WO2018011776A1 - 通信システム、基地局装置、通信端末装置および通信方法 - Google Patents

通信システム、基地局装置、通信端末装置および通信方法 Download PDF

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WO2018011776A1
WO2018011776A1 PCT/IB2017/055512 IB2017055512W WO2018011776A1 WO 2018011776 A1 WO2018011776 A1 WO 2018011776A1 IB 2017055512 W IB2017055512 W IB 2017055512W WO 2018011776 A1 WO2018011776 A1 WO 2018011776A1
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WO
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base station
communication terminal
data
communication
transmission time
Prior art date
Application number
PCT/IB2017/055512
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English (en)
French (fr)
Inventor
岩山直文
望月満
鈴木邦之
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/20Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Definitions

  • the present invention relates to a communication system and a communication method for performing wireless communication between a communication terminal device such as a mobile terminal device and a base station device, and a base station device and a communication terminal device constituting the communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • network the core network and radio access network
  • SAE System Architecture Evolution
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • Non-Patent Document 1 (Chapter 5), 3GPP determination items related to the frame configuration in the LTE system will be described with reference to FIG.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a radio frame used in an LTE communication system.
  • one radio frame (Radio frame) is 10 ms.
  • the radio frame is divided into ten equally sized subframes.
  • the subframe is divided into two equally sized slots.
  • a downlink synchronization signal (Downlink Synchronization Signal) is included in the first and sixth subframes for each radio frame.
  • the synchronization signal includes a first synchronization signal (Primary Synchronization Signal: P-SS) and a second synchronization signal (Secondary Synchronization Signal: S-SS).
  • Non-Patent Document 1 (Chapter 5) describes the decision items regarding the channel configuration in the LTE system in 3GPP. It is assumed that the same channel configuration as that of the non-CSG cell is used in a CSG (Closed Subscriber Group) cell.
  • a physical broadcast channel (Physical Broadcast Channel: PBCH) is a communication terminal device such as a base station device (hereinafter simply referred to as “base station”) to a mobile terminal device (hereinafter also simply referred to as “mobile terminal”). It is a channel for downlink transmission to (hereinafter sometimes simply referred to as “communication terminal”).
  • a BCH transport block (transport block) is mapped to four subframes in a 40 ms interval. There is no obvious signaling of 40ms timing.
  • the physical control format indicator channel (Physical Control Format Indicator Channel: PCFICH) is a channel for downlink transmission from the base station to the communication terminal.
  • the PCFICH notifies the communication terminal of the number of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbols used for PDCCHs.
  • PCFICH is transmitted for each subframe.
  • the physical downlink control channel (Physical Downlink Control Channel: PDCCH) is a channel for downlink transmission from the base station to the communication terminal.
  • the PDCCH includes resource allocation (allocation) information of a downlink shared channel (DL-SCH), which is one of transport channels described later, and a paging channel (Paging channel: PCH, one of transport channels described later). ) Resource allocation (allocation) information and HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) information related to DL-SCH.
  • the PDCCH carries an uplink scheduling grant (Uplink Scheduling Grant).
  • the PDCCH carries Ack (Acknowledgement) / Nack (Negative Acknowledgment) which is a response signal for uplink transmission.
  • the PDCCH is also called an L1 / L2 control signal.
  • a physical downlink shared channel is a channel for downlink transmission from a base station to a communication terminal.
  • a downlink shared channel (DL-SCH) that is a transport channel and PCH that is a transport channel are mapped.
  • the physical multicast channel (Physical Multicast Channel: PMCH) is a channel for downlink transmission from the base station to the communication terminal.
  • a multicast channel (Multicast Channel: MCH) that is a transport channel is mapped to the PMCH.
  • a physical uplink control channel (Physical Uplink Control Channel: PUCCH) is a channel for uplink transmission from a communication terminal to a base station.
  • the PUCCH carries Ack / Nack which is a response signal (response signal) for downlink transmission.
  • the PUCCH carries a CQI (Channel Quality Indicator) report.
  • CQI is quality information indicating the quality of received data or channel quality.
  • the PUCCH carries a scheduling request (SR).
  • SR scheduling request
  • the physical uplink shared channel (Physical Uplink Shared Channel: PUSCH) is a channel for uplink transmission from the communication terminal to the base station.
  • An uplink shared channel (Uplink Shared Channel: UL-SCH), which is one of the transport channels, is mapped to the PUSCH.
  • a physical HARQ indicator channel (Physical Hybrid ARQ Indicator Channel: PHICH) is a channel for downlink transmission from the base station to the communication terminal. PHICH carries Ack / Nack which is a response signal for uplink transmission.
  • a physical random access channel (Physical Random Access Channel: PRACH) is a channel for uplink transmission from a communication terminal to a base station. The PRACH carries a random access preamble.
  • the downlink reference signal (Reference Signal: RS) is a symbol known as an LTE communication system.
  • the following five types of downlink reference signals are defined.
  • Cell specific reference signal Cell-specific Reference Signal: CRS
  • MBSFN reference signal MBSFN Reference Signal
  • UE specific reference signal UE-specific Reference Signal: Signal demodulation reference signal (Demodulation Reference Signal: DM-RS)
  • Position determination reference signal Position determination reference signal
  • PRS Position determination reference signal
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • RSRP reference signal received power
  • Non-Patent Document 1 (Chapter 5) will be described.
  • a broadcast channel (Broadcast Channel: BCH) is broadcast to the entire coverage of the base station (cell).
  • the BCH is mapped to the physical broadcast channel (PBCH).
  • PBCH physical broadcast channel
  • HARQ Hybrid ARQ
  • DL-SCH downlink shared channel
  • the DL-SCH can be broadcast to the entire coverage of the base station (cell).
  • DL-SCH supports dynamic or semi-static resource allocation. Quasi-static resource allocation is also referred to as persistent scheduling.
  • the DL-SCH supports discontinuous reception (DRX) of the communication terminal in order to reduce the power consumption of the communication terminal.
  • the DL-SCH is mapped to the physical downlink shared channel (PDSCH).
  • the paging channel supports DRX of the communication terminal in order to enable low power consumption of the communication terminal.
  • the PCH is required to be broadcast to the entire coverage of the base station (cell).
  • the PCH is mapped to a physical resource such as a physical downlink shared channel (PDSCH) that can be dynamically used for traffic.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • a multicast channel (Multicast Channel: MCH) is used for broadcasting to the entire coverage of a base station (cell).
  • the MCH supports SFN combining of MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service) services (MTCH and MCCH) in multi-cell transmission.
  • MTCH and MCCH Multimedia Broadcast Multicast Service
  • the MCH supports quasi-static resource allocation.
  • MCH is mapped to PMCH.
  • HARQ Hybrid ARQ
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • Random Access Channel is limited to control information. RACH is at risk of collision.
  • the RACH is mapped to a physical random access channel (PRACH).
  • PRACH physical random access channel
  • HARQ is a technique for improving the communication quality of a transmission path by a combination of an automatic repeat request (Automatic Repeat reQuest: ARQ) and error correction (Forward Error Correction).
  • ARQ Automatic Repeat reQuest
  • error correction Forward Error Correction
  • HARQ has an advantage that error correction functions effectively by retransmission even for a transmission path whose communication quality changes. In particular, further quality improvement can be obtained by combining the initial transmission reception result and the retransmission reception result upon retransmission.
  • BCCH Broadcast Control Channel
  • BCH Broadcast Control Channel
  • DL-SCH downlink shared channel
  • the paging control channel (Paging Control Channel: PCCH) is a downlink channel for transmitting changes in paging information (Paging Information) and system information (System Information).
  • PCCH is used when the network does not know the cell location of the communication terminal.
  • the PCCH that is a logical channel is mapped to a paging channel (PCH) that is a transport channel.
  • PCH paging channel
  • the common control channel (Common Control Channel: CCCH) is a channel for transmission control information between the communication terminal and the base station. CCCH is used when the communication terminal does not have an RRC connection with the network.
  • CCCH is mapped to a downlink shared channel (DL-SCH) that is a transport channel.
  • DL-SCH downlink shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • the multicast control channel (Multicast Control Channel: MCCH) is a downlink channel for one-to-many transmission. MCCH is used for transmission of MBMS control information for one or several MTCHs from a network to a communication terminal. MCCH is used only for communication terminals receiving MBMS.
  • the MCCH is mapped to a multicast channel (MCH) that is a transport channel.
  • the dedicated control channel (Dedicated Control Channel: DCCH) is a channel for transmitting individual control information between the communication terminal and the network on a one-to-one basis.
  • the DCCH is used when the communication terminal is an RRC connection.
  • the DCCH is mapped to the uplink shared channel (UL-SCH) in the uplink, and is mapped to the downlink shared channel (DL-SCH) in the downlink.
  • the dedicated traffic channel (Dedicated Traffic Channel: DTCH) is a channel for one-to-one communication to individual communication terminals for transmitting user information.
  • DTCH exists for both uplink and downlink.
  • the DTCH is mapped to the uplink shared channel (UL-SCH) in the uplink, and is mapped to the downlink shared channel (DL-SCH) in the downlink.
  • UL-SCH uplink shared channel
  • DL-SCH downlink shared channel
  • a multicast traffic channel is a downlink channel for transmitting traffic data from a network to a communication terminal.
  • MTCH is a channel used only for communication terminals receiving MBMS.
  • the MTCH is mapped to a multicast channel (MCH).
  • CGI is a Cell Global Identifier.
  • ECGI is an E-UTRAN cell global identifier (E-UTRAN Cell Global Identifier).
  • LTE Long Term Evolution Advanced
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • a CSG (Closed Subscriber Group) cell is a cell in which an operator identifies an available subscriber (hereinafter, may be referred to as a “specific subscriber cell”).
  • the identified subscribers are allowed to access one or more cells of the PLMN (Public Land Mobile Mobile Network).
  • PLMN Public Land Mobile Mobile Network
  • One or more cells to which the identified subscribers are allowed access are called “CSG cells (CSG cell (s))”.
