JP2017152753A - 端末装置、基地局装置、通信システム、制御方法および集積回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】デバイス間通信を行う際のアクセス制御を効率的に行うことが可能な端末装置、基地局装置、通信システム、制御方法および集積回路に関する技術を提供すること。【解決手段】端末装置が、基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、基地局装置への無線リソース制御接続確立手順とのいずれかを行うかを選択する。【選択図】図3
Description
本発明の実施形態は、デバイス間通信を行う際のアクセス制御を効率的に行う端末装置、基地局装置、通信システム、制御方法および集積回路の技術に関する。
標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project)において、OFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexing)通信方式やリソースブロックと呼ばれる所定の周波数・時間単位の柔軟なスケジューリングの採用によって、高速な通信を実現させたEvolved Universal Terrestrial Radio Access(以降EUTRAと称する)の標準化が行なわれた。
また、3GPPでは、より高速なデータ伝送を実現し、EUTRAに対して上位互換性を持つAdvanced EUTRAの検討を行っている。
Advanced EUTRAでは、端末装置間(Device to Device:D2D)通信の導入が検討されている。D2D通信(デバイス間通信、デバイス間直接通信とも称する)においては、近接した端末装置間のサービス(Proximity based Services:ProSe)として、端末装置同士が近くに位置するか否かを確認(発見)するための仕組み(ProSe Didcovery)や、端末装置同士が基地局装置を介さずに通信を行うための仕組み(ProSe Communication、ProSe Direct Communication、Device−to−Deviceデータ通信、D2Dデータ通信、デバイス間データ通信、デバイス間直接データ通信とも称する)などが主に検討されている(非特許文献1)。
3GPP TS 36.843 V12.0.1(2014−03) http://www.3gpp.org/DynaReport/36843.htm
R2−142049,Intel Corporation,"RRC connection establishment for the purpose of D2D mode 1 resource allocation" http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_86/Docs/R2−142049.zip
非特許文献2では、基地局装置へ接続する際に、基地局装置との通信(デバイス−ネットワーク間(D2N)通信)のための接続であるか、端末装置間通信(デバイス間(D2D)通信)の無線リソースを基地局装置に要求するための接続であるかを識別することによって、基地局装置が端末装置に対して適切な無線リソース割り当てができることが記載されている。
しかしながら、非特許文献2では、現状の基地局装置との通信においてアクセス規制が行われる場合の基地局装置への端末装置間通信の無線リソース要求処理について、具体的な方法は示されていない。
また、端末装置間通信の無線リソース要求のための接続と基地局装置との通信のための接続とに同じアクセス規制を行うと、アクセス規制を行う原因となる輻輳箇所が無線区間でない場合には、輻輳の影響を受けない端末装置間通信の無線リソース要求まで規制されるため非効率である。
また、アクセス規制された端末装置やRRC接続要求を拒否された端末装置が、基地局装置から報知される端末装置間通信の無線リソース情報に基づき通信を行うと、当該無線リソースにアクセスが集中して輻輳が生じてしまう問題がある。
本発明の実施形態は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、デバイス間通信を行う際のアクセス制御を効率的に行うことが可能な端末装置、基地局装置、通信システム、制御方法および集積回路に関する技術を提供することによって、上記の課題の少なくとも1つを解決することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の実施形態における端末装置は、基地局装置とのデータ通信と、基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信とを行う端末装置であって、基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、無線リソース制御接続確立手順とのいずれか選択することを特徴とする。
(2)また、本発明の実施形態における端末装置において、選択は、さらに端末装置の保持するアクセスクラスおよび/またはデバイス間データ通信のデータの優先度に基づいて行われることを特徴とする。
(3)また、本発明の実施形態における端末装置において、特定の条件は、さらに無線リソース制御接続要求が拒否された場合を含むことを特徴とする。
(4)また、本発明の実施形態における基地局装置は、端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信の送信リソースを端末装置に割り当てる基地局装置であって、端末装置に対して特定の条件時に利用可能な送信リソースを通知または報知し、アクセス規制を行った端末装置に送信リソースを用いるデバイス間データ通信を行わせることを特徴とする。
(5)また、本発明の実施形態における通信システムは、基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信を行う端末装置と、端末装置にデバイス間データ通信の送信リソースを割り当てる基地局装置とを含む通信システムであって、基地局装置は、端末装置に対して特定の条件時に利用可能な送信リソースを通知または報知し、端末装置は、基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、基地局装置への無線リソース制御接続確立手順とのいずれかを行うかを選択することを特徴とする。
(6)また、本発明の実施形態における通知方法は、基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信を行う端末装置に適用される制御方法であって、基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、基地局装置への無線リソース制御接続確立手順とのいずれかを行うかを選択するステップを少なくとも含むことを特徴とする。
(7)また、本発明の実施形態における通知方法は、選択は、端末装置の保持するアクセスクラスおよび/またはデバイス間データ通信のデータの優先度に基づいて行われるステップをさらに含むことを特徴とする。
(8)また、本発明の実施形態における集積回路は、基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信を行う端末装置に実装される集積回路であって、基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、基地局装置への無線リソース制御接続確立手順とのいずれかを行うかを選択する機能を端末装置に対して発揮させることを特徴とする。
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、デバイス間通信を行う際のアクセス制御を効率的に行うことが可能な端末装置、基地局装置、通信システム、制御方法および集積回路に関する技術を提供することができる。
本発明の各実施形態に関わる技術について以下に簡単に説明する。
[物理チャネル/物理シグナル]
EUTRAおよびAdvanced EUTRAで使用される主な物理チャネル、物理シグナルについて説明を行なう。チャネルとは信号の送受信に用いられる媒体を意味し、物理チャネルとは信号の送受信に用いられる物理的な媒体を意味する。本発明において、物理チャネルは、信号と同義的に使用され得る。物理チャネルは、EUTRA、およびAdvanced EUTRAにおいて、今後追加、または、その構造やフォーマット形式が変更または追加される可能性があるが、変更または追加された場合でも本発明の各実施形態の説明には影響しない。
EUTRAおよびAdvanced EUTRAで使用される主な物理チャネル、物理シグナルについて説明を行なう。チャネルとは信号の送受信に用いられる媒体を意味し、物理チャネルとは信号の送受信に用いられる物理的な媒体を意味する。本発明において、物理チャネルは、信号と同義的に使用され得る。物理チャネルは、EUTRA、およびAdvanced EUTRAにおいて、今後追加、または、その構造やフォーマット形式が変更または追加される可能性があるが、変更または追加された場合でも本発明の各実施形態の説明には影響しない。
EUTRAおよびAdvanced EUTRAでは、物理チャネルまたは物理シグナルのスケジューリングについて無線フレームを用いて管理している。1無線フレームは10msであり、1無線フレームは10サブフレームで構成される。さらに、1サブフレームは2スロットで構成される(すなわち、1サブフレームは1ms、1スロットは0.5msである)。また、物理チャネルが配置されるスケジューリングの最小単位としてリソースブロックを用いて管理している。リソースブロックとは、周波数軸を複数サブキャリア(例えば12サブキャリア)の集合で構成される一定の周波数領域と、一定の送信時間間隔(1スロット)で構成される領域で定義される。
同期シグナル(Synchronization Signals)は、3種類のプライマリ同期シグナルと、周波数領域で互い違いに配置される31種類の符号から構成されるセカンダリ同期シグナルとで構成され、プライマリ同期シグナルとセカンダリ同期シグナルの信号の組み合わせによって、基地局装置を識別する504通りのセル識別子(物理セルID(PCI:Physical Cell Identity))と、無線同期のためのフレームタイミングが示される。端末装置は、セルサーチによって受信した同期シグナルの物理セルIDを特定する。
物理報知情報チャネル(PBCH:Physical Broadcast CHannel)は、セル内の端末装置で共通に用いられる制御パラメータ(報知情報(システム情報(SI:System Information)))を通知(設定)する目的で送信される。物理報知情報チャネルで通知されない報知情報は、物理下りリンク制御チャネルで報知情報が送信される無線リソースがセル内の端末装置に対して通知され、通知された無線リソースにおいて、物理下りリンク共用チャネルによって報知情報を通知するレイヤ3メッセージ(システムインフォメーション)が送信される。
報知情報として、セル個別の識別子を示すセルグローバル識別子(CGI:Cell Global Identifier)、ページングによる待ち受けエリアを管理するトラッキングエリア識別子(TAI:Tracking Area Identifier)、ランダムアクセス設定情報、送信タイミング調整情報、当該セルにおける共通無線リソース設定情報、周辺セル情報、上りリンクアクセス制限情報などが通知される。
下りリンクリファレンスシグナルは、その用途によって複数のタイプに分類される。例えば、セル固有RS(CRS:Cell-specific Reference Signals)は、セル毎に所定の電力で送信されるパイロットシグナルであり、所定の規則に基づいて周波数領域および時間領域で周期的に繰り返される下りリンクリファレンスシグナルである。端末装置は、セル固有RSを受信することでセル毎の受信品質を測定する。また、端末装置は、セル固有RSと同時に送信される物理下りリンク制御チャネル、または物理下りリンク共用チャネルの復調のための参照用の信号としても下りリンクセル固有RSを使用する。セル固有RSに使用される系列は、セル毎に識別可能な系列が用いられる。
また、下りリンクリファレンスシグナルは下りリンクの伝搬路変動の推定にも用いられる。伝搬路変動の推定に用いられる下りリンクリファレンスシグナルのことをチャネル状態情報リファレンスシグナル(CSI−RS:Channel State Information Reference Signals)と称する。また、端末装置に対して個別に設定される下りリンクリファレンスシグナルは、UE specific Reference Signals(URS)またはDedicated RS(DRS)と称され、物理下りリンク制御チャネル、または物理下りリンク共用チャネルを復調するときのチャネルの伝搬路補償処理のために参照される。
物理下りリンク制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control CHannel)は、各サブフレームの先頭からいくつかのOFDMシンボル(例えば1〜4OFDMシンボル)で送信される。拡張物理下りリンク制御チャネル(EPDCCH:Enhanced Physical Downlink Control CHannel)は、物理下りリンク共用チャネルPDSCHが配置されるOFDMシンボルに配置される物理下りリンク制御チャネルである。PDCCHまたはEPDCCHは、端末装置に対して基地局装置のスケジューリングに従った無線リソース割り当て情報や、送信電力の増減の調整量を指示する情報を通知する目的で使用される。以降、単に物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)と記載した場合、特に明記がなければ、PDCCHとEPDCCHの両方の物理チャネルを意味する。
