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特開2024-22345アンテナ局を配した制御局間のハンドオーバ方法及び移動通信システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024022345
(43)【公開日】2024-02-16
(54)【発明の名称】アンテナ局を配した制御局間のハンドオーバ方法及び移動通信システム
(51)【国際特許分類】
H04W 36/08 20090101AFI20240208BHJP
H04W 92/12 20090101ALI20240208BHJP
【ＦＩ】
H04W36/08
H04W92/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022125854
(22)【出願日】2022-08-05
(71)【出願人】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100135068
【弁理士】
【氏名又は名称】早原 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】長野 知幸
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067AA21
5K067DD11
5K067DD36
5K067DD57
5K067EE02
5K067EE10
5K067EE16
5K067JJ39
(57)【要約】
【課題】アンテナ局を配した制御局間における端末のハンドオーバについて、ユーザデータの転送遅延時間を短くするハンドオーバ方法及び移動通信システムを提供する。
【解決手段】（Ｓ１）端末と接続中となる第１の制御局が、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信し、（Ｓ２）第２の制御局が、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信し、（Ｓ３）コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信し、（Ｓ４）端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方が、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する。Ｓ４について、端末と接続していない第１の制御局又は第２の制御局は、コアシステムから受信したユーザデータを破棄する。
【選択図】図５
【解決手段】（Ｓ１）端末と接続中となる第１の制御局が、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信し、（Ｓ２）第２の制御局が、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信し、（Ｓ３）コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信し、（Ｓ４）端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方が、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する。Ｓ４について、端末と接続していない第１の制御局又は第２の制御局は、コアシステムから受信したユーザデータを破棄する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
端末と通信可能な第１の制御局及び第２の制御局と、コアシステムとを用いたハンドオーバ方法において、
端末と接続中となる第１の制御局が、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信する第１のステップと、
第２の制御局が、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する第２のステップと、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信する第３のステップと、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方が、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する第４のステップと
を有することを特徴とするハンドオーバ方法。
端末と接続中となる第１の制御局が、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信する第１のステップと、
第２の制御局が、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する第２のステップと、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信する第３のステップと、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方が、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する第４のステップと
を有することを特徴とするハンドオーバ方法。
【請求項2】
第４のステップについて、端末と接続していない第１の制御局又は第２の制御局は、コアシステムから受信したユーザデータを破棄する
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドオーバ方法。
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドオーバ方法。
【請求項3】
第１のステップの後、
第１の制御局が、第２の制御局への接続切替通知を、端末へ送信し、
端末は、接続要求を第２の制御局へ送信し、第１の制御局から切断し、第２の制御局と接続中となる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンドオーバ方法。
第１の制御局が、第２の制御局への接続切替通知を、端末へ送信し、
端末は、接続要求を第２の制御局へ送信し、第１の制御局から切断し、第２の制御局と接続中となる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンドオーバ方法。
【請求項4】
