JP4733688B2 - 分散型無線アクセスネットワークにおける遅延型基地局移転 - Google Patents

分散型無線アクセスネットワークにおける遅延型基地局移転 Download PDF

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Description

本発明は、移動端末と複数の基地局を含む移動通信システムにおけるサービング基地局の制御プレーン機能を移転する方法に関する。さらに、本発明は、移動通信システムにおける基地局と、その移動通信システムに関する。
Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多重アクセス）は、第３世代無線移動体通信システムとしての使用のために規格化されたＩＭＴ−２０００（国際移動体通信）の無線インタフェースであり、柔軟かつ効率的に音声サービスやマルチメディア移動体通信サービス等の様々なサービスを提供する。日本、ヨーロッパ、アメリカ、および他の国々の規格化団体は、Ｗ−ＣＤＭＡに対する共通の無線インタフェース仕様を作成するための第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）を共同で組織化した。
規格化されたヨーロッパ版のＩＭＴ−２０００は一般にＵＭＴＳ（汎用移動体通信システム）と呼ばれる。最初のＵＭＴＳの仕様は、１９９９年に発行された（リリース９９）。これまでリリース４、およびリリース５において、３ＧＰＰにより上記規格に対する複数の改善が規格化され、さらなる改善のための検討がリリース６に向けて現在なお継続中である。
ダウンリンクおよびアップリンクの個別チャネル（ＤＣＨ）、ならびにダウンリンク共有チャネル（ＤＳＣＨ）が、リリース９９とリリース４において規定された。後年、開発者らは、マルチメディアサービスまたはデータサービス全般の提供のためには、高速非対称アクセスを実施する必要があると認識した。リリース５では、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）が導入された。新しい高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）は、ＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）から、ＵＭＴＳ仕様ではユーザ装置と呼ばれる通信端末までのダウンリンク高速アクセスを、ユーザに提供する。
ＵＭＴＳ構成
汎用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）の上位レベルのＲ９９／４／５構成を図１に示す（非特許文献１参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。ネットワーク要素は、機能的に、コアネットワーク（ＣＮ）１０１、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）１０２、およびユーザ装置（ＵＥ）１０３にグループ化される。ＵＴＲＡＮ１０２は、全ての無線関連機能を扱う責務があり、一方、ＣＮ１０１は、呼およびデータ接続を外部ネットワークへルーティングする責務がある。これらのネットワーク要素の相互作用は、オープンインタフェース（Ｉｕ、Ｕｕ）により定められる。ＵＭＴＳシステムは、モジュール式であり、従って複数の同一タイプのネットワーク要素を持つことができることに留意されたい。
図２にＵＴＲＡＮの現在の構成を例示する。複数の無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）２０１、２０２がＣＮ１０１へ接続される。各ＲＮＣ２０１、２０２は、１つまたはいくつかの基地局（ノードＢ（ＮｏｄｅＢ））２０３、２０４、２０５、２０６を制御し、これらの基地局はユーザ装置と通信を行う。いくつかの基地局を制御するＲＮＣは、これらの基地局のコントローリングＲＮＣ（Ｃ−ＲＮＣ）と呼ばれる。Ｃ−ＲＮＣを伴う制御された基地局のセットは、無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ）２０７、２０８と呼ばれる。ユーザ装置とＵＴＲＡＮとの間の各接続に対して、１つのＲＮＳがサービングＲＮＳ（Ｓ−ＲＮＳ）となり、コアネットワーク（ＣＮ）１０１とのいわゆるＩｕ接続を保持する。必要なとき、図３に示すように、ドリフトＲＮＳ（Ｄ−ＲＮＳ）３０２は、無線リソースを提供することによってサービングＲＮＳ（Ｓ−ＲＮＳ）３０１をサポートする。それぞれのＲＮＣは、サービングＲＮＣ（Ｓ−ＲＮＣ）およびドリフトＲＮＣ（Ｄ−ＲＮＣ）と呼ばれる。Ｃ−ＲＮＣとＤ−ＲＮＣとは、同一であることは可能であり、また、しばしばそうであるため、略称のＳ−ＲＮＣまたはＲＮＣが用いられる。
特に関連性があり得るいくつかの機能は、上記ネットワーク要素のユーザプレーン（ＵＰ：Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）および制御プレーン（ＣＰ：Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）に配置され、以下の節でその概要を述べる。
ＲＮＣ：制御プレーン機能
ネットワーク側の無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコル（非特許文献２参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）は、ＲＮＣにおいて終端され、以下の関連性のある機能を含む。
●無線ベアラ、トランスポートチャネルおよび物理チャネルの制御
●測定制御および測定報告の処理
●ＲＲＣ接続モビリティ機能
○アクティブセット更新
○ハードハンドオーバ
○セル更新
○ＵＲＡ更新
●ＳＲＮＳ移転のサポート
ノードＢアプリケーション部（ＮＢＡＰ）プロトコル、無線ネットワークサブシステムアプリケーションプロトコル、および無線アクセスネットワークアプリケーション部（ＲＡＮＡＰ）プロトコルは、ＲＮＣにおいてＩｕｂ、ＩｕｒおよびＩｕインタフェースにてそれぞれ終端される。上記ＲＲＣ機能をサポートするために使用されるこれらのプロトコルの手順のいくつかとしては、無線リンクセットアップ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｓｅｔｕｐ）共通ＮＢＡＰ手順、無線リンク追加／除去（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ａｄｄｉｔｉｏｎ／Ｄｅｌｅｔｉｏｎ）個別ＮＢＡＰ手順、移転実行（Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｔ）ＲＮＳＡＰモビリティ手順、無線リンク追加／除去／セットアップＲＮＳＡＰ ＤＣＨ手順、移転ＲＡＮＡＰ手順がある。
ＲＮＣ：ユーザプレーン機能
ＲＮＣは、Ｒｅｌ９９／４プロトコル構成に従ってネットワーク側のＭＡＣプロトコルとＲＬＣプロトコルとを終端する。Ｒｅｌ５の高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）の特徴に関連性のあるユーザプレーンプロトコルスタック構成も、以下の節で提供される。これらのプロトコルの設定はＲＲＣにより制御される。
ノードＢ：ユーザプレーン機能／制御プレーン機能
物理レイヤは、Ｒｅｌ９９／４ ＵＭＴＳ構成に関してはノードＢにおいてネットワーク側で終端される。Ｒｅｌ５では、ノードＢは、ＨＳ−ＤＳＣＨトランスポートチャネルのＭＡＣレイヤを終端することができる。
Ｉｕｂインタフェース上のＮＢＡＰプロトコルを終端すること以外に、ノードＢでの制御機能はない。この報告に関連性のある全てのＮＢＡＰ手順は、ＲＮＣから始動されることに留意されたい。
ＨＳＤＰＡの場合の例示的ユーザプレーンプロトコルスタック構成
図４にＨＳＤＰＡのユーザプレーン無線インタフェースプロトコル構成を示す。ＨＡＲＱプロトコルおよびスケジューリング機能は、ノードＢおよびＵＥに分散されたＭＡＣ−ｈｓサブレイヤに属する。スライディングウィンドウメカニズムに基づく選択繰り返し（ＳＲ）自動再送要求（ＡＲＱ）プロトコルが、応答モード（acknowledged mode）におけるＲＬＣサブレイヤのレベルでＲＮＣとＵＥとの間にも確立され得ることに留意されたい。ＣＮとＵＥとの間のポイントツーポイント接続のためにＲＬＣサブレイヤから提供されるサービスは、無線アクセスベアラ（ＲＡＢ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｂｅａｒｅｒ）と呼ばれる。各ＲＡＢは、その後、ＭＡＣレイヤから提供されるサービスにマッピングされる。このサービスは論理チャネル（ＬＣ）と呼ばれる。
ＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰ（高速ダウンリンク共有チャネルフレームプロトコル）は、ノードＢとＲＮＣとの間のフロー制御の責務があり、ＲＮＣから得られた要求に基づき、パケットをトランスポートネットワークで送信するためにＲＮＣに許可され得る容量を決定する。より具体的には、この容量は、Ｓ−ＲＮＣから発信されたＨＳ−ＤＳＣＨ ＦＰの容量要求（ＣＡＰＡＣＩＴＹ ＲＥＱＵＥＳＴ）メッセージによって要求される。一定期間にわたって一定量のデータを送信するための許可は、ノードＢから送信される容量許可（ＣＡＰＡＣＩＴＹ ＧＲＡＮＴ）メッセージによって許可される。
プロトコルのパラメータは、制御プレーンにおけるシグナリングにより設定される。このシグナリングは、無線ネットワーク（Ｓ−ＲＮＣとＵＥ）間のシグナリングのための無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルと、アプリケーションプロトコル（Ｉｕｂインタフェース上のＮＢＡＰとＩｕｒインタフェース上のＲＮＳＡＰ）により管理される。
モビリティ管理機能
無線モビリティ
無線モビリティを規定する前に、ＲＲＣ接続モード（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｍｏｄｅ）のサービス状態について簡単に説明する。
ＲＲＣ接続モードのＣｅｌｌ＿ＤＣＨ状態では、個別トランスポートチャネル（ＤＣＨ）はＵＥに配置され、ＵＥは、セルレベルでそのサービングＲＮＣにより知られる。ＲＲＣ接続モビリティはアクティブセット更新（Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅｔ Ｕｐｄａｔｅ）機能により管理される。
ＲＲＣ接続モードのＣｅｌｌ＿ＦＡＣＨ状態では、ＦＡＣＨトランスポートチャネルとＲＡＣＨトランスポートチャネルとを、ダウンリンクおよびアップリンクの送信に使用することができ、セルの再選択は、ＲＲＣ接続モビリティを管理するために使用される。セルレベルでのＵＥの位置は、セル更新（Ｃｅｌｌ Ｕｐｄａｔｅ）機能によりネットワークに報告される。
ＲＲＣ接続モードのＣｅｌｌ＿ＰＣＨ状態では、ＵＥはページングチャネル（ＰＣＨ）を介してのみ到達され得る。Ｃｅｌｌ＿ＰＣＨ状態中にセル再選択を実行したい場合、ＵＥは自発的に（autonomously）Ｃｅｌｌ＿ＦＡＣＨ状態に移り、そして他の活動が検出されなかった場合、当該手順を終えた後、Ｃｅｌｌ＿ＰＣＨ状態に戻ることができる。
以下では、本発明報告のシグナリング図のメッセージにおいて使用されるＵＥ識別子について、簡単に説明する。
●Ｓ−ＲＮＴＩはＳ−ＲＮＣにより割り当てられた識別子であり、Ｓ−ＲＮＣ内で固有であり、
●Ｃ−ＲＮＴＩはＣ−ＲＮＣにより割り当てられた識別子であり、Ｃ−ＲＮＣ内で固有であり、
●Ｕ−ＲＮＴＩは、Ｓ−ＲＮＴＩとＳ−ＲＮＣ ＩＤとの組み合わせとして得られる識別子であり、
●Ｄ−ＲＮＴＩはＤ−ＲＮＣにより割り当てられた識別子であり、Ｄ−ＲＮＣ内で固有である。
