(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記基地局で用いられる無線基地局装置であって、
前記端末と前記中継局には、前記基地局との通信用のリソースとして異なるリソースが割り当てられており、
前記無線基地局装置は、
前記端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信するプリアンブル受信手段と、
前記ランダムアクセスプリアンブルに含まれるリソース情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたか否かを判定する中継判定手段と、
前記中継判定手段の判定結果に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを生成するレスポンス生成手段と、
前記ランダムアクセスレスポンスを前記端末へ送信するレスポンス送信手段と、
を備え、
前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報は、前記端末に対して送信パワーの制御を指示するパワー制御要求であることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記中継判定手段により前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたと判定された場合に、前記端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報を含むスケジューリング情報を生成するスケジューリング情報生成手段と、
前記スケジューリング情報を前記中継局へ送信するスケジューリング情報送信手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記端末から送信されるランダムアクセスプリアンブルには、前記端末と前記基地局との通信品質の高低を示す通信品質情報が含まれており、
前記中継判定手段は、前記通信品質が低である場合に、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたと判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記端末で用いられる無線端末装置であって、
前記端末から前記基地局へ送信されたランダムアクセスプリアンブルに対する応答として前記基地局から前記端末へ送信されるランダムアクセスレスポンスには、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報が付されており、
前記無線端末装置は、
前記基地局から送信されたランダムアクセスレスポンスを受信するレスポンス受信手段と、
前記基地局に対して接続要求メッセージを送信するメッセージ送信手段と、
前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御する送信パワー制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線端末装置。
【請求項５】
前記送信パワー制御手段は、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを前記ランダムアクセスプリアンブルの送信パワーより大きくなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の無線端末装置。
【請求項６】
前記送信パワー制御手段は、前記ランダムアクセスレスポンスの受信強度に応じて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の無線端末装置。
【請求項７】
基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記基地局で用いられる方法であって、
前記端末と前記中継局には、前記基地局との通信用のリソースとして異なるリソースが割り当てられており、
前記方法は、
前記端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信し、
前記ランダムアクセスプリアンブルに含まれるリソース情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたか否かを判定し、
前記判定結果に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを生成し、
前記ランダムアクセスレスポンスを前記端末へ送信し、
前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報を用いて、前記端末に対して送信パワーの制御を指示することを特徴とする送信パワー制御方法。
【請求項８】
基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記端末で用いられる方法であって、
前記端末から前記基地局へ送信されたランダムアクセスプリアンブルに対する応答として前記基地局から前記端末へ送信されるランダムアクセスレスポンスには、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報が付されており、
前記方法は、
前記基地局から送信されたランダムアクセスレスポンスを受信し、
前記基地局に対して接続要求メッセージを送信するときに、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御することを特徴とする送信パワー制御方法。
【請求項９】
基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムであって、
前記端末と前記中継局には、前記基地局との通信用のリソースとして異なるリソースが割り当てられており、
前記基地局は、
前記端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信するプリアンブル受信手段と、
前記ランダムアクセスプリアンブルに含まれるリソース情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたか否かを判定する中継判定手段と、
前記中継判定手段の判定結果に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを生成するレスポンス生成手段と、
前記ランダムアクセスレスポンスを前記端末へ送信するレスポンス送信手段と、
を備え、
前記端末は、
前記基地局から送信された前記ランダムアクセスレスポンスを受信するレスポンス受信手段と、
前記基地局に対して接続要求メッセージを送信するメッセージ送信手段と、
前記ランダムアクセスレスポンスに付された前記中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御する送信パワー制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
前記基地局は、
前記中継判定手段により前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたと判定された場合に、前記端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報を含むスケジューリング情報を生成するスケジューリング情報生成手段と、
前記スケジューリング情報を前記中継局へ送信するスケジューリング情報送信手段と、
を備え、
前記中継局は、
前記基地局から送信されたスケジューリング情報を受信するスケジューリング情報受信手段と、
前記端末から送信された接続要求メッセージを受信するメッセージ受信手段と、
前記スケジューリング情報に基づいて、前記接続要求メッセージを前記基地局へ中継するメッセージ中継手段と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局と端末と無線通信を中継する中継局が設けられた無線通信システムに関し、特に、中継の有無に応じて端末の送信パワーを制御する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基地局と端末との間で無線通信を行うネットワークシステムが知られている。この従来のシステムでは、端末がアイドル状態から発呼手順に移るときに、ＲＡＣＨプロシジャーとよばれる手順（ＲＡＣＨ手順ともいう）が実行される（例えば特許文献１、２、非特許文献１−５参照）。端末がアイドル状態から発呼手順に移る時には、基地局と通信するための個別チャネルはまだ設定されていない。そのため、端末は、何らかの手順でネットワークに信号を送る必要がある。このときに、端末がネットワークに信号を送るために使われるのが、上り共通トランスポートチャネルのランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨともいう）である。
【０００３】
この場合、端末が共通のチャネルであるＲＡＣＨを用いてネットワークへの通信を随時試みるので、複数の端末間で衝突が起きる可能性がある。そこで、複数の端末が同時に同じスロットを使っても衝突しないように、プリアンブルにはシグネチャと呼ばれる系列が使われる。シグネチャが異なるプリアンブルは、同時に受信しても区別して検出することができる。
【特許文献１】国際公開第０５／０３４５５４号パンフレット
【特許文献２】特開２００１−５６０５５５号公報
【非特許文献１】3GPP TS36.300 “E-UTRA and E-UTRAN Overall description stage 2”
【非特許文献２】3GPP TSG RAN WG1 meeting #46bis R1-062556, “RACH Design Issues of Large Cell Deployment”, LG Electronics
【非特許文献３】３GPP  TSG RAN  36.221：E-UTRA MAC Protocol Specification
