以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明を実施し得る唯一の実施の形態を示すためのものではない。
以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。通常の技術者にとって、本発明をこのような具体的な細部事項なしにも実施できることは明らかである。
いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示してもよい。
明細書全体を通じて、ある部分がある構成要素を“含む(又は、備える)”としたとき、これは、別に記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
また、明細書に記載された「…部」という用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの結合によって具現することができる。なお、「1つ(a又はan)」、「1つ(one)」、及び類似関連文句は、本発明を記述する文脈において本明細書に別に指示されていたり文脈によって明らかに反駁されない限り、単数及び複数の両方を含む意味で使われてもよい。
なお、本発明の実施例で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたものであり、別に定義されない限り、技術的又は科学的な用語を含めて、ここで使われる全ての用語は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって一般に理解されるのと同じ意味を有する。このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更されてもよい。
明細書の全体において第1、第2などの用語を様々な構成要素を説明するために使うことができる。ただし、これらの構成要素は上記の用語によって限定されてはならず、これらの用語は、一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的にのみ使用する。例えば、本発明の権利範囲内で第1構成要素を第2構成要素と命名してもよく、同様に第2構成要素を第1構成要素と命名してもよい。
以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明を実施し得る唯一の実施の形態を示すためのものではない。
図1は、本発明を適用し得る一般的な無線接続ネットワークシステムを例示する図である。
図1は、本発明を適用し得る一般的な無線接続ネットワークシステムであり、基地局(Base Station;BS)110と一つ以上のユーザ装置(User Equipment;UE)100a,100bを含むことができる。
本発明において、基地局110はユーザ装置100a,100bと直接的に通信するネットワークの終端ノード(terminal node)としての意味を有する。また、本発明において基地局110によって行われると説明された特定動作は、場合によって、基地局の上位ノード(upper node)によって行われてもよい。
すなわち、基地局110を含む複数のネットワークノード(network nodes)で構成されるネットワークにおいてユーザ装置との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行われることは自明である。
本発明において、基地局110は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、アクセスポイント(AP:Access Point)などの用語にしてもよい。
また、ユーザ装置100a,100bは、端末(Terminal)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)、SS(Subscriber Station)、AMS(Advanced Mobile Station)、WT(Wireless terminal)、MTC(Machine−Type Communication)装置、M2M(Machine−to−Machine)装置、D2D装置(Device−to−Device)などの用語にしてもよい。
本発明の実施例は、無線接続システムであるIEEE 802システム、3GPPシステム、3GPP LTE及びLTE−A(LTE−Advanced)システム、及び3GPP2システムの少なくとも一つにおいて実現するすることができ、それらの少なくとも一つを開示の標準文書によって裏付けることができる。
また、以下の技術は、CDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)などのような様々な無線接続システムに用いることができる。
CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)によって具現することができ、TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM(登録商標) Evolution)のような無線技術によって具現することができる。
また、OFDMAは、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などのような無線技術によって具現することができ、UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(long term evolution)は、E−UTRAを用いるE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、下りリンクでOFDMAを採用し、上りリンクでSC−FDMAを採用する。LTE−A(Advanced)は、3GPP LTEの進化を意味する。
図2は、本発明を適用し得る異種ネットワーク環境を示す図である。
上述したように、次世代無線接続ネットワークでは、マルチメディアなどのデータサービスをより安定的に保障するために、マクロセルベースの同種網と併せて低電力/近距離通信のためのスモールセル(例えば、ピコセル又はフェムトセル)が混在する階層的セル構造或いは異種セル構造への関心が高まっている。マクロセル基地局の追加設置は、システム性能の向上を考慮するとき、費用及び複雑度の側面において非効率的であるためである。
一方、無線接続ネットワークで考慮される異種網の構造は、図2に示す形態とすることができる。一つのマクロセル中には複数のスモールセルが共存し、各スモールセル基地局は、セル指定(cell coordination)方式でリソースの割り当てを受けて端末をサービスする。
これらのスモールセルは、アクセス(Access)方式によって、次の2種類に区別することができる。
その第一はCSG(Closed Subscriber Group)であり、その第二はOSG(Open Access Subscriber Group)である。CSGは、自身に接近してもよい端末をグルーピングしてCSG ID(Identification)を与え、CSG IDを有する端末とそうでない端末がCSGにアクセスしたときに差別を与えることができる。すなわち、認証無しではアクセスを許容しない。一方、OSGは、全ての端末が認証無しで接続できるセルを意味する。
図3は、本発明で用い得るキャリア結合(Carrier Aggregation;CA)を説明するための図である。
図3では、一つ以上のコンポーネントキャリア(Component Carrier)を結合したキャリア結合を示している。
キャリア結合はLTE−Aの代表的な技術であり、まずはLTEとLTE−Aについて説明する。
LTEシステムは、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)から進化した移動通信システムであり、国際標準化機構である3GPP(3rd Generation Partnership Project)で標準が制定された。
LTEシステム構造は、大きく、E−UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)とEPC(Evolved Packet Core)を含むことができる。E−UTRANは、端末(UE)と基地局(eNB)で構成され、UE−eNBの間をUuインターフェース、eNB−eNBの間をX2インターフェースと呼ぶ。EPCは、制御プレーン(Control−Plane)機能を担当するMME(Mobility Management Entity)とユーザプレーン(User−Plane)機能を担当するS−GW(Serving Gateway)で構成され、eNB−MMEの間をS1−MMEインターフェース、eNB−S−GWの間をS1−Uインターフェースと呼び、両者を総称してS1インターフェースとも呼ぶ。
LTE−A(Long Term Evolution Adavanced)システムは、LTEシステムをITU−R(International Telecommunication Union−Radiocommunication sector、国際電気通信連合−無線通信部分)で勧告する4世帯移動通信条件であるIMT−Advanced条件に合わせて発展させたシステムであり、現在、LTEシステム標準を開発した3GPPではLTE−Aシステム標準の開発が盛んである。
LTE−Aシステムで新しく追加される代表的な技術としては、使用帯域幅を拡張して柔軟(flexible)に使用できるようにするキャリア結合(CA)技術を挙げることができる。
キャリア結合(CA)とは、既存LTEシステムで有し得るキャリア(Carrier)をコンポーネントキャリア(Component Carrier)と定義し、このようなコンポーネントキャリアを、図3に示すように最大5個まで束ねて用いることができる技術を意味する。コンポーネントキャリアとしては、LTEシステムのように最大20MHzの帯域幅を有することができるので、LTE−Aのキャリア結合(CA)技術は、最大100MHzまで帯域幅を拡張できる概念である。このように複数個のコンポーネントキャリア(CA)を束ねて用いる技術をキャリア結合(CA)と呼ぶ。
図4は、本発明で用い得るキャリア結合が適用されるLTE−Aシステムにおいてサブフレームの構造を示す図である。
図4を参照すると、図4(a)は、1個のコンポーネントキャリアを用いる単一コンポーネントキャリア(Single Component Carrier)状態での上りリンク及び下りリンクのサブフレーム構造を示しており、この場合、既存LTEシステムと同様に20MHzの帯域幅を有する。
また、図4(b)は、複数のコンポーネントキャリアを用いるマルチプルコンポーネントキャリア(Multiple Component Carrier)状態での上りリンク及び下りリンクのサブフレーム構造を示している。図4(b)では3個のコンポーネントキャリアを束ねてキャリア結合を行っているので、帯域幅は60MHzになっている。
一般的な無線通信システムでは、上りリンクと下りリンク間の帯域幅は異なるように設定されても、主に1つのコンポーネントキャリアのみを考慮している。3GPP LTEにおいても、図4(a)に示すように、単一コンポーネントキャリアを基にして、上りリンクと下りリンクを構成するコンポーネントキャリアの数がそれぞれ1個であり、上りリンクの帯域幅と下りリンクの帯域幅とが一般に対称となる。
一方、3GPP LTEシステムは、下りリンクと上りリンクに対してそれぞれ1つのコンポーネントキャリアが定義されている状況下で、下りリンクの帯域幅と上りリンクの帯域幅とが同じであるか又は異なる場合に対してのみ支援されるシステムを意味する。例えば、GPP LTEシステムは、最大20MHzを支援し、上りリンク帯域幅と下りリンク帯域幅とが異なってもよいが、上りリンクと下りリンクに1つのコンポーネントキャリアのみを支援する。
これに対し、キャリア結合は、複数のコンポーネントキャリアを支援する。キャリア結合は、増加する収率(throughput)を支援し、広帯域RF(Radio Frequency)素子の導入によるコスト高を防止し、既存システムとの互換性を保障するために導入される。例えば、20MHz帯域幅を有するコンポーネントキャリア単位のグラニュラティ(granularity)として5個の搬送波が割り当てられると、最大100MHzの帯域幅を支援することができる。
キャリア結合は、周波数領域で連続したコンポーネントキャリアが結合してなる隣接(contiguous)キャリア結合と、不連続したコンポーネントキャリアが結合してなる非隣接(non−contiguous)キャリア結合とに区別される。
一方、下りリンクと上りリンクとの間において結合されるコンポーネントキャリアの数は互いに異なるように設定されてもよい。下りリンクコンポーネントキャリアの個数と上りリンクコンポーネントキャリアの個数とが同じ場合を対称的(symmetric)キャリア結合といい、その数が異なる場合を非対称的(asymmetric)キャリア結合という。
多重搬送波のサイズ(すなわち、帯域幅)は互いに異なってもよい。例えば、図4(b)のように、60MHz帯域の構成のために3個の搬送波が用いられる場合、20MHz carrier(carrier #1)+20MHz carrier(carrier #2)+20MHz carrier(carrier #3)のように構成されてもよい。
以下、本発明では、隣接キャリア結合及び/又は非隣接キャリア結合を用いることができ、また、対称的キャリア結合又は非対称的キャリア結合のいずれをも用いることができる。
図5は、本発明で用い得る3GPP LTEシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。
図5を参照すると、電源が消えた状態で電源がついたり、新しくセルに進入したりした端末は、S501段階で表すように、基地局と同期を取るなどの初期セル探索(Initial cell search)作業を行う。そのために、端末は基地局から1次動期チャネル(P−SCH:Primary Synchronization Channel)及び2次動期チャネル(S−SCH:Secondary Synchronization Channel)を受信して基地局と同期を取り、セルIDなどの情報を取得する。
その後、端末は基地局から物理放送チャネル(PBCH:Physical Broadcast Channel)信号を受信してセル内放送情報を取得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階で下りリンク参照信号(DL RS:Downlink Reference Signal)を受信して下りリンクチャネル状態を確認することができる。
初期セル探索を終えた端末は、S502段階で、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)及び物理下りリンク制御チャネル情報に基づく物理下りリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Control Channel)を受信して、より具体的なシステム情報を取得することができる。
