JP2018026738A

JP2018026738A - 基地局及び信号送信方法

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Publication number: JP2018026738A
Application number: JP2016158274A
Authority: JP
Inventors: 隆介松川; Ryusuke Matsukawa; 高橋　秀明; Hideaki Takahashi; 秀明高橋; アンダルマワンティハプサリウリ; Wuri Andarmawanti Hapsari; 徹内野; Toru Uchino; 尚人大久保; Naohito Okubo
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2018-02-15

Abstract

【課題】所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能な技術を提供すること。【解決手段】ユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおける基地局であって、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を実行する際の動作を示す動作情報を含むブロードキャスト情報を生成する生成部と、前記生成部で生成されたブロードキャスト情報をユーザ装置に送信する送信部と、を有する基地局を提供する。【選択図】図５

Description

本発明は、基地局及び信号送信方法に関する。

近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）／（ＩｏＴ：Internet of Things）の技術開発が盛んに行われている。特に、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、Ｍ２Ｍの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、ＭＴＣ（Machine Type Communication）の最適化に関する標準化を進めている。

ＭＴＣ端末（ＭＴＣＵＥ（User Equipment））は、例えば、ウェアラブル機器、電気メータ、ガスメータ、自動販売機、車両、その他産業機器などの幅広い分野への利用が考えられている。

また、３ＧＰＰのリリース１３で、ＭＴＣ端末として、コスト削減を図るために送受信帯域幅を６リソースブロック（１．４Ｍｈｚ）に限定した端末が規定された。当該端末は、カテゴリＭ１と呼ばれる。カテゴリＭ１の端末はアンテナ数が１本であることから、従来の端末と比較してカバレッジが狭くなる。そこで、基地局及び端末間で同一信号を繰り返し（Repetition）送信することで、カバレッジを改善する機能が規定された。当該機能は、ＣＥモード（Coverage Enhancement mode、カバレッジ拡張モード）と呼ばれる。図１（ａ）は、ＣＥモードが適用されない場合（つまり、繰り返し送信が行われない場合）の動作例を図示したものであり、図１（ｂ）は、ＣＥモードが適用される場合の動作例を図示したものである。ＣＥモードが適用されない場合、カテゴリＭ１の端末（Cat.M1端末）のカバレッジは、従来の端末（Legacy端末）と比較してカバレッジが狭くなるが、ＣＥモードが適用されることで、カテゴリＭ１の端末（Cat.M1端末）のカバレッジは、ＣＥモードが適用されない場合と比較して広くなる。なお、ＣＥモードはカテゴリＭ１以外の端末にも適用可能である。

３ＧＰＰＴＳ３６．３３１Ｖ１３.２．０（２０１６−０６）３ＧＰＰＴＳ３６．３０６Ｖ１３.２．０（２０１６−０６）

ここで、ＣＥモードを適用して通信する端末がＲＡ手順（Random Access Procedure）を行う際にＲＡ（Random Access）プリアンブルを送信する無線リソース（ＣＥモード向けのＲＡＣＨ（Random Access Channel）リソース）は、ＣＥモードを適用せずに通信する端末がＲＡ手順を行う際にＲＡプリアンブルを送信する無線リソースとは区別されている。

今後ＩｏＴの普及により、ネットワークにアクセスするＭＴＣ端末の数は膨大になることが想定される。そうすると、カテゴリＭ１以外の端末がＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースを使用してＲＡプリアンブルを送信してしまうと、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースを圧迫してしまい、カテゴリＭ１の端末がＲＡ手順を行うことが困難になる可能性がある。このような問題を解決するためには、カテゴリＭ１以外の端末がＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースを使用することを制限することが考えられる。しかしながら、現状の３ＧＰＰの標準仕様では、ＣＥモードを適用して通信する端末をカテゴリＭ１の端末のみに限定するとは規定されていない。つまり、現状の３ＧＰＰの標準仕様では、カテゴリＭ１以外の端末であっても、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースを使用してＲＡプリアンブルを送信することが可能である。なお、同様の課題は、カテゴリＭ１の端末に限られず、ＲＡＣＨリソースが区別される他のＵＥカテゴリについても発生し得る。

