JP5302400B2 - 無線通信ネットワークにおけるハンドオーバ方法およびハンドオーバ装置 - Google Patents

無線通信ネットワークにおけるハンドオーバ方法およびハンドオーバ装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信ネットワークにおけるハンドオーバのための方法および装置に関し、より詳細には、排他的にではなく、3GPP(3rd Generation Partnership Project)のE−UTRAN(evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)規格およびE−UTRA(evolved Universal Terrestrial Radio Access)規格に従って実施される方法および装置に関する。
現在、3GPPは、参照により本明細書に組み込まれている技術規格3GPP TS36.300v8.4.0(2008年3月)、ならびに関連文書に記載されるE−UTRAおよびE−UTRANの開発を考慮している。3GPP LTE(Long Term Evolution)は、例えば、効率およびサービスを向上させることによって、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)標準を強化することを目指す。
E−UTRANにおいて、UE(ユーザ機器)は、ネットワーク・ノード、eNB(ノードB)と通信し、データは、UE、ネットワーク・ノード、およびeNBの間で無線リンクを介してRB(無線ベアラ)上で送信される。eNBは、S1と呼ばれるインタフェースを介してMME(移動体管理エンティティ)とインタフェースをとる。E−UTRANネットワークは、複数のeNBおよびMMEを含み、UEは、例えば、フェージングチャネル条件下で、またはUEが1つのセルカバレッジエリアから別のセルカバレッジエリアに移動している場合に、最適なパフォーマンスを実現するように1つのeNBから別のeNBにハンドオーバされることが可能である。隣接するeNBは、それらのeNB間のX2インタフェースを介して互いに通信することができる。
UEと、UEが接続されているソースeNBの間の接続は、失われる可能性があり、このことは、RLF(無線リンク障害)として知られている。RLFを経験しており、別のeNBのセル内に再出現するUEは、アイドル状態、RRC_IDLEを介して移行中として扱われることが以前に提案されている。この機構において、ソースeNBにおいてRLFが存在する場合、UEは、IDLE状態に入り、新たなターゲットeNBを選択する。UEが新たなターゲットeNBに接続され、ターゲットeNBに関するシステム情報を受信すると、UEは、ターゲットeNBにおいてリソースを確立するアクセス手順を実行することができる。
RLFは、ソースeNBからターゲットeNBへのハンドオーバが差し迫っている可能性がある際の、フェージングチャネル条件中に特に高い可能性で生じ得る。IDLE条件を経ることを回避するのに、ハンドオーバ準備手順を使用することによって、新たなeNBが、UEを受け入れるように前もって準備されることも可能であることが示唆されている。Handover_Requestメッセージが複数のeNBに送信されることが可能であり、これらのeNBは、そのため、そのUEを認識することができ、これらのeNBのそれぞれがハンドオーバ候補として準備される。すると、UEは、RLFの移動段階中、新たなターゲットeNBを選択した後、UEの前のコンテキストを続けることができる。
LTEハンドオーバに先立って、UEは、測定を実行し、3GPP RRCプロトコル規格3GPP TS36.300v8.4.0において指定され、さらに図1に例示されるとおり、ハンドオーバ・イベント作成のためのハンドオーバ・パラメータおよびハンドオーバ方程式を適用し、図1は、時間につれての信号強度変化と、ハンドオーバ・イベントの作成を生じさせるHOM(ハンドオーバ・マージン)、OCN(セル個別オフセット)、およびTTTH(ハンドオーバをトリガするまでの時間)の適用とを例示する。特定のネットワーク実施形態に応じて、例示されるパラメータ以外のパラメータが使用されてもよい。
ハンドオーバ・イベントが生成されるとすぐに、UEは、このイベントをMeasurementReportメッセージの中に含め、そのメッセージをソースeNBに転送する。ソースeNBは、ハンドオーバするように、またはハンドオーバしないように判定する。ハンドオーバが選択されると、ソースeNBは、X2インタフェースを介してターゲットeNBにHandoverRequestメッセージを送信し、ターゲットeNBからの、トランスペアレント・コンテナを含むX2 HandoverRequestAcknowledgeメッセージを待つ。
肯定応答の後、ソースeNBは、そのトランスペアレント・コンテナをHandoverCommand(RRCHandoverReconfiguration)メッセージの中に挿入し、そのメッセージをUEに転送する。このメッセージで、UEは、ハンドオーバを実行するように命令される。
