JP5569322B2 - 無線端末、無線通信方法、および無線通信システム - Google Patents
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Description
1.無線通信システムの概略
1−1.無線通信システムの構成
1−2.フレーム同期
1−3.ランダムアクセス
1−4.ACB
2.第1の実施形態
2−1.MTC端末のグループ化
2−2.基地局の構成
2−3.MTC端末の構成
2−4.無線通信システムの動作
3.第2の実施形態
4.まとめ
現在、3GPPにおいて4Gの無線通信システムの規格化が進められている。本発明の実施形態は、一例としてこの4Gの無線通信システムに適用することができるので、まず、4Gの無線通信システムの概略を説明する。
図1は、無線通信システム1の構成例を示した説明図である。図1に示したように、無線通信システム1は、基地局10と、MME(Mobility Management Entity)12、S−GW(Serving Gateway)14、およびPDN(Packet Data Network)−GW16を含むコアネットワークと、MTC端末20と、MTCサーバ30と、を備える。
・移動がほとんどない(Low Mobility)
・小容量のデータ転送(Online Small Data Transmission)
・超低消費電力(Extra Low Power Consumption)
・各MTCをグルーピングしてハンドリング(Group based MTC Features)
上記の基地局10およびMTC端末20は、詳細については決定されていないが、基地局10およびUE間の通信に準ずる形で無線通信を行うことが予想される。そこで、以下では、基地局10およびUE間で共有される無線フレーム、およびフレーム同期について説明する。以下で説明する内容は、基地局10およびMTC端末20間の通信に援用可能である。
4GのUEは、基地局10とランダムアクセスと呼ばれる手順を実行することにより、基地局10と接続される。詳細については決定されていないが、一般的なMTC端末もUEと同様のランダムアクセスを行うことにより基地局10と接続されるものと考えられる。以下、図3を参照し、基地局10と一般的なMTC端末により行われることが想定されるランダムアクセスの流れを説明する。
ACBは、LTEにおけるAC(Access Class)に応じたアクセス制限である。ACは、USIMに事前に記入された番号であり、0〜9までの10種類の番号のいずれかが割り当てられている。なお、端末によっては、より優先度の高い11〜15までのいずれかの番号が割り当てられる。例えば、AC13はpublic utilities (water/gas)であり、このACに属する端末はより優先度の高いアクセスが可能である。
ところで、上記のMTC端末が普及すると、MTC端末によるランダムアクセスの集中によりMTCの輻輳が生じることが懸念される。より具体的には、MTCの輻輳は、主に以下に示す2つのケースにおいて生じ得る。
MTC端末は、30分ごと、または毎時報時など、周期的に基地局10と接続し、基地局10を介してMTCサーバに情報を送信することが求められ得る。この場合、多数のMTC端末が、基地局10との接続に際し、プリアンブルの送信を含むランダムアクセスを一斉に行うことが予想される。その結果、ランダムアクセスが集中し、MTCの輻輳が生じると考えられる。
停電直後の復帰や、災害、大雨などによって、テレメトリーなMTC端末が、想定できない突発的/不定期な一斉送信を行う場合がある。この場合にも、ランダムアクセスが集中し、MTCの輻輳が生じると考えられる。
[2−1.MTC端末のグループ化]
本発明の各実施形態は、複数のMTC端末20をグループ化し、グループ内の代表MTC端末を決定することにより実現される。そこで、基地局10やMTC端末20の構成の説明に先立ち、MTC端末20のグループ化や代表MTC端末の決定について説明する。
次に、図6を参照し、本発明の第1の実施形態による基地局10の構成を説明する。
以上、本発明の第1の実施形態による基地局10の構成を説明した。続いて、図8を参照し、本発明の第1の実施形態によるMTC端末20の構成を説明する。
以上、本発明の第1の実施形態による基地局10およびMTC端末20の構成を説明した。続いて、図9を参照し、本発明の第1の実施形態による無線通信システム1の動作を説明する。
なお、上記ではグループ情報をL2/L3メッセージと共に送信する例を説明したが、以下に図10を参照して説明する変形例のように、代表MTC端末20Aは基地局10との接続後にグループ情報を送信してもよい。
以上、本発明の第1の実施形態を説明した。続いて、本発明の第2の実施形態を説明する。本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態と共通する部分が多いが、基地局10が代表MTC端末20から受信したグループ情報に基づいて再設定する情報が第1の実施形態と異なる。このような本発明の第2の実施形態を説明するにあたり、まず、MTC端末20がランダムアクセスを行うためのリソースについて補足する。
