図1は、HetNetの概念図である。図1に示すように、HetNetは、マクロセルM1−M3と地理的に重複するように多数のスモールセルSが配置される無線通信システムである。HetNetは、各マクロセルMを形成する無線基地局(以下、マクロ基地局という)MeNB、各スモールセルSを形成する無線基地局(以下、スモール基地局)SeNB、マクロ基地局MeNB及びスモール基地局SeNBの少なくとも一つと通信するユーザ端末UEとを含む。
図1に示すように、マクロセルM1−M3では、例えば、800MHzや2GHzなど、相対的に低い周波数帯のキャリア(以下、低周波数帯キャリアという)F1が用いられる。一方、多数のスモールセルSでは、例えば、3.5GHzなど、相対的に高い周波数帯のキャリア(以下、高周波数帯キャリアという)F2が用いられる。尚、800MHzや2GHz、3.5GHzはあくまでも一例である。マクロセルMのキャリアとして、3.5GHzが用いられてもよいし、スモールセルSのキャリアとして、800MHzや2GHz、800MHzや2GHz、1.7GHz等が用いられてもよい。
図1に示すHetNetでは、高周波数帯キャリアF2のキャパシティは、セル数が増大することにより、低周波数帯キャリアF1のキャパシティよりも高くなる。このため、伝送速度(スループット)を向上させるためには、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行うことが好ましい。
一方で、高周波数帯キャリアF2の伝搬特性は、低周波数帯キャリアF1の伝搬特性よりも悪い。すなわち、一般的に、高周波数帯キャリアF2は、低周波数帯キャリアF1に比べて、遠くまで伝搬しないという特性を持つ。また、スモールセルS(スモール基地局SeNB)のアンテナは、マクロセルMに比べて、低い位置に打たれる確率が高く、周辺のビルなどの構造物の影響を受けやすく、伝搬特性が悪くなると考えられる。このため、スモールセルS間のカバレッジホールによって、スモールセルS間のハンドオーバの失敗確率が増加したり、スモールセルSの圏外となる確率が増加したりするなど、ネットワーク品質の劣化を招く恐れがある。
このように、図1に示すHetNetにおいて、伝送速度(スループット)の向上のために、高周波数帯キャリアF2だけを用いて通信を行う場合、スモールセルS間のカバレッジホールによりネットワーク品質が劣化する恐れがある。
ところで、かかるネットワーク品質の劣化がユーザ体感に与える影響は、上述したように、Webブラウジングやeメールなどのベストエフォート型通信においては、比較的少ないと考えられる。一方で、音声サービス、音声のための発着信などのリアルタイム型通信においては、例えば、電話が切断されてしまう、緊急の電話を受信することができないなど、ユーザ体感に与える影響が大きくなると考えられる。
そこで、キャリアアグリゲーションのように、マクロセルMとスモールセルSとの双方において同時に通信を行うことで、スモールセルS間のカバレッジホールによるネットワーク品質(特に、音声サービスや発着信などのリアルタイム型通信の品質)の劣化を防止することも検討されている(例えば、文献1:TS36.300, Annex J.1, CA deployment scenario #4, 文献2:H.Ishii et al., “A Novel Architecture for LTE-B, C-plane/U-plane Split and Phantom Cell Concept,” IEEE Globecom 2012 Workshop, 2012)。
ここで、キャリアアグリゲーション(CA)とは、複数のコンポーネントキャリア(CC)を統合することで広帯域伝送を実現するものである。コンポーネントキャリアは、所定の帯域幅(例えば、20MHz)を有するキャリアであり、上述の低周波数帯キャリアF1や、高周波数帯キャリアF2などであってもよい。以下では、低周波数帯キャリアF1と高周波数帯キャリアF2との2CCを用いたキャリアアグリゲーションを説明する。なお、CAにおいて統合されるCCの数は、2に限られず、3以上(例えば、最大5)であってもよい。
図2は、HetNetにおけるキャリアアグリゲーション(CA)形態の説明図である。HetNetにおけるCA形態としては、基地局内キャリアアグリゲーション(Intra−eNB CA)と、基地局間キャリアアグリゲーション(Inter−eNB CA)とが想定される。
基地局内キャリアアグリゲーション(Intra−eNB CA)は、図2Aに示すように、マクロ基地局MeNBだけに通信制御部(例えば、BB(ベースバンド)処理部やスケジューリング部など)が設けられる装置構成、あるいは、ネットワーク構成で行われる。かかる装置構成、あるいは、ネットワーク構成では、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBとが光ファイバーで接続される。この場合、スモールセル基地局SeNBは、Remote Radio Headと呼ばれてもよい。また、マクロ基地局MeNBが、マクロセルMにおける低周波数帯キャリアF1を用いた通信とスモールセルSにおける高周波数帯キャリアF2を用いた通信との双方を制御する。
一方、基地局間キャリアアグリゲーション(Inter−eNB CA)は、図2Bに示すように、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBとの双方に通信制御部(例えば、BB(ベースバンド)処理部やスケジューリング部など)が設けられる装置構成、あるいは、ネットワーク構成で行われる。かかる装置構成、あるいは、ネットワーク構成では、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBとが、光ファイバー以外のリンク(有線又は無線を問わない)で接続されてもよい。また、マクロ基地局MeNBは、マクロセルMにおける低周波数帯キャリアF1を用いた通信を制御し、スモール基地局SeNBは、スモールセルSにおける高周波数帯キャリアF2を用いた通信を制御する。
図2Aの基地局内キャリアアグリゲーションや図2Bの基地局間キャリアアグリゲーションにおいては、マクロセルMとスモールセルSとの双方において同時に通信が行なわれる。このため、スモールセルS間のカバレッジホール(図1参照)をマクロセルMのカバレッジでカバーでき、スモールセルS間のカバレッジホールによるネットワーク品質の劣化を防止できる。より具体的には、音声サービスを常にマクロセルMから提供するという形で通信を行う場合、スモールセル間のカバレッジホールは、音声サービスに悪影響を与えないことになる。
しかしながら、図2Aの基地局内キャリアアグリゲーションでは、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBとを高コストの光ファイバーで接続する必要がある。このため、基地局内キャリアアグリゲーションは、コストの観点から好ましくない場合がある。
また、図2Bの基地局間キャリアアグリゲーションでは、マクロ基地局MeNB及びスモール基地局SeNBがそれぞれ、Uプレーン(ユーザデータ)の通信制御を行う。この場合、Uプレーンの終端の仕方によっては、基地局間キャリアアグリゲーションを行うシステムが複雑化し、結果として、高コストとなる恐れがある。
また、図2Aの基地局内キャリアアグリゲーション、及び、図2Bの基地局間キャリアアグリゲーションでは、ユーザ端末UEがマクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBとの双方と信号を送受信する必要があるため、ユーザ端末UEの消費電力が増大する恐れもある。
そこで、本発明者らは、キャリアアグリゲーションを行わずに、或いは、当該キャリアアグリゲーションを行う場合であってもユーザ端末UEにおける消費電力を軽減しながら、スモールセルS間のカバレッジホールによるネットワーク品質(特に、音声サービスや発着信などのリアルタイム型通信のサービス品質)の劣化を防止可能な無線通信方法を検討し、本発明に至った。
本発明に係る無線通信方法では、ユーザ端末UEは、マクロセルM(第1セル)を形成するマクロ基地局MeNB(第1無線基地局)とスモールセルS(第2セル)を形成するスモール基地局SeNB(第2無線基地局)との少なくとも一つと通信を行う。また、ユーザ端末UEは、第2キャリアにおいてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合に、第1キャリアにおいてマクロ基地局MeNBからページング信号を受信する。
ここで、第1キャリアとは、マクロセルMにおいてマクロ基地局MeNB(第1無線基地局)との通信に用いられる所定周波数帯のキャリアであり、例えば、低周波数帯キャリアF1であってもよい。また、第2キャリアとは、スモールセルSにおいてスモール基地局SeNB(第2無線基地局)との通信に用いられる所定周波数帯のキャリアであり、例えば、高周波数帯キャリアF2であってもよい。