端末装置は、下りリンクデータや下りリンク制御データであるレイヤ2メッセージおよびレイヤ3メッセージ(ページング、ハンドオーバコマンドなど)を送受信する前に自装置宛の物理下りリンク制御チャネルを監視(モニタ)し、自装置宛の物理下りリンク制御チャネルを受信することで、送信時には上りリンクグラント、受信時には下りリンクグラント(下りリンクアサインメント)と呼ばれる無線リソース割り当て情報を物理下りリンク制御チャネルから取得する必要がある。なお、物理下りリンク制御チャネルは、上述したOFDMシンボルで送信される以外に、基地局装置から端末装置に対して個別(dedicated)に割り当てられるリソースブロックの領域で送信されるように構成することも可能である。
物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control CHannel)は、物理下りリンク共用チャネルで送信されたデータの受信確認応答(ACK/NACK:ACKnowledgement/Negative ACKnowledgement)や下りリンクの伝搬路(チャネル状態)情報(CSI:Channel State Information)、上りリンクの無線リソース割り当て要求(無線リソース要求、スケジューリングリクエスト(SR:Scheduling Request))を行なうために使用される。
CSIは、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、PTI(Precoding Type Indicator)、RI(Rank Indicator)を含む。各Indicatorは、Indicationと表記されてもよい。
物理下りリンク共用チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared CHannel)は、下りリンクデータの他、ページングや物理報知情報チャネルで通知されない報知情報(システムインフォメーション)をレイヤ3メッセージとして端末装置に通知するためにも使用される。物理下りリンク共用チャネルの無線リソース割り当て情報は、物理下りリンク制御チャネルで示される。物理下りリンク共用チャネルは物理下りリンク制御チャネルが送信されるOFDMシンボル以外のOFDMシンボルに配置されて送信される。すなわち、物理下りリンク共用チャネルと物理下りリンク制御チャネルは1サブフレーム内で時分割多重されている。
物理上りリンク共用チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared CHannel)は、主に上りリンクデータと上りリンク制御データを送信し、下りリンクの受信品質やACK/NACKなどの制御データを含めることも可能である。また、上りリンクデータの他、上りリンク制御情報をレイヤ3メッセージとして端末装置から基地局装置に通知するためにも使用される。また、下りリンクと同様に物理上りリンク共用チャネルの無線リソース割り当て情報は、物理下りリンク制御チャネルで示される。
上りリンクリファレンスシグナル(Uplink Reference Signal)(上りリンク参照信号、上りリンクパイロット信号、上りリンクパイロットチャネルとも呼称する)は、基地局装置が、物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび/または物理上りリンク共用チャネルPUSCHを復調するために使用する復調参照信号(DMRS:Demodulation Reference Signal)と、基地局装置が、主に、上りリンクのチャネル状態を推定するために使用するサウンディング参照信号(SRS:Sounding Reference Signal)が含まれる。また、サウンディング参照信号には、周期的に送信される周期的サウンディング参照信号(Periodic SRS)と、基地局装置から指示されたときに送信される非周期的サウンディング参照信号(Aperiodic SRS)とがある。
物理ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)は、プリアンブル系列を通知(設定)するために使用されるチャネルであり、ガードタイムを有する。プリアンブル系列は、複数のシーケンスによって基地局装置へ情報を通知するように構成される。例えば、64種類のシーケンスが用意されている場合、6ビットの情報を基地局装置へ示すことができる。物理ランダムアクセスチャネルは、端末装置の基地局装置へのアクセス手段として用いられる。
端末装置は、物理上りリンク制御チャネル未設定時の上りリンクの無線リソース要求のため、または、上りリンク送信タイミングを基地局装置の受信タイミングウィンドウに合わせるために必要な送信タイミング調整情報(タイミングアドバンス(TA:Timing Advance)とも呼ばれる)を基地局装置に要求するためなどに物理ランダムアクセスチャネルを用いる。また、基地局装置は、端末装置に対して物理下りリンク制御チャネルを用いてランダムアクセス手順の開始を要求することもできる。
さらに、D2D通信の同期をとるために同期元となる装置が送信するD2D同期信号(D2DSS)がある。D2DSSは、基地局装置が同期元となる場合、プライマリ同期シグナルとセカンダリ同期シグナルとが用いられる。同期元が基地局装置以外である場合、D2DSSは、Zadoff−Chu系列であるプライマリD2D同期シグナル(PD2DSS)とM系列であるセカンダリD2D同期シグナル(SD2DSS)とが用いられる。また、同期元装置の識別子、同期元装置の種類(タイプ)、制御信号などを通知する物理D2D同期チャネル(PD2DSCH)が検討されている。
なお、それ以外の物理チャネルまたは物理シグナルは、本発明の各実施形態に関わらないため詳細な説明は省略する。説明を省略した物理チャネルまたは物理シグナルとして、物理制御フォーマット指示チャネル(PCFICH:Physical Control Format Indicator CHannel)、物理HARQ指示チャネル(PHICH:Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel)、物理マルチキャストチャネル(PMCH:Physical Multicast CHannel)などがある。
[無線ネットワーク]
基地局装置によって制御される各周波数の通信可能範囲(通信エリア)はセルとしてみなされる。このとき、基地局装置がカバーする通信エリアは周波数毎にそれぞれ異なる広さ、異なる形状であっても良い。また、カバーするエリアが周波数毎に異なっていてもよい。また、基地局装置の種別やセル半径の大きさが異なるセルが、同一の周波数または異なる周波数のエリアに混在して一つの通信システムを形成している無線ネットワークのことを、ヘテロジニアスネットワークと称する。
基地局装置によって制御される各周波数の通信可能範囲(通信エリア)はセルとしてみなされる。このとき、基地局装置がカバーする通信エリアは周波数毎にそれぞれ異なる広さ、異なる形状であっても良い。また、カバーするエリアが周波数毎に異なっていてもよい。また、基地局装置の種別やセル半径の大きさが異なるセルが、同一の周波数または異なる周波数のエリアに混在して一つの通信システムを形成している無線ネットワークのことを、ヘテロジニアスネットワークと称する。
端末装置は、セルの中を通信エリアとみなして動作する。端末装置が、あるセルから別のセルへ移動するときは、非無線接続時(アイドル状態、RRC_IDLE状態とも称する)はセル再選択手順、無線接続時(コネクティッド状態、RRC_CONNECTED状態とも称する)はハンドオーバ手順によって別の適切なセルへ移動する。適切なセルとは、一般的に端末装置のアクセスが基地局装置から指定される情報に基づいて禁止されていないと判断したセルであって、かつ、下りリンクの受信品質が所定の条件を満足するセルのことを示す。
基地局装置は端末装置が通信可能なエリアであるセルを周波数毎に管理する。1つの基地局装置が複数のセルを管理していてもよい。
端末装置がある基地局装置と通信可能であるとき、その基地局装置のセルのうち、端末装置との通信に使用されるように設定されているセルは在圏セル(Serving cell)であり、その他の通信に使用されないセルは周辺セル(Neighboring cell)と称される。
[無線プロトコル構造]
図6は、EUTRAの無線ネットワーク(EUTRAN)の端末装置及び基地局装置のユーザデータを扱うユーザ平面(UP(User−plane、U−Plane))プロトコルスタックを表す図である。また、図7は、制御データを扱う制御平面(CP(Control−plane、C−Plane))プロトコルスタックを表す図である。
図6は、EUTRAの無線ネットワーク(EUTRAN)の端末装置及び基地局装置のユーザデータを扱うユーザ平面(UP(User−plane、U−Plane))プロトコルスタックを表す図である。また、図7は、制御データを扱う制御平面(CP(Control−plane、C−Plane))プロトコルスタックを表す図である。
図6および図7において、物理層(Physical layer:PHY層)は、物理チャネル(Physical Channel)を利用して上位層に伝送サービスを提供する。PHY層は、上位の媒体アクセス制御層(Medium Access Control layer:MAC層)とトランスポートチャネルで接続される。トランスポートチャネルを介して、MAC層とPHY層とレイヤ(layer:層)間でデータが移動する。端末装置と基地局装置のPHY層間において、物理チャネルを介してデータの送受信が行われる。
MAC層は、多様な論理チャネルを多様なトランスポートチャネルにマッピングを行う。MAC層は、上位の無線リンク制御層(Radio Link Control layer:RLC層)とは論理チャネルで接続される。論理チャネルは、伝送される情報の種類によって大きく分けられ、制御情報を伝送する制御チャネルとユーザ情報を伝送するトラフィックチャネルに分けられる。MAC層は、間欠受送信(DRX・DTX)を行うためにPHY層の制御を行う機能、ランダムアクセス手順を実行する機能、送信電力の情報を通知する機能、HARQ制御を行う機能などを持つ。
RLC層は、上位層から受信したデータを分割(Segmentation)及び結合(Concatenation)し、下位層が適切にデータ送信できるようにデータサイズを調節する。また、RLC層は、各データが要求するQoS(Quality of Service)を保証するための機能も持つ。すなわち、RLC層は、データの再送制御等の機能を持つ。
パケットデータコンバージェンスプロトコル層(Packet Data Convergence Protocol layer:PDCP層)は、ユーザデータであるIPパケットを無線区間で効率的に伝送するために、不要な制御情報の圧縮を行うヘッダ圧縮機能を持つ。また、PDCP層は、データの暗号化の機能も持つ。
さらに、制御平面プロトコルスタックには、無線リソース制御層(Radio Resource Control layer:RRC層)がある。RRC層は、無線ベアラ(Radio Bearer:RB)の設定・再設定を行い、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の制御を行う。RBは、シグナリグ無線ベアラ(Signaling Radio Bearer:SRB)とデータ無線ベアラ(Data Radio Bearer:DRB)とに分けられ、SRBは、制御情報であるRRCメッセージを送信する経路として利用される。DRBは、ユーザデータを送信する経路として利用される。基地局装置と端末装置のRRC層間で各RBの設定が行われる。
尚、PHY層は一般的に知られる開放型システム間相互接続(Open Systems Interconnection:OSI)モデルの階層構造の中で第一層の物理層に対応し、MAC層、RLC層及びPDCP層はOSIモデルの第二層であるデータリンク層に対応し、RRC層はOSIモデルの第三層であるネットワーク層に対応する。
また、ネットワークと端末装置との間で用いられるシグナリングプロトコルは、アクセス層(Access Stratum:AS)プロトコルと非アクセス層(Non−Access Stratum:NAS)プロトコルとに分割される。例えば、RRC層以下のプロトコルは、端末装置と基地局装置との間で用いられるアクセス層プロトコルである。また、端末装置の接続管理(Connection Management:CM)やモビリティ管理(Mobility Management:MM)などのプロトコルは非アクセス層プロトコルであり、端末装置とコアネットワーク(CN)との間で用いられる。例えば図7に示すように、端末装置とモバイル管理エンティティ(Mobility Management Entity:MME)との間で、非アクセス層プロトコルを用いた通信が、基地局装置を介して透過的に行われる。
[ランダムアクセス手順]
ランダムアクセス手順について以下に説明する。ランダムアクセス手順には、競合ベースランダムアクセス手順(Contention based Random Access procedure)と非競合ベースランダムアクセス手順(Nonーcontention based Random Access procedure)の2つのアクセス手順がある。
