WO2016056075A1 - 無線通信システム、無線基地局、移動局、及び、無線通信制御方法 - Google Patents

無線通信システム、無線基地局、移動局、及び、無線通信制御方法 Download PDF

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好明 太田
慎一郎 相川
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富士通株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system, a radio base station, a mobile station, and a radio communication control method.
  • 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Project Radio Access Network Network Term Evolution) discusses technology to increase system capacity using small cells in addition to macro cells.
  • a “cell” is an example of a wireless area formed according to the reachable range (coverage) of a radio wave transmitted by a radio base station.
  • a wireless device such as a mobile station located in a cell can wirelessly communicate with a wireless base station that forms the cell.
  • the cell may have a different name depending on the size of the coverage. It may be considered that the size of the coverage varies depending on the difference in the maximum transmission power of the radio base station. For example, the “macro cell” is a cell having a larger coverage than the “small cell”.
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • a wireless communication system in a mode in which one or a plurality of small cells are superimposed on a macro cell may be referred to as “overlay arrangement”) is being studied.
  • Such a wireless communication system may be referred to as a “wireless network”
  • a heterogeneous network may be referred to as a “heterogeneous network”.
  • a technique in which a mobile station connects to both a macro cell and a small cell and communicates is being studied.
  • a technique in which a mobile station connects to and communicates with two different small cells has been studied.
  • a mode in which a mobile station connects to and communicates with two different cells may be referred to as dual connectivity (DC).
  • a control plane including layer 3 control information such as transmission path (may be referred to as a “path”) setting and handover (HO) control.
  • the signal is transmitted / received to / from a base station forming a macro cell, for example.
  • a data plane signal including user data is transmitted and received between, for example, both a base station forming a macro cell and a base station forming a small cell.
  • the control plane may be referred to as a control plane (C plane) or SRB (Signaling Radio Bearer).
  • the data plane may be referred to as a user plane (U-plane) or DRB (Data Radio Bearer).
  • the base station to which the control plane is connected may be referred to as a “primary base station”.
  • a base station that communicates in cooperation with the primary base station and is connected to the data plane may be referred to as a “secondary base station”.
  • the primary base station and the secondary base station may be referred to as “anchor base station” and “assisting base station”, or “master base station” and “slave base station”, respectively.
  • anchor base station and “assisting base station” and “slave base station”, respectively.
  • master base station and “slave base station”, respectively.
  • slave base station In the latest trend of LTE-A, the names “master base station” and “secondary base station” are used.
  • the RRC layer may be provided in the master base station and not provided in the secondary base station when performing two-way connection. In this case, various controls for the mobile station, such as handover control, are performed centrally by the master base station (macro cell).
  • handover control is performed between master base stations (between macro cells).
  • the mobile station transmits / receives a control plane signal related to handover control to / from the master base station when moving between macro cells.
  • the mobile station does not transmit / receive a control plane signal to / from the secondary base station (small cell) while being located in the same macro cell.
  • the call control switching may be referred to as a “path switch”, and may be regarded as switching control from a path passing through the handover source base station to a path passing through the handover destination base station, for example.
  • the path switch involves signaling to the core network that accommodates the handover source and handover destination base stations.
  • the core network may include MME (Mobility Management Entity), SGW (Serving Gateway), and the like.
  • MME Mobility Management Entity
  • SGW Serving Gateway
  • the MME processes the control plane signal
  • the SGW processes the user plane signal.
  • reducing the frequency of call control switching means reducing signaling to the core network.
  • one of the objects of the present invention is to improve the performance and characteristics of wireless communication.
  • a wireless communication system includes a plurality of wireless base stations and a mobile station that performs multiple communication with the plurality of wireless base stations to perform wireless communication, and the first wireless base station that forms the multiple access is The control plane of the second radio base station forming the multiple access is controlled to control the connection between the mobile station and the second radio base station.
  • the radio base station performs radio communication with the mobile station by multiple access including connection via another radio base station and connection not via the other radio base station.
  • a control unit that controls a control plane of the other radio base station to control a connection between the mobile station and the other radio base station.
  • the radio base station can communicate with the mobile station through a connection that forms one of the multiple connections with the mobile station and a connection that forms the other of the multiple connections.
  • a control unit that controls the connection with the mobile station under control of a control plane from another radio base station that performs radio communication with the mobile station.
  • the mobile station is configured to communicate with a plurality of radio base stations through multiple access, and the multiple access that is controlled by a control plane from the first radio base station that forms the multiple access. And a control unit for controlling connection using the control plane with the second radio base station forming the network.
  • the wireless communication control method is a method in which a mobile station performs multiple communication with a plurality of wireless base stations to perform wireless communication, and a first wireless base station that forms the multiple connection has a first connection that performs the multiple connection.
  • the control plane of the two radio base stations is controlled to control the connection between the mobile station and the second radio base station.
  • wireless communication performance and characteristics can be improved.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structural example of the radio
  • (A) is a figure for demonstrating the aspect by which a RRC layer is concentratedly arranged by a master base station
  • (B) is for demonstrating the aspect by which a RRC layer is distributed by the master base station and a secondary base station.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the example of the handover failure between macrocells. It is a figure for demonstrating reconnection of a control plane when the handover between macrocells fails.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a case where a master base station fails to transmit a handover command in the wireless communication system illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining reconnection of a control plane when a master base station fails to transmit a handover command in the wireless communication system illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an operation example when a handover destination of a mobile station is set to a secondary base station in the wireless communication system illustrated in FIG. 3. It is a figure for demonstrating the radio
  • FIG. 18 is a sequence diagram showing a comparative example with FIG. 17. It is a block diagram which shows the structural example of the radio
  • FIG. 23 shows a system configuration example in the present embodiment.
  • the system illustrated in FIG. 23 exemplarily includes apparatuses # 1 to # 4.
  • a “cell” is an example of an area that can be formed (or provided) by a corresponding device and can be wirelessly communicated.
  • cell # 1 may be provided by device # 1
  • cell # 2 may be provided by device # 2
  • cell # 3 may be provided by device # 3.
  • the cells may be referred to as “sectors”.
  • the first radio station that is an example of the device # 1
  • cell # 2 may be referred to as sector # 2.
  • the first radio station that is an example of the device # 1
  • device # 4 may be a movable radio station (fourth radio station). The control plane may be controlled as the apparatus # 4 moves.
  • the first radio station # 1 controls the control plane of the third radio station # 3 by transmitting the first information about the control plane to the third radio station # 3. Good.
  • the third wireless station # 3 that has received the first information may transmit a control signal for controlling the movement (mobility) of the fourth wireless station # 4.
  • the radio station to which the fourth radio station # 4 is connected can be controlled by the control signal.
  • a specific example of the control will be described in a first embodiment described later.
  • the first radio station # 1 may control the control plane of the third radio station by transmitting second information related to the control plane to the third radio station # 3.
  • the third wireless station # 3 that has received the third information may transmit the fourth information that controls the movement of the fourth wireless station # 4 to the second wireless station # 2.
  • the wireless station to which the fourth wireless station # 4 is connected can be controlled by the fourth information.
  • a specific example of the control will be described in a second embodiment described later.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the first embodiment.
  • the radio communication system 10 illustrated in FIG. 1 includes radio base stations 100-1 and 100-2, a radio base station 200, a mobile station 300, and a core network 400, for example.
  • the present embodiment may be taken as an example in which the content described in the “Summary” is made concrete, and therefore, of course, it can be implemented in combination with the content described in the “Summary”.
  • the radio base stations 100-1 and 100-2 exemplarily form macro cells 101-1 and 101-2 which are examples of radio areas. In the case where the radio base stations 100-1 and 100-2 are not distinguished, they are expressed as “radio base station 100”. Similarly, when the macro cells 101-1 and 101-2 are not distinguished, they are expressed as “macro cell 101”.
  • the macro cell 101 may be a cell having a coverage radius of 1 to several tens km as a non-limiting example. Note that LTE can cover a cell radius of about 100 km due to specifications.
  • the radio base station 100 forming the macro cell 101 is an example of a first radio base station, and may be referred to as a “macro base station 100”.
  • the macro base station 100 may be referred to as a “master base station 100”, and may illustratively be an eNB (evolved Node ⁇ ⁇ B).
  • the eNB as the master base station 100 may be referred to as “MeNB”.
  • the master base station 100-1 is represented as “MeNB # 1”
  • the master base station 100-2 is represented as “MeNB # 2”.
  • One or a plurality of radio base stations 200 may be installed (overlaid) on one or both of the macro cells 101.
  • the radio base station 200 exemplarily forms a small cell 201.
  • the small cells 201 may include cells called “femtocells”, “picocells”, “microcells”, “metrocells”, etc., which have a smaller coverage than the macrocells 101.
  • the radio base station 200 forming the small cell 201 is an example of a second radio base station, and may be referred to as a “small base station 200”.
  • the small base station 200 may be referred to as a “secondary base station 200” for the master base station 100, and may be an eNB illustratively.
  • the eNB as the secondary base station 200 may be referred to as “SeNB”.
  • FIG. 1 shows an example in which the same number of small cells 201 are arranged in both the macro cells 101-1 and 101-2, but the number of small cells 201 arranged differs between the macro cells 101. May be.
  • the master base station 100 and the secondary base station 200 may be connected to the core network 400 so that they can communicate with each other.
  • the connection may illustratively be a wired connection. However, wireless connections are not excluded.
  • an S1 interface may be used.
  • the core network 400 may include MME and SGW. Therefore, the core network 400 may be described as “MME / SGW 400” for convenience.
  • the master base stations 100, and the master base station 100 and the secondary base station 200 may be connected so as to be able to communicate with each other.
  • the connection may illustratively be a wired connection.
  • wireless connections are not excluded.
  • an X2 interface may be used for the wired connection.
  • the X2 interface is an example of a communication interface between base stations.
  • the mobile station 300 can wirelessly communicate with the macro base station 100 in the macro cell 101, and can wirelessly communicate with the small base station 200 in the small cell 201.
  • the mobile station 300 may be referred to as a UE (User Equipment) 300.
  • “Wireless communication” may be regarded as communication via a wireless link.
  • the “radio link” may be referred to as a “radio bearer”.
  • UE 300 can wirelessly communicate with both macro base station 100 and small base station 200 through two-way connection.
  • the UE 300 transmits a macro base station (master base station) by a radio link including a control plane represented by a solid line arrow C and a user plane represented by a dotted line arrow U. Station) 100. Further, the UE 300 may be connected to the small base station (secondary base station) 200 by a radio link including a user plane represented by a dotted arrow U.
  • the UE 300 may be connected to both the master base station 100 and the secondary base station 200 by the user plane, and may be connected to the master base station 100 by a common control plane for each user plane.
  • a control plane signal is transmitted to and received from any one small base station 200, and a data plane signal is transmitted to another small base station 200. May be sent and received between.
  • the data plane signal may be transmitted / received to / from a plurality of small base stations 200 including the small base station 200 that transmits / receives a control plane signal.
  • FIG. 1 and 2 illustrate an arrangement in which the entire coverage of the small cell 201 is included in the macro cell 101, but there is a small cell 201 in which the coverage is partially included in the macro cell 101. May be.
  • the small cell 201 may be arranged at the boundary between the macro cells 101-1 and 101-2.
  • the wireless area is not limited to this example.
  • the macro cell 101-1 and the macro cell 101-2 are formed by physically separate base stations 100-1 and 100-2, respectively. It may be formed. In this case, it is possible to use the name “cell”, but it may be more intuitive to use the name “sector”.
  • the UE 300 located in the macro cell 101-1 moves to another macro cell 101-2 via the small cell 201 as indicated by a solid arrow in FIG.
  • FIG. 4A a case is assumed in which the RRC layer that processes the control plane is provided only in the master base station 100 among the master base station 100 and the secondary base station 200.
  • the secondary base station 200 does not have a function of processing the RRC layer. In other words, although the secondary base station 200 has a function for processing the RRC layer, the processing of the RRC layer is not functioning.
  • the secondary base station 200 may receive RRC signaling related to setting or resetting of multiple access from the master base station 100, and may transmit RRC signaling from the own station 200 to the master base station 100. is there.
  • the RRC signaling may be transmitted as a message called “X2 message”, and the message may be called an Inter-node RRC message or the like.
  • the state where the processing of the RRC layer does not function as described above may be referred to as “stop state”, “prohibited state”, “disable state”, “sleep state”, or the like of the RRC layer.
  • the secondary base station 200 potentially has the processing capability of the RRC layer, it may be understood that the capability is stopped, prohibited, disabled, or sleeping.
  • the fact that the RRC layer is centrally arranged in the master base station 100 may be regarded as the secondary base station 200 being set in such a state.
  • FIG. 4B shows another arrangement example of the RRC layer, and the RRC layer is arranged as “anchor RRC” and “assisting RRC” in both the master base station 100 and the secondary base station 200.
  • An example is shown.
  • this arrangement example is an arrangement example that has become a candidate for adoption in 3GPP but has not been finally adopted.
  • RLF Radio Link Failure
  • the UE 300 autonomously searches for the connectable master base station 100 and tries to connect to the control plane (in other words, reconnect the RRC layer).
  • the master base station 100-1 fails to transmit a handover (HO) command because the UE 300 moves from the macro cell 101-1 to another macro cell 101-2 at high speed.
  • HO handover
  • the UE 300 cannot communicate with the control plane and the user plane because the radio link quality with the master base station 100-1 deteriorates. (See dotted arrow) and RLF occurs.
  • the master base station 100-1 cannot follow the movement of the UE 300 as illustrated in FIG. 7 in a state in which the UE 300 is dual-connected to both the macro cell 101 and the small cell 201. The same applies when command transmission fails.
  • the UE 300 performs two-way connection to both the master base station 100-1 and the secondary base station 100-2 to communicate between the control plane (C) and the user plane (U).
  • C control plane
  • U user plane
  • the user plane is branched at the master base station 100-1, one is directly connected to the UE 300, and the other is connected to the UE 300 via the secondary base station 100-2.
  • the branched user plane may be referred to as a “split bearer”.
  • the split bearer passing through the master base station 100 may be referred to as “master bearer (MB)”
  • the split bearer passing through the secondary base station 200 may be referred to as “secondary bearer (SB)”.
  • the branch of the user plane may be, for example, before the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer, between the PDCP layer and the RLC (Radio Link Control) layer, or between the RLC layer and the MAC (Medium Access Control) layer. It may be between.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access Control
  • the present invention is not limited to this, and the user plane may be branched in any layer.
  • the UE 300 cannot maintain the radio link with the master base station 100-1, and the control plane and user Both planes cannot communicate.
  • the UE 300 can take over the user via the secondary base station 200 by taking over the control plane to the secondary base station 200. It seems that plain communication can be continued.
  • the master base station 100-1 determines that communication with the UE 300 is impossible, and the radio bearer established with the UE 300 through the two-way connection is used. All settings are released. Further, all data addressed to the UE 300 is discarded along with the release.
  • the UE 300 tries to reconnect the RRC layer to the master base station 100-2.
  • the control plane can be re-established.
  • the user plane can be established.
  • the handover destination of the UE 300 is set to the secondary base station 200 instead of the master base station 100-2, the HO failure rate is likely to be reduced, but path switch signaling to the core network 400 occurs.
