JP5992995B2 - 移動通信システムでキャリアアグリゲーションをサポートするランダムアクセスの制御方法及び装置 - Google Patents

移動通信システムでキャリアアグリゲーションをサポートするランダムアクセスの制御方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムに関する。より具体的に、キャリアアグリゲーションをサポートする移動通信システムでランダムアクセスを効率的に制御する方法及び装置に関する。
一般的に、移動通信システムはユーザの移動性を確保しながら通信を提供するための目的に開発された。このような移動通信システムは技術の飛躍的な発展に負って音声通信はもちろん高速のデータ通信サービスを提供することができる段階になった。近年、次世代移動通信システム中の１つで３ＧＰＰ(３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ)でＬＴＥ(Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)に対する規格作業が進行中である。ＬＴＥは２０１０年程度を商用化を目標とし、現在提供されているデータ送信率より高い最大１００Ｍｂｐｓ程度の送信速度を有する高速パケットに基づく通信を具現する技術である。一方、データサービスは、音声サービスとは異なり送信しようとするデータの量とチャンネル状況によって割り当てることができる資源等が決定される。したがって、移動通信システムのような無線通信システムでは、スケジューラで送信しようとする資源の量とチャンネルの状況及びデータの量等を考慮して送信資源を割り当てる等の管理が成る。これは次世代移動通信システム中の１つであるＬＴＥでも同一になり、基地局に位置したスケジューラが無線送信資源を管理して割り当てる。最近ＬＴＥ通信システムに、様々な新技術を組み合わせて送信速度を向上させる進化されたＬＴＥ通信システム(ＬＴＥ−Ａ；ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ)に対する論議が本格化されている。
上記新しく導入する技術の中には代表的なものとしてキャリアアグリゲーション(Ｃａｒｒｉｅｒ Ａ ｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ)がある。キャリアアグリゲーションとは、既存の通信で端末機(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ)と基地局の間でダウンリンク受信とアップリンク送信においてそれぞれ１つのキャリアだけ用いたことをプライマリキャリアと１つ、或いは複数個のセカンダリキャリアを用いてセカンダリキャリアの個数ほど、 データ受信量／受信レートや送信量／送信レートを増加させる技術である。ＬＴＥではプライマリキャリアから構成されたセルをＰＣｅｌｌ(Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｅｌｌ、又は第１セル、以下同一)と称し、セカンダリキャリアから構成されたセルをＳＣｅｌｌ(Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｅｌｌ、又は第２セル、以下同一)と称する。
一方、中継機及びリモートラジオヘッド(Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ：ＲＲＨ／Ｒｅｐｅａｔｅｒ) などの導入によりプライマリキャリアとセカンダリキャリアを用いるラジオ送受信を担当するアンテナ位置が変わる場合(一例として、プライマリキャリアの送受信アンテナは基地局に位置し、セカンダリキャリアの送受信アンテナはＲＲＨに位置すればよい)が発生することができ、この時には端末機の位置によってより遠く離れている受信アンテナへ送信するためのアップリンクタイミングと、より近くの位置の受信アンテナへ送信するためのアップリンクタイミングが必要なことがある。
すなわち、通信システムにおいて複数個のアップリンクタイミングが存在することができ、上記複数個のアップリンクタイミング獲得のためのランダムアクセス動作に対する効率的なハンドリング方案が必要となる。したがって、複数個のアップリンクタイミングが存在する場合、各アップリンクタイミング獲得のためのランダムアクセスが問題／失敗される場合に対する効率的なハンドリング方案が必要な実情である。
本発明の一実施形態によれば、 移動通信システムでキャリアアグリゲーションをサポートするランダムアクセスの制御方法及び装置を提供することができる。
本発明の一実施形態によれば、第１セルと少なくとも１つの第２セルを設定する無線通信システムにおいて端末のランダムアクセス制御方法は、上記第１セル又は第２セルに対するランダムアクセスを実行する段階、上記ランダムアクセスに対する失敗を検出する段階、上記失敗が検出されたランダムアクセスが上記第１セルに対することであるか、或いは上記第２セルに対することであるかを判定する段階、及び上記第１セル又は第２セルに対するランダムアクセスを失敗するか否かによって上記ランダムアクセス手続きを継続実行するか否か判定する段階を含むことを特徴とする。
