(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末であって、
前記無線端末が代表無線端末として動作するグループを形成する複数の無線端末に関する情報を記憶する記憶部と；
前記グループ内の他の無線端末より前に基地局へのランダムアクセスを制御する通信制御部と；
前記記憶部に記憶されている前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する送信部と；
を備える、無線端末。
【請求項２】
前記送信部から送信された前記複数の無線端末に関する情報に基づき、前記複数の無線端末によるランダムアクセスを制御するための制御情報が設定される、請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
前記複数の無線端末に関する情報は前記複数の無線端末の端末数情報を含む、請求項２に記載の無線端末。
【請求項４】
前記複数の無線端末を管理するサーバから前記複数の無線端末に関する情報を受信する受信部をさらに備える、請求項３に記載の無線端末。
【請求項５】
前記送信部は、前記ランダムアクセスの課程で前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する、請求項４に記載の無線端末。
【請求項６】
前記送信部は、前記ランダムアクセスの後に前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する、請求項４に記載の無線端末。
【請求項７】
前記グループは、前記複数の無線端末のＵＳＩＭに設定されたアクセスクラスにより区分されるグループである、請求項４に記載の無線端末。
【請求項８】
前記グループを形成する前記複数の無線端末は、前記基地局のセルエリア内に存在する、請求項４に記載の無線端末。
【請求項９】
無線端末における無線通信方法であって、
前記無線端末が代表無線端末として動作するグループを形成する複数の無線端末に関する情報を記憶するステップと；
前記グループ内の他の無線端末より前に基地局へのランダムアクセスを制御するステップと；
前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信するステップと；
を含む、無線通信方法。
【請求項１０】
基地局と；
グループを形成する複数の無線端末の代表無線端末として動作する無線端末と；
を備え、
前記無線端末は、
前記複数の無線端末に関する情報を記憶する記憶部、
前記グループ内の他の無線端末より前に前記基地局へのランダムアクセスを制御する通信制御部、および、
前記記憶部に記憶されている前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する送信部、
を有する、無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末、無線通信方法、および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）において４Ｇの無線通信システムの規格化が進められている。４Ｇによれば、リレーやキャリアアグリゲーションなどの技術を用いることにより、最大通信速度の向上やセルエッジでの品質向上を実現することができる。また、ＨｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ）、フェムトセル基地局、携帯電話用小型基地局）やＲＨＨ（リモートラジオヘッド）など、ｅＮｏｄｅＢ（マクロセル基地局）以外の基地局の導入によりカバレッジを向上させることも検討されている。
【０００３】
このような無線通信システムにおいて、ＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ユーザ端末）は、基地局から送信される同期シグナルに基づいて基地局とフレームを同期し、その後、ＵＥ内部の発振機を基地局の発振機と高い精度で同期させる。また、複数のユーザ端末から送信された無線信号が基地局で同時に受信されるようにするために、各ＵＥは、Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅと呼ばれる、基地局およびＵＥ間の距離に応じた時間調整を行う。具体的には、Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅは、ユーザ端末がランダムアクセスウィンドウに向けてプリアンブルを送信するランダムアクセスの手続き中に行われる。上記のプリアンブルの基地局への到達時刻と上記ランダムアクセスウィンドウとの関係からＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を取得することが可能である。なお、このようなランダムアクセスに関しては、特許文献１および特許文献２などに記載されている。
【０００４】
一方、３ＧＰＰでは、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｔｙｐｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）に関する議論も進められている。ＭＴＣは、一般的にＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ  ｔｏ  Ｍａｃｈｉｎｅ）と同義であり、機械と機械の間の人間が直接利用しない通信を意味する。このＭＴＣは、主として、サーバと、人間が直接利用しないＭＴＣ端末との間で行われる。
【０００５】
例えば、医療系のＭＴＣアプリケーションとして、ＭＴＣ端末が、人間の心電図情報を収集し、あるトリガ条件が満たされた場合に心電図情報をサーバにアップリンクを利用して送信することが考えられる。他のＭＴＣアプリケーションとして、自動販売機をＭＴＣ端末として機能させ、サーバが、一定周期（例えば３０日）ごとに管理下の自動販売機に対して売上を報告させることも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６０８５２号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１３３５９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のＭＴＣ端末が普及すると、ＭＴＣ端末によるランダムアクセスの集中によりＭＴＣの輻輳が生じることが懸念される。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ランダムアクセスの集中による輻輳を適切に回避することが可能な、新規かつ改良された無線端末、無線通信方法、および無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、無線端末であって、前記無線端末が代表無線端末として動作するグループを形成する複数の無線端末に関する情報を記憶する記憶部と、前記グループ内の他の無線端末より前に基地局へのランダムアクセスを制御する通信制御部と、前記記憶部に記憶されている前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する送信部と、を備える無線端末が提供される。
【００１０】
前記送信部から送信された前記複数の無線端末に関する情報に基づき、前記複数の無線端末によるランダムアクセスを制御するための制御情報が設定されてもよい。