  • An example is shown in FIG.
  • data addressed to the UE 300 from the core network (MME / SGW) 400 is transferred to the MB via the master base station 100-1 and the SB via the secondary base station 100-2 by two-way connection. It is assumed that data is transmitted via both (processing P101).
  • the master base station 100-1 detects deterioration of the radio link with the UE 300 and decides to execute the handover, it transmits a HO request (HOHREQ) to the secondary base station 200 (process P102).
  • HOHREQ a HO request
  • the secondary base station 200 When the secondary base station 200 receives the HO request, the secondary base station 200 performs HO preparation such as settings necessary for communication with the UE 300 as the HO destination base station.
  • the “HO destination base station” may be referred to as a “target base station”.
  • the secondary base station 200 transmits a HO response (HO RES) to the master base station 100-1 that is the HO source base station (processing P103).
  • the “HO source base station” may be referred to as a “source base station”.
  • the HO response may include an information element for identifying the target base station 200 by the UE 300.
  • the master base station 100-1 When the master base station 100-1 receives the HO response from the secondary base station 200, the master base station 100-1 transmits a HO command to the UE 300 (process P104).
  • An RRC reconfiguration (RRC REC) message may be used for the HO command.
  • the RRC reconfiguration message may include mobility control information (MCI).
  • MCI mobility control information
  • the UE 300 When the UE 300 receives the HO command from the master base station 100-1, the UE 300 transmits a HO completion (RRC CMP) message to the secondary base station 200 that is the target base station (process P105).
  • RRC CMP HO completion
  • the secondary base station 200 When receiving the HO completion message from the mobile station 300, the secondary base station 200 transmits (signals) a path switch request to the core network (MME / SGW) 400 (processing P106).
  • MME / SGW core network
  • the MME / SGW 400 When the MME / SGW 400 receives the path switch signaling from the secondary base station 200, the MME / SGW 400 switches the MB connection that has been connected to the master base station 100-1 to the secondary base station 200. Upon completion of the path switch, the MME / SGW 400 transmits a path switch confirmation response message (Path ⁇ SW ACK) to the secondary base station 200 (processing P107).
  • a path switch confirmation response message Path ⁇ SW ACK
  • the data addressed to the UE 300 is transmitted to the UE 300 by the MB and SB via the secondary base station 200 (process P108).
  • the implementation of HO is limited to the macro cell 101, and therefore, it does not match the idea of reducing the signaling to the core network 400 as much as possible (reverse).
  • the master base station 100 permits the secondary base station 200 to use the RRC layer temporarily or normally (processing P11).
  • the secondary base station 200 that has received the permission controls the RRC layer that processes the signal of the control plane with the UE 300 (processing P12).
  • the secondary base station 200 can transmit the HO command (directly) to the UE 300 instead of the handover source master base station 100.
  • the UE 300 can receive the HO command transmitted by the secondary base station 200.
  • the HO-source master base station 100 can take over the control plane processing to the secondary base station 200. Therefore, the secondary base station 200 can try reconnection of the control plane (RRC) with the UE 300 while maintaining the SB of the user plane with the UE 300. Further, the secondary base station 200 does not have to transmit / receive signaling for the path switch to / from the core network 400.
  • RRC control plane
  • the UE 300 performs two-way connection to both the master base station 100-1 and the secondary base station 100-2 and performs control plane and user plane communication.
  • the radio link quality between the UE 300 and the master base station 100-1 rapidly deteriorates.
  • the master base station 100-1 When the master base station 100-1 detects the deterioration of the radio link quality with the UE 300, the master base station 100-1 permits the secondary base station 200 to use the RRC layer as illustrated in (3) of FIG. And the user plane is taken over to the secondary base station 200. Then, as illustrated in (4) of FIG. 11, the secondary base station 200 that is permitted to use the RRC layer controls connection of the control plane with the UE 300.
  • the UE 300 can continue data communication via the secondary base station 200 even if the radio link with the master base station 100 is disconnected.
  • the delay of data communication can be reduced as compared to reconnecting the wireless link (control plane and user plane) from scratch. Also, discarding of user plane data can be prevented.
  • the secondary base station 200 does not need to send signaling for path switching to the core network 400, an increase in overhead due to signaling to the core network 400 can be avoided.
  • the secondary base station 200 (small cell 201) can be effectively used, communication load can be distributed and efficient operation of the wireless communication system 10 can be realized.
  • the expression “permit use of the RRC layer” is used, but “activate (activate) the RRC layer”, “enable (enable) the RRC layer”, etc. An expression may be used.
  • the secondary base station 200 may start processing of the RRC layer and start connection control of the control plane with the UE 300.
  • FIG. 12 shows an example of a sequence for realizing the processing described above with reference to FIGS.
  • data addressed to the UE 300 from the core network (MME / SGW) 400 is transferred to the MB via the master base station 100-1 and the SB via the secondary base station 100-2 by two-way connection. It is assumed that data is transmitted via both (processing P21).
  • the master base station 100-1 detects deterioration of the quality of the radio link with the UE 300 (process P22) and decides to execute HO, it transmits a HO request (HO REQ) to the secondary base station 200. (Process P23).
  • the degradation of the radio link quality may be detected by comparison with a predetermined quality threshold.
  • the deterioration of the radio link quality may be referred to as a radio link problem.
  • the master base station 100-1 may include control information indicating that the control plane connection control by the RRC layer may be started in the HO request addressed to the secondary base station 200.
  • the control information is illustratively expressed as “RRC activation”.
  • RRC activation the control information
  • explicit information “RRC activation” it may be considered that a normal HO request itself corresponds to the control information. In that case, “RRC activation” may not be included in the HO request.
  • the control information indicating “RRC activation” may be transmitted from the master base station 100 to the secondary base station 200 separately from the HO request. However, HO processing delay can be reduced by including control information indicating “RRC activation” in the HO request.
  • the secondary base station 200 When the secondary base station 200 receives the HO request including “RRC activation”, the secondary base station 200 recognizes that its own station 200 is set as the HO destination base station (target base station) of the UE 300. Further, by receiving “RRC activation”, the secondary base station 200 recognizes that the use of the RRC layer is permitted.
  • the secondary base station 200 prepares for handover such as settings necessary for communication with the UE 300 as the target base station, and enters a state in which connection control of the control plane using the RRC layer is possible. Therefore, the secondary base station 200 is in a state where it can transmit an RRC layer message (for example, a HO command) to the UE 300.
  • an RRC layer message for example, a HO command
  • the secondary base station 200 transmits a HO response (HO RES) to the master base station 100-1 that is the HO source base station (processing P24).
  • HO response may be regarded as an acknowledgment message for the reception of “RRC activation”.
  • RRC activation the HO source base station
  • an information element corresponding to the confirmation response message may be explicitly included in the HO response.
  • the secondary base station 200 After transmitting the HO response, the secondary base station 200 transmits the HO command to the UE 300 by the process of the RRC layer (process P25).
  • An RRC reconfiguration (RRC REC) message may be used for the HO command.
  • the RRC reconfiguration message may include mobility control information (MCI).
  • MCI mobility control information
  • the MCI may include an information element that identifies the secondary base station 200 that is the target base station.
  • the UE 300 When the UE 300 succeeds in receiving the HO command transmitted by the secondary base station 200, the UE 300 transmits an RRC layer connection completion (RRC CMP) message to the secondary base station 200 (process P26).
  • RRC CMP RRC layer connection completion
  • the secondary base station 200 may increase the transmission frequency of the HO command or increase the transmission power of the HO command.
  • the secondary base station 200 When the secondary base station 200 receives the RRC layer connection completion message from the UE 300, the control plane connection (RRC connection) with the UE 300 is successful. Therefore, the secondary base station 200 can continuously transmit the data transmitted to the UE 300 through the SB in the process P21 while maintaining the SB (without disconnecting) the data to the UE 300 (the process P27). ).
  • the secondary base station 200 may transmit a resource release (RES) REL) message to the master base station 100-1 that is the HO source base station (processing P28).
  • RES resource release
  • the master base station 100-1 may release the allocation of radio resources used for communication with the UE 300.
  • the secondary base station 200 may end the use of the RRC layer that has received the use permission.
  • the separation of the UE 300 from the small cell 201 may be detected, for example, by detecting that the received power of the signal from the UE 300 has fallen below a predetermined power threshold.
  • the secondary base station 200 may notify the master base station 100 that has transmitted permission to use the RRC layer to the effect that the UE 300 has left.
  • the master base station 100 that has received the notification may transmit control information to the secondary base station 200 to control the use of the RRC layer to stop, prohibit, disable, or sleep.
  • the secondary base station 200 may autonomously control the use of the RRC layer to stop, prohibit, disable, or sleep when detecting the separation of the UE 300.
  • the secondary base station 200 may transmit the fact that the state of the RRC layer is autonomously controlled to the master base station 100 that is the transmission source of the use permission.
  • the transmission of the HO request illustrated in FIG. 12 is exemplarily determined (detection) that RLF has occurred after the deterioration of the radio link quality with the UE 300 is detected in the master base station 100-1. It may be carried out in the period until it is done. “Degradation of radio link quality” may be referred to as “radio link problem (radio problem)”.
  • the period is defined as “first phase” in 3GGP (TS36.300 Section 10.1.6) as illustrated in FIG.
  • a T 1 timer that counts time T 1 after the detection of a radio link failure is defined. If even T 1 timer expires unless a recovery connection RRC layer, RLF is detected.
  • UE 300 is certainly the secondary base station 200 before the detection of RLF HO.
  • T 2 timer RLF counts the time T 2 from the detection is defined. If even T 2 timer expires unless a recovery connection RRC layer, RRC layer becomes idle.
  • the UE 300 can establish a radio link with the radio base station as long as it is a radio base station that stores and manages context information of the UE 300 (hereinafter also referred to as “UE context”). can do.
  • the UE context may include, for example, identification information (ID) of the UE 300, information used for security authentication with the radio base station, and the like.
  • the UE context may be regarded as minimum information necessary for the UE 300 to establish a radio link with a radio base station and start communication.
  • information indicating the communication capability (UE capability, memory size, etc.) of the UE 300 may correspond to the UE context.
  • the UE 300 re-transmits the RRC layer (control plane) to the secondary base station 200. You can try to connect.
  • FIG. 14 shows an example of a sequence for reconnecting the RRC layer from the UE 300 to the secondary base station 200.
  • data addressed to the UE 300 from the core network (MME / SGW) 400 is transferred to the MB via the master base station 100-1 and the SB via the secondary base station 100-2 by two-way connection. It is assumed that data is transmitted via both (process P31).
  • master base station 100-1 detects a malfunction of the radio link with UE 300 (process P32) and decides to execute HO, it transmits a HO request (HO REQ) to secondary base station 200. (Process P33).
  • the master base station 100-1 may include the UE context of the HO target UE 300 in the HO request addressed to the secondary base station 200.
  • the HO request may include control information indicating “RRC activation” described above together with the UE context.
  • the UE context may be transmitted from the master base station 100 to the secondary base station 200 separately from the HO request.
  • the HO processing delay can be reduced by including the UE context in the HO request.
  • the transmission of the HO request including the UE context may be performed before the expiration of the T 1 timer illustrated in FIG. 13 as in the example of FIG.
  • the secondary base station 200 When receiving the HO request including the UE context, the secondary base station 200 recognizes that the local station 200 is set as the HO destination base station (target base station) of the UE 300. Further, upon receiving the UE context, the secondary base station 200 may recognize that the use of the RRC layer for the UE 300 is permitted.
  • the UE context may be used together with the control information indicating “RRC activation” described above.
  • the control information indicating “RRC activation” described above may be explicitly set in the HO request separately from the UE context.
  • the secondary base station 200 In response to the reception of the HO request, the secondary base station 200 performs HO preparation such as settings necessary for communication with the UE 300 as the target base station, and also controls connection of the control plane using the RRC layer for the UE 300 Will be possible. Therefore, the secondary base station 200 is in a state where it can receive, for example, an RRC layer connection request from the UE 300.
  • the secondary base station 200 transmits a HO response (HO RES) to the master base station 100-1 that is the HO source base station (processing P34).
  • HO response may be regarded as an acknowledgment message for the reception of the UE context and “RRC activation”.
  • an information element corresponding to the confirmation response message may be explicitly included in the HO response.
  • the master base station 100-1 may transmit a HO command to the UE 300 (process P35).
  • An RRC reconfiguration (RRC REC) message may be used for the HO command.
  • the RRC reconfiguration message may include MCI.
  • the MCI may include an information element that identifies the secondary base station 200 that is the target base station.
  • the UE 300 fails to receive the HO command transmitted from the master base station 100-1. For example, if the UE 300 does not succeed in receiving the HO command even after a predetermined time has elapsed, the UE 300 may autonomously try to connect the RRC layer to the secondary base station 200. For example, the UE 300 may transmit an RRC layer connection request (RRC CON REQ) message to the secondary base station 200 (process P36).
  • RRC CON REQ RRC layer connection request
  • the secondary base station 200 Since the secondary base station 200 has already received the UE context, it can receive the RRC layer connection request message transmitted by the UE 300 normally. When receiving the RRC layer connection request message, the secondary base station 200 transmits an acknowledgment (RRC CON REQ ACK) message to the UE 300, for example. When receiving the confirmation response message, the UE 300 transmits, for example, an RRC layer connection request completion (RRC CON REQ CMP) message to the secondary base station 200 (process P37).
  • RRC CON REQ ACK acknowledgment
  • RRC CON REQ CMP RRC layer connection request completion
  • the secondary base station 200 When the secondary base station 200 receives the RRC layer connection request completion message from the UE 300, the control plane connection (RRC connection) with the UE 300 is successful. Therefore, the secondary base station 200 can continuously transmit the data transmitted to the UE 300 through the SB in the process P31 while maintaining the SB (without disconnecting) the data to the UE 300 (process P38). ).
  • the secondary base station 200 may transmit a resource release (RES) REL) message to the master base station 100-1 that is the HO source base station (processing P39).
  • RES resource release
  • the master base station 100-1 may release the allocation of radio resources used for communication with the UE 300.
  • the master base station 100-1 transfers the UE context of the UE 300 that is the HO target to the secondary base station 200 and permits the secondary base station 200 to perform connection control of the RRC layer for the UE 300. To do.
  • the UE 300 tries to connect the RRC layer to the secondary base station 200 autonomously (or initiatively), The RRC layer can be reconnected.
  • the UE 300 may increase the transmission frequency and transmission power of the connection request message.
  • the secondary base station 200 may notify the master base station 100, which is the transfer source of the UE context of the RRC layer, of the UE 300 leaving.
  • the master base station 100 that has received the notification may transmit control information to the secondary base station 200 to control the use of the RRC layer to stop, prohibit, disable, or sleep.
  • the secondary base station 200 may autonomously control the use of the RRC layer to stop, prohibit, disable, or sleep when detecting the separation of the UE 300.
  • the secondary base station 200 may transmit the fact that the state of the RRC layer is autonomously controlled to the master base station 100 that is the transmission source of the use permission.
  • the secondary base station 200 may discard the UE context received from the master base station 100 in response to detection of leaving of the UE 300.
  • the discarding of the UE context may be performed according to control from the master base station 100, or may be performed autonomously by the secondary base station 200.
