以下、図面を用いながら、開示の無線通信方法、無線通信システム、無線基地局および無線局の実施形態について説明する。尚、便宜上別個の実施形態として説明するが、各実施形態を組み合わせることで、組合せの効果を得て、更に、有用性を高めることもできることはいうまでもない。
[問題の所在]
まず、各実施形態を説明する前に、従来技術における問題の所在を説明する。この問題は、発明者が従来技術を仔細に検討した結果として新たに見出したものであり、従来は知られていなかったものであることに注意されたい。
なお、LTEシステムにおいては、一般に無線端末20をUE(User Equipment)、基地局10(無線基地局10)をeNB(evolved Node B)と称する。また、本願における無線端末20は、無線局と一般化できることに留意されたい。無線局は、基地局10と無線通信を行うことができる無線通信装置を含むことができる。
上述したように、3GPPにおいて2元接続に関する議論は始まったばかりである。そのため、従来のLTEシステムにおいて無線端末20が複数のセルとの2元接続を実現するために望ましい移動制御は知られていない。より具体的には、従来のLTEシステムにおいては、2元接続を行っている無線端末20に対するハンドオーバについては特段の手順等が定められていない。
ここで、ハンドオーバとは、ある基地局10に接続している無線端末20が当該基地局10が構成するセルから移動する場合に、当該無線端末20が接続する基地局10を切替える処理のことである。ハンドオーバは、無線通信システムにおいて無線端末20に対する移動制御を行うための基本的な技術の一つであると言える。LTEシステムにおけるハンドオーバにはいくつかの種類があるが、以下では、最も一般的なハンドオーバであるX2ハンドオーバを例に説明を行う。ただし、本願におけるハンドオーバの概念は、X2ハンドオーバに限定されるものではなく、その他のハンドオーバを含んでいてよい。例えば、本願におけるハンドオーバは、X2ハンドオーバが対応不可能な場合に行われるS1ハンドオーバを含むことができる。
なお、図1に例示されるようなマクロ基地局10aとスモール基地局10bとが混在する環境においては、上述したハンドオーバは、無線端末20のマクロ基地局10a(マクロセル)間の移動において実施されることに留意されたい。無線端末20の移動に伴って当該無線端末20が接続するスモール基地局10bの切替えも行われるが、それは上述したハンドオーバとは異なる仕組みに基づいて行われることが想定されている。スモール基地局10bの切替えは、例えば、後述するキャリアアグリゲーション(CA: Carrier Aggregation)におけるキャリアの切替えに類似した仕組みに基づいて行うことが可能であるが、ここでは詳細は割愛する。
話を元に戻すと、上述したように、従来のLTEシステムにおいては、2元接続中の無線端末20に対するハンドオーバのための特段の手順は知られていない。そこで、以下ではこの点に着目して、従来のLTEシステムにおいて既に規定されている技術を利用することで、2元接続中の無線端末20に対するハンドオーバが支障無く実現できるかについて検討する。
まず、従来のLTEシステムにおいて規定されている技術であるキャリアアグリゲーション(CA: Carrier Aggregation)について説明する。キャリアアグリゲーションは、無線基地局10と無線端末20の間の通信に用いる周波数帯域であるコンポーネントキャリア(CC: Component Carrier) を複数束ねて用いることで、高速・大容量な通信を実現するものである。LTEシステムでサポートされている帯域幅は最大20MHzという制限があるが、キャリアアグリゲーションの導入により、例えば20MHzのCCを2つ束ねることで40MHzの帯域幅を使用できることになる。キャリアアグリゲーションは、3GPPのRelease 10で導入された要素技術の一つである。
キャリアアグリゲーションは、端的に言えば、単一の基地局10と無線端末20とが複数のコンポーネントキャリアを並行的に用いて異なる無線通信を行うものである。一方、上述した2元接続は、複数の基地局10と無線端末20とが並行的に異なる無線通信を行うものである。したがって、キャリアアグリゲーションと2元接続とは、介在する基地局10が1つか複数かという大きな違いはあるが、1つの無線端末20が複数の異なる無線通信を並行的に行う点では共通しており、互いに類似する技術と考えることもできる。
ところで、キャリアアグリゲーションは、上述したように3GPPのRelease 10で導入された要素技術であり、既にハンドオーバの手順も確立されている。そこで、キャリアアグリゲーション中の無線端末20に対するハンドオーバの手順を用いて、2元接続中の無線端末20に対するハンドオーバが支障無く実現できるかについて検討を行うことにする。本願では便宜上、このようなキャリアアグリゲーションに対するハンドオーバ手順を用いた2元接続に対するハンドオーバ手順を、便宜上「参考技術」と称することにする。
以下ではまず、参考技術を検討するための準備として、LTEシステムにおける無線端末20と基地局10との間の接続について説明し、その後マクロ基地局10aとスモール基地局10bとが混在する場合における2元接続について説明する。また、マクロ基地局10aとスモール基地局10bの配置についても説明する。
LTEシステムにおける無線基地局10と無線端末20との間の接続について説明する。ここで、無線端末20が無線基地局10に接続しているとは、無線端末20において無線基地局10と同期が取れるとともに必要な設定が完了することで、無線端末20と無線基地局10の間でデータ通信が可能な状態を指すものとする。LTEシステムにおいては接続管理のための機能であるRRC(Radio Resource Control)が規定されており、このような接続状態はRRC_CONNECTED状態と呼ばれる。一方、無線端末20が無線基地局10に接続していない状態はRRC_IDLE状態と呼ばれる。
LTEシステムにおいては、無線端末20が無線基地局10に接続しているとき(RRC_CONNECTRE状態のとき)、データチャネルを介してデータ通信を行うことができる。LTEシステムにおけるデータチャネルとしては、上りのデータチャネルである上り物理共有チャネルと下りのデータチャネルである下り物理共有チャネルとが規定されている。これらのデータチャネルは、いわゆるユーザデータの送受信に加え、RRC信号(L3信号)等の制御データの送受信にも使用される。
無線端末20と無線基地局10との間には、このようなデータチャネル上に、複数の階層から成る論理的な通信路が構築されている。この論理的な通信路(コネクション)はベアラ(Bearer)と呼ばれる。各ベアラにおいてはそれぞれ異なるデータ通信(ユーザデータと制御データとを含む)が行われる。ここで「異なるデータ通信」とは、単に物理的な無線信号が異なる趣旨では無く、通信されるデータ内容そのもの(データのコンテンツに相当し、変調前あるいは復調後のデータ内容と言い換えることもできる)が異なるという趣旨であることに留意されたい。
LTEシステムにおいては、制御ベアラであるSRB(Signalling Radio Bearer) とデータベアラであるDRB(Data Radio Bearer)の2種類が規定されている。SRBは、C-Plane(Control Plane)と呼ばれるいわゆる制御プレーンに対応しており、RRC信号等の送受信に用いられる論理的な通信路である。DRBは、U-Plane(User Plane)と呼ばれるいわゆるユーザプレーン(データプレーン)に対応しており、ユーザデータの送受信に用いられる論理的な通信路である。ここで、プレーンとはベアラの束に相当する概念と解することができる。
引き続き、マクロ基地局10aとスモール基地局10bとが混在するケースにおける2元接続について説明する。マクロ基地局10aとスモール基地局10bが混在するケースにおいて、無線端末20が無線基地局10に接続する場合、まず無線端末20はマクロ基地局10aに接続する(RRC_CONNECTED状態)。このとき、無線端末20とマクロ基地局10aとの間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上に制御ベアラが設定され、制御プレーンが接続された状態となる。また、無線端末20とマクロ基地局10aとの間でデータチャネル上にデータベアラが設定され、ユーザプレーンが接続された状態となる。
ここで、制御ベアラについては、詳細な説明は割愛するが、LTEシステムにおいてSRB0、SRB1、およびSRB2の3種類が規定されている。また、データベアラについては、最初に少なくとも一つが設定され、その後は必要に応じて追加や削除が行われる。LTEシステムにおいては、1つの無線端末20に対して最大11個のデータベアラを設定可能である。
無線端末20がマクロ基地局10aに接続した後、マクロ基地局10aは必要に応じて、無線端末20を2元接続させることができる。例えばマクロ基地局10aは、スモール基地局10bと無線端末20との間の無線状態が良好な場合に、無線端末20に対してマクロ基地局10aとの接続を維持したままさらにスモール基地局10bと接続させることができる。これにより、無線端末20はマクロ基地局10aとスモール基地局10bとに2元接続した状態となる。無線端末20が2元接続を開始すると、例えば、マクロ基地局10aを介して通話を確実に行うとともに、スモール基地局10bからストリーミングを受信することができるようになる。
このとき、無線端末20とスモール基地局10bの間にはデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上にデータプレーンのみが接続され、データベアラのみが設定される。無線端末20とスモール基地局10bの間には制御プレーンの接続や制御ベアラの設定は行われない。これは、LTEシステムにおいては無線端末20に対するRRCは一つのみと規定されていることに依る。
したがって、2元接続中の無線端末20は、マクロ基地局10aとの間でデータチャネル上に制御ベアラおよびデータベアラが設定されるとともに、制御プレーンおよびユーザプレーンが接続される。また、2元接続している無線端末20は、スモール基地局10bとの間でデータチャネル上にデータベアラのみが設定されるとともに、ユーザプレーンのみが接続される。ただし、2元接続している無線端末20において、ユーザプレーンを1つとすることも可能である。例えば、2元接続中の無線端末20において、ユーザプレーンの接続およびデータベアラの設定をスモール基地局10bとの間のみとすることも可能である。
最後に、図2〜図3に基づいて、マクロ基地局10aとスモール基地局10bの配置について説明する。図2に、マクロ基地局10aとスモール基地局10bの配置の一例を示す。図2においては、上位装置であるMME(Mobility Management Entity)とSGW(Serving Gateway)30、2つのマクロ基地局10a(MeNB: Macro evolved node B)である第1マクロ基地局10a1(MeNB1)と第2マクロ基地局10a2(MeNB2)、2つのスモール基地局10b(SeNB: Small evolved node B)である第1スモール基地局10b1(SeNB1)と第2スモール基地局10b2(SeNB2)、及び無線端末20(UE: User Equipment)が図示されている。MMEは、LTEシステムにおいて移動管理を行うエンティティであり、制御プレーンの終端装置として機能する。SGWは、LTEシステムにおいて上位ネットワークとの間のゲートウェイ機能を提供するエンティティの一つであり、データプレーンの終端装置として機能する。なお、図2等において、各基地局10間のインタフェースはX2インタフェースと呼ばれ、各基地局10と上位装置との間のインタフェースはS1インタフェースと呼ばれる。
