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技術 通信システム

出願人 三菱電機株式会社
発明者 望月満前田美保岩根靖野並隆之末満大成中井祐一
出願日 2017年6月27日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2017-124836
公開日 2017年10月12日 (2年4ヶ月経過) 公開番号 2017-188953
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 長時間間隔 電源オン時刻 受信誤差 セル構成情報 アクセプタブル レジストレーション情報 データ送信情報 メジャメント
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

下り通信または上り通信混雑およびそれによる無線リソース不足を回避することができる通信ステムを提供する。

解決手段

通信システムは、コアネットワークに接続される基地局装置と、基地局装置に無線通信可能に接続される複数の通信端末装置とを備える。基地局装置は、複数のページング制御チャネル(PCCH)を同じ伝送時間間隔(TTI)でマッピングする。複数のページング制御チャネルは、通信端末装置の種別毎に設けられたチャネルを含む。

概要

背景

第3世代と呼ばれる通信方式のうち、W−CDMA(Wideband Code division Multiple Access)方式が2001年から日本で商用サービスが開始されている。また、下りリンク(個別データチャネル個別制御チャネル)にパケット伝送用のチャネル(High Speed-Downlink Shared Channel:HS−DSCH)を追加することにより、下りリンクを用いたデータ送信の更なる高速化を実現するHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)のサービスが開始されている。さらに、上り方向のデータ送信をより高速化するため、HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)方式についてもサービスが開始されている。W−CDMAは、移動体通信システム規格化団体である3GPP(3rd Generation Partnership Project)により定められた通信方式であり、リリース8版の規格書がとりまとめられている。

また、3GPPにおいて、W−CDMAとは別の通信方式として、無線区間についてはロングタームエボリューション(Long Term Evolution:LTE)、コアネットワーク(単にネットワークとも称する)を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション(System Architecture Evolution:SAE)と称される新たな通信方式が検討されている。この通信方式は3.9G(3.9 Generation)システムとも呼ばれる。

LTEでは、アクセス方式無線チャネル構成プロトコルが、現在のW−CDMA(HSDPA/HSUPA)とは全く異なるものになる。例えば、アクセス方式は、W−CDMAが符号分割多元接続(Code Division Multiple Access)を用いているのに対して、LTEは下り方向はOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、上り方向はSC−FDMA(Single Career Frequency Division Multiple Access)を用いる。また、帯域幅は、W−CDMAが5MHzであるのに対し、LTEでは1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHzの中で基地局毎に選択可能となっている。また、LTEでは、W−CDMAのように回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。

LTEは、W−CDMAのコアネットワーク(General Packet Radio Service:GPRS)とは異なる新たなコアネットワークを用いて通信システムが構成されるため、W−CDMA網とは別の独立した無線アクセス網として定義される。したがって、W−CDMAの通信システムと区別するため、LTEの通信システムでは、移動端末(User Equipment:UE)と通信を行う基地局(Base station)はeNB(E-UTRAN NodeB)と称され、複数の基地局と制御データやユーザデータのやり取りを行う基地局制御装置(Radio Network Controller)は、EPC(Evolved Packet Core)またはaGW(Access Gateway)と称される。このLTEの通信システムでは、ユニキャスト(Unicast)サービスとE-MBMSサービス(Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service)とが提供される。E−MBMSサービスとは、放送型マルチメディアサービスであり、単にMBMSと称される場合もある。複数の移動端末に対してニュース天気予報モバイル放送などの大容量放送コンテンツが送信される。これを1対多(Point to Multipoint)サービスともいう。

3GPPでの、LTEシステムにおける全体的なアーキテクチャ(Architecture)に関する現在の決定事項が、非特許文献1(4.6.1章)に記載されている。全体的なアーキテクチャについて図1を用いて説明する。図1は、LTE方式の通信システムの構成を示す説明図である。図1において、移動端末101に対する制御プロトコル、例えばRRC(Radio Resource Control)と、ユーザプレイン、例えばPDCP(Packet Data Convergence Protocol)、RLC(Radio Link Control)、MAC(Medium Access Control)、PHY(Physical layer)とが基地局102で終端するならば、E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)は1つあるいは複数の基地局102によって構成される。

基地局102は、MME(Mobility Management Entity)103から通知されるページング信号(Paging Signaling、ページングメッセージ(paging messages)とも称される)のスケジューリング(Scheduling)および送信を行う。基地局102は、X2インタフェースにより、互いに接続される。また基地局102は、S1インタフェースによりEPC(Evolved Packet Core)に接続される。より明確には、基地局102は、S1_MMEインタフェースによりMME(Mobility Management Entity)103に接続され、S1_UインタフェースによりS−GW(Serving Gateway)104に接続される。

MME103は、複数あるいは単数の基地局102へのページング信号の分配を行う。また、MME103は、待受け状態(Idle State)のモビリティ制御(Mobility control)を行う。MME103は、移動端末が待ち受け状態およびアクティブ状態(Active State)の際に、トラッキングエリア(Tracking Area)リストの管理を行う。

S−GW104は、ひとつまたは複数の基地局102とユーザデータの送受信を行う。S−GW104は、基地局間のハンドオーバの際、ローカル移動性アンカーポイント(Mobility Anchor Point)となる。EPCには、さらにP−GW(PDN Gateway)が存在し、ユーザ毎のパケットフィルタリングやUE−IDアドレス割当などを行う。

移動端末101と基地局102との間の制御プロトコルRRCは、報知(Broadcast)、ページング(paging)、RRC接続マネージメント(RRC connection management)などを行う。RRCにおける基地局と移動端末の状態として、RRC_IDLE、RRC_CONNECTEDがある。RRC_IDLEでは、PLMN(Public Land Mobile Network)選択、システム情報(System Information:SI)の報知、ページング(paging)、セル再選択(cell reselection)、モビリティ等が行われる。RRC_CONNECTEDでは、移動端末はRRC接続(connection)を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができ、また、ハンドオーバ(Handover:HO)、隣接セル(Neighbour cell)のメジャメント等が行われる。

非特許文献1(5章)に記載される3GPPでの、LTEシステムにおけるフレーム構成に関する現在の決定事項について、図2を用いて説明する。図2は、LTE方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。図2において、1つの無線フレーム(Radio frame)は10msである。無線フレームは10個の等しい大きさのサブフレーム(Sub-frame)に分割される。サブフレームは、2個の等しい大きさのスロット(slot)に分割される。無線フレーム毎に1番目と6番目のサブフレームに下り同期信号(Downlink Synchronization Signal:SS)が含まれる。同期信号には、第一同期信号(Primary Synchronization Signal:P−SS)と、第二同期信号(Secondary Synchronization Signal:S−SS)とがある。

サブフレーム単位にてMBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network)用とMBSFN以外のチャネルの多重が行われる。MBSFN送信(MBSFN Transmission)とは、同時に複数のセルから同じ波形の送信により実現される同時放送送信技術(simulcast transmission technique)である。MBSFN領域(MBSFN Area)の複数のセルからのMBSFN送信は、移動端末によって1つの送信であると見える。MBSFNとは、このようなMBSFN送信をサポートするネットワークである。以降、MBSFN送信用のサブフレームをMBSFNサブフレーム(MBSFN sub-frame)と称する。

非特許文献2に、MBSFNサブフレームの割り当て時のシグナリング例が記載されている。図3は、MBSFNフレームの構成を示す説明図である。図3において、MBSFNフレーム(MBSFN frame)毎にMBSFNサブフレームが割り当てられる。MBSFNフレームは、割当周期(radio Frame Allocation Period)にて繰り返される。MBSFNサブフレームは、割当周期と割当オフセット(radio Frame Allocation Offset)によって定義された無線フレームにてMBSFNのために割り当てられるサブフレームであり、マルチメディアデータを伝送するためのサブフレームである。以下の式(1)を満たす無線フレームが、MBSFNサブフレームを含む無線フレームである。

SFN mod radioFrameAllocationPeriod=radioFrameAllocationOffset …(1)
MBSFNサブフレームの割当は6ビットにて行われる。1番左のビットは、サブフレーム2番目(#1)のMBSFN割当を定義する。2番目のビットはサブフレーム3番目(#2)、3番目のビットはサブフレーム4番目(#3)、4番目のビットはサブフレーム7番目(#6)、5番目のビットはサブフレーム8番目(#7)、6番目のビットはサブフレーム9番目(#8)のMBSFN割当を定義する。該ビットが「1」を示す場合、対応するサブフレームがMBSFNのために割当てられることを示す。

3GPPでの、LTEシステムにおけるチャネル構成に関する現在の決定事項が、非特許文献1(5章)に記載されている。CSGセル(Closed Subscriber Group cell)においてもnon−CSGセルと同じチャネル構成が用いられると想定されている。物理チャネル(Physical channel)について、図4を用いて説明する。図4は、LTE方式の通信システムで使用される物理チャネルを説明する説明図である。

図4において、物理報知チャネル(Physical Broadcast channel:PBCH)401は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。BCHトランスポートブロック(transport block)は、40ms間隔中の4個のサブフレームにマッピングされる。40msタイミングの明白なシグナリングはない。物理制御チャネルフォーマットインジケータチャネル(Physical Control Format Indicator Channel:PCFICH)402は、基地局102から移動端末101へ送信される。PCFICHは、PDCCHsのために用いるOFDMシンボルの数について基地局102から移動端末101へ通知する。PCFICHは、サブフレーム毎に送信される。

物理下り制御チャネル(Physical Downlink Control Channel:PDCCH)403は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PDCCHは、リソース割り当て(allocation)、DL−SCH(後述の図5に示されるトランスポートチャネルの1つである下り共有チャネル)に関するHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)情報、PCH(図5に示されるトランスポートチャネルの1つであるページングチャネル)を通知する。PDCCHは、上りスケジューリンググラント(Uplink Scheduling Grant)を運ぶ。PDCCHは、上り送信に対する応答信号であるAck(Acknowledgement)/Nack(Negative Acknowledgement)を運ぶ。PDCCHは、L1/L2制御信号とも呼ばれる。

物理下り共有チャネル(Physical Downlink Shared Channel:PDSCH)404は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PDSCHは、トランスポートチャネルであるDL−SCH(下り共有チャネル)やトランスポートチャネルであるPCHがマッピングされている。物理マルチキャストチャネル(Physical Multicast Channel:PMCH)405は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PMCHは、トランスポートチャネルであるMCH(マルチキャストチャネル)がマッピングされている。

物理上り制御チャネル(Physical Uplink Control Channel:PUCCH)406は、移動端末101から基地局102へ送信される上りチャネルである。PUCCHは、下り送信に対する応答信号(response)であるAck/Nackを運ぶ。PUCCHは、CQI(Channel Quality Indicator)レポートを運ぶ。CQIとは、受信したデータの品質、もしくは通信路品質を示す品質情報である。またPUCCHは、スケジューリングリクエスト(Scheduling Request:SR)を運ぶ。物理上り共有チャネル(Physical Uplink Shared Channel:PUSCH)407は、移動端末101から基地局102へ送信される上りチャネルである。PUSCHは、UL−SCH(図5に示されるトランスポートチャネルの1つである上り共有チャネル)がマッピングされている。

物理HARQインジケータチャネル(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel:PHICH)408は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PHICHは、上り送信に対する応答であるAck/Nackを運ぶ。物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel:PRACH)409は、移動端末101から基地局102へ送信される上りチャネルである。PRACHは、ランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)を運ぶ。

下りリファレンスシグナル(Reference signal)は、移動体通信システムとして既知シンボルである。移動端末の物理レイヤの測定として、リファレンスシンボル受信電力(Reference Symbol Received Power:RSRP)がある。

非特許文献1(5章)に記載されるトランスポートチャネル(Transport channel)について、図5を用いて説明する。図5は、LTE方式の通信システムで使用されるトランスポートチャネルを説明する説明図である。図5(A)には、下りトランスポートチャネルと下り物理チャネルとの間のマッピングを示す。図5(B)には、上りトランスポートチャネルと上り物理チャネルとの間のマッピングを示す。

下りトランスポートチャネルについて報知チャネル(Broadcast Channel:BCH)は、その基地局(セル)のカバレッジ全体に報知される。BCHは、物理報知チャネル(PBCH)にマッピングされる。

下り共有チャネル(Downlink Shared Channel:DL−SCH)には、HARQ(Hybrid ARQ)による再送制御が適用される。DL−SCHは、基地局(セル)のカバレッジ全体への報知が可能である。DL−SCHは、ダイナミックあるいは準静的(Semi-static)なリソース割り当てをサポートする。準静的なリソース割り当ては、パーシステントスケジューリング(Persistent Scheduling)とも言われる。DL−SCHは、移動端末の低消費電力化のために移動端末のDRX(Discontinuous reception)をサポートする。DL−SCHは、物理下り共有チャネル(PDSCH)へマッピングされる。

ページングチャネル(Paging Channel:PCH)は、移動端末の低消費電力を可能とするために移動端末のDRXをサポートする。PCHは、基地局(セル)のカバレッジ全体への報知が要求される。PCHは、動的にトラフィックに利用できる物理下り共有チャネル(PDSCH)のような物理リソース、あるいは他の制御チャネルの物理下り制御チャネル(PDCCH)のような物理リソースへマッピングされる。

マルチキャストチャネル(Multicast Channel:MCH)は、基地局(セル)のカバレッジ全体への報知に使用される。MCHは、マルチセル送信におけるMBMSサービス(MTCHとMCCH)のSFN合成をサポートする。MCHは、準静的なリソース割り当てをサポートする。MCHは、PMCHへマッピングされる。

上り共有チャネル(Uplink Shared Channel:UL−SCH)には、HARQ(Hybrid ARQ)による再送制御が適用される。UL−SCHは、ダイナミックあるいは準静的(Semi-static)なリソース割り当てをサポートする。UL−SCHは、物理上り共有チャネル(PUSCH)へマッピングされる。

図5(B)に示されるランダムアクセスチャネル(Random Access Channel:RACH)は、制御情報に限られている。RACHは、衝突リスクがある。RACHは、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)へマッピングされる。

HARQについて説明する。HARQとは、自動再送(Automatic Repeat reQuest:ARQ)と誤り訂正(Forward Error Correction)との組み合わせにより、伝送路通信品質を向上させる技術である。通信品質が変化する伝送路に対しても、再送により誤り訂正が有効に機能するという利点がある。特に、再送にあたって初送の受信結果と再送の受信結果との合成をすることで、更なる品質向上を得ることも可能である。

再送の方法の一例を説明する。受信側にて、受信データが正しくデコードできなかった場合、換言すればCRC(Cyclic Redundancy Check)エラーが発生した場合(CRC=NG)、受信側から送信側へ「Nack」を送信する。「Nack」を受信した送信側は、データを再送する。受信側にて、受信データが正しくデコードできた場合、換言すればCRCエラーが発生しない場合(CRC=OK)、受信側から送信側へ「Ack」を送信する。「Ack」を受信した送信側は次のデータを送信する。

HARQ方式の一例として、チェースコンバイニング(Chase Combining)がある。チェースコンバイニングとは、初送と再送に同じデータ系列を送信するもので、再送において初送のデータ系列と再送のデータ系列との合成を行うことで、利得を向上させる方式である。これは、初送データに誤りがあったとしても、部分的に正確なものも含まれており、正確な部分の初送データと再送データとを合成することで、より高精度にデータを送信できるという考え方に基づいている。また、HARQ方式の別の例として、IR(Incremental Redundancy)がある。IRとは、冗長度を増加させるものであり、再送においてパリティビットを送信することで、初送と組み合わせて冗長度を増加させ、誤り訂正機能により品質を向上させるものである。

非特許文献1(6章)に記載される論理チャネルロジカルチャネル: Logical channel)について、図6を用いて説明する。図6は、LTE方式の通信システムで使用される論理チャネルを説明する説明図である。図6(A)には、下りロジカルチャネルと下りトランスポートチャネルとの間のマッピングを示す。図6(B)には、上りロジカルチャネルと上りトランスポートチャネルとの間のマッピングを示す。

報知制御チャネル(Broadcast Control Channel:BCCH)は、報知システム制御情報のための下りチャネルである。論理チャネルであるBCCHは、トランスポートチャネルである報知チャネル(BCH)、あるいは下り共有チャネル(DL−SCH)へマッピングされる。

ページング制御チャネル(Paging Control Channel:PCCH)は、ページング信号を送信するための下りチャネルである。PCCHは、移動端末のセルロケーションをネットワークが知らない場合に用いられる。論理チャネルであるPCCHは、トランスポートチャネルであるページングチャネル(PCH)へマッピングされる。

共有制御チャネル(Common Control Channel:CCCH)は、移動端末と基地局との間の送信制御情報のためのチャネルである。CCCHは、移動端末がネットワークとの間でRRC接続(connection)を持っていない場合に用いられる。下り方向では、CCCHは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル(DL−SCH)へマッピングされる。上り方向では、CCCHは、トランスポートチャネルである上り共有チャネル(UL−SCH)へマッピングされる。

