JP4919795B2 - 無線通信基地局装置、無線通信端末装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信基地局装置、無線通信端末装置及び通信方法に関する。

3GPP (3rd Generation Partnership Project)で標準化が行われているLTE(Long Term Evolution)/SAE(System Architecture Evolution)における一つの大きな目的として、呼接続遅延の低減が挙げられる。呼接続は、RRC（Radio Resource Control）の確立と呼制御の二つが主な構成要素として挙げられる。そのため、この二つの構成要素における動作をいかに効率良く行うかが呼接続のポイントとなる。ここで、RRCは、無線制御の中核をなし、端末のMobility Control（接続する基地局の移動の指示等）をはじめとする機能を有するものである。また、呼制御は、上位局で行われ、認証やどの様な呼を張るかの確認等が含まれる。

図２９に、従来（UMTS）方式における呼接続手順の概略を示す。この図において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）１１では、端末は、基地局／無線制御局に対してRRC messageを送信するパワーの決定、message送信用リソースを確保するためのLayer1処理を行う。送信パワーの決定に関しては、端末が送信するパワーを最適化するものであり、端末が報知情報の受信品質等から決定した初期値で基地局に送信を始め、基地局から応答が来るまで徐々にパワーを上げ続けるものである。基地局／無線制御局から応答が来た時点でのパワー、またはそれにオフセットを付加したパワーがRRC messageを送る際のパワーとなる。送信用リソースの確保に関しては、複数の端末が同時に同じリソースを使用することを避けることを目的としている。

ＳＴ１２では、ＳＴ１１において決定したパワー、送信用リソースに基づいて、端末は基地局／無線制御局に対して、RRC Connectionの確立要求を送信する。この要求情報には、端末を識別するためのIdentifier、RRC Connection確立要求の理由等が含まれている。基地局では、その要求を受け取り、RRC Connectionの設定を指示するメッセージを送信する。このMessageには、端末をその基地局／無線制御局で管理するための端末のIdentifier、RRC messageを送信するための無線リソース・チャネル設定などが含まれている。この後、端末はRRC connectionを確立（チャネルの設定）し、終了後、応答メッセージを設定したチャネルを用いて送信する。

ＳＴ１３では、主に端末と上位局との間でメッセージの送受信が行われる。この送受信は、RRC messageに上位局用のメッセージを含むことにより行われる。ここで設定する内容としては、実施するサービスのレベル設定、端末と上位局の間の相互認証、セキュリティ（暗号、秘匿）の設定等である。なお、ここで、上位局から基地局に対する暗号鍵、秘匿鍵の設定なども行われる。

ＳＴ１４では、ＳＴ１３において決定されたサービスのレベルに応じて、実際にデータを送受信するチャネルの設定が行われる。これは、基地局／無線制御局と端末の間の無線の設定、及び、上位局と基地局／無線制御局の間のネットワークリソースの設定などがある。その後、データの通信が開始される。

なお、図２９に示した呼接続手順では、便宜上、「サービス通知・認証・セキュリティ設定」と「データ送受信用チャネル設定」とを完全に直列に記載したが、実際には、応答メッセージ等も考慮すると、一部入り組んだ流れとなっている。ただし、本質的には問題なく、「サービス通知・認証・セキュリティ設定」の後に「データ送受信用チャネル設定」が実施されるコンセプトとなる。また、基地局と無線制御局を一体化して説明したが、実際には二つの装置として分かれている。

このように、図２９に示した呼接続手順では、それぞれの処理（Layer1のRamping Process, RRC connection設定、サービス通知・認証・セキュリティ設定、データ送受信用チャネル設定等）が、直列処理されている。これにより呼接続に時間を要していた。また、RRC Connection設定と、データ送受信用チャネル設定とにおいて、チャネル設定を２回行っている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。このため、無線チャネル（Layer1）の再設定が必要となり、非効率であった。

そこで、上記の問題点を解決するため、現在、他の呼接続手順が3GPPで提案されており、この呼接続手順を図３０に示す。図３０において、ＳＴ２１では、端末は、基地局内で管理されるIdentifierを取得する。これは、Layer3の処理でもよいし、Layer2又はLayer1の処理でもよい。

ＳＴ２２では、ＳＴ２１において取得したIdentifierを用いて、端末がRRC Connectionの確立要求を基地局に送信する。従来（UMTS）の方式と異なる点としては、このRRC Connectionの確立要求に「上位局での認証、サービス設定のための情報（UMTSでのサービス通知・認証・セキュリティ設定に該当）」が含まれている点である。

ＳＴ２３では、基地局が上位局宛の情報を取り出して、ＳＴ２４において、上位局に送信する。また、同時に、RRC Connectionの確立のための準備を行う。

上位局では、基地局から送られてきた「上位局での認証、サービス設定のための情報（UMTSでのサービス通知・認証・セキュリティ設定に該当）」に基づいて、端末の認証、サービスレベルの決定、セキュリティのための準備等を行う。そして、ＳＴ２５では、応答メッセージを基地局に対して送信する。

ＳＴ２６では、基地局が受信したメッセージに基づいて、基地局と端末の間でのデータを送るための無線回線を決定する。そして、RRC Connectionの設定・データ用無線回線の設定を行うRRC messageを作成し、その中に上位局から送られてきたメッセージを埋め込んで、ＳＴ２７において、端末に対して送信する。

端末では、基地局から受信したメッセージに基づいて、RRC Connection・データ用の無線を設定する。また、セキュリティの設定、ネットワークの認証、サービスレベルの設定などを行う。この後、通信が開始される。

このように、図３０が示す呼接続手順では、基地局と上位局に対するMessageがConcatenationされて端末から送信される。また、基地局からのMessageは上位局からのMessageを待ってから送信する。
3GPP TR25.331，"Radio Resource Control(RRC) Protocol Specification" 3GPP TR24.008，"Mobile radio interface Layer 3 specification; Core network protocols; Stage3"

しかしながら、3GPPで提案されている呼接続手順では、RRC Connectionの確立に時間を要してしまう。なぜなら、上位局（CN）からの応答を待って、RRC Connection設定のMessageを送信するからである。これにより、具体的には、RRC Connectionを確立するタイミングが遅くなるので、それまでMobility controlができなくなってしまう。すなわち、RRC Connectionを確立するまでに端末が他のセルに移動してしまっている可能性があり、その際には、再度RRC Connection確立の手順を実施する等の処理が必要となってくる。また、RRC Connectionの確立遅延に着目すると、UMTSより性能劣化が生じる。

さらに、RRC Connection設定のMessageとNAS設定のMessageを同時に処理する場合、RRC Connectionの設定を含む無線チャネル（Layer1）の設定に要する時間が支配的となるため、NAS messageだけを受信する場合に比べて、受信後の設定時間が長くなってしまう要因となる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、呼接続遅延を低減する無線通信基地局装置、無線通信端末装置及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明の無線通信基地局装置は、無線通信端末装置から送信された呼確立要求を受信する受信手段と、前記呼確立要求に基づいて、上位局装置からの認証用情報受信前に前記無線通信端末装置との無線接続を行い、前記認証用情報受信後に前記通信端末装置へのデータチャネルの割り当てを開始する無線制御手段と、無線接続された前記無線通信端末装置に、前記上位局装置からの前記認証用情報受信前に無線品質を測定させる無線品質測定制御手段と、を具備する構成を採る。

