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JP2009513086A - 無線通信ネットワークにおけるデータ伝送管理 - Google Patents

無線通信ネットワークにおけるデータ伝送管理 Download PDF

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Abstract

移動通信システムが、ソースネットワークノード及びターゲットネットワークノードを備え、ハンドオーバー手順をサポートするネットワークと、前記ハンドオーバー手順によって前記ソースネットワークノード及びターゲットネットワークノードにアクセスできる移動端末とを含むことにより、ユーザデータの受信状態に関する情報が移動端末、ソースネットワークノード、及びターゲットネットワークノードからなるグループのうち少なくとも２つの間で伝送される。前記ターゲットネットワークノードは、前記ソースネットワークノードから状態情報を受信する。さらに、前記ターゲットネットワークノードは、前記移動端末から状態報告を受信する。

Description

本発明は、無線通信を提供する無線移動通信システム及び無線端末に関する。
無線システムにおいて、無線ネットワークの第１ノードに現在アクセスしている移動端末が前記無線ネットワークの第２ノード（第１ノードとは異なる）にアクセスする場合、前記第１ノード及び前記移動端末は、送受信確認に関する情報を前記第２ノードに伝送し、データの不要な重複伝送及び新しいデータのための伝送遅延を最小化する。
広帯域無線アクセス技術（例えば、ＷｉＭＡＸ）をサポートするために、セルラー３Ｇ技術（例えば、ＵＭＴＳ、ＷＣＤＭＡなど）及びマルチキャリアベース多元接続技術（例えば、ＯＦＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡなど）などの様々なタイプの広帯域無線（エア）インタフェースが存在する。周波数分割多重方式は、サブチャネル化（subchannelization）に関連し、少なくとも４つのタイプ（ＯＦＤＭ、フラッシュＯＦＤＭ、ｓＯＦＤＭＡ、及びＯＦＤＭＡ）が存在する。
直交周波数分割多重（orthogonal frequency division multiplexing：ＯＦＤＭ）方式とは、無線信号を異なる周波数で同時に受信機に伝送される複数の小さいサブ信号に分割することである。ＯＦＤＭは、全てのサブキャリアが互いに直交するマルチキャリア伝送の形式を意味する。特定ＩＥＥＥ標準及び３ＧＰＰ標準がこのＯＦＤＭの多様な態様に関連している。例えば、長期的発展（Long-TermEvolution：ＬＴＥ）（例えば、Ｅ−ＵＭＴＳなど）の多様な態様に関連した前記３ＧＰＰ標準の一部はＯＦＤＭ概念に基づいている。
図１及び図２は、Ｅ−ＵＭＴＳ（Evolved Universal Mobile Telecommunications System）の構造の例を示す。前記Ｅ−ＵＭＴＳシステムは、ＵＭＴＳシステムから進化したシステムであり、現在３ＧＰＰ標準機構でこれに関する標準化作業が行われている。
図１及び図２に示すように、Ｅ−ＵＭＴＳネットワークは、一般的に、コアネットワーク（Core Network：ＣＮ）、Ｅ−ＵＴＲＡＮ、及び端末（例えば、ＵＥ）から構成される。前記Ｅ−ＵＴＲＡＮは、基地局（すなわち、ｅＮｏｄｅＢ又はｅＮＢ）、及び前記Ｅ−ＵＭＴＳネットワークの終端に位置して１つ以上の外部ネットワークに接続されるアクセスノード（例えば、アクセスゲートウェイ（ＡＧ）など）から構成される。前記ＡＧは、ユーザトラフィックを処理する部分と制御トラフィックを処理する部分に分けられる。この場合、前記ユーザトラフィックを処理するＡＧと前記制御トラフィックを処理するＡＧは、新しく定義されるインタフェースを介して通信できる。１つのｅＮｏｄｅＢには１つ以上のセルが存在する。前記ｅＮｏｄｅ Ｂ間には、ユーザトラフィック及び制御トラフィックの伝送のためのインタフェースが使用される。前記コアネットワーク（ＣＮ）は、前記ＵＥのユーザのための登録及び他の機能のために使用されるノードなどと前記ＡＧとから構成される。また、前記Ｅ−ＵＴＲＡＮと前記ＣＮを区別するためのインタフェースが使用される。
また、前記Ｅ−ＵＭＴＳネットワークは、無線制御機能を行う制御プレーンサーバ（Control Plane Server：ＣＰＳ）、無線リソース管理機能を行う無線リソース管理（Radio ResourceManagement：ＲＲＭ）エンティティ、及び移動端末の移動性管理機能を行う移動性管理エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）を含む。ここで、前記多様なネットワークエンティティの特定名称は、前述したものに限定されない。
前記移動端末と前記ネットワーク間の無線インタフェースプロトコルの多様な層は、通信システム分野において公知の開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルの下位３層に基づいてＬ１（レイヤ１）、Ｌ２（レイヤ２）、及びＬ３（レイヤ３）に区分される。このような層のうち、レイヤ１の一部である物理層は、物理チャネルを利用して情報伝送サービスを提供し、レイヤ３に位置する無線リソース制御（Radio Resource Control：ＲＲＣ）層は、移動端末とネットワーク間の無線リソースを制御する機能を果たす。このために、前記ＲＲＣ層は、移動端末とネットワーク間でＲＲＣメッセージを交換する。前記ＲＲＣ層の機能は、ＮｏｄｅＢ、ＣＰＳ／ＲＲＭ、及び／又はＭＭＥ間で分配されてこれらの内部で行われる。
無線インタフェースプロトコルは、水平的には、物理層、データリンク層、及びネットワーク層から構成され、垂直的には、ユーザデータを伝送するユーザプレーンと制御信号を伝送する制御プレーンとから構成される。前記無線インタフェースプロトコル層は、通信システム分野において公知の開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルの下位３層に基づいてＬ１（レイヤ１）、Ｌ２（レイヤ２）、及びＬ３（レイヤ３）に区分される。