図2において、第1マクロ基地局10a1と第2マクロ基地局10a2とは互いに隣接しているものとする。そして、第1マクロ基地局10a1が構成するセルは、第1スモール基地局10b1が構成するセルを含むものとする。また、第2マクロ基地局10a2が構成するセルは、第2スモール基地局10b2が構成するセルを含むものとする。さらに、第1スモール基地局10b1と第2スモール基地局10b2も、互いに隣接しているものとする。マクロ基地局10aとスモール基地局10bが混在する典型的なケースにおいては、スモール基地局10bは1つのマクロ基地局10aに従属すると考えられており、図2はこのようなケースを示している。なお、上述したように2元接続はマクロ基地局10aの管理下で行われるため、図2の場合においてはマクロ基地局10aは配下のスモール基地局10bの状況(混雑度合い等)を逐次把握することができる。
これに対し、図3に、マクロ基地局10aとスモール基地局10bの配置の他の一例を示す。図3においては、上位装置であるMMEとSGW30、2つのマクロ基地局10aである第1マクロ基地局10a1(MeNB1)と第2マクロ基地局10a2(MeNB2)、1つのスモール基地局10bである第1スモール基地局10b1(SeNB1)、及び無線端末20(UE)が図示されている。図3は、図2と比較すると、スモール基地局10bの数及び配置が異なっている。
図3においても、第1マクロ基地局10a1と第2マクロ基地局10a2とは互いに隣接しているものとする。そして、スモール基地局10bが構成するセルは、図3に示されるように、第1マクロ基地局10a1が構成するセルと第2マクロ基地局10a2が構成するセルとに跨っているものとする。マクロ基地局10aとスモール基地局10bが混在するケースにおいて、図3のようにスモール基地局10bを配置することにより、マクロ基地局10aのセル端をカバーすることが考えられる。そのため、将来的には図3のような基地局10配置(セル設計)を行うオペレータ(通信事業者)が現れることも十分に想定されると考えられる。なお、図3の場合は複数のマクロ基地局10aがスモール基地局10bを管理することになるため、マクロ基地局10aがスモール基地局10bの状況(混雑度合い等)を把握するためには基地局10間の情報のやり取りが必要となる。
以上の説明に基づき、以下では上述した参考技術(キャリアアグリゲーションに対するハンドオーバ手順を用いた2元接続に対するハンドオーバ手順)について説明する。
図4に、図2の基地局10配置に対して参考技術を適用した場合を示す。一方、図5に、図3の基地局10配置に対して参考技術を適用した場合を示す。これらは基本的に同様の手順に沿って行われるため、ここでは図5に基づいて参考技術の説明を行う。
図5Aに示されるように無線端末20はまず、第1マクロ基地局10a1および第1スモール基地局10b1と2元接続を行っている。このとき、無線端末20は第1マクロ基地局10a1との間でRRC_CONNECTED状態となっているとともに、無線端末20と第1マクロ基地局10a1との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上に制御プレーンとユーザプレーンとが接続されている。図5A〜5Dおよびその他の同種の図においては、点による網掛け部分が制御プレーンを示しており、斜線による網掛け部分がユーザプレーンを示している。
また、ここでは一例として、無線端末20と第1マクロ基地局10a1との間のデータチャネル上の制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0、SRB1、およびSRB2とが設定されており、無線端末20と第1マクロ基地局10a1との間のユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB0が設定されているものとする。図5A〜5Dおよびその他の同種の図においては、矢印がベアラ(制御ベアラまたはデータベアラ)を示している。なお、各プレーンおよび各ベアラは無線端末20とMME/SGW30との間を双方向に接続するものであることに留意されたい(図においては各基地局10で分断されているようにも見えるがそうではないことに留意されたい)。
一方、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上にユーザプレーンが接続されている。ここでは一例として、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間のユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB1が設定されているものとする。なお、マクロ基地局10aがどのデータベアラをスモール基地局10bに追い出すかは設計的事項ではあるが、例えばストリーミングのように大容量且つ即時性が求められるデータベアラをスモール基地局10bに移すことが考えられる。DRB1は例えばこのようなデータベアラであるものとする。
ここで、第1マクロ基地局10a1は、2元接続中の無線端末20を第2マクロ基地局10a2にハンドオーバさせることを決定したものとする。第1マクロ基地局10a1は、例えば無線端末20から周期的に受信するメジャメントレポート等に基づいてハンドオーバの決定を行うことができる。
ここで、ハンドオーバの決定に基づき、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間で設定されているデータベアラをどのように取り扱うかが問題となる。まず、一案としては、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間で設定されている全てのデータベアラを、第2マクロ基地局10a2(ハンドオーバ先)にそのまま引き継がせることも考えられる。しかしながら、この段階では無線端末20の制御プレーンはまだ第1マクロ基地局10a1(ハンドオーバ元)にあるため、それは非現実的であると考えられる。
そこで、ここでは図5Bに示されるように、ハンドオーバの決定に基づいて第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間で設定されている全てのデータベアラを一旦引き継ぐ。これにより、無線端末20における2元接続は一旦終了され、無線端末20は第1マクロ基地局10a1のみに接続している状態となる。
ところで、上述したように、図5に例示される参考技術は上述したキャリアアグリゲーションに対する既存のハンドオーバ手順に沿うものであるが、特に図5Bにおいてこの既存のハンドオーバ手順を踏襲している。具体的には、キャリアアグリゲーション中の無線端末20は、ハンドオーバ時に、主たるキャリアであるPCell(Primary Cell)が従たるキャリアであるSCell(Secondary Cell)において設定されている全てのデータベアラを一旦引き継ぐ。これに倣って、図5Bで第1マクロ基地局10a1は、第1スモール基地局10b1において設定されている全てのデータベアラを一旦引き継いでいるのである。
図5の説明に戻って、図5Bで第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間で接続されているデータベアラであるDRB1を引き継ぐ。これにより、無線端末20において設定されている全ての制御ベアラおよびデータベアラが、第1マクロ基地局10a1経由に集約され、第1マクロ基地局10a1と無線端末20との間のデータチャネルを介することになる。また、これに伴い、図5Bに示されるように、無線端末20が接続する制御プレーンおよびユーザプレーンが第1マクロ基地局10a1経由に集約される。これにより、無線端末20と第1マクロ基地局10a1との間のデータチャネル上の制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0、SRB1、およびSRB2とが設定されており、無線端末20と第1マクロ基地局10a1との間のユーザプレーンには2つのデータベアラであるDRB0およびDRB1が設定された状態となる。
次に図5Cに示されるように無線端末20は、第1マクロ基地局10a1から第2マクロ基地局10a2にハンドオーバする。これにより、無線端末20は第2マクロ基地局10a2との間でRRC_CONNECTED状態となるとともに、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上に制御プレーンとユーザプレーンとが接続される。
このとき第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間のデータチャネル上に設定されている全てのデータベアラ(具体的はDRB0とDRB1)に関する各種属性(データベアラのIDやデータベアラにおけるサービスレベル等のパラメータ)を示す情報を、第2マクロ基地局10a2に通知する。これにより、第2マクロ基地局10a2はDRB0とDRB1の引き継ぎを行う。また、制御ベアラ(具体的にはSRB0、SRB1およびSRB2)については第2マクロ基地局10a2と無線端末20との間のデータチャネル上に新たに設定される。これにより、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル上の制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0、SRB1、およびSRB2とが設定されており、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のユーザプレーンには2つのデータベアラであるDRB0およびDRB1が設定された状態となる。
無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間で設定されていたデータベアラであるDRB0およびDRB1の引継ぎについて、より正確に述べる。ハンドオーバの際の手続きにより、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間がRRC_CONNECTED状態となり、データチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)を介して制御プレーンおよびデータプレーンが接続される。DRB0とDRB1とは、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のこのデータチャネルに引き継がれるのである。
ここで、データベアラ(DRB0とDRB1)は第1マクロ基地局10a1から第2マクロ基地局10a2に引き継がれると述べたが、この引継ぎは、当該データベアラに比較的上位層で設定される各種属性(データベアラのIDやデータベアラにおけるサービスレベル等のパラメータ)を引継ぐ趣旨のものであることに留意されたい。これに対し、従来のLTEシステムの規定によれば、無線接続の比較的下位層(具体的にはL2に相当するPDPC層やRLC層)においては、ハンドオーバ時に各ベアラ(データベアラと制御ベアラ)に対して再確立(re-establishment)が行われる。
次に、第2マクロ基地局10a2は、無線端末20の2元接続を開始させることを決定したものとする。また、第2マクロ基地局10a2は、2元接続のために無線端末20に追加する接続先を、第1スモール基地局10b1と決定したものとする。ハンドオーバの直前(図5A)まで無線端末20は第1スモール基地局10b1に接続していたということは、第1スモール基地局10b1と無線端末20との間の無線品質は比較的良好であることを意味する。そのため、第2マクロ基地局10a2がこれらの決定を行うのは自然な流れであると推察される。
