JP5454123B2 - ハンドオーバのための方法、端末装置及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ハンドオーバのための方法、端末装置及び無線通信システムに関する。

３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において討議されている次世代セルラー通信規格であるＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution−Advanced）では、キャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）と呼ばれる技術を導入することが検討されている。キャリアアグリゲーションとは、端末装置（ＵＥ：User Equipment）と基地局（ＢＳ：Base Station、又はｅＮＢ：evolved Node B）との間の通信チャネルを、例えばＬＴＥにおいてサポートされる周波数帯を複数統合することにより形成し、通信のスループットを向上させる技術である。キャリアアグリゲーションにより形成される１つの通信チャネルに含まれる個々の周波数帯を、コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）という。ＬＴＥにおいて使用可能な周波数帯の帯域幅は１．４ＭＨｚ、３．０ＭＨｚ、５．０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ又は２０ＭＨｚである。従って、例えば、２０ＭＨｚの周波数帯をコンポーネントキャリアとして５つアグリゲーションすると、合計で１００ＭＨｚの通信チャネルを形成することができる。

キャリアアグリゲーションにおいて１つの通信チャネルに含まれるコンポーネントキャリアは、必ずしも周波数方向に互いに隣接していなくてよい。コンポーネントキャリアを周波数方向に隣接して配置するモードを、隣接（Contiguous）モードという。また、コンポーネントキャリアを隣接させることなく配置するモードを、非隣接（Non-contiguous）モードという。

また、キャリアアグリゲーションにおいてアップリンクにおけるコンポーネントキャリア数とダウンリンクにおけるコンポーネントキャリア数とは、必ずしも等しくなくてよい。アップリンクにおけるコンポーネントキャリア数とダウンリンクにおけるコンポーネントキャリア数とが等しいモードを、シンメトリックモードという。また、アップリンクにおけるコンポーネントキャリア数とダウンリンクにおけるコンポーネントキャリア数とが等しくないモードを、アシンメトリックモードという。例えば、アップリンクにおいて２つのコンポーネントキャリア、ダウンリンクにおいて３つのコンポーネントキャリアを使用する場合には、アシンメトリックなキャリアアグリゲーションであるということができる。

さらに、ＬＴＥでは、複信方式としてＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割複信）及びＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）のいずれかを用いることができる。このうち、ＦＤＤの場合には各コンポーネントキャリアのリンクの向き（アップリンク又はダウンリンク）が時間的に変化しないため、ＴＤＤと比べてＦＤＤの方がキャリアアグリゲーションには適している。

セルラー通信規格において端末装置の移動性（mobility）を実現するための基本的な技術であるハンドオーバは、ＬＴＥ−Ａにおける重要なテーマの１つでもある。ＬＴＥでは、端末装置は、サービング基地局（接続中の基地局）との間の通信品質、及び周辺の基地局との間の通信品質をそれぞれ測定し、その測定結果（measurements）を含むメジャメントレポート（measurement report）をサービング基地局へ送信する。次に、メジャメントレポートを受信したサービング基地局は、レポートに含まれる測定結果に基づいてハンドオーバを実行すべきか否かを決定する。そして、ハンドオーバを実行すべきであると決定されると、ソース基地局（ハンドオーバ前のサービング基地局）、端末装置、及びターゲット基地局（ハンドオーバ後のサービング基地局）の間で、所定の手続に従ってハンドオーバが行われる（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００９−２３２２９３号公報

しかしながら、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信においてハンドオーバの手続をどのように進めるべきかについて具体的に検討した事例は未だ報告されていない。

例えば、ハンドオーバ手続中の端末装置からターゲット基地局への初回のアクセスは、通信リソースの所定の位置に予め設けられるランダムアクセスチャネル上でのランダムアクセスとして行われる。しかし、ランダムアクセスは、本質的に、信号の衝突と再試行などによる遅延の可能性を伴う。また、ランダムアクセスのタイミングに基づく送信タイミングの調整は、通信のオーバヘッドとなる。そのため、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信において、コンポーネントキャリアの数と同じ回数だけ単純にランダムアクセスを繰り返すことは、ランダムアクセスの失敗による遅延の累積やオーバヘッドの増加など、サービス品質の低下につながるリスクを生じさせる。

そこで、本発明は、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信におけるハンドオーバの手続中のランダムアクセスによるサービス品質の低下を可能な限り抑制することのできる、新規かつ改良されたハンドオーバのための方法、端末装置及び無線通信システムを提供しようとするものである。

本発明のある実施形態によれば、複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で無線通信している端末装置による第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバのための方法であって、上記第２の基地局により、上記端末装置との間の新たな通信チャネルのために２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当てるステップと、割り当てられた上記２つ以上のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が所定の閾値よりも小さい場合には、上記端末装置により、上記２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについての上記第２の基地局へのランダムアクセスを省略するステップと、を含む方法が提供される。

また、上記第２の基地局は、周波数方向で隣接する２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当て可能である場合には、上記端末装置との間の上記新たな通信チャネルのために周波数方向で隣接する当該２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当ててもよい。

また、上記第２の基地局は、周波数方向での距離が上記所定の閾値よりも小さい２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当て可能である場合には、上記端末装置との間の上記新たな通信チャネルのために周波数方向での距離が上記所定の閾値よりも小さい当該２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当ててもよい。

また、上記方法は、上記端末装置により、ランダムアクセスを行ったコンポーネントキャリアのために上記第２の基地局から通知されたタイミング調整値を使用して、ランダムアクセスを省略したコンポーネントキャリアについての送信タイミングを調整するステップ、をさらに含んでもよい。

また、本発明の別の実施形態によれば、複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で基地局との間の無線通信を行う無線通信部と、上記無線通信部による第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバを制御する制御部と、を備え、上記制御部は、上記第２の基地局により割り当てられる新たな通信チャネルの２つ以上のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が所定の閾値よりも小さい場合には、当該２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについての上記第２の基地局へのランダムアクセスを省略する、端末装置が提供される。

また、本発明の別の実施形態によれば、複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で無線通信を行う端末装置と、上記端末装置に上記通信チャネル上でサービス提供している第１の基地局と、上記端末装置による上記第１の基地局からのハンドオーバのターゲットとなる第２の基地局と、を含む無線通信システムであって、上記第２の基地局は、上記端末装置との間の新たな通信チャネルのために２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当て、上記端末装置は、割り当てられた上記２つ以上のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が所定の閾値よりも小さい場合には、上記２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについての上記第２の基地局へのランダムアクセスを省略する、無線通信システムが提供される。

また、本発明の別の実施形態によれば、複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で無線通信している端末装置による第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバのための方法であって、上記第２の基地局により、上記端末装置との間の新たな通信チャネルのために１つ以上のコンポーネントキャリアを割り当てるステップと、割り当てられた上記１つ以上のコンポーネントキャリアにおいて、上記端末装置から上記第２の基地局へランダムアクセスすることにより上記新たな通信チャネルを確立するステップと、上記端末装置から上記第２の基地局へ、上記新たな通信チャネルを構成すべき１つ以上の他のコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスのタイミングを、確立された上記新たな通信チャネル上で通知するステップと、を含む方法が提供される。

また、上記方法は、上記１つ以上の他のコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスの上記タイミングに応じて、上記第２の基地局において、上記端末装置のための通信リソースを予約するステップ、をさらに含んでもよい。

また、本発明の別の実施形態によれば、複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で基地局との間の無線通信を行う無線通信部と、上記無線通信部による第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバを制御する制御部と、を備え、上記制御部は、上記第２の基地局により割り当てられた新たな通信チャネルのための１つ以上のコンポーネントキャリアにおいて上記無線通信部に上記第２の基地局へランダムアクセスさせることにより、上記新たな通信チャネルを確立し、及び、上記新たな通信チャネルを構成すべき１つ以上の他のコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスのタイミングを、確立された上記新たな通信チャネル上で、上記無線通信部に上記第２の基地局へ通知させる、端末装置が提供される。