開示の技術は上記に鑑みてなされたものであって、所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能な技術を提供することを目的とする。

開示の技術の基地局は、ユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおける基地局であって、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を実行する際の動作を示す動作情報を含むブロードキャスト情報を生成する生成部と、前記生成部で生成されたブロードキャスト情報をユーザ装置に送信する送信部と、を有する。

開示の技術によれば、所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能な技術が提供される。

ＣＥモードを説明するための図である。ＰＲＡＣＨリソースの構成例を示す図である。ＲＳＲＰとＣＥレベルの関係を示す図である。実施の形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。実施の形態に係る無線通信システムが行う処理手順の一例を示すシーケンス図である。ＣＥレベルの閾値の定義例を示す図である。ＣＥレベルの閾値をトラフィック量に応じて変更する場合の例を示す図である。実施の形態に係る基地局の機能構成の一例を示す図である。実施の形態に係るユーザ装置の機能構成の一例を示す図である。実施の形態に係る基地局及びユーザ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、本実施の形態に係る無線通信システムはＬＴＥに準拠した方式のシステムを想定しているが、本発明はＬＴＥに限定されるわけではなく、他の方式にも適用可能である。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「ＬＴＥ」は、３ＧＰＰのリリース８、又は９に対応する通信方式のみならず、３ＧＰＰのリリース１０、１１、１２、１３、又はリリース１４以降に対応する第５世代の通信方式も含む広い意味で使用する。

＜ＲＡ手順及びＣＥモードについて＞
まず、カテゴリＭ１と呼ばれるＭＴＣ端末向けに規定されているＲＡ手順（ＣＥモード向けＲＡ手順）について説明する。カテゴリＭ１端末は、カバレッジを拡張して広範囲での通信を可能にするために、各物理チャネルにおいて繰り返し（Repetition）送信／受信をサポートしている。

ＣＥモードで通信を行うカテゴリＭ１端末は、ＲＡ手順を開始する前に、カバレッジ拡張範囲の度合いを示すＣＥレベル（０〜３の４段階で、最もカバレッジ拡張範囲が広いレベルは３である）を決定する。ＣＥレベルの初期値（initial-CE-level）は、サービングセル（在圏セル）における受信電力（ＲＳＲＰ）の測定結果に従ってカテゴリＭ１端末が自ら決定する。ＣＥレベル毎のＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）リソース（周波数及び時間リソース）、ＣＥレベル毎にＲＡプリアンブルを繰り返し送信すべき回数、ＣＥレベル毎にＲＡプリアンブルを再送可能な回数、ＣＥレベルの初期値を決定するための受信電力の閾値は、報知情報（ブロードキャスト情報）で予め基地局ｅＮＢから通知される。図２に、ＰＲＡＣＨリソース（周波数及び時間リソース）の構成例を示す。また、図３に、受信電力（ＲＳＲＰ）の測定結果とＣＥレベルとの関係とを示す。

カテゴリＭ１端末は、決定したＣＥレベルに対応する複数のＲＡプリアンブルの候補から任意のＲＡプリアンブルを選択し、選択したＲＡプリアンブルを、ＣＥレベルに対応する回数分繰り返し基地局ｅＮＢに送信する。基地局ｅＮＢからＲＡＣＨレスポンスを受信出来ない場合（より詳細には、報知情報で設定されたウインドウ期間内でＲＡＣＨレスポンスを受信出来ない場合）、ＣＥレベル毎に規定されたＲＡプリアンブルを再送可能な回数だけ、ＣＥレベルに対応する回数分繰り返し基地局ｅＮＢに送信する。それでも基地局ｅＮＢからＲＡＣＨレスポンスを受信出来ない場合、カテゴリＭ１端末は、次のＣＥレベル（カバレッジ拡張範囲が次に広いレベル）に切替えてＲＡプリアンブルの送信を行う。

基地局ｅＮＢは、ＲＡプリアンブルを認識したＰＲＡＣＨリソースに基づき、カテゴリＭ１端末のＣＥレベルの初期値を決定し、決定したＣＥレベルの初期値に対応するＣＥモードを用いて通信を開始する。

