EUTRAの下りリンクとして、OFDM方式が採用されている。また、EUTRAの上りリンクとして、DFT−spread OFDM方式のシングルキャリア通信方式が採用されている。
図6は、EUTRAの物理チャネル構成を示す図である。下りリンクの物理チャネルは、物理下りリンク共用チャネルPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)、物理下りリンク制御チャネルPDCCH(Physical Downlink Control Channel)、物理報知チャネルPBCH(Physical Broadcast Channel)により構成されている。この他に下りリンク同期信号、下りリンク参照信号の物理信号がある(非特許文献1)。
上りリンクの物理チャネルは、物理ランダムアクセスチャネルPRACH(Physical Random Access Channel)、物理上りリンク共用チャネルPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)、物理上りリンク制御チャネルPUCCH(Physical Uplink Control Channel)により構成されている。この他に上りリンク参照信号の物理信号がある(非特許文献1)。
図7は、EUTRAの下りリンクのチャネル構成を示す図である。図7に示す下りリンクのチャネルは、それぞれ論理チャネル、トランスポートチャネル、物理チャネルから構成されている。論理チャネルは、媒体アクセス制御(MAC:Medium Access Control)層で送受信されるデータ送信サービスの種類を定義する。トランスポートチャネルは、無線インターフェースで送信されるデータがどのような特性をもち、そのデータがどのように送信されるのかを定義する。物理チャネルは、トランスポートチャネルによって物理層に伝達されたデータを運ぶ物理的なチャネルである。
下りリンクの論理チャネルには、報知制御チャネルBCCH(Broadcast Control Channel)、ページング制御チャネルPCCH(Paging Control Channel)、共通制御チャネルCCCH(Common Control Channel)、専用制御チャネルDCCH(Dedicated Control Channel)、専用トラフィックチャネルDTCH(Dedicated Traffic Channel)が含まれる。
下りリンクのトランスポートチャネルには、報知チャネルBCH(Broadcast Channel)、ページングチャネルPCH(Paging Channel)、下りリンク共用チャネルDL−SCH(Downlink Shared Channel)が含まれる。
下りリンクの物理チャネルには、物理報知チャネルPBCH(Physical Broadcast Channel)、物理下りリンク制御チャネルPDCCH(Physical Downlink Control Channel)、物理下りリンク共用チャネルPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)が含まれる。これらのチャネルは、基地局装置と移動局装置の間で送受信される。
次に、論理チャネルについて説明する。報知制御チャネルBCCHは、システム制御情報を報知するために使用される下りリンクチャネルである。ページング制御チャネルPCCHは、ページング情報を送信するために使用される下りリンクチャネルであり、ネットワークが移動局装置のセル位置を知らないときに使用される。共通制御チャネルCCCHは、移動局装置とネットワーク間の制御情報を送信するために使用されるチャネルであり、ネットワークと無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)接続を有していない移動局装置によって使用される。
専用制御チャネルDCCHは、1対1(point-to-point)の双方向チャネルであり、移動局装置とネットワーク間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルDCCHは、RRC接続を有している移動局装置によって使用される。専用トラフィックチャネルDTCHは、1対1の双方向チャネルであり、1つの移動局装置専用のチャネルであって、ユーザー情報(ユニキャストデータ)の転送のために利用される。
次に、トランスポートチャネルについて説明する。報知チャネルBCHは、固定かつ事前に定義された送信形式によって、セル全体に報知される。下りリンク共用チャネルDL−SCHでは、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request:ハイブリッド自動再送要求)、動的適応無線リンク制御、間欠受信(DRX:Discontinuous Reception)がサポートされ、セル全体に報知される必要がある。
ページングチャネルPCHでは、DRXがサポートされ、セル全体に報知される必要がある。また、ページングチャネルPCHは、トラフィックチャネルや他の制御チャネルに対して動的に使用される物理リソース、すなわち物理下りリンク共用チャネルPDSCHにマッピングされる。
次に、物理チャネルについて説明する。物理報知チャネルPBCHは、40ミリ秒周期で報知チャネルBCHをマッピングする。物理下りリンク制御チャネルPDCCHは、下りリンク共用チャネルPDSCHのリソース割り当て、下りリンクデータに対するハイブリッド自動再送要求(HARQ)情報、および、物理上りリンク共用チャネルPUSCHのリソース割り当てである上りリンク送信許可(上りリンクグラント:Uplink grant)を移動局装置に通知するために使用されるチャネルである。物理下りリンク共用チャネルPDSCHは、下りリンクデータまたはページング情報を送信するために使用されるチャネルである。
次に、チャネルマッピングについて説明する。図7に示されるように、下りリンクでは、次のようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。報知チャネルBCHは、物理報知チャネルPBCHにマッピングされる。ページングチャネルPCHおよび下りリンク共用チャネルDL−SCHは、物理下りリンク共用チャネルPDSCHにマッピングされる。物理下りリンク制御チャネルPDCCHは、物理チャネル単独で使用される。
また、下りリンクにおいて、次のように論理チャネルとトランスポートチャネルのマッピングが行われる。ページング制御チャネルPCCHは、ページングチャネルPCHにマッピングされる。報知制御チャネルBCCHは、報知チャネルBCHと下りリンク共用チャネルDL−SCHにマッピングされる。共通制御チャネルCCCH、専用制御チャネルDCCH、専用トラフィックチャネルDTCHは、下りリンク共用チャネルDL−SCHにマッピングされる。
図8は、EUTRAの上りリンクのチャネル構成を示す図である。図8に示す上りリンクのチャネルは、それぞれ論理チャネル、トランスポートチャネル、物理チャネルから構成されている。各チャネルの定義は下りリンクのチャネルと同じである。
上りリンクの論理チャネルには、共通制御チャネルCCCH(Common Control Channel)、専用制御チャネルDCCH(Dedicated Control Channel)、専用トラフィックチャネルDTCH(Dedicated Traffic Channel)が含まれる。
上りリンクのトランスポートチャネルには、上りリンク共用チャネルUL−SCH(Uplink Shared Channel)とランダムアクセスチャネルRACH(Random Access Channel)が含まれる。
上りリンクの物理チャネルには、物理上りリンク制御チャネルPUCCH(Physical Uplink Control Channel)、物理上りリンク共用チャネルPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)と物理ランダムアクセスチャネルPRACH(Physical Random Access Channel)が含まれる。これらのチャネルは、基地局装置と移動局装置の間で送受信される。尚、物理ランダムアクセスチャネルPRACHは、主に移動局装置から基地局装置への送信タイミング情報を取得するためのランダムアクセスプリアンブル送信に使用される。ランダムアクセスプリアンブル送信はランダムアクセス手順の中で行なわれる。
次に、論理チャネルについて説明する。共通制御チャネルCCCHは、移動局装置とネットワーク間の制御情報を送信するために使用されるチャネルであり、ネットワークと無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)接続が確立していない移動局装置によって使用される。
専用制御チャネルDCCHは、1対1(point-to-point)の双方向チャネルであり、移動局装置とネットワーク間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルDCCHは、RRC接続を有している移動局装置によって使用される。専用トラフィックチャネルDTCHは、1対1の双方向チャネルであり、1つの移動局装置専用のチャネルであって、ユーザー情報(ユニキャストデータ)の転送のために利用される。
次に、トランスポートチャネルについて説明する。上りリンク共用チャネルUL−SCHでは、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request:ハイブリッド自動再送要求)、動的適応無線リンク制御、間欠送信(DTX:Discontinuous Transmission)がサポートされる。ランダムアクセスチャネルRACHでは、制限された制御情報が送信される。
次に、物理チャネルについて説明する。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、下りリンクデータに対する応答情報(ACK/NACK)、下りリンクの無線チャネル品質情報および、上りリンクデータの送信要求(スケジューリングリクエスト:Scheduling Request:SR)を基地局装置に通知するために使用されるチャネルである。物理上りリンク共用チャネルPUSCHは、上りリンクデータを送信するために使用されるチャネルである。物理ランダムアクセスチャネルは、ランダムアクセスプリアンブルを送信するために使用されるチャネルである。
次に、チャネルマッピングについて説明する。上りリンクでは、図8に示されるようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。上りリンク共用チャネルUL−SCHは、物理上りリンク共用チャネルPUSCHにマッピングされる。ランダムアクセスチャネルRACHは、物理ランダムアクセスチャネルPRACHにマッピングされる。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、マッピングされるトランスポートチャネルのない物理チャネルである。
また、上りリンクにおいて、次のように論理チャネルとトランスポートチャネルのマッピングが行われる。共通制御チャネルCCCH、専用制御チャネルDCCH、専用トラフィックチャネルDTCHは、上りリンク共用チャネルUL−SCHにマッピングされる。
図9は、EUTRAの移動局装置及び基地局装置の制御データを扱うプロトコルスタック(Protocol stack)である。図10は、EUTRAの移動局装置及び基地局装置のユーザーデータを扱うプロトコルスタックである。図9及び図10について以下で説明する。
物理層(Physical layer:PHY層)は、物理チャネル(Physical Channel)を利用して上位層に伝送サービスを提供する。PHY層は、上位の媒体アクセス制御層(Medium Access Control layer:MAC層)とトランスポートチャネルで接続される。トランスポートチャネルを介して、MAC層とPHY層とレイヤ(layer:層)間でデータが移動する。移動局装置と基地局装置のPHY層間において、物理チャネルを介してデータの送受信が行われる。
MAC層は、多様な論理チャネルを多様なトランスポートチャネルにマッピングを行う。MAC層は、上位の無線リンク制御層(Radio Link Control layer:RLC層)とは論理チャネルで接続される。論理チャネルは、伝送される情報の種類によって大きく分けられ、制御情報を伝送する制御チャネルとユーザー情報を伝送するトラフィックチャネルに分けられる。MAC層は、間欠受信/間欠送信(DRX/DTX)を行うためにPHY層の制御を行う機能、ランダムアクセス手順を実行する機能、送信電力情報(パワーヘッドループレポート)を通知する機能、HARQ制御を行う機能等を持っている。
RLC層は、上位層から受信したデータを分割(Segmentation)及び連結(Concatenation)し、下位層が適切にデータ送信できるようにデータサイズを調節する。RLC層は、下位層から受信したデータの結合を行い、上位層に転送する。また、RLC層は、各データが要求するQoS(Quality of Service)を保証するための機能(データの再送制御)も持つ。