また、本発明の別の実施形態によれば、複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で無線通信を行う端末装置と、上記端末装置に上記通信チャネル上でサービス提供している第１の基地局と、上記端末装置による上記第１の基地局からのハンドオーバのターゲットとなる第２の基地局と、を含む無線通信システムであって、上記第２の基地局は、上記端末装置との間の新たな通信チャネルのために１つ以上のコンポーネントキャリアを割り当て、上記端末装置は、割り当てられた上記１つ以上のコンポーネントキャリアにおいて上記第２の基地局へランダムアクセスすることにより上記新たな通信チャネルを確立し、及び、上記新たな通信チャネルを構成すべき１つ以上の他のコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスのタイミングを、確立された上記新たな通信チャネル上で上記第２の基地局へ通知する、無線通信システムが提供される。

以上説明したように、本発明に係るハンドオーバのための方法、端末装置及び無線通信システムによれば、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信におけるハンドオーバの手続中のランダムアクセスによるサービス品質の低下を可能な限り抑制することができる。

一般的なハンドオーバ手続の流れを説明するためのシーケンス図である。 通信リソースの構成の一例について説明するための説明図である。 コンテンション型のランダムアクセスの手順について説明するためのシーケンス図である。 コンテンションフリー型のランダムアクセスの手順について説明するためのシーケンス図である。 一実施形態に係る無線通信システムの概要を示す模式図である。 第１の実施形態に係る端末装置の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る無線通信部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る基地局の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るターゲット基地局によるコンポーネントキャリアの割り当てについて説明するための説明図である。 第１の実施形態に係るハンドオーバ手続の流れの一例を示すシーケンス図の前半部である。 第１の実施形態に係るハンドオーバ手続の流れの一例を示すシーケンス図の後半部である。 第２の実施形態に係る端末装置の構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る基地局の構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るハンドオーバ手続の流れの一例を示すシーケンス図の前半部である。 第２の実施形態に係るハンドオーバ手続の流れの一例を示すシーケンス図の後半部である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。

また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．関連技術の説明
１−１．ハンドオーバ手続
１−２．通信リソースの構成
１−３．ランダムアクセスに関する課題の説明
２．無線通信システムの概要
３．第１の実施形態の説明
３−１．端末装置の構成例
３−２．基地局の構成例
３−３．処理の流れ
３−４．第１の実施形態のまとめ
４．第２の実施形態の説明
４−１．端末装置の構成例
４−２．基地局の構成例
４−３．処理の流れ
４−４．第２の実施形態のまとめ

＜１．関連技術の説明＞
［１−１．ハンドオーバ手続］
まず、図１〜図３Ｂを参照しながら、本発明に関連する技術及びその課題について説明する。図１は、一般的なハンドオーバ手続の一例として、キャリアアグリゲーションを伴わない無線通信におけるＬＴＥに準拠したハンドオーバ手続の流れを示している。ここでは、ハンドオーバ手続に、端末装置（ＵＥ）、ソース基地局（Source eNB）、ターゲット基地局（Target eNB）及びＭＭＥ（Mobility Management Entity（移動性管理エンティティ））が関与する。

ハンドオーバの前段階として、まず、端末装置は、端末装置とソース基地局との間の通信チャネルのチャネル品質をソース基地局にレポートする（ステップＳ２）。チャネル品質のレポートは定期的に行われてもよく、又は予め決定された基準値をチャネル品質が下回ったことを契機として行われてもよい。端末装置は、ソース基地局からのダウンリンクチャネルに含まれるリファレンス信号を受信することにより、ソース基地局との間の通信チャネルのチャネル品質を測定することができる。

次に、ソース基地局は、端末装置から受信した品質レポートに基づいてメジャメントの要否を判定し、メジャメントが必要である場合には、端末装置にメジャメントギャップを割り当てる（ステップＳ４）。

次に、端末装置は、割り当てられたメジャメントギャップの期間に、周辺の基地局からのダウンリンクチャネルを探索する（即ち、セルサーチを行う）（ステップＳ１２）。なお、端末装置は、予めソース基地局から提供されるリストに従って、探索すべき周辺の基地局を知ることができる。

次に、端末装置は、ダウンリンクチャネルとの同期を獲得すると、当該ダウンリンクチャネルに含まれるリファレンス信号を用いて、メジャメントを行う（ステップＳ１４）。この間、ソース基地局は、端末装置によるデータ伝送が発生しないように、端末装置に関連するデータ通信の割り当てを制限する。

メジャメントを終えた端末装置は、メジャメントの結果を含むメジャメントレポートをソース基地局へ送信する（ステップＳ２２）。メジャメントレポートに含まれるメジャメントの結果は、複数回のメジャメントにわたっての測定値の平均値又は代表値などであってもよい。また、メジャメントの結果には、複数の周波数帯についてのデータが含まれてもよい。

メジャメントレポートを受信したソース基地局は、メジャメントレポートの内容に基づいて、ハンドオーバを実行すべきか否かを判定する。例えば、ソース基地局のチャネル品質よりも周辺の他の基地局のチャネル品質が予め決定された閾値以上に良好である場合には、ハンドオーバが必要であると判定され得る。その場合、ソース基地局は、当該他の基地局をターゲット基地局としてハンドオーバ手続を進めることを決定し、ハンドオーバ要求メッセージ（Handover Request）をターゲット基地局へ送信する（ステップＳ２４）。

ハンドオーバ要求メッセージを受信したターゲット基地局は、自ら提供している通信サービスの空き状況などに応じて、端末装置を受入れることが可能か否かを判定する。そして、端末装置を受入れることが可能である場合には、ターゲット基地局は、ハンドオーバ承認メッセージ（Handover Request Confirm）をソース基地局へ送信する（ステップＳ２６）。

ハンドオーバ承認メッセージを受信したソース基地局は、端末装置にハンドオーバ命令（Handover Command）を送信する（ステップＳ２８）。そうすると、端末装置は、ターゲット基地局のダウンリンクチャネルとの同期を獲得する（ステップＳ３２）。次に、端末装置は、所定の時間スロットに設けられるランダムアクセスチャネルを使用して、ターゲット基地局にランダムアクセスを行う（ステップＳ３４）。この間、ソース基地局は、端末装置宛てに届くデータをターゲット基地局へ転送する（ステップＳ３６）。そして、端末装置は、ランダムアクセスが成功すると、ハンドオーバ完了メッセージ（Handover Complete）をターゲット基地局へ送信する（ステップＳ４２）。

ハンドオーバ完了メッセージを受信したターゲット基地局は、ＭＭＥに端末装置についてのルート更新を要求する（ステップＳ４４）。ＭＭＥがユーザデータのルートを更新することにより、端末装置が新たな基地局（即ち、ターゲット基地局）を介して他の装置と通信をすることが可能となる。そして、ターゲット基地局は、端末装置に確認応答（Acknowledgement）を送信する（ステップＳ４６）。それにより、一連のハンドオーバ手続が終了する。

［１−２．通信リソースの構成］
図２は、本発明を適用可能な通信リソースの構成の一例として、ＬＴＥにおける通信リソースの構成を示している。図２を参照すると、ＬＴＥにおける通信リソースは、時間方向において、１０ｍｓｅｃの長さを有する個々のラジオフレームに分割される。さらに、１ラジオフレームは１０個のサブフレームを含み、１つのサブフレームは２つの０．５ｍｓスロットから構成される。ＬＴＥでは、時間方向においてはこのサブフレームが、各端末装置への通信リソースの割り当ての１単位となる。かかる１単位を、リソースブロック（Resource Block）という。１つのリソースブロックは、周波数方向においては、１２本のサブキャリアを含む。即ち、１つのリソースブロックは、時間−周波数領域において、１ｍｓｅｃ×１２サブキャリアのサイズを有する。同じ帯域幅、同じ時間長の中では、より多くのリソースブロックがデータ通信のために割り当てられるほど、データ通信のスループットは大きくなる。また、このような通信リソースの構成において、所定の周波数帯の一部のサブフレームは、ランダムアクセスチャネルとして予約される。ランダムアクセスチャネルは、上述したように、ハンドオーバ手続におけるターゲット基地局への初回のアクセスのために用いられることに加えて、例えば、アイドル状態からアクティブ状態に移行した端末装置による基地局へのアクセスにも用いられ得る。