【００１１】
前記複数の無線端末に関する情報は前記複数の無線端末の端末数情報を含んでもよい。
【００１２】
前記無線端末は、前記複数の無線端末を管理するサーバから前記複数の無線端末に関する情報を受信する受信部をさらに備えてもよい。
【００１３】
前記送信部は、前記ランダムアクセスの課程で前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信してもよい。
【００１４】
前記送信部は、前記ランダムアクセスの後に前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信してもよい。
【００１５】
前記グループは、前記複数の無線端末のＵＳＩＭに設定されたアクセスクラスにより区分されるグループであってもよい。
【００１６】
前記グループを形成する前記複数の無線端末は、前記基地局のセルエリア内に存在してもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線端末における無線通信方法であって、前記無線端末が代表無線端末として動作するグループを形成する複数の無線端末に関する情報を記憶するステップと、前記グループ内の他の無線端末より前に基地局へのランダムアクセスを制御するステップと、前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信するステップと、を含む無線通信方法が提供される。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基地局と、グループを形成する複数の無線端末の代表無線端末として動作する無線端末と、を備え、前記無線端末は、前記複数の無線端末に関する情報を記憶する記憶部、前記グループ内の他の無線端末より前に前記基地局へのランダムアクセスを制御する通信制御部、および、前記記憶部に記憶されている前記複数の無線端末に関する情報を前記基地局に送信する送信部、を有する無線通信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、ランダムアクセスの集中による輻輳を適切に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】無線通信システムの構成例を示した説明図である。
【図２】４Ｇのフレームフォーマットを示した説明図である。
【図３】ランダムアクセスを示したシーケンス図である。
【図４】ＭＴＣ端末のグループ化の具体例を示した説明図である。
【図５】ＭＴＣ端末のグループ化に関するシーケンスを示した説明図である。
【図６】第１の実施形態による基地局の構成を示した説明図である。
【図７】システム情報の構成例を示した説明図である。
【図８】第１の実施形態によるＭＴＣ端末の構成を示した説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による無線通信システムの動作を示したシーケンス図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による無線通信システムの動作の変形例を示したシーケンス図である。
【図１１】ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘとサブフレームとの関係を示した説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態による無線通信システム１の動作を示したシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じてＭＴＣ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、ＭＴＣ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単にＭＴＣ端末２０と称する。
【００２３】
また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．無線通信システムの概略
１−１．無線通信システムの構成
１−２．フレーム同期
１−３．ランダムアクセス
１−４．ＡＣＢ
２．第１の実施形態
２−１．ＭＴＣ端末のグループ化
２−２．基地局の構成
２−３．ＭＴＣ端末の構成
２−４．無線通信システムの動作
３．第２の実施形態
４．まとめ
【００２４】
＜１．無線通信システムの概略＞
現在、３ＧＰＰにおいて４Ｇの無線通信システムの規格化が進められている。本発明の実施形態は、一例としてこの４Ｇの無線通信システムに適用することができるので、まず、４Ｇの無線通信システムの概略を説明する。
【００２５】
［１−１．無線通信システムの構成］
図１は、無線通信システム１の構成例を示した説明図である。図１に示したように、無線通信システム１は、基地局１０と、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）１２、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｇａｔｅｗａｙ）１４、およびＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）−ＧＷ１６を含むコアネットワークと、ＭＴＣ端末２０と、ＭＴＣサーバ３０と、を備える。
【００２６】
本発明の実施形態は、図１に示した基地局１０およびＭＴＣ端末２０などの無線通信装置に適用することができる。なお、基地局１０は、例えば、ｅＮｏｄｅＢ、リレーノード、または家庭用小型基地局であるＨｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢであってもよい。また、ＭＴＣ端末２０はユーザ端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の一例であり、本発明の実施形態は、携帯電話やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの非ＭＴＣ端末にも適用可能である。
【００２７】
基地局１０は、ＭＴＣ端末２０と通信する無線基地局である。図１においては１台の基地局１０のみを示しているが、実際には多数の基地局１０がコアネットワークに接続される。また、図１においては記載を省略しているが、基地局１０は非ＭＴＣ端末などの他のユーザ端末とも通信する。
【００２８】
ＭＭＥ１２は、データ通信用のセッションの設定、開放やハンドオーバーの制御を行う装置である。このＭＭＥ１２は、基地局１０とＸ２と呼ばれるインタフェースを介して接続される。
【００２９】
Ｓ−ＧＷ１４は、ユーザデータのルーティング、転送などを行う装置である。ＰＤＮ−ＧＷ１６は、ＩＰサービスネットワークとの接続点として機能し、ＩＰサービスネットワークとの間でユーザデータを転送する。
【００３０】
ＭＴＣ端末２０は、３ＧＰＰで議論されている、機械と機械の間の人間が直接利用しない通信であるＭＴＣに特化した無線端末である。このＭＴＣ端末２０は、基地局１０とアプリケーションに応じた無線通信を行う。また、ＭＴＣ端末２０は、コアネットワークを介してＭＴＣサーバ３０と双方向通信を行う。
【００３１】