図３及び図４は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク標準に準拠した無線プロトコルの構造の例を示す。以下、図３の無線プロトコル制御プレーン及び図４の無線プロトコルユーザプレーンの特定層について説明する。前記物理層（すなわち、レイヤ１）は、物理チャネルを利用して上位層に情報伝送サービスを提供する。前記物理層は、トランスポートチャネルで上位に位置する媒体アクセス制御（Medium Access Control：ＭＡＣ）層に接続され、データは、前記トランスポートチャネルを介して物理層とＭＡＣ層間を移動する。また、データ伝送は、相異なる物理層間、すなわち、送信側（送信機）の物理層と受信側（受信機）の物理層間で物理チャネルを介して行われる。
レイヤ２のＭＡＣ層は、論理チャネルを介して（上位層である）無線リンク制御（Radio Link Control：ＲＬＣ）層にサービスを提供する。前記レイヤ２のＲＬＣ層は、信頼性のあるデータ伝送をサポートする。ＲＬＣ機能がＭＡＣ層の内部で実現されて前記ＭＡＣ層により行われる場合、前記ＲＬＣ層自体が存在する必要がなくなるため、図３及び図４においては前記ＲＬＣ層を点線で示す。第２層のＰＤＣＰ層は、ＩＰｖ４又はＩＰｖ６などのＩＰパケットを利用して伝送されるデータが相対的に帯域幅が小さい無線インタフェースを介して効率的に伝送できるように不要な制御情報を減らすヘッダ圧縮機能を果たす。
レイヤ３の最下部に位置する無線リソース制御（Radio Resource Control：ＲＲＣ）層は、制御プレーンにおいてのみ定義され、無線ベアラ（Radio Bearer: ＲＢ）の設定、再設定、及び解除に関連して論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルの制御を担当する。ここで、前記ＲＢは、移動端末とＵＴＲＡＮ間のデータ伝送のためにレイヤ２により提供されるサービスである。
前記ネットワークから前記移動端末にデータを伝送するダウンリンク伝送に利用されるチャネルとしては、システム情報の伝送のためのブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）及びユーザトラフィックや制御メッセージなどの送信に利用される共有チャネル（Shared Channel：ＳＣＨ）がある。前記移動端末から前記ネットワークにデータを伝送するアップリンク伝送に利用されるチャネルとしては、初期制御メッセージ（initialcontrol message）の伝送に利用されるＲＡＣＨ（Random Access Channel）及びユーザトラフィックや制御メッセージなどの送信に利用されるＳＣＨがある。
以下、前記ＲＬＣ層の特徴について詳細に説明する。
前記ＲＬＣ層の基本機能は、各無線ベアラ（ＲＢ）のためのサービス品質（Quality of Service：ＱｏＳ）の保障、及びこれに応じて行われるデータの伝送である。前記ＲＢサービスがレイヤ２の前記無線プロトコルにより上位層に提供されるサービスであるので、レイヤ２の全体がＱｏＳに影響を与えるが、特に、前記ＲＬＣの影響が大きい。前記ＲＢに固有のＱｏＳを保障するために、前記ＲＬＣは、各ＲＢのための別途の（独立した）ＲＬＣエンティティを有し、多様なＱｏＳをサポートする２つのタイプのＲＬＣモード、すなわち、無応答モード（UnacknowledgedMode：ＵＭ）及び応答モード（Acknowledged Mode：ＡＭ）を提供する。この２つのＲＬＣモードは、サポートされるＱｏＳがそれぞれ異なるため、動作方法が異なり、詳細な機能も異なる。従って、前記ＲＬＣは、その動作モードによって考慮する必要がある。
前記ＲＬＣは、伝送されたデータの受信に対する応答又は確認を提供しないモード（ＵＭ）、及び応答又は確認を提供するモード（ＡＭ）の２つのモードを有する。前記ＵＭＲＬＣは、各ＰＤＵにシーケンスナンバー（ＳＮ）を含むヘッダを加えて伝送することにより、伝送中に失ったＰＤＵを受信側が認知できるようにする。このような機能により、前記ＵＭＲＬＣは、前記ユーザプレーンにおいて、ブロードキャスト／マルチキャストデータの伝送、又はパケットサービス（PacketService：ＰＳ）ドメインの音声（例えば、ＶｏＩＰ）及びストリーミングなどのリアルタイムパケットデータの伝送を担当するが、前記制御プレーンにおいては、セル内の特定端末又は特定端末グループに伝送される前記ＲＲＣメッセージのうち受信応答を必要としないＲＲＣメッセージの送信を担当する。
前記ＡＭ ＲＬＣは、前記ＵＭ ＲＬＣと同様に、シーケンスナンバー（ＳＮ）を含むＰＤＵヘッダを加えることによりＰＤＵを形成するが、前記ＵＭＲＬＣとは異なり、前記受信側が送信側から伝送されたＰＤＵに対する応答を提供するという点で大きな相違点がある。ＡＭ ＲＬＣにおいて、前記受信側が応答を提供する理由は、正常に受信されていないＰＤＵの再伝送を前記受信側が要求できるようにするためであり、この再伝送機能は、前記ＡＭＲＬＣの最も重要な特徴である。その結果として、前記ＡＭ ＲＬＣの目的は、再伝送の利用によりエラーのないデータ伝送を保障することであり、この目的により、前記ＡＭＲＬＣは、一般的に前記ユーザプレーンにおいては、前記ＰＳドメインのＴＣＰ／ＩＰのような非リアルタイムパケットデータ伝送を担当し、制御プレーンにおいては、セル内の特定端末に送信されるＲＲＣメッセージのうち受信応答を必要とするＲＲＣメッセージの送信を担当する。
方向性の面では、前記ＵＭ ＲＬＣは、単方向通信に利用されるが、前記ＡＭＲＬＣは、前記受信側からのフィードバックがあるため、双方向通信に利用される。前記双方向通信は、一般的に１対１通信に利用されるため、前記ＡＭ ＲＬＣは、専用論理チャネルのみを採用する。構造面でも差がある。前記ＵＭＲＬＣは、送信又は受信のための１つのＲＬＣエンティティを有する単一タイプの構造を有するが、ＡＭ ＲＬＣの場合、１つのＲＬＣエンティティに送信機及び受信機の両方が存在する。
