JP2013059022A - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信端末の高速移動時に、無線通信端末の安定した通信を実現する無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system that realizes stable communication of a wireless communication terminal when the wireless communication terminal moves at high speed.
３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）におけるＬＴＥ（Long Term Evolution）は、現在普及しているＷ−ＣＤＭＡやＣＤＭＡ２０００といった第３世代携帯電話（３Ｇ）と将来登場する第４世代携帯電話（４Ｇ）との間の技術であるため、第３．９世代携帯電話（３．９Ｇ）とも呼ばれる。ＬＴＥシステムでは、無線通信端末（ＵＥ）と基地局（ｅＮＢ）、ネットワーク機器間でＢｅａｒｅｒと呼ばれる通信経路を確立させて通信を行う。ハンドオーバの起動は、ハンドオーバ元の基地局（以下、ソース基地局という。）が無線通信端末からのMeasurement Reportと呼ばれる無線情報をもとに対象端末のハンドオーバを決定する。ソース基地局では対象無線通信端末のハンドオーバをさせる前に予めハンドオーバ先の基地局（以下、ターゲット基地局という。）に受け入れ可能か問い合わせをした後に、無線通信端末にハンドオーバの指示を行う。 LTE (Long Term Evolution) in 3GPP (Third Generation Partnership Project) is between 3rd generation mobile phones (3G) such as W-CDMA and CDMA2000 that are currently popular and 4th generation mobile phones (4G) that will appear in the future. Therefore, it is also called a 3.9th generation mobile phone (3.9G). In the LTE system, communication is performed by establishing a communication path called Bearer between a radio communication terminal (UE), a base station (eNB), and a network device. For handover activation, a handover source base station (hereinafter referred to as a source base station) determines handover of a target terminal based on radio information called Measurement Report from a radio communication terminal. The source base station inquires of the target base station (hereinafter referred to as a target base station) whether it can be accepted before handing over the target radio communication terminal, and then instructs the radio communication terminal to perform handover.
ＬＴＥシステムでは、基地局から無線通信端末へMeasurement Reportの報告周期・トリガをＲＲＣメッセージ（RRC CONNECTION RECONFIGURATION）で通知する。現在は以下の５つのトリガがある。
１．ソース基地局の無線状況が特定の閾値より高くなった場合
２．ソース基地局の無線状況が特定の閾値より低くなった場合
３．隣接基地局の無線状況がソース基地局に比べたオフセット値より良くなった場合
４．隣接基地局の無線状況が特定の閾値より良くなった場合
５．ソース基地局の無線状況が特定の閾値より悪くなり、周辺基地局の無線状況が特定の閾値より大きくなった場合
そのトリガで発行されたMeasurement Reportをもとに、ソース基地局は、ターゲット基地局を選択し、ハンドオーバ処理を開始するかどうか判断している。
In the LTE system, the reporting cycle / trigger of the Measurement Report is notified from the base station to the radio communication terminal using an RRC message (RRC CONNECTION RECONFIGURATION). There are currently five triggers:
1. 1. When the radio status of the source base station becomes higher than a specific threshold value. 2. When the radio status of the source base station becomes lower than a specific threshold 3. When the wireless status of the adjacent base station becomes better than the offset value compared to the source base station. 4. When the radio conditions of adjacent base stations become better than a specific threshold When the radio status of the source base station becomes worse than a specific threshold and the radio status of the neighboring base stations is larger than a specific threshold Based on the Measurement Report issued by the trigger, the source base station To determine whether to start the handover process.
従来は、無線通信端末からのMeasurement Reportをもとにハンドオーバをするかどうかをソース基地局が決定していた。しかしながら、高速移動時は、無線通信端末からのMeasurement Reportで通知された周辺基地局は、すでに最適でない場合があり、無線通信端末がターゲット基地局にハンドオーバした後に、再びハンドオーバすることになり、ハンドオーバを繰り返す回数が増加してしまう。ハンドオーバが頻発すると、ＶｏＩＰ電話やＨＴＴＰダウンロードにおいて遅延が生じたり、トラフィックの増加により、利用できる無線リソースやネットワーク側リソースが少なくなって、最適なサービスが提供できなくなるという問題が生じる。 Conventionally, the source base station determines whether to perform handover based on a measurement report from a wireless communication terminal. However, when moving at high speed, the neighboring base station notified in the measurement report from the wireless communication terminal may not be optimal, and after the wireless communication terminal has handed over to the target base station, it will be handed over again. The number of repetitions will increase. If handovers occur frequently, there will be a delay in VoIP telephones and HTTP downloads, and due to an increase in traffic, there will be a problem that the available radio resources and network side resources will be reduced, making it impossible to provide optimal services.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、無線通信端末の高速移動時に、不要なハンドオーバを削減し、効率的なハンドオーバを実施することで最適なサービスを提供可能とする無線通信システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to reduce unnecessary handovers and perform efficient handovers when a wireless communication terminal moves at high speed. An object of the present invention is to provide a wireless communication system that can provide a service.