例えば、医療系のＭＴＣアプリケーションとして、ＭＴＣ端末２０が、人間の心電図情報を収集し、あるトリガ条件が満たされた場合に心電図情報をサーバにアップリンクを利用して送信することが考えられる。他のＭＴＣアプリケーションとして、自動販売機をＭＴＣ端末２０として機能させ、ＭＴＣサーバ３０が、一定周期（例えば３０日）ごとに管理下の自動販売機に対して売上を報告させることも考えられる。なお、図１においてはＭＴＣサーバ３０が独立した装置として無線通信システム１に設けられる例を示しているが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、ＭＴＣサーバ３０としての機能は、ｅＮｏｄｅＢまたはリレーノードなどの基地局１０、ＭＴＣ端末２０、または非ＭＴＣ端末に実装されてもよい。すなわち、ｅＮｏｄｅＢまたはリレーノードなどの基地局１０、ＭＴＣ端末２０、または非ＭＴＣ端末が、ＭＴＣサーバ３０の機能を兼務してもよい。
【００３２】
このようなＭＴＣ端末２０は、一例として一般的には以下の特徴を有するが、各ＭＴＣ端末２０が以下の全ての特徴を有する必要はなく、いずれの特徴を有するかはアプリケーションに依存する。
・移動がほとんどない（Ｌｏｗ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ）
・小容量のデータ転送（Ｏｎｌｉｎｅ  Ｓｍａｌｌ  Ｄａｔａ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）
・超低消費電力（Ｅｘｔｒａ  Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）
・各ＭＴＣをグルーピングしてハンドリング（Ｇｒｏｕｐ  ｂａｓｅｄ  ＭＴＣ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ）
【００３３】
［１−２．フレーム同期］
上記の基地局１０およびＭＴＣ端末２０は、詳細については決定されていないが、基地局１０およびＵＥ間の通信に準ずる形で無線通信を行うことが予想される。そこで、以下では、基地局１０およびＵＥ間で共有される無線フレーム、およびフレーム同期について説明する。以下で説明する内容は、基地局１０およびＭＴＣ端末２０間の通信に援用可能である。
【００３４】
図２は、４Ｇのフレームフォーマットを示した説明図である。図２に示したように、１０ｍｓの無線フレームは、１０個の１ｍｓのサブフレーム＃０〜＃９から構成されている。また、１ｍｓの各サブフレームは、２つの０．５ｍｓスロットで構成されている。さらに、各０．５ｍｓスロットは、７Ｏｆｄｍシンボルで構成されている。
【００３５】
また、図２において斜線を付したＯｆｄｍシンボルで、ＵＥがフレーム同期のために用いる同期シグナルが送信される。より詳細には、サブフレーム＃０の第５Ｏｆｄｍシンボルではセカンダリー同期シグナル（ＳＳＳ）、サブフレーム＃０の第６Ｏｆｄｍシンボルではプライマリー同期シグナル（ＰＳＳ）、サブフレーム＃５の第５Ｏｆｄｍシンボルではセカンダリー同期シグナル、サブフレーム＃５の第６Ｏｆｄｍシンボルではプライマリー同期シグナルが送信される。
【００３６】
ＵＥは、プライマリー同期シグナルを用いて５ｍｓ周期を取得すると同時に、３つに分かれているセル番号グループから現在地に対応するセル番号グループを検出する。その後、ＵＥは、セカンダリー同期シグナルを用いて無線フレーム周期（１０ｍｓ周期）を取得する。
【００３７】
なお、同期シグナルの符号系列にはＺａｄｏｆｆＣｈｕ系列が用いられる。セル番号グループ内のセル番号に１６８種類の符号化系列が用いられ、無線フレーム周期を得るために２種類の符号化系列が用いられるので、符号化系列は３３６種類用意される。ユーザ端末は、サブフレーム＃０で送信されるセカンダリー同期シグナルとサブフレーム＃５で送信されるセカンダリー同期シグナルの組み合わせに基づき、受信サブフレームがサブフレーム＃０またはサブフレーム＃５のいずれであるかを判断することができる。
【００３８】
［１−３．ランダムアクセス］
４ＧのＵＥは、基地局１０とランダムアクセスと呼ばれる手順を実行することにより、基地局１０と接続される。詳細については決定されていないが、一般的なＭＴＣ端末もＵＥと同様のランダムアクセスを行うことにより基地局１０と接続されるものと考えられる。以下、図３を参照し、基地局１０と一般的なＭＴＣ端末により行われることが想定されるランダムアクセスの流れを説明する。
【００３９】
図３は、ランダムアクセスを示したシーケンス図である。図３に示したように、ＭＴＣ端末は、基地局１０からプライマリー同期シグナル、セカンダリー同期シグナル、およびＢＣＨを受信すると（Ｓ４２）、「１−２．フレーム同期」で説明したように、ダウンリンクのフレーム同期を行うと共に、ＢＣＨに含まれるＡＣＢパラメータを確認する（Ｓ４４）。なお、ＡＣＢパラメータについては「１−４．ＡＣＢ」において詳細に説明する。
【００４０】
その後、ＭＴＣ端末は、無線フレーム中のランダムアクセスウィンドウに向けてプリアンブルを送信する（Ｓ４６）。ここで、ＭＴＣ端末は、プリアンブルの送信回数を示すＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ＿ＣＯＮＵＮＴＥＲに１をセットし、バックオフに関するパラメータであるｂａｃｋｏｆｆ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ  ｖａｌｕｅに０をセットし、適切なパワーでプリアンブルを送信する。ＭＴＣ端末は、プリアンブルの送信に失敗した場合には、これらのパラメータを参照し、所定のバックオフ時間の経過後にプリアンブルを再送信する。また、ＭＴＣ端末は、基地局１０から受信されるＢＣＨに含まれる複数のプリアンブルパターンの中から選択したパターンを有するプリアンブルを送信する。
【００４１】
基地局１０は、上記のプリアンブルの基地局１０への到達時刻と上記ランダムアクセスウィンドウとの関係からＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を算出する（Ｓ４８）。そして、基地局１０は、ＭＴＣ端末に対してランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ５０）。このランダムアクセスレスポンスは、例えば、アップリンク送信許可データ、およびＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を含む。
【００４２】
ＭＴＣ端末は、ランダムアクセスレスポンスを受信すると、Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値に基づいて送信タイミングを調整した上で（Ｓ５２）、Ｌ２／Ｌ３メッセージを送信する（Ｓ５４）。これに対し、基地局１０がＭＴＣ端末にコンテンションレゾリューションメッセージを送信することで（Ｓ５６）、ＭＴＣ端末と基地局１０とが接続される。
【００４３】
［１−４．ＡＣＢ］
ＡＣＢは、ＬＴＥにおけるＡＣ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｌａｓｓ）に応じたアクセス制限である。ＡＣは、ＵＳＩＭに事前に記入された番号であり、０〜９までの１０種類の番号のいずれかが割り当てられている。なお、端末によっては、より優先度の高い１１〜１５までのいずれかの番号が割り当てられる。例えば、ＡＣ１３はｐｕｂｌｉｃ  ｕｔｉｌｉｔｉｅｓ  （ｗａｔｅｒ／ｇａｓ）であり、このＡＣに属する端末はより優先度の高いアクセスが可能である。
【００４４】
