(57)【要約】【課題】下りスループットの低下を抑制する。【解決手段】端末と通信する第１基地局装置及び第２基地局装置を備える無線通信システムであって、前記第１基地局装置が第１セルを提供し、前記第２基地局装置が、少なくともカバレッジ範囲が前記第１基地局装置と異なる第２セルを提供し、前記端末に送信されるユーザデータの内容によって、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定する。【選択図】図９
2016019186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と通信する第１基地局装置及び第２基地局装置を備える無線通信システムであって、
前記第１基地局装置が第１セルを提供し、
前記第２基地局装置が、少なくともカバレッジ範囲が前記第１基地局装置と異なる第２セルを提供し、
前記端末に送信されるユーザデータの内容によって、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記ユーザデータのうち、遅延の許容値が所定の閾値より小さいデータを前記第１基地局装置から送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線通信システムであって、
前記第１基地局装置は、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定し、前記ユーザデータを振り分けることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の無線通信システムであって、
ＣプレーンのデータとＵプレーンのデータとに分離する分離装置を備え、
前記分離装置は、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定し、前記ユーザデータを振り分けることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の無線通信システムであって、
前記第１基地局装置はＣプレーンのデータを送信し、前記第２基地局装置はＵプレーンのデータを送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記第１セルと前記第２セルとは、大きさが異なることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
遅延、スループット及びロス率の一つ又は複数を組み合わせた規格を表すコードが前記ユーザデータに付されていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
第１基地局装置、第２基地局装置及び前記各基地局装置と通信する端末を備える無線通信システムであって、
前記第１基地局装置が第１セルを提供し、
前記第２基地局装置が、少なくともカバレッジ範囲が前記第１基地局装置と異なる第２セルを提供し、
前記端末に送信されるユーザデータの内容によって、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信システムであって、
前記ユーザデータのうち、遅延の許容値が所定の閾値より小さいデータを前記第１基地局装置から送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の無線通信システムであって、
前記第１基地局装置は、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定し、前記ユーザデータを振り分けることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
請求項８又は９に記載の無線通信システムであって、
ＣプレーンのデータとＵプレーンのデータとに分離する分離装置を備え、
前記分離装置は、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定し、前記ユーザデータを振り分けることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
請求項８又は９に記載の無線通信システムであって、
前記第１基地局装置はＣプレーンのデータを送信し、前記第２基地局装置はＵプレーンのデータを送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
請求項８に記載の無線通信システムであって、
前記第１セルと前記第２セルとは、大きさが異なることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
請求項８に記載の無線通信システムであって、
遅延、スループット及びロス率の一つ又は複数を組み合わせた規格を表すコードが前記ユーザデータに付されていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１５】
請求項８に記載の無線通信システムであって、
前記端末は、前記ユーザデータのうち、遅延の許容値が所定の閾値より小さいデータを前記第１基地局装置へ送信することを特徴と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、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）が、Ｒｅｌ．８及びＲｅｌ．９によりＬＴＥ（Long Term Evolution）を標準化して、現在世界中でサービスが開始している。３ＧＰＰは、ＬＴＥの次世代規格として、Ｒｅｌ．１０及びＲｅｌ．１１によりＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄを標準化しており、その中で新たにキャリアアグリゲーションの機能が追加された。
