JP6939879B2 - 無線端末、基地局、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

無線端末、基地局、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、例えば、無線通信を行う無線端末（または端末）、基地局、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
移動体通信システムといった無線通信システムにおいて、無線端末の電力消費を低減するために、間欠受信(Discontinuous Reception, DRX)機能が採用されている。例えば、移動体通信用の無線通信規格の一つである、Long Term Evolution(LTE)では、無線端末は、無線端末ごとに予め設定された周期(DRX周期と呼ばれる)ごとに、設定された時間区間（例えば、サブフレーム）においてウェイクアップする(または、稼働状態になる。あるいは待ち受け状態になる)。無線端末は、ウェイクアップした時間区間において、送信される無線リソース割り当て情報（スケジューリング情報）を復調及び復号する。そして無線端末は、スケジューリング情報を参照して、自局に割り当てられたリソースの有無により、自局宛の着信があるか否かを確認する。一方、無線端末は、設定された時間区間以外では、無線通信処理を行う回路のうち、少なくとも復調処理及び復号処理を実行する部分の動作をオフにして、消費電力を低減する。
また、3GPPのワーキンググループによる、いわゆる第５世代移動通信システムの仕様の検討において、DRXよりも長期間の休止にも対応できるよう、Radio Resource Control(RRC) stateの一つとして、RRC Inactive stateを追加することが提案されている。なお、第５世代移動通信システムは、LTE及びLTE-Advancedより後の移動体通信の標準規格である。
RRC Inactive stateでは、無線端末が通信を停止している期間中であっても、基地局と上位ノード間の回線（以下、上位回線と呼ぶ）（例えば、Contextまたはアプリケーションレベルの回線）が切断されずに維持（設定）される。一方、基地局と無線端末間の無線回線が切断される（例えば、非特許文献１〜３を参照）。なお、上位回線と無線回線が設定されている状態をRRC Connected state(またはRRC Connected)と呼び、上位回線と無線回線が切断されている状態をRRC Idle state(またはIdle、待ち受け)と呼ぶ。RRC Inactive stateは、RRC Connected stateとRRC Idle stateの中間に位置する状態と解釈することもできる。
Tdoc R2-162760, Ericsson, Handling of inactive UEs, 3GPP TSG-RAN WG2 #93bis, Dubrovnik, Croatia, April 11-15, 2016 Tdoc R2-166059, Sierra Wireless, Transmission of Data Grant-Free in New State, 3GPP TSG-RAN WG2 #95bis, Kaohsiung, Taiwan, October 10-14, 2016 Tdoc R2-166060, Samsung, Design principles for the new RAN controlled state, 3GPP TSG-RAN WG2 #95bis, Kaohsiung, Taiwan, October 10-14, 2016
RRC Inactive stateにおいて、無線端末が基地局を介して通信するための回線設定情報を記憶しておき、無線端末が通信を再開する際に、記憶された回線設定情報を利用することで、通信再開時の制御情報の通信の一部を省略可能とするResume機能が提案されている。Resume機能に関して、記憶される回線設定情報は、例えば、識別情報(以下、Resume IDと呼ぶ)と関連付けて管理される。したがって、無線端末が通信を再開する際に、無線端末と基地局間でResume IDが伝送され、無線端末と基地局が同じResume IDに対応する回線設定情報を利用することで、無線端末は通信を再開することが可能となる。また、この回線設定情報及びResume IDを利用することで、通信再開時に必要な制御情報の通信量が削減される。例えば、非特許文献２では、ランダムアクセス手順のメッセージ３にて、無線端末から基地局へResume IDとともにアップリンクのユーザデータを送信することで、無線端末と基地局間で伝送される、回線設定のためのメッセージの数を減らすことが提案されている。また、非特許文献２では、ランダムアクセス手順を省略して、Resume IDとともにアップリンクのユーザデータを直接送信することも提案されている。
そのため、RRC Inactive stateを導入することで、例えば、いわゆるモノのインターネット(Internet of Things, IoT)で用いられる無線端末のように、例えば、1日に1回、または、より低い頻度で通信するデバイスの消費電力を削減することが期待されている。
しかしながら、Resume IDは、サービスごとに設定されることもあるため、一つの無線端末に対して複数のResume IDが割り当てられることが想定される。そのため、Resume IDを表すビット数は、LTEにおいて基地局が無線端末を識別するために使用されるCell-Radio Network Temporary Identifier(C-RNTI)を表すビット数(16bit)よりも大きくなることが想定される。さらに、ランダムアクセス手順のメッセージ３にて、アップリンクのユーザデータとResume IDとが同時に送信されると、伝送される情報量が大きくなる可能性がある。
また、ランダムアクセス手順を省略するためには、複数の無線端末から送信された信号が基地局にて衝突することを防止するために、事前に各無線端末に対して使用可能な無線リソースと送信タイミングとが通知することが求められる。
一つの側面では、本発明は、無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、無線端末が基地局を介して通信するために用いられる基地局と上位ノード間の回線が維持されている場合に、無線端末がデータ送信する際の制御情報の通信量の増加を抑制できる無線端末を提供することを目的とする。
一つの実施形態によれば、無線端末が提供される。この無線端末は、無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、無線端末が基地局を介して通信するために用いられる基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、上位回線の設定に関する回線識別情報と基地局からの無線信号とを受信する無線受信部と、回線識別情報を用いて、他の通信装置または基地局への信号をスクランブルし、または拡散する制御部と、スクランブルされ、または拡散された信号を基地局へ送信する無線送信部と、を有する。
なお、無線端末は、少なくとも回線識別情報を記憶する記憶部を有してもよい。また、基地局からの無線信号は、データ（ユーザデータ及び制御情報）を含んでもよい。無線端末からの無線信号は、データ（ユーザデータ及び制御情報）を含んでもよい。また、スクランブルまたは拡散は、符号化（または符号化処理）と呼んでもよい。
以下、断りのないかぎり同様である。
他の実施形態によれば、基地局が提供される。この基地局は、無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、無線端末が基地局を介して通信するために用いられる基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、上位回線の設定に関する回線識別情報を無線端末に割り当てる制御部と、割り当てられた回線識別情報を無線端末に通知し、無線端末が送信したスクランブルされ、または拡散された信号を受信する無線処理部とを有する。そして制御部は、回線識別情報を用いて、受信した信号をデスクランブルまたは逆拡散する。
なお、制御部は、回線識別情報を制御または選択する割当部を有してもよい。また、回線識別情報と、その回線識別情報により特定される、上位回線を設定するための回線設定情報の少なくとも一つを記憶する記憶部を有してもよい。また、基地局からの無線信号は、データ（ユーザデータ及び制御情報）を含んでもよい。無線端末からの無線信号は、データ（ユーザデータ及び制御情報）を含んでもよい。また、デスクランブル又は逆拡散は、復号（または復号処理）と呼んでもよい。
以下断りのないかぎり同様である。
また他の実施形態によれば、基地局と無線端末とを有する無線通信システムが提供される。この無線通信システムにおいて、無線端末は、無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、無線端末が基地局を介して通信するために用いられる基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、上位回線の設定に関する回線識別情報を用いて、他の通信装置または基地局への信号をスクランブルし、または拡散する。そして無線端末は、スクランブルされ、または拡散された信号を基地局へ送信する。基地局は、回線識別情報を用いて、無線端末から受信した、スクランブルされ、または拡散された信号をデスクランブルまたは逆拡散する。
