JP2015142348A - 移動通信システム及び移動局装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】移動局でセカンダセルに対するランダムアクセス手順が発生したときに、ランダムアクセスチャネルを送信すべきセカンダリセルを特定する技術を提供する。【解決手段】第1の基地局と、第2の基地局と、前記第1の基地局を主基地局として接続される移動局とを含む移動通信システムで、前記移動局において前記第2の基地局が運用するセルに対するランダムアクセス手順が起動されたときに、前記移動局は、(a)前記第1の基地局からの指示に従って、ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、(b)黙示的な情報を用いて移動局において前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、または(c)移動局において自律的に前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを決定する、のいずれかの方法にしたがって、前記セカンダリセルに対して競合ベースランダムアクセス手順を実施する。【選択図】図2

Description

本発明は移動通信システムと移動局装置に関する。
3GPP(Third Generation Partnership Project)標準化仕様において、複数のコンポーネントキャリア(CC)を束ねて通信を行うキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)が規定されている。
LTE(Long Term Evolution)リリース10までのキャリアアグリゲーションでは、ひとつのeNB(evolved NodeB:基地局)内で運用される複数のコンポーネントキャリア(CC)を用いて同時通信を行うことで、スループットを向上させている。
リリース12では、eNB内キャリアアグリゲーションを拡張し、異なるeNBで運用されているコンポーネントキャリアを用いて同時通信を行う"Dual Connectivity"が検討されている(たとえば、非特許文献1、及び非特許文献2参照)。
"Dual Connectivity"は基地局間キャリアアグリゲーション(Inter-eNB Carrier Aggregation)に相当し、スループットのさらなる向上が期待される。たとえば、すべてのコンポーネントキャリアを単一のeNB内に収容することができない場合にリリース10と同程度のスループットを実現するには、Dual Connectivityが有用である。
リリース10以降のLTEは、LTE-Advancedと称される。LTE-Advancedでは、移動局と基地局のタイミングを同期させるためにランダムアクセス手順(「RA procedure」)が起動される。ランダムアクセス(RA)手順は、初期アクセス時、間欠受信後のデータ再開(DL/UL data resuming)時、ハンドオーバー時、SCellでのタイミング調整(Timing Alignment)時などにトリガされる。
ランダムアクセス(RA)手順には、非競合ベース(コンテンションフリー)のランダムアクセスと、競合ベースのランダムアクセス(CBRA:Contention Based Random Access)がある。非競合ベースのランダムアクセスは、ネットワークの指示により起動されるRA手順(DL data resumingやハンドオーバー)であり、ネットワークが指定する専用のプリアンブルでRA手順を起動する。競合ベースのランダムアクセスは、UEが自律で起動するRA手順(初期アクセスやDL data resuming)や、専用プリアンブルが不足した際にネットワーク主導で起動されるRA手順を含む。
3GPP TS36.842 3GPP TSG-RAN WG2 Meeting #82, Fukuoka, Japan 20-24 May 2013, R2-131782
リリース11までは、主要なコンポーネントキャリア(CC)を運用するプライマリセル(PCell)でしか、競合ベースのランダムアクセス(CBRA)がサポートされていなかった。そのため、CBRAが起動されると、移動局(UE)は一意にPCellで物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)を送信していた。
一方、Dual connectivityでは、異なる基地局のキャリアコンポーネント、たとえばマスターeNB(MeNB)が運用するキャリアコンポーネントと、セカンダリeNB(SeNB)が運用するキャリアコンポーネントが用いられる。SeNBではセカンダリセル(SCell)のみがサポートされている。SeNBが運用するセルは、MeNBあるいはUEからみたときにすべてセカンダリセル(SCell)として扱われるからである。
現状では、SeNBに対してCBRA手順が起動された場合、どのSCellでPRACHを送信すべきかについての規定がない。
そこで、セカンダリセルに対するランダムアクセス手順が起動されたときに、競合ベースのランダムアクセス(CBRA)手順を適正に行うことのできる技術を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、大きく分けて以下の方法が考えられる。
(1)eNBが明示的にPRACHを送信するSCellを指定する;