ランダムアクセス手順について以下に説明する。ランダムアクセス手順には、競合ベースランダムアクセス手順(Contention based Random Access procedure)と非競合ベースランダムアクセス手順(Nonーcontention based Random Access procedure)の2つのアクセス手順がある。
競合ベースランダムアクセス手順は、移動局装置間で衝突する可能性のあるランダムアクセス手順であり、基地局装置と接続(通信)していない状態からの初期アクセス時や基地局装置と接続中であるが、上りリンク同期が外れている状態で移動局装置に上りリンクデータ送信が発生した場合のスケジューリングリクエストなどに行われる。
非競合ベースランダムアクセス手順は、移動局装置間で衝突が発生しないランダムアクセス手順であり、基地局装置と移動局装置が接続中であるが、上りリンクの同期が外れている場合に迅速に移動局装置と基地局装置との間の上りリンク同期をとるためにハンドオーバや移動局装置の送信タイミングが有効でない場合等の特別な場合に基地局装置から指示されて移動局装置がランダムアクセス手順を開始する。非競合ベースランダムアクセス手順は、RRC(Radio Resource Control:Layer3)層のメッセージ及び物理下りリンク制御チャネルPDCCHの制御データにより指示される。
図8を用いて競合ベースランダムアクセス手順を簡単に説明する。まず、端末装置がランダムアクセスプリアンブルを基地局装置に送信する(メッセージ1:(1)、ステップS81)。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置が、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答(ランダムアクセスレスポンス)を端末装置に送信する(メッセージ2:(2)、ステップS82)。端末装置がランダムアクセスレスポンスに含まれているスケジューリング情報を元に上位レイヤ(Layer2/Layer3)のメッセージを送信する(メッセージ3:(3)、ステップS83)。基地局装置は、(3)の上位レイヤメッセージを受信できた端末装置に衝突確認メッセージを送信する(メッセージ4:(4)、ステップS84)。なお、競合ベースランダムアクセスをランダムプリアンブル送信とも称する。
次に、図9を用いて非競合ベースランダムアクセス手順を簡単に説明する。まず、基地局装置は、プリアンブル番号(または、シーケンス番号)と使用するランダムアクセスチャネル番号を端末装置に通知する(メッセージ0:(1)’、ステップS91)。端末装置は、指定されたプリアンブル番号のランダムアクセスプリアンブルを指定されたランダムアクセスチャネルRACHに送信する(メッセージ1:(2)’、ステップS92)。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置が、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答(ランダムアクセスレスポンス)を端末装置に送信する(メッセージ2:(3)’、ステップS93)。ただし、通知されたプリアンブル番号の値が0の場合は、競合ベースランダムアクセス手順を行なう。なお、非競合ベースランダムアクセス手順を専用プリアンブル送信とも称する。
[上りリンクデータ送信]
上りリンクデータの送信について以下に説明する。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、物理下りリンク共用チャネルPDSCHで送信される下りリンクデータの応答(ACK/NACK)、下りリンクの無線チャネル品質情報(Channel Quality Indicator:CQI)、上りリンクデータの送信要求(スケジューリングリクエスト(Scheduling Request:SR))の送信に使用される。端末装置が上りリンクデータの送信要求を行う場合、基地局装置から割り当てられた物理上りリンク制御チャネルPUCCHを利用して、スケジューリングリクエストを基地局装置に送信する。
上りリンクデータの送信について以下に説明する。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、物理下りリンク共用チャネルPDSCHで送信される下りリンクデータの応答(ACK/NACK)、下りリンクの無線チャネル品質情報(Channel Quality Indicator:CQI)、上りリンクデータの送信要求(スケジューリングリクエスト(Scheduling Request:SR))の送信に使用される。端末装置が上りリンクデータの送信要求を行う場合、基地局装置から割り当てられた物理上りリンク制御チャネルPUCCHを利用して、スケジューリングリクエストを基地局装置に送信する。
スケジューリングリクエスト送信後、基地局装置から物理上りリンク共用チャネルPUSCHのリソースを割り当てられた場合、端末装置は、割り当てられた物理上りリンク共用チャネルPUSCHのリソースで端末装置の送信データのバッファ状態情報を示すバッファステータスレポート(Buffer Status Report:BSR)を送信する。なお、基地局装置は、バッファステータスレポートに基づいて端末装置への上りリンクデータスケジューリングを行う。
スケジューリングリクエスト送信後、基地局装置から物理上りリンク共用チャネルPUSCHのリソースを割り当てられない場合、端末装置は、再度、スケジューリングリクエストを送信する。スケジューリングリクエストの再送を繰り返しても基地局装置から物理上りリンク共用チャネルPUSCHのリソースを割り当てられない場合、端末装置は、割り当てられている物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク参照信号を解放して、スケジューリングリクエストを目的としたランダムアクセス手順を実行する。なお、ランダムアクセス手順によるスケジューリングリクエストでは、端末装置は、メッセージ3でバッファステータスレポートを送信する。
[MAC層機能の詳細]
端末装置のMAC層の機能について、より詳細に以下に説明する。MAC層は、各論理チャネルをトランスポートチャネルにマッピングする機能を持っている。また、優先度に応じて論理チャネルから送信データを生成する機能を持っている。この手順は論理チャネル優先順位付け(Logical Channel Prioritization:LCP)手順と呼ばれている。基本的なLCP手順は、各論理チャネルの優先度と、無線ベアラのQoSに対応する一定期間内に送信しなければならない送信ビットレート(Prioritized Bit Rate:PBR)とを考慮して送信データの送信優先順位を決定し、上りリンクグラントを受信した時点での送信優先順位の高いデータから送信データを生成する。基地局装置との接続時にMAC層は、各RBの論理チャネル番号、論理チャネルの優先度とPBR等の情報をRRC層から取得する。
端末装置のMAC層の機能について、より詳細に以下に説明する。MAC層は、各論理チャネルをトランスポートチャネルにマッピングする機能を持っている。また、優先度に応じて論理チャネルから送信データを生成する機能を持っている。この手順は論理チャネル優先順位付け(Logical Channel Prioritization:LCP)手順と呼ばれている。基本的なLCP手順は、各論理チャネルの優先度と、無線ベアラのQoSに対応する一定期間内に送信しなければならない送信ビットレート(Prioritized Bit Rate:PBR)とを考慮して送信データの送信優先順位を決定し、上りリンクグラントを受信した時点での送信優先順位の高いデータから送信データを生成する。基地局装置との接続時にMAC層は、各RBの論理チャネル番号、論理チャネルの優先度とPBR等の情報をRRC層から取得する。
また、MAC層は、各論理チャネルに対応する送信バッファのデータ量(送信バッファ状況)を通知する機能を持っている。この機能をバッファステータスレポート(Buffer Status Report:BSR)という。また、バッファステータスレポートを送信バッファ量報告とも称する。BSRでは、各論理チャネルを論理チャネルグループ(Logical Channel Group:LCG)に割り当て、各LCGに対する送信バッファ量(バッファ状態)をMAC層のメッセージ(MAC CE)として基地局装置に通知する。
[D2D通信]
D2D通信(デバイス間通信)の中でも、近接した端末装置間のサービス(Proximity based Services:ProSe)として、端末装置同士が近くに位置するか否かを確認(発見)するための仕組み(ProSe Didcovery)と、端末装置同士が基地局装置を介さずに通信を行うための仕組み(ProSe Communication)とが主に検討されている。
D2D通信(デバイス間通信)の中でも、近接した端末装置間のサービス(Proximity based Services:ProSe)として、端末装置同士が近くに位置するか否かを確認(発見)するための仕組み(ProSe Didcovery)と、端末装置同士が基地局装置を介さずに通信を行うための仕組み(ProSe Communication)とが主に検討されている。
ProSe Discoveryメッセージの送信は、基地局装置との無線接続が確立された状態(RRC_CONNECTED状態)であっても確立されていない状態(RRC_IDLE状態)であっても行えるべきである。
また、端末装置間で信号やメッセージを送信する場合であっても、端末装置による送信はネットワークの制御下にあってもよい。すなわち、端末装置が非無線接続状態であっても、ネットワークがProSe Discoveryの信号やメッセージを送信するための無線リソースやパラメータや送信時の状態(無線接続状態か非無線接続状態か)を制御できてもよい。
ProSe Communication(デバイス間データ通信)において、通信がグループキャストあるいはブロードキャストで行われる場合は、ProSe Discoveryによる通信相手発見のステップは必ずしも必要ではない。
ProSe Communicationの信号には様々なものが考えられるが、EUTRAのPUSCHと同様の構造を持つ物理チャネルを用いてもよい。
また、ProSe Communicationにおいて、端末装置が使用するリソースとして、スケジューリング割り当て(Scheduling assignments:SA)を受信するためのリソースがリソースプールとして端末装置に提供される。端末装置はリソースプールとして指定されるリソース(時間、および周波数)においてSAを受信することで自装置宛のデータの有無を判断する。リソースプールは、予め設定されてもよいし、基地局装置から通知(あるいは報知)されてもよいし、他の端末装置から通知(あるいは報知)されてもよい。
さらに、上記SAを端末装置が送信するための方法として、端末装置が基地局装置へ送信要求を行い、それに対して送信リソースが割り当てられる方法(以降、Mode1あるいはスケジュール型(Scheduled)とも称する)、または、端末装置が報知情報や予め設定されたリソースを送信リソースとして用いる方法(以降、Mode2あるいは自律型(Autonomous)とも称する)とが用いられてもよい。デバイス間データ通信の利用が許可された端末装置は、デバイス間データ通信をサポートしている基地局装置によってMode2データ通信の使用が許可される場合にはアイドル状態においてMode2のデータ通信を行ない、Mode2データ通信の使用が許可されない場合はMode1のデータ通信を行うために基地局装置に接続するようにしてもよい。また、基地局装置がデバイス間データ通信をサポートしていない場合には、端末装置がアイドル状態であればデバイス間データ通信をサポートする基地局装置へのセル再選択を実施し、コネクティッド状態であれば、基地局装置に対してデバイス間データ通信の希望を示す情報(希望するサービスの識別子や周波数情報など)を通知してもよい。あるいは、デバイス間データ通信の希望を示す情報を認識できない基地局装置に対してはマルチキャスト・ブロードキャストサービスの希望情報を代わりに通知するようにしてもよい。
ProSe Communicationでは、1対M(Mは自然数)のブロードキャスト通信が用いられる場合、ある端末装置が送信する信号は、他の複数の端末装置が受信することができ、送信する端末装置と受信する端末装置は役割を入れ替えることも可能である。また、ブロードキャスト通信は、公安(Public safety)目的の場合は、基地局装置によるカバレッジ外であっても行えるようにする必要がある。また、ブロードキャスト通信は、専用の周波数(Dedicated carrier)および基地局装置を介する通常の通信サービスに用いられる周波数の両方をサポートする。また、ブロードキャスト通信は一方向通信であるため、レイヤ2(MAC/RLC/PDCP層)でのフィードバックを想定しない。すなわち、MAC層ではHARQによる再送制御が行われず、RLC層ではARQによる誤り訂正を行わない非応答モード(Unacknowledge Mode:UM)で通信が行われる。1対1の通信が用いられる場合には、上記1対Mのブロードキャスト通信を適用(M=1)することも考えられるし、ユニキャスト通信を行うことにより、レイヤ2でのフィードバックを行うことも考えられる。
また、デバイス間データ通信を行うためのパラメータとして、SAプールのタイプ情報(Mode1かMode2か共通か)や、SA期間情報(SA送信リソースの配置周期)や、Mode2のデータ送信に用いるサブフレーム情報や、SAリソースプールの物理リソースブロック位置情報(開始位置や終了位置)などが、基地局装置(および基地局装置のカバレッジ外の端末装置に情報を転送する端末装置)から端末装置に報知または通知される。
