JP5794383B2 - 通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局 - Google Patents
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Description
本発明は、通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局に関する。
携帯電話などの移動通信端末における通信システムとして、たとえばLTE(Long Term Evolution)やLTE−AdvancedなどのLTEシステムが知られている(たとえば、下記特許文献1参照。)。LTEシステムにおいては、UE(User Equipment:ユーザ端末)接続のための初回アクセスやハンドオーバ先へのUEの接続シーケンスにおいて、UEがeNB(evolutional Node B:基地局)に通信チャネルの割り当てを要求するためのRACH(Random Access Channel:ランダムアクセスチャネル)が使用される。
また、LTEシステムにおいては、さらに、再同期や再接続、UL/DLレジューミング(省電力状態からの復帰)などにおいてもRACHが使用される。このため、LTEシステムにおいては、たとえば3Gシステムに比べてRACHの使用頻度が数倍になる。RACHには、競合(Contention Based)RACHおよび非競合(Non Contention)RACHの2種類がある。
競合RACHにおいてはUE側がランダムにプリアンブル(Preamble)を選択するため、複数のUEが同じプリアンブルリソース、RACHレスポンス、RACHメッセージ3を送受信する衝突が発生する可能性がある。このような衝突は、ランダムアクセス手続(RA procedure)における干渉の要因となる。
競合RACHは、このような衝突を前提としており、最終的にeNB側でRACHメッセージ3が正常にデコードされたUEが、ウイナー(Winner)UEとなり、ランダムアクセス手続成功となる。なお、UE側では、各UEが固有に持つ競合解決(Resolution)IDをRACHメッセージ3によって送信する。そして、各UEは、eNBからRACHメッセージ4にて返却された競合解決IDとUE自身が持つ競合解決IDとが一致していた場合にランダムアクセス手続の成功を認識する。
一方、非競合ランダムアクセスにおいては、同じプリアンブル番号は同時に使用されないが、そもそもプリアンブルリソースは1セルに64個であり、かつその中の一部を非競合ランダムアクセス専用プリアンブルとして使用する。このため、同じセルに在圏するUEの数が増えてくると、非競合ランダムアクセス用のプリアンブルリソースは枯渇し、競合ランダムアクセスに移行するため、ランダムアクセス手続における干渉要因となる。
現状のLTEシステムでは、UEが頻繁にプリアンブルを上げた場合の干渉抑制のために、UEのプリアンブル送信間隔を制御するバックオフインジケータ(Back Off Indicator)が用意されている。そして、セル内のUEが増加することなどによりeNBにて受信されるプリアンブルの数が増加すると、バックオフインジケータを使用して各UEのプリアンブルの送信間隔を長くすることで干渉を低減させるようにしている。バックオフインジケータはセル単位での制御となっている。
UEからのプリアンブル送信においては、RACHシーケンスの成功率を上げるためにパワーランピング(Power Rumping)が実施されており、プリアンブルの再送の度にプリアンブル出力パワーが上昇する。ただし、上記のように、LTEシステムにおいてはRACHの使用頻度が高いことを考慮すると、UEがプリアンブルをランダムに選択しているため、セル内に在圏するUEが増加した場合には多数のRACHシーケンスが同時に動作することが想定される。このため、PRACH干渉の増加によるRACHシーケンス失敗の確率が高くなる。
また、バックオフインジケータによりプリアンブルの送信間隔を調整する制御だけでは、UE数が増加した場合に干渉の低減には十分ではない。すなわち、UEのプリアンブル送信間隔を空けたとしても、各UEが同じタイミングでRACHシーケンスを要求すれば、干渉の低減には効果がない。さらに、バックオフインジケータ制御によりプリアンブル送信間隔が長くなると、再同期やULレジューミングのためのプリアンブル送信までの時間が長くなるため、UEの再同期や省電力からの復帰遅延の増大を招く。
これに対して、LTEシステムにおいてセルに在圏するUE数が増加した場合に、RACHシーケンスによる干渉の低減およびRACH成功率の向上により、システムスループットの向上とUEの再同期、省電力モードからの復帰遅延が減少する。そのためには、競合RACH手続でのプリアンブルの衝突を少なくすることが求められる。
しかしながら、上述した従来の競合RACHにおいては、各UEがプリアンブルをランダムに選択するため、各UEが選択するプリアンブルをeNBから制御して干渉の低減を図ることができないという問題がある。
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ランダムアクセスにおける干渉の低減を図ることができる通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、基地局と移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と前記移動通信端末とが無線通信する通信システムにおいて、前記基地局が、前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、前記移動通信端末が、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行する通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局が提案される。
本発明の一側面によれば、ランダムアクセスにおける干渉の低減を図ることができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局の実施の形態を詳細に説明する。
(実施の形態1)
(実施の形態1にかかる通信システムの構成)
図1−1は、実施の形態1にかかる通信システムの構成の一例を示す図である。図1−1に示すように、実施の形態1にかかる通信システム100は、移動通信端末110と、基地局120と、を含んでいる。移動通信端末110は、基地局120に対するランダムアクセス(ランダムアクセス手順)を行う。移動通信端末110が行うランダムアクセスはたとえば競合ランダムアクセス(競合RACH)である。
(実施の形態1にかかる通信システムの構成)
図1−1は、実施の形態1にかかる通信システムの構成の一例を示す図である。図1−1に示すように、実施の形態1にかかる通信システム100は、移動通信端末110と、基地局120と、を含んでいる。移動通信端末110は、基地局120に対するランダムアクセス(ランダムアクセス手順)を行う。移動通信端末110が行うランダムアクセスはたとえば競合ランダムアクセス(競合RACH)である。
移動通信端末110および基地局120は、基地局120が移動通信端末110に割り当てた識別子を用いて互いに無線通信を行う。識別子は、移動通信端末110による基地局120に対するランダムアクセスにおいて基地局120が移動通信端末110に割り当てる。識別子は、たとえばC−RNTI(Cell−Radio Network Temporary Identity:セル無線ネットワーク一時識別子)である。
<移動通信端末の構成>
移動通信端末110は、通信制御部111と、識別子記憶部112と、対応関係記憶部113と、選択部114と、を備えている。通信制御部111は、移動通信端末110が基地局120との無線通信を行う場合に、基地局120に対するランダムアクセスを行う。具体的には、通信制御部111は、基地局120に対してプリアンブルを送信することによって移動通信端末110への識別子の割り当てを基地局120に要求する。
移動通信端末110は、通信制御部111と、識別子記憶部112と、対応関係記憶部113と、選択部114と、を備えている。通信制御部111は、移動通信端末110が基地局120との無線通信を行う場合に、基地局120に対するランダムアクセスを行う。具体的には、通信制御部111は、基地局120に対してプリアンブルを送信することによって移動通信端末110への識別子の割り当てを基地局120に要求する。
そして、基地局120が、移動通信端末110に識別子を割り当て、割り当てた識別子を移動通信端末110へ送信すると、通信制御部111は、基地局120から送信された識別子によって無線通信を行う。また、通信制御部111は、基地局120から送信された識別子を識別子記憶部112へ出力する。
また、通信制御部111は、選択部114によって通知されたプリアンブル情報に基づくプリアンブルを基地局120へ送信する。たとえば、移動通信端末110のメモリには、プリアンブル情報とプリアンブルとを対応付けるプリアンブル対応情報が記憶されている。通信制御部111は、選択部114によって通知されたプリアンブル情報に対応するプリアンブルをプリアンブル対応情報に基づいて生成し、生成したプリアンブルを基地局120へ送信する。プリアンブル情報に対応する複数のプリアンブルが候補として存在する場合は、通信制御部111は、複数のプリアンブルのうちのいずれかのプリアンブルを選択し、選択したプリアンブルを生成して送信する。
識別子記憶部112は、通信制御部111から出力された識別子を記憶する。したがって、識別子記憶部112には、ランダムアクセスによって移動通信端末110に割り当て済みの識別子が記憶される。
対応関係記憶部113は、基地局120から割り当てられる識別子と、プリアンブル情報と、の所定の対応関係を示す対応情報を記憶する。所定の対応関係は、移動通信端末110および基地局120に共通してあらかじめ設定される対応関係である。プリアンブル情報は、たとえば、ランダムアクセスに用いるプリアンブルを示す情報である。プリアンブルを示す情報は、たとえば64通りのプリアンブルが存在する場合において、0〜63などのプリアンブル番号である。
または、プリアンブル情報は、ランダムアクセスに用いるプリアンブルの候補を示す情報であってもよい。たとえば、プリアンブル番号は複数のグループに分けられており、プリアンブル情報は、プリアンブル番号のグループを示す情報である。この場合は、プリアンブル情報が示すグループに含まれる一または複数のプリアンブル番号が、ランダムアクセスに用いるプリアンブルの候補となる。
対応関係記憶部113に記憶される対応情報は、たとえば、識別子からプリアンブル情報を算出可能な関数である。または、対応関係記憶部113に記憶される対応情報は、識別子とプリアンブル情報とを対応付けるテーブルなどであってもよい。
選択部114は、対応関係記憶部113に記憶された対応情報に基づいて、識別子記憶部112に記憶された識別子に対応するプリアンブル情報を選択する。すなわち、選択部114は、識別子記憶部112に記憶された識別子との間で、対応関係記憶部113に記憶された対応情報が示す所定の対応関係を満たすプリアンブル情報を選択する。
また、選択部114は、たとえば基地局120に対する初回アクセス時など、基地局120によって割り当てられた識別子が識別子記憶部112に記憶されていない場合は、プリアンブル情報をたとえばランダムに選択する。または、選択部114は、識別子が識別子記憶部112に記憶されていない場合は、移動通信端末110との間の伝搬品質に応じてプリアンブル情報を選択してもよい。選択部114は、選択したプリアンブル情報を通信制御部111へ通知する。
これにより、移動通信端末110は、基地局120から割り当てられた識別子がある場合は、基地局120から割り当てられた識別子に応じたプリアンブルによって基地局120に対するランダムアクセスを行うことができる。
<基地局の構成>
基地局120は、通信制御部121と、決定部122と、対応関係記憶部123と、導出部124と、を備えている。通信制御部121は、移動通信端末110からのランダムアクセスを処理する。具体的には、通信制御部121は、移動通信端末110からプリアンブルを受信すると、受信通知を決定部122へ出力する。そして、通信制御部121は、受信通知を出力したことにより導出部124から通知された識別子を移動通信端末110に割り当て、割り当てた識別子を移動通信端末110へ送信する。
基地局120は、通信制御部121と、決定部122と、対応関係記憶部123と、導出部124と、を備えている。通信制御部121は、移動通信端末110からのランダムアクセスを処理する。具体的には、通信制御部121は、移動通信端末110からプリアンブルを受信すると、受信通知を決定部122へ出力する。そして、通信制御部121は、受信通知を出力したことにより導出部124から通知された識別子を移動通信端末110に割り当て、割り当てた識別子を移動通信端末110へ送信する。
決定部122は、通信制御部121から受信通知が出力されると、基地局120に対する未来(たとえば次回)のランダムアクセスにおいて移動通信端末110に選択させるプリアンブル情報を決定し、決定したプリアンブル情報を導出部124へ通知する。決定部122によるプリアンブル情報の決定については後述する。