  • CSG cell (s) Public Land Mobile Mobile Network
  • PLMN Public Land Mobile Mobile Network
  • the CSG cell is a part of the PLMN that broadcasts a unique CSG identity (CSG identity: CSG ID) and broadcasts “TRUE” by CSG indication (CSG Indication). Members of the subscriber group who have been registered in advance and permitted access the CSG cell using the CSG ID that is the access permission information.
  • CSG identity CSG ID
  • CSG Indication CSG indication
  • the CSG ID is reported by the CSG cell or cell. There are multiple CSG IDs in an LTE communication system.
  • the CSG ID is used by a communication terminal (UE) to facilitate access of CSG-related members.
  • the location tracking of communication terminals is performed in units of one or more cells.
  • the position tracking is performed to track the position of the communication terminal and call the communication terminal even in the standby state, in other words, to enable the communication terminal to receive a call.
  • This area for tracking the location of the communication terminal is called a tracking area.
  • Non-Patent Document 2 discloses three different modes of access to HeNB and HNB. Specifically, an open access mode (Open access mode), a closed access mode (Closed access mode), and a hybrid access mode (Hybrid access mode) are disclosed.
  • Open access mode Open access mode
  • closed access mode closed access mode
  • Hybrid access mode Hybrid access mode
  • Each mode has the following characteristics.
  • the HeNB and HNB are operated as normal cells of a normal operator.
  • the closed access mode the HeNB and HNB are operated as CSG cells.
  • This CSG cell is a CSG cell accessible only to CSG members.
  • the hybrid access mode the HeNB and HNB are operated as CSG cells in which non-CSG members are also allowed to access at the same time.
  • a hybrid access mode cell (also referred to as a hybrid cell) is a cell that supports both an open access mode and a closed access mode.
  • PCI range reserved by the network for use in the CSG cell among all physical cell identities (PCI) (see non-patent document 1, chapter 10.5.1.1). Dividing the PCI range may be referred to as PCI split.
  • Information on the PCI split (also referred to as PCI split information) is notified from the base station to the communication terminals being served by the system information. Being served by a base station means that the base station is a serving cell.
  • Non-Patent Document 3 discloses a basic operation of a communication terminal using PCI split.
  • a communication terminal that does not have PCI split information needs to perform cell search using all PCIs, for example, using all 504 codes.
  • a communication terminal having PCI split information can perform a cell search using the PCI split information.
  • LTE-A Long Term Evolution Advanced
  • Release 10 the Long Term Evolution Advanced (LTE-A) standard is being developed as Release 10 (see Non-Patent Document 4 and Non-Patent Document 5).
  • LTE-A is based on the LTE wireless communication system, and is configured by adding several new technologies.
  • CC component carriers
  • transmission bandwidths up to 100 MHz
  • CA Carrier aggregation
  • the UE When CA is configured, the UE has a network (NW) and only one RRC connection (RRC connection). In the RRC connection, one serving cell provides NAS mobility information and security input. This cell is referred to as a primary cell (PCell).
  • a carrier corresponding to PCell is a downlink primary component carrier (Downlink Primary Component Carrier: DL PCC).
  • the carrier corresponding to the PCell in the uplink is an uplink primary component carrier (Uplink Primary Component Carrier: UL PCC).
  • a secondary cell (Secondary Cell: SCell) is configured to form a set of a PCell and a serving cell.
  • the carrier corresponding to the SCell in the downlink is a downlink secondary component carrier (Downlink Secondary Component Carrier: DL SCC).
  • the carrier corresponding to the SCell in the uplink is an uplink secondary component carrier (Uplink Secondary Component Carrier: UL SCC).
  • a set of serving cells composed of one PCell and one or more SCells is configured for one UE.
  • Non-Patent Document 6 describes CoMP being studied for LTE-A in 3GPP.
  • the amount of mobile network traffic is increasing and the communication speed is increasing.
  • LTE and LTE-A start full-scale operation, it is expected that the communication speed will be further increased and the traffic volume will increase.
  • 3GPP is working on the formulation of the 12th release standard.
  • use of a small eNB is considered in order to cope with a huge amount of traffic in the future.
  • a technology for increasing frequency utilization efficiency and increasing communication capacity by installing a large number of small eNBs and configuring a large number of small cells has been studied.
  • Non-patent Document 8 discloses dual connectivity as a technology for connecting a communication terminal to both a macro cell and a small cell when the macro cell and the small cell overlap.
  • 5G fifth-generation
  • METIS METIS
  • the system capacity is 1000 times
  • the data transmission speed is 100 times
  • the data processing delay is 1/10 (1/10)
  • the simultaneous connection number of communication terminals is 100 times that of the LTE system. Realizing further reduction in power consumption and cost reduction of the apparatus is mentioned as a requirement.
  • a multi-element antenna that enables spatial multiplexing to increase the data transmission capacity by using the frequency in a wide band and to increase the data transmission speed by increasing the frequency utilization efficiency Technologies such as MIMO (Multiple Input Multiple ⁇ ⁇ ⁇ Output) and beam forming using the above are being studied.
  • MIMO Multiple Input Multiple ⁇ ⁇ ⁇ Output
  • beam forming using the above are being studied.
  • TTI Transmission Time Interval
  • the transmission unit TTI is a subframe with a time length of 1 ms (hereinafter sometimes referred to as “TTI length”). Only one type is defined.
  • An object of the present invention is to provide a communication system and a communication method capable of transmitting a plurality of data at transmission time intervals having different lengths and reducing a communication waiting time, and a base station apparatus constituting the communication system And providing a communication terminal device.
  • the communication system of the present invention is a communication system including a communication terminal device and a base station device capable of wireless communication with the communication terminal device, wherein the base station device includes a plurality of data having different transmission time intervals. Are arranged in the same standard transmission time interval that is predetermined as the reference transmission time interval and transmitted to the communication terminal device, and arrangement information relating to the arrangement of the plurality of data in the standard transmission time interval is transmitted to the communication terminal device. The terminal device is notified.
  • the base station apparatus of the present invention is a base station apparatus constituting a communication system comprising a communication terminal apparatus and a base station apparatus capable of wireless communication with the communication terminal apparatus, wherein a plurality of transmission time intervals have different lengths. Are arranged in the same standard transmission time interval that is predetermined as the reference transmission time interval and transmitted to the communication terminal device, and arrangement information relating to the arrangement of the plurality of data in the standard transmission time interval. The communication terminal device is notified.
  • the communication terminal device of the present invention is a communication terminal device constituting a communication system comprising a communication terminal device and a base station device capable of wireless communication with the communication terminal device, and a plurality of transmission time intervals having different lengths Of the plurality of data in the standard transmission time interval when the data is transmitted from the base station apparatus to the base station apparatus at the same standard transmission time interval that is predetermined as the reference transmission time interval.
  • a plurality of data having different transmission time intervals are arranged in the same standard transmission time interval and transmitted to the base station apparatus. It is characterized by.
  • the communication method of the present invention is a communication method for performing wireless communication between a communication terminal apparatus and a base station apparatus, and the base station apparatus is based on a plurality of data having different lengths of transmission time intervals. Arranged at the same standard transmission time interval predetermined as the transmission time interval, transmits to the communication terminal device, and notifies the communication terminal device of arrangement information regarding the arrangement of the plurality of data in the standard transmission time interval. It is characterized by that.
  • the communication system includes a communication terminal device and a base station device capable of wireless communication with the communication terminal device.
  • a plurality of pieces of data having different transmission time intervals are arranged at the same standard transmission time interval by the base station device and transmitted to the communication terminal device.
  • the base station apparatus notifies the communication terminal apparatus of arrangement information related to the arrangement of the plurality of data in the standard transmission time interval. Thereby, a plurality of data can be transmitted from the base station apparatus to the communication terminal apparatus at different transmission time intervals. Therefore, the communication waiting time can be shortened.
  • a plurality of data having different transmission time intervals are arranged at the same standard transmission time interval and transmitted to the communication terminal apparatus.
  • the arrangement information related to the arrangement of the plurality of data in the standard transmission time interval is notified to the communication terminal device.
  • a plurality of data can be transmitted from the base station apparatus to the communication terminal apparatus at different transmission time intervals. Therefore, the communication waiting time can be shortened.
  • the communication terminal device of the present invention when a plurality of data having different transmission time intervals are arranged in the same standard transmission time interval and transmitted from the base station device to the communication terminal device, the plurality of data
  • arrangement information related to arrangement in the standard transmission time interval is notified from the base station apparatus to the communication terminal apparatus, a plurality of pieces of data having different transmission time intervals are arranged in the same standard transmission time interval. Sent. Thereby, a plurality of data can be transmitted from the communication terminal apparatus to the base station apparatus at different transmission time intervals. Therefore, the communication waiting time can be shortened.
  • the communication method of the present invention when wireless communication is performed between a communication terminal apparatus and a base station apparatus, a plurality of pieces of data having different transmission time intervals are the same standard transmission time by the base station apparatus. Arranged at intervals and transmitted to the communication terminal device.
  • the base station apparatus notifies the communication terminal apparatus of arrangement information related to the arrangement of the plurality of data in the standard transmission time interval. Thereby, a plurality of data can be transmitted from the base station apparatus to the communication terminal apparatus at different transmission time intervals. Therefore, the communication waiting time can be shortened.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a radio frame used in an LTE communication system.
  • 1 is a block diagram showing an overall configuration of an LTE communication system 200 discussed in 3GPP.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of the mobile terminal 202 shown in FIG. 2 which is a communication terminal which concerns on this invention.
  • It is a block diagram which shows the structure of the base station 203 shown in FIG. 2 which is a base station which concerns on this invention.
  • 3 is a flowchart illustrating an outline from a cell search to a standby operation performed by a communication terminal (UE) in an LTE communication system.
  • UE communication terminal
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of an LTE communication system 200 discussed in 3GPP.
  • the radio access network is referred to as E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) 201.
  • a mobile terminal device hereinafter referred to as “user equipment (UE)”
  • UE user equipment
  • base station E-UTRAN NodeB: eNB
  • signals are transmitted and received by wireless communication.
