WO2013140519A1 - 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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Definitions
- the present invention relates to a communication system, a communication method, a mobile communication terminal, and a base station.
- LTE systems such as LTE (Long Term Evolution) and LTE-Advanced are known as communication systems in mobile communication terminals such as mobile phones (see, for example, Patent Document 1 below).
- the UE requests an eNB (evolutionary Node B: base station) to allocate a communication channel in the initial access for UE (User Equipment: user terminal) connection or the UE connection sequence to the handover destination.
- eNB evolutionary Node B: base station
- RACH Random Access Channel
- RACH is also used for resynchronization, reconnection, UL / DL resume (return from the power saving state), and the like. For this reason, in the LTE system, for example, the RACH usage frequency is several times that of the 3G system.
- RACHs contention based RACH and non-contention RACH.
- the contention RACH is premised on such a collision.
- the UE in which the RACH message 3 is normally decoded on the eNB side becomes the Winner UE, and the random access procedure is successful.
- the contention resolution (Resolution) ID that each UE has uniquely is transmitted by the RACH message 3.
- Each UE recognizes the success of the random access procedure when the contention resolution ID returned from the eNB in the RACH message 4 matches the contention resolution ID of the UE itself.
- the same preamble number is not used at the same time, but the number of preamble resources is 64 per cell in the first place, and some of them are used as a non-contention random access dedicated preamble. For this reason, when the number of UEs located in the same cell increases, the preamble resource for non-contention random access is depleted and shifts to contention random access, which becomes an interference factor in the random access procedure.
- a back-off indicator for controlling the preamble transmission interval of the UE is prepared for interference suppression when the UE frequently raises the preamble.
- a back-off indicator for controlling the preamble transmission interval of the UE is prepared for interference suppression when the UE frequently raises the preamble.
- preamble transmission from the UE power ramping is performed to increase the success rate of the RACH sequence, and the preamble output power increases each time the preamble is retransmitted.
- the preamble output power increases each time the preamble is retransmitted.
- the UE randomly selects a preamble since the UE randomly selects a preamble, a large number of RACHs are increased when the number of UEs in the cell increases. It is assumed that the sequences operate simultaneously. For this reason, the probability of RACH sequence failure due to an increase in PRACH interference increases.
- the control that adjusts the preamble transmission interval with the back-off indicator is not sufficient for reducing interference when the number of UEs increases. That is, even if the UE preamble transmission interval is increased, if each UE requests a RACH sequence at the same timing, there is no effect in reducing interference. Furthermore, if the preamble transmission interval becomes longer due to back-off indicator control, the time until preamble transmission for resynchronization or UL resume becomes longer, leading to an increase in UE resynchronization and recovery delay from power saving.
- the reduction of interference by the RACH sequence and the improvement of the RACH success rate improve the system throughput, re-synchronize the UE, The return delay is reduced. For this purpose, it is required to reduce the collision of the preamble in the competing RACH procedure.
- An object of the present invention is to provide a communication system, a communication method, a mobile communication terminal, and a base station that can reduce interference in random access in order to solve the above-described problems caused by the prior art.
- a random access procedure is executed between a base station and a mobile communication terminal, and the base station and the mobile communication terminal are wirelessly connected.
- the base station based on first correspondence information indicating a predetermined correspondence relationship between preamble information transmitted by the mobile communication terminal in the random access procedure and an identifier assigned to the mobile communication terminal, Random access procedure with the base station by assigning an identifier corresponding to the preamble information to the mobile communication terminal, and the mobile communication terminal transmitting preamble information corresponding to the identifier assigned by the base station to the base station.
- a communication system, communication method, mobile communication terminal and base station are proposed.
- FIG. 1-1 is a diagram of an example of a configuration of a communication system according to the first embodiment.
- FIG. 1-2 is a diagram of a modification of the configuration of the communication system according to the first embodiment.
- FIG. 1-3 is a diagram of an application example of the communication system according to the first embodiment.
- FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the UE.
- FIG. 2-2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the eNB.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a sequence of a competing RACH procedure at the time of initial access.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a second and subsequent contention RACH procedure sequence.
- FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the UE.
- FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a RACH procedure at the time of initial access by the UE.
- FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the RACH procedure for the second and subsequent times by the UE.
- FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation of the eNB.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of correspondence information between quality information and preamble numbers.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of preamble grouping.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example of correspondence information between quality information and group numbers.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to the second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a second and subsequent contention RACH procedure sequence.
- FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of the RACH procedure for the second and subsequent times by the UE.
- FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the operation of the eNB.
- FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to the third embodiment.
- FIG. 17 is a diagram of an example of a configuration of a communication system according to the fourth embodiment.
- FIG. 18 is a diagram illustrating another example of the configuration of the communication system according to the fourth embodiment.
- FIG. 1-1 is a diagram of an example of a configuration of a communication system according to the first embodiment.
- the communication system 100 according to the first embodiment includes a mobile communication terminal 110 and a base station 120.
- the mobile communication terminal 110 performs random access (random access procedure) to the base station 120.
- the random access performed by the mobile communication terminal 110 is, for example, contention random access (contention RACH).
- the mobile communication terminal 110 and the base station 120 perform wireless communication with each other using the identifier assigned to the mobile communication terminal 110 by the base station 120.
- the identifier is assigned to the mobile communication terminal 110 by the base station 120 in random access to the base station 120 by the mobile communication terminal 110.
- the identifier is, for example, C-RNTI (Cell-Radio Network Temporary Identity: cell radio network temporary identifier).
- the mobile communication terminal 110 includes a communication control unit 111, an identifier storage unit 112, a correspondence relationship storage unit 113, and a selection unit 114.
- the communication control unit 111 performs random access to the base station 120 when the mobile communication terminal 110 performs wireless communication with the base station 120. Specifically, the communication control unit 111 requests the base station 120 to assign an identifier to the mobile communication terminal 110 by transmitting a preamble to the base station 120.
- the communication control unit 111 performs wireless communication using the identifier transmitted from the base station 120. Further, the communication control unit 111 outputs the identifier transmitted from the base station 120 to the identifier storage unit 112.
- the communication control unit 111 transmits a preamble based on the preamble information notified by the selection unit 114 to the base station 120.
- the memory of the mobile communication terminal 110 stores preamble correspondence information that associates preamble information and preamble.
- the communication control unit 111 generates a preamble corresponding to the preamble information notified by the selection unit 114 based on the preamble correspondence information, and transmits the generated preamble to the base station 120.
- the communication control unit 111 selects one of the plurality of preambles, generates the selected preamble, and transmits it.
- the identifier storage unit 112 stores the identifier output from the communication control unit 111. Therefore, the identifier storage unit 112 stores an identifier assigned to the mobile communication terminal 110 by random access.