また、デバイス間データ通信を行うための論理チャネルとして、ProSe Communication Traffic Channel(PTCH)が定義され、デバイス間データ通信を行うためのトランスポートチャネルとして、ProSe Communication Shared Channel(PSCH)が定義される。デバイス間データ通信では、論理チャネルのPTCHがトランスポートチャネルのPSCHにマッピングされる。
デバイス間データ通信のMAC層のパラメータとして、送信元の識別子(Source Layer2 ID)と送信先の識別子(Destination Layer2 ID)が設定される。2つの識別子と論理チャネルの識別子とに基づき、各々の組み合わせ毎にPDCP層とRLC層のエンティティのペアが確立される。MAC層は、送信元の識別子と送信先の識別子が同一のMAC SDUを一つのMAC PDUに多重してもよい。また、同一の送信元の識別子と送信先の識別子のMAC SDUであれば、複数の論理チャネルのMAC SDUを一つのMAC PDUに多重してもよい。
また、デバイス間データ通信で使用される一つの無線ベアラは、一つの送信先の識別子(Destination Layer2 ID)に対してのみマッピングされる。なお、複数の無線ベアラが一つの送信先の識別子に対してマッピングされてもよい。
[アクセスクラス]
3GPPで規定されている移動通信システムでは、各々の端末装置は、アクセスクラス(Access Class:AC)0〜9の内のいずれか1つを保有している。アクセスクラスは、典型的には契約者情報が格納されるSIM(USIM)に保存されている。
3GPPで規定されている移動通信システムでは、各々の端末装置は、アクセスクラス(Access Class:AC)0〜9の内のいずれか1つを保有している。アクセスクラスは、典型的には契約者情報が格納されるSIM(USIM)に保存されている。
また、ネットワーク運用者や警察や政府関係者等のための特殊な端末装置は、AC11〜15を保有する場合がある。なお、AC10は、緊急呼用ACで、端末装置に保有されるものではなく、例えば日本の場合、110番や119番発信のような緊急時に使われるACである。
[アクセス制御(アクセス規制)]
EUTRAでは、端末装置は、着信応答呼や緊急呼や発信呼(発呼)やシグナリング呼といった呼の種別に応じて、また、自身が属するアクセスクラスや報知情報に含まれる規制情報に応じて、発信を行うことができるか否かについて判定するように構成されている。
具体的には、報知情報であるSIB2(SystemInformationBlockType2)には、アクセス規制情報として、端末装置からのアクセスを規制するための「ac−BarringForMO−Data」、及び端末装置からの制御シグナリング送信を規制するための「ac−BarringForMO−Signalling」が含まれており、それぞれがパラメータとして、後述するac−BarringFactor、ac−BarringTime、およびac−BarringForSpecialACを含んでいる。ac−BarringFactorは端末装置が通信できる確率を示すパラメータであり、現状では、0から0.05刻みで0.95までの値が設定される。端末装置は自装置で生成した(0以上1未満の)乱数の値が、ac−BarringFactorの値より小さい場合に通信が許可され、ac−BarringFactorの値以上である場合には、ac−BarringTimeの値に基づいて設定される期間、アクセスが禁止される。さらに、ac−BarringForSpecialACには、特殊なアクセスクラス(AC11−15)の端末装置が当該アクセス規制の対象となるか否かを示す5ビットの情報が設定されている。
また、SIB2には、IMS/MMTEL機能によるアクセス規制を行うための「ssac−BarringForMMTEL−Voice−r9」及び「ssac−BarringForMMTEL−Video−r9」、CSFB用アクセス規制のための「ac−BarringForCSFB−r10」が含まれており、上記と同様のパラメータを持つ。また、SIB14には、MTC用のアクセス規制ための「eab−Param−r11」が含まれており、パラメータとしてeab−BarringBitmap−r11に何れのアクセスクラス(AC0−9)のアクセスを禁止するのかを示す10ビットの情報が設定される。
AS機能において、アクセスが禁止される期間を計時するためのタイマーとして、端末装置からの発呼が禁止されるタイマー(T303)や、端末装置からのシグナリングが禁止されるタイマー(T305)、端末装置からのCSFBの発呼が禁止されるタイマー(T306)が用いられる。すなわち、AS機能におけるアクセス規制チェックでは、T302か上記各タイマーが計時中であればアクセスが規制されているものとみなす。タイマー計時中でない場合は、アクセス規制情報に基づいた規制の確認を行い、アクセスが規制された場合は、ac−BarringTimeの値に基づいて設定される期間をアクセスが禁止される期間(Tbarring)として、送信データの種類に基づき何れかのタイマーに設定される。また、RRC接続確立時に基地局装置により拒否(Reject)された場合には、RRCConnectionRejectメッセージに含まれるアクセス禁止期間(waitTime)がタイマーT302に設定されて計時される。これらのタイマーの計時状態(計時中か否か)に基づき、端末装置のネットワークへのアクセス規制状態が判断される。
以下に、図10のフローチャートを用いて従来の端末装置によるRRC接続確立(RRC Connection Establishment)時のプロシージャの一部について説明を行う。
アイドル状態の端末装置のAS機能は、上位レイヤの要求に基づいて、RRC接続確立のプロシージャを開始(initiate)する。端末装置は、RRC接続の確立(設立)がEAB(Extended Access Barring)に従うアクセス(MTCのアクセス)であるかを判断し(ステップS1001)、EABに従うアクセスの場合、SIB14に含まれるEABに関するアクセス規制情報に基づきアクセス規制チェックを行い、自装置の持つアクセスクラスのアクセスが規制されていたら、上位レイヤに規制中であることと、確立が失敗したことを通知する(ステップS1002)。
次に、端末装置は、RRC接続の確立が着信応答呼のためであるかを判断し(ステップS1003)、着信応答呼のためである場合、タイマーT302が計時中(running)か否かを判断する(ステップS1004)。タイマーT302が計時中であれば、上位レイヤに規制中であることと、確立が失敗したことを通知する(ステップS1005)。ステップS1004でタイマーT302が計時中でなければ、ステップS1024に遷移する。
次に、端末装置は、RRC接続の確立が緊急呼のためであるかを判断し(ステップS1006)、緊急呼のためである場合、SIB2に含まれるac−BarringForEmergencyの値が真であれば、自装置がアクセスクラス11から15を持たなければアクセス規制中と判断し、自装置がアクセスクラス11から15を持っていればac−BarringForSpecialACに基づきアクセス規制中か否かを判断する。アクセス規制中と判断した場合、上位レイヤに確立の失敗を通知する(ステップS1007)。
次に、端末装置は、RRC接続の確立が自装置からの発呼のためであるかを判断し(ステップS1008)、自装置からの発呼のためである場合、SIB2に含まれるac−BarringForMO−DataとタイマーT303の計時状態に基づき、アクセス規制チェックを行い(ステップS1009)、アクセスが規制されていない場合、ステップS1024に遷移する。アクセスが規制されている場合、自装置がCSFBをサポートする端末であるかを判断し(ステップS1010)、CSFBをサポートする端末でない場合、タイマーT303の計時を開始し、上位レイヤに規制中であることと、確立が失敗したことを通知する(ステップS1011)。ステップS1010で自装置がCSFBをサポートする端末であった場合、ac−BarringForCSFBがSIB2に含まれるかを判断し(ステップS1012)、含まれない場合、ステップS1024に遷移する。ステップS1010でac−BarringForCSFBがSIB2に含まれる場合、タイマーT306にタイマーT303の値を設定してタイマーT306の計時を開始して(ステップS1013)、上位レイヤに規制中であることと、確立が失敗したことを通知する(ステップS1014)。
次に、端末装置は、RRC接続の確立が自装置からのシグナリング呼のためであるかを判断し(ステップS1015)、自装置からのシグナリング呼である場合、SIB2に含まれるac−BarringForMO−Signallingに基づき、アクセス規制チェックを行い(ステップS1016)、アクセスが規制されなかった場合、ステップS1024に遷移する。アクセスが規制された場合、タイマーT305の計時を開始し、上位レイヤに規制中であることと、確立が失敗したことを通知する(ステップS1017)。
次に、端末装置は、RRC接続の確立が自装置からのCSFBのためであるかを判断し(ステップS1018)、自装置からのCSFBである場合、SIB2にac−BarringForCSFBが含まれるかを判断し(ステップS1019)、含まれる場合には、ac−BarringForCSFBに基づき、アクセス規制チェックを行い(ステップS1020)、アクセスが規制されなかった場合、ステップS1024に遷移する。アクセスが規制された場合、タイマーT306の計時を開始し、上位レイヤに規制中であることと、確立が失敗したことを通知する(ステップS1021)。ステップS1019で、SIB2にac−BarringForCSFBが含まれなかった場合、SIB2に含まれるac−BarringForMO−Dataに基づき、アクセス規制チェックを行い(ステップS1022)、アクセスが規制されなかった場合、ステップS1024に遷移する。アクセスが規制された場合、タイマーT306の値を設定して計時を開始し、タイマーT303が計時中でなければT303にT306の値を設定して計時を開始し、上位レイヤに規制中であることと、確立が失敗したことを通知する(ステップS1023)。
ステップS1024で、端末装置は、物理チャネルやMAC層などの設定を行い、基地局装置に対してRRCConnectionRequestメッセージを送信する。RRCConnectionRequestメッセージ送信後の処理については説明を省略するが、上記の処理により、ネットワークの混雑状況などに基づいたアクセス制御を行うことができる。
計時中のタイマーT303やT305やT306は、端末装置がコネクティッド状態に入るか、セル再選択を行ったときに停止(stop)する。
また、端末装置は、上述のタイマーT303やT305やT306の計時が満了(Expiry)あるいは停止し、かつタイマーT302が計時中でなければ、上位レイヤに規制が緩和(alleviation)されたことを通知する。
以上の事項を考慮しつつ、以下、添付図面を参照しながら本発明の適切な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明の実施形態の説明において、本発明の実施形態に関連した公知の機能や構成についての具体的な説明が、本発明の実施形態の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について以下に説明する。
本発明の第1の実施形態について以下に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態における端末装置1の一例を示すブロック図である。本端末装置1は、受信部101、復調部102、復号部103、受信データ制御部104、物理レイヤ制御部105、送信データ制御部106、符号部107、変調部108、送信部109、無線リソース制御部110、非アクセス層制御部111から少なくとも構成される。図中の「部」とは、セクション、回路、構成装置、デバイス、ユニットなど用語によっても表現される、端末装置1の機能および各手順を実現する要素である。
非アクセス層制御部111は、端末装置1とコアネットワーク間の制御を主に執り行うNAS(Non−Access Stratum)層の各機能を実行するブロックである。また、無線リソース制御部110は、端末装置1の無線リソース制御を執り行うRRC(Radio Resource Control)層の各機能を実行するブロックである。また、受信データ制御部104と送信データ制御部106は、データリンク層を管理するMAC(Medium Access Control)層、RLC(Radio Link Control)層、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)層における各機能を実行するブロックである。
なお、端末装置1は、キャリア・アグリゲーション、および/またはデバイス間通信による複数の周波数(周波数帯、周波数帯域幅)またはセルの同一サブフレーム内での送受信処理をサポートするために受信系のブロック(受信部101、復調部102、復号部103)、および複数の周波数(周波数帯、周波数帯域幅)、および送信系のブロック(符号部107、変調部108、送信部109)の一部あるいはすべてを複数備える構成であってもよい。
端末装置1の受信処理に関し、無線リソース制御部110より受信データ制御部104へ受信データ制御情報が入力され、物理レイヤ制御部105には各ブロックを制御するための制御パラメータである物理レイヤ制御情報が入力される。物理レイヤ制御情報は、受信制御情報と送信制御情報によって構成される端末装置1の無線通信制御に必要なパラメータ設定を含む情報である。