UEは、ターゲットeNBに同期し、HandoverConfirm(RRCReconfigurationComplete)メッセージをターゲットeNBに送信して、接続の成功を示す。パス切り換えの後、ターゲットeNBは、X2インタフェースを介してソースeNBにUEContextReleaseメッセージを配信する。
ハンドオーバ手順の成功は、移動体システムに関する主要な基本のパフォーマンス指標の1つである。このため、ハンドオーバ手順中の、またはハンドオーバ手順と関係する障害は、望ましくない。LTEにおいて、ハンドオーバ手順中に、またはハンドオーバ手順と関係して以下の3種類の障害が生じる可能性がある。すなわち、ハンドオーバに先立つRLF(無線リンク障害)、ハンドオーバ・コマンド障害(RLFにつながる)、またはアクセス障害(ハンドオーバ失敗につながる)である。現在、LTEに関してSON(自己組織化)機能が考慮されている。SON機能が適用され得る1つの可能性が、障害を減らそうと努めてハンドオーバ最適化において適用されることである。このことは、例えば、将来のハンドオーバ・イベント生成のために、TTTH(ハンドオーバをトリガするまでの時間)、HOM(ハンドオーバ・マージン)フィルタリング係数、およびOCN(セル個別オフセット)などのハンドオーバ・パラメータを適合させることを含むことが可能である。また、MCS(変調および符号化スキーム)および伝送電力が、後のHandoverCommand伝送事例のために適合させられることが可能である。別のアプローチは、障害の原因に応じて、複数のeNBの準備のための判定パラメータを調整することであり得る。
現在、前述した3つの障害事例、つまり、ハンドオーバに先立つRLF、ハンドオーバ・コマンド障害、およびアクセス障害のいずれにおいても、UEが、無線リンク障害手順の第2の段階に入るべきことが提案されている。この機構において、適切な「利用可能な最良の」セルにおけるUEによって制御された接続が存在し、そのセルは、ソースeNBのセル、ターゲットeNBのセル、または別の新たなeNBからのセルであることが可能である。UEがソースeNBまたはターゲットeNBのセルに接続される事例において、通信は維持される。UEが新たなターゲットeNBに接続される事例において、UEコンテキストが知られていない場合、接続は切断される。
3GPP TS36.300v8.4.0(2008年3月)
本発明の或る態様によれば、無線通信ネットワークにおけるハンドオーバのための方法が、ターゲット・ネットワーク・ノードとソース・ネットワーク・ノードの間で、ソース・ネットワーク・ノードが、ハンドオーバと関係する障害のタイプを識別することを可能にする情報を通信するステップを含む。「ターゲット・ネットワーク・ノード」という用語は、本明細書では、選択されたネットワーク・ノードへのハンドオーバが実現された後に、そのノードを指すのにも使用される。
例えば、或る実施形態において、通信される情報は、ハンドオーバに先立って、ハンドオーバ中に、またはハンドオーバ後に生じたハンドオーバ障害タイプを識別し、区別することが可能である。例えば、通信される情報は、ハンドオーバに先立つRLFに起因して、またはソース・セルにおいて経験されるハンドオーバ・コマンド障害に起因して、ハンドオーバ・コマンド・メッセージが移動端末装置によって受信されない「RLF」と関係することが可能であり、あるいは通信される情報は、ハンドオーバ・コマンド・メッセージは受信されるが、その後にターゲット・セルにおけるアクセス障害が生じる「ハンドオーバ失敗」と関係することが可能である。或る実施形態は、これらの障害タイプの1つ、またはこれらのタイプの2つ以上についての情報を通信することを含むことが可能である。ハンドオーバ障害と関係するそのような情報を報告することにより、その情報を使用して、例えば、移動性の堅牢性を高め、将来のハンドオーバ・パフォーマンスを向上させるようにハンドオーバ・パラメータを適合させることが可能になる。これによって、不正確なハンドオーバ・パラメータ設定を検出するための機構を提供することができる。
本発明は、LTEに従って実施されるネットワークおよび方法に特に適用可能であるが、その他の規格または標準に準拠するネットワークにおいて有利に使用されることも可能である。LTEにおいて、移動端末装置は、UEと呼ばれ、ネットワーク・ノードは、eNBと呼ばれる。通信される情報は、その無線アクセス技術タイプのための前もって指定されたメッセージ内に含められて、別の目的で提供されることも可能である。別の実施形態において、新たに導入されたメッセージが、この通信される情報を伝送することが可能である。例えば、LTEネットワークにおける一方法において、通信される情報は、ターゲットの、つまり、選択されたeNBからソースeNBに送信されるX2インタフェース・メッセージ「UEContextRelease」の拡張部分の中に含められることが可能である。他の実施形態において、様々な既存のメッセージが、この通信される情報を伝送するのに使用されることが可能である。本発明によるLTEネットワークにおける或る方法において、通信される情報は、選択されたeNBからソースeNBに送信される、例えば、「UnsuccessfulReestablishment」と名付けられることが可能な、新たに定義されたメッセージの中に含められることが可能である。
