JP6092521B2 - 通信システム、移動端末装置、ローカルエリア基地局装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、次世代移動通信システムにおける通信システム、移動端末装置、ローカルエリア基地局装置及び通信方法に関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long Term Evolution）が検討されている（非特許文献１）。ＬＴＥではマルチアクセス方式として、下り回線（下りリンク）にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用い、上り回線（上りリンク）にＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）をベースとした方式を用いている。

また、ＬＴＥからのさらなる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト又はＬＴＥエンハンスメントと呼ぶこともある（以下、「ＬＴＥ−Ａ」という））。ＬＴＥ−Ａ（Rel-10）においては、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数のコンポーネントキャリア（CC: Component Carrier）を束ねて広帯域化するキャリアアグリゲーションが用いられる。また、ＬＴＥ−Ａでは、干渉コーディネーション技術（eICIC: enhanced Inter-Cell Interference Coordination）を用いたＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）構成が検討されている。

3GPP TR 25.913"Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN"

ところで、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＬＴＥ（Rel.8）、ＬＴＥの後継システム（例えば、Rel.9、Rel.10）等のセルラシステムでは、ワイドエリアをサポートするように無線通信方式（無線インタフェース）が設計されている。今後は、このようなセルラ環境に加えて、インドア、ショッピングモール等のローカルエリアでの近距離通信による高速無線サービスを提供することが想定される。このため、ワイドエリアでカバレッジを確保しつつ、ローカルエリアでキャパシティを確保できるように、ローカルエリアに特化した新たな無線通信方式の設計が求められている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高効率なローカルエリア無線アクセスを提供できる通信システム、移動端末装置、ローカルエリア基地局装置及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明の移動端末装置は、ワイドエリア基地局装置及び／又はローカルエリア基地局装置と通信可能な移動端末装置であって、前記ローカルエリア基地局装置の検出に用いられる検出信号を、前記ローカルエリア基地局装置から受信する受信部と、前記移動端末装置がアイドル状態又はアクティブ状態に移行する前である場合、前記検出信号の受信結果に基づいて、前記ローカルエリア基地局装置に対するアクセスチャネルを用いて、ユーザＩＤを、前記ローカルエリア基地局装置に送信する送信部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、ローカルエリア用の無線通信方式に規定された上りリンクチャネルで、検出信号の測定結果がローカルエリア基地局装置に迅速に通知される。このため、移動端末装置におけるトラヒック発生時に、後続の上りリンクの初期接続を円滑に行うことができる。よって、ローカルエリアに特化した高効率なローカルエリア無線アクセスを提供することが可能となる。

ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域の説明図である。 マクロセル内に多数のスモールセルを配置した構成を示す図である。 ２種類のHeterogeneous Network構成を示す図である。 ワイドエリアとローカルエリアとの相違点を示すテーブルである。 ローカルエリアの無線通信方式を示す図である。 ＤＡＣＨの第１の配置構成を示す図である。 ＤＡＣＨの第１の配置構成を利用した第１の初期接続方式を示すシーケンス図である。 ＤＡＣＨの第１の配置構成を利用した第２の初期接続方式を示すシーケンス図である。 ＤＡＣＨの第２の配置構成を示す図である。 ＤＡＣＨの第２の配置構成を利用した第３の初期接続方式を示すシーケンス図である。 ＤＡＣＨを利用しない第４の初期接続方式を示すシーケンス図である。 無線通信システムのシステム構成の説明図である。 移動端末装置の全体構成図である。 ワイドエリア基地局装置の全体構成図である。 ローカルエリア基地局装置の全体構成図である。

図１は、ＬＴＥ−Ａで定められた階層型帯域幅構成を示す図である。図１に示す例は、複数の基本周波数ブロック（以下、コンポーネントキャリアとする）で構成される第１システム帯域を持つＬＴＥ−Ａシステムと、１コンポーネントキャリアで構成される第２システム帯域を持つＬＴＥシステムとが併存する場合の階層型帯域幅構成である。ＬＴＥ−Ａシステムにおいては、例えば、１００ＭＨｚ以下の可変システム帯域幅で無線通信し、ＬＴＥシステムでは、２０ＭＨｚ以下の可変システム帯域幅で無線通信する。ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする少なくとも１つのコンポーネントキャリアとなっている。このように、複数のコンポーネントキャリアを集めて広帯域化することをキャリアアグリゲーションという。

例えば、図１においては、ＬＴＥ−Ａシステムのシステム帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域（ベース帯域：２０ＭＨｚ）を１つのコンポーネントキャリアとする５つのコンポーネントキャリアの帯域を含むシステム帯域（２０ＭＨｚ×５＝１００ＭＨｚ）となっている。図１においては、移動端末装置ＵＥ（User Equipment）＃１は、ＬＴＥ−Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）の移動端末装置であり、１００ＭＨｚまでのシステム帯域に対応可能である。ＵＥ＃２は、ＬＴＥ−Ａシステム対応（ＬＴＥシステムにも対応）の移動端末装置であり、４０ＭＨｚ（２０ＭＨｚ×２＝４０ＭＨｚ）までのシステム帯域に対応可能である。ＵＥ＃３は、ＬＴＥシステム対応（ＬＴＥ−Ａシステムには対応せず）の移動端末装置であり、２０ＭＨｚ（ベース帯域）までのシステム帯域に対応可能である。

ところで将来のシステムでは、図２に示すように、マクロセル内に無数のスモールセルＳを配置する構成が想定される。この場合、ネットワークコストに対するキャパシティを考慮して、スモールセルＳを設計することが求められている。ネットワークコストとしては、例えば、ネットワークノードやバックホールリンク等の設置コスト、セルプランニングや保守対応等のオペレーションコスト、ネットワーク側の消費電力等が挙げられる。またスモールセルＳには、キャパシティ以外の要求として、移動端末装置側の省消費電力化やランダムセルプランニングのサポートが求められている。

マクロセルＭ内にスモールセルＳを配置する場合、図３Ａ、Ｂに示すように２種類のHeterogeneous Network（以下、ＨｅｔＮｅｔと称する）構成が考えられる。図３Ａに示す第１のＨｅｔＮｅｔ構成では、マクロセルＭとスモールセルＳとが同一のキャリアを用いるようにスモールセルが配置される。図３Ｂに示す第２のＨｅｔＮｅｔ構成では、マクロセルＭとスモールセルＳとが異なるキャリアを用いるようにスモールセルＳが配置される。第２のＨｅｔＮｅｔ構成では、スモールセルＳが専用のキャリアを用いるので、マクロセルＭでカバレッジを確保しつつ、スモールセルＳでキャパシティを確保できる。今後（Rel.12以降）は、この第２のＨｅｔＮｅｔ構成が重要になると想定される。

