(57)【要約】【課題】コアネットワークに接続された複数の無線基地局の間でハードハンドオーバを行う際に上りデータの順序を適切に保障するハンドオーバ方法を提供すること。【解決手段】ハンドオーバ方法は、ハンドオーバ元の基地局が移動局のハンドオーバの要否を判定し、ハンドオーバ元の基地局がハンドオーバ先の基地局へ移動局用の無線リソースの割り当てを要求し、ハンドオーバ元の基地局が、上りデータの送信待機時間を含むハンドオーバメッセージを移動局に通知し、ハンドオーバ先のセルへ移行した移動局が、前記送信待機時間の経過後にハンドオーバ先の基地局に上りデータを送信する。【選択図】図７
2007104344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドオーバ元の基地局が移動局のハンドオーバの要否を判定し、
ハンドオーバ元の基地局がハンドオーバ先の基地局へ移動局用の無線リソースの割り当てを要求し、
ハンドオーバ元の基地局が、上りデータの送信待機時間を含むハンドオーバメッセージを移動局に通知し、
ハンドオーバ先のセルへ移行した移動局が、前記送信待機時間の経過後に、移動局がハンドオーバ先の基地局に上りデータを送信する
ことを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項２】
移動局のハンドオーバの要否を判定する手段と、
ハンドオーバ先の基地局へ移動局用の無線リソースの割り当てを要求する手段と、
ハンドオーバ元の基地局が、上りデータの送信待機時間を含むハンドオーバメッセージを作成する手段と、
ハンドオーバ先のセルへ移行した移動局が前記送信待機時間の経過後にハンドオーバ先の基地局に上りデータを送信するように、前記ハンドオーバメッセージを移動局に通知する手段と、  
を有することを特徴とする基地局。
【請求項３】
前記送信待機時間が、コアネットワークとハンドオーバ元の基地局との間の伝送遅延時間及びコアネットワークとハンドオーバ先の基地局との間の伝送遅延時間の時間差により決定される
ことを特徴とする請求項２記載の基地局。
【請求項４】
ハンドオーバ先の基地局への上りデータ送信を、移行直後には開始せず、ハンドオーバ元の基地局からのデータがコアネットワークのノードにハンドオーバ先の基地局からのデータより先に届くことを保証できるある一定時間中断した後に、上りデータ送信を開始することを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハンドオーバ方法、基地局及び移動局に関連する。
【背景技術】
【０００２】
第3世代移動通信システムの国際標準化団体である3GPPのRel-99、Rel-4、Rel-5、及びRel-6仕様では、図1のような無線アクセスネットワーク（RAN：Radio Access Network）の構成が規定されている。図1のＲＡＮでは以下の手順が行われる。
【０００３】
（１）移動局（UE：User Equipment）は無線インタフェース（Uu）を介して無線基地局（Node B）と無線通信を行う。
【０００４】
（２）Node Bが管轄する物理的なサービスエリアはセルと呼ばれ、1セルは複数のセクタに分割されている構成をとっていてもよい。ここで、Node Bが管轄する最小のエリアの単位はセルと総称する。
【０００５】
（３）Node Bは有線インタフェース（Iub）を介して無線制御局（RNC：Radio Network Controller）と接続され、一般的にRNCには複数のNode Bが接続されている。RNCはさらに有線インタフェース（Iu）を介してコアネットワーク（CN：Core Network）に接続される。
【０００６】
（４）3GPPのRel-99、Rel-4、Rel-5、及びRel-6仕様では、RAN内の装置としてUE、Node B、及びRNCが含まれる。
【０００７】
さらに3GPPのRel-99、Rel-4、Rel-5、及びRel-6仕様では、UEからユーザデータをNode Bに送信する上りリンクにて、Node B跨りのソフトハンドオーバを、図2に示されるようにサポートできる。上りリンクにおいてソフトハンドオーバは無線伝送効率を向上させる一つの手段として知られている。図2の手順では：
（１）UEがUuにて上りデータを送信し、ソフトハンドオーバを行う複数のNode Bがこの信号を受信する。
【０００８】
（２）ソフトハンドオーバを行う各Node Bではこの受信信号を独立に復調・復号し、復号結果が誤っていればそのデータを破棄し、逆に復号結果が正しければその復号データをRNCへ転送する。
【０００９】
（３）RNCでは同じ復号データが複数Node Bから転送された場合にはその一つ以外を廃棄し（選択合成機能）、復号データの順序を正しく補正した後にCNに転送する（順序保証機能）。
