JP6563602B2 - 無線通信システムにおけるマスタ端末及びそのコンパニオン装置のモビリティをサポートする方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、無線通信システムにおけるマスタ端末（ＵＥ；User Equipment）及びそのコンパニオン装置（companion device）のモビリティ（mobility）をサポートする方法及び装置に関する。

３ＧＰＰ ＬＴＥは、高速パケット通信を可能とするための技術である。ＬＴＥの目標であるユーザ及び事業者のコスト節減、サービス品質向上、カバレッジ拡張及びシステム容量増大のために多くの方式が提案された。３ＧＰＰ ＬＴＥは、上位レベルの必要条件として、ビット当たりのコスト節減、サービス有用性の向上、周波数バンドの柔軟な使用、簡単な構造、オープンインターフェース及び端末の適切な電力消費を要求する。

スマートウォッチ（smart watches）などのウェアラブル装置は、市販されている新しいタイプのユーザ機器として現在利用可能である。ウェアラブル装置の数が増加するに応じて、このようなデバイスに対する顧客の要求が大きくなっている。例えば、顧客は、一般的なウォッチのバッテリ寿命などのように、スマートウォッチからの非常に長いバッテリ寿命を期待する。また、例えば、音声、ストリーミング、ｅＨｅａｌｔｈ、一般的なスマートフォンなどの、遅延センシティブ（delay sensitive）サービスを含む多様なアプリケーション／サービスに対するサポートも期待する。

長いバッテリ寿命を提供するために、３ＧＰＰは、Ｒｅｌ−１２では節電モード（power saving mode）を標準化し、Ｒｅｌ−１３では拡張された不連続受信（ＤＲＸ；Discontinuous Reception）を標準化した。しかし、このような特徴は、ＬＴＥアクセスをサポートするウェアラブル装置における遅延センシティブサービスに適しない。また、Ｒｅｌ−１２ ＭＴＣ（Machine-Type Communication）の端末（ＵＥ；User Equipment）カテゴリ０及びＲｅｌ−１３ ＭＴＣの新しいＵＥカテゴリは、このようなウェアラブル装置により使われる多様なアプリケーション／サービスを完全にサポートできない。

３ＧＰＰ ＳＡ１研究項目（study item）である新しいＳＭＡＲＴＥＲ（Services and Markets Technology Enablers）が進展した。ＳＭＡＲＴＥＲの側面（aspects）のうちの一つは、ウェアラブル装置及びＩｏＴ（internet-of-things）装置に向上した接続（連結）性（connectivity）を提供することである。向上した接続性により他のＵＥを介して装置をネットワークに接続できる。装置は、ネットワークに対する直接接続（direct connection）と中継接続（relayed connection）との間でスイッチできる。

市販されているウェアラブル装置は、ＵＥ間の短距離通信無線接続技術（radio access technology、ＲＡＴ）のためのブルートゥース（登録商標）及びＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）をサポートする。市販されている装置を考慮すれば、ブルートゥース（登録商標）又はＷＬＡＮを介して向上した接続性をサポートすることは興味深いことである。一方、ブルートゥース（登録商標）及びＷＬＡＮは、互いに異なるサービス品質（ＱｏＳ；quality of service）を有する多様なサービスを完全にサポートすることはできない。

ウェアラブル装置が向上した接続性により他のＵＥを介してネットワークに接続される場合、ウェアラブル装置に対するモビリティ、即ち、ハンドオーバ手順が考慮されなければならない。

本発明は、無線通信システムにおけるマスタ端末（ＵＥ；User Equipment）及びそのコンパニオン装置のモビリティをサポートする方法及び装置を提供する。本発明は、マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥの両方のＵＥコンテキスト（コンテクスト）（UE context）を含むハンドオーバ要求メッセージを転送（送信）する（transmitting）方法及び装置を提供する。

一態様において、無線通信システムにおけるターゲットｅノードＢ（ｅＮＢ；eNodeB）がハンドオーバ手順を実行する方法が提供される。方法は、ソースｅＮＢからマスタ端末（ＵＥ；User Equipment）のＵＥコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストを有するハンドオーバ要求メッセージを受信し、マスタＵＥとコンパニオンＵＥとの間の関係を識別することを有する。

他の態様において、無線通信システムにおけるハンドオーバ手順のターゲットｅＮＢ（eNodeB）が提供される。ターゲットｅＮＢは、メモリと、メモリに接続されるプロセッサと、を有し、プロセッサは、ソースｅＮＢからマスタ端末（ＵＥ；User Equipment）のＵＥコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストを有するハンドオーバ要求メッセージを受信し、マスタＵＥとコンパニオンＵＥとの間の関係を識別する。

ウェアラブル装置がターゲットｅＮＢ（eNodeB）に効率的にハンドオーバされることができる。

ＬＴＥシステムの構造を示す図である。 一般的なＥ−ＵＴＲＡＮ及びＥＰＣの構造のブロック図である。 ＬＴＥシステムのユーザプレーンプロトコルスタックのブロック図である。 ＬＴＥシステムの制御プレーンプロトコルスタックのブロック図である。 物理チャネル構造の一例を示す図である。 コンパニオン（companion）ＵＥのためのネットワークへの中継ベース接続の例を示す図である。 マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥの両方に対するモビリティの例を示す図である。 本発明の一実施例によるハンドオーバ手順を実行する方法を示す図である。 本発明の実施例が具現される無線通信システムを示す図である。

