JP5353072B2 - 無線通信方法、及び無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信方法、及び無線通信装置に関する。

第３世代携帯電話の次世代通信方式として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）が検討されている。ＬＴＥでは、ＵＥ（User Equipment）とＢＳ（Base Station）との間で通信を確立するためにＲＡＣＨ（Random Access Channel）と呼ばれるチャネルが規定される（例えば、以下の非特許文献１）。

図１７及び図１８はＬＴＥにおけるＲＡＣＨのアクセススロット番号の割当て例を示す図である。ＲＡＣＨはＵＥがＢＳに接続する状況に応じてアクセススロットが分割されている。

図１７等に示すように、アクセススロット数が６４個の場合、１〜３２番目は初期同期用のスロットである。ＵＥがＢＳと初期アクセスを行いたいとき、１〜３２番目のアクセススロットをランダムに選択し、そのスロットを用いて通信確立に必要な信号を送信する。

一方、３３〜４４番目のアクセススロットはハンドオーバ（ＨＯ）用、４５〜６４番目は上りタイミング再同期用のスロットである。これらのアクセススロットは、ＢＳがＵＥ毎に割り当て、その情報をＵＥに送信する。そして、ＵＥは、ＨＯを行うときや上り方向で再同期を行うとき、そのアクセススロットを用いて通信確立に必要な信号をＢＳに送信する。３３番目以降のアクセススロットは、ＬＴＥにおいてＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨと呼ばれる。

図１９はＬＴＥにおける初期同期シーケンスの例を示す図である。まず、ＵＥは１〜３２番の初期同期用のアクセススロットのうちランダムに番号を選んでそのスロットでＮＳＲＡ（Non Synchronous Random Access）を送信する（Ｓ１００）。

ＢＳはＮＳＲＡを受信すると、ＮＳＲＡの検出処理を行う。そしてＢＳは、ＮＳＲＡを検出すると、ＮＳＲＡを送信したスロット番号をＵＥの仮ＩＤとし、この仮ＩＤのＣ−ＲＮＴＩ（cell-specific radio network temporary identifier）と、上りタイミング同期のＴＡ（Time Advance）と、メッセージ３（ｍｓｇ３）の送信機会の許可とを含むメッセージ２（ｍｓｇ２）を送信する（Ｓ１０１）。

ＵＥはメッセージ２を受信すると、仮ＩＤとＲＲＣ（Radio Resource Control）同期のための情報等を含むメッセージ３を生成し、ＴＡを反映して上り同期が図れる送信タイミングでメッセージ３を送信する（Ｓ１０２）。

ＢＳはメッセージ３を受信すると、仮ＩＤのＣ−ＲＮＴＩが一往復してＵＥへの送達を確認することで正式なＩＤと認識する。そして、ＢＳはメッセージ４（ｍｓｇ４）でＲＲＣ接続の確立に必要なシグナリングを送信する（Ｓ１０３）。その後、ＢＳとＵＥとの間で通信が開始される（Ｓ１０４）。

図２０は、ＬＴＥにおけるハンドオーバ（ＨＯ）のシーケンス例を示す図である。ＨＯの際にＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨが通知されるシーケンス例である。接続元の基地局であるＳｏｕｒｃｅ ＢＳから接続先の基地局であるＴａｒｇｅｔ ＢＳへのハンドオーバが決定すると、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳはハンドオーバ（ＨＯ）要求をＴａｒｇｅｔ ＢＳに送信する（Ｓ１１０）。Ｔａｒｇｅｔ ＢＳは、ＨＯ要求を受信するとＵＥ個別にＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロット（例えば、３３〜４４番目のアクセススロットのうちいずれか一つ）を割り当て、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳに送信する（Ｓ１１）。Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳは割り振られたアクセススロットをＵＥに通知する（Ｓ１１２）。ＵＥはＳｏｕｒｃｅ ＢＳとの回線が切断された後、そのアクセススロットを用いてＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを発信し、Ｔａｒｇｅｔ ＢＳとの間で通信回線確立処理に移行する（Ｓ１１３）。

図２１は、ＬＴＥにおける上りタイミング再同期のシーケンス例を示す図である。例えば、ＢＳとＵＥとはＲＲＣ接続状態であるが、間欠的な下り通信が行われている場合（チャットやＷｅｂ Ｂｒｏｗｓｉｎｇの自動更新など）に、上りのタイミング同期が外れたときに行われる。Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳは、上りタイミング同期が外れる可能性のあるＵＥに対してＣＮ（Core Network）から下りパケットが送信されると、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロット（４５〜６４番目のアクセススロットのうちいずれか一つ）をＵＥ個別に割り当てる。そして、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳは割り当てたアクセススロットをＵＥに送信する（Ｓ１２０）。ＵＥはそのスロットを用いてＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを発信する（Ｓ１２１）。以降、ＢＳは同期タイミングを算出し、同期タイミング値を下りパケットに含めて送信することで、再同期が確立される。
3GPP TS 36.300 V8.3.0 (2007-12)

Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロットは上述したようにＢＳが割り当てるものであり、他ユーザとの衝突が起こらない利点はあるものの、以下のような問題点もある。