第２の制御局が、コアシステムへ、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を送信する第５のステップを更に有し、
コアシステムが、第１の制御局を介したユーザデータの送信を停止する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンドオーバ方法。
コアシステムが、第１の制御局を介したユーザデータの送信を停止する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンドオーバ方法。
【請求項5】
第５のステップについて、第２の制御局は、接続中の端末の位置が、第１の制御局の通信エリアから所定以上離れた際に、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する
ことを特徴とする請求項４に記載のハンドオーバ方法。
ことを特徴とする請求項４に記載のハンドオーバ方法。
【請求項6】
第１の制御局及び第２の制御局はそれぞれ、複数のアンテナ局を備えており、
第５のステップについて、第２の制御局は、接続中の端末の位置が、第１の制御局との境界に接する範囲をカバーするアンテナ局以外のアンテナ局に接続した際に、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する
ことを特徴とする請求項５に記載のハンドオーバ方法。
第５のステップについて、第２の制御局は、接続中の端末の位置が、第１の制御局との境界に接する範囲をカバーするアンテナ局以外のアンテナ局に接続した際に、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する
ことを特徴とする請求項５に記載のハンドオーバ方法。
【請求項7】
第１の制御局及び第２の制御局は、５Ｇ(5th Generation)規格に基づくＲＡＮ(Radio Access Network)の基地局であり、
コアシステムは、コントロールプレーン機能装置と、ユーザプレーン機能装置とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンドオーバ方法。
コアシステムは、コントロールプレーン機能装置と、ユーザプレーン機能装置とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンドオーバ方法。
【請求項8】
端末と通信可能な第１の制御局及び第２の制御局と、コアシステムとを有し、ハンドオーバを実行する移動通信システムにおいて、
第１の制御局は、端末と接続中に、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信し、
第２の制御局は、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信し、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信し、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方は、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する
ことを特徴とする移動通信システム。
第１の制御局は、端末と接続中に、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信し、
第２の制御局は、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信し、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信し、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方は、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する
ことを特徴とする移動通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＲＡＮ(Radio Access Network)におけるハンドオーバの技術に関する。
【背景技術】
【0002】
図１は、５Ｇの移動通信システムの構成図である。
【0003】
図１によれば、例えば５Ｇ(5th Generation)規格に基づく移動通信システムとして、複数の基地局と、移動可能な端末２と、コアシステム３とによって構成されている。「基地局」とは、アンテナ局を配した制御局１を含む機能全体という。
【0004】
［制御局１］
５Ｇの制御局１は、複数のアンテナ局と一体的な機能として「ｇＮＢ」と称され、ＲＡＮとして複数の端末２と無線で通信する。
ｇＮＢは、ＲＵ(Radio Unit)／ＤＵ(Distributed Unit)／ＣＵ(Centralized Unit)の構成を持つ（例えば非特許文献３参照）。アンテナ局がＲＵを担い、制御局がＤＵ及びＣＵを担う。１つのＣＵには、複数のＲＵから構成されるために、コアシステム３から見ると、ＣＵ単位で１台のｇＮＢとして管理される。これによって、従来よりも、１台の基地局がカバーするエリアを広く管理することができる。
５Ｇの制御局１は、複数のアンテナ局と一体的な機能として「ｇＮＢ」と称され、ＲＡＮとして複数の端末２と無線で通信する。
ｇＮＢは、ＲＵ(Radio Unit)／ＤＵ(Distributed Unit)／ＣＵ(Centralized Unit)の構成を持つ（例えば非特許文献３参照）。アンテナ局がＲＵを担い、制御局がＤＵ及びＣＵを担う。１つのＣＵには、複数のＲＵから構成されるために、コアシステム３から見ると、ＣＵ単位で１台のｇＮＢとして管理される。これによって、従来よりも、１台の基地局がカバーするエリアを広く管理することができる。
【0005】
今後、高速・大容量、低遅延、多数同時接続という５Ｇの特徴的機能に加え、「超低消費電力」「超安全・信頼性」「自律性」「拡張性」といった持続可能な機能が要求されるBeyond 5Gへ向かう。その場合、ＣＵの性能を向上させることによって、接続可能な台数を増加させ、カバーするエリアも広大化することができる。
【0006】
図１によれば、ＲＵとしての複数のアンテナ局を配した、ＣＵ／ＤＵとしての第１の制御局１１と第２の制御局１２とによって構成されている。端末２が、ＲＵ間（アンテナ局間）での移動する際には、コアシステム３は関与せず、１つの制御局１内で、アンテナ局間の移動を実行することができる。これによって、コアシステム３が関与するハンドオーバの回数を減少させることができる。