図４に示すように、第２のＨｅｔＮｅｔ構成ではワイドエリア（マクロセル）とローカルエリア（スモールセル）との間で要求の違いや構成の相違点が考えられる。ワイドエリアは帯域幅が限定されるため、周波数利用効率が非常に重要である。これに対して、ローカルエリアは帯域幅を広く取り易いので、広い帯域幅を確保できればワイドエリアほど周波数利用効率の重要性は高くない。ワイドエリアは車等の高いモビリティにも対応する必要があるが、ローカルエリアは低いモビリティに対応すればよい。ワイドエリアはカバレッジを広く確保する必要がある。一方で、ローカルエリアはカバレッジを広く確保することが好ましいが、カバレッジの不足分はワイドエリアでカバー可能である。

また、ワイドエリアは上下リンクの電力差が大きく、上下リンクが非対称になっているが、ローカルエリアは上下リンクの電力差が小さく、上下リンクが対称に近付けられている。さらに、ワイドエリアは、セル当たりの接続ユーザ数が多く、セルプランニングもされているため、トラヒックの変動が小さい。これに対し、ローカルエリアでは、セル当たりの接続ユーザ数が少なく、セルプランニングがされていない可能性もあるので、トラヒックの変動が大きい。このように、ローカルエリアは、ワイドエリアと最適な要求条件が異なっているので、ローカルエリアに特化した無線通信方式を設計する必要がある。

ローカルエリア用の無線通信方式は、省消費電力化やランダムセルプランニングに起因した干渉を考慮すると、トラヒックが無い場合には無送信にする構成が望ましい。このため、図５に示すように、ローカルエリア用の無線通信方式は、限りなくUE-specificな設計が想定される。したがって、ローカルエリア用の無線通信方式は、ＬＴＥにおけるＰＳＳ／ＳＳＳ（Primary Synchronization Signal/Secondary Synchronization Signal）、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）等を使用せず、ｅＰＤＣＣＨ（enhanced Physical Downlink Control Channel）、ＤＭ−ＲＳ（Demodulation − Reference Signal）をベースとして設計される。

ここで、ｅＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ領域（データ信号領域）内の所定周波数帯域をＰＤＣＣＨ領域（制御信号領域）として使用するものである。ＰＤＳＣＨ領域に割り当てられたｅＰＤＣＣＨは、ＤＭ−ＲＳを用いて復調される。なお、ｅＰＤＣＣＨは、ＦＤＭ型ＰＤＣＣＨと呼ばれてもよいし、ＵＥ−ＰＤＣＣＨと呼ばれてもよい。また、ローカルエリアの無線通信方式では、既存のキャリアとは異なる新たなキャリアが用いられるが、この新たなキャリアは追加キャリア（Additional carrier）と呼ばれてもよいし、拡張キャリア（extension carrier）と呼ばれてもよい。なお、図５には、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）、ｅＰＤＣＣＨ、ＤＭ−ＲＳ等はUE-specific L1/L2 signalsとして記載されている。

ローカルエリア用の無線通信方式において全てがUE-specificに設計されると、ローカルエリアに対する移動端末装置の初期アクセスの機会が得られない。このため、ローカルエリア用の無線通信方式においても、Cell-specificな同期信号を設ける必要がある。この同期信号は、移動端末装置のバッテリセービングが可能となるように、数秒オーダーの比較的長周期に送信される。移動端末装置は、ワイドエリアからの制御情報によって、各ローカルエリアからの同期信号の受信タイミングを認識し、この受信タイミングで各ローカルエリアの受信信号電力を測定する。移動端末装置には、同期信号の受信信号電力に応じて適切なローカルエリア（送信ポイント）が割り当てられる。

ところで、上記したようなＨｅｔＮｅｔ構成では、ワイドエリアとローカルエリアとを連携させる必要があり、移動端末装置がローカルエリアに上りリンクで接続を確立するまでの手順が複雑になるという問題がある。そこで、本発明者らは、UE-specificに設計されたローカルエリアにおいて、上りリンクでの初期アクセスを簡略化するために、本発明に至った。すなわち、本発明の骨子は、同期信号の測定結果のレポート用に上りリンクチャネルを設けることによって初期アクセスを簡略化し、移動端末装置のトラヒック発生後に速やかに上りリンクの接続を確立することである。

以下、図６から図１１を参照して、ローカルエリア用の上りリンクチャネルと、この上りリンクチャネルを用いた初期接続方式について説明する。なお、以下の説明では、ローカルエリアの無線通信方式において、ローカルエリア用の同期信号をDiscovery Signalと称する。また、ローカルエリアの無線通信方式において、Discovery Signalの測定結果レポート用に規定された上りリンクチャネルをＤＡＣＨ（Direct Access Channel）と称する。

なお、Discovery Signalは、例えば、ＰＤＣＨ（Physical Discovery Channel）、ＢＳ（Beacon Signal）、ＤＰＳ（Discovery Pilot Signal）と呼ばれてもよい。また、ＤＡＣＨは、特に名称は限定されない。無線通信方式は、無線インターフェースと呼ばれてもよいし、無線インターフェース方式と呼ばれてもよい。ワイドエリアは、マクロセルやセクタ等であってもよい。ローカルエリアは、スモールセル、ピコセル、ナノセル、フェムトセル、マイクロセル等であってもよく、屋内だけでなく屋外に設けられてもよい。

図６を参照して、ＤＡＣＨの第１の配置構成について説明する。ローカルエリア用の無線通信方式では、移動端末装置の測定回数を減らしてバッテリセービングできるように、Discovery Signalが長周期で送信されている。ＤＡＣＨの第１の配置構成では、下りリンクのDiscovery Signalが長周期で送信されるのに対し、上りリンクのＤＡＣＨに比較的高頻度（短周期）で無線リソースが割り当てられている。この高頻度なＤＡＣＨによって、移動端末装置におけるトラヒック発生時に速やかに上りリンクで接続が確立される。以下、ＤＡＣＨの第１の配置構成を利用した初期接続方式について詳細に説明する。

図７を参照して、ＤＡＣＨの第１の配置構成を利用した第１の初期接続方式の一例について説明する。なお、以下の説明では、ワイドエリア内に複数のローカルエリアを配置した構成（図１２参照）について例示している。図７に示すように、ワイドエリア基地局装置２０と各ローカルエリア基地局装置３０とがそれぞれバックホールリンク等（例えば、Ｘ２インターフェース）で接続されており、移動端末装置１０がワイドエリア及び各ローカルエリアからの無線信号を受信可能となっている。

ネットワーク側の事前準備として、各ローカルエリア基地局装置３０は、バックホールリンクを介してワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal送信用の制御情報を受信し、Discovery Signalを周期的に送信する（ステップＳ０１）。Discovery Signal送信用の制御情報には、移動端末装置１０にDiscovery Signalを送信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。なお、Discovery Signalの信号系列は、ローカルエリア毎に設定されており、この信号系列によってローカルエリアが識別される。

次に、移動端末装置１０は、アイドル状態でワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal受信用の制御情報、ＤＡＣＨ送信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報を受信する（ステップＳ０２）。Discovery Signal受信用の制御情報には、各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。ＤＡＣＨ送信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０にＤＡＣＨで送信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０からｅＰＤＣＣＨで受信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。