無線モビリティは、前節において規定されたＲＲＣ接続モビリティ機能を含む。
より一般的な無線モビリティは、セルレベルでのＵＥの位置の知見に基づくモビリティ管理方法のセットを含む。このモビリティ管理方法のセットは、使用可能な無線リソースと、エンドユーザから見たサービス品質（ＱｏＳ）とのほぼ最適な利用を実現することを目標とする。
アクティブセット更新
アクティブセット更新機能（非特許文献２参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）は、ＲＲＣ接続モードのＣｅｌｌ＿ＤＣＨ状態におけるＵＥとＵＴＲＡＮとの間の通信のアクティブセットを修正する。その手順は、３つの機能：無線リンク追加、無線リンク除去、無線リンク追加と除去との組み合わせを含む。同時無線リンクの最大数は、例えば８に設定され得る。
この機能を開始することの決定は、以下で説明されるように、ある測定に基づきＳ−ＲＮＣのＲＲＣにより行われる。一旦、それぞれの基地局（ノードＢ）のパイロット信号強度が、アクティブセット内の最も強度の高いメンバのパイロット信号に対して、ある閾値を越えると、新しい無線リンクをアクティブセットに追加することができる。
一旦、それぞれの基地局のパイロット信号強度が、アクティブセットの最も強度の高いメンバに対して、ある閾値を越えると、１つの無線リンクをアクティブセットから除去することができる。
無線リンク追加についての閾値は無線リンク除去についての閾値より高くなるように選択され得る。従って、追加および除去のイベントは、パイロット信号強度に関してヒステリシスを形成する。
パイロット信号の測定は、ＲＲＣシグナリングを用いて、ＵＥからネットワーク（Ｓ−ＲＮＣ）に報告することができる。上記および他の関連性のあるＲＲＣ接続モビリティ機能に関しては、ＲＳＣＰまたはＥｃ／ＮｏでのＣＰＩＣＨ測定値を使用することができる（非特許文献３参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。測定結果を送信する前に、高速フェージングを平均化するために何らかのフィルタリングが実行される。通常のフィルタリング期間は例えば約２００ミリ秒であり、ハンドオーバ遅延に寄与する。一定期間（ΔＴ）中、閾値に対し一定の関係を保持しなければならないフィルタリング測定結果に基づいて、Ｓ−ＲＮＣは、アクティブセット更新機能の手順の１つの実行を開始することを決定することができる。
Ｉｕｂ／Ｉｕｒインタフェース間の対応シグナリングは、前節で述べたＮＢＡＰ／ＲＮＳＡＰ手順によって実行される。この機能を実行する間に、ＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新（Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅｔ Ｕｐｄａｔｅ）メッセージとアクティブセット更新完了（Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅｔ Ｕｐｄａｔｅ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージとをＳ−ＲＮＣとＵＥとの間で交換することができる。対応するＮＢＡＰ／ＲＮＳＡＰメッセージもまたＩｕｂ／Ｉｕｒインタフェース間で交換することができる。アクティブセット更新は、ＤＣＨトランスポートチャネルに適用することができる。
無線リンク追加手順を含む例示的なアクティブセット更新機能のシグナリング図を図６に示す。図６に示す例では、新たに追加されたノードＢは、Ｄ−ＲＮＣにより制御されるＤ−ＲＮＳ内に配置されることをさらに仮定する。観測対象ＵＥのアクティブセット内に既にあるノードＢは同図には示されない。
シグナリングは、以下では別々に考慮される次の３つの時間的段階に分けることができる：（１）測定制御、（２）無線リンク追加、（３）アクティブセット更新。各段階は、いくつかの情報要素（ＩＥ）を包含する多数のメッセージを含むことができる。関連性のあるＩＥについて以下に説明する。
測定制御段階の間、Ｓ−ＲＮＣは、いつでも［ＲＲＣ］測定制御（ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＣＯＮＴＲＯＬ）メッセージを送信できる。このメッセージは、測定ＩＤ、報告モード（イベントドリブン、即時的、または定期的）、報告すべき数量（ＣＰＩＣＨ、Ｅｃ／Ｎｏ、ＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰ等）、および監視すべきセルを指定する情報要素（ＩＥ）を含むことができる。このメッセージを、例えば、システム情報ブロック（ＳＩＢ）１２の一部としてＢＣＨトランスポートチャネルでブロードキャストしてもよい。
測定制御メッセージの内容に基づき、ＵＥは、適切な測定を行い、［ＲＲＣ］測定報告（ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＲＥＰＯＲＴ）メッセージで報告を送信することができる。この報告は、少なくとも１つの測定基準が満たされると送信される。この基準は、イベントドリブン報告モードに関しては一定閾値の超過、あるいは周期的報告モードに関しては事前設定されたタイマの期間満了であってもよい。報告モードのＩＥが即時報告用に設定された場合、ＵＥはできるだけ早く報告を送信する。報告メッセージは、測定ＩＤ（報告を制御メッセージにリンクする）と、測定結果と、必要ならばイベントドリブン報告モードのイベント結果とについての各ＩＥを含む。
無線リンク追加段階の間に、Ｓ−ＲＮＣは、新しいノードＢ内に新しい無線リンクをアクティブ化する。例によれば、新しいノードＢは、Ｄ−ＲＮＣにより制御されるＤ−ＲＮ内に配置される。従って、Ｓ−ＲＮＣとＤ−ＲＮＣとの間（Ｉｕｒインタフェース間）の無線リンク、およびＤ−ＲＮＣとターゲットのノードＢとの間（Ｉｕｂインタフェース間）の無線リンクが設定されなければならない。これは、Ｉｕｒインタフェースに対する［ＲＮＳＡＰ］ＲＬセットアップ要求（ＲＬ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴ）メッセージと［ＲＮＳＡＰ］ＲＬセットアップ応答（ＲＬ ＳＥＴＵＰ ＲＥＳＰＯＮＳＥ）メッセージとを含む［ＲＮＳＡＰ］＜ＲＬセットアップ（ＲＬ Ｓｅｔｕｐ）手順＞により、そして同様の［ＮＢＡＰ］＜ＲＬセットアップ手順＞により行われる。このインタフェースでユーザプレーンを確立した後、ユーザプレーンは、Ｉｕｂ／Ｉｕｒ［ＤＣＨ ＦＰ］ＤＬ／ＵＬ同期（ＤＬ／ＵＬ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）手順により同期される（非特許文献４参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。
アクティブセット更新段階では、ＵＥは、［ＲＲＣ］アクティブセット更新（ＡＣＴＩＶＥ ＳＥＴ ＵＰＤＡＴＥ）メッセージにより、新しいノードＢについて通知される。このメッセージは、追加されたセルのセルＩＤ、使用されるべきスクランブル符号、チャネライゼーション符号およびアップリンク電力、ならびにアクティブ化時間を指定する各ＩＥを含むことができる。アクティブ化時間が指定されない場合、ＵＥはレイヤ１同期を直ちに開始することができる。このメッセージを受け取った後、ＵＥは、Ｕｕインタフェース上のレイヤ１同期を開始することができる。最後に、ＵＥは、［ＲＲＣ］アクティブセット更新完了（ＡＣＴＩＶＥ ＳＥＴ ＵＰＤＡＴＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ）メッセージをＳ−ＲＮＣに送信する。
ハードハンドオーバ
ハードハンドオーバ機能は、まず古い無線リンクを除去し、次に、新しい無線リンクを追加することにより、ＲＲＣ接続モードのＣｅｌｌ＿ＤＣＨ状態のＵＥのサービングセルを変更する。ハードハンドオーバ機能を開始することの決定は、前の場合と同様に、ある測定に基づいてＳ−ＲＮＣのＲＲＣにより行われる。Ｕｕインタフェースシグナリングによってこの機能を実施するためのいくつかの方法がある。例えば、ＲＲＣプロトコルの無線ベアラ解放（ＲＡＤＩＯ ＢＥＡＲＥＲ ＲＥＬＥＡＳＥ）手順と無線ベアラセットアップ（ＲＡＤＩＯ ＢＥＡＲＥＲ ＳＥＴＵＰ）手順とを、Ｓ−ＲＮＣとノードＢとの間で交換することができる。対応するＮＢＡＰ／ＲＮＳＡＰメッセージもまた、Ｉｕｂ／Ｉｕｒインタフェース間で交換することができる。周波数内ハードハンドオーバの典型的な例は、ＨＳ−ＤＳＣＨトランスポートチャネルについてのノードＢ内サービングセル変更である（非特許文献５参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。
典型的なハードハンドオーバ手順についての例示的なシグナリング図を図７に示す。ハードハンドオーバの間に、まず、古いノードＢへの接続が遮断され、次に、新しいノードＢへの接続が確立される。古いノードＢと新しいノードＢとは、Ｓ−ＲＮＣにより制御される同一のＲＮＳ内に配置されると仮定する。このシグナリングもまた次の３つの時間的段階に分割される：（１）測定制御、（２）無線ベアラ／無線リンク除去および無線リンク追加、（３）無線ベアラセットアップ。
測定制御段階は、図６の段階（１）と類似している。
第２段階（無線ベアラ／無線リンク除去および無線リンク追加）の間に、古いノードＢを介する接続に対応するＳ−ＲＮＣとＵＥとの間の無線ベアラが最初に除去される。これは、Ｓ−ＲＮＣとＵＥとの間での［ＲＲＣ］無線ベアラ解放（ＲＡＤＩＯ ＢＥＡＲＥＲ ＲＥＬＥＡＳＥ）メッセージと［ＲＲＣ］無線ベアラ解放完了（ＲＡＤＩＯ ＢＥＡＲＥＲ ＲＥＬＥＡＳＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ）メッセージとの交換により達成することができる。対応する無線リンクは、Ｓ−ＲＮＣと古いノードＢとの間で［ＮＢＡＰ］＜ＲＬ除去（ＲＬ Ｄｅｌｅｔｉｏｎ）手順＞を呼び出すことにより除去される。最後に、［ＮＢＡＰ］＜ＲＬセットアップ（ＲＬ Ｓｅｔｕｐ）手順＞を呼び出すことにより、新しい無線リンクがＳ−ＲＮＣと新しいノードＢとの間に追加される。Ｉｕｂインタフェースでユーザプレーンが確立された後、Ｉｕｂ［ＤＣＨ ＦＰ］ＤＬ／ＵＬ同期（ＤＬ／ＵＬ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）手順の間にユーザプレーンが同期される。
最後に、第３段階では、新しい無線ベアラは、［ＲＲＣ］無線ベアラセットアップ（ＲＡＤＩＯ ＢＥＡＲＥＲ ＳＥＴＵＰ）メッセージと［ＲＲＣ］無線ベアラセットアップ完了（ＲＡＤＩＯ ＢＥＡＲＥＲ ＳＥＴＵＰ ＣＯＭＰＬＥＴＥ）メッセージとを交換することによりＳ−ＲＮＣとＵＥとの間に設定される。
セル更新
セル更新機能は、ＲＲＣ接続モードのＣｅｌｌ＿ＦＡＣＨ／Ｃｅｌｌ＿ＰＣＨ状態のＵＥの位置をネットワークに報告するために使用することができる。通常、セル更新機能は、ＲＲＣ接続モードのＣｅｌｌ＿ＦＡＣＨ状態においてのみ実行することができるセル再選択手順（非特許文献６参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）により呼び出される。セル再選択を開始することの決定は、ＣＰＩＣＨ ＲＳＣＰまたはＣＰＩＣＨ Ｅｃ／Ｎｏのフィルタ後の測定に基づくこともできる。セル再選択は、設定可能なタイマＴｎの期間満了時に開始される。このタイマは、観測中の隣接セルのセットについての選択されたフィルタ後の品質指数が、設定可能なオフセットだけ増加されたサービングセルについてのフィルタ後の品質指数より大きくなると停止される。セル更新は、セル更新（ＣＥＬＬ ＵＰＤＡＴＥ）ＲＲＣメッセージとセル更新確認（ＣＥＬＬ ＵＰＤＡＴＥ ＣＯＮＦＩＲＭ）ＲＲＣメッセージとをＵｕインタフェース間で交換することにより実現することができる。