前記ＡＭ ＲＬＣが複雑になる理由は、再伝送機能のためである。再伝送を管理するために、前記ＡＭＲＬＣは、送受信バッファ以外にも再伝送バッファを備える、フロー制御のための送受信ウィンドウを利用する、前記送信側が受信側のピアＲＬＣエンティティに状態情報を要求できるようにするポーリング機能を利用する、前記受信側が自身のバッファ状態を前記送信側のピアＲＬＣに報告する状態報告を利用する、状態情報を伝送するための状態ＰＤＵを利用する、状態ＰＤＵをデータＰＤＵに挿入してデータ伝送効率を向上させるピギーバック機能を利用するなど、多様な機能を行う。また、前記ＡＭＲＬＣエンティティが自身の動作手順に深刻なエラーを発見すると、前記ピアＡＭ ＲＬＣエンティティに全ての動作及びパラメータのリセットを要求するためのＲｅｓｅｔ ＰＤＵ及びそのＲｅｓｅｔＰＤＵに応答するためのＲｅｓｅｔ Ａｃｋ ＰＤＵが利用される。また、このような機能をサポートするために、様々なタイプのプロトコルパラメータ、状態変数、及びタイマーが必要である。状態報告又は状態ＰＤＵ、及びＲｅｓｅｔＰＤＵなどのように前記ＡＭ ＲＬＣからのデータ伝送の制御に利用されるＰＤＵをＣｏｎｔｒｏｌ ＰＤＵという。また、ユーザデータの伝送に利用されるＰＤＵをＤａｔａＰＤＵという。
移動通信システムは、サービスが移動性を有する端末に途切れなく提供されるべきであるという点で有線ネットワークと異なる。すなわち、前記端末が１つの領域から他の領域に移動する状況をサポートする必要がある。前記端末が現在アクセス中の基地局から離れて新しい基地局にアクセスする場合、前記ネットワークは、前記端末のアクセスポイントを新しい基地局に移す動作を行う。前記端末が以前の基地局とのアクセスを中断して新しい基地局へのアクセスを完了するまで、データ送受信は実行できない。
しかしながら、全てのユーザデータは制限時間を有する。例えば、音声呼の場合、音声データ（又は、情報）は、設定された時間周期内に受信側に伝送されなければならない。また、ＴＣＰのようなデータは、所定時間周期内に送信側から伝送されて受信側により受信されなければならない。また、前記受信側は、所定時間周期内に前記送信側に受信確認を伝送しなければならない。そうしないと、前記送信側は、ＴＣＰデータを再伝送する。
一般的に、端末と基地局は、送受信されたデータに対する送受信確認情報を連続的に交換する。例えば、ＴＣＰパケットの場合、１つのパケットが伝送中に下位層エンティティにより失われると、前記ＴＣＰエンティティの伝送速度は急激に低下する。例えば、ＴＣＰエンティティが１００Ｍｂｉｔｓ／ｓｅｃでデータを交換中に１つのパケットが失われても、前記ＴＣＰエンティティの伝送速度は、例えば、１０Ｋｂｉｔ／ｓｅｃに急激に低下する。
従って、ＴＣＰパケットに対する影響を低減するために、移動通信システムにおいては、エアインタフェース（すなわち、基地局と端末間のインタフェース）のためのデータトラフィック（例えば、ＴＣＰパケットなど）をサポートするために無損失モード（no-loss mode）を使用する。この無損失モードは、ＡＭ ＲＬＣを利用するのに等しいとみなすことができ、送信側により伝送されたデータに対する受信確認を送信側が所定時間周期内に受信していない場合、又は、前記伝送されたデータに対して受信失敗を受信した場合、前記データは再伝送される。
しかしながら、前述したように、再伝送は、常に行われるのでなく、エアインタフェースのために定義された最大伝送遅延時間内に送受信確認がない場合にのみ行われる。
無線通信ネットワークにおいて向上したデータ伝送管理を提供する必要がある。
従って、本発明の特徴は、前述した従来の問題を解決するために開発された。本発明は、移動端末のためのハンドオーバー手順における効率的なデータ管理を行うことにより、エアインタフェース上でユーザデータの不要な重複伝送を最小化し、ユーザデータに対する伝送効率を向上させることによりユーザ満足度を向上させる。
以下、現在長期的発展（ＬＴＥ）標準に定義されているハンドオーバー手順の例について説明する。前記手順は、以下の段階に要約されるが、これは、例示に過ぎず、可能な追加的及び／又は代案的な段階又はエンティティを限定するものではない。
１）基地局（ＢＳ）により指定された所定条件が満たされると、移動端末は、前記基地局（ＢＳ）に測定報告を伝送する。
２）ソースＢＳは、前記移動端末からの測定報告を参照してハンドオーバーを決定する。前記ソースＢＳは、ターゲットＢＳにハンドオーバー準備を要求する。
３）リソースを取得した後、前記ターゲットＢＳは、該当移動端末に対する一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）とともに設定情報を前記ソースＢＳに伝送する。前記ソースＢＳは、前記ターゲットＢＳにユーザデータを伝送する。
４）前記移動端末は、前記ソースＢＳからハンドオーバー命令を受信する。
５）前記移動端末は、前記ターゲットＢＳに無線環境を再設定する。ここで、タイミング同期化も含まれる。
６）前記ターゲットＢＳは、タイミング情報で応答する。その後、前記移動端末は、前記ターゲットＢＳにハンドオーバー確認メッセージを送信する。
７ａ）前記ターゲットＢＳは、前記ソースＢＳにハンドオーバーの成功について通知する。
７ｂ）前記移動端末の位置は、コアネットワーク（ＣＮ）でアップデートされる。
しかしながら、前述した手順において、前記ソースＢＳの全てのダウンリンクユーザデータは、前記ターゲットＢＳに伝送され、受信に成功した全てのアップリンクユーザデータは、前記ソースＢＳから前記コアネットワークに伝送される。また、前記ハンドオーバー手順において、前記コアネットワークに到着した全ての新しいダウンリンクユーザデータは、前記コアネットワークから前記ターゲットＢＳに直接伝送される。前記ターゲットＢＳは、前記コアネットワーク及び前記ソースＢＳから受信した全てのユーザデータを前記移動端末に伝送する。
前述した従来のハンドオーバー手順においては、相当の有無線リソースが浪費される。例えば、前記ソースＢＳが所定ダウンリンクユーザデータを前記移動端末に伝送し、これが前記移動端末により正常に受信されても、前記ターゲットＢＳは、これが分からないため、同一のユーザデータが前記移動端末に再び伝送される。