  • the “communication terminal device” includes not only a mobile terminal device such as a movable mobile phone terminal device but also a non-moving device such as a sensor.
  • the “communication terminal device” may be simply referred to as “communication terminal”.
  • Control protocols for the mobile terminal 202 such as RRC (Radio Resource Control) and user planes such as PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control), MAC (Medium Access Control), PHY (Physical Layer)
  • RRC Radio Resource Control
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RLC Radio Link Control
  • MAC Medium Access Control
  • PHY Physical Layer
  • a control protocol RRC (Radio Resource Control) between the mobile terminal 202 and the base station 203 performs broadcast, paging, RRC connection management (RRC connection management), and the like. As states of the base station 203 and the mobile terminal 202 in RRC, there are RRC_IDLE and RRC_CONNECTED.
  • RRC_IDLE PLMN (Public Land Mobile Mobile Network) selection, system information (System Information: SI) notification, paging, cell re-selection, mobility, and the like are performed.
  • RRC_CONNECTED the mobile terminal has an RRC connection and can send and receive data to and from the network.
  • handover Handover: HO
  • measurement of neighbor cells neighborhbor cells
  • the base station 203 is classified into an eNB 207 and a Home-eNB 206.
  • the communication system 200 includes an eNB group 203-1 including a plurality of eNBs 207 and a Home-eNB group 203-2 including a plurality of Home-eNBs 206.
  • a system composed of EPC (Evolved Packet Core) as a core network and E-UTRAN 201 as a radio access network is referred to as EPS (Evolved Packet System).
  • EPS Evolved Packet System
  • the EPC that is the core network and the E-UTRAN 201 that is the radio access network may be collectively referred to as “network”.
  • the eNB 207 includes a mobility management entity (Mobility Management Entity: MME), an S-GW (Serving Management Gateway), or an MME / S-GW unit including the MME and S-GW (hereinafter, also referred to as “MME unit”) 204.
  • MME mobility management entity
  • S-GW Serving Management Gateway
  • MME / S-GW unit including the MME and S-GW
  • the control information is communicated between the eNB 207 and the MME unit 204 through the S1 interface.
  • a plurality of MME units 204 may be connected to one eNB 207.
  • the eNBs 207 are connected by the X2 interface, and control information is communicated between the eNBs 207.
  • the Home-eNB 206 is connected to the MME unit 204 via the S1 interface, and control information is communicated between the Home-eNB 206 and the MME unit 204.
  • a plurality of Home-eNBs 206 are connected to one MME unit 204.
  • the Home-eNB 206 is connected to the MME unit 204 via a HeNBGW (Home-eNB GateWay) 205.
  • the Home-eNB 206 and the HeNBGW 205 are connected via the S1 interface, and the HeNBGW 205 and the MME unit 204 are connected via the S1 interface.
  • One or more Home-eNBs 206 are connected to one HeNBGW 205, and information is communicated through the S1 interface.
  • the HeNBGW 205 is connected to one or a plurality of MME units 204, and information is communicated through the S1 interface.
  • the MME unit 204 and the HeNBGW 205 are higher-level devices, specifically higher-level nodes, and control the connection between the eNB 207 and Home-eNB 206, which are base stations, and the mobile terminal (UE) 202.
  • the MME unit 204 constitutes an EPC that is a core network.
  • the base station 203 and the HeNBGW 205 constitute an E-UTRAN 201.
  • the X2 interface between Home-eNB 206 is supported. That is, the Home-eNB 206 is connected by the X2 interface, and control information is communicated between the Home-eNB 206. From the MME unit 204, the HeNBGW 205 appears as a Home-eNB 206. From the Home-eNB 206, the HeNBGW 205 appears as the MME unit 204.
  • the interface between the Home-eNB 206 and the MME unit 204 is an S1 interface. The same.
  • the base station 203 may configure one cell or a plurality of cells. Each cell has a predetermined range as a coverage that is a range in which communication with the mobile terminal 202 is possible, and performs wireless communication with the mobile terminal 202 within the coverage. When one base station 203 forms a plurality of cells, each cell is configured to be able to communicate with the mobile terminal 202.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the mobile terminal 202 shown in FIG. 2, which is a communication terminal according to the present invention.
  • the transmission process of the mobile terminal 202 shown in FIG. 3 will be described.
  • control data from the protocol processing unit 301 and user data from the application unit 302 are stored in the transmission data buffer unit 303.
  • the data stored in the transmission data buffer unit 303 is transferred to the encoder unit 304 and subjected to encoding processing such as error correction.
  • the data encoded by the encoder unit 304 is modulated by the modulation unit 305.
  • the modulated data is converted into a baseband signal, and then output to the frequency conversion unit 306, where it is converted into a radio transmission frequency.
  • a transmission signal is transmitted from the antenna 307 to the base station 203.
  • the reception process of the mobile terminal 202 is executed as follows.
  • a radio signal from the base station 203 is received by the antenna 307.
  • the received signal is converted from a radio reception frequency to a baseband signal by the frequency converter 306, and demodulated by the demodulator 308.
  • the demodulated data is transferred to the decoder unit 309 and subjected to decoding processing such as error correction.
  • control data is passed to the protocol processing unit 301, and user data is passed to the application unit 302.
  • a series of processing of the mobile terminal 202 is controlled by the control unit 310. Therefore, although not shown in FIG. 3, the control unit 310 is connected to the units 301 to 309.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the base station 203 shown in FIG. 2, which is a base station according to the present invention.
  • the transmission process of the base station 203 shown in FIG. 4 will be described.
  • the EPC communication unit 401 transmits and receives data between the base station 203 and the EPC (such as the MME unit 204) and the HeNBGW 205.
  • the other base station communication unit 402 transmits / receives data to / from other base stations.
  • the EPC communication unit 401 and the other base station communication unit 402 exchange information with the protocol processing unit 403, respectively. Control data from the protocol processing unit 403 and user data and control data from the EPC communication unit 401 and the other base station communication unit 402 are stored in the transmission data buffer unit 404.
  • the data stored in the transmission data buffer unit 404 is passed to the encoder unit 405 and subjected to encoding processing such as error correction. There may exist data directly output from the transmission data buffer unit 404 to the modulation unit 406 without performing the encoding process.
  • the encoded data is subjected to modulation processing by the modulation unit 406.
  • the modulated data is converted into a baseband signal and then output to the frequency conversion unit 407 where it is converted into a radio transmission frequency. Thereafter, a transmission signal is transmitted from the antenna 408 to one or a plurality of mobile terminals 202.
  • the reception processing of the base station 203 is executed as follows. Radio signals from one or more mobile terminals 202 are received by the antenna 408. The received signal is converted from a radio reception frequency to a baseband signal by the frequency conversion unit 407, and demodulated by the demodulation unit 409. The demodulated data is transferred to the decoder unit 410 and subjected to decoding processing such as error correction. Of the decoded data, control data is passed to the protocol processing unit 403 or EPC communication unit 401 and other base station communication unit 402, and user data is passed to the EPC communication unit 401 and other base station communication unit 402. A series of processing of the base station 203 is controlled by the control unit 411. Therefore, although not shown in FIG. 4, the control unit 411 is connected to the units 401 to 410.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the MME according to the present invention.
  • FIG. 5 shows the configuration of the MME 204a included in the MME unit 204 shown in FIG.
  • the PDN GW communication unit 501 transmits and receives data between the MME 204a and the PDN GW.
  • the base station communication unit 502 performs data transmission / reception between the MME 204a and the base station 203 using the S1 interface.
  • the data received from the PDN GW is user data
  • the user data is passed from the PDN GW communication unit 501 to the base station communication unit 502 via the user plane communication unit 503 and to one or more base stations 203.
  • Sent When the data received from the base station 203 is user data, the user data is passed from the base station communication unit 502 to the PDN GW communication unit 501 via the user plane communication unit 503 and transmitted to the PDN GW.
  • control data is passed from the PDN GW communication unit 501 to the control plane control unit 505.
  • control data is transferred from the base station communication unit 502 to the control plane control unit 505.
  • the HeNBGW communication unit 504 is provided when the HeNBGW 205 exists, and performs data transmission / reception through an interface (IF) between the MME 204a and the HeNBGW 205 depending on the information type.
  • the control data received from the HeNBGW communication unit 504 is passed from the HeNBGW communication unit 504 to the control plane control unit 505.
  • the processing result in the control plane control unit 505 is transmitted to the PDN GW via the PDN GW communication unit 501.
  • the result processed by the control plane control unit 505 is transmitted to one or more base stations 203 via the S1 interface via the base station communication unit 502, and to one or more HeNBGWs 205 via the HeNBGW communication unit 504. Sent.
  • the control plane control unit 505 includes a NAS security unit 505-1, an SAE bearer control unit 505-2, an idle state mobility management unit 505-3, and the like, and performs overall processing for the control plane.
  • the NAS security unit 505-1 performs security of a NAS (Non-Access Stratum) message.
  • the SAE bearer control unit 505-2 performs management of SAE (System Architecture) Evolution bearers and the like.
  • the idle state mobility management unit 505-3 performs mobility management in a standby state (idle state; also referred to as LTE-IDLE state or simply idle), generation and control of a paging signal in the standby state,
  • the tracking area of one or a plurality of mobile terminals 202 is added, deleted, updated, searched, and tracking area list is managed.
  • the MME 204a distributes the paging signal to one or a plurality of base stations 203. Further, the MME 204a performs mobility control (Mobility control) in a standby state (Idle State). The MME 204a manages a tracking area list when the mobile terminal is in a standby state and in an active state (Active State). The MME 204a starts a paging protocol by transmitting a paging message to a cell belonging to a tracking area (tracking area: TrackingTrackArea) where the UE is registered.
  • the idle state mobility management unit 505-3 may perform CSG management, CSG ID management, and white list management of the Home-eNB 206 connected to the MME 204a.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an outline from a cell search to a standby operation performed by a communication terminal (UE) in an LTE communication system.