別の態様によれば、無線ネットワークが、本発明による方法を使用して実施される。
次に、本発明のいくつかの方法および実施形態を、単に例として、添付の図面を参照して説明する。
UEにおけるLTEハンドオーバ・イベント作成を示す概略図である。 LTEハンドオーバに先立つRLFを示す概略図である。 LTEハンドオーバ中のハンドオーバ・コマンド障害を示す概略図である。 LTEハンドオーバ中のアクセス障害を示す概略図である。
前述したとおり、LTEハンドオーバに先立って、UEは、ハンドオーバ・イベント作成のための測定を実行する。しかし、いくつかの状況において、UEは、MeasurementReportを間に合うように生成することができずに、受信された信号強度の突然の低下を経験する可能性がある。さらに、UEは、ソース・セルにおいて回復することができない可能性があり、ソース・セルにおいてRLF(無線リンク障害)を検出する。図2に例示される別のシナリオにおいて、UEは、ハンドオーバ・イベントを含むMeasurementReportを作成するが、UE MeasurementReportの送信に関して問題が生じる。ハンドオーバ・イベントがソースeNBによって受信されない場合、ソースeNBからハンドオーバは開始され得ない。また、このことは、LTEハンドオーバに先立って、このUEに関してソース・セルにおけるRLFをもたらす可能性もある。
UEハンドオーバ・イベントの報告の後にHandoverCommand障害が生じることが、図3に例示される。UEが、ソースeNBによって受信される測定レポートを送信する。ソースeNBは、ハンドオーバが要求されていると判定し、UEにハンドオーバ・コマンドを送信する。このHandoverCommandメッセージは、劣悪な無線信号品質条件下でUEによって受信されている可能性が高い。その結果、相当な数のHandoverCommandメッセージが受信されないことが可能である。UEは、HandoverCommandメッセージを受信しないため、ハンドオーバを実行するように命令されないので、UEがターゲット・セルに即時にアクセスすることはない。多くの事例において、UEは、無線リンク問題を経験し、ソース・セルにおいてRLF(無線リンク障害)を検出し、HandoverCommand障害が生じる。
LTEハンドオーバ中のアクセス障害が図4に例示される。このシナリオでは、ソース・セルにおいてUEによるHandoverCommand(RRCConnectionReconfiguration)メッセージの受信の成功があり、UEがタイマT304を開始する。次に、UEは、ターゲット・セルにアクセスしようと試みる。タイマT304が、ターゲット・セルへのアクセスの成功なしに満了した場合、UEは、逸せられたアクセスに起因するハンドオーバ失敗を検出する。
前述した障害事例のそれぞれにおいて、UEは、RRC_CONNECTEDモードに留まり、適切な「利用可能な最良の」セルを選択する。障害が生じた後、UEは、RRCConnectionReestablishmentRequestメッセージから始めて、RRC接続再確立手順を実行する。RRCConnectionReestablishmentRequestメッセージは、ソース・セルにおいて使用されるc−RNTIと、ソース・セルのcellIdentityと、authenticatonCodeと、前もって定義されてはいない、4つの可能な値を有するReestablishmentCauseとを伴う、ue−Identityを含む。authenticatonCodeは、ソース・セルにおいて使用されるc−RNTI、ソース・セルのcellIdentity、および「ターゲット」セルID(「ターゲット」セルIDが、選択されたセルのセルIDを示すものと想定して)を対象にして計算されたMAC−Iである。
選択されたeNBが、ue−Identityと合致するコンテキストを見出した場合、接続は再開されることが可能である。このUEコンテキストは、先に実行された準備段階中にUEを受け入れたeNBにおいてしか利用可能でないので、RRC再確立は、準備されたeNBに関してしか成功しない。
選択されたeNBがUEコンテキストを見出さなかった場合、RRC接続は解放され、UEは、RRC_IDLEに「プッシュ」される。