以下の技術は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）などの多様な無線通信システムに使われることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Universal Terrestrial Radio Access）やＣＤＭＡ２０００などの無線技術で具現されることができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）／ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）／ＥＤＧＥ（Enhanced Data rates for GSM ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの無線技術で具現されることができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１（Wi-Fi（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１６（WiMAX）、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（evolved UTRA）などの無線技術で具現されることができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｍは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅから発展したもの（evolution）であり、ＩＥＥＥ８０２．１６に基づくシステムとの後方互換性（backward compatibility）を提供する。ＵＴＲＡは、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）の一部である。第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ；3rd Generation Partnership Project）ＬＴＥ（Long Term Evolution）は、Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access）を使用するＥ−ＵＭＴＳ（Evolved UMTS）の一部であり、ダウンリンクでＯＦＤＭＡを採用し、アップリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Advanced）は、３ＧＰＰ ＬＴＥから発展したものである。

説明を明確にするために、ＬＴＥ−Ａを中心に記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。

図１は、ＬＴＥシステムの構造を示す。通信ネットワークは、ＩＭＳ及びパケットデータを介したインターネット電話（Voice over internet protocol：VoIP）などの多様な通信サービスを提供するために広く設置される。

図１を参照すると、ＬＴＥシステム構造は、一つ又は複数の端末（ＵＥ）１０、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network）及びＥＰＣ（Evolved Packet Core）を含む。端末１０は、ユーザにより携帯される（carried by）通信装置である。端末１０は、固定されてもよいし、モビリティを有してもよく、ＭＳ（Mobile Station）、ＵＴ（User Terminal）、ＳＳ（Subscriber Station）、無線機器（wireless device）等、他の用語で呼ばれることもある。

Ｅ−ＵＴＲＡＮは一つ又は複数のｅＮＢ（evolved node-B）２０を含み、一つのセルに複数のＵＥが存在することができる。ｅＮＢ２０は、制御プレーン（control plane）及びユーザプレーン（user plane）の終端点をＵＥに提供する。ｅＮＢ２０は、一般に、ＵＥ１０と通信する固定された局（ポイント）（fixed station）をいい、ＢＳ（Base Station）、アクセスポイント（access point）など、他の用語で呼ばれることがある。一つのｅＮＢ２０はセル毎に配置できる。

以下、ＤＬはｅＮＢ２０からＵＥ１０への通信を意味し、ＵＬはＵＥ１０からｅＮＢ２０への通信を意味する。ＤＬにおいて、送信器はｅＮＢ２０の一部であり、受信器はＵＥ１０の一部でありうる。ＵＬにおいて、送信器はＵＥ１０の一部であり、受信器はｅＮＢ２０の一部でありうる。

ＥＰＣは、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）及びＳ−ＧＷ（Serving GateWay）を含む。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ ３０は、ネットワークの終端に配置できる。明確性のために、本願において、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ ３０は単純に“ゲートウェイ”と称されるが、このようなエンティティ（entity）は、ＭＭＥ及びＳ−ＧＷを含むものとして理解される。ＰＤＮ（Packet Data Network）ゲートウェイ（P-GW）は、外部ネットワークに接続できる。

ＭＭＥは、ｅＮＢ２０へのＮＡＳ（non-access stratum）シグナリング、ＮＡＳシグナリングセキュリティ（保安）（security）、ＡＳ（Access Stratum）セキュリティ制御、３ＧＰＰアクセスネットワーク間のモビリティのためのｉｎｔｅｒ ＣＮ（Core Network）（ＣＮ間）ノードシグナリング、（ページング再転送の制御及び実行を含む）アイドルモード端末到達可能性、（アイドルモード及び活性化モードであるＵＥのための）トラッキング領域リスト管理、Ｐ−ＧＷ（ＰＤＮ（Packet Data Network） GateWay）及びＳ−ＧＷ選択、ＭＭＥ変更に伴うハンドオーバのためのＭＭＥ選択（MME selection for handovers with MME change）、２Ｇ又は３Ｇ ３ＧＰＰアクセスネットワークへのハンドオーバのためのＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）選択、ローミング、認証、専用ベアラ設定を含むベアラ管理機能、（地震／津波警報システム（ＥＴＷＳ）、及び商用モバイル警報システム（ＣＭＡＳ）を含む）ＰＷＳ（Public Warning System）メッセージ転送のサポートなどの多様な機能を提供する。Ｓ−ＧＷホストは、（例えば、ディープパケットインスペクション（deep packet inspection）を通じた）ユーザ別ベースの（per-user based）パケットフィルタリング、ローフルインターセプション（lawful interception）、端末ＩＰ（Internet Protocol）アドレス割当、ＤＬにおけるトランスポートレベル（transport level）パケットマーキング（packet marking）、ＵＬ／ＤＬサービスレベル課金、ゲーティング及びレート強制（rate enforcement）、ＡＰＮ−ＡＭＢＲ（Access Point Name Aggregate Maximum Bit Rate）に基づいたＤＬレート強制の各種の機能を提供する。

