JP2019145862A - 無線端末装置、無線基地局装置、移動管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グラントレス通信方式とグラントベース方式を使用する際の通信効率の向上を可能とする。【解決手段】無線端末装置ＵＥから、初送のグラントレス通信方式による送信時に、送信データと共に無線リソース割り当てに必要な情報を付加して送信する。そして、基地局装置ｅＮＢは、送信データの復調、復号に成功した場合は肯定確認（ＡＣＫ）のみを返信し、送信データの復調、復号に失敗した場合は否定応答（ＮＡＣＫ）と共に再送用の無線リソースの割り当て情報を送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信技術に関する。

無線通信技術の発展と共に携帯電話に代表される移動体通信技術も発展している。携帯電話はアナログ方式からデジタル方式に移行すると共に、データ通信を扱うようになった。多くの場合、音声信号のような一定の情報量の連続信号とは異なり、データ通信は時間と共に情報量が変化する情報を扱う。そのため、携帯電話網で使用する無線端末装置（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＵＥ）が通信を行っていない時は無線リソースを割り当てず、無線端末に通信データが発生した際に、基地局装置（ＮｏｄｅＢ，ＮＢ，ｅＮＢ）に対して無線リソースを要求し、無線リソースを割り当ててもらって通信を行うグラントベース方式のスケジュールを使用するパケット通信が普及している（例えば、非特許文献１）。

また、回路の集積が可能となったことで、小型の電子機器に通信機能を搭載する事が可能となり、人が直接操作しない機器に通信機能を搭載し、インターネットに接続するＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）と呼ばれるような機器同士の通信によるアプリケーションが開発されている。このような機器は電源線を使用せず、機器に内蔵した電池により動作するように設計される場合が多い。

また、このような機器は特定用途向けに作られる事が多く、このような場合は最小限の情報の交換によって目的のアプリケーションを実行する事ができるように設計される事がある。

３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ Ｖ１０．１２．０（２０１４−１２） ３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１ Ｖ１０．７．０（２０１３−０２）

しかしながら、あるアプリケーションで使用する情報が極めて少なくて良い場合、そのアプリケーションで使用する機器が一度の通信で交換する情報も同様に少ない。このような場合、グラントベース方式のデータ通信方式は情報交換に先立って無線リソースを要求する手続きが必要となり、交換する情報量に対して無線リソースを要求する手続きに必要な情報量、手続きに必要な時間が無視できなくなる。

無線リソースを要求する手間を省くために、この無線リソースを要求する手続きを使わない方式、いわゆるグラントレス通信方式（グラントフリー通信方式ともいう）を携帯電話導入する検討が行われている。しかし、携帯電話の無線ネットワークでは無線リソースを要求し、この無線リソース要求に対応して無線リソースを予めスケジュール方式が使用されており、グラントレス通信方式のある意味無秩序な無線リソースの使用方法と主旨が反する方式となる。そのため、無線リソースを予めスケジュールする方式で効率の良い仕組みと、グラントレス通信方式で効率の良い仕組みは異なる。両方の方式を使用する際に、効率が低下しない仕組みを用意しなければならないという問題がある。