［１−３．ランダムアクセスに関する課題の説明］
図３Ａ及び図３Ｂは、一般的なランダムアクセスの手順についてさらに説明するためのシーケンス図である。このうち、図３Ａは、コンテンション型のランダムアクセスの手順を示している。

図３Ａを参照すると、まず、端末装置は、ランダムアクセスプリアンブルをターゲット基地局へ送信する（ステップＳ５２）。ランダムアクセスプリアンブルは、例えば、６４個の異なるシーケンスの中から選択される。これら６４個のシーケンスは互いに直交するため、ターゲット基地局は、同じ周波数において同じタイミングで異なるシーケンスを受信しても、それらシーケンスを分離することができる。但し、同じ周波数において同じタイミングで同じシーケンスが異なる端末装置から送信された場合には、ランダムアクセスプリアンブルが衝突し、ランダムアクセスが失敗する可能性がある。

次に、ランダムアクセスプリアンブルを受信したターゲット基地局は、その受信のタイミングに応じて、端末装置ごとのタイミング調整値を決定する（ステップＳ５４）。例えば、よりターゲット基地局から遠くに位置する端末装置のランダムアクセスプリアンブルは、より近くに位置する端末装置のランダムアクセスプリアンブルよりも遅いタイミングでターゲット基地局に到達する。その場合、ターゲット基地局は、前者の（即ちより遠い）端末装置に、より早く信号を送信すべきであることを示すタイミング調整値を割り当てる。また、ターゲット基地局は、端末装置の接続要求のためのスケジューリングを行う。なお、通信リソースに空きがないために接続要求のための通信リソースを割り当てることができない場合には、ランダムアクセスは失敗する。

次に、ターゲット基地局は、ランダムアクセスレスポンスを端末装置へ送信する（ステップＳ５６）。ランダムアクセスレスポンスには、ターゲット基地局により決定されたタイミング調整値、及び端末装置による接続要求のためのスケジューリング情報が含まれる。ランダムアクセスレスポンスを受信した端末装置は、当該ランダムアクセスレスポンスに含まれるタイミング調整値を使用して、ターゲット基地局への信号の送信タイミングを調整する（ステップＳ５８）。

次に、端末装置は、ランダムアクセスレスポンスに含まれるスケジューリング情報において指定された通信リソースを用いて、接続要求をターゲット基地局へ送信する（ステップＳ６０）。かかる接続要求には、端末装置の識別情報などが含まれる。なお、例えば、ステップＳ５２において２つ以上の端末装置から同じランダムアクセスプリアンブルが送信され、そのランダムアクセスプリアンブルがターゲット基地局により正常に受信される可能性がある。その場合には、ターゲット基地局から送信されるランダムアクセスレスポンスを受信した当該２つ以上の端末装置が、ステップＳ６０において接続要求を同時に送信し得る。この場合にも、接続要求が衝突することにより、ランダムアクセスは失敗し得る。

次に、端末装置からの接続要求を正常に受信したターゲット基地局は、確認応答を端末装置へ送信する（ステップＳ６２）。なお、通信リソースに空きがないために確認応答の送信のための通信リソースを確保できない場合には、確認応答が送信されない可能性がある。ステップＳ６２において確認応答を受信すると、端末装置は、ランダムアクセスが成功したことを認識し、一連のランダムアクセス手順は終了する。一方、端末装置は、ランダムアクセスレスポンス又は確認応答を受信できない場合には、ランダムアクセスが失敗したものと判断し、ランダムバックオフの期間が経過した後に、ランダムアクセスを再度試行する。

図３Ｂは、コンテンションフリー型のランダムアクセスの手順を示している。図３Ｂを参照すると、ターゲット基地局は、まず、ランダムアクセスプリアンブルを端末装置に割り当てる（ステップＳ７２）。コンテンションフリー型のランダムアクセスのためのランダムアクセスプリアンブルは、例えば６４個の直交するシーケンスのうちの所定の数（例えば予約された１０個）の中からターゲット基地局により選択される。

次に、端末装置は、ランダムアクセスプリアンブルをターゲット基地局へ送信する（ステップＳ７４）。この場合、同じ周波数において同じタイミングで同じランダムアクセスプリアンブルが異なる端末装置により使用されることはないため、ランダムアクセスプリアンブルは衝突しない。

次に、ランダムアクセスプリアンブルを受信したターゲット基地局は、その受信のタイミングに応じて、端末装置ごとのタイミング調整値を決定する（ステップＳ７６）。また、ターゲット基地局は、端末装置の接続要求のためのスケジューリングを行う。なお、通信リソースに空きがないために接続要求のための通信リソースを割り当てることができない場合には、ランダムアクセスは失敗する。

次に、ターゲット基地局は、ランダムアクセスレスポンスを端末装置へ送信する（ステップＳ７８）。ランダムアクセスレスポンスには、ターゲット基地局により決定されたタイミング調整値、及び端末装置による接続要求のためのスケジューリング情報が含まれる。ランダムアクセスレスポンスを受信した端末装置は、当該ランダムアクセスレスポンスに含まれるタイミング調整値を使用して、ターゲット基地局への信号の送信タイミングを調整する（ステップＳ８０）。その後、端末装置は、コンテンション型のランダムアクセスの手順と同様にして、ターゲット基地局との間の接続を確立する。

上述した説明から理解されるように、ランダムアクセスの手順において、信号の衝突又は通信リソースの不足を原因として、ランダムアクセスは失敗し得る。そうすると、ランダムバックオフの期間が経過した後に、ランダムアクセスは再試行される。その間、端末装置による通信は遅延する。また、タイミング調整値の計算及び送信タイミングの調整に要する時間が、通信のオーバヘッドとなる。コンテンションフリー型のランダムアクセスの手順を用いれば、信号の衝突の可能性は低減される。しかし、コンテンションフリー型のランダムアクセスのために予約されるランダムアクセスプリアンブルの数には制限があるため、ハンドオーバ手続において常にコンテンションフリー型のランダムアクセスの手順を用いることができるとは限らない。そこで、以下に詳細に説明する本発明の２つの実施形態のように、サービス品質の低下を防ぐ観点から、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信におけるハンドオーバの手続中のランダムアクセスをより効率的に行うのが有益である。

＜２．無線通信システムの概要＞
図４は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム１の概要を示す模式図である。図４を参照すると、無線通信システム１は、端末装置１００、基地局２００ａ及び基地局２００ｂを含む。このうち、基地局２００ａが端末装置１００についてのサービング基地局であるものとする。

端末装置１００は、基地局２００ａにより無線通信サービスが提供されるセル２０２ａの内部に位置している。端末装置１００は、複数のコンポーネントキャリアを統合することにより（即ち、キャリアアグリゲーションにより）形成される通信チャネル上で、基地局２００ａを介して他の端末装置（図示せず）との間でデータ通信を行うことができる。但し、端末装置１００と基地局２００ａとの間の距離は近くないため、端末装置１００にとってハンドオーバが必要となる可能性がある。さらに、端末装置１００は、基地局２００ｂにより無線通信サービスが提供されるセル２０２ｂの内部に位置している。従って、基地局２００ｂは、端末装置１００のハンドオーバのためのターゲット基地局の候補となり得る。