本発明の通信方法は、無線通信基地局装置により実行される通信方法であって、前記無線通信基地局装置が、無線通信端末装置から送信された呼確立要求に基づいて、上位局装置からの認証用情報受信前に前記無線通信端末装置との無線接続を行うステップと、前記無線通信基地局装置が、無線接続された前記無線通信端末装置に、前記上位局装置からの認証情報用情報受信前に無線品質を測定させるステップと、前記無線通信基地局装置が、前記認証用情報受信後に前記通信端末装置へのデータチャネルの割り当てを開始するステップと、を具備するようにした。

本発明によれば、呼接続遅延を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

以下の実施の形態では、基地局に無線制御機能を備え、その上位局として存在する局に認証、サービスレベル決定等の機能を備える場合について説明する。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、基地局より上位の局が無線制御機能を備えてもよいし、無線制御と認証、サービスレベル決定を行う局が同じノードであってもよい。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置１００の構成を示すブロック図である。この図において、端末制御メッセージ受信部１０１は、通信端末装置（以下、「端末」という）から送信されたメッセージ（例えば、RRC message, NAS message等のLayer3に相当するメッセージ）を受信し、基地局装置（以下、「基地局」という）１００において処理するメッセージと、上位局において処理するメッセージとに分離する。端末制御メッセージ受信部１０１は、上位局において処理するメッセージを端末側上位局用メッセージ処理部１０２に出力し、基地局１００において処理するメッセージを端末側基地局用メッセージ処理部１０３に出力する。ただし、上位局用のメッセージがRRC messageと別に送信されている場合には、単なる振り分け処理となる。UMTSのように、RRC messageに上位局用のメッセージが埋め込まれている場合には、その上位局用のメッセージを抽出する処理が必要となる。

端末側上位局用メッセージ処理部１０２は、端末制御メッセージ受信部１０１から出力されたメッセージを取得し、このメッセージを送信した端末を管理している上位局に対して、メッセージを正確に送信するためのプロトコル処理を行う。そして、宛先などを含めたヘッダをメッセージに付与して、上位局に送信する。なお、ここで用いるプロトコルについては特に限定するものではない。

端末側基地局用メッセージ処理部１０３は、端末制御メッセージ受信部１０１から出力されたメッセージのうち、無線制御メッセージを取得し、取得した無線制御メッセージに含まれる無線回線設定要求に応じて、無線回線の設定を決定する。このとき、上位局における認証を受けることなく、無線回線の設定を決定する。決定した無線回線の設定内容は無線制御部１０７に出力される一方、応答メッセージが端末制御メッセージ送信部１０５に出力される。

上位局制御メッセージ受信部１０４は、上位局から送信された制御メッセージ（NAS message等のLayer3に相当するメッセージ）を受信し、受信したメッセージのうち、基地局１００において処理するメッセージを上位局側基地局用メッセージ処理部１０６に出力し、端末に送信するメッセージは端末制御メッセージ送信部１０５に出力する。なお、１つのメッセージが基地局１００において処理され、かつ、端末に送信される場合には、該メッセージをコピーして、一方を上位局側基地局用メッセージ処理部１０６に出力し、他方を端末制御メッセージ送信部１０５に出力することも考えられる。

端末制御メッセージ送信部１０５は、端末側基地局用メッセージ処理部１０３から出力された応答メッセージと、上位局制御メッセージ受信部１０４から出力された端末宛メッセージとにプロトコル処理を行い、プロトコル処理したメッセージを端末宛に送信する。

上位局側基地局用メッセージ処理部１０６は、上位局制御メッセージ受信部１０４から出力されたメッセージを取得し、取得したメッセージに基づいて、基地局１００内で行う制御を決定する。すなわち、実際に端末に対して通信を許可するか否か、また、どのようなサービスレベルの通信を許可するかなどを決定する。決定した内容は無線制御部１０７に出力される。

無線制御部１０７は、端末側基地局用メッセージ処理部１０３から出力された無線回線の設定内容に従い、上位局における認証の前に無線制御を行い、チャネルを確立する。また、上位局側基地局用メッセージ処理部１０６から出力された端末に対する通信許可、サービスレベルの情報に基づいて、スケジューリングを行う。なお、スケジューリングは、上位局における認証の後に行われる。

次に、上述した基地局１００の動作について図２を用いて説明する。図２において、ＳＴ２０１では、端末制御メッセージ受信部１０１が端末から送信されたメッセージを受信し、ＳＴ２０２では、端末制御メッセージ受信部１０１が受信したメッセージが上位局用のメッセージを含むか否かを判定する。上位局用のメッセージを含む場合には、ＳＴ２０４に移行し、上位局用のメッセージを含まない、すなわち、基地局用のメッセージのみである場合には、ＳＴ２０３に移行する。

ＳＴ２０３では、端末側基地局用メッセージ処理部１０３が受信メッセージに従って、無線制御の設定を決定し、無線制御部１０７が決定された設定内容で無線制御を行い、端末に対して応答メッセージを送信し、処理を終了する。

ＳＴ２０４では、端末側基地局用メッセージ処理部１０３が基地局１００内で処理可能なRRC Connectionの確立・データチャネルに付随する制御チャネル（Associated PhyCH）の確立などを上位局からの認証・サービス内容の決定を受ける前に行う。また、端末に対してRRC Connectionの確立・データチャネルに付随する制御チャネルの確立・データチャネル自体の情報等を指示するメッセージも応答メッセージとして送信する。

ＳＴ２０５では、端末側上位局用メッセージ処理部１０２が端末から送信されたメッセージのうち上位局用のメッセージを上位局へ送信する。なお、この処理は、ＳＴ２０４と同時に行ってもよく、また、上位局用のメッセージの送信に際して、このメッセージに他の情報を付加して送信してもよい。

ＳＴ２０６では、上位局制御メッセージ受信部１０４が上位局から送信された制御メッセージを受信し、ＳＴ２０７では、無線制御部１０７がＳＴ２０３又はＳＴ２０４において行った無線制御に加え、ＳＴ２０６において受信した上位局用メッセージ（上位局からの認証・サービス内容の決定）に基づいて、端末へのデータチャネルの割り当てを行うスケジューリングを設定する。

ＳＴ２０８では、端末制御メッセージ送信部１０５が上位局から送信されたメッセージを端末に送信する。なお、この処理は、上位局からのメッセージをそのまま送信するのではなく、このメッセージを無線制御用のメッセージに含めて送信することもあり、また、このメッセージに他の情報を付加して送信することもある。

図３は、本発明の実施の形態１に係るネットワークの動作を示すシーケンス図である。この図において、ＳＴ３０１では、端末は、基地局１００内で管理されるIdentifierを取得する。これは、Layer3の処理でもよいし、Layer2又はLayer1の処理でもよい。

ＳＴ３０２では、端末が所望するサービスに必要な無線リソース情報を決定し、ＳＴ３０３では、ＳＴ３０１において取得したIdentifierを用いて、端末がRRC Connectionの確立要求を基地局１００に送信する。このとき、このRRC Connectionの確立要求に「上位局での認証、サービス設定のための情報、ＳＴ３０２において決定された無線リソース情報」が含まれる。

ＳＴ３０４では、基地局１００は端末から送信され、端末が所望する無線リソース情報に基づいて、端末に対して設定する無線リソースを上位局からの認証取得前に決定すると共に、基地局１００が上位局宛の情報を取り出して、ＳＴ３０５において、上位局宛の情報を上位局に送信する一方、ＳＴ３０６では、ＳＴ３０４において決定した無線リソースの設定内容をRRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPに含めて端末に送信する。

上位局では、基地局１００から送られてきた「上位局での認証、サービス設定のための情報」に基づいて、端末の認証、サービスレベルの決定、セキュリティのための準備等を行う。そして、ＳＴ３０７では、応答メッセージを基地局１００に対して送信する。

