JP5652553B2 - ゲートウェイ及び制御装置、並びにこれらの通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゲートウェイ及び制御装置、並びにこれらの通信制御方法に関し、特に３ＧＰＰ(３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ)で規定されるＵＭＴＳ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ)に対応する移動局(ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ)を、マクロセルからフェムトセルへハンドオーバさせる技術に関する。

ＨＮＢ(Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂ)は、エンドユーザの敷地内等に設置可能な小型の無線基地局であり、ＵＭＴＳ方式に対応したＵＥを、ブロードバンドＩＰ(Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)バックホール等のＰＤＮ(Ｐｕｂｌｉｃ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)を介して、モバイルオペレータのコアネットワークへ接続する。

ＨＮＢ−ＧＷ(Ｇａｔｅｗａｙ)は、ＰＤＮを介して接続される複数のＨＮＢを収容し、各ＨＮＢと、コアネットワークを構成するＭＳＣ(Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｒｅ)、ＳＧＳＮ(Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ(Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ) Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ)、ＭＧＷ(Ｍｅｄｉａ Ｇａｔｅｗａｙ)、ＧＧＳＮ(Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ)等のノードとの間でトラヒックを中継する。

ＮＢ(Ｎｏｄｅ Ｂ)は、モバイルオペレータによって屋外等に設置される無線基地局であり、ＵＭＴＳ方式に対応したＵＥをコアネットワークへ接続する。ＮＢにより形成されるセル(一般にマクロセルと呼称される)は、そのカバレッジが大きく、以て収容可能なＵＥ数が大きい。一方、上記のＨＮＢにより形成されるセルは、そのカバレッジがＮＢと比較して極めて小さいことから、一般にフェムトセルと呼称される。

ＲＮＣ(Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)は、複数のＮＢを収容し、各ＮＢとＵＥとの間の無線リソースを制御する制御装置である。３ＧＰＰでは無線リソースを制御するためのＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)プロトコルが規定されており、ＲＮＣ及びＵＥがこのＲＲＣプロトコルを終端する。

なお、ＨＮＢ、ＨＮＢ−ＧＷ、ＵＥ、ＮＢ、ＲＮＣ、ＭＳＣ、ＭＧＷ、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ、及びＰＤＮ各々の詳細については、３ＧＰＰの各種仕様書に規定されている(ＴＳ ２２．２２０、ＴＳ ２５．４６７、ＴＳ ２３．００２、ＴＳ ２３．０６０、ＴＳ ２５．３０１等を参照)。

ＵＭＴＳにおいて、セル間のハンドオーバは、ＵＥからＲＮＣへのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージの通知をトリガとして実施される。具体的には、ＲＮＣは、ＲＲＣプロトコルに則した制御メッセージ(以下、ＲＲＣメッセージと呼称することがある)によって、ＵＥに対し周辺セルの無線品質を測定するよう指示する。ＲＮＣは、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔによって通知される測定結果に基づき、隣接セルの無線品質が良好であると判断した場合、ＵＥに対してハンドオーバの実行を指示する。

ここで、各セルにはＰＳＣ(Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ Ｃｏｄｅ)が割り当てられており、ＵＥはＰＳＣによって各セルを識別する。また、ＲＮＣは、ＵＥに対してＰＳＣを指定して、どのセルの無線品質を測定すべきか指示する。ＰＳＣは、５１２通りの値を呈し、隣接するセル同士間で重複しないように割り当てられる。ＲＲＣメッセージでは、ＵＥに対する品質測定の指示に際して、ＵＥが在圏しているセルと同一周波数を使用する隣接セルを最大３２個、異周波数を使用する隣接セルを最大３２個まで指定できる。

