JPWO2020054642A1 - 通信システム、通信端末および基地局 - Google Patents

Abstract

低遅延な無線通信技術を提供する。通信システムは、通信端末と、基地局とを備える。基地局は、通信端末と無線通信可能に構成された複数の送受信機を有し、複数の送受信機の一部または全部を使用して通信端末と無線通信を行うように構成されている。通信端末は、新たに接続する少なくとも１つの送受信機から下り同期信号を受信し、下り同期信号を用いて少なくとも１つの送受信機との下り同期を確立する。通信端末は、基地局からランダムアクセス開始指示を受信し、ランダムアクセス開始指示を用いてランダムアクセス処理を行い、少なくとも１つの送受信機との上り同期を確立する。

Description

本発明は、無線通信技術に関する。

移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、無線区間についてはロングタームエボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）と称し、コアネットワークおよび無線アクセスネットワーク（以下、まとめて、ネットワークとも称する）を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション（System Architecture Evolution：ＳＡＥ）と称される通信方式が検討されている（例えば、非特許文献１〜５）。この通信方式は３．９Ｇ（3.9 Generation）システムとも呼ばれる。

ＬＴＥのアクセス方式としては、下り方向はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、上り方向はＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が用いられる。また、ＬＴＥは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）とは異なり、回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。

非特許文献１（５章）に記載される、３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおけるフレーム構成に関する決定事項について、図１を用いて説明する。図１は、ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。図１において、１つの無線フレーム（Radio frame）は１０ｍｓである。無線フレームは１０個の等しい大きさのサブフレーム（Subframe）に分割される。サブフレームは、２個の等しい大きさのスロット（slot）に分割される。無線フレーム毎に１番目および６番目のサブフレームに下り同期信号（Downlink Synchronization Signal）が含まれる。同期信号には、第一同期信号（Primary Synchronization Signal：Ｐ−ＳＳ）と、第二同期信号（Secondary Synchronization Signal：Ｓ−ＳＳ）とがある。

３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおけるチャネル構成に関する決定事項が、非特許文献１（５章）に記載されている。ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルにおいてもｎｏｎ−ＣＳＧセルと同じチャネル構成が用いられると想定されている。

物理報知チャネル（Physical Broadcast Channel：ＰＢＣＨ）は、基地局装置（以下、単に「基地局」という場合がある）から移動端末装置（以下、単に「移動端末」という場合がある）などの通信端末装置（以下、単に「通信端末」という場合がある）への下り送信用のチャネルである。ＢＣＨトランスポートブロック（transport block）は、４０ｍｓ間隔中の４個のサブフレームにマッピングされる。４０ｍｓタイミングの明白なシグナリングはない。

物理制御フォーマットインジケータチャネル（Physical Control Format Indicator Channel：ＰＣＦＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨｓのために用いるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルの数を、基地局から通信端末へ通知する。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレーム毎に送信される。

物理下り制御チャネル（Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＣＣＨは、後述のトランスポートチャネルの１つである下り共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＬ−ＳＣＨ）のリソース割り当て（allocation）情報、後述のトランスポートチャネルの１つであるページングチャネル（Paging Channel：ＰＣＨ）のリソース割り当て（allocation）情報、ＤＬ−ＳＣＨに関するＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）情報を通知する。ＰＤＣＣＨは、上りスケジューリンググラント（Uplink Scheduling Grant）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ（Acknowledgement）／Ｎａｃｋ（Negative Acknowledgement）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、Ｌ１／Ｌ２制御信号とも呼ばれる。

物理下り共有チャネル（Physical Downlink Shared Channel：ＰＤＳＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＳＣＨには、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）、およびトランスポートチャネルであるＰＣＨがマッピングされている。

物理マルチキャストチャネル（Physical Multicast Channel：ＰＭＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＭＣＨには、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（Multicast Channel：ＭＣＨ）がマッピングされている。

物理上り制御チャネル（Physical Uplink Control Channel：ＰＵＣＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＣＣＨは、下り送信に対する応答信号（response signal）であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。ＰＵＣＣＨは、ＣＳＩ（Channel State Information）を運ぶ。ＣＳＩは、ＲＩ（Rank Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）レポートで構成される。ＲＩとは、ＭＩＭＯにおけるチャネル行列のランク情報である。ＰＭＩとは、ＭＩＭＯにて用いるプリコーディングウェイト行列の情報である。ＣＱＩとは、受信したデータの品質、もしくは通信路品質を示す品質情報である。またＰＵＣＣＨは、スケジューリングリクエスト（Scheduling Request：ＳＲ）を運ぶ。

物理上り共有チャネル（Physical Uplink Shared Channel：ＰＵＳＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＳＣＨには、トランスポートチャネルの１つである上り共有チャネル（Uplink Shared Channel：ＵＬ−ＳＣＨ）がマッピングされている。

物理ＨＡＲＱインジケータチャネル（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel：ＰＨＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＨＩＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access Channel：ＰＲＡＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブル（random access preamble）を運ぶ。

下り参照信号（リファレンスシグナル（Reference Signal）：ＲＳ）は、ＬＴＥ方式の通信システムとして既知のシンボルである。以下の５種類の下りリファレンスシグナルが定義されている。セル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal：ＣＲＳ）、ＭＢＳＦＮ参照信号（MBSFN Reference Signal）、ＵＥ固有参照信号（UE-specific Reference Signal）であるデータ復調用参照信号（Demodulation Reference Signal：ＤＭ−ＲＳ）、位置決定参照信号（Positioning Reference Signal：ＰＲＳ）、チャネル状態情報参照信号（Channel State Information Reference Signal：ＣＳＩ−ＲＳ）。通信端末の物理レイヤの測定として、リファレンスシグナルの受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）測定がある。

上り参照信号についても同様に、ＬＴＥ方式の通信システムとして既知のシンボルである。以下の２種類の上りリファレンスシグナルが定義されている。データ復調用参照信号（Demodulation Reference Signal：ＤＭ−ＲＳ）、サウンディング用参照信号（Sounding Reference Signal：ＳＲＳ）である。

非特許文献１（５章）に記載されるトランスポートチャネル（Transport channel）について、説明する。下りトランスポートチャネルのうち、報知チャネル（Broadcast Channel：ＢＣＨ）は、その基地局（セル）のカバレッジ全体に報知される。ＢＣＨは、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）にマッピングされる。

下り共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＬ−ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）による再送制御が適用される。ＤＬ−ＳＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が可能である。ＤＬ−ＳＣＨは、ダイナミックあるいは準静的（Semi-static）なリソース割り当てをサポートする。準静的なリソース割り当ては、パーシステントスケジューリング（Persistent Scheduling）ともいわれる。ＤＬ−ＳＣＨは、通信端末の低消費電力化のために通信端末の間欠受信（Discontinuous reception：ＤＲＸ）をサポートする。ＤＬ−ＳＣＨは、物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）へマッピングされる。

ページングチャネル（Paging Channel：ＰＣＨ）は、通信端末の低消費電力を可能とするために通信端末のＤＲＸをサポートする。ＰＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が要求される。ＰＣＨは、動的にトラフィックに利用できる物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）のような物理リソースへマッピングされる。

マルチキャストチャネル（Multicast Channel：ＭＣＨ）は、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知に使用される。ＭＣＨは、マルチセル送信におけるＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast Multicast Service）サービス（ＭＴＣＨとＭＣＣＨ）のＳＦＮ合成をサポートする。ＭＣＨは、準静的なリソース割り当てをサポートする。ＭＣＨは、ＰＭＣＨへマッピングされる。

上りトランスポートチャネルのうち、上り共有チャネル（Uplink Shared Channel：ＵＬ−ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）による再送制御が適用される。ＵＬ−ＳＣＨは、ダイナミックあるいは準静的（Semi-static）なリソース割り当てをサポートする。ＵＬ−ＳＣＨは、物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）へマッピングされる。

ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）は、制御情報に限られている。ＲＡＣＨは、衝突のリスクがある。ＲＡＣＨは、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）へマッピングされる。

ＨＡＲＱについて説明する。ＨＡＲＱとは、自動再送要求（Automatic Repeat reQuest：ＡＲＱ）と誤り訂正（Forward Error Correction）との組合せによって、伝送路の通信品質を向上させる技術である。ＨＡＲＱには、通信品質が変化する伝送路に対しても、再送によって誤り訂正が有効に機能するという利点がある。特に、再送にあたって初送の受信結果と再送の受信結果との合成をすることで、更なる品質向上を得ることも可能である。

再送の方法の一例を説明する。受信側にて、受信データが正しくデコードできなかった場合、換言すればＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）エラーが発生した場合（ＣＲＣ＝ＮＧ）、受信側から送信側へ「Ｎａｃｋ」を送信する。「Ｎａｃｋ」を受信した送信側は、データを再送する。受信側にて、受信データが正しくデコードできた場合、換言すればＣＲＣエラーが発生しない場合（ＣＲＣ＝ＯＫ）、受信側から送信側へ「Ａｃｋ」を送信する。「Ａｃｋ」を受信した送信側は次のデータを送信する。

非特許文献１（６章）に記載される論理チャネル（ロジカルチャネル：Logical channel）について、説明する。報知制御チャネル（Broadcast Control Channel：ＢＣＣＨ）は、報知システム制御情報のための下りチャネルである。論理チャネルであるＢＣＣＨは、トランスポートチャネルである報知チャネル（ＢＣＨ）、あるいは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。

ページング制御チャネル（Paging Control Channel：ＰＣＣＨ）は、ページング情報（Paging Information）およびシステム情報（System Information）の変更を送信するための下りチャネルである。ＰＣＣＨは、通信端末のセルロケーションをネットワークが知らない場合に用いられる。論理チャネルであるＰＣＣＨは、トランスポートチャネルであるページングチャネル（ＰＣＨ）へマッピングされる。

共有制御チャネル（Common Control Channel：ＣＣＣＨ）は、通信端末と基地局との間の送信制御情報のためのチャネルである。ＣＣＣＨは、通信端末がネットワークとの間でＲＲＣ接続（connection）を有していない場合に用いられる。下り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。上り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。

マルチキャスト制御チャネル（Multicast Control Channel：ＭＣＣＨ）は、１対多の送信のための下りチャネルである。ＭＣＣＨは、ネットワークから通信端末への１つあるいはいくつかのＭＴＣＨ用のＭＢＭＳ制御情報の送信のために用いられる。ＭＣＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられる。ＭＣＣＨは、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。

