JPWO2010126053A1 - 移動通信システム - Google Patents

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Abstract

本発明に係る移動通信システムでは、ハンドオーバ処理において、リレーノードRN3とリレーノードRN4との間のX2-C無線ベアラを介して、ハンドオーバ処理に係る制御信号を送受信するように構成されている。

Description

本発明は、移動通信システムに関する。
図8に示すように、3GPPで規定されているLTE方式(Release.8)の移動通信システムでは、移動局UEの無線基地局eNB#1から無線基地局eNB#2へのハンドオーバ処理が行われる際に、無線基地局eNB#1と無線基地局eNB#2との間で設定されているX2ベアラを介して、無線基地局eNB#1と無線基地局eNB#2との間で、ハンドオーバ処理に係る制御信号が送受信されるように構成されている。
図8に示すように、無線基地局eNB#1及び無線基地局#2は、X2ベアラを設定するためのX2ベアラ機能として、ネットワークレイヤ1(NW L1)機能と、ネットワークレイヤ2(NW L2)機能と、IP(Internet Protocol)レイヤ機能と、SCTP(Stream Control Transmission Protocol)レイヤ機能とを具備している。
3GPP TS36.423、「Technical Specification Group Radio Access Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN);X2 application protocol(X2AP)
LTE方式の後継の通信方式であるLTE-Advanced方式の移動通信システムでは、移動局UEと無線基地局eNBとの間に、無線基地局eNBと同様な機能を具備する「リレーノード(Relay Node)RN」を接続することができる。
しかしながら、従来の移動通信システムでは、リレーノードRNが接続された場合、どのように移動局UEのハンドオーバ処理を行うべきか規定されていないという問題点があった。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、リレーノードが接続された場合であっても、移動局のハンドオーバ処理を実現することができる移動通信システムを提供することを目的とする。
本発明の第1の特徴は、移動通信システムであって、第1リレーノードと第2リレーノードとが無線ベアラを介して接続されており、前記第2リレーノードと無線基地局とが無線ベアラを介して接続されており、移動局が、前記第1リレーノードとの間で無線ベアラを設定し該第1リレーノードと前記第2リレーノードと前記無線基地局とを介して通信を行っている状態と、前記第2リレーノードとの間で無線ベアラを設定し該第2リレーノード及び該無線基地局を介して通信を行っている状態との間で、ハンドオーバ処理を行うように構成されており、前記ハンドオーバ処理において、前記第1リレーノードと前記第2リレーノードとの間の無線ベアラを介して、前記ハンドオーバ処理に係る制御信号を送受信するように構成されていることを要旨とする。
本発明の第1の特徴において、前記第1リレーノード及び前記第2リレーノードは、前記無線ベアラを設定するための機能の上位レイヤ機能として、該無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているレイヤ機能を具備してもよい。
本発明の第1の特徴において、前記第1リレーノード及び前記第2リレーノードは、前記無線ベアラを設定するための機能の上位レイヤ機能として、前記第1リレーノードと前記第2リレーノードとの間のセキュリティ処理を行うように構成されている第1レイヤ機能と、前記第1レイヤ機能の上位レイヤ機能として、前記無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されている第2レイヤ機能とを具備してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、リレーノードが接続された場合であっても、移動局のハンドオーバ処理を実現することができる移動通信システムを提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。 本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。 本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。 本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第3の実施形態に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。 現状の移動通信システムにおけるプロトコルスタック図である。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システム)
図1乃至図5を参照して、本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。
本発明に係る移動通信システムは、LTE-Advanced方式の移動通信システムであって、例えば、図1に示すように、交換局MMEと、リレーノードRN1乃至RN4と、リレーノードRN1が接続されている無線基地局DeNB(Donor eNB)1と、リレーノードRN2及びRN3が接続されている無線基地局DeNB2と、無線基地局eNB1とを具備している。
