JP2018006905A - 無線通信システム、基地局、移動局及び識別番号設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアアグリゲーション(CA)の実行時に識別情報の割り当てを行わなくても複数のセルに共通する識別番号をCA対応の移動局に割り当てることが可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムは、互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局２と、移動局３とを有する。この無線通信システムにおいて、移動局３は、複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して基地局と無線通信する可能性に応じて規定される複数のクラスのうちの移動局が属するクラスを基地局２へ通知する。一方、基地局２は、複数のセルの何れかについて、複数のセルのそれぞれに規定される複数のクラスのそれぞれに対応する複数の識別番号群のうちの通知されたクラスに対応する識別番号群の中から識別番号を選択してその識別番号を移動局３に割り当てる。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、基地局が設定するセルを介して移動局と基地局とが無線通信する無線通信システム、及び、そのような無線通信システムで利用される基地局、移動局及び識別番号設定方法に関する。

無線通信システムにおいて、動画像データをストリーミングするアプリケーションなど、大容量のデータを通信するアプリケーションが利用されるようになっている。そのため、無線通信システムにおける通信容量または通信速度を向上する技術が研究されている。例えば、そのような技術の一例として、互いに異なる周波数を利用する複数のセルを同時に通信に使用するキャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation, CA)が提案されている。CA機能は、第３世代パートナーシッププロジェクト(Third Generation Partnership Project、3GPP)により標準化が進められている通信規格であるロング・ターム・エボリューション(Long Term Evolution)-Advanced(LTE-Advanced)において検討されている。

CAが実施される場合、同一のエリアに対して互いに異なる周波数を利用する複数のセルが設定される。そのような複数のセルで利用される複数の周波数はコンポーネントキャリアと呼ばれる。そしてコンポーネントキャリアのうち、主となるキャリアはプライマリコンポーネントキャリア(Primary Component Carrier, PCC)と呼ばれ、それ以外のキャリアはセカンダリコンポーネントキャリア(Secondary Component Carrier, SCC)と呼ばれる。PCCに対応するセルは、例えば、プライマリセル(Primary Cell, PCell)と呼ばれ、一方、SCCに対応するセルは、例えば、セカンダリセル(Secondary Cell, SCell)と呼ばれる。

ここで、基地局は、移動局を識別するために、移動局ごとに、Cell Radio Network Temporary Identifier(C-RNTI)と呼ばれる端末IDを割り当てる。例えば、基地局は、移動局と基地局間の接続を確立する際に、Random-Access Channel(RACH) ProcedureにてC-RNTIを移動局に割り当てる。そして接続中において、移動局は、C-RNTIにより識別される。これにより、基地局は、移動局ごとに独立した無線通信を行うことが可能となる。CAを利用しない移動局は、一つのセルを介して基地局と接続されるため、LTEでは、C-RNTIは、セルごとに1〜65523までの値として設定可能となっている（例えば、3GPP TS36.321 V12.7.0、3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification(Release 12), pp.66-67を参照）。

CAが実施される場合、移動局は、同時に複数のセル(すなわち、PCellと一つ以上のSCell)を介して基地局と無線通信するため、その複数のセルについて互いに共通するC-RNTIの値が移動局に割り当てられることが求められる。しかし、移動局が保持可能なC-RNTIは一つであるため、着目する移動局についてCAの利用を開始する時点において、PCellにおいてその移動局に割り当てられていたC-RNTIの値が、SCellに該当するセルにおいて、既に他の移動局に割り当てられている可能性がある。その結果、基地局は、CAを構成する複数のセルについて共通するC-RNTIの値を移動局に割り当てることができないことがある。

一方、CAの実行時に端末に払い出されるべきC-RNTI番号の枯渇を回避する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に開示された通信システムでは、基地局は、その基地局の全セルのうち何れか一つのセルを用いた第１の通信が行われる場合に、端末を識別するための所定数の識別番号から、全セルの各々に固有の識別番号である第１の識別番号を端末に払い出す。一方、端末との間で全セルのうち二つ以上のセルを同時に用いた第２の通信が行われる場合、基地局は、第１の識別番号を除く所定数の識別番号から、二つ以上のセルに共通する識別番号である第２の識別番号を端末に払い出す。また、所定数の識別番号は、第１の識別番号を含む複数の識別番号である第１の識別番号群と、第２の識別番号を含む複数の識別番号である第２の識別番号群とに予め区分される。そして基地局は、第１の通信が行われる場合に、第１の識別番号群から第１の識別番号を端末に払い出し、第２の通信が行われる場合に、第２の識別番号群から第２の識別番号を端末に払い出す。

特開２０１５−２３３２４７号公報

特許文献１に開示された技術では、第１の通信と第２の通信のうちの実行される方に応じた識別番号が基地局から端末に払い出される。そのため、基地局と端末との通信が第１の通信と第２の通信間で切り替わる度に識別番号の払い出しが行われることが必要となる。

一つの側面では、本発明は、CAの実行時に識別番号の割り当てを行わなくても、複数のセルに共通する識別番号をCA対応の移動局に割り当てることが可能な無線通信システムを提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局と、移動局とを有する無線通信システムが提供される。この無線通信システムにおいて、移動局は、複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して基地局と無線通信する可能性に応じて規定される複数のクラスのうちの移動局が属するクラスを基地局へ通知する。基地局は、複数のセルの何れかについて、複数のセルのそれぞれに規定される複数のクラスのそれぞれに対応する複数の識別番号群のうちの通知されたクラスに対応する識別番号群の中から識別番号を選択してその識別番号を移動局に割り当てる。

