JP6252578B2 - 第一の基地局および第二の基地局 - Google Patents

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Description

本発明は、移動通信システムのハンドオーバの技術に関する。
3GPP TS 36.300に記載されているように、LTE(Long Term Evolution)方式の移動通信システムでは、移動局（UE）の通信品質を確保しつつ、ユーザの移動性を実現するために、UEを元の無線基地局から受信信号レベルのより強い無線基地局へハンドオーバさせることができる。
また、ハンドオーバが何らかの原因により失敗した場合や、通信中に無線リンクの問題が発生した場合に、UEと無線基地局の間のRRC（Radio Resource Control）コネクションの再接続制御を行うことで、通信を回復することができる。
LTEシステムにおいて、ハンドオーバは、次のような手順で準備される。まず、ハンドオーバ元の無線基地局(Source eNB)からハンドオーバ先の無線基地局(Target eNB)へハンドオーバ要求を送信し、ハンドオーバ要求を受信したTarget eNBが、サービス権限や負荷などのアクセス制御ルールに基づいて、UEがアクセス可能か否かの判定を行う。そして、当該UEがアクセス可能と判断した場合、Target eNBは、当該UEのためにリソースを確保し、ハンドオーバ要求を受付ける旨の信号をSource eNBに返却する。
上記の準備により、ハンドオーバが実現される。ハンドオーバが何らかの原因で失敗した場合は、RRCコネクションを再接続し、ハンドオーバを再試行することで、サービスを継続することができる。
一方、RRCコネクションの再接続制御が成功するためには、再接続が行われる無線基地局において、それまで通信していたセルを識別するセル識別子と、当該セル内でUEを一意に識別するUE識別子と、認証コードとを含む、UEのコンテキスト情報を事前に保持しておく必要がある。上述したハンドオーバの準備手順の中で、UEのコンテキスト情報をTarget eNBに送信しておくことで、再接続制御の実施が可能になる。
上述のLTEシステムにおいて、ハンドオーバ、あるいは、ハンドオーバ失敗後の再接続の成功率を上げるための技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、移動元の無線基地局が、UEからの隣接セルの通信品質報告を基にして、通信品質のよい複数のセルを選択し、これらセルを管理する複数の無線基地局に対して、ハンドオーバ準備手順を実施する。そして、移動元の無線基地局は、ハンドオーバ準備の完了した複数の無線基地局の情報をUEに送信する。
UEは、移動元の無線基地局からのハンドオーバ準備の完了した無線基地局の情報と、当該情報の受信時点の隣接セルの通信品質とに基づいて、ハンドオーバする移動先セルを選択する。
特許文献１:ＷＯ２００９／１４２０５４
特許文献１に記載の方法においては、UEは、ハンドオーバ先の候補とされた無線基地局よりも受信品質が高い無線基地局がある場合に、その無線基地局に再接続要求を送信する。無線基地局が、UEとの無線通信に必要な無線リソースを確保していない状態で再接続要求を受信した場合、再接続を行うことができない旨の応答をUEに送信する。この結果、UEは、再接続ができず、通信サービスを受けることができなくなる。このように、再接続に失敗する場合がある。
本発明の目的は、上記問題を解決し、ハンドオーバ実行時の再接続の成功率を向上させることができる、第一の基地局および第二の基地局を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
通信部を有し、
前記通信部は、移動局からハンドオーバの失敗を原因とする再接続要求を受信し、
前記移動局が前記再接続要求を送信する前に接続していた第一の基地局に対して、前記第一の基地局を示す第一のＩＤを含むメッセージを、前記移動局から受信した情報に基づいて送信し、
前記メッセージに基づき送信された、ハンドオーバ元の基地局における前記移動局の識別子および前記ハンドオーバ元の基地局における前記移動局のRRC（Radio Resource Control）接続に関する情報を含むハンドオーバ準備要求を受信する
第二の基地局が提供される。
本発明の別の態様によれば、
移動局からハンドオーバの失敗を原因とする再接続要求を受信した第二の基地局から、第一の基地局を示す第一のＩＤを含むメッセージを受信する通信部を有し、
前記通信部は、前記メッセージに基づき前記第二の基地局へ、ハンドオーバ元の基地局における前記移動局の識別子および前記ハンドオーバ元の基地局における前記移動局のRRC（Radio Resource Control）接続に関する情報を含むハンドオーバ準備要求を送信する、
第一の基地局が提供される。
本発明の一実施形態である移動通信システムの構成を示すブロック図である。 図１に示す移動通信システムの移動局の主要部の構成を示すブロック図である。 図１に示す移動通信システムの無線基地局の主要部の構成を示すブロック図である。 図２に示す移動局のハンドオーバ制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 図３に示す無線基地局のハンドオーバに伴う動作のうち、ハンドオーバ元としての動作の一手順を示すフローチャートである。 図３に示す無線基地局のハンドオーバに伴う動作のうち、ハンドオーバ先としての動作の一手順を示すフローチャートである。 図３に示す無線基地局のハンドオーバに伴う動作のうち、再接続要求先としての動作の一手順を示すフローチャートである。 再接続通知の一例を説明するための図である。 図１に示す移動通信システムの移動局とハンドオーバ元の無線基地局とハンドオーバ先の無線基地局とハンドオーバ元／先以外の無線基地局との間で、ハンドオーバ元／先以外の無線基地局が再接続要求を受信する場合の、ハンドオーバに伴う一連の移動通信処理を説明するための図である。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である移動通信システムの構成を示すブロック図である。
