JP2018198451A - ハンドオーバ処理 - Google Patents

Abstract

【課題】３ＧＰＰネットワークに適用され、シグナリングオーバーヘッドを増やすことなく、ハンドオーバ中のユーザデータロスを最小限に抑えることができる方法およびソースノードを提供する。【解決手段】ソースノードは、アップリンクＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）_ＳＤＵ（Service Data Unit）を受信し、ハンドオーバ要求４をターゲットノードに送信すると共に、ターゲットノードからハンドオーバ応答６を受信する。ソースノードは、ハンドオーバの際に、順序通りに受信された順次アップリンクＰＤＣＰ_ＳＤＵをゲートウェイに送信し、残りのアップリンク制御（ＲＬＣ）プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を捨て、且つ、順序通りに受信されなかった非順次ＰＤＣＰ_ＳＤＵをターゲットノードに送信する。【選択図】図６

Description

本発明は、移動通信ネットワーク、限定はしないが、特に３ＧＰＰ標準規格、又はその等価物若しくは派生物に従って動作するネットワークにおけるデータパケットの管理に関する。

移動通信ネットワークでは、ユーザ装置（ＵＥ）が基地局間でハンドオーバすることを要求される。３ＧＰＰでは、最近になって、ソースｅＮｏｄｅＢ（基地局）からターゲットｅＮｏｄｅＢへのハンドオーバ（ＨＯ）のために制御プレーン（Ｃプレーン）において規定される手順が提案されている。当然、当業者には、３Ｇ通信に適用することができる種々の頭字語がよく知られているが、一般読者の便宜を図るために、用語集が添付される。

当業者が効率よく理解できるようにするために、本発明を３Ｇシステムとの関連で詳細に説明するが、それらのハンドオーバの原理は、他のシステム、たとえば、必要に応じてシステムの対応する構成要素を変更しながら、移動デバイス又はユーザ装置（ＵＥ）がいくつかの他のデバイス（ｅＮｏｄｅＢに対応する）のうちの１つと通信する他のＣＤＭＡ又は無線システムにも適用することができる。

セントルイスでのＲＡＮ２／ＲＡＮ３／ＳＡ２合同会議では、ＳＡＥ／ＬＴＥ構成に関する理念が同意され、その決議によって、ＰＤＣＰ層はｅＮｏｄｅＢ（基地局）まで下方に動かされることになった。それに続くマルタでのＲＡＮ２会議では、暗号化が、ＰＤＣＰシーケンス番号を用いてＰＤＣＰ層において実行されるものと決定された。この決議を踏まえて、ハンドオーバ中のユーザプレーン処理では、さらに多くの事柄を検討する必要があり、本出願は、適切なハンドオーバ手順を提案する。

Ｒ２−０６２７５４「PDCP/RLC/MAC PDU structure」（Nokia） Ｒ２−０６２８００「Sequence Numbering & Reuse of PDCP SN」（InterDigital） Ｒ２−０６３３８９「Inter-eNB Handover (UP)」（NTT DoCoMo）

本発明の一態様によれば、ターゲットノードと通信するソースノードで実行される方法であって、
アップリンクＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）_ＳＤＵ（Service Data Unit）を受信し、
ハンドオーバ要求を前記ターゲットノードに送信すると共に、
前記ターゲットノードからハンドオーバ応答を受信することを含み、
更に、ハンドオーバの際に、
順序通りに受信された順次アップリンクＰＤＣＰ_ＳＤＵをゲートウェイに送信し、
残りのアップリンク制御（ＲＬＣ） プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を捨て、且つ、
順序通りに受信されなかった非順次ＰＤＣＰ_ ＳＤＵを前記ターゲットノードに送信する方法が得られる。
本発明の別の態様によれば、ターゲットノードと通信を行うソースノードであって、
アップリンクＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）_ＳＤＵ（Service Data Unit）を受信する構成と、
ハンドオーバ要求を前記ターゲットノードに送信する構成と、
前記ターゲットノードからハンドオーバ応答を受信する構成を備え、更に、
前記ハンドオーバの際、
順序通りに受信された順次アップリンクＰＤＣＰ_ＳＤＵをゲートウェイに送信すると共に、残りのアップリンク制御（ＲＬＣ） プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を捨て、且つ、
順序通りに受信されなかった非順次ＰＤＣＰ_ ＳＤＵを前記ターゲットノードに送信する構成を有するトランシーバを含むソースノードが得られる。

本方法は、通信システムのソースノードにおいて実行されることができ、他の通信ノードは移動通信デバイスであり、ターゲットノードからハンドオーバ応答を受信すること、それに応答して、移動通信デバイスへのデータパケットの送信を中止すること、及び上記ＰＤＣＰバッファに格納される自身の添付のシーケンス番号を有するＰＤＣＰ ＳＤＵを、ターゲットノードに転送することをさらに含む。

その移動通信デバイスは、ソースノードのＡＲＱエンティティに状態報告を送信することが好ましく、その状態報告は、直前に受信した順次ＰＤＣＰ ＳＤＵのシーケンス番号及び任意の受信した非順次ＰＤＣＰ ＳＤＵのシーケンス番号を特定する。その後、ソースノードは、この情報を用いて、ターゲットノードに送信するために、いずれのＰＤＣＰ ＳＤＵがＰＤＣＰバッファに格納されるかを判定することができる。

１つの実施の形態では、他の通信ノードから受信される非順次ＰＤＣＰ ＳＤＵはバッファリングされ、ハンドオーバ時にターゲットノードに転送される。ターゲットノードに転送される前に、ダウンリンクＰＤＣＰ ＳＤＵと区別するために、アップリンクＰＤＣＰ ＳＤＵはマークを付される。