物理レイヤ制御情報は、基地局装置2から端末装置1に対して個別(dedicated)に送信される無線接続リソース設定、セル固有の報知情報、またはシステムパラメータなどによって設定され、無線リソース制御部110が必要に応じて物理レイヤ制御部105へ入力する。物理レイヤ制御部105は、受信に関する制御情報である受信制御情報を、受信部101、復調部102、復号部103へ適切に入力する。
受信制御情報は、下りリンクスケジューリング情報として、受信周波数帯域の情報、物理チャネルと物理シグナルに関する受信タイミング、多重方法、無線リソース制御情報などの情報が含まれている。また、受信データ制御情報は、セカンダリセル不活性化タイマー情報、DRX制御情報、マルチキャストデータ受信情報、下りリンク再送制御情報などを含む下りリンクの制御情報であり、MAC層、RLC層、PDCP層におけるそれぞれの下りリンクに関する制御情報が含まれている。
受信信号は、受信部101において受信される。受信部101は、受信制御情報で通知された周波数と周波数帯域に従って基地局装置2からの信号を受信する。受信された信号は復調部102へと入力される。復調部102は信号の復調を行う。復調部102は、復号部103へと復調後の信号を入力する。復号部103は、入力された信号を復号し、復号された各データ(下りリンクデータと下りリンク制御データ、下りリンクトランスポートブロックとも称す)を受信データ制御部104へと入力する。また、各データと共に基地局装置2から送信されたMAC制御要素も復号部103で復号され、関係するデータは受信データ制御部104へと入力される。
受信データ制御部104は、受信したMAC制御要素に基づく物理レイヤ制御部105の制御(例えば、セルの活性化/不活性化、DRX制御、送信タイミング調整など)や、復号された各データをバッファリングし、再送されたデータの誤り訂正制御(HARQ)を行う。受信データ制御部104へ入力された各データのうち、関係するデータは無線リソース制御部110へと入力(転送)される。また、無線リソース制御部110へ入力された各データのうち、関係するデータは非アクセス層制御部111へと入力(転送)される。
また、端末装置1の送信処理に関し、無線リソース制御部110より送信データ制御部106へ送信データ制御情報が入力され、物理レイヤ制御部105には各ブロックを制御するための制御パラメータである物理レイヤ制御情報が入力される。物理レイヤ制御部105は、送信に関する制御情報である送信制御情報を、符号部107、変調部108、送信部109へ適切に入力する。送信制御情報は、上りリンクスケジューリング情報として、符号化情報、変調情報、送信周波数帯域の情報、物理チャネルと物理シグナルに関する送信タイミング、多重方法、無線リソース配置情報などの情報が含まれている。
また、送信データ制御情報は、DTX制御情報、ランダムアクセス設定情報、上りリンク共用チャネル情報、論理チャネルプライオリティ情報、リソース要求設定情報、セルグループ情報、上りリンク再送制御情報、バッファステータスレポートなどを含む上りリンクの制御情報である。無線リソース制御部110は、複数のセルにそれぞれ対応した複数のランダムアクセス設定情報を送信データ制御部106に設定してもよい。
また、無線リソース制御部110は、上りリンク送信タイミングの調整に用いる送信タイミング調整情報と送信タイミングタイマーを管理し、セル毎(またはセルグループ毎、TAグループ毎)に上りリンク送信タイミングの状態(送信タイミング調整状態または送信タイミング非調整状態)を管理する。送信タイミング調整情報と送信タイミングタイマーは、送信データ制御情報に含まれる。
また、無線リソース制御部110は、受信データ制御部104から入力されたRRCメッセージを解析し、AS機能によるアクセス規制に関する情報を取得する。
また、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)は、自装置が発呼する際に、デバイス間データ通信の送信先の識別子毎に設定される無線ベアラを使用する場合、無線接続を確立する際の確立理由(RRC接続要求に含まれるEstablishmentCause)に通常の発呼のための送信であることを設定し、無線リソース制御部110に通知するようにしてもよい。無線ベアラにマッピングされたデータ(IPパケット)は、送信データ制御部106において、デバイス間データ通信で用いられる論理チャネルであるPTCHにマッピングされ、PTCHにマッピングされたデータはデバイス間データ通信で用いられるトランスポートチャネルのPSCHにマッピングされてもよい。これらのマッピングの一部あるいは全てを認識あるいは制御することにより、無線リソース制御部110は、当該データをデバイス間データ通信のデータとみなしてもよい。
なお、複数の上りリンク送信タイミングの状態を管理する必要がある場合、送信データ制御部106は、複数のそれぞれのセル(またはセルグループ、TAグループ)の上りリンク送信タイミングに対応する送信タイミング調整情報を管理する。リソース要求設定情報には、少なくとも最大送信カウンタ設定情報と無線リソース要求禁止タイマー情報とが含まれている。無線リソース制御部110は、複数のセルにそれぞれ対応した複数のリソース要求設定情報を送信データ制御部106に設定してもよい。
端末装置1で生起した送信データ(上りリンクデータと上りリンク制御データ、上りリンクトランスポートブロックとも称す)は、無線リソース制御部110より任意のタイミングで送信データ制御部106に入力される。このとき、送信データ制御部106は、入力された送信データの量(上りリンクバッファ量)を計算する。また、送信データ制御部106は、入力された送信データが制御平面に属するデータなのか、ユーザ平面に属するデータなのかを判別する機能を有する。さらに、送信データ制御部106は、入力された送信データが基地局装置2に対するデータ(第1の送信データ)なのかデバイス間データ通信のためのデータ(第2の送信データ)なのかを判別する機能を有する。
また、送信データ制御部106は、送信データが入力されたときに、送信データ制御部106内(図示せず)の上りリンクバッファに送信データを格納する。また、送信データ制御部106は、上りリンクバッファに格納された送信データの優先度などに基づき、多重化およびアセンブルを行ないMAC PDUを生成する。そして、送信データ制御部106は、入力された送信データの送信に必要な無線リソースが端末装置1に対して割り当てられているかを判断する。送信データ制御部106は、無線リソース割り当てに基づいて、物理上りリンク共用チャネルPUSCH、物理上りリンク制御チャネル(SR−PUCCH)を用いた無線リソース要求、または物理ランダムアクセスチャネルを用いた無線リソース要求のいずれか一つを選択し、選択したチャネルを送信するための制御処理を物理レイヤ制御部105に対して要求する。
変調部108は、符号化された各データを送信するチャネル構造に基づいて適切な変調処理を行う。送信部109は、変調処理された各データを周波数領域にマッピングすると共に、周波数領域の信号を時間領域の信号へ変換し、既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行う。送信部109は、また、無線リソース制御部110より入力されたセル毎(またセルグループ毎、TAグループ毎)の送信タイミング調整情報に従って上りリンク送信タイミングを調整する。上りリンク制御データが配置される物理上りリンク共用チャネルは、ユーザデータの他に、例えばレイヤ3メッセージ(無線リソース制御メッセージ;RRCメッセージ)を含めることも可能である。
図1において、その他の端末装置1の構成要素や、構成要素間のデータ(制御情報)の伝送経路については省略してあるが、端末装置1として動作するために必要なその他の機能を有する複数のブロックを構成要素として持つことは明らかである。例えば、無線リソース制御部110の上位には、コアネットワークとの制御を執り行うNAS層の非アクセス層制御部111のほかにも、アプリケーション層(レイヤ)部が存在している。また、本実施形態ではデバイス間データ通信の制御も非アクセス層制御部111が行う例を示すが、これに限らず、デバイス間データ通信の制御のために独立したD2D制御部が以下に説明するデバイス間データ通信の制御のすべてあるいは一部を行うようにしてもよい。
図2は、本発明の第1の実施形態による基地局装置2の一例を示すブロック図である。本基地局装置は、受信部201、復調部202、復号部203、受信データ制御部204、物理レイヤ制御部205、送信データ制御部206、符号部207、変調部208、送信部209、無線リソース制御部210、ネットワーク信号送受信部211から少なくとも構成される。図中の「部」とは、セクション、回路、構成装置、デバイス、ユニットなどの用語によっても表現される、基地局装置2の機能および各手順を実行する要素である。
無線リソース制御部210は、基地局装置2の無線リソース制御を執り行うRRC(Radio Resource Control)層の各機能を実行するブロックである。また、受信データ制御部204と送信データ制御部206は、データリンク層を管理するMAC(Medium Access Control)層、RLC(Radio Link Control)層、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)層における各機能を実行するブロックである。
なお、基地局装置2は、キャリア・アグリゲーションなどによる複数の周波数(周波数帯、周波数帯域幅)またはセルの同一サブフレーム内での送受信処理をサポートするために受信系のブロック(受信部201、復調部202、復号部203)、および複数の周波数(周波数帯、周波数帯域幅)、および送信系のブロック(符号部207、変調部208、送信部209)の一部あるいはすべてを複数備える構成であってもよい。
無線リソース制御部210は、下りリンクデータと下りリンク制御データを送信データ制御部206へと入力する。送信データ制御部206は、端末装置1へ送信するMAC制御要素が存在する場合、MAC制御要素と各データ(下りリンクデータまたは下りリンク制御データ)を符号部207へと入力する。符号部207は、入力されたMAC制御要素と各データを符号化し、変調部208へと入力する。変調部208は、符号化された信号の変調を行なう。
また、無線リソース制御部210は、端末装置1におけるAS機能によるアクセス規制に関する情報を報知情報に含めたRRCメッセージを作成し、作成したRRCメッセージを送信データ制御部206に出力してもよい。
また、無線リソース制御部210は、デバイス間データ通信のアクセス規制情報が含まれるRRCメッセージを作成し、作成したRRCメッセージを送信データ制御部206に出力してもよい。
また、変調部208で変調された信号は送信部209に入力される。送信部209は、入力された信号を周波数領域にマッピングした後、周波数領域の信号を時間領域の信号へ変換し、既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行い送信する。下りリンク制御データが配置される物理下りリンク共用チャネルは、典型的にはレイヤ3メッセージ(RRCメッセージ)を構成する。
また、受信部201は、端末装置1から受信した信号をベースバンドのデジタル信号に変換する。端末装置1に対して異なる複数の送信タイミングのセルを設定している場合、受信部201はセル毎(またセルグループ毎、TAグループ毎)に異なるタイミングで信号を受信する。受信部201で変換されたデジタル信号は、復調部202へ入力されて復調される。復調部202で復調された信号は続いて復号部203へと入力される。復号部203は、入力された信号を復号し、復号された各データ(上りリンクデータと上りリンク制御データ)を受信データ制御部204へと入力する。また、各データと共に端末装置1から送信されたMAC制御要素も復号部203で復号され、関係するデータは受信データ制御部204へと入力される。
受信データ制御部204は、受信したMAC制御要素に基づく物理レイヤ制御部205の制御(例えば、パワーヘッドルームレポートに関する制御や、バッファステータスレポートに関する制御など)や、復号された各データをバッファリングし、再送されたデータの誤り訂正制御(HARQ)を行う。受信データ制御部204へ入力された各データは、必要に応じて無線リソース制御部210へと入力(転送)される。
また、受信データ制御部204は、端末装置1からバッファステータスレポートが復号部203から入力された場合、自基地局装置との通信のための送信リソース要求かデバイス間データ通信のための送信リソース要求かを判別し、該端末装置1に割り当てる送信リソースを設定する。
これら各ブロックの制御に必要な物理レイヤ制御情報は、受信制御情報と送信制御情報によって構成される基地局装置2の無線通信制御に必要なパラメータ設定を含む情報である。物理レイヤ制御情報は、上位のネットワーク装置(MMEやゲートウェイ装置(SGW)、OAMなど)やシステムパラメータにより設定され、無線リソース制御部210が必要に応じて制御部204へ入力する。
物理レイヤ制御部205は、送信に関連する物理レイヤ制御情報を送信制御情報として符号部207、変調部208、送信部209の各ブロックに入力し、受信に関連する物理レイヤ制御情報を受信制御情報として受信部201、復調部202、復号部203の各ブロックに適切に入力する。
受信データ制御情報は、基地局装置2のMAC層、RLC層、PDCP層のそれぞれに対する端末装置1の上りリンクに関する制御情報が含まれている。また、送信データ制御情報は、基地局装置2のMAC層、RLC層、PDCP層のそれぞれに対する端末装置1の下りリンクに関する制御情報が含まれている。すなわち、受信データ制御情報と送信データ制御情報は、端末装置1毎に設定されている。