- the correspondence relationship storage unit 113 stores correspondence information indicating a predetermined correspondence relationship between the identifier assigned from the base station 120 and the preamble information.
- the predetermined correspondence is a correspondence set in advance in common with the mobile communication terminal 110 and the base station 120.
- the preamble information is information indicating a preamble used for random access, for example.
- the information indicating the preamble is, for example, a preamble number such as 0 to 63 when there are 64 kinds of preambles.
- the preamble information may be information indicating a preamble candidate used for random access.
- the preamble numbers are divided into a plurality of groups, and the preamble information is information indicating a group of preamble numbers.
- the preamble information is information indicating a group of preamble numbers.
- one or a plurality of preamble numbers included in the group indicated by the preamble information are candidates for preambles used for random access.
- Correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113 is, for example, a function that can calculate preamble information from an identifier.
- the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113 may be a table that associates identifiers with preamble information.
- the selection unit 114 selects preamble information corresponding to the identifier stored in the identifier storage unit 112 based on the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113. That is, the selection unit 114 selects preamble information that satisfies a predetermined correspondence relationship indicated by the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113 with the identifier stored in the identifier storage unit 112.
- the selection unit 114 selects the preamble information, for example, at random.
- the selection unit 114 may select the preamble information according to the propagation quality with the mobile communication terminal 110.
- the selection unit 114 notifies the communication control unit 111 of the selected preamble information.
- the mobile communication terminal 110 can perform random access to the base station 120 using a preamble corresponding to the identifier assigned from the base station 120.
- the base station 120 includes a communication control unit 121, a determination unit 122, a correspondence relationship storage unit 123, and a derivation unit 124.
- the communication control unit 121 processes random access from the mobile communication terminal 110. Specifically, when receiving a preamble from mobile communication terminal 110, communication control section 121 outputs a reception notification to determination section 122. Then, the communication control unit 121 assigns the identifier notified from the derivation unit 124 to the mobile communication terminal 110 by outputting the reception notification, and transmits the assigned identifier to the mobile communication terminal 110.
- the determination unit 122 determines preamble information to be selected by the mobile communication terminal 110 in future (for example, the next) random access to the base station 120, and derives the determined preamble information Notification to the unit 124.
- the determination of preamble information by the determination unit 122 will be described later.
- the correspondence relationship storage unit 123 stores correspondence information indicating the same relationship as the predetermined correspondence relationship indicated by the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113 of the mobile communication terminal 110.
- the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 123 is a function that can calculate an identifier from preamble information, for example.
- the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 123 may be a table that associates identifiers with preamble information.
- the deriving unit 124 derives an identifier corresponding to the preamble information notified from the determining unit 122 based on the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 123. That is, the derivation unit 124 derives an identifier that satisfies a predetermined correspondence relationship indicated by the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 123 with the preamble information notified from the determination unit 122. Thereby, the deriving unit 124 can derive an identifier for causing the mobile communication terminal 110 to select the preamble information notified from the determining unit 122. The deriving unit 124 notifies the communication control unit 121 of the derived identifier.
- FIG. 1-2 is a diagram of a modification of the configuration of the communication system according to the first embodiment.
- the base station 120 may include a quality acquisition unit 125 in addition to the configuration illustrated in FIG. 1-1.
- the quality acquisition unit 125 acquires quality information indicating the propagation quality in wireless communication between the mobile communication terminal 110 and the base station 120.
- the quality acquisition unit 125 acquires the preamble received from the mobile communication terminal 110 from the communication control unit 121, and acquires the quality information by measuring the propagation quality based on the acquired preamble.
- the quality acquisition unit 125 may acquire quality information indicating the propagation quality measured at the mobile communication terminal 110 via the communication control unit 111.
- the quality acquisition unit 125 outputs the acquired quality information to the determination unit 122.
- the determination unit 122 determines preamble information according to the quality information output from the quality acquisition unit 125. Thereby, the preamble transmitted by the mobile communication terminal 110 can be controlled according to the propagation quality in the radio communication with the base station 120.
- FIG. 1-3 is a diagram of an application example of the communication system according to the first embodiment.
- a communication system 130 shown in FIG. 1-3 is an LTE system such as LTE or LTE-Advanced, to which the communication system 100 shown in FIG. 1-1 or 1-2 is applied.
- the communication system 130 includes an eNB 131 and UEs 132 and 133.
- the eNB 131 has a configuration corresponding to the base station 120 illustrated in FIG. 1-1.
- the cover area 131a is a cover area of the eNB 131.
- Each of the UEs 132 and 133 has a configuration corresponding to the mobile communication terminal 110 illustrated in FIG.
- the UEs 132 and 133 are located in the cover area 131a and perform radio communication with the base station 120.
- Random access to the eNB 131 by the UEs 132 and 133 is performed in initial access (initial access), resynchronization in the case of loss of synchronization, handover (handover), and the like. Further, the random access to the eNB 131 by the UEs 132 and 133 may be performed in the resume or the like when the communication is resumed after the UE releases the UL resource (communication is stopped) when there is no data communication for a certain period of time.
- the resuming may include UL resuming triggered from the UE 132 side and DL resuming triggered from the eNB 131 side.
- the random access between the eNB 131 and the UE 132 will be mainly described, but the same applies to the random access between the eNB 131 and the UE 133.
- FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the UE.
- the UE 132 illustrated in FIG. 1-3 can be realized, for example, by the communication apparatus 210 illustrated in FIG.
- the communication device 210 includes a CPU 211, a main memory 212, an auxiliary memory 213, a user interface 214, and a wireless communication interface 215.
- the CPU 211, main memory 212, auxiliary memory 213, user interface 214, and wireless communication interface 215 are connected by a bus 219.
- the CPU 211 Central Processing Unit controls the entire communication device 210.
- the communication device 210 may include a plurality of CPUs 211.
- the main memory 212 is, for example, a RAM (Random Access Memory).
- the main memory 212 is used as a work area for the CPU 211.
- the auxiliary memory 213 is, for example, a nonvolatile memory such as a hard disk, an optical disk, or a flash memory.
- the auxiliary memory 213 stores various programs for operating the communication device 210. The program stored in the auxiliary memory 213 is loaded into the main memory 212 and executed by the CPU 211.
- the user interface 214 includes, for example, an input device that receives an operation input from the user, an output device that outputs information to the user, and the like.
- the input device can be realized by a key (for example, a keyboard) or a remote controller, for example.
- the output device can be realized by, for example, a display or a speaker. Further, an input device and an output device may be realized by a touch panel or the like.
- the user interface 214 is controlled by the CPU 211.