他の実施形態によれば、互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局と、移動局とを有する無線通信システムにおける識別番号設定方法が提供される。この識別番号設定方法は、移動局が、複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して基地局と無線通信する可能性に応じて規定される複数のクラスのうちの移動局が属するクラスを基地局へ通知し、基地局が、複数のセルの何れかについて、複数のセルのそれぞれに規定される複数のクラスのそれぞれに対応する複数の識別番号群のうちの通知されたクラスに対応する識別番号群の中から識別番号を選択してその識別番号を移動局に割り当てることを含む。

さらに他の実施形態によれば、互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局が提供される。この基地局は、移動局に対して無線信号を送信し、または移動局から無線信号を受信する無線処理部と、複数のセルのそれぞれに規定される、複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して移動局と基地局間の無線通信の実行可能性に応じて規定される複数のクラスのそれぞれに対応する複数の識別番号群を記憶する記憶部と、移動局から無線処理部を介して受信した、複数のクラスのうちの移動局が属するクラスを表す情報に基づいて、複数の識別番号群のうちの移動局が属するクラスに対応する識別番号群の中から識別番号を選択してその識別番号を移動局に割り当てる制御部を有する。

さらに他の実施形態によれば、移動局が提供される。この移動局は、互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局に対して無線信号を送信し、または基地局から無線信号を受信する無線処理部と、基地局から受信した、複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して移動局と基地局間の無線通信の実行可能性に応じて規定される複数のクラスのそれぞれに対応する、ランダムアクセス手順において移動局を識別するための複数の識別番号群を表す情報に基づいて、複数のクラスのうちの移動局が属するクラスに対応する識別番号群に含まれる識別番号を選択し、選択した識別番号を表す情報を含む無線信号を無線処理部を介して基地局へ通知する制御部を有する。

CAの実行時に識別番号の割り当てを行わなくても、複数のセルに共通する識別番号をCA対応の移動局に割り当てることができる。

一つの実施形態による無線通信システムの概略構成図である。 C-RNTIの割り当て手順を示すシーケンス図である。 基地局の概略構成図である。 基地局による、C-RNTIの割り当て処理の動作フローチャートである。 移動局の概略構成図である。 UE catgoryとCAの実施可能性に関するクラスの対応関係を表すテーブルの一例を示す図である。 UE catgoryとCAの実施可能性に関するクラスの対応関係を表すテーブルの他の一例を示す図である。 変形例による、C-RNTIの割り当て手順を示すシーケンス図である。

以下、図を参照しつつ、一つの実施形態による無線通信システムについて説明する。
この無線通信システムでは、基地局は、互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定し、その複数のセルのうちの二つ以上を利用して、移動局とCAを用いた無線通信を行うことが可能となっている。そして基地局は、C-RNTIの値の全範囲を、CAを実行する可能性に応じた複数のクラスのそれぞれに対応する番号群ごとに区分する。また基地局は、移動局と基地局間の接続を確立する際に、移動局から、何れのクラスに該当するかの通知を受ける。そして基地局は、通知されたクラスに対応するC-RNTIの番号群から、移動局に割り当てるC-RNTIの値を選択する。これにより、この無線通信システムは、CAの実行時にC-RNTIの割り当てを行わなくても、移動局に対してCAを実施する複数のセルに共通のC-RNTIの値を割り当てることを可能とする。

本実施形態は、例えば、LTE-Advancedに準拠した無線通信システムとする。しかし、本実施形態は、一つの基地局が利用する周波数が互いに異なる複数のセルを設定し、移動局がそれら複数のセルを介して基地局と無線通信することが可能な他の様々な無線通信システムであってもよい。その際には、その無線通信システムにおいて、C-RNTIに対応する、ランダムアクセス手順において移動局を識別するための識別番号の割り当てが、本実施形態と同様に行われればよい。

図１は、一つの実施形態による無線通信システムの概略構成図である。無線通信システム１は、基地局２と、移動局３とを有する。なお、図１では、例示として、無線通信システム１には、１台の基地局が含まれる。しかし、無線通信システム１に含まれる基地局の数は１台に限られず、複数であってもよい。同様に、無線通信システム１に含まれる移動局の数も１台に限られず、複数であってもよい。

基地局２は、例えば、LTE-AdvancedにおけるEvolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN) NodeB(eNB)である。そして基地局２は、移動局３とコアネットワーク間の通信を中継する。そのために、基地局２は、例えば、S1インターフェースに従って上位ノード（図示せず）と接続されている。また基地局２は、例えば、X2インターフェースに従って他の基地局と接続されていてもよい。

基地局２は、その基地局と移動局とが通信可能なエリアに対して、複数の周波数を用いることにより、複数のセルを設定する。例えば、基地局２は、３個のセル２ａ、２ｂ、２ｃを設定する。そしてセル２ａ、２ｂ、２ｃでは、互いに異なる周波数が移動局３との無線通信に利用される。本実施形態では、基地局２と移動局３間の無線通信においてCAを実施することが可能なように、セル２ａ、２ｂ、２ｃは、同一のエリアに設定される。

