JP2008079311A - 無線通信システムにおいて無線リンク障害を検出する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて無線リンク障害を検出する方法及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータまたはタイマーをＲＬＦ検出に用いる段階を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は無線通信システムにおいて無線リンク障害（ＲＬＦ）を検出する方法及び装置に関し、特に無線通信システムのＲＬＦ検出に少なくとも１個のタイマーを用いる方法及び装置に関する。

無線通信システムでは、無線環境の不具合、好ましくない信号伝播条件、またはシステム故障により、ユーザー装置（ＵＥ）とＵＴＲＡＮとの間に無線リンク障害（ＲＬＦ）が発生し得る。いくつかの用途では、無線リンク障害は、予期されない遅延やサービスが提供される無線ベアラ（ＲＢ）の不連続性からすぐに気付かれる。そのため、（セル更新プロセスを含む）障害の検出・処理手段は、通常プロセスの各段階をトリガーするか他のプロセスへの移行を決定するパラメータやタイマーを必要とする。このような手段を利用して失われた無線接続を再確立した場合、障害を気付かれないようにし、または少なくとも接続を速やかに回復することができる。

ＲＲＣ（無線資源制御）プロトコル規格3GPP TS25.331 V6.10によれば、T313、T314/T315、N302、N315、N313、T302、T307などＵＥのタイマーやパラメータはシステム情報ブロックから取得され、そのいくつかは特定状況を処理する場合に、V302などのカウンタと合わせて利用される。例えば、失われた接続の再確立が許容された場合に動作する再確立タイマーのT314、T315は、セル更新と再選択プロセスで決められた再接続を試みた後にアイドリングモードに入る時点を決定するためのものである。T314、T315は、それぞれ回線交換ドメインとパケット交換ドメインに用いられる。基地局（ノードＢ）で用いるT314とT315の値はＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）により定められ、通常はＵＥに用いるものより大きく設定される。しかし、パケット交換ドメインしか持たない３ＧＰＰ ＬＴＥ（long-term evolution）では、従来より多くのモバイル装置向け用途が求められているため、上記障害処理手段をいかにＬＴＥに適用するかは、解決すべき課題である。

順方向ハンドオーバーは、ＵＭＴＳ（汎用移動通信システム）で失われた無線リンクや失敗した再設定プロセスを回復するために利用される。通常のハンドオーバーが失敗して発信元基地局に戻れない場合、ＵＥは目的基地局とセル更新プロセスを開始する。一方で、ＬＴＥでは高性能の順方向ハンドオーバーが求められ、この順方向ハンドオーバーの性能は無線リンク接続やサービスの連続性を向上させるために更に増強することができる。

ＵＭＴＳでは、ＲＬＦ検出時にアイドリングモードへの進入を決定するために２つのタイマーが用いられる。LTE_ACTIVE（RRC_CONNECTED）状態のＲＬＦがＵＭＴＳのCELL_DCH状態のＲＬＦに相当するという前提のもとでは、ＬＴＥではパケット交換ドメインしか存在しないため、LTE_IDLE（RRC_IDLE）状態に入る時点を決定するためには１個のタイマー（パケット交換用のT315）だけで良い。

従来の技術では、ＬＴＥのアイドリング状態に入る時点を決めるタイマーの数量や、タイマー値の設定方式は不明である。ＬＴＥではパケット交換ドメインのみ存在するが、１個のドメインが１個のタイマーしか必要としないことを意味しない。ＵＭＴＳの両ドメインに独立に動作する２つのタイマーをそれぞれ設けた場合、タイマー設定時にアプリケーションサービスの特性、例えば実時間か非実時間かを考慮すべきである。一方、ＬＴＥの場合では、利用中のサービス及び新アプリケーションは、種々のＱｏＳ（サービス品質）要件や、無線リンク障害、例えば同期外れの許容継続時間を有する。

また、ＵＥの拡張可能性、例えば２台やそれ以上の受信器の場合を考えると、１台のＵＥが複数の周波数層で１つ以上の無線リンクを保持したり、様々なサービスやアプリケーションを提供する複数の周波数帯域を同時にモニターしたりすることが可能である。したがって、一方の周波数層に障害が生じ、他方の周波数層（複数の受信器があった場合、他の複数の周波数層）の無線リンク状態が正常のままであることがありうる。それと同様に、一方のサービス提供エンティティーが故障し、他方のエンティティーが正常にサービスを提供し続けることもありうる。たとえ受信器が１台しかない場合でも、サービスごとに異なったタイマーを利用することも可能である。そのため、ＵＥの拡張可能性を制限して数々のサービス要求に対応できないような１個のタイマーだけを利用する理由はない。タイマーの数量と設定値はサービス、ＱｏＳ、受信器／周波数層の数、ないしサービス提供エンティティー／領域によって異なる。

