JP5902315B2 - 強化型接続リカバリの方法及びユーザ装置 - Google Patents

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Description

この出願は、2012年1月18日に出願された“Method of Fast Re-Establishment”と題された米国特許仮出願番号61/587979号から、合衆国法典第35編第119条の下、優先権を主張するものであり、その内容は引用によって本願に援用される。
本発明は、移動通信ネットワークにおける強化型接続リカバリに関するものであって、特に、無線リンク失敗(RLF)またはハンドオーバ失敗(HOF)によるRRC接続損失に基づいた強化型接続リカバリの方法及びユーザ装置(UE)に関するものである。
3GPPロングタームエボリューション(LTE)ネットワークにおいて、地上波無線アクセスネットワーク(E−UTRAN)は、たとえば、構築された無線リソース制御(RRC)接続で、ユーザー装置(UE)と称される複数の移動局と通信する進化型Node−Bs(eNBs)等の複数の基地局を有する。無線リンク監視(RLM)は、UEに対し、無線リンクが伝送を継続するのに十分かどうかを判断するそのサービングセルのダウンリンク(DL)のチャネルの品質を監視するメカニズムである。たとえば、UEは、セル−特定基準信号(CRS)を測定し、サービングセルのダウンリンク無線リンク品質を検出する。UEは、また、推定されるDL品質とスレショルド(たとえば、QOUTとQIN)を比較して、サービングセルとUE間のリンクが十分かどうかを判断する。RLMに加え、UEは、N310/N311/T310メカニズムに基づいた物理層問題の発生時の無線リンク失敗(RLF)、MAC層からのランダムアクセス問題指示、および、再伝送の最大数に到達したRLC層からの指示を公表する。一旦、RLFが検出されると、UEは、RRC再構築工程を実行することにより、RLF情報を収集および保存し、RRC接続の回復を試みる。
LTEシステムの移動性管理において、各UEは、潜在的ハンドオーバまたは再選択のために、受信基準信号電力とサービングセルと隣接セルの品質を周期的に測定すると共に、測定結果をそのサービングeNBに報告する必要がある。移動性管理の目的のために、LTEセルの測定、たとえば、基準信号受信電力(RSRP)および/または基準信号受信品質(RSRQ)は、異なるセル間の順位付けに用いられる。適切に管理されるハンドオーバは、接続ロスを防止することができる。しかし、実際は、各種理由、たとえば、UEシグナリング問題とUE測定設定問題のために、しばしば、ハンドオーバ失敗(HOF)が発生する。一般に、無線リンク失敗またはハンドオーバ失敗は、早すぎるハンドオーバ、遅すぎるハンドオーバ、または、誤ったセルへのハンドオーバを示す。RLF/HOFイベントの後、UEは、RRC再構築工程を実行して、RRC接続の回復を試みる。
RRC再構築実行時、UEは、現在のRRC設定を解除し、セル選択を実行する。成功するRRC再構築工程の必須条件は、RRC再構築のために選択されたセルがUEコンテキストを有することである。UEがRRC接続を回復できない場合、UEはRRCアイドルモードに入り、非アクセス層(NAS)リカバリー工程により、セルにキャンプすることを試みる。RRC接続再構築またはRRC接続セットアップの成功後、要求に基づいて、UEは、RLF報告の可用性をeNBに示すと共に、RLF/HOF情報をeNBに報告する。RLF報告に基づいて、ネットワークは可能な訂正動作を適用して、将来の接続失敗を回避する。
LTE−アドバンス(LTE−A)システムは、異機種ネットワーク(HetNet)形式で発展する多様な基地局を用いることにより、スペクトル効率を改善する。マクロ、ピコ、フェムト、中継基地局の混合を用いて、異機種ネットワークは、フレキシブルで低コストの展開を可能にし、均一なブロードバンドユーザーエクスペリエンスを提供する。異機種ネットワークにおいて、従来の異機種ネットワークと比較して、基地局間のスマートなリソース調整、よい基地局選定戦略と効果的な干渉管理のさらに先進的な技術は、スループットとユーザーエクスペリエンス中に相当な利益を提供することができる。
しかし、HetNet(たとえば、macro-pico配置)においては、HOF/RLFレートが増加することが見込まれる。たとえば、不明確なピコセル測定やpico-macroハンドオーバの時間不足のため、HOF/RLFが発生する。よって、接続リカバリ期間で、接続リカバリ工程を改善して、不正時間を減少させ、データロスを減少させることが望まれる。
本発明は、無線リンク失敗(RLF)やハンドオーバ失敗(HOF)によるRRC接続損失に基づいた強化型接続リカバリの方法及びこれに係るユーザ装置を提供する。
移動通信ネットワークにおいて、UEは、まず、ソースセル中のRRC接続を構築する。その後、UEは、ターゲットセル中、失敗事象を検出し、RRC再構築工程を開始して、RRC接続を回復させる。強化型接続リカバリは、UE/無線アクセスの観点、または、ネットワークの観点から実行される。UE/無線アクセスの観点から、強化型接続リカバリが適用されて、ソースセルで停止時間を減少させる(たとえば、高速RLFにより)、または、ターゲットセルで停止時間を減少させる(たとえば、強化型セル選択とマルチ−RAT登録により)。ネットワークの観点から、リカバリ期間中、強化型接続リカバリが適用されて、ターゲットセルで停止時間を減少させる(たとえば、高速NASリカバリとコンテキストフェッチにより)、または、データロスを減少させる(たとえば、ロスレスデータリカバリにより)。
第一実施形態において、高速RLFプロセスは、サービングセル中、停止時間を減少するのに適用される。一具体例において、過去のT310タイマーに加え、UEが測定報告をeNBに伝送する時、新しいタイマー(たとえば、T310a)が開始される。新しいタイマーが期限切れのとき、RRC再構築が実行される。別の具体例において、候補セル(たとえば、サービングセルよりよい無線リンク品質を有する隣接セル)がUE自身により識別される場合、T310タイマーが期限切れになる前、UEはRRC再構築を開始する。