  • the sequence example described above with reference to FIG. 12 and the sequence example described above with reference to FIG. 14 may be combined.
  • the secondary base station 200 leads the RRC layer connection with the UE 300 and the UE 300 leads the RRC layer connection with the secondary base station 200 in combination. May be implemented. That is, the first embodiment and the first modification of the first embodiment can be applied in combination.
  • the secondary base station 200 attempts to initiatively the RRC layer connection
  • UE 300 is leading in the RRC layer It may be attempted to connect.
  • FIG. 15 shows a sequence example of the combination.
  • data addressed to the UE 300 from the core network (MME / SGW) 400 is transferred to the MB via the master base station 100-1 and the SB via the secondary base station 100-2 by two-way connection. It is assumed that data is transmitted via both (processing P41).
  • the master base station 100-1 detects a malfunction of the radio link with the UE 300 (process P42) and decides to execute the handover, it transmits a HO request to the secondary base station 200 (process P43). .
  • the secondary base station 200 When receiving the HO request from the master base station 100-1, the secondary base station 200 transmits an HO response to the master base station 100-1 (Process P44). When receiving the HO response from the secondary base station 200, the master base station 100-1 transmits a HO command to the UE 300 (Process P45).
  • the master base station 100-1 receives no the RRC layer connection complete message to the predetermined time period from the UE 300, in the period T 1 timer, the secondary base station 200, again, sends the HO request (processing P46).
  • the master base station 100-1 may include the UE context in the HO request.
  • the secondary base station 200 When receiving the HO request including the UE context, the secondary base station 200 recognizes that the use of the RRC layer for the UE 300 is permitted. As a result, the secondary base station 200 is in a state in which connection control of the control plane using the RRC layer for the UE 300 can be performed, and a HO command can be transmitted to the UE 300.
  • the secondary base station 200 transmits a HO response as a confirmation response to the received HO request to the master base station 100-1 (processing P47), and transmits a HO command to the UE 300 by processing of the RRC layer for the UE 300 (processing P48). ).
  • the secondary base station 200 Since the UE300 to reception of the HO command fails, the T 1 timer in the secondary base station 200 RLF is detected expired. Then, the secondary base station 200 starts counting by the T 2 timer. In response to the detection of the RLF, the secondary base station 200 may transmit a resource release message to the master base station 100-1 (process P49).
  • the master base station 100-1 may release the allocation of radio resources used for communication with the UE 300.
  • UE 300 in the period T 2 of the timer after a detection of RLF, may attempt to reconnect the RRC layer to the secondary base station 200. For example, the UE 300 may transmit an RRC layer connection request message to the secondary base station 200 (Process P50).
  • the secondary base station 200 Since the secondary base station 200 has already received the UE context, it can receive the RRC layer connection request message transmitted by the UE 300 normally. When receiving the RRC layer connection request message, the secondary base station 200 transmits an acknowledgment (RRC CON REQ ACK) message to the UE 300, for example. When receiving the confirmation response message, the UE 300 transmits, for example, an RRC layer connection request completion (RRC CON REQ CMP) message to the secondary base station 200 (processing P51).
  • RRC CON REQ ACK acknowledgment
  • RRC CON REQ CMP RRC layer connection request completion
  • the secondary base station 200 When the secondary base station 200 receives the RRC layer connection request completion message from the UE 300, the control plane connection (RRC connection) with the UE 300 is successful. Therefore, the secondary base station 200 can continuously transmit the data transmitted to the UE 300 through the SB in the process P41 while maintaining the SB (without disconnection) (process P52). ).
  • the UE300 is leading secondary An RRC layer reconnection can be attempted with the base station 200.
  • the secondary base station 200 may increase the transmission frequency and transmission power of the HO command.
  • the UE 300 may increase the transmission frequency and transmission power of the connection request message.
  • the process when the UE 300 leaves the small cell 201 may be the same as the process described above.
  • UE 300 can attempt to initiatively the RRC layer connection, in the period T 2 timers, connecting the secondary base station 200 is led to the RRC layer May be tried.
  • the master base station 100 may transmit a UE context to the secondary base station 200 when setting up multiple access. In such a case, it is not necessary to include the UE context in the HO request as in the first modification of the first embodiment.
  • the third modified example can also be operated in combination with the first embodiment described above and any one of the first modified example and the second modified example of the first embodiment.
  • the second embodiment may be regarded as one example in which the content described in the “Summary” is made concrete, and therefore it is of course possible to be implemented in combination with the content described in the “Summary”. .
  • the second embodiment can also be implemented in combination with the first embodiment including the first to third modifications described above.
  • the secondary base station 200 that has received permission to use the RRC layer determines and determines whether to perform the operation of the first embodiment or the operation of the second embodiment, and performs the determined operation. May be implemented.
  • a UE 300 that is two-way connected (DC) to a macro cell 101-1 and a small cell 201 moves from the macro cell 101-1 to another macro cell 101-2 (HO). ).
  • DC two-way connected
  • HO macro cell 101-2
  • control plane connection (RRC connection) is changed from the macro cell 101-1 to the macro cell 101-2 while maintaining the user plane connection with the small cell 201 in the two-way connection with the UE 300.
  • RRC connection control plane connection
  • DC-HO Such a two-way HO may be referred to as “DC-HO”.
  • the master base station 100-1 as a source base station gives a trigger for DC-HO to the secondary base station 200 and permits the use of the RRC layer.
  • the secondary base station 200 that has received permission to use the RRC layer can transmit and receive RRC layer messages to and from the target base station 100-2. Therefore, the secondary base station 200 can control the RRC connection with the UE 300 by the target base station 100-2.
  • FIG. 17 shows an example of a DC-HO sequence according to the second embodiment.
  • UE 300 receives a control plane signal in MB from master base station 100-1, and receives a user plane signal in SB from secondary base station 200. (Process P51a).
  • the master base station 100-1 determines execution of DC-HO. Then, the master base station 100-1 transmits HO requests to the master base station 100-2 and the secondary base station 200 of the macro cell 101-2 that is the target of DC-HO, respectively (processing P52a and P53). ).
  • the information is an identifier of a secondary bearer, an identifier of a corresponding core network, information on a layer 2 (L2) entity, a logical channel identifier (logical channel identifier), and the like. Also good.
  • the L2 entity include a PDCP entity, an RLC entity, and a MAC entity.
  • RRC layer message SeNB MOD
  • the target base station 100-2 that has received the message transmits a HO response to the source base station 100-1 (process P55). Further, the target base station 100-2 transmits an RRC layer message (SeNB CMP) indicating that the secondary connection is accepted to the secondary base station 200 to the secondary base station 200 (process P56). In addition, the processing order of the process P55 and the process P56 is not ask
  • RRC layer message SeNB CMP
  • the source base station 100-1 that has received the HO response from the target base station 100-2 transmits a HO command to the UE 300 (process P57).
  • the UE 300 that has received the HO command transmits an RRC layer message (RRC CMP) indicating completion of RRC connection to the target base station 100-2 (process P58).
  • RRC CMP RRC layer message
  • the target base station 100-2 When the target base station 100-2 receives the message from the UE 300, an RRC connection is established between the target base station 100-2 and the UE 300. In other words, the connection source of the MB with the UE 300 is changed from the source base station 100-1 to the target base station 100-2.
  • the UE 300 receives a control plane signal from the target base station 100-2 and a user plane signal from the secondary base station 200 (processing P59).
  • the target base station 100-2 that has received the message indicating the completion of RRC connection may transmit a resource release (RES) REL) message to the source base station 200-1 (Process P60).
  • RES resource release
  • the source base station 100-1 may release the allocation of radio resources used for communication with the UE 300.
  • the resource release message may be transmitted between the process P58 and the process P59.
  • the control plane connection (RRC connection) of the two-way connection with the UE 300 is the secondary base station that has received permission to use the RRC layer from the source base station 100-1. 200 is mainly controlled.
  • the source base station 100-1 transmits a HO request to the target base station 100-2 and the target base station 100-2 negotiates a change in RRC connection with the secondary base station 200 (see FIG. 19).
  • the processing delay can be reduced.
  • FIG. 17 is more between base stations between the transmission of the HO request and the transmission of the HO command to the UE 300.
  • Communication in other words, communication via the X2 interface
  • the example of FIG. 17 can speed up DC-HO at least about 10 ms than the example of FIG.
  • the UE 300 receives a control plane signal from the master base station 100-1 in MB, and receives a user plane signal from the secondary base station 200 in SB. (Process P61).
  • the master base station 100-1 determines execution of DC-HO. Then, the master base station 100-1 transmits HO requests to the master base station 100-2 and the secondary base station 200 of the macro cell 101-2 that is the target of DC-HO, respectively (processing P62 and P63). ).
  • the target base station 100-2 that has received the message transmits a HO response to the source base station 100-1 (process P65). Further, the target base station 100-2 transmits an RRC layer message (SeNB CMP) indicating that the cancellation of the binary connection is accepted to the secondary base station 200 to the secondary base station 200 (process P66). In addition, the processing order of the process P65 and the process P66 is not ask
  • RRC layer message SeNB CMP
  • the source base station 100-1 that has received the HO response from the target base station 100-2 transmits a HO command to the UE 300 (processing P67).
  • the UE 300 that has received the HO command transmits an RRC layer message (RRC CMP) indicating completion of RRC connection to the target base station 100-2 (process P68).
  • RRC CMP RRC layer message
  • an RRC connection is established between the target base station 100-2 and the UE 300.
  • the secondary base station 200 receives the message (SeNB CMP) transmitted by the target base station 100-2 in the process P66, before the two-way connection is released, the received base plane signal is transmitted to the target base station via the SB. The data is transferred to 100-2 (process P69).
  • the secondary base station 200 may transmit a resource release message to the target base station 100-2 (processing P70).
  • the target base station 100-2 may release the allocation of radio resources used for the SB with the UE 300.
  • the UE 300 receives a signal from the target base station 100-2 through a single MB connection with the target base station 100-2 (processing P71).
  • the target base station 100-2 may notify the secondary base station 200 of an SB resource release request (REL (REQ) message (process P72).
  • REL REQ
  • the secondary base station 200 may release the allocation of SB radio resources and the like.
  • the target base station 100-2 may transmit a resource release (RES REL) message to the source base station 100-1 (Process P73).
  • the source base station 100-1 may release the allocation of radio resources used for communication with the UE 300.
  • cancellation of the two-way connection with the UE 300 is controlled mainly by the secondary base station 200 that has received permission to use the RRC layer from the source base station 100-1. .
  • the number of communication between base stations (in other words, communication via the X2 interface) can be reduced, so that the processing delay is reduced and two-way connection is performed.
  • the release process can be speeded up.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the above-described embodiments and modifications.
  • the macro base station 100 is illustratively connected to the upper layer communication apparatus 4, and the core network (MME / SGW) 400 and other macro base stations are connected via the upper layer communication apparatus 4. 100 can communicate.
  • the small base station 200 may be connected to an upper layer communication apparatus in the same manner as the macro base station 100, and the core network 400 is connected via the upper layer communication apparatus. It may be possible to communicate with.
  • the macro base station 100 and the small base station 200 are connected to be able to communicate with each other using, for example, an X2 interface.
  • Each of the macro base station 100 and the small base station 200 is communicably connected to the mobile station 300 via a radio link.
  • the macro base station 100 includes, for example, a communication unit 11 and a control unit 14.
  • the communication unit 11 can communicate with the small base station 200, the mobile station 300, and the upper layer communication device 4.
  • the communication unit 11 can perform communication between the control plane and the user plane described in the above-described embodiment.
  • the communication unit 11 can perform wireless communication with the UE 300 through multiple access including connection via the small base station 200 and connection not via the small base station 200.
  • the communication may include transmission / reception of signals such as commands and messages related to the above-described HO.
  • the communication unit 11 includes, for example, a reception unit 12 and a transmission unit 13.
  • the receiving unit 12 receives one or both of control data and user data from the upper layer communication apparatus 4.
  • the control data may correspond to a control plane signal
  • the user data may correspond to a user plane signal.
  • the receiving unit 12 can output one or both of the received control data and user data to the transmitting unit 13.
  • the control data may be data generated by the macro base station 100 itself.
  • the control data may include data such as commands and messages related to the aforementioned HO.
  • the transmission unit 13 can transmit control data and user data to any one of the upper layer communication apparatus 4, the small base station 200, and the mobile station 300 under the control of the control unit 14. For example, the transmission unit 13 can transmit control data addressed to the mobile station 300 to the mobile station 300. In addition, the transmission unit 13 can transmit user data addressed to the mobile station 300 to the mobile station 300 by MB and transmit other user data to the small base station 200 by SB.
  • the control unit 14 comprehensively controls the operation of the communication unit 11 including the reception unit 12 and the transmission unit 13. Moreover, the control part 14 can control data communication according to a communication state.
  • the control by the control unit 14, fault detection and the aforementioned radio link control relating to HO corresponding to the fault detection, detection of RLF, may include counting the like of T 1 timer and T 2 timer.
  • the control unit 14 is an example of a control unit that controls a control plane (RRC layer) of the small base station 200 to control a connection between the UE 300 and the small base station 200.
  • RRC layer control plane
  • the small base station 200 includes a communication unit 21 and a control unit 24, for example.
  • the communication unit 21 can communicate with the macro base station 100 and the mobile station 300, respectively.
  • the communication unit 21 can perform communication between the control plane and the user plane described in the above-described embodiment.
  • the communication unit 21 can wirelessly communicate with the UE 300 through a connection that forms one of the multiple connections with the UE 300.
  • the communication may include transmission / reception of signals such as commands and messages related to the above-described HO.
  • the communication unit 21 includes, for example, a reception unit 22 and a transmission unit 23.
  • the receiving unit 22 can receive user data from the macro base station 100 via, for example, the X2 interface, and can output the received user data to the transmitting unit 23.
  • the transmission unit 23 can transmit the user data addressed to the mobile station 300 received from the reception unit 22 to the mobile station 300.
  • the transmission unit 23 can transmit control data and user data to the macro base station 100 under the control of the control unit 24.
  • the control unit 24 comprehensively controls the operation of the communication unit 21 including the reception unit 22 and the transmission unit 23.
  • the control unit 24 can control data communication according to the communication state.
  • the control by the control unit 24, the control related to the above-described HO, detection of RLF, may include counting the like of T 1 timer and T 2 timer.
  • the control unit 24 is an example of a control unit that controls connection with the UE 300 under control of the control plane from the macro base station 100 that performs radio communication with the UE 300 through multiple access.
  • the mobile station 300 includes, for example, a communication unit 31 and a control unit 34.
  • the communication unit 31 can wirelessly communicate with the macro base station 100 and the small base station 200, respectively. In other words, the communication unit 31 can wirelessly communicate with the plurality of radio base stations 100 and 200 through multiple access.
  • the communication unit 31 can perform communication between the control plane and the user plane described in the above-described embodiment.
  • the communication may include transmission / reception of signals such as commands and messages related to the above-described HO.
  • the communication unit 31 includes, for example, a reception unit 32 and a transmission unit 33.
  • the receiving unit 32 can receive control data and user data from the macro base station 100 and can receive user data from the small base station 200.
  • the receiving unit 32 can receive user data transmitted from the macro base station 100 via MB and can receive user data transmitted from the macro base station 100 via SB via the small base station 200.