上記目的を達成するため、本発明は、基地局と無線通信端末とから構成される無線通信システムにおいて、前記無線通信端末は、高速移動をしていると判断したならば、前記基地局に報告情報（Measurement Report）で高速移動検知情報を送信し、前記基地局は、前記報告情報で高速移動検知情報を受信したならば、前記報告情報の情報と、周辺基地局の情報から移動先となる基地局を決定し、決定した基地局に対し前記無線通信端末をハンドオーバさせることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a radio communication system comprising a base station and a radio communication terminal, and reports to the base station if it is determined that the radio communication terminal is moving at high speed. If high-speed movement detection information is transmitted using information (Measurement Report), and the base station receives high-speed movement detection information using the report information, the base station becomes a destination based on the information on the report information and information on neighboring base stations. A base station is determined, and the wireless communication terminal is handed over to the determined base station.
前記無線通信端末は、所定時間の間に、基地局が所定数以上変化した場合は、高速移動していると判断することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。または、前記無線通信端末は、所定時間の間にセルＩＤが変化し、該セルＩＤが所定のセルＩＤである場合は、高速移動していると判断することが好ましい。 The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication terminal determines that the base station is moving at a high speed when the number of base stations changes by a predetermined number or more during a predetermined time. Alternatively, it is preferable that the wireless communication terminal determines that the mobile terminal is moving at a high speed when the cell ID changes during the predetermined time and the cell ID is the predetermined cell ID.
本発明は、無線通信端末の高速移動時に、不要なハンドオーバを削減し、効率的なハンドオーバを実施することで最適なサービスを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an optimum service by reducing unnecessary handovers and performing efficient handovers when a wireless communication terminal moves at high speed.
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る無線通信システム（ＬＴＥなど）は、複数の基地局（ｅＮＢ）２１、２２、・・・２Ｎと、複数の基地局（ｅＮＢ）２１、２２、・・・２Ｎにバック・ホール回線（有線）を介して接続される移動管理装置１からなる。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radio communication system according to an embodiment of the present invention. The radio communication system (LTE etc.) according to the embodiment of the present invention includes a plurality of base stations (eNBs) 21, 22,... 2N and a plurality of base stations (eNBs) 21, 22,. It consists of a mobility management device 1 connected via a backhaul line (wired).
各基地局（ｅＮＢ）２は、例えばＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式により、自局のエリア内に位置する無線通信端末（ＵＥ）と無線通信を行う。なお、無線通信端末（ＵＥ）としては、携帯電話機、通信機能を内蔵した携帯情報端末（例えば、スマートフォン）などがある。また、基地局（ｅＮＢ）２は、無線制御部３と、無線部５を備えている。 Each base station (eNB) 2 performs radio communication with a radio communication terminal (UE) located in the area of the own station, for example, by an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) method. Note that examples of the wireless communication terminal (UE) include a mobile phone and a portable information terminal (for example, a smartphone) with a built-in communication function. The base station (eNB) 2 includes a radio control unit 3 and a radio unit 5.
上述したように、高速移動時には、無線通信端末（ＵＥ）からのMeasurement Report（報告情報）などで通知された周辺基地局（ｅＮＢ）は、無線通信端末（ＵＥ）にとって最適でないハンドオーバ先である可能性が高い。本発明の実施の形態に係る無線通信システムでは、無線通信端末（ＵＥ）側に高速移動を判断する仕組みを設けて、Measurement Reportで高速移動をソース基地局（ソースｅＮＢ）に通知し、ソース基地局では、そのMeasurement Reportの通知をトリガに、移動先となるターゲット基地局（ターゲットｅＮＢ）を選定し、より最適な基地局（ｅＮＢ）を指定しハンドオーバ（ＨＯ）させるものである。 As described above, the peripheral base station (eNB) notified by the measurement report (report information) from the radio communication terminal (UE) during high-speed movement may be a handover destination that is not optimal for the radio communication terminal (UE). High nature. In the radio communication system according to the embodiment of the present invention, a mechanism for determining high-speed movement is provided on the radio communication terminal (UE) side, and the high-speed movement is notified to the source base station (source eNB) by the measurement report. A station selects a target base station (target eNB) as a movement destination by using the measurement report notification as a trigger, specifies a more optimal base station (eNB), and performs handover (HO).