【非特許文献４】３GPP  TSG RAN  36.213：E-UTRA Physical Layer Procedure
【非特許文献５】3GPP TSG RAN WG2 meeting #60bis R2-080450,”RACH Retransmission modeling
【０００４】
図１１は、従来のＲＡＣＨプロシジャーを説明するためのシーケンス図である。図１１に示すように、従来のＲＡＣＨプロシジャーは、４つのステップを含んでいる。
【０００５】
１つ目のステップでは、端末が基地局にランダムアクセスプリアンブルを送信する（Ｓ１）。基地局は端末からのランダムアクセスプリアンブルを受信し、端末の送信タイミングを計測する。端末が基地局にデータを送信するためには、アップリンクの同期を取ることが必要となる。
【０００６】
２つ目のステップでは、基地局が端末にランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ２）。基地局は、ＲＡＣＨプロシジャー中に端末と基地局の間で使われる一時的なＩＤであるT-C-RNTI（Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier）と、１つ目のステップで計測したタイミングを基にした、３つ目のステップ以降での端末の送信タイミングを、ランダムアクセスレスポンスによって指示する。さらに、アップリンクの同期をとるために、次のステップで端末が基地局にメッセージを送信するために使うアップリンクのリソースを指定するグラント（scheduling grant）をランダムアクセスレスポンスによって示す。
【０００７】
３つ目のステップでは、端末が基地局にＲＲＣ（Radio Resource Control）接続要求を送信する（Ｓ３）。ＲＲＣ接続要求は、端末のＩＤを含む。
【０００８】
４つ目のステップでは、基地局が端末にＲＲＣ接続応答を送信する（Ｓ４）。これによって、端末と基地局の間にコネクションが張られ、端末が発呼手順に入ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、セルラ移動体通信システムにおいては、情報のマルチメディア化に伴い、大容量データの伝送を実現するために、高周波の無線帯域を利用して高伝送レートを実現する技術に関して盛んに検討がなされている。
【００１０】
しかしながら、高周波の無線帯域を利用した場合、近距離では高伝送レートを期待できる一方、遠距離になるにしたがい伝送距離による減衰が大きくなる。よって、高周波の無線帯域を利用した移動体通信システムを実際に運用する場合は、基地局のカバーエリアが小さくなり、このため、より多くの基地局を設置する必要が生じる。基地局の設置には相応のコストがかかるため、基地局数の増加を抑制しつつ、高周波の無線帯域を利用した通信サービスを実現するための技術が強く求められている。
【００１１】
このような要求に対し、各基地局のカバーエリアを拡大させるために、基地局と端末の間の通信を中継する役割を持つ中継局をネットワークシステムに導入することが考えられている（例えば非特許文献６、７参照）。この中継局は、基地局のセルエッジにおける受信電力の向上を目的として、基地局のセルエッジ部分に配置される。中継局は、近隣の少なくとも１つ基地局に所属し、該当する基地局と端末との通信を中継する機能を有する。
【非特許文献６】IEEE P802.16j/D1 (August 2007) “Part 16: Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems”
【非特許文献７】WIRELESS WORLD RESEARCH FORUM “White Paper on Multi-hop Protocols for Relay based on Deployment Concept”
【００１２】
図１２は、中継局の一例を示す説明図である。図１２には、端末（ＵＥ）、中継局（ＲＮ）、基地局（ｅＮＢ）の制御信号用のプロトコルである制御プレーン（Ｃ−Ｐｌａｎｅ）のプロトコルが示されている。図１２で例示した中継局は、レイヤ２までの機能を持ったレイヤ２リレーであり、レイヤ２リピータ、ＭＡＣリレー、ＭＡＣリピータとも呼ばれる。レイヤ２リレーは、スケジューリングや誤り訂正や再送などの機能を持っている。
【００１３】
図１３は、従来のネットワークシステムに中継局を単に導入したときのＲＡＣＨプロシジャーの流れを示すシーケンス図である。図１３の例では、基地局にキャンプオンしている端末が、中継局の通信セルの外に位置しており、かつ、基地局より中継局に近い場所に位置している場合のＲＡＣＨプロシジャーの流れが示されている。
【００１４】
この場合、端末と基地局とが通信を行っているものの、端末が中継局に近い場所に位置しているため、端末が基地局に対して送信した信号（上り信号）を中継局も受信することができる。ただし、上述のように、端末は中継局の通信セルの外に位置しているため、中継局からの信号（下り信号）を受信することはできない。
【００１５】
なお、中継局が、ＲＡＣＨプロシジャーにおいて、接続している基地局と同じアクセススロットを使うとすると、端末が基地局と中継局のいずれにキャンプオンをしているかをアクセススロットに基づいて区別することができなくなる。この場合、中継局と基地局に別々のシグネチャを割り当てることによって、端末が基地局と中継局のいずれにキャンプオンをしているかをランダムアクセスプリアンブルから区別することが可能となる。
【００１６】
図１３に示すように、まず、端末は基地局に対してランダムアクセスプリアンブルを送信する（Ｓ１０）。ところが、端末が基地局の通信セルのエッジ部分（端の部分）に位置している場合には、基地局にランダムアクセスプリアンブルが届かないことがある。ここでは、中継局と基地局が同一のアクセススロットを使っているため、中継局は、端末が基地局に対して送信したランダムアクセスプリアンブルを受信することができる。
【００１７】
端末から基地局に対するランダムアクセスプリアンブルを受信した中継局は、ランダムアクセスプリアンブルのシグネチャがその中継局自身に割り当てられたシグネチャである場合、あるいは、その中継局が接続している基地局のシグネチャである場合に、そのランダムアクセスプリアンブルを基地局に転送する（Ｓ１１）。このように、ランダムアクセスプリアンブルが端末から直接届かない場合には、中継局でランダムアクセスプリアンブルの中継が行われるため、そのランダムアクセスプリアンブルの再送（端末による再送信）を防ぐことができる。
【００１８】
基地局は、自らに割当てられたシグネチャを有するランダムアクセスプリアンブルを受信すると、端末にランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ１２）。この場合、プリアンブルに含まれるシグネチャが基地局用であるので、基地局は、ランダムアクセスプリアンブルを端末から直接受信したのか中継局から受信したのかに関係なく、端末に対してランダムアクセスレスポンスを直接送信する。
【００１９】
端末は、ランダムアクセスレスポンスを受信したら、ＲＲＣ接続要求を基地局へ直接送信する（Ｓ１３）。ＲＲＣ接続要求が基地局に届かなかった場合には、端末は、ＲＲＣ接続要求の再送を行う（Ｓ１４）。
【００２０】
このようなネットワークシステムでは、端末が基地局の通信セルのエッジ部分（端の部分）に位置しており、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かない場合であっても、基地局と同一のアクセススロットを使っている中継局によって、ランダムアクセスプリアンブルの転送（中継）が行われ、基地局がランダムアクセスプリアンブルを受信することが可能になる。
【００２１】
しかしながら、上記のネットワークシステムでは、ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無に係らず、基地局がランダムアクセスレスポンスを端末に直接送信する。そうすると、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった（例えば送信パワーが不足していた）場合であっても、端末はそのことを認識することができないという問題があった。
【００２２】
例えば、端末がランダムアクセスプリアンブルの送信パワーを基準にして（ランダムアクセスプリアンブルと同一の送信パワーで）ＲＲＣ接続要求を直接送信するようなシステムでは、ＲＲＣ接続要求が送信パワーの不足により基地局に届かず、ＲＲＣ接続要求の再送が必要になり、その結果、ＲＲＣ接続が確立するまでの遅延が増加してしまうという問題がある。さらに、ＲＲＣ接続要求の再送に必要とされるリソースが増えるので、リソース利用効果（リソース利用率）が低下してしまうという問題がある。また、例えば、ＲＲＣ接続要求の送信数が最大送信数を超えると、端末がＲＡＣＨプロシジャーを最初から（ランダムアクセスプリアンブルの送信から）やり直すようなシステムでは、さらなる遅延増加とリソース利用効率低下を招くという問題がある。
【００２３】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、ＲＲＣ接続確率までの遅延の増加を抑えることができ、リソース利用効果を向上することのできる無線基地局装置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】
【００２４】
本発明の無線基地局装置は、基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記基地局で用いられる無線基地局装置であって、前記端末と前記中継局には、前記基地局との通信用のリソースとして異なるリソースが割り当てられており、前記無線基地局装置は、前記端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信するプリアンブル受信手段と、前記ランダムアクセスプリアンブルに含まれるリソース情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたか否かを判定する中継判定手段と、前記中継判定手段の判定結果に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを生成するレスポンス生成手段と、前記ランダムアクセスレスポンスを前記端末へ送信するレスポンス送信手段と、を備え、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報は、前記端末に対して送信パワーの制御を指示するパワー制御要求である構成を有している。