【0007】
尚、制御局１は、物理的に別途に存在するものであってもよいし、例えば仮想化技術やスライス技術によって、ＲＡＮ内で論理的に分割されたものであってもよい。端末２からみて、制御局１が配するアンテナ局は、異なるエリアタイプのＩＤとして識別される。
【0008】
［端末２］
５Ｇの端末２は、一般に「ＵＥ(User Equipment)」と称され、ｇＮＢを介してコアシステム３に収容される。
５Ｇの端末２は、一般に「ＵＥ(User Equipment)」と称され、ｇＮＢを介してコアシステム３に収容される。
【0009】
［コアシステム３］
コアシステム３は、コントロールプレーン機能（装置）３１とユーザプレーン機能（装置）３２とから構成される。
コントロールプレーン機能は、通信確立などの制御信号を送受信するネットワーク装置群であって、以下のようなネットワーク装置群を有する。
ＡＭＦ(Access and Mobility Management Function)
ＳＭＦ(Session Management Function)
ＡＭＦは、端末に対する一元的に登録管理、接続管理及び移動管理を担う。
ＳＭＦは、端末に対するＩＰ(Internet Protocol)アドレスの割り当てや、ＵＰＦに対するセッション管理を担う。
コアシステム３は、コントロールプレーン機能（装置）３１とユーザプレーン機能（装置）３２とから構成される。
コントロールプレーン機能は、通信確立などの制御信号を送受信するネットワーク装置群であって、以下のようなネットワーク装置群を有する。
ＡＭＦ(Access and Mobility Management Function)
ＳＭＦ(Session Management Function)
ＡＭＦは、端末に対する一元的に登録管理、接続管理及び移動管理を担う。
ＳＭＦは、端末に対するＩＰ(Internet Protocol)アドレスの割り当てや、ＵＰＦに対するセッション管理を担う。
【0010】
ユーザプレーン機能は、ユーザデータを送受信するために、ＵＰＦ(User Plane Function)の装置群を有する。
ＵＰＦは、端末との間でセッションを確立し、ユーザデータのルーティング及び転送処理を担う。
ＵＰＦは、端末との間でセッションを確立し、ユーザデータのルーティング及び転送処理を担う。
【0011】
ここで、端末２が、第１の制御局１１と第２の制御局１２との間で、コアシステム３を介してハンドオーバする場合、以下の２つのシーケンスがある。
第１の制御局１１と第２の制御局１２とが通信する「Ｘnハンドオーバ」
第１の制御局１１と第２の制御局１２とが通信しない「Ｎ2ハンドオーバ」
第１の制御局１１と第２の制御局１２とが通信する「Ｘnハンドオーバ」
第１の制御局１１と第２の制御局１２とが通信しない「Ｎ2ハンドオーバ」
【0012】
図２は、従来技術におけるＸnハンドオーバのシーケンス図である。
【0013】
端末２が、第１の制御局１１配下で電源ＯＮにした際に、コアシステム３との間でセッションが確立される。そして、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、データネットワークから端末２向けの下りユーザデータを受信すると、そのユーザデータを第１の制御局１１を介して端末２へ転送する。
以下では、端末２が、第１の制御局１１から第２の制御局１２へ、コアシステム３を用いてハンドオーバするシーケンスを表す。
以下では、端末２が、第１の制御局１１から第２の制御局１２へ、コアシステム３を用いてハンドオーバするシーケンスを表す。
【0014】
（Ｓ０１１）端末２は、接続中のアンテナ局を介して第１の制御局１１へ、無線通信状態の測定結果を常時、通知する。
端末２と接続中となる第１の制御局(Source gNB)１１は、無線通信状態が劣化した際に、第２の制御局(Target gNB)１２へのハンドオーバを決定する。そして、第１の制御局１１は、第２の制御局１２へ、「ハンドオーバ要求」を送信する。
端末２と接続中となる第１の制御局(Source gNB)１１は、無線通信状態が劣化した際に、第２の制御局(Target gNB)１２へのハンドオーバを決定する。そして、第１の制御局１１は、第２の制御局１２へ、「ハンドオーバ要求」を送信する。
【0015】
（Ｓ０１２）ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、第１の制御局１１からハンドオーバ要求を受信した際に、「パス変更要求」を、コアシステム３のコントロールプレーン機能３１へ送信する。
これに対し、コアシステム３は、コントロールプレーン機能３１とユーザプレーン機能３２との間で、端末２に対するセッションを変更する。このとき、セッションの変更に所定時間を要することとなる。
これに対し、コアシステム３は、コントロールプレーン機能３１とユーザプレーン機能３２との間で、端末２に対するセッションを変更する。このとき、セッションの変更に所定時間を要することとなる。
【0016】
また、Ｓ０１１又はＳ０１２の後、ハンドオーバ元の第１の制御局１１は、端末２へ、第２の制御局１２のアンテナ局へ接続するように、「接続切替通知」を送信する。
これに対し、端末２は、第２の制御局１２へ、「接続要求」を送信する。これによって、端末２は、第１の制御局１１から第２の制御局１２へ接続を切り替える。
これに対し、端末２は、第２の制御局１２へ、「接続要求」を送信する。これによって、端末２は、第１の制御局１１から第２の制御局１２へ接続を切り替える。
【0017】
（Ｓ０１３）コアシステム３は、パス変更要求を受信する前に、又は、セッションを変更中に、データネットワークから、端末２向けの下りパケットのユーザデータ#1を受信したとする。このとき、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、ハンドオーバが完了していないので、ユーザデータ#1を、ハンドオーバ元の第１の制御局１１へ送信することとなる。
【0018】
（Ｓ０１４）これに対し、第１の制御局１１は、ユーザデータ#1を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ転送する。
続いて、第２の制御局１２は、ユーザデータ#1を端末２へ転送する。
このように、ハンドオーバ元の第１の制御局１１が、ユーザデータ#1を中継的に転送する必要がある。
続いて、第２の制御局１２は、ユーザデータ#1を端末２へ転送する。