図１に示す移動通信システムは、3GPP TS 36.300に記載されているLTE方式等を採用する移動通信システムであって、移動局１０と、それぞれがセルを備え、該セル内において移動局１０と無線通信を行う複数の無線基地局２０と、コアネットワーク３０と、を有する。
コアネットワーク３０は、上位階層にある、ユーザパケットのルーチングとバッファ処理を行うS-GW（サービングゲートウェイ）や認証制御を行うMME（モビリティマネジメントエンティティ）を備える。各無線基地局２０とS-GW／MMEとは、S1リンクにより接続されている。無線基地局２０同士は、X2リンクにより接続されている。
無線基地局２０間の情報の送受信は、S1リンクまたはX2リンクもしくは両リンクを使用して行われる。
なお、図１に示す例では、移動局１０と無線基地局２０との数はそれぞれ１と３であるが、これに限定されない。実際の移動通信システムは、複数の移動局１０と、複数の無線基地局２０とからなる。
図２は、移動局１０の主要部の構成を示すブロック図である。
図２を参照すると、移動局１０の主要部は、制御部１１、通信部１３およびメモリ１４を有する。
通信部１３は、セル内において、該セルを管理している無線基地局２０と無線通信を行う。セルの境界付近では、通信部１３は、現在通信中のセルを管理している無線基地局２０からの無線信号を受信するとともに、隣接セルを管理している他の無線基地局２０からの無線信号を受信する。
制御部１１は、CPU（Central processing unit）よりなり、移動局１０の動作を制御する。制御部１１は、ハンドオーバに必要な処理を行うハンドオーバ制御部１２を有する。
ハンドオーバ制御部１２は、ハンドオーバを行うに当たって、現在通信中のセルを管理しているハンドオーバ元の無線基地局２０から報告条件を取得し、それを保持する。ここで、報告条件は、受信品質がハンドオーバ元のセルよりも高く、その差が閾値以上である隣接セルがあるか否かの判定条件を含み、該判定条件を満たす隣接セルが１つ以上あれば、その隣接セルの情報を報告するというものである。
例えば、ハンドオーバ制御部１２は、一定時間毎に、通信部１３にて受信される無線信号の受信品質を測定し、報告条件を満たす隣接セルがある場合に、その隣接セルの識別情報および受信品質の測定結果を含むリストをハンドオーバ元の無線基地局２０へ送信する。
また、ハンドオーバ制御部１２は、通信部１３を介して、ハンドオーバ元の無線基地局２０からハンドオーバ指示を受信し、無線品質の悪化やハンドオーバ先の無線基地局へのランダムアクセスの失敗などで、ハンドオーバ先の無線基地局へのハンドオーバに失敗した場合には、受信品質の測定を行い、受信品質が最も高いセルを選択する。
さらに、ハンドオーバ制御部１２は、セル再選択で選択したセルを管理している無線基地局２０に再接続要求を送信し、この無線基地局２０との間で、再接続手順およびリコンフィグレーション手順を行う。
再接続要求は、移動局１０の接続元の無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）のセル識別子と、当該セル内における移動局１０を一意に識別する移動局識別子と、移動局１０の認証コードとを含む。
ここで、再接続が必要な状態になったセルとは、ハンドオーバ元のセルまたはハンドオーバ先のセルである。ハンドオーバのどの過程で再接続するに至ったかによって、ハンドオーバ元またはハンドオーバ先のセルが指定される。
例えば、ハンドオーバが完了しておらず、移動局１０の接続先がハンドオーバ元の無線基地局であれば、ハンドオーバ元のセルが、再接続が必要な状態になったセルとして指定される。一方、ハンドオーバがほぼ完了し、移動局１０の接続先がハンドオーバ先の無線基地局となっていれば、ハンドオーバ先のセルが、再接続が必要な状態になったセルとして指定される。
メモリ１４は、半導体メモリに代表される記憶手段であって、移動局１０を動作させるのに必要なプログラムやデータが格納されている。例えば、ハンドオーバに必要な処理を実行するためのプログラムやデータもメモリ１４に格納されており、CPUがメモリ１４に格納されているプログラムを実行することで、ハンドオーバ制御部１２等の機能を提供することができる。
図３は、無線基地局２０の主要部の構成を示すブロック図である。
図３を参照すると、無線基地局２０の主要部は、制御部２１、通信部２３およびメモリ２４を有する。
通信部２３は、無線通信部２３１、S1インタフェース部２３２およびX2インタフェース部２３３を有する。
無線通信部２３１は、自基地局のセル内において、移動局１０との無線通信を行う。S1インタフェース部２３２は、S1リンクを介してS-GW／MMEと通信する。X2インタフェース部２３３は、X2リンクを介して他の無線基地局と通信する。
制御部２１は、CPUよりなり、ハンドオーバに必要な処理を実行するハンドオーバ制御部２２を有する。
ハンドオーバ制御部２２は、移動局１０との無線通信に必要なリソースを確保するリソース管理部２２１と、接続先を切り替えるためのハンドオーバを実行した移動局１０からの再接続要求に応じて、リソース管理部２２１により確保されたリソースを使用して移動局１０との無線通信を確立するための再接続制御を行う通信制御部２２２と、を有する。
通信制御部２２２は、リソース管理部２２１に移動局１０のリソースが確保されていない状態で、他の無線基地局を接続元とする移動局１０から再接続要求を受信した場合には、再接続制御を中断し、他の無線基地局との間で、移動局１０の接続先を自基地局へ切替えるためのハンドオーバを実行して、リソース管理部２２１に移動局１０のリソースを確保させ、その後、再接続制御を再開する。
メモリ２４は、半導体メモリに代表される記憶手段であって、無線基地局２０を動作させるのに必要なプログラムやデータが格納されている。例えば、ハンドオーバに必要な処理を実行するためのプログラムやデータもメモリ２４に格納されており、CPUがメモリ２４に格納されているプログラムを実行することで、ハンドオーバ制御部２２等の機能を提供することができる。