- the wireless communication interface 215 is a communication interface that performs wireless communication with, for example, the outside of the communication device 210 (for example, the eNB 131).
- the wireless communication interface 215 is controlled by the CPU 211.
- the communication control unit 111 shown in FIG. 1-1 can be realized by the CPU 211 and the wireless communication interface 215, for example.
- the identifier storage unit 112 and the correspondence relationship storage unit 113 illustrated in FIG. 1-1 can be realized by the main memory 212 and the auxiliary memory 213, for example.
- the selection unit 114 illustrated in FIG. 1-1 can be realized by the CPU 211, for example.
- FIG. 2-2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the eNB.
- the eNB 131 illustrated in FIG. 1-3 can be realized by the communication apparatus 220 illustrated in FIG. 2-2, for example.
- the communication device 220 includes a CPU 221, a main memory 222, an auxiliary memory 223, a user interface 224, a wireless communication interface 225, and a wired communication interface 226.
- the CPU 221, main memory 222, auxiliary memory 223, user interface 224, wireless communication interface 225, and wired communication interface 226 are connected by a bus 229.
- the CPU 221, main memory 222, auxiliary memory 223, and user interface 224 are the same as the CPU 211, main memory 212, auxiliary memory 213, and user interface 214 shown in FIG.
- the wireless communication interface 225 is a communication interface that performs wireless communication with the outside of the communication device 220 (for example, the UE 132), for example.
- the wireless communication interface 225 is controlled by the CPU 221.
- the wired communication interface 226 is a communication interface that performs wired communication with, for example, the outside of the communication device 220 (for example, a backbone network).
- the wired communication interface 226 is controlled by the CPU 221.
- the communication control unit 121 shown in FIG. 1-1 can be realized by the CPU 221 and the wireless communication interface 225, for example.
- the determination unit 122 and the derivation unit 124 illustrated in FIG. 1-1 can be realized by the CPU 221, for example.
- 1-1 can be realized by the main memory 222 and the auxiliary memory 223, for example.
- the quality acquisition unit 125 illustrated in FIG. 1-2 can be realized by the CPU 221, for example.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary sequence of a contention RACH procedure at the time of the first access.
- the eNB 131 includes a MAC control unit 301 and an RRC processing unit 302.
- the MAC control unit 301 performs MAC (Media Access Control) processing.
- the RRC processing unit 302 performs RRC (Radio Resource Control) processing.
- the MAC control unit 301 and the RRC processing unit 302 can be realized by the CPU 221 shown in FIG.
- the following steps are performed as a contention RACH procedure when the UE 132 accesses the eNB 131 for the first time.
- the UE 132 randomly selects any preamble number from 0 to 63, for example (step S301).
- UE132 transmits the preamble corresponding to the preamble number selected by step S301 to eNB131 (step S302).
- the MAC control unit 301 of the eNB 131 selects a temporary C-RNTI that is temporarily allocated to the UE 132 (step S303).
- the MAC control unit 301 transmits a RACH response including the temporary C-RNTI selected in step S303 to the UE 132 (step S304).
- the UE 132 creates the RACH message 3 based on the temporary C-RNTI included in the RACH response transmitted in step S304 (step S305).
- the RACH message 3 includes the temporary C-RNTI included in the RACH response transmitted in step S304 and the conflict resolution ID.
- the conflict resolution ID is an ID unique to the terminal.
- the UE 132 transmits the RACH message 3 created in step S305 to the eNB 131 (step S306).
- the MAC control unit 301 of the eNB 131 stores the contention resolution ID included in the RACH message 3 transmitted in step S306 in the memory of the eNB 131 (step S307).
- the memory of the eNB 131 is, for example, the main memory 222 and the auxiliary memory 223 illustrated in FIG.
- the MAC control unit 301 notifies the RRC processing unit 302 of the temporary C-RNTI included in the RACH message 3 transmitted in step S306 (step S308).
- the RRC processing unit 302 reserves a UE resource for the UE 132 based on the notification in step S308 (step S309).
- the UE resource is a terminal number assigned in the eNB 131 to a UE that is connected to the eNB 131.
- the RRC processing unit 302 notifies the MAC control unit 301 of the UE resource (for example, the terminal number) reserved in step S309 in association with the temporary C-RNTI notified in step S308 (step S310).
- the MAC control unit 301 registers the temporary C-RNTI included in the RACH message 3 transmitted in step S306 as the official C-RNTI of the UE 132 (target UE) (step S311). For example, the MAC control unit 301 registers the temporary C-RNTI as the official C-RNTI of the UE 132 by associating the UE resource notified in step S310 with the temporary C-RNTI and storing it in the memory of the eNB 131. .
- the MAC control unit 301 transmits the RACH message 4 including the formal C-RNTI registered in step S311 and the conflict resolution ID stored in step S307 to the UE 132 (step S312).
- the UE 132 determines a match between the conflict resolution ID included in the RACH message 4 transmitted in step S312 and the unique conflict resolution ID of the UE 132 (step S313). If the conflict resolution IDs match, it can be determined that the allocation of UE resources to the UE 132 by the eNB 131 has been confirmed.
- the UE 132 registers the C-RNTI included in the RACH message 4 transmitted in step S312 as the formal C-RNTI of the UE 132 (own UE) (step S314). Specifically, the UE 132 stores the C-RNTI included in the RACH message 4 in the memory of the UE 132.
- step S315 the UE 132 starts communication with the eNB 131 using the C-RNTI registered in step S314 (step S315).
- step S313 when the conflict resolution IDs do not match, the UE 132 determines that the UE resource has not been allocated to the own UE, and returns to step S301 to resume random access.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a second and subsequent contention RACH procedure sequence.
- the following steps are performed as the second and subsequent contention RACH procedures of the UE 132 to the eNB 131 when out-of-synchronization, resuming, handover, or the like occurs.
- the UE 132 selects a preamble number based on the C-RNTI registered in the own UE (step S401).
- the C-RNTI registered in the own UE is, for example, the official C-RNTI registered in step S314 in FIG. The selection of the preamble number based on C-RNTI will be described later.
- UE132 transmits the preamble corresponding to the preamble number selected by step S401 to eNB131 (step S402).
- the MAC control unit 301 of the eNB 131 selects a temporary C-RNTI that is temporarily allocated to the UE 132 (step S403).
- the MAC control unit 301 transmits a RACH response including the temporary C-RNTI selected in step S403 to the UE 132 (step S404).
- the UE 132 creates the RACH message 3 based on the temporary C-RNTI transmitted in step S404 (step S405).
