JP2012199998A - ハンドオーバを行うための方法、ターゲット基地局、ソース基地局及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ソース基地局からターゲット基地局へハンドオーバする移動局に対して、ターゲット基地局の無線リソースを事前に割り当てるアクションタイムの算出を提供する。
【解決手段】ソース基地局からターゲット基地局までの移動局のハンドオーバを実行するために、ソース基地局は、ソース基地局とターゲット基地局との間のコネクションにおける遅延を判定する。ソース基地局は、コネクションにおける判定された遅延を考慮してアクションタイムを算出し、アクションタイムは、ハンドオーバによってターゲット基地局が、移動局にリソースを割り当てることができる時間を指定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、ソース基地局からターゲット基地局へハンドオーバする移動局に対して、ターゲット基地局の無線リソースを事前に割り当てるアクションタイム（action time）を算出することに関連する。

移動局が他の移動局と又は有線ネットワークに結合された有線接続端末と通信できるようにするため、様々な無線アクセス技術が提案され実現されている。無線アクセス技術の具体例は、第３世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）により規定されているGSM（Global System for Mobile communications）又はUMTS（Universal Mobile Telecommunications System）、3GPP2により規定されているCDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）その他の無線アクセス技術を含む。

スペクトル効率の改善、サービスの向上、低コスト化等を行うために無線アクセス技術が継続的に研究開発され、新たな標準仕様（スタンダード）が提案されている。そのような新たな標準仕様の１つは、3GPPによるロングタームエボリューション（LTE）の標準仕様であり、これはUMTS無線ネットワークを強化しようとするものである。

他のタイプの無線アクセス技術はWiMax（Worldwide Interoperability for Microwave Access）技術である。WiMaxはIEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802．16標準仕様に基づいている。WiMax無線アクセス技術は、無線ブロードバンドアクセスをもたらすために設計されている。

無線アクセスネットワークの場合、移動局は様々なカバレッジエリア内を移動する際、移動局はソース基地局からターゲット基地局へハンドオーバすることができる。従来のWiMax無線アクセス技術の場合、移動局は、ネットワーク初期エントリの間に、ネットワーク再エントリの間に、又はハンドオーバの間にレンジング（ranging）手順を実行し、レンジング手順では、ランダムに選択されたレンジングコードが移動局からサービング基地局又はターゲット基地局に送信され、移動局が、基地局と時間同期できるようにする。レンジングコードの受信に成功した場合、基地局は、必要なリソースを移動局に割り当てることで、移動局が、レンジングリクエストメッセージを送信し、移動局のサービス認証を確認できるようにする。一般に、複数の移動局が実行するレンジング手順はコンテンションベース（衝突許容型）で行われ、複数の移動局から送信されたレンジングコードは衝突又は競合（Collision）するおそれがある。衝突は、ハンドオーバ手順の遅延等を招く。

ソース基地局からターゲット基地局へのハンドオーバの最中における待ち時間を短縮するため、WiMaxでは高速レンジングハンドーバ手順が用意されている。高速レンジングハンドオーバは、ターゲット基地局が、高速レンジング情報要素を移動局に送信した場合に開始される。高速レンジング情報要素は、レンジングコードを送信する必要なしにレンジングリクエストメッセージを送信するために必要な移動局へのリソース割当を含む。高速レンジングハンドオーバ手順は、ハンドオーバ手順の最中におけるコンテンションベースのレンジングを回避し、待ち時間を短縮し、ハンドオーバ手順を改善する。高速レンジングハンドオーバをサポートするため、WiMaxはアクションタイム（Action Time）という概念を規定しており、アクションタイムは、（移動局に送信される）所定のメッセージ以来、ターゲット基地局が移動局にアップリンクリソースを割り当てることが可能な最も早い時間（フレーム数により表現される）である。アクションタイムの時点において、ターゲット基地局は、アップリンクリソースを割り当てるためのメッセージを移動局に送信することが可能であり、そのメッセージは高速レンジング情報要素を含む。高速レンジング情報要素は、コンテンションベースではないレンジングにより、移動局がレンジングリクエストメッセージを送信するための個別（又は専用）の送信機会を特定する。

従来、アクションタイムは、ターゲット基地局における負荷に基づいて、ターゲット基地局により始めに決定されている。基本的には、ターゲット基地局により指定されるアクションタイムは、ターゲット基地局における現在の負担の観点から、所定のフレーム数の後にターゲット基地局が到来する移動局を収容できることを示す。この初期のアクションタイムがソース基地局に送信される（ソース基地局は、その移動局に対して現在サービング基地局となっているものである。）。ソース基地局は、ターゲット基地局が提示した初期のアクションタイムを変更してもよく、その変更されたアクションタイム（これは、ターゲット基地局が設定した元のアクションタイム以上である）は、ソース基地局から、ターゲット基地局及び移動局双方に通知される。しかしながら、ターゲット基地局に通知される変更後のアクションタイムは、最適なハンドオーバパフォーマンスをもたらすものではなく、すなわちハンドオーバにおける待ち時間を増やしてしまう。

開示される発明の一形態による方法は、ソース基地局からターゲット基地局への移動局のハンドオーバを実行し、その方法は、ソース基地局及びターゲット基地局間のコネクションにおける遅延を、ソース基地局にて判定することを含む。ソース基地局はコネクションにおける判定された遅延を考慮してアクションタイムを算出し、そのアクションタイムは、ハンドオーバによりターゲット基地局が移動局にリソースを割り当てることができる時間を指定する。