また、「第1キャリアにおいてページング信号を受信する」とは、「第1キャリアにおいて、アイドル(Idle)状態と同等のメジャメント処理(測定処理)を行い、ページング信号を受信する」という意味であってもよい。以下に、アイドル状態におけるページング信号の受信処理、及び、メジャメント処理を詳細に説明する。
ユーザ端末UEは、アイドル状態においては、消費電力を抑制するため、所定周期(例えば、Paging cycleというパラメータで定義される周期)に基づき、ページング信号のモニターを行う。Paging cycleは、TS 36.331では、例えば、defaultPagingCycleとして定義されている。また、Paging cycleの値は、例えば、1.28 secや2.56 secである。また、ページング信号のモニターとは、自端末宛にページング信号が送信されるか否かを検出(監視)する処理のことを指す。すなわち、ユーザ端末UEは、Paging cycle毎に、自端末宛にページング信号が送信されるか否かを検出しようとする。
この場合、ユーザ端末UEは、ページング信号をモニターする必要のある時間においてのみ、自端末宛にページング信号が送信されるか否かを検出する処理を行う。すなわち、ユーザ端末UEは、ページング信号をモニターする必要のない時間においては、スリープ状態または省電力状態となり、消費電力を大幅に低減することが可能となる。このようなユーザ端末UEの動作は、DRX(Discontinuous Reception)と呼ばれてもよい。尚、アイドル状態におけるDRXの処理は、Paging DRXと呼ばれてもよい。また、後述する監視期間とは、かかる「ページング信号をモニターする必要のある時間」に相当する。
一方、アイドル状態であるか、コネクテッド状態であるかに関わらず、ユーザ端末UEは移動を行っており、ユーザ端末UEは、アイドル状態においても、サービングセル、及び、周辺セルの無線品質のメジャメントを行い、最も無線品質の良いセルがサービングセルから、周辺セルに変化した場合、ユーザ端末UEは、かかる最も無線品質の良い周辺セルをサービングセルとする。このようなアイドル状態におけるサービングセルの切り替えはCell reselectionと呼ばれる。ここで、無線品質とは、例えば、Reference Signal Received Power (RSRP)、または、Reference Signal Received Quality (RSRQ)であってもよい。尚、アイドル状態におけるかかるサービングセルは、ユーザ端末UEが在圏しているセルと呼ばれてもよい。尚、一般に、ユーザ端末UEは、ページング信号をモニターするタイミング、あるいは、そのタイミングの前後で(後述する監視期間であってもよい)、上述のサービングセル、及び、周辺セルのメジャメントを行うことにより、スリープ状態である時間を最大化し、消費電力の低減を図っている。Cell reselectionに関しては、例えば、TS 36.304、5.2章にその動作が規定されている。あるいは、Cell reselectionの要求条件は、例えば、TS 36.133、4.2章に規定されている。
ここで、ユーザ端末UEが適切にサービングセル、あるいは、周辺セルのメジャメントを行わない場合、すなわち、Cell reselectionが適切に行われない場合、最も無線品質の良いセルに在圏することができず、結果として、ページング信号の受信に失敗することになる。よって、上述の「第1キャリアにおいてページング信号を受信する」とは、「第1キャリアにおいて、アイドル状態と同等のメジャメント処理を行い、ページング信号を受信する」、あるいは、「第1キャリアにおいて、アイドル状態と同等のCell reselectionを行い、ページング信号を受信する」と同義となる。
例えば、ユーザ端末UEが、第2キャリアにおいてスモール基地局SeNBと通信を行っている状態で、音声呼の着信が発生した場合、従来の方法では、スモール基地局SeNBが、すでに確立されているコネクションを用いて、ユーザ端末UEに対して、かかる音声呼の着信が発生したことを通知する。この場合、例えば、個別のRRC制御信号が用いられる。この場合、ユーザ端末UEとスモール基地局SeNBのコネクションの無線品質が良い場合には問題ないが、上述したように、第2キャリアにおいてはスモールセルS間のカバレッジホールの確率が高く、ユーザ端末UEが、たまたまかかるカバレッジホールに位置した場合には、音声呼の着信処理が正常に行われない、という事象が発生する。すなわち、第2キャリアにおけるカバレッジホールの頻度が、第1キャリアにおけるカバレッジホールの頻度よりも大きい場合、音声呼の着信という観点でのサービス品質は劣化することになる。
あるいは、ユーザ端末UEとスモール基地局SeNBのコネクションの無線品質が良く、かかる音声呼の着信が正常に行われた場合にも、第2キャリアではカバレッジホールの頻度が高いため、ユーザ端末UEが、スモール基地局SeNB間のハンドオーバを行う際に、かかる音声呼が切断される可能性が高い。
また、ユーザ端末UEが、スモール基地局SeNBからマクロ基地局MeNBに異周波のハンドオーバ(Inter-frequency Handover)を行う際にも、第2キャリアの伝搬特性を考慮すると、第2キャリアでのスモール基地局SeNBとユーザ端末UEとの無線品質が急激に劣化する可能性があるため、結果として、音声呼が切断される可能性が高い。
よって、ユーザ端末UEが第2キャリアにおいてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合に、第1キャリアにおいてマクロ基地局MeNBからページング信号を受信することにより、スモールセルS間のカバレッジホールによるネットワーク品質(特に、音声サービスや着信(ページング)などのリアルタイム型通信の品質)の劣化を防止できる。
また、音声呼が発生した場合には、ユーザ端末UEは、基本的には、第1キャリアにおいてマクロ基地局MeNBと通信を行うため、ハンドオーバによる音声呼の切断も回避することが可能となる。
以上のように、本発明に係る無線通信方法では、ユーザ端末UEは、第2キャリアにおいてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合に、第1キャリアにおいて音声呼の発着信処理(上述のページング信号の受信、音声呼の発信処理を含む)を行う。このため、本発明に係る無線通信方法では、スモールセルS間のカバレッジホールによるリアルタイム型通信のサービス品質(例えば、音声サービスや発着信のサービス品質)の劣化を防止できる。
(無線通信方法)
以下、図3−図5を参照し、本発明の第1−第3態様に係る無線通信方法を詳細に説明する。以下では、第1キャリアとして低周波数帯キャリアF1が用いられ、第2キャリアとして高周波数帯キャリアF2が用いられる場合を説明するが、これに限られない。本発明に係る無線通信方法は、第1キャリア及び第2キャリアで同一の周波数帯のキャリアなどが用いられる場合にも適用可能である。
また、以下では、基地局間キャリアアグリゲーションが行なわれる構成(図2B)を想定するが、これに限られない。本発明に係る無線通信方法は、基地局内キャリアアグリゲーションが行なわれる構成(図2A)においても適用可能である。
図3Aは、本発明の第1態様に係る無線通信方法の説明図である。第1態様に係る無線通信方法では、ユーザ端末UEが高周波数帯キャリアF2においてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合に、第1キャリアにおいて音声呼を着信する動作について説明する。
図3Aに示すように、ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNBに対する初期セル接続処理を行う(ステップS101)。具体的には、ユーザ端末UEは、セルサーチによりマクロセルMを検出し、マクロ基地局MeNBに対するランダムアクセス処理、マクロ基地局MeNBとのコネクション(例えば、RRCコネクションなど)の確立処理などを行う。
なお、ステップS101における初期セル接続処理において、ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNBに対して、CA能力通知情報を送信してもよい。ここで、CA能力通知情報とは、ユーザ端末UEがキャリアアグリゲーション(CA)を行う能力を有するか否かを通知する情報である。CA能力通知情報としては、例えば、「UE Capability」などが用いられてもよい。
ユーザ端末UEは、セルサーチにより高周波数帯キャリアF2においてスモールセルSを検出する(ステップS102)。例えば、ユーザ端末UEは、スモール基地局SeNBから送信されている同期信号や参照信号に基づいて、スモールセルSを検出してもよい。あるいは、ユーザ端末UEは、スモール基地局SeNBから送信されている、かかる同期信号や参照信号以外の信号(例えば、ディスカバリー信号など)に基づいて、スモールセルSを検出してもよい。
