(57)【要約】【課題】複数のセルにおける効率的なランダムアクセス手順を実現する端末装置、基地局装置、通信システム、通信方法および集積回路に関する技術を提供すること。【解決手段】第１のセルと第２のセルを用いて基地局装置と接続する端末装置において、第１のセルと第２のセルのそれぞれに対して物理ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順を実行し、第２のセルに対して送信した物理ランダムアクセスチャネルの応答を第２のセルで受信し、応答の検出に関する情報を第１のセルに対して送信する。【選択図】図３
2014236366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と通信する端末装置であって、
第１のセルと第２のセルを用いて基地局装置と接続し、前記第１のセルと前記第２のセルのそれぞれに対して物理ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順を実行し、
前記第２のセルに対して送信した前記物理ランダムアクセスチャネルの応答を、前記第２のセルで受信し、
前記応答の検出に関する情報を前記第１のセルに対して送信することを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記応答を検出したこと示す情報を、前記第１のセルに対する送信データと多重して前記第１のセルに対して送信することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記応答を検出できずにランダムアクセス手順が失敗したことを示す情報を、前記第１のセルに対する送信データと多重して前記第１のセルに対して送信することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
【請求項４】
前記情報は前記第２のセルの送信タイミンググループ識別子を少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
【請求項５】
端末装置と通信する基地局装置であって、
第１のセルと第２のセルを用いて端末装置と接続し、
前記第２のセルにおいて前記端末装置によって送信された物理ランダムアクセスチャネルに対応する応答を前記第２のセルで送信し、
前記応答の検出に関する情報を前記第１のセルにおいて前記端末装置から受信することを特徴とする基地局装置。
【請求項６】
前記応答に基づいて、前記第２のセルにおける前記端末装置のランダムアクセス手順の成否を判断することを特徴とする請求項５に記載の基地局装置。
【請求項７】
端末装置と複数の基地局装置とが接続される通信システムであって、
前記端末装置は、
第１のセルと第２のセルを用いて前記基地局装置と接続し、前記第２のセルに対して送信した物理ランダムアクセスチャネルの応答を、前記第２のセルで受信し、前記物理ランダムアクセスチャネルに対応する前記応答の検出に関する情報を前記第１のセルに対して送信し、
前記基地局装置は、
前記第１のセルにおいて前記端末装置から送信される前記応答の検出に関する情報を受信することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
基地局装置と通信する端末装置の通信方法であって、
第１のセルと第２のセルを用いて前記基地局装置と接続するステップと、前記第１のセルと前記第２のセルのそれぞれに対して物理ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順を実行するステップと、
前記第２のセルに対して送信した前記物理ランダムアクセスチャネルの応答を、前記第２のセルで受信するステップと、
前記応答の検出に関する情報を前記第１のセルに対して送信するステップと、を少なくとも備えることを特徴とする通信方法。
【請求項９】
端末装置と通信する基地局装置の通信方法であって、
第１のセルと第２のセルを用いて前記端末装置と接続するステップと、
前記第２のセルにおいて前記端末装置によって送信された物理ランダムアクセスチャネルに対応する応答を前記第２のセルで送信するステップと、
前記応答の検出に関する情報を前記第１のセルにおいて前記端末装置から受信するステップと、を少なくとも備えることを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
基地局装置と通信する端末装置の集積回路であって、
第１のセルと第２のセルを用いて基地局装置と接続する機能と、前記第１のセルと前記第２のセルのそれぞれに対して物理ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順を実行する機能と、
前記第２のセルに対して送信した前記物理ランダムアクセスチャネルの応答を、前記第２のセルで受信する機能と、
前記応答の検出に関する情報を前記第１のセルに対して送信する機能と、を含む一連の機能を前記端末装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【請求項１１】
端末装置と通信する基地局装置の集積回路であって、
第１のセルと第２のセルを用いて端末装置と接続する機能と、
前記第２のセルにおいて前記端末装置によって送信された物理ランダムアクセスチャネルに対応する応答を前記第２のセルで送信する機能と、
前記応答の検出に関する情報を前記第１のセルにおいて前記端末装置から受信する機能と、を含む一連の機能を前記基地局装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、効率的なランダムアクセス手順を実現する端末装置、基地局装置、通信システム、通信方法および集積回路の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）通信方式やリソースブロックと呼ばれる所定の周波数・時間単位の柔軟なスケジューリングの採用によって、高速な通信を実現させたＥｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（以降EUTRAと称する）の標準化が行なわれた。
【０００３】
また、３ＧＰＰでは、より高速なデータ伝送を実現し、ＥＵＴＲＡに対して上位互換性を持つＡｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡの検討を行っている。ＥＵＴＲＡでは、基地局装置がほぼ同一のセル構成（セルサイズ）から成るネットワークを前提とした通信システムであったが、Ａｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡでは、異なる構成の基地局装置（セル）が同じエリアに混在しているネットワーク（異種無線ネットワーク、ヘテロジニアスネットワーク（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ））を前提とした通信システムの検討が行われている。
【０００４】
ヘテロジニアスネットワークのように、セル半径の大きいセル（マクロセル）と、セル半径がマクロセルよりも小さいセル（小セル、スモールセル）とが配置される通信システムにおいて、端末装置が、マクロセルとスモールセルとに同時に接続して通信を行う技術（Ｄｕａｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ（デュアルコネクティビティ、双対接続性））について検討されている（非特許文献１）。
【０００５】
非特許文献１において、端末装置がセル半径（セルサイズ）の大きいセル（マクロセル）とセル半径の小さいセル（スモールセル（または、ピコセル））との間でデュアルコネクティビティを実現しようとするとき、マクロセルとスモールセル間のバックボーン回線（Ｂａｃｋｈａｕｌ（バックホール））が低速であり、遅延が発生することを前提としたネットワークでの検討が進められている。すなわち、マクロセルとスモールセル間での制御情報またはユーザ情報のやり取りが遅延することによって、従来では実現できていた機能が実現できない、または実現が困難となる可能性がある。
【０００６】
また、非特許文献２では、端末装置が複数のセルと同時に接続する際に、あるセルの上りリンクで送信した物理ランダムアクセスチャネルの応答（ランダムアクセスレスポンス）は、特定のセルまたは物理ランダムアクセスチャネルを送信したセルで受信されることが提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｒ２−１３０４４４，ＮＴＴ  ＤＯＣＯＭＯ，  ＩＮＣ．，３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ２＃８１，Ｓｔ．  Ｊｕｌｉａｎ’ｓ，  Ｍａｌｔａ，  Ｊａｎｕａｒｙ  ２８ｔｈ  −  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １ｓｔ，  ２０１３．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／ｔｓｇ＿ｒａｎ／ＷＧ２＿ＲＬ２／ＴＳＧＲ２＿８１／Ｄｏｃｓ／
【非特許文献２】Ｒ２−１２１６３５，  ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，３ＧＰＰ  ＴＳＧ  ＲＡＮ２＃７７ｂｉｓ，Ｊｅｊｕ，  Ｋｏｒｅａ，  Ｍａｒｃｈ  ２６ｔｈ  −  ３０ｔｈ，  ２０１２ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／ｔｓｇ＿ｒａｎ／ＷＧ２＿ＲＬ２／ＴＳＧＲ２＿７７ｂｉｓ／Ｄｏｃｓ／
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献２の例のように、端末装置が複数のセルの上りリンクに対して物理ランダムアクセスチャネルを送信する場合に、基地局装置がある特定のセル（例えばマクロセル）でランダムアクセスレスポンスを送信するためには、バックボーン回線で遅延が発生しないシステムであることが必要不可欠である。
【０００９】
すなわち、異なる基地局装置がデュアルコネクティビティによって接続される場合であって、かつ、物理ランダムアクセスチャネルを受信する基地局装置と、ランダムアクセスレスポンスを送信する基地局装置が異なるとき、従来よりもランダムアクセスレスポンスが送信されるまでに時間が必要であるが、端末装置は、基地局装置間のバックボーン回線の遅延の有無を考慮していないため、ランダムアクセスレスポンスの受信に失敗したと判断してしまうという問題がある。
【００１０】
また、非特許文献２の別の例のように、端末装置が複数のセルの上りリンクに対して物理ランダムアクセスチャネルを送信する場合に、物理ランダムアクセスチャネルを受信した基地局装置のセルでランダムアクセスレスポンスを検出する方法は、基地局装置間のバックボーンの遅延の影響を考慮しなくてよいが、その一方で、端末装置のランダムアクセス手順を大きく変更しなければならないという別の問題がある。
【００１１】
特に、異なる基地局装置がデュアルコネクティビティによって接続される場合、一方の基地局装置が、他方の基地局装置のランダムアクセス手順の終了を知ることができないため、基地局装置間でのデータ転送の開始タイミングが不明になるという問題や、端末装置に対して適切な送受信の設定ができないという問題が発生する。また、ランダムアクセス手順の終了を基地局装置間でやり取りすることも可能であるが、不要な基地局装置間のシグナリングが発生するという別の問題が発生する。
【００１２】
