以下、図面を用いながら、開示の無線端末、無線基地局、無線通信システムおよび無線通信方法の実施形態について説明する。尚、便宜上別個の実施形態として説明するが、各実施形態を組み合わせることで、組合せの効果を得て、更に、有用性を高めることもできることはいうまでもない。
〔a〕問題の所在
上述したように、CAにおいて無線端末が同時に使用するDLキャリアの数がULキャリアの数より多い場合のセル選択またはセル再選択については従来検討されておらず、通常の手法では効率的に行えない等の問題を含んでいる可能性がある。以下では、開示の通信システム、通信装置および通信方法の実施形態について説明する前に、従来技術において想定される問題の所在を説明する。この問題は、発明者が従来技術について仔細に検討を重ねた結果として新たに見出したものであり、従来は知られていなかったものである。
まず、図2に基づいて、無線端末が起動されてから、DLキャリアの数がULキャリアの数より多いCAが設定されるまでの通常の処理を説明する。ここでは一例としてDLキャリアが2個でULキャリアが1個の場合を説明する。ULキャリアUL1とDLキャリアDL1とから成る対称キャリアをCC1とする。DLキャリアDL2のみから成る非対称キャリアをCC2とする。CC1とCC2は集合キャリアを形成しているものとする。
無線端末は起動されると、図2のS101においてセルサーチを開始する。S102において、まず無線端末はバンドサーチ(周波数探索)に基づき、全周波数帯域中の1つの周波数を選択してDL無線信号を受信する。そしてS103において無線端末はDL信号から同期信号を検出し、DL無線信号の同期(DLフレームの境界の特定等)を行う。全てのDL無線信号には同期用の特定パターンの同期信号が含まれている。同期信号が検出できなかった場合、当該周波数を使用するセルは周辺に存在しないので、別の周波数を選択して測定を行う。
また無線端末はS103において、検出した同期信号のパターンに基づいてセル識別番号を求める。LTEシステムにおいては同期信号としてP−SS(Primary - Synchronization Signal)とS−SS(Secondary - Synchronization Signal)の2つがあり、これらからそれぞれグループ内セル番号(3種類)とセルグループ番号(168種類)を求める。そして、グループ内セル番号とセルグループ番号とからセル識別番号(3*168=504種類)を求める。
次にS104において無線端末は、DL信号中の参照信号(RS:Reference Signal)を受信する。参照信号はパイロット信号とも呼ばれる。参照信号は、セル識別子によりスクランブリングされるとともに、セル識別子により無線フレーム上の配置が決まっている。そのため無線端末は、先に求めたセル識別子に基づいて参照信号を特定することができる。またS104において無線端末は参照信号の受信電力を測定する。受信電力はセル選択の基準として用いられる。また、参照信号に基づいてチャネル特性が推定され、チャネル特性に基づいて各チャネルの復調が可能となる。これにより、無線端末はDLでデータを受信できるようになる。ただし、この段階では無線端末はまだULでデータを送信はできない。
S105において無線端末は、探索したセルに関する情報を一旦記憶する。ここでは一例として、このような情報をセルリストとして記憶する。図3にセルリストの一例を示す。セルリストは、少なくともセル識別子と周波数と受信電力とを対応付けたエントリーから成る。S105において無線端末は、上記で求めた少なくともセル識別子と周波数と受信電力とを対応付けたエントリーをセルリストに追加する。
そしてS106において無線端末は、全周波数の選択を完了したか(セルサーチが完了したか)を判定する。セルサーチが完了していない場合、未選択の周波数から新たに周波数を選択して同期信号検出以下の処理を行う(すなわちS102〜S105を繰り返す)。
一方セルサーチが完了した場合、S107において無線端末はセル選択を行う。セル選択は、例えばセルリスト中の受信電力が最大のセルを選択することができる。セル選択においては、セル境界におけるセル選択(セル再選択)の頻発を避けるため、各セルの受信電力の比較の際にオフセット値(報知情報により報知される)を用いることもできる。ここでは例えばCC1に対応するセルが選択されたとする。
そして、S108において無線端末は選択したセルから報知情報を受信する。報知情報は、無線端末が選択したセルに接続するために用いられる各種情報が含まれている。例えば、報知情報には選択セルの下りの周波数帯域を示す情報が含まれる。また、報知情報には選択セルの上りの周波数帯域を示す情報が含まれる。それぞれの周波数帯域を示す情報は、中心周波数と帯域幅の組で示すことができる。
そしてS109において無線端末は、ランダムアクセス(RA:Random Access)が必要かを判定する。ランダムアクセスとは、無線通信システムにおいて無線端末が網側に対して行う接続要求を指し、ランダムアクセスにより無線基地局は自局配下の無線端末の存在を認識する。またランダムアクセスを含む一連の手順をランダムアクセス手順(Random Access Procedure)と呼ぶことがある。LTEにおいては、ランダムアクセスは所定の場合に行われる。所定の場合とは例えば、無線端末の起動時、アイドル時(待ち受け時)にULデータまたはDLデータが発生した時、ハンドオーバ時等を含む。
S109においてランダムアクセスが不要な場合、無線端末はS110に進む。S110において無線端末は、セルサーチタイミングであるかを判定する。一般にセルサーチは内部のタイマー等に基づいて周期的に行われるが、所定のイベントを検出した場合に行われる場合もある。セルサーチタイミングである場合、無線端末はS101に戻ってセルサーチを行う。セルサーチタイミングで無い場合、無線端末はS109に戻ってランダムアクセスの機会を待つ。
一方、S109においてランダムアクセスが必要な場合、無線端末はS111に進む。S111において無線端末は、S107で選択したセルに対しランダムアクセス手順を行う。ランダムアクセス手順においては、無線端末がS108で報知情報から得た選択セルの上りの周波数帯域に対して、ランダムアクセス・プリアンブルを送信する。ランダムアクセスは衝突型と非衝突型があり、いずれの場合も無線端末は無線基地局からランダムアクセス・レスポンスを受信する。なお、ここではランダムアクセス手順の詳細は割愛する。ランダムアクセス手順が完了すると、無線端末は無線基地局との間で上りの同期が取れる。これにより、無線端末はULのデータ送信が行えるようになる。
次にS112において無線端末は、無線基地局との間で個別設定情報の送受信を行う。具体的には無線端末と無線基地局とはRRC(Radio Resource Control)のシグナリングにより、無線リソース制御のための無線端末個別の設定情報を送受信する。個別の設定情報は、無線基地局から無線端末へも送信されうるし、無線端末から無線基地局へも送信されうる。また、個別の設定情報は多くの種類があり、いくつかがまとめられて送受信されることもあるし、必要に応じて数度の送受信を経る場合もある。
S112において無線端末は例えば、キャリアを追加するための個別設定情報であるキャリア追加指示をRRCのシグナリングにより無線基地局から受信する。この例では無線端末はCC1に対応する無線基地局から、キャリアCC2を追加するための情報をRRCのシグナリングで受信するとする。無線端末はこれ以外にも個別の設定情報をRRCのシグナリングにより無線基地局から受信してもよい。例えば、キャリアの追加に関連し、無線端末がスケジューリング情報を受信するキャリアの指定を受けることができる。キャリア毎にそれぞれスケジューリング情報を受信することもできるし、全てのキャリアに対するスケジューリング情報を単一のキャリアで受信するようにすることもできる(このようなスケジューリング方法はクロスキャリアスケジューリングと呼ばれる)。
次に無線端末はS113において、S112で受信したキャリア追加指示に従い、現在使用しているキャリアCC1にキャリアCC2を追加する。これにより無線端末は、上りではUL1で送信(CC1のみで送信)を行い、下りではDL1とDL2を同時に用いて受信(CC1とCC2とで同時に受信)を行うことができるようになる。
