(57)【要約】  本発明は、マクロセル内に配置されたスモールセルをカバーするスモールセル基地局（３）であって、セルサーチを実行し、マクロセルをカバーしている基地局であるマクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出するセルサーチ部（３０７）と、マクロセル基地局との間でランダムアクセスによる通信を実行してマクロセル基地局へアップリンク信号を送信するタイミングの情報である送信タイミング情報を取得するＬ２機能部（３０３）と、を備え、ダウンリンク信号の受信タイミングに同期させて移動局向けのダウンリンク信号を送信し、送信タイミング情報に基づくタイミングで移動局からのアップリンク信号を受信する。
2017208408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロセル内に配置されたスモールセルをカバーする基地局であって、
セルサーチを実行し、前記マクロセルをカバーしている基地局であるマクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出するセルサーチ部と、
前記マクロセル基地局との間でランダムアクセスによる通信を実行して前記マクロセル基地局へアップリンク信号を送信するタイミングの情報である送信タイミング情報を取得する情報取得部と、
を備え、
前記ダウンリンク信号の受信タイミングに同期させて移動局向けのダウンリンク信号を送信し、前記送信タイミング情報に基づくタイミングで移動局からのアップリンク信号を受信する、
ことを特徴とする基地局。
【請求項２】
自局が同期すべきマクロセル基地局を示すセル識別情報を記憶する記憶部、を備え、
前記セルサーチ部は、前記記憶部が記憶しているセル識別情報を有するマクロセル基地局を発見すると、発見したマクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出し、
前記情報取得部は、前記記憶部が記憶しているセル識別情報を有するマクロセル基地局から前記送信タイミング情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
自セル内の移動局を識別する情報を前記マクロセル基地局に接続済みの移動局に対して前記マクロセル基地局経由で割り当て、
前記マクロセル基地局に接続済みの前記移動局による自局へのアップリンク信号の送信と前記マクロセル基地局へのアップリンク信号の送信とを同じタイミングで行うようにさせて、前記マクロセル基地局に接続済みの前記移動局による自局へのアップリンク信号の送信タイミングを決定するために行うランダムアクセスによる通信を省略する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
【請求項４】
前記マクロセル基地局に接続済みの前記移動局におけるアップリンクデータの滞留量の情報を前記マクロセル基地局から取得し、取得した滞留量の情報に基づいて、前記マクロセル基地局に接続済みの前記移動局にアップリンクリソースを割り当てる、
ことを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記ランダムアクセスを非競合ベースのランダムアクセスとすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の基地局。
【請求項６】
前記マクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出すると、自局が前記マクロセル基地局に同期する基地局であることを前記マクロセル基地局へ通知し、その後、前記マクロセル基地局から要求を受けると、前記非競合ベースのランダムアクセスによる通信を開始する、
ことを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項７】
前記マクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出すると、自局が前記マクロセル基地局に同期する基地局であることを前記マクロセル基地局へ通知し、この通知に対する応答で前記非競合ベースのランダムアクセスで使用するプリアンブルＩＤが通知されてくると前記非競合ベースのランダムアクセスによる通信を開始する、
ことを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項８】
前記ランダムアクセスを競合ベースのランダムアクセスとすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の基地局。
【請求項９】
前記マクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出すると、前記競合ベースのランダムアクセスによる通信を開始し、
前記送信タイミング情報を取得すると、自局が前記マクロセル基地局に同期する基地局であることを前記マクロセル基地局へ通知する、
ことを特徴とする請求項８に記載の基地局。
【請求項１０】
スモールセルをカバーする基地局が前記マクロセル基地局にランダムアクセスする際に使用するプリアンブルＩＤとして用意されている基地局間通信用プリアンブルＩＤを使用して前記競合ベースのランダムアクセスを実行する、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の基地局。
【請求項１１】
前記セルサーチで受信したダウンリンク信号に前記基地局間通信用プリアンブルＩＤが含まれている場合、受信したダウンリンク信号に含まれている基地局間通信用プリアンブルＩＤを使用して前記競合ベースのランダムアクセスを実行する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の基地局。
【請求項１２】
内部にスモールセルが配置されているマクロセルをカバーする基地局であって、
前記スモールセルをカバーしている基地局であるスモールセル基地局を示すセル識別情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶しているセル識別情報と同じセル識別情報が自局に接続中の移動局から通知され、かつ通知されてきたセル識別情報に対応するスモールセル基地局が送信するダウンリンク信号の前記移動局における信号強度が閾値以上の場合、前記通知されてきたセル識別情報に対応するスモールセル基地局に対して前記移動局との通信開始を要求する制御部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１３】
マクロセルをカバーするマクロセル基地局および前記マクロセル内に配置されたスモールセルをカバーするスモールセル基地局を備えた移動通信システムの移動局であって、
セルサーチを実行し、前記マクロセル基地局または前記スモールセルから送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出するセルサーチ部と、
前記セルサーチ部が前記受信タイミングを検出した前記マクロセル基地局または前記スモールセル基地局である接続先基地局との間でランダムアクセスによる通信を実行して前記接続先基地局へアップリンク信号を送信するタイミングの情報である送信タイミング情報を取得する情報取得部と、
を備え、
前記マクロセル基地局および前記スモールセル基地局の両方に接続して通信する場合、前記情報取得部が前記マクロセル基地局から取得した前記送信タイミング情報に基づくタイミングで、前記マクロセル基地局へのアップリンク信号および前記スモールセル基地局へのアップリンク信号を送信する、
ことを特徴とする移動局。
【請求項１４】
マクロセルをカバーするマクロセル基地局および前記マクロセル内に配置されたスモールセルをカバーするスモールセル基地局を備えた移動通信システムであって、
前記スモールセル基地局は、
セルサーチを実行し、前記マクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出するセルサーチ部と、
前記マクロセル基地局との間でランダムアクセスによる通信を実行して前記マクロセル基地局へアップリンク信号を送信するタイミングの情報である送信タイミング情報を取得する情報取得部と、
を備え、
前記マクロセル基地局は、
前記スモールセル基地局を示すセル識別情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶しているセル識別情報と同じセル識別情報が自局に接続中の移動局から通知され、かつ通知されてきたセル識別情報に対応するスモールセル基地局が送信するダウンリンク信号の前記移動局における信号強度が閾値以上の場合、前記通知されてきたセル識別情報に対応するスモールセル基地局に対して前記移動局との通信開始を要求する制御部と、