別の態様によれば、本発明は、ソースノードからターゲットノードへの移動通信デバイスのハンドオーバを容易にする方法であって、該方法は、該ソースノードにおいて実行され、該ターゲットノードからのハンドオーバ応答を受信するのに応答して、
ソースノードから移動通信デバイスへのダウンリンク外部ＡＲＱ ＰＤＵの送信を中止すること、
ダウンリンクユーザデータの送信を中止した後に、上記移動通信デバイスにハンドオーバコマンドを送信すること、
ソースノードから直前に受信された順次ＰＤＣＰ ＳＤＵとソースノードから受信される任意の非順次ＰＤＣＰ ＳＤＵとを特定する状態パケットを移動通信デバイスから受信すること、及び、
移動通信デバイスによって受信される特定されたＰＤＣＰ ＳＤＵに基づいて、ターゲットノードにＰＤＣＰ ＳＤＵを転送することを含む、ソースノードからターゲットノードへの移動通信デバイスのハンドオーバを容易にする方法を提供する。

本発明はまた、ソースノードからターゲットノードへの移動通信デバイスのハンドオーバを容易にする方法であって、該方法は、該ターゲットノードにおいて実行され、該ソースノードにハンドオーバ応答を送信するのに応答して、
ソースノードから転送されたダウンリンクＰＤＣＰ ＳＤＵを受信すること、
ソースノードから転送されたアップリンク非順次ＰＤＣＰ ＳＤＵを受信すること、
受信したダウンリンクＰＤＣＰ ＳＤＵに対応する外部ＡＲＱ ＰＤＵを移動通信デバイスに送信すること、
移動通信デバイスから外部ＡＲＱ ＰＤＵを受信すると共に、該外部ＡＲＱ ＰＤＵから、シーケンス番号を有する対応するＰＤＣＰ ＳＤＵを形成すること、及び、
受信したＰＤＣＰ ＳＤＵ及び転送されたＰＤＣＰ ＳＤＵを、該受信したＰＤＣＰ ＳＤＵ及び該転送されたＰＤＣＰ ＳＤＵのシーケンス番号に基づいて並べ替えると共に、それらを順序通りに通信ネットワークに転送することを含む、ソースノードからターゲットノードへの移動通信デバイスのハンドオーバを容易にする方法を提供する。

本発明はまたさらに、ソースノードからターゲットノードへのハンドオーバ時に移動通信デバイスによって実行される方法であって、該方法は、
ソースノードから、該ソースノードによって直前に受信された順次アップリンクＰＤＣＰ ＳＤＵ及び該ソースノードによって受信された任意の非順次ＰＤＣＰ ＳＤＵを特定する状態パケットを受信すること、
ソースノードからハンドオーバコマンドを受信すること、
ソースノードに、該ソースノードによって直前に受信された順次ダウンリンクＰＤＣＰ ＳＤＵ及び該ソースノードによって受信された任意の非順次ＰＤＣＰ ＳＤＵを特定する状態パケットを送信すること、
ソースノードへのデータパケットの送信を中止すること、
ターゲットノードとの通信リンクを確立すること、
ソースノードから受信された状態パケットに基づいて、ターゲットノードに送信／再送されることになるＰＤＣＰ ＳＤＵを求めること、及び、
求められたＰＤＣＰ ＳＤＵをターゲットノードに送信／再送することを含む、ソースノードからターゲットノードへのハンドオーバ時に移動通信デバイスによって実行される方法を提供する。

本発明は、理解するのを容易にするために、３Ｇ ｅＮｏｄｅＢ間でのハンドオーバとの関連で説明されるが、それらの原理は、異なるネットワークのノード間、たとえば、３Ｇネットワークのノードと別のネットワークのノードとの間のハンドオーバにも拡張することができる。

本発明は、開示される全ての方法の場合に、対応する装置において実行するための対応するコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品、装置自体（ユーザ装置、ノード又はその構成要素）、及び装置を更新する方法を提供する。

実施形態を適用することができるタイプの移動通信システムを示す概略図である。 図１に示されるシステムの一部を形成する基地局を示す概略図である。 図１に示されるシステムの一部を形成する移動通信デバイスを示す概略図である。 移動通信デバイスと基地局との間の通信を制御するために用いられる通信ソフトウエアの一部を形成するプロトコルスタックの一部を示す図である。 ハンドオーバプロセスを示す図である。 応答モードデータパケットのバッファリングを管理するためのＰＤＣＰ及び外部ＡＲＱエンティティの動作を示す図である。

概説
図１は、移動（セルラー）通信システム１を概略的に示している。該システムにおいて、移動電話（ＭＴ）３−０、３−１及び３−２のユーザが、基地局５−１又は５−２のうちの１つ及び電話網７を介して、他のユーザ（図示せず）と通信することができる。この実施形態では、基地局５は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技法を使用しており、移動電話３に送信されることになるデータは複数のサブキャリア上に変調される。移動電話３に送信されることになるデータの量に応じて、各移動電話３に異なるサブキャリアが割り当てられる。移動電話３がソース基地局（たとえば、基地局５−１）のセルからターゲット基地局（たとえば、基地局５−２）に移動するとき、ソース基地局５及びターゲット基地局５、並びに移動電話３においてハンドオーバ（ＨＯ）手順（プロトコル）が実行され、ハンドオーバプロセスが制御される。