対応関係記憶部123は、移動通信端末110の対応関係記憶部113に記憶された対応情報が示す所定の対応関係と同じ関係を示す対応情報を記憶する。対応関係記憶部123に記憶される対応情報は、たとえば、プリアンブル情報から識別子を算出可能な関数である。または、対応関係記憶部123に記憶される対応情報は、識別子とプリアンブル情報とを対応付けるテーブルなどであってもよい。
導出部124は、対応関係記憶部123に記憶された対応情報に基づいて、決定部122から通知されたプリアンブル情報に対応する識別子を導出する。すなわち、導出部124は、決定部122から通知されたプリアンブル情報との間で、対応関係記憶部123に記憶された対応情報が示す所定の対応関係を満たす識別子を導出する。これにより、導出部124は、決定部122から通知されたプリアンブル情報を移動通信端末110に選択させるための識別子を導出することができる。導出部124は、導出した識別子を通信制御部121へ通知する。
図1−2は、実施の形態1にかかる通信システムの構成の変形例を示す図である。図1−2に示すように、基地局120は、図1−1に示した構成に加えて品質取得部125を備えていてもよい。品質取得部125は、移動通信端末110と基地局120との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報を取得する。
たとえば、品質取得部125は、移動通信端末110から受信したプリアンブルを通信制御部121から取得し、取得したプリアンブルに基づいて伝搬品質を測定することによって品質情報を取得する。または、品質取得部125は、移動通信端末110において測定された伝搬品質を示す品質情報を、通信制御部111を介して取得してもよい。
品質取得部125は、取得した品質情報を決定部122へ出力する。決定部122は、品質取得部125から出力された品質情報に応じてプリアンブル情報を決定する。これにより、移動通信端末110によって送信されるプリアンブルを、基地局120との無線通信における伝搬品質に応じて制御することができる。
図1−3は、実施の形態1にかかる通信システムの適用例を示す図である。図1−3に示す通信システム130は、図1−1または図1−2に示した通信システム100を適用したLTEまたはLTE−AdvancedなどのLTEシステムである。
通信システム130は、eNB131と、UE132,133と、を含んでいる。eNB131は、図1−1に示した基地局120に対応する構成である。カバーエリア131aは、eNB131のカバーエリアである。UE132,133のそれぞれは、図1−1に示した移動通信端末110に対応する構成である。UE132,133は、カバーエリア131aに位置しており、基地局120との間で無線通信を行う。
UE132,133によるeNB131に対するランダムアクセスは、初回アクセス(Initial Access)、同期外れの場合の再同期、ハンドオーバ(Handover)などにおいて行われる。また、UE132,133によるeNB131に対するランダムアクセスは、一定時間データ通信が無い場合にUEがULリソースを解放(通信停止)した後に、通信を再開する際のレジューミングなどにおいても行われてもよい。レジューミングには、UE132の側からトリガするULレジューミングや、eNB131の側からトリガするDLレジューミングが含まれてもよい。
以下、主にeNB131とUE132との間のランダムアクセスについて説明するが、eNB131とUE133との間のランダムアクセスについても同様である。
(UEのハードウェア構成)
図2−1は、UEのハードウェア構成の一例を示す図である。図1−3に示したUE132は、たとえば図2−1に示す通信装置210によって実現することができる。通信装置210は、CPU211と、メインメモリ212と、補助メモリ213と、ユーザインタフェース214と、無線通信インタフェース215と、を備えている。CPU211、メインメモリ212、補助メモリ213、ユーザインタフェース214および無線通信インタフェース215は、バス219によって接続されている。
図2−1は、UEのハードウェア構成の一例を示す図である。図1−3に示したUE132は、たとえば図2−1に示す通信装置210によって実現することができる。通信装置210は、CPU211と、メインメモリ212と、補助メモリ213と、ユーザインタフェース214と、無線通信インタフェース215と、を備えている。CPU211、メインメモリ212、補助メモリ213、ユーザインタフェース214および無線通信インタフェース215は、バス219によって接続されている。
CPU211(Central Processing Unit)は、通信装置210の全体の制御を司る。また、通信装置210はCPU211を複数備えていてもよい。メインメモリ212は、たとえばRAM(Random Access Memory)である。メインメモリ212は、CPU211のワークエリアとして使用される。補助メモリ213は、たとえば、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリ213には、通信装置210を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリ213に記憶されたプログラムは、メインメモリ212にロードされてCPU211によって実行される。
ユーザインタフェース214は、たとえば、ユーザからの操作入力を受け付ける入力デバイスや、ユーザへ情報を出力する出力デバイスなどを含む。入力デバイスは、たとえばキー(たとえばキーボード)やリモコンなどによって実現することができる。出力デバイスは、たとえばディスプレイやスピーカなどによって実現することができる。また、タッチパネルなどによって入力デバイスおよび出力デバイスを実現してもよい。ユーザインタフェース214は、CPU211によって制御される。
無線通信インタフェース215は、たとえば、通信装置210の外部(たとえばeNB131)との間で無線通信を行う通信インタフェースである。無線通信インタフェース215は、CPU211によって制御される。
図1−1に示した通信制御部111は、たとえばCPU211および無線通信インタフェース215によって実現することができる。図1−1に示した識別子記憶部112および対応関係記憶部113は、たとえばメインメモリ212や補助メモリ213によって実現することができる。図1−1に示した選択部114は、たとえばCPU211によって実現することができる。
(eNBのハードウェア構成)
図2−2は、eNBのハードウェア構成の一例を示す図である。図1−3に示したeNB131は、たとえば図2−2に示す通信装置220によって実現することができる。通信装置220は、CPU221と、メインメモリ222と、補助メモリ223と、ユーザインタフェース224と、無線通信インタフェース225と、有線通信インタフェース226と、を備えている。CPU221、メインメモリ222、補助メモリ223、ユーザインタフェース224、無線通信インタフェース225および有線通信インタフェース226は、バス229によって接続されている。
図2−2は、eNBのハードウェア構成の一例を示す図である。図1−3に示したeNB131は、たとえば図2−2に示す通信装置220によって実現することができる。通信装置220は、CPU221と、メインメモリ222と、補助メモリ223と、ユーザインタフェース224と、無線通信インタフェース225と、有線通信インタフェース226と、を備えている。CPU221、メインメモリ222、補助メモリ223、ユーザインタフェース224、無線通信インタフェース225および有線通信インタフェース226は、バス229によって接続されている。
CPU221、メインメモリ222、補助メモリ223、ユーザインタフェース224は、それぞれ図2−1に示したCPU211、メインメモリ212、補助メモリ213、ユーザインタフェース214と同様である。
無線通信インタフェース225は、たとえば、通信装置220の外部(たとえばUE132)との間で無線通信を行う通信インタフェースである。無線通信インタフェース225は、CPU221によって制御される。
有線通信インタフェース226は、たとえば、通信装置220の外部(たとえば基幹ネットワーク)との間で有線通信を行う通信インタフェースである。有線通信インタフェース226は、CPU221によって制御される。
図1−1に示した通信制御部121は、たとえばCPU221および無線通信インタフェース225によって実現することができる。図1−1に示した決定部122および導出部124は、たとえばCPU221によって実現することができる。図1−1に示した対応関係記憶部123は、たとえばメインメモリ222や補助メモリ223によって実現することができる。図1−2に示した品質取得部125は、たとえばCPU221によって実現することができる。
(初回アクセス時の競合RACH手続のシーケンス)
図3は、初回アクセス時の競合RACH手続のシーケンスの一例を示す図である。図3に示すように、eNB131は、MAC制御部301と、RRC処理部302と、を備えている。MAC制御部301は、MAC(Media Access Control:メディアアクセス制御)の処理を行う。RRC処理部302は、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)の処理を行う。MAC制御部301およびRRC処理部302は、たとえば図2−2に示したCPU221によって実現することができる。
図3は、初回アクセス時の競合RACH手続のシーケンスの一例を示す図である。図3に示すように、eNB131は、MAC制御部301と、RRC処理部302と、を備えている。MAC制御部301は、MAC(Media Access Control:メディアアクセス制御)の処理を行う。RRC処理部302は、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)の処理を行う。MAC制御部301およびRRC処理部302は、たとえば図2−2に示したCPU221によって実現することができる。
図1−3に示した通信システム130においては、UE132のeNB131への初回アクセス時の競合RACH手続として、たとえば以下の各ステップが行われる。まず、UE132が、たとえば0〜63のいずれかのプリアンブル番号をランダムに選択する(ステップS301)。つぎに、UE132が、ステップS301によって選択したプリアンブル番号に対応するプリアンブルをeNB131へ送信する(ステップS302)。
つぎに、eNB131のMAC制御部301が、UE132に一時的に割り当てるテンポラリC−RNTIを選択する(ステップS303)。つぎに、MAC制御部301が、ステップS303によって選択したテンポラリC−RNTIを含むRACHレスポンスをUE132へ送信する(ステップS304)。
つぎに、UE132が、ステップS304によって送信されたRACHレスポンスに含まれるテンポラリC−RNTIに基づいて、RACHメッセージ3を作成する(ステップS305)。RACHメッセージ3には、ステップS304によって送信されたRACHレスポンスに含まれるテンポラリC−RNTIと、競合解決IDと、が含まれる。競合解決IDは、端末固有のIDである。
つぎに、UE132が、ステップS305によって作成したRACHメッセージ3をeNB131へ送信する(ステップS306)。つぎに、eNB131のMAC制御部301が、ステップS306によって送信されたRACHメッセージ3に含まれる競合解決IDをeNB131のメモリに記憶する(ステップS307)。eNB131のメモリは、たとえば図2−2に示したメインメモリ222や補助メモリ223である。つぎに、MAC制御部301が、ステップS306によって送信されたRACHメッセージ3に含まれるテンポラリC−RNTIをRRC処理部302へ通知する(ステップS308)。
つぎに、RRC処理部302が、ステップS308の通知に基づいて、UE132のためのUEリソースを確保する(ステップS309)。たとえば、UEリソースは、eNB131と接続中のUEに対してeNB131において割り当てられる端末番号などである。つぎに、RRC処理部302が、ステップS309によって確保したUEリソース(たとえば端末番号)を、ステップS308によって通知されたテンポラリC−RNTIと対応付けてMAC制御部301へ通知する(ステップS310)。
つぎに、MAC制御部301が、ステップS306によって送信されたRACHメッセージ3に含まれるテンポラリC−RNTIを、UE132(対象UE)の正式なC−RNTIとして登録する(ステップS311)。たとえば、MAC制御部301は、ステップS310によって通知されたUEリソースとテンポラリC−RNTIとを対応付けてeNB131のメモリに記憶することで、テンポラリC−RNTIをUE132の正式なC−RNTIとして登録する。
つぎに、MAC制御部301が、ステップS311によって登録した正式なC−RNTIと、ステップS307によって記憶した競合解決IDと、を含むRACHメッセージ4をUE132へ送信する(ステップS312)。