ＣＥレベル０及びＣＥレベル１は、ＣＥモードＡに対応づけられ、ＣＥレベル２及びＣＥレベル３は、ＣＥモードＢに対応づけられることが３ＧＰＰ仕様で規定されており、それぞれのＣＥモード毎に、物理チャネル信号の繰り返し送信数がＲＲＣシグナリングでユーザ装置ＵＥに設定される。なお、ＣＥモードＢでの繰り返し送信数はＣＥモードＡの繰り返し送信数よりも多く設定される。つまり、ＣＥモードＢは、ＣＥモードＡよりも無線品質が悪い場合に用いられ、ＣＥモードＡよりもカバレッジが拡張される。

なお、カテゴリＭ１端末は、必ずしもＣＥモード向けのＲＡ手順を用いる必要はない。例えば、基地局ｅＮＢとの間の通信状況が良好である場合（例えばセルの中心付近に位置する場合など）、カテゴリＭ１端末は、通常の端末と同様に、ＣＥモードを適用せずに基地局ｅＮＢと通信を行うことも可能である。この場合は、従来のＲＡ手順を用いることになる。

現状の３ＧＰＰの規定では、ユーザ装置ＵＥは、アタッチ時に基地局ｅＮＢに報告するＵＥ能力情報（UE Capability Information）を用いて、自身がＣＥモードＡをサポートしているのか、ＣＥモードＢをサポートしているのかを基地局ｅＮＢに通知する。また、３ＧＰＰの規定では、カテゴリＭ１端末は少なくともＣＥモードＡをサポートすべきことが規定されている。しかしながら、カテゴリＭ１以外のＵＥカテゴリの端末であっても、ＣＥモードＡ及び／又はＣＥモードＢをサポートすることは特に禁止されていないため、カテゴリＭ１以外の端末であってもＣＥモード向けＲＡ手順を実行することが可能である。

＜システム構成＞
図４は、実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。図４に示すように、本実施の形態に係る無線通信システムは、基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥを含む。図４には、基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥが１つずつ示されているが、これは例であり、それぞれ複数あってもよい。

基地局ｅＮＢは、ＣＥモードを適用して通信を行う機能を有している。また、ユーザ装置ＵＥは、特に断りが無い限りどのような端末であってもよい。

以下の説明で用いる「所定のＵＥカテゴリ」は、カテゴリＭ１である前提で説明するが、必ずしもこれに限定されない。将来的に、カテゴリＭ１と同様の低コスト端末向けの新たなＵＥカテゴリ（例えばカテゴリＭ２など）が追加され、当該新たなＵＥカテゴリの端末についても上述したＣＥモード向けＲＡ手順の対象に含まれる場合、当該新たなＵＥカテゴリについても本実施の形態における「所定のＵＥカテゴリ」に含み得る。

＜処理手順＞
続いて、実施の形態に係る無線通信システムが行う処理手順について具体的に説明する。本実施の形態に係る基地局ｅＮＢは、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する際の動作を示す情報（以下、「動作情報」と呼ぶ）を含む報知情報を送信する（図５のステップＳ１１）。また、ユーザ装置ＵＥは、自身のＵＥカテゴリが所定のＵＥカテゴリ以外である場合、受信した動作情報に基づき、ＣＥモード向けのＲＡ手順、又は、従来のＲＡ手順のいずれかを用いてＲＡ手順を実行する。

動作情報を含む報知情報は、例えば、ＭＩＢ（Master Information Block）であってもよいし、ＳＩＢ（System I Information Block）１であってもよいし、ＳＩＢ１−ＢＲ（Bandwidth Reduced）であってもよいし、ＳＩＢ２であってもよい。これに限定されず、ＳＩＢ３以降の他のＳＩＢであってもよい。

（処理手順その１）
処理手順その１では、基地局ｅＮＢは、動作情報として、カテゴリＭ１以外のユーザ装置ＵＥが、ＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを許可するか又は禁止するかを示すフラグを報知情報に含めて送信する。

当該フラグは、例えば、カテゴリＭ１以外のユーザ装置がＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを禁止する場合に「１」に設定され、カテゴリＭ１以外のユーザ装置がＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを許可する（禁止しない）場合に「０」に設定されてもよい。