(2)UEが黙示的な情報に基づいてPRACHを送信するSCellを特定する;及び
(3)UEが内部情報のみで自律的にPRACHを送信するSCellを決定する。
そこで、本発明のひとつの側面では、第1の基地局と、第2の基地局と、前記第1の基地局を主基地局として接続される移動局とを含む移動通信システムにおいて、
前記移動局で、前記第2の基地局が運用するセルに対するランダムアクセス手順が起動されたときに、前記移動局は、
(a)前記第1の基地局からの指示に従って、ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、
(b)前記移動局において、黙示的な情報を用いて前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、または
(c)前記移動局において、自律的に前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを決定する、
のいずれかの方法にしたがって、前記セカンダリセルに対して競合ベースランダムアクセス手順を実施することを特徴とする。
セカンダリセルに対するランダムアクセス手順が起動されたときに、競合ベースのランダムアクセス手順を適正に行うことができる。
Dual connectivityの概略図である。 実施形態のランダムアクセス方法の概要を示すフローチャートである。 eNBからの指示によりPRACH送信用のSCellを指定する第1の例を示すフローチャートである。 eNBからの指示によりPRACH送信用のSCellを指定する第2の例を示すフローチャートある。 システム上の情報を用いてUEがPRACH送信用のSCellを選択する方法を示すフローチャートである。 UEが内部情報のみで自律的にPRACH送信用のSCellを決定する方法を示すフローチャートである。 UEの概略構成図である。
図1は、Dual connectivityの概略図である。移動局(UE)10は、第1の基地局であるマスターeNB(MeNB)のPCellと、第2の基地局であるセカンダリeNB(SeNB)のSCellで同時に通信を行っている。図1の例では、マクロeNBがMeNBとして機能し、スモールeNBがSeNBとして機能している。
一般に、MeNB20−1がDual connectivityを実施するときは、個別のRRC(無線リソース制御)信号を用いて、Dual connectivity設定/変更要求をUE10に通知する。この設定/変更要求には、Dual connectivityの対象となるSeNB20−2のコンポーネントキャリアCC#2に関する情報が含まれている。
UE10は、設定/変更要求に応じてSeNB20−2をDual connectivityの対象に設定あるいは追加し、SeNB20−2に対してランダムアクセス手順を起動する。このとき、PRACHを送信すべきSCellを決める必要がある。
SCellに対するランダムアクセス手順は、Dual connectivityの設定/変更時の初期アクセスだけではなく、間欠受信(DRX)後のULデータ再開時などにも必要である。
図2は、実施形態のランダムアクセス方法のフローチャートである。UE10で、SCellに対するランダムアクセス手順がトリガされると(S11)、UE10は、所定のルールに従ってPRACHを送信すべきSCellを特定する(S12)。
所定のルールは、
(a)eNBにより明示的に示されるSCellにPRACHを送信する;
(b)UEが黙示的な情報を用いて特定したSCellにPRACHを送信する;又は
(c)UEが自律的に決定したSCellにPRACHを送信する;
のいずれかである。
図3は、ルール(a)の第1の例を示すフローチャートである。図3の方法では、PRACHを送信すべきSCellは、RRC個別信号により明示的に指定される。この例では、UE10はRRC信号を受信し(S21)、SeNB20−2に対してRA手順がトリガされると(S11)、UE10は、RRC信号から、PRACH送信用のSCellを指定する情報を取り出して、指定されたSCellでPRACHを送信する(S22)。なお、RCC信号の受信(S21)とSCellでのRACH送信のトリガ(S11)は、必ずしもこの順である必要はなく、逆であってもよい。
RRC信号によるSCellの指定は、SCell/SeNB追加(addition)の際のRRC信号でセミスタティックに指定されてもよい。あるいはSCell/SeNB変更(modification)時にRRC信号で変更可能にしてもよい。
なお、UE10は、RRC信号内に特定の情報要素(IE:Information Element)、たとえば「RACH-ConfigCommon」が含まれている場合に、このSCellがCBRA手順を行うSCellとして指定されたとみなしてもよい。
図4は、ルール(a)の第2の例を示すフローチャートである。図4の方法では、SCellが設定された後、MAC(Medium Access control)/PHY(physical)信号でPRACHを送信すべきSCellが指定される。
UE10はRRC信号を受信し(S21)、SCell/SeNBを設定あるいは追加・変更する(S31)。その後、UEはMAC/PHY信号を受信する(S32)。SeNBのSCellでRACHがトリガされると(S11)、UE10は、MAC/PHY信号に含まれるPRACH送信用のSCellに関する情報に基づいてPRACHを送信する(S33)。S32とS11の順序は同時であっても逆であってもよい。