このように、ハンドオーバ元の第１の制御局１１が、ユーザデータ#1を中継的に転送する必要がある。
【0019】
（Ｓ０１５）その後、コアシステム３内で、端末２に対するセッションの変更が完了したとする。このとき、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、「ハンドオーバ先転送開始要求(N3 End marker)」を、ハンドオーバ元の第１の制御局１１へ送信する。
これに対し、第１の制御局１１は、「ハンドオーバ先転送開始要求」を第２の制御局１２へ転送する。
これによって、その後、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、データネットワークから受信した、端末２向けの下りパケットのユーザデータ#2を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ送信する。
そして、第２の制御局１２は、ユーザデータ#2を端末２へ転送する。
これに対し、第１の制御局１１は、「ハンドオーバ先転送開始要求」を第２の制御局１２へ転送する。
これによって、その後、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、データネットワークから受信した、端末２向けの下りパケットのユーザデータ#2を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ送信する。
そして、第２の制御局１２は、ユーザデータ#2を端末２へ転送する。
【0020】
図３は、従来技術におけるＮ2ハンドオーバのシーケンス図である。
【0021】
Ｓ０２１～Ｓ０２３は、前述したＳ０１１～Ｓ０１３と全く同様である。但し、第１の制御局１１と第２の制御局１２とが通信しないために、以下のように、Ｓ０２４及びＳ０２５が相違する。
（Ｓ０２４）第１の制御局１１は、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から受信したユーザデータ#1を、コアシステム３のユーザプレーン機能３２へ転送し直す。第１の制御局１１と第２の制御局１２とは通信できないためである。
続いて、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、そのユーザデータ#1を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ転送し直す。そして、第２の制御局１２は、そのユーザデータ#1を、端末２へ転送する。
（Ｓ０２５）その後、コアシステム３内で、端末２に対するセッションの変更が完了した際に、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、「ハンドオーバ先転送開始要求(N3 End marker)」を、ハンドオーバ元の第１の制御局１１へ送信する。
これに対し、第１の制御局１１は、「ハンドオーバ先転送開始要求」を、コアシステム３のユーザプレーン機能３２へ転送し直す。
続いて、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、「ハンドオーバ先転送開始要求」を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ転送し直す。
これによって、その後、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、データネットワークから受信した、端末２向けの下りパケットのユーザデータ#2を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ送信する。
そして、第２の制御局１２は、ユーザデータ#2を端末２へ転送する。
（Ｓ０２４）第１の制御局１１は、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から受信したユーザデータ#1を、コアシステム３のユーザプレーン機能３２へ転送し直す。第１の制御局１１と第２の制御局１２とは通信できないためである。
続いて、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、そのユーザデータ#1を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ転送し直す。そして、第２の制御局１２は、そのユーザデータ#1を、端末２へ転送する。
（Ｓ０２５）その後、コアシステム３内で、端末２に対するセッションの変更が完了した際に、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、「ハンドオーバ先転送開始要求(N3 End marker)」を、ハンドオーバ元の第１の制御局１１へ送信する。
これに対し、第１の制御局１１は、「ハンドオーバ先転送開始要求」を、コアシステム３のユーザプレーン機能３２へ転送し直す。
続いて、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、「ハンドオーバ先転送開始要求」を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ転送し直す。
これによって、その後、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、データネットワークから受信した、端末２向けの下りパケットのユーザデータ#2を、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ送信する。
そして、第２の制御局１２は、ユーザデータ#2を端末２へ転送する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0022】
【非特許文献1】3GPP TS 23.501 System architecture for the 5G System (5GS)
【非特許文献2】3GPP TS 23.502 Procedures for the 5G System (5GS)
【非特許文献3】Panasonic、「5G 移動体通信の可能性と技術課題 (2)～ 基地局の概要と構成 ～」、[online]、［令和４年７月２７日検索］、インターネット＜URL:https://industrial.panasonic.com/jp/ss/technical/g2＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0023】
