特許 7601271 第１の無線局、第２の無線局、無線端末、及びこれらにおける通信制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】第１の無線局、第２の無線局、無線端末、及びこれらにおける通信制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 76/15 20180101AFI20241210BHJP

   H04W 16/32 20090101ALI20241210BHJP

   H04W 72/0457 20230101ALI20241210BHJP

   H04W 76/11 20180101ALI20241210BHJP

   H04W 92/14 20090101ALI20241210BHJP

   H04W 92/20 20090101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

H04W76/15

H04W16/32

H04W72/0457 110

H04W76/11

H04W92/14

H04W92/20

【請求項の数】 32

(21)【出願番号】P 2024008633

(22)【出願日】2024-01-24

(62)【分割の表示】P 2022205464の分割

【原出願日】2013-06-14

(65)【公開番号】P2024028590

(43)【公開日】2024-03-04

【審査請求日】2024-01-24

(31)【優先権主張番号】P 2012223177

(32)【優先日】2012-10-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】二木 尚

(72)【発明者】

【氏名】網中 洋明

【審査官】鈴木 重幸

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２７５３５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／０４００４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１４０７４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】Ericsson，Addition of SRB and DRB radio bearer combinations to 36.508，3GPP TSG-RAN WG5#39bis R5-082091，2008年06月27日，http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG5_Test_ex-T1/TSGR5_39bis_Paris/Tdoc/R5-082091.zip

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４－ ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１，４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のセルを運用するよう構成された第１の無線局であって、
第２のセルを運用するように構成された第２の無線局に前記第２の無線局に対する第１の要求を送信する手段と、ここで前記第１の要求は、前記第１の無線局と無線端末との間の確立された第１の無線接続が前記第１のセルにおいて維持されている間に、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備を前記第２の無線局に要求するよう構成され、
前記第２のセルの無線リソース設定情報を前記第２の無線局から受信する手段と、
前記第２のセルの前記無線リソース設定情報を少なくとも含むRadio Resource Control (RRC) Connection Reconfigurationメッセージを前記無線端末に送信する手段と、
を備え、
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信のために、前記無線端末とServing Gateway (S-GW)との間のデータ経路を示すData Radio Bearer (DRB) Identity及びE-UTRAN Radio Access Bearer Identity (E-RAB ID)を含む、
第１の無線局。

【請求項2】

前記RRC Connection Reconfigurationメッセージは、前記無線端末と前記第１の無線局との間の前記確立された第１の無線接続が維持されている間に前記第２のセルを追加することを前記無線端末に引き起こす、
請求項１に記載の第１の無線局。

【請求項3】

前記無線端末と前記第２の無線局の少なくとも一方に、前記第２のセルにおいて第２の無線接続を確立するよう指示する手段をさらに備える、
請求項１又は２に記載の第１の無線局。

【請求項4】

前記第１の無線接続又は前記第２の無線接続の確立に関連する無線端末の端末個別情報、前記第１の無線接続又は前記第２の無線接続の確立に関連する無線接続設定情報、及び前記第１の無線接続又は前記第２の無線接続に関連する無線アクセス情報、のうち少なくとも１つを前記第２の無線局に通知する手段をさらに備える、
請求項３に記載の第１の無線局。

【請求項5】

前記第２の無線局から、前記第１の無線接続または前記第２の無線接続に関連する無線アクセス情報を受信する手段をさらに備える、
請求項３に記載の第１の無線局。

【請求項6】

前記端末個別情報は、（a）無線端末能力情報、（b）無線端末識別子情報、（c）選択ネットワーク情報、（d）ベアラ情報、（e）無線リソース制御情報、（f）無線端末移動履歴情報、および（g）サービス情報、のうち少なくとも１つを含む、
請求項４に記載の第１の無線局。

【請求項7】

前記無線接続設定情報は、（a）サービングセル情報、（b）システム情報、（c）無線リソース設定情報、（d）測定設定情報、（e）移動制御情報、および（f）セキュリティ設定情報、のうち少なくとも１つを含む、
請求項４に記載の第１の無線局。

【請求項8】

前記無線アクセス情報は、（a）無線アクセス識別子情報および（b）無線アクセスリソース情報のうち少なくとも一方を含む、
請求項４に記載の第１の無線局。

【請求項9】

前記指示する手段は、前記無線端末が前記第１のセル及び前記第２のセルを信号受信又は送信のために同時に使用することを可能にするために、前記第２の無線接続を確立するように前記第２の無線局に指示するよう構成される、
請求項３に記載の第１の無線局。

【請求項10】

前記データ経路は前記第２の無線局を通過する、
請求項１～９のいずれか１項に記載の第１の無線局。

【請求項11】

前記データ経路はユーザデータ用のデータ経路である、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の第１の無線局。

【請求項12】

第２のセルを運用するよう構成された第２の無線局であって、
第１のセルを運用するよう構成された第１の無線局から前記第２の無線局に対する第１の要求を受信する手段と、ここで前記第１の要求は、前記第１の無線局と無線端末との間の確立された第１の無線接続が前記第１のセルにおいて維持されている間に、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備を前記第２の無線局に要求するよう構成され、
前記第２のセルの無線リソース設定情報を前記第１の無線局に送信する手段と、
を備え、
前記第１の無線局は、前記第２のセルの前記無線リソース設定情報を少なくとも含むRadio Resource Control (RRC) Connection Reconfigurationメッセージを前記無線端末に送信するように構成され
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信のために、前記無線端末とServing Gateway (S-GW)との間のデータ経路を示すData Radio Bearer (DRB) Identity及びE-UTRAN Radio Access Bearer Identity (E-RAB ID)を含む、
第２の無線局。

【請求項13】

前記第２のセルにおいて第２の無線接続を確立するよう前記無線端末に指示する手段をさらに備える、
請求項１２に記載の第２の無線局。

【請求項14】

前記第１の無線局から、前記第１の無線接続または前記第２のセルにおける第２の無線接続の確立に関連する前記無線端末の端末個別情報を受信する手段をさらに備える、
請求項１２又は１３に記載の第２の無線局。

【請求項15】

前記端末個別情報に基づいて、上位ネットワークと前記第２の無線局との間で前記無線端末のユーザデータを転送するためのベアラの設定をトリガする手段をさらに備える、
請求項１４に記載の第２の無線局。

【請求項16】

前記第１の無線局から、前記第１の無線接続又は前記第２のセルにおける第２の無線接続の確立に関連する無線接続設定情報および前記第１の無線接続又は前記第２の無線接続に関連する無線アクセス情報のうち少なくとも一方を受信する手段をさらに備える、
請求項１２～１５のいずれか１項に記載の第２の無線局。

【請求項17】

前記第１の無線接続又は前記第２のセルにおける第２の無線接続の確立に関連する無線接続設定情報及び前記第１の無線接続又は前記第２の無線接続に関連する無線アクセス情報のうち少なくとも一方を前記第１の無線局に通知する手段をさらに備える、
請求項１２～１５のいずれか１項に記載の第２の無線局。

【請求項18】

前記データ経路は前記第２の無線局を通過する、
請求項１２～１７のいずれか１項に記載の第２の無線局。

【請求項19】

前記データ経路はユーザデータ用のデータ経路である、
請求項１２～１８のいずれか１項に記載の第２の無線局。

【請求項20】

無線端末であって、
第１の無線局によって運用される第１のセルにおいて、前記第１の無線局と前記無線端末との間の第１の無線接続を確立する手段と、
前記第１の無線局から、第２の無線局によって運用される第２のセルの無線リソース設定情報を含むRadio Resource Control (RRC) Connection Reconfigurationメッセージを受信する手段と、
前記確立された第１の無線接続が前記第１のセルにおいて維持されている間に、前記第２のセルの前記無線リソース設定情報を使用して前記第２のセルを追加する手段と、
を備え、
前記RRC Connection Reconfigurationメッセージは、前記第２の無線局に対する第１の要求に基づいて送信され、
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備を前記第２の無線局に要求するよう構成され、
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信のために、前記無線端末とServing Gateway (S-GW)との間のデータ経路を示すData Radio Bearer (DRB) Identity及びE-UTRAN Radio Access Bearer Identity (E-RAB ID)を含む、
無線端末。

【請求項21】

前記第１のセルはプライマリセルであり、
前記第２のセルはセカンダリセルであり、
前記第２のセルの上り物理制御チャネルを使用してレイヤ１制御情報及びレイヤ２制御情報の少なくとも一方を送信する手段をさらに備える、
請求項２０に記載の無線端末。