を備え、
前記スモールセル基地局は、
前記マクロセル基地局に接続中の移動局との通信開始の要求を前記マクロセル基地局から受けた場合、
前記セルサーチ部が検出したダウンリンク信号の受信タイミングに同期させて前記マクロセル基地局に接続中の移動局向けのダウンリンク信号を送信し、前記送信タイミング情報に基づくタイミングで前記マクロセル基地局に接続中の移動局からのアップリンク信号を受信する、
ことを特徴とする移動通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を行う基地局、移動局および移動通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムでは、セル半径が数ｋｍのエリアをカバーするマクロセル基地局とセル半径数十ｍの比較的狭いエリアをカバーするスモールセル基地局とが用いられている。マクロセル基地局とスモールセル基地局とを用いた移動通信システムは、マクロセル内に複数のスモールセルを配置したＨｅｔＮｅｔ（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築し、移動局がスモールセル内に在圏する時にはスモールセル基地局と接続することで、多数の移動局を収容するマクロセル基地局の負荷を低減するとともに、移動局１台当たりの通信容量を増大させ、移動通信システムを大容量化することが可能となる。【０００３】
３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）において規格化を進めているＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）では、ＨｅｔＮｅｔによる移動通信システムの大容量化を図るため、１台の移動局が複数の周波数帯域を同時に利用して伝送速度を向上させるＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）、および、１台の移動局が２台の基地局（例えばマクロセル基地局とスモールセル基地局）に同時接続するＤＣ（Ｄｕａｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）といった技術が導入されている。これらの技術により、例えば、移動局が周波数の異なるマクロセル基地局とスモールセル基地局に同時接続することで、スモールセルによる大容量通信、および、マクロセル−スモールセル間の電波干渉低減が実現でき、移動通信システムの通信容量が飛躍的に増大する。さらに、マクロセルによるモビリティの確保が可能となる。また、ＣＡおよびＤＣは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに留まらず、第５世代移動通信システム（５Ｇ）への適用も期待されている。【０００４】
しかしながら、ＨｅｔＮｅｔ環境におけるＤＣでは、マクロセル基地局をＭｅＮＢ（Ｍａｓｔｅｒ  ｅｖｏｌｖｅｄ  ＮｏｄｅＢ）、スモールセル基地局をＳｅＮＢ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｅｖｏｌｖｅｄ  ＮｏｄｅＢ）とし、複数のＳｅＮＢが同じ周波数を使う場合には電波干渉の問題が発生する可能性がある。このような電波干渉を低減するため、各基地局の無線フレームタイミングを高精度に同期させることが考えられている（例えば、特許文献１）。【０００５】
また、ＤＣにおいては、移動局（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）がＭｅＮＢあるいはＳｅＮＢに対して上り（ＵＬ：Ｕｐ  Ｌｉｎｋ）信号を送信するにあたり、ＭｅＮＢへＵＬ信号を送信するタイミングとＳｅＮＢへＵＬ信号を送信するタイミングとを別々に管理している。ＭｅＮＢ−ＵＥ間の伝搬遅延とＳｅＮＢ−ＵＥ間の伝搬遅延とがそれぞれの距離に応じて大きく異なる可能性があるため、ＵＥが送信したＵＬ信号をＭｅＮＢあるいはＳｅＮＢが適切なタイミングで受信できるように、ＭｅＮＢとＳｅＮＢが独立にＴＡ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ）制御を行い、ＵＥがＭｅＮＢとＳｅＮＢに対するＵＬ信号送信タイミングをＴＡ値として別々に管理している（非特許文献１）。ＴＡ制御を行うセルのグループはＴＡＧ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ  Ｇｒｏｕｐ）と呼ばれ、ＤＣにおいてはＭｅＮＢのセルがｐＴＡＧ（ｐｒｉｍａｒｙ  ＴＡＧ）に属し、ＳｅＮＢのセルがｓＴＡＧ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ＴＡＧ）に属し、ＵＥがそれぞれのＴＡＧに対してＴＡ値を管理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−３２９９７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１３  Ｖ１２．８．０（２０１５−１２）、４．２．３節
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＣでは、ＵＥがＭｅＮＢ向けとＳｅＮＢ向けの２つのＴＡ値を管理してＵＬ信号送信を行う。そのため、従来のＬＴＥのように１つのＴＡ値でＵＬ送信を行う場合よりもＵＥの回路規模および処理量が大きくなる問題がある。【０００９】
特許文献１に記載されている基地局間の同期は、ＭｅＮＢとＳｅＮＢを時間同期させることでＤＬ（Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ）の無線フレームタイミングを同期させるものであり、ＤＣを行う場合のＵＬ信号送信については、非特許文献１と同様にＵＥがＴＡ値を２つ管理してＵＬ信号を送信する必要がある。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＤＣに対応する移動局の回路規模および処理量の抑制を実現させることが可能な基地局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、マクロセル内に配置されたスモールセルをカバーする基地局であり、セルサーチを実行し、マクロセルをカバーしている基地局であるマクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出するセルサーチ部と、マクロセル基地局との間でランダムアクセスによる通信を実行してマクロセル基地局へアップリンク信号を送信するタイミングの情報である送信タイミング情報を取得する情報取得部と、を備える。基地局は、マクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングに同期させて移動局向けのダウンリンク信号を送信し、送信タイミング情報に基づくタイミングで移動局からのアップリンク信号を受信する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる基地局によれば、ＤＣに対応する移動局の回路規模および処理量の抑制を実現させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる移動通信システムの構成例を示す図
【図２】移動システムがＦＤＤ方式の場合の無線フレームタイミングの一例を示す図
【図３】移動システムがＴＤＤ方式の場合の無線フレームタイミングの一例を示す図
【図４】実施の形態１にかかるＳｅＮＢがＭｅＮＢに同期する動作の一例を示すシーケンス図
【図５】ＭｅＮＢに接続中の移動局がＤＣを開始する動作の一例を示すシーケンス図
【図６】実施の形態１にかかるマクロセル基地局の構成例を示す図
【図７】実施の形態１にかかるスモールセル基地局の構成例を示す図
【図８】実施の形態１にかかる移動局の構成例を示す図
【図９】実施の形態１にかかるスモールセル基地局のハードウェア構成の一例を示す図
【図１０】実施の形態１にかかるスモールセル基地局をＣＰＵおよびメモリを含んだハードウェアで実現する場合のハードウェア構成の一例を示す図
【図１１】実施の形態２にかかるＳｅＮＢがＭｅＮＢに同期する動作の一例を示すシーケンス図
【図１２】実施の形態３にかかるＳｅＮＢがＭｅＮＢに同期する動作の一例を示すシーケンス図