上記の無線基地局２０において、自基地局に隣接する複数の隣接無線基地局それぞれについて、当該隣接無線基地局を識別する基地局識別子と、当該隣接無線基地局によって管理される隣接セルを識別するセル識別子とが関連づけて格納された隣接基地局テーブルがメモリ２４に格納されていてもよい。この場合、通信制御部２２２は、移動局１０から、接続元の無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）を識別するセル識別子と、当該セル内で移動局１０を一意に識別する移動局識別子と、移動局１０の認証コードとを含む再接続要求を受信し、当該再接続要求のセル識別子と対応する基地局識別子を隣接基地局テーブルから取得し、当該基地局識別子により特定される隣接無線基地局に、再接続要求に含まれているセル識別子、移動局識別子および認証コードを含む再接続通知を送信してもよい。
また、通信制御部２２２は、移動局１０の接続先を第１の隣接無線基地局から自基地局へ切り替えるためのハンドオーバを実行中に、第２の隣接無線基地局から、移動局１０の接続元である無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）を識別するセル識別子と、当該セル内における移動局１０を一意に識別する移動局識別子と、移動局１０の認証コードとを含む再接続通知を受信した場合は、当該再接続通知を第１の隣接無線基地局に転送するとともに、リソース管理部２２１に確保させたリソースを解放してもよい。
さらに、通信制御部２２２は、移動局１０の接続先を自基地局から第１の隣接無線基地局へ切り替えるためのハンドオーバを実行中に、第１の隣接無線基地局と第２の隣接無線基地局のそれぞれから、移動局１０の接続元である無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）のセル識別子と、当該セル内の移動局１０を一意に識別する移動局識別子と、移動局１０の認証コードとを含む再接続通知を受信した場合は、当該再接続通知を先に受信した方の隣接無線基地局との間で、移動局１０の接続先を自基地局から当該隣接無線基地局へ切り替えるためのハンドオーバを実行してもよい。
さらに、通信制御部２２２は、第２の隣接無線基地局からの再接続通知よりも後に第１の隣接無線基地局からの再接続通知を受信した場合に、第１の隣接無線基地局に対して、移動局１０のリソースの解放を指示してもよい。
次に、本実施形態の移動通信システムの動作について、具体的に説明する。
まず、移動局１０のハンドオーバに伴う動作について説明する。
図４は、移動局１０のハンドオーバ制御部１２の動作の一例を示すフローチャートである。
図４を参照すると、ステップＳ１０で、ハンドオーバ制御部１２が、受信品質の測定を行う。ステップＳ１１で、ハンドオーバ制御部１２が、受信品質の測定結果が報告条件を満たすか否かを判定する。報告条件を満たさない場合は、ハンドオーバ処理は終了する。
報告条件を満たす場合は、ステップＳ１２で、ハンドオーバ制御部１２が、受信品質が移動元のセルよりも高く、その差が閾値以上である隣接セルの情報を含むリストを作成し、その隣接セルリストをハンドオーバ元の無線基地局２０（Source eNB）に送信する。隣接セルリストは、隣接セルのセル識別子と、隣接セルを管理している無線基地局２０の基地局識別子とを含む。
次に、ステップＳ１３で、ハンドオーバ制御部１２が、ハンドオーバ元の無線基地局２０（Source eNB）からハンドオーバ指示を受信したか否かを判定する。
次に、ステップＳ１４で、ハンドオーバ指示を受信し、無線品質の悪化やハンドオーバ先の無線基地局へのランダムアクセスの失敗などで、ハンドオーバ先の無線基地局へのハンドオーバに失敗した場合（セル再選択を行う場合）は、ハンドオーバ制御部１２は、受信品質が最も高いセルを選択する。
次に、ステップＳ１５で、ハンドオーバ制御部１２が、セル再選択で選択した隣接セルを管理している無線基地局２０に再接続要求を送信する。
最後に、ステップＳ１６で、ハンドオーバ制御部１２が、再接続要求先の無線基地局２０との間で、再接続手順およびリコンフィグレーション手順を実行する。
次に、無線基地局２０のハンドオーバに伴う動作について説明する。
この無線基地局２０のハンドオーバに伴う動作は、ハンドオーバ元としての第１の動作と、ハンドオーバ先としての第２の動作、再接続要求先としての第３の動作を含む。
図５は、ハンドオーバ元としての第１の動作の一手順を示すフローチャートである。
図５を参照すると、ステップＳ２０で、通信制御部２２２が、移動局１０から無線通信部２３１を介して、隣接セルリストを含む通信品質報告を受信する。
ステップＳ２１で、通信制御部２２２が、隣接セルリストに基づいてハンドオーバの要否を判定する。ハンドオーバの要否判定において、例えば、通信制御部２２２は、隣接セルリスト中の各隣接セルについて、CPUの処理負荷が大きいためにアクセスが制限されているか否かといった条件や、移動局１０へサービスを提供しているか否かといった条件に基づいて、ハンドオーバの要否判定を行う。
ステップＳ２２で、通信制御部２２２が、隣接セルリストからアクセスが制限されているセルや移動局１０へサービスを提供していないセルを除き、残りのセルのうち、受信品質値の最も高いセルをハンドオーバ先セルとして決定する。
上記のステップＳ２２において、通信制御部２２２は、決定したハンドオーバ先セルが自基地局の配下のセルかどうかを確認する。
配下のセルでない場合は、ステップＳ２３で、通信制御部２２２が、ハンドオーバ先セルを管理している無線基地局（Target eNB）に、ハンドオーバ準備要求を送信する。
ハンドオーバ準備要求は、移動局１０のコンテキスト情報、例えば、ハンドオーバ元の無線基地局がユーザに提供していたサービスを識別するためのサービス識別子、当該サービスを提供するための無線リソースの設定情報、セキュリティ機能の設定情報、ハンドオーバ元のセルのセル識別子、当該セル内で移動局１０を一意に識別するための移動局識別子、および移動局１０の認証コードなどを含んでいてもよい。