そのハンドオーバプロセスは、以下の要件を伴う、ソース基地局５とターゲット基地局５との間の最適なハードハンドオーバ（ＨＨＯ）を提供することを目指す。
１．高いＴＣＰスループット性能を達成する、非リアルタイム（ＮＲＴ）サービスのためのロスレスＨＨＯ。
２．終端間でアプリケーションの良好な性能を確保するために、パケットロスを最小限に抑える、リアルタイム（ＲＴ）サービスのためのシームレスＨＨＯ。
３．無線インタフェースを介しての重複パケット送信の最小化。
４．ユーザプレーンデータのための最低限の中断時間。
５．ＨＯ中に、ＮＡＳ（非アクセス階層）ＰＤＵの順次送達が保持されるべきである。
６．重複送達及び非順次送達は、ＲＯＨＣ（ロバストヘッダ圧縮）及びアプリケーションには一切見えないようにすべきである。

ハードハンドオーバは、ソフトハンドオーバとは対照的に、ハンドオーバ中に移動電話と基地局との間の無線伝送に中断があるハンドオーバであり、移動電話は、ハンドオーバ手順中に、ソース基地局及びターゲット基地局の両方と無線リンクを確立する。それゆえ、パケットロス及びパケット再送を最小限に抑えながら、ハードハンドオーバを実行するのがさらに難しいことは、当業者には理解されよう。

基地局
図２は、この実施形態において用いられる基地局５のそれぞれの主な構成要素を例示するブロック図である。図に示されるように、各基地局５はトランシーバ回路２１を備えており、該トランシーバ回路は、１つ又は複数のアンテナ２３を介して移動端末３に対し信号を送受信するように動作することができ（上述したサブキャリアを用いる）、且つネットワークインタフェース２５を介して電話網７に対し信号を送受信するように動作することができる。コントローラ２７が、メモリ２９に格納されるソフトウエアに従って、トランシーバ回路２１の動作を制御する。そのソフトウエアは、中でも、オペレーティングシステム３１及びダウンリンクスケジューラ３３を含む。ダウンリンクスケジューラ３３は、移動端末３と通信する際に、トランシーバ回路２１によって送信されることになるユーザデータパケットをスケジューリングするように動作することができる。また、そのソフトウエアはハンドオーバモジュール３５も備えており、その動作は以下で説明される。

移動電話
図３は、図１に示される移動端末３のそれぞれの主な構成要素を概略的に示す。図３に示されるように、移動電話３はそれぞれ、１つ又は複数のアンテナ７３を介して基地局５に対し信号を送受信するように動作することができるトランシーバ回路７１を備える。図に示されるように、移動端末３はコントローラ７５も備えており、該コントローラは、移動端末３の動作を制御し、且つ一方ではトランシーバ回路７１に接続され、他方ではスピーカ７７、マイクロフォン７９、ディスプレイ８１及びキーパッド８３に接続される。コントローラ７５は、メモリ８５内に格納されるソフトウエア命令に従って動作する。図に示されるように、これらのソフトウエア命令は、中でも、オペレーティングシステム８７を含む。この実施形態では、メモリは、アップリンクデータバッファ８９も提供する。ハンドオーバプロセスを制御するためのソフトウエアはハンドオーバモジュール９１によって与えられ、その動作は以下で説明される。

理解するのを容易にするために、上記の説明では、基地局５及び移動電話３はいずれも、移動電話３がソース基地局からターゲット基地局に移動するときにハンドオーバ手順を制御するそれぞれのハンドオーバモジュールを有するものとして説明される。特定のアプリケーションの場合、たとえば、既存のシステムが本発明を実施するように変更されている場合に、このように複数の機能が提供される場合があるが、他のアプリケーション、たとえば、最初から本発明の特徴を念頭において設計されたシステムでは、ハンドオーバ機能は、オペレーティングシステム又はコード全体の中に構成することができるので、ハンドオーバモジュールは個別のエンティティとして区別できない場合がある。

動作
以下の説明は、ＵＴＲＡＮのロングタームエボリューション（ＬＴＥ）において用いられる用語を使用する。それゆえ、基地局を切り替えつつある移動電話３はＵＥと呼ばれ、ソース基地局５−１はソースｅＮｏｄｅＢ（又は単にｅＮＢ）と呼ばれ、ターゲット基地局５−２は、ターゲットｅＮｏｄｅＢと呼ばれる。ＬＴＥにおいて用いられるプロトコルエンティティは、ＬＴＥの下で外部ＡＲＱエンティティと呼ばれる無線リンク制御（ＲＬＣ）エンティティを除いて、ＵＭＴＳにおいて用いられるプロトコルエンティティと同じ名称である。ＬＴＥの外部ＡＲＱエンティティは、ＵＭＴＳのＲＬＣエンティティと（全く同一ではないが）概ね同じ機能を有する。

図４は、ＵＥ及びｅＮｏｄｅＢにおいて用いられるプロトコルスタックの一部（下位の３つの層）を示す。最初の層は物理層（Ｌ１）であり、無線通信チャネルを介してデータを実際に送信するための役割を担う。その上には第２の層（Ｌ２）があり、Ｌ２は３つの副層、すなわち、無線インタフェースへのアクセスを制御するための役割を担う媒体アクセス制御層（Ｌ２／ＭＡＣ）と、必要に応じて、データパケットの連結及びセグメント化、パケットの応答、及びデータパケットの再送のための役割を担う外部ＡＲＱ（自動再送要求）層（Ｌ２／ＯＡＲＱ）と、ヘッダ圧縮及び暗号化のための役割を担うＰＤＣＰ（パケットデータコンバージェンスプロトコル）層（Ｌ２／ＰＤＣＰ）とに分割される。第２の層上には、ｅＮｏｄｅＢとＵＥとの間の無線インタフェースにおいて用いられる無線資源を制御するための役割を担う無線資源制御（ＲＲＣ）層（Ｌ３／ＲＲＣ）がある。図に示されるように、Ｌ２／外部ＡＲＱ層は、Ｃプレーンデータ及びＵプレーンデータの伝送を管理するために用いられる多数の外部ＡＲＱエンティティ９５を含み、Ｌ２／ＰＤＣＰ層は、Ｃプレーン及びＵプレーンデータを処理するために用いられるＰＤＣＰエンティティ９７を含む。