さらに他の実施形態によれば、基地局と無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法が提供される。この無線通信方法は、無線端末により、無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、無線端末が基地局を介して通信するために用いられる基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、上位回線の設定に関する回線識別情報を用いて、他の通信装置または基地局への信号をスクランブルしまたは拡散し、スクランブルされ、または拡散された信号を基地局へ送信し、基地局により、回線識別情報を用いて、無線端末から受信した、スクランブルされ、または拡散された信号をデスクランブルまたは逆拡散する、ことを含む。
本明細書に開示された無線端末は、無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、無線端末が基地局を介して通信するために用いられる基地局と上位ノード間の回線が維持されている場合に、無線端末がデータ送信する際の制御情報の通信量の増加を抑制できる。
図１は、一つの実施形態による無線通信システムの概略構成図である。 図２は、通信手順の一例に従った、無線通信処理のシーケンス図である。 図３は、通信手順の他の一例に従った、無線通信処理のシーケンス図である。 図４は、通信手順のさらに他の一例に従った、無線通信処理のシーケンス図である。 図５は、基地局の概略構成図である。 図６は、Resume機能に関する、基地局の制御部の機能ブロック図である。 図７は、基地局の制御部により実行される、Resume機能を用いた無線通信処理の動作フローチャートである。 図８は、無線端末の概略構成図である。 図９は、Resume機能に関する、無線端末の制御部の機能ブロック図である。
以下、図を参照しつつ、無線通信システム、及び、無線通信システムで利用される無線端末、基地局及び無線通信方法について説明する。この無線通信システムは、Resume機能に対応する。そして無線端末がRRC Inactive stateとなったまま、アップリンクのデータを送信する際に、無線端末は、Resume IDを用いてアップリンクのデータをスクランブルまたは拡散する。そして無線端末は、スクランブルされ、または拡散されたアップリンクのデータを基地局へ送信する。これにより、無線端末がRRC Inactive stateとなったまま、アップリンクのデータを送信する際の送信タイミング及び無線リソースの事前通知を省略することが可能となる。結果として、制御情報の通信量の増加が抑制される。さらに、基地局でのアップリンクの信号の衝突の発生が抑制される。
なお、回線設定情報には、例えば、Authentication、Security及びContext関連の情報のうちの少なくとも一つが含まれる。Authenticationに関する情報は、例えば、無線端末のSIM情報の認可に関する情報を含む。また、Securityに関する情報は、例えば、無線端末に関するデータ通信で用いられる暗号化設定に関する情報を含む。そしてContextに関する情報は、例えば、Quality of Service(QoS)設定（またはQuality Class Indicator(QCI)設定）、ベアラ設定またはフロー設定に関する情報を含む。
なお、本明細書において、Node B、 eNode B、gNode Bまたはアクセスポイントなどは、基地局の一例である。さらに、移動局、移動端末またはUser Equipment(UE)は、無線端末の一例である。
図１は、一つの実施形態による無線通信システムの概略構成図である。無線通信システム１は、基地局１１と、無線端末１２と、上位ノード１３とを含む。そして基地局１１と無線端末１２とは、互いに無線通信により信号を伝送する。なお、無線通信システム１に含まれる基地局１１の数は１台に限られず、無線通信システム１は、複数の基地局１１を含んでもよい。同様に、無線通信システム１は、複数の無線端末１２を含んでいてもよい。また、無線端末１２は、移動端末であってもよく、あるいは、固定式の通信装置であってもよい。なお、上位ノードは、例えばLTEにおけるＭＭＥMobility Management Entity(MME)、Serving Gate Way(SGW, S-GW)、PDN Gate Way(PGW, P-GW)などのコアネットワークを構成する装置などであり、LTEシステム等の特定のシステムに依存するものではない。
基地局１１は、無線端末１２と上位ノード１３間の通信を中継する。そのために、基地局１１は、例えば、LTEシステムにおけるS1インターフェースといった、上位ノード１３と基地局１１間の通信について規定される所定の通信規格に従って上位ノード１３と接続されている。また基地局１１は、例えば、LTEシステムにおけるX2インターフェースといった、基地局同士の通信について規定される所定の通信規格に従って他の基地局と接続されていてもよい。なお、上記は一例であって、上位ノードと基地局間のインターフェースまたは基地局同士のインターフェースであれば、通信規格や名称に限定されるもではない。以下、同様である。
基地局１１は、１以上のセルを設定する。例えば、基地局１１が設定した何れかのセルに無線端末１２が在圏していると、無線端末１２は基地局１１と無線通信可能となる。そして基地局１１は、無線通信可能な無線端末１２との間で、ランダムアクセス手順など、無線回線を設定する手順及び上位回線を設定する手順を実行する。その後、基地局１１は、無線端末１２宛ての通信信号を、コアネットワークから上位ノード１３を介して受け取って、ダウンリンクの無線信号として無線端末１２へ送信する。また、基地局１１は、無線端末１２からアップリンクの無線信号を受け取り、受信した無線信号に含まれる、他の通信装置（図示せず）への通信信号を取り出して、上位ノード１３へ抽出した通信信号を送信する。
また、無線端末１２がResume機能を使用可能なように、基地局１１は、無線端末１２に関する回線設定情報に、回線識別情報（例えば、Resume ID、以後Resume IDとして説明する）を付す。または、基地局１１は、複数ある回線識別情報から端末に割り当てる回線識別情報を選択し、回線設定ごと（または無線端末ごと、あるいはサービスごと）に割り当てる（または制御）する。そして基地局１１は、回線設定情報を、対応するResume IDとともに記憶する。さらに、基地局１１は、無線端末１２が基地局１１との無線通信を継続している間、すなわち、無線端末１２がRRC Connected stateとなっている間に、Resume ID（または回線識別情報）を無線端末１２へ通知する。
その後、基地局１１は、RRC Inactive stateとなっている無線端末１２が通信を再開する場合に、無線端末１２について割り当てられたResume IDで特定される回線設定情報を利用して、無線端末１２と上位ノード１３間の通信を中継する。
無線端末１２は、Resume機能を利用可能な無線端末であり、例えば、RRC Connected stateにおいて上位回線の設定が行われた後、RRC Inactive stateとなって通信を停止する。すなわち、無線端末１２と基地局１１との無線回線が切断されても、無線端末１２に関する上位回線は維持された状態（または設定された状態）となる。また無線端末１２についての回線設定情報及び又は回線識別情報は基地局１１にて保持及び管理される。そして無線端末１２は、一定の周期（例えば、数時間、数日、１ヶ月等）または特定のイベントが発生したときに、基地局１１にて保持されている回線設定情報を利用して、無線回線を再接続して、他の通信装置（図示せず）との通信を再開する。そのために、無線端末１２は、RRC Connected stateとなっている間に基地局１１から通知されたResume ID（または回線識別情報）を記憶する。そして無線端末１２は、RRC Inactive stateとなったまま、アップリンクのデータを送信する際に、Resume IDを用いてアップリンクのデータをスクランブルまたは拡散する。
上位ノード１３は、例えば、Serving Gateway(S-GW, SGW)、Mobility Management Entity(MME)及びPacket data network Gateway(P-GW, PGW)の少なくとも一つであり、コアネットワークと基地局１１間の通信を中継する。さらに、上位ノード１３は、無線端末１２の位置登録及び基地局間のハンドオーバなどに関する制御、QoSに関する制御及び課金等に関する制御の少なくとも一つを実行する。また上位ノード１３は、ベアラの確立あるいは削除といった、上位回線に関する制御を実行してもよい。
以下、無線端末１２がRRC Inactive stateとなったまま、Resume機能を用いて実行する無線通信処理の詳細について説明する。本実施形態では、無線通信システム１は、以下の２通りの通信手順の少なくとも一方を利用可能とする。
（１）通信手順１：
ランダムアクセス手順を省略し、無線端末１２が基地局１１に対して再接続を要求する際に、Resume IDを用いてスクランブルされ、または拡散されたアップリンクのデータを送信
（２）通信手順２：
簡素化されたランダムアクセス手順を実行した後に、無線端末１２が基地局１１に対して再接続を要求する際に、Resume IDを用いてスクランブルされ、または拡散されたアップリンクのデータを送信