無線通信端末（ＵＥ）が高速で移動しているかどうかを判断する方法として以下のものがある。 There are the following methods for determining whether a radio communication terminal (UE) is moving at high speed.
第１の方法は、所定時間（例えば１０秒）の間に、無線通信端末（ＵＥ）で見えている周辺基地局のうち６０％（値は可変）以上の基地局が入れ替わった場合は、高速移動中と判断し、逆に、無線通信端末（ＵＥ）は、所定時間（例えば１０秒）の間に、無線通信端末（ＵＥ）で見えている周辺基地局のうち３０％（値は可変）以下の基地局しか入れ替わらない場合は、高速移動中ではない（通常）と判断するものである。なお、無線通信端末（ＵＥ）で見えている周辺基地局のうち６０％（値は可変）以上の基地局が入れ替わり、その状態が３回連続以上継続した場合に、高速移動中（または中速）と判断するようにしても良い。 In the first method, when a base station of 60% (value is variable) or more of peripheral base stations visible by a radio communication terminal (UE) is switched during a predetermined time (for example, 10 seconds), a high speed On the contrary, the wireless communication terminal (UE) determines that it is moving, and 30% of the neighboring base stations visible by the wireless communication terminal (UE) during a predetermined time (for example, 10 seconds) (value is variable) When only the following base stations are replaced, it is determined that the vehicle is not moving at high speed (normal). In addition, when 60% (the value is variable) or more of the base stations visible in the wireless communication terminal (UE) are replaced and the state continues three times or more, the mobile station is moving at high speed (or medium speed). ) May be determined.
第２の方法は、例えば車による高速移動（ここでは６０ｋｍ以上）の場合は、主要幹線道路、高速道路による移動が考えられるので、基地局（ｅＮＢ）からのＳＩＢ情報に主要幹線道路脇や高速道路脇の基地局のマッピング情報を定期的に通知させ、無線通信端末（ＵＥ）側で、所定時間（例えば１０秒）の間にセルＩＤが切り替わり（変化し）、そのセルＩＤが主要幹線道路脇や高速道路脇のセルＩＤである場合は、高速移動中であると判断するものである。表１に基地局のマッピング情報の一例を示す。 In the second method, for example, in the case of high-speed movement by car (60 km or more in this case), movement by a main trunk road or a highway can be considered. The mapping information of the roadside base station is periodically notified, and the cell ID is switched (changed) for a predetermined time (for example, 10 seconds) on the radio communication terminal (UE) side, and the cell ID is the main trunk road. When the cell ID is on the side or on the side of the highway, it is determined that the vehicle is moving at high speed. Table 1 shows an example of base station mapping information.
なお、第１の方法の高速移動判断の場合、無線異常時等により誤判断する可能性があるため、第１の方法と第２の方法の両方で、無線通信端末（ＵＥ）は、高速移動を判断するようにしてもよい。 In the case of the high-speed movement determination in the first method, there is a possibility of erroneous determination due to a radio abnormality or the like. Therefore, in both the first method and the second method, the wireless communication terminal (UE) May be determined.
無線通信端末（ＵＥ）は、高速移動を検知した時は、Measurement Reportの報告内容にHigh Speed mobility for UEのエレメント（高速移動検知情報）を追加する。 When the wireless communication terminal (UE) detects high-speed movement, the wireless communication terminal (UE) adds a High Speed mobility for UE element (high-speed movement detection information) to the report contents of the Measurement Report.
次に、基地局（ｅＮＢ）側の動作を説明する。図２は、ソース基地局（ソースｅＮＢ）の動作を説明するフローチャートである。 Next, the operation on the base station (eNB) side will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the source base station (source eNB).
ソース基地局（ソースｅＮＢ）は、無線通信端末（ＵＥ）からMeasurement Reportを受信すると（ステップＳ１０１）、Measurement Reportの中に高速移動の通知であるHigh Speed mobility for UEのエレメントが含まれている場合は、Measurement Reportの情報から無線通信端末（ＵＥ）の移動速度と、移動距離を推定する（ステップＳ１０２、Ｓ１０３）。 When the source base station (source eNB) receives the measurement report from the radio communication terminal (UE) (step S101), the measurement report includes a high speed mobility for UE element that is a notification of high speed movement. Estimates the moving speed and moving distance of the radio communication terminal (UE) from the information of the measurement report (steps S102 and S103).