本発明の一観点によれば、ユーザーデータの送信時にグラントベース方式とグラントレス通信方式の両方を選択可能であり、グラントレス通信方式による前記ユーザーデータの送信を行う前に、セッション識別子の付加必要か判断し、必要な場合に少なくともセッション識別子とユーザーデータを含めてグラントレス通信方式で送信を行う事を特徴とする無線端末装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、前記セッション識別子は、少なくとも前記無線端末装置の識別情報と、前記無線基地局装置と前記端末装置の間の接続に対応している事を特徴とする無線端末装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、前記セッション識別子の付加が必要か判断する条件のいずれかは、前記無線基地局装置が報知しているセル識別子、トラッキングエリア情報、ルーティングエリア情報、ＰＬＭＮ識別子の少なくとも１つを参照する事を特徴とする無線端末装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、無線端末装置がグラントレス通信方式で送信したセッション識別子とユーザーデータとを含む信号を受信したときに、前記無線基地局装置が管理する端末装置との接続に、前記セッション識別子に対応する接続が含まれるか判断し、含まれないと判断した場合、前記セッション識別子を含めて無線端末装置の移動管理を行う機器に対してセッション情報の問い合わせる事を特徴とする無線基地局装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、前記セッション情報の問い合わせを前記無線端末装置の移動管理を行う機器に対して行った後に、前記無線端末装置の移動管理を行う機器から通知されたセッション転送要求に従って、前記セッション要求で指示される無線基地局に対し、前記セッション識別子に対応する接続を転送する事を特徴とする無線基地局装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、他の無線基地局装置から、セッションの転送要求を受けた際に、前記セッション転送要求に含まれている情報に基づいて前記無線端末装置との間で接続を再開し、再開した接続を利用して前記ユーザーデータに対してＡＣＫを送信する事を特徴とする無線基地局装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、無線端末装置がグラントレス通信方式で送信したセッション識別子とユーザーデータとを含む信号を受信したときに、 前記無線基地局装置が管理する端末装置との接続に、前記セッション識別子に対応する接続が含まれるか判断し、含まれると判断した場合、少なくとも前記セッション識別子を含むセッション情報を、無線端末装置の移動管理を行う機器に対して登録する事を特徴とする無線基地局装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、無線基地局装置から、セッション識別子を含むセッション情報の登録の要求を受けたときに、前記セッション識別子に対応する無線端末装置と前記セッション情報の登録の要求を行った無線基地局装置を対応させ、前記セッション情報を含めて該移動管理装置に登録する事を特徴とする移動管理装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、前記移動端末装置に対応する古いセッション情報が既に登録されている場合、前記セッション情報の登録の要求を受けたときに、前記セッション情報の登録の要求に含まれる新しいセッション情報を古いセッション情報に上書きして登録する事を特徴とする移動管理装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、セッション識別子を含むセッション情報の問い合わせを受けたときに、該移動管理を行う装置に登録されているセッション情報のいずれかが、前記セッション情報の問い合わせに含まれるセッション識別子と対応する接続と関係するか判断し、関係すると判断した時に、関係するセッション情報を登録した無線基地局装置に対し、前記セッション情報に対応する接続を保持しているかのセッション情報問い合わせを行う事を特徴とする移動管理装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、前記無線基地局装置に対して行った前記セッション情報問い合わせに対し、接続の保持が報告されたときに、前記無線基地局に対してセッション転送要求を行う事を特徴とする移動管理装置が提供される。

ユーザーデータの送信時にグラントベース方式とグラントレス通信方式の両方を選択可能な無線端末装置が、グラントレス通信方式による前記ユーザーデータの送信を行う前に、セッション識別子の付加必要か判断し、必要な場合に少なくともセッション識別子とユーザーデータを含めてグラントレス通信方式で送信を行う事で、接続の転送に関する手順の効率を向上させることが出来る。また、セッション識別子を付加したグラントレス通信方式によって送信されたユーザーデータを受信した無線基地局装置が、自身が管理する接続を含まない時に移動管理を行う機器に対してセッション情報の問い合わせをすることで接続の転送に関する手順の効率を向上させることが出来る。

本発明の一実施の形態の情報のフローを示す図である。 本発明の一実施の形態のシステム構成例を示す図である。 本発明の一実施の形態で使用する機器の構成例を示す図である。 本発明の一実施の形態における無線端末層の移動の例を示す図である。 グラントベース方式のランダムアクセスの一例のフローを示す図である。 本発明の一実施の形態の情報のフローを示す図である。 本発明の一実施の形態の情報のフローを示す図である。 本発明の一実施の形態の情報のフローを示す図である。

以下、本発明の実施の形態による無線通信技術について図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本実施例を適用する無線通信システムの一例の概要を図２に示す。１つの無線基地局装置２０１に複数の無線端末装置２０２ａ〜２０２ｃが接続する。接続する無線端末装置の数は無線基地局装置２０１の能力に依存して良く、またその時々で変わってよい。無線基地局装置２０１はコアネットワークに接続し、コアネットワーク内のいくつかの制御機器と通信する事で携帯電話網のコントロールとメンテナンスを行い、また、これらの制御機器のいくつかを通じてインターネット上の機器と通信することが出来る。

無線基地局装置２０１の構成概略の一例を図３（ａ）に示す。３０１は送信用の無線リソース、受信用の無線リソースの管理、コアネットワーク上の機器との通信を司る制御部、３０２は受信アンテナ部３０４で受信した信号を復調、復号し、制御部３０１が無線リソースの管理し、コアネットワーク上の機器と通信するために必要な情報を取り出す受信部、３０４は無線信号を受信し、受信信号を受信部３０２に入力する受信アンテナ部、３０３は制御部によって制御された送信用の無線リソースに従って送信信号を生成する送信部、３０４は送信部３０２が生成した送信信号を送信する送信アンテナ部である。受信ア
ンテナ部３０３は複数の無線端末装置から到来する信号を復調するため、または受信ダイバシチを行うために、送信アンテナ部３０５は同時送信により送信信号に含まれる情報を増やすため、または送信ダイバシチを行うために、複数のアンテナ素子から構成される事がある。