本発明の他の実施形態によれば、第１セルと少なくとも１つの第２セルを有する無線通信システムで基地局へランダムアクセスを実行する端末は、上記基地局と信号を送受信する送受信部、及び上記第１セル又は第２セルに対するランダムアクセスを実行して、上記ランダムアクセスに対する失敗を検出して、上記失敗が検出されたランダムアクセスが上記第１セルに対することであるか、或いは上記第２セルに対することであるかを判定して、上記第１セル又は第２セルに対するランダムアクセスを失敗するか否かによって上記ランダムアクセス手続きを継続実行するか否かを判定する制御部を含むことを特徴とする。
本発明の実施形態によるランダムアクセス問題及び／又は失敗ハンドリング方案は、複数個のアップリンクタイミングが存在する場合、各アップリンクタイミング獲得のためのランダムアクセスが問題／失敗される場合、ランダムアクセス手続きを効率的にハンドリングすることができる。
３ＧＰＰシステム構造の一実施形態を示した図面である。 ３ＧＰＰシステムの無線プロトコル構造の一実施形態を示した図面である。 キャリアアグリゲーションの一実施形態を示した図面である。 アップリンクタイミング同期化手続きの必要性及び役目に対する一実施形態を示した図面である。 キャリアアグリゲーションにおいて複数個のアップリンクタイミングが必要なシナリオに対する一実施形態を示した図面である。 提案するキャリアアグリゲーション動作におけるランダムアクセス問題／失敗ハンドリング方案の一実施形態を示したフローチャートである。 実施形態に対する端末機動作流れ図の一実施形態を示したフローチャートである。 実施形態に対する端末機の装置ブロック図の一実施形態を示したブロック図である。
本発明では複数個のアップリンクタイミングが存在するキャリアアグリゲーション動作において、各アップリンクタイミング獲得のためのランダムアクセス手続きが問題／失敗される場合、上記ランダムアクセス手続きがＰＣｅｌｌにおけるランダムアクセスなのかＳＣｅｌｌにおけるランダムアクセスなのかによって別途のランダムアクセス問題／失敗ハンドリング方案を提案する。ＰＣｅｌｌでランダムアクセスが問題／失敗される場合、上記問題／失敗を検出する端末機のＭＡＣ(Ｍｅｄｉｕｍａ ｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ) レイヤーでＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)レイヤーで上記ランダムアクセス問題／失敗を公知してＲＲＣレイヤーで基地局との接続を再設定するための動作(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)を実行して上記基地局との接続再設定が成功すると、シグナリングラジオベアラー (Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ)とデータラジオベアラー(Ｄａｔａ Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ)を再設定して暗号化(Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ)／完全性保障チェック(Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｈｅｃｋ)を再び開始する。一方、ＳＣｅｌｌでランダムアクセスが問題／失敗される場合、上記問題／失敗を検出する端末機のＭＡＣレイヤーで実行中のランダムアクセスを中止する。一方、 ＭＡＣレイヤーでＲＲＣレイヤーで上記ＳＣｅｌｌにおけるランダムアクセス問題／失敗を公知しない。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。この際、添付された図面で同一構成要素は可能な同一符号に示していることに留意すべきである。なお、本発明の要旨を不明瞭にする公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
図１は、本発明を適用する一実施形態システムである３ＧＰＰ ＬＴＥシステム構造の一実施形態を示した図面である。
図１を参照すれば、ＬＴＥ移動通信システムの無線アクセスネットワークは次世代基地局(Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ、以下、「ＥＮＢ」又は「Ｎｏｄｅ Ｂ」と記す)(１０５、１１０、１１５、１２０)とＭＭＥ(１２５； Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ)及びＳ−ＧＷ(１３０ Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ)から構成される。
ユーザ端末(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、以下、「ＵＥ」と記す)１３５は、ＥＮＢ及びＳ−ＧＷを介して外部ネットワークに接続する。ＥＮＢ１０５〜１２０はＵＭＴＳシステムの既存ノードＢに対応される。