【０００３】
キャリアアグリゲーションの背景技術として、３ＧＰＰ標準文書ＴＳ３６．３００  Ｖ１２．０．０（非特許文献１）があり、５．５項 Carrier Aggregation、及び、Annex J Carrier Aggregationに規定されている。
【０００４】
キャリアアグリゲーションは、コンポーネントキャリアと称されるＬＴＥのシステム帯域を二つ以上束ねて基地局及び端末が同時に送受信することによって、データ通信を高速化する技術である。
【０００５】
各コンポーネントキャリアの帯域幅は、ＬＴＥでサポートされているシステム帯域幅である、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚである。
【０００６】
キャリアアグリゲーションの周波数配置は、同一バンド内で連続したコンポーネントキャリアをアグリゲーションする方法（Intra-band contiguous CA）、同一バンド内で連続していないコンポーネントキャリアをアグリゲーションする方法（Intra-band non-contiguous CA）、異なるバンド間で連続していないコンポーネントキャリアをアグリゲーションする方法（Inter-band non-contiguous CA）の三つに分類される。
【０００７】
また、キャリアアグリゲーションの展開シナリオとして複数のシナリオが準備されている。シナリオ１は、同一バンド内のコンポーネントキャリアを用いて同一のカバレッジを実現する構成である。シナリオ２は、異なるバンドのコンポーネントキャリアを用いてコンポーネントキャリア間のカバレッジ差が生じる構成である。シナリオ３は、コンポーネントキャリアのセクタ境界に別のコンポーネントキャリアを配置する構成である。シナリオ４は、比較的低い周波数のコンポーネントキャリアを用いて広いカバレッジを確保し、比較的高い周波数のコンポーネントキャリアを用いてホットスポットなどの狭いカバレッジで高いスループットを確保する構成である。シナリオ５は、シナリオ２にリレー基地局を導入してカバレッジを広げる構成である。
【０００８】
コンポーネントキャリアは、ＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤの制御によって、追加及び削除をする。ＲＲＣレイヤは、基地局と端末との間の無線リンクのコネクションを管理する。ＬＴＥでは、一つのコンポーネントキャリアにおいてＲＲＣコネクションを確立する。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、ＲＲＣコネクションの確立後、ＲＲＣレイヤの制御メッセージによって、二つ目以降のコンポーネントキャリアを追加することができる。
【０００９】
キャリアアグリゲーションでは、最初にＲＲＣコネクションを確立したコンポーネントキャリアはプライマリコンポーネントキャリアと称され、二つ目以降のコンポーネントキャリアはセカンダリコンポーネントキャリアと称される。また、プライマリコンポーネントキャリアによって形成されるセルはプライマリセルと称され、セカンダリコンポーネントキャリアによって形成されるセルはセカンダリセルと称される。
【００１０】
プライマリコンポーネントキャリアでは、ＰＢＣＨ（Physical Broadcast CHannel）、ＰＭＣＨ（Physical Multicast CHannel）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access CHannel）が送受信される。
【００１１】
一方、セカンダリコンポーネントキャリアでは、端末が送信する信号（周波数）を減らしてバッテリー消費を低減するため、及びＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio)を低減するために、ＰＵＣＣＨ及びＰＲＡＣＨは送受信されない。
【００１２】
従って、端末は、基地局が送信するセカンダリコンポーネントキャリアにおけるＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）のＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答をプライマリコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨを用いて送信する。
【００１３】
また、３ＧＰＰではキャリアアグリゲーションの技術と共に、制御データを取り扱うＣｏｎｔｒｏｌ−Ｐｌａｎｅとユーザデータを取り扱うＵｓｅｒ−Ｐｌａｎｅをコンポーネントキャリアあるいはセルで分離して送受信するＣ／Ｕ分離技術の採用が検討されている。Ｃ／Ｕ分離技術によって、ネットワークの効率化及びモビリティ制御の簡易化を図ることができる。
【００１４】
