JP5412426B2 - 無線通信システムにおける接続処理方法並びに無線基地局及び無線端末 - Google Patents

無線通信システムにおける接続処理方法並びに無線基地局及び無線端末 Download PDF

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Description

本件は、無線通信システムにおける接続処理方法並びに無線基地局及び無線端末に関する。本件は、無線端末がランダムアクセスにより無線基地局との接続確立を要求する無線通信システムに用いられる場合がある。
携帯電話などの無線端末（移動局）を含む無線（移動）通信システムでは、現在、code division multiple access（ＣＤＭＡ）方式による第３世代移動通信方式がサービスを開始している。一方、より高速な通信を可能とする、次世代移動通信方式も検討されている。3rd Generation Partnership Project（３ＧＰＰ）においては、Long Term Evolution（ＬＴＥ）として次世代移動通信方式の検討が行なわれている。
移動通信システムにおいては、無線基地局（evolved Node B：ｅＮＢ）と移動局（User Equipment：ＵＥ）とが通信を開始するにあたって、ＵＥがｅＮＢに対して送信を開始する際に用いられるチャネルが用意される。３ＧＰＰにおいては、このチャネルをランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）と呼び、ＲＡＣＨによる通信開始手順をランダムアクセス（ＲＡ）と呼ぶ。
ＲＡＣＨには、ｅＮＢがＵＥからの送信を識別するための最小限の情報が含まれる。また、ＲＡＣＨは、通信開始時に使用され、以降は個別チャネル（または共有チャネル）が使用されるため、複数のＵＥが同時に使用しなければ、ＵＥ同士で共通に使用することができる。そのため、ＲＡＣＨには、シグネチャ（あるいはプリアンブル）と呼ばれる識別子を適用し、これによりｅＮＢがＲＡＣＨで同時に送信してくるＵＥを識別できるようにしている。
ＵＥがＲＡを実行する契機としては、例えば、初回送信（発信）時、ｅＮＢから着信があった時（ダウンリンク（ＤＬ）データの発生時）、ハンドオーバ時、接続解除後の復帰時（中断した通信の再開時）などがある。なお、ｅＮＢからＵＥへの方向の無線リンクがダウンリンク（ＤＬ）であり、その逆の方向の無線リンクがアップリンク（ＵＬ）である。
ここで、初回送信時や接続解除後の復帰時など、ｅＮＢで存在が管理できていないＵＥには、排他的に使用可能な個別のシグネチャが割り当てられていない場合がある。そのようなＵＥは、予め用意されている複数（例えば６４種類）のシグネチャの中からランダムに一つを選んでＲＡを行なう。したがって、低い確率ではあるが、複数のＵＥが同時に同じシグネチャを用いてＲＡを行なうことが起こり得る。このようなＲＡ方法をcontention based random access procedure（コンテンションベースＲＡ手順）という。
この場合に、ｅＮＢは、競合するシグネチャ（ＵＥ）の解決（選択）を行ない、選択したＵＥへ応答を行なう。ＵＥは、ｅＮＢから受信した前記応答を基に、自身がｅＮＢに選択されたかどうかを判断する。ｅＮＢに選択されたＵＥは、ｅＮＢとの通信（ＲＡ手順）を継続して、ｅＮＢとの間の無線チャネル設定などを行なう。ｅＮＢに選択されなかったＵＥは、一定時間経過後などに、ＲＡを再実行する。
なお、ＵＥが接続先のｅＮＢを切り替えるハンドオーバを実行する場合にこのようなシグネチャの衝突が発生すると、接続の瞬断や、場合によっては通信が切断される。そのため、ＬＴＥでは、ハンドオーバを行なうＵＥには、予め個別のシグネチャを割り当てることが提案されている。このようなＲＡ方法を、non-contention based random access procedure（非コンテンションベースＲＡ手順）と呼ぶ。
3GPP TR25.913 V7.3.0(2006-03) 3GPP TS36.300 V8.4.0(2008-03)
コンテンションベースＲＡを実行したＵＥが接続確立対象としてｅＮＢに選択されても、当該ＵＥは、ｅＮＢから接続を許可されない場合がある。例えば、通信トラヒックが多い場合などに、ｅＮＢは、新規のＵＥの接続を拒否したり、保留したりすることがある。
このような場合、ＵＥは、例えば一定時間後にｅＮＢに対する接続処理（ＲＡ）を再実行することができるが、ｅＮＢは、以前のＲＡ手順の過程で選択したＵＥを管理していない。そのため、従来技術では、過去のＲＡ手順でｅＮＢに選択されたＵＥは、選択されなかった他のＵＥと同等の条件（手順）で接続処理（ＲＡ）を実行することができるに留まる。
本件の目的の一つは、無線端末が無線基地局との接続を確立するまでの時間を短縮することにある。
なお、前記目的に限らず、後述する実施の形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的の一つとして位置付けることができる。
例えば、以下の手段を用いる。
（１）無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける接続処理方法において、前記無線基地局は、他の無線端末との競合がない上で、または、他の無線端末との競合を解決した上で、第１の接続処理に従って接続要求してきた無線端末に対して接続を許可しない場合に、前記無線端末がその後に接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理を適用するように制御し、前記第１の接続処理における前記接続要求は、他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を含み、前記第２の接続処理における前記接続要求は、前記許可しない場合に前記無線端末に割り当てた、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を含み、前記制御は、前記無線端末に割り当てる識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶する過程と、前記第２の接続処理により前記無線端末との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線端末との通信を行なう過程と、を含む、接続処理方法を用いることができる。
（２）無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける前記無線基地局において、他の無線端末との競合がない上で、または、他の無線端末との競合を解決した上で、第１の接続処理に従って接続要求してきた無線端末に対して接続を許可しない場合に、前記無線端末がその後に接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理を適用するように制御する制御部、をそなえ、前記第１の接続処理における前記接続要求は、他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を含み、前記制御部は、前記第２の接続処理における前記接続要求に前記無線端末が用いる情報であって、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を、前記許可しない場合に前記無線端末に対して割り当て、前記無線端末に割り当てる識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶し、前記第２の接続処理により前記無線端末との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線端末との通信を制御する、無線基地局を用いることができる。
（３）無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける無線端末において、他の無線端末との競合がない上で、または、他の無線端末との競合が解決された上で、第１の接続処理に従った接続要求に対して前記無線基地局から接続が許可されない場合に、その後に前記無線基地局へ接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理が適用される制御を前記無線基地局から受ける制御部、をそなえ、前記制御部は、他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を用いて前記第１の接続処理における前記接続要求を行ない、前記許可されない場合に前記無線基地局から割り当てられた、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を用いて前記第２の接続処理における前記接続要求を行ない、前記無線基地局から割り当てられた無線端末の識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶し、前記第２の接続処理により前記無線基地局との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線基地局との通信を行なう、無線端末を用いることができる。