すなわち、ＢＳはＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうち、あるアクセススロット（図１７の例では３３番目以降）をＵＥ毎に割り当て、ＵＥが使用することになるが、ＵＥとＢＳとの間の通信環境が良くない場合、ＵＥは何度も割り当てられたＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのスロット番号を使用して通信を確立しようとする。図２２はそのシーケンス例を示す図である。そのため、限りのあるアクセススロット（図１７の例では３２個）のリソースを通信環境のよくないＵＥに割り当て、他のＵＥがそのスロットを使用できずにリソースが占有されてしまう。

また、図２２に示すように、ＵＥとＢＳとの間でタイムアウトが発生したとき、ＲＲＣ ｒｅｌｅａｓｅされてしまう問題もある。その場合、ＵＥはＮＳＲＡの送信から通信回線確立のための処理を行う。従って、遅延が生じる。

そこで、本件の目的の一つは、アクセススロットのリソースを有効活用できるようにした無線通信方法、及び無線通信装置を提供することにある。

また、本件の他の目的は、通信の遅延を防止するようにした無線通信方法等を提供することにある。

上記目的を達成するために、一の実施態様によれば、端末装置と無線通信を行う基地局装置における無線通信方法において、前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用するアクセススロットのうち、第１のアクセススロットを前記端末装置毎に割り当て、第２のアクセススロットを複数の前記端末装置に割り当て、前記基地局装置は、前記割り当てたアクセススロットの情報を前記端末装置に送信する。

また、上記目的を達成するために、他の実施態様によれば、端末装置と無線通信を行う基地局装置における無線通信方法において、前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用する第１及び第２のアクセススロットに対して、前記第１及び第２のアクセススロットを開放するまでの期間を異なる値に指定し、前記第１又は第２のアクセススロットを前記端末装置に割り当て、前記指定した期間と前記割り当てたアクセススロットとの情報を前記端末装置に送信する。

さらに、上記目的を達成するために、他の実施態様によれば、端末装置と無線通信を行う基地局装置において、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用するアクセススロットのうち、第１のアクセススロットを前記端末装置毎に割り当て、第２のアクセススロットを複数の前記端末装置に割り当てる割り当て部と、前記割り当てたアクセススロットの情報を前記端末装置に送信する送信部とを備える。

さらに、上記目的を達成するために、他の実施態様によれば、端末装置と無線通信を行う基地局装置において、前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用する第１及び第２のアクセススロットに対して、前記第１及び第２のアクセススロットを開放するまでの期間を異なる値に指定する指定部と、前記第１又は第２のアクセススロットを前記端末装置に割り当てる割り当て部と、前記指定した期間と前記割り当てたアクセススロットとの情報を前記端末装置に送信する送信部とを備える。

アクセススロットのリソースを有効活用できる。また、通信の遅延を防止することができる。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１〜図５はＲＡＣＨ、とくにＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨにおけるアクセススロットの割り当て例とシーケンス例とを示す図である。

このうち、図１及び図２は、それぞれＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの第１の割り当て例とそのシーケンス例とを示す図である。第１の割り当て例は、ＨＯ用のＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨについて、初段はＵＥ毎にタイマ期間「Ａ」で設定し、次段は初段でタイムアウトしたＵＥをＵＥグループとしてまとめてタイマ期間「Ｂ」で設定する例である。ＵＥがＢＳに接続する状況（ＨＯと再同期）に応じて、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロットも分割されおり、さらにＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの領域を階層的にし、ＵＥ個別のスロットとＵＥグループのスロットとに分けて使用する。

ここで、タイマ期間である「Ａ」と「Ｂ」とは同じ値でも異なる値でもよい。また、図１に示す例は、初段のアクセススロットを「１５」個、次段のアクセススロットを「１」個用意した例を示しているが、「初段のアクセススロット数」＞「次段のアクセススロット数」が成立すればその数は問わない。この場合、初段のアクセススロットのタイマ期間を短くできる。

この階層化されたＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうち次段のＲＡＣＨを本実施例ではＣｏｍｍｏｎ ＲＡＣＨと呼ぶ。また、初期ランダムアクセスに使用するアクセススロット（１〜３２番目のアクセススロット）をＲａｎｄｏｍ ＲＡＣＨと呼ぶ。なお、図１に示すＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロットの割り当てはＢＳで行われるがその詳細は後述する。

図２はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いる場合のシーケンス例を示す図である。予め、ＢＳからＵＥにＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロット（次段と初段のアクセススロット）が割り当てられている。

図２に示すように、ＵＥは割り当てられたスロットを用いて何回かＢＳと通信確立しようと試みる（Ｓ１〜Ｓ２）。そして、ＵＥはタイマ期間（例えば「Ａ」）経過後、Ｃｏｍｍｏｎ ＲＡＣＨを用いてＢＳと通信の確立を試みる（Ｓ３）。

このように、階層化されたＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いることで、初段のアクセススロットを用いて通信が確立できない場合でも、次段のＣｏｍｍｏｎ ＲＡＣＨを利用することで、ＵＥとＢＳは、ＲＲＣ接続状態を維持したまま通信開始のための処理（Ｓ３以降）を行うことができる。この場合、初段のアクセススロットで通信が確立できない場合、初段において割り当てられたアクセススロットは解放される。よって、アクセススロットのリソースが占有されてしまう状況がなくなり、リソースの有効活用を図ることができる。このタイマ期間は、いわばアクセススロットのリソースを解放するまでの期間でもある。