ハンドオーバ準備要求の送信は、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３を介して行われる。例えば、通信制御部２２２は、自基地局とTarget eNBの間でX2リンクによる通信が確立しているか否かを確認し、確立していれば、ハンドオーバ準備要求をX2インタフェース部２３３より送信させてもよい。
なお、ハンドオーバ準備要求の送信に使用するリンクは、予め指定しておいてもよい。また、自基地局とTarget eNBの間で、S1リンクおよびX2リンクそれぞれによる通信が確立している場合は、通信制御部２２２は、X2リンクを優先的に使用してハンドオーバ準備要求を送信してもよい。
ステップＳ２４で、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３を介して、ハンドオーバ準備要求に対する応答を受信したか否かを判定する。このハンドオーバ準備要求応答は、ハンドオーバの可否を示す情報と、ハンドオーバ先のセルのセル識別子や移動局１０の無線リソースの情報を含むハンドオーバ指示とを含む。
ステップＳ２５で、通信制御部２２２が、ハンドオーバ準備要求応答がハンドオーバ可を示すか否かを判定する。ハンドオーバ可でない場合は、ハンドオーバ処理は終了する。
ハンドオーバ可であれば、ステップＳ２６で、通信制御部２２２が、HO完了通知待ちタイマを起動して、ハンドオーバ準備要求応答に含まれているハンドオーバ指示を、無線通信部２３１より移動局１０へ送信する。
なお、上記のステップＳ２２において、決定したハンドオーバ先セルが自基地局の配下である場合は、自基地局内のセル間で、上記のステップＳ２３〜Ｓ２６に基づくハンドオーバが実行される。
ステップＳ２７で、通信制御部２２２が、HO完了通知待ちタイマがタイムアウトしたか否かを確認する。タイムアウトした場合は、ハンドオーバ処理は終了する。
ステップＳ２８で、通信制御部２２２が、HO完了通知待ちタイマがタイムアウトする前に、再接続通知を受信したか否かを判定する。再接続通知は、接続元の無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）のセル識別子、当該セル内の移動局の移動局識別子、および移動局の認証コードと、再接続要求を受信した無線基地局のセル（再接続要求先セル）のセル識別子とを含む。
再接続通知を受信した場合は、ステップＳ２９で、通信制御部２２２が、UEコンテキストを確認する。具体的には、通信制御部２２２は、再接続通知に含まれている、セル識別子、移動局識別子および認証コードが自基地局に保存されているか否かを確認する。保存されていない場合は、再接続要求先の無線基地局（Non-prepared eNB）として動作する（後述の第３の動作参照）。
保存されている場合は、ステップＳ３０で、通信制御部２２２が、HO完了通知待ちタイマを停止する。
ステップＳ３１で、通信制御部２２２が、再接続通知に含まれている、再接続要求先セルのセル識別子に基づいて、再接続要求先のセルを管理している無線基地局を特定する。また、通信制御部２２２は、ハンドオーバ先の無線基地局へハンドオーバ準備手順で確保した無線リソースの解放を要求する。
ステップＳ３２で、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３より、特定した無線基地局にハンドオーバ準備要求を送信する。
ステップＳ３３で、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３を介して、ハンドオーバ準備要求に対する応答を受信したか否かを判定する。このハンドオーバ準備要求応答は、ハンドオーバの可否を示す情報と、ハンドオーバ先（この場合は、再接続要求先と同じ）のセルのセル識別子や移動局１０の無線リソースの情報を含むハンドオーバ指示とを含む。
ステップＳ３４で、通信制御部２２２が、ハンドオーバ準備要求応答がハンドオーバ可を示すか否かを判定する。ハンドオーバ可でない場合は、ハンドオーバ処理は終了する。
ハンドオーバ可であれば、ステップＳ３５で、通信制御部２２２が、HO完了通知待ちタイマを起動する。
ステップＳ３６で、通信制御部２２２が、HO完了通知待ちタイマがタイムアウトしたか否かを確認する。タイムアウトした場合は、ハンドオーバ処理は終了する。
ステップＳ３７で、通信制御部２２２が、HO完了通知待ちタイマがタイムアウトする前に、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３を介して、ハンドオーバ完了通知を受信したか否かを判定する。
ハンドオーバ完了通知を受信した場合は、ステップＳ３８で、HO完了通知待ちタイマを停止して、UEコンテキストを解放する。
図６は、ハンドオーバ先としての第２の動作の一手順を示すフローチャートである。
図６を参照すると、ステップＳ４０で、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３を介して、ハンドオーバ元の無線基地局からハンドオーバ準備要求を受信したか否かを判定する。
ハンドオーバ準備要求を受信した場合は、ステップＳ４１で、通信制御部２２２が、ハンドオーバ準備要求を受け付けることができるか否かを判断する。ハンドオーバ準備要求を受け付けることができる場合は、通信制御部２２２が、移動局１０のコンテキスト情報をメモリ２４に保存し、移動局１０にサービスを提供するために必要な自基地局の無線リソースを確保し、ハンドオーバ先のセルのセル識別子や移動局１０に設定する無線リソースの情報を含むハンドオーバ指示を編集する。
ステップＳ４２で、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３より、上記の編集がなされたハンドオーバ指示を含むハンドオーバ準備要求応答をハンドオーバ元の無線基地局に送信する。なお、ハンドオーバ準備要求を受け付けることができない場合は、通信制御部２２２は、ハンドオーバ準備要求を受け付けることができない旨の応答をハンドオーバ元の無線基地局に送信する。