MAC/PHY信号によるSCellの指定の仕方として、
(i) UE10に対して、あらかじめ複数のSCellに対する競合ベースのランダムアクセス(CBRA)用の設定項目(config)が設定されており、MAC/PHY信号によってダイナミックに指定する構成、
(ii)MAC/PHY信号内で、PRACHを送信すべきSCellの識別情報(SCellIndexまたはCellIndex)を指定する構成、
のいずれを採用してもよい。
尚、あらかじめ競合ベースのランダムアクセス(CBRA)用の設定項目(config)を設定できるSCellの数はUEの能力に依存するため、UEは当該能力をあらかじめ(例えば、RRC connection establishment手順にて)NWに通知し、NWは当該能力に応じて競合ベースのランダムアクセス(CBRA)用の設定項目(config)を設定する。
図3と図4のいずれにおいても、信号で指定するSCellの数が限定されていてもよい。たとえば、eNB当たり一つのPRACH送信用のSCellを指定できることとし、信号内でこれを超える数のSCellが指定されている場合は、UE10はエラー報告(reconfiguration failure)を報告してもよい。
図5は、ルール(b)によるSCell特定方法のフローチャートである。ルール(b)は、UEが黙示的な情報を用いてPRACHを送信すべきSCellを特定するものである。
UE10でSeNBのSCellへのランダムアクセス手順がトリガされると(S11)、UE10は黙示的な情報を用いて、PRACH送信用のSCellを選択し、選択したSCellにPRACHを送信する(S42)。このルールは、UE10に対して、あらかじめ複数のSCellに対してCBRA用の設定項目(config)が設定されていることを前提とする。UE10は、たとえば以下の情報に基づいて、PRACHを送信すべきSCellを特定することができる。
(A)SeNBに対して最初に設定されたSCell。
一般に、あるSeNBで最初にDual connectivityの対象となるSCellが設定されると、最初に設定されたSCellは、そのSeNBの主要な(PCell的な)役割を担うと考えられる。
(B)PUCCH(Physical Uplink Control Channel:物理上りリンク制御チャネル)が設定されているSCell。
これは、Dual connectivityではSeNBで必ず1つ以上のSCellにPUCCHが設定されていることを利用している。PRACH送信用のSCellを特定するためのPUCCHとして、特定の種別のPUCCHに限定してもよい。たとえば、スケジューリング要求のためのPUCCHが設定されているSCellでPRACHを送信してもよい。
PUCCHが設定されているSCellが複数ある場合は、その中から、下記(C)〜(F)のいずれかのロジックにしたがって選択してもよい。
(C) 最もセル番号(SCellIndexあるいはCellIndex)が小さい又は大きいSCell。
(D) 最初にスケジューリングされたSCell。
(E) 常に「Activated」状態のSCell。
常に「Activated」状態のSCellとは、たとえば、SCell非アクティブ化のためのタイマーが「無限」に設定されているSCellである(SCellDeactiationTimer=infinity)。
常に「Activated」状態にないSCellがCBRAのPRACH送信用のSCellとして選択された場合は、エラー報告を行ってもよい。
(F) 対応する下りリンクに対して共通サーチスペース(CSS)が設定されている上りリンクSCell。
対応する下りリンクに共通サーチスペースが設定されていると、UE10は自局宛ての制御情報(PDCCH)をサーチすることができるので、これに対応する上りリンクSCellでPRACHを送信するのが有用である。
(G) 複数のタイミングアドバンスグループ(TAG:Timing Advance Group)内で最もセル番号(ScellIndex)の小さい又は大きいTAGに含まれるSCell。
UE10に設定されているコンポーネントキャリアを無線特性が同等のグループに分けてグループごとにタイミング調整を行う場合に、特定(番号が最小または最大)のTAGに含まれるSCellをPRACH送信用のSCellとする。特定のTAG内のどのSCellを用いるかについては、上記の(A)〜(F)の基準を用いることができる。
図6は、ルール(c)によるSCell特定方法のフローチャートである。ルール(c)は、UEが自律的にPRACHを送信すべきSCellを特定する。
UE10において、SeNBのSCellに対するRA手順がトリガされると(S11)、UE10はPRACH送信用のSCellを自律的に決定してPRACHを送信する(S52)。
ルール(C)も、UE10に対して、あらかじめ複数のSCellに対するCBRA用の設定項目(config)が設定されていることを前提とする。UE10は、たとえば以下のようにしてPRACHを送信すべきSCellを、自律的に決定することができる。
(A)ランダムに決定する。
(B)ラウンドロビンで決定する。
(C)もっとも最近PRACHを送信したSCellに送信する。
(D)上りリンクが設定されているSCellすべてで行う。この場合、最初にRA応答を受信したSCellとの間で以後のRA手順を継続することとしてもよい。