カテゴリＭ１以外のユーザ装置ＵＥは、フラグが「１」に設定されている場合、従来のＲＡ手順を用いてＲＡ手順を実行する。一方、フラグが「０」に設定されている場合、ＣＥモード向けのＲＡ手順、又は、従来のＲＡ手順のいずれかを用いてＲＡ手順を実行する。より具体的には、ＣＥモードで通信を行うことを所望する場合に、ＣＥモード向けのＲＡ手順を行い、ＣＥモードで通信を行うことを所望しない場合に、従来のＲＡ手順を用いてＲＡ手順を実行する。

カテゴリＭ１のユーザ装置ＵＥは、上記のフラグの設定値に関わらず、ＣＥモード向けのＲＡ手順、又は、従来のＲＡ手順を用いてＲＡ手順を実行する。より具体的には、上記のフラグの設定値に関わらず、ＣＥモードで通信を行うことを所望する場合に、ＣＥモード向けのＲＡ手順を行い、ＣＥモードで通信を行うことを所望しない場合に、従来のＲＡ手順を用いてＲＡ手順を実行する。

なお、基地局ｅＮＢは、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースにおけるトラフィック量に基づいて、カテゴリＭ１以外のユーザ装置ＵＥが、ＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを許可するか又は禁止するかを判断するようにしてもよい。例えば、基地局ｅＮＢは、所定の期間内において、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースのトラフィック量が所定の閾値を超えた場合、カテゴリＭ１以外のユーザ装置ＵＥがＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを禁止するフラグを報知情報に含めて送信するようにしてもよい。また、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースのトラフィック量は、例えば、ＣＥレベル毎の各ＲＡＣＨリソースにおけるＲＡプリアンブル数の合計数であってもよい。

以上、処理手順その１によれば、カテゴリＭ１以外の端末に対して、必要に応じてＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能になる。また、処理手順その１によれば、多くのカテゴリＭ１のユーザ装置ＵＥがネットワークにアクセスする状況である場合に、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースがカテゴリＭ１以外のユーザ装置ＵＥに使用されることを抑止できる。その結果、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースが圧迫されてしまい、ＲＡプリアンブルの衝突が多発することでカテゴリＭ１の端末がＲＡ手順を行うことが困難になってしまう可能性を軽減することができる。

（処理手順その２）
処理手順その２では、基地局ｅＮＢは、動作情報として、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する際の動作条件を、ＵＥカテゴリごとに指示する情報を報知情報に含めて送信する。

処理手順その２における動作情報は、ＵＥカテゴリごとに、ＣＥレベルの初期値を決定するための受信電力の閾値が設定された情報であり、具体的には、ＵＥカテゴリごとに、ＣＥレベル１、ＣＥレベル２及びＣＥレベル３と下り無線信号の受信電力（ＲＳＲＰ）の閾値とが対応づけられる。なお、「＜ＲＡ手順及びＣＥモードについて＞」で説明した「ＣＥレベル毎のＰＲＡＣＨリソース（周波数及び時間リソース）」についても、処理手順その２における動作情報の一部であると定義できる。

ユーザ装置ＵＥは、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する場合、基地局ｅＮＢから送信される下り信号の受信電力の測定結果と動作情報とを比較することで、自身のＵＥカテゴリに対応するＣＥレベルを決定し、決定したＣＥレベルに対応するＲＡＣＨリソースを用いてＲＡ手順を行う。

処理手順その２における動作情報の具体例を図６に示す。図６の左側は、カテゴリＭ１に対応する"ＣＥレベルの初期値を決定するための受信電力の閾値"の例を示しており、図６の右側は、カテゴリＭ１以外の全ＵＥカテゴリに対応する"ＣＥレベルの初期値を決定するための受信電力の閾値"を示している。なお、図６の右側に示すＣＥレベル１〜３の閾値は"ＲＳＲＰ＝最小値"に設定されていることを意図している。