その後、端末は基地局への接続を完了するために、段階S503乃至段階S506のようにランダムアクセス手順を行うことができる。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH:Physical Random Access Channel)でプリアンブル(preamble)を送信し(S503)、物理下りリンク制御チャネル及びこれに対応する物理下りリンク共有チャネルでプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる(S504)。競合ベースランダムアクセスでは、端末は追加の物理ランダムアクセスチャネル信号の送信(S505)を行うことができる。一方、S505段階に対する応答として、物理下りリンク制御チャネル信号及びこれに対応する物理下りリンク共有チャネル信号の受信(S506)のような衝突解決手順(Contention Resolution Procedure)が行われてもよい。
上述したような手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク/下りリンク信号送信手順として、物理下りリンク制御チャネル信号及び/又は物理下りリンク共有チャネル信号の受信(S507)及び物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)信号及び/又は物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)信号の送信(S508)を行うことができる。
端末が基地局に送信する制御情報を総称して上りリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)という。UCIは、HARQ−ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative−ACK)、SR(Scheduling Request)、CQI(Channel Quality Indication)、PMI(Precoding Matrix Indication)、RI(Rank Indication)情報などを含む。
LTEシステムにおいてUCIは一般にPUCCHで周期的に送信されるが、制御情報とトラフィックデータとが同時に送信されるべき場合にはPUSCHで送信されてもよい。また、ネットワークの要請/指示に応じてPUSCHでUCIが非周期的に送信されてもよい。
図6及び図7は、本発明で用い得る競合ベースランダムアクセス手順及び非競合ベースランダムアクセス手順をそれぞれ示す図である。
図6及び図7を参照すると、図6では競合ベースランダムアクセス手順を、図7では非競合ベースランダムアクセス手順を示している。このように、ランダムアクセス手順は、競合ベースランダムアクセス手順と非競合ベースランダムアクセス手順とに分類できる。
競合ベースランダムアクセス手順は、端末100が基地局200との接続のために送信するランダムアクセスチャネルプリアンブル(Random Access Channel Preamble)を任意に(Randomly)選択する。
これによって、複数の端末が同じ時点に同じランダムアクセスプリアンブルを選択して基地局に送信することが可能であり、このため、後で競合解消過程(Contention Resolution)が必要となる。
これに対し、図7に示すように、非競合ベースランダムアクセス手順では、基地局200が端末100に固有に割り当てたランダムアクセスプリアンブルを用いてランダムアクセス手順を行うので、端末100は他の端末と衝突することなくランダムアクセス手順を行うことができる。
すなわち、競合ベースランダムアクセス手順と非競合ベースランダムアクセス手順との最大の差異点は、ランダムアクセスプリアンブルが一つの端末に専用(dedicated)に指定されるか否かにあるといえる。
非競合ベースランダムアクセス手順では、端末が自身にのみ指定された専用ランダムアクセスプリアンブルを使用することから、他の端末との競合(又は衝突)が発生しないが、競合ベースランダムアクセスでは、1つ以上のランダムアクセスプリアンブルの中から端末が任意に選択したランダムアクセスプリアンブルを使用するので、競合が発生しうる。
ここでいう競合とは、2個以上の端末が同じリソースで同じランダムアクセスプリアンブルを用いてランダムアクセス手順を試みることを意味する。
再び図6を参照して、競合ベースランダムアクセス手順において端末と基地局の動作過程をより詳しく説明する。
(1)第1メッセージ送信(S601)
まず、端末は、システム情報又はハンドオーバー命令(Handover Command)によって指示するランダムアクセスプリアンブルの集合から任意に一つのランダムアクセスプリアンブルを選択し、該ランダムアクセスプリアンブルを送信できるPRACHリソースを選択して送信することができる(S601)。
(2)第2メッセージ受信(S602)
端末は、上記の段階S601のようにランダムアクセスプリアンブルを送信した後、基地局がシステム情報又はハンドオーバー命令で指示したランダムアクセス応答受信ウィンドウ内で、自身のランダムアクセス応答の受信を試みる(S602)。
さらにいうと、ランダムアクセス応答情報は、MAC PDUの形式で送信されてもよく、該MAC PDUは、PDSCHで伝達されてもよい。また、上記PDSCHで伝達される情報を車両用通信機器が確かに受信するために、端末はPDCCHをモニタリングすることが好ましい。
すなわち、PDCCHには、PDSCHを受信すべき端末の情報、PDSCHの無線リソースの周波数及び時間情報、そしてPDSCHの送信形式などが含まれていることが好ましい。
端末が自身に送信されるPDCCHの受信に成功すると、PDCCHの情報に基づいてPDSCHで送信されるランダムアクセス応答を確かに受信することができる。また、このランダムアクセス応答は、ランダムアクセスプリアンブル識別子(例えば、RAPID(Random Access Preamble IDentifier))、上りリンク無線リソースを知らせる上りリンク承認(UL Grant)、臨時セル識別子(Temporary C−RNTI)及び時間同期補正値(Timing Advance Command:TAC)を含むことができる。
このように、ランダムアクセス応答においてランダムアクセスプリアンブル識別子が必要な理由は、一つのランダムアクセス応答には一つ以上の端末のためのランダムアクセス応答情報が含まれうるためである。すなわち、上記の上りリンク承認(UL Grant)、臨時セル識別子及び時間同期補正値がどの端末に有効かを知らせる必要があるためである。
この段階で、端末は、段階S602で自身が選択したランダムアクセスプリアンブルと一致するランダムアクセスプリアンブル識別子を選択すると仮定する。これを用いて端末は上りリンク承認(UL Grant)、臨時セル識別子(Temporary C−RNTI)及び時間同期補正値(TAC)などを受信することができる。
(3)第3メッセージ送信(S603)
端末が自身に有効なランダムアクセス応答を受信した場合には、上記ランダムアクセス応答に含まれた情報をそれぞれ処理する。すなわち、端末はTACを適用させ、臨時セル識別子を記憶する。また、有効なランダムアクセス応答の受信に対応して送信するデータを、メッセージ3バッファーに記憶することができる。
一方、端末は、受信したUL承認を用いて、データ(すなわち、第3メッセージ)を基地局に送信する(S603)。
一方、第3メッセージには端末の識別子を含めなければならない。競合ベースランダムアクセス手順では基地局は、いかなる端末が当該ランダムアクセス手順を行うかが判断できないが、後で衝突解決をするためには端末を識別する必要があるためである。
端末の識別子を含める方法として2つの方法が議論されている。その一つは、端末がランダムアクセス手順を行う前に既に該当のセルから割り当てられた有効なセル識別子を有していると、端末はUL承認に対応する上りリンク送信信号で自身のセル識別子を送信する方法である。もう一つは、仮にランダムアクセス手順を行う前に有効なセル識別子が割り当てられていないと、端末は自身の固有識別子(例えば、S−TMSI又は任意ID(Random Identifier)を含めて送信する方法である。
一般に、上記の固有識別子はセル識別子よりも長い。端末は、UL承認に対応するデータを送信すると、衝突解決のためのタイマー(contention resolution timer;以下、“CRタイマー”)を始動する。
(4)第4メッセージ受信(S604)
端末がランダムアクセス応答に含まれたUL承認を用いて、自身の識別子を含むデータを送信した後、衝突解決のために基地局の指示を待つ。すなわち、特定メッセージを受信するためにPDCCHの受信を試みる(S604)。
上記PDCCHを受信する方法としても2つの方法が議論されている。前述したように、UL承認に対応して送信された第3メッセージが自身のセル識別子を用いて送信された場合、自身のセル識別子を用いてPDCCHの受信を試み、上記識別子が固有識別子である場合には、ランダムアクセス応答に含まれた臨時セル識別子を用いてPDCCHの受信を試みることができる。
その後、前者の場合、仮に衝突解決タイマーが満了する前に自身のセル識別子でPDCCHを受信すると、端末は正常にランダムアクセス手順が行われたと判断し、ランダムアクセス手順を終了する。
後者の場合には、衝突解決タイマーが満了する前に臨時セル識別子でPDCCHを受信すると、PDCCHが示すPDSCHが伝達するデータを確認する。仮に当該データの内容に自身の固有識別子が含まれていると、端末は正常にランダムアクセス手順が行われたと判断し、ランダムアクセス手順を終了する。
一方、上述したような第3メッセージ送信及び第4メッセージ受信を用いた衝突解決手順に成功しないと、端末は、他のランダムアクセスプリアンブルを選択してランダムアクセス手順を再び開始することができる。これによって、端末は基地局から第2メッセージを受信し、衝突解決手順のために第3メッセージを構成して基地局に送信することができる。
一方、図7を参照すると、非競合ベースランダムアクセス手順では、図6で説明した競合ベースランダムアクセス手順とは違い、基地局200が端末100に当該端末のみが唯一使用できるランダムアクセスプリアンブルを割り当てる(S701)。
端末100は、基地局200がS701段階で割り当てたランダムアクセスプリアンブルを用いて、図6で説明した方法と同じ方法で決定される初期送信電力又は再送信電力でランダムアクセスプリアンブルを基地局200に送信するランダムアクセス手順を行う(S702)。
これによって、端末は、図6で説明した競合ベースランダムアクセス手順とは違い、他の端末との衝突無しでランダムアクセス手順を行うことができる。
一方、端末100がS702段階で送信したランダムアクセスプリアンブルに対する応答としてランダムアクセス応答メッセージを基地局200から受信する場合、端末と基地局との接続が成立する(S703)。
図8は、本発明で用い得る二重接続の概念を説明するための図である。
図8を参照すると、マクロセル800とスモールセル810,820との間にはキャリア結合を行っていてもよい。すなわち、マクロセルは任意のn個(nは、任意の正の整数)のキャリアを使用し、スモールセルは任意のk個(kは、任意の正の整数)のキャリアを使用することができる。このとき、マクロセルとスモールセルのキャリアは、任意の同じ周波数キャリア(frequency carrier)を含んでもよく、任意の異なる周波数キャリアを含んでもよい。例えば、マクロセルが任意のF1、F2の周波数を使用し、スモールセルが任意のF2、F3の周波数を使用することができる。
スモールセルカバレッジ中に位置している任意の端末(UE)は、マクロセルとスモールセルに同時に接続されてもよく、マクロセルとスモールセルからサービスを同時に受けたり或いはTDM(Time Division Multiplexing)方式で受けることができる。マクロセル層(Macro cell layer)を介しては制御プレーン(C−plane)から提供される機能(例、接続管理(connection management)、移動性(mobility))のサービスを受けることができ、ユーザプレーンデータ経路(U−plane data path)の場合には、マクロセル、スモールセル、又はマクロセル及びスモールセルを選択することができる。例えば、VoLTE(voice over LTE)のように実時間データの場合には、スモールセルに比べてより移動性(mobility)が保障されるマクロセルで送信/受信を受けることができ、高効率サービス(best effect service)の場合には、スモールセルでサービスを受けることができる。マクロセルとスモールセルとの接続はバックホール(backhaul)でなされてもよく、バックホールは、理想的(ideal backhaul)或いは非理想的(non ideal backhaul)であってもよい。
また、マクロセルとスモールセルは、両方ともTDD或いはFDDシステムで構成されてもよく、いずれか一方がTDD、他方がFDDシステムとなるように構成されてもよい。
図8を参照して二重接続の概念について説明する。マクロセルとスモールセルが同じ周波数帯域を使用したり或いは異なる周波数帯域を使用することができる。二重接続が設定(configuration)された任意の端末(UE)は、マクロセルとスモールセルに同時に接続することができる。図8では、ユーザプレーンデータ経路をスモールセルとして設定した場合を示す。
ここでは、任意の端末(UE)がマクロセルとスモールセルに二重接続をすることについて述べたが、これは便宜のためのものであり、本発明は、セルタイプ(cell type)、例えば、マクロ、マイクロ、ピコ、フェムトなどによって制限されない。また、任意の二重接続端末(UE)がマクロセルをPcell(Primary Cell)、スモールセルをScell(Secondary Cell)としてキャリア結合(CA)を設定する場合を説明しているが、これは便宜のためのものであり、これと異なるように設定される場合にも本発明の適用は制限されない。
図9は、端末のセル間ハンドオーバー過程において本発明を適用し得るシナリオを説明するための図である。
図9を参照すると、端末(UE)が、スモールセルであるPcell 1をキャリア結合(CA)のPcell(Primary Cell)として接続を設定する場合(マクロセルの配置(deployment)と独立して適用可能であり、マクロセルと重なって(overlay)配置されていなくてもよく、或いは重なって配置されていてもよい)、端末(UE)が移動しつつPcell 1から他のセルであるPcell 2にハンドオーバー(Handover)手順を行う場合が発生しうる。すなわち、端末(UE)が位置移動をすることから、Pcell 1からPcell 2にハンドオーバー手順を行う場合である。
このとき、端末(UE)がハンドオーバーを行うためには、端末(UE)とターゲット基地局と見なし得るPcell 2とのTA(Timing Advance)値を取得して上りリンク同期化を行わなければならないが、本発明によれば、端末(UE)が、ソース基地局たるPcell 1とターゲット基地局たるPcell 2とのTA値を特定メッセージで取得することができる。