マルチキャスト制御チャネル(Multicast Control Channel:MCCH)は、1対多の送信のための下りチャネルである。ネットワークから移動端末への1つあるいはいくつかのMTCH用のMBMS制御情報の送信のために用いられるチャネルである。MCCHは、MBMS受信中の移動端末のみに用いられるチャネルである。MCCHは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル(DL−SCH)あるいはマルチキャストチャネル(MCH)へマッピングされる。

個別制御チャネル(Dedicated Control Channel:DCCH)は、移動端末とネットワークとの間の個別制御情報を送信するチャネルである。DCCHは、上りでは上り共有チャネル(UL−SCH)へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル(DL−SCH)にマッピングされる。

個別トラフィックチャネル(Dedicated Traffic Channel:DTCH)は、ユーザ情報の送信のための個別移動端末への1対1通信のチャネルである。DTCHは、上りおよび下りともに存在する。DTCHは、上りでは上り共有チャネル(UL−SCH)へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル(DL−SCH)へマッピングされる。

マルチキャストトラフィックチャネル(Multicast Traffic channel:MTCH)は、ネットワークから移動端末へのトラフィックデータ送信のための下りチャネルである。MTCHは、MBMS受信中の移動端末のみに用いられるチャネルである。MTCHは、下り共有チャネル(DL−SCH)あるいはマルチキャストチャネル(MCH)へマッピングされる。

GCIとは、グローバルセル識別子(Global Cell Identity)のことである。LTEおよびUMTS(Universal Mobile Telecommunication System)において、CSGセル(Closed Subscriber Group cell)が導入される。CSGについて以下に説明する(非特許文献3 3.1章参照)。CSG(Closed Subscriber Group)とは、利用可能な加入者オペレータが特定しているセルである(特定加入者用セル)。

特定された加入者は、PLMN(Public Land Mobile Network)の1つ以上のE-UTRANセルアクセスすることが許可される。特定された加入者がアクセスを許可されている1つ以上のE−UTRANセルを「CSGcell(s)」と呼ぶ。ただし、PLMNにはアクセス制限がある。CSGセルとは、固有のCSGアイデンティティ(CSG identity:CSG ID;CSG−ID)を報知するPLMNの一部である。予め利用登録し、許可された加入者グループメンバーは、アクセス許可情報であるところのCSG−IDを用いてCSGセルにアクセスする。

CSG−IDは、CSGセルまたはセルによって報知される。移動体通信システムにCSG−IDは複数存在する。そして、CSG−IDは、CSG関連のメンバーのアクセスを容易にするために、移動端末(UE)によって使用される。

移動端末の位置追跡は、1つ以上のセルからなる区域を単位に行われる。位置追跡は、待受け状態であっても移動端末の位置を追跡し、呼び出す(移動端末が着呼する)ことを可能にするためである。この移動端末の位置追跡のための区域をトラッキングエリアと呼ぶ。

CSGホワイトリスト(CSGWhite List)とは、加入者が属するCSGセルのすべてのCSG IDが記録されている、USIM(Universal Subscriber Identity Module)に格納されたリストである。CSGホワイトリストは、許可CSGリスト(Allowed CSG ID List)と呼ばれることもある。

「適切なセル」(Suitable cell)について以下に説明する(非特許文献3 4.3章参照)。「適切なセル」(Suitable cell)とは、UEが通常(normal)サービスを受けるためにキャンプオン(Camp ON)するセルである。そのようなセルは、以下の(1),(2)の条件を満たすものとする。

(1)セルは、選択されたPLMNもしくは登録されたPLMN、または「EquivalentPLMNリスト」のPLMNの一部であること。

(2)NAS(Non-Access Stratum)によって提供された最新情報にて、さらに以下の(a)〜(d)の条件を満たすこと
(a)そのセルが禁じられた(barred)セルでないこと
(b)そのセルが「ローミングのための禁止されたLAs」リストの一部ではなく、少なくとも1つのトラッキングエリア(Tracking Area:TA)の一部であること。その場合、そのセルは前記(1)を満たす必要がある
(c)そのセルが、セル選択評価基準を満たしていること
(d)そのセルが、CSGセルとしてシステム情報(System Information:SI)によって特定されたセルに関しては、CSG−IDはUEの「CSGホワイトリスト」(CSG WhiteList)の一部であること(UEのCSG WhiteList中に含まれること)。

アクセプタブルセル」(Acceptable cell)について以下に説明する(非特許文献3 4.3章参照)。これは、UEが限られたサービス(緊急通報)を受けるためにキャンプオンするセルである。そのようなセルは、以下のすべての要件充足するものとする。つまり、E−UTRANネットワークで緊急通報を開始するための最小のセットの要件を以下に示す。(1)そのセルが禁じられた(barred)セルでないこと。(2)そのセルが、セル選択評価基準を満たしていること。

セルにキャンプオン(camp on)するとは、UEがセル選択/再選択(cell selection/reselection)処理を完了し、UEがシステム情報とページング情報モニタするセルを選択した状態である。

3GPPにおいて、Home−NodeB(Home−NB;HNB)、Home−eNodeB(Home−eNB;HeNB)と称される基地局が検討されている。UTRANにおけるHNB、またはE-UTRANにおけるHeNBは、例えば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。非特許文献4には、HeNBおよびHNBへのアクセスの3つの異なるモードが開示されている。具体的には、オープンアクセスモード(Open access mode)と、クローズドアクセスモード(Closed access mode)と、ハイブリッドアクセスモード(Hybrid access mode)である。

各々のモードは、以下のような特徴を有する。オープンアクセスモードでは、HeNBやHNBは通常のオペレータのノーマルセルとして操作される。クローズドアクセスモードでは、HeNBやHNBがCSGセルとして操作される。これはCSGメンバーのみアクセス可能なCSGセルである。ハイブリッドアクセスモードでは、非CSGメンバーも同時にアクセス許可されているCSGセルである。ハイブリッドアクセスモードのセル(ハイブリッドセルとも称する)は、言い換えれば、オープンアクセスモードとクローズドアクセスモードの両方をサポートするセルである。

3GPPでは、全PCI(Physical Cell Identity)を、CSGセル用とnon−CSGセル用とに分割(PCIスプリットと称する)することが議論されている(非特許文献5参照)。またPCIスプリット情報は、システム情報にて基地局から傘下の移動端末に対して報知されることが議論されている。PCIスプリットを用いた移動端末の基本動作を開示する。PCIスプリット情報を有していない移動端末は、全PCIを用いて(例えば504コード全てを用いて)セルサーチを行う必要がある。これに対して、PCIスプリット情報を有する移動端末は、当該PCIスプリット情報を用いてセルサーチを行うことが可能である。

また3GPPでは、リリース10として、ロングタームエボリューションアドヴァンスド(Long Term Evolution Advanced:LTE−A)の規格策定が進められている(非特許文献6、非特許文献7参照)。

LTE−Aシステムでは、高い通信速度、セルエッジでの高いスループット、新たなカバレッジエリアなどを得るために、リレー(Relay:リレーノード(RN))をサポートすることが検討されている。リレーノードは、ドナーセル(Donor cell;Donor eNB;DeNB)を介して無線アクセスネットワークに無線で接続される。ドナーセルの範囲内で、ネットワーク(Network:NW)からリレーへのリンクは、ネットワークからUEへのリンクと同じ周波数バンド共用する。この場合、リリース8のUEも該ドナーセルに接続することを可能とする。ドナーセルとリレーノードとの間のリンクをバックホールリンク(backhaul link)と称し、リレーノードとUEとの間のリンクをアクセスリンク(access link)と称す。

3GPPでは、通常のeNB(マクロセル)だけでなく、ピコeNB(ピコセル(pico cell))、HeNB/HNB/CSGセル、ホットゾーンセル用のノード、リレーノード、リモートラジオヘッド(Remote Radio Head:RRH)などのいわゆるローカルノードが検討されている。

3GPPにおいて、マシンタイプコミュニケーション(Machine Type Communication:MTC)技術の検討が進められている(非特許文献8および9参照)。MTCは、従来の人対人(Human to Human:H2H)の通信と異なり、機械対機械(Machine to Machine:M2M)の通信である。すなわち、MTCでは、ヒューマンインタラクション(Human Interaction)、つまり人と人とのやり取りを必要としない。MTC技術を用いたサービス(以下「MTCサービス」という)の応用例として、ガス電力、水道などの検針(Metering)や、輸送管理および発注管理(Tracking&Tracing)などがある。MTCサービスの特徴として、MTC用のデバイス(MTC Device:MTCD)の数が膨大であることがある。一例として、1つのセルの傘下に3万台以上のMTCDが存在することが想定されている。非特許文献8に、MTCの3GPPにおける規格が示されている。

MTCサービスでは、多数のMTCDから、あるいは多数のMTCDへ同時にデータを通信する状況が生じる。従来の通信方式では、H2H通信に最適化されているので、多数のMTCDが同時にデータを通信する状況に対する対策が、為されていない。このため、多数のMTCDから、あるいは多数のMTCDへ同時にデータを通信する状況では、無線ネットワークおよびコアネットワークにおいて、混雑状態が生じて、過負荷状態になってしまうという問題が発生する。

下り通信混雑(以下「下り混雑」という場合がある)およびそれによる問題を解消する方法として、3GPPに、非特許文献10、非特許文献11および非特許文献12の技術が提案されている。また、上り通信の混雑(以下「上り混雑」という場合がある)およびそれによる問題を解消する方法として、3GPPに、非特許文献13の技術が提案されている。

概要

下り通信または上り通信の混雑およびそれによる無線リソース不足を回避することができる通信システムを提供する。通信システムは、コアネットワークに接続される基地局装置と、基地局装置に無線通信可能に接続される複数の通信端末装置とを備える。基地局装置は、複数のページング制御チャネル(PCCH)を同じ伝送時間間隔(TTI)でマッピングする。複数のページング制御チャネルは、通信端末装置の種別毎に設けられたチャネルを含む。

目的

本発明の目的は、下り通信または上り通信の混雑およびそれによる無線リソース不足を回避することができる通信システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

コアネットワークに接続される基地局装置と、前記基地局装置に無線通信可能に接続される複数の通信端末装置とを備える通信ステムであって、前記基地局装置は、複数のページング制御チャネル(PCCH)を同じ伝送時間間隔(TTI)でマッピングし、前記複数のページング制御チャネルは、前記通信端末装置の種別毎に設けられたチャネルを含む、ことを特徴とする通信システム。

請求項2

前記複数の通信端末装置は、機械対機械の通信を行うマシンタイプコミュニケーション用の通信端末装置と、他の通信端末装置とを含み、前記複数のページング制御チャネルは、前記マシンタイプコミュニケーション用の通信端末装置を呼出すためのページングメッセージがマッピングされるチャネルと、前記他の通信端末装置を呼出すためのページングメッセージがマッピングされるチャネルとを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。

請求項3

前記複数のページング制御チャネルは、前記通信端末装置の種別毎に設けられたページングチャネル(PCH)に、前記伝送時間間隔で、マッピングされ、前記通信端末装置の種別毎に設けられた前記ページングチャネルは、前記通信端末装置の種別によらず、物理下り共有チャネルPDSCH)に、前記伝送時間間隔で、マッピングされる、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信システム。

技術分野

0001

本発明は、複数の通信端末装置基地局装置との間で無線通信を実施する通信ステムに関する。

背景技術

0002

第3世代と呼ばれる通信方式のうち、W−CDMA(Wideband Code division Multiple Access)方式が2001年から日本で商用サービスが開始されている。また、下りリンク(個別データチャネル個別制御チャネル)にパケット伝送用のチャネル(High Speed-Downlink Shared Channel:HS−DSCH)を追加することにより、下りリンクを用いたデータ送信の更なる高速化を実現するHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)のサービスが開始されている。さらに、上り方向のデータ送信をより高速化するため、HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)方式についてもサービスが開始されている。W−CDMAは、移動体通信システム規格化団体である3GPP(3rd Generation Partnership Project)により定められた通信方式であり、リリース8版の規格書がとりまとめられている。

0003

また、3GPPにおいて、W−CDMAとは別の通信方式として、無線区間についてはロングタームエボリューション(Long Term Evolution:LTE)、コアネットワーク(単にネットワークとも称する)を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション(System Architecture Evolution:SAE)と称される新たな通信方式が検討されている。この通信方式は3.9G(3.9 Generation)システムとも呼ばれる。

0004

LTEでは、アクセス方式無線チャネル構成プロトコルが、現在のW−CDMA(HSDPA/HSUPA)とは全く異なるものになる。例えば、アクセス方式は、W−CDMAが符号分割多元接続(Code Division Multiple Access)を用いているのに対して、LTEは下り方向はOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、上り方向はSC−FDMA(Single Career Frequency Division Multiple Access)を用いる。また、帯域幅は、W−CDMAが5MHzであるのに対し、LTEでは1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHzの中で基地局毎に選択可能となっている。また、LTEでは、W−CDMAのように回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。

0005

LTEは、W−CDMAのコアネットワーク(General Packet Radio Service:GPRS)とは異なる新たなコアネットワークを用いて通信システムが構成されるため、W−CDMA網とは別の独立した無線アクセス網として定義される。したがって、W−CDMAの通信システムと区別するため、LTEの通信システムでは、移動端末(User Equipment:UE)と通信を行う基地局(Base station)はeNB(E-UTRAN NodeB)と称され、複数の基地局と制御データやユーザデータのやり取りを行う基地局制御装置(Radio Network Controller)は、EPC(Evolved Packet Core)またはaGW(Access Gateway)と称される。このLTEの通信システムでは、ユニキャスト(Unicast)サービスとE-MBMSサービス(Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service)とが提供される。E−MBMSサービスとは、放送型マルチメディアサービスであり、単にMBMSと称される場合もある。複数の移動端末に対してニュース天気予報モバイル放送などの大容量放送コンテンツが送信される。これを1対多(Point to Multipoint)サービスともいう。

0006

3GPPでの、LTEシステムにおける全体的なアーキテクチャ(Architecture)に関する現在の決定事項が、非特許文献1(4.6.1章)に記載されている。全体的なアーキテクチャについて図1を用いて説明する。図1は、LTE方式の通信システムの構成を示す説明図である。図1において、移動端末101に対する制御プロトコル、例えばRRC(Radio Resource Control)と、ユーザプレイン、例えばPDCP(Packet Data Convergence Protocol)、RLC(Radio Link Control)、MAC(Medium Access Control)、PHY(Physical layer)とが基地局102で終端するならば、E−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)は1つあるいは複数の基地局102によって構成される。

0007

基地局102は、MME(Mobility Management Entity)103から通知されるページング信号(Paging Signaling、ページングメッセージ(paging messages)とも称される)のスケジューリング(Scheduling)および送信を行う。基地局102は、X2インタフェースにより、互いに接続される。また基地局102は、S1インタフェースによりEPC(Evolved Packet Core)に接続される。より明確には、基地局102は、S1_MMEインタフェースによりMME(Mobility Management Entity)103に接続され、S1_UインタフェースによりS−GW(Serving Gateway)104に接続される。

0008

MME103は、複数あるいは単数の基地局102へのページング信号の分配を行う。また、MME103は、待受け状態(Idle State)のモビリティ制御(Mobility control)を行う。MME103は、移動端末が待ち受け状態およびアクティブ状態(Active State)の際に、トラッキングエリア(Tracking Area)リストの管理を行う。

0009

S−GW104は、ひとつまたは複数の基地局102とユーザデータの送受信を行う。S−GW104は、基地局間のハンドオーバの際、ローカル移動性アンカーポイント(Mobility Anchor Point)となる。EPCには、さらにP−GW(PDN Gateway)が存在し、ユーザ毎のパケットフィルタリングやUE−IDアドレス割当などを行う。

0010

移動端末101と基地局102との間の制御プロトコルRRCは、報知(Broadcast)、ページング(paging)、RRC接続マネージメント(RRC connection management)などを行う。RRCにおける基地局と移動端末の状態として、RRC_IDLE、RRC_CONNECTEDがある。RRC_IDLEでは、PLMN(Public Land Mobile Network)選択、システム情報(System Information:SI)の報知、ページング(paging)、セル再選択(cell reselection)、モビリティ等が行われる。RRC_CONNECTEDでは、移動端末はRRC接続(connection)を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができ、また、ハンドオーバ(Handover:HO)、隣接セル(Neighbour cell)のメジャメント等が行われる。

0011

非特許文献1(5章)に記載される3GPPでの、LTEシステムにおけるフレーム構成に関する現在の決定事項について、図2を用いて説明する。図2は、LTE方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。図2において、1つの無線フレーム(Radio frame)は10msである。無線フレームは10個の等しい大きさのサブフレーム(Sub-frame)に分割される。サブフレームは、2個の等しい大きさのスロット(slot)に分割される。無線フレーム毎に1番目と6番目のサブフレームに下り同期信号(Downlink Synchronization Signal:SS)が含まれる。同期信号には、第一同期信号(Primary Synchronization Signal:P−SS)と、第二同期信号(Secondary Synchronization Signal:S−SS)とがある。