移動局３は、CA対応の移動局、あるいは、CA非対応の移動局である。そして移動局３は、基地局２が設定するセルの何れかに在圏している場合に、基地局２と無線通信可能となる。その際、移動局３がCAに対応していれば、移動局３は、CAを実施することにより、複数のセルを用いて基地局２と無線通信してもよい。

以下、移動局３に対するC-RNTIの割り当て手順の詳細について説明する。

本実施形態では、基地局２は、セルごとに、CAを実施する可能性があるか否かを基地局２の局情報に基づいて判定する。なお、局情報は、予め設定され、例えば、基地局２が有する記憶部に保存される。そして基地局２は、CAを実施する可能性があるセルについて、C-RNTIの値の全範囲(例えば、1〜65523)を、CAを実施する可能性に応じた複数のクラスごとに区分する。本実施形態では、CAを実施する可能性が高い方から順に、「CAを実施する可能性が極めて高い」、「CAを実施する可能性がある」、及び「CA非対応」の３個のクラスが設定される。このうち、「CA非対応」クラスに属する移動局については、CAは実施されず、その他のクラスに属する移動局については、CAが実施される可能性がある。そこで、基地局２は、C-RNTIの値の全範囲を、「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスに対応する識別番号群、「CAを実施する可能性がある」クラスに対応する識別番号群、及び「CA非対応」クラスに対応する識別番号群に区分する。なお、以下では、説明の便宜上、「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスに対応する識別番号群を「高確率CA実施群」と呼び、「CAを実施する可能性がある」クラスに対応する識別番号群を「低確率CA実施群」と呼ぶ。そして「CA非対応」クラスに対応する識別番号群を「CA非対応群」と呼ぶ。

高確率CA実施群と低確率CA実施群の境界、及び、低確率CA実施群とCA非対応群の境界は、それぞれ、固定値として予め設定されてもよい。あるいは、基地局２は、直近の一定期間における、CAの実施回数、及び、基地局２と接続されたCA対応の移動局数などの統計情報に基づいて、それらの境界を設定してもよい。例えば、基地局２は、次式に従って、高確率CA実施群と低確率CA実施群の境界SpaceForCAUE、及び、低確率CA実施群とCA非対応群の境界SpaceForPsblCAUEを算出する。

ここで、CRNTINUMは、C-RNTIの取り得る値の総数であり、例えば、65523である。また、CaUeNumは、直近の所定期間において何れかのセルを用いてCAを実施した移動局の数を表す。またCaUeCntNumは、直近の所定期間において何れかのセルと接続されたCA対応移動局の数を表す。そしてNonCaContNumは、直近の所定期間において何れかのセルと接続されたCA非対応移動局の数を表す。なお、CaUeNum、CaUeCntNum及びNonCaContNumには、C-RNTIの値が足りずにC-RNTIの値が割り当てられなかった移動局の数も含める。また関数Ceiling()は、天井関数である。

基地局２は、例えば、C-RNTIの値の範囲のうち、1〜SpaceForCAUEを高確率CA実施群とし、(SpaceForCAUE+1)〜SpaceForPsblCAUEを低確率CA実施群とし、(SpaceForPsblCAUE+1)〜CRNTINUMをCA非対応群とする。

図２は、本実施形態による、移動局３に対するC-RNTIの割り当て手順を示すシーケンス図である。
基地局２は、移動局３がCAを実施する可能性に応じた複数のクラスの何れに属するかを知るために、RACH Procedureで移動局３を識別するために利用されるThe Random Access Preamble IDentifierの値の範囲をクラスごとに区分する。そして基地局２は、クラスごとの値の範囲を表す情報を移動局へ通知する（ステップＳ１０１）。例えば、基地局２は、「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスに相当する範囲と「CAを実施する可能性がある」クラスに相当する範囲との境界値PreCaltoCahth（例えば、42）を設定する。同様に、基地局２は、「CAを実施する可能性がある」クラスに相当する範囲と「CA非対応」クラスに相当する範囲との境界値PreNonCatoCalth（例えば、21）を設定する。そして基地局２は、例えば、境界値PreCaltoCahth及び境界値PreNonCatoCalthを、System Informationに含め、そのSystem Informationを報知制御チャネルを介して移動局へ通知する。なお、The Random Access Preamble IDentifierは、3GPP TS 36.321に規定されており、System Informationは、3GPP TS 36.331に規定されている。

移動局３は、「CAを実施する可能性が極めて高い」、「CAを実施する可能性がある」及び「CA非対応」の何れのクラスに属するかを判定する。その際、移動局３は、例えば、例えば、自装置にて実行されているアプリケーション、基地局２から受信する無線信号の品質、または、移動局３の仕様などに応じて、移動局３が属するクラスを判定する。そして移動局３は、クラスごとのThe Random Access Preamble IDentifier値の範囲を表す情報を参照して、自装置が属するクラスに相当するThe Random Access Preamble IDentifierの値を選択する（ステップＳ１０２）。

例えば、移動局３が「CA非対応」クラスに属していれば、移動局３は、0〜PreNonCatoCalthの範囲からThe Random Access Preamble IDentifierの値を選択する。また、移動局３が「CAを実施する可能性がある」クラスに属していれば、移動局３は、(PreNonCatoCalth+1)〜PreCaltoCahthの範囲からThe Random Access Preamble IDentifierの値を選択する。さらにまた、移動局３が「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスに属していれば、移動局３は、(PreCaltoCahth +1)〜The Random Access Preamble IDentifierの最大値（例えば、63）の範囲からThe Random Access Preamble IDentifierの値を選択する。