上記の課題を鑑みて、本発明の実施形態の目的は、効率的なランダムアクセス手順を実現する端末装置、基地局装置、通信システム、通信方法および集積回路に関する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の実施形態における端末装置は、は、基地局装置と通信する端末装置であって、第１のセルと第２のセルを用いて基地局装置と接続し、第１のセルと第２のセルのそれぞれに対して物理ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順を実行し、第２のセルに対して送信した物理ランダムアクセスチャネルの応答を、第２のセルで受信し、応答の検出に関する情報を第１のセルに対して送信することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の実施形態における基地局装置は、端末装置と通信する基地局装置であって、第１のセルと第２のセルを用いて端末装置と接続し、第２のセルにおいて端末装置によって送信された物理ランダムアクセスチャネルに対応する応答を第２のセルで送信し、応答の検出に関する情報を前記第１のセルにおいて端末装置から受信することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の実施形態における通信システムは、端末装置と複数の基地局装置とが接続される通信システムであって、端末装置において、第１のセルと第２のセルを用いて基地局装置と接続し、第２のセルに対して送信した物理ランダムアクセスチャネルの応答を、第２のセルで受信し、物理ランダムアクセスチャネルに対応する応答の検出に関する情報を第１のセルに対して送信し、基地局装置において、第１のセルにおいて端末装置から送信される応答の検出に関する情報を受信することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の実施形態における端末装置の通信方法は、端末装置において、第１のセルと第２のセルを用いて基地局装置と接続するステップと、第１のセルと第２のセルのそれぞれに対して物理ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順を実行するステップと、第２のセルに対して送信した物理ランダムアクセスチャネルの応答を、第２のセルで受信するステップと、応答の検出に関する情報を第１のセルに対して送信するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の実施形態における基地局装置の通信方法は、基地局装置において、第１のセルと第２のセルを用いて端末装置と接続するステップと、第２のセルにおいて端末装置によって送信された物理ランダムアクセスチャネルに対応する応答を第２のセルで送信するステップと、応答の検出に関する情報を端末装置から受信するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の実施形態における端末装置の集積回路は、端末装置において、第１のセルと第２のセルを用いて基地局装置と接続する機能と、第１のセルと第２のセルのそれぞれに対して物理ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順を実行する機能と、第２のセルに対して送信した物理ランダムアクセスチャネルの応答を、第２のセルで受信する機能と、応答の検出に関する情報を第１のセルに対して送信する機能と、を含む一連の機能を端末装置に発揮させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の実施形態における基地局装置の集積回路は、基地局装置において、第１のセルと第２のセルを用いて端末装置と接続する機能と、第２のセルにおいて端末装置によって送信された物理ランダムアクセスチャネルに対応する応答を第２のセルで送信する機能と、応答の検出に関する情報を第１のセルにおいて端末装置から受信する機能と、を含む一連の機能を基地局装置に発揮させることを特徴とする。
【００２０】
本明細書では、効率的なランダムアクセス手順を実現する端末装置、基地局装置、通信システム、通信方法および集積回路に関する技術という点において各実施形態を開示するが、各実施形態に対して適用可能な通信方式は、ＥＵＴＲＡまたはＡｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡのようにＥＵＴＲＡと上位互換性のある通信方式に限定されるものではない。
【００２１】
例えば、本明細書で述べられる技術は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）、およびその他のアクセス方式等を用いた、種々の通信システムにおいて使用され得る。また、本明細書において、システムとネットワークは同義的に使用され得る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施形態によれば、ランダムアクセス手順を効率的に行うことによって、通信品質を向上させる端末装置、基地局装置、通信システム、測定方法および集積回路に関する技術を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る端末装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基地局装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るランダムアクセス手順の一例を示すシーケンスチャート図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る送信データのフォーマットを説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る送信データのフォーマットの詳細について説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る送信データのフォーマットの詳細について説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る別の送信データのフォーマットの詳細について説明するための図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る送信データのフォーマットの詳細について説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係るデュアルコネクティビティのアーキテクチャーの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るデュアルコネクティビティのアーキテクチャーの別の一例を示す図である。
【図１１】Contention based Random Access手順について説明するためのシーケンスチャート図である。
【図１２】Non Contention based Random Access手順について説明するためのシーケンスチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の各実施形態に関わる技術について以下に簡単に説明する。
【００２５】
[物理チャネル／物理シグナル]
ＥＵＴＲＡおよびＡｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡで使用される主な物理チャネル、および物理シグナルについて説明を行なう。チャネルとは信号の送信に用いられる媒体を意味し、物理チャネルとは信号の送信に用いられる物理的な媒体を意味する。本発明において、物理チャネルは、信号と同義的に使用され得る。物理チャネルは、ＥＵＴＲＡ、およびＡｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡにおいて、今後追加、または、その構造やフォーマット形式が変更または追加される可能性があるが、変更または追加された場合でも本発明の各実施形態の説明には影響しない。
【００２６】
ＥＵＴＲＡおよびＡｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡでは、物理チャネルまたは物理シグナルのスケジューリングについて無線フレームを用いて管理している。１無線フレームは１０ｍｓであり、１無線フレームは１０サブフレームで構成される。さらに、１サブフレームは２スロットで構成される（すなわち、１サブフレームは１ｍｓ、１スロットは０．５ｍｓである）。また、物理チャネルが配置されるスケジューリングの最小単位としてリソースブロックを用いて管理している。リソースブロックとは、周波数軸を複数サブキャリア（例えば１２サブキャリア）の集合で構成される一定の周波数領域と、一定の送信時間間隔（１スロット）で構成される領域で定義される。
【００２７】
同期シグナル（Synchronization Signals）は、３種類のプライマリ同期シグナルと、周波数領域で互い違いに配置される３１種類の符号から構成されるセカンダリ同期シグナルとで構成され、プライマリ同期シグナルとセカンダリ同期シグナルの信号の組み合わせによって、基地局装置を識別する５０４通りのセル識別子（物理セルＩＤ（Physical Cell Identity; PCI））と、無線同期のためのフレームタイミングが示される。端末装置は、セルサーチによって受信した同期シグナルの物理セルＩＤを特定する。
【００２８】
物理報知情報チャネル（PBCH; Physical Broadcast Channel）は、セル内の端末装置で共通に用いられる制御パラメータ（報知情報（システム情報）；System information）を通知（設定）する目的で送信される。物理報知情報チャネルで通知されない報知情報は、物理下りリンク制御チャネルで報知情報が送信される無線リソースがセル内の端末装置に対して通知され、通知された無線リソースにおいて、物理下りリンク共用チャネルによって報知情報を通知するレイヤ３メッセージ（システムインフォメーション）が送信される。
【００２９】
報知情報として、セル個別の識別子を示すセルグローバル識別子（CGI; Cell Global Identifier）、ページングによる待ち受けエリアを管理するトラッキングエリア識別子（TAI; Tracking Area Identifier）、ランダムアクセス設定情報（送信タイミングタイマーなど）、当該セルにおける共通無線リソース設定情報、周辺セル情報、上りリンクアクセス制限情報などが通知される。
【００３０】
下りリンクリファレンスシグナルは、その用途によって複数のタイプに分類される。例えば、セル固有ＲＳ（Cell-specific reference signals）は、セル毎に所定の電力で送信されるパイロットシグナルであり、所定の規則に基づいて周波数領域および時間領域で周期的に繰り返される下りリンクリファレンスシグナルである。端末装置は、セル固有ＲＳを受信することでセル毎の受信品質を測定する。また、端末装置は、セル固有ＲＳと同時に送信される物理下りリンク制御チャネル、または物理下りリンク共用チャネルの復調のための参照用の信号としても下りリンクセル固有ＲＳを使用する。セル固有ＲＳに使用される系列は、セル毎に識別可能な系列が用いられる。
【００３１】
また、下りリンクリファレンスシグナルは下りリンクの伝搬路変動の推定にも用いられる。伝搬路変動の推定に用いられる下りリンクリファレンスシグナルのことをチャネル状態情報リファレンスシグナル（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ；ＣＳＩ−ＲＳ）と称する。また、端末装置に対して個別に設定される下りリンクリファレンスシグナルは、ＵＥ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ（ＵＲＳ）またはＤｅｄｉｃａｔｅｄ  ＲＳ（ＤＲＳ）と称され、物理下りリンク制御チャネル、または物理下りリンク共用チャネルを復調するときのチャネルの伝搬路補償処理のために参照される。
【００３２】