- the UE 132 adds MAC_CE storing the C-RNTI registered in the own UE to the RACH message 3 created in step S405 (step S406). Therefore, the RACH message 3 includes the temporary C-RNTI transmitted in step S404 and the MAC_CE storing the C-RNTI registered in the own UE. Next, the UE 132 transmits the RACH message 3 to which the MAC_CE is added in step S406 to the eNB 131 (step S407).
- the MAC control unit 301 of the eNB 131 identifies the UE 132 based on the C-RNTI included in the MAC_CE included in the RACH message 3 transmitted in Step S407 (Step S408). Specifically, the MAC control unit 301 searches the eNB 131 for a resource (for example, a terminal number) from the UE registered in association with the C-RNTI included in the MAC_CE.
- a resource for example, a terminal number
- the MAC control unit 301 creates the RACH message 4 storing the C-RNTI included in the MAC_CE included in the RACH message 3 transmitted in step S407 (step S409).
- the MAC control unit 301 transmits the RACH message 4 created in step S409 to the UE 132 (step S410).
- the UE 132 starts communication with the eNB 131 using the C-RNTI registered in the own UE (step S411).
- the preamble transmitted by the UE 132 can be controlled from the eNB 131 at the time of the second access of the UE 132 to the eNB 131, at the time of handover, or at random access such as reconnection (Re-Establishment). .
- FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the UE.
- the UE 132 performs the following steps. First, the UE 132 determines whether or not to execute the RACH procedure for the eNB 131 (step S501), and waits until determining that the RACH procedure is to be executed (step S501: No loop). For example, the UE 132 determines to execute the RACH procedure when entry of the eNB 131 into the cover area 131a, handover to the eNB 131, resynchronization, reconnection, UL / DL resume, or the like occurs.
- step S501 determines whether the access to the eNB 131 by the RACH procedure to be executed is the first access to the eNB 131 (step S502). When it is the first access (step S502: Yes), the UE 132 executes the RACH procedure at the time of the first access (step S503), and returns to step S501.
- the RACH procedure at the first access will be described later (see, for example, FIG. 6).
- step S502 when the access is not the first time (step S502: No), the UE 132 executes the second and subsequent RACH procedures (step S504), and returns to step S501.
- the second and subsequent RACH procedures will be described later (see, for example, FIG. 7).
- FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a RACH procedure at the time of initial access by the UE.
- the UE 132 performs, for example, the following steps. First, the UE 132 randomly selects any preamble number from 0 to 63, for example (step S601). Next, UE132 transmits the preamble corresponding to the preamble number selected by step S601 to eNB131 (step S602).
- the UE 132 determines whether or not a RACH response is received from the eNB 131 (step S603), and waits until a RACH response is received (step S603: No loop).
- the UE 132 acquires a temporary C-RNTI from the received RACH response (step S604).
- the UE 132 creates the RACH message 3 including the temporary C-RNTI acquired in step S604 and the conflict resolution ID of the UE 132 (step S605).
- the UE 132 transmits the RACH message 3 created in step S605 to the eNB 131 (step S606).
- the UE 132 determines whether or not the RACH message 4 from the eNB 131 has been received (step S607), and waits until the RACH message 4 is received (step S607: No loop).
- the UE 132 acquires a conflict resolution ID from the received RACH message 4 (step S608).
- the UE 132 determines whether or not the conflict resolution ID acquired in step S608 matches the conflict resolution ID of the UE 132 (own UE) (step S609). If the conflict resolution IDs do not match (step S609: No), the UE 132 returns to step S601 and redoes the RACH procedure. At this time, the UE 132 may increase the transmission power to the eNB 131 and redo the RACH procedure.
- step S609 if the conflict resolution IDs match (step S609: Yes), the UE 132 acquires the C-RNTI from the RACH message 4 received in step S607 (step S610). Next, the UE 132 registers the C-RNTI acquired in step S610 as the official C-RNTI of the own UE (step S611). Next, UE132 starts communication with eNB131 using C-RNTI registered by step S611 (step S612), and complete
- FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the RACH procedure for the second and subsequent times by the UE.
- the UE 132 executes the following steps in step S504 illustrated in FIG. First, the UE 132 selects a preamble number based on the C-RNTI registered in the own UE (step S701).
- the C-RNTI registered in the own UE is, for example, the official C-RNTI registered in step S611 in FIG.
- the UE 132 transmits a preamble corresponding to the preamble number selected in step S701 to the eNB 131 (step S702).
- the UE 132 determines whether or not a RACH response is received from the eNB 131 (step S703), and waits until a RACH response is received (step S703: No loop).
- step S703 when the RACH response is received (step S703: Yes), the UE 132 acquires a temporary C-RNTI from the received RACH response (step S704). Next, the UE 132 creates the RACH message 3 including the temporary C-RNTI acquired in step S704 and the MAC_CE including the C-RNTI registered in the own UE (step S705). Next, the UE 132 transmits the RACH message 3 created in step S705 to the eNB 131 (step S706).
- the UE 132 determines whether or not the RACH message 4 has been received from the eNB 131 (step S707), and waits until the RACH message 4 is received (step S707: No loop).
- step S707: Yes the UE 132 starts communication with the eNB 131 using the C-RNTI registered in the own UE (step S708), and ends the second and subsequent RACH procedures. .
- FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation of the eNB.
- eNB 131 performs the following steps, for example. First, the eNB 131 determines whether or not the preamble from the UE 132 has been received (step S801), and waits until the preamble is received (step S801: No loop). When receiving the preamble (step S801: Yes), the eNB 131 selects a temporary C-RNTI that is temporarily allocated to the UE 132 (step S802).
- the eNB 131 creates a RACH response including the temporary C-RNTI selected in step S802 (step S803).
- the eNB 131 transmits the RACH response created in step S803 to the UE 132 (step S804).
- the eNB 131 determines whether or not the RACH message 3 from the UE 132 has been received (step S805), and waits until the RACH message 3 is received (step S805: No loop). In step S801, when the RACH message 3 is received (step S805: Yes), the eNB 131 acquires the temporary C-RNTI from the received RACH message 3 and MAC_CE if it is attached to the message 3 (step S806).
- the eNB 131 determines whether or not the C-RNTI registered in any UE is included in the MAC_CE acquired in step S806 (step S807).
- the RACH procedure by the UE 132 is the RACH procedure at the time of the first access. to decide.
- the eNB 131 may determine that the message 3 includes a CCCH SDU in order to determine that it is a RACH procedure at the time of the first access. Therefore, the eNB 131 acquires the contention resolution ID of the UE 132 from the RACH message 3 received in step S801 (step S808).
- the eNB 131 stores the contention resolution ID acquired in step S808 in the memory of the eNB 131 (step S809).