ＡＣＢパラメータは、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒ、およびＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅなどのように、上述のＡＣＢを実現するために基地局１０からシステム情報として報知されるパラメータである。
【００４５】
ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒは、ＭＴＣ端末による送信の可否を決定するために、ＭＴＣ端末において生成された乱数と比較される閾値情報である。すなわち、ＭＴＣ端末は、例えば、０．１６３、０．２、０．８９のように０から１までの間の乱数を生成し、生成した乱数をＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒと比較する。そして、乱数がＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒより小さい場合にＭＴＣ端末による送信が許可される。
【００４６】
一方、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅは、ＭＴＣ端末において生成された乱数とＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒとの比較によりＭＴＣ端末の送信が許可されなかった場合にＭＴＣ端末が当該処理を再試行するタイミングを決定するための時間情報である。ＭＴＣ端末は、基地局１０から受信されるこのＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅに基づいて決定される時間の経過後にランダムアクセスを再試行する。
【００４７】
［本発明の実施形態に至る経緯］
ところで、上記のＭＴＣ端末が普及すると、ＭＴＣ端末によるランダムアクセスの集中によりＭＴＣの輻輳が生じることが懸念される。より具体的には、ＭＴＣの輻輳は、主に以下に示す２つのケースにおいて生じ得る。
【００４８】
（第１のケース）
ＭＴＣ端末は、３０分ごと、または毎時報時など、周期的に基地局１０と接続し、基地局１０を介してＭＴＣサーバに情報を送信することが求められ得る。この場合、多数のＭＴＣ端末が、基地局１０との接続に際し、プリアンブルの送信を含むランダムアクセスを一斉に行うことが予想される。その結果、ランダムアクセスが集中し、ＭＴＣの輻輳が生じると考えられる。
【００４９】
（第２のケース）
停電直後の復帰や、災害、大雨などによって、テレメトリーなＭＴＣ端末が、想定できない突発的／不定期な一斉送信を行う場合がある。この場合にも、ランダムアクセスが集中し、ＭＴＣの輻輳が生じると考えられる。
【００５０】
上記の２つのケースのうち、第１のケースによる輻輳は事前に予測可能であるので、例えば上述のＡＣＢによりＭＴＣ端末からのアクセス数を適切に調整することができる。また、基地局１０は、あらかじめ周期的なアクセスの増減に関する統計を取得し、予測されるアクセス量を想定して適切に無線リソースの配分を行うことで、アクセスの集中に対してある程度適切な処置を講ずることができる。
【００５１】
しかし、第２のケースによる輻輳は、突発的／不定期な一斉送信により生じるので、輻輳を予測して事前にＡＣＢによりＭＴＣ端末によるアクセス制御を行うことが困難である。仮に、突発的／不定期な一斉送信に備え、システム情報としてＡＣＢパラメータを極めて頻繁に、あるいは瞬時的にＭＴＣ端末に通知できれば上記輻輳を回避し得るが、ＭＴＣ端末は消費電力低減の観点からＲＡＮに常時接続していない場合が多いと想定されるし、システム情報の報知ために多大な無線リソースが消費されることになってしまう。
【００５２】
そこで、上記事情を一着眼点にして本発明の実施形態を創作するに至った。本発明の実施形態によれば、ランダムアクセスの集中による輻輳を適切に回避することが可能である。以下、このような本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５３】
＜２．第１の実施形態＞
［２−１．ＭＴＣ端末のグループ化］
本発明の各実施形態は、複数のＭＴＣ端末２０をグループ化し、グループ内の代表ＭＴＣ端末を決定することにより実現される。そこで、基地局１０やＭＴＣ端末２０の構成の説明に先立ち、ＭＴＣ端末２０のグループ化や代表ＭＴＣ端末の決定について説明する。
【００５４】
図４は、ＭＴＣ端末２０のグループ化の具体例を示した説明図である。図４に示したように、同一の基地局１０のセルエリア内に位置するＭＴＣ端末２０が複数のグループに区分される。例えば、基地局１０Ａのセルエリア内に位置するＭＴＣ端末２０は、図４に示したようにＭＴＣグループ１またはＭＴＣグループ２に区分される。
【００５５】
また、各ＭＴＣグループに属する複数のＭＴＣ端末２０から、１または２以上のＭＴＣ端末２０が代表ＭＴＣ端末に決定される。例えば、ＭＴＣ端末２０Ａ〜２０ＥからなるＭＴＣグループ２においては、ＭＴＣ端末２０Ａが代表ＭＴＣ端末に決定される。以下、このようなグループ化、および代表ＭＴＣ端末の決定方法の一例を説明する。
【００５６】
図５は、ＭＴＣ端末２０のグループ化に関するシーケンスを示した説明図である。図５に示したように、各ＭＴＣ端末２０は、ＭＴＣサーバ３０に端末情報を送信する（Ｓ６２）。ここで、端末情報は、ＭＴＣ端末２０がいずれの基地局１０のセルエリア内に位置するかを特定するための情報を含む。例えば、端末情報としては、ＧＰＳまたは各種センサなどにより取得された位置情報、ＭＴＣ端末２０における各基地局１０の信号強度情報、ＭＴＣ端末２０が以前に接続した基地局１０の基地局ＩＤ、およびＭＴＣ端末２０のＵＳＩＭに記載されたＡＣなどが挙げられる。
【００５７】
ＭＴＣサーバ３０は、各ＭＴＣ端末２０から端末情報を受信すると、端末情報に基づいて複数のＭＴＣ端末２０をグループ化する（Ｓ６４）。具体的には、ＭＴＣサーバ３０は、同一の基地局１０のセルエリア内に位置する複数のＭＴＣ端末２０ごとに、ＭＴＣ端末２０のグループ化を行う。ここで、ＭＴＣサーバ３０は、同一のＡＣを有するＭＴＣ端末２０、または同一のサービスを提供するＭＴＣ端末２０を同一のＭＴＣグループにしてもよい。
【００５８】
続いて、ＭＴＣサーバ３０は、各ＭＴＣグループ内の１または２以上のＭＴＣ端末２０をＭＴＣグループの代表ＭＴＣ端末に決定する（Ｓ６６）。ＭＴＣサーバ３０は、代表ＭＴＣ端末をランダムに決定してもよいし、位置情報に基づいて代表ＭＴＣ端末が分散するように決定してもよい。
【００５９】
その後、ＭＴＣサーバ３０は、各ＭＴＣグループの代表ＭＴＣ端末として決定したＭＴＣ端末にグループ情報を送信する（Ｓ６８）。例えば、ＭＴＣサーバ３０は、ＭＴＣ端末２０ＡをＭＴＣグループ２の代表ＭＴＣ端末に決定した場合、ＭＴＣ端末２０Ａにグループ情報を送信する。そして、ＭＴＣ端末２０Ａはグループ情報を記憶しておく（Ｓ７０）。なお、グループ情報は、一例としてＭＴＣグループに属するＭＴＣ端末２０の端末数情報を含む。
【００６０】
また、ＭＴＣサーバ３０は、各ＭＴＣ端末２０に、各ＭＴＣ端末２０が属するＭＴＣグループを示すグループ番号を通知する（Ｓ７２）。
【００６１】
以上、ＭＴＣ端末２０をグループ化する方法や、代表ＭＴＣ端末の決定方法について説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、各ＭＴＣ端末２０が属するＭＴＣグループや代表ＭＴＣ端末であるか否かを示す情報は事前に各ＭＴＣ端末２０に設定されていてもよい。または、ＭＴＣ端末２０の属するグループや代表ＭＴＣ端末は人的に設定されてもよい。