つぎに、UE132が、ステップS312によって送信されたRACHメッセージ4に含まれる競合解決IDと、UE132の固有の競合解決IDと、の一致を判定する(ステップS313)。競合解決IDが一致していた場合は、eNB131によるUE132へのUEリソースの割り当てが確定したと判断することができる。
この場合は、UE132は、ステップS312によって送信されたRACHメッセージ4に含まれるC−RNTIをUE132(自UE)の正式なC−RNTIとして登録する(ステップS314)。具体的には、UE132は、RACHメッセージ4に含まれるC−RNTIをUE132のメモリに記憶する。
つぎに、UE132は、ステップS314によって登録したC−RNTIを使用してeNB131との間で通信を開始する(ステップS315)。ステップS313において、競合解決IDが一致していなかった場合は、UE132は、自UEにはUEリソースが割り当てられなかったと判断し、ステップS301に戻ってランダムアクセスを再開する。
(2回目以降の競合RACH手続シーケンス)
図4は、2回目以降の競合RACH手続シーケンスの一例を示す図である。図1−3に示した通信システム130においては、同期外れ、レジューミング、ハンドオーバなどの発生時に、UE132のeNB131への2回目以降の競合RACH手続として、たとえば以下の各ステップが行われる。
図4は、2回目以降の競合RACH手続シーケンスの一例を示す図である。図1−3に示した通信システム130においては、同期外れ、レジューミング、ハンドオーバなどの発生時に、UE132のeNB131への2回目以降の競合RACH手続として、たとえば以下の各ステップが行われる。
まず、UE132が、自UEに登録済みのC−RNTIに基づいてプリアンブル番号を選択する(ステップS401)。自UEに登録済みのC−RNTIは、たとえば図3のステップS314によって登録した正式なC−RNTIである。C−RNTIに基づくプリアンブル番号の選択については後述する。つぎに、UE132が、ステップS401によって選択したプリアンブル番号に対応するプリアンブルをeNB131へ送信する(ステップS402)。
つぎに、eNB131のMAC制御部301が、UE132に一時的に割り当てるテンポラリC−RNTIを選択する(ステップS403)。つぎに、MAC制御部301が、ステップS403によって選択したテンポラリC−RNTIを含むRACHレスポンスをUE132へ送信する(ステップS404)。つぎに、UE132が、ステップS404によって送信されたテンポラリC−RNTIに基づいて、RACHメッセージ3を作成する(ステップS405)。
つぎに、UE132が、ステップS405によって作成したRACHメッセージ3に、自UEに登録済みのC−RNTIを格納したMAC_CEを付加する(ステップS406)。したがって、RACHメッセージ3には、ステップS404によって送信されたテンポラリC−RNTIと、自UEに登録済みのC−RNTIを格納したMAC_CEと、が含まれている。つぎに、UE132が、ステップS406によってMAC_CEを付加したRACHメッセージ3をeNB131へ送信する(ステップS407)。
つぎに、eNB131のMAC制御部301が、ステップS407によって送信されたRACHメッセージ3に含まれるMAC_CEに含まれるC−RNTIに基づいてUE132を特定する(ステップS408)。具体的には、MAC制御部301は、eNB131のメモリから、MAC_CEに含まれるC−RNTIと対応付けて登録されたUEにリソース(たとえば端末番号)を検索する。
つぎに、MAC制御部301が、ステップS407によって送信されたRACHメッセージ3に含まれるMAC_CEに含まれるC−RNTIを格納したRACHメッセージ4を作成する(ステップS409)。つぎに、MAC制御部301が、ステップS409によって作成したRACHメッセージ4をUE132へ送信する(ステップS410)。つぎに、UE132が、自UEに登録済みのC−RNTIを使用してeNB131との間で通信を開始する(ステップS411)。
以上のような各ステップにより、UE132のeNB131への2回目のアクセス時や、ハンドオーバ時、再接続(Re−Establishment)などのランダムアクセスにおいて、UE132によって送信されるプリアンブルをeNB131から制御することができる。
(UEの動作)
図5は、UEの動作の一例を示すフローチャートである。UE132は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、UE132は、eNB131へのRACH手続を実行するか否かを判断し(ステップS501)、RACH手続を実行すると判断するまで待つ(ステップS501:Noのループ)。たとえば、UE132は、eNB131のカバーエリア131aへの進入、eNB131へのハンドオーバ、再同期、再接続、UL/DLレジューミングなどが発生した場合にRACH手続を実行すると判断する。
図5は、UEの動作の一例を示すフローチャートである。UE132は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、UE132は、eNB131へのRACH手続を実行するか否かを判断し(ステップS501)、RACH手続を実行すると判断するまで待つ(ステップS501:Noのループ)。たとえば、UE132は、eNB131のカバーエリア131aへの進入、eNB131へのハンドオーバ、再同期、再接続、UL/DLレジューミングなどが発生した場合にRACH手続を実行すると判断する。
ステップS501において、RACH手続を実行すると判断すると(ステップS501:Yes)、UE132は、実行するRACH手続によるeNB131のアクセスが、eNB131への初回アクセスか否かを判断する(ステップS502)。初回アクセスである場合(ステップS502:Yes)は、UE132は、初回アクセス時のRACH手続を実行し(ステップS503)、ステップS501へ戻る。初回アクセス時のRACH手続については後述する(たとえば図6参照)。
ステップS502において、初回アクセスでない場合(ステップS502:No)は、UE132は、2回目以降のRACH手続を実行し(ステップS504)、ステップS501へ戻る。2回目以降のRACH手続については後述する(たとえば図7参照)。
(UEによる初回アクセス時のRACH手続)
図6は、UEによる初回アクセス時のRACH手続の一例を示すフローチャートである。UE132は、図5に示したステップS503において、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、UE132は、たとえば0〜63のいずれかのプリアンブル番号をランダムに選択する(ステップS601)。つぎに、UE132は、ステップS601によって選択したプリアンブル番号に対応するプリアンブルをeNB131へ送信する(ステップS602)。
図6は、UEによる初回アクセス時のRACH手続の一例を示すフローチャートである。UE132は、図5に示したステップS503において、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、UE132は、たとえば0〜63のいずれかのプリアンブル番号をランダムに選択する(ステップS601)。つぎに、UE132は、ステップS601によって選択したプリアンブル番号に対応するプリアンブルをeNB131へ送信する(ステップS602)。
つぎに、UE132は、eNB131からのRACHレスポンスを受信したか否かを判断し(ステップS603)、RACHレスポンスを受信するまで待つ(ステップS603:Noのループ)。RACHレスポンスを受信すると(ステップS603:Yes)、UE132は、受信したRACHレスポンスからテンポラリC−RNTIを取得する(ステップS604)。
つぎに、UE132は、ステップS604によって取得したテンポラリC−RNTIと、UE132の競合解決IDと、を含むRACHメッセージ3を作成する(ステップS605)。UE132は、ステップS605によって作成したRACHメッセージ3をeNB131へ送信する(ステップS606)。
つぎに、UE132は、eNB131からのRACHメッセージ4を受信したか否かを判断し(ステップS607)、RACHメッセージ4を受信するまで待つ(ステップS607:Noのループ)。RACHメッセージ4を受信すると(ステップS607:Yes)、UE132は、受信したRACHメッセージ4から競合解決IDを取得する(ステップS608)。
つぎに、UE132は、ステップS608によって取得した競合解決IDが、UE132(自UE)の競合解決IDと一致しているか否かを判断する(ステップS609)。競合解決IDが一致していない場合(ステップS609:No)は、UE132は、ステップS601に戻ってRACH手続をやり直す。このとき、UE132は、eNB131への送信電力を増加させてRACH手続をやり直してもよい。
ステップS609において、競合解決IDが一致している場合(ステップS609:Yes)は、UE132は、ステップS607において受信したRACHメッセージ4からC−RNTIを取得する(ステップS610)。つぎに、UE132は、ステップS610によって取得したC−RNTIを自UEの正式なC−RNTIとして登録する(ステップS611)。つぎに、UE132は、ステップS611によって登録したC−RNTIを使用してeNB131との通信を開始し(ステップS612)、初回アクセス時のRACH手続を終了する。
(UEによる2回目以降のRACH手続)
図7は、UEによる2回目以降のRACH手続の一例を示すフローチャートである。UE132は、図5に示したステップS504において、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、UE132は、自UEに登録済みのC−RNTIに基づいてプリアンブル番号を選択する(ステップS701)。自UEに登録済みのC−RNTIは、たとえば図6のステップS611によって登録した正式なC−RNTIである。
図7は、UEによる2回目以降のRACH手続の一例を示すフローチャートである。UE132は、図5に示したステップS504において、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、UE132は、自UEに登録済みのC−RNTIに基づいてプリアンブル番号を選択する(ステップS701)。自UEに登録済みのC−RNTIは、たとえば図6のステップS611によって登録した正式なC−RNTIである。
つぎに、UE132は、ステップS701によって選択したプリアンブル番号に対応するプリアンブルをeNB131へ送信する(ステップS702)。UE132は、eNB131からのRACHレスポンスを受信したか否かを判断し(ステップS703)、RACHレスポンスを受信するまで待つ(ステップS703:Noのループ)。
ステップS703において、RACHレスポンスを受信すると(ステップS703:Yes)、UE132は、受信したRACHレスポンスからテンポラリC−RNTIを取得する(ステップS704)。つぎに、UE132は、ステップS704によって取得したテンポラリC−RNTIと、自UEに登録済みのC−RNTIを含むMAC_CEと、を含むRACHメッセージ3を作成する(ステップS705)。つぎに、UE132は、ステップS705によって作成したRACHメッセージ3をeNB131へ送信する(ステップS706)。
つぎに、UE132は、eNB131からのRACHメッセージ4を受信したか否かを判断し(ステップS707)、RACHメッセージ4を受信するまで待つ(ステップS707:Noのループ)。RACHメッセージ4を受信すると(ステップS707:Yes)、UE132は、自UEに登録済みのC−RNTIを使用してeNB131との通信を開始し(ステップS708)、2回目以降のRACH手続を終了する。
(eNBの動作)
図8は、eNBの動作の一例を示すフローチャートである。eNB131は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、eNB131は、UE132からのプリアンブルを受信したか否かを判断し(ステップS801)、プリアンブルを受信するまで待つ(ステップS801:Noのループ)。プリアンブルを受信すると(ステップS801:Yes)、eNB131は、UE132に一時的に割り当てるテンポラリC−RNTIを選択する(ステップS802)。
図8は、eNBの動作の一例を示すフローチャートである。eNB131は、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、eNB131は、UE132からのプリアンブルを受信したか否かを判断し(ステップS801)、プリアンブルを受信するまで待つ(ステップS801:Noのループ)。プリアンブルを受信すると(ステップS801:Yes)、eNB131は、UE132に一時的に割り当てるテンポラリC−RNTIを選択する(ステップS802)。