【請求項22】

前記データ経路は前記第２の無線局を通過する、
請求項２０又は２１に記載の無線端末。

【請求項23】

前記データ経路はユーザデータ用のデータ経路である、
請求項２１～２２のいずれか１項に記載の無線端末。

【請求項24】

第１のセルを運用するよう構成された第１の無線局における通信制御方法であって、
第２のセルを運用するように構成された第２の無線局に前記第２の無線局に対する第１の要求を送信すること、ここで前記第１の要求は、前記第１の無線局と無線端末との間の確立された第１の無線接続が前記第１のセルにおいて維持されている間に、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備を前記第２の無線局に要求するよう構成され；
前記第２のセルの無線リソース設定情報を前記第２の無線局から受信すること；及び
前記第２のセルの前記無線リソース設定情報を少なくとも含むRadio Resource Control (RRC) Connection Reconfigurationメッセージを前記無線端末に送信すること、
を備え、
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信のために、前記無線端末とServing Gateway (S-GW)との間のデータ経路を示すData Radio Bearer (DRB) Identity及びE-UTRAN Radio Access Bearer Identity (E-RAB ID)を含む、
通信制御方法。

【請求項25】

前記データ経路は前記第２の無線局を通過する、
請求項２４に記載の通信制御方法。

【請求項26】

前記データ経路はユーザデータ用のデータ経路である、
請求項２４又は２５に記載の通信制御方法。

【請求項27】

第２のセルを運用するよう構成された第２の無線局における通信制御方法であって、
第１のセルを運用するよう構成された第１の無線局から前記第２の無線局に対する第１の要求を受信すること、ここで前記第１の要求は、前記第１の無線局と無線端末との間の確立された第１の無線接続が前記第１のセルにおいて維持されている間に、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備を前記第２の無線局に要求するよう構成され；及び
前記第２のセルの無線リソース設定情報を前記第１の無線局に送信すること、
を備え、
前記第１の無線局は、前記第２のセルの前記無線リソース設定情報を少なくとも含むRadio Resource Control (RRC) Connection Reconfigurationメッセージを前記無線端末に送信するように構成され
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信のために、前記無線端末とServing Gateway (S-GW)との間のデータ経路を示すData Radio Bearer (DRB) Identity及びE-UTRAN Radio Access Bearer Identity (E-RAB ID)を含む、
通信制御方法。

【請求項28】

前記データ経路は前記第２の無線局を通過する、
請求項２７に記載の通信制御方法。

【請求項29】

前記データ経路はユーザデータ用のデータ経路である、
請求項２７又は２８に記載の通信制御方法。

【請求項30】

無線端末における通信制御方法であって、
第１の無線局によって運用される第１のセルにおいて、前記第１の無線局と前記無線端末との間の第１の無線接続を確立すること；
前記第１の無線局から、第２の無線局によって運用される第２のセルの無線リソース設定情報を含むRadio Resource Control (RRC) Connection Reconfigurationメッセージを受信すること；及び
前記確立された第１の無線接続が前記第１のセルにおいて維持されている間に、前記第２のセルの前記無線リソース設定情報を使用して前記第２のセルを追加すること、
を備え、
前記RRC Connection Reconfigurationメッセージは、前記第２の無線局に対する第１の要求に基づいて送信され、
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備を前記第２の無線局に要求するよう構成され、
前記第１の要求は、前記第２のセルでの前記無線端末との通信のために、前記無線端末とServing Gateway (S-GW)との間のデータ経路を示すData Radio Bearer (DRB) Identity及びE-UTRAN Radio Access Bearer Identity (E-RAB ID)を含む、
通信制御方法。

【請求項31】

前記データ経路は前記第２の無線局を通過する、
請求項３０に記載の通信制御方法。

【請求項32】

前記データ経路はユーザデータ用のデータ経路である、
請求項３０又は３１に記載の通信制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線局と無線端末が複数のセルを利用して通信を行う無線通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年のモバイルトラフィックの急激な増大による通信品質の低下の改善、及びさらなる高速通信の実現のため、3GPP（登録商標） LTE（Long Term Evolution）では無線基地局（eNode B: eNB）と無線端末（User Equipment: UE）が複数のセルを使用して通信を行うキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation: CA）機能の仕様化が行われている。なお、UEがCAで使用可能なセルは、１つのeNBのセル（つまり、eNBが運用するセル）に限定される。

【0003】

図１７を用いてCAの手順を説明する（非特許文献１）。図１７は、UEがeNBによって運用される第１のセル（Cell1）及び第２のセル（Cell2）をCAする例を示している。ステップＳ１では、UEとeNBが第１のセルにおいて無線接続を確立する（RRC Connection Establishment）。ステップＳ２では、UEが第１のセルにおいてeNBから下りデータを受信する（Downlink data on Cell1）。ここで、当該UEにとって第１のセルがプライマリセル（Primary cell: PCell) となる。

【0004】

ステップＳ３では、eNBは、UEにセカンダリセル（Secondary cell: SCell）を設定する必要があると判断し、PCellにおいて第２のセルをSCellとして設定する（RRC Connection Reconfiguration on Cell1 (including Configuration of Cell2（Secondary cell: SCell））。ステップＳ４では、UEは、第２のセルの設定が完了したこと、つまり第２のセルを使用する準備が完了したこと、に応じて、eNBに完了通知を送信する（RRC Connection Reconfiguration Complete）。

【0005】

ステップＳ５では、eNBは、第２のセルの使用開始通知をUEに送信する（Cell2 Activation）。ステップＳ６では、UEは、第１及び第２のセルを同時に利用して下りデータを受信する（DL data on Cell1 and Cell2）。なお、ステップＳ６におけるUEは、第１及び第２のセルを下りデータ受信のために同時に使用可能であればよい。言い換えると、UEは、第１及び第２のセルの両方において常に下りデータを受信する必要はない。下りデータ受信のために第１及び第２のセルのいずれか一方を使用するか又は両方を使用するかは、例えば、下りデータ量又はUEが利用するサービスに基づいて決定される。第２のセルでUEが上りデータを送信する場合も、基本的に図１７に示したのと同様の手順で実現可能である。

【0006】

CAを行うUEは、Physical layerとMAC (Medium Access Control) layer の機能の少なくとも一部を統合されるセル毎に持つが、RLC (Radio Link Control) layer以上の構成はCAを行わない場合と同じである。そのため、コアネットワーク（Evolved Packet Core: EPC）は、UEがCAしているか否かを意識しない。

【0007】

また、ヘテロジーニアス・ネットワーク（Heterogeneous Network: HetNet）環境において、異なるeNBによって運用される複数のセルを統合するInter-eNB CAのコンセプトが提案されている（非特許文献２）。例えば、Inter-eNB CAでは、マクロ基地局（Macro eNB: MeNB）により運用されるマクロセル（Macro cell）とピコ基地局（Pico eNB: PeNB）によって運用されるピコセル（Pico cell）を使用することが考えられている。

【0008】

さらに、カバレッジの広いマクロセルをUEの移動管理などの制御系の信号の送受信に用い、相対的に通信品質が良好なピコセルをユーザーデータなどのデータ系の信号の送受信に用いる方法も提案されている（非特許文献３）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0009】

【文献】3GPP TS 36.331 V11.0.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification", セクション 5.3.5, July 2012

【文献】3GPP RWS-120046, Samsung Electronics, "Technologies for Rel-12 and Onwards", 3GPP TSG RAN Workshop on Rel-12 and Onwards Ljubljana, Slovenia, 11-12 June 2012

【文献】3GPP RWS-120010, NTT DOCOMO, "Requirements, Candidate Solutions & Technology Roadmap for LTE Rel-12 Onward", 3GPP TSG RAN Workshop on Rel-12 and Onwards Ljubljana, Slovenia, 11-12 June 2012

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

従来のキャリアアグリゲーション（CA）では、無線端末（UE）は１つの無線局（eNB）によって運用される複数のセルを使用して通信を行うため、UEは複数のセルを設定することができた。一方、異なるeNBによって運用される複数のセルのキャリアアグリゲーション（Inter-eNB CA）では、UEは、異なるeNBによって運用される複数のセルを同時に使用できるようにするために、通信を行うためのセル設定（例えば、RRC Connection Setup若しくはRRC Connection Reconfiguration又はこれら両方）をそれぞれのセルにおいて行う必要がある。しかし、現在のLTEの仕様では、UEが１つのeNBのセルにおいて無線接続を確立している場合、他のeNBのセルにおいて無線接続を確立することができない。