なお、第2マクロ基地局10a2は、例えば無線端末20から周期的に受信するメジャメントレポート等に基づいてこれらの決定を行うことができる。また、第2マクロ基地局10a2は、例えば第1マクロ基地局10a1によるハンドオーバの要求等に基づいて、これらの決定を行うことも考えられる。
2元接続開始の決定に基づき、図5Dに示されるように無線端末20は、2元接続を開始する。上述したように、2元接続時において無線端末20と第1スモール基地局10b1の間にはデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上にデータプレーンのみが接続される。ここで図5Dにおいて第2マクロ基地局10a2は、一例として、自局に設定されている2つのデータベアラのうちDRB1を第1スモール基地局10b1に移すものとする。前述したように、例えばDRB1が大容量且つ即時性が求められるデータベアラであるとすれば、これがスモール基地局10bに移されるのは自然な流れであると推察される。
データベアラが移された結果、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間のデータチャネル上のユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB1が設定されることになる。一方、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル上の制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0〜SRB2が設定されており、ユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB0が設定されることになる。
参考技術の手順については以上で説明した通りである。前述したように、参考技術はキャリアアグリゲーションに対する既存のハンドオーバ手順を用いて2元接続に対するハンドオーバを行うものである。したがって、参考技術により、キャリアアグリゲーションに対する既存のハンドオーバ手順を用いて2元接続に対するハンドオーバを支障なく実現できるようにも思われる。しかしながら、参考技術について考察すると、次のような問題点があると考えられる。
参考技術によれば、図5に示されるように、2元接続を行っている無線端末20において、当初は第1スモール基地局10b1に対して設定されていたデータベアラが(図5A)、一旦は第1マクロ基地局10a1に集約される(図5B)。そして、その後に当該データベアラはハンドオーバにより第2マクロ基地局10a2において引き継がれ(図5C)、さらに当該データベアラは第1スモール基地局10b1に移される(図5D)。
ここで、当初の段階(図5A)で第1スモール基地局10b1に対して設定されているデータベアラに着目すると、当初の段階と最終的な段階(図5D)では同じであるのに、途中の段階(図5B〜図5C)では引き渡しが行われていることが分かる。したがって、参考技術においては、ハンドオーバ前の段階でスモール基地局10bにデータベアラに対して設定されているデータベアラに対して、ハンドオーバ時に冗長な処理が行われていると解釈することも可能と考えられる。
このように、ハンドオーバ時に冗長な処理が行われると、ハンドオーバに時間を要することになり、瞬断等の恐れが高まるため望ましくない。また、こうした冗長な処理は、本来は不要な処理負荷やシグナリングが行われることにも繋がる。これは基地局10にとっても無線端末20にとっても望ましいことではないと考えられる。
なお、以上の説明においては主として図5に基づいて問題の所在を説明したが、これとほぼ同様に、図4に基づいて問題の所在を説明することも可能である。ただし、図4においては図5とは異なり、2台のスモール基地局10bが介在しているため、当初の段階(図4A)と最終的な段階(図5D)においてスモール基地局10bに設定されているデータベアラが同じというわけではない。そのため図4の例は、図5の例と比較すると潜在する問題は大きくはないものの、ハンドオーバ処理に冗長な部分があるという点では共通しており、図5の例と同様の問題を抱えていると言える。
また、上記の説明においてはLTEシステムにおけるマクロ基地局10a(マクロセル)とスモール基地局10b(スモールセル)との2元接続に基づいて行ってきたが、本願発明の適用範囲はこれに限られず、一般的な基地局10(セル)に拡張できることに留意すされたい。例えば、マスターセルとスレーブセル、アンカーセルとアシスティングセル、プライマリセルとセカンダリセル等においても、本願発明は当然に適用可能である。さらに、本願において、それぞれのセル(基地局10)の呼び方についてはこれらに限ったものではないことに留意する。一般的に、従来のLTE通信システムのように制御プレーンとデータプレーンの両方が接続され通信を行う基地局10が主たる基地局10であって、追加的にデータプレーンを接続して通信を行う基地局10が従たる基地局10であれば、この意図を逸脱しない範囲で、様々な呼称を用いることができる。例えば、最新の標準化動向では、2元接続とキャリアアグリゲーションの組み合わせが可能であり、主たる通信リソースを提供するセル群を「マスターセルグループ(MCG)」、追加的な通信リソースを提供するセル群を「セカンダリーセルグループ(SCG)」と呼称している。
加えて、上記はLTEシステムを例に挙げて説明したが、上記の問題はLTEシステムに限定されるわけではないことに注意されたい。すなわち、上記の問題は、条件さえ揃えば、任意の無線通信システムにおいて発生しうるものである。
以上をまとめると、一例として、LTEシステムにおいてマクロ基地局10aとスモール基地局10bとに2元接続している無線端末20が別のマクロ基地局10aにハンドオーバする場合の手順としては、キャリアアグリゲーションに対する既存のハンドオーバ手順を利用すること(上述した参考技術)が考えられる。しかしながら、係る参考技術によると、ハンドオーバ時に冗長な処理が行われていることになり、瞬断等の恐れが高まるものと考えられる。前述したようにこの問題は、発明者が従来技術を仔細に検討した結果として新たに見出したものであり、従来は知られていなかったものである。以降では、この2元接続時のハンドオーバに伴う問題を解決するための本願の各実施形態を順に説明する。
[第1実施形態]
第1実施形態は、第1基地局10(例えば第1マクロ基地局10a1)と第1通信チャネル(例えば第1マクロ基地局10a1と無線端末20との間のデータチャネルであるPDSCHやPUSCH)を介して第1データ通信(例えばデータベアラであるDRB0)を行っている無線局(例えば無線端末20)が、第2基地局10(例えば第1スモール基地局10b1)と第2通信チャネル(例えば第1スモール基地局10b1と無線端末20との間のデータチャネルであるPDSCHやPUSCH)を介して前記第1データ通信と異なる第2データ通信(例えばデータベアラであるDRB1)を前記第1データ通信と並行して行い、前記第1基地局10が、前記無線局を前記第1基地局10から第3基地局10(例えば第2マクロ基地局10a2)にハンドオーバさせる場合、前記第2データ通信を前記第1通信チャネルに引き継がせることなく、前記第1データ通信を前記無線局と前記第3基地局10との間の第3通信チャネル(例えば第2マクロ基地局10a2と無線端末20との間のデータチャネルであるPDSCHやPUSCH)に引き継がせる無線通信方法である。
図6A〜図6Bに基づいて第1実施形態を説明する。なお、第1実施形態における前提や用語等については、特に断りが無い限り、上述した「問題の所在」を踏襲している。そのため、ここではそれらについての説明は割愛する。
図6Aにおいて、無線端末20は第1マクロ基地局10a1と第1スモール基地局10b1とに2元接続している。図6Aは図5Aと同じ状態であるため、ここでは簡単に説明する。無線端末20と第1マクロ基地局10a1との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)を介して制御プレーンとユーザプレーンとがそれぞれ接続されており、一例として、制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0、SRB1、およびSRB2とが設定されており、ユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB0が設定されているものとする。一方、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)を介してユーザプレーンが接続されており、一例として、ユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB1が設定されているものとする。
ここで、第1マクロ基地局10a1は、2元接続中の無線端末20を第2マクロ基地局10a2にハンドオーバさせることを決定したものとする。第1マクロ基地局10a1は、例えば無線端末20から周期的に受信するメジャメントレポート等に基づいてハンドオーバの決定を行うことができる。
ハンドオーバの決定に基づき、図6Bに示されるように無線端末20は、第1マクロ基地局10a1から第2マクロ基地局10a2にハンドオーバする。このとき第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されているデータベアラを引き継ぐこと無く、無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間で設定されているデータベアラを第2マクロ基地局10a2に引き継がせる。すなわち、図6Bで第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されているデータベアラをその状態で継続(維持)させたまま、無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間で設定されているデータベアラを第2マクロ基地局10a2に引き継がせる。
図6Aから図6Bに至る処理をより具体的に説明する。まず、ハンドオーバにより、無線端末20は第2マクロ基地局10a2との間でRRC_CONNECTED状態となるとともに、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上に制御プレーンとユーザプレーンとが接続される。
このとき第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間のデータチャネル上に設定されている全てのデータベアラ(具体的はDRB0)に関する各種属性(データベアラのIDやデータベアラにおけるサービスレベル等のパラメータ)を示す情報を、第2マクロ基地局10a2に通知する。これにより、第2マクロ基地局10a2はDRB0の引き継ぎを行う。また、制御ベアラ(具体的にはSRB0、SRB1およびSRB2)については第2マクロ基地局10a2と無線端末20との間のデータチャネル上に新たに設定される。これにより、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル上の制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0、SRB1、およびSRB2とが設定されており、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB0が設定された状態となる。
ここで、データベアラ(DRB0)は第1マクロ基地局10a1から第2マクロ基地局10a2に引き継がれると述べたが、この引継ぎは、当該データベアラに比較的上位層で設定される各種属性(データベアラのIDやデータベアラにおけるサービスレベル等のパラメータ)を引継ぐ趣旨のものであることに留意されたい。これに対し、従来のLTEシステムの規定に沿って、無線接続の比較的下位層(具体的にはL2に相当するPDPC層やRLC層)においては、引き継がれた各ベアラ(具体的にはデータベアラDBR0と制御ベアラDBR0〜DBR2)に対して再確立(re-establishment)が行われる。