本技術分野の背景技術として、国際公開２０１１／０９８１２４号公報（特許文献１）がある。この公報には、複数のコンポーネントキャリアのキャリアアグリゲーションのために通信装置の能力を決定し、少なくとも一つのコンポーネントキャリアの負荷を決定し、能力の決定及び負荷の決定に基づき一つ以上のコンポーネントキャリアに通信装置を指定する、キャリアアグリゲーションにおけるコンポーネントキャリアの指定方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開２０１１／０９８１２４号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．３００  Ｖ１２．０．０，  Ｓｅｃｔｉｏｎ  ５．５（Ｐ４９），Ａｎｎｅｘ  Ｊ（Ｐ１９６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前述したように、ＬＴＥでは、端末は、基地局が送信するセカンダリコンポーネントキャリアにおけるＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を、プライマリコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨを用いて送信する必要がある。
【００１８】
一つの基地局から複数のコンポーネントキャリアを送受信するキャリアアグリゲーションであれば、セカンダリコンポーネントキャリアのＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を、端末がプライマリコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨを用いて送信することは大きな問題にはならない。
【００１９】
一方、一つの基地局から複数のコンポーネントキャリアを送受信するキャリアアグリゲーション以外に、地理的に異なる複数の基地局の各々からコンポーネントキャリアを送受信するマルチサイトのキャリアアグリゲーションがある。マルチサイトのキャリアアグリゲーションでは、セカンダリコンポーネントキャリアのＰＤＳＣＨに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を、プライマリコンポーネントキャリアを送受信する基地局からバックホール回線を介してセカンダリコンポーネントキャリアを送受信する基地局へ転送する。
【００２０】
プライマリコンポーネントキャリアを送受信する基地局とバックホール回線を介してセカンダリコンポーネントキャリアを送受信する基地局とは、地理的に異なる位置に設けられているので、プライマリコンポーネントキャリアを送受信する基地局からセカンダリコンポーネントキャリアを送信する基地局へＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を転送する際に遅延の問題が発生する。
【００２１】
この遅延時間は、プライマリコンポーネントキャリアを送受信する基地局内での回路遅延、バックホール回線の伝搬遅延、バックホール回線に設けられたスイッチを経由する時の遅延、セカンダリコンポーネントキャリアを送受信する基地局内で回路遅延の合計値となる。ＬＴＥでは、ＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答が確認できるまで次のデータを送信しないため、ユーザデータのスループットが低下する。このように、低遅延を保証するＬＴＥでは遅延時間は大きな問題となり、下りスループットが低下する。
【００２２】
また、地理的に異なる複数の基地局の各々からコンポーネントキャリアを送受信するマルチサイトのキャリアアグリゲーションに、制御データを取り扱うＣ−Ｐｌａｎｅとユーザデータを取り扱うＵ−Ｐｌａｎｅをコンポーネントキャリアあるいはセルで分離して送受信するＣ／Ｕ分離技術を採用する無線システム、例えば、プライマリコンポーネントキャリアを用いてＣ−Ｐｌａｎｅ、セカンダリコンポーネントキャリアを用いてＵ−Ｐｌａｎｅを送受信する無線システムでは、Ｕ−Ｐｌａｎｅのデータをセル間で転送するため、さらに遅延が大きくなる。例えば、遅延の許容値が低いアプリでは、大きな問題となる。
【００２３】
さらに、将来的に遅延の規格が厳しくなった場合、遅延の問題は顕在化することが予想される。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、端末と通信する第１基地局装置及び第２基地局装置を備える無線通信システムであって、前記第１基地局装置が第１セルを提供し、前記第２基地局装置が、少なくともカバレッジ範囲が前記第１基地局装置と異なる第２セルを提供し、前記端末に送信されるユーザデータの内容によって、当該ユーザデータを前記第１基地局装置から送信するか前記第２基地局装置から送信するかを決定する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の代表的な実施の形態によれば、遅延時間の増加を抑制することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】マクロセル基地局及びスモールセル基地局によるセル構成の例を示す図である。
【図２】本実施例の無線通信システムのネットワーク構成を示す図である。
【図３】本実施例のＱＣＩテーブルを示す図である。
【図４】一般的なキャリアアグリゲーションのシーケンス図である。
【図５】本実施例の無線通信システムにおけるＵ−Ｐｌａｎｅのデータのセル間転送を示す図である。
【図６】ＱＣＩの分布図を示す図である。
【図７】本実施例のＱＣＩの分布図を示す図である。
【図８】本実施例のキャリアアグリゲーションの動作シーケンスを示す図である。
【図９】本実施例の無線通信システムにおけるＵ−Ｐｌａｎｅのデータの送受信を示す図である。
【図１０】本実施例の無線通信システムの別なネットワーク構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
