JP2014011775A

JP2014011775A - 基地局及び通信方法

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Publication number: JP2014011775A
Application number: JP2012149419A
Authority: JP
Inventors: Toru Uchino; 徹内野; Kohei Kiyoshima; 耕平清嶋; Takahiro Takiguchi; 貴啓瀧口
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2032-07-03
Also published as: JP5956853B2; WO2014007010A1

Abstract

【課題】第1のセルで送信されたRAプリアンブル信号に対するRAレスポンス信号が第2のセルで送信される場合において、第2のセルでユーザ装置が受信したRAレスポンス信号が、UEのRAプリアンブル信号に対応しているか否かが不明にならないようにすること。
【解決手段】第1のセルで送信されたランダムアクセス(RA)プリアンブル信号に対するRAレスポンス信号が第2のセルで送信される通信システムにおける基地局は、プリアンブルインデックス(PI)のうち、第2のセルにおいて未使用のPIを特定し、Pセルとして第2のセルが指定されているUEに対して、Sセルである第1のセルで使用するPIが通知されていた場合、Sセルで使用されるPI以外のPIを選択し、選択されたPIを第2のセルに在圏するユーザ装置に通知し、RAプリアンブル信号を受信し、RAレスポンス信号を送信する。
【選択図】図7

Description

開示される発明は基地局及び通信方法等に関連する。

LTEアドバンスト(LTE-Advanced)方式の通信システムにおいては、1つ又は複数のキャリアを用いて通信を行うことができる。複数のキャリアを用いて通信を行うことは、キャリアアグリゲーション(CA)と呼ばれる。CAを行う場合、相対的に信頼性が高いセルがプライマリセル(Pセル)に設定され、他の1つ以上のセルがセカンダリセル(Sセル)に設定される。従来のCAについては非特許文献1に記載されている。

Pセル及びSセルは周波数やカバレッジが異なる場合、別々に上り同期をとる必要がある。基地局(eNB)及びユーザ装置(UE)間の上り同期を確立するために、タイミングアドバンス(TA)と呼ばれる情報がユーザ装置(UE)に通知される。具体的にはTAはランダムアクセス(RA)手順により送信される。この場合におけるRA手順は、タイミングアドバンス、ハンドオーバ及びデータ発生時等においてネットワークがRAプリアンブルのリソースを指定するものである。従来のRA手順については非特許文献2に記載されている。

ところで、当該技術分野において、基地局(eNB)がプリアンブルインデックスをユーザ装置(UE)に通知し、通知されたプリアンブルインデックスに関連付けられているRAプリアンブルをユーザ装置(UE)が送信することを、Sセルでも行うことが検討されている。この場合、RAプリアンブルに対するRAレスポンスは、Pセルで送信される。この点については非特許文献3に記載されている。

上述したように、基地局(eNB)は、RAプリアンブルのプリアンブルインデックスを決定する際、個々のセル内で競合しないように決定される。すなわち、セル内で競合が発生しない限り、PセルとSセルで同じプリアンブルインデックスを同時に使用することは可能である。この技術を、SセルからRAプリアンブルを送信しPセルでRAレスポンスを送信する場合に適用すると、Pセルから送信されたRAレスポンスが、Pセルで送信されたRAプリアンブルに対応するのか、或いはSセルで送信されたRAプリアンブルに対応するのかが不明になってしまう。

開示される発明は、第1のセルで送信されたRAプリアンブル信号に対するRAレスポンス信号が第2のセルで送信される場合において、第2のセルでユーザ装置(UE)が受信したRAレスポンス信号が、そのユーザ装置(UE)のRAプリアンブル信号に対応しているか否かが不明になってしまう問題を解決することである。