開示の技術によれば、無線端末が無線基地局との接続を確立するまでの時間を短縮することが可能である。
コンテンションベースＲＡ手順の一例を示すシーケンス図である。 非コンテンションベースＲＡ手順の一例を示すシーケンス図である。 第１実施形態の無線（移動）通信システムの一例を示すブロック図である。 第１実施形態の無線通信システムの動作（ＲＡ手順）の一例を説明するシーケンス図である。 第１実施形態の無線基地局（ｅＮＢ）のＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第１実施形態の無線端末（ＵＥ）のＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第２実施形態のｅＮＢのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第２実施形態のＵＥのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第３実施形態のｅＮＢのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第３実施形態のＵＥのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第４実施形態のｅＮＢのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第４実施形態のＵＥのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第５実施形態の無線通信システムのＲＡ手順の一例を説明するシーケンス図である。 第５実施形態のｅＮＢのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第５実施形態のＵＥのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第６実施形態のｅＮＢのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第６実施形態のＵＥのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。 第７実施形態のｅＮＢのＲＡ手順の一例を説明するフローチャートである。
符号の説明
１０ 無線基地局（ｅＮＢ）
１１ 送受信アンテナ
１２ 送信機
１３ 受信機
１４ 制御部
１４１ ＲＮＴＩ管理部
１４２ プリアンブル管理部
１４３ 輻輳監視部
１４４ 通信管理部
２０ 無線端末（ＵＥ）
２１ 送受信アンテナ
２２ 送信機
２３ 受信機
２４ 制御部
２４１ ＲＮＴＩ管理部
２４２ プリアンブル管理部
２４４ 通信管理部
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施例を組み合わせる等）して実施することができる。
〔１〕第１実施形態
まず、既述のコンテンションベースＲＡ手順と、非コンテンションベースＲＡ手順と、について、図１及び図２を用いて説明する。図１がコンテンションベースＲＡ手順、図２が非コンテンションベースＲＡ手順の一例をそれぞれ示している。
（１．１）コンテンションベースＲＡ手順
図１に例示するコンテンションベースＲＡ手順では、ＵＥは、予め用意されている複数のシグネチャの中から使用するシグネチャをランダムに選択し、選択したシグネチャを含むメッセージ（Msg1：ＲＡプリアンブル）を、ＲＡＣＨにてｅＮＢへ送信する。
ｅＮＢは、ＵＥから送信されたＲＡプリアンブル（シグネチャ）を受信すると、それに対するＲＡ応答（Msg2）を返す。このＲＡ応答は、例えばＤＬの共有チャネルを用いて送信される。また、このＲＡ応答には、ｅＮＢが受信（判別）できた１又は複数のシグネチャ、当該シグネチャに対応するＵＬの共有チャネルの送信許可、以降のＲＡ通信の対象（ＵＥ）を識別するために一時的に割り当てる識別子、などを含めることができる。この識別子は、temporary-connection radio network temporary identifier（T-CRNTI）と呼ばれる。
ＵＥは、ｅＮＢからＲＡ応答（Msg2）を受信すると、その受信情報に前記ＲＡプリアンブル（Msg1）で送信したシグネチャが含まれるか否かを確認する。含まれる場合には、ＵＥは、当該ＲＡ応答に含まれる、自身が送信したシグネチャに対応する送信許可に基づいて、ＵＬのメッセージ（Msg3）の送信（Scheduled Transmission）を行なう。このメッセージ（Msg3）には、ＵＥの識別番号の一例としてのtemporary mobile subscriber identity（ＴＭＳＩ）などを含めることができる。
ここで、前記ＲＡプリアンブル（Msg1）で、ＵＥは、ランダムに選択したシグネチャを用いるため、複数のＵＥが、同時に同じシグネチャを用いてＲＡプリアンブル（Msg1）をｅＮＢに送信してしまう場合が起こり得る。
その場合、ｅＮＢでは、それらのＵＥを判別できないが、ＵＥが前記Scheduled Transmission（Msg3）で送信した識別番号（ＴＭＳＩ）を受信することで、どのＵＥ２０間でシグネチャの競合が発生したかを認識して競合解決することが可能になる。ｅＮＢは、競合解決により選択したＵＥに対して、応答（Msg4）を返す。この応答（Msg4）はContention Resolutionと呼ばれる。
この応答（Msg4）を受信したＵＥは、ｅＮＢとの通信を継続する。その際、ＵＥは、前記T-CRNTIをcell-RNTI（C-RNTI）として以降の通信で使用する。一方、ｅＮＢで選択されずMsg4を受信できなかったＵＥは、上述したＲＡ手順を最初からやり直す（Msg1を再送信する）ことになる。
（１．２）非コンテンションベースＲＡ手順
これに対して、図２に例示する非コンテンションベースＲＡ手順では、ＵＥがシグネチャをランダムに選択するのではなく、ｅＮＢが、ＵＥに個別のシグネチャを選択して、予めＵＥに通知（割当）する（Msg0：Random Access(RA) Preamble Assignment）。
ＵＥは、この通知（Msg0）によりｅＮＢから割り当てられた個別シグネチャを用いて、ｅＮＢに対してＲＡを実行する。即ち、ＵＥは、予め割り当てられた個別シグネチャ含むメッセージ（Msg1：ＲＡプリアンブル）をＲＡＣＨにてｅＮＢ宛に送信する。
ｅＮＢは、当該ＲＡプリアンブル（Msg1）をＵＥから受信すると、ＵＬ通信のための同期信号や個別シグネチャに対応するＵＬ送信許可などとともに、当該ＲＡプリアンブルに対するＲＡ応答（Msg2）をＵＥに返信する。
このように、非コンテンションベースＲＡ手順では、ＲＡプリアンブルの送信に用いるシグネチャがＵＥに予め割り当てられるから、ＵＥは、コンテンションベースＲＡ手順の場合よりも早期にｅＮＢとの接続を確立することが可能である。ｅＮＢが、ＵＥの存在を事前に認識（管理）していれば、ＵＥへの送信からＲＡ手順を開始することができるから、非コンテンションベースＲＡ手順の適用が可能である。
ところで、図１に例示したコンテンションベースＲＡ手順では、既述のように、ＵＥは、ｅＮＢに接続確立対象として選択されてもｅＮＢの都合によってｅＮＢとの接続を確立できない場合がある。例えば、ｅＮＢに輻輳が発生しているような場合である。
このような場合、ｅＮＢは、ＵＥに対して、前記Msg4として接続を許可しない（拒否又は保留）ことを意味するメッセージ“radio resource control（RRC） connection reject”を通知する。このメッセージには、ＲＡを再実行すべきタイミング（待機時間）に関する情報を含めることができる。
したがって、このRRC connection reject（Msg4）を受信したＵＥは、前記待機時間経過後にＲＡを再実行することができる。ただし、当該ＵＥは、ｅＮＢ１０で選択されたにも関わらずｅＮＢ１０の都合で接続できなかったのであるから、判別されなかった他のＵＥと同等の条件でＲＡ（接続処理）を行なう（最初からやり直す）のは公平性に欠ける。
そこで、本例では、第１の接続処理（方式）の一例としてのコンテンションベースＲＡ手順に従って接続要求をｅＮＢに行なったが接続を許可されなかったＵＥが、その後にｅＮＢに接続要求を行なう際に、第１の接続処理（方式）とは異なる第２の接続処理（方式）を適用するように制御する。
例えば、ｅＮＢが、判別できたＵＥに対して、接続を拒否又は保留することを通知する際に、当該ＵＥが優先的な接続制御を受けることができることを示す情報（優先情報）を通知する（割り当てる）。この優先情報の一例としては、１〜数ビットのフラグ情報、個別シグネチャ、ＵＬの送信許可、ＵＬの無線リソースの割当情報、時間（タイミング）情報などを適用することができる。ＵＥは、ｅＮＢから受信した前記優先情報を基に接続処理（ＲＡ）を実行する。つまり、ＵＥは、前記優先情報の通知（割当）をｅＮＢから受けることで、ｅＮＢから前記制御を受けることになる。