上記説明から分かるように、アクティブセット更新機能、ハードハンドオーバ機能、およびセル更新機能は、ＵＥ測定報告の結果に対する所定の事前設定可能な一連の動作に基づいてＳ−ＲＮＣにより開始されるという点で共通である。
従って、これらの手順は、移動体評価型（ｍｏｂｉｌｅ−ｅｖａｌｕａｔｅｄ）と呼ぶ。第２に、上記説明から容易に推定できるように、無線モビリティに関する全ての機能は、セルレベルでのＵＥの位置についての正確な知見に基づいて行われる。最後に、上記手順は、コアネットワーク（ＣＮ）上のいかなるものにも直接的影響を与えない。すなわち、上記手順は、ＩｕインタフェースでのＳ−ＲＮＣからＣＮへの接続に影響を及ぼさない。従って、無線モビリティ機能はＣＮとは切り離された機能であり、ＣＮが関与することのない機能である。
マイクロモビリティ
マイクロモビリティは、以下の段落で説明されるようにＳＲＮＳ移転手順を含む。
より一般的なマイクロモビリティは、ＲＮＳレベルでのＵＥの位置の知見に基づくモビリティ管理方法のセットを含む。このモビリティ管理方法のセットは、設置されたネットワークインフラストラクチャと使用可能な無線リソースとをほぼ最適に利用することを目的としている。
ＳＲＮＳ移転は、ネットワーク内の１つのＲＮＣから別のＲＮＣにＳ−ＲＮＣ機能を移動する方法として規定することができる。
以下、図８に示す例示的なシナリオについて説明する。まず、ＵＥは、段階（ｉ）ではＳ−ＲＮ内の単一のノードＢ上の接続を保持する。アクティブセット更新が行われた後、Ｄ−ＲＮＳのノードＢは、ＵＥのアクティブセットに追加される（段階（ｉｉ））。別のアクティブセット更新後、アクティブセット内の残りの唯一のノードＢはＤ−ＲＮＳ内のノードＢである（段階（ｉｉｉ））。段階（ｉｉｉ）では、ＵＥはＳ−ＲＮＳ内のノードＢへの接続を一切奪われ、従って移転の原因を与えるということが分かる。最後に、Ｓ−ＲＮＳ移転後の接続の状態を、同図の段階（ｉｖ）に示す。
Ｓ−ＲＮＣは、ＵＴＲＡＮ側でのＩｕ接続の「アンカーポイント」であることに留意されたい。ＩｕインタフェースはＣＮ側のＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポートノード）において終端される。従って、ＳＲＮＳ移転は、常に、少なくとも１つのＣＮノードを伴い、ＳＧＳＮ内ＳＲＮＳ移転とＳＧＳＮ間ＳＲＮＳ移転とに分類することができる。
ＳＧＳＮ間ＳＲＮＳ移転手順（Ｒｅｌ９９／４ ＵＭＴＳ構成の場合）の例示的なシグナリング図を図１０に示す。このシグナリングは、次の５つの段階に分けることができる：（１）移転準備およびリソース割当て、（２）移転実行および移転検出、（３）ＵＴＲＡＮモビリティ通知、（４）移転完了、（５）Ｉｕ解放。新しいＳ−ＲＮＣはターゲットＳ−ＲＮＣと呼ばれ、古いＳ−ＲＮＣはソースＲＮＣと呼ばれる。そして、各段階は、いくつかの情報要素（ＩＥ）を包含する多数のメッセージを含む。関連性のあるＩＥについて詳細に説明する。
第１段階（移転準備およびリソース割当て）の間に、ソースＲＮＣは、移転手順を開始することを決定する。［ＲＲＣ］測定報告（ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＲＥＰＯＲＴ）メッセージが図示されているが、ソースＲＮＣは、主には他の基準（例えば、既に完了したアクティブセット更新後のアクティブセットの状態）に基づき移転を決定するということに留意されたい。ＳＲＮＳ移転を開始するために、ソースＲＮＣはＳＧＳＮに［ＲＡＮＡＰ］移転必要（ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ ＲＥＱＵＩＲＥＤ）メッセージを送信する。このメッセージは、通常、ターゲットＲＮＣ ＩＤおよび移転原因（Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃａｕｓｅ）（「リソース最適化」）のＩＥ、ならびにソースツーターゲットＲＮＣコンテナと呼ばれるＩＥのセットを含む。このコンテナは、ＵＥ能力、ＤＲＮＴＩ（ドリフト無線ネットワーク時間識別：Ｄｒｉｆｔ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）のＲＡＢ情報、およびＲＲＣ情報のような、ターゲットＲＮＣにおけるＲＲＣプロトコルの動作に重要な、ＣＮにトランスペアレントなデータのセットを含む。
次に、ＳＧＳＮは、［ＲＡＮＡＰ］移転要求（ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ ＲＥＱＵＥＳＴ）メッセージを送信することにより、既存のＰＤＰコンテキスト／ＱｏＳ属性に基づき、ターゲットＲＮＣへのＲＡＢを確立する。このメッセージは、移転原因ＩＥ、ＲＡＢパラメータＩＥ、および上記ソースツーターゲットＲＮＣコンテナを含む。ターゲットＲＮＣは、割り当てられたＲＡＢパラメータと、ＤＲＮＴＩを有するターゲットツーソースＲＮＣコンテナとを有するＩＥを含む［ＲＡＮＡＰ］移転要求ＡＣＫメッセージにより応答する。ここで、新しいＲＡＢが、ターゲットＲＮＣに向けて正常に確立される。
次に、ＳＧＳＮは、ソースＲＮＣに［ＲＡＮＡＰ］移転命令（ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ ＣＯＭＭＡＮＤ）メッセージを送信する。このメッセージは、割り当てられたＲＡＢパラメータ一覧と、ＤＲＮＴＩを有するターゲットツーソースＲＮＣコンテナとを含む。このメッセージを受信すると、ソースＲＮＣは、ターゲットＲＮＣがデータ受信開始を待機する状態にあることを認識する。これは、ソースＲＮＣがターゲットＲＮＣにデータＰＤＵの転送を開始できることを意味する（［ＤＣＨ−ＦＰ］データＰＤＵメッセージ）。
このソース−ＲＮＣの動作は、任意選択であり、３ＧＰＰ規格Ｒｅｌ４のＰＳ領域からのリアルタイムサービスのＳＲＮＳ移転の改善（「シームレス」移転）として規格化されたことに留意されたい（非特許文献７参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。シームレス移転が必要であるということが［ＲＡＮＡＰ］移転必要メッセージにおいて示されると（例えば、移転原因を表すＩＥで）、上記転送を適用することができる。
第２段階（移転実行および移転検出）では、ＤＲＮＴＩ、ＲＡＢ ＩＤ、およびＰＤＣＰシーケンス番号（シーケンス番号は無損失移転が必要な場合のみ含まれる）を含む［ＲＮＳＡＰ］移転実行（ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ ＣＯＭＭＩＴ）メッセージが、ソースＲＮＣからターゲットＲＮＣに最初に送信される。応答として、ターゲットＲＮＣは、ソースＲＮＣとの接続がＩｕｒインタフェース上に今、確立されたということを報告するために、ＳＧＳＮに［ＲＡＮＡＰ］移転検出（ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ ＤＥＴＥＣＴ）メッセージを送信する。
第３段階（ＵＴＲＡＮモビリティ通知）の間に、ＵＥは、まず、ＳＲＮＣから送信された［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知（ＭＯＢＩＬＩＴＹ ＩＮＦＯ）メッセージにより、ＳＲＮＣの変更について更新される。このメッセージは、ＲＡＢ ＩＤと、新しいＵ−ＲＮＴＩと、任意選択的にＵＬでのＰＤＣＰシーケンス番号（無損失移転が必要とされる場合）とを有するＩＥを含む。ＵＥは、ＲＡＢ ＩＤと、任意選択的にＤＬ ＰＤＣＰシーケンス番号（無損失移転が必要とされる場合）とを有するＩＥを含む［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知確認（ＭＯＢＩＬＩＴＹ ＩＮＦＯ ＣＯＮＦＩＲＭ）メッセージにより、ＳＲＮＣに応答する。
第４段階（移転完了）では、［ＲＡＮＡＰ］移転完了（Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージのみが、ＳＲＮＣ（以前のターゲットＳＲＮＣ）からＳＧＳＮに送信される。
最後に、第５段階（Ｉｕ解放）は、ＳＧＳＮと古いＳＲＮＣとの間で確立された古いＩｕ接続を解放することを目的とする。この接続は、ＳＧＳＮとソースＲＮＣとの間で［ＲＡＮＡＰ］Ｉｕ解放命令（ＲＥＬＥＡＳＥ ＣＯＭＭＡＮＤ）メッセージと［ＲＡＮＡＰ］Ｉｕ解放完了（ＲＥＬＥＡＳＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ）メッセージとを交換することにより解放される。前者のメッセージは、「移転成功」に設定されたＩＥ解放原因を含む。
ＵＥは、例えばソフトハンドオーバ中に、新しいＲＮＣにおいて無線リソースを既に割り当てられているので、ＳＲＮＳ移転の間、新しい無線リンクは一切確立されないということに留意されたい。
可能な拡張ＳＲＮＳ移転のシナリオを図９に示す。Ｒｅｌ９９／４に関しては、現在のＳＲＮＳ移転手順は、全ての無線リンクが単一のＤＲＮＳ内に存在し、かつ、Ｄ−ＲＮＣがターゲットＲＮＣである場合のみをサポートすることができる。ＳＲＮＳ移転を可能にすると同時に、ソフトハンドオーバのマクロダイバーシチ利得の恩恵を十分に受けるために、３ＧＰＰ規格Ｒｅｌ５では、同一ＤＲＮＳに確立されている無線リンクが全ての無線リンクではない場合でもＳＲＮＳ移転をサポートするということが提案された（非特許文献８参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。
この移転手順の拡張は、その規格には導入されなかった。図９においては、ＵＥ（すなわち、移動局（ＭＳ））がＳ−ＲＮＣ１とＤ−ＲＮＣ２とへの無線リンクを保持していることが理解される。次に、測定に基づき、Ｓ−ＲＮＣ１において、移転とアクティブセット更新との組み合わせを行うことが決定される。アクティブセット更新は、Ｓ−ＲＮＣ１への無線リンクを除去しＳ−ＲＮＣ３への新しい無線リンクを確立することにより行われ、一方、移転は、Ｓ−ＲＮＣ機能をＳ−ＲＮＣ１からＲＮＣ３（図の右側のＳ−ＲＮＣ３）に移動することにより行われる。これは、上述の移転手順の拡張なしでは不可能であろう。
図１１に、拡張ＳＲＮＳ移転に関する例示的なシグナリング図を示す。図１０のシグナリング図に比べ、移転準備およびリソース割当ての段階においていくつかの修正がなされたことが分かる。
［ＲＮＳＡＰ］ドリフトＲＮＣセットアップ要求（ＤＲＩＦＴ ＲＮＣ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴ）と［ＲＮＳＡＰ］ドリフトＲＮＣセットアップ応答（ＤＲＩＦＴ ＲＮＣ ＳＥＴＵＰ ＲＥＳＰＯＮＳＥ）との追加メッセージが、ドリフトＲＮＣ２とターゲットＲＮＣ３との間で交換される。前者のメッセージの目的は、その無線接続のサービングＲＮＣがターゲットＲＮＣ３に変わるということをＤ−ＲＮＣ２に示すことである。後者のメッセージを受信した後、ターゲットＲＮＣ３は、Ｄ−ＲＮＣ２へのＩｕｒユーザプレーン予約を行う。
先の図のシグナリング図に関するいくつかの修正は、また、移転実行および移転検出の段階において行われる。最初に、［ＲＮＳＡＰ］ドリフトＲＮＣセットアップ完了（ＤＲＩＦＴ ＲＮＣ ＳＥＴＵＰ ＣＯＭＰＬＥＴＥ）メッセージがソースＲＮＣ１とドリフトＲＮＣ２との間に導入され、後者の要素に、古いＩｕｒリンクを解放し新しく構成されたＩｕｒリンクの使用を開始することを通知する。最後に、図からは直ぐに明らかではないが、［ＲＲＣ］アクティブセット更新（ＡＣＴＩＶＥ ＳＥＴ ＵＰＤＡＴＥ）メッセージと［ＲＲＣ］アクティブセット更新完了（ＡＣＴＩＶＥ ＳＥＴ ＵＰＤＡＴＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ）メッセージとは、［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知（ＵＴＲＡＮ ＭＯＢＩＬＩＴＹ ＩＮＦＯ）／［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知確認（ＵＴＲＡＮ ＭＯＢＩＬＩＴＹ ＩＮＦＯ ＣＯＮＦＩＲＭ）とのペアのメッセージの欠落を補うため、追加のＩＥで補完されるということに留意されたい。例えば、［ＲＲＣ］アクティブセット更新（ＡＣＴＩＶＥ ＳＥＴ ＵＰＤＡＴＥ）メッセージはいくつかのＣＮに特有なＩＥを含むことができる。この拡張されたＳＲＮＳ移転については、これ以上考察しない。