ユーザトラフィック転送又は制御トラフィック転送のためのインターフェースが使用できる。ＵＥ１０とｅＮＢ２０とは、Ｕｕインターフェースにより接続される。ｅＮＢ２０は、Ｘ２インターフェースにより相互間で接続される。隣り合うｅＮＢ２０は、Ｘ２インターフェースによるメッシュネットワーク（meshed network）構造を有することができる。複数のノードは、ｅＮＢ２０とゲートウェイ３０との間におけるＳ１インターフェースを介して接続できる。

図２は、一般的なＥ−ＵＴＲＡＮ及びＥＰＣの構造のブロック図である。図２を参照すると、ｅＮＢ２０は、ゲートウェイ３０に対する選択、無線リソース制御（ＲＲＣ；Radio Resource Control）活性化（activation）中のゲートウェイ３０へのルーティング（routing）、ページングメッセージのスケジューリング及び転送、ＢＣＨ（Broadcast CHannel）情報のスケジューリング及び転送、ＵＬ及びＤＬにおけるＵＥ１０へのリソースの動的割当、ｅＮＢ測定の設定（configuration）及び提供（provisioning）、無線ベアラ制御、ＲＡＣ（Radio Admission Control）（無線許可制御）及びＬＴＥ活性状態における接続モビリティ（連結移動性）制御機能を実行することができる。前述したように、ゲートウェイ３０は、ＥＰＣでページング開始、ＬＴＥアイドル状態管理、ユーザプレーンの暗号化、ＳＡＥベアラ制御及びＮＡＳシグナリングの暗号化及び完全性保護（integrity protection）機能を実行することができる。

図３は、ＬＴＥシステムのユーザプレーンプロトコルスタックのブロック図である。図４は、ＬＴＥシステムの制御プレーンプロトコルスタックのブロック図である。ＵＥとＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコルの階層は、通信システムで広く知られたＯＳＩ（Open System Interconnection）モデルの下位３層に基づいて、Ｌ１（第１層）、Ｌ２（第２層）、及びＬ３（第３層）に区分される。

物理層（ＰＨＹ；PHYsical layer）はＬ１に属する。物理層は、物理チャネルを介して上位層に情報転送サービスを提供する。物理層は、上位層であるＭＡＣ（Media Access Control）層とトランスポート（転送）チャネル（transport channel）を介して接続される。物理チャネルは、トランスポートチャネルにマッピングされる。トランスポートチャネルを介してＭＡＣ層と物理層との間でデータが転送される。互いに異なる物理層間、即ち送信器の物理層と受信器の物理層との間で、データは、物理チャネルを介して転送される。

ＭＡＣ層、ＲＬＣ（Radio Link Control）層、及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）層はＬ２に属する。ＭＡＣ層は、論理チャネル（logical channel）を介して上位層であるＲＬＣ層にサービスを提供する。ＭＡＣ層は、論理チャネル上のデータ転送サービスを提供する。ＲＬＣ層は、信頼性あるデータ転送をサポートする。一方、ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ層の内部の機能ブロックで具現されることができ、この際、ＲＬＣ層は存在しないこともある。ＰＤＣＰ層は、相対的に帯域幅の小さい無線インターフェース上でＩＰｖ４又はＩＰｖ６などのＩＰパケットを導入して転送されるデータが効率良く転送されるように不要な制御情報を減らすヘッダ圧縮機能を提供する。

ＲＲＣ（Radio Resource Control）層は、Ｌ３に属する。Ｌ３の最も下端部分に位置するＲＲＣ層は、制御プレーンのみで定義される。ＲＲＣ層は、ＲＢ（Radio Bearer）などの設定（configuration）、再設定（re-configuration）、及び解放（解除）（release）と関連して論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルなどの制御を担当する。ＲＢは、ＵＥとＥ−ＵＴＲＡＮとの間のデータ転送のためにＬ２により提供されるサービスを意味する。

図３を参照すると、ＲＬＣ層及びＭＡＣ層（ネットワーク側においてｅＮＢで終了）は、スケジューリング、ＡＲＱ及びＨＡＲＱなどの機能を実行することができる。ＰＤＣＰ層（ネットワーク側においてｅＮＢで終了）は、ヘッダ圧縮、完全性保護、及び暗号化などのユーザプレーン機能を実行することができる。

図４を参照すると、ＲＬＣ／ＭＡＣ層（ネットワーク側においてｅＮＢで終了）は、制御プレーンのために同一の機能を実行することができる。ＲＲＣ層（ネットワーク側においてｅＮＢで終了）は、ブロードキャスト（放送）（broadcasting）、ページング、ＲＲＣ接続管理、ＲＢ制御、モビリティ機能、及びＵＥ測定報告及び制御などの機能を実行することができる。ＮＡＳ制御プロトコル（ネットワーク側におけるゲートウェイのＭＭＥで終了）は、ＳＡＥベアラ管理、認証、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥモビリティ管理、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥにおけるページング開始、及びゲートウェイとＵＥとの間のシグナリングのためのセキュリティ制御などの機能を実行することができる。