移動端末装置１０は、ワイドエリア基地局装置２０から受信したDiscovery Signal受信用の制御情報によって、Discovery Signalの受信準備が整えられる。次に、移動端末装置１０は、アイドル状態で各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信して、各ローカルエリア基地局装置３０からの受信信号電力を周期的に測定する（ステップＳ０３）。そして、移動端末装置１０のトラヒックの発生によって、移動端末装置１０がアイドル状態からアクティブ状態に移行する。

アクティブ状態への移行時には、移動端末装置１０から直近のローカルエリア基地局装置３０に対して、複数のローカルエリア基地局装置３０のうち上位数局分のDiscovery Signalの測定結果とユーザＩＤがＤＡＣＨで送信される（ステップＳ０４）。この場合、ステップＳ０２においてワイドエリア基地局装置２０から受信したＤＡＣＨ送信用の制御情報によって、移動端末装置１０では事前にＤＡＣＨを用いた送信準備が整えられている。なお、移動端末装置１０は、Discovery Signalの受信信号電力の大きさ（例えば、最上位）に基づいて、直近のローカルエリア基地局装置３０を決定してもよい。また、ユーザＩＤは、移動端末装置１０がランダムに選択したＩＤ（例えば、ＲＡＣＨ−ＩＤ）でもよい。

次に、直近のローカルエリア基地局装置３０によって、移動端末装置１０から受信した上位数局分のDiscovery Signalの測定結果とユーザＩＤがワイドエリア基地局装置２０に転送される（ステップＳ０５）。ワイドエリア基地局装置２０は、上位数局分のDiscovery Signalの測定結果に基づいて移動端末装置１０に適切なローカルエリア基地局装置を割り当て、ローカルエリア基地局装置３０に下りリンクの初期送信電力を設定する（ステップＳ０６）。このとき、ワイドエリア基地局装置２０は、ローカルエリア間のロードバランスを調整してローカルエリア基地局装置３０を移動端末装置１０に割り当てている。よって、移動端末装置１０には、必ずしも最上位の受信信号電力のローカルエリア基地局装置３０が割り当てられるわけではない。また、ワイドエリア基地局装置２０は、移動端末装置１０に複数のローカルエリア基地局装置３０を割り当ててＣｏＭＰ（Coordinated Multiple Point）送信する構成としてもよい。

そして、割り当てられたローカルエリア基地局装置３０から制御チャネル（ｅＰＤＣＣＨ）で下り制御信号、データチャネル（ＰＤＳＣＨ）でユーザデータが、それぞれ移動端末装置１０に送信される（ステップＳ０７）。この場合、ステップＳ０２においてワイドエリア基地局装置２０から受信したｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報によって、移動端末装置１０では事前にｅＰＤＣＣＨを用いた受信準備が整えられている。

この第１の初期接続方式では、ローカルエリア用の無線通信方式に規定されたＤＡＣＨで、Discovery Signalの測定結果がローカルエリア基地局装置３０に通知される。このため、移動端末装置１０からワイドエリア基地局装置２０に対して上りリンクの信号を送信することなく、移動端末装置１０とローカルエリア基地局装置３０との間で上りリンクの接続を確立できる。また、移動端末装置１０がアイドル状態でDiscovery Signalを測定しておくことで、アクティブ状態への移行後の上りリンクの接続が早められている。さらに、移動端末装置１０のアクティブ状態への移行後に、Discovery Signalの測定結果がレポートされるので、レポート頻度を抑えて移動端末装置１０をバッテリセービングできる。

図８を参照して、ＤＡＣＨの第１の配置構成を利用した第２の初期接続方式の一例について説明する。第２の初期接続方式は、第１の初期接続方式のステップＳ０５、Ｓ０６のワイドエリア基地局装置２０における割当処理を省略したものである。第２の初期接続方式は、移動端末装置１０で発生するトラヒック量が少なく、ワイドエリア基地局装置２０でローカルエリア間のロードバランスを調整する必要が無い場合等に有効である。

なお、以下の説明では、ワイドエリア内に複数のローカルエリアを配置した構成（図１２参照）について例示している。図８に示すように、ワイドエリア基地局装置２０と各ローカルエリア基地局装置３０とがそれぞれバックホールリンク等（例えば、Ｘ２インターフェース）で接続されており、移動端末装置１０がワイドエリア及び各ローカルエリアからの無線信号を受信可能となっている。

ネットワーク側の事前準備として、各ローカルエリア基地局装置３０は、バックホールリンクを介してワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal送信用の制御情報を受信し、Discovery Signalを周期的に送信する（ステップＳ１１）。Discovery Signal送信用の制御情報には、移動端末装置１０にDiscovery Signalを送信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。なお、Discovery Signalの信号系列は、ローカルエリア毎に設定されており、この信号系列によってローカルエリアが識別される。

次に、移動端末装置１０は、アイドル状態でワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal受信用の制御情報、ＤＡＣＨ送信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報を受信する（ステップＳ１２）。Discovery Signal受信用の制御情報には、各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。ＤＡＣＨ送信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０にＤＡＣＨで送信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０からｅＰＤＣＣＨで受信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。

移動端末装置１０は、ワイドエリア基地局装置２０から受信したDiscovery Signal受信用の制御情報によって、Discovery Signalの受信準備が整えられる。次に、移動端末装置１０は、アイドル状態で各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信して、各ローカルエリア基地局装置３０からの受信信号電力を周期的に測定する（ステップＳ１３）。そして、移動端末装置１０のトラヒックの発生によって、移動端末装置１０がアイドル状態からアクティブ状態に移行する。

アクティブ状態への移行時には、移動端末装置１０から直近のローカルエリア基地局装置３０に対して、上位数局分のDiscovery Signalの測定結果とユーザＩＤがＤＡＣＨで送信される（ステップＳ１４）。この場合、ステップＳ１２においてワイドエリア基地局装置２０から受信したＤＡＣＨ送信用の制御情報によって、移動端末装置１０では事前にＤＡＣＨを用いた送信準備が整えられている。なお、ユーザＩＤは、移動端末装置１０がランダムに選択したＩＤ（例えば、ＲＡＣＨ−ＩＤ）でもよい。

そして、直近のローカルエリア基地局装置３０から制御チャネル（ｅＰＤＣＣＨ）で下り制御信号、データチャネル（ＰＤＳＣＨ）でユーザデータが、それぞれ移動端末装置１０に送信される（ステップＳ１５）。この場合、ステップＳ１２においてワイドエリア基地局装置２０から受信したｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報によって、移動端末装置１０では事前にｅＰＤＣＣＨを用いた受信準備が整えられている。