物理下りリンク制御チャネル（PDCCH; Physical Downlink Control Channel）は、各サブフレームの先頭からいくつかのＯＦＤＭシンボル（例えば１〜４ＯＦＤＭシンボル）で送信される。拡張物理下りリンク制御チャネル（EPDCCH; Enhanced Physical Downlink Control Channel）は、物理下りリンク共用チャネルＰＤＳＣＨが配置されるＯＦＤＭシンボルに配置される物理下りリンク制御チャネルである。ＰＤＣＣＨまたはＥＰＤＣＣＨは、端末装置に対して基地局装置のスケジューリングに従った無線リソース割り当て情報や、送信電力の増減の調整量を指示する情報を通知する目的で使用される。以降、単に物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）と記載した場合、特に明記がなければ、ＰＤＣＣＨとＥＰＤＣＣＨの両方の物理チャネルを意味する。
【００３３】
端末装置は、下りリンクデータや下りリンク制御データであるレイヤ３メッセージ（ページング、ハンドオーバーコマンドなど）を送受信する前に自装置宛の物理下りリンク制御チャネルを監視（モニタ）し、自装置宛の物理下りリンク制御チャネルを受信することで、送信時には上りリンクグラント、受信時には下りリンクグラント（下りリンクアサインメント）と呼ばれる無線リソース割り当て情報を物理下りリンク制御チャネルから取得する必要がある。なお、物理下りリンク制御チャネルは、上述したＯＦＤＭシンボルで送信される以外に、基地局装置から端末装置に対して個別（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）に割り当てられるリソースブロックの領域で送信されるように構成することも可能である。
【００３４】
物理上りリンク制御チャネル（PUCCH; Physical Uplink Control Channel）は、物理下りリンク共用チャネルで送信されたデータの受信確認応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ；Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ／Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）や下りリンクの伝搬路（チャネル状態）情報（ＣＳＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、上りリンクの無線リソース割り当て要求（無線リソース要求、スケジューリングリクエスト（ＳＲ；Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ））を行なうために使用される。
【００３５】
ＣＳＩは、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＴＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｔｙｐｅ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を含む。各Ｉｎｄｉｃａｔｏｒは、Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎと表記されてもよい。
【００３６】
物理下りリンク共用チャネル（PDSCH; Physical Downlink Shared Channel）は、下りリンクデータの他、ページングや物理報知情報チャネルで通知されない報知情報（システムインフォメーション）をレイヤ３メッセージとして端末装置に通知するためにも使用される。物理下りリンク共用チャネルの無線リソース割り当て情報は、物理下りリンク制御チャネルで示される。物理下りリンク共用チャネルは物理下りリンク制御チャネルが送信されるＯＦＤＭシンボル以外のＯＦＤＭシンボルに配置されて送信される。すなわち、物理下りリンク共用チャネルと物理下りリンク制御チャネルは１サブフレーム内で時分割多重されている。
【００３７】
物理上りリンク共用チャネル（PUSCH; Physical Uplink Shared Channel）は、主に上りリンクデータと上りリンク制御データを送信し、下りリンクの受信品質やＡＣＫ／ＮＡＣＫなどの制御データを含めることも可能である。また、上りリンクデータの他、上りリンク制御情報をレイヤ３メッセージとして端末装置から基地局装置に通知するためにも使用される。また、下りリンクと同様に物理上りリンク共用チャネルの無線リソース割り当て情報は、物理下りリンク制御チャネルで示される。
【００３８】
上りリンクリファレンスシグナル（上りリンク参照信号；Uplink Reference Signal、上りリンクパイロット信号、上りリンクパイロットチャネルとも呼称する）は、基地局装置が、物理上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨおよび／または物理上りリンク共用チャネルＰＵＳＣＨを復調するために使用する復調参照信号（ＤＭＲＳ；Demodulation Reference Signal）と、基地局装置が、主に、上りリンクのチャネル状態を推定するために使用するサウンディング参照信号（ＳＲＳ；Sounding Reference Signal）が含まれる。また、サウンディング参照信号には、周期的に送信される周期的サウンディング参照信号（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ＳＲＳ）と、基地局装置から指示されたときに送信される非周期的サウンディング参照信号（Ａｐｅｒｉｏｄｉｃ  ＳＲＳ）とがある。
【００３９】
物理ランダムアクセスチャネル（PRACH; Physical Random Access Channel）は、プリアンブル系列を通知（設定）するために使用されるチャネルであり、ガードタイムを有する。プリアンブル系列は、複数のシーケンスによって基地局装置へ情報を通知するように構成される。例えば、６４種類のシーケンスが用意されている場合、６ビットの情報を基地局装置へ示すことができる。物理ランダムアクセスチャネルは、端末装置の基地局装置へのアクセス手段として用いられる。
【００４０】
端末装置は、物理上りリンク制御チャネル未設定時の上りリンクの無線リソース要求のため、または、上りリンク送信タイミングを基地局装置の受信タイミングウィンドウに合わせるために必要な送信タイミング調整情報（タイミングアドバンス（Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ；ＴＡ）とも呼ばれる）を基地局装置に要求するためなどに物理ランダムアクセスチャネルを用いる。また、基地局装置は、端末装置に対して物理下りリンク制御チャネルを用いてランダムアクセス手順の開始を要求することもできる。
【００４１】
レイヤ３メッセージは、端末装置と基地局装置のＲＲＣ（無線リソース制御）層でやり取りされる制御平面（ＣＰ（Ｃｏｎｔｒｏｌ−ｐｌａｎｅ、Ｃ−Ｐｌａｎｅ））のプロトコルで取り扱われるメッセージであり、ＲＲＣシグナリングまたはＲＲＣメッセージと同義的に使用され得る。なお、制御平面に対し、ユーザデータを取り扱うプロトコルのことをユーザ平面（ＵＰ（Ｕｓｅｒ−ｐｌａｎｅ、Ｕ−Ｐｌａｎｅ））と称する。なお、それ以外の物理チャネルは、本発明の各実施形態に関わらないため詳細な説明は省略する。
【００４２】
[無線ネットワーク]
基地局装置によって制御される各周波数の通信可能範囲（通信エリア）はセルとしてみなされる。このとき、基地局装置がカバーする通信エリアは周波数毎にそれぞれ異なる広さ、異なる形状であっても良い。また、カバーするエリアが周波数毎に異なっていてもよい。基地局装置の種別やセル半径の大きさが異なるセルが、同一の周波数または異なる周波数のエリアに混在して一つの通信システムを形成している無線ネットワークのことを、ヘテロジニアスネットワークと称する。
【００４３】
端末装置は、セルの中を通信エリアとみなして動作する。端末装置が、あるセルから別のセルへ移動するときは、非無線接続時（非通信中）はセル再選択手順、無線接続時（通信中）はハンドオーバー手順によって別の適切なセルへ移動する。適切なセルとは、一般的に端末装置のアクセスが基地局装置から指定される情報に基づいて禁止されていないと判断したセルであって、かつ、下りリンクの受信品質が所定の条件を満足するセルのことを示す。
【００４４】
また、端末装置と基地局装置は、キャリア・アグリゲーションによって複数の異なる周波数バンド（周波数帯）の周波数（コンポーネントキャリア、または周波数帯域）を集約（アグリゲート、ａｇｇｒｅｇａｔｅ）して一つの周波数（周波数帯域）のように扱う技術を適用してもよい。コンポーネントキャリアには、上りリンクに対応する上りリンクコンポーネントキャリアと、下りリンクに対応する下りリンクコンポーネントキャリアとがある。本明細書において、周波数と周波数帯域は同義的に使用され得る。
【００４５】
例えば、キャリア・アグリゲーションによって周波数帯域幅が２０ＭＨｚのコンポーネントキャリアを５つ集約した場合、キャリア・アグリゲーションを可能な能力を持つ端末装置はこれらを１００ＭＨｚの周波数帯域幅とみなして送受信を行う。なお、集約するコンポーネントキャリアは連続した周波数であっても、全てまたは一部が不連続となる周波数であってもよい。例えば、使用可能な周波数バンドが８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、３．５ＧＨｚ帯である場合、あるコンポーネントキャリアが８００ＭＨｚ帯、別のコンポーネントキャリアが２ＧＨｚ帯、さらに別のコンポーネントキャリアが３．５ＧＨｚ帯で送信されていてもよい。
【００４６】
また、同一周波数帯の連続または不連続の複数のコンポーネントキャリアを集約することも可能である。各コンポーネントキャリアの周波数帯域幅は端末装置の受信可能周波数帯域幅（例えば２０ＭＨｚ）よりも狭い周波数帯域幅（例えば５ＭＨｚや１０ＭＨｚ）であっても良く、集約する周波数帯域幅が各々異なっていても良い。周波数帯域幅は、後方互換性を考慮して従来のセルの周波数帯域幅のいずれかと等しいことが望ましいが、従来のセルの周波数帯域と異なる周波数帯域幅でも構わない。
【００４７】
また、後方互換性のないコンポーネントキャリア（キャリアタイプ）を集約してもよい。なお、基地局装置が端末装置に割り当てる（設定する、追加する）上りリンクコンポーネントキャリアの数は、下りリンクコンポーネントキャリアの数と同じか少ないことが望ましい。
【００４８】
無線リソース要求のための上りリンク制御チャネルの設定が行われる上りリンクコンポーネントキャリアと、当該上りリンクコンポーネントキャリアとセル固有接続される下りリンクコンポーネントキャリアから構成されるセルは、プライマリセル（ＰＣｅｌｌ：Ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｅｌｌ）と称される。また、プライマリセル以外のコンポーネントキャリアから構成されるセルは、セカンダリセル（ＳＣｅｌｌ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｃｅｌｌ）と称される。端末装置は、プライマリセルでページングメッセージの受信、報知情報の更新の検出、初期アクセス手順、セキュリティ情報の設定などを行う一方、セカンダリセルではこれらを行わないでもよい。
【００４９】
プライマリセルは活性化（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）および不活性化（Ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）の制御の対象外であるが（つまり必ず活性化しているとみなされる）、セカンダリセルは活性化および不活性化という状態（ｓｔａｔｅ）を持ち、これらの状態の変更は、基地局装置から明示的に指定されるほか、コンポーネントキャリア毎に端末装置に設定されるタイマーに基づいて状態が変更される。プライマリセルとセカンダリセルとを合わせてサービングセル（在圏セル）と称する。
【００５０】
なお、キャリア・アグリゲーションは、複数のコンポーネントキャリア（周波数帯域）を用いた複数のセルによる通信であり、セル・アグリゲーションとも称される。なお、端末装置は、周波数毎にリレー局装置（またはリピーター）を介して基地局装置と無線接続されても良い。すなわち、本発明の各実施形態の基地局装置は、リレー局装置に置き換えることが出来る。
