JP6128221B2 - 通信処理システム、通信処理方法、通信制御装置、およびそれらの制御方法と制御プログラム - Google Patents

通信処理システム、通信処理方法、通信制御装置、およびそれらの制御方法と制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、移動通信端末のハンドオーバを制御する技術に関する。
上記技術分野において、無線品質が悪化した場合はハンドオーバを試みるが、移動通信端末（ＵＥ:User Equipment）にハンドオーバを指示する制御信号は信号のデータサイズが大きいため、無線品質が悪化した状況下ではＵＥに送達できない可能性が高くなる。ＵＥに送達できずハンドオーバが失敗した場合、ＵＥ側で無線リンク障害（RLF:Radio Link Failure)を検出するとRRC Connection再接続が試みられるが、これにも失敗するとＵＥはRRC_IDLE状態に遷移する。そして、ハンドオーバに失敗した時点では、セルサーチのための情報としてシステム情報ブロック（System Information Block)で通知された情報のみが使用されるため、適切なセルをすぐに選択できず、結果として「圏外」となる状態が持続する可能性があった。
特許文献１には、送信機から受信機へのＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）送信失敗時にパケットデータを再送信する場合、チャネル状態の劣化があれば、無線リンク制御サービスデータユニット「RLC-SDU」または無線リンク制御プロトコルデータユニット「ＲＬＣ−ＰＤＵ」のデータをより小さなＰＤＵデータサイズに再断片化して、再断片化されたＲＬＣ−ＰＤＵデータを送信するする技術が開示されている。
特開２００８−１１８６４０号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、ＰＤＵデータサイズをより小さく再断片化するのみなので、ハンドオーバを指示する制御信号のデータサイズ自体を小さくするヒントはない。さらに、特許文献１のようにＰＤＵデータサイズをより小さく再断片化した場合には、分割数が増すため、無線品質が悪化している状況ではさらに送達確率が低下してハンドオーバの失敗を招く。この場合は、適切なセルをすぐに選択できずに、結果として「圏外」となる状態が持続し、呼切断後に再度呼接続するまでの時間が長くなってしまう。
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信処理装置は、
セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得手段と、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定手段と、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信手段と、
を備える。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信処理装置の制御方法は、
セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得ステップと、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
を含む。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信処理装置の制御プログラムは、
セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得ステップと、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
をコンピュータに実行させる。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信処理システムは、
セル内に在圏する移動通信端末と、
前記セルを収容する通信処理装置と、
前記移動通信端末が測定した通信環境に関連する測定報告を収集する収集手段と、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末の無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定手段と、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信手段と、
を備える。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信処理方法は、
セル内に在圏する移動通信端末が測定した通信環境に関連する測定報告を収集する収集ステップと、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末の無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
を含む。
本発明によれば、ハンドオーバ指示が失敗することが見込まれる無線品質の場合にハンドオーバ指示よりも送達確率が高いメッセージを使用することにより、呼切断後に再度呼接続するまでの時間を短縮することができる。
本発明の第１実施形態に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの動作概要を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの動作手順を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの動作タイミングを示すタイミング図である。 