【0011】

従って、本件発明の目的の１つは、異なる無線局によって運用される複数セルのキャリアアグリゲーションを実現するために、１つの無線端末が複数の無線局のセルにおいて無線接続を確立することが可能な無線通信システム、無線局、無線端末、通信制御方法、及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

第１の態様では、無線通信システムは、第１のセルを運用する第１の無線局、及び第２のセルを運用する第２の無線局を含む。前記第１の無線局は、前記第１のセルでの無線端末との第１の無線接続が確立されている間に、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備をするよう前記第２の無線局に要求又は指示するよう構成されている。さらに、前記第１の無線局は、前記第１の無線接続を維持したまま前記第２のセルでの前記第２の無線局と前記無線端末との第２の無線接続を確立するよう前記無線端末又は前記第２の無線局に指示するよう構成されている。

【0013】

第２の態様では、第１のセルを運用する第１の無線局は、前記第１のセルにおいて第１の無線接続が確立されている無線端末との通信を制御する通信制御部を含む。前記通信制御部は、前記第１のセルでの前記無線端末との第１の無線接続が確立されている間に、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備をするよう前記第２の無線局に要求又は指示するよう構成されている。さらに、前記通信制御部は、前記第１の無線接続を維持したまま前記第２のセルでの前記第２の無線局と前記無線端末との第２の無線接続を確立するよう前記無線端末又は前記第２の無線局に指示するよう構成されている。

【0014】

第３の態様では、第２のセルを運用する第２の無線局は、無線端末との通信を制御する通信制御部を含む。前記通信制御部は、第１の無線局により運用される第１のセルで前記無線端末との第１の無線接続が確立されている間に、前記第１の無線局からの指示又は要求に応答して、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備をするよう構成されている。さらに、前記通信制御部は、前記第１の無線局からの指示に応答して、前記第１の無線接続が維持されたまま、前記第２のセルでの前記第２の無線局と前記無線端末との第２の無線接続を確立するよう構成されている。

【0015】

第４の態様では、無線端末は、無線通信部および制御部を含む。前記制御部は、上述の第１、第２、又は第３の態様に係る前記第１の無線局又は前記第２の無線局からの指示に応答して、前記第１の無線局との第１の無線接続を維持したまま前記第２のセルを設定するよう構成されている。

【0016】

第５の態様では、第１のセルを運用する第１の無線局における通信制御方法は、
（ａ）前記第１のセルでの前記第１の無線局と無線端末との第１の無線接続が確立されている間に、第２の無線局により運用される第２のセルでの前記無線端末との通信の準備をするよう前記第２の無線局に要求又は指示すること、及び
（ｂ）前記第１の無線接続を維持したまま前記第２のセルでの前記無線端末との第２の無線接続を確立するよう前記無線端末又は前記第２の無線局に指示すること、
を含む。

【0017】

第６の態様では、第２のセルを運用する第２の無線局における通信制御方法は、
（ａ）第１の無線局により運用される第１のセルで無線端末との第１の無線接続が確立されている間に、前記第１の無線局からの指示又は要求に応答して、前記第２のセルでの前記無線端末との通信の準備をすること、及び
（ｂ）前記第１の無線局からの指示に応答して、前記第１の無線接続が維持されたまま、前記第２のセルでの前記第２の無線局と前記無線端末との第２の無線接続を確立すること、
を含む。

【0018】

第７の態様では、無線端末における通信制御方法は、上述の第１、第２、又は第３の態様に係る前記第１の無線局又は前記第２の無線局からの指示に応答して、前記第１の無線局との第１の無線接続を維持したまま前記第２のセルを設定することを含む。

【0019】

第８の態様では、プログラムは、上述した第５の態様に係る第１の無線局における通信制御方法をコンピュータに行わせるための命令群を含む。

【0020】

第９の態様では、プログラムは、上述した第６の態様に係る第２の無線局における通信制御方法をコンピュータに行わせるための命令群を含む。

【0021】

第１０の態様では、プログラムは、上述した第７の態様に係る無線端末における通信制御方法をコンピュータに行わせるための命令群を含む。

【発明の効果】

【0022】

上述した態様によれば、異なる無線局によって運用される複数セルのキャリアアグリゲーションを実現するために、無線端末が複数の無線局のセルにおいて無線接続を確立することが可能な無線通信システム、無線局、無線端末、通信制御方法、及びプログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る第１の無線局の構成例を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る第２の無線局の構成例を示す図である。

【図4】第１の実施形態に係る無線端末の構成例を示す図である。

【図5】第１の実施の形態に係る第１の無線局の動作例を示すフローチャートである（手順例１）。

【図6】第１の実施形態に係る第２の無線局の動作例を示すフローチャートである（手順例１）。

【図7】第１の実施形態に係る無線端末の動作例を示すフローチャートである（手順例１）。

【図8】第１の実施の形態に係る無線通信システムにおける通信制御方法の一例を示すシーケンス図である（手順例１）。

【図9】第１の実施形態に係る第１の無線局の動作例を示すフローチャートである（手順例２）。

【図10】第１の実施形態に係る第２の無線局の動作例を示すフローチャートである（手順例２）。

【図11】第１の実施形態に係る無線端末の動作例を示すフローチャートである（手順例２）。

【図12】第１の実施形態に係る無線通信システムにおける通信制御方法の一例を示すシーケンス図である（手順例２）。

【図13】第２の実施形態に係る無線通信システムにおける通信制御方法の一例を示すシーケンス図である（手順例３）。

【図14】第２の実施形態に係る無線通信システムにおける通信制御方法の一例を示すシーケンス図である（手順例４）。

【図15】第３の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。

【図16】第３の実施形態に係る無線通信システムにおける通信制御方法の一例を示すシーケンス図である。

【図17】ＬＴＥのキャリアアグリゲーション手順を示すシーケンス図である（背景技術）。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

【0025】

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示している。本実施形態に係る無線通信システムは、第１の無線局１、第２の無線局２、及び無線端末３を含む。無線局１及び２は、第１のセル１０及び第２のセル２０をそれぞれ運用する。無線局１及び２は、例えば、無線基地局、又は基地局制御局である。無線端末３は、第１のセル１０における第１の無線接続を維持したまま、第２のセル２０における第２の無線接続を確立することができるよう構成されている。これにより、無線端末３は、信号（例えば、ユーザーデータ又は制御情報）の送信又は受信のために複数のセル（例えば、セル１０及び２０）を同時に使用することができる。言い換えると、無線端末３は、異なる無線局によって運用される複数のセルのキャリアアグリゲーションをサポートする。

【0026】

なお、図１は、HetNet環境を示している。具体的に述べると、図１に示された第１のセル１０は、第２のセル２０に比べて広いカバレッジを有する。また、図１は、第１のセル１０内に第２のセル２０が配置された階層化セル構成を示している。しかしながら、図１に示されたセル構成は一例に過ぎない。例えば、第１及び第２のセル１０及び２０は、同程度のカバレッジを有してもよい。言い換えると、本実施形態に係る無線通信システムは、ホモジーニアス・ネットワーク（Homogeneous Network）環境に適用されてもよい。

【0027】

異なる無線局１及び２によって運用されるセル１０及び２０を信号の受信又は送信のために無線端末３において同時に利用できるようにするために、本実施形態の無線通信システムは、無線端末３との無線接続をセル１０及びセル２０のそれぞれにおいて確立する必要がある。そのために、本実施形態の無線通信システムは、以下のように動作する。すなわち、無線局１は、セル１０及び２０を信号の受信又は送信のために無線端末３において同時に利用できるようにするために、セル１０での無線端末３との第１の無線接続が確立されている間に、セル２０での無線端末３との通信を準備するよう無線局２に要求又は指示するよう構成されている。さらに、無線局１は、第１の無線接続を維持したまま、セル２０での無線端末３との第２の無線接続を確立するよう無線端末３又は無線局２に指示するよう構成されている。これにより、本実施形態は、異なる無線局１及び２によって運用されるセル１０及び２０のキャリアアグリゲーションを実現するために、無線端末３が複数のセル１０及び２０において無線接続を確立することができる。尚、上述の「複数のセルを同時に使用する」とは、実際に複数のセルで信号を同時に受信又は送信することに限定はされず、複数のセルの両方において信号を受信又は送信することが可能な状態になっているが実際にはいずれかのセルで信号を受信又は送信すること、複数のセルそれぞれで種類の異なる信号を受信又は送信すること、或いは、複数のセルそれぞれを信号の受信又は送信のいずれかに使用すること、などを含む。