無線端末装置２０２ａ〜２０２ｃの構成概略の一例を図３（ｂ）に示す。３１１は受信部３１２から得られる受信データを用いて送信無線リソースの管理を行い、送信データを生成して送信部３１３に入力し、受信した信号から自身の無線端末装置で使用するデータを抽出し、また接続されるアプリケーションプロセッサとの間でデータの送受信を行う制御部、３１２は受信アンテナ部３１４から入力される受信信号を、復調、復号し、制御部に出力する受信部、３１４は受信した無線信号を受信部３１２に入力する受信アンテナ部、３１３は制御部から入力される情報に従って送信信号を生成する送信部、３１５は送信部から出力される送信信号を送信する送信アンテナ部である。受信アンテナ部３１３は複数の無線端末装置から到来する信号を復調するため、または受信ダイバシチを行うために、送信アンテナ部３１５は同時送信により送信信号に含まれる情報を増やすため、または送信ダイバシチを行うために、複数のアンテナ素子から構成される事がある。

複数の無線基地局装置はコアネットワークで接続され、コアネットワーク上の機器によって管理される。複数の無線基地局装置の位置を変えて配置し、それぞれの無線基地局装置が担当する範囲をずらして配置する事で、携帯電話網全体のサービスエリアを広げることが出来る。ある無線基地局装置に接続している無線端末装置が、その無線基地局装置の担当範囲から出て他の無線基地局装置の担当範囲に移動するとき、これらの無線基地局装置とコアネットワーク上の機器が連携する事で無線端末装置が行っている通信を途切れさせない事が可能となる。この動作を実現する構成の一例を図４に示す。無線基地局装置１・４０１と無線基地局装置２・４０２が異なる場所に配置され、これらの無線基地局装置はコアネットワーク４０３で接続される。無線基地局装置１・４０１の担当範囲は４０４、無線基地局装置２・４０２の担当範囲は４０５で示している。コアネットワーク４０３にはＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）４０６も接続される。このような構成において、無線端末装置４０７が無線基地局装置１・４０１の担当範囲４０４から無線基地局装置２・４０２の担当範囲４０５に移動する場合の動作の一例を説明する。

無線端末装置４０７は、無線基地局装置１・４０１に対し、無線基地局装置１から送信される信号の品質とその他の無線基地局装置から送信される信号の品質を定期的に報告する。今回はその他の無線基地局装置から送信される信号の品質として、無線基地局装置２・４０２から送信される信号の品質を使用する。無線端末装置４０７が移動するにつれ、無線端末装置４０７が無線基地局装置１・４０１に対して報告する品質情報の無線基地局装置２・４０２の送信信号の品質が無線基地局装置１・４０１の送信信号の品質より良くなる。この状態になると、無線基地局装置１・４０１は無線基地局装置２・４０２に対して無線端末装置４０７が無線基地局装置２・４０２にハンドオーバーするように要求する。無線基地局装置２・４０２は自身が扱う無線リソースの状態を調べてハンドオーバーを受け入れるか判断し、ハンドオーバーを受け入れる事を無線基地局装置１・４０１に通知する。無線基地局装置１・４０１は無線端末装置４０７に対し、現在の接続を無線基地局装置２・４０２に変更するようにハンドオーバーを指示する。また、無線基地局装置１・４０１は無線基地局装置２・４０２に対して無線端末装置４０７の接続の管理に必要なコンテキストを転送する。ハンドオーバーを指示された無線端末装置４０７は、この指示に従って無線基地局装置２・４０２に対し、今の無線基地局装置１・４０１の接続を無線基地局装置２・４０２との接続に再構成する手続きを開始する。無線基地局装置２・４０２は、無線基地局装置１・４０１から受け取った無線端末装置４０７のコンテキストを利用してこの接続の再構成処理を行い、手続きが正常に終了すると無線端末装置４０７に対し
て処理が正常に終了したことを通知する。また、ＭＭＥ４０６に対して無線端末装置４０７に対するデータパスの確保を通知する。ＭＭＥ４０６は無線端末装置４０７の接続を調べ、データパスの変更が必要な場合はコアネットワーク内の他の機器と連携して無線端末装置４０７のデータパスの確保を行う。

無線端末装置４０７は定期的に接続している無線基地局装置に対して無線基地局装置から送信される信号の品質を報告するが、この報告のための信号受信を含めた無線信号の受信の頻度を下げ、消費電力を低減する仕組みを使用する。この仕組みはＤｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｓ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ（ＤＲＸ）という。無線端末装置４０７は自身がこのＤＲＸ機能を使用できることを無線基地局装置に通知すると、無線基地局装置から無線リソースを割り当てられていない期間に間欠受信する事ができる。この間欠受信の間隔は、システムフレーム周期を基準に管理される。ＤＲＸに関する情報はＭＭＥ４０６に基地局経由で通知される。無線端末装置４０７に対する無線リソースの割り当てが長期間ない場合、無線端末装置４０７は接続を切り、接続状態からアイドル状態に移行しても良い。