【００６２】
［２−２．基地局の構成］
次に、図６を参照し、本発明の第１の実施形態による基地局１０の構成を説明する。
【００６３】
図６は、第１の実施形態による基地局１０の構成を示した説明図である。図６に示したように、基地局１０は、アンテナ１１６と、アンテナ共用器１１８と、受信回路１２０と、送信回路１２２と、受信データ処理部１３２と、インタフェース１３３と、通信制御部１３６と、送信データ処理部１３８と、上位レイヤ１４０と、を備える。
【００６４】
アンテナ１１６は、ＭＴＣ端末２０から無線信号を受信し、無線信号を電気的な受信信号に変換する。受信時には、アンテナ１１６と受信回路１２０がアンテナ共用器１１８を介して接続されるので、アンテナ１１６により得られた受信信号は受信回路１２０に供給される。
【００６５】
また、送信時には、アンテナ１１６と送信回路１２２がアンテナ共用器１１８を介して接続されるので、アンテナ１１６に送信回路１２２から送信信号が供給される。アンテナ１１６は、この送信信号を無線信号としてＭＴＣ端末２０に送信する。
【００６６】
なお、図６においては、説明の便宜上、１つのアンテナのみを示しているが、基地局１０は複数のアンテナを備えてもよい。基地局１０は、複数のアンテナを備える場合、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信やダイバーシティ通信などを行うことができる。
【００６７】
受信回路１２０は、アンテナ１１６から供給される受信信号の復調処理および復号処理などを行い、処理後の受信データを受信データ処理部１３２に供給する。このように、受信回路１２０は、アンテナ１１６と協働して受信部として機能する。
【００６８】
送信回路１２２は、通信制御部１３６から供給される制御信号（ＰＤＣＣＨ、ＢＣＨなど）および送信データ処理部１３８から供給されるデータ信号（ＰＤＳＣＨ）の変調処理などを行い、処理後の送信信号をアンテナ１１６に供給する。このように、送信回路１２２は、アンテナ１１６と協働して送信部として機能する。
【００６９】
受信データ処理部１３２は、受信回路１２０から供給される受信データを解析し、上位レイヤ１４０用の受信データはインタフェース１３３に供給する。一方、受信データ処理部１３２は、代表ＭＴＣ端末２０からのグループ情報は通信制御部１３６に供給する。
【００７０】
インタフェース１３３は、上位レイヤ１４０とのインタフェースである。受信データはインタフェース１３３から上位レイヤ１４０へ出力され、送信データは上位レイヤ１４０からインタフェース１３３へ入力される。
【００７１】
送信データ処理部１３８は、インタフェース１３３から供給されるデータに基づいてデータ信号を生成し、送信回路１２２に供給する。
【００７２】
通信制御部１３６は、各ＭＴＣ端末２０へのリソース割り当てや、ＭＴＣ端末２０とのランダムアクセスなどの通信全般を制御する。また、通信制御部１３６は、ＢＣＨにおいてシステム情報として報知するＡＣＢパラメータを、代表ＭＴＣ端末２０からのグループ情報に基づき、ＭＴＣグループごとに再設定する制御情報設定部として機能する。
【００７３】
具体的には、本実施形態においては、ＭＴＣグループ内のＭＴＣ端末２０に先立って代表ＭＴＣ端末２０が基地局１０にランダムアクセスし、基地局１０にグループ情報としてＭＴＣグループに属するＭＴＣ端末２０の端末数情報を通知する。これにより、基地局１０は、ランダムアクセスを控えているＭＴＣ端末２０の数を把握できるので、ランダムアクセスを控えているＭＴＣ端末２０の数に応じ、ランダムアクセスが集中しないようにＡＣＢパラメータを再設定する。
【００７４】
例えば、通信制御部１３６は、代表ＭＴＣ端末２０から受信される端末数情報の示す端末数が多いほど、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒを小さな値に再設定してもよい。具体例として、ＭＴＣ端末２０が一様分布に従って０から１までの間の乱数を生成する場合、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒを０．５から０．２に再設定すれば、ＭＴＣ端末２０により生成される乱数がＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒより小さくなる確率は５０％から２０％に減少する。このように、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒを小さな値に再設定することにより、ＭＴＣ端末２０が生成する乱数がＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒより小さくなる確率が減少するので、ＭＴＣ端末２０からのランダムアクセスの集中を抑制することが可能である。
【００７５】
または、通信制御部１３６は、代表ＭＴＣ端末２０から受信される端末数情報の示す端末数が多いほど、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅにより決定されるランダムアクセスの再試行のタイミングが遅くなるようにＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅを再設定してもよい。かかる構成によれば、ＭＴＣ端末２０がランダムアクセスを行うタイミングを分散させることができるので、ランダムアクセスの輻輳を抑制することが可能である。
【００７６】
通信制御部１３６は、上述のようにＡＣＢパラメータを再設定すると、図７に示したように、対象のＭＴＣグループを示すグループ番号、および再設定後のＡＣＢパラメータをシステム情報に記載する。さらに、通信制御部１３６は、ＡＣＢパラメータが端末数情報による再設定後のパラメータであるか否かを示す再設定フラグを付加する。ＭＴＣ端末２０は、この再設定フラグを確認することにより、代表ＭＴＣ端末２０がランダムアクセスをしたか否かを把握できるので、代表ＭＴＣ端末２０の後にランダムアクセスを行うことが可能となる。
【００７７】
［２−３．ＭＴＣ端末の構成］
以上、本発明の第１の実施形態による基地局１０の構成を説明した。続いて、図８を参照し、本発明の第１の実施形態によるＭＴＣ端末２０の構成を説明する。
【００７８】
図８は、第１の実施形態によるＭＴＣ端末２０の構成を示した説明図である。図８に示したように、ＭＴＣ端末２０は、アンテナ２１６と、アンテナ共用器２１８と、受信回路２２０と、送信回路２２２と、受信データ処理部２３２と、インタフェース２３３と、グループ情報記憶部２３４と、通信制御部２３６と、送信データ処理部２３８と、上位レイヤ２４０と、を備える。
【００７９】
アンテナ２１６は、基地局１０から無線信号を受信し、無線信号を電気的な受信信号に変換する。受信時には、アンテナ２１６と受信回路２２０がアンテナ共用器２１８を介して接続されるので、アンテナ２１６により得られた受信信号は受信回路２２０に供給される。
【００８０】
また、送信時には、アンテナ２１６と送信回路２２２がアンテナ共用器２１８を介して接続されるので、アンテナ２１６に送信回路２２２から送信信号が供給される。アンテナ２１６は、この送信信号を無線信号として基地局１０に送信する。
【００８１】
なお、図８においては、説明の便宜上、１つのアンテナのみを示しているが、ＭＴＣ端末２０は複数のアンテナを備えてもよい。ＭＴＣ端末２０は、複数のアンテナを備える場合、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信などを行うことができる。