この時、端末(UE)が上記特定メッセージなどで取得した上記Pcell 1とPcell 2とのTA値を用いてハンドオーバーを行うと、端末(UE)は、ハンドオーバーを行うターゲット基地局であるPcell 2へのPRACH(Physical Random Access Channel)の送信及び上りリンク同期化(UL Synchronization)を行ってPcell 2からTA値を取得する過程を省略することができる。
図10は、二重接続端末のマクロセル間ハンドオーバー過程において本発明を適用し得るシナリオを説明するための図である。
スモールセルが任意の2つのマクロセルの境界(edge)に位置する場合、一つのマクロセルPcell 1とスモールセルScell 1に同時に接続している端末、すなわち、二重接続端末は、移動があるとき、既に接続しているマクロセルPcell 1から他のマクロセルPcell 2にハンドオーバー手順を行う場合が発生しうる。すなわち、図10に示すように、Pcell 1とScell 1に同時に接続している二重接続端末(UE)がPcell 2へ移動をすることから、当該端末はPCell1からPcell 2にハンドオーバー手順を行ってもよい。
このとき、端末(UE)がハンドオーバーを行うためには、端末(UE)とターゲット基地局と見なし得るPcell 2とのTA値を取得して上りリンク同期化を行わなければならないが、本発明によれば、端末(UE)はScell 1とPcell 2とのTA値をPcell 1(又は、Scell 1)からメッセージで取得することができる。
この時、端末(UE)が上記メッセージで取得したPcell 1(又は、Scell 1)とPcell 2とのTA値を用いてハンドオーバーを行うと、端末(UE)は、ハンドオーバーを行うターゲット基地局であるPcell 2へのPRACH送信及び上りリンク同期化を行ってPcell 2からTA値を取得する過程を省略することができる。
図11は、二重接続端末のスモールセル追加過程において本発明を適用し得るシナリオを説明するための図である。
図11を参照すると、マクロセルとスモールセルが重なっている状況で、マクロセルとスモールセルに同時に接続している二重接続端末(UE)は、移動しつつ他のスモールセルに接続する場合が発生しうる。
すなわち、上記のようにScell追加(Scell addition)過程が行われてもよく、Scellが活性化(activation)される場合、二重接続端末(UE)は、接続されているPcellとscellが、異なるTAグループに属するsTAグループ(Secondary Timing Advance Group)であれば、上記scellに上りリンク同期化を行うために非競合ベースランダムアクセス手順を行うことが一般的である。
例えば、図11に示すように、Pcell 1とScell 1に同時に接続している二重接続端末(UE)は、Scell 2側に移動をする場合、二重接続端末(UE)の測定(measurement)によってScell 2を追加(addition)することができ、また、Scell 2が活性化され、Scell 2がsTAグループに属する場合、Scell 2にランダムアクセス手順を行うことができる。
この場合、本発明によれば、端末(UE)はScell 1とScell 2とのTA値をPcell 1(又は、Scell 1、Scell 2)からメッセージで取得することができる。
このとき、端末(UE)がメッセージなどで取得したScell 1とScell 2とのTA値を用いると、端末(UE)は、Pcell 1(又は、Scell 1、Scell 2)からランダムアクセスプリアンブル割り当て(Random Access Preamble assignment)メッセージを受信しなくてもよく、ランダムアクセスプリアンブルメッセージを送信しなくてもよく、TA値を得るためにランダムアクセス応答メッセージを受信しなくてもよい。
一方、スモールセルが固定している(fixed)場合には、TA値の変化がほとんどないので、スモールセルが特定セルにPRACHを送信してスモールセルと特定セルとの間のTA値を取得する場合を、周辺の各端末(UE)がPRACHを送信する場合と比較してみると、前者の場合が相対的に少ないリソースを使用して済む。また、端末にとっては、あらかじめ取得したTA値をターゲット基地局との別の接続手順無しで直ちに使用できるため、端末が直接PRACHを送信して上りリンク同期化を行う場合に比べて、より速いハンドオーバー又はScell追加を行うことができる。
そこで、本発明では、図9乃至図11で説明したように、端末がターゲット基地局へのハンドオーバー又はScell追加過程を行う場合、基地局の取得したTA値を受信し、これを用いて上りリンク同期化を行うことを提案する。
一方、スモールセルが周辺のセルにPRACHを送信するためには、周辺のセルで使用する下りリンク周波数(Downlink frequency)帯域を受信し、また周辺のセルで使用している下りリンク周波数で信号を送信可能でなければならない。例えば、スモールセルが周辺のセルとバックホールで接続可能である場合に適用することができる。
以上の本発明の説明ではTA値を取得する基地局をスモールセル(或いは、マクロセル)としたが、実際に本発明の適用はセルタイプに制限されない。また、セルの他、リレー(relay)、エッグ(egg)などにも本発明を適用することができる。
図12は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行うために必要な情報をサービング基地局が他の基地局から受信する過程を説明するための図である。
スモールセルが周辺の特定セルにPRACH送信を行うトリガー(trigger)条件には様々なものがある。
スモールセルに接続している端末(UE)が新しい隣接セル(neighbor cell)を発見(detection)して、スモールセル(或いはマクロセル)に測定報告(measurement report)を行うことができる。この場合、SON(Self−organization network)が動作している状況では、スモールセル(或いはマクロセル)は、新しい隣接セル(neighbor cell)を隣接関係テーブル(neighbor relation table)又は隣接セルリスト(neighbor cell list)にアップデートすることができる。
端末(UE)の測定報告を受信したスモールセル(或いはマクロセル)がスモールセルと特定cellとのTA値を知っていない場合、スモールセルは周辺の特定セルにPRACHを送信することができる。
図12を参照すると、セル1(cell 1)200をサービングセルとする端末(UE)100が、セル2(cell 2)300を発見し、それに対する測定報告をセル1(200)に送信する(S1201)。
上記測定報告メッセージを受信したセル1(200)は、セル2(300)が自身の隣接セルリストに含まれていないか、或いはセル1(200)とセル2(300)間のTA値を知っていない場合に、セル1(200)はセル2(300)の周波数を測定(measurement)して、セル2(300)との下りリンク同期情報(DL sync)及びシステム情報(system information)を取得することができる。
その後、セル1(200)はセル2(300)にRACHInfo Requestメッセージを送信する(S1202)。このようなRACHInfo Requestメッセージは、メッセージのタイプ(当該メッセージがRACHInfo RACHInfo Requestメッセージであることを示す指示子(indicator))、セル1(200)のPCID(或いはGCID)、セル2(300)のPCID(或いはGCID)などで構成されてもよい。このようなメッセージは、セル1(200)とセル2(300)のX2インターフェースを介してバックホール(air−interface backhaulを含む。)などで送信されてもよい。
セル2(300)がセル1(200)からRACHInfo Requestメッセージを受信した場合に、セル2(300)がセル1(200)にRACHInfo Responseメッセージを送信することができる(S1203)。
RACHInfo Responseメッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがRACHInfo Responseメッセージであることを示す指示子(indicator))、セル1(200)のPCID(或いはGCID)、セル2(300)のPCID(或いはGCID)、PRACH設定情報(基地局が端末(UE)のために送信する情報であり、既存システム情報と移動性調節情報(mobility control information)を含む。)などで構成されてもよい。このようなメッセージは、セル1(200)とセル2(300)のX2インターフェースを介してバックホール(air−interface backhaulを含む。)などで送信されてもよい。
このようなRACHInfo Responseメッセージを受信したセル1(200)は、セル2(300)におけるPRACH関連プリアンブル及びリソースなどに関する情報を取得することができ、これに基づいてセル1(200)がセル2(300)にランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信することができる(S1204)。
このとき、セル1(200)は、セル2(300)から送信するPRACH設定メッセージによって、競合ベースランダムアクセスプリアンブルを送信してもよく、非競合ベースランダムアクセスプリアンブルを送信してもよい。
また、セル2(300)は、セル1(200)が端末(UE)ではなく基地局であることを認知するためには、セル1(200)に専用プリアンブル(dedicated preamble)を送信する方法を用いることもできる。
一方、セル1(200)から送信されたランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)をセル2(300)が発見した場合、セル2(300)は、セル1(200)とセル2(300)とのTA値を導出することができ、該導出されたTA値をランダムアクセス応答(Random Access Response)メッセージに含めてセル1(200)に送信することができる。このとき、セル2(300)がセル1(200)に送信できる、次のような様々な方法がある。
セル2(300)は、既存のランダムアクセス手順と同様に、セル1(200)が送信したリソースによって決定されるRA−RNTI値でCRCマスキング(masking)された下りリンク承認(DL grant)をコモンサーチスペース(common search space)で送信することができる。
また、セル2(300)は、下りリンク承認(DL grant)が割り当てるPDSCHに、セル1(200)とセル2(300)間のTA値を既存と同じ方法によって6ビットで送信することができる。
また、セル1(200)は、RA−RNTI値でCRCマスキングされた下りリンク承認(DL grant)が割り当てるPDSCHを受信してTA値を取得することもできる。
また、セル2(300)はセル1(200)にランダムアクセス応答(random access response)メッセージをX2インターフェースを介したバックホールで送信することもできる。このランダムアクセス応答メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがランダムアクセス応答メッセージであることを示す指示子)、セル1(200)のPCID(或いはGCID)、セル2(300)のPCID(或いはGCID)、TA値(6ビットで送信されてもよい。)などで構成されてもよい。
一方、セル1(200)が、自身がランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)を送信したセル2(300)からランダムアクセス応答(random access response)メッセージを受信した場合、セル1(200)はセル1(200)とセル2(300)とのTA値がわかる。
本発明では、このようにセル1(Cell 1)が取得したセル1(Cell 1)とセル2(Cell 2)間のTA値を端末が用いることができる。
図13は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行うために必要な情報をサービング基地局が他の基地局から受信する過程を説明するための図である。
ソース(Source)PCellとScellに二重接続している端末がソースPcellからターゲットPcellに位置移動することから、ソースPCellとの接続をターゲットPcellにハンドオーバーしなければならない場合がありうる。
このとき、本発明の一実施例によれば、上記のようなハンドオーバーを行うべき端末(UE)の数が多い場合(例えば、時間当たりソースPcellからターゲットPcellにハンドオーバーを行う端末の数があらかじめ定められた特定臨界値(threshold)以上である場合など)、上記端末と既に接続されているスモールセル(ソースPcell、或いはソースPcellとターゲットPcellとの境界に位置しているセルなど)は、PRACHを上記ターゲットPcellに送信することができる。
例えば、図9のように、セル1からセル2にハンドオーバー手順を行う端末(UE)の数が多い場合、セル1はセル2にPRACHを送信する手順を行うことができる。このような手順は、前述した図12の手順のうち、セル1がセル2にRACHInfo Requestメッセージを送信する過程、及びそれ以降の過程と同様に行うことができる。
また、例えば、図10のようにPCell1とSCell1に同時に接続している二重接続端末(UE)が、Pcell 2側に移動してPcell 1との接続をPCell2にハンドオーバーすべき場合が発生するが、このような場合が多く発生する場合には、SCell 1がPCell 2にPRACHを送信する手順を行うことができる。
このとき、Scell 1とターゲットPcell 2とのTA値或いはScell 1とターゲットPcell 2とのTA値をScell 1が取得しているという事実を(ソース)Pcell 1が知っていてもよく、知っていなくてもよい。(ソース)Pcell 1がハンドオーバー手順を行うか否かを決定するので、ソースPcell 1は、ソースPcell 1とScell 1に同時に接続している二重接続端末(UE)が、ターゲットPcellにハンドオーバーを行う数によってScell 1のPRACH送信をトリガーすることができる。
このとき、ソースPcell 1が、Scell 1とターゲットPcell 2とのTA値或いはScell 1とターゲットPcell 2とのTA値をScell 1が取得しているという事実を知っていない場合には、Scell 1に、Scell 1がScell 1とターゲットPcell 2とのTA値を知っているかを確認する手順を行ってもよい。このため、ソースPcell 1がScell 1にTA情報を確認する過程がScell 1のPRACH送信手順前に追加されてもよい。
再び図13を参照すると、ソースPcell 1(200)は、追加的にScell 1(100)にTA情報要請(TA information request)メッセージを送信して、Scell 1(100)がScell 1(100)とターゲットPcell 2とのTA値を知っているか否かの確認を要請することができる(S1301)。