端末装置４０７がアイドル状態となった場合、通信を再開するためには通信の接続を構成しなおさなければならない。この接続を構築しなおす手続きは時間がかかるため、頻繁にアイドル状態と接続状態を繰り返す用途ではこの手続きにかかる時間が無駄となり、携帯電話網の効率を下げる。この対策として、接続状態で無線リソースの割り当てが無い状態が長時間にわたるときに、この接続を一時停止し、停止中はこの接続のコンテキストを保存しておき、接続を再開する時に保存しているコンテキストを再使用することで接続を構築する手順よりも少ないシーケンスで接続を再構築することが出来る。この接続の再開時に保存しているコンテキストを特定するため、この接続に対応するセッションＩＤを用意しておき、接続の一時中断時、接続の再開時にこのセッションＩＤを指定してコンテキストの保存、再使用を行う。

従来のグラントベース方式による通信の一例のフロー概要を図５に示す。ここでは無線端末装置から無線基地局装置に対して新規に通信を行う一例を示す。最初に５０１で無線リソースが割り当てられていない無線端末装置が使用可能なランダムアクセスチャネルを用いて、無線端末装置から無線基地局装置に対して短い情報を含むランダムアクセスプリアンブルを送信する。このランダムアクセスプリアンブルに含まれる情報は基地局装置から通知される情報に基づいていくつかの値からランダムに選択された値を含めてよい。ランダムアクセスプリアンブルを受信した無線基地局装置はランダムアクセスプリアンブルを送信してきた無線端末装置に対して５０２でランダムアクセスレスポンスを送信する。ランダムアクセスレスポンスの中に、ランダムアクセスプリアンブルに含まれていた情報を含め、どのランダムアクセスプリアンブルに対応するランダムアクセスレスポンスなのかを示してよい。また、ランダムアクセスレスポンスに次に無線端末装置がスケジューリングリクエストの送信に使用する無線リソースの指示を含めてよい。ランダムアクセスレスポンスを受信した無線端末装置は、受信したランダムアクセスレスポンスが、自身が送信したランダムアクセスプリアンブルに対応するものか調べ、対応する場合でかつスケジューリングリクエスト送信用の無線リソースがこのランダムアクセスレスポンスによって指定されている場合、５０３で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には、初期通信の場合は接続設定要求を、接続が確保されている場合には確保されている接続に使用している識別子と必要な無線リソースに関する情報を含めてよい。リソースリクエストを受け取った無線基地局装置は、接続設定要求や、既に接続が確保されている無線端末装置が使用している識別子からリソースリクエストを送信してきた無線端末装置を特定し、その無線端末装置に対する無線リソースを用意し、５０４でこの用意した無線リソースの割り当てをその無線端末装置に対して通知する。この無線リソースの割り当ての通知を受けた無線端末装置は、この無線リソース割り当て通知が自身宛てであることを確認し、その後５０６でこの割り当てられた無線リソースを用いて新規に送信
データの送信を行う。

グラントレス通信方式を使用する場合、図５に示した一例と異なり、リソースを要求するための５０１ランダムアクセスプリアンブル、５０３リソースリクエストのような情報の送信無しに新規に送信データの送信を開始する。つまり無線リソースの事前割り当て無しに新規の送信データの送信を開始する。この事は、特に複数の無線端末装置が存在する環境においてグラントレス通信方式による送信を行った場合、複数の送信データの衝突が発生し、無線基地局装置において送信データの内容を復調、復号する際に失敗する事を意味する。データ送信に失敗した場合、再送による回復が一般的に使用されるが、再送時に再びグラントレス通信方式を使用すると再度衝突による送信失敗が発生する事がある。このような状況が続くと、グラントベース方式による送信に比べ、無線リソースの使用効率が低減する。

本実施例では、初送のグラントレス通信方式による送信時に、送信データと共に無線リソース割り当てに必要な情報を付加して送信する。そして、基地局装置は、送信データの復調、復号に成功した場合は肯定確認（ＡＣＫ）のみを返信し、送信データの復調、復号に失敗した場合は否定応答（ＮＡＣＫ）と共に再送用の無線リソースの割り当て情報を送信する。この手順の一例を、図１を利用して説明する。