- the eNB 131 determines whether or not UE resources for the UE 132 can be secured (step S810). For example, the upper limit number of UEs that can be connected to the eNB 131 is set in the eNB 131, and the eNB 131 can secure UE resources by determining whether or not the number of UEs connected to the eNB 131 has reached the upper limit number. Determine whether or not.
- step S810 when the UE resource cannot be secured (step S810: No), the eNB 131 returns to step S801. If the UE resource can be secured (step S810: Yes), the eNB 131 secures the UE resource in association with the temporary C-RNTI acquired in step S806 (step S811). Next, the eNB 131 registers the temporary C-RNTI acquired in step S806 as the formal C-RNTI of the UE 132 (target UE) (step S812).
- the eNB 131 creates the RACH message 4 including the C-RNTI registered in step S812 and the conflict resolution ID stored in step S809 (step S813).
- the eNB 131 transmits the RACH message 4 created in step S813 to the UE 132 (step S814), and returns to step S801.
- step S807 if the registered C-RNTI is included in the MAC_CE (step S807: Yes), it can be determined that the RACH procedure by the UE 132 is the second and subsequent RACH procedures. For this reason, the eNB 131 acquires the C-RNTI from the MAC_CE acquired in step S806 (step S815).
- the eNB 131 identifies the UE 132 based on the C-RNTI acquired in step S815 (step S816).
- the eNB 131 creates the RACH message 4 including the C-RNTI acquired in step S815 (step S817).
- the eNB 131 transmits the RACH message 4 created in step S817 to the UE 132 (step S818), and returns to step S801.
- the following equation (1) is correspondence information stored in the UE 132 and indicating the predetermined correspondence.
- the UE 132 selects a preamble number based on, for example, the following equation (1) and a registered C-RNTI assigned in the past.
- Preamble number (C ⁇ RNTI * A1 + A2) mod (number of RA preambles) (1)
- the number of RA preambles is a parameter number_Of_RA_preambles defined in 3GPP, for example.
- the preamble number less than the value specified by the RA preamble number is the preamble number used for the contention random access procedure.
- a preamble number equal to or greater than the number of RA preambles is a preamble number used for non-contention RACH procedures, for example.
- the following equation (2) is correspondence information stored in the eNB 131.
- the following equation (2) is an equation equivalent to the above equation (1) that can be derived by modifying the above equation (1), and is correspondence information indicating the above-described predetermined correspondence relationship.
- ENB 131 first determines a preamble number to be selected by UE 132. Then, the eNB 131 selects the C-RNTI so that the UE 132 selects the determined preamble number on the assumption that the preamble number is selected in the UE 132 according to the above equation (1). Specifically, the eNB 131 can calculate C-RNTI based on the following equation (2) and the determined preamble number.
- C-RNTI ⁇ (Number of RA preambles * n + preamble number) ⁇ A2 ⁇ / A1 (2)
- N is, for example, an arbitrary positive integer whose RA preamble number * n does not exceed the value of C-RNTI.
- Only the eNB stores the information and is arbitrarily selected by the eNB when the eNB calculates the equation (2). For example, when the C-RNTI calculated when the above equation (2) is calculated from the preamble number determined by the eNB has already been allocated to another UE, the eNB increments n. Further, it may be used to select a different C-RNTI.
- the preamble number determined by the eNB 131 can be selected by the UE 132.
- the preamble selected by the UE 132 can be controlled from the eNB 131.
- the eNB 131 determines a preamble number to be selected by the UE 132 based on the quality information of the UE 132.
- the quality information can be obtained, for example, by measuring the propagation quality based on the preamble received from the UE 132.
- FIG. 9 is a diagram showing an example of correspondence information between quality information and preamble numbers.
- a table 900 shown in FIG. 9 is correspondence information between quality information and preamble numbers.
- the table 900 is stored in the memory of the eNB 131, for example.
- the table 900 may be information that the eNB 131 receives from an external device.
- preamble numbers P1 to Pn are associated with quality information values Q1 to Qn, respectively.
- the eNB 131 acquires a preamble number corresponding to the quality information from the table 900. Then, the eNB 131 assigns the C-RNTI to the UE 132 so that the UE 132 selects the acquired preamble number.
- Preamble grouping Although the case of controlling the preamble selected by the UE 132 has been described, the preambles may be grouped and the group of preamble numbers selected by the UE 132 may be controlled. Thereby, control of the preamble selected by the UE 132 is simplified, and the processing load can be reduced.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of preamble grouping. As shown in FIG. 10, it is assumed that 64 0 to 63 are used as preamble numbers. For example, assume that 64 preamble numbers are divided into eight groups of group numbers # 0 to # 7. For example, the group of group number # 0 includes preamble numbers 0 to 7. For example, the UE 132 selects a group number based on the following equation (3) and the registered C-RNTI. The number of groups in the following formula (3) is 8 in the example shown in FIG.
- Group number (C-RNTI * A1 + A2) mod (number of groups) (3)
- the UE 132 selects one of the preamble numbers included in the group number selected by the equation (3) above, and transmits the preamble corresponding to the selected preamble number to the eNB 131. In contrast, the eNB 131 first determines a group number to be selected by the UE 132.
- FIG. 11 is a diagram showing an example of correspondence information between quality information and group numbers.
- a table 1100 shown in FIG. 11 is correspondence information between quality information and group numbers.
- the table 1100 is stored in the memory of the eNB 131, for example. Alternatively, the table 1100 may be information that the eNB 131 receives from an external device.
- group numbers G1 to Gn are associated with quality information values Q1 to Qn, respectively.
- the eNB 131 acquires the group number corresponding to the quality information from the table 1100. Then, the eNB 131 selects the C-RNTI so that the UE 132 selects the group number acquired from the table 1100 on the assumption that the group number is selected in the UE 132 according to the above equation (3). For example, the eNB 131 can calculate the C-RNTI based on the following equation (4) obtained by modifying the above equation (3) and the acquired group number.
- C-RNTI ⁇ (number of groups * n + group number) ⁇ A2 ⁇ / A1 (4)
- N is, for example, an arbitrary positive integer that (number of groups * n) does not exceed the value of C-RNTI.
- Only the eNB stores the information and is arbitrarily selected by the eNB when the eNB calculates the equation (3). For example, when the C-RNTI calculated when the above equation (2) is calculated from the group number determined by the eNB is already assigned to another UE, the multiple n is incremented by n. Further, it may be used for selecting a different C-RNTI.
- the group number -B determined by the eNB 131 can be selected by the UE 132. Thereby, the group of preambles selected by the UE 132 can be controlled from the eNB 131.
- the mobile communication terminal 110 selects a preamble according to an identifier assigned in the past. Thereby, it is possible to control the selection of the preamble by the mobile communication terminal 110 by selecting the identifier to be assigned from the base station 120 without adding new control information.