上記TA情報要請メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information requestメッセージであることを示す指示子)、Scell 1のPCID(或いはGCID)、ソースPcell 1のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell 2のPCID(或いはGCID)などで構成されてもよい。このようなメッセージは、Scell 1とソースPcell 2のX2インターフェースを介してバックホールで送信されてもよい。
上記TA情報要請メッセージを受信したScell 1は、ソースPcell 1にTA情報応答(TA information Response)メッセージを送信する(S1302)。TA情報応答メッセージは、メッセージタイプ(TA information responseメッセージであることを示す指示子)、Scell 1のPCID(或いはGCID)、ソースPcell 1のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell 2のPCID(或いはGCID)、TA値(或いは、TAを知っているか否か)などで構成されてもよい。上記TA情報応答メッセージは、Scell 1とソースPcell 1のX2インターフェースを介してバックホールで送信されてもよい。
上記TA情報応答メッセージを受信したソースPcell 1は、Scell 1がターゲットPcell 2とのTA値を知っているか否か(或いは、TA値)がわかる。前述したTA情報応答メッセージにおいてターゲットPcell 2のPCID(或いはGCID)は省略されてもよく、その場合には、TA情報応答メッセージを受信したScell 1がソースPcell 1に自身の知っている各cellとのTA値を全て送信することができる。すなわち、TA情報応答メッセージが、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、Scell 1のPCID(或いはGCID)、ソースPcell 1のPCID(或いはGCID)、{Scell 1がTAを知っている任意のセルのPCID(或いはGCID)、Scell 1と任意のセルとのTA値(或いは、TAを知っているか否か)}などで構成されてもよい。
上記TA情報応答メッセージは、Scell 1とソースPcell 1のX2インターフェースを介してバックホールで送信されてもよい。TA情報応答メッセージを受信したソースPcell 1は、Scell 1が任意のcellとのTAを知っているか否かがわかり、特に、Scell 1がターゲットPcell 2とのTA値を知っているか否か、又はScell 1とターゲットPcell 2とのTA値がわかる。
Scell 1がターゲットPcell 2とのTA値を知っていない場合、Scell 1或いはソースPcell 1は、Scell 1がターゲットPcell 2にPRACHを送信するための手順を行えるようにする。このとき、上記TA情報要請メッセージは、後述するランダムアクセス要請(Random Access request)メッセージに取り替えることができる。
図14は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行うために必要な情報をサービング基地局が他の基地局から受信する過程を説明するための図である。
図14を参照すると、ソースPcell(200)及びScell(100)と端末が二重接続している状況で、Scell(100)がターゲットPcell(300)とX2インターフェースを有する場合がありうる。
すなわち、このようにScell(100)がターゲットPcell(300)とX2インターフェースを有する場合、前述した図12の手順のうち、セル1がセル2にRACHInfo Requestメッセージを送信する過程、及びそれ以降の過程と同様に動作することができる。
ソースPcell(200)は、図13で説明したScellとのTA情報要請及び応答手順によって、Scell(100)がターゲットPcell(300)とのTA値を知っているか否かがわかる。
仮にScell(100)がScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を知っていない場合、ソースPcell(200)は、ランダムアクセス要請(Random Access request)メッセージをScell(100)に送信することができる。(S1401)
上記ランダムアクセス要請メッセージは、メッセージタイプ(Random Access requestメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)などで構成されてもよく、上記ランダムアクセス要請メッセージは、Scell(100)とソースPcell(200)のX2インターフェースを介してバックホールで送信されてもよい。
上記ランダムアクセス要請メッセージを受信したScell(100)は、ターゲットPcell(300)にPRACHを送信する手順を行うことができ、PRACH送信手順は、図12で説明した手順のように行うことができる(S1402乃至S1405)。上記手順によってScell(100)はScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を取得することができる。
仮に、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を管理する主体がソースPcell(200)になる場合には、Scell(100)は、図12で説明した手順であるS1402乃至S1405段階を行った後、上記ランダムアクセス応答から受信したTA値をTA情報メッセージでソースPcell(200)に送信することができる(S1406)。
上記TA情報メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA informationメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、ソースPCell 100のPCID(或いはGCID)、TA値などで構成されてもよい。
上記TA情報メッセージを受信したソースPcell(200)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値がわかり、ソースPcell(200)とScell(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)をターゲットPcell(300)にハンドオーバーさせるか否かを決定する場合、上記TA値を二重接続端末(UE)に送信することができる。
図15は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行うために必要な情報をサービング基地局が他の基地局から受信する過程を説明するための図である。
ソースPCell 200とScell(100)に二重接続している端末が上記ソースPcell(200)からターゲットPcell(300)に位置移動することから、上記ソースPCell 200との接続を上記ターゲットPcell(300)にハンドオーバーしなければならない場合がありうる。
このとき、本発明に一実施例によれば、上記のようなハンドオーバーを行うべき端末(UE)の数が多い場合(例えば、時間当たりソースPcell(200)からターゲットPcell(300)にハンドオーバーを行う端末の数が、あらかじめ定められた特定臨界値以上である場合など)、ソースPcell(200)はターゲットPcell(300)に、図12で説明したRACHInfo Requestメッセージを送信することができる(S1501)。
上記RACHInfo Requestメッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがRACHInfo Requestメッセージであることを示す指示子)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)などで構成されてもよく、上記RACHInfo Requestメッセージは、ソースPcell(200)とターゲットPcell(300)のX2インターフェースを介してバックホール(air−interfaceバックホールを含む。)などで送信されてもよい。
上記ターゲットPcell(300)がソースPcell(200)から上記RACHInfo Requestメッセージを受信した場合、ターゲットPcell(300)はScell(100)にRACHInfo Responseメッセージを送信することができる(S1502)。
上記RACHInfo Responseメッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがRACHInfo Responseメッセージであることを示す指示子)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、PRACH設定(Configuration)(基地局が端末(UE)のために送信する情報として既存システム情報及び移動性調節情報を含む。)などで構成されてもよい。
上記RACHInfo Responseメッセージは、ターゲットPcell(300)とScell(100)のX2インターフェースを介してバックホール(air−interfaceバックホールを含む。)などで送信されてもよい。
上記RACHInfo Responseメッセージを受信したScell(100)は、ターゲットPcell(300)におけるPRACH関連プリアンブル及びリソースなどに関する情報を取得でき、これに基づいてScell(100)はターゲットPcell(300)にランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信することができる(S1503)。
このとき、Scell(100)は、ターゲットPcell(300)から送信するPRACH設定(Configuration)メッセージによって、競合ベースのランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)或いは非競合ベースのランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信することができる。
Scell(100)から送信したランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)をターゲットPcell(300)が受信した場合、ターゲットPcell(300)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を導出でき、ターゲットPcell(300)は、上記導出されたTA値をランダムアクセス応答(Random Access Response)メッセージに含めてScell(100)に送信することができる(S1504)。
一方、Scell(100)は、自身がランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)を送信したターゲットPcell(300)からランダムアクセス応答(random access response)メッセージを受信した場合、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値がわかる。
仮に、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を管理する主体がソースPcell(200)になる場合には、Scell(100)はS1503乃至S1504段階を行った後、上記ランダムアクセス応答から受信したTA値をTA情報メッセージでソースPcell(200)に送信することができる(S1505)。このTA情報メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA informationメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、ソースPCell 100のPCID(或いはGCID)、TA値などで構成されてもよい。
上記TA情報メッセージを受信したソースPcell(200)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値がわかり、ソースPcell(200)とScell(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)をターゲットPcell(300)にハンドオーバーさせるか否かを決定する場合、上記TA値を二重接続端末(UE)に送信することができる。
図16は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行うために必要な情報をサービング基地局が他の基地局から受信する過程を説明するための図である。
図16を参照すると、ソースPCell 200とScell(100)に端末が二重接続している状況で、Scell(100)がターゲットPcell(300)とX2インターフェースを有しない場合がありうる。
Scell(100)がターゲットPcell(300)とのX2インターフェースを有する図14の場合と、Scell(100)がターゲットPcell(300)とのX2インターフェースを有しない図16の場合とを比較すれば、略同様に動作するが、ただし、図14ではScell(100)とターゲットPcell(300)でX2インターフェースを介して直接送信されるメッセージが、図16では直接送信されず、ソースPcell(200)を介して送信されなければならない。メッセージは、前述したメッセージと同一或いは類似に構成することができる。
さらにいうと、ソースPCell 200とScell(100)に二重接続している端末がソースPcell(200)からターゲットPcell(300)に位置移動することから、ソースPCell 200との接続をターゲットPcell(300)にハンドオーバーしなければならない場合がありうる。これに加えて、Scell(100)がターゲットPcell(300)とX2インターフェースを有しない場合もありうる。
このとき、本発明の一実施例によれば、上記のようなハンドオーバーを行うべき端末(UE)の数が多い場合(例えば、時間当たりソースPcell(200)からターゲットPcell(300)にハンドオーバーを行う端末の数が、あらかじめ定められた特定臨界値以上である場合など)、ソースPcell(200)はScell(100)にランダムアクセス要請(Random Access request)メッセージを送信することができる(S1601)
上記ランダムアクセス要請メッセージは、メッセージタイプ(Random Access requestメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)などで構成されてもよく、上記ランダムアクセス要請メッセージは、Scell(100)とソースPcell(200)のX2インターフェースを介してバックホールで送信されてもよい。