第１として、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から送信されたユーザデータは、ハンドオーバ元の第１の制御局１１から、ハンドオーバ先の第２の制御局１２へ（図２）、又は、コアシステム３へ（図３）転送される。そのために、ハンドオーバ元となる第１の制御局１１は、ユーザデータを中継的に転送することとなる。
【0024】
第２として、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、セッション変更を完了させ、「ハンドオーバ先転送開始要求」をハンドオーバ元の第１の制御局１１へ送信するまでの間、ユーザデータを、ハンドオーバ元の第１の制御局１１へ送信し続けることとなる。そのために、ハンドオーバ元の第１の制御局１１は、ハンドオーバ先の第２の制御局１２への転送情報を保持する。
【0025】
図４は、従来技術におけるハンドオーバの第３のシーケンス図である。
【0026】
図４によれば、図２のシーケンスと同様に、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、セッション変更中にユーザデータ#1を第１の制御局１１へ転送し、続いて、セッション変更後にユーザデータ#2を第２の制御局１２へ転送している。
このとき、ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、第１の制御局１１から折り返されたユーザデータ#1を受信する前に、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から次のユーザデータ#2を受信する場合もある。
第３として、第２の制御局１２は、ユーザデータをシーケンス番号順に端末２へ転送するために、ユーザデータ#1を受信する前に受信したユーザデータ#2を、バッファすることとなる。そして、ユーザデータ#1を第１の制御局１１から受信した際に、そのユーザデータ#1を端末２へ転送し、続いて、バッファしたユーザデータ#2を端末２へ転送する。
このとき、ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、第１の制御局１１から折り返されたユーザデータ#1を受信する前に、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から次のユーザデータ#2を受信する場合もある。
第３として、第２の制御局１２は、ユーザデータをシーケンス番号順に端末２へ転送するために、ユーザデータ#1を受信する前に受信したユーザデータ#2を、バッファすることとなる。そして、ユーザデータ#1を第１の制御局１１から受信した際に、そのユーザデータ#1を端末２へ転送し、続いて、バッファしたユーザデータ#2を端末２へ転送する。
【0027】
即ち、従来技術によれば、以下のように大きく３つの課題が生じていた。
（第１の課題）ハンドオーバ元の第１の制御局１１は、ユーザデータを中継的に転送する必要があり、転送遅延時間が長くなる。
（第２の課題）ハンドオーバ元の第１の制御局１１は、ハンドオーバ先の第２の制御局１２の転送情報を保持し、ハンドオーバ後に、その転送情報を削除するという処理が必要となる。
（第３の課題）ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から、ハンドオーバ転送開始要求(End Marker)を受信するまでは、そのユーザプレーン機能３２から受信するユーザデータをバッファし続ける必要がある。
（第１の課題）ハンドオーバ元の第１の制御局１１は、ユーザデータを中継的に転送する必要があり、転送遅延時間が長くなる。
（第２の課題）ハンドオーバ元の第１の制御局１１は、ハンドオーバ先の第２の制御局１２の転送情報を保持し、ハンドオーバ後に、その転送情報を削除するという処理が必要となる。
（第３の課題）ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から、ハンドオーバ転送開始要求(End Marker)を受信するまでは、そのユーザプレーン機能３２から受信するユーザデータをバッファし続ける必要がある。
【0028】
そこで、本発明は、アンテナ局を配した制御局間における端末のハンドオーバについて、ユーザデータの転送遅延時間を短くすることができるハンドオーバ方法及び移動通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0029】
本発明によれば、端末と通信可能な第１の制御局及び第２の制御局と、コアシステムとを用いたハンドオーバ方法において、
端末と接続中となる第１の制御局が、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信する第１のステップと、
第２の制御局が、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する第２のステップと、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信する第３のステップと、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方が、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する第４のステップと
を有することを特徴とする。
端末と接続中となる第１の制御局が、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信する第１のステップと、
第２の制御局が、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する第２のステップと、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信する第３のステップと、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方が、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する第４のステップと
を有することを特徴とする。
【0030】
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
第４のステップについて、端末と接続していない第１の制御局又は第２の制御局は、コアシステムから受信したユーザデータを破棄する