移動局３は、RACH Procedureにおいて、選択したThe Random Access Preamble IDentifierの値を含むRACH preambleを生成し、そのRACH preambleを基地局２へ送信する（ステップＳ１０３）。

基地局２は、移動局から受信したRACH preambleに含まれるThe Random Access Preamble IDentifierの値に基づいて、移動局３が何れのクラスに属するかを判定する。そして基地局２は、移動局３が属するクラスに対応する識別番号群からC-RNTIの値を選択し、選択したC-RNTIの値を移動局３に割り当てる（ステップＳ１０４）。すなわち、受信したThe Random Access Preamble IDentifierの値が、0〜PreNonCatoCalthの範囲に含まれていれば、基地局２は、移動局３は「CA非対応」クラスに属すると判定する。そして基地局２は、移動局が在圏するセルの何れか一つについて、CA非対応群に含まれるC-RNTIの値を選択し、そのC-RNTIの値を移動局に割り当てる。

また、受信したThe Random Access Preamble IDentifierの値が、(PreNonCatoCalth+1)〜PreCaltoCahthの範囲に含まれていれば、基地局２は、移動局３は「CAを実施する可能性がある」クラスに属すると判定する。そして基地局２は、移動局３が在圏するセルの何れか一つについて、低確率CA実施群に含まれるC-RNTIの値を選択し、そのC-RNTIの値を移動局に割り当てる。

さらに、受信したThe Random Access Preamble IDentifierの値が、(PreCaltoCahth+1)よりも大きければ、基地局２は、移動局３は「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスに属すると判定する。そして基地局２は、移動局３が在圏するセルのうち、CAを実施する可能性がある２以上のセルのそれぞれについて、高確率CA実施群に含まれる同じC-RNTIの値を選択し、そのC-RNTIの値を移動局３に割り当てる。これにより、CAの実施に利用される複数のセルにおいて、移動局３に対して共通のC-RNTIの値が確保される。

基地局２は、割り当てるC-RNTIの値を、RACH responseに含めて移動局３へ通知する（ステップＳ１０５）。そして接続が確立されている間、基地局２と移動局３とは、そのC-RNTIの値を利用して無線通信する（ステップＳ１０６）。なお、移動局３が「CAを実施する可能性がある」クラスに属している場合において、CAが実施される場合、基地局２は、PCellにてその移動局に対して既に割り当てられているC-RNTIの値を、SCellとなるセルについても割り当てればよい。

以下、本実施形態による無線通信システムに含まれる基地局及び移動局の詳細について説明する。
図３は、基地局２の概略構成図である。

基地局２は、アンテナ２１と、無線処理部２２と、有線インターフェース部２３と、記憶部２４と、制御部２５とを有する。無線処理部２２、記憶部２４及び制御部２５は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つまたは複数の集積回路として基地局２に実装されてもよい。

アンテナ２１は、無線処理部２２を介して伝達されたダウンリンク信号を無線信号として送信する。またアンテナ２１は、移動局３からの無線信号を受信して電気信号に変換してアップリンク信号とし、アップリンク信号を無線処理部２２に伝達する。なお、アンテナ２１は、送信用のアンテナと受信用のアンテナとを別個に有していてもよい。

無線処理部２２は、制御部２５から受け取ったダウンリンク信号をアナログ化した後、制御部２５により指定された無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして無線処理部２２は、搬送波に重畳されたダウンリンク信号をハイパワーアンプ（図示せず）により所望のレベルに増幅し、そのダウンリンク信号をアンテナ２１へ伝達する。

また無線処理部２２は、アンテナ２１から受け取ったアップリンク信号を、低ノイズアンプ（図示せず）により増幅する。無線処理部２２は、増幅されたアップリンク信号に、中間周波数を持つ周期信号を乗じることにより、そのアップリンク信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。そして無線処理部２２は、ベースバンド周波数を持つアップリンク信号をアナログ／デジタル変換した後、制御部２５へ渡す。

有線インターフェース部２３は、基地局２を、上位ノード（図示せず）及び他の基地局と接続するための通信インターフェース回路を有する。そして有線インターフェース部２３は、上位ノードから受信した信号を、S1インターフェースに従って解析し、その信号に含まれるダウンリンク信号及び制御信号を抽出する。さらに有線インターフェース部２３は、他の基地局から受信した信号を、X2インターフェースに従って解析し、その信号に含まれる制御信号を抽出する。そして有線インターフェース部２３は、抽出したダウンリンク信号及び制御信号を制御部２５に渡す。

一方、有線インターフェース部２３は、制御部２５から受け取ったアップリンク信号をS1インターフェースに従った形式の信号に変換した上で上位ノードへ出力する。また有線インターフェース部２３は、他の基地局へ送信する制御信号を、X2インターフェースに従った形式に変換する。そして有線インターフェース部２３は、その制御信号を他の基地局へ出力する。