開示される発明による基地局は、
第1のセルで送信されたランダムアクセス(RA)プリアンブル信号に対するRAレスポンス信号が第2のセルで送信される通信システムにおける基地局であって、
RAプリアンブル信号を指定するプリアンブルインデックスのうち、前記第2のセルにおいて未使用の1つ以上のプリアンブルインデックスを特定し、キャリアアグリゲーション(CA)におけるプライマリセル(Pセル)として前記第2のセルが指定されているユーザ装置に対して、CAにおけるセカンダリセル(Sセル)である前記第1のセルで使用するプリアンブルインデックスが通知されていた場合、前記未使用の1つ以上のプリアンブルインデックスのうち、前記Sセルで使用されているプリアンブルインデックス以外のプリアンブルインデックスを選択するRAプリアンブル管理部と、
前記RAプリアンブル管理部で選択されたプリアンブルインデックスを前記第2のセルに在圏するユーザ装置に通知し、該プリアンブルインデックスにより指定されるRAプリアンブル信号を該ユーザ装置から受信し、該RAプリアンブル信号に対する応答としてRAレスポンス信号を送信する通信部と
を有する基地局である。

開示される発明によれば、第1のセルで送信されたRAプリアンブル信号に対するRAレスポンス信号が第2のセルで送信される場合において、第2のセルでユーザ装置が受信したRAレスポンス信号が、そのユーザ装置のRAプリアンブル信号に対応しているか否かが不明になってしまう問題を解決することができる。

実施の形態で使用される通信システムを示す図。 CAが行われる例を示す図。 CAが行われる別の例を示す図。ネットワーク主導のランダムアクセス手順を示すシーケンス図。 CAを行っていないUE＃A及びUE＃Bが各自在圏しているセル1及びセル2においてRA手順を実行する様子を示す図。 CAを行っていないUE＃Aがセル2においてRA手順を実行する一方、CAを行っているUE＃Bがセル1及びセル2においてRA手順を実行する様子を示す図。基地局において使用される動作例を示すフローチャート。基地局の機能ブロック図。

添付図面を参照しながら以下の観点から実施形態を説明する。図中、同様な要素には同じ参照番号又は参照符号が付されている。

1．通信システム
2．RACH
3．動作例
4．基地局
5．変形例
これらの項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。

＜1．通信システム＞
図1は実施の形態で使用されるLTEアドバンスト方式の通信システムを示す。図1にはマクロ基地局(eNB)11と、マクロ基地局(eNB)11により制御されるマクロセル12と、マクロセル12内に位置するピコ基地局13と、ピコ基地局13により制御されるピコセル14と、マクロセル12内に位置する別のピコ基地局15と、ピコ基地局15により制御されるピコセル16及び17とが示されている。マクロ基地局(eNB)、ピコ基地局、マクロセル及びピコセルの数や大小関係は単なる一例に過ぎず、適切な任意の数及び大小関係とすることができる。

図示の通信システムにおいて、ユーザ装置(UE)(不図示)は、1つ又は複数のキャリアを用いて通信を行うことができる。個々のキャリアはコンポーネントキャリア(CC)と呼ばれる。図示の例において、マクロセル12のCCの周波数はf₁であり、ピコセル14のCCの周波数はf₃であり、ピコセル16のCCの周波数はf₂であり、ピコセル17のCCの周波数はf₃である。複数のキャリアを用いて通信を行うことは、キャリアアグリゲーション(CA)と呼ばれる。CAを行う場合、相対的に信頼性が高いコンポーネントキャリア(CC)のセルがプライマリセル(Pセル)に設定され、他の1つ以上のコンポーネントキャリア(CC)のセルがセカンダリセル(Sセル)に設定される。CAを行うためには、複数のCCのセルが地域的に重複していることに加えて、個々のセルがCAの通信処理を実行できるようになっている必要がある。言い換えれば、CAを実行できるCC又はセルの組み合わせが予め規定されている。図示の例の場合、マクロセル12とピコセル14とでCAを行うことができる。また、ピコセル16とピコセル17とでCAを行うことができる。他のセルの組み合わせでCAを行うことはできない。