第二実施形態において、セル優先順位決定情報に基づいた強化型セル選択メカニズムが、ターゲットセル中、停止時間を減少するのに適用される。セル選択の優先度は、よいモビリティカバレッジを有する周波数層、または、よいモビリティカバレッジを有する周波数内セルに基づく。セル優先順位決定情報が、ブロードキャストまたはユニキャストにより伝送され、PCI測距メカニズムが、モビリティセルを識別するのに用いられる。一具体例において、マルチ−RAT登録が、セル選択を指示するのに適用される。別の具体例において、セル優先順位決定が、高いモビリティ状態を有するUEに選択的に用いられる。
第三実施形態において、高速NASリカバリプロセスが適用されて、ターゲットセル中、停止時間を減少する。一具体例において、NASサービス要求は、RRC再構築要求により始動される。NASサービス要求受信後、ターゲット基地局は、S1インターフェースにより、MMEからのUEコンテキストを調査する。NASサービス要求が前に始動されるので、ターゲットeNBは、速くUEコンテキスト情報を得て、よって、ターゲットセルで、停止時間を減少させることができる。
第四実施形態において、コンテキストフェッチは、ターゲットセル中、停止時間を減少させるのに用いられる。一具体例において、ターゲットeNBは、X2インターフェースにより、RLF指示をソースeNBに伝送し、RLF指示はUEコンテキスト要求を含む。RLF指示に応えて、ソースeNBは、UEコンテキスト情報をターゲットeNBに伝送する。その結果、RRC再構築が成功し、ターゲットセル中で、停止時間が減少する。
第五実施形態において、接続リカバリ期間中、ロスレス再構築工程が提案されて、データロスを減少させる。一具体例において、ターゲットeNBはRLF指示をソースeNBに伝送し、RLF指示はデータ転送要求を含む。RLF指示に応じて、ソースeNBは、PDCP SN状態とUプレーンデータをターゲットeNBに伝送する。よって、PDCP操作がレジュームされ、データロスがない。
他の実施の形態および利点が以下の詳細な説明に述べられる。この概要は、本発明を定めるものではない。本発明は請求項によって定められる。
添付の図面は、本発明の実施の形態を説明しており、同様の番号は同様の構成要素を示している。
図1は、本発明の一実施形態による強化型接続リカバリによる移動通信ネットワークを示す図である。 図2は、本発明の一実施形態による強化型接続リカバリの異なる具体例を示す図である。 図3は、本発明の一実施形態によるUEとeNodeBのブロック図である。 図4は、無線アクセスネットワーク観点からの強化型接続リカバリを示す図である。 図5は、本発明の一実施形態による高速RLF工程を示す図である。 図6は、新しいT310aタイマーを含む高速RLFの一具体例を示す図である。 図7は、セル優先順位決定に基づいた強化型セル選択の一具体例を示す図である。 図8は、マルチ−RAT登録による強化型セル選択の一具体例を示す図である。 図1は、高速無線リンク失敗となった時の処理の方法のフローチャートである。 図10は、優先順位付けによる強化型セル選択の方法のフローチャートである。 図11は、高速NASリカバリによるRRC再構築工程の第一具体例を示す図である。 図12は、高速NASリカバリによるRRC再構築工程の第二具体例を示す図である。 図13は、コンテキストフェッチによるRRC再構築工程の一具体例を示す図である。 図14は、ロスレスRRC再構築工程の一具体例を示す図である。 図15は、UE観点からのターゲットセル中の高速NASリカバリの方法のフローチャートである。 図16は、BS観点からのターゲットセル中の高速NASリカバリの方法のフローチャートである。 図17は、コンテキストフェッチによるRRC再構築工程の方法のフローチャートである。 図18は、ロスレスRRC再構築工程の方法のフローチャートである。
本発明の実施態様について詳細に述べる。その例は添付図面に示されている。
図1は、本発明の一実施形態による強化型接続リカバリによる移動通信ネットワーク100を示す図である。移動通信ネットワーク100は、ユーザー装置UE101、第一基地局eNB102、第二基地局eNB103を有する無線アクセスネットワーク(RAN)108、移動性管理エンティティMME104、サービングゲートウェイSGW105とパケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイPGW106を有するパケットコアネットワーク(CN)109、および、インターネット107を含む。基地局はX2インターフェースにより互いに通信し、各基地局は、S1インターフェースにより、MME104と通信する。UE101は、無線アクセスネットワークRAN108とパケットコアネットワークCN109によりインターネット107にアクセスする。
UE101は、まず、ソースセルとなるサービング基地局eNB102と、無線リソース制御(RRC)接続を構築する。後に、UE101は、失敗事象、たとえば、無線リンク失敗(RLF)やハンドオーバ失敗(HOF)を検出する。その後、UE101は、RRC再構築工程を実行して、RRC接続を回復させる。たとえば、UE101は、ターゲット基地局eNB103により、ターゲットセルを選択して、RRC再構築を実行する。RRC再構築失敗の場合、UE101はRRCアイドルモードになり、非アクセス層(NAS)リカバリを開始して、新しいRRC接続を構築する。接続リカバリプロセス期間中、RRC接続は中断される。中断時間は、接続停止時間と称される。このほか、リカバリ中に、ある程度の量のデータが損失する。一実施形態において、強化型接続リカバリプロセス111(たとえば、UE、RAN、X2インターフェースとS1インターフェースを含む)が、ソース/ターゲットセル中で、停止時間を減少させ、接続リカバリ中、データロスを減少させるのに用いられる。
図2は、一実施形態による強化型接続リカバリの異なる具体例を示す図である。図2に示されるように、強化型接続リカバリプロセス201は、UE/無線アクセスの観点(ボックス211で示される)、または、ネットワークの観点(ボックス221で示される)から実行される。UE/無線アクセスの観点から、強化型接続リカバリが、ソースセル(ボックス231で示される)で停止時間を減少させる、または、ターゲットセル(ボックス232で示される)で停止時間を減少させるのに適用される。ソースセル中、停止時間を減少するため、高速RLF工程241が用いられる。一方、ターゲットセル中、停止時間を減少させるため、強化型セル選択242が用いられる。インター無線アクセス技術(IRAT)状況において、IRATマルチ登録243が適用されて、ターゲットセル中で、停止時間を減少させる。