つぎに、eNB131は、ステップS802によって選択したテンポラリC−RNTIを含むRACHレスポンスを作成する(ステップS803)。つぎに、eNB131は、ステップS803によって作成したRACHレスポンスをUE132へ送信する(ステップS804)。
つぎに、eNB131は、UE132からのRACHメッセージ3を受信したか否かを判断し(ステップS805)、RACHメッセージ3を受信するまで待つ(ステップS805:Noのループ)。ステップS801において、RACHメッセージ3を受信すると(ステップS805:Yes)、eNB131は、受信したRACHメッセージ3からテンポラリC−RNTIと、メッセージ3に付与されている場合はMAC_CEを取得する(ステップS806)。
つぎに、eNB131は、メッセージ3にMAC_CEが付与されていた場合はいずれかのUEに登録済みのC−RNTIが、ステップS806によって取得したMAC_CEに含まれているか否かを判断する(ステップS807)。登録済みのC−RNTIがMAC_CEに含まれていない場合(ステップS807:No)、もしくはMAC_CEがメッセージ3に付与されていなかった場合は、UE132によるRACH手続は、初回アクセス時のRACH手続であると判断する。ここで、eNB131は、初回アクセス時のRACH手続きであると判断するために、メッセージ3にCCCH SDUが含まれている事で判断してもよい。このため、eNB131は、ステップS801において受信したRACHメッセージ3から、UE132の競合解決IDを取得する(ステップS808)。
つぎに、eNB131は、ステップS808によって取得した競合解決IDをeNB131のメモリに記憶する(ステップS809)。つぎに、eNB131は、UE132のためのUEリソースを確保可能か否かを判断する(ステップS810)。たとえば、eNB131においてはeNB131と接続可能なUEの上限数が設定されており、eNB131は、eNB131と接続中のUEの数が上限数に達しているか否かを判断することによってUEリソースを確保可能か否かを判断する。
ステップS810において、UEリソースを確保可能でない場合(ステップS810:No)は、eNB131は、ステップS801へ戻る。UEリソースを確保可能である場合(ステップS810:Yes)は、eNB131は、ステップS806によって取得したテンポラリC−RNTIと対応付けてUEリソースを確保する(ステップS811)。つぎに、eNB131は、ステップS806によって取得したテンポラリC−RNTIを、UE132(対象UE)の正式なC−RNTIとして登録する(ステップS812)。
つぎに、eNB131は、ステップS812によって登録したC−RNTIと、ステップS809によって記憶した競合解決IDと、を含むRACHメッセージ4を作成する(ステップS813)。つぎに、eNB131は、ステップS813により作成したRACHメッセージ4をUE132へ送信し(ステップS814)、ステップS801へ戻る。
ステップS807において、登録済みのC−RNTIがMAC_CEに含まれている場合(ステップS807:Yes)は、UE132によるRACH手続は、2回目以降のRACH手続であると判断することができる。このため、eNB131は、ステップS806によって取得されたMAC_CEからC−RNTIを取得する(ステップS815)。
つぎに、eNB131は、ステップS815によって取得したC−RNTIに基づいてUE132を特定する(ステップS816)。つぎに、eNB131は、ステップS815によって取得したC−RNTIを含むRACHメッセージ4を作成する(ステップS817)。つぎに、eNB131は、ステップS817によって作成したRACHメッセージ4をUE132へ送信し(ステップS818)、ステップS801へ戻る。
(UEによるプリアンブル情報の選択)
下記(1)式は、UE132に記憶され、上記の所定の対応関係を示す対応情報である。UE132は、2回目以降のRACH手続において、たとえば下記(1)式と、過去に割り当てられた登録済みのC−RNTIと、に基づいてプリアンブル番号を選択する。
下記(1)式は、UE132に記憶され、上記の所定の対応関係を示す対応情報である。UE132は、2回目以降のRACH手続において、たとえば下記(1)式と、過去に割り当てられた登録済みのC−RNTIと、に基づいてプリアンブル番号を選択する。
プリアンブル番号
=(C−RNTI*A1+A2)mod(RAプリアンブル数)…(1)
=(C−RNTI*A1+A2)mod(RAプリアンブル数)…(1)
RAプリアンブル数は、たとえば3GPPにおいて定義されているパラメータnumber_Of_RA_preamblesである。0〜63のプリアンブル番号のうち、RAプリアンブル数で指定される値未満のプリアンブル番号が競合ランダムアクセス手続に使用されるプリアンブル番号となる。なお、0〜63のプリアンブル番号のうち、RAプリアンブル数以上のプリアンブル番号は、たとえば非競合RACH手続に使用されるプリアンブル番号である。
係数A1,A2は、UE132およびeNB131の各メモリに記憶されており、UE132およびeNB131で共有しているパラメータである。係数A1,A2を変更することで、C−RNTIによって選択するプリアンブル番号を調整することができる。たとえば係数A1=4,係数A2=1とすると、C−RNTIが示す番号順に4つ置きに、オフセットが1で競合ランダムアクセス手続に使用されるプリアンブル番号が選択される。
(eNBによるC−RNTIの選択)
下記(2)式は、eNB131に記憶される対応情報である。下記(2)式は、上記(1)式を変形することによって導くことができる上記(1)式と同等な式であり、上記の所定の対応関係を示す対応情報である。
下記(2)式は、eNB131に記憶される対応情報である。下記(2)式は、上記(1)式を変形することによって導くことができる上記(1)式と同等な式であり、上記の所定の対応関係を示す対応情報である。
eNB131は、まず、UE132に選択させるプリアンブル番号を決定する。そして、eNB131は、UE132において上記(1)式に従ってプリアンブル番号が選択されることを前提として、決定したプリアンブル番号をUE132が選択するようにC−RNTIを選択する。具体的には、eNB131は、下記(2)式と、決定したプリアンブル番号と、に基づいてC−RNTIを算出することができる。
C−RNTI=
{(RAプリアンブル数*n+プリアンブル番号)−A2}/A1 …(2)
{(RAプリアンブル数*n+プリアンブル番号)−A2}/A1 …(2)
nは、たとえばRAプリアンブル数*nがC−RNTIの値を超えない任意の正の整数である。eNBのみが記憶し、上記(2)式をeNBが計算する際にeNBによって任意に選択される。倍数nは、たとえばeNBが決めたプリアンブル番号から上記(2)式を計算した際に算出されたC−RNTIが、他のUEに既に割り付けられていた場合などに、eNBがnをインクリメントしてさらに異なるC−RNTIを選択するためなどに使用してもよい。
上記(2)式によって算出したC−RNTIをUE132に割り当てることで、eNB131が決定したプリアンブル番号をUE132に選択させることができる。これにより、UE132が選択するプリアンブルをeNB131から制御可能になる。
(eNBによるプリアンブル番号の決定)
eNB131は、たとえば、UE132の品質情報に基づいてUE132に選択させるプリアンブル番号を決定する。品質情報は、たとえば、UE132から受信したプリアンブルに基づいて伝搬品質を測定することによって得ることができる。
eNB131は、たとえば、UE132の品質情報に基づいてUE132に選択させるプリアンブル番号を決定する。品質情報は、たとえば、UE132から受信したプリアンブルに基づいて伝搬品質を測定することによって得ることができる。
図9は、品質情報とプリアンブル番号との対応情報の一例を示す図である。図9に示すテーブル900は、品質情報とプリアンブル番号との対応情報である。テーブル900は、たとえばeNB131のメモリに記憶されている。または、テーブル900は、eNB131が外部の装置から受信する情報であってもよい。
テーブル900においては、品質情報の値Q1〜Qnに対してそれぞれプリアンブル番号P1〜Pnが対応付けられている。eNB131は、品質情報に対応するプリアンブル番号をテーブル900から取得する。そして、eNB131は、取得したプリアンブル番号をUE132が選択するようにUE132にC−RNTIを割り当てる。
(プリアンブルのグループ分け)
UE132が選択するプリアンブルを制御する場合について説明したが、プリアンブルをグループ分けし、UE132が選択するプリアンブル番号のグループを制御するようにしてもよい。これにより、UE132が選択するプリアンブルの制御が簡単になり、処理負荷を低減することができる。
UE132が選択するプリアンブルを制御する場合について説明したが、プリアンブルをグループ分けし、UE132が選択するプリアンブル番号のグループを制御するようにしてもよい。これにより、UE132が選択するプリアンブルの制御が簡単になり、処理負荷を低減することができる。
図10は、プリアンブルのグループ分けの一例を示す図である。図10に示すように、プリアンブル番号として64個の0〜63を使用するとする。そして、たとえば、64個のプリアンブル番号を、グループ番号#0〜#7の8つのグループに分けるとする。たとえばグループ番号#0のグループには、プリアンブル番号の0〜7が含まれる。UE132は、たとえば下記(3)式と、登録済みのC−RNTIと、に基づいてグループ番号を選択する。下記(3)式のグループ数は、図10に示す例では8である。
グループ番号=(C−RNTI*A1+A2)mod(グループ数)…(3)
UE132は、上記(3)式によって選択したグループ番号に含まれるプリアンブル番号の中のいずれかのプリアンブル番号を選択し、選択したプリアンブル番号に対応するプリアンブルをeNB131へ送信する。これに対して、eNB131は、まず、UE132に選択させるグループ番号を決定する。
図11は、品質情報とグループ番号との対応情報の一例を示す図である。図11に示すテーブル1100は、品質情報とグループ番号との対応情報である。テーブル1100は、たとえばeNB131のメモリに記憶されている。または、テーブル1100は、eNB131が外部の装置から受信する情報であってもよい。
テーブル1100においては、品質情報の値Q1〜Qnに対してそれぞれグループ番号G1〜Gnが対応付けられている。eNB131は、品質情報に対応するグループ番号をテーブル1100から取得する。そして、eNB131は、UE132において上記(3)式に従ってグループ番号が選択されることを前提として、テーブル1100から取得したグループ番号をUE132が選択するようにC−RNTIを選択する。たとえば、eNB131は、上記(3)式を変形した下記(4)式と、取得したグループ番号と、に基づいてC−RNTIを算出することができる。
C−RNTI={(グループ数*n+グループ番号)−A2}/A1 …(4)
nは、たとえば(グループ数*n)がC−RNTIの値を超えない任意の正の整数である。eNBのみが記憶し、上記(3)式をeNBが計算する際にeNBによって任意に選択される。倍数nは、たとえばeNBが決めたグループ番号から上記(2)式を計算した際に算出されたC−RNTIが、他のUEに既に割り付けられていた場合などに、eNBがnをインクリメントしてさらに異なるC−RNTIを選択するためなどに使用してもよい。
上記(4)式によって算出したC−RNTIをUE132に割り当てることで、eNB131が決定したグループ番号−BをUE132に選択させることができる。これにより、UE132が選択するプリアンブルのグループをeNB131から制御可能になる。
このように、実施の形態1にかかる通信システム100においては、移動通信端末110が過去に割り当てられた識別子に応じてプリアンブルを選択する。これにより、新たな制御情報を追加しなくても、基地局120から割り当てる識別子を選択することで、移動通信端末110によるプリアンブルの選択を制御することが可能になる。
このため、移動通信端末110が選択するプリアンブルを基地局120から制御して、競合ランダムアクセスにおける干渉の低減を図ることができる。たとえば、競合ランダムアクセスにおいて、複数の移動通信端末110に対して異なる識別子を割り当てることで、複数の移動通信端末110が同一のプリアンブル番号を同時に選択して送信する確率を低くすることができる。
(実施の形態2)
実施の形態2にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120について、実施の形態1にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120と異なる部分について説明する。
実施の形態2にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120について、実施の形態1にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120と異なる部分について説明する。