図2は、20MHzのシステム帯域幅を有する第1のシステムのコンポーネントキャリアCC1と、CC1に隣接する20MHzのシステム帯域幅を有する第2のシステムのコンポーネントキャリアCC2とを用いてキャリアアグリゲーション(CA)を行う様子を示す。この場合、CC1及びCC2により全体で40MHzの帯域幅を用いて通信を行うことができる。

図3は、10MHzのシステム帯域幅を有する第1のシステムのコンポーネントキャリアCC1と、CC1から隔たった10MHzのシステム帯域幅を有する第2のシステムのコンポーネントキャリアCC2とを用いてキャリアアグリゲーション(CA)を行う様子を示す。この場合、CC1及びCC2により全体で20MHzの帯域幅を用いて通信を行うことができる。

＜2．RACH＞
上述したように、Pセル及びSセルの周波数は異なるので、セル毎に別々に同期をとる必要がある。具体的には、タイミングアドバンス(TA)と呼ばれる情報がランダムアクセス(RA)手順によりユーザ装置(UE)に通知される。

図4はRA手順を示すシーケンス図である。図示のRA手順は、一般的には、上りリンク及び/又は下りリンクのデータが発生した場合、ハンドオーバを行う場合又は基地局(eNB)がタイミングアドバンス(TA)を送信することに決定した場合に行われる。説明の便宜上、基地局(eNB)がタイミングアドバンス(TA)を送信することに決定したとする。

ステップ40において、基地局(eNB)は、ランダムアクセスチャネル(RACH)に使用可能なリソースブロック(時間及び周波数)の内の何れを使用するかを示す情報と、プリアンブルインデックスをユーザ装置(UE)に通知する。RACHに使用可能なリソースブロックの場所(時間及び周波数)は、例えば、10個のサブフレームを含む無線フレームの先頭のサブフレームにおける中心周波数付近に設定されている。プリアンブルインデックスは、ユーザ装置(UE)が送信することになるランダムアクセス(RA)プリアンブルの識別子であり、シグネチャと呼ばれてもよい。

ステップ41において、ユーザ装置(UE)は、通知されたプリアンブルインデックスに関連付けられているRAプリアンブルを基地局(eNB)に送信する。

ステップ42において、ユーザ装置(UE)は、RAプリアンブルに対する応答であるRAレスポンスを受信する。ユーザ装置(UE)は、RAレスポンスに含まれているプリアンブルインデックスが何であるかを判別することで、送信したRAプリアンブルに対する応答を受信できたか否かを判定する。これによりRA手順は終了する。

図5は、キャリアアグリゲーション(CA)を行っていないユーザA(UE＃A)及びユーザB(UE＃B)が各自在圏しているセル1及びセル2において、RA手順を実行する様子を示す。セル1の周波数はCC1であり、セル2の周波数はCC2であるとする。セル1の基地局は、セル1の中で競合しないようにプリアンブルインデックス(例えば、RAID-1)を決定及び通知し(ステップ40)、そのプリアンブルインデックス(RAID-1)のRAプリアンブルを受信し(ステップ41)、応答であるRAレスポンスを返す(ステップ42)。RAレスポンスは、何れのRAプリアンブルに対する応答であるかを示すために、プリアンブルインデックス(RAID-1)を含む。セル2においても同様な手順が行われる。セル1及びセル2は独立に同期を取っているので、セル1とセル2で同じプリアンブルインデックスが同時に使用されてもよい。すなわち、セル1においてRAID-1のプリアンブルインデックスがユーザ装置(UE＃A)に通知されると共に、セル2においてもRAID-1のプリアンブルインデックスがユーザ装置(UE＃B)に通知されてよい。

図6は、CAを行っていないユーザA(UE＃A)がセル2においてRA手順を実行し、CAを行っているユーザB(UE＃B)がセル1及びセル2においてRA手順を実行する様子を示す。なお、ユーザA(UE＃A)はCAを行っていてもよいが、説明の簡明化のため、CAを行っていないと仮定している。セル1の周波数はCC1であり、セル2の周波数はCC2であるとする。図5に示す例と同様に、セル1の基地局は、セル1の中で競合しないようにプリアンブルインデックス(例えば、RAID-1)を決定及び通知し(ステップ40)、そのプリアンブルインデックス(RAID-1)のRAプリアンブルを受信し(ステップ41)、応答であるRAレスポンスを返す(ステップ42)。RAレスポンスは、何れのRAプリアンブルに対する応答であるかを示すために、プリアンブルインデックス(RAID-1)を含む。