  • the control unit 34 comprehensively controls the operation of the communication unit 31 including the reception unit 32 and the transmission unit 33. Moreover, the control part 34 can control data communication according to a communication state.
  • the control by the control unit 34, fault detection and the aforementioned radio link control relating to HO, detection of RLF, may include counting the like of T 1 timer and T 2 timer.
  • the control unit 34 is an example of a control unit that controls connection using the control plane with the small base station 200 that receives control of the control plane from the macro base station 100.
  • the communication units 11, 21, and 31 of the macro base station 100, the small base station 200, and the mobile station 300 can communicate using link layer protocols corresponding to a plurality of link layers, respectively.
  • An example of the link layer protocol is a link layer protocol corresponding to a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, a MAC (Medium Access Control) layer, a PHY (Physical) layer, and the like.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access Control
  • PHY Physical
  • retransmission Automatic Repeat Request
  • control is defined in the RLC layer, and retransmission related to user data in which an error has occurred in wireless transmission is performed. If retransmission succeeds within a predetermined number of times, it is determined that reception is successful, but if the number of retransmissions exceeds the predetermined number of times, it is determined that there is an error and RLF is detected.
  • the failure detection of the radio link before the RLF is detected may be detected based on the number of retransmissions.
  • the mobile station 300 is connected to two wireless base stations, the macro base station 100 and the small base station 200, respectively.
  • the mobile station 300 includes three or more wireless base stations. The same processing as in the above-described example is possible even with multiple access to each station.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of a radio base station.
  • the radio base station illustrated in FIG. 21 exemplarily corresponds to the above-described macro base station 100 and small base station 200, and includes, for example, an antenna 501, a control unit 502, an RF (Radio Frequency) circuit 503, a memory 504, A CPU 505 and a network interface 506 are provided.
  • the antenna 501 transmits and receives radio waves to and from the mobile station 300, for example.
  • the control unit 502 realizes, for example, the functions of the control unit 14 of the macro base station 100 and the control unit 24 of the small base station 200 illustrated in FIG.
  • the control unit 502 may be configured using a processor having a computing capability such as a CPU or MPU.
  • the network interface 506 is an interface for communicatively connecting with another wireless base station, for example.
  • the macro base station 100 and the small base station 200 may be wire-connected via the network interface 506.
  • the CPU 505, the memory 504, and the RF circuit 503 realize, for example, the functions of the communication unit 11 of the macro base station 100 and the communication unit 21 of the small base station 200 illustrated in FIG.
  • the memory 504 may store a program or data for realizing the function of the communication unit 11 or the communication unit 21.
  • the CPU 505 implements the functions of the communication unit 11 or the communication unit 21 by appropriately reading out programs and data stored in the memory 504 and cooperating with the RF circuit 503 and the like.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the mobile station.
  • the mobile station illustrated in FIG. 22 illustratively corresponds to the mobile station 300 described above, and includes, for example, an antenna 511, a control unit 512, an RF circuit 513, a memory 514, and a CPU 515.
  • the antenna 511 transmits and receives radio waves to and from one or both of the macro base station 100 and the small base station 200, for example.
  • the control unit 512 realizes the function of the control unit 34 of the mobile station 300 illustrated in FIG. 20, for example.
  • the CPU 515, the memory 514, and the RF circuit 513 realize, for example, the function of the communication unit 31 of the mobile station 300 illustrated in FIG. That is, for example, the memory 514 may store a program, data, and the like for realizing the function of the communication unit 31.
  • the CPU 515 implements the function of the communication unit 31 by appropriately reading out programs and data stored in the memory 514 and cooperating with the RF circuit 513 and the like.
  • radio communication system 11 21, 31 communication unit 12, 22, 32 reception unit 13, 23, 33 transmission unit 14, 24, 34 control unit 100-1, 100-2 radio base station (macro base Bureau) 101-1, 101-2 Macrocell 200 Wireless base station (small base station) 201 Small cell 300 Mobile station (UE) 400 core network (MME / SGW) 501 and 511 Antenna 502 and 512 Control unit 503 and 513 RF circuit 504 and 514 Memory 505 and 515 CPU 506 Network interface

Abstract

 移動局(300)は、複数の無線基地局(100,200)と多元接続して無線通信し、前記多元接続を成す第1の無線基地局(100)は、前記多元接続を成す第2の無線基地局(200)の制御プレーンを制御して、移動局(300)と第2の無線基地局(200)との間の接続を制御する。

Description

無線通信システム、無線基地局、移動局、及び、無線通信制御方法
 本発明は、無線通信システム、無線基地局、移動局、及び、無線通信制御方法に関する。
 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Radio Access Network Long Term Evolution)では、マクロセルの他にスモールセルを活用してシステム容量の増大を図る技術に関する議論が行なわれている。「セル」は、無線基地局が送信する無線電波の到達可能範囲(カバレッジ)に応じて形成される無線エリアの一例である。セル内に位置する移動局等の無線機器が、当該セルを形成する無線基地局と無線通信が可能である。
 セルは、カバレッジの大きさに応じて呼称が異なってよい。カバレッジの大きさは、無線基地局の最大送信電力の相違によって異なると捉えてよい。例えば、上記の「マクロセル」は、「スモールセル」よりもカバレッジが大きいセルである。
 3GPP LTE-Advanced(LTE-A)では、マクロセルに対して1又は複数のスモールセルが重畳的に配置(「オーバーレイ配置」と称してもよい。)される態様の無線通信システムが検討されている。このような態様の無線通信システム(「無線ネットワーク」と称してもよい。)は、「ヘテロジニアスネットワーク」と称されてもよい。
 ヘテロジニアスネットワークでは、移動局がマクロセル及びスモールセルの双方に接続して通信する技術が検討されている。また、移動局が異なる2つのスモールセルにそれぞれ接続して通信する技術も検討されている。このように、移動局が2つの異なるセルにそれぞれ接続して通信する態様は、2元接続(Dual Connectivity:DC)と呼ばれることがある。
 移動局がマクロセル及びスモールセルの双方に接続する2元接続では、伝送路(「パス」と称してよい。)の設定やハンドオーバ(HO)の制御等のレイヤ3の制御情報を含む制御プレーンの信号は、例えば、マクロセルを形成する基地局との間で送受信される。一方、ユーザデータを含むデータプレーンの信号は、例えば、マクロセルを形成する基地局及びスモールセルを形成する基地局の双方との間で送受信される。
 制御プレーンは、コントロールプレーン(Cプレーン)又はSRB(Signaling Radio Bearer)等と称されてもよい。また、データプレーンは、ユーザプレーン(Uプレーン)又はDRB(Data Radio Bearer)等と称されてもよい。
 制御プレーンが接続される基地局は、「プライマリ基地局」と称されてよい。プライマリ基地局と協調して通信しデータプレーンが接続される基地局は、「セカンダリ基地局」と称されてよい。
 プライマリ基地局及びセカンダリ基地局は、それぞれ、「アンカー基地局」及び「アシスティング基地局」、あるいは、「マスター基地局」及び「スレーブ基地局」と称されることもある。なお、LTE-Aの最新動向では、「マスター基地局」及び「セカンダリ基地局」の呼称が用いられている。
3GPP TS36.300 V12.0.0(2013-12) 3GPP TS36.211 V12.0.0(2013-12) 3GPP TS36.212 V12.0.0(2013-12) 3GPP TS36.213 V12.0.0(2013-12) 3GPP TS36.321 V12.0.0(2013-12) 3GPP TS36.322 V11.0.0(2012-09) 3GPP TS36.323 V11.2.0(2013-03) 3GPP TS36.331 V12.0.0(2013-12) 3GPP TS36.413 V12.0.0(2013-12) 3GPP TS36.423 V12.0.0(2013-12) 3GPP TR36.842 V12.0.0(2013-12)
 制御プレーンの信号を処理するレイヤの1つにRRC(Radio Resource Control)レイヤがある。RRCレイヤは、2元接続を行なう場合、マスター基地局に設けられ、セカンダリ基地局には設けられない場合がある。この場合、ハンドオーバ制御等の、移動局に対する各種制御は、マスター基地局(マクロセル)によって一元的に実施される。
 したがって、例えば、ハンドオーバ制御は、マスター基地局間(マクロセル間)で実施される。別言すると、移動局は、マクロセル間を移動した時にハンドオーバ制御に関わる制御プレーンの信号をマスター基地局との間で送受信する。更に別言すると、移動局は、同一マクロセル内に位置する間は、セカンダリ基地局(スモールセル)との間で制御プレーンの信号を送受信しない。
 これにより、移動局の移動に伴う呼制御切替の頻度を低減できる。呼制御切替は、「パススイッチ」と称してよく、例えば、ハンドオーバ元の基地局を経由するパスからハンドオーバ先の基地局を経由するパスへの切替制御と捉えてよい。パススイッチは、ハンドオーバ元及びハンドオーバ先の各基地局を収容するコア網に対するシグナリングを伴う。
 コア網には、MME(Mobility Management Entity)や、SGW(Serving Gateway)等が含まれてよい。MMEは、制御プレーンの信号を処理し、SGWは、ユーザプレーンの信号を処理する。
 MMEがパススイッチのシグナリングを受信すると、SGWと連携して、制御プレーン及びユーザプレーンの接続先切替を実施する。したがって、呼制御切替(パススイッチ)の頻度を低減できることは、コア網に対するシグナリングを削減できることを意味すると捉えてよい。
 しかしながら、マクロセルによるRRCレイヤの一元的な制御では、移動局がハンドオーバ先としてセカンダリ基地局(スモールセル)を利用できる環境にあっても、ハンドオーバ先として別のマクロセル(マスター基地局)に再接続せざるを得ない。別言すると、スモールセルを有効利用できないために、無線通信の性能や特性が低下する場合がある。
 1つの側面では、本発明の目的の1つは、無線通信の性能や特性を向上することにある。
 1つの側面において、無線通信システムは、複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局と多元接続して無線通信する移動局と、を備え、前記多元接続を成す第1の無線基地局は、前記多元接続を成す第2の無線基地局の制御プレーンを制御して、前記移動局と前記第2の無線基地局との間の接続を制御する。