ＳＴ３０８では、基地局１００が受信したメッセージに基づいて、基地局１００と端末の間でのデータを送るためのサービスレベルの確認を行う。そして、ＳＴ３０４、ＳＴ３０６で設定しデータチャネル用の付随チャネルを用いて、スケジューリングを開始する。また、ＳＴ３０９において、上位局から送られてきたメッセージを端末に対して送信する。

端末では、基地局１００から受信したメッセージに基づいて、RRC Connection・データ用の無線を設定する。また、セキュリティの設定、ネットワークの認証、サービスレベルの設定などを行う。この後、通信が開始される。

このように実施の形態１によれば、基地局は上位局からの認証及びサービスレベル取得前に端末との間にRRC Connectionと共にデータチャネルを送受信するための付随チャネルを確立し、上位局からの認証及びサービスレベルの決定を受けた後に、端末へのデータチャネルの割り当てを行うスケジューリングを設定することにより、呼接続遅延を低減することができる。

本実施の形態では、上位局用メッセージが基地局用メッセージに含まれる場合を想定して説明した。すなわち、ＵＭＴＳにおいて、NAS messageがRRC messageに含まれているような場合について説明した。ところが、NAS messageをRRC messageを介さずに送信する場合も考えられる。具体的には、NAS messageが普通のユーザデータのように扱われる場合である。このような場合においても、本実施の形態を適用することができる。この場合について、図４を用いて説明する。

図４において、ＳＴ１２０１では、端末から基地局１００に送信するRRC CONNECTION REQUESTに上位局用メッセージと基地局用メッセージの両方が含まれている。ここで、上位局用メッセージは、基地局用メッセージとは下位レイヤで分離できるようになっている。この下位レイヤとは、Layer2でありＵＭＴＳにおけるＭＡＣなりＲＬＣに相当する。下位レイヤにおいては、基地局用メッセージ（RRC message）をRRCに送り、上位局用メッセージを上位局に送るものとする。

上位局用メッセージは、この段階ではまだ基地局１００と上位局との間で送信するための設定ができていないため、ＳＴ１２０２では、基地局１００から上位局へU-plane用チャネル設定要求を送信し、ＳＴ１２０３では、その応答として上位局から基地局１００へU-plane用チャネル設定応答を送信する。これにより、基地局１００と上位局との間で設定が行われる。ただし、基地局１００と上位局とで設定なしにU-plane送信可能であれば、この設定は省略可能である。

次に、ＳＴ１２０４では、基地局１００から上位局に上位局メッセージを送信する。ここでの送信形態は、普通のユーザデータと同じような動作になる。上位局ではこのメッセージを処理し、ＳＴ１２０５において応答を返す。

基地局１００では、上位局の応答を受信し、ＳＴ１２０６において、端末に対してメッセージを送信する。ここでの送信も普通のU-planeと同様の処理が行われる。

なお、本実施の形態では、端末とネットワークとの処理に重点を置いているため、基地局と上位局との間の処理については細かく記載していないが、上位局から基地局、または基地局から上位局に対して設定処理をさらに追加することも可能である。具体的には、ＳＴ１２０５のNAS messageの送信までに、上位局から基地局に制御が行われることが考えられる。

なお、本実施の形態では、NAS messageが普通のユーザデータのように扱われる場合、基地局と上位局との間でU-plane用チャネル設定が最初に必要であると説明したが、基地局と上位局の間のチャネルの設定を実際のデータの送受信とあわせて実現するようにしてもよい。すなわち、ＳＴ１２０２がＳＴ１２０４に含まれ、ＳＴ１２０３がＳＴ１２０５に含まれるような動作が可能である。また、さらには、基地局と上位局との間にあらかじめコネクションが存在すれば、新たにチャネル設定をする必要が無いことも考えられる。その場合には、ＳＴ１２０２とＳＴ１２０３の動作が省かれるようになる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局４００の構成を示すブロック図である。この図において、無線品質測定制御部４０１は、セル情報等を保持しており、無線制御部１０７からRRC Connectionの確立通知を受けると、端末に対して無線品質を測定させる制御を行う。具体的には、どのセルを測定するか、どのように測定するか（例えば、いずれの帯域、いずれの周期等）、どのように報告するかを端末に通知する。すなわち、このような端末を制御する制御情報を端末制御メッセージ送信部１０５に送信する。

図６は、本発明の実施の形態２に係るネットワークの動作を示すシーケンス図である。ただし、図６が図３と共通する部分には図３と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図６において、ＳＴ３０６−１では、基地局４００から端末に対してMEASUREMENT CONTROLとして他セル等の無線品質測定の指示を行い、ＳＴ３０６−２では、基地局４００からの指示に従って、端末が無線品質の測定を行う。

ＳＴ３０６−３では、ＳＴ３０６−２において測定した無線品質を基地局４００に報告することにより、基地局４００は無線品質に基づいて、端末の移動に伴い、既にRRC Connectionを確立した基地局４００以外の基地局の方が無線品質が良いと判断した場合には、ハンドオーバ処理を行う。

このように実施の形態２によれば、端末と基地局との間でRRC Connectionが確立された後に、端末に無線品質を測定させることにより、端末に対するハンドオーバ処理を基地局において行うことができる。これにより、新たに呼接続をやり直す必要性などがなくなる。

本実施の形態では、上位局からの応答前にMobility処理を実現できることを示した。ここでは、実際にどのように上位局からのmessageを処理するかについて図７を用いて説明する。

図７において、無線制御部１３０１は、Mobility処理、すなわち、ハンドオーバ処理を行った場合には、その情報を上位局制御メッセージ受信部１３０２に通知する。これにより、上位局制御メッセージ受信部１３０２は、上位局からの制御メッセージを送る宛先の端末が、この基地局の配下にいるかどうかを検出することが可能になる。

実際に、上位局制御メッセージ受信部１３０２が上位局から制御メッセージを受信した場合には、最初にその制御メッセージに該当する端末がこの基地局の配下にいるかを確認する。基地局配下にいる場合には、従来と同様に端末制御メッセージ送信部１０５、上位局側基地局用メッセージ処理部１０６のいずれか、もしくは双方に対する処理が行われる。一方、基地局配下にいない場合には、端末制御メッセージ転送部１３０３にその信号は送られ、他の基地局に転送されることになる。

このときのネットワークの動作について図８を用いて説明する。ただし、図８が図６と共通する部分には、図６と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図８において、ＳＴ１４０１では、ＳＴ３０７によって上位局から送信されたメッセージがSource基地局からTarget基地局に転送される。その後、Target基地局において、ＳＴ３０８の処理が行われ、ＳＴ３０９において、Target基地局から端末に対してメッセージが送信される。

なお、上記の動作以外に、上位局に対してハンドオーバ処理が行われたことを示すことにより、上位局からのMessageを最初からTarget基地局に送るようにすることも可能である。このときの基地局の構成を図９に、また、ネットワークの動作を図１０に示す。図９において、無線制御部１５０１から端末側上位局用メッセージ処理部１５０２に移動制御が行われたことが通知される。

端末側上位局用メッセージ処理部１５０２は、移動制御の通知を受けると、上位局に向けて、端末を管理している基地局が変更されたことを通知する。この変更メッセージが図１０のＳＴ１６０１に相当する。

ここでは、Target基地局から上位局に送信するものとして説明したが、Source基地局から送信してもよい。また、ハンドオーバ処理後に変更メッセージを送信するものとして説明したが、ハンドオーバ処理中に送信するようにしてもよい。

なお、図７と図９に示した構成を組み合わせることにより、上位局への通知が間に合えば直接Target基地局に通知、間に合わなければSource基地局より転送という実装も可能である。