0012

サブフレーム単位にてMBSFN(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network)用とMBSFN以外のチャネルの多重が行われる。MBSFN送信(MBSFN Transmission)とは、同時に複数のセルから同じ波形の送信により実現される同時放送送信技術(simulcast transmission technique)である。MBSFN領域(MBSFN Area)の複数のセルからのMBSFN送信は、移動端末によって1つの送信であると見える。MBSFNとは、このようなMBSFN送信をサポートするネットワークである。以降、MBSFN送信用のサブフレームをMBSFNサブフレーム(MBSFN sub-frame)と称する。

0013

非特許文献2に、MBSFNサブフレームの割り当て時のシグナリング例が記載されている。図3は、MBSFNフレームの構成を示す説明図である。図3において、MBSFNフレーム(MBSFN frame)毎にMBSFNサブフレームが割り当てられる。MBSFNフレームは、割当周期(radio Frame Allocation Period)にて繰り返される。MBSFNサブフレームは、割当周期と割当オフセット(radio Frame Allocation Offset)によって定義された無線フレームにてMBSFNのために割り当てられるサブフレームであり、マルチメディアデータを伝送するためのサブフレームである。以下の式(1)を満たす無線フレームが、MBSFNサブフレームを含む無線フレームである。

0014

SFN mod radioFrameAllocationPeriod=radioFrameAllocationOffset …(1)
MBSFNサブフレームの割当は6ビットにて行われる。1番左のビットは、サブフレーム2番目(#1)のMBSFN割当を定義する。2番目のビットはサブフレーム3番目(#2)、3番目のビットはサブフレーム4番目(#3)、4番目のビットはサブフレーム7番目(#6)、5番目のビットはサブフレーム8番目(#7)、6番目のビットはサブフレーム9番目(#8)のMBSFN割当を定義する。該ビットが「1」を示す場合、対応するサブフレームがMBSFNのために割当てられることを示す。

0015

3GPPでの、LTEシステムにおけるチャネル構成に関する現在の決定事項が、非特許文献1(5章)に記載されている。CSGセル(Closed Subscriber Group cell)においてもnon−CSGセルと同じチャネル構成が用いられると想定されている。物理チャネル(Physical channel)について、図4を用いて説明する。図4は、LTE方式の通信システムで使用される物理チャネルを説明する説明図である。

0016

図4において、物理報知チャネル(Physical Broadcast channel:PBCH)401は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。BCHトランスポートブロック(transport block)は、40ms間隔中の4個のサブフレームにマッピングされる。40msタイミングの明白なシグナリングはない。物理制御チャネルフォーマットインジケータチャネル(Physical Control Format Indicator Channel:PCFICH)402は、基地局102から移動端末101へ送信される。PCFICHは、PDCCHsのために用いるOFDMシンボルの数について基地局102から移動端末101へ通知する。PCFICHは、サブフレーム毎に送信される。

0017

物理下り制御チャネル(Physical Downlink Control Channel:PDCCH)403は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PDCCHは、リソース割り当て(allocation)、DL−SCH(後述の図5に示されるトランスポートチャネルの1つである下り共有チャネル)に関するHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)情報、PCH(図5に示されるトランスポートチャネルの1つであるページングチャネル)を通知する。PDCCHは、上りスケジューリンググラント(Uplink Scheduling Grant)を運ぶ。PDCCHは、上り送信に対する応答信号であるAck(Acknowledgement)/Nack(Negative Acknowledgement)を運ぶ。PDCCHは、L1/L2制御信号とも呼ばれる。

0018

物理下り共有チャネル(Physical Downlink Shared Channel:PDSCH)404は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PDSCHは、トランスポートチャネルであるDL−SCH(下り共有チャネル)やトランスポートチャネルであるPCHがマッピングされている。物理マルチキャストチャネル(Physical Multicast Channel:PMCH)405は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PMCHは、トランスポートチャネルであるMCH(マルチキャストチャネル)がマッピングされている。

0019

物理上り制御チャネル(Physical Uplink Control Channel:PUCCH)406は、移動端末101から基地局102へ送信される上りチャネルである。PUCCHは、下り送信に対する応答信号(response)であるAck/Nackを運ぶ。PUCCHは、CQI(Channel Quality Indicator)レポートを運ぶ。CQIとは、受信したデータの品質、もしくは通信路品質を示す品質情報である。またPUCCHは、スケジューリングリクエスト(Scheduling Request:SR)を運ぶ。物理上り共有チャネル(Physical Uplink Shared Channel:PUSCH)407は、移動端末101から基地局102へ送信される上りチャネルである。PUSCHは、UL−SCH(図5に示されるトランスポートチャネルの1つである上り共有チャネル)がマッピングされている。

0020

物理HARQインジケータチャネル(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel:PHICH)408は、基地局102から移動端末101へ送信される下りチャネルである。PHICHは、上り送信に対する応答であるAck/Nackを運ぶ。物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel:PRACH)409は、移動端末101から基地局102へ送信される上りチャネルである。PRACHは、ランダムアクセスプリアンブル(random access preamble)を運ぶ。

0021

下りリファレンスシグナル(Reference signal)は、移動体通信システムとして既知シンボルである。移動端末の物理レイヤの測定として、リファレンスシンボル受信電力(Reference Symbol Received Power:RSRP)がある。

0022

非特許文献1(5章)に記載されるトランスポートチャネル(Transport channel)について、図5を用いて説明する。図5は、LTE方式の通信システムで使用されるトランスポートチャネルを説明する説明図である。図5(A)には、下りトランスポートチャネルと下り物理チャネルとの間のマッピングを示す。図5(B)には、上りトランスポートチャネルと上り物理チャネルとの間のマッピングを示す。

0023

下りトランスポートチャネルについて報知チャネル(Broadcast Channel:BCH)は、その基地局(セル)のカバレッジ全体に報知される。BCHは、物理報知チャネル(PBCH)にマッピングされる。

0024

下り共有チャネル(Downlink Shared Channel:DL−SCH)には、HARQ(Hybrid ARQ)による再送制御が適用される。DL−SCHは、基地局(セル)のカバレッジ全体への報知が可能である。DL−SCHは、ダイナミックあるいは準静的(Semi-static)なリソース割り当てをサポートする。準静的なリソース割り当ては、パーシステントスケジューリング(Persistent Scheduling)とも言われる。DL−SCHは、移動端末の低消費電力化のために移動端末のDRX(Discontinuous reception)をサポートする。DL−SCHは、物理下り共有チャネル(PDSCH)へマッピングされる。

0025

ページングチャネル(Paging Channel:PCH)は、移動端末の低消費電力を可能とするために移動端末のDRXをサポートする。PCHは、基地局(セル)のカバレッジ全体への報知が要求される。PCHは、動的にトラフィックに利用できる物理下り共有チャネル(PDSCH)のような物理リソース、あるいは他の制御チャネルの物理下り制御チャネル(PDCCH)のような物理リソースへマッピングされる。

0026

マルチキャストチャネル(Multicast Channel:MCH)は、基地局(セル)のカバレッジ全体への報知に使用される。MCHは、マルチセル送信におけるMBMSサービス(MTCHとMCCH)のSFN合成をサポートする。MCHは、準静的なリソース割り当てをサポートする。MCHは、PMCHへマッピングされる。

0027

上り共有チャネル(Uplink Shared Channel:UL−SCH)には、HARQ(Hybrid ARQ)による再送制御が適用される。UL−SCHは、ダイナミックあるいは準静的(Semi-static)なリソース割り当てをサポートする。UL−SCHは、物理上り共有チャネル(PUSCH)へマッピングされる。

0028

図5(B)に示されるランダムアクセスチャネル(Random Access Channel:RACH)は、制御情報に限られている。RACHは、衝突リスクがある。RACHは、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)へマッピングされる。

0029

HARQについて説明する。HARQとは、自動再送(Automatic Repeat reQuest:ARQ)と誤り訂正(Forward Error Correction)との組み合わせにより、伝送路通信品質を向上させる技術である。通信品質が変化する伝送路に対しても、再送により誤り訂正が有効に機能するという利点がある。特に、再送にあたって初送の受信結果と再送の受信結果との合成をすることで、更なる品質向上を得ることも可能である。

0030

再送の方法の一例を説明する。受信側にて、受信データが正しくデコードできなかった場合、換言すればCRC(Cyclic Redundancy Check)エラーが発生した場合(CRC=NG)、受信側から送信側へ「Nack」を送信する。「Nack」を受信した送信側は、データを再送する。受信側にて、受信データが正しくデコードできた場合、換言すればCRCエラーが発生しない場合(CRC=OK)、受信側から送信側へ「Ack」を送信する。「Ack」を受信した送信側は次のデータを送信する。

0031

HARQ方式の一例として、チェースコンバイニング(Chase Combining)がある。チェースコンバイニングとは、初送と再送に同じデータ系列を送信するもので、再送において初送のデータ系列と再送のデータ系列との合成を行うことで、利得を向上させる方式である。これは、初送データに誤りがあったとしても、部分的に正確なものも含まれており、正確な部分の初送データと再送データとを合成することで、より高精度にデータを送信できるという考え方に基づいている。また、HARQ方式の別の例として、IR(Incremental Redundancy)がある。IRとは、冗長度を増加させるものであり、再送においてパリティビットを送信することで、初送と組み合わせて冗長度を増加させ、誤り訂正機能により品質を向上させるものである。

0032

非特許文献1(6章)に記載される論理チャネルロジカルチャネル: Logical channel)について、図6を用いて説明する。図6は、LTE方式の通信システムで使用される論理チャネルを説明する説明図である。図6(A)には、下りロジカルチャネルと下りトランスポートチャネルとの間のマッピングを示す。図6(B)には、上りロジカルチャネルと上りトランスポートチャネルとの間のマッピングを示す。

0033

報知制御チャネル(Broadcast Control Channel:BCCH)は、報知システム制御情報のための下りチャネルである。論理チャネルであるBCCHは、トランスポートチャネルである報知チャネル(BCH)、あるいは下り共有チャネル(DL−SCH)へマッピングされる。

0034

ページング制御チャネル(Paging Control Channel:PCCH)は、ページング信号を送信するための下りチャネルである。PCCHは、移動端末のセルロケーションをネットワークが知らない場合に用いられる。論理チャネルであるPCCHは、トランスポートチャネルであるページングチャネル(PCH)へマッピングされる。

0035

共有制御チャネル(Common Control Channel:CCCH)は、移動端末と基地局との間の送信制御情報のためのチャネルである。CCCHは、移動端末がネットワークとの間でRRC接続(connection)を持っていない場合に用いられる。下り方向では、CCCHは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル(DL−SCH)へマッピングされる。上り方向では、CCCHは、トランスポートチャネルである上り共有チャネル(UL−SCH)へマッピングされる。

0036

マルチキャスト制御チャネル(Multicast Control Channel:MCCH)は、1対多の送信のための下りチャネルである。ネットワークから移動端末への1つあるいはいくつかのMTCH用のMBMS制御情報の送信のために用いられるチャネルである。MCCHは、MBMS受信中の移動端末のみに用いられるチャネルである。MCCHは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル(DL−SCH)あるいはマルチキャストチャネル(MCH)へマッピングされる。

0037

個別制御チャネル(Dedicated Control Channel:DCCH)は、移動端末とネットワークとの間の個別制御情報を送信するチャネルである。DCCHは、上りでは上り共有チャネル(UL−SCH)へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル(DL−SCH)にマッピングされる。

0038

個別トラフィックチャネル(Dedicated Traffic Channel:DTCH)は、ユーザ情報の送信のための個別移動端末への1対1通信のチャネルである。DTCHは、上りおよび下りともに存在する。DTCHは、上りでは上り共有チャネル(UL−SCH)へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル(DL−SCH)へマッピングされる。

0039

マルチキャストトラフィックチャネル(Multicast Traffic channel:MTCH)は、ネットワークから移動端末へのトラフィックデータ送信のための下りチャネルである。MTCHは、MBMS受信中の移動端末のみに用いられるチャネルである。MTCHは、下り共有チャネル(DL−SCH)あるいはマルチキャストチャネル(MCH)へマッピングされる。

0040

GCIとは、グローバルセル識別子(Global Cell Identity)のことである。LTEおよびUMTS(Universal Mobile Telecommunication System)において、CSGセル(Closed Subscriber Group cell)が導入される。CSGについて以下に説明する(非特許文献3 3.1章参照)。CSG(Closed Subscriber Group)とは、利用可能な加入者オペレータが特定しているセルである(特定加入者用セル)。

0041

特定された加入者は、PLMN(Public Land Mobile Network)の1つ以上のE-UTRANセルアクセスすることが許可される。特定された加入者がアクセスを許可されている1つ以上のE−UTRANセルを「CSGcell(s)」と呼ぶ。ただし、PLMNにはアクセス制限がある。CSGセルとは、固有のCSGアイデンティティ(CSG identity:CSG ID;CSG−ID)を報知するPLMNの一部である。予め利用登録し、許可された加入者グループメンバーは、アクセス許可情報であるところのCSG−IDを用いてCSGセルにアクセスする。

0042

CSG−IDは、CSGセルまたはセルによって報知される。移動体通信システムにCSG−IDは複数存在する。そして、CSG−IDは、CSG関連のメンバーのアクセスを容易にするために、移動端末(UE)によって使用される。

0043

移動端末の位置追跡は、1つ以上のセルからなる区域を単位に行われる。位置追跡は、待受け状態であっても移動端末の位置を追跡し、呼び出す(移動端末が着呼する)ことを可能にするためである。この移動端末の位置追跡のための区域をトラッキングエリアと呼ぶ。

0044

CSGホワイトリスト(CSGWhite List)とは、加入者が属するCSGセルのすべてのCSG IDが記録されている、USIM(Universal Subscriber Identity Module)に格納されたリストである。CSGホワイトリストは、許可CSGリスト(Allowed CSG ID List)と呼ばれることもある。

0045

「適切なセル」(Suitable cell)について以下に説明する(非特許文献3 4.3章参照)。「適切なセル」(Suitable cell)とは、UEが通常(normal)サービスを受けるためにキャンプオン(Camp ON)するセルである。そのようなセルは、以下の(1),(2)の条件を満たすものとする。

0046

(1)セルは、選択されたPLMNもしくは登録されたPLMN、または「EquivalentPLMNリスト」のPLMNの一部であること。

0047

(2)NAS(Non-Access Stratum)によって提供された最新情報にて、さらに以下の(a)〜(d)の条件を満たすこと
(a)そのセルが禁じられた(barred)セルでないこと
(b)そのセルが「ローミングのための禁止されたLAs」リストの一部ではなく、少なくとも1つのトラッキングエリア(Tracking Area:TA)の一部であること。その場合、そのセルは前記(1)を満たす必要がある
(c)そのセルが、セル選択評価基準を満たしていること
(d)そのセルが、CSGセルとしてシステム情報(System Information:SI)によって特定されたセルに関しては、CSG−IDはUEの「CSGホワイトリスト」(CSG WhiteList)の一部であること(UEのCSG WhiteList中に含まれること)。

0048

アクセプタブルセル」(Acceptable cell)について以下に説明する(非特許文献3 4.3章参照)。これは、UEが限られたサービス(緊急通報)を受けるためにキャンプオンするセルである。そのようなセルは、以下のすべての要件充足するものとする。つまり、E−UTRANネットワークで緊急通報を開始するための最小のセットの要件を以下に示す。(1)そのセルが禁じられた(barred)セルでないこと。(2)そのセルが、セル選択評価基準を満たしていること。

0049

セルにキャンプオン(camp on)するとは、UEがセル選択/再選択(cell selection/reselection)処理を完了し、UEがシステム情報とページング情報モニタするセルを選択した状態である。

0050

3GPPにおいて、Home−NodeB(Home−NB;HNB)、Home−eNodeB(Home−eNB;HeNB)と称される基地局が検討されている。UTRANにおけるHNB、またはE-UTRANにおけるHeNBは、例えば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。非特許文献4には、HeNBおよびHNBへのアクセスの3つの異なるモードが開示されている。具体的には、オープンアクセスモード(Open access mode)と、クローズドアクセスモード(Closed access mode)と、ハイブリッドアクセスモード(Hybrid access mode)である。

0051

各々のモードは、以下のような特徴を有する。オープンアクセスモードでは、HeNBやHNBは通常のオペレータのノーマルセルとして操作される。クローズドアクセスモードでは、HeNBやHNBがCSGセルとして操作される。これはCSGメンバーのみアクセス可能なCSGセルである。ハイブリッドアクセスモードでは、非CSGメンバーも同時にアクセス許可されているCSGセルである。ハイブリッドアクセスモードのセル(ハイブリッドセルとも称する)は、言い換えれば、オープンアクセスモードとクローズドアクセスモードの両方をサポートするセルである。