通信手順１は、例えば、比較的少ない量のデータを伝送するために利用される。または、通信手順１は、伝送されるパケットサイズが閾値よりも小さい場合の伝送に利用される。一方、通信手順２は、例えば、通信手順１で送信されるデータ量よりも多い量のデータを伝送する場合、または伝送されるパケットサイズが閾値よりも大きい場合の伝送に利用される。ただし、上記の各通信手順とデータ量の関係は一例にすぎず、例えば、通信手順２に従って、比較的少ない量のデータが伝送されてもよい。あるいは、提供されるサービスの種類または回線設定情報で指定されたQoSに応じて、通信手順１及び２のうち、使用される通信手順が選択されてもよい。
図２は、通信手順１に従った、無線通信処理のシーケンス図である。なお、以下のシーケンス図では、無線端末１２は、アップリンクのデータを、Resume IDを用いてスクランブルし、スクランブルされたデータを基地局１１へ送信するものとする。なお、アップリンクのデータをResume IDを用いて拡散する場合も、以下に示されるシーケンスと同様のシーケンスにしたがって無線通信処理が実行されればよい。また、アップリンクのデータは、他の通信装置へ伝送される信号の一例である。
基地局１１と無線端末１２は、例えば、ランダムアクセス手順に従って無線回線設定処理を実行する（ステップＳ１０１）。さらに、基地局１１と無線端末１２は、上位ノード１３とともに、Context setupなどの上位回線設定を含む回線設定処理を実行する（ステップＳ１０２）。
基地局１１は、無線端末１２についての回線設定情報にResume IDを割り当て、かつ、回線設定情報とともにResume IDを記憶する（ステップＳ１０３）。なお、基地局１１は、無線端末ごとに異なるResume IDを割り当ててもよく、あるいは、同じサービスの提供を受ける無線端末ごとに異なるResume IDを割り当ててもよい。あるいはまた、基地局１１は、無線端末１２が在圏するセルごとに異なるResume IDを割り当ててもよい。そして基地局１１は、Resume IDを無線端末１２へ通知する（ステップＳ１０４）。その際、基地局１１は、例えば、物理下り制御チャネル(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)または物理下り共有チャネル(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)を介して、Resume IDを通知すればよい。無線端末１２は、通知されたResume IDを記憶する。
その後、無線端末１２がRRC Connected stateからRRC Inactive stateへ遷移した後に、無線端末１２がアップリンクのデータを送信する事態が生じると、無線端末１２は、Resume IDを用いてデータをスクランブルする（ステップＳ１０５）。そして無線端末１２は、スクランブルされたアップリンクのデータを含み、かつ、基地局１１に対して再接続することを要求する再接続要求信号を生成し、再接続要求信号を基地局１１へ送信する（ステップＳ１０６）。なお、無線端末１２は、Resume IDを用いてスクランブルされたデータを再接続要求信号として基地局１１へ送信してもよいし、再接続要求信号の代わりにResume IDを用いてスクランブルされたデータを基地局１１に送信してもよい。
基地局１１は、受信した再接続要求信号に含まれる、スクランブルされたアップリンクのデータを、無線端末１２に割り当てられたResume IDを用いてデスクランブル処理することにより復号する（ステップＳ１０７）。そして基地局１１は、復号されたデータを上位ノード１３（あるいは、他の基地局）へ送信する（ステップＳ１０８）。また基地局１１は、アップリンクのデータを受信できたか否かを表す確認信号（ACKまたはNACK）を含み、かつ、再接続を許可する再接続許可信号を生成し、生成した再接続許可信号を無線端末１２へ送信する（ステップＳ１０９）。なお、基地局１１は、確認信号を再接続許可信号として端末１２へ送信してもよいし、再接続許可信号の代わりに確認信号を無線端末１２へ送信してもよい。そして基地局１１及び無線端末１２は無線通信処理を終了する。
通信手順１によれば、複数の無線端末が同時に再接続要求信号を送信しても、基地局１１は、無線端末ごとの再接続要求信号を復号できる。そのため、基地局１１が無線端末１２に対して事前に使用可能な無線リソースを割り当てたり、送信タイミングを通知したりしなくても、無線端末１２はデータを送信できる。
この場合、基地局１１は、無線端末１２が再接続要求信号を送信するタイミングを事前に知ることができない。そこで基地局１１は、例えば、サブフレームごとに、基地局１１が記憶しているResume IDのそれぞれについて、Resume IDを用いて受信した信号に対するデスクランブル処理を実行すればよい。これにより、受信した信号が何れかの無線端末からの、スクランブルされたデータを含む再接続要求信号である場合、基地局１１は、スクランブルされたデータをデスクランブリング（または復号）できる。
図３は、通信手順２に従った、無線通信処理のシーケンス図である。なお、以下のシーケンス図でも、無線端末１２は、アップリンクのデータを、Resume IDを用いてスクランブルし、スクランブルされたデータを基地局１１へ送信するものとする。なお、アップリンクのデータをResume IDを用いて拡散する場合も、以下に示されるシーケンスと同様のシーケンスにしたがって無線通信処理が実行されればよい。また、図３に示されるシーケンスは、図２に示されるシーケンスと比較して、ステップＳ１１５以降の処理が異なる。そこで以下では、ステップＳ１１５以降の処理について説明する。
ステップＳ１０４の後、無線端末１２がRRC Connected stateからRRC Inactive stateへ遷移した後に、無線端末１２がアップリンクのデータを送信する事態が生じると、無線端末１２は、RAプリアンブルを含むMessage 1を生成する。そして無線端末１２は、基地局１１からの報知情報で示された物理ランダムアクセス(Physical Random Access Channel, PRACH)用の無線リソースを使用して、Message 1を基地局１１へ送信する（ステップＳ１１５）。基地局１１は、RAプリアンブルを検出すると、RAプリアンブルに対する応答情報であるRAレスポンスをMessage 2として無線端末１２へ送信する（ステップＳ１１６）。なお、RAレスポンスは、無線端末１２がアップリンク信号を送信するタイミングを調整するためのTiming Advance(TA)情報を含む。無線端末１２は、TA情報を参照して、基地局１１と時間的に厳密な同期を確立する。そして無線端末１２は、基地局１１からのアップリンク(Up Link, UL) Scheduling Grantを受信する。UL Scheduling Grantには、無線端末１２に割り当てられるアップリンクのリソースブロックを示す情報などが含まれる。
無線端末１２は、Resume IDを用いてアップリンクのデータをスクランブルする（ステップＳ１１７）。そして無線端末１２は、スクランブルされたアップリンクのデータを含み、かつ、基地局１１に対して再接続することを要求する再接続要求信号を生成する。そして無線端末１２は、UL Scheduling Grantで指定されたリソースを用いて、生成した再接続要求信号を基地局１１へ送信する（ステップＳ１１８）。
基地局１１は、受信した再接続要求信号に含まれる、スクランブルされたアップリンクのデータを、無線端末１２に割り当てられたResume IDを用いてデスクランブル処理することにより復号する（ステップＳ１１９）。そして基地局１１は、復号されたデータを上位ノード１３（あるいは、他の基地局）へ送信する（ステップＳ１２０）。また基地局１１は、アップリンクのデータを受信できたか否かを表す確認信号（ACKまたはNACK）を含み、かつ、再接続を許可する再接続許可信号を生成し、生成した再接続許可信号を無線端末１２へ送信する（ステップＳ１２１）。そして基地局１１及び無線端末１２は無線通信処理を終了する。
ランダムアクセス手順にしたがってアップリンクのデータが伝送される場合でも、複数の無線端末が同じRAプリアンブルを含むMessage１を基地局１１へ送信することがある。このような場合、基地局１１から伝送されるRAレスポンスを、複数の無線端末のそれぞれが、自局宛てのメッセージとして受信することがある。そのため、ステップＳ１１８にて、複数の無線端末が同じリソースを用いて再接続要求信号を送信する可能性がある。しかし、通信手順２では、アップリンクのデータがResume IDを用いてスクランブルされた上で伝送される。そこで、基地局１１は、RAレスポンスの本来の宛先、すなわち、再接続を許可する無線端末に割り当てたResume IDを用いることで、受信したそれぞれの再接続要求信号のうち、再接続を許可する無線端末からの再接続要求信号に含まれるデータを復号できる。
なお、通信手順２の変形例によれば、Resume IDごとに、使用可能なRAプリアンブルが予め一つまたは複数設定されてもよい。そして無線端末１２は、ステップＳ１１５にて、自局に割り当てられたResume IDについて設定されたRAプリアンブルの中から使用するRAプリアンブルを選択し、選択したRAプリアンブルを含むMessage１を基地局１１へ送信してもよい。
この変形例によれば、複数の無線端末が同じRAプリアンブルを指定してランダムアクセス手順を実行する確率が低減される。