マクロセルは、通常、その半径が数百メートルから数キロメートルに及ぶ。一方、フェムトセルは、通常、その半径が数メートルから数十メートル程度であり、家庭や会社等に設定される。そして、５１２通りのＰＳＣの内の限られた一定数がフェムトセル専用に割り当てられ、割り当てられたＰＳＣをフェムトセル間で共用するユースケースが想定される。換言すると、或るマクロセル配下に、同一のＰＳＣが割り当てられたフェムトセルが多数存在し得る。

この場合、ＵＥに隣接セルの無線品質を測定させ、その測定結果がＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージにより通知されたとしても、ＲＮＣは、ＵＥがどのフェムトセルの無線品質を測定しているか判断できない。この結果、ＲＮＣがハンドオーバ先のフェムトセルを一意に特定できず、また、仮にハンドオーバ手順を実施したとしても、誤ったフェムトセルへＵＥをハンドオーバさせてしまうという問題が生じる。

この問題に対処するため、３ＧＰＰのＲｅｌｅａｓｅ９では、ＵＥに、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージ中に測定対象セルのＩＤを含めて報告させる方式が検討されている。

特開２０１０−１０９６６４号公報 特表２０１０−５３７４８０号公報

しかしながら、本願発明者は、３ＧＰＰのＲｅｌｅａｓｅ９で検討される方式には、その導入が困難であるという課題があることを発見した。具体的には、市場にはセルＩＤを報告できないＲｅｌｅａｓｅ８以前の規格に準拠したＵＥが多数展開されており、Ｒｅｌｅａｓｅ９で検討される方式では、このようなＵＥをフェムトセルへハンドオーバさせることが出来ない。また、市場展開された既存のＵＥに対して改修を施し、セルＩＤの報告機能を実装することは実質的に不可能である。

なお、参考技術として、特許文献１及び２には、ＵＥに対してＣＳＧ(Ｃｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ)機能を実装し、以てＵＥをフェムトセルへハンドオーバさせる技術が記載されている。しかしながら、この技術は、既存のＵＥをフェムトセルへハンドオーバさせるためのものでは何ら無く、３ＧＰＰのＲｅｌｅａｓｅ９で検討される方式と同様の課題を有する。

従って、本発明の目的は、ＵＥに対して改修を施すこと無く、フェムトセルへのハンドオーバを実現することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の第１の態様に係るゲートウェイは、コアネットワークと、公衆網を介して前記コアネットワークへそれぞれ編入する複数の基地局との間でトラヒックを中継する。このゲートウェイは、前記公衆網を介して、前記複数の基地局との通信を行う第１の通信手段と、前記コアネットワークとの通信を行う第２の通信手段と、前記第１及び第２の通信手段を制御して、前記トラヒックの中継を行う制御手段とを備える。前記制御手段は、前記コアネットワークから、移動局を前記複数の基地局のいずれかへハンドオーバさせる旨を通知された場合、新たなＲＲＣコネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを生成し、前記コアネットワークに、前記移動局とＲＲＣコネクションを確立している制御装置に対して、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ転送するよう指示させる。

また、本発明の第２の態様に係る制御装置は、自装置に接続される基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する。この制御装置は、前記基地局を介して、前記移動局との通信を行う第１の通信手段と、コアネットワークとの通信を行う第２の手段と、前記第１及び第２の通信手段を制御して、前記無線リソースの制御を行う制御手段とを備える。前記制御手段は、前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるべきと判定した場合、その旨を、前記コアネットワークを介して前記コアネットワークと前記他の基地局との間でトラヒックを中継するゲートウェイへ通知し、前記通知に応じて、前記ゲートウェイからＲＲＣコネクション解放メッセージを受信した場合、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを、前記移動局へ転送する。

また、本発明の第３の態様に係る制御装置は、自装置に接続される基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する。この制御装置は、前記基地局を介して、前記移動局との通信を行う第１の通信手段と、コアネットワークとの通信を行う第２の手段と、前記第１及び第２の通信手段を制御して、前記無線リソースの制御を行う制御手段とを備える。前記制御手段は、前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるべきと判定した場合、新たなＲＲＣコネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ送信する。