図１１と図６を比較すると、アクティブセット更新機能と移転手順とが組み合わされた場合、移転に特有でありかつＣＮへのシグナリングを必要とするメッセージとその機能とを併合することにより、アクティブセット更新機能の遅延はかなり増加されるということが分かる。従って、アクティブセット更新を開始するための基準として使用されたＲＲＣ測定は、極めて古いかもしれない。これでは、移転手順の拡張にもかかわらず、最適以下の無線性能に帰着するであろう。
第１に、従来の構成におけるＳＲＮＳ移転は、測定報告に基づくより、むしろ特定のＵＥに対し設定される無線リンクのセットについての知見に基づいて開始され得ることが、分かる。従って、ＳＲＮＳ移転は、ネットワーク評価型（ｎｅｔｗｏｒｋ−ｅｖａｌｕａｔｅｄ）手順と呼ぶことができる。第２に、上記説明から容易に推定できるように、移転手順は、ＲＮＳレベルでのＵＥの位置についての正確な知見に基づいて行われる。最後に、移転手順は、コアネットワーク（ＣＮ）に直接の影響を間違いなく及ぼす。すなわち、Ｓ−ＲＮＣとＣＮとの間のＩｕ接続に直接に影響を及ぼす。マイクロモビリティ手順として、従来の構成を有するネットワーク内の移転は、従って、ＣＮ結合型（ＣＮ−ｃｏｕｐｌｅｄ）手順、すなわちＣＮの関与を伴う手順である。
従来のＵＴＲＡＮ構成についての無線モビリティとマイクロモビリティとの間において特定された相違は、下表に要約される。さらに、ネットワークインタフェースでの相対的なシグナリング負荷を考慮する。
Figure 0004733688
分散型ネットワークにおける移転手順に関しても、特許文献１は、拡張手法を提供する。同出願は、分散型構成を有する無線アクセスネットワーク（ＩＰＲＡＮ）におけるサービング無線リソース制御エンティティを変更する移転方法、システムおよびネットワーク要素に関する。
ユーザプレーン接続を、ドリフトネットワーク要素で保持できるようにする特許文献１により提案された方法は、無線性能を拡張することができる。この方法は、図９を参照して説明したように、規格化された移転手順に関する移転の原因を単に拡張するだけである。しかしながら、観測対象ネットワーク構成におけるサービングネットワーク要素の頻繁な移転による、許容されない可能性のあるＲＲＣシグナリング遅延は、提案方法を使用することでは適切に対処され得ない。
進化型ＵＭＴＳ ＵＴＲＡＮ構成
以下では、進化型ＵＭＴＳ ＵＴＲＡＮ構成の提案について説明する。この構成では、新しいネットワーク要素のそれぞれを、その制御プレーン機能とユーザプレーン機能との観点から規定することができる。ネットワーク構成の概略を図１２に示す。
ＲＮＧ（無線ネットワークゲートウェイ）は、従来のＲＡＮと相互作用するために使用され、モビリティアンカーポイントの役割を果たすものである。すなわち、一旦、ＲＮＧが当該接続のために選択されると、ＲＮＧは当該呼の間、保持される。ＲＮＧは制御プレーンとユーザプレーンとの双方における機能を含む。さらに、ＲＮＧは、移動通信システムのコアネットワークへの接続を与える。
制御プレーン機能
ＲＮＧ機能の一部は、進化型ＲＡＮとＣＮとの間、および進化型ＲＡＮとＲｅｌ９９／４／５ ＵＴＲＡＮとの間のシグナリングゲートウェイとしての役割を果たすものであり、以下の主要な機能を有する。
●Ｉｕシグナリングゲートウェイ、すなわちＲＡＮＡＰ接続のアンカーポイント
○下記を含むＲＡＮＡＰ（無線アクセスネットワークアプリケーション部）接続終端
■シグナリング接続のセットアップおよび解放
■コネクションレスメッセージの識別
■ＲＡＮＡＰのコネクションレスメッセージの処理
○関連性のあるノードＢ＋（ＮｏｄｅＢ＋）への、遊休および接続モードページングメッセージの中継
●ＲＮＧは、ノードＢ＋間移転においてＣＮの役割を引き受ける
●ユーザプレーン制御
●ノードＢ＋とＲｅｌ９９／４／５ ＲＮＣとの間のＩｕｒシグナリングゲートウェイ
ユーザプレーン機能
ＲＮＧは、ＣＮまたは従来のＲＡＮから進化型ＲＡＮへのユーザプレーンアクセスポイントであり、以下のユーザプレーン機能を有する。
●移転中のユーザプレーントラフィックの切替え
●ノードＢ＋とＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポートノード、ＣＮの要素）との間のＧＴＰ（ＩｕインタフェースでのＧＰＲＳトンネリングプロトコル）パケットの中継
●ユーザプレーンに対するＩｕｒ相互作用
ノードＢ＋要素は全てのＲＡＮ無線プロトコル（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を終端する。ノードＢ＋機能については、制御プレーンとユーザプレーンとについて別々に検討する。
制御プレーン機能
このカテゴリーは、進化型ＲＡＮ内の接続モード端末の制御に関連する全ての機能を含み、主要な機能として次のものがある。
●ＵＥの制御
●ＲＡＮＡＰ接続の終端
○ＲＡＮＡＰ接続指向プロトコルメッセージの処理
●ＲＲＣ接続の制御／終端
●関連性のあるユーザプレーン接続の初期化の制御
ＲＲＣ接続が終端されると、またはその機能が別のノードＢ＋に移転されると（サービングノードＢ＋の移転）、ＵＥコンテキストは（サービング）ノードＢ＋から除去される。制御プレーン機能は、ノードＢ＋のセルのリソースの制御および設定、ならびにサービングノードＢ＋の制御プレーン部からの要求に応じた個別リソースの割当てのための全ての機能を含む。
ユーザプレーン機能
ユーザプレーン機能は以下のものを含む。
●ＰＤＣＰ（パケットデータコンバージェンスプロトコル）、ＲＬＣおよびＭＡＣのプロトコル機能
●マクロダイバーシチ合成
モビリティ管理
無線モビリティ
無線モビリティ手順はＲＲＣプロトコルにより管理されるので、大体において変わらない。進化型構成におけるこのプロトコルの機能は同じままであろう。ただ１つの相違は、ネットワーク側のその終端はサービングノードＢ＋であろうということである。
ＳＲＮＳ移転
分散型構成を有する無線アクセスネットワークにおける移転を規定する前に、移転のいくつかの態様を手短に考察する。従来の無線アクセスネットワークにおける移転は、ＳＲＮＣ機能が１つのＲＮＣから別のＲＮＣへ移動される手順として規定された。分散型構成を有する無線アクセスネットワークでは、サービングノードＢ＋は、観測対象ＵＥの全てのＲＲＣ機能を現在行っているノードＢ＋として規定することができる。従って、従来の構成におけるＳＲＮＣ移転は、分散型構成を有する無線アクセスネットワークにおけるサービングノードＢ＋移転に対応するであろう。これは、以下では、サービングネットワーク要素移転手順とも呼ばれる。後者は、従来のＳＲＮＳ移転に対する、より一般的な用語として使用し得ることに留意されたい。
従って、分散型構成を有する無線アクセスネットワークにおけるマイクロモビリティは、サービングネットワーク要素（サービングノードＢ＋）の移転として規定することができる。この場合の移転の詳細設計が本報告の目的である。
マイクロモビリティに関し、従来構成と分散型構成との間で観測された相違の直接の結果は、移転の頻度である。通常、サービングネットワーク要素の移転の頻度は、主に次の２つの要素に依存し得る：（１）観測対象要素のインタフェースの数および観測対象インタフェース（エアインタフェースを除く）でのトラヒック負荷、（２）観測対象ネットワーク要素により制御されるカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の大きさ。
この例示的な分散型ネットワーク構成を検討すると、サービングネットワーク要素の移転の頻度が、従来の構成における移転の頻度に対して増加するということを容易に結論付けられる。第１に、ノードＢ＋の有線インタフェースの数は、従来の構成におけるノードＢの有線インタフェースの数（１つのＩｕｂインタフェース）と比較して、３倍になる（２つのＩｕｒインタフェースと１つのＩｕ／Ｉｕｒインタフェース）。従来の構成におけるＲＮＣと比較したインタフェースの数はほぼ等しい。しかしながら、分散型構成において、Ｉｕｒインタフェースでのトラヒック負荷は、実際はさらに大きいかもしれない。第２に、ノードＢ＋により制御されるカバレッジは、従来のＲＮＣにより制御されるものよりはるかに小さいかもしれない。
分散型無線アクセスネットワークにおける頻繁なサービングネットワーク要素の移転は、観測対象ＵＥへのＲＲＣシグナリング遅延を減少させるために有利に使用され得る。これは、典型的なシグナリング無線ベアラ（ＳＲＢ）設定（通常は、８０ミリ秒以下のインタリーブ長で１．７ｋｂｐｓ、３．４ｋｂｐｓ、１３．６ｋｂｐｓ）、典型的なＩｕｂ／Ｉｕｒ遅延、およびネットワーク要素処理遅延（１０ミリ秒程度）から明白である（非特許文献９、１０参照、いずれもhttp://www.3gpp.orgから入手可能）。
従来のＳＲＮＳ移転の拡張に関し検討したように、無線とマイクロモビリティの統合（例えば、アクティブセット更新とＳＲＮＳ移転との統合）は、よりよい無線効率を達成するために望ましいかもしれない。しかしながら、従来の構成を想定すると、この統合は、アクティブセットのターゲット設定を確立する際、ほとんど受け入れがたい遅延をもたらすであろうということが同時に観測された。分散型構成におけるモビリティ管理を考慮すると、マイクロモビリティと無線モビリティとの統合は、少なくともより自然な手法であるように見えることは容易に推定できる。サービングネットワーク要素の移転と無線モビリティとの統合を支援する手順は、拡張移転手順とも呼ばれる。
米国特許出願公開第２００３／００３６３８７号明細書 3GPP TR 25.401:"UTRAN Overall Description" 3GPP TSG RAN TS 25.331: "RRC Protocol Specification", V.6.0.1 3GPP TSG RAN TS 25.215: "Physical Layer Measurements-(FDD)", V.6.0.0 3GPP TSG RAN TS 25.402: "Synchronisation in UTRAN Stage 2", V.6.0.0 3GPP TSG RAN TR 25.308: "High Speed Downlink Packet Access (HSDPA): Overall Description Stage 2", V.6.0.0 3GPP TSG RAN TS 25.304: "User Equipment (UE) Procedures in idle mode and cell reselection in connected mode", V.6.0.0 3GPP TSG RAN TS 25.936: "Handovers for real-time services for PS domain", V.4.0.1 3GPP TSG RAN TR R3.010: "SRNS relocation enhancement", V.0.4.0 3GPP TSG RAN TR 25.853: "Delay Budget within the Access Stratum", V.4.0.0 3GPP TSG RAN TS 34.108: "Common test environments for User Equipment (UE) conformance testing", V.4.9.0