図５は、ダウンリンクデータパケットを処理するときに、ＰＤＣＰエンティティ９７及び外部ＡＲＱエンティティ９５によって実行される動作を概略的に示す。アップリンクデータパケットの場合にも同じようなプロセスが実行されるが、順序は逆である。図に示されるように、ＰＤＣＰエンティティ９７によって受信されるＰＤＣＰ ＳＤＵ（サービスデータユニット）１０１は最初に、ヘッダ圧縮１０２を受けて、ヘッダが圧縮されている対応するＳＤＵ１０３が生成される。その後、ＰＤＣＰエンティティ９７は、ＵＥのためのＳＤＵのシーケンス内のそのＳＤＵの番号を特定するシーケンス番号（ＳＮ）を生成し、各ＳＤＵ１０３に添付する（１０４）。こうして生成された、ＳＮを有するＳＤＵ１０５は、その後、ＰＤＣＰバッファ１０７にバッファリングされる（１０６）。その後、これらのＳＤＵは、暗号化され（１０８）、暗号化されたＰＤＣＰ ＰＤＵ１０９が生成され、それらは外部ＡＲＱエンティティ９５に渡されて、そのエンティティにおいて、それらのＰＤＵはセグメント化され、外部ＡＲＱ ＳＤＵセグメント１１１が形成される。その後、各外部ＡＲＱ ＳＤＵセグメントは、対応するＰＤＣＰ ＰＤＵ１０９内で、そのセグメント及びその位置を特定するデータでタグ付けされる。この実施形態では、外部ＡＲＱエンティティ９５は、ＰＤＣＰシーケンス番号（ＳＮ）と、元のＰＤＣＰ ＰＤＵ１０９内の外部ＡＲＱセグメントの位置及び長さを指示するＯＦＦＳＥＴ及びＬＥＮＧＴＨとを再利用する。

通常動作中に、ダウンリンクＡＭ（応答モード）パケットの場合に、ＰＤＣＰ ＳＤＵ１０５を含む全ての外部ＡＲＱセグメント１１１のための肯定応答を受信したことを外部ＡＲＱエンティティ９５が確認すると直ぐに、ＰＤＣＰエンティティ９７は、そのバッファ１０７から各ＰＤＣＰ ＳＤＵ１０５を消去する。ダウンリンクＵＭ（非応答モード）パケットの場合、ＰＤＣＰ ＳＤＵ１０５を含む外部ＡＲＱ ＰＤＵ１１１の送信に外部ＡＲＱエンティティ９５が応答すると直ぐに、ＰＤＣＰエンティティ９７は、そのバッファ１０７から各ＰＤＣＰ ＳＤＵ１０５を削除する。アップリンクＡＭパケットの場合、外部ＡＲＱエンティティ９５は、ＵＥからパケットセグメントを受信し、受信に応答する。その後、外部ＡＲＱエンティティ９５は、受信したパケットセグメントを連結して、ＡＲＱ ＳＤＵを生成し、それをＰＤＣＰエンティティ９７に転送する。その後、ＰＤＣＰエンティティ９７は、受信したＡＲＱ ＳＤＵの暗号を解読し、シーケンス番号が順序通りである場合には、ＰＤＣＰエンティティ９７はＳＮを除去し、ヘッダを解凍し、その後、そのパケットを、電話網７内のＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイに転送する。しかしながら、受信したパケットが順序通りでない場合には、ＰＤＣＰエンティティ９７は、全ての欠けているパケットが受信されるまで、受信したパケットをそのバッファ１０７に格納し、受信された時点で、ＰＤＣＰエンティティ９７は、それらのＰＤＣＰシーケンス番号に基づいてＳＤＵを並べ替え、その後、ＳＮを除去し、パケットヘッダを解凍し、受信したパケットを正しいシーケンスで電話網１０７に転送する。アップリンクＵＭパケットの場合、外部ＡＲＱエンティティ９５は、パケットセグメントを受信し、それらのセグメントを連結し、それらのパケットをＰＤＣＰエンティティ９７に送信する。その後、ＰＤＣＰエンティティ９７は、パケットの暗号を解読し、それらのシーケンス番号を除去し、それらのヘッダを解凍し、その後、それらのパケットを電話網７に転送する。

ハンドオーバプロトコルの説明
外部ＡＲＱエンティティ（ＬＴＥの場合のＲＬＣに相当するもの）は、すべての面において無線リンク制御（ＲＬＣ）と同一であるとは限らないが、以下に記載される説明は主に、データパケットの受信が受信機によって応答される応答モード（ＡＭ）無線リンク制御（ＲＬＣ）に当てはまる。応答モードエンティティと比べて異なる処理が適用される場合にはいつでも、ＶｏＩＰ及びストリーミングのようなリアルタイムアプリケーションのために利用される非応答モード（ＵＭ）外部ＡＲＱエンティティの仕様も持ち出される。

コンテキストを転送し、データを転送して、ロスレスｅＮｏｄｅＢ間ハンドオーバを支援するために、ソースｅＮｏｄｅＢが、ハンドオーバ中に自らとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間でデータ伝送状態を同期させることができることが望ましいことを本発明人らは理解している。このことから、本発明者らは、ユーザプレーンデータのための中断時間が最低限であることを考慮に入れて、ハンドオーバ実行段階中の適切な時点において、データフローが中止されるべきであることが望ましいとの結論に達した。しかしながら、付加的なシグナリングを通じてデータ伝送を中止すると、ハンドオーバ時間全体が長くなるという問題を抱えることになるので、この望ましい要件を達成することは簡単ではない。本発明者らは、従来の手法（Ｃプレーンにおいてのみ実行される）を変更して、ハンドオーバプロセスの或る「実現形態」をユーザプレーンデータ転送プロセスに組み込むことによって、ハンドオーバ実行時に、ソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥにおいて（一方又は両方であるが、両方であることが好ましい）データ伝送を暗黙のうちに中止することが可能であることを理解している。さらに望ましい特徴は、ターゲットｅＮｏｄｅＢによって、又はＵＥによって無線で送信される重複パケットの数が最小限に抑えられることである。