基地局２００ａは、バックホールリンク（例えばＸ２インタフェース）を介して、基地局２００ｂとの間で通信することができる。基地局２００ａと基地局２００ｂとの間では、例えば、図１を用いて説明したようなハンドオーバ手続における各種メッセージ、又は各セルに属す端末装置についてのスケジューリング情報などが送受信され得る。さらに、基地局２００ａ及び基地局２００ｂは、例えばＳ１インタフェースを介して上位ノードであるＭＭＥと通信することもできる。

なお、本明細書のこれ以降の説明において、特に基地局２００ａ及び２００ｂを相互に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略してこれらを基地局２００と総称する。その他の構成要素についても同様とする。

＜３．第１の実施形態の説明＞
以下、図５〜図９Ｂを用いて、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信におけるハンドオーバの手続中のランダムアクセスをより効率的に行うための、本発明の第１の実施形態について説明する。

［３−１．端末装置の構成例］
図５は、本実施形態に係る端末装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図５を参照すると、端末装置１００は、無線通信部１１０、信号処理部１５０、制御部１６０、調整値記憶部１６２及び測定部１７０を備える。

（無線通信部）
無線通信部１１０は、キャリアアグリゲーション技術を用いて複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で、基地局２００との間の無線通信を行う。

図６は、無線通信部１１０のより詳細な構成の一例を示すブロック図である。図６を参照すると、無線通信部１１０は、アンテナ１１２、スイッチ１１４、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１２０、複数のダウンコンバータ１２２ａ〜１２２ｃ、複数のフィルタ１２４ａ〜１２４ｃ、複数のＡＤＣ（Analogue to Digital Convertor）１２６ａ〜１２６ｃ、復調部１２８、変調部１３０、複数のＤＡＣ（Digital to Analogue Convertor）１３２ａ〜１３２ｃ、さらなる複数のフィルタ１３４ａ〜１３４ｃ、複数のアップコンバータ１３６ａ〜１３６ｃ、合成器１３８、及びＰＡ（Power Amplifier）１４０を含む。

アンテナ１１２は、基地局２００から送信される無線信号を受信すると、スイッチ１１４を介して受信信号をＬＮＡ１２０へ出力する。ＬＮＡ１２０は、受信信号を増幅する。ダウンコンバータ１２２ａ及びフィルタ１２４ａは、ＬＮＡ１２０により増幅された受信信号から、第１のコンポーネントキャリア（ＣＣ１）のベースバンド信号を分離する。そして、分離された当該ベースバンド信号は、ＡＤＣ１２６ａによりデジタル信号に変換され、復調部１２８へ出力される。同様に、ダウンコンバータ１２２ｂ及びフィルタ１２４ｂは、ＬＮＡ１２０により増幅された受信信号から、第２のコンポーネントキャリア（ＣＣ２）のベースバンド信号を分離する。そして、分離された当該ベースバンド信号は、ＡＤＣ１２６ｂによりデジタル信号に変換され、復調部１２８へ出力される。また、ダウンコンバータ１２２ｃ及びフィルタ１２４ｃは、ＬＮＡ１２０により増幅された受信信号から、第３のコンポーネントキャリア（ＣＣ３）のベースバンド信号を分離する。そして、分離された当該ベースバンド信号は、ＡＤＣ１２６ｃによりデジタル信号に変換され、復調部１２８へ出力される。その後、復調部１２８は、各コンポーネントキャリアのベースバンド信号を復調することによりデータ信号を生成し、当該データ信号を信号処理部１５０へ出力する。

また、信号処理部１５０からデータ信号が入力されると、変調部１３０は、当該データ信号を変調し、コンポーネントキャリアごとのベースバンド信号を生成する。それらベースバンド信号のうち、第１のコンポーネントキャリア（ＣＣ１）のベースバンド信号は、ＤＡＣ１３２ａにより、アナログ信号に変換される。そして、フィルタ１３４ａ及びアップコンバータ１３６ａにより、当該アナログ信号から、送信信号のうちの第１のコンポーネントキャリアに対応する周波数成分が生成される。同様に、第２のコンポーネントキャリア（ＣＣ２）のベースバンド信号は、ＤＡＣ１３２ｂにより、アナログ信号に変換される。そして、フィルタ１３４ｂ及びアップコンバータ１３６ｂにより、当該アナログ信号から、送信信号のうちの第２のコンポーネントキャリアに対応する周波数成分が生成される。また、第３のコンポーネントキャリア（ＣＣ３）のベースバンド信号は、ＤＡＣ１３２ｃにより、アナログ信号に変換される。そして、フィルタ１３４ｃ及びアップコンバータ１３６ｃにより、当該アナログ信号から、送信信号のうちの第３のコンポーネントキャリアに対応する周波数成分が生成される。その後、生成された３つのコンポーネントキャリアに対応する周波数成分が合成器１３８により合成され、送信信号が形成される。ＰＡ１４０は、かかる送信信号を増幅し、スイッチ１１４を介してアンテナ１１２へ出力する。そして、アンテナ１１２は、当該送信信号を無線信号として基地局２００へ送信する。

なお、図６では、無線通信部１１０が３つのコンポーネントキャリアを扱う例について説明したが、無線通信部１１０が扱うコンポーネントキャリアの数は、２つであってもよく、又は４つ以上であってもよい。

また、無線通信部１１０は、図６の例のようにアナログ領域で各コンポーネントキャリアの信号を処理する代わりに、デジタル領域で各コンポーネントキャリアの信号を処理してもよい。後者の場合、受信時においては、１つのＡＤＣにより変換されたデジタル信号が、デジタルフィルタにより各コンポーネントキャリアの信号に分離される。また、送信時においては、各コンポーネントキャリアのデジタル信号が周波数変換され及び合成された後、１つのＤＡＣでアナログ信号に変換される。一般に、アナログ領域で各コンポーネントキャリアの信号を処理する場合には、ＡＤＣ及びＤＡＣの負荷がより少ない。一方、デジタル領域で各コンポーネントキャリアの信号を処理する場合には、ＡＤ／ＤＡ変換のためのサンプリング周波数が高くなるため、ＡＤＣ及びＤＡＣの負荷が増大し得る。

（信号処理部）
図５に戻り、端末装置１００の構成の一例についての説明を継続する。

信号処理部１５０は、無線通信部１１０から入力される復調後のデータ信号について、デインターリーブ、復号及び誤り訂正などの信号処理を行う。そして、信号処理部１５０は、処理後のデータ信号を上位レイヤへ出力する。また、信号処理部１５０は、上位レイヤから入力されるデータ信号について、符号化及びインターリーブなどの信号処理を行う。そして、信号処理部１５０は、処理後のデータ信号を、無線通信部１１０へ出力する。

（制御部）
制御部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの処理装置を用いて、端末装置１００の機能全般を制御する。例えば、制御部１６０は、無線通信部１１０が基地局２００から受信するスケジューリング情報に従って、無線通信部１１０によるデータ通信のタイミングを制御する。このとき、制御部１６０は、ランダムアクセスの手順において基地局２００から通知されるタイミング調整値を用いて、無線通信部１１０からのデータ送信のタイミングを調整する。また、制御部１６０は、測定部１７０にサービング基地局である基地局２００からのリファレンス信号を用いてチャネル品質を測定させ、チャネル品質レポートを、無線通信部１１０を介して基地局２００へ送信する。また、制御部１６０は、基地局２００により割り当てられるメジャメントギャップの期間に、測定部１７０にメジャメントを実行させる。

また、本実施形態において、制御部１６０は、ハンドオーバ手続中にターゲット基地局により２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当てられると、当該２つ以上のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する。そして、周波数方向での当該距離が所定の閾値よりも小さい場合には、制御部１６０は、当該２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについてのターゲット基地局へのランダムアクセスを省略する。即ち、例えば第１及び第２のコンポーネントキャリアが周波数方向で近傍に位置する場合に、制御部１６０は、第１のコンポーネントキャリアについてランダムアクセスを行う一方、第２のコンポーネントキャリアについてはランダムアクセスをスキップする。ここでの所定の閾値とは、ランダムアクセスの手順においてターゲット基地局から通知される１つのタイミング調整値に基づいて送信タイミングを適切に調整することのできる２つの周波数（例えば各コンポーネントキャリアの中央周波数）の差の最大値であってよい。それにより、端末装置１００は、いずれかのコンポーネントキャリアについてランダムアクセスを省略した場合にも、当該コンポーネントキャリアについて適切に送信タイミングを調整した上で、ハンドオーバを遂行することができる。