ステップＳ４３で、通信制御部２２２が、ハンドオーバ要求に対応する移動局１０からのアクセス待ちタイマを起動する。このタイマのタイムアウトのタイミングが、ステップＳ４１で保存したコンテキスト情報や確保した無線リソースを解放するためのトリガとされる。
ステップＳ４４、Ｓ４５で、通信制御部２２２が、タイムアウトする前に、再接続通知を受信したか否かを判定する。ここで、再接続通知は、接続元の無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）のセル識別子、当該セル内の移動局の移動局識別子、および移動局の認証コードと、再接続要求を受信した無線基地局のセル（再接続要求先セル）のセル識別子とを含む。
再接続通知を受信した場合は、ステップＳ４６で、通信制御部２２２が、UEコンテキスト情報を確認する。そして、ステップＳ４７で、通信制御部２２２が、自基地局がハンドオーバ先（ターゲット）であるか否かを判定する。具体的には、通信制御部２２２は、再接続通知に含まれている、セル識別子、移動局識別子および認証コードが自基地局に保存されているか否かを確認し、保存されていれば、自基地局がハンドオーバ先（ターゲット）であると判断する。
なお、再接続通知に含まれている、セル識別子、移動局識別子および認証コードが自基地局に保存されていない場合は、再接続要求先の無線基地局（Non-prepared eNB）として動作する（後述の第３の動作参照）。
自基地局がハンドオーバ先（ターゲット）である場合は、ステップＳ４８で、通信制御部２２２が、タイマを停止して、ステップＳ４１で保存したコンテキスト情報および確保した無線リソースを解放する。
上記のステップＳ４４で、タイムアウトした場合は、ステップＳ４９で、通信制御部２２２が、ステップＳ４１で保存したコンテキスト情報および確保した無線リソースを解放する。
図７は、再接続要求先としての第３の動作の一手順を示すフローチャートである。
図７を参照すると、ステップＳ５０で、通信制御部２２２が、再接続要求を受信したか否かを判定する。ここで、再接続要求は、移動局１０の接続元の無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）のセル識別子と、当該セル内における移動局１０を一意に識別する移動局識別子と、移動局１０の認証コードとを含む。
再接続要求を受信した場合は、ステップＳ５１で、通信制御部２２２が、再接続要求に応じて再接続制御を開始し、UEコンテキスト情報を確認する。具体的には、通信制御部２２２は、再接続要求に含まれている、接続元の無線基地局のセル（再接続するに至ったセル）のセル識別子、移動局識別子および認証コードが自基地局に保存されているか否かを確認する。保存されていない場合は、ステップＳ５２以降の処理を実行する。保存されている場合は、ハンドオーバ元またはハンドオーバ先の無線基地局として動作する。
ステップＳ５２で、通信制御部２２２が、再接続制御を中断し、ハンドオーバ準備要求待ちタイマを起動する。
ステップＳ５３で、通信制御部２２２が、再接続要求に含まれているセル識別子と対応する基地局識別子を隣接基地局テーブルから取得し、当該基地局識別子により特定される隣接無線基地局に、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３により、再接続通知を送信する。
再接続通知は、例えば、図８に示すような情報要素を含む。図８の例では、情報要素は、再接続通知を示す識別子「Message Type」、再接続するに至ったセルのセル識別子「Failure Cell Identity」、再接続するに至ったセルのUE識別子「UE Identity」、UEの認証コード「Authentication Code」、再接続要求を受信したセルのセル識別子「Re-establishment Cell Identity」を含む。
ステップＳ５４、Ｓ５５で、通信制御部２２２が、タイムアウトする前に、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３を介して、ハンドオーバ元の無線基地局からハンドオーバ準備要求を受信したか否かを判定する。タイムアウトした場合は、ハンドオーバ処理は終了する。
ハンドオーバ準備要求を受信した場合は、ステップＳ５６で、通信制御部２２２が、ハンドオーバ準備要求を受け付けることができるか否かを判断する。ハンドオーバ準備要求を受け付けることができる場合は、通信制御部２２２が、移動局１０のコンテキスト情報をメモリ２４に保存し、移動局１０にサービスを提供するために必要な自基地局の無線リソースを確保し、ハンドオーバ準備要求待ちタイマを停止する。そして、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３より、ハンドオーバ準備要求を受け付ける旨の応答をハンドオーバ元の無線基地局へ送信する。
ステップＳ５７で、通信制御部２２２が、再接続制御を再開する。ステップＳ５８で、通信制御部２２２が、ハンドオーバ元の無線基地局との間で、再接続手順およびリコンフィグレーション手順を行う。
ステップＳ５９で、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２より、パス切り替え指示をコアネットワーク３０に送信する。
ステップＳ６０で、通信制御部２２２が、S1インタフェース部２３２またはX2インタフェース部２３３より、ハンドオーバ完了通知をハンドオーバ元の無線基地局へ送信する。
次に、本実施形態の移動通信システムの具体的な動作として、移動局（UE）とハンドオーバ元の無線基地局（Source eNB）とハンドオーバ先の無線基地局（Target eNB）とハンドオーバ元／先以外の無線基地局（Non-prepared eNB）との間で、ハンドオーバ元／先以外の無線基地局が再接続要求を受信する場合の、ハンドオーバに伴う一連の移動通信処理について説明する。