一方、ハンドオーバ前に無線端末20と第1スモール基地局10b1の間のデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上に設定されていたデータベアラであるDRB1は、ハンドオーバが終了してもそのまま継続(維持)される。そのため、図6における第1マクロ基地局10a1は、図5とは異なり、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されているデータベアラ(DRB1)を引き継ぐことが無い。
ここで、注意すべきは、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で維持されるデータベアラ(DRB1)については、無線接続の比較的下位層(具体的にはPDPC層やRLC層)において再確立(re-establishment)を行わないものとする。上述したように、従来のLTEシステムの規定によれば、無線接続の比較的下位層(具体的にはPDPC層やRLC層)においては、ハンドオーバ時に各ベアラ(データベアラと制御ベアラ)に対して再確立(re-establishment)が行われる。本実施形態においては、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で維持されるデータベアラ(DRB1)については、この従来規定の例外として取り扱うこととなるため、注意が必要である。
以上で説明した第1実施形態によれば、図6A〜図6Bに示されるように、2元接続中の無線端末20がハンドオーバする際に、第1マクロ基地が第1スモール基地局10b1において設定されているデータベアラを一旦引き継がなくても済むようになる。そのため、第1実施形態によれば、図5A〜図5Dに示される参考技術と比較して少ない手順でハンドオーバを行うことが可能となる。これにより、第1実施形態によれば、2元接続中の端末20によるハンドオーバを短縮化でき、ハンドオーバが時間を要することに伴う瞬断等の恐れを削減することができる。したがって、第1実施形態は、2元接続を実現する場合に望ましい移動制御を行うことができるという従来にはない効果を奏するものである。
[第2実施形態]
第2実施形態は、上述した図3の基地局10配置を前提とする実施形態であり、第1実施形態をLTEシステムに具体的に適用した実施形態の一例である。第2実施形態におけるこれ以外の前提や用語等については、特に断りが無い限り、上述した「問題の所在」や第1実施形態を踏襲している。そのため、ここではそれらについての説明は割愛する。
図7に、第2実施形態の処理シーケンスの一例を示す。図7は、第2実施形態の正常系の処理シーケンスと解することができる。なお、図7および以降の同様のシーケンス図においては、上位装置であるMME/SGW30については省略されていることに留意されたい。また、図7および以降の同様のシーケンス図においては、データベアラについては適宜図示しているが、制御ベアラについても省略していることに留意されたい。
図7のS101において、無線端末20は第1マクロ基地局10a1および第1スモール基地局10b1と2元接続を行っている。ここでは一例として、無線端末20は第1マクロ基地局10a1との間のデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上でデータベアラDRB0を設定しているものとする。また、無線端末20は第1スモール基地局10b1との間のデータチャネル上でデータベアラDRB1を設定しているものとする。S101で示される2元接続は、所定のタイミング(具体的には後述するS110)までは維持されることに留意されたい。
次にS102で無線端末20は、第1マクロ基地局10a1に対しメジャメントレポート(Measurement report)を送信する。メジャメントレポートは、各基地局10から送信された参照信号に基づく当該各基地局10に対する測定結果が含まれている。S102のメジャメントレポートには、例えば、第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、それぞれに対する度測定結果が含まれている。
次にS103で第1マクロ基地局10a1は、一例として、S102のメジャメントレポートに基づいて無線端末20をハンドオーバ(HO)させることを決定する。ここでは第1マクロ基地局10a1は、一例として、無線端末20を第2マクロ基地局10a2にハンドオーバさせることを決定したものとする。
このときS104で第1マクロ基地局10a1は、ハンドオーバを要求するX2メッセージであるHO Requestを第2マクロ基地局10a2に送信する。ここで、HO RequestはLTEシステムにおいて規定されたX2メッセージであるが、本実施形態においてはこれを一部修正したものを用いる。
図8に本実施形態で用いるHO Requestに含まれる情報要素の一例を示す。図8においては、各情報要素の名称(IE/Group Name)とPresenceとが併記されている。なお、各名称に付された記号">"の個数は、当該情報要素の階層の深さを示している。また、Presenceとは、各情報要素が必須(M: Mandatory)であるかオプションであるか(O: Option)を示している。
図8において、下線が付加された箇所が、従来のHO Requestに追加された部分に相当している。従来のHO Requestとの違いは大きく分けて2点ある。なお、一般にハンドオーバ元の基地局10はサービング基地局10(あるいは単にサービング)と呼ばれ、ハンドオーバ先の基地局10はターゲット基地局10(あるいは単にターゲット)と呼ばれることから、以下でもこの呼称を用いる。
図8のHO Requestの従来との第1の違いは、従来のHO Requestはターゲットのマクロ基地局10aの識別子を含むが、本実施形態のHO Requestはそれに加えて、無線端末20が2元接続を行っているスモール基地局10bの識別子を含む点である。具体的には、図8のTarget Secondary Cell IDに、ハンドオーバ時に無線端末20が2元接続を行っているスモール基地局10bの識別子を格納する。ちなみに、Target Master Cell IDにはターゲットのマクロ基地局10aの識別子を格納する。
これにより、ターゲットのマクロ基地局10a(本実施形態においては第2マクロ基地局10a2)がHO Requestを受信した時に、ハンドオーバ時に無線端末20が2元接続を行っているスモール基地局10b(本実施形態においては第1スモール基地局10b1)を認識することができる。
なお、図8のTarget Secondary Cell IDに加えて、Old Target Secondary Cell IDも含まれている。本実施形態においては、Target Secondary Cell IDとOld Target Secondary Cell IDのいずれにおいても、ハンドオーバ時に無線端末20が2元接続を行っているスモール基地局10bの識別子を格納する。すなわち、Target Secondary Cell IDとOld Target Secondary Cell IDとに同じ値を格納する。スモール基地局10bの識別子を格納するための情報要素は2つ存在する意義については、後述する第4実施形態で説明する。
また、図8のTarget Secondary Cell IDやOld Target Secondary Cell IDは、オプションの情報要素である。このことは、無線端末20が2元接続していない場合(通常の場合)のHO Requestにおいては、これらの情報要素は通知されない(除去される)ことを意味している。
図8のHO Requestの従来との第2の違いは、従来のHO Requestはサービングのマクロ基地局10aからターゲットのマクロ基地局10aに引き継がれる各ベアラの属性情報を含むが、本実施形態のHO Requestはそれに加えて、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラの属性情報を含む点である。具体的には、図8のSecondary E-RABs To Be Setup Itemに、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラの属性情報を格納する。ちなみに、Master E-RABs To Be Setup Itemにはサービングのマクロ基地局10aからターゲットのマクロ基地局10aに引き継がれる各ベアラの属性情報を格納する。
Secondary E-RABs To Be Setup Itemはベアラ毎に設定され、それぞれのSecondary E-RABs To Be Setup ItemはE-RAB ID、E-RAB Level QoS Parameter、DL Forwarding、およびUL GTP Tunnel Endpointの各情報要素を含む。E-RAB IDはベアラのIDであり、E-RAB Level QoS Parameterはベアラのサービスレベルを示す情報要素である。また、DL Forwardingはベアラの下り通信をハンドオーバ中にサービング基地局10からターゲット基地局10に転送するか否かを示す情報要素であり、UL GTP Tunnel Endpointはベアラの上り通信の終端点を示す情報要素である。
ここで、本実施形態においては、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける全てのベアラをそのまま継続(維持)しないことが許容されるものとする。別の言い方をすれば、本実施形態のターゲット基地局10はサービング基地局10に対し、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラを選択的に引き継がせることができるものとする。
本実施形態においては、上述したDL Forwarding情報要素を用いて、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラのうちでそのまま継続するものか否かを指定する。より具体的には次のようにする。上述したように、本実施形態においては、Target Secondary Cell IDとOld Target Secondary Cell IDとに同じ値が格納される。この場合、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいてそのまま継続するものに対しては、DL Forwarding情報要素を設定しない(すなわち通知されない)。スモール基地局10bにおいて継続されるベアラについては、ターゲット基地局10への下り通信の転送は不要だからである。これに対し、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいて継続せずにターゲット基地局10に引き継がせるものに対しては、DL Forwarding情報要素を設定する。スモール基地局10bにおいて継続されないベアラについては、ターゲット基地局10への下り通信の転送が必要だからである。
これにより、ターゲットのマクロ基地局10a(本実施形態においては第2マクロ基地局10a2)がHO Requestを受信した時に、ハンドオーバ時に無線端末20が2元接続を行っているスモール基地局10b(本実施形態においては第1スモール基地局10b1)における各ベアラのうちでそのまま継続させるものとターゲットが引き継ぐものとを認識することができる。