図５は、物理チャネル構造の一例を示す。物理チャネルは、無線リソースを通じてＵＥの物理層とｅＮＢの物理層との間のシグナリング及びデータを転送する。物理チャネルは、時間領域における複数のサブフレームと周波数領域における複数の副搬送波とで構成される。１ｍｓである一つのサブフレームは、時間領域で複数のシンボルで構成される。該当サブフレームの特定シンボル、例えばサブフレームの第１のシンボルはＰＤＣＣＨのために使用できる。ＰＤＣＣＨは、ＰＲＢ（Physical Resource Block）及びＭＣＳ（Modulation and Coding Schemes）などの動的に割り当てられたリソースを運ぶことができる。

ＤＬトランスポートチャネルは、システム情報を転送するために使われるＢＣＨ（Broadcast CHannel）、ＵＥをページングするために使われるＰＣＨ（Paging CHannel）、ユーザトラフィック又は制御信号を転送するために使われるダウンリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ；DownLink Shared CHannel）、マルチキャスト又はブロードキャストサービス転送のために使われるＭＣＨ（Multicast CHannel）などを含む。ＤＬ−ＳＣＨは、ＨＡＲＱ、変調、コーディング及び転送電力の変化による動的リンク適応及び動的／準静的（semi-static）リソース割当をサポートする。また、ＤＬ−ＳＣＨは、セル全体におけるブロードキャスト及びビームフォーミングの使用を可能にすることができる。

ＵＬトランスポートチャネルは、一般にセルへの初期接続（initial access）のために使われるＲＡＣＨ（Random Access CHannel）、ユーザトラフィック、又は制御信号を転送するために使われるアップリンク共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ；UpLink Shared CHannel）などを含む。ＵＬ−ＳＣＨは、ＨＡＲＱ及び転送電力及び潜在的な変調及びコーディングの変化による動的リンク適応をサポートする。また、ＵＬ−ＳＣＨは、ビームフォーミングの使用を可能にすることができる。

論理チャネルは、転送される情報の種類によって、制御プレーンの情報伝達のための制御チャネルとユーザプレーンの情報伝達のためのトラフィックチャネルとに分類される。即ち、論理チャネルタイプの集合（セット）は、ＭＡＣ層により提供される互いに異なるデータ転送サービスのために定義される。

制御チャネルは、制御プレーンの情報伝達のみのために使われる。ＭＡＣ層により提供される制御チャネルは、ＢＣＣＨ（Broadcast Control CHannel）、ＰＣＣＨ（Paging Control CHannel）、ＣＣＣＨ（Common Control CHannel）、ＭＣＣＨ（Multicast Control CHannel）、及びＤＣＣＨ（Dedicated Control CHannel）を含む。ＢＣＣＨは、システム制御情報をブロードキャストするためのＤＬチャネルである。ＰＣＣＨは、ページング情報の転送のためのＤＬチャネルであり、ネットワークがＵＥのセル単位の位置を知らないときに使われる。ＣＣＣＨは、ネットワークとＲＲＣ接続を有しないとき、ＵＥにより使われる。ＭＣＣＨは、ネットワークからＵＥにＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast Multicast Services）制御情報を転送するために使われる一対多のＤＬチャネルである。ＤＣＣＨは、ＵＥとネットワークとの間における専用制御情報転送のために、ＲＲＣ接続を有するＵＥにより使われる一対一の両方向チャネルである。

トラフィックチャネルは、ユーザプレーンの情報伝達のみのために使われる。ＭＡＣ層により提供されるトラフィックチャネルは、ＤＴＣＨ（Dedicated Traffic CHannel）及びＭＴＣＨ（Multicast Traffic CHannel）を含む。ＤＴＣＨは、一対一のチャネルであって、一つのＵＥのユーザ情報の転送のために使われ、ＵＬ及びＤＬの両方に存在することができる。ＭＴＣＨは、ネットワークからＵＥにトラフィックデータを転送するための一対多のＤＬチャネルである。

論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のＵＬ接続は、ＵＬ−ＳＣＨにマッピングできるＤＣＣＨ、ＵＬ−ＳＣＨにマッピングできるＤＴＣＨ、及びＵＬ−ＳＣＨにマッピングできるＣＣＣＨを含む。論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のＤＬ接続は、ＢＣＨ又はＤＬ−ＳＣＨにマッピングできるＢＣＣＨ、ＰＣＨにマッピングできるＰＣＣＨ、ＤＬ−ＳＣＨにマッピングできるＤＣＣＨ、ＤＬ−ＳＣＨにマッピングできるＤＴＣＨ、ＭＣＨにマッピングできるＭＣＣＨ、及びＭＣＨにマッピングできるＭＴＣＨを含む。

ＲＲＣ状態は、ＵＥのＲＲＣ層がＥ−ＵＴＲＡＮのＲＲＣ層と論理的に接続されている（connected）か否かを指示する。ＲＲＣ状態は、ＲＲＣ接続状態（ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）及びＲＲＣアイドル状態（ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ）などの２種類に分けられる。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥで、ＵＥがＮＡＳにより設定されたＤＲＸ（Discontinuous Reception）を指定する間に、ＵＥは、システム情報及びページング情報のブロードキャストを受信することができる。そして、ＵＥは、トラッキング領域でＵＥを固有に指定する識別子（ＩＤ；IDentification）の割当を受けて、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）選択及びセル再選択を実行することができる。またＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、いかなるＲＲＣコンテキストもｅＮＢに記憶されない（stored）。

ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤにおいて、ＵＥは、Ｅ−ＵＴＲＡＮでＥ−ＵＴＲＡＮ ＲＲＣ接続及びコンテキストを有し、ｅＮＢにデータを転送及び／又はｅＮＢからデータを受信することが可能である。また、ＵＥは、ｅＮＢにチャネル品質情報及びフィードバック情報を報告することができる。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤにおいて、Ｅ−ＵＴＲＡＮは、ＵＥが属するセルを知ることができる。したがって、ネットワークは、ＵＥにデータを転送及び／又はＵＥからデータを受信することができ、ネットワークは、ＵＥのモビリティ（ハンドオーバ及びＮＡＣＣ（Network Assisted Cell Change）を通じてのＧＥＲＡＮ（GSM（登録商標） EDGE Radio Access Network）でｉｎｔｅｒ−ＲＡＴ（Radio Access Technology）（ＲＡＴ間）セル変更指示）を制御することができ、ネットワークは、隣り合うセルのためにセル測定を実行することができる。

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥにおいて、ＵＥは、ページングＤＲＸ周期を指定する。具体的には、ＵＥは、ＵＥ固有（UE specific）ページングＤＲＸ周期毎の特定のページング機会（paging occasion）にページング信号をモニタリングする。ページング機会は、ページング信号が転送される間の時間区間である。ＵＥは、自体だけのページング機会を有する。ページングメッセージは、同一のトラッキング領域（ＴＡ；Tracking Area）に属する全てのセル上に転送される。ＵＥが一つのＴＡから他のＴＡに移動すれば、ＵＥは、自体の位置をアップデートするためにネットワークにＴＡＵ（Tracking Area Update）メッセージを転送することができる。

ＬＴＥ技術を使用して低コストのＭＴＣ（Machine Type Communication）装置を接続して管理することに大きな関心がある。また、このような低コスト装置の重要な一例はウェアラブルであり、ほとんどの場合中継の役割を行うことができるスマートフォンに近接できるというメリットを有する。低コスト装置の場合、非３ＧＰＰ短距離技術を含む、装置−対−装置（Ｄ２Ｄ；device-to-device）のアプリケーションが論議された。特に、Ｄ２Ｄ支援ウェアラブル及びＭＴＣアプリケーション（D2D aided wearable and MTC applications）を可能にするために、より向上されたＬＴＥ技術の二つの主要な側面がある。

１）ＵＥ−対−ネットワーク中継機能の改善（enhancement）：近接ベースサービス（ProSe；proximity-based services）におけるＵＥ−対−ネットワーク中継アーキテクチャは、アクセス層（access stratum）において遠隔ＵＥのトラフィックを中継ＵＥのトラフィックと差別化しない。このモデルは、ネットワーク及び運用者の、例えば、課金（billing）又はセキュリティのために遠隔ＵＥを別途の装置として取り扱う能力を制限する。特に、３ＧＰＰセキュリティ関連は、決してネットワークと遠隔ＵＥとの間の終端間（Ｅ２Ｅ；end-to-end）に到達せず、これは、中継ＵＥが遠隔ＵＥの通信に対する平文（クリアテキスト）（clear text）アクセスを有することを意味する。ＵＥ−対−ネットワーク中継は、中継リンクを介した終端間セキュリティ、サービス連続性、Ｅ２Ｅ ＱｏＳ（Quality of Service）をサポートすることにおいて向上しなければならず、ここで、複数の（多重）（multiple）遠隔ＵＥとの可能な、効率的な動作、及びＵｕとＤ２Ｄ無線インターフェースとの間の効率的な経路スイッチ（path switching）がサポートされる。

Ｄ２Ｄを使用した中継は、ブルートゥース（登録商標）及びＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などの非３ＧＰＰ技術に基づいて行われることもある。このような技術に対するサービス連続性などのいくつかの向上により、中継を商業的な使用事例でより魅力的なものにすることができる。直接Ｕｕ接続が以前より実用的でなくなる（例えば、バッテリの大きさの制限などの）フォーム−ファクタ制限だけでなく、ユーザのスマートフォンに近接した使用パターンにより、このような技術はウェアラブルに特に有用である（This can be especially useful to wearables due to their usage patterns with proximity to the user's smartphone, as well as form-factor limitations that may make a direct Uu connection less practical (e.g. limits on battery size)）。

中継により（即ち、トラフィックが中継される）遠隔ＵＥに対する相当な電力節減が可能である。これは、特にディープカバレッジ（deep coverage）シナリオで適用される。中継を導入する費用効率の高い（cost effective）方法のうちの一つは、遠隔装置と中継装置との間の単方向（unidirectional）Ｄ２Ｄリンクを使用することである。この場合、遠隔ＵＥからＵＬデータのみを中継するときに中継ＵＥが利用される。このようなアプローチの利点は、Ｄ２Ｄ受信のための追加ＲＦ（Radio Frequency）能力が遠隔ＵＥに追加されないことである。