(E)最もRACH成功率の高いSCellに決定する。UE10は各SCellについてRACHの成否をモニタし保存しておく。RACH成功とは、RA応答(Msg2)を受信できた時点で成功としてもよいし、競合解決(contention resolution)メッセージ(Msg4)の受信をもって成功と判断してもよい。
(F)最もRACH手順完了遅延が小さいSCellに決定する。RACH手順完了遅延は、そのSCellからRA応答を受信するまでにかかる時間、あるいは競合解決メッセージを受信するまでにかかる時間であってもよい。尚、それらの時間平均やブロック平均で判定が行われてもよい。
(G)最も品質のよいSCellに決定する。品質は、CQI(Channel Quality Indicator)、 RSRP(Reference Signal Receive Power)、RSRQ(Reference Signal Received Quality)、PL(Path Loss)など、任意の指標を用いて決定することができる。品質がよいSCellではRACH手順が成功する確率が高いからである。ランダムに決定する。
このように、UE10はDual connectivityの対象となるSeNBに対して適切なセル(SCell)でPRACHを送信して競合ベースのランダムアクセス(CBRA)手順を行うことができる。
<変形例1>
CBRAに用いるSCellを変更する場合、eNBからの変更指示から、UE10が変更を完了するまでの間、SeNB20−2とUE10間でCBRA実施のための不明な期間(ambiguity period)が発生する。そこで、CBRA用のSCellの変更指示が発生する場合には、このSeNB20−2におけるCBRAをすべて停止させる必要がある。
これを実現するために、
(1)UE10は、CBRA用のSCell変更指示を受けた場合は、このSeNB20−2に対して起動していたRA手順をすべて中止する。SCellのスケジューリングのためのPDCCH order(下りリンク制御情報)もすべて破棄する。この場合、他のeNB(たとえばeNB20−1やDual Connectivityの対象になっている別のSeNB)に対するRACH手順は、中止しなくてもよい。
(2)CBRA用のSCellの変更時には、必ずハンドオーバーを行う。この場合、RRCメッセージ内にモビリティ制御情報を含める。UE10は、モビリティ制御情報にしたがってあらたなCBRA用のSCellとの間でハンドオーバー手順を行う。ハンドオーバー中は、新たな(変更後の)SCellにおいてPRACH送信以外のすべての上りリンク手順が抑制される。この場合も、他のeNBに対するRACH手順は中止しなくてもよい。
<変形例2>
CBRA用のSCellの変更指示をRRC信号にて行う場合、UE10は、変更手順完了報告(RCC connection reconfiguration complete)をMeNB20−1に送信し、MeNB20−1がSeNB20−2に対して完了報告を転送することが想定される。
そのような場合、UE10とSeNB20−2の間で不明期間(ambiguity period)が長くなるため、UE10から直接SeNB20−2に対して変更手順完了を報告するのが有効である。
SeNB20−2に対する変更手順完了報告の方法として以下の方法が考えられられる。
(1)MAC CE(Control Element)による報告
UE10は、SeNB20−2に対して設定されているSCellのうち、CBRA用のSCellとなっているセル番号(SCellIndex)にビットを立てるMAC CEを生成してこれをSeNB20−2に通知する。
(2)RACHによる報告
変更後のSCellでCBRAを実施する。変更後のSCellに対してCBRAが成功した時点で、新たなSCellは変更手順の完了を把握する。ここで、CBARが成功した時点とは、Msg3のCRC OK(かつ、その中に当該UEの識別子が確認できた場合)を確認した場合でもよいし、Msg4(Contention resolution)に対する応答(例えば、DL割り当てに対するACK応答やUL割り当てに対するPUSCH送信)が確認できた場合でもよい。
図7は、UE10の概略構成図である。UE10は、下りリンク信号受信部11と、上りリンク信号受信部12と、RRC機能部13と、MAC機能部14と、メモリ15と、RACH処理部16を有する。
下りリンク信号受信部11は、下りリンクの信号、たとえばRRC信号やMAC/PHY信号を受信する。上りリンク信号送信部12は、上りリンクの信号、たとえば、ランダムアクセス信号を送信する。RRC機能部13は、下りリンク信号受信部11で受信されたRRC信号を処理する。
RRC機能部13は、CBRA用SCell情報抽出部17を有し、RRC信号の中からCBRA用のSCellを指示する情報を取り出す。RRC機能部13はまた、RRC信号に含まれるDual connectivityの設定あるいは変更要求を処理する。Dual connectivityの変更要求の中には、CBRA用SCellの変更指示も含まれる。RRC信号にCBRA用のSCell変更指示が含まれている場合は、ハンドオーバー用のモビリティ制御情報をさらに抽出する。
MAC機能部14は、基地局からのCBRA用SCellの指定がMAC/PHY信号で送られてくる場合は、CBRA用SCell情報抽出部18にて指定情報を取り出す。また、CBRA用SCellが変更された場合に、変更後のSCellに対する完了報告を作成する。