ユーザ端末UEは、ステップS102でスモールセルSを検出すると、マクロ基地局MeNBからスモール基地局SeNBに対するハンドオーバ処理を行う(ステップS103)。具体的には、ユーザ端末UEは、スモール基地局SeNBとのコネクション(例えば、RRCコネクションなど)の確立処理を行う。一方、ユーザ端末UEは、ステップS101で確立されたマクロ基地局MeNBとのコネクションの解放処理を行う。
ステップS103でのハンドオーバ処理が完了すると、図4Aに示すように、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いて、スモール基地局SeNBとの通信を行う。高周波数帯キャリアF2のキャパシティは、一般に、マクロセルMで用いられる低周波数帯キャリアF1のキャパシティよりも高い。このため、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行うことにより、データスループットが向上する。
また、図4Bに示すように、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合、所定周期の監視期間で、マクロ基地局MeNBからページング信号が送信されるか否かを監視(monitor)する(ステップS104)。ここで、かかるページング信号が送信されるか否かを監視する処理は、上述したように、アイドル状態におけるページング信号の受信処理と同一、あるいは、同等であってもよい。また、かかるページング信号が送信されるか否かを監視する処理には、サービングセル、または、周辺セルの無線品質を測定するメジャメント処理、及び、サービングセルを切り替えるCell reselection処理が含まれてもよい。
具体的には、ユーザ端末UEは、上記監視期間においてマクロ基地局MeNBからページング通知情報が受信されるか否かを監視してもよい。ここで、ページング通知情報とは、マクロ基地局MeNBからページング信号が送信されることを通知する情報であり、例えば、P−RNTI(Paging Radio Network Temporary ID)が使用される下り制御チャネルなどが用いられる。かかる下り制御チャネルは、例えば、下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)、拡張下り制御チャネル(EPDCCH:Enhanced PDCCH)を用いて送信される。
なお、上記監視期間において、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いたスモール基地局SeNBとの通信を停止してもよい。具体的には、スモール基地局SeNBは、マクロ基地局MeNBから送信されるページング信号に関するユーザ端末UEの監視期間においてユーザ端末UEに対するPDSCH又は上り共有データチャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)の割り当てを停止してもよい。
ここで、かかる監視期間は、マクロ基地局MeNBからスモール基地局SeNBに事前に通知されてもよい。例えば、S103におけるハンドオーバ処理において、一般に、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBは、互いに制御信号のやり取りを行う。かかる制御信号に、前記監視期間が通知されてもよい。あるいは、かかる監視期間は、ユーザ端末UEから、スモール基地局SeNBに通知されてもよい。この場合、ユーザ端末UEは、第1キャリアにおけるサービングセルが切り替わる度に、スモール基地局SeNBに対して、かかる監視期間を通知してもよい。
あるいは、ユーザ端末UEは、自律的に、上記監視期間において、高周波数帯キャリアF2を用いたスモール基地局SeNBとの通信を停止してもよい。この場合、かかる監視期間において、スモール基地局SeNBが高周波数帯キャリアF2を用いてユーザ端末UEに送信した信号は破棄される。あるいは、かかる監視期間において、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いて信号を送信しない。
また、図4Cに示すように、ユーザ端末UEは、監視期間においてマクロ基地局MeNBからページング通知情報を受信した場合、当該ページング通知情報に基づいてマクロ基地局MeNBからページング信号を受信する(ステップS105)。当該ページング信号に自端末の識別子が含まれる場合、ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNBからの自端末の呼び出し(ページング)を検出する。
なお、マクロ基地局MeNBからのページング信号は、例えば、上記ページング通知情報である、P−RNTIを用いたPDCCH/EPDCCH(あるいは、そのPDCCH/EPDCCHにマッピングされる下り制御情報(DCI))が示す下り共有データチャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)を介して送信されてもよい。
ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNBからの自端末の呼び出し(ページング)を検出すると、マクロ基地局MeNBに対して、コネクション(例えば、RRCコネクションなど)の確立要求を送信する(ステップS106)。より具体的には、例えば、ユーザ端末UEは、ランダムアクセスプロシージャーを用いてRRC connection requestをマクロ基地局MeNBに対して送信することにより、かかるコネクション確立要求を送信してもよい。
マクロ基地局MeNBは、ユーザ端末UEからのコネクションの確立要求を受信すると、ステップS101におけるCA能力通知情報に基づいて、ユーザ端末UEがキャリアアグリゲーションを行う能力(以下、CA能力という)を有するか否かを判定する(ステップS107)。
ユーザ端末UEがCA能力を有する場合(ステップS107;Yes)、マクロ基地局MeNBとユーザ端末UEとの間のコネクションの確立処理が行なわれる(ステップS108)。ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNBとのコネクションの確立処理が完了すると、スモール基地局SeNBに対してコネクション確立通知を送信する(ステップS109)。ここで、コネクション確立通知とは、マクロ基地局MeNBとのコネクションが確立されたことを通知する通知情報である。
コネクション確立通知に応じて、図5Aに示すように、基地局間キャリアアグリゲーションによって、低周波数帯キャリアF1及び高周波数帯キャリアF2の双方を用いた通信が行なわれる(ステップS110)。
尚、ステップS109の前、あるいは、後で、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBは、互いに制御信号をやり取りし、基地局間キャリアアグリゲーションを用いた通信を確立するための制御処理を行うように構成されていてもよい。尚、上記に示すような、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBの間の制御信号のやり取りが行われる場合には、ステップS109はスキップされてもよい。
一方、ユーザ端末UEがCA能力を有しない場合(ステップS107;No)、マクロ基地局MeNBとユーザ端末UEとの間のコネクションの確立処理が行なわれる(ステップS111)。当該確立処理が完了すると、図5Bに示すように、スモール基地局SeNBとユーザ端末UEとの間のコネクションの解放処理が行なわれる(ステップS112)。これにより、低周波数帯キャリアF1だけを用いた通信が行なわれる。
或いは、ユーザ端末UEがCA能力を有しない場合(ステップS107:No)、図5Cに示すように、スモール基地局SeNBは、ユーザ端末UEに対して、スモール基地局SeNBからマクロ基地局MeNBへのハンドオーバ指示を送信してもよい(ステップS113)。ここで、ハンドオーバ指示は、スモール基地局SeNBとのコネクションをマクロ基地局MeNBとのコネクションに引継ぐ(ハンドオーバする)ことを指示する指示情報である。かかるハンドオーバ指示は、マクロ基地局MeNBからの指示に基づいて行われてもよい。当該ハンドオーバ指示に応じて、ユーザ端末UEは、スモール基地局SeNBからマクロ基地局MeNBへのハンドオーバ処理を行う(ステップS114)。
尚、上述した例においては、ステップS107において、ユーザ端末UEがCA能力を有するか否かに基づいて、ステップS109、S110に進むか、ステップS111、S112、または、ステップS113、S114に進むかが判定されたが、本発明に係る別の実施形態においては、基地局間キャリアアグリゲーション(Inter-eNB CA)は行わないという運用方針のもと、ステップS107が省略され、常に、ステップS111、S112、または、ステップS113、S114に進むように処理が行われてもよい。