【図１３】実施の形態４にかかる移動通信システムで使用するプリアンブルＩＤを説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態にかかる基地局、移動局および移動通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。各実施の形態では、ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄにおけるＤＣを例として本発明を説明するが、ＤＣを行う移動通信システム、例えば５Ｇ等の移動通信システムに対しても本発明を適用可能である。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる移動通信システムの構成例を示す図である。具体的には、図１は、マクロセル基地局１により形成されたマクロセル２の中に、スモールセル基地局３により形成されたスモールセル４を配置することでＨｅｔＮｅｔを構築した移動通信システム１００の例を示している。スモールセル４の中に存在するＵＥ５がＤＣを行う場合、マクロセル基地局１がＭｅＮＢ、スモールセル基地局３がＳｅＮＢとなる。なお、ＭｅＮＢはマクロセル基地局に特化されるものではなく、ＳｅＮＢはスモールセル基地局に特化されるものではないが、以降の本発明の説明では、マクロセル基地局１をＭｅＮＢ１、スモールセル基地局３をＳｅＮＢ３として説明する。なお、図１では、マクロセル２の中に存在するＳｅＮＢ３を１つとしているが、複数であってもよい。
【００１６】
図１に示した移動通信システム１００において、ＭｅＮＢ１は同期信号および報知情報等のＤＬ信号１０ａを予め決められたタイミングで送信している。本実施の形態にかかるＳｅＮＢ３は、移動局（ＵＥ）５が持つ機能の中の１つであるセルサーチ機能と同様のセルサーチ機能を有している。セルサーチ機能はＬＴＥ規格で定義されている機能である。ＳｅＮＢ３は、起動時にセルサーチを実施することでＭｅＮＢ１が送信しているＤＬ信号１０ａを受信し、ＤＬ信号１０ａとして受信した同期信号からＭｅＮＢ１のＤＬ無線フレームタイミングを取得してＭｅＮＢ１にＤＬ同期する。ＳｅＮＢ３は、その後、ＭｅＮＢ１に対してランダムアクセス１１を実施することでＭｅＮＢ１にＵＬ同期する。図１では、ＭｅＮＢ１−ＳｅＮＢ３間の伝搬遅延が考慮されたＵＬ同期のＴＡ値として「ＴＡ＃１」を取得する様子を示している。ＳｅＮＢ３がＭｅＢＮ１にＤＬ同期する動作およびＵＬ同期する動作は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて移動局が基地局にＤＬ同期する動作およびＵＬ同期する動作と同様である。これらのＤＬ同期およびＵＬ同期の詳細については、後ほど図２および図３を用いて、ＤＬおよびＵＬの無線フレームタイミングを示しながら説明する。
【００１７】
次に、ＳｅＮＢ３は、取得したＭｅＮＢ１のＤＬ無線フレームタイミングに同期して同期信号および報知情報等のＤＬ信号１０ｂを送信開始する。また、ＳｅＮＢ３のＵＬ信号受信タイミングは、ＭｅＮＢ１から取得した「ＴＡ＃１」を適用したタイミングとして運用を開始する。
【００１８】
ＵＥ５がＭｅＮＢ１と通信を開始する場合、ＭｅＮＢ１との間では、上記ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に同期した動作と同様に、ＭｅＮＢ１が送信しているＤＬ信号１０ａを受信し、ＭｅＮＢ１のＤＬ無線フレームタイミングを取得してＭｅＮＢ１にＤＬ同期する。ＵＥ５は、その後、ＭｅＮＢ１に対してランダムアクセス１２を実施することでＵＬ同期する。ここで、ＵＥ５がスモールセル４内からＭｅＮＢ１に接続した場合、ランダムアクセス１２により、ＵＬ同期のＴＡ値として、上記のＳｅＮＢ３がランダムアクセス１１にて取得する「ＴＡ＃１」に近い値が取得される。これはセル半径が小さいスモールセル４内では、ＭｅＮＢ１−ＳｅＮＢ３間の距離とＭｅＮＢ１−ＵＥ５間の距離がほぼ同じであるためであり、実際にはＴＡ＃１と少し異なる値が取得されることになるが、その差分はＵＬ受信時の復調性能劣化には影響しない程度である。ここでは簡単のため、ＭｅＮＢ１−ＵＥ５間のＴＡ値をＭｅＮＢ１−ＳｅＮＢ３間のＴＡ値と同じ「ＴＡ＃１」として表す。なお、ＵＥ５がスモールセル４外でＭｅＮＢ１に接続した後、スモールセル４内に移動してきた場合でも、ＭｅＮＢ１−ＵＥ５間のＴＡ制御によってＵＥ５のＤＬ信号受信タイミングとＵＬ信号送信タイミングの差は「ＴＡ＃１」と同等になる。
【００１９】
次にＵＥ５がＭｅＮＢ１と通信継続した状態で、ＳｅＮＢ３を追加してＤＣを実施する場合、ＳｅＮＢ３では、上記のようにＭｅＮＢ１との伝搬遅延を考慮したＵＬ信号受信タイミングに変更しており、セル半径の小さいスモールセル４内ではＳｅＮＢ３のＵＬ信号受信時の復調性能が劣化しない程度に伝搬遅延を無視できるため、ＵＥ５がＭｅＮＢ１へＵＬ信号を送信するタイミングとＳｅＮＢ３へＵＬ信号を送信するタイミングは同じタイミングを用いることができるようになる。すなわち、ＵＥ５からＳｅＮＢ３へＵＬ信号１３を送信する場合、「ＴＡ＃１」を適用して送信することができるようになる。
【００２０】
従って、ＵＥ５ではＭｅＮＢ１向けとＳｅＮＢ３向けのＵＬ信号送信タイミングを２つ持つ必要が無くなり、回路規模および処理量を削減した装置構成を実現できるようになる。もちろん、従来のようにＵＬ信号送信タイミングを２つ持つことができるＵＥもＭｅＮＢ１およびＳｅＮＢ３へのＤＣ接続が可能であり、本発明によればＵＬ信号送信タイミングを１つだけ持つようにしたＵＥも同時にＤＣ接続ができるようになる。
【００２１】
以上で説明した動作は、無線フレーム構成がＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）のいずれの場合にも適用できる。図２は、ＭｅＮＢ１、ＳｅＮＢ３、およびＵＥ５におけるＤＬおよびＵＬの無線フレームタイミングをＦＤＤの無線フレーム構成を例として示した図である。
【００２２】
図２において、ＤＬサブフレーム２０ａはＭｅＮＢ１が送信する下り無線フレーム（ＤＬ  ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）＃ｎの先頭サブフレーム、ＵＬサブフレーム２１ａはＭｅＮＢ１が受信する上り無線フレーム（ＵＬ  ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）＃ｎの先頭サブフレームであり、ＤＬサブフレーム２０ａのサブフレーム境界、すなわち他のＤＬサブフレームとの境界と、ＵＬサブフレーム２１ａのサブフレーム境界とは一致したタイミングとなる。
【００２３】
ＤＬサブフレーム２０ｂは、ＳｅＮＢ３が扱う下り無線フレーム＃ｎの先頭サブフレームである。ＤＬサブフレーム２０ｂの無線フレームタイミング、すなわちＳｅＮＢ３がＤＬサブフレーム２０ｂを送信するタイミングは、ＭｅＮＢ１から受信した同期信号および報知情報等のＤＬ信号に基づき決定される。具体的には、ＤＬサブフレーム２０ｂの無線フレームタイミングは、ＭｅＮＢ１−ＳｅＮＢ３間の伝搬遅延Ｔｐだけ、ＭｅＮＢ１がＤＬサブフレーム２０ａを送信するタイミング（ＤＬサブフレーム２０ａの無線フレームタイミング）から遅れたタイミングとなる。また、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１へ上り無線フレームを送信するタイミングは、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に対してランダムアクセス手順を行うことにより取得するＴＡ値に基づき決定される。具体的には、上り無線フレーム＃ｎのＵＬサブフレーム２１ｂの送信タイミングは、ＭｅＮＢ１がＵＬサブフレーム２１ａを受信するタイミングよりもＭｅＮＢ１−ＳｅＮＢ３間の伝搬遅延Ｔｐだけ早いタイミングとなる。
【００２４】
ＵＥ５が扱う無線フレームタイミング、すなわちＵＥ５が下り無線フレームを受信するタイミングおよび上り無線フレームを送信するタイミングは、ＵＥ５がＭｅＮＢ１と接続中に決定される。ここで、ＳｅＮＢ３がカバーするスモールセル４内にＵＥ５が存在する場合、ＵＥ５が扱う無線フレームタイミングはＳｅＮＢ３が扱う無線フレームタイミングとほぼ同じになると考えて良い。すなわち図２に示すように、ＤＬサブフレーム２０ｂおよびＵＬサブフレーム２１ｂのタイミングとなる。
【００２５】
図２のように、ＳｅＮＢ３とＵＥ５が扱う無線フレームタイミングが同じとなり、ＳｅＮＢ３−ＵＥ５間の伝搬遅延は復調性能が劣化しない程度に無視できると考えると、ＵＥ５がＵＬサブフレーム２１ｂのタイミングでＳｅＮＢ３へ送信したＵＬ信号をＳｅＮＢ３において復調可能となる。もちろん、図２に示した無線フレームタイミングでＵＥ５がＭｅＮＢ１にＵＬ信号を送信したとしても、ＭｅＮＢ１ではＵＬ信号を復調可能である。従って、ＵＥ５はＵＬ信号送信タイミングとしてＵＬ無線フレームタイミングを１つだけ持てば良い。