ＥＮＢは、ＵＥ１３５と無線チャンネルで接続され、既存ノードＢより複雑な役目を実行する。ＬＴＥではインターネットプロトコルを介するＶｏＩＰ(Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ)のようなリアルタイムサービスを含むすべてのユーザトラフィックが共用チャンネル(ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ)を介してサービスされるので、ＵＥの状況情報を基づいてスケジューリングをする装置が必要であり、これをＥＮＢ１０５〜１２０が担当する。
１つのＥＮＢは通常多数のセルを制御する。最大１００Ｍｂｐｓの伝送速度を具現するためにはＬＴＥは最大２０ＭＨｚ帯域幅で直交周波数分割多重方式(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下、「ＯＦＤＭ」と記す)を無線接続技術として用いる。また、端末のチャンネル状態に合わせて変調方式(ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ)とチャンネルコーディング率(ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ)を決める適応変調コーディング(Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ & Ｃｏｄｉｎｇ、以下、「ＡＭＣ」と記す)方式を適用する。
Ｓ−ＧＷは、データベアラーを提供する装置であり、ＭＭＥの制御に応じてデータベアラーを生成したり除去する。ＭＭＥは各種制御機能を担当する装置で多数の基地局と接続される。
図２は、本発明が適用されるＬＴＥシステムで無線プロトコル構造の一実施形態を示した図面である。
図２を参照すれば、ＬＴＥシステムの無線プロトコルは、ＵＥとＥＮＢでそれぞれＰＤＣＰ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ；２０５、２４０)、ＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ；２０８、２３８)、ＲＬＣ(Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ；２１０、２３５)、ＭＡＣ(Ｍｅｄｉｕｍ Ａ ｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；２１５、２３０)、ＰＨＹ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ；２２０、２２５)からなる。
ＰＤＣＰは、ＩＰヘッダー圧縮／復元と無線プロトコル上の暗号化(Ｃｉｐｈｅｒｉｎｇ)と完全性保障チェック(Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｈｅｃｋ)などの動作を担当する。ＲＲＣはラジオ資源ハンドリングのための上位レイヤーの制御情報メッセージ送信及び関連操作／プロシージャを定義する。ＲＬＣは、ＰＤＣＰ ＰＤＵ(Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ)を適切な大きさに再構成する。ＭＡＣは、一つの端末機に構成された幾つかのＲＬＣ階層装置と接続されてＲＬＣ ＰＤＵをＭＡＣ ＰＤＵに多重化してＭＡＣ ＰＤＵからＲＬＣ ＰＤＵを逆多重化する動作を実行する。物理階層(ＰＨＹ)は、上位階層データをチャンネルコーディング及び変調して、ＯＦＤＭシンボルで作って無線チャンネルへ送信したり無線チャンネルを介して受信したＯＦＤＭシンボルを復調してチャンネルデコーディングして上位階層へ伝達する動作を実行する。
図３は、端末機でキャリアアグリゲーションの一実施形態を示した図面である。
１つの基地局では一般的に幾つかの周波数帯域にかけてマルチキャリアが送信され受信される。例えば、基地局３０５で中心周波数がｆ１のキャリア３１５と中心周波数がｆ３(３１０)のキャリアが送信される時、従来には１つの端末が上記２つのキャリアのうちのいずれか１つのキャリアを利用してデータを受信した。
しかし、キャリアアグリゲーション能力を持っているＵＥは同時に幾つかのキャリアからデータを受信することができる。基地局３０５は、キャリアアグリゲーション能力を持っている端末機３３０に対しては状況に応じてより多いキャリアを割り当てることによって上記端末機３３０のデータ受信レートを高めることができる。上記は基地局でキャリアの送信側面で説明し、基地局でキャリアの受信側面でも同一である。従来では、１つの端末機が複数個のキャリアのうちのいずれか１つキャリアを利用してデータを送信したがキャリアアグリゲーション能力を持っている端末機は同時に幾つかのキャリアを利用してデータを送信することによってデータ送信レートを高めることができる。