RLC層のサービスは、TM(Transparent Mode)、UM(Unacknowledged Mode)、AM(Acknowledged Mode)の3つのモードがある。TM(Transparent Mode)は、上位層から受信したデータをそのまま伝送するサービスである。UM(Unacknowledged Mode)は、送信側のRLC層でシーケンス番号を付加して、受信側のRLC層で順序を確認し、重複データを破棄するなどのサービスである。AM(Acknowledged Mode)は、再送制御を提供するサービスである。
パケットデータコンバージェンスプロトコル層(Packet Data Convergence Protocol layer:PDCP層)は、ユーザーデータであるIPパケットを無線区間で効率的に伝送するために、制御情報の圧縮を行うヘッダ圧縮機能を持つ。また、PDCP層は、データの暗号化の機能も持つ。
無線リソース制御層(Radio Resource Control layer:RRC層)は、制御情報のみ定義される。RRC層は、無線ベアラ(Radio Bearer:RB)の設定・再設定を行い、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルの制御を行う。RBは、シグナリグ無線ベアラ(Signaling Radio Bearer:SRB)とデータ無線ベアラ(Data Radio Bearer:DRB)とに分けられる。SRBは、制御情報であるRRCメッセージを送信する経路として利用される。DRBは、ユーザー情報を送信する経路として利用される。基地局装置と移動局装置のRRC層間で各RBの設定が行われる。
尚、PHY層は一般的に知られる開放型システム間相互接続(Open Systems Interconnection:OSI)モデルの階層構造の中で第一層の物理層に対応し、MAC層、RLC層およびPDCP層はOSIモデルの第二層であるデータリンク層に対応し、RRC層はOSIモデルの第三層であるネットワーク層に対応する。
ランダムアクセス手順について以下に説明する。ランダムアクセス手順には、競合ベースランダムアクセス手順(Contention based Random Access procedure)と非競合ベースランダムアクセス手順(Non-contention based Random Access procedure)の2つのアクセス手順がある(非特許文献1)。
競合ベースランダムアクセス手順は、移動局装置間で競合する可能性のあるランダムアクセス手順であり、基地局装置と接続(通信)していない状態からの初期アクセス時や基地局装置と接続中であるが、上りリンク同期が外れている状態で移動局装置に上りリンクデータ送信が発生した場合のスケジューリングリクエストなどに行われる。
非競合ベースランダムアクセス手順は、移動局装置間で競合が発生しないランダムアクセス手順であり、基地局装置と移動局装置が接続中であるが、上りリンクの同期が外れている場合に迅速に移動局装置と基地局装置との間の上りリンク同期をとるためにハンドオーバーや移動局装置の送信タイミングが有効でない場合等の特別な場合に基地局装置から指示されて移動局装置がランダムアクセス手順を開始する。非競合ベースランダムアクセス手順は、RRC(Radio Resource Control:Layer3)層のメッセージ及び物理下りリンク制御チャネルPDCCHの制御データにより指示される。
競合ベースランダムアクセス手順を簡単に説明する。まず、移動局装置1−1がランダムアクセス手順設定情報を利用してランダムアクセスプリアンブルを選択し、ランダムアクセスプリアンブルを基地局装置3−1に送信する(メッセージ1:(1)、ステップS1)。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置3−1が、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答(ランダムアクセスレスポンス)を移動局装置1−1に送信する(メッセージ2:(2)、ステップS2)。移動局装置1−1がランダムアクセスレスポンスに含まれているスケジューリング情報を元に上位レイヤ(Layer2/Layer3)のメッセージを送信する(メッセージ3:(3)、ステップS3)。基地局装置3−1は、(3)の上位レイヤメッセージを受信できた移動局装置1−1に競合確認メッセージを送信する(メッセージ4:(4)、ステップS4)。尚、競合ベースランダムアクセスをランダムプリアンブル送信とも言う。
非競合ベースランダムアクセス手順を簡単に説明する。まず、基地局装置3−1は、プリアンブル番号(または、シーケンス番号)と使用するランダムアクセスチャネル番号を移動局装置1−1に通知する(メッセージ0:(1)’、ステップS11)。移動局装置1−1は、指定されたプリアンブル番号のランダムアクセスプリアンブルを指定されたランダムアクセスチャネルRACHに送信する(メッセージ1:(2)’、ステップS12)。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置3−1が、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答(ランダムアクセスレスポンス)を移動局装置1−1に送信する(メッセージ2:(3)’、ステップS13)。ただし、通知されたプリアンブル番号の値が0の場合は、競合ベースランダムアクセス手順を行なう。尚、非競合ベースランダムアクセス手順を専用プリアンブル送信とも言う。
尚、移動局装置1−1は、ランダムアクセス手順設定情報を基地局装置3−1から取得する。また、移動局装置1−1は、基地局装置3−1か物理ランダムアクセス設定情報も取得する。ランダムアクセス手順設定情報には、ランダムプリアンブル数情報、ランダムアクセスレスポンス受信に関する情報、ランダムアクセスプリアンブル送信に関する情報、メッセージ3送信に関する情報、競合確認メッセージ受信に関するなどがある。また、物理ランダムアクセスチャネル設定情報には、物理ランダムアクセスチャネルの配置情報、ンダムアクセスプリアンブル生成情報などがある。
スケジューリングリクエスト(SR : Scheduling Request)について以下に説明する。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、物理下りリンク共用チャネルPUSCHで送信される下りリンクデータの応答(ACK/NACK)、下りリンクの無線チャネル品質情報(Channel Quality Indicator:CQI)、上りリンクデータの送信要求(Scheduling Request:スケジューリングリクエスト)の送信に使用される。移動局装置1−1が上りリンクデータの送信要求を行う場合、基地局装置3−1から割り当てられた物理上りリンク制御チャネルPUCCHを利用して、スケジューリングリクエストを基地局装置3−1に送信する。
スケジューリングリクエスト送信後、基地局装置3−1から物理上りリンク共用チャネルPUSCHを割り当てられた場合、移動局装置1−1は、割り当てられた物理上りリンク共用チャネルPUSCHで移動局装置1−1の送信データのバッファ状態情報を示すバッファステータスレポート(Buffer Status Report:BSR)を送信する。尚、基地局装置3−1は、バッファステータスレポートに基づいて移動局装置1−1への上りリンクデータスケジューリングを行う。
スケジューリングリクエスト送信後、基地局装置3−1から物理上りリンク共用チャネルPUSCHを割り当てられない場合、移動局装置1−1は、再度、スケジューリングリクエストを送信する。スケジューリングリクエストの再送を繰り返しても基地局装置3−1から物理上りリンク共用チャネルPUSCHを割り当てられない場合、移動局装置1−1は、割り当てられている物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク参照信号を解放して、スケジューリングリクエストを目的としたランダムアクセス手順を実行する。尚、ランダムアクセス手順によるスケジューリングリクエストでは、移動局装置1−1は、メッセージ3の送信でバッファステータスレポートを送信する。
移動局装置のMAC層の機能について、より詳細に以下に説明する
MAC層は、各論理チャネルをトランスポートチャネルにマッピングする機能を持っている。この手順は論理チャネル優先順位付け(Logical Channel Prioritization:LCP)手順と呼ばれている。基本的なLCP手順は、各論理チャネルの優先度と、無線ベアラのQoSに対応する一定期間内に送信しなければならない送信ビットレート(Prioritized Bit Rate:PBR)とを考慮して送信データの送信優先順位を決定し、上りリンクグラントを受信した時点での送信優先順位の高いデータからトランスポートチャネルにマッピングを行う。基地局装置との接続時にMAC層は、各RBの論理チャネル番号、論理チャネルの優先度とPBR等の情報をRRC層から取得する。
また、MAC層は、各論理チャネルに対応する送信バッファのデータ量を通知する機能を持っている。この機能をバッファステータスレポート(Buffer Status Report:BSR)と言う。BSRでは、各論理チャネルを論理チャネルグループ(Logical Channel Group:LCG)に割り当て、各LCGに対する送信バッファ量をMAC層のメッセージとして基地局装置に通知する。
BSRがトリガされる条件として、いくつかの条件がある。例えば、送信可能なデータが発生し、更に、このデータが送信バッファにあるデータより論理チャネルの優先度が高い場合にBSRのトリガ条件が満たされる。また、1つの定期的なタイマーが満了した場合にBSRのトリガ条件が満たされる。尚、BSRには、1つの論理チャネルグループのバッファ状態を報告するShort BSRと複数の論理チャネルグループのバッファ状態を報告するLong BSRがある。
尚、BSRのトリガ条件が満たされた場合にBSRを通知するための無線リソース(物理上りリンク共用チャネルPUSCH)が割り当てられていない場合、MAC層は、PHY層にスケジューリングリクエスト(SR)を送信するように指示する。MAC層は、無線リソースが割り当てられてから、BSRを送信する。PHY層は、MAC層からスケジューリングリクエストの送信を指示された場合、物理上りリンク制御チャネルPUCCHを使用してスケジューリングリクエストを送信する。尚、MAC層は、スケジューリングリクエスト送信のための物理上りリンク制御チャネルPUCCHを割り当てられていない(有効でない)場合、PHY層に対して物理ランダムアクセスチャネルPRACHを使用したスケジューリングリクエストを行うように指示する。
また、MAC層は、移動局装置1−1の送信電力情報を通知する機能を持っている。この機能をパワーヘッドルームレポート(Power Headroom Report:PHR)と言う。PHRがトリガされる条件として、いくつかの条件がある。例えば、下りリンク無線チャネル品質が前回測定したチャネル品質と比較し、一定値以上の変化があった場合にPHRのトリガ条件が満たされる。また、1つの定期的なタイマーが満了した場合にPHRのトリガ条件が満たされる。
3GPPでは、EUTRAの更なる進化のAdvanced−EUTRAの議論も行われている。Advanced−EUTRAでは、上りリンクおよび下りリンクでそれぞれ最大100MHz帯域幅までの帯域を使用して、最大で下りリンク1Gbps以上、上りリンク500Mbps以上の伝送レートの通信を行なうことを想定している。
Advanced−EUTRAでは、EUTRAの移動局装置も収容できるようにEUTRAの20MHz以下の帯域を複数個束ねることで、最大で100MHz帯域を実現することを考えている。尚、Advanced−EUTRAでは、EUTRAの1つの20MHz以下の帯域をコンポーネントキャリア(Component Carrier : CC)と呼んでいる。また、1つの下りリンクのコンポーネントキャリアと1つの上りリンクのコンポーネントキャリアを組み合わせて1つのセルを構成する。尚、1つの下りリンクコンポーネントキャリアのみでも1つのセルを構成できる。
基地局装置は、移動局装置の通信能力や通信条件にあった複数のセルを割り当て、割り当てた複数のセルを介して移動局装置と通信を行なうようにしている。尚、移動局装置に割り当てられた複数のセルは、1つのセルを第一セル(Primary Cell:PCell)とそれ以外のセルを第二セル(Secondary Cell:SCell)とに分類される。第一セルには、物理上りリンク制御チャネルPUCCHの割り当てなど特別な機能が設定されている。
また、移動局装置の消費電力を少なくするために、割り当て直後の第二セルに対し、移動局装置は下りリンクの受信処理を行わず(または、物理下りリンク制御チャネルPDCCHで指示された無線リソース割り当て情報に従わない)、基地局装置からアクティベート(Activate、またはアクティベーション(activation))を指示された後、アクティベートを指示された第二セルに対して下りリンクの受信処理を開始する(または、物理下りリンク制御チャネルPDCCHで指示された無線リソース割り当て情報に従う)ようにしている。
