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

通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局 Download PDF

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WO2013140519A1
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base station
mobile communication
communication terminal
preamble
enb
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PCT/JP2012/057066
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小野　義之
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富士通株式会社
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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

通信システム、通信方法、移動通信端末および基地局
　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。
国際公開第２００７／０９１６７５号
　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。
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１－２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１－３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２－１は、ＵＥのハードウェア構成の一例を示す図である。 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５は、ＵＥの動作の一例を示すフローチャートである。 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。 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。 図８は、ｅＮＢの動作の一例を示すフローチャートである。 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。 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。 図１５は、ｅＮＢの動作の一例を示すフローチャートである。 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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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）。
　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。
　　プリアンブル番号
　＝（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。
　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）
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　　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。
（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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　　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）
　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。
　　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）
　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。
　　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）
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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

Claims (17)

  1. 　基地局と移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と前記移動通信端末とが無線通信する通信システムにおいて、
    　前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当てる基地局と、
    　前記基地局が割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行する移動通信端末と、
    　を含むことを特徴とする通信システム。
  2. 　前記移動通信端末は、前記所定の対応関係を示す第二対応情報に基づいて、前記基地局が割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記基地局は、前記移動通信端末に前記識別子を割り当てた状態で前記移動通信端末からのランダムアクセス手順があった場合に、前記移動通信端末に割り当てた識別子の変更を指示する変更指示信号を前記移動通信端末へ送信し、
    　前記移動通信端末は、前記基地局によって送信された変更指示信号に基づいて、前記基地局との無線通信に用いる識別子を変更し、変更した前記識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  4. 　前記基地局は、前記移動通信端末と前記基地局との間の無線通信における伝搬品質に応じて、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  5. 　前記第一対応情報および前記第二対応情報は、前記移動通信端末と前記基地局との間の無線通信における伝搬品質と、前記識別子と、前記プリアンブル情報と、の所定の対応関係を示し、
    　前記移動通信端末は、前記基地局によって割り当てられた識別子および前記伝搬品質の組み合わせに対応するプリアンブル情報を選択し、
    　前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を前記伝搬品質ごとに決定し、決定した前記伝搬品質および前記プリアンブル情報の各組み合わせにおいて前記所定の対応関係を満たす識別子を導出し、導出した前記識別子を前記移動通信端末に割り当てることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  6. 　前記基地局は、前記移動通信端末に選択させる前記伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、前記伝搬品質によって異なるプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  7. 　前記基地局は、受信したプリアンブルに基づいて測定した前記伝搬品質の平均値を、前記受信したプリアンブルを示すプリアンブル情報ごとに記憶しておき、前記移動通信端末に選択させる前記伝搬品質ごとのプリアンブル情報を、前記伝搬品質が高いほど前記平均値が低いプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  8. 　前記伝搬品質は、前記基地局に対する前記移動通信端末の動作タイミングの差に基づく伝搬品質であることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  9. 　前記伝搬品質は、前記基地局から前記移動通信端末へ送信される信号のパスロスに基づく伝搬品質であることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  10. 　前記伝搬品質は、前記基地局から前記移動通信端末へ送信される信号の干渉電力に基づく伝搬品質であることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  11. 　前記基地局は、各移動通信端末からのプリアンブルの受信回数を前記プリアンブル情報ごとに計数し、計数結果に基づいて前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  12. 　前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を、自局との無線通信における伝搬品質が高いほど前記受信回数が多いプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
  13. 　前記基地局は、前記移動通信端末に選択させるプリアンブル情報を、自局との無線通信における伝搬品質が低いほど前記受信回数が多いプリアンブル情報となるように決定することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
  14. 　前記プリアンブル情報は、前記ランダムアクセス手順のプリアンブルの候補を示す情報であり、
    　前記移動通信端末は、前記プリアンブル情報が示すプリアンブルの候補のうちのいずれかのプリアンブルを送信することを特徴とする請求項１～１３のいずれか一つに記載の通信システム。
  15. 　基地局と移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と前記移動通信端末とが無線通信する通信システムの通信方法において、
    　前記基地局が、前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、
    　前記移動通信端末が、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報を前記基地局へ送信することによって前記基地局とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする通信方法。
  16. 　基地局との間でランダムアクセス手順を実行し、前記基地局と無線通信する移動通信端末において、
    　前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記基地局によって割り当てられた識別子に対応するプリアンブル情報に基づくプリアンブルを前記基地局へ送信することによって前記基地局と前記ランダムアクセス手順を実行することを特徴とする移動通信端末。
  17. 　移動通信端末との間でランダムアクセス手順を実行し、前記移動通信端末と無線通信する基地局において、
    　前記ランダムアクセス手順において前記移動通信端末が送信するプリアンブル情報と前記移動通信端末に割り当てた識別子との所定の対応関係を示す第一対応情報に基づいて、前記プリアンブル情報に対応する識別子を前記移動通信端末に割り当て、前記移動通信端末に割り当てた識別子に対応するプリアンブル情報を送信した前記移動通信端末とランダムアクセス手順を実行することを特徴とする基地局。
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