【0028】

手順例１では、無線局１は、セル２０での第２の無線接続の確立を無線端末３に指示する。そして、無線端末３は、無線局１からの指示に応答して、セル２０を設定する。これにより、無線端末３は、セル２０での無線局２との間の第２の無線接続を確立できる。ここで、無線局１は、セル１０における無線局１と無線端末３の間の制御コネクション（例えば、制御チャネル、又はシグナリング無線ベアラ（Signaling Radio Bearer: SRB））を介して無線端末３への指示を送ればよい。これにより、無線端末３は、無線局１と通信（つまり、ユーザーデータなどを乗せた信号の送信若しくは受信又はこれら両方）しながら、無線局２のセル２０を使用して通信するための準備を容易に行うことができる。

【0029】

手順例２では、無線局１は、セル２０での第２の無線接続の確立を無線局２に指示する。無線局２は、無線局１からの指示に応答して、セル２０での第２の無線接続の確立を無線端末３に指示する。そして、無線端末３は、無線局１からの指示に応答して、セル２０を設定する。これにより、無線端末３は、セル２０での無線局２との間の第２の無線接続を確立できる。ここで、無線局１から無線局２への第２の無線接続の確立の指示は、セル２０での無線端末３との通信準備の指示（又は要求）と同時に送信されてもよいし、通信準備の指示（又は要求）と兼用されてもよい。言い換えると、セル２０での無線端末３との通信準備の指示（又は要求）のメッセージは、無線局１から無線局２への第２の無線接続の確立の指示を明示的又は暗示的に示してもよい。つまり、無線局２は、無線端末３との通信準備の指示（又は要求）を受信したことに応じて、無線端末３との通信の準備をするとともに、第２の無線接続の確立を無線端末３に指示してもよい。無線局２から無線端末３への指示は、セル１０における無線局１と無線端末３の間の制御コネクション（例えば、制御チャネル、又はシグナリング無線ベアラ）を介して無線局２から無線端末３に送ればよい。また、無線局２から送られる指示を無線端末３が受信できるようにするために、無線局１は、セル２０での受信に必要な無線リソース設定情報をセル１０における制御コネクションを介して無線端末３に通知してもよい。

【0030】

なお、本明細書において、「無線接続の確立」とは、例えば、無線端末と無線局が通信可能な状態になること、或いは、無線端末と無線局が通信に必要な情報を共有している状態になること、に相当する。また、「無線端末においてセルを設定する」とは、例えば、無線端末においてセルが使用可能な状態になること、或いは、無線端末においてセルを使用する準備が完了した状態になること、に相当する。また、「無線局において無線端末との通信の準備をする」とは、例えば、無線端末との間の無線接続に必要な情報を保持している状態になること、無線端末との間の無線接続に必要な情報を生成すること、無線端末との間の無線接続を許可している状態になること、或いは、無線端末との通信を受け入れ可能な状態になること、に相当する。

【0031】

上述の手順例１及び手順例２において、無線局１から無線局２に、又は無線局２から無線局１に、第１の無線接続の確立又は第２の無線接続の確立に関連する無線端末３の端末個別情報を送るようにしてもよい。また、手順例１及び手順例２において、無線局２から無線局１に、又は無線局１から無線局２に、第１の無線接続の確立又は第２の無線接続の確立に関連する無線接続設定情報および無線アクセス情報のうち少なくとも１つを送るようにしてもよい。

【0032】

第１の無線接続の確立又は第２の無線接続の確立に関連する無線端末３の端末個別情報は、以下に列挙する情報要素のうち少なくとも１つを含んでもよい。
・無線端末能力情報
・無線端末識別子情報
・選択ネットワーク情報
・ベアラ情報
・無線リソース制御情報
・無線端末移動履歴情報
・サービス情報

【0033】

第１の無線接続の確立又は第２の無線接続の確立に関連する無線接続設定情報は、以下に列挙する情報要素のうち少なくとも１つを含んでもよい。
・サービングセル情報
・システム情報
・無線リソース設定情報
・測定設定情報
・移動制御情報
・セキュリティ設定情報

【0034】

第１の無線接続の確立又は第２の無線接続の確立に関連する無線アクセス情報は、以下に列挙する情報要素のうち少なくとも１つを含んでもよい。
・無線アクセス識別子情報
・無線アクセスリソース情報

【0035】

これら手順例１及び手順例２の適用先としては、第１の無線局１が比較的カバレッジの大きいセルを運用（管理）する無線局であり、第２の無線局２がカバレッジの小さいセルを運用（管理）する低電力無線局（Low Power Node: LPN）である場合が考えられるが、これに限定はされない。LPNとしては、例えば無線局１と同様の機能を持つ無線局や、無線局１に比べ機能が少ない新しい種類のネットワークノード（New Node）である場合が考えられる。また、第２のセルは、従来とは異なる新しい種類のキャリア（New Carrier Type）を構成要素とする従来とは異なる新しい種類のセル（New Cell Type）であっても良い。

【0036】

続いて以下では、本実施形態に係る無線局１及び２、並びに無線端末３の構成例について説明する。図２は、第１の無線局１の構成例を示すブロック図である。無線通信部１１は、無線端末３から送信された上り信号（uplink signal）をアンテナを介して受信する。受信データ処理部１３は、受信された上り信号を復元する。得られた受信データは、通信部１４を経由して他のネットワークノード、例えば上位ネットワークのデータ中継装置若しくはモビリティ管理装置、又は他の無線局に転送される。例えば、無線端末３から受信された上りユーザーデータは、上位ネットワークのデータ中継装置に転送される。また、無線端末３から受信された制御データのうち非アクセス層（Non-Access Stratum（NAS））の制御データは、上位ネットワークのモビリティ管理装置に転送される。さらに、受信データ処理部１３は、無線局２に送信される制御データを通信制御部１５から受信し、これを通信部１４を経由して無線局２に送信する。

【0037】

送信データ処理部１２は、無線端末３宛てユーザーデータを通信部１４から取得し、誤り訂正符号化、レートマッチング、インタリービング等を行なってトランスポートチャネルを生成する。さらに、送信データ処理部１２は、トランスポートチャネルのデータ系列に制御情報を付加して送信シンボル列を生成する。無線通信部１１は、送信シンボル列に基づく搬送波変調、周波数変換、信号増幅等の各処理を行って下り信号（downlink signal）を生成し、これを無線端末３に送信する。さらに、送信データ処理部１２は、無線端末３に送信される制御データを通信制御部１５から受信し、これを無線通信部１１を経由して無線端末３に送信する。

【0038】

通信制御部１５は、セル１０及び２０をユーザーデータの受信又は送信のために無線端末３において同時に利用できるようにするために、無線局２及び無線端末３とシグナルする。すなわち、通信制御部１５は、セル２０での無線端末３との通信の準備を要求又は指示するメッセージを、通信部１４を介して無線局２に送信する。また、セル２０での第２の無線接続の確立を指示するメッセージを、無線通信部１１又は通信部１４を介して、無線端末３又は無線局２に送信する。また、上述した手順例１の場合、通信制御部１５は、無線局２のセル２０に関する無線接続設定情報を無線端末３に送信する。無線接続設定情報は、無線接続の確立指示と同じメッセージで送信されてもよいし、別々のメッセージで送信されてもよい。上述した手順例２の場合、通信制御部１５は、無線局２のセル２０に関する無線リソース設定情報を無線端末３に送信してもよい。

【0039】

図３は、第２の無線局２の構成例を示すブロック図である。図３に示された無線通信部２１、送信データ処理部２２、受信データ処理部２３、及び通信部２４の機能及び動作は、図２に示された無線局１の対応する要素、すなわち無線通信部１１、送信データ処理部１２、受信データ処理部１３、及び通信部１４と同様である。

【0040】

無線局２の通信制御部２５は、セル２０での無線端末３との通信の準備を要求又は指示するメッセージを無線局１から受信し、当該メッセージに基づいて無線通信部２１を設定することでセル２０での無線端末３との通信の準備を行う。上述した手順例２の場合、通信制御部２５は、無線局２のセル２０に関する無線接続設定情報を無線端末３に送信する。無線接続設定情報は、無線接続の確立指示と同じメッセージで送信されてもよいし、別々のメッセージで送信されてもよい。