【００５１】
基地局装置は端末装置が該基地局装置で通信可能なエリアであるセルを周波数毎に管理する。１つの基地局装置が複数のセルを管理していてもよい。セルは、端末装置と通信可能なエリアの大きさ（セルサイズ）に応じて複数の種別に分類される。例えば、セルは、マクロセルとスモールセルに分類される。さらに、スモールセルは、そのエリアの大きさに応じて、フェムトセル、ピコセル、ナノセルに分類される。また、端末装置がある基地局装置と通信可能であるとき、その基地局装置のセルのうち、端末装置との通信に使用されるように設定されているセルは在圏セル（Serving cell）であり、その他の通信に使用されないセルは周辺セル（Neighboring cell）と称される。
【００５２】
[デュアルコネクティビティ]
図９および図１０を用いてデュアルコネクティビティの基本構造（アーキテクチャー）について説明する。図９および図１０は、端末装置１が、複数の基地局装置２（図中では基地局装置２−１、基地局装置２−２で示す）と同時に接続していることを示している。基地局装置２−１はマクロセルを構成する基地局装置であり、基地局装置２−２はスモールセルを構成する基地局装置であるとする。このように、端末装置１が、複数の基地局装置２に属するセルを用いて同時に接続することをデュアルコネクティビティと称する。各基地局装置２は同じ周波数で運用されていてもよいし、異なる周波数で運用されていてもよい。
【００５３】
なお、キャリア・アグリゲーションは、複数のセルを一つの基地局装置２が管理し、各セルの周波数が異なるという点がデュアルコネクティビティと異なる。換言すると、キャリア・アグリゲーションは、一つの端末装置１と一つの基地局装置２とを、複数のセルを介して接続させる技術であるのに対し、デュアルコネクティビティは、一つの端末装置１と複数の基地局装置２とを、複数のセルを介して接続させる技術である。
【００５４】
端末装置１と基地局装置２は、キャリア・アグリゲーションに適用される技術を、デュアルコネクティビティに対して適用することができる。例えば、端末装置１と基地局装置２は、プライマリセルおよびセカンダリセルの割り当て、活性化／不活性化などの技術をデュアルコネクティビティにより接続されるセルに対して適用してもよい。
【００５５】
図９および図１０において、基地局装置２−１または基地局装置２−２は、ＭＭＥ３００とＳＧＷ４００とバックボーン回線で接続されている。ＭＭＥ３００は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）に対応する上位の制御局装置であり、端末装置１の移動性管理や認証制御（セキュリティ制御）および基地局装置２に対するユーザデータの経路を設定する役割などを持つ。ＳＧＷ４００は、Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｇａｔｅｗａｙ（Ｓ−ＧＷ）に対応する上位の制御局装置であり、ＭＭＥ３００によって設定された端末装置１へのユーザデータの経路に従ってユーザデータを伝送する役割などを持つ。
【００５６】
また、図９および図１０において、基地局装置２−１または基地局装置２−２とＳＧＷ４００の接続経路は、ＳＧＷインターフェースＮ１０と称される。また、基地局装置２−１または基地局装置２−２とＭＭＥ３００の接続経路は、ＭＭＥインターフェースＮ２０と称される。また、基地局装置２−１と基地局装置２−２の接続経路は、基地局インターフェースＮ３０と称される。ＳＧＷインターフェースＮ１０は、ＥＵＴＲＡにおいてＳ１−Ｕインターフェースとも称される。また、ＭＭＥインターフェースＮ２０は、ＥＵＴＲＡにおいてＳ１−ＭＭＥインターフェースとも称される。また、基地局インターフェースＮ３０は、ＥＵＴＲＡにおいてＸ２インターフェースとも称される。
【００５７】
デュアルコネクティビティを実現するアーキテクチャーとして、図９のような構成をとることができる。図９において、基地局装置２−１とＭＭＥ３００は、ＭＭＥインターフェースＮ２０によって接続されている。また、基地局装置２−１とＳＧＷ４００は、ＳＧＷインターフェースＮ１０によって接続されている。また、基地局装置２−１は、基地局インターフェースＮ３０を介して、基地局装置２−２へＭＭＥ３００、および／またはＳＧＷ４００との通信経路を提供する。換言すると、基地局装置２−２は、基地局装置２−１を経由してＭＭＥ３００、および／またはＳＧＷ４００と接続されている。
【００５８】
また、デュアルコネクティビティを実現する別のアーキテクチャーとして、図１０のような構成をとることができる。図１０において、基地局装置２−１とＭＭＥ３００は、ＭＭＥインターフェースＮ２０によって接続されている。また、基地局装置２−１とＳＧＷ４００は、ＳＧＷインターフェースＮ１０によって接続されている。基地局装置２−１は、基地局インターフェースＮ３０を介して、基地局装置２−２へＭＭＥ３００との通信経路を提供する。換言すると、基地局装置２−２は、基地局装置２−１を経由してＭＭＥ３００と接続されている。また、基地局装置２−２は、ＳＧＷインターフェースＮ１０を介してＳＧＷ４００と接続されている。
【００５９】
なお、基地局装置２−２とＭＭＥ３００が、ＭＭＥインターフェースＮ２０によって直接接続されるような構成であってもよい。
【００６０】
[ランダムアクセス手順]
ランダムアクセスに関する一連の手順のことをランダムアクセス手順と称す。ランダムアクセス手順には、Contention based Random Access（競合ベースランダムアクセス）手順とNon-contention based Random Access（非競合ベースランダムアクセス）手順の２つの手順がある。
【００６１】
ランダムアクセス手順に必要なパラメータ（ランダムアクセス設定情報）として、プリアンブルグループ情報、メッセージサイズ情報、ランダムアクセスレスポンスウィンドウサイズ情報、最大プリアンブル再送回数情報、コンテンションレゾリューションタイマー情報、バックオフ情報などがある。これらのパラメータは、端末装置がランダムアクセス手順を開始する前に、基地局装置から端末装置に対して報知情報、または個別のＲＲＣメッセージを用いて通知される。
【００６２】
Contention based Random Access手順は、異なる端末装置が送信したプリアンブル系列が衝突（contention）する可能性のあるランダムアクセス手順であり、端末装置が基地局装置と接続（通信）していない状態からの初期アクセスのためや、端末装置が基地局装置と接続している状態からの上りリンクの送信リソースを要求するスケジューリングリクエストのためなどに使用される。プリアンブル系列が衝突するということは、複数の端末装置が同じプリアンブル系列を用いて物理ランダムアクセスチャネルを同一の周波数・時間リソースを用いて送信することを意味する。なお、プリアンブル系列の衝突は、ランダムアクセスの衝突とも称される。
【００６３】
Non-contention based Random Access手順は、異なる端末装置が送信したプリアンブル系列に衝突が発生しないランダムアクセス手順であり、端末装置が基地局装置と接続している状態で、基地局装置の指示により開始される。Non-contention based Random Access手順は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：Ｌａｙｅｒ３）層のメッセージおよび物理下りリンク制御チャネルＰＤＣＣＨの制御データによって手順の開始が指示される。
【００６４】
Non-contention based Random Access手順で使用するプリアンブル系列（個別プリアンブル（dedicated preamble））は、基地局装置より個別に端末装置に通知される。Contention based Random Access手順で使用されるプリアンブル系列は、個別プリアンブルとして使用されないプリアンブル系列から端末装置がランダムアクセス時にランダムに一つ選択して使用する。あるセルにおいて、Contention based Random Access手順とNon-contention based Random Access手順のために端末装置が使用可能なプリアンブル系列の数は基地局装置が決定し、プリアンブルグループ情報として端末装置に通知される。
【００６５】
図１１を用いて、Contention based Random Access手順を簡単に説明する。まず、端末装置１は、下りリンクの無線伝搬路損失（パスロス）やメッセージ３（ステップＳ３で送信されるメッセージ）のサイズ（メッセージサイズ情報）に基づいてプリアンブル系列（ランダムアクセスプリアンブル）を選択する。そして、端末装置１は、基地局装置２より設定された物理ランダムアクセスチャネル用の無線リソースを用いて基地局装置２へ選択したプリアンブル系列を送信する（ステップＳ１）。
【００６６】
ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局装置２は、ランダムアクセスプリアンブルから端末装置１と基地局装置２との間の送信タイミングのずれ量を算出し、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）に送信タイミングのずれを調整するための送信タイミング調整情報を含めて端末装置１に送信する（ステップＳ２）。
【００６７】
端末装置１は、ランダムアクセスレスポンスの中身を確認し、送信したランダムアクセスプリアンブルに対応するプリアンブル番号がランダムアクセスレスポンスに含まれている場合、対応する送信タイミング調整情報を用いて上りリンク送信タイミングを調整する。送信タイミング調整情報を受信した端末装置１は、報知情報によってセル内の端末装置１に対して共通的に設定される（またはレイヤ３メッセージで個別に設定される）送信タイミング調整情報の有効時間を示す送信タイミングタイマー（ＴＡ  ｔｉｍｅｒ；ＴＡＴ）の計時を開始する。
【００６８】
端末装置１は、送信タイミングタイマーの有効時間中（計時中）は送信タイミング調整状態、有効期間外（停止中）は送信タイミング非調整状態（送信タイミング未調整状態）としてセル（セルグループ）の上りリンクの状態を管理する。
【００６９】
また、端末装置１は、ランダムアクセスレスポンス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（Ｈｉｇｈｅｒ  ｌａｙｅｒ）のメッセージ（上位レイヤメッセージ、ＲＲＣメッセージ）を基地局装置２に送信する（ステップＳ３）。このとき、端末装置１は、コンテンションレゾリューションタイマー情報で示されるタイマー（コンテンションレゾリューションタイマー）の計時を開始する。基地局装置２は、ステップＳ３で送信された上位レイヤメッセージを受信した場合、該上位レイヤメッセージを送信した端末装置１に対して、衝突確認メッセージ（コンテンションレゾリューション、Contention resolution）を送信し（ステップＳ４）、手順を完了する。
【００７０】
端末装置１は、衝突確認メッセージを受信できずにコンテンションレゾリューションタイマーが満了したときは、コンテンションレゾリューションが失敗したとみなし、プリアンブル再送回数をインクリメントし、バックオフ情報に基づくバックオフ時間が経過した後、ステップＳ１の手順に戻る。
【００７１】
図１２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２は、個別プリアンブルの番号と使用する物理ランダムアクセスチャネルの番号（ランダムアクセスチャネル番号）を端末装置１に通知（ランダムアクセスプリアンブル割り当て）する（ステップＳ１１）。ランダムアクセスチャネル番号とは、基地局装置２が端末装置１に通知した個別プリアンブル（の番号）を用いた物理ランダムアクセスチャネルの送信を許可するサブフレームを示す番号である。例えば、あるランダムアクセスチャネル番号は全てサブフレームで物理ランダムアクセスチャネルを送信してもよいことを示し、ある別のランダムアクセスチャネル番号は時間方向で２サブフレーム毎に物理ランダムアクセスチャネルを送信してもよいことを示す。