なお、以下の例ではシーケンスや処理の流れについて特定の順序で説明を行うことがあるが、ある処理の結果を次の処理で使用するような順序に対する依存性がある場合を除き、処理の順序が入れ替わってもよいし、また、複数の処理を並行して行ってもよい。
【００２９】
また、本実施例では、無線通信システムの例として３ＧＰＰで標準化されているＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムについて記載するが、本発明が適用される無線通信システムはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムに限定されない。
【００３０】
本発明の実施例では、プライマリコンポーネントキャリアを送受信する基地局をマクロセル基地局とし、セカンダリコンポーネントキャリアを送受信する基地局をスモールセル基地局とし、地理的に異なるマクロセル基地局とスモールセル基地局間でマルチサイトのキャリアアグリゲーションを行う場合の例について説明する。
【００３１】
図１は、マクロセル基地局１００及びスモールセル基地局１０１によるセル構成の例を示す図である。
【００３２】
図１に示すセル構成は、マクロセル基地局１００、マクロセル基地局１００が提供するマクロセルカバレッジ１０２、スモールセル基地局１０１及びスモールセル基地局１０１が提供するスモールセルカバレッジ１０３によって構成される。端末（ＵＥ：User Equipment）１０４は、いずれかのセルに収容されて、いずれかの基地局と無線通信をする。
【００３３】
図１に示すように、セルサイズが異なるマクロセル基地局１００及びスモールセル基地局１０１が地理的に異なる位置に設置され、スモールセル基地局１０１のカバレッジエリア１０３とマクロセル基地局１００のカバレッジエリア１０２とが重畳しているセル構成をヘテロジーニアス環境と称する。
【００３４】
ヘテロジーニアス環境は、マクロセル基地局１００のキャリア周波数とスモールセル基地局１０１のキャリア周波数とは同じでも異なってもよい。本実施例では、マクロセル基地局１００のキャリア周波数とスモールセル基地局１０１のキャリア周波数とが異なる場合であり、マクロセル基地局１００とスモールセル基地局１０１との間でマルチサイトのキャリアアグリゲーションを行う例について説明する。
【００３５】
一般に、マクロセル基地局１００が低い周波数のコンポーネントキャリアを用いて広いカバレッジでモビリティ性を確保し、スモールセル基地局１０１が高い周波数のコンポーネントキャリアを用いてホットスポットなどの狭いカバレッジで高いスループットを確保する。
【００３６】
なお、図１に示すように一つのマクロセル基地局のカバレッジ１０２の中に、複数のスモールセル基地局１０１を配置してもよい。
【００３７】
プライマリコンポーネントキャリアを取り扱うマクロセル基地局１００は、ＰＢＣＨ（Physical Broadcast CHannel）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）、ＰＤＳＣＨ  （Physical Downlink Shared CHannel）、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）、及びＰＲＡＣＨ（Physical Random Access CHannel）を送受信する。
【００３８】
一方、セカンダリコンポーネントキャリアを取り扱うスモールセル基地局１０１は、端末が送信する信号を減らしてバッテリー消費を低減するため、及びＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio)を低減するために、ＰＢＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、及びＰＵＳＣＨのみを送受信し、ＰＵＣＣＨ及びＰＲＡＣＨを送受信しない。
【００３９】
従って、端末１０４は、スモールセル基地局１０１が送信するセカンダリコンポーネントキャリアにおけるＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）のＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を、プライマリコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨを用いてマクロセル基地局１００へ送信する。
【００４０】
なお、無線通信システムを構成する基地局は、異なる周波数の下り信号を送信する基地局が同じ位置に設けられてもよい。この場合、下り信号の周波数によって、各基地局がカバーするエリアの大きさが異なってもよい。
【００４１】
図２は、本実施例の無線通信システムのネットワーク構成を示す図である。
【００４２】
本実施例の無線通信システムは、マクロセル基地局１００、スモールセル基地局１０１及びスイッチ１０５を有する。スイッチ１０５は、コアネットワーク１０６に接続されている。マクロセル基地局１００とスイッチ１０５との間はバックホール回線１０７で接続されており、スモールセル基地局１０１とスイッチ１０５との間はバックホール回線１０８で接続されている。スイッチ１０５は、コアネットワーク１０６から転送されたデータを、宛先となる基地局（図２ではマクロセル基地局１００）に送信する。また、スイッチ１０５は、マクロセル基地局１００とスモールセル基地局１０１との間で転送されるデータの中継も行う。端末１０４は、マクロセル基地局１００及びスモールセル基地局１０１の両方に接続されている。