また、本発明の第４の態様に係る制御方法は、コアネットワークと、公衆網を介して前記コアネットワークへそれぞれ編入する複数の基地局との間でトラヒックを中継するゲートウェイの制御方法を提供する。この制御方法は、前記コアネットワークから、移動局を前記複数の基地局のいずれかへハンドオーバさせる旨を通知された場合、新たなＲＲＣコネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを生成し、前記コアネットワークに、前記移動局とＲＲＣコネクションを確立している制御装置に対して、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ転送するよう指示させることを含む。

また、本発明の第５の態様に係る制御方法は、基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する制御装置の制御方法を提供する。この制御方法は、前記基地局を介して前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるべきと判定した場合、その旨を、前記コアネットワークを介して前記コアネットワークと前記他の基地局との間でトラヒックを中継するゲートウェイへ通知し、前記通知に応じて、前記ゲートウェイからＲＲＣコネクション解放メッセージを受信した場合、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを、前記移動局へ転送することを含む。

さらに、本発明の第６の態様に係る制御方法は、基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する制御装置の制御方法を提供する。この制御方法は、前記基地局を介して前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるか否かを判定し、前記移動局を前記他の基地局へハンドオーバさせると判定した場合、新たなＲＲＣコネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ送信することを含む。

本発明によれば、ＵＥに対して改修を施すこと無く、フェムトセルへのハンドオーバを実現することが可能である。

本発明の実施の形態１に係るゲートウェイ及び制御装置を適用するネットワークの構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るゲートウェイの構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る制御装置の構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るゲートウェイ及び制御装置の動作例を示したシーケンス図である。 本発明の実施の形態１に係るゲートウェイに用いる、ＲＲＣコネクション解放メッセージの構成例を示した図である。 本発明の実施の形態１に係るゲートウェイに用いるＲＲＣコネクション解放メッセージにおける、情報要素の構成例を示した図である。 本発明の実施の形態１に係るゲートウェイに用いる、応答メッセージの構成例を示した図である。 本発明の実施の形態１に係るゲートウェイに用いる応答メッセージにおける、情報要素の構成例を示した図である。 本発明の実施の形態２に係る制御装置の動作例を示したシーケンス図である。

以下、本発明に係るゲートウェイ及び制御装置、並びにこれらを適用するネットワークの実施の形態１及び２を、図１〜図９を参照して説明する。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

[実施の形態１]
図１に示すように、本実施の形態に係るネットワークは、ＵＥ １０と、複数のＨＮＢ ２０＿１〜２０＿６(以下、符号２０で総称することがある)と、複数のＮＢ ３０＿１〜３０＿４(以下、符号３０で総称することがある)と、ＲＮＣ ４０と、ＨＮＢ−ＧＷ ５０と、ＭＳＣ ６０と、ＳＧＳＮ ７０とを含む。ＨＮＢ ２０＿１〜２０＿６は、フェムトセル２１＿１〜２１＿６をそれぞれ形成する。ＮＢ ３０＿１〜３０＿４は、マクロセル３１＿１〜３１＿４をそれぞれ形成する。

図１に示す例では、ＵＥ １０は、マクロセル３１＿１に在圏し、以てＮＢ ３０＿１に無線接続している。フェムトセル２１＿１〜２１＿６は、マクロセル３１＿１内に互いに離隔して設置されており、同一のＰＳＣ(但し、マクロセル３１＿１とは異なるＰＳＣ)が割り当てられている。また、ＨＮＢ ２０＿１〜２０＿６は、公衆網(図示せず)を介してＨＮＢ−ＧＷ ５０に接続されている。一方、ＮＢ ３０＿１〜３０＿４は、ＲＮＣ ４０に接続されている。ＲＮＣ ４０及びＨＮＢ−ＧＷ ５０は、コアネットワーク(ＣＮ：Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ)を構成するＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０にそれぞれ接続されている。