例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
ソース基地局からターゲット基地局への移動局のハンドオーバを実行する方法であって、
前記ソース基地局及び前記ターゲット基地局間のコネクションにおける遅延を、前記ソース基地局にて判定するステップと、
前記ソース基地局にて、コネクションにおける判定された前記遅延を考慮してアクションタイムを算出するステップと
を有し、前記アクションタイムは、ハンドオーバにより前記ターゲット基地局が前記移動局にリソースを割り当てることができる時を指定する、方法。
（項目２）
前記ハンドオーバにおいて前記ターゲット基地局がリソースを割り当てる際に使用する前記アクションタイムを、前記ターゲット基地局に送信するステップをさらに有する、請求項１記載の方法。
（項目３）
前記ターゲット基地局に送信される前記アクションタイムが、第１のアクションタイムであり、当該方法は、
前記コネクションにおける判定された遅延を考慮して、前記第１のアクションタイムとは異なる第２のアクションタイムを算出するステップと、
前記第２のアクションタイムを前記移動局に送信し、前記移動局に或る時点を通知するステップと
をさらに有し、前記或る時点において、前記移動局は、前記ハンドオーバにおけるリソースの割り当てに関するメッセージを、前記ターゲット基地局から受信するよう予定されている、項目２記載の方法。
（項目４）
前記第１のアクションタイムに前記判定された遅延を加えたものに等しい時点において、前記移動局が前記ターゲット基地局から前記メッセージを受信できるように、前記第２のアクションタイムは前記判定された遅延を考慮して算出される、項目３記載の方法。
（項目５）
前記移動局は、前記ハンドオーバを実行するために或る処理時間を要し、該処理時間から前記判定された遅延を減算したものに等しい時点において、前記ターゲット基地局が前記メッセージを前記移動局に送信できるように、前記第１のアクションタイムは前記判定された遅延を考慮して算出される、項目３記載の方法。
（項目６）
当該方法は、第１のアクションタイムを前記ターゲット基地局から受信するステップをさらに有し、算出された前記アクションタイムは、少なくとも前記第１のアクションタイム及び前記判定された遅延に基づいている、項目１記載の方法。
（項目７）
算出された前記アクションタイムは、前記移動局において前記ハンドオーバにおける処理を実行するための処理時間にさらに基づいており、前記算出されたアクションタイムは、
前記第１のアクションタイムが、前記処理時間よりも前記遅延だけ少ないもの以下であった場合、前記算出されたアクションタイムを、前記処理時間よりも前記遅延だけ少ないものに設定し、
前記第１のアクションタイムが、前記処理時間よりも前記遅延だけ少ないもの以下でなかった場合、前記算出されたアクションタイムを、前記第１のアクションタイムに設定することで算出される、項目６記載の方法。
（項目８）
算出された前記アクションタイムは、前記移動局において前記ハンドオーバにおける処理を実行するための処理時間にさらに基づいており、前記算出されたアクションタイムは、
前記第１のアクションタイムが、前記処理時間よりも前記遅延だけ少ないもの以下であった場合、前記算出されたアクションタイムを、前記処理時間よりも前記遅延だけ少ないものに設定し、
前記第１のアクションタイムよりも前記処理時間だけ少ないものが、前記処理時間よりも前記遅延だけ少ないもの以下でなかった場合、前記算出されたアクションタイムを、前記第１のアクションタイムよりも前記処理時間だけ少ないものに設定することで算出される、項目６記載の方法。
（項目９）
第１のアクションタイムを前記ターゲット基地局から受信する前記ステップが、
前記ターゲット基地局において算出され判定されたアクションタイムが、前記処理時間よりも第２の遅延だけ少ないもの以下であった場合、前記処理時間よりも、前記ターゲット基地局において決定された前記コネクションの第２遅延だけ少ないものに設定された前記第１のアクションタイムを受信するステップと、
前記判定されたアクションタイムが前記処理時間よりも前記第２の遅延だけ少ないもの以下でなかった場合、前記判定されたアクションタイムに設定された前記第１のアクションタイムを受信するステップと
を有する項目８記載の方法。
（項目１０）
前記移動局がハンドオーバする可能性がある複数のターゲット基地局が利用可能であり、当該方法は、前記複数のターゲット基地局から第１のアクションタイムを受信するステップをさらに有し、算出された前記アクションタイムは、少なくとも前記第１のアクションタイム及び前記判定された遅延に基づいている、項目１記載の方法。
（項目１１）
前記遅延を判定するステップが、
前記ソース基地局がハンドオーバリクエストを前記ターゲット基地局に送信したことに応じて、タイマをスタートさせるステップと、
前記ターゲット基地局から前記ハンドオーバリクエストに対するレスポンスを受信するステップであって、前記レスポンスは、前記ターゲット基地局による前記ハンドオーバリクエストの受信と前記レスポンスの送信との間の期間を示す処理時間を含む、ステップと、
前記レスポンスの受信に応じて前記タイマを停止するステップであって、前記タイマは、前記ソース基地局による前記ハンドオーバリクエストの送信と前記レスポンスの受信との間に経過した時間を示す、ステップと
を有し、前記判定された遅延は、前記経過した時間及び処理時間に基づいている、請求項１記載の方法。
（項目１２）