ことも好ましい。
第４のステップについて、端末と接続していない第１の制御局又は第２の制御局は、コアシステムから受信したユーザデータを破棄する
ことも好ましい。
【0031】
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
第１のステップの後、
第１の制御局が、第２の制御局への接続切替通知を、端末へ送信し、
端末は、接続要求を第２の制御局へ送信し、第１の制御局から切断し、第２の制御局と接続中となる
ことも好ましい。
第１のステップの後、
第１の制御局が、第２の制御局への接続切替通知を、端末へ送信し、
端末は、接続要求を第２の制御局へ送信し、第１の制御局から切断し、第２の制御局と接続中となる
ことも好ましい。
【0032】
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
第２の制御局が、コアシステムへ、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を送信する第５のステップを更に有し、
コアシステムが、第１の制御局を介したユーザデータの送信を停止する
ことも好ましい。
第２の制御局が、コアシステムへ、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を送信する第５のステップを更に有し、
コアシステムが、第１の制御局を介したユーザデータの送信を停止する
ことも好ましい。
【0033】
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
第５のステップについて、第２の制御局は、接続中の端末の位置が、第１の制御局の通信エリアから所定以上離れた際に、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する
ことも好ましい。
第５のステップについて、第２の制御局は、接続中の端末の位置が、第１の制御局の通信エリアから所定以上離れた際に、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する
ことも好ましい。
【0034】
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
第１の制御局及び第２の制御局はそれぞれ、複数のアンテナ局を備えており、
第５のステップについて、第２の制御局は、接続中の端末の位置が、第１の制御局との境界に接する範囲をカバーするアンテナ局以外のアンテナ局に接続した際に、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する
ことも好ましい。
第１の制御局及び第２の制御局はそれぞれ、複数のアンテナ局を備えており、
第５のステップについて、第２の制御局は、接続中の端末の位置が、第１の制御局との境界に接する範囲をカバーするアンテナ局以外のアンテナ局に接続した際に、第１の制御局の送信先削除を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信する
ことも好ましい。
【0035】
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
第１の制御局及び第２の制御局は、５Ｇ(5th Generation)規格に基づくＲＡＮ(Radio Access Network)の基地局であり、
コアシステムは、コントロールプレーン機能装置と、ユーザプレーン機能装置とを有する
ことも好ましい。
第１の制御局及び第２の制御局は、５Ｇ(5th Generation)規格に基づくＲＡＮ(Radio Access Network)の基地局であり、
コアシステムは、コントロールプレーン機能装置と、ユーザプレーン機能装置とを有する
ことも好ましい。
【0036】
本発明によれば、端末と通信可能な第１の制御局及び第２の制御局と、コアシステムとを有し、ハンドオーバを実行する移動通信システムにおいて、
第１の制御局は、端末と接続中に、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信し、
第２の制御局は、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信し、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信し、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方は、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する
ことを特徴とする。
第１の制御局は、端末と接続中に、第２の制御局へのハンドオーバを決定し、第２の制御局へハンドオーバ要求を送信し、
第２の制御局は、第２の制御局の送信先追加を要求するパス変更要求を、コアシステムへ送信し、
コアシステムは、端末へ向けた下りリンクのユーザデータを、第１の制御局を介して送信すると共に、複製して第２の制御局を介して送信し、
端末と接続中となる第１の制御局又は第２の制御局の一方は、コアシステムから受信したユーザデータを当該端末へ転送する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0037】
本発明のハンドオーバ方法及び移動通信システムによれば、アンテナ局を配した制御局間における端末のハンドオーバについて、ユーザデータの転送遅延時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】５Ｇの移動通信システムの構成図である。
【図2】従来技術におけるＸnハンドオーバのシーケンス図である。
【図3】従来技術におけるＮ2ハンドオーバのシーケンス図である。
【図4】従来技術におけるハンドオーバの第３のシーケンス図である。
【図5】本発明におけるハンドオーバの第１のシーケンス図である。
【図6】通信エリアの境界からの距離を判定する説明図である。
【図7】本発明におけるハンドオーバの第２のシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【0040】
【0041】
（Ｓ１）端末２は、接続中のアンテナ局を介して第１の制御局１１へ、無線通信状態の測定結果を常時、通知する。
端末２と接続中となる第１の制御局(Source gNB)１１は、無線通信状態が劣化した際に、第２の制御局(Target gNB)１２へのハンドオーバを決定する。そして、第１の制御局１１は、第２の制御局１２へ「ハンドオーバ要求」を送信する。