【００８２】
受信回路２２０は、アンテナ２１６から供給される受信信号の復調処理および復号処理などを行い、処理後の受信データを受信データ処理部２３２に供給する。このように、受信回路２２０は、アンテナ２１６と協働して受信部として機能する。
【００８３】
送信回路２２２は、通信制御部２３６から供給される制御信号および送信データ処理部２３８から供給されるデータ信号などの変調処理などを行い、処理後の送信信号をアンテナ２１６に供給する。このように、送信回路２２２は、アンテナ２１６と協働して送信部として機能する。
【００８４】
受信データ処理部２３２は、受信回路２２０から供給される受信データを解析し、上位レイヤ用の受信データはインタフェース２３３に供給する。一方、ＭＴＣ端末２０が代表ＭＴＣ端末に決定された場合に受信されるグループ情報は、グループ情報記憶部２３４に供給する。グループ情報記憶部２３４は、受信データ処理部２３２から供給されるグループ情報を記憶する。
【００８５】
インタフェース２３３は、上位レイヤ２４０とのインタフェースである。受信データはインタフェース２３３から上位レイヤ２４０へ出力され、送信データは上位レイヤ２４０からインタフェース２３３へ入力される。
【００８６】
上位レイヤ２４０は、ＭＴＣ端末２０に応じたアプリケーションを実行するための機能部である。上述したように、アプリケーションとしては、「Ｍｅｔｅｒｉｎｇ」や「Ｈｅａｌｔｈ」などが挙げられる。また、アプリケーションが「Ｍｅｔｅｒｉｎｇ」である場合、送信データとしては、水道や電気の使用量を示すデータが想定される。また、アプリケーションが「Ｈｅａｌｔｈ」である場合、送信データとしては、患者の現在の身体状態を示すデータが想定される。
【００８７】
送信データ処理部２３８は、インタフェース１３３から供給されるデータに基づいてデータ信号を生成し、送信回路２２２に供給する。また、ＭＴＣ端末２０が代表ＭＴＣ端末として動作する場合、送信データ処理部２３８は、グループ情報記憶部２３４に記憶されているグループ情報を示すデータ信号を生成し、送信回路２２２に供給する。
【００８８】
通信制御部２３６は、ＭＴＣ端末２０による送信処理および受信処理や、ランダムアクセスなどの通信全般を制御する。例えば、通信制御部２３６は、ランダムアクセスに際して乱数を生成し、生成した乱数と基地局１０から受信されるＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒとを比較する。そして、通信制御部２３６は、生成した乱数がＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒより小さい場合に送信回路２２２にプリアンブルを送信させる。一方、生成した乱数がＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒより大きかった場合、基地局１０から受信されるＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅに基づいて決定される時間の経過後にランダムアクセスを再試行する。
【００８９】
［２−４．無線通信システムの動作］
以上、本発明の第１の実施形態による基地局１０およびＭＴＣ端末２０の構成を説明した。続いて、図９を参照し、本発明の第１の実施形態による無線通信システム１の動作を説明する。
【００９０】
図９は、本発明の第１の実施形態による無線通信システム１の動作を示したシーケンス図である。この図９に示す本実施形態によるランダムアクセスの手順により、基地局１０と各ＭＴＣ端末２０との接続が実現される。なお、図９においては、ＭＴＣグループ２にＭＴＣ端末２０Ａおよび２０Ｂなどが属し、ＭＴＣ端末２０Ａが代表ＭＴＣ端末として決定された場合のシーケンスを示している。
【００９１】
まず、図９のＳ３０４〜Ｓ３３２に示したように、代表ＭＴＣ端末２０ＡがＭＴＣグループ内の他のＭＴＣ端末２０Ｂなどに先立って基地局１０に対してランダムアクセスを行う。具体的には、代表ＭＴＣ端末２０Ａは、基地局１０からシステム情報を受信すると（Ｓ３０４）、システム情報に含まれるＡＣＢパラメータを確認する（Ｓ３０８）。そして、代表ＭＴＣ端末２０Ａの通信制御部２３６は、ＡＣＢパラメータに基づいてプリアンブル送信の可否を判断し、判断結果に応じて送信回路２２２からプリアンブルを送信させる（Ｓ３１２）。
【００９２】
基地局１０は、上記のプリアンブルの基地局１０への到達時刻とランダムアクセスウィンドウとの関係からＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を算出する（Ｓ３１６）。そして、基地局１０は、代表ＭＴＣ端末２０Ａに対してランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ３２０）。このランダムアクセスレスポンスは、例えば、アップリンク送信許可データ、およびＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を含む。
【００９３】
代表ＭＴＣ端末２０Ａは、ランダムアクセスレスポンスを受信すると、Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値に基づいて送信タイミングを調整した上で（Ｓ３２４）、Ｌ２／Ｌ３メッセージを送信する（Ｓ３２８）。ここで、代表ＭＴＣ端末２０Ａは、グループ情報記憶部２３４に記憶されているグループ情報もＬ２／Ｌ３メッセージとして送信する。かかる構成により、グループ情報を別途送信する必要が無くなるので、一連の処理の時間短縮を図ることができる。
【００９４】
これに対し、基地局１０が代表ＭＴＣ端末２０Ａにコンテンションレゾリューションメッセージを送信することで（Ｓ３３２）、代表ＭＴＣ端末２０Ａと基地局１０とが接続される。
【００９５】
さらに、基地局１０の通信制御部１３６は、代表ＭＴＣ端末２０Ａから受信したグループ情報に基づいてＡＣＢパラメータを再設定する（Ｓ３３６）。例えば、通信制御部１３６は、代表ＭＴＣ端末２０Ａから受信されるグループ情報の示す端末数が多いほど、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒを小さな値に再設定してもよい。または、通信制御部１３６は、代表ＭＴＣ端末２０Ａから受信されるグループ情報の示す端末数が多いほど、ＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅにより決定されるランダムアクセスの再試行のタイミングが遅くなるようにＡＣ  ｂａｒｒｉｎｇ  ｔｉｍｅを再設定してもよい。
【００９６】
その後、再設定されたＡＣＢパラメータを含むシステム情報が基地局１０からＢＣＨにより報知されると（Ｓ３４０）、Ｓ３４４〜Ｓ３６８に示したように、ＭＴＣ端末２０Ｂなどの他のＭＴＣ端末２０が基地局１０に対してランダムアクセスを行う。
【００９７】
具体的には、ＭＴＣ端末２０Ｂは、ＭＴＣグループ２を宛先とし、再設定フラグがオンである再設定後のＡＣＢパラメータを確認する（Ｓ３４４）。そして、ＭＴＣ端末２０Ｂは、ＡＣＢパラメータに基づくプリアンブル送信の可否を判断し、判断結果に応じてプリアンブルを送信する（Ｓ３４８）。
【００９８】