ところで、ＵＭＴＳにおいて規定されているネットワークの管理に関する技術として、Network sharingがあげられる。これは、課金、ユーザー管理などの観点で各オペレータが持つ必要のあるコアネットワークは、オペレータ毎に存在するが、基地局など各地域に置かなくてはいけないものはオペレータ間でシェアして使用するという概念である。これにより、オペレータとしては投資コスト低減が可能となる。

しかしながら、このような場合に、隣接するセルの全てで全ての端末が使用できないことが起こりうる。このようなNetwork sharingの概念図を図１１に示す。図１１では、オペレータと対応基地局との関係は次のようになっている。すなわち、オペレータ１の使用可能基地局は基地局１〜５であり、オペレータ２の使用可能基地局は基地局１〜３であり、オペレータ３の使用可能基地局は基地局１，４，５である。

このような場合、例えば、オペレータ２の基地局１に端末が属していた場合、実際にハンドオーバできる基地局は基地局２，３のみになる。そのため、基地局１ではそれを考慮してMobility制御を行う必要がある。

Network sharingが適用された基地局１７００の構成を図１２に示す。図１２において、無線制御用データベース部１７０１は、オペレータと対応基地局との関係をデータベースとして記憶している。オペレータと対応基地局との関係は、上位局から設定されてもよいし、あらかじめ設定されておいてもよい。

次に、Network sharingが適用された基地局間のハンドオーバの手順について図１３を用いて説明する。図１３において、ＳＴ１９０１では、端末は対応するオペレータ情報を基地局１７００に送信する。具体的なオペレータ情報としては、現在の３ＧＰＰなどで規定されているPLMN IDなどが挙げられるが、それに限定されるものではない。

ＳＴ１９０２では、ＳＴ１９０１において送信されたオペレータ情報を用いて、Mobility制御を開始する。図１１に示した例で説明すると、オペレータ情報がオペレータ２を示す場合、基地局１７００はオペレータ２に対応する基地局２，３を移動先の候補としてMobility制御を行う。

なお、オペレータの中でもユーザーの契約状態などによって基地局使用可否が分かれる場合があり、この場合について図１４を用いて説明する。図１４では、オペレータ２に属する端末と対応基地局の関係は次のようになっている。すなわち、オペレータ２の全端末使用可能基地局が基地局１〜３であり、オペレータ２の特定端末使用可能基地局が基地局１〜５である。

このような場合、オペレータ２に属する端末が基地局１に接続要求を出した場合、基地局１はその端末の契約状態等によって規定される接続可能基地局は分からないため、まず、全端末が使用できる基地局２，３のみを基地局候補として選択する。その後、上位局からの応答（図１３におけるＳＴ３０７に相当）により、接続可能基地局が分かった後に処理の変更などを行う。

なお、図１２における無線制御用データベース部１７０１において、オペレータと対応基地局との関係に加えて、オペレータ内のユーザーの契約状態と対応基地局の関係を保存しておくことも可能である。このような場合には、図１３におけるＳＴ１９０１にさらに契約状態を入れて基地局に通知することで、基地局が最初から契約状態に応じた移動制御を行うことも可能である。また、この端末から送られてくる契約状態が基地局にとって信用できない情報である可能性もある。そのため、この端末に対してある程度信頼関係が基地局と存在する場合には、この情報を信じて制御を行い、この端末に対して信頼関係が無い場合には、この情報を無視して制御することなども可能である。この信頼関係については、後述する実施の形態６において詳細に説明する。

（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３に係る基地局６００の構成を示すブロック図である。この図において、提供サービス管理部６０１は、上位局からの認証・サービス内容の決定を受ける前に提供可能なサービスを管理しており、管理しているサービスを提供する場合、サービスを提供するための制御情報を端末制御メッセージ受信部１０１、端末側上位局用メッセージ処理部１０２、上位局制御メッセージ受信部１０４、端末制御メッセージ送信部１０５、無線制御部１０７に出力する。このサービスとしては、例えば、SIP Signaling等が考えられる。すなわち、SIP Signalingは実際に端末がサービスを受ける前の制御動作であり、この処理後に端末が使用したいサービスを提供することが初めて可能となる。このため、SIP Signalingをいち早く送受することは実際のサービス開始に要する時間を削減することになる。

図１６は、本発明の実施の形態３に係るネットワークの動作を示すシーケンス図である。ただし、図１６が図３と共通する部分は図３と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１６において、ＳＴ３０６−４では、端末からDirect TransferにSIP Signalingを含めて基地局６００に送信し、基地局６００から上位局に、上位局からIMS entityへ順次転送する。そして、IMS entityからSIP Signalingを上位局に送信し、上位局から基地局６００に、基地局６００から端末へ順次転送する。

このように実施の形態３によれば、基地局は上位局からの認証及びサービスレベル取得前に端末との間にRRC Connectionを確立し、確立したRRC Connectionを介して端末とネットワークとの間でSIP Signalingを送受信することにより、サービス開始に要する時間を削減することができる。

なお、本実施の形態では、サービスを提供するのに制御メッセージを用いる場合について説明した。すなわち、SIP SignalingがRRC messageに含まれている場合について説明したが、本発明はこれに限らず、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPの際に、サービス提供のための回線を確立し、通常のデータ送受信としてサービスを提供するようにしてもよい。

以下、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPの際に、サービス提供のための回線を確立し、通常のデータ送受信としてサービスを提供する場合について、具体的に説明する。

図１７は、本発明の実施の形態３に係るネットワークのその他の動作を示すシーケンス図である。図１７が図１６と異なる点は、ＳＴ３０６において、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPを用いて確立したU-plane dataを送信する回線を基地局６００と端末とで上位局からの応答前に使用する点である。

さらに具体的には、ＳＴ３０６−４において、端末及び基地局６００間、基地局６００及び上位局間でDirect Transferに代えてU-plane dataでSIP Signalingを送信する点である。

次に、ＳＴ３０６におけるRRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPでU-plane dataを送信する回線を上位局からの応答を待たずに確立する方法について説明する。この方法としては、以下の３つが考えられる。

第１の方法は、端末が要求する無線リソース量の情報を基地局が取得し、基地局が取得した情報に基づいて、回線の設定を行う方法である。これは、ＳＴ３０４における「無線リソースの割り当てを端末からの要求を元に決定」と同じである。

第２の方法は、第１の方法を改良したものであり、Predefined configurationを用いる方法である。Predefined configurationとは、回線を設定するパターンを予め決めておき、そのパターンのインデックスを報知情報等で通知するものである。回線を設定するパターンとしては、VoIP(Voice over IP)用の設定、通常のウェブブラウジング用の設定、ダウンロード型サービス用の設定等がある。

通常のPredefined configurationでは、設定する内容を基地局が決定し、決定した設定に該当するインデックスを端末に送信することになる。ところが、U-plane dataを送信する回線を上位局からの応答を待たずに確立する場合には、端末は、要求するサービスを認識しているため、要求するサービスに該当するインデックスを選択して基地局に送信することになる。基地局では、端末から送信されたインデックスに基づいて、インデックスに対応する設定を端末に対して行える余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合には設定を行う仕組みとなっている。

第３の方法は、全ての端末に対して共通な設定（default bearer）で回線を確立する方法である。これは、LTEで議論されているdefault SAE bearerのうち、無線部分の回線といえる。この方法では、基地局は端末からのRRC CONNECTION REQUEST（ＳＴ３０３）を受信した後に、基地局配下の全ての端末に対して共通な設定を用いて、U-plane data用の回線を確立するようにRRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUP（ＳＴ３０６）において設定する。この場合、ＳＴ３０４における「無線リソースの割当を端末からの要求を元に決定」は必要なくなり、代わりに「基地局配下の端末に共通の設定を用いて無線リソースの割当を決定」となる。