以上の本発明の第1態様に係る無線通信方法によれば、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合であっても、低周波数帯キャリアF1を用いてマクロ基地局MeNBからページング信号を受信する。このため、スモールセルS間のカバレッジホールによる音声サービスの着信失敗を防止することができ、ネットワーク品質(特に、音声サービスや音声サービスの着信などのリアルタイム型通信のサービス品質)の劣化を防止できる。
尚、上述のページング信号は、音声の着信のためのページング信号ではなく、システムインフォメーションの変更を通知するページング信号や、ETWSのPrimary notificationやSecondary notificationを通知するページング信号、CMASのnotificationを通知するページング信号であってもよい。
図3Bは、本発明の第2態様に係る無線通信方法の説明図である。第2態様に係る無線通信方法では、ユーザ端末UEが高周波数帯キャリアF2においてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合に、第1キャリアにおいて音声呼を発信する動作について説明する。
以下では、図3Aと同等、あるいは、同一の処理に関しては、説明を省略し、図3Aと異なる部分を主に説明する。図3BのステップS201、S202、S203は、それぞれ、図3AのステップS101、ステップS102、ステップS103と同一であるため、説明を省略する。
ステップS204において、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合、所定周期の監視期間で、マクロ基地局MeNBからページング信号が送信されるか否かを監視(monitor)する。ここで、かかるページング信号が送信されるか否かを監視する処理は、上述したように、アイドル状態におけるページング信号の受信処理と同一、あるいは、同等であってもよい。また、かかるページング信号が送信されるか否かを監視する処理には、サービングセル、または、周辺セルの無線品質を測定するメジャメント処理、及び、サービングセルを切り替えるCell reselection処理が含まれてもよい。かかる監視に関する処理に関しては、上述と同一であるため、その詳細の説明は省略する。
ステップS205において、ユーザ端末UEから音声サービスの発信処理がトリガーされる。より具体的には、例えば、ユーザが音声サービスの発信ボタンを押すことにより(ユーザ端末UEがユーザからの音声サービスの発信要求を受け付けることにより)、かかる発信処理がトリガーされてもよい。
ユーザ端末UEは、発信処理がトリガーされると、マクロ基地局MeNBに対して、コネクション(例えば、RRCコネクションなど)の確立要求を送信する(ステップS206)。より具体的には、例えば、ユーザ端末UEは、ランダムアクセスプロシージャーを用いてRRC connection requestをマクロ基地局MeNBに対して送信することにより、かかるコネクション確立要求を送信してもよい。
尚、図3BのステップS207―S214は、それぞれ、図3AのステップS107−S114と同一であるため、説明を省略する。
以上の本発明の第2態様に係る無線通信方法によれば、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合であっても、音声発信の処理がトリガーされた場合に、低周波数帯キャリアF1を用いてマクロ基地局MeNBに対して発信処理を行う。このため、スモールセルS間のカバレッジホールによる音声サービスの発信失敗、あるいは、発信した後におけるコネクションの切断等の問題を防止することができ、ネットワーク品質(特に、音声サービスや音声サービスの着信/発信などのリアルタイム型通信のサービス品質)の劣化を防止できる。
また、本発明の第2態様に係る無線通信方法によれば、マクロ基地局MeNBからのページング信号に応じた通信(例えば、音声サービスなどのリアルタイム型通信)が、低周波数帯キャリアF1を用いて行なわれる。このため、スモールセルS間のカバレッジホールにより音声サービスなどのリアルタイム型通信のサービス品質劣化を防止できる。
また、本発明の第2態様に係る無線通信方法によれば、マクロ基地局MeNBからのページング信号に応じた通信(例えば、音声サービスなどのリアルタイム型通信)が行なわれる場合にだけ、基地局間キャリアアグリゲーションが行なわれる。このため、常に基地局間キャリアアグリゲーションを行う場合と比較して、ユーザ端末UEにおける消費電力の増大を防止できる。
図3Cは、本発明の第3態様に係る無線通信方法の説明図である。第1態様及び第2態様に係る無線通信方法では、ステップS103(あるいは、S203)において、マクロ基地局MeNBからスモール基地局SeNBに対するハンドオーバ処理が行われる。この場合、ステップS104(あるいは、ステップS204)において、ユーザ端末UEとマクロ基地局MeNBのコネクションは切断されており、ユーザ端末UEの状態は、低周波数帯キャリアF1に関しては、アイドル状態、あるいは、アイドル状態と同等の状態である。
一方、第3態様に係る無線通信方法においては、ステップS103(あるいは、S203)において、マクロ基地局MeNBからスモール基地局SeNBに対するハンドオーバ処理が行われる代わりに、ユーザ端末UEと、マクロ基地局MeNB、及び、スモール基地局SeNBとの間に基地局間キャリアアグリゲーションの通信が確立されてもよい。この場合、ステップS104(あるいは、ステップS204)に相当する状態において、ユーザ端末UEとマクロ基地局MeNBとの間のコネクションは、スリープ状態、あるいは、DRX状態、あるいは、Super Long DRX状態に設定されてもよい。
すなわち、ステップS104(あるいは、ステップS204)における、ユーザ端末UEとマクロ基地局MeNBとのコネクションは、コネクションが確立されていない状態(アイドル状態、あるいは、アイドル状態相当)であってもよいし、コネクションが確立されているが、省電力モードである状態(Connected状態だが、DRX状態、あるいは、Super Long DRX状態である状態)であってもよい。
このように、第3態様に係る無線通信方法は、第1及び第2態様に係る無線通信方法と適宜組み合わせることができる。以下では、図3Aと同等、あるいは、同一の処理に関しては、説明を省略し、図3Aと異なる部分を主に説明する。図3CのステップS301、S302は、それぞれ、図3AのステップS101、ステップS102と同一であるため、説明を省略する。
図3Cに示すように、ユーザ端末UEは、ステップS302でスモールセルSを検出すると、マクロ基地局MeNBとのコネクションに加えて、スモール基地局SeNBとのコネクションを確立し、マクロ基地局MeNB、及び、スモール基地局SeNBとの基地局間キャリアアグリゲーション(Inter-eNB CA)を用いた通信状態を確立する。(ステップS303)
ステップS303での基地局間キャリアアグリゲーション(Inter-eNB CA)を用いた通信状態の確立処理を完了すると、図4Aに示すように、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いて、スモール基地局SeNBとの通信を行い、マクロ基地局MeNBとのコネクションは、スリープ状態、あるいは、DRX状態、あるいは、Super Long DRX状態に設定される。ここで、かかるスリープ状態、あるいは、DRX状態、あるいは、Super Long DRX状態においては、マクロ基地局MeNBとの通常のデータ信号のやり取りは行われない。
尚、ステップS303において、基地局間キャリアアグリゲーション(Inter-eNB CA)を用いた通信状態が確立された後、すぐに、前記スリープ状態、あるいは、DRX状態、あるいは、Super Long DRX状態が、マクロ基地局MeNBとユーザ端末UEとの間に設定されてもよいし、代わりに、Inter-eNB CAを用いた通信状態が確立された後、しばらくの間、ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNB、及び、スモール基地局SeNBの両方とデータ通信を行った後に、前記スリープ状態、あるいは、DRX状態、あるいは、Super Long DRX状態が、マクロ基地局MeNBとユーザ端末UEとの間に設定されてもよい。
ステップS304において、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合、所定周期の監視期間で、マクロ基地局MeNBからページング信号が送信されるか否かを監視(monitor)する。ここで、かかるページング信号が送信されるか否かを監視する処理は、上述したように、アイドル状態におけるページング信号の受信処理と同一、あるいは、同等であってもよい。また、かかるページング信号が送信されるか否かを監視する処理には、サービングセル、または、周辺セルの無線品質を測定するメジャメント処理、及び、サービングセルを切り替えるCell reselection処理が含まれてもよい。かかる監視に関する処理に関しては、上述と同一であるため、その詳細の説明は省略する。