また、移動局装置は、基地局装置からアクティベートしている第二セルに対してデアクティベート(deactivate、またはデアクティベーション(deactivation))を指示された後、デアクティベートを指示された第二セルに対して下りリンクの受信処理を停止する(または、物理下りリンク制御チャネルPDCCHで指示された無線リソース割り当て情報に従わない)ようにしている。尚、基地局装置からアクティベートを指示され、下りリンクの受信処理を行っている第二セルをアクティベートセルと言い、また、基地局装置から移動局装置への割り当て直後の第二セル、及びデアクティベートを指示されて下りリンクの受信処理を停止している第二セルをデアクティベートセルと言う。また、第一セルは、常にアクティベートセルである。
尚、移動局装置のMAC層は、キャリアアグリゲーションを行う場合、セルのアクティベーション/デアクティベーションを行うためにPHY層の制御を行う機能及び上りリンクの送信タイミングを管理するためにPHY層の制御を行う機能を備えている。
また、図11のように移動局装置が、2つの基地局装置とデュアルコネクト(Dual Connect)して同時に両基地局装置と接続を行うことも検討している。デュアルコネクトとは、マクロセルの基地局装置とスモールセルの基地局装置との間が光ファイバーのような無遅延とみなせる高速なバックボーン回線(backhaulとも称する)ではなく、遅延のある低速なバックボーン回線を用いて接続されているときに、移動局装置がマクロセルの基地局装置とスモールセルの基地局装置と接続して、移動局装置と両基地局装置が複数セルを介してデータの送受信を行うことを仮定している(非特許文献2)。
キャリアアグリゲーションと同様に、デュアルコネクトでは、マクロセルを第一セル(PCell)、スモールセルを第二セル(SCell)として、移動局装置と基地局装置間で通信が行われることが望ましいが、基地局装置のセルの種別(マクロセル、スモールセル)とは無関係に設定されてもよい。また、デュアルコネクトでは、マクロセルの基地局装置と移動局装置間で制御データ(制御情報)の送受信を行い、スモールセルの基地局装置と移動局装置間でユーザーデータ(ユーザー情報)の送受信を行うことを想定している。
さらに、制御データおよびユーザーデータという分類以外に、データの種類(例えば、QoSまたは論理チャネル等)に基づいて、データ送受信する基地局装置を変更することも考えられている。例えば、同じデータ無線ベアラのデータをマクロセルの基地局装置とスモールセルの基地局装置の異なる基地局装置から移動局装置に送信し、また、同じデータ無線ベアラのデータを移動局装置からマクロセルの基地局装置とスモールセルの基地局装置の異なる基地局装置に送信することが考えられている。
図12に示すようなデュアルコネクト接続では、マクロセルの基地局装置3−1とMME(Mobility Management Entity)間では、少なくとも移動局装置1−1の制御情報(Control-plane information)の送受信が行われる。スモールセルの基地局装置3−2とGW(Gateway)間は、少なくとも移動局装置1−1のユーザー情報(User-plane information)の送受信が行われる。マクロセルの基地局装置3−1とスモールセルの基地局装置3−2の間では、移動局装置1−1を制御するための制御情報の送受信が行われる。
マクロセルの基地局装置3−1と移動局装置1−1間では、少なくとも制御情報の送受信が行われる。スモールセルの基地局装置3−2と移動局装置1−1間では、ユーザー情報の送受信が行われる。尚、マクロセルの基地局装置3−1と移動局装置1−1間では、ユーザー情報の送受信を行う場合もある。
また、図13に示すようなデュアルコネクト接続では、マクロセルの基地局装置3−1とMME(Mobility Management Entity)間では、少なくとも移動局装置1−1の制御情報(Control-plane information)の送受信が行われる。マクロセルの基地局装置3−1とGW(Gateway))間では、少なくとも移動局装置1−1のユーザー情報(User-plane information)の送受信が行われる。
マクロセルの基地局装置3−1は、スモールセルの基地局装置3−2にGWから受信したユーザー情報を転送する。また、スモールセルの基地局装置3−2は、移動局装置1−1から受信したユーザー情報を基地局装置3−1に転送する。また、マクロセルの基地局装置3−1とスモールセルの基地局装置3−2の間では、移動局装置1−1を制御するための制御情報の送受信が行われる。
マクロセルの基地局装置3−1と移動局装置1−1間では、制御情報またはユーザー情報の送受信が行われる。スモールセルの基地局装置3−2と移動局装置1−1間では、ユーザー情報の送受信が行われる。尚、図13の構成でのデュアルコネクトの場合、同じ無線ベアラ(Radio Bearer:RB)の情報をマクロセルとスモールセルの両セルを介して移動局装置と両基地局装置が送受信するベアラ分割(Bearer Split)が行われる。
尚、基地局装置3−1が提供するマクロセルを含むセルグループをマスターセルグループ(Master Cell Group:MCG)と言い、基地局装置3−2が提供する1つ以上のスモールセルから構成されるセルグループをセカンダリーセルグループ(Secondary Cell Group:SCG)と言う。
尚、各基地局装置の配置関係により移動局装置での下りリンクコンポーネントキャリア毎の受信タイミングと、上りリンクコンポーネントキャリア毎の基地局装置への送信タイミングの両方または一方がセル毎に異なる場合、上りリンクの送信タイミングが同じとなるセルをグループ化して通信を行う。この送信タイミングが同じとなるセルのグループを送信タイミンググループ(Timing Advance Group)という。移動局装置のMAC層は、送信タイミンググループを管理するためにPHY層の制御を行う機能も備えている。
(実施形態)
[構成説明]
図1は、本発明の実施形態に係る移動局装置の構成を示す図である。移動局装置1−1〜1−3は、上りリンクデータ処理部101、上りリンク制御部103−1、上りリンク制御部103−2、送信データ記憶部105−1、送信データ記憶部105−2、送信HARQ処理部107−1、送信HARQ処理部107−2、送信処理部109−1、送信処理部109−2、無線部111−1、無線部111−2、受信処理部113−1、受信処理部113−2、受信HARQ処理部115−1、受信HARQ処理部115−2、MAC情報抽出部117−1、MAC情報抽出部117−2、下りリンク制御部119−1、下りリンク制御部119−2、下りリンクデータ処理部121−1、下りリンクデータ処理部121−2、PHY制御部123−1、PHY制御部123−2、MAC制御部125−1、MAC制御部125−2および、RRC制御部127から構成される。
尚、上りリンク制御部103−1、送信データ記憶部105−1、送信HARQ処理部107−1、送信処理部109−1、無線部111−1、PHY制御部123−1およびMAC制御部125−1は基地局装置3−1(マクロセル)に対する送信動作を行い、上りリンク制御部103−2、送信データ記憶部105−2、送信HARQ処理部107−2、送信処理部109−2、無線部111−2、PHY制御部123−2およびMAC制御部125−2は基地局装置3−2(スモールセル)に対する送信動作を行う。
下りリンク制御部119−1、MAC情報抽出部117−1、受信HARQ処理部115−1、受信処理部113−1、無線部111−1、PHY制御部123−1およびMAC制御部125−1は基地局装置3−1に対する受信動作を行い、下りリンク制御部119−2、MAC情報抽出部117−2、受信HARQ処理部115−2、受信処理部113−2、無線部111−2、PHY制御部123−2およびMAC制御部125−2は基地局装置3−2に対する受信動作を行う。
上位層からのユーザーデータおよびRRC制御部127からの制御データは、上りリンクデータ処理部101に入力される。上りリンクデータ処理部101は、PDCP層の機能を持つ。上りリンクデータ処理部101は、ユーザーデータのIPパケットのヘッダ圧縮やデータの暗号化、データの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。上りリンクデータ処理部101は、処理を行ったデータを上りリンク制御部103−1、または、上りリンク制御部103−2に出力する。上りリンクデータ処理部101は、RRC制御部127からデータ破棄を指示された場合、処理中のデータを破棄する。
尚、上りリンクデータ処理部101は、基地局装置3−1からの指示によりデータを上りリンク制御部103−1または上りリンク制御部103−2に出力するようにしても良い。また、上りリンクデータ処理部101は、送信データ記憶部105−1および送信データ記憶部105−2に蓄積されているデータ量、または、無線チャネルの品質状態などを考慮して上りリンク制御部103−1または上りリンク制御部103−2に出力するようにしても良い。
上りリンク制御部103−1は、RLC層の機能を持つ。上りリンク制御部103−1は、上りリンクデータ処理部101から入力されたデータに対してデータの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。また、上りリンク制御部103−1は、特定のデータに対して再送制御を行う。上りリンク制御部103−1は、処理を行ったデータを送信データ記憶部105−1に出力する。
上りリンク制御部103−1は、再送制御を行うデータの再送回数をカウントする。再送回数がRRC制御部127から取得したRLC最大送信回数に達した場合、上りリンク制御部103−1は、RLC失敗をRRC制御部127に通知する。
上りリンク制御部103−1は、RRC制御部127からRLC再確立の指示があった場合、上りリンク制御部103−1で処理が完了していないデータの破棄、タイマーの停止またはリセット、各種パラメータの初期化またはリセットを行う。尚、上りリンク制御部103−2は、上りリンク制御部103−1と同様の処理を行い、処理したデータを送信データ記憶部105−2に出力する。
送信データ記憶部105−1は、上りリンク制御部103−1から入力された各論理チャネルのデータを蓄積(バッファリング)し、MAC制御部125−1からの指示に基づいて指示されたデータを指示されたデータ量分だけ送信HARQ処理部107−1に出力する。また、送信データ記憶部105−1は、MAC制御部125−1からの指示に基づいて蓄積されたデータのデータ量の情報をMAC制御部125−1に出力する。
送信データ記憶部105−1は、論理チャネルのデータが無い状態で、上りリンク制御部103−1から新たに論理チャネルのデータが入力された場合、MAC制御部125−1に新しいデータが発生したことを通知する。また、送信データ記憶部105−1は、蓄積されている論理チャネルのデータより優先度の高い論理チャネルのデータが上りリンク制御部103−1から入力された場合、MAC制御部125−1に優先度の高いデータが発生したことを通知する。送信データ記憶部105−2は、送信データ記憶部105−1と同様の処理を行い、上りリンク制御部103−2から入力されたデータを処理する。
送信HARQ処理部107−1は、送信データ記憶部105−1からの入力データに符号化を行い、符号化したデータにパンクチャ処理を行う。そして、送信HARQ処理部107−1は、パンクチャしたデータを送信処理部109−1に出力し、符号化したデータを保存する。送信HARQ処理部107−1は、MAC制御部125−1からデータの再送を指示された場合、保存してある符号化したデータから前回に行なったパンクチャと異なるパンクチャ処理を行い、パンクチャしたデータを送信処理部109−1に出力する。
送信HARQ処理部107−2は、送信HARQ処理部107−1と同様の処理を行い、送信データ記憶部105−2から入力されたデータを処理し、送信処理部109−2に出力する。
送信処理部109−1は、送信HARQ処理部107−1から入力されたデータに変調・符号化を行なう。送信処理部109−1は、変調・符号化されたデータをDFT(Discrete Fourier Transform(離散フーリエ変換))−IFFT(Inverse Fast Fourier Transform(逆高速フーリエ変換))処理し、処理後、CP(Cyclic prefix)を挿入し、CP挿入後のデータを上りリンクの各コンポーネントキャリア(またはセル)の物理上りリンク共用チャネルPUSCHに配置し、無線部111−1に出力する。
また、送信処理部109−1は、PHY制御部123−1から受信データの応答指示があった場合、ACKまたはNACK信号を生成し、生成した信号を上りリンクの各コンポーネントキャリアの物理上りリンク制御チャネルPUCCHに配置し、無線部111−1に出力する。送信処理部109−1は、PHY制御部123−1からスケジューリングリクエストの送信指示があった場合、スケジューリングリクエスト信号を生成し、生成した信号を上りリンクの各コンポーネントキャリアの物理上りリンク制御チャネルPUCCHに配置し、無線部111−1に出力する。