前記遅延を判定するステップが、
前記ソース基地局が前記ターゲット基地局に送信したハンドオーバリクエストに対するレスポンスを、前記ターゲット基地局から受信するステップであって、前記レスポンスは、該レスポンスが前記ターゲット装置から送信された時点を示す第１時間を含む、ステップと、
前記ソース基地局が前記レスポンスを受信した時点である第２時間を記録するステップと
を有し、前記判定された遅延は、前記第２時間及び前記第１時間の間の差分に基づいている、項目１記載の方法。
（項目１３）
移動局がソース基地局からハンドオーバする際のターゲットであるターゲット基地局であって、
前記ソース基地局と通信するためのインターフェースと、
プロセッサと
を有し、前記プロセッサは、
当該ターゲット基地局で算出した第１のアクションタイムを前記ソース基地局に送信すること、及び
前記第１のアクションタイムを修正した第２のアクションタイムを受信すること
を実行し、前記第２のアクションタイムは、前記ターゲット基地局及び前記ソース基地局間のコネクションによる伝送遅延の計算結果に基づいている、ターゲット基地局。
（項目１４）
前記移動局は前記ハンドオーバを実行するために或る処理時間を要し、前記プロセッサは、
前記ソース基地局から、前記処理時間を含むハンドオーバリクエストを受信すること、
及び
前記ターゲット基地局において第２の伝送遅延を算出すること
をさらに実行し、前記第１のアクションタイムは、
前記ターゲット基地局における負荷に基づいてアクションタイムを決定し、
前記決定されたアクションタイムが、前記処理時間よりも前記第２の伝搬遅延だけ少ないもの以下であった場合、前記第１のアクションタイムを、前記処理時間よりも前記第２の伝搬遅延だけ少ないものに設定し、
前記決定されたアクションタイムが、前記処理時間よりも前記第２の伝搬遅延だけ少ないもの以下でなかった場合、前記第１のアクションタイムを、前記決定されたアクションタイムに設定することで算出される、項目１３記載のターゲット基地局。
（項目１５）
前記ハンドオーバリクエストが前記ソース基地局から送信された時点を示す第１時間を、前記ハンドオーバリクエストが含み、前記プロセッサは、
前記ハンドオーバリクエストが前記ターゲット基地局において受信された第２時間を記録することを実行し、
前記第２の伝送遅延は、前記前記第２時間及び前記第１時間の間の差分に基づいている、項目１３記載のターゲット基地局。
（項目１６）
前記プロセッサは、前記ハンドオーバリクエストに対するレスポンスを前記ソース基地局に送信することをさらに実行し、前記レスポンスは、該レスポンスが前記ターゲット基地局から送信された時点を示す時間情報を含み、前記レスポンスに含まれている該時間情報により、前記ソース基地局は、前記ソース基地局において前記伝送遅延を算出する、請求項１５記載のターゲット基地局。
（項目１７）
前記プロセッサは、前記第２のアクションタイムに基づく時点において、高速レンジング情報要素を前記移動局に送信することを実行し、前記高速レンジング情報要素は、コンテンションベースでないレンジングにより、前記移動局がレンジングリクエストを送信できる機会を指定する、項目１３記載のターゲット基地局。
（項目１８）
前記高速レンジング情報要素が、アップリンクメッセージの割り当てのためのアップリンクマップ（UL−MAP）メッセージの一部をなす、項目１５記載のターゲット基地局。
（項目１９）
命令を含む少なくとも１つのコンピュータ読取可能な記憶媒体を有する装置であって、
前記命令は、
メッセージを移動局に送信すること、及び
タイミング情報をターゲット基地局に送信すること
をソース基地局に実行させ、前記メッセージは、前記移動局がレンジング情報をターゲット基地局から受信するように予定されている時間及び前記移動局がレンジングリクエストを送信できるようになる時間を示す値を含み、前記タイミング情報は、絶対時間を含み、かつ前記ターゲット基地局が前記移動局に前記レンジング情報を送信すべき時間を決定するのに使用される、装置。
（項目２０）
前記タイミング情報は、
（ａ）前記ソース基地局が前記値から計算した絶対時間、及び
（ｂ）前記値を含むメッセージが前記移動局に送信された時間を示す値と絶対時間
の内の何れかを含む、項目１９記載の装置。
（項目２１）
命令を含む少なくとも１つのコンピュータ読取可能な記憶媒体を有する装置であって、前記命令は、移動局がソース基地局からハンドオーバする際のターゲット基地局に、
前記ターゲット基地局で算出した第１のアクションタイムを前記ソース基地局に送信すること、及び
前記第１のアクションタイムを修正した第２のアクションタイムを受信すること
を実行させ、前記第２のアクションタイムは、前記ターゲット基地局及びソース基地局間のコネクションにおける伝送遅延の計算結果に基づいている、装置。
（項目２２）
ターゲット基地局と通信するためのインターフェースと、
プロセッサと
を有するソース基地局であって、前記プロセッサは、
当該ソース基地局から前記ターゲット基地局へハンドオーバする移動局にメッセージを送信すること、及び
タイミング情報を前記ターゲット基地局に送信すること
を実行し、前記メッセージは、前記移動局がレンジング情報をターゲット基地局から受信するように予定されている時間及び前記移動局がレンジングリクエストを送信できるようになる時間を示す値を含み、前記タイミング情報は、絶対時間を含み、かつ前記ターゲット基地局が前記移動局に前記レンジング情報を送信すべき時間を決定するのに使用される、ソース基地局。