本発明の第２実施形態に係る通信処理装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る無線品質判定部が使用するテーブルの構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るＲＲＣ接続解放処理部が移動通信端末に送信する接続解放メッセージである、RRCConnectionReleaseメッセージの構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る通信処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る移動通信端末の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るモビリティ管理エンティティの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの動作概要を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの動作手順を示すシーケンス図である。 本発明の第３実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの動作タイミングを示すタイミング図である。 本発明の第３実施形態に係る通信処理装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る通信処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 既存の通信処理装置を含む通信処理システムの動作手順を示すシーケンス図である。 既存の通信処理装置が移動通信端末に送信するハンドオーバ指示メッセージである、RRC Connection Reconfigurationメッセージの構成を示す図である。
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は単なる例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての通信処理装置１００について、図１を用いて説明する。通信処理装置１００は、移動通信端末のハンドオーバを制御する装置である。
図１に示すように、通信処理装置１００は、測定報告取得部１０１と、無線品質判定部１０２と、メッセージ送信部１０３と、を含む。測定報告取得部１０１は、セル１５０内に在圏する移動通信端末１３０〜１３ｎから通信環境に関連する測定報告を取得する。無線品質判定部１０２は、測定報告に含まれる移動通信端末１３０〜１３ｎとの無線品質が閾値を下回るか否かを判定する。無線品質が閾値を下回る場合に、移動通信端末１３０に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信する。
本実施形態によれば、ハンドオーバ指示が失敗することが見込まれる無線品質の場合にハンドオーバ指示よりも送達確率が高いメッセージを使用することにより、呼切断後に再度呼接続するまでの時間を短縮することできる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る通信処理装置について説明する。本実施形態に係る通信処理装置としてのeNodeBは、移動通信端末としてのＵＥ(User Equipment)が測定して報告した測定報告を収集する。そして、eNodeBは、測定報告に含まれるTiming Advance type 1 または type 2の値が閾値を下回るか否かを判定する。eNodeBは、Timing Advance type 1 または type 2の値が閾値を下回る場合に、ハンドオーバ指示が不達となるほどに無線品質が低下したと推定する。そして、モビリティ管理エンティティ(MME:Mobility Management Entity)に対して前記移動通信端末のセルからの解放を通知する。eNodeBは、ＭＭＥからＵＥのセルからの解放の指示を受けて、3GPP TS 36.331に規定されたRRC Connection Releaseメッセージを対応するＵＥに送信する。ここで、RRC Connection Releaseメッセージの情報要素であるredirectedCarrierInfoには、ハンドオーバすべきキャリア周波数を設定する。すなわち、ハンドオーバ指示ができない無線品質である場合にＬＴＥのセルへの再発信(redirection)をRLC-SDUサイズが小さいメッセージで指示することで、ＵＥへの送達確率を高める。さらに、送達確率の高いメッセージでキャリア周波数を通知することで、ＵＥの無駄なセルサーチを抑制する。
《背景技術》
以下、図１６および図１７を参照しながら、本実施形態の目的および作用効果を明瞭とするために、背景技術を簡単に説明する。
図１６は、既存の通信処理装置を含む通信処理システムの動作手順を示すシーケンス図である。なお、図１６において、図３および図１２と同様のステップには、図３と同じステップ番号を付している。
本技術分野において、ＵＥの移動、周辺電波環境の変化により確立中の接続(RRC Connection)を維持できなくなる場合、eNodeBはハンドオーバ制御を行うために事前にＵＥに無線品質測定を指示する。標準規定のTS36.300 10.1.2.1などに記載があるように、ＵＥが測定結果をRRCプロトコルメッセージのMeasurement Reportで報告する（Ｓ３０１）。eNodeBは、報告値からハンドオーバ先セルを判定し、情報要素のmobilityControlInformationを設定したRRCプロトコルメッセージであるRRC Connection Reconfigurationで、ＵＥにハンドオーバを指示する（Ｓ１６０３）。
しかし、RRC Connection ReconfigurationはRLC-SDUのサイズが大きくなるため、RLC PDUが分割送信となり、無線品質が悪化している状況ではRLC-SDUサイズが小さいメッセージに比べて送達確率が低下する。RRC Connection Reconfigurationの送達に失敗した場合、ＵＥの無線品質がさらに悪化すると、ＵＥはRadio Link Failureを検出し（Ｓ１６０５）、RRC Connection再接続手順によりRRC接続の維持を試みる。この手順では、セルサーチで再接続先セルを選択し（Ｓ１６０７）、RRCプロトコルメッセージであるRRC Connection Reestablishment Requestの送信を試みる（Ｓ１６０９）。セルサーチ（Ｓ１６０７）でセル選択に失敗した場合や、RRC Connection Reestablishment Request（Ｓ１６０９）がeNodeBに不達となった場合は、ＵＥはRRC_IDLE状態に遷移する。そして、ＵＥはセルサーチを行い（Ｓ１６１３）、RRC接続の新規確立を試みる（Ｓ３１５〜Ｓ３１９）。