また、制御部１６０は、ターゲット基地局との間の新たな通信チャネルを３つ以上のコンポーネントキャリアが構成する場合には、そのうち一部のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が所定の閾値よりも小さいときに、少なくとも１つのコンポーネントキャリアについて、上述したようにランダムアクセスを省略してもよい。例えば、コンポーネントキャリアＣＣ１〜ＣＣ３のうちコンポーネントキャリアＣＣ１とＣＣ２との間の周波数方向での距離は所定の閾値よりも小さい一方、コンポーネントキャリアＣＣ１及びＣＣ２とＣＣ３との間の距離は当該所定の閾値よりも大きいものとする。その場合、制御部１６０は、コンポーネントキャリアＣＣ１及びＣＣ２についてのターゲット基地局へのランダムアクセスを１回で行った上で、コンポーネントキャリアＣＣ３についてのターゲット基地局へのランダムアクセスをさらに行ってもよい。

制御部１６０は、いずれかのコンポーネントキャリアについてランダムアクセスを省略する場合には、まず、周波数方向で当該コンポーネントキャリアの近傍に位置する他のコンポーネントキャリアについてターゲット基地局へのランダムアクセスを実行する。そして、制御部１６０は、当該ランダムアクセスをきっかけとしてターゲット基地局から通知されるタイミング調整値を、調整値記憶部１６２に記憶させる。その後、制御部１６０は、ランダムアクセスを省略するコンポーネントキャリアについての送信タイミングを、調整値記憶部１６２に記憶させたタイミング調整値を使用して調整する。そして、制御部１６０は、調整された送信タイミングにより、当該コンポーネントキャリア上でターゲット基地局へアクセスする（この場合のアクセスは、ランダムアクセスではない）。

（調整値記憶部）
調整値記憶部１６２は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、制御部１６０から入力される１つ以上のコンポーネントキャリアについてのタイミング調整値を記憶する。そして、調整値記憶部１６２は、制御部１６０からの指示に応じて、記憶したタイミング調整値を他のコンポーネントキャリアについての送信タイミングの調整のために出力する。

（測定部）
測定部１７０は、例えば、制御部１６０からの制御に従い、基地局２００からのリファレンス信号を用いてコンポーネントキャリアごとのチャネル品質を測定する。また、測定部１７０は、基地局２００により割り当てられるメジャメントギャップを用いて、コンポーネントキャリアごとにハンドオーバのためのメジャメントを実行する。測定部１７０が実行したメジャメントの結果は、制御部１６０によりメジャメントレポートのための所定のフォーマットに整形され、無線通信部１１０を介して基地局２００へ送信される。その後、基地局２００により、当該メジャメントレポートに基づいて、端末装置１００についてハンドオーバを実行すべきか否かが判定される。

［３−２．基地局の構成例］
図７は、本実施形態に係る基地局２００の構成の一例を示すブロック図である。図７を参照すると、基地局２００は、無線通信部２１０、インタフェース部２５０、コンポーネントキャリア（ＣＣ）管理部２６０及び制御部２８０を備える。

（無線通信部）
無線通信部２１０の具体的な構成は、サポートすべきコンポーネントキャリア数及び処理性能の要件等が異なるものの、図６を用いて説明した端末装置１００の無線通信部１１０の構成と類似してよい。無線通信部２１０は、キャリアアグリゲーション技術を用いて複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で、端末装置との間の無線通信を行う。

（インタフェース部）
インタフェース部２５０は、例えば、図４に例示したＳ１インタフェースを介して、無線通信部２１０及び制御部２８０と上位ノードとの間の通信を仲介する。また、インタフェース部２５０は、例えば、図４に例示したＸ２インタフェースを介して、無線通信部２１０及び制御部２８０と他の基地局との間の通信を仲介する。

（ＣＣ管理部）
ＣＣ管理部２６０は、基地局２００のセルに属している端末装置ごとに、各端末装置がどのコンポーネントキャリアを使用して通信をしているかを表すデータを保持する。かかるデータは、新たな端末装置が基地局２００のセルに参加した際、又は既存の端末装置がコンポーネントキャリアを変更した際に、制御部２８０により更新され得る。従って、制御部２８０は、ＣＣ管理部２６０により保持されているデータを参照することにより、端末装置１００がどのコンポーネントキャリアを使用しているかを知ることができる。

（制御部）
制御部２８０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどの処理装置を用いて、基地局２００の機能全般を制御する。例えば、制御部２８０は、データ通信のための通信リソースの割り当て、即ちスケジューリングを、端末装置１００及び他の端末装置のために実行する。そして、制御部２８０は、スケジューリング情報を所定のサブフレームに設けられるブロードキャストチャネル上で配信する。また、制御部２８０は、基地局２００がキャリアアグリゲーションを伴う無線通信のハンドオーバのターゲット基地局である場合には、新たな通信チャネルのために２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当てる。その際、制御部２８０は、周波数方向で隣接する２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当て可能である場合には、当該２つ以上のコンポーネントキャリアを新たな通信チャネルのために割り当てる。また、制御部２８０は、周波数方向での距離が上述した所定の閾値よりも小さい２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当て可能である場合には、当該２つ以上のコンポーネントキャリアを新たな通信チャネルのために割り当てる。

図８は、本実施形態に係るターゲット基地局によるコンポーネントキャリアの割り当てについて説明するための説明図である。図８を参照すると、３つのコンポーネントキャリアＣＣ１〜ＣＣ３により通信チャネルが構成される場合の、４つの段階を含む段階的なハンドオーバの様子が示されている。このうち、第１の段階は、ハンドオーバ前である。第２の段階は、コンポーネントキャリアＣＣ１のハンドオーバ後である。第３の段階は、コンポーネントキャリアＣＣ１及びＣＣ２のハンドオーバ後である。第４の段階は、全てのコンポーネントキャリアのハンドオーバ後である。

まず、第１の段階において、コンポーネントキャリアＣＣ１〜ＣＣ３は、ソース基地局と接続している。コンポーネントキャリアＣＣ１〜ＣＣ３の周波数方向における位置は、どのような位置であってもよい。

次に、コンポーネントキャリアＣＣ１についてハンドオーバが完了すると、ハンドオーバ手続は、第２の段階へ進む。ターゲット基地局においてコンポーネントキャリアＣＣ１が割り当てられる周波数帯は、ソース基地局における周波数帯と同じ周波数帯であってもよく、ソース基地局における周波数帯とは異なる周波数帯であってもよい。

次に、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのハンドオーバ要求を受信したターゲット基地局の制御部２８０は、コンポーネントキャリアＣＣ１とＣＣ２とを周波数方向で隣接するように割り当て可能であるか否かを判定する。図８の例では、コンポーネントキャリアＣＣ１とＣＣ２とを周波数方向で隣接するように割り当て可能であるものとする。よって、制御部２８０は、コンポーネントキャリアＣＣ１とＣＣ２とを周波数方向で隣接するように割り当てる（第３の段階）。