本発明の実施例を使用することが可能な通信ネットワーク例のブロック図。 一実施例によるハンドオーバ手順を示す図。 一実施例によるハンドオーバ手順を示す図。

上記以外の他の特徴は、明細書、図面及び特許請求の範囲からさらに明らかになるであろう。

以下の説明では実施例の理解を促すために様々な具体的詳細が説明される。しかしながら、ある実施例はそのような具体的詳細によらず実現されてもよいこと、及び説明された実施例に対する様々な変形や修正がなされてもよいことは、当業者にとって明らかであろう。

図１は、複数のセル102（セルA、B及びCが示されている）を有する無線アクセスネットワーク100を含む通信ネットワークを示す。各セル102は、対応する基地局104に関連付けられており、基地局104は、対応する基地局104のカバレッジエリアの中で移動局（図１において移動局106が示されている）と通信することができる。基地局104は、基地局のカバレッジエリア内の移動局と無線周波数（RF）による通信を行うための基地局トランシーバ（BTS）を含んでもよい。また、基地局は、基地局に関連するタスクを制御する基地局コントローラ又は無線ネットワークコントローラを含んでもよい。

図１をさらに参照するに、基地局104はシステムコントローラ108に接続されている。無線アクセスネットワーク100が、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802．16標準仕様により規定されているWiMax（Worldwide Interoperability for Microwave Access）アクセスネットワークであった場合、システムコントローラ108は、アクセスサービスネットワーク（ASN）ゲートウェイとすることができる。システムコントローラ108はゲートウェイノード110に接続され、ゲートウェイノードは無線アクセスネットワーク100を、例えばインターネットのような外部ネットワーク112に接続する。WiMaxの場合、ゲートウェイノード110は接続サービスネットワーク（CSN）ノードと言及される。

理解を促すため、WiMaxアクセスネットワークについて説明する。しかしながら、他の実施例において、本技法が他のタイプの無線アクセスネットワークに適用されてもよく、無線アクセスネットワークは以下のものを含むがこれらに限定されない：第３世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）により規定されているGSM（Global System for Mobile communications）又はUMTS（Universal Mobile Telecommunications System）、3GPP2により規定されているCDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）、UMTS技術を強化したものである3GPPによるロングタームエボリューション（LTE）ネットワーク及びその他のアクセスネットワーク。

図１に示されているように、各基地局104は、基地局104のタスクを実行するために、１つ以上の中央処理装置（CPU）122により実行可能なソフトウェア120を含む。CPU122はストレージ124及び１つ以上のインターフェース１２６に結合され、移動局、他の基地局及びシステムコントローラ108を含む様々なエンティティ（機能要素）と通信する。

図１に示されているように、移動局106は、セルA、B及びCの重複領域に位置している。その結果、移動局106は、ソース基地局（例えば、セルAの基地局104）から、２つのターゲット基地局（例えば、セルB及びCの基地局）の内の一方へハンドオーバする候補になる。ソース基地局からターゲット基地局へのハードハンドオーバを実行する際の待ち時間を減らすため、高速レンジングハンドオーバ手順（fast-ranging handover procedure）が実行され、この手順は、（移動局がレンジングリクエストを送信するために、ターゲット基地局において必要な無線リソースを取得するために）ハンドオーバ手順の最中におけるコンテンションベースのレンジングを回避する。

高速レンジングプロシジャは、ターゲット基地局が、高速レンジング情報要素（fast-ranging information element）を、ハンドオーバする移動局に送信することで起動される。高速レンジング情報要素自体についてはIEEE802．16スタンダードに規定されている。高速レンジング情報要素は、移動局にアップリンクリソース（上りリンクのリソース）を割り当てるメッセージの一部として送信される（これにより、移動局は、移動局からターゲット基地局へのアップリンクチャネルにアクセスできるようになる。）。一実施例において、アップリンクリソースを割り当てるメッセージは、アップリンクマップ（UL−MAP）メッセージである。高速レンジング情報要素は、レンジングリクエストメッセージを送信する移動局に個別の送信機会が与えられている時間（フレーム数）を指定する。

WiMaxはアクションタイム（フレーム数により表現される）の概念を規定しており、そのアクションタイムの時点において、ターゲット基地局は、高速レンジング情報要素（UL−MAPメッセージに含まれる）を移動局に送信することを予定している。より一般的には、アクションタイムは、（移動局に送信される）所定のメッセージ以来、ターゲット基地局が移動局にアップリンクリソースを割り当てることが可能な最も早い時間（フレーム数により表現される）である。言い換えれば、アクションタイムは、移動局がターゲット基地局からアップリンクのリソース割当を期待できる時を、移動局に通知する。

従来、アクションタイムは先ずターゲット基地局により算出され、移動局に中継するためにソース基地局に通知されている（ターゲット及びソース基地局間の通信は、R8リンクを介して又はASNゲートウェイを介してバックホール（backhaul）ネットワークにおいて行われる。）。ソース基地局がターゲット基地局から受信した最初のアクションタイムは、ソース基地局により修正可能である。一実施例において、ソース基地局による修正は、移動局がハンドオーバの準備をするための移動局における処理遅延を考慮する。この遅延は、移動局が、サービング基地局からのMOB＿BSHO＿RSPメッセージ（後述）を処理し、ターゲット基地局との同期を確保し、ターゲット基地局からUL−MAPを受信する準備を行うのに必要な時間を含む。移動局の能力又は性能に関するこの遅延情報は、移動局をサービング基地局に最初に登録する際にサービング基地局に与えられていることに、留意を要する。一実施例において、移動局で予想される処理遅延が、初期のアクションタイムより長かった場合、ソース基地局は、そのアクションタイムを、移動局で予想される処理遅延に等しくなるように変更する。別の例として、移動局がハンドオーバすることが可能な複数のターゲット基地局が存在していた場合、ソース基地局は、可能性のある複数のターゲット基地局が算出した初期のアクションタイムの内最大のものを選択し、ターゲット基地局に返送する修正後のアクションタイムとして使用してもよい。

しかしながら、従来のように、ソース基地局が算出し、移動局及びターゲット基地局に送信する修正後のアクションタイムは、ソース基地局とターゲット基地局各々との間のバックホールコネクションに関する伝送遅延を考慮していない。図１において、バックホールコネクション114Aは、セルA及びCの基地局間に接続されており、別のバックホールコネクション114Bは、セルA及びBの基地局間に接続されている。バックホールコネクションによる通信遅延は、「バックホール伝送遅延（backhaul propagation delay）」と言及する。バックホールコネクション各々におけるバックホール伝送遅延は、必ずしも一定値ではなく、むしろ可変であり、負荷や機器のパフォーマンスの変動等に依存する。