【００１０】
一般的に多くのアプリケーションは、データが冗長した状態で届いたり、データの順序が正常ではない状態で届いたりすることを想定していないため、上りリンクにおいてソフトハンドオーバを適用する際に、選択合成機能と順序保証機能はアプリケーションレベルにおける品質を保つためには重要な役割を果たす。
【００１１】
一方で、3GPPではRANの更なる大容量化及び低遅延化を実現するための規格を新たに作成する作業に取り組んでいる。この新規格は3GPPではLTE（Long Term Evolution）と称されている。LTEではRAN内のデータ転送遅延、そして呼、及び無線リソース制御遅延の短縮を目指して、図3のようにRNCを適用しないRAN構成が提案されている。
【非特許文献１】３ＧＰＰ規格，インターネット＜URL: http://www.3gpp.org/＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図3のようなRAN構成を用いる場合、CN-Node B間がダイレクトに接続されるため、データの転送時間が短縮され、又、それまでRNCにて行っていた呼、及び無線リソース制御機能をNode Bにて実施するので、これらの制御遅延も短縮されることが期待される。一方で、RNCが存在しないため、RAN内におけるデータの選択合成ノードが無く、このRAN構成では上りリンクでNode B跨りのソフトハンドオーバは適用しない。
【００１３】
しかし、図3のRAN構成においてもUEがNode B間を移動するような場合はNode B跨りのハードハンドオーバを行う必要がある。この様子を図4に示す。図4では：
（１）図3のRAN構成ではRNCが存在しないため、復号データをCNに転送する前の順序保証機能はNode Bにて実装される。
（２）図3のRAN構成にてハードハンドオーバを行う際には
（ア）ハンドオーバ直前まではハンドオーバ元のNode BにてUEの上り送信を受信し、復号データの順序を保証した状態でCNに転送する。
【００１４】
（イ）ハンドオーバ直後からはハンドオーバ先のNode BにてUEの上り送信を受信し、復号データの順序を保証した状態でCNに転送する。
【００１５】
この場合、それぞれのNode BからCNに転送されるデータの順序はNode Bにおける順序保証機能により保証されるが、ハンドオーバ元のNode B-CN間のIu経路（Iu_source）とハンドオーバ先のNode B-CN間のIu経路（Iu_target）は異なるため、それぞれの伝送遅延は異なり、Iu_source上の遅延時間がIu_target上の遅延時間より大きい場合は、CNノードでは上りデータの順序が逆転して届いてしまう可能性がある。この様子を図5に示す。
【００１６】
図5に示すように、図3のRAN構成では各Node BからCNに転送するデータの順序は保証できるが、ハンドオーバの際にはIu伝送路の遅延差により、ハンドオーバ先のNode Bからのデータがハンドオーバ元のNode Bからのデータを逆転してCNに届いてしまう恐れがある。この場合順序が正常でないため、多くのアプリケーションではサービス品質が劣化してしまう。又、コアネットワークノードに順序保証機能を実装することも考えられるが、負荷分散やコアネットワークノードにはなるべく低コストの汎用品を用いたいと考えるとこの案は好ましくない。
【００１７】
本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、コアネットワークに接続された複数の無線基地局の間でハードハンドオーバを行う際に上りデータの順序を適切に保障するハンドオーバ方法、基地局及び移動局を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明で使用されるハンドオーバ方法は、ハンドオーバ元の基地局が移動局のハンドオーバの要否を判定し、ハンドオーバ元の基地局がハンドオーバ先の基地局へ移動局用の無線リソースの割り当てを要求し、ハンドオーバ元の基地局が、上りデータの送信待機時間を含むハンドオーバメッセージを移動局に通知し、ハンドオーバ先のセルへ移行した移動局が、前記送信待機時間の経過後にハンドオーバ先の基地局に上りデータを送信する方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コアネットワークに接続された複数の無線基地局の間でハードハンドオーバを行う際に上りデータの順序を適切に保障することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一形態による基地局は、移動局のハンドオーバの要否を判定し、上りデータの送信待機時間を含むハンドオーバメッセージを作成し、それを移動局に通知する。ハンドオーバ先のセルへ移行した移動局が、通知された送信待機時間の経過後に、ハンドオーバ先の基地局に上りデータを送信する。送信待機時間は、コアネットワークとハンドオーバ元の基地局との間の伝送遅延時間Ｔ及びコアネットワークとハンドオーバ先の基地局との間の伝送遅延時間Ｔ’の時間差ΔＴにより決定されてもよい。