S113において無線端末は、ユーザデータの送受信を行う。このとき無線端末はS112で設定された通り、DLではCC1とCC2を同時に使用してDLデータを受信でき、ULではCC1を使用してULデータを送信できる。すなわち、LTEにおいては以上の手順により、DLキャリアの数がULキャリアの数より多いCAに基づくデータ送受信が実現される。
図2においては、S107のセル選択の際に、無線端末はCC1に対応するセルを選択することとした。CAにおいてCC1のように最初に選択されたセルはPCell(Primary Cell)と呼ばれ、CC2のように追加されるセルはSCell(Secondry Cell)と呼ばれる。ここで、セルサーチにおいてはCC1のみならずCC2も検出されるはずであるが、無線端末はCC2をPCellとして選択するべきではない。無線端末が仮にCC2を選択すると、CC2はULキャリアを有しない非対称セルであるため、セル選択後のランダムアクセス手順が行うことができない。そのため網側(無線基地局)が無線端末を認識することができず、したがって無線端末はユーザデータ等の個別データの送受信が行えないことになるからである(報知情報の受信は可能)。
この点に関し、以下では図4に基づいて無線端末がPCellとしてULキャリアを有しないCC2を選択しないために想定される処理手順を説明する。
図4におけるセルサーチ(S201〜S206に対応)は、図2におけるセルサーチ(S101〜S106に対応)と同様なので説明を割愛する。図4のS207、S208も、図2のS107、S108と同様である。すなわちS207において無線端末は、セルサーチで作成したセルリストに基づいてセルを1つ選択する。ここでは図2とは異なり、CC2を選択したとする。そして、S208において無線端末は、選択したセルから報知情報を受信する。上述したように報知情報には無線基地局の上りの周波数に関する情報が含まれている。ランダムアクセスに使用するためである。
ここで、上述したように無線端末はPCellとしてDLキャリアとULキャリアが対を為さない非対称セルを選択すべきでない。そこで無線端末はS209において、報知情報から得られた上りの周波数帯域に基づいて、S207で選択したセルにおけるULキャリアの有無を判定する。選択したセルがULキャリアを有しない場合(ULキャリアとDLキャリアが対を為さない場合)、無線端末は選択したセルをPCellとしないことを決定する。この場合、無線端末はS207に戻り、セルリストに基づいて別のセル(例えば、選択セルの次に受信電力が大きいセル)を選択し直す。一方、選択セルがULキャリアを有する場合(ULキャリアとDLキャリアが対を為す場合)、無線端末は選択セルをPCellとすることを決定し、S210に進む。
S209における判定は、今回の例では次のようになる。S207で選択したCC2が非対称キャリアであるため、S209において無線端末はCC2をPCellと決定しないことになる。そのため、無線端末はS207に戻り、セル選択をやり直す。2回目のS207において、無線端末はCC1を選択したとすると、2回目のS208において無線端末はCC1から報知情報を受信する。そして2回目のS209の判定において、CC1は対称キャリアであるため、無線端末はCC1をPCellと決定することになる。その後無線端末はS210に進む。
なお、S209の判定は具体的には次のようにして行うことができる。例えば、ULキャリアを有さないセルCC2は、上り周波数帯域を示す情報(例えば中心周波数と帯域幅との組)に所定値(例えばそれぞれ0)を設定した報知情報を報知することができる。そして無線端末は、受信した報知情報に含まれる周波数情報に前記の所定値が設定されていた場合、セルCC2はULキャリアを有しないことを検出でき、したがってCC2をPCellとしないことを決定できる。反対に無線端末は、受信した報知情報に含まれる周波数情報に前記の所定値以外の値が設定されていた場合、対応するセルはULキャリアを有することを検出でき、したがって対応するセルをPCellとすることを決定できる。
図4の説明に戻って、S211〜S214は、図2におけるS111〜S114と同様であるので詳細な説明は割愛する。今回の例では、S210において無線端末は、2回目のS209で対称キャリアと判定してPCellと決定したCC1に対してランダムアクセス手順を行う。ランダムアクセス手順においては、無線端末が2回目のS208においてCC1から受信した報知情報に基づき、CC1の上りの周波数帯域に対してランダムアクセスのプリアンブルを送信する。
以上の手順により、無線端末はULキャリアとDLキャリアとの対を為す対称CCを選択して接続処理を行うことができる。しかしながら、上記手順においては、仮に受信電力が他と比較し最大であるキャリアがULキャリアとDLキャリアとの対を為さない非対称キャリアである場合、当該キャリアからの報知情報の受信後にキャリアの再選択が必要となる。
ここでLTEにおいて無線端末が報知情報を受信する際は、まず下りの周波数帯域を示す情報を含む報知情報であるMIB(Master Information Block)を受信し、次に他の報知情報の報知タイミングを示す情報を含む報知情報であるSIB(System Information Block)1をMIBに基づいて受信し、さらにその他の報知情報であるSIB2〜13をSIB1に基づいて必要に応じて受信しなければならない。このように無線端末は報知情報を段階的に受信する必要があるため、報知情報の受信を完了するにはいくつかのサブフレームを経る必要がある。そのため、不必要な報知情報の受信は接続処理の遅延に繋がる。また、セル選択をやり直した際にもULキャリアとDLキャリアとが対を為さない非対称キャリアを選択してしまう場合も考えられ、その場合は報知情報受信に伴う接続遅延がさらに長くなる。以上をまとめると、図4で示される手順には、不必要な報知情報の受信が原因で、無線端末の接続処理が遅延するという問題がある。
ところで、無線端末起動時等における接続処理の遅延を削減する技術として、記憶情報を用いることでセルサーチに掛かる時間を短縮するものがある。図5に、記憶情報を用いた場合のセルサーチを含む無線端末の手順を示す。
図5においては、無線端末は過去に例えば図4で示される手順に基づきセルサーチを行ったことがあり、その際に作成したセルリストを無線端末が備えるメモリ等の記憶装置に保持していることを前提としている。図5のS301において無線端末はセルサーチを開始すると、図4のS202のようにバンドサーチを行う代わりに、S302において無線端末は記憶しているセルリストに基づいてセルの周波数を認識する。図5のS303〜S304は、図4のS203〜S204とほぼ同様のため説明は割愛する。なお、S303においては、S203のようにセルIDを検出する必要はない。無線端末はセルIDをセルリストにより既に認識しているためである。図5のS305において無線端末は、サーチ中のセルにつき、セルリストのエントリーの「受信電力」を更新する。ここでセルリスト中の「セルID」と「周波数」については更新の必要はない。図5のS306〜S314は、図4のS206〜S214と同様のため説明は割愛する。
図5のように過去のセルサーチの結果を用いることで、時間がかかるバンドサーチを省略することができる。これにより、セルサーチに掛かる時間を短縮でき、ひいては無線端末起動時等における接続処理の遅延を削減することが可能となる。なおこの方法は、記憶されたセルサーチを行ったときから無線端末がそれほど移動していない時に行うのが望ましい。セルサーチの対象となるセルが全く異なるほどに無線端末が移動してしまうと、記憶されたセルサーチ結果を再利用する意義が薄くなるためである。
しかしながら、たとえ図5のようにしても、前述したようなセル選択のやり直しに基づく報知情報受信のやり直しの問題は解消されない。したがって、図4と図5のいずれの場合においても、前述した問題を解決する必要性は残されている。
開示の技術は、発明者が以上のような問題を新たに見出したことに基づいて、具現化されたものである。
〔b〕第1実施形態