あるいは、ステップS304において、ユーザ端末UEは、高周波数帯キャリアF2を用いてスモール基地局SeNBと通信を行っている場合、所定周期の監視期間で、マクロ基地局MeNBからページング信号とは異なる制御信号が送信されるか否かを監視(monitor)するように構成されていてもよい。尚、かかる制御信号が送信されるか否かを監視する処理は、上述した、アイドル状態におけるページング信号の受信処理と同等であってもよい。また、ユーザ端末UEは、ステップS304において、上述の処理に加えて、サービングセル、または、周辺セルの無線品質を測定するメジャメント処理、及び、サービングセルを切り替えるハンドオーバ処理を行ってもよい。また、かかる制御信号は、例えば、マクロ基地局MeNBとの間でデータ通信を再開することを指示する制御信号であってもよい。
また、図4Cに示すように、ユーザ端末UEは、監視期間においてマクロ基地局MeNBからページング信号、あるいは、前記制御信号を受信する(S305)。ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNBからの自端末の呼び出し(ページング)、あるいは、前記制御信号を検出すると、マクロ基地局MeNBに対して、データ通信の再開を要求する制御信号を送信する(ステップS306)。
マクロ基地局MeNBは、ユーザ端末UEからのデータ通信の再開要求を受信すると、ユーザ端末UEが、マクロ基地局MeNB、及び、スモール基地局SeNBと同時通信を行うか否かを判定する(ステップS307)。かかる同時通信を行うか否かは、ユーザ端末UEの能力に基づいて決定してもよいし、所定の運用方針等に基づいて決定してもよい。例えば、かかる同時送信は常に行われないという運用方針に基づく場合には、ステップS307は省略され、ステップS311、S312、または、ステップS313、S314に進むという処理が行われてもよい。
前記同時通信が行われる場合(ステップS307;Yes)、マクロ基地局MeNBとユーザ端末UEとの間のデータ通信の再開処理が行なわれる(ステップS308)。ユーザ端末UEは、マクロ基地局MeNBとのデータ通信の再開処理が完了すると、スモール基地局SeNBに対して、かかるデータ通信の再開を通知する制御信号を送信する(ステップS309)。
尚、ステップS308の前、あるいは、後で、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBは、互いに制御信号をやり取りしてもよい。より具体的には、例えば、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBは、マクロ基地局MeNBとユーザ端末との間のデータ通信の再開処理が行われたことの通知や、ステップS310における基地局間キャリアアグリゲーションの通信を構成するための制御信号をやり取りしてもよい。尚、上記に示すような、マクロ基地局MeNBとスモール基地局SeNBの間の制御信号のやり取りが行われる場合には、ステップS309はスキップされてもよい。
データ通信の再開を通知する制御信号に応じて、図5Aに示すように、基地局間キャリアアグリゲーションによって、低周波数帯キャリアF1及び高周波数帯キャリアF2の双方を用いた通信が行なわれる(ステップS310)。
一方、同時通信が行われない場合(ステップS307;No)、マクロ基地局MeNBとユーザ端末UEとの間で、データ通信の再開処理が行なわれる(ステップS311)。当該データ通信の再開処理が完了すると、図5Bに示すように、スモール基地局SeNBとユーザ端末UEとの間のコネクションの解放処理が行なわれる(ステップS312)。これにより、低周波数帯キャリアF1だけを用いた通信が行なわれる。
或いは、同時通信が行われない場合(ステップS307:No)、図5Cに示すように、スモール基地局SeNBは、ユーザ端末UEに対して、スモール基地局SeNBからマクロ基地局MeNBへのハンドオーバ指示を送信してもよい(ステップS313)。ここで、ハンドオーバ指示は、スモール基地局SeNBとのコネクションをマクロ基地局MeNBとのコネクションに引継ぐ(ハンドオーバする)ことを指示する指示情報である。当該ハンドオーバ指示に応じて、ユーザ端末UEは、スモール基地局SeNBからマクロ基地局MeNBへのハンドオーバ処理を行う(ステップS314)。
(無線通信システムの構成)
以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述の無線通信方法が適用される。図6−図8を参照し、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を説明する。
図6は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。なお、図6に示す無線通信システムは、例えば、LTEシステム、LTE−Aシステム、IMT−Advanced、4G、FRA(Future Radio Access)など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(コンポーネントキャリア)を一体としたキャリアアグリゲーションが適用されてもよい。
図6に示すように、無線通信システム1は、マクロセルC1を形成するマクロ基地局11と、マクロセルC1内に配置され、マクロセルC1よりも狭いスモールセルC2を形成するスモール基地局12a及び12bとを備えている。また、マクロセルC1及び各スモールセルC2には、ユーザ端末20が配置されている。ユーザ端末20は、マクロ基地局11及びスモール基地局12の双方と無線通信可能に構成されている。
マクロセルC1では、例えば、800MHzや2GHzなど、相対的に低い周波数帯のキャリア(以下、低周波数帯キャリアという)F1が用いられる。一方、スモールセルC2では、例えば、3.5GHzなど、相対的に高い周波数帯のキャリア(以下、高周波数帯キャリアという)F2が用いられる。なお、スモールセルC2では、マクロセルC1と同様に、低周波数帯キャリアF1が用いられてもよい。また、低周波数帯キャリアF1は、既存キャリア、レガシーキャリア、カバレッジキャリアなどと呼ばれてもよい。また、高周波数帯キャリアF2は、追加(additional)キャリア、キャパシティキャリアなどと呼ばれてもよい。
マクロ基地局11及び各スモール基地局12は、光ファイバー、又は、X2インターフェースなどの非光ファイバーを介して有線接続される。マクロ基地局11と各スモール基地局12とが光ファイバーを介して接続される場合、基地局内キャリアアグリゲーション(Intra−eNB CA)が行なわれてもよい。一方、マクロ基地局11と各スモール基地局12とが非光ファイバーを介して接続される場合、基地局間キャリアアグリゲーション(Inter−eNB CA)が行なわれてもよい。なお、マクロ基地局11と各スモール基地局12とは無線で接続されてもよい。
あるいは、マクロ基地局11及び各スモール基地局12との間に、上述のような接続(コネクション)が構築されないという形態であってもよい。この場合、スモール基地局12とマクロ基地局11は、ユーザ端末20を介して、必要な情報をやり取りしてもよい。
マクロ基地局11及び各スモール基地局12は、それぞれ上位局装置30に接続され、上位局装置30を介してコアネットワーク40に接続される。なお、上位局装置30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。なお、上位局装置30は、コアネットワーク装置或いは制御装置などと呼ばれてもよい。
なお、マクロ基地局11は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、eNodeB、無線基地局装置、送信ポイントなどと呼ばれてもよい。スモール基地局12は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、RRH(Remote Radio Head)、ピコ基地局、フェムト基地局、Home eNodeB、マイクロ基地局、送信ポイントなどと呼ばれてもよい。
また、スモール基地局12によって形成されるスモールセルC2は、サブフレームの先頭最大3OFDMシンボルにPDCCHが配置されるタイプのセルであってもよいし、当該PDCCHが配置されないタイプ(新キャリアタイプ、追加キャリアタイプ)のセル(ファントムセル)であってもよい。
以下、マクロ基地局11及びスモール基地局12を区別しない場合は、無線基地局10と総称する。各ユーザ端末20は、LTE、LTE−Aなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