個別制御チャネル（Dedicated Control Channel：ＤＣＣＨ）は、１対１にて、通信端末とネットワークとの間の個別制御情報を送信するチャネルである。ＤＣＣＨは、通信端末がＲＲＣ接続（connection）である場合に用いられる。ＤＣＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）にマッピングされる。

個別トラフィックチャネル（Dedicated Traffic Channel：ＤＴＣＨ）は、ユーザ情報の送信のための個別通信端末への１対１通信のチャネルである。ＤＴＣＨは、上りおよび下りともに存在する。ＤＴＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。

マルチキャストトラフィックチャネル（Multicast Traffic channel：ＭＴＣＨ）は、ネットワークから通信端末へのトラフィックデータ送信のための下りチャネルである。ＭＴＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられるチャネルである。ＭＴＣＨは、マルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。

ＣＧＩとは、セルグローバル識別子（Cell Global Identifier）のことである。ＥＣＧＩとは、Ｅ−ＵＴＲＡＮセルグローバル識別子（E-UTRAN Cell Global Identifier）のことである。ＬＴＥ、後述のＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution Advanced）およびＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）において、ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルが導入される。

通信端末の位置追跡は、１つ以上のセルからなる区域を単位に行われる。位置追跡は、待受け状態であっても通信端末の位置を追跡し、通信端末を呼び出す、換言すれば通信端末が着呼することを可能にするために行われる。この通信端末の位置追跡のための区域をトラッキングエリアと呼ぶ。

また３ＧＰＰでは、リリース１０として、ロングタームエボリューションアドヴァンスド（Long Term Evolution Advanced：ＬＴＥ−Ａ）の規格策定が進められている（非特許文献３、非特許文献４参照）。ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥの無線区間通信方式を基本とし、それにいくつかの新技術を加えて構成される。

ＬＴＥ−Ａシステムでは、１００ＭＨｚまでのより広い周波数帯域幅（transmission bandwidths）をサポートするために、二つ以上のコンポーネントキャリア（Component Carrier：ＣＣ）を集約する（「アグリゲーション（aggregation）する」とも称する）、キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation：ＣＡ）が検討されている。ＣＡについては、非特許文献１に記載されている。

ＣＡが構成される場合、ＵＥはネットワーク（Network：ＮＷ）と唯一つのＲＲＣ接続（RRC connection）を有する。ＲＲＣ接続において、一つのサービングセルがＮＡＳモビリティ情報とセキュリティ入力を与える。このセルをプライマリセル（Primary Cell：ＰＣｅｌｌ）と呼ぶ。下りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りプライマリコンポーネントキャリア（Downlink Primary Component Carrier：ＤＬ ＰＣＣ）である。上りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りプライマリコンポーネントキャリア（Uplink Primary Component Carrier：ＵＬ ＰＣＣ）である。

ＵＥの能力（ケーパビリティ（capability））に応じて、セカンダリセル（Secondary Cell：ＳＣｅｌｌ）が、ＰＣｅｌｌとともに、サービングセルの組を形成するために構成される。下りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りセカンダリコンポーネントキャリア（Downlink Secondary Component Carrier：ＤＬ ＳＣＣ）である。上りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りセカンダリコンポーネントキャリア（Uplink Secondary Component Carrier：ＵＬ ＳＣＣ）である。

一つのＰＣｅｌｌと一つ以上のＳＣｅｌｌとからなるサービングセルの組が、一つのＵＥに対して構成される。

また、ＬＴＥ−Ａでの新技術としては、より広い帯域をサポートする技術（Wider bandwidth extension）、および多地点協調送受信（Coordinated Multiple Point transmission and reception：ＣｏＭＰ）技術などがある。３ＧＰＰでＬＴＥ−Ａのために検討されているＣｏＭＰについては、非特許文献１に記載されている。

また、３ＧＰＰにおいて、将来の膨大なトラフィックに対応するために、スモールセルを構成するスモールｅＮＢ（以下「小規模基地局装置」という場合がある）を用いることが検討されている。例えば、多数のスモールｅＮＢを設置して、多数のスモールセルを構成することによって、周波数利用効率を高めて、通信容量の増大を図る技術などが検討されている。具体的には、ＵＥが２つのｅＮＢと接続して通信を行うデュアルコネクティビティ（Dual Connectivity；ＤＣと略称される）などがある。ＤＣについては、非特許文献１に記載されている。

デュアルコネクティビティ（ＤＣ）を行うｅＮＢのうち、一方を「マスタｅＮＢ（ＭｅＮＢと略称される）」といい、他方を「セカンダリｅＮＢ（ＳｅＮＢと略称される）」という場合がある。

モバイルネットワークのトラフィック量は、増加傾向にあり、通信速度も高速化が進んでいる。ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａが本格的に運用を開始されると、更に通信速度が高速化されることが見込まれる。

さらに、高度化する移動体通信に対して、２０２０年以降にサービスを開始することを目標とした第５世代（以下「５Ｇ」という場合がある）無線アクセスシステムが検討されている。例えば、欧州では、ＭＥＴＩＳという団体で５Ｇの要求事項がまとめられている（非特許文献５参照）。

５Ｇ無線アクセスシステムでは、ＬＴＥシステムに対して、システム容量は１０００倍、データの伝送速度は１００倍、データの処理遅延は１０分の１（１／１０）、通信端末の同時接続数は１００倍として、更なる低消費電力化、および装置の低コスト化を実現することが要件として挙げられている。

このような要求を満たすために、３ＧＰＰでは、リリース１５として、５Ｇの規格検討が進められている（非特許文献６〜１８参照）。５Ｇの無線区間の技術は「New Radio Access Technology」と称される（「New Radio」は「ＮＲ」と略称される）。

ＮＲシステムは、ＬＴＥシステム、ＬＴＥ−Ａシステムを基にして検討が進められているが、以下の点でＬＴＥシステム、ＬＴＥ−Ａシステムからの変更および追加が行われている。

ＮＲのアクセス方式としては、下り方向はＯＦＤＭ、上り方向はＯＦＤＭ、ＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭ（DFT-spread-OFDM）が用いられる。

ＮＲでは、伝送速度向上、処理遅延低減のために、ＬＴＥに比べて高い周波数の使用が可能となっている。

ＮＲにおいては、狭いビーム状の送受信範囲を形成する（ビームフォーミング）とともにビームの向きを変化させる（ビームスイーピング）ことで、セルカバレッジの確保が図られる。

ＮＲのフレーム構成においては、様々なサブキャリア間隔、すなわち、様々なヌメロロジ（Numerology）がサポートされている。ＮＲにおいては、ヌメロロジによらず、１サブフレームは１ミリ秒であり、また、１スロットは１４シンボルで構成される。また、１サブフレームに含まれるスロット数は、サブキャリア間隔１５ｋＨｚのヌメロロジにおいては１つであり、他のヌメロロジにおいては、サブキャリア間隔に比例して多くなる（非特許文献１３（TS38.211 v15.0.0）参照）。

ＮＲにおける下り同期信号は、同期信号バースト（Synchronization Signal Burst；以下、ＳＳバーストと称する場合がある）として、所定の周期で、所定の継続時間をもって基地局から送信される。ＳＳバーストは、基地局のビーム毎の同期信号ブロック（Synchronization Signal Block；以下、ＳＳブロックと称する場合がある）により構成される。基地局はＳＳバーストの継続時間内において各ビームのＳＳブロックを、ビームを変えて送信する。ＳＳブロックは、Ｐ−ＳＳ、Ｓ−ＳＳ、およびＰＢＣＨによって構成される。

ＮＲにおいては、ＮＲの下り参照信号として、位相追尾参照信号（Phase Tracking Reference Signal：ＰＴＲＳ）の追加により、位相雑音の影響の低減が図られている。上り参照信号においても、下りと同様にＰＴＲＳが追加されている。

ＮＲにおいては、スロット内におけるＤＬ／ＵＬの切替えを柔軟に行うために、ＰＤＣＣＨに含まれる情報にスロット構成通知（Slot Format Indication：ＳＦＩ）が追加された。

また、ＮＲにおいては、キャリア周波数帯のうちの一部（以下、Bandwidth Part（ＢＷＰ）と称する場合がある）を基地局がＵＥに対して予め設定し、ＵＥが該ＢＷＰにおいて基地局との送受信を行うことで、ＵＥにおける消費電力の低減が図られる。

３ＧＰＰでは、ＤＣの形態として、ＥＰＣに接続するＬＴＥ基地局とＮＲ基地局によるＤＣ、５Ｇコアシステムに接続するＮＲ基地局によるＤＣ、また、５Ｇコアシステムに接続するＬＴＥ基地局とＮＲ基地局によるＤＣが検討されている（非特許文献１２、１６、１９参照）。

また、３ＧＰＰでは、いくつかの新たな技術が検討されている。例えば、基地局における複数ＴＲＰ（Transmission Reception Point）のサポートによる通信の信頼性向上（非特許文献２０参照）などが検討されている。

３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ Ｓ１−０８３４６１ ３ＧＰＰ ＴＲ ３６．８１４ Ｖ９．２．０ ３ＧＰＰ ＴＲ ３６．９１２ Ｖ１５．０．０ "Scenarios, requirements and KPIs for 5G mobile and wireless system"、ＩＣＴ−３１７６６９−ＭＥＴＩＳ／Ｄ１．１ ３ＧＰＰ ＴＲ ２３．７９９ Ｖ１４．０．０ ３ＧＰＰ ＴＲ ３８．８０１ Ｖ１４．０．０ ３ＧＰＰ ＴＲ ３８．８０２ Ｖ１４．２．０ ３ＧＰＰ ＴＲ ３８．８０４ Ｖ１４．０．０ ３ＧＰＰ ＴＲ ３８．９１２ Ｖ１４．１．０ ３ＧＰＰ ＲＰ−１７２１１５ ３ＧＰＰ ＴＳ ３７．３４０ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１１ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１３ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１４ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．３００ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．３２１ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１２ Ｖ１５．２．０ ３ＧＰＰ ＲＰ−１６１２６６ ３ＧＰＰ ＲＰ−１８１４５３ ３ＧＰＰ Ｒ１−１８０７６３３ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．３３１ Ｖ１５．２．２