【００７２】
ランダムアクセスプリアンブル割り当ては、基地局装置２から物理下りリンク制御チャネルＰＤＣＣＨまたはＲＲＣメッセージを使用して端末装置１に通知される。
【００７３】
端末装置１は、指定された（割り当てられた）プリアンブルの番号に対応するプリアンブル系列（個別プリアンブル）を、ランダムアクセスチャネル番号により示された個別プリアンブルの送信が許可される物理ランダムアクセスチャネル用の無線リソースを用いて基地局装置２へ送信する（ステップＳ１２）。個別プリアンブルを受信した基地局装置２は、個別プリアンブルから端末装置１と基地局装置２との間の送信タイミングのずれ量を算出し、個別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）に送信タイミングのずれを調整するための送信タイミング調整情報を含めて端末装置１に送信し（ステップＳ１３）、手順を完了する。
【００７４】
ただし、基地局装置２から通知されたプリアンブル番号の値が特定の値を示す場合（例えばゼロ）は、端末装置１はNon-contention based Random Access手順ではなくContention based Random Access手順を行なう。この場合、端末装置１は図１１のステップＳ１〜ステップＳ４の手順に従ってランダムアクセス手順を完了する。
【００７５】
ここで、基地局装置２からのランダムアクセスレスポンス（図１１のステップＳ２、図１２のステップＳ１３）は、プライマリセルの下りリンクにおいて送信される。すなわち、端末装置１が物理ランダムアクセスチャネルをプライマリセルで送信した場合、および、物理ランダムアクセスチャネルをセカンダリセルで送信した場合のどちらであっても、端末装置１は、プライマリセルでランダムアクセスレスポンスの受信を試みる。
【００７６】
具体的には、端末装置１は、プライマリセルにおいて、指定されたランダムアクセスレスポンスのウィンドウサイズ（RA response window size（以降、単にウィンドウサイズとも称する））の区間でランダムアクセスレスポンスの送信を検出するため、ランダムアクセスレスポンスに対応する物理下りリンク制御チャネルＰＤＣＣＨを監視（モニタ）する。ウィンドウサイズは、物理ランダムアクセスチャネルを送信したサブフレームから例えば３サブフレーム後から開始される。なお、ウィンドウサイズは通知されたランダムアクセスレスポンスウィンドウサイズ情報に基づいて決まる。
【００７７】
以上の事項を考慮しつつ、以下、添付図面を参照しながら本発明の適切な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明の実施形態の説明において、本発明の実施形態に関連した公知の機能や構成についての具体的な説明が、本発明の実施形態の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について以下に説明する。
【００７９】
図１は、本発明の第１の実施形態による端末装置１の一例を示すブロック図である。本端末装置１は、受信部１０１、復調部１０２、復号部１０３、測定処理部１０４、制御部１０５、上りリンクバッファ制御部１０６、符号部１０７、変調部１０８、送信部１０９、上りリンク無線リソース要求制御部１１０、ランダムアクセス制御部１１１、上位レイヤ部１１２から構成される。上位レイヤ部１１２は、端末装置１の上位レイヤとして無線リソース制御を執り行うＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の特定の機能を実現するブロックである。
【００８０】
また、上りリンクバッファ制御部１０６、上りリンク無線リソース要求制御部１１０、ランダムアクセス制御部１１１は、データリンク層を管理するＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の特定の機能を実現するブロックである。図中の「部」とは、セクション、回路、構成装置、デバイス、ユニットなど用語によっても表現される、端末装置１の機能および各手順を実現する要素である。
【００８１】
なお、端末装置１は、キャリア・アグリゲーション、および／またはデュアルコネクティビティによる複数の周波数（周波数帯、周波数帯域幅）またはセルの同時受信をサポートするために受信系のブロック（受信部１０１、復調部１０２、復号部１０３）、および複数の周波数（周波数帯、周波数帯域幅）またはセルの同時送信をサポートするために送信系のブロック（符号部１０７、変調部１０８、送信部１０９）を複数備える構成であってもよい。また、端末装置１は、測定処理部１０４、制御部１０５、上りリンクバッファ制御部１０６、上りリンク無線リソース要求制御部１１０、ランダムアクセス制御部１１１、上位レイヤ部１１２を複数備える構成であってもよい。
【００８２】
受信に関し、上位レイヤ部１１２より制御部１０５へ端末装置制御情報が入力される。端末装置制御情報は、受信制御情報と送信制御情報によって構成される端末装置１の無線通信制御に必要な情報であり、基地局装置２から個別に送信される無線接続リソース設定、セル固有の報知情報、またはシステムパラメータにより設定され、上位レイヤ部１１２が必要に応じて制御部１０５へ入力する。制御部１０５は、受信に関する制御情報である受信制御情報を、受信部１０１、復調部１０２、復号部１０３へ適切に入力する。
【００８３】
受信制御情報は、受信周波数帯域の情報の他に、ＤＲＸ制御情報、各チャネルに関する受信タイミング、多重方法、無線リソース配置情報などの情報が含まれている。また、制御部１０５は、セルの測定に関する制御に必要となる測定設定情報を測定処理部１０４に入力する。測定設定情報は、端末装置１で測定した在圏セルおよび周辺セルの測定結果が、指定された測定イベントを満たしたかどうかの測定イベント判定のための測定イベント情報を含む情報である。また、測定設定情報は、端末装置１で測定した周辺セルの測定結果が、セル選択に関する選択基準を満たすか否かを判定するための周辺セル情報を含む情報である。
【００８４】
受信信号は、受信部１０１において受信される。受信部１０１は、受信制御情報で指定された周波数帯域で信号を受信する。受信された信号は、復調部１０２へと入力される。復調部１０２は、受信信号の復調を行い、復号部１０３へと信号を入力して下りリンクデータと下りリンク制御データとを正しく復号し、復号された各データを上位レイヤ部１１２へと入力する。各データは測定処理部１０４にも入力される。
【００８５】
また、測定処理部１０４は、検出した周辺セル（コンポーネントキャリア）の下りリンクリファレンスシグナルの受信品質（ＳＩＲ、ＳＩＮＲ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、ＲＳＳＩ、パスロスなど）を測定し、必要な測定結果を生成する。ＲＳＲＰは下りリンクリファレンスシグナルの受信電力の大小を示す値であり、ＲＳＲＱは、下りリンクリファレンスシグナルの品質を示す値である。
【００８６】
測定処理部１０４は、測定結果を、設定された測定イベント情報に基づく測定イベントの成否を判定するセルの品質情報として用いる。また、測定処理部１０４は、測定結果を、設定された周辺セル情報に基づくセル選択またはセル再選択の選択基準のための品質情報として用いる。なお、測定に用いる信号は下りリンクリファレンスシグナルに限定されず、ＣＳＩ−ＲＳ等のセルの品質を測るために用いられる信号であれば別の信号を測定しても良い。
【００８７】
また、送信に関し、上位レイヤ部１１２より制御部１０５へ各ブロックを制御するための制御パラメータである端末装置制御情報が入力され、送信に関する制御情報である送信制御情報が、上りリンクバッファ制御部１０６、符号部１０７、変調部１０８、送信部１０９へ適切に入力される。送信制御情報は、送信信号の上りリンクスケジューリング情報として、ＤＴＸ制御情報、符号化情報、変調情報、送信周波数帯域の情報、各チャネルに関する送信タイミング、多重方法、無線リソース配置情報などの情報が含まれている。
【００８８】
上位レイヤ部１１２からランダムアクセス制御部１１１にランダムアクセス設定情報が入力される。上位レイヤ部１１２は、複数のセルにそれぞれ対応した複数のランダムアクセス設定情報をランダムアクセス制御部１１１に設定してもよい。また、上位レイヤ部１１２は、上りリンク送信タイミングの調整に用いる送信タイミング調整情報と送信タイミングタイマーを管理し、セル毎（またはセルグループ毎（セルグループは、ＴＡグループとも称する））に上りリンク送信タイミングの状態（送信タイミング調整状態または送信タイミング非調整状態）を管理する。送信タイミング調整情報と送信タイミングタイマーは、送信制御情報に含まれる。
【００８９】
なお、複数の上りリンク送信タイミングの状態を管理する必要がある場合、上位レイヤ部１１２は、複数のそれぞれのセル（またはセルグループ、ＴＡグループ）の上りリンク送信タイミングに対応する送信タイミング調整情報を管理する。基地局装置は、セルグループ、またはＴＡグループに対してそれぞれ識別子を設定し、上位レイヤ部１１２は、セルグループ、またはＴＡグループを識別子を用いて管理する。
【００９０】
生起した送信データ（上りリンクデータと上りリンク制御データ）は、上位レイヤ部１１２より任意のタイミングで上りリンクバッファ制御部１０６に入力される。このとき、上りリンクバッファ制御部１０６は、入力された送信データの量（上りリンクバッファ量）を計算する。また、上りリンクバッファ制御部１０６は、入力された送信データが制御平面に属するデータなのか、ユーザ平面に属するデータなのかを判別する機能を有する。
【００９１】
上りリンク無線リソース要求制御部１１０には、上位レイヤ部１１２よりリソース要求設定情報が設定される。なお、リソース要求設定情報は、上りリンク制御チャネル設定情報の一部である。リソース要求設定情報には、少なくとも最大送信カウンタ設定情報と無線リソース要求禁止タイマー情報とが含まれている。上位レイヤ部１１２は、複数のセルにそれぞれ対応した複数のリソース要求設定情報を上りリンク無線リソース要求制御部１１０に設定してもよい。また、上りリンクバッファ制御部１０６は、上りリンクバッファ制御部１０６に送信データが入力されたときに、送信データの発生を上りリンク無線リソース要求制御部１１０へ通知することによって、上りリンクバッファに送信データが存在することを知らせる。
【００９２】
上りリンク無線リソース要求制御部１１０は、入力された送信データの送信に必要な無線リソースが割り当てられているかを判断する。上りリンク無線リソース要求制御部１１０は、無線リソース割り当てに基づいて、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による無線リソース要求（ＳＲ−ＰＵＣＣＨ）、または物理ランダムアクセスチャネルの一つまたは複数を選択し、選択したチャネルを送信するための制御処理を符号部１０７および／またはランダムアクセス制御部１１１に対して要求する。
【００９３】
すなわち、すでに無線リソースが割り当てられており、送信データを物理上りリンク共用チャネルＰＵＳＣＨで送信可能な状態であるとき、符号部１０７は、上りリンク無線リソース要求制御部１１０の指示に従って割り当て済みの無線リソースに対応する送信データを上りリンクバッファ制御部１０６から取得して符号化し、変調部１０８に出力する。または、無線リソースが割り当てられていないときで、物理上りリンク制御チャネルによる無線リソース要求（ＳＲ−ＰＵＣＣＨ）が可能であるとき、符号部１０７は、上りリンク無線リソース要求制御部１１０の指示に従ってＳＲ−ＰＵＣＣＨの送信に必要な制御データを符号化し、変調部１０８に出力する。
【００９４】