同様に、前記移動端末により伝送されたアップリンクユーザデータがハンドオーバーの開始前に該当基地局に正常に受信されても、その情報が前記移動端末に伝送されないと、該当基地局は、そのユーザデータを失ったと判断して前記端末に再び伝送することを要求する。これにより、前記移動端末がそのユーザデータを再び伝送する場合、無線リソースの浪費を招く。
このような無線リソースの浪費は避けるべきである。無線リソースが無限のものなら構わないが、無線リソースは有限のものであるため、同一のデータを繰り返し伝送することは、新しいデータを伝送する機会を奪うことになる。これは、所定のユーザデータが制限時間内に伝送されないことを意味するので、深刻な伝送速度低下の原因となる。
本発明の一態様は、前述したようなハンドオーバー手順の問題に関する本発明者らの知見に基づくものであり、以下に詳細に説明する。このような知見に基づいて、本発明が完成された。
本発明の特徴は、前述したハンドオーバー過程の改善とみなされる。例えば、３ＧＰＰ標準及び現在のＬＴＥ標準は、ハンドオーバー（又は、ハンドオフ）が行われる場合、ネットワーク（ＮｏｄｅＢ）と移動端末（ＵＥ）間の状態情報（多様なデータユニットの受信状態に関する情報）を交換する必要性に適切に対応できない。より詳しくは、ハンドオーバーを行うとき、ソース基地局（ＮｏｄｅＢ、ｅＮＢなど）は、アップリンク及び／又はダウンリンクで受信された（又は、受信されていない）データユニットに関連する情報をターゲット基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮＢなど）に伝送する。そうすることにより、ハンドオーバー中及びハンドオーバー後に、前記ターゲット基地局と前記移動端末（ＵＥ）間の改善されたシグナリングが可能になる。その結果、限られた無線リソースの浪費が最小となり、最適なデータ伝送速度が適用できる。
本発明は、一般的に伝送制御プロトコル（Transmission Control Protocol：ＴＣＰ）及びユーザデータグラムプロトコル（User DatagramProtocol：ＵＤＰ）により規定できるインターネットプロトコル（Internet Protocol：ＩＰ）の伝送に関する。一般に、ＴＣＰは、フロー制御及びエラー修正を活用してデータ伝送を保障し、通常はエラーのないトラフィックに利用される。一般に、ＵＤＰは、フロー制御もエラー修正もないため、ＴＣＰより速く、通常はオーディオ及びビデオストリーミングに利用される。
ソース基地局とターゲット基地局間の通信がＩＰベースのネットワーク上で行われるので、本発明の特徴は、シグナリング問題を抱えている。データユニットの順次伝送をサポートするためにＡＴＭ技術を用いる３ＧＰＰネットワークとは異なり、ＩＰネットワークにおいては、データユニットの再配置（re-ordering）が必要である。例えば、タイマー又は他の構成要素の使用及び処理技術は、前記再配置機能をサポートするために利用される。また、本発明の特徴が状態報告を採用するため、この状態報告を送受信する場合、他のデータは伝送できない。しかしながら、このような問題にもかかわらず、前記ハンドオーバー手順による最適化によりデータ伝送効率が向上する。
本発明は、ハンドオーバー手順中にデータ受信状態情報（例えば、状態報告）がユーザ（例えば、移動端末）とネットワーク（例えば、基地局）間で交換されることを提案する。
例えば、前記移動端末がハンドオーバー確認メッセージを新しい基地局に送信するとき、状態報告も共に送信される。状態報告メッセージは、前記ハンドオーバー確認メッセージに含まれる。前記ハンドオーバー確認メッセージとは別に、前記状態報告メッセージがＲＬＣエンティティ間で送受信される。前記ハンドオーバー確認メッセージとは別に、前記状態報告メッセージがＭＡＣエンティティ間で送受信される。前記状態報告メッセージは、前記移動端末により正常に受信されたユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、前記移動端末により正常に受信されていないユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、新しい基地局にアクセスする前に最後にアクセスした基地局から前記移動端末によりダウンリンクで正常に受信された連続したシーケンスナンバーを有するユーザデータのうち、最高のシーケンスナンバーを有するユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、新しい基地局にアクセスする前に最後にアクセスした基地局から前記移動端末によりダウンリンクで受信されたユーザデータのうち、前記移動端末により上位層に最後に伝送されたユーザデータのシーケンスナンバーを含む。
以前の基地局、すなわち、前記ソース基地局が前記移動端末にハンドオーバー命令を伝送するとき、状態報告も共に送信される。前記状態報告メッセージは、ハンドオーバー命令メッセージを含む。前記ハンドオーバー命令メッセージとは別に、前記状態報告メッセージがＲＬＣエンティティ間で送受信される。前記ハンドオーバー命令メッセージとは別に、前記状態報告メッセージがＭＡＣエンティティ間で送受信される。前記状態報告メッセージは、前記ソース基地局により正常に受信されたユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、前記ソース基地局により正常に受信されていないユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、前記ソース基地局によりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、最高のシーケンスナンバーを有するユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、前記ソース基地局によりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、前記ソース基地局により上位層に最後に伝送されたユーザデータのシーケンスナンバーを含む。前記状態報告メッセージは、前記ソース基地局によりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、前記ソース基地局により上位層に伝送されたユーザデータの全てのシーケンスナンバーを含む。前記状態報告メッセージは、前記ソース基地局によりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、前記移動端末にハンドオーバー命令を伝送した後、前記ソース基地局により上位層に伝送されたユーザデータの全てのシーケンスナンバーを含む。前記上位層は、コアネットワークでもよい。前記状態報告メッセージ情報は、前記ソース基地局が前記移動端末にハンドオーバー命令を伝送するまでに送受信されたユーザデータに基づいて生成される。