【００２１】
より具体的には、図3のRAN構成においてハードハンドオーバをした際に、移動局はハンドオーバ先の無線基地局への上りデータ送信をすぐには開始せず、ハンドオーバ元の無線基地局からのデータがコアネットワークのノードにハンドオーバ先の無線基地局からのデータより先に届くことを保証できるある一定時間中断した後に、開始する。また、この一定時間の長さはハンドオーバ元の無線基地局からの報知情報として報知されているか、若しくはハンドオーバ元の無線基地局がハードハンドオーバのトリガーとなるコマンド内にて移動局に通知する。
【００２２】
これによりハンドオーバ時にコアネットワークノードに上りデータの順序が入れ違って到達することを回避でき、サービス品質の向上、システムのシンプル・低コスト化を図ることができる。しかも無線基地局とコアネットワークノードの間にＲＮＣのような中間的な装置を設けることは不要であり、又コアネットワークノードに順序保証機能を実装しなくてよい。
【実施例１】
【００２３】
以下に、本発明における第1の実施形態を示す。図6に示すように、本実施形態において、UEは図3のようなRAN構成を採用する移動通信システムにてsource Node Bと無線通信を行いながら、target Node Bのサービスエリアに向かって移動する。そして、図7に示すような以下の手順でハードハンドオーバが行われる。
【００２４】
（１）UEはtarget Node Bの無線品質がsource Node Bの無線品質をある一定レベル上回ったことを測定したら、そのことをtarget Node Bに報告する（MEASUREMENT REPORT）。ここで、無線品質とは下りリンクにてNode Bが送信している共通パイロットの受信電力などが考えられ、「ある一定レベル」の閾値はsource Node Bから無線リンク確立時に指定されている。
【００２５】
（２）UEからのMEASUREMENT REPORTを受信したら、source Node Bはtarget Node Bにハンドオーバの用意、即ち無線リソース割りあての用意を促す（SETUP REQUEST）。
【００２６】
（３）Target Node BはUEに対して無線リソース割り当ての準備が整えばその旨をsource Node Bに伝える（SETUP RESPONSE）。
【００２７】
（４）そして、source Node BはSETUP RESPONSEを受信したらUEとUEの接続情報をtarget Node Bに転送する（UE context transfer）。
【００２８】
（５）ソースノードＢはハードハンドオーバを促すハードＨＯメッセージ（Hard handover message）をUEに対して送信する。Source Node BはHard handover messageの中に「ハンドオーバ後の上り送信中断時間」をUEに通知する。この「ハンドオーバ後の上り送信中断時間」の値は以下の式で求められた値にすればよい：
「HO後の上り送信中断時間」= Iu_sourceの遅延時間 − Iu_targetの遅延時間
ここでIu_sourceとはsource Node B-CN間の伝送路、Iu_targetとはtarget Node B-CN間の伝送路を指す。また、上記式における遅延時間は瞬時値、最悪値もしくは累積分布値（例えば累積分布の95%値）などといった値を適用することが考えられる。
【００２９】
（６）UEはHard handover messageを受信したらsource Node Bへの送信を停止する。
【００３０】
（７）そして、source Node Bへの送信を停止してから「ハンドオーバ後の上り送信中断時間」が経過したら、UEはtarget Node Bへの上りデータ送信を開始する。
【００３１】
図８Ａ，８Ｂに上記ハードハンドオーバ手順に際して求められるUEにおける構成、及び動作フローを示す。図8Ａに示すように、第1の実施形態を実現するために必要な移動局構成では、上りリンクにて送信するデータの送出元であるアプリケーション部と、アプリケーション部が送出する上り送信データを蓄積し上り送信が許されている時のみデータ送信部へ蓄積データを排出する上り送信データバッファ部と、その上りデータを無線にてNode Bに送信するデータ送信部と、Node BからのHard handover messageを受信するメッセージ受信部と、ハードハンドオーバメッセージに含まれている「ハンドオーバ後の上り送信中断時間」タイマーを格納しタイマー経過時間を管理するタイマー格納・管理部と、を有する。