バックホール伝送遅延が考慮されない場合、場合によっては、ターゲット基地局は、移動局に高速レンジング情報要素を送信することを不必要に遅延させ、ハンドオーバ遅延全体を遅らせてしまう。

一実施例によれば、ソース基地局からターゲット基地局へハンドオーバする移動局に及びターゲット基地局に、ソース基地局が送信するアクションタイムの精度を改善するため、ソース基地局及びターゲット基地局間のバックホールコネクションによるバックホール伝送遅延が判定（又は測定）され、ソース基地局が算出したターゲット基地局及び移動局に通知するアクションタイムは、判定されたバックホール伝送遅延を考慮に入れている。バックホール伝送遅延を考慮したアクションタイムは、ハンドオーバ手順における遅延を短縮可能にする。

バックホール伝送遅延は様々な方法の内の何れかにより測定可能であり、これについては、第２図及び第３図のハンドオーバ手順を示すメッセージフローに関連して説明される。

図２は、ソース基地局（SBS）及び可能性のある２つのターゲット基地局（TBS−1及びTBS−2）の一方を含むハンドオーバ手順を示すフローチャートである。図２に示されているハンドオーバ手順は、WiMaxメッセージを使用しており、これについてはIEEE802．16e及びWiMaxフォーラムネットワークアーキテクチャ標準仕様に規定されている。移動局は、ハンドオーバ手順を開始するために、移動局ハンドオーバリクエストを送信する（ステップ202）。図２の例の場合、移動局ハンドオーバリクエストは、IEEE802．16により規定されているようなMOB＿MSHO−REQメッセージの形式をとる。移動局は、ソース基地局からターゲット基地局（図２の例におけるTBS−1及びTBS−2の内の一方）へのハンドオーバを開始するために、移動局ハンドオーバリクエストを送信する。移動局ハンドオーバリクエストに応じて、ソース基地局（SBS）は、可能性のあるターゲット基地局TBS−1及びTBS−2の各々にハンドオーバリクエストメッセージ（HO−REQ）を送信する（ステップ204、206）。HO−REQメッセージ各々を送信する際、ソース基地局SBSは、対応するタイマCiをスタートさせ、ここで、i＝1ないしnである（n≧1は、可能性のある潜在的なターゲット基地局数を表す）。図２の例の場合、ステップ204においてHO−REQメッセージを送信する際、ソース基地局SBSはタイマC1をスタートさせ、ステップ206においてHO−REQメッセージを送信する際、ソース基地局SBSはタイマC2をスタートさせる。

図２において、時間パラメータTp1は、第１のターゲット基地局TBS−1がステップ204で受信したハンドオーバリクエストを処理する処理時間を表し、時間パラメータTp2は、第２のターゲット基地局TBS−2がステップ206で受信したハンドオーバリクエストを処理する処理時間を表す。

（ステップ204における）ハンドオーバリクエストの受信及び時間Tp1の経過後、第１のターゲット基地局TBS−1は、（ステップ208において）ハンドオーバ応答メッセージ（HO−RSP）（レスポンス）を返し、HO−RSPメッセージは、TA1（ターゲット基地局TBS−1が算出した初期のアクションタイム）及び処理時間Tp1という２つの時間パラメータを含んでいる。実際、Tp1は、HO−REQメッセージの受信及びHO−RSPメッセージの送信の間の期間を表す。

同様に、（ステップ206における）ハンドオーバリクエストの受信及び時間Tp2の経過後、第２のターゲット基地局TBS−2は、（ステップ210において）ハンドオーバ応答メッセージ（HO−RSP）を返し、HO−RSPメッセージは、TA2（ターゲット基地局TBS−2が算出した初期のアクションタイム）及び処理時間Tp2という時間パラメータを含んでいる。

ｉ番目のターゲット基地局からHO−RSPメッセージを受信すると、ソース基地局は、ｉ番目のターゲット基地局に対応するタイマを止める（Ci＝ti）。tiの値は、ソース基地局がHO−REQメッセージをｉ番目のターゲット基地局に送信した時点と、対応するHO−REQメッセージを受信した時点との間に経過した時間を表す。図２に示されているように、タイマt1及びt2は、ターゲット基地局TBS−1及びTBS−2各々に関するタイマカウントに対応する。

処理遅延時間Tp1、Tp2と、HO−REQ及びHO−RSPメッセージ間にそれぞれ経過した時間t1及びt2とに基づいて、バックホール伝送遅延Tdiは、次のように算出できる：

上記の数式Eq．1は、概して、経過時間全体（ソース基地局SBSにおけるHO−REQの送信及びHO−RSPの受信間の時間）とターゲット基地局各々における処理時間との差分を２で除算し、片道のバックホール伝送遅延を表現する。HO−REQはある方向にバックホールコネクションを伝搬しているが、HO−RSPはバックホールコネクションを逆方向に伝搬していることに留意を要する。数式Eq．1を用いて計算したTd1は、ソース基地局及び第１のターゲット基地局TBS−1間のバックホール伝送遅延を表し、Td2は、ソース基地局及び第２のターゲット基地局TBS−2間のバックホール伝送遅延を表す。

算出されたバックホール伝送遅延に基づいて、様々なアクションタイムがソース基地局SBSにより算出される（ステップ214）。算出されるアクションタイムは、移動局に通知されるT_AM（後述）と、ｉ＝1ないしnについてのT_ATi（これについても後述）とを含み、nは可能性のある潜在的なターゲット基地局数を表す。図２の例の場合、算出されるアクションタイムは、T_AM、T_AT1及びT_AT2を含む。アクションタイムT_AT1及びT_AT2は、第１及び第２のターゲット基地局TBS−1及びTBS−2各々に通知される。一般に、算出された時間（T_AT1及びT_AT2）は、ターゲット基地局各自から受信したもの（T_A1及びT_A2）とは異なる。