２）低電力、低速及び低複雑度／低コスト装置を少なくともサポートするために、信頼できるユニキャストＰＣ５リンクを可能にする改善：ＮＢ−ＩｏＴ（narrowband internet-of-things）及びｅＭＴＣ（enhanced MTC）の研究中に開発されたアイデアを再使用して低コストＤ２Ｄ装置が具現されることができる。例えば、ＮＢ−ＩｏＴ／ｅＭＴＣ ＵＬ波形などが再使用されることができる。このような装置は、インターネット／クラウドと通信して近距離装置と通信するために潜在的に単一モデムを使用する。公共安全使用事例により推進されるブロードキャスト指向設計に由来した現在のＰＣ５リンク設計は、任意のリンク適応及びフィードバックメカニズムの欠如により低電力及び信頼可能なＤ２Ｄ通信を妨害するボトルネックの現象を示す。このような短所により電力消費、スペクトラム効率及び装置複雑性の側面でウェアラブル及びＭＴＣ使用事例に対する目標性能メトリックを達成することが可能でない。減少された消費電力及び低複雑度は、一般に小型フォームファクタ（形状因子）（form factors）及び長いバッテリ寿命を特徴とするウェアラブル及びＭＴＣ使用事例の核心となる属性である。

図６は、コンパニオン（companion）ＵＥのためのネットワークへの中継ベース接続（relay based connection）の例を示す。図６を参照すると、コンパニオンＵＥは、３ＧＰＰアクセスネットワークによりネットワークに直接接続されることができる。その代案として、コンパニオンＵＥは、中継ベース接続により間接的にマスタＵＥを介してネットワークに接続されることができる。中継ベース接続を使用するコンパニオンＵＥは、コンパニオンＵＥがＵｕ動作をオフにする間にも、マスタＵＥとの中継ベース接続を介してＲＲＣ／ＮＡＳメッセージなどの制御シグナリングを交換することができる。ＩｏＴサービスだけでなく、一般サービスが中継ベース接続を介して使われると仮定することができる。コンパニオンＵＥは、ＬＴＥに対する通常のＵＥ能力、例えば、Ｃａｔ４又はそれ以上をサポートすることができる。

コンパニオンＵＥとマスタＵＥとは、ブルートゥース（登録商標）などの短距離通信ＲＡＴ、ＷＬＡＮ又は３ＧＰＰアクセスネットワークを介して接続されることができる。コンパニオンＵＥは、直接接続から中継ベース接続に、又は、その逆に、ネットワークへの接続をスイッチすることができる。しかし、従来技術は、マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥのモビリティを共に考慮しない。即ち、ハンドオーバ手順のターゲットｅＮＢの観点で、ターゲットｅＮＢは、マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥが共にハンドオーバされるか、又はただ一つのＵＥがハンドオーバされるかを確認することができない。したがって、隣り合うｅＮＢへのハンドオーバによる潜在的な問題を解決する方法が提示されなければならない。

図７は、マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥの両方に対するモビリティの例を示す。図７を参照すると、マスタＵＥは、３ＧＰＰアクセスネットワークによりｅＮＢ１に接続される。また、コンパニオンＵＥは、マスタＵＥを介してネットワークに接続される。コンパニオンＵＥとマスタＵＥとは、３ＧＰＰアクセスネットワーク、ブルートゥース（登録商標）又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）を介して互いに接続されることができる。

マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥは、ｅＮＢ１からｅＮＢ２にハンドオーバされるように意図されることができる。このような場合、ｅＮＢ１、即ち、ソースｅＮＢは、ハンドオーバ要求メッセージをｅＮＢ２、即ち、ターゲットｅＮＢに転送する。ハンドオーバ要求メッセージは、マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥの両方のＵＥコンテキストを含むことができる。より詳しくは、マスタＵＥ及びコンパニオンＵＥの両方のＵＥコンテキストは、マスタＵＥとコンパニオンＵＥとが互いに対になることを指示することができる。例えば、ハンドオーバ要求メッセージにマスタＵＥ及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストが存在することにより、ｅＮＢ２は、二つのＵＥが一対であることを識別することができる。

前述したＵＥコンテキストは、発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク無線アクセスベアラ（Ｅ−ＲＡＢ；E-UTRAN radio access bearer）に対応できる。マスタＵＥのＥ−ＲＡＢとコンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢとは、区別されなければならない。Ｅ−ＲＡＢ ＩＤ、Ｅ−ＲＡＢレベルＱｏＳパラメータ、ＤＬフォワーディング（DL Forwarding）、又はＵＬ汎用パケット無線サービストンネルプロトコル（ＧＴＰ；GPRS tunneling protocol）トンネルエンドポイントのうちの一つによりマスタＵＥのＥ−ＲＡＢとコンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢとの区別が実現されることができる。

また、マスタＵＥのＲＲＣコンテキストとコンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストとは、指示子（ＩＤ；Indicator）により区別されることができる。又は、マスタＵＥのＲＲＣコンテキストとコンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストとが一つのＲＲＣコンテキストにマージされる（merged into）ことができる。また、マスタＵＥの測定報告とコンパニオンＵＥの測定報告とも区別されることができる。