また、本発明は、移動端末が新しい基地局（すなわち、ターゲット基地局）にアクセスするとき、前記新しい基地局により管理される領域又は地域において前記移動端末がアクセスを行うと、前記移動端末が状態報告を送信することを提案する。
ハンドオーバー確認メッセージが移動端末から受信されると、前記ターゲット基地局は、ターゲット基地局の応答メッセージに状態報告メッセージを含む。ハンドオーバー確認メッセージが移動端末から受信されると、前記ターゲット基地局は、状態報告メッセージを応答として送信する。ハンドオーバー確認メッセージに対する応答として利用されるメッセージとは別に、前記状態報告メッセージがＲＬＣエンティティ間で送受信される。ハンドオーバー確認メッセージに対する応答として利用されるメッセージとは別に、前記状態報告メッセージがＭＡＣエンティティ間で送受信される。前記状態報告メッセージは、ネットワークにより正常に受信されたユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、ネットワークにより正常に受信されていないユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、ネットワークによりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、最高のシーケンスナンバーを有するユーザデータに関する情報を含む。前記状態報告メッセージは、ネットワークによりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、ネットワークにより上位層に最後に伝送されたユーザデータのシーケンスナンバーを含む。前記状態報告メッセージは、ネットワークによりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、ネットワークにより上位層に伝送されたユーザデータの全てのシーケンスナンバーを含む。前記状態報告メッセージは、ソース基地局によりアップリンクで受信されたユーザデータのうち、移動端末にハンドオーバー命令を伝送した後、前記ソース基地局により上位層に伝送されたユーザデータの全てのシーケンスナンバーを含む。前記上位層は、コアネットワークでもよい。前記ネットワークは、ソース基地局もしくはターゲット基地局であるか、又はその両方である。前記状態報告メッセージ情報は、前記ソース基地局が前記移動端末にハンドオーバー命令を伝送するまでに送受信されたユーザデータに基づいて生成される。
ハンドオーバー命令を伝送した後、前記ソース基地局は、ソース基地局のバッファに位置するダウンリンクユーザデータを前記ターゲット基地局に伝送する。この過程で、前記ソース基地局は、ソース基地局が有する全てのダウンリンクユーザデータのうち、ソース基地局がハンドオーバー命令を伝送するまで移動端末から受信確認を受信していないユーザデータのみを前記ターゲット基地局に伝送する。
ハンドオーバー命令を伝送した後、前記ソース基地局は、ソース基地局のバッファに位置するダウンリンクユーザデータを前記ターゲット基地局に伝送する。この過程で、前記ソース基地局は、ソース基地局が有する全てのダウンリンクユーザデータのうち、前記移動端末に伝送されたハンドオーバー命令に対する受信確認が前記移動端末から受信されるまで前記移動端末から受信確認を受信していないユーザデータのみを前記ターゲット基地局に伝送する。前記ソース基地局は、前記ターゲット基地局にソース基地局が受信に成功したユーザデータに関する情報を通知する。前記移動端末にハンドオーバー命令を伝送した後、前記ソース基地局は、前記移動端末から受信に成功して前記コアネットワークに伝送されたアップリンクユーザデータに関する情報を前記ターゲット基地局に通知する。
図５は、本発明の１つ以上の可能な実施形態によるハンドオーバー手順を示す。前記手順は、以下の段階に要約されるが、これは、例示に過ぎず、適用できる追加的及び／又は代案的な段階又はエンティティを限定するものではない。
１）基地局により指定された所定の条件が満たされると、移動端末は基地局（例えば、ＮｏｄｅＢ（ＮＢ）、ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ：（ｅＮＢ）など）に測定報告を送信する。
２）ソースｅＮＢは、前記移動端末からの測定報告を参照してハンドオーバーを決定する。前記ソースｅＮＢは、ターゲットｅＮＢにハンドオーバー準備を要求する。
３）リソースを取得した後、前記ターゲットｅＮＢは、該当移動端末に関する一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）とともに設定情報を前記ソースｅＮＢに伝送する。前記ソースｅＮＢは、前記ターゲットｅＮＢにユーザデータなどを伝送する。
４）前記移動端末は、前記ソースｅＮＢからハンドオーバー命令を受信する。その後、前記ソース基地局は、ソース基地局が有するダウンリンクユーザデータをターゲット基地局に伝送する。ここで、さらに、前記ソース基地局は、最近のユーザデータ送受信情報を前記ターゲット基地局に伝送する。
５）前記移動端末は、前記ターゲットｅＮＢに無線環境を再設定する。ここで、タイミング同期化も含まれる。
６）前記ターゲットｅＮＢは、タイミング情報で応答する。その後、前記移動端末は、前記ターゲットｅＮＢにハンドオーバー確認メッセージを送信する。