基地局１０は、上記のプリアンブルの基地局１０への到達時刻とランダムアクセスウィンドウとの関係からＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を算出する（Ｓ３５２）。そして、基地局１０は、ＭＴＣ端末２０Ｂに対してランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ３５６）。このランダムアクセスレスポンスは、例えば、アップリンク送信許可データ、およびＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を含む。
【００９９】
ＭＴＣ端末２０Ｂは、ランダムアクセスレスポンスを受信すると、Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値に基づいて送信タイミングを調整した上で（Ｓ３６０）、Ｌ２／Ｌ３メッセージを送信する（Ｓ３６４）。これに対し、基地局１０がＭＴＣ端末２０Ｂにコンテンションレゾリューションメッセージを送信することで（Ｓ３６８）、ＭＴＣ端末２０Ｂと基地局１０とが接続される。
【０１００】
以上説明したように、第１の実施形態による無線通信システム１によれば、ＭＴＣグループ内の各ＭＴＣ端末２０からのプリアンブル送信タイミングを、ＭＴＣグル―プ内の端末数に応じて分散させることができるので、ランダムアクセスの輻輳を抑制することが可能である。
【０１０１】
（変形例）
なお、上記ではグループ情報をＬ２／Ｌ３メッセージと共に送信する例を説明したが、以下に図１０を参照して説明する変形例のように、代表ＭＴＣ端末２０Ａは基地局１０との接続後にグループ情報を送信してもよい。
【０１０２】
図１０は、本発明の第１の実施形態による無線通信システム１の動作の変形例を示したシーケンス図である。まず、図１０のＳ３０４〜Ｓ３３２に示したように、代表ＭＴＣ端末２０ＡがＭＴＣグループ内の他のＭＴＣ端末２０Ｂなどに先立って基地局１０に対してランダムアクセスを行う。当該変形例は、代表ＭＴＣ端末２０ＡがＳ３２６においてＬ２／Ｌ３メッセージと共にグループ情報を送信しない点で図９に示した例と異なる。
【０１０３】
そして、代表ＭＴＣ端末２０Ａは、基地局１０に対するランダムアクセスの後にグループ情報を基地局１０に送信する（Ｓ３３４）。続いて、基地局１０の通信制御部１３６は、代表ＭＴＣ端末２０Ａから受信したグループ情報に基づいてＡＣＢパラメータを再設定する（Ｓ３３６）。
【０１０４】
その後、再設定されたＡＣＢパラメータを含むシステム情報が基地局１０からＢＣＨにより報知されると（Ｓ３４０）、図９に示した例と同様に、ＭＴＣ端末２０Ｂなどの他のＭＴＣ端末２０が基地局１０に対してランダムアクセスを行う（Ｓ３４４〜Ｓ３６８）。
【０１０５】
＜３．第２の実施形態＞
以上、本発明の第１の実施形態を説明した。続いて、本発明の第２の実施形態を説明する。本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態と共通する部分が多いが、基地局１０が代表ＭＴＣ端末２０から受信したグループ情報に基づいて再設定する情報が第１の実施形態と異なる。このような本発明の第２の実施形態を説明するにあたり、まず、ＭＴＣ端末２０がランダムアクセスを行うためのリソースについて補足する。
【０１０６】
（ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘ）
基地局１０は、ランダムアクセスにおいてＭＴＣ端末２０がプリンアンブルを送信するためのリソースを、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘにより指定する。そして、基地局１０は、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘをシステム情報として報知し、ＭＴＣ端末２０は、このＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘにより特定されるサブフレームにおいてプリアンブルを送信する。
【０１０７】
図１１は、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘとサブフレームとの関係を示した説明図である。図１１に示したように、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘの各番号には、１または２以上のサブフレームが対応付けられている。例えば、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘ＃０にはサブフレーム＃１が対応付けられており、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘ＃９にはサブフレーム＃１、４、および７が対応付けられている。
【０１０８】
ここで、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘに複数のサブフレームが対応付けられている場合、ＭＴＣ端末２０は、複数のサブフレームのうちのいずれかのサブフレーム内のランダムアクセスウィンドウにおいてプリアンブルを送信する。したがって、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘに対応付けられているサブフレームの数が多いほど、ＭＴＣ端末２０からのプリアンブル送信は時間的に分散されると考えられる。
【０１０９】
（第２の実施形態の説明）
そこで、本発明の第２の実施形態による基地局１０は、代表ＭＴＣ端末２０から受信したグループ情報に基づき、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘを再設定する。具体的には、第２の実施形態による基地局１０の通信制御部２３６は、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘを、代表ＭＴＣ端末２０から受信したグループ情報の示す端末数が多いほど、より多くのサブフレームと対応付けられているＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘに再設定する。以下、図１２を参照し、より詳細に説明する。
【０１１０】
図１２は、本発明の第２の実施形態による無線通信システム１の動作を示したシーケンス図である。この図１２に示す本実施形態によるランダムアクセスの手順により、基地局１０と各ＭＴＣ端末２０との接続が実現される。なお、図１２においては、ＭＴＣグループ２にＭＴＣ端末２０Ａおよび２０Ｂなどが属し、ＭＴＣ端末２０Ａが代表ＭＴＣ端末として決定された場合のシーケンスを示している。
【０１１１】
まず、図１２のＳ４０４〜Ｓ４３２に示したように、代表ＭＴＣ端末２０ＡがＭＴＣグループ内の他のＭＴＣ端末２０Ｂなどに先立って基地局１０に対してランダムアクセスを行う。具体的には、代表ＭＴＣ端末２０Ａは、基地局１０からシステム情報を受信すると（Ｓ４０４）、システム情報に含まれるＡＣＢパラメータおよびＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘを確認する（Ｓ４０８）。
【０１１２】
そして、代表ＭＴＣ端末２０Ａの通信制御部２３６は、ＡＣＢパラメータに基づいてプリアンブル送信の可否を判断し、判断結果に応じて、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘにより特定されるサブフレームのランダムアクセスウィンドウにおいて送信回路２２２からプリアンブルを送信させる（Ｓ４１２）。