図６の場合、カテゴリＭ１以外のユーザ装置ＵＥがＣＥモード向けのＲＡ手順を行う場合、常にＣＥレベル０に対応するＲＡＣＨリソースを用いてＲＡ手順を行うことになる。一方、カテゴリＭ１のユーザ装置ＵＥがＣＥモード向けのＲＡ手順を行う場合、ＣＥレベル０〜３に対応するＲＡＣＨリソースを用いてＲＡ手順を行うことができる。なお、図６の例では、カテゴリＭ１以外の全ＵＥカテゴリで同一の閾値を設定しているが、ＵＥカテゴリ毎、もしくはサービス種別毎など、ユーザ装置ＵＥの種別毎に異なる閾値を設定可能としてもよい。

なお、基地局ｅＮＢは、カテゴリＭ１以外のＵＥカテゴリに設定される"ＣＥレベルの初期値を決定するための受信電力の閾値"を、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースにおけるトラフィック量の変化に応じて変更するようにしてもよい。例えば、基地局ｅＮＢは、図７に示すように、トラフィック量の増加に伴い、複数のＣＥ拡張レベルの各々に対応づけられる受信電力の閾値を小さい値に変更するようにしてもよい。ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースにおけるトラフィック量は、処理手順その１と同様、例えば、ＣＥレベル毎の各ＲＡＣＨリソースにおけるＲＡプリアンブル数の合計数であってもよい。

以上、処理手順その２によれば、ＵＥカテゴリごとにＣＥレベルの閾値を規定することができるため、カテゴリＭ１以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能になる。また、処理手順その２によれば、多くのカテゴリＭ１のユーザ装置ＵＥがネットワークにアクセスする状況である場合に、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースをカテゴリＭ１以外のユーザ装置ＵＥが使用する割合を任意に制御することができる。その結果、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースが圧迫されてしまい、ＲＡプリアンブルの衝突が多発することでカテゴリＭ１の端末がＲＡ手順を行うことが困難になってしまう可能性を軽減することができる。

（補足事項）
以上説明した処理手順その１及び処理手順その２は組み合わせて使用することが可能である。例えば、基地局ｅＮＢは、処理手順その２により、トラフィック量の増加に伴い、複数のＣＥレベルの各々に対応づけられる受信電力の閾値を小さい値に変更し、トラフィック量が所定の閾値を超えた場合に、処理手順その１により、カテゴリＭ１以外のユーザ装置がＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを禁止するフラグを報知情報に設定するようにしてもよい。

＜機能構成＞
（基地局）
図８は、実施の形態に係る基地局の機能構成の一例を示す図である。図８に示すように、基地局ｅＮＢは、信号送信部１０１と、信号受信部１０２と、生成部１０３とを有する。なお、図８は、基地局ｅＮＢにおいて本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、ＬＴＥ（５Ｇを含む）に準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。また、図８に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分及び機能部の名称はどのようなものでもよい。

信号送信部１０１は、基地局ｅＮＢから送信されるべき上位のレイヤの信号から、物理レイヤの各種信号を生成し、無線送信する機能を含む。信号受信部１０２は、ユーザ装置ＵＥから各種の無線信号を受信し、受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの信号を取得する機能を含む。また、信号送信部１０１は、生成部１０３で生成された報知情報（ブロードキャスト情報）をユーザ装置ＵＥに送信する機能を含む。

生成部１０３は、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥが、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する際の動作を示す動作情報を含む報知情報を生成する機能を含む。なお、動作情報は、所定のＵＥカテゴリ（例えばカテゴリＭ１）以外のユーザ装置ＵＥが、ＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを許可するか又は禁止するかを示す情報であってもよい。また、動作情報は、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する際の動作条件をＵＥカテゴリごとに指示する情報であってもよい。また、動作情報は、複数のＣＥレベルの各々と下り無線信号の受信電力（ＲＳＰＲ）の閾値とがＵＥカテゴリごとに対応づけられる情報と、複数のＣＥレベルごとにＲＡプリアンブルを送信すべき無線リソースを示す情報とを含んでいてもよい。

また、生成部１０３は、当該基地局ｅＮＢが形成するセルのトラフィック量（例えば、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースにおけるトラフィック量）の増加に応じて、複数のＣＥレベルの各々に対応づけられる受信電力の閾値を小さい値に変更し、トラフィック量が所定の閾値を超えた場合に、動作情報に、所定のＵＥカテゴリ（例えばカテゴリＭ１）以外のユーザ装置ＵＥが、ＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを禁止する情報を設定するようにしてもよい。