上記ランダムアクセス要請メッセージを受信したScell(100)は、ターゲットPcell(300)にPRACHを送信する手順を行わなければならないが、ターゲットPcell(300)とのX2インターフェースがないので、ソースPcell(200)にRACHInfo Requestメッセージを送信する(S1602)。
Scell(100)からRACHInfo Requestメッセージを受信したソースPcell(200)は、受信したRACHInfo RequestメッセージをターゲットPcell(300)に送信する(S1603)。
ソースPcell(200)からRACHInfo Requestメッセージを受信したターゲットPcell(300)は、Scell(100)にRACHInfo Responseメッセージを送信しなければならないが、Scell(100)とのX2インターフェースがないので、RACHInfo ResponseメッセージをソースPcell(200)に送信する(S1604)。
上記RACHInfo Responseメッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがRACHInfo Responseメッセージであることを示す指示子)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、PRACH設定(Configuration)(基地局が端末(UE)のために送信する情報として既存システム情報及び移動性調節情報を含む。)などで構成されてもよい。
上記RACHInfo Responseメッセージを受信したソースPcell(200)は、該受信したRACHInfo ResponseメッセージをScell(100)に送信することができる(S1605)。
ソースPcell(200)とScell(100)との間及びソースPcell(200)とターゲットPcell(300)との間のメッセージ送信は、X2インターフェースを介してバックホール(air−interfaceバックホールを含む。)などで送信されてもよい。
RACHInfo Responseメッセージを受信したScell(100)は、ターゲットPcell(300)におけるPRACH関連プリアンブル及びリソースなどに関する情報を取得でき、これに基づいてScell(100)はターゲットPcell(300)にランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信することができる(S1606)。
このとき、Scell(100)は、ターゲットPcell(300)からソースPcell(200)を介して受信したPRACH設定(Configuration)メッセージによって、競合ベースのランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)或いは非競合ベースのランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信することもできる。
一方、Scell(100)から送信されたランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)をターゲットPcell(300)が受信した場合、ターゲットPcell(300)はScell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値を導出でき、ターゲットPcell(300)は、上記導出されたTA値をランダムアクセス応答(Random Acces Response)メッセージに含めてScell(100)に送信してもよいが、Scell(100)とのX2インターフェースがないので、上記ランダムアクセス応答メッセージをソースPcell(200)に送信する(S1607)。
ソースPcell(200)は、受信した上記ランダムアクセス応答メッセージをScell(100)に送信する(S1608)。
一方、Scell(100)が、ターゲットPcell(300)からソースPcell(200)を介してランダムアクセス応答(random access response)メッセージを受信した場合、Scell(100)はScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値がわかる。
仮に、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を管理する主体がソースPcell(200)になる場合には、Scell(100)はS1602乃至S1608段階を行った後、上記ランダムアクセス応答から受信したTA値をTA情報メッセージでソースPcell(200)に送信することができる(S1609)。このTA情報メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA informationメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、ソースPCell 100のPCID(或いはGCID)、TA値などで構成されてもよい。
上記TA情報メッセージを受信したソースPcell(200)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値がわかり、ソースPcell(200)とScell(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)をターゲットPcell(300)にハンドオーバーさせるか否かを決定する場合、上記TA値を二重接続端末(UE)に送信することができる。
図17は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行うために必要な情報をサービング基地局が他の基地局から受信する過程を説明するための図である。
図17を参照すると、ソースPCell(200)とScell(100)に端末が二重接続している状況で、Scell(100)がターゲットPcell(300)とX2インターフェースを有しない場合がありうる。
Scell(100)がターゲットPcell(300)とのX2インターフェースを有する図15の場合と、Scell(100)がターゲットPcell(300)とのX2インターフェースを有しない図17の場合とを比較すれば、略同様に動作するが、ただし、図15ではScell(100)とターゲットPcell(300)でX2インターフェースを介して直接送信されたメッセージが図17では直接送信されず、ソースPcell(200)を介して送信されなければならない。メッセージの構成は、前述したメッセージと同一に或いは類似に構成されてもよい。
さらにいうと、ソースPCell(200)とScell(100)に二重接続している端末がソースPcell(200)からターゲットPcell(300)に位置移動することから、ソースPCell(200)との接続をターゲットPcell(300)にハンドオーバーしなければならない場合がありうる。また、これに加えて、Scell(100)がターゲットPcell(300)とX2インターフェースを有しない場合もありうる。
このとき、本発明の一実施例によれば、上記のようなハンドオーバーを行うべき端末(UE)の数が多い場合(例えば、時間当たりソースPcell(200)からターゲットPcell(300)にハンドオーバーを行う端末の数があらかじめ定められた特定臨界値以上である場合など)、ソースPcell(200)はターゲットPcell(300)に図12で説明したRACHInfo Requestメッセージを送信することができる(S1701)。
上記RACHInfo Requestメッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがRACHInfo Requestメッセージであることを示す指示子)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)などで構成されてもよく、上記RACHInfo Requestメッセージは、ソースPcell(200)とターゲットPcell(300)のX2インターフェースを介してバックホール(air−interfaceバックホールを含む。)などで送信されてもよい。
ターゲットPcell(300)がソースPcell(200)から上記RACHInfo Requestメッセージを受信した場合、ターゲットPcell(300)はScell(100)にRACHInfo Responseメッセージを送信することができるが、ターゲットPcell(300)とのX2インターフェースがないので直接送信できず、上記RACHInfo ResponseメッセージをソースPcell(200)に送信することができる(S1702)。
上記RACHInfo Responseメッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがRACHInfo Responseメッセージであることを示す指示子)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、PRACH設定(Configuration)(基地局が端末(UE)のために送信する情報として既存システム情報及び移動性調節情報を含む。)などで構成されてもよい。
ターゲットPcell(300)から上記RACHInfo Responseメッセージを受信したソースPcell(200)は、受信した上記RACHInfo Responseメッセージをscell(100)に送信する(S1703)。
上記RACHInfo Responseメッセージを受信したScell(100)は、ターゲットPcell(300)におけるPRACH関連プリアンブル及びリソースなどに関する情報を取得でき、これに基づいてScell(100)はターゲットPcell(300)にランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信することができる(S1704)。
このとき、Scell(100)は、ターゲットPcell(300)からソースPcell(200)を介して受信したPRACH設定(Configuration)メッセージによって、競合ベースのランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)或いは非競合ベースのランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信することもできる。
Scell(100)から送信されたランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)をターゲットPcell(300)が受信した場合、ターゲットPcell(300)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値を導出でき、ターゲットPcell(300)は上記導出されたTA値をランダムアクセス応答(Random Access Response)メッセージに含めてScell(100)に送信することができるが、Scell(100)とのX2インターフェースがないので、上記ランダムアクセス応答メッセージをソースPcell(200)に送信する。(S1705)。
ターゲットPcell(300)から上記ランダムアクセス応答メッセージを受信したソースPcell(200)は、受信した上記ランダムアクセス応答メッセージをscell(100)に送信する(S1706)。
一方、Scell(100)がターゲットPcell(300)から送信されたランダムアクセス応答(random access response)メッセージを上記ソースPcell(200)を介して受信した場合、Scell(100)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値がわかる。
仮に、Scell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値を管理する主体がソースPcell(200)になる場合には、Scell(100)は、S1704乃至S1706段階を行った後、上記ランダムアクセス応答から受信したTA値をTA情報メッセージでソースPcell(200)に送信することができる(S1707)。このTA情報メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA informationメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、ソースPCell 100のPCID(或いはGCID)、TA値などで構成されてもよい。
上記TA情報メッセージを受信したソースPcell(200)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値がわかり、ソースPcell(200)とScell(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)をターゲットPcell(300)にハンドオーバーさせるか否かを決定する場合、上記TA値を二重接続端末(UE)に送信することができる。
図18は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行う過程を説明するための図である。
図18では、本発明の一実施例によってソースPCell(200)とScell(100)に端末が二重接続している状況で、端末がランダムアクセス手順を行う過程を示している。
既存のハンドオーバー手順では、ターゲットPcellが、ハンドオーバーを行った後に端末(UE)がターゲットPcellで使用するターゲットC−RNTI値を、ハンドオーバー要請確認(Handover request Acknowledgement)を用いてソースPcellに送信する。この情報を受信したソースPcellは、無線リソース制御接続設定メッセージ(RRC Connection Configuration Message)で端末(UE)にターゲットC−RNTI値を送信する。
図18で、端末は、ハンドオーバーを行うターゲットPcell(300)に関する情報を含む測定報告(measurement Report)を、ソースPcell(200)に送信する(S1801)。この測定報告を受信したソースPcell(200)は、ハンドオーバーを行うと決定すると、ターゲットPcell(300)にハンドオーバー要請(Handover request)メッセージを送信する(S1802)。このハンドオーバー要請(Handover request)メッセージを受信したターゲットPcell(300)は、ハンドオーバー要請に応じる場合、ソースPcell(200)にハンドオーバー要請確認(Handover Request Acknowledgement)メッセージを送信する(S1803)。