送信処理部109−1は、PHY制御部123−1からランダムアクセスプリアンブルの送信指示があった場合、ランダムアクセスプリアンブルを生成し、生成した信号を物理ランダムアクセスチャネルPRACHに配置し、無線部111−1に出力する。送信処理部109−2は、送信処理部109−1と同様の処理を行い、送信HARQ処理部107−2から入力されたデータを処理し、処理したデータを無線部111−2に出力する。
無線部111−1は、送信処理部109−1から入力されたデータをPHY制御部123−1から指示された送信位置情報(送信セル情報)の無線周波数にアップコンバートし、送信電力を調整して送信アンテナからデータを送信する。また、無線部111−1は、受信アンテナより受信した無線信号をダウンコンバートし、受信処理部113−1に出力する。
同様に無線部111−2は、送信処理部109−2から入力されたデータをPHY制御部123−2から指示された送信位置情報(送信セル情報)の無線周波数にアップコンバートし、送信電力を調整して送信アンテナからデータを送信する。また、無線部111−2は、受信アンテナより受信した無線信号をダウンコンバートし、受信処理部113−2に出力する。尚、無線部111−1および無線部111−2で制御される周波数は、同じ周波数帯域であっても良いし、異なる周波数帯域であっても良い。
受信処理部113−1は、無線部111−1から入力された信号をFFT(Fast Fourier Transform(高速フーリエ変換))処理、復号化、復調処理等を行なう。受信処理部113−1は、復調したデータの中で物理下りリンク共用チャネルPDSCHのデータを受信HARQ処理部115−1に出力する。また、受信処理部113−1は、復調したデータの中で物理下りリンク制御チャネルPDCCHから取得した制御データの上りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)および上りリンク送信許可情報(Uplink grant:上りリンクグラント)をMAC制御部125−1に出力する。受信処理部113−1は、下りリンク参照信号を測定し、無線チャネル品質を算出し、算出した結果をMAC制御部125−1に出力する。
尚、上りリンク送信許可情報は、上りリンク無線リソース(物理上りリンク共用チャネルPUSCH)の送信位置情報、データの変調・符号化方式、データサイズ情報、HARQ情報などがある。また、受信処理部113−1は、下りリンク参照信号を測定して、基地局装置3−1および移動局装置1−1間の下りリンク無線チャネル品質を測定する。受信処理部113−2は、受信処理部113−1と同様の処理を行い、無線部111−2から入力されたデータを処理し、処理したデータを受信HARQ処理部115−2に出力する。
受信HARQ処理部115−1は、受信処理部113−1からの入力データの復号処理を行い、復号処理に成功した場合、データをMAC情報抽出部117−1に出力する。受信HARQ処理部115−1は、入力データの復号処理に失敗した場合、復号処理に失敗したデータを保存する。受信HARQ処理部115−1は、再送データを受信した場合、保存してあるデータと再送データを合成し、復号処理を行う。
また、受信HARQ処理部115−1は、入力データの復号処理の成否をMAC制御部125−1に通知する。受信HARQ処理部115−2は、受信HARQ処理部115−1と同様に処理を行い、受信処理部113−2から入力されたデータを処理し、処理したデータをMAC情報抽出部117−2に出力する。
MAC情報抽出部117−1は、受信HARQ処理部115−1から入力されたデータからMAC層(Medium Access Control layer)の制御データを抽出し、抽出した制御情報をMAC制御部125−1に出力する。MAC情報抽出部117−1は、残りのデータを下りリンク制御部119−1に出力する。MAC情報抽出部117−2は、MAC情報抽出部117−1と同様の処理を行い、受信HARQ処理部115−2から入力されたデータを処理し、処理したデータを下りリンク制御部119−2に出力する。
下りリンク制御部119−1は、RLC層の機能を持ち、MAC情報抽出部117−1かから入力されたデータの分割及び結合等の処理を行う。下りリンク制御部119−1は、処理したデータを下りリンクデータ処理部121に出力する。下りリンク制御部119−2は、下りリンク制御部119−1と同様の処理を行い、MAC情報抽出部117−1かから入力されたデータを処理し、処理したデータを下りリンクデータ処理部121に出力する。
下りリンクデータ処理部121は、PDCP層の機能を持ち、圧縮されたIPヘッダの伸張(復元)機能や暗号化されたデータの復号機能、データの分割及び結合等の処理を行う。下りリンクデータ処理部121は、RRCメッセージとユーザーデータに分け、RRCメッセージをRRC制御部127に出力し、ユーザーデータを上位層に出力する。
PHY制御部123−1は、MAC制御部125−1からの指示により送信処理部109−1、無線部111−1および受信処理部113−1を制御する。PHY制御部123−1は、MAC制御部125−1から通知された変調・符号化方式、送信電力情報および送信位置情報(送信セル情報)から変調・符号化方式および送信位置を送信処理部109−1に通知し、送信セルの周波数情報および送信電力情報を無線部111−1に通知する。
同様に、PHY制御部123−2は、MAC制御部125−2からの指示により送信処理部109−2、無線部111−2および受信処理部113−2を制御する。PHY制御部123−2は、MAC制御部125−2から通知された変調・符号化方式、送信電力情報および送信位置情報(送信セル情報)から変調・符号化方式および送信位置を送信処理部109−2に通知し、送信セルの周波数情報および送信電力情報を無線部111−2に通知する。
MAC制御部125−1は、RRC制御部127から指定されたデータ制御設定および送信データ記憶部105−1から取得したデータ量情報および受信処理部113−1から取得した上りリンク送信許可情報をもとにデータ送信先およびデータ送信優先順位を決定し、送信するデータに関する情報を送信データ記憶部105−1に通知する。また、MAC制御部125−1は、送信HARQ処理部107−1にHARQ情報を通知し、PHY制御部123−1に変調・符号化方式および送信位置情報を出力する。
MAC制御部125−1は、送信データ記憶部105−1からデータの蓄積状態の変化を通知されるとバッファステータスレポートをトリガする。MAC制御部125−1は、バッファステータスレポートがトリガされた状態で、受信処理部113−1から上りリンク送信許可情報を取得した場合、送信データ記憶部105−1に各論理チャネルのデータの蓄積量を報告するように指示する。
MAC制御部125−1は、送信データ記憶部105−1から各論理チャネルのデータの蓄積量の情報を取得すると、バッファステータスレポートを作成し、作成したバッファステータスレポートを送信データ記憶部105−1に出力する。
MAC制御部125−1は、バッファステータスレポートがトリガされた状態で、上りリンク送信許可情報を取得していない場合、スケジューリングリクエストの送信を決定し、PHY制御部123−1にスケジューリングリクエスト送信を指示する。MAC制御部125−1は、スケジューリングリクエストに対応する上りリンク送信許可情報を取得した場合、バッファステータスレポートを作成し、作成したバッファステータスレポートを送信データ記憶部105−1に出力する。
MAC制御部125−1は、スケジューリングリクエストの送信回数をカウントして、スケジューリングリクエストの送信回数が最大送信回数に達しても上りリンク送信許可情報を取得しない場合、ランダムアクセスプリアンブル送信をPHY制御部123−1に指示する。また、MAC制御部125−1は、RRC制御部127に自移動局装置に割り当てられている上りリンク無線リソースの解放を通知する。
MAC制御部125−1は、RRC制御部127または受信処理部113−1からプリアンブル番号およびランダムアクセスチャネル番号を通知された場合、ランダムアクセス手順を開始し、ランダムアクセスプリアンブル送信をPHY制御部123−1に指示する。また、MAC制御部125−1は、ランダムアクセスレスポンス識別情報をPHY制御部123−1に通知して、ランダムアクセスレスポンス識別情報のモニタリングを指示する。
MAC制御部125−1は、ランダムアクセスレスポンスメッセージを取得すると、ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれる送信タイミング情報をPHY制御部123−1へ出力する。MAC制御部125−1は、ランダムアクセスレスポンスメッセージを取得しない場合、再度、ランダムアクセスプリアンブル送信をPHY制御部123−1に指示する。MAC制御部125−1は、ランダムアクセスプリアンブル送信の送信回数が最大送信回数に達した場合、RRC制御部127にランダムアクセス失敗(または、ランダムアクセス問題)を通知する。
MAC制御部125−1は、受信処理部113−1から上りリンク送信データに対する応答情報を取得し、応答情報がNACK(否応答)を示していた場合、送信HARQ処理部107−1とPHY制御部123−1に再送を指示する。MAC制御部125−1は、受信HARQ処理部115−1からデータの復号処理の成否情報を取得した場合、PHY制御部123−1にACKまたはNACK信号を送信するように指示する。
また、MAC制御部125−1は、MAC情報抽出部117−1から入力されたMAC制御情報の中でセル(または、コンポーネントキャリア)のアクティベーション/デアクティベーション指示情報及び間欠受信(DRX)制御情報を取得した場合、アクティベーション/デアクティベーション制御及びDRX制御のために、無線部111−1、送信処理部109−1および受信処理部113−1の制御を行うようPHY制御部123−1に指示する。
MAC制御部125−1は、送信タイミングタイマーを用いて上りリンクの送信タイミングの有効・無効を管理する。MAC制御部125−1は、セル毎または送信タイミンググループ毎に送信タイミングタイマーを持ち、セル毎または送信タイミンググループ毎に送信タイミング情報を適用した場合に対応する送信タイミングタイマーをスタートまたはリスタートさせる。MAC制御部125−1は、送信タイミングタイマーが満了した場合、送信タイミングタイマーが満了したセルに対する上りリンク送信を停止する。
MAC制御部125−1は、MAC情報抽出部117−1から入力されたMAC制御情報の中で送信タイミング情報をPHY制御部123−1へ出力する。MAC制御部125−1は、上りリンク送信タイミングを管理し、PHY制御部123−1を制御する。
MAC制御部125−1は、受信処理部113−1から取得した受信品質に変化があった、または、パワーヘッドルームレポート関連のタイマーが満了した場合、パワーヘッドルームレポートをトリガする。MAC制御部125−1は、パワーヘッドルームレポートをトリガされた状態で上りリンク送信許可情報がある場合、パワーヘッドルームレポートを作成し、作成したパワーヘッドルームレポートを送信データ記憶部105−1に出力する。
MAC制御部125−1は、RRC制御部127からMACリセットの指示があった場合、動作しているタイマー(例えば、バッファステータスレポート関連タイマー、パワーヘッドルームレポート関連タイマー、送信タイミングタイマー)を停止またはリセットし、各種トリガ(例えば、バッファステータスレポート関連トリガ、パワーヘッドルームレポート関連トリガ)をキャンセルする。また、MAC制御部125−1は、送信HARQ処理部107−1およびで受信HARQ処理部115−1に保存しているデータを消去する。また、MAC制御部125−1は、通知されたプリアンブル番号およびランダムアクセスチャネル番号の削除、実行中のランダムアクセス手順の中止などを行う。
MAC制御部125−2は、MAC制御部125−1と同様の処理を行い、送信データ記憶部105−2、送信HARQ処理部107−2、受信HARQ処理部115−2、MAC情報抽出部117−2およびPHY制御部123−2を制御する。
RRC制御部127は、セル(基地局装置)選択、基地局装置3−1とのRRC接続及び接続解放処理、キャリアアグリゲーション設定、デュアルコネクト設定、制御データおよびユーザーデータのデータ制御設定など基地局装置3−1及び基地局装置3−2と通信を行うための各種設定を行う。RRC制御部127は、各種設定に伴う上位層との情報のやり取りを行い、各種設定に伴う下位層の制御を行う。RRC制御部127は、基地局装置3−1から割り当てられた各セルの無線リソースを管理する。
RRC制御部127は、RRCメッセージを作成し、作成したRRCメッセージを上りリンクデータ処理部101に出力する。RRC制御部127は、下りリンクデータ処理部121から入力されたRRCメッセージを解析する。
RRC制御部127は、PDCP層に必要な情報を上りリンクデータ処理部101および下りリンクデータ処理部121に出力し、RLC層に必要な情報を上りリンク制御部103−1、上りリンク制御部103−2、下りリンク制御部119−1および下りリンク制御部119−2に出力する。また、RRC制御部127は、MAC層に必要な情報をMAC制御部125−1またはMAC制御部125−2に出力し、物理層に必要な情報をPHY制御部123−1またはPHY制御部123−2に出力する。