なお、確立されたU-plane data用の回線については、実際に端末に対してデータを割り当てるか否かを後で設定可能である。これについて具体的に説明する。図１８は、端末にリソースを割り当てる手順を示すシーケンス図である。

ＳＴ３５１では、端末は上り回線でデータを送信するために、Resource Requestを送信する。このResource Requestを送信するためのチャネルの設定は、ＳＴ３０６におけるRRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPで行われる回線設定に含まれる。

ＳＴ３５２では、端末から送信されたResource Requestに基づいて、基地局はリソース割り当てを行う。この、ＳＴ３５２を送信するためのチャネルもＳＴ３０６におけるRRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPで行われる回線設定に含まれる。これにより、端末はU-plane dataの送信が可能となる。ＳＴ３５２で行う制御、すなわち端末へのリソースの割り当ては基地局側で自由に行えるため、セル内の端末が多い場合には、まだ認証されていない端末にはリソースを割り当てないという処理が可能となる。一方、セル内の端末が少ない場合には、まだ認証されていない端末にもリソースを割り当てるという処理が可能となる。

なお、下りデータ送信のためのリソースも基地局にて割り当てるため、ＳＴ３５３では、リソースの割り当てを基地局から端末に通知する。この割り当ても、端末で自由に行うことが可能である。また、基地局の混み具合の情報のみでなく、端末からの情報に応じて割り当てのPriorityを変更することも可能である。例えば、Emergency callのようなサービスを要求されている場合、また、一旦、回線の接続が切れた端末が再接続を要求している場合などに、Priorityを高くすることが考えられる。

また、図１７に示す手順では、基地局と上位局との間も上位局からの応答を待たずにU-plane dataが送信されている。すなわち、基地局と上位局との間にこの端末用のU-plane dataの設定がなされていない状態である。ところが、これは通常のNAS signalingが基地局と上位局とで送受信されるように、固定なＩＤを使用して送信するなどにより解決可能である。ただし、この方法に限定されるものではない。

図１９は、本発明の実施の形態３に係る基地局のその他の構成を示すブロック図である。図１９が図１５と異なる点は、端末データ受信部６５１及び端末データ送信部６５２を追加した点と、端末側基地局用メッセージ処理部１０３を端末側基地局用メッセージ処理部６５３に変更した点である。

端末データ受信部６５１は、端末から送信されたデータを受信し、受信したデータを上位局に出力する。また、受信するための設定は、後述する端末側基地局用メッセージ処理部６５３により行われる。

端末データ送信部６５２は、上位局から送信されたデータを受信し、受信したデータを端末に送信する。また、送信するための設定は、後述する端末側基地局用メッセージ処理部６５３により行われる。

端末側基地局用メッセージ処理部６５３は、端末データ受信部６５１と端末データ送信部６５２に対して送受信のための設定を行う。ここで、チャネルの設定は、上記の通り端末からの要求（インデックスを含む）に応じて行う、または全ての端末に共通の設定で行うなどが考えられるが、他の方法でもよい。

なお、ここで、端末制御メッセージ受信部１０１と端末制御メッセージ送信部１０５は、RRC、Layer1/Layer2の制御情報等全ての制御メッセージの送受信も行う。そのため、上記のように、リソースの割り当てのためのResource Requestの受信、Resource allocation information for uplinkの送信なども、ここで行われる。

なお、端末側基地局用メッセージ処理部６５３は、RRC、Layer1/Layer2の制御を行う機能を備えており、ＳＴ３０６におけるRRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPの設定、上記のResource Requestの処理、Resource allocation information for uplinkの設定なども行う。ここで、Layer2とはRLC(Radio link control)、MAC(Medium access control)また、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPはRRCにて制御され、Resource Request、Resource allocation information for uplink、Resource allocation information for downlinkなどはLayer1/Layer2で処理をすることが考えられるが、特にこれに限定されるものではない。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る基地局の構成は、実施の形態１における図１に示した構成と同様であり、その機能が一部異なるのみであるため、図１を援用して説明する。図１において、端末側基地局用メッセージ処理部１０３は、端末から送信されたメッセージに基づいて、上位局からの認証取得前にRRC Connection、データチャネルの送受信のための付随チャネルの設定が可能か否かを判定する。具体的には、例えば、端末が要求するサービス内容がSIP Signaling等である場合には、RRC Connection、データチャネルの送受信のための付随チャネルの設定が可能であると判定したり、端末から送信されたメッセージがデータレートの低いサービスを要求していれば、RRC Connection、データチャネルの送受信のための付随チャネルの設定が可能であると判定したりする。

図２０は、本発明の実施の形態４に係る基地局の動作を示すフロー図である。ただし、図２０が図２と共通する部分には図２と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図２０において、ＳＴ２０３−１は、端末側基地局用メッセージ処理部１０３が端末からの要求内容に基づいて、上位局からの認証取得前にRRC Connectionを設定可能か否かを判定する。

このように実施の形態４によれば、端末の要求内容に基づいて、RRC Connectionを設定可能か否か判定することにより、特定のサービスを要求する端末に対して、上位局からの認証取得前にRRC Connection、データチャネルの送受信のための付随チャネルを設定することができる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る基地局の構成は、実施の形態１における図１に示した構成と同様であり、その機能が一部異なるのみであるため、図１を援用して説明する。図１において、端末側基地局用メッセージ処理部１０３は、端末から送信されたサービス情報及びこのサービスのＱｏＳ（Quality of Service）情報等から基地局が必要な無線リソースを決定し、決定した無線リソースを無線制御部１０７に通知する。なお、端末が送信するサービス情報及びこのサービスのＱｏＳ情報等は、基地局宛に送信したものでもよいし、上位局宛に送信したものを基地局が取得してもよい。

図２１は、本発明の実施の形態５に係る基地局の動作を示すフロー図である。ただし、図２１が図２と共通する部分には図２と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図２１において、ＳＴ２０２−１では、端末側基地局用メッセージ処理部１０３が端末から送信されたサービス情報及びサービスのＱｏＳ情報を取得し、ＳＴ２０２−２では、サービス情報及びＱｏＳ情報に基づいて、必要な無線リソースを決定する。

（実施の形態６）
実施の形態２において説明したように、上位局からの応答無しにMobility制御を行えるが、Networkの認証前にハンドオーバ処理を受け付ける場合に、ハンドオーバの指示を行うNetworkがダミーであり、端末に対して本来するべきでないMobility処理を行ってしまうことが考えられる。ここでは、基地局と端末との間で簡易な認証、または秘匿確認などを行うための鍵を共有することを考える。

図２２は、本発明の実施の形態６に係る基地局２１００の構成を示すブロック図である。端末共有セキュリティ用データベース部２１０１は、端末に対して使用する鍵を保存する。この鍵の使用できる範囲としては、次のものが挙げられる。端末毎の鍵、Routing areaなどの特定エリア毎の鍵、オペレータ毎の鍵である。また、Routing areaなどの特定エリア毎の鍵としては、その特定エリア内の端末全てが同じ鍵を使用する場合と、その特定エリア内の端末が異なる鍵を使用する場合とが考えられる。このRouting areaなどの特定エリア内の端末全てが同じ鍵を使用する場合には、端末共有セキュリティ用データベース部２１０１はその基地局が含まれているRouting area数分の鍵が保持されることになる。また、Routing areaなどの特定エリア内の端末が異なる鍵を使用する場合には、基地局が含まれているRouting areaに登録されている端末数分の鍵が、端末共有セキュリティ用データベース部２１０１に保存されることになる。