上述した問題を解決するための第1実施形態を例として説明する。第1実施形態は、無線端末が上りキャリアと下りキャリアが対を為す対称キャリアと上りキャリアと下りキャリアが対を為さない非対称キャリアとに関する情報を無線基地局から予め受信しておくものである。そして無線端末は、受信した情報に基づいて対称キャリアを選択して無線基地局に接続する。
ここで「接続」とは広義にはユーザデータ送受信の準備が整うことであり、例えば図4においてはS208の報知情報受信からS212のランダムアクセスを経てS213の個別設定情報送受信までの手順に対応する。ただし本願では「接続」をより狭義に、例えば図4においてはS208の報知情報受信、S212のランダムアクセス、またはS213の個別設定情報送受信の少なくともいずれかを含む手順を表すこともできるものとする。
図6に基づいて第1実施形態の無線端末の処理フローを説明する。なお図6は、図4の処理フローに対して前述した問題を解決するものである。しかしながらこれと同様にして、図5の処理フローに対して前述した問題を解決することもできることに注意されたい(詳細な処理フロー及び説明は割愛する)。
まずS401において、無線端末は上りキャリアと下りキャリアが対を為す対称キャリアと上りキャリアと下りキャリアが対を為さない非対称キャリアとに関する情報を無線基地局から受信する。本願ではこの情報を便宜上、キャリア対称性情報と呼ぶ。
図7に、キャリア対称性情報の一例を示す。一例としてキャリア対称性情報は、図7Aに示されるように、上りキャリアと下りキャリアが対を為さない非対称キャリアを1つ以上示す情報とすることができる。図7Aのキャリア対称性情報は、非対称キャリアに対応するセルIDを列挙するものである。また、他の一例としてキャリア対称性情報は、図7Bに示されるように、上りキャリアと下りキャリアが対を為す対称キャリアを1つ以上示す情報とすることもできる。図7Aのキャリア対称性情報は、対称キャリアに対応するセルIDを列挙するものである。
さらに、他の一例としてキャリア対称性情報は、図7Cに示されるように、上りキャリアと下りキャリアが対を為さない非対称キャリアを1つ以上と、上りキャリアと下りキャリアが対を為す対称キャリアを1つ以上示す情報とすることもできる。図7Cのキャリア対称性情報は、セルIDとキャリア対称性を示すフラグ(1ビット)とを対応付けたエントリーを列挙するものである。例えば、図7Cの例におけるキャリア対称性フラグは、セルIDが非対称キャリアに相当する場合に0となり、セルIDが対称キャリアに相当する場合に1となるように設定することができる。なお、図7CではセルIDとキャリア対称性フラグを対応付けているが、セルIDと対応付ける情報はこれ以外を用いてもよい。例えばセルIDと対応付けられるのは、任意の2ビット以上の情報であってもよい。一例として、セルIDと対応付けられるのは、当該セルの中心周波数、帯域幅またはそれらの組合せであってもよい。
このように、キャリア対称性情報においては、必ずしも非対称キャリアと対称キャリアとの両方を示す情報である必要はない。非対称キャリアと対称キャリアの片方が示されれば自ずともう一方も判別できるため、片方のみを示す情報であっても「対称キャリアと非対称キャリアとに関する情報」であることに他ならないからである。
キャリア対称性情報は無線基地局がDLキャリアを介して無線端末に送信する情報であるが、キャリア対称性情報で示されるキャリアの対象範囲は当該DLキャリアに対応するキャリア以外の少なくとも一つのキャリアを含む任意のキャリアとすることができる。例えば無線基地局は、自局が提供する複数のキャリアを対象範囲とすることができる。また、無線基地局は自局の隣接無線基地局または周辺無線基地局が提供するキャリアを対象範囲とすることができる。ただし、キャリア対称性情報が対称範囲とするキャリアが、当該キャリア対称性情報を送受信するキャリアのみである場合はキャリア対称性情報の意義は薄くなる。そのような情報は、無線基地局から無線端末に別途通知しなくとも(従来の報知情報でも)得られるためである。
図6に戻って、S402でセルサーチを開始する。図6のS403、S404は図4のS202、S203にそれぞれ対応するので説明は省略するが、これにより無線端末はDL受信信号からセルIDを検出する。
次に図6のS405において無線端末は、S401で受信したキャリア対称性情報とS404で検出したセルIDとに基づいて、セルIDに対応するキャリアが非対称キャリアであるか対称キャリアであるかを判定する。例えばキャリア対称性情報が非対称キャリアに対応する1つ以上のセルIDを示しているものであれば、示されている1つ以上のセルIDにS404で検出したセルIDが含まれている場合に、当該検出したセルIDを非対称キャリアと判定する。別の例として、例えばキャリア対称性情報が対称キャリアに対応する1つ以上のセルIDを示しているものであれば、示されている1つ以上のセルIDにS404で検出したセルIDが含まれていない場合に、当該検出したセルIDを非対称キャリアと判定する。
S405で非対称キャリアであると判定した場合、無線端末は他の周波数でセルサーチを続けるためにS403に戻る。非対称キャリアではランダムアクセスができず、引いてはユーザデータの送受信ができないため、セルリストにエントリーさせる(すなわちセル選択の対象とする)のは適切でないためである。一方、S405で対称キャリアであると判定した場合、無線端末はS406のRS検出およびRS受信電力測定に進む。
図6のS406〜S410は、図4のS204〜S208にそれぞれ対応しているので説明を割愛する。ここで図6においては報知情報受信(S410)の後に、図4のようにセルの対称性の判定(S209)を行わないことに注意する。図6ではS405で同様の判定を行っているため、報知情報を受信したセルは対称セルであることが既に決まっているためである。図6のS411〜S415は、図4のS210〜S214にそれぞれ対応しているので説明を割愛する。
第1実施形態においては、図5に示されるように、セルサーチの段階で非対称セルを振り落とすため、セル選択の対象となるセルリストには対称セルのみがエントリーされる。これにより、セル選択において非対称セルが選択されることは無くなるため、図4に示されるような非対称セルが選択されることによる報知情報の繰り返し受信を回避することができる。そのため、第1実施形態においては、セル選択に付随する報知情報の受信が1度で済むことにより、無線端末の接続遅延を抑制することが可能となる。
次に図8に基づいて、第1実施形態の無線通信システムにおける無線端末と無線基地局との処理シーケンスを説明する。図8における各処理は、図6に示される無線端末の処理フローにおける各処理に対応している。なお、図8においては、図6において無線端末内部(無線端末単独で)で行われる処理は省略されている。
図8は、無線端末と無線基地局A〜Cとの間の無線信号の送受信関係を図示している。ここで、無線基地局A〜Cは互いに比較的近くに設置されているとする。無線基地局Aは2つのキャリアコンポーネントCC1とCC2をキャリアアグリゲーションすることができるとする。ここで、CC1は対称キャリアであるがCC2はDLキャリアのみの非対称キャリアとする。また、無線基地局Bは1つのキャリアコンポーネントCC3を用いるとする。無線基地局Cは1つのキャリアコンポーネントCC4を用いるとする。
まず図8のS401で無線端末は、CC3によりキャリア対称性情報を受信する。このとき無線端末が受信したキャリア対称性情報には、CC1、CC2についてキャリア対称性を示す情報が含まれているものとする。
図8のS404で無線端末は、CC1〜4からそれぞれ同期信号検出/セルID検出を行う。図8では不図示のS405で無線端末は、受信したキャリア対称性情報に基づいて、CC2が非対称セルであることが分かる。そのため、図8のS406で無線端末は、CC1、CC3、CC4に対してそれぞれRS検出/受信電力測定を行うが、CC2に対しては行わない。図8においては不図示のS409で無線端末は、対称セルであるCC1を選択したとする。図8において無線端末はS410でCC1から報知情報を受信し、S413でCC1に対してランダムアクセス手順を行う。図8において無線端末はS414でCC1から個別設定情報を受信するとともにCC1に対して個別設定情報の送信を行う。このとき無線端末はCC2を追加する旨の個別設定情報であるキャリア追加指示をCC1から受信したとする。図8のS415で無線端末は、ユーザデータの送受信を行う。このとき無線端末は、DLデータについてはキャリアアグリゲーションされたCC1とCC2とから受信し、ULデータについてはCC1のみで送信する。