この第２の初期接続方式では、第１の初期接続方式と同様に、移動端末装置１０からワイドエリア基地局装置２０に対して上りリンクの信号を送信することなく、移動端末装置１０とローカルエリア基地局装置３０との間で上りリンクの接続を確立できる。また、Discovery Signalの測定結果がワイドエリア基地局装置２０ではなく、ローカルエリア基地局装置３０に送信されるので、多数のローカルエリアが存在する場合にワイドエリア基地局装置２０に対する負荷が集中することがない。また、アクティブ状態への移行後の上りリンクの接続が早められると共に、レポート頻度を抑えて移動端末装置１０をバッテリセービングされる。

また、第２の初期接続方式と第１の初期接続方式とが切替可能に構成されてもよい。第１、第２の初期接続方式は、直近（最上位）のローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalの測定結果をワイドエリア基地局装置２０に転送するか否かによって切り替えられる。この初期接続方式の切替は、ワイドエリア基地局装置２０からの制御情報又は移動端末装置１０からの制御情報によって決定される。例えば、移動端末装置１０から直近のローカルエリア基地局装置３０にＤＡＣＨで送信される制御情報にデータサイズを含めるようにする。

そして、ローカルエリア基地局装置３０は、移動端末装置１０から通知されたデータサイズと閾値とを比較することで初期接続方式を切り替える。閾値よりもデータサイズが大きい場合には、直近のローカルエリア基地局装置３０からワイドエリア基地局装置２０にDiscovery Signalの測定結果が転送され、ワイドエリア基地局装置２０でローカルエリア間のロードバランスを考慮して割当処理が実施される。一方、閾値よりもデータサイズが小さい場合には、ワイドエリア基地局装置２０での割当処理が実施されることなく、移動端末装置１０に直近のローカルエリア基地局装置３０が割り当てられる。

図９を参照して、ＤＡＣＨの第２の配置構成について説明する。ＤＡＣＨの第２の配置構成では、下りリンクのDiscovery Signalが長周期で送信され、上りリンクのＤＡＣＨに同頻度（長周期）で無線リソースが割り当てられている。この低頻度なＤＡＣＨによって、ローカルエリア基地局装置３０におけるＤＡＣＨの監視を休ませることができる。しかしながら、ＤＡＣＨの送信頻度が少ないので、上記した第１、第２の初期接続方式では上りリンクで接続が確立されるまでに大きな遅延が発生する。以下、ＤＡＣＨの第２の配置構成に特化した第３の初期接続方式について詳細に説明する。

図１０を参照して、ＤＡＣＨの第２の配置構成を利用した第３の初期接続方式の一例について説明する。なお、以下の説明では、ワイドエリア内に複数のローカルエリアを配置した構成（図１２参照）について例示している。図１０に示すように、ワイドエリア基地局装置２０と各ローカルエリア基地局装置３０とがそれぞれバックホールリンク等（例えば、Ｘ２インターフェース）で接続されており、移動端末装置１０がワイドエリア及び各ローカルエリアからの無線信号を受信可能となっている。

ネットワーク側の事前準備として、各ローカルエリア基地局装置３０は、バックホールリンクを介してワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal送信用の制御情報を受信し、Discovery Signalを周期的に送信する（ステップＳ２１）。Discovery Signal送信用の制御情報には、移動端末装置１０にDiscovery Signalを送信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。なお、Discovery Signalの信号系列は、ローカルエリア毎に設定されており、この信号系列によってローカルエリアが識別される。

次に、移動端末装置１０は、アイドル状態でワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal受信用の制御情報、ＤＡＣＨ送信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報を受信する（ステップＳ２２）。Discovery Signal受信用の制御情報には、各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。ＤＡＣＨ送信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０にＤＡＣＨで送信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０からｅＰＤＣＣＨで受信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。

このように移動端末装置１０は、ワイドエリア基地局装置２０から受信したDiscovery Signal受信用の制御情報によって、Discovery Signalの受信準備が整えられる。次に、移動端末装置１０は、アイドル状態で各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信して、各ローカルエリア基地局装置３０からの受信信号電力を周期的に測定する（ステップＳ２３）。

次に、アイドル状態の移動端末装置１０から直近のローカルエリア基地局装置３０に対して、複数のローカルエリア基地局装置３０のうち上位数局分のDiscovery Signalの測定結果とユーザＩＤがＤＡＣＨで送信される（ステップＳ２４）。この場合、ステップＳ２２においてワイドエリア基地局装置２０から受信したＤＡＣＨ送信用の制御情報によって、移動端末装置１０では事前にＤＡＣＨを用いた送信準備が整えられている。

ただし、移動端末装置１０がDiscovery Signalを測定する度に、ＤＡＣＨで測定結果を送信すると、移動端末装置１０のバッテリの消費量が大きくなる。そこで、移動端末装置１０は、上位数局（例えば、最上位）に変更があった場合にだけ、ＤＡＣＨで測定結果を送信する構成としてもよい。なお、移動端末装置１０は、Discovery Signalの受信信号電力の大きさ（例えば、最上位）に基づいて、直近のローカルエリア基地局装置３０を決定してもよい。また、ユーザＩＤは、移動端末装置１０がランダムに選択したＩＤ（例えば、ＲＡＣＨ−ＩＤ）でもよい。

次に、直近のローカルエリア基地局装置３０によって、アイドル状態の移動端末装置１０から受信した上位数局分のDiscovery Signalの測定結果とユーザＩＤがワイドエリア基地局装置２０に転送される（ステップＳ２５）。そして、移動端末装置１０のトラヒックの発生によって、移動端末装置１０がアイドル状態からアクティブ状態に移行する。

アクティブ状態への移行時には、移動端末装置１０がワイドエリア基地局装置２０に対してランダムアクセスする（ステップＳ２６）。ワイドエリア基地局装置２０は、上位数局分のDiscovery Signalの測定結果に基づいて移動端末装置１０に適切なローカルエリア基地局装置を割り当て、ローカルエリア基地局装置３０及び移動端末装置１０に割当を指示する（ステップＳ２７）。この際、ＲＡＣＨ系列とユーザＩＤを関連付けておくことで、移動端末装置１０への割当指示にＲＡＣＨレスポンスを用いることができる。また、ローカルエリア基地局装置３０への割当指示により、ローカルエリア基地局装置３０に下りリンクの初期送信電力を設定する。

また、ワイドエリア基地局装置２０は、ローカルエリア間のロードバランスを調整してローカルエリア基地局装置３０を移動端末装置１０に割り当てている。よって、移動端末装置１０には、必ずしも最上位の受信信号電力のローカルエリア基地局装置３０が割り当てられるわけではない。また、ワイドエリア基地局装置２０は、移動端末装置１０に複数のローカルエリア基地局装置３０を割り当ててＣｏＭＰ（Coordinated Multiple Point）送信する構成としてもよい。

そして、割り当てられたローカルエリア基地局装置３０から制御チャネル（ｅＰＤＣＣＨ）で下り制御信号、データチャネル（ＰＤＳＣＨ）でユーザデータが、それぞれ移動端末装置１０に送信される（ステップＳ２８）。この場合、ステップＳ２２においてワイドエリア基地局装置２０から受信したｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報によって、移動端末装置１０では事前にｅＰＤＣＣＨを用いた受信準備が整えられている。

