルIDと、記憶部230に記憶されている隣接基地局情報とに基づいて、HeNB200−2がLIPAをサポートしているか否かを確認する。
HeNB200−2がLIPAをサポートしていれば(ステップS202;YES)、ステップS203において、HeNB200−1は、HeNB200−2に対してハンドオーバ要求を送信する。その後、ステップS204において、HeNB200−1は、ハンドオーバコマンドをUE100へ送信する。
一方、HeNB200−2がLIPAをサポートしていなければ(ステップS202;NO)、ステップS205において、HeNB200−1は、HeNB200−1とL−GW320と間のインターフェイスを用いて、LIPAコネクションの開放をL−GW320に要求する。L−GW320は、HeNB200−1からの要求により、LIPAコネクションを開放する。その後、ステップS206において、HeNB200−1は、HeNB200−1とUE100との間のコネクションを切断する。
なお、このようにL−GWが複数のHeNBで共有される構成においては、HeNB200−1は、L−GW320から隣接基地局情報を取得してもよい。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。
以上のように、本発明に係る通信制御方法及びホーム基地局によれば、LIPAコネクションのモビリティをサポートできるため、移動通信システムにおいて有用である。
Claims (2)
- 3GPP(3rd Generation Partnership Project)規格で規定されるLIPA(Local Internet Protocol Access)をサポートするホーム基地局における通信制御方法であって、
LIPAコネクションを有するユーザ端末について前記ホーム基地局からターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始する前に、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしているか否かを示す情報を前記ユーザ端末から受信することにより、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしているか否かを確認するステップと、
前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしていれば、前記LIPAコネクションを開放することなく、前記ターゲット基地局に対してハンドオーバ要求を送信するステップと、を有することを特徴とする通信制御方法。 - 3GPP(3rd Generation Partnership Project)規格で規定されるLIPA(Local Internet Protocol Access)をサポートするホーム基地局であって、
LIPAコネクションを有するユーザ端末について前記ホーム基地局からターゲット基地局へのハンドオーバ手順を開始する前に、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしているか否かを示す情報を前記ユーザ端末から受信することにより、前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしているか否かを確認し、
前記ターゲット基地局が前記LIPAをサポートしていれば、前記LIPAコネクションを開放することなく、前記ターゲット基地局に対してハンドオーバ要求を送信する、ように構成されていることを特徴とするホーム基地局。
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