【００２５】
この構成により、基地局では、ランダムアクセスプリアンブルのリソース情報に基づいて、そのランダムアクセスプリアンブルの中継の有無が判定される。例えば、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、端末に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは端末から直接受信した（中継無）と判定される。一方、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、中継局に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは中継局で中継された（中継有）と判定される。そして、中継の有無を示す中継フラグ情報が、ランダムアクセスレスポンスに付されて端末へ送信される。端末では、この中継フラグ情報に基づいて、送信パワーの制御が行われる。例えば、中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、送信パワーを大きくするような制御が行われる。このように中継フラグ情報を用いることにより、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、端末にそのことを認識させることができる。これにより、端末は、中継の有無に応じた送信パワーの制御を行うことが可能になる。例えば、中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われ、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００２６】
また、本発明の無線基地局装置は、前記中継判定手段により前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたと判定された場合に、前記端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報を含むスケジューリング情報を生成するスケジューリング情報生成手段と、前記スケジューリング情報を前記中継局へ送信するスケジューリング情報送信手段と、を備えた構成を有している。
【００２７】
この構成により、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）には、中継局にスケジューリング情報が送信される。そのスケジューリング情報には、端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報（例えば、ＲＲＣ接続要求Grantや中継用のリソース）が含まれている。これにより、中継局は、その後に端末が基地局へ送信するＲＲＣ接続要求を中継することが可能になる。例えば、端末がセルエッジに位置する場合など、端末の位置や状況等によっては、上記のように端末の送信パワーの制御が行われたとしても、ＲＲＣ接続要求が基地局まで直接届かない場合がある。そのような場合には、スケジューリング情報を受信した中継局によってＲＲＣ接続要求が中継される。これにより、ＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。
【００２８】
また、本発明の無線基地局装置では、前記端末から送信されるランダムアクセスプリアンブルには、前記端末と前記基地局との通信品質の高低を示す通信品質情報が含まれており、前記中継判定手段は、前記通信品質が低である場合に、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたと判定する構成を有している。
【００２９】
この構成により、ランダムアクセスプリアンブルには、端末と基地局との通信品質情報（例えばＣＱＩの情報）が含まれており、通信品質（ＣＱＩ）が低い場合には、中継が行われたと判定（推定）される。例えば、端末がセルエッジに位置する場合など、端末の位置や状況等によっては、先のランダムアクセスプリアンブルが基地局まで直接届いたとしても、次のＲＲＣ接続要求が基地局まで直接届かない場合がある。そのような場合に、端末の通信品質（ＣＱＩ）を基準にして、中継が行われたか否かが判定（推定）される。これにより、ＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。
【００３０】
本発明の無線端末装置は、基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記端末で用いられる無線端末装置であって、前記端末から前記基地局へ送信されたランダムアクセスプリアンブルに対する応答として前記基地局から前記端末へ送信されるランダムアクセスレスポンスには、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報が付されており、前記無線端末装置は、前記基地局から送信されたランダムアクセスレスポンスを受信するレスポンス受信手段と、前記基地局に対して接続要求メッセージを送信するメッセージ送信手段と、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御する送信パワー制御手段と、を備えた構成を有している。
【００３１】
この構成により、端末では、基地局から送信される中継フラグ情報に基づいて、送信パワーの制御が行われる。例えば、中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、送信パワーを大きくするような制御が行われる。このように中継フラグ情報を受信することにより、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、端末はそのことを認識することができる。これにより、端末は、ＲＲＣ接続要求を送信するときに、中継の有無に応じた送信パワーの制御を行うことが可能になる。例えば、中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われる。これにより、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００３２】
また、本発明の無線端末装置では、前記送信パワー制御手段は、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを前記ランダムアクセスプリアンブルの送信パワーより大きくなるように制御する構成を有している。
【００３３】
この構成により、端末では、ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われる。これにより、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００３４】
また、本発明の無線端末装置では、前記送信パワー制御手段は、前記ランダムアクセスレスポンスの受信強度に応じて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御する構成を有している。
【００３５】
この構成により、端末では、ランダムアクセスレスポンスの受信強度に応じて、ＲＲＣ接続要求の送信パワーの制御（いわゆるオープンパワー制御）が行われれる。例えば、ランダムアクセスレスポンスの受信強度が低い場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われる。これにより、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００３６】
本発明の無線中継局装置は、基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記中継局で用いられる無線中継局装置であって、前記端末から前記基地局へ送信されたランダムアクセスプリアンブルの中継が行われた場合に前記基地局から送信されるスケジューリング情報には、前記端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報が含まれており、前記無線中継局装置は、前記基地局から送信されたスケジューリング情報を受信するスケジューリング情報受信手段と、前記端末から送信された接続要求メッセージを受信するメッセージ受信手段と、前記スケジューリング情報に基づいて、前記接続要求メッセージを前記基地局へ中継するメッセージ中継手段と、を備えた構成を有している。
【００３７】
この構成により、中継局には、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、スケジューリング情報が送信される。このスケジューリング情報には、端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報（例えば、ＲＲＣ接続要求Grantや中継用のリソース）が含まれている。これにより、中継局では、その後に端末が基地局へ送信するＲＲＣ接続要求を中継することが可能になる。例えば、端末がセルエッジに位置する場合など、端末の位置や状況等によっては、上記のように端末の送信パワーの制御が行われたとしても、ＲＲＣ接続要求が基地局まで直接届かない場合がある。そのような場合には、スケジューリング情報を受信した中継局によってＲＲＣ接続要求が中継される。これにより、ＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。したがって、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００３８】