- the preamble selected by the mobile communication terminal 110 from the base station 120 to reduce interference in contention random access. For example, in competitive random access, by assigning different identifiers to a plurality of mobile communication terminals 110, it is possible to reduce the probability that a plurality of mobile communication terminals 110 simultaneously select and transmit the same preamble number.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to the second embodiment. 12, the same parts as those shown in FIG. 1-1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the communication control unit 121 of the base station 120 sends a change instruction signal instructing the mobile communication terminal 110 to change the identifier assigned to the mobile communication terminal 110 after the second and subsequent RACH procedures to the base station 120 by the mobile communication terminal 110. Send to.
- the communication control unit 111 of the mobile communication terminal 110 changes the identifier used for wireless communication with the base station 120 based on the change instruction signal transmitted from the base station 120.
- the communication control unit 111 changes the identifier stored in the identifier storage unit 112 based on the change instruction signal.
- the selection unit 114 selects preamble information corresponding to the changed identifier.
- a function of changing the identifier can be used to cope with handover.
- the communication control unit 111 After receiving the change instruction signal from the base station 120, the communication control unit 111 transmits a preamble based on the preamble information corresponding to the changed identifier selected by the selection unit 114 to the base station 120.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a second and subsequent contention RACH procedure sequence.
- the following steps are performed as the second and subsequent contention RACH procedures to the eNB 131 of the UE 132 when out-of-synchronization, resuming, handover, or the like occurs.
- Steps S1301 to S1308 shown in FIG. 13 are the same as steps S401 to S408 shown in FIG. Following step S1308, the MAC control unit 301 notifies the RRC processing unit 302 of the temporary C-RNTI included in the RACH message 3 transmitted in step S1307 (step S1309). Steps S1310 to S1312 shown in FIG. 13 are the same as steps S409 to S411 shown in FIG.
- the RRC processing unit 302 of the eNB 131 transmits a C-RNTI change request to the UE 132, which is a signal requesting to change the C-RNTI of the UE 132 to the temporary C-RNTI notified in step S1309. (Step S1313).
- the C-RNTI change request can be transmitted by, for example, RRC Reconfiguration Request.
- the UE 132 changes the C-RNTI used for communication with the eNB 131 in accordance with the C-RNTI change request transmitted in step S1313 (step S1314).
- the preamble transmitted by the UE 132 can be controlled from the eNB 131 even when random access is made in a resume or a synchronization request (Sync Request).
- FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of the RACH procedure for the second and subsequent times by the UE.
- the UE 132 according to the second embodiment executes, for example, the following steps in step S504 illustrated in FIG. Steps S1401 to S1408 shown in FIG. 14 are the same as steps S701 to S708 shown in FIG.
- step S1408 the UE 132 determines whether or not a C-RNTI change request has been received from the eNB 131 (step S1409), and waits until a C-RNTI change request is received (step S1409: No loop).
- step S1409: Yes the UE 132 changes the formal C-RNTI according to the C-RNTI change request (step S1410).
- step S1410 the UE 132 starts communication by the C-RNTI changed in step S1410 (step S1411), and ends the second and subsequent RACH procedures.
- FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the operation of the eNB.
- the eNB 131 according to the second embodiment executes the following steps, for example. Steps S1501 to S1518 shown in FIG. 1501 are the same as steps S801 to S818 shown in FIG. Following step S1518, the eNB 131 transmits a C-RNTI change request for requesting the UE 132 to change the C-RNTI of the UE 132 to the temporary C-RNTI acquired in step S1506 (step S1519), and then proceeds to step S1501. Return.
- the identifier of the mobile communication terminal 110 when there is random access in a state where the identifier is assigned to the mobile communication terminal 110, the identifier of the mobile communication terminal 110 is received by the change instruction signal from the base station 120 Can be changed.
- the change instruction signal from the base station 120 can be changed.
- FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to the third embodiment.
- the same parts as those shown in FIG. 1-1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
- the mobile communication terminal 110 according to the third embodiment includes a quality acquisition unit 1611 in addition to the configuration shown in FIG. 1-1.
- the quality acquisition unit 1611 can be realized by the wireless communication interface 215 shown in FIG.
- Each of the correspondence information stored in the correspondence relationship storage units 113 and 123 according to the third embodiment includes quality information indicating propagation quality in radio communication between the mobile communication terminal 110 and the base station 120, an identifier, and a preamble. Information indicating a predetermined correspondence relationship with the information.
- the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113 of the mobile communication terminal 110 is a function that can calculate preamble information from a combination of an identifier and quality information, for example.
- the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113 may be a table that associates a combination of an identifier and quality information with preamble information.
- the quality acquisition unit 1611 acquires quality information indicating the propagation quality in wireless communication between the mobile communication terminal 110 and the base station 120. For example, the quality acquisition unit 1611 acquires quality information by measuring the propagation quality based on a signal (for example, a reference signal) transmitted from the base station 120 by the mobile communication terminal 110. Alternatively, the quality acquisition unit 1611 may acquire the quality information indicating the propagation quality between the mobile communication terminal 110 and the base station 120 measured at the base station 120 from the base station 120 via the communication control unit 111. Good. The quality acquisition unit 1611 outputs the acquired quality information to the selection unit 114.
- a signal for example, a reference signal
- the selection unit 114 displays a predetermined correspondence relationship indicated by the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113. Select the preamble information to be satisfied. As a result, when performing the second and subsequent random accesses to the base station 120, it is possible to transmit the preamble based on the identifier assigned by the base station 120 in the previous random access and the preamble information corresponding to the current propagation quality. it can.
- the determination unit 122 of the base station 120 determines preamble information to be selected by the mobile communication terminal 110 for each quality information. For example, the determination unit 122 determines the preamble information for each quality information as shown in the table 900 of FIG.
- the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 123 is a function that can calculate an identifier from a combination of preamble information and quality information, for example.
- the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 123 may be a table that associates a combination of preamble information and quality information with an identifier.
- the deriving unit 124 Based on the preamble information for each quality information notified from the determination unit 122, the deriving unit 124 indicates a predetermined correspondence relationship indicated by the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 123 in each combination of propagation quality and preamble information. Deriving an identifier that satisfies The communication control unit 121 assigns the identifier derived by the deriving unit 124 to the mobile communication terminal 110.
- the mobile communication terminal 110 selects preamble information based on the identifier assigned from the base station 120 and the quality information indicating the propagation quality at the time of random access.
- the preamble number selected by the mobile communication terminal 110 can be controlled for each quality information.
- the following equation (5) is correspondence information stored in the UE 132 and indicating the predetermined correspondence.