端末毎の鍵の場合には、その情報はネットワークとその端末しか知らないため、セキュリティの度合いとしては高くなる。ところが、全ての端末の鍵を保存する必要があるため、膨大なデータベースが必要となり、現実的ではない。

Routing areaなどの特定エリア内の端末全てが同じ鍵を使用する場合、オペレータ毎の鍵が使用される場合はセキュリティの度合いとして低くなるが、保存するデータ量は少なくなる。ここでは、Routing area等の特定エリア内の端末に異なる鍵が設定されていることを想定する。なお、Routing areaなどの特定エリア内の端末全てが同じ鍵を使用する場合はこのケースの特殊例として考えられ、本発明の構成で実現できる動作の一例と考えられる。

端末制御メッセージ受信部２１０２は、端末からのメッセージを端末共有セキュリティ用データベース部２１０１に保存されている鍵を用いて確認する。その結果、問題なければ通常通りの処理を行う。一方、問題がある場合には、そのまま処理を続けて上位局での認証を待つ、または、この時点でRejectすることなどが考えられるが、どちらでもよい。

なお、この場合には、端末制御メッセージ受信部２１０２は端末共有セキュリティ用データベース部２１０１に対してRouting area等の特定エリアの情報及び端末情報を与える。

端末制御メッセージ送信部２１０３は、端末にメッセージを送信する際に、端末に対して呼接続時の認証処理がまだなされていない場合には、端末共有セキュリティ用データベース部２１０１から端末共有の鍵を取得し、取得した共有鍵を用いてセキュリティの処理を施して端末に送信する。この際にも、端末制御メッセージ送信部２１０３は端末共有セキュリティ用データベース部２１０１に対してRouting area等の特定エリアの情報、端末の情報を与え、そのエリアに相当する鍵を端末制御メッセージ受信部２１０２は取得することになる。

次に、本発明の実施の形態６に係るネットワークの動作について図２３を用いて説明する。図２３において、ＳＴ２２０１では、上位局から基地局にセキュリティ用の情報（仮認証用情報）が送信され、この情報が基地局２１００の端末共有セキュリティ用データベース部２１０１に保存される。

ＳＴ２２０２では、仮認証用に必要な情報（仮認証用情報）が新たに追加されたRRC CONNECTION REQUESTが端末から基地局２１００に送信される。これは、基地局で使用する鍵の選択に使用される。

ＳＴ２２０３では、基地局が端末から送信された仮認証用情報を用いて、使用する鍵を選択し、選択した鍵によって認証を行う。

ＳＴ２２０４では、基地局２１００から端末に対しても選択された鍵を使用して認証用の設定を行ったメッセージを送信し、ＳＴ２２０５では、ＳＴ２２０４において送信されたメッセージを端末が確認し、この基地局からのメッセージを受け入れて良いか否かを判断（ネットワーク認証）する。

なお、端末での認証については、この認証で失敗した場合、その時点で処理を中断してもよいし、その後も引き続き処理を続け、上位局からの応答を待つがMobility制御は行わなくてもよい。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７では、基地局及び上位局間のインタフェース、例えば、Ｓ１インタフェースについて、実施の形態１をベースに説明する。

図２４は、本発明の実施の形態７に係る基地局２３００の構成を示すブロック図である。図２４が図１と異なる点は、上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３及びＳ１ユーザデータ処理部２３０４を追加した点と、上位局制御メッセージ受信部１０４を上位局制御メッセージ受信部２３０１に変更し、端末側基地局用メッセージ処理部１０３を端末側基地局用メッセージ処理部２３０２に変更した点である。

上位局制御メッセージ受信部２３０１は、上位局から送信された制御メッセージ（NAS message等のLayer3に相当するメッセージ）及びＳ１ベアラ設定（S1 setup）を受信し、受信したメッセージのうち、基地局２３００において処理する制御メッセージを上位局側基地局用メッセージ処理部１０６に出力し、Ｓ１ベアラ設定を上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３に出力し、端末に送信するメッセージを端末制御メッセージ送信部１０５に出力する。なお、１つのメッセージが基地局２３００において処理され、かつ、端末に送信される場合には、該メッセージをコピーして、一方を上位局側基地局用メッセージ処理部１０６に出力し、他方を端末制御メッセージ送信部１０５に出力することも考えられる。

端末側基地局用メッセージ処理部２３０２は、端末制御メッセージ受信部１０１から出力されたメッセージのうち、無線制御メッセージを取得し、取得した無線制御メッセージに含まれる無線回線設定要求に応じて、無線回線の設定を決定する。このとき、上位局における認証を受けることなく、無線回線の設定を決定する。決定した無線回線の設定内容は無線制御部１０７に出力される一方、応答メッセージが端末制御メッセージ送信部１０５に出力される。また、端末側基地局用メッセージ処理部２３０２は、無線制御メッセージにEstablishment cause（設定理由）が設定されている場合、Establishment causeを取得し、取得したEstablishment causeを上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３に出力する。

上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３は、端末側基地局用メッセージ処理部２３０２から出力されたEstablishment causeに応じて、基地局と上位局との間のＳ１インタフェースでユーザデータを転送するためのＳ１ベアラ要求を決定すると共に、Ｓ１ユーザデータ処理部２３０４の設定を行う。また、上位局制御メッセージ受信部２３０１からＳ１ベアラ設定を受信した場合、基地局側のＳ１ベアラの設定を行うため、Ｓ１ユーザデータ処理部２３０４の設定を行う。

Ｓ１ユーザデータ処理部２３０４は、上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３からの設定に従って、Ｓ１インタフェースでのユーザデータの送受信を行う。

次に、上述した基地局２３００を含むネットワークの動作について図２５を用いて説明する。ただし、図２５が図３と共通する部分には図３と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図２５において、ＳＴ３０３では、端末は、基地局２３００と上位局との間でＲＲＣコネクションを設定するため、上位局での認証のための情報、サービス設定のための情報、必要な無線リソースの情報、ＲＲＣコネクションを設定する理由を示したEstablishment causeを設定したRRC CONNECTION REQUESTを基地局２３００に送信する。基地局２３００の端末側基地局用メッセージ処理部２３０２は、受信したRRC CONNECTION REQUESTに設定されているEstablishment causeを取り出し、上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３に出力する。

ＳＴ２４０１では、基地局２３００の上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３は、Establishment causeに応じて、Ｓ１インタフェースでユーザデータを転送するためのS1 setup requestを送信するか否かを決定する。例えば、Establishment causeが、RRC CONNECTIONを設定した後にユーザデータを転送する必要がないAttach, Tracking Area Updateの場合は、S1 setup requestを送信しないことが考えられる。ただし、Attachの直後にIMSの登録処理を行うなど、ユーザデータの転送が見込める場合は、S1 setup requestを送信してもよい。一方、Establishment causeが、RRC CONNECTIONを設定した後にユーザデータを転送する必要があるMobile originated callなどの場合は、S1 setup requestを送信することが考えられる。

また、上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３は、S1 setup requestに下り方向（上位局から基地局）のトンネル識別子（TEID for downlink）を設定して送信する。また、TEID for downlinkをＳ１ユーザデータ処理部２３０４に設定する。

ＳＴ２４０２では、上位局は、受信したTEID for downlinkを記憶すると共に、先に受信しているDirect transferに含まれているサービス設定のための情報から導き出したＱｏＳ情報と、上り方向（基地局から上位局）のためのトンネル識別子（TEID for uplink）をS1 setupメッセージに設定して送信する。基地局２３００の上位局制御メッセージ受信部２３０１は、受信したS1 setupを上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３に出力する。上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３は、受信したS1 setupに設定されているTEID for uplinkとＱｏＳ情報を取り出し、Ｓ１ユーザデータ処理部２３０４に設定する。