６ａ）さらに、前記移動端末は、前記ターゲットｅＮＢに受信確認情報を伝送する。
７ａ）前記ターゲットｅＮＢは、前記ソースｅＮＢにハンドオーバーの成功について通知する。
７ｂ）前記移動端末の位置は、コアネットワーク（ＭＭＥ／ＵＰＥ）でアップデートされる。
７ｃ）さらに、前記ターゲットｅＮＢは、前記移動端末に受信確認情報を伝送する。
図５を参照すれば、本発明のハンドオーバー過程の例を次の方式で詳細に説明することもできる。図５に示すように、様々なタイプの矢印により示される異なるタイプのシグナリング（例えば、Ｌ３シグナリング、Ｌ１／Ｌ２シグナリング）及びデータ（例えば、ユーザデータ）は、所定のネットワークエンティティ間のみでなく、ネットワークと移動端末間でも送受信される。
まず、パケットデータ（すなわち、ユーザデータ）が第１基地局（例えば、ソースＮｏｄｅＢ、ソースｅＮＢなど）を介してコアネットワーク（例えば、ＭＭＥ／ＵＰＥ）から移動端末（例えば、ＵＥ）に伝送される。前記ソースＮｏｄｅ Ｂは、前記ＵＥにアップリンク（ＵＬ）割り当て情報を伝送し、これにより、前記ＵＥは、適切に割り当てられたＵＬリソースを利用してアップリンクで情報を伝送できる。
その後、前記ＵＥは、前記ＵＥの所定通信特性に関する情報（例えば、測定報告）を前記ソースＮｏｄｅＢに伝送する（段階１）。前記ＵＥは、前記ネットワーク（例えば、基地局）により定義された所定の状況が発生すると、その情報を伝送する。このような状況は、測定報告が周期的に伝送されるか、又は、あるイベントが発生すると送信されることを示す。
前記受信された情報に基づいて、前記ソースＮｏｄｅ Ｂは、前記ＵＥをターゲットＮｏｄｅＢ（例えば、ターゲットｅＮＢ）内のセルに移動（すなわち、ハンドオーバー（ＨＯ））するのためのハンドオーバーを決定する。その後、前記ソースＮｏｄｅ Ｂが前記ターゲットＮｏｄｅＢに情報（例えば、コンテキストデータ）を伝送することにより、前記コンテキストデータは、ＵＥ ＲＡＮコンテキスト情報を含むことができる（段階２）。
受信後、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂは、前記コンテキストデータ（ＵＥＲＡＮコンテキスト）を保存し、所定の識別子（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ）を予約する。その後、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂがコンテキスト確認を前記ソースＮｏｄｅ Ｂに送り返すことにより、前記コンテキスト確認は、新しいＣ−ＲＮＴＩ及び他の情報を含むことができる（段階３）。
コンテキスト情報を受信すると、前記ソースＮｏｄｅ Ｂは、前記ＵＥにダウンリンク（ＤＬ）割り当て情報を伝送する。また、前記ソースＮｏｄｅＢが前記ＵＥにハンドオーバー命令を伝送することにより、前記ハンドオーバー命令は、新しいＣ−ＲＮＴＩ及び他の情報を含むことができる（段階４）。
その後、前記ＵＥは、前のセル（すなわち、ソースＮｏｄｅＢ）から離れて新しいセル（すなわち、ターゲットＮｏｄｅ Ｂ）と同期化するための手順を行う。ここで、前記ソースＮｏｄｅ Ｂは、バッファリングされて移動中のパケットを前記ターゲットＮｏｄｅＢに伝送する。すなわち、前記ソースＮｏｄｅ Ｂは、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂにユーザデータを伝送する。受信すると、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂは、前記ソースＮｏｄｅＢから受信したパケットを保存（バッファリング）する。また、前記ソースＮｏｄｅ Ｂは、パケット（ユーザデータ）の伝送及び／又は受信に関する最近の情報について通知するために前記ターゲットＮｏｄｅＢに状態情報を伝送する。
その後、前記ＵＥは、タイミング同期化を含むパラメータを前記ターゲットＮｏｄｅＢに伝送することにより、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂとの無線環境を再設定した後、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂへのアクセスを開始する（段階５）。
前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂは、リソースのアップリンク（ＵＬ）割り当て及びタイミング調整（timing adjustment：ＴＡ）に関する情報を前記ＵＥに伝送する。
これに応えて、前記ＵＥは、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂにハンドオーバーに関する確認（例えば、ハンドオーバー確認メッセージ）を送信する（段階６）。さらに、前記ＵＥは、送受信されたパケットの状態に関する情報（例えば、状態報告）を前記ターゲットＮｏｄｅＢに伝送する（段階６ａ）。
その結果、前記ハンドオーバー過程は完了したとみなされる。前記ターゲットＮｏｄｅＢは、前記ソースＮｏｄｅ Ｂにハンドオーバー完了メッセージを送信する（段階７ａ）。また、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂは、前記コアネットワーク（ＭＭＥ／ＵＰＥ）に前記ＵＥのアップデートされた状態（位置）を、すなわち、前記ＵＥがハンドオーバーを行ったことを通知する（段階７ｂ）。さらに、前記ターゲットＮｏｄｅＢは、前記ＵＥに前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂの状態報告を提供する（段階７ｃ）。