ソース基地局（ソースｅＮＢ）は、Measurement Reportの情報のＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）結果の情報と、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）結果の情報から、無線通信端末（ＵＥ）のおおよその移動距離Ｘ（ｍ）を推定する。さらに、Measurement Reportの時間間隔Ｙ（sec）を求め、移動距離ＸとMeasurement Reportの時間間隔Ｙ（sec）から無線通信端末（ＵＥ）の移動速度を求める。表２にMeasurement Reportの情報と無線通信端末（ＵＥ）の移動速度と基地局（ｅＮＢ）の状況の一例を示す。 The source base station (source eNB) determines the approximate moving distance X of the radio communication terminal (UE) from the information of the RSRP (Reference Signal Received Power) result of the measurement report information and the information of the RSRQ (Reference Signal Received Quality) result. Estimate (m). Further, the measurement report time interval Y (sec) is obtained, and the movement speed of the radio communication terminal (UE) is obtained from the movement distance X and the measurement report time interval Y (sec). Table 2 shows an example of measurement report information, the moving speed of the radio communication terminal (UE), and the status of the base station (eNB).
次に、ソース基地局（ソースｅＮＢ）は、移動管理装置１から周辺基地局（ｅＮＢ）の高速ベクトルマップリストを取得し、無線通信端末（ＵＥ）から見える基地局（ｅＮＢ）からなる高速ベクトルマップを作成する。この高速ベクトルマップを参照（ステップＳ１０４）して、移動先になるターゲット基地局（ターゲットｅＮＢ）を決定し（ステップＳ１０５）、無線通信端末（ＵＥ）にハンドオーバ（ＨＯ）させる（ステップＳ１０６）。表３にｅＮＢ（１）の高速ベクトルマップリストの一例を示す。例えば、ｅＮＢ（１）は、無線通信端末（ＵＥ）の移動速度が６０ｋｍだった場合、見える基地局（ｅＮＢ）のうちｅＮＢ（３）をターゲットｅＮＢとして決定する。 Next, the source base station (source eNB) acquires a high-speed vector map list of neighboring base stations (eNBs) from the mobility management device 1, and a high-speed vector map consisting of base stations (eNBs) that can be seen from the radio communication terminal (UE) Create With reference to this high-speed vector map (step S104), the target base station (target eNB) which becomes a movement destination is determined (step S105), and a radio communication terminal (UE) is handed over (HO) (step S106). Table 3 shows an example of the high-speed vector map list of eNB (1). For example, when the moving speed of the radio communication terminal (UE) is 60 km, the eNB (1) determines the eNB (3) among the visible base stations (eNB) as the target eNB.
図３に、高速移動時に無線通信端末（ＵＥ）がハンドオーバ（ＨＯ）を行いながら移動するときの移動トレース例を示す。実線は、高速移動している無線通信端末（ＵＥ）のハンドオーバ（ＨＯ）処理による移動を示している。高速移動している無線通信端末（ＵＥ）は、ハンドオーバ（ＨＯ）処理によりｅＮＢ（１）→ｅＮＢ（３）→ｅＮＢ（６）とハンドオーバする。点線は、通常の無線通信端末（ＵＥ）のハンドオーバ（ＨＯ）処理による移動を示している。通常の無線通信端末（ＵＥ）は、ハンドオーバ（ＨＯ）処理によりｅＮＢ（１）→ｅＮＢ（２）→ｅＮＢ（３）→ｅＮＢ（４）→ｅＮＢ（５）→ｅＮＢ（６）とハンドオーバする。 FIG. 3 shows a movement trace example when the radio communication terminal (UE) moves while performing handover (HO) during high-speed movement. A solid line indicates movement of a radio communication terminal (UE) moving at high speed by a handover (HO) process. The radio communication terminal (UE) moving at high speed is handed over from eNB (1) → eNB (3) → eNB (6) through a handover (HO) process. A dotted line indicates movement of a normal radio communication terminal (UE) by a handover (HO) process. A normal radio communication terminal (UE) performs handover by eNB (1) → eNB (2) → eNB (3) → eNB (4) → eNB (5) → eNB (6) by a handover (HO) process.
上述したように、本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、無線通信端末の高速移動時に、不要なハンドオーバを削減し、移動先のターゲット基地局を特定し、効率的なハンドオーバを実施することで、ＶｏＩＰ電話やＨＴＴＰダウンロードにおいて遅延量を削減でき、また、利用できる無線リソースやネットワーク側リソースを増加できるので、最適なサービスを提供することができる。 As described above, the radio communication system according to the embodiment of the present invention reduces unnecessary handovers, identifies target target base stations, and implements efficient handovers when radio communication terminals move at high speed. Thus, the amount of delay can be reduced in VoIP telephone and HTTP download, and the available radio resources and network side resources can be increased, so that an optimum service can be provided.