この内、ＨＮＢ−ＧＷ ５０は、図２に示す如く、ＨＮＢ Ｉ／Ｆ(Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ) ５１と、ＣＮ Ｉ／Ｆ ５２と、制御部５３とを含む。ＨＮＢ Ｉ／Ｆ ５１は、公衆網を介して、ＨＮＢ ２０＿１〜２０＿６との通信を行う。ＣＮ Ｉ／Ｆ ５２は、ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０との通信を行う。制御部５３は、ＨＮＢ Ｉ／Ｆ ５１及びＣＮ Ｉ／Ｆ ５２を制御して、ＨＮＢ ２０と、ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０との間でトラヒックを中継する。換言すると、制御部５３は、ＨＮＢ Ｉ／Ｆ ５１及びＣＮ Ｉ／Ｆ ５２との協調動作によって、ＨＮＢ−ＧＷ ５０を一般的なＨＮＢ−ＧＷと同様に機能させる。本実施の形態に特有の動作として、制御部５３は、ＣＮ Ｉ／Ｆ ５２を介してＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０の各々から受信した、ＲＡＮＡＰ(Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐａｒｔ)プロトコルに則したメッセージ(以下、ＲＡＮＡＰメッセージと呼称することがある)を処理する。さらに、制御部５３は、ＲＲＣメッセージを生成する。なお、ＲＡＮＡＰメッセージの仕様は３ＧＰＰ ＴＳ ２５．４１３に規定され、ＲＲＣメッセージの仕様は３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１に規定されている。

また、ＲＮＣ ４０は、図３に示す如く、ＮＢ Ｉ／Ｆ ４１と、ＣＮ Ｉ／Ｆ ４２と、制御部４３とを含む。ＮＢ Ｉ／Ｆ ４１は、ＮＢ ３０とのインタフェースとして機能し、ＮＢ ３０を介してＵＥ １０との通信を行う。ＣＮ Ｉ／Ｆ ４２は、ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０との通信を行う。制御部４３は、ＮＢ Ｉ／Ｆ ４１及びＣＮ Ｉ／Ｆ ４２を制御して、ＵＥ １０とＮＢ ３０の間の無線リソースを制御する。換言すると、制御部４３は、ＮＢ Ｉ／Ｆ ４１及びＣＮ Ｉ／Ｆ ４２との協調動作によって、ＲＮＣ ４０を一般的なＲＮＣと同様に機能させる。本実施の形態に特有の動作として、制御部４３は、ＣＮ Ｉ／Ｆ ４２並びにＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０を介してＨＮＢ−ＧＷ ５０から受信したＲＲＣメッセージを、ＮＢ Ｉ／Ｆ ４１及びＮＢ ３０を介してＵＥ １０へ転送する。

なお、本実施の形態では、ＵＥ １０、ＨＮＢ ２０、ＮＢ ３０、ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０に一般的なものを用いることができるため、その構成に関する説明を省略する。

次に、本実施の形態の動作を、図４〜図８を参照して詳細に説明する。

前提として、ＵＥ １０は、マクロセルに在圏し、ＲＮＣ ４０から周辺セルの無線品質を測定するよう指示されているとする。そして、ＵＥ １０がＨＮＢ ２０配下(フェムトセル内)へ移動したとする。この場合、ＵＥ １０から見たフェムトセルの無線品質が良くなる。このため、図４に示すように、ＵＥ １０は、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ＲｅｐｏｒｔメッセージをＲＮＣ ４０へ送信する。この時、ＵＥ １０は、フェムトセルのＰＳＣを、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージに含める(ステップＳ１１)。

Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージを受信したＲＮＣ ４０は、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージにて通知されたＰＳＣと同一のＰＳＣが割り当てられたフェムトセルが複数存在するため、ＵＥ １０のハンドオーバ先とするＨＮＢを一意には特定できない。しかしながら、ＲＮＣ ４０は、通知されたＰＳＣから、ハンドオーバ先のフェムトセルに接続されるＨＮＢ−ＧＷがＨＮＢ−ＧＷ ５０であると判断し、ＨＮＢ−ＧＷ ５０に割り当てられたＲＮＣ−ＩＤを特定する(ステップＳ１２)。例えば、ＲＮＣ ４０は、フェムトセルのＰＳＣとＨＮＢ−ＧＷのＲＮＣ−ＩＤとを対応付けて予め記憶したデータベースから、通知されたＰＳＣに対応するＲＮＣ−ＩＤを検索する。また、このデータベースには、フェムトセルのＰＳＣ及びＮＢのＩＤのセットと、ＨＮＢ−ＧＷのＲＮＣ−ＩＤとを対応付けて記憶しておくとより好適である。このようにデータベースを構成すれば、ＲＮＣ ４０は、同一のＰＳＣが割り当てられたフェムトセルが互いに異なるＨＮＢ−ＧＷに接続され且つ互いに異なるマクロセル内に設置されるような場合であっても、通信されたＰＳＣとＵＥ １０が在圏するＮＢのＩＤを用いて、ハンドオーバ先のフェムトセルに接続されるＨＮＢ−ＧＷを一意に特定できる。

今、ＵＥ １０に対してＣＳ(Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ)呼及びＰＳ(ＰａｃｋｅｔＳｗｉｔｃｈｉｎｇ)呼の両者が生起していて、ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０の両者とのコネクションが確立されているとする。この場合、ＲＮＣ ４０は、ＲＡＮＡＰメッセージの一つであるＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｄメッセージを、ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０の各々へ送信する。この時、ＲＮＣ ４０は、上記のステップＳ１２で特定したＲＮＣ−ＩＤを、Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｄメッセージに含める(ステップＳ１３)。なお、ＭＳＣ ６０又はＳＧＳＮ ７０の一方とのコネクションが確立されていれば、ＲＮＣ ４０は、コネクションが確立されているノードに対してのみＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｄメッセージを送信する。

ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０の各々は、Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｄメッセージを受信すると、このメッセージに含まれるＲＮＣ−ＩＤからＨＮＢ−ＧＷ ５０を特定し(ステップＳ１４)、ＨＮＢ−ＧＷ ５０に対して、ＲＡＮＡＰメッセージの一つであるＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する(ステップＳ１５)。

一般的なＨＮＢ−ＧＷでは、ＭＳＣやＳＧＳＮから受信したＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ ＲｅｑｕｅｓｔメッセージをＨＮＢへ転送することになっている。これに対し、本実施の形態では、ＨＮＢ−ＧＷ ５０がＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを終端する。その代わりに、ＨＮＢ−ＧＷ ５０は、ＲＲＣメッセージの一つであるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを生成する(ステップＳ１６)。図５に、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１に規定されるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージのフォーマットを示す。ＨＮＢ−ＧＷ ５０は、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージ中の情報要素であるＲｅｌｅａｓｅ Ｃａｕｓｅに、図６に示す"ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ"という値を設定する。

そして、ＨＮＢ−ＧＷ ５０は、生成したＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ＲｅｌｅａｓｅメッセージをＲＡＮＡＰメッセージの一つであるＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔメッセージに含めて、ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０の各々へ送信する。図７に、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．４１３に規定されるＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔのフォーマットを示す。ＨＮＢ−ＧＷ ５０は、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを、Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔメッセージ中の情報要素であるＴａｒｇｅｔ ＲＮＣ ｔｏ Ｓｏｕｒｃｅ ＲＮＣ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ、より詳細には図８に示すＴａｒｇｅｔ ＲＮＣ ｔｏ Ｓｏｕｒｃｅ ＲＮＣ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ中の情報要素であるＲＲＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒに設定する(ステップＳ１７)。