- the UE 132 selects a preamble number based on, for example, the following equation (5) and a registered C-RNTI assigned in the past.
- Preamble number offset for adjustment + ⁇ Adjustment factor * (Quality information mod B1) + C-RNTI mod B2 ⁇ mod Number of RA preambles (5)
- the adjustment coefficient is a coefficient for adjusting the quality information and the specific gravity of C-RNTI in the selection of the preamble number.
- the parameter B1 is a parameter for delimiting quality information.
- the parameter B2 is a C-RNTI delimiter parameter.
- the eNB 131 derives a C-RNTI that satisfies the above equation (5) in each combination of quality information and preamble information, and assigns the derived C-RNTI to the UE 132. Accordingly, the preamble number selected by the UE 132 is uniquely determined by the assigned C-RNTI and the quality information at the time of random access. For this reason, the preamble transmitted from the UE 132 can be controlled from the eNB 131 by selecting the C-RNTI to be allocated. Furthermore, the preamble transmitted by the UE 132 can be controlled according to the propagation quality at the time of random access, which is unknown at the time of assigning the C-RNTI.
- the C-RNTI of UE 132 may be changed from eNB 131 in the RACH procedure sequence other than the first access.
- preamble grouping Further, in Embodiment 3, preambles may be grouped and the preamble group selected by UE 132 may be controlled.
- TA command value is information (transmission timing adjustment information) indicating a difference in operation timing of the UE 132 with respect to the eNB 131.
- the TA command value usually increases as the UE has a greater distance from the eNB 131.
- the UE having a large distance from the eNB 131 has a lower RACH procedure success rate because the power of the signal reaching the eNB 131 is smaller than the UE having a small distance from the eNB 131. Therefore, the smaller the difference in operation timing indicated by the TA command value, the higher the propagation quality in radio communication between the eNB 131 and the UE 132.
- the eNB 131 can obtain the TA command value by measuring the difference in the operation timing of the UE 132 with respect to the eNB 131 based on the preamble from the UE 132.
- the UE 132 can obtain the TA command value by receiving the TA command value from the eNB 131.
- a path loss value indicating the size of the path loss may be used as quality information indicating the propagation quality in the wireless communication between the eNB 131 and the UE 132.
- the path loss usually increases as the distance from the eNB 131 increases.
- the path loss also increases when the signal is attenuated by a shield between the eNB 131 and the UE 132. Therefore, the smaller the path loss indicated by the path loss value, the higher the propagation quality in radio communication between the eNB 131 and the UE 132.
- the path loss can be measured in the UE 132 based on a signal (for example, a reference signal) transmitted from the eNB 131, for example.
- the eNB 131 can obtain the path loss value indicating the magnitude of the path loss measured at the UE 132, for example, by receiving from the UE 132.
- an interference power value of a DL (downlink) signal may be used.
- the original signal is easily buried in the interference power, and the signal is difficult to pass. Therefore, the lower the interference power value is, the higher the propagation quality in radio communication between the eNB 131 and the UE 132 is.
- the interference power value of the DL signal can be measured in the UE 132 based on a signal (for example, a reference signal) transmitted from the eNB 131, for example.
- the eNB 131 can acquire the interference power value of the DL signal measured in the UE 132, for example, by receiving the interference power value from the UE 132 by, for example, Measurement Report.
- Both the TA command value and the path loss value described above may be used as quality information indicating the propagation quality in radio communication between the eNB 131 and the UE 132.
- UE132 calculates the quality information (UE quality metric) which shows the propagation quality in the radio
- UE quality metric (TA command value / TA command value maximum value) x ⁇ + (Path loss value / path loss maximum value) ⁇ ⁇ (6)
- ⁇ and ⁇ are parameters that determine whether to place specific gravity on the TA command value or the path loss value.
- the TA command value and the path loss value can be normalized to obtain an evaluation value in the range of 0 to 1.
- quality information may be calculated based on both the TA command value and the path loss value.
- UE132 calculates the quality information (UE quality metric) which shows the propagation quality in the radio
- UE quality metric (TA command value / TA command value maximum value) x ⁇ + (DL signal interference power value / DL signal interference power value maximum value) ⁇ ⁇ (7)
- ⁇ and ⁇ are parameters that determine whether to place the specific gravity on the TA command value or the interference power value of the DL signal.
- the TA command value and the DL signal interference power value can be normalized to obtain an evaluation value in the range of 0 to 1.
- the quality information may be calculated based on both the TA command value and the interference power value of the DL signal.
- TA command value DL signal interference power value
- path loss value a quality information indicating the propagation quality in the radio communication between the eNB 131 and the UE 132
- the above TA command value, DL signal interference power value, and path loss value may be used.
- UE132 calculates the quality information (UE quality metric) which shows the propagation quality in the radio
- UE quality metric (TA command value / TA command value maximum value) x ⁇ + (DL signal interference power value / DL signal interference power maximum value) ⁇ ⁇ + (Path loss value / path loss maximum value) ⁇ ⁇ (8)
- ⁇ , ⁇ , and ⁇ are parameters that determine the weights of the TA command value, the DL signal interference power value, and the path loss value.
- the TA command value, DL signal interference power value, and path loss value are normalized to obtain an evaluation value in the range of 0 to 1. be able to.
- quality information may be calculated based on the TA command value, the DL signal interference power value, and the path loss value.
- UPH UE Power Headroom
- UPH is a 3GPP-defined value indicating the transmission power remaining capacity of the UE 132.
- a large value of UPH indicates that the actual transmission power of UE 132 is smaller than the maximum transmission power of UE 132. That is, UPH is a value indicating a margin for improving power.
- the transmission power of the UE 132 is set according to an instruction from the eNB 131 (TPC Command) so that the SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) from the UE 132 to the eNB 131 becomes a target value.
- TPC Command an instruction from the eNB 131
- SINR Signal to Interference and Noise Ratio
- UEs with poor quality are controlled to have high transmission power so as to maintain a constant SINR, and UEs with good quality are controlled to have low transmission power so as not to use unnecessary transmission power. Therefore, when the UPH is large, the transmission power is small, indicating that the UE 132 can communicate with a predetermined quality without increasing the transmission power.
- the eNB 131 can acquire the UPH acquired in the UE 132, for example, by receiving from the UE 132.
- the eNB 131 calculates a TA command value based on the preamble received from the UE 132, and transmits the calculated TA command value to the UE 132 by storing it in a RACH response to be transmitted to the UE 132.
- the UE 132 can acquire the TA command value from the RACH response received from the eNB 131.