RRC制御部127は、各データの論理チャネル、各データの論理チャネルの優先度、各制御データの論理チャネルと論理チャネルグループの関係を示した情報、基地局装置(またはセル、セルグループ)と論理チャネルとの関係情報等のデータ制御設定情報を取得した場合、MAC制御部125にデータ送信制御設定情報を出力する。また、RRC制御部127は、基地局装置3−1と基地局装置3−2とのデュアルコネクトでの通信を行うと認識した場合、デュアルコネクト状態であることをMAC制御部125に通知する。
RRC制御部127は、上りリンク制御部103−1からRLC失敗を通知された場合、基地局装置3−1との接続を切断し、セル選択を行い、選択したセルの基地局装置との接続処理を開始する。
RRC制御部127は、上りリンク制御部103−2からRLC失敗を通知された場合、上りリンクデータ処理部に基地局装置3−2に対するデータ破棄を指示する。RRC制御部127は、上りリンク制御部103−2に上りリンク制御部103−2のRLC再確立を指示する。RRC制御部127は、MAC制御部125−2にMACリセットを指示する。
また、RRC制御部127は、基地局装置3−2のセルに割り当てられている物理上りリンク制御チャネルPUCCH、上りリンク参照信号等の上りリンク無線リソースを保有している場合、対象となる上りリンク無線リソースを解放する。RRC制御部127は、対象となるセルのランダムアクセス手順を実行するための情報(物理ランダムアクセス設定情報、ランダムアクセス手順設定情報)を削除(または、解放)する。
RRC制御部127は、MAC制御部125−1からランダムアクセス失敗を通知された場合、基地局装置3−1との接続を切断し、セル選択を行い、選択したセルの基地局装置との接続処理を開始する。
RRC制御部127は、MAC制御部125−2からランダムアクセス失敗を通知された場合、上りリンクデータ処理部に基地局装置3−2に対するデータ破棄を指示する。RRC制御部127は、上りリンク制御部103−2に上りリンク制御部103−2のRLC再確立を指示する。RRC制御部127は、MAC制御部125−2にMAC制御部125−2のMACリセットを指示する。
また、RRC制御部127は、基地局装置3−2のセルに割り当てられている物理上りリンク制御チャネルPUCCH、上りリンク参照信号等の上りリンク無線リソースを保有している場合、対象となる上りリンク無線リソースを解放する。RRC制御部127は、対象となるセルのランダムアクセス手順を実行するための情報(物理ランダムアクセス設定情報、ランダムアクセス手順設定情報)を削除する。
RRC制御部127は、MAC制御部125−1またはMAC制御部125−2から上りリンク無線リソースの解放を通知された場合、対象となるセルに割り当てられている物理上りリンク制御チャネルPUCCH、上りリンク参照信号等の上りリンクの無線リソースを解放する。
尚、送信処理部109−1、送信処理部109−2、無線部111−1、無線部111−2、受信処理部113−1、受信処理部113−2、PHY制御部123−1およびPHY制御部123−2は、物理層の動作を行う。送信データ記憶部105−1、送信データ記憶部105−2、送信HARQ処理部107−1、送信HARQ処理部107−2、受信HARQ処理部115−1、受信HARQ処理部115−2、MAC情報抽出部117−1、MAC情報抽出部117−2、MAC制御部125−1およびMAC制御部125−2は、MAC層の動作を行う。
上りリンク制御部103−1、上りリンク制御部103−2、下りリンク制御部119−1および下りリンク制御部119−2は、RLC層の動作を行う。上りリンクデータ処理部101および下りリンクデータ処理部121は、PDCP層の動作を行い、RRC制御部127はRRC層の動作を行う。
図2は、本発明の実施形態に係る基地局装置の構成を示す図である。基地局装置3−1は、下りリンクデータ処理部201、下りリンク制御部203、送信データ記憶部205、送信HARQ処理部207、送信処理部209、無線部211、受信処理部213、受信HARQ処理部215、MAC情報抽出部217、上りリンク制御部219、上りリンクデータ処理部221、PHY制御部223、MAC制御部225、RRC制御部227、基地局装置間通信部229、MME通信部231、および、GW通信部233から構成される。
GW通信部233からのユーザーデータおよびRRC制御227からの制御データは、下りリンクデータ処理部201に入力される。下りリンクデータ処理部201は、PDCP層の機能を持つ。下りリンクデータ処理部201は、ユーザーデータのIPパケットのヘッダ圧縮やデータの暗号化、データの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。下りリンクデータ処理部201は、処理を行ったデータを下りリンク制御部203または基地局装置間通信部229に出力する。
尚、下りリンクデータ処理部201は、下りリンク無線チャネル品質情報、移動局装置1−1に対する下りリンクデータのデータ量、基地局装置3−1または基地局装置3−2の全移動局装置に対する送信データ量(トラフィック量)の少なくとも1つを考慮して、データを下りリンク制御部203または基地局装置間通信部229に出力する。
下りリンク制御部203は、RLC層の機能を持つ。下りリンク制御部203は、下りリンクデータ処理部201から入力されたデータに対してデータの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。また、下りリンク制御部203は、特定のデータに対して再送制御を行う。下りリンク制御部203は、処理を行ったデータを送信データ記憶部205に出力する。
送信データ記憶部205は、下りリンク制御部203から入力されたデータをユーザー毎に蓄積し、MAC制御部225からの指示に基づいて指示されたユーザーのデータを指示されたデータ量分だけ送信HARQ処理部207に出力する。また、送信データ記憶部205は、蓄積されたデータのデータ量の情報をMAC制御部225に出力する。
送信HARQ処理部207は、入力データに符号化を行い、符号化したデータにパンクチャ処理を行う。そして、送信HARQ処理部207は、パンクチャしたデータを送信処理部209に出力し、符号化したデータを保存する。送信HARQ処理部207は、MAC制御部225からデータの再送を指示された場合、保存してある符号化したデータから前回に行なったパンクチャと異なるパンクチャ処理を行い、パンクチャしたデータを送信処理部209に出力する。
送信処理部209は、送信HARQ処理部207から入力されたデータに変調・符号化を行なう。送信処理部209は、変調・符号化されたデータを各セルの物理下りリンク制御チャネルPDCCH、下りリンク同期信号、物理報知チャネルPBCH、物理下りリンク共用チャネルPDSCHなどの信号及び各チャネルにマッピングし、マッピングしたデータを直列/並列変換、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform(逆高速フーリエ変換))変換、CP挿入などのOFDM信号処理を行い、OFDM信号を生成する。
そして、送信処理部209は、生成したOFDM信号を無線部211に出力する。また、送信処理部209は、MAC制御部225から受信データの応答指示があった場合、ACKまたはNACK信号を生成し、生成した信号を物理下りリンク制御チャネルPDCCHに配置し、無線部211に出力する。送信処理部209は、PHY制御部223から通知された上りリンク送信許可情報を物理下りリンク制御チャネルPDCCHに配置し、無線部211に出力する。
無線部211は、送信処理部209から入力されたデータを無線周波数にアップコンバートし、送信電力を調整して送信アンテナからデータを送信する。また、無線部211は、受信アンテナより受信した無線信号をダウンコンバートし、受信処理部213に出力する。受信処理部213は、無線部211から入力された信号をFFT(Fast Fourier Transform(高速フーリエ変換))処理、復号化、復調処理等を行なう。
受信処理部213は、復調したデータの中で物理上りリンク共用チャネル(PUSCH)のデータを受信HARQ処理部215に出力する。また、受信処理部213は、復調したデータの中で物理上りリンク制御チャネルPUCCHから取得した制御データの下りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)、下りリンク無線チャネル品質情報(CQI)及び上りリンク送信要求情報(スケジューリングリクエスト)をMAC制御部225に出力する。また、受信処理部213は、上りリンク参照信号を測定して、基地局装置3−1および移動局装置1−1間の上りリンク無線チャネル品質を測定する。
受信HARQ処理部215は、受信処理部213からの入力データの復号処理を行い、復号処理に成功した場合、データをMAC情報抽出部217に出力する。受信HARQ処理部215は、入力データの復号処理に失敗した場合、復号処理に失敗したデータを保存する。受信HARQ処理部215は、再送データを受信した場合、保存してあるデータと再送データを合成し、復号処理を行う。また、受信HARQ処理部215は、入力データの復号処理の成否をMAC制御部225に通知する。
MAC情報抽出部217は、受信HARQ処理部215から入力されたデータからMAC層の制御データを抽出し、抽出した制御データをMAC制御部225に出力する。MAC情報抽出部217は、残りのデータを上りリンク制御部219に出力する。MAC層の制御データには、バッファステータスレポートなどがある。
上りリンク制御部219は、RLC層の機能を持つ。上りリンク制御部219は、MAC情報抽出部217から入力されたデータに対してデータの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。また、上りリンク制御部219は、特定のデータに対して再送制御を行う。上りリンク制御部219は、処理を行ったデータを上りリンクデータ処理部221に出力する。
上りリンクデータ処理部221は、PDCP層の機能を持つ。上りリンクデータ処理部221は、圧縮されたIPヘッダの伸張(復元)機能や暗号化されたデータの復号機能、データの分割及び結合等の処理を行う。上りリンクデータ処理部221は、RRCメッセージとユーザーデータに分け、RRCメッセージをRRC制御部227に出力し、ユーザーデータをGW通信部233に出力する。
PHY制御部223は、MAC制御部225からの指示により送信処理部209、無線部211、および、受信処理部213を制御する。PHY制御部223は、MAC制御部225から通知された上りリンクのスケジューリング結果から上りリンク送信許可情報を作成し、送信処理部209に通知する。
MAC制御部225は、MAC層の機能を持つ。MAC制御部225は、RRC制御部227や下位層などから取得した情報に基づいてMAC層の制御を行う。MAC制御部225は、下りリンクおよび上りリンクで送信されるデータのスケジューリング処理を行う。MAC制御部225は、受信処理部213から入力された下りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)、下りリンク無線チャネル品質情報(CQI)、及び、送信データ記憶部205から取得したユーザー毎のデータ量情報から下りリンクデータのスケジューリング処理を行う。MAC制御部225は、スケジューリング処理の結果に基づいて、送信データ記憶部205、送信HARQ処理部207、送信処理部209を制御する。
MAC制御部225は、受信処理部213から入力された上りリンク送信要求情報(スケジューリングリクエスト)、MAC情報抽出部217から入力されたバッファステータスレポート、パワーヘッドルームレポートから上りリンクデータのスケジューリング処理を行う。MAC制御部225は、スケジューリング処理の結果をPHY制御部223に通知する。
また、MAC制御部225は、受信処理部213から上りリンク送信データに対する応答情報を取得し、応答情報がNACK(否応答)を示していた場合、送信HARQ処理部207と送信処理部209に再送を指示する。MAC制御部225は、受信HARQ処理部215からデータの復号処理の成否情報を取得した場合、送信処理部209にACKまたはNACK信号を送信するように指示する。
また、MAC制御部225は、移動局装置1−1に割り当てたセル(または、コンポーネントキャリア)のアクティベーション/デアクティベーション処理を行う。MAC制御部225は、送信タイミンググループ及び各送信タイミンググループの上りリンク送信タイミングの管理等を行う。
RRC制御部227は、移動局装置1−1とのRRC接続及び接続解放処理、ハンドオーバー処理、キャリアアグリゲーションの設定、デュアルコネクトの設定、デュアルコネクト時に移動局装置1−1の制御データおよびユーザーデータをどのセル(または、基地局装置)で送受信するかのデータ制御設定など移動局装置1−1と通信を行うための各種設定を行い、各種設定に伴う上位層との情報のやり取りを行い、各種設定に伴う下位層の制御を行う。