図12は、実施の形態2にかかる通信システムの構成の一例を示す図である。図12において、図1−1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。基地局120の通信制御部121は、移動通信端末110による基地局120への2回目以降のRACH手続の後に、移動通信端末110に割り当てた識別子の変更を指示する変更指示信号を移動通信端末110へ送信する。移動通信端末110の通信制御部111は、基地局120から送信された変更指示信号に基づいて、基地局120との無線通信に用いる識別子を変更する。
また、通信制御部111は、変更指示信号に基づいて、識別子記憶部112に記憶する識別子を変更する。これにより、選択部114によって、変更された識別子に対応するプリアンブル情報が選択される。なお、移動通信端末110の識別子を変更する機能には、ハンドオーバに対応するために識別子を変更する機能を利用することができる。通信制御部111は、基地局120から変更指示信号を受信した後は、選択部114によって選択された、変更された識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを基地局120へ送信する。
(2回目以降の競合RACH手続シーケンス)
図13は、2回目以降の競合RACH手続シーケンスの一例を示す図である。実施の形態2にかかる通信システム130においては、同期外れ、レジューミング、ハンドオーバなどの発生時に、UE132のeNB131への2回目以降の競合RACH手続として、たとえば以下の各ステップが行われる。
図13は、2回目以降の競合RACH手続シーケンスの一例を示す図である。実施の形態2にかかる通信システム130においては、同期外れ、レジューミング、ハンドオーバなどの発生時に、UE132のeNB131への2回目以降の競合RACH手続として、たとえば以下の各ステップが行われる。
図13に示すステップS1301〜S1308は、図4に示したステップS401〜S408と同様である。ステップS1308のつぎに、MAC制御部301が、ステップS1307によって送信されたRACHメッセージ3に含まれるテンポラリC−RNTIをRRC処理部302へ通知する(ステップS1309)。図13に示すステップS1310〜S1312は、図4に示したステップS409〜S411と同様である。
ステップS1312のつぎに、eNB131のRRC処理部302が、UE132のC−RNTIを、ステップS1309によって通知されたテンポラリC−RNTIに変更することを要求する信号であるC−RNTI変更要求をUE132へ送信する(ステップS1313)。C−RNTI変更要求は、たとえばRRC Reconfiguration Requestによって送信することができる。
つぎに、UE132が、ステップS1313によって送信されたC−RNTI変更要求にしたがって、eNB131との間の通信に使用するC−RNTIを変更する(ステップS1314)。以上のような各ステップにより、レジューミングや同期要求(SyncRequest)などにおいてランダムアクセスになったにおいても、UE132によって送信されるプリアンブルをeNB131から制御することができる。
(UEによる2回目以降のRACH手続)
図14は、UEによる2回目以降のRACH手続の一例を示すフローチャートである。実施の形態2にかかるUE132は、図5に示したステップS504において、たとえば以下の各ステップを実行する。図14に示すステップS1401〜S1408は、図7に示したステップS701〜S708と同様である。
図14は、UEによる2回目以降のRACH手続の一例を示すフローチャートである。実施の形態2にかかるUE132は、図5に示したステップS504において、たとえば以下の各ステップを実行する。図14に示すステップS1401〜S1408は、図7に示したステップS701〜S708と同様である。
ステップS1408のつぎに、UE132は、C−RNTI変更要求をeNB131から受信したか否かを判断し(ステップS1409)、C−RNTI変更要求を受信するまで待つ(ステップS1409:Noのループ)。C−RNTI変更要求を受信すると(ステップS1409:Yes)、UE132は、C−RNTI変更要求にしたがって正式なC−RNTIを変更する(ステップS1410)。つぎに、UE132は、ステップS1410によって変更したC−RNTIによる通信を開始し(ステップS1411)、2回目以降のRACH手続を終了する。
(eNBの動作)
図15は、eNBの動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態2にかかるeNB131は、たとえば以下の各ステップを実行する。図1501に示すステップS1501〜S1518は、図8に示したステップS801〜S818と同様である。ステップS1518のつぎに、eNB131は、UE132のC−RNTIを、ステップS1506によって取得したテンポラリC−RNTIに変更することを要求するC−RNTI変更要求をUE132へ送信し(ステップS1519)、ステップS1501へ戻る。
図15は、eNBの動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態2にかかるeNB131は、たとえば以下の各ステップを実行する。図1501に示すステップS1501〜S1518は、図8に示したステップS801〜S818と同様である。ステップS1518のつぎに、eNB131は、UE132のC−RNTIを、ステップS1506によって取得したテンポラリC−RNTIに変更することを要求するC−RNTI変更要求をUE132へ送信し(ステップS1519)、ステップS1501へ戻る。
このように、実施の形態2にかかる通信システム100においては、移動通信端末110に識別子を割り当てた状態でランダムアクセスがあった場合に、基地局120からの変更指示信号によって移動通信端末110の識別子を変更できるようにする。これにより、同期外れやレジューミングなどの2回目以降のRACH手続の際に移動通信端末110の識別子が維持される場合にも、移動通信端末110によるプリアンブル情報の選択を基地局120から制御することが可能になる。
(実施の形態3)
実施の形態3にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120について、実施の形態2にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120と異なる部分について説明する。
実施の形態3にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120について、実施の形態2にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120と異なる部分について説明する。
(実施の形態3にかかる通信システムの構成)
図16は、実施の形態3にかかる通信システムの構成の一例を示す図である。図16において、図1−1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図16に示すように、実施の形態3にかかる移動通信端末110は、図1−1に示した構成に加えて品質取得部1611を備えている。品質取得部1611は、たとえば図2−1に示した無線通信インタフェース215によって実現することができる。
図16は、実施の形態3にかかる通信システムの構成の一例を示す図である。図16において、図1−1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図16に示すように、実施の形態3にかかる移動通信端末110は、図1−1に示した構成に加えて品質取得部1611を備えている。品質取得部1611は、たとえば図2−1に示した無線通信インタフェース215によって実現することができる。
実施の形態3にかかる対応関係記憶部113,123に記憶された対応情報のそれぞれは、移動通信端末110と基地局120との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報と、識別子と、プリアンブル情報と、の所定の対応関係を示す情報となっている。
<移動通信端末の構成>
移動通信端末110の対応関係記憶部113に記憶される対応情報は、たとえば、識別子および品質情報の組み合わせからプリアンブル情報を算出可能な関数である。または、対応関係記憶部113に記憶される対応情報は、識別子および品質情報の組み合わせと、プリアンブル情報と、を対応付けるテーブルなどであってもよい。
移動通信端末110の対応関係記憶部113に記憶される対応情報は、たとえば、識別子および品質情報の組み合わせからプリアンブル情報を算出可能な関数である。または、対応関係記憶部113に記憶される対応情報は、識別子および品質情報の組み合わせと、プリアンブル情報と、を対応付けるテーブルなどであってもよい。
品質取得部1611は、移動通信端末110と基地局120との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報を取得する。たとえば、品質取得部1611は、移動通信端末110が基地局120から送信される信号(たとえばリファレンス信号)に基づいて伝搬品質を測定することによって品質情報を取得する。または、品質取得部1611は、基地局120において測定された移動通信端末110と基地局120との間の伝搬品質を示す品質情報を、通信制御部111を介して基地局120から取得してもよい。品質取得部1611は、取得した品質情報を選択部114へ出力する。
選択部114は、識別子記憶部112に記憶された識別子と、品質取得部1611から出力された品質情報と、の組み合わせにおいて、対応関係記憶部113に記憶された対応情報が示す所定の対応関係を満たすプリアンブル情報を選択する。これにより、基地局120に対する2回目以降のランダムアクセスを行う際に、前回のランダムアクセスにおいて基地局120によって割り当てられた識別子と、現時点の伝搬品質に応じたプリアンブル情報に基づくプリアンブルを送信することができる。
<基地局の構成>
基地局120の決定部122は、移動通信端末110に選択させるプリアンブル情報を、品質情報ごとに決定する。たとえば、決定部122は、品質情報ごとのプリアンブル情報を、図9のテーブル900のように決定する。
基地局120の決定部122は、移動通信端末110に選択させるプリアンブル情報を、品質情報ごとに決定する。たとえば、決定部122は、品質情報ごとのプリアンブル情報を、図9のテーブル900のように決定する。
対応関係記憶部123に記憶される対応情報は、たとえば、プリアンブル情報および品質情報の組み合わせから識別子を算出可能な関数である。または、対応関係記憶部123に記憶される対応情報は、プリアンブル情報および品質情報の組み合わせと、識別子と、を対応付けるテーブルなどであってもよい。
導出部124は、決定部122から通知された品質情報ごとのプリアンブル情報に基づいて、伝搬品質およびプリアンブル情報の各組み合わせにおいて、対応関係記憶部123に記憶された対応情報が示す所定の対応関係を満たす識別子を導出する。通信制御部121は、導出部124によって導出された識別子を移動通信端末110に割り当てる。
これに対して、移動通信端末110は、以降のランダムアクセスにおいて、基地局120から割り当てられた識別子と、ランダムアクセス時の伝搬品質を示す品質情報と、に基づくプリアンブル情報を選択する。これにより、導出部124によって導出する識別子を選択することで、品質情報ごとに、移動通信端末110が選択するプリアンブル番号を制御することができる。
(UEによるプリアンブル情報の選択)
下記(5)式は、UE132に記憶され、上記の所定の対応関係を示す対応情報である。UE132は、2回目以降のRACH手続において、たとえば下記(5)式と、過去に割り当てられた登録済みのC−RNTIと、に基づいてプリアンブル番号を選択する。
下記(5)式は、UE132に記憶され、上記の所定の対応関係を示す対応情報である。UE132は、2回目以降のRACH手続において、たとえば下記(5)式と、過去に割り当てられた登録済みのC−RNTIと、に基づいてプリアンブル番号を選択する。
プリアンブル番号
=調整用offset
+{調整係数*(品質情報 mod B1)+C−RNTI mod B2}
mod RAプリアンブル数 …(5)
=調整用offset
+{調整係数*(品質情報 mod B1)+C−RNTI mod B2}
mod RAプリアンブル数 …(5)
調整係数は、プリアンブル番号の選択における品質情報とC−RNTIの比重を調整する係数である。上記(5)式において、パラメータB1は、品質情報の区切り用パラメータである。パラメータB2は、C−RNTIの区切り用パラメータである。パラメータB1,B2を変更することで、選択されるプリアンブルの間隔を変化させ、処理負荷を調整することができる。
(eNBによるC−RNTIの選択)