0052

3GPPでは、全PCI(Physical Cell Identity)を、CSGセル用とnon−CSGセル用とに分割(PCIスプリットと称する)することが議論されている(非特許文献5参照)。またPCIスプリット情報は、システム情報にて基地局から傘下の移動端末に対して報知されることが議論されている。PCIスプリットを用いた移動端末の基本動作を開示する。PCIスプリット情報を有していない移動端末は、全PCIを用いて(例えば504コード全てを用いて)セルサーチを行う必要がある。これに対して、PCIスプリット情報を有する移動端末は、当該PCIスプリット情報を用いてセルサーチを行うことが可能である。

0053

また3GPPでは、リリース10として、ロングタームエボリューションアドヴァンスド(Long Term Evolution Advanced:LTE−A)の規格策定が進められている(非特許文献6、非特許文献7参照)。

0054

LTE−Aシステムでは、高い通信速度、セルエッジでの高いスループット、新たなカバレッジエリアなどを得るために、リレー(Relay:リレーノード(RN))をサポートすることが検討されている。リレーノードは、ドナーセル(Donor cell;Donor eNB;DeNB)を介して無線アクセスネットワークに無線で接続される。ドナーセルの範囲内で、ネットワーク(Network:NW)からリレーへのリンクは、ネットワークからUEへのリンクと同じ周波数バンド共用する。この場合、リリース8のUEも該ドナーセルに接続することを可能とする。ドナーセルとリレーノードとの間のリンクをバックホールリンク(backhaul link)と称し、リレーノードとUEとの間のリンクをアクセスリンク(access link)と称す。

0055

3GPPでは、通常のeNB(マクロセル)だけでなく、ピコeNB(ピコセル(pico cell))、HeNB/HNB/CSGセル、ホットゾーンセル用のノード、リレーノード、リモートラジオヘッド(Remote Radio Head:RRH)などのいわゆるローカルノードが検討されている。

0056

3GPPにおいて、マシンタイプコミュニケーション(Machine Type Communication:MTC)技術の検討が進められている(非特許文献8および9参照)。MTCは、従来の人対人(Human to Human:H2H)の通信と異なり、機械対機械(Machine to Machine:M2M)の通信である。すなわち、MTCでは、ヒューマンインタラクション(Human Interaction)、つまり人と人とのやり取りを必要としない。MTC技術を用いたサービス(以下「MTCサービス」という)の応用例として、ガス電力、水道などの検針(Metering)や、輸送管理および発注管理(Tracking&Tracing)などがある。MTCサービスの特徴として、MTC用のデバイス(MTC Device:MTCD)の数が膨大であることがある。一例として、1つのセルの傘下に3万台以上のMTCDが存在することが想定されている。非特許文献8に、MTCの3GPPにおける規格が示されている。

0057

MTCサービスでは、多数のMTCDから、あるいは多数のMTCDへ同時にデータを通信する状況が生じる。従来の通信方式では、H2H通信に最適化されているので、多数のMTCDが同時にデータを通信する状況に対する対策が、為されていない。このため、多数のMTCDから、あるいは多数のMTCDへ同時にデータを通信する状況では、無線ネットワークおよびコアネットワークにおいて、混雑状態が生じて、過負荷状態になってしまうという問題が発生する。

0058

下り通信混雑(以下「下り混雑」という場合がある)およびそれによる問題を解消する方法として、3GPPに、非特許文献10、非特許文献11および非特許文献12の技術が提案されている。また、上り通信の混雑(以下「上り混雑」という場合がある)およびそれによる問題を解消する方法として、3GPPに、非特許文献13の技術が提案されている。

先行技術

0059

3GPP TS36.300 Va.0.0
3GPP TS36.331 V9.3.0
3GPP TS36.304 V9.3.0
3GPP S1−083461
3GPP R2−082899
3GPP TR 36.814 V9.0.0
3GPP TR 36.912 V9.0.0
3GPP TS 22.368 V2.0.0
3GPP R3−100315
3GPP R2−102962
3GPP R2−104004
3GPP R2−102297
3GPP S2−103183

発明が解決しようとする課題

0060

MTCサービスをサポートする場合、多数のMTCDから、あるいは多数のMTCDへ同時にデータを通信するので、無線ネットワークおよびコアネットワークにおいて、混雑状態が生じて、過負荷状態になってしまうという問題が発生する。

0061

下り混雑およびそれによる問題を解消する方法として、前述のように3GPPに、非特許文献10、非特許文献11および非特許文献12の技術が提案されている。これらの非特許文献10〜12には、MTCD毎ではなく、MTCグループ毎にページングを送信することによって、ページングの負荷を削減する方法が開示されている。しかし、これらの非特許文献10〜12に開示された方法では、多数のMTCDに一斉にページングを通知するような場合、MTCDではない移動端末のページング用の無線リソース不足が生じるという問題が依然として残ってしまう。

0062

また、上り混雑およびそれによる問題を解消する方法として、前述のように3GPPに、非特許文献13の技術が提案されている。非特許文献13には、MTCDからのデタッチ処理の要求が無い場合でも、上位ノードによってデタッチ処理を行うようにすることが記載されている。しかし、非特許文献13に開示された方法では、MTCDの上りRACH用無線リソースの不足が生じるという問題が生じてしまう。

0063

本発明の目的は、下り通信または上り通信の混雑およびそれによる無線リソース不足を回避することができる通信システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0064

本発明の通信システムは、コアネットワークに接続される基地局装置と、前記基地局装置に無線通信可能に接続される複数の通信端末装置とを備える通信システムであって、前記基地局装置は、複数のページング制御チャネル(PCCH)を同じ伝送時間間隔(TTI)でマッピングし、前記複数のページング制御チャネルは、前記通信端末装置の種別毎に設けられたチャネルを含む、ことを特徴とする。

発明の効果

0065

本発明の通信システムによれば、或る種別の通信端末装置に最適な通信を維持した状態で、他の種別の通信端末装置の通信を可能とする通信システムを構築することが可能となる。

0066

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図面の簡単な説明

0067

LTE方式の通信システムの構成を示す説明図である。
LTE方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。
MBSFNフレームの構成を示す説明図である。
LTE方式の通信システムで使用される物理チャネルを説明する説明図である。
LTE方式の通信システムで使用されるトランスポートチャネルを説明する説明図である。
LTE方式の通信システムで使用される論理チャネルを説明する説明図である。
現在3GPPにおいて議論されているLTE方式の移動体通信システムの全体的な構成を示すブロック図である。
本発明に係る移動端末(図7の移動端末71)の構成を示すブロック図である。
本発明に係る基地局(図7の基地局72)の構成を示すブロック図である。
本発明に係るMME(図7のMME部73)の構成を示すブロック図である。
本発明に係るHeNBGWである図7に示すHeNBGW74の構成を示すブロック図である。
LTE方式の通信システムにおいて移動端末(UE)が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。
3GPPで検討されているMTCのアーキテクチャの一例を示す説明図である。
従来のLTEの通信システムにおけるページングのシーケンスを示す図である。
実施の形態1におけるページングメッセージに含まれる情報の一例を示す図である。
MTCDのページングレコード数最大値を準静的に設定する場合のページングのシーケンスの一例を示す図である。
実施の形態2におけるページングメッセージに含まれる情報の一例を示す図である。
MMEが、MTCグループとそれに属するMTCDとの対応付けを行う場合のページングのシーケンスの一例を示す図である。
eNBがセル毎のMTCグループ識別子への割当てを行う場合のページングのシーケンスの一例を示す図である。
現在のLTEで決められているページングがマッピングされるサブフレームを示す図である。
MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームを示す図である。
MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームが1つの場合のサブフレームの一例を示す図である。
MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームが1つの場合のサブフレームの他の例を示す図である。
現在のLTEで決められているページングがマッピングされる無線フレーム(PF)を示す図である。
MTCD向のページングがマッピングされる無線フレーム(PF)を示す図である。
実施の形態4で開示するMTCD向ページングメッセージをマッピングする無線フレームおよびサブフレームの構成を示す図である。
2つのMTCグループについて、周期オフセット値およびサブフレーム番号をMTCグループ毎に設定した場合の一例を示す図である。
実施の形態5におけるeNBのRNTマスク方法処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態5におけるnormal UEのページングメッセージの受信処理の処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態5におけるMTCDのページングメッセージ受信処理の処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態6における下りロジカルチャネル、下りトランスポートチャネルおよび下り物理チャネルの対応関係を示す図である。
実施の形態6におけるeNBのRNTIマスク方法の処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態6におけるnormal UEのページングメッセージの受信処理の処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態6におけるMTCDのページングメッセージの受信処理の処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態7におけるページングメッセージに含まれる情報の一例を示す図である。
ページングを利用したMTCサービス用下りデータ送受信処理のシーケンスを示す図である。
MTCD移動端末識別子をMTC dataと対にして送信する場合のページングメッセージに含まれる情報の一例を示す図である。
MTCサービス用データが発生したかどうかを通知するための情報とMTCサービス用下りデータとの送信方法の具体例について説明する図である。
実施の形態9におけるMTCサービス用下りデータの送受信処理のシーケンスを示す図である。
実施の形態9におけるMTCサービス用下りデータの送受信処理のシーケンスを示す図である。
MTCサービス用データが変更された場合の通知方法の具体例を説明する図である。
MTC dataの送信を所定の期間経過後オフする場合の具体例について説明する図である。
実施の形態10における上り混雑回避方法のシーケンスを示す図である。
実施の形態10の変形例1における上り混雑回避方法のシーケンスを示す図である。

実施例

0068

実施の形態1.
図7は、現在3GPPにおいて議論されているLTE方式の移動体通信システムの全体的な構成を示すブロック図である。現在3GPPにおいては、CSG(Closed Subscriber Group)セル(E−UTRANのHome−eNodeB(Home−eNB;HeNB)、UTRANのHome−NB(HNB))と、non−CSGセル(E−UTRANのeNodeB(eNB)、UTRANのNodeB(NB)、GERANのBSS)とを含めたシステムの全体的な構成が検討されており、E−UTRANについては、図7のような構成が提案されている(非特許文献1 4.6.1.章参照)。

0069

図7について説明する。移動端末装置(以下「移動端末」または「User Equipment(UE)」という)71は、基地局装置(以下「基地局」という)72と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。移動端末装置は、通信端末装置に相当する。基地局72は、マクロセルであるeNB72−1と、ローカルノードであるHome−eNB72−2とに分類される。eNB72−1は、大規模基地局装置に相当し、移動端末UE71と通信可能な範囲であるカバレッジとして、比較的大きい大規模カバレッジを有する。Home−eNB72−2は、小規模基地局装置に相当し、カバレッジとして、比較的小さい小規模カバレッジを有する。

0070

eNB72−1は、MME、あるいはS−GW、あるいはMMEおよびS−GWを含むMME/S−GW部(以下「MME部」という場合がある)73とS1インタフェースにより接続され、eNB72−1とMME部73との間で制御情報が通信される。ひとつのeNB72−1に対して、複数のMME部73が接続されてもよい。eNB72−1間は、X2インタフェースにより接続され、eNB72−1間で制御情報が通信される。

0071

Home−eNB72−2は、MME部73とS1インタフェースにより接続され、Home−eNB72−2とMME部73との間で制御情報が通信される。ひとつのMME部73に対して、複数のHome−eNB72−2が接続される。あるいは、Home−eNB72−2は、HeNBGW(Home-eNB GateWay)74を介してMME部73と接続される。Home−eNB72−2とHeNBGW74とは、S1インタフェースにより接続され、HeNBGW74とMME部73とはS1インタフェースを介して接続される。ひとつまたは複数のHome−eNB72−2がひとつのHeNBGW74と接続され、S1インタフェースを通して情報が通信される。HeNBGW74は、ひとつまたは複数のMME部73と接続され、S1インタフェースを通して情報が通信される。

0072

さらに現在3GPPでは、以下のような構成が検討されている。Home−eNB72−2間のX2インタフェースはサポートされない。MME部73からは、HeNBGW74はeNB72−1として見える。Home−eNB72−2からは、HeNBGW74はMME部73として見える。Home−eNB72−2が、HeNBGW74を介してMME部73に接続されるか否かに関係なく、Home−eNB72−2とMME部73との間のインタフェースは、S1インタフェースで同じである。複数のMME部73にまたがるような、Home−eNB72−2へのモビリティ、あるいはHome−eNB72−2からのモビリティはサポートされない。Home−eNB72−2は、唯一のセルをサポートする。

0073

図8は、本発明に係る移動端末(図7の移動端末71)の構成を示すブロック図である。図8に示す移動端末71の送信処理を説明する。まず、プロトコル処理部801からの制御データ、およびアプリケーション部802からのユーザデータが、送信データバッファ部803へ保存される。送信データバッファ部803に保存されたデータは、エンコーダー部804へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部803から変調部805へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコーダー部804でエンコード処理されたデータは、変調部805にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部806へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ807から基地局72に送信信号が送信される。

0074

また、移動端末71の受信処理は、以下のとおりに実行される。基地局72からの無線信号がアンテナ807により受信される。受信信号は、周波数変換部806にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部808において復調処理が行われる。復調後のデータは、デコーダー部809へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部801へ渡され、ユーザデータはアプリケーション部802へ渡される。移動端末71の一連の処理は、制御部810によって制御される。よって制御部810は、図8では省略しているが、各部801〜809と接続している。

0075

図9は、本発明に係る基地局(図7の基地局72)の構成を示すブロック図である。図9に示す基地局72の送信処理を説明する。EPC通信部901は、基地局72とEPC(MME部73、HeNBGW74など)との間のデータの送受信を行う。他基地局通信部902は、他の基地局との間のデータの送受信を行う。Home−eNB72−2間のX2インタフェースはサポートされない方向であるため、Home−eNB72−2では、他基地局通信部902が存在しないことも考えられる。EPC通信部901および他基地局通信部902は、それぞれプロトコル処理部903と情報の受け渡しを行う。プロトコル処理部903からの制御データ、ならびにEPC通信部901および他基地局通信部902からのユーザデータおよび制御データは、送信データバッファ部904へ保存される。

0076

送信データバッファ部904に保存されたデータは、エンコーダー部905へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部904から変調部906へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコードされたデータは、変調部906にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部907へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ908より一つもしくは複数の移動端末71に対して送信信号が送信される。

0077

また、基地局72の受信処理は以下のとおりに実行される。ひとつもしくは複数の移動端末71からの無線信号が、アンテナ908により受信される。受信信号は、周波数変換部907にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部909で復調処理が行われる。復調されたデータは、デコーダー部910へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部903あるいはEPC通信部901、他基地局通信部902へ渡され、ユーザデータはEPC通信部901および他基地局通信部902へ渡される。基地局72の一連の処理は、制御部911によって制御される。よって制御部911は、図9では省略しているが、各部901〜910と接続している。

0078

現在3GPPにおいて議論されているHome−eNB72−2の機能を以下に示す(非特許文献1 4.6.2章参照)。Home−eNB72−2は、eNB72−1と同じ機能を有する。加えて、HeNBGW74と接続する場合、Home−eNB72−2は、適当なサービングHeNBGW74を発見する機能を有する。Home−eNB72−2は、1つのHeNBGW74に唯一接続する。つまり、HeNBGW74との接続の場合は、Home−eNB72−2は、S1インタフェースにおけるFlex機能を使用しない。Home−eNB72−2は、1つのHeNBGW74に接続されると、同時に別のHeNBGW74や別のMME部73に接続しない。

0079

Home−eNB72−2のTACとPLMN IDは、HeNBGW74によってサポートされる。Home−eNB72−2をHeNBGW74に接続すると、「UE attachment」でのMME部73の選択は、Home−eNB72−2の代わりに、HeNBGW74によって行われる。Home−eNB72−2は、ネットワーク計画なしで配備される可能性がある。この場合、Home−eNB72−2は、1つの地理的な領域から別の地理的な領域へ移される。したがって、この場合のHome−eNB72−2は、位置によって、異なったHeNBGW74に接続する必要がある。

0080

図10は、本発明に係るMMEの構成を示すブロック図である。図10では、前述の図7に示すMME部73に含まれるMME73aの構成を示す。PDN GW通信部1001は、MME73aとPDN GWとの間のデータの送受信を行う。基地局通信部1002は、MME73aと基地局72との間のS1インタフェースによるデータの送受信を行う。PDN GWから受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、PDN GW通信部1001から、ユーザプレイン通信部1003経由で基地局通信部1002に渡され、1つあるいは複数の基地局72へ送信される。基地局72から受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、基地局通信部1002から、ユーザプレイン通信部1003経由でPDN GW通信部1001に渡され、PDN GWへ送信される。