ネットワーク信号送受信部211は、基地局装置2間あるいは上位のネットワーク装置(MME、SGW)と基地局装置2との間の制御メッセージ、またはユーザデータの送信(転送)または受信を行なう。図2において、その他の基地局装置2の構成要素や、構成要素間のデータ(制御情報)の伝送経路については省略してあるが、基地局装置2として動作するために必要なその他の機能を有する複数のブロックを構成要素として持つことは明らかである。例えば、無線リソース制御部210の上位には、無線リソース管理(Radio Resource Management)部や、アプリケーションレイヤ部が存在している。
次に、図3を用いて、アイドル状態の端末装置1が基地局装置2からデバイス間データ通信で使用する送信リソースを要求する際のアクセス制御の一例を説明する。
図3において、端末装置1は、在圏セルの報知情報からアクセス規制に関する情報を取得する(ステップS31)。アクセス規制に関する情報には、SIB2で必要に応じて報知されるac−BarringForMO−Dataやac−BarringForMO−Signalling、ac−BarringForEmergencyなどが含まれる。
デバイス間データ通信を行う端末装置1において、端末装置1のNAS層(非アクセス層制御部111)は、無線リソース制御部110に無線リソース制御接続(RRC接続)の確立要求を行ない(ステップS32)、無線リソース制御部110は確立理由に基づいて、規制チェックを行う(ステップS33)。
ステップS32において、無線リソース制御部110は、非アクセス層制御部111から確立要求の理由が通知される。確立理由としては、緊急呼、優先呼、応答のための接続、制御信号送信のための接続、データ通信のための接続などがある。また、当該RRC接続の確立が、D2N通信のための接続かD2D通信(の無線リソース要求)のための接続かの情報も確立要求の目的(確立目的)として通知される。ここで、送信されるデータが、特定の無線ベアラにマッピングされる場合や、デバイス間データ通信で用いられる論理チャネルであるPTCHやトランスポートチャネルのPSCHにマッピングされる場合に、確立目的がD2D通信(の無線リソース要求)であるとみなしてもよい。または、確立理由の一部に確立目的が含まれてもよい。例えば、確立理由として、緊急呼や優先呼などが設定され、それとは別のパラメータとしてD2N通信のための接続かD2D通信のための接続かが設定されてもよい。また、D2D通信のための接続とD2N通信のための接続とが識別できる確立理由が設定されていてもよい。すなわち、D2N通信の優先呼とD2D通信の優先呼が独立した確立理由として設定されてもよい。また、確立理由として、緊急呼や優先呼が設定され、送信されるデータが、D2D通信で使用する無線ベアラにマッピングされるか否かや、D2D通信で使用する論理チャネルであるPTCHやトランスポートチャネルのPSCHにマッピングされるか否かによって、確立目的を判断するようにしてもよい。
ステップS33において、無線リソース制御部110は、当該RRC接続の確立目的が、D2N通信のための接続であるかD2D通信の無線リソース要求のための接続であるかに関わらず、図10を用いて説明したアクセス制御を行う。
なお、当該RRC接続の確立目的が、D2D通信の無線リソース要求のための接続である場合には、ステップS31で取得したac−BarringForMO−Dataやac−BarringForMO−Signallingなどに含まれるac−BarringForSpecialACではなく、D2D通信の無線リソース要求の接続時のために別途報知されるac−BarringForSpecialACを用いるようにしてもよい。
また、ac−BarringForEmergencyではなく、D2D通信の無線リソース要求の接続時のために別途報知されるアクセス制御に関する情報を用いて、D2D通信における緊急呼のアクセス制御を行うようにしてもよい。あるいは、D2D通信の無線リソース要求の接続時に無線リソース制御部110におけるアクセス規制のチェックを行うか否かを示す情報が報知されるようにしてもよい。
さらに、ステップS33の規制チェックにおいて、アクセス規制中か否かの判断に用いられる各タイマーの一部あるいはすべてを対象に、D2N通信のためのタイマーと、D2D通信の無線リソース要求のための接続のために用いるタイマーとを独立して持つようにしてもよい。
ステップS33の規制チェックの結果、アクセスが許可されない場合、または、T303,T305,T306などのタイマーが計時中で規制中の場合、無線リソース制御部110は、ステップS31で取得した情報に含まれる、アクセス規制時のMode2送信リソース利用可否情報に基づき、Mode2送信リソースが利用できる場合には、Mode2送信リソースプールのリソースを利用したデバイス間データ通信を行い、Mode2送信リソースが利用できない場合には、デバイス間データ通信が規制されていることを非アクセス層制御部111に通知する(ステップS35)。また、ステップS33の規制チェックの結果、アクセスが許可されない場合であって、使用可能なMode2送信リソースの設定が報知されていない場合にも、デバイス間データ通信が規制されていることを非アクセス層制御部111に通知してもよい。ここで、アクセス規制中か否かを判断するためのタイマーが独立である場合は、D2N通信の規制状態とデバイス間データ通信の規制状態とが独立して非アクセス層制御部111に通知されるが、タイマーが共通である場合、タイマーが計時中(アクセス規制中)であっても、Mode2送信リソースが利用できる場合にはデバイス間データ通信の規制は行われていない(あるいは緩和された)ものとして規制情報が非アクセス層制御部111へ通知されるようにしてもよい。
ステップS33の規制チェックの結果、アクセスが許可される場合、無線リソース制御部110は、RRC接続要求を基地局装置2に対して行うためにランダムアクセス手順を開始する(ステップS36)。ここで端末装置1は、RRC接続要求メッセージに含める確立理由は、確立目的が確立理由の一部に含まれていた場合であっても、既存の理由(緊急呼、優先呼、着信への応答、シグナリングのためのアクセス、データ通信のためのアクセス)から選択し、当該接続要求がD2N通信のためであるかD2D通信の無線リソース要求のための接続かを追加の情報として通知するようにしてもよい。
このように構成することによって、端末装置1は、基地局装置2から報知されるアクセス規制に関する情報とMode2送信リソースプール情報とに基づき、デバイス間データ通信の制限・緩和の状態をD2N通信と独立して制御することができるため、デバイス間データ通信を行う際のアクセス制御を適切に行うことができる。
本実施形態において、基地局装置2は、端末装置1が特定の条件を満たす場合に用いることができる(例えば、D2D通信の無線リソース要求のための接続に対するアクセス規制時に用いることができる)Mode2送信リソースの設定を報知するようにしてもよい。このように構成することによって、報知情報で通知される通常のアイドル状態で使用できるMode2送信リソースがない場合であってもアクセス規制時に規制された端末装置1がMode2送信リソースを利用できるようにすることで輻輳緩和が可能となる。また、この場合、アクセス規制される期間が終了したときには、直ちに当該Mode2送信リソースの使用を停止するようにしてもよいし、D2D通信の無線リソース要求のための接続が成功するまで(または、Mode1送信リソースが割り当てられるまで)当該Mode2送信リソースを使用するようにしてもよい。
また、本実施形態において、端末装置1は、既存のアクセス規制のパラメータであるac−BarringForMO−Dataやac−BarringForMO−Signalling、ac−BarringForEmergencyを流用したが、これに限らず、D2D通信の無線リソース要求のための接続時に使用するパラメータ(ac−BarringForD2D)を使用してもよい。この場合、前述のアクセス規制時に用いることができるMode2送信リソースプールの情報(設定)を当該パラメータに含めて報知するようにしてもよい。また、アクセス規制中か否かの判断に用いられるタイマーをD2N通信のためのタイマーとは別に持ち、当該パラメータに含まれるアクセス規制期間を示す情報を計時するようにしてもよい。このように構成することによって、適切なアクセス制御を行うことができる。
また、本実施形態において、端末装置1は、報知情報によってMode2の送信リソースが利用可能な場合において、非アクセス層制御部111から通知されるRRC接続の確立理由が、緊急呼や優先呼である場合にのみD2D通信の無線リソース要求のための接続を試みるようにしてもよい。あるいは、特定の条件を満たす場合に用いることができる(例えば、緊急呼や優先呼である場合に用いることができる)Mode2送信リソースプールの情報(設定)を報知するようにしてもよい。このように構成することによって、優先的に通信を行う必要がある端末装置1に対して効率的に送信リソースを割り当てることができる。
また、本実施形態において、端末装置1は、自装置の保有するアクセスクラスを用いてアクセス制御を行なう説明をしたが、これに限らず、デバイス間データ通信あるいはD2D通信の無線リソース要求のための接続時に使用するアクセスクラス情報が設定されるようにしてもよい。例えば、端末装置1の出荷前の段階で設定されてもよいし、出荷後に、基地局装置2などを経由して認証機器(認証サーバなど)と接続して設定されるようにしてもよいし、小型認証デバイスなどと有線接続あるいは無線接続して設定されるようにしてもよい。このように構成することによって、通常の基地局装置2との通信を行う際のアクセスクラスとデバイス間データ通信を行う際のアクセスクラスを独立して設定することができるため、柔軟なアクセス制御を行うことができる。
第1の実施形態によれば、基地局装置2から報知されるアクセス規制に関する情報とMode2送信リソースプール情報と、端末装置1の非アクセス層制御部111から無線リソース制御部110に示される接続要求の理由や目的とに基づいて、端末装置1がアクセス規制のチェックおよび使用無線リソースの選択を行うことにより、効率的なアクセス制御を行うことができる。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について以下に説明する。
本発明の第2の実施形態について以下に説明する。
第1の実施形態では、報知情報に含まれるアクセス規制に関する情報と、端末装置1が保有するアクセスクラスとに基づいて、無線リソース制御部110において、D2D通信の無線リソース要求のための接続時のアクセス制御を行う例を示した。本実施形態では、端末装置1の非アクセス層制御部111において、D2D通信の無線リソース要求のための接続時のアクセス制御を行う一例について説明する。
本実施形態で用いられる端末装置1と基地局装置2は、非アクセス層制御部111、および無線リソース制御部110が、第1の実施形態と動作が異なるため、それ以外の詳細な説明は省略する。
本実施形態において、無線リソース制御部110は、受信データ制御部104から入力されたRRCメッセージを解析し、AS機能によるアクセス規制に関する情報を取得する。
また、本実施形態において、無線リソース制御部110は、受信データ制御部104から入力されたRRCメッセージを解析し、デバイス間データ通信のアクセス規制情報が含まれる場合、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)に当該データを出力する。
また、本実施形態において、無線リソース制御部110は、受信データ制御部104から入力されたRRCメッセージを解析し、Mode2送信リソースが使用できる場合、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)に使用可能であることを通知する。
また、本実施形態において、無線リソース制御部110は、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)から指定され、無線接続を確立する際にRRC接続要求メッセージに含まれる確立理由(EstablishmentCause)が、予め定められた理由である場合であって、基地局装置2から報知情報で通知されるAS機能におけるアクセス規制処理を行うか否かを示す情報(規制スキップ情報)によりAS機能によるアクセス規制処理が不要と設定されている場合に、発呼時のアクセス規制の処理をスキップする。
また、本実施形態において、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)は、自装置が発呼する際に、AS機能によるアクセス制御が必要か否かの情報に基づき、確立理由(RRC接続要求に含まれるEstablishmentCause)を設定し、無線リソース制御部110に通知する。
また、本実施形態において、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)は、自装置が発呼する際に、デバイス間データ通信の送信先の識別子毎に設定される無線ベアラを使用する場合、無線接続を確立する際の確立理由(RRC接続要求に含まれるEstablishmentCause)に通常の発呼のための送信であることを設定し、無線リソース制御部110に通知するようにしてもよい。無線ベアラにマッピングされたデータ(IPパケット)は、送信データ制御部106において、デバイス間データ通信で用いられる論理チャネルであるPTCHにマッピングされ、PTCHにマッピングされたデータはデバイス間データ通信で用いられるトランスポートチャネルのPSCHにマッピングされてもよい。これらのマッピングの一部あるいは全てを認識あるいは制御することにより、無線リソース制御部110は、当該データをデバイス間データ通信のデータとみなしてもよい。