ユーザB(UE＃B)はCAを行っており、例えば、セル1がSセルに設定され、セル2がPセルに設定されているとする。「背景技術」において言及したように、基地局(eNB)がプリアンブルインデックスをユーザ装置に通知し、通知されたプリアンブルインデックスが示すRAプリアンブルをユーザ装置が送信することを、Sセルでも行うことが検討されている。RAプリアンブルに対するRAレスポンスは、Pセルで送信される。すなわち、セル1の基地局は、セル1の中で競合しないようにプリアンブルインデックスを決定及び通知し(ステップ40)、そのプリアンブルインデックスのRAプリアンブルを受信する(ステップ41)。応答であるRAレスポンスは、Pセルで送信される(ステップ42)。

ユーザB(UE＃B)に通知されたプリアンブルインデックスがRAID-1であったとする。UE＃Bが送信するRAプリアンブル(RAID-1)はセル1で送信され、UE＃Aが送信するRAプリアンブル(RAID-1)は異なる周波数のセル2で送信され、それらのRAプリアンブルは競合することなく送受信される。しかしながらこの場合、UE＃BのRAプリアンブルに対するRAレスポンスもUE＃AのRAプリアンブルに対するRAレスポンスも同じRAID-1に対応することになり、かつセル2で送信される。従って、セル2においてUE＃A及びUE＃Bが受信したRAレスポンスが、何れのRAプリアンブルに対するものであるかを判別できない。

開示される発明はプリアンブルインデックスの選択の仕方を工夫することでこの問題を効果的に回避する。

＜3．動作例＞
図7は図1に示されているような通信システムにおける基地局11、13及び/又は15において使用される動作例を示す。例えば、基地局11、13及び15が互いに通信し合いながら各自が図7に示す動作を実行してもよいし、或いはマクロ基地局11が代表して図7に示す動作例を実行し、ピコ基地局13、15がマクロ基地局11の指示に従って動作してもよい。

動作フローはステップ701から始まり、ステップ702に進む。

ステップ702において、基地局は、例えば図5や図6に示すようなセル2でユーザA(UE-A)に対してランダムアクセス手順を行うことを決定する。

ステップ703において、基地局は、ユーザA(UE＃A)のRAプリアンブルに使用するプリアンブルインデックスを暫定的に決定(仮決定)する。

ステップ704において、基地局は、仮決定したプリアンブルインデックス(例えば、RAID-1)が、セル2に在圏する別のユーザに既に割り当てられているか否かを判定する。既に割り当てられていた場合、フローはステップ703に戻り、別のプリアンブルインデックスを仮決定する。仮決定したプリアンブルインデックスが、セル2に在圏する何れのユーザにも割り当てられていなかった場合、フローはステップ705に進む。要するに、ステップ703及び704において、基地局は、セル2の中で競合しないように、プリアンブルインデックスを決定する。

ステップ705において、基地局は、セル2をPセルとして使用しているユーザB(UE＃B)の存否を判定する。そのようなユーザB(UE＃B)が存在しなかった場合、フローはステップ707に進む。その場合は、図6を参照しながら説明した問題は生じない。

ステップ707において、基地局は、ステップ703において仮決定したプリアンブルインデックス(例えば、RAID-1)を実際に使用することに決定する。基地局は、RA手順を実行すべきことをそのプリアンブルインデックス(RAID-1)と共にUE＃Aに通知する。その後、基地局は、そのプリアンブルインデックス(RAID-1)のRAプリアンブルをUE＃Aから受信する。更に、基地局は、受信したRAプリアンブルに対する応答であるRAレスポンスをプリアンブルインデックス(RAID-1)と共にUE＃Aに通知する。そして、フローはステップ708に進み、終了する。