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、図6に示す無線通信システムで用いられ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、各ユーザ端末20で共有されるPDSCH(下り共有データチャネル)と、下りL1/L2制御チャネル(PDCCH、PCFICH、PHICH、EPDCCH)とを有する。PDSCHにより、ユーザデータ及び上位レイヤ制御情報が伝送される。PDCCH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。また、EPDCCHにより、PDSCH及びPUSCHのスケジューリング情報等が伝送されてもよい。このEPDCCH(拡張下り制御チャネル)は、PDSCHと周波数分割多重される。
上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末20で共有されるPUSCH(上り共有データチャネル)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レイヤ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7は、本実施の形態に係る無線基地局10(マクロ基地局11及びスモール基地局12を含む)の全体構成図である。無線基地局10は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ101と、アンプ部102と、送受信部103と、ベースバンド信号処理部104と、呼処理部105と、伝送路インターフェース106とを備えている。
下りリンクにより無線基地局10からユーザ端末20に送信されるユーザデータは、上位局装置30から伝送路インターフェース106を介してベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、PDCPレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、RLC(Radio Link Control)再送制御の送信処理などのRLCレイヤの送信処理、MAC(Medium Access Control)再送制御、例えば、HARQの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部103に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部103に転送される。
各送受信部103は、ベースバンド信号処理部104からアンテナ毎にプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部102は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ101により送信する。
一方、上り信号については、各送受信アンテナ101で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部102で増幅され、各送受信部103で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部104に入力される。
ベースバンド信号処理部104では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、FFT処理、IDFT処理、誤り訂正復号、MAC再送制御の受信処理、RLCレイヤ、PDCPレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース106を介して上位局装置30に転送される。呼処理部105は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局10の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
図8は、本実施の形態に係るユーザ端末20の全体構成図である。ユーザ端末20は、MIMO伝送のための複数の送受信アンテナ201と、アンプ部202と、送受信部203と、ベースバンド信号処理部204と、アプリケーション部205とを備えている。
下り信号については、複数の送受信アンテナ201で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部202で増幅され、送受信部203で周波数変換され、ベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204では、FFT処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下り信号に含まれるユーザデータは、アプリケーション部205に転送される。アプリケーション部205は、物理レイヤやMACレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報もアプリケーション部205に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部205からベースバンド信号処理部204に入力される。ベースバンド信号処理部204では、再送制御(H−ARQ(Hybrid ARQ))の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、DFT処理、IFFT処理等が行われて各送受信部203に転送される。送受信部203は、ベースバンド信号処理部204から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部202は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ201により送信する。
次に、図9−図11を参照し、マクロ基地局11、スモール基地局12、ユーザ端末20の機能構成について詳述する。なお、以下では、基地局間キャリアアグリゲーションを行う場合の機能構成を説明するが、基地局内キャリアアグリゲーションを行う場合にも適宜変更して適用可能である。あるいは、下記の機能構成は、キャリアアグリゲーションを行わない場合、あるいは、ユーザ端末20がキャリアアグリゲーションの能力を持たない場合にも適宜変更して適用可能である。
図9は、本実施の形態に係るマクロ基地局11が有するベースバンド信号処理部104の機能構成図である。図9に示すように、マクロ基地局11は、通信処理部111、コネクション制御部112、ページング処理部113、CA能力判定部114、を具備する。なお、通信処理部111及び送受信部103は、本発明の通信部を構成する。
通信処理部111は、ユーザ端末20との所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)を用いた信号の送受信処理(例えば、変調、復調、符号化、復号化など)を行う。具体的には、通信処理部111は、PDCCH/EPDCCHを用いた下り制御情報(DCI)の送信処理、PDSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの送信処理を行う。また、通信処理部111は、PUCCHを用いた上り制御情報(UCI)の受信処理、PUSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの受信処理を行う。
コネクション制御部112は、通信処理部111を介して、ユーザ端末20との間のコネクション(例えば、RRCコネクションなど)の確立処理(establishment procedure)、解放処理(release procedure)、再確立処理(re-establishment procedure)などを制御する。
ページング処理部113は、ユーザ端末20に対するページング処理を行う。例えば、ページング処理部113は、上位局装置30(例えば、MME)から伝送路インターフェース106を介してページング信号を受信すると、ページング通知情報とページング信号とを送信するよう通信処理部111を制御してもよい。上述のように、ページング通知情報は、マクロ基地局11からページング信号が送信されることを通知する通知情報であり、例えば、P−RNTIを用いたPDCCH/EPDCCHであってもよい。また、ページング信号は、ページング通知情報である、P−RNTIを用いたPDCCH/EPDCCH(あるいは、そのPDCCH/EPDCCHにマッピングされる下り制御情報(DCI))によって割り当てられるPDSCHを用いて送信されてもよい。
CA能力判定部114は、ユーザ端末20のキャリアアグリゲーション(CA)能力を有するか否かを判定する。例えば、CA能力判定部114は、ユーザ端末20の初期セル接続処理においてユーザ端末20から通知されるCA能力通知情報(例えば、UE Capability)に基づいて、当該ユーザ端末20がCA能力を有するか否かを判定してもよい。
図10は、本実施の形態に係るスモール基地局12が有するベースバンド信号処理部104の機能構成図である。図10に示すように、スモール基地局12は、通信処理部121、コネクション制御部122、を具備する。なお、通信処理部121及び送受信部103は、本発明の通信部を構成する。