【００４３】
前述したように、セカンダリコンポーネントキャリアでは、ＰＵＣＣＨ及びＰＲＡＣＨが送受信されない。このため、端末１０４は、スモールセル基地局１０１が送信するセカンダリコンポーネントキャリアにおけるＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を、プライマリコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨを用いてマクロセル基地局１００へ送信する。
【００４４】
マクロセル基地局１００は、プライマリコンポーネントキャリアのＰＵＣＣＨによって端末１０４から受信したセカンダリコンポーネントキャリアにおけるＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を、スイッチ１０５を経由してスモールセル基地局１０１へ転送する（１０９）。マクロセル基地局１００からスモールセル基地局１０１へＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を転送する際に、遅延が発生する。
【００４５】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答の転送遅延時間は、プライマリコンポーネントキャリアを送受信するマクロセル基地局１００内での回路遅延、バックホール回線１０７、１０８での伝搬遅延、スイッチ１０５経由時の遅延、セカンダリコンポーネントキャリアを送受信するスモールセル基地局１０１内の回路の遅延の合計値となる。遅延時間の合計値は大きな値となり、ＬＴＥなどの低遅延を保証するシステムでは大きな問題となる。
【００４６】
図３は、本実施例のＱＣＩテーブルを示す図である。図３を用いてＱＣＩについて詳しく説明する。
【００４７】
ＬＴＥのＱｏＳ（Quality of Service）制御は、基地局と端末との間の無線ネットワーク区間とコアネットワーク側との双方で行われる。ＱｏＳを処理するパラメータとして、ＱＣＩ（QoS Class Identifier）がある。ＱＣＩは、図３に示すようなＱＣＩテーブルに定義される。
【００４８】
ＱＣＩは、帯域制御の有無、遅延許容時間、パケットロス率などの指標に応じて複数段階（例えば、９段階）の優先度が定義されている。例えば、ＱＣＩの１〜４は帯域が保証されるＧＢＲ（Guaranteed Bit Rate）であり、５〜９は帯域が保証されないＮｏｎ−ＧＢＲである。
【００４９】
無線ネットワーク区間とコアネットワーク側の双方では、ＱＣＩに応じて、ベアラ毎にＱｏＳ制御が行われる。基地局と端末の無線ネットワーク区間では、基地局のＲＲＭ（Radio Resource Management）と称される機能の一部であるスケジューラにおいて帯域割当が制御され、各端末に提供されているサービスに対応したＱＣＩが示す優先度に応じて、優先制御が行われる。
【００５０】
例えば、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）などのＣｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎａｌ  Ｖｏｉｃｅのような音声が途切れては困るサービスはＱＣＩ＝１に定義されており、優先度が高く（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ＝２）と設定され、帯域保証のＧＢＲで無線区間の帯域が割り当てられる。
【００５１】
また、ｅ−ｍａｉｌやｆｔｐのようにリアルタイム性の要求が低いサービスの場合は、優先度が低いＱＣＩ＝６、８、９に定義されており、帯域が保証されないＮｏｎ−ＧＢＲで無線区間の帯域が割り当てられる。
【００５２】
また、ＩＭＳ（ＩＰ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）Ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇサービスは、ＱＣＩ＝５に定義されており、最も優先度が高いＱｏＳ制御が行われる。
【００５３】
以上にＱＣＩテーブルについて説明したが、ＱＣＩテーブルは、図示したものに限らず、他の指標（例えば、スループットの許容値）を含んでもよい。また、一つの指標によってＱＣＩが定義されても、複数の指標の組み合わせによってＱＣＩが定義されてもよい。また、ＱＣＩを１０以上の段階（クラス）で定義してもよい。さらに、ＱＣＩにサフィックス（サブコード）を設け、現在の定義を更に細分化してもよい。
【００５４】
ＬＴＥでは、このようなＱｏＳ制御や課金のルールを、コアネットワーク１０６内のＰＣＲＦ（Policy and Charging Rule Function）が規定している。各事業者は優先制御するサービスを決め、優先制御のポリシーをＰＣＲＦに指示する。コアネットワーク１０６に含まれるＰ−ＧＷ（Packet data network Gateway）は、ＰＣＲＦの指示に基づいて、ＱｏＳを制御し、課金用データを収集する。
【００５５】
３Ｇネットワークでも、アプリケーションに応じて、ある程度の優先制御が可能であったが、ＬＴＥでは全ての情報がＩＰパケット化されているため、よりきめ細かな優先制御を行うことができる。
【００５６】
ＱＣＩテーブルに定義されたＱＣＩ＝３は、許容される遅延時間が５０ミリ秒以下である。一般に、基地局間でデータを転送する際の遅延時間は数十ミリ秒〜百数十ミリ秒である。
【００５７】