（ユーザ装置）
図９は、実施の形態に係るユーザ装置の機能構成の一例を示す図である。図９に示すように、ユーザ装置ＵＥは、信号送信部２０１と、信号受信部２０２と、取得部２０３とを有する。なお、図９は、ユーザ装置ＵＥにおいて本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、少なくともＬＴＥ（５Ｇを含む）に準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。また、図９に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分及び機能部の名称はどのようなものでもよい。

信号送信部２０１は、ユーザ装置ＵＥから送信されるべき上位のレイヤの信号から、物理レイヤの各種信号を生成し、無線送信する機能を含む。信号受信部２０２は、基地局ｅＮＢから各種の信号を無線受信し、受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの信号を取得する機能を含む。

また、信号送信部２０１は、当該ユーザ装置のＵＥカテゴリが所定のＵＥカテゴリ（例えばカテゴリＭ１）以外である場合、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥがＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する際の動作を示す動作情報に基づいて、ＣＥモード向けのＲＡ手順、又は、従来のＲＡ手順のいずれかを用いてＲＡ手順を実行する機能を含む。

取得部２０３は、前記基地局から、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥが、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する際の動作を示す動作情報を含む報知情報を取得する機能を含む。

なお、信号送信部２０１は、ユーザ装置ＵＥのＵＥカテゴリが所定のＵＥカテゴリ以外であり、かつ、動作情報が所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥがＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを許可することを示す場合、ＣＥモード向けのＲＡ手順、又は、従来のＲＡ手順のいずれかを用いてランダムアクセス手順を実行するようにしてもよい。また、信号送信部２０１は、当該ユーザ装置ＵＥのＵＥカテゴリが所定のＵＥカテゴリ以外であり、かつ、動作情報が所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥがＣＥモード向けのＲＡ手順を行うことを禁止することを示す場合、ＣＥモード向けのＲＡ手順を用いずに従来のＲＡ手順を用いてランダムアクセス手順を実行するようにしてもよい。

また、動作情報は、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する際の動作条件をＵＥカテゴリごとに指示する情報（例えば、ＵＥカテゴリごとに、ＣＥレベルの初期値を決定するための受信電力の閾値が設定された情報）であり、信号送信部２０１は、当該ユーザ装置ＵＥのＵＥカテゴリが所定のＵＥカテゴリ以外である場合で、かつ、ＣＥモード向けのＲＡ手順を実行する場合、動作情報のうちユーザ装置ＵＥ自身のＵＥカテゴリに対応する動作条件に従ってＣＥモード向けのＲＡ手順を実行するようにしてもよい。

＜ハードウェア構成＞
上記実施の形態の説明に用いたブロック図（図８及び図９）は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

例えば、本発明の一実施の形態における基地局ｅＮＢ、ユーザ装置ＵＥは、本発明の信号送信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図１０は、実施の形態に係る基地局及びユーザ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥは、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥのハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥにおける各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、基地局ｅＮＢの信号送信部１０１と、信号受信部１０２と、生成部１０３と、ユーザ装置ＵＥの信号送信部２０１と、信号受信部２０２と、取得部２０３とは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。

また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール又はデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、基地局ｅＮＢの信号送信部１０１と、信号受信部１０２と、生成部１０３と、ユーザ装置ＵＥの信号送信部２０１と、信号受信部２０２と、取得部２０３とは、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。

メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施の形態に係る信号送信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク）、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。

通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、基地局ｅＮＢの信号送信部１０１、及び、信号受信部１０２、ユーザ装置ＵＥの信号送信部２０１、及び、信号受信部２０２は、通信装置１００４で実現されてもよい。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ１００１及びメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

また、基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥは、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

＜まとめ＞
以上、実施の形態によれば、ユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおける基地局であって、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を実行する際の動作を示す動作情報を含むブロードキャスト情報を生成する生成部と、前記生成部で生成されたブロードキャスト情報をユーザ装置に送信する送信部と、を有する基地局が提供される。この基地局ｅＮＢによれば、所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能な技術が提供される。