ネットワークの観点から、強化型接続リカバリは、ターゲットセル(ボックス232で示される)中、停止時間を減少させる、または、データロス(ボックス233で示される)中、データロスを減少させるのに適用される。ターゲットセル中で、停止時間を減少させるため、新規高速NASリカバリ244が用いられる。或いは、新規のコンテキストフェッチ245が用いられる。一方、データロスを減少させるため、ロスレスリカバリメカニズム246が、X2インターフェースにより適用される。強化型接続リカバリ証明の異なる具体例が、以下で詳細と共に説明される。
図3は、一実施形態によるユーザー装置UE301と基地局eNodeB302のブロック図である。ユーザー装置UE301は、プログラムコード314を有するメモリ311、プロセッサ312、アンテナモジュール319に結合されるトランシーバ313を含む。ユーザー装置UE301は、また、測定設定に基づいて、各種測定を実行する測定モジュール315、無線リンク監視、無線リンク失敗検出と処理を実行するRLM/RLFモジュール316、接続構築とリカバリのために、セル選択を実行するセル選択モジュール317、および、RRC接続セットアップ工程を実行すると共に、RRC接続を維持するRRC接続管理モジュール318を含む各種機能モジュールを含む。同様に、基地局eNodeB302は、プログラムコード324を有するメモリ321、プロセッサ322、アンテナモジュール329に結合されるトランシーバ323を含む。基地局eNodeB302は、また、各種設定をUE301に提供する設定モジュール325、コアネットワーク中、MMEとの通信を管理するS1インターフェースモジュール326、別の基地局との通信を管理するX2インターフェースモジュール327、RRC接続セットアップ工程を実行すると共に、RRC接続を実行するRRC接続管理モジュール328を含む各種機能モジュールを含む。
異なるモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、または、それらの組み合わせにより実行される機能モジュールである。プロセッサにより実行される時(たとえば、プログラムコード314と324を実行することにより)、機能モジュールは、接続失敗事象検出時、UE301とeNB302が、強化型接続リカバリを実行できるようにする。第一例において、RLM/RLFモジュール316は、ソースセルで、無線リンク問題を検出し、高速RLFメカニズムを起動して、停止時間を減少させる。第二例において、セル選択モジュール317は、失敗事象に基づいて、強化型セル選択を実行し、ターゲットセル中で、停止時間を減少させる。第三例において、X2/S1インターフェースモジュール326/327により、コンテキストフェッチまたは高速NASリカバリがeNB302により実行されて、ターゲットセルで、停止時間を減少する。最後に、第四例において、接続リカバリ期間中、X2インターフェースモジュール327により、ロスレスRRC再構築がeNB302により実行されて、データロスを減少させる。
高速RLFと強化型セル選択
図4は、移動通信ネットワーク400中、UE/無線アクセスネットワーク観点からの強化型接続リカバリを説明する図である。移動通信ネットワーク400は、UE401、サービングeNB402(ソースセル中の接続)、および、ターゲットeNB403(ターゲットセルの接続)を含む。UE/無線アクセスの観点から、接続リカバリは、高速RLF工程により強化されて、ソースセル中で停止時間を減少させ、強化型セル選択メカニズムにより、ターゲットセルで、停止時間を減少させる。
ステップ411において、UE401は、ソースセル中、eNB402とRRC接続を構築する。後に、UE401は可能な無線リンク問題を検出し、たとえば、リンク品質はスレショルドQOUTより低い。過去のRLF工程において、T310タイマーが開始され、T310タイマーが期限切れ時、RLFが検出される。その後、UE401は、セルを選択して、RRC接続の回復を試みる。これが、eNB−制御メカニズムで、タイマー値がネットワークにより設定される。しかし、T310タイマーを有する過去のRLF工程は、特に、小セルに関する良いパフォーマンスのための十分なフレキシブル性を提供しない。たとえば、小さいセルは、カバレッジ層のよい被覆性を提供せず、長いRLF検出時間は適切ではない。これらの状況下で、過去のRLFソリューションは、頻繁なRRC再構築の原因となる。
一実施形態において、ステップ412で、RLFの評価が、ソースセルタイマーとフィルターに依存するだけでなく、信号強度および/または選択される再構築セルの品質にも依存する期間、UE401は高速RLF工程を初期化する。たとえば、識別された再構築セルがあり(たとえば、黙示的または明示的に)、および、再構築セルが無線的に“十分”である場合、RLF評価が短縮され、UEは再構築セルに進む。ステップ413において、UE401は、ターゲットセル中、eNB403とRRC再構築を実行する。ターゲットeNB403がUEコンテキスト情報を有さない場合、RRC再構築が失敗する。ステップ414において、RRC再構築が失敗時、UE401はRRCアイドルモードになり、NASリカバリを初期化する。セル選択後、ステップ415において、UE401は、選択されたターゲットセル中、eNB403とRRC接続セットアップを実行する。
ステップ414において、RRC再構築失敗の発生時、セル選択が実行される。現在のLTEシステムにおいて、UEは、過去のセル選択方法に従って、適当なセルを選択する。しかし、HetNet配置(たとえば、macro-pico)において、セル選択に関するセルと周波数層間の分化がない場合、頻繁なRRC再構築が存在する。たとえば、高いモビリティのUEは、ピコセルのサービス領域から容易に出る。このような状況で、UEがマクロセルとRRC接続を再構築できる場合、RRC接続再構築が頻繁ではないと予測される。