ＭＳＣ ６０及びＳＧＳＮ ７０の各々は、Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔメッセージを受信すると、このメッセージに含まれるＲＲＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒを、ＲＡＮＡＰメッセージの一つであるＲｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍａｎｄメッセージに含め、ＲＮＣ ４０に対して透過的に転送する(ステップＳ１８)。

一般的なＲＮＣでは、Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ ＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔメッセージのＲＲＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒに含まれるＲＲＣメッセージをＵＥへ転送する必要がある。通常、ＲＲＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒに含まれるＲＲＣメッセージは、新しいセルへのハンドオーバを起動するためのメッセージである。これに対し、本実施の形態では、ＲＲＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒに含まれるＲＲＣメッセージは、ＨＮＢ−ＧＷ ５０で生成されたＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージである。従って、ＲＮＣ ４０は、ＲＲＣ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒから、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを抽出する(ステップＳ１９)。そして、ＲＮＣ ４０は、抽出したＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを、マクロセルを介してＵＥ １０へ送信する(ステップＳ２０)。

これにより、ＵＥ １０が自律的にハンドオーバ先のフェムトセルを選択し、選択したフェムトセルへハンドオーバすることとなる。

具体的には、３ＧＰＰ ＴＳ ２４．００８には、ＵＥが、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを受信すると、ＲＲＣコネクションを解放すると共に、直ちにＲＲＣコネクションを再確立し、Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｕｐｄａｔｅ手順及びＲｏｕｔｉｎｇ Ａｒｅａ Ｕｐｄａｔｅ手順を起動すべきことが規定されている。また、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３０４には、ＲＲＣコネクションの解放に際して、ＵＥが、最適なセルを選択し、選択したセルに在圏(ｃａｍｐ ｏｎ)すべきことが規定されている。

このため、ＵＥ １０は、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを受信すると、ＲＮＣ ４０とのＲＲＣコネクションを解放する処理を実行し、ＲＲＣメッセージの一つであるＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅ ＣｏｍｐｌｅｔｉｏｎメッセージをＲＮＣ ４０へ送信する(ステップＳ２１)。そして、ＵＥ １０は、上記の規定に従って、無線品質が最良のセル(ここでは、ＨＮＢ ２０により形成されるフェムトセル)を選択する(ステップＳ２２)。更に、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージ中のＲｅｌｅａｓｅ Ｃａｕｓｅに"ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ"が設定されているため、ＵＥ １０は、ＲＲＣコネクションの解放直後に、ＨＮＢ ２０とのＲＲＣコネクションを確立する(ステップＳ２３)。この時、ＨＮＢ ２０は、ＨＮＢ−ＧＷ ５０に対するＵＥ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ処理を実行する。また、ＵＥ １０は、ＭＳＣ ６０に対するＬｏｃａｔｉｏｎ Ｕｐｄａｔｅ処理、及びＳＧＳＮ ７０に対するＲｏｕｔｉｎｇ Ａｒｅａ Ｕｐｄａｔｅ処理を実行する。

以上説明した通り、本実施の形態によれば、下記の第１及び第２の効果を奏する。

３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ８以前の方式では、ＲＮＣが、マクロセルに在圏するＵＥにとって最適なフェムトセルを特定できず、ＵＥに対して最適なフェムトセルへのハンドオーバを正しく指示できないという問題が生じていた。これに対し、本実施の形態では、ＨＮＢ−ＧＷが、ＵＥに対して最適なフェムトセルへの自律的なハンドオーバを促す。これにより、ＲＮＣがＵＥにとって最適なフェムトセルを特定すること無く、ＵＥをフェムトセルへハンドオーバさせることができるという第１の効果が得られる。