図２において、アクションタイムT_AMは、（ステップ216において）ソース基地局SBSから移動局へハンドオーバ応答メッセージMOB＿BSHO−RSPにより送信され、このメッセージは、移動局からソース基地局SBSへステップ202において送信されたMOB＿MSHO−REQに応じるものである。MOB＿BSHO−RSPメッセージは、移動局のハンドーバ用にソース基地局が選択した１つ以上の可能性のある基地局を指定する情報も含んでいることに留意を要する。MOB＿BSHO−RSPメッセージは、可能性のあるターゲット基地局のリストを含んでもよく、そのリストの中で先頭のターゲット基地局候補が最も好ましいものであるように、ターゲット基地局が並べられている。可能性のあるターゲット基地局のリストは、移動局に提示され、何れか１つの潜在的なターゲット基地局を選択するようにする。

ソース基地局は、ハンドオーバ肯定応答メッセージを（ステップ220、222において）ターゲット基地局TBS−1及びTBS−2各々に送信する。一例におけるハンドオーバ肯定応答メッセージはHO−Ackメッセージであり、HO−Ackメッセージの各々は、ソース基地局が算出した各々のアクションタイムT_AT1及びT_AT2を含む。図２に示されているように、第１のターゲット基地局TBS−1は、アクションタイムT_AT1だけ待機した後に高速レンジング情報要素を送信できるようになり、第２のターゲット基地局TBS−2は、アクションタイムT_AT2だけ待機した後に高速レンジング情報要素を送信できるようになる。

ステップ214においてソース基地局が算出するアクションタイムは、以下の数式にしたがって計算される：

ここで、関数f_M（…）及びfT（…）は、次のように定義された関数である：

数式Eq．4及び5によれば、α＝T_Ai、β＝T_di及びγ＝T₄₆＋T₄₇である。パラメータT₄₆は、ハンドオーバ指示準備時間（handover indication readiness time）を表し、これは、（ステップ218において）移動局からソース基地局へMOB＿HO−INDメッセージを送信することで、（移動局がステップ216において受信した）MOB＿BSHO−RSPメッセージに応答するために、移動局が必要とする処理時間を表す。ステップ218において送信されるMOB＿HO−INDメッセージは、移動局がハンドオーバに選択したターゲット基地局を、移動局がソース基地局に通知するために使用される。MOB＿HO−INDメッセージは他の情報を含んでもよい。

パラメータT₄₇は基地局切替時間を表し、これは、移動局がMOB＿HO−INDを送信した後に、（ステップ226において）ターゲット基地局からアップリンクのリソース割当のメッセージを受信できるようになるまでの最短時間を表し、アップリンクリソースを割り当てるためのメッセージは、高速レンジング情報要素を含む。図２では、T₄₇は、MOB＿HO−INDメッセージの送信とステップ226におけるメッセージの受信との間に示されている。T₄₆及びT₄₇はともに移動局における処理時間を表し、その処理時間は、MOB＿BSHO−RSPメッセージを受信した際にハンドオーバを実行するのに必要な時間であり、MOB＿BSHO−RSPメッセージは、移動局がハンドオーバに選択可能な潜在的なターゲット基地局候補を含むメッセージである。

数式Eq．4は、α≦γ−βが真ならば、T_AMをγに等しく設定することを示す。しかしながら、α≦γ−βが真でなかった場合、対応するターゲット基地局について、T_AMは｛α＋β｝_iの最大値に等しく設定される。実際、これが意味することは、アクションタイムT_Ai（ターゲット基地局TBS−iから受信される）とバックホール伝送遅延時間T_di（ソース基地局SBS及びターゲット基地局TBS−i間のバックホール伝送遅延時間）との和が、移動局における処理時間（T₄₆＋T₄₇）以下であった場合、移動局における処理時間（T₄₆＋T₄₇）が、移動局に通知されるT_AMとして使用されることである。一方、T_Ai（ターゲット基地局から与えられる）とバックホール伝送遅延時間T_diとの和が、処理時間（T₄₆＋T₄₇）以下でなかった場合、T_AMの値は、全ての可能なターゲット基地局の内、｛T_Ai＋T_di｝の値が最大であるものに等しく設定される。後者の場合、移動局に通知されるT_AMは、ターゲット基地局TBS−iが最初に算出したアクションタイムT_Aiに、バックホール伝送遅延時間を加えたものであり、高速レンジング情報要素の受信が予想される時を移動局にいっそう正確に通知する。

したがって、移動局において必要なハンドオーバ処理時間（T₄₆＋T₄₇）と、ターゲット基地局が算出したアクションタイムに各自のバックホール遅延時間を加えたものの最大値との内より大きいものに、T_AMが設定されることを、数式Eq．4は示す。

ターゲット基地局に通知されるT_ATiの値を調整するため、数式Eq．5は、α≦γ−βが真ならば、T_ATiをγ−T_diに等しく設定することを示す。しかしながら、α≦γ−βが真でなかった場合、T_ATiは、対応するターゲット基地局について、｛α｝_iの最大値に等しく設定される。実際、これが意味することは、最初のアクションタイムT_Ai（ターゲット基地局TBS−iから受信される）とバックホール伝送遅延時間T_di（ソース基地局SBS及びターゲット基地局TBS−i間のバックホール伝送遅延時間）との和が、移動局における処理時間（T₄₆＋T₄₇）以下であった場合、移動局における処理時間（T₄₆＋T₄₇）よりもバックホール伝送遅延時間T_diだけ少ないものが、ターゲット基地局TBS−iに通知されるT_ATiとして使用されることである。この場合、バックホール伝送遅延時間T_diは、T₄₆＋T₄₇から推定され、移動局がT₄₆＋T₄₇の時点で高速レンジング情報要素を受信するように、ターゲット基地局は、T₄₆＋T₄₇マイナスT_diの時点で高速レンジング情報要素を送信する。これにより、ターゲット基地局が高速レンジング情報要素を送信する際に無駄な遅延を追加してしまうことを回避できる。