この遅延は、複数の基地局がコンポーネントキャリアを送受信するマルチサイトのキャリアアグリゲーションにおいて、Ｃ−ＰｌａｎｅとＵ−Ｐｌａｎｅとを分離して、異なるコンポーネントキャリアで送受信するＣ／Ｕ分離技術を用いた無線システムでは致命的な問題である。特に、地理的に異なるマクロセル基地局１００のプライマリコンポーネントキャリアを用いてＣ−Ｐｌａｎｅを送受信し、スモールセル基地局１０１のセカンダリコンポーネントキャリアを用いてＵ−Ｐｌａｎｅを送受信する無線システムでは大きな問題となる。
【００５８】
本発明の実施例は、前述した無線システムにおいて、ＱＣＩにて許容される遅延時間が短いベアラは、Ｕ−Ｐｌａｎｅのベアラでもプライマリコンポーネントキャリアに割り当てて送受信することによって、前述した問題を解決する。
【００５９】
以下、シーケンス図を用いてキャリアアグリゲーションにおけるコンポーネントキャリアの追加及び削除について詳細に説明する。
【００６０】
図４は、一般的なキャリアアグリゲーションのシーケンス図である。
【００６１】
なお、以下の（図４及び図８）の説明においてプライマリセルは、プライマリコンポーネントキャリア又はマクロセル基地局と読み替えてもよい。また、セカンダリセルは、セカンダリコンポーネントキャリア又はスモールセル基地局と読み替えてもよい。
【００６２】
キャリアアグリゲーションでは、まず、ＲＲＣレイヤにおけるセカンダリセルの追加の設定を行う。
【００６３】
セカンダリセルの追加設定では、プライマリセル１００は、RRC Connection Reconfigurationメッセージ２０１を端末１０４へ送信する。端末１０４は、RRC Connection Reconfigurationメッセージ２０１を受信すると、受信したメッセージ２０１に含まれるsCellToAddModList IEの情報に基づいて、端末１０４が保持するセカンダリセル１０１のリストへ、セカンダリセルを追加する（２０２）。sCellToAddModList IEは、端末毎に個別に設定するセカンダリセルのインデックス情報（以降、SCellIndexと称する）、及びSCellIndexに対応するセルのセルＩＤ及びキャリア周波数の情報を含む。
【００６４】
ＲＲＣレイヤにおいて端末１０４に設定できるセカンダリセルの数には制限があるため、端末がセカンダリセルのカバーエリア内に入った際に追加し、エリア外へ出た際に削除する。
【００６５】
その後、端末１０４は、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ２０３をプライマリセル１００へ送信して、ＲＲＣレイヤにおけるセカンダリセルの追加設定を完了する。
【００６６】
ＲＲＣレイヤによるセカンダリセルの追加設定の完了後、ＭＡＣレイヤにおけるアクティベーション設定を行って、セカンダリセルを有効化し、セカンダリセルにおけるデータの送受信が可能となる。
【００６７】
ＭＡＣレイヤにおけるアクティベーション設定では、プライマリセル１００は、ＭＡＣレイヤの制御信号であるActivation MAC-CEメッセージ２０４を端末１０４へ通知する。端末１０４は、Activation MAC-CEメッセージ２０４を受信すると、受信したメッセージ２０４に含まれるSCellIndex情報に基づいて、SCellIndex情報によって特定されるセカンダリセルのアクティベーション処理２０５を行い、ＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの受信を開始し、チャネル品質（ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩ）の測定及び報告を開始する。これらの処理によって、セカンダリセルにおいてデータを送受信できる。
【００６８】
Ｃ−ＰｌａｎｅとＵ−Ｐｌａｎｅとを異なるコンポーネントキャリアで分離して送受信するＣ／Ｕ分離技術を用いた無線システム、例えば、マクロセル基地局１００のプライマリコンポーネントキャリアを用いてＣ−Ｐｌａｎｅを送受信し、スモールセル基地局１０１のセカンダリコンポーネントキャリアを用いてＵ−Ｐｌａｎｅを送受信する無線システムでは、マクロセル基地局１００は、コアネットワーク１０６から受信したデータからＣ−ＰｌａｎｅのデータとＵ−Ｐｌａｎｅのデータとに分離し、分離されたＣ−Ｐｌａｎｅのデータ２０６をプライマリコンポーネントキャリアを用いて端末１０４へ送信する。
【００６９】
スモールセル基地局１０１がセカンダリコンポーネントキャリアを用いて端末１０４へＵ−Ｐｌａｎｅデータを送信するために、マクロセル基地局１００はバックホール回線１０７、スイッチ１０５及びバックホール回線１０８を介してスモールセル基地局１０１へＵ−Ｐｌａｎｅのデータ２０７を転送する。
【００７０】
スモールセル基地局１０１は、マクロセル基地局１００から転送されたＵ−Ｐｌａｎｅのデータ２０７を、Ｕ−Ｐｌａｎｅデータ２０８として端末１０４へ送信する。
【００７１】
端末１０４は、プライマリコンポーネントキャリアを用いてマクロセル基地局１００へＣ−Ｐｌａｎｅのデータ２０９を送信し、セカンダリコンポーネントキャリアを用いてスモールセル基地局へＵ−Ｐｌａｎｅのデータ２１０を送信する。
【００７２】
スモールセル基地局１０１は、セカンダリコンポーネントキャリアを用いて送信されたＵ−Ｐｌａｎｅのデータ２１０を、データ２１１としてマクロセル基地局１００へ転送する。
【００７３】
なお、コアネットワーク１０６に対しては、マクロセル基地局１００がＣ−Ｐｌａｎｅのデータ及びＵ−Ｐｌａｎｅのデータを一元管理して送受信する。
【００７４】