端末２と接続中となる第１の制御局(Source gNB)１１は、無線通信状態が劣化した際に、第２の制御局(Target gNB)１２へのハンドオーバを決定する。そして、第１の制御局１１は、第２の制御局１２へ「ハンドオーバ要求」を送信する。
【0042】
（Ｓ２）これに対し、ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、第２の制御局の送信先追加を要求する「パス変更要求」を、コアシステム３のコントロールプレーン機能３１へ送信する。
そして、コントロールプレーン機能３１とユーザプレーン機能３２との間で、端末２に対するセッションを変更する。このとき、セッションの変更に所定時間を要することとなる。
そして、コントロールプレーン機能３１とユーザプレーン機能３２との間で、端末２に対するセッションを変更する。このとき、セッションの変更に所定時間を要することとなる。
【0043】
（Ｓ３）コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、パス変更要求を受信する前に、又は、セッションを変更中であっても、データネットワークから、端末２向けの下りパケットのユーザデータ#1を受信する。
そして、ユーザプレーン機能３２は、端末２へ向けた下りリンクのユーザデータ#1を、第１の制御局１１へ送信すると同時に、そのユーザデータ#1を複製（コピー）して、第２の制御局１２へも送信する。
そして、ユーザプレーン機能３２は、端末２へ向けた下りリンクのユーザデータ#1を、第１の制御局１１へ送信すると同時に、そのユーザデータ#1を複製（コピー）して、第２の制御局１２へも送信する。
【0044】
（Ｓ４）これに対し、端末２と接続中となる第１の制御局１１又は第２の制御局１２の一方が、コアシステムから受信したユーザデータ#1を端末２へ転送する。逆に、端末２と接続していない第１の制御局１１又は第２の制御局１２は、コアシステム３から受信したユーザデータ#1を破棄する。
図５によれば、端末２と接続中の第１の制御局１１は、ユーザデータ#1を端末２へ転送する。また、端末２と接続していない第２の制御局１２は、ユーザデータ#1を破棄する。
図５によれば、端末２と接続中の第１の制御局１１は、ユーザデータ#1を端末２へ転送する。また、端末２と接続していない第２の制御局１２は、ユーザデータ#1を破棄する。
【0045】
尚、Ｓ１の後、ハンドオーバ元の第１の制御局１１は、端末２へ、第２の制御局１２のアンテナ局へ接続するように、「接続切替通知」を送信する。
これに対し、端末２は、第２の制御局１２のアンテナ局へ「接続要求」を送信する。これによって、端末２は、第１の制御局１１から切断し、第２の制御局１２と接続中となる。
これに対し、端末２は、第２の制御局１２のアンテナ局へ「接続要求」を送信する。これによって、端末２は、第１の制御局１１から切断し、第２の制御局１２と接続中となる。
【0046】
前述したＳ３は継続しており、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、端末２へ向けた下りリンクのユーザデータ#2を、第１の制御局１１へ送信すると同時に、そのユーザデータ#2を複製して、第２の制御局１２へも送信する。
その後、端末２と接続していない第１の制御局１１は、ユーザデータ#2を破棄する。また、端末２と接続中の第２の制御局１２は、ユーザデータ#2を端末２へ転送する。
その後、端末２と接続していない第１の制御局１１は、ユーザデータ#2を破棄する。また、端末２と接続中の第２の制御局１２は、ユーザデータ#2を端末２へ転送する。
【0047】
（Ｓ５）最終的に、ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、コアシステム３のユーザプレーン機能３２へ、ハンドオーバ元の第１の制御局１１の送信先削除を要求する「パス変更要求」を送信する。
これによって、ユーザプレーン機能３２は、コアシステム３内でハンドオーバが完了したとして、第１の制御局１１へのユーザデータの送信を停止する。
これによって、ユーザプレーン機能３２は、コアシステム３内でハンドオーバが完了したとして、第１の制御局１１へのユーザデータの送信を停止する。
【0048】
その後、コアシステム３が、データネットワークから、端末２向けの下りパケットのユーザデータを受信した際に、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、そのユーザデータを、第２の制御局１２のみへ送信することとなる。そして、第２の制御局１２は、そのユーザデータを端末２へ転送する。
【0049】
従来技術によれば、コアシステム３のユーザプレーン機能３２におけるユーザデータの送信先として、ハンドオーバ元の第１の制御局１１か、又は、ハンドオーバ先の第２の制御局１２のいずれか一方に切り替えられていた。
これに対し、本発明は、コアシステム３のユーザプレーン機能３２におけるユーザデータの送信先として、ハンドオーバ元の第１の制御局１１と、ハンドオーバ先の第２の制御局１２との両方に、ユーザデータを複製して送信するものである。
これに対し、本発明は、コアシステム３のユーザプレーン機能３２におけるユーザデータの送信先として、ハンドオーバ元の第１の制御局１１と、ハンドオーバ先の第２の制御局１２との両方に、ユーザデータを複製して送信するものである。
【0050】
＜制御局間の境界エリアで生じるハンドオーバの繰り返しに対する実施形態＞
ここで、端末２が、制御局間の境界エリアに位置する場合、ハンドオーバ元の制御局とハンドオーバ先の制御局とが交替しやすくなり、ハンドオーバが連続的に発生する場合がある。そのような場合、制御局１とコアシステム３との間のシーケンスも増加し、システム全体の処理負荷が増大することとなる。
ここで、端末２が、制御局間の境界エリアに位置する場合、ハンドオーバ元の制御局とハンドオーバ先の制御局とが交替しやすくなり、ハンドオーバが連続的に発生する場合がある。そのような場合、制御局１とコアシステム３との間のシーケンスも増加し、システム全体の処理負荷が増大することとなる。
【0051】
図５によれば、Ｓ５について、ハンドオーバ先の第２の制御局１２は、接続中の端末２の位置が、第１の制御局１１の通信エリアから所定以上離れたか否かを判定する。そして、真と判定された際に、第１の制御局１１の送信先削除を要求する「パス変更要求」を、コアシステム３へ送信するようにする。