Ｓ１ユーザデータ処理部２３０４は、設定されたＱｏＳ情報と、TEID for downlink及びTEID for uplinkを用いてユーザデータの送受信を行う。

なお、図２６に示すように、ＳＴ２５０３において、端末と基地局との間でＳ１ベアラが設定される前にユーザデータの転送が開始されることも考えられる。この場合、基地局のＳ１ユーザデータ処理部２３０４は、無線制御部１０７から通知されるユーザデータ転送用のＰ−ＴＭＳＩ（Packet Temporal Mobile Subscriber Identifier）、Ｕ−ＲＮＴＩ（UTRAN Radio Network Temporary Identifier）、Ｃ−ＲＮＴＩ(Cell Radio Network Temporary Identifier)とセルＩＤ／基地局ＩＤの組み合わせ、Ｓ−ＲＮＴＩ(Serving Radio Network Temporary Identifier)と基地局ＩＤの組み合わせ等をトンネル識別子（TEID）として用いて、ユーザデータの転送を行うことが考えられる。ちなみに、トンネル識別子は、ＳＴ２５０１又はＳＴ３０５において、上位局に事前に通知される。上位局は、このトンネル識別子を用いて、ユーザデータの処理を行う。

基地局は、ＳＴ２５０２によりＳ１ベアラが設定されると、設定されたＳ１ベアラを用いてユーザデータの転送を行ってもよいし、ＳＴ２５０３におけるトンネル識別子を用いて、ユーザデータの転送を続けてもよい。

このように実施の形態７によれば、端末から送信されたRRC CONNECTION REQUESTにEstablishment causeが設定されている場合、基地局はEstablishment causeに応じて、TEID for downlinkを含むS1 setup requestを上位局に送信し、上位局がTEID for uplinkを含むS1 setupを基地局に送信することにより、基地局はＳ１インタフェースを用いて、端末と上位局とのユーザデータの転送を行うことができる。

なお、本実施の形態では、ＳＴ３０５とＳＴ２４０１とは別々のメッセージとして説明したが、１メッセージとして扱ってもよい。また、ＳＴ３０７とＳＴ２４０２についても、１メッセージとして扱ってもよい。

また、ＳＴ３０３において、基地局の上位局側Ｓ１メッセージ処理部は、端末側基地局用メッセージ処理部から受信したEstablishment causeに応じて、S1 setup requestを決定したが、端末側上位局用メッセージ処理部からNAS messageなどのLayer3メッセージを受信して、受信したNAS messageなどのLayer3メッセージに応じて、S1 setup requestを決定してもよい。

また、本実施の形態では、実施の形態１をベースに説明したが、上記他の実施の形態にも適用可能である。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係る基地局の構成は、実施の形態７における図２４に示した構成と同様であり、その機能が一部異なるのみであるため、図２４を援用して説明する。

端末側基地局用メッセージ処理部２３０２は、端末制御メッセージ受信部１０１から出力されたメッセージのうち、無線制御メッセージを取得し、取得した無線制御メッセージに含まれる無線回線設定要求に応じて、無線回線の設定を決定する。このとき、上位局における認証を受けることなく、無線回線の設定を決定する。決定した無線回線の設定内容は無線制御部１０７に出力される一方、応答メッセージが端末制御メッセージ送信部１０５に出力される。また、端末側基地局用メッセージ処理部２３０２は、無線制御メッセージにEstablishment cause（設定理由）が設定されている場合、Establishment causeを取得し、取得したEstablishment causeを上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３に出力する。一方、無線制御メッセージにEstablishment causeが設定されていない場合、Establishment causeを取得することはできない。

上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３は、上位局制御メッセージ受信部２３０１からＳ１ベアラ設定（S1 setup）を受信すると、基地局２３００と上位局との間のＳ１インタフェースでユーザデータを転送するためのＳ１ベアラをＳ１ユーザデータ処理部２３０４に設定する。また、応答として、Ｓ１ベアラ設定応答（S1 setup response）を上位局に送信する。

Ｓ１ユーザデータ処理部２３０４は、上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３からの設定に従って、Ｓ１インタフェースでのユーザデータの送受信を行う。

次に、上述した基地局２３００を含むネットワークの動作について図２７を用いて説明する。ただし、図２７が図３と共通する部分には図３と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図２５では、基地局からＳ１ベアラの設定を行う場合について示したが、図２７では、上位局からＳ１ベアラの設定を行う場合について示す（既存のＵＴＲＡＮに相当）。

図２７において、ＳＴ２５０１では、上位局は、ＳＴ３０５において受信しているDirect Transferに含まれているサービス設定のための情報に応じて、Ｓ１インタフェースでユーザデータを転送するためのS1 setupを送信するか否かを決定する。

例えば、サービス設定のための情報が、RRC CONNECTIONを設定した後にユーザデータを転送する必要がないAttach, Tracking Area Updateの場合は、S1 setupを送信しないことが考えられる。ただし、Attachの直後にIMSの登録処理を行うなど、ユーザデータの転送が見込める場合は、S1 setup requestを送信してもよい。一方、サービス設定のための情報が、RRC CONNECTIONを設定した後にユーザデータを転送する必要があるMobile originating callなどの場合は、S1 setupを送信することが考えられる。

また、上位局は、先に受信しているDirect transferに含まれているサービス設定のための情報から導き出したＱｏＳ情報と、上り方向（基地局から上位局）のためのトンネル識別子（TEID for uplink）をS1 setupに設定して送信する。基地局２３００の上位局制御メッセージ受信部２３０１は、受信したS1 setupを上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３に出力する。

ＳＴ２５０２では、基地局２３００の上位局側Ｓ１メッセージ処理部２３０３は、受信したＱｏＳ情報と、TEID for uplinkをＳ１ユーザデータ処理部２３０４に設定する。また、下り方向（上位局から基地局）のためのトンネル識別子（TEID for downlink）をS1 setup responseに設定して上位局に送信する。上位局は、受信したS1 setup responseに設定されているTEID for downlinkを記憶する。

Ｓ１ユーザデータ処理部２３０４は、設定されたＱｏＳ情報と、TEID for downlink及びTEID for uplinkを用いてＳ１ユーザデータの送受信を行う。

なお、図２８に示すように、ＳＴ２５０３において、端末と基地局２３００との間でＳ１ベアラが設定される前にユーザデータの転送が開始されることも考えられる。この場合、基地局２３００のＳ１ユーザデータ処理部２３０４は、無線制御部１０７から通知されるユーザデータ転送用のＰ−ＴＭＳＩ（Packet Temporal Mobile Subscriber Identifier）、Ｕ−ＲＮＴＩ（UTRAN Radio Network Temporary Identifier）、Ｃ−ＲＮＴＩ(Cell Radio Network Temporary Identifier)とセルＩＤ／基地局ＩＤの組み合わせ、Ｓ−ＲＮＴＩ(Serving Radio Network Temporary Identifier)と基地局ＩＤの組み合わせ等をトンネル識別子（TEID）として用いて、ユーザデータの転送を行うことが考えられる。ちなみに、トンネル識別子は、ＳＴ２５０２又はＳＴ３０５において、上位局に事前に通知される。上位局は、このトンネル識別子を用いて、ユーザデータの処理を行う。

基地局２３００は、ＳＴ２５０２によりＳ１ベアラが設定されると、設定されたＳ１ベアラを用いてユーザデータの転送を行ってもよいし、ＳＴ２５０３におけるトンネル識別子を用いて、ユーザデータの転送を続けてもよい。