eNB131は、品質情報とプリアンブル情報の各組み合わせにおいて上記(5)式を満たすC−RNTIを導出し、導出したC−RNTIをUE132に割り当てる。これにより、割り当てたC−RNTIと、ランダムアクセス時の品質情報と、によってUE132が選択するプリアンブル番号が一意に決まる。このため、割り当てるC−RNTIを選択することで、UE132が送信するプリアンブルをeNB131から制御することができる。さらに、UE132が送信するプリアンブルを、C−RNTIを割り当てる時点では未知であるランダムアクセス時の伝搬品質に応じて制御することが可能になる。
eNB131は、品質情報とプリアンブル情報の各組み合わせにおいて上記(5)式を満たすC−RNTIを導出し、導出したC−RNTIをUE132に割り当てる。これにより、割り当てたC−RNTIと、ランダムアクセス時の品質情報と、によってUE132が選択するプリアンブル番号が一意に決まる。このため、割り当てるC−RNTIを選択することで、UE132が送信するプリアンブルをeNB131から制御することができる。さらに、UE132が送信するプリアンブルを、C−RNTIを割り当てる時点では未知であるランダムアクセス時の伝搬品質に応じて制御することが可能になる。
(eNB131によるUEのC−RNTIの変更)
また、実施の形態3において、実施の形態2のように、初回アクセス以外のRACH手続シーケンスにおいて、UE132のC−RNTIをeNB131から変更させる構成としてもよい。
また、実施の形態3において、実施の形態2のように、初回アクセス以外のRACH手続シーケンスにおいて、UE132のC−RNTIをeNB131から変更させる構成としてもよい。
(プリアンブルのグループ分け)
また、実施の形態3において、プリアンブルをグループ分けし、UE132が選択するプリアンブルのグループを制御するようにしてもよい。
また、実施の形態3において、プリアンブルをグループ分けし、UE132が選択するプリアンブルのグループを制御するようにしてもよい。
(品質情報の具体例)
<品質情報にTAコマンド値を用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報としては、たとえば、TA(Time Alignment)コマンド値を用いることができる。TAコマンド値は、eNB131に対するUE132の動作タイミングの差を示す情報(送信タイミング調整情報)である。TAコマンド値は、通常、eNB131からの距離が大きいUEほど大きくなる。
<品質情報にTAコマンド値を用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報としては、たとえば、TA(Time Alignment)コマンド値を用いることができる。TAコマンド値は、eNB131に対するUE132の動作タイミングの差を示す情報(送信タイミング調整情報)である。TAコマンド値は、通常、eNB131からの距離が大きいUEほど大きくなる。
eNB131からの距離が大きいUEは、eNB131からの距離が小さいUEに比べて、eNB131に届く信号の電力が小さくなるため、RACH手続の成功率が低くなる。したがって、TAコマンド値が示す動作タイミングの差が小さいほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。
たとえば、eNB131は、UE132からのプリアンブルに基づいて、eNB131に対するUE132の動作タイミングの差を測定することによってTAコマンド値を取得することができる。UE132は、TAコマンド値を、eNB131から受信することによって取得することができる。
<品質情報にパスロス値を用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、パスロス(Pathloss)の大きさを示すパスロス値を用いてもよい。パスロスは、通常、eNB131からの距離が大きいUEほど大きくなる。また、パスロスは、eNB131とUE132との間の遮蔽物などによって信号が減衰している場合も大きくなる。したがって、パスロス値が示すパスロスが小さいほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、パスロス(Pathloss)の大きさを示すパスロス値を用いてもよい。パスロスは、通常、eNB131からの距離が大きいUEほど大きくなる。また、パスロスは、eNB131とUE132との間の遮蔽物などによって信号が減衰している場合も大きくなる。したがって、パスロス値が示すパスロスが小さいほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。
パスロスは、たとえば、eNB131から送信される信号(たとえばリファレンス信号)に基づいてUE132において測定することができる。eNB131は、たとえばUE132において測定されたパスロスの大きさを示すパスロス値を、UE132から受信することによって取得することができる。
<品質情報にDL信号の干渉電力値を用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、DL(ダウンリンク)信号の干渉電力値を用いてもよい。干渉電力値が高いUEは、本来の信号が干渉電力に埋もれやすく、信号が通りにくい。したがって、干渉電力値が低いほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、DL(ダウンリンク)信号の干渉電力値を用いてもよい。干渉電力値が高いUEは、本来の信号が干渉電力に埋もれやすく、信号が通りにくい。したがって、干渉電力値が低いほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。
DL信号の干渉電力値は、たとえば、eNB131から送信される信号(たとえばリファレンス信号)に基づいてUE132において測定することができる。eNB131は、たとえばUE132において測定されたDL信号の干渉電力値を、たとえばMeasurement ReportによってUE132から受信することによって取得することができる。
<品質情報にTAコマンド値およびパスロス値を用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、上記のTAコマンド値およびパスロス値の両方を用いてもよい。UE132は、たとえば、下記(6)式によって、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報(UE品質メトリック)を算出する。
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、上記のTAコマンド値およびパスロス値の両方を用いてもよい。UE132は、たとえば、下記(6)式によって、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報(UE品質メトリック)を算出する。
UE品質メトリック
=(TAコマンド値/TAコマンド値の最大値)×α
+(パスロス値/パスロス最大値の値)×β …(6)
=(TAコマンド値/TAコマンド値の最大値)×α
+(パスロス値/パスロス最大値の値)×β …(6)
上記(6)式において、α、βは、TAコマンド値とパスロス値のどちらに比重を置くかを決めるパラメータである。TAコマンド値およびパスロス値をそれぞれ最大値で除算することで、TAコマンド値およびパスロス値を正規化して0〜1の範囲の評価値とすることができる。上記(6)式によって算出されたUE品質メトリックの値が小さいほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。このように、TAコマンド値とパスロス値の両方に基づいて品質情報を算出してもよい。
<品質情報にTAコマンド値およびDL信号の干渉電力値を用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、上記のTAコマンド値およびDL信号の干渉電力値の両方を用いてもよい。UE132は、たとえば、下記(7)式によって、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報(UE品質メトリック)を算出する。
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、上記のTAコマンド値およびDL信号の干渉電力値の両方を用いてもよい。UE132は、たとえば、下記(7)式によって、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報(UE品質メトリック)を算出する。
UE品質メトリック
=(TAコマンド値/TAコマンド値の最大値)×α
+(DL信号の干渉電力値/DL信号の干渉電力値の最大値)×β …(7)
=(TAコマンド値/TAコマンド値の最大値)×α
+(DL信号の干渉電力値/DL信号の干渉電力値の最大値)×β …(7)
上記(7)式において、α、βは、TAコマンド値とDL信号の干渉電力値のどちらに比重を置くかを決めるパラメータである。TAコマンド値およびDL信号の干渉電力値をそれぞれ最大値で除算することで、TAコマンド値およびDL信号の干渉電力値を正規化して0〜1の範囲の評価値とすることができる。上記(7)式によって算出されたUE品質メトリックの値が小さいほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。このように、TAコマンド値とDL信号の干渉電力値の両方に基づいて品質情報を算出してもよい。
<品質情報にTAコマンド値、DL信号の干渉電力値およびパスロス値を用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、上記のTAコマンド値、DL信号の干渉電力値およびパスロス値を用いてもよい。UE132は、たとえば、下記(8)式によって、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報(UE品質メトリック)を算出する。
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、上記のTAコマンド値、DL信号の干渉電力値およびパスロス値を用いてもよい。UE132は、たとえば、下記(8)式によって、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報(UE品質メトリック)を算出する。
UE品質メトリック
=(TAコマンド値/TAコマンド値の最大値)×α
+(DL信号の干渉電力値/DL信号の干渉電力最大値)×β
+(パスロス値/パスロス最大値)×γ …(8)
=(TAコマンド値/TAコマンド値の最大値)×α
+(DL信号の干渉電力値/DL信号の干渉電力最大値)×β
+(パスロス値/パスロス最大値)×γ …(8)
上記(8)式において、α、β、γは、TAコマンド値、DL信号の干渉電力値およびパスロス値の各重みを決めるパラメータである。TAコマンド値、DL信号の干渉電力値およびパスロス値をそれぞれ最大値で除算することで、TAコマンド値、DL信号の干渉電力値およびパスロス値を正規化して0〜1の範囲の評価値とすることができる。上記(8)式によって算出されたUE品質メトリックの値が小さいほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。このように、TAコマンド値、DL信号の干渉電力値およびパスロス値に基づいて品質情報を算出してもよい。
<品質情報にUPHを用いる例>
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、UE132の最大送信電力に対する現在の送信電力の比を示すUPH(UE Power Headroom)を用いてもよい。
eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報として、UE132の最大送信電力に対する現在の送信電力の比を示すUPH(UE Power Headroom)を用いてもよい。
UPHは、UE132の送信電力余力を示す、3GPP定義の値である。UPHの値が大きい場合は、UE132の最大送信電力に対して、実際のUE132が送信している電力が小さいことを示す。すなわち、UPHは、電力を向上させる余力を示す値である。
通信システム130においては、たとえば、UE132からeNB131へのSINR(Signal to Interference and Noise Ratio:信号対干渉雑音比)が目標値になるように、eNB131からの指示(TPC Command)によりUE132の送信電力を制御するUL−TPC機能が利用される。
UL−TPC機能により、品質の悪いUEは一定のSINRを保てるように送信電力を高く、品質のよいUEは無駄な送信電力を使わないように送信電力を低くするように制御される。したがって、UPHが大きい場合は、送信電力が小さく、UE132が送信電力を上げなくても所定の品質で通信できることを示している。
したがって、UPHが大きいほど、eNB131とUE132との間の無線通信における伝搬品質が高い。eNB131は、たとえばUE132において取得されたUPHを、UE132から受信することによって取得することができる。
(eNBによるプリアンブル情報の決定の具体例)
ここでは、品質情報にTAコマンド値を用いる場合における、eNB131によるプリアンブル情報の決定について説明する。