記憶部２４は、例えば、書き換え可能な不揮発性半導体メモリまたは揮発性半導体メモリを有する。そして記憶部２４は、基地局２の局情報、移動局３と通信するための各種の情報、基地局２が送信または受信する各種の情報、及び、基地局２で動作する各種のプログラムなどを記憶する。例えば、記憶部２４は、基地局２と接続されている移動局ごとに、その移動局に割り当てられたセルごとのC-RNTIの値、高確率CA実施群と低確率CA実施群の境界SpaceForCAUE、及び、低確率CA実施群とCA非対応群の境界SpaceForPsblCAUEを記憶する。さらに、記憶部２４は、それらの境界値の算出に利用される、CA実行回数及びCA非対応移動局数といった統計値を記憶する。

制御部２５は、例えば、１個あるいは複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして制御部２５は、ダウンリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って変調し、かつ多重化する。そして制御部２５は、変調及び多重化されたダウンリンク信号を無線処理部２２へ渡す。例えば、制御部２５は、Orthogonal frequency-division multiple access(OFDMA)に従ってダウンリンク信号を変調し、多重化する。

一方、制御部２５は、無線処理部２２から受け取ったアップリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って分離し、分離した受信信号をそれぞれ復調する。例えば、制御部２５は、Single-Carrier Frequency Division Multiple Access(SC-FDMA)、または他のFDMA方式に準じた多重化方式に従ってアップリンク信号を分離し、復調する。そして制御部２５は、復調されたアップリンク信号を有線インターフェース部２３に出力する。さらに制御部２５は、復調されたアップリンク信号から、CAに関して移動局がどのクラスに属するかを表す情報、例えば、The Random Access Preamble IDentifierを取り出す。さらに制御部２５は、復調されたアップリンク信号から、基地局２が移動局３と無線通信するために基地局２が参照する各種の信号、例えば、呼制御に関する制御情報、あるいは、移動局３における通信状態を表すパラメータなどを取り出す。

さらに制御部２５は、移動局３へのリソースの割り当て、送信電力制御、呼制御、再送制御及びCAに関する処理など、無線通信を実行するための各種の処理を実行する。

また、制御部２５は、ランダムアクセス手順において、移動局３へのC-RNTIの割り当てに関する処理を実行する。事前準備として、制御部２５は、局情報を参照してCAを実行するセルを特定する。そして制御部２５は、一定周期ごとに、C-RNTIの値の範囲に対して、（１）式及び（２）式に従って、高確率CA実施群と低確率CA実施群の境界SpaceForCAUE、及び、低確率CA実施群とCA非対応群の境界SpaceForPsblCAUEを算出し、それら境界を記憶部２４に記憶する。

図４は、基地局２の制御部２５による、移動局３へのC-RNTIの割り当て処理の動作フローチャートである。
制御部２５は、System Informationに、The Random Access Preamble IDentifierについて設定される、CAの実施可能性に関する３個のクラスのそれぞれの境界の値PreNonCatoCalth+1及びPreCaltoCahthを含める。そして制御部２５は、そのSystem Informationを含むダウンリンク信号を、無線処理部２２及びアンテナ２１を介して移動局へ報知する（ステップＳ２０１）。

さらに、制御部２５は、RACH Procedureにおいて、移動局３からRACH preambleを含むアップリンク信号を受信すると、RACH preambleからThe Random Access Preamble IDentifierの値を取り出す。そして制御部２５は、The Random Access Preamble IDentifierの値に応じて、移動局３が属するクラスが「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスか否か判定する（ステップＳ２０２）。

移動局３が属するクラスが「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスである場合（ステップＳ２０２−Ｙｅｓ）、CAが実施される可能性が高い。そこで制御部２５は、移動局３が在圏する複数のセルのうち、CAを実施する可能性がある２以上のセルのそれぞれについて、高確率CA実施群に含まれる同じC-RNTIの値を選択し、そのC-RNTIの値を移動局３に割り当てる（ステップＳ２０３）。

一方、移動局３が属するクラスが「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスでない場合（ステップＳ２０２−Ｙｅｓ）、制御部２５は、何れか一つのセルについて、移動局３が属するクラスに対応する識別番号群からC-RNTIの値を選択する。そして制御部２５は、選択したC-RNTIの値を移動局３に割り当てる（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０３またはＳ２０４の後、制御部２５は、移動局３に割り当てるC-RNTIの値を含むRACH responseを生成する。さらに、制御部２５は、そのRACH responseを含むダウンリンク信号を生成し、無線処理部２２及びアンテナ２１を介して移動局３へ送信する（ステップＳ２０５）。また制御部２５は、移動局３に割り当てられたC-RNTIの値を記憶部２４に記憶する。これにより、基地局２と移動局３とは、互いに接続されている間、そのC-RNTIの値を利用して無線通信することができる。

図５は、移動局３の概略構成図である。移動局３は、アンテナ３１と、無線処理部３２と、記憶部３３と、制御部３４とを有する。さらに、移動局３は、タッチパネルといったユーザインターフェース（図示せず）、マイクロホン（図示せず）、スピーカ（図示せず）及びカメラ（図示せず）のうちの一つ以上を有していてもよい。さらにまた、移動局３は、移動局３の位置を測定するために、Global Positioning System(GPS)受信機（図示せず）を有していてもよい。また、無線処理部３２、記憶部３３及び制御部３４は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つまたは複数の集積回路として移動局３に実装されてもよい。