無線モビリティ関連手順を適時実行することは、サービングネットワーク要素の移転を改善する際の主要な課題である。従って、分散型無線アクセスネットワーク構成におけるサービングネットワーク要素の移転に関する課題は、無線モビリティ関連手順を実行することによりもたらされる遅延が最小化されるように、移転手順を最適化することであり得る。この最適化の別の制約は、従来の構成に対し、はるかに頻繁であることが示された移転中のネットワークにおけるシグナリング負荷を最小化することであり得る。
本発明の様々な目的の１つは、ネットワーク構成における頻繁なサービングネットワーク要素移転による、許容され得ない可能性のある制御シグナリング遅延に対処することである。
この目的は、独立請求項の主題により解決される。本発明の好ましい実施の形態は従属請求項の主題である。
本発明の一実施の形態は、移動端末と複数の基地局とを含む移動通信システムにおけるサービング基地局の制御プレーン機能を移転する方法に関する。本方法は、移動端末が第１の基地局と第２の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは移動端末が第１の基地局から第２の基地局へのハードハンドオーバもしくはセル更新を実行する第１の動作状態を確立する工程と、移動端末が第１の基地局と第３の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは移動端末が第２の基地局に接続される第２の動作状態を確立する工程と、第２の動作状態が確立された場合、制御プレーン機能を第１の基地局から第２の基地局へ移す工程と、を含む。第１の動作状態または第２の動作状態においてソフトハンドオーバを実行する際、第１の動作状態において、第１の基地局と第２の基地局との間のリンクを確立する。同様に、第２の動作状態において、第２の基地局と第３の基地局との間のリンクを確立する。また、本方法は、第１の基地局から第２の基地局には、アプリケーションプロトコルの移転要求メッセージが送信され、第１の基地局において、第２の基地局からアプリケーションプロトコルの移転要求確認応答メッセージを受信する工程と、第１の基地局から移動端末に送信されたＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新メッセージを使用して、移動端末のアクティブセットを更新する工程と、第２の基地局において、移動端末からＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新完了メッセージを受信し、受信メッセージは、第２の基地局に、アクティブセット更新が完了したということを通知する工程と、移動端末がアクティブセット更新を完了したということを通知するアプリケーションプロトコルのアクティブセット更新完了転送メッセージを第２の基地局から第１の基地局に送信する工程と、をさらに含む。
別の変形では、本方法は、第２の動作状態において、第１の基地局と第２の基地局との間のリンクを保持する工程をさらに含むことができる。
別の変形では、第１の基地局は、第１の動作状態において、ゲートウェイと移動端末との間のデータ交換のために、移動通信システムのコアネットワークへのゲートウェイへのリンクを使用することができ、そして、第２の動作状態において、上記ゲートウェイへのリンクを保持することができる。
さらに、本方法は、第１の動作状態および第２の動作状態において第１の基地局を介し、移動端末とゲートウェイとの間でデータを交換する工程を含むことができる。従って、移動端末とゲートウェイとの間で交換されたデータは、第２の基地局からゲートウェイに直接、転送できないが、中間ホップとしての第１の基地局に渡される。従って、この例示的な変形では、第１の動作状態からのゲートウェイへの接続を保持できる一方で、制御プレーン機能のみが移転される。
移動端末とゲートウェイとの間のデータ転送を容易にするために、第１の基地局と第２の基地局との間、および第２の基地局と第３の基地局との間のそれぞれのリンクを用いて、第１の基地局を介してゲートウェイと移動端末との間でデータを交換することができる。
さらに、別の変形は、第１の動作状態から第２の動作状態への変更を開始するために、第１の基地局から第２の基地局にアプリケーションプロトコルの移転実行メッセージを送信する工程を包含する。
アクティブセット更新メッセージは、位置領域識別子、および／またはルーティング領域識別子を与える情報要素を含むことができる。
本発明の別の実施の形態は、第１の動作状態においてハードハンドオーバまたはセル更新を実行する際に上記方法を使用することに関する。この場合、第１の動作状態において、第１の基地局と第２の基地局との間のリンクを確立することができる。
この実施の形態による本方法は、第２の動作状態において第１の基地局と第２の基地局との間でリンクを保持する工程をさらに含むことができる。
別の変形は、ゲートウェイと移動端末との間のデータ交換のために、第１の動作状態において確立された第１の基地局と移動通信システムのコアネットワークへのゲートウェイとの間のリンクを使用することと、第２の動作状態においてゲートウェイへのリンクを保持することとを包含する。
実施の形態の別の変形では、第２の基地局と第３の基地局との間のリンクを確立するために、アプリケーションプロトコルの無線リンクセットアップ手順と、フレームプロトコルのダウンリンク／アップリンク同期手順とを使用することができる。
さらに、第１の基地局は、別の変形による制御プレーン機能の移転を実行することを決定できる。
別の変形では、本方法は、移動端末が、第２の基地局から第３の基地局へのソフトハンドオーバ状態またはハードハンドオーバ状態にありかつ移動端末と移動通信システムのコアネットワークへのゲートウェイとの間のデータが第２の基地局を介して交換される第３の動作状態を確立する工程をさらに含むことができる。さらに、第２の動作状態では、移動端末とゲートウェイとの間のデータを第１の基地局を介して交換することができる。
第１の基地局は、第２の動作状態を確立すべきかどうか、あるいは第３の動作状態を確立すべきかどうかをさらに決定することができ、そして、上記決定に基づき、第２の動作状態または第３の動作状態を確立することができる。さらに、第２または第３の動作状態のいずれかが確立されると、制御プレーン機能を第２の基地局に移すことができる。
本発明の別の実施の形態は、第２の基地局が移動通信システムのコアネットワークへのゲートウェイから移転命令を受信した場合、第２の動作状態から第３の動作状態に変化することを包含する。
第２の動作状態または第３の動作状態を確立する上記決定は、例えば、第１の基地局と第２の基地局との間のリンク上のシグナリング負荷もしくは帯域幅利用の指数と、第１の基地局とゲートウェイ間の接続上のシグナリング負荷もしくは帯域幅利用の指数とのうち、いずれか１つまたはその組み合わせに基づくことができる。
本発明の別の実施の形態は、様々な実施の形態およびその変形による方法において上記第１の基地局により実行される工程を実行するように適合された手段を含む、移動通信システムにおける基地局を提供する。
本発明の別の実施の形態は、移動端末と、第１、第２および第３の基地局を含む複数の基地局と、を含む移動通信システムを提供する。本システムは、前記移動端末が第１の基地局と第２の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは前記移動端末が前記第１の基地局から前記第２の基地局へのハードハンドオーバもしくはセル更新を実行する第１の動作状態を確立し、前記移動端末が前記第２の基地局と第３の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは前記移動端末が前記第２の基地局に接続される第２の動作状態を確立し、前記第２の動作状態が確立された場合、制御プレーン機能を前記第１の基地局から前記第２の基地局へ転送するように適合され、さらに、前記第１の動作状態または前記第２の動作状態におけるソフトハンドオーバを実行する際、前記第１の動作状態においては、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間のリンクを確立し、前記第２の動作状態においては、前記第２の基地局と前記第３の基地局との間のリンクを確立するように適合され、さらに、前記第１の基地局から前記第２の基地局に、アプリケーションプロトコルの移転要求メッセージを送信し、前記第１の基地局において、前記第２の基地局からアプリケーションプロトコルの移転要求確認応答メッセージを受信し、前記第１の基地局から前記移動端末に送信されたＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新メッセージを使用して、前記移動端末のアクティブセットを更新し、前記第２の基地局において、前記移動端末から前記ＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新完了メッセージを受信し、前記受信メッセージは、前記アクティブセット更新が完了したということを前記第２の基地局に通知し、前記移動端末が前記アクティブセット更新を完了したということを通知するアプリケーションプロトコルのアクティブセット更新完了転送メッセージを前記第２の基地局から前記第１の基地局に送信するように適合される。
以下、添付図面を参照し本発明をさらに詳細に説明する。各図面における同様のまたは対応する詳細部には同一の参照符号がつけられている。
以下の段落では、本発明の様々な実施の形態を説明する。例示的な目的のみのため、大部分の実施の形態はＵＭＴＳ通信システムに関連して概説され、以降の節に使用される用語は主にＵＭＴＳ用語に関する。但し、使用される用語と、ＵＭＴＳ構成に関する実施の形態の説明は、本発明の原理および思想をこれらのシステムに限定するように意図するものではない。
プロトコルまたはネットワーク要素に添えられた追加の「＋」記号は、これらのプロトコルとネットワークの要素とが拡張機能を持つことができるか、あるいは進化型ＵＴＲＡＮ構成に適合され得るということを表すことを目的とする。しかしながら、追加の「＋」記号は、この発明の原理および思想を制限するものとして理解すべきではない。
また、上記背景技術の中で示した詳細な説明は、以下に説明する主としてＵＭＴＳの特定の例示的実施の形態をよりよく理解することのみを意図しており、従って本発明を、移動通信ネットワークにおける処理および機能について説明された特定の実施の形態に限定するものと理解すべきではない。
一般的には、本発明の原理は、分散型構成を使用する任意の種類の移動通信システムに適用可能であり、例えば、ＩＭＴ−２０００フレームワークに基づいた通信システムに適用可能である。
さらに、用語「リンク」は、本書では頻繁に使用されるが、この用語は、ケーブルまたはネットワーク要素を接続する何らかの物理的接続よりも、例えば、ノードＢ間のデータ交換のために確立されたリンクをむしろ指すことに留意されたい。例えば、リンクは、Ｉｕｒ＋インタフェース仕様に基づいたノードＢ間のリンクとして理解することができる。
本発明の様々な態様の１つは、無線モビリティ手順の遅延を最小化することを目的とする、拡張された全体的および部分的ＲＮＧ間サービングノードＢ＋（ＳＮｏｄｅＢ＋）移転に関する。部分的ＲＮＧ間ＳＮｏｄｅＢ＋移転は、さらに、頻繁な移転によるシグナリング負荷を最小化することができる。
本発明によれば、用語「部分的移転」は、古いノードＢを介するＲＮＧへの接続を保持しつつ、１つのノードＢから別のノードＢへ制御プレーン機能を移転することとして理解することができる。従って、ＵＥとＲＮＧとの間のデータ交換は、新しいノードＢと以前のノードＢとを介して実行される。
本発明における「全体的移転」について言えば、それは、以前のノードＢから新しいノードＢへの制御プレーン機能の移転手順であって、以前のノードＢとＲＮＧとの間の接続が解放され新しいノードＢとＲＮＧとの間に新たに確立されたリンクがＵＥとＲＮＧとの間でデータを交換するために使用されるドＢへ制御プレーン機能が移転されることに言及する。