【００３２】
図8Ｂに示されるようにＵＥでは以下の手順が行われる。
【００３３】
（１）UEのメッセージ受信部がHard handover messageを受信する。
【００３４】
（２）メッセージ受信部はHard handover messageを受信したことを上り送信データバッファ部に伝え、データ送信部への蓄積データ排出を止めさせる。即ち、ソースノードＢへの上り送信を止めさせる。
【００３５】
（３）メッセージ受信部は同時にHard handover messageに含まれている「ハンドオーバ後の上り送信中断時間」をタイマー格納・管理部に伝え、タイマー格納・管理部はタイマーをスタートさせる。
【００３６】
（４）タイマーが経過したらタイマー格納・管理部はそのことを上り送信データバッファ部に伝える。
【００３７】
（５）上り送信データバッファ部はタイマー格納・管理部よりタイマーが経過したことを伝えられたらデータ送信部へのアプリケーション部からの蓄積データ排出を行い、上り送信データ部はtarget Node Bへの上りデータ送信を開始する。
【００３８】
図９Ａ−Ｄに示されるようしてハンドオーバが行われる。
【００３９】
（Ａ）UEはハンドオーバ直前までsource Node Bにデータ（図中ではData  1~3）を送信する。
【００４０】
（Ｂ）Hard handover message受信直後に移動局はsource Node Bへの送信を止め、又target Node Bへの送信を自重する（待機する）。
【００４１】
（Ｃ）「ハンドオーバ後の上り送信中断時間」タイマーが経過したらUEは引き続き（Data 4から）target Node Bにデータを送信し、この間にsource Node Bに送信されていたデータ（Data  1~3）は順序保証された状態でIu_source経由にてCNに到達している。
【００４２】
（Ｅ）Target Node Bからの順序保証された状態のデータ（Data 4~6）がIu_target経由にてCNに到達するが、Iu_source経由のデータは既にCNに到達しているので、Iu_sourceとIu_targetの間でのデータの逆転は回避でき、CNには正常な順序でデータが到達する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】３ＧＰＰの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を示す図である。
【図２】図１のＲＡＮでのソフトハンドオーバの動作例を示す図である。
【図３】ＬＴＥの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を示す図である。
【図４】図３のＲＡＮでのハンドオーバの動作例を示す図である。
【図５】ハンドオーバ時の問題点を示す図である。
【図６】本発明の一実施例で使用されるＲＡＮを示す図である。
【図７】本発明の一実施例によるハンドオーバの動作例を示す図である。
【図８Ａ】移動局の機能ブロック図を示す。
【図８Ｂ】移動局の動作例を示す図である。
【図９Ａ】ハンドオーバの様子を示す図（ハンドオーバ前）である。
【図９Ｂ】ハンドオーバの様子を示す図（ハンドオーバメッセージ受信直後）である。
【図９Ｃ】ハンドオーバの様子を示す図（一定時間経過後）である。
【図９Ｄ】ハンドオーバの様子を示す図（ハンドオーバ後）である。
【符号の説明】
【００４４】
ＲＡＮ  無線アクセスネットワーク
ＣＮ  コアネットワーク
ＲＮＣ  無線ネットワークコントローラ
Ｎｏｄｅ  Ｂ  基地局
ＵＥ  移動局
【図１】
2007104344.tif 000003
【図２】
2007104344.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007104344.tif 000009
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2007104344.tif 000011
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2007104344.tif 000013
【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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