図7に例示されるシーケンスにおいては、S104で第1マクロ基地局10a1が第2マクロ基地局10a2に対して送信するHO Requestにおいて、スモール基地局10bにおけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを指定するものとする。具体的には、ベアラDRB1に対応するSecondary E-RABs To Be Setup Itemに含まれるDL Forwarding情報要素を設定しないものとする。なお、図7およびこれ以降の同様のシーケンス図において、スモール基地局10bにおけるベアラをそのまま継続(維持)することを、2元接続を継続するという意味で、DC=trueと表現している。これに対し、スモール基地局10bにおけるベアラをそのまま継続(維持)させずにターゲット基地局10に引き継がせることを、2元接続を解除するという意味で、DC=falseと表現している。
次にS105で第2マクロ基地局10a2は、S104のHO Requestに基づいて、2元接続(DC)を継続するか否かを決定(判定)する。第2マクロ基地局10a2は、HO Requestの指定をそのまま用いてこの判定を行うこともできるし、他の要素を考慮してこの判定を行っても良い。他の要素としては、例えば各基地局10における無線品質や混雑状況等が考えられる。
図7に例示されるシーケンスにおいては、S105で第2マクロ基地局10a2は、スモール基地局10bにおけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを決定するものとする(DCをOKと判定)。
このときS106で第2マクロ基地局10a2は、スモール基地局10bに対する設定等の変更を行うためのX2メッセージであるSeNB MODを第1スモール基地局10b1に送信する。SeNB MODについては、上述したHO Requestと同様の情報要素を含むように構成することができるため、ここでは説明を割愛する。
図7に例示されるシーケンスにおいては、S106で第2マクロ基地局10a2が第1スモール基地局10b1に対して送信するSeNB MODにおいて、スモール基地局10bにおけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを指定するものとする(DC=true)。
次にS107で第1スモール基地局10b1は、S106のSeNB MODに基づいて、2元接続(DC)を継続するか否かを決定(判定)する。第1スモール基地局10b1は、SeNB MODの指定をそのまま用いてこの判定を行うこともできるし、他の要素を考慮してこの判定を行っても良い。他の要素としては、例えば各基地局10における無線品質や混雑状況等が考えられる。
図7に例示されるシーケンスにおいては、S107で第1スモール基地局10b1は、当該第1スモール基地局10b1におけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを決定するものとする(DCをOKと判定)。
このときS108で第1スモール基地局10b1は、スモール基地局10bに対する設定等の完了を通知するためのX2メッセージであるSeNB CMPを第2マクロ基地局10a2に送信する。SeNB CMPについては、後述するHO Request ACKと同様の情報要素を含むように構成することができるため、ここでは説明を割愛する。
図7に例示されるシーケンスにおいては、S108で第1スモール基地局10b1が第2マクロ基地局10a2に対して送信するSeNB CMPにおいて、スモール基地局10bにおけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを指定するものとする(DC=true)。
このときS109で第2マクロ基地局10a2は、S104のHO Requestに対する応答メッセージであるHO Request ACKを第1マクロ基地局10a1に送信する。ここで、HO Request ACKはLTEシステムにおいて規定されたX2メッセージであるが、本実施形態においてはこれを一部修正したものを用いる。
図9に本実施形態で用いるHO Request ACKに含まれる情報要素の一例を示す。図9の見方については図8と同様なので説明を割愛する。
図9のHO Request ACKの従来との違いは、従来のHO Request ACK はサービングのマクロ基地局10aからターゲットのマクロ基地局10aに引き継がれる各ベアラの属性情報を含むが、本実施形態のHO Request ACKはそれに加えて、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラの属性情報を含む点である。具体的には、図9のSecondary E-RABs Admitted Itemに、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラの属性情報を格納する。ちなみに、Master E-RABs Admitted Itemにはサービングのマクロ基地局10aからターゲットのマクロ基地局10aに引き継がれる各ベアラの属性情報を格納する。
Secondary E-RABs Admitted Itemはベアラ毎に設定され、それぞれのSecondary E-RABs Admitted ItemはE-RAB ID、DL GTP Tunnel Endpoint、およびUL GTP Tunnel Endpointの各情報要素を含む。E-RAB IDはベアラのIDである。また、DL GTP Tunnel Endpointはベアラの下り通信の終端点を示す情報要素であり、UL GTP Tunnel Endpointはベアラの上り通信の終端点を示す情報要素である。
ここで、上述したように、本実施形態においては、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける全てのベアラをそのまま継続(維持)しないことが許容される。別の言い方をすれば、本実施形態のターゲット基地局10はサービング基地局10に対し、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラを選択的に引き継がせることができる。
本実施形態においては、上述したDL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素を用いて、無線端末20が2元接続しているスモール基地局10bにおける各ベアラのうちでそのまま継続するものか否かを指定する。より具体的には次のようにする。上述したように、本実施形態においては、Target Secondary Cell IDとOld Target Secondary Cell IDとに同じ値が格納される。この場合、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいてそのまま継続するものに対しては、DL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素を設定しない(すなわち通知されない)。スモール基地局10bにおいて継続されるベアラについては、上りや下りのエンドポイントの通知は不要だからである。これに対し、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいて継続せずにターゲット基地局10に引き継がせるものに対しては、DL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素を設定する。スモール基地局10bにおいて継続されないベアラについては、上りや下りのエンドポイントの通知が必要だからである。
これにより、サービングのマクロ基地局10a(本実施形態においては第1マクロ基地局10a1)がHO Request ACKを受信した時に、ハンドオーバ時に無線端末20が2元接続を行っているスモール基地局10b(本実施形態においては第1スモール基地局10b1)における各ベアラのうちでそのまま継続させるものとターゲットが引き継ぐものとを認識することができる。
図7に例示されるシーケンスにおいては、S109で第1マクロ基地局10a1が第2マクロ基地局10a2に対して送信するHO Requestにおいて、スモール基地局10bにおけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを指定するものとする。具体的には、ベアラDRB1に対応するSecondary E-RABs Admitted Itemに含まれるDL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素を設定しないものとする。
次に図7のS110で第1マクロ基地局10a1は、無線端末20に対してRRC Connection Reconfigurationメッセージを送信する。このとき、RRC Connection Reconfigurationメッセージには、ハンドオーバを無線端末20に通知する情報に相当するMobility Control Info(MCI)情報要素を含む。RRC Connection ReconfigurationメッセージやMobility Control Info情報要素については、従来のLTEシステムにおける既存のものを用いればよいため、説明は割愛する。
無線端末20は、Mobility Control Info情報要素を含むRRC Connection Reconfigurationメッセージを受信すると、サービングである第1マクロ基地局10a1との接続を解除する(Detach)。そして、引き続き無線端末20は、ターゲットである第2マクロ基地局10a2に対する同期処理を行う。これにより、無線端末20は第2マクロ基地局10a2との間でRRC_CONNECTED状態となるとともに、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上に制御プレーンとユーザプレーンとが接続される。
このとき第2マクロ基地局10a2は、無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間のデータチャネル上に設定されている全てのデータベアラ(具体的はDRB0)を引継ぐ。この引継ぎは、S106で受信したSeNB MODメッセージに含まれるベアラの属性情報であるSecondary E-RABs To Be setup itemに基づいて行うことができる。これにより、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル上のユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB0が設定された状態となる。
次に図7のS111で無線端末20は、第1マクロ基地局10a1に対して、S110のRRC Connection Reconfigurationメッセージに対する応答メッセージであるRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを送信する。RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージについては、従来のLTEシステムにおける既存のものを用いればよいため、説明は割愛する。
以上により、図7のS112に示されるように、無線端末20は第2マクロ基地局10a2および第1スモール基地局10b1と2元接続を行っている状態となる。このとき、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上でデータベアラDRB0が設定された状態となる。また、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間のデータチャネル上でデータベアラDRB1が設定された状態となる。