本発明の送信パワー制御方法は、基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記基地局で用いられる方法であって、前記端末と前記中継局には、前記基地局との通信用のリソースとして異なるリソースが割り当てられており、前記方法は、前記端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信し、前記ランダムアクセスプリアンブルに含まれるリソース情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたか否かを判定し、前記判定結果に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを生成し、前記ランダムアクセスレスポンスを前記端末へ送信し、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報を用いて、前記端末に対して送信パワーの制御を指示する。
【００３９】
この方法により、基地局では、ランダムアクセスプリアンブルのリソース情報に基づいて、そのランダムアクセスプリアンブルの中継の有無が判定される。例えば、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、端末に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは端末から直接受信した（中継無）と判定される。一方、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、中継局に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは中継局で中継された（中継有）と判定される。そして、中継の有無を示す中継フラグ情報が、ランダムアクセスレスポンスに付されて端末へ送信される。端末では、この中継フラグ情報に基づいて、送信パワーの制御が行われる。例えば、中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、送信パワーを大きくするような制御が行われる。このように中継フラグ情報を用いることにより、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、端末にそのことを認識させることができる。これにより、端末は、中継の有無に応じた送信パワーの制御を行うことが可能になる。例えば、中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われ、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００４０】
本発明の送信パワー制御方法は、基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記端末で用いられる方法であって、前記端末から前記基地局へ送信されたランダムアクセスプリアンブルに対する応答として前記基地局から前記端末へ送信されるランダムアクセスレスポンスには、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報が付されており、前記方法は、前記基地局から送信されたランダムアクセスレスポンスを受信し、前記基地局に対して接続要求メッセージを送信するときに、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御する。
【００４１】
この方法により、端末では、基地局から送信される中継フラグ情報に基づいて、送信パワーの制御が行われる。例えば、中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、送信パワーを大きくするような制御が行われる。このように中継フラグ情報を受信することにより、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、端末はそのことを認識することができる。これにより、端末は、ＲＲＣ接続要求を送信するときに、中継の有無に応じた送信パワーの制御を行うことが可能になる。例えば、中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われる。これにより、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００４２】
本発明の無線通信中継方法は、基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムにおいて、前記中継局で用いられる方法であって、前記端末から前記基地局へ送信されたランダムアクセスプリアンブルの中継が行われた場合に前記基地局から送信されるスケジューリング情報には、前記端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報が含まれており、前記方法は、前記基地局から送信されたスケジューリング情報を受信し、前記端末から送信された接続要求メッセージを受信し、前記スケジューリング情報に基づいて、前記接続要求メッセージを前記基地局へ中継する。
【００４３】
この構成により、中継局には、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、スケジューリング情報が送信される。このスケジューリング情報には、端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報（例えば、ＲＲＣ接続要求Grantや中継用のリソース）が含まれている。これにより、中継局では、その後に端末が基地局へ送信するＲＲＣ接続要求を中継することが可能になる。例えば、端末がセルエッジに位置する場合など、端末の位置や状況等によっては、上記のように端末の送信パワーの制御が行われたとしても、ＲＲＣ接続要求が基地局まで直接届かない場合がある。そのような場合には、スケジューリング情報を受信した中継局によってＲＲＣ接続要求が中継される。これにより、ＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。したがって、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００４４】
本発明の無線通信システムは、基地局と端末との無線通信を中継する中継局が前記基地局の通信セル内に配置された無線通信システムであって、前記端末と前記中継局には、前記基地局との通信用のリソースとして異なるリソースが割り当てられており、前記基地局は、前記端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信するプリアンブル受信手段と、前記ランダムアクセスプリアンブルに含まれるリソース情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたか否かを判定する中継判定手段と、前記中継判定手段の判定結果に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を示す中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを生成するレスポンス生成手段と、前記ランダムアクセスレスポンスを前記端末へ送信するレスポンス送信手段と、を備え、前記端末は、前記基地局から送信された前記ランダムアクセスレスポンスを受信するレスポンス受信手段と、前記基地局に対して接続要求メッセージを送信するメッセージ送信手段と、前記ランダムアクセスレスポンスに付された前記中継フラグ情報に基づいて、前記接続要求メッセージの送信パワーを制御する送信パワー制御手段と、を備えた構成を有している。
【００４５】
この構成により、基地局では、ランダムアクセスプリアンブルのリソース情報に基づいて、そのランダムアクセスプリアンブルの中継の有無が判定される。例えば、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、端末に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは端末から直接受信した（中継無）と判定される。一方、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、中継局に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは中継局で中継された（中継有）と判定される。そして、中継の有無を示す中継フラグ情報が、ランダムアクセスレスポンスに付されて端末へ送信される。端末では、この中継フラグ情報に基づいて、送信パワーの制御が行われる。例えば、中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、送信パワーを大きくするような制御が行われる。このように中継フラグ情報を用いることにより、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、端末にそのことを認識させることができる。これにより、端末は、中継の有無に応じた送信パワーの制御を行うことが可能になる。例えば、中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われ、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【００４６】
また、本発明の無線通信システムでは、前記基地局は、前記中継判定手段により前記ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたと判定された場合に、前記端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報を含むスケジューリング情報を生成するスケジューリング情報生成手段と、前記スケジューリング情報を前記中継局へ送信するスケジューリング情報送信手段と、を備え、前記中継局は、前記基地局から送信されたスケジューリング情報を受信するスケジューリング情報受信手段と、前記端末から送信された接続要求メッセージを受信するメッセージ受信手段と、前記スケジューリング情報に基づいて、前記接続要求メッセージを前記基地局へ中継するメッセージ中継手段と、を備えた構成を有している。