通信手順２の他の変形例によれば、無線端末１２は、RAプリアンブルも、Resume IDを用いてスクランブルまたは拡散してもよい。そして無線端末１２は、ステップＳ１１５にて、スクランブルされ、または拡散されたRAプリアンブルを含むMessage 1を基地局１１へ送信してもよい。なお、RAプリアンブルは、基地局１１へ伝送される信号の一例である。
この変形例によれば、複数の無線端末が同時にMessage 1を送信しても、基地局１１は、各無線端末のRAプリアンブルを復号できる。
また、通信手順２において、RAプリアンブルがResume IDを用いてスクランブルされ、または拡散されている場合には、基地局１１は、RAプリアンブルを送信した無線端末１２を特定できるとともに、無線端末１２に割り当てられたResume IDも特定できる。そのため、無線端末１２は、ステップＳ１１７における、アップリンクのデータのスクランブル処理または拡散処理を省略してもよい。そして無線端末１２は、ステップＳ１１８にて、スクランブルされておらず、かつ、拡散されていないアップリンクのデータを含む再接続要求信号を基地局１１へ送信してもよい。
また、上記の各通信手順及び変形例において、無線端末１２は、Resume IDを用いてスクランブル符号を生成し、生成したスクランブル符号を用いてアップリンクのデータまたはRAプリアンブルをスクランブルしてもよい。あるいは、無線端末１２は、Resume IDを用いて拡散符号を生成し、生成した拡散符号を用いてアップリンクのデータまたはRAプリアンブルを拡散してもよい。
データをスクランブルする場合、無線端末１２は、例えば、3GPPにより策定された、LTEのTS36.211 V8.9.0のセクション6.7.1に規定されている方法にしたがってデータをスクランブルすればよい。すなわち、無線端末１２は、スクランブルの対象となるデータを32bitのビット列ごとに分割し、分割したビット列ごとに、32bitのGold符号として作成されたスクランブル符号を加算して得られる値について2による剰余（modulo 2）を計算すればよい。そして無線端末１２は、例えば、TS36.211 V8.9.0のセクション7.2に記載されている方法にしたがって、二つの31bitの疑似雑音(Pseudo Noise, PN)シーケンスPN(x1)、PN(x2)を組み合わせてGold符号を作成すればよい。その際、無線端末１２は、PN(x1)の初期値を、セクション7.2に記載されているとおり、x1(0)=0、 x1(n)=1 (n=1,2,...,30)とする。一方、無線端末１２は、PN(x2)の初期値を、２進数化されたResume ID（例えば、y1y2...ym）とすればよい。
また、データを拡散する場合、無線端末１２は、Orthogonal Variable Spreading Factor(OVSF)符号を拡散符号として用いることで、データを拡散することができる。この場合、無線端末１２は、例えば、送信するデータのビットごとに、OVSF符号のnビットを乗算して得られるビット列（例えば、データのi番目のビットb(i)に、OVSF符号のc(n*i+j)(j=0,1,...,n-1)ビットを乗じて得られるビット列）の2の剰余を算出する。なお、nは、拡散率であり、例えば、2以上の整数に設定される。OVSF符号は、例えば、3GPPにより策定された、W-CDMAの仕様であるTS25.213 V8.5.0のセクション4.3.1.1に記載されている。なお、無線端末１２は、OVSF符号の代わりに、Gold符号を拡散符号として用いることで、データを拡散することができる。
また、無線端末１２は、送信するデータに対して、スクランブルと拡散の両方を実施してもよい。この場合には、無線端末１２は、送信するデータを所定長（例えば、4bit）のビット列ごとに分割し、分割したビット列ごとに、所定長のスクランブル符号を用いてスクランブルした後に、所定の拡散率（例えば、4）の拡散符号を用いて拡散すればよい。
また、無線端末１２は、上記のようなGold符号またはOVSF符号の代わりに、例えば、Resume IDを初期値として生成されるPNシーケンスあるいはZadoff-Chuシーケンスを、スクランブル符号または拡散符号としてもよい。
あるいは、上記の各通信手順及び変形例において、無線端末１２は、Resume IDと無線端末１２の識別番号の両方を用いてスクランブル符号を生成し、生成したスクランブル符号を用いてアップリンクのデータまたはRAプリアンブルをスクランブルしてもよい。あるいは、無線端末１２は、Resume IDと無線端末１２の識別番号の両方を用いて拡散符号を生成し、生成した拡散符号を用いてアップリンクのデータまたはRAプリアンブルを拡散してもよい。
この場合、無線端末１２の識別番号として、例えば、Cell-Radio Network Temporary Identifier(C-RNTI)、International Mobile Subscriber Identity(IMSY)、Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI)が用いられる。無線端末１２の識別番号は、例えば、無線端末１２が有するメモリに予め記憶されるか、あるいは、基地局１１から無線端末１２へ通知される。
この場合も、無線端末１２は、例えば、Gold符号、OVSF符号、PN符号あるいはZadoff-Chu符号などの少なくとも一つをスクランブル符号または拡散符号等として用いればよい。例えば、Gold符号をスクランブル符号または拡散符号として用いる場合、無線端末１２は、上記と同様に、二つの31bitのPNシーケンスPN(x1)、PN(x2)を組み合わせてGold符号を作成すればよい。その際、無線端末１２は、PN(x1)の初期値を、セクション7.2に記載されているとおり、x1(0)=0、 x1(n)=1 (n=1,2,...,30)とする。一方、無線端末１２は、PN(x2)の初期値を、２進数化されたResume ID（例えば、y1y2...ym）と２進数化された端末の識別番号（例えば、z1z2...zk）とを結合して作成される結合値（y1y2...ymz1z2...zkあるいはz1z2...zky1y2...ym）とすればよい。あるいは、無線端末１２は、作成した結合値を初期値として生成されるOVSF符号、PN符号あるいはZadoff-Chu符号を、スクランブル符号または拡散符号としてもよい。
このように、Resume IDと無線端末１２の識別番号とを用いてスクランブル符号または拡散符号が作成されることで、サービスごとにResume IDが割り当てられている場合でも、無線端末１２ごとに、スクランブル符号または拡散符号は一意となる。そのため、サービスごとにResume IDが割り当てられている場合でも、基地局１１は、複数の無線端末１２のそれぞれから送信されたアップリンクのデータまたはRAプリアンブルを復号できる。
なお、基地局１１も、無線端末１２と同様の方法に従って作成したスクランブル符号または拡散符号を用いることで、無線端末１２から受信した、スクランブルされ、または拡散されたRAプリアンブルまたはアップリンクのデータをデスクランブルまたは逆拡散できる。
上記の実施形態、特に、通信手順１では、基地局１１は、無線信号を受信可能なタイミングごとに、記憶している１以上のResume IDのうち、RRC Inactive stateとなっている無線端末に割り当てたResume IDごとに、デスクランブル処理または逆拡散処理を行う。したがって、基地局１１が記憶するResume IDの数が増えるほど、デスクランブル処理または逆拡散処理に必要な計算リソースは増加する。
そこで変形例によれば、Resume IDの取り得る値の範囲が、複数のサブ範囲に分割されてもよい。そしてサブ範囲ごとに、送信可能なタイミング（以下、単に送信可能タイミングまたは送信タイミングと呼ぶこともある）が設定されてもよい。例えば、サブ範囲ごとに、フレーム内の所定のサブフレームが、サブ範囲に対応する送信タイミングとして設定されてもよい。これにより、基地局１１が同時にデスクランブル処理または逆拡散処理を実施するResume IDの数が少なくなるので、デスクランブル処理または逆拡散処理に必要な計算リソースが抑制される。
なお、基地局１１は、分割されたResume IDのサブ範囲及び／またはサブ範囲ごとの送信タイミングに関する制御情報を、無線端末１２に対して報知（通知）してもよいし、回線識別情報と同様に端末に通知してもよい。 また、電話番号等を記憶するSIMカード（Subscriber Identity Module Card）などに、上記の分割されたResume IDのサブ範囲及び／またはサブ範囲ごとの送信タイミングに関する制御情報が記憶されてもよい。あるいは、無線端末１２は、自装置の初期設定時にSIMカードから制御情報を読み出して無線端末１２の記憶部に記憶させてもよい。
なお、一定期間における送信可能なタイミングの数は、サブ範囲が異なっていても同じであってもよく、あるいは、サブ範囲ごとに互いに異なっていてもよい。例えば、サブ範囲ごとに優先度が設定され、優先度が高いサブ範囲ほど、送信可能なタイミングの数が多くなるように、各サブ範囲についての送信可能タイミングが設定されてもよい。その際、優先度は、例えば、サービスの種類、緊急性、またはQoS（特に、許容される遅延の程度）に基づいて設定されてもよい。例えば、緊急性が高いほど、あるいは、許容される遅延が小さいほど、優先度が高くなるように、優先度は設定されてもよい。
例えば、サービスごとにResume IDが割り当てられているとする。この場合、緊急性が相対的に高いサービス（例えば、異常検知または故障発生の通知に利用されるサービス）に対応するサブ範囲については、フレーム中のアップリンクの送信に利用可能な全てのサブフレームが送信可能タイミングであってもよい。一方、緊急性が相対的に低いサービス（例えば、データ収集に利用されるサービス）に対応するサブ範囲については、１または複数のフレームのうちの何れかの所定のサブフレームが送信可能タイミングであってもよい。