通信処理部121は、ユーザ端末20との所定周波数帯のキャリア(例えば、高周波数帯キャリアF2)を用いた信号の送受信処理(例えば、変調、復調、符号化、復号化など)を行う。具体的には、通信処理部121は、PDCCH/EPDCCHを用いた下り制御情報(DCI)の送信処理、PDSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの送信処理を行う。また、通信処理部121は、PUCCHを用いた上り制御情報(UCI)の受信処理、PUSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの受信処理を行う。
また、通信処理部121は、ユーザ端末20においてマクロ基地局11からのページング信号が送信されるか否かが監視される監視期間において、通信処理部121による通信を停止してもよい。具体的には、通信処理部121は、上記監視期間においてユーザ端末20に対するPDSCH又はPUSCHの割り当てを停止してもよい。
コネクション制御部122は、通信処理部121を介して、ユーザ端末20との間のコネクション(例えば、RRCコネクションなど)の確立処理(establishment procedure)、解放処理(release procedure)、再確立処理(re-establishment procedure)などを制御する。
例えば、コネクション制御部122は、ユーザ端末20からのコネクション確立通知に応じて、伝送路インターフェース106を介してマクロ基地局11との基地局間キャリアアグリゲーション(図5A参照)を制御してもよい。上述のように、コネクション確立通知とは、マクロ基地局11とのコネクションが確立されたことを通知する通知情報である。
また、コネクション制御部122は、ユーザ端末20に対して、スモール基地局12からマクロ基地局11へのハンドオーバ指示を送信するように、通信処理部121を制御してもよい。上述のように、ハンドオーバ指示は、スモール基地局12とのコネクションをマクロ基地局11とのコネクションに引継ぐ(ハンドオーバする)こと(図5C参照)を指示する指示情報である。
尚、図10に示すように、スモール基地局12は、マクロ基地局11と異なり、ページング処理部を持たないという構成であってもよい。あるいは、代わりに、スモール基地局12は、マクロ基地局11と同様に、ページング処理部を持つ、という構成であってもよい。この場合、例えば、マクロ基地局11からのページング信号を受信するユーザ端末20は、スモール基地局12が送信するページング信号を無視し(受信しようとせず)、その他のユーザ端末20は、スモール基地局12が送信するページング信号を受信する、という処理が行われてもよい。
図11は、本実施の形態に係るユーザ端末20が有するベースバンド信号処理部204の機能構成図である。図11に示すように、ユーザ端末20は、F1通信処理部211、F2通信処理部212、コネクション制御部213、ページング受信制御部214、を具備する。
なお、F1通信処理部211及び送受信部203は、本発明の第1通信部を構成する。また、F2通信処理部212及び送受信部203は、本発明の第2通信部を構成する。また、F1通信処理部211、F2通信処理部212は、物理的に、異なる構成(例えば、異なる回路など)で実現されてもよいし、同一の構成(例えば、同一の回路)で実現されてもよい。
また、図11において、ユーザ端末20は、F1通信処理部211とF2通信処理部212の2つの通信処理部を有するが、これは、ユーザ端末20がCarrier Aggregationをサポートするか否かと関連付けられるものではない。
すなわち、ユーザ端末20がCarrier Aggregationをサポートする場合、及び、ユーザ端末20がCarrier Aggregationをサポートしない場合の両方に関して、図11に示す構成が適用されてもよい。すなわち、ユーザ端末20がCarrier Aggregationをサポートする場合、F1通信処理部211とF2通信処理部212は、同時に通信処理を行ってもよい。
また、ユーザ端末20がCarrier Aggregationをサポートしない場合、F1通信処理部211とF2通信処理部212は、時間的に異なるタイミングで通信処理を行ってもよい。尚、かかる時間的に異なるタイミングで行われる通信処理とは、例えば、下り信号の受信処理や上り信号の送信処理等の物理レイヤの処理であり、RLCレイヤやPDCPレイヤ、RRCレイヤに関しては、同時に通信処理が行われてもよい。また、例えば、MACレイヤにおいては、一部の通信処理は同時に行われ、一部の通信処理は時間的に異なるタイミングで行われてもよい。
F1通信処理部211は、マクロ基地局11との所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)を用いた信号の送受信処理(例えば、変調、復調、符号化、復号化など)を行う。具体的には、F1通信処理部211は、PDCCH/EPDCCHを用いた下り制御情報(DCI)の受信処理、PDSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの受信処理を行う。また、F1通信処理部211は、PUCCHを用いた上り制御情報(UCI)の送信処理、PUSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの送信処理を行う。
また、本実施形態におけるF1通信処理部211は、F2通信処理部212が所定周波数帯のキャリア(例えば、高周波数帯キャリアF2)においてスモール基地局12と通信を行っている場合に、所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)において、アイドル状態と同等のCell reselection処理を行う。ここで、アイドル状態と同等のCell reselection処理とは、在圏するセル、及び、周辺セルの無線品質、例えば、RSRP、の測定を行い、ある所定のCriteriaを満たす場合には、在圏するセルを切り替える、といった処理を行ってもよい。Cell reselectionに関する処理は、例えば、TS 36.304、5.2章やTS 36.133、4.2章に記載されている。
F2通信処理部212が所定周波数帯のキャリア(例えば、高周波数帯キャリアF2)においてスモール基地局12と通信を行っている場合にも、F1通信処理部211は、所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)においてアイドル状態と同等のCell reselection処理を行うことにより、従来と同等の、すなわち、マクロセルC1により構成されるネットワークと同等のページング信号の受信品質を実現することが可能となる。
また、F2通信処理部212がスモール基地局12と通信を行っている場合に、F1通信処理部211が所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)においてアイドル状態と同等のCell reselection処理を行うことにより、ユーザ端末UEの消費電力が増加する可能性はあるが、アイドル状態におけるCell reselection処理自体は、低消費電力を実現することを前提として設計されているため、著しい消費電力の増加には結びつかないと考えられる。言い換えれば、F2通信処理部212がスモール基地局12と通信を行っている場合に、F1通信処理部211が所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)においてアイドル状態と同等のCell reselection処理を行い、かつ、F1通信処理部211またはページング受信制御部214がページング信号の受信処理を行うことにより、低消費電力を実現しつつ、従来と同等の、すなわち、マクロセルにより構成されるネットワークと同等のページング信号の受信品質を実現することが可能となる。
また、F1通信処理部211は、図3Bに示したように、ユーザ端末20が、所定周波数帯のキャリア(例えば、高周波数帯キャリアF2)を用いてスモール基地局12と通信を行っている場合であっても、音声発信の処理がトリガーされた場合に、所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)を用いてマクロ基地局11に対して発信処理を行うように構成されていてもよい。かかる発信処理は、コネクション制御部213からの指示に基づいて行われてもよい。
F2通信処理部212は、スモール基地局12との所定周波数帯のキャリア(例えば、高周波数帯キャリアF2)を用いた信号の送受信処理(例えば、変調、復調、符号化、復号化など)を行う。具体的には、F2通信処理部212は、PDCCH/EPDCCHを用いた下り制御情報(DCI)の受信処理、PDSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの受信処理を行う。また、F2通信処理部212は、PUCCHを用いた上り制御情報(UCI)の送信処理、PUSCHを用いた上位レイヤ制御情報又はユーザデータの送信処理を行う。