【0052】
図６は、通信エリアの境界からの距離を判定する説明図である。
【0053】
図６によれば、図１と比較して、第２の制御局１２に接続する複数のアンテナ局の「アンテナ局リスト」が表されている。第２の制御局１２は、第１の制御局１１との境界に接する範囲をカバーするアンテナ局と、それ以外のアンテナ局とを区別する。
図６によれば、アンテナ局１２１、１２３、１２５は、境界に接する範囲をカバーすると認識される。一方で、アンテナ局１２２、１２３は、境界に接する範囲をカバーするものではないと認識される。
図６によれば、アンテナ局１２１、１２３、１２５は、境界に接する範囲をカバーすると認識される。一方で、アンテナ局１２２、１２３は、境界に接する範囲をカバーするものではないと認識される。
【0054】
尚、１つのアンテナ局が複数の制御局１に接続されることはない。また、１つの制御局１に接続されたアンテナ局間における端末２の移動は、その制御局の処理のみで実行される。即ち、コアシステム２がハンドオーバを制御する必要がない。制御局が変わるアンテナ局間の移動時にのみ、制御局１間でコアシステム３を介してハンドオーバの処理が実行される。
【0055】
前述した図５におけるＳ５について、第２の制御局１２は、接続中の端末２の位置が、第１の制御局１１との境界に接する範囲をカバーするアンテナ局以外のアンテナ局に接続しているか否かを判定する。真と判定された場合、ハンドオーバが連続的に発生することはない、ことを意味する。そして、第１の制御局１１の送信先削除を要求する「パス変更要求」が、コアシステム３のコントロールプレーン機能３１へ送信される。
【0056】
一方で、端末２が、第２の制御局１２の境界に接する範囲に位置する限り、第２の制御局１２は、パス変更要求を送信しない。このときは未だ、ハンドオーバが連続的に発生する場合があると判断される。即ち、Ｓ３について、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、ユーザデータを、第１の制御局１１及び第２の制御局１２の両方に複製して送信し続けることとなる。
【0057】
図７は、本発明におけるハンドオーバの第２のシーケンス図である。
【0058】
Ｓ５について、第２の制御局１２は、端末２の位置が第１の制御局１１との境界から所定距離以上でない、即ち、端末２が、第１の制御局１１との境界に接する範囲をカバーするアンテナ局に接続している、と判断した場合を表す。
このとき、第２の制御局１２は、パス変更要求をコアシステム３へ送信することなく、前述した図５のＳ１～Ｓ４を実行する。即ち、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、ユーザデータを、第１の制御局１１及び第２の制御局１２の両方に複製して送信し続けることとなる。
これによって、第１の制御局１１と第２の制御局１２との間でハンドオーバが交替しても、コアシステム３におけるセッション変更のシーケンスが実行されることもない。
このとき、第２の制御局１２は、パス変更要求をコアシステム３へ送信することなく、前述した図５のＳ１～Ｓ４を実行する。即ち、コアシステム３のユーザプレーン機能３２は、ユーザデータを、第１の制御局１１及び第２の制御局１２の両方に複製して送信し続けることとなる。
これによって、第１の制御局１１と第２の制御局１２との間でハンドオーバが交替しても、コアシステム３におけるセッション変更のシーケンスが実行されることもない。
【0059】
以上、詳細に説明したように、本発明のハンドオーバ方法及び移動通信システムによれば、コアシステムのユーザプレーン機能が、ユーザデータを、ハンドオーバ元の制御局とハンドオーバ先の制御局との両方に複製して送信することによって、アンテナ局を配した制御局間における端末のハンドオーバについて、ユーザデータの転送遅延時間を短くすることができる。
【0060】
即ち、本発明によれば、以下のように大きく３つの効果を奏する。
（第１の効果）ハンドオーバ元の第１の制御局１１が、ユーザデータを中継的に転送する必要がなくなり、転送遅延時間を短くすることができる。
（第２の効果）ハンドオーバ元の第１の制御局１１が、ハンドオーバ先の第２の制御局１２の転送情報を保持し、ハンドオーバ後に、その転送情報を削除するという処理が必要ない。即ち、コアシステム３のユーザプレーン機能３２がハンドオーバ元の第１の制御局１１へ、ハンドオーバ元転送停止要求を送信する必要もない。
（第３の効果）ハンドオーバ先の第２の制御局１２が、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から受信するユーザデータを、バッファする必要がない。
（第１の効果）ハンドオーバ元の第１の制御局１１が、ユーザデータを中継的に転送する必要がなくなり、転送遅延時間を短くすることができる。
（第２の効果）ハンドオーバ元の第１の制御局１１が、ハンドオーバ先の第２の制御局１２の転送情報を保持し、ハンドオーバ後に、その転送情報を削除するという処理が必要ない。即ち、コアシステム３のユーザプレーン機能３２がハンドオーバ元の第１の制御局１１へ、ハンドオーバ元転送停止要求を送信する必要もない。
（第３の効果）ハンドオーバ先の第２の制御局１２が、コアシステム３のユーザプレーン機能３２から受信するユーザデータを、バッファする必要がない。
【0061】
また、本発明によれば、端末が制御局間の境界エリアに位置する場合であっても、ハンドオーバが連続的に発生しないようにすることができる。これによって、ハンドオーバにおける制御局とコアシステムとの間のシーケンスが増加しないようにすることができる。
【0062】
尚、これにより、例えば「端末のハンドオーバにおけるネットワークリソースを低減させることができる」ことから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
【0063】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【0064】
１ 基地局
１０ アンテナ局
１１ ハンドオーバ元の第１の制御局
１２ ハンドオーバ先の第２の制御局
２ 端末
３ コアシステム
３１ コントロールプレーン機能
３２ ユーザプレーン機能
１０ アンテナ局
１１ ハンドオーバ元の第１の制御局
１２ ハンドオーバ先の第２の制御局
２ 端末
３ コアシステム
３１ コントロールプレーン機能
３２ ユーザプレーン機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】