基地局１１は、Resume IDを割り当てる際に、無線端末１２に提供するサービスに応じて、サービスに対応するサブ範囲に含まれるResume IDを割り当てればよい。
また、無線端末ごとにResume IDが割り当てられる場合も同様に、優先度が相対的に高い無線端末に対応するサブ範囲については、フレーム中のアップリンクの送信に利用可能な全てのサブフレームが送信可能タイミングであってもよい。一方、優先度が相対的に低い無線端末に対応するサブ範囲については、１または複数のフレームのうちの何れかの所定のサブフレームが送信可能タイミングであってもよい。
基地局１１は、Resume IDを割り当てる際に、無線端末１２の優先度に応じて、優先度に対応するサブ範囲に含まれるResume IDを割り当てればよい。
図４は、この変形例による、通信手順のさらに他の一例に従った、無線通信処理のシーケンス図である。なお、以下のシーケンス図では、無線端末１２は、アップリンクのデータを、Resume IDを用いてスクランブルし、スクランブルされたデータを基地局１１へ送信するものとする。なお、アップリンクのデータをResume IDを用いて拡散する場合も、以下に示されるシーケンスと同様のシーケンスにしたがって無線通信処理が実行されればよい。また、図４に示されるシーケンスは、図２に示されるシーケンスと比較して、ステップＳ１０１以前に、ステップＳ１３１及びステップＳ１３２の処理が行われる点で相違する。そこで以下では、ステップＳ１３１及びステップＳ１３２の処理について説明する。
基地局１１は、Resume IDの取り得る値の範囲を複数のサブ範囲に分割することで、複数のサブ範囲を設定する。そして基地局は、サブ範囲ごとに、そのサブ範囲についての送信タイミングを設定する（ステップＳ１３１）。そして基地局１１は、報知チャネルを介して、各サブ範囲及び各サブ範囲についての送信タイミングを無線端末１２へ報知（または通知）する（ステップＳ１３２）。ステップＳ１３２の後、基地局１１及び無線端末１２は、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。
なお、基地局１１は、ステップＳ１３２の処理の代わりに、例えば、ステップＳ１０４にて、無線端末１２に割り当てられたResume IDとともに、割り当てられたResume IDが属するサブ範囲について設定された送信タイミングを無線端末１２へ通知してもよい。あるいは、基地局１１は、ステップＳ１０４にて、無線端末１２に割り当てられたResume IDとともに、各サブ範囲及び各サブ範囲についての送信タイミングを無線端末１２へ通知してもよい。あるいはまた、基地局１１は、ステップＳ１０４の前または後において、無線端末１２に割り当てられたResume IDとは別個に、割り当てられたResume IDが属するサブ範囲について設定された送信タイミング、あるいは、各サブ範囲及び各サブ範囲についての送信タイミングを無線端末１２へ通知してもよい。
以下、上記の実施形態または変形例において用いられる基地局１１及び無線端末１２の詳細について説明する。
図５は、基地局１１の概略構成図である。基地局１１は、アンテナ２１と、無線処理部２２と、有線インターフェース部２３と、記憶部２４と、制御部２５とを有する。無線処理部２２、記憶部２４及び制御部２５は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、各部に対応する回路が集積された一つまたは複数の集積回路として基地局１１に実装されてもよい。
アンテナ２１は、無線処理部２２を介して伝達されたダウンリンク信号を無線信号として送信する。またアンテナ２１は、無線端末１２からのアップリンク信号を含む無線信号を受信して電気信号に変換し、変換した電気信号をアップリンク信号として無線処理部２２に伝達する。なお、アンテナ２１は、送信用のアンテナと受信用のアンテナとを別個に有していてもよい。また、無線処理部２２は、ダウンリンク信号を送信（通知）することから、無線送信部（無線通知部）の一例である。
無線処理部２２は、制御部２５から受け取ったダウンリンク信号をアナログ化した後、制御部２５により指定された無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして無線処理部２２は、搬送波に重畳されたダウンリンク信号をハイパワーアンプ（図示せず）により所望のレベルに増幅し、増幅したダウンリンク信号をアンテナ２１へ伝達する。
また無線処理部２２は、アンテナ２１から受け取ったアップリンク信号を、低ノイズアンプ（図示せず）により増幅する。無線処理部２２は、増幅されたアップリンク信号に、中間周波数を持つ周期信号を乗じることにより、増幅されたアップリンク信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。そして無線処理部２２は、ベースバンド周波数を持つアップリンク信号をアナログ／デジタル変換した後、制御部２５へ渡す。なお、無線処理部２２は、アップリンク信号を受信することから、無線受信部の一例である。
有線インターフェース部２３は、基地局１１を、上位ノード１３及び他の基地局と接続するための通信インターフェース回路を有する。そして有線インターフェース部２３は、上位ノード１３から受信した信号を、S1インターフェースに従って解析し、受信信号に含まれるダウンリンク信号及び制御信号を抽出する。さらに有線インターフェース部２３は、他の基地局から受信した信号を、X2インターフェースに従って解析し、受信信号に含まれる制御信号を抽出する。そして有線インターフェース部２３は、抽出したダウンリンク信号及び制御信号を制御部２５に渡す。なお、有線インターフェース部２３は、上位ノード１３からの信号を受信することから、受信部の一例である。
一方、有線インターフェース部２３は、制御部２５から受け取ったアップリンク信号をS1インターフェースに従った形式の信号に変換した上で上位ノード１３へ出力する。また有線インターフェース部２３は、他の基地局へ送信する制御信号を、X2インターフェースに従った形式に変換する。そして有線インターフェース部２３は、制御信号を他の基地局へ出力（または送信あるいは通知）する。なお、有線インターフェース部２３は、他の基地局へ制御信号を送信または通知することから、通知部（または送信部）の一例でもある。
記憶部２４は、例えば、書き換え不能な不揮発性半導体メモリと、書き換え可能な不揮発性半導体メモリまたは揮発性半導体メモリを有する。そして記憶部２４は、無線端末１２と通信するための各種の情報、基地局１１が送信または受信する各種の情報、及び、基地局１１で動作する各種のプログラムなどを記憶する。本実施形態では、記憶部２４は、自局と接続されている無線端末１２についてのResume機能に関する情報、すなわち、回線設定情報と、対応するResume IDとを記憶する。
制御部２５は、例えば、１個あるいは複数個のプロセッサ及び周辺回路を有する。そして制御部２５は、ダウンリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って変調し、かつ多重化する。そして制御部２５は、変調及び多重化されたダウンリンク信号を無線処理部２２へ渡す。例えば、制御部２５は、F-OFDMに従ってダウンリンク信号を変調し、多重化する。
一方、制御部２５は、無線処理部２２から受け取ったアップリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って分離し、分離した受信信号をそれぞれ復調する。例えば、制御部２５は、F-OFDMに従ってアップリンク信号を分離し、復調する。そして制御部２５は、復調されたアップリンク信号を有線インターフェース部２３に出力する。さらに制御部２５は、復調されたアップリンク信号から、基地局１１が参照する各種の信号、例えば、呼制御に関する制御情報、あるいは、無線端末１２における通信品質測定情報などを取り出す。
また制御部２５は、送信電力制御及び呼制御など、無線通信を実行するための各種の処理を実行する。さらに、制御部２５は、Resume機能に関する各種の処理を実行する。
図６は、Resume機能に関する、制御部２５の機能ブロック図である。制御部２５は、割当部２５１と、復号部２５２と、再接続部２５３とを有する。制御部２５が有するこれらの各部は、例えば、制御部２５上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、制御部２５が有するこれらの各部は、制御部２５が有するプロセッサに組み込まれた専用の演算回路であってもよい。
割当部２５１は、無線端末１２について回線設定情報が設定されると、回線設定情報に対応するResume IDを割り当てる。そして割当部２５１は、回線設定情報とともに割り当てたResume IDを記憶部２４に保存する。また割当部２５１は、割り当てたResume IDを含むダウンリンクの制御信号を生成する。そして割当部２５１は、ダウンリンクの制御信号を、無線端末１２がRRC Connected stateとなっている間に、無線処理部２２及びアンテナ２１を介して無線端末１２へ送信する。