【００２６】
図３は、ＴＤＤの無線フレーム構成を例とし、ＭｅＮＢ１、ＳｅＮＢ３、およびＵＥ５におけるＤＬおよびＵＬの無線フレームタイミングを示した図である。
【００２７】
図３において、ＤＬサブフレーム３０ａはＭｅＮＢ１が送信する無線フレーム＃ｎの先頭サブフレームである。これに続くサブフレームはＳｐｅｃｉａｌ  ｓｕｂｆｒａｍｅと呼ばれ、ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐｉｌｏｔ  Ｔｉｍｅ  Ｓｌｏｔ）３１ａ、ＧＰ（Ｇｕａｒｄ  Ｐｅｒｉｏｄ）３２ａ、ＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐｉｌｏｔ  Ｔｉｍｅ  Ｓｌｏｔ）３３ａから構成される。Ｓｐｅｃｉａｌ  ｓｕｂｆｒａｍｅの後には、ＵＬサブフレーム３４ａが配置される。
【００２８】
ＤＬサブフレーム３０ｂは、ＳｅＮＢ３が扱う無線フレーム＃ｎの先頭ＤＬサブフレームである。ＤＬサブフレーム３０ｂの無線フレームタイミングはＭｅＮＢ１から受信した同期信号および報知情報等のＤＬ信号に基づき決定され、ＭｅＮＢ１−ＳｅＮＢ３間の伝搬遅延Ｔｐだけ、ＤＬサブフレーム３０ａの無線フレームタイミングから遅れたタイミングとなる。また、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１へ無線フレームを送信するタイミング、すなわちＵｐＰＴＳ３３ｂおよびＵＬサブフレーム３４ｂの送信タイミングは、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に対してランダムアクセス手順を行うことにより取得するＴＡ値に基づき決定される。具体的には、ＵｐＰＴＳ３３ｂおよびＵＬサブフレーム３４ｂの送信タイミングは、ＭｅＮＢ１がＵｐＰＴＳ３３ａおよびＵＬサブフレーム３４ａを受信するタイミングよりもＭｅＮＢ１−ＳｅＮＢ３間の伝搬遅延Ｔｐだけ早いタイミングとなる。また、図２と同様、ＵＥ５が扱う無線フレームタイミングもＳｅＮＢ３が扱う無線フレームとほぼ同じであり、ＵＥ５はＵＬ信号送信タイミングを１つだけ持てば良い。
【００２９】
以上の説明では、ＵＥ５がＭｅＮＢ１と接続していることを前提としていたが、ＤＣを行わずにＵＥ５がＳｅＮＢ３のみに接続する場合は、ＵＥ５がＳｅＮＢ３から送信された同期信号および報知情報等のＤＬ信号を受信し、ＳｅＮＢ３へランダムアクセス手順を行うことで、ＵＥ５が扱う無線フレームタイミングがＳｅＮＢ３の無線フレームタイミングを基準として決定されるため、ＵＥ５がＳｅＮＢ３のみに接続することも可能である。
【００３０】
次に、図１に示した移動通信システム１００において、ＳｅＮＢ３の起動時にＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１にＤＬ同期およびＵＬ同期する手順について、図４を用いて詳細に説明する。マクロセル２の中には複数のＳｅＮＢ３が設置されているものとする。移動通信システム１００においては、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１にＤＬ同期およびＵＬ同期するとともに、ＤＣにおけるＳｅＮＢ３の追加時にＭｅＮＢ１が自局に同期したＳｅＮＢ３を選択できるようにする。図４では実線の矢印が無線回線を経由して送受信される無線信号の流れを示し、破線の矢印が有線回線を経由して送受信される有線信号の流れを示している。
【００３１】
ＳｅＮＢ３は、起動時に、図４に示した手順に従ってＭｅＮＢ１に同期する。ＳｅＮＢ３は、起動した後、まず、ＭｅＮＢ１が送信している同期信号および報知情報（同期信号／報知情報４０）をセルサーチにより受信してＤＬ同期を行う。この時、ＳｅＮＢ３は同期するべきＭｅＮＢ１のセル識別情報（Ｃｅｌｌ  ＩＤ）を保持しており、セルサーチで検出された基地局の中からセル識別情報が一致する基地局に同期する。ここではＭｅＮＢ１にＤＬ同期する。次に、ＳｅＮＢ３は、自局のセル（スモールセル４）が利用可能となることをＭｅＮＢ１へ通知するため、セル情報更新通知４１ａ（ＥＮＢ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ  ＵＰＤＡＴＥ）を有線回線経由でＭｅＮＢ１へ送信する。セル情報更新通知４１ａには情報要素「同期ＳｅＮＢ登録フラグ」４１−１を設定する。
【００３２】
「同期ＳｅＮＢ登録フラグ」４１−１を含むセル情報更新通知４１ａを受信したＭｅＮＢ１は、自ＭｅＮＢ１に同期したＳｅＮＢ３をＤＣにおいて選択できるように、ＳｅＮＢ３のセル識別情報を、選択可能なＳｅＮＢの情報として登録すなわち記憶する同期ＳｅＮＢ登録を行う。ＭｅＮＢ１は、同期ＳｅＮＢ登録が完了すると、セル情報更新応答４１ｂ（ＥＮＢ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ  ＵＰＤＡＴＥ  ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥ）をＳｅＮＢ３へ有線回線経由で返送する。セル情報更新応答４１ｂには、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に非競合ベースのランダムアクセスを行うための情報として、情報要素「Ｃ−ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ  Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）」４１−２を含める。Ｃ−ＲＮＴＩ４１−２はＭｅＮＢ１がＵＥ５またはＳｅＮＢ３を識別するための識別子であり、ここではＭｅＮＢ１がＳｅＮＢ３に非競合ベースのランダムアクセスを開始させるためのランダムアクセス開始要求４２ａ（ＰＤＣＣＨ  ｏｒｄｅｒ）の宛先を示す。
【００３３】
次に、ＭｅＮＢ１は上記で割当てたＣ−ＲＮＴＩ宛てにランダムアクセス開始要求４２ａを送信する。これにより、非競合ベースのランダムアクセスが行われ、ＳｅＮＢ３がＲＡ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ４２ｂ（ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ＲＡ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ）を送信した後、ランダムアクセス応答４２ｃ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を受信する。ランダムアクセス応答４２ｃにはＴＡ値が含まれている。ＳｅＮＢ３は、ランダムアクセス応答４２ｃを受信すると、ＵＬタイミング調整値であるＴＡ値を保持してＭｅＮＢ１に対するＵＬ同期を行い、さらに、ＤＬ信号の送信タイミングの設定（ＤＬ送信タイミング設定）およびＵＬ信号の受信タイミングの設定（ＵＬ受信タイミング設定）を行う。ＳｅＮＢ３がＤＬ信号を送信するタイミング（ＤＬ信号の送信タイミング）は、ＭｅＮＢ１からのＤＬ信号受信タイミング、すなわちＭｅＮＢ１が送信するＤＬ信号のＳｅＮＢ３における受信タイミングとする。また、ＳｅＮＢ３がＵＬ信号を受信するタイミング（ＵＬ信号の受信タイミング）は、ランダムアクセスでＭｅＮＢ１から取得したＴＡ値により決まるタイミング、具体的には、ＴＡ値により決まるＭｅＮＢ１へのＵＬ信号送信タイミングとする。ＭｅＮＢ１へのＵＬ信号送信タイミングは、ＳｅＮＢ３のスモールセル４内に存在するＵＥ５がＭｅＮＢ１へＵＬ信号を送信するタイミングと同等のタイミングとなる。ＳｅＮＢ３は、以上の処理が完了すると、同期信号および報知情報の送信を開始し、基地局としての通常動作を開始する。なお、ＳｅＮＢ３は、ＤＬ送信タイミング設定で設定したタイミングに従い同期信号および報知情報を送信する。
【００３４】
なお、図１および図４では、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１にＤＬ同期およびＵＬ同期を実施する処理を起動時に実施する場合の例を説明したが、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に同期した状態を保つため、図４に示した動作を定期的（例えば、ＵＥ５がＳｅＮＢ３に接続していない夜間等）に行うようにしてもよい。
【００３５】