  • the communication terminal uses the first synchronization signal (P-SS) and the second synchronization signal (S-SS) transmitted from the neighboring base stations in step ST601, and performs slot timing, frame Synchronize timing.
  • P-SS first synchronization signal
  • S-SS second synchronization signal
  • the P-SS and S-SS are collectively referred to as a synchronization signal (SS).
  • SS synchronization signal
  • a synchronization code corresponding to one-to-one is assigned to the PCI assigned to each cell.
  • 504 patterns are under consideration. Synchronization is performed using the 504 PCIs, and the PCI of the synchronized cell is detected (specified).
  • a cell-specific reference signal that is a reference signal (reference signal: RS) transmitted from the base station to each cell is detected for the synchronized cell.
  • Measure the received power of RS Reference Signal Received Power: RSRP.
  • RS Reference Signal Received Power
  • RS Reference Signal
  • a code corresponding to PCI one to one is used. By correlating with that code, it can be separated from other cells.
  • deriving the RS code of the cell from the PCI specified in step ST1 it becomes possible to detect the RS and measure the received power of the RS.
  • a cell having the best RS reception quality for example, a cell having the highest RS reception power, that is, the best cell is selected from one or more cells detected in step ST602.
  • step ST604 the PBCH of the best cell is received and the BCCH that is broadcast information is obtained.
  • MIB Master Information Block
  • the MIB information includes, for example, DL (downlink) system bandwidth (also called transmission bandwidth setting (transmission bandwidth configuration: dl-bandwidth)), the number of transmission antennas, SFN (System frame number), and the like.
  • SIB1 includes information related to access to the cell, information related to cell selection, and scheduling information of other SIBs (SIBk; an integer of k ⁇ 2).
  • SIB1 includes a tracking area code (TrackingTrackArea Code: TAC).
  • the communication terminal compares the TAC of SIB1 received in step ST605 with the TAC portion of the tracking area identifier (Tracking Area Identity: TAI) in the tracking area list already held by the communication terminal.
  • the tracking area list is also referred to as a TAI list (TAI list).
  • TAI is identification information for identifying a tracking area, and is composed of MCC (Mobile Country Code), MNC (Mobile Network Code), and TAC (Tracking Area Code).
  • MCC Mobile Country Code
  • MNC Mobile Network Code
  • TAC Track Area Code
  • MCC Mobile Country Code
  • MNC Mobile Network Code
  • TAC Track Area Code
  • step ST606 If, as a result of the comparison in step ST606, the TAC received in step ST605 is the same as the TAC included in the tracking area list, the communication terminal enters a standby operation in the cell. In comparison, if the TAC received in step ST605 is not included in the tracking area list, the communication terminal passes through the cell to a core network (Core Network, EPC) including MME and the like, and TAU (Tracking Area Update). Request tracking area change to do
  • EPC Core Network, EPC
  • MME Mobile Management Entity
  • TAU Track Area Update
  • a device that constitutes a core network performs tracking based on the identification number (UE-ID, etc.) of the communication terminal sent from the communication terminal together with the TAU request signal. Update the area list.
  • the core network side device transmits the updated tracking area list to the communication terminal.
  • the communication terminal rewrites (updates) the TAC list held by the communication terminal based on the received tracking area list. Thereafter, the communication terminal enters a standby operation in the cell.
  • a cell configured by an eNB has a relatively wide range of coverage.
  • a cell is configured to cover a certain area with a relatively wide range of coverage of a plurality of cells configured by a plurality of eNBs.
  • the cell configured by the eNB has a coverage that is narrower than the coverage of the cell configured by the conventional eNB. Therefore, in the same way as in the past, in order to cover a certain area, a larger number of eNBs having a smaller cell size are required as compared with the conventional eNB.
  • a cell having a relatively large coverage such as a cell configured by a conventional eNB
  • a macro cell an eNB that configures the macro cell
  • a cell having a relatively small coverage such as a small cell
  • an eNB configuring the small cell is referred to as a “small eNB”.
  • the macro eNB may be a “wide area base station” described in Non-Patent Document 7, for example.
  • the small eNB may be, for example, a low power node, a local area node, a hot spot, or the like.
  • the small eNB is a pico eNB that constitutes a pico cell, a femto eNB that constitutes a femto cell, a HeNB, an RRH (Remote Radio Unit), an RRU (Remote Radio Unit), an RRE (Remote Radio Equipment), or an RN (Relay Node). There may be.
  • the small eNB may be a “local area base station (Local (Base Station)” or “Home base station (Home Base Station)” described in Non-Patent Document 7.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a concept of a cell configuration when a macro eNB and a small eNB coexist.
  • a macro cell configured by a macro eNB has a relatively wide range of coverage 701.
  • a small cell configured by a small eNB has a coverage 702 having a smaller range than a coverage 701 of a macro eNB (macro cell).
  • the coverage of a cell configured by a certain eNB may be included in the coverage of a cell configured by another eNB.
  • the small cell coverage 702 configured by the small eNB is included in the macro cell coverage 701 configured by the macro eNB. May be.
  • a plurality of, for example, two small cell coverages 702 may be included in one macro cell coverage 701.
  • a mobile terminal (UE) 703 is included in, for example, a small cell coverage 702 and performs communication via the small cell.
  • the macro cell coverage 701 configured by the macro eNB and the small cell coverage 702 configured by the small eNB overlap in a complicated manner. Cases arise.
  • a plurality of small cell coverages 702 configured by a plurality of small eNBs are configured in one macro cell coverage 701 configured by one macro eNB. Sometimes it happens.
  • one of the essential requirements for 5G is low latency, that is, the time until transmission of data is completed, especially during the time from transmission data generation to transmission to the destination. Shortening the waiting time is required, and shortening of the transmission time interval (abbreviation: TTI) is being discussed.
  • Non-Patent Document 1 In a base station compliant with the conventional 3GPP LTE / LTE-A standard (see Non-Patent Document 1), only one type of TTI, which is a transmission unit, is defined as a subframe with a TTI length of 1 ms. Absent.
  • the base station performs “a function of transmitting a plurality of pieces of data having different TTI lengths arranged in the same standard TTI” and “a plurality of data standards”
  • the communication terminal is configured to have a function of notifying the communication terminal of arrangement information related to arrangement in the TTI length.
  • Standard TTI length is the minimum time interval in which data communication is not performed even when the base station communicates with a plurality of communication terminals.
  • the “standard TTI length” may be the maximum TTI length as long as the condition that data communication is not performed across the conditions is satisfied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the TTI length of the user data and the standard TTI length in the communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 shows an example in which the TTI lengths of 14 OFDM symbols, 7 OFDM symbols, and 2 OFDM symbols are used with respect to the standard TTI length of 14 OFDM symbols.
  • the horizontal axis represents time t.
  • data having a TTI shorter than the standard TTI can be arranged without generating data that crosses the standard TTI.
  • the standard TTI length need not be a common multiple of the total TTI length used.
  • the data of each TTI length is mapped in the time direction by the number of TTIs that fit in the standard TTI length unit. The remaining OFDM symbols are used for data with a shorter TTI length or are unused.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of user data mapping in the communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the standard TTI length is 14 OFDM symbols and the user data TTI length is a divisor of the standard TTI length, and the user data TTI length is not a divisor of the standard TTI length, the user data is timed.
  • An example of mapping to directions is shown.
  • the horizontal axis represents time t.
  • data of each TTI length is mapped as shown in FIG.
  • the OFDM symbols remaining in the standard TTI length time are allocated to data resources having a TTI length of 1 OFDM symbol.
  • FIG. 9 shows an example in which one OFDM symbol has a TTI length.
  • a control channel transmission method for example, there is a method of arranging data and a control channel on the same symbol after reducing the information amount of the control channel.
  • the degree of freedom of the TTI length of user data that can be defined increases.
  • future expansion such as addition of a TTI length can be easily performed.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of resource block mapping according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 10 shows an example of dynamically changing the resource block mapping for each TTI length.
  • the horizontal axis represents time t
  • the vertical axis represents frequency f.
  • FIG. 9 As an example of a function of transmitting a plurality of data having different TTI lengths arranged in the same standard TTI, data having various TTI lengths in the time direction is not crossed over the boundary of the standard TTI.
  • positioned is shown.
  • FIG. 10 shows an example in which data having various TTI lengths is arranged in the frequency direction as another example of a function of arranging and transmitting a plurality of data having different TTI lengths in the same standard TTI.
  • the base station can be connected with a standard TTI length and optionally with several TTI lengths.
  • the base station selects a connection (link) having one or more TTI lengths within a period of the same standard TTI length from all TTI lengths usable by the base station.
  • the base station gives the TTI length of the selected connection (link) to the communication terminal.
  • FIG. 10 shows that connection with three types of TTI lengths of “TTI length 1”, “TTI length 2”, and “TTI length 3” is possible during the first standard TTI period.
  • the base station divides the resource block on the OFDM symbol that can be used in the downlink in the standard time unit in the frequency direction and allocates it as a resource dedicated to each TTI length data.
  • the PDCCH and PDSCH transmitted at each TTI length are mapped to the assigned frequency.
  • the frequency allocated to each TTI length data may be dynamically changed in standard TTI units.
  • the transmitted MIB (Master Information Block) may include information on the type of TTI length that can be used by the base station and information on the time and frequency allocated as downlink resources for each TTI length.
  • the communication terminal can recognize the type and arrangement information of the TTI length of data transmitted / received at the base station to be communicated.
  • the base station relates to “a function for arranging a plurality of pieces of data with different TTI lengths in the same standard TTI and transmitting them to the communication terminal” and “arrangement of a plurality of pieces of data in the standard TTI.
  • a function of notifying the communication terminal of the arrangement information a plurality of data can be transmitted from the base station to the communication terminal with different TTIs, so that communication waiting time, that is, latency can be shortened.
  • the TTI length can be made variable, it is possible to perform communication in which data shorter than a normal TTI is arranged. By shortening the TTI, the one-way latency from data transmission to reception can be shortened. In addition, when considering retransmission of data by NACK return from the receiving side, the TTI of the data to be retransmitted is shortened, so that latency including retransmission can be kept low.