一方、図18では、Scell(100)がScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を管理する場合(知っている場合)を示している。この場合、ハンドオーバーを決定するソースPcell(200)は、Scell(100)がScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を知っているか否かわからない。このため、前述したように、このようなことを確認する過程が必要である。
そのために、ソースPell200はScell(100)にTA情報要請(TA information request)メッセージを送信する(S1804)。これを受信したScell(100)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)とのTAの値を、TA情報応答(TA information response)メッセージでソースPcell(200)に送信する。
TA情報応答メッセージの構成は、図13で説明したTA情報応答メッセージの構成と同一に適用することができる。この過程により、ソースPcell(200)がScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を取得することができる。
ソースPcell(200)は、その後、端末(UE)10に無線リソース制御接続設定(RRC connection Configuration)メッセージを送信し、この時、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、及びScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を含めて送信することができる。
上記無線リソース制御接続設定メッセージにターゲットPcell(300)へのランダムアクセス手順の実行と関連した情報が含まれていない場合、端末(UE)10は、本発明で提案された方法を適用すべきであるということがわかり、その後、ターゲットPcell(300)へのランダムアクセス手順を行わずに、提案された手順を行う。上記無線リソース制御接続設定メッセージからTA値を取得した端末(UE)10は、ターゲットPcellの下りリンク同期を獲得した後、自身が接続していたScell(100)におけるTA値、及びScell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値を用いて、ターゲットPcell(300)の上りリンク同期化(Uplink Synchronization)情報を取得する。
ターゲットPcell(300)は、端末(UE)のためにS1807段階及びS1808段階を経て、ターゲットC−RNTIを有する端末(UE)のサーチスペース(search space)で上りリンク承認(Uplink grant;UL grant)を送信する(S1809)。
ターゲットC−RNTIでブラインドデコーディング(Blind decoding)を行う端末(UE)10は、上記上りリンク承認(UL grant)をデコードし、上りリンク承認(UL grant)が知らせるリソースで無線リソース制御接続設定完了(RRC Connection Complete)メッセージをターゲットPcell(300)に送信することができる(S1810)。
この過程により、ターゲットPcell(300)とScell(100)との無線リソース制御接続(RRC connection)が設定され、端末(UE)10はターゲットPcell(300)と通信を行うことができる。また、ターゲットPcell(300)はソースPcell(200)に接続解除を要請するメッセージ(UE Context Release)を送信し、ソースPcell(200)は端末(UE)10との接続を解除する(S1811)。
図19は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行う過程を説明するための図である。
図19では、本発明の一実施例によってソースPCell(200)とScell(100)に端末が二重接続している状況で、端末がランダムアクセス手順を行う過程を示している。
図19で、端末は、ハンドオーバーを行うターゲットPcell(300)に関する情報を含む測定報告(measurement Report)を、ソースPcell(200)に送信する(S1901)。この測定報告を受信したソースPcell(200)は、ハンドオーバーを行うと決定すると、ターゲットPcell(300)にハンドオーバー要請(Handover request)メッセージを送信する(S1902)。このハンドオーバー要請(Handover request)メッセージを受信したターゲットPcell(300)は、ハンドオーバー要請に応じる場合、ソースPcell(200)にハンドオーバー要請確認(Handover Request Acknowledgement)メッセージを送信する(S1903)。
一方、図19では、Scell(100)がScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を管理する場合(知っている場合)を示している。この場合、ハンドオーバーを決定するソースPcell(200)は、Scell(100)にTA情報要請(TA information request)メッセージを送信する(S1904)。
上記TA情報要請メッセージの構成は、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information requestメッセージであることを知らせる指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、端末(UE)10のC−RNTI(Scell(100)におけるC−RNTI或いはソースPCell(200)におけるC−RNTI)などで構成されてもよく、上記TA情報要請メッセージは、Scell(100)とソースPcell(200)間のX2インターフェースを介してバックホールで送信されてもよい。
上記TA情報要請メッセージを受信したScell(100)は、該TA情報要請メッセージに情報が含まれている端末(UE)10にTA情報応答(TA information response)メッセージを送信する(S1905)。
上記TA情報応答メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、ターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)とターゲットPCell(300)とのTA値などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、Scell(100)の上位層信号(high layer signal)で送信されてもよい。
上記TA情報応答メッセージを受信した端末(UE)10は、Scell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値がわかる。前述したTA情報要請メッセージにおいてターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)が省略されてもよく、このようなターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)が省略されたTA情報要請メッセージを受信したScell(100)は、TA情報要請メッセージに情報が含まれている端末(UE)10に、自身が知っているcellとのTA値を全て送信することができる。
すなわち、TA情報応答メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、ソースPcell(200)のPCID(或いはGCID)、{Scell(100)がTAを知っている任意のセルのPCID(或いはGCID)、Scell(100)と任意のセル間のTA値}などで構成されてもよい。このようなTA情報応答メッセージは、Scell(100)から上位層信号で送信されてもよい。
上記TA情報応答メッセージを受信した端末(UE)10は、Scell(100)と任意のセル間のTA値がわかり、特に、Scell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値及び提案された方法を適用しなければならないということがわかる。
その後、端末(UE)10はターゲットPcell(300)への一般的なランダムアクセス手順を行わずに、本発明で提案された手順を行う。その後、端末(UE)10はソースPcell(200)から無線リソース制御接続設定(RRC connection Configuration)メッセージを受信することができる(S1906)。
上記無線リソース制御接続設定メッセージはターゲットC−RNTI値が含むことができる。端末(UE)10はソースPcell(200)からターゲットPcell(300)の下りリンク同期を獲得した後、自身が接続していたScell(100)におけるTA値、及びScell(10)とターゲットPcell(300)間のTA値を用いて、ターゲットPcell(300)の上りリンク同期化情報を取得する。
ターゲットPcell(300)は、端末(UE)のために、S1907段階及びS1908段階を経て、ターゲットC−RNTIを有する端末(UE)のサーチスペース(search space)で上りリンク承認(UL grant)を送信する(S1909)。
ターゲットC−RNTIでブラインドデコーディングを行う端末(UE)10は、上記上りリンク承認(UL grant)をデコードし、上りリンク承認(UL grant)が知らせるリソースで無線リソース制御接続設定完了(RRC Connection Complete)メッセージをターゲットPcell(300)に送信することができる(S1910)。
この過程により、ターゲットPcell(300)とScell(100)との無線リソース制御接続(RRC connection)が設定され、端末(UE)10はターゲットPcell(300)と通信を行うことができる。また、ターゲットPcell(300)はソースPcell(200)に接続解除を要請するメッセージ(UE Context Release)を送信し、ソースPcell(200)は端末(UE)10との接続を解除する(S1911)。
図20は、本発明の一実施例によって端末がランダムアクセス手順を行う過程を説明するための図である。
図20では、本発明の一実施例によってソースPCell(200)とScell(100)に端末が二重接続している状況で、端末がランダムアクセス手順を行う過程を示している。
図20で、端末は、ハンドオーバーを行うターゲットPcell(300)に関する情報を含む測定報告(measurement Report)を、ソースPcell(200)に送信する(S2001)。この測定報告を受信したソースPcell(200)は、ハンドオーバーを行うと決定すると、ターゲットPcell(300)にハンドオーバー要請(Handover request)メッセージを送信する(S2002)。上記ハンドオーバー要請(Handover request)メッセージを受信したターゲットPcell(300)は、ハンドオーバー要請に応じる場合、ソースPcell(200)にハンドオーバー要請確認(Handover Request Acknowledgement)メッセージを送信する(S2003)。
一方、図20では、ソースPcell(200)がScell(100)とターゲットPcell(300)とのTA値を管理する場合(知っている場合)を示している。すなわち、ソースPcell(200)は、Scell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値を知っており、それを管理することができる。
このとき、ソースPcell(200)がソースPcell(200)とScell(100)を同時に接続している二重接続端末(UE)10のターゲットPcell(300)へのハンドオーバーを決定した場合、ソースPcell(200)は、ハンドオーバー手順上で端末(UE)10に送信する無線リソース制御接続再設定(RRC connection reconfiguration)メッセージを送信することができる(S2004)。
上記無線リソース制御接続再設定メッセージを用いてターゲットPcell(300)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)のPCID(或いはGCID)、Scell(100)とターゲットPCell(300)間のTA値などをさらに送信することができる。
上記無線リソース制御接続再設定メッセージを受信した端末(UE)10は、Scell(100)とターゲットPCell(300)とのTA値、及び既存に送信されるターゲットC−RNTI値がわかる。
また、上記無線リソース制御接続再設定メッセージにターゲットPcell(300)へのランダムアクセス手順の実行と関連した情報が含まれていない場合、端末(UE)10は、本発明で提案された方法を適用しなければならないということがわかり、その後、ターゲットPcell(300)へのランダムアクセス手順を行わずに、本発明で提案された手順を行う。
端末(UE)10は、ソースPcell(200)からターゲットPcellの下りリンク同期を獲得した後、自身が接続していたScell(100)におけるTA値、及びScell(100)とターゲットPcell(300)間のTA値を用いて、ターゲットPcell(300)の上りリンク同期化情報を取得する。
ターゲットPcell(300)は、端末(UE)のためにS2005段階及びS2006段階を経て、ターゲットC−RNTIを有する端末(UE)のサーチスペース(search space)で上りリンク承認(UL grant)を送信する(S2007)。
ターゲットC−RNTIでブラインドデコーディングを行う端末(UE)10は、上記上りリンク承認(UL grant)をデコードし、上りリンク承認(UL grant)が知らせるリソースで無線リソース制御接続設定完了(RRC Connection Complete)メッセージをターゲットPcell(300)に送信することができる(S2008)。
この過程により、ターゲットPcell(300)とScell(100)との無線リソース制御接続(RRC connection)が設定され、端末(UE)10はターゲットPcell(300)と通信を行うことができる。また、ターゲットPcell(300)はソースPcell(200)に接続解除を要請するメッセージ(UE Context Release)を送信し、ソースPcell(200)は端末(UE)10との接続を解除する(S2009)。
図21は、本発明の一実施例によって二重接続端末がスモールセルを追加する過程を説明するための図である。
図21は、Pcell(300)とSCell 1(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)10にSCell 2(200)を追加(addition)する場合であり、図11に示したシナリオにおいてSCell 2(200)がScell 1(100)とsTAGに属する場合、端末(UE)10はSCell 2(200)にランダムアクセス手順を行うことができる。
このとき、本発明の一実施例によれば、Scellの追加時に、新しく追加するSCell 2(200)の上りリンク同期化をより速く行うことができる。