一方、ＵＭＴＳではタイマー値がＲＮＣにより設定される。しかし、ＬＴＥの場合はＲＮＣが存在せず、どのエンティティーがタイマーを設定するかは不明となる。ＳＡＥ（system architecture evolution）ベアラサービスの特性はゲートウェイレベル（ａＧＷ）で決定することは既に知られている。更にゲートウェイレベルの機能エンティティーは、ネットワーク設定と信号やユーザープランの負荷も分かっている。基地局レベルの機能エンティティー（ｅＮＢ）は伝送状態により早く応答し反映することができる。

ＵＭＴＳの場合、無線リンク障害の検出にはT313（N313に基づく）とN313（第一層から受信した連続する同期外れ表示の最大値）が利用され、セル更新／ＵＲＡ（ＵＴＲＡＮ登録領域）更新にはT302、N302、V302が利用される。V302はカウンタ／変数であって、タイマー／パラメータではない。V302はＵＥで設定するものであり、ＳＩＢ（システム情報ブロック）から受信するものではない。

前記の従来技術の問題と同様に、ＲＬＦ検出・処理用のタイマーとパラメータの数量やＬＴＥでの設定方式は未だに不明である。また、単一のアプリケーションに対し複数のモビリティやＱｏＳのレベルが存在し得る。例えば、同一のゲーム／ＭＢＭＳ（マルチメディア・ブロードキャスト及びマルチキャスト・サービス）のプロバイダー（サーバー）から配信されたＵＥ用のゲームは実時間か非実時間のものが可能であって、そのモビリティーレベルは低度、中度から高度にまたがる。同じアプリケーションでも、頻繁なセル更新（ＬＴＥのランダムアクセスプロセスに相当）が必要な場合もあれば、頻繁なセル更新（もしくは同様の機能を有するもの）を要しない場合もある。そのほか、ＲＬＦ検出のタイミングもアプリケーションによって重要性が異なりうる。ＬＴＥでは、ＲＬＦ処理に用いられるランダムアクセスプロセスは同一の機能を有するが、異なる技術及び段階を利用する。また、モビリティレベルはＵＥ移動の速度／方式とサービスエリアに依存する（例えば、家庭用の基地局は従来のマクロレイヤー基地局よりサービスエリアが狭い）。

したがって、ベアラの再確立なしに更新・再構成できるＬＴＥのＵＥ・ｅＮＢ（evolved node-B）用のタイマーとパラメータが必要とされる。これは、セル更新やその他同様の機能を持つプロセス（例えばランダムアクセスプロセス）によるＲＬＦ回復に用いるタイマーとパラメータの値が、ＳＡＥベアラ確立時に受信されるという前提に基づく。

以上の説明は、LTE_IDLEとRRC_IDLE、及びLTE_ACTIVEとRRC_CONNECTEDが相互に対応する。

本発明は前述の問題を解決するため、無線通信システムにおいて無線リンク障害を検出する方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明は、無線通信システムの通信装置において無線リンク障害（ＲＬＦ）を検出する方法を提供する。該方法は、通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータまたはタイマーをＲＬＦ検出に用いる段階を含む。

本発明は更に、無線通信システムでＲＬＦを検出する通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路に設置され、プログラムコードを実行して制御回路を制御するプロセッサーと、プロセッサーと結合され、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータまたはタイマーをＲＬＦ検出に用いるコードを含む。

本発明は更に、無線通信システムの通信装置においてＲＬＦを検出する方法を提供する。該方法は、通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータ及びタイマーをＲＬＦ検出に用いる段階を含む。

本発明は更に、無線通信システムでＲＬＦを検出する通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路に設置され、プログラムコードを実行して制御回路を制御するプロセッサーと、プロセッサーと結合され、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータ及びタイマーをＲＬＦ検出に用いるコードを含む。