0081

PDN GWから受信したデータが制御データであった場合、制御データは、PDN GW通信部1001から制御プレイン制御部1005へ渡される。基地局72から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、基地局通信部1002から制御プレイン制御部1005へ渡される。

0082

HeNBGW通信部1004は、HeNBGW74が存在する場合に設けられ、情報種別によって、MME73aとHeNBGW74との間のインタフェース(IF)によるデータの送受信を行う。HeNBGW通信部1004から受信した制御データは、HeNBGW通信部1004から制御プレイン制御部1005へ渡される。制御プレイン制御部1005での処理の結果は、PDN GW通信部1001経由でPDN GWへ送信される。また、制御プレイン制御部1005で処理された結果は、基地局通信部1002経由でS1インタフェースにより1つあるいは複数の基地局72へ送信され、またHeNBGW通信部1004経由で1つあるいは複数のHeNBGW74へ送信される。

0083

制御プレイン制御部1005には、NASセキュリティ部1005−1、SAEベアラコントロール部1005−2、アイドルステート(Idle State)モビリティ管理部1005—3などが含まれ、制御プレインに対する処理全般を行う。NASセキュリティ部1005—1は、NAS(Non-Access Stratum)メッセージのセキュリティなどを行う。SAEベアラコントロール部1005—2は、SAE(System Architecture Evolution)のベアラの管理などを行う。アイドルステートモビリティ管理部1005—3は、待受け状態(LTE−IDLE状態、単にアイドルとも称される)のモビリティ管理、待受け状態時のページング信号の生成および制御、傘下の1つあるいは複数の移動端末71のトラッキングエリア(TA)の追加、削除、更新検索トラッキングエリアリスト(TA List)管理などを行う。

0084

MME73aは、UEが登録されている(registered)追跡領域(トラッキングエリア:Tracking Area:TA)に属するセルへ、ページングメッセージを送信することで、ページングプロトコルに着手する。MME73aに接続されるHome−eNB72−2のCSGの管理やCSG−IDの管理、そしてホワイトリスト管理は、アイドルステートモビリティ管理部1005—3で行ってもよい。

0085

CSG−IDの管理では、CSG−IDに対応する移動端末とCSGセルとの関係が管理(追加、削除、更新、検索)される。例えば、あるCSG−IDにユーザアクセス登録された一つまたは複数の移動端末と該CSG−IDに属するCSGセルとの関係であってもよい。ホワイトリスト管理では、移動端末とCSG−IDとの関係が管理(追加、削除、更新、検索)される。例えば、ホワイトリストには、ある移動端末がユーザ登録した一つまたは複数のCSG−IDが記憶されてもよい。これらのCSGに関する管理は、MME73aの中の他の部分で行われてもよい。MME73aの一連の処理は、制御部1006によって制御される。よって制御部1006は、図10では省略しているが、各部1001〜1005と接続している。

0086

現在3GPPにおいて議論されているMME73aの機能を以下に示す(非特許文献1 4.6.2章参照)。MME73aは、CSG(Closed Subscriber Groups)のメンバーの1つ、あるいは複数の移動端末のアクセスコントロールを行う。MME73aは、ページングの最適化(Paging optimization)の実行をオプションとして認める。

0087

図11は、本発明に係るHeNBGWである図7に示すHeNBGW74の構成を示すブロック図である。EPC通信部1101は、HeNBGW74とMME73aとの間のS1インタフェースによるデータの送受信を行う。基地局通信部1102は、HeNBGW74とHome−eNB72−2との間のS1インタフェースによるデータの送受信を行う。ロケーション処理部1103は、EPC通信部1101経由で渡されたMME73aからのデータのうちレジストレーション情報などを、複数のHome−eNB72−2に送信する処理を行う。ロケーション処理部1103で処理されたデータは、基地局通信部1102に渡され、ひとつまたは複数のHome−eNB72−2にS1インタフェースを介して送信される。

0088

ロケーション処理部1103での処理を必要とせず通過(透過)させるだけのデータは、EPC通信部1101から基地局通信部1102に渡され、ひとつまたは複数のHome−eNB72−2にS1インタフェースを介して送信される。HeNBGW74の一連の処理は、制御部1104によって制御される。よって制御部1104は、図11では省略しているが、各部1101〜1103と接続している。

0089

現在3GPPにおいて議論されているHeNBGW74の機能を以下に示す(非特許文献1 4.6.2章参照)。HeNBGW74は、S1アプリケーションについてリレーする。Home−eNB72−2へのMME73aの手順の一部分であるが、HeNBGW74は、移動端末71に関係しないS1アプリケーションについて終端する。HeNBGW74が配置されるとき、移動端末71に無関係な手順がHome−eNB72−2とHeNBGW74との間、そしてHeNBGW74とMME73aとの間を通信される。HeNBGW74と他のノードとの間でX2インタフェースは設定されない。HeNBGW74は、ページングの最適化(Paging optimization)の実行をオプションとして認める。

0090

次に移動体通信システムにおける一般的なセルサーチ方法の一例を示す。図12は、LTE方式の通信システムにおいて移動端末(UE)が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。移動端末は、セルサーチを開始すると、ステップST1201で、周辺の基地局から送信される第一同期信号(P−SS)、および第二同期信号(S−SS)を用いて、スロットタイミングフレームタイミングの同期をとる。P−SSとS−SSとを合わせて、同期信号(SS)には、セル毎に割り当てられたPCI(Physical Cell Identity)に1対1に対応するシンクロナイゼーションコードが割り当てられている。PCIの数は現在504通りが検討されており、この504通りのPCIを用いて同期をとるとともに、同期がとれたセルのPCIを検出(特定)する。

0091

次に同期がとれたセルに対して、ステップST1202で、基地局からセル毎に送信される参照信号RS(cell-specific Reference Signal:CRS)を検出し受信電力(RSRPとも称される。)の測定を行う。参照信号RSには、PCIと1対1に対応したコードが用いられており、そのコードで相関をとることによって他セルと分離できる。ステップST1201で特定したPCIから、該セルのRS用のコードを導出することによって、RSを検出し、RS受信電力を測定することが可能となる。

0092

次にステップST1203で、ステップST1202までで検出されたひとつ以上のセルの中から、RSの受信品質が最もよいセル(例えば、RSの受信電力が最も高いセル、つまりベストセル)を選択する。

0093

次にステップST1204で、ベストセルのPBCHを受信して、報知情報であるBCCHを得る。PBCH上のBCCHには、セル構成情報が含まれるMIB(Master Information Block)がのる。したがってPBCHを受信してBCCHを得ることで、MIBが得られる。MIBの情報としては、例えば、DL(ダウンリンクシステム帯域幅送信帯域幅設定(transmission bandwidth configuration:dl-bandwidth)とも呼ばれる)、送信アンテナ数、SFN(System Frame Number)などがある。

0094

次にステップST1205で、MIBのセル構成情報をもとに該セルのDL−SCHを受信して、報知情報BCCHの中のSIB(System Information Block)1を得る。SIB1には、該セルへのアクセスに関する情報や、セルセレクションに関する情報、他のSIB(SIBk;k≧2の整数)のスケジューリング情報が含まれる。また、SIB1には、TAC(Tracking Area Code)が含まれる。

0095

次にステップST1206で、移動端末は、ステップST1205で受信したSIB1のTACと、移動端末が既に保有しているTA(Tracking Area)リスト内のTACとを比較する。比較した結果、ステップST1205で受信したTACがTAリスト内に含まれるTACと同じならば、該セルで待ち受け動作に入る。比較して、ステップST1205で受信したTACがTAリスト内に含まれなければ、移動端末は該セルを通してコアネットワーク(Core Network,EPC)(MMEなどが含まれる)へ、TAU(Tracking Area Update)を行うためにTAの変更を要求する。コアネットワークは、TAU要求信号とともに移動端末から送られてくる該移動端末の識別番号(UE−IDなど)をもとに、TAリストの更新を行う。コアネットワークは、移動端末に更新後のTAリストを送信する。移動端末は、受信したTAリストにて移動端末が保有するTACリストを書き換える(更新する)。その後、移動端末は、該セルで待ち受け動作に入る。

0096

LTEやUMTS(Universal Mobile Telecommunication System)においては、CSG(Closed Subscriber Group)セルの導入が検討されている。前述したように、CSGセルに登録したひとつまたは複数の移動端末のみにアクセスが許される。CSGセルと登録されたひとつまたは複数の移動端末とがひとつのCSGを構成する。このように構成されたCSGには、CSG−IDと呼ばれる固有の識別番号が付される。なお、ひとつのCSGには、複数のCSGセルがあってもよい。移動端末は、どれかひとつのCSGセルに登録すれば、そのCSGセルが属するCSGの他のCSGセルにはアクセス可能となる。

0097

また、LTEでのHome−eNBやUMTSでのHome−NBが、CSGセルとして使われることがある。CSGセルに登録した移動端末は、ホワイトリストを有する。具体的には、ホワイトリストはSIM(Subscriber Identity Module)/USIMに記憶される。ホワイトリストには、移動端末が登録したCSGセルのCSG情報が格納される。CSG情報として具体的には、CSG−ID、TAI(Tracking Area Identity)、TACなどが考えられる。CSG−IDとTACとが対応付けられていれば、どちらか一方でよい。また、CSG−IDおよびTACと、GCI(Global Cell Identity)とが対応付けられていればGCIでもよい。

0098

以上から、ホワイトリストを有しない(本発明においては、ホワイトリストが空(empty)の場合も含める)移動端末は、CSGセルにアクセスすることは不可能であり、non−CSGセルのみにしかアクセスできない。一方、ホワイトリストを有する移動端末は、登録したCSG−IDのCSGセルにも、non−CSGセルにもアクセスすることが可能となる。

0099

3GPPでは、全PCI(Physical Cell Identity)を、CSGセル用とnon−CSGセル用とに分割(PCIスプリットと称する)することが議論されている(非特許文献5参照)。またPCIスプリット情報は、システム情報にて基地局から傘下の移動端末に対して報知されることが議論されている。非特許文献5は、PCIスプリットを用いた移動端末の基本動作を開示する。PCIスプリット情報を有していない移動端末は、全PCIを用いて(例えば504コード全てを用いて)セルサーチを行う必要がある。これに対して、PCIスプリット情報を有する移動端末は、当該PCIスプリット情報を用いてセルサーチを行うことが可能である。

0100

また3GPPでは、ハイブリッドセルのためのPCIは、CSGセル用のPCI範囲の中には含まれないことが決定されている(非特許文献1 10.7章参照)。

0101

3GPPでは、移動端末がCSGセルをセレクション、あるいはリセレクションする方法について2つのモードが存在する。1つ目は、自動(Automatic)モードである。自動モードの特徴を以下に示す。移動端末内の許可CSGリスト(AllowedCSGID List)を利用して、セレクション、あるいはリセレクションを行う。PLMNの選択が完了した後、non−CSGセル、あるいは許可CSGリストに存在するCSG IDを伴うCSGセルである場合にのみ、選択している該PLMN中の1つのセルにキャンプオンする。移動端末の許可CSGリストが空であるならば、移動端末は、CSGセルの自立(autonomous)サーチ機能を停止する(非特許文献3 5.2.4.8.1章参照)。

0102

2つ目は、手動(Manual)モードである。手動モードの特徴を以下に示す。移動端末は、現在選択されているPLMNで利用可能なCSGのリストを、ユーザに示す。移動端末がユーザに提供するCSGのリストは、移動端末に保存されている許可CSGリストに含まれるCSGに限られない。ユーザが該CSGのリストに基づいてCSGを選定した後、移動端末は、選択されたCSG IDを伴うセルへキャンプオンし、登録(register)を試みる(非特許文献3 5.2.4.8.1章参照)。

0103

HeNBおよびHNBに対しては、様々なサービスへの対応が求められている。例えば、オペレータは、ある決められたHeNBおよびHNBに移動端末を登録させ、登録した移動端末のみにHeNBおよびHNBのセルへのアクセスを許可することで、該移動端末が使用できる無線リソースを増大させて、高速に通信を行えるようにする。その分、オペレータは、課金料を通常よりも高く設定する、といったサービスである。

0104

このようなサービスを実現するため、登録した(加入した、メンバーとなった)移動端末のみがアクセスできるCSGセル(Closed Subscriber Group cell)が導入されている。CSGセル(Closed Subscriber Group cell)は、商店街マンション、学校、会社などへ数多く設置されることが要求される。例えば、商店街では店舗毎、マンションでは部屋毎、学校では教室毎、会社ではセクション毎にCSGセルを設置し、各CSGセルに登録したユーザのみが該CSGセルを使用可能とするような使用方法が要求されている。HeNB/HNBは、マクロセルのカバレッジ外での通信を補完するためだけでなく、上述したような様々なサービスへの対応が求められている。このため、HeNB/HNBがマクロセルのカバレッジ内に設置される場合も生じる。

0105

3GPPにおいて、MTC技術の検討が進められている(非特許文献8および9参照)。MTCは、従来の人対人(H2H)の通信と異なり、機械対機械(M2M)の通信である。すなわち、MTCでは、ヒューマンインタラクション(Human Interaction)を必要としない。サービスの応用例として、ガス、電力、水道などの検針(Metering)や、輸送管理および発注管理(Tracking&Tracing)などがある。MTCサービスの特徴として、MTCDの数が膨大であることがある。一例として、1つのセルの傘下に3万台以上のMTCDが存在することが想定されている。非特許文献8に、MTCの3GPPにおける規格が示されている。

0106

3GPPでは、MTCのアーキテクチャが検討されている(非特許文献9参照)。図13は、3GPPで検討されているMTCのアーキテクチャの一例を示す説明図である。LTEの通信システムだけでなく、WCDMAの通信システムでもMTCサービスのサポートが検討されている。

0107

図13において、MTCD1301〜1304と、NB/eNB1305との間は、Uuインタフェース1311〜1314で接続されている。SGSN/MME(Serving GPRS Support Node/ Mobility Management Entity)1306は、NB/eNB1305とIuPS/S1インタフェース1315で接続されている。MMEとeNBとの間は、S1インタフェースで接続される。図示していないが、NBとSGSNとの間には、無線ネットワーク制御装置(Radio Network Controller:RNC)が存在している。NBとRNCとの間は、Iubインタフェースで接続され、RNCはIuPSインタフェースを介してSGSNに接続される。

0108

HLR/HSS(Home Location Register/Home Subscriber Server)1307は、Gr/S6aインタフェース1316を介して、SGSN/MME1306と接続される。通信オペレータ領域(Operator domain)1317には、NB/eNB1305、SGSN/MME1306、およびHLR/HSS1307などが含まれる。

0109

MTCサーバ1308は、通信オペレータ領域1317に含まれる。この他に、MTCサーバ1308が通信オペレータ領域1317に含まれない場合も検討されている。MTCサービスを行うMTCユーザ1309は、アプリケーションプログラムインタフェース(Application Program Interface:API)1310を介して、MTCサーバ1308と接続される。MTCサーバ1308が通信オペレータ領域1317のいずれのノードに接続されるかについては、3GPPにおいて現在検討中である。

0110

MTCサービス用の情報は、MTCユーザ1309によって、MTCサーバ1308から、通信オペレータ領域1317のノードであるNB/eNB1305、SGSN/MME1306、HLR/HSS1307を用いて、MTCD1301〜1304へ通知される。逆にMTCD1301〜1304からの情報は、通信オペレータ領域1317のノードであるNB/eNB1305、SGSN/MME1306、HLR/HSS1307を用いて、MTCサーバ1308へ通知され、MTCユーザ1309によって該情報が利用される。

0111

MTCサービスでは、多数のMTCDから、あるいは多数のMTCDへ同時にデータを通信する状況が生じる。このような状況は、例えば、1日1回午前1時に検針データをMTCDからMTCサーバに送信する場合、あるいは検針データを送信することをMTCサーバからMTCDに要求する場合などに生じる。他の例としては、全てのMTCDに対して、一斉にソフトウェアバージョンアップのためのデータを送信する場合などがある。

0112

従来の通信方式では、H2H通信に最適化されているので、多数のMTCDが同時にデータを通信する状況に対する対策は、為されていない。多数のMTCDから、あるいは多数のMTCDへ同時にデータを通信する状況では、無線ネットワークおよびコアネットワークにおいて混雑状態が生じてしまい、これらのネットワークが過負荷状態になってしまうという問題が発生する。

0113

例えば、図13に示す例において、MTCサーバ1308から一斉に多数のMTCD1301〜1304に検針データを送信することを要求するような場合、無線インタフェースであるUuインタフェース1311〜1314を介して、各MTCD1301〜1304へ一斉に呼出し(以下「ページング」という場合がある)が発生する。このような状況では、ページングの負荷が増大して過負荷状態となり、無線リソース不足が発生し、ページングが不可能になるという問題が生じてしまう。