伝統的な意味で１つの基地局で送信されて受信される１つのダウンリンクキャリアと１つのアップリンクキャリアが１つのセルを構成する際、キャリアアグリゲーションとは、端末機が同時に幾つかのセルを介してデータを送受信することで理解されることができる。これを介して最大送信速度はアグリゲーションされるキャリアの数に比例して増加される。
以下、本発明を説明することにおいて端末機が任意のダウンリンクキャリアを介してデータを受信したり任意のアップリンクキャリアを介してデータを送信することは上記キャリアを特徴づける中心周波数と周波数帯域に対応されるセルで提供する制御チャンネルとデータチャンネルを利用してデータを送受信することと同一の意味を有する。また、以下、本発明の実施形態は説明の便宜のためにＬＴＥシステムを仮定して説明されるはずだが本発明はキャリアアグリゲーションをサポートする各種無線通信システムに適用されることができる。
図４は、ＯＦＤＭ多重化方式を適用した３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおけるアップリンクタイミング同期化手続きの必要性及び役目に対する一実施形態を示した図面である。
ＵＥ１は、ＥＮＢと近く位置している端末機を現わし、ＵＥ２は、ＥＮＢと遠く離れている端末機を現わす。第１伝播遅延時間(Ｔ_ｐｒｏ１)は上記ＵＥ１までのラジオ送信における伝播遅延時間(Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ)を現わして、第２伝播遅延時間(Ｔ_ｐｒｏ２)は上記ＵＥ２までのラジオ送信における伝播遅延時間を現わす。
ＵＥ１がＵＥ２に比べてＥＮＢと近く位置しているから相対的に小さな伝播遅延時間を有することを分かる(図４でＴ_ｐｒｏ１は０.３３３ｕｓ、Ｔ_ｐｒｏ２は３．３３ｕｓを示す)。
ＥＮＢの一セルで上記ＵＥ１とＵＥ２の初期アップリンクタイミングはＥＮＢが検出するセル内の端末機のアップリンクタイミングと当たらない。４０１はＵＥ１の特定ＯＦＤＭシンボル(Ｓｙｍｂｏｌ)に対するアップリンク送信タイミングを現わして、４０３はＵＥ２の上記ＯＦＤＭシンボルに対するアップリンク送信タイミングを現わす。
ＵＥ１とＵＥ２のアップリンク送信の伝播遅延時間を考慮すれば、上記アップリンクＯＦＤＭシンボルを受信するＥＮＢにおける受信タイミングは４０７、４０９と同一である。すなわち、４０１のＵＥ１のアップリンク送信は短い伝播遅延時間をもって４０７のタイミングにＥＮＢに受信されて、４０３のＵＥ２のアップリンク送信は相対的に長い伝播遅延時間をもって４０９のタイミングにＥＮＢに受信される。４０５はＥＮＢの基準受信タイミングを現わす。４０７、４０９はまだＵＥ１、ＵＥ２に対してアップリンクタイミング同期を合わせる前であるので、ＥＮＢが上記ＯＦＤＭシンボルを受信してデコーディングする基準タイミングである４０５と、ＵＥ１からのＯＦＤＭシンボルを受信するタイミング４０７、及びＵＥ２からのＯＦＤＭシンボルを受信するタイミングである４０９がそれぞれ相違する。よって、ＵＥ１とＵＥ２から送信されるアップリンクＯＦＤＭシンボルは４０５基準受信タイミングで受信されるアップリンクＯＦＤＭシンボルと直交性(Ｏｒｔｈｏｇ ｏｎａｌｉｔｙ)を有しないので互いに干渉(Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ)で作用してＥＮＢは上記干渉によって各ＯＦＤＭシンボルを成功的にデコーディング(Ｄｅｃｏｄｉｎｇ)することができない問題が生ずる。
アップリンクタイミング同期化手続きは‘、ＵＥ１、ＵＥ２、Ｅ−ＮＢのアップリンクシンボル受信タイミングを同じく合わせる過程であり、上記アップリンクタイミング同期化手続きを終了すると、４１１、４１３、４１５のようにＥ−ＮＢがアップリンクＯＦＤＭシンボルを受信してデコーディングする開始タイミングを合わせる。
アップリンクタイミング同期化手続きにおいて、ＥＮＢは上記端末機にタイミングアドバンス(Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ、以下、「ＴＡ 情報」と記す) 情報を送信して受信基準ダウンリンク対比どの位のタイミングを調節してアップリンク送信を実行すべきであるかに対する情報を通知する。ＴＡ情報はランダムアクセス過程で端末機が初期送信したランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ、以下、「ＲＡＲ」と記す)を介して送信されたりタイミングアドバンスコマンド(Ｔｉｍｉｎｇ Ａ ｄｖａｎｃｅ Ｃｏｍｍａｎｄ)ＭＡＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ(以下、「ＴＡＣ ＭＡＣ ＣＥ」と記す)を介して送信され得る。
図５はキャリアアグリゲーションで複数個のアップリンクタイミングが必要なシナリオに対する一実施形態を示した図面である。