RRC接続が確立できると、eNodeBはS1APプロトコルメッセージであるINITIAL ＵＥ MESSAGEをMMEに送信する（Ｓ３２１）。MMEにて該当ＵＥの情報を保持していれば、NASプロトコルレイヤで接続を回復し、ＵＥ CONTEXT RELEASE COMMANDを送信することで旧eNodeBにＵＥ Contextの解放要求を行う（Ｓ３１１）。
この動作では、ステップＳ１６０５以降で、ＵＥが接続先として適切なセルのキャリア周波数を保持していないと、セルサーチが失敗する可能性がある。ＵＥはSuitable Cellにキャンプするまで、通信事業者の運用形態にもよるが一般に緊急発信を除き発着信不可能となるため、ステップＳ３２１以降の手順でベアラ確立が完了するまで通信できなくなるという問題点がある。
図１７は、既存の通信処理装置が移動通信端末に送信するハンドオーバ指示メッセージである、RRC Connection Reconfigurationメッセージ１７００の構成を示す図である。図中、情報要素のmobilityControlInformation１７０１が、ハンドオーバプロセスをトリガーするために用いられる。
《通信処理システム》
図２乃至図４を参照して、本実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの構成および動作を説明する。
（動作概要）
図２は、本実施形態に係る通信処理装置２１０および２１１を含む通信処理システムの動作概要を示す図である。なお、図２には、本実施形態の動作を前提技術の動作と対比して図示している。
図２に示すように、本実施形態の通信処理システムは、通信処理装置としての無線基地局（eNodeB)２１０および２１１と、移動管理装置（ＭＭＥ）２２０と、移動通信端末（ＵＥ）２３０と、コアネットワーク（ＣＮ）２４０と、を備える。また、通信処理システムは、eNodeB２１０に収容されるセル２５０と、eNodeB２１１に収容されるセル２５１とを有する。
本実施形態の通信処理システムは、次のように動作する。(11): ＵＥ２３０からeNodeB２１０に測定報告(Measurement Report)が送信される。(12): eNodeB２１０が、無線品質が劣化してハンドオーバを指示する制御信号がＵＥ２３０に送達できないと判定すると、ＭＭＥ２２０との間でS1AP:UE CONTEXT RELEASEの手順を実行する。(13): eNodeB２１０が、ＵＥ２３０にハンドオーバ用キャリア周波数を含むRRC:RRC Connection Releaseメッセージを送信する。(14): ＵＥ２３０が、ハンドオーバ用キャリア周波数を用いてセルサーチを行ない、セル２５１を見付ける。(15): ＵＥ２３０が、eNodeB２１１との間でRRC Connection確立手順を実行する。(16): eNodeB２１１が、RRC Connection確立が完了すると、ＭＭＥ２２０にS1AP:INITIAL UE MESSAGEを送信して、ＵＥ２３０がeNodeB２１１配下であることを登録する。
一方、前提技術の通信処理システムは、本実施形態の通信処理システムと異なる動作をする、無線基地局（eNodeB)２６０および２６１を備えるが、他の構成要素は同じである。
前提技術の通信処理システムは、次のように動作する。(31): ＵＥ２３０からeNodeB２１０に測定報告(Measurement Report)が送信される。(32): eNodeB２６０が、セル２５０からセル２５１にハンドオーバする方が適切と判断すると、ＵＥ２３０にRRC:RRC Connection Reconfigurationメッセージを送信しようとする。しかしながら、無線品質が劣化していると、RRC:RRC Connection ReconfigurationメッセージがＵＥ２３０に届かない。(33): ＵＥ２３０は、eNodeB２６０との無線リンクの失敗を検知し、システム情報ブロック（System Information Block)で通知された情報によるセルサーチを行なう。(34): ＵＥ２３０は、セルサーチの結果から、接続の再確立要求(RRC:RRC Connection Reestablishment request)を行なうが、セルサーチの失敗や接続の再確立失敗により、ＵＥ２３０はRRC_IDLE状態に遷移する。(35): ＵＥ２３０は、セルへの新規在圏処理として、再度、システム情報ブロック（System Information Block)で通知された情報によるセルサーチを行ない、セル２５１を見付ける。(36): ＵＥ２３０が、eNodeB２６１との間でRRC Connection確立手順を実行する。(37): eNodeB２６１が、RRC Connection確立が完了すると、ＭＭＥ２２０にS1AP:INITIAL UE MESSAGEを送信して、ＵＥ２３０がeNodeB２６１配下であることを登録する。
（動作手順）
図３は、本実施形態に係る通信処理装置２１０および２１１を含む通信処理システムの動作手順を示すシーケンス図である。図３には、本実施形態における各構成要素間の詳細な手順が示されている。
ＵＥ２３０が送信したRRCプロトコルメッセージであるMeasurement ReportをeNodeB２１０が受信すると（Ｓ３０１）、eNodeB２１０は無線品質の判定を行う（Ｓ３０３）。ステップＳ３０３の無線品質の判定では、指標としてTiming Advance type1またはtype2を用いる。Timing AdvanceはTS36.214で標準規定される測定指標である。eNodeB２１０はＵＥ２３０についてのTiming Advance type1またはtype2の値を取得する。eNodeB２１０では、セルごとにTiming Advanceの閾値を保持し、ＵＥ２３０のTiming Advance値がセル２５０のTiming Advance閾値を下回る場合に、ハンドオーバを指示する制御信号がＵＥ２３０に送達できないと判定する。