ＵＥにおける、基地局配下のＴＲＰの接続先切替えに、ＰＤＣＣＨ指示（PDCCH order）を用いたランダムアクセス（非特許文献２１参照）を用いる場合、ＰＤＣＣＨ受信からＰＲＡＣＨ送信までの間に、切替え先ＴＲＰにおける下り同期を確立する必要がある。そのため、ＰＤＣＣＨ受信からＰＲＡＣＨ送信までの最小時間（非特許文献１４参照）の経過後で最初のＰＲＡＣＨ送信機会においてＵＥはＰＲＡＣＨ送信を行うことができず、その結果、ＵＥにおけるＴＲＰ切替え処理を迅速に実行できないという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑み、ＬＴＥおよびＮＲにおいて低遅延な無線通信技術を提供することを、目的の一つとする。

本発明によれば、通信端末と、前記通信端末と無線通信可能に構成された複数の送受信機を有し、前記複数の送受信機の一部または全部を使用して前記通信端末と無線通信を行うように構成された基地局とを備える通信システムであって、前記通信端末は、新たに接続する少なくとも１つの送受信機から下り同期信号を受信し、前記下り同期信号を用いて前記少なくとも１つの送受信機との下り同期を確立し、前記通信端末は、前記基地局からランダムアクセス開始指示を受信し、前記ランダムアクセス開始指示を用いてランダムアクセス処理を行い、前記少なくとも１つの送受信機との上り同期を確立する、通信システムが提供される。

また、本発明によれば、複数の送受信機を有する基地局と前記複数の送受信機の一部または全部を経由して無線通信を行うように構成された通信端末であって、前記通信端末は、新たに接続する少なくとも１つの送受信機から下り同期信号を受信し、前記下り同期信号を用いて前記少なくとも１つの送受信機との下り同期を確立し、前記通信端末は、前記基地局からランダムアクセス開始指示を受信し、前記ランダムアクセス開始指示を用いてランダムアクセス処理を行い、前記少なくとも１つの送受信機との上り同期を確立する、通信端末が提供される。

また、本発明によれば、通信端末と無線通信可能に構成された基地局であって、前記基地局は、複数の送受信機を有し、前記複数の送受信機の一部または全部を使用して前記通信端末と無線通信を行うように構成され、前記基地局は、前記通信端末と新たに接続する少なくとも１つの送受信機との間の上り同期を確立するためのランダムアクセスを開始させるランダムアクセス開始指示を、前記通信端末に送信する、基地局が提供される。

本発明によれば、低遅延な無線通信技術を提供することができる。

本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。 ３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。 ３ＧＰＰにおいて議論されているＮＲ方式の通信システム２１０の全体的な構成を示すブロック図である。 ＥＰＣに接続するｅＮＢおよびｇＮＢによるＤＣの構成図である。 ＮＧコアに接続するｇＮＢによるＤＣの構成図である。 ＮＧコアに接続するｅＮＢおよびｇＮＢによるＤＣの構成図である。 ＮＧコアに接続するｅＮＢおよびｇＮＢによるＤＣの構成図である。 図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。 図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。 ＭＭＥの構成を示すブロック図である。 ５ＧＣの構成を示すブロック図である。 ＬＴＥ方式の通信システムにおいて通信端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。 ＮＲシステムにおけるセルの構成の一例を示す図である。 実施の形態１について、ＵＥがＰＤＣＣＨ指示の受信から所定の時間経過後にＰＲＡＣＨを送信する動作を示すシーケンス図である。 実施の形態１について、ＵＥがＰＤＣＣＨ指示を破棄する動作を示すシーケンス図である。 実施の形態２について、ＵＥのＴＲＰ切替えにおいて、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までのスロット数の候補の切替えを示す図である。

実施の形態１．
図２は、３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。図２について説明する。無線アクセスネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）２０１と称される。通信端末装置である移動端末装置（以下「移動端末（User Equipment：ＵＥ）」という）２０２は、基地局装置（以下「基地局（E-UTRAN NodeB：ｅＮＢ）」という）２０３と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。

ここで、「通信端末装置」とは、移動可能な携帯電話端末装置などの移動端末装置だけでなく、センサなどの移動しないデバイスも含んでいる。以下の説明では、「通信端末装置」を、単に「通信端末」という場合がある。

移動端末２０２に対する制御プロトコル、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）と、ユーザプレイン（以下、Ｕ−Ｐｌａｎｅと称する場合もある）、例えばＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＰＨＹ（Physical layer）とが基地局２０３で終端するならば、Ｅ−ＵＴＲＡＮは１つあるいは複数の基地局２０３によって構成される。

移動端末２０２と基地局２０３との間の制御プロトコルＲＲＣ（Radio Resource Control）は、報知（Broadcast）、ページング（paging）、ＲＲＣ接続マネージメント（RRC connection management）などを行う。ＲＲＣにおける基地局２０３と移動端末２０２との状態として、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥと、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤとがある。

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）選択、システム情報（System Information：ＳＩ）の報知、ページング（paging）、セル再選択（cell re-selection）、モビリティなどが行われる。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、移動端末はＲＲＣ接続（connection）を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができる。またＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、ハンドオーバ（Handover：ＨＯ）、隣接セル（Neighbor cell）の測定（メジャメント（measurement））などが行われる。

基地局２０３は、１つあるいは複数のｅＮＢ２０７により構成される。またコアネットワークであるＥＰＣ（Evolved Packet Core）と、無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ２０１とで構成されるシステムは、ＥＰＳ（Evolved Packet System）と称される。コアネットワークであるＥＰＣと、無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ２０１とを合わせて、「ネットワーク」という場合がある。

ｅＮＢ２０７は、移動管理エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）、あるいはＳ−ＧＷ（Serving Gateway）、あるいはＭＭＥおよびＳ−ＧＷを含むＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ部（以下「ＭＭＥ部」という場合がある）２０４とＳ１インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。一つのｅＮＢ２０７に対して、複数のＭＭＥ部２０４が接続されてもよい。ｅＮＢ２０７間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７間で制御情報が通信される。

ＭＭＥ部２０４は、上位装置、具体的には上位ノードであり、基地局であるｅＮＢ２０７と、移動端末（ＵＥ）２０２との接続を制御する。ＭＭＥ部２０４は、コアネットワークであるＥＰＣを構成する。基地局２０３は、Ｅ−ＵＴＲＡＮ２０１を構成する。

基地局２０３は、１つのセルを構成してもよいし、複数のセルを構成してもよい。各セルは、移動端末２０２と通信可能な範囲であるカバレッジとして予め定める範囲を有し、カバレッジ内で移動端末２０２と無線通信を行う。１つの基地局２０３が複数のセルを構成する場合、１つ１つのセルが、移動端末２０２と通信可能に構成される。

図３は、３ＧＰＰにおいて議論されている５Ｇ方式の通信システム２１０の全体的な構成を示すブロック図である。図３について説明する。無線アクセスネットワークは、ＮＧ−ＲＡＮ（Next Generation Radio Access Network）２１１と称される。ＵＥ２０２は、ＮＲ基地局装置（以下「ＮＲ基地局（NG-RAN NodeB：ｇＮＢ）」という）２１３と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。また、コアネットワークは、５Ｇコア（5G Core：５ＧＣ）と称される。

ＵＥ２０２に対する制御プロトコル、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）と、ユーザプレイン（以下、Ｕ−Ｐｌａｎｅと称する場合もある）、例えばＳＤＡＰ（Service Data Adaptation Protocol）、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＰＨＹ（Physical layer）とがＮＲ基地局２１３で終端するならば、ＮＧ−ＲＡＮは１つあるいは複数のＮＲ基地局２１３によって構成される。

ＵＥ２０２とＮＲ基地局２１３との間の制御プロトコルＲＲＣ（Radio Resource Control）の機能はＬＴＥと同様である。ＲＲＣにおけるＮＲ基地局２１３とＵＥ２０２との状態として、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥと、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤと、ＲＲＣ＿ＩＮＡＣＴＩＶＥとがある。

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤは、ＬＴＥ方式と同様である。ＲＲＣ＿ＩＮＡＣＴＩＶＥは５ＧコアとＮＲ基地局２１３との間の接続が維持されつつ、システム情報（System Information：ＳＩ）の報知、ページング（paging）、セル再選択（cell re-selection）、モビリティなどが行われる。

ｇＮＢ２１７は、アクセス・移動管理機能（Access and Mobility Management Function：ＡＭＦ）、セッション管理機能（Session Management Function：ＳＭＦ）、あるいはＵＰＦ（User Plane Function）、あるいはＡＭＦ、ＳＭＦおよびＵＰＦを含むＡＭＦ／ＳＭＦ／ＵＰＦ部（以下「５ＧＣ部」という場合がある）２１４とＮＧインタフェースにより接続される。ｇＮＢ２１７と５ＧＣ部２１４との間で制御情報および／あるいはユーザデータが通信される。ＮＧインタフェースは、ｇＮＢ２１７とＡＭＦとの間のＮ２インタフェース、ｇＮＢ２１７とＵＰＦとの間のＮ３インタフェース、ＡＭＦとＳＭＦとの間のＮ１１インタフェース、および、ＵＰＦとＳＭＦとの間のＮ４インタフェースの総称である。一つのｇＮＢ２１７に対して、複数の５ＧＣ部２１４が接続されてもよい。ｇＮＢ２１７間は、Ｘｎインタフェースにより接続され、ｇＮＢ２１７間で制御情報および／あるいはユーザデータが通信される。

ＮＲ基地局２１３も、基地局２０３同様、１つあるいは複数のセルを構成してもよい。１つのＮＲ基地局２１３が複数のセルを構成する場合、１つ１つのセルが、ＵＥ２０２と通信可能に構成される。

ｇＮＢ２１７は、中央ユニット（Central Unit；以下、ＣＵと称する場合がある）２１８と分散ユニット（Distributed Unit；以下、ＤＵと称する場合がある）２１９に分割されていてもよい。ＣＵ２１８は、ｇＮＢ２１７の中に１つ構成される。ＤＵ２１９は、ｇＮＢ２１７の中に１つあるいは複数構成される。ＣＵ２１８は、ＤＵ２１９とＦ１インタフェースにより接続され、ＣＵ２１８とＤＵ２１９との間で制御情報および／あるいはユーザデータが通信される。

図４は、ＥＰＣに接続するｅＮＢおよびｇＮＢによるＤＣの構成を示した図である。図４において、実線はＵ−Ｐｌａｎｅの接続を示し、破線はＣ−Ｐｌａｎｅの接続を示す。図４において、ｅＮＢ２２３−１がマスタ基地局となり、ｇＮＢ２２４−２がセカンダリ基地局となる（このＤＣ構成を、ＥＮ−ＤＣと称する場合がある）。図４において、ＭＭＥ部２０４とｇＮＢ２２４−２との間のＵ−Ｐｌａｎｅ接続がｅＮＢ２２３−１経由で行われる例について示しているが、ＭＭＥ部２０４とｇＮＢ２２４−２との間で直接行われてもよい。