RRC制御部227は、各種RRCメッセージを作成し、作成したRRCメッセージを下りリンクデータ処理部201に出力する。RRC制御部227は、上りリンクデータ処理部221から入力されたRRCメッセージを解析する。
RRC制御部227は、PDCP層に必要な情報を下りリンクデータ処理部201および上りリンクデータ処理部221に出力し、RLC層に必要な情報を下りリンク制御部203、上りリンク制御部219に出力する。
また、RRC制御部227は、MAC層に必要な情報をMAC制御部225に出力し、物理層に必要な情報をPHY制御部223に出力する。また、RRC制御部227は、ハンドオーバー、または、デュアルコネクトを行う場合、基地局装置間通信部229およびMME通信部231に必要な情報を通知する。
基地局装置間通信部229は、他の基地局装置(基地局装置3−2)と接続し、RRC制御部227から入力された基地局装置間の制御メッセージを基地局装置3−2に送信する。また、基地局装置間通信部229は、基地局装置3−2からの基地局装置間の制御メッセージを受信し、受信した制御メッセージをRRC制御部227に出力する。基地局装置間の制御メッセージには、ハンドオーバーに関係するメッセージ、デュアルコネクトの接続及び接続解放に関する制御メッセージ、移動局装置1−1のデータ制御に関するメッセージなどがある。
また、基地局装置間通信部229は、デュアルコネクトしている移動局装置1−1の下りリンクユーザーデータを基地局装置3−2に送信する。基地局装置間通信部229は、デュアルコネクトしている移動局装置1−1の上りリンクユーザーデータを基地局装置3−2から受信し、受信したデータを上りリンクデータ処理部221に出力する。
MME通信部231は、MME(Mobility Management Entity)と接続し、RRC制御部227から入力された基地局装置−MME間の制御メッセージ(S1メッセージ)をMMEに送信する。また、MME通信部231は、MMEからの基地局装置−MME間の制御メッセージを受信し、受信した制御メッセージをRRC制御部227に出力する。基地局装置−MME間の制御メッセージには、パススイッチ要求メッセージ、パススイッチ要求応答メッセージなどがある。
GW間通信部233は、GW(Gateway)と接続し、GWから送られる移動局装置1−1のユーザーデータを受信し、受信したデータを下りリンクデータ処理部201に出力する。また、GW間通信部233は、上りリンクデータ処理部221から入力された移動局装置1−1のユーザーデータをGWに送信する。
尚、送信処理部209、無線部211、受信処理部213およびPHY制御部223は、PHY層の動作を行う。送信データ記憶部205、送信HARQ処理部207、受信HARQ処理部215、MAC情報抽出部217およびMAC制御部225は、MAC層の動作を行う。下りリンク制御部203及び上りリンク制御部219は、RLC層の動作を行う。下りリンクデータ処理部201および上りリンクデータ処理部221は、PDCP層の動作を行う。RRC制御部227はRRC層の動作を行う。
図3は、本発明の実施形態に係る基地局装置の構成を示す図である。基地局装置3−2は、下りリンク制御部301、送信データ記憶部303、送信HARQ処理部305、送信処理部307、無線部309、受信処理部311、受信HARQ処理部313、MAC情報抽出部315、上りリンク制御部317、PHY制御部319、MAC制御部321、RRC制御部323、基地局装置間通信部325、および、MME通信部327から構成される。
基地局装置間通信部325からのユーザーデータは、下りリンク制御部301に入力される。下りリンク制御部301は、RLC層の機能を持ち、基地局装置間通信部325から入力されたデータに対してデータの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。また、下りリンク制御部301は、特定のデータに対して再送制御を行う。下りリンク制御部301は、処理を行ったデータを送信データ記憶部303に出力する。
送信データ記憶部303は、下りリンク制御部301から入力されたデータをユーザー毎に蓄積し、MAC制御部321からの指示に基づいて指示されたユーザーのデータを指示されたデータ量分だけ送信HARQ処理部305に出力する。また、送信データ記憶部303は、蓄積されたデータのデータ量の情報をMAC制御部321に出力する。
送信HARQ処理部305は、入力データに符号化を行い、符号化したデータにパンクチャ処理を行う。そして、送信HARQ処理部305は、パンクチャしたデータを送信処理部307に出力し、符号化したデータを保存する。送信HARQ処理部305は、MAC制御部321からデータの再送を指示された場合、保存してある符号化したデータから前回に行なったパンクチャと異なるパンクチャ処理を行い、パンクチャしたデータを送信処理部307に出力する。
送信処理部307は、送信HARQ処理部305から入力されたデータに変調・符号化を行なう。送信処理部307は、変調・符号化されたデータを各セルの物理下りリンク制御チャネルPDCCH、下りリンク同期信号、物理報知チャネルPBCH、物理下りリンク共用チャネルPDSCHなどの信号及び各チャネルにマッピングし、マッピングしたデータを直列/並列変換、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform(逆高速フーリエ変換))変換、CP挿入などのOFDM信号処理を行い、OFDM信号を生成する。
そして、送信処理部307は、生成したOFDM信号を無線部309に出力する。また、送信処理部307は、MAC制御部321から受信データの応答指示があった場合、ACKまたはNACK信号を生成し、生成した信号を物理下りリンク制御チャネルPDCCHに配置し、無線部309に出力する。送信処理部307は、PHY制御部319から通知された上りリンク送信許可情報を物理下りリンク制御チャネルPDCCHに配置し、無線部309に出力する。
無線部309は、送信処理部307から入力されたデータを無線周波数にアップコンバートし、送信電力を調整して送信アンテナからデータを送信する。また、無線部309は、受信アンテナより受信した無線信号をダウンコンバートし、受信処理部311に出力する。受信処理部311は、無線部309から入力された信号をFFT(Fast Fourier Transform(高速フーリエ変換))処理、復号化、復調処理等を行なう。
受信処理部311は、復調したデータの中で物理上りリンク共用チャネル(PUSCH)のデータを受信HARQ処理部313に出力する。また、受信処理部311は、復調したデータの中で物理上りリンク制御チャネルPUCCHから取得した制御データの下りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)、下りリンク無線チャネル品質情報(CQI)及び上りリンク送信要求情報(スケジューリングリクエスト)をMAC制御部321に出力する。受信処理部313は、上りリンク参照信号を測定して、基地局装置3−2および移動局装置1−1間の上りリンク無線チャネル品質を測定する。
受信HARQ処理部313は、受信処理部311からの入力データの復号処理を行い、復号処理に成功した場合、データをMAC情報抽出部315に出力する。受信HARQ処理部313は、入力データの復号処理に失敗した場合、復号処理に失敗したデータを保存する。受信HARQ処理部313は、再送データを受信した場合、保存してあるデータと再送データを合成し、復号処理を行う。また、受信HARQ処理部313は、入力データの復号処理の成否をMAC制御部321に通知する。
MAC情報抽出部315は、受信HARQ処理部313から入力されたデータからMAC層の制御データを抽出し、抽出した制御データをMAC制御部321に出力する。MAC情報抽出部315は、残りのデータを上りリンク制御部317に出力する。MAC層の制御データには、バッファステータスレポートなどがある。
上りリンク制御部317は、RLC層の機能を持つ。上りリンク制御部317は、MAC情報抽出部315から入力されたデータに対してデータの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。また、上りリンク制御部317は、特定のデータに対して再送制御を行う。上りリンク制御部317は、処理を行ったデータを基地局装置間通信部325に出力する。
PHY制御部319は、MAC制御部321からの指示により送信処理部307、無線部309、および、受信処理部311を制御する。PHY制御部319は、MAC制御部321から通知された上りリンクのスケジューリング結果から上りリンク送信許可情報を作成し、送信処理部307に通知する。
MAC制御部321は、MAC層の機能を持つ。MAC制御部321は、RRC制御部323や下位層などから取得した情報をもとにMAC層の制御を行う。MAC制御部321は、下りリンクおよび上りリンクで送信されるデータのスケジューリング処理を行う。MAC制御部321は、受信処理部311から入力された下りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)、下りリンク無線チャネル品質情報(CQI)、及び、送信データ記憶部303から取得したユーザー毎のデータ量情報から下りリンクデータのスケジューリング処理を行う。MAC制御部321は、スケジューリング処理の結果に基づいて、送信データ記憶部303、送信HARQ処理部305、送信処理部307を制御する。
MAC制御部321は、受信処理部311から入力された上りリンク送信要求情報(スケジューリングリクエスト)、MAC情報抽出部315から入力されたバッファステータスレポートから上りリンクデータのスケジューリング処理を行う。MAC制御部321は、スケジューリング処理の結果をPHY制御部319に通知する。
また、MAC制御部321は、受信処理部311から上りリンク送信データに対する応答情報を取得し、応答情報がNACK(否応答)を示していた場合、送信HARQ処理部305と送信処理部307に再送を指示する。MAC制御部321は、受信HARQ処理部313からデータの復号処理の成否情報を取得した場合、送信処理部307にACKまたはNACK信号を送信するように指示する。
また、MAC制御部321は、移動局装置1−1に割り当てたセル(または、コンポーネントキャリア)のアクティベーション/デアクティベーション処理を行う。MAC制御部321は、送信タイミンググループ及び各送信タイミンググループの上りリンク送信タイミングの管理等を行う。
RRC制御部323は、移動局装置1−1との接続及び接続解放処理、キャリアアグリゲーションの設定、移動局装置1−1の制御データおよびユーザーデータをどのセルで送受信するかのデータ制御設定など移動局装置1−1と通信を行うための各種設定を行い、各種設定に伴う上位層との情報のやり取りを行い、各種設定に伴う下位層の制御を行う。
RRC制御部323は、各種設定に伴う基地局装置間の制御メッセージを作成し、作成した制御メッセージを基地局装置間通信部325に出力する。RRC制御部323は、基地局装置間通信部325から基地局装置間の制御メッセージを解析する。RRC制御部323は、MAC層に必要な情報をMAC制御部321に出力し、物理層に必要な情報をPHY制御部319に出力する。また、RRC制御部323は、ハンドオーバー、または、デュアルコネクトを行う場合、基地局装置間通信部325およびMME通信部327に必要な情報を通知する。
基地局装置間通信部325は、他の基地局装置(基地局装置3−1)と接続し、RRC制御部323から入力された基地局装置間の制御メッセージを基地局装置3−1に送信する。また、基地局装置間通信部325は、基地局装置3−1からの基地局装置間の制御メッセージを受信し、受信した制御メッセージをRRC制御部323に出力する。すなわち、デュアルコネクトにおいて、基地局装置3−2と移動局装置1−1との無線リンクに関する各種設定は、基地局装置3−1を経由して移動局装置1−1に通知される。基地局装置間の制御メッセージには、ハンドオーバーに関係するメッセージ、デュアルコネクトの接続及び接続解放に関する制御メッセージ、移動局装置1−1のデータ制御に関するメッセージなどがある。
また、基地局装置間通信部325は、デュアルコネクトしている移動局装置1−1の上りリンクユーザーデータを基地局装置3−1に送信する。基地局装置間通信部325は、デュアルコネクトしている移動局装置1−1の下りリンクユーザーデータを基地局装置3−1から受信し、受信したデータを下りリンク制御部301に出力する。
MME通信部327は、MME(Mobility Management Entity)と接続し、RRC制御部323から入力された基地局装置−MME間の制御メッセージをMMEに送信する。また、MME通信部327は、MMEからの基地局装置−MME間の制御メッセージを受信し、受信した制御メッセージをRRC制御部323に出力する。基地局装置−MME間の制御メッセージには、パススイッチ要求メッセージ、パススイッチ要求応答メッセージなどがある。
尚、送信処理部307、無線部309、受信処理部311およびPHY制御部319は、PHY層の動作を行う。送信データ記憶部303、送信HARQ処理部305、受信HARQ処理部313、MAC情報抽出部315およびMAC制御部321は、MAC層の動作を行う。下りリンク制御部301および上りリンク制御部317は、RLC層の動作を行う。RRC制御部323は、RRC層の動作を行う。