ハンドオーバ要求メッセージに含まれているマスタＵＥ及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストを利用して、ターゲットｅＮＢは、マスタＵＥとコンパニオンＵＥとの間の関係を識別することができる。したがって、ｅＮＢは、Ｅ−ＲＡＢを受け入れる（受諾する）（accept）方法又は制御プレーンＲＲＣパラメータを使用する方法を決定する場合、対応動作を取ることができる。したがって、サービス連続性が保証されることができる。

図８は、本発明の一実施例によるハンドオーバ手順を実行するための方法を示す。この実施例において、コンパニオンＵＥは、マスタＵＥを介してソースｅＮＢに接続される。コンパニオンＵＥは、３ＧＰＰアクセスネットワーク、ブルートゥース（登録商標）又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）のうちの一つを介してマスタＵＥに接続される。

ステップＳ１００において、ソースｅＮＢは、マスタＵＥのＵＥコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストを含むハンドオーバ要求メッセージをターゲットｅＮＢに転送する。マスタＵＥのＵＥコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、マスタＵＥとコンパニオンＵＥとが一対であることを指示することができる。マスタＵＥのＵＥコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストＵＥは、マスタＵＥのＥ−ＲＡＢ及びコンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢに各々対応できる。このような場合、マスタＵＥのＥ−ＲＡＢとコンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢとは、Ｅ−ＲＡＢ ＩＤ、Ｅ−ＲＡＢレベルＱｏＳパラメータ、ＤＬフォワーディング又はＵＬ ＧＴＰトンネルエンドポイントのうちの一つにより互いに区別されることができる。又は、マスタＵＥのＵＥコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、マスタＵＥのＲＲＣコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストに各々対応できる。このような場合、マスタＵＥのＲＲＣコンテキストとコンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストとは、互いに区別されるか、又は一つのＲＲＣコンテキストにマージされることができる。又は、マスタＵＥのＵＥコンテキスト及びコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、マスタＵＥの測定報告及びコンパニオンＵＥの測定報告に各々対応できる。このような場合、マスタＵＥの測定リポートとコンパニオンＵＥの測定リポートとは、互いに区別されることができる。

ステップＳ１１０において、ターゲットｅＮＢは、マスタＵＥとコンパニオンＵＥとの間の関係を識別する。したがって、ターゲットｅＮＢは、Ｅ−ＲＡＢを受け入れる方法又は制御プレーンＲＲＣパラメータを使用する方法を決定する場合、対応動作を取ることができる。したがって、サービス連続性が保証されることができる。

図９は、本発明の実施例が具現される無線通信システムを示す。

第１のｅＮＢ８００は、プロセッサ（processor）８１０、メモリ（memory）８２０及び送受信部（transceiver）８３０を含むことができる。プロセッサ８１０は、本明細書で説明された機能、過程及び／又は方法を具現するように構成されることができる。無線インターフェースプロトコルの階層は、プロセッサ８１０により具現されることができる。メモリ８２０は、プロセッサ８１０と接続され、プロセッサ８１０が動作する（operate）ための多様な情報を記憶する。送受信部８３０は、プロセッサ８１０と接続され、無線信号を送信及び／又は受信する。

第２のｅＮＢ９００は、プロセッサ９１０、メモリ９２０及び送受信部９３０を含むことができる。プロセッサ９１０は、本明細書で説明された機能、過程及び／又は方法を具現するように構成されることができる。無線インターフェースプロトコルの階層は、プロセッサ９１０により具現されることができる。メモリ９２０は、プロセッサ９１０と接続され、プロセッサ９１０が動作するための多様な情報を記憶する。送受信部９３０は、プロセッサ９１０と接続され、無線信号を送信及び／又は受信する。

プロセッサ８１０、９１０は、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、他のチップセット、論理回路、及び／又はデータ処理装置を備えることができる。メモリ８２０、９２０は、ＲＯＭ（read-only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、メモリカード、記憶媒体、及び／又は他の記憶装置を備えることができる。送受信部８３０、９３０は、無線周波数信号を処理するためのベースバンド回路を備えることができる。実施形態がソフトウェアで実現されるとき、上述した技法は、上述した機能を果たすモジュール（過程、機能等）で実現されることができる。モジュールは、メモリ８２０、９２０に記憶され、プロセッサ８１０、９１０により実行されることができる。メモリ８２０、９２０は、プロセッサ８１０、９１０の内部又は外部にありうるし、よく知られた様々な手段にてプロセッサ８１０、９１０と接続されることができる。

前述した例示的なシステムにおいて、前述した本発明の特徴によって実現されることができる方法は、流れ図に基づいて説明された。便宜上、方法は、一連のステップ又はブロックで説明したが、請求された本発明の特徴は、ステップ又はブロックの順序に限定されるものではなく、あるステップは、異なるステップと、前述と異なる順序で又は同時に発生できる。また、当業者であれば、流れ図に示すステップが排他的でなく、他のステップが含まれるか、又は流れ図の１つ又は複数のステップが本発明の範囲に影響を及ぼさずに削除可能であることを理解することができる。

Claims (16)