図５は、ＮＧコアに接続するｇＮＢによるＤＣの構成を示した図である。図５において、実線はＵ−Ｐｌａｎｅの接続を示し、破線はＣ−Ｐｌａｎｅの接続を示す。図５において、ｇＮＢ２２４−１がマスタ基地局となり、ｇＮＢ２２４−２がセカンダリ基地局となる（このＤＣ構成を、ＮＲ−ＤＣと称する場合がある）。図５において、５ＧＣ部２１４とｇＮＢ２２４−２との間のＵ−Ｐｌａｎｅ接続がｇＮＢ２２４−１経由で行われる例について示しているが、５ＧＣ部２１４とｇＮＢ２２４−２との間で直接行われてもよい。

図６は、ＮＧコアに接続するｅＮＢおよびｇＮＢによるＤＣの構成を示した図である。図６において、実線はＵ−Ｐｌａｎｅの接続を示し、破線はＣ−Ｐｌａｎｅの接続を示す。図６において、ｅＮＢ２２６−１がマスタ基地局となり、ｇＮＢ２２４−２がセカンダリ基地局となる（このＤＣ構成を、ＮＧ−ＥＮ−ＤＣと称する場合がある）。図６において、５ＧＣ部２１４とｇＮＢ２２４−２との間のＵ−Ｐｌａｎｅ接続がｅＮＢ２２６−１経由で行われる例について示しているが、５ＧＣ部２１４とｇＮＢ２２４−２との間で直接行われてもよい。

図７は、ＮＧコアに接続するｅＮＢおよびｇＮＢによるＤＣの、他の構成を示した図である。図７において、実線はＵ−Ｐｌａｎｅの接続を示し、破線はＣ−Ｐｌａｎｅの接続を示す。図７において、ｇＮＢ２２４−１がマスタ基地局となり、ｅＮＢ２２６−２がセカンダリ基地局となる（このＤＣ構成を、ＮＥ−ＤＣと称する場合がある）。図７において、５ＧＣ部２１４とｅＮＢ２２６−２との間のＵ−Ｐｌａｎｅ接続がｇＮＢ２２４−１経由で行われる例について示しているが、５ＧＣ部２１４とｅＮＢ２２６−２との間で直接行われてもよい。

図８は、図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。図８に示す移動端末２０２の送信処理を説明する。まず、プロトコル処理部３０１からの制御データ、およびアプリケーション部３０２からのユーザデータが、送信データバッファ部３０３へ保存される。送信データバッファ部３０３に保存されたデータは、エンコーダー部３０４へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部３０３から変調部３０５へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコーダー部３０４でエンコード処理されたデータは、変調部３０５にて変調処理が行われる。変調部３０５にて、ＭＩＭＯにおけるプリコーディングが行われてもよい。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部３０６へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ３０７−１〜３０７−４から基地局２０３に送信信号が送信される。図８において、アンテナの数が４つである場合について例示したが、アンテナ数は４つに限定されない。

また、移動端末２０２の受信処理は、以下のように実行される。基地局２０３からの無線信号がアンテナ３０７−１〜３０７−４により受信される。受信信号は、周波数変換部３０６にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部３０８において復調処理が行われる。復調部３０８にて、ウェイト計算および乗算処理が行われてもよい。復調後のデータは、デコーダー部３０９へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部３０１へ渡され、ユーザデータはアプリケーション部３０２へ渡される。移動端末２０２の一連の処理は、制御部３１０によって制御される。よって制御部３１０は、図８では省略しているが、各部３０１〜３０９と接続している。図８において、移動端末２０２が送信に用いるアンテナ数と受信に用いるアンテナ数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図９は、図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。図９に示す基地局２０３の送信処理を説明する。ＥＰＣ通信部４０１は、基地局２０３とＥＰＣ（ＭＭＥ部２０４など）との間のデータの送受信を行う。５ＧＣ通信部４１２は、基地局２０３と５ＧＣ（５ＧＣ部２１４など）との間のデータの送受信を行う。他基地局通信部４０２は、他の基地局との間のデータの送受信を行う。ＥＰＣ通信部４０１、５ＧＣ通信部４１２、および他基地局通信部４０２は、それぞれプロトコル処理部４０３と情報の受け渡しを行う。プロトコル処理部４０３からの制御データ、ならびにＥＰＣ通信部４０１、５ＧＣ通信部４１２、および他基地局通信部４０２からのユーザデータおよび制御データは、送信データバッファ部４０４へ保存される。

送信データバッファ部４０４に保存されたデータは、エンコーダー部４０５へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部４０４から変調部４０６へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコードされたデータは、変調部４０６にて変調処理が行われる。変調部４０６にて、ＭＩＭＯにおけるプリコーディングが行われてもよい。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部４０７へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ４０８−１〜４０８−４より一つもしくは複数の移動端末２０２に対して送信信号が送信される。図９において、アンテナの数が４つである場合について例示したが、アンテナ数は４つに限定されない。

また、基地局２０３の受信処理は以下のように実行される。一つもしくは複数の移動端末２０２からの無線信号が、アンテナ４０８により受信される。受信信号は、周波数変換部４０７にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部４０９で復調処理が行われる。復調されたデータは、デコーダー部４１０へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部４０３あるいは５ＧＣ通信部４１２あるいはＥＰＣ通信部４０１、他基地局通信部４０２へ渡され、ユーザデータは５ＧＣ通信部４１２、ＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２へ渡される。基地局２０３の一連の処理は、制御部４１１によって制御される。よって制御部４１１は、図４では省略しているが、各部４０１〜４１０と接続している。図９において、基地局２０３が送信に用いるアンテナ数と受信に用いるアンテナ数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図９は、基地局２０３の構成について示したブロック図であるが、基地局２１３についても同様の構成としてもよい。また、図８および図９について、移動端末２０２のアンテナ数と、基地局２０３のアンテナ数は、同じであってもよいし、異なってもよい。

図１０は、ＭＭＥの構成を示すブロック図である。図１０では、前述の図２に示すＭＭＥ部２０４に含まれるＭＭＥ２０４ａの構成を示す。ＰＤＮ ＧＷ通信部５０１は、ＭＭＥ２０４ａとＰＤＮ ＧＷとの間のデータの送受信を行う。基地局通信部５０２は、ＭＭＥ２０４ａと基地局２０３との間のＳ１インタフェースによるデータの送受信を行う。ＰＤＮ ＧＷから受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、ＰＤＮ ＧＷ通信部５０１から、ユーザプレイン通信部５０３経由で基地局通信部５０２に渡され、１つあるいは複数の基地局２０３へ送信される。基地局２０３から受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、基地局通信部５０２から、ユーザプレイン通信部５０３経由でＰＤＮ ＧＷ通信部５０１に渡され、ＰＤＮ ＧＷへ送信される。

ＰＤＮ ＧＷから受信したデータが制御データであった場合、制御データは、ＰＤＮ ＧＷ通信部５０１から制御プレイン制御部５０５へ渡される。基地局２０３から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、基地局通信部５０２から制御プレイン制御部５０５へ渡される。

制御プレイン制御部５０５には、ＮＡＳセキュリティ部５０５−１、ＳＡＥベアラコントロール部５０５−２、アイドルステート（Idle State）モビリティ管理部５０５−３などが含まれ、制御プレイン（以下、Ｃ−Ｐｌａｎｅと称する場合もある）に対する処理全般を行う。ＮＡＳセキュリティ部５０５−１は、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）メッセージのセキュリティなどを行う。ＳＡＥベアラコントロール部５０５−２は、ＳＡＥ（System Architecture Evolution）のベアラの管理などを行う。アイドルステートモビリティ管理部５０５−３は、待受け状態（アイドルステート（Idle State）；ＬＴＥ−ＩＤＬＥ状態、または、単にアイドルとも称される）のモビリティ管理、待受け状態時のページング信号の生成および制御、傘下の１つあるいは複数の移動端末２０２のトラッキングエリアの追加、削除、更新、検索、トラッキングエリアリスト管理などを行う。

ＭＭＥ２０４ａは、１つまたは複数の基地局２０３に対して、ページング信号の分配を行う。また、ＭＭＥ２０４ａは、待受け状態（Idle State）のモビリティ制御（Mobility control）を行う。ＭＭＥ２０４ａは、移動端末が待ち受け状態のとき、および、アクティブ状態（Active State）のときに、トラッキングエリア（Tracking Area）リストの管理を行う。ＭＭＥ２０４ａは、ＵＥが登録されている（registered）追跡領域（トラッキングエリア：Tracking Area）に属するセルへ、ページングメッセージを送信することで、ページングプロトコルに着手する。ＭＭＥ２０４ａに接続されるｅＮＢ２０７のＣＳＧの管理、ＣＳＧ ＩＤの管理、およびホワイトリストの管理は、アイドルステートモビリティ管理部５０５−３で行われてもよい。

図１１は、５ＧＣの構成を示すブロック図である。図１１では、前述の図３に示す５ＧＣ部２１４の構成を示す。図１１は、図５にて示す５ＧＣ部２１４に、ＡＭＦの構成、ＳＭＦの構成およびＵＰＦの構成が含まれた場合について示している。Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ通信部５２１は、５ＧＣ部２１４とＤａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋとの間のデータの送受信を行う。基地局通信部５２２は、５ＧＣ部２１４と基地局２０３との間のＳ１インタフェース、および／あるいは、５ＧＣ部２１４と基地局２１３との間のＮＧインタフェースによるデータの送受信を行う。Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋから受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ通信部５２１から、ユーザプレイン通信部５２３経由で基地局通信部５２２に渡され、１つあるいは複数の、基地局２０３および／あるいは基地局２１３へ送信される。基地局２０３および／あるいは基地局２１３から受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、基地局通信部５２２から、ユーザプレイン通信部５２３経由でＤａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ通信部５２１に渡され、Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋへ送信される。

Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋから受信したデータが制御データであった場合、制御データは、Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ通信部５２１からユーザプレイン制御部５２３経由でセッション管理部５２７へ渡される。セッション管理部５２７は、制御データを制御プレイン制御部５２５へ渡す。基地局２０３および／あるいは基地局２１３から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、基地局通信部５２２から制御プレイン制御部５２５に渡す。制御プレイン制御部５２５は、制御データをセッション管理部５２７へ渡す。