【0041】

図４は、無線端末３の構成例を示すブロック図である。無線通信部３１は、異なる無線局によって運用される複数のセルのキャリアアグリゲーションをサポートし、信号の送信又は受信のために複数のセル（例えば、セル１０及び２０）を同時に使用することができる。具体的には、無線通信部３１は、アンテナを介して、無線局１若しくは無線局２又はこれら両方からダウンリンク信号を受信する。受信データ処理部３２は受信されたダウンリンク信号から受信データを復元してデータ制御部３３に送る。データ制御部３３は、受信データをその目的に応じて利用する。また、送信データ処理部３４及び無線通信部３１は、データ制御部３３から供給される送信データを用いてアップリンク信号を生成し、無線局１若しくは無線局２又はこれら両方に向けて送信する。

【0042】

無線端末３の通信制御部３５は、セル１０及び２０を無線通信部３１において同時に利用できるようにするために、無線局１又は無線局２からの指示に応答してセル２０を設定する。これにより、無線端末３は、無線局１と通信（つまり、ユーザーデータなどを乗せた信号の送信若しくは受信又はこれら両方）しながら、無線局２とも通信可能となる。

【0043】

続いて以下では、セル１０及び２０を無線端末３において同時に利用できるようにするために、複数セル１０及び２０において無線端末３との無線接続を確立する手順の具体例について説明する。始めに、上述した手順例１について図５～８を用いて説明し、その後に手順例２について図９～１２を用いて説明する。

【0044】

（手順例１）
図５は、手順例１における無線局１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、無線局１（通信制御部１５）は、自セル１０に帰属する無線端末３がセル２０において通信（つまり、ユーザーデータなどを乗せた信号の送信若しくは受信又はこれら両方）を行うための準備を無線局２に要求又は指示する。ステップＳ１０２では、無線局１は、ステップＳ１０１での要求又は指示に対する無線局２からの肯定応答を受信したかを判定する。既に述べたように、手順例１では、セル２０での第２の無線接続の確立を無線局１が直接的に無線端末３に指示する。したがって、肯定応答を受信した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、無線局１は、第２の無線接続の確立の指示を無線端末３に送信する（ステップＳ１０３）。一方、肯定応答が得られない場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、無線局１は、第２の無線接続の確立を指示することなく、図５の処理を終了する。

【0045】

図６は、手順例１における無線局２の動作を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、無線局２（通信制御部２５）は、セル１０に帰属する無線端末３とセル２０において通信を行うための準備を指示又は要求するメッセージを無線局１から受信する。ステップＳ２０２では、無線局２は、無線局１からの指示又は要求を許諾するか否かを判定する。例えば、無線局２は、セル２０の負荷が高いために無線端末３と通信するための十分な無線リソースを確保できない場合に、無線局１からの指示又は要求を拒絶してもよい。無線局２は、無線局１からの指示又は要求を拒絶する場合に否定応答を無線局１に送信し（ステップＳ２０３）、許諾する場合に肯定応答を無線局１に送信する（ステップＳ２０４）。無線局１からの指示又は要求を許諾した場合、無線局２は、無線端末３とのセル２０での通信の準備を行う。

【0046】

図７は、手順例１における無線端末３の動作を示すフローチャートである。ステップＳ３０１では、無線端末３（通信制御部３５）は、第２の無線接続の確立の指示を第１の無線局１から受信する。ステップＳ３０２では、無線端末３は、ステップＳ３０１での指示に応答して、セル２０を設定し、セル２０での無線局２との第２の無線接続を確立する。ステップＳ３０３では、無線端末３は、セル２０での第２の無線接続の確立完了を無線局１に報告する。

【0047】

図８は、手順例１の全体を示すシーケンス図である。ステップＳ４０１では、第１の無線局１及び無線端末３は、第１のセル１０において第１の無線接続を確立する。ステップＳ４０２では、無線局１は無線端末３とセル１０において通信する。図８の例では、無線局１は、無線端末３宛ての下りデータをセル１０において送信する。

【0048】

ステップＳ４０３～Ｓ４０６は、セル１０で通信する無線端末３のために第２の無線接続をセル２０において確立する手順である。すなわち、ステップＳ４０３では、無線局１は、無線端末３とのセル２０での通信の準備を無線局２に要求又は指示する。ステップＳ４０４では、無線局２は、ステップＳ４０３の要求又は指示に対する応答を無線局１に送信する。当該応答は、肯定応答又は否定応答である。ステップＳ４０４にて肯定応答を送信する場合、無線局２は、無線局１からの要求又は指示に基づいて、無線端末３とのセル２０での通信の準備を行う。ステップＳ４０５では、肯定応答の受信に応じて、無線局１は、セル２０における第２の無線接続の確立の指示をセル１０において無線端末３に送信する。ステップＳ４０６では、無線端末３は、無線局１からの指示に基づいてセル２０を設定する。これにより、無線局２と無線端末３の間の無線接続がセル２０において確立される。

【0049】

ステップＳ４０６の完了によって、無線端末３は、セル１０及び２０を同時に利用できる。したがって、ステップＳ４０７では、例えば、無線端末３は、セル１０及び２０の両方において下りデータを受信する。なお、ステップＳ４０７における無線端末３は、セル１０及び２０を通信（ユーザーデータなどを乗せた信号の受信若しくは送信又はこれら両方）のために同時に使用可能であればよい。言い換えると、無線端末３は、第１及び第２のセルの両方において常に下りデータを受信する必要はなく、常に上りデータを送信する必要もない。ユーザーデータの受信又は送信のためにセル１０及び２０のいずれか一方を使用するか又は両方を使用するかは、例えば、ユーザーデータ量又は無線端末３が利用するサービスに基づいて決定される。

【0050】

例えば、無線局２が無線端末３と通信を行うための基本的な機能を備えている無線局、つまり無線局１と同様に単独で無線端末３と通信を行うことが可能な無線局である場合、図８のステップＳ４０３では、無線局１は通信準備の要求（request）を行なってもよい。一方、例えば無線局２が無線端末３と通信を行うための機能の一部（のみ）を備えている無線局である場合、ステップＳ４０３では、無線局１は通信準備の指示（instruction）行なってもよい。ここで、「要求」と「指示」は以下のように区別される。「要求」は、当該要求を受けた側で当該要求を受け入れるか否かの判定が行われる場合に使用される。「指示」は、当該指示を受けた側は当該指示を受け入れる場合に使用される。また、無線端末３と通信を行うための機能の一部（のみ）を備えている無線局とは、例えば、無線端末３及び上位ネットワークとの間でユーザーデータのみを通信する無線局、又は、無線端末３及び上位ネットワークとの間で制御系の信号のみを通信する無線局、が考えられる。或いは、無線端末３と通信を行うための機能の一部（のみ）を備えている無線局の他の例として、無線端末３との通信を行う機能は有するが、上位ネットワークと通信を行う機能を有していない無線局が考えられる。

【0051】

図８のステップＳ４０３において、第１の無線局１は、当該要求又は当該指示を行う際に以下の情報を送信してもよい。これらの情報は当該要求又は当該指示と共に（つまり、同じメッセージで）送信されてもよいし、別のメッセージで送信されてもよい。
・無線接続設定情報：例えば、サービングセル情報；
・端末個別情報：例えば、無線端末能力情報、無線端末識別子情報、選択ネットワーク識別子情報、ベアラ情報、無線リソース制御情報、無線端末移動履歴情報、若しくはサービス情報、又はこれらの任意の組み合わせ；
・無線アクセス情報：例えば、無線アクセス識別子情報。

【0052】

無線局２は、無線局１からの当該要求又は当該指示を受け入れる場合に、図８のステップＳ４０４において以下の情報を送信してもよい。これらの情報は当該要求又は当該指示への応答と共に（つまり、同じメッセージで）送信されてもよいし、別のメッセージで送信されてもよい。
・無線接続設定情報：例えば、システム情報、無線リソース設定情報、測定設定情報、移動制御情報、若しくはセキュリティ設定情報、又はこれらの任意の組み合わせ；
・無線アクセス情報：例えば、無線アクセス識別子情報、若しくは無線アクセスリソース情報、又はこれらの組み合わせ。