以上で説明した第1実施形態の無線通信システムにおける処理に引き続き、以下では第1実施形態の無線通信システムの構成を説明する。
図9に第1実施形態の無線通信システムのネットワーク構成を示す。本実施形態は、LTEに準拠した無線通信システムにおける実施形態となっている。そのため、LTE特有の用語や概念がいくつか登場する。しかし、本実施形態はあくまでも一例にすぎず、LTE以外の通信規格に準拠した無線通信システムにも適用可能であることに注意されたい。
図9で示す無線通信システムは無線端末1(UE:User Equipment)、無線基地局2(eNB:evolved Node B)等を備える。無線端末1と無線基地局2とを総称して無線局と呼ぶことがある。
無線端末1と無線基地局2との間の無線ネットワークを無線アクセスネットワークと呼ぶ。無線基地局2間は、バックホールネットワークと呼ばれる有線または無線のネットワーク(伝送網)で接続されている。バックホールネットワークは、無線基地局2間や無線基地局2とコアネットワークを結ぶネットワークである。無線基地局2は、バックホールネットワークを介して、コアネットワークに接続された装置と通信を行うことができる。コアネットワークには不図示のMME(Mobility Management Entity)やSAE−GW(System Architecture Evolution Gateway)等が接続されている。なお、LTEネットワークは、EPS(Evolved Packet System)と呼ばれることもある。EPSは、無線アクセスネットワークであるeUTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Network)とコアネットワークであるEPC(Evolved Packet Core)とを含む。コアネットワークはSAE(System Architecture Evolution)と呼ばれることもある。
図9における無線端末1(無線移動端末、移動端末、あるいは、単に端末と呼ばれることもある。また、ユーザ装置、加入者局、移動局等と呼ばれることもある)は、無線アクセスネットワークを介して無線基地局2と無線通信を行う装置である。無線端末1は、接続無線基地局2aとの無線通信によりデータの送受信を行うほか、接続無線基地局2aとの無線通信により各種制御情報を交換することで様々な制御を受ける。また、無線端末1は必要に応じて接続無線基地局以外の他の無線基地局(隣接無線基地局、周辺無線基地局)2bから無線信号の測定等を行う。
無線端末1は、携帯電話機、スマートフォン、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ(Personal Computer)などであってよい。また、無線基地局2と端末との無線通信を中継する中継局が使用される場合、当該中継局(無線基地局との送受信及びその制御)も本願の無線端末1に含まれることとしてもよい。
一方、図9における無線基地局2(単に基地局と呼ばれることもある)は、無線アクセスネットワークを介して無線端末1と無線通信を行うとともに、バックホールネットワークに接続する装置である。無線基地局2は、配下の無線端末1(接続無線端末とも称する)とデータの送受信を行うほか、配下の無線端末1と各種制御情報を交換することで無線端末1に対する種々の制御を行う。また、無線基地局2は、バックホールネットワークを介して、他無線基地局2との間で互いにデータの中継を行うほか、他無線基地局2と各種制御情報を交換することで連携することができる。
無線基地局2は、バックホールネットワークを介して、バックホールネットワークの先のコアネットワークに接続するMME等の制御装置と種々の制御情報の交換を行う。また、無線基地局2は、配下の無線端末1から受信したデータを、コアネットワークに接続するSAE−GW等の中継装置に中継するとともに、SAE−GW等の中継装置から受信したデータを配下の無線端末1に中継する。
無線基地局2は、バックホールネットワークと有線で接続されていてもよく、無線で接続されていてもよい。また、無線基地局2は、無線アクセスネットワークを介した無線端末1との無線通信機能とデジタル信号処理及び制御機能とを分離して別装置としてもよい。この場合、無線通信機能を備える装置をRRH(Remote Radio Head)、デジタル信号処理及び制御機能を備える装置をBBU(Base Band Unit)と呼ぶ。RRHはBBUから張り出されて設置され、それらの間は光ファイバなどで有線接続されてもよい。また、無線基地局2は、マクロ無線基地局、ピコ無線基地局等の小型無線基地局(マイクロ無線基地局、フェムト無線基地局等を含む)の他、様々な規模の無線基地局であってよい。また、基地局と無線端末1との無線通信を中継する中継局が使用される場合、当該中継局(無線端末との送受信及びその制御)も本願の無線基地局2に含まれることとしてもよい。
本実施形態の無線通信システムは、DLの無線アクセス方式にOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多重アクセス)方式を用いる。また、ULの無線アクセス方式にSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access:単一波周波数分割多元接続)方式を用いる。
本実施形態の無線通信システムにおいては、DL無線信号、UL無線信号ともに、所定の長さ(例えば10ミリ秒)の無線フレーム(単にフレームとも称する)から構成される。さらに、1個の無線フレームはそれぞれが所定の長さ(例えば1ミリ秒)の所定個数(例えば10個)の無線サブフレーム(単にサブフレームとも称する)から構成される。そして各サブフレームは、12個又は14個のシンボルから構成される。なお、「フレーム」と「サブフレーム」は無線信号の処理単位を示す用語にすぎないため、以下ではこれらの用語を適宜読み変えてもよい。
LTEの物理層にはいくつかの物理チャネルが定義されている。例えば、DLの物理チャネルとしては、DLデータ信号の伝送等に用いられる下り共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared CHannel)、DL制御信号の伝送に用いられる下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control CHannel)等がある。ここでいうDL制御信号とは、PDSCH送信に直接必要となる制御情報を送信するためのものであり、物理層(又はLayer1)レベルの制御信号である。これに対し、上位層の制御信号は、PDSCHを用いて送信される。また、前述したように、DLサブフレームにおける制御信号領域のサイズは可変(DLサブフレーム1の先頭から1〜3シンボル)であるが、各DLサブフレームの制御信号領域にはこのサイズを通知するためのPCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)も存在する。一方、ULの物理チャネルとしては、ULデータ信号の伝送等に用いられる上り共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared CHannel)、DLデータ信号に対する応答信号やDL無線特性測定結果等を含むUL制御信号の伝送に用いられる上り制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control CHannel)等がある。
DLサブフレームには、DLデータ信号やDL制御信号の他に、DLデータ信号やDL制御信号の復調用や無線特性測定用のDL参照信号等もマッピングされる。ULサブフレームにも、ULデータ信号やUL制御信号の他に、UL信号の復調用や無線特性測定用のUL参照信号等もマッピングされる。