判定結果が送達不可である場合、eNodeB２１０はS1APプロトコルメッセージであるＵＥ CONTEXT RELEASE REQＵＥSTをMME200に送信する（Ｓ３０５）。このとき、Information ElementのS1 Causeで本処理を実施することをＭＭＥ２２０に通知してもよい。eNodeB２１０は、ＭＭＥ２２０からのＵＥ CONTEXT RELEASE COMMANDを受信すると（Ｓ３０７）、RRCプロトコルメッセージであるRRC Connection Releaseを作成し、ＵＥ２３０に送信する（Ｓ３０９）。このRRC Connection Releaseメッセージは、無線システムのキャリア周波数を設定したInformation Element（例えばredirectedCarrierInfoにLTEのキャリア周波数を設定）を含む。ＵＥ２３０は受信したキャリア周波数情報に従ってセルサーチを行い（Ｓ３１３）、適切なセル２５１を収容するeNodeB２１１へのRRC接続を実施する（Ｓ３１５、Ｓ３１７、Ｓ３１９）。
RRC接続確立後、eNodeB２１１はＭＭＥ２２０にS1APプロトコルメッセージであるINITIAL ＵＥ MESSAGEを送信し（Ｓ３２１）、ベアラの確立を開始する。以降のベアラ確立手順は3GPP TS36.300、TS36.331、TS36.413などで標準規定されている内容に従うものとし、ここでは詳説しない。
（動作タイミング）
図４は、本実施形態に係る通信処理装置２１０および２１１を含む通信処理システムの動作タイミングを示すタイミング図である。ここで、上段には本実施形態によるＭＭＥ２２０への在圏情報を維持したハンドオーバ処理４０１が示され、下段には前提技術によるハンドオーバ処理４０２が示されている。なお、図４における時間経過はその概要を示すものであり、正確な時間経過ではない。
本実施形態のハンドオーバ処理４０１の処理時間（Ｔ１）は、前提技術におけるハンドオーバ処理４０２における処理時間（Ｔ３）に比較して、大幅に短縮する。なぜなら、前提技術におけるハンドオーバ処理４０２は、ハンドオーバ失敗や、２度のシステム情報ブロック（System Information Block)で通知された情報によるセルサーチや、ＵＥ IDLE状態を含む。すなわち、処理時間そのものが確定しない多くの処理を含むからである。かつ、前提技術におけるハンドオーバ処理４０２は、ＵＥ２３０が通信処理システムとの接続から離脱したＵＥ IDLE状態を含むからである。
《通信処理装置の機能構成》
図５は、本実施形態に係る通信処理装置２１０の機能構成を示すブロック図である。なお、通信処理装置２１０および２１１の構成は同様なので、通信処理装置２１０を代表させて説明する。また、図５には本実施形態における通信処理装置２１０の機能構成部を図示し、eNodeBとして必須の一般的な機能構成部については省略している。
通信処理装置２１０は、通信部と判定部と処理部とを備える。通信部は、ＵＥ２３０からの無線品質報告やRRCプロトコルメッセージ、S1APプロトコルメッセージなどの3GPPの各種メッセージを受信、および送信する。判定部は、通信部で受信した無線品質からのハンドオーバ実施要否の判定および、ハンドオーバ実施の成否の判定を行う。処理部は、判定部21の結果に基づき、通信部で送信するメッセージの作成を行う。なお、判定部、処理部、通信部の実現方式はソフトウェアでもよいし、ハードウェアによるものでもよい。また、各部を異なるソフトウェア、ハードウェアで実現してもよいし、一部、あるいは全ての同一のソフトウェア、ハードウェアで実現してもよい。また、ネットワーク装置の他の機能を実現するソフトウェア、ハードウェアの一部として実現してもよい。ソフトウェアで実現する場合には、演算処理用のＣＰＵが不揮発記憶のストレージのデータやパラメータを使用して、ＲＡＭに確保された領域にデータを一時記憶しながら、プログラムを実行することによって、機能構成部が実現される。
通信処理装置２１０の通信部は、ＵＥ２３０との通信を制御する通信制御部５１１と、ＭＭＥ２２０との通信を制御する通信制御部５１５とを含む。
また、通信処理装置２１０の判定部は、通信制御部５１１を介してＵＥ２３０からの測定報告を受信するＵＥ測定報告受信部５１２と、測定報告内の無線品質に関連する情報に基づいて、ハンドオーバ失敗となる無線品質の劣化を判定する無線品質判定部５１３とを有する。無線品質判定部５１３は、無線品質の劣化を判定するために使用するテーブル５１３ａを有する。
そして、また、通信処理装置２１０の処理部は、Ｓ１ＡＰ・ＵＥ解放処理部５１４と、ＲＲＣ接続解放処理部５１６と、ＲＲＣ接続処理部５１７と、Ｓ１ＡＰ初期化部５１８と、を有する。Ｓ１ＡＰ・ＵＥ解放処理部５１４は、無線品質判定部５１３からの無線本質劣化の通知を受けて、ＭＭＥ２２０との間でＳ１ＡＰ：ＵＥ ＣＯＮＴＥＸＴ ＲＥＬＥＡＳＥの一連の処理を実行する。ＲＲＣ接続解放処理部５１６は、Ｓ１ＡＰ・ＵＥ解放処理部５１４がＭＭＥ２２０からＳ１ＡＰ：ＵＥ ＣＯＮＴＥＸＴ ＲＥＬＥＡＳＥ ＣＯＭＭＡＮＤを受信すると、ハンドオーバ先のキャリア周波数を含むＲＲＣ：ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ＲｅｌｅａｓｅメッセージをＵＥ２３０に送信する。ＲＲＣ接続処理部５１７は、ハンドオーバ先のキャリア周波数でセルサーチした結果の、ＵＥ２３０からのＲＲＣ：ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔに応答する一連の処理を実行する。Ｓ１ＡＰ初期化部５１８は、新しいＵＥ２３０のセル内への在圏接続結果をＭＭＥ２２０に登録する。
（無線品質判定部が使用するテーブル）
図６は、本実施形態に係る無線品質判定部５１３が使用するテーブル５１３ａの構成を示す図である。テーブル５１３ａは、測定報告内の無線品質に関連する情報に基づいて、ハンドオーバ失敗となる無線品質の劣化を判定するため、無線品質判定部５１３が使用する。
テーブル５１３ａは、ＵＥ＿ＩＤ６０１に対応付けて、各ＵＥからの測定報告６０２と、測定報告６０２から判断されたハンドオーバ要否６０３と、測定報告６０２内のTiming Advance type1 or type 2のデータ６０４と、を記憶する。また、テーブル５１３ａは、データ６０４と、通信処理装置２１０が収容するセル２５０におけるハンドオーバ失敗となる無線品質の劣化を判定するために各eNodeBが保持する特有の閾値との大小６０５と、その大小によるハンドオーバ指示送達の状況（不能／可能）６０６と、を記憶する。そして、テーブル５１３ａは、ハンドオーバ指示送達の状況（不能／可能）６０６の判定結果に対応して、接続解放メッセージをＵＥ２３０に送信するか否か６０７を記憶する。