アンテナ３１は、無線処理部３２を介して伝達されたアップリンク信号を無線信号として送信する。またアンテナ３１は、基地局２からの無線信号を受信して電気信号に変換してダウンリンク信号とし、ダウンリンク信号を無線処理部３２に伝達する。なお、アンテナ３１は、送信用のアンテナと受信用のアンテナとを別個に有していてもよい。

無線処理部３２は、制御部３４から受け取ったアップリンク信号をアナログ化した後、制御部３４により指定された無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして無線処理部３２は、搬送波に重畳されたアップリンク信号をハイパワーアンプ（図示せず）により所望のレベルに増幅し、そのアップリンク信号をアンテナ３１へ伝達する。

また無線処理部３２は、アンテナ３１から受け取ったダウンリンク信号を、低ノイズアンプ（図示せず）により増幅する。無線処理部３２は、増幅されたダウンリンク信号に、中間周波数を持つ周期信号を乗じることにより、そのダウンリンク信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。そして無線処理部３２は、ベースバンド周波数を持つダウンリンク信号をアナログ／デジタル変換した後、制御部３４へ渡す。

記憶部３３は、例えば、書き換え可能な不揮発性半導体メモリまたは揮発性半導体メモリを有する。そして記憶部３３は、基地局２と通信するための各種の情報、移動局３が送信または受信する各種の情報、及び、移動局３で動作する各種のプログラムなどを記憶する。例えば、記憶部３３は、基地局２と接続されている間、移動局３に割り当てられたC-RNTIの値を記憶する。

制御部３４は、例えば、１個あるいは複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして制御部３４は、アップリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って変調し、かつ多重化する。そして制御部３４は、変調及び多重化されたアップリンク信号を無線処理部３２へ渡す。例えば、制御部３４は、SC-FDMA、または他のFDMA方式に準じた多重化方式に従ってアップリンク信号を変調し、多重化する。

一方、制御部３４は、無線処理部３２から受け取ったダウンリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って分離し、分離した受信信号をそれぞれ復調する。例えば、制御部３４は、OFDMAに従ってダウンリンク信号を分離し、復調する。そして制御部３４は、復調された受信信号に含まれる各種の制御情報またはデータを取り出す。そして制御部３４は、取り出された制御情報またはデータに応じた処理を実行する。例えば、制御部３４は、ダウンリンク信号に音声信号が含まれる場合、その音声信号をスピーカを介して再生する。また制御部３４は、ダウンリンク信号にビデオ信号が含まれる場合、そのビデオ信号をタッチパネルを介して再生する。

さらに制御部３４は、接続要求処理など、基地局２との無線通信を実行するための各種の処理を実行する。

また制御部３４は、C-RNTIの割り当てに関する処理を実行する。例えば、制御部３４は、基地局２と接続する際に、基地局２から報知されたダウンリンク信号に含まれるSystem Informationから、The Random Access Preamble IDentifierについて設定される、CAの実施可能性に応じたクラスごとの値の範囲を表す情報を取り出す。そして制御部３４は、自装置の仕様、自装置に対して適用される通信サービス、自装置で実行中のアプリケーションプログラムの種類、または通信状態に応じて、移動局３が属するクラスを判定する。制御部３４は、RACH Procedureにおいて、移動局３が属するクラスに対応するThe Random Access Preamble IDentifierの値の範囲からThe Random Access Preamble IDentifierの値を選択し、選択した値を含むRACH preambleを生成する。さらに、制御部３４は、そのRACH preambleを含むアップリンク信号を生成し、無線処理部３２及びアンテナ３１を介して基地局２へ送信する。

制御部３４は、RACH responseを含むダウンリンク信号を受信すると、RACH responseから、移動局３に割り当てられたC-RNTIの値を取り出して、そのC-RNTIの値を記憶部３３に保存する。そして制御部３４は、移動局３が基地局２と接続されている間、そのC-RNTIの値を利用して、基地局２と無線通信する。また、制御部３４は、CAを実施する場合、CAに関する処理を実行する。そして制御部３４は、CAを実施する場合、割り当てられたC-RNTIの値を、CAに利用される複数のセルのそれぞれにおいて使用する。

以上に説明してきたように、この無線通信システムでは、予め、C-RNTIの値の全範囲がCAの実施可能性に応じた複数のクラスのそれぞれごとの識別番号群に区分される。そして基地局は、移動局との接続確立時において、移動局が属する、CAの実施可能性に関するクラスに対応する識別番号群から、その移動局に割り当てるC-RNTIの値を選択する。特に、移動局が「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスに属する場合には、基地局は、複数のセルについて共通するC-RNTIの値を移動局に割り当てる。これにより、この無線通信システムは、CAを実行するか否かが切り替わるごとにC-RNTIの割り当てを行わなくても、CAを実施する可能性がある移動局に対して、CAで利用される複数のセルについて共通のC-RNTIの値を割り当てることができる。

なお、変形例によれば、基地局２は、移動局が属するクラスを、移動局３から基地局２へ通知されるRRC Messageに含まれるUE capability informationに示される、移動局３が属するUE categoryに基づいて判定してもよい。なお、UE capability informationは、移動局３の能力を表し、かつ、移動局がCAの実施可能性に関するクラスと対応付けられる能力情報の一例である。