次に図10〜11に基づいて、第1実施形態に係る無線端末1と無線基地局2の機能構成を示す。
図10は、第1の実施形態における無線端末1の機能構成の一例を示す図である。無線端末1は、例えば、受信部101、送信部102、制御部103、記憶部104を備える。これらは無線端末における機能であるため、受信部101、送信部102、制御部103、記憶部104をそれぞれ無線端末受信部101、無線端末送信部102、無線端末制御部103、無線端末記憶部104等と呼んでもよい。
受信部101は、無線基地局からDL無線信号(DLキャリア)を受信する。また受信部101は、受信したDL無線信号を周波数変換等によりダウンコンバートしてDLフレームに対応するベースバンド信号に変換する。例えば受信部101は、図8で各無線基地局(または各CC)から無線端末に向かう矢印に対応する無線信号を受信することができる。具体的には例えば受信部101は、キャリア対称性情報、同期信号、RS、報知情報、ランダムアクセス手順におけるDL信号(ランダムアクセスレスポンス等)、DLの個別設定情報(キャリア追加指示等)、およびDLのユーザデータを無線基地局から受信することができる。受信部101は、これら以外の任意のDL無線信号を無線基地局から受信してもよい。
送信部102は、無線基地局へUL無線信号(ULキャリア)を送信する。また送信部102は、ULフレームに対応するベースバンド信号を周波数変換等によりアップコンバートすることでUL無線信号を生成する。例えば送信部102は、図8で無線端末から各無線基地局(または各CC)へ向かう矢印に対応する無線信号を無線基地局へ送信することができる。具体的には例えば送信部102は、ランダムアクセス手順におけるUL信号(ランダムアクセスプリアンブル等)、ULの個別設定情報、およびULのユーザデータを無線基地局へ送信することができる。送信部102は、これら以外も任意のUL無線信号を無線基地局へ送信してもよい。
制御部103は、DLフレームに対応するベースバンド信号に対し、各種制御または処理を行う。また制御部103は、各種制御または処理を行い、ULフレームに対応するベースバンド信号を生成する。制御部103は必要に応じて記憶部104に対して、情報の格納、格納された情報の参照、格納された情報の更新、格納された情報の消去等を行うことができる。例えば制御部103は、図6または図8において表された無線端末における各制御または処理を行うことができる。具体的には例えば制御部103は、キャリア対称情報受信、セルサーチ開始、バンドサーチ(周波数探索)、同期信号検出/セルID検出、非対称キャリアの判定、RS検出/受信電力測定、セルリストに追加、セルサーチ完了の判定、セル選択、報知情報受信、ランダムアクセス必要かの判定、セルサーチタイミング化の判定、ランダムアクセス、個別設定情報送受信(キャリア追加指示受信を含む)、ユーザデータ送受信に関する制御または処理を行うことができる。制御部103は、これら以外も任意の制御または処理を行ってもよい。
記憶部104は、各種情報を記憶する。記憶部104は例えばセルリストを記憶することができる。記憶部104はこれ以外にも任意の情報を記憶してもよい。
図11は、第1の実施形態における無線基地局2の機能構成の一例を示す図である。無線基地局2は、例えば、受信部201、送信部202、制御部203、記憶部204を備える。これらは無線基地局における機能であるため、受信部201、送信部202、制御部203、記憶部204をそれぞれ無線基地局受信部201、無線基地局送信部202、無線基地局制御部203、無線基地局記憶部204等と呼んでもよい。
受信部201は、無線端末からUL無線信号(ULキャリア)を受信する。また受信部201は、受信したUL無線信号を周波数変換等によりダウンコンバートしてULフレームに対応するベースバンド信号に変換する。例えば受信部201は、図8で無線端末から各無線基地局(または各CC)に向かう矢印に対応する無線信号を受信することができる。具体的には例えば受信部201は、ランダムアクセス手順におけるUL信号(ランダムアクセスプリアンブル等)、ULの個別設定情報およびULのユーザデータを無線端末から受信することができる。 受信部201は、これら以外の任意のUL無線信号を無線端末から受信してもよい。
送信部202は、無線端末へDL無線信号(DLキャリア)を送信する。また送信部202は、DLフレームに対応するベースバンド信号を周波数変換等によりアップコンバートすることでDL無線信号を生成する。例えば送信部202は、図8で無線基地局(または各CC)から無線端末へ向かう矢印に対応する無線信号を無線端末へ送信することができる。具体的には例えば送信部202は、キャリア対称性情報、同期信号、RS、報知情報、ランダムアクセス手順におけるDL信号(ランダムアクセスレスポンス等)、DLの個別設定情報(キャリア追加指示等)、およびDLのユーザデータを無線端末へ送信することができる。送信部202は、これら以外も任意のDL無線信号を無線端末へ送信してもよい。
制御部203は、ULフレームに対応するベースバンド信号に対し、各種制御または処理を行う。また制御部203は、各種制御または処理を行い、DLフレームに対応するベースバンド信号を生成する。制御部203は必要に応じて記憶部204に対して、情報の格納、格納された情報の参照、格納された情報の更新、格納された情報の消去等を行うことができる。例えば制御部203は、図8において無線基地局が送受信する無線信号に関する各制御または処理を行うことができる。具体的には例えば制御部203は、キャリア対称情報送信、同期信号送信/セルID送信、RS送信、報知情報送信、ランダムアクセス、個別設定情報送受信(キャリア追加指示送信を含む)、ユーザデータ送受信に関する制御または処理を行うことができる。制御部203は、これら以外も任意の制御または処理を行ってもよい。
記憶部204は、各種情報を記憶する。記憶部204は任意の情報を記憶してよい。
なお、第1の実施形態における無線基地局2の機能構成は、図11に限られない。例えば、前述したBBUのように受信部201及び送信部202を備えなくてもよい。また、無線基地局2は制御部203のみを備える構成とすることもできる。
次に図12〜13に基づいて、第1実施形態の無線通信システムにおける無線端末と無線基地局のハードウェア構成を説明する。
図12に第1実施形態における無線端末1のハードウェア構成の一例を説明する。前述の無線端末1の各機能は、以下のハードウェア部品の一部又は全部により実現される。上記実施形態における無線端末1は、無線IF(Interface)11、アナログ回路12、デジタル回路13、プロセッサ14、メモリ15、入力IF16、出力IF17等を備える。
無線IF11は、無線基地局2と無線通信を行うためのインタフェース装置であり、例えばアンテナである。アナログ回路12は、アナログ信号を処理する回路であり、受信処理を行うもの、送信処理を行うもの、その他の処理を行うものに大別できる。
受信処理を行うアナログ回路としては、例えば、低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)、帯域通過フィルタ(BPF:Band Pass Filter)、ミキサ(Mixer)、低域通過フィルタ(LPF:Low Pass Filter)、自動利得制御増幅器(AGC:Automatic Gain Controller)、アナログ/デジタル変換器(ADC:Analog-to-Digital Converter)、位相同期回路(PLL:Phase Locked Loop)等が含まれる。送信処理を行うアナログ回路としては、例えば、電力増幅器(PA:Power Amplifier)、BPF、ミキサ、LPF、デジタル/アナログ変換器(DAC:Digital-to-Analog Converter)、PLL等が含まれる。その他の処理を行うアナログ回路としては、デュプレクサ(Duplexer)等が含まれる。デジタル回路13は、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programming Gate Array)、LSI(Large Scale Integration)等を含む。プロセッサ14は、データを処理する装置であり、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等を含む。メモリ15は、データを記憶する装置であり、例えばROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等を含む。入力IF16は、入力を行う装置であり、例えば操作ボタンやマイク等を含む。出力IF17は、出力を行う装置であり、例えばディスプレイやスピーカー等を含む。