0114

また、例えば、MTCサーバ1308から多数のMTCD1301〜1304に一斉にデータ送信を行うような場合も同様に、無線インタフェースであるUuインタフェース1311〜1314において、下りデータ送信用の無線リソースの不足が発生し、下りデータの送信が不可能になるという問題が生じてしまう。

0115

また、多数のMTCD1301〜1304からMTCサーバ1308に一斉に検針データを送信するような場合も同様に、無線インタフェースであるUuインタフェース1311〜1314において、上りシグナリングおよびデータ送信用の無線リソースの不足が発生し、上りアクセスが不可能になってしまうという問題が生じる。

0116

下り混雑およびそれによる問題を解消する方法として、3GPPに、非特許文献10、非特許文献11および非特許文献12の技術が提案されている。これらの非特許文献10〜12には、MTCD毎ではなく、MTCグループ毎にページングを送信することで、ページングの負荷を削減する方法が開示されている。しかし、これらの非特許文献10〜12に開示された方法では、多数のMTCDに一斉にページングを通知するような場合、MTCDではない移動端末(以降「ノーマル(normal)UE」と称す)のページング用の無線リソースの不足が生じるという問題が依然として残ってしまう。MTCDグループは、端末装置群に相当する。

0117

また、上り混雑およびそれによる問題を解消する方法として、3GPPに、非特許文献13の技術が提案されている。非特許文献13には、MTCDからのデタッチ処理の要求が無い場合でも、上位ノードによってデタッチ処理を行うようにすることが記載されている。しかし、非特許文献13に開示された方法では、MTCDの上りRACH用無線リソースの不足が生じるという問題が生じてしまう。

0118

本発明では、上述のような、下り混雑と、それによるページング用無線リソース不足および下りデータ用無線リソース不足などの下り無線リソース不足とを回避する方法について開示する。また、上り混雑と、それによる上りRACH用無線リソース不足などの上り無線リソース不足とを回避する方法について開示する。

0119

従来のLTEの通信システムにおけるページング(paging)方法について、以下に示す。図14は、従来のLTEの通信システムにおけるページングのシーケンスを示す図である。

0120

ステップST1401において、発信元から、発信先移動端末を管理するMMEに対して、着呼メッセージが通知される。着呼メッセージには、発信先の移動端末識別子(識別番号)が含まれる。ステップST1402において、MMEは、移動端末識別子のTAリストを検索する。この際、MMEは、必要に応じてHSSから情報を取得する。

0121

ステップST1403において、MMEは、一つまたは複数のeNBへ、ページングメッセージを送信する。これによって、ページングプロシージャ起動する。ページングメッセージには、発信先の移動端末識別子が含まれる。ステップST1403で送信されるページングメッセージに含まれる発信先の移動端末識別子(UE−ID)としては、後述するステップST1404のページングメッセージに含まれる移動端末識別子である国際移動加入者識別番号(International Mobile Subscriber Identity:IMSI)またはサービング一時的移動加入者識別番号(Serving Temporary Mobile Subscriber Identity:s−TMSI)と、ステップST1404のページングメッセージの送信タイミング導出用の移動端末識別子(UE_ID)とがある。

0122

ページングメッセージを受信したeNBは、ステップST1404において、傘下の移動端末(UE)に対してページングメッセージを送信する。ページングメッセージには、発信先の移動端末識別子(UE−ID)が含まれる。ステップST1404で送信されるページングメッセージに含まれる発信先の移動端末識別子(UE−ID)としては、IMSIあるいはs−TMSIが用いられる。

0123

ステップST1403におけるMMEからeNBへのページングメッセージの送信は、S1インタフェース上のS1シグナリングを用いて行われ、ページングメッセージは、ページングを通知するUEが属するTAリスト内のeNBに対して送信される。ステップST1404におけるeNBからUEへのページングメッセージの送信は、エアインタフェースであるUuインタフェースを用いて行われる。ステップST1404におけるページングメッセージの送信は、周期的に行われる。これは、UEが間欠受信(Discontinuous Receive;略称:DRX)を行うことを可能にして、UEの低消費電力化を図るためである。

0124

UEへのページングメッセージが送信される無線フレーム(ページングフレーム、Paging Frame:PF)およびサブフレーム(ページングオケージョン、Paging Occasion:PO)は、各UEのページング送信タイミング導出用の移動端末識別子(UE_ID)から導出される。以下、PFおよびPOをまとめて、「PF/PO」という場合がある。導出式は、非特許文献3の7章に示されている。UE_IDは、移動端末のIMSIから導出してもよい。導出式に用いられるパラメータTおよびnBは、システム情報として報知される。Tは、DRX周期であり、ターゲットとするUEへのページングメッセージが送信される周期である。nBは、1つのDRX周期内でPF/POが生じる回数を決めるパラメータである。これらを用いて、非特許文献3に従って、サブフレーム番号を表す後述のパラメータNsおよびi_sが導出される。

0125

ページングメッセージは、前述のようにロジカルチャネルであるPCCHにマッピングされ、さらにトランスポートチャネルであるPCH、および物理チャネルであるPDSCHにマッピングされる。ページングメッセージが送信されるサブフレームのPDCCHには、無線リソース割当情報が含まれる。PDCCHに含まれるページングメッセージ用の無線リソース割当情報は、ページング用の識別子であるP−RNTI(Paging-Radio Network Temporary Identity)を用いてマスクされる。

0126

無線リソース割当情報がマスクされると記載したが、さらに具体的には、無線リソース割当情報のCRC(Cyclic Redundancy Check)パリティビットがマスクされる。これによって、UEは、自局のページングメッセージが送信されるタイミングのサブフレーム(PF/PO)のPDCCHを、P−RNTIを用いて検出することで、ページングメッセージの有無を判断することが可能となる。

0127

ページングメッセージに含まれる情報として、ページングレコードのリストであるページングレコードリスト(pagingRecordList)、システムインフォメーションモディフィケーション(systemInfoModification)、および緊急情報インジケーション(etws-Indication)がある。ページングレコードには、移動端末(UE)識別子であるIMSIあるいはs−TMSIが含まれる。ページングメッセージを受信したUEは、ページングレコードに含まれるUE識別子に自UEの識別子があることを認識した場合、セルへアクセスを開始する。ページングレコードは、規格において最大値が決められており、「16」が設定されている。

0128

従来のLTEでのページングでは、非特許文献2に示されるように、ページングレコードの数が限定されているので、1サブフレームで呼出すことができるUE数が限定される。これによって、多数のMTCDへ一斉にページングが発生するような場合、全てのMTCDにページングを通知するまでに、大きな遅延が生じてしまうという問題がある。例えば、3GPP R2−102781(以下「非特許文献14」という)には、セル内の全てのMTCDにページングを通知するまでに、11.15秒の遅延を生じる旨の記載がある。

0129

さらに、normal UE向のページングを送信できなくなるという問題が生じる。normal UE向のページングと、MTCD向のページングとが同時に発生した場合、1つのページングメッセージ上の全てのページングレコードがMTCDの識別子となり、normal UEの識別子をのせることが不可能になる場合が生じる。このような場合、normal UEを呼出すことは不可能になる。DRX周期後の次のページングオケージョンでも、normal UE向のページングがMTCD向のページングと同時に発生する可能性は高く、同様にnormal UEを呼出すことが不可能となる。したがって、normal UEが自局宛のページングメッセージを受信できるまで、大きな遅延時間が生じることになる。

0130

非特許文献10および非特許文献11には、MTCD毎ではなく、MTCグループ毎にページングを送信することで、ページングの負荷を削減する方法が開示されている。しかし、これらの方法においても、MTCグループ向ページングと、normal UE向ページングとが同時に発生した場合、1つのページングメッセージ上のページングレコードのうちのいくつか、または全部がMTCグループの識別子となってしまい、normal UEの識別子をのせられる数が減少してしまう。これによって、いくつかのnormal UEを呼出すことが不可能になり、従って、normal UEが自局宛のページングメッセージを受信できるまで、大きな遅延時間が生じることになる。

0131

normal UEへのページングにおいては、ヒューマンインタラクション(Human Interaction)を必要とするので、遅延時間の増大は許されない。したがって、normal UE向のページングと、MTCD向のページングとが同時に発生した場合において、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが重要な課題となる。

0132

本実施の形態では、上述のような課題を解決するために、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出す方法を開示する。MTCDを呼出す具体的な方法として、以下の(1),(2)の2つを開示する。(1)normal UE向ページングをMTCD向ページングよりも優先する、(2)ページングレコードの個数(以下「ページングレコード数」という)の最大値を端末種別毎に設ける。

0133

まず、前記(1)のnormal UE向ページングをMTCD向ページングよりも優先する方法の具体例を示す。MMEは、eNBに送信するページングメッセージに、そのページングメッセージによるページングがnormal UE向であるか、MTCD向であるかを示す情報をのせる。例えば、1ビットの情報として、「1」をnormal UE向とし、「0」をMTCD向としてもよい。eNBは、MMEから受信したページングメッセージの情報に基づいて、1つのページングメッセージ上に含めるページングレコードに、MTCDの移動端末識別子よりも、normal UEの移動端末識別子を優先して記載して、ページングを送信する。これによって、normal UEを、MTCDよりも優先して呼出すことが可能となる。

0134

MMEからのページングが、MTCD向のページングではなく、MTCグループへのページングである場合であっても、上述の方法を適用できる。この場合には、MMEからのページングのページングメッセージに、そのページングメッセージが、normal UE向であるか、MTCD向であるかを示す情報をのせるようにすればよい。eNBは、MMEから受信したページングメッセージの情報に基づいて、1つのページングメッセージ上に含めるページングレコードに、MTCグループあるいはMTCグループに属するMTCDの移動端末識別子よりも、normal UEの移動端末識別子を優先して記載して、ページングを送信する。これによって、normal UEを優先して呼出すことが可能となる。

0135

以上のような方法を用いることによって、normal UE向のページングと、MTCD向のページングとが同時に発生した場合におけるnormal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となる。

0136

次に、前記(2)のページングレコード数の最大値を端末種別毎に設ける方法の具体例を示す。新たにMTCD用のページングレコード数の最大値を設ける。normalUE用には、従来のページングレコード数の最大値を用い、MTCD用には、新たに設けたページングレコード数の最大値を用いる。従来のページングレコード数の最大値を表すパラメータを「maxpagerec」として、これに、呼出し可能なnormal UEの個数の最大値を設定する。新たに設けたページングレコード数の最大値を表すパラメータを「mtc-maxpagerec」として、これに、呼出し可能なMTCDの個数の最大値を設定する。この方法を用いることによって、ページングメッセージに含まれるページングレコード数の最大値を、normal UEとMTCDとで別々に設定できるようになる。

0137

ページングレコードリストも、新たにMTCD用に設けるとよい。従来のページングレコードリストを表すパラメータを「pagingrecordlist」として、これにnormal UEのページングレコード数の最大値(maxpagerec)までの個数の移動端末識別子、具体的にはIMSIまたはs−TMSIを記載する。新たに設けたページングレコードリストを表すパラメータを「mtc-pagingrecordlist」として、これにMTCDのページングレコード数の最大値(mtc-maxpagerec)までの個数の移動端末識別子、具体的にはIMSIあるいはs−TMSIを記載すればよい。

0138

図15は、実施の形態1におけるページングメッセージに含まれる情報の一例を示す図である。図15に示すように、ページングメッセージには、呼出すnormal UEの移動端末識別子が、normal UEのページングレコード数の最大値(maxpagerec)までの個数分記載されたページングレコードのリスト(pagingrecordlist)と、呼出すMTCDの移動端末識別子が、MTCDのページングレコード数の最大値(mtc-maxpagerec)までの個数分記載されたページングレコードのリスト(mtc-pagingrecordlist)とが含まれている。

0139

MMEからページングメッセージを受信したeNBは、呼出す移動端末の移動端末識別子から、ページングメッセージを送信するタイミング(PF/PO)を決定する。複数の移動端末に一斉に呼出が発生する場合、複数の移動端末が、移動端末識別子によって決定される同じタイミング(PF/PO)で、同一のページングメッセージで呼出される場合がある。多数のMTCDに一斉に呼出しが発生する場合、複数の移動端末、特に複数のMTCDが、同じタイミング(PF/PO)で、同一のページングメッセージで呼出されることになる。

0140

eNBは、同一のページングメッセージで呼出す1つまたは複数のnormal UEの移動端末識別子を、ページングレコードリスト(pagingrecordlist)のページングレコードに、normal UEのページングレコード数の最大値(maxpagerec)以内の個数分記載する。さらに、同一のページングメッセージで呼出す1つまたは複数のMTCDの移動端末識別子を、ページングレコードリスト(mtc-pagingrecordlist)のページングレコードに、MTCDのページングレコード数の最大値(mtc-maxpagerec)以内の個数分記載する。このページングメッセージを前記タイミング(PF/PO)で周期的に間欠送信する。

0141

移動端末であるnormal UEおよびMTCDは、自局の移動端末識別子から導出したPF/POのタイミングで間欠受信し、ページングメッセージが存在する場合に、ページングメッセージを受信する。normal UEは、ページングメッセージのpagingrecordlistのページングレコードに、自局の移動端末識別子が存在すれば、呼出しが有ると判断して、上りアクセスを開始する。MTCDは、ページングメッセージのmtc-pagingrecordlistのページングレコードに、自局の移動端末識別子が存在すれば、呼出しが有ると判断して、上りアクセスを開始する。

0142

このように、ページングメッセージ内に、normal UEおよびMTCDのページングレコード数の最大値およびページングレコードリストを別々に設けることによって、1つのページングメッセージで多数の移動端末を呼出す状況が発生するような場合でも、normal UEへの影響を抑制することが可能となる。これによって、特にシステムへの影響の大きい、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となる。

0143

MTCのページングレコードに、MTCD毎の移動端末識別子ではなく、MTCグループ毎の識別子を設けて記載するようにしてもよい。MTCグループ毎の識別子としては、従来の移動端末識別子(UE−ID)の中から割当てるようにしてもよいし、従来の移動端末識別子とは別に、MTCグループ専用の識別子を設けるようにしてもよい。MTCのページングレコードにMTCグループ毎の識別子を記載する場合、MTCグループ毎の呼出が可能となる。

0144

MTCのページングレコードに、MTCグループ毎の識別子を記載する場合、ページングレコード数の最大値には、MTCDのページングレコード数の最大値(mtc-maxpagerec)を適用してもよい。この場合、MTCD毎の移動端末識別子とMTCグループ毎の識別子との合計数が、MTCDのページングレコード数の最大値を超えないように設定すればよい。

0145

MTCのページングレコードに、MTCグループ毎の識別子を記載する場合、他の方法として、MTCグループのページングレコード数の最大値を、normal UEのページングレコード数の最大値、およびMTCDのページングレコード数の最大値とは別に設けるようにしてもよい。MTCグループのページングレコード数の最大値を表すパラメータを「mtcg-maxpagerec」として、これに、呼出し可能なMTCグループの個数の最大値を設定すればよい。この方法を用いることによって、ページングメッセージに含まれるMTCグループのページングレコード数の最大値を、normal UEおよびMTCDとは別に設定できるようになる。ページングレコードリストも、新たにMTCグループ用に設けるとよい。MTCグループ用のページングレコードリストを表すパラメータを「mtcg-pagingrecordlist」として、これにMTCグループのページングレコード数の最大値(mtcg-maxpagerec)までの個数のMTCグループ識別子を記載すればよい。

0146

MTCDのページングレコード数の最大値(mtc-maxpagerec)、およびMTCグループのページングレコード数の最大値(mtcg-maxpagerec)は、静的あるいは準静的に設定できるようにしてもよい。

0147

静的に設定する場合は、予め規格に記載しておくことによって、MTCDおよびeNBが前記ページングレコード数の最大値を認識できる。この場合、パラメータのシグナリングが不要となるので、通信エラーが発生せず、無線リソースの消費を削減することが可能となる。

0148

準静的に設定する場合は、設定するノードを、eNBあるいはMMEとすればよい。eNBが設定する場合は、eNBからシステム情報として、ページングレコード数の最大値を傘下の移動端末に報知すればよい。MMEが設定する場合は、MMEからeNBに対して、S1インタフェース上のS1シグナリングメッセージを用いて、ページングレコード数の最大値を通知すればよい。これによって、eNBは、ページングレコード数の最大値を傘下の移動端末に通知することが可能となる。

0149

図16は、MTCDのページングレコード数の最大値を準静的に設定する場合のページングのシーケンスの一例を示す図である。ステップST1601において、MMEは、MTCD用のページングレコード数の最大値を決定する。ステップST1602において、MMEは、決定した最大値をS1シグナリングでeNBに通知する。ステップST1603において、eNBは、前記最大値をシステム情報として、傘下の移動端末(UE)に報知する。これによって、移動端末は、ページングメッセージに含まれるMTCD向ページングレコードの個数の最大値を認識することが可能となる。