1. 無線通信システムにおいてハンドオーバ手順を実行する方法であって、当該方法は、ターゲットｅノードＢ（ｅＮＢ）によって実行され、
   ソースｅＮＢから、マスタ端末（ＵＥ）のＵＥコンテキスト及びウェアラブル装置を含むコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストを有するハンドオーバ要求メッセージを受信し、
   前記ハンドオーバ要求メッセージに基づいて、前記マスタＵＥと前記コンパニオンＵＥとの間の関係を決定することを有し、
   前記マスタＵＥとコンパニオンＵＥとの間の関係は、前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキスト及び前記マスタＵＥのＵＥコンテキストの両方に基づいて、対であると決定され、
   前記コンパニオンＵＥは、前記マスタＵＥを介して前記ソースｅＮＢに接続される、方法。
2. 前記コンパニオンＵＥは、第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）アクセスネットワーク、ブルートゥース又はＷｉ−Ｆｉのうちの一つを介して前記マスタＵＥに接続される、請求項１に記載の方法。
3. 前記マスタＵＥのＵＥコンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、各々、前記マスタＵＥの発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク無線アクセスベアラ（Ｅ−ＲＡＢ）及び前記コンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢに関係する、請求項１に記載の方法。
4. 前記マスタＵＥのＥ−ＲＡＢと前記コンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢとは、Ｅ−ＲＡＢ識別子（ＩＤ）、Ｅ−ＲＡＢレベルサービス品質（ＱｏＳ）パラメータ、ダウンリンク（ＤＬ）フォワーディング又はアップリンク（ＵＬ）汎用パケット無線サービストンネルプロトコル（ＧＴＰ）トンネルエンドポイントのうちの一つに基づいて互いに区別される、請求項３に記載の方法。
5. 前記マスタＵＥのＵＥコンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、各々、前記マスタＵＥの無線リソース制御（ＲＲＣ）コンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストに関係する、請求項１に記載の方法。
6. 前記マスタＵＥのＲＲＣコンテキストと前記コンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストとは、互いに区別されるか、又は一つのＲＲＣコンテキストにマージされる、請求項５に記載の方法。
7. 前記マスタＵＥのＵＥコンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、各々、前記マスタＵＥの測定報告及び前記コンパニオンＵＥの測定報告に関係する、請求項１に記載の方法。
8. 前記マスタＵＥの測定報告と前記コンパニオンＵＥの測定報告とは、互いに区別される、請求項１に記載の方法。
9. 無線通信システムにおけるハンドオーバ手順を実行するターゲットｅノードＢ（ｅＮＢ）であって、
   送受信部と、
   メモリと、
   前記メモリ及び前記送受信部に動作可能に接続されるプロセッサと、を有し、
   前記プロセッサは、
   前記送受信部が、ソースｅＮＢから、マスタ端末（ＵＥ）のＵＥコンテキスト及びウェアラブル装置を含むコンパニオンＵＥのＵＥコンテキストを有するハンドオーバ要求メッセージを受信するよう制御し、
   前記ハンドオーバ要求メッセージに基づいて、前記マスタＵＥと前記コンパニオンＵＥとの間の関係を決定するよう構成され、
   前記マスタＵＥとコンパニオンＵＥとの間の関係は、前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキスト及び前記マスタＵＥのＵＥコンテキストの両方に基づいて、対であると決定され、
   前記コンパニオンＵＥは、前記マスタＵＥを介して前記ソースｅＮＢに接続される、ターゲットｅＮＢ。
10. 前記マスタＵＥのＵＥコンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、各々、前記マスタＵＥの測定報告及び前記コンパニオンＵＥの測定報告に関係する、請求項９に記載のターゲットｅＮＢ。
11. 前記コンパニオンＵＥは、第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）アクセスネットワーク、ブルートゥース又はＷｉ−Ｆｉのうちの一つを介して前記マスタＵＥに接続される、請求項９に記載のターゲットｅＮＢ。
12. 前記マスタＵＥの測定報告と前記コンパニオンＵＥの測定報告とは、互いに区別される、請求項９に記載のターゲットｅＮＢ。
13. 前記マスタＵＥのＵＥコンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、各々、前記マスタＵＥの発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク無線アクセスベアラ（Ｅ−ＲＡＢ）及び前記コンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢに関係する、請求項９に記載のターゲットｅＮＢ。
14. 前記マスタＵＥのＥ−ＲＡＢと前記コンパニオンＵＥのＥ−ＲＡＢとは、Ｅ−ＲＡＢ識別子（ＩＤ）、Ｅ−ＲＡＢレベルサービス品質（ＱｏＳ）パラメータ、ダウンリンク（ＤＬ）フォワーディング又はアップリンク（ＵＬ）汎用パケット無線サービストンネルプロトコル（ＧＴＰ）トンネルエンドポイントのうちの一つに基づいて互いに区別される、請求項１３に記載のターゲットｅＮＢ。
15. 前記マスタＵＥのＵＥコンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＵＥコンテキストは、各々、前記マスタＵＥの無線リソース制御（ＲＲＣ）コンテキスト及び前記コンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストに関係する、請求項９に記載のターゲットｅＮＢ。
16. 前記マスタＵＥのＲＲＣコンテキストと前記コンパニオンＵＥのＲＲＣコンテキストとは、互いに区別されるか、又は一つのＲＲＣコンテキストにマージされる、請求項１５に記載のターゲットｅＮＢ。