[動作説明]
図6〜図13で説明したような無線通信システムを想定する。そして、図6が示すように、基地局装置3−1と複数の移動局装置1−1、1−2、1−3とが通信を行なう。また、図11で説明したマクロセルの基地局装置3−1およびスモールセルの基地局装置3−2と移動局装置1−1が複数のセルを介して通信を行なうような無線通信システムを想定する。
また、図13に示すように移動局装置1−1は、デュアルコネクトで基地局装置3−1および基地局装置3−2と接続する。マクロセルの基地局装置3−1と移動局装置1−1間では、制御情報(制御データ)またはユーザー情報(ユーザーデータ)の送受信が行われる。スモールセルの基地局装置3−2と移動局装置1−1間では、ユーザー情報の送受信が行われる。
以下では、基地局装置3−1は、セル1を介して、移動局装置1−1と接続し、基地局装置3−2は、セル2を介して、移動局装置1−1と接続しているとして、基地局装置および移動局装置の動作を示す。尚、各基地局装置は、移動局装置1−1に対して複数のセルを割り当てても良い。セル1(セルグループ1)は、マスターセルグループ(Master Cell Group:MCG)、また、セル2(セルグループ2)は、セカンダリーセルグループ(Secondary Cell Group:SCG)として設定されても良い。
基地局装置3−1は基地局装置3−2とデュアルコネクトで移動局装置1−1と接続して通信を行うことを決定した場合、基地局装置3−1は、デュアルコネクト接続要求メッセージ(または、セカンダリーセルグループ追加メッセージ)を基地局装置3−2に送信する。デュアルコネクト接続要求メッセージには、移動局装置1−1の通信能力情報、基地局装置3−1が移動局装置1−1に割り当てる基地局装置3−1のセル(セルグループ)の無線リソース設定情報等が含まれる。
基地局装置3−2は、デュアルコネクト接続要求メッセージを受信すると、デュアルコネクト接続要求応答メッセージ(または、セカンダリーセルグループ修正要求メッセージ)を基地局装置3−1に送信する。デュアルコネクト接続要求応答メッセージには、基地局装置3−2が移動局装置1−1に割り当てる基地局装置3−2のセル(セルグループ)の無線リソース設定情報等が含まれる。
基地局装置のセル(セルグループ)の無線リソース設定情報は、無線ベアラ設定情報、物理層設定情報、MAC層設定情報、物理チャネル設定情報、ランダムアクセス手順設定情報、セルグループの構成情報が含まれる。尚、物理チャネル設定情報およびランダムアクセス手順設定情報は、セル毎または基地局装置毎の設定情報であり、無線ベアラ設定情報、物理層設定情報およびMAC層設定情報は、移動局装置毎の設定情報である。
物理チャネル設定情報には、物理ランダムアクセスチャネル設定情報、物理下りリンク共用チャネル設定情報、物理上りリンク共用チャネル設定情報、物理下りリンク制御チャネル設定情報、物理上りリンク制御チャネル設定情報などが含まれる。尚、物理チャネル設定情報は、各セルの各物理チャネルの構成(配置)情報、送信信号の生成情報、受信信号の復調情報などが含まれる。
物理層設定情報には、上りリンク共用チャネルの割り当て情報、下りリンク無線品質報告設定情報、上りリンク参照信号割り当て情報、上りリンク送信電力情報、スケジューリングリクエスト設定情報などが含まれる。尚、物理層設定情報には、移動局装置1−1に割り当てられる物理層制御の為の情報が含まれる。
MAC層設定情報には、間欠受信動作設定情報、バッファステータスレポート設定情報、パワーヘッドルームレポート設定情報、送信タイミンググループ設定情報、送信タイミングタイマー設定情報などが含まれる。
無線ベアラ設定情報には、追加する制御用無線ベアラ情報、追加するデータ用無線ベアラ情報、削除するデータ用無線ベアラ情報が含まれる。追加する制御用無線ベアラ情報には、無線ベアラの論理チャネル設定情報、RLC層設定情報などが含まれる。追加するデータ用無線ベアラ情報には、無線ベアラの論理チャネル設定情報、無線ベアラと送信/受信セルの関係を示した情報、RLC層設定情報、PDCP層設定情報などが含まれる。論理チャネル設定情報には、論理チャネルの優先度、論理チャネルと論理チャネルグループ(LCG:Logical Channel Group)の関係を示した情報などが含まれる。
尚、無線ベアラと送信/受信セルの関係を示した情報は、無線ベアラとセルグループの関係を示した情報でも良いし、無線ベアラとMAC層の関係を示した情報でも良い。また、無線ベアラ設定情報は、基地局装置3−1が作成しても良い。また、追加する制御用無線ベアラ情報は、マクロセルの基地局装置3−1の無線ベアラ設定情報にのみ含まれるようにしても良い。また、無線ベアラ設定情報には、ベアラ分割するデータをどちらの基地局装置に優先的に送信するなどのベアラ分割制御情報を含めても良い。また移動局装置1−1は、各セル(基地局装置)に同じベアラが設定された場合、そのベアラはベアラ分割だと認識してもよい。
基地局装置3−1は、デュアルコネクト接続要求応答メッセージを受信すると、基地局装置3−2のセル(セルグループ)の追加を示すデュアルコネクト設定メッセージ(または、RRC接続再設定メッセージ)を移動局装置1−1に送信する。デュアルコネクト設定メッセージには、デュアルコネクト接続要求応答メッセージに含まれている基地局装置3−2が移動局装置1−1に割り当てる基地局装置3−2のセル(セルグループ)の無線リソース設定情報が含まれる。尚、デュアルコネクト設定メッセージには、基地局装置3−1が移動局装置1−1に割り当てる基地局装置3−1のセル(セルグループ)の無線リソース設定情報が含まれていても良い。
移動局装置1−1は、デュアルコネクト設定メッセージを受信すると、デュアルコネクト設定メッセージに含まれる基地局装置3−2のセル(セルグループ)の無線リソース設定情報を設定し、デュアルコネクト設定完了メッセージ(または、RRC接続再設定完了メッセージ)を基地局装置3−1に送信する。基地局装置3−1は、デュアルコネクト設定メッセージを受信すると、基地局装置3−2にデュアルコネクト接続完了メッセージ(または、セカンダリーセルグループ追加完了メッセージ)を送信する。
例えば、デュアルコネクト設定前の移動局装置1−1の基地局装置3−1に対する無線ベアラの設定が、制御用無線ベアラ1(制御データ1)に対応する論理チャネル1を論理チャネルグループ1、制御用無線ベアラ2(制御データ2)に対応する論理チャネル2を論理チャネルグループ2、データ用無線ベアラ1(ユーザーデータ1)に対応する論理チャネル3を論理チャネルグループ3とされていたとする。
デュアルコネクト設定メッセージで基地局装置3−2の無線ベアラが、データ用無線ベアラ1(ユーザーデータ1)に対応する論理チャネル1を論理チャネルグループ1、データ用無線ベアラ2(ユーザーデータ2)に対応する論理チャネル2を論理チャネルグループ2と示された場合、移動局装置1−1の無線ベアラは、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対する無線ベアラが、制御用無線ベアラ1(制御データ1)に対応する論理チャネル1を論理チャネルグループ1、制御用無線ベアラ2(制御データ2)に対応する論理チャネル2を論理チャネルグループ2、データ用無線ベアラ1(ユーザーデータ1)に対応する論理チャネル3を論理チャネルグループ3と設定され、移動局装置1−1の基地局装置3−2に対する無線ベアラが、データ用無線ベアラ1(ユーザーデータ1)に対応する論理チャネル4を論理チャネルグループ4、データ用無線ベアラ2(ユーザーデータ2)に対応する論理チャネル5を論理チャネルグループ5として設定される。
尚、この場合、移動局装置1−1は、データ用無線ベアラ1をベアラ分割(bearer split)の無線ベアラとして認識する。尚、基地局装置3−1は、各無線ベアラに対して、別途、ベアラ分割を行うか否かを示す情報を送っても良い。
移動局装置1−1は、デュアルコネクト設定完了メッセージ送信後、無線リソース設定情報の物理ランダムアクセスチャネル設定情報、ランダムアクセス手順設定情報を使用して、基地局装置3−2に対してランダムアクセス手順を実行する。基地局装置3−2に対するランダムアクセス手順を完了すると、移動局装置1−1および基地局装置3−2は、上りリンクおよび下りリンクのデータ通信を開始する。
より具体的に移動局装置1−1の動作を説明する。
移動局装置1−1は、デュアルコネクト設定メッセージ(または、RRC接続再設定メッセージ)を受信すると、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2の無線リソース設定情報のそれぞれをPHY層、MAC層、RLC層、PDCP層、RRC層の適切な層に設定する。例えば、移動局装置1−1のRRC層は、データ用無線ベアラの設定として、無線ベアラの論理チャネル設定情報、無線ベアラと送信/受信セルの関係を示した情報をPDCP層およびRLC層に設定し、PDCP層設定情報をPDCP層に設定し、RLC層設定情報をRLC層に設定する。
図13に示すようなデュアルコネクトの状態の移動局装置1−1の通信プロトコル構成について、PHY層、MAC層、RLC層の各層は、各基地局装置に対応して複数個存在するような構成しても良い。つまり、図4のように、移動局装置1−1の通信プロトコルの構成は、基地局装置3−1(または、マスターセルグループ)に対応するPHY層(PHY層1)、MAC層(MAC層1)、RLC層(RLC層1)および基地局装置3−2((または、セカンダリーセルグループ))に対応するPHY層(PHY層2)、MAC層(MAC層2)、RLC層(RLC層2)を持つ構成にしても良い。
尚、図12に示すようなデュアルコネクトの状態の移動局装置1−1の通信プロトコル構成は、基地局装置3−1(または、マスターセルグループ)に対応するPHY層(PHY層3)、MAC層(MAC層3)、RLC層(RLC層3)、PDCP層(PDCP層3)および基地局装置3−2((または、セカンダリーセルグループ))に対応するPHY層(PHY層4)、MAC層(MAC層4)、RLC層(RLC層4)、PDCP層(PDCP層4)を持つ構成にしても良い。
移動局装置1−1のRRC層は、無線リソース設定後、デュアルコネクト設定完了メッセージを作成し、基地局装置3−1へ作成したメッセージを送信するために移動局装置1−1のPDCP層1に通知する。作成したメッセージは、移動局装置1−1のPDCP層1、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するRLC層(RLC層1)、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するMAC層(MAC層1)、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するPHY層(PHY層1)で処理され、基地局装置3−1に送信される。
次にデュアルコネクト中の移動局装置1−1の動作を示す。
移動局装置1−1で上りリンクデータが発生した場合、移動局装置1−1のPDCP層1は、データの暗号化、ヘッダ圧縮などの処理を行い、データの無線ベアラ設定(論理チャネル設定)に応じて、データを各論理チャネルにマッピングして、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するRLC層(RLC層1)または、移動局装置1−1の基地局装置3−2に対応するRLC層(RLC層2)に処理したデータを転送する。
例えば、制御用無線ベアラ1のデータが発生した場合は、移動局装置1−1のPDCP層1は、制御用無線ベアラ1のデータを論理チャネル1にマッピングして、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するRLC層(RLC層1)にデータを出力する。次に、移動局装置1−1のRLC層1は、データの分割(Segmentation)及び連結(Concatenation)を行う。移動局装置1−1のRLC層1でのデータ処理後、データが移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するMAC層(MAC層1)で蓄積(バッファリング)されると、移動局装置1−1のMAC層1は、セル1(基地局装置3−1)に対するバッファステータスレポートをトリガ(trigger)する。
基地局装置3−1からセル1の無線リソース(物理上りリンク共用データチャネルPUSCH)が割り当てられている場合、移動局装置1−1のMAC層1は、バッファステータスレポートを作成し、バッファステータスレポートおよび/または論理チャネル1のデータを多重して、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するPHY層(PHY層1)に出力し、移動局装置1−1のPHY層1は、割り当てられた無線リソースを使用して基地局装置3−1に送信する。そして、再度、基地局装置3−1からセル1の上りリンク送信許可情報を受信し、セル1の無線リソースが割り当てられた場合、移動局装置1−1は、残りのデータを基地局装置3−1に送信する。