無線端末1の機能構成とハードウェア構成の対応関係を説明する。
受信部101は、例えば無線IF11、アナログ回路12(受信処理を行うもの)によって実現される。すなわち、無線IF11が、無線基地局2からDL無線信号を受信し、アナログ回路12が、受信したDL無線信号を周波数変換等によりダウンコンバートしてDLフレームに対応するベースバンド信号に変換する。
送信部102は、例えば無線IF11、アナログ回路12(送信処理を行うもの)によって実現される。すなわち、アナログ回路12が、入力されたULフレームに対応するベースバンド信号を周波数変換等により無線信号にアップコンバートし、無線IF11が、当該無線信号を無線基地局に無線送信する。なお、送信部101と受信部102は、異なる無線IF11(アンテナ)により実現されてもよいが、アナログ回路12であるデュプレクサを用いることで、1つの無線IF11を共用してもよい。
制御部103は、例えばプロセッサ14、デジタル回路13によって実現される。すなわち、プロセッサ14が、必要に応じてデジタル回路13と連携し、DLフレームに対応するベースバンド信号に対して各種制御または処理を行ったり、各種制御または処理を行ってULフレームに対応するベースバンド信号を生成したりする。また、例えばプロセッサ14が、必要に応じてデジタル回路13と連携し、図6または図8において表された無線端末における各制御または処理を行うことができる。具体的にはプロセッサ14が、必要に応じてデジタル回路13と連携し、キャリア対称情報受信、セルサーチ開始、バンドサーチ(周波数探索)、同期信号検出/セルID検出、非対称キャリアの判定、RS検出/受信電力測定、セルリストに追加、セルサーチ完了の判定、セル選択、報知情報受信、ランダムアクセス必要かの判定、セルサーチタイミング化の判定、ランダムアクセス、個別設定情報送受信(キャリア追加指示受信を含む)、ユーザデータ送受信に関する制御または処理を行うことができる。プロセッサ14が、必要に応じてデジタル回路13と連携し、これら以外も任意の制御または処理を行ってもよい。
記憶部104は、例えばメモリ15によって実現される。すなわち、メモリ15が各種情報を記憶する。メモリ15は例えばセルリストを記憶することができる。メモリ15はこれ以外にも任意の情報を記憶してもよい。
図13に第1実施形態における無線基地局2のハードウェア構成の一例を説明する。前述の無線基地局2の各機能は、以下のハードウェア部品の一部又は全部により実現される。上記実施形態における無線基地局2は、無線IF21、アナログ回路22、デジタル回路23、プロセッサ24、メモリ25、伝送網IF26等を備える。
無線IF21は、無線端末1と無線通信を行うためのインタフェース装置であり、例えばアンテナである。アナログ回路22は、アナログ信号を処理する回路であり、受信処理を行うもの、送信処理を行うもの、その他の処理を行うものに大別できる。受信処理を行うアナログ回路としては、例えば、LNA、BPF、ミキサ、LPF、AGC、ADC、PLL等が含まれる。送信処理を行うアナログ回路としては、例えば、PA、BPF、ミキサ、LPF、DAC、PLL等が含まれる。その他の処理を行うアナログ回路としては、デュプレクサ等が含まれる。デジタル回路23は、デジタル信号を処理する回路であり、例えばASIC、FPGA、LSI等を含む。プロセッサ24は、データを処理する装置であり、例えばCPUやDSP等を含む。メモリ25は、データを記憶する装置であり、例えばROMやRAM等を含む。伝送網IF26は、無線通信システムのバックホールネットワークに有線回線または無線回線で接続し、バックホールネットワークやコアネットワークに接続された他の無線基地局2を含む伝送網側の装置と有線通信または無線通信を行うためのインタフェース装置である。
無線基地局2の機能構成とハードウェア構成の対応関係を説明する。
受信部201は、例えば無線IF21、アナログ回路22(受信処理を行うもの)によって実現される。すなわち、無線IF21が、無線端末1からUL無線信号を受信し、アナログ回路22が、受信したUL無線信号を周波数変換等によりダウンコンバートしてULフレームに対応するベースバンド信号に変換する。
送信部202は、例えば無線IF21、アナログ回路22(送信処理を行うもの)によって実現される。すなわち、アナログ回路22が、入力されたDLフレームに対応するベースバンド信号を周波数変換等により無線信号にアップコンバートし、無線IF21が、当該無線信号を無線基地局に無線送信する。なお、送信部201と受信部202は、異なる無線IF21(アンテナ)により実現されてもよいが、アナログ回路22であるデュプレクサを用いることで、1つの無線IF21を共用してもよい。
制御部203は、例えばプロセッサ24、デジタル回路23によって実現される。すなわち、プロセッサ24が、必要に応じてデジタル回路23と連携し、ULフレームに対応するベースバンド信号に対して各種制御または処理を行ったり、各種制御または処理を行ってDLフレームに対応するベースバンド信号を生成したりする。また、プロセッサ24が、必要に応じてデジタル回路23と連携し、図6または図8において表された無線端末における各制御または処理を行うことができる。具体的にはプロセッサ24が、必要に応じてデジタル回路23と連携し、キャリア対称情報送信、同期信号送信/セルID送信、RS送信、報知情報送信、ランダムアクセス、個別設定情報送受信(キャリア追加指示送信を含む)、ユーザデータ送受信に関する制御または処理を行うことができる。プロセッサ24が、必要に応じてデジタル回路23と連携し、これら以外も任意の制御または処理を行ってもよい。
記憶部204は、例えばメモリ25によって実現される。すなわち、メモリ25が各種情報を記憶する。メモリ25は任意の情報を記憶してよい。
なお、第1の実施形態における無線基地局2のハードウェア構成は、図13に限られない。例えば、前述したBBUのように無線IF21、アナログ回路22を備えなくてもよいし、無線IF21のみを備えない構成としてもよい。また、無線基地局2はプロセッサとメモリのみを備える構成とすることもできるし、デジタル回路のみを備える構成とすることもできる。
〔c〕第2実施形態
第2実施形態は、第1実施例におけるキャリア対称性情報に関し、より具体的な実施形態を説明するものである。
図14に第2実施形態の無線端末の処理フローを示す。図14の処理フローでは、図4や図6等に対応するようなセルサーチからユーザデータ送受信までの一連の処理(便宜上「接続処理手順」と呼ぶ)を2度行っている。まず図14のS501〜S514が1度目の接続処理手順に相当する。無線端末はその後ユーザデータの送受信が途切れる等により、一旦S515で接続状態(RRC_CONNECTED状態であり、無線端末が通信中の状態)からアイドル状態(RRC_IDLE状態であり、いわゆる待受け状態)に移行している。アイドル状態の無線端末は周期的にもしくは所定イベントの発生時に、セルサーチを行ってセル選択(セル再選択)を行う(S516〜S523)。また必要に応じて再選択したセルに対してランダムアクセスを行うことでアイドル状態から復帰し、ユーザデータを送受信する(S524〜S529)。このアイドル状態移行後のS516〜S529が2度目の接続処理手順に相当する。
以下では図14について具体的に説明する。まず、図14の1度目の接続処理手順に相当するS501〜S514は、概ね図4のS201〜S214に対応している。ただし、S507〜S509のみ、S207〜S209とは一部が異なるので説明する。