または、本実施形態において、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)は、自装置がデバイス間データ通信を行う場合に、無線リソース制御部110から通知されるMode2送信リソース利用可否情報と、アクセス規制情報とに基づいて、デバイス間データ通信を開始するか否か、およびRRC接続要求を行うかMode2送信リソースを使用するかを判断するようにしてもよい。
次に、図4を用いて、本実施形態におけるアイドル状態の端末装置1が基地局装置2からデバイス間データ通信で使用する送信リソースを要求する際のアクセス制御の一例を説明する。
図4において、端末装置1は、在圏セルの報知情報からアクセス規制に関する情報を取得する(ステップS41)。アクセス規制に関する情報には、SIB2で必要に応じて報知されるac−BarringForMO−Dataやac−BarringForMO−Signalling、ac−BarringForEmergencyなどが含まれる。
また、端末装置1は、在圏セルの報知情報からMode2送信リソース情報を取得する(ステップS42)。なお、ステップS41とステップS42の順序は逆であっても構わない。
無線リソース制御部110は、端末装置1のNAS層(非アクセス層制御部111)に対して、ステップS41およびステップS42で取得したアクセス規制情報とMode2送信リソース情報とを通知する(ステップS43)。ここで、アクセス規制情報は、Mode1送信リソースおよび/またはMode2送信リソースを使用するデバイス間データ通信のアクセス規制情報であってもよい。また、Mode2送信リソース情報は、Mode2送信リソースが利用可能かを示す情報であってもよい。
デバイス間データ通信を行う端末装置1において、端末装置1のNAS層(非アクセス層制御部111)は、ステップS43で取得した情報、および自装置の保持するアクセスクラスに基づき、規制チェックを行う(ステップS44)。
また、端末装置1のNAS層(非アクセス層制御部111)は、ステップS43で取得した情報に基づき、Mode2送信リソースが利用できない場合には、無線リソース制御部110にRRC接続の確立要求を行ない(ステップS46)、無線リソース制御部110は、確立要求に基づいて、RRC接続要求を基地局装置2に対して行うためにランダムアクセス手順を開始する(ステップS47)。
ステップS45において、Mode2送信リソースが利用できる場合には、非アクセス層制御部111は、無線リソース制御部110に対して、Mode2送信リソースを用いたデバイス間データ通信を指示してもよいし、送信するデータの属するグループや優先度や自装置の保持するアクセスクラスなどに基づいて、Mode1送信リソースを利用する(基地局装置2に送信リソースの要求を行う)かMode2送信リソースを利用するかを判断して、何れかの処理を行うようにしてもよい。
ステップS46において、無線リソース制御部110は、非アクセス層制御部111から確立要求の理由が通知される。確立理由としては、緊急呼、優先呼、応答のための接続、制御信号送信のための接続、データ通信のための接続などがある。また、当該RRC接続の確立が、D2N通信のための接続かD2D通信の無線リソース要求のための接続かの情報も確立要求の目的(確立目的)として通知される。ここで、送信されるデータが、特定の無線ベアラにマッピングされる場合や、デバイス間データ通信で用いられる論理チャネルであるPTCHやトランスポートチャネルのPSCHにマッピングされる場合に、確立目的がD2D通信の無線リソース要求であるとみなしてもよい。または、確立理由の一部に確立目的が含まれてもよい。
ステップS47において、無線リソース制御部110は、当該RRC接続の確立目的が、D2D通信の無線リソース要求のための接続である場合には、アクセス規制のチェックを行わないようにしてもよい。あるいは、アクセス規制のチェックを行うか否かを指示する情報が基地局装置2から通知あるいは報知されてもよい。
このように構成することによって、端末装置1は、基地局装置2から報知されるアクセス規制に関する情報とMode2送信リソースの情報とに基づき、デバイス間データ通信の制限・緩和の状態をD2N通信と独立して制御することができるため、デバイス間データ通信を行う際のアクセス制御を適切に行うことができる。
本実施形態において、基地局装置2は、端末装置1が特定の条件を満たす場合に用いることができる(例えば、D2D通信の無線リソース要求のための接続に対するアクセス規制時に用いることができる)Mode2送信リソースの設定を報知するようにしてもよい。この場合、非アクセス層制御部111は、規制チェックの結果に基づき何れのリソースを使用するのかを無線リソース制御部110に指示するようにしてもよい。このように構成することによって、報知情報で通知される通常のアイドル状態で使用できるMode2送信リソースがない場合であってもアクセス規制時に規制された端末装置1がMode2送信リソースを利用できるようにすることで輻輳緩和が可能となる。また、この場合、アクセス規制される期間が終了したときには、直ちに当該Mode2送信リソースの使用を停止するようにしてもよいし、D2D通信の無線リソース要求のための接続が成功するまで(または、Mode1送信リソースが割り当てられるまで)当該Mode2送信リソースを使用するようにしてもよい。
また、本実施形態において、端末装置1は、報知情報によってMode2の送信リソースが利用可能な場合において、非アクセス層制御部111から通知されるRRC接続の確立理由が、緊急呼や優先呼である場合にのみD2D通信の無線リソース要求のための接続を試みるようにしてもよい。あるいは、特定の条件を満たす場合に用いることができる(例えば、緊急呼や優先呼である場合に用いることができる)Mode2送信リソースの設定を報知するようにしてもよい。このように構成することによって、優先的に通信を行う必要がある端末装置1に対して効率的に送信リソースを割り当てることができる。
また、本実施形態において、端末装置1は、自装置の保有するアクセスクラスを用いてアクセス制御を行なう説明をしたが、これに限らず、デバイス間データ通信あるいはD2D通信の無線リソース要求のための接続時に使用するアクセスクラス情報が設定されるようにしてもよい。例えば、端末装置1の出荷前の段階で設定されてもよいし、出荷後に、基地局装置2などを経由して認証機器(認証サーバなど)と接続して設定されるようにしてもよいし、小型認証デバイスなどと有線接続あるいは無線接続して設定されるようにしてもよい。このように構成することによって、通常の基地局装置2との通信を行う際のアクセスクラスとデバイス間データ通信を行う際のアクセスクラスを独立して設定することができるため、柔軟なアクセス制御を行うことができる。
第2の実施形態によれば、基地局装置2から報知されるアクセス規制に関する情報とMode2送信リソースの情報とに基づいて、端末装置1がアクセス規制のチェックおよび使用無線リソースの選択を行うことにより、効率的なアクセス制御を行うことができる。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について以下に説明する。
本発明の第3の実施形態について以下に説明する。
第1の実施形態では、報知情報に含まれるアクセス規制に関する情報と、端末装置1が保有するアクセスクラスに基づいて、D2D通信の無線リソース要求のための接続時にアクセス制限を行う例を示した。本実施形態では、端末装置1がD2D通信の無線リソース要求のための接続時に基地局装置2から接続を拒否された場合の処理の一例について説明する。
本実施形態で用いられる端末装置1と基地局装置2は、無線リソース制御部110、および無線リソース制御部210が、第1の実施形態と動作が異なるため、それ以外の詳細な説明は省略する。
本実施形態において、無線リソース制御部110は、受信データ制御部104から入力されたデータが、RRC接続拒否メッセージ(RRCConnectionReject)である場合、当該メッセージに含まれるタイマー設置値(waitTime)で指定される期間をタイマーで計時する。このとき、使用するタイマーはD2N通信と共通に利用されるタイマーであってもよいし、独立に設定されるタイマーであってもよい。また、当該メッセージにMode2送信リソース利用可否情報および/またはMode2送信リソースプール情報が含まれる場合は、当該情報を取得するようにしてもよい。ここで、タイマーを計時中は、当該情報に基づき、Mode2送信リソース利用可が通知された場合には、デバイス間データ通信の送信データをMode2送信リソースプールの送信リソースを利用して送信するようにしてもよい。また、Mode2送信リソース利用不可が通知された場合には、タイマー計時中は、非アクセス層制御部111にデバイス間データ通信が規制中であることを通知するようにしてもよい。
また、本実施形態において、無線リソース制御部210は、RRC接続要求を行なった端末装置1に対して送信するRRC接続拒否メッセージに、Mode2送信リソース利用可否情報および/またはMode2送信リソースプール情報を含めて送信してもよい。
次に、図5を用いて、本実施形態におけるアイドル状態の端末装置1が基地局装置2からデバイス間データ通信で使用する送信リソースを要求する際の制御の一例を説明する。
図5において、端末装置1は、基地局装置2に対してRRC接続要求を行う(ステップS51)。ここで、ここで端末装置1は、接続要求がD2N通信のための接続かD2D通信の無線リソース要求のための接続かを識別できる情報をRRC接続要求メッセージに含めて送信することが望ましい。また、RRC接続要求を行う前に、第1の実施形態や第2の実施形態で行ったアクセス制御を行なってもよい。
RRC接続要求を受信した基地局装置2は、何らかの理由でRRC接続を拒否する場合、端末装置1に対して、RRC接続拒否メッセージを送信する。(ステップS52)。
RRC接続拒否メッセージを受信した端末装置1は、当該メッセージにMode2送信リソース利用可否情報が含まれる場合、Mode2送信リソース利用可能であれば、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)に対してデバイス間データ通信が規制中であることは通知せず、Mode2送信リソースを用いたデバイス間データ通信を開始する(ステップS53)。また、Mode2送信リソース利用不可であれば、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)に対してデバイス間データ通信が規制中であることを通知する(ステップS54)。
ステップS53において、RRC接続を拒否された場合に再度アクセス可能となるまでの時間を計時するタイマーはD2N通信のためのRRC接続を拒否された場合に使用するタイマーと共通であってもよいし、独立に設定されるタイマーであってもよい。共通のタイマーを用いる場合、接続要求がD2N通信のための接続かD2D通信の無線リソース要求のための接続かに関わらず、共通のタイマーの計時を行ない、タイマーの状態(停止中か/計時中か/満了したか)と、通知されたMode2送信リソース利用可否情報および/またはMode2送信リソースプール情報に基づき、デバイス間データ通信で使用する送信リソースの選択を行う。また、独立したタイマーである場合には、接続要求がD2N通信のための接続かD2D通信の無線リソース要求のための接続かにより計時するタイマーを区別し、D2D通信の無線リソース要求のための接続を拒否された場合に計時を行うタイマーの状態と、通知されたMode2送信リソース利用可否情報および/またはMode2送信リソースプール情報に基づき、デバイス間データ通信で使用する送信リソースの選択を行う。
例えば、タイマーが計時中であり、Mode2送信リソース利用可否情報が利用不可を示しているか、Mode2送信リソースが設定されていない場合、無線リソース制御部110は、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)に対してデバイス間データ通信が規制中であることを通知するようにしてもよい。
あるいは、タイマーが計時中であり、Mode2送信リソース利用可否情報が利用可能を示しており、Mode2送信リソースが設定されている場合、無線リソース制御部110は、上位レイヤ(非アクセス層制御部111)に対してデバイス間データ通信が規制中であることを通知せず、少なくともタイマー計時中はMode2送信リソースを利用したデバイス間データ通信を行うようにしてもよい。このとき、Mode2送信リソース利用可否情報は、Mode2送信リソースが設定されている場合に利用可能であるとしてもよい。すなわちMode2送信リソース利用可否情報を省略してもよい。
このように構成することによって、端末装置1は、基地局装置2から報知されるアクセス規制に関する情報とMode2送信リソースの情報とに基づき、デバイス間データ通信の制限・緩和の状態を制御することができ、また、タイマーが独立して設定される場合は、デバイス間データ通信の制限・緩和の状態をD2N通信と独立して制御することができるため、デバイス間データ通信を行う際のアクセス制御を効率的に行うことができる。
本実施形態において、基地局装置2は、端末装置1が特定の条件を満たす場合に用いることができる(例えば、D2D通信の無線リソース要求のための接続に対するアクセス拒否時に用いることができる)Mode2送信リソースの設定を報知するようにしてもよい。このように構成することによって、報知情報で通知される通常のアイドル状態で使用できるMode2送信リソースがない場合であってもアクセス拒否された端末装置1がMode2送信リソースを利用できるようにすることで輻輳緩和が可能となる。また、この場合、アクセス拒否期間が終了したときには、直ちに当該Mode2送信リソースの使用を停止するようにしてもよいし、D2D通信の無線リソース要求のための接続が成功するまで(または、Mode1送信リソースが割り当てられるまで)当該Mode2送信リソースを使用するようにしてもよい。