ここでは、品質情報にTAコマンド値を用いる場合における、eNB131によるプリアンブル情報の決定について説明する。
<RACH手続の成功率を均一化する例>
たとえば、eNB131は、UE132から受信したプリアンブルに基づいてTAコマンド値を算出し、算出したTAコマンド値を、UE132へ送信するRACHレスポンスに格納することによってUE132へ送信する。UE132は、eNB131から受信したRACHレスポンスからTAコマンド値を取得することができる。
たとえば、eNB131は、UE132から受信したプリアンブルに基づいてTAコマンド値を算出し、算出したTAコマンド値を、UE132へ送信するRACHレスポンスに格納することによってUE132へ送信する。UE132は、eNB131から受信したRACHレスポンスからTAコマンド値を取得することができる。
eNB131(決定部122)は、TAコマンド値に応じてプリアンブル情報が異なるように、TAコマンド値ごとのプリアンブル情報を決定する。これにより、eNB131からの距離が比較的大きいUEが選択するプリアンブル情報と、eNB131からの距離が比較的小さいUEが選択するプリアンブル情報と、が異なるようにすることができる。
このため、eNB131からの距離が同程度のUE同士が同じプリアンブル情報を選択する確率が高くなり、eNB131からの距離が同程度でないUE同士が同じプリアンブル情報を選択する確率が低くなる。したがって、eNB131からの距離が同程度でないUE同士のランダムアクセスにおいて干渉が発生する確率が低くなり、eNB131からの距離ごとのRACH手続の成功率を均一化することができる。
ここでは品質情報にTAコマンド値を用いる場合について説明したが、品質情報に上記のパスロス値、DL信号の干渉電力値、UPHおよびこれらの組み合わせを用いる場合についても同様である。このように、UE132に選択させる伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、伝搬品質によって異なるプリアンブル情報となるように決定することで、RACH手続の成功率を均一化することができる。
<特定のUEにおけるRACH手続の成功率を向上させる例>
また、eNB131は、過去に受信したプリアンブルに基づいて算出したTAコマンド値の平均値を、プリアンブル情報ごとにeNB131のメモリに記憶しておいてもよい。eNB131は、TAコマンド値ごとのプリアンブル情報を、TAコマンド値が小さいほど、TAコマンド値の過去平均が大きいプリアンブル情報となるように決定する。
また、eNB131は、過去に受信したプリアンブルに基づいて算出したTAコマンド値の平均値を、プリアンブル情報ごとにeNB131のメモリに記憶しておいてもよい。eNB131は、TAコマンド値ごとのプリアンブル情報を、TAコマンド値が小さいほど、TAコマンド値の過去平均が大きいプリアンブル情報となるように決定する。
これにより、eNB131から近いUE(品質のよいUE)ほど、TAコマンド値の過去平均が大きいプリアンブル情報を選択するようにできる。したがって、eNB131から近いUEが、eNB131から遠いUEが使用する可能性の高いプリアンブル情報を選択することになり、距離が異なることによりRACH手続の成功率が向上する。
このため、eNB131から近いUEのRACH手続の成功率を向上させ、スループットを向上させることができる。また、eNB131から近いUEのRACH手続の成功率が向上することで、eNB131に対するランダムアクセスを行うUEの数が減少するため、eNB131から遠いUEのRACH手続についても成功率を向上させ、スループットを向上させることができる。
ここでは品質情報にTAコマンド値を用いる場合について説明したが、品質情報に上記のパスロス値、DL信号の干渉電力値、UPHおよびこれらの組み合わせを用いる場合についても同様である。このように、eNB131は、取得した品質情報をプリアンブル情報ごとに平均して記憶し、UE132に選択させる伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、取得した伝搬品質が高いほど、伝搬品質の過去平均が低いプリアンブル情報となるように決定する。これにより、伝搬品質の高いUEと伝搬品質の低いUEのRACH手続における成功率を均等にさせ、セルスループットを向上させることができる。
このように、実施の形態3にかかる通信システム100においては、移動通信端末110は、基地局120によって割り当てられた識別子および伝搬品質の組み合わせに対応するプリアンブル情報を選択する。基地局120は、移動通信端末110に選択させるプリアンブル情報を伝搬品質ごとに決定し、決定した伝搬品質およびプリアンブル情報の各組み合わせにおいて所定の対応関係を満たす識別子を導出し、導出した識別子を移動通信端末110に割り当てる。これにより、基地局120によって割り当てられた識別子と、現時点の伝搬品質と、に応じたプリアンブル情報に基づくプリアンブルを移動通信端末110から送信させることが可能になる。
(実施の形態4)
実施の形態4にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120について、実施の形態3にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120と異なる部分について説明する。
実施の形態4にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120について、実施の形態3にかかる通信システム100、移動通信端末110および基地局120と異なる部分について説明する。
(実施の形態4にかかる通信システムの構成)
図17は、実施の形態4にかかる通信システムの構成の一例を示す図である。図17において、図1−1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図17に示すように、実施の形態4にかかる基地局120は、図1−1に示した構成に加えて計数部1721を備えている。計数部1721は、たとえば図2−2に示したCPU221と、メインメモリ222または補助メモリ223と、によって実現することができる。
図17は、実施の形態4にかかる通信システムの構成の一例を示す図である。図17において、図1−1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図17に示すように、実施の形態4にかかる基地局120は、図1−1に示した構成に加えて計数部1721を備えている。計数部1721は、たとえば図2−2に示したCPU221と、メインメモリ222または補助メモリ223と、によって実現することができる。
通信制御部121は、受信したプリアンブルのプリアンブル情報(たとえばプリアンブル番号)を計数部1721へ通知する。計数部1721は、基地局120が受信した通信制御部121からの通知に基づいて、基地局120が受信したプリアンブルの数をプリアンブル情報ごと計数する。また、計数部1721は、一定時間ごとに計数結果を初期化(たとえばゼロに)してもよい。計数部1721は、計数結果を決定部122へ通知する。
決定部122は、計数部1721からの通知に基づいて、各プリアンブル情報のうちの、他のプリアンブル情報より受信回数が少ないプリアンブル情報を、移動通信端末110に選択させるプリアンブル情報として決定する。これにより、eNB131のカバーエリア131aにおいて使用率の低いプリアンブル情報を移動通信端末110に選択させることができる。
これによって、過去のRACH手続にて使用されることの少ないプリアンブル番号を移動通信端末110に割り当てることができる。このため、以降のRACH手続を行う移動通信端末110は、他の移動通信端末との衝突を少なくすることができる。
図18は、実施の形態4にかかる通信システムの構成の他の例を示す図である。図18において、図16または図17に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図18に示すように、実施の形態4にかかる移動通信端末110は、図17に示した構成に加えて、図16に示した品質取得部1611を備えていてもよい。
実施の形態4にかかる移動通信端末110は、実施の形態3にかかる選択部114と同様である。すなわち、品質取得部1611は、移動通信端末110と基地局120との間の無線通信における伝搬品質を示す品質情報を取得する。選択部114は、識別子記憶部112に記憶された識別子と、品質取得部1611によって取得された品質情報と、の組み合わせにおいて、対応関係記憶部113に記憶された対応情報が示す所定の対応関係を満たすプリアンブル情報を選択する。
基地局120の決定部122は、たとえば、品質情報が示す伝搬品質が低いUEほど、受信回数が少ない(干渉が発生しにくい)プリアンブル情報を選択するように、品質情報ごとのプリアンブル情報を決定する。これにより、伝搬品質の低いUEのRACH手続の成功率を高め、平均的にRACH手続の成功率を高くすることができる。
または、基地局120の決定部122は、品質情報が示す伝搬品質が高いUEほど、受信回数が少ない(干渉が発生しにくい)プリアンブル情報を選択するように、品質情報ごとのプリアンブル情報を決定してもよい。これにより、伝搬品質の高いUEのRACH手続の成功率を高め、スループットを向上させることができる。
このように、実施の形態4にかかる通信システム100においては、基地局120が、各移動通信端末からのプリアンブルの受信回数をプリアンブル情報ごとに計数し、計数結果に基づいて移動通信端末110に選択させるプリアンブル情報を決定する。これにより、移動通信端末110に送信させるプリアンブルを、基地局120に対するランダムアクセスにおける使用頻度に応じて制御することができる。
以上説明したように、通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局によれば、ランダムアクセスにおける干渉の低減を図ることができる。
すなわち、従来の競合ランダムアクセス手続では、UEの状況(伝搬環境、移動速度、距離など)を考慮せずにRACH手続を行っていたため、eNB側でのプリアンブル検出において干渉量が大きくなる場合があった。また、不利な環境のUEは常にRACH手続が成功しにくい状況になる場合があった。これは、競合RACH手続において送信されるプリアンブルがランダムに選択されるためであった。
これに対して、上記の通信システム100においては、たとえば、C−RNTIを加味した簡単なプリアンブルの選択式をUE側に追加し、eNB側から割り当てるC−RNTIの番号を制御する。これにより、特別な制御情報を追加しなくても、UEが選択するプリアンブルをeNB側から制御し、干渉を低減し、RACH手続の成功率を向上させたり、各UEごとにRACH手続の成功率を平均化させたりすることができる。
また、たとえば、UE側が持つ品質情報のみでプリアンブル番号を選択させる方式と比べて、eNB側で測定したプリアンブル受信時の伝搬品質や、プリアンブル番号ごとの使用率なども、UEによるプリアンブルの選択に反映させることが可能になる。
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)基地局と移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と前記移動通信端末とが無線通信する通信システムにおいて、
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当てる基地局と、
前記基地局が割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行する移動通信端末と、
を含むことを特徴とする通信システム。
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当てる基地局と、
前記基地局が割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行する移動通信端末と、
を含むことを特徴とする通信システム。
(付記2)前記移動通信端末は、前記所定の対応関係を示す第二対応情報に基づいて、前記基地局が割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を送信することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
(付記3)前記基地局は、前記移動通信端末に前記識別子を割り当てた状態で前記移動通信端末からのランダムアクセス手順があった場合に、前記移動通信端末に割り当てた識別子の変更を指示する変更指示信号を前記移動通信端末へ送信し、
前記移動通信端末は、前記基地局によって送信された変更指示信号に基づいて、前記基地局との無線通信に用いる識別子を変更し、変更した前記識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を行うことを特徴とする付記1に記載の通信システム。