換言すると、ｅＮＢ１０は、第１の情報の一例としてのランダムシグネチャに基づく接続要求を行なってきたＵＥ２０に対して接続を許可しない場合に、その後にＵＥ２０がｅＮＢ１０への送信を行なう際に前記ランダムシグネチャに基づく場合よりも接続許可されやすい接続手順が適用される第２の情報の一例としての前記優先情報を、ＵＥ２０に割り当てる。そして、当該ＵＥ２０は、ｅＮＢ１０に対して、前記割り当てられた第２の情報に基づく送信を行なう。さらにいえば、前記第２の情報は、前記第１の情報よりも他のＵＥ２０との競合発生確率の低い情報とすることで、前記接続許可されやすい接続手順の適用が可能となる。
これにより、ｅＮＢに接続を許可されなかったＵＥがその後に接続処理（ＲＡ）を実行する場合、そのＵＥは、他のＵＥに優先して早期にｅＮＢとの接続を確立することが可能となる。したがって、接続の遅延や切断の発生を削減することが可能となる。
以下、具体的な実施例について、図３〜図６を参照しながら説明する。
（１．３）システム構成例
図３は、第１実施形態に係る無線（移動）通信システムの一例を示すブロック図である。この図３に例示するシステムは、無線基地局の一例としてのｅＮＢ１０と、ｅＮＢ１０の無線エリアにおいて無線リンクを介してｅＮＢ１０と通信する、無線端末（移動局）の一例としてのＵＥ２０と、をそなえる。
この図３では、１台のｅＮＢ１０と、１台のＵＥ２０とに着目しているが、ｅＮＢ１０及びＵＥ２０は、それぞれ、前記無線通信システムにおいて複数存在することができる。。前記無線リンクには、ＤＬ及びＵＬの無線チャネルが含まれる。前記ＤＬ及びＵＬの無線チャネルのそれぞれには、複数のＵＥにより共有される共有チャネルと、個々のＵＥが排他的に使用可能な個別チャネルと、が含まれ得る。
また、図３中に例示するｅＮＢ１０及びＵＥ２０の構成は、以降の第２乃至第７実施形態においても、特に断らない限り、共通で構わない。さらに、本例での無線基地局１０は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）の機能の一部又は全部を具備するＬＴＥでのｅＮＢであることを想定しているが、ＬＴＥよりも前の世代での（ＲＮＣの機能が組み込まれない）基地局であっても構わない。加えて、シグネチャを用いるＲＡ手順が規定された基地局であれば、どのシステムの基地局であっても構わない。
（ｅＮＢの説明）
ｅＮＢ１０は、例示的に、送受信アンテナ１１と、送信機１２と、受信機１３と、制御部１４と、をそなえる。
送受信アンテナ１１（以下、単に「アンテナ１１」と表記することもある）は、ｅＮＢ１０が提供する無線エリア（セル又はセクタ）に存在するＵＥ２０にて受信され得るＤＬの無線信号を送信する一方、ＵＥ２０が送信したＵＬの無線信号を受信する。
送信機１２は、ＵＥ２０宛の送信データ（ユーザデータ、制御データなどが含まれる）に対して所定の送信処理を施して無線チャネルの信号を生成し、送受信アンテナ１１へ出力する。前記送信処理には、例示的に、ＤＬの送信データの符号化、符号化データの変調、変調信号の所定チャネルのフレームへのマッピング、フレーム信号の無線周波数への周波数変換（アップコンバート）、無線フレームの電力増幅、などが含まれ得る。前記無線フレームには、例えば、Orthogonal Frequency Division Multiplexing（ＯＦＤＭ）やOrthogonal Frequency Division Multiple Access（ＯＦＤＭＡ）をベースとする無線フレームを適用できる。
受信機１３は、アンテナ１１で受信されたＵＬの無線信号（無線フレーム）について所定の受信処理を施して、ＵＥ２０が送信したＵＬのデータ（ユーザデータ、制御データなどが含まれる）を取得する。前記受信処理には、例示的に、受信信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバート）、利得調整、復調、復号などが含まれ得る。
制御部１４は、送信機１２の前記送信処理及び受信機１３の前記受信処理を制御する。この制御によって、既述のＲＡ手順で用いるメッセージの送受信タイミングなどが制御される。そのため、制御部１４は、例示的に、ＲＮＴＩ管理部１４１と、プリアンブル管理部１４２と、輻輳監視部１４３と、通信管理部１４４と、をそなえる。
ＲＮＴＩ管理部１４１は、ＵＥ２０の識別情報の一例としてのＲＮＴＩをＵＥ２０別に管理する。前記管理には、ＵＥ２０に対するシグネチャの割当、解放が含まれる。ＲＮＴＩには、T-CRNTI、C-RNTIが含まれる。
プリアンブル管理部１４２は、ＵＥ２０との間のＲＡ手順で用いるＲＡプリアンブル（シグネチャ）を管理する。シグネチャは、ＬＴＥでは６ビット（６４種類）分用意されており、これらを前記２種類のＲＡ手順（コンテンションベースＲＡ手順および非コンテンションベースＲＡ手順）で共用する。コンテンションベースＲＡ手順においてＵＥ２０がランダムに選択して用いるシグネチャをランダムシグネチャ、非コンテンションベースＲＡ手順においてｅＮＢ１０が選択してＵＥ２０に割り当てるシグネチャを個別シグネチャとそれぞれ称する。ランダムシグネチャは、ＵＥ２０が選択する情報であるから、他のＵＥ２０との競合が生じうる情報である。これに対し、個別シグネチャは、ＵＥ２０の存在を管理するｅＮＢ１０が事前にＵＥ２０別に割り当てる情報であるから、他のＵＥ２０との競合が生じない、ＵＥ２０に個別の情報である。
輻輳監視部１４３は、ｅＮＢ１０の通信トラフィック量などを監視することにより輻輳状態の発生の有無を監視する。輻輳状態が発生していると判断した場合、輻輳監視部１４３は、その旨を通信管理部１４４に通知する。
通信管理部１４４は、ＲＮＴＩ管理部１４１、プリアンブル管理部１４２および輻輳監視部１４３と連携して、送信機１２の前記送信処理及び受信機１３の前記受信処理を制御する。例えば、通信管理部１４４は、ＲＮＴＩ管理部１４１と連携して、ＲＮＴＩを含むメッセージの送受信（生成、抽出）を行なったり、プリアンブル管理部１４２と連携して、シグネチャを含むメッセージの送受信（生成、抽出）を行なう。
また、輻輳監視部１４３にて輻輳状態が確認された場合、通信管理部１４４は、ＲＡ手順の過程で接続確立対象として選択したＵＥ２０に対する、接続拒否又は保留を意味するメッセージ（RRC connection reject）を生成、通知する。その際、通信管理部１４４は、前記選択したＵＥ２０が優先的な接続制御を受けられることを示す情報（優先情報）を併せて通知することができる。これにより、前記接続を許可されなかったＵＥ２０が、その後にｅＮＢ１０に接続要求を行なう際に、前回の接続処理とは異なる第２の接続処理を適用するように制御することができる。
なお、通信管理部１４４は、付加的に、ＵＥ２０との通信（ＲＡ時の通信も含む）に用いる無線リソースを管理する。例えば、通信管理部１４４は、ＵＥ２０との通信に用いるＵＬ及びＤＬの無線リソース〔チャネル周波数や時間（送受信タイミング）など〕と、その割り当てとを管理する。前記無線フレームにＯＦＤＭＡ方式のフォーマットを適用する場合であれば、前記無線リソースの管理は、サブチャネル周波数とシンボル時間とで規定される２次元の送受信領域（バーストと呼ばれる）の配置（マッピング）を管理することに相当する。
（ＵＥの説明）
一方、図３に示すＵＥ２０は、例示的に、送受信アンテナ２１と、送信機２２と、受信機２３と、制御部２４と、をそなえる。
送受信アンテナ２１（以下、単に「アンテナ２１」と表記することもある）は、ｅＮＢ１０が提供する無線エリア（セル又はセクタ）において、ｅＮＢ１０が送信したＤＬの無線信号を受信する一方、ｅＮＢ１０宛のＵＬの無線信号を送信する。
送信機２２は、ｅＮＢ１０宛のＵＬの送信データ（ユーザデータ、制御データなどが含まれる）に対して所定の送信処理を施して無線チャネルの信号を生成し、送受信アンテナ２１へ出力する。前記送信処理には、例示的に、ＵＬの送信データの符号化、符号化データの変調、変調信号の所定チャネルのフレームへのマッピング、フレーム信号の無線周波数への周波数変換（アップコンバート）、無線フレームの電力増幅、などが含まれ得る。
受信機２３は、アンテナ２１で受信されたＤＬの無線信号（無線フレーム）について所定の受信処理を施して、ｅＮＢ１０が送信したＤＬのデータ（ユーザデータ、制御データなどが含まれる）を取得する。前記受信処理には、例示的に、受信信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバート）、利得調整、復調、復号などが含まれ得る。
制御部２４は、送信機２２の前記送信処理及び受信機２３の前記受信処理を制御する。この制御によって、既述のＲＡ手順で用いるメッセージの送受信タイミングなどが制御される。そのため、制御部２４は、例示的に、ＲＮＴＩ管理部２４１と、プリアンブル管理部２４２と、通信管理部２４４と、をそなえる。
ＲＮＴＩ管理部２４１は、自局（ＵＥ２０）の識別情報の一例としてのＲＮＴＩを管理する。ＲＮＴＩには、T-CRNTI、C-RNTIが含まれる。
プリアンブル管理部２４２は、ＵＥ２０との間のＲＡ手順で用いるランダムアクセスプリアンブル（シグネチャ）を管理する。シグネチャには、コンテンションベースＲＡ手順でＵＥ２０がランダムに選択するランダムシグネチャと、非コンテンションベースＲＡ手順でｅＮＢ１０から事前に通知される（割り当てられる）個別シグネチャと、が含まれる。