（RRCConnectionReleaseメッセージ）
図７は、本実施形態に係るＲＲＣ接続解放処理部が移動通信端末に送信する接続解放メッセージである、RRCConnectionReleaseメッセージ７００の構成を示す図である。RRCConnectionReleaseメッセージ７００は、標準規格の更新により変更が行なわれるので、図７に限定されない。
RRCConnectionReleaseメッセージ７００は、本実施形態においてハンドオーバ先のキャリア周波数を含むredirectedCarrierInfo領域７０１と、RRCConnectionReleaseメッセージ７００が送信された原因を含むreleaseCause領域７０２とを有している。
《通信処理装置の処理手順》
図８は、本実施形態に係る通信処理装置２１０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、通信処理装置２１０のＣＰＵがＲＡＭを使用しながら実行し、図５の機能構成部を実現する。
通信処理装置２１０は、ステップＳ８１１において、移動通信端末（ＵＥ）２３０からの測定報告の受信か否かを判定する。また、通信処理装置２１０は、ステップＳ８３１において、移動通信端末２３０からの接続要求(RRC Connection Request)の受信か否かを判定する。測定報告の受信でも接続要求の受信でもない場合は、通信処理装置２１０は、ステップＳ８４１において、他の処理を実行する。
ステップＳ８１１において測定報告の受信と判定すると、通信処理装置２１０は、ステップＳ８１３において、測定報告を移動通信端末２３０に対応付けて記憶すると共に、測定報告から無線品質に関連するデータを抽出する。そして、通信処理装置２１０は、ステップＳ８１５において、無線品質がハンドオーバ失敗となる無線品質の劣化を判定するための閾値を下回るか否かを判定する。無線品質が閾値を下回らなければ、通信処理装置２１０は、ステップＳ８１１に戻って、処理を継続する。
無線品質が閾値を下回れば、通信処理装置２１０は、ステップＳ８１７において、ＭＭＥ２２０へのUE CONTEXT RELEASE REQUESTを送信する。そして、通信処理装置２１０は、ステップＳ８１９において、ＭＭＥ２２０からのUE CONTEXT RELEASE COMMANDを待つ。UE CONTEXT RELEASE COMMANDを受信すると、通信処理装置２１０は、ステップＳ８２１において、RRC Connection Releaseメッセージの情報要素(IE)であるredirectedCarrierInfoにキャリア周波数を設定して、ステップＳ８２３において、ＵＥ２３０に送信する。そして、通信処理装置２１０は、ステップＳ８１９において、ＭＭＥ２２０に、UE CONTEXT RELEASE COMPLETEを送信する。
ステップＳ８３１において接続要求の受信と判定すると、通信処理装置２１０は、ステップＳ８３３において、ＵＥ２３０に対してRRC Connection Setupを送信する。そして、通信処理装置２１０は、ステップＳ８３５において、ＵＥ２３０からのRRC Connection Setup Completeの受信を待つ。RRC Connection Setup Completeの受信を受信すると、通信処理装置２１０は、ステップＳ８３７において、ＭＭＥ２２０へS1AP:INITIAL UE MESSAGEを送信する。
《移動通信端末の処理手順》
図９は、本実施形態に係る移動通信端末２３０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、移動通信端末２３０のＣＰＵがＲＡＭを使用しながら実行し、移動通信端末２３０の機能構成部を実現する。
移動通信端末２３０は、ステップＳ９１１において、通信処理装置(eNodeB)２１０から測定報告をするように指示を受信したか否かを判定する。また、移動通信端末２３０は、ステップＳ９２１において、ＲＲＣ接続解放メッセージ(RRC:RRC Connection Release)の受信か否かを判定する。測定報告の指示でも接続解放メッセージの受信でもない場合は、移動通信端末２３０は、ステップＳ９４１において、他の処理を実行する。
ステップＳ９１１において測定報告の指示と判定すると、移動通信端末２３０は、ステップＳ９１３において、測定処理を実行する。そして、移動通信端末２３０は、ステップＳ９１５において、在圏セルを収容する通信処理装置２１０へ測定報告する。
ステップＳ９２１においてＲＲＣ接続解放メッセージの受信と判定すると、移動通信端末２３０は、ステップＳ９２３において、受信したRRC Connection Releaseメッセージの情報要素(IE)であるredirectedCarrierInfoからキャリア周波数を取得する。そして、移動通信端末２３０は、ステップＳ９２５において、redirectedCarrierInfoから取得したキャリア周波数を使用して、セルサーチを実行する。
セルサーチによってハンドオーバ先を得ると、移動通信端末２３０は、ステップＳ９２７において、ハンドオーバ先の本例では通信処理装置２１１にRRC Connection Requestを送信する。そして、移動通信端末２３０は、ステップＳ９２９において、通信処理装置２１１からのRRC Connection Setupの受信を待つ。RRC Connection Setupを受信すると、移動通信端末２３０は、ステップＳ９３１において、通信処理装置２１１にRRC Connection Setup Completeを送信する。
《モビリティ管理エンティティの処理手順》
図１０は、本実施形態に係るモビリティ管理エンティティ２２０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、モビリティ管理エンティティ２２０のＣＰＵがＲＡＭを使用しながら実行し、モビリティ管理エンティティ２２０の機能構成部を実現する。