一実施形態において、ステップ414において、UE401は強化型セル選択方法を適用する。一具体例において、RRC再構築失敗後、UE401は、優先度によって、ターゲットセルを選択する。この優先度は、周波数層または周波数内セルに基づいて割り当てられる。多重周波数HetNet配置において、一周波数層がモビリティ層として設置される。再構築失敗時、UEは、優先度により、モビリティ層中のセルを選択する。単一周波数HetNet配置において、範囲が大きいセル、たとえば、マクロセルがモビリティセルとして設置される。再構築失敗時、UEは、優先度により、一マクロセルを選択する。強化型セル選択の別の具体例において、高移動速度のUEは、ブロードキャスト、または、ユニキャストにより、eNBにより示されるカバレッジ層に再接続されなければならない。たとえば、UEモビリティ状態がスレショルドより高い場合、UEは、カバレッジ層だけに再構築される。
図5は、一実施形態による移動通信ネットワーク500における高速RLF工程を示す図である。移動通信ネットワーク500は、UE501、サービングeNB502(ソースセル中の接続)およびターゲットeNB503(ターゲットセル中の接続)を含む。ステップ511において、UE501は、ソースセルで、eNB502とRRC接続を構築する。ステップ512において、UE501は無線リンク監視を実行し、無線信号強度/品質を測定する。ステップ513において、UE501は、可能な無線リンク問題を検出し、たとえば、リンク品質はスレショルドQOUTより低い。過去のRLF工程に基づいて、UE501はT310タイマーを開始する。
セットワーク制御ソースセルタイマーとフィルターに依存する過去のRLFに加え、UE501は高速RLF工程も初期化し、高速RLF工程は、過去のRLFのバックアップ選択となるUE−制御メカニズムである。一具体例において、準備されたHOは失敗しそうな時、高速RLFだけがスタートする。たとえば、ステップ514において、UE501は、測定報告をeNB502に伝送し、ステップ515で、eNB502は、モビリティ決定を行う。ステップ516において、モバイル決定に基づいて、eNB502は、HOコマンドをUE501に伝送する。しかし、UE501は、HOコマンドの受信ができない(たとえば、低無線リンク品質のため)。T310タイマーが期限切れになるのを待つ代わりに、T310タイマーが期限切れになる前、ステップ517において、UE501は高速RLFを始動する。ステップ518において、高速RLF時、UE501は、セル選択を実行し、ステップ519において、RRC再構築工程を実行する。高速RLFメカニズムがない状況で、T310タイマーが期限切れになる前、UE501は、長く待ちすぎる可能性がある。RLF評価を短縮する多くの方法があり、そのひとつは、新しいT310aタイマーを用いることである(たとえば、ステップ514において、UE501が測定報告を伝送する時、タイマーT310aを開始する)。
図6は、新しいT310aタイマーを含む高速RLFの一具体例を示す図である。図6に示されるように、各UEは二個の独立したプロセスを開始する:HOプロセスとRLFプロセス。時間t1で、HOプロセスは、ソース/サービングセルのイベントトリガー状況を検出する。一例において、トリガーイベントは、サービングセルのチャネル品質が、非負のスレショルドにより、隣接セルのチャネル品質より悪いことである。注意すべきことは、非負のスレショルドが用いられて、ピンポン効果を軽減する。別の例において、トリガーイベントは、サービングセルのチャネル品質が第一スレショルドより低く、隣接セルのチャネル品質が第二スレショルドより高いことである。一方、時間t2で、RLFプロセスは悪い無線リンク状況を検出し、T310タイマーを開始する。HOプロセスに戻り、時間t1からの時間―トリガー(TTT)期間後、時間t3で、UEが始動されて、測定報告をネットワークに伝送する。このほか、時間t3で、UEが測定報告を伝送する時、RLFプロセスは、同じ時間(t3)で、新しいT310aタイマーも開始する。HO準備時間後、時間t4で、UEは、ネットワークからのHOコマンドの受信に失敗する。時間t5で、新しいT310aタイマーが期限切れで、高速RLFが始動される。時間t5より遅い時間t6で、T310タイマーが期限切れの時、新しいT310aタイマーがない状況で、過去のRLFが始動される。よって、高速RLFメカニズムは、ソースセルの停止時間を減少する。
高速RLFの別の例において、T310タイマーが期限切れになる前、候補セルが識別される場合、UEは、RRC再構築工程を開始する。一般に、候補セルは、よい品質を有する隣接セルである(たとえば、RSRP/RSRQ測定に基づく)。候補セルの優先度またはPCI範囲が、ネットワークにより割り当てられる場合、UEは、優先の周波数層から隣接セルを選択することができる。ネットワークは、候補セル割り当ての基準をブロードキャストまやはユニキャストすることができる。一例において、UEは、過去のセル選択工程(たとえば、3GPP TS36.304)で定義される適当なセル選択の同じパラメータを再利用することができる。別の例において、eNBは、HetNet配置で定義されるセル選択の別の組のパラメータをブロードキャストすることができる。特に、一組のPCI測距がこの設定に添付されて、UEは、マクロセルから、ピコセルを分化することができる。注意すべきことは、PCI範囲は、セルのリストを参照する。この高速RLFメカニズムは、以下に例証される強化型ターゲットセル選択とも称される。
図7は、移動通信ネットワーク700におけるセル優先順位決定情報に基づいた強化型セル選択の一具体例を示す図である。移動通信ネットワーク700は、UE701、サービングeNB702(ソースセル中の接続)およびターゲットeNB703(ターゲットセル中の接続)を含む。ステップ711において、UE701は、ソースセル中、eNB702とRRC接続を構築する。ステップ712において、UE701は、eNB702からセル優先順位決定情報を受信する。この優先度は、周波数層(一周波数層は、多重周波数状態で、モビリティ層として設置される)、または、周波数内セルカバレッジ(大きいカバレッジのセルは、単一周波数状況で、モビリティセルとして設定される)に基づく。セル優先順位決定情報は、ブロードキャスティングチャネル(BCH)またはユニキャスティングRRCメッセージにより伝送される。注意すべきことは、システム情報ブロック(SIB)中の優先リストは、主に、再選択のためのものであり、RRC再構築後、セル選択に不適切である。そのため、セル選択には、特定の優先リストが必要である。一例において、PCI−値域を定める方法が、多重周波数と単一周波数状況両方に適用できる(たとえば、一組のモビリティセルはPCI測距により識別される)。