本発明の別の態様は、サービングネットワーク要素（例えば、通信中のＵＥに制御プレーン機能を提供するノードＢ）が、制御プレーン機能の全体的または部分的移転が実現可能かどうかを判定できるようにする判定基準を見出すことに関する。さらに、部分的移転状態と全体的移転状態との間の切替えもまた可能である。
拡張された全体的ＲＮＧ間ＳＮｏｄｅＢ＋移転は、統合された無線モビリティを有する１つのノードＢ＋から別のノードＢ＋にサービングノードＢ＋機能を移動するための手順として規定することができる。また、移転中に、ＲＮＧへのＩｕ接続は、ソースノードＢ＋からターゲットノードＢ＋に移される。
拡張された部分的なＲＮＧ間ＳＮｏｄｅＢ＋移転は、ＲＮＧへのＩｕ接続がソースノードＢ＋からターゲットノードＢ＋に移されないという相違点を有する全体的移転として、同様に規定することができる。
以下では、いくつかの例示的なシナリオを考察して本発明の原理および思想の概要を述べる。前述のように、本発明の以下の様々な実施の形態は、本発明をこれらの選択された例示的なシナリオに限定することを目的としない例示的なシナリオを提供する。有線インタフェースを介して確立されたリンクは添付図面では太い線により図示される。
図１３に、本発明の例示的な実施の形態による、部分的サービングネットワーク要素移転とアクティブセット更新とを組み合わせたシナリオを示す。
図１３の上部（ｉ）に、移転手順（第１の動作状態）の開始時のネットワーク構成を示す。ＵＥは、ソフトハンドオーバ状態にあると同時にサービングノードＢ１（ＮｏｄｅＢ１）とターゲットノードＢ２（ＮｏｄｅＢ２）とに接続され得る。
この第１の動作状態の構成は、以下の節で考慮される本発明のいくつかの以下の実施の形態に対しても参照される。
モビリティにより、ネットワーク構成は、図１３の下部（ｉｉ）に示すように、第２の動作状態に変更され得る。ソフトハンドオーバは、ノードＢ２とノードＢ３（ＮｏｄｅＢ３）とに対して確立でき、サービングノードＢの役割はノードＢ１からノードＢ２へ移転され得る。部分的移転の後、ＲＮＧへの接続は、ノードＢ１を介して依然として保持され得るということにと留意されたい。
この第２の動作状態では、制御プレーン機能はサービングノードＢ２を介して提供される。データを、ソフトハンドオーバ中、ノードＢ３とＵＥとの間だけでなくサービングノードＢ２とＵＥとの間でも交換することができる。データを、例えば、Ｉｕｒ＋インタフェース上で確立されたリンクを介してノードＢ３からサービングノードＢ２に転送することができる。従って、制御プレーン機能（例えば、ＲＲＣ）を、第２の動作状態においてサービングノードＢ２により正常に終端することができる。ＵＥからのデータは、サービングノードＢ２からＲＮＧに直接に転送されないが、別の確立されたリンクを介してノードＢ１に渡され、そしてノードＢ１によりＲＮＧに転送される。もちろん、ＲＮＧとＵＥとの間の双方向通信は可能であるが、ブロードキャストを考慮することもできる。
図１４に、本発明の例示的な実施の形態による、全体的サービングネットワーク要素移転とアクティブセット更新との組み合わせについてのシナリオを示す。図１４の上部（ｉ）は、図１３上部を参照して概要を述べた動作状態に対応する。
図１４の下部（ｉｉ）に図示された第２の動作状態では、アクティブセットの設定を変更し、サービングネットワーク要素の移転を実行した後、制御プレーン機能の制御をノードＢ１からノードＢ２へ移転することができる。さらに、ＲＮＧへの接続を、ここでは、サービングノードＢ２とＲＮＧとの間の直接リンクを介して確立することができる。
図１４に示す第２の動作状態では、制御プレーン機能は、図１３の例示的な実施の形態のように、サービングノードＢ２を介して提供される。図１３の第２の動作状態と同様に、ソフトハンドオーバ中、データを、ターゲットノードＢ３とＵＥとの間だけでなくＳＮｏｄｅＢ２とＵＥとの間でも交換することができ、例えばＩｕｒ＋インタフェースで確立リンクを介してターゲットノードＢ３からサービングノードＢ２に転送することができる。従って、制御プレーン機能（例えばＲＲＣ）を、第２の動作状態においてサービングノードＢ２により正常に終端することができる。
図１３に示す部分的移転に反して、ＵＥからのデータは、確立されたリンクを介してサービングノードＢ２によりＲＮＧに直接に転送される。また、ＲＮＧとＵＥとの間で双方向通信は可能であるが、ブロードキャストを考慮することもできる。
上に概説した本発明の実施の形態による図１５と図１６のシナリオでは、ハードハンドオーバとセル更新手順とが採用された部分的および全体的サービングネットワーク要素移転が、ソフトハンドオーバおよびアクティブセット更新の代わりに示される。これらの図を図１３と図１４と比較すると、部分的／全体的サービングネットワーク要素移転の原理は同じままであり、無線モビリティ後の最初の配置とターゲットの配置のみが変更されたことが分かる。ＵＥは、最初にサービングノードＢ１に接続され、その後サービングノードＢ２（前はターゲットノードＢ２）に接続される。
部分的サービングネットワーク要素移転およびアクティブセット更新
図１７に、本発明の例示的な実施の形態による部分的サービングネットワーク要素移転とアクティブセット更新のシグナリング図を示す。この図は、図１３に示したシナリオを参照する。ＲＮＧはシグナリングに関与せず、従って移転手順により引き起こされる遅延をかなり低減できることが分かる。
この手順を以下の３つの時間的段階に分けることができる：（１）リソース割当ておよびリソース準備、（２）移転実行、（３）ＵＴＲＡＮモビリティ通知。
段階（１）では、サービングノードＢ１（ＳＮｏｄｅＢ１）は、ＵＥから受信される例えば［ＲＲＣ］測定報告メッセージ中の測定値に基づき、そして無線モビリティ手順を終了した後の結果として生じるトポロジーの影響に基づいて、ＵＥの部分的移転（そして、アクティブセット更新）を決定することができる。例えば、ＳＮｏｄｅＢ１は、Ｉｕ＋／Ｉｕｒ＋インタフェース上の現在のシグナリング負荷を考慮することができる（例えば、設定可能な時間間隔で送信されるメッセージの数、そしてその数が、ある閾値より大きい場合は、全体的移転を開始することができる）。
あるいは、ＳＮｏｄｅＢ１は、使用可能なインタフェース上の帯域幅利用に関するいくつかの指数を考慮することができる（例えば、拒絶された無線リンクセットアップ要求の数、そして、設定可能な時間間隔におけるその数が、ある閾値より大きい場合は、部分的移転を開始することができる）。
さらに、制御プレーン機能の移転を実行することを示すメッセージを、ＳＮｏｄｅＢ１からＴＮｏｄｅＢ２に送信することができる。
例えば、ＳＮｏｄｅＢ１からターゲットノードＢ２（ＴＮｏｄｅＢ２）へ送信される［ＲＮＳＡＰ＋］移転要求を、このために使用できる。［ＲＮＳＡＰ＋］移転要求メッセージは、例えば「部分的拡張移転−リソース最適化」に設定され得るＩＥ移転原因と、ソースツーターゲットノードＢコンテナとを、例えば含む。ソースツーターゲットノードＢコンテナは、ＵＥ能力、Ｓ−ＲＮＴＩまたはＵ−ＲＮＴＩ、ソースノードＢ ＩＤ、ＲＡＢ情報、ＲＲＣ情報のようなパラメータを含むことができる。
次に、ＳＮｏｄｅＢ１とＴＮｏｄｅＢ３との間のリンクを確立することができる。ＳＮｏｄｅＢ１とＴＮｏｄｅＢ３との間のリンクを確立するために（例えば、Ｉｕｒ＋インタフェースを介し）、［ＲＮＳＡＰ＋］＜ＲＬセットアップ手順＞を使用することができる。これらのノードＢ間の同期は、例えば、［ＤＣＨ ＦＰ＋］＜ＤＬ／ＵＬ同期＞手順のキャリア同期を使用することにより確立することができる。同期は、関与するネットワーク要素間のフレームプロトコルデータユニットの適時配信を達成することを目的としている（非特許文献４参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。
最後に、ＵＥのアクティブセットを更新することができる。このために、［ＲＲＣ］アクティブセット更新と［ＲＲＣ］アクティブセット更新完了メッセージとを、ＵＥとＳＮｏｄｅＢ１／ＴＮｏｄｅＢ２との間で交換することができる。
アクティブセット更新を実行する際、ＵＥは、ＳＮｏｄｅＢ１において終端されるプロトコルの全てのメッセージが当該ネットワーク要素に転送されるように、ソフトハンドオーバ状態であり得る。従って、完了メッセージの内容を、［ＲＮＳＡＰ＋］アクティブセット更新完了転送（ＡＣＴＩＶＥ ＳＥＴ ＵＰＤＡＴＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ ＦＷＤ）メッセージでＳＮｏｄｅＢ１に転送することができる。これらのメッセージの内容は、既に説明した従来の手順に対するものと同じであってよい。
［ＲＮＳＡＰ＋］移転要求メッセージと［ＲＮＳＡＰ＋］移転要求ＡＣＫメッセージとは、手順を開始することの決定がなされ移転要求メッセージが送信された後、この段階におけるメッセージの時間的順序のどこにでも配置され得るということに留意されたい。
段階（１）の最後に、アクティブセット更新を完了し、ＵＥを、ＴＮｏｄｅＢ２とノードＢ３とに接続することができる（ソフトハンドオーバ）。ＲＮＧへの接続をＳＮｏｄｅＢ１を介して保持することができる。移転はまだ完了していないので、測定報告は、ＳＮｏｄｅＢ１に対して依然として行うことができる、すなわち、ＳＮｏｄｅＢ１は、例えば、依然としてＲＲＣプロトコルを終端することができる。
段階（２）では、移転は、例えば、ＳＮｏｄｅＢ１からＴＮｏｄｅＢ２に送信される［ＲＮＳＡＰ＋］移転実行メッセージを使用することにより実行することができる。このメッセージは、Ｓ−ＲＮＴＩ／Ｕ−ＲＮＴＩ、ソースノードＢ ＩＤ、ＲＡＢ ＩＤ、無損失移転のためのＰＤＣＰシーケンス番号を含むことができる。無損失移転が必要な場合、これをＩＥ移転原因内に明示することができる。
段階（３）では、ＵＴＲＡＮモビリティ通知をＵＥに提供することができる。このために、［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知メッセージをＴＮｏｄｅＢ２からＵＥに送信することができる。このメッセージは、ＲＡＢ ＩＤ、新しいＵ−ＲＮＴＩ、無損失移転のためのＵＬ ＰＤＣＰシーケンス番号を有するＩＥを含むことができる。ＵＥは、例えば、［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知確認メッセージにより、上記メッセージに応答することができる。このメッセージは、ＲＡＢ ＩＤ、無損失移転のためのＤＬ ＰＤＣＰシーケンス番号を有するＩＥを含むことができる。
最後に、サービングネットワーク要素移転を完了し、測定報告をＴＮｏｄｅＢ２に対し行うことができる。モビリティ通知を受信すると、ＵＥは、制御プレーンがＴＮｏｄｅＢ２で終端されたということを通知され、従って、例えば、測定報告のようなＲＲＣシグナリングメッセージをＴＮｏｄｅＢ２に指示する。
図１７に示すシグナリング図の変形では、［ＲＲＣ］アクティブセット更新メッセージは、ＵＥ情報要素とＣＮ情報要素との両方を含むことができる。ＵＥ情報要素は、特に、新しいＳＲＮＣ識別情報とＳ−ＲＮＴＩとを含むことができる。ＣＮ情報要素は、特に、位置領域識別子とルーティング領域識別子とを含むことができる。この場合、シグナリング図の第３段階を省略することができ、従ってメッセージの数を削減することになる。［ＲＲＣ］アクティブセット更新／無線ベアラセットアップ要求／ＵＴＲＡＮモビリティ通知の各ＩＥを併合することに関する同様の意見が、ここで検討される他のシナリオにも当てはまる。
３ＧＰＰ規格のＵＭＴＳ Ｒｅｌ４に対し、ターゲットネットワーク要素からのパケット転送によるシームレスＳＲＮＳ移転が規格化されたということを上に概説した。何らかのパケット「転送」は、アクティブセット更新の完了直後に提供されるので、拡張された部分的ネットワーク要素移転の本方法は本質的にシームレスである。