次に、コンポーネントキャリアＣＣ３についてのハンドオーバ要求を受信したターゲット基地局の制御部２８０は、コンポーネントキャリアＣＣ１又はＣＣ２とコンポーネントキャリアＣＣ３とを周波数方向で隣接するように割り当て可能であるか否かを判定する。図８の例では、これらコンポーネントキャリアを周波数方向で隣接するように割り当て可能ではなかったものとする。そうすると、制御部２８０は、周波数方向でのコンポーネントキャリアＣＣ１又はＣＣ２との間の距離が閾値Ｆ_ＴＨよりも小さくなるように、新たな通信チャネルにコンポーネントキャリアＣＣ３を割り当て可能であるか否かを判定する。閾値Ｆ_ＴＨは、１つのタイミング調整値に基づいて送信タイミングを適切に調整することのできる２つの周波数の差の最大値に相当し得る上述した所定の閾値を指す。図８の例では、コンポーネントキャリアＣＣ１及びＣＣ２との間の距離が閾値Ｆ_ＴＨよりも小さくなるようにコンポーネントキャリアＣＣ３を割り当て可能であるものとする。よって、制御部２８０は、コンポーネントキャリアＣＣ１及びＣＣ２との間の距離が閾値Ｆ_ＴＨよりも小さい位置に、コンポーネントキャリアＣＣ３を割り当てる（第４の段階）。

なお、図８では、１つのコンポーネントキャリアについてのハンドオーバが完了した後に新たな通信チャネルのために他のコンポーネントキャリアが割り当てられる例を説明した。しかしながら、新たな通信チャネルへの当該他のコンポーネントキャリアの割り当ては、上記１つのコンポーネントキャリアについてのハンドオーバが完了する前に行われてもよい。また、図８の例では、あるコンポーネントキャリアについて、端末装置１００によるターゲット基地局へのアクセスの際に当該コンポーネントキャリアの周波数帯が変更されるように説明した。しかしながら、あるコンポーネントキャリアについて、周波数方向での位置に関する上述した条件に従ってソース基地局において周波数帯が変更された後、当該コンポーネントキャリアの接続先がソース基地局からターゲット基地局へ変更されてもよい。

このようなコンポーネントキャリアの割り当てに加えて、制御部２８０は、図１を用いて説明したハンドオーバ手続におけるソース基地局又はターゲット基地局と同様に、基地局２００を動作させる。

［３−３．処理の流れ］
次に、図９Ａ及び図９Ｂを用いて、本実施形態に係るハンドオーバ手続の流れについて説明する。なお、以下のシナリオでは、端末装置１００、ソース基地局である基地局２００ａ及びターゲット基地局である基地局２００ｂの間でハンドオーバ手続が行われるものとする。また、説明を簡明とするために、本シナリオにおいて、端末装置１００は２つのコンポーネントキャリアを使用して無線通信しているものとする。また、図１に例示した一般的なハンドオーバ手続のうち端末装置におけるメジャメントまでの手続（ステップＳ２〜ステップＳ１４）については特別な相違点が無いため、その説明を省略する。

図９Ａにおいて、端末装置１００は、まず、例えばコンポーネントキャリアＣＣ１についてのメジャメントレポートを基地局２００ａへ送信する（ステップＳ１２２）。次に、メジャメントレポートを受信した基地局２００ａは、当該メジャメントレポートに基づいて、ハンドオーバの要否を判定する。例えば、端末装置１００と基地局２００ａとの間のチャネル品質よりも端末装置１００と基地局２００ｂとの間のチャネル品質が予め決定された閾値以上に良好である場合には、ハンドオーバが必要であると判定され得る。その場合、基地局２００ａは、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのハンドオーバ要求メッセージを基地局２００ｂへ送信する（ステップＳ１２４）。ハンドオーバ要求メッセージを受信した基地局２００ｂは、通信リソースの空き状況に応じて、端末装置１００との間の新たな通信チャネルのために、いずれかの周波数帯にコンポーネントキャリアＣＣ１を割り当てる。そして、基地局２００ｂは、ハンドオーバ承認メッセージを基地局２００ａへ送信する（ステップＳ１２６）。ハンドオーバ承認メッセージを受信した基地局２００ａは、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのハンドオーバ命令を端末装置１００へ送信する（ステップＳ１２８）。

次に、ハンドオーバ命令を受信した端末装置１００は、まず、基地局２００ｂのコンポーネントキャリアＣＣ１のダウンリンクチャネルとの同期を獲得する（ステップＳ１３２）。次に、端末装置１００は、コンポーネントキャリアＣＣ１のランダムアクセスチャネルを使用して、基地局２００ｂにランダムアクセスを行う（ステップＳ１３４）。このとき、端末装置１００の制御部１６０は、基地局２００ｂから通知されるコンポーネントキャリアＣＣ１についてのタイミング調整値を、調整値記憶部１６２に記憶させる。これらダウンリンク同期及びランダムアクセスの間、基地局２００ａは、端末装置１００宛てに届くデータを基地局２００ｂへ転送する（ステップＳ１３６）。

次に、端末装置１００は、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのランダムアクセスが成功すると、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのハンドオーバ完了メッセージを基地局２００ｂへ送信する（ステップＳ１４２）。ハンドオーバ完了メッセージを受信した基地局２００ｂは、ＭＭＥに端末装置１００のコンポーネントキャリアＣＣ１についてのルート更新を要求する（ステップＳ１４４）。ＭＭＥがユーザデータのルートを更新することにより、端末装置１００が新たな基地局（即ち、基地局２００ｂ）を介して他の装置と通信をすることが可能となる。なお、ルート更新要求は、コンポーネントキャリアごとに行われてもよく、又は複数のコンポーネントキャリアを通じて１度だけ行われてもよい。そして、基地局２００ｂは、ハンドオーバ完了メッセージに対する確認応答を端末装置１００へ送信する（ステップＳ１４６）。

さらに、図９Ｂにおいて、端末装置１００は、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのメジャメントレポートを基地局２００ａへ送信する（ステップＳ１５２）。次に、メジャメントレポートを受信した基地局２００ａは、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのハンドオーバ要求メッセージを基地局２００ｂへ送信する（ステップＳ１５４）。

ハンドオーバ要求メッセージを受信した基地局２００ｂは、通信リソースの空き状況に応じて、端末装置１００との間の新たな通信チャネルのために、いずれかの周波数帯にコンポーネントキャリアＣＣ２を割り当てる。ここでコンポーネントキャリアＣＣ２が割り当てられる周波数帯は、本シナリオでは、コンポーネントキャリアＣＣ１と隣接する周波数帯、又はコンポーネントキャリアＣＣ１との間の周波数方向での距離が閾値Ｆ_ＴＨよりも小さい周波数帯であるものとする。その後、基地局２００ｂは、ハンドオーバ承認メッセージを基地局２００ａへ送信する（ステップＳ１５６）。ハンドオーバ承認メッセージを受信した基地局２００ａは、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのハンドオーバ命令を端末装置１００へ送信する（ステップＳ１５８）。

次に、ハンドオーバ命令を受信した端末装置１００において、制御部１６０は、調整値記憶部１６２に記憶させたコンポーネントキャリアＣＣ１についてのタイミング調整値を読み出す。そして、制御部１６０は、コンポーネントキャリアＣＣ２について基地局２００ｂへアクセスするタイミングを、調整値記憶部１６２から読み出したタイミング調整値を使用して調整する（ステップＳ１６４）。この間、基地局２００ａは、端末装置１００宛てに届くデータを基地局２００ｂへ転送する（ステップＳ１６６）。

次に、端末装置１００は、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのハンドオーバ完了メッセージを基地局２００ｂへ送信する（ステップＳ１７２）。ハンドオーバ完了メッセージを受信した基地局２００ｂは、ＭＭＥに端末装置１００のコンポーネントキャリアＣＣ２についてのルート更新を要求する（ステップＳ１７４）。そして、基地局２００ｂは、ハンドオーバ完了メッセージに対する確認応答を端末装置１００へ送信する（ステップＳ１７６）。