通信管理部２４４は、ＲＮＴＩ管理部２４１およびプリアンブル管理部２４２と連携して、送信機２２の前記送信処理及び受信機２３の前記受信処理を制御する。例えば、通信管理部２４４は、ＲＮＴＩ管理部２４１と連携して、ＲＮＴＩを含むメッセージの送受信（生成、抽出）を行なったり、プリアンブル管理部２４２と連携して、シグネチャを含むメッセージの送受信（生成、抽出）を行なう。
また、接続拒否又は保留を意味するメッセージ（RRC connection reject）とともに前記優先情報が通知された場合、通信管理部１４４は、当該優先情報を基に、ｅＮＢ１０に対してＲＡを実行する。これにより、当該ＵＥ２０は、第１のＲＡで接続を許可されない場合でも、その後の第２のＲＡにおいてｅＮＢ１０に優先的に扱われる。
なお、通信管理部２４４は、付加的に、ｅＮＢ１０との通信（ＲＡ時の通信も含む）に用いる無線リソースを管理する。例えば、通信管理部２４４は、ｅＮＢ１０から割り当てられる、ＵＬ及びＤＬの無線リソース〔チャネル周波数や時間（送受信タイミング）など〕を管理する。前記無線フレームにＯＦＤＭＡ方式のフォーマットを適用する場合であれば、前記無線リソースの管理は、サブチャネル周波数とシンボル時間とで規定される２次元の送受信領域（バースト）の配置（マッピング）を管理することに相当する。
（動作説明）
以下、上述のごとく構成された本例の無線通信システム（ｅＮＢ１０、ＵＥ２０）の動作（ＲＡ手順）について、図４〜図６を併用して詳述する。なお、図４は、ｅＮＢ１０とＵＥ２０との間のＲＡ手順の一例を示すシーケンス図、図５は、ｅＮＢ１０におけるＲＡ手順の一例を示すフローチャート、図６は、ＵＥ２０におけるＲＡ手順の一例を示すフローチャートである。
ＵＥ２０は、初回送信時や接続解除後の復帰時などにおいて、コンテンションベースＲＡ手順を実行する。すなわち、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、プリアンブル管理部２４２で管理されているシグネチャの中から使用するシグネチャをランダムに選択し、選択したシグネチャをＲＡプリアンブル（Msg1）として、ＲＡＣＨにてｅＮＢ１０へ送信する（図４の処理１０１及び図６の処理２０１０）。
一方、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、ＵＥ２０が送信した前記ＲＡプリアンブル（Msg1）の受信を周期的に監視している（図５の処理１０１０のＮｏルート）。ＲＡプリアンブル（Msg1）の受信が確認されると（図５の処理１０１０のＹｅｓルート）、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、受信ＲＡプリアンブル（Msg1）に対するＲＡ応答（Msg2）を生成、返信する（図４の処理１０２及び図５の処理１０１１）。
このＲＡ応答（Msg2）は、既述のように、例えばＤＬの共有チャネルを用いて送信する。また、このＲＡ応答には、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）が判別できた１又は複数のシグネチャ、当該シグネチャに対応するＵＬの共有チャネルの送信許可、以降のＲＡ通信の識別のために一時的に割り当てる識別子（T-CRNTI）など、を含める。
ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、ｅＮＢ１０からＲＡ応答（Msg2）を受信すると（図６の処理２０１１）、その受信情報に前記ＲＡプリアンブル（Msg1）で送信したシグネチャが含まれるか否かを確認する。含まれる場合には、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、当該ＲＡ応答（Msg2）に含まれる、自身が送信したシグネチャに対応する送信許可に基づいて、ＵＬのメッセージ（Msg3）送信（Scheduled Transmission）を行なう（図４の処理１０３及び図６の処理２０１２）。このメッセージ（Msg3）には、ＵＥ２０の識別番号の一例としてのＴＭＳＩなどを含める。
ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、前記ＲＡ応答（Msg2）の送信後、ＵＥ２０から前記送信許可に基づく送信がある（Msg3が受信される）か否かを監視する（図５の処理１０１２のＮｏルート）。前記Msg3の受信が確認されると（図５の処理１０１２のＹｅｓルート）、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、当該Msg3に含まれるＴＭＳＩで識別されるＵＥ２０との接続（リンク確立）可否を確認する（図５の処理１０１３）。
例示的に、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、輻輳監視部１４３にて輻輳状態が発生していないと確認されていれば、接続可能と判断して、前記Msg3に対する応答（Msg4：Contention Resolution）をＵＥ２０へ返信する。
この応答（Msg4）を受信したＵＥ２０（通信管理部２４４）は、ｅＮＢ１０との通信を継続する。その際、ＵＥは、前記T-CRNTIをcell-RNTI（C-RNTI）として以降の通信で使用する。これにより、ｅＮＢ１０とＵＥ２０との接続が確立される（図５の処理１０１３のＹｅｓルートから処理１０１４及び図６の処理２０１３のＹｅｓルートから処理２０１４）。
一方、ｅＮＢ１０（輻輳監視部１４３）にて前記輻輳状態の発生が確認されていれば、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、接続不可と判断して、優先情報付きのRRC connection rejectメッセージ（Msg4）を該当ＵＥ２０宛に送信（通知）する（図４の処理１０４及び図５の処理１０１５）。
ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、前記Msg4を受信すると、当該Msg4に優先情報が付加されているか否かを確認する（図６の処理２０１５）。前記優先情報が付加されていれば（図６の処理２０１５のＹｅｓルート）、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、コンテンションベースＲＡを再実行する際に、その優先情報をＲＡプリアンブル（Msg1）に相当するメッセージ（Msg1-2）に付加して、ｅＮＢ１０へ送信する（図４の処理１０５及び図６の処理２０１６）。
ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、ＵＥ２０から受信したＲＡプリアンブルに前記優先情報が付加されていれば、当該メッセージを送信したＵＥ２０は、以前に判別できたが接続を拒否又は保留したＵＥ２０であることを認識する。ここで、優先情報付きのＲＡプリアンブルは、ある意味、ＵＥ２０に個別の情報である。したがって、他のＵＥ２０のＲＡプリアンブルとの競合発生確率は低くなり、ＲＡプリアンブルを用いる場合よりもｅＮＢ１０において許可を与えるＵＥ２０として選択されやすくなる。
ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、当該ＵＥ２０については優先的な接続制御を行なう（第１のＲＡとは異なる第２のＲＡを適用するよう制御する）べきＵＥ２０であると判断する。そして、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、優先情報が付加されていないＲＡプリアンブル（Msg1）を送信したＵＥ２０に優先して、ＲＡ応答（Msg2）に相当するメッセージ（Msg2-2）をＵＥ２０へ送信する（図４の処理１０６）。
このように、本例によれば、コンテンションベースＲＡ手順によるＲＡにおいて、ｅＮＢ１０に判別されたにも関わらずｅＮＢ１０の都合によって接続を拒否又は保留されたＵＥは、以後のＲＡの再実行時に、優先的な取り扱い（接続制御）を受けることができる。したがって、通信開始（接続確立）までの時間を短縮することが可能となる。
〔２〕第２実施形態
上述した実施形態においては、コンテンションベースＲＡ手順の実行過程で、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、接続の拒否又は保留を意味するメッセージ（Msg4：RRC connection reject）をＵＥ２０に通知する際、優先情報も併せて通知した。これに対し、本例では、図７に例示するように、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、同じ状況において、優先情報の他の一例として個別シグネチャをＵＥ２０に通知する（処理１０２５）。
ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、受信したMsg4に個別シグネチャが付加されていれば、ＲＡの再実行時に、その個別シグネチャを含むＲＡプリアンブル（Msg1）をｅＮＢ１０に送信する（図８の処理２０２５のＹｅｓルートから処理２０２６）。つまり、ＵＥ２０は、ＲＡの再実行時には、図２に例示した非コンテンションベースＲＡ手順を用いることができる。