【００４７】
この構成により、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）には、中継局にスケジューリング情報が送信される。そのスケジューリング情報には、端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報（例えば、ＲＲＣ接続要求Grantや中継用のリソース）が含まれている。これにより、中継局は、その後に端末が基地局へ送信するＲＲＣ接続要求を中継することが可能になる。例えば、端末がセルエッジに位置する場合など、端末の位置や状況等によっては、上記のように端末の送信パワーの制御が行われたとしても、ＲＲＣ接続要求が基地局まで直接届かない場合がある。そのような場合には、スケジューリング情報を受信した中継局によってＲＲＣ接続要求が中継される。これにより、ＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明は、基地局でランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を判定し、中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを端末へ送信して、端末の送信パワーの制御を行うことにより、ＲＲＣ接続確率までの遅延の増加を抑えることができ、リソース利用効果が向上するという効果を有する無線基地局装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態のネットワークシステムについて、図面を用いて説明する。本実施の形態のネットワークシステムには、基地局と端末（携帯電話機やＰＤＡなど）と中継局（リレーノード）が含まれる。基地局には無線基地局装置が備えられており、端末には無線端末装置が備えられている。また、中継局には無線中継局装置が備えられている。
【００５０】
本発明の実施の形態のネットワークシステムについて、図１〜図１０を用いて説明する。図１は、無線基地局装置と無線端末装置の構成を示すブロック図であり、図２は、基地局と端末と中継局の位置関係を説明するための概念図である。また、図３は、無線中継局装置の構成を示すブロック図である。
【００５１】
ここでは、まず、図２を参照して、本実施の形態の基地局と中継局のエリア構成を説明する。図２に示すように、基地局のエリアは中継局のエリアよりも大きい。この例では、基地局にキャンプオンしている端末が、中継局の通信セルの外に位置しており、かつ、基地局より中継局に近い場所に位置している。
【００５２】
この場合、端末と基地局とが通信を行っているものの、端末が中継局に近い場所に位置しているため、端末が基地局に対して送信した信号（上り信号）を中継局も受信することができる。ただし、上述のように、端末は中継局の通信セルの外に位置しているため、中継局からの信号（下り信号）を受信することはできない。
【００５３】
また、本実施の形態では、ＲＡＣＨプロシジャーにおいて、端末から中継局への通信、端末から基地局への通信は、同一のアクセススロットを使って行われる。そのため、端末が基地局に対して送信したランダムアクセスプリアンブル（ＲＡＣＨプリアンブルともいう）を中継局も受信することができる。したがって、端末は基地局と通信を行っているが、端末は中継局のエリア内に入ると、端末が基地局に対して送信した信号を中継局も受信することができる。このように、中継局と基地局がＲＡＣＨプロシジャーにおいて同一のアクセススロットを使用することで、ＲＡＣＨプロシジャー中に端末が基地局から中継局のエリアに移動した場合でも、ＲＡＣＨプロシジャーを継続することが可能である。
【００５４】
つぎに、図１および図３を参照して、無線基地局装置１と無線端末装置２と無線中継局装置３の構成を説明する。
【００５５】
（無線基地局装置）
ここでは、まず、無線基地局装置１の構成について説明する。図１に示すように、無線基地局装置１は、受信部４と、ランダムアクセスプリアンブル取得部５（単にプリアンブル取得部ともいう）と、ＲＲＣ接続要求取得部６と、判定部７と、制御部８を備えている。また、この無線基地局装置１は、スケジューラ部９と、ランダムアクセスレスポンス生成部１０（単にレスポンス生成部ともいう）と、スケジューリング情報生成部１１と、送信部１２を備えている。
【００５６】
受信部４は、ＲＡＣＨプロシジャーにおいて、端末や中継局から送信されるメッセージを受信する。具体的には、受信部４は、端末や中継局からランダムアクセスプリアンブルやＲＲＣ接続要求などを受信する。ここでは、この受信部４が、本発明のプリアンブル受信手段に相当する。
【００５７】
プリアンブル取得部５は、受信部４から入力されたランダムアクセスプリアンブルを取得し、判定部７へ出力する。また、このプリアンブル取得部５は、受信部４で受信したランダムアクセスプリアンブルに含まれるＣＱＩを確認し、判定部７へ出力する。
【００５８】
判定部７は、プリアンブル取得部５から入力されたランダムアクセスプリアンブルのシグネチャを判定する。この場合、基地局と中継局には、それぞれ異なるシグネチャが割り当てられている。端末が基地局にランダムアクセスプリアンブルを直接送信するときには、基地局に割当てられたシグネチャが用いられる。一方、端末が中継局を介して基地局にランダムアクセスプリアンブルを送信するときには、中継局に割り当てられたシグネチャが用いられる。
【００５９】
基地局用のシグネチャのランダムアクセスプリアンブルが受信された場合には、レスポンス生成部１０に、基地局のT-C-RNTI(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier)と、端末と基地局間のアップリンク用のリソース（grant）が通知される。この端末と基地局間のアップリンク用のリソースは、スケジューラ部９で割り当てられる。そして、レスポンス生成部１０で生成されたランダムアクセスレスポンスが、送信部１２から端末へ送信される。
【００６０】
一方、中継局用のシグネチャのランダムアクセスプリアンブルが受信された場合には、レスポンス生成部１０に、基地局のT-C-RNTI（Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier）と、端末と中継局間のアップリンク用のリソースおよび中継局と基地局間のアップリンク用のリソース（grant）が通知される。上記と同様、この端末と中継局間のアップリンク用のリソースおよび中継局と基地局間のアップリンク用のリソースは、スケジューラ部９で割り当てられる。そして、レスポンス生成部１０で生成されたランダムアクセスレスポンスが、送信部１２から端末へ送信される。
【００６１】
本発明では、上述のように、基地局にキャンプオンしている端末が、中継局の通信セルの外に位置しており、かつ、基地局より中継局に近い場所に位置している場合を想定している（図２参照）。このような状況では、基地局にキャンプオンしている端末であっても、中継局による中継が行われることがある。そして、そのような場合には、端末は、基地局との直接通信を継続するよりも、中継局との中継に切り替えることが望ましいことがある。
【００６２】
そこで、判定部７では、基地局用のシグネチャを有するランダムアクセスプリアンブルを受信した場合に、そのランダムアクセスプリアンブルのリソースの判定が行われる。端末と中継局には、基地局との通信用のリソースとして、それぞれ異なるリソースが割り当てられており、ランダムアクセスプリアンブルには、基地局との通信で用いたリソースの情報（リソース情報）が含まれている。判定部７は、ランダムアクセスプリアンブルに含まれるリソース情報に基づいて、ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われたか否かを判定する。
【００６３】
例えば、端末と基地局の通信用のリソースのランダムアクセスプリアンブルを受信した場合には、ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われなかったと判定される。一方、中継局と基地局の通信用のリソースのランダムアクセスプリアンブルを受信した場合には、ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われた（中継局経由である）と判定される。ここでは、この判定部７が、本発明の中継判定手段に相当する。
【００６４】
制御部８は、ランダムアクセスプリアンブル経路を示す「中継局経由フラグ」を追加する。判定部７で中継局経由であると判定されると、制御部８に「中継局経由フラグ」を追加するように指示がなされる。制御部８で追加された「中継局経由フラグ」は、レスポンス生成部１０に出力される。ここでは、中継局経由フラグが、本発明の中継フラグ情報に相当する。この中継局経由フラグは、例えば１ビット（中継有または無）の情報で十分である。
【００６５】
レスポンス生成部１０では、中継局経由フラグを含むランダムアクセスレスポンスが生成される。より具体的には、レスポンス生成部１０は、スケジューラ部９から入力されたリソースから、ランダムアクセスレスポンスメッセージを生成する。例えば、基地局用のシグネチャが利用されていた場合には、端末と基地局間グラントとT-C-RNTIを含んだランダムアクセスレスポンスメッセージが生成される。生成されたランダムアクセスレスポンスメッセージは、送信部１２へ出力される。ここでは、このレスポンス生成部１０が、本発明のレスポンス生成手段に相当する。
【００６６】
送信部１２は、レスポンス生成部１０から入力されたランダムアクセスレスポンスメッセージを、端末へ送信する。ここでは、この送信部１２が、本発明のレスポンス送信手段に相当する。
【００６７】
また、本発明では、ＣＱＩの高低に応じたＲＡＣＨプロシジャーが行われる。
【００６８】
この場合、判定部７では、ランダムアクセスプリアンブルに含まれるＣＱＩの高低が判定される。判定部７でＣＱＩが低（ＬＯＷ）であると判定された場合、スケジューラ部９は、スケジューリング情報（ＲＲＣ接続要求信号用のグラントとＲＲＣ接続要求信号を転送するための中継局と基地局間のグラント）をスケジューリング情報生成部１１に出力する。そして、スケジューリング情報生成部１１で生成されたスケジューリング情報が、送信部１２から中継局に送信される。