制御プレイン制御部５２５は、ＮＡＳセキュリティ部５２５−１、ＰＤＵセッションコントロール部５２５−２、アイドルステート（Idle State）モビリティ管理部５２５−３などを含み、制御プレイン（以下、Ｃ−Ｐｌａｎｅと称する場合もある）に対する処理全般を行う。ＮＡＳセキュリティ部５２５−１は、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）メッセージのセキュリティなどを行う。ＰＤＵセッションコントロール部５２５−２は、移動端末２０２と５ＧＣ部２１４との間のＰＤＵセッションの管理などを行う。アイドルステートモビリティ管理部５２５−３は、待受け状態（アイドルステート（Idle State）；ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態、または、単にアイドルとも称される）のモビリティ管理、待受け状態時のページング信号の生成および制御、傘下の１つあるいは複数の移動端末２０２のトラッキングエリアの追加、削除、更新、検索、トラッキングエリアリスト管理などを行う。

５ＧＣ部２１４は、１つまたは複数の基地局２０３および／あるいは基地局２１３に対して、ページング信号の分配を行う。また、５ＧＣ部２１４は、待受け状態（Idle State）のモビリティ制御（Mobility Control）を行う。５ＧＣ部２１４は、移動端末が待ち受け状態のとき、インアクティブ状態（Inactive State）および、アクティブ状態（Active State）のときに、トラッキングエリア（Tracking Area）リストの管理を行う。５ＧＣ部２１４は、ＵＥが登録されている（registered）追跡領域（トラッキングエリア：Tracking Area）に属するセルへ、ページングメッセージを送信することで、ページングプロトコルに着手する。

次に通信システムにおけるセルサーチ方法の一例を示す。図１２は、ＬＴＥ方式の通信システムにおいて通信端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。通信端末は、セルサーチを開始すると、ステップＳＴ６０１で、周辺の基地局から送信される第一同期信号（Ｐ−ＳＳ）、および第二同期信号（Ｓ−ＳＳ）を用いて、スロットタイミング、フレームタイミングの同期をとる。

Ｐ−ＳＳとＳ−ＳＳとを合わせて、同期信号（Synchronization Signal：ＳＳ）という。同期信号（ＳＳ）には、セル毎に割り当てられたＰＣＩに１対１に対応するシンクロナイゼーションコードが割り当てられている。ＰＣＩの数は５０４通りが検討されている。この５０４通りのＰＣＩを用いて同期をとるとともに、同期がとれたセルのＰＣＩを検出（特定）する。

次に同期がとれたセルに対して、ステップＳＴ６０２で、基地局からセル毎に送信される参照信号（リファレンスシグナル：ＲＳ）であるセル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal：ＣＲＳ）を検出し、ＲＳの受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）の測定を行う。参照信号（ＲＳ）には、ＰＣＩと１対１に対応したコードが用いられている。そのコードで相関をとることによって他セルと分離できる。ステップＳＴ６０１で特定したＰＣＩから、該セルのＲＳ用のコードを導出することによって、ＲＳを検出し、ＲＳの受信電力を測定することが可能となる。

次にステップＳＴ６０３で、ステップＳＴ６０２までで検出された一つ以上のセルの中から、ＲＳの受信品質が最もよいセル、例えば、ＲＳの受信電力が最も高いセル、つまりベストセルを選択する。

次にステップＳＴ６０４で、ベストセルのＰＢＣＨを受信して、報知情報であるＢＣＣＨを得る。ＰＢＣＨ上のＢＣＣＨには、セル構成情報が含まれるＭＩＢ（Master Information Block）がマッピングされる。したがって、ＰＢＣＨを受信してＢＣＣＨを得ることで、ＭＩＢが得られる。ＭＩＢの情報としては、例えば、ＤＬ（ダウンリンク）システム帯域幅（送信帯域幅設定（transmission bandwidth configuration：dl-bandwidth）とも呼ばれる）、送信アンテナ数、ＳＦＮ（System Frame Number）などがある。

次にステップＳＴ６０５で、ＭＩＢのセル構成情報をもとに該セルのＤＬ−ＳＣＨを受信して、報知情報ＢＣＣＨの中のＳＩＢ（System Information Block）１を得る。ＳＩＢ１には、該セルへのアクセスに関する情報、セルセレクションに関する情報、他のＳＩＢ（ＳＩＢｋ；ｋ≧２の整数）のスケジューリング情報が含まれる。また、ＳＩＢ１には、トラッキングエリアコード（Tracking Area Code：ＴＡＣ）が含まれる。

次にステップＳＴ６０６で、通信端末は、ステップＳＴ６０５で受信したＳＩＢ１のＴＡＣと、通信端末が既に保有しているトラッキングエリアリスト内のトラッキングエリア識別子（Tracking Area Identity：ＴＡＩ）のＴＡＣ部分とを比較する。トラッキングエリアリストは、ＴＡＩリスト（TAI list）とも称される。ＴＡＩはトラッキングエリアを識別するための識別情報であり、ＭＣＣ（Mobile Country Code）と、ＭＮＣ（Mobile Network Code）と、ＴＡＣ（Tracking Area Code）とによって構成される。ＭＣＣは国コードである。ＭＮＣはネットワークコードである。ＴＡＣはトラッキングエリアのコード番号である。

通信端末は、ステップＳＴ６０６で比較した結果、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣがトラッキングエリアリスト内に含まれるＴＡＣと同じならば、該セルで待ち受け動作に入る。比較して、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣがトラッキングエリアリスト内に含まれなければ、通信端末は、該セルを通して、ＭＭＥなどが含まれるコアネットワーク（Core Network，ＥＰＣ）へ、ＴＡＵ（Tracking Area Update）を行うためにトラッキングエリアの変更を要求する。

図１２に示す例においては、ＬＴＥ方式におけるセルサーチから待ち受けまでの動作の例について示したが、ＮＲ方式においては、ステップＳＴ６０３において、ベストセルに加えてベストビームを選択してもよい。また、ＮＲ方式においては、ステップＳＴ６０４において、ビームの情報、例えば、ビームの識別子を取得してもよい。また、ＮＲ方式においては、ステップＳＴ６０４において、リメイニングミニマムＳＩ（Remaining Minimum SI：ＲＭＳＩ）のスケジューリング情報を取得してもよい。ＮＲ方式においては、ステップＳＴ６０５において、ＲＭＳＩを受信するとしてもよい。

コアネットワークを構成する装置（以下「コアネットワーク側装置」という場合がある）は、ＴＡＵ要求信号とともに通信端末から送られてくる該通信端末の識別番号（ＵＥ−ＩＤなど）をもとに、トラッキングエリアリストの更新を行う。コアネットワーク側装置は、通信端末に更新後のトラッキングエリアリストを送信する。通信端末は、受信したトラッキングエリアリストに基づいて、通信端末が保有するＴＡＣリストを書き換える（更新する）。その後、通信端末は、該セルで待ち受け動作に入る。

スマートフォンおよびタブレット型端末装置の普及によって、セルラー系無線通信によるトラフィックが爆発的に増大しており、世界中で無線リソースの不足が懸念されている。これに対応して周波数利用効率を高めるために、小セル化し、空間分離を進めることが検討されている。

従来のセルの構成では、ｅＮＢによって構成されるセルは、比較的広い範囲のカバレッジを有する。従来は、複数のｅＮＢによって構成される複数のセルの比較的広い範囲のカバレッジによって、あるエリアを覆うように、セルが構成されている。

小セル化された場合、ｅＮＢによって構成されるセルは、従来のｅＮＢによって構成されるセルのカバレッジに比べて範囲が狭いカバレッジを有する。したがって、従来と同様に、あるエリアを覆うためには、従来のｅＮＢに比べて、多数の小セル化されたｅＮＢが必要となる。

以下の説明では、従来のｅＮＢによって構成されるセルのように、カバレッジが比較的大きいセルを「マクロセル」といい、マクロセルを構成するｅＮＢを「マクロｅＮＢ」という。また、小セル化されたセルのように、カバレッジが比較的小さいセルを「スモールセル」といい、スモールセルを構成するｅＮＢを「スモールｅＮＢ」という。

マクロｅＮＢは、例えば、非特許文献７に記載される「ワイドエリア基地局（Wide Area Base Station）」であってもよい。

スモールｅＮＢは、例えば、ローパワーノード、ローカルエリアノード、ホットスポットなどであってもよい。また、スモールｅＮＢは、ピコセルを構成するピコｅＮＢ、フェムトセルを構成するフェムトｅＮＢ、ＨｅＮＢ、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、ＲＲＵ（Remote Radio Unit）、ＲＲＥ（Remote Radio Equipment）またはＲＮ（Relay Node）であってもよい。また、スモールｅＮＢは、非特許文献７に記載される「ローカルエリア基地局（Local Area Base Station）」または「ホーム基地局（Home Base Station）」であってもよい。

図１３は、ＮＲにおけるセルの構成の一例を示す。ＮＲのセルでは、狭いビームを形成し、方向を変えて送信する。図１３に示す例において、基地局７５０は、ある時間において、ビーム７５１−１を用いて移動端末との送受信を行う。他の時間において、基地局７５０は、ビーム７５１−２を用いて移動端末との送受信を行う。以下同様にして、基地局７５０はビーム７５１−３〜７５１−８のうち１つあるいは複数を用いて移動端末との送受信を行う。このようにすることで、基地局７５０は広範囲のセルを構成する。

図１３において、基地局７５０が用いるビームの数を８とする例について示したが、ビームの数は８とは異なっていてもよい。また、図１３に示す例において、基地局７５０が同時に用いるビームの数を１つとしたが、複数であってもよい。

ＵＥとＮＲ基地局（以下、ｇＮＢと称する場合がある）との接続において、ＵＥはｇＮＢからのランダムアクセス指示を用いてランダムアクセス処理を開始してもよい。該指示に、例えば、ＰＤＣＣＨが用いられてもよい。ＵＥは、ｇＮＢからのＰＤＣＣＨ指示（PDCCH order）を用いて、ｇＮＢに対してランダムアクセス処理を開始してもよい。該ＰＤＣＣＨ指示は、ＵＥがｇＮＢに対してＰＲＡＣＨを送信してもよいタイミング（ＰＲＡＣＨ送信機会（PRACH occasion））に関する情報を含んでもよい。該情報は、例えば、ＳＳブロックの識別子であってもよい。ＳＳブロックとＰＲＡＣＨ送信機会との対応付けに関する情報は、予めｇＮＢからＵＥに報知されてもよいし、個別に通知されてもよい。ＵＥは、対応付けに関する該情報およびＰＲＡＣＨ送信機会に関する該情報を用いて、ＰＲＡＣＨ送信機会を導出してもよい。