また、本実施形態において、Mode2送信リソース利用可否情報は、RRC接続拒否メッセージではなく、報知情報で報知されるようにしてもよい。これにより、シグナリングのオーバヘッドを削減することが可能となる。
また、本実施形態ではRRC接続拒否メッセージにMode2送信リソース利用可否情報および/またはMode2送信リソースプール情報が含まれる例を示したが、他にも接続状態の端末装置1に対して通知されるRRC接続解放メッセージにMode2送信リソース利用可否情報および/またはMode2送信リソースプール情報を含めて送信するようにしてもよい。
第3の実施形態によれば、基地局装置2から通知されるRRC接続拒否メッセージに基づいて、端末装置1がデバイス間データ通信で利用する無線リソースの設定やアクセス制限を行うことにより、効率的なアクセス制御を行うことができる。
上記各実施形態において、基地局装置2の機能は他の装置が実装してもよい。例えば、デバイス間データ通信の親機となる端末装置1が実装してもよいし、基地局装置2のカバレッジ外の第1の端末装置1に対して情報を提供する第2の端末装置1が実装してもよい。
また、上記各実施形態において、デバイス間データ通信の無線リソース要求時の基地局装置2へのアクセス制御について説明したが、これに限らず、ProSe Didcoveryの無線リソース要求に適用してもよい。この場合、デバイス間データ通信とProSe Didcoveryをあわせたデバイス間通信におけるアクセス制御(共通のタイマーおよび共通のアクセス規制情報を用いる)であってもよいし、各々の通信におけるアクセス制御(個別のタイマーおよび/または個別のアクセス規制情報を用いる)であってもよい。
また、上記各実施形態において、特定の条件を満たす場合に用いることができるMode2送信リソースの設定を報知することを説明したが、これは、複数のMode2送信リソースの一部が特定の条件を満たす場合に用いられるようにしてもよいし、上記条件を満たすか否かに関わらず使用されるMode2送信リソースと同一の送信リソースであってもよい。
なお、以上説明した実施形態は単なる例示に過ぎず、様々な変形例、置換例を用いて実現することができる。例えば、上りリンク送信方式は、FDD(周波数分割復信)方式とTDD(時分割復信)方式のどちらの通信システムに対しても適用可能である。また、実施形態で示される各パラメータや各イベントの名称は、説明の便宜上呼称しているものであって、実際に適用される名称と本発明の実施形態の名称とが異なっていても、本発明の実施形態において主張する発明の趣旨に影響するものではない。
また、各実施形態で用いた「接続」とは、ある装置と別のある装置とを、物理的な回線を用いて直接接続される構成にだけ限定されるわけではなく、論理的に接続される構成や、無線技術を用いて無線接続される構成を含む。
また、端末装置1とは、可搬型あるいは可動型の移動局装置のみならず、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、AV機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器や測定機器、車載装置、さらに身に着けることが可能なウェアラブル機器やヘルスケア機器などに対し通信機能を搭載したものを含む。また、端末装置1は、人対人または人対機器の通信だけではなく、機器対機器の通信(Machine Type Communication、マシンタイプ通信)にも用いられる。
端末装置1は、ユーザ端末、移動局装置、通信端末、移動機、端末、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)とも称される。基地局装置2は、無線基地局装置、基地局、無線基地局、固定局、NB(NodeB)、eNB(evolved NodeB)、BTS(Base Transceiver Station)、BS(Base Station)とも称される。
なお、基地局装置2は、3GPPが規定するUMTSにおいてNBと称され、EUTRAおよびAdvanced EUTRAにおいてeNBと称される。なお、3GPPが規定するUMTS、EUTRAおよびAdvanced EUTRAにおける端末装置1はUEと称される。
また、説明の便宜上、機能的なブロック図を用いて、端末装置1および基地局装置2の各部の機能またはこれらの機能の一部を実現するための方法、手段、またはアルゴリズムのステップについて具体的に組み合わせて記載したが、これらは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、または、これらを組み合わせたものによって、直接的に具体化され得る。
もしハードウェアによって実装されるのであれば、端末装置1および基地局装置2は説明したブロック図の構成以外に端末装置1および基地局装置2へ電力を供給する給電装置やバッテリー、液晶などのディスプレイ装置及びディスプレイ駆動装置、メモリ、入出力インターフェース及び入出力端子、スピーカー、その他の周辺装置によって構成される。
もしソフトウェアによって実装されるのであれば、その機能は、コンピュータ読み取り可能な媒体上の一つ以上の命令またはコードとして保持され、または伝達され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータプログラムをある場所から別の場所への持ち運びを助ける媒体を含むコミュニケーションメディアやコンピュータ記録メディアの両方を含む。
そして、一つ以上の命令またはコードをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録された一つ以上の命令またはコードをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより端末装置1や基地局装置2の制御を行なっても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
本発明の各実施形態に記載の動作をプログラムで実現してもよい。本発明の各実施形態に関わる端末装置1および基地局装置2で動作するプログラムは、本発明の各実施形態に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAMに蓄積され、その後、各種ROMやHDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。
また、プログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の各実施形態の機能が実現される場合もある。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、半導体媒体(例えば、RAM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるディスクユニット等の記憶装置のことをいう。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上記各実施形態に用いた端末装置1および基地局装置2の各機能ブロック、または諸特徴は、本明細書で述べられた機能を実行するように設計された汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、特定用途向けの集積回路(ASIC)あるいは一般用途向けの任意の集積回路(IC)、フィールドプログラマブルゲートアレイシグナル(FPGA)、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものによって、実装または実行され得る。
汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであっても良いが、代わりにプロセッサは従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。汎用用途プロセッサ、または上述した各回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。
プロセッサはまた、コンピューティングデバイスを組み合わせたものとして実装されても良い。例えば、DSPとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと接続された一つ以上のマイクロプロセッサ、またはその他のそのような構成を組み合わせたものである。
以上、この発明の実施形態について具体例に基づいて詳述してきたが、本発明の各実施形態の趣旨ならびに特許請求の範囲は、これらの具体例に限定されないことは明らかであり、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。すなわち、本明細書の記載は例示説明を目的としたものであり、本発明の各実施形態に対して何ら制限を加えるものではない。
また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も本発明の技術的範囲に含まれる。
1…端末装置
2、2−1、2−2…基地局装置
101、201…受信部
102、202…復調部
103、203…復号部
104、204…受信データ制御部
105、205…物理レイヤ制御部
106、206…送信データ制御部
107、207…符号部
108、208…変調部
109、209…送信部
110、210…無線リソース制御部
111…非アクセス層制御部
211…ネットワーク信号送受信部
2、2−1、2−2…基地局装置
101、201…受信部
102、202…復調部
103、203…復号部
104、204…受信データ制御部
105、205…物理レイヤ制御部
106、206…送信データ制御部
107、207…符号部
108、208…変調部
109、209…送信部
110、210…無線リソース制御部
111…非アクセス層制御部
211…ネットワーク信号送受信部
Claims (8)
- 基地局装置とのデータ通信と、前記基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信とを行う端末装置であって、
前記基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、前記基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、無線リソース制御接続確立手順とのいずれか選択することを特徴とする端末装置。 - 前記選択は、さらに前記端末装置の保持するアクセスクラスおよび/またはデバイス間データ通信のデータの優先度に基づいて行われることを特徴とする請求項1記載の端末装置。
- 前記特定の条件は、さらに無線リソース制御接続要求が拒否された場合を含むことを特徴とする請求項1記載の端末装置。
- 端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信の送信リソースを端末装置に割り当てる基地局装置であって、
前記端末装置に対して特定の条件時に利用可能な送信リソースを通知または報知し、アクセス規制を行った前記端末装置に前記送信リソースを用いるデバイス間データ通信を行わせることを特徴とする基地局装置。 - 基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信を行う端末装置と、前記端末装置にデバイス間データ通信の送信リソースを割り当てる基地局装置とを含む通信システムであって、
前記基地局装置は、前記端末装置に対して特定の条件時に利用可能な送信リソースを通知または報知し、
前記端末装置は、前記基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、前記基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、前記基地局装置への無線リソース制御接続確立手順とのいずれかを行うかを選択することを特徴とする通信システム。 - 基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信を行う端末装置に適用される制御方法であって、
前記基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、前記基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、前記基地局装置への無線リソース制御接続確立手順とのいずれかを行うかを選択するステップを少なくとも含むことを特徴とする制御方法。 - 前記選択は、前記端末装置の保持するアクセスクラスおよび/またはデバイス間データ通信のデータの優先度に基づいて行われるステップをさらに含むことを特徴とする請求項6記載の制御方法。
- 基地局装置により設定される無線リソースを用いて端末装置間の直接データ通信であるデバイス間データ通信を行う端末装置に実装される集積回路であって、
前記基地局装置へのアクセスが規制中であるか否かの情報に基づき、前記基地局装置から通知または報知される特定の条件時に利用可能な送信リソースを用いるデバイス間データ通信と、前記基地局装置への無線リソース制御接続確立手順とのいずれかを行うかを選択する機能を前記端末装置に対して発揮させることを特徴とする集積回路。
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