次に本発明では、図１、図２および図３を用いて説明したように、ＵＥ５がＳｅＮＢ３へＵＬ信号を送信するタイミングは、ＵＥ５がＭｅＮＢ１へＵＬ信号を送信するタイミングと同じとなり、ＳｅＮＢ３−ＵＥ５間の伝搬遅延に応じたＴＡ値を新たに取得する必要が無くなる。そのため、ＳｅＮＢ３の追加手順にかかる遅延時間を短縮することが可能となる。
【００３６】
次に、本実施の形態にかかる移動通信システム１００において、ＵＥ５がＭｅＮＢ１と接続中にＤＣを行うためにＳｅＮＢ３を追加する手順について、図５を用いて説明する。図５は、ＭｅＮＢ１と接続中の移動局が、ＤＣを開始するための手順の一例を示すシーケンス図である。図５に示した手順では、ＵＥ５が追加する基地局との間のランダムアクセスを省略し、ＳｅＮＢ３の追加手順の高速化すなわち所要時間の短縮化を実現している。
【００３７】
ＵＥ５は、ＭｅＮＢ１と接続中は周辺セルのＤＬ信号の強度、すなわち接続中のＭｅＮＢ１以外の他の基地局から送信されているＤＬ信号の強度を測定しており、規定条件を満たすと、図５に示したように、測定報告５０（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔ）をＭｅＮＢ１へ報告する。測定報告５０にはＤＬ信号の強度およびセル識別情報が含まれる。
【００３８】
ＭｅＮＢ１は、ＵＥ５から測定報告５０を受信すると、測定報告５０に含まれるＤＬ信号の強度およびセル識別情報を使用して、ＤＣの実施が可能か否かを確認する処理であるＳｅＮＢ追加判定を行い、ＤＣの実施が可能と判断すると、ＳｅＮＢ追加手順を実行する。移動通信システム１００では図４を用いて説明したように、ＭｅＮＢ１に同期しているＳｅＮＢ３のセル識別情報がＭｅＮＢ１に登録済である。ＭｅＮＢ１は、登録済のセル識別情報に一致するセル識別情報が測定報告５０で報告され、かつＳｅＮＢからのＤＬ信号強度が予め定めた閾値以上の場合、ＤＣの実施が可能と判断する。ＭｅＮＢ１は、ＤＣの実施が可能と判断すると、ＳｅＮＢ追加を行うことに決定し、有線回線経由でＳｅＮＢ３に対してＳｅＮＢ追加要求５１ａ（ＳｅＮＢ  Ａｄｄｉｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。
【００３９】
本実施の形態にかかる移動通信システム１００では、ＳｅＮＢ追加要求５１ａに情報要素「Ｃ−ＲＮＴＩ割当て要求フラグ」５１−１を設定する。「Ｃ−ＲＮＴＩ割当て要求フラグ」５１−１が設定されたＳｅＮＢ追加要求５１ａを受信したＳｅＮＢ３は、ＵＥ５を識別するためのＣ−ＲＮＴＩをＵＥ５に割り当て、情報要素「Ｃ−ＲＮＴＩ」５１−２としてＳｅＮＢ追加応答５１ｂ（ＳｅＮＢ  Ａｄｄｉｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）に付与してＭｅＮＢ１へ有線回線経由で返送する。ＭｅＮＢ１は、ＳｅＮＢ３から割当てられたＣ−ＲＮＴＩを情報要素「Ｃ−ＲＮＴＩ」５２−１としてＲＲＣ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ５２ａに付与してＵＥ５へ送信する。
【００４０】
ＲＲＣ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ５２ａを受信したＵＥ５は、割当てられたＣ−ＲＮＴＩを用いて以降のＳｅＮＢ３との通信を行うよう設定してＳｅＮＢ追加を行う。また、ＵＥ５は、受信したＲＲＣ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ５２ａに情報要素「Ｃ−ＲＮＴＩ」５２−１が付与されていることで、以降のランダムアクセス実施によるＣ−ＲＮＴＩとＴＡ値の取得が不要であることを認識する。ＵＥ５はＳｅＮＢ追加が完了すると、ＲＲＣ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ５２ｂをＭｅＮＢ１へ返送する。
【００４１】
ＭｅＮＢ１は、ＲＲＣ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ５２ｂを受信すると、ＵＥ５でＳｅＮＢ追加が完了したことをＳｅＮＢ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ５３により有線回線経由でＳｅＮＢ３へ通知する。このとき、ＭｅＮＢ１は、ＵＥ５から報告されたＵＬデータの滞留量を示すＢＳＲ（Ｂｕｒｒｅｒ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｒｅｐｏｒｔ）を情報要素「ＢＳＲ」５３−１としてＳｅＮＢ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ５３に付与し、ＵＥ５がＵＬ送信しようとしているＵＬデータ滞留量をＳｅＮＢ３へ通知する。
【００４２】
その後は、従来であれば、追加となるＳｅＮＢ３とＵＥ５との間でランダムアクセス手順５４を実施することでＵＥ５がＣ−ＲＮＴＩとＴＡ値を取得し、ＵＥ５でＳｅＮＢ追加手順が完了する。しかし、本実施の形態にかかるＵＥ５は、追加となるＳｅＮＢとの通信に用いるＣ−ＲＮＴＩを上記のように情報要素「Ｃ−ＲＮＴＩ」５２−１として取得済であり、ＴＡ値に相当するＵＥ５側のＳｅＮＢ３向けＵＬ信号送信タイミングはＭｅＮＢ１向けＵＬ信号送信タイミングと同じになっている。そのため、ランダムアクセス手順５４を省略する。
【００４３】
また、従来のようにＵＥ５がランダムアクセス手順を実施した場合は、ＵＥ５がＢＳＲ値をＳｅＮＢ３に報告することでＳｅＮＢ３からＵＬリソース割当てを行うことが可能となる。一方、本実施の形態にかかる移動通信システム１００では、上記のようにＭｅＮＢ１が既に認識しているＢＳＲ値を情報要素「ＢＳＲ」５３−１によりＳｅＮＢ３へ通知しているため、ランダムアクセス手順を省略したとしても、ＳｅＮＢ３からＵＬリソース割当て５５を行うことができ、ＵＥ５がＵＬデータ５６の送信を直ちに開始することが可能である。もちろん、ＤＬデータについてもＣ−ＲＮＴＩをＵＥ５に割当て済みのため、ＳｅＮＢ３からＵＥ５へ直ちに送信可能である。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、ＭｅＮＢ１とＳｅＮＢ３の間のメッセージおよびＭｅＮＢ１とＵＥ５の間のメッセージに必要な情報要素を付与し、使用するＴＡ値の削減、手順の簡略化を行うこととしたが、上記の情報要素を付与するメッセージを上述したものに限定するものではない。ＭｅＮＢ１とＳｅＮＢ３の間で送受信する情報要素およびＭｅＮＢ１とＵＥ５との間で送受信する情報要素を他のメッセージに付与して伝送するようにしてもよい。
【００４５】
以上により、ＤＣにおいてＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１にランダムアクセスを行い、スモールセル４内のＵＥ５がＭｅＮＢ１向けとＳｅＮＢ３向けのＵＬ信号送信タイミングを同じタイミングとすることができるようになる。これにより、ＵＥ５の回路規模および処理量が削減できる効果に加え、ＳｅＮＢ追加手順におけるランダムアクセス手順を省略することができるようになる。その結果、ＳｅＮＢ追加手順にかかる時間が短縮され、ＳｅＮＢ３−ＵＥ５間のデータ伝送開始までの時間が短縮される効果も得られる。
【００４６】
次に、移動通信システム１００を構成しているマクロセル基地局１、スモールセル基地局３および移動局３の構成について、図６〜図８を用いて説明する。
【００４７】
図６は、マクロセル基地局１の構成例を示す図である。マクロセル基地局１は、制御情報送受信部１０１、有線データ送受信部１０２、Ｌ２機能部１０３、ベースバンド信号処理部１０４、無線送受信部１０５および周辺セル状態記憶部１０６を備える。
【００４８】
制御情報送受信部１０１は、各ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）メッセージ、セル情報更新通知、セル情報更新応答、ＳｅＮＢ追加要求、ＳｅＮＢ追加応答、ＳｅＮＢ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅなどのメッセージの送受信、および、ＳｅＮＢ追加判定等のＳｅＮＢ追加に伴う制御を行う。すなわち、制御情報送受信部１０１は、スモールセル基地局に対してＳｅＮＢ追加要求を送信し、自局に接続中の移動局との通信開始を要求する制御部として動作する機能を有する。
【００４９】
有線データ送受信部１０２は、光ケーブルまたはツイストペアケーブル等の伝送媒体でネットワークに接続し、ネットワークを介して他の基地局、すなわちマクロセル基地局またはスモールセル基地局、もしくは上位装置とイーサフレーム等によるパケット通信を行う。
【００５０】