ＵＥがｇＮＢからのＰＤＣＣＨ指示を受信してからＰＲＡＣＨを送信するまでの時間に、最小時間が設けられてもよい。該最小時間は、例えば、ＰＵＳＣＨ生成処理に必要な時間（以下、Ｎ＿Ｔ２と称する場合がある）と、上りＢＷＰ切替え時間（以下、Δ＿ＢＷＰｓｗｉｔｃｈｉｎｇと称する場合がある）と、ＵＥとｇＮＢとの間の通信において用いる周波数に基づく所定の遅延量（以下、Δ＿Ｄｅｌａｙと称する場合がある）を用いて決められてもよい。例えば、該最小時間は、Ｎ＿Ｔ２とΔ＿ＢＷＰｓｗｉｔｃｈｉｎｇとΔ＿Ｄｅｌａｙの和であってもよい。ＵＥは、ＰＤＣＣＨ指示を受信してから該最小時間の経過後で最初のＰＲＡＣＨ送信機会において、ＰＲＡＣＨ送信を行うとしてもよい。ｇＮＢは、該最小時間経過後の最初のＰＲＡＣＨ送信機会において、ＵＥからのＰＲＡＣＨを受信するとしてもよい。

また、ＵＥとｇＮＢとの接続において、ｇＮＢ配下の複数のＴＲＰ（Transmission Reception Point）が用いられてもよい。なお、ＴＲＰは送受信機（transmitter-receiver）と称してもよい。前述の複数のＵＥは、互いに非同期であってもよい。すなわち、各ＴＲＰが送受信する信号のサブフレーム境界が、互いに異なっていてもよい。ｇＮＢは配下のＵＥに対して、ｇＮＢ配下の送受信先ＴＲＰを切替えてもよい。前述の送受信先ＴＲＰの切替えは、ｇＮＢからの指示を用いて行ってもよい。例えば、ＵＥは、接続中のＴＲＰよりも、同じｇＮＢ配下の他のＴＲＰとの間の通信品質が良くなったことを用いて、接続先のＴＲＰを、前述の、通信品質が良くなったＴＲＰに切替えてもよい。

前述において、以下に示す問題が生じる。すなわち、前述の最小時間はＴＲＰの切替えに伴う処理を考慮していないので、ＵＥは前述の最早のＰＲＡＣＨ送信機会において、切替え先ＴＲＰに対してＰＲＡＣＨを送信することができない。その結果、ＵＥにおけるＴＲＰ切替え処理を迅速に実行できないという問題が生じる。

前述の問題に対する解決策を以下に開示する。

ＵＥが、ＰＤＣＣＨ指示受信後にＰＲＡＣＨを送信するための最小切替え時間に、切替え後のＴＲＰとの同期に必要な時間（以下、Δ＿ＳＳＢと称する場合がある）を加える。同期に必要な該時間は、例えば、ＳＳブロック長に相当する時間（例えば、４シンボル分）であってもよい。他の例として、同期に必要な該時間は、同期確立処理に必要な時間、例えば、ＳＳブロックの復調に必要な時間であってもよいし、復調結果を用いた同期符号検出処理に必要な時間であってもよいし、前述の復調および同期符号検出処理に要する時間の和であってもよい。このことにより、例えば、ＵＥは、ＳＳブロックとの同期確立の処理を実施後すぐに到来するＰＲＡＣＨ送信機会において、ＰＲＡＣＨをｇＮＢに対して送信可能となる。その結果、ＵＥはＴＲＰ切替えを迅速に実行可能となる。

ＵＥにおける、同期に必要な該時間は、ＵＥがｇＮＢとの送受信に用いるサブキャリア間隔毎に異なっていてもよいし、同じであってもよい。例えば、ＳＳブロックの復調に必要な時間が、サブキャリア間隔毎に異なっていてもよいし、同じであってもよい。復調結果を用いた同期符号検出処理に必要な時間が、サブキャリア間隔毎に異なっていてもよいし、同じであってもよい。このことにより、例えば、サブキャリア間隔が大きい、すなわち、シンボル長が短い場合において、同期に必要な該時間を不用に長く確保することを防止可能となる。その結果、ＵＥにおけるＰＲＡＣＨ送信を迅速に実行可能となる。

最小切替え時間への加算の他の例として、ＵＥが上り送信および／あるいは下り受信に用いるビームの切替えに必要な時間（以下、Δ＿ｂｅａｍｓｗｉｔｃｈと称する場合がある）を加算するとしてもよい。このことにより、例えば、ＴＲＰ切替えによりＵＥが用いるビームの切替えが併せて発生する場合においても、ＵＥは加算後の該最小時間内にビームの切替えを実行可能となる。

最小切替え時間への加算の他の例として、Δ＿ＳＳＢとΔ＿ｂｅａｍｓｗｉｔｃｈの両方を加算するとしてもよい。このことにより、例えば、ＴＲＰ切替えによりＵＥが用いるビームの切替えが併せて発生する場合においても、ＵＥはＳＳブロックを用いた同期確立処理を行いつつ、加算後の該最小時間内にビームの切替えを実行可能となる。

ｇＮＢは、ＰＤＣＣＨ指示受信後にＰＲＡＣＨを送信するための最小切替え時間に、前述のΔ＿ＳＳＢおよび／あるいはΔ＿ｂｅａｍｓｗｉｔｃｈを加算した値を、新たな最小切替え時間として用いてもよい。ｇＮＢは、ＰＤＣＣＨオーダー送信時点から新たな最小切替え時間経過後のＰＲＡＣＨ送信機会において、ＵＥからのＰＲＡＣＨの受信を開始するとしてもよい。ＵＥにおいて用いる最小切替え時間と、ｇＮＢにおいて用いる最小切替え時間を同じとするとよい。このことにより、例えば、ＵＥとｇＮＢとの間におけるＰＲＡＣＨ送信タイミングの認識の齟齬を防止可能となる。その結果、通信システムにおける信頼性を向上可能となる。

ＵＥは、前述の加算に必要な情報をｇＮＢに対して予め通知してもよい。該情報の通知には、例えば、ＲＲＣシグナリングが用いられてもよいし、ＭＡＣシグナリングが用いられてもよいし、Ｌ１／Ｌ２シグナリングが用いられてもよい。ｇＮＢはＵＥに対して、前述の加算に必要な情報を要求してもよい。該要求において、例えば、ＲＲＣシグナリングが用いられてもよいし、ＭＡＣシグナリングが用いられてもよいし、Ｌ１／Ｌ２シグナリングが用いられてもよい。前述の加算に必要な情報は、例えば、同期確立処理に必要な時間の情報であってもよいし、ＵＥにおけるビーム切替えに必要な時間の情報であってもよいし、前述の両方の情報の組合せであってもよいし、前述の両方の時間を加算した時間の情報であってもよい。

ＵＥは、前述の新しい最小切替え時間を計る機能、例えば、該時間を計るタイマを備えてもよい。ｇＮＢにおいても同様としてもよい。このことにより、例えば、ＵＥにおいて、ＰＤＣＣＨ指示の受信からＰＲＡＣＨの送信までの処理に誤動作が発生するのを防止可能となる。

ＵＥは、前述の加算に必要な情報を、ＵＥケーパビリティに含めてｇＮＢに通知してもよい。このことにより、例えば、ＵＥは該情報を他のＵＥケーパビリティと併せてｇＮＢに通知可能となり、その結果、通信システムにおける複雑性を回避可能となる。他の例として、ＵＥは、該情報を、ＲＲＣシグナリングを用いて通知してもよい。このことにより、例えば、ＵＥが多くの情報をｇＮＢに通知可能となる。他の例として、ＵＥは、該情報を、ＭＡＣシグナリングを用いて通知してもよい。このことにより、例えば、ＵＥは該情報を迅速にｇＮＢに通知可能となる。他の例として、ＵＥは、該情報をＬ１／Ｌ２シグナリングを用いて通知してもよい。このことにより、例えば、ＵＥは該情報をさらに迅速にｇＮＢに通知可能となる。

ＵＥは、接続先ＴＲＰ切替え後のＰＲＡＣＨ送信機会を、切替え後のＴＲＰにおけるフレームタイミングを用いて導出してもよい。ｇＮＢから報知される、ＳＳブロック識別子とＰＲＡＣＨ送信機会との間の対応付けに関する情報において、ＰＲＡＣＨ送信タイミングは、該ＳＳブロックが送信されるＴＲＰにおけるフレームタイミングを基準としたタイミングであってもよい。このことにより、例えば、ｇＮＢとＴＲＰとの間のバックホール遅延がＴＲＰ切替え前後で増加する場合においても減少する場合においても、ＵＥは切替え後のＴＲＰにおけるＰＲＡＣＨ送信機会においてＰＲＡＣＨを送信可能となる。

図１４は、ＵＥがＰＤＣＣＨ指示受信後に接続先ＴＲＰを切替えてＰＲＡＣＨを送信し、ランダムアクセス応答（Random Access Response；ＲＡＲ）を受信する動作の例を示すシーケンス図である。図１４に示す例では、ＵＥが接続するＴＲＰがＴＲＰ＃１からＴＲＰ＃２に切替わるとする。また、図１４に示す例では、ＵＥがＰＤＣＣＨ指示受信からＰＲＡＣＨを送信するまでの最小時間が、Ｎ＿Ｔ２とΔ＿ＢＷＰｓｗｉｔｃｈｉｎｇとΔ＿Ｄｅｌａｙの和に、Δ＿ＳＳＢを加算した値であるとする。

図１４に示すステップＳＴ１４０１、ＳＴ１４０２において、ｇＮＢはＴＲＰ＃１経由でＵＥに対してＰＤＣＣＨ指示を送信する。ステップＳＴ１４０１はｇＮＢからＴＲＰ＃１への該指示を示し、また、ステップＳＴ１４０２はＴＲＰ＃１からＵＥへの該指示を示す。該指示には、ＴＲＰ＃１からＴＲＰ＃２への切替えを示す情報が含まれる。該指示に、ＵＥがＰＲＡＣＨにおいて用いるＲＡプリアンブルに関する情報が含まれてもよいし、ＰＲＡＣＨ送信機会に関する情報、例えば、ＵＥが受信すべきＳＳブロックの識別子が含まれてもよいし、前述の両方が含まれてもよい。