【００６９】
一方、判定部７でＣＱＩが低（ＬＯＷ）であると判定されない場合、スケジューリング情報は生成されない。この場合、レスポンス生成部１０にランダムアクセスレスポンスを生成するように指示がなされる。ここでは、ＣＱＩが、本発明の通信品質に相当する。このＣＱＩを示す情報は、例えば１ビット（ＣＱＩ高または低）の情報で十分である。
【００７０】
（無線端末装置）
つづいて、無線端末装置２の構成について説明する。図１に示すように、無線端末装置２は、受信部１３と、参照信号取得部１４と、報知情報取得部１６と、ランダムアクセスレスポンス取得部１５（単にレスポンス取得部ともいう）と、ＲＲＣ接続応答取得部１７を備えている。また、この無線端末装置２は、判定部１８と、制御部１９と、リソース記憶部２０と、ランダムアクセスプリアンブル生成部２１と、ＲＲＣ接続要求生成部２２と、送信部２３を備えている。
【００７１】
受信部１３は、ＲＡＣＨプロシジャーにおいて、基地局や中継局から送信される信号を受信する。例えば、基地局から送信されたランダムアクセスレスポンスやＲＲＣ接続応答などを受信する。この受信部１３は、本発明のレスポンス受信手段に相当する。
【００７２】
参照信号取得部１４は、受信部１３で受信された参照信号（reference signal）の受信電力を検知する。また、報知情報取得部１６は、報知制御チャネルで通知されたパラメータを検知する。
【００７３】
制御部１９は、検知された受信電力と受信された送信電力を用いて、パスロスを推定する。また、制御部１９は、上記のパラメータとパスロスに基づいて、ランダムアクセスプリアンブルに必要な送信電力を推定し、プリアンブル生成部２１に出力する。プリアンブル生成部２１で生成されたランダムアクセスプリアンブルは、送信部２３から基地局へ送信される。
【００７４】
レスポンス取得部１５は、基地局から送信されたランダムアクセスレスポンスを受信部１３で受信したときに、そのランダムアクセスレスポンスに含まれる情報を判定部１８に出力する。
【００７５】
判定部１８は、レスポンス取得部１５から入力されたランダムアクセスプリアンブルに「中継局経由フラグ」があるかどうかを確認する。判定部１８は「中継局経由フラグ」を確認した場合、制御部１９にＲＲＣ接続要求の送信パワー（送信電力）をパワーランピングするように指示する。この場合、ＲＲＣ接続要求の送信電力を、ランダムアクセスプリアンブルの送信電力より大きくするようにパワー制御が行われる。制御部１９は、パワー制御（パワーランピング）した送信電力をＲＲＣ接続要求生成部２２に出力する。ここでは、この制御部１９が、本発明の送信パワー制御手段に相当する。
【００７６】
なお、ＲＲＣ接続要求信号用の送信電力の決定方法は、上記に示したプリアンブル送信電力を基にパワーランピングを行う方法以外に、ランダムアクセスレスポンスの受信強度に応じて送信電力を決定してもよい。例えば、ＲＲＣ接続要求の送信パワーの制御は、通常パスロスから設定されるオープンループパワーコントロールで行ってもよい。
【００７７】
ＲＲＣ接続要求生成部２２では、リソース記憶部２０から読み出されたリソースに基づいて、ＲＲＣ接続要求が生成される。ＲＲＣ接続要求生成部２２で生成されたＲＲＣ接続要求信号は、制御部１９で推定された送信電力で、送信部２３から基地局へ送信される。ここでは、送信部２３が、本発明のメッセージ送信手段に相当する。
【００７８】
（無線中継局装置）
つづいて、無線中継局装置３の構成について説明する。図３に示すように、無線中継局装置３は、受信部２４と、ランダムアクセスプリアンブル記憶部２５（プリアンブル記憶部）と、スケジューリング情報取得部２６と、ＲＲＣ接続要求取得部２７を備えている。また、この無線中継局装置３は、判定部２８と、制御部２９と、リソース記憶部３０と、送信部３１を備えている。
【００７９】
受信部２４は、ＲＡＣＨプロシジャーにおいて、端末と基地局との間で通信されるメッセージを受信する。具体的には、端末から送信されるランダムアクセスプリアンブルやＲＲＣ接続要求や、基地局から送信されるスケジューリング情報などを受信する。ここでは、この受信部２４が、本発明のスケジューリング情報受信手段とメッセージ受信手段に相当する。
【００８０】
プリアンブル記憶部２５は、端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信部２４で受信したときに、そのランダムアクセスプリアンブルを一時的に記憶する。そして、判定部２８で中継を行う必要があると判定された場合に、そのランダムアクセスプリアンブルが制御部２９に出力され、送信部３１から基地局へ送信（中継）される。
【００８１】
スケジューリング情報取得部２６は、基地局から送信されたスケジューリング情報を受信部２４で受信したときに、そのスケジューリング情報を確認する。このスケジューリング情報取得部２６で確認されたスケジューリング情報は、リソース記憶部３０に出力されて記憶される。
【００８２】
ＲＲＣ接続要求取得部２７は、端末から送信されたＲＲＣ接続要求信号を取得する。このＲＲＣ接続要求取得部２７で取得されたＲＲＣ接続要求は、リソース記憶部３０に出力されて記憶される。
【００８３】
リソース記憶部３０は、入力されたＲＲＣ接続要求信号のリソースがスケジューリング情報取得部２６から事前に入力されたリソースと同一であれば、そのリソースに含まれたＲＲＣ接続要求信号を制御部２９に出力する。
【００８４】
制御部２９は、ＲＲＣ接続要求信号を送信部３１に出力し、そのＲＲＣ接続要求信号が、送信部３１から基地局へ送信（中継）される。ここでは、ＲＲＣ接続要求信号が、本発明のメッセージに相当し、送信部３１が、本発明のメッセージ中継手段に相当する。
【００８５】
以上のように構成されたネットワークシステムについて、図面を用いてその動作を説明する。ここでは、本発明の特徴的なＲＡＣＨプロシジャーの動作を図４〜図７を用いて説明し、さらに、ＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャーの動作を図８〜図１０を用いて説明する。
【００８６】
（ＲＡＣＨプロシジャー）
図４は、本実施の形態におけるＲＡＣＨプロシジャーの全体の流れを示すシーケンス図である。図４に示すように、まず、端末は基地局に対してランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）を送信する（Ｓ１００）。ところが、端末が基地局の通信セルのエッジ部分（端の部分）に位置している場合には、基地局にランダムアクセスプリアンブルが届かないことがある。この場合、中継局と基地局が同一のアクセススロットを使っているため、中継局は、端末が基地局に対して送信したランダムアクセスプリアンブルを受信することができる。
【００８７】
端末から基地局に対するランダムアクセスプリアンブルを受信した中継局は、ランダムアクセスプリアンブルのシグネチャがその中継局自身に割り当てられたシグネチャである場合、あるいは、その中継局が接続している基地局のシグネチャである場合に、そのランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）を基地局に転送する（Ｓ１０１）。このように、ランダムアクセスプリアンブルが端末から直接届かない場合には、中継局でランダムアクセスプリアンブルの中継が行われるため、そのランダムアクセスプリアンブルの再送（端末による再送信）を防ぐことができる。
【００８８】
基地局は、その基地局用のシグネチャを有するランダムアクセスプリアンブルを中継局から受信した場合には、上述のT-C-RNTIとグラントのほかに、そのランダムアクセスプリアンブルの受信経路を示す「中継局経由フラグ」をランダムアクセスレスポンス（メッセージ２）に追加して、端末に報告する（Ｓ１０２）。
【００８９】
端末は、ランダムアクセスプリアンブルの「中継局経由フラグ」を受信したら、ランダムアクセスプリアンブル送信電力が不足していると認識し、ＲＲＣ接続要求（メッセージ３）の送信電力をパワーランピング値を足した送信電力で送信する（Ｓ１０３）。その送信電力は以下の式１に表される。
【００９０】
PRRC＿request＝min｛PPRACH＋ΔRACH，Pmax｝  式１
但し、ΔRACHはパワーランピング値（POWER_RAMP_STEP）である。
【００９１】
基地局は、ＲＲＣ接続要求を受信すると、ＲＲＣ接続応答信号（メッセージ４）を端末に送信する（Ｓ１０４）。
【００９２】
図５は、ＲＡＣＨプロシジャーにおける無線基地局装置１（基地局）の動作の流れを示すフロー図である。図５に示すように、基地局は、端末から直接送信されるランダムアクセスプリアンブルと無線中継装置から中継されたランダムアクセスプリアンブルを同タイムスロットで受信する（Ｓ１１０）。
【００９３】
ここで、基地局にキャンプオンしている端末からのランダムアクセスプリアンブルの受信パターンは、三つのパターンに分けることができる。第１パターンは、端末が基地局に近い場所に位置するとき、基地局の受信品質が高く、ランダムアクセスプリアンブルが直接基地局に届くパターンである。第２パターンは、端末が基地局と中継局のセルエッジに位置し、ランダムアクセスプリアンブルが端末から直接と中継局から両方届くパターンである。第３パターンは、端末が基地局と中継局間のセルエッジに位置しており、基地局と端末間の受信品質が悪いため、ランダムアクセスプリアンブルが中継局からしか受信できないパターンである。
【００９４】
そこで、基地局は、まず、ランダムアクセスプリアンブルを受信する第２パターン（端末から直接と中継局から両方届くか）であるか否かを確認する（Ｓ１１１）。第２パターン２（端末直接と中継局から両方受信する）であると判定されたら、自らのランダムアクセスプリアンブルを認識し、端末から基地局に直接、ＲＲＣ接続要求用のリソースを割り当てたランダムアクセスレスポンスメッセージを作成する（Ｓ１１２）。
【００９５】