【0053】

（手順例２）
図９は、手順例２における無線局１の動作を示すフローチャートである。図９のステップＳ１０１及びＳ１０２における処理は、図５に示した手順例１のステップＳ１０１及びＳ１０２と同様である。既に述べたように、手順例２では、無線局１は、セル２０での第２の無線接続の確立を無線局２に指示する。また、無線局１から無線局２への第２の無線接続の確立の指示は、ステップＳ１０１における通信準備の指示（又は要求）と兼用されてもよい。図９の手順は、第２の無線接続の確立の指示がステップＳ１０１における通信準備の指示と兼用される場合を示している。つまり、ステップＳ１０１における通信準備の指示（又は要求）のメッセージは、第２の無線接続の確立の指示を明示的又は暗示的に示す。したがって、図９の例では、無線局１は、第２の無線接続の確立の指示を示す独立したメッセージを無線局２に送信しなくてもよい。ステップＳ５０３では、無線局１（通信制御部１５）は、第１のセル１０において、第２のセル２０の情報の受信を無線端末３に指示する。ステップＳ５０４では、無線局１は、無線局２からの第２の無線接続の確立の完了通知の受信を判定し、完了通知の受信を条件として図９の手順を終了する。

【0054】

図１０は、手順例２における無線局２の動作を示すフローチャートである。図１０のステップＳ２０１～Ｓ２０４における処理は、図６に示した手順例２のステップＳ２０１～Ｓ２０４と同様である。ステップＳ６０５では、無線局２（通信制御部２５）は、セル２０での第２の無線接続の確立を無線端末３に指示する。そして、無線局２は、第２の無線接続の確立完了に応じて、完了通知を無線局１に送信する（ステップＳ６０６及びＳ６０７）。

【0055】

図１１は、手順例２における無線端末３の動作を示すフローチャートである。ステップＳ７０１では、無線端末３（通信制御部３５）は、第１のセル１０において、第２のセル２０の情報の受信の指示を第１の無線局１から受信する。無線端末３は、無線局１の指示に基づいて、第２のセル２０における受信動作を行う。ステップＳ７０２では、無線端末３は、第２の無線接続の確立の指示を第２の無線局２から受信する。ステップＳ７０３では、無線端末３は、ステップＳ７０１での指示に応答して、セル２０を設定し、セル２０での無線局２との第２の無線接続を確立する。ステップＳ７０４では、無線端末３は、セル２０での第２の無線接続の確立完了を無線局２に報告する。

【0056】

図１２は、手順例２の全体を示すシーケンス図である。図１２のステップＳ４０１～Ｓ４０４における処理は、図８に示した手順例１のステップＳ４０１～Ｓ４０４と同様である。ステップＳ８０５では、無線局１は、第１のセル１０において、第２のセル２０の情報の受信を無線端末３に指示する。ステップＳ８０５での指示は、無線端末２が第２のセル２０において受信動作を行うために必要な、第２のセル２０の無線リソース設定情報を含む。さらに、ステップＳ８０５において、無線局１は、無線端末３がセル２０において受信動作を行うためのギャップ期間を定める情報（例えば、ギャップパターン）を通知してもよい。また、ギャップ期間が予め規定されている場合、無線端末３は、第２のセル２０の無線リソース設定情報を無線局１から受信したことに応じて、自発的にギャップ期間を設定してもよい。ここで、ギャップ期間とは、第２のセル２０での情報の受信のために、無線端末３に対する第１のセル１０での送信が停止される期間、又は無線端末３が第１のセルで自身への信号を受信しなくてよい期間を意味する。

【0057】

ステップＳ８０６では、無線局１は、セル２０での無線端末３との第２の無線接続の確立を無線局２に指示する。既に述べたように、ステップＳ８０６での指示は明示的に行われなくてもよい。ステップＳ８０７では、無線局２は、セル２０において、第２の無線接続の確立を無線端末３に指示する。ステップＳ８０８では、無線端末３は、無線局２からの指示に基づいてセル２０を設定する。これにより、無線局２と無線端末３の間の無線接続がセル２０において確立される。ステップＳ８０９では、無線局２は、第２の無線接続の確立完了を無線局１に通知する。ステップＳ８０８の完了によって、無線端末３は、セル１０及び２０を同時に利用できる。したがって、ステップＳ８１０では、例えば、無線端末３は、セル１０及び２０の両方において下りデータを受信する。

【0058】

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、上述した第１の実施形態を3GPP LTEシステムに適用する例について説明する。本実施形態に係る無線通信システムの構成例は、図１と同様とすればよい。ただし、無線局１及び２はeNBに相当し、無線端末３はUEに相当する。また、無線局間（つまり、eNB間）の情報の送受信は、直接インターフェースであるX2を用いても良いし、コアネットワークを経由するインターフェースであるS1を用いても良いし、或いは、新たに規定されるインターフェース（例えば、X3）でも良い。無線端末（UE）３は、異なる無線局（eNB）によって運用される複数のセルのキャリアアグリゲーション（Inter-eNB CA）をサポートする。尚、ここでの「Inter-eNB CA」とは、実際に異なるeNBのセルで信号を同時に受信又は送信することに限定はされず、異なるeNBのセルの両方において信号（例えば、ユーザーデータ又は制御情報）を受信又は送信することが可能な状態になっているが実際にはいずれかのeNBのセルで信号を受信又は送信すること、異なるeNBのセルそれぞれで種類の異なる信号を受信又は送信すること、或いは、異なるeNBのセルそれぞれを信号の受信又は送信のいずれかに使用すること、などを含む。以下では、無線局１及び２をeNB１及び２、無線端末３をUE３として説明する。

【0059】

本実施形態においてセル１０及び２０の各々とUE３の無線接続を確立する手順は、第１の実施形態と同様とすればよい。すなわち、eNB１は、セル１０でのUE３との第１の無線接続が確立されている間に、セル２０でのUE３との通信を準備するようeNB２に要求又は指示する。さらに、eNB１は、第１の無線接続を維持したまま、セル２０でのUE３との第２の無線接続を確立するようUE３又はeNB２に指示する。第２の無線接続の確立をeNB２に指示する場合、eNB２に対する指示は、暗示的に行われてもよい。これにより、本実施形態は、異なるeNB１及び２によって運用されるセル１０及び２０のキャリアアグリゲーションを実現するために、UE３が複数のセル１０及び２０において無線接続を確立することができる。

【0060】

ここで、下りユーザーデータ送信のためにeNB１及び２のどちらを使用するかは、例えば、サービスの種類や必要なQoS（又はQCI）に応じて決定されてもよい。さらに、制御系の信号（Control Plane (CP) signal）はeNB1から送信され、ユーザーデータ系の信号（User Plane (UP) signal）はeNB2から送信されるようにしてもよい。

【0061】

手順例３は、第１の実施形態の手順例１に対応する。手順例３では、eNB１は、セル２０での第２の無線接続の確立をUE３に指示する。この場合、eNB１は、セル２０における無線接続に関連する無線接続設定情報（RRC Connection Reconfiguration information）をUE３に通知すればよい。そして、UE３は、eNB１からの指示に応答して、セル２０を設定する。これにより、UE３は、セル２０でのeNB２との間の第２の無線接続を確立できる。

【0062】

手順例４は、第２の実施形態の手順例１に対応する。手順例４では、eNB１は、セル２０での第２の無線接続の確立をeNB２に指示する。eNB２は、eNB１からの指示に応答して、セル２０での第２の無線接続の確立をUE３に指示する。eNB２は、セル２０における無線接続に関連する無線接続設定情報（RRC Connection Reconfiguration information）をUE３に通知すればよい。そして、UE３は、eNB２からの指示に応答して、セル２０を設定する。これにより、UE３は、セル２０でのeNB２との間の第２の無線接続を確立できる。

【0063】

上述の手順例３及び手順例４において、eNB１からeNB２に、又はeNB２からeNB１に、第２の無線接続の確立に関連するUE３の端末個別情報（UE Context information）の少なくとも一部を送るようにしてもよい。また、手順例３及び手順例４において、eNB２からeNB１に、又はeNB１からeNB２に、第１の無線接続の確立又は第２の無線接続の確立に関連する無線接続設定情報（RRC Connection Reconfiguration information）および無線アクセス情報（Radio Access information）のうち少なくとも１つを送るようにしてもよい。

【0064】

端末個別情報（UE Context information）は、以下に列挙する情報要素のうち少なくとも１つを含んでもよい。
・無線端末能力情報（UE capability information）：例えば、 UE radio access capability、 UE network capability、若しくはUE security capability、又はこれらの任意の組み合わせ；
・無線端末識別子情報（UE identification information）：例えば、C-RNTI、 (S-)TMSI、若しくは shortMAC-I、又はこれらの任意の組み合わせ；
・選択ネットワーク情報（UE selected network information）：例えば、GUMMEI (Globally Unique MME Identifier)、eNB UE S1AP ID、MME UE S1AP ID、若しくはCSG ID、又はこれらの任意の組み合わせ；
・ベアラ情報（Bearer information）：例えば、E-RAB ID、E-RAB Level QoS Parameters、若しくはUL GTP Tunnel Endpoint ID、又はこれらの任意の組み合わせ；
・無線リソース制御情報（RRC context information）： AS-Config、AS-Context、 ue-ConfigRelease、若しくはue-RadioAccessCapabilityInfo、又はこれらの任意の組み合わせ；
・無線端末移動履歴情報（UE history information）：例えば、Last Visited Cell Information；
・サービス情報（Service information）：例えば、QCI、 QoS、若しくはMBMS information）、又はこれらの任意の組み合わせ。