ＵＥは、ステップＳＴ１４０２でＰＤＣＣＨ指示を受信したことにより、該最小時間を計るタイマを開始する。ＵＥは、該タイマ満了までの間に、ステップＳＴ１４０５として送信されるＳＳブロックを受信してもよい。ＵＥは、ステップＳＴ１４０５でＳＳブロックを受信したことにより、ＴＲＰ＃２との下り同期を確立する。ＵＥによるＳＳブロックの受信ステップＳＴ１４０５は、該タイマ満了後に行われてもよい。ＵＥは、ＰＤＣＣＨ指示受信からＮ＿Ｔ２とΔ＿ＢＷＰｓｗｉｔｃｈｉｎｇとΔ＿ＤｅｌａｙとΔ＿ＳＳＢの和となる時間が経過し、かつ、ＴＲＰ＃２との下り同期が確立した後、最初のＰＲＡＣＨ送信機会において、ＴＲＰ＃２に対してＰＲＡＣＨを送信する（ステップＳＴ１４０７）。ステップＳＴ１４０８において、ＴＲＰ＃２はｇＮＢに対して、ＵＥから受信したＰＲＡＣＨを送信する。該ＰＲＡＣＨ送信におけるＲＡプリアンブルは、ステップＳＴ１４０２に含まれるＲＡプリアンブルであってもよいし、異なっていてもよい。

図１４に示すステップＳＴ１４１０、ＳＴ１４１１において、ｇＮＢはＴＲＰ＃２経由でＵＥに対してランダムアクセス応答を通知する。ステップＳＴ１４１０はｇＮＢからＴＲＰ＃２へのランダムアクセス応答通知を示し、また、ステップＳＴ１４１１はＴＲＰ＃２からＵＥへのランダムアクセス応答通知を示す。ＵＥは、該応答を用いて、ＴＲＰ＃２との上り同期を確立する。

図１４において、該最小時間として、Ｎ＿Ｔ２とΔ＿ＢＷＰｓｗｉｔｃｈｉｎｇとΔ＿Ｄｅｌａｙの和に、Δ＿ＳＳＢを加算した例について示した。該最小時間は、Δ＿ＳＳＢの代わりにΔ＿ｂｅａｍｓｗｉｔｃｈを加算してもよいし、Δ＿ＳＳＢとΔ＿ｂｅａｍｓｗｉｔｃｈの和を加算してもよい。このことにより、例えば、ＵＥにおけるビーム切替え後においても、ＵＥはＴＲＰ＃２に対して迅速にＰＲＡＣＨを送信可能となる。

他の解決策を開示する。ＴＲＰ切替えが発生する場合において、ｇＮＢからＵＥに対してＰＤＣＣＨ指示が行われないとしてもよい。例えば、非同期のＴＲＰへの切替えにおいて、ｇＮＢからＵＥに対するＰＤＣＣＨ指示が行われないとしてもよい。非同期のＴＲＰへの切替えにおいて、ｇＮＢからＵＥに対し、ＭＡＣシグナリングによるランダムアクセス指示が行われてもよいし、ＲＲＣシグナリングによるランダムアクセス指示が行われてもよい。切替え前後のＴＲＰが同期である場合においてはｇＮＢからＵＥに対するＰＤＣＣＨ指示が行われうるとしてもよい。このことにより、例えば、ｇＮＢとＵＥとの間におけるＰＲＡＣＨ送信タイミングの認識の齟齬を防止可能となる。その結果、通信システムにおける誤動作を防止可能となる。

ＵＥは、非同期のＴＲＰへの切替えを指示するＰＤＣＣＨ指示を破棄するとしてもよい。ＵＥはｇＮＢに対し、該ＰＤＣＣＨ指示を破棄したことを示す情報を通知してもよい。該通知は、例えば、切替え前のＴＲＰを経由して行われてもよい。該通知に、例えば、Ｌ１／Ｌ２シグナリングが用いられてもよいし、ＭＡＣシグナリングが用いられてもよいし、ＲＲＣシグナリングが用いられてもよい。他の例として、ＵＥはｇＮＢに対し、該ＰＤＣＣＨ指示を破棄したことを示す情報を通知しないとしてもよい。例えば、ＵＥはＴＲＰ＃１に対するランダムアクセス処理を開始するとしてもよい。該ランダムアクセス処理は、例えば、衝突無しの（contention-free）ランダムアクセス処理であってもよいし、衝突前提の（contention-based）ランダムアクセス処理であってもよい。

ＵＥは、切替え後のＴＲＰが同期であるか非同期であるかについて、ｇＮＢからの通知を用いて判断してもよい。ｇＮＢはＵＥに対して、切替え後のＴＲＰと切替え前のＴＲＰとの同期／非同期に関する情報を通知してもよい。該情報は、例えば、同期しているかどうかを示す識別子であってもよいし、ｇＮＢと切替え前後のＴＲＰとの間のバックホール遅延の差分に関する情報であってもよい。他の例として、ｇＮＢはＵＥに関して、配下のＴＲＰ同士における同期／非同期に関する情報を通知してもよい。該情報は、前述と同様の情報であってもよい。ｇＮＢからＵＥに対する該通知に、ＲＲＣシグナリングが用いられてもよいし、ＭＡＣシグナリングが用いられてもよいし、Ｌ１／Ｌ２シグナリングが用いられてもよい。

図１５は、ＵＥが非同期ＴＲＰへの切替えを指示するＰＤＣＣＨ指示を破棄する動作を示すシーケンス図である。図１５に示す例は、ｇＮＢからＵＥに対して、ＴＲＰ＃１から、ＴＲＰ＃１と非同期となるＴＲＰ＃２への切替えが指示される場合について示している。また、図１５に示す例は、ＵＥからｇＮＢに対し、ＰＤＣＣＨ指示を破棄したことを通知する場合について示している。図１５において、図１４と共通する箇所には同じ番号を付し、共通する説明を省略する。

図１５におけるステップＳＴ１４０１、ＳＴ１４０２は、図１４と同様である。

図１５に示すステップＳＴ１５０５において、ＵＥはステップＳＴ１４０２で受信したＰＤＣＣＨ指示を破棄する。ステップＳＴ１５１０、ＳＴ１５１１において、ＵＥはＴＲＰ＃１経由でｇＮＢに対してＰＤＣＣＨ指示を破棄したことを通知する。ステップＳＴ１５１０はＵＥからＴＲＰ＃１への該通知を示し、また、ステップＳＴ１５１１は、ＴＲＰ＃１からｇＮＢへの該通知を示す。該通知は、Ｌ１／Ｌ２シグナリングで行われてもよいし、ＭＡＣシグナリングで行われてもよいし、ＲＲＣシグナリングで行われてもよい。

図１５に示す例においては、ＵＥがｇＮＢに対して、ＰＤＣＣＨ指示を破棄したことをステップＳＴ１５１０、ＳＴ１５１１によって通知する場合について示したが、該通知を行わないとしてもよい。このことにより、例えば、ＵＥとｇＮＢとの間のシグナリング量を削減可能となる。

本実施の形態１では、ＴＲＰの切替えについて、ＵＥにおけるＰＤＣＣＨ指示受信後にＰＲＡＣＨを送信するための最小切替え時間に対して、切替え後のＴＲＰとの同期に必要な時間を加算することを開示した。同様の方法を、接続ＴＲＰの追加に適用してもよい。このことにより、例えば、ＵＥは、追加ＴＲＰに対する接続を迅速に実行可能となる。

本実施の形態１によって、ＵＥは最早のＰＲＡＣＨ送信機会において、切替え先ＴＲＰに対してＰＲＡＣＨを送信することが可能となる。その結果、ＵＥにおけるＴＲＰ切替え処理を迅速に実行可能となる。

実施の形態２．
下りデータ受信において、ＵＥによる下りデータ受信からＵＥからのＨＡＲＱ応答までのスロット数を、ｇＮＢがＵＥに対し、Ｌ１／Ｌ２シグナリングを用いて通知してもよい。ｇＮＢはＵＥに対し、該スロット数の候補を予め通知してもよい。該候補の通知に、例えば、ＲＲＣシグナリングが用いられてもよい。ｇＮＢは、ＵＥによる下りデータ受信からＵＥからのＨＡＲＱ応答までのスロット数を、該候補の中から選択して、ＵＥに通知してもよい。選択した該スロット数の通知に、例えば、Ｌ１／Ｌ２シグナリングが用いられてもよい。該スロット数は、ｇＮＢからＵＥに対する下りスケジューリング情報を含むＤＣＩに含められて、通知されてもよい。

前述の方法を、ＴＲＰ切替えの前後において適用するにあたり、以下に示す問題が生じる。例えば、非同期のＴＲＰへの切替えにより、ｇＮＢとＴＲＰとの間のバックホール遅延量が変化する。このことにより、ＵＥとｇＮＢとの間において、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までの時間が変動し、その結果、ＴＲＰ切替え前後において下りデータ送受信の遅延が変動する。

前述の問題に対する解決策を以下に開示する。

ＴＲＰ切替えに伴い、ＵＥによる下りデータ受信からＵＥからのＨＡＲＱ応答までのスロット数の候補となる値を切替える。ｇＮＢはＵＥに対し、該候補の値を通知してもよい。該通知は、ｇＮＢからＵＥへのＴＲＰ切替え指示の前に予め行われてもよいし、該切替え指示に含められてもよい。該通知は、該切替え指示の後に行われてもよい。該通知に、例えば、ＲＲＣシグナリングが用いられてもよい。このことにより、例えば、ｇＮＢはＵＥに対して多くの情報量を通知可能となる。他の例として、ＭＡＣシグナリングが用いられてもよい。このことにより、例えば、ｇＮＢからＵＥに対して迅速な通知が可能となる。他の例として、Ｌ１／Ｌ２シグナリングが用いられてもよい。このことにより、例えば、更に迅速な通知が可能となる。

該通知において、前述の複数の方法が組み合わされてもよい。例えば、該候補の値の組み合わせを１つまたは複数、ｇＮＢからＵＥに対して予め準静的に（例えば、ＲＲＣシグナリングを用いて）通知し、通知された組み合わせのうち、どの組み合わせを用いるかを示す情報を、ｇＮＢからＵＥに対して動的に（例えば、ＭＡＣシグナリングおよび／あるいはＬ１／Ｌ２シグナリングを用いて）通知してもよい。このことにより、例えば、ｇＮＢからＵＥへのシグナリング量を削減可能としつつ、ＵＥによる下りデータ受信からＵＥからのＨＡＲＱ応答までのスロット数を柔軟に制御可能となる。