0150

ステップST1604〜ステップST1607は、前述の図14に示すステップST1401〜ステップST1404と同じページングのシーケンスだが、移動端末としてMTCDへの呼出しについて開示してある。

0151

ステップST1604において、発信元からMMEに対して着呼メッセージが通知される。着呼メッセージには、発信先のMTCDの識別子が含まれる。ステップST1605において、MMEは、MTCDの識別子のTAリストを検索する。ステップST1606において、MMEは、一つまたは複数のeNBへ、ページングメッセージを送信する。ページングメッセージには、発信先のMTCDの識別子が含まれる。ページングメッセージを受信したeNBは、ステップST1607において、傘下の移動端末に対してページングメッセージを送信する。ページングメッセージには、発信先のMTCDの識別子が含まれる。

0152

MMEが、MTCDのページングレコード数あるいはMTCグループのページングレコード数の最大値を決定するための指標としては、MMEの傘下あるいはeNBの傘下のMTCDの台数、またはセル毎の無線リソース使用量を用いるとよい。また、これらの指標を組合せて用いてもよい。これらの指標を用いて最大値を準静的に設定可能とすることによって、セルに存在するMTCD数あるいはMTCグループ数に応じて、ページングレコード数の最大値を柔軟に変更できる。これによって、ページングに必要となる無線リソースの使用効率を高めることが可能となり、無線リソースの有効活用が可能となる。

0153

セルに存在するMTCD数あるいはMTCグループ数が比較的多い場合は、MTCDあるいはMTCグループのページングレコード数の最大値を比較的大きい値に設定し、セルに存在するMTCD数あるいはMTCグループ数が比較的少ない場合は、MTCDあるいはMTCグループのページングレコード数の最大値を比較的小さい値に設定する。

0154

上述した方法では、端末種別毎にページングレコード数の最大値を設定するようにしたが、他の方法として、1つのページングメッセージに含ませるページングレコードの個数の最大値を設定し、どれか1つの端末種別を除いた種別の端末について、端末種別毎にページングレコード数の最大値を設定するようにしてもよい。

0155

例えば、端末種別を、normal UEとMTCグループとした場合、1つのページングメッセージに含ませるページングレコードの個数の最大値を設定し、さらにMTCグループのページングレコード数の最大値を設定するようにしておけばよい。こうすることによって、上述した方法と同様に、normalUE用のページングレコード数を確保することが可能となる。

0156

本実施の形態で開示した方法を用いることによって、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。これによって、normal UE向のページングと、MTCD向のページングとが同時に発生した場合における下り混雑およびそれによるページング用無線リソース不足などの無線リソース不足を回避することができる。したがって、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となり、H2Hに最適な通信を維持した状態でM2M通信を可能とする通信システムを構築することが可能となる。

0157

実施の形態2.
本実施の形態では、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずにMTCDを呼出すことができる他の方法を開示する。

0158

具体的な方法として、ページングメッセージ内にMTCD呼出し用のインジケータ(以下「MTCD呼び出し用インジケータ」という場合がある)を設ける。ページングメッセージのページングレコードではない情報として、MTCD呼出し用インジケータを設けるとよい。

0159

図17は、実施の形態2におけるページングメッセージに含まれる情報の一例を示す図である。MTCD呼出し用インジケータを「mtc-indication」としている。図17に示すように、本実施の形態におけるページングメッセージには、従来のページングメッセージに含まれる情報、具体的には「pagingrecordlist」、「systeminfomodification」および「etws-indication」に加えて、「mtc-indication」を含める。「mtc-indication」を1ビット(bit)の情報として、「1」あるいは「true」の場合はMTCDの呼出しがあるとし、「0」あるいは「false」の場合はMTCDの呼出しが無いとしてもよい。

0160

MTCDは、自局の移動端末識別子から導出したPF/POのページングメッセージに、MTCD呼出し用インジケータ(mtc-indication)がある、すなわちtrueであることを認識すると、上りアクセスを開始する。

0161

このように構成することによって、MTCDを呼出すために、ページングメッセージのページングレコードにMTCDあるいはMTCグループの識別子をのせなくて済むので、1つのページングメッセージ内のページングレコードにのせられるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。これによって、normal UE向のページングと、MTCD向のページングとが同時に発生した場合における下り混雑およびそれによるページング用無線リソース不足を回避することができる。したがって、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となり、H2Hに最適な通信を維持した状態でM2M通信を可能とする通信システムを構築することが可能となる。

0162

着呼がMTCDに対して発生する場合ではなく、着呼がMTCグループに対して発生する場合、そのMTCグループに属するMTCDにページングを送信するために、MTCグループとMTCグループに属するMTCDとの対応付けが必要となる。MTCグループとそれに属するMTCDとの対応付けを行うノードとしては、MMEあるいはeNBを用いればよい。

0163

MTCグループとそれに属するMTCDとの対応付けを行うために、MTCグループ識別子とそのMTCグループに属するMTCDの移動端末識別子とを対応付けた対応リストを設けておくとよい。対応リストは、HSS、あるいはMME、あるいはeNBで構成および管理されるようにすればよい。

0164

MTCグループとそれに属するMTCDとの対応付けをMMEが行う場合、MMEは、対応付けに必要な情報を予めHSS、あるいはMME自身、あるいはeNBから取得するようにしておけばよい。対応付けに必要な情報としては、前述の対応リストがある。

0165

図18は、MMEが、MTCグループとそれに属するMTCDとの対応付けを行う場合のページングのシーケンスの一例を示す図である。ステップST1801で着呼を受信したMMEは、ステップST1802において、受信した着呼メッセージに含まれるMTCグループ識別子に基づいて、そのMTCグループ識別子のMTCグループに属するMTCDの移動端末識別子を導出する。MMEは、MTCDの移動端末識別子の導出のために必要な情報、例えばMTCグループ識別子と、そのMTCグループ識別子のMTCグループに属するMTCDの移動端末識別子との対応リストをHSSから取得するようにしてもよい。

0166

ステップST1803において、MMEは、導出したMTCDの移動端末識別子のTAリストを検索する。この場合も、MMEは、MTCDの移動端末識別子のTAリストの検索に必要な情報をHSSから取得するようにしてもよい。

0167

ステップST1804において、MMEは、TAリスト内の一つまたは複数のeNBへ、ページングメッセージを送信することによって、ページングプロシージャを起動する。ページングメッセージには、呼出すMTCDの移動端末識別子が含まれる。ページングメッセージを受信したeNBは、ステップST1805において、傘下の移動端末(UE)に対してページングを送信する。ページングのページングメッセージには、呼出すMTCDの移動端末識別子は含まれず、MTCD呼出し用インジケータ(mtc-indication)が含まれる。

0168

MMEからeNBへ送信するページングメッセージに、呼出す1つのMTCグループに属する一つまたは複数のMTCDの識別子をのせるようにしてもよい。この場合、1つのページングメッセージを受信したeNBは、受信したページングメッセージに含まれる一つまたは複数のMTCDの識別子に基づいて、一つまたは複数のMTCDに対して、MTCD呼出し用インジケータ(mtc-indication)を含むページングメッセージを送信する。このようにすることによって、MMEとeNBとの間のページング信号が1つでよくなるので、S1シグナリング量を削減することが可能となる。

0169

MTCグループのTAリストを新たに設けておいてもよい。MTCグループのTAリストは、ここで開示するページングがMTCグループに対して発生した場合に用いてもよい。MTCグループのTAリストの情報は、HSSにリストおよび管理されてもよいし、MMEにリストおよび管理されてもよい。MMEは、ステップST1803において、導出したMTCDの識別子のTAリストを検索するのではなく、MTCグループのTAリストを検索する。この際、TAリストがHSSにリストおよび管理されている場合は、MMEはHSSから情報を取得すればよい。MTCグループのTAリストを導出したMMEは、TAリストに含まれる一つまたは複数のeNBに対してページングメッセージを送信すればよい。

0170

MTCグループとそれに属するMTCDとの対応付けをeNBが行う場合、eNBは、対応付けに必要な情報を予めHSS、あるいはMME、あるいはeNB自身から取得するようにしておけばよい。HSSから取得する場合は、MMEを介して取得すればよい。対応付けに必要な情報として、前述の対応リストがある。

0171

MMEは、MTCグループのTAリストに含まれる一つまたは複数のeNBに対してMTCグループ識別子を含むページングメッセージを送信する。eNBは、MTCグループ識別子を受信して、前述の対応リストの対応付けに基づいて、その識別子のMTCグループに属するMTCDを導出する。eNBは、導出したMTCDに対して個別にページングメッセージを送信する。ページングメッセージには、MTCD呼出し用インジケータ(mtc-indication)を含ませる。これによって、MMEとeNBとの間のページング信号は、グループ毎に1つでよいので、S1シグナリング量を削減することが可能となる。

0172

実施の形態2 変形例1.
前述の実施の形態2の方法では、MTCD呼出し用インジケータ(mtc-indication)は1つであるので、セル内に複数のMTCグループが存在し、異なるMTCグループに属するMTCDに同時にページングが発生した場合、MTCDは、自局が属するMTCグループへのページングか否かを判別することができないという問題がある。

0173

この問題を解消するために、本変形例では、MTCD呼出し用のインジケータの代わりに、ページングメッセージ内にMTCグループ呼出し用のインジケータを設ける。

0174

MTCグループ呼出し用のインジケータの具体例として、MTCグループの識別子を用いてもよい。MTCグループ呼出し用のインジケータをMTCグループの識別子とした場合、MTCグループ呼出し用のインジケータは、MTCグループの識別子に要するビット数とすればよい。

0175

MTCDは、自局の移動端末識別子から導出したPF/POのページングメッセージに、MTCグループ呼出し用のインジケータとして、自MTCDの属するMTCグループの識別子があることを認識すると、上りアクセスを開始する。

0176

このように構成することによって、たとえ異なるMTCグループに属するMTCDに同時にページングが発生した場合でも、どのMTCグループに対する呼出しかをMTCDに対して通知することが可能となる。MTCDは、ページングメッセージが自MTCDの属するMTCグループに対する呼出しかを判断することが可能となるので、ページングメッセージの受信に続く上りアクセスを開始するか否かの判断が可能となる。これによって、自MTCDの属するMTCグループに対する呼出しでない場合に、上りアクセスを開始しないようにすることができ、低消費電力化を図ることができる。

0177

MTCグループの識別子は、システム毎に付与される。システムにおけるMTCグループの数は大きくなると考えられるので、MTCグループの識別子に必要とするビット数は多大になる。したがって、上述した方法のようにMTCグループの識別子をMTCグループ呼出し用のインジケータとして用いた場合、MTCグループ呼出し用のインジケータに必要とするビット数は多大になってしまう。

0178

そこで、MTCグループ呼出し用のインジケータの他の例として、セル毎のMTCグループの識別子を用いてもよい。

0179

ある1つのセルについて考えると、1つのセルでサポートされるMTCサービスの数は限定される。MTCグループがMTCサービス毎に構成されることなどが考えられるので、1つのセルでサポートされるMTCグループ数も、システムでサポートされるMTCグループ数と比較して少なくなる。したがって、システムにおけるMTCグループ識別子を、セル毎に割当て直すことによって、MTCグループ識別子の情報量を低減させることが可能となる。

0180

システムにおけるMTCグループ識別子をセル毎に割当て直す場合、たとえばeNBがセル毎のMTCグループ識別子への割当てを行うようにするとよい。MTCDとMMEとの間のアタッチプロシージャにおいて、eNBは、RRCシグナリングメッセージによって、MTCDが属するMTCグループのセル毎のMTCグループ識別子をMTCDに通知する。

0181

図19は、eNBがセル毎のMTCグループ識別子への割当てを行う場合のページングのシーケンスの一例を示す図である。ステップST1901において、MTCDがアタッチプロシージャを開始した場合、MMEは、上位ノードとの間でリソース設定などを行い、ステップST1902において、アタッチアクセプトメッセージをeNBに通知する。アタッチアクセプトメッセージには、MTCDが属するMTCグループ識別子を含ませておく。

0182

ステップST1903において、eNBは、システムでのMTCグループ識別子をセル毎のMTCグループ識別子に変換する。このMTCグループ識別子の変換における対応関係は、eNBに記憶させておく。たとえば、前記対応関係は、図9に示すeNBの制御部911あるいはプロトコル処理部903などに記憶させておくとよい。

0183

ステップST1904において、eNBは、RRC接続リコンフィグレーション(RRC connection reconfiguration)メッセージに、変換後のセル毎のMTCグループ識別子を含ませてMTCDに送信する。RRC接続リコンフィグレーションメッセージを受信したMTCDは、セル毎のMTCグループ識別子を認識する。ここでは、RRC接続リコンフィグレーションメッセージに、変換後のセル毎のMTCグループ識別子を含ませることを開示したが、これに限らず、eNBからMTCDに対して送信されるアタッチ完了メッセージに、変換後のセル毎のMTCグループ識別子を含ませるようにしてもよい。

0184

ステップST1905において、着呼を受信したMMEは、ステップST1906において、着呼メッセージに含まれるMTCグループ識別子に基づいて、そのMTCグループ識別子のMTCグループに属するMTCDの移動端末識別子を導出する。MMEは、MTCグループに属するMTCDの移動端末識別子の導出のために必要な情報、例えばMTCグループ識別子とそのMTCグループ識別子のMTCグループに属するMTCDの移動端末識別子との対応リストをHSSから取得するようにしてもよい。

0185

ステップST1907において、MMEは、導出したMTCDの移動端末識別子のTAリストを検索する。この場合も、MMEは、MTCDの移動端末識別子のTAリストの検索に必要な情報をHSSから取得するようにしてもよい。

0186

ステップST1908において、MMEは、TAリスト内の一つまたは複数のeNBへページングメッセージを送信することによって、ページングプロシージャを起動する。ページングメッセージには、呼出すMTCDの移動端末識別子が含まれる。

0187

ページングメッセージを受信したeNBは、ステップST1909において、システムでのMTCグループ識別子からセル毎のMTCグループ識別子を導出する。セル毎のMTCグループ識別子の導出には、ステップST1903で行った変換における対応関係を用いる。

0188

ステップST1910において、eNBは、傘下の移動端末(UE)に対してページングを送信する。ページングのページングメッセージには、呼出すMTCグループにおけるセル毎のMTCグループ識別子を含める。

0189

MTCDは、自局の移動端末識別子から導出したPF/POのページングメッセージに、MTCグループ呼出し用のインジケータとして、ステップST1904で受信した自MTCDの属するセル毎のMTCグループの識別子があることを認識すると、上りアクセスを開始する。

0190

また、セル毎のMTCグループの識別子ではなく、TA毎のMTCグループの識別子としてもよい。この場合、MMEが、TA毎のMTCグループ識別子への割当てを行うようにするとよい。MTCDとMMEとの間のアタッチプロシージャにおいて、MMEは、アタッチアクセプトメッセージによって、MTCDが属するTA毎のMTCグループ識別子をeNBに対して通知する。eNBは、RRCシグナリングメッセージによって、TA毎のMTCグループ識別子をMTCDに通知する。

0191

以上のようにセル毎、あるいはTA毎のMTCグループ識別子を設け、この識別子をMTCグループ呼出し用に用いることによって、MTCグループ呼出し用のインジケータのビット数を低減できる。これによって、多数のMTCDを呼出す場合の無線リソースの削減が可能となり、混雑を回避することが可能となる。

0192

以上に述べたようにセル毎、あるいはTA毎のMTCグループ識別子を設けることは、ページングメッセージ内のページングレコードにMTCグループ識別子を用いる場合にも適用可能である。これによって、ページングレコードのビット数を低減できるので、ページングレコード数の最大値を大きくとることができ、1つのページングメッセージで呼出すことができる移動端末数を増やすことが可能となる。したがって、normal UE呼出しへの影響を低減することが可能となる。

0193

実施の形態2 変形例2.
前述の実施の形態2および実施の形態2の変形例1では、PF/POを導出するために、MTCDの移動端末識別子を用いた場合について述べた。本変形例では、PF/POを導出するために、MTCDの移動端末識別子の代わりに、MTCグループ識別子を用いることとする。MTCグループ識別子としては、システムとしてのMTCグループ識別子とすればよく、この他にもTA毎のMTCグループ識別子、セル毎のMTCグループ識別子としてもよい。

0194

MTCDは、自MTCグループの識別子からPF/POを導出し、そのページングメッセージ内にMTC呼出し用のインジケータがある、すなわちtrueであることを認識すると、上りアクセスを開始する。

0195

この方法を用いることによって、PF/POがMTCグループで分散されるので、複数のMTCグループが同じPF/POになる可能性が大きく低減する。これによって、MTCDが、自MTCDが属するMTCグループでは無い他のMTCグループに対するページングに対して、上りアクセスを開始する可能性が大幅に低減する。したがって、MTCDの低消費電力化を図ることができるとともに、無駄な上りシグナリングを低減することが可能となり、上りの混雑を回避することができる。