図６は、UE catgoryとCAの実施可能性に関するクラスの対応関係を表すテーブルの一例を示す図である。テーブル６００において、左側の列の各欄には、UE catgoryの値が示される。また、テーブル６００の右側の列の各欄には、左側に隣接する欄に示されたUE categoryの値に対応する、CAの実施可能性に関するクラスが示される。例えば、UE categoryの値がcategory 1〜5である場合、対応するクラスは「CA非対応」クラスとなる。また、UE categoryの値がcategory 6, 9, または11である場合、対応するクラスは「CAを実施する可能性がある」クラスとなる。そしてUE categoryの値がcategory 7, 8, 10または12である場合、対応するクラスは「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスとなる。

図７は、UE catgoryとCAの実施可能性に関するクラスの対応関係を表すテーブルの他の一例を示す図である。この例では、UE DL categoryとUE UL categoryの組み合わせごとに、CAの実施可能性に関するクラスが設定される。テーブル７００において、左側の列の各欄には、UE DL catgoryの値が示される。また、テーブル７００の中央の列の各欄には、UE UL categoryの値が示される。そしてテーブル７００の右側の列の各欄には、その左側に示されたUE DL categoryの値とUE UL categoryの値の組み合わせに対応する、CAの実施可能性に関するクラスが示される。例えば、UE DL categoryの値がDL category 0であり、かつ、UE UL categoryの値がUL category 0である場合、対応するクラスは「CA非対応」クラスとなる。また、UE DL categoryの値がDL category 6であり、かつ、UE UL categoryの値がUL category 5である場合、対応するクラスは「CAを実施する可能性がある」クラスとなる。そしてUE DL categoryの値がDL category 7であり、かつ、UE UL categoryの値がUL category 13である場合、対応するクラスは「CAを実施する可能性が極めて高い」クラスとなる。

この場合、基地局２の記憶部２４に、UE catgoryとCAの実施可能性に関するクラスの対応関係を表すテーブルが予め記憶される。そして基地局２の制御部２５は、移動局３から通知されるUE catgoryとテーブルとを参照することで、移動局３が属するクラスを判定できる。なお、UL category、UE DL category、及びUE UL categoryの値と対応する仕様については、3GPP TS 36.306、Table 4.1-1、Table 4.1-2、Table 4.1A-1、Table 4.1A-2を参照されたい。

図８は、変形例による、C-RNTIの割り当て手順を示すシーケンス図である。
基地局２の制御部２５は、移動局３からRACH preambleを受信すると、CAの実施可能性に関する何れかのクラス、例えば、「CA非対応」クラスに対応するC-RNTI群の中から選択したC-RNTIの値を移動局３に割り当てる（ステップＳ３０１）。そして制御部２５は、選択したC-RNTIの値を含むRACH responseを生成し、そのRACH responseを移動局３へ通知する（ステップＳ３０２）。

その後、RRC connectionの手順が開始される。すなわち、移動局３が、基地局２へRRC connection requestを送信すると、基地局２は、移動局３へRRC connection setupを返す。さらに、基地局２は、UE Capability enquiryを移動局３へ送信して、移動局３にUE Capability Informationを送信するよう要求する。そして移動局３は、自装置に対応するUE category(あるいは、UE DL categoryとUE UL categoryの組)を含むUE Capability Informationを基地局２へ送信する。

基地局２が、UE capability informationを受信すると、制御部２５は、UE capability informationに示される、UE catgoryの値及びテーブルを参照することで、移動局３が属するクラスを特定する（ステップＳ３０３）。制御部２５は、RACH procedureにおいてC-RNTIの値を選択したクラスと、UE capability informationに基づいて特定されたクラスとが異なっている場合、特定されたクラスに対応するC-RNTI群から移動局３に割り当てるC-RNTIの値を再選択する（ステップＳ３０４）。そして制御部２５は、再選択したC-RNTIの値を移動局３に割り当てる。この場合、制御部２５は、再選択したC-RNTIの値を含むRRC Connection reconfigurationを生成し、そのRRC Connection reconfigurationを含むダウンリンク信号を、無線処理部２２及びアンテナ２１を介して移動局３へ通知すればよい。なお、RACH procedureにおいてC-RNTIの値を選択したクラスと、UE capability informationに基づいて特定されたクラスとが同一であれば、制御部２５は、C-RNTIの値を再選択しなくてもよい。

なお、C-RNTIの値の再選択及び移動局３への通知は、ハンドオーバの実行時、あるいは、RRC Connection Re-establishment procedureにおいて実行されてもよい。

この変形例によれば、基地局は、System Informationを利用してThe Random Access Preamble IDentifierについて設定される、CAの実施可能性に関する３個のクラスのそれぞれの境界を移動局に通知しなくてもよい。そのため、C-RNTIの割り当てに関する処理がより簡単化される。

また他の変形例によれば、UE capability information内に、移動局３が属するクラスを表すパラメータが設けられてもよい。そして移動局３は、自装置が属するクラスを表すパラメータ値を含むUE capability informationを生成し、そのUE capability informationを含むRRC Messageを基地局２へ送信することで、基地局２に、移動局３が属するクラスを通知してもよい。