この第３の初期接続方式では、ＤＡＣＨに低頻度で無線リソースが割り当てられても、移動端末装置１０におけるトラヒック発生時に速やかに上りリンクで接続が確立される。したがって、ローカルエリア基地局装置３０におけるＤＡＣＨの監視を休ませることができる。また、移動端末装置１０がアイドル状態でDiscovery Signalを測定しておくことで、アクティブ状態への移行後の上りリンクの接続が早められている。さらに、アイドル状態でのDiscovery Signalの測定結果のレポート頻度を抑えることで、移動端末装置１０をバッテリセービングできる。

図１１を参照して、ＤＡＣＨを利用しない第４の初期接続方式の一例について説明する。なお、以下の説明では、ワイドエリア内に複数のローカルエリアを配置した構成（図１２参照）について例示している。図１１に示すように、ワイドエリア基地局装置２０と各ローカルエリア基地局装置３０とがそれぞれバックホールリンク等（例えば、Ｘ２インターフェース）で接続されており、移動端末装置１０がワイドエリア及び各ローカルエリアからの無線信号を受信可能となっている。

ネットワーク側の事前準備として、各ローカルエリア基地局装置３０は、バックホールリンクを介してワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal送信用の制御情報を受信し、Discovery Signalを周期的に送信する（ステップＳ３１）。Discovery Signal送信用の制御情報には、移動端末装置１０にDiscovery Signalを送信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。なお、Discovery Signalの信号系列は、ローカルエリア毎に設定されており、この信号系列によってローカルエリアが識別される。

次に、移動端末装置１０は、アイドル状態でワイドエリア基地局装置２０からDiscovery Signal受信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報を受信する（ステップＳ３２）。Discovery Signal受信用の制御情報には、各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０からｅＰＤＣＣＨで受信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。

移動端末装置１０は、ワイドエリア基地局装置２０から受信したDiscovery Signal受信用の制御情報によって、Discovery Signalの受信準備が整えられる。次に、移動端末装置１０は、アイドル状態で各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信して、各ローカルエリア基地局装置３０からの受信信号電力を周期的に測定する（ステップＳ３３）。そして、移動端末装置１０のトラヒックの発生によって、移動端末装置１０がアイドル状態からアクティブ状態に移行する。

アクティブ状態への移行時には、移動端末装置１０がワイドエリア基地局装置２０に対してランダムアクセスする（ステップＳ３４）。次に、ワイドエリア基地局装置２０は、移動端末装置１０にDiscovery Signalの測定結果のレポートを指示する（ステップＳ３５）。次に、移動端末装置１０からワイドエリア基地局装置２０に対して、上位数局分のDiscovery Signalの測定結果が送信される（ステップＳ３６）。

次に、ワイドエリア基地局装置２０は、上位数局分のDiscovery Signalの測定結果に基づいて移動端末装置１０に適切なローカルエリア基地局装置２０を割り当て、ローカルエリア基地局装置３０に下りリンクの初期送信電力を設定する（ステップＳ３７）。このとき、ワイドエリア基地局装置２０は、ローカルエリア間のロードバランスを調整してローカルエリア基地局装置３０を移動端末装置１０に割り当てている。よって、移動端末装置１０には、必ずしも最上位の受信信号電力のローカルエリア基地局装置３０が割り当てられるわけではない。また、ワイドエリア基地局装置２０は、移動端末装置１０に複数のローカルエリア基地局装置３０を割り当ててＣｏＭＰ（Coordinated Multiple Point）送信する構成としてもよい。

そして、割り当てられたローカルエリア基地局装置３０から制御チャネル（ｅＰＤＣＣＨ）で下り制御信号、データチャネル（ＰＤＳＣＨ）でユーザデータが、それぞれ移動端末装置１０に送信される（ステップＳ３８）。この場合、ステップＳ３２においてワイドエリア基地局装置２０から受信したｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報によって、移動端末装置１０では事前にｅＰＤＣＣＨを用いた受信準備が整えられている。

この第４の初期接続方式では、上りリンクでＤＡＣＨを用いていないため、移動端末装置１０からワイドエリア基地局装置２０にDiscovery Signalの測定結果をレポートする必要がある。したがって、第１−第３の初期接続方式でＤＡＣＨを用いる場合と比較して、トラヒック発生後の接続手順が多く、上りリンクの接続を迅速に確立することが難しい。

なお、上記した各初期接続方式では、Discovery Signalの受信信号電力を測定する構成としたが、この構成に限定されない。上記した各初期接続方式は、Discovery Signalの受信品質を測定して、移動端末装置１０の接続先のローカルエリア基地局装置３０を決定してもよい。

ここで、本実施の形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。図１２は、本実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。なお、図１２に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、ＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を１単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションに対応している。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）と呼ばれても良い。

図１２に示すように、無線通信システム１は、ワイドエリアＣ１をカバーするワイドエリア基地局装置２０と、ワイドエリアＣ１内に設けた複数のローカルエリアＣ２をカバーする複数のローカルエリア基地局装置３０とを備えている。また、ワイドエリアＣ１及び各ローカルエリアＣ２には、多数の移動端末装置１０が配置されている。移動端末装置１０は、ワイドエリア用及びローカルエリア用の無線通信方式に対応しており、ワイドエリア基地局装置２０及びローカルエリア基地局装置３０と無線通信可能に構成されている。

移動端末装置１０とワイドエリア基地局装置２０との間は、ワイドエリア用周波数（例えば、低周波数帯）を用いて通信される。移動端末装置１０とローカルエリア基地局装置３０との間は、ローカルエリア用周波数（例えば、高周波数帯）を用いて通信される。また、ワイドエリア基地局装置２０及び各ローカルエリア基地局装置３０は、有線接続又は無線接続されている。

ワイドエリア基地局装置２０及び各ローカルエリア基地局装置３０は、それぞれ図示しない上位局装置に接続され、上位局装置を介してコアネットワーク５０に接続される。なお、上位局装置には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。また、ローカルエリア基地局装置３０は、ワイドエリア基地局装置２０を介して上位局装置に接続されてもよい。

なお、各移動端末装置１０は、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ−Ａ端末を含むが、以下においては、特段の断りがない限り移動端末装置として説明を進める。また、説明の便宜上、ワイドエリア基地局装置２０及びローカルエリア基地局装置３０と無線通信するのは移動端末装置であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（UE：User Equipment）でよい。また、ローカルエリア基地局装置３０及びワイドエリア基地局装置２０は、ワイドエリア用及びローカルエリア用の送信ポイントと呼ばれてもよい。なお、ローカルエリア基地局装置３０は、光張り出し基地局装置であってもよい。

無線通信システムにおいては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が適用され、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。

ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、各移動端末装置１０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（PDCCH、PCFICH、PHICH）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。