図６は、上記の変更されたシーケンスの詳細と共に、ダウンリンク（ＤＬ）及びアップリンク（ＵＬ）においてＵプレーンデータ伝送を中止することが提案されるときのタイミングを示す。以下の説明は、データフローを中止するこの手法が、どのようにしてＬＴＥのための高速ロスレスハンドオーバの達成を容易にするかを説明する。

図６を参照すると、ＬＴＥ内アクセス・モビリティ・サポート（Intra-LTE-Access Mobility Support）のための情報フローが記述される。
１）ソースｅＮｏｄｅＢ内のＵＥコンテキストは、接続確立時又は直前のＴＡ更新時に与えられるローミング制限に関する情報を含む。
２）ソースｅＮｏｄｅＢエンティティは、エリア制限情報に従って、ＵＥ測定手順を構成する。ソースｅＮｏｄｅＢエンティティによって与えられる測定値は、ＵＥの接続移動性を制御する機能を支援することができる。
３）ＵＥ及びソースｅＮｏｄｅＢからの測定結果に基づいて、おそらく付加的なＲＲＭ特有情報による支援を受けて、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥをターゲットｅＮｏｄｅＢによって制御されるセルにハンドオーバすることを決定する。
４）ソースｅＮｏｄｅＢは、ターゲットｅＮｏｄｅＢエンティティにハンドオーバ要求を発行し、ターゲット側においてハンドオーバを準備するのに必要な情報を渡す。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、要求された資源を構成する。
５）ターゲットｅＮｏｄｅＢによってそれらの資源を与えられることができる場合には、ハンドオーバが成功する可能性を高めるために、ターゲットｅＮｏｄｅＢによって、アドミッション制御が実行される。
６）ターゲットｅＮｏｄｅＢにおいてハンドオーバの準備が終了し、ＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢに向かう無線経路を再構成するための情報がソースｅＮｏｄｅＢに渡される。
７）このステップは、以下のサブステップから成る。
ａ．下位のプロトコル層にＨＯコマンドをサブミットする前に、ソースｅＮｏｄｅＢ内の無線資源制御（ＲＲＣ）エンティティ９６が、外部ＡＲＱユーザプレーン（ＵＰ）エンティティ９５に、ダウンリンク方向において状態パケットを送信し、且つＤＬ送信を中止するように命令して、これらの外部ＡＲＱエンティティ９５が下位のプロトコル層にいかなるＡＲＱ ＰＤＵもサブミットしないようにする。ＵＬ受信は継続すべきである。受信しているパケットがＵＭ外部ＡＲＱ ＰＤＵである場合、外部ＡＲＱエンティティは、ＳＤＵを含む全てのＰＤＵが受信されると直ぐに、ＳＤＵを再構築し、それらを上位層に転送する。
ｂ．ＵＥは、ソースｅＮｏｄｅＢ ＲＲＣエンティティ９６によって、ＨＯを実行するように命令される。ターゲット側無線資源情報は、その命令（コマンド）に含まれる。
ｃ．ＨＯコマンドを受信すると、ＵＥ内のＲＲＣエンティティ９６は、外部ＡＲＱ Ｕプレーンエンティティに、アップリンク方向において状態パケットを送信し、且つＵＬ送信を中止するように命令する。それに応答して、ソースｅＮｏｄｅＢ内のＰＤＣＰ層は、対応するＰＤＣＰ ＳＤＵを、そのバッファ１０７から確実に消去する。この後、ＵＥは、ターゲットｅＮｏｄｅＢにおいてＬ１／Ｌ２シグナリングを直ちに開始すべきである。
ｄ．両方向において、ユーザプレーンデータ送信が中止され、アップリンク及びダウンリンクの両方において状態パケットが交換されるので、ソースｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮｏｄｅＢとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間でデータ伝送状態を正確に同期させることができるようになり、この後の任意の時点から、ＳＤＵ転送（ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢへ）を開始することができる。
８）ＵＥは、ターゲット側において同期を確立する。
９）ＵＥは、セルにアクセスするのに成功すると、ターゲットｅＮｏｄｅＢに、ハンドオーバが完了したことの指示を送信する。
１０ａ）下位層にハンドオーバ完了をサブミットした後に、ＵＥ内のＲＲＣエンティティ９６は、ＰＤＣＰエンティティ９７及び外部ＡＲＱエンティティ９５に、ＵＬ Ｕプレーントラフィックを再開するように命令する。
１０ｂ）ハンドオーバ完了を受信すると、ターゲットｅＮｏｄｅＢ内のＲＲＣエンティティ９６は、ＰＤＣＰエンティティ９７及び外部ＡＲＱ Ｕプレーンエンティティ９５に、ＤＬトラフィックを再開するように命令する。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮｏｄｅＢから受信した、転送されたＤＬパケットの送信を開始する。
１１）ＭＭＥ／ＵＰＥは、ＵＥがセルを変更したことを通知される。ＵＰＥは、データ経路をターゲットｅＮｏｄｅＢに切り替えて、ソースｅＮｏｄｅＢに向かう任意のＵプレーン／ＴＮＬ資源を解放することができる。
１２）ＭＭＥ／ＵＰＥは、ハンドオーバ完了ＡＣＫメッセージによってターゲットｅＮｏｄｅＢへのハンドオーバ完了メッセージを確認する。
１３）ターゲットｅＮｏｄｅＢは、ソース側において、資源の解放を開始する。ターゲットｅＮｏｄｅＢは、メッセージ９を受信した直後に、このメッセージを送信することができる。
１４）解放資源メッセージを受信すると、ソースｅＮｏｄｅＢは、そのＵＥコンテキストに関連する無線及びＣプレーン関連資源を解放する。処理系依存機構が、データ転送を中止することができ、且つＵプレーン／ＴＮＬ資源を解放することができると決定するまで、ソースｅＮｏｄｅＢは、データ転送を実行し続ける。
１５）新たなセルが、新たなトラッキングエリアのメンバである場合には、ＵＥはＭＭＥ／ＵＰＥで登録する必要があり、それにより、ＭＭＥ／ＵＰＥはターゲットｅＮｏｄｅＢにおいてエリア制限情報を更新する。