本発明はＲＬＦ検出に複数のタイマーとパラメータを用いるため、サービスのＱｏＳ要求に応じて最適なタイマーとパラメータでＲＬＦを検出することが可能となる。

かかる方法及び装置の特徴は、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明される。

図１を参照する。図１は通信装置１００のブロック図である。説明を簡素化するため、図１では入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、中央処理装置（ＣＰＵ）１０８、記憶装置１１０、プログラムコード１１２、及びトランシーバー１１４のみ描かれている。

通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を介して記憶装置１１０に保存されたプログラムコード１１２を実行することで、通信装置１００の動作を制御する。通信装置１００はキーボードなどの入力装置１０２で入力された信号を受信し、モニターやスピーカーなどの出力装置１０４で画像と音声を出力する。トランシーバー１１４は無線信号を受発信し、受信信号を制御回路１０６に送信し、制御回路１０６で生成された信号を無線で出力する。通信プロトコルの視点から見れば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなしてよく、制御回路１０６は第二層、第三層の機能を実現するために用いられる。通信装置１００はＬＴＥ／ＳＡＥ移動通信システムに利用されることが望ましい。

図２を参照する。図２は図１に示すプログラムコード１１２を表す説明図である。プログラムコード１１２はアプリケーション層２００、第三層２０２、及び第二層２０６を備え、第一層２１８と結合されている。第三層２０２は、第一層２１８と第二層２０６を制御し、他の通信装置（基地局やノードＢに類似のエンティティー）とのピア・ツー・ピアＲＲＣ通信を実行するためのＲＲＣ（無線資源制御）エンティティー２２２を有する。ＲＲＣエンティティー２２２では通信装置１００のＲＲＣ状態をアイドリングモード、分離状態、またはアクティブ状態に切り替える。プログラムコード１１２は更に、無線リンク障害（ＲＬＦ）を検出するためのＲＬＦ検出プログラムコード２２０を含む。

図３を参照する。図３は本発明の実施例１によるＲＬＦ検出プロセス３０のフローチャートである。プロセス３０は、ＬＴＥ／ＳＡＥなどの無線通信システムの通信装置においてＲＬＦを処理するために、例えば上記の通信装置１００のＲＬＦ検出プログラムコード２２０で用いられる。プロセス３０は以下のステップを有する。

ステップ３００：開始。
ステップ３０２：通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータまたはタイマーをＲＬＦ検出に用いる。
ステップ３０４：終了。

図４を参照する。図４は本発明の実施例２によるＲＬＦ検出プロセス４０のフローチャートである。プロセス４０は、ＬＴＥ／ＳＡＥなどの無線通信システムの通信装置においてＲＬＦを処理するために、例えば上記通信装置１００のＲＬＦ検出プログラムコード２２０で用いられる。プロセス４０は以下のステップを有する。

ステップ４００:開始。
ステップ４０２：通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータ及びタイマーをＲＬＦ検出に用いる。
ステップ４０４：終了。

上記少なくとも１つのタイマー（または全部で少なくとも２つのタイマー）と少なくとも１つのパラメータ（または全部で少なくとも２つのパラメータ）は１つの機能エンティティーか１組の機能エンティティーにより設定される。少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータは１組又は１対を構成することができる。例えば、少なくとも１組のパラメータは少なくとも、接続不連続の回数を示す第一パラメータと、接続連続の検出回数を示す第二パラメータを含む。少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータの値はｅＮＢからのＳＩＢ（システム情報ブロック）、若しくはＵＥの高位層（例えばＮＡＳ）からの制御情報から得られるか、又はネットワークサービスプロバイダーのＵＥの機能エンティティーにより提案される。少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータは設定されていない場合、特定のサービスクラスに限定されない。ＲＬＦは少なくとも１つのタイマーが終了した場合、サービス終了確認の数が所定パラメータ値と一致した場合、または同期外れ確認の数が所定パラメータ値と一致した場合に検出される。少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータの値は更に第一層の特性やネットワーク統計に基づいて設定することができる。少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータは、１本または必要に応じて複数本の物理チャネルを共用するサービスでのＲＬＦ検出に用いられる。ＲＬＦ検出に１つ以上のタイマーを利用した場合、検出の結果は最初に決定を出したタイマー、遅延時間が最小のタイマー、または経過時間が所定遅延に最も近いタイマーを基準として定めることができる。ＲＬＦ検出に１つ以上のパラメータを利用した場合、検出の結果は最初に決定を出したパラメータ、遅延時間が最小のパラメータ、または経過時間が所定遅延に最も近いパラメータを基準として定めることができる。パラメータはｅＮＢ、ＵＥの高位層、またはネットワークからの設定情報に基づいてＵＥにより設定される。ＵＥは第一層から受信した同期外れ表示の数を所定パラメータ値に達するまで増加する。