または、無線リソースが割り当てられていないときで、物理上りリンク制御チャネルによる無線リソース要求（ＳＲ−ＰＵＣＣＨ）が不可能であるとき、符号部１０７は、ランダムアクセス制御部１１１に対してランダムアクセス手順の開始を指示する。このとき、符号部１０７は、ランダムアクセス制御部１１１から入力されるランダムアクセス設定情報に基づき物理ランダムアクセスチャネルで送信されるプリアンブル系列を生成する。また、符号部１０７は送信制御情報に従い、各データを適切に符号化し、変調部１０８に出力する。
【００９５】
変調部１０８は、符号部１０７からの出力を送信するチャネル構造に基づいて適切に変調処理を行う。送信部１０９は、変調部１０８の出力を周波数領域にマッピングすると共に、周波数領域の信号を時間領域の信号へ変換し、既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行う。送信部１０９は、また、上位レイヤ部１１２より入力されたセル毎（またセルグループ毎、ＴＡグループ毎）の送信タイミング調整情報に従って上りリンク送信タイミングを調整する。上りリンク制御データが配置される物理上りリンク共用チャネルは、ユーザデータの他に、例えばレイヤ３メッセージ（無線リソース制御メッセージ；ＲＲＣメッセージ）を含めることも可能である。
【００９６】
図１において、その他の端末装置１の構成要素は省略してあるが、端末装置１として動作するために必要なその他の機能を有する複数のブロックを構成要素として持つことは明らかである。
【００９７】
図２は、本発明の第１の実施形態による基地局装置２の一例を示すブロック図である。本基地局装置は、受信部２０１、復調部２０２、復号部２０３、制御部２０４、符号部２０５、変調部２０６、送信部２０７、上位レイヤ部２０８、ネットワーク信号送受信部２０９から構成される。図中の「部」とは、セクション、回路、構成装置、デバイス、ユニットなどの用語によっても表現される、基地局装置２の機能および各手順を実現する要素である。
【００９８】
なお、基地局装置２は、キャリア・アグリゲーション、および／またはデュアルコネクティビティによる複数の周波数（周波数帯、周波数帯域幅）をサポートするために受信系のブロック（受信部２０１、復調部２０２、復号部２０３）、および送信系のブロック（符号部２０５、変調部２０６、送信部２０７）を複数備える構成であってもよい。また、制御部２０４、上位レイヤ部２０８、ネットワーク信号送受信部２０９を複数備える構成であってもよい。
【００９９】
上位レイヤ部２０８は、基地局装置２の上位レイヤとして無線リソース制御を執り行うＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の特定の機能を実現するブロックである。
【０１００】
上位レイヤ部２０８は、下りリンクデータと下りリンク制御データを符号部２０５へ入力する。符号部２０５は、入力されたデータを符号化し、変調部２０６へ入力する。変調部２０６は、符号化した信号の変調を行なう。また、変調部２０６から出力される信号は送信部２０７に入力される。送信部２０７は、入力された信号を周波数領域にマッピングした後、周波数領域の信号を時間領域の信号へ変換し、既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行い送信する。下りリンク制御データが配置される物理下りリンク共用チャネルは、典型的にはレイヤ３メッセージ（ＲＲＣメッセージ）を構成する。
【０１０１】
また、受信部２０１は、端末装置１から受信した信号をベースバンドのデジタル信号に変換する。端末装置１に対して異なる複数の送信タイミングのセルを設定している場合、受信部２０１はセル毎（またセルグループ毎、ＴＡグループ毎）に異なるタイミングで信号を受信する。受信部２０１で変換されたデジタル信号は、復調部２０２へ入力されて復調される。復調部２０２で復調された信号は続いて復号部２０３へ入力されて復号され、正しく復号された上りリンク制御データや上りリンクデータを上位レイヤ部２０８へと出力する。
【０１０２】
これら各ブロックの制御に必要な基地局装置制御情報は、受信制御情報と送信制御情報によって構成される基地局装置２の無線通信制御に必要な情報であり、上位のネットワーク装置（ＭＭＥ（ＭＭＥ３００）やゲートウェイ装置（ＳＧＷ４００）、ＯＡＭなど）やシステムパラメータにより設定され、上位レイヤ部２０８が必要に応じて制御部２０４へ入力する。
【０１０３】
制御部２０４は、送信に関連する基地局装置制御情報を、送信制御情報として符号部２０５、変調部２０６、送信部２０７の各ブロックに、受信に関連する基地局装置制御情報を、受信制御情報として受信部２０１、復調部２０２、復号部２０３の各ブロックに適切に入力する。基地局装置２のＲＲＣは、上位レイヤ部２０８の一部として存在する。
【０１０４】
一方、ネットワーク信号送受信部２０９は、基地局装置２間あるいは上位のネットワーク装置（ＭＭＥ３００、ＳＧＷ４００）と基地局装置２との間の制御メッセージ、またはユーザデータの送信（転送）または受信を行なう。図２において、その他の基地局装置２の構成要素は省略してあるが、基地局装置２として動作するために必要なその他の機能を有する複数のブロックを構成要素として持つことは明らかである。
【０１０５】
本発明の第１の実施形態に関するランダムアクセス手順の方法について説明する。端末装置１は、複数の基地局装置２とデュアルコネクティビティによる通信中において、通信に用いる複数のセルのそれぞれにおいて物理ランダムアクセスチャネルを送信可能なように構成されている。デュアルコネクティビティは、図９または図１０で例示した接続方法によって実現されてもよいし、その他の接続方法によって実現されてもよい。
【０１０６】
図３は、本発明の第１の実施形態に関するランダムアクセス手順を示したシーケンスチャート図である。図中の基地局装置２−１はマクロセルを管理する基地局装置２であり、基地局装置２−２はスモールセルを管理する基地局装置２である。端末装置１は、基地局装置２−１のセルと接続している状態より、新たに基地局装置２−２のセルとの接続を開始するためにランダムアクセス手順を用いる。
【０１０７】
すなわち、図３の初期状態として、端末装置１は、基地局装置２−２に対する上りリンク送信タイミングの調整ができておらず、基地局装置２−２の上りリンクのセルについては送信タイミング非調整状態である。また、基地局装置２−１は、基地局装置２−２のセルにおけるランダムアクセス設定情報を端末装置１に通知（送信）しており、端末装置１は、受信した基地局装置２−２のセルにおけるランダムアクセス設定情報を保持し、設定している状態である。
【０１０８】
基地局装置２−２は、基地局装置２−２のセルを対象としたランダムアクセス手順を開始させるため、ランダムアクセスプリアンブルを示す情報（ランダムアクセスプリアンブル割り当て）を端末装置１に通知する（ステップＳ１０１）。すなわち、基地局装置２−２は、Non Contention based Random Access手順に必要となるランダムアクセスプリアンブルとして、個別プリアンブルを端末装置１に対して割り当てる。
【０１０９】
基地局装置２−２は、ランダムアクセスプリアンブルを、ＰＤＣＣＨを用いて割り当ててもよいし、ＲＲＣメッセージを用いて割り当ててもよいし、レイヤ２メッセージ（ＭＡＣ層のＳＤＵ（サービスデータユニット）と多重される制御要素）を用いて割り当ててもよい。なお、基地局装置２−２は、ステップＳ１０１において、端末装置１に対して個別プリアンブルを割り当てないことで、Contention based Random Access手順を端末装置１に開始させてもよい。
【０１１０】
なお、ステップＳ１０１のランダムアクセスプリアンブル割り当ての通知は、基地局装置２−１から端末装置１に対して通知されてもよい。
【０１１１】
ランダムアクセスプリアンブル割り当てを通知された端末装置１は、使用可能な無線リソースを用いて物理ランダムアクセスチャネルを基地局装置２−２に対して送信する（ステップＳ１０２）。物理ランダムアクセスチャネルを受信した基地局装置２−２は、端末装置１に割り当てた個別プリアンブルを受信した場合、受信した個別プリアンブルの受信タイミングに基づいて該端末装置１の送信タイミング調整情報を計算する。
【０１１２】
そして、基地局装置２−２は、物理ランダムアクセスチャネルの受信応答（ランダムアクセスレスポンス）を端末装置１に対して送信する（ステップＳ１０３）。基地局装置２−２は、少なくとも送信タイミング調整情報をランダムアクセスレスポンスとして端末装置１に通知する。
【０１１３】
基地局装置２−２は、複数の端末装置１の応答を一つのランダムアクセスレスポンスに含めて送信することができる。ランダムアクセスレスポンスは、ＲＡＣＨ応答用のＰＤＣＣＨで指示されたＰＤＳＣＨによって通知される。端末装置１は、受信したＰＤＳＣＨに自装置が送信した個別プリアンブルのプリアンブル番号に等しい情報が含まれていた場合、ランダムアクセスレスポンスを正常に検出（受信）したと判断（判定、検出、認識）し、受信した送信タイミング調整情報を基地局装置２−２のセルの上りリンク送信に対して適用する。
【０１１４】
具体的には、端末装置１は、ＲＡＣＨ応答用のＰＤＣＣＨで指示されたＰＤＳＣＨをデコードし、デコードしたデータ（ＭＡＣ  ＰＤＵ（プロトコルデータユニット））のヘッダー部（ＭＡＣサブヘッダー）に自装置が送信したプリアンブル情報が含まれていた場合、該プリアンブル情報が含まれていたＭＡＣサブヘッダーの位置（順番）に対応するメッセージ部分（ＭＡＣペイロード）のランダムアクセスレスポンスを自装置宛てのデータとして取得する。
【０１１５】
自装置宛てのランダムアクセスレスポンスを受信した端末装置１は、ランダムアクセス手順が成功（完了）したことを基地局装置２−１に対して通知するため、ランダムアクセス手順の完了を示す情報（ランダムアクセス完了）を生成し、基地局装置２−１へ送信する（ステップＳ１０４）。
【０１１６】
ランダムアクセス手順の完了を示す情報を通知された基地局装置２−１は、基地局装置２−２に対してデータ転送を開始する（ステップＳ１０５）。または、基地局装置２−１は、基地局装置２−２のセルに対する送受信制御情報を基地局装置２−１に通知する。または、基地局装置２−１は、基地局装置２−２のセルに対するデータ経路の変更完了を基地局装置２−１に通知する。
【０１１７】
なお、ステップＳ１０１の前に基地局装置２−２のセルに対する活性化に関するメッセージが基地局装置２−１から端末装置１に通知されてもよい。また、ステップＳ１０１とステップＳ１０２の間に基地局装置２−２のセルに対する活性化に関するメッセージが基地局装置２−１から端末装置１に通知されてもよい。
【０１１８】
続いて、ランダムアクセス手順の完了を示す情報（ランダムアクセス完了）について、図４及び図５を用いて説明する。
【０１１９】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るランダムアクセス手順の完了を示す情報を含む送信データのフォーマット（データ構造）を説明するための図である。なお、図４において、送信データは左端から順に配置される。端末装置１は、ＭＡＣ層において、ランダムアクセス手順の完了を示す情報を生成し、図４に示すデータ構造に従って該情報を配置する。
【０１２０】
図４におけるＭＡＣ  ＰＤＵは、ＭＡＣヘッダーとＭＡＣペイロードの２つの領域に分類される。ここで、ＭＡＣヘッダーとは、ＭＡＣ  ＰＤＵの先頭の領域に配置され、ＭＡＣペイロードに含まれる各部分（データ構造）を識別するための情報を示す。ＭＡＣヘッダーは、単数または複数のMAC PDUサブヘッダー（ＭＡＣサブヘッダーとも称する）で構成される。各MAC PDUサブヘッダーは、一つのMAC SDU（後述）、あるいは一つのＭＡＣ制御要素、あるいはPaddingに対応している。ＭＡＣペイロードは、ＭＡＣ制御要素、MAC SDU及びPaddingのいずれか、またはこれら複数の組み合わせによって構成される。
【０１２１】
また、図４におけるＭＡＣ制御要素とは、ＭＡＣ層における端末装置１の各機能を制御するための制御コマンド、または、端末装置１において測定された測定値を基地局装置２へ報告するために用いられる。ＭＡＣ制御要素は、MAC SDUよりも前に配置される。たとえば、ＭＡＣ制御要素として、上りリンクバッファ量を示すＢＳＲ（Buffer Status Report）が端末装置１から通知される。ＢＳＲとして報告される値とは、端末装置１の未送信の上りリンクのデータバッファの状態を量子化した情報であり、端末装置１から基地局装置２へ送信される。ＢＳＲを通知するために用いられるフォーマットは、ＬＣＨ  ＩＤ（ＬＣＩＤ）によって判別される。