ここで、無線基地局DeNB1と無線基地局DeNB2とが、X2-Cインターフェイスを介して接続されており、無線基地局DeNB2と無線基地局eNB1とが、X2-Cインターフェイスを介して接続されている。
また、無線基地局DeNB1、無線基地局DeNB2及び無線基地局eNB1のそれぞれと、交換局MMEとが、S1インターフェイスを介して接続されている。
かかる移動通信システムにおいて、移動局UEは、無線基地局eNB(DeNB)及びリレーノードRNとの間で無線ベアラを設定して、無線通信を行うように構成されている。
また、かかる移動通信システムでは、図1の(5)に示すように、移動局UEが、リレーノードRN4との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN4とリレーノードRN3と無線基地局DeNB2とを介して通信を行っている状態と、リレーノードRN3との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN3及び無線基地局DeNB2を介して通信を行っている状態との間で、ハンドオーバ処理を行うように構成されている。
また、かかるハンドオーバ処理において、リレーノードRN3とリレーノードRN4との間のX2-C無線ベアラ(無線ベアラ)を介して、ハンドオーバ処理に係る制御信号(X2AP信号)を送受信するように構成されている。
例えば、図2乃至図4に示すように、リレーノードRN3及びリレーノードRN4は、X2-C無線ベアラを設定するためのX2-C無線ベアラ機能として、物理(PHY)レイヤ機能と、物理(PHY)レイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているMAC(Media Access Control)レイヤ機能と、MACレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているRLC(Radio Link Control)レイヤ機能と、RLCレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているPDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤ機能とを具備している。
なお、リレーノードRN3及びリレーノードRN4は、PDCPレイヤ機能の上位レイヤ機能として設けられているRRC(Radio Resource Control)レイヤ機能を具備してもよい。
また、図2に示すように、リレーノードRN3及びリレーノードRN4は、X2-C無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として、リレーノードRN3とリレーノードRN4との間のセキュリティ処理を行うように構成されているIPレイヤ機能(第1レイヤ機能)を具備し、IPレイヤ機能の上位レイヤ機能として、X2-C無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているSCTPレイヤ機能(第2レイヤ機能)とを具備してもよい。
或いは、図3に示すように、リレーノードRN3及びリレーノードRN4は、X2-C無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として、X2-C無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているSCTPレイヤ機能を具備してもよい。図3の例では、リレーノードRN3及びリレーノードRN4は、リレーノードRN2と無線基地局DeNB2との間のセキュリティ処理を行うように構成されているIPレイヤ機能を具備していない。
さらに、図4に示すように、リレーノードRN3及びリレーノードRN4は、X2-C無線ベアラ機能の上位レイヤ機能として、X2-C無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているSCTPレイヤ機能、及び、リレーノードRN3とリレーノードRN4との間のセキュリティ処理を行うように構成されているIPレイヤ機能を具備しなくてもよい。
以下、図5を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおいて、移動局UEが、リレーノードRN4との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN4とリレーノードRN3と無線基地局DeNB2とを介して通信を行っている状態から、リレーノードRN3との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN3及び無線基地局DeNB2を介して通信を行っている状態に、ハンドオーバする動作について説明する。
図5に示すように、リレーノードRN4が、ステップS1000において、移動局UEの「UE Context」を管理しており、ステップS1001において、リレーノードRN3に対して、X2-C無線ベアラを介して、移動局UEのリレーノードRN4からリレーノードRN3へのハンドオーバを要求する「HO Request(ハンドオーバ要求信号)」を送信する。
リレーノードRN3は、「HO Request」を受信すると、ステップS1002において、移動局UEの「UE Context」を記憶し、ステップS1003において、リレーノードRN4に対して、X2-C無線ベアラを介して、「HO Request Ack(ハンドオーバ要求確認信号)」を送信する。
ステップS1004において、リレーノードRN4は、移動局UEに対して、RRCレイヤ機能によって、リレーノードRN3にハンドオーバするように指示する「HO Command(ハンドオーバ指示信号)」を送信する。