Ｆ１周波数帯域５０５を用いるマクロ基地局５０１の周りにF２周波数帯域５０７を用いるリモートラジオヘッド(Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ：ＲＲＨ)５０３が分布している。もし、端末機がマクロ基地局とリモートラジオヘッドを同時に用いる場合 (すなわち、端末機がリモートラジオヘッド近く位置してＦ１周波数帯域とＦ２周波数帯域をアップリンク送信のためにキャリアアグリゲーションする)、リモートラジオヘッドとのダウンリンクとアップリンク送信は短い伝播遅延時間を有し、一方、マクロ基地局とのダウンリンクとアップリンク送信は相対的を長い伝播遅延時間を有するので、リモートラジオヘッドへのアップリンク送信タイミングはマクロ基地局へのアップリンク送信タイミングと相違する。
すなわち、上記キャリアアグリゲーションシナリオでは複数個のアップリンク送信タイミングを必要とし、これによって初期アップリンク送信タイミングを合わせるためにはリモートラジオヘッドでＦ２によりランダムアクセス手続きを実行してアップリンク送信タイミングを、マクロ基地局でＦ１によりランダムアクセス手続きを実行してアップリンク送信タイミングをそれぞれ合わせるべきである。換言すれば、キャリアアグリゲーションで複数個のアップリンク送信タイミングが存在すると、上記アップリンク送信タイミングを合わせるためのランダムアクセス手続きが複数セルに対して必要となる(上記複数セルに対するランダムアクセス手続きが同一タイミングに実行される必要無し)。
本発明において同一のアップリンクタイミングを有するキャリアに対するグループをタイミングアドバンスグループ(Ｔｉｍｉｎｇ Ａ ｄｖａｎｃｅ Ｇｒｏｕｐ：ＴＡＧ)と名称する。例えば、ＰＣｅｌｌに３個のＳＣｅｌｌ Ａ 、Ｂ、ＣがアグリゲーションされてＰＣｅｌｌとＳＣｅｌｌ Ａが同一のアップリンクタイミングをもってＳＣｅｌｌＢとＳＣｅｌｌ Ｃが同一のアップリンクタイミングを有すると、ＰＣｅｌｌとＳＣｅｌｌ ＡがＴＡＧ＃０に属して、ＳＣｅｌｌ ＢとＳＣｅｌｌ ＣがＴＡＧ＃１に属することができる。
以下では、ＰＣｅｌｌが含まれたＴＡＧ＃０をＰＴＡＧ(Ｐｒｉｍａｒｙ ＴＡＧ)とＰＣｅｌｌが含まれていないＴＡＧ＃１をＳＴＡＧとして名称することができる。ＰＣｅｌｌはプライマリキャリアのサービングセル(Ｓｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌ)を称して通常ＲＲＣ接続を初めに設定(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ)したとか、ＲＲＣ接続を再設定(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ)したとか、ハンドオーバー(Ｈａｎｄｏｖｅｒ：ＨＯ)の対象となるセルである。本発明では上記で説明した複数セルに対してランダムアクセス手続きが実行される際、発生することができるランダムアクセス問題／失敗を効率的にハンドリングする方案を提案する。
図６は、本発明で提案するキャリアアグリゲーション動作におけるランダムアクセス問題／失敗に対するハンドリング方案の一実施形態を示したフローチャートである。
端末機６０１は、基地局６１１にＰＣｅｌｌ６１３に限って接続されている状態で基地局は上記端末機にキャリアアグリゲーションを設定するように決める(６２１)。６０３は端末機内のＲＲＣプロトコルレイヤー、６０６は端末機内のＭＡＣプロトコルレイヤー、６０９は端末機内のＰＨＹプロトコルレイヤーを示す。基地局は端末機のためにキャリアアグリゲーション設定を決めると、ＲＲＣレイヤーメッセージを送信して上記キャリアアグリゲーションのために追加するＳＣｅｌｌ６１６に対する構成情報をシグナリングして上記ＳＣｅｌｌをキャリアアグリゲーション対象セルとして追加する(６３１)。この際、上記ＳＣｅｌｌのアップリンク送信タイミングに対する情報をＳＴＡＧ ＩＤのような情報を利用して端末機に通知する。
もし、端末機が現在上記ＳＴＡＧ ＩＤに対するアップリンクタイミングを維持していない場合、上記ＳＣｅｌｌは新しいアップリンク送信タイミングを要求する。上記ＲＲＣレイヤーメッセージの一例としてＲＲＣ接続再設定(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)手続きを用いればよい。
基地局は、以後の上記キャリアアグリゲーションのために追加されたＳＣｅｌｌを必要に応じて活性化させる(６３３)。上記ＳＣｅｌｌに対する活性化指示メッセージの一例としてＭＡＣ活性化制御(Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ＭＡＣ ＣＥ)メッセージを用いればよい。
本発明では上記活性化されたＳＣｅｌｌは端末機が既存に維持しているアップリンク送信タイミング(図６では６１３ＰＣｅｌｌに対するアップリンク送信タイミング)と異なる新しいアップリンク送信タイミングを要することを仮定する。ＳＣｅｌｌに対するアップリンク送信タイミング情報を獲得するために基地局は上記ＳＣｅｌｌに対してランダムアクセス手続きを実行することをコマンドする(６３６)。上記コマンドメッセージの一例としてＰＤＣＣＨオーダー(ＰＤＣＣＨ ｏｒｄｅｒ)メッセージを用いればよい。ＰＨＹレイヤー６０９は、上記ランダムアクセス手続き実行コマンドをＭＡＣレイヤーに通知して(６３９)、上記ＭＡＣレイヤーは送信するランダムアクセスプリアンブルを選択してＰＨＹレイヤーへ通知する場合(６４１)、ＰＨＹレイヤーが基地局で上記ランダムアクセスプリアンブルを送信する(６４２)。