また、Ｃｏｍｍｏｎ ＲＡＣＨを用いることで、初段のＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨで通信確立ができないような伝搬路の良くないＵＥに対して、初段のアクセススロットを使用している状況を早めに解放し、伝播路の良くないＵＥグループを集約してその中から回復できるＵＥを救済できる。よって、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの初段のタイマと次段のタイマとを適切に保つことで、ＵＥがＲＲＣ ｒｅｌｅａｓｅするようなリアルタイム通信で致命的な遅延を回避できる。

尚、図１及び図２はＨＯ用のＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを階層的に使用する例を示したが再同期用のＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを階層的に使用してもよい。

図３及び図４はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの第２の割り当て例とシーケンス例とを示す図である。第２の割り当て例は、ＨＯ用のアクセススロットと上りタイミング再同期用のアクセススロットのタイマを別々に設定する例である。ＵＥがＢＳに接続するときの個々の状況に応じて、別々のタイマを設定する例である。

ＨＯは、ＢＳとＵＥのみならずＢＳ間どうしの通信処理（パケットの転送処理等）を含む。一方、再同期についてはＢＳとＵＥの間のみの通信である。よって、ＨＯ用のアクセススロットは再同期用のアクセススロットよりタイマ期間を長くしてＢＳ間どうしの通信遅延も考慮したい。また、再同期用のアクセススロットはパケットの転送処理もないためＨＯ用よりもタイマ期間は短くしてもよい。そこで、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのＨＯ用のアクセススロットのタイマ期間を「Ａ」、再同期用のアクセススロットのタイマ期間を「Ｂ」とし、「Ａ」＞「Ｂ」の関係が成立つようにする。かかるタイマ期間の設定はＢＳで行われる。詳細は後述する。

図４はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロットを用いたシーケンス例を示す図である。タイマ期間を延長させたことで、同図に示すように３回目の再送Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの送信が可能となる（Ｓ４）。よって、初段のアクセススロットを用いて通信が確立しやすくなる。なお、タイマ期間「Ａ」があまり長すぎるとリソースを占有してしまうため、第１の割り当て例のように、Ｃｏｍｍｏｎ ＲＡＣＨを利用するようにしてもよい。

図５はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの第３の割り当て例を示す図である。第３の割り当て例は第２の割り当て例と同様にタイマを適切に設定する例である。

同図に示す例は、ＨＯ用のアクセススロットの一部の領域をタイマ「Ａ」、その他の領域をタイマ「Ａ’」（タイマ期間は「Ａ」＞「Ａ’」）と別々に設定する例である。例えば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）サービスは、数百ｍｓ程度のパケット伝送遅延までは品質として許容範囲のためタイマ期間「Ａ」のアクセススロットを用いて長めのタイマ期間が設定される。一方、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）サービスは、パケット伝送遅延はＶｏＩＰほど問われないため、タイマ期間「Ａ’」のアクセススロットを用いて短いタイマ期間が設定される。Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのリソースを有効活用できる。

また、パケット伝送遅延の原因の一つはＢＳのバッファにデータが蓄積され続けることである。この場合、ＵＥの伝送レート（又は通信速度）が高いとバッファに蓄積したデータを一気に処理することができる。よって、ＵＥスペックの低い（通信速度の低い）ＵＥに対してはタイマ「Ａ’」のアクセススロット、ＵＥスペックの高いＵＥに対してはタイマ「Ａ」のアクセススロットを割り当てる。この場合も、ＵＥ個別に割り当てるＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのリソースを有効活用できる。

なお、第３の割り当て例ではＨＯ用のみならず再同期用のアクセススロットを別々の領域に分け、それぞれ別々のタイマ期間を設定してもよい。

次にＢＳとＵＥの各構成例について説明する。図６はＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０、図７はＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０とＴａｒｇｅｔ ＢＳ７０、図８はＵＥ１０の各構成例を示す図である。なお、ＢＳ５０，７０とＵＥ１０は無線通信装置であり、ＢＳ５０，７０は基地局装置、ＵＥ１０は端末装置である。

Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０は、図６に示すように、アンテナ５１と、ＲＦ受信部５２と、ＲＡＣＨ受信部５３と、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部５４と、Ｎｅｘｔ ＲＡ受信部５５、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部５６と、選択部５７と、ＲＦ送信部５８と、上り同期確認部６０と、Ｔｉｍｅｒ指定部６１と、Ｄｅｓｉｃａｔｅｄ／Ｔｉｍｅｒ割当て部（以下、「割り当て部」）６２と、制御信号生成部６３とを備える。

ＲＦ受信部５２は、アンテナ５１で受信したＵＥ１０からの信号をダウンコンバートし、ＲＡＣＨ受信部５３とＮｅｘｔ ＲＡ受信部５５に出力する。

ＲＡＣＨ受信部５３は、ＲＦ受信部５２からの信号のうちＮＳＲＡ（図２のＳ１等）を復調し、アクセススロット番号に対応する信号を受信すると、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部５４にＲＡＣＨの返答信号（ＲＡＣＨ Ｒｅｓ（図１９のｍｓｇ２など））の生成を指示する。

ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部５４は、ＲＡＣＨ受信部５３からの指示に基づき、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ信号を生成し、選択部５７に出力する。

Ｎｅｘｔ ＲＡ受信部５５は、ＲＦ受信部５２からの信号のうち、Ｎｅｘｔ ＲＡ（図１９のｍｓｇ３）を受信し、Ｎｅｘｔ ＲＡに対する返答信号（図１９のｍｓｇ４）の生成をＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部５６に指示する。

ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部５６は、Ｎｅｘｔ ＲＡ受信部５５からの指示に基づき、返答信号を生成し、選択部５７に出力する。

選択部５７は、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部５４，５６の一方の出力を選択しＲＦ送信部５８に出力する。

ＲＦ送信部５８は、選択部５７からの出力信号または制御信号生成部６３からの出力信号をアップコンバートしＲＦ信号として出力する。ＲＦ信号はアンテナ５１からＵＥ１０に送信される。

上り同期確認部６０は、ＲＲＣ接続状態のＵＥ１０に対して、上り同期の確認を行う。例えば、ＵＥ１０から送信される定期的な信号を受信するか否かで判断してもよい。そして、上り同期確認部６０は、ＵＥ１０の同期が外れている場合に、Ｔｉｍｅｒ指定部６１に上り再同期用のタイマの指定を指示する信号、割り当て部６２にＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうち上り再同期用のアクセススロットの割り当てを指示する信号を夫々出力する。

Ｔｉｍｅｒ指定部６１は、上り同期確認部６０からの指示に基づき、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうち再同期のスロットに割り当てるタイマを指定する。第２の割り当て例のようにＨＯ用のアクセススロットにおけるタイマ期間と異なるタイマ期間を指定しもよい。

割り当て部６２は、上り同期確認部６０からの指示と、Ｔｉｍｅｒ指定部６１から指定されたタイマ期間とに基づき、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうち上り再同期用のアクセススロット（例えば、４５〜６４番目のアクセススロットのうちいずれか一つ）を払い出し、タイマ期間を割り当てる。そして、割り当て部６２は割り当てたこれらの情報（以下、割り当て情報）を制御信号生成部６３に出力する。

制御信号生成部６３は、割り当て部６２からの割り当て情報に基づき制御信号を生成し、ＲＦ送信部５８に出力する。割り当て情報は制御信号としてＵＥ１０に送信される。

図７は、Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０とＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０の構成例を示す図である。Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０とＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０はネットワークにより接続される。 Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０はＵＥ１０がＨＯするときの接続先の基地局であり、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０は接続元の基地局である。

Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０は、図６で示したＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０と同様にＴｉｍｅｒ指定部７１と、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ／Ｔｉｍｅｒ割り当て部（以下、「割り当て部」）７２とを備え、更にＨＯ確認部７３と転送部７４とを備える。また、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０は更に転送受信部６４と制御信号生成部６５を備える。

ＨＯ確認部７３は、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０から送信されるＨＯ要求を検出すると、ＨＯ用のＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのタイマ指定の指示と、アクセススロットの割り当て指示とを、Ｔｉｍｅｒ指定部７１と割り当て部７２に夫々出力する。

Ｔｉｍｅｒ指定部７１は、ＨＯ確認部７３からの指示に基づき、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうちＨＯ用のアクセススロットにおけるタイマ期間を指定する。例えば、第１の割り当て例（図１）のように階層的に割り当てる場合は各アクセススロット領域のタイマ期間を指定したり、第２の割り当て例（図３）のように再同期用のアクセススロットと異なるタイマ期間を指定したり、第３の割り当て例（図５）のようにＨＯ用のアクセススロットの一部の領域と他の領域とで異なるタイマ期間を指定する。Ｔｉｍｅｒ指定部７１は、その情報を割り当て部７２に出力する。

割り当て部７２は、ＨＯ確認部７３からの指示と、Ｔｉｍｅｒ指定部７１からのタイマ情報とに基づき、ＵＥ１０に対してＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのＨＯ用のアクセススロットを払い出し、指定されたタイマ情報をＨＯ用のスロットに割り当てる。例えば、第１の割り当て例（図１）のようにＨＯ用のアクセススロット（初段のアクセススロット）と、Ｃｏｍｍｏｎ ＲＡＣＨのアクセススロット（次段のアクセススロット）とを割り当て、夫々のタイマを指定する。割り当て部７２はこの割り当て情報を転送部７４に出力する。

転送部７４は割り当て情報をＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０に転送する。

Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０の転送受信部６４は割り当て情報を受信し、制御信号生成部６５に出力する。

制御信号生成部６５は割り当て情報に基づき制御信号を生成し、ＲＦ送信部５８に出力する。Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうちＨＯ用のアクセススロットとタイマ期間は制御信号としてＵＥ１０に送信される。

図７に示すＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０の他の構成は図６と同一である。また、図７に示すＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０は図６に示すように上り再同期用の処理部６０〜６３を備えるが説明の容易のため省略した。