ステップ705において、セル2をPセルとして使用しているユーザB(UE＃B)が存在した場合、フローはステップ705からステップ706に進む。

ステップ706において、基地局は、ユーザB(UE＃B)がSセルとして使用しているセルにおいて、仮決定したプリアンブルインデックス(RAID-1)を使用している(払い出している)か否かを判定する。すなわち、図6を参照しながら説明した問題が生じるおそれの有無を判定する。ユーザB(UE＃B)がSセルとして使用しているセルにおいて、仮決定したプリアンブルインデックス(RAID-1)が使用されていた場合、フローはステップ703に戻り、プリアンブルインデックスを選択し直す。ユーザB(UE＃B)がSセルとして使用しているセルにおいて、仮決定したプリアンブルインデックス(RAID-1)が使用されていなかった場合、フローはステップ707に進み、仮決定したそのプリアンブルインデックスを実際に使用することに決定する。以後、ステップ707において説明済みの処理が行われ、フローはステップ708に進み、終了する。

ステップ706において、仮決定したプリアンブルインデックスが、SセルにおいてUE＃Bに払い出されていた場合、フローはステップ703に戻り、プリアンブルインデックスが改めて選択される。これは、SセルにおいてUE＃Bに払い出されていないプリアンブルインデックスが発見されるまで（或いは、送信可能なプリアンブルが存在するまで）続く。このため、ユーザA(UE＃A)とユーザB(UE＃B)とが各自のセルで同じプリアンブルインデックス(RAID-1)を使用したことで、セル2(Pセル)で受信したRAレスポンスが何れのRAプリアンブルに対応するのか不明になってしまう問題を効果的に解決できる。

＜4．基地局＞
図8は基地局の機能ブロック図を示す。図8には基地局に備わる様々な機能部又は処理部のうち実施形態に特に関連するものが示されている。基地局は図1に示す基地局11、13及び/又は15である。基地局は、DL信号送信部81と、UL信号受信部82と、DL信号送信部82と、CA制御部83と、RAプリアンブル管理部84とを少なくとも有する。

DL信号送信部81は、ユーザ装置に信号を送信するための処理を行う。実施の形態の場合、特に、DL信号送信部81は、ランダムアクセス手順を起動するためのメッセージ及びRAプリアンブルに応答するためのメッセージを送信する。

UL信号受信部82は、ユーザ装置からの信号を受信するための処理を行う。実施の形態の場合、特に、UL信号受信部82は、通知したプリアンブルインデックスに関連付けられたRAプリアンブルを受信する。

CA制御部83は、基地局が管理する複数のセルに対するキャリアアグリゲーション(CA)に関する制御又は管理を行う。CA制御部83は、例えば、ユーザ装置がキャリアアグリゲーション(CA)を行っているか否か、行っている場合、何れのセルがPセルであり何れのセルがSセルであるか等を管理する。

RAプリアンブル管理部84は、ランダムアクセス手順を実行する場合に、上記の方法に従って、ユーザ装置に通知するプリアンブルインデックスを決定する。更に、RAプリアンブル管理部84は、基地局が管理する複数のセル各々について、現在使用されている(払い出されている)プリアンブルインデックス及び未使用のプリアンブルインデックスが何であるかを管理している。RAプリアンブル管理部84で管理されている情報は、他の基地局に通知されてもよい。

＜5．変形例＞
上記の動作例において、基地局が管理している複数のセルのうち如何なる複数のセルも、同じプリアンブルインデックスを使用できないわけではない。キャリアアグリゲーション(CA)が可能な一群のセルの中で、同じプリアンブルインデックスが使用されなければよい。例えば、図1に示すような通信システムにおいて、マクロセル12とピコセル14をCAの対象にすること、及びピコセル16とピコセル17をCAの対象にすることはできるが、マクロセル12とピコセル16をCAの対象にすることはできない。マクロセル12とピコセル14をセル群Xとし、ピコセル16とピコセル17をセル群Yとした場合、セル群Xの中で同じプリアンブルインデックスが使用されず、かつセル群Yの中で同じプリアンブルインデックスが使用されなければよい。セル群Xに属するセルとセル群Yに属するセルで同じプリアンブルインデックスが使用されてもよい。従って図7に示す動作例はそのようなセル群毎に行われる。