モビリティ管理エンティティ２２０は、ステップＳ１０１１において、通信処理装置(eNodeB)からのS1AP:INITIAL UE MESSAGEの受信か否かを判定する。S1AP:INITIAL UE MESSAGEの受信でなければ、モビリティ管理エンティティ２２０は、ステップＳ１０２１において、他の処理を実行する。
ステップＳ１０１１においてS1AP:INITIAL UE MESSAGEの受信であれば、モビリティ管理エンティティ２２０は、ステップＳ１０１３において、ＵＥ２３０を今まで接続していた本例では元の通信処理装置２１０から解放する処理済みか否かを判定する。解放の処理済みであれば、モビリティ管理エンティティ２２０は、ステップＳ１０１１に戻って処理を継続する。
解放の処理済みでなければ、モビリティ管理エンティティ２２０は、ステップＳ１０１５において、ＵＥ２３０を今まで接続していた本例では元の通信処理装置２１０にS1AP:UE CONTEXT RELEASE COMMANDを送信する。
本実施形態によれば、ハンドオーバ指示ができない無線品質である場合に、ＬＴＥのセルへの再発信(redirection)をRLC-SDUサイズが小さいメッセージで指示することで、ＵＥへの送達確率を高める。さらに、送達確率の高いメッセージでキャリア周波数を通知することで、ＵＥの無駄なセルサーチを抑制する。
すなわち、セル移動のためのハンドオーバ指示メッセージの送達が無線品質悪化により失敗する可能性がある場合に、ハンドオーバ指示よりも送達確率が高いメッセージを使用し、そのメッセージで、ＵＥが呼確立先として適したセルのキャリア周波数を指定可能である。そのため、ハンドオーバ指示が失敗することが見込まれる無線品質の場合に、呼切断後、再度呼接続するまでの時間を短縮可能となる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る通信処理装置について説明する。上記第２実施形態においては、Redirectionさせることを意図して、RRC Connection ReleaseのIE: redirectedCarrierInfoを設定している。しかし、本実施形態に係る通信処理装置は、上位レイヤのプロトコルであるNAS(Non Access Stratum)をRecoveryさせることを意図して、MMEに解放信号を送信せずに、ＵＥにTracking Area Updateさせることで類似の効果を奏する。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
《通信処理システム》
図１１乃至図１３を参照して、本実施形態に係る通信処理装置を含む通信処理システムの構成および動作を説明する。
（動作概要）
図１１は、本実施形態に係る通信処理装置１１１０および１１１１を含む通信処理システムの動作概要を示す図である。なお、図１１において、図２と同様の要素および処理には同じ参照番号を付して、説明は省略する。図１１の右図の前提技術の通信処理システムの構成および動作は、図２と同様なので説明はしない。
図１１に示すように、本実施形態の通信処理システムは、通信処理装置としての無線基地局（eNodeB)１１１０および１１１１と、移動管理装置（ＭＭＥ）２２０と、移動通信端末（ＵＥ）２３０と、コアネットワーク（ＣＮ）２４０と、を備える。また、通信処理システムは、eNodeB１１１０に収容されるセル２５０と、eNodeB１１１１に収容されるセル２５１とを有する。
本実施形態の通信処理システムは、次のように動作する。(21): ＵＥ２３０からeNodeB１１１０に測定報告(Measurement Report)が送信される。(22): eNodeB１１１０が、無線品質が劣化してハンドオーバを指示する制御信号がＵＥ２３０に送達できないと判定すると、ＵＥ２３０にハンドオーバ用キャリア周波数を含むRRC:RRC Connection Releaseメッセージを送信する。(23): ＵＥ２３０が、ハンドオーバ用キャリア周波数を用いてセルサーチを行ない、セル２５１を見付ける。(24): ＵＥ２３０が、eNodeB１１１１との間でRRC Connection確立手順を実行する。(25): eNodeB１１１１が、RRC Connection確立が完了すると、ＭＭＥ２２０にS1AP:INITIAL UE MESSAGEを送信して、ＵＥ２３０がeNodeB１１１１配下であることを登録する。(26): ＭＭＥ２２０は、eNodeB１１１０におけるＵＥ２３０の解放処理が完了していないので、eNodeB１１１０にS1AP:UE CONTEXT RELEASE COMMANDを送信する。
（動作手順）
図１２は、本実施形態に係る通信処理装置１１１０および１１１１を含む通信処理システムの動作手順を示すシーケンス図である。なお、図１２において、図３と同様のステップには同じステップ番号を付して、説明を省略する。
ステップＳ３０３における無線品質の判定結果がハンドオーバ指示の送達不可である場合、eNodeB１１１０は、RRCプロトコルメッセージであるRRC Connection Releaseを作成し、ＵＥ２３０に送信する（Ｓ１２０９）。この時に、RRC Connection Releaseメッセージは、無線システムのキャリア周波数を設定したInformation Element（例えばredirectedCarrierInfoにLTEのキャリア周波数を設定）を含む。さらに、RRC Connection Releaseメッセージは、Tracking Area Updateを指示するための情報を設定したInformation Element（例えば、releaseCauseにloadBalancingTAUrequiredを設定）を含む。
ＵＥ２３０は、RRC Connection Releaseメッセージを受信すると、redirectedCarrierInfoで指定されたキャリア周波数でセルサーチを行う（Ｓ３１３）。以下、図３と同様のTracking Area Update手順をeNodeB１１１０との間で開始する。