図１７に示す提案された拡張された移転方法を図１１のものと比較すると、無線モビリティ手順（アクティブセット更新）の遅延がかなり低減されることが分かる。上で提供した数値データに基づくと、図１１に示す例における遅延増加は数十ミリ秒であり、これは無線ベアラインタリーブにより導入される遅延（８０ミリ秒以内）となお同等レベルであると結論付けることができる。この遅延は、本発明の様々な実施の形態により提案された遅延よりなお著しく大きい。
図１１に示す本発明の実施の形態による方法では、アクティブセット更新を、リソース割当ておよびリソース準備の段階において終了することができる。それとは対照的に、例えば、図１１に示す従来の方法は、比較的時間を消費するＣＮへのシグナリングメッセージを有する第２段階ではアクティブセット更新のみを完了する。
全体的サービングネットワーク要素移転およびアクティブセット更新
本発明の別の実施の形態による全体的サービングネットワーク要素移転とアクティブセット更新のシグナリング図を図１８に示す。この図は図１４に記載されたシナリオを参照する。
同図を次の５つの時間的段階に分けることができる：（１）移転準備およびリソース割当て、（２）移転実行および移転検出、（３）ＵＴＲＡＮモビリティ通知、（４）移転完了、（５）Ｉｕ解放。この例によるシグナリング遅延は、ＲＮＧもシグナリングに関与するので、前の場合に対して長いかもしれない。
本発明の一実施の形態による全体的サービングネットワーク要素移転と図１１の拡張されたＳＲＮＳ移転とを比較すると、前者の手順では、アクティブセット更新は、当該技術分野で知られた従来の手順よりも依然として早く（移転準備およびリソース割当ての段階で既に）完了されることが分かる。
図１８に示すシグナリング図の段階（１）（移転準備およびリソース割当て）では、ＳＮｏｄｅＢ１は、ＵＥから受信された例えば［ＲＲＣ］測定報告メッセージ中の測定値に基づき、そして既に述べたように、必要とされる無線モビリティ手順を実行した後の結果として生じるネットワークトポロジーの影響に基づいて、全体的移転を開始することを決定することができる。
移転を望むということを示すメッセージ、例えば［ＲＮＳＡＰ＋／ＲＡＮＡＰ＋］移転必要（ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ ＲＥＱＵＩＲＥＤ）メッセージを、ＳＮｏｄｅＢ１からＲＮＧに送信することができる。このメッセージは、ＩＥ ＴＮｏｄｅＢ ＩＤと、例えば「全体的拡張移転−リソース最適化」に設定され得る移転原因と、ソースツーターゲットノードＢコンテナとを含むことができる。
このコンテナは、ＵＥ能力、Ｓ−ＲＮＴＩまたはＵ−ＲＮＴＩ、ソースノードＢ ＩＤ、ターゲットノードＢ ＩＤ、ＲＡＢ情報、ＲＲＣ情報のようなパラメータを含むことができる。
一方、ＳＮｏｄｅＢ１とノードＢ３との間の新しいリンクは、［ＲＮＳＡＰ＋］＜ＲＬセットアップ手順＞と［ＤＣＨ−ＦＰ＋］＜ＤＬ／ＵＬ同期手順＞とを呼び出すことにより確立し同期することができる。
次に、移転はターゲットノードＢに対し実行されなければならないということを示す移転要求を送信することができる。このために、［ＲＡＮＡＰ＋］移転要求メッセージをＲＮＧからＴＮｏｄｅＢ２に送信することができる。
このメッセージは、ＩＥ移転原因、ＲＡＢパラメータ（例えば、ＣＮから得たＱｏＳ設定に基づく）、およびソースツーターゲットノードＢコンテナを含むことができる。
ＴＮｏｄｅＢ２は、例えば、ＲＡＢパラメータと、Ｓ−ＲＮＴＩ／Ｕ−ＲＮＴＩとソースノードＢ ＩＤとを有するターゲットツーソースノードＢコンテナとを含むことができる［ＲＡＮＡＰ］移転要求ＡＣＫメッセージを使用して、このメッセージに応答することができる。アクティブセット更新は、ＵＥとＳＮｏｄｅＢ１／ＴＮｏｄｅＢ２との間で、［ＲＲＣ］アクティブセット更新メッセージと［ＲＲＣ］アクティブセット更新完了メッセージとを交換することにより完了され得る。
制御プレーン機能は依然としてノードＢ１に存在するので、完了メッセージの内容を、例えば［ＲＮＳＡＰ＋］アクティブセット更新完了転送メッセージによってノードＢ１に転送することができる。段階（１）を終了するために、ＲＮＧは、ＲＡＢパラメータと、Ｓ−ＲＮＴＩ／Ｕ−ＲＮＴＩとソースノードＢ ＩＤとを有するターゲットツーソースノードＢコンテナとを含む［ＲＮＳＡＰ＋／ＲＡＮＡＰ＋］移転命令メッセージをＳＮｏｄｅＢ１に送信する。移転要求／移転要求ＡＣＫメッセージは、当該手順を開始することの決定がなされ移転必要メッセージが送信された後、この段階ではメッセージの時間的順序のどこにでも配置され得るということに留意されたい。
段階（２）（移転実行および移転検出）の間に、ＳＮｏｄｅＢ１は、例えば、［ＲＮＳＡＰ＋］移転実行メッセージをＴＮｏｄｅＢ２に送信することにより移転を実行することができる。このメッセージは、Ｓ−ＲＮＴＩ／Ｕ−ＲＮＴＩ、ソースノードＢ ＩＤ、ＲＡＢ ＩＤ、無損失移転のためのＰＤＣＰシーケンス番号を含むことができる。さらに、ＴＮｏｄｅＢ２は、移転を実行する要求を受信したということを、ＲＮＧに通知するための［ＲＮＳＡＰ＋／ＲＡＮＡＰ＋］移転検出メッセージをＲＮＧに送信することができる。
段階（３）（ＵＴＲＡＮモビリティ通知）では、ＵＥに、サービングネットワーク要素の変更について通知することができる。例えば、［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知メッセージを、このために、ＴＮｏｄｅＢ２からＵＥに送信することができる。このメッセージは、ＲＡＢ ＩＤ、新しいＵ−ＲＮＴＩ、無損失移転のためのＵＬ ＰＤＣＰシーケンス番号を含むことができる。ＵＥは、例えば、ＲＡＢ ＩＤと無損失移転のためのＤＬ ＰＤＣＰシーケンス番号とを含むことができる［ＲＲＣ］ＵＴＲＡＮモビリティ通知確認メッセージを送信することにより、このメッセージに応答することができる。
段階（４）（移転完了）の間に、移転は完了される。例えば、［ＲＮＳＡＰ＋／ＲＡＮＡＰ＋］移転完了メッセージをＴＮｏｄｅＢ２からＲＮＧに送信することができ、データフローは今や、ＴＮｏｄｅＢ２に再ルーティングされ得るということをＲＮＧに通知する。
段階（５）（Ｉｕ解放）では、ＲＮＧとＳＮｏｄｅＢ１との間の「古い」Ｉｕ接続を解放することができる。Ｉｕインタフェース上のリンクを解放するために、［ＲＮＳＡＰ＋］Ｉｕ解放命令／［ＲＮＳＡＰ＋］Ｉｕ解放完了と、［ＲＮＳＡＰ＋／ＲＡＮＡＰ＋］Ｉｕ／Ｉｕｒ解放命令／［ＲＮＳＡＰ＋／ＲＡＮＡＰ＋］Ｉｕ／Ｉｕｒ解放完了とのメッセージペアを、ＳＮｏｄｅＢ１とＴＮｏｄｅＢ２との間、およびＳＮｏｄｅＢ１とＲＮＧとの間のそれぞれで交換することができる。これらの「命令」型メッセージは、「全体的拡張移転成功」に設定された「原因」と呼ばれるＩＥを含むことができる。
アクティブセット更新と組み合わせた全体的サービングネットワーク要素移転もまた、本質的にシームレスである。いかなるデータパケットも、ＳＮｏｄｅＢ１からＴＮｏｄｅＢ２に転送する必要はない。
アクティブセット更新の遅延は、ＲＮＧとのシグナリングメッセージの交換により、前の場合より若干大きいだけであることにも留意されたい。しかしながら、無線モビリティ手順は、拡張された移転の第１段階においてなお完了することができるので、図１１を参照して説明した従来の手順と比べ、全体の遅延はかなり低減される。
さらに、シグナリング負荷は、上に説明した部分的移転の拡張に比べて多少大きいかもしれない。しかしながら、データパケットは、前の場合のようにＩｕｒ＋インタフェースを介して渡されることなく、ここではＲＮＧからＴＮｏｄｅＢ２に直接、ルーティングすることができる。
部分的・全体的サービングネットワーク要素移転およびハードハンドオーバ／セル更新
本発明の様々な実施の形態による、ハードハンドオーバのための、またはセル更新手順を使用するための拡張された部分的ならびに全体的サービングネットワーク要素移転の図を、図１９と図２０にそれぞれ示す。
これらの図の説明は、前の説明に基づき単純であり、従って基本的な相違だけを概説する。さらに、ハードハンドオーバのケースは、当業者にとっては、セル更新に容易に拡張可能である。ハードハンドオーバ／セル更新を含む移転は、本質的にはシームレスでないかもしれないことに留意されたい。
前に説明したように、アクティブセット更新機能、ハードハンドオーバ機能、およびセル更新機能は、それらが、ＵＥ測定報告の結果に対する所定の事前設定可能な一連の動作に基づいてＳ−ＲＮＣにより開始され得るという共通点を有する。セル更新とハードハンドオーバとの相違は、当該手順中に交換されるメッセージの中に認められる。
ハードハンドオーバ中、無線ベアラ解放メッセージ／無線ベアラ解放完了メッセージ／無線ベアラセットアップメッセージを、図１９および図２０に示すように交換することができる。セル更新中、これらのメッセージは、ＵＥからネットワークにセル更新メッセージを送信することによって、そして、ＵＥにおいて、応答としてネットワークからセル更新確認メッセージを受信することによって交換される。
また、ＵＥの状態は、ハードハンドオーバとセル更新とで異なる。ハードハンドオーバはＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態で実行され得るが、一方、セル更新は、ＲＲＣ接続モードのＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態で実行され得る。
先の小節では、部分的ならびに全体的サービングネットワーク要素移転と、アクティブセット更新／ハードハンドオーバ／セル更新との組み合わせにつき、本発明の例示的な実施の形態を参照して説明した。ある移転手順と組み合わせられる無線モビリティのタイプは、用いられるトランスポートチャネルのタイプ、および／またはＵＥ状態に依存し得る。部分的または全体的移転を呼び出すことについての決定は、ネットワーク実装に依存し得る。
移転の開始／移転原因
部分的サービングネットワーク要素移転から生じる得る恩恵は、シグナリング負荷の減少と、関連する無線モビリティ手順のより高速な完了であり、一方、全体的サービングネットワーク要素移転の恩恵は、部分的サービングネットワーク要素移転に比べてトランスポートネットワークレイヤリソースのよりよい利用であり得る。
別の新しい移転原因が移転手順を開始し得る。例えば、サービングノードＢは、部分的または全体的移転を開始する必要かあるかどうかを判定するために、Ｉｕ＋／Ｉｕｒ＋インタフェース上の現在のシグナリング負荷を考慮することができる。
例えば、サービングノードＢは、設定可能または所定の時間間隔内に送信されたメッセージの数を監視することができ、その数がある閾値より大きい場合、全体的移転を開始することができる。そうでなければ、部分的移転がサービングノードＢにより考慮され得る。
全体的または部分的移転を開始するために使用する代替基準は、使用可能なインタフェース上の帯域幅利用率であってもよい。
例えば、サービングノードＢ１は、使用可能なインタフェース上の帯域幅利用についてのいくつかの指数を考慮することができる。例えば、拒絶された無線リンクセットアップ要求の数を監視することができ、そしてサービングノードＢが、上記数または設定可能な時間間隔または所定の時間間隔内の無線リンクセットアップ要求が、ある閾値より大きいと判断した場合に部分的移転を開始することができる。また、当該基準が満たされなかった場合、全体的移転をサービングノードＢにより開始することができる。
上に概説した部分的ならびに全体的移転手順は、ネットワーク上の無線リソース管理手順と、遅延と、シグナリング負荷との最適のトレードオフをもたらすために、例示的に配備されたネットワーク内に有利に組み合わせられ得る。これは、上に概説したように、対応するＲＮＳＡＰ＋／ＲＡＮＡＰ＋メッセージ内に、部分的ならびに全体的移転を参照することを引き起こす複数の移転原因を導入することにより可能である。