障害事例(i)ハンドオーバに先立つRLF、(ii)ハンドオーバ・コマンド障害(RLFにつながる)、および(iii)アクセス障害(ハンドオーバ失敗につながる)を区別するために、ReestablishmentCauseは、RRCConnectionReestablishmentRequestメッセージの中で、(a)UEがソース・セルにおいてハンドオーバ・コマンドを受信しなかったことを示す「RLF」、または(b)UEがソース・セルにおいてハンドオーバ・コマンドを受信したことを示す「ハンドオーバ失敗」に設定される。
選択されたeNBは、ue−Identityと、ReestablishmentCauseとを含むRRCConnectionReestablishmentRequestを受信する。RRC接続再確立は、選択されたeNBが、先に実行された準備段階中に準備されている場合、成功する。再確立の成功の後、ReestablishmentCauseは、選択されたeNBによってソースeNBに送信されるX2 UEContextReleaseメッセージの中に含まれる。このことは、ソースeNBが、生じた特定のタイプの障害の知識を使用して、ハンドオーバ・イベント生成のためのパラメータ、ならびにハンドオーバ準備のためのソースeNBの振舞いを適合させることを可能にする。
ソースeNBが、例えば、ReestablishmentCause値、「RLF」を有するX2 UEContextReleaseメッセージを受信し、UEへの先行するHandoverCommand送信についての知識を有すると、ソースeNBは、このUEに関して、ハンドオーバ・コマンド障害に起因するRLFが生じたことを識別することができる。すると、ソースeNBは、将来のハンドオーバ・イベント生成のためのソースeNBのハンドオーバ・パラメータ、例えば、TTTH、HOM、フィルタリング係数、およびOCN、あるいは後のHandoverCommand送信事例のためのMCS選択および電力を適合させることができる。
ソースeNBが、UEへの先行するHandoverCommand送信なしに、ReestablishmentCause値、「RLF」を有するX2 UEContextReleaseメッセージを受信した場合、ソースeNBは、ソース・セルにおいてハンドオーバに先立つRLFが生じたことを識別することができる。しかし、UEの回復、ソース・セルの一義的な識別、およびX2 UEContextReleaseを介する情報交換は、選択されたeNBが前もって準備されている場合だけしか可能でない。
ソースeNBが、ReestablishmentCause値、「ハンドオーバ失敗」を有するX2 UEContextReleaseメッセージを受信した場合、ソースeNBは、そのUEに関してターゲット・セルにおいてアクセス障害が生じたことを識別することができる。アクセス障害が、全般的に、またはいくつかのターゲット・セルに関して繰り返し生じる場合、ソースeNBは、例えば、ハンドオーバ・イベント生成のためのパラメータ、または多重準備のための判定パラメータを適合させることができる。
前段で与えられた実施例は、通信される情報をX2 UEContextReleaseメッセージの中に含めることを含むが、別の実施形態において、別のタイプのメッセージが代わりに使用されてもよい。
RRC接続再確立は、選択されたeNBが準備されていない場合、成功せず、すると、UEは、RRC_IDLEに「プッシュ」される。この場合、例えば、「UnsuccessfulReestablishment」と名付けられたX2メッセージが定義される。このメッセージは、ソース・セルにおいて使用されるc−RNTI、ソース・セルのcellIdentity、選択されたセルのセルID、およびReestablishmentCause値を含む。ターゲットeNBは、ターゲットeNBが、このメッセージを送信する先の1つまたは複数のソースeNBを識別する。この識別は、ソース・セルのcellIdentityを使用することによって行われる。ソースeNBが、X2 UnsuccessfulReestablishmentメッセージを受信すると、ソースeNBは、そのc−RNTIが、cellIdentityによって識別されるソース・セル内の、以前に知られていたが、失われたUEに実際にマップされるかどうかを評価する。このことが肯定的な結果につながった場合、メッセージは、以下のとおり処理される。
X2 UnsuccessfulReestablishmentメッセージが、ReestablishmentCause値、「RLF」を含み、先行するHandoverCommand送信が、このUEに実行されていた場合、ソースeNBは、ハンドオーバ・コマンド障害に起因するRLFからもたらされた再確立の失敗が、このUEに関して生じたことを識別することができる。このことが、全般的に、またはいくつかのターゲット・セルに関して繰り返し生じる場合、ソースeNBは、将来のハンドオーバ・イベント生成のためにソースeNBのハンドオーバ・パラメータ(TTTH、HOM、フィルタリング係数、およびOCNなどの)を適合させる、あるいは後のHandoverCommand送信のためにMCS選択および送信電力のような伝送パラメータを変更することができる。X2 UnsuccessfulReestablishmentメッセージが、このUEへの先行するHandoverCommand送信なしに、ReestablishmentCause値、「RLF」を含む場合、ソースeNBは、ハンドオーバに先立つRLFからもたらされた再確立の失敗がソース・セルにおいて生じたことを識別することができる。