なお、上記のように、Resume IDは、無線端末１２ごとに割り当てられてもよく、あるいは、無線端末１２に提供されるサービスごとに割り当てられてもよい。無線端末１２に提供されるサービスが複数ある場合、割当部２５１は、提供されるサービスごとに割り当てられた、複数のResume IDを含むダウンリンクの制御信号を生成し、制御信号を無線処理部２２及びアンテナ２１を介して無線端末１２へ送信してもよい。さらに、Resume IDの値のサブ範囲ごとに送信可能タイミングが設定される場合には、割当部２５１は、サブ範囲ごとの送信可能タイミングを表す信号（または制御信号、制御情報）を生成してもよい。そして割当部２５１は、信号を、無線処理部２２及びアンテナ２１を介して、PDCCHまたはPDSCHにより、RRC Connected stateとなっている無線端末１２へ送信してもよい。
復号部２５２は、RRC Inactive stateとなっている無線端末１２からアップリンク信号を受信する可能性があるタイミングごとに、記憶しているResume IDのそれぞれを用いて、受信した無線信号に対してデスクランブル処理または逆拡散処理を実行する。なお、Resume IDの値のサブ範囲ごとに送信可能タイミングが設定されている場合には、復号部２５２は、記憶しているResume IDのうち、タイミングに対応するサブ範囲に属するResume IDのみを用いてデスクランブル処理または逆拡散処理を実行してもよい。
また、Resume IDを用いて生成されたスクランブル符号または拡散符号がデータのスクランブルまたは拡散に用いられる場合には、復号部２５２も、Resume IDごとに、Resume IDを用いてスクランブル符号または拡散符号を生成する。同様に、Resume IDと端末の識別情報の組み合わせを用いて生成されたスクランブル符号または拡散符号が用いられる場合、復号部２５２は、Resume IDと端末の識別情報の組み合わせごとに、Resume IDと端末の識別情報を用いてスクランブル符号または拡散符号を生成する。そして復号部２５２は、生成したスクランブル符号を用いてデスクランブル処理を実行し、あるいは、生成した拡散符号を用いて逆拡散処理を実行すればよい。
なお、復号部２５２は、Resume IDが新たに割り当てられる度に、予めスクランブル符号または拡散符号を生成して、記憶部２４に保存しておいてもよい。そして復号部２５２は、デスクランブル処理または逆拡散処理を実行する度に、記憶部２４からスクランブル符号または拡散符号を読み出して用いればよい。これにより、復号部２５２は、デスクランブル処理または逆拡散処理を実行する度に、スクランブル符号または拡散符号を生成しなくてもよいので、演算量が削減される。
復号部２５２は、デスクランブル処理または逆拡散処理を実行することで、RAプリアンブルまたはアップリンクのデータの復号に成功すると、復号されたRAプリアンブルまたはアップリンクのデータを再接続部２５３へ通知する。さらに、復号部２５２は、復号に成功したときに用いられたResume IDも再接続部２５３へ通知する。
なお、復号部２５２は、例えば、デスクランブル処理または逆拡散処理を行うことで得られたデータに付加された誤り検出符号を用いて、誤り検出を行ったときに、検出された誤りが許容範囲内であれば、復号に成功したと判定する。なお、データに付加された誤り検出符号は、例えば、巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check, CRC)符号とすることができる。また、誤り検出符号の代わりに、誤り訂正符号がデータに付加されていてもよい。この場合、デスクランブル処理または逆拡散処理を行うことで得られたデータに付加された誤り訂正符号を用いて、誤り訂正を行ったときに、データの誤りが訂正できれば、復号部２５２は、復号に成功したと判定してもよい。
再接続部２５３は、通信手順１にしたがって無線端末１２が再接続される場合、アップリンクのデータの復号に成功したときに用いられたResume IDと対応する回線設定情報を特定する。そして再接続部２５３は、特定した回線設定情報にしたがって、有線インターフェース部２３を介してアップリンクのデータを上位ノード１３へ送信する。また、再接続部２５３は、再接続許可信号を生成し、再接続許可信号を無線処理部２２及びアンテナ２１を介して無線端末１２へ送信する。
また、再接続部２５３は、通信手順２にしたがって無線端末１２が再接続される場合、RAプリアンブルまたはアップリンクのデータの復号に成功したときに用いられたResume IDと対応する回線設定情報を特定する。そして再接続部２５３は、特定した回線設定情報にしたがって、有線インターフェース部２３を介してアップリンクのデータを上位ノード１３へ送信する。さらに、再接続部２５３は、RAレスポンス及び再接続許可信号を生成し、RAレスポンス及び再接続許可信号を、通信手順２にしたがって無線処理部２２及びアンテナ２１を介して無線端末１２へ送信する。
図７は、制御部２５により実行される、Resume機能を用いた無線通信処理の動作フローチャートである。
復号部２５２は、RRC Inactive stateである無線端末１２から無線信号を受信する可能性がある受信タイミングにおいて、記憶している各Resume IDを用いて、受信した無線信号に対してデスクランブル処理または逆拡散処理を実行する（ステップＳ２０１）。そして復号部２５２は、RAプリアンブルまたはアップリンクのデータの復号に成功したか否か判定する（ステップＳ２０２）。
RAプリアンブル及びアップリンクのデータの何れも復号されない場合（ステップＳ２０２−Ｎｏ）、受信タイミングにおいて、基地局１１は、RRC Inactive stateとなっている無線端末１２からの無線信号を受信していない。そこで復号部２５２は、次の受信タイミングまで待機する（ステップＳ２０３）。その後、制御部２５は、ステップＳ２０１以降の処理を実行する。
一方、RAプリアンブルまたはアップリンクのデータが復号された場合（ステップＳ２０２−Ｙｅｓ）、復号部２５２は、復号されたRAプリアンブルまたはアップリンクのデータと、復号に成功したときに用いられたResume IDを再接続部２５３へ通知する。
再接続部２５３は、復号に成功したときに用いられたResume IDに対応する回線設定情報を特定する（ステップＳ２０４）。そして再接続部２５３は、特定された回線設定情報にしたがって、復号されたアップリンクのデータを、有線インターフェース部２３を介して上位ノード１３へ送信する（ステップＳ２０５）。また再接続部２５３は、再接続許可信号などを無線処理部２２及びアンテナ２１を介して無線端末１２へ送信する（ステップＳ２０６）。そして制御部２５は、Resume機能を用いた無線通信処理を終了する。
図８は、無線端末１２の概略構成図である。無線端末１２は、アンテナ３１と、無線処理部３２と、記憶部３３と、制御部３４とを有する。また無線処理部３２は、無線送信部３２１と、無線受信部３２２とを有する。さらに、無線端末１２は、タッチパネルといったユーザインターフェース（図示せず）、マイクロホン（図示せず）、スピーカ（図示せず）及びカメラ（図示せず）のうちの一つ以上を有していてもよい。さらにまた、無線端末１２は、無線端末１２の位置を測定するために、Global Positioning System(GPS)受信機（図示せず）を有していてもよい。また、無線処理部３２、記憶部３３及び制御部３４は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、各部に対応する回路が集積された一つまたは複数の集積回路として無線端末１２に実装されてもよい。さらに、無線送信部３２１と無線受信部３２２とは、それぞれ、別個の回路として無線端末１２に実装されてもよく、あるいは、無線送信部３２１及び無線受信部３２２の機能を実現する一つの集積回路として無線端末１２に実装されてもよい。
アンテナ３１は、無線処理部３２の無線送信部３２１を介して伝達されたアップリンク信号を無線信号として送信する。またアンテナ３１は、基地局１１からの無線信号を受信して電気信号に変換してダウンリンク信号とし、ダウンリンク信号を無線処理部３２の無線受信部３２２に伝達する。なお、アンテナ３１は、送信用のアンテナと受信用のアンテナとを別個に有していてもよい。
無線処理部３２の無線送信部３２１は、制御部３４から受け取ったアップリンク信号をアナログ化した後、制御部３４により指定された無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして無線送信部３２１は、搬送波に重畳されたアップリンク信号をハイパワーアンプ（図示せず）により所望のレベルに増幅し、アップリンク信号をアンテナ３１へ伝達する。
また無線処理部３２の無線受信部３２２は、アンテナ３１から受け取ったダウンリンク信号を、低ノイズアンプ（図示せず）により増幅する。なお、受信するダウンリンク信号には、例えば、Resume IDといった回線識別情報、Resume IDのサブ範囲、Resume IDのサブ範囲について設定される送信タイミングを含む各種制御情報または無線端末１２宛てのデータなどが含まれる。無線受信部３２２は、増幅されたダウンリンク信号に、中間周波数を持つ周期信号を乗じることにより、ダウンリンク信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。そして無線受信部３２２は、ベースバンド周波数を持つダウンリンク信号をアナログ／デジタル変換した後、制御部３４へ渡す。