図９は、そのようなハンドオーバに伴う一連の移動通信処理の一手順を説明するための図である。
図９を参照すると、ステップＳ２０１で、UEが、隣接セルの受信品質を測定し、通信中のセルを管理しているSource eNBから指示された報告条件を満たした場合に、測定によって得られた複数の隣接セルの受信品質を、Source eNBに送信する。
ステップＳ２０２で、Source eNBが、ハンドオーバ要否判定を行う。現在の状況がハンドオーバトリガ条件を満たした場合、Source eNBが、当該UEがハンドオーバを要すると判断し、ステップＳ２０３を実行する。なお、現在の状況がハンドオーバトリガ条件を満たしていない場合、本移動通信処理プロセスを終了する。
ステップＳ２０３で、Source eNBが、受信品質値の最良なセルをハンドオーバ先セルとして決定し、ハンドオーバ準備要求を、当該セルを管理しているTarget eNBに送信する。
上記のステップＳ２０３において、例えば、Source eNBは、負荷が大きくアクセス制限されているセルや、当該UEにサービスを提供していないセルを除外し、残ったセルから受信品質値の最良なセルをハンドオーバ先セルとして決定することができる。
また、Source eNBは、当該ハンドオーバ先セルが自eNB配下のセルかどうか、ハンドオーバ先セルを管理する無線基地局との間で、X2インタフェースのリンクを確立しているかどうかを確認するとともに、ハンドオーバ準備要求をX2インタフェースと、S1インタフェースのどちらで送信するかを決定することができる。
さらに、Source eNBは、ハンドオーバ準備要求に、UEのコンテキスト情報（例えば、Source eNBでユーザに提供していたサービス識別子、当該サービスを提供するための無線リソースの設定情報、セキュリティ機能の設定情報、ハンドオーバ元のセルの識別子、当該セル内でUEを一意に識別するためのUE識別子、認証コードなど）を付加してもよい。これにより、後続のステップで、Target eNBが、当該コンテキスト情報に基づいて、UEの所要リソースを決定したり、ハンドオーバが何らかの原因で失敗し、RRCコネクションの再接続を行った後でも、ハンドオーバを再試行してサービスの提供を継続することができる。
ステップＳ２０４で、ハンドオーバ準備要求を受信したTarget eNBは、ハンドオーバ準備要求を受け付けることができるかどうかを判断する。
ハンドオーバ準備要求を受け付けることができる場合は、Target eNBは、当該UEのコンテキスト情報を保存し、当該UEにサービスを提供するために必要な自eNBのリソースを確保し、ハンドオーバ先のセルの識別子やUEに設定する無線リソースの情報を含むハンドオーバ指示を編集する。そして、Target eNBは、当該UEのコンテキスト情報と当該UEのために確保したリソースを解放するためのトリガとなる、当該ハンドオーバ要求に対応するUEからのアクセス待ちタイマを起動する。
ステップＳ２０５で、Target eNBは、先に編集したハンドオーバ指示を含む、ハンドオーバ準備要求を受け付ける旨の応答を、Source eNBへ送信する。なお、ハンドオーバ準備要求を受け付けることができない場合は、Target eNBは、ハンドオーバを受け付けられない旨の応答をSource eNBに送信する。
ステップＳ２０６で、ハンドオーバ準備要求応答を受信したSource eNBは、ハンドオーバに成功したUEのコンテキスト情報を解放するためのトリガとなる、当該ハンドオーバ要求に対応するTarget eNBからのハンドオーバ完了通知待ちタイマを起動する。また、Source eNBは、UEから送信された、または、UEが受信しようとする通信データをバッファしている場合、バッファされている通信データを、Target eNBに転送することができる。UEとTarget eNBとのRRCコネクションの確立に成功した後、当該通信データは、当該Target eNBによって、上位のS-GWに転送される、またはUEに送信される。
ステップＳ２０７で、Source eNBは、ハンドオーバ準備要求応答に含まれていたハンドオーバ指示をUEに送信し、当該UEに対して、Target eNBへアクセスするように指示する。
ステップＳ２０８で、UEは、無線品質の悪化やTarget eNBへのランダムアクセスの失敗などで、Target eNBへのアクセスが失敗した場合、ハンドオーバをなるべく早く回復させ、UEが享受するサービスを継続させるために、適切なセルを選択する。
ステップＳ２０９で、UEは、再接続するに至ったセルの識別子と当該セル内でUEを一意に識別するためのUE識別子と認証コードとを含む再接続要求を、選択したセルを管理する無線基地局に送信する。
ステップＳ２１０で、再接続要求を受信した無線基地局は、再接続要求に含まれている、再接続するに至ったセルの識別子と、当該セルのUE識別子と、認証コードとを、ハンドオーバ準備手順にて保存していたかどうかを確認する。保存していた場合は、当該無線基地局は、自基地局がTarget eNBであると判断し、アクセス待ちタイマを停止し、再接続手順を継続する。これにより、ハンドオーバ失敗に対する回復に成功する。
保存していなかった場合は、ステップＳ２１１で、当該無線基地局は、自基地局がNon Prepared eNBであると判断し、本来、UEのコンテキスト情報を保持していないために再接続要求を拒絶するところを、再接続制御を中断して、再接続するに至ったセルの識別子と隣接基地局テーブルを基に、当該セルを管理する無線基地局を特定する。そして、当該無線基地局は、中断した再接続制御を再開するためのトリガとなる、ハンドオーバ準備要求待ちタイマを起動する。
隣接基地局テーブルは、Non Prepared eNBに隣接するセルの識別子と当該セルを管理する無線基地局の情報の組合せからなる。隣接基地局テーブルは、Non Prepared eNBの局データとして予め用意されていてもよく、X2リンクを介して無線基地局間で交換されたセルの情報を基に作成されてもよい。
ハンドオーバ準備要求待ちタイマの起動後、Non Prepared eNBは、ステップＳ２１２またはステップＳ２１２’もしくは両ステップを実行する。