セカンダリセルのアクティベーション設定を行った端末１０４は、Ｕ−Ｐｌａｎのデータがない場合でもＰＤＣＣＨの受信し及びチャネル品質を測定しているため、端末の消費電力が増加する懸念がある。そのため、通常は、必要な場合のみセカンダリセル１０１のアクティベーション設定を行い、不要な場合はディアクティベーション設定を行って、端末を省電力化するとよい。
【００７５】
ＭＡＣレイヤにおけるディアクティベーション設定では、プライマリセル１００は、ＭＡＣレイヤの制御信号であるActivation MAC-CEメッセージ２１２を端末１０４へ通知する。端末１０４は、Activation MAC-CEメッセージ２１２を受信すると、Activation MAC-CEメッセージ２１２に含まれるSCellIndex情報に基づいて、SCellIndex情報によって特定されるセカンダリセルのディアクティベーション処理２１３を行い、ＭＡＣレイヤによるディアクティベーション設定を完了する。
【００７６】
図５に示すように、マクロセル基地局１００とスモールセル基地局１０１との間で、Ｕ−Ｐｌａｎｅのデータを転送し、スモールセル基地局１０１と端末１０４との間はＵ−Ｐｌａｎｅのデータを送受信し、マクロセル基地局１００と端末１０４との間はＣ−Ｐｌａｎｅのデータを送受信する。
【００７７】
図６は、ＱＣＩの分布図を示す図であり、図３に示すＱＣＩテーブルに定義されるＱＣＩを、横軸をパケットロス率とし縦軸を遅延時間とした２次元空間に定義されているＱＣＩをマッピングした分布図である。
【００７８】
図６中で、許容遅延時間が大きいサービスが分布図の上部にマッピングされ、許容遅延時間が小さいサービスが分布図の下部にマッピングされる。例えば、ＱＣＩ＝２、４、６、８、９は許容遅延時間が大きく、ＱＣＩ＝１、３、５、７は許容遅延時間が小さい。なお、図６における遅延時間は、エンド・エンドの遅延時間の許容値である。
【００７９】
図７は、図６の分布図において閾値Ｄ１＝１００ミリ秒を設定した分布図を示す。
【００８０】
本実施例では、閾値Ｄ１を下回るＱＣＩのサービスはプライマリコンポーネントキャリアに割り当てて送受信する。例えば、ＱＣＩ＝１のConversational Voice（ＶｏＩＰ）は、プライマリコンポーネントキャリアにのみに割り当てて、端末１０４とデータを送受信する。
【００８１】
閾値Ｄ１は、一例であって、他の値でもよい。例えば、バックホール回線における遅延が小さいシステムではＤ１を小さくすることができ、プライマリコンポーネントキャリアに割り当てるベアラ（ＱＣＩ）を少なくすることができる。一方、バックホール回線における遅延が大きいシステムではＤ１を大きくすることになり、プライマリコンポーネントキャリアに割り当てるベアラ（ＱＣＩ）が多くなる。
【００８２】
図６及び図７では、２次元空間にＱＣＩをマッピングしたが、他のパラメータ（例えば、スループットやパケットロス率）を含めた３次元以上の多次元空間にＱＣＩをマッピングしてもよい。このようにすると、複数の指標を用いて効率的にデータを端末１０４に送信できる。
【００８３】
また、基地局（エリア）の種類や組み合わせによって、複数の閾値を設定してもよい。
【００８４】
図８は、本実施例のキャリアアグリゲーションの動作シーケンスを示す図である。
【００８５】
キャリアアグリゲーションでは、まず、ＲＲＣレイヤにおけるセカンダリセルの追加の設定を行う（２０１〜２０３）。その後、ＭＡＣレイヤにおけるアクティベーション設定を行って（２０４〜２０５）、セカンダリセルを有効化し、セカンダリセルにおけるデータの送受信が可能となる。セカンダリセルの追加の設定及びアクティベーションの設定の処理は、前述した図４と同じである。
【００８６】
Ｃ−ＰｌａｎｅとＵ−Ｐｌａｎｅとを異なるコンポーネントキャリアで分離して送受信するＣ／Ｕ分離技術を用いた無線システム、例えば、マクロセル基地局１００のプライマリコンポーネントキャリアを用いてＣ−Ｐｌａｎｅを送受信し、スモールセル基地局１０１のセカンダリコンポーネントキャリアを用いてＵ−Ｐｌａｎｅを送受信する無線システムでは、マクロセル基地局１００は、プライマリコンポーネントキャリアを用いて端末１０４へＣ−Ｐｌａｎｅのデータ２０６を送信する。
【００８７】
マクロセル基地局１００は、端末１０４へ送信するＵ−Ｐｌａｎｅのデータをマクロセル基地局１００から送信するか、スモールセル基地局１０１から送信するかを判定し、マクロセル基地局１００から送信するデータと、スモールセル基地局１０１から送信するデータとを振り分ける。
【００８８】
具体的には、マクロセル基地局１００は、ＱＣＩで定義されている許容遅延時間が閾値Ｄ１（１００ミリ秒）以下のベアラ（ＱＣＩ＝１、３、５、７）のデータ２２０を、マクロセル基地局１００から直接端末１０４へ送信する。また、マクロセル基地局１００は、ＱＣＩで定義されている許容遅延時間が閾値Ｄ１を超えるベアラ（ＱＣＩ＝２、４、６、８、９）のデータ２２１を、スモールセル基地局１０１から端末１０４へ送信するために、スモールセル基地局１０１へ転送する。
【００８９】
スモールセル基地局１０１は、マクロセル基地局１００から転送されたＵ−Ｐｌａｎｅ（ＱＣＩ＝２、４、６、８、９）のデータ２２１を、Ｕ−Ｐｌａｎｅ（ＱＣＩ＝２、４、６、８、９）のデータ２２２として端末１０４へ送信する。
【００９０】
端末１０４は、プライマリコンポーネントキャリアを用いてマクロセル基地局１００へＣ−Ｐｌａｎｅのデータ２０９を送信し、プライマリコンポーネントキャリアを用いてマクロセル基地局１００へＵ−Ｐｌａｎｅ（ＱＣＩ＝１、３、５、７）のデータ２２３を送信する。