ステップ713において、UE701はRLFを検出し、選択されたターゲットセルで、eNB703とRRC再構築工程を実行する(ステップ714)。ステップ715において、RRC再構築が失敗する場合、UE701はRRCアイドルモードになり、NASリカバリを開始する。UE701は、セル優先順位決定情報に基づいて、再度、強化型セル選択を適用する(ステップ716)。最後に、ステップ717において、UE701は、eNB703とRRC接続セットアップ工程を実行する。
強化型セル選択の一具体例において、UEが高移動速度または高いモビリティを有するときだけ、UEは、選択的に、セル優先順位決定を応用する。一般に、高移動速度のUEは、ブロードキャスト、または、ユニキャストにより、eNBにより示されるカバレッジ層にだけ再接続されなければならない。一例において、UEモビリティ状態がスレショルドより高い場合、UEは、カバレッジ層だけに再構築される。スレショルドは、ブロードキャスト、または、ユニキャスト方法により信号が送られる。別の例において、UEモビリティ状態が高い場合、UEは、カバレッジ層だけに再構築される。これは、仕様書でのコード化を困難にし、ある周波数層中のセルだけが、セル選択候補として用いられる。
異なる無線アクセス技術(RAT)による幾つかの配置において、UEが、RAT間で、頻繁に移動することが予期される。たとえば、LTEの配置が不十分である場合、UEがLTEのカバレッジから出て、UTRA/GERANネットワークの付近に入る可能性が高い。一実施形態において、UEは、モビリティカバレッジを登録するLTEと別のRAT(UTRA、GERANまたはCDMA2000)で登録される。このほか、UEは、周波数層またはRATの優先指示を受信して、接続リカバリのために、セル選択を指示する。
図8は、移動通信ネットワーク800におけるマルチ−RAT登録による強化型セル選択の一具体例を示す図である。移動通信ネットワーク800は、UE801、第一RAT1802、第二RAT2803、および、移動性管理エンティティMME804を含む。ステップ811において、UE801は、NAS層中で、RAT1を登録する。ステップ813において、UE801は、NAS層中で、RAT2を登録する。登録後、NAS層ネゴシエーションが完成し(すなわち、UEが取り付けられる)、MME情報が両RATのeNBに保存される(ステップ812とステップ814)。ステップ821において、UE801は、RAT1とRRC接続を構築する。後に、ステップ822において、UE801はRLFを検出し、RAT2とRRC再構築工程を実行する(ステップ823)。UE801は既に、RAT2に登録されているので、追加のNAS登録が不要である。この長所は、UEが分離状態から来る時、ホームサブスクリプションサーバ(HSS)を、セキュリティ設定に関連する長時間の遅延から防ぐ。RRC再構築が失敗の場合、ステップ824において、UE801はRRCアイドルモードになり、NASリカバリを開始する。UE801は、再度、セル優先順位決定情報(たとえば、優先的な周波数層および/またはRAT)に基づいて、強化型セル選択を適用する(ステップ825)。ランダムなセルの選択に代わって、セル選択がセル優先順位決定情報に基づいて進められる。最後に、ステップ831において、UE801は、RAT2とRRC接続セットアップ工程を実行する。
図9は、一実施形態による高速無線リンク失敗となったときの処理の方法(手続き、工程)のフローチャートである。ステップ901において、UEは、移動通信ネットワークにおいて、サービングeNBとRRC接続を構築する。ステップ902において、UEは、RRC接続の無線リンク問題を検出する。その後、UEは、第一タイマー(たとえば、T310)を開始する。ステップ903において、第一タイマーが期限切れになる前、UEは、RLFを検出し、ターゲットセルとRRC再構築工程を開始する。ステップ904において、UEは、選択されたターゲットセルとRRC再構築工程を実行する。一具体例において、UEが測定報告をeNBに伝送する時、第二タイマー(たとえば、T310a)が開始される。第二タイマーが期限切れのとき、RRC再構築が実行される。別の具体例において、候補セル(たとえば、サービングセルよりよい無線リンク品質の隣接セル)がネットワークにより識別される場合、第一タイマーが期限切れになる前に、UEはRRC再構築を開始する。
図10は、一実施形態による優先順位付けによる強化型セル選択の方法のフローチャートである。ステップ1001において、UEは、移動通信ネットワーク中、サービングeNBとRRC接続を構築する。ステップ1002において、UEは、eNBから伝送されるセル優先順位決定情報に基づいて、ターゲットセルを選択する。ステップ1003において、無線リンク失敗というイベントを検出した時、UEは、RRC再構築工程を開始する。ステップ1004において、UEは、選択されたターゲットセルと、RRC接続セットアップを実行する。セル選択の優先度は、よいモビリティカバレッジ周波数層、または、よいモビリティカバレッジの周波数内セルに基づく。一具体例において、マルチ−RAT登録が適用されて、セル選択を進める。別の具体例において、セル優先順位決定が、高いモビリティ状態のUEに選択的に適用される。
強化型接続リカバリと減少データロス
ターゲットeNBが、UEからRRC再構築メッセージを受信する時、ターゲットeNBは、UEコンテキスト情報で、RRC接続を回復させる必要がある。UEコンテキストは、情報、たとえば、UE能力情報とNAS設定情報を含む。UEコンテキストが、既に、ソースeNBからターゲットeNBに転送されている場合、RRC再構築は成功しやすい。そうでなければ、UEコンテキストがターゲットeNBに利用できない場合、過去のRRC再構築が失敗する。ネットワークの観点から、過去のRRC再構築工程を強化するために、幾つかの方法が提案される。第一方法において、ターゲットeNBは、新規の高速NASリカバリー工程により、出来るだけ早く、UEコンテキストの入手を試みる。コンテキストフェッチの第二方法において、ターゲットeNBは、X2インターフェースにより、ソースeNBから、UEコンテキストをフェッチ/入手することを試みる。第三方法において、リカバリ期間中に、ロスレス再構築工程が適用されて、データロスを減少する。各方法が以下に記載されている。