最後に図7のS113で、第2マクロ基地局10a2は、第1マクロ基地局10a1に対してUE Context Releaseメッセージを送信する。これにより、第1マクロ基地局10a1は、無線端末20に対して保持していたUE Context(無線リソース)を解放する。これにより、ハンドオーバ処理が完了する。
次に、図10に、第2実施形態の処理シーケンスの別の一例を示す。図10は、第2実施形態の準正常系の処理シーケンスの一例と解することができる。図10における処理の多くは図7と重複するため、ここでは処理の流れを簡単に説明する。
図7においては、S105で第2マクロ基地局10a2は、S104のHO Requestの要求に沿って、第1スモール基地局10b1におけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを決定している(DCをOKと判定)。これに対し、図10のS205で第2マクロ基地局10a2は、S204のHO Requestの要求には沿わずに、第1スモール基地局10b1におけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)しないことを決定している(DCをNGと判定)。この違いが意味するところは、図7では第2マクロ基地局10a2は第1マクロ基地局10a1による要求(DC=true)を受け入れたのに対し、図10では第2マクロ基地局10a2は第1マクロ基地局10a1による要求(DC=true)を受け入れなかったということである。
図10のように第1スモール基地局10b1におけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)しない場合、ターゲットである第2マクロ基地局10a2がDRB1を引き継ぐ。したがって、ハンドオーバに伴い無線端末20の2元接続は解除され、ハンドオーバ後の無線端末20はターゲットのマクロ基地局10aのみに接続している状態となる。
図10ではS206〜S211において、S205の決定に沿って処理が順次進められる。その結果、図10のS212に示されるように、無線端末20は第2マクロ基地局10a2のみと接続している状態となる(すなわち2元接続は解除される)。このとき、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上でデータベアラDRB0およびDRB1が設定された状態となる。
さらに、図11に、第2実施形態の処理シーケンスの別の一例を示す。図11は、第2実施形態の準正常系の処理シーケンスの他の一例と解することができる。図11における処理の多くは図7や図10と重複するため、ここでは処理の流れを簡単に説明する。
図7においては、S107で第1スモール基地局10b1は、S106のSeNB MODの要求に沿って、第1スモール基地局10b1におけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)することを決定している(DCをOKと判定)。これに対し、図11のS307で第1スモール基地局10b1は、S306のSeNB MODの要求には沿わずに、第1スモール基地局10b1におけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)しないことを決定している(DCをNGと判定)。この違いが意味するところは、図7では第1スモール基地局10b1は第1マクロ基地局10a1および第2マクロ基地局10a2による要求(DC=true)を受け入れたのに対し、図11では第1スモール基地局10b1は第1マクロ基地局10a1および第2マクロ基地局10a2による要求(DC=true)を受け入れなかったということである。
図11のように第1スモール基地局10b1におけるベアラDRB1をそのまま継続(維持)しない場合、図10の場合と同様に、ターゲットである第2マクロ基地局10a2がDRB1を引き継ぐ。したがって、ハンドオーバに伴い無線端末20の2元接続は解除され、ハンドオーバ後の無線端末20はターゲットのマクロ基地局10aのみに接続している状態となる。
図11ではS308〜S311において、S307の決定に沿って処理が順次進められる。その結果、図11のS312に示されるように、無線端末20は第2マクロ基地局10a2のみと接続している状態となる(すなわち2元接続は解除される)。このとき、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上でデータベアラDRB0およびDRB1が設定された状態となる。
図7、図10、および図11に例示される第2実施形態の処理シーケンスによれば、2元接続中の無線端末20がハンドオーバする際に、サービングである第1マクロ基地局10a1が第1スモール基地局10b1において設定されている各データベアラを一旦引き継がなくても済むようになる。これにより、上述した参考技術における問題が解消される。すなわち、第2実施形態によれば、上述した参考技術と比較して少ない手順でハンドオーバを行うことが可能となり、瞬断等の恐れを削減することができる。
さらに、第2実施形態においては、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されている各データベアラに対し、第1スモール基地局10b1においてそのまま継続させるか、あるいは第1スモール基地局10b1からターゲットである第2マクロ基地局10a2に引継がせるかを選択的に行うことができる。また、各図で例示されているように、この選択的な判断は、第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1のそれぞれで行うことが可能である。これにより、第2実施形態によれば、2元接続中の無線端末20におけるベアラの管理を柔軟に行うことが可能となる。
以上をまとめると、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、2元接続中の無線端末20がハンドオーバする際に、第1マクロ基地局10a1が第1スモール基地局10b1において設定されているデータベアラを一旦引き継がなくても済むようになる。そのため、第2実施形態によれば、上述した参考技術と比較して少ない手順でハンドオーバを行うことが可能となる。これにより、第2実施形態によれば、2元接続中の端末20によるハンドオーバを短縮化でき、ハンドオーバが時間を要することに伴う瞬断等の恐れを削減することができる。したがって、第2実施形態は、2元接続を実現する場合に望ましい移動制御を行うことができるという従来にはない効果を奏するものである。
[第3実施形態]
第3実施形態は、上述した図2の基地局10配置を前提とする実施形態であり、基本的に第1実施形態に対応する実施形態である。第3実施形態におけるこれ以外の前提や用語等については、特に断りが無い限り、上述した「問題の所在」や上記各実施形態を踏襲している。そのため、ここではそれらについての説明は割愛する。
図12A〜図12Cに基づいて第3実施形態を説明する。図12Aにおいて、無線端末20は第1マクロ基地局10a1と第1スモール基地局10b1とに2元接続している。ここで、無線端末20と第1マクロ基地局10a1との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)を介して制御プレーンとユーザプレーンとがそれぞれ接続されており、一例として、制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0、SRB1、およびSRB2とが設定されており、ユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB0が設定されているものとする。一方、無線端末20と第1スモール基地局10b1との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)を介してユーザプレーンが接続されており、一例として、ユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB1が設定されているものとする。
ここで、第1マクロ基地局10a1は、2元接続中の無線端末20を第2マクロ基地局10a2にハンドオーバさせることを決定したものとする。第1マクロ基地局10a1は、例えば無線端末20から周期的に受信するメジャメントレポート等に基づいてハンドオーバの決定を行うことができる。
ハンドオーバの決定に基づき、図12Bに示されるように無線端末20は、第1マクロ基地局10a1から第2マクロ基地局10a2にハンドオーバする。このとき第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されているデータベアラを引き継ぐこと無く、無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間で設定されているデータベアラを第2マクロ基地局10a2に引き継がせる。すなわち、図12Bで第1マクロ基地局10a1は、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されているデータベアラDRB0をその状態で継続(維持)させたまま、無線端末20と第1マクロ基地局10a1の間で設定されているデータベアラを第2マクロ基地局10a2に引き継がせる。
さらに、ハンドオーバに伴い、図12Cに示されるように、第2スモール基地局10b2が、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されているデータベアラDRB1を引き継ぐ。第1スモール基地局10b1は第2マクロ基地局10a2の配下では無いため、無線端末20が第2マクロ基地局10a2にハンドオーバした以上、無線端末20と第1スモール基地局10b1の間で設定されているデータベアラDBR1をそのまま継続(維持)するわけにはいかないからである。
その結果、図12Cに示されるように、無線端末20は第2マクロ基地局10a2と第2スモール基地局10b2とに2元接続している状態となる。ここで、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)を介して制御プレーンとユーザプレーンとがそれぞれ接続されており、制御プレーンには3つの制御ベアラであるSRB0、SRB1、およびSRB2とが設定されており、ユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB0が設定される。一方、無線端末20と第2スモール基地局10b2との間でデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)を介してユーザプレーンが接続されており、ユーザプレーンには1つのデータベアラであるDRB1が設定される。
以上で説明した第3実施形態によれば、図12A〜図12Cに示されるように、2元接続中の無線端末20がハンドオーバする際に、第1マクロ基地局10a1が第1スモール基地局10b1において設定されているデータベアラを一旦引き継がなくても済むようになる。そのため、第3実施形態によれば、図4A〜図4Dに示される参考技術と比較して少ない手順でハンドオーバを行うことが可能となる。これにより、第3実施形態によれば、2元接続中の無線端末20によるハンドオーバを短縮化でき、ハンドオーバが時間を要することに伴う瞬断等の恐れを削減することができる。したがって、第3実施形態は、2元接続を実現する場合に望ましい移動制御を行うことができるという従来にはない効果を奏するものである。
[第4実施形態]
第4実施形態は、上述した図2の基地局10配置を前提とする実施形態であり、第3実施形態をLTEシステムに具体的に適用した実施形態の一例である。第4実施形態におけるこれ以外の前提や用語等については、特に断りが無い限り、上述した「問題の所在」や上記各実施形態を踏襲している。そのため、ここではそれらについての説明は割愛する。