ステップS1005において、移動局UEは、RRCレイヤ機能によって、リレーノードRN3に対して、「HO Complete(ハンドオーバ完了信号)」を送信する。
ステップS1006Aにおいて、リレーノードRN3は、S1インターフェイスを介して、無線基地局DeNB2に対して、「Path Swith Request(パス切替要求信号)」を送信し、ステップS1006Bにおいて、無線基地局DeNB2は、S1インターフェイスを介して、交換局MMEに対して、「Path Swith Request(パス切替要求信号)」を送信する。
ステップS1007Aにおいて、交換局MMEは、S1インターフェイスを介して、無線基地局DeNB2に対して、「Path Swith Request Ack(パス切替要求確認信号)」を送信し、ステップS1007Bにおいて、無線基地局DeNB2は、S1インターフェイスを介して、リレーノードRN3に対して、「Path Swith Request Ack(パス切替要求確認信号)」を送信すると共に、移動局UE宛ての信号の転送先を、リレーノードRN4からリレーノードRN3に切り替える。
ステップS1008において、リレーノードRN3は、X2-C無線ベアラを介して、リレーノードRN4に対して、「UE Context Release」を送信し、リレーノードRN4は、「UE Context Release」に応じて、移動局UEの「UE Context」の管理を終了する。
なお、図5において、リレーノードRN4とリレーノードRN3とが入れ替わってもよい。
本実施形態に係る移動通信システムによれば、LTE方式の移動通信システムで用いられていた各装置のプロトコルスタックに対して、大きな改修を施すことなく、リレーノードRNが関連するハンドオーバ処理を実現することができる。
また、本実施形態に係る移動通信システムによれば、移動局UEのハンドオーバ処理の際に、リレーノードRN3とリレーノードRN4との間で、X2-C無線ベアラを設定する必要がないため、ハンドオーバ処理を迅速に行うことができる。
(本発明の第2の実施形態に係る移動通信システム)
図6を参照して、本発明の第2の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。以下、本実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第1の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。
具体的には、図6を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおいて、移動局UEが、リレーノードRN4との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN4とリレーノードRN3と無線基地局DeNB2とを介して通信を行っている状態から、リレーノードRN3との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN3及び無線基地局DeNB2を介して通信を行っている状態に、ハンドオーバする動作について説明する。
図6に示すように、リレーノードRN4が、ステップS2000において、移動局UEの「UE Context」を管理しており、ステップS2001において、リレーノードRN3に対して、X2-C無線ベアラを介して、移動局UEのリレーノードRN4からリレーノードRN3へのハンドオーバを要求する「HO Request」を送信する。
リレーノードRN3は、「HO Request」を受信すると、ステップS2002において、移動局UEの「UE Context」を記憶し、ステップS2003において、リレーノードRN4に対して、X2-C無線ベアラを介して、「HO Request Ack」を送信する。
ステップS2004において、リレーノードRN4は、移動局UEに対して、RRCレイヤ機能によって、リレーノードRN3にハンドオーバするように指示する「HO Command」を送信する。
ステップS2005において、移動局UEは、RRCレイヤ機能によって、リレーノードRN3に対して、「HO Complete」を送信する。
ステップS2006において、リレーノードRN3は、S1インターフェイスを介して、無線基地局DeNB2に対して、「Path Swith Request」を送信する。
ステップS2007において、無線基地局DeNB2は、S1インターフェイスを介して、リレーノードRN3に対して、「Path Swith Request Ack」を送信すると共に、移動局UE宛ての信号の転送先を、リレーノードRN4からリレーノードRN3に切り替える。
ここで、無線基地局DeNB2は、リレーノードRN3及びRN4が自分の配下にあると判断して、交換局MMEに対して、「Path Swith Request Ack」を送信しない。
ステップS2008において、リレーノードRN3は、X2-C無線ベアラを介して、リレーノードRN4に対して、「UE Context Release」を送信し、リレーノードRN4は、「UE Context Release」に応じて、移動局UEの「UE Context」の管理を終了する。
なお、図6において、リレーノードRN4とリレーノードRN3とが入れ替わってもよい。
(本発明の第3の実施形態に係る移動通信システム)
図7を参照して、本発明の第3の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。以下、本実施形態に係る移動通信システムについて、上述の第1の実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。