図１（ａ）にＡＣＫを送信する際の手順の一例を示す。無線端末装置は、予め基地局装置に対して接続しており、その接続に使用するいくつかの情報、例えばその接続して使用する無線端末装置識別用の一時識別子や、その接続を識別するための識別子（セッション識別子）が割り当てられているものとする。このセッション識別子は無線端末装置を識別する機能を兼ねても良く、この場合、この無線端末装置を識別するための一時識別子が使用するアドレス空間よりも広いアドレス空間をセッション識別子に割り当てて良い。例えば、この無線端末装置を識別するための一時識別子のアドレス空間が１６ビット長である場合、セッション識別子が使用するアドレス空間を２４ビット長や４０ビット長とする事で、セッション識別子で接続の識別と無線端末装置の組を識別する事が可能となる。以下の例では、セッション識別子を用いて無線端末装置の識別と接続の識別を行うが、無線端末装置の識別用の情報と接続の識別を行う情報のそれぞれを送信しても良い。無線端末装置は、１０１でグラントレス通信方式による送信である事を識別するための検出用プリアンブルと、セッション識別子と、ユーザーデータを含んだパケットをグラントレス通信方式で無線基地局装置に対して送信する。この時、セッション識別子と、ユーザーデータのそれぞれが正しく復調、復号できたか確認できるフォーマットで送信する。例えば、セッション識別子とユーザーデータのそれぞれにエラー検出用のＣＲＣ符号を付加するなどの方法を使用する。無線基地局装置は、無線端末装置からグラントレス通信方式で送信されたパケットを受信し、そのパケットに含まれているセッション識別子とユーザーデータのそれぞれを復調、復号し、それぞれが正しく復調、復号できたか確認する。それぞれが正しく復号できたのちに、５０３で無線基地局装置はそのパケットを送信してきた無線端末装置に対し、ＡＣＫを送信する。

図１（ｂ）にＮＡＣＫを送信する際の手順の一例を示す。図１（ａ）の時と同様に、予め端末の識別、接続の識別をするためのセッション識別子が割り当てられているものとする。無線端末装置は、１０３でグラントレス通信方式による送信である事を識別するための検出用プリアンブルと、セッション識別子と、ユーザーデータを含んだパケットを基地局装置に対して送信する。このパケットを受信した基地局装置はパケットに含まれているセッション識別子とユーザーデータのそれぞれを復調、復号し、セッション識別子とユーザーデータのそれぞれが正しく復調、復号できたか確認する。セッション識別子の復調、復号が成功し、ユーザーデータの復調、復号が失敗した場合、１０４で基地局装置は無線端末装置に対し、ＮＡＣＫと再送用の無線リソース割り当て情報を送信する。セッション
識別子を正しく受信できているので、どの無線端末装置の、どの接続を利用したパケットを受信したのか特定できるため、この接続を利用した通信のための無線リソースを割り当てる事ができる。このＮＡＣＫと再送用の無線リソース割り当てを受信した無線端末装置は、先のグラントレス通信方式を使用した送信が失敗した事が判り、その後１０５で割り当てられた再送用の無線リソースを利用し、ユーザーデータの再送を行う。再送されたユーザーデータを割り当てた無線リソースで受信した無線基地局装置は、正常にユーザーデータを復調、復号できたことを確認し、１０６で無線端末装置に対してＡＣＫを送信する。

以上のように無線基地局装置が無線端末装置に対してＡＣＫを送信する場合と、ＮＡＣＫを送信場合の処理を行う事で、グラントレス通信方式とグラントベース方式の切り替えを効率よく実現し、無線リソースの効率的な利用が可能となる。
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、無線端末装置のモビリティ管理にグラントレス通信方式を使用する場合の一例を示す。この一例として、最初、無線端末装置が第１の無線基地局装置とグラントレス通信方式による通信を行っていて、その後無線端末装置が移動し、第２の無線基地局装置に接続先を切り替える場合について説明する。無線端末装置は、予め基地局装置に対して接続しており、その接続に使用するいくつかの情報、例えばその接続して使用する無線端末装置識別用の一時識別子や、その接続を識別するための識別子（セッション識別子）が割り当てられているものとする。図６に無線端末装置が第１の無線基地局装置とグラントレス通信方式を使用して通信している時の情報のフローを示す。１００１で無線通信装置が基地局装置に対してユーザーデータを送信する。この時、セッション識別子を付加して送信する。ユーザーデータとセッション識別子を誤りなく受信した第１の無線基地局装置は、１００２でユーザーデータとセッション識別子を送信した無線端末装置に対しＡＣＫを送信する。そして、１００３でモビリティ管理を行うＭＭＥに対してこの無線端末装置のセッション情報を登録する。このＭＭＥに登録するセッション情報はこの無線端末装置の接続に関する１つ以上の情報を含む。一例として、この無線端末装置と第１の無線基地局装置の接続で使用しているセッション識別子、このセッション識別子に結び付けられている無線端末装置の識別情報、この接続の識別情報、この接続に使用しているセキュリティの管理情報、この無線端末装置に対して割り当てられているＩＰアドレス、第１の無線基地局装置内のこの無線端末装置に対する未送信データなどをこの情報に含めても良い。このセッション情報の登録は無線端末装置との通信を行う毎に更新しても良く、また、複数回の通信に一度更新する方法や、一定間隔での更新などの方法でも良い。また、セッション情報の登録をＭＭＥではなく、ＭＭＥが管理する無線基地局装置の数よりも少ない単位で無線端末装置の移動管理を行うエンティティを用意し、そのエンティティに対して行うようにしても良い。この場合、後述するセッション情報の問い合わせはこのエンティティに対して行う。このエンティティは独立していても良く、また、コアネットワークに接続されるいずれかの機器の機能の一部として実装されても良い。また、無線端末装置は、グラントレス通信方式を使用して送信する際、毎回セッション識別子を付加せず、複数回の送信に一度付加して送信する方法や、一定期間ごとに付加する方法、ＤＲＸから復帰後に付加する方法などを使用しても良い。