端末機は上記送信したランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージを基地局から受信されることができない場合、ランダムアクセスプリアンブルを(再)送信する(６４５、６４６、６４８、６４９)。上記(再)送信したランダムアクセスプリアンブルの回数が一定閾値を超過すると、ＭＡＣレイヤーでランダムアクセスに対する問題及び／又は失敗があることと判定する(６５１)。
もし、上記ランダムアクセスに対する問題がＳＣｅｌｌに対するランダムアクセス問題／失敗であれば(６５１)、ＭＡＣは上記ＳＣｅｌｌに対するランダムアクセス手続きを中止して、これ以上ランダムアクセスプリアンブルを(再)送信しない(６５３)。
６６１では以後基地局がさらにＰＤＣＣＨ ｏｒｄｅｒを送信してＳＣｅｌｌに対するランダムアクセス手続きを実行することをコマンドして、今度は上記ＳＣｅｌｌに対するランダムアクセス手続きが成功的に完了されて上記ＳＣｅｌｌに対するＴＡ情報を獲得してアップリンク送信タイミングを獲得することを仮定する。ＳＣｅｌｌに対するアップリンクタイミングを獲得したのでＰＣｅｌｌだけでなく上記ＳＣｅｌｌに対してもアップリンクスケジューリングが可能であり、上記アップリンクスケジューリングによるアップリンク送信が発生することができる(６６３)。
以後、基地局が今度はＰＣｅｌｌに対してランダムアクセス手続きを実行することをコマンドする(６７１)。ＰＨＹレイヤー(６０９)は上記ランダムアクセス手続き実行コマンドをＭＡＣレイヤーに通知して(６７３)、上記ＭＡＣレイヤーは送信するランダムアクセスプリアンブルを選択してＰＨＹレイヤーで通知すると(６７４)、ＰＨＹレイヤーが基地局で上記ランダムアクセスプリアンブルを送信する(６７５)。
端末機は、上記送信したランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージを基地局から受信されることができない場合、ランダムアクセスプリアンブルを(再)送信する(６７６、６７７、６７８、６７９)。上記(再)送信したランダムアクセスプリアンブルの回数が一定閾値を超過すると、 ＭＡＣレイヤーでランダムアクセスに対する問題／失敗があることと判定する(６８１)。
もし、上記ランダムアクセスに対する問題がＰＣｅｌｌに対するランダムアクセス問題／失敗であれば(６８１)、ＭＡＣは上記ランダムアクセスに問題／失敗があることをＲＲＣレイヤーで公知し(６０３)、上記公知が受信されたＲＲＣレイヤーはＲＲＣ接続を再設定する手続きを実行する(６９１)。
図６には図示しないが、ランダムアクセス問題／失敗が公知されたＲＲＣレイヤーはＲＲＣ接続を再設定する手続きですぐ実行する代わりにＲＲＣレイヤーにおける特定タイマーが終了されるまで暫く待機しててから、もし相変らずＭＡＣレイヤーでランダムアクセスを成功的に実行されない場合、その時ＲＲＣ接続を再設定する手続きを実行することもできる。上記ＲＲＣ接続を再設定する手続きの一例としてＲＲＣ接続再形成(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ)と、その後のＲＲＣ接続再設定(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ) 手続きを用いることができる。
上記ＲＲＣ接続を再設定する手続きは、端末機と基地局の間のリンクが切られたことを仮定してシグナリングラジオベアラーとデータラジオベアラーを再設定してラジオインターフェース上の保安(ｓｅｃｕｒｉｔｙ、暗号化と完全性チェック動作を指す)を再開始するためである。
また、ＰＣｅｌｌに対するランダムアクセス問題／失敗時にはＲＲＣレイヤーでＭＡＣ レイヤーでランダムアクセス手続き中止を指示する前にはランダムアクセス手続きを継続実行することができる。すなわち、ランダムアクセスプリアンブルがランダムアクセス問題／失敗検出後にもＲＲＣレイヤーでの中止条件や指示があるまで継続(再)送信され得るＲＲＣレイヤーのランダムアクセス中止条件の一例としてＲＲＣ接続再形成(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ)手続きの開始やＰＣｅｌｌの変更やＲＲＣレイヤーの特定タイマーの終了などが用いられることができる。結論的に上記図６ではランダムアクセス問題／失敗発生時、ＰＣｅｌｌにおけるランダムアクセスなのかＳＣｅｌｌでのランダムアクセス認知によって差別的な別途のハンドリング方案を提案する。本発明ではＰＣｅｌｌに対するランダムアクセスがより重要であることを仮定したが、図６と反対のハンドリング方案も適用可能である(図６のＰＣｅｌｌに対するランダムアクセス問題／失敗の時のハンドリング方案とＳＣｅｌｌに対するランダムアクセス問題／失敗時のハンドリング方案のスワッピングも適用し得る)。