- the eNB 131 determines the preamble information for each TA command value so that the preamble information differs according to the TA command value. Thereby, the preamble information selected by the UE having a relatively large distance from the eNB 131 and the preamble information selected by the UE having a relatively small distance from the eNB 131 can be made different.
- the probability that UEs having the same distance from the eNB 131 select the same preamble information is high, and the probability that UEs not having the same distance from the eNB 131 select the same preamble information is low. Therefore, the probability that interference occurs in random access between UEs whose distances from the eNB 131 are not comparable is reduced, and the success rate of the RACH procedure for each distance from the eNB 131 can be made uniform.
- the TA command value is used for the quality information
- the path loss value, the DL signal interference power value, the UPH, and a combination thereof are used for the quality information.
- the eNB 131 may store an average value of TA command values calculated based on the preamble received in the past in the memory of the eNB 131 for each preamble information. The eNB 131 determines the preamble information for each TA command value such that the smaller the TA command value, the larger the past average of TA command values becomes.
- a UE close to the eNB 131 selects preamble information that is likely to be used by a UE far from the eNB 131, and the success rate of the RACH procedure is improved due to the difference in distance.
- the success rate of the RACH procedure of the UE near the eNB 131 can be improved, and the throughput can be improved.
- the success rate of the RACH procedure of the UE close to the eNB 131 is improved, the number of UEs that perform random access to the eNB 131 is reduced. Therefore, the success rate of the RACH procedure of the UE far from the eNB 131 is also improved and the throughput is improved. Can be made.
- the eNB 131 averages and stores the acquired quality information for each preamble information, and the preamble information for each propagation quality to be selected by the UE 132 is higher in the acquired propagation quality. Decide to be information. Thereby, the success rate in RACH procedure of UE with high propagation quality and UE with low propagation quality can be made equal, and cell throughput can be improved.
- the mobile communication terminal 110 selects preamble information corresponding to the combination of the identifier and the propagation quality assigned by the base station 120.
- Base station 120 determines preamble information to be selected by mobile communication terminal 110 for each propagation quality, derives an identifier that satisfies a predetermined correspondence in each combination of the determined propagation quality and preamble information, and uses the derived identifier for mobile communication Assign to terminal 110.
- the mobile communication terminal 110 it is possible to cause the mobile communication terminal 110 to transmit a preamble based on the preamble information corresponding to the identifier assigned by the base station 120 and the current propagation quality.
- FIG. 17 is a diagram of an example of a configuration of a communication system according to the fourth embodiment.
- the base station 120 according to the fourth embodiment includes a counting unit 1721 in addition to the configuration illustrated in FIG.
- the counting unit 1721 can be realized by the CPU 221 shown in FIG. 2B and the main memory 222 or the auxiliary memory 223, for example.
- the communication control unit 121 notifies the counting unit 1721 of the preamble information (for example, preamble number) of the received preamble.
- the counting unit 1721 counts the number of preambles received by the base station 120 together with the preamble information based on the notification from the communication control unit 121 received by the base station 120.
- the counting unit 1721 may initialize (for example, zero) the counting result at regular time intervals.
- the counting unit 1721 notifies the determination unit 122 of the counting result.
- the determination unit 122 determines preamble information that has a smaller number of reception times than other preamble information, as preamble information that causes the mobile communication terminal 110 to select. This allows the mobile communication terminal 110 to select preamble information having a low usage rate in the cover area 131a of the eNB 131.
- the mobile communication terminal 110 that performs the subsequent RACH procedure can reduce collisions with other mobile communication terminals.
- FIG. 18 is a diagram illustrating another example of the configuration of the communication system according to the fourth embodiment. 18, parts that are the same as the parts shown in FIG. 16 or FIG. 17 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
- the mobile communication terminal 110 according to the fourth embodiment may include a quality acquisition unit 1611 illustrated in FIG. 16 in addition to the configuration illustrated in FIG. 17.
- the mobile communication terminal 110 according to the fourth embodiment is the same as the selection unit 114 according to the third embodiment. That is, the quality acquisition unit 1611 acquires quality information indicating the propagation quality in wireless communication between the mobile communication terminal 110 and the base station 120. In the combination of the identifier stored in the identifier storage unit 112 and the quality information acquired by the quality acquisition unit 1611, the selection unit 114 displays a predetermined correspondence relationship indicated by the correspondence information stored in the correspondence relationship storage unit 113. Select the preamble information to be satisfied.
- the determination unit 122 of the base station 120 determines preamble information for each quality information so that, for example, a UE with lower propagation quality indicated by the quality information selects preamble information with a lower number of receptions (interference is less likely to occur). . Thereby, the success rate of the RACH procedure of UE with low propagation quality can be increased, and the success rate of the RACH procedure can be increased on average.
- the determination unit 122 of the base station 120 determines the preamble information for each quality information so that the UE having higher propagation quality indicated by the quality information selects the preamble information having a smaller number of receptions (interference is less likely to occur). May be. Thereby, the success rate of the RACH procedure of UE with high propagation quality can be increased, and the throughput can be improved.
- the base station 120 counts the number of preamble receptions from each mobile communication terminal for each preamble information, and selects the mobile communication terminal 110 based on the count result. Preamble information to be determined is determined. Thereby, the preamble to be transmitted to the mobile communication terminal 110 can be controlled according to the frequency of use in random access to the base station 120.
- the amount of interference may increase in the preamble detection on the eNB side. It was.
- a UE in a disadvantageous environment may be in a situation where the RACH procedure is not always successful. This is because the preamble transmitted in the competing RACH procedure is selected at random.
- a simple preamble selection formula including C-RNTI is added to the UE side, and the C-RNTI number assigned from the eNB side is controlled.
- the preamble selected by the UE is controlled from the eNB side, interference is reduced, the success rate of the RACH procedure is improved, or the success rate of the RACH procedure for each UE. Can be averaged.
- the propagation quality at the time of preamble reception measured on the eNB side, the usage rate for each preamble number, and the like are also reflected in the preamble selection by the UE. It becomes possible to make it.
Landscapes
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Abstract
基地局(120)は、自局に対するランダムアクセスにおいて移動通信端末(110)に送信させるプリアンブルを示すプリアンブル情報を決定し、識別子とプリアンブル情報との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、決定したプリアンブル情報に対応する識別子を導出し、導出した識別子を移動通信端末(110)に割り当てる。移動通信端末(110)は、基地局(120)によって識別子が割り当てられた後に基地局(120)に対してランダムアクセスを行う場合に、所定の対応関係を示す第二対応情報に基づいて、基地局(120)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選択し、選択し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。
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。
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 (17)
- 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5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5に記載の通信システム。
- 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請求項5に記載の通信システム。
- 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請求項5に記載の通信システム。
- 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請求項5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請求項11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請求項11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1~13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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