なお、Measurement Reportの報告内容について、High Speed mobility for UEのエレメント（高速移動検知情報）を説明したが、さらにMiddle Speed mobilty for UE（中速移動検知情報）/ Low Speed mobilty for UE（低速移動検知情報）を追加してもよい。低速移動検知情報は、高速でない通常のハンドオーバ処理となる。そうすることで、ＵＥ側の状況に応じてハンドオーバ時の効率的なターゲットｅＮＢの選定が行える。なお、低速移動、中速移動の定義は以下のようにすることができるが、低速移動時/中速移動時の時速定義はシステムパラメータで可変とすることもできる。 In addition, although the High Speed mobility for UE element (high-speed movement detection information) was explained about the report contents of the Measurement Report, Middle Speed mobility for UE (medium-speed movement detection information) / Low Speed mobilty for UE (low-speed movement detection information) Information) may be added. The low-speed movement detection information is a normal handover process that is not high-speed. By doing so, an efficient target eNB can be selected at the time of handover according to the situation on the UE side. The definition of low speed movement and medium speed movement can be defined as follows, but the speed definition at the time of low speed movement / medium speed movement can also be made variable by a system parameter.
・低速移動の定義（時速10km未満：通常の歩行速度未満）
・中速移動の定義（時速10km〜60km未満）
その際、ソース基地局（ソースｅＮＢ）は、ステップＳ１０１で、無線通信端末（ＵＥ）からMeasurement Reportを受信すると、Measurement Reportの中に高速移動検知情報、中速移動検知情報、低速移動検知情報が含まれている場合、ステップＳ１０２、Ｓ１０３で、Measurement Reportの情報から無線通信端末（ＵＥ）の移動速度と、移動距離を推定する。
・ Definition of low-speed movement (less than 10 km / h: less than normal walking speed)
・ Definition of medium speed movement (10km / h to less than 60km / h)
At that time, when the source base station (source eNB) receives the measurement report from the radio communication terminal (UE) in step S101, the high-speed movement detection information, the medium-speed movement detection information, and the low-speed movement detection information are included in the measurement report. If included, in steps S102 and S103, the moving speed and moving distance of the radio communication terminal (UE) are estimated from the information of the measurement report.
ステップＳ１０４で、ソース基地局（ソースｅＮＢ）は、移動管理装置１から周辺基地局（ｅＮＢ）の高速ベクトルマップリストを取得し、無線通信端末（ＵＥ）から見える基地局（ｅＮＢ）からなる高速ベクトルマップを作成する。表４にｅＮＢ（１）の高速ベクトルマップリストの一例を示す。この高速ベクトルマップを参照（ステップＳ１０４）して、ステップＳ１０５で、ＵＥの移動速度に応じて移動先になるターゲット基地局（ターゲットｅＮＢ）を決定する。 In step S104, the source base station (source eNB) acquires a high-speed vector map list of the neighboring base stations (eNB) from the mobility management device 1, and a high-speed vector composed of the base station (eNB) seen from the radio communication terminal (UE) Create a map. Table 4 shows an example of the high-speed vector map list of eNB (1). With reference to this high-speed vector map (step S104), the target base station (target eNB) which becomes a movement destination is determined according to the moving speed of UE in step S105.
１ 移動管理装置
２ 基地局
３ 無線制御部
５ 無線部
1 mobility management device 2 base station 3 radio control unit 5 radio unit
Claims (4)
前記無線通信端末は、接続している前記基地局に報告情報を送信し、
前記基地局は、前記報告情報の情報に応じて、周辺基地局の情報と前記無線通信端末の移動速度から移動先となる基地局を決定し、決定した基地局に対し前記無線通信端末をハンドオーバさせることを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system composed of a base station and a wireless communication terminal,
The wireless communication terminal transmits report information to the connected base station,
The base station determines a base station to be a destination based on information of the neighboring base station and a moving speed of the wireless communication terminal according to the information of the report information, and hands over the wireless communication terminal to the determined base station A wireless communication system, characterized in that:
前記基地局は、前記報告情報で高速移動検知情報を受信したならば、前記報告情報の情報と、前記周辺基地局の情報から移動先となる基地局を決定する請求項１に記載の無線通信システム。 If it is determined that the wireless communication terminal is moving at high speed, the wireless communication terminal transmits high-speed movement detection information as report information to the base station, and
2. The wireless communication according to claim 1, wherein, when the base station receives high-speed movement detection information with the report information, the base station determines a base station to be a movement destination from the information of the report information and the information of the neighboring base stations. system.
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