一方、基地局は、端末から直接送信されるランダムアクセスプリアンブルを受信した場合（第１パターンの場合）、または、中継局によって中継されるランダムアクセスプリアンブルの一方を受信した場合（第３パターンの場合）には、そのランダムアクセスのシグネチャが自らのシグネチャかを確認する（Ｓ１１３）。
【００９６】
その結果、自らのシグネチャを確認された場合には、端末と基地局間のグラントを割り当てて（Ｓ１１４）、受信したランダムアクセスプリアンブルが中継局経由かどうかを確認する（Ｓ１１５）。
【００９７】
中継局経由で受信された場合（第３パターンの場合）には、「中継局経由フラグ」をランダムアクセスレスポンスに追加して（Ｓ１１６）、端末に対して送信する（Ｓ１１２）。一方、中継局経由で受信されない場合（端末から直接受信される場合）には、ランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ１１２）。
【００９８】
また、シグネチャが自らに接続している中継局の場合、中継局経由のリソース（端末と中継局間、中継局と基地局間）グラントを割り当て（Ｓ１１７）、中継局経由でランダムアクセスレスポンスを送信する（Ｓ１１８）。
【００９９】
図６は、ＲＡＣＨプロシジャーにおける無線端末装置２（端末）の動作の流れを示すフロー図である。図６に示すように、まず、端末は、パスロスの推定に必要とされる参照信号と報知制御チャネル（BCCH：Broadcast Control Channel）で通知されるパラメータを受信する（Ｓ１２０）。
【０１００】
ここで、このパラメータについて、より詳しく説明する。端末は、以下の式２を用いて、ランダムアクセスプリアンブル送信に必要とされる送信電力を推定する。
【０１０１】
PPRACH＝min｛PN＿PRACH＿PL＋ΔPreamble，Pmax｝  式２
但し、PN＿PRACHは、プリアンブル送信電力（PREAMBLE＿TRANSMISSION＿POWER）、PLは端末で推定されたパスロス、ΔPreambleはプリアンブルに基準したオフセット（Preamble＿based offset）、Pmaxは端末最大電力を表す。ここで、ΔPreambleとPmaxは、報知制御チャネル（BCCH：Broadcast Control Channel）で端末に通知される。一方、PLは端末で検知された参照信号の受信電力と報知情報に含まれる参照信号の送信電力の差の値であるパスロスを表す。
【０１０２】
上記のPN＿PRACHは、以下の式３を用いて表される。
PN＿PRACH＝P0＿PRACH＋（Ｎ−１）・ΔRACH  式３
但し、P0＿PRACHはプリアンブル初期送信電力（PREAMBLE＿TRANSMISSION INTIAL＿POWER）、ΔRACHはパワーランピング値（POWER＿RANP＿STEP）、Nはランダムアクセスプリアンブルの送信数を表す。ここで、P0＿PRACHとΔRACHは報知制御チャネル（BCCH：Broadcast Control Channel）で端末に通知される。
【０１０３】
上記のような式２と式３のパラメータを受信すると、推定したパスロスを用いてランダムアクセスプリアンブルの送信に必要とされる送信電力（PPRACH）を推定する（Ｓ１２１）。このパワーコントロール方法は、オープンループパワーコントロールとも呼ばれる。
【０１０４】
そして、端末は、推定した送信電力でランダムアクセスプリアンブルを基地局に対して送信し、タイマーを起動する（Ｓ１２２）。このタイマーは、ランダムアクセスプリアンブル送信の成功することを把握するためのタイマーである。基地局は、ランダムアクセスプリアンブルを受信して始めてランダムアクレスポンスを端末に対して送信する。
【０１０５】
端末は、タイマーの時間内にランダムアクセスレスポンスを受信するか否かを判定し（Ｓ１２３）、タイマーの時間内にランダムアクセスレスポンスを基地局から受信した場合には、ランダムアクセスに「中継局経由フラグ」が含まれるかを確認する（Ｓ１２４）。
【０１０６】
そして、ランダムアクセスレスポンスに「中継局経由フラグ」が含まれるかを判定し（Ｓ１２５）、「中継局経由フラグ」がランダムアクセスに含まれると判定された場合には、ＲＲＣ接続要求の送信電力を事前に設定されたパワーランピングの値だけ増やした送信電力に設定する（Ｓ１２６）。
【０１０７】
一方、「中継局経由フラグ」がランダムアクセスに含まれてない場合には、ＲＲＣ接続要求信号の送信電力は、ランダムアクセスプリアンブルの送信電力と同一の値に設定される（Ｓ１２７）。
【０１０８】
そして、基地局から送信されるＲＲＣ接続確立を受信する（Ｓ１２８）。
【０１０９】
一方、端末がタイマーの時間内にランダムアクセスレスポンスを受信しない場合、ランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗すると判断して、ランダムアクセスプリアンブル送信数を確認する（Ｓ１２９）。
【０１１０】
その後、ランダムアクセスプリアンブル送信回数が最大送信数を超えるかを判定して（Ｓ１３０）、最大送信数を超えると判定された場合には、端末の下位レイヤは上位レイヤにランダムアクセスプリアンブル送信が失敗したことを報告する（Ｓ１３１）。
【０１１１】
一方、ランダムアクセスプリアンブル最大送信数を超えない場合、端末はランダムアクセスプリアンブルの送信電力を上げるパワーランピングを行って、更新した送信電力でランダムアクセスプリアンブルを再送する（Ｓ１３２）。
【０１１２】
図７は、ＲＡＣＨプロシジャーにおける無線中継局装置３（中継局）の動作の流れを示すフロー図である。図７に示すように、中継局は、まず、受信部２４でランダムアクセスプリアンブルを受信する（Ｓ１４０）。つづいて、受信したランダムアクセスプリアンブルを判定部２８に出力して、ランダムアクセスプリアンブルのシグネチャの確認を行う（Ｓ１４１）。
【０１１３】
中継局が接続している基地局用のシグネチャあるいは自らのシグネチャであるか否かを判定した結果（Ｓ１４２）、接続している基地局用あるいは自らのシグネチャであると判定された場合には、端末から受信したランダムアクセスプリアンブルを基地局に中継する（Ｓ１４３）。一方、接続している基地局用あるいは自らのシグネチャであると判定されなかった場合には、受信したランダムアクセスプリアンブルを制御部２９に送って廃棄する（Ｓ１４４）。
【０１１４】
（ＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャー）
図８は、ＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャーの全体の流れを示すシーケンス図である。このプロシジャーは、端末と基地局の無線通信状況が悪く、上述のように推定した送信電力（パワーコントロールした送信電力）でもＲＲＣ接続要求信号の受信ができない場合への対策として有効である。
【０１１５】
図８に示すように、まず、端末は基地局に対してランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）を送信する（Ｓ２００）。ところが、端末が基地局の通信セルのエッジ部分（端の部分）に位置している場合には、基地局にランダムアクセスプリアンブルが届かないことがある。この場合、中継局と基地局が同一のアクセススロットを使っているため、中継局は、端末が基地局に対して送信したランダムアクセスプリアンブルを受信することができる。
【０１１６】
このとき、端末は、ランダムアクセスプリアンブルスロットの１ビットを用いて、ＣＱＩの高低（ＨＩＧＨ／ＬＯＷ）を基地局に通知する。ＣＱＩが低い場合は、端末が基地局から離れて、基地局からの受信電力が低いことを意味する。一方、ＣＱＩが高い場合は、基地局からの受信電力が高く、基地局までランダムアクセスプリアンブルを送信するのに十分な無線状況であることが推定される。なお、ここでは、基地局と中継局間のリソースと中継局と端末間のリソースが、基地局によって割り当てられていることとする。
【０１１７】
端末から基地局に対するランダムアクセスプリアンブルを受信した中継局は、ランダムアクセスプリアンブルのシグネチャがその中継局自身に割り当てられたシグネチャである場合、あるいは、その中継局が接続している基地局のシグネチャである場合に、そのランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）を基地局に転送する（Ｓ２０１）。
【０１１８】
基地局は、ランダムアクセスプリアンブルを中継局から受信した場合には、上述のT-C-RNTIとグラントのほかに、そのランダムアクセスプリアンブルの受信経路を示す「中継局経由フラグ」をランダムアクセスレスポンス（メッセージ２）に追加して、端末に報告する（Ｓ２０２）。
【０１１９】
このとき、端末が送信したランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局は、受信したランダムアクセスプリアンブルが示すＣＱＩが低い場合には、ランダムアクセスレスポンスの送信とともにランダムアクセスレスポンスに含まれるスケジューリング情報（ＲＲＣ接続要求用信号のグラントとＲＲＣ接続要求信号を転送するための中継局と基地局間のグラント）を中継局に通知する（Ｓ２０３）。
【０１２０】
端末は、ランダムアクセスプリアンブルの「中継局経由フラグ」を受信したら、ランダムアクセスプリアンブル送信電力が不足していると認識し、ＲＲＣ接続要求（メッセージ３）の送信電力をパワーランピング値を足した送信電力で送信する（Ｓ２０４）。
【０１２１】
中継局は、基地局から通知されたスケジューリング情報のＲＲＣ接続要求用のリソースを受信すると、そのリソースに含まれるＲＲＣ接続要求信号（メッセージ３）を基地局に中継する（Ｓ２０５）。
【０１２２】
基地局は、ＲＲＣ接続要求を受信すると、ＲＲＣ接続応答信号（メッセージ４）を端末に送信する（Ｓ２０６）。
【０１２３】
図９は、ＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャーにおける無線基地局装置１（基地局）の動作の流れを示すフロー図である。ここでは、このＲＡＣＨプロシジャーの特徴的な動作を中心に説明することとし、図５と同様の動作（Ｓ１１０〜Ｓ１１８）については説明を省略する。
【０１２４】