外部ＡＲＱエンティティの一方向の停止
ハンドオーバ実行時に、ソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥにおいてデータ伝送が中止されているため、転送中のデータパケットは、停止されているＲＬＣエンティティによって捨てられることになるので、両方向においてユーザプレーンデータ転送を一時中止する結果として（従来のＲＥＬ６ＲＬＣエンティティの場合のように）、データロスが生じることを強調する必要がある。それゆえ、ハードハンドオーバが行なわれることになるＬＴＥシステムの場合、外部ＡＲＱエンティティ（ＲＬＣ）は、送信を中止すべきであるが、いかなるデータロスも避けるために、パケットを受信し続けるべきである。

パケット転送
この実施形態において、ＰＤＣＰシーケンス番号は、ハンドオーバ中に保持され（ターゲットｅＮｏｄｅＢによって用いられる）、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＵＥによってターゲットｅＮｏｄｅＢに応答されていない全てのダウンリンクＰＤＣＰ ＳＤＵ１０５を（ＳＮと共に）選択的に（バッファ１０７から）転送し、まだ送信されていない任意の残りのダウンリンク外部ＡＲＱ ＰＤＵセグメントを捨てる。ハンドオーバ中に、ソースｅＮｏｄｅＢは、順序通りに受信するのに成功したアップリンクＰＤＣＰ ＳＤＵ１０５も電話網７（ＳＡＥゲートウエイ）に転送し、順序通りに受信されなかったアップリンクＰＤＣＰ ＳＤＵ１０５を、バッファ１０７からターゲットｅＮｏｄｅＢに転送し、任意の残りのアップリンク外部ＡＲＱ ＰＤＵを捨てる。順序通りに受信されなかったアップリンクＰＤＣＰ ＳＤＵは、ターゲットｅＮｏｄｅＢ ＰＤＣＰエンティティ９７に転送される前に、ＰＤＣＰエンティティ９７によってアップリンクパケットとしてマークを付され、そのパケットが非順次アップリンクパケットであり、ＵＥに送信するためのダウンリンクパケットではないことをターゲットｅＮｏｄｅＢが確認（establish）できるようにする必要がある。その後、欠けているアップリンクパケットがＵＥから受信されると、ターゲットｅＮｏｄｅＢ ＰＤＣＰは、これらの非順次アップリンクパケットを電話網７に転送する。

外部ＡＲＱエンティティを停止する前に状態ＰＤＵを送信する
コンテキストを転送し、データを転送して、ロスレスｅＮｏｄｅＢ間ＨＯを支援するために、ソースｅＮｏｄｅＢは、ＨＯ中に、自らとＵＥとの間のデータ伝送状態を、ターゲットｅＮｏｄｅＢと同期させる。これは、ユーザプレーンのための中断時間が最低限であることを考慮に入れて、ＨＯ実行段階中の適切な時点においてデータフローを中止することによって容易にされる。一実施形態において、ソースｅＮｏｄｅＢ内及びＵＥ内の外部ＡＲＱエンティティは、適切な方向においてデータフローを中止する前に、他方のエンティティに状態報告（そのデバイスが受信に成功しているものを指示する）を送信する。この状態メッセージは、そのデバイスが受信したものだけを指示する簡単な報告とすることができる。これにより、ソースｅＮｏｄｅＢ及びＵＥは、ＨＯ実行中に送信を中止する前に、厳密なデータ伝送状態（すなわち、相手が受信したもの、それゆえ、依然として送信されなければならないもの）を知ることができるようになる。それゆえ、ＨＯ後に、無線インタフェースを介して重複パケットの送信を一切必要とすることなく、データ送信を再開することができる。

好ましい実施形態では、外部ＡＲＱ ＰＤＵ１１１は（ＰＤＣＰ ＳＮ、並びに各外部ＡＲＱ ＰＤＵ１１１を特定するために必要とされるＯＦＦＳＥＴ及びＬＥＮＧＴＨデータを含むために）、必然的にサイズが大きくなり、ハンドオーバを遅らせる場合があるので、ハンドオーバ時に交換される外部ＡＲＱ状態報告は、外部ＡＲＱ ＰＤＵ１１１に基づく状態報告ではなく、ＰＤＣＰシーケンス番号（ＳＮ）を用いる外部ＡＲＱ ＳＤＵ１０９に基づいている。ＰＤＣＰ ＳＮに基づく状態報告の場合、状態ＰＤＵのサイズは、数十バイトの程度まで削減することができ、ハンドオーバの時の高速伝送を容易にする。通常動作中に、外部ＡＲＱエンティティは、より小さなサイズのＡＲＱ ＰＤＵに基づいて、状態ＰＤＵを交換することができる。ハンドオーバ中に用いられる状態ＰＤＵとは異なり、これらの状態ＰＤＵは、より小さなＡＲＱ ＰＤＵを特定するために必要とされるＯＦＦＳＥＴ及びＬＥＮＧＴＨデータを含むであろう。