ＵＥは、ＴＲＰ切替え後において、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までのスロット数の候補を、該通知に含まれる候補に切替えて用いてもよい。ｇＮＢは、ＵＥのＴＲＰ切替え後において、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までのスロット数を、該通知に含まれる候補の中から選択してＵＥに通知してもよい。このことにより、例えば、ＴＲＰ切替え前後における、ＵＥからｇＮＢへのＨＡＲＱ応答通知に生じる遅延の変動を減少可能となる。

図１６は、ＴＲＰの切替えに伴う、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までのスロット数の候補の切替えを示す図である。図１６の例では、ｇＮＢ１６０１に接続しているＵＥ１６０３は、ＴＲＰ＃１ １６０５のビーム１６１０を用いた通信から、ＴＲＰ＃２ １６０７のビーム１６１１を用いた通信に切替わるとする。

図１６の例において、ＵＥ１６０３がビーム１６１０を用いてＴＲＰ＃１ １６０５と接続している場合、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までのスロット数の候補として、表１６１５に示される値が用いられる。表１６１５において、ｋは候補となるスロット数を示し、ｉｎｄｅｘは該候補を識別する識別子を示す。

図１６の例において、ＵＥ１６０３の接続先が、ビーム１６１１を用いるＴＲＰ＃２ １６０７に切替わるにあたり、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までのスロット数の候補が、表１６１６に示される値に切替わる。表１６１６に示される候補の値は、予めｇＮＢからＵＥに対して通知されてもよいし、ｇＮＢからＵＥに対するＴＲＰ切替え指示に含まれて通知されてもよい。

表１６１５および表１６１６に示されるｋの値は例示であり、ｋの値は図１６の該例示とは異なっていてもよい。また、ｉｎｄｅｘの数を８としているが、ｉｎｄｅｘの数は他の個数であってもよい。このことにより、例えば、ｇＮＢはＵＥに対して、柔軟なスケジューリングが可能となる。

本実施の形態２では、ＴＲＰの切替えに伴う、ＵＥによる下りデータ受信からＵＥからのＨＡＲＱ応答までのスロット数の候補となる値の切替えについて開示した。同様の方法を、接続ＴＲＰの追加に適用してもよい。例えば、接続ＴＲＰの追加に伴い、該候補の値を追加してもよい。例えば、追加した該候補の値を、追加したＴＲＰとの通信において用いるとしてもよいし、追加前の該候補の値を、追加前のＴＲＰとの通信において用いるとしてもよい。このことにより、例えば、追加前後のＴＲＰ間における、下りデータ送受信の遅延の変動を減少可能となる。

本実施の形態２において開示した方法を、ＳＲＳの送信に適用してもよい。該ＳＲＳは、例えば、非周期的（aperiodic）ＳＲＳであってもよい。ＵＥがｇＮＢからＳＲＳ送信指示を受信してからＳＲＳを送信するまでのスロット数について、本実施の形態２において開示した方法を適用してもよい。このことにより、例えば、ＵＥからのＳＲＳ送信においても、ＴＲＰ切替え前後における、ＵＥからｇＮＢへのＳＲＳ送信に生じる遅延の変動を減少可能となる。

本実施の形態２において開示した方法を、ＢＷＰの切替えに適用してもよい。例えば、ＴＲＰ切替えに伴い、ＵＥにおけるＢＷＰ設定の候補を切替えてもよい。ｇＮＢはＵＥに対し、ＴＲＰ切替え後のＢＷＰ設定の候補の値を通知してもよい。該通知は、ｇＮＢからＵＥへのＴＲＰ切替え指示の前に予め行われてもよいし、該切替え指示に含められてもよい。該通知は、該切替え指示の後に行われてもよい。該通知に、例えば、ＲＲＣシグナリングが用いられてもよいし、ＭＡＣシグナリングが用いられてもよいし、Ｌ１／Ｌ２シグナリングが用いられてもよい。このことにより、例えば、ＴＲＰの切替えに伴う、他のＵＥとの間における時間および／あるいは周波数リソースの衝突を防止可能となる。

前述のＢＷＰ設定は、例えば、各ＢＷＰにおけるヌメロロジに関する情報であってもよいし、各ＢＷＰにおける周波数および／あるいは時間リソースであってもよいし、各ＢＷＰにおける設定済みグラント（configured grant）に関する情報であってもよいし、前述のうち複数の情報の組み合わせであってもよい。前述のＢＷＰ設定に、他の情報が含まれてもよい。前述のＢＷＰ設定の候補の切替えの動作について、図１６における表１６１５におけるｉｎｄｅｘをＢＷＰ識別子に読み替え、ｋをＢＷＰ設定に読み替えて適用してもよい。図１６における表１６１６についても表１６１５と同様としてもよい。

本実施の形態２により、ＴＲＰ切替えの前後においても、下りデータ受信からＨＡＲＱ応答までの時間の変動を少なくすることが可能となる。その結果、ＴＲＰ切替え前後において下りデータ送受信の遅延の変動を減少可能となる。

実施の形態３．
ＵＥは１サブフレームの中で複数シンボルのＳＲＳを送信してもよい。該ＳＲＳ送信は、ＬＴＥにおいて用いられてもよい。基地局はＵＥに対し、複数のＳＲＳシンボルを送信する設定を行ってもよい。ＵＥは、該設定を用いて、複数のＳＲＳシンボルを送信してもよい。

前述において、以下に示す問題が生じる。すなわち、非特許文献２２にて開示される従来のＳＲＳ設定（非特許文献２２参照）においては、サブフレーム末尾の１シンボルでのみＳＲＳを送信する設定しか行われない。この結果、基地局はＵＥに対して、１サブフレームの中で複数のＳＲＳシンボルの送信を設定することが不可能となり、また、ＵＥは、１サブフレームの中で複数のＳＲＳシンボルを送信不可能となる。

前述の問題を解決する方法を開示する。

ＳＲＳ設定に、ＳＲＳ送信シンボルに関する情報を追加する。該情報には、ＳＲＳが送信されるシンボルのうち先頭のシンボルに関する情報が含まれてもよいし、ＳＲＳが送信されるシンボル数に関する情報が含まれてもよい。ＳＲＳが送信されるシンボルのうち末尾のシンボルに関する情報が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。他の例として、ＳＲＳが送信されるシンボル番号の情報が含まれてもよい。ＳＲＳが送信されるシンボル番号の情報は、例えば、ビットマップ形式であってもよい。該ビットマップにおいて、各ビットと、１サブフレーム中のシンボル番号が互いに対応付けられていてもよい。

他の例として、ＳＲＳが送信されるスロットに関する情報が含まれてもよい。ＳＲＳ送信シンボルに関する情報は、該スロットにおいてＳＲＳが送信されるシンボルに関する情報、例えば、前半のスロットか後半のスロットかを示す情報であってもよい。このことにより、例えば、ＳＲＳが１サブフレームのうち片方のみにおいて送信される場合において、ＳＲＳ送信シンボルに関する情報の情報量を削減可能となる。

他の解決策を開示する。ＳＲＳ設定を、１スロット単位、すなわち、１サブフレームの半分の時間の単位で設定可能とする。前述において、ＳＲＳ設定識別子、例えば、非特許文献２２におけるsrs-ConfigIndexにおけるＳＲＳ送信周期および／あるいはＳＲＳ送信オフセットにおける設定単位である１サブフレームを、１スロットに読み替えて適用してもよい。このことにより、例えば、基地局からＵＥに対する設定に関する通信システム設計の複雑性を回避可能となる。

本実施の形態３により、ＵＥは１サブフレームにおいて複数シンボルのＳＲＳを送信可能となる。その結果、例えば、セル端のＵＥについても、サウンディングを迅速に実行可能となる。

前述の各実施の形態およびその変形例は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において、各実施の形態およびその変形例を自由に組合せることができる。また各実施の形態およびその変形例の任意の構成要素を適宜変更または省略することができる。

例えば、前述の各実施の形態およびその変形例において、サブフレームは、第５世代基地局通信システムにおける通信の時間単位の一例である。スケジューリング単位であってもよい。前述の各実施の形態およびその変形例において、サブフレーム単位として記載している処理を、ＴＴＩ単位、スロット単位、サブスロット単位、ミニスロット単位として行ってもよい。

本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

２００ 通信システム、２０２ 通信端末装置、２０３ 基地局装置。

Claims (5)

1. 通信端末と、
   前記通信端末と無線通信可能に構成された複数の送受信機を有し、前記複数の送受信機の一部または全部を使用して前記通信端末と無線通信を行うように構成された基地局と
   を備える通信システムであって、
   前記通信端末は、新たに接続する少なくとも１つの送受信機から下り同期信号を受信し、前記下り同期信号を用いて前記少なくとも１つの送受信機との下り同期を確立し、
   前記通信端末は、前記基地局からランダムアクセス開始指示を受信し、前記ランダムアクセス開始指示を用いてランダムアクセス処理を行い、前記少なくとも１つの送受信機との上り同期を確立する、
   通信システム。
2. 前記ランダムアクセス開始指示の受信から前記ランダムアクセス処理の開始までの間に最小時間が設けられ、前記最小時間には、前記少なくとも１つの送受信機との前記下り同期を確立するための時間が加算される、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記基地局は前記通信端末に、前記基地局からの下りデータ受信からＨＡＲＱ応答送信までの時間の候補と、前記候補の中から選択した時間とを通知し、
   接続先の送受信機の構成の変化に伴う新たな候補と新たに選択された時間とが、前記基地局から前記通信端末に通知される、
   請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 複数の送受信機を有する基地局と前記複数の送受信機の一部または全部を経由して無線通信を行うように構成された通信端末であって、
   前記通信端末は、新たに接続する少なくとも１つの送受信機から下り同期信号を受信し、前記下り同期信号を用いて前記少なくとも１つの送受信機との下り同期を確立し、
   前記通信端末は、前記基地局からランダムアクセス開始指示を受信し、前記ランダムアクセス開始指示を用いてランダムアクセス処理を行い、前記少なくとも１つの送受信機との上り同期を確立する、
   通信端末。
5. 通信端末と無線通信可能に構成された基地局であって、
   前記基地局は、複数の送受信機を有し、前記複数の送受信機の一部または全部を使用して前記通信端末と無線通信を行うように構成され、
   前記基地局は、前記通信端末と新たに接続する少なくとも１つの送受信機との間の上り同期を確立するためのランダムアクセスを開始させるランダムアクセス開始指示を、前記通信端末に送信する、
   基地局。

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