したがって、当該ＵＥ２０は、新規にコンテンションベースＲＡ手順によるＲＡを行なう他のＵＥ２０に比して、他のＵＥ２０のＲＡプリアンブルとの競合発生確率が下がるから、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）での判別成功率が上がり、より優先的な取り扱い（接続制御）を受けることができる。
なお、図７に例示するｅＮＢ１０（通信管理部１４４）の処理１０１０〜処理１０１４は、図５に例示した処理１０１０〜１０１４とそれぞれ同等の処理である。また、図８に例示するＵＥ２０（通信管理部２４４）の処理２０１０〜２０１４の処理は、図６に例示した処理２０１０〜２０１４とそれぞれ同等の処理である。
〔３〕第３実施形態
既述のように、ｅＮＢ１０は、ＵＥ２０に対して、接続確立後の通信に用いる識別子の一例としてC-RNTIと呼ばれる識別子を割り当てる。この割当は、例えば、ｅＮＢ１０が判別できたＵＥ２０に対して送信する前記Msg4（Contention Resolution）を用いて行なわれる。
本例では、ｅＮＢ１０が、接続の拒否又は保留を意味するMsg4（RRC connection reject）をＵＥ２０に通知する場合、C-RNTIの割り当ても可能とする。これにより、ＵＥ２０は、ＲＡの再実行時にC-RNTIの再割当を受ける必要が無くなるから、通信開始（接続確立）までの時間を短縮することが可能になる。
例えば、コンテンションベースＲＡ手順において、ＲＡ応答（Msg2）を用いてｅＮＢ１０からＵＥ２０に通知される仮の識別子（T-CRNTI）を利用する。すなわち、ｅＮＢ１０は、ＲＡ応答（Msg2）でＵＥ２０に通知したT-CRNTIと、第２実施形態においてMsg4（RRC connection reject）とともにＵＥ２０に通知した個別シグネチャと、をＲＮＴＩ管理部１４１において関連付けて管理する。一方、ＵＥ２０でも、ｅＮＢ１０から通知されたT-CRNTIと個別シグネチャとをＲＮＴＩ管理部２４１において関連付けて管理する。
これにより、ＵＥ２０は、非コンテンションベースＲＡ手順でＲＡを再実行した（ＲＡプリアンブルとして個別シグネチャをｅＮＢ１０に送信した）場合、前記関連付けたT-CRNTIをC-RNTIとして接続確立後のｅＮＢ１０との通信に用いることができる。したがって、ｅＮＢ１０からＵＥ２０に対するC-RNTI（T-CRNTI）の再割当を不要にすることができ、また、通信開始までの時間を短縮することが可能となる。
本例のｅＮＢ１０の動作例を図９、ＵＥ２０の動作例を図１０に示す。
図１０に例示するように、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、コンテンションベースＲＡ手順を実行する場合、プリアンブル管理部２４２で管理されているシグネチャの中から使用するシグネチャをランダムに選択し、選択したシグネチャをＲＡプリアンブル（Msg1）として、ＲＡＣＨにてｅＮＢ１０へ送信する（処理２０３０）。
一方、図９に例示するように、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、ＵＥ２０が送信した前記ＲＡプリアンブル（Msg1）の受信を周期的に監視している（処理１０３０のＮｏルート）。ＲＡプリアンブル（Msg1）の受信が確認されると（処理１０３０のＹｅｓルート）、ｅＮＢ１０の通信管理部１４４は、プリアンブル管理部２４２と連携して、受信したＲＡプリアンブル（シグネチャ）が個別シグネチャか否かを確認する（処理１０３１）。
受信したシグネチャが個別シグネチャでなければ（処理１０３１のＮｏルート）、ｅＮＢ１０の通信管理部１４４は、ＲＮＴＩ管理部１４１と連携して、判別できた１又は複数のＵＥ２０に対して、T-CRNTIを割り当てる（処理１０３２）。
そして、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、前記判別できたＵＥ２０から受信したＲＡプリアンブル（Msg1）に対するＲＡ応答（Msg2）を生成してＵＥ２０へ返信する（処理１０３３）。このＲＡ応答には、例えば、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）が判別できた１又は複数のシグネチャ、当該シグネチャに対応するＵＬの共有チャネルの送信許可、前記T-CRNTIを含める。
ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、図１０に例示するように、ｅＮＢ１０からＲＡ応答（Msg2）を受信すると（処理２０３１）、その受信情報に前記ＲＡプリアンブル（Msg1）で送信したシグネチャが含まれるか否かを確認する。含まれる場合には、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、当該ＲＡ応答（Msg2）に含まれる、自身が送信したシグネチャに対応する送信許可に基づいて、ＵＬのメッセージ（Msg3）の送信（Scheduled Transmission）を行なう（処理２０３２）。このメッセージ（Msg3）には、ＵＥ２０の識別番号の一例としてのＴＭＳＩなどを含める。
一方、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、図９に例示するように、前記ＲＡ応答（Msg2）の送信後、ＵＥ２０から前記Msg3が受信されるか否かを監視している（処理１０３４のＮｏルート）。前記Msg3の受信が確認されると（処理１０３４のＹｅｓルート）、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、当該Msg3に含まれるＴＭＳＩで識別されるＵＥ２０との接続（リンク確立）可否を確認する（処理１０３５）。
例えば、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、輻輳監視部１４３にて輻輳状態が発生していないと確認されていれば、接続可能と判断して、前記Msg3に対する応答（Msg4：Contention Resolution）を生成してＵＥ２０へ返信する。
この応答（Msg4）を受信したＵＥ２０（通信管理部２４４）は、ｅＮＢ１０との通信を継続する。その際、ＵＥ２０は、前記T-CRNTIをcell-RNTI（C-RNTI）として以降のｅＮＢ１０との通信で使用する。これにより、ｅＮＢ１０とＵＥ２０との接続が確立される（図９の処理１０３５のＹｅｓルートから処理１０３６及び図１０の処理２０３３のＹｅｓルートから処理２０３５）。
一方、図９に例示するように、ｅＮＢ１０（輻輳監視部１４３）で前記輻輳の発生が確認されていれば、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、接続不可と判断して、RRC connection reject（Msg4）と個別シグネチャとを該当ＵＥ２０宛に送信（通知）する（処理１０３７）。また、通信管理部１４４は、ＲＮＴＩ管理部１４１及びプリアンブル管理部１４２と連携して、前記個別シグネチャと前記処理１０３２で割り当てたT-CRNTIとを関連付けて管理する（処理１０３８）。
ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、図１０に例示するように、前記Msg4を受信すると、当該Msg4に個別シグネチャが含まれるか否かを確認する（処理２０３４のＮｏルート）。個別シグネチャが含まれていれば（処理２０３４のＹｅｓルート）、通信管理部２４４は、ＲＮＴＩ管理部２４１及びプリアンブル管理部２４２と連携して、当該個別シグネチャと前記応答（Msg2）で受信したT-CRNTIとを関連付けて管理する（処理２０３６）。
そして、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、前記Msg4で通知された個別シグネチャを用いてｅＮＢ１０に対するランダムアクセスを再実行する（処理２０３７）。つまり、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、非コンテンションベースＲＡ手順によるＲＡを実行する（個別シグネチャを含むＲＡプリアンブルをｅＮＢ１０に送信する）。
このＲＡプリアンブル（個別シグネチャ）が正常にｅＮＢ１０（通信管理部１４４）にて受信、識別されると、通信管理部１４４は、T-CRNTIの再割当は行なわずに、前記個別シグネチャに対するＲＡ応答（Msg2）を生成してＵＥ２０へ返信する（図９の処理１０３１のＹｅｓルートから処理１０３３）。このＲＡ応答には、例えば、当該個別シグネチャに対応するＵＬの共有チャネルの送信許可を含める。
以降、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、図１０に例示する処理２０３１〜処理２０３３を実行し、ｅＮＢ１０から接続可能を意味する応答（Msg4）を受信することにより、ｅＮＢ１０との接続を確立する（処理２０３３のＹｅｓルートから処理２０３５）。その際、ＵＥ２０は、前記関連付けたT-CRNTIをcell-RNTI（C-RNTI）として以降のｅＮＢ１０との通信で使用する。