以上、CAが行われる通信システムにおいてRA手順を実行する実施形態を説明してきたが、開示される発明はそのような形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。例えば、開示される発明は、SセルからRAプリアンブルが送信され、PセルでRAレスポンスが送信される適切な如何なる通信システムに適用されてもよい。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には1つの部品で行われてもよいし、あるいは1つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。説明の便宜上、通信端末及び情報処理装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明に従って動作するソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ（RAM）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ROM）、EPROM、EEPROM、レジスタ、ハードディスク（HDD）、リムーバブルディスク、CD−ROM、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。

81 DL信号送信部
82 UL信号受信部
83 CA制御部
84 RAプリアンブル管理部

3GPP TS36.300 V10.7.0(2012-03) 3GPP TS36.321 V8.12.0(2012-03) 3GPP TSG-RAN2 Meeting#78，Prague，Czech Republic，21-25 May 2012，R2-122076

Claims

第1のセルで送信されたランダムアクセス(RA)プリアンブル信号に対するRAレスポンス信号が第2のセルで送信される通信システムにおける基地局であって、
RAプリアンブル信号を指定するプリアンブルインデックスのうち、前記第2のセルにおいて未使用の1つ以上のプリアンブルインデックスを特定し、キャリアアグリゲーション(CA)におけるプライマリセル(Pセル)として前記第2のセルが指定されているユーザ装置に対して、CAにおけるセカンダリセル(Sセル)である前記第1のセルで使用するプリアンブルインデックスが通知されていた場合、前記未使用の1つ以上のプリアンブルインデックスのうち、前記Sセルで使用されているプリアンブルインデックス以外のプリアンブルインデックスを選択するRAプリアンブル管理部と、
前記RAプリアンブル管理部で選択されたプリアンブルインデックスを前記第2のセルに在圏するユーザ装置に通知し、該プリアンブルインデックスにより指定されるRAプリアンブル信号を該ユーザ装置から受信し、該RAプリアンブル信号に対する応答としてRAレスポンス信号を送信する通信部と
を有する基地局。
前記第1のセルが、前記第2のセルとCAを行うことが可能なセルである、請求項1に記載の基地局。
前記第2のセルに在圏するユーザ装置が同期を確立するためのタイムアドバンス情報を前記ユーザ装置に通知する際に、前記通信部が、前記選択されたプリアンブルインデックスを前記第2のセルに在圏するユーザ装置に通知する、請求項1又は2に記載の基地局。
第1のセルで送信されたランダムアクセス(RA)プリアンブル信号に対するRAレスポンス信号が第2のセルで送信される通信システムにおける基地局が実行する通信方法であって、
RAプリアンブル信号を指定するプリアンブルインデックスのうち、前記第2のセルにおいて未使用の1つ以上のプリアンブルインデックスを特定し、キャリアアグリゲーション(CA)におけるプライマリセル(Pセル)として前記第2のセルが指定されているユーザ装置に対して、CAにおけるセカンダリセル(Sセル)である前記第1のセルで使用するプリアンブルインデックスが通知されていた場合、前記未使用の1つ以上のプリアンブルインデックスのうち、前記Sセルで使用されているプリアンブルインデックス以外のプリアンブルインデックスを選択するステップと、
前記選択するステップにおいて選択されたプリアンブルインデックスを前記第2のセルに在圏するユーザ装置に通知し、該プリアンブルインデックスにより指定されるRAプリアンブル信号を該ユーザ装置から受信し、該RAプリアンブル信号に対する応答としてRAレスポンス信号を送信するステップと
を有する通信方法。