利点
データフローを中止するための上記で指示された正確なタイミングは、本発明人らが定めた以下の（別個の）希望要件をかなえるのを助ける。
Ｉ．リアルタイム及び非リアルタイムの両方のサービスのための統合ロスレスハンドオーバ機構。
ＩＩ．ユーザプレーンデータのための最低限の中断時間。
ＩＩＩ．ｅＮｏｄｅＢ及びＵＥによる重複パケットの送信を最小限に抑えること。

希望要件Ｉは、ＤＬデータパケットをバッファリングし、ソースｅＮｏｄｅＢからターゲットｅＮｏｄｅＢに転送することができるＰＤＣＰエンティティ９７を有することによって満たされる。ＵＥにおいて、ＰＤＣＰエンティティ９７は、ＵＬ送信が中止された後に、ＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢに切り替えられるまで、アプリケーションによって生成されるデータパケットをバッファリングすることができる。これは、従来のＵＥにはないバッファリングをＵＥに提供するように求めるが、これは、実施するのにそれほど問題がないかもしれない。データフローを暗黙のうちに中止することによって、ソースｅＮｏｄｅＢは、ソースｅＮｏｄｅＢとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間のデータ伝送状態を同期させることができる。これは、ソースｅＮｏｄｅＢが、送信及び再送バッファ内のデータに基づいてターゲットｅＮｏｄｅＢに転送される必要があるＰＤＣＰ ＳＤＵを正確に知ることができるためである。

希望要件ＩＩに関しては、ＵＬ方向及びＤＬ方向においてデータフローを中止することに関連する明らかな（付加的な）シグナリングはないので、ユーザプレーンデータのための中断時間を増やさないであろう。

さらに、ＤＬデータが中止される時点は、最小の中断時間を有するように、本発明人らの検討事項に従って最適になるように選択される。ハンドオーバコマンドを受信した直後に、ＵＥはターゲットセルと同期しようと試みることになるので、ソースｅＮｏｄｅＢがＤＬデータをスケジューリングし続ける場合には、ＵＥはこれらのデータパケットの受信に、又はこれらのデータパケットの応答に成功することができないであろう。結局、これらのパケットは、ターゲットｅＮｏｄｅＢに転送されなければならない上に、ターゲットｅＮｏｄｅＢを通じて再送されなければならないので、結果として、無線インタフェースの帯域幅を非効率的に使用することになる。従来の考えによれば、ＶｏＩＰのようなリアルタイムサービスの場合に、データを止めることは、サービスに有害であると反論されるかもしれないが、ソースｅＮｏｄｅＢがＤＬパケットを送信し続ける場合に、ＵＥがターゲットセルと同期しようと試みている間にそれらのパケットを受信できないなら、それらのパケットを回復することができる仕組みはないので、これは実際には、少なくとも問題になることがあると本発明人らは理解している。しかしながら、データフローが中止され、或るパケット転送機構が採用される場合には、ＤＬにおけるパケットロスを回避できる可能性があるが、ＵＥへのデータパケット送達に遅れが生じる可能性があり、その結果として、最悪の場合に、１つしかないパケットが捨てられる可能性があることを本発明人らは理解している。しかし、これは、プレイアウトバッファを通じて補償することができる。

同様に、ターゲットセルとの同期を確立しようと試みている間に、ＵＥがＵＬにおいて送信し続ける場合には、ＵＥはソースｅＮｏｄｅＢから肯定応答を受信することができない場合があり、ＵＥは、ＵＬ方向において、これらのＡＭパケットをターゲットｅＮｏｄｅＢに再送しなければならないので、結果として、無線インタフェースの帯域幅を非効率的に使用することになる。リアルタイム（ＲＴ）サービスの場合、ＵＥがターゲットｅＮｏｄｅＢにおいて同期を確立しようと試みている間に、ＵＥによってＵＬ方向において送信されるパケットは、ＵＬにおける悪い無線条件に起因して失われる場合があり、データフローが中止されない場合には、回復することはできない。それゆえ、受信端においてプレイアウトバッファによって遅延を補償できるようにしながら、ハンドオーバ実行中にＵＬデータフローを中止することによって、ＵＬにおけるリアルタイムサービスの場合であっても、あらゆるパケットロスを回避することが好都合であろう。

さらに、ハンドオーバコマンドがソースｅＮｏｄｅＢによって送信された後に、ＵＬ及びＤＬの両方向においてデータの伝送が続く場合には、ソースｅＮｏｄｅＢにある送信バッファ及び再送バッファ内のパケットの動的な性質に起因して、ソースｅＮｏｄｅＢとターゲットｅＮｏｄｅＢとの間のデータ伝送状態を同期させるのが複雑になり、結果として、非リアルタイム（ＮＲＴ）サービスのためのロスレスハンドオーバを確保するために、ＤＬにおいてターゲットｅＮｏｄｅＢによって、且つＵＬにおいてＵＥによって重複パケットが再送されることになるので、無線インタフェースの帯域幅を非効率的に使用することになる。しかしながら、ＵＭモードを用いるＶｏＩＰ等のようなリアルタイムサービスの場合、ソースｅＮｏｄｅＢによって送信され、ターゲットｅＮｏｄｅＢにおいて正確に受信されないデータパケットは、失われることになり、回復することはできない。それゆえ、ＲＴ及びＮＲＴ両方のサービスのためのデータフローを統一されたやり方で中止することは、ＮＲＴベアラの場合に無線インタフェースにおいてより良好に資源を利用するのに有用であり、ＲＴサービスの場合にデータロスを回避することになる。