具体的には、図7を参照して、本実施形態に係る移動通信システムにおいて、移動局UEが、リレーノードRN4との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN4とリレーノードRN3と無線基地局DeNB2とを介して通信を行っている状態から、リレーノードRN3との間で無線ベアラを設定しリレーノードRN3及び無線基地局DeNB2を介して通信を行っている状態に、ハンドオーバする動作について説明する。
図7に示すように、リレーノードRN4が、ステップS3000において、移動局UEの「UE Context」を管理しており、ステップS3001において、リレーノードRN3に対して、X2-C無線ベアラを介して、移動局UEのリレーノードRN4からリレーノードRN3へのハンドオーバを要求する「HO Request」を送信する。
リレーノードRN3は、「HO Request」を受信すると、ステップS3002において、移動局UEの「UE Context」を記憶し、ステップS3003において、リレーノードRN4に対して、X2-C無線ベアラを介して、「HO Request Ack」を送信する。
ステップS3004において、リレーノードRN4は、移動局UEに対して、RRCレイヤ機能によって、リレーノードRN3にハンドオーバするように指示する「HO Command」を送信する。
ステップS3005において、移動局UEは、RRCレイヤ機能によって、リレーノードRN3に対して、「HO Complete」を送信する。
ここで、リレーノードRN3は、リレーノードRN4が自分の配下にあると判断して、無線基地局DeNB2に対して、「Path Swith Request Ack」を送信しない。
ステップS3006において、リレーノードRN3は、移動局UE宛ての信号の転送先を、リレーノードRN4からリレーノードRN3配下のセルに切り替え、X2-C無線ベアラを介して、リレーノードRN4に対して、「UE Context Release」を送信し、リレーノードRN4は、「UE Context Release」に応じて、移動局UEの「UE Context」の管理を終了する。
なお、図7において、リレーノードRN4とリレーノードRN3とが入れ替わってもよい。
なお、上述の移動局UEやリレーノードRNや無線基地局eNBや交換局MMEの動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。
ソフトウェアモジュールは、RAM(Random Access Memory)や、フラッシュメモリや、ROM(Read Only Memory)や、EPROM(Erasable Programmable ROM)や、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM)や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、CD-ROMといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。
かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ASIC内に設けられていてもよい。かかるASICは、移動局UEやリレーノードRNや無線基地局eNBや交換局MME内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして移動局UEやリレーノードRNや無線基地局eNBや交換局MME内に設けられていてもよい。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

Claims (3)

  1. 第1リレーノードと第2リレーノードとが無線ベアラを介して接続されており、
    前記第2リレーノードと無線基地局とが無線ベアラを介して接続されており、
    移動局が、前記第1リレーノードとの間で無線ベアラを設定し該第1リレーノードと前記第2リレーノードと前記無線基地局とを介して通信を行っている状態と、前記第2リレーノードとの間で無線ベアラを設定し該第2リレーノード及び該無線基地局を介して通信を行っている状態との間で、ハンドオーバ処理を行うように構成されており、
    前記ハンドオーバ処理において、前記第1リレーノードと前記第2リレーノードとの間の無線ベアラを介して、前記ハンドオーバ処理に係る制御信号を送受信するように構成されていることを特徴とする移動通信システム。
  2. 前記第1リレーノード及び前記第2リレーノードは、前記無線ベアラを設定するための機能の上位レイヤ機能として、該無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されているレイヤ機能を具備することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。
  3. 前記第1リレーノード及び前記第2リレーノードは、
    前記無線ベアラを設定するための機能の上位レイヤ機能として、前記第1リレーノードと前記第2リレーノードとの間のセキュリティ処理を行うように構成されている第1レイヤ機能と、
    前記第1レイヤ機能の上位レイヤ機能として、前記無線ベアラに対するキープアライブ処理を行うように構成されている第2レイヤ機能とを具備することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。
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