セッション情報の登録を受け付けたＭＭＥは、そのセッション情報と対応する無線端末装置に関する古いセッション情報があるか調べ、対応する古いセッション情報がある場合は、新しいセッション情報で古いセッション情報を上書きする。ＭＭＥは、定期的に登録されているセッション情報が有効かどうか確認して良い。セッション情報の有効性を確認する方法は特に定めないが、一例としてあるセッション情報が登録されてからどのくらいの期間が経過したかで判断して良い。この期間は２４時間、一週間、一か月など予め決められた期間でも良く、課金情報などの他の情報に基づいて有効、無効を決めても良い。無効と判断した場合は、このセッション情報を削除して良い。

次に無線端末装置が移動して、第２の無線基地局装置との間の接続に切り替える際のフローを、図７を使用して説明する。無線端末装置は、第２の無線基地局装置に対してグラントレス通信方式によるユーザーデータの送信が可能となった後、１１０１でセッション識別子を付加してユーザーデータを送信する。このユーザーデータの送信に先立ち、無線端末装置は第２の無線基地局装置が送信している報知情報を受信して良い。どのような情報の受信がユーザーデータの送信に必要かは特に規定しないが、例えば非特許文献１に記載されているような情報を受信することにして良い。セッション識別子の送信に先立ち、この無線基地局装置が報知する情報に含まれるいずれかの情報を参照し、無線基地局装置の切り替えが必要であるか判断しても良い。このとき参照する情報の一例として、セル識別子、トラッキングエリア情報、ルーティングエリア情報、ＰＬＭＮ識別子などの情報を参照し、これらの値の変化に基づいてセッション識別子の付加を判断して良い。セッション識別子とユーザーデータを受信した第２の無線基地局装置は、このセッション識別子とユーザーデータが誤りなく受信したことを判断し、受信したセッション識別子が、自身が保持している接続情報に対応しているか調べ、このセッション識別子に対応している接続が無い場合、１１０２でＭＭＥに対してこのセッション識別子を用いて、ＭＭＥが管理する無線基地局装置のいずれが管理している接続がこのセッション識別子と対応するものであるかどうかの問い合わせを行う。問い合わせを受けたＭＭＥは、このＭＭＥが管理する１つ以上の無線基地局装置から送信されたセッション情報と、ＭＭＥに登録されているセッション情報を調べ、いずれかの無線基地局装置から登録されたセッション情報に含まれるセッション識別子と、今回の問い合わせに含まれるセッション識別子が同じか調べる。セッション識別子が同一のセッション情報が見つかると、そのセッション情報を登録してきた無線基地局１に対し、１１０３でこのセッション識別子に対応する有効な接続を保持しているか、セッション情報の問い合わせを行う。このセッション情報の問い合わせを受けた無線基地局装置１は、この問い合わせに含まれているセッション識別子に対応する接続を自身が保持しているか調べ、保持しているか居ないかを１１０４のセッション情報回答としてＭＭＥに通知する。このセッション情報回答を受けたＭＭＥは、このセッション情報回答に、セッション情報を回答した無線基地局装置がこの接続を保持しているという情報が含まれているか確認し、含まれている場合は１１０５で無線基地局装置１に対してこのセッション識別子に対応する接続に関する情報を、無線基地局装置２に転送するよう指示するセッション転送要求を行う。このセッション転送要求を受けた無線基地局装置１は、１１０６で無線基地局装置２に対し、セッション転送要求を受けた接続に関する情報をセッション転送情報として送信する。このセッション転送情報を受信した無線基地局装置２は、受信したセッション転送情報が、自身が送信したセッション問い合わせ情報に対応しているか確認し、対応している場合は１１０８でセッション情報を送信した無線基地局装置１に対してセッション転送完了通知を送信し、受信したセッション情報に基づいて無線端末装置との間の接続を復元し、１１０１で受信したユーザーデータに対するＡＣＫを１１０７で無線端末装置に送信する。ＡＣＫを受信した無線端末装置は、グラントレス通信方式によるユーザーデータの送信が正常に行えたものとし、送信手順を終了する。セッション転送通知を受信した無線基地局装置２は、この転送した接続に関する情報を自身から消去する。