基地局10は、ランダムアクセスにおいてMTC端末20がプリンアンブルを送信するためのリソースを、RACH_configuration_indexにより指定する。そして、基地局10は、RACH_configuration_indexをシステム情報として報知し、MTC端末20は、このRACH_configuration_indexにより特定されるサブフレームにおいてプリアンブルを送信する。
そこで、本発明の第2の実施形態による基地局10は、代表MTC端末20から受信したグループ情報に基づき、RACH_configuration_indexを再設定する。具体的には、第2の実施形態による基地局10の通信制御部236は、RACH_configuration_indexを、代表MTC端末20から受信したグループ情報の示す端末数が多いほど、より多くのサブフレームと対応付けられているRACH_configuration_indexに再設定する。以下、図12を参照し、より詳細に説明する。
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、代表MTC端末20がMTCグループ内の端末数を示すグループ情報を基地局10に送信し、基地局10が、グループ情報の示す端末数に応じてACBパラメータやRACH_configuration_indexなどのランダムアクセスを制御するための制御情報を再設定する。そして、MTCグループ内の他のMTC端末20は、再設定されたACBパラメータやRACH_configuration_indexなどに従ってランダムアクセスを行う。かかる構成によれば、MTCグループ内の各MTC端末20からのプリアンブル送信タイミングを、MTCグル―プ内の端末数に応じて分散させることができるので、ランダムアクセスの輻輳を抑制することが可能である。
20 MTC端末
30 MTCサーバ
116、216 アンテナ
118、218 アンテナ共用器
120、220 受信回路
122、222 送信回路
132、232 受信データ処理部
133、233 インタフェース
134、236 通信制御部
138、238 送信データ処理部
140、240 上位レイヤ
Claims (10)
- 無線端末であって、
前記無線端末が代表無線端末として動作するグループを形成する複数の無線端末に関する情報を記憶する記憶部と;
前記グループ内の他の無線端末より前に基地局へのランダムアクセスを制御する通信制御部と;
前記記憶部に記憶されている前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する送信部と;
を備える、無線端末。 - 前記送信部から送信された前記複数の無線端末に関する情報に基づき、前記複数の無線端末によるランダムアクセスを制御するための制御情報が設定される、請求項1に記載の無線端末。
- 前記複数の無線端末に関する情報は前記複数の無線端末の端末数情報を含む、請求項2に記載の無線端末。
- 前記複数の無線端末を管理するサーバから前記複数の無線端末に関する情報を受信する受信部をさらに備える、請求項3に記載の無線端末。
- 前記送信部は、前記ランダムアクセスの課程で前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する、請求項4に記載の無線端末。
- 前記送信部は、前記ランダムアクセスの後に前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する、請求項4に記載の無線端末。
- 前記グループは、前記複数の無線端末のUSIMに設定されたアクセスクラスにより区分されるグループである、請求項4に記載の無線端末。
- 前記グループを形成する前記複数の無線端末は、前記基地局のセルエリア内に存在する、請求項4に記載の無線端末。
- 無線端末における無線通信方法であって、
前記無線端末が代表無線端末として動作するグループを形成する複数の無線端末に関する情報を記憶するステップと;
前記グループ内の他の無線端末より前に基地局へのランダムアクセスを制御するステップと;
前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信するステップと;
を含む、無線通信方法。 - 基地局と;
グループを形成する複数の無線端末の代表無線端末として動作する無線端末と;
を備え、
前記無線端末は、
前記複数の無線端末に関する情報を記憶する記憶部、
前記グループ内の他の無線端末より前に前記基地局へのランダムアクセスを制御する通信制御部、および、
前記記憶部に記憶されている前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する送信部、
を有する、無線通信システム。
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