図６には図示しないが、他の一実施形態としてＰＣｅｌｌでランダムアクセスが問題／失敗される場合や、ＳＣｅｌｌでランダムアクセスが問題／失敗される場合、共にＭＡＣレイヤーがＲＲＣレイヤーでランダムアクセス問題／失敗があることをＲＲＣレイヤーで公知することもできる。ただ、この場合にはＲＲＣレイヤーでランダムアクセス問題／失敗があることをＲＲＣレイヤーで公知する時に、いずれかセルのランダムアクセスが問題／失敗があったのか又は何のＴＡＧに該当するセルでランダムアクセスが問題／失敗があったのか追加情報を通知すべきである。上記情報が受信されたＲＲＣレイヤーはＰＣｅｌｌのランダムアクセスが問題／失敗した場合には、ＲＲＣ接続再設定手続きを実行する一方、ＳＣｅｌｌのランダムアクセスが問題／失敗した場合には基地局にＲＲＣメッセージで或るＳＣｅｌｌで又は或るＳＴＡＧに含まれたセルでランダムアクセスが問題／失敗したことをシグナリングすることもできる。
上記情報が受信された基地局は、ランダムアクセス実行を更にコマンドしたり、或いはランダムアクセスが問題／失敗したセルをリリース(ｒｅｌｅａｓｅ)したりキャリアアグリゲーションのためのセルの設定情報を変更するなどの動作を取ればよい。
図７は、図６の実施形態に対する端末機動作流れ図の一実施形態を示したフローチャートである。
７０１ではＭＡＣレイヤーでランダムアクセス手続きの問題／失敗を検出する。上記ランダムアクセス手続きの問題／失敗検出の一実施形態は(再)送信したランダムアクセスプリアンブルの回数が一定閾値を超過すると、ランダムアクセスに問題／失敗があることと判定することができる。ランダムアクセス手続きの問題／失敗が検出されると、上記ランダムアクセス問題／失敗がＰＣｅｌｌのランダムアクセスに対する問題／失敗なのかＳＣｅｌｌに対するランダムアクセス問題／失敗なのかを判定する(７１１)。もし、ＳＣｅｌｌに対するランダムアクセスが問題／失敗であればＭＡＣレイヤーは上記ランダムアクセス手続きを中断／終了する(７２１)。
一方、もしＰＣｅｌｌに対するランダムアクセスが問題／失敗であればＭＡＣレイヤーは上記ランダムアクセス問題／失敗をＲＲＣレイヤーで公知する一方、ランダムアクセス手続きは継続的に実行することができる(７３１)。
ＭＡＣから上記ランダムアクセス問題／失敗情報が公知されたＲＲＣレイヤーはＲＲＣ接続再設定手続きを実行して特定条件満足の際、ＭＡＣにランダムアクセス手続き中断／終了を指示する(７４１)。
上記特定条件の一例としてＲＲＣ接続再形成(ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ) 手続きの開始や、ＰＣｅｌｌの変更やＲＲＣレイヤーの特定タイマーの終了などが用いればより。図７には図示しないがランダムアクセス問題／失敗が公知されたＲＲＣレイヤーはＲＲＣ接続を再設定する手続きですぐ実行する代わりにＲＲＣレイヤーにおける特定タイマーが終了されるまで暫く待機してから、もし相変らずＭＡＣレイヤーでランダムアクセスを成功的に実行されない場合、この時ＲＲＣ接続を再設定する手続きを実行することもできる。ＲＲＣからランダムアクセス手続き中断／終了が指示されると、ＭＡＣはランダムアクセス手続きが相変らず実行中であれば、中断／終了する。
図８は、図６の実施形態に対する端末機装置ブロック図の一実施形態を示したブロック図である。
端末機は送受信部８０１を介して基地局との通信を実行する。
ＲＲＣレイヤー８２１ではＲＲＣ制御メッセージを生成して送受信部を介して基地局に送信したり送受信部を介して受信するＲＲＣ制御メッセージを受信して、これを解釈して受信された情報によって関連手続きを実行する。
また、ＲＲＣレイヤーではＭＡＣレイヤーからランダムアクセス手続き問題／検出に対する情報が受信されると、関連手続きを実行してＭＡＣレイヤーでランダムアクセス手続き中断／終了などを指示することができる。
ＭＡＣランダムアクセス実行及び管理部８１１では送受信部を介して基地局から特定セルに対するランダムアクセス手続き実行が指示されたり端末機内部でＲＲＣからランダムアクセス手続き実行開始が指示されたりＭＡＣからランダムアクセス手続きがトリガーされると、当該のランダムアクセス手続きを実行してランダムアクセス手続きに問題／失敗が検出されると、自動的に上記ランダムアクセス手続きを中断／終了したり、又はＲＲＣレイヤーでランダムアクセス手続き問題／失敗を公知する。
一方、図８の端末機装置ブロック図には図示しないが、上記全過程は制御部の第御下に行われることができるに留意すべきである。
この場合、制御部は第１セル又は第２セルに対するランダムアクセスを実行し、上記ランダムアクセスに対する失敗を検出する。そして制御部は上記失敗検出されたランダムアクセスが上記第１セルに対することであるか、或いは上記第２セルに対することであるかを判定して、上記第１セル又は第２セルに対するランダムアクセスを失敗するか否かによって上記ランダムアクセス手続を継続実行するか否かを決める。
具体的に、制御部は第１セルに対するランダムアクセス失敗検出時、ＲＲＣ(Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)接続再設定手続きを実行するように制御する。この場合、本発明の一実施形態による制御部は上記第１セルに対するランダムアクセス失敗検出の際、タイマーを駆動して、上記タイマー駆動完了の前まで上記ランダムアクセス失敗の際、上記ＲＲＣ接続再設定手続きを実行するように制御することができる