データフローを中止するための明確な時点を有する別の利点は、Ｘ２インタフェース上でソースｅＮｏｄｅＢから転送されるＤＬデータパケットがＵＥに最初に送信され、その後、電話網７（Ｓ１インタフェース上のＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ）から受信されるデータが続く場合に、ターゲットｅＮｏｄｅＢにおいてデータパケットを暗黙のうちに簡単に並べ替えることを達成することができることである。

上記の論考から、中断時間及び重複パケットの送信を最小限に抑えることを目指しながら、ロスレスｅＮｏｄｅＢ間ハンドオーバを支援するために、ＲＴ及びＮＲＴの両方のサービスの場合にハンドオーバ実行中のＵＬ及びＤＬデータ送信を中止することが望ましいように思われる。

３ＧＰＰ用語の用語集
ＬＴＥ （ＵＴＲＡＮの）ロングタームエボリューション
ｅＮｏｄｅＢ Ｅ−ＵＴＲＡＮノードＢ
ＡＧＥ アクセスゲートウェイ
ＵＥ ユーザ装置−移動通信デバイス
ＤＬ ダウンリンク−基地局から移動局へのリンク
ＵＬ アップリンク−移動局から基地局へのリンク
ＡＭ 応答モード
ＵＭ 非応答モード
ＭＭＥ モビリティ管理エンティティ
ＵＰＥ ユーザプレーンエンティティ
ＨＯ ハンドオーバ
ＲＬＣ 無線リンク制御
ＲＲＣ 無線資源制御
ＲＲＭ 無線資源管理
ＳＤＵ サービスデータユニット
ＰＤＵ プロトコルデータユニット
ＮＡＳ 非アクセス階層
ＲＯＨＣ ロバストヘッダ圧縮
ＴＡ 追跡エリア
Ｕ−ｐｌａｎｅ ユーザプレーン
ＴＮＬ トランスポートネットワーク層
Ｓ１インタフェース アクセスゲートウェイとｅＮｏｄｅＢとの間のインタフェース
Ｘ２インタフェース ２つのｅＮｏｄｅＢ間のインタフェース
ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ ＭＭＥエンティティ及びＵＰＥエンティティの両方を有するアクセスゲートウェイの新たな名称

以下は、現時点で提案されている３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格において本発明を実施することができる方法の詳細な説明である。種々の機構が不可欠であるか、又は必要であるように説明されるが、これは、たとえば、その標準規格によって課せられる他の要件に起因して、提案される３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格の場合にのみ当てはまることがある。それゆえ、これらの記述は、多少なりとも、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

本出願は、２００７年５月１日に出願された英国特許出願第０７０８４５５．１号に基づいており、その特許出願からの優先権の利益を主張する。その開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

Claims (11)

1. ターゲットノードと通信するソースノードで実行される方法であって、
   アップリンクＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）_ＳＤＵ（Service Data Unit）を受信し、
   ハンドオーバ要求を前記ターゲットノードに送信すると共に、
   前記ターゲットノードからハンドオーバ応答を受信することを含み、
   更に、ハンドオーバの際に、
   順序通りに受信された順次アップリンクＰＤＣＰ_ＳＤＵをゲートウェイに送信し、
   残りのアップリンク制御（ＲＬＣ） プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を捨て、且つ、
   順序通りに受信されなかった非順次ＰＤＣＰ_ ＳＤＵを前記ターゲットノードに送信する方法。
2. 前記順序通りに受信されなかった前記非順次ＰＤＣＰ_ＳＤＵはＲＬＣ(Radio Link Control) ＡＭ (Acknowledge Mode)が使用されている場合に送信される請求項１記載の方法。
3. 前記ハンドオーバ応答は、前記ハンドオーバ要求に応答して前記ターゲットノードによって送信される請求項１記載の方法。
4. 前記ハンドオーバ応答受信後、前記ソースノードはユーザ装置にハンドオーバ命令を送信する請求項１記載の方法。
5. 前記ソースノードはソース基地局であり、前記ターゲットノードはターゲット基地局である請求項１記載の方法。
6. ターゲットノードと通信を行うソースノードであって、
   アップリンクＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）_ＳＤＵ（Service Data Unit）を受信する構成と、
   ハンドオーバ要求を前記ターゲットノードに送信する構成と、
   前記ターゲットノードからハンドオーバ応答を受信する構成を備え、更に、
   前記ハンドオーバの際、
   順序通りに受信された順次アップリンクＰＤＣＰ_ＳＤＵをゲートウェイに送信すると共に、残りのアップリンク制御（ＲＬＣ） プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を捨て、且つ、
   順序通りに受信されなかった非順次ＰＤＣＰ_ ＳＤＵを前記ターゲットノードに送信する構成を有するトランシーバを含むソースノード。
7. 前記トランシーバは、更に、ハンドオーバの際、順序通りに受信した順次アップリンクＰＤＣＰ_ＳＤＵをゲートウェイに送信する構成を有する請求項６記載のソースノード。
8. 前記順次通りに受信されなかった非順次ＰＤＣＰ_ＳＤＵはＲＬＣ(Radio Link Control) ＡＭ (Acknowledge Mode)が使用されている場合に送信される請求項６記載のソースノード。
9. 前記ハンドオーバ応答は、前記ハンドオーバ要求に応答して前記ターゲットノードによって送信される請求項８記載のソースノード。
10. 前記トランシーバは更に、前記ハンドオーバ応答受信後、ユーザ装置にハンドオーバ命令を送信する構成を有する請求項６記載のソースノード。
11. 前記ソースノードはソース基地局であり、前記ターゲットノードはターゲット基地局である請求項６記載のソースノード。

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