ハンドオーバに先立つRLFに起因する再確立の失敗が、全般的に、またはいくつかのターゲット・セルに関して繰り返し生じる場合、ソースeNBは、例えば、ハンドオーバ・イベント生成に関するパラメータ、または多重準備のための判定パラメータを適合させることができる。
X2 UnsuccessfulReestablishmentメッセージが、ReestablishmentCause値、「ハンドオーバ失敗」を含む場合、ソースeNBは、ターゲット・セルにおいてアクセス障害が生じたことを識別することができる。この情報で、ソースeNBは、このUEに関するアクセス障害に起因して、ターゲット・セルにおいて問題が生じたことを識別することができる。アクセス障害が、いくつかのターゲット・セルに関して繰り返し生じる場合、ソースeNBは、例えば、ハンドオーバ・イベント生成に関するパラメータ、または多重準備のための判定パラメータを適合させることができる。
本発明は、本発明の趣旨、または本発明の本質的な特徴を逸脱することなく、他の特定の形態で実施されることが可能であり、異なる方法を使用して実行されることが可能である。説明される実施形態および方法は、すべての点で単に例示的であり、制限的ではないものと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は、以上の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等性の趣旨および範囲に含まれるすべての変更が、特許請求の範囲に包含されるものとする。

Claims (11)

  1. 無線通信ネットワークにおけるハンドオーバのための方法であって、
    選択されたネットワーク・ノードにて、移動端末装置が該選択されたネットワーク・ノードとの接続再確立をする間に、該移動端末装置からReestablishmentCauseを受信するステップと、
    選択されたネットワーク・ノードにて、ソース・ネットワーク・ノードが、ハンドオーバ関係する障害を識別することを可能にするために、該ソース・ネットワーク・ノードに前記ReestablishmentCauseを送信するステップを含む方法。
  2. 前記ハンドオーバに関係する障害は、ハンドオーバに先立つ無線リンク障害であるRLFと関係する請求項1に記載の方法。
  3. 前記ハンドオーバに関係する障害は、ソース・セルにおけるハンドオーバ・コマンド障害と関係する請求項1またはのいずれか1項に記載の方法。
  4. 前記ハンドオーバに関係する障害は、ターゲット・セルにおけるアクセス障害と関係する請求項1、2または3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記ReestablishmentCauseは、さらなる目的を有するメッセージの中に含められる請求項1乃至のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記ReestablishmentCauseは、別の目的を果たさないメッセージの中含まれる請求項1乃至のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記ネットワークは、LTE標準に準拠して実施される請求項1乃至のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記ReestablishmentCauseは、X2インタフェース・メッセージの中に含められ、前記X2インタフェース・メッセージは、さらなる目的を有する請求項に記載の方法。
  9. 前記ReestablishmentCauseは、X2インタフェースUEコンテキスト解放メッセージの拡張部分の中に含められる請求項に記載の方法。
  10. 前記ReestablishmentCauseは、ハンドオーバ・パラメータを適合させるように使用される請求項1乃至のいずれか1項に記載の方法。
  11. ネットワーク・ノードであって、
    移動端末装置が前記ネットワーク・ノードとの接続再確立をする間に、該移動端末装置からReestablishmentCauseを受信する手段と、
    ソース・ネットワーク・ノードが、ハンドオーバに関係する障害を識別することを可能にするために、該ソース・ネットワーク・ノードに前記ReestablishmentCauseを送信する手段と、
    を具備するネットワーク・ノード。
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