このように実施の形態８によれば、基地局から送信されたDirect Transferに含まれているサービス設定のための情報に応じて、上位局がTEID for uplinkを含むS1 setupを基地局に送信し、基地局がTEID for downlinkを含むS1 setup responseを上位局に送信することにより、基地局はＳ１インタフェースを用いて、端末と上位局とのユーザデータの転送を行うことができる。

なお、本実施の形態では、ＳＴ３０５とＳＴ２５０１とは別々のメッセージとして説明したが、１メッセージとして扱ってもよい。また、ＳＴ３０７とＳＴ２５０２についても、１メッセージとして扱ってもよい。

（他の実施の形態）
上記の実施の形態では、図３に代表されるように、ＳＴ３０６のRRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPにおいて無線設定を行い、ＳＴ３０９のDirect Transferにおいて認証情報などの限られた情報を送信するものとして説明したが、これらに設定する内容の組合せとしては様々なパターンが考えられる。以下、考えられるパターンを列挙する。

パターン１として、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPには、Transport channelとPhysical channel等の基地局内に閉じた設定を行い、Direct Transferには、Radio bearer等上位局に関わる設定を行うという、チャネルストラクチャーに応じた設定が考えられる。

次に、パターン２として、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPには、最低限送信が必要なC-planeの設定を行い、Direct Transferには、U-planeの設定を行うという、C-PlaneとU-planeの設定が考えられる。

次に、パターン３として、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPには、C-Plane、U-planeを含んだ設定で、制御チャネルも設定（ただし、ＣＱＩ等の送信をこの時点では限定する、もしくは送られない）し、Direct Transferでは、ＣＱＩの送信を一般運用に変える指示、またはＣＱＩ送信の情報の送信を行うことが考えられる。

さらに、パターン４として、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPには、セキュリティ関係以外の設定を行い、Direct Transferには、セキュリティ関係の設定（暗号、秘匿を行うための情報）を行うことが考えられる。

最後に、パターン５として、RRC CONNECTION and RADIO BEARER SETUPには、サービス毎に影響を受けない設定を行い、Direct Transferには、サービス毎に影響を受ける設定（ＣＱＩの送信頻度、ＤＲＸ／ＤＴＸの動作等）を行うことが考えられる。

以上、各実施の形態について説明した。

なお、上記各実施の形態では具体例としてメッセージの名前を定義して説明をしたが、異なるメッセージ名としてもよく、本発明にて記している情報が含まれていればよい。

また、上記各実施の形態では、データチャネルに付随する制御チャネルを、端末のスケジューリング情報を基地局から送信、または端末の受信品質、端末側での送信データの有無等を端末から送信するためのものとして説明した。そのため、データチャネルに付随する制御チャネルとしては、スケジューリング情報を送信するチャネル情報、その頻度、端末の受信品質、端末側での送信データの有無を送信するチャネル情報、その頻度等が設定されることとなる。

なお、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明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として実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本発明にかかる無線通信基地局装置、無線通信端末装置及び通信方法は、呼接続遅延を低減することができ、移動体無線通信システム等に適用できる。

本発明の実施の形態１、４及び５に係る基地局装置の構成を示すブロック図 図１に示した基地局装置の動作を示すフロー図 本発明の実施の形態１に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態１に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 オペレータと対応基地局との関係を示す概念図 Network sharingが適用された基地局の構成を示すブロック図 Network sharingが適用された基地局間のハンドオーバの手順を示すシーケンス図 オペレータと対応基地局との関係を示す概念図 本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態３に係るネットワークのその他の動作を示すシーケンス図 端末にリソースを割り当てる手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態３に係る基地局のその他の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る基地局装置の動作を示すフロー図 本発明の実施の形態５に係る基地局装置の動作を示すフロー図 本発明の実施の形態６に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態７に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態７に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態７に係るネットワークのその他の動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態８に係るネットワークの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態８に係るネットワークのその他の動作を示すシーケンス図 従来（UMTS）方式における呼接続手順の概略を示すシーケンス図 3GPPで提案されている呼接続手順を示すシーケンス図

符号の説明

１０１、２１０２ 端末制御メッセージ受信部
１０２、１５０２ 端末側上位局用メッセージ処理部
１０３、６５３、２３０２ 端末側基地局用メッセージ処理部
１０４、１３０２、２３０１ 上位局制御メッセージ受信部
１０５、１３０３、２１０３ 端末制御メッセージ送信部
１０６ 上位局側基地局用メッセージ処理部
１０７、１３０１、１５０１ 無線制御部
４０１ 無線品質測定制御部
６０１ 提供サービス管理部
６５１ 端末データ受信部
６５２ 端末データ送信部
１７０１ 無線制御用データベース部
２１０１ 端末共有セキュリティ用データベース部
２３０３ 上位局Ｓ１メッセージ処理部
２３０４ Ｓ１ユーザデータ処理部

Claims (8)

1. 無線通信端末装置から送信された呼確立要求を受信する受信手段と、
   前記呼確立要求に基づいて、上位局装置からの認証用情報受信前に前記無線通信端末装置との無線接続を行い、前記認証用情報受信後に前記通信端末装置へのデータチャネルの割り当てを開始する無線制御手段と、
   無線接続された前記無線通信端末装置に、前記上位局装置からの前記認証用情報受信前に無線品質を測定させる無線品質測定制御手段と
   を具備する無線通信基地局装置。
2. 前記上位局装置がコアネットワーク（ＣＮ）装置である、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
3. 前記認証用情報がセキュリティ設定情報を含む、
   請求項１または請求項２に記載の無線通信基地局装置。
4. 無線通信基地局装置に呼確立要求を送信する送信手段と、
   前記無線通信基地局装置を介した上位局装置からの認証用情報受信前に、前記無線通信基地局装置との無線接続を行い、前記認証用情報受信後に前記無線通信基地局装置によりデータチャネルの割り当てを受ける無線制御手段と、
   前記基地局装置を介した前記上位局装置からの前記認証用情報受信前に前記無線通信基地局装置から無線品質測定指示を受信し、無線品質を測定する無線品質測定手段と、
   を具備する無線通信端末装置。
5. 前記上位局装置がコアネットワーク（ＣＮ）装置である、
   請求項４記載の無線通信端末装置。
6. 前記認証用情報がセキュリティ設定情報を含む、
   請求項４または請求項５に記載の無線通信端末装置。
7. 無線通信基地局装置により実行される通信方法であって、
   前記無線通信基地局装置が、無線通信端末装置から送信された呼確立要求に基づいて、上位局装置からの認証用情報受信前に前記無線通信端末装置との無線接続を行うステップと、
   前記無線通信基地局装置が、無線接続された前記無線通信端末装置に、前記上位局装置からの認証情報用情報受信前に無線品質を測定させるステップと、
   前記無線通信基地局装置が、前記認証用情報受信後に前記通信端末装置へのデータチャネルの割り当てを開始するステップと、
   を具備する通信方法。
8. 無線通信端末装置により実行される通信方法であって、
   前記無線通信端末装置が、無線通信基地局装置に呼確立要求を送信するステップと、
   前記無線通信端末装置が、前記無線通信基地局装置を介した上位局装置からの認証用情報受信前に、前記無線通信基地局装置との無線接続を行うステップと、
   前記無線通信端末装置が、前記基地局装置を介した前記上位局装置からの前記認証用情報受信前に前記無線通信基地局装置から無線品質測定指示を受信し、無線品質を測定するステップと、
   前記無線通信端末装置が、前記認証用情報受信後に前記無線通信基地局装置によりデータチャネルの割り当てを受けるステップと、
   を具備する通信方法。

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