このように、本例によれば、コンテンションベースＲＡ手順の過程で、ＵＥ２０に割り当てたT-CRNTIと、非コンテンションベースＲＡ手順によるＲＡの再実行用にＵＥ２０に割り当てた個別シグネチャとを関連付ける。したがって、ＲＡの再実行時にＵＥ２０に対するT-CRNTI（C-RNTI）の再割当を不要でき、さらに通信開始までの時間を短縮することが可能となる。
〔４〕第４実施形態
既述のように、ＲＡに用いるシグネチャは、ＬＴＥでは６ビット（６４種類）分用意され、これらをコンテンション／非コンテンションベースＲＡで共用する。そのため、個別シグネチャにも限りがあり、特定のＵＥ２０が長期間にわたって特定の個別シグネチャを占有する状況は可能な限り回避したい。
そこで、上述したごとくＵＥ２０の非コンテンションベースＲＡ手順によるＲＡの再実行用にｅＮＢ１０がＵＥ２０に割り当てる個別シグネチャには、有効期限を設けることもできる。この有効期限は、固定値でも可変値でもよい。可変値の場合は、前記個別シグネチャとともにRRC connection reject（Msg4）に含めることで、ＵＥ２０に通知することができる。有効期限は、例えばｅＮＢ１０ではプリアンブル管理部１４２で、ＵＥ２０ではプリアンブル管理部２４２で、それぞれ管理する。
本例のｅＮＢ１０の動作例を図１１、ＵＥ２０の動作例を図１２に示す。図１２と図１０、図１１と図９とをそれぞれ比較してみれば分かるとおり、ＵＥ２０（通信管理部１４４）については処理２０３８が、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）については処理１０３９が加わっている。
すなわち、図１２に例示するように、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、ｅＮＢ１０から受信したMsg4（RRC connection reject）に個別シグネチャが含まれている場合（処理２０３４でＹｅｓの場合）、有効期限内（処理２０３８でＹｅｓの場合）に限り、既述の処理２０３６及び処理２０３７を実施する。つまり、ｅＮＢ１０から割り当てられた個別シグネチャとT-CRNTIとの関連付け、及び、その個別シグネチャの送信（非コンテンションベースＲＡ手順によるＲＡの再実行）を行なう。有効期限内でなければ、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、ｅＮＢ１０からのＲＡ応答（Msg2）の受信待ち状態となる（処理２０３８のＮｏルート）。
一方、図１１に例示するように、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、有効期限内の個別シグネチャ（ＲＡプリアンブル）がＵＥ２０から受信された場合に限り、その個別シグネチャに対するＲＡ応答（Msg2）の生成、送信を行なう（処理１０３１及び処理１０３９のＹｅｓルートから処理１０３３）。受信した個別シグネチャの有効期限が切れている場合、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、他のＲＡプリアンブルの受信待ち状態となる（処理１０３９のＮｏルート）。有効期限の切れた個別シグネチャは、別のＵＥ２０に割り当てることが可能となる。
このように、非コンテンションベースＲＡ手順によるＲＡの再実行用にｅＮＢ１０がＵＥ２０に割り当てる個別シグネチャに、有効期限を設けることで、シグネチャの有効利用を図ることができる。
〔５〕第５実施形態
ＵＥ２０がｅＮＢ１０との間で中断した通信、例えば、ＵＬのデータ送信を再開する場合、当該ＵＥ２０は、ＵＬの送信要求をｅＮＢ１０に行なうために、ＵＬの送信要求に用いる無線リソースの割り当てを受ける必要がある。このような場合、コンテンションベースＲＡ手順でRRC connection reject（Msg4）を通知されたＵＥ２０は、初めからＲＡ手順をやり直す（Msg1の送信を行なう）よりも、その後の処理から再開できる方が接続確立までの遅延を少なくできる。
その一例としてのＲＡシーケンスを図１３に示す。この図１３に例示するように、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、ＵＥ２０に対してRRC connection reject（Msg4）を通知（処理１０４）する際に、ＵＬの送信要求に用いる無線リソースの割当情報（送信許可：UL Grant）を当該Msg4に含める。この送信許可には、ＲＡ（ＵＬ送信）を再実行すべきタイミング（待機時間）に関する情報を含めることもできる。
これにより、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、前記待機時間に応じた一定時間経過後のタイミングで、前記Msg4で通知された送信許可に基づくＵＬ送信（Msg3に相当するMsg3-2の送信）を、前記割当情報により割り当てられた無線リソースを用いて行なう（処理１０３′）。つまり、ｅＮＢ１０に判別されたがｅＮＢ１０の都合で接続を拒否又は保留されたＵＥ２０は、ＲＡプリアンブル（Msg1）の送信（処理１０１）からではなく、ＵＬ送信許可に基づくＵＬ送信（Msg3の送信処理１０３相当）からＲＡを再実行することが可能となる。
このようなＲＡシーケンスを実施するｅＮＢ１０及びＵＥ２０の動作例をそれぞれ図１４及び図１５に示す。なお、図１４に例示するｅＮＢ１０（通信管理部１４４）の処理１０１０〜処理１０１４は、図５に例示した処理１０１０〜処理１０１４とそれぞれ同等の処理である。また、図１５に例示するＵＥ２０（通信管理部２４４）の処理２０１０〜処理２０１４は、図６に例示した処理２０１０〜処理２０１４とそれぞれ同等の処理である。
図１４に例示するように、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、ＵＥ２０に対してRRC connection reject（Msg4）を通知する際に、ＵＬの送信要求の送信許可（UL Grant）を当該Msg4に含めてＵＥ２０に送信する（処理１０１３のＮｏルートから処理１０４５）。その後、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、ＵＥ２０からの前記UL Grantに基づくＵＬ送信（Msg3）の受信待ち状態となる。
一方、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、図１５に例示するように、ｅＮＢ１０から前記RRC connection reject（Msg4）を受信した場合に、当該Msg4に前記UL Grantが含まれているか否かを確認する（処理２０４４）。
前記UL Grantが受信Msg4に含まれていれば、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、そのUL Grantに基づくＵＬの送信（Msg3）を行なう（処理２０４４のＹｅｓルートから処理２０１２）。UL Grantが受信Msg4に含まれていなければ、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、コンテンションベースＲＡ手順によるＲＡプリアンブル（ランダムシグネチャ）の送信を再実行する（処理２０４４のＮｏルートから処理２０１０）
ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、前記ＵＬ送信（Msg3）の受信待ち状態において、前記Msg3が受信されて接続可能（非輻輳状態）であれば、接続許可を意味するメッセージ（Msg4：Contention Resolution）を該当ＵＥ２０宛に送信して当該ＵＥ２０との接続を確立する（処理１０１２及び処理１０１３のＹｅｓルートから処理１０１４）。
このように、本例によれば、ｅＮＢ１０に判別されたがｅＮＢ１０の都合で接続を拒否又は保留されたＵＥ２０は、コンテンションベースＲＡ手順の最初からではなく途中（Msg3相当の送信）からＲＡを再実行することが可能となる。したがって、接続確立までの時間を短縮することができる。
〔６〕第６実施形態
既述のようにＲＡに用いることのできるシグネチャ数には限りがあるので、ＵＥ２０がＲＡを何度も繰り返し実行することは可能な限り避けたい。また、RRC connection reject（Msg4）をｅＮＢ１０が送信した後に、輻輳状態が解消して接続許可を意味するMsg4をｅＮＢ１０が再送する場合もある。
そこで、本例において、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、例えば、ＵＥ２０に対してRRC connection reject（Msg4）を通知する際に、Msg4の再送待機時間（保留時間）に関する情報を含める（図１６の処理１０１３のＮｏルートから処理１０５５）。保留時間は、例えば１ｍｓ以内の時間に設定可能である。
ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、ｅＮＢ１０からRRC connection reject（Msg4）を受信しても（図１７の処理２０１３のＮｏルート）、保留時間（に関する情報）が含められている場合、その保留時間内は、Msg4が再送される可能性があるものとして、そのまま待機する（図１７の処理２０５４及び処理２０５５のＹｅｓルートから処理２０１３）。
一方、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、図１６に例示するように、RRC connection reject（Msg4）をＵＥ２０に通知した後、前記保留時間が経過するまで（処理１０５８でＮｏと判定されるまで）、接続を許可できる状態になるか否かを監視する（処理１０５６のＮｏルートから処理１０５８のＹｅｓルート）。
許可できる状態であれば、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、接続許可を意味するMsg4をＵＥ２０宛に送信して（処理１０５６のＹｅｓルートから処理１０５７）、当該ＵＥ２０との接続を確立する（処理１０１４）。
しかし、前記保留時間が経過するまでに接続を許可できる状態にならないなら、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、別のＲＡ（プリアンブル）の受信待ち状態となる（処理１０５６及び処理１０５８のＮｏルート）。
一方、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、前記保留時間が経過するまでにMsg4が再送されてきた場合には、そのMsg4の内容に従ってＲＡ手順を継続する。ｅＮＢ１０から受信したRRC connection reject（Msg4）に保留時間が含まれていない場合や、保留時間内にMsg4が再送されない場合、ＵＥ２０（通信管理部２４４）は、ＲＡを再実行する（処理２０５４、処理２０５５のＮｏルート）。
なお、図１６に例示するｅＮＢ１０（通信管理部１４４）の処理１０１０〜処理１０１４は、図５に例示した処理１０１０〜処理１０１４とそれぞれ同等の処理である。また、図１７に例示するＵＥ２０（通信管理部２４４）の処理２０１０〜処理２０１４は、図６に例示した処理２０１０〜処理２０１４とそれぞれ同等の処理である。
以上のように、本例によれば、ｅＮＢ１０が接続を拒否又は保留したＵＥ２０は、所定時間だけ接続を許可する情報（Msg4）の受信待ち状態に制御されるから、ＵＥ２０がＲＡを何度も繰り返し実行することを抑制することができる。したがって、シグネチャの有効利用を図ることができる。
〔７〕第７実施形態
ＵＥ２０のＲＡの再実行回数には、制限（上限）を設けることもできる。例えば第１実施形態を例にすると、図１８に例示するように、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、RRC connection reject（Msg4）をＵＥ２０へ通知する場合毎に、その回数をカウントする。そして、そのカウント値が上限値（制限回数）以下である場合に限って、ｅＮＢ１０（通信管理部１４４）は、優先情報付きMsg4の送信を行なう（処理１０６５のＹｅｓルートから処理１０６６及び１０６７）。
これにより、ＵＥ２０が、ＲＡを不必要に繰り返すことを防止することが可能となる。
なお、図１８に例示するｅＮＢ１０（通信管理部１４４）の処理１０１０〜処理１０１４は、図５に例示した処理１０１０〜処理１０１４とそれぞれ同等の処理である。また、ＵＥ２０の処理は、図６に例示した処理２０１０〜処理２０１６と同等でよい。
〔８〕その他
既述の実施形態は、適宜、組み合わせて実施してもよい。例えば、第６実施形態（保留時間を設けること）および第７実施形態（再実行回数に制限を設けること）の一方又は双方は、上述した第１乃至第４実施形態に適用することも可能である。
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔９〕付記
（付記１）
無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける接続処理方法において、
前記無線基地局は、
第１の接続処理に従って接続要求してきた無線端末に対して接続を許可しない場合に、前記無線端末がその後に接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理を適用するように制御する、
ことを特徴とする、接続処理方法。
（付記２）
前記第１の接続処理における前記接続要求は、他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を含み、
前記第２の接続処理における前記接続要求は、前記許可しない場合に前記無線端末に割り当てた、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を含む、
ことを特徴とする、付記１記載の接続処理方法。
（付記３）
前記制御は、
前記無線端末に対し、前記適用が受けられることを示す情報を通知する処理を含み、
前記無線端末は、
前記通知された情報を用いて前記第２の接続処理を実行する、
ことを特徴とする、付記１記載の接続処理方法。
（付記４）
前記制御は、
前記無線端末に割り当てる識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶する過程と、
前記第２の接続処理により前記第１の無線端末との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線端末との通信を行なう過程と、
を含むことを特徴とする、付記２記載の接続処理方法。
（付記５）
前記制御は、
前記個別の情報に関する有効期間を前記無線端末に通知する処理を含み、
前記無線端末は、
前記有効期間内に限り、前記個別の情報を用いた前記第２の接続処理を実行する、
ことを特徴とする、付記２又は４に記載の接続処理方法。
（付記６）
前記制御は、
前記許可しない場合に、前記無線端末に対して、前記第２の接続処理における接続要求に用いる無線リソースと送信許可とを割り当てる処理を含む、
ことを特徴とする、付記１記載の接続処理方法。
（付記７）
前記制御は、
前記無線端末による前記第２の接続処理の実行回数を制限する処理を含む、ことを特徴とする、付記１記載の接続処理方法。
（付記８）
無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける前記無線基地局において、
第１の接続処理に従って接続要求してきた無線端末に対して接続を許可しない場合に、前記無線端末がその後に接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理を適用するように制御する制御部
をそなえたことを特徴とする、無線基地局。
（付記９）
前記第１の接続処理における前記接続要求は、他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を含み、
前記制御部は、
前記第２の接続処理における前記接続要求に前記無線端末が用いる情報であって、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を、前記許可しない場合に前記無線端末に対して割り当てる、
ことを特徴とする、付記８記載の無線基地局。
（付記１０）
前記制御部は、
前記無線端末に対し、前記適用が受けられることを示す情報を通知する、
ことを特徴とする、付記９記載の無線基地局。
（付記１１）
前記制御部は、
前記無線端末に割り当てる識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶し、
前記第２の接続処理により前記無線端末との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線端末との通信を制御する、
ことを特徴とする、付記９記載の無線基地局。
（付記１２）
前記制御部は、
前記許可しない場合に、前記無線端末に対して、前記第２の接続処理における接続要求に用いる無線リソースと送信許可とを割り当てる、
ことを特徴とする、付記１０記載の無線基地局。
（付記１３）
無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける前記無線端末において、
第１の接続処理に従った接続要求に対して前記無線基地局から接続が許可されない場合に、その後に前記無線基地局へ接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理が適用される制御を前記無線基地局から受ける制御部
をそなえた、ことを特徴とする、無線端末。
（付記１４）
前記制御部は、
他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を用いて前記第１の接続処理における前記接続要求を行ない、前記許可されない場合に前記無線基地局から割り当てられた、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を用いて前記第２の接続処理における前記接続要求を行なう、