図８はＵＥ１０の構成例を示す図である。同図に示すようにＵＥ１０は、上位レイヤ部１１と、アクセススロット選定部１２と、ＮＳＲＡ送信部１３と、選択部１４と、ＲＦ送信部１５と、送信アンテナ１６と、受信アンテナ２１と、ＲＦ受信部２２と、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ受信部２３と、Ｎｅｘｔ ＲＡ／Ｎｅｘｔ Ｓｉｇｎａｌ生成部（以下、「Ｎｅｘｔ ＲＡ生成部」）２４と、制御信号受信部２５と、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ／Ｔｉｍｅｒ抽出部（以下、「抽出部」）２６とを備える。

上位レイヤ部１１は、Ｒａｎｄｏｍ ＲＡＣＨかＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨかを判断する。例えば、上位レイヤ部１１はＢＳ５０，７０にＨＯ以外で初めて接続する場合はＲａｎｄｏｍ ＲＡＣＨ、予定されたＨＯや上り再同期処理を行う場合はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨと判断する。上位レイヤ部１１は、初期アクセスの場合、その旨をアクセススロット選定部１２に出力する。また、上位レイヤ部１１はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの場合は抽出部２６からのＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロットをＮＳＲＡ送信部１３に出力する。さらに、上位レイヤ部１１は、抽出部２６から出力されたＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのタイマ期間を保持し、管理する。この上位レイヤ部１１により、図２や図４等に示すタイマ期間においてＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ等の信号の送出が制御される。

アクセススロット選定部１２は、Ｒａｎｄｏｍ ＲＡＣＨのアクセススロット（例えば、１〜３２番目のアクセススロット）をランダムに選択し、ＮＳＲＡ送信部１３に出力する。

ＮＳＲＡ送信部１３は、上位レイヤ部１１からのアクセススロット（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロット）、又はアクセススロット選定部１２からのアクセススロット（Ｒａｎｄｏｍ ＲＡＣＨのアクセススロット）に合わせた符号化を行い、選択部１４に出力する。

選択部１４は、ＮＳＲＡ送信部１３からの出力、またはＮｅｘｔ ＲＡ生成部２４からの出力のいずれか一方を選択しＲＦ送信部１５に出力する。

ＲＦ送信部１５は、選択部１４からの出力信号をアップコンバートしＲＦ信号として出力する。ＮＳＲＡ送信部１３から出力される、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨまたはＲａｎｄｏｍ ＲＡＣＨ（ＮＳＲＡ）等は送信アンテナ１６を介してＢＳ５０（７０）に送信される。

ＲＦ受信部２２は、受信アンテナ２１で受信した信号をダウンコンバートし、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ受信部２３と制御信号受信部２５に出力する。

ＲＡＣＨ Ｒｅｓ受信部２３は、ＲＦ受信部２２からの信号のうち、Ｒａｎｄｏｍ ＲＡＣＨ（ＮＳＲＡ）に対するＲＡＣＨ Ｒｅｓ信号（図１９のｍｓｇ２やｍｓｇ４）を復調する。

Ｎｅｘｔ ＲＡ生成部２４は、ＲＡＣＨ Ｒｅｓ受信部２３からのＲＡＣＨ Ｒｅｓ信号が入力されると、Ｎｅｘｔ ＲＡ信号（図１０のｍｓｇ３）やＮｅｘｔ Ｓｉｇｎａｌ（ＲＲＣ＿ｃｏｎｎｅｃｔ後の信号）を生成する。Ｎｅｘｔ ＲＡ生成部２４は生成したこれらの信号を選択部１４に出力する。Ｎｅｘｔ ＲＡ信号等は送信アンテナ１６を介してＢＳ５０（７０）に送信される。

制御信号受信部２５は、ＢＳ５０から送信された制御信号を復調し、抽出部２６に出力する。

抽出部２６は、制御信号から割り当て情報（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのアクセススロットとタイマ期間）を抽出し、上位レイヤ部１１に出力する。

次に動作について説明する。図９及び図１０はシーケンス例を示し、図１１〜図１４はタイマ指定等の例を示すフローチャートを夫々示す図である。

図９は、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いたＨＯのシーケンス例を示す図である。ＵＥ１０はＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０と通信中（Ｓ１０）、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０はＨＯ判定によりＨＯを検出する（Ｓ１１）。

次いで、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０はＨＯ要求をＴａｒｇｅｔ ＢＳ７０に通知する（Ｓ１２）。また、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０はバッファに蓄積したデータをＴａｒｇｅｔ ＢＳ７０に送信する（Ｓ１３）。

次いで、Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０は、ＨＯ要求を受信すると、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨにおけるＨＯ用のアクセススロットのタイマを指定する（Ｓ１４）。例えば、第２の割り当て例（図３）のように再同期用と異なるタイマ期間を指定したりする。

次いで、Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０は、アクセススロットの払い出し（割り当て）を行う（Ｓ１５）。例えばＣｏｍｍｏｎ ＲＡＣＨを用いて階層的に割り当ててもよいし（図１）、サービス種別毎に異なるアクセススロットを割り当ててもよい（図５）。