一方、最初のT_Ai（ターゲット基地局から与えられる）とバックホール伝送遅延時間T_diとの和が、処理時間（T₄₆＋T₄₇）以下でなかった場合、T_Aiの値は、全ての可能なターゲット基地局の内、｛T_Ai｝の最大値に等しく設定される。

図２に示されているように、第１のターゲット基地局TBS−1は移動局によりターゲット基地局として選択されており、移動局がソース基地局にMOB＿HO−INDメッセージを送信していることが示されている（ステップ218）。ソース基地局は、MOB＿HO−INDメッセージの受信に応じて、（ステップ224において）ハンドオーバ確認メッセージ（HO−Cnf）を、選択されたターゲット基地局（この例の場合、TBS−1）に送信している。

HO−Cnfメッセージに応答して、ターゲット基地局TBS−1は、（ステップ226において）高速レンジング情報要素を移動局に送信する。上述したように、高速レンジング情報要素は、アップリンクアクセス規定を与えるアップリンクマップメッセージ（UL−MAP）の一部をなす。（ステップ226における）メッセージは、（ステップ220において）ターゲット基地局TBS−1がHO−Ackを受信した後、T_AT1の経過後に送信される。

上述したように、高速レンジング情報要素は、移動局がレンジングリクエストを送信し、コンテンションベースではないレンジングを実行する機会を特定する（例えば、時間インターバルを指定する）。移動局からのレンジングリクエストに応じて、ターゲット基地局はレンジング応答を送信し、移動局が、移動局及びターゲット基地局間のラウンドトリップ遅延（往復遅延時間）を判定できるようにする。

アクションタイムT_AM及びT_ATiは、何らかのイベントから測定される相対的なアクション時間であることに、留意を要する。例えば、T_AMはMOB＿BSHO−RSPメッセージ（ステップ216）から測定され、T_AT1及びT_AT2はHO−Ack（ステップ220）及びHO−Ack（ステップ222）からそれぞれ測定されている。アクションタイムT_AM及びT_ATiは、クロック時間又はフレーム数により表現され、この場合において、「フレーム」は、無線リンクを介して制御及び／又はデータ信号を運ぶためのデータ構造を指し、所定の時間長を有する。

図３は本発明の他の実施例によるフローチャートを示す。図２の手順において、T₄₆及びT₄₇の値（移動局のハンドオーバ処理時間）はターゲット基地局に与えられていない点に留意を要する。しかしながら、図３に示す例の場合、T₄₆及びT₄₇がターゲット基地局に通知される。

移動局は、MOB＿MSHO−REQメッセージをソース基地局に送信することで、ハンドオーバを開始する（ステップ302）。ソース基地局は、移動局からのハンドオーバリクエストに応じて、時点s1において、ハンドーバリクエストメッセージ（HO−REQ）を第１のターゲット基地局TBS−1に送信する（ステップ304）。HO−REQメッセージはパラメータT₄₆及びT₄₇だけでなく、タイムスタンプs1をも含む。

同様に、時点s2において、ソース基地局は、HO−REQメッセージを第２のターゲット基地局TBS−2に送信し（ステップ306）、この場合におけるHO−REQメッセージはT₄₆及びT₄₇だけでなくタイムスタンプs2をも含む。

第１のターゲット基地局TBS−1において、ステップ304で送信されたHO−REQメッセージが時点t1において受信され、第２のターゲット基地局TBS−2において、ステップ306で送信されたHO−REQメッセージが時点t2において受信される。

ターゲット基地局TBS−1及びTBS−2の各々は、（それぞれステップ308、310において）各自のアクションタイムT_A1 及びT_A2を計算し、各アクションタイムT_Aiは、タイムスタンプti及びsi（図３の例では、i＝1又は2）ならびにT₄₆及びT₄₇にしたがって計算される。具体的には、T_Aiは、ターゲット基地局iにおいて次のように算出される：

ここで、Tiは、ターゲット基地局各自が通常算出するアクションタイムを表し、関数f_Gは次式で表現される：

数式Eq．6及び7によれば、Tiが「（T₄₆＋T₄₇）−（ti−si）」以下でなかった場合、T_Aiの値は、ターゲット基地局が通常算出するアクションタイムに等しい。ti−siは、ソース基地局及びターゲット基地局間のバックホール伝送遅延時間を表すことに留意を要する。一方、Tiが「（T₄₆＋T₄₇）−（ti−si）」以下であった場合、T_Aiの値は、「（T₄₆＋T₄₇）−（ti−si）」に等しく設定される。これは、アクションタイムが、移動局で予想されるハンドオーバ処理遅延時間よりもバックホール伝送遅延時間だけ少ないものに等しく設定されることを意味する。

（ステップ304の）HO−REQメッセージに応答して、第１のターゲット基地局TBS−1は、（ステップ312において）ハンドオーバ応答メッセージ（HO−RSP）を送信し、HO−RSPは、算出したT_A1パラメータと、ターゲット基地局TBS−1がHO−RSPメッセージを送信した時点を表すタイムスタンプt3とを含む。同様に、第２のターゲット基地局TBS−2は、（ステップ314において）ハンドオーバ応答メッセージ（HO−RSP）をソース基地局に送信し、ステップ314で送信されたHO−RSPは、ステップ310で算出したT_A2と、HO−RSPメッセージが送信された時点に対応するタイムスタンプt4とを含む。