記憶部３３は、例えば、書き換え不能な不揮発性半導体メモリと、書き換え可能な不揮発性半導体メモリまたは揮発性半導体メモリを有する。そして記憶部３３は、基地局１１と通信するための各種の情報、無線端末１２が送信または受信する各種の情報、及び、無線端末１２で動作する各種のプログラムなどを記憶する。さらに、記憶部３３は、基地局１１から通知されたResume ID及び無線端末１２の識別番号を記憶する。さらにまた、記憶部３３は、Resume IDの値のサブ範囲ごとの送信可能タイミングが通知されている場合には、サブ範囲ごとの送信可能タイミングを記憶する。
制御部３４は、例えば、１個あるいは複数個のプロセッサ及び周辺回路を有する。そして制御部３４は、アップリンク信号に、CRC符号といった誤り検出符号あるいは誤り訂正符号を付加し、アップリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って変調し、かつ多重化する。そして制御部３４は、変調及び多重化されたアップリンク信号を無線処理部３２へ渡す。例えば、制御部３４は、F-OFDMAに準じた多重化方式に従ってアップリンク信号を変調し、多重化する。
一方、制御部３４は、無線処理部３２から受け取ったダウンリンク信号を、無線通信システム１が準拠する通信規格で採用される変調及び多重化方式に従って分離し、分離した受信信号をそれぞれ復調する。例えば、制御部３４は、F-OFDMに従ってダウンリンク信号を分離し、復調する。そして制御部３４は、復調された受信信号に含まれる各種の制御情報またはデータを取り出す。そして制御部３４は、取り出された制御情報またはデータに応じた処理を実行する。例えば、制御部３４は、ダウンリンク信号に音声信号が含まれる場合、スピーカを用いて音声信号を再生する。また制御部３４は、ダウンリンク信号にビデオ信号が含まれる場合、タッチパネルを用いてビデオ信号を再生する。
さらに制御部３４は、接続要求処理など、基地局１１との無線通信を実行するための各種の処理を実行する。さらに制御部３４は、受信した無線信号の品質を測定する処理を実行してもよい。
また制御部３４は、Resume機能に関する処理、例えば、RRC Connected stateからRRC Inactive stateへの移行またはその逆といった処理、及び、無線端末１２がRRC Inactive stateにある場合における、無線通信処理を実行する。さらに、制御部３４は、基地局１１から、Resume IDについて設定される少なくとも一つのサブ範囲及びサブ範囲ごとの送信タイミングを受信する場合には、受信した少なくとも一つのサブ範囲及びサブ範囲ごとの送信タイミングを記憶部３３に保存する。
図９は、Resume機能に関する制御部３４の機能ブロック図である。制御部３４は、符号化部３４１を有する。符号化部３４１は、例えば、制御部３４が有するプロセッサ上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、符号化部３４１は、制御部３４が有するプロセッサに組み込まれた専用の演算回路であってもよい。
例えば、図２に示される通信手順１に従う場合、符号化部３４１は、記憶部３３に記憶されているResume IDを用いて、誤り検出符号または誤り訂正符号が付加されたアップリンクのデータをスクランブルまたは拡散する。その際、符号化部３４１は、Resume IDそのものをスクランブル符号または拡散符号として用いてもよく、あるいは、符号化部３４１は、Resume IDを用いてスクランブル符号または拡散符号を生成し、生成したスクランブル符号または拡散符号を用いてもよい。あるいはまた、符号化部３４１は、Resume IDと無線端末１２の識別番号を用いてスクランブル符号または拡散符号を生成し、生成したスクランブル符号または拡散符号を用いてもよい。
なお、無線端末１２が複数のサービスの提供を受けており、複数のサービスのそれぞれごとにResume IDが通知されていることがある。このような場合、符号化部３４１は、送信しようとするアップリンクのデータに関連するサービスについて割り当てられたResume IDを、データをスクランブルまたは拡散するために用いればよい。
制御部３４は、スクランブルされ、または拡散されたデータを含む再接続要求信号を生成し、再接続要求信号を無線処理部３２及びアンテナ３１を介して基地局１１へ送信する。なお、Resume IDのサブ範囲ごとの送信可能タイミングが通知されている場合には、制御部３４は、スクランブルまたは拡散に用いたResume IDが属するサブ範囲に対応する送信可能タイミングにて、再接続要求信号を基地局１１へ送信する。そして制御部３４は、アンテナ３１及び無線処理部３２を介して基地局１１から受信した再接続許可信号においてACKが含まれていると、データが伝送されたと判断する。
また、図３に示される通信手順２に従う場合、制御部３４は、RAプリアンブルを含むランダムアクセス手順のMessage 1を生成し、Message 1を無線処理部３２及びアンテナ３１を介して基地局１１へ送信する。その際、符号化部３４１は、RAプリアンブルも、記憶部３３に記憶されているResume IDを用いてスクランブルまたは拡散してもよい。
また、符号化部３４１は、Resume IDを用いてアップリンクのデータをスクランブルまたは拡散する。そして制御部３４は、スクランブルまたは拡散されたデータを含む再接続要求信号を生成する。
そして制御部３４は、基地局１１からRAレスポンスを受信すると、RAレスポンスに含まれるTA情報を用いて基地局１１と同期を取り（または送信タイミングを調整し）、UL Scheduling Grantとで指示されたリソースを利用して再接続要求信号を送信する。この場合も、制御部３４は、アンテナ３１及び無線処理部３２を介して基地局１１から受信した再接続許可信号においてACKが含まれていると、データが伝送されたと判断すればよい。
以上に説明してきたように、この無線通信システムでは、RRC Inactive stateとなっている無線端末がアップリンクの信号を送信する際、信号をResume IDを用いてスクランブルまたは拡散する。これにより、RRC Inactive stateとなっている複数の無線端末がアップリンクの信号を送信する場合でも、基地局において信号間の衝突が防止され、基地局は、個々の無線端末からのアップリンクの信号を識別できる。そのため、無線端末がアップリンクの信号を送信するよりも前に、基地局が無線端末に対して送信タイミング及び利用可能な無線リソースを通知しなくてもよい。また、無線端末は、アップリンクの信号を送信するよりも前に、基地局へ送信許可要求を送信しなくてもよく、かつ、滞留データ量を通知しなくてもよい。一方、基地局が無線端末へUL Scheduling Grantを含む送信許可を送信しなくても、無線端末は、アップリンクの信号を送信できる。したがって、この無線通信システムは、RRC Inactive stateとなっている無線端末がアップリンクの信号を送信する際の制御情報の通信量の増加を抑制できる。その結果として、この無線通信システムは、無線端末がアップリンクの信号を送信可能になるまでの時間を短縮することができる。
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
１ 無線通信システム
１１ 基地局
１２ 無線端末
１３ 上位ノード
２１、３１ アンテナ
２２、３２ 無線処理部
３２１ 無線送信部
３２２ 無線受信部
２３ 有線インターフェース部
２４、３３ 記憶部
２５、３４ 制御部
２５１ 割当部
２５２ 復号部
２５３ 再接続部
３４１ 符号化部

Claims (13)

  1. 無線端末であって、
    前記無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報と前記基地局からの無線信号とを受信する無線受信部と、
    前記回線識別情報と前記無線端末を識別するための端末識別情報の両方を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散する制御部と、
    スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信する無線送信部と、
    を有する無線端末。
  2. 無線端末であって、
    前記無線端末と基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報と前記基地局からの無線信号とを受信する無線受信部と、
    前記回線識別情報を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散する制御部と、
    前記回線識別情報の取り得る値の範囲が複数のサブ範囲に分割され、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信可能なタイミングが設定され、前記複数のサブ範囲のうちの前記回線識別情報が属するサブ範囲について設定されたタイミングにおいて、スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信する無線送信部と、
    を有する無線端末。
  3. 基地局であって、
    無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を前記無線端末に割り当てる制御部と、
    割り当てられた前記回線識別情報を前記無線端末に通知し、及び、前記無線端末が送信したスクランブルされ、または拡散された信号を受信する無線処理部と、を有し、
    前記制御部は、前記無線処理部を介して受信した前記無線端末からの前記スクランブルされ、または拡散された信号を前記回線識別情報及び前記無線端末を識別するための端末識別情報を用いてデスクランブルし、または逆拡散する、基地局。