RACH処理部16は、RRC信号やMAC/PHY信号でCBRA用SCellの指定が通知されない場合は、メモリ15の情報を参照して、あるいは自律的にCBRA用のSCellを決定し、決定したSCellに対してPRACHを生成する。また、CBRA用SCellの変更指示が受信された場合は、SeNB20−2におけるすべてのCBRAを停止させる。
この構成により、SCellに対する競合ベースのランダムアクセスが起動される場合や、SCellに変更が生じる場合でも、適切なSCellに対してPRACHを送信することができる。
10 移動局装置(UE)
11 DL信号受信部
12 UL信号送信部
13 RRC管理部
14 ULデータ管理部

Claims (10)

  1. 第1の基地局と、第2の基地局と、前記第1の基地局を主基地局として接続される移動局とを含む移動通信システムであって、
    前記移動局において、前記第2の基地局が運用するセルに対するランダムアクセス手順が起動されたときに、前記移動局は、
    (a)前記第1の基地局からの指示に従って、ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、
    (b)前記移動局において、黙示的な情報を用いて前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、または
    (c)前記移動局において、自律的に前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを決定する、
    のいずれかの方法にしたがって、前記セカンダリセルに対して競合ベースランダムアクセス手順を実施することを特徴とする移動通信システム。
  2. 前記第1の基地局からの指示は、無線リソース制御信号、または前記無線リソース制御信号よりも下位レイヤの信号によって通知されることを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。
  3. 前記黙示的な情報を用いて前記セカンダリセルを選択する場合、または自律的に前記セカンダリセルを決定する場合は、前記移動局に対して、あらかじめ複数のセカンダリセルに対する競合ベースランダムアクセス用の設定項目が設定されており、前記移動局は、前記複数のセカンダリセルの中から、前記ランダムアクセス信号を送信すべき前記セカンダリセルを選択または決定することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。
  4. 前記移動局は、前記第1の基地局からランダムアクセス用セカンダリセルの変更指示を受信した場合に、前記第2の基地局における前記競合ベースランダムアクセス手順をすべて中止することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。
  5. 前記移動局は、前記第1の基地局からランダムアクセス用セカンダリセルの変更指示を受信した場合に、前記第2の基地局に対して変更手順完了を報告することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。
  6. 第1の基地局と第2の基地局を含む移動通信システムで、前記第1の基地局を主基地局として接続される移動局であって、
    前記第2の基地局が運用するセルに対するランダムアクセス手順が起動されたときに、
    (a)前記第1の基地局からの指示に従って、ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、
    (b)前記移動局において、黙示的な情報を用いて前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを選択する、または
    (c)前記移動局において、自律的に前記ランダムアクセス信号を送信すべきセカンダリセルを決定する、
    のいずれかの方法にしたがって、前記セカンダリセルに対するランダムアクセス信号を生成するランダムアクセス処理部と、
    生成された前記ランダムアクセス信号を前記セカンダリセルに送信する送信部と、
    を有することを特徴とする移動局。
  7. 前記第1の基地局から前記指示を受信する受信部、
    をさらに有し、前記指示は、記無線リソース制御信号、または前記無線リソース制御信号よりも下位レイヤの信号に含まれていることを特徴とする請求項6に記載の移動局。
  8. 前記移動局に対してあらかじめ設定された複数のセカンダリセルに対する競合ベースランダムアクセス用の設定項目を格納するメモリ、
    をさらに有し、
    前記ランダムアクセス処理部は、前記メモリを参照して、前記複数のセカンダリセルの中から、前記ランダムアクセス信号を送信すべき前記セカンダリセルを選択または決定することを特徴とする請求項6に記載の移動局。
  9. 前記ランダムアクセス処理部は、前記第1の基地局からランダムアクセス用セカンダリセルの変更指示を受信した場合に、前記第2の基地局における前記競合ベースランダムアクセス手順をすべて中止することを特徴とする請求項6に記載の移動局。
  10. 前記ランダムアクセス処理部は、前記第1の基地局からランダムアクセス用セカンダリセルの変更指示を受信した場合に、前記変更を実施し、前記送信部から前記第2の基地局に対して変更手順完了を報告させることを特徴とする請求項6に記載の移動局。
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