 また、1つの側面において、無線基地局は、移動局との間で、他の無線基地局を介した接続と前記他の無線基地局を介さない接続とを含む多元接続により無線通信を行なう通信部と、前記他の無線基地局の制御プレーンを制御して、前記移動局と前記他の無線基地局との間の接続を制御する制御部と、を備える。
 更に、1つの側面において、無線基地局は、移動局との間の多元接続の1つを成す接続により前記移動局と無線通信する通信部と、前記多元接続の他の1つを成す接続により前記移動局と無線通信する他の無線基地局から、制御プレーンの制御を受けて、前記移動局との間の接続を制御する制御部と、を備える。
 また、1つの側面において、移動局は、複数の無線基地局と多元接続により無線通信する通信部と、前記多元接続を成す第1の無線基地局から制御プレーンの制御を受けた、前記多元接続を成す第2の無線基地局との間で、前記制御プレーンを用いた接続を制御する制御部と、を備える。
 更に、1つの側面において、無線通信制御方法は、移動局が、複数の無線基地局と多元接続して無線通信し、前記多元接続を成す第1の無線基地局が、前記多元接続を成す第2の無線基地局の制御プレーンを制御して、前記移動局と前記第2の無線基地局との間の接続を制御する。
 1つの側面として、無線通信の性能や特性を向上できる。
第1実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 図1に例示する無線通信システムにおける多元接続を説明するための図である。 第1実施形態に係る無線通信システムの他のセル配置例を説明するための図である。 (A)はマスター基地局にRRCレイヤが集中配置される態様を説明するための図であり、(B)はマスター基地局とセカンダリ基地局とにRRCレイヤが分散配置される態様を説明するための図である。 マクロセル間のハンドオーバ失敗例を説明するための図である。 マクロセル間のハンドオーバが失敗した場合の制御プレーンの再接続を説明するための図である。 図3に例示する無線通信システムにおいてマスター基地局がハンドオーバコマンドの送信に失敗した場合を模式的に示す図である。 図3に例示する無線通信システムにおいてマスター基地局がハンドオーバコマンドの送信に失敗した場合の制御プレーンの再接続を説明するための図である。 図3に例示する無線通信システムにおいて移動局のハンドオーバ先をセカンダリ基地局に設定した場合の動作例をシーケンス図である。 第1実施形態に係る無線通信制御を説明するための図である。 第1実施形態に係る無線通信制御を説明するための図である。 第1実施形態に係る無線通信制御の一例を示すシーケンス図である。 3GPPにおいて規定される無線リンク障害(RLF)に関わる第1フェーズ及び第2フェーズを説明するための図である。 第1実施形態の第1変形例に係る無線通信制御の一例を示すシーケンス図である。 第1実施形態の第2変形例に係る無線通信制御の一例を示すシーケンス図である。 第2実施形態に係る無線通信システムの無線通信制御を説明するための図である。 第2実施形態の無線通信制御の一例を示すシーケンス図である。 第2実施形態の無線通信制御の一例を示すシーケンス図である。 図17との比較例を示すシーケンス図である。 各実施形態及び変形例に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。 無線基地局のハードウェア構成例を示すブロック図である。 移動局のハードウェア構成例を示すブロック図である。 実施形態の概要を説明すべくシステム構成例を示すブロック図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下に説明する各実施形態は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
 (概要)
 図23に、本実施形態におけるシステム構成例を示す。図23に例示するシステムは、例示的に、装置#1~#4を備える。「セル」は、該当装置によって形成(あるいは提供)される無線通信可能なエリアの一例である。
 例えば、セル#1は、装置#1によって提供され、セル#2は、装置#2によって提供され、セル#3は、装置#3によって提供されてよい。同一装置によって複数のセルが形成される場合は、当該セルを「セクタ」と呼称してもよい。例えば図23において、セル#2が装置#1によって形成される場合、セル#2は、セクタ#2と呼称してよい。
 本実施形態において、装置#1の一例である第1無線局は、装置#3の一例である第3無線局の制御プレーン(Cプレーン、コントロールプレーン)を制御してよい。装置#4は、移動可能な無線局(第4無線局)であってよい。装置#4の移動に伴って制御プレーンの制御が実施されてよい。
 当該制御の1つの方法の一例として、第1無線局#1が第3無線局#3に対し制御プレーンに関する第1情報を送信することによって、第3無線局#3の制御プレーンを制御してよい。
 第1情報を受信した第3無線局#3は、第4無線局#4の移動(モビリティ)を制御するための制御信号を送信してよい。このように、当該制御信号よって、第4無線局#4が接続する無線局を制御することができる。当該制御の具体例については、後述する第1実施形態にて説明する。
 制御の別の方法として、第1無線局#1が第3無線局#3に対し制御プレーンに関する第2情報を送信することによって、第3無線局の制御プレーンを制御してよい。第3情報を受信した第3無線局#3は、第2無線局#2に対して第4無線局#4の移動を制御する第4情報を送信してよい。このように、第4情報によって、第4無線局#4が接続する無線局を制御することができる。当該制御の具体例については、後述する第2実施形態にて説明する。
 以上のような制御によって、例えば、第4無線局の移動に伴う通信の性能や特性の劣化を抑制して、当該通信の性能や特性を向上できる。
 (第1実施形態)
 図1は、第1実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。図1に示す無線通信システム10は、例示的に、無線基地局100-1及び100-2と、無線基地局200と、移動局300と、コア網400と、を備える。なお、本実施形態は、「概要」で説明した内容を具象化した例として捉えてもよく、したがって、「概要」で説明した内容と組み合わせて実施できることは無論のことである。
 無線基地局100-1及び100-2は、それぞれ例示的に、無線エリアの一例であるマクロセル101-1及び101-2を形成する。なお、無線基地局100-1及び100-2を区別しない場合には、「無線基地局100」と表記する。同様に、マクロセル101-1及び101-2を区別しない場合には、「マクロセル101」と表記する。マクロセル101は、非限定的な一例として、カバレッジ半径が1~数十kmのセルであってよい。なお、LTEでは、仕様上、約100kmのセル半径をカバーできる。
 マクロセル101を形成する無線基地局100は、第1の無線基地局の一例であり、「マクロ基地局100」と称してよい。マクロ基地局100は、「マスター基地局100」と称してもよく、例示的に、eNB(evolved Node B)であってよい。マスター基地局100としてのeNBは、「MeNB」と称してよい。図1では、例示的に、マスター基地局100-1を「MeNB#1」と表記し、マスター基地局100-2を「MeNB#2」と表記している。
 マクロセル101の一方又は双方には、1又は複数の無線基地局200が設置(オーバーレイ配置)されてよい。無線基地局200は、例示的に、スモールセル201を形成する。スモールセル201には、マクロセル101よりもカバレッジの小さい、「フェムトセル」、「ピコセル」、「マイクロセル」、「メトロセル」等と称されるセルが含まれてよい。
 スモールセル201を形成する無線基地局200は、第2の無線基地局の一例であり、「スモール基地局200」と称してよい。スモール基地局200は、マスター基地局100に対する「セカンダリ基地局200」と称してもよく、例示的に、eNBであってよい。セカンダリ基地局200としてのeNBは、「SeNB」と称してよい。なお、図1には、マクロセル101-1及び101-2の双方に、同数のスモールセル201が配置された様子を例示しているが、マクロセル101間で、スモールセル201の配置数は異なっていてもよい。
 マスター基地局100及びセカンダリ基地局200は、それぞれ、コア網400に通信可能に接続されてよい。当該接続は、例示的に、有線接続であってよい。ただし、無線接続が排除されるわけではない。当該有線接続には、例示的に、S1インタフェースを用いてよい。なお、コア網400には、MMEやSGWが含まれてよい。そのため、コア網400を便宜的に「MME/SGW400」と表記することがある。
 マスター基地局100同士、及び、マスター基地局100とセカンダリ基地局200とは、それぞれ、通信可能に接続されてよい。当該接続は、例示的に、有線接続であってよい。ただし、無線接続が排除されるわけではない。当該有線接続には、例示的に、X2インタフェースを用いてよい。X2インタフェースは、基地局間通信インタフェースの一例である。
 移動局300は、マクロセル101においてマクロ基地局100との間で無線通信することが可能であり、スモールセル201においてスモール基地局200と無線通信することが可能である。移動局300は、UE(User Equipment)300と称されてもよい。「無線通信」は、無線リンクを介した通信と捉えてよい。「無線リンク」は、「無線ベアラ」と称してもよい。UE300は、その位置によっては、マクロ基地局100及びスモール基地局200の双方と2元接続により無線通信することが可能である。
 図2に例示するように、2元接続では、UE300は、実線矢印Cで表される制御プレーンと、点線矢印Uで表されるユーザプレーンと、を含む無線リンクによって、マクロ基地局(マスター基地局)100と接続されてよい。また、UE300は、点線矢印Uで表されるユーザプレーンを含む無線リンクによって、スモール基地局(セカンダリ基地局)200と接続されてよい。
 別言すると、UE300は、マスター基地局100及びセカンダリ基地局200の双方とそれぞれユーザプレーンによって接続され、各ユーザプレーンに対して共通の制御プレーンによって、マスター基地局100と接続されてよい。
 なお、UE300が異なるスモールセル201にそれぞれ接続する場合、例えば、制御プレーンの信号は、いずれか1つのスモール基地局200との間で送受信され、データプレーンの信号は、他のスモール基地局200との間で送受信されてよい。データプレーンの信号は、制御プレーンの信号を送受信するスモール基地局200を含む複数のスモール基地局200との間で送受信されてもよい。
 また、図1及び図2には、スモールセル201のカバレッジ全体がマクロセル101内に包含される配置を例示しているが、カバレッジが部分的にマクロセル101に包含されるスモールセル201が存在していてもよい。例えば図3に示すように、マクロセル101-1及び101-2の境界にスモールセル201が配置されてもよい。
 ただし、無線エリアは、本例には限られない。例えば、マクロセル101-1及びマクロセル101-2は、図3の例では、それぞれ、物理的に別々の基地局100-1及び100-2によって形成されているが、物理的に1つの基地局によって形成されてもよい。この場合、「セル」という呼称を使うことは可能であるが、「セクタ」という呼称を使う方が直感的かもしれない。
 ここで、図3に実線矢印で示すように、マクロセル101-1に位置するUE300がスモールセル201を経由して別のマクロセル101-2に移動するケースを想定する。また、図4(A)に例示するように、制御プレーンを処理するRRCレイヤが、マスター基地局100及びセカンダリ基地局200のうちマスター基地局100に限って備えられるケースを想定する。
 ただし、セカンダリ基地局200は、RRCレイヤを処理する機能を具備しないわけではない。別言すると、セカンダリ基地局200には、RRCレイヤを処理する機能が実装されてはいるものの、RRCレイヤの処理は機能しない状態にある。
 例えば、セカンダリ基地局200は、マスター基地局100から、多元接続の設定や再設定に関わるRRCシグナリングを受信する場合があり、また、自局200からマスター基地局100にRRCシグナリングを送信する場合がある。RRCシグナリングは、「X2メッセージ」と呼称されるメッセージとして送信されてよく、当該メッセージは、Inter-node RRCメッセージ等と呼称してよい。
 上述のようにRRCレイヤの処理が機能しない状態を、RRCレイヤの「停止状態」、「禁止状態」、「ディゼーブル状態」あるいは「スリープ状態」等と称してよい。
 別言すると、セカンダリ基地局200は、RRCレイヤの処理能力を潜在的に有しているが、その能力が停止、禁止、ディゼーブルあるいはスリープされている、と捉えてよい。RRCレイヤがマスター基地局100に一元的に配置されることは、セカンダリ基地局200が、このような状態に設定されていると捉えてよい。
 なお、図4(B)は、RRCレイヤの別の配置例を示しており、RRCレイヤがマスター基地局100及びセカンダリ基地局200の双方に「アンカーRRC」及び「アシスティングRRC」として配置される例を示している。ただし、当該配置例は、3GPPにおいて採用候補にはなったが最終的に採用されなかった配置例である。
 図3及び図4(A)の例において、マスター基地局100とUE300との間に無線リンク障害(Radio Link Failure:RLF)が生じたとする。RLFは、マスター基地局100-1がUE300の移動に追従できずにハンドオーバコマンドの送信に失敗したり、マスター基地局100とUE300との間の無線リンク品質がシャドウイング等によって突然悪化したりすると生じ得る。
 RLFが生じると、UE300は、自身が主体となって自律的に、接続可能なマスター基地局100を探索して制御プレーンの接続(別言すると、RRCレイヤの再接続)を試行する。
 例えば図5に示すように、UE300が、マクロセル101-1から別のマクロセル101-2に高速移動したために、マスター基地局100-1がハンドオーバ(HO)コマンドの送信に失敗したとする。
 すると、図6の(1)及び(2)に例示するように、UE300は、マスター基地局100-1との間の無線リンク品質が劣化して、制御プレーン及びユーザプレーンによる通信の双方が不能になり(点線矢印参照)、RLFが生じる。
 RLFが生じると、図6の(3)に例示するように、それまでに設定、確立されていた制御プレーン及びユーザプレーンがすべて解放された状態となる。その後、図6の(4)に例示するように、UE300は、マクロセル101-2の無線電波が受信可能な位置に移動すると、マスター基地局100-2に対してRRCレイヤの再接続を試行し、制御プレーンを再確立する。制御プレーンが再確立すると、ユーザプレーンを確立できるようになる。
 図2に例示したように、UE300がマクロセル101及びスモールセル201の双方に2元接続した状態で、図7に例示するように、マスター基地局100-1がUE300の移動に追従できずにHOコマンドの送信に失敗した場合も同様である。
 例えば、図8の(1)に例示するように、UE300がマスター基地局100-1及びセカンダリ基地局100-2の双方に2元接続して制御プレーン(C)及びユーザプレーン(U)の通信を行なっているとする。
 なお、図8の(1)において、ユーザプレーンは、マスター基地局100-1において分岐されて、一方はダイレクトにUE300と接続され、他方はセカンダリ基地局100-2経由で当該UE300と接続される。分岐されたユーザプレーンは、「スプリットベアラ」と称されてもよい。また、マスター基地局100を経由するスプリットベアラは、「マスターベアラ(MB)」と称してよく、セカンダリ基地局200を経由するスプリットベアラは、「セカンダリベアラ(SB)」と称してよい。
 ユーザプレーンの分岐は、例えば、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤの前段でもよいし、PDCPレイヤとRLC(Radio Link Control)レイヤとの間でもよいし、RLCレイヤとMAC(Medium Access Control)レイヤとの間でもよい。ただし、これらに限らず、いずれのレイヤにおいてユーザプレーンを分岐してもよい。
 さて、上述のような2元接続による通信状態において、図7に例示するように、UE300が、マクロセル101-1及び101-2の境界付近へ高速移動したとする。すると、図8の(2)に示すように、UE300とマスター基地局100-1との間の無線リンク品質が急激に劣化する。
 ここで、マスター基地局100-1が移動局300に対するHOコマンドの送信に失敗すると、最終的に、UE300は、マスター基地局100-1との間の無線リンクを維持できず、制御プレーン及びユーザプレーン共に通信が不能な状態となる。
 通信不能に陥る前に、図7に例示するようにUE300がスモールセル201内に位置していれば、制御プレーンをセカンダリ基地局200に引き継ぐことで、UE300は、セカンダリ基地局200を介してユーザプレーンの通信を継続できそうである。
 しかし、RRCレイヤが、図4(A)に例示したようにマスター基地局100に一元的に配置され、セカンダリ基地局200のRRCレイヤが機能しない状態にあると、セカンダリ基地局200へ制御プレーンを引き継げない。
 結果的に、マスター基地局100-1は、図8の(3)に例示するように、UE300とは通信不能と判断して、UE300との間に2元接続で確立していた無線ベアラの設定等をすべて解放してしまう。また、当該解放に伴ってUE300宛のデータはすべて廃棄される。
 その後、図8の(4)に例示するように、UE300が、マクロセル101-2の無線電波が受信可能な位置に移動すると、マスター基地局100-2に対してRRCレイヤの再接続を試行し、制御プレーンを再確立することができるようになる。制御プレーンが再確立すると、ユーザプレーンを確立できるようになる。
 ここで、UE300のハンドオーバ先を、マスター基地局100-2ではなくセカンダリ基地局200に設定すれば、HOの失敗率を低減できそうであるが、コア網400へのパススイッチのシグナリングが生じる。その一例を図9に示す。