まず、S507で無線端末はセル選択を行う。ここで、S507のセル選択が1度目の場合(S506からS507に進んだ場合)には、無線端末はS207と全く同様にしてセル選択を行う。そして、無線端末はS508に進み、報知情報の受信を行う。
ここで、既存のLTEの報知情報について説明する。前述したように、LTEの報知情報はMIB、SIB1〜SIB13から成り、それぞれに各種の情報(パラメータ)が含まれている。無線端末はMIB、SIB1、SIB2の受信が必須であり、それ以外のSIB3〜SIB13はオプションであり必要に応じて受信する。
SIB4とSIB5はLTE無線基地局(eNB)間に跨るセル再選択に用いるパラメータが含まれている。SIB4は同一の周波数帯域内のLTE無線基地局間のセル再選択に対応しており、SIB5は異なる周波数帯域におけるLTE無線基地局間のセル再選択に対応している。以下では本発明をSIB4に適用した例を説明するが、SIB5についても同様に適用することができる。
図15に従来のLTEのSIB4のフォーマットを示す。SIB4には隣接セル(周辺セル)に関する情報が含まれている。SIB4に含まれる隣接セルに関する情報は、セル再選択の際に用いられる。
図15において、IntraFreqNeighCellListは隣接セルのリストである。IntraFreqNeighCellListは、セル選択(セル再選択)の候補となりうる隣接セルのリストに相当する。IntraFreqNeighCellListは1つ以上のIntraFreqNeighCellInfoを含む。各IntraFreqNeighCellInfoには、各隣接セルに関する情報(パラメータ)が含まれている。図15に示されるように、IntraFreqNeighCellInfoは、パラメータphysCellIdやq-OffsetCellを含んでいる。physCellIdはセルID(物理的なセル識別子)に相当する。q-OffsetCellは、セル再選択時のセル間の受信電力比較において用いられるオフセット値である。
図16に第2実施形態におけるSIB4フォーマットを示す。図16に示すSIB4フォーマットは、図15に示すものと比較して、各IntraFreqNeighCellInfoにパラメータCarrierSymmetryを追加している(下線部)。CarrierSymmetryは、第1実施形態におけるキャリア対称性情報に対応しており、「対称キャリアと非対称キャリアとに関する情報」に相当する。一例として、CarrierSymmetryを、対応するセル(キャリア)が非対称キャリアであるか否かを示す1ビットの情報とすることができる。ただしCarrierSymmetryは、対応するセルが対称キャリアであるか非対称キャリアであるかを特定できる情報であれば、これに限られない。
図14の説明に戻って、S508において無線端末は、S507で選択したセルから、キャリア対称性情報を含む報知情報を受信する。より具体的には、S508において無線端末は例えば、S507で選択したセルから、上述したパラメータCarrierSymmetryを含む報知情報であるSIB4(またはSIB5)を受信する。
次に、無線端末はS509において、S507で選択したセルが非対称キャリアであるかの判定を行う。ここで、S509の判定が1度目の場合(S506、S507、S508、S509と順に進んだ場合)には、無線端末はS209と同様にSIB2に基づいて、非対称キャリアであるかの判定を行う。S509の判定が1度目の場合には、S508で受信したキャリア対称性情報を用いる必要はない。
ここでは仮に、1度目のS509において、選択したキャリアが非対称キャリアであると判定されたとする。このとき無線端末はS507に進み、2度目のS507を行う。
S507のセル選択が2度目の場合(S509からS507に進んだ場合)、無線端末はセル選択において、S508で受信したキャリア対称性情報を用いることができる。具体的には、無線端末は2度目のS507において、キャリア対称性情報によって対称キャリアであると特定されたキャリアの中からセルを選択することができる。これにより、キャリア対称性情報に基づいて特定できる対称キャリアが無いという例外的な場合を除き、2度目のS507において無線端末は対称キャリアを確実に選択することができる。無線端末は引き続き、2度目のS508、S509に順に進む。2度目のS209において無線端末は、前記の例外的な場合を除き、S510に進むことができる。すなわち、前記の例外的な場合を除き、図14のS507〜S509のループは最大で2回までとなる。図4のS207〜S209のループは3回以上となる可能性があるため、図14は図4に比べて報知情報受信(S508)の回数を抑制できる可能性がある。
図14の2度目の接続処理手順に相当するS516〜S529については、第1実施形態の処理フローである図6のS402〜S415に対応しているので説明は割愛する。S519において無線端末は、S508で受信したキャリア対称性情報に基づいて、非対称キャリアであるかの判定を行う。これにより、第2実施形態は第1実施形態と同様に、報知情報の受信(S524)の繰り返しを抑制することが可能となる。
第2実施形態の処理シーケンス、ネットワーク構成、無線端末ならびに無線基地局の機能構成、および無線端末ならびに無線基地局のハードウェア構成は第1実施形態に準ずるため、説明は割愛する。
〔d〕第3実施形態
第3実施形態も第2実施形態と同様に、第1実施例におけるキャリア対称性情報に関し、より具体的な実施形態を説明するものである。
図17に第3実施形態の無線端末の処理フローを示す。図17も図14と同様に2度の接続処理手順を含むものとなっている。図17のS601〜S629は、図14のS501〜S529にほぼ対応している。そのため、ここでは図17について、図14と異なる点に絞って説明を行う。
図17のS607〜S609は、図14のS507〜S509ではなく、図4のS207〜S209に対応している。すなわち、S608において無線端末はキャリア対称性情報を含む報知情報を受信する必要はない。また、S607〜S609においては、S507〜S509について説明したようにループ回数を抑制する処理は行わなくてよい。
図17のS613において無線端末は、個別設定情報を受信する。
ここで、既存のLTEの個別設定御情報について説明する。LTEにおける個別設定情報はRRC(Radio Resource Control)シグナリングと呼ばれる。RRCシグナリングの一つにRRCConnectionReconfigurationメッセージがある。RRCConnectionReconfigurationメッセージはRRCコネクションの変更を行うために用いられるRRCシグナリングであり、無線基地局から無線端末に向けて送信される。
RRCConnectionReconfigurationメッセージにより行われるRRCコネクションの変更には様々なものがあるが、その一つに測定(measurement)の指示及び変更がある。LTEにおける無線端末は、主としてハンドオーバの際のターゲットセル(あるいはハンドオーバ先セル、ハンドオーバ先無線基地局)の選択の為に、接続時(RRC_CONNECTED)に無線信号の受信電力や受信品質の測定を行う。この測定の指示および変更は無線基地局から無線端末にRRCConnectionReconfigurationメッセージに基づいて行われる。
RRCConnectionReconfigurationメッセージには測定の指示または変更のために、測定の対象を示すMeasConfig情報要素を含むことができる。さらにMeasconfig情報要素は、測定対象となるセル(キャリア、無線基地局)を示すための情報であるMeasObject情報要素を含むことができる。MeasObject情報要素にはいくつかの種類があるが、測定対象となるLTE対応セルを示すための情報としてMeasObjectEUTRA情報要素がある。