【０１１３】
基地局１０は、上記のプリアンブルの基地局１０への到達時刻とランダムアクセスウィンドウとの関係からＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を算出する（Ｓ４１６）。そして、基地局１０は、代表ＭＴＣ端末２０Ａに対してランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ４２０）。このランダムアクセスレスポンスは、例えば、アップリンク送信許可データ、およびＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を含む。
【０１１４】
代表ＭＴＣ端末２０Ａは、ランダムアクセスレスポンスを受信すると、Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値に基づいて送信タイミングを調整した上で（Ｓ４２４）、Ｌ２／Ｌ３メッセージを送信する（Ｓ４２８）。ここで、代表ＭＴＣ端末２０Ａは、グループ情報記憶部２３４に記憶されているグループ情報もＬ２／Ｌ３メッセージとして送信する。かかる構成により、グループ情報を別途送信する必要が無くなるので、一連の処理の時間短縮を図ることができる。ただし、代表ＭＴＣ端末２０Ａは、グループ情報をランダムアクセスの後にＬ２／Ｌ３メッセージと別個に送信してもよい。
【０１１５】
これに対し、基地局１０が代表ＭＴＣ端末２０Ａにコンテンションレゾリューションメッセージを送信することで（Ｓ４３２）、代表ＭＴＣ端末２０Ａと基地局１０とが接続される。
【０１１６】
さらに、基地局１０の通信制御部１３６は、代表ＭＴＣ端末２０Ａから受信したグループ情報に基づいてＡＣＢパラメータ、およびＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘを再設定する（Ｓ４３６）。例えば、通信制御部１３６は、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘを、代表ＭＴＣ端末２０から受信したグループ情報の示す端末数が多いほど、より多くのサブフレームと対応付けられているＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘに再設定してもよい。
【０１１７】
その後、再設定されたＡＣＢパラメータおよびＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘを含むシステム情報が基地局１０からＢＣＨにより報知されると（Ｓ４４０）、Ｓ４４４〜Ｓ４６８に示したように、ＭＴＣ端末２０Ｂなどの他のＭＴＣ端末２０が基地局１０に対してランダムアクセスを行う。
【０１１８】
具体的には、ＭＴＣ端末２０Ｂは、ＭＴＣグループ２を宛先とし、再設定フラグがオンである再設定後のＡＣＢパラメータおよびＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘを確認する（Ｓ４４４）。そして、ＭＴＣ端末２０Ｂは、ＡＣＢパラメータに基づくプリアンブル送信の可否を判断し、判断結果に応じて、ＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘにより特定されるサブフレームにおいてプリアンブルを送信する（Ｓ４４８）。
【０１１９】
基地局１０は、上記のプリアンブルの基地局１０への到達時刻とランダムアクセスウィンドウとの関係からＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を算出する（Ｓ４５２）。そして、基地局１０は、ＭＴＣ端末２０Ｂに対してランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ４５６）。このランダムアクセスレスポンスは、例えば、アップリンク送信許可データ、およびＴｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値を含む。
【０１２０】
ＭＴＣ端末２０Ｂは、ランダムアクセスレスポンスを受信すると、Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ値に基づいて送信タイミングを調整した上で（Ｓ４６０）、Ｌ２／Ｌ３メッセージを送信する（Ｓ４６４）。これに対し、基地局１０がＭＴＣ端末２０Ｂにコンテンションレゾリューションメッセージを送信することで（Ｓ４６８）、ＭＴＣ端末２０Ｂと基地局１０とが接続される。
【０１２１】
＜４．まとめ＞
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、代表ＭＴＣ端末２０がＭＴＣグループ内の端末数を示すグループ情報を基地局１０に送信し、基地局１０が、グループ情報の示す端末数に応じてＡＣＢパラメータやＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘなどのランダムアクセスを制御するための制御情報を再設定する。そして、ＭＴＣグループ内の他のＭＴＣ端末２０は、再設定されたＡＣＢパラメータやＲＡＣＨ＿ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＿ｉｎｄｅｘなどに従ってランダムアクセスを行う。かかる構成によれば、ＭＴＣグループ内の各ＭＴＣ端末２０からのプリアンブル送信タイミングを、ＭＴＣグル―プ内の端末数に応じて分散させることができるので、ランダムアクセスの輻輳を抑制することが可能である。
【０１２２】
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２３】
例えば、本明細書の基地局１０およびＭＴＣ端末２０の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、基地局１０およびＭＴＣ端末２０の処理における各ステップは、シーケンス図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【０１２４】
また、基地局１０およびＭＴＣ端末２０に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した基地局１０およびＭＴＣ端末２０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。
【符号の説明】
【０１２５】
１０      基地局
２０      ＭＴＣ端末
３０      ＭＴＣサーバ
１１６、２１６  アンテナ
１１８、２１８  アンテナ共用器
１２０、２２０  受信回路
１２２、２２２  送信回路
１３２、２３２  受信データ処理部
１３３、２３３  インタフェース
１３４、２３６  通信制御部
１３８、２３８  送信データ処理部
１４０、２４０  上位レイヤ
【図１】
0005569322.tif 000002
【図２】
0005569322.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005569322.tif 000007
【図７】
0005569322.tif 000008
【図８】
0005569322.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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