 図9に例示するように、コア網(MME/SGW)400からUE300宛のデータが、2元接続により、マスター基地局100-1経由のMB、及び、セカンダリ基地局100-2経由のSBの双方を介して送信されているとする(処理P101)。
 かかる状態において、マスター基地局100-1が、UE300との無線リンクの劣化を検出してハンドオーバの実行を決定すると、セカンダリ基地局200へHOリクエスト(HO REQ)を送信する(処理P102)。
 セカンダリ基地局200は、HOリクエストを受信すると、HO先基地局としてUE300との通信に必要な設定等のHOの準備を実施する。「HO先基地局」は、「ターゲット基地局」と称されてもよい。HOの準備が完了すると、セカンダリ基地局200は、HOレスポンス(HO RES)を、HO元基地局であるマスター基地局100-1へ送信する(処理P103)。「HO元基地局」は、「ソース基地局」と称されてもよい。HOレスポンスには、UE300がターゲット基地局200を識別する情報要素が含まれてよい。
 マスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200からHOレスポンスを受信すると、UE300宛にHOコマンドを送信する(処理P104)。HOコマンドには、RRCリコンフィグレーション(RRC REC)メッセージを用いてよい。RRCリコンフィグレーションメッセージには、モビリティコントロールインフォメーション(MCI)が含まれてよい。MCIには、ターゲット基地局200を識別する情報要素が含まれてよい。
 UE300は、マスター基地局100-1からHOコマンドを受信すると、ターゲット基地局であるセカンダリ基地局200宛にHO完了(RRC CMP)メッセージを送信する(処理P105)。
 セカンダリ基地局200は、移動局300からHO完了メッセージを受信すると、コア網(MME/SGW)400宛にパススイッチ要求を送信(シグナリング)する(処理P106)。
 MME/SGW400は、セカンダリ基地局200からパススイッチのシグナリングを受信すると、それまでマスター基地局100-1と接続していたMBの接続をセカンダリ基地局200に切り替える。MME/SGW400は、パススイッチの完了に応じてパススイッチの確認応答メッセージ(Path SW ACK)をセカンダリ基地局200宛に送信する(処理P107)。
 これにより、以降、UE300宛のデータは、セカンダリ基地局200経由のMB及びSBにてUE300へ送信される(処理P108)。
 このように、UE300のハンドオーバ先をセカンダリ基地局200に設定して、UE300をマスター基地局100-1からセカンダリ基地局200に単純にHOさせると、コア網400との間でパススイッチに関わる信号の送受信が発生する。
 そのため、マクロセル101にスモールセル201が配置される環境であっても、HOの実施はマクロセル101間に限ることで、コア網400へのシグナリングをできるだけ削減する、という思想にそぐわない(逆行する)。
 そこで、本実施形態では、図10に例示するように、マスター基地局100が、セカンダリ基地局200に、RRCレイヤの使用を一時的あるいは通常のように許可する(処理P11)。許可を受けたセカンダリ基地局200は、UE300との間の制御プレーンの信号を処理するRRCレイヤを制御する(処理P12)。
 したがって、セカンダリ基地局200は、ハンドオーバ元のマスター基地局100に代わり、UE300宛にHOコマンドを(ダイレクトに)送信できる。UE300は、セカンダリ基地局200が送信したHOコマンドを受信することができる。
 これにより、HO元のマスター基地局100は、セカンダリ基地局200に制御プレーンの処理を引き継ぐことができる。そのため、セカンダリ基地局200は、UE300との間の、ユーザプレーンのSBを維持したまま、UE300との制御プレーン(RRC)の再接続を試行できる。また、セカンダリ基地局200は、コア網400との間でパススイッチのためのシグナリングを送受信しなくてよい。
 例えば図11の(1)に示すように、UE300がマスター基地局100-1及びセカンダリ基地局100-2の双方に2元接続して制御プレーン及びユーザプレーンの通信を行なっているとする。
 このような2元接続による通信状態において、図10に例示するように、UE300が、マクロセル101-1及び101-2の境界付近へ高速移動したとする。すると、図11の(2)に例示するように、UE300とマスター基地局100-1との間の無線リンク品質が急激に劣化する。
 マスター基地局100-1は、UE300との間の無線リンク品質の劣化を検出すると、図11の(3)に例示するように、セカンダリ基地局200にRRCレイヤの使用を許可して、制御プレーン及びユーザプレーンをセカンダリ基地局200に引き継ぐ。そして、図11の(4)に例示するように、RRCレイヤの使用が許可されたセカンダリ基地局200は、UE300との間の制御プレーンの接続を制御する。
 このように、セカンダリ基地局200とのユーザプレーンが切断されないため、UE300は、マスター基地局100との無線リンクが切断されても、セカンダリ基地局200を介してデータ通信の継続が可能である。
 したがって、図6や図8に例示したように無線リンク(制御プレーン及びユーザプレーン)を一から接続し直すよりも、データ通信の遅延を低減できる。また、ユーザプレーンのデータの廃棄も防ぐことができる。
 更に、セカンダリ基地局200は、コア網400へパススイッチのためのシグナリングを送信しなくてよいので、コア網400へのシグナリングによるオーバヘッドの増加を回避できる。
 また、セカンダリ基地局200(スモールセル201)の有効利用を図ることができるので、通信の負荷分散を図ることができ、無線通信システム10の効率的な運用を実現できる。
 総じて、無線通信システム10の通信の性能や特性を向上できる。
 なお、上述した例では、「RRCレイヤの使用を許可する」との表現を用いたが、「RRCレイヤを起動(アクティベイト)する」、あるいは「RRCレイヤを有効化(イネーブル)する」等の表現を用いてもよい。
 セカンダリ基地局200は、許可や起動あるいは有効化を示す制御情報をマスター基地局100から受信すれば、RRCレイヤの処理を開始してUE300との制御プレーンの接続制御を開始してよい。
 次に、図10及び図11を用いて上述した処理を実現するシーケンスの一例を図12に示す。図12に例示するように、コア網(MME/SGW)400からUE300宛のデータが、2元接続により、マスター基地局100-1経由のMB、及び、セカンダリ基地局100-2経由のSBの双方を介して送信されているとする(処理P21)。
 かかる状態において、マスター基地局100-1が、UE300との間の無線リンク品質の劣化を検出し(処理P22)、HOの実行を決定すると、セカンダリ基地局200へHOリクエスト(HO REQ)を送信する(処理P23)。なお、無線リンク品質の劣化は、所定の品質閾値との比較で検出されてよい。無線リンク品質の劣化は、無線リンクの不具合(radio problem)と称してもよい。
 マスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200宛のHOリクエストに、RRCレイヤによる制御プレーンの接続制御を開始してよいことを示す制御情報を含めてよい。図12では、当該制御情報を、例示的に、「RRC activation」と表記している。以下、「RRC activation」という明示的な情報が送信されると仮定するが、通常のHOリクエストそのものが当該制御情報に相当すると考えてもよい。その場合、HOリクエストに「RRC activation」は付随しない設定としてもよい。
 なお、「RRC activation」を示す制御情報は、HOリクエストとは個別にマスター基地局100からセカンダリ基地局200へ送信しても構わない。ただし、「RRC activation」を示す制御情報をHOリクエストに含めることで、HOの処理遅延を低減できる。
 セカンダリ基地局200は、「RRC activation」を含むHOリクエストを受信すると、自局200がUE300のHO先基地局(ターゲット基地局)に設定されたことを認識する。また、「RRC activation」を受信することにより、セカンダリ基地局200は、RRCレイヤの使用が許可されたことを認識する。
 これにより、セカンダリ基地局200は、ターゲット基地局としてUE300との通信に必要な設定等のハンドオーバの準備を実施し、また、RRCレイヤを用いた制御プレーンの接続制御が可能な状態となる。したがって、セカンダリ基地局200は、UE300宛にRRCレイヤのメッセージ(例えば、HOコマンド)を送信することが可能な状態となる。
 HOの準備が完了すると、セカンダリ基地局200は、HOレスポンス(HO RES)を、HO元基地局であるマスター基地局100-1へ送信する(処理P24)。当該HOレスポンスは、「RRC activation」の受信に対する確認応答メッセージでもあると捉えてよい。あるいは、確認応答メッセージに相当する情報要素をHOレスポンスに明示的に含めてもよい。
 HOレスポンスの送信後、セカンダリ基地局200は、RRCレイヤの処理によって、UE300宛にHOコマンドを送信する(処理P25)。当該HOコマンドには、RRCリコンフィグレーション(RRC REC)メッセージを用いてよい。RRCリコンフィグレーションメッセージには、モビリティコントロールインフォメーション(MCI)が含まれてよい。MCIには、ターゲット基地局であるセカンダリ基地局200を識別する情報要素が含まれてよい。
 UE300は、セカンダリ基地局200が送信したHOコマンドの受信に成功すると、セカンダリ基地局200宛にRRCレイヤの接続完了(RRC CMP)メッセージを送信する(処理P26)。なお、UE300でのHOコマンドの受信成功率を向上するために、セカンダリ基地局200は、HOコマンドの送信頻度を増やしたり、HOコマンドの送信電力を増加したりしてもよい。
 セカンダリ基地局200は、UE300からRRCレイヤの接続完了メッセージを受信すると、UE300との間の制御プレーンの接続(RRC接続)が成功する。したがって、セカンダリ基地局200は、処理P21でSBを通じてUE300宛に送信していたデータを、当該SBを維持したまま(切断することなく)、継続してUE300宛に送信することができる(処理P27)。
 セカンダリ基地局200は、UE300との間の制御プレーンの接続が成功すると、HO元基地局であるマスター基地局100-1へリソース解放(RES REL)メッセージを送信してよい(処理P28)。マスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200からリソース解放メッセージを受信すると、UE300との通信に用いていた無線リソースの割り当て等を解放してよい。
 なお、セカンダリ基地局200は、自局200の形成するスモールセル201からUE300が離脱したことを検出すると、使用許可を受けたRRCレイヤの使用を終了してよい。UE300のスモールセル201からの離脱は、例えば、当該UE300からの信号の受信電力が所定の電力閾値を下回ったことを検出することで検出してよい。
 UE300のスモールセル201からの離脱検出に応じて、セカンダリ基地局200は、例えば、RRCレイヤの使用許可を送信したマスター基地局100にUE300の離脱の旨を通知してよい。当該通知を受信したマスター基地局100は、セカンダリ基地局200に制御情報を送信して、RRCレイヤの使用を停止、禁止、ディゼーブル、あるいはスリープの状態に制御してよい。
 あるいは、セカンダリ基地局200は、UE300の離脱を検出すると、自律的に、RRCレイヤの使用を停止、禁止、ディゼーブル、あるいはスリープの状態に制御してよい。セカンダリ基地局200は、自律的にRRCレイヤの状態を制御した旨を、使用許可の送信元であるマスター基地局100へ送信してよい。
 図12に例示したHOリクエストの送信(処理P23)は、例示的に、マスター基地局100-1においてUE300との間の無線リンク品質の低下が検出されてから、RLFが生じたと判定(検出)されるまでの期間において実施されてよい。「無線リンク品質の低下」は、「無線リンクの不具合(radio problem)」と称してもよい。
 当該期間は、3GGP(TS36.300 Section 10.1.6)において図13に例示するように「第1フェーズ」として規定される。第1フェーズには、無線リンクの不具合が検出されてから時間TをカウントするTタイマが規定されている。Tタイマが満了してもRRCレイヤの接続がリカバリされなければ、RLFが検出される。
 Tタイマの満了前に、マスター基地局100からセカンダリ基地局200へRRCレイヤの使用許可を示す情報を含むHOリクエストが送信されることで、UE300は、RLF検出前に確実にセカンダリ基地局200にHOすることができる。
 なお、図13において、RLFが検出されると、第1フェーズから第2フェーズへの遷移が生じる。第2フェーズには、RLFが検出されてから時間TをカウントするTタイマが規定されている。Tタイマが満了してもRRCレイヤの接続がリカバリされなければ、RRCレイヤはアイドル状態となる。
 (第1実施形態の第1変形例)
 UE300は、当該UE300のコンテキスト情報(以下「UEコンテキスト」とも称する。)を記憶、管理している無線基地局であれば、当該無線基地局と無線リンクを確立できるので、当該無線基地局にHOすることができる。なお、UEコンテキストには、例示的に、UE300の識別情報(ID)や無線基地局とのセキュリティ認証に用いられる情報等が含まれてよい。
 UEコンテキストは、UE300が無線基地局と無線リンクを確立して通信を開始するのに最低限必要な情報と捉えてもよい。例えば、UE300の通信能力(UE capability、メモリサイズ等)を示す情報がUEコンテキストに相当してよい。
 したがって、例えばUE300のHOの決定に応じて、マスター基地局100がセカンダリ基地局200へ当該UE300のUEコンテキストを送信すれば、UE300は、セカンダリ基地局200に対してRRCレイヤ(制御プレーン)の再接続を試行できる。
 図14に、UE300からセカンダリ基地局200に対してRRCレイヤの再接続を実施するシーケンスの一例を示す。図14に例示するように、コア網(MME/SGW)400からUE300宛のデータが、2元接続により、マスター基地局100-1経由のMB、及び、セカンダリ基地局100-2経由のSBの双方を介して送信されているとする(処理P31)。
 かかる状態において、マスター基地局100-1が、UE300との間の無線リンクの不具合を検出し(処理P32)、HOの実行を決定すると、セカンダリ基地局200へHOリクエスト(HO REQ)を送信する(処理P33)。
 マスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200宛のHOリクエストに、HO対象のUE300のUEコンテキストを含めてよい。当該HOリクエストには、UEコンテキストと共に、既述の「RRC activation」を示す制御情報を含めてよい。
 なお、UEコンテキストは、HOリクエストとは個別にマスター基地局100からセカンダリ基地局200へ送信しても構わない。ただし、UEコンテキストをHOリクエストに含めることで、HOの処理遅延を低減できる。UEコンテキストを含むHOリクエストの送信は、図12の例と同様に、図13に例示したTタイマの満了前に実施されてよい。
 セカンダリ基地局200は、UEコンテキストを含むHOリクエストを受信すると、自局200がUE300のHO先基地局(ターゲット基地局)に設定されたことを認識する。また、UEコンテキストの受信をもって、セカンダリ基地局200は、UE300向けのRRCレイヤの使用が許可されたと認識してよい。
 別言すると、UEコンテキストは、既述の「RRC activation」を示す制御情報と兼用されてよい。ただし、UEコンテキストとは個別に既述の「RRC activation」を示す制御情報が明示的にHOリクエストに設定されてもよい。
 HOリクエストの受信に応じて、セカンダリ基地局200は、ターゲット基地局としてUE300との通信に必要な設定等のHOの準備を実施し、また、UE300向けのRRCレイヤを用いた制御プレーンの接続制御が可能な状態になる。したがって、セカンダリ基地局200は、UE300から例えばRRCレイヤの接続要求を受信可能な状態となる。
 HOの準備が完了すると、セカンダリ基地局200は、HOレスポンス(HO RES)を、HO元基地局であるマスター基地局100-1へ送信する(処理P34)。当該HOレスポンスは、UEコンテキスト及び「RRC activation」の受信に対する確認応答メッセージでもあると捉えてよい。あるいは、確認応答メッセージに相当する情報要素をHOレスポンスに明示的に含めてもよい。
 マスター基地局100-1は、HOレスポンスをセカンダリ基地局200から受信すると、UE300宛にHOコマンドを送信してよい(処理P35)。当該HOコマンドには、RRCリコンフィグレーション(RRC REC)メッセージを用いてよい。RRCリコンフィグレーションメッセージには、MCIが含まれてよい。MCIには、ターゲット基地局であるセカンダリ基地局200を識別する情報要素が含まれてよい。
 ここで、UE300は、マスター基地局100-1が送信したHOコマンドの受信に失敗したとする。UE300は、例示的に、所定の時間が経過してもHOコマンドの受信に成功しなければ、セカンダリ基地局200に対して自律的にRRCレイヤの接続を試行してよい。例えば、UE300は、セカンダリ基地局200宛にRRCレイヤ接続要求(RRC CON REQ)メッセージを送信してよい(処理P36)。
 セカンダリ基地局200は、UEコンテキストを既に受信しているので、当該UE300が送信したRRCレイヤ接続要求メッセージを正常に受信できる状態にある。セカンダリ基地局200は、RRCレイヤ接続要求メッセージを受信すると、例えば、その確認応答(RRC CON REQ ACK)メッセージをUE300宛に送信する。UE300は、当該確認応答メッセージを受信すると、例えば、RRCレイヤの接続要求完了(RRC CON REQ CMP)メッセージをセカンダリ基地局200宛に送信する(処理P37)。