また他の変形例によれば、CAの実施可能性に関するクラスの数は３個に限られない。例えば、CAの実施可能性に関するクラスは、「CA非対応」クラスと「CAを実施する可能性がある」クラスの二つを含んでいてもよい。この場合には、移動局が「CAを実施する可能性がある」クラスに属する場合に、基地局は、CAを実施する可能性がある２以上のセルのそれぞれについて、互いに共通するC-RNTIの値を、そのクラスに対応するC-RNTIの値の範囲から選択してもよい。

ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

１ 無線通信システム
２ 基地局
３ 移動局
２１、３１ アンテナ
２２、３２ 無線処理部
２３ 有線インターフェース部
２４、３３ 記憶部
２５、３４ 制御部

Claims (9)

1. 互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局と、移動局とを有する無線通信システムであって、
   前記移動局は、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して前記基地局と無線通信する可能性に応じて規定される複数のクラスのうちの前記移動局が属するクラスを前記基地局へ通知し、
   前記基地局は、前記複数のセルの何れかについて、前記複数のセルのそれぞれに規定される前記複数のクラスのそれぞれに対応する複数の識別番号群のうちの通知されたクラスに対応する識別番号群の中から識別番号を選択して当該選択した識別番号を前記移動局に割り当てる、
   無線通信システム。
2. 前記基地局は、ランダムアクセス手順において前記移動局を識別するための所定数の第２の識別番号を、前記複数のクラスのそれぞれに対応する複数の第２の識別番号群に区分し、かつ、前記複数のクラスのそれぞれに対応する前記第２の識別番号群を表す情報を前記移動局へ通知し、
   前記移動局は、ランダムアクセス手順において、前記複数のクラスのうちの前記移動局が属するクラスに対応する前記第２の識別番号群に含まれる第２の識別番号を選択し、該選択した第２の識別番号を前記基地局へ通知することで前記移動局が属するクラスを通知する、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記移動局は、前記複数のクラスのうちの前記移動局が属するクラスに対応する前記移動局の能力を表す情報を前記基地局へ通知することで前記移動局が属するクラスを通知する、請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記基地局は、所定期間における、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用した前記移動局と前記基地局間の無線通信の実施回数、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用した無線通信に対応する前記移動局が前記基地局と接続された回数、及び、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用した無線通信に対応しない前記移動局が前記基地局と接続された回数に基づいて、前記複数の識別番号群のそれぞれのサイズを決定する、請求項１〜３の何れか一項に記載の無線通信システム。
5. 前記複数のクラスは、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用した前記移動局と前記基地局間の無線通信が行われない第１のクラスと、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用した前記移動局と前記基地局間の無線通信が行われる可能性がある第２のクラスとを含み、
   前記基地局は、前記移動局が属するクラスが前記第２のクラスである場合、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルのそれぞれについて、前記複数の識別番号群のうちの前記第２のクラスに対応する識別番号群の中から互いに共通する前記識別番号を選択して前記移動局に割り当てる、請求項１〜４の何れか一項に記載の無線通信システム。
6. 前記複数のクラスは、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用した前記移動局と前記基地局間の無線通信が行われる可能性があり、かつ当該可能性が前記第２のクラスにおける前記可能性よりも低い第３のクラスをさらに含み、
   前記基地局は、前記移動局が属するクラスが前記第３のクラスである場合、前記複数のセルのうちの一つのセルについて、前記複数の識別番号群のうちの前記第３のクラスに対応する識別番号群の中から前記識別番号を選択して前記移動局に割り当てる、請求項５に記載の無線通信システム。
7. 互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局と、移動局とを有する無線通信システムにおける識別番号設定方法であって、
   前記移動局は、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して前記基地局と無線通信する可能性に応じて規定される複数のクラスのうちの前記移動局が属するクラスを前記基地局へ通知し、
   前記基地局は、前記複数のセルの何れかについて、前記複数のセルのそれぞれに規定される前記複数のクラスのそれぞれに対応する複数の識別番号群のうちの通知されたクラスに対応する識別番号群の中から識別番号を選択して当該選択した識別番号を前記移動局に割り当てる、
   識別番号設定方法。
8. 互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局であって、
   移動局に対して無線信号を送信し、または前記移動局から無線信号を受信する無線処理部と、
   前記複数のセルのそれぞれに規定される、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して前記移動局と前記基地局間の無線通信の実行可能性に応じて規定される複数のクラスのそれぞれに対応する複数の識別番号群を記憶する記憶部と、
   前記移動局から前記無線処理部を介して受信した、前記複数のクラスのうちの前記移動局が属するクラスを表す情報に基づいて、前記複数の識別番号群のうちの前記移動局が属するクラスに対応する識別番号群の中から識別番号を選択して当該選択した識別番号を前記移動局に割り当てる制御部と、
   を有する基地局。
9. 移動局であって、
   互いに異なる周波数を利用する複数のセルを設定する基地局に対して無線信号を送信し、または前記基地局から無線信号を受信する無線処理部と、
   前記基地局から受信した、前記複数のセルのうちの二つ以上のセルを利用して前記移動局と前記基地局間の無線通信を実行する可能性に応じて規定される複数のクラスのそれぞれに対応する、ランダムアクセス手順において前記移動局を識別するための複数の識別番号群を表す情報に基づいて、前記複数のクラスのうちの前記移動局が属するクラスに対応する識別番号群に含まれる識別番号を選択し、該選択した識別番号を表す情報を含む無線信号を前記無線処理部を介して前記基地局へ通知する制御部と、
   を有する移動局。

Images