この無線基地局装置間で転送する接続に関する情報には様々な情報が含まれる。含む情報を特に特定することは無いが、一例として、この接続を行っている無線端末装置の識別子、この接続を識別するための識別子、この接続について無線端末装置と無線基地局装置の間で未送信のデータ、この接続の暗号化に利用する鍵や鍵の生成に使用する情報などを含めてよい。

次に図８を使用して無線基地局装置間の接続の切り替えに失敗する場合の一例を説明する。無線端末装置は１２０１でグラントレス通信方式を使用してセッション識別子と共に
ユーザーデータを基地局装置２に対して送信する。これを受信した無線基地局装置２は、受信したセッション識別子に対応する接続を自身が保持していない事を確認し、１２０２でＭＭＥに対し他の無線基地局装置がこのセッション識別子に対応する接続を保持していないか問い合わせを行う。この問い合わせを受信したＭＭＥは、このＭＭＥに登録されているセッション情報を調べ、このセッション識別子と対応する接続の情報を登録してきた無線基地局装置があるかどうか判断する。このような無線基地局装置がある場合、１２０３でその無線基地局装置、今回は無線基地局装置１に対してそのセッション識別子に対応する接続保持しているかの問い合わせであるセッション問い合わせを行う。セッション問い合わせを受けた無線基地局装置１は、問い合わせに含まれているセッション識別子を基にセッション識別子に対応する接続を自身が保持しているか判断する。この一例では無線基地局装置と無線端末装置の最後の通信後、所定の時間が経過した等の理由で、保持していた接続に関する情報が破棄されていたものとし、このセッション識別子に対応する接続を保持していないものとして処理を続ける。このセッション識別子に対応する接続の情報を保持していない場合、無線基地局装置１は１２０４でこのセッション識別子に対応する接続の情報を保持していないことを示すセッション情報エラーをＭＭＥに通知する。セッション情報エラーを通知されたＭＭＥは、１２０５でセッション情報問い合わせを送信してきた無線基地局装置２に対し、従前の接続を再開する事が出来ないため、無線端末装置に対して接続の再設定を促すためにセッション再確立要求を通知する。１２０２のセッション情報問い合わせに対してセッション再確立要求を通知された無線基地局装置２は、１２０１でセッション識別子とユーザーデータを送信してきた無線端末層に対し、１２０６でエラーとエラーの理由として接続の再開に失敗した、もしくはハンドオーバーに失敗した等の情報を通知する。この際、無線基地局装置２が１２０１で受信したユーザーデータは破棄してよい。エラーを通知された無線端末装置は、１２０１で行ったユーザーデータの送信が失敗したものとし、１２０７で接続の再設定手順を起動する。無線端末装置は、接続の再設定手順が成功した後に、送信に失敗したユーザーデータを再送しても良い。

以上のような手順を用い、無線端末装置と複数の無線基地局装置との間で、グラントレス通信方式を用い、一度の送信で無線端末装置の現在の接続を保持したまま接続先の無線基地局装置を変えることが出来、また、無線端末装置の変更に失敗した場合は他に要求することなしに失敗の理由を通知してもらう事で接続の再開処理を起動する事により通信の続行が可能となる。これによりグラントベース方式のランダムアクセスによる無線リソースの割り当て要求なしに無線端末装置の接続先である無線基地局装置の変更が可能となる。

本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる実施形態の機能を実現するように、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）等を制御してコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。プログラムあるいはプログラムによって取り扱われる情報は、一時的にＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリあるいはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやＨａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ）、あるいはその他の記憶装置システムに格納される。

尚、本発明に関わる実施形態の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。ここでいう「コンピュータシステム」とは、装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、オペレーティングシステムや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、半導体記録媒体、光記録媒体、磁気記録媒体、短時間動的にプログラムを保持する媒体、あるいはコンピュータが読み取り可能なその他の記録媒体であっても良い。

また、上述した実施形態に用いた装置の各機能ブロック、または諸特徴は、電気回路、たとえば、集積回路あるいは複数の集積回路で実装または実行され得る。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電気回路は、汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（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を含んでよい。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、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。前述した電気回路は、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。また、半導体技術の進歩により現在の集積回路に代替する集積回路化の技術が出現した場合、本発明の一又は複数の態様は当該技術による新たな集積回路を用いることも可能である。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。実施形態では、装置の一例を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、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、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来る。

以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、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。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含まれる。