Ｌ２機能部１０３は、移動局と通信するためのプロトコル処理、すなわちＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを対象としたプロトコル処理を行うとともに、有線データから無線データへのフォーマット変換および無線データから有線データへのフォーマット変換を行う。また、Ｌ２機能部１０３はランダムアクセス手順の制御も行う。
【００５１】
ベースバンド信号処理部１０４は、無線信号の変復調処理を行う。無線送受信部１０５は、無線信号の送受信を行う。
【００５２】
周辺セル状態記憶部１０６は、スモールセルを含む周辺セルをカバーしている各基地局の動作状態と、マクロセル基地局に同期したスモールセル基地局の情報とを記憶する。周辺セル状態記憶部１０６は、スモールセル基地局を示すセル識別情報を記憶する記憶部として動作する機能を有する。
【００５３】
図７は、スモールセル基地局３の構成例を示す図である。スモールセル基地局３は、制御情報送受信部３０１、有線データ送受信部３０２、Ｌ２機能部３０３、ベースバンド信号処理部３０４、無線送受信部３０５、同期先ＭｅＮＢ記憶部３０６、セルサーチ部３０７およびＴＡ値管理部３０８を備える。
【００５４】
制御情報送受信部３０１は、各ＲＲＣメッセージ、セル情報更新通知、セル情報更新応答、ＳｅＮＢ追加要求、ＳｅＮＢ追加応答、ＳｅＮＢ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅなどのメッセージ送受信、および、ＳｅＮＢ追加に伴う制御を行う。
【００５５】
有線データ送受信部３０２は、光ケーブルまたはツイストペアケーブル等の伝送媒体でネットワークに接続し、ネットワークを介して他の基地局、すなわちマクロセル基地局またはスモールセル基地局、もしくは上位装置とイーサフレーム等によるパケット通信を行う。
【００５６】
Ｌ２機能部３０３は、移動局と通信するためのプロトコル処理、すなわちＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰなどを対象としたプロトコル処理を行うとともに、有線データから無線データへのフォーマット変換および無線データから有線データへのフォーマット変換を行う。また、Ｌ２機能部３０３はランダムアクセス手順の制御も行う。すなわち、Ｌ２機能部３０３は、ＭｅＮＢ１に対してランダムアクセスを実行してＵＬ信号を送信するタイミングの情報であるＴＡ値を取得する情報取得部として動作する機能も有する。
【００５７】
ベースバンド信号処理部３０４は、無線信号の変復調処理を行う。無線送受信部３０５は、無線信号の送受信を行う。
【００５８】
同期先ＭｅＮＢ記憶部３０６は、スモールセル基地局３が同期するべきマクロセル基地局を示すセル識別情報を記憶する記憶部である。セル識別情報はスモールセル３が設置される際に、または、設置されてから運用が開始されるまでの間に外部から設定される。スモールセル基地局３は、セル識別情報を設定するための専用の機器によりセル識別情報が設定されるようにしてもよいし、有線回線などを使用した通信によりセル識別情報を外部から取得して設定するようにしてもよい。
【００５９】
セルサーチ部３０７は、自装置、すなわちスモールセル基地局３の起動時等に周辺セルのセルサーチを行い、マクロセル基地局のセルであるマクロセルを検出する。
【００６０】
ＴＡ値管理部３０８は、スモールセル基地局３がマクロセル基地局にランダムアクセスを実行して取得したＴＡ値を保持する。ＴＡ値は自スモールセルにおけるＵＬ信号受信タイミングとして使用する。
【００６１】
図８は、移動局５の構成例を示す図である。移動局５は、制御情報送受信部５０１、パケット送受信部５０２、Ｌ２機能部５０３、ベースバンド信号処理部５０４、無線送受信部５０５、アプリケーション５０６、セルサーチ部５０７およびＴＡ値管理部５０８を備える。
【００６２】
制御情報送受信部５０１は、各ＲＲＣメッセージ送受信、およびＳｅＮＢ追加に伴う制御を行う。
【００６３】
パケット送受信部５０２は、自装置すなわち移動局５内のアプリケーション５０６が送信するデータをパケット化してマクロセル基地局またはスモールセル基地局へ送信するとともに、マクロセル基地局またはスモールセル基地局から受信したパケットからアプリケーション５０６が受信するデータを取り出してアプリケーション５０６に出力する。また、パケット送受信部５０２は、外部の端末機器との間でパケットの送受信を行う。
【００６４】
Ｌ２機能部５０３は、基地局と通信するためのプロトコル処理、すなわちＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰなどを対象としたプロトコル処理を行うとともに、有線データから無線データへのフォーマット変換および無線データから有線データへのフォーマット変換を行う。また、Ｌ２機能部５０３はランダムアクセス手順の制御も行う。
【００６５】
ベースバンド信号処理部５０４は、無線信号の変復調処理を行う。無線送受信部５０５は、無線信号の送受信を行う。アプリケーション５０６は、Ｗｅｂブラウザ等のアプリケーションである。
【００６６】
セルサーチ部５０７は、ＳｅＮＢ追加のための周辺セルのセルサーチおよび移動に伴うハンドオーバのための周辺セルのセルサーチを行い、マクロセル基地局のセルであるマクロセルおよびスモールセル基地局のセルであるスモールセルを検出する。セルサーチ部５０７は、マクロセル基地局から送信されるダウンリンク信号の受信タイミングを検出する機能を有する。
【００６７】
ＴＡ値管理部５０８は、マクロセル基地局またはスモールセル基地局への接続開始時、あるいは、接続中のマクロセル基地局またはスモールセル基地局から取得したＴＡ値を保持する。ＴＡ値はＵＬ信号送信タイミングとして使用する。
【００６８】
ここで、スモールセル基地局のハードウェア構成について説明する。図９は、スモールセル基地局のハードウェア構成の例を示す図である。
【００６９】
スモールセル基地局３において、無線送受信部３０５は無線送受信回路２０１で実現され、有線データ送受信部３０２は有線送受信回路２０２で実現される。制御情報送受信部３０１、Ｌ２機能部３０３、ベースバンド信号処理部３０４、同期先ＭｅＮＢ記憶部３０６、セルサーチ部３０７、およびＴＡ値管理部３０８は、処理回路２０３により実現される。すなわちスモールセル基地局３は、処理回路２０３として、周辺セルのセルサーチを実施してマクロセル基地局が送信している同期信号および報知情報を受信してＤＬ同期する処理回路と、ランダムアクセスを実施してＵＬ信号送信タイミングであるＴＡ値を取得するための処理回路とを備える。処理回路２０３は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）であってもよい。
【００７０】
処理回路２０３が専用のハードウェアである場合、処理回路２０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御情報送受信部３０１、Ｌ２機能部３０３、ベースバンド信号処理部３０４、同期先ＭｅＮＢ記憶部３０６、セルサーチ部３０７、ＴＡ値管理部３０８の各部の機能それぞれを個別の処理回路で実現してもよいし、各部の機能の一部またはすべてをまとめ、まとめた機能群ごとに１つの処理回路で実現してもよい。
【００７１】
処理回路２０３がメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵの場合のハードウェア構成を図１０に示す。この場合、処理回路２０３はプロセッサ２０４およびメモリ２０５で構成され、制御情報送受信部３０１、Ｌ２機能部３０３、ベースバンド信号処理部３０４、セルサーチ部３０７、ＴＡ値管理部３０８の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。同期先ＭｅＮＢ記憶部３０６はメモリ２０５で実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０５に格納される。プロセッサ２０４は、メモリ２０５に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。
【００７２】
なお、制御情報送受信部３０１、Ｌ２機能部３０３、ベースバンド信号処理部３０４、セルサーチ部３０７およびＴＡ値管理部３０８の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアとメモリとで実現するようにしてもよい。
【００７３】
このように、処理回路２０３は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、メモリまたはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００７４】