ハンドオーバー中（すなわち、ハンドオーバーの完了前）に、前記コアネットワークは、前記ＵＥの前記ターゲットＮｏｄｅＢへのハンドオーバーが実行中であるという事実が通知されるまで、前記ソースＮｏｄｅ Ｂにパケットデータを伝送する。このように、ハンドオーバーの完了後（すなわち、段階７ａ〜段階７ｃ）、前記ソースＮｏｄｅＢは、ソースＮｏｄｅ Ｂのダウンリンク（ＤＬ）バッファをフラッシュし、移動中のパケットを伝送し続ける。すなわち、ハンドオーバーの実行中に前記ソースＮｏｄｅ Ｂにより受信されたパケット（又は、ユーザデータ）は、前記ターゲットＮｏｄｅＢに伝送される。前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂは、継続してこのパケット（又は、ユーザデータ）を前記ＵＥに伝送する。
前記アップデートされたＵＥ位置（すなわち、ＵＥハンドオーバー完了）が通知されると、前記コアネットワーク（ＭＭＥ／ＵＰＥ）は、ハンドオーバー前に前記ソースＮｏｄｅＢに伝送されたパケットがハンドオーバー後に前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂに伝送されるようにパススイッチ（pathswitching）を行う。その結果、前記ターゲットＮｏｄｅ Ｂは、前記ユーザ（ＵＥ）がハンドオーバー中及びハンドオーバー後も連続して所望のユーザデータ又はパケットを受信できるように、前記コアネットワークから受信されたパケットを前記ＵＥに伝送する。
前述したように、本発明の特徴は、移動端末及び基地局がハンドオーバー過程で最新の受信確認情報を交換することを可能にすることにより、同一のユーザデータがエアインタフェースで不要に複数回伝送されないようにする。その結果、データ伝送速度が高くなり、ユーザが経験するサービスの切断時間が最小となる。
本発明は、ハンドオーバー手順が、第１基地局へのアクセスを中止する段階と、第２基地局へのアクセスを設定する段階と、接続確認メッセージ及び送受信確認情報を前記第２基地局に送信する段階と、前記第２基地局から送受信確認情報を受信する段階とからなることを特徴とする、無線インタフェースを介してデータを送受信する移動通信システムを提供する。
本発明は、無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法を提供し、ソースネットワークノードにより行われる前記方法は、移動端末から受信状態報告を受信する段階と、ハンドオーバーをサポートするために前記受信された受信状態報告をターゲットネットワークノードに送信する段階と、前記受信された受信状態報告が受信状態情報の形式で前記ソースネットワークノードから前記ターゲットネットワークノードに送信されるように適切なプロトコルフォーマットを行うことにより前記受信された受信状態報告を処理する段階と、前記ソースネットワークノードから前記ターゲットネットワークノードに移動端末のハンドオーバーを行う必要があるか否かを決定する段階とを含み、ここで、前記受信状態報告は、正常に受信されたデータ、正常に受信されていないデータ、又はその両方に関連し、前記受信は、前記移動端末との無線インタフェースを介して行われ、前記送信は、前記ターゲットネットワークノードとの無線インタフェースを介して行われ、前記ネットワークノードは、基地局、ＮｏｄｅＢ、改善されたＮｏｄｅ Ｂの少なくとも１つである。
また、本発明は、無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法を提供し、移動端末により行われる前記方法は、ネットワークからハンドオーバー命令を受信する段階と、前記受信されたハンドオーバー命令に基づいて無線リンクを再設定する段階と、前記再設定された無線リンクで受信状態報告をターゲットネットワークノードに送信する段階と、前記ターゲットネットワークノードに同期化情報を伝送する段階と、前記ターゲットネットワークノードから前記移動端末のためのアップリンク割り当てリソース及びタイミングアドバンス情報を受信する段階と、ハンドオーバーの完了を示すハンドオーバー確認メッセージを前記ターゲットネットワークノードに送信する段階と、前記ハンドオーバー確認メッセージを送信した後、前記ターゲットネットワークノードに受信状態報告を送信する段階と、ハンドオーバーが完了した後、前記ターゲットネットワークノードから状態報告を受信する段階とを含み、ここで、前記ハンドオーバー命令は、前記移動端末のための新しい一時識別子を含み、前記再設定する過程は、ソースネットワークノードから離れる段階及び前記ターゲットネットワークノードと同期化する段階をさらに含み、前記ターゲットネットワークノードへの受信状態報告は、前記ハンドオーバー確認メッセージを送信した後に送信され、前記受信状態報告は、ハンドオーバー確認メッセージを利用して送信される。
また、本発明は、無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法を提供し、ソースネットワークノードにより行われる前記方法は、移動端末にハンドオーバー命令を伝送する段階と、ダウンリンクユーザデータをターゲットネットワークノードに伝送する段階と、前記ターゲットネットワークノードに状態情報を伝送する段階と、前記移動端末から受信されたハンドオーバー確認メッセージを前記ターゲットネットワークノードに送信する段階とを含み、ここで、前記状態情報は、ユーザデータの送受信に関する情報を示す。
本発明の特徴は、３ＧＰＰ標準の長期的発展（long term evolution：ＬＴＥ）に関する問題に係わる。従って、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．８１３（ＬＴＥ ＴＲ）及びその関連部門、又はこれらの一部、さらに、これらの多様な開発向上が本発明に係わる。その向上及び進化は、多様なネットワークエンティティ（例えば、ｅＮｏｄｅＢ）、プロトコル層、チャネルなどをラベリングするとき、特定接頭辞（文字Ｅ）を使用することになる。しかし、このようなラベリング及び他の専門用語は、単なる例示であるので、現在進行中又は今後の論議の結果によって変更され得る（又は、後で明確になる）ことを理解できる。
本明細書は本発明の多様な実施形態を例示的に説明する。本発明の請求の範囲は本明細書に記述された例示的な実施形態の多様な変形及び均等物を含むものである。従って、本発明の請求の範囲は記述された本発明の思想及び範囲内で行われる変形、均等物、及び特徴を包むように広く解釈されるべきである。