 セカンダリ基地局200は、UE300からRRCレイヤの接続要求完了メッセージを受信すると、UE300との間の制御プレーンの接続(RRC接続)が成功する。したがって、セカンダリ基地局200は、処理P31でSBを通じてUE300宛に送信していたデータを、当該SBを維持したまま(切断することなく)、継続してUE300宛に送信することができる(処理P38)。
 セカンダリ基地局200は、UE300との間の制御プレーンの接続が成功すると、HO元基地局であるマスター基地局100-1へリソース解放(RES REL)メッセージを送信してよい(処理P39)。マスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200からリソース解放メッセージを受信すると、UE300との通信に用いていた無線リソースの割り当て等を解放してよい。
 以上のように、第1変形例によれば、マスター基地局100-1がHO対象のUE300のUEコンテキストをセカンダリ基地局200に転送してUE300向けRRCレイヤの接続制御をセカンダリ基地局200に許可する。
 したがって、仮にUE300がマスター基地局100-1からのHOコマンドの受信に失敗しても、UE300が自律的(あるいは主導的に)セカンダリ基地局200に対してRRCレイヤの接続を試行することで、RRCレイヤの再接続が可能になる。
 なお、セカンダリ基地局200でのRRCレイヤの接続要求メッセージの受信成功率を向上するために、UE300は、当該接続要求メッセージの送信頻度や送信電力を増加してもよい。
 また、UE300のスモールセル201からの離脱検出に応じて、セカンダリ基地局200は、例えば、RRCレイヤのUEコンテキストの転送元であるマスター基地局100にUE300の離脱の旨を通知してよい。当該通知を受信したマスター基地局100は、セカンダリ基地局200に制御情報を送信して、RRCレイヤの使用を停止、禁止、ディゼーブル、あるいはスリープの状態に制御してよい。
 あるいは、セカンダリ基地局200は、UE300の離脱を検出すると、自律的に、RRCレイヤの使用を停止、禁止、ディゼーブル、あるいはスリープの状態に制御してよい。セカンダリ基地局200は、自律的にRRCレイヤの状態を制御した旨を、使用許可の送信元であるマスター基地局100へ送信してよい。
 セカンダリ基地局200は、UE300の離脱検出に応じて、マスター基地局100から受信したUEコンテキストを破棄してよい。UEコンテキストの破棄は、マスター基地局100からの制御に従って実施されてもよいし、セカンダリ基地局200が自律的に実施してもよい。
 (第1実施形態の第2変形例)
 図12により上述したシーケンス例と、図14により上述したシーケンス例と、は組み合わせて実施してよい。別言すると、セカンダリ基地局200が主導的にUE300とのRRCレイヤの接続を試行することと、UE300が主導的にセカンダリ基地局200とのRRCレイヤの接続を試行すること、とは、組み合わせて実施してよい。すなわち、第1実施形態と、第1実施形態の第1変形例と、は組み合わせて適用できる、ということである。
 例えば、図13に例示したTタイマの期間において、セカンダリ基地局200が主導的にRRCレイヤの接続を試行し、図13に例示したTタイマの期間において、UE300が主導的にRRCレイヤの接続を試行することとしてよい。
 図15に、当該組み合わせのシーケンス例を示す。図15に例示するように、コア網(MME/SGW)400からUE300宛のデータが、2元接続により、マスター基地局100-1経由のMB、及び、セカンダリ基地局100-2経由のSBの双方を介して送信されているとする(処理P41)。
 かかる状態において、マスター基地局100-1が、UE300との間の無線リンクの不具合を検出し(処理P42)、ハンドオーバの実行を決定すると、セカンダリ基地局200へHOリクエストを送信する(処理P43)。
 セカンダリ基地局200は、マスター基地局100-1からHOリクエストを受信すると、HOレスポンスをマスター基地局100-1へ送信する(処理P44)。マスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200からHOレスポンスを受信すると、UE300宛にHOコマンドを送信する(処理P45)。
 ここで、UE300が当該HOコマンドの受信に失敗したとする。マスター基地局100-1は、UE300からRRCレイヤの接続完了メッセージを所定期間に受信できないと、Tタイマの期間において、セカンダリ基地局200に、再度、HOリクエストを送信する(処理P46)。マスター基地局100-1は、当該HOリクエストに、UEコンテキストを含めてよい。
 セカンダリ基地局200は、UEコンテキストを含むHOリクエストを受信すると、UE300向けRRCレイヤの使用が許可されたことを認識する。これにより、セカンダリ基地局200は、UE300向けRRCレイヤを用いた制御プレーンの接続制御が可能な状態となり、UE300宛にHOコマンドを送信可能な状態となる。
 セカンダリ基地局200は、受信したHOリクエストに対する確認応答としてHOレスポンスをマスター基地局100-1へ送信し(処理P47)、UE300向けRRCレイヤの処理によって、UE300宛にHOコマンドを送信する(処理P48)。
 ここで、当該HOコマンドの受信にUE300が失敗したため、セカンダリ基地局200においてTタイマが満了してRLFが検出されたとする。すると、セカンダリ基地局200は、Tタイマによるカウントを開始する。RLFの検出に応じて、セカンダリ基地局200は、マスター基地局100-1へリソース解放メッセージを送信してよい(処理P49)。
 マスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200からリソース解放メッセージを受信すると、UE300との通信に用いていた無線リソースの割り当て等を解放してよい。
 一方、UE300は、RLFの検出後のTタイマの期間において、セカンダリ基地局200に対してRRCレイヤの再接続を試行してよい。例えば、UE300は、セカンダリ基地局200宛にRRCレイヤ接続要求メッセージを送信してよい(処理P50)。
 セカンダリ基地局200は、UEコンテキストを既に受信しているので、当該UE300が送信したRRCレイヤ接続要求メッセージを正常に受信できる状態にある。セカンダリ基地局200は、RRCレイヤ接続要求メッセージを受信すると、例えば、その確認応答(RRC CON REQ ACK)メッセージをUE300宛に送信する。UE300は、当該確認応答メッセージを受信すると、例えば、RRCレイヤの接続要求完了(RRC CON REQ CMP)メッセージをセカンダリ基地局200宛に送信する(処理P51)。
 セカンダリ基地局200は、UE300からRRCレイヤの接続要求完了メッセージを受信すると、UE300との間の制御プレーンの接続(RRC接続)が成功する。したがって、セカンダリ基地局200は、処理P41でSBを通じてUE300宛に送信していたデータを、当該SBを維持したまま(切断することなく)、継続してUE300宛に送信することができる(処理P52)。
 以上のように、第2変形例によれば、Tタイマの期間にUE300がHOコマンドの受信に失敗したためにRLFが発生してRRC接続が解除されてしまっても、UE300が主導的にセカンダリ基地局200との間でRRCレイヤの再接続を試行できる。
 したがって、既述の実施形態及び第1変形例と同様の作用効果が得られるほか、UE300とセカンダリ基地局200との間のRRCレイヤの接続成功率を向上できる。
 なお、上述した処理P48で送信されるHOコマンドのUE300での受信成功率を向上するために、セカンダリ基地局200は、当該HOコマンドの送信頻度や送信電力を増加してよい。
 また、上述した処理P50で送信されるRRCレイヤの接続要求メッセージのセカンダリ基地局200での受信成功率を向上するために、UE300は、当該接続要求メッセージの送信頻度や送信電力を増加してよい。
 UE300がスモールセル201から離脱した場合の処理は、既述の処理と同様でよい。
 また、図15の例とは逆に、Tタイマの期間において、UE300が主導的にRRCレイヤの接続を試行し、Tタイマの期間において、セカンダリ基地局200が主導的にRRCレイヤの接続を試行するようにしてもよい。
(第1実施形態の第3変形例)
 第1実施形態の第1変形例では、UEコンテキストが、HOの決定に応じて、セカンダリ基地局200に送信されるものと仮定した。しかし、そもそも多元接続を実施しているということは、セカンダリ基地局200が既にUEコンテキストを保持している、と考えることもできる。
 例えば、多元接続の設定時に、マスター基地局100は、セカンダリ基地局200に対してUEコンテキストを送信してよい。このような場合は、第1実施形態の第1変形例のようにHOリクエストにUEコンテキストを含めなくてもよい。
 本第3変形例も、既述の第1実施形態、及び、第1実施形態の第1変形例及び第2変形例のいずれかと組み合わせて作動させることが可能である。
 (第2実施形態)
 上述した第1実施形態及び各変形例では、UE300のHOに伴ってマスター基地局100からRRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200が、HOコマンドをUE300宛にダイレクトに送信する例について説明した。別言すると、RRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200が、UE300との間のRRC接続をダイレクトに制御する例について説明した。
 これに対し、第2実施形態では、UE300のHOに伴ってRRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200が、主導的に、マスター基地局100にUE300宛のHOコマンドを送信させる例について説明する。
 別言すると、RRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200が、マスター基地局100を介して間接的にUE300とのRRC接続を制御する例について説明する。このようにセカンダリ基地局200が主体となってUE300のHOを制御する例は、「SeNB initiated handover」と称してよい。
 なお、本第2実施形態は、「概要」で説明した内容を具象化した例の1つとして捉えてもよく、したがって、「概要」で説明した内容と組み合わせて実施できることは無論のことである。また、本第2実施形態は、既述の第1~第3変形例を含む第1実施形態と組み合わせて実施することも可能である。
 例えば、RRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200は、第1実施形態の動作を実施するのか、あるいは、第2実施形態の動作を実施するのか、を判断及び決定し、決定した動作を実施してよい。
 第2実施形態では、例えば図16に示すように、マクロセル101-1及びスモールセル201に2元接続(DC)しているUE300が、マクロセル101-1から別のマクロセル101-2へ移動(HO)することを想定する。
 この場合、UE300との間の2元接続のうち、スモールセル201とのユーザプレーンの接続は維持したまま、制御プレーンの接続(RRC接続)をマクロセル101-1からマクロセル101-2へ変更する。このような2元接続のHOを「DC-HO」と称してよい。
 DC-HOに際して、ソース基地局であるマスター基地局100-1は、セカンダリ基地局200に対して、DC-HOのトリガを与えると共にRRCレイヤの使用を許可する。RRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200は、RRCレイヤのメッセージをターゲット基地局100-2との間で送受信できるようになる。したがって、セカンダリ基地局200は、ターゲット基地局100-2によるUE300との間のRRC接続を制御できるようになる。
 図17に、第2実施形態に係るDC-HOシーケンスの一例を示す。図17に例示するように、DC-HO実行前では、UE300は、マスター基地局100-1からMBにて制御プレーンの信号を受信し、セカンダリ基地局200からSBにてユーザプレーンの信号を受信している(処理P51a)。
 その後、UE300がマスター基地局100-1から離れてゆき、別のマクロセル101-2へ移動すると、マスター基地局100-1は、DC-HOの実行を決定する。すると、マスター基地局100-1は、DC-HOのターゲットであるマクロセル101-2のマスター基地局100-2と、セカンダリ基地局200と、に対してそれぞれHOリクエストを送信する(処理P52a及びP53)。
 当該HOリクエストには、例示的に、DC-HOのトリガとなる情報(DC=true)と、セカンダリ基地局200にRRCレイヤの使用を許可する情報(S=init)と、が含められてよい。
 なお、「DC=true」との表記は、DC-HOのトリガとなる情報の概念的あるいは便宜的な記載であって、当該情報は、実際には、様々な形態をとってよい。その一例として、当該情報は、セカンダリベアラの識別子であったり、対応するコア網の識別子であったり、レイヤ2(L2)エンティティに関する情報であったり、論理チャネル識別子(ロジカルチャネル識別子)等であってもよい。L2エンティティの一例としては、PDCPエンティティ、RLCエンティティ、及び、MACエンティティ等が挙げられる。
 DC-HOのターゲット基地局であるマスター基地局100-2は、ソース基地局100-1からHOリクエスト(DC=true, S=init)を受信すると、自局100-2がターゲット基地局となることを認識する。また、ターゲット基地局100-2は、RRCレイヤの使用が許可されたセカンダリ基地局200から2元接続の維持又は解除(DC=true or release)を示すメッセージの受信可能性を認識する。
 一方、セカンダリ基地局200は、ソース基地局100-1からHOリクエスト(DC=true, S=init)を受信すると、DC-HOがトリガされ、RRCレイヤを使用できる状態となる。すると、セカンダリ基地局200は、2元接続の維持(DC=ture)を示すRRCレイヤのメッセージ(SeNB MOD)をターゲット基地局100-2に送信する(処理P54)。
 当該メッセージを受信したターゲット基地局100-2は、HOレスポンスをソース基地局100-1へ送信する(処理P55)。また、ターゲット基地局100-2は、セカンダリ基地局200へ2元接続の維持を受け付けたことを示すRRCレイヤのメッセージ(SeNB CMP)をセカンダリ基地局200へ送信する(処理P56)。なお、処理P55と処理P56との処理順序は不問である。
 一方、ターゲット基地局100-2からHOレスポンスを受信したソース基地局100-1は、UE300宛にHOコマンドを送信する(処理P57)。当該HOコマンドを受信したUE300は、RRC接続完了を示すRRCレイヤのメッセージ(RRC CMP)をターゲット基地局100-2へ送信する(処理P58)。
 ターゲット基地局100-2がUE300から当該メッセージを受信することにより、ターゲット基地局100-2とUE300との間にRRC接続が確立する。別言すると、UE300との間のMBの接続元がソース基地局100-1からターゲット基地局100-2に変更される。
 以降、UE300は、制御プレーンの信号をターゲット基地局100-2から受信し、ユーザプレーンの信号をセカンダリ基地局200から受信する(処理P59)。なお、RRC接続完了を示すメッセージを受信したターゲット基地局100-2は、ソース基地局200-1に対してリソース解放(RES REL)メッセージを送信してよい(処理P60)。
 ソース基地局100-1は、ターゲット基地局100-2からリソース解放メッセージを受信すると、UE300との通信に用いていた無線リソースの割り当て等を解放してよい。リソース解放メッセージは、処理P58と処理P59との間に送信されてもよい。
 以上のようにして、DC-HOに際して、UE300との間の2元接続のうちの制御プレーンの接続(RRC接続)が、ソース基地局100-1からRRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200が主体となって制御される。
 したがって、例えばソース基地局100-1がターゲット基地局100-2にHOリクエストを送信し、ターゲット基地局100-2がセカンダリ基地局200との間でRRC接続の変更をネゴシエーションする場合(図19参照)よりも、処理遅延を低減できる。
 例えば、図17と図19(点線枠)とを比較してみると分かるように、図17の例の方が、HOリクエストの送信からUE300にHOコマンドが送信されるまでの間の基地局間通信(別言すると、X2インタフェースを介した通信)を1回分削減できる。
 したがって、X2インタフェースを介した通信の遅延時間が仮に10ms程度であるとすると、図19の例よりも図17の例の方が少なくとも10ms程度、DC-HOを高速化できる。
 なお、図16において、UE300がマクロセル101-1からスモールセル201に移動した後、スモールセル201からマクロセル101-2へ離脱すると、2元接続は解除され、マクロセル101-2との間の1元接続となる。この場合のDC-HOシーケンスの一例を図18に示す。
 図18に例示するように、DC-HO実行前では、UE300は、マスター基地局100-1からMBにて制御プレーンの信号を受信し、セカンダリ基地局200からSBにてユーザプレーンの信号を受信している(処理P61)。
 その後、UE300がマスター基地局100-1から離れてゆき、別のマクロセル101-2へ移動すると、マスター基地局100-1は、DC-HOの実行を決定する。すると、マスター基地局100-1は、DC-HOのターゲットであるマクロセル101-2のマスター基地局100-2と、セカンダリ基地局200と、に対してそれぞれHOリクエストを送信する(処理P62及びP63)。
 ターゲット基地局100-2へのHOリクエストには、例示的に、DC-HOのトリガとなる情報(DC=true)が含められてよい。セカンダリ基地局200へのHOリクエストには、DC-HOのトリガとなる情報(DC=true)と、セカンダリ基地局200にRRCレイヤの使用を許可する情報(S=init)と、が含められてよい。