RRC接続を確立し、eNodeB１１１０がＭＭＥ２２０にS1APプロトコルメッセージであるINITIAL ＵＥ MESSAGEを送信する（Ｓ３２１）。すると、ＭＭＥ２２０は、NASプロトコルレイヤでＵＥ２３０がeNodeB１１１０で呼確立していたＵＥ２３０であることを識別し、ＵＥ CONTEXT RELEASE COMMANDを送信する（Ｓ１２０７）。以降のTracking Area Updateの手順については3GPP TS23.401などで標準規定されている内容に従うものであり、詳細な説明は省略する。
（動作タイミング）
図１３は、本実施形態に係る通信処理装置１１１０および１１１１を含む通信処理システムの動作タイミングを示すタイミング図である。なお、図１３において、図４と同様の要素には同じ参照番号を付して、説明は省略する。図１３の下段の前提技術によるハンドオーバ処理４０２は図４と同様である。
上段の本実施形態によるハンドオーバ処理１３０１の処理時間（Ｔ２）は、前提技術によるハンドオーバ処理４０２の処理時間（Ｔ３）に比較して、図４に説明した理由で大幅に短縮している。そして、本実施形態によるハンドオーバ処理１３０１の処理時間（Ｔ２）は、第１実施形態のるハンドオーバ処理４０１の処理時間（Ｔ１）と比較しても、短縮している。なぜなら、第１実施形態のるハンドオーバ処理４０１では、ＭＭＥ２２０に対するＵＥ解放の処理を行なってから、ＵＥに対して接続解放メッセージを送信する。これに対して、本実施形態においては、ＭＭＥ２２０に対するＵＥ解放の処理なしに、ＵＥに対して接続解放メッセージを送信するので、図１３から明らかなように、第１実施形態よりさらに早くハンドオーバが終了するからである。
《通信処理装置の機能構成》
図１４は、本実施形態に係る通信処理装置１１１０の機能構成を示すブロック図である。なお、通信処理装置１１１０および１１１１の構成は同様なので、通信処理装置１１１０を代表させて説明する。また、図１４において、図５と同様な機能構成部には同じ参照番号を付して、説明は省略する。また、図１４には本実施形態における通信処理装置１１１０の機能構成部を図示し、eNodeBに必須の一般的な機能構成部については省略している。
図１４における図５との相違点は、無線品質判定部１４１３が、無線品質はハンドオーバ失敗となるまで劣化したと判定した場合に、それをＲＲＣ接続解放処理部５１６に通知して、すくにRRC Connection ReleaseメッセージをＵＥに送信することである。また、Ｓ１ＡＰ・ＵＥ解放処理部１４１４が、無線品質判定部１４１３の無線品質判定と関係なく、ＭＭＥ２２０との間でＳ１ＡＰ・ＵＥ解放処理を行なうことである。
《通信処理装置の処理手順》
図１５は、本実施形態に係る通信処理装置１１１０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、通信処理装置１１１０のＣＰＵがＲＡＭを使用しながら実行し、図１４の機能構成部を実現する。なお、図１５において、図８と同様のステップには同じステップ番号を付して、説明を省略する。
ステップＳ８１５の判定において無線品質が閾値を下回った場合、通信処理装置１１１０は、ステップＳ８２１において、情報要素(IE)のredirectedCarrierInfoにキャリア周波数を設定する。さらに、通信処理装置１１１０は、ステップＳ１５２２において、情報要素(IE)のreleaseCauseにloadBalancingTAUrequiredを設定する。
また、通信処理装置１１１０は、ステップＳ１５５１において、ＭＭＥ２２０からＳ１ＡＰ：ＵＥ解放コマンド(S1AP:UE CONTEXT RELEASE COMMAND)を受信したか否かを判定する。Ｓ１ＡＰ：ＵＥ解放コマンドを受信した場合には、通信処理装置１１１０は、ステップＳ１５５３において、ＵＥ解放処理を行なう。
本実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、ＭＭＥ２２０に対するＵＥ解放の処理なしにＵＥに対して接続解放メッセージを送信するので、第１実施形態よりさらに早くハンドオーバが終了し、呼切断後、再度呼接続するまでの時間をさらに短縮可能となる。
［他の実施形態］
なお、本発明は、ハンドオーバと再発信(redirection)を具備するいかなる無線システムに対しても適応可能であり、通信処理システムは本実施形態に限定されるものではない。
また、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する制御プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされる制御プログラム、あるいはその制御プログラムを格納した媒体、その制御プログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させる制御プログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
［実施形態の他の表現］
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得手段と、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定手段と、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信手段と、
を備える通信処理装置。
（付記２）
前記無線品質判定手段は、前記測定報告に含まれるTiming Advance type 1 または type 2の値が前記閾値を下回るか否かを判定する付記１に記載の通信処理装置。
（付記３）
前記メッセージは、3GPP TS 36.331に規定されたRRC Connection Releaseメッセージである付記１または２に記載の通信処理装置。
（付記４）
前記キャリア周波数は、前記メッセージの情報要素であるRedirectedCarrierInfoに設定される付記３に記載の通信処理装置。
（付記５）
前記無線品質が閾値を下回る場合に、モビリティ管理エンティティ(MME:Mobility Management Entity)に対して前記移動通信端末のセルからの解放を通知する通知手段を備え、
前記メッセージ送信手段は、前記モビリティ管理エンティティから前記移動通信端末のセルからの解放の指示を受けて、前記移動通信端末に対して、前記メッセージを送信する、付記１乃至４のいずれか１項に記載の通信処理装置。
（付記６）