図18に従来のLTEのMeasObjectEUTRA情報要素のフォーマットを示す。図18において、CellsToAddModListは測定対象セルのリストである。CellsToAddModListは、測定対象である隣接セルのリスト、すなわちターゲットセル(ハンドオーバー先のセル)の候補となりうる隣接セルのリストに相当する。CellsToAddModListは1つ以上のCellsToAddModを含む。各CellsToAddModには、各測定対象セルに関する情報(パラメータ)が含まれている。図18に示されるように、CellsToAddModは、パラメータcellIndex、physCellId、cellIndividualOffsetを含んでいる。cellIndexは測定レポートにおいて用いられるセルのインデックス(識別子)に相当する。 physCellIdはセルID(物理的なセル識別子)に相当する。cellIndividualOffsetは、ハンドオーバ決定時(ターゲットセル選択時)のセル間の測定結果比較において用いられるオフセット値である。
図19に第3実施形態におけるMeasObjectEUTRA情報要素のフォーマットを示す。図19に示すMeasObjectEUTRA情報要素のフォーマットは、図18に示すものと比較して、各CellsToAddModにパラメータCarrierSymmetryを追加している(下線部)。CarrierSymmetryは、第1実施形態におけるキャリア対称性情報に対応しており、「対称キャリアと非対称キャリアとに関する情報」に相当する。一例として、CarrierSymmetryを、対応するセル(キャリア)が非対称キャリアであるか否かを示す1ビットの情報とすることができる。ただしCarrierSymmetryは、対応するセルが対称キャリアであるか非対称キャリアであるかを特定できる情報であれば、これに限られない。
図17の説明に戻って、S613において無線端末は、S607で選択しS612でランダムアクセスを行ったセルから、キャリア対称性情報を含む個別設定情報を受信する。より具体的には、S613において無線端末は例えば、S607で選択しS612でランダムアクセスを行ったセルから、上述したパラメータCarrierSymmetryを含む個別設定情報であるRRCConnectionReconfigurationメッセージを受信する。
図17の2度目の接続処理手順に相当するS616〜S629については、第1実施形態の処理フローである図6のS402〜S415、または第2実施形態の処理フローである図14のS516〜S529に対応しているので説明は割愛する。S619において無線端末は、S613で受信したキャリア対称性情報に基づいて、非対称キャリアであるかの判定を行う。これにより、第3実施形態は第1実施形態または第2実施形態と同様に、報知情報の受信(S624)の繰り返しを抑制することが可能となる。
第3実施形態の処理シーケンス、ネットワーク構成、無線端末ならびに無線基地局の機能構成、および無線端末ならびに無線基地局のハードウェア構成は第1実施形態に準ずるため、説明は割愛する。
〔e〕第4実施形態
第1〜第3実施形態は、セル選択(セル再選択)時における非対称キャリアに基づく問題を解決するものである。これに対し、第4実施形態は、ハンドオーバ時における非対称キャリアに基づく問題を解決するものである。
通常のLTEシステムにおけるハンドオーバ処理の概要を説明する。第3実施形態で述べたように、サービングセルは無線端末に対し、測定対象となるセルの指定を含む測定指示に相当するRRCConnectionReconfigurationメッセージを送信する。無線端末は受信したRRCConnectionReconfigurationメッセージに基づいて、前述した測定結果を含む測定レポートをサービングセルに送信する。サービングセルは測定レポートに基づいて、ハンドオーバの実施及びターゲットセルを決定する(決定の際にはサービングセルとターゲットセルの間でネゴシエーションが行われる)。サービングセルは、無線端末にターゲットセルを指定したハンドオーバ指示メッセージを送信する。無線端末は、受信したハンドオーバ指示メッセージにおいて指定されたターゲットセルに対してランダムアクセスを行う。これにより無線端末はターゲットセルに接続され、その後サービングセルからターゲットセルに転送されたデータの受信を行い、ハンドオーバが完了する。
このように、ハンドオーバ処理において、無線端末はターゲットセルに対してランダムアクセスを行う必要がある。しかしながら、前述したように、無線端末は非対称キャリアに対してランダムアクセスを行うことはできない。そのため、非対称キャリアはターゲットセルとして選択されるのは望ましくない。無線端末によるランダムアクセスが失敗するため、ターゲットセルの選択のやり直しになり、ハンドオーバ処理の遅延が増大するためである。
そこで第4実施形態においては、サービングセル(サービング無線基地局)は各隣接セル(隣接無線基地局)が非対称キャリアであるか否かを予め把握しておく。そして、サービングセルは、無線端末のハンドオーバ時に、非対称キャリアをターゲットセル(ターゲット無線基地局)として決定しないようにする。すなわち、サービングセルは、無線端末のハンドオーバ時に、対称キャリアをターゲットセル(ターゲット無線基地局)として決定することとする。
このようにすることで、非対称キャリアはターゲットセルとして選択されることがなくなるため、ハンドオーバ処理の遅延の増大を抑制することが可能となる。
第4実施形態の処理シーケンス、ネットワーク構成、無線端末ならびに無線基地局の機能構成、および無線端末ならびに無線基地局のハードウェア構成は第1実施形態に準ずるため、説明は割愛する。なお、ハンドオーバに際しては、サービングセル(サービング無線基地局)をソースセル(あるいはハンドオーバ元セル、ハンドオーバ元無線基地局)と呼ぶことがある。
〔f〕第5実施形態
第5実施形態も、第4実施形態と同様に、ハンドオーバ時における非対称セルに基づく問題を解決するものである。
第4実施形態において述べたように、非対称キャリアはターゲットセルとして選択されるのは望ましくない。この問題を解決するため、本実施形態のサービングセルは、例えば第3実施形態におけるRRCConnectionReconfigurationメッセージを用いて、無線端末に測定指示を行う。ここで、第3実施形態におけるRRCConnectionReconfigurationメッセージには各隣接セルが非対称キャリアか否かを示すパラメータであるCarrierSymmetryを含んでいる。無線端末は、受信したRRCConnectionReconfigurationメッセージに含まれるCarrierSymmetryに基づいて、非対称キャリアについては測定を行わないようにする。すなわち無線端末は、受信したRRCConnectionReconfigurationメッセージに含まれるCarrierSymmetryに基づいて、対称キャリアのみについて測定を行う。これにより、無線端末は対称キャリアのみに対する測定結果を含む測定レポートをサービングセルに送信する。そしてサービングセルは、受信した測定レポートに基づいて、対称キャリアからターゲットセルを選択して決定することができる。
このようにすることで、第4実施形態と同様に、非対称キャリアはターゲットセルとして選択されることがなくなるため、ハンドオーバ処理の遅延の増大を抑制することが可能となる。また、無線端末により非対称キャリアの測定を行う必要が無くなるため、無線端末の処理負荷も低減される。
第5実施形態の処理シーケンス、ネットワーク構成、無線端末ならびに無線基地局の機能構成、および無線端末ならびに無線基地局のハードウェア構成は第1実施形態に準ずるため、説明は割愛する。
〔g〕その他の実施形態
上記の第1〜第5実施形態は、DLキャリアの数がULキャリアの数よりも多いような非対称キャリアについて本発明を適用した実施形態であるが、本発明はULキャリアの数がDLキャリアの数よりも多いような非対称キャリアについても同様に適用することができる。
また、上記の第1〜第5実施形態においては、セル(キャリア、無線基地局)は各隣接セルが非対称セルであるか否かを把握(記憶部に記憶)している必要がある。この点については、セルに各隣接セルが非対称であるか否かを予め記憶させておくことで実現してもよい。あるいは、セルが定期的にまたは所定イベントの発生時に、各隣接セルが非対称であるか否かを示す情報を、各隣接セルまたは上位装置から受信することで実現してもよい。