【００９１】
また、端末１０４は、セカンダリコンポーネントキャリアを用いてスモールセル基地局へＵ−Ｐｌａｎｅ（ＱＣＩ＝２、４、６、８、９）のデータ２２４を送信する。
【００９２】
スモールセル基地局１０１は、セカンダリコンポーネントキャリアを用いて送信されたＵ−Ｐｌａｎｅ（ＱＣＩ＝２、４、６、８、９）のデータ２２４を、データ２２５としてマクロセル基地局１００へ転送する。
【００９３】
なお、コアネットワーク１０６に対しては、マクロセル基地局１００がＣ−Ｐｌａｎｅのデータ及びＵ−Ｐｌａｎｅのデータを一元管理して送受信する。
【００９４】
セカンダリセルのアクティベーション設定を行った端末１０４は、必要な場合のみセカンダリセル１０１のアクティベーション設定を行い、不要な場合はディアクティベーション設定（２１２、２１３）を行って、端末を省電力化するとよい。端末１０４のディアクティベーション設定の処理は、前述した図４と同じである。
【００９５】
図９に示すように、マクロセル基地局１００とスモールセル基地局１０１との間で、Ｕ−Ｐｌａｎｅのデータを転送し、スモールセル基地局１０１と端末１０４との間はＵ−Ｐｌａｎｅ（ＱＣＩ＝２、４、６、８、９）のデータを送受信し、マクロセル基地局１００と端末１０４との間はＣ−ＰｌａｎｅのデータとＵ−Ｐｌａｎｅ（ＱＣＩ＝１、３、５、７）とを送受信する。そして、端末１０４がマクロセル基地局１００からスモールセル基地局１０１へセカンダリコンポーネントキャリアにおけるＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を返信し、マクロセル基地局１００からスモールセル基地局１０１へＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を転送する。
【００９６】
前述した説明では、下りのキャリアアグリゲーション及び上りのキャリアアグリゲーション双方に本発明を適用したが、下りのキャリアアグリゲーションのみ、又は、上りのキャリアアグリゲーションのみに適用してもよい。
【００９７】
なお、本実施例では、マクロセル基地局１００は、コアネットワーク１０６から受信したデータからＣ−ＰｌａｎｅのデータとＵ−Ｐｌａｎｅのデータとに分離するが、図１０に示すように、Ｃ−ＰｌａｎｅのデータとＵ−Ｐｌａｎｅのデータとを分離するＣ／Ｕ分離装置１１０を設けてもよい。Ｃ／Ｕ分離装置１１０は、図示するように、コアネットワーク１０６とスイッチ１０５との間に設けても、バックホール回線内に設けてもよい。また、スイッチ１０５の代わりにＣ／Ｕ分離装置１１０を設けてもよい。
【００９８】
Ｃ／Ｕ分離装置１１０を設けた場合、マクロセル基地局１００ではなく、Ｃ／Ｕ分離装置１１０が、端末１０４へ送信するＵ−Ｐｌａｎｅのデータをマクロセル基地局１００から送信するか、スモールセル基地局１０１から送信するかを判定し、マクロセル基地局１００から送信するデータと、スモールセル基地局１０１から送信するデータとを振り分けてもよい。Ｃ／Ｕ分離装置１１０が、ユーザデータをマクロセル基地局（プライマリコンポーネントキャリア）から送信するかスモールセル基地局（セカンダリコンポーネントキャリア）から送信するかを決定し、ユーザデータを振り分けることによって、遅延の影響を更に低減できる。
【００９９】
本発明の代表的な実施の形態によれば、端末に送信されるユーザデータの内容によって、当該ユーザデータを送信する基地局を決定するので、ＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を基地局装置間で転送する必要がなく、遅延時間の増加を抑制することができる。
【０１００】
また、遅延の許容値が小さいデータをＣ−Ｐｌａｎｅのデータを送信するマクロセル基地局（プライマリコンポーネントキャリア）から送信するので、許容される遅延時間が短いベアラについて、ユーザスループットの低下を抑制し、高い品質の無線システムを提供できる。
【０１０１】
さらに、マクロセル基地局が、ユーザデータを、Ｃ−Ｐｌａｎｅのデータを送信するマクロセル基地局（プライマリコンポーネントキャリア）から送信するかＵ−Ｐｌａｎｅのデータを送信するスモールセル基地局（セカンダリコンポーネントキャリア）から送信するかを決定し、ユーザデータを振り分けるので、既存の構成で本実施例を実現できる。
【０１０２】
遅延、スループット及びパケットロス率の一つ又は複数を組み合わせた規格を表すＱＣＩがユーザデータ付されているので、容易にユーザデータを判定することができる。
【０１０３】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【０１０４】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【０１０５】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【０１０６】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  マクロセル基地局
１０１  スモールセル基地局
１０２  マクロセルカバレッジ
１０３  スモールセルカバレッジ
１０４  端末（ＵＥ）
１０５  スイッチ
１０６  コアネットワーク
１０７、１０８  バックホール回線
１１０  Ｃ／Ｕ分離装置
【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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