次いで、Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０は割り当て情報をＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０に通知する（Ｓ１６）。さらに、Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ５０は割り当て情報をＵＥ１０に送信する（Ｓ１７）。

次いで、ＵＥ１０は割り当てられたアクセススロットを用いてＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを発信し（Ｓ１８）、Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ７０との間で通信確立の処理を行う。Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの発信は指定されたタイマ期間内で行う。その後、ＵＥ１０とＴａｒｇｅｔ ＢＳ７０とで通信が開始される。

図１０は、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いた上り再同期シーケンスの例を示す図である。例えば、ＵＥ１０はＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０との間でＲＲＣ接続しているもののデータ通信が暫くなかったため上り同期外れの状態（Ｓ２０）になり、さらにＣＮ（Core Network）からパケットが転送された場合（Ｓ２１）の例である。

ＢＳ５０は、上り同期の確認を行い（Ｓ２２）、同期が外れたことを検出すると、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの上り再同期用のアクセススロットにおけるタイマを指定し（Ｓ１４）、そのアクセススロットを払いだす（割り当てる）（Ｓ１５）。ＢＳ５０は、例えば図１に示すように再同期用のアクセススロットを割り当てたり、図３に示すようにＨＯ用のアクセススロットとは異なるタイマの指定等を行う。

次いで、ＢＳ５０は、割り当て情報をＵＥ１０に送信する（Ｓ２３）。

次いで、ＵＥ１０は、割り当てられたアクセススロットを用いてＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを発信し（Ｓ２４）、上り方向の再同期処理を行う。Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨの発信は指定されたタイマ期間内で行う。

そして、ＵＥ１０とＢＳ５０とは上り方向で再同期し（Ｓ２５）、パケットの送信が行われる（Ｓ２６）。

図１１〜図１４はＢＳ５０（又は７０）におけるタイマ指定等のフローチャートである。これらの処理は、Ｔｉｍｅｒ指定部６１，７１や割り当て部６２，７２で行われる。

図１１は階層的にアクセススロットを割り当てる場合（図１）のタイマ指定の例である。

同図に示すように、ＢＳ７０は、初段のアクセススロットにおけるタイマを決定する（Ｓ１４１）。

次いで、ＢＳ７０は、次段のアクセススロットにおけるタイマを決定する（Ｓ１４２）。

次いで、ＢＳ７０は、初段と次段の各アクセススロットの割り当てを行い（Ｓ１５）、対応するＵＥ１０へ通知する（Ｓ１６，Ｓ２３）。

ＢＳ７０（又は５０）は、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを階層的に使用する場合、初段のアクセススロット及びタイマと、次段のアクセススロット及びタイマとを夫々ＵＥ１０に通知することになる。

図１２は、ＨＯか上りタイミング再同期かの機能処理の分別を行い、夫々に対応したタイマ期間を決定する例である。

ＢＳ５０，７０は、ＨＯ要求の受信（Ｓ１２）または上り同期外れを確認（Ｓ２２）することで、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ利用の要求を検出する（Ｓ１４３）。

次いで、ＢＳ５０，７０は機能処理を分別し（Ｓ１４４）、ＨＯの場合はＨＯ用のアクセススロットのタイマを決定し（Ｓ１４５）、アクセススロットを払い出し（Ｓ１５）、対応するＵＥ１０に通知する（Ｓ１６）。

一方、ＢＳ５０，７０は、上りタイミング同期の場合、上りタイミング用のアクセススロットの決定等を行い（Ｓ１４６，Ｓ１５）、対応するＵＥ１０に通知する（Ｓ２３）。

タイマ期間の決定（Ｓ１４５，Ｓ１４６）は、例えば図３で示したように夫々異なるタイマ期間となるように決定する。

図１３は、サービスの種別に応じてタイマを指定する例である。本例は、図５で示したようにＨＯ用のアクセススロット領域のうち、一部の領域と他の領域とで異なるタイマを指定するような場合に有効である。

ＢＳ５０，７０は現在通信中のサービスは何であるかによりサービス種別の分別を行い（Ｓ１４７）、例えばＶｏＩＰの場合、短いタイマ期間となるように決定し（Ｓ１４５）、Ｗｅｂ Ｂｒｏｗｓｅの場合、長いタイマ期間とする（Ｓ１４６）。Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのうち、それぞれサービス種別に応じたタイマ期間が設定される。

尚、このサービス種別はＢＳ５０がＵＥ１０と通信中に取得できる情報であり、この情報に基づいてサービス種別の分別（Ｓ１４５）を行うことができる。

図１４はＵＥスペックに応じてＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨのタイマを指定する場合のフローチャートである。この例も図５で示したように一部の領域と他の領域とで異なるタイマを指定するような場合に有効である。

ＢＳ５０，７０はＨＯ前やＵＥ１０と上り同期が取れている場合、ＵＥスペックの情報を取得できる。このＵＥスペック（各ＵＥ１０の通信速度など）の情報に基づいて、ＢＳ５０，７０は分別を行い（Ｓ１４８）、例えばカテゴリ１のＵＥ１０に対しては短いタイマ期間、カテゴリ２のＵＥ１０に対しては長いタイマ期間を割り当てる（Ｓ１４５，Ｓ１４６）。ＵＥスペックに対応したアクセススロットとタイマ期間が設定される。

次に他の例について説明する。図１５及び図１６はＳｏｕｒｃｅ ＢＳ５０とＴａｒｇｅｔ ＢＳ７０とで異なるタイマを指定する例である。例えば、ＢＳ５０がＳｏｕｒｃｅ ＢＳの場合は短いタイマ期間を指定し、ＢＳ５０がＴａｒｇｅｔ ＢＳの場合は長いタイマ期間を指定する。ＢＳ５０がＵＥ１０にとって自局の基地局の場合、ＵＥ１０はＢＳ５０と直接通信する。この場合、通信確立処理のための手順が少ないので、タイマ期間は短めに指定して通信確立処理のための期間を最適化することができる。一方、ＢＳ５０がＴａｒｇｅｔ ＢＳの場合は通信確立処理のための手順が多いので、長いタイマ期間により通信確立処理のための期間を最適化することができる。

図１６は、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨにおいてタイマを指定する場合のフローチャートである。

ＢＳ５０（７０）は、ＨＯ前や上り方向の再同期前にＵＥ１０と通信を行うことで、自局がＳｏｕｒｃｅ ＢＳか否かを識別でき、さらにＨＯを行うときにＨＯ要求により自局がＴａｒｇｅｔ ＢＳか否かを識別できる。これらの情報を用いて、ＢＳ５０（７０）は自局がＳｏｕｒｃｅ ＢＳかＴａｒｇｅｔ ＢＳかの分別を行い（Ｓ１４８）、それぞれに応じてアクセススロットを払い出し、タイマ期間を決定する（Ｓ１４５，Ｓ１４６，Ｓ１５）。そして、ＢＳ５０（７０）は割り当て情報をＵＥ１０に通知する（Ｓ１６，Ｓ２３）。

上述したいずれの例においても、ＲＡＣＨのアクセススロット数は全部で６４個の場合で説明した。これ以外のスロット数でも実施可能である。スロット数が変化しても、ＢＳ５０，７０が割り当てるアクセススロット（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ）を階層化したり、ＨＯ用と再同期用とで異なるタイマに設定等することが可能だからである。

なお、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを使用する例としてＨＯ用と再同期用を取り上げているが、上りデータ送信要求や下りデータ送信要求を行う場合等を含め、特に限定せずに様々な用途で使用することができる。

以上まとめると付記のようになる。

（付記１）
端末装置と基地局装置が無線通信を行う無線通信方法において、
前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用するアクセススロットのうち、第１のアクセススロットを前記端末装置毎に割り当て、第２のアクセススロットを複数の前記端末装置に割り当て、
前記割り当てたアクセススロットの情報を前記端末装置に送信し、
前記端末装置は、前記基地局装置から送信された前記割り当てられたアクセススロットの情報を受信し、前記受信したアクセススロットの情報に基づいて接続確立のための信号を前記基地基地局装置に送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。

（付記２）
更に、前記基地局装置は、前記第１アクセススロットを開放するまでの期間と前記第２のアクセススロットを開放するまでの期間とを異なる値に指定し、
前記アクセススロットの情報とともに前記期間の情報を前記端末装置に送信することを特徴とする付記１記載の無線通信方法。

（付記３）
前記第１及び第２のアクセススロットは、前記端末装置がハンドオーバするとき又は前記端末装置が前記基地局装置と再同期を行うときに使用されるアクセススロットであることを特徴とする付記１記載の無線通信方法。

（付記４）
端末装置と基地局装置が無線通信を行う無線通信方法において、
前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用する第１及び第２のアクセススロットに対して前記第１及び第２のアクセススロットを開放するまでの期間を異なる値に指定し、
前記第１又は第２のアクセススロットを前記端末装置に割り当て、
前記指定した期間と前記割り当てたアクセススロットとの情報を前記端末装置に送信し、
前記端末装置は、前記基地局装置から送信された前記指定した期間と前記割り当てられたアクセススロットとの情報を受信し、前記受信した情報に基づいて接続確立のための信号を前記基地局装置に送信する
ことを特徴とする無線通信方法。

（付記５）
前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときの状況に応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴とする付記４記載の無線通信方法。

（付記６）
前記端末装置が前記基地局装置に接続するときの状況とは、前記端末装置がハンドオーバするとき又は前記端末装置が前記基地局装置と再同期を行うときであることを特徴とする付記５記載の無線通信方法。

（付記７）
前記基地局装置は、前記端末装置に提供されるサービスに応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴とする付記４記載の無線通信方法。

（付記８）
前記基地局装置は、前記端末装置の通信速度に応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴とする付記４記載の無線通信方法。

（付記９）
前記基地局装置は、前記端末装置が接続している自局の前記基地局装置か否かに応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴する付記４記載の無線通信方法。

（付記１０）
端末装置と無線通信を行う基地局装置において、
前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用するアクセススロットのうち、第１のアクセススロットを前記端末装置毎に割り当て、第２のアクセススロットを複数の前記端末装置に割り当てる割り当て部と、
前記割り当てたアクセススロットの情報を前記端末装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする基地局装置。