新しく追加されるSCell 2(200)と既存の二重接続端末(UE)に接続されていたSCell 1(100)間のTA値は、前述したSCell 1(100)がSCell 2(200)にPRACHを送信する過程或いはSCell 2(200)がSCell 1(100)にPRACHを送信する過程で、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値がSCell 1(100)或いはSCell 2(200)にとってわかる。SCell 1(100)に接続している端末(UE)にSCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値を送信することによって、端末(UE)はSCell 2(200)の上りリンク同期化をより速く行うことができる。
Scellを追加する場合、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値を管理する主体によって様々な方法を適用することができ、図21では、SCell 1(100)がTA値を管理する場合を示している。
二重接続端末(UE)が接続しているSCell 1(100)は、SCell 1(100)と新しく追加するSCell 2(200)とのTA値を管理することができる。
例えば、図21では、PCell(300)が端末(UE)10に無線リソース制御接続再設定(RRC connection reconfiguration)メッセージを用いてSCell 2(200)を追加するメッセージを送信する(S2101)。
このとき、上記無線リソース制御接続再設定メッセージにSCell 2(200)へのランダムアクセス手順の実行と関連した情報が含まれていない場合、或いは本発明で提案された方法を適用するという指示子(Indicator)が送信される場合には、端末(UE)10は、本発明で提案された方法を適用すべきであるということがわかり、その後、SCell 2(200)にランダムアクセス手順を行わずに、本発明で提案された手順を行う。
その後、Pcell(300)はSCell 1(100)にTA情報要請(TA information request)メッセージを送信する(S2102)。
上記TA情報要請メッセージの構成は、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information requestメッセージであることを知らせる指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、端末(UE)10のC−RNTI(SCell 1(100)におけるC−RNTI或いはPCell(300)におけるC−RNTI)などで構成されてもよく、上記TA情報要請メッセージは、SCell 1(100)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
上記TA情報要請メッセージを受信したSCell 1(100)は、上記TA情報要請メッセージに情報が含まれている端末(UE)10に、TA情報応答(TA information response)メッセージを送信する(S2103)。
上記TA情報応答メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、SCell 1(100)の上位層信号などで送信されてもよい。
このようなTA情報応答メッセージを受信した端末(UE)10は、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値がわかる。前述したTA情報要請メッセージにおいてSCell 2(200)のPCID(或いはGCID)が省略されてもよく、このようなSCell 2(200)のPCID(或いはGCID)が省略されたTA情報要請メッセージを受信したSCell 1(100)は、TA情報要請メッセージに情報が含まれている端末(UE)10に、自身が知っているセルとのTA値を全て送信することができる。
すなわち、TA情報応答メッセージがメッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、{SCell 1(100)がTAを知っている任意のセルのPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)と任意のセルとのTA値}などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、SCell 1(100)から上位層信号などで送信されてもよい。
一方、TA情報応答メッセージを受信した端末(UE)10は、SCell 1(100)と任意のセルとのTA値がわかり、特に、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値がわかる。
その後、端末(UE)はPcell(300)からScell活性化(Scell activation)メッセージ(特に、SCell 2(200)活性化メッセージ)を受信することができる(S2104)
端末(UE)10はSCell 2(200)の下りリンク同期を獲得した後、自身が接続していたSCell 1(100)におけるTA値、及びSCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値を用いて、SCell 2(200)の上りリンク同期化情報を取得する。上記のような過程により、端末(UE)10はSCell 2(200)と通信できることになる。
図22は、本発明の一実施例によって二重接続端末がスモールセルを追加する過程を説明するための図である。
図22は、Pcell(300)とSCell 1(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)10にSCell 2(200)を追加する場合であり、すなわち、図11に示したシナリオにおいてSCell 2(200)がScell 1(100)とsTAGに属する場合、端末(UE)10はSCell 2(200)にランダムアクセス手順を行うことができる。
このとき、本発明の一実施例によれば、Scellの追加時に、新しく追加するSCell 2(200)の上りリンク同期化をより速く行うことができる。
Scellを追加する場合、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値を管理する主体によって様々な方法を適用することができ、図22ではPCell(300)がTA値を管理する場合を示している。
二重接続端末(UE)の接続しているPCell(300)は、SCell 1(100)と新しく追加するSCell 2(200)間のTA値を管理することができる。
例えば、図22では、PCell(300)が端末(UE)10に無線リソース制御接続再設定(RRC connection reconfiguration)メッセージを用いてSCell 2(200)を追加するメッセージを送信する(S2201)。
このとき、上記無線リソース制御接続再設定メッセージにSCell 2(200)へのランダムアクセス手順の実行と関連した情報が含まれていない場合、或いは本発明で提案された方法を適用するという指示子が送信される場合には、端末(UE)10は、本発明で提案された方法を適用すべきであるということがわかり、その後、SCell 2(200)にランダムアクセス手順を行わずに、本発明で提案された手順を行う。
その後、Pcell(300)はSCell 1(100)にTA情報要請(TA information request)メッセージを送信する(S2202)。
上記TA情報要請メッセージの構成は、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information requestメッセージであることを知らせる指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、端末(UE)10のC−RNTI(SCell 1(100)におけるC−RNTI或いはPCell(300)におけるC−RNTI)などで構成されてもよく、上記TA情報要請メッセージは、SCell 1(100)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
上記TA情報要請メッセージを受信したSCell 1(100)は、Pcell(300)にTA情報応答(TA information response)メッセージを送信する(S2203)。
上記TA情報応答メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、SCell 1(100)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
このようなTA情報応答メッセージを受信したPcell(300)は、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値がわかる。前述したTA information requestメッセージにおいてSCell 2(200)のPCID(或いはGCID)が省略されてもよく、このようなSCell 2(200)のPCID(或いはGCID)が省略されたTA情報要請メッセージを受信したSCell 1(100)は、TA情報要請メッセージに情報が含まれている端末(UE)10に、自身が知っているセルとのTA値を全て送信することができる。
すなわち、TA情報応答メッセージがメッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、{SCell 1(100)がTAを知っている任意のセルのPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)と任意のセルとのTA値}などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、SCell 1(100)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
一方、TA情報応答メッセージを受信したPcell(300)は、SCell 1(100)と任意のセルとのTA値がわかり、特に、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値がわかる。
その後、Pcell(300)はScell活性化(Scell activation)メッセージ(特に、SCell 2(200)活性化メッセージ)を端末(UE)10に送信することができる(S2204)。
Pcell(300)から上記Scell 2活性化メッセージを受信した端末(UE)10は、SCell 2(200)の下りリンク同期を獲得した後、自身が接続していたSCell 1(100)におけるTA値、及びSCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値を用いて、SCell 2(200)の上りリンク同期化情報を取得する。上記のような過程により、端末(UE)10はSCell 2(200)と通信できることになる。
図23は、本発明の一実施例によって二重接続端末がスモールセルを追加する過程を説明するための図である。
図23を参照すると、Pcell(300)とSCell 1(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)10にSCell 2(200)を追加する場合であり、すなわち、図11に示したシナリオにおいてSCell 2(200)がScell 1(100)とsTAGに属する場合、端末(UE)10はSCell 2(200)にランダムアクセス手順を行うことができる。
このとき、本発明の一実施例によれば、Scellの追加時に、新しく追加するSCell 2(200)の上りリンク同期化をより速く行うことができる。
Scellを追加する場合、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値を管理する主体によって様々な方法を適用することができ、図23ではSCell 2(200)がTA値を管理する場合を示している。
例えば、図23では、PCell(300)が端末(UE)10に無線リソース制御接続再設定(RRC connection reconfiguration)メッセージを用いてSCell 2(200)を追加するメッセージを送信する(S2301)。
このとき、上記無線リソース制御接続再設定メッセージにSCell 2(200)へのランダムアクセス手順の実行と関連した情報が含まれていない場合、或いは本発明で提案された方法を適用するという指示子が送信される場合には、端末(UE)10は、本発明で提案された方法を適用すべきであるということがわかり、その後、SCell 2(200)にランダムアクセス手順を行わずに、本発明で提案された手順を行う。
その後、Pcell(300)はScell活性化(Scell activation)メッセージ(特に、SCell 2(200)活性化メッセージ)を端末(UE)10に送信することができる(S2302)。
Pcell(300)から上記Scell 2活性化メッセージを受信した端末(UE)10は、SCell 2(200)の下りリンク同期を獲得することができる。
一方、Pcell(300)はSCell 2(200)にTA情報要請(TA information request)メッセージを送信する(S2303)。
上記TA情報要請メッセージの構成は、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information requestメッセージであることを知らせる指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、端末(UE)10のC−RNTI(SCell 1(100)におけるC−RNTI或いはPCell(300)におけるC−RNTI)などで構成されてもよく、上記TA情報要請メッセージは、SCell 2(200)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
上記TA情報要請メッセージを受信したSCell 2(200)は、上記TA情報要請メッセージに情報が含まれていた端末(UE)10に、TA情報応答(TA information response)メッセージを送信する(S2304)。
上記TA情報応答メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、上位層信号などで送信されてもよい。
このようなTA情報応答メッセージを受信した端末(UE)10は、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値がわかる。前述したTA情報要請メッセージにおいてSCell 1(100)のPCID(或いはGCID)が省略されてもよく、このようなSCell 1(100)のPCID(或いはGCID)が省略されたTA情報要請メッセージを受信したSCell 2(200)は、端末(UE)10に自身が知っているセルとのTA値を全て送信することができる。