少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータは予め定められ、ａＧＷ（アクセスゲートウェイ）のモビリティ管理エンティティーか、ｅＮＢのスケジュラ、ｅＮＢの無線ベアラ制御エンティティーや、ｅＮＢのモビリティ管理エンティティーなどの機能エンティティーに記録される。機能エンティティーのセットはａＧＷのＮＡＳ（非アクセスストラタム）かｅＮＢの制御プレーンに含まれる。少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータの値はネットワーク統計、無線リンクや送信の状態、サービス設定、ネットワーク設定や、システム負荷、または第一層の特性に基づいて設定される。

再設定プロセスは通常の再確立、再設定またはベアラ設定プロセスを有し、受信した提案メッセージにより起動される。ＳＩＢは１つのＵＥまたは１組のＵＥ（複数のＵＥで同一のサービスを受信した場合）に用いられる。上記サービスがＵＥで起動されるＱｏＳサービスであれば、同ＵＥの提案に従って設定を行い、ネットワークサービスプロバイダーで起動されるＱｏＳサービスであれば、同ネットワークサービスプロバイダーの提案に従って設定を行う。

複数のタイマーは設定によって同一種類のサービスかそれぞれ異なったサービスに用いられる。ＲＬＦ検出条件が満たされた場合、ＵＥはＲＬＦが発生したと判断し、ＲＬＦ検出条件が満たされない場合、ＵＥは無線リンクが正常であると判断する。設定値はＲＬＦ検出率を高めるように設定されている。

少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータは、同タイマーとパラメータを利用し、１種類または複数種類のサービスによって共用される物理チャネルで行われるＲＬＦ検出の検出結果を決定するか、または検出の参考となる。ＲＬＦ検出に少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータを利用し、１種類または複数種類のサービスによって共用される物理チャネルのＲＦＬを検出する場合、最初か早めに無線リンクの存続有無を示す少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータ、遅延時間の少ないか最小の少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータ、または経過時間が所定遅延により近いか最も近い少なくとも１つのタイマーと少なくとも１つのパラメータがＲＬＦ検出の結果を決定するか、検出の参考となる。

注意すべきは、上記設定で定められた回数、タイマー値、パラメータ、カウンタ／変数はいずれも、変更情報を受信した場合、またはＵＥか無線アクセスネットワークの機能エンティティーが再設定をサポートした場合に、特定値か特定範囲内の値に再設定することができる。

また注意すべきは、上記サービスクラスの異同はユニキャスト／マルチキャスト、実時間／非実時間またはその他の区別にある。もっとも、p-t-m MBMS（ポイント・ツー・マルチポイント・マルチメディア・ブロードキャスト及びマルチキャスト・サービス）サービスはここで排除され、ＲＬＦ回復プロセスはp-t-m MBMSサービスに適用できない。ＵＥは（ＵＥが接続モードに入らなくてもp-t-m MBMSサービスを受信できるアイドリングモードを含む）いかなる状態においてもp-t-m MBMSサービスを受信できるため、p-t-m MBMSサービスにかかるタイマーが終了しても全てのＲＢを解放してアイドリングモードに入る必要はない。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

本発明による通信装置のブロック図である。 図１に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明の実施例１によるＲＬＦ検出プロセスのフローチャートである。 本発明の実施例２によるＲＬＦ検出プロセスのフローチャートである。

符号の説明

１００ 通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラムコード
１１４ トランシーバー
２００ アプリケーション層
２０２ 第三層
２０６ 第二層
２１８ 第一層
２２０ ＲＬＦ検出プログラムコード
２２２ ＲＲＣエンティティー

Claims (22)

1. 無線通信システムの通信装置において無線リンク障害（ＲＬＦ）を検出する方法であって、
   上記通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータまたはタイマーをＲＬＦ検出に用いる段階を含むことを特徴とするＲＬＦの検出方法。
2. 前記少なくとも１つのパラメータまたはタイマーは１つの機能エンティティー又は１組の機能エンティティーの決定に基づいて設定されることを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
3. 前記パラメータは少なくとも、接続不連続の検出回数を示す第一パラメータと、接続連続の検出回数を示す第二パラメータを含むことを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
4. 前記少なくとも１つのパラメータまたはタイマーの値は、ｅＮＢ（evolved node-B）から送信されたＳＩＢ（システム情報ブロック）か、ＵＥ（ユーザー装置）の高位層からの制御情報から得られることを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
5. 前記少なくとも１つのパラメータまたはタイマーの値は、ＵＥの機能エンティティーかネットワークサービスプロバイダーの提案に従って設定されることを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
6. 前記少なくとも１つのパラメータまたはタイマーの値は、第一層の特性かネットワーク統計に基づいて設定されることを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
7. 前記少なくとも１つのパラメータまたはタイマーは、１本の物理チャネルか複数の物理チャネルを共用するサービスクラスのＲＬＦ検出に用いられることを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
8. 前記ＲＬＦ検出には少なくとも１つのタイマーが用いられ、検出の結果は最初に決定を出したタイマーか遅延時間が最小のタイマーにより決定されることを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
9. 前記ＲＬＦ検出に少なくとも１つのタイマーが用いられた場合、検出の結果は、経過時間が所定の検出遅延時間に最も近いタイマーにより決定されることを特徴とする請求項１記載のＲＬＦの検出方法。
10. 前記機能エンティティーはａＧＷ（アクセス・ゲートウェイ）のモビリティ管理エンティティーであることを特徴とする請求項２記載のＲＬＦの検出方法。
11. 前記機能エンティティーはｅＮＢのスケジュラ、無線ベアラ制御エンティティーまたはモビリティ管理エンティティーであることを特徴とする請求項２記載のＲＬＦの検出方法。
12. 前記少なくとも１つのタイマーとパラメータの値は、サービス設定、ネットワーク設定、システム負荷、または第一層の特性に基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載のＲＬＦの検出方法。
13. 前記再設定プロセスは通常の再確立プロセス、再設定プロセス、またはベアラ設定プロセスであることを特徴とする請求項２記載のＲＬＦの検出方法。
14. 無線通信システムでＲＬＦを検出する通信装置であって、
    通信装置の機能を実現する制御回路と、
    制御回路に設置され、プログラムコードを実行して制御回路を動作するプロセッサーと、
    プロセッサーと結合され、プログラムコードを記録する記憶装置とを含み、該プログラムコードは、
    上記通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータまたはタイマーをＲＬＦ検出に用いるコードを含むことを特徴とする通信装置。
15. 無線通信システムの通信装置においてＲＬＦを検出する方法であって、
    上記通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータ及びタイマーをＲＬＦ検出に用いる段階を含むことを特徴とするＲＬＦの検出方法。
16. 前記少なくとも１つのパラメータ及びタイマーは１つの機能エンティティーか１組の機能エンティティーの決定に基づいて設定されることを特徴とする請求項１５記載のＲＬＦの検出方法。
17. 前記パラメータは少なくとも、接続不連続の検出回数を示す第一パラメータと、接続連続の検出回数を示す第二パラメータを含むことを特徴とする請求項１５記載のＲＬＦの検出方法。
18. 前記少なくとも１つのパラメータ及びタイマーの値は、ｅＮＢから送信されたＳＩＢか、ＵＥの高位層からの制御情報から得られることを特徴とする請求項１５記載のＲＬＦの検出方法。
19. 前記少なくとも１つのパラメータ及びタイマーの値は、ＵＥの機能エンティティーかネットワークサービスプロバイダーの提案に従って設定されることを特徴とする請求項１５記載のＲＬＦの検出方法。
20. 前記少なくとも１つのパラメータ及びタイマーの値は、第一層の特性かネットワーク統計に基づいて設定されることを特徴とする請求項１５記載のＲＬＦの検出方法。
21. 前記少なくとも１つのパラメータ及びタイマーは、１本の物理チャネルか複数の物理チャネルを共用するサービスクラスのＲＬＦ検出に用いられることを特徴とする請求項１５記載のＲＬＦの検出方法。
22. 無線通信システムでＲＬＦを検出する通信装置であって、
    通信装置の機能を実現する制御回路と、
    制御回路に設置され、プログラムコードを実行して制御回路を動作するプロセッサーと、
    プロセッサーに結合され、プログラムコードを記録する記憶装置とを含み、該プログラムコードは、
    上記通信装置のパケット交換領域の少なくとも１つのパラメータ及びタイマーをＲＬＦ検出に用いるコードを含むことを特徴とする通信装置。

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