［３−４．第１の実施形態のまとめ］
ここまで、図５〜図９Ｂを用いて、本発明の第１の実施形態について説明した。本実施形態によれば、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信において、端末装置１００は、ターゲット基地局との間の通信チャネルに割り当てられた２つ以上のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が所定の閾値よりも小さい場合には、当該２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについてのターゲット基地局へのランダムアクセスを省略する。従って、ランダムアクセスの失敗による遅延のコンポーネントキャリアの数に応じた累積が生じないため、ハンドオーバ手続中のランダムアクセスによるサービス品質の低下が抑制される。また、端末装置１００は、ランダムアクセスを行ったコンポーネントキャリアのためにターゲット基地局から通知されたタイミング調整値を使用して、ランダムアクセスを省略したコンポーネントキャリアについての送信タイミングを調整する。それにより、ランダムアクセスを省略したコンポーネントキャリアにおいても、適切なタイミングで通信をすることができる。また、ターゲット基地局において当該コンポーネントキャリアについてのタイミング調整値を冗長的に決定しなくてよいため、通信のオーバヘッドが削減される。

また、本実施形態によれば、ターゲット基地局としての基地局２００は、周波数方向で隣接する２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当て可能である場合には、端末装置１００との間の新たな通信チャネルのために当該２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当てる。また、基地局２００は、周波数方向での距離が所定の閾値よりも小さい２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当て可能である場合には、新たな通信チャネルのために当該２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当てる。それにより、ハンドオーバ手続中の端末装置１００によるランダムアクセスの省略の機会が増加するため、ランダムアクセスの失敗による遅延の累積の防止、又はオーバヘッドの削減などの上述した恩恵をより効果的に享受することができる。なお、一連のハンドオーバ手続の終了後にこれらコンポーネントキャリアの周波数方向での位置が変更されてもよいことは言うまでもない。

＜４．第２の実施形態の説明＞
以下、図１０〜図１２Ｂを用いて、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信におけるハンドオーバの手続中のランダムアクセスをより効率的に行うための、本発明の第２の実施形態について説明する。

［４−１．端末装置の構成例］
図１０は、本実施形態に係る端末装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図１０を参照すると、端末装置３００は、無線通信部１１０、信号処理部１５０、制御部３６０及び測定部１７０を備える。

（制御部）
制御部３６０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどの処理装置を用いて、端末装置３００の機能全般を制御する。例えば、制御部３６０は、無線通信部１１０が基地局４００から受信するスケジューリング情報に従って、無線通信部１１０によるデータ通信のタイミングを制御する。また、制御部３６０は、測定部１７０にサービング基地局である基地局４００からのリファレンス信号を用いてチャネル品質を測定させ、チャネル品質レポートを、無線通信部１１０を介して基地局４００へ送信する。また、制御部３６０は、基地局４００により割り当てられるメジャメントギャップの期間に、測定部１７０にメジャメントを実行させる。

また、本実施形態において、制御部３６０は、ハンドオーバ手続中に、基地局４００により新たな通信チャネルのために１つ以上のコンポーネントキャリアが割り当てられると、まず、無線通信部１１０に基地局４００へのランダムアクセスを行わせる。当該１つ以上のコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスにより、基地局４００との間の新たな通信チャネルが確立される。次に、制御部３６０は、確立した新たな通信チャネル上で、当該通信チャネルを構成すべき１つ以上の他の（残りの）コンポーネントキャリアについてのランダムアクセスのタイミングを、無線通信部１１０に基地局４００へ通知させる。それにより、ターゲット基地局としての基地局４００は、通知されたタイミングに基づいて、端末装置３００によるランダムアクセスの手順において必要とされる通信リソースを前もって予約することができる。

［４−２．基地局の構成例］
図１１は、本実施形態に係る基地局４００の構成の一例を示すブロック図である。図１１を参照すると、基地局４００は、無線通信部２１０、インタフェース部２５０、ＣＣ管理部２６０及び制御部４８０を備える。

（制御部）
制御部４８０は、ＣＰＵ又はＤＳＰなどの処理装置を用いて、基地局４００の機能全般を制御する。例えば、制御部４８０は、データ通信のための通信リソースの割り当てを、端末装置３００及び他の端末装置のために実行する。そして、制御部４８０は、スケジューリング情報を所定のサブフレームに設けられるブロードキャストチャネル上で配信する。また、制御部４８０は、基地局４００が端末装置３００によるハンドオーバのターゲット基地局である場合には、端末装置３００との間の新たな通信チャネルのために２つ以上のコンポーネントキャリアを順次割り当てる。その際、上述したように、端末装置３００から、１つ以上のコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスにより確立された新たな通信チャネル上で、当該通信チャネルを構成すべき１つ以上の他のコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスのタイミングが通知され得る。制御部４８０は、かかる通知を受けると、当該１つ以上の他のコンポーネントキャリアについての後続のランダムアクセスが成功するように、通知されたタイミングに応じて端末装置３００のための通信リソースを予約する。ここで予約される通信リソースには、例えば、端末装置３００からの接続要求のためのアップリンクのリソース、又は当該接続要求に対する確認応答のためのダウンリンクのリソースなどが含まれる。

このような通信リソースの予約に加えて、制御部４８０は、図１を用いて説明したハンドオーバ手続におけるソース基地局又はターゲット基地局と同様に、基地局４００を動作させる。

［４−３．処理の流れ］
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて、本実施形態に係るハンドオーバ手続の流れについて説明する。なお、以下のシナリオでは、端末装置３００、ソース基地局である基地局４００ａ及びターゲット基地局である基地局４００ｂの間でハンドオーバ手続が行われるものとする。また、図９Ａ及び図９Ｂと同様、説明を簡明とするために、本シナリオにおいて、端末装置３００は２つのコンポーネントキャリアを使用して無線通信しているものとする。また、図１に例示した一般的なハンドオーバ手続のうち端末装置におけるメジャメントまでの手続（ステップＳ２〜ステップＳ２４）については特別な相違点が無いため、その説明を省略する。

図１２Ａにおいて、端末装置３００は、まず、例えばコンポーネントキャリアＣＣ１についてのメジャメントレポートを基地局４００ａへ送信する（ステップＳ２２２）。次に、メジャメントレポートを受信した基地局４００ａは、ハンドオーバが必要であると判定すると、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのハンドオーバ要求メッセージを基地局４００ｂへ送信する（ステップＳ２２４）。ハンドオーバ要求メッセージを受信した基地局４００ｂは、通信リソースの空き状況に応じて、端末装置３００との間の新たな通信チャネルのために、いずれかの周波数帯にコンポーネントキャリアＣＣ１を割り当てる。そして、基地局４００ｂは、ハンドオーバ承認メッセージを基地局４００ａへ送信する（ステップＳ２２６）。ハンドオーバ承認メッセージを受信した基地局４００ａは、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのハンドオーバ命令を端末装置３００へ送信する（ステップＳ２２８）。

次に、ハンドオーバ命令を受信した端末装置３００は、まず、基地局４００ｂのコンポーネントキャリアＣＣ１のダウンリンクチャネルとの同期を獲得する（ステップＳ２３２）。次に、端末装置３００は、コンポーネントキャリアＣＣ１のランダムアクセスチャネルを使用して、基地局４００ｂにランダムアクセスを行う（ステップＳ２３４）。このランダムアクセスが成功すると、端末装置３００と基地局４００ｂとの間の新たな通信チャネルが確立する。これらダウンリンク同期及びランダムアクセスの間、基地局４００ａは、端末装置３００宛てに届くデータを基地局４００ｂへ転送する（ステップＳ２３６）。

次に、端末装置３００は、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのランダムアクセスが成功すると、コンポーネントキャリアＣＣ１についてのハンドオーバ完了メッセージを基地局４００ｂへ送信する（ステップＳ２４２）。ハンドオーバ完了メッセージを受信した基地局４００ｂは、ＭＭＥに端末装置３００のコンポーネントキャリアＣＣ１についてのルート更新を要求する（ステップＳ２４４）。そして、基地局４００ｂは、ハンドオーバ完了メッセージに対する確認応答を端末装置３００へ送信する（ステップＳ２４６）。