  • a specific frequency and a specific time may be set as one unit (hereinafter also referred to as “resource block”), and various TTI lengths may be arranged for each unit. By doing so, it is possible to reduce the type of TTI length and the arrangement information of data that the base station notifies the communication terminal.
  • the communication terminal has a function of synchronizing the boundary of “standard TTI length” with the broadcast information of the base station or the synchronization signal.
  • the broadcast information of the base station is PBCH in 3GPP.
  • the synchronization signal is P-SS or S-SS in 3GPP.
  • the boundary of “standard TTI length” is preferably synchronized with a reference signal such as CRS, DMRS, CSI-RS, or SRS (SoundingSReference Signal). Alternatively, it may have a fixed offset even if not fully synchronized.
  • the communication terminal performs cell search from the IDLE state, receives the broadcast channel, and synchronizes with the timing of the standard TTI length of the base station when connection is started.
  • the communication terminal can easily determine the TTI timing of the user data from the start time of the standard TTI. Therefore, timing control depending on the TTI length is not required.
  • the communication terminal can perform delay measurement with the base station and measurement of received power at the timing of the standard TTI length regardless of the TTI length of the user data even after the RRC connection.
  • each communication terminal can grasp the arrangement of the PDCCH before performing processing within the standard TTI length. Therefore, it is possible to reduce the processing amount in the communication terminal.
  • the predetermined position may be notified by broadcast information such as MIB or SIB.
  • the PDCCH may be arranged at a specified position for each resource block within the boundary of “standard TTI length”.
  • FIG. 10 described above shows an example in which PDCCHs are arranged from the first OFDM symbol to the third OFDM symbol of each resource block.
  • each communication terminal can grasp the arrangement of the common channel before performing processing within the standard TTI length. Therefore, it is possible to reduce the processing amount in the communication terminal.
  • the predetermined position may be notified by MIB or SIB broadcast information.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing an example of downlink channel mapping.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of mapping of control channels having a standard TTI length.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of mapping of user data of each TTI length.
  • control channels such as a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), and a shared control channel (CCCH) are MAC PDUs (MAC Protocols) belonging to the standard TTI length in the MAC. Data Unit) and mapping to a standard TTI length physical channel.
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH shared control channel
  • the dedicated traffic channel (DTCH) and dedicated control channel (DCCH) for user data used in the RRC connection state are output to MAC PDUs belonging to each TTI length as shown in FIG. It maps to PDSCH and PDCCH which are physical channels of TTI length.
  • the base station selects a downlink resource to be used in the standard TTI time or other time units depending on the type of bearer, service, QoS (Quality ⁇ of ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Service), or content in addition to the TTI length, MAC PDUs may be separated.
  • the physical downlink shared channel (PDSCH) and the physical downlink control channel (PDCCH) to which user data of each TTI length is mapped are transmitted from the physical control channel that is commonly transmitted to all communication terminals with the standard TTI length. To separate. Then, each TTI length is mapped to an independent downlink resource, and coding processing is performed.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the base station and communication terminal that use a plurality of TTI lengths simultaneously are effective in simplifying the control.
  • the PDSCH for carrying the SIB is transmitted in a batch for all TTI lengths using a standard TTI length resource, or individually with resources allocated for each TTI length, in order to improve frequency utilization efficiency. May be.
  • the random access sequence is a known sequence for identifying the random access preamble included in the SIB2.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of a communication processing procedure performed by the communication terminal in the communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 shows an example of a processing procedure from the IDLE state to the RRC connection as the communication processing.
  • the communication terminal moves to step ST1301.
  • step ST1301, step ST1302, and step ST1303 is the same as the processing in step ST601, step ST602, and step ST603 in FIG. 6, description thereof will be omitted.
  • step ST1304 the communication terminal receives the PBCH of the best cell in the same manner as in step ST604 of FIG. Thereby, the communication terminal obtains the MIB of the best cell and analyzes the cell configuration information of the base station.
  • the communication terminal acquires TTI length information that can be used on the base station side in addition to BCCH that is broadcast information.
  • Step ST1305 the communication terminal (UE) determines whether or not there is a MIB TTI length information that matches the own terminal (UE). Specifically, the communication terminal determines whether or not the TTI length information of the MIB matches that of the own terminal (UE) by determining whether or not a communicable TTI length is supported by the base station. Judging.
  • the TTI length information of the MIB is determined to be consistent with the own terminal (UE), and the process proceeds to step ST1306.
  • step ST1306 and step ST1307 Since the processing of step ST1306 and step ST1307 is the same as the processing of step ST605 and step ST606 of FIG. 6, respectively, description thereof will be omitted.
  • the communication terminal can determine the available TTI length of the base station to be connected at the stage before connection. Therefore, it is possible to make an RRC connection efficiently without increasing the number of connection attempts.
  • Embodiment 2 The communication system according to the second embodiment of the present invention is similar in configuration to the communication system according to the first embodiment described above, and thus common description and illustration are omitted.
  • the base station “a function for arranging a plurality of pieces of data with different TTI lengths in the same standard TTI for transmission” and “a standard TTI length of a plurality of pieces of data” Is configured to have a function of notifying the communication terminal of arrangement information related to arrangement in
  • the communication system of the present embodiment is also configured to transmit a plurality of pieces of data having different TTI lengths in the same standard TTI for transmission of uplink communication terminals, Is configured to have a function of notifying the communication terminal of arrangement information related to the arrangement in the standard TTI length.
  • the communication terminal has a function of “when the above-described arrangement information is notified from the base station, arranging a plurality of pieces of data having different TTI lengths in the same standard TTI and transmitting them to the base station”. Configured to have. As a result, a plurality of data can be transmitted from the communication terminal to the base station with different TTIs, so that the communication waiting time, that is, the latency can be shortened. Therefore, it is possible to realize a communication system with even smaller latency.
  • RACHs which are various common channels
  • predetermined positions with respect to the boundary of “standard TTI length”.
  • each communication terminal can grasp the arrangement of the common channel before performing processing within the standard TTI length. Therefore, it is possible to reduce the processing amount in the communication terminal.
  • the predetermined position may be notified by broadcast information such as MIB or SIB.
  • the communication system also allocates resources according to the TTI length in the frequency direction of the OFDM symbol for the uplink as well as the downlink, and further maps the PRACH transmittable resources to resources for each TTI length. It has the function to do.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of PRACH resource allocation in Embodiment 2 of the present invention.
  • the base station provides two TTI length connection methods, TTI length 1 and TTI length 2. As shown in FIG. 14, the base station sets PRACH transmittable resources at fixed intervals and frequency bands with each TTI length.
  • the communication terminal selects the TTI length and transmits the PRACH to the base station using the determined PRACH transmittable resource.
  • the communication terminal can determine the PRACH transmittable resources for each TTI length, for example, by extending MIB TTI length information.
  • the base station can recognize the TTI length expected by the communication terminal when receiving the PRACH.
  • the base station changes the interval of the uplink resource that can transmit the PRACH for each TTI length, thereby increasing the response time of the optimal random access sequence and the uplink resource used in the PRACH. It is possible to adjust the overhead. This is particularly effective in shortening the time until the communication terminal connects from the IDLE state.