 なお、第1実施形態でも記載したように、HOリクエストそのものがRRCレイヤの使用を許可する情報に相当すると考えて、HOリクエストに「S=init」は付随させない、という設定にしてもよい。更に、「DC=true」は、前述したように、あくまでも概念的あるいは便宜的な記載である。
 DC-HOのターゲット基地局100-2は、ソース基地局100-1からHOリクエスト(DC=true)を受信すると、自局100-2がターゲット基地局となることを認識する。また、ターゲット基地局100-2は、RRCレイヤの使用が許可されたセカンダリ基地局200から2元接続の維持又は解除(DC=true or release)が依頼される可能性を認識する。
 一方、セカンダリ基地局200は、ソース基地局100-1からHOリクエスト(DC=true, S=init)を受信すると、DC-HOがトリガされ、RRCレイヤを使用できる状態となる。セカンダリ基地局200は、スモールセル201からのUE300の離脱を検出すると、2元接続の解除(DC=Release)を示すRRCレイヤのメッセージ(SeNB MOD)をターゲット基地局100-2に送信する(処理P64)。
 当該メッセージを受信したターゲット基地局100-2は、HOレスポンスをソース基地局100-1へ送信する(処理P65)。また、ターゲット基地局100-2は、セカンダリ基地局200へ2元接続の解除を受け付けたことを示すRRCレイヤのメッセージ(SeNB CMP)をセカンダリ基地局200へ送信する(処理P66)。なお、処理P65と処理P66との処理順序は不問である。
 一方、ターゲット基地局100-2からHOレスポンスを受信したソース基地局100-1は、UE300宛にHOコマンドを送信する(処理P67)。当該HOコマンドを受信したUE300は、RRC接続完了を示すRRCレイヤのメッセージ(RRC CMP)をターゲット基地局100-2へ送信する(処理P68)。
 ターゲット基地局100-2がUE300から当該メッセージを受信することにより、ターゲット基地局100-2とUE300との間にRRC接続が確立する。
 一方、セカンダリ基地局200は、処理P66でターゲット基地局100-2が送信したメッセージ(SeNB CMP)を受信すると、2元接続解除前に、受信済みのユーザプレーンの信号をSBにてターゲット基地局100-2へ転送する(処理P69)。
 ユーザプレーンの信号の転送が完了すると、セカンダリ基地局200は、ターゲット基地局100-2へリソース解放メッセージを送信してよい(処理P70)。ターゲット基地局100-2は、セカンダリ基地局200からリソース解放メッセージを受信すると、UE300との間のSBに用いていた無線リソースの割り当て等を解放してよい。
 以降、UE300は、ターゲット基地局100-2との間でMBの1元接続によりターゲット基地局100-2から信号を受信する(処理P71)。なお、ターゲット基地局100-2は、セカンダリ基地局200に対してSBのリソース解放要求(REL REQ)メッセージを通知してよい(処理P72)。セカンダリ基地局200は、SBのリソース解放要求メッセージをターゲット基地局100-2から受信すると、SBの無線リソースの割り当て等を解放してよい。
 また、ターゲット基地局100-2は、ソース基地局100-1に対してリソース解放(RES REL)メッセージを送信してよい(処理P73)。ソース基地局100-1は、ターゲット基地局100-2からリソース解放メッセージを受信すると、UE300との間の通信に用いていた無線リソースの割り当て等を解放してよい。
 以上のようにして、DC-HOに際して、UE300との間の2元接続の解除が、ソース基地局100-1からRRCレイヤの使用許可を受けたセカンダリ基地局200が主体となって制御される。
 したがって、図17と図19との比較で説明した例と同様に、基地局間通信(別言すると、X2インタフェースを介した通信)の回数を削減できるので、処理遅延を低減して2元接続解除処理の高速化を図ることができる。
 (無線通信システムの構成)
 図20は、上述した各実施形態及び変形例に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。図20に示すように、マクロ基地局100は、例示的に、上位レイヤ通信装置4に接続されており、上位レイヤ通信装置4を介してコア網(MME/SGW)400及び他のマクロ基地局100と通信可能である。なお、図20には、図示を省略しているが、スモール基地局200も、マクロ基地局100と同様に、上位レイヤ通信装置に接続されてよく、当該上位レイヤ通信装置を介してコア網400と通信可能であってよい。
 マクロ基地局100及びスモール基地局200は、例えばX2インタフェースを利用して相互通信可能に接続されている。マクロ基地局100及びスモール基地局200は、それぞれ、移動局300と無線リンクにより通信可能に接続される。
 (マクロ基地局)
 マクロ基地局100は、例示的に、通信部11及び制御部14を備える。通信部11は、スモール基地局200、移動局300及び上位レイヤ通信装置4とそれぞれ通信可能である。通信部11は、既述の実施形態で説明した制御プレーン及びユーザプレーンの通信を行なうことが可能である。別言すると、通信部11は、UE300との間で、スモール基地局200を介した接続とスモール基地局200を介さない接続とを含む多元接続により無線通信を行なうことが可能である。当該通信には、既述のHOに関わるコマンドやメッセージ等の信号の送受信が含まれてよい。
 通信部11は、例示的に、受信部12及び送信部13を備える。受信部12は、上位レイヤ通信装置4から制御データ及びユーザデータの一方又は双方を受信する。制御データは、制御プレーンの信号に相当し、ユーザデータは、ユーザプレーンの信号に相当する、と捉えてよい。
 受信部12は、受信した制御データ及びユーザデータの一方又は双方を送信部13へ出力することが可能である。なお、制御データはマクロ基地局100が自ら生成したデータであってもよい。制御データには、既述のHOに関わるコマンドやメッセージ等のデータが含まれてよい。
 送信部13は、制御部14の制御に応じて、上位レイヤ通信装置4、スモール基地局200及び移動局300のいずれかへ制御データやユーザデータを送信可能である。例えば、送信部13は、移動局300宛ての制御データを移動局300へ送信することが可能である。また、送信部13は、移動局300宛てのユーザデータをMBにて移動局300へ送信すると共に、他のユーザデータをSBにてスモール基地局200へ送信することが可能である。
 制御部14は、受信部12及び送信部13を含む通信部11の動作を統括的に制御する。また、制御部14は、通信状態に応じてデータ通信を制御することが可能である。制御部14による制御には、既述の無線リンクの不具合検出や、不具合検出に応じたHOに関わる制御、RLFの検出、Tタイマ及びTタイマのカウント等が含まれてよい。制御部14は、スモール基地局200の制御プレーン(RRCレイヤ)を制御して、UE300とスモール基地局200との間の接続を制御する制御部の一例である。
 (スモール基地局)
 一方、スモール基地局200は、例示的に、通信部21及び制御部24を備える。通信部21は、マクロ基地局100及び移動局300とそれぞれ通信することが可能である。通信部21は、既述の実施形態で説明した制御プレーン及びユーザプレーンの通信を行なうことが可能である。別言すると、通信部21は、UE300との間の多元接続の1つを成す接続によりUE300と無線通信することが可能である。当該通信には、既述のHOに関わるコマンドやメッセージ等の信号の送受信が含まれてよい。
 通信部21は、例示的に、受信部22及び送信部23を備える。受信部22は、マクロ基地局100から例えばX2インタフェースを介してユーザデータを受信し、受信したユーザデータを送信部23へ出力することが可能である。
 送信部23は、受信部22から受信した移動局300宛てのユーザデータを移動局300へ送信することが可能である。また、送信部23は、制御部24の制御に応じて、マクロ基地局100へ制御データやユーザデータを送信可能である。
 制御部24は、受信部22及び送信部23を含む通信部21の動作を統括的に制御する。また、制御部24は、通信状態に応じてデータ通信を制御することが可能である。制御部24による制御には、既述のHOに関わる制御、RLFの検出、Tタイマ及びTタイマのカウント等が含まれてよい。制御部24は、多元接続によりUE300と無線通信するマクロ基地局100から、制御プレーンの制御を受けて、UE300との間の接続を制御する制御部の一例である。
 (移動局)
 移動局300は、例示的に、通信部31及び制御部34を備える、通信部31は、マクロ基地局100及びスモール基地局200とそれぞれ無線通信することが可能である。別言すると、通信部31は、複数の無線基地局100及び200と多元接続により無線通信することが可能である。通信部31は、既述の実施形態で説明した制御プレーン及びユーザプレーンの通信を行なうことが可能である。当該通信には、既述のHOに関わるコマンドやメッセージ等の信号の送受信が含まれてよい。
 通信部31は、例示的に、受信部32及び送信部33を備える。受信部32は、マクロ基地局100から制御データ及びユーザデータを受信し、また、スモール基地局200からユーザデータを受信することが可能である。例えば、受信部32は、マクロ基地局100からMBにて送信されるユーザデータを受信し、マクロ基地局100からSBにて送信されるユーザデータをスモール基地局200経由で受信することができる。
 制御部34は、受信部32及び送信部33を含む通信部31の動作を統括的に制御する。また、制御部34は、通信状態に応じてデータ通信を制御することが可能である。制御部34による制御には、既述の無線リンクの不具合検出や、HOに関わる制御、RLFの検出、Tタイマ及びTタイマのカウント等が含まれてよい。制御部34は、マクロ基地局100から制御プレーンの制御を受けたスモール基地局200との間で、制御プレーンを用いた接続を制御する制御部の一例である。
 マクロ基地局100、スモール基地局200及び移動局300の通信部11、21及び31は、それぞれ、複数のリンクレイヤに対応するリンクレイヤプロトコルを用いて通信することが可能である。リンクレイヤプロトコルの一例としては、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤ、RLC(Radio Link Control)レイヤ、MAC(Medium Access Control)レイヤ及びPHY(Physical)レイヤ等に対応するリンクレイヤプロトコルが挙げられる。
 なお、RLCレイヤでは再送(Automatic Repeat Request)制御が規定されており、無線伝送においてエラーが生じたユーザデータに関する再送が実施される。再送が所定回数以内に成功すれば受信成功と判定されるが、再送回数が所定回数を超えるとエラーと判定され、RLFが検出される。RLFが検出される前の無線リンクの不具合検出は、当該再送回数を基に検出してもよい。
 また、既述の例では、移動局300がマクロ基地局100及びスモール基地局200の2つの無線基地局にそれぞれ接続する2元接続を例にしたが、移動局300が3つ以上の無線基地局にそれぞれ接続する多元接続でも、既述の例と同様の処理が可能である。
 (ハードウェア構成例)
 次に、既述の例におけるマクロ基地局100、スモール基地局200及び移動局300のハードウェア構成例を以下に説明する。
 (無線基地局)
 図21は、無線基地局のハードウェア構成例を示すブロック図である。図21に例示する無線基地局は、例示的に、既述のマクロ基地局100及びスモール基地局200に対応し、例えば、アンテナ501、制御部502、RF(Radio Frequency)回路503、メモリ504、CPU505及びネットワークインタフェース506を備える。
 アンテナ501は、例えば、移動局300との間で無線電波を送受信する。
 制御部502は、例えば、図20に例示したマクロ基地局100の制御部14及びスモール基地局200の制御部24の機能を実現する。制御部502は、CPUやMPU等の演算能力を備えたプロセッサを用いて構成されてよい。
 ネットワークインタフェース506は、例示的に、他の無線基地局と通信可能に接続するためのインタフェースである。例えば、マクロ基地局100とスモール基地局200とは、ネットワークインタフェース506を介して有線接続されてよい。
 CPU505、メモリ504及びRF回路503は、例えば、図20に例示したマクロ基地局100の通信部11及びスモール基地局200の通信部21の機能を実現する。例えば、メモリ504には、通信部11又は通信部21の機能を実現するためのプログラムやデータ等が記憶されてよい。CPU505は、メモリ504に記憶されたプログラムやデータを適宜に読み出してRF回路503等と協働することで、通信部11又は通信部21の機能を実現する。
 (移動局)
 図22は、移動局のハードウェア構成例を示すブロック図である。図22に示す移動局は、例示的に、既述の移動局300に対応し、例えば、アンテナ511、制御部512、RF回路513、メモリ514及びCPU515を備える。
 アンテナ511は、例えば、マクロ基地局100及びスモール基地局200の一方又は双方との間で無線電波を送受信する。
 制御部512は、例えば、図20に例示した移動局300の制御部34の機能を実現する。
 CPU515、メモリ514及びRF回路513は、例えば、図20に例示した移動局300の通信部31の機能を実現する。すなわち、例えば、メモリ514には、通信部31の機能を実現するためのプログラムやデータ等が記憶されてよい。CPU515は、メモリ514に記憶されたプログラムやデータを適宜に読み出してRF回路513等と協働することで、通信部31の機能を実現する。
4 上位レイヤ通信装置
10 無線通信システム
11,21,31 通信部
12,22,32 受信部
13,23,33 送信部
14,24,34 制御部
 100-1,100-2 無線基地局(マクロ基地局)
 101-1,101-2 マクロセル
 200 無線基地局(スモール基地局)
 201 スモールセル
 300 移動局(UE)
 400 コア網(MME/SGW)
 501,511 アンテナ
 502,512 制御部
 503,513 RF回路
 504,514 メモリ
 505,515 CPU
 506 ネットワークインタフェース

Claims (13)

  1.  複数の無線基地局と、
     前記複数の無線基地局と多元接続して無線通信する移動局と、を備え、
     前記多元接続を成す第1の無線基地局は、
     前記多元接続を成す第2の無線基地局の制御プレーンを制御して、前記移動局と前記第2の無線基地局との間の接続を制御する、無線通信システム。
  2.  前記第1の無線基地局は、
     前記移動局の前記第2の無線基地局へのハンドオーバの決定に応じて、前記第2の無線基地局に対して前記制御プレーンの使用許可を示す情報を送信し、
     前記第2の無線基地局は、
     前記使用許可を示す情報の受信に応じて、前記制御プレーンにて前記移動局との間の接続を制御する、請求項1に記載の無線通信システム。
  3.  前記使用許可を示す情報は、前記第2の無線基地局に対して前記ハンドオーバを要求するハンドオーバリクエストに含められる、請求項2に記載の無線通信システム。
  4.  前記移動局との間の接続の制御は、前記第2の無線基地局が、前記移動局宛に前記制御プレーンにてハンドオーバコマンドを送信する制御を含む、請求項2又は3に記載の無線通信システム。
  5.  前記使用許可を示す情報は、前記第1の無線基地局が前記移動局との間の無線リンクの品質低下を検出してから前記無線リンクに障害が発生したと判定するまでのフェーズにおいて、前記第2の無線基地局へ送信される、請求項2~4のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  6.  前記第1の無線基地局は、
     前記移動局の前記第2の無線基地局へのハンドオーバの決定に応じて、前記第2の無線基地局に対して前記移動局のコンテキスト情報を送信し、
     前記第2の無線基地局は、
     前記コンテキスト情報の受信に応じて、前記制御プレーンにて前記移動局との間の接続を制御する、請求項1に記載の無線通信システム。
  7.  前記コンテキスト情報は、前記第2の無線基地局に対して前記ハンドオーバを要求するハンドオーバリクエストに含められる、請求項6に記載の無線通信システム。
  8.  前記移動局との間の接続の制御は、前記移動局が、前記第2の無線基地局に前記制御プレーンの接続を要求するメッセージを送信する制御を含む、請求項6又は7に記載の無線通信システム。
  9.  前記コンテキスト情報は、前記第1の無線基地局が前記移動局との間の無線リンクの品質低下を検出してから前記無線リンクに障害が発生したと判定するまでのフェーズにおいて、前記第2の無線基地局へ送信される、請求項6~8のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  10.  移動局との間で、他の無線基地局を介した接続と前記他の無線基地局を介さない接続とを含む多元接続により無線通信を行なう通信部と、
     前記他の無線基地局の制御プレーンを制御して、前記移動局と前記他の無線基地局との間の接続を制御する制御部と、
    を備えた、無線基地局。
  11.  移動局との間の多元接続の1つを成す接続により前記移動局と無線通信する通信部と、
     前記多元接続の他の1つを成す接続により前記移動局と無線通信する他の無線基地局から、制御プレーンの制御を受けて、前記移動局との間の接続を制御する制御部と、
    を備えた、無線基地局。
  12.  複数の無線基地局と多元接続により無線通信する通信部と、
     前記多元接続を成す第1の無線基地局から制御プレーンの制御を受けた、前記多元接続を成す第2の無線基地局との間で、前記制御プレーンを用いた接続を制御する制御部と、
    を備えた、移動局。
  13.  移動局は、複数の無線基地局と多元接続して無線通信し、
     前記多元接続を成す第1の無線基地局は、前記多元接続を成す第2の無線基地局の制御プレーンを制御して、前記移動局と前記第2の無線基地局との間の接続を制御する、無線通信制御方法。
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