上りリンクの通信チャネルは、各移動端末装置１０で共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とを有する。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（CQI：Channel Quality Indicator）、ＡＣＫ/ＮＡＣＫ等が伝送される。

図１３を参照して、移動端末装置１０の全体構成について説明する。移動端末装置１０は、送信系の処理部として、フォーマット選択部１０１、上り信号生成部１０２、上り信号多重部１０３、ベースバンド送信信号処理部１０４、１０５、送信ＲＦ回路１０６、１０７を備えている。

フォーマット選択部１０１は、ワイドエリア用の送信フォーマットとローカルエリア用の送信フォーマットを選択する。上り信号生成部１０２は、上りデータ信号及び参照信号を生成する。上り信号生成部１０２は、ワイドエリア用の送信フォーマットの場合、ワイドエリア基地局装置２０に対する上りデータ信号及び参照信号を生成する。また、上り信号生成部１０２は、ローカルエリア用の送信フォーマットの場合、ローカルエリア基地局装置３０に対する上りデータ信号及び参照信号を生成する。

上り信号多重部１０３は、上り送信データと、参照信号とを多重する。ワイドエリア基地局装置２０に対する上り信号は、ベースバンド送信信号処理部１０４に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT: Inverse Fast Fourier Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、上り信号は、送信ＲＦ回路１０６を通り、送信系と受信系との間に設けたデュプレクサ１０８を介してワイドエリア用の送受信アンテナ１１０から送信される。ワイドエリア用の送受信系では、デュプレクサ１０８によって同時送受信が可能となっている。

ローカルエリア基地局装置３０に対する上り信号は、ベースバンド送信信号処理部１０５に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT: Inverse Fast Fourier Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、上り信号は、送信ＲＦ回路１０７を通り、送信系と受信系との間に設けた切替スイッチ１０９を介してワイドエリア用の送受信アンテナ１１１から送信される。ローカルエリア用の送受信系では、切替スイッチ１０９によって送受信が切替られている。

なお、本実施の形態では、ワイドエリア用の送受信系にデュプレクサ１０８を設け、ローカルエリア用の送受信系に切替スイッチ１０９を設ける構成としたが、この構成に限定されない。ワイドエリア用の送受信系に切替スイッチ１０９を設けてもよいし、ローカルエリア用の送受信系にデュプレクサ１０８を設けてもよい。また、ワイドエリア用及びローカルエリア用の上り信号は、送受信アンテナ１１０、１１１から同時に送信されてもよいし、送受信アンテナ１１０、１１１を切り替えて別々に送信されてもよい。

また、移動端末装置１０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路１１２、１１３、ベースバンド受信信号処理部１１４、１１５、ワイドエリア制御情報受信部１１６、Discovery Signal受信部１１７、Discovery Signal測定部１１８、下り信号復調・復号部１１９、１２０を備えている。

ワイドエリア基地局装置２０からの下り信号は、ワイドエリア用の送受信アンテナ１１０で受信される。この下り信号は、デュプレクサ１０８及び受信ＲＦ回路１１２を介してベースバンド受信信号処理部１１４に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT: Fast Fourier Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。

ワイドエリア制御情報受信部１１６は、ワイドエリア用の下り信号からワイドエリア制御情報を受信する。ここでは、ワイドエリア制御情報として、Discovery Signal受信用の制御情報、ＤＡＣＨ送信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報が受信される。ワイドエリア制御情報受信部１１６は、Discovery Signal受信用の制御情報をDiscovery Signal受信部１１７に出力し、ＤＡＣＨ送信用の制御情報をDiscovery Signal測定部１１８に出力し、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報を下り信号復調・復号部１２０に出力する。なお、ワイドエリア制御情報は、例えば、報知情報やＲＲＣシグナリング（ハイヤレイヤシグナリング）によって受信される。ワイドエリア用の下りデータ信号は、下り信号復調・復号部１１９に入力され、下り信号復調・復号部１１９において復号（デスクランブル）及び復調される。

ローカルエリア基地局装置３０からの下り信号は、ローカルエリア用の送受信アンテナ１１１で受信される。この下り信号は、切替スイッチ１０９及び受信ＲＦ回路１１３介してベースバンド受信信号処理部１１５に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT: Fast Fourier Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。

Discovery Signal受信部１１７は、ワイドエリア制御情報受信部１１６から入力されたDiscovery Signal受信用の制御情報に基づいて、ローカルエリア基地局装置３０からのDiscovery Signalを受信する。Discovery Signal受信用の制御情報には、各ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalを受信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。無線リソース情報には、例えば、Discovery Signalの送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。

Discovery Signal測定部１１８は、Discovery Signal受信部１１７で受信されたDiscovery Signalの受信信号電力を周期的に測定する。Discovery Signal測定部１１８は、各ローカルエリア基地局装置３０からのDiscovery Signalのうち受信信号電力の高い上位数局（例えば、上位３局）を測定結果としてＤＡＣＨでローカルエリア基地局装置３０に送信する。この場合、Discovery Signal測定部１１８は、Discovery Signalの信号系列に基づいて送信先のローカルエリアを特定する。また、ＤＡＣＨの第１の配置構成（第１、第２の初期接続方式）では、Discovery Signalよりも高頻度でＤＡＣＨが設定されている。そして、アイドル状態からアクティブ状態への移行時に、Discovery Signalの測定結果がローカルエリア基地局装置３０に送信される。

ＤＡＣＨの第２の配置構成（第３の初期接続方式）では、Discovery Signalと同じ頻度でＤＡＣＨが設定されている。そして、アイドル状態でDiscovery Signalの測定結果がローカルエリア基地局装置３０に送信される。ＤＡＣＨの第２の配置構成では、移動端末装置１０のバッテリ消費量を考慮して、上位数局（例えば、最上位）の受信信号電力に変更があった場合にだけ、ＤＡＣＨでDiscovery Signalの測定結果が送信される。また、ＤＡＣＨでは、Discovery Signalの測定結果と共にユーザＩＤが送信される。

なお、ＤＡＣＨでの送信は、ワイドエリア制御情報受信部１１６から入力されたＤＡＣＨ送信用の制御情報に基づいて実施される。ＤＡＣＨ送信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０にＤＡＣＨで送信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。無線リソース情報には、例えば、ＤＡＣＨの送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。

ローカルエリア用の下りデータ信号は、下り信号復調・復号部１２０に入力され、下り信号復調・復号部１２０において復号（デスクランブル）及び復調される。また、下り信号復調・復号部１２０は、ワイドエリア制御情報受信部１１６から入力されたｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報に基づいて、ローカルエリア用の下り制御信号（ｅＰＤＣＣＨ）を復号（デスクランブル）及び復調する。ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報には、ローカルエリア基地局装置３０からｅＰＤＣＣＨで受信するための無線リソース情報やＤＭ−ＲＳ系列情報等が含まれている。無線リソース情報には、例えば、ｅＰＤＣＣＨの送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。