図11は、移動通信ネットワークにおける高速NASリカバリによるRRC再構築工程の第一具体例を示す図である。移動通信ネットワークは、UE、ソースeNB1、ターゲットeNB2、MME、および、SGWを含む。ステップ1101において、UEがソースeNB1に接続される。ステップ1102において、UEは、RLFを検出し、ステップ1103において、セル選択を実行する。ステップ1104において、UEは、RRC再構築要求メッセージをターゲットeNB2に伝送する。ターゲットeNB2はUEコンテキスト情報を有さないので、RRC再構築が失敗する。従って、“NASサービス要求”がRRC再構築要求により始動される。一旦、eNB2がNASサービス要求を受信すると、eNB2は、S1インターフェースにより、NASサービス要求をMMEに転送することにより、UEコンテキスト情報を調査する(ステップ1105)。ステップ1106において、ターゲットeNB2は、RLF指示をソースeNB1に伝送する。ステップ1107において、eNB2は、まだ、UEコンテキスト情報を受信していないので、eNB2は、RRC再構築拒否メッセージをUEに伝送する。ステップ1108において、UEはRRCアイドルモードになり、NASリカバリを開始する。ステップ1109において、UEは、ターゲットeNB2と、RRC接続セットアップを実行する。ステップ1110において、UEは、ターゲットeNB2とRRCセキュリティ指令を交換する。ステップ1111において、SRB1とセキュリティが設定される。ステップ1112において、UEは、ターゲットeNB2と、RRC接続再設定を実行し、ターゲットeNB2は、S1インターフェースにより、S1 RAB設定メッセージをMMEに伝送して、EPSベアラーを構築する。ステップ1114において、SRB2とDRBSがレジュームされる。ステップ1115−1117において、MMEとSGWは、UPパスを設定する。
過去のNASリカバリにおいて、UEがRRCアイドルモードになった後、RRC接続セットアップ工程期間中(たとえば、ステップ1109)、NASサービス要求が始動される。上述の高速NASリカバリにおいて、NASサービス要求が、RRC再構築要求により始動される(たとえば、ステップ1104)。この方法で、ターゲットeNBは、出来るだけ早く、UEコンテキストの入手を試みることができる。通常、ターゲットeNBにおいて、S1インターフェースにより、MMEから、UEコンテキストを得るのに、しばらく時間がかかる(たとえば数秒間)。よって、NASサービス要求を早く始動することにより、ターゲットセル中のUE停止時間が減少する。最適化されたNASリカバリにおいて、RRC再構築が成功する場合、UEはRRCアイドルモードに入る必要がない。
図12は、移動通信ネットワークにおいて、高速NASリカバリによるRRC再構築工程の第二具体例を示す図である。移動通信ネットワークは、UE、ソースeNB1、ターゲットeNB2、MME、および、SGWを含む。RRC再構築工程(ステップ1201から1217)は、図11に示されるRRC再構築工程(ステップ1101から1117)とほぼ同じである。高速NASリカバリのこの第二具体例は、第一具体例に少しの改善を加えたものである。ステップ1207において、eNB2は、RRC再構築拒否メッセージをUEに伝送する時、後続のRRC接続セットアップ工程のために、eNB2は、自立的に、アップリンクリソース(たとえば、ULグラント)をUEに提供する(ステップ1209)。通常、UEがRRC接続セットアップを実行する時、UEは、ランダムアクセスチャネル(RACH)により、アップリンクリソースに、ランダムアクセス工程を初期化する必要がある。注意すべきことは、RACH工程で、競合解決のために追加の時間が必要であることである。しかし、図12の例において、UEがすでに、RRC再構築拒否メッセージ中に含まれるULグラントを受信しているので、UEは、RRC接続セットアップのために、ターゲットeNBと、RACHを初期化する必要がない。その結果、ターゲットセル中のUE停止時間が減少する。
図13は、移動通信ネットワーク中、コンテキストフェッチによるRRC再構築工程の一具体例を示す図である。移動通信ネットワークは、UE、ソースeNB1、ターゲットeNB2、MME、および、SGWを含む。ステップ1301において、UEがソースeNB1に接続される。ステップ1302において、UEはRLFを検出し、ステップ1303において、セル選択を実行する。ステップ1304において、UEはRRC再構築要求メッセージをターゲットeNB2に伝送する。RRC再構築要求メッセージは、eNB2に、UEがeNB1からで、且つ、低い無線リンク品質のため、UEがeNB2に接続したいことを示す。しかし、eNB2はUEコンテキスト情報を有さないので、RRC再構築が失敗する。したがって、ステップ1305において、eNB2は、X2インターフェースにより、eNB1から、RLF指示をUEコンテキストの要求とする。通常、自己組織化ネットワーク(SON)特徴の目的のため、RLF指示は、eNB1にだけ示される。一実施形態において、RLF指示は、UEコンテキストの要求も含む。たとえば、新しい情報素子(IE)が用いられ、命令的応答を要求する。ステップ1306中、一旦、eNB1が、UEコンテキスト要求を有するRLF指示を受信すると、後続のHO要求と応答交換期間中、eNB1は、UEコンテキスト情報をeNB2に送り戻す。
コアネットワーク側で、ステップ1311において、eNB2は、S1インターフェースにより、パス切り換え要求をMMEに伝送し、ステップ1312において、MMEは、修正ベアラー要求をSGWに伝送する。ステップ1313において、SGWは、DLパスを切り換える。ステップ1314において、SGWは、修正ベアラー応答をMMEに送り戻し、ステップ1315において、MMEは、S1インターフェースにより、パス切り換え肯定応答をeNB2に送り戻す。ステップ1321において、eNB1からのUEコンテキスト情報の受信が成功した後、無線アクセス側で、eNB2は、RRC再構築応答メッセージをUEに伝送する。ステップ1322において、SRB1とセキュリティがレジュームされ、ステップ1323において、RRC接続再設定が、UEとターゲットeNB2間で実行される。ステップ1324において、SRB2とDRBSがレジュームされる。上述のRRC再構築工程において、ターゲットeNB2が、X2インターフェースにより、ソースeNB1からUEコンテキストの入手を試み(S1インターフェースにより、MMEからUEコンテキストを得るのに代わって)、および、X2インターフェースは、通常、S1インターフェースよりかなり速いので、ターゲットeNB2は、RRC再構築工程がうまく完成する。その結果、ターゲットセル中のUE停止時間が減少する。