【０１２２】
また、図４におけるＭＡＣ  ＳＤＵとはＭＡＣ層におけるサービスデータユニットを意味し、整列したバイト（８ビットの倍数）で構成されたビット列（Bit Strings）である。
【０１２３】
また、図４におけるＰａｄｄｉｎｇとは、必要な場合にＭＡＣ  ＰＤＵの最後に追加されるものであり、ＭＡＣ  ＰＤＵの長さを調整するために使用されるビット列である。
【０１２４】
図５（ａ）は、ランダムアクセス手順の完了を示す情報として、ランダムアクセス手順の完了に関する識別子番号を示した図である。端末装置１は、図５（ａ）に示す１オクテット（１ｏｃｔ＝８ビット）のビット列をＭＡＣサブヘッダーに含める。図中の「Ｒ」フィールドはリザーブビットを示し、０（ゼロ）が設定される。図中の「Ｅ」フィールドはＭＡＣサブヘッダーのフィールドが終端であるか否かを示す１ビットのフラグであり、１が設定されたときは別のＭＡＣサブヘッダーが次に存在することを示し、０（ゼロ）が設定されたときはＭＡＣサブヘッダーの終端を示し、次からＭＡＣ制御要素、ＭＡＣ  ＳＤＵ、またはＰａｄｄｉｎｇのいずれかが存在することを示す。
【０１２５】
図中の「ＬＣＨ  ＩＤ（ＬＣＩＤ）」フィールドは、５ビットのインデックス情報を示し、インデックス情報の値（インデックス値）のそれぞれはＭＡＣペイロードの内容に対応する。すなわち、ＭＡＣヘッダーに含まれるＭＡＣサブヘッダーの数と、ＭＡＣペイロードに含まれるＭＡＣ制御要素、ＭＡＣ  ＳＤＵ、Ｐａｄｄｉｎｇの合計数は等しい。本実施形態では、特に、ランダムアクセス手順の完了を示すＭＡＣ制御要素に対応するインデックス値がＬＣＨ  ＩＤフィールドに設定される。例えば、端末装置１は、ランダムアクセス手順の完了を示すＭＡＣ制御要素を含める場合、対応するＭＡＣサブヘッダーのＬＣＨ  ＩＤフィールドに２進数のビット列（例えば「１１０００」）を設定する。
【０１２６】
図５（ｂ）は、ランダムアクセス手順の完了を示すＭＡＣ制御要素として、ランダムアクセス手順が完了したＴＡグループ識別子を含めた例を示す。図中の「ＴＡＧ  ＩＤ」フィールドはＴＡグループ識別子（セルグループ識別子）を示すビット列であり、例えば「０１」が設定される。図中の「Ｒ」フィールドはリザーブビットを示し、０（ゼロ）が設定される。なお、図中では「ＴＡＧ  ＩＤ」フィールドに対して２ビットを割り当てているが、２ビット以外のビット数を割り当ててもよい。
【０１２７】
図５（ｃ）は、ランダムアクセス手順の完了を示すＭＡＣ制御要素として、ランダムアクセス手順に用いたランダムアクセスプリアンブルの識別子（Random Access Preamble ID：ＲＡＰＩＤ）を含めた例を示す。図中の「ＲＡＰＩＤ」フィールドは基地局装置２から通知されたランダムアクセスプリアンブル番号（個別プリアンブル）を示すビット列であり、例えば「０００００１」が設定される。図中の「Ｒ」フィールドはリザーブビットを示し、０（ゼロ）が設定される。なお、図中では「ＲＡＰＩＤ」フィールドに対して６ビットを割り当てているが、６ビット以外のビット数を割り当ててもよい。
【０１２８】
端末装置１は、基地局装置２−２に対するランダムアクセス手順が成功して完了した場合であって、基地局装置２−１に対するＰＵＳＣＨの送信機会がある場合、図５（ａ）のＭＡＣサブヘッダーをＭＡＣヘッダーに含み、かつ、図５（ｂ）または図５（ｃ）のＭＡＣ情報要素をＭＡＣペイロードに設定し、これらを少なくとも含んだＭＡＣ  ＰＤＵを生成する。生成したＭＡＣ  ＰＤＵのことをＲＡＣＨメッセージ３（Ｍｓｇ３）とも称する。そして、端末装置１は、このＭＡＣ  ＰＤＵ（ＲＡＣＨメッセージ３）をエンコードし、基地局装置２−１に対して送信する。
【０１２９】
このように構成することよって、端末装置１と基地局装置２は、複数のセル、またはセルグループに対応したランダムアクセス手順を実施することができる。すなわち、端末装置１は、ある一方の基地局装置２からランダムアクセスレスポンスを受信した場合、他方の基地局装置２に対してランダムアクセス手順の完了を通知することができる。
【０１３０】
本実施形態の端末装置１は、ランダムアクセス手順の成功を基地局装置２間のやり取りを発生させることなく通知することができるため、効率的なランダムアクセス手順を実施することが可能となる。すなわち、端末装置１は、複数のセル間の回線に遅延が発生するようなネットワークにおいて、ランダムアクセス手順の完了と判断されるまでの時間を短縮することによって、効率的なランダムアクセス手順を実施することが可能となる。また、本実施形態の基地局装置２は、端末装置１からランダムアクセス手順の成功を通知されるため、基地局装置２間のシグナリングを削減することが可能となる。
【０１３１】
第１の実施形態によれば、端末装置１は、適切なランダムアクセスの終了手順を含むランダムアクセス手順を実施することができるため、ランダムアクセス手順が効率化される。また、基地局装置２は、端末装置１に対して適切なランダムアクセスの終了手順を含む効率的なランダムアクセス手順を実行させることができるため、端末装置１のランダムアクセス手順を短縮し、かつ、基地局装置２間のシグナリングを削減することが可能となる。
【０１３２】
なお、端末装置１は、基地局装置２−１あるいは基地局装置２−２から、ランダムアクセス完了を示す情報を基地局装置２−１へ通知するか否か、あるいはランダムアクセス完了を示す情報をどちらの基地局装置２へ送信するかを通知されるようにしてもよい。
【０１３３】
これにより、基地局装置２間（セル間）で回線の遅延があるかに基づいて、端末装置１がランダムアクセス完了の通知が必要である場合にのみランダムアクセス完了を示す情報を特定の基地局装置２へ通知することができるため、効率的なランダムアクセス手順を実現することが可能となる。
【０１３４】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について以下に説明する。
【０１３５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、ランダムアクセス手順の完了を示すＭＡＣ制御要素を新たに定義する例を示したが、本実施形態では、既存のＭＡＣ制御要素あるいはＰＵＣＣＨを用いてランダムアクセス手順の完了を示す方法について説明する。第２の実施形態の端末装置1と基地局装置２の構成、およびランダムアクセス手順の方法は第１の実施形態と同じ構成でよいため説明を省略する。
【０１３６】
本発明の第２の実施形態における、ランダムアクセス手順の完了を示す情報（ランダムアクセス完了）について説明する。
【０１３７】
例えば、端末装置１は、ＭＡＣ制御要素として、Ｅ−ＰＨＲ  ＭＡＣ制御要素（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｈｅａｄｒｏｏｍ  ＭＡＣ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）をランダムアクセス手順の完了を示す情報として基地局装置２−１に対して送信してもよい。Ｅ−ＰＨＲ  ＭＡＣ制御要素は、プライマリセル、またはプライマリセルおよびセカンダリセルにおける端末装置１の最大送信電力と現在の端末装置１の推定送信電力の差に関する情報（パワーヘッドルーム情報）を基地局装置２へ通知するために用いられるＭＡＣ制御要素である。図６にＥ−ＰＨＲ  ＭＡＣ制御要素の詳細な例を示す。
【０１３８】
図中の「Ｃｉ（ｉ＝１〜７）」フィールドは、複数のセカンダリセルのうち、どのセカンダリセルのパワーヘッドルーム情報がＭＡＣ制御要素に含まれるかを示すビット列である。「Ｐ」フィールドは、電力のバックオフを適用しているかどうかということを示す1ビットの情報である。「Ｖ」フィールドは、パワーヘッドルーム情報が実際の送信電力に基づくか否かということを示す１ビットの情報である。「ＰＨ」フィールドは、端末装置１におけるパワーヘッドルーム情報を示す6ビットの情報である。「Ｐｃｍａｘ，ｃ」フィールドは、対応するパワーヘッドルーム情報の計算に用いた電力レベルを示す。
【０１３９】
端末装置１はランダムアクセス手順を完了したセル（セカンダリセル）の情報が含まれるＥ−ＰＨＲ  ＭＡＣ制御要素を基地局装置２−１に通知することにより、当該セルのランダムアクセス完了を示すことができる。具体的には、端末装置１は、ランダムアクセス手順を開始したセカンダリセルに対応する「Ｃｉ」フィールドのビットを「１」に設定し、更に、対応する「Ｐ」、「Ｖ」、「ＰＨ」、「Ｐｃｍａｘ，ｃ」のそれぞれのフィールドに適切な値を設定して基地局装置２−１に送信する。
【０１４０】
あるいは、端末装置１は、Ｅ−ＰＨＲ  ＭＡＣ制御要素に含まれるランダムアクセス手順を完了したセル（セカンダリセル）に対応するパワーヘッドルーム情報のリザーブビットの１ビットまたは２ビットを用いてランダムアクセス手順の完了を基地局装置２−１に示すようにしてもよい。すなわち、図６において、端末装置１は、ランダムアクセス手順を完了したセルに対応する「Ｒ／Ｒ／Ｐｃｍａｘ，ｃ」となるオクテット内の「Ｒ」フィールドを１にしてもよい。
【０１４１】
基地局装置２−１は、端末装置１から上記Ｅ−ＰＨＲ  ＭＡＣ制御要素を受信することにより、基地局装置２間のやり取りを発生させることなく、端末装置１の基地局装置２−２に対するランダムアクセス手順が成功したことを認識することができる。
【０１４２】
また、例えば、端末装置１は、ＭＡＣ制御要素として、基地局装置２−２に関するＢＳＲをランダムアクセス手順の完了を示す情報として基地局装置２−１に対して送信してもよい。図７にＢＳＲ  ＭＡＣ制御要素の詳細な例を示す。
【０１４３】
図７（ａ）は、Short BSRを示し、図７（ｂ）はLong BSRを示す。中の「ＬＣＧ  ＩＤ」フィールドは、報告する上りリンクバッファ量に対応する論理チャネルグループ識別子である。「Ｂｕｆｆｅｒ  Ｓｉｚｅ（Ｂｕｆｆｅｒ  Ｓｉｚｅ＃ｎ：ｎ＝０〜３）」フィールドは、上りリンクバッファ量を示す６ビットの情報である。
【０１４４】
基地局装置２−１は、端末装置１から基地局装置２−２に関するＢＳＲ  ＭＡＣ制御要素を受信することにより、基地局装置２間のやり取りを発生させることなく、端末装置１の基地局装置２−２に対するランダムアクセス手順が成功したことを認識することができる。なお、端末装置１は、基地局装置２−１に関するＢＳＲ  ＭＡＣ制御要素を送信してもよい。
【０１４５】
また、例えば、基地局装置２−１は、端末装置１から物理上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨを受信したことによってランダムアクセス手順が完了したと判断してもよい。また、例えば、基地局装置２−１は、端末装置１から測定報告メッセージを受信することによってランダムアクセス手順が完了したと判断してもよい。
【０１４６】
このように端末装置１は、基地局装置２−２に対するランダムアクセス手順が成功して完了した場合であって、基地局装置２−１に対する送信機会がある場合、ランダムアクセス手順の完了を、暗黙的または明示的に示すＭＡＣ情報要素を含んだＭＡＣ  ＰＤＵ、ＰＵＣＣＨ、または測定報告メッセージを生成し、基地局装置２−１に対して送信することにより、基地局装置２間のやり取りを発生させることなく、端末装置１の基地局装置２−２に対するランダムアクセス手順が成功したことを認識することができる。
【０１４７】
このように構成することよって、端末装置１と基地局装置２は、複数のセル、またはセルグループに対応したランダムアクセス手順を実施することができる。すなわち、端末装置１は、ある一方の基地局装置２からランダムアクセスレスポンスを受信した場合、他方の基地局装置２に対してランダムアクセス手順の完了を通知することができる。
【０１４８】