また、上記の第１の効果を、Ｒｅｌｅａｓｅ８以前の規格に準拠したＵＥに対して特別な改修を施すこと無く達成できるという第２の効果が得られる。そして、本実施の形態では、ＲＮＣに対する改修も必要最低限に抑えることができる。また、本実施の形態では、ＨＮＢ−ＧＷ及びＲＮＣの各々と、コアネットワーク内のノードとの間のシーケンスがＲＡＮＡＰプロトコルに則して実行される。このため、コアネットワーク内のノードに対する改修は不要である。

[実施の形態２]
本実施の形態に係るネットワークは、図１と同様に構成できる。また、本実施の形態に係るＨＮＢ−ＧＷ及びＲＮＣは、それぞれ、図２及び図３と同様に構成できる。

但し、本実施の形態は、ＲＮＣが図９に示す如く動作する点で、上記の実施の形態１と異なる。

具体的には、図９に示すように、ＲＮＣ ４０は、マクロセルに在圏するＵＥ １０からＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージを受信すると、このメッセージに基づいて、ＵＥ １０をフェムトセル(ＨＮＢ ２０)へハンドオーバさせるべきか否かを判定する(ステップＳ３１)。より詳細には、ＲＮＣ ４０は、通知されたＰＳＣを用いて、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔメッセージにて報告された無線品質の良好なセルがフェムトセルであるか否かを確認する。上述した通り、ＨＮＢ ２０及びＮＢ ３０には互いに異なるＰＳＣが割り当てられる。従って、ＲＮＣ ４０は、通知されたＰＳＣがＮＢ ３０に割り当てられたもので無ければ、報告された無線品質の良好なセルがフェムトセルであると判断する。

この結果、ＵＥ １０をフェムトセルへハンドオーバさせると判定した場合、ＲＮＣ ４０は、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージを生成する(ステップＳ３２)。そして、ＲＮＣ ４０は、生成したＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ＲｅｌｅａｓｅメッセージをＵＥ １０へ送信する(ステップＳ３３)。

これにより、上記のステップＳ２１〜Ｓ２６の処理が実行され、以てＵＥ １０が自律的に最適なフェムトセルを選択してハンドオーバすることとなる。

このように、本実施の形態では、ＲＮＣが、ＵＥに対して最適なフェムトセルへの自律的なハンドオーバを促す。これにより、上記の実施の形態１で説明した第１及び第２の効果が同様に得られる。加えて、本実施の形態では、ＨＮＢ−ＧＷに対する改修が不要であるという更なる効果が得られる。また、本実施の形態には、ＲＮＣ及びＨＮＢ−ＧＷの各々とコアネットワーク内のノードとの間のシーケンスを、上記の実施の形態１と比して低減できるという効果も得られる。

なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。

この出願は、２０１１年９月２７日に出願された日本出願特願２０１１−２１０５６６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、ゲートウェイ及び制御装置、並びにこれらの通信制御方法に適用され、特に３ＧＰＰで規定されるＵＭＴＳに対応する移動局(ＵＥ)を、マクロセルからフェムトセルへハンドオーバさせる用途に適用される。

１０ ＵＥ
２０, ２０＿１〜２０＿６ ＨＮＢ
２１＿１〜２１＿６ フェムトセル
３０, ３０＿１〜３０＿４ ＮＢ
３１＿１〜３１＿４ マクロセル
４０ ＲＮＣ
４１ ＮＢ Ｉ／Ｆ
４２, ５２ ＣＮ Ｉ／Ｆ
４３, ５３ 制御部
５０ ＨＮＢ−ＧＷ
５１ ＨＮＢ Ｉ／Ｆ
６０ ＭＳＣ
７０ ＳＧＳＮ

Claims (10)