Ｅ−ＵＭＴＳ（ＬＴＥ）ネットワーク構造の一例を示す図である。 Ｅ−ＵＭＴＳ（ＬＴＥ）ネットワーク構造の他の例を示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク標準に準拠した無線インタフェースプロトコル構造の例を示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク標準に準拠した無線インタフェースプロトコル構造の例を示す図である。 本発明の１つ以上の可能な実施形態のためのハンドオーバー手順の例を示す図である。

Claims (17)

  1. 移動端末から受信状態報告を受信する段階と、
    ハンドオーバーをサポートするために前記受信された受信状態報告をターゲットネットワークノードに送信する段階と
    を含むことを特徴とするソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  2. 前記受信状態報告は、
    正常に受信されたデータ、正常に受信されていないデータ、又は、その両方に関連していることを特徴とする請求項１に記載のソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  3. 前記受信された受信状態報告が受信状態情報の形式で前記ソースネットワークノードから前記ターゲットネットワークノードに送信されるように、適切なプロトコルフォーマットを行うことにより、前記受信された受信状態報告を処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  4. 前記ソースネットワークノードから前記ターゲットネットワークノードに移動端末のハンドオーバーを行う必要があるか否かを決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  5. 前記受信は、
    前記移動端末との無線インタフェースを介して行われることを特徴とする請求項１に記載のソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  6. 前記送信は、
    前記ターゲットネットワークノードとの有線インタフェースを介して行われることを特徴とする請求項１に記載のソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  7. 前記ネットワークノードは、
    基地局、Ｎｏｄｅ Ｂ、又は改善されたＮｏｄｅ Ｂの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載のソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  8. ネットワークからハンドオーバー命令を受信する段階と、
    前記受信されたハンドオーバー命令に基づいて無線リンクを再設定する段階と、
    前記再設定された無線リンクで受信状態報告をターゲットネットワークノードに送信する段階と
    を含むことを特徴とする移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  9. 前記ハンドオーバー命令は、
    前記移動端末のための新しい一時識別子を含むことを特徴とする請求項８に記載の移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  10. 前記再設定する段階は、
    ソースネットワークノードから離れる段階と、
    前記ターゲットネットワークノードと同期化する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  11. 前記ターゲットネットワークノードに同期化情報を伝送する段階と、
    前記ターゲットネットワークノードから前記移動端末のためのアップリンク割り当てリソース及びタイミングアドバンス情報を受信する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  12. ハンドオーバーの完了を示すハンドオーバー確認メッセージを前記ターゲットネットワークノードに送信する段階と、
    前記ハンドオーバー確認メッセージを送信した後、前記ターゲットネットワークノードに受信状態報告を送信する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  13. ハンドオーバーが完了した後、前記ターゲットネットワークノードから状態報告を受信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  14. 前記ターゲットネットワークノードへの受信状態報告は、前記ハンドオーバー確認メッセージの送信後に送信されることを特徴とする請求項１２に記載の移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  15. 前記受信状態報告は、ハンドオーバー確認メッセージを利用して送信されることを特徴とする請求項８に記載の移動端末による無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  16. 移動端末にハンドオーバー命令を伝送する段階と、
    ダウンリンクユーザデータをターゲットネットワークノードに伝送する段階と、
    前記ターゲットネットワークノードにユーザデータの送受信に関する情報を示す状態情報を伝送する段階と
    を含むことを特徴とするソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
  17. 前記移動端末から受信されたハンドオーバー確認メッセージを前記ターゲットネットワークに送信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のソースネットワークノードによる無線通信システムにおけるデータ伝送管理方法。
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