停止時間の減少に加え、データロスの減少も、接続リカバリプロセスにとって重要なことである。通常、パケットデータロスを回避するため、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)操作が再構築され、中断無しでレジュームされる必要がある。現在のLTE仕様書で定義されるHO操作において、ソースeNBは、PDCPシリアル番号(SN)報告とデータをターゲットeNBに転送する。ハンドオーバ工程が行われた時、PDCP操作がレジュームされる。RRC再構築において、RRC再構築成功後、PDCP層が再構築される。しかし、再構築のターゲットセルが、先のPDCP状態報告を有さない場合、PDCP操作は、中断なしでは、レジュームされることができず、すなわち、リカバリ中に、データロスが発生する。RLFが急に発生し、UEが、前のサービングセル以外のセルに選択される時、この状況が発生する。
図14は、移動通信ネットワークにおけるロスレスRRC再構築工程の一具体例を示す図である。移動通信ネットワークは、UE、ソースeNB1、ターゲットeNB2、MME、および、SGWを含む。ステップ1411において、UEは、測定報告をあるイベントにより始動されるソースeNB1に伝送する。ステップ1412において、eNB1は、測定報告に基づいて、モビリティ決定を行う。たとえば、eNB1は、UEをターゲットeNB2にハンドオーバすることを決定する。ステップ1413において、eNB1とeNB2はHO要求を交換し、UEコンテキスト情報に応答する。ステップ1414において、UEはRLFを検出して、ステップ1415において、セル選択を実行する。ステップ1416において、UEは、RRC再構築要求をターゲットeNB2に伝送する。eNB2は既に、UEコンテキスト情報を受信しているので、RRC再構築が成功する。ステップ1421において、eNB2は、X2インターフェースにより、RLF指示をeNB1に伝送する。データロスを防止するため、RLF指示は、PDCP状態転送とUプレーンデータのデータ転送要求を含む。ステップ1422において、eNB1は、PDCP SN状態をeNB2に伝送する。任意で、ステップ1423において、eNB1は、eNB2に転送されるUプレーンデータも伝送する。
コアネットワーク側で、ステップ1431において、eNB2は、S1インターフェースにより、パス切り換え要求をMMEに伝送し、ステップ1432において、MMEは、修正ベアラー要求をSGWに伝送する。ステップ1433において、SGWはDLパスを切り換える。ステップ1434において、SGWは、修正ベアラー応答をMMEに送り戻し、ステップ1435において、MMEは、S1インターフェースにより、パス切り換え肯定応答をeNB2に送り戻す。無線アクセス側で、ステップ1424において、eNB2は、RRC再構築応答メッセージをUEに伝送する。ステップ1425において、SRB1とセキュリティがレジュームされる。ステップ1426において、RRC接続再設定が、UEとターゲットeNB2間で実行される。ステップ1427において、SRB2とDRBSがレジュームされる。
上述の例において、X2インターフェースが用いられて、PDCP状態転送と古いおよび新しいサービングセル間のデータ転送を始動する。提案されるPDCP/データ転送は、図13に示されるコンテキストフェッチと結合できる。たとえば、ソースeNB1が、ターゲットeNB2からRLF指示を受信する時、RLF指示は、UEコンテキスト要求とデータ転送要求を含む。RLF指示の受信時、eNB1は、以下の情報を含む応答メッセージを伝送する:UEコンテキスト情報、PDCP SN状態、および、転送されたUプレーンデータ。注意すべきことは、X2インターフェース上のRLF指示を用いる上述の改善が、可能な具体例のひとつであることである。別の例において、UEコンテキスト要求、または、PDCP SN要求の新しく定義されたX2メッセージが用いられる。
図15は、UE観点からのターゲットセル中の高速NASリカバリの方法のフローチャートである。ステップ1501において、UEは、移動通信ネットワーク中、サービング基地局とRRC接続を構築する。ステップ1502において、UEは、RRC接続のRLFを検出する。ステップ1503において、UEは、RRC再構築要求メッセージをターゲット基地局に伝送する。RRC再構築要求は、ターゲット基地局に、UEがサービング基地局からのもので、サービングセル中の低い無線リンク品質のため、UEはターゲット基地局に接続したいことを示す。このほか、RRC再構築要求メッセージはNASサービス要求を含む。NASサービス要求受信後、ターゲット基地局は、MMEから、UEコンテキストを調査する。ステップ1504において、UEは、ターゲット基地局とRRC接続再設定を実行する。NASサービス要求がRRC再構築により始動されるので、ターゲット基地局は、速く、UEコンテキストを得ることができる。よって、このような高速NASリカバリは、ターゲットセル中で、停止時間を減少させる。
図16は、eNB観点からのターゲットセルの高速NASリカバリの方法のフローチャートである。ステップ1601において、ターゲット基地局は、移動通信ネットワーク中、UEからRRC再構築要求メッセージを受信する。RRC再構築要求は、ターゲット基地局に、UEがサービング基地局からのもので、且つ、サービングセル中の低無線リンク品質のため、UEはターゲット基地局に接続したいことを示す。RRC再構築要求メッセージは、NASサービス要求も含む。ステップ1602において、NASサービス要求受信時、ターゲット基地局は、S1インターフェースにより、MMEから、UEコンテキストを調査する。ステップ1603において、ターゲット基地局は、X2インターフェースにより、RLF指示をサービング基地局に伝送する。最後に、ステップ1604において、ターゲット基地局は、UEとRRC接続再設定、および、MMEとS1 RAB設定を実行する。NASサービス要求は、RRC再構築により始動されるので、ターゲット基地局は、速く、UEコンテキストを得ることができる。よって、このような高速NASリカバリは、ターゲットセル中、停止時間を減少させる。