また、ワイドエリア用及びローカルエリア用の下り信号は、送受信アンテナ１１０、１１１から同時に受信されてもよいし、送受信アンテナ１１０、１１１を切り替えて別々に受信されてもよい。なお、第３の初期接続方式の場合には、移動端末装置１０をワイドエリア基地局装置２０にランダムアクセスさせるための信号生成部を設けてもよい。この信号生成部は、例えば、ユーザＩＤに関連付けてＲＡＣＨ系列を生成する。

図１４を参照して、ワイドエリア基地局装置２０の全体構成について説明する。ワイドエリア基地局装置２０は、送信系の処理部として、ワイドエリア制御情報生成部２０１、下り信号生成部２０２、下り信号多重部２０３、ベースバンド送信信号処理部２０４、送信ＲＦ回路２０５を備えている。

ワイドエリア制御情報生成部２０１は、ワイドエリア制御情報として、Discovery Signal送信用の制御情報、Discovery Signal受信用の制御情報、ＤＡＣＨ送信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報を生成する。ワイドエリア制御情報生成部２０１は、Discovery Signal送信用の制御情報を伝送路インターフェース２１１に出力し、Discovery Signal受信用の制御情報、ＤＡＣＨ送信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報を下り信号多重部２０３に出力する。Discovery Signal送信用の制御情報は、伝送路インターフェース２１１を介してローカルエリア基地局装置３０に送信される。一方、Discovery Signal受信用の制御情報、ＤＡＣＨ送信用の制御情報、ｅＰＤＣＣＨ受信用の制御情報は、下り信号多重部２０３を介して移動端末装置１０に送信される。

下り信号生成部２０２は、下りデータ信号及び参照信号を生成する。下り信号多重部２０３は、ワイドエリア制御情報と、下りデータ信号と、参照信号とを多重する。移動端末装置１０に対する下り信号は、ベースバンド送信信号処理部２０４に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT: Inverse Fast Fourier Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、下り信号は、送信ＲＦ回路２０５を通り、送信系と受信系との間に設けたデュプレクサ２０６を介して送受信アンテナ２０７から送信される。

また、ワイドエリア基地局装置２０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路２０８、ベースバンド受信信号処理部２０９、上り信号復調・復号部２１０、測定結果受信部２１２、ローカルエリア割当部２１３、初期送信電力決定部２１４を備えている。

移動端末装置１０からの上り信号は、送受信アンテナ２０７で受信され、デュプレクサ２０６及び受信ＲＦ回路２０８を介してベースバンド受信信号処理部２０９に入力される。ベースバンド受信信号処理部２０９では上り信号にデジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT: Fast Fourier Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。上りデータ信号は、上り信号復調・復号部２１０に入力され、上り信号復調・復号部２１０において復号（デスクランブル）及び復調される。

測定結果受信部２１２は、ローカルエリア基地局装置３０から転送されたDiscovery Signalの測定結果及びユーザＩＤを、伝送路インターフェース２１１を介して受信する。測定結果受信部２１２は、Discovery Signalの測定結果及びユーザＩＤをローカルエリア割当部２１３に出力する。ローカルエリア割当部２１３は、Discovery Signalの測定結果に示される上位数局分の受信信号電力とユーザＩＤとに基づいて、移動端末装置１０に適切なローカルエリア基地局装置３０を割り当てる。このとき、ローカルエリア割当部２１３は、ローカルエリア間のロードバランスを調整して割当を行っている。

初期送信電力決定部２１４は、Discovery Signalの測定結果（受信信号電力）に基づいて、ローカルエリア基地局装置３０に対する初期送信電力（ｅＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ）を決定する。初期送信電力決定部２１４は、伝送路インターフェース２１１を介して初期送信電力の指示情報を、移動端末装置１０の接続先となるローカルエリア基地局装置３０に送信する。

なお、第２の初期接続方式では、ローカルエリア基地局装置３０からDiscovery Signalの測定結果が転送されることがないので、ローカルエリアの割当処理、初期送信電力の決定処理は停止される。また、第３の初期接続方式では、ＲＡＣＨ系列にユーザＩＤが関連付けられることで、ＲＡＣＨレスポンスを用いて移動端末装置１０に割当結果を指示することもできる。

図１５を参照して、ローカルエリア基地局装置３０の全体構成について説明する。なお、ローカルエリア基地局装置３０は、移動端末装置１０の直近に配置されているものとする。ローカルエリア基地局装置３０は、初期送信電力設定部３０１及びワイドエリア制御情報受信部３０２を備えている。また、ローカルエリア基地局装置３０は、送信系の処理部として、下り信号生成部３０３、Discovery Signal生成部３０４、下り信号多重部３０５、ベースバンド送信信号処理部３０６、送信ＲＦ回路３０７を備えている。

初期送信電力設定部３０１は、伝送路インターフェース３１４を介してワイドエリア基地局装置２０から初期送信電力の指示情報を受信する。初期送信電力設定部３０１は、初期送信電力の指示情報に基づいて、下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ）、下り制御信号（ｅＰＤＣＣＨ）の初期送信電力を設定する。ワイドエリア制御情報受信部３０２は、伝送路インターフェース３１４を介して、ワイドエリア基地局装置２０からワイドエリア制御情報を受信する。ここでは、ワイドエリア制御情報として、Discovery Signal送信用の制御情報が受信される。ワイドエリア制御情報受信部３０２は、Discovery Signal送信用の制御情報をDiscovery Signal生成部３０４に出力する。

下り信号生成部３０３は、下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ）、参照信号、下り制御信号（ｅＰＤＣＣＨ）を生成する。下り信号生成部３０３は、初期送信電力設定部３０１によって、下りデータ信号及び下り制御信号の初期送信電力が設定される。Discovery Signal生成部３０４は、ワイドエリア制御情報受信部３０２から入力されたDiscovery Signal送信用の制御情報に基づいてDiscovery Signalを生成する。Discovery Signal送信用の制御情報には、移動端末装置１０にDiscovery Signalを送信するための無線リソース情報や信号系列情報等が含まれている。無線リソース情報には、例えば、Discovery Signalの送信間隔、周波数位置、符号（コード）等が含まれる。

下り信号多重部３０５は、下り送信データと、参照信号と、下り制御信号とを多重する。移動端末装置１０に対する下り信号は、ベースバンド送信信号処理部３０６に入力され、デジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の下り信号の場合には、逆高速フーリエ変換（IFFT: Inverse Fast Fourier Transform）により周波数領域の信号から時系列の信号に変換され、サイクリックプレフィックスが挿入される。そして、下り信号は、送信ＲＦ回路３０７を通り、送信系と受信系との間に設けた切替スイッチ３０８を介して送受信アンテナ３０９から送信される。なお、切替スイッチ３０８の代わりにデュプレクサを設けてもよい。

ローカルエリア基地局装置３０は、受信系の処理部として、受信ＲＦ回路３１０、ベースバンド受信信号処理部３１１、上り信号復調・復号部３１２、測定結果受信部３１３を備えている。