前記メッセージの情報要素であるreleaseCauseに、loadBalancingTAUrequiredが設定される付記５に記載の通信処理装置。
（付記７）
セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得ステップと、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
を含む通信処理装置の制御方法。
（付記８）
セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得ステップと、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
をコンピュータに実行させる通信処理装置の制御プログラム。
（付記９）
セル内に在圏する移動通信端末と、
前記セルを収容する通信処理装置と、
前記移動通信端末が測定した通信環境に関連する測定報告を収集する収集手段と、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末の無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定手段と、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信手段と、
を備える通信処理システム。
（付記１０）
セル内に在圏する移動通信端末が測定した通信環境に関連する測定報告を収集する収集ステップと、
前記測定報告に含まれる前記移動通信端末の無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
を含む通信処理方法。
この出願は、２０１３年７月２９日に出願された日本出願特願２０１３−１５７１３１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 (10)

  1. セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得手段と、
    前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定手段と、
    前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信手段と、
    を備える通信処理装置。
  2. 前記無線品質判定手段は、前記測定報告に含まれるTiming Advance type 1 または type 2の値が前記閾値を下回るか否かを判定する請求項１に記載の通信処理装置。
  3. 前記メッセージは、3GPP TS 36.331に規定されたRRC Connection Releaseメッセージである請求項１または２に記載の通信処理装置。
  4. 前記キャリア周波数は、前記メッセージの情報要素であるRedirectedCarrierInfoに設定される請求項３に記載の通信処理装置。
  5. 前記無線品質が閾値を下回る場合に、モビリティ管理エンティティ(MME:Mobility Management Entity)に対して前記移動通信端末のセルからの解放を通知する通知手段を備え、
    前記メッセージ送信手段は、前記モビリティ管理エンティティから前記移動通信端末のセルからの解放の指示を受けて、前記移動通信端末に対して、前記メッセージを送信する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信処理装置。
  6. 前記無線品質が閾値を下回る場合、モビリティ管理エンティティ(MME:Mobility Management Entity)に対する前記移動通信端末のセルからの解放の処理なしに前記メッセージの情報要素であるreleaseCauseに、loadBalancingTAUrequiredが設定される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信処理装置。
  7. セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得ステップと、
    前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
    前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
    を含む通信処理装置の制御方法。
  8. セル内に在圏する移動通信端末から通信環境に関連する測定報告を取得する測定報告取得ステップと、
    前記測定報告に含まれる前記移動通信端末との無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
    前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
    をコンピュータに実行させる通信処理装置の制御プログラム。
  9. セル内に在圏する移動通信端末と、
    前記セルを収容する通信処理装置と、
    前記移動通信端末が測定した通信環境に関連する測定報告を収集する収集手段と、
    前記測定報告に含まれる前記移動通信端末の無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定手段と、
    前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信手段と、
    を備える通信処理システム。
  10. セル内に在圏する移動通信端末が測定した通信環境に関連する測定報告を収集する収集ステップと、
    前記測定報告に含まれる前記移動通信端末の無線品質が閾値を下回るか否かを判定する無線品質判定ステップと、
    前記無線品質が閾値を下回る場合に、前記移動通信端末に対して、ハンドオーバ指示メッセージよりもデータ量が少なく、ハンドオーバすべき基地局のキャリア周波数を含むメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
    を含む通信処理方法。
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