図17は、コンテキストフェッチによるRRC再構築工程の方法のフローチャートである。ステップ1701において、ターゲット基地局は、移動通信ネットワーク中、UEからRRC再構築要求メッセージを受信する。RRC再構築要求は、ターゲット基地局に、UEがサービング基地局からもので、且つ、UEはターゲット基地局に接続したいことを示す。ステップ1702において、ターゲット基地局は、RLF指示をサービング基地局に伝送する。RLF指示は再構築要求を伝送し、UEコンテキスト要求を含む。ステップ1703において、ターゲット基地局は、サービング基地局から、X2メッセージ(たとえば、HO要求メッセージ)を受信する。HO要求メッセージはUEコンテキスト情報を含む。ステップ1704において、ターゲット基地局は、RRC再構築応答をUEに伝送する。ターゲット基地局は既にUEコンテキストを有するので、RRC再構築が成功する。よって、ターゲット基地局によるこのようなコンテキストフェッチ方法は、ターゲットセル中、停止時間を減少させる。
図18は、ロスレスRRC再構築工程を実行する方法のフローチャートである。ステップ1801において、ターゲット基地局は、移動通信ネットワーク中、UEからRRC再構築要求メッセージを受信する。RRC再構築要求は、ターゲット基地局に、UEがサービング基地局からのもので、且つ、UEはターゲット基地局に接続したいことを示す。ステップ1802において、ターゲット基地局は、X2インターフェースにより、RLF指示をサービング基地局に伝送する。RLF指示はデータ転送要求を含む。ステップ1803において、ターゲット基地局は、サービング基地局から、PDCP SN状態転送を受信する。ターゲット基地局は、サービング基地局から転送されるUプレーンデータも受信する。ステップ1804において、ターゲット基地局は、RRC再構築応答をUEに伝送し、接続リカバリを成功させる。ターゲット基地局は、サービング基地局からの前のPDCP状態を有するので、PDCP操作は、データロスなしでレジュームされる。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

Claims (14)

  1. 強化型接続リカバリの方法であって、
    移動通信ネットワークにおいて、ユーザー装置(UE)により、基地局と無線リソース制御(RRC)接続を構築する工程と、
    前記RRC接続の無線リンク問題を検出し、これにより、前記無線リンク問題に関連する第一タイマーを開始する工程と、
    前記第一タイマーが期限切れになる前、ターゲットセルと、RRC再構築工程を開始する工程と、
    前記ターゲットセルと、前記RRC再構築工程を実行する工程と、
    前記UEが測定報告を前記基地局に伝送する時、又は、サービングセルのチャネル品質が第一スレショルドより低く、前記ターゲットセルのチャネル品質が第二スレショルドより高い時、第二タイマーを開始し、前記第二タイマーが期限切れ時、前記RRC再構築工程が開始される工程と
    を含むことを特徴とする強化型接続リカバリの方法。
  2. 基準信号受信電力、または、基準信号受信品質(RSRP/RSRQ)測定に基づいて、前記ターゲットセルのチャネル品質が、サービングセルのチャネル品質よりも、非負のスレショルド以上よいことを特徴とする請求項1に記載の強化型接続リカバリの方法。
  3. 前記第一タイマーが期限切れになる前、前記ターゲットセルが候補セルとして識別する場合、前記RRC再構築工程開始し、前記UEが、前記基地局から、候補セル割り当て情報を受信することを特徴とする請求項1に記載の強化型接続リカバリの方法。
  4. 前記UEは、前記基地局からセル優先順位決定情報を受信して、前記セル優先順位決定情報に基づいて前記ターゲットセルを選択することを特徴とする請求項3に記載の強化型接続リカバリの方法。
  5. 前記基地局からのブロードキャストチャネルにより、前記セル優先順位決定情報を受信することを特徴とする請求項4に記載の強化型接続リカバリの方法。
  6. 前記UEは、前記基地局から、専用のシグナリングにより、前記セル優先順位決定情報を受信することを特徴とする請求項4に記載の強化型接続リカバリの方法。
  7. セルは、対応する周波数層に基づいて、優先順位が決められ、前記UEは優先的なセルのセルID情報を受信することを特徴とする請求項4に記載の強化型接続リカバリの方法。
  8. 前記同じ周波数層のセルは、対応するモビリティカバレッジに基づいて、優先順位が決められ、前記UEは、優先的なセルのセルID情報を受信することを特徴とする請求項4に記載の強化型接続リカバリの方法。
  9. セルは、無線アクセス技術(RAT)に基づいて、優先順位が決められ、前記UEは、異なるRAT中で予登録して、インターRAT調整を促進することを特徴とする請求項4に記載の強化型接続リカバリの方法。
  10. 前記UEが、高いモビリティ状態にあるとき、前記UEは、選択的に、前記セル優先順位決定を適用することを特徴とする請求項4に記載の強化型接続リカバリの方法。
  11. ユーザー装置(UE)であって、
    移動通信ネットワークにおいて、基地局と、RRC接続を構築する無線リソース制御(RRC)管理モジュールと、
    前記RRC接続の無線リンク問題を検出し、これにより、第一タイマーを開始して、前記第一タイマーが期限切れになる前、前記UEが、ターゲットセルと、RRC再構築工程を開始する無線リンク管理(RLM)モジュールと、
    ターゲットセルを選択し、前記UEが、前記ターゲットセルと、前記RRC再構築工程を実行するセル選択モジュールと、を含み、
    前記UEが、測定報告を前記基地局に伝送する時、前記UEは第二タイマーを開始し、前記第二タイマーが期限切れのとき、前記RRC再構築工程を開始することを特徴とするUE。
  12. 前記RRC再構築工程、または、RRC接続セットアップ工程のために、前記UEは、セル優先順位決定情報に基づいて、前記ターゲットセルを選択することを特徴とする請求項11に記載のUE。
  13. セルの周波数層、モビリティカバレッジと無線アクセス技術(RAT)の少なくともひとつに基づいて、前記セル優先順位決定が実行されることを特徴とする請求項12に記載のUE。
  14. 前記UEが、高モビリティ状態にあるとき、前記UEは、選択的に、前記セル優先順位決定を適用することを特徴とする請求項12に記載のUE。
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