移動端末装置１０からの上り信号は、ローカルエリア用の送受信アンテナ３０９で受信され、切替スイッチ３０８及び受信ＲＦ回路３１０を介してベースバンド受信信号処理部３１１に入力される。ベースバンド受信信号処理部３１１では上り信号にデジタル信号処理が施される。例えば、ＯＦＤＭ方式の上り信号の場合には、サイクリックプレフィックスが除去され、高速フーリエ変換（FFT: Fast Fourier Transform）により時間系列の信号から周波数領域の信号に変換される。上りデータ信号は、上り信号復調・復号部３１２に入力され、上り信号復調・復号部３１２において復号（デスクランブル）及び復調される。

測定結果受信部３１３は、上り信号からDiscovery Signalの測定結果及びユーザＩＤを受信する。第１、第３の初期接続方式の場合には、測定結果受信部３１３はDiscovery Signalの測定結果及びユーザＩＤを、伝送路インターフェース３１４を介してワイドエリア基地局装置２０に転送する。第２の初期接続方式の場合には、測定結果受信部３１３はDiscovery Signalの測定結果及びユーザＩＤをワイドエリア基地局装置２０に転送しない。なお、第２の接続方式では、ワイドエリアから送信された制御情報やＤＡＣＨで送信された制御情報に基づいて、ワイドエリア基地局装置２０に対するDiscovery Signalの測定結果及びユーザＩＤの転送を切り替えてもよい。例えば、制御情報に移動端末装置１０で発生するデータサイズを含めるようにする。

そして、データサイズが大きい場合には、ワイドエリア基地局装置２０にDiscovery Signalの測定結果及びユーザＩＤが転送され、ワイドエリア基地局装置２０でローカルエリア間のロードバランスを考慮した割当処理が実施される。データサイズが小さい場合には、ワイドエリア基地局装置２０にDiscovery Signalの測定結果及びユーザＩＤが転送されず、Discovery Signalの測定結果を受信したローカルエリア基地局装置３０が移動端末装置１０に割り当てられる。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、ローカルエリア用の無線通信方式に規定されたＰＤＣＨで、Discovery Signalの測定結果がローカルエリア基地局装置３０に迅速に通知される。このため、移動端末装置１０におけるトラヒック発生時に、後続の上りリンクの初期接続を円滑に行うことができる。よって、ローカルエリアに特化した高効率なローカルエリア無線アクセスを提供することが可能となる。

本発明は上記実施の形態に限定されず、様々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明におけるキャリア数、キャリアの帯域幅、シグナリング方法、処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。

１ 無線通信システム
１０ 移動端末装置
１１６ ワイドエリア制御情報受信部
１１７ Discovery Signal受信部
１１８ Discovery Signal測定部
２０ ワイドエリア基地局装置
２０１ ワイドエリア制御情報生成部
２１２ 測定結果受信部
２１３ ローカルエリア割当部
２１４ 初期送信電力決定部
３０ ローカルエリア基地局装置
３０１ 初期送信電力設定部
３０２ ワイドエリア制御情報受信部
３０４ Discovery Signal生成部
３１３ 測定結果受信部

Claims (10)

1. ワイドエリア基地局装置及び／又はローカルエリア基地局装置と通信可能な移動端末装置であって、
   前記ローカルエリア基地局装置の検出に用いられる検出信号を、前記ローカルエリア基地局装置から受信する受信部と、
   前記移動端末装置がアイドル状態又はアクティブ状態に移行する前である場合、前記検出信号の受信結果に基づいて、前記ローカルエリア基地局装置に対するアクセスチャネルを用いて、ユーザＩＤを、前記ローカルエリア基地局装置に送信する送信部と、
   を具備することを特徴とする移動端末装置。
2. 前記受信部は、前記検出信号受信用の制御情報を前記ワイドエリア基地局装置から受信し、該制御情報に基づいて、前記検出信号を前記ローカルエリア基地局装置から受信することを特徴とする請求項１に記載の移動端末装置。
3. 前記送信部は、前記アクセスチャネル送信用の制御情報を前記ワイドエリア基地局装置から受信し、該制御情報に基づいて、前記アクセスチャネルを用いて、前記ユーザＩＤを、前記ローカルエリア基地局装置に送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動端末装置。
4. 前記送信部は、前記アクセスチャネルを用いて、前記ユーザＩＤに加えて、前記検出信号の測定結果を、前記ローカルエリア基地局装置に送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の移動端末装置。
5. 前記アクセスチャネル用の無線リソースは、前記検出信号を受信するための無線リソースと同頻度で割り当てられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の移動端末装置。
6. 前記移動端末装置がアクティブ状態に移行する場合に、前記送信部は、前記ワイドエリア基地局装置に対して、前記ユーザＩＤと関連付けられるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を送信し、
   前記受信部は、前記移動端末装置に対するローカルエリア基地局装置の割り当て指示を含むＲＡＣＨレスポンスを前記ワイドエリア基地局装置から受信し、該ワイドエリア基地局装置により割り当てられる前記ローカルエリア基地局装置からデータチャネルを受信することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の移動端末装置。
7. ワイドエリア基地局装置と接続されるローカルエリア基地局装置であって、
   移動端末装置における前記ローカルエリア基地局装置の検出に用いられる検出信号を送信する送信部と、
   アイドル状態又はアクティブ状態に移行する前の移動端末装置から、前記検出信号の受信結果に基づいて前記ローカルエリア基地局装置に対するアクセスチャネルを用いて送信される、ユーザＩＤを受信する受信部と、
   を具備することを特徴とするローカルエリア基地局装置。
8. 前記検出信号送信用の制御情報を、前記ワイドエリア基地局装置から受信する伝送路インタフェースを更に具備し、
   前記送信部は、前記制御情報に基づいて、前記検出信号を送信することを特徴とする請求項７に記載のローカルエリア基地局装置。
9. 前記伝送路インタフェースは、前記アイドル状態の移動端末装置から受信された前記ユーザＩＤを前記ワイドエリア基地局装置に送信し、前記ワイドエリア基地局装置から前記移動端末装置に対するデータチャネルの送信指示を受信し、
   前記送信部は、前記送信指示に基づいて、データチャネルを前記移動端末装置に送信することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のローカルエリア基地局装置。
10. ワイドエリア基地局装置及び／又はローカルエリア基地局装置と、移動端末装置との通信方法であって、前記移動端末装置において、
    前記ローカルエリア基地局装置の検出に用いられる検出信号を、前記ローカルエリア基地局装置から受信する工程と、
    前記移動端末装置がアイドル状態又はアクティブ状態に移行する前である場合に、前記検出信号の受信結果に基づいて、前記ローカルエリア基地局装置に対するアクセスチャネルを用いて、ユーザＩＤを、前記ローカルエリア基地局装置に送信する工程と、
    を有することを特徴とする通信方法。

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