図９に示すように、受信したランダムアクセスプリアンブルが中継局経由で受信された場合（第３パターンの場合）に、「中継局経由フラグ」をランダムアクセスレスポンスに追加した後（Ｓ１１６）、基地局は、中継局から受信されたランダムアクセスプリアンブルに含まれるＣＱＩの高低を判定する（Ｓ２１０）。
【０１２５】
その結果、ＣＱＩが低いと判定された場合には、ランダムアクセスレスポンスを端末に送信するとともに（Ｓ１１２）、ＲＲＣ接続要求信号を転送するための中継局と基地局間のスケジューリング情報を中継局に送信する（Ｓ２１１）。一方、ＣＱＩが高いと判定された場合には、ランダムアクセスレスポンスを端末に送信する（Ｓ１１２）。
【０１２６】
図１０は、ＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャーにおける無線中継局装置３（中継局）の動作の流れを示すフロー図である。図１０に示すように、中継局は、基地局から送信されたＲＲＣ接続要求信号用のリソース（グラント）とＲＲＣ接続要求信号を転送するための中継局と基地局間のグラントが含まれるスケジューリング情報を受信する（Ｓ２２０）。
【０１２７】
その後、端末から送信されたＲＲＣ接続要求信号を受信すると（Ｓ２２１）、事前に基地局から割り当てられたリソース（中継局と基地局間のグラント）で受信したＲＲＣ接続要求が基地局に中継される（Ｓ２２２）。
【０１２８】
このような本発明の実施の形態のネットワークシステムによれば、基地局でランダムアクセスプリアンブルの中継の有無を判定し、中継フラグ情報を付したランダムアクセスレスポンスを端末へ送信して、端末の送信パワーの制御を行うことにより、ＲＲＣ接続確率までの遅延の増加を抑えることができ、リソース利用効果が向上する。すなわち、ＲＲＣ接続要求信号の送信出力を正しく設定し、再送を防ぐことで、高い無線リソース利用効率と低遅延を実現するＲＲＣ接続確立プロシジャーを提供することができる。
【０１２９】
本実施の形態では、基地局で、ランダムアクセスプリアンブルのリソース情報に基づいて、そのランダムアクセスプリアンブルの中継の有無が判定される。例えば、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、端末に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは端末から直接受信した（中継無）と判定される。一方、ランダムアクセスプリアンブルのリソースが、中継局に割り当てられたリソースである場合には、そのランダムアクセスプリアンブルは中継局で中継された（中継有）と判定される。そして、中継の有無を示す中継フラグ情報が、ランダムアクセスレスポンスに付されて端末へ送信される。端末では、この中継フラグ情報に基づいて、送信パワーの制御が行われる。例えば、中継有を示す中継フラグ情報に基づいて、送信パワーを大きくするような制御が行われる。このように中継フラグ情報を用いることにより、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）に、端末にそのことを認識させることができる。これにより、端末は、中継の有無に応じた送信パワーの制御を行うことが可能になる。例えば、中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われ、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【０１３０】
すなわち、基地局が端末から送信されたランダムアクセスプリアンブルの受信経路を把握し、適切なパワーコントロールで、ＲＲＣ接続要求信号の受信確率を高め、そのＲＲＣ接続要求の再送を防ぐことで、ＲＲＣ接続確立までの遅延を低減でき、無線リソースの利用効率も高めることができる。
【０１３１】
また、基地局にランダムアクセスプリアンブルが直接届かなかった場合（すなわち中継が行われた場合）には、中継局にスケジューリング情報が送信される。そのスケジューリング情報には、端末から送信される接続要求メッセージの中継に用いられる中継用情報（例えば、ＲＲＣ接続要求Grantや中継用のリソース）が含まれている。これにより、中継局は、その後に端末が基地局へ送信するＲＲＣ接続要求を中継することが可能になる。例えば、端末がセルエッジに位置する場合など、端末の位置や状況等によっては、上記のように端末の送信パワーの制御が行われたとしても、ＲＲＣ接続要求が基地局まで直接届かない場合がある。そのような場合には、スケジューリング情報を受信した中継局によってＲＲＣ接続要求が中継される。これにより、ＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。
【０１３２】
すなわち、上述のようにＲＲＣ接続要求信号の送信電力を決定しても、基地局で受信が成功しない場合に、中継局がＲＲＣ接続要求信号を中継することにより、ＲＲＣ接続要求の再送を防ぐことができる。ＲＲＣ接続要求の再送を防ぐことで、ＲＲＣ接続確立までの遅延を低減でき、無線リソースの利用効率も高めることができる。また、再送を防ぐことで、ＲＲＣ接続要求送信数が最大数を超えるときのランダムアクセスプリアンブルの再送を防ぐことが可能となり、全体の発呼手順の遅延を低減することがでる。
【０１３３】
また、本実施の形態では、ランダムアクセスプリアンブルに、端末と基地局との通信品質情報（例えばＣＱＩの情報）が含まれており、通信品質（ＣＱＩ）が低い場合には、中継が行われたと判定（推定）される。例えば、端末がセルエッジに位置する場合など、端末の位置や状況等によっては、先のランダムアクセスプリアンブルが基地局まで直接届いたとしても、次のＲＲＣ接続要求が基地局まで直接届かない場合がある。そのような場合に、端末の通信品質（ＣＱＩ）を基準にして、中継が行われたか否かが判定（推定）される。これにより、ＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。
【０１３４】
また、端末では、ランダムアクセスプリアンブルの中継が行われた場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われる。これにより、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【０１３５】
また、端末では、ランダムアクセスレスポンスの受信強度に応じて、ＲＲＣ接続要求の送信パワーの制御（いわゆるオープンパワー制御）が行われれる。例えば、ランダムアクセスレスポンスの受信強度が低い場合には、ＲＲＣ接続要求の送信パワーを大きくするような制御が行われる。これにより、送信パワー不足に起因するＲＲＣ接続要求の再送を減らすことができる。このようにして、ＲＲＣ接続確率までの遅延を抑えることができ、リソース利用効果を向上することができる。
【０１３６】
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
以上のように、本発明にかかる無線基地局装置は、ＲＲＣ接続確率までの遅延の増加を抑えることができ、リソース利用効果が向上するという効果を有し、例えば移動通信システム等に用いられ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本実施の形態における無線基地局装置と無線端末装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態における基地局と端末と中継局の位置関係を示す説明図
【図３】本実施の形態における無線中継局装置の構成を示すブロック図
【図４】本実施の形態におけるＲＡＣＨプロシジャーの流れを示すシーケンス図
【図５】ＲＡＣＨプロシジャーにおける無線基地局装置の動作の流れを示すフロー図
【図６】ＲＡＣＨプロシジャーにおける無線端末装置の動作の流れを示すフロー図
【図７】ＲＡＣＨプロシジャーにおける無線中継局装置の動作の流れを示すフロー図
【図８】本実施の形態においてＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャーの流れを示すシーケンス図
【図９】ＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャーにおける無線基地局装置の動作の流れを示すフロー図
【図１０】ＣＱＩが低いときのＲＡＣＨプロシジャーにおける無線中継局装置の動作の流れを示すフロー図
【図１１】従来のＲＡＣＨプロシジャーを説明するためのシーケンス図
【図１２】中継局の一例を示す説明図
【図１３】ＲＡＣＨプロシジャーの流れを示すシーケンス図
【符号の説明】
【０１３９】
１  無線基地局装置
２  無線端末装置
３  無線中継局装置
４  受信部
５  プリアンブル取得部
６  ＲＲＣ接続要求取得部
７  判定部
８  制御部
９  スケジューラ部
１０  レスポンス生成部
１１  スケジューリング情報生成部
１２  送信部
１３  受信部
１４  参照信号取得部
１５  レスポンス取得部
１６  報知情報取得部
１７  ＲＲＣ接続応答取得部
１８  判定部
１９  制御部
２０  リソース記憶部
２１  プリアンブル生成部
２２  ＲＲＣ接続要求生成部
２３  送信部
２４  受信部
２５  プリアンブル記憶部
２６  スケジューリング情報取得部
２７  ＲＲＣ接続要求取得部
２８  判定部
２９  制御部
３０  リソース記憶部
３１  送信部
【図１】
0005070093.tif 000002
【図２】
0005070093.tif 000003
【図３】
0005070093.tif 000004
【図４】
0005070093.tif 000005
【図５】
0005070093.tif 000006
【図６】
0005070093.tif 000007
【図７】
0005070093.tif 000008
【図８】
0005070093.tif 000009
【図９】
0005070093.tif 000010
【図１０】
0005070093.tif 000011
【図１１】
0005070093.tif 000012
【図１２】
0005070093.tif 000013
【図１３】
0005070093.tif 000014