さらに、図１２Ｂにおいて、端末装置３００は、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのメジャメントレポートを基地局４００ａへ送信する（ステップＳ２５２）。次に、メジャメントレポートを受信した基地局４００ａは、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのハンドオーバ要求メッセージを基地局４００ｂへ送信する（ステップＳ２５４）。

ハンドオーバ要求メッセージを受信した基地局４００ｂは、通信リソースの空き状況に応じて、端末装置３００との間の新たな通信チャネルのために、いずれかの周波数帯にコンポーネントキャリアＣＣ２を割り当てる。ここでコンポーネントキャリアＣＣ２が割り当てられる周波数帯は、いずれの周波数帯であってもよい。その後、基地局４００ｂは、ハンドオーバ承認メッセージを基地局４００ａへ送信する（ステップＳ２５６）。ハンドオーバ承認メッセージを受信した基地局４００ａは、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのハンドオーバ命令を端末装置３００へ送信する（ステップＳ２５８）。

次に、端末装置３００は、既に確立した（コンポーネントキャリアＣＣ１を有する）新たな通信チャネル上で、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのランダムアクセス（ＲＡ）のタイミングを、基地局４００ｂに通知する（ステップＳ２６０）。そうすると、基地局４００ｂは、端末装置３００によるコンポーネントキャリアＣＣ２についてのランダムアクセスが通信リソースの不足により失敗しないように、通知されたタイミングに応じて通信リソースを予約する（ステップＳ２６１）。

その後、端末装置３００は、基地局４００ｂのコンポーネントキャリアＣＣ２のダウンリンクチャネルとの同期を獲得する（ステップＳ２６２）。次に、端末装置３００は、ステップＳ２６０において基地局４００ｂに通知したタイミングで、コンポーネントキャリアＣＣ２のランダムアクセスチャネルを使用して、基地局４００ｂにランダムアクセスを行う（ステップＳ２６４）。かかるランダムアクセスは、端末装置３００からの接続要求及びそれに対する確認応答のための通信リソースが基地局４００ｂにより予約されているため、信号の衝突が生じない限り成功する可能性が高い。これらダウンリンク同期及びランダムアクセスの間、基地局４００ａは、端末装置３００宛てに届くデータを基地局４００ｂへ転送する（ステップＳ２６６）。

次に、端末装置３００は、コンポーネントキャリアＣＣ２についてのハンドオーバ完了メッセージを基地局４００ｂへ送信する（ステップＳ２７２）。ハンドオーバ完了メッセージを受信した基地局４００ｂは、ＭＭＥに端末装置３００のコンポーネントキャリアＣＣ２についてのルート更新を要求する（ステップＳ２７４）。そして、基地局４００ｂは、ハンドオーバ完了メッセージに対する確認応答を端末装置３００へ送信する（ステップＳ２７６）。

［４−４．第２の実施形態のまとめ］
ここまで、図１０〜図１２Ｂを用いて、本発明の第２の実施形態について説明した。本実施形態によれば、キャリアアグリゲーションを伴う無線通信におけるハンドオーバに際して、端末装置３００から基地局４００へ、ハンドオーバが完了していないコンポーネントキャリアについてのランダムアクセスのタイミングが、ハンドオーバが完了したコンポーネントキャリア上で通知される。それにより、基地局４００は、他のコンポーネントキャリアについての端末装置３００からの後続のランダムアクセスが通信リソースの不足により失敗しないように、通信リソースを予約することができる。その結果、ランダムアクセスが失敗する可能性が低減されるため、遅延の累積によるサービス品質の低下が抑制される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 無線通信システム
１００，３００ 端末装置
１１０ 無線通信部（端末装置）
１６０，３６０ 制御部（端末装置）
２００，４００ 基地局
２１０ 無線通信部（基地局）
２８０，４８０ 制御部（基地局）

Claims (10)

1. 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で無線通信している端末装置による第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバのための方法であって：
   前記端末装置により、前記第２の基地局により前記端末装置との間の新たな通信チャネルのために割り当てられる２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについての前記第２の基地局へのランダムアクセスを省略するステップと；
   前記端末装置により、ランダムアクセスを行ったコンポーネントキャリアのために通知されたタイミング調整値を使用して、ランダムアクセスを省略したコンポーネントキャリアについての送信タイミングを調整するステップと；
   を含む方法。
2. 前記２つ以上のコンポーネントキャリアのうち前記少なくとも１つについての前記第２の基地局へのランダムアクセスは、前記２つ以上のコンポーネントキャリアの周波数位置に関する所定の条件が満たされる場合に省略される、請求項１に記載の方法。
3. 前記所定の条件は、前記２つ以上のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が１つのタイミング調整値に基づいて送信タイミングを適切に調整可能な周波数の差に相当することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 周波数方向で隣接する２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当て可能である場合には、前記端末装置と前記第２の基地局との間の前記新たな通信チャネルのために周波数方向で隣接する当該２つ以上のコンポーネントキャリアが割り当てられる、請求項１に記載の方法。
5. 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で基地局との間の無線通信を行う無線通信部と；
   前記無線通信部による第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバを制御する制御部と；
   を備え、
   前記制御部は、前記第２の基地局により割り当てられる新たな通信チャネルの２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについての前記第２の基地局へのランダムアクセスを省略し、ランダムアクセスを行ったコンポーネントキャリアのために通知されたタイミング調整値を使用して、ランダムアクセスを省略したコンポーネントキャリアについての送信タイミングを調整する、
   端末装置。
6. 前記２つ以上のコンポーネントキャリアのうち前記少なくとも１つについての前記第２の基地局へのランダムアクセスは、前記２つ以上のコンポーネントキャリアの周波数位置に関する所定の条件が満たされる場合に省略される、請求項５に記載の端末装置。
7. 前記所定の条件は、前記２つ以上のコンポーネントキャリア間の周波数方向での距離が１つのタイミング調整値に基づいて送信タイミングを適切に調整可能な周波数の差に相当することを含む、請求項６に記載の端末装置。
8. 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で無線通信している端末装置による第１の基地局から第２の基地局へのハンドオーバを制御するための方法であって：
   前記第２の基地局により、前記端末装置との間の新たな通信チャネルのために２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当てるステップと；
   前記端末装置によりランダムアクセスが行われたコンポーネントキャリアのために前記端末装置へタイミング調整値を通知するステップと；
   前記タイミング調整値を使用して調整された送信タイミングで前記端末装置から送信される、ランダムアクセスが省略されたコンポーネントキャリアについての信号を受信するステップと；
   を含む方法。
9. 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で端末装置との間の無線通信を行う無線通信部と；
   前記端末装置の他の基地局からのハンドオーバを制御する制御部と；
   を備え、
   前記制御部は、前記端末装置との間の新たな通信チャネルのために２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当て、前記端末装置によりランダムアクセスが行われたコンポーネントキャリアのために前記端末装置へタイミング調整値を通知し、
   前記無線通信部は、前記タイミング調整値を使用して調整された送信タイミングで前記端末装置から送信される、ランダムアクセスが省略されたコンポーネントキャリアについての信号を受信する、
   基地局。
10. 複数のコンポーネントキャリアを統合することにより形成される通信チャネル上で無線通信を行う端末装置と、
    前記端末装置に前記通信チャネル上でサービス提供している第１の基地局と、
    前記端末装置による前記第１の基地局からのハンドオーバのターゲットとなる第２の基地局と、
    を含む無線通信システムであって：
    前記第２の基地局は、前記端末装置との間の新たな通信チャネルのために２つ以上のコンポーネントキャリアを割り当て、
    前記端末装置は、割り当てられた前記２つ以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも１つについての前記第２の基地局へのランダムアクセスを省略し、ランダムアクセスを行ったコンポーネントキャリアのために通知されたタイミング調整値を使用して、ランダムアクセスを省略したコンポーネントキャリアについての送信タイミングを調整する、
    無線通信システム。
    

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