ここではスモールセル基地局３について説明したが、マクロセル基地局１の制御情報送受信部１０１、Ｌ２機能部１０３、ベースバンド信号処理部１０４、および周辺セル状態記憶部１０６についても、図９および図１０に示した構成のハードウェアにより実現できる。同様に、移動局５の制御情報送受信部５０１、パケット送受信部５０２、Ｌ２機能部５０３、ベースバンド信号処理部５０４、セルサーチ部５０７、およびＴＡ値管理部５０８についても、図９および図１０に示した構成のハードウェアにより実現できる。
【００７５】
以上のように、実施の形態１にかかる移動通信システムにおいて、スモールセル基地局は、セルサーチ機能を有する。スモールセル基地局は、起動後にセルサーチを実施し、同期すべきマクロセル基地局を検出すると、ＤＬ同期を行い、さらに、ランダムアクセスを実施してＴＡ値を取得し、ＵＬ同期を行う。スモールセル基地局は、マクロセル基地局との同期が完了すると、マクロセル基地局からＤＬ信号を受信するタイミングに同期してＤＬ信号を送信し、ＴＡ値から決まるタイミングでＵＬ信号を受信する。また、マクロセル基地局は、移動局から周辺セルにおけるＤＬ信号の強度およびセル識別情報の報告を受けると、ＤＣが可能なスモールセル基地局の有無を確認し、ＤＣが可能なスモールセル基地局が存在する場合、ＤＣが可能なスモールセル基地局から移動局を識別するための情報（Ｃ−ＲＮＴＩ）を取得し、取得した情報を移動局へ送信する。移動局は、Ｃ−ＲＮＴＩを受信すると、受信したＣ−ＲＮＴＩを使用してスモールセル基地局に接続する。このとき、移動局は、接続するスモールセル基地局に対するランダムアクセスは実行せずに、マクロセル基地局に接続する際に実行したランダムアクセスで取得済みのＴＡ値を使用して、このＴＡ値から決まるタイミングでＵＬ信号をスモールセル基地局へ送信する。
【００７６】
実施の形態１にかかる移動通信システムによれば、ＤＣを実施する際、移動局はマクロセル基地局へのＵＬ信号の送信とスモールセル基地局へのＵＬ信号の送信とを共通のＴＡ値を使用して行うことが可能となり、また、スモールセル基地局へのランダムアクセスが不要となるため、ＤＣに対応する移動局の回路規模および処理量を抑制することが可能となる。
【００７７】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、図４に示した処理、すなわちＳｅＮＢがＭｅＮＢに同期する処理において、ＳｅＮＢがＭｅＮＢに対して行う非競合ベースのランダムアクセスをＭｅＮＢからランダムアクセス開始要求４２ａを送信することにより開始する。これに対して、本実施の形態では、ランダムアクセス開始要求４２ａを用いずに非競合ベースのランダムアクセスを開始する形態を示す。本実施の形態にかかる移動通信システムの構成、ＭｅＮＢ、ＳｅＮＢおよびＵＥの構成は実施の形態１と同様とする。
【００７８】
図１１は、実施の形態２にかかる移動通信システムのＳｅＮＢがＭｅＮＢに同期する動作の一例を示すシーケンス図である。
【００７９】
図１１に示したシーケンスにおいて、ＭｅＮＢ１が情報要素「同期ＳｅＮＢ登録フラグ」４１−１が付与されたセル情報更新通知４１ａをＳｅＮＢ３から受信し、自ＭｅＮＢに同期したＳｅＮＢを登録するまでの動作については、図４に示したシーケンスと同様であるため説明を省略する。
【００８０】
ＭｅＮＢ１は自ＭｅＮＢに同期したＳｅＮＢ３を登録後、情報要素「Ｐｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ」４１−３を付与したセル情報更新応答４１ｃをＳｅＮＢ３へ有線回線経由で返送する。情報要素「Ｐｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ」４１−３は、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に非競合ベースのランダムアクセスを行う際に使用するＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ（プリアンブルＩＤ）である。ＳｅＮＢ３は、セル情報更新応答４１ｃを受信した後、セル情報更新応答４１ｃに付与されていたＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤを用いてＲＡ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ４２ｂをＭｅＮＢ１へ送信し、ランダムアクセスを開始する。ＭｅＮＢ１がＳｅＮＢ３へランダムアクセス応答４２ｃを送信する動作以降は、図４に示したシーケンスと同様であるため説明を省略する。
【００８１】
本実施の形態にかかる移動通信システムによれば、図４に示したランダムアクセス開始要求４２ａを無線回線上で送信する必要が無くなるため、実施の形態１と比較してＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）用の無線リソースを節約することが可能であり、他のＰＤＣＣＨ送信に利用できるようになるという効果が得られる。
【００８２】
なお、実施の形態１において図４に示したシーケンスを説明する際に述べたように、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に同期した状態を保つため、図１１に示したシーケンスに従った動作を定期的に、例えば、ＵＥ５がＳｅＮＢ３に接続していない夜間等に行うようにしてもよい。
【００８３】
実施の形態３．
以上の実施の形態１、２では、ＳｅＮＢがＭｅＮＢに対して非競合ベースのランダムアクセスを実施してＴＡ値を取得するようにしていたが、本実施の形態では、競合ベースのランダムアクセスを実施してＴＡ値を取得する形態を示す。本実施の形態にかかる移動通信システムの構成、ＭｅＮＢ、ＳｅＮＢおよびＵＥの構成は実施の形態１と同様とする。
【００８４】
図１２は、実施の形態３にかかる移動通信システムのＳｅＮＢがＭｅＮＢに同期する動作の一例を示すシーケンス図である。図１２に示したシーケンスでは、ＳｅＮＢとＭｅＮＢの間で送受信されるメッセージはすべて無線回線を経由する。
【００８５】
図１２に示したシーケンスにおいて、ＳｅＮＢ３がセルサーチにより同期信号／報知情報４０を受信し、ＭｅＮＢ１にＤＬ同期するまでの動作については、図４および図１１に示したシーケンスと同様であるため説明を省略する。
【００８６】
ＳｅＮＢ３は、ＤＬ同期が完了後、予め用意されている複数のＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤの中から選択したＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤを用いてＲＡ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ４３ａをＭｅＮＢ１へ送信し、競合ベースのランダムアクセスを開始する。ＭｅＮＢ１は、ＲＡ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ４３ａを受信すると、ランダムアクセス応答４３ｂをＳｅＮＢ３へ送信する。ＲＡ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ４３ａを送信後のランダムアクセス手順においてＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１から受信するランダムアクセス応答４３ｂにはＴＡ値が含まれており、ＳｅＮＢ３は、ＵＬタイミング調整値であるＴＡ値を保持してＭｅＮＢ１に対するＵＬ同期を行う。
【００８７】