一方、上記第２セルに対するランダムアクセス失敗検出の際、制御部は上記ランダムアクセス手続き実行を中断するように制御する。
上述した本発明の実施形態によれば、複数個のアップリンクタイミングが存在する場合、各アップリンクタイミング獲得のためのランダムアクセスが問題／失敗される場合、ランダムアクセス手続きを効率的にハンドリングすることができる。
１０５、１１０、１１５、１２０ 次世代基地局）
１３５ ユーザ端末
３０５ 基地局
３１５ キャリア
３３０ 端末機
５０１ マクロ基地局
５０３ リモートラジオヘッド
６０１ 端末機
６１１ 基地局
６４１、ＰＨＹ 場合
８０１ 送受信部
８１１ 管理部

Claims (10)

  1. 無線通信システムでの端末のランダムアクセス手続き制御方法において、
    プライマリセル又はセカンダリセル上からランダムアクセスプリアンブルを伝送する段階と、
    前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送回数に基づいて、ランダムアクセス問題が感知されたか決定する段階と、
    もし、前記ランダムアクセスプリアンブルが前記プライマリセルから伝送された場合、前記ランダムアクセス問題を上位階層に指示する段階と、
    もし、前記ランダムアクセスプリアンブルが前記セカンダリセル上から伝送された場合、ランダムアクセス手続きを中止する段階と
    を含むことを特徴とするランダムアクセス手続き制御方法。
  2. もし、前記ランダムアクセス問題が前記プライマリセル上から感知された場合、無線資源制御（ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＲＲＣ）連結再設立（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）手続きを実行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセス手続き制御方法。
  3. もし、前記ランダムアクセス問題が前記プライマリセル上から感知されて解決されなかった場合、前記ＲＲＣ連結再設立手続きを実行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のランダムアクセス手続き制御方法。
  4. 前記ＲＲＣ連結再設立手続き実行段階は、
    もし、前記ランダムアクセス問題が前記プライマリセル上から感知された場合、タイマーを始める段階と、
    前記タイマーが満了すると、前記ＲＲＣ連結再設立手続きの実行を中止する段階と
    をさらに含むことを特徴とする請求項３記載のランダムアクセス手続き制御方法。
  5. 前記ランダムアクセス問題は、基地局からランダムアクセス応答が受信されない場合に感知されることを特徴とする請求項１記載のランダムアクセス手続き制御方法。
  6. 無線通信システムの端末において、
    基地局と信号を送受信する送受信部と、
    プライマリセル又はセカンダリセル上からランダムアクセスプリアンブルを伝送し、前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送回数に基づいて、ランダムアクセス問題が感知されたか決定し、もし前記ランダムアクセスプリアンブルが前記プライマリセルから伝送された場合、前記ランダムアクセス問題を上位階層に指示し、もし、前記ランダムアクセスプリアンブルが前記セカンダリセル上から伝送された場合、ランダムアクセス手続きを中止するように制御する制御部と
    を含むことを特徴とする端末。
  7. 前記制御部は、
    もし、前記ランダムアクセス問題が前記プライマリセル上から感知された場合、無線資源制御（ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＲＲＣ）連結再設立（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅ−ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）手続きを実行するように制御することを特徴とする請求項６記載の端末。
  8. 前記制御部は、
    もし、前記ランダムアクセス問題が前記プライマリセル上から感知されて解決されなかった場合、前記ＲＲＣ連結再設立手続きを実行するように制御することを特徴とする請求項７記載の端末。
  9. 前記制御部は、
    もし、前記ランダムアクセス問題が前記プライマリセル上から感知された場合、タイマーを始め、前記タイマーが満了すると、前記ＲＲＣ連結再設立手続きの実行を中止するように制御することを特徴とする請求項８記載の端末。
  10. 前記ランダムアクセス問題は、基地局からランダムアクセス応答が受信されない場合に感知されることを特徴とする請求項６記載の端末。
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