【0065】

無線接続設定情報（RRC Connection Reconfiguration information）は、以下に列挙する情報要素のうち少なくとも１つを含んでもよい。
・サービングセル情報（Serving Cell information）：例えば、Physical Cell ID (PCI)、 若しくはEUTRAN Cell Global ID(ECGI)、又はこれらの組み合わせ；
・システム情報（System information）：例えば、MIB (Master Information Block)、若しくはSIB (System Information Block) x (x=1,2,..)、又はこれらの組み合わせ；
・無線リソース設定情報（Radio resource configuration information）：例えば、PhysicalConfigDedicated、Mac-Mainconfig、RLC-Config、PDCP-Config、logicalChannelIdentity、drb-Identity、若しくはeps-BearerIdentity、又はこれらの任意の組み合わせ；
・測定設定情報（Measurement configuration information）：例えば、MeasObject、若しくはReportConfig、又はこれらの組み合わせ；
・移動制御情報（Mobility control information）：例えば、targetPhysCellId、carrierFreq、若しくはnewUE-Identity、又はこれらの任意の組み合わせ；
・セキュリティ設定情報（Security configuration information）：例えば、SecurityAlgorithmConfig。

【0066】

無線アクセス情報（Radio Access information）は、以下に列挙する情報要素のうち少なくとも１つを含んでもよい。
・無線アクセス識別子情報（Radio access identification information）：例えば、RACH preamble index；
・無線アクセスリソース情報（Radio access resource information）：例えば、PRACH resource configuration。

【0067】

これら手順例３及び手順例４の適用先としては、eNB１が比較的カバレッジの大きいマクロセルを運用（管理）するマクロ無線基地局（Macro eNB：MeNB）であり、eNB２がカバレッジの小さいセルを運用（管理）する低電力無線局（Low Power Node: LPN）である場合が考えられるが、これに限定はされない。LPNとしては、例えばMeNBと同様の機能を持つピコ無線基地局（Pico eNB：PeNB）や、MeNBに比べ機能が少ない新しい種類のネットワークノード（New Node）である場合が考えられる。また、第２のセル（セル２０）は、従来とは異なる新しい種類のキャリア（New Carrier Type）を構成要素とする従来とは異なる新しい種類のセル（New Cell Type）であっても良い。

【0068】

続いて以下では、上述した手順例３及び手順例４の具体例について説明する。図１３は手順例３の全体を示すシーケンス図であり、図１４は手順例４の全体を示すシーケンス図である。なお、図１３及び図１４において、第１のセル１０はCELL1と表示され、第２のセル２０はCELL2と表示されている。

【0069】

（手順例３）
ステップＳ９０１では、eNB１及びUE３は、セル１０において第１の無線接続を確立する（RRC Connection Establishment）。ステップＳ９０２では、eNB１はUE３とセル１０において通信する。図１３の例では、eNB１は、UE３宛ての下りデータをセル１０において送信する。ステップＳ９０３では、UE３又はeNB１は、セル２０の検出又は判定（secondary cell discovery or decision）を行う。ステップＳ９０４では、eNB１は、自セル（serving cell）１０に帰属するUE３がセル２０において通信（つまり、ユーザーデータなどを乗せた信号の送信若しくは受信又はこれら両方）を行うための準備を、セル２０を運用するeNB２に要求又は指示する（Secondary Cell Preparation Request (or instruction)）。ステップＳ９０５では、eNB２は、ステップＳ９０４の要求又は指示に対する応答をeNB１に送信する（Secondary Cell Preparation Request (or instruction) response）。ステップＳ９０５にて肯定応答（Acknowledgement）を送信する場合、eNB２は、eNB１からの要求又は指示に基づいて、UE３とのセル２０での通信の準備を行う。

【0070】

ステップＳ９０６では、肯定応答の受信に応じて、eNB１は、セル２０における第２の無線接続の確立の指示をセル１０においてUE３に送信する（RRC Connection Reconfiguration）。当該指示は、第２のセル２０の無線接続設定情報（Secondary Cell configuration）を含む。ステップＳ９０７では、UE３は、eNB１からの当該指示に基づいてセル２０を設定する。これにより、eNB２とUE３の間の無線接続がセル２０において確立される（RRC Connection Establishment）。

【0071】

ステップＳ９０８では、eNB１は、キャリアアグリゲーションを開始するために、セル２０の活性化（つまり、利用開始）を示すメッセージを、第１のセル１０においてUE３に送信する（Secondary Cell Activation）。ステップＳ９０９では、eNB１は、セル２０、つまりキャリアアグリゲーションのためのセカンダリセルの設定が完了したことをeNB１に通知する（Secondary Cell Configuration Complete）。ステップＳ９０９の完了によって、UE３は、セル１０及び２０におけるキャリアアグリゲーションを行うことができる。したがって、ステップＳ９１０では、例えば、UE３は、セル１０及び２０の両方において下りデータを受信する。

【0072】

（手順例４）
図１４のステップＳ９０１～Ｓ９０５における処理は、図１３のステップＳ９０１～Ｓ９０５と同様である。ステップＳ１００６では、eNB１は、自セル（serving cell）１０において、第２のセル２０の情報の受信をUE３に指示する（Radio Resource Configuration of Second Cell）。ステップＳ１００７では、eNB１は、セル２０でのUE３との第２の無線接続の確立をeNB２に指示する（Secondary Cell Preparation Complete）。ステップＳ１００８では、eNB２は、セル２０において、第２の無線接続の確立をUE３に指示する（RRC connection Reconfiguration）。

【0073】

ステップＳ１００９では、UE３は、eNB２からの指示に基づいてセル２０を設定する。これにより、eNB２とUE３の間の無線接続がセル２０において確立される（RRC Connection Establishment）。ステップＳ１０１０では、eNB２は、第２の無線接続の確立完了をeNB１に通知する（Secondary Cell Configuration Complete）。ステップＳ１０１０の完了によって、UE３は、セル１０及び２０におけるキャリアアグリゲーションを行うことができる。したがって、ステップＳ１０１１では、例えば、UE３は、セル１０及び２０の両方において下りデータを受信する。

【0074】

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、上述した第２の実施形態の変形について説明する。本実施形態では、無線局１及び２と上位ネットワークの間のベアラ、及び上位ネットワーク内のベアラの設定について説明する。これらのベアラは、ユーザーデータの転送のために、第２の実施形態で説明した手順によって設定されるセル１０及び２０での第１及び第２の無線接続（つまり、データ無線ベアラ（Evolved Packet System Radio bearer：EPS RB））と対応付けられる。

【0075】

LTEシステムにおいて、無線局（eNB）１及び２と上位ネットワーク（Evolved Packet Core：EPC）の間のユーザーデータ転送のためのベアラは、S1ベアラである。S1ベアラは、上位ネットワーク内のデータ中継装置（つまり、Serving GW：S-GW）とeNBとの間に設定される。また、LTEシステムにおいて、EPC内の２つのデータ中継装置、つまりS-GWとP-GW（Packet Data Network Gateway）の間に設定されるベアラは、S5/S8ベアラである。EPS RB及びS1ベアラは、まとめて無線アクセスベアラ（E-UTRAN Radio Access Bearer：E-RAB）と呼ばれる。E-RABは、eNBを経由してUEとEPCの間でユーザーデータを転送するためのベアラである。さらに、E-RABとS5/S8ベアラを含むP-GWとUEの間のベアラは、EPSベアラと呼ばれる。EPSベアラは、UE毎に設定される。また、１つのUEが複数のEPSベアラを利用することもできる。この場合、１つのUEPSに関する複数のEPSベアラは、例えば、転送されるユーザーデータのQoSクラスによって区別される。

【0076】

EPSベアラ、E-RAB、及びS1ベアラの設定は、上位ネットワーク内のモビリティ管理装置（Mobility Management Entity：MME）によって制御される。S1ベアラについて述べると、MMEがS-GW及びeNBと通信し、MME、S-GW、及びeNBが互いのベアラコンテキスト（例えば、S-GWのIPアドレス、eNBのIPアドレス、S-GW及びeNBのエンドポイント識別子など）を共有することによってS1ベアラが設定される。