  • UE Mobile terminal

Abstract

複数のデータを長さが異なる送信時間間隔で送信することができ、通信の待ち時間を短縮することができる通信システムおよび通信方法、ならびに前記通信システムを構成する基地局装置および通信端末装置を提供する。通信システムにおいて、基地局装置は、送信時間間隔(TTI)の長さ(TTI長)が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して通信端末装置に送信するとともに、複数のデータの標準TTIにおける配置に関する配置情報を通信端末装置に通知する。通信端末装置は、配置情報が基地局装置から通知されると、TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して基地局装置に送信してもよい。

Description

通信システム、基地局装置、通信端末装置および通信方法
 本発明は、移動端末装置などの通信端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う通信システムおよび通信方法、ならびに前記通信システムを構成する基地局装置および通信端末装置に関する。
 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1~10参照)。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、CQI(Channel Quality Indicator)レポートを運ぶ。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。
 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。
 CSG(Closed Subscriber Group)セルとは、利用可能な加入者をオペレータが特定しているセル(以下「特定加入者用セル」という場合がある)である。特定された加入者は、PLMN(Public Land Mobile Network)の1つ以上のセルにアクセスすることが許可される。特定された加入者がアクセスを許可されている1つ以上のセルを「CSGセル(CSG cell(s))」と呼ぶ。ただし、PLMNにはアクセス制限がある。
 CSGセルは、固有のCSGアイデンティティ(CSG identity:CSG ID)を報知し、CSGインジケーション(CSG Indication)にて「TRUE」を報知するPLMNの一部である。予め利用登録し、許可された加入者グループのメンバーは、アクセス許可情報であるところのCSG IDを用いてCSGセルにアクセスする。
 CSG IDは、CSGセルまたはセルによって報知される。LTE方式の通信システムにCSG IDは複数存在する。そして、CSG IDは、CSG関連のメンバーのアクセスを容易にするために、通信端末(UE)によって使用される。
 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。
 3GPPにおいて、Home-NodeB(Home-NB;HNB)、Home-eNodeB(Home-eNB;HeNB)と称される基地局が検討されている。UTRANにおけるHNB、およびE-UTRANにおけるHeNBは、例えば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。非特許文献2には、HeNBおよびHNBへのアクセスの3つの異なるモードが開示されている。具体的には、オープンアクセスモード(Open access mode)と、クローズドアクセスモード(Closed access mode)と、ハイブリッドアクセスモード(Hybrid access mode)とが開示されている。
 各々のモードは、以下のような特徴を有する。オープンアクセスモードでは、HeNBおよびHNBは、通常のオペレータのノーマルセルとして操作される。クローズドアクセスモードでは、HeNBおよびHNBは、CSGセルとして操作される。このCSGセルは、CSGメンバーのみアクセス可能なCSGセルである。ハイブリッドアクセスモードでは、HeNBおよびHNBは、非CSGメンバーも同時にアクセス許可されているCSGセルとして操作される。言い換えれば、ハイブリッドアクセスモードのセル(ハイブリッドセルとも称する)は、オープンアクセスモードとクローズドアクセスモードとの両方をサポートするセルである。
 3GPPでは、全ての物理セル識別子(Physical Cell Identity:PCI)のうち、CSGセルで使用するためにネットワークによって予約されたPCI範囲がある(非特許文献1 10.5.1.1章参照)。PCI範囲を分割することをPCIスプリットと称することがある。PCIスプリットに関する情報(PCIスプリット情報とも称する)は、システム情報によって基地局から傘下の通信端末に対して報知される。基地局の傘下とは、該基地局をサービングセルとすることを意味する。
 非特許文献3は、PCIスプリットを用いた通信端末の基本動作を開示する。PCIスプリット情報を有していない通信端末は、全PCIを用いて、例えば504コード全てを用いて、セルサーチを行う必要がある。これに対して、PCIスプリット情報を有する通信端末は、当該PCIスプリット情報を用いてセルサーチを行うことが可能である。
 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4、非特許文献5参照)。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UEに対して、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6に記載されている。
 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、トラフィック量が増加することが見込まれる。
 また、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量が爆発的に増加しており、世界中で無線リソースの不足が懸念されている。
 トラフィック量の増加の問題に対して、3GPPにおいて、リリース12版の規格書の策定が進められている。リリース12版の規格書では、将来の膨大なトラフィック量に対応するために、スモールeNB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。
 その中で、マクロセルとスモールセルとがオーバラップしている場合に、通信端末がマクロセルとスモールセルとの両方に接続する技術として、デュアルコネクティビティ(dual connectivity)が議論されている(非特許文献8参照)。非特許文献8には、マクロセルとスモールセルとがオーバラップしている場合に、通信端末がマクロセルとスモールセルとの両方に接続する技術として、デュアルコネクティビティ(dual connectivity)が開示されている。
 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ターゲットとした第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9参照)。
 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、データ伝送速度は100倍、データ処理遅延は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。
 このような要件を満たすために、周波数を広帯域で使用してデータの伝送容量を増やすこと、ならびに周波数利用効率を上げてデータの伝送速度を上げるために、空間多重を可能とする、多素子アンテナを用いたMIMO(Multiple Input Multiple Output)およびビームフォーミングなどの技術が検討されている。
3GPP TS 36.300 V11.7.0 3GPP S1-083461 3GPP R2-082899 3GPP TR 36.814 V9.0.0 3GPP TR 36.912 V10.0.0 3GPP TR 36.819 V11.1.0 3GPP TS 36.141 V11.1.0 3GPP TR 36.842 V0.2.0 "Scenarios, requirements and KPIs for 5G mobile and wireless system"、[online]、平成25(2013)年4月30日、ICT-317669-METIS/D1.1、[平成28年6月27日検索]、インターネット<https://www.metis2020.com/documents/deliverables/> 3GPP TS 36.211 V12.7.0
 3GPPおよびMETISにおいて、5Gの必須の要件の1つとして、低レイテンシ(latency)、すなわち、送信データが生成されてから相手先に伝わるまでの時間の中でも、特に、データの送信が完了するまでの待ち時間を短くすることが求められ、送信時間間隔 (Transmission Time Interval;略称:TTI)の短縮化が議論されている。
 従来の3GPPのLTE/LTE-Aの規格(非特許文献1参照)に準拠した基地局では、送信単位であるTTIは、時間長(以下「TTI長」という場合がある)が1msのサブフレームの1種類しか定義されていない。
 したがって、基地局から通信端末への下りリンクを考えたときに、基地局が通信端末にデータを送信する期間、および通信端末が受信したデータのACK/NACK信号を基地局に送るまでの時間が、TTI長に制約される。これによって、到達確認を含めた伝送のレイテンシが大きくなるという問題がある。
 本発明の目的は、複数のデータを長さが異なる送信時間間隔で送信することができ、通信の待ち時間を短縮することができる通信システムおよび通信方法、ならびに前記通信システムを構成する基地局装置および通信端末装置を提供することである。
 本発明の通信システムは、通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能な基地局装置とを備える通信システムであって、前記基地局装置は、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置して、前記通信端末装置に送信するとともに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報を前記通信端末装置に通知することを特徴とする。
 本発明の基地局装置は、通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能な基地局装置とを備える通信システムを構成する前記基地局装置であって、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置して、前記通信端末装置に送信するとともに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報を前記通信端末装置に通知することを特徴とする。
 本発明の通信端末装置は、通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能な基地局装置とを備える通信システムを構成する前記通信端末装置であって、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータが、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置されて前記基地局装置から自装置に送信されるときに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報が前記基地局装置から自装置に通知されると、前記送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを同一の前記標準送信時間間隔に配置して、前記基地局装置に送信することを特徴とする。
 本発明の通信方法は、通信端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う通信方法であって、前記基地局装置は、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置して、前記通信端末装置に送信するとともに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報を前記通信端末装置に通知することを特徴とする。
 本発明の通信システムによれば、通信端末装置と、通信端末装置と無線通信可能な基地局装置とを備えて構成される。基地局装置によって、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータが同一の標準送信時間間隔に配置されて、通信端末装置に送信される。また、複数のデータの標準送信時間間隔における配置に関する配置情報が、基地局装置によって通信端末装置に通知される。これによって、複数のデータを異なる送信時間間隔で、基地局装置から通信端末装置に送信することができる。したがって、通信の待ち時間を短縮することができる。
 本発明の基地局装置によれば、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータが同一の標準送信時間間隔に配置されて、通信端末装置に送信される。また、複数のデータの標準送信時間間隔における配置に関する配置情報が通信端末装置に通知される。これによって、複数のデータを異なる送信時間間隔で、基地局装置から通信端末装置に送信することができる。したがって、通信の待ち時間を短縮することができる。
 本発明の通信端末装置によれば、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータが同一の標準送信時間間隔に配置されて基地局装置から通信端末装置に送信されるときに、複数のデータの標準送信時間間隔における配置に関する配置情報が基地局装置から通信端末装置に通知されると、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータが同一の標準送信時間間隔に配置されて、基地局装置に送信される。これによって、複数のデータを異なる送信時間間隔で、通信端末装置から基地局装置に送信することができる。したがって、通信の待ち時間を短縮することができる。
 本発明の通信方法によれば、通信端末装置と基地局装置との間で無線通信が行われるときに、基地局装置によって、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータが同一の標準送信時間間隔に配置されて、通信端末装置に送信される。また、複数のデータの標準送信時間間隔における配置に関する配置情報が、基地局装置によって通信端末装置に通知される。これによって、複数のデータを異なる送信時間間隔で、基地局装置から通信端末装置に送信することができる。したがって、通信の待ち時間を短縮することができる。