図13〜図15に、第4実施形態の処理シーケンスの例を示す。図13〜図15は、図7、図10および図11に示される第2実施形態の処理シーケンスに対応している。そのためここでは各手順の説明は割愛し、要点を述べるに留める。
例えば図13のS405〜S409において、第2マクロ基地局10a2、第2スモール基地局10b2、第1スモール基地局10b1の順に、2元接続の継続または解除の決定を行っている。ここで、図13は、第2マクロ基地局10a2、第2スモール基地局10b2、第1スモール基地局10b1のいずれもが2元接続の継続(DC=OK)を決定している場合に相当する。これに対し、図14は、第2マクロ基地局10a2、第2スモール基地局10b2、第1スモール基地局10b1のいずれもが2元接続の解除(DC=NG)を決定している場合に相当する。また、図15は、第2マクロ基地局10a2が2元接続の継続を決定しているが、第2スモール基地局10b2と第1スモール基地局10b1が2元接続の解除を決定している場合に相当する。なお、第1スモール基地局10b1のみが2元接続の解除を決定する場合は想定されないことに留意されたい。
なお、上述した第2実施形態のHO RequestメッセージにおいてはTarget Secondary Cell IDとOld Target Secondary Cell IDとに同じ値を格納していたが、第4実施形態においては異なる値を格納する。具体的には、Target Secondary Cell IDにはハンドオーバ後に無線端末20が2元接続を行うスモール基地局10b(今回の場合は第1スモール基地局10b1)の識別子を格納する。一方、Old Target Secondary Cell IDにはハンドオーバ前に無線端末20が2元接続を行っているスモール基地局10b(今回の場合は第2スモール基地局10b2)の識別子を格納する。第4実施形態においては、ハンドオーバの前後でスモール基地局10aも切り変わるので、このようにしたのである。
また、第4実施形態においては、HO Requestの情報要素を以下のように指定する。上述したように、本実施形態においては、Target Secondary Cell IDとOld Target Secondary Cell IDとに異なる値が格納される。この場合、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいて継続するものに対しては、DL Forwarding情報要素を設定する。スモール基地局10bにおいて継続されるとしても、本実施形態においてはスモール基地局10bが切り替わるため、下り通信の転送が必要だからである。これに対し、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいて継続せずにターゲット基地局10に引き継がせるものに対しては、DL Forwarding情報要素を設定しない(すなわち通知されない)。このように、第2実施形態と第4実施形態とでは、DL Forwarding情報要素の設定のルールが反対となることに留意されたい。
これと同様に、第4実施形態においては、HO Request ACKのDL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素を以下のように指定する。上述したように、本実施形態においては、Target Secondary Cell IDとOld Target Secondary Cell IDとに異なる値が格納される。この場合、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいて継続するものに対しては、DL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素を設定する。スモール基地局10bにおいて継続されるとしても、本実施形態においてはスモール基地局10bが切り替わるため、上りや下りのエンドポイントの通知が必要だからである。これに対し、各ベアラのうちでスモール基地局10bにおいて継続せずにターゲット基地局10に引き継がせるものに対しては、DL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素を設定しない(すなわち通知されない)。このように、第2実施形態と第4実施形態とでは、DL GTP Tunnel Endpoint情報要素およびUL GTP Tunnel Endpoint情報要素の設定のルールが反対となることに留意されたい。
図13の説明に戻って、S415において、無線端末20は第2マクロ基地局10a2および第2スモール基地局10b2と2元接続を行っている状態となる。このとき、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上でデータベアラDRB0が設定された状態となる。また、無線端末20と第2スモール基地局10b2との間のデータチャネル上でデータベアラDRB1が設定された状態となる。
一方、図14または図15では、S515またはS615に示されるように、無線端末20は第2マクロ基地局10a2のみと接続している状態となる(すなわち2元接続は解除される)。このとき、無線端末20と第2マクロ基地局10a2との間のデータチャネル(上りはPUSCH、下りはPDSCH)上でデータベアラDRB0およびDRB1が設定された状態となる。
さらに、図16〜図18に、第4実施形態の変形例の処理シーケンスの例を示す。図16〜図18は、図13〜図15に対応するためここでは各手順の説明は割愛し、要点を述べるに留める。なお、図16〜図18と図13〜図15とでは、第1スモール基地局10b1と第2スモール基地局10b2の図中の位置が入れ替わっていることに注意されたい。
例えば図16のS705〜S709において、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、第2スモール基地局10b2の順に、2元接続の継続または解除の決定を行っている。この決定の順番が、図16〜図18と図13〜図15との違いである。
図16は、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、第2スモール基地局10b2のいずれもが2元接続の継続(DC=OK)を決定している場合に相当する。これに対し、図17は、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、第2スモール基地局10b2のいずれもが2元接続の解除(DC=NG)を決定している場合に相当する。また、図18は、第2マクロ基地局10a2と第1スモール基地局10b1とが2元接続の継続を決定しているが、第2スモール基地局10b2が2元接続の解除を決定している場合に相当する。なお、第1スモール基地局10b1のみが2元接続の解除を決定する場合は想定されないことに留意されたい。
以上をまとめると、第4実施形態によれば、上記各実施形態と同様に、2元接続中の無線端末20がハンドオーバする際に、第1マクロ基地が第1スモール基地局10b1において設定されているデータベアラを一旦引き継がなくても済むようになる。そのため、第4実施形態によれば、上述した参考技術と比較して少ない手順でハンドオーバを行うことが可能となる。これにより、第4実施形態によれば、2元接続中の端末20によるハンドオーバを短縮化でき、ハンドオーバが時間を要することに伴う瞬断等の恐れを削減することができる。したがって、第4実施形態は、2元接続を実現する場合に望ましい移動制御を行うことができるという従来にはない効果を奏するものである。
最後に、言うまでもないことであるが、上記の各実施形態において無線基地局10や無線端末20により送受信される制御信号における情報要素名やパラメータ名等は一例にすぎないことに留意する。また、パラメータの配置(順番)が異なっていたり、任意的な(オプショナルな)情報要素やパラメータが使用されていない場合においても、本願発明の趣旨を逸脱しない限りは、本願発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
[各実施形態の無線通信システムのネットワーク構成]
次に図19に基づいて、各実施形態の無線通信システム1のネットワーク構成を説明する。図19に示すように、無線通信システム1は、無線基地局10と、無線端末20とを有する。無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)は、セルC10を形成している。無線端末20はセルC10に存在している。なお、本願においては無線基地局10や無線端末20を無線局と称することがあることに注意されたい。
無線基地局10は、有線接続を介してネットワーク装置3(MME/SGW30を含む)と接続されており、ネットワーク装置3は、有線接続を介してネットワーク2に接続されている。無線基地局10は、ネットワーク装置3およびネットワーク2を介して、他の無線基地局10とデータや制御情報を送受信可能に設けられている。
無線基地局10は、無線端末20との無線通信機能とデジタル信号処理及び制御機能とを分離して別装置としてもよい。この場合、無線通信機能を備える装置をRRH(Remote Radio Head)、デジタル信号処理及び制御機能を備える装置をBBU(Base Band Unit)と呼ぶ。RRHはBBUから張り出されて設置され、それらの間は光ファイバなどで有線接続されてもよい。また、無線基地局10は、マクロ無線基地局10、ピコ無線基地局10等の小型無線基地局10(マイクロ無線基地局10、フェムト無線基地局10等を含む)の他、様々な規模の無線基地局10であってよい。また、無線基地局10と無線端末20との無線通信を中継する中継局が使用される場合、当該中継局(無線端末20との送受信及びその制御)も本願の無線基地局10に含まれることとしてもよい。
一方、無線端末20は、無線通信で無線基地局10と通信を行う。
無線端末20は、携帯電話機、スマートフォン、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ(Personal Computer)、無線通信機能を有する各種装置や機器(センサー装置等)などの無線端末20であってよい。また、無線基地局10と無線端末20との無線通信を中継する中継局が使用される場合、当該中継局(無線基地局10との送受信及びその制御)も本稿の無線端末20に含まれることとしてもよい。
ネットワーク装置3は、例えば通信部と制御部とを備え、これら各構成部分が、一方向または双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。ネットワーク装置3は、例えばゲートウェイにより実現される。ネットワーク装置3のハードウェア構成としては、例えば通信部はインタフェース回路、制御部はプロセッサとメモリとで実現される。
なお、無線基地局10、無線端末20の各構成要素の分散・統合の具体的態様は、上記実施形態の態様に限定されず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、メモリを、無線基地局10、無線端末20の外部装置としてネットワークやケーブル経由で接続するようにしてもよい。
[各実施形態の無線通信システムにおける各装置の機能構成]
次に、図20〜図21に基づいて、各実施形態の無線通信システムにおける各装置の機能構成を説明する。