【0077】

図１５は、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。上位ネットワークの具体例であるEPC４は、MME５及びS/P-GW６を含む。eNB１及び２の各々は、MME５と制御コネクション（S1-MME）を接続し、S/P-GW６との間にユーザーデータ転送のためのベアラ（S1ベアラ）を設定する。

【0078】

次に、本実施形態におけるS1ベアラ（又はE-RAB、EPSベアラ）の設定手順について図１６のシーケンス図を用いて説明する。なお、図１６において、第１のセル１０はCELL1と表示され、第２のセル２０はCELL2と表示されている。ステップ１１０１では、UE３、eNB１、MME５、及びS/P-GW６のシグナリングによって、セル１０を経由してUE３とEPC４の間でユーザーデータを転送するためのEPSベアラが設定される。ステップＳ１１０２では、第２の実施形態で説明した手順に従って、UE３がセル１０及び２０のキャリアアグリゲーションを行うために、セル２０がセカンダリセルとして設定される。ステップＳ１１０３では、eNB２は、セル２０を経由してUE３とEPC４の間でユーザーデータを転送するためのベアラ（S1ベアラ、E-RAB、又はEPSベアラ）の設定をMME５に要求する。これにより、UE３、eNB２、MME５、及びS/P-GW６のシグナリングによって、ベアラ設定手順が実施される。eNB２は、当該ベアラ設定手順に従ってS1ベアラ（又はE-RAB）を設定する。ステップＳ１１０４及びＳ１１０６では、S/P-GW６は、UE３への下りユーザーデータをeNB１と関連付けられた第１のS1ベアラ又はeNB２と関連付けられた第２のS1ベアラに転送する。ステップＳ１１０５及びＳ１１０７では、eNB１及び２は、S1ベアラを通して受信した下りユーザーデータをUE３へ送信する。

【0079】

ここで、下りユーザーデータ送信のためにeNB１及び２のどちらを使用するかは、例えば、サービスの種類や必要なQoS（又はQCI）に応じて決定してもよい。さらに、制御系の信号（Control Plane (CP) signal）はeNB1から送信し、ユーザーデータ系の信号（User Plane (UP) signal）はeNB2から送信するようにしてもよい。

【0080】

なお、第２の実施形態で述べた手順例３又は手順例４において、セル２０でのUE３の通信準備の要求（又は指示）の際にeNB１からeNB２へUE３の選択ネットワーク情報又及びベアラ情報の少なくとも一方を送信する例を示した。選択ネットワーク情報の具体例は、GUMMEI、eNB UE S1AP ID、MME UE S1AP ID、若しくはCSG ID、又はこれらの任意の組み合わせである。ベアラ情報の具体例は、E-RAB ID、E-RAB Level QoS Parameters、若しくはUL GTP Tunnel Endpoint ID、又はこれらの任意の組み合わせである。UE３の選択ネットワーク情報又及びベアラ情報の少なくとも一方をeNB２へ送信する利点の１つは、本実施形態において、セル２０を経由してUE３のユーザーデータを転送するためのベアラ設定をeNB２がトリガーできることである。つまり、eNB２は、選択ネットワーク情報及びベアラ情報の少なくとも一方に基づいてベアラ設定要求を生成し、これをMME５に送信すればよい。これにより、本実施形態は、UE３における異なる無線基地局とのベアラ設定を行うことによる負荷を大きく軽減することができる。

【0081】

＜その他の実施形態＞
上述した第２及び第３の実施形態では、UE３は、セカンダリセル（セル２０）において上り物理制御チャネル（physical uplink control channel：PUCCH）を用いてLayer 1若しくは Layer 2 又はこれらの両方の制御情報（L1/L2制御情報）を送信してもよい。具体的には、UE３は、セカンダリセル（セル２０）での下り受信に対する応答（例えば、H-ARQ（Hybrid Automatic Repeat Request）ACK、CQI (Channel Quality Indicator)/PMI(Precoding Matrix Indicator)、又はRI（Rank Indicator））の返信に、セカンダリセル（セル２０）のPUCCHを使用してもよい。

【0082】

なお、同一eNBが複数のセルを運用する通常のCAでは、PUCCHを使用するL1/L2制御情報は全てプライマリセルで送信される。しかしながら、Inter-eNB CAにおいて通常のCAと同様のアーキテクチャを採用すると、eNB１とeNB２の間のインターワーキングが必要であり、処理遅延や追加的なネットワーク負荷を招くおそれがある。これに対して、セカンダリセル（セル２０）での下り受信に対する応答等のためにセカンダリセル（セル２０）の上り物理制御チャネルを使用することで、eNB１とeNB２の間のインターワーキングが不要となる。

【0083】

また、第２及び第３の実施形態では、eNB１は、例えばランダムアクセス・プリアンブル識別子（RA preamble ID）、物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access Channel：PRACH）で用いるマスク値（RA PRACH Mask）をeNB２に送信してもよい。これにより、第２のセルのアップリンクにおけるアクセス遅延を低減できる。

【0084】

また、第2及び第３の実施形態では、プライマリセル（セル１０）とセカンダリセル（セル２０）において、無線リンクの端末識別子（C-RNTI）を同一にしてもよい。

【0085】

また、第２及び第３の実施形態では、上り信号の同期を判定するための（つまり、同期管理をするための）Time Alignment (TA) Timerを、プライマリセル（セル１０）とセカンダリセル（セル２０）のそれぞれに対して保持してもよい。さらに、セカンダリセルが複数ある場合、それら複数のセカンダリセルに対しては１つのTA Timerを保持し、同期の判定を行うようにしてもよい。従って、プライマリセルとセカンダリセル（又は、セカンダリセル群）は異なるタイミンググループ（Timing Advance Group: TAG）に属するようにしてもよい。

【0086】

また、第２及び第３の実施形態では、eNB２は、MIB (Master Information Block)/SIB (System Information Block)情報、及びsecurity contextをeNB１に送信してもよい。これにより、UE3側においてセカンダリセル（セル２０）を円滑に設定することができる。

【0087】

また、第１～第３の実施形態では、キャリアアグリゲーションの為に追加するセカンダリセル（セル２０）が、下りコンポーネントキャリア（Component Carrier: CC）のみ、或いは、上りコンポーネントキャリア（CC）のみに使用されるようにしてもよい。

【0088】

また、第１～第３の実施形態では、プライマリセル（セル１０）とセカンダリセル（セル２０）が異なる複信モード（duplex mode）であっても良い。例えば、プライマリセル（セル１０）がFDD (Frequency Division Duplex)で、セカンダリセル（セル２０）がTDD (Time Division Duplex)であってもよい。

【0089】

また、第１～第３の実施形態で例示した図は、ヘテロジーニアス・ネットワーク（HetNet）環境を示した。しかしながら、これらの実施形態は、ホモジーニアス・ネットワーク（Homogeneous Network）にも適用が可能である。Homogeneous Networkの例としては、マクロ（又はマイクロ）基地局のマクロ（又はマイクロ）セルからなるセルラネットワークが考えられる。

【0090】

また、第１～第３の実施形態で述べた無線局１（通信制御部１５）、無線局２（通信制御部２５）、及び無線端末３（通信制御部３５）による通信制御方法は、いずれもApplication Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）を含む半導体処理装置を用いて実現されてもよい。また、これらの処理は、少なくとも１つのプロセッサ（e.g. マイクロプロセッサ、Micro Processing Unit（ＭＰＵ）、Digital Signal Processor（ＤＳＰ））を含むコンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現してもよい。具体的には、フローチャート及びシーケンス図に示されたアルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。

【0091】

このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0092】

また、第１～第３の実施形態では、主にLTEシステムに関して説明を行った。しかしながら、これらの実施形態は、LTEシステム以外の無線通信システム、例えば、3GPP UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)、3GPP2 CDMA2000システム（1xRTT, HRPD (High Rate Packet Data)）、GSM (Global System for Mobile Communications) システム、又はWiMAXシステム等に適用されてもよい。

【0093】

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

【0094】

この出願は、２０１２年１０月５日に出願された日本出願特願２０１２－２２３１７７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0095】

１ 第１の無線局
２ 第２の無線局
３ 無線端末
１０ 第１のセル
２０ 第２のセル
１５ 通信制御部
２５ 通信制御部
３５ 通信制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】