基地局装置3−1からセル1の無線リソースが割り当てられてない場合、移動局装置1−1のMAC層1は、スケジューリングリクエストをトリガする。移動局装置1−1に物理上りリンク制御チャネルPUCCHが割り当てられている場合、移動局装置1−1のMAC層1は、物理上りリンク制御チャネルPUCCHを使用したスケジューリングリクエスト送信を移動局装置1−1のPHY層1に指示し、移動局装置1−1に物理上りリンク制御チャネルPUCCHが割り当てられていない場合、移動局装置1−1のMAC層1は、競合ベースランダムアクセス手順を開始する。
そして、基地局装置3−1からセル1の無線リソース(物理上りリンク共用データチャネルPUSCH)が割り当てられた時、移動局装置1−1のMAC層1は、バッファステータスレポートを作成し、バッファステータスレポートおよび/または論理チャネル1のデータを多重して、移動局装置1−1のPHY層1に出力し、移動局装置1−1のPHY層1は、割り当てられた無線リソースを使用して基地局装置3−1に送信する。
また、ベアラ分割のデータ用無線ベアラ1のデータが発生した場合、移動局装置1−1のPDCP層1は、移動局装置1−1のRLC層1または移動局装置1−1のRLC層2のどちらかのRLC層にデータを出力するか決定する。移動局装置1−1のPDCP層1は、各MAC層で蓄積されているデータ量に応じてどちらのRLC層にデータを出力するか決定する。
また、移動局装置1−1のPDCP層1は、無線リンク(無線チャネル)の品質状態に応じてどちらのRLC層にデータを出力するか決定するようにしても良い。また、移動局装置1−1のPDCP層1は、基地局装置3−1から通知された条件に応じて、どちらのRLC層にデータを出力するか決定するようにしても良い。
データを受信した移動局装置1−1のRLC層、MAC層およびPHY層は、同様にデータを処理し、無線リソースを割り当てられた時、データを対応した基地局装置に送信する。
移動局装置1−1が基地局装置3−2に対してデータを送信し、基地局装置3−2のRLC層からデータの再送指示(否応答(NACK))があった場合、移動局装置1−1のRLC層2はデータの再送制御を行う。再送回数がRLC設定情報で示されたRLC層最大送信回数に達した場合、移動局装置1−1のRLC層2は、再送制御を中止し、移動局装置1−1のRRC層にデータの再送回数がRLC層最大送信回数に達したことを示すRLC失敗(またはRLC問題)を通知する。
移動局装置1−1のRRC層にRLC失敗を通知後、移動局装置1−1のRLC層2は、RLC層2で処理が完了していないデータの破棄、RLC層2に関連するタイマーの停止またはリセット、各種パラメータの初期化またはリセットなどの処理を行うようにしても良い。
移動局装置1−1のRLC層2からRLC失敗を通知された場合、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2に対するRLC失敗(RLC問題または無線リンク失敗)を示したメッセージを作成し、作成したメッセージを送信するために基地局装置3−1へのデータとして移動局装置1−1のPDCP層1に通知する。作成したメッセージは、移動局装置1−1のPDCP層1、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対応するRLC層(RLC層1)、移動局装置1−1のMAC層1、移動局装置1−1のPHY層1で処理され、基地局装置3−1に送信される。
また、移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のPDCP層1、移動局装置1−1のRLC層2およびMAC層2に対して、基地局装置3−2に対応した無線ベアラを基地局装置3−1の対応する無線ベアラに変更する指示を行ってもよい。つまり、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2のみに設定されている無線ベアラに対して、基地局装置3−1の無線ベアラとして設定するようにしても良い。また、移動局装置1−1のRRC層は、ベアラ分割の設定がされている無線ベアラに対して、基地局装置3−2に対応した無線ベアラを解放(破棄)する指示を行うようにしても良い。
また、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2に対応した全ての無線ベアラに対して、解放(破棄)する指示行うようにしても良い。移動局装置1−1のPDCP層1、移動局装置1−1のRLC層2およびMAC層2は、移動局装置1−1のRRC層から解放を指示された無線ベアラの設定情報を破棄(または解放)してもよい。
また、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2への上りリンク送信を禁止するために、移動局装置1−1のPDCP層1に対して、基地局装置3−2に対するデータの破棄、または、再確立(re-establishment)を指示してもよい。移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のMAC層2に対して、MAC層のリセットを通知してもよい。移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のRLC層2に対して、再確立(re-establishment)を指示してもよい。尚、移動局装置1−1のRLC層2が、移動局装置1−1のMAC層2に対して、MAC層のリセットを通知するようにしても良い。
尚、PDCP層の再確立(re-establishment)では、PDCP層は、PDCP層の初期化処理等を行う。RLC層の再確立(re-establishment)では、RLC層は、RLC層で処理が完了していないデータの破棄、RLC層に関連するタイマーの停止またはリセット、各種パラメータの初期化またはリセットなどの処理を行う。
MACリセットでは、MAC層は、各パラメータの初期化等の処理を行う。具体的には、MAC層は、MAC層で管理している各種タイマー(例えば、バッファステータスレポート関連タイマー、パワーヘッドルームレポート関連タイマー、送信タイミングタイマー)タイマーの停止、MAC層で管理しているトリガ(例えば、バッファステータスレポート関連トリガ、パワーヘッドルームレポート関連トリガ、)のキャンセル、移動局装置1−1の基地局装置3−2に対応するMAC層が管理している下りリンク受信バッファおよび上りリンク送信バッファのデータの消去(flush)、通知されたプリアンブル番号およびランダムアクセスチャネル番号の削除、ランダムアクセス手順の中止などの処理を行う。
また、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2から割り当てられている上りリンク制御チャネル、上りリンク参照信号を解放する。つまり、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2から通知された下りリンク無線品質報告設定情報、上りリンク参照信号割り当て情報、スケジューリングリクエスト設定情報を削除し、パラメータを初期化してもよい。
また、基地局装置3−2へのランダムアクセス手順が実行されないようするために、移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2のセルに関連する物理ランダムアクセス設定情報、ランダムアクセス手順設定情報を破棄するようにしても良い。このようにして、移動局装置1−1が基地局装置3−2に対しての全ての上りリンク送信をできないようにする。
尚、移動局装置1−1の基地局装置3−1に対するRLC層(RLC層1)のデータ再送信制御において、再送回数がRLC設定情報で示されたRLC層データ最大送信回数に達した場合、移動局装置1−1のRLC層1は、移動局装置1−1のRRC層にデータの再送回数がRLC層最大送信回数に達したことを示すRLC失敗(またはRLC問題)を通知する。移動局装置1−1のRLC層1からRLC失敗を通知された場合、移動局装置1−1のRRC層は、RRC層の再確立(re-establishment)手順を実行する。尚、RRC層の再確立手順は、基地局装置3−1および基地局装置3−2との通信を切断して、セル選択を行い、選択した基地局装置との接続処理を行う手順である。
尚、基地局装置3−1は、基地局装置3−2に対する無線リンク失敗(または、RLC失敗)を示したメッセージを受信すると、基地局装置3−2に対して、移動局装置1−1とのデュアルコネクトの中止を示したデュアルコネクト解放メッセージを送信する。基地局装置3−2は、デュアルコネクト解放メッセージを受信した場合、基地局装置3−2にある移動局装置1−1のデータを基地局装置3−1に転送する。データ転送後、基地局装置3−2は、基地局装置3−1にデュアルコネクト解放応答メッセージを送信する。また、基地局装置3−2は、移動局装置1−1に関する情報を破棄する。
基地局装置3−1は、基地局装置3−2のセル(セルグループ)の解放(セルの削除)を示すデュアルコネクト解除メッセージ(または、RRC再設定メッセージ)を移動局装置1−1に送信する。移動局装置1−1は、基地局装置3−2のセル(セルグループ)の解放(セルの削除)を示すデュアルコネクト解除メッセージ(RRC再設定メッセージ)を受信すると、基地局装置3−2のセル(セルグループ)の無線リソース設定情報を破棄する。
また、デュアルコネクト中に移動局装置1−1が、基地局装置3−2と移動局装置1−1間の下りリンクの無線チャネルの品質異常を検出した場合もRLC失敗と同様の処理を行うようにしても良い。
つまり、基地局装置3−2と移動局装置1−1間の無線リンクにおいて、移動局装置1−1のRRC層が、移動局装置1−1のPHY層2からの情報に基づいて無線リンク失敗を検出した場合、移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のPDCP層1、移動局装置1−1のRLC層2およびMAC層2に対して、基地局装置3−2に対応した無線ベアラを基地局装置3−1の対応する無線ベアラに変更する指示を行う。
また、移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のPDCP層1に対して、基地局装置3−2に対するデータの破棄、または、再確立を指示する。移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のMAC層2に対して、MAC層のリセットを通知する。移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のRLC層2に対して、再確立を指示する。移動局装置1−1のRRC層は、基地局装置3−2のセルに関連する物理ランダムアクセス設定情報、ランダムアクセス手順設定情報を破棄するようにしても良い。
尚、図12に示すようなデュアルコネクトの場合の移動局装置1−1の動作も同じである。つまり、移動局装置1−1のRLC層4からRLC失敗を通知された場合、移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のPDCP層4、RLC層4、MAC層4に基地局装置3−2に対応した無線ベアラを基地局装置3−1の対応する無線ベアラに変更する指示を行う。
また、移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のPDCP層4に対して、基地局装置3−2に対するデータの破棄、または、再確立を指示する。移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のRLC層4に対して、再確立を指示する。移動局装置1−1のRRC層は、移動局装置1−1のMAC層4に対して、MAC層のリセットを通知する。
このようにすることで、移動局装置1−1は、適切なセル(または、基地局装置)に対して、上りリンクデータ送信を行うことができる。また、基地局装置3−1および基地局装置3−2は、適切なセル(または、基地局装置)に対する上りリンクデータ送信制御を移動局装置1−1に実行させることができる。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
実施形態では、端末装置もしくは通信装置の一例として移動局装置を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、AV機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来ることは言うまでもない。
また、説明の便宜上、実施形態の移動局装置1−1、基地局装置3−1および基地局装置3−2を機能的なブロック図を用いて説明したが、移動局装置1−1、基地局装置3−1および基地局装置3−2の各部の機能またはこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより移動局装置や基地局装置の制御を行なっても良い。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上記各実施形態に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。