本実施形態の端末装置１は、ランダムアクセス手順の成功を基地局装置２間のやり取りを発生させることなく通知することができるため、効率的なランダムアクセス手順を実施することが可能となる。すなわち、端末装置１は、複数のセル間の回線に遅延が発生するようなネットワークにおいて、ランダムアクセス手順の完了と判断されるまでの時間を短縮することによって、効率的なランダムアクセス手順を実施することが可能となる。また、本実施形態の基地局装置２は、端末装置１からランダムアクセス手順の成功を通知されるため、基地局装置２間のシグナリングを削減することが可能となる。
【０１４９】
第２の実施形態によれば、端末装置１は、適切なランダムアクセスの終了手順を含むランダムアクセス手順を実施することができるため、ランダムアクセス手順が効率化される。また、基地局装置２は、端末装置１に対して適切なランダムアクセスの終了手順を含む効率的なランダムアクセス手順を実行させることができるため、端末装置１のランダムアクセス手順を短縮し、かつ、基地局装置２間のシグナリングを削減することが可能となる。
【０１５０】
なお、端末装置１は、基地局装置２−１あるいは基地局装置２−２から、ランダムアクセス完了を示す情報を既存のＭＡＣ制御要素やＰＵＣＣＨを用いて基地局装置２−１へ通知するか否か、あるいはランダムアクセス完了を示す情報をどちらの基地局装置２へ送信するかを通知されるようにしてもよい。
【０１５１】
これにより、基地局装置２間（セル間）で回線の遅延があるかに基づいて、端末装置１がランダムアクセス完了の通知が必要である場合にのみランダムアクセス完了を示す情報を特定の基地局装置２へ通知することができるため、効率的なランダムアクセス手順を実現することが可能となる。
【０１５２】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について以下に説明する。
【０１５３】
上述した実施形態は、ランダムアクセス手順の成功についてのみ基地局装置２−１へ通知していた。そこで、第３の実施形態は、基地局装置２−２に対するランダムアクセス手順の成否について示す情報を付加して基地局装置２−１へ送信する方法について説明する。
【０１５４】
図８を用いて、ランダムアクセス手順の成否を示す情報をＭＡＣ制御要素に追加する例について説明する。
【０１５５】
図８（ａ）と図８（ｂ）は、ランダムアクセス手順の成否を示す追加のビット情報を、図５（ａ）と図５（ｂ）にそれぞれ含めた例を示す。図中の「ＴＡＧ  ＩＤ」フィールド、「Ｒ」フィールド、「ＴＡＧ  ＩＤ」フィールドの意味は図５（ａ）または図５（ｂ）と同じである。
【０１５６】
図中の「Ｓ」フィールドはランダムアクセス手順の成否ビットを示し、０（ゼロ）が設定された場合はランダムアクセス手順の成功を示し、１が設定された場合はランダムアクセス手順の失敗を示す。ビット示す意味は逆でもよく、すなわち、０（ゼロ）が設定された場合はランダムアクセス手順の失敗を示し、１が設定された場合はランダムアクセス手順の成功を示してもよい。
【０１５７】
また、「Ｓ」フィールドを２ビット（またはそれ以上）に拡張し、ランダムアクセス手順がある基地局装置２のセルで実行中という意味を示すように構成してもよい。ランダムアクセス手順を実行中という情報を通知することにより、基地局装置２は、端末装置１におけるランダムアクセス手順を並行して指示することを回避できる。
【０１５８】
また、ランダムアクセス手順の成否を示す情報は、既存のＭＡＣ制御要素のリザーブビットを用いて通知することも可能である。例えば、図６で説明したＥ−ＰＨＲ  ＭＡＣ制御要素の当該ランダムアクセス手順を実施したセルのリザーブビット（「Ｒ」フィールド）の１ビットを用いてランダムアクセス手順の成否を通知してもよい。同様に、ランダムアクセス手順の成否を示す情報は、図７で説明したＢＳＲ  ＭＡＣ制御要素に含めて示すことも可能である。
【０１５９】
また、端末装置１は、「ＬＣＨ  ＩＤ」フィールドにランダムアクセス手順が失敗したことを示すための固有の２進数のビット列（例えば「１０１１１」）を設定することによって、ランダムアクセス手順の失敗を通知するように構成されていてもよい。また、端末装置１は、「ＲＡＰＩＤ」フィールドにランダムアクセス手順が失敗したことを示す固有の２進数のビット列（例えば「００００００」）を設定することによって、ランダムアクセス手順の失敗を通知するように構成されていてもよい。
【０１６０】
なお、以上説明した実施形態は単なる例示に過ぎず、様々な変形例、置換例を用いて実現することができる。例えば、本上りリンク送信方式は、ＦＤＤ（周波数分割復信）方式とＴＤＤ（時分割復信）方式のどちらの通信システムに対しても適用可能である。また、下りリンクの測定値は、パスロスや、それ以外の測定値（ＳＩＲ、ＳＩＮＲ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ、ＲＳＳＩ、ＢＬＥＲ）を代わり用いても良いし、これらの測定値の複数を組み合わせて使用することも可能である。また、実施形態で示される各パラメータの名称は、説明の便宜上呼称しているものであって、実際に適用されるパラメータ名称と本発明の実施形態のパラメータ名称とが異なっていても、本発明の実施形態において主張する発明の趣旨に影響するものではない。
【０１６１】
また、端末装置１とは、可搬型あるいは可動型の移動局装置のみならず、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、その他生活機器や測定機器、車載装置などにも適用できる。
【０１６２】
端末装置は、ユーザ端末、移動局装置、通信端末、移動機、端末、ＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）とも称される。基地局装置は、無線基地局装置、基地局、無線基地局、固定局、ＮＢ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ−Ｂ）、ＢＴＳ（Ｂａｓｅ  Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＢＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）とも称される。
【０１６３】
なお、３ＧＰＰが規定する基地局装置２はノードＢ（NodeB）と称され、ＥＵＴＲＡおよびＡｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡにおける基地局装置２はイーノードＢ（eNodeB）と称される。なお、３ＧＰＰが規定するＥＵＴＲＡおよびＡｄｖａｎｃｅｄ  ＥＵＴＲＡにおける端末装置１はＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と称される。
【０１６４】
また、説明の便宜上、実施形態の端末装置１および基地局装置２を機能的なブロック図を用いて、端末装置１および基地局装置２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方法、手段、またはアルゴリズムのステップについて説明したが、これらは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはこれら２つを組み合わせたものによって、直接的に具体化され得る。もしソフトウェアによって実装されるのであれば、その機能は、コンピュータ読み取り可能な媒体上の一つ以上の命令またはコードとして保持され、または伝達され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータプログラムをある場所から別の場所への持ち運びを助ける媒体を含むコミュニケーションメディアやコンピュータ記録メディアの両方を含む。
【０１６５】
そして、一つ以上の命令またはコードをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録された一つ以上の命令またはコード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端末装置１や基地局装置２の制御を行なっても良い。なお、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。
【０１６６】
本発明の各実施形態に記載の動作をプログラムで実現してもよい。本発明の各実施形態に関わる端末装置１および基地局装置２で動作するプログラムは、本発明の各実施形態に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。また、プログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の各実施形態の機能が実現される場合もある。
【０１６７】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、半導体媒体（例えば、ＲＡＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるディスクユニット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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
また、上記各実施形態に用いた端末装置１および基地局装置２の各機能ブロック、または諸特徴は、本明細書で述べられた機能を実行するように設計された汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向けあるいは一般用途向けの集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイシグナル（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものによって、実装または実行され得る。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであっても良いが、代わりにプロセッサは従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。汎用用途プロセッサ、または上述した各回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。
【０１７０】
プロセッサはまた、コンピューティングデバイスを組み合わせたものとして実装されても良い。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと接続された一つ以上のマイクロプロセッサ、またはその他のそのような構成を組み合わせたものである。
【０１７１】
以上、この発明の実施形態について具体例に基づいて詳述してきたが、本発明の各実施形態の趣旨ならびに特許請求の範囲は、これらの具体例に限定されないことは明らかであり、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。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、本発明の各実施形態に対して何ら制限を加えるものではない。
【０１７２】
また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７３】
１…端末装置
２、２−１、２−２…基地局装置
１０１、２０１…受信部
１０２、２０２…復調部
１０３、２０３…復号部
１０４…測定処理部
１０５、２０４…制御部
１０６…上りリンクバッファ制御部
１０７、２０５…符号部
１０８、２０６…変調部
１０９、２０７…送信部
１１０…上りリンク無線リソース要求制御部
１１１…ランダムアクセス制御部
１１２、２０８…上位レイヤ部
２０９…ネットワーク信号送受信部
３００…ＭＭＥ
４００…ＳＧＷ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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