すなわち、TA情報応答メッセージがメッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、{SCell 2(200)がTAを知っている任意のセルのPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)と任意のセルとのTA値}などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、上位層信号などで送信されてもよい。
一方、TA情報応答メッセージを受信した端末(UE)10は、SCell 2(200)と任意のセルとのTA値がわかり、特に、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値がわかる。自身が接続していたSCell 1(100)におけるTA値、及びSCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値を用いて、SCell 2(200)の上りリンク同期化情報を取得する。この過程により、端末(UE)10はSCell 2(200)と通信できることになる。
図24は、本発明の一実施例によって二重接続端末がスモールセルを追加する過程を説明するための図である。
図24を参照すると、Pcell(300)とSCell 1(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)10にSCell 2(200)を追加する場合であり、すなわち、図11に示したシナリオにおいてSCell 2(200)がScell 1(100)とsTAGに属する場合、端末(UE)10はSCell 2(200)にランダムアクセス手順を行うことができる。
このとき、本発明の一実施例によれば、Scellの追加時に、新しく追加するSCell 2(200)の上りリンク同期化をより速く行うことができる。
Scellを追加する場合、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値を管理する主体によって様々な方法を適用することができ、図24ではSCell 2(200)がTA値を管理する場合を示している。
例えば、図24では、PCell(300)が端末(UE)10に無線リソース制御接続再設定(RRC connection reconfiguration)メッセージを用いてSCell 2(200)を追加するメッセージを送信する(S2401)。
このとき、上記無線リソース制御接続再設定メッセージにSCell 2(200)へのランダムアクセス手順の実行と関連した情報が含まれていない場合、或いは本発明で提案された方法を適用するという指示子が送信される場合には、端末(UE)10は、本発明で提案された方法を適用すべきであるということがわかり、その後、SCell 2(200)にランダムアクセス手順を行わずに、本発明で提案された手順を行う。
その後、Pcell(300)はSCell 2(200)にTA情報要請(TA information request)メッセージを送信する(S2402)。
上記TA情報要請メッセージの構成は、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information requestメッセージであることを知らせる指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、端末(UE)10のC−RNTI(SCell 1(100)におけるC−RNTI或いはPCell(300)におけるC−RNTI)などで構成されてもよく、上記TA情報要請メッセージは、SCell 2(200)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
上記TA情報要請メッセージを受信したSCell 2(200)はPcell(300)にTA情報応答(TA information response)メッセージを送信する(S2403)。
上記TA情報応答メッセージは、メッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、Pcell(300)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値などで構成されてもよく、上記TA情報応答メッセージは、SCell 2(200)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
このようなTA情報応答メッセージを受信したPcell(300)は、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値がわかる。前述したTA情報要請メッセージにおいてSCell 1(100)のPCID(或いはGCID)が省略されてもよく、このようなSCell 1(100)のPCID(或いはGCID)が省略されたTA情報要請メッセージを受信したSCell 2(200)は、Pcell(300)に、自身が知っているセルとのTA値を全て送信することができる。
すなわち、TA情報応答メッセージがメッセージタイプ(当該メッセージがTA information responseメッセージであることを示す指示子)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、{SCell 2(200)がTAを知っている任意のセルのPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)と任意のセルとのTA値}などで構成されてもよい。このようなメッセージは、SCell 2(200)とPcell(300)間のX2インターフェースを介してバックホール(air−Backhaulを含む。)で送信されてもよい。
このようなTA情報応答メッセージを受信したPcell(300)は、SCell 2(200)と任意のセルとのTA値がわかり、特に、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値がわかる。その後、Pcell(300)はScell活性化(Scell activation)メッセージ(特に、SCell 2(200)活性化メッセージ)を端末(UE)10に送信することができる(S2404)。
Pcell(300)から上記Scell 2活性化メッセージを受信した端末(UE)10は、SCell 2(200)の下りリンク同期を獲得でき、自身が接続していたSCell 1(100)におけるTAの値、及びSCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値を用いて、SCell 2(200)の上りリンク同期化情報を取得する。この過程により、端末(UE)10はSCell 2(200)と通信できることになる。
図25は、本発明の一実施例によって二重接続端末がスモールセルを追加する過程を説明するための図である。
図25を参照すると、Pcell(300)とSCell 1(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)10にSCell 2(200)を追加する場合であり、すなわち、図11に示したシナリオにおいてSCell 2(200)がScell 1(100)とsTAGに属する場合、端末(UE)10はSCell 2(200)にランダムアクセス手順を行うことができる。
このとき、本発明の一実施例によれば、Scellの追加時に、新しく追加するSCell 2(200)の上りリンク同期化をより速く行うことができる。
Scellを追加する場合、SCell 1(100)とSCell 2(200)とのTA値を管理する主体によって様々な方法を適用することができ、図25ではPcell(300)がTA値を管理する場合を示している。
一方、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値をPCell(300)が知っていてもよい。この場合、Pcell(300)は、PcellとSCell 1(100)に同時に接続している二重接続端末(UE)10にSCell 2(200)を追加する無線リソース制御接続再設定(RRC connection reconfiguration)メッセージを端末(UE)10に送信する時(S2501)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値などをさらに送信することができ、一方、Pcell(300)がSCell 2(200)を活性化するScell 2活性化(Scell 2 activation)メッセージを送信する時(S2502)、SCell 1(100)のPCID(或いはGCID)、SCell 2(200)のPCID(或いはGCID)、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値などをさらに送信することもできる。
このような情報を受信した端末(UE)10は、SCell 2(200)が活性化された後、SCell 2(200)の上りリンク同期化情報を取得する時に、SCell 1(100)とSCell 2(200)間のTA値、及びSCell 1(100)と端末(UE)10間のTA値を用いて、より早く上りリンク同期化情報を取得することができる。
すなわち、端末(UE)10はSCell 2(200)へのランダムアクセス手順を行わずにも上りリンク同期化情報を取得することができる。
図26は、本発明の一実施例に係る無線通信システムにおいて基地局から同期化のための情報を受信する端末のブロック構成図である。
図26では端末100と基地局200間の1:1通信環境を示しているが、複数の端末と基地局間の通信環境も構築することができる。
図26で、端末100は、送信部111及び受信部112を含む無線周波数(RF)ユニット110、プロセッサ120、及びメモリ130を備えることができる。
端末100の信号処理、階層処理など通信の全般的な過程はプロセッサ120及びメモリ130によって制御される。また、RFユニット110、プロセッサ120及びメモリ130の間には接続関係が形成されてもよい。
端末100のRFユニット110は送信部111及び受信部112を含むことができる。送信部111及び受信部112は、基地局200又は他のデバイスと信号を送信及び受信するように構成されてもよい。
プロセッサ120は、RFユニットにおける送信部111及び受信部112と機能的に連結されて、送信部111及び受信部112が基地局200及び他のデバイスに信号を送受信する過程を制御するように構成されてもよい。また、プロセッサ120は、送信する信号に対する各種処理を行った後に送信部111に送信し、受信部112に受信された信号に対する処理を行うことができる。
必要な場合、プロセッサ120は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ130に記憶することができる。このような構造により、端末100は、以上で説明した本発明の様々な実施の形態の方法を実行することができる。
基地局(BS)200の送信部211及び受信部212を含むRFユニット210は、端末100と信号を送信及び受信するように構成される。また、基地局200のプロセッサ220は、送信部211及び受信部212と機能的に連結されて、送信部211及び受信部212が上記端末100を含む他のデバイスと信号を送受信する過程を制御するように構成されてもよい。
また、プロセッサ220は、送信する信号に対する各種処理を行った後に送信部211に送信し、受信部212に受信された信号に対する処理を行うことができる。
必要な場合、プロセッサ220は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ230に記憶することができる。このような構造により、基地局200は、前述した様々な実施の形態の方法を実行することができる。
端末100及び基地局200のプロセッサ120,220は、端末100及び基地局200の動作を指示(例えば、制御、調整、管理など)する。それぞれのプロセッサ120,220は、プログラムコード及びデータを格納可能なメモリ130,230と接続されてもよい。メモリ130,230は、プロセッサ120,220に接続されてオペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般ファイル(general files)を格納することができる。
本発明のプロセッサ120,220は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ぶこともできる。一方、プロセッサ120,220は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの結合によって具現することができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態として具現されてもよい。ソフトウェアコードはメモリ130,230に格納されてプロセッサ120,220によって駆動されてもよい。メモリは端末100及び基地局200の内部又は外部に設けられ、既に公知の様々な手段によってプロセッサ120,220とデータを授受することができる。
ハードウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、又はFPGAs(field programmable gate arrays)などがプロセッサ120,220に具備されてもよい。
一方、上述した方法は、コンピュータで実行可能なプログラムとして作成可能であり、コンピュータ読み取り可能媒体を用いて上記プログラムを動作させる汎用ディジタルコンピュータによって具現することができる。また、上述した方法で使われたデータの構造は、コンピュータ読み取り可能媒体に様々な手段によって書き込まれてもよい。本発明の様々な方法を実行するための実行可能なコンピュータコードを含む格納デバイスを説明するために使用可能なプログラム格納デバイスは、搬送波(carrier waves)や信号などのように一時的な対象を含むものとして理解されてはならない。上記コンピュータ読み取り可能媒体は、マグネチック記憶媒体(例えば、ROM、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光学的読み取り媒体(例えば、CD−ROM、DVDなど)のような記憶媒体を含む。
本願発明の実施例は、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとって、以上に記載の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形された形態として具現可能であるということは明らかである。したがって、開示された方法は限定的な観点ではなく説明的観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明ではなく特許請求の範囲に表され、これと同等な範囲内における差異点はいずれも本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならない。