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JP2018032888A - 無線通信システム、端末装置、基地局装置、無線通信方法および集積回路 - Google Patents

無線通信システム、端末装置、基地局装置、無線通信方法および集積回路 Download PDF

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JP2018032888A
JP2018032888A JP2015001941A JP2015001941A JP2018032888A JP 2018032888 A JP2018032888 A JP 2018032888A JP 2015001941 A JP2015001941 A JP 2015001941A JP 2015001941 A JP2015001941 A JP 2015001941A JP 2018032888 A JP2018032888 A JP 2018032888A
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恭之 加藤
Yasuyuki Kato
恭之 加藤
克成 上村
Katsunari Kamimura
克成 上村
山田 昇平
Shohei Yamada
昇平 山田
秀和 坪井
Hidekazu Tsuboi
秀和 坪井
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Abstract

【課題】基地局装置と接続するマシンタイプコミュニケーションに対応する端末装置に効率の良い繰り返しによる送受信制御を行わせること。
【解決手段】
基地局装置が端末装置と通信を行う無線通信システムであって、基地局装置は、バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を端末装置に通知し、端末装置は、バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信の制御を行い、前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線通信システム、端末装置および基地局装置に関連し、より詳細には、マシンタイプコミュニケーションまたはマシン間通信に関する無線通信システム、基地局装置、端末装置、無線通信方法および集積回路に関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、W−CDMA方式が第三世代セルラー移動通信方式として標準化され、サービスが行われている。また、通信速度を更に上げたHSDPAも標準化され、サービスが行われている。
一方、3GPPでは、第三世代無線アクセスの進化(Long Term Evolution:LTEまたはEvolved Universal Terrestrial Radio Access:EUTRA)の標準化も行なわれ、LTEサービスが開始されている。LTEの下りリンクの通信方式として、マルチパス干渉に強く、高速伝送に適したOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が採用されている。また、上りリンクの通信方式として、移動局装置のコストと消費電力を考慮し、送信信号のピーク電力対平均電力比PAPR(Peak to Average Power Ratio)を低減できるシングルキャリア周波数分割多重方式SC−FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)のDFT(Discrete Fourier Transform(離散フーリエ変換))−spread OFDM方式が採用されている。
また、3GPPでは、LTEの更なる進化のLTE−Advanced(または、Advanced−EUTRA)の議論も継続して行っている。LTE−Advancedでは、上りリンクおよび下りリンクでそれぞれ最大100MHz帯域幅までの帯域を使用して、最大で下りリンク1Gbps以上、上りリンク500Mbps以上の伝送レートの通信を行なうことが想定されている。
LTE−Advancedでは、LTEの移動局装置も収容できるようにLTEと互換性のある帯域を複数個束ねることで、最大100MHz帯域を実現することが考えられている。尚、LTE−Advancedでは、LTEの1つの20MHz以下の帯域をコンポーネントキャリア(Component Carrier : CC)と呼ばれている。コンポーネントキャリアは、セル(Cell)とも呼ばれている。また、20MHz以下の帯域を束ねることをキャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation:CA)と呼ばれている(非特許文献1)。
一方、LTE−Advancedでは、マシンタイプコミュニケーション(Machine Type Communication: MTC)またはマシン間通信(Machine To Machine Communication: M2M)のような特定のカテゴリーに対応する移動局装置の低コスト化に関する検討が行われている(非特許文献2)。以下、MTC/M2Mの移動局装置、またはMTC/M2Mの通信デバイスを、MTCUE(Machine Type Communication User Equipment)とも称する。
LTE規格及びLTE−Advanced規格に対応した低コストのMTCUEを実現するために、送受信帯域幅の狭帯域化、アンテナポート数/RFチェーン数の削減、送受信データ転送レートの低減、半二重周波数分割多重(Half-duplex Frequency Division Duplex)方式の採用、送受信電力の低減、間欠受信間隔の延長などのコスト低減方法が提案されている。また、低コストのMTCUEを実現する方法として、MTCUEの送受信RF回路、送受信ベースバンド回路の最大帯域幅の低減(Reduction of maximum bandwidth)が有効であることも提案されている。
また、MTCでは、低コスト化の検討だけでなく、MTCUEの送受信範囲を拡張させるためのカバレッジ拡張(Coverage Enhancement)の検討も行われている。カバレッジを拡張させるために、基地局装置は、MTCUEに下りリンクデータまたは下りリンク信号を繰り返して送信し、また、MTCUEは、基地局装置に上りリンクデータまたは上りリンク信号を繰り返して送信するようなことが考えられている(非特許文献3)。
例えば、基地局装置は、物理報知チャネルPBCHを40ms以内に複数回繰り返してMTCUEに送信する。また、ランダムアクセス手順では、MTCUEが、同じランダムアクセスプリアンブルを複数の物理ランダムアクセスチャネルPRACHを使用して、繰り返して送信する。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置は、ランダムアクセスレスポンスメッセージを繰り返し送信する。尚、基地局装置は、繰り返し回数をセル内のMTCUEに報知チャネルBCHで通知したり、また、MTCUE個別に通知したりする(非特許文献3)。
例えば、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数またはランダムアクセスレスポンスメッセージの繰り返し送信回数は、報知チャネルBCHで通知される。また、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数には、複数種類の繰り返し送信回数があり、MTCUEが複数種類の繰り返し送信回数から1つの繰り返し送信回数を選択できるようなことも検討されている。
3GPP TS(Technical Specification)36.300、V11.5.0(2013-03)、Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)、Overall description Stage2 3GPP TR(Technical Report)36.888、V12.0.0(2013-06)、Study on provision of low-cost Machine-Type Communications (MTC) User Equipments (UEs) based on LTE (release 12) " Rel-12 agreements for MTC", R1-143784, 3GPP TSG-RAN WG1 Meeting #78bis Ljubljana, Slovenia, 6th - 10th October 2014
しかしながら、データの繰り返し送信(または、受信)では、繰り返し回数が多すぎると、1回の送受信に多くの時間が費やされる。また、繰り返し回数が少なすぎると、送受信品質の劣化に繋がる。繰り返しによる送受信を効率的に行うためには、MTCUE、または、基地局装置による最適な繰り返し回数の設定とMTCUEおよび基地局装置の繰り返し回数の管理が必要になる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、移動局装置および基地局装置が繰り返しによる送受信を効率的に行うための無線通信システム、基地局装置、移動局装置、無線通信方法及び集積回路を提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線通信システムは、基地局装置が端末装置と通信を行う無線通信システムであって、前記基地局装置は、バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知し、前記端末装置は、前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信の制御を行い、前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行うことを特徴としている。
(2)また、本発明の無線通信システムにおいて、前記タイマーが満了した場合、前記端末装置は前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルを所定レベルおよび/またはサイズに設定することを特徴としている。
(3)また、本発明の無線通信システムにおいて、前記タイマーは、タイマーのスタートを示したMAC層のメッセージを受信した場合にスタートすることを特徴としている。
(4)また、本発明の無線通信システムにおいて、前記タイマーは、コンテンションレゾリューションを受信した場合にスタートすることを特徴としている。
(5)本発明の端末装置は、基地局装置と通信を行う端末装置であって、前記基地局装置からバンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を受信し、前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信の制御を行い、前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行うことを特徴としている。
(6)また、本発明の端末装置は、前記タイマーが満了した場合、前記端末装置は前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルを所定レベルおよび/またはサイズに設定することを特徴としている。
(7)本発明の基地局装置は、端末装置と通信を行う基地局装置であってバンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知することを特徴としている。
(8)本発明の無線通信方法は、基地局装置が端末装置と通信を行う無線通信システムの無線通信方法であって、前記基地局装置は、バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知するステップと、前記端末装置は、前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信の制御を行うステップと、前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行うステップとを少なくとも含むことを特徴としている。
(9)本発明の集積回路は、基地局装置と通信を行う端末装置に適用される集積回路であって、前記基地局装置からバンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を受信する手段と、前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信を行う手段と、前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行う手段を有することを特徴としている。
(10)本発明の集積回路は、端末装置と通信を行う基地局装置に適用される集積回路であって、バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知する手段を有することを特徴としている。
本発明によれば、移動局装置において効率の良い繰り返し送受信制御を行うことが可能となる。また、基地局装置は移動局装置に対して効率のよいデータスケジューリングを行うことができる。
本発明の実施形態に係るMTCUEの構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る基地局装置の構成の一例を示す図である。 LTEにおける物理チャネル構成例を示す図である。 LTEにおける下りリンクのチャネル構成例を示す図である。 LTEにおける上りリンクのチャネル構成例を示す図である。 基地局装置及び移動局装置の制御情報に関する通信プロトコルの構成例を示す図である。 基地局装置及び移動局装置のユーザー情報に関する通信プロトコルの構成例を示す図である。 Contention based Random Access手順を示す図である。 Non-contention based Random Access手順を示す図である。 送信タイミングの更新手順の一例を示す図である。
LTEの下りリンクとして、OFDM方式が採用されている。また、LTEの上りリンクとして、DFT−spread OFDM方式のシングルキャリア通信方式が採用されている。
図3は、LTEの物理チャネル構成を示す図である。下りリンクの物理チャネルは、物理下りリンク共用チャネルPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)、物理下りリンク制御チャネルPDCCH(Physical Downlink Control Channel)、物理報知チャネルPBCH(Physical Broadcast Channel)により構成されている。この他に下りリンク同期信号、下りリンク参照信号の物理信号がある(非特許文献1)。
上りリンクの物理チャネルは、物理ランダムアクセスチャネルPRACH(Physical Random Access Channel)、物理上りリンク共用チャネルPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)、物理上りリンク制御チャネルPUCCH(Physical Uplink Control Channel)により構成されている。この他に上りリンク参照信号の物理信号がある。上りリンク参照信号には、復調用参照信号(Demodulation Reference Signal:DRS)と測定用参照信号(Sounding Reference Signal:SRS)がある。測定用参照信号には、更に周期的測定用参照信号(Periodic SRS)と非周期的測定用参照信号(Aperiodic SRS)とがある。以後、特に明記しない場合、測定用参照信号とは周期的測定用参照信号のことを示す(非特許文献1)。
図4は、LTEの下りリンクのチャネル構成を示す図である。図4に示す下りリンクのチャネルは、それぞれ論理チャネル、トランスポートチャネル、物理チャネルから構成されている。論理チャネルは、媒体アクセス制御(MAC:Medium Access Control)層で送受信されるデータ送信サービスの種類を定義する。トランスポートチャネルは、無線インターフェースで送信されるデータがどのような特性をもち、そのデータがどのように送信されるのかを定義する。物理チャネルは、トランスポートチャネルによって物理層に伝達されたデータを運ぶ物理的なチャネルである。
下りリンクの論理チャネルには、報知制御チャネルBCCH(Broadcast Control Channel)、ページング制御チャネルPCCH(Paging Control Channel)、共通制御チャネルCCCH(Common Control Channel)、専用制御チャネルDCCH(Dedicated Control Channel)、専用トラフィックチャネルDTCH(Dedicated Traffic Channel)が含まれる。
下りリンクのトランスポートチャネルには、報知チャネルBCH(Broadcast Channel)、ページングチャネルPCH(Paging Channel)、下りリンク共用チャネルDL−SCH(Downlink Shared Channel)が含まれる。
下りリンクの物理チャネルには、物理報知チャネルPBCH(Physical Broadcast Channel)、物理下りリンク制御チャネルPDCCH(Physical Downlink Control Channel)、物理下りリンク共用チャネルPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)が含まれる。これらのチャネルは、基地局装置と移動局装置の間で送受信される。
次に、論理チャネルについて説明する。報知制御チャネルBCCHは、システム情報(System Information)を報知するために使用される下りリンクチャネルである。ページング制御チャネルPCCHは、ページング情報を送信するために使用される下りリンクチャネルであり、ネットワークが移動局装置のセル位置を知らないときに使用される。共通制御チャネルCCCHは、移動局装置とネットワーク間の制御情報を送信するために使用されるチャネルであり、ネットワークと無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)接続を有していない移動局装置によって使用される。
専用制御チャネルDCCHは、1対1(point-to-point)の双方向チャネルであり、移動局装置とネットワーク間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルDCCHは、RRC接続を有している移動局装置によって使用される。専用トラフィックチャネルDTCHは、1対1の双方向チャネルであり、1つの移動局装置専用のチャネルであって、ユーザー情報(ユニキャストデータ)の転送のために利用される。
次に、トランスポートチャネルについて説明する。報知チャネルBCHは、固定かつ事前に定義された送信形式によって、セル全体に報知される。下りリンク共用チャネルDL−SCHでは、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request:ハイブリッド自動再送要求)、動的適応無線リンク制御、間欠受信(DRX:Discontinuous Reception)がサポートされ、セル全体に報知される。
ページングチャネルPCHでは、DRXがサポートされ、セル全体に報知される必要がある。また、ページングチャネルPCHは、トラフィックチャネルや他の制御チャネルに対して動的に使用される物理リソース、すなわち物理下りリンク共用チャネルPDSCHにマッピングされる。
次に、物理チャネルについて説明する。物理報知チャネルPBCHは、40ミリ秒周期で報知チャネルBCHをマッピングする。物理下りリンク制御チャネルPDCCHは、物理下りリンク共用チャネルPDSCHの無線リソース割り当て(下りリンク割り当て:Downlink assignment)、下りリンクデータに対するハイブリッド自動再送要求(HARQ)情報、および、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの無線リソース割り当てである上りリンク送信許可(上りリンクグラント:Uplink grant)を移動局装置に通知するために使用されるチャネルである。物理下りリンク共用チャネルPDSCHは、下りリンクデータまたはページング情報を送信するために使用されるチャネルである。
尚、物理下りリンク制御チャネルPDCCHは、1サブフレームの先頭からリソースブロックの1〜3シンボルOFDMに配置され、物理下りリンク共用チャネルPDSCHは、残りのOFDMシンボルに配置される。1サブフレームは、2つのリソースブロックから構成され、1フレームは、10サブフレームで構成される。1リソースブロックは、12本のサブキャリアと7つのOFDMシンボルから構成される。
また、基地局装置が物理下りリンク制御チャネルPDCCHで移動局装置に物理下りリンク共用チャネルPDSCHの無線リソース割り当てを移動局装置に通知した場合、移動局装置に割り当てられた物理下りリンク共用チャネルPDSCHの領域は、下りリンク割り当てが通知された物理下りリンク制御チャネルPDCCHと同じサブフレーム内の物理下りリンク共用チャネルPDSCHである。
次に、チャネルマッピングについて説明する。図4に示されるように、下りリンクでは、次のようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。報知チャネルBCHは、物理報知チャネルPBCHにマッピングされる。ページングチャネルPCHおよび下りリンク共用チャネルDL−SCHは、物理下りリンク共用チャネルPDSCHにマッピングされる。物理下りリンク制御チャネルPDCCHは、物理チャネル単独で使用される。
また、下りリンクにおいて、次のように論理チャネルとトランスポートチャネルのマッピングが行われる。ページング制御チャネルPCCHは、ページングチャネルPCHにマッピングされる。報知制御チャネルBCCHは、報知チャネルBCHと下りリンク共用チャネルDL−SCHにマッピングされる。共通制御チャネルCCCH、専用制御チャネルDCCH、専用トラフィックチャネルDTCHは、下りリンク共用チャネルDL−SCHにマッピングされる。
図5は、LTEの上りリンクのチャネル構成を示す図である。図5に示す上りリンクのチャネルは、それぞれ論理チャネル、トランスポートチャネル、物理チャネルから構成されている。各チャネルの定義は下りリンクのチャネルと同じである。
上りリンクの論理チャネルには、共通制御チャネルCCCH(Common Control Channel)、専用制御チャネルDCCH(Dedicated Control Channel)、専用トラフィックチャネルDTCH(Dedicated Traffic Channel)が含まれる。
上りリンクのトランスポートチャネルには、上りリンク共用チャネルUL−SCH(Uplink Shared Channel)とランダムアクセスチャネルRACH(Random Access Channel)が含まれる。
上りリンクの物理チャネルには、物理上りリンク制御チャネルPUCCH(Physical Uplink Control Channel)、物理上りリンク共用チャネルPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)と物理ランダムアクセスチャネルPRACH(Physical Random Access Channel)が含まれる。これらのチャネルは、基地局装置と移動局装置の間で送受信される。
次に、論理チャネルについて説明する。共通制御チャネルCCCHは、移動局装置とネットワーク間の制御情報を送信するために使用されるチャネルであり、ネットワークと無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)接続を有していない移動局装置によって使用される。
専用制御チャネルDCCHは、1対1(point-to-point)の双方向チャネルであり、移動局装置とネットワーク間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルDCCHは、RRC接続を有している移動局装置によって使用される。専用トラフィックチャネルDTCHは、1対1の双方向チャネルであり、1つの移動局装置専用のチャネルであって、ユーザー情報(ユニキャストデータ)の転送のために利用される。
次に、トランスポートチャネルについて説明する。上りリンク共用チャネルUL−SCHでは、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request:ハイブリッド自動再送要求)、動的適応無線リンク制御、間欠送信(DTX:Discontinuous Transmission)がサポートされる。ランダムアクセスチャネルRACHでは、制限された制御情報が送信される。
次に、物理チャネルについて説明する。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、下りリンクデータに対する応答情報(ACK(Acknowledge)/NACK(Negative acknowledge))、下りリンクの無線品質情報、および、上りリンクデータの送信要求(スケジューリングリクエスト:Scheduling Request:SR)を基地局装置に通知するために使用されるチャネルである。物理上りリンク共用チャネルPUSCHは、上りリンクデータを送信するために使用されるチャネルである。物理ランダムアクセスチャネルPRACHは、主に移動局装置から基地局装置への送信タイミング情報を取得するためのランダムアクセスプリアンブル送信に使用される。ランダムアクセスプリアンブル送信はランダムアクセス手順の中で行なわれる。
次に、チャネルマッピングについて説明する。図5に示されるように、上りリンクでは、次のようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。上りリンク共用チャネルUL−SCHは、物理上りリンク共用チャネルPUSCHにマッピングされる。ランダムアクセスチャネルRACHは、物理ランダムアクセスチャネルPRACHにマッピングされる。物理上りリンク制御チャネルPUCCHは、物理チャネル単独で使用される。
また、上りリンクにおいて、次のように論理チャネルとトランスポートチャネルのマッピングが行われる。共通制御チャネルCCCH、専用制御チャネルDCCH、専用トラフィックチャネルDTCHは、上りリンク共用チャネルUL−SCHにマッピングされる。
図6は、LTEの移動局装置及び基地局装置の制御データを扱うプロトコルスタック(Protocol stack)である。図7は、LTEの移動局装置及び基地局装置のユーザーデータを扱うプロトコルスタックである。図6及び図7について以下で説明する。
物理層(Physical layer:PHY層)は、物理チャネル(Physical Channel)を利用して上位層に伝送サービスを提供する。PHY層は、上位の媒体アクセス制御層(Medium Access Control layer:MAC層)とトランスポートチャネルで接続される。トランスポートチャネルを介して、MAC層とPHY層とレイヤ(layer:層)間でデータが移動する。移動局装置と基地局装置のPHY層間において、物理チャネルを介してデータの送受信が行われる。尚、各階層で役割を実行するエンティティー(entity)は、各階層に複数あってもよい。
MAC層は、多様な論理チャネルを多様なトランスポートチャネルにマッピングを行う。MAC層は、上位の無線リンク制御層(Radio Link Control layer:RLC層)とは論理チャネルで接続される。論理チャネルは、伝送される情報の種類によって大きく分けられ、制御情報を伝送する制御チャネルとユーザー情報を伝送するトラフィックチャネルに分けられる。MAC層は、間欠受送信(DRX・DTX)を行うためにPHY層の制御を行う機能、送信電力の情報を通知する機能、HARQ制御を行う機能等を持っている。
また、MAC層は、各論理チャネルに対応する送信バッファのデータ量を通知する機能(バッファステータスレポート(Buffer Status Report:BSR))、上りリンクデータを送信するための無線リソース要求を行う機能(スケジューリングリクエスト(Scheduling Request))を持っている。MAC層は、初期アクセスやスケジューリングリクエストなどを行う場合にランダムアクセス手順を実行する。
RLC層は、上位層から受信したデータを分割(Segmentation)及び連結(Concatenation)し、下位層が適切にデータ送信できるようにデータサイズを調節する。また、RLC層は、各データが要求するQoS(Quality of Service)を保証するための機能も持つ。すなわち、RLC層は、データの再送制御等の機能を持つ。
パケットデータコンバージェンスプロトコル層(Packet Data Convergence Protocol layer:PDCP層)は、ユーザーデータであるIPパケットを無線区間で効率的に伝送するために、不要な制御情報の圧縮を行うヘッダ圧縮機能を持つ。また、PDCP層は、データの暗号化の機能も持つ。
無線リソース制御層(Radio Resource Control layer:RRC層)は、制御情報のみ定義される。RRC層は、無線ベアラ(Radio Bearer:RB)の設定・再設定を行い、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルの制御を行う。RBは、シグナリング無線ベアラ(Signaling Radio Bearer:SRB)とデータ無線ベアラ(Data Radio Bearer:DRB)とに分けられ、SRBは、制御情報であるRRCメッセージを送信する経路として利用される。DRBは、ユーザー情報を送信する経路として利用される。基地局装置と移動局装置のRRC層間で各RBの設定が行われる。
尚、PHY層は一般的に知られる開放型システム間相互接続(Open Systems Interconnection:OSI)モデルの階層構造の中で第一層の物理層に対応し、MAC層、RLC層及びPDCP層はOSIモデルの第二層であるデータリンク層に対応し、RRC層はOSIモデルの第三層であるネットワーク層に対応する。
ランダムアクセス手順について説明する。ランダムアクセス手順には、Contention based Random Access手順(競合ベースランダムアクセス手順)とNon-contention based Random Access手順(非競合ベースランダムアクセス手順)の2つのアクセス手順がある(非特許文献1)。
図8は、Contention based Random Access手順を示す図である。Contention based Random Access手順は、移動局装置間で競合(衝突)する可能性のあるランダムアクセスであり、Contention based Random Access手順は、基地局装置と接続(通信)していない状態からの初期アクセス時や基地局装置と接続中であるが、上りリンク同期が外れている状態で移動局装置に上りリンクデータ送信が発生した場合のスケジューリングリクエストなどに行われる。
図9は、Non-contention based Random Access手順を示す図である。Non-contention based Random Access手順は、移動局装置間で競合が発生しないランダムアクセスであり、基地局装置と移動局装置が接続中であるが、上りリンクの同期が外れている場合に迅速に移動局装置と基地局装置との間の上りリンク同期をとるためにハンドオーバーや移動局装置の送信タイミングが有効でない場合等の特別な場合に基地局装置から指示されて移動局装置がランダムアクセスを開始する(非特許文献1)。Non-contention based Random Access手順は、RRC(Radio Resource Control:Layer3)層のメッセージ及び物理下りリンク制御チャネルPDCCHの制御データにより指示される。
図8を用いて、Contention based Random Access手順を簡単に説明する。まず、移動局装置1−1がランダムアクセスプリアンブルを基地局装置5に送信する(メッセージ1:(1)、ステップS1)。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置5が、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答(ランダムアクセスレスポンスメッセージ)を移動局装置1−1に送信する(メッセージ2:(2)、ステップS2)。移動局装置1−1がランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれているスケジューリング情報を元に上位レイヤ(Layer2/Layer3)のメッセージを送信する(メッセージ3:(3)、ステップS3)。基地局装置5は、(3)の上位レイヤメッセージを受信できた移動局装置1−1に競合確認メッセージを送信する(メッセージ4:(4)、ステップS4)。尚、Contention based Random Accessをランダムプリアンブル送信とも言う。
図9を用いて、Non-contention based Random Access手順を簡単に説明する。まず、基地局装置5は、プリアンブル番号(または、シーケンス番号)と使用するランダムアクセスチャネル番号を移動局装置1−1に通知する(メッセージ0:(1’)、ステップS11)。移動局装置1−1は、指定されたプリアンブル番号のランダムアクセスプリアンブルを指定されたランダムアクセスチャネルRACHに送信する(メッセージ1:(2’)、ステップS12)。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置5が、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答(ランダムアクセスレスポンスメッセージ)を移動局装置1−1に送信する(メッセージ2:(3’)、ステップS13)。ただし、通知されたプリアンブル番号の値が0の場合は、Contention based Random Access手順を行なう。尚、Non-contention based Random Accessを専用プリアンブル送信とも言う。
図8及び図10を用いて、移動局装置1−1が基地局装置5への接続手順を説明する。まず、移動局装置1−1は、物理報知チャネルPBCH等から基地局装置5のシステム情報を取得し、システム情報に含まれているランダムアクセス関連情報からランダムアクセス手順を実行し基地局装置5との接続を行なう。移動局装置1−1は、システム情報のランダムアクセス関連情報等からランダムアクセスプリアンブルを生成する。そして、移動局装置1−1は、ランダムアクセスチャネルRACHでランダムアクセスプリアンブルを送信する(メッセージ1:(1))。
基地局装置5は、移動局装置1−1からのランダムアクセスプリアンブルを検出すると、ランダムアクセスプリアンブルから移動局装置1−1と基地局装置5との間の送信タイミングのずれ量を算出し、Layer2(L2)/Layer3(L3)メッセージを送信するためスケジューリング(上りリンク無線リソース位置(物理上りリンク共用チャネルPUSCHの位置)、送信フォーマット(メッセージサイズ)などの指定)を行ない、Temporary C−RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity:移動局装置識別情報)を割り当て、物理下りリンク制御チャネルPDCCHにランダムアクセスチャネルRACHのランダムアクセスプリアンブルを送信した移動局装置1−1宛の応答(ランダムアクセスレスポンスメッセージ)を示すRA−RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identity:ランダムアクセスレスポンス識別情報)を配置し、物理下りリンク共用チャネルPDSCHに送信タイミング情報、スケジューリング情報、Temporary C−RNTIおよび受信したランダムアクセスプリアンブルの情報を含んだランダムアクセスレスポンスメッセージを送信する(メッセージ2:(2))。
移動局装置1−1は、物理下りリンク制御チャネルPDCCHにRA−RNTIがあることを検出すると、物理下りリンク共用チャネルPDSCHに配置されたランダムアクセスレスポンスメッセージの中身を確認し、送信したランダムアクセスプリアンブルの情報が含まれている場合、送信タイミング情報から上りリンクの送信タイミングを調整し、スケジューリングされた無線リソースと送信フォーマットでC−RNTI(またはTemporary C-RNTI)または、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)等の移動局装置1−1を識別する情報を含むL2/L3メッセージを送信する(メッセージ3:(3))。
移動局装置1−1は、送信タイミングを調整した場合に、送信タイミングタイマーをスタートする。送信タイミングタイマーが動作している(または、走っている)間は、送信タイミングは有効となり、送信タイミングタイマーが満了する、または、停止している場合、送信タイミングは無効となる。送信タイミングが有効の間、移動局装置1−1は、基地局装置5へのデータ送信が可能であり、送信タイミングが無効の場合、移動局装置1−1は、ランダムアクセスプリアンブルの送信のみ可能である。また、送信タイミングが有効な期間を上りリンク同期状態と言い、送信タイミングが有効でない期間を上りリンク非同期状態とも言う。
基地局装置5は、移動局装置1−1からのL2/L3メッセージを受信すると、受信したL2/L3メッセージに含まれるC−RNTI(またはTemporary C-RNTI)またはIMSIを使用して移動局装置1−1〜1−3間で競合(衝突)が起こっているかどうか判断するための競合確認(コンテンションレゾリューション)メッセージを移動局装置1−1に送信する(メッセージ4:(4))。
移動局装置1−1はL2/L3メッセージを送信すると、コンテンションレゾリューションタイマーをスタートする。移動局装置1−1は、コンテンションレゾリューションタイマーが動作中に競合確認メッセージを受信した場合、ランダムアクセス手順を終了する。
尚、移動局装置1−1は、ランダムアクセスレスポンス受信期間(Random Access Response window)に送信したランダムアクセスプリアンブルに対応するプリアンブル番号を含むランダムアクセスレスポンスメッセージを検出しなかった場合、メッセージ3の送信に失敗した場合、または、コンテンションレゾリューションタイマータイマーが満了するまでに競合確認メッセージに自移動局装置1−1の識別情報を検出しなかった場合、ランダムアクセスプリアンブルの送信(メッセージ1:(1))からやり直す。
そして、ランダムアクセスプリアンブルの送信回数がシステム情報で示されたランダムアクセスプリアンブルの最大送信回数を越えた場合、移動局装置1−1は、ランダムアクセス失敗と判断し、基地局装置5との通信を切断する。尚、ランダムアクセス手順成功後は、更に基地局装置5と移動局装置1−1との間で接続の為の制御データのやり取りがされる。この時、基地局装置5は、個別に割り当てる上りリンク参照信号や物理上りリンク制御チャネルPUCCHの割り当て情報を移動局装置1−1に通知する。
ランダムアクセス手順完了以降の上りリンクの送信タイミングの更新は、図10に示すように基地局装置5が移動局装置1−1から送信される上りリンク参照信号(測定用参照信号、または、復調用参照信号)を測定して、送信タイミングを算出し、算出した送信タイミング情報を含む送信タイミングメッセージを移動局装置1−1に通知することで行なわれる。
移動局装置1−1は、基地局装置5から通知された送信タイミングメッセージで示された送信タイミングを更新すると送信タイミングタイマーを再スタート(restart)する。尚、基地局装置5も移動局装置1−1と同じ送信タイミングタイマーを保持しており、送信タイミング情報を送信した場合、送信タイミングタイマーをスタート、または、再スタートする。このようにすることで、基地局装置5と移動局装置1−1で上りリンク同期状態を管理する。尚、送信タイミングタイマーが満了した場合、または、送信タイミングタイマーが動作していない場合、送信タイミングは無効である。
3GPPでは、LTEの更なる進化のLTE−Advancedの議論も行われている。LTE−Advancedでは、上りリンクおよび下りリンクでそれぞれ最大100MHz帯域幅までの帯域を使用して、最大で下りリンク1Gbps以上、上りリンク500Mbps以上の伝送レートの通信を行なうことを想定している。
LTE−Advancedでは、LTEの移動局装置も収容できるようにLTEの20MHz以下の帯域を複数個束ねることで、最大で100MHz帯域を実現することを考えている。尚、LTE−Advancedでは、LTEの1つの20MHz以下の帯域をコンポーネントキャリア(Component Carrier : CC)と呼んでいる(非特許文献1)。
また、1つの下りリンクのコンポーネントキャリアと1つの上りリンクのコンポーネントキャリアを組み合わせて1つのセルを構成する。尚、1つの下りリンクコンポーネントキャリアのみでも1つのセルを構成できる。複数セルを束ねて、複数セルを介して基地局装置と移動局装置が通信を行うことをキャリアアグリゲーションと言う。
1つの基地局装置が、移動局装置の通信能力や通信条件にあった複数のセルを割り当て、割り当てた複数のセルを介して移動局装置と通信を行なうようにしている。尚、移動局装置に割り当てられた複数のセルは、1つのセルを第一セル(プライマリーセル(Primary Cell:PCell))とそれ以外のセルを第二セル(セカンダリーセル(Secondary Cell:SCell))とに分類される。第一セルには、物理上りリンク制御チャネルPUCCHの割り当てなど特別な機能が設定されている。
一方、LTE−Advancedでは、マシンタイプコミュニケーション(Machine Type Communication: MTC)またはマシン間通信(Machine To Machine: M2M)に対応する移動局装置のような特定のカテゴリーに対する移動局装置の低コスト化に関する検討が行われている(非特許文献2)。以下、MTC/M2Mの移動局装置、またはMTC/M2Mの通信デバイスを、MTCUE(Machine Type Communication User Equipment)とも称する。
LTE規格及びLTE−Advanced規格に対応した低コストのMTCUEを実現するために、送受信帯域幅の狭帯域化、アンテナポート数/RFチェーン数の削減、送受信データ転送レートの低減、半二重周波数分割多重(Half-duplex Frequency Division Duplex)方式の採用、送受信電力の低減、間欠受信間隔の延長などのコスト低減方法が提案されている。また、低コストのMTCUEを実現する方法として、MTCUEの送受信RF回路、送受信ベースバンド回路の最大帯域幅の低減(Reduction of maximum bandwidth)が有効であることも提案されている。
また、アンテナポート数の削減などの影響による受信送信特性の低下を補償するため、1回のデータ送信に対して下りリンクデータまたは下りリンク信号を繰り返してMTCUEに送信し、また、MTCUEは1回のデータ送信に対して上りリンクデータまたは上りリンク信号を繰り返して基地局装置に送信するようなことが考えられている。
また、MTCの検討では、低コスト化の検討だけでなく、MTCUEの送受信範囲を拡張させるためのカバレッジ拡張(Coverage Enhancement)の検討も行われている。送受信電力の低減およびカバレッジを拡張させるために、基地局装置は、1回のデータ送信に対して下りリンクデータまたは下りリンク信号を繰り返してMTCUEに送信し、また、MTCUEは1回のデータ送信に対して上りリンクデータまたは上りリンク信号を繰り返して基地局装置に送信するようなことが考えられている。
MTCUEは、1回のデータ受信に対して基地局装置からのデータを繰り返し受信し、繰り返し受信したデータを加算してデータを復調する。また、基地局装置もMTCUEからのデータを繰り返し受信し、繰り返し受信したデータを加算してデータを復調する。
例えば、基地局装置は、物理報知チャネルPBCHを40ms以内に複数回繰り返してMTCUEに送信する。また、基地局装置は、物理下りリンク共用チャネルPDSCH、物理下りリンク制御チャネルPDCCH、拡張物理制御チャネルEPDCCH(enhanced Physical Downlink Control Channel)を複数回繰り返してMTCUEに送信する。MTCUEは、物理上りリンク共用チャネルPUSCH、物理上りリンク制御チャネルPUCCH等を複数回繰り返して基地局装置に送信する。
また、ランダムアクセス手順では、MTCUEが、同じランダムアクセスプリアンブルを複数の物理ランダムアクセスチャネルPRACHを使用して、繰り返して送信する。そして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置は、ランダムアクセスレスポンスメッセージを繰り返し送信する。また、メッセージ3および競合確認メッセージも繰り返し送信される。尚、基地局装置は、繰り返し送受信回数をセル内のMTCUEに報知チャネルBCHで通知したり、また、MTCUE個別に通知したりする(非特許文献3)。
例えば、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数またはランダムアクセスレスポンスメッセージの繰り返し受信回数は、報知チャネルBCHで通知される。また、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数には、複数種類の繰り返し送信回数があり、MTCUEが複数種類の繰り返し送信回数から1つの繰り返し送信回数を選択できるようなことも検討されている。基地局装置から設定された繰り返し送信回数のことを、1試行回数(attempt)とも称する。
物理下りリンク制御チャネルPDCCHの受信、拡張物理制御チャネルEPDCCHの受信、物理上りリンク制御チャネルPUCCHの送信および物理ランダムアクセスチャネルPRACH(またはランダムアクセスプリアンブル)の送信に対する繰り返し制御をレピティション(repetition)と呼び、物理下りリンク共用チャネルPDSCHの受信および物理上りリンク共用チャネルPUSCHの送信に対する繰り返し制御をバンドリング(bundling)とも呼ぶ。
バンドリングが設定されるとき、バンドルサイズが一つのバンドルのサブフレーム数を定義する。バンドリングオペレーションは同じバンドルを構成するそれぞれの送信に対する同じHARQプロセスを発動するHARQエンティティに頼る。一つのバンドル内で、HARQ再送は、ノンアダプティブであり、バンドルサイズに応じて、前回の送信からのフィードバックを待つことなしにトリガーされる。一つのバンドルのHARQフィードバックは、バンドルの最後のサブフレームに対してのみ端末装置によって受信(PUSCH用のHARQ−ACK)または送信(PDSCH用のHARQ−ACK)受信される。バンドリング処理は、MAC層で行われる。
尚、マシンタイプコミュニケーション(Machine Type Communication: MTC)またはマシン間通信(Machine To Machine: M2M)用に設計され、低コスト化および/またはカバレッジ拡張に対応移動局装置、またはMTC/M2Mの通信デバイスを、MTCUE(Machine Type Communication User Equipment)として以下に示す。ただし、このような移動局装置の用途はマシンタイプコミュニケーションやマシン間通信に限定されない。また、低コスト化やカバレッジ拡張などの特徴を持たない移動局装置を、単に移動局装置として以下に示す。
(実施形態)
[構成説明]
図1は、本発明の実施形態に係るMTCUEの構成を示す図である。MTCUE3−1〜3−3は、データ生成部101、送信データ記憶部103、送信HARQ処理部105、送信処理部107、無線部109、受信処理部111、受信HARQ処理部113、MAC情報抽出部115、PHY制御部117、MAC制御部119、データ処理部121、および、RRC制御部123から構成される。
上位層からのユーザーデータおよびRRC制御部123からの制御データは、データ生成部101に入力される。データ生成部101は、PDCP層、RLC層の機能を持つ。データ生成部101は、ユーザーデータのIPパケットのヘッダ圧縮やデータの暗号化、データの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。データ生成部101は、処理を行ったデータを送信データ記憶部103に出力する。
送信データ記憶部103は、データ生成部101から入力されたデータを蓄積し、MAC制御部119からの指示に基づいて指示されたデータを指示されたデータ量分だけ送信HARQ処理部105に出力する。また、送信データ記憶部103は、蓄積されたデータのデータ量の情報をMAC制御部119に出力する。
送信HARQ処理部105は、入力データに符号化を行い、符号化したデータにパンクチャ処理を行う。そして、送信HARQ処理部105は、パンクチャしたデータを送信処理部107に出力し、符号化したデータを保存する。送信HARQ処理部105は、MAC制御部119からデータの再送を指示された場合、保存してある(バッファリングしてある)符号化したデータから前回に行なったパンクチャと異なるパンクチャ処理を行い、パンクチャしたデータを送信処理部107に出力する。送信HARQ処理部105は、MAC制御部119からデータの消去を指示された場合、指定されたセルに対応するデータの消去を行う。
送信処理部107は、送信HARQ処理部105から入力されたデータに変調・符号化を行なう。送信処理部107は、変調・符号化されたデータをDFT(Discrete Fourier Transform(離散フーリエ変換))−IFFT(Inverse Fast Fourier Transform(逆高速フーリエ変換))処理し、処理後、CP(Cyclic prefix)を挿入し、CP挿入後のデータを上りリンクの各コンポーネントキャリア(セル)の物理上りリンク共用チャネル(PUSCH)に配置し、無線部109に出力する。
また、送信処理部107は、PHY制御部117から受信データの応答指示があった場合、ACKまたはNACK信号を生成し、生成した信号を物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)に配置し、無線部109に出力する。送信処理部107は、PHY制御部117からランダムアクセスプリアンブルの送信指示があった場合、ランダムアクセスプリアンブルを生成し、生成した信号を物理ランダムアクセスチャネルPRACHに配置し、無線部109に出力する。
無線部109は、送信処理部107から入力されたデータをPHY制御部117から指示された送信位置情報(送信セル情報)の無線周波数にアップコンバートし、送信電力を調整して送信アンテナからデータを送信する。また、無線部109は、受信アンテナより受信した無線信号をダウンコンバートし、受信処理部111に出力する。無線部109は、PHY制御部117から受信した送信タイミング情報を上りリンクの送信タイミングとして設定する。
受信処理部111は、無線部109から入力された信号をFFT(Fast Fourier Transform(高速フーリエ変換))処理、復号化、復調処理等を行なう。受信処理部111は、物理下りリンク制御チャネルPDCCHまたは拡張物理下りリンク制御チャネルEPDCCHの復調を行い、自移動局装置の下りリンク割り当て情報を検出した場合、下りリンク割り当て情報にもとづいて、物理下りリンク共用チャネルPDSCHの復調を行い、下りリンク割り当て情報を取得したことをMAC制御部119に出力する。
受信処理部111は、復調した物理下りリンク共用チャネルPDSCHのデータを受信HARQ処理部113に出力する。受信処理部111は、物理下りリンク制御チャネルPDCCHまたは拡張物理下りリンク制御チャネルEPDCCHの復調を行い、上りリンク送信許可情報(Uplink grant:上りリンクグラント)、上りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)を検出した場合、取得した応答情報をMAC制御部119に出力する。尚、上りリンク送信許可情報は、データの変調・符号化方式、データサイズ情報、HARQ情報、送信位置情報などがある。
受信HARQ処理部113は、受信処理部111からの入力データの復号処理を行い、復号処理に成功した場合、データをMAC情報抽出部115に出力する。受信HARQ処理部113は、入力データの復号処理に失敗した場合、復号処理に失敗したデータを保存する。受信HARQ処理部113は、再送データを受信した場合、保存してあるデータと再送データを合成し、復号処理を行う。また、受信HARQ処理部113は、入力データの復号処理の成否をMAC制御部119に通知する。
MAC情報抽出部115は、受信HARQ処理部113から入力されたデータからMAC層(Medium Access Control layer)の制御データを抽出し、抽出したMAC制御情報をMAC制御部119に出力する。MAC情報抽出部115は、残りのデータをデータ処理部121に出力する。データ処理部121は、PDCP層、RLC層の機能を持ち、圧縮されたIPヘッダの伸長(復元)機能や暗号化されたデータの復号機能、データの分割及び結合等の処理を行い、データを元の形に戻す。データ処理部121は、RRCメッセージとユーザーデータに分け、RRCメッセージをRRC制御部123に出力し、ユーザーデータを上位層に出力する。
PHY制御部117は、MAC制御部119からの指示により送信処理部107、無線部109、および、受信処理部111を制御する。PHY制御部117は、MAC制御部119から通知された変調・符号化方式、送信電力情報から変調・符号化方式を送信処理部107に通知し、送信セルの周波数情報および送信電力情報を無線部109に通知する。
また、PHY制御部117は、MAC制御部119の指示により、送信処理部107、無線部109および受信処理部111の電源(電力供給の)ON/OFF制御を行う。ON/OFF制御とは、電力供給を待機電力まで下げることを含む省電力制御を示す。PHY制御部117は、RRC制御部123から通知された繰り返し送受信回数にもとづいて送信処理部107、受信処理部111を制御する。
MAC制御部119は、MAC層の機能を持ち、RRC制御部123や下位層などから取得した情報をもとにMAC層の制御を行う。MAC制御部119は、RRC制御部123から指定されたデータ送信制御設定および送信データ記憶部103から取得したデータ量情報および受信処理部111から取得した上りリンク送信許可情報をもとにデータ送信優先順位を決定し、送信するデータに関する情報を送信データ記憶部103に通知する。また、MAC制御部119は、送信HARQ処理部105にHARQ情報を通知し、PHY制御部117に変調・符号化方式を出力する。
また、MAC制御部119は、受信処理部111から上りリンク送信データに対する応答情報を取得し、応答情報がNACK(否応答)を示していた場合、送信HARQ処理部105とPHY制御部117に再送を指示する。MAC制御部119は、受信HARQ処理部113からデータの復号処理の成否情報を取得した場合、PHY制御部117にACKまたはNACK信号を送信するように指示する。
MAC制御部119は、MAC情報抽出部115から入力されたMAC制御情報の中で間欠受信(DRX)制御情報を取得した場合、間欠受信制御を行うために無線部109、送信処理部107及び受信処理部111の動作開始/動作停止制御を行うためにPHY制御部117を制御する。
また、MAC制御部119は、ランダムアクセス手順を実行する。MAC制御部119は、ランダムアクセスプリアンブルの選択、ランダムアクセスレスポンスメッセージの受信処理、コンテンションレゾリューションタイマーの管理等の処理を行う。
MAC制御部119は、RRC制御部123から送信タイミングタイマー情報を取得する。MAC制御部119は、送信タイミングタイマーを用いて上りリンクの送信タイミングを有効・無効を管理する。MAC制御部119は、MAC情報抽出部115から入力されたMAC制御情報の中で送信タイミングメッセージに含まれる送信タイミング情報をPHY制御部117へ出力する。MAC制御部119は、送信タイミングを適用した場合、送信タイミングタイマーをスタートまたはリスタートさせる。
MAC制御部119は、送信タイミングタイマーが満了した場合、送信HARQ処理部105に保存してあるデータの消去を指示する。MAC制御部119は、物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク測定用参照信号の無線リソースを解放するようRRC制御部123に通知する。また、MAC制御部119は、上りリンク送信許可情報を破棄する。
また、MAC制御部119は、RRC制御部123から取得した繰り返し制御タイマー情報を用いて繰り返し送受信制御を管理する。MAC制御部119は、MAC情報抽出部115から入力されたMAC制御情報の中で繰り返し制御タイマーのスタートまたは再スタートを指示する制御情報を取得した場合、繰り返し制御タイマーのスタートまたは再スタートをする。そして、MAC制御部119は、RRC制御部123に繰り返し制御タイマーが満了したことを通知する。尚、繰り返し制御タイマーの管理は、RRC制御部123が行ってもよい。
MAC制御部119は、送信データ記憶部103に蓄積されているデータ量情報であるバッファステータスレポート(BSR)を作成し、送信データ記憶部103に出力する。また、MAC制御部119は、送信電力情報であるパワーヘッドルームレポート(Power Headroom Report:PHR)を作成し、送信データ記憶部103に出力する。
RRC制御部123は、基地局装置5との接続・切断処理、制御データおよびユーザーデータのデータ送信制御設定など基地局装置5と通信を行うための各種設定を行う。RRC制御部123は、各種設定に伴う上位層との情報のやり取りを行い、前記各種設定に伴う下位層の制御を行う。
RRC制御部123は、RRCメッセージを作成し、作成したRRCメッセージをデータ生成部101に出力する。RRC制御部123は、データ処理部121から入力されたRRCメッセージを解析する。RRC制御部123は、自MTCUEの送信能力を示したメッセージを作成し、データ生成部101に出力する。また、RRC制御部123は、MAC層に必要な情報をMAC制御部119に出力し、物理層に必要な情報をPHY制御部117に出力する。
RRC制御部123は、送信タイミングタイマー情報を取得した場合、MAC制御部119に送信タイミングタイマー情報を出力する。RRC制御部123は、MAC制御部119から物理上りリンク制御チャネルPUCCHまたは上りリンク測定用参照信号の解放を通知された場合、割り当てられている物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク測定用参照信号を解放し、PHY制御部117に物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク測定用参照信号の解放を指示する。
RRC制御部123は、繰り返し送受信制御メッセージを取得した場合、MAC制御部119およびPHY制御部117に繰り返し送受信回数および繰り返し制御タイマー情報を出力する。RRC制御部123は、繰り返し制御タイマーが満了した場合、MAC制御部119およびPHY制御部117に1または最大の繰り返し送受信回数を通知する。
尚、送信処理部107、無線部109、受信処理部111、PHY制御部117は、物理層の動作を行い、送信データ記憶部103、送信HARQ処理部105、受信HARQ処理部113、MAC情報抽出部115、MAC制御部119は、MAC層の動作を行い、データ生成部101及びデータ処理部121は、RLC層及びPDCP層の動作を行い、RRC制御部123はRRC層の動作を行う。
図2は、本発明の実施形態に係る基地局装置の構成を示す図である。基地局装置5はデータ生成部201、送信データ記憶部203、送信HARQ処理部205、送信処理部207、無線部209、受信処理部211、受信HARQ処理部213、MAC情報抽出部215、PHY制御部217、MAC制御部219、データ処理部221およびRRC制御部223から構成される。
上位層からのユーザーデータおよびRRC制御部223からの制御データは、データ生成部201に入力される。データ生成部201は、PDCP層、RLC層の機能を持ち、ユーザーデータのIPパケットのヘッダ圧縮やデータの暗号化、データの分割及び結合等の処理を行い、データサイズを調節する。データ生成部201は、処理を行ったデータとデータの論理チャネル情報を送信データ記憶部203に出力する。
送信データ記憶部203は、データ生成部201から入力されたデータをユーザー毎に蓄積し、MAC制御部219からの指示に基づいて指示されたユーザーのデータを指示されたデータ量分だけ送信HARQ処理部205に出力する。また、送信データ記憶部203は、蓄積されたデータのデータ量の情報をMAC制御部219に出力する。
送信HARQ処理部205は、入力データに符号化を行い、符号化したデータにパンクチャ処理を行う。そして、送信HARQ処理部205は、パンクチャしたデータを送信処理部207に出力し、符号化したデータを保存する。送信HARQ処理部205は、MAC制御部219からデータの再送を指示された場合、保存してある符号化したデータから前回に行なったパンクチャと異なるパンクチャ処理を行い、パンクチャしたデータを送信処理部207に出力する。
送信処理部207は、送信HARQ処理部205から入力されたデータに変調・符号化を行なう。送信処理部207は、変調・符号化されたデータを各セルの物理下りリンク制御チャネルPDCCH、下りリンク同期信号、物理報知チャネルPBCH、物理下りリンク共用チャネルPDSCHなどの信号及び各チャネルにマッピングし、マッピングしたデータを直列/並列変換、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform(逆高速フーリエ変換))変換、CP挿入などのOFDM信号処理を行い、OFDM信号を生成する。
そして、送信処理部207は、生成したOFDM信号を無線部209に出力する。また、送信処理部207は、MAC制御部219から受信データの応答指示があった場合、ACKまたはNACK信号を生成し、生成した信号を物理下りリンク制御チャネルPDCCHに配置し、無線部209に出力する。
無線部209は、送信処理部207から入力されたデータを無線周波数にアップコンバートし、送信電力を調整して送信アンテナからデータを送信する。また、無線部209は、受信アンテナより受信した無線信号をダウンコンバートし、受信処理部211に出力する。受信処理部211は、無線部209から入力された信号をFFT(Fast Fourier Transform(高速フーリエ変換))処理、復号化、復調処理等を行なう。
受信処理部211は、復調したデータの中で物理上りリンク共用チャネルPUSCHのデータを受信HARQ処理部213に出力する。また、受信処理部211は、復調したデータの中で物理上りリンク制御チャネルPUCCHから取得した制御データの下りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)、下りリンク無線品質情報(CQI)及び上りリンク送信要求情報(スケジューリングリクエスト)をMAC制御部219に出力する。また、受信処理部211は、MTCUE3−1の上りリンク測定用参照信号から上りリンク無線品質を算出し、上りリンク無線品質情報をRRC制御部223およびMAC制御部219に出力する。
受信処理部211は、ランダムアクセスプリアンブルを検出した場合、検出したランダムアクセスプリアンブルから送信タイミングを算出して、検出したランダムアクセスプリアンブルの番号と算出した送信タイミングをMAC制御部219に出力する。受信処理部211は、上りリンク参照信号から送信タイミングを算出して、算出した送信タイミングをMAC制御部219に出力する。
受信HARQ処理部213は、受信処理部211からの入力データの復号処理を行い、復号処理に成功した場合、データをMAC情報抽出部215に出力する。受信HARQ処理部213は、入力データの復号処理に失敗した場合、復号処理に失敗したデータを保存する。受信HARQ処理部213は、再送データを受信した場合、保存してあるデータと再送データを合成し、復号処理を行う。また、受信HARQ処理部213は、入力データの復号処理の成否をMAC制御部219に通知する。受信HARQ処理部213は、MAC制御部219からデータの消去を指示された場合、指定されたセルに対応するデータの消去を行う。
MAC情報抽出部215は、受信HARQ処理部213から入力されたデータからMAC層の制御データを抽出し、抽出した制御情報をMAC制御部219に出力する。MAC情報抽出部215は、残りのデータをデータ処理部221に出力する。データ処理部221は、PDCP層、RLC層の機能を持ち、圧縮されたIPヘッダの伸長(復元)機能や暗号化されたデータの復号機能、データの分割及び結合等の処理を行い、データを元の形に戻す。データ処理部221は、RRCメッセージとユーザーデータに分け、RRCメッセージをRRC制御部223に出力し、ユーザーデータを上位層に出力する。
MAC制御部219は、MAC層の機能を持ち、RRC制御部223や下位層などから取得した情報をもとにMAC層の制御を行う。MAC制御部219は、下りリンクおよび上りリンクのスケジューリング処理を行う。
MAC制御部219は、受信処理部211から入力された下りリンク送信データの応答情報(ACK/NACK)、下りリンク無線品質情報(CQI)、上りリンク無線品質情報および上りリンク送信要求情報(スケジューリングリクエスト)、MAC情報抽出部215から入力された制御情報及び送信データ記憶部203から取得したユーザー毎のデータ量情報、繰り返し送受信回数および、MTCUE3−1の受信動作状態にもとづいて下りリンク及び上りリンクのスケジューリング処理を行う。MAC制御部219は、スケジュール結果を送信処理部207に出力する。また、MAC制御部219は、RRC制御部223から取得した間欠受信パラメータからMTCUE3−1の受信動作状態を判断する。
また、MAC制御部219は、受信処理部211から上りリンク送信データに対する応答情報を取得し、応答情報がNACK(否応答)を示していた場合、送信HARQ処理部205と送信処理部207に再送を指示する。MAC制御部219は、受信HARQ処理部213からデータの復号処理の成否情報を取得した場合、送信処理部207にACKまたはNACK信号を送信するように指示する。
MAC制御部219は、受信処理部211からランダムアクセスプリアンブル番号と送信タイミングを取得した場合、ランダムアクセスレスポンスメッセージを作成し、ランダムアクセスレスポンスメッセージを送信データ記憶部203に出力する。また、MAC制御部219は、受信処理部211から送信タイミングを取得した場合、送信タイミングを含んだ送信タイミングメッセージを作成し、送信タイミングメッセージを送信データ記憶部203に出力する。
尚、MAC制御部219は、受信処理部211から通知されたランダムアクセスプリアンブル番号により、MTCUE、または移動局装置かを判断する。そして、ランダムアクセスレスポンスメッセージの送信、コンテンションレゾリューションの送信およびメッセージ3の受信に繰り返し送信または繰り返し受信が必要か判断し、ランダムアクセスレスポンスメッセージの送信、コンテンションレゾリューションの送信およびメッセージ3の受信のスケジューリングを行う。
また、MAC制御部219は、上りリンク送信タイミングの管理を行う。MAC制御部219は、送信タイミングタイマーを用いてMTCUE3−1の送信タイミンググループの上りリンク送信タイミングを管理する。MAC制御部219は、MTCUE3−1に送信タイミングメッセージを送信した場合、送信タイミングタイマーをスタートまたはリスタートする。
MAC制御部219は、MTCUE3−1において、受信HARQ処理部213にMTCUE3−1に対して保存してあるデータの消去を指示する。MAC制御部219は、MTCUE3−1に割り当てた物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク測定用参照信号の無線リソースを解放するようRRC制御部223に通知する。また、MAC制御部219は、MTCUE3−1に対する上りリンクデータのスケジューリングを停止する。
また、MAC制御部219は、RRC制御部223から取得した繰り返し制御タイマーを用いて繰り返し送受信を制御する。MAC制御部219は、繰り返し制御タイマーのスタートまたは再スタートを指示する制御情報を作成する。MAC制御部219は、繰り返し制御タイマーのスタートまたは再スタートを指示する制御情報が送信された場合、繰り返し制御タイマーのスタートまたは再スタートをする。
RRC制御部223は、MTCUE3−1との接続・切断処理、MTCUE3−1の制御データおよびユーザーデータをどのセルで送受信するかのデータ送信制御設定などMTCUE3−1と通信を行うための各種設定を行い、前記各種設定に伴う上位層との情報のやり取りを行い、前記各種設定に伴う下位層の制御を行う。
RRC制御部223は、各種RRCメッセージを作成し、作成したRRCメッセージをデータ生成部201に出力する。RRC制御部223は、データ処理部221から入力されたRRCメッセージを解析する。
RRC制御部223は、システム情報を含んだメッセージを作成する。尚、RRC制御部223は、MTCUE3−1に対するシステム情報を含んだメッセージと移動局装置1−1に対するシステム情報を含んだメッセージを作成してもよい。
RRC制御部223は、MTCUE3−1からの測定報告メッセージおよび/または受信処理部211からの上りリンク無線品質情報に基づいて繰り返し送受信回数(繰り返し受信回数、繰り返し送信回数)の情報を設定する。すなわち、RRC制御部223は、物理下りリンク共用チャネルPDSCH、物理下りリンク制御チャネルPDCCHおよび拡張物理制御チャネルEPDCCHの繰り返し受信回数と、物理上りリンク共用チャネルPUSCHおよび物理上りリンク制御チャネルPUCCHの繰り返し送信回数をMTCUE3−1毎に設定する。繰り返し送受信回数は、上りリンクと下りリンク毎に設定されてもよいし、物理チャネル毎に設定されてもよい。また、RRC制御部223は、MTCUE3−1に対する繰り返し制御タイマーを設定する。
そして、RRC制御部223は、繰り返し送受信回数および繰り返し制御タイマーのどちらか一つまたは両方を含んだ繰り返し送受信制御メッセージを作成し、繰り返し送受信制御メッセージを送信データ記憶部203に出力する。また、RRC制御部223は、MTCUE3−1に対して設定した繰り返し受信回数、繰り返し送信回数および繰り返し制御タイマーをMAC制御部219およびPHY制御部217に通知する。繰り返し送受信制御メッセージは、例えばRRC再設定メッセージでもよいし、新規のRRCメッセージでもよい。
また、RRC制御部223は、MAC層に必要な情報をMAC制御部219に出力し、物理層に必要な情報をPHY制御部217に出力する。RRC制御部223は、MAC制御部219から物理上りリンク制御チャネルPUCCHまたは上りリンク測定用参照信号の解放を通知された場合、割り当てられている物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク測定用参照信号を解放し、PHY制御部217に物理上りリンク制御チャネルPUCCHおよび上りリンク測定用参照信号の解放を指示する。
尚、送信処理部207、無線部209、受信処理部211は、PHY層の動作を行い、送信データ記憶部203、送信HARQ処理部205、受信HARQ処理部213、MAC情報抽出部215、MAC制御部219は、MAC層の動作を行い、データ生成部201及びデータ処理部221は、RLC層及びPDCP層の動作を行い、RRC制御部223はRRC層の動作を行う。
[動作説明]
図3〜図10で説明したような無線通信システムを想定する。そして、図3が示すように、基地局装置5とMTCUE3−1、3−2、3−3または移動局装置1−1、1−2、1−3とが通信を行う。
MTCUE3−1および基地局装置5の動作を説明する。MTCUE3−1は、セルサーチを行い、基地局装置5の1つのセルを見つける。MTCUE3−1は、セルの物理報知チャネルPBCHなどを受信し、システム情報(セルの物理チャネル構成、送信電力情報、ランダムアクセス手順に関連する情報、送信タイミングタイマー情報など)を取得する。
尚、ランダムアクセス手順に関連する情報は、物理ランダムアクセスチャネルPRACHの配置情報およびランダムアクセスプリアンブルの生成情報を含むランダムアクセスチャネル設定情報とランダムアクセスプリアンブルの選択情報、ランダムアクセスプリアンブルの送信電力情報、ランダムアクセスレスポンスメッセージ受信に関する情報、メッセージ3送信に関する情報およびコンテンションレゾリューションメッセージ受信に関する情報を含むランダムアクセス共通設定情報から構成される。
ランダムアクセスプリアンブルの選択情報は、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数に対応したランダムアクセスプリアンブルの選択範囲情報が含まれてもよい。また、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数に対応したランダムアクセスレスポンスメッセージ受信に関する情報、メッセージ3送信に関する情報およびコンテンションレゾリューションメッセージ受信に関する情報が複数構成されていてもよい。
尚、基地局装置5は、システム情報をMTCUE3−1に対して報知するシステム情報と移動局装置1−1に対して報知するシステム情報に分けてもよい。また、基地局装置5は、MTCUE3−1に対して報知するシステム情報の内容と移動局装置1−1に対して報知するシステム情報の内容で異なる内容を設定してもよい。例えば、基地局装置5は、従来のシステム情報のSystem Information Block Type 1(System Information Block Type1)を移動局装置1−1に報知する。また、基地局装置5は、新たなシステム情報のSystem Information Block Type 1A(System Information Block Type1A)をMTCUE3−1に報知するようにしてもよい。
そして、MTCUE3−1は、ランダムアクセスプリアンブルの選択情報を使用して、MTCUE3−1が使用するランダムアクセスプリアンブルを選択する。例えば、MTCUE3−1は、下りリンクの無線品質等にもとづいてランダムアクセスプリアンブルの選択範囲情報の中からランダムアクセスプリアンブルおよびランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数を選択するようにしてもよい。
繰り返し送信回数は、システム情報によってその最大値がセル毎に設定されてもよい。そして、MTCUE3−1は、初期アクセスのためにセルの物理ランダムアクセスチャネルPRACHのリソースを用いてランダムアクセスプリアンブルを送信する。ランダムアクセスプリアンブルは、ランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返し送信回数に達するまで、同じ送信電力で送信される。
ランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返し送信回数は、ランダムアクセス共通情報に含まれてもよい。また、ランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返し送信回数は、MTCUE3−1によって選択されるランダムアクセスプリアンブルと対応して設定されるようにしてもよい。ランダムアクセスプリアンブルの選択情報は、移動局装置が選択するランダムアクセスプリアンブルに関する情報とMTCUE3−1が選択するランダムアクセスプリアンブルに関する情報から構成されてもよい。
基地局装置5は、ランダムアクセスプリアンブル検出後、受信したランダムアクセスプリアンブルからMTCUE3−1の上りリンクの送信タイミングを算出し、送信タイミング情報を含んだランダムアクセスレスポンスメッセージを作成し、ランダムアクセスレスポンスメッセージを含んだ物理下りリンク共用チャネルPDSCHを繰り返し送信する。基地局装置5は、ランダムアクセスレスポンスメッセージにMTCUE3−1に対する繰り返し送信回数を含めてもよい。
そして、MTCUE3−1は、ランダムアクセスプリアンブル送信後、ランダムアクセスレスポンスメッセージ受信をするために、物理下りリンク制御チャネルPDCCHまたは拡張物理下りリンク制御チャネルEPDCCHでRA−RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identity:ランダムアクセスレスポンス識別情報)をランダムアクセスレスポンス受信期間(Random Access Response window)にモニタリングする。
MTCUE3−1は、物理下りリンク制御チャネルPDCCHまたは拡張物理下りリンク制御チャネルEPDCCHでRA−RNTIを検出した場合、ランダムアクセスレスポンスメッセージを含んだ物理下りリンク共用チャネルPDSCHを受信する。あるいは、MTCUE3−1は、送信したランダムアクセスプリアンブル、または、物理ランダムアクセスチャネルのリソース(配置情報)に対応した下りリンクリソース領域で送信される物理下りリンク共用チャネルPDSCHの受信を試みてもよい。
MTCUE3−1は、ランダムアクセスレスポンスメッセージを取得した場合、ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれる送信タイミング情報をセルの上りリンク送信タイミングとして設定し、送信タイミングタイマーをスタートする。MTCUE3−1は、セルを介してメッセージ3を基地局装置5へ繰り返し送信する。尚、MTCUE3−1は、メッセージ3に初期アクセスを示した内容を含める。ランダムアクセスレスポンスメッセージにMTCUE3−1に対する繰り返し送信回数に関する情報が設定されていた場合、MTCUE3−1は、ランダムアクセスレスポンスメッセージで設定された繰り返し送信回数に達するまで、メッセージ3を繰り返し送信する。
MTCUE3−1は、メッセージ3を送信するとコンテンションレゾリューションタイマーをスタートする。MTCUE3−1は、コンテンションレゾリューションタイマーの満了値(設定値)をランダムアクセスプリアンブルの送信繰り返し回数に応じて設定する。尚、コンテンションレゾリューションタイマーは、メッセージ3の繰り返し送信の1回目の送信でスタートされる。または、コンテンションレゾリューションタイマーは、メッセージ3の繰り返し送信の最後の送信でスタートされるようにしてもよい。
基地局装置5は、メッセージ3を受信すると、MTCUE3−1にコンテンションレゾリューションメッセージを繰り返し送信する。そして、MTCUE3−1は、コンテンションレゾリューションメッセージを基地局装置5から受信するとランダムアクセス手順を終了する。
尚、MTCUE3−1は、ランダムアクセスレスポンスメッセージおよびコンテンションレゾリューションメッセージを繰り返し受信する。MTCUE3−1は、メッセージ3を繰り返し送信する。また、基地局装置5は、ランダムアクセスレスポンスメッセージおよびコンテンションレゾリューションメッセージを繰り返し送信する。基地局装置5は、メッセージ3を繰り返し受信する。
ランダムアクセス手順に関連する繰り返し送信回数または繰り返し受信回数は、MTCUE3−1が送信したランダムアクセスプリアンブルと対応して設定されるようにしてもよい。また、ランダムアクセス手順に関連する繰り返し送信回数または繰り返し受信回数は、システム情報のランダムアクセス共通情報によってそれぞれ通知されるようにしてもよい。
例えば、ランダムアクセスレスポンスメッセージの繰り返し受信回数は、ランダムアクセスレスポンスメッセージ受信に関する情報に含まれてもよい。また、コンテンションレゾリューションの繰り返し受信回数はコンテンションレゾリューションメッセージ受信に関する情報に含まれてもよい。
また、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数またはランダムアクセスレスポンスメッセージの繰り返し受信回数に対応して、コンテンションレゾリューションタイマーの満了値が設定されるようにしてもよい。つまり、MTCUE3−1は、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数またはランダムアクセスレスポンスメッセージの繰り返し受信回数に対応してコンテンションレゾリューションタイマーの満了値を複数持つようにしてもよい。
また、コンテンションレゾリューションタイマーの満了値もシステム情報によってそれぞれ通知されるようにしてもよい。例えば、ランダムアクセスプリアンブルの送信繰り返し回数が5回、10回、20回の3種類から選択可能な場合、コンテンションレゾリューションタイマーの満了値は送信繰り返し回数に対応する値、例えば、それぞれ100ms、200ms、400msの3種類から一意に、あるいは任意に選択可能な設定がされるようにしてもよい。また、例えば、選択したランダムアクセスプリアンブルの送信繰り返し回数に対応した計算式、あるいはレピティションのレベルに基づいてコンテンションレゾリューションタイマーの値が一意に設定されるようにしてもよい。
基地局装置5は、上記例のようなランダムアクセスプリアンブルの繰り返し送信回数に応じた複数種類のコンテンションレゾリューションタイマーの満了値をMTCUE3−1に通知してもよい。また、基地局装置5は、基本となるコンテンションレゾリューションタイマーの満了値をMTCUE3−1に通知する。MTCUE3−1は、基本となるコンテンションレゾリューションタイマーの満了値とランダムアクセスプリアンブルの送信繰り返し回数からコンテンションレゾリューションタイマーの満了値を算出するようにしてもよい。
また、MTCUE3−1は、基本となるコンテンションレゾリューションタイマーの満了値とコンテンションレゾリューションの受信繰り返し回数からコンテンションレゾリューションタイマーの満了値を算出するようにしてもよい。尚、コンテンションレゾリューションタイマーの満了値はコンテンションレゾリューションメッセージ受信に関する情報に含まれるようにしてもよい。
また、MTCUE3−1は、ランダムアクセスレスポンス受信期間もコンテンションレゾリューションタイマーの満了値と同様にランダムアクセスプリアンブルの送信繰り返し回数に応じて受信期間を算出するようにしてもよい。また、ランダムアクセスレスポンス受信期間は、コンテンションレゾリューションタイマーの満了値と同様にアクセスプリアンブルの送信繰り返し回数に応じて複数種類選択可能な設定がされるようにしてもよい。尚、ランダムアクセスレスポンス受信期間は、ランダムアクセスレスポンスメッセージ受信に関する情報に含まれるにしてもよい。
尚、ランダムアクセスレスポンスメッセージを受信できなかった場合、または、コンテンションレゾリューションタイマーが満了するまでにコンテンションレゾリューションメッセージを受信できなかった場合、MTCUE3−1は、ランダムアクセス手順をランダムアクセスプリアンブルの選択からやり直す。
ランダムアクセス手順を終了後、基地局装置5とMTCUE3−1間で、物理下りリンク共用チャネルPDSCHおよび物理上りリンク共用チャネルPUSCHを用いてデータの送受信を行う。基地局装置5とMTCUE3−1間は、物理下りリンク共用チャネルPDSCHおよび物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返しによる送受信を行う。
ランダムアクセス手順を終了後の物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数または物理下りリンク共用チャネルPDSCHの繰り返し受信回数は、ランダムアクセスプリアンブルと対応して設定されるようにしてもよい。また、ランダムアクセス手順を終了後の繰り返し送信回数または繰り返し受信回数は、MTCUE3−1にシステム情報の中でそれぞれ通知されるようにしてもよい。
基地局装置5は、繰り返し送信回数または繰り返し受信回数をMTCUE3−1個別に設定してもよい。繰り返し送信回数または繰り返し受信回数は、別々に設定されてもよいし、同時に設定されてもよい。基地局装置5は、物理下りリンク制御チャネルPDCCH、拡張物理下りリンク制御チャネルEPDCCHおよび物理上りリンク制御チャネルPUCCHの繰り返し回数をそれぞれ設定するようにしてもよい。
尚、基地局装置5は、通知されたMTCUE3−1の自セルおよび周辺セルの無線品質測定報告(measurement report)、MTCUE3−1から通知されたCQIまたはMTCUE3−1から送信された上りリンク参照信号(SRS)の無線品質にもとづいて、物理下りリンク共用チャネルPDSCHおよび/または物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数または繰り返し受信回数を決定/変更するようにしてもよい。例えば、基地局装置5は、無線品質が悪化した場合、繰り返し回数を増やし、無線品質が良化した場合、繰り返し回数を減らすように設定してもよい。
また、基地局装置5は、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数または物理下りリンク共用チャネルPDSCHの繰り返し受信回数の有効期間を設定するようにしてもよい。繰り返し送信回数または繰り返し受信回数の有効期間は、タイマーを用いて基地局装置5およびMTCUE3−1の間で制御するようにしてもよい。また、MTCUE3−1および基地局装置5は、繰り返し送信回数の有効期間を示すタイマーと繰り返し受信回数の有効期間を示すタイマーをそれぞれ持つようにしてもよい。尚、このタイマーを繰り返し制御タイマーと称して以下に示す。
例えば、基地局装置5は、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数または物理下りリンク共用チャネルPDSCHの繰り返し受信回数のそれぞれをMTCUE3−1に通知し、繰り返し制御タイマーに関する情報(例えば、繰り返し制御タイマーの満了値)を通知する。MTCUE3−1は、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数および物理下りリンク共用チャネルPDSCHの繰り返し受信回数を設定し、繰り返し制御タイマーをスタートさせる。
繰り返し制御タイマーが動作している(running)間、MTCUE3−1は、基地局装置5から設定された繰り返し回数で、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの送信または物理下りリンク共用チャネルPDSCHの受信を行う。繰り返し制御タイマーが満了した(または、停止している)場合、MTCUE3−1は、基地局装置5から個別に設定された繰り返し回数を破棄(または、削除、リリース、無効化)し、物理上りリンク制御チャネルPUCCHと、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数を所定の回数のレベルに設定し、物理下りリンク制御チャネルPDCCH、拡張物理制御チャネルEPDCCH、物理下りリンク共用チャネルPDSCHの繰り返し受信回数を所定の回数のサイズに設定する。
所定の回数とは、例えば1回、デフォルト値、基地局装置5からシステム情報またはRRCメッセージによって設定された値、そのセルがサポートする最大繰り返し回数、または初期値である。尚、初期値は、システム情報で通知されるようにしてもよいし、あらかじめ決められていてもよい。
繰り返し制御タイマーが動作している間に基地局装置5から新たな繰り返し回数の設定があった場合、MTCUE3−1は、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数または物理下りリンク共用チャネルPDSCHの繰り返し受信回数を再設定し、繰り返し制御タイマーを再スタートさせる。
尚、基地局装置5は、繰り返し制御タイマーのスタートまたは再スタートを示す情報を、別途、MTCUE3−1に通知するようにしてもよい。MTCUE3−1は、繰り返し制御タイマーのスタートを示す情報を受信した場合、繰り返し制御タイマーをスタートまたは再スタートし、設定された繰り返し回数を適用にする。また、基地局装置5は、繰り返し制御タイマーの停止を示す情報を、別途、MTCUE3−1に通知するようにしてもよい。
例えば、基地局装置5は、物理上りリンク共用チャネルPUSCHの繰り返し送信回数、物理下りリンク共用チャネルPDSCHの繰り返し受信回数または繰り返し制御タイマーの設定情報をRRC層のメッセージまたはMAC層のメッセージでMTCUE3−1に通知し、基地局装置5は、繰り返し制御タイマーのスタートまたは再スタートを示す情報をMAC層の制御メッセージで通知する。
また、繰り返し制御タイマーは、ランダムアクセスレスポンスメッセージの受信または、コンテンションレゾリューションメッセージの受信でスタートされるようにしてもよい。また、繰り返し制御タイマーは、メッセージ3の送信でスタートされるようにしてもよい。このようなランダムアクセス手順のメッセージによる繰り返し制御タイマーの起動の場合、繰り返し制御タイマーは、システム情報でMTCUE3−1に通知されことが望ましい。
また、繰り返し制御タイマーが満了した場合、MTCUE3−1は、基地局装置5に繰り返し制御タイマーが満了したことを通知するようにしてもよい。例えば、繰り返し制御タイマーが満了した場合、MTCUE3−1は、ランダムアクセス手順を実行する。MTCUE3−1は、メッセージ3に繰り返し制御タイマーの満了を示す情報を含めて基地局装置5に送信する。基地局装置5は、繰り返し制御タイマーの満了を示す情報を受信した場合、MTCUE3−1に繰り返し送受信回数を再設定する。
また、繰り返し制御タイマーのタイマー値(または満了値)は、繰り返し回数にもとづいて決定するようにしてもよい。また、繰り返し制御タイマーの値は、繰り返し回数から計算で算出するようにしてもよい。例えば、繰り返し回数がA(Aは自然数)の場合、繰り返し制御タイマーの値はA×nで決定されるようしてもよい。nはシステムで固定値(例えばn=10)でもよいし、RRCメッセージまたはシステム情報によって個別に設定されてもよい。
また、繰り返し制御タイマーは、送信タイミングタイマーを再利用するようにしてもよい。例えば、MTCUE3−1が送信タイミング情報を受信し、送信タイミングタイマーを再スタートする時、繰り返し送受信回数が通知されている場合、通知された繰り返し送受信回数の適用を開始する。繰り返し回数が通知されていない場合、MTCUE3−1は、設定されている繰り返し回数を継続する。送信タイミングタイマーが満了した場合、MTCUE3−1は上りリンク送信を停止し、適用している繰り返し送受信回数を破棄する。
尚、上記で示した物理上りリンク共用チャネルPUSCH、物理下りリンク共用チャネルPDSCH、物理上りリンク制御チャネルPUCCH、物理下りリンク制御チャネルPDCCH、拡張物理下りリンク制御チャネルEPDCCHおよび物理ランダムアクセスチャネルPRACHは、MTCUE専用の物理上りリンク共用チャネルPUSCH、物理下りリンク共用チャネルPDSCH、物理上りリンク制御チャネルPUCCH、物理下りリンク制御チャネルPDCCH、拡張物理下りリンク制御チャネルEPDCCHおよび物理ランダムアクセスチャネルPRACHでもよい。
尚、基地局装置5は、繰り返し回数を複数種類設定して、それぞれに対応したレピティションのレベル(Repetition Level)またはバンドリングのサイズ(Bundling Size)を設定するようにしてもよい。例えば、レピティションレベルが1の場合、繰り返し回数は10回に設定され、レピティションレベル2の場合、繰り返し回数は20回設定され、レピティションレベル3の場合、繰り返し回数は30回に設定される。基地局装置5はMTCUE3−1にレピティションレベルまたはバンドリングサイズを通知するようにしてもよい。また、MTCUE3−1は、レピティションレベルまたはバンドリングサイズにもとづいて、繰り返し制御タイマーの満了値、コンテンションレゾリューションタイマーの満了値またはランダムアクセスレスポンス受信期間を算出するようにしてもよい。
繰り返し送受信制御に関連する情報は、MTCUE3−1のみが受信し、移動局装置1−1が受信するシステム情報ブロック(例えば、system information block type2)とは異なるシステム情報ブロック(system information block type1A)を使って報知されるシステム情報にのみ含まれるようにしてもよい。基地局装置5は、レピティションレベル、バンドリングサイズ、繰り返し制御タイマーの満了値、レピティションレベルに対応したコンテンションレゾリューションタイマーの満了値など上記で説明したパラメータはMTCUE3−1が受信するシステム情報ブロック(system information block type1A)を使って報知されるシステム情報に含めるようにしてもよい。すなわち、移動局装置1−1が受信するシステム情報ブロック(system information block type2)を使って報知されるシステム情報のランダムアクセス共通設定情報とMTCUE3−1に報知されるシステム情報のランダムアクセス共通設定情報は、独立であり、異なってもよい。
尚、基地局装置5は、システム情報をRRCレベルで周期的に送信する。それぞれのシステム情報のMTCUE3−1の受信処理において、MTCUE3−1のMAC層ではHARQ処理が行われる。また、物理下りリンク制御チャネルPDCCHの受信、拡張物理制御チャネルEPDCCHの受信、物理上りリンク制御チャネルPUCCHの送信および物理ランダムアクセスチャネルPRACH(またはランダムアクセスプリアンブル)の送信に対する繰り返し制御は、MTCUE3−1のPHY層で行われる。
上記では、MTCUEは、移動局装置のタイプによって分類されてもよい。移動局装置を2つのタイプに分け、上記の移動局装置1−1の動作を行う移動局装置が第一のタイプの移動局装置に分類され、上記のMTCUE3−1の動作を行う移動局装置が第二のタイプに分類されようにしてもよい。また、移動局装置を2つのタイプに分け、移動局装置1−1の動作を行う移動局装置が第一のタイプの移動局装置に分類され、上記のMTCUE3−1の動作を行う移動局装置の中で異なる繰り返し回数が設定される移動局装置をそれぞれ第二のタイプと第三のタイプに分類されようにしてもよい。また、第一のタイプの移動局装置は、カテゴリー0からカテゴリー13のカテゴリーに分類され、第二のタイプの移動局装置は、第一のタイプの移動局装置で示されたカテゴリー以外のカテゴリーXに分類され、第三のタイプの移動局装置は、第一のタイプおよび第二のタイプの移動局装置で示されたカテゴリー以外のカテゴリーYに分類されるようにしてもよい。
また、具体的な数値を用いて説明された内容は、説明の便宜上用いた単なる数値の一例に過ぎず、適切な如何なる値が使用されてよい。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
実施形態では、端末装置もしくは通信装置の一例としてマシンタイプコミュニケーションに対応する移動局装置を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、AV機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来ることは言うまでもない。
また、説明の便宜上、実施形態のMTCUE3−1、基地局装置5を機能的なブロック図を用いて説明したが、MTCUE3−1、基地局装置5の各部の機能またはこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより移動局装置や基地局装置の制御を行なっても良い。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上記各実施形態に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。すなわち、本明細書の記載は例示説明を目的としたものであり、本発明の実施形態に対して何ら制限を加えるものではない。
1−1〜1−3 移動局装置
3−1〜3−3 MTCUE
5 基地局装置
101、201 データ生成部
103、203 送信データ記憶部
105、205 送信HARQ処理部
107、207 送信処理部
109、209 無線部
111、211 受信処理部
113、213 受信HARQ処理部
115、215 MAC情報抽出部
117、217 PHY制御部
119、219 MAC制御部
121、221 データ処理部
123、223 RRC制御部

Claims (10)

  1. 基地局装置が端末装置と通信を行う無線通信システムであって、
    前記基地局装置は、バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知し、
    前記端末装置は、
    前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信制御を行い、
    前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行うことを特徴とする無線通信システム。
  2. 請求項1の無線通信システムであって、
    前記タイマーが満了した場合、
    前記端末装置は前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルを所定のレベルおよび/または所定のサイズに設定することを特徴とする無線通信システム。
  3. 請求項2の無線通信システムであって、
    前記タイマーは、タイマーのスタートを示したMAC層のメッセージを受信した場合にスタートすることを特徴とする無線通信システム。
  4. 請求項2の無線通信システムであって、
    前記タイマーは、コンテンションレゾリューションを受信した場合にスタートすることを特徴とする無線通信システム。
  5. 基地局装置と通信を行う端末装置であって、
    前記基地局装置からバンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を受信し、
    前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信の制御を行い、
    前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行うことを特徴とする端末装置。
  6. 請求項5の端末装置システムであって、
    前記タイマーが満了した場合、
    前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルを所定レベルおよび/またはサイズに設定することを特徴とする端末装置。
  7. 端末装置と通信を行う基地局装置であって
    バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知することを特徴とする基地局装置。
  8. 基地局装置が端末装置と通信を行う無線通信システムの無線通信方法であって、
    前記基地局装置は、
    バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知するステップと、
    前記端末装置は、
    前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信の制御を行うステップと、
    前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行うステップとを少なくとも含むことを特徴とする無線通信方法。
  9. 基地局装置と通信を行う端末装置に適用される集積回路であって、
    前記基地局装置からバンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を受信する手段と、
    前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルにもとづいて送受信を行う手段と、
    前記タイマーにもとづいて前記バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルの制御を行う手段を有することを特徴とする集積回路。
  10. 端末装置と通信を行う基地局装置に適用される集積回路であって、
    バンドリングサイズおよび/またはレピティションレベルおよびタイマーの値を前記端末装置に通知する手段を有することを特徴とする集積回路。
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