ステップＳ２１２で、Non Prepared eNBは、再接続通知をTarget eNBに送信する。ステップＳ２１２’で、Non Prepared eNBは、再接続通知をSource eNBに送信する。ここで、再接続通知は、図８に示したような情報要素からなる。
再接続通知の送信に際し、Non Prepared eNBは、再接続に至ったセルを管理する無線基地局（Source eNB またはTarget eNB）との間で、X2リンクを確立しているかどうかを確認し、再接続通知をX2インタフェースとS1インタフェースのどちらで送信するかを決定することができる。
ステップＳ２１２の実行後、ステップＳ２１３で、再接続通知を受信したTarget eNBは、再接続通知に含まれている、再接続するに至ったセルの識別子と、当該セルのUE識別子と、認証コードとを保存しているかどうかを確認する。
上記確認の結果、保存していなかった場合は、Target eNBは、受信した再接続通知を無視する。
上記確認の結果、保存していた場合は、ステップＳ２１４で、Target eNBは、再接続してきたUEからのアクセス待ちタイマを起動しているかどうかを確認し、タイマを起動していた場合には、自基地局がTarget eNBとして動作していたと判断して、当該タイマを停止し、当該UEのコンテキスト情報と当該UEにサービスを提供するために確保したリソースを解放する。そして、ステップＳ２１５で、Target eNBは、再接続通知をSource eNBに転送する。
ステップＳ２１２’の実行後またはステップＳ２１５の実行後、ステップＳ２１３’で、再接続通知を受信したSource eNBは、再接続通知に含まれている、再接続するに至ったセルの識別子と、当該セルのUE識別子と、認証コードを保存しているかどうかを確認する。
上記確認の結果、保存していなかった場合は、Source eNBは、受信した再接続通知を無視する。
上記確認の結果、保存していた場合は、ステップＳ２１６で、Source eNBは、ハンドオーバ完了通知待ちタイマを起動しているかどうかを確認し、タイマを起動していた場合には、自基地局がSource eNBとして動作していたと判断して、当該タイマを停止する。
ハンドオーバ完了通知待ちタイマの停止後、ステップＳ２１７で、Source eNBは、再接続通知に含まれている再接続要求を受信したセルの識別子と隣接基地局テーブルを基に、当該セルを管理するNon Prepared eNBを特定する。Source eNBは、再接続通知を送信した無線基地局がTarget eNBでない場合、UEのために確保していたリソースの解放をTarget eNBに指示する。
ステップＳ２１８で、Source eNBは、ハンドオーバ準備要求をNon Prepared eNBに送信する。ここで、Source eNBは、ハンドオーバ準備要求に、UEのコンテキスト情報（例えば、Source eNBでユーザに提供していたサービス識別子、当該サービスを提供するための無線リソースの設定情報、セキュリティ機能の設定情報、ハンドオーバ元のセルの識別子、当該セル内でUEを一意に識別するためのUE識別子、認証コードなど）を付加してもよい。これにより、後続のステップで、Non Prepared eNBが当該コンテキスト情報に基づいてUEの所要リソースを決定したり、再接続制御が何らかの原因で失敗し、RRCコネクションの再接続が行われた後でも、再接続制御を再試行してサービスを継続することができる。
ステップＳ２１９で、ハンドオーバ準備要求を受信したNon Prepared eNBは、当該UEのコンテキスト情報を保存し、当該UEにサービスを提供するために必要な自eNBのリソースを確保し、ハンドオーバ準備要求待ちタイマを停止する。
ステップＳ２２０で、Non Prepared eNBは、ハンドオーバ準備要求を受け付ける旨の応答をSource eNBに送信する。
ステップＳ２２１で、ハンドオーバ準備要求応答を受信したSource eNBは、ハンドオーバに成功したUEのコンテキスト情報を解放するためのトリガとなる、当該ハンドオーバ要求に対応するNon Prepared eNBからのハンドオーバ完了通知待ちタイマを起動する。
上記のステップＳ２２１の処理において、Source eNBは、UEから送信された、または、UEが受信しようとする通信データをバッファしている場合、バッファされている通信データを、Non Prepared eNBに転送することができる。UEとNon Prepared eNBとのRRCコネクションの再接続に成功した後は、当該通信データは、当該Non Prepared eNBによって、上位のS-GWに転送される、またはUEに送信される。
ステップＳ２２２で、Non Prepared eNBは、UEとの間で、再接続手順とRRCコネクションのReconfiguration手順を実行する。
ステップＳ２２３で、Non Prepared eNBは、当該UEに対するSource eNBとコアネットワーク間のコネクションをNon Prepared eNBとコアネットワーク３０との間のコネクションに切り替えるようコアネットワークに指示する。ステップＳ２２４で、コアネットワーク３０が、Source eNBにハンドオーバ完了を通知する。
ステップＳ２２５で、ハンドオーバ完了通知を受信したSource eNBは、当該UEのハンドオーバ完了通知待ちタイマを停止し、当該UEのコンテキスト情報を解放する。
以上説明した本実施形態の移動通信システムによれば、以下のような作用効果を奏する。
特許文献１に記載の方法においては、UEは、ハンドオーバ先の候補となる複数の無線基地局からの応答を待たなければならず、ハンドオーバに要する時間が長くなる。また、複数の無線基地局が同じUEのリソースを確保する必要があるために、システム全体の容量が小さくなる。さらに、候補とされた無線基地局のうち、UEによって選択された無線基地局以外の無線基地局において、ハンドオーバキャンセル処理を実施しなければならず、そのための処理負荷が増加する。