ソース基地局において、バックホール伝送遅延時間が計算される（ステップ316）。ソース基地局及びターゲット基地局TBS−1間のバックホールコネクションのバックホール伝送遅延時間（T_d1）は、s3−t3として算出され、s3は、HO−RSPメッセージ（ステップ312）がソース基地局SBSで受信された時点である。同様に、ソース基地局及びターゲット基地局TBS−2間のバックホールコネクションのバックホール伝送遅延時間（T_d2）は、s4−t4として算出され、s4は、HO−RSPメッセージ（ステップ314）がソース基地局で受信された時点である。

ソース基地局により算出されたバックホール伝送遅延時間に基づいて、アクションタイムTAM及びTAi（i＝1ないしn）が、次のようにして算出される（ステップ318）（nは可能性のあるターゲット基地局数を表す。）：

ここで、関数f_M（…）は以下の数式Eq．10により規定され、f_T（…）は以下の数式Eq．11により規定される：

図３に関する数式Eq．8及び9と、図２に関する数式Eq．2及び3との相違は、数式Eq．8及び9では、ターゲット基地局が算出するアクションタイムT_AiがT₄₆及びT₄₇に基づくことを考慮している点である。

数式Eq．8及び10によれば、T_Aiが（T₄₆＋T₄₇）−T_di以下であった場合、T_AMの値は、T₄₆＋T₄₇に等しく設定され、これは、アクションタイムが、移動局のハンドオーバ処理遅延時間よりもバックホール伝送遅延時間だけ少ないものに等しく設定されることを意味する。一方、T_Aiが（T₄₆＋T₄₇）−T_di以下でなかった場合、T_AMの値は、n個のターゲット基地局に関する｛（T_Ai−T₄₆−T₄₇）＋T_di｝の中の最大値に等しく設定される。

数式Eq．9及び11によれば、T_Aiが（T₄₆＋T₄₇）−T_di以下であった場合、T_ATiの値は、（T₄₆＋T₄₇）−T_diに等しく設定される。一方、T_Aiが（T₄₆＋T₄₇）−T_di以下でなかった場合、T_ATiの値は、n個のターゲット基地局に関する｛T_Ai−T₄₆−T₄₇｝の中の最大値に等しく設定される。

図３における残りのメッセージ320、322、324、326、328及び330は、それぞれ図２におけるメッセージ216、218、220、222、224及び226と同様である。

代替実施例では、バックホール伝送遅延時間を考慮するために、上記の図２及び図３に示されているように様々なアクションタイムT_AM及びT_ATiをそのまま送信する代わりに、アクションタイムはフレーム数として表現可能であり（ここで、「フレーム」は、無線リンクを介して制御及び／又はデータ信号を運ぶためのデータ構造を指し、所定の時間長を有する。）、それが移動局に通知されてもよい。アクションタイムを表すフレーム数（X）は、MOB＿BSHO−RSPメッセージにより移動局に送信されてもよい（あるいは、MOB＿BSHO−REQメッセージにより行われてもよい。）。MOB＿BSHO−RSP（又はMOB＿BSHO−REQ）メッセージは、サービング基地局SBSから移動局への特定のフレームにより送信され、サービング基地局は、その特定のフレーム番号を絶対時間T1に変換することができる。

サービング基地局は、次のようにして、第２の絶対時間T2を算出することができる：

ここで、Frame＿Sizeは、所定のフレーム期間長に等しい。絶対時間T2は、HO−Ackメッセージによりターゲット基地局に送信される（これは、図２又は図３の220、222、324又は326において送信されたHO−Ackメッセージと同様に行われる。）。ターゲット基地局は、UL−MAPメッセージにより高速レンジング情報要素を絶対時間T2において送信する。

代替的に、サービング基地局SBSがT2を算出する代わりに、ターゲット基地局がT2を算出してもよい。これを行うため、サービング基地局SBSは、X1及びT1の値をターゲット基地局に送信し、ターゲット基地局が上記の数式Eq．12にしたがってT2を計算する。

基地局が相対時間でなく絶対時間を通知できるようにするため、各基地局は、グローバルポジショニングシステム（GPS）を用いて、基地局が互いに時間同期できるようにしてもよい。

上記の様々なタスクは、基地局のソフトウェア（例えば、図１のソフトウェア120）により実行可能である。そのようなソフトウェアの命令は、プロセッサ（例えば、図１のCPU122）により実行される。プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プロセッサモジュール、サブシステム（１つ以上のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを含む）又はその他の制御若しくは演算コンピュータ装置を含む。「プロセッサ」は、単独の素子又は複数の素子を表す。

（ソフトウェアの）データ及び命令は、ストレージデバイス各々に保存され、ストレージデバイスは、１つ以上のコンピュータが読取可能な又はコンピュータが利用可能な記憶媒体として実現される。記憶媒体は様々な形式のメモリを含み、例えば、半導体メモリデバイス（ダイナミック又はスタティックランダムアクセスメモリ（DRAM、SRAM）、消去可能及びプログラム可能なリードオンリメモリ（EPROM）、電気的に消去可能及びプログラム可能なリードオンリメモリ（EEPROM）、並びにフラッシュメモリ等）、磁気ディスク（固定ディスク、フロッピディスク、取り外し可能なディスク等）、テープを含む他の磁気媒体及び光学媒体（コンパクトディスク（CD）又はディジタルビデディスク（DVD））を含む。

以上の説明により、本発明の理解を促すために多くの具体的詳細が述べられた。しかしながら、本発明はそれらの具体的詳細によらずに実現されてもよいことが、当業者に理解されるであろう。本発明は限られた数の実施例に関して説明されてきたが、当業者はそれらについて多くの修正例及び変形例を認めるであろう。添付の特許請求の範囲は、そのような修正例及び変形例が本発明の精神及び範囲内に該当するように意図されている。

Claims (1)

1. 明細書に記載の発明。

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