（付記１１）
端末装置と無線通信を行う基地局装置において、
前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用する第１及び第２のアクセススロットに対して、前記第１及び第２のアクセススロットを開放するまでの期間を異なる値に指定する指定部と、
前記第１又は第２のアクセススロットを前記端末装置に割り当てる割り当て部と、
前記指定した期間と前記割り当てたアクセススロットとの情報を前記端末装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする基地局装置。

図１はＲＡＣＨのアクセススロットの割り当て例を示す図である。 図２はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いたシーケンス例を示す図である。 図３はＲＡＣＨのアクセススロットの割り当て例を示す図である。 図４はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いたシーケンス例を示す図である。 図５はＲＡＣＨのアクセススロットの割り当て例を示す図である。 図６はＳｏｕｒｃｅ ＢＳの構成例を示す図である。 図７はＴａｒｇｅｔ ＢＳとＳｏｕｒｃｅ ＢＳの構成例を示す図である。 図８はＵＥの構成例を示す図である。 図９はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いたＨＯのシーケンス例を示す図である。 図１０はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いたのぼり同期のシーケンス例を示す図である。 図１１は階層的にアクセススロットを割り当てる処理の例を示すフローチャートである。 図１２は機能処理に応じたタイマ指定を行う処理の例を示すフローチャートである。 図１３はサービス優先度に応じたタイマ指定を行う処理の例を示すフローチャートである。 図１４はＵＥスペックに応じたタイマ指定を行う処理の例を示すフローチャートである。 図１５はＲＡＣＨのアクセススロットの割り当て例を示す図である。 図１６は基地局に応じたタイマ指定を行う処理の例を示すフローチャートである。 図１７はアクセススロット番号の用途例を示す図である。 図１８はＲＡＣＨのアクセススロットの割り当て例を示す図である。 図１９は初期同期を行う場合のシーケンス例を示す図である。 図２０はＨＯを行う場合のシーケンス例を示す図である。 図２１は上り方向で再同期を行う場合のシーケンス例を示す図である。 図２２はＤｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨを用いた場合のシーケンス例を示す図である。

符号の説明

１０ ＵＥ、 １１ 上位レイヤ部、 １２ アクセススロット選定部、 １３ ＮＳＲＡ送信部、 １４ 選択部、 ２３ ＲＡＣＨ Ｒｅｓ受信部、 ２４ Ｎｅｘｔ ＲＡ／Ｎｅｓｔ Ｓｉｇｎａｌ生成部、 ２５ 制御信号受信部、 ２６ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ／Ｔｉｍｅｒ抽出部、 ５０ Ｓｏｕｒｃｅ ＢＳ、 ５３ ＲＡＣＨ受信部、 ５４ ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部、 ５５ Ｎｅｘｔ ＲＡ受信部、 ５６ ＲＡＣＨ Ｒｅｓ生成部、 ５７ 選択部、 ６０ 上り同期確認部、 ６１ Ｔｉｍｅｒ指定部、 ６２ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ／Ｔｉｍｅｒ割り当て部、 ６３ 制御信号生成部、 ６４ 転送受信部、 ６５ 制御信号生成部、 ７０ Ｔａｒｇｅｔ ＢＳ、 ７１ Ｔｉｍｅｒ指定部、 ７２ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ＲＡＣＨ／Ｔｉｍｅｒ割り当て部、 ７３ ＨＯ確認部、 ７４ 転送部

Claims (6)

1. 端末装置と基地局装置が無線通信を行う無線通信方法において、
   前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用する第１及び第２のアクセススロットに対して、前記第１のアクセススロットを解放するための期間と前記第２のアクセススロットを解放するまでの期間を異なる値に指定し、
   前記第１のアクセススロットを前記端末装置毎に割り当て、前記第２のアクセススロットを複数の前記端末装置に割り当て、
   前記指定した期間の情報と前記割り当てたアクセススロットの情報を前記端末装置に送信し、
   前記端末装置は、前記基地局装置から送信された前記指定された期間の情報と前記割り当てられたアクセススロットの情報を受信し、受信した前記期間の情報と前記アクセススロットの情報に基づいて接続確立のための信号を前記基地局装置に送信する
   ことを特徴とする無線通信方法。
2. 前記基地局装置は、前記端末装置が前記基地局装置に接続するときの状況に応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
3. 前記基地局装置は、前記端末装置に提供されるサービスに応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
4. 前記基地局装置は、前記端末装置の通信速度に応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
5. 前記基地局装置は、前記端末装置が接続している自局の前記基地局装置か否かに応じて、前記第１又は第２のアクセススロットを割り当てることを特徴する請求項１記載の無線通信方法。
6. 端末装置と無線通信を行う基地局装置において、
   前記端末装置が前記基地局装置に接続するときに利用する第１及び第２のアクセススロットに対して、前記第１のアクセススロットを解放するための期間と前記第２のアクセススロットを解放するまでの期間を異なる値に指定する指定部と、
   前記第１のアクセススロットを前記端末装置毎に割り当て、前記第２のアクセススロットを複数の前記端末装置に割り当てる割り当て部と、
   前記指定した期間の情報と前記割り当てたアクセススロットの情報を前記端末装置に送信する送信部と
   を備えることを特徴とする基地局装置。

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