本実施形態の移動通信システムによれば、複数の無線基地局に対してハンドオーバ準備手順を実施する必要がないので、ハンドオーバ実行時の再接続の成功率を向上させることができる。
また、ハンドオーバに要する時間や処理負荷を削減し、無駄なリソース確保を抑制することができる。
さらに、UEからの再接続要求を受信した無線基地局は、自基地局における当該UEの無線リソースを確保していない場合は、再接続制御を中断し、再接続するに至ったセルを管理する無線基地局（Source eNBまたはTarget eNB）との間でハンドオーバを実施することで、当該UEの無線リソースを確保し、その後、再接続制御を再開する。これにより、確実に再接続制御を実施することができ、ハンドオーバ実行時の再接続の成功率をさらに向上させることができる。
以上説明した本実施形態の移動通信システムは、本発明の一例であり、その構成は、発明の趣旨に基づいて当業者が理解し得る範囲内で変更することができる。
例えば、図９の移動通信処理手順において、Source eNBは、ステップＳ２０５のハンドオーバ準備要求応答として、ハンドオーバを受け付けることができない旨を受信した場合に、次回の受信品質報告を待ってもよく、また、ステップＳ２０１の報告で得られたリスト中のハンドオーバが可能な無線基地局の候補のうちから、次に受信品質の高い無線基地局をハンドオーバ先として決定してステップＳ２０３の処理を実行してもよい。前者の場合は、後者の場合と比較して、無駄にリソース確保が行われることを抑制することができる。
無線基地局２０のCPUが実行するプログラム（例えば、ハンドオーバ制御部２２の機能を提供するためのプログラム）は、コンピュータ読み出し可能な記録媒体、例えば、CD（Compact Disc）やDVD（Digital Video Disc）などの光ディスクや、USB（Universal Serial Bus）メモリやメモリカードなどにより提供されてもよく、また、通信網（例えばインターネット）を介して提供されてもよい。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。
この出願は、２０１２年７月１８日に出願された日本出願特願２０１２−１５９６３７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。
１０ 移動局
１１、２１ 制御部
１２、２２ ハンドオーバ制御部
１３、２３ 通信部
１４、２４ メモリ
２０ 無線基地局
３０ コアネットワーク
２２１ リソース管理部
２２２ 通信制御部
２３１ 無線通信部
２３２ S1インタフェース部
２３３ X2インタフェース部

Claims (12)

  1. 通信部を有し、
    前記通信部は、移動局からハンドオーバの失敗を原因とする再接続要求を受信し、
    前記移動局が前記再接続要求を送信する前に接続していた第一の基地局に対して、前記第一の基地局を示す第一のＩＤを含むメッセージを、前記移動局から受信した情報に基づいて送信し、
    前記メッセージに基づき送信された、ハンドオーバ元の基地局における前記移動局の識別子および前記ハンドオーバ元の基地局における前記移動局のRRC（Radio Resource Control）接続に関する情報を含むハンドオーバ準備要求を受信する
    第二の基地局。
  2. 前記再接続要求には、前記第一のＩＤが含まれる、請求項１に記載の第二の基地局。
  3. 前記メッセージには、前記移動局を識別するための第二のＩＤが含まれる、請求項１または２に記載の第二の基地局。
  4. 前記メッセージには、前記第二の基地局を識別するための第三のＩＤが含まれる、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の第二の基地局。
  5. 前記再接続要求に基づき、前記第一の基地局を特定する制御部をさらに有する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の第二の基地局。
  6. 前記メッセージに含まれる情報と前記第一の基地局が有する情報とが合致した場合、前記第一の基地局は、前記ハンドオーバ準備要求を送信する、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の第二の基地局。
  7. 前記ハンドオーバは第三の基地局から前記第一の基地局へのハンドオーバであって、前記メッセージに含まれる情報と前記第一の基地局が有する情報とが合致した場合、前記第三の基地局が前記ハンドオーバ準備要求を送信する、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の第二の基地局。
  8. 移動局からハンドオーバの失敗を原因とする再接続要求を受信した第二の基地局から、第一の基地局を示す第一のＩＤを含むメッセージを受信する通信部を有し、
    前記通信部は、前記メッセージに基づき前記第二の基地局へ、ハンドオーバ元の基地局における前記移動局の識別子および前記ハンドオーバ元の基地局における前記移動局のRRC（Radio Resource Control）接続に関する情報を含むハンドオーバ準備要求を送信する、
    第一の基地局。
  9. 前記再接続要求には、前記第一のＩＤが含まれる、請求項８に記載の第一の基地局。
  10. 前記メッセージには、前記移動局を識別するための第二のＩＤが含まれる、請求項８または９に記載の第一の基地局。
  11. 前記メッセージには、前記第二の基地局を識別するための第三のＩＤが含まれる、請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の第一の基地局。
  12. 前記メッセージに含まれる情報と前記第一の基地局が有する情報とが合致した場合、前記通信部は、前記ハンドオーバ準備要求を送信する、請求項８乃至１１のいずれか１つに記載の第一の基地局。
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