ＵＭＴＳの上位構成 ＵＭＴＳ Ｒ９９／４／５によるＵＴＲＡＮの構成 サービングおよびドリフトネットワークサブシステムの構成の概略図 Ｒｅｌ９９／４／５ ＵＴＲＡＮ構成におけるＨＳＤＰＡのユーザプレーンプロトコルスタック構成 進化型ＵＴＲＡＮ構成におけるＨＳＤＰＡのユーザプレーンプロトコルスタック構成 Ｒｅｌ９９／４／５ ＵＴＲＡＮ構成における無線リンク追加手順のシグナリング図 Ｒｅｌ９９／４／５ ＵＴＲＡＮ構成におけるハードハンドオーバ手順のシグナリング図 Ｒｅｌ９９／４／５ ＵＴＲＡＮ構成における例示的なサービング無線ネットワークサブシステム（ＳＲＮＳ）移転 進化型ＵＴＲＡＮ構成における例示的なサービング無線ネットワークサブシステム（ＳＲＮＳ）移転 Ｒｅｌ９９／４／５ ＵＴＲＡＮ構成における図８のサービング無線ネットワークサブシステム（ＳＲＮＳ）移転の例示的なシグナリング図 進化型ＵＴＲＡＮの例示的な構成 進化型ＵＴＲＡＮ構成における図９のサービング無線ネットワークサブシステム（ＳＲＮＳ）移転の例示的なシグナリング図 本発明の一実施の形態によるソフトハンドオーバとアクティブセット更新を使用する、部分的サービングネットワーク要素移転のシナリオ 本発明の一実施の形態によるソフトハンドオーバとアクティブセット更新を使用する、全体的サービングネットワーク要素移転のシナリオ 本発明の一実施の形態によるハードハンドオーバ／セル更新手順を使用する部分的サービングネットワーク要素移転のシナリオ 本発明の一実施の形態によるハードハンドオーバ／セル更新手順を使用する全体的サービングネットワーク要素移転のシナリオ 本発明の例示的な実施の形態によるソフトハンドオーバとアクティブセット更新を使用する部分的サービングネットワーク要素移転のシグナリング図 本発明の例示的な実施の形態によるソフトハンドオーバとアクティブセット更新を使用する全体的サービングネットワーク要素移転のシグナリング図 本発明の例示的な実施の形態によるハードハンドオーバを使用する部分的サービングネットワーク要素移転のシグナリング図 本発明の例示的な実施の形態によるハードハンドオーバを使用するサービングネットワーク要素移転全体のシグナリング図

Claims (18)

  1. 移動端末と複数の基地局とを含む移動通信システムにおいてサービング基地局の制御プレーン機能を移転する方法であって、
    前記移動端末が第１の基地局と第２の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは前記移動端末が前記第１の基地局から前記第２の基地局へのハードハンドオーバもしくはセル更新を実行する第１の動作状態を確立する工程と、
    前記移動端末が前記第２の基地局と第３の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは前記移動端末が前記第２の基地局に接続される第２の動作状態を確立する工程と、
    前記第２の動作状態が確立された場合、前記制御プレーン機能を前記第１の基地局から前記第２の基地局へ転送する工程と、
    を含み、
    前記第１の動作状態または前記第２の動作状態におけるソフトハンドオーバを実行する際、前記第１の動作状態においては、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間のリンクを確立し、前記第２の動作状態においては、前記第２の基地局と前記第３の基地局との間のリンクを確立し、
    前記第１の基地局から前記第２の基地局に、アプリケーションプロトコルの移転要求メッセージが送信され、
    前記第１の基地局において、前記第２の基地局からアプリケーションプロトコルの移転要求確認応答メッセージを受信する工程と、
    前記第１の基地局から前記移動端末に送信されたＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新メッセージを使用して、前記移動端末のアクティブセットを更新する工程と、
    前記第２の基地局において、前記移動端末から前記ＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新完了メッセージを受信し、前記受信メッセージは、前記アクティブセット更新が完了したということを前記第２の基地局に通知する工程と、
    前記移動端末が前記アクティブセット更新を完了したということを通知するアプリケーションプロトコルのアクティブセット更新完了転送メッセージを前記第２の基地局から前記第１の基地局に送信する工程と、
    をさらに含む方法。
  2. 前記第２の動作状態において前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の前記リンクを保持する工程をさらに含む、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１の動作状態において、前記第１の基地局と、前記移動通信システムのコアネットワークへのゲートウェイとの間のリンクを使用して、前記ゲートウェイと前記移動端末との間でデータ交換をする工程と、
    前記第２の動作状態において、前記ゲートウェイへの前記リンクを保持する工程と、
    をさらに含む請求項１または請求項２に記載の方法。
  4. 前記第１の動作状態および前記第２の動作状態において、前記第１の基地局を介して前記移動端末と前記ゲートウェイとの間でデータを交換する工程をさらに含む、
    請求項３に記載の方法。
  5. 前記第１の基地局と前記第２の基地局との間、および前記第２の基地局と前記第３の基地局との間のそれぞれの前記リンクを用いて、前記第１の基地局を介し前記ゲートウェイと前記移動端末との間でデータを交換する、
    請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１の動作状態から前記第２の動作状態への変更を開始するために、前記第１の基地局から前記第２の基地局にアプリケーションプロトコルの移転実行メッセージを送信する工程をさらに含む、
    請求項１に記載の方法。
  7. 前記アクティブセット更新メッセージは、位置領域識別子、および／またはルーティング領域識別子を与える情報要素を含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記第１の動作状態におけるハードハンドオーバまたはセル更新を実行する際、前記第１の動作状態において前記第１の基地局と前記第２の基地局との間のリンクを確立する、
    請求項１に記載の方法。
  9. 前記第２の動作状態において前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の前記リンクを保持する工程をさらに含む、
    請求項８に記載の方法。
  10. 前記第１の動作状態において確立された、前記第１の基地局と、前記移動通信システムのコアネットワークへのゲートウェイとの間のリンクを使用して、前記ゲートウェイと前記移動端末との間でデータ交換をする工程と、
    前記第２の動作状態において前記ゲートウェイへの前記リンクを保持する工程と、
    をさらに含む、
    請求項８または請求項９に記載の方法。
  11. 前記第２の基地局と前記第３の基地局との間のリンクを確立するために、アプリケーションプロトコルの無線リンク設定手順と、フレームプロトコルのダウンリンク／アップリンク同期手順を使用する工程をさらに含む、
    請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
  12. 前記第１の基地局において前記制御プレーン機能の移転を実行することを決定する工程をさらに含む、
    請求項１から請求項１１のいずれかに記載の方法。
  13. 前記移動端末が前記第２の基地局から前記第３の基地局へのソフトハンドオーバ状態またはハードハンドオーバ状態にありかつ前記移動端末と前記移動通信システムのコアネットワークへのゲートウェイとの間のデータが前記第２の基地局を介して交換される第３の動作状態を確立する工程をさらに含み、
    前記第２の動作状態において、前記移動端末と前記ゲートウェイとの間のデータは、前記第１の基地局を介して交換される、
    請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
  14. 前記第１の基地局において、前記第２の動作状態を確立すべきかどうか、あるいは前記第３の動作状態を確立すべきかどうかを判定する工程と、
    前記判定に基づき、前記第２の動作状態または前記第３の動作状態を確立する工程と、をさらに含み、
    前記第２または前記第３の動作状態のいずれかが確立されると、前記制御プレーン機能は前記第２の基地局に転送される、
    請求項１３に記載の方法。
  15. 前記第２の基地局が、前記移動通信システムの前記コアネットワークへのゲートウェイから移転命令を受信した場合、前記第２の動作状態から前記第３の動作状態に変化する工程をさらに含む、
    請求項１４に記載の方法。
  16. 前記第２の動作状態または前記第３の動作状態を確立する前記判定は、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の前記リンク上のシグナリング負荷もしくは帯域幅利用の指数と、前記第１の基地局と前記ゲートウェイ間の接続上のシグナリング負荷もしくは帯域幅利用の指数と、いずれか１つまたはその組み合わせに基づく、
    請求項１４または請求項１５に記載の方法。
  17. 請求項１から請求項１６のいずれかに記載の方法において前記第１の基地局により実行される工程を実行するように適合された手段を含む、
    移動通信システムにおける基地局。
  18. 移動端末と、第１、第２および第３の基地局を含む複数の基地局と、を含む移動通信システムであって、前記システムは、
    前記移動端末が第１の基地局と第２の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは前記移動端末が前記第１の基地局から前記第２の基地局へのハードハンドオーバもしくはセル更新を実行する第１の動作状態を確立し、
    前記移動端末が前記第２の基地局と第３の基地局とを関与させるソフトハンドオーバ状態にありまたは前記移動端末が前記第２の基地局に接続される第２の動作状態を確立し、
    前記第２の動作状態が確立された場合、制御プレーン機能を前記第１の基地局から前記第２の基地局へ転送する
    ように適合され、さらに、
    前記第１の動作状態または前記第２の動作状態におけるソフトハンドオーバを実行する際、前記第１の動作状態においては、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間のリンクを確立し、前記第２の動作状態においては、前記第２の基地局と前記第３の基地局との間のリンクを確立するように適合され、さらに、
    前記第１の基地局から前記第２の基地局に、アプリケーションプロトコルの移転要求メッセージを送信し、
    前記第１の基地局において、前記第２の基地局からアプリケーションプロトコルの移転要求確認応答メッセージを受信し、
    前記第１の基地局から前記移動端末に送信されたＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新メッセージを使用して、前記移動端末のアクティブセットを更新し、
    前記第２の基地局において、前記移動端末から前記ＲＲＣプロトコルのアクティブセット更新完了メッセージを受信し、前記受信メッセージは、前記アクティブセット更新が完了したということを前記第２の基地局に通知し、
    前記移動端末が前記アクティブセット更新を完了したということを通知するアプリケーションプロトコルのアクティブセット更新完了転送メッセージを前記第２の基地局から前記第１の基地局に送信する
    ように適合された、
    移動通信システム。
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