0196

PF/POを導出するためのMTCグループの識別子として、MTCグループ毎にPF/POの導出結果が異なるようなMTCグループ識別子を、各MTCグループに割当てるようにしてもよい。このような構成にすることによって、複数のMTCグループのページングメッセージが同じPF/POで発生することを防ぐことができる。

0197

この方法は、MTCDに対してのみのMTCグループの識別子の割当てについてなので、レガシーの移動端末、すなわちリリースの古い規格の移動端末に割当てられている識別子を割当て直す等の必要は無い。したがって、新たなバージョンにおいてMTCがサポートされた場合に、レガシーの移動端末に影響を与えることなく、容易に導入することができる。

0198

MTCグループ識別子を設けるのではなく、同一MTCグループの全てのMTCDに、同一の移動端末識別子を割当てるようにしてもよい。別途MTCグループ識別子を設けるのではなく、MTCグループ識別子として移動端末識別子を用いてもよい。

0199

MTCグループ毎の移動端末識別子をページング専用としてもよい。ページングメッセージに、MTCグループ呼出し用のインジケータとして、MTCグループ毎の移動端末識別子であるIMSIおよびs−TMSIを用いてもよいし、ページングレコードに、MTCグループ毎の移動端末識別子であるIMSIおよびs−TMSIをのせるようにしてもよい。

0200

また、PF/PO導出の際に用いるようにしてもよい。すなわち、PF/PO導出の際に用いる移動端末識別子として、MTCグループ毎のUE_IDまたはIMSIを用いてもよい。

0201

また、ページング専用の移動端末識別子とは別に、MTCD毎の移動端末識別子も割当てるようにしてもよい。すなわち、1つのMTCDに対して、移動端末毎の移動端末識別子とMTCグループ毎の移動端末識別子とを二重に割当てるようにしてもよい。

0202

MTCDは、自局が属するMTCグループのページング専用移動端末識別子であるUE_IDまたはIMSIからPF/POを導出し、そのサブフレームにマッピングされたページングメッセージのページングレコードに、MTCグループ毎に割当てられた移動端末識別子であるIMSIまたはs−TMSIが記載されていることを認識すると、上りアクセスを開始する。

0203

以上に述べた方法によれば、従来の移動端末識別子の中からMTCグループ識別子を割当てることができるので、新たな体系あるいは規則の識別子を設ける必要が無く、システムとして簡略化でき、各ノードにおける制御を簡略化することができる。

0204

実施の形態3.
本実施の形態では、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことができる他の方法を開示する。

0205

非特許文献12には、MTCDに、MTCDとnormal UEとが別のPF/POになるような移動端末識別子を割当てることによって、normal UE向ページング用の無線リソースの不足を解消する方法が開示されている。しかし、非特許文献12に開示されている方法では、レガシーの移動端末も含めて、MTCDとnormal UEとでページンググループが異なるように、移動端末識別子を割当てなくてはならない。レガシーの移動端末には、既に移動端末識別子が割当てられているので、再度前記のような割当てを行うことは、オペレータにとって複雑で困難な作業となる。

0206

本実施の形態では、normal UE向のページングが発生するPF/POと、MTCD向のページングが発生するPF/POとを異ならせる。

0207

POを異ならせる方法の一例を示す。予めページングメッセージがマッピングされるサブフレームを異ならせる。

0208

図20は、現在のLTEで決められているページングがマッピングされるサブフレーム(PO)を示す図である。図20に示す「N/A」は、該当する値がない(Not Available)ことを表す。非特許文献3によって導出したNsと、非特許文献3によって移動端末のUE_IDまたはIMSIを用いて導出したi_sとに応じて、サブフレーム番号が決められている。これを、normal UE向のページングがマッピングされるサブフレームとし、これとは別に、MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームを設ける。

0209

図21は、MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームを示す図である。図21に示す「N/A」は、該当する値がない(Not Available)ことを表す。非特許文献3によって導出したNsと、非特許文献3によってMTCDのUE_IDまたはIMSIから導出したi_sとに応じて、サブフレーム番号が決められる。

0210

図20および図21に示すように、予めページングメッセージがマッピングされるサブフレームを、normal UEとMTCDとで異ならせることによって、normal UE向のページングとMTCD向のページングとが同一サブフレームで発生することは無くなる。これによって、1つのページングメッセージ内にnormal UEの呼出しとMTCDの呼出しとが含まれることは無くなる。また、移動端末識別子の割当て方法は、従来どおりの方法を適用することができる。

0211

したがって、セルに多数のMTCDが存在する場合に、レガシーの移動端末も含めて、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。これによって、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となり、H2Hに最適な通信を維持した状態でM2M通信を可能とする通信システムを構築することが可能となる。

0212

MTCD用のページングがマッピングされるサブフレームは、1つとしてもよい。例えば、実施の形態2で開示したように、MTCD呼出しのためにインジケータを用いるなどとしてページングレコードが不要な構成にすることによって、1つのページングメッセージで呼出すことができるMTCD数の制限がなくなる。したがって、複数のサブフレームを設定する必要がなくなる。

0213

図22は、MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームが1つの場合のサブフレームの一例を示す図である。図23は、MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームが1つの場合のサブフレームの他の例を示す図である。このように、MTCD向のページングがマッピングされるサブフレームを、MTCDの移動端末識別子によらずに、1つとすることで、MBSFNサブフレームへの影響を低減することができる。

0214

実施の形態3 変形例1.
本変形例では、PFを異ならせる方法の一例を示す。予めページングメッセージがマッピングされる無線フレームを異ならせる。

0215

図24は、現在のLTEで決められているページングがマッピングされる無線フレーム(PF)を示す図である。ここで、DRX周期Tは、T=32とし、1つのDRX周期内でPFが生じる回数を決めるパラメータnBは、nB=16とする。PFの導出方法は、非特許文献3に記載されている。

0216

図24において、斜線で示す無線フレームが、UE向のページングがマッピングされる無線フレームであるとする。周期Tは32であるので、無線フレーム(radio frame:rf)番号「0」から「31」までが1周期となる。nB=T/2であるので、ページングの発生する無線フレーム(PF)は、偶数番号の無線フレームとなる。PF内でページングが発生するサブフレーム番号は「9」とする。このPFをnormalUE用のページングがマッピングされる無線フレームとし、これとは別に、MTCD用のページングがマッピングされる無線フレームを設ける。

0217

図25は、MTCD向のページングがマッピングされる無線フレーム(PF)を示す図である。図24と同様に、T=32とし、nB=16とする。図25において、斜線で示す無線フレーム、具体的には奇数番号の無線フレームが、MTCD向のページングがマッピングされる無線フレームであるとする。このように、MTCD向のページングがマッピングされる無線フレームを、normal UE向のページングがマッピングされる無線フレームとは異ならせる。

0218

MTCD向のページングがマッピングされる無線フレーム(PF)の導出方法の一例として、以下の導出式(2)を用いるとよい。

0219

SFN mod T=(T div N)*(UE_ID mod N)+k …(2)
ただし、k=1
式(2)のkの値は、nBに応じて設定してもよい。例えば、nB=T/4の場合、k=1,2,3のいずれかとすればよい。他の例として、k=2*nB/Tとしてもよい。

0220

また、他の例として、以下の導出式(3)を用いてもよい。

0221

SFN mod T=(T div N)*(UE_ID mod N)
+1+(UE_ID mod (m−1)) …(3)
ただし、m=nB/T
これによって、normal UE向のページングがマッピングされない無線フレームの全てを、MTCD向のページングがマッピングされる無線フレームとして用いることが可能となる。

0222

本変形例で開示したように、normal UEのページングが発生する無線フレーム(PF)と、MTCDのページングが発生する無線フレーム(PF)とを異ならせることによって、normal UE向のページングとMTCD向のページングとが同一無線フレームで発生することは無くなる。これによって、1つのページングメッセージ内にnormal UEの呼出しとMTCDの呼出しとが含まれることは無くなる。また、移動端末識別子の割当て方法は、従来どおりの方法を適用することができる。

0223

したがって、セルに多数のMTCDが存在する場合に、レガシーの移動端末も含めて、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。

0224

前記の例は、T>nBの場合に適用可能である。T≦nBの場合は、全無線フレームにnormalUE用のページングがマッピングされることになるので、MTCD向のページングをマッピングさせる無線フレームを異ならせることができなくなる。

0225

この問題を解消するために、MMEあるいはeNBが、TAあるいはセルに存在する移動端末の台数、すなわち、normal UEの台数とMTCDの台数とに応じて、TおよびnBの値を決定するようにすればよい。また、式(2)のkの値は、TおよびnBの値と同様に決定されてもよいし、予め静的に決められてもよい。

0226

このように、MMEあるいはeNBが、TおよびnBの値を決定することによって、セルに多数のMTCDが存在する場合に、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。

0227

また、T>nBの場合にページングが発生する無線フレーム(PF)を異ならせることとし、T≦nBの場合にはページングが発生するサブフレーム(PO)を異ならせるようにしてもよい。T>nBの場合にページングが発生する無線フレーム(PF)を異ならせる方法として、本変形例で開示した方法を適用し、T≦nBの場合にページングが発生するサブフレーム(PO)を異ならせる方法として、実施の形態3で開示した方法を適用してもよい。

0228

このように構成することによって、多数のMTCDが存在する場合には必ず、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。

0229

実施の形態3 変形例2.
前述の実施の形態3および実施の形態3の変形例1では、normal UEのPF/PO導出用と、MTCDのPF/PO導出用とで、同じ値のTおよびnBを用いている。本変形例では、他の方法として、TおよびnBの値を、normal UEのPF/PO導出用と、MTCDのPF/PO導出用とで異ならせる。具体例として、TおよびnBをnormal UEのPF/PO導出用とし、新たにT_mtcおよびnB_mtcを設けて、MTCDのPF/PO導出用とする。

0230

PF/POの導出方法は、実施の形態3および実施の形態3の変形例1で開示した方法を適用すればよい。この際、MTCDのPF/POの導出時には、TおよびnBの代わりに、T_mtcおよびnB_mtcを用いればよい。

0231

TおよびnBは、システム情報として、eNBが傘下の移動端末に報知するとよい。このように構成することによって、normalUE用とMTCD用とで、DRX周期を異ならせることができ、各種移動端末でサポートされるサービスに応じたDRX周期を設けることが可能となる。これによって、各種移動端末毎のページング待受け時の消費電力も異ならせることが可能となる。

0232

TとT_mtcとの関係を、以下の式(4)のようにしてもよい。

0233

T_mtc=a*T …(4)
さらに、nBとnB_mtcとの関係を、以下の式(5)のようにしてもよい。

0234

nB≦nB_mtc …(5)
前記の設定として、実施の形態3の変形例1で開示した方法を適用することによって、normal UEのページングが発生する無線フレーム(PF)と、MTCDのページングが発生する無線フレーム(PF)とを異ならせることが可能となる。

0235

MTCDは、実施の形態3から実施の形態3の変形例2で開示した方法によって、自局の移動端末識別子であるUE_IDおよびIMSIを用いて、MTCD用のPF/POを導出する。そして、MTCDは、ページングメッセージのページングレコードに自局の移動端末識別子であるIMSIまたはs−TMSIが含まれていることを認識すると、上りアクセスを開始する。

0236

ページングレコードに移動端末であるnormal UEおよびMTCDの移動端末識別子をのせることで、移動端末を呼出す方法が用いられたとしても、実施の形態3から実施の形態3の変形例2で開示した方法を適用することによって、normal UEとMTCDとのPF/POを異ならせることができる。したがって、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。

0237

実施の形態3から実施の形態3の変形例2で開示した方法、ならびに前述の実施の形態2から実施の形態2の変形例2で開示した方法を組合せて用いることもできる。また、実施の形態3から実施の形態3の変形例2で開示した方法は、前述の実施の形態2から実施の形態2の変形例2で開示した、ページングメッセージ内にMTC呼出し用のインジケータを設ける場合にも適用可能である。これによって、ページングメッセージの情報量を大きく増大させること無く、normal UEへの影響を抑えて、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となる。

0238

また、実施の形態3から実施の形態3の変形例2で開示した方法は、MTCグループ識別子を用いる場合にも適用可能である。これによって、ページングメッセージ内にMTC呼出し用のインジケータを設ける場合に適用した場合と同様に、ページングメッセージの情報量を大きく増大させること無く、normal UEへの影響を抑えて、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となる。

0239

実施の形態4.
本実施の形態では、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことができる他の方法を開示する。

0240

MTCD向のページングメッセージをマッピングする無線フレームおよびサブフレームを新たに設ける。ページング用PF/POの導出方法とは異なる方法とする。すなわち、少なくともPFを導出する際に、移動端末識別子を用いない。

0241

無線フレームおよびサブフレームの構成として、周期、オフセット値、サブフレーム番号を新たに設けるとよい。例えば、周期をmtc−period、オフセット値をmtc−offset、サブフレーム番号をmtc−subframeとする。

0242

図26は、実施の形態4で開示するMTCD向ページングメッセージをマッピングする無線フレームおよびサブフレームの構成を示す図である。MTCD向ページングメッセージをマッピングする無線フレームを周期的とし、その周期を「mtc−period」とし、無線フレーム番号を決定するためのオフセット値を「mtc−offset」とする。また、MTCD向ページングメッセージをマッピングするサブフレームを「mtc−subframe」とする。図26では、例えばmtc−offsetを「1」とし、mtc−subframeを「1」とした場合について示している。

0243

MTCD向ページングメッセージをマッピングする無線フレームの周期、オフセット値およびサブフレーム番号は、MMEあるいはeNBが決定するようにするとよい。また、無線フレームの周期、オフセット値およびサブフレーム番号は、システム情報として、eNBからMTCDに報知するようにすればよい。

0244

また、MTCD向ページングメッセージをマッピングする無線フレームの周期は、無線フレーム番号の最大値の約数であるとよい。ページングをマッピングする無線フレーム番号が最大値を超えた場合、新たにオフセット値からカウントし直しても周期が変わらないように構成することができる。

0245

このように構成することによって、normal UE呼出し用のPF/POとは異なる方法で、MTCD用のページングメッセージがマッピングされる無線フレームおよびサブフレームを設定することができる。これによって、MTCサービスに応じて、MTCD用のページング周期、オフセットおよびサブフレームを柔軟に設定することができる。したがって、MTCサービスに適したMTCDの電源制御が可能となるので、MTCDの消費電力を最適にすることが可能となる。

0246

normal UEとMTCDとの間で、ページングが発生する無線フレームおよびサブフレームを異ならせる方法について開示する。

0247

サブフレームを異ならせるためには、normal UEのPOと異なるサブフレームを設定すればよい。eNBは、normal UEのPOがマッピングされるサブフレームを認識している。したがって、MTCDのページングが発生するサブフレームを異ならせることは可能である。

0248

例えば、normalUE用のPOの導出において、Ns=2となるように、TおよびnBが設定されていた場合、そのサブフレーム番号は、4と9である。MTCDのページングが発生するサブフレームを、4と9の他のサブフレーム番号とすればよい。例えば、mtc−subframe=1とすればよい。

0249

無線フレームを異ならせるためには、normal UEのPFと異なる無線フレームを設定すればよい。eNBは、normal UEのPFがマッピングされる無線フレームを認識している。したがって、MTCDのページングが発生する無線フレームを異ならせることは可能である。

0250

例えば、normalUE用のPFの導出において、前述の図24に示すように、T=32、nB=T/2と設定されていた場合、その無線フレームは偶数番号となる。したがって、MTCDのページングが発生する無線フレームを、奇数番号となるようにすればよい。例えば、周期を偶数番号の無線フレーム数として、オフセット値を奇数番号の無線フレームとすればよい。例えば、mtc−period=1024、mtc−offset=1とすればよい。

0251

このように本実施の形態では、normalUE用のPF/POのサブフレームを避けて、MTCD用ページングメッセージをマッピングすることが可能となる。これによって、1つのページングメッセージ上で呼出すことができるnormal UEの数を減らさずに、MTCDを呼出すことが可能となる。したがって、normal UE向ページングの遅延時間の増大を防ぐことが可能となり、H2Hに最適な通信を維持した状態でM2M通信を可能とする通信システムを構築することが可能となる。

0252

周期、オフセット値およびサブフレーム番号は、MTCグループ毎に設定するようにしてもよい。

0253

図27は、2つのMTCグループについて、周期、オフセット値およびサブフレーム番号をMTCグループ毎に設定した場合の一例を示す図である。2つのMTCグループのうち、第1MTCグループ向のページングメッセージをマッピングする無線フレームの周期、オフセット値およびサブフレーム番号を、mtc−period#1、mtc−offset#1およびmtc−subframe#1とする。第2MTCグループ向のページングメッセージをマッピングする無線フレームの周期、オフセット値およびサブフレーム番号を、mtc−period#2、mtc−offset#2およびmtc−subframe#2とする。

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