  4. 基地局であって、
    無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を前記無線端末に割り当てる制御部と、
    割り当てられた前記回線識別情報を前記無線端末に通知し、及び、前記無線端末が送信したスクランブルされ、または拡散された信号を受信する無線処理部と、
    複数の前記回線識別情報と、複数の前記回線識別情報のそれぞれに対応する前記上位回線を設定するための回線設定情報とを記憶する記憶部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記複数の回線識別情報のそれぞれを用いて前記信号をデスクランブルし、または逆拡散し、前記複数の回線識別情報のうち、前記信号の復号に成功した回線識別情報に対応する前記回線設定情報を用いて前記信号を前記上位ノードへ送信する、基地局。
  5. 基地局であって、
    無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を前記無線端末に割り当てる制御部と、
    割り当てられた前記回線識別情報を前記無線端末に通知し、及び、前記無線端末が送信したスクランブルされ、または拡散された信号を受信する無線処理部と、を有し、
    前記制御部は、前記回線識別情報を用いて、受信した前記信号をデスクランブルし、または逆拡散し、前記回線識別情報の取り得る値の範囲を複数のサブ範囲に分割し、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信タイミングを設定し、
    前記無線処理部は、設定した前記サブ範囲と対応する前記送信タイミングの少なくとも一つを含む制御情報を前記無線端末に通知する、基地局。
  6. 基地局であって、
    無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を前記無線端末に割り当てる制御部と、
    割り当てられた前記回線識別情報を前記無線端末に通知し、及び、前記無線端末が送信したスクランブルされ、または拡散された信号を受信する無線処理部と、
    前記回線識別情報の取り得る値の範囲が分割された複数のサブ範囲と、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して設定された送信タイミングとを記憶する記憶部と、を有し、
    前記制御部は、前記回線識別情報を用いて、受信した前記信号をデスクランブルし、または逆拡散する、基地局。
  7. 複数の前記回線識別情報を記憶する記憶部をさらに有し、
    前記制御部は、複数の前記回線識別情報のうち、前記複数のサブ範囲のうちの前記信号を受信したタイミングに対応するサブ範囲に属する前記回線識別情報を用いて前記信号をデスクランブルまたは逆拡散する、請求項５または６に記載の基地局。
  8. 基地局と、無線端末とを有する無線通信システムであって、
    前記無線端末は、
    前記無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報と前記無線端末を識別するための端末識別情報の両方を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散し、スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信し、
    前記基地局は、
    前記回線識別情報及び前記端末識別情報を用いて、前記無線端末から受信した、スクランブルされ、または拡散された前記信号をデスクランブルまたは逆拡散する、
    無線通信システム。
  9. 基地局と、無線端末とを有する無線通信システムであって、
    前記無線端末は、
    前記無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散し、前記回線識別情報の取り得る値の範囲が複数のサブ範囲に分割され、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信可能なタイミングが設定され、前記複数のサブ範囲のうちの前記回線識別情報が属するサブ範囲について設定されたタイミングにおいて、スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信し、
    前記基地局は、
    前記回線識別情報を用いて、前記無線端末から受信した前記信号をデスクランブルし、または逆拡散し、前記回線識別情報の取り得る値の範囲を複数のサブ範囲に分割し、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信タイミングを設定し、設定した前記サブ範囲と対応する前記送信タイミングの少なくとも一つを含む制御情報を前記無線端末に通知する、無線通信システム。
  10. 基地局と、無線端末とを有する無線通信システムであって、
    前記無線端末は、
    前記無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散し、前記回線識別情報の取り得る値の範囲が複数のサブ範囲に分割され、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信可能なタイミングが設定され、前記複数のサブ範囲のうちの前記回線識別情報が属するサブ範囲について設定されたタイミングにおいて、スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信し、
    前記基地局は、
    前記回線識別情報の取り得る値の範囲が分割された複数のサブ範囲と、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して設定された送信タイミングとを記憶し、前記回線識別情報を用いて、受信した前記信号をデスクランブルし、または逆拡散する、
    無線通信システム。
  11. 基地局と、無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記無線端末により、
    前記無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報と前記無線端末を識別するための端末識別情報の両方を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散し、
    スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信し、
    前記基地局により、
    前記回線識別情報及び前記端末識別情報を用いて、前記無線端末から受信した、スクランブルされ、または拡散された前記信号をデスクランブルまたは逆拡散する、
    ことを含む無線通信方法。
  12. 基地局と、無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記無線端末により、
    前記無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散し、前記回線識別情報の取り得る値の範囲が複数のサブ範囲に分割され、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信可能なタイミングが設定され、前記複数のサブ範囲のうちの前記回線識別情報が属するサブ範囲について設定されたタイミングにおいて、スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信し、
    前記基地局により、
    前記回線識別情報を用いて、前記無線端末から受信した前記信号をデスクランブルし、または逆拡散し、前記回線識別情報の取り得る値の範囲を複数のサブ範囲に分割し、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信タイミングを設定し、設定した前記サブ範囲と対応する前記送信タイミングの少なくとも一つを含む制御情報を前記無線端末に通知する、ことを含む無線通信方法。
  13. 基地局と、無線端末とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記無線端末により、
    前記無線端末と前記基地局間の無線回線が切断され、かつ、前記無線端末が前記基地局を介して通信するために用いられる前記基地局と上位ノード間の上位回線が維持されているときに、前記上位回線の設定に関する回線識別情報を用いて、他の通信装置または前記基地局への信号をスクランブルまたは拡散し、前記回線識別情報の取り得る値の範囲が複数のサブ範囲に分割され、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して送信可能なタイミングが設定され、前記複数のサブ範囲のうちの前記回線識別情報が属するサブ範囲について設定されたタイミングにおいて、スクランブルされ、または拡散された前記信号を前記基地局へ送信し、
    前記基地局により、
    前記回線識別情報の取り得る値の範囲が分割された複数のサブ範囲と、前記複数のサブ範囲のそれぞれに対して設定された送信タイミングとを記憶し、前記回線識別情報を用いて、受信した前記信号をデスクランブルし、または逆拡散する、
    ことを含む無線通信方法。
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