前記移動通信端末は、前記基地局によって送信された変更指示信号に基づいて、前記基地局との無線通信に用いる識別子を変更し、変更した前記識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を行うことを特徴とする付記1に記載の通信システム。
(付記4)前記基地局は、前記移動通信端末と前記基地局との間の無線通信における伝搬品質に応じて、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を決定することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
(付記5)前記第一対応情報および前記第二対応情報は、前記移動通信端末と前記基地局との間の無線通信における伝搬品質と、前記識別子と、前記プリアンブル情報と、の所定の対応関係を示し、
前記移動通信端末は、前記基地局によって割り当てられた識別子および前記伝搬品質の組み合わせに対応するプリアンブル情報を選択し、
前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を前記伝搬品質ごとに決定し、決定した前記伝搬品質および前記プリアンブル情報の各組み合わせにおいて前記所定の対応関係を満たす識別子を導出し、導出した前記識別子を前記移動通信端末に割り当てることを特徴とする付記2に記載の通信システム。
前記移動通信端末は、前記基地局によって割り当てられた識別子および前記伝搬品質の組み合わせに対応するプリアンブル情報を選択し、
前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を前記伝搬品質ごとに決定し、決定した前記伝搬品質および前記プリアンブル情報の各組み合わせにおいて前記所定の対応関係を満たす識別子を導出し、導出した前記識別子を前記移動通信端末に割り当てることを特徴とする付記2に記載の通信システム。
(付記6)前記基地局は、前記移動通信端末に選択させる前記伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、前記伝搬品質によって異なるプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする付記5に記載の通信システム。
(付記7)前記基地局は、受信したプリアンブルに基づいて測定した前記伝搬品質の平均値を、前記受信したプリアンブルを示すプリアンブル情報ごとに記憶しておき、前記移動通信端末に選択させる前記伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、前記伝搬品質が高いほど前記平均値が低いプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする付記5に記載の通信システム。
(付記8)前記伝搬品質は、前記基地局に対する前記移動通信端末の動作タイミングの差に基づく伝搬品質であることを特徴とする付記5に記載の通信システム。
(付記9)前記伝搬品質は、前記基地局から前記移動通信端末へ送信される信号のパスロスに基づく伝搬品質であることを特徴とする付記5に記載の通信システム。
(付記10)前記伝搬品質は、前記基地局から前記移動通信端末へ送信される信号の干渉電力に基づく伝搬品質であることを特徴とする付記5に記載の通信システム。
(付記11)前記基地局は、各移動通信端末からのプリアンブルの受信回数を前記プリアンブル情報ごとに計数し、計数結果に基づいて前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を決定することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
(付記12)前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を、自局との無線通信における伝搬品質が高いほど前記受信回数が多いプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする付記11に記載の通信システム。
(付記13)前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を、自局との無線通信における伝搬品質が低いほど前記受信回数が多いプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする付記11に記載の通信システム。
(付記14)前記プリアンブル情報は、前記ランダムアクセス手順のプリアンブルの候補を示す情報であり、
前記移動通信端末は、前記プリアンブル情報が示すプリアンブルの候補のうちのいずれかのプリアンブルを送信することを特徴とする付記1〜13のいずれか一つに記載の通信システム。
前記移動通信端末は、前記プリアンブル情報が示すプリアンブルの候補のうちのいずれかのプリアンブルを送信することを特徴とする付記1〜13のいずれか一つに記載の通信システム。
(付記15)基地局と移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と前記移動通信端末とが無線通信する通信システムの通信方法において、
前記基地局が、前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、
前記移動通信端末が、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする通信方法。
前記基地局が、前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、
前記移動通信端末が、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする通信方法。
(付記16)基地局との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と無線通信する移動通信端末において、
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局と前記ランダムアクセス手順を実行することを特徴とする移動通信端末。
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局と前記ランダムアクセス手順を実行することを特徴とする移動通信端末。
(付記17)移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記移動通信端末と無線通信する基地局において、
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、前記移動通信端末に割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を送信した前記移動通信端末とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする基地局。
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、前記移動通信端末に割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を送信した前記移動通信端末とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする基地局。
100,130 通信システム
131 eNB
131a カバーエリア
132,133 UE
210,220 通信装置
219,229 バス
131 eNB
131a カバーエリア
132,133 UE
210,220 通信装置
219,229 バス
Claims (11)
- 基地局と移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と前記移動通信端末とが無線通信する通信システムにおいて、
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当てる基地局と、
前記基地局が割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行する移動通信端末と、
を含むことを特徴とする通信システム。 - 前記移動通信端末は、前記所定の対応関係を示す第二対応情報に基づいて、前記基地局が割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を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。
- 前記基地局は、前記移動通信端末に前記識別子を割り当てた状態で前記移動通信端末からのランダムアクセス手順があった場合に、前記移動通信端末に割り当てた識別子の変更を指示する変更指示信号を前記移動通信端末へ送信し、
前記移動通信端末は、前記基地局によって送信された変更指示信号に基づいて、前記基地局との無線通信に用いる識別子を変更し、変更した前記識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を行うことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記第一対応情報および前記第二対応情報は、前記移動通信端末と前記基地局との間の無線通信における伝搬品質と、前記識別子と、前記プリアンブル情報と、の所定の対応関係を示し、
前記移動通信端末は、前記基地局によって割り当てられた識別子および前記伝搬品質の組み合わせに対応するプリアンブル情報を選択し、
前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を前記伝搬品質ごとに決定し、決定した前記伝搬品質および前記プリアンブル情報の各組み合わせにおいて前記所定の対応関係を満たす識別子を導出し、導出した前記識別子を前記移動通信端末に割り当てることを特徴とする請求項2に記載の通信システム。 - 前記基地局は、前記移動通信端末に選択させる前記伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、前記伝搬品質によって異なるプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする請求項4に記載の通信システム。
- 前記基地局は、受信したプリアンブルに基づいて測定した前記伝搬品質の平均値を、前記受信したプリアンブルを示すプリアンブル情報ごとに記憶しておき、前記移動通信端末に選択させる前記伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、前記伝搬品質が高いほど前記平均値が低いプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする請求項4に記載の通信システム。
- 前記基地局は、各移動通信端末からのプリアンブルの受信回数を前記プリアンブル情報ごとに計数し、計数結果に基づいて前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を決定することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記プリアンブル情報は、前記ランダムアクセス手順のプリアンブルの候補を示す情報であり、
前記移動通信端末は、前記プリアンブル情報が示すプリアンブルの候補のうちのいずれかのプリアンブルを送信することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の通信システム。 - 基地局と移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と前記移動通信端末とが無線通信する通信システムの通信方法において、
前記基地局が、前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、
前記移動通信端末が、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする通信方法。 - 基地局との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と無線通信する移動通信端末において、
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局と前記ランダムアクセス手順を実行することを特徴とする移動通信端末。 - 移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記移動通信端末と無線通信する基地局において、
前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、前記移動通信端末に割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を送信した前記移動通信端末とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする基地局。
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