コネクション制御部213は、F1通信処理部211又はF2通信処理部212を介して、ユーザ端末20との間のコネクション(例えば、RRCコネクションなど)の確立処理(establishment procedure)、解放処理(release procedure)、再確立処理(re-establishment procedure)などを制御する。
例えば、コネクション制御部213は、F1通信処理部211を介して、マクロ基地局11に対する初期セル接続処理を制御してもよい。かかる場合、コネクション制御部213は、F1通信処理部211を介して、上述のCA能力通知情報をマクロ基地局11に送信してもよい。
また、コネクション制御部213は、ページング信号に基づいてマクロ基地局11とのコネクションを確立した場合、スモール基地局12とのコネクションの解放処理を行うようにF2通信処理部212を制御してもよい。
また、コネクション制御部213は、ページング信号に基づいてマクロ基地局11とのコネクションを確立した場合、スモール基地局12とのコネクションをマクロ基地局11とのコネクションにハンドオーバするように、F1通信処理部211及びF2通信処理部212を制御してもよい。なお、かかるハンドオーバは、スモール基地局12からのハンドオーバ指示(図3のステップS113参照)に基づいて行われてもよい。
また、コネクション制御部213は、ページング信号に基づいてマクロ基地局11とのコネクションを確立した場合、スモール基地局12に対して、コネクション確立通知(図3AのステップS109参照)を送信してもよい。上述のように、コネクション確立通知とは、マクロ基地局11とのコネクションを確立したことを通知する通知情報である。
尚、コネクション制御213は、ページング信号に基づいてマクロ基地局11とのコネクションを確立した場合にスモール基地局12に対してコネクション確立通知を送信する代わりに、マクロ基地局11からページング信号を受信したことを通知する制御信号をスモール基地局12に対して送信してもよい。
また、コネクション制御部213は、図3Bに示したように、ユーザ端末20が、所定周波数帯のキャリア(例えば、高周波数帯キャリアF2)を用いてスモール基地局12と通信を行っている場合であっても、音声発信の処理がトリガーされた場合に、F1通信処理部211に対して、所定周波数帯のキャリア(例えば、低周波数帯キャリアF1)を用いてマクロ基地局11に対して発信処理を行うように指示するように構成されていてもよい。尚、かかる音声発信の処理は、図8におけるアプリケーション部205によりトリガーされてもよい。
ページング受信制御部214は、通常のページングの受信処理を制御する。すなわち、アイドル状態において、在圏しているセルにおけるページングの受信処理を制御する。あるいは、アイドル状態、または、コネクテッド状態において、システムインフォメーションの変更を通知するページング信号やETWSのPrimary notificationやSecondary notificationを通知するページング信号、CMASのnotificationを通知するページング信号に関する受信処理を制御してもよい。
また、本発明の実施形態におけるページング受信制御部214は、F2通信処理部212がスモール基地局12と通信を行っている場合、F1通信処理部211を介したページングの受信処理を制御する。
具体的には、ページング受信制御部214は、F2通信処理部212がスモール基地局12と通信を行っている場合、所定周期の監視期間で、マクロ基地局11からページング信号が送信されるか否かを監視(monitor)する。
例えば、ページング受信制御部214は、監視期間においてF1通信処理部211によってページング通知情報が受信されるか否かを監視してもよい。上述のように、ページング通知情報は、PDCCH/EPDCCHを用いて受信されてもよい。
また、ページング受信制御部214は、監視期間においてF1通信処理部211によってページング通知情報が受信された場合、当該ページング通知情報に基づいてマクロ基地局11からページング信号を受信するようにF1通信処理部211を制御してもよい。上述のように、ページング信号は、上記ページング通知情報である、P−RNTIを用いたPDCCH/EPDCCH(あるいは、そのPDCCH/EPDCCHにマッピングされるDCI)が示すPDSCHを用いて、受信されてもよい。
また、ページング受信制御部214は、F1通信処理部211によってページング信号が受信された場合、当該ページング信号に自端末の識別子が含まれるか否かによって、自端末の呼び出し(ページング)を検出してもよい。ページング受信制御部214は、当該ページング信号に自端末の識別子が含まれる場合、マクロ基地局11とのコネクションを確立するようにコネクション制御部213に指示してもよい。
また、上述した、F1通信処理部211におけるCell reselection処理は、F1通信処理部211の代わりに、ページング受信制御部214により行われるように構成されていてもよい。あるいは、メジャメント処理等は、F1通信処理部211で行われ、Camp onするセルの選択に関する処理等が、ページング受信制御部214で行われるように構成されていてもよい。
また、ページング受信制御部214は、さらにF2通信処理部212に接続され、F2通信処理部212を介して、スモール基地局12から送信されるページング信号を無視する、あるいは、受信しても破棄する、あるいは、受信しようとしないという処理を行うように構成されていてもよい。この場合、スモール基地局12は、ページング信号を送信する/しないといった選択する必要がなく、常に、ページング信号を送信するという処理を行うことができるため、処理の簡単化が実現される。
尚、かかる実施例において、無視されるページング信号は、例えば、着信のためのページング信号、システムインフォメーションの変更を通知するページング信号やETWSのPrimary notificationやSecondary notificationを通知するページング信号、CMASのnotificationを通知するページング信号の内の一部であってもよい。
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、ユーザ端末20は、スモール基地局12と通信を行っている場合であっても、マクロ基地局11からページング信号を受信する。このため、スモールセルC2間のカバレッジホールによるページング信号の受信失敗を防止することができ、ネットワーク品質(特に、音声サービスや着信(ページング)などのリアルタイム型通信の品質)の劣化を防止できる。
尚、上述の実施形態において、ユーザ端末20がスモール基地局12と通信を行っている場合に、上位局装置30が、マクロ基地局11からページング信号が送信されるか否かを決定してもよい。
図12は、本実施の形態の変更例に係る上位局装置の動作を示すフローチャートである。図12に示すように、ステップS401において、上位局装置30は、新規に行われる通信が、音声サービスのための通信、あるいは、リアルタイムサービスのための通信であるか否かを判定する。
かかる新規に行われる通信が、音声サービスのための通信、あるいは、リアルタイムサービスのための通信である場合(ステップS401:Yes)、上位局装置30は、ユーザ端末20がスモール基地局12と通信を行っている場合に、マクロ基地局11からページング信号が送信されると決定する(ステップS402)。この場合、上位局装置30から、ページング信号が、マクロ基地局11に伝送され、上述のマクロ基地局11によるページング信号の送信処理が行われる。この場合、スモール基地局12は、以下に示す、データベアラ、あるいは、論理チャネルの追加処理は行わない。
かかる新規に行われる通信が、音声サービスのための通信、あるいは、リアルタイムサービスのための通信でない場合(ステップS401:No)スモール基地局12とユーザ端末20との間の通信において、かかる新規に行われる通信のためのデータベアラ、あるいは、論理チャネルが追加されると決定する(ステップS403)。この場合、上位局装置30から、かかるデータベアラ、あるいは、論理チャネルを追加するための制御信号が、スモール基地局12に伝送され、スモール基地局12及びユーザ端末20は、かかるデータベアラ、あるいは、論理チャネルの追加処理を行う。この場合、マクロ基地局11は、前記新規に行われる通信のためのページング信号を送信しない。
尚、S401に関する判定は、上述したように、新規に発生する通信のデータ種別に基づいて判定されてもよいし、あるいは、UE種別(ユーザ端末20の種別)や、UEの能力(ユーザ端末20の能力情報)、ネットワークの混雑状況など、その他の指標に基づいて判定されてもよい。あるいは、上述の指標の全て、あるいは、少なくとも1つに基づいて判定されてもよい。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。