また、前記動作情報は、所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を行うことを許可するか又は禁止するかを示す情報であるようにしてもよい。これにより、所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、必要に応じてＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能になる。また、多くの所定のカテゴリのユーザ装置ＵＥがネットワークにアクセスする状況である場合に、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースが所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥに使用されることを抑止できる。

また、前記動作情報は、複数のカバレッジ拡張レベルの各々と下り無線信号の受信電力の閾値とがＵＥカテゴリごとに対応づけられている情報と、複数のカバレッジ拡張レベルごとにランダムアクセスプリアンブルを送信すべき無線リソースを示す情報とを含むようにしてもよい。これにより、ＵＥカテゴリごとにＣＥレベルの閾値を規定することができ、所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能になる。また、多くの所定のＵＥカテゴリのユーザ装置ＵＥがネットワークにアクセスする状況である場合に、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースを所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥが使用する割合を任意に制御することができる。

また、前記生成部は、当該基地局が形成するセルのトラフィック量の増加に応じて、複数のカバレッジ拡張レベルの各々に対応づけられる前記受信電力の閾値を小さい値に変更し、前記トラフィック量が所定の閾値を超えた場合に、前記動作情報に、所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を行うことを禁止する情報を設定するようにしてもよい。これにより、トラフィック量に応じて、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースを所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置ＵＥが使用する割合を任意に制御することができると共に、トラフィック量が一定のレベルを超えた場合に、所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を禁止することが可能になる。

また、ユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおける基地局が実行する信号送信方法であって、少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を実行する際の動作を示す動作情報を含むブロードキャスト情報を生成するステップと、生成されたブロードキャスト情報をユーザ装置に送信するステップと、を有する信号送信方法が提供される。この信号送信方法によれば、所定のＵＥカテゴリ以外の端末に対して、ＣＥモード向けのＲＡＣＨリソースの使用を制限することが可能な技術が提供される。

＜実施形態の補足＞
従来のＲＡ手順は、カテゴリＭ１を含むあらゆるＵＥカテゴリの端末が実行可能である。その意味で、本実施の形態では、従来のＲＡ手順を「ＵＥカテゴリに関わらず使用可能なＲＡ手順」と定義してもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

ユーザ装置ＵＥは、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。

基地局ｅＮＢは、当業者によって、ＮＢ（NodeB）、基地局、ベースステーション（Base Station）、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。

本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

「含む(ｉｎｃｌｕｄｅ)」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

本開示の全体において、例えば、英語でのa, an, 及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。

以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

ＵＥユーザ装置
ｅＮＢ基地局
１０１信号送信部
１０２信号受信部
１０３生成部
２０１信号送信部
２０２信号受信部
２０３取得部
１００１プロセッサ
１００２メモリ
１００３ストレージ
１００４通信装置
１００５入力装置
１００６出力装置

Claims

ユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおける基地局であって、
少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を実行する際の動作を示す動作情報を含むブロードキャスト情報を生成する生成部と、
前記生成部で生成されたブロードキャスト情報をユーザ装置に送信する送信部と、
を有する基地局。
前記動作情報は、所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を行うことを許可するか又は禁止するかを示す情報である、
請求項１に記載の基地局。
前記動作情報は、複数のカバレッジ拡張レベルの各々と下り無線信号の受信電力の閾値とがＵＥカテゴリごとに対応づけられている情報と、複数のカバレッジ拡張レベルごとにランダムアクセスプリアンブルを送信すべき無線リソースを示す情報とを含む、
請求項２に記載の基地局。
前記生成部は、
当該基地局が形成するセルのトラフィック量の増加に応じて、複数のカバレッジ拡張レベルの各々に対応づけられる前記受信電力の閾値を小さい値に変更し、
前記トラフィック量が所定の閾値を超えた場合に、前記動作情報に、所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を行うことを禁止する情報を設定する、
請求項３に記載の基地局。
ユーザ装置と基地局とを有する無線通信システムにおける基地局が実行する信号送信方法であって、
少なくとも所定のＵＥカテゴリ以外のユーザ装置が、カバレッジ拡張モード向けのランダムアクセス手順を実行する際の動作を示す動作情報を含むブロードキャスト情報を生成するステップと、
生成されたブロードキャスト情報をユーザ装置に送信するステップと、
を有する信号送信方法。