1. コアネットワークと、公衆網を介して前記コアネットワークへそれぞれ編入する複数の基地局との間でトラヒックを中継するゲートウェイであって、
   前記公衆網を介して、前記複数の基地局との通信を行う第１の通信手段と、
   前記コアネットワークとの通信を行う第２の通信手段と、
   前記第１及び第２の通信手段を制御して、前記トラヒックの中継を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記コアネットワークから、移動局を前記複数の基地局のいずれかへハンドオーバさせる旨を通知された場合、新たなＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)コネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを生成し、
   前記コアネットワークに、前記移動局とＲＲＣコネクションを確立している制御装置に対して、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ転送するよう指示させる、
   ゲートウェイ。
2. 請求項１において、
   前記制御手段は、
   前記通知として、リロケーション要求メッセージを受信し、
   前記リロケーション要求メッセージに対する応答メッセージ中の情報要素として、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを設定する、
   ことを特徴としたゲートウェイ。
3. 自装置に接続される基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する制御装置であって、
   前記基地局を介して、前記移動局との通信を行う第１の通信手段と、
   コアネットワークとの通信を行う第２の通信手段と、
   前記第１及び第２の通信手段を制御して、前記無線リソースの制御を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるべきと判定した場合、前記移動局を前記他の基地局へハンドオーバさせる旨を、前記コアネットワークを介して前記コアネットワークと前記他の基地局との間でトラヒックを中継するゲートウェイへ通知し、
   前記通知に応じて、前記ゲートウェイからＲＲＣコネクション解放メッセージを受信した場合、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを、前記移動局へ転送する、
   制御装置。
4. 請求項３において、
   前記制御手段は、前記ゲートウェイを、前記測定レポートに含まれるＰＳＣ(Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ Ｃｏｄｅ)を用いて特定する、
   ことを特徴とした制御装置。
5. 請求項４において、
   前記制御手段は、前記ゲートウェイの特定に際して、前記測定レポートを中継した基地局の識別情報を更に用いる、
   ことを特徴とした制御装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１項において、
   前記制御手段は、
   前記通知を、前記ゲートウェイの識別情報を含むリロケーションリクアイアードメッセージによって行い、
   前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを、リロケーションコマンド中の情報要素として受信する、
   ことを特徴とした制御装置。
7. 自装置に接続される基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する制御装置であって、
   前記基地局を介して、前記移動局との通信を行う第１の通信手段と、
   コアネットワークとの通信を行う第２の通信手段と、
   前記第１及び第２の通信手段を制御して、前記無線リソースの制御を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介して前記コアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるべきと判定した場合、新たなＲＲＣコネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ送信する、
   制御装置。
8. コアネットワークと、公衆網を介して前記コアネットワークへそれぞれ編入する複数の基地局との間でトラヒックを中継するゲートウェイの制御方法であって、
   前記コアネットワークから、移動局を前記複数の基地局のいずれかへハンドオーバさせる旨を通知された場合、新たなＲＲＣコネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを生成し、
   前記コアネットワークに、前記移動局とＲＲＣコネクションを確立している制御装置に対して、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ転送するよう指示させる、
   ことを含む制御方法。
9. 基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する制御装置の制御方法であって、
   前記基地局を介して前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介してコアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるべきと判定した場合、前記移動局を前記他の基地局へハンドオーバさせる旨を、前記コアネットワークを介して前記コアネットワークと前記他の基地局との間でトラヒックを中継するゲートウェイへ通知し、
   前記通知に応じて、前記ゲートウェイからＲＲＣコネクション解放メッセージを受信した場合、前記ＲＲＣコネクション解放メッセージを、前記移動局へ転送する、
   ことを含む制御方法。
10. 基地局と前記基地局に在圏する移動局との間の無線通信に際して、無線リソースを制御する制御装置の制御方法であって、
    前記基地局を介して前記移動局から受信した周辺セルの無線品質に関する測定レポートに基づき、前記移動局を、公衆網を介してコアネットワークへ編入する他の基地局へハンドオーバさせるか否かを判定し、
    前記移動局を前記他の基地局へハンドオーバさせると判定した場合、新たなＲＲＣコネクションの確立を促すＲＲＣコネクション解放メッセージを前記移動局へ送信する、
    ことを含む制御方法。
    
    

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