本発明は、無線通信装置に利用可能である。

２０１…無線基地局装置、２０２ａ〜２０２ｃ…無線端末装置、３０１…制御部、３０２…受信部、３０３…送信部、３０４…受信アンテナ部、３０５…送信アンテナ部、３１１…制御部、３１２…受信部、３１３…送信部、３１４…受信アンテナ部、３１５…送信アンテナ部、４０１…無線基地局装置１、４０２…無線基地局装置２、４０３…コアネットワーク、４０４…無線基地局装置１の担当範囲、４０５…無線基地局装置２の担当範囲、４０６…ＭＭＥ、４０７…無線端末装置

Claims (12)

1. 無線基地局装置と通信を行う無線端末装置であって、
   ユーザーデータの送信時にグラントベース方式とグラントレス通信方式の両方を選択可能であり、
   グラントレス通信方式による前記ユーザーデータの送信を行う前に、セッション識別子の付加必要か判断し、必要な場合に少なくともセッション識別子とユーザーデータを含めてグラントレス通信方式で送信を行う事を特徴とする無線端末装置。
2. 前記セッション識別子は、少なくとも前記無線端末装置の識別情報と、前記無線基地局装置と前記端末装置の間の接続に対応している事を特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
3. 前記セッション識別子の付加が必要か判断する条件のいずれかは、前記無線基地局装置が報知しているセル識別子、トラッキングエリア情報、ルーティングエリア情報、ＰＬＭＮ識別子の少なくとも１つを参照する事を特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
4. 無線端末装置と通信する無線基地局装置であって、
   前期無線端末装置がグラントレス通信方式で送信したセッション識別子とユーザーデータとを含む信号を受信したときに、
   前記無線基地局装置が管理する端末装置との接続に、前記セッション識別子に対応する接続が含まれるか判断し、
   含まれないと判断した場合、前記セッション識別子を含めて無線端末装置の移動管理を行う機器に対してセッション情報の問い合わせる事を特徴とする無線基地局装置。
5. 前記セッション情報の問い合わせを前記無線端末装置の移動管理を行う機器に対して行った後に、前記無線端末装置の移動管理を行う機器から通知されたセッション転送要求に従って、前記セッション要求で指示される無線基地局に対し、前記セッション識別子に対応する接続を転送する事を特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
6. 他の無線基地局装置から、セッションの転送要求を受けた際に、
   前記セッション転送要求に含まれている情報に基づいて前記無線端末装置との間で接続を再開し、再開した接続を利用して前記ユーザーデータに対してＡＣＫを送信する事を特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
7. 無線端末装置と通信する無線基地局装置であって、
   前期無線端末装置がグラントレス通信方式で送信したセッション識別子とユーザーデータとを含む信号を受信したときに、
   前記無線基地局装置が管理する端末装置との接続に、前記セッション識別子に対応する接続が含まれるか判断し、
   含まれると判断した場合、少なくとも前記セッション識別子を含むセッション情報を、無線端末装置の移動管理を行う機器に対して登録する事を特徴とする無線基地局装置。
8. 複数の無線基地局装置と接続する無線端末装置の移動管理を行う移動管理装置であって、
   請求項４に記載の無線基地局装置から、セッション識別子を含むセッション情報の登録の要求を受けたときに、
   前記セッション識別子に対応する無線端末装置と前記セッション情報の登録の要求を行った無線基地局装置を対応させ、前記セッション情報を含めて該移動管理装置に登録する事を特徴とする移動管理装置。
9. 前記移動端末装置に対応する古いセッション情報が既に登録されている場合、前記セッション情報の登録の要求を受けたときに、前記セッション情報の登録の要求に含まれる新しいセッション情報を古いセッション情報に上書きして登録する事を特徴とする請求項８に記載の移動管理装置。
10. 請求項４に記載の無線基地局装置からセッション識別子を含むセッション情報の問い合わせを受けたときに、
    該移動管理を行う装置に登録されているセッション情報のいずれかが、前記セッション情報の問い合わせに含まれるセッション識別子と対応する接続と関係するか判断し、
    関係すると判断した時に、関係するセッション情報を登録した無線基地局装置に対し、前記セッション情報に対応する接続を保持しているかのセッション情報問い合わせを行う事を特徴とする移動管理装置。
11. 前記無線基地局装置に対して行った前記セッション情報問い合わせに対し、接続の保持が報告されたときに、前記無線基地局に対してセッション転送要求を行う事を特徴とする請求項１０に記載の移動管理装置。
12. 無線基地局装置と通信を行う無線端末装置で使用する無線通信方法であって、
    ユーザーデータの送信時にグラントベース方式とグラントレス通信方式の両方を選択可能であり、
    グラントレス通信方式による前記ユーザーデータの送信を行う前に、セッション識別子の付加必要か判断し、必要な場合に少なくともセッション識別子とユーザーデータを含めてグラントレス通信方式で送信を行う事を特徴とする無線通信方法。