 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。 本発明に係る通信端末である図2に示す移動端末202の構成を示すブロック図である。 本発明に係る基地局である図2に示す基地局203の構成を示すブロック図である。 本発明に係るMME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。 マクロeNBとスモールeNBとが混在する場合のセルの構成の概念を示す図である。 本発明の実施の形態1の通信システムにおけるユーザデータのTTI長と標準TTI長との関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1の通信システムにおけるユーザデータのマッピングの一例を示す図である。 本発明の実施の形態1におけるリソースブロックマッピングの一例を示す図である。 標準TTI長の制御チャネルのマッピングの一例を示す図である。 各TTI長のユーザデータのマッピングの一例を示す図である。 本発明の実施の形態1の通信システムにおける通信端末が行う通信処理の手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2におけるPRACHのリソース割り当ての一例を示す図である。
 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、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(Neighbour cell)の測定(メジャメント(measurement))などが行われる。
 基地局203は、eNB207と、Home-eNB206とに分類される。通信システム200は、複数のeNB207を含むeNB群203-1と、複数のHome-eNB206を含むHome-eNB群203-2とを備える。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。
 Home-eNB206は、MME部204とS1インタフェースにより接続され、Home-eNB206とMME部204との間で制御情報が通信される。一つのMME部204に対して、複数のHome-eNB206が接続される。あるいは、Home-eNB206は、HeNBGW(Home-eNB GateWay)205を介してMME部204と接続される。Home-eNB206とHeNBGW205とは、S1インタフェースにより接続され、HeNBGW205とMME部204とはS1インタフェースを介して接続される。
 一つまたは複数のHome-eNB206が一つのHeNBGW205と接続され、S1インタフェースを通して情報が通信される。HeNBGW205は、一つまたは複数のMME部204と接続され、S1インタフェースを通して情報が通信される。
 MME部204およびHeNBGW205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およびHome-eNB206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およびHeNBGW205は、E-UTRAN201を構成する。
 さらに3GPPでは、以下のような構成が検討されている。Home-eNB206間のX2インタフェースはサポートされる。すなわち、Home-eNB206間は、X2インタフェースにより接続され、Home-eNB206間で制御情報が通信される。MME部204からは、HeNBGW205はHome-eNB206として見える。Home-eNB206からは、HeNBGW205はMME部204として見える。
 Home-eNB206が、HeNBGW205を介してMME部204に接続される場合および直接MME部204に接続される場合のいずれの場合も、Home-eNB206とMME部204との間のインタフェースは、S1インタフェースで同じである。
 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、本発明に係る通信端末である図2に示す移動端末202の構成を示すブロック図である。図3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から基地局203に送信信号が送信される。
 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3では省略しているが、各部301~309と接続している。
 図4は、本発明に係る基地局である図2に示す基地局203の構成を示すブロック図である。図4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)、HeNBGW205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。
 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EPC通信部401、他基地局通信部402へ渡され、ユーザデータは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5は、本発明に係るMMEの構成を示すブロック図である。図5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。
 HeNBGW通信部504は、HeNBGW205が存在する場合に設けられ、情報種別によって、MME204aとHeNBGW205との間のインタフェース(IF)によるデータの送受信を行う。HeNBGW通信部504から受信した制御データは、HeNBGW通信部504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での処理の結果は、PDN GW通信部501経由でPDN GWへ送信される。また、制御プレイン制御部505で処理された結果は、基地局通信部502経由でS1インタフェースにより1つあるいは複数の基地局203へ送信され、またHeNBGW通信部504経由で1つあるいは複数のHeNBGW205へ送信される。
 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Home-eNB206のCSGの管理およびCSG IDの管理、そしてホワイトリスト管理は、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。
 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6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ST1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。
 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7は、マクロeNBとスモールeNBとが混在する場合のセルの構成の概念を示す図である。マクロeNBによって構成されるマクロセルは、比較的広い範囲のカバレッジ701を有する。スモールeNBによって構成されるスモールセルは、マクロeNB(マクロセル)のカバレッジ701に比べて範囲が小さいカバレッジ702を有する。
 複数のeNBが混在する場合、あるeNBによって構成されるセルのカバレッジが、他のeNBによって構成されるセルのカバレッジ内に含まれる場合がある。図7に示すセルの構成では、参照符号「704」または「705」で示されるように、スモールeNBによって構成されるスモールセルのカバレッジ702が、マクロeNBによって構成されるマクロセルのカバレッジ701内に含まれる場合がある。
 また、参照符号「705」で示されるように、複数、例えば2つのスモールセルのカバレッジ702が、1つのマクロセルのカバレッジ701内に含まれる場合もある。移動端末(UE)703は、例えばスモールセルのカバレッジ702内に含まれ、スモールセルを介して通信を行う。
 また図7に示すセルの構成では、参照符号「706」で示されるように、マクロeNBによって構成されるマクロセルのカバレッジ701と、スモールeNBによって構成されるスモールセルのカバレッジ702とが複雑に重複する場合が生じる。
 また、参照符号「707」で示されるように、マクロeNBによって構成されるマクロセルのカバレッジ701と、スモールeNBによって構成されるスモールセルのカバレッジ702とが重複しない場合も生じる。
 さらには、参照符号「708」で示されるように、多数のスモールeNBによって構成される多数のスモールセルのカバレッジ702が、1つのマクロeNBによって構成される1つのマクロセルのカバレッジ701内に構成される場合も生じる。
 3GPPおよびMETISにおいて、5Gの必須の要件の1つとして、低レイテンシ(latency)、すなわち、送信データが生成されてから相手先に伝わるまでの時間の中でも、特に、データの送信が完了するまでの待ち時間を短くすることが求められ、送信時間間隔(Transmission Time Interval;略称:TTI)の短縮化が議論されている。
 従来の3GPPのLTE/LTE-Aの規格(非特許文献1参照)に準拠した基地局では、送信単位であるTTIは、時間長であるTTI長が1msのサブフレームの1種類しか定義されていない。
 したがって、基地局から通信端末への下りリンクを考えたときに、基地局が通信端末にデータを送信する期間、および通信端末が受信したデータのACK/NACK信号を基地局に送るまでの時間が、TTI長に制約される。これによって、到達確認を含めた伝送のレイテンシが大きくなるという問題がある。
 この問題を解決するために、本発明の実施の形態1では、基地局を、「TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して送信する機能」、および「複数のデータの標準TTI長における配置に関する配置情報を通信端末に通知する機能」を有するように構成する。
 「標準TTI長」とは、基地局が複数の通信端末と通信している場合でも、データの通信をまたがって行わない最小の時間間隔である。また、「標準TTI長」は、またがってデータの通信を行わないという条件を満たせば、最大のTTIの長さでもよい。
 従来のLTEにおいて、時間方向に「TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して送信する機能」の例を説明する。非特許文献10のTable5.2.3-1に記載されているNormal cyclic prefixのときには、以下の式(1)に示すようになる。このときのフレーム構成で、標準TTI長をサブフレーム長の1ms、14OFDMシンボルとした例で説明する。
Figure 645839WO01-appb-M000001
 図8は、本発明の実施の形態1の通信システムにおけるユーザデータのTTI長と標準TTI長との関係の一例を示す図である。図8では、14OFDMシンボルの標準TTI長に対して、14OFDMシンボル、7OFDMシンボル、2OFDMシンボルのTTI長を使用した例を示している。図8において、横軸は時間tを示す。
 図8に示す例では、標準TTIをまたがるデータを生じさせることなく、標準TTIよりも短いTTIのデータを配置することができる。標準TTI長は、使用する全TTI長の公倍数でなくてもよい。標準TTI長が、使用する全TTI長の公倍数でない場合は、各TTI長のデータは、標準TTI長の単位に収まるTTI数分だけ時間方向にマッピングする。余ったOFDMシンボルは、さらに短いTTI長のデータに使用するか、または未使用とする。
 図9は、本発明の実施の形態1の通信システムにおけるユーザデータのマッピングの一例を示す図である。図9では、標準TTI長を14OFDMシンボルとして、ユーザデータのTTI長が標準TTI長の約数である場合と、ユーザデータのTTI長が標準TTI長の約数でない場合とについて、ユーザデータを時間方向にマッピングする一例を示す。図9において、横軸は時間tを示す。
 例えば、5Gで提案されている1OFDMシンボル、2OFDMシンボル、3OFDMシンボル、4OFDMシンボル、7OFDMシンボルを送信単位とする下り無線フォーマットでは、図9に示すように、各TTI長のデータをマッピングする。TTI長が標準TTI長の約数でない3OFDMシンボルまたは4OFDMシンボルを使用する場合には、標準TTI長の時間で余ったOFDMシンボルを、TTI長が1OFDMシンボルのデータ用リソースに割り当てる。
 図9では、1OFDMシンボルをTTI長とする例を示している。この場合の制御チャネルの送信方法としては、例えば、制御チャネルの情報量を削減した上で、同じ1シンボル上にデータと制御チャネルとを配置する方法が挙げられる。または、ユーザデータ用のOFDMシンボルとは別の短いシンボル長の制御チャネル専用OFDMシンボルを各TTIに付け加えることなどの方法などがある。これらの方法は、本実施の形態におけるマッピングの妨げにはならない。
 さらに、図9の3OFDMシンボルまたは4OFDMシンボルを使用する場合のように、標準TTI長の約数ではないTTIも配置できる機能を有するとよい。この機能を有することによって、規定できるユーザデータのTTI長の自由度が高くなる。これによって、将来的なTTI長の追加などの拡張も容易に行うことができる。
 図10は、本発明の実施の形態1におけるリソースブロックマッピングの一例を示す図である。図10では、動的にTTI長毎のリソースブロックマッピングを変更する例を示している。図10において、横軸は時間tを示し、縦軸は周波数fを示す。
 前述の図9では、TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して送信する機能の一例として、時間方向に種々のTTI長となるデータを、標準TTIの境目をまたがらないように配置する機能の例を示している。図10では、TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して送信する機能のもう一つの例として、周波数方向に種々のTTI長となるデータを配置する例を示している。
 基地局は、標準TTI長と、選択的にいくつかのTTI長での接続が可能である。基地局は、自局が使用可能な全てのTTI長から、同一の標準TTI長の期間内で1つ以上のTTI長となる接続(リンク)を選択する。基地局は、選択した接続(リンク)のTTI長を通信端末に与える。
 図10では、最初の標準TTIの期間は、「TTI長1」、「TTI長2」および「TTI長3」の3種類のTTI長による接続が可能であることを示している。
 基地局は、標準時間単位に下りリンクで利用可能なOFDMシンボル上のリソースブロックを周波数方向に分割して、各TTI長データ専用のリソースとして割り当てる。各TTI長で送信するPDCCHおよびPDSCHは、割り当てられた周波数にマッピングする。各TTI長データに割り当てる周波数は、標準TTI単位で動的に変更してもよい。
 次に、「対向する通信端末に当該配置情報を通知する機能」の例について説明する。基地局から報知チャネル(PBCH)によって通知する例を説明する。
 例えば、送信されるMIB(Master Information Block)に、当該基地局が使用できるTTI長の種類、ならびに各TTI長用の下りリソースとして割り当てる時間および周波数の情報を含めるとよい。
 通信端末は、MIBを受信することによって、通信しようとする基地局で送受信されるデータのTTI長の種類と配置情報とを認識することが可能となる。
 以上のように本実施の形態では、基地局は、「TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して通信端末に送信する機能」と、「複数のデータの標準TTIにおける配置に関する配置情報を通信端末に通知する機能」とを有する。これによって、複数のデータを異なるTTIで、基地局から通信端末に送信することができるので、通信の待ち時間、すなわちレイテンシを短縮することができる。
 具体的には、TTI長を可変にすることができるので、通常のTTIよりも短いデータを配置した通信が可能となる。TTIを短くすることによって、データの送信から受信までの片道のレイテンシを短くすることができる。また、受信側からのNACK返送によるデータの再送を考慮した場合、再送するデータのTTIが短くなることによって、再送を含めたレイテンシを低く抑えることができる。
 前述の「TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して通信端末に送信する機能」の例では、時間方向の配置および周波数方向の配置について説明した。3GPPのリソースブロックのように、特定の周波数および特定の時間を1つの単位(以下「リソースブロック」という場合がある)として、当該単位毎に種々のTTI長を配置してもよい。このようにすることによって、基地局が通信端末に通知するデータのTTI長の種類と配置情報とを低減することができる。
 さらに、通信端末は、「標準TTI長」の境界を基地局の報知情報、あるいは同期信号と同期させる機能を有することが望ましい。ここで、基地局の報知情報は、3GPPにおけるPBCHである。同期信号は、3GPPにおけるP-SS、S-SSである。また、「標準TTI長」の境界は、CRS、DMRS、CSI-RS、SRS(Sounding Reference Signal)などのリファレンスシグナルと同期させるのが望ましい。あるいは、完全に同期していなくても固定のオフセットを有してもよい。
 このようにすることによって、通信端末は、IDLE状態からセルサーチをして報知チャネルを受信し、接続を開始する時点で、基地局の標準TTI長のタイミングに同期することになる。
 これによって、通信端末は、標準TTIの開始時刻からユーザデータのTTIのタイミングを容易に判断することが可能である。したがって、TTI長に依存したタイミング制御を必要としない。
 また、通信端末は、RRC接続の後も、ユーザデータのTTI長に関わらず、標準TTI長のタイミングで、基地局との遅延測定および受信電力の測定を行うことができる。
 さらに、「標準TTI長」の境界に対して、既定の位置にPDCCHを配置することが望ましい。これによって、各通信端末は、標準TTI長内の処理をする前に、PDCCHの配置を把握することができる。したがって、通信端末における処理量の低減を図ることができる。上記の既定の位置は、MIBまたはSIBなどの報知情報で通知してもよい。
 また、「標準TTI長」の境界内のリソースブロック毎に、規定の位置にPDCCHを配置してもよい。前述の図10では、各リソースブロックの先頭の1OFDMシンボルから3OFDMシンボルにPDCCHを配置した例を示している。「標準TTI長」の境界内のリソースブロック毎に、規定の位置にPDCCHを配置することによって、TTIが異なるリソースブロック毎に、TTIに対応した異なるPDCCHの送信が可能となる。
 また、「標準TTI長」の境界に対して、既定の位置に、PCCHおよびCCCHなどの各種共通チャネルを配置することが望ましい。これによって、各通信端末は、標準TTI長内の処理をする前に、共通チャネルの配置を把握することができる。したがって、通信端末における処理量の低減を図ることができる。上記の既定の位置は、MIBまたはSIBの報知情報で通知してもよい。
 図11および図12は、下りチャネルのマッピングの一例を示す図である。図11は、標準TTI長の制御チャネルのマッピングの一例を示す図である。図12は、各TTI長のユーザデータのマッピングの一例を示す図である。
 図11に示すように、基地局では、報知制御チャネル(BCCH)、ページング制御チャネル(PCCH)、および共有制御チャネル(CCCH)などの制御チャネルは、MACにおいて標準TTI長に属するMAC PDU(MAC Protocol Data Unit)に出力して、標準TTI長の物理チャネルにマッピングする。
 これに対して、RRC接続状態で使用するユーザデータ用の個別トラフィックチャネル(DTCH)および個別制御チャネル(DCCH)は、図12に示すように、各TTI長に属するMAC PDUに出力して、各TTI長の物理チャネルであるPDSCHおよびPDCCHにマッピングする。
 また、基地局は、TTI長だけではなく、ベアラ、サービス、QoS(Quality of Service)、またはコンテンツの種別によって、標準TTI時間内、またはそれ以外の時間単位で、使用する下りリソースを選択し、MAC PDUを分離してもよい。
 本実施の形態では、各TTI長のユーザデータがマッピングされる物理下り共有チャネル(PDSCH)および物理下り制御チャネル(PDCCH)を、標準TTI長で全ての通信端末に共通に送信する物理制御チャネルから分離する。そして、各TTI長で独立した下りリソースにマッピングし、コーディング処理を行う。
 これによって、TTI長を可変とした基地局および通信端末を実現することができる。特に、複数のTTI長を同時に使用する基地局および通信端末では、制御の簡略化に有効である。
 SIBを搬送するためのPDSCHは、周波数利用効率を高めるために、標準TTI長のリソースを使用して全TTI長共通で一括送信するか、または各TTI長でそれぞれ割り当てられたリソースで個別に送信してもよい。
 また、ランダムアクセスシーケンスを分類し、ランダムアクセスプリアンブルに続くRACH情報を送信するPDSCHのTTI長に対応させる機能を有するとよい。ランダムアクセスシーケンスは、SIB2に含まれるランダムアクセスプリアンブルを同定するための既知系列である。
 具体的には、それぞれのTTI長で異なるシーケンス番号となるように定義して送信する。これによって、通信端末において、標準のTTI長で接続を開始して、その後に所望のTTI長に遷移する必要がないので、データの通信の開始までの時間を短縮することが可能となる。
 図13は、本発明の実施の形態1の通信システムにおける通信端末が行う通信処理の手順の一例を示すフローチャートである。図13では、通信処理として、IDLE状態からRRC接続までの処理の手順の一例を示す。通信端末は、セルサーチを開始すると、ステップST1301に移行する。
 ステップST1301、ステップST1302、およびステップST1303の処理は、それぞれ、図6のステップST601、ステップST602およびステップST603の処理と同一であるので、説明を省略する。
 ステップST1304において、通信端末は、図6のステップST604と同様にして、ベストセルのPBCHを受信して、報知情報であるBCCHを得る。これによって、通信端末は、ベストセルのMIBを得て、基地局のセル構成情報を解析する。本実施の形態では、通信端末は、ステップST1304において、報知情報であるBCCHに加えて、基地局側で使用可能なTTI長情報を取得する。
 ステップST1305において、通信端末(UE)は、MIBのTTI長情報に自端末(UE)と一致するものがあるか否かを判断する。具体的には、通信端末は、通信可能なTTI長が基地局でサポートされるか否かを判断することによって、MIBのTTI長情報に自端末(UE)と一致するものがあるか否かを判断する。
 通信可能なTTI長が基地局でサポートされると判断された場合は、MIBのTTI長情報に自端末(UE)と一致するものがあると判断して、ステップST1306に移行する。通信可能なTTI長が基地局でサポートされないと判断された場合は、MIBのTTI長情報に自端末(UE)と一致するものがないと判断して、他の基地局(セル)をサーチする。
 ステップST1306およびステップST1307の処理は、それぞれ図6のステップST605およびステップST606の処理と同一であるので、説明を省略する。
 以上の処理を行うことによって、MIBにTTI長情報が含まれる場合、通信端末は、接続しようとする基地局の利用可能なTTI長を接続前の段階で判別することができる。したがって、接続試行回数を増やすことなく、効率良くRRC接続することが可能である。
 実施の形態2.
 本発明の実施の形態2の通信システムは、前述の実施の形態1の通信システムと構成が類似するので、共通する説明および図示を省略する。本実施の形態の通信システムは、実施の形態1と同様に、基地局が「TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して送信する機能」および「複数のデータの標準TTI長における配置に関する配置情報を通信端末に通知する機能」を有するように構成される。
 これに加えて、本実施の形態の通信システムは、上りの通信端末の送信についても「TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して送信する機能」、および、「複数のデータの標準TTI長における配置に関する配置情報を通信端末に通知する機能」を有するように構成される。
 すなわち、本実施の形態では、通信端末は、「前述の配置情報が基地局から通知されると、TTI長が異なる複数のデータを同一の標準TTIに配置して基地局に送信する機能」を有するように構成される。これによって、複数のデータを異なるTTIで通信端末から基地局に送信することができるので、通信の待ち時間、すなわちレイテンシを短縮することができる。したがって、レイテンシがさらに小さい通信システムを実現することができる。
 特に、「標準TTI長」の境界に対して、既定の位置に、各種共通チャネルであるRACHを配置することが望ましい。これによって、各通信端末は、標準TTI長内で処理を行う前に、共通チャネルの配置を把握することができる。したがって、通信端末における処理量の低減を図ることができる。上記の既定の位置は、MIBまたはSIBなどの報知情報で通知してもよい。
 本実施の形態の通信システムは、上りリンクについても、下りリンクと同様に、OFDMシンボルの周波数方向に、TTI長によるリソース割り当てを行い、さらに、PRACHの送信可能リソースもTTI長毎のリソースにマッピングする機能を有する。
 図14は、本発明の実施の形態2におけるPRACHのリソース割り当ての一例を示す図である。基地局は、TTI長1およびTTI長2の2種類のTTI長の接続方法を提供する。基地局は、図14に示すように、それぞれのTTI長で、一定の間隔および周波数帯に、PRACH送信可能リソースを設定する。
 通信端末は、TTI長を選択して、定められたPRACH送信可能リソースで基地局にPRACHを送信する。通信端末は、TTI長毎のPRACH送信可能リソースを、例えば、MIBのTTI長情報を拡張することによって、判断することが可能である。
 以上の本実施の形態によれば、前述の実施の形態1と同様に、基地局は、PRACHを受信した時点で、通信端末が期待するTTI長を認識することができる。これに加えて、本実施の形態では、基地局は、TTI長毎にPRACHを送信可能な上りリソースの間隔を変えることによって、最適なランダムアクセスシーケンスの応答時間、およびPRACHで使用される上りリソースのオーバヘッドの調節が可能である。このことは、特に、通信端末がIDLE状態から接続するまでの時間の短縮に有効である。
 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。
 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。
 701 マクロセルのカバレッジ、702 スモールセルのカバレッジ、703 移動端末(UE)。

Claims (5)

  1.  通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能な基地局装置とを備える通信システムであって、
     前記基地局装置は、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置して、前記通信端末装置に送信するとともに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報を前記通信端末装置に通知することを特徴とする通信システム。
  2.  前記通信端末装置は、前記配置情報が前記基地局装置から通知されると、前記送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを同一の前記標準送信時間間隔に配置して、前記基地局装置に送信することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
  3.  通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能な基地局装置とを備える通信システムを構成する前記基地局装置であって、
     送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置して、前記通信端末装置に送信するとともに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報を前記通信端末装置に通知することを特徴とする基地局装置。
  4.  通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能な基地局装置とを備える通信システムを構成する前記通信端末装置であって、
     送信時間間隔の長さが異なる複数のデータが、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置されて前記基地局装置から自装置に送信されるときに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報が前記基地局装置から自装置に通知されると、前記送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを同一の前記標準送信時間間隔に配置して、前記基地局装置に送信することを特徴とする通信端末装置。
  5.  通信端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う通信方法であって、
     前記基地局装置は、送信時間間隔の長さが異なる複数のデータを、基準となる前記送信時間間隔として予め定める同一の標準送信時間間隔に配置して、前記通信端末装置に送信するとともに、前記複数のデータの前記標準送信時間間隔における配置に関する配置情報を前記通信端末装置に通知することを特徴とする通信方法。
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