また、ランダムアクセス応答４３ｂにはＴｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｃ−ＲＮＴＩ、および、ＵＬ信号を送信するためのＵＬリソース割当て情報（ＵＬ  ｇｒａｎｔ）が含まれており、ＳｅＮＢ３は、これらの情報を用いてＵＬ信号のＳｃｈｅｄｕｌｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎが可能である。そのため、図１２に示したシーケンスでは、ＳｅＮＢ３は、ＭｅＮＢ１に対するＵＬ同期が完了後、Ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ  ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎによりＳｅＮＢ登録要求４３ｃをＭｅＮＢ１へ送信する。ＳｅＮＢ登録要求４３ｃには情報要素としてＳｅＮＢ３の「セル識別情報」４３−１が含まれており、本メッセージを受信したＭｅＮＢ１は、自ＭｅＮＢに同期したＳｅＮＢ３をＤＣにおいて選択できるように、ＳｅＮＢ３のセル識別情報を、選択可能なＳｅＮＢの情報として登録すなわち記憶する同期ＳｅＮＢ登録を行う。その後、ＭｅＮＢ１は、ランダムアクセスのＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎとともにＳｅＮＢ登録応答４３ｄを返送する。ＳｅＮＢ３がこれを受信することでランダムアクセスが成功し、ＭｅＮＢ１へのＳｅＮＢ３の登録が完了する。以降、ＳｅＮＢ３は、ＤＬ信号の送信タイミングの設定（ＤＬ送信タイミング設定）およびＵＬ信号の受信タイミングの設定（ＵＬ受信タイミング設定）を行い、同期信号および報知情報の送信を開始し、基地局としての通常動作を開始する。ＳｅＮＢ登録応答４３ｄを受信した後のＳｅＮＢ３の動作は、図４に示したシーケンスにおいてランダムアクセス応答４２ｃを受信し、ＵＬ同期が完了した後に実行する動作と同様である。
【００８８】
本実施の形態にかかる移動通信システムによれば、ＳｅＮＢは、競合ベースのランダムアクセスを用いてＴＡ値を取得し、ＭｅＮＢにＵＬ同期することが可能である。また、ＭｅＮＢが自局に同期したＳｅＮＢのセル識別情報を無線回線経由で取得して登録する動作も行うことができる。
【００８９】
なお、実施の形態１において図４に示したシーケンスを説明する際に述べたように、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に同期した状態を保つため、図１２に示したシーケンスに従った動作を定期的に、例えば、ＵＥ５がＳｅＮＢ３に接続していない夜間等に行うようにしてもよい。
【００９０】
実施の形態４．
以上の実施の形態３では、ＳｅＮＢが選択したＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤを用いて競合ベースのランダムアクセスを行うようにしていたが、このＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤは他のＵＥまたはＳｅＮＢが使用する可能性がある。同時に同じＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤが使用された場合にはランダムアクセスに失敗する可能性がある。本実施の形態では、ＳｅＮＢがＭｅＮＢに対して競合ベースのランダムアクセスを実施する際に、ランダムアクセスの競合、すなわちＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤの競合を低減する方法を示す。本実施の形態にかかる移動通信システムの構成、ＭｅＮＢ、ＳｅＮＢおよびＵＥの構成は実施の形態１と同様とする。
【００９１】
図１３はＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤの分類を示す図である。ランダムアクセスで利用可能なＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤは非競合ベースのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４６と競合ベースのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤとに分類され、競合ベースのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤは、Ｇｒｏｕｐ  ＡのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ａ、およびＧｒｏｕｐ  ＢのＰｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ｂがＬＴＥ規格で定義されている。また、それぞれのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤの範囲は可変であり、基地局毎に範囲を決定でき、移動局はこれらの範囲を報知情報から取得することが可能である。
【００９２】
本実施の形態にかかる移動通信システムにおいては、競合ベースのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤとして、上記のＧｒｏｕｐ  ＡおよびＧｒｏｕｐ  Ｂとは別ＧｒｏｕｐのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤを用意し、これをＧｒｏｕｐ  ＣのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ｃとする。Ｇｒｏｕｐ  ＣのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ｃは、基地局間通信用プリアンブルＩＤとする。すなわち、Ｇｒｏｕｐ  ＣのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ｃは、移動局（ＵＥ）が選択することはできないものとし、基地局間で競合ベースのランダムアクセスを行う場合に選択可能なＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤとする。これにより、図１２に示したような、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１へ競合ベースのランダムアクセスを行う場合、ＳｅＮＢ３が、使用するＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤをＧｒｏｕｐ  ＣのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ｃの中から選択することで、多数のＵＥが存在する場合でもＵＥとランダムアクセスが競合する可能性がなくなり、ＳｅＮＢ３がＭｅＮＢ１に同期失敗する可能性が低減される。
【００９３】
実施の形態５．
移動通信システムに上記の実施の形態４で示した方法を適用した場合、ＳｅＮＢが同期するべきＭｅＮＢを予め知らない場合でも、図１２に示した競合ベースのランダムアクセスによりＳｅＮＢがＭｅＮＢに同期可能である。
【００９４】
ＳｅＮＢが同期するべきＭｅＮＢを予め知らない場合、誤って隣接ＳｅＮＢにランダムアクセスを行う可能性がある。このような場合、図１３に示した競合ベースのＧｒｏｕｐ  ＣのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ｃがＭｅＮＢから送信される報知情報内に定義され、ＳｅＮＢから送信される報知情報内には定義されていないようにすれば、報知情報がＭｅＮＢから送信されたものであると判断できる。すなわち、ＳｅＮＢは、セルサーチにおいて受信した報知情報にＧｒｏｕｐ  ＣのＰｒｅａｍｂｌｅ  ＩＤ４５ｃが含まれていればランダムアクセスを実行する。
【００９５】
本実施の形態にかかる移動通信システムによれば、ＳｅＮＢが、図１２に示した競合ベースのランダムアクセスを誤って隣接ＳｅＮＢに対して行うことを回避できる。
【００９６】
本実施形態にかかる移動通信システムのＳｅＮＢは、図７に示したＳｅＮＢの構成において、同期先ＭｅＮＢ記憶部３０６が不要となる。ＳｅＮＢにおいて、報知情報の送信元がＭｅＮＢであるかどうかの判断は、制御情報送受信部３０１が行う。
【００９７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１  マクロセル基地局（ＭｅＮＢ）、２  マクロセル、３  スモールセル基地局（ＳｅＮＢ）、４  スモールセル、５  移動局（ＵＥ）、１００  移動通信システム、１０１，３０１，５０１  制御情報送受信部、１０２，３０２  有線データ送受信部、１０３，３０３，５０３  Ｌ２機能部、１０４，３０４，５０４  ベースバンド信号処理部、１０５，３０５，５０５  無線送受信部、１０６  周辺セル状態記憶部、３０６  同期先ＭｅＮＢ記憶部、３０７，５０７  セルサーチ部、３０８，５０８  ＴＡ値管理部。
【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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【図１３】
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【国際調査報告】
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