図20は、無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)の機能構成の一例を示すブロック図である。図20に示すように、無線基地局10は、例えば、無線送信部11と、無線受信部12と、制御部13と、記憶部14と、通信部15とを備える。これら各構成部分は、一方向または双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。なお、無線送信部11と無線受信部12とをまとめて無線通信部16と称する。
無線送信部11は、データ信号や制御信号を、アンテナを介して無線通信で送信する。なお、アンテナは送信と受信で共通でもよい。無線送信部11は、無線端末20に対して無線信号(下りの無線信号)を送信する。無線送信部11が送信する無線信号には、無線端末20向けの任意のユーザデータや制御情報等(符号化や変調等がなされる)を含むことができる。
無線送信部11が送信する無線信号の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)が無線端末20に対して送信している各無線信号が挙げられる。無線送信部11が送信する無線信号は、これらに限らず、上記の各実施形態および変形例で各無線基地局10が無線端末20に対し送信するあらゆる無線信号を含む。
無線受信部12は、データ信号や制御信号を、アンテナを介して無線通信で受信する。無線受信部12は、無線端末20から無線信号(上りの無線信号)を受信する。無線受信部12が受信する無線信号には、無線端末20により送信される任意のユーザデータや制御情報等(符号化や変調等がなされる)を含むことができる。
無線受信部12が受信する無線信号の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)が無線端末20から受信している各無線信号が挙げられる。無線受信部12が受信する無線信号は、これらに限らず、上記の各実施形態および変形例で各無線基地局10が無線端末20から受信するあらゆる無線信号を含む。
制御部13は、無線端末20に送信するデータや制御情報を無線送信部11に出力する。制御部13は、無線端末20から受信されるデータや制御情報を無線受信部12から入力する。制御部13は、後述する記憶部14との間でデータ、制御情報、プログラム等の入出力を行う。制御部13は、後述する通信部15との間で、他の無線基地局10等を相手に送受信するデータや制御情報の入出力を行う。制御部13はこれら以外にも無線基地局10における種々の制御を行う。
制御部13が制御する処理の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)が送受信している各信号に対する制御、および各無線基地局10が行っている各処理に対する制御が挙げられる。制御部13が制御する処理は、これらに限らず、上記の各実施形態および変形例で各無線基地局10が実行するあらゆる処理に関する制御を含む。
記憶部14は、データ、制御情報、プログラム等の各種情報の記憶を行う。記憶部14が記憶する各種情報は、上記の各実施形態および変形例で各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)において記憶されうるあらゆる情報を含む。
通信部15は、有線信号等(無線信号でも構わない)を介して、他の無線基地局10等を相手にデータや制御情報を送受信する。通信部15が送受信する有線信号等は、上記の各実施形態および変形例で各無線基地局10が他の無線基地局10や上位装置(MME/SGW30を含む)を相手に送受信するあらゆる有線信号等を含む。
通信部15が送信する有線信号の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)が他の無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)に対して送信している各有線信号が挙げられる。また、通信部15が受信する有線信号の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)が他の無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)から受信している各有線信号が挙げられる。通信部15が送受信する有線信号は、これらに限らず、上記の各実施形態および変形例で各無線基地局10間や各無線基地局10と上位装置との間で送受信されるあらゆる有線信号を含む。
なお、無線基地局10は、無線送信部11や無線受信部12を介して無線端末20以外の無線通信装置(例えば他の無線基地局10や中継局)と無線信号を送受信してもかまわない。
図21は、無線端末20の機能構成の一例を示すブロック図である。図21に示すように、無線端末20は、例えば、無線送信部21と、無線受信部22と、制御部23と、記憶部24とを備える。これら各構成部分は、一方向または双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。なお、無線送信部21と無線受信部22とをまとめて無線通信部25と称する。
無線送信部21は、データ信号や制御信号を、アンテナを介して無線通信で送信する。なお、アンテナは送信と受信で共通でもよい。無線送信部21は、各無線基地局10に対して無線信号(上りの無線信号)を送信する。無線送信部21が送信する無線信号には、各無線基地局10向けの任意のユーザデータや制御情報等(符号化や変調等がなされる)を含むことができる。
無線送信部21が送信する無線信号の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において無線端末20が各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)に対して送信している各無線信号が挙げられる。無線送信部21が送信する無線信号は、これらに限らず、上記の各実施形態および変形例で無線端末20が各無線基地局10に対し送信するあらゆる無線信号を含む。
無線受信部22は、データ信号や制御信号を、アンテナを介して無線通信で受信する。無線受信部22は、各無線基地局10から無線信号(下りの無線信号)を受信する。無線受信部22が受信する無線信号には、各無線基地局10により送信される任意のユーザデータや制御情報等(符号化や変調等がなされる)を含むことができる。
無線受信部22が受信する無線信号の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において無線端末20が各無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)から受信している各無線信号が挙げられる。無線受信部22が受信する無線信号は、これらに限らず、上記の各実施形態および変形例で無線端末20が各無線基地局10から受信するあらゆる無線信号を含む。
制御部23は、各無線基地局10に送信するデータや制御情報を無線送信部21に出力する。制御部23は、各無線基地局10から受信されるデータや制御情報を無線受信部22から入力する。制御部23は、後述する記憶部24との間でデータ、制御情報、プログラム等の入出力を行う。制御部23はこれら以外にも無線端末20における種々の制御を行う。
制御部23が制御する処理の具体例としては、図6〜図7、および図10〜図18において無線端末20が送受信している各信号に対する制御、および無線端末20が行っている各処理に対する制御が挙げられる。制御部23が制御する処理は、これらに限らず、上記の各実施形態および変形例で無線端末20が実行するあらゆる処理に関する制御を含む。
記憶部24は、データ、制御情報、プログラム等の各種情報の記憶を行う。記憶部24が記憶する各種情報は、上記の各実施形態および変形例で無線端末20において記憶されうるあらゆる情報を含む。
なお、無線端末20は、無線送信部21や無線受信部22を介して無線基地局10以外の無線通信装置と無線信号を送受信してもかまわない。
[各実施形態の無線通信システムにおける各装置のハードウェア構成]
図22〜図23に基づいて、各実施形態および各変形例の無線通信システムにおける各装置のハードウェア構成を説明する。
図22は、無線基地局10(第1マクロ基地局10a1、第2マクロ基地局10a2、第1スモール基地局10b1、および第2スモール基地局10b2を含む)のハードウェア構成の一例を示す図である。図22に示すように、無線基地局10は、ハードウェアの構成要素として、例えばアンテナ111を備えるRF(Radio Frequency)回路112と、プロセッサ113と、メモリ114と、ネットワークIF(Interface)115とを有する。これら各構成要素は、バスを介して各種信号やデータの入出力が可能なように接続されている。
プロセッサ113は、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)である。本願においては、プロセッサ113をデジタル電子回路で実現することとしてもかまわない。デジタル電子回路としては、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programming Gate Array)、LSI(Large Scale Integration)等が挙げられる。
メモリ114は、例えばSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等のRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、およびフラッシュメモリの少なくともいずれかを含み、プログラムや制御情報やデータを格納する。この他に、無線基地局10は不図示の補助記憶装置(ハードディスク等)等を備えていても良い。
図20に示す無線基地局10の機能構成と図22に示す無線基地局10のハードウェア構成との対応を説明する。無線送信部11および無線受信部12(あるいは無線通信部16)は、例えばRF回路112、あるいはアンテナ111およびRF回路112により実現される。制御部13は、例えばプロセッサ113、メモリ114、不図示のデジタル電子回路等により実現される。記憶部14は、例えばメモリ114により実現される。通信部15は、例えばネットワークIF115により実現される。
図23は、無線端末20のハードウェア構成の一例を示す図である。図23に示すように、無線端末20は、ハードウェアの構成要素として、例えばアンテナ121を備えるRF(Radio Frequency)回路122と、プロセッサ123と、メモリ124とを有する。これら各構成要素は、バスを介して各種信号やデータの入出力が可能なように接続されている。
プロセッサ123は、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)である。本願においては、プロセッサ123をデジタル電子回路で実現することとしてもかまわない。デジタル電子回路としては、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programming Gate Array)、LSI(Large Scale Integration)等が挙げられる。
メモリ124は、例えばSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等のRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、およびフラッシュメモリの少なくともいずれかを含み、プログラムや制御情報やデータを格納する。
図21に示す無線端末20の機能構成と図23に示す無線端末20のハードウェア構成との対応を説明する。無線送信部21および無線受信部22(あるいは無線通信部25)は、例えばRF回路122、あるいはアンテナ121およびRF回路122により実現される。制御部23は、例えばプロセッサ123、メモリ124、不図示のデジタル電子回路等により実現される。記憶部24は、例えばメモリ124により実現される。