ことを特徴とする、付記１３記載の無線端末。
（付記１５）
前記制御部は、
前記無線基地局から割り当てられた無線端末の識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶し、前記第２の接続処理により前記無線基地局との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線基地局との通信を行なう、
ことを特徴とする、付記１４記載の無線端末。
（付記１６）
前記制御部は、
前記許可されない場合に前記無線基地局から割り当てられた、前記第２の接続処理における接続要求に用いる無線リソースと送信許可とに基づいて前記第２の接続処理における接続要求を行なう、
ことを特徴とする、付記１３記載の無線端末。
（付記１７）
前記無線基地局は、前記第１の接続処理による接続を許可しない場合に、該許可しないことを契機に、予め前記第２の接続処理のために無線リソースを処理する、
ことを特徴とする、付記１記載の接続処理方法。
（付記１８）
前記第２の接続処理における接続要求は、前記第２の接続処理のための前記無線端末からの無線リソースの予約要求なしに実行される、
ことを特徴とする、付記１記載の接続処理方法。
（付記１９）
前記制御部は、前記第１の接続処理に従って接続要求してきた前記無線端末に対して接続を許可しない場合に、該許可しないことを契機に、予め前記第２の接続処理のために無線リソースを処理する、
ことを特徴とする、付記８記載の無線基地局。
（付記２０）
前記第２の接続処理における接続要求は、前記第２の接続処理のための前記無線端末からの無線リソースの予約要求なしに実行される、
ことを特徴とする、付記８記載の無線基地局。
（付記２１）
前記第１の接続処理に従った接続要求に対して前記無線基地局で接続を許可しない場合に、該許可しないことを契機に、予め前記第２の接続処理のために前記無線基地局で無線リソースが処理される、
ことを特徴とする、付記１３記載の無線端末。
（付記２２）
前記制御部は、前記第２の接続処理における接続要求を、前記第２の接続処理のための前記無線基地局への無線リソースの予約要求なしに実行する、
ことを特徴とする、付記１３記載の無線端末。

Claims (14)

  1. 無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける接続処理方法において、
    前記無線基地局は、
    他の無線端末との競合がない上で、または、他の無線端末との競合を解決した上で、第１の接続処理に従って接続要求してきた無線端末に対して接続を許可しない場合に、前記無線端末がその後に接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理を適用するように制御し、
    前記第１の接続処理における前記接続要求は、他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を含み、
    前記第２の接続処理における前記接続要求は、前記許可しない場合に前記無線端末に割り当てた、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を含み、
    前記制御は、
    前記無線端末に割り当てる識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶する過程と、
    前記第２の接続処理により前記無線端末との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線端末との通信を行なう過程と、
    を含むことを特徴とする、接続処理方法。
  2. 前記制御は、
    前記個別の情報に関する有効期間を前記無線端末に通知する処理を含み、
    前記無線端末は、
    前記有効期間内に限り、前記個別の情報を用いた前記第２の接続処理を実行する、
    ことを特徴とする、請求項１記載の接続処理方法。
  3. 前記制御は、
    前記許可しない場合に、前記無線端末に対して、前記第２の接続処理における接続要求に用いる無線リソースと送信許可とを割り当てる処理を含む、
    ことを特徴とする、請求項１記載の接続処理方法。
  4. 前記制御は、
    前記無線端末による前記第２の接続処理の実行回数を制限する処理を含む、ことを特徴とする、請求項１記載の接続処理方法。
  5. 無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける前記無線基地局において、
    他の無線端末との競合がない上で、または、他の無線端末との競合を解決した上で、第１の接続処理に従って接続要求してきた無線端末に対して接続を許可しない場合に、前記無線端末がその後に接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理を適用するように制御する制御部
    をそなえ、
    前記第１の接続処理における前記接続要求は、他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を含み、
    前記制御部は、
    前記第２の接続処理における前記接続要求に前記無線端末が用いる情報であって、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を、前記許可しない場合に前記無線端末に対して割り当て、
    前記無線端末に割り当てる識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶し、
    前記第２の接続処理により前記無線端末との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線端末との通信を制御する、
    ことを特徴とする、無線基地局。
  6. 前記制御部は、
    前記許可しない場合に、前記無線端末に対して、前記第２の接続処理における接続要求に用いる無線リソースと送信許可とを割り当てる、
    ことを特徴とする、請求項５記載の無線基地局。
  7. 無線端末と無線基地局とを有する無線通信システムにおける前記無線端末において、
    他の無線端末との競合がない上で、または、他の無線端末との競合が解決された上で、第１の接続処理に従った接続要求に対して前記無線基地局から接続が許可されない場合に、その後に前記無線基地局へ接続要求する際に、前記第１の接続処理とは異なる第２の接続処理が適用される制御を前記無線基地局から受ける制御部
    をそなえ、
    前記制御部は、
    他の無線端末の接続要求と競合しうる情報を用いて前記第１の接続処理における前記接続要求を行ない、前記許可されない場合に前記無線基地局から割り当てられた、他の無線端末の接続要求と競合しない個別の情報を用いて前記第２の接続処理における前記接続要求を行ない、
    前記無線基地局から割り当てられた無線端末の識別子と、前記個別の情報とを関連付けて記憶し、前記第２の接続処理により前記無線基地局との接続が確立した場合に、前記識別子を用いて前記無線基地局との通信を行なう、
    ことを特徴とする、無線端末。
  8. 前記制御部は、
    前記許可されない場合に前記無線基地局から割り当てられた、前記第２の接続処理における接続要求に用いる無線リソースと送信許可とに基づいて前記第２の接続処理における接続要求を行なう、
    ことを特徴とする、請求項７記載の無線端末。
  9. 前記無線基地局は、前記第１の接続処理による接続を許可しない場合に、該許可しないことを契機に、予め前記第２の接続処理のために無線リソースを処理する、
    ことを特徴とする、請求項１記載の接続処理方法。
  10. 前記第２の接続処理における接続要求は、前記第２の接続処理のための前記無線端末からの無線リソースの予約要求なしに実行される、
    ことを特徴とする、請求項１記載の接続処理方法。
  11. 前記制御部は、前記第１の接続処理に従って接続要求してきた前記無線端末に対して接続を許可しない場合に、該許可しないことを契機に、予め前記第２の接続処理のために無線リソースを処理する、
    ことを特徴とする、請求項５記載の無線基地局。
  12. 前記第２の接続処理における接続要求は、前記第２の接続処理のための前記無線端末からの無線リソースの予約要求なしに実行される、
    ことを特徴とする、請求項５記載の無線基地局。
  13. 前記第１の接続処理に従った接続要求に対して前記無線基地局で接続を許可しない場合に、該許可しないことを契機に、予め前記第２の接続処理のために前記無線基地局で無線リソースが処理される、
    ことを特徴とする、請求項７記載の無線端末。
  14. 前記制御部は、前記第２の接続処理における接続要求を、前記第２の接続処理のための前記無線基地局への無線リソースの予約要求なしに実行する、
    ことを特徴とする、請求項７記載の無線端末。
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