JP5400975B2 - 基地局装置、移動局装置、移動通信システム、通信方法、送信装置、および受信装置 - Google Patents

基地局装置、移動局装置、移動通信システム、通信方法、送信装置、および受信装置 Download PDF

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Description

本発明は、小型基地局装置が配置される移動通信システムにおいて、小型基地局装置へアクセスを行なう技術に関する。
近時、家庭やオフィスに設置される小型基地局装置の検討が進められている。小型基地局装置は、家庭内の固定回線などと接続し、通信エリアの拡大やユーザ固有のサービスを提供するために使用される。標準化団体３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）における小型基地局装置は、ホームノードＢ（またはホームイーノードＢ）と呼ばれる。また、アクセス可能なユーザを事前に登録することによって、利用可能なユーザを制限したホームノードＢのことを特にＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルと呼ぶ（非特許文献１）。一方、通常の基地局装置のことはマクロセルと呼んで区別する。
３ＧＰＰにおいて、第３世代の移動通信方式を進化させたＥｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（以下、「ＥＵＴＲＡ」と称する。）、更にその発展形であるＡｄｖａｎｃｅｄ ＥＵＴＲＡにおいて、ＣＳＧセルの検討が進められている。
移動局装置は、加入者登録されたＣＳＧセル（登録済みＣＳＧセル）、登録されていないＣＳＧセル（未登録ＣＳＧセル）、およびマクロセルを区別できないと、アクセス不可能なＣＳＧセルにアクセスを試みてしまい、消費電力や無線リソースを浪費することになる。そこで、移動局装置がＣＳＧセルとマクロセルを区別するための方法として、報知情報にＣＳＧセル識別子を含める方法（非特許文献２、６．３．１節）が提案されている。
図１９は、周辺セルに登録済みＣＳＧセルが配置されているときの移動局装置の初期アクセス手順を示すシーケンスチャートである。まず、移動局装置ＣＳＧ＿ＵＥは、ＣＳＧセルからＣＳＧセル情報を取得する（ステップＳ１９１）。ＣＳＧセル情報とは、マクロセルとＣＳＧセルとを区別するためにＣＳＧセルから取得される情報であり、報知情報のＣＳＧセル識別子やセルＩＤ、周波数帯域に該当する。移動局装置は、待ち受け判定処理（ステップＳ１９２）において、取得したＣＳＧセル情報から検出したＣＳＧセルが登録済みＣＳＧセルかどうかを判定する。この判定の結果、登録済みＣＳＧであった場合は、登録済みＣＳＧセルに対して無線接続要求メッセージを送信する（ステップＳ１９３）。無線接続要求を受けたＣＳＧセルは、無線接続要求許可メッセージを送信し（ステップＳ１９４）、続いて移動局装置より無線接続完了メッセージを送信する（ステップＳ１９５）。
移動局装置は、続いて位置登録処理を行なう（ステップＳ１９６）。これにより、着呼信号を待ち受けるエリアをネットワークに対し通知し、待ち受け状態に入る。この待ち受け状態に入ることを「セルへキャンプする」という。移動局装置が、その後に上位レイヤなどの指示によってデータ通信のために発呼手順を開始する場合、発呼要求メッセージをキャンプしているＣＳＧセルへ送信し（ステップＳ１９７）、ＣＳＧセルは発呼要求許可メッセージを応答する（ステップＳ１９８）。
図２０は、周辺セルに未登録ＣＳＧセルが配置されているとき、またはＣＳＧセルに非対応の移動局装置の初期アクセス手順について示すシーケンスチャートである。まず、移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥは、ＣＳＧセルからＣＳＧセル情報を取得する（ステップＳ２０１）。移動局装置は、待ち受け判定処理（ステップＳ２０２）において、取得したＣＳＧセル情報から検出したＣＳＧセルが登録済みＣＳＧセルかどうかを判定する。判定の結果、登録済みＣＳＧでない場合、あるいは移動局装置がＣＳＧセルに非対応である場合は、マクロセルに対して無線接続要求メッセージを送信する（ステップＳ２０３）。無線接続要求を受けたマクロセルは、無線接続要求許可メッセージを送信し（ステップＳ２０４）、続いて移動局装置より無線接続完了メッセージを送信する（ステップＳ２０５）。
移動局装置は、続いて位置登録処理を行ない（ステップＳ２０６）、ネットワークに対し、移動局装置がマクロセルにキャンプすることを通知する。その後、発呼手順を開始する場合、発呼要求メッセージをキャンプしているマクロセルへ送信し（ステップＳ２０７）、マクロセルは、発呼要求許可メッセージを応答する（Ｓ２０８）。なお、図１９および図２０において、実際には無線接続要求メッセージ、並びに発呼要求メッセージの送信前に、上りリソース要求のためにランダムアクセス手順が必要な場合があるが、簡略化のために説明を省略してある。
図２１は、図１９および図２０に示した待ち受け判定処理の処理手順を示すフローチャートである。移動局装置は、キャンプ先セルを選択する場合、まず周辺セルからの信号を受信し、キャンプ可能な受信品質を満たす周辺セルを一つ以上選択する（ステップＳ２１１）。次に、ＣＳＧセルが周辺セルに配置されており、受信信号にＣＳＧセルの信号が含まれているか否かを、ＣＳＧセル情報を基に判定する（ステップＳ２１２）。ＣＳＧセルが周辺セルに配置されている場合、続いてＣＳＧセルが登録済みＣＳＧセルであるかどうかを判定する（ステップＳ２１３）。ＣＳＧセルが登録済みＣＳＧセルであった場合、登録済みＣＳＧセルをキャンプ先セルとして選択する（ステップＳ２１４）。一方、ステップＳ２１２において、ＣＳＧセルが周辺セルに配置されていない場合、またはステップＳ２１３において、未登録ＣＳＧセルのみが配置されている場合、マクロセルをキャンプ先セルとして選択する（ステップＳ２１５）。
また、非特許文献３には、ＣＳＧセルのみが観測されるセル環境においては、未登録ＣＳＧセルであっても優先呼（緊急呼、緊急時通信）のため、キャンプを許可する提案がされている。
3GPP TS36.300,Overall description;Stage2.V8.4.0 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36300.htm 3GPP TS36.331,Radio Resource Control(RRC);Protocol specification.V8.2.0 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36331.htm Huawei,R2-083555,3GPP TSG-RAN2 Meeting #62bis,Warsaw,Poland,June 30-July 4,2008
しかしながら、優先呼のように、通常呼よりも優先すべき種別の通信は、ＣＳＧセルかどうかに関わらず、常に発呼を許可する必要がある。その必要を満たすためには、未登録ＣＳＧセルであっても待ち受けを許可する必要があったが、従来は、この場合の未登録ＣＳＧセルへのアクセス手順が規定されていなかった。特に、移動局装置が優先呼以外の発呼手順を実行する場合のアクセス手順について規定されていなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、移動局装置が未登録のＣＳＧセルへアクセスする際の手順を規定し、この規定に基づいた手順を実行する基地局装置、移動局装置、移動通信システム、通信方法、送信装置、および受信装置を提供することを目的とする。
本発明の基地局装置は、移動局装置と無線接続される基地局装置であって、前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信し、前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定し、前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信することによって、前記移動局装置に対し、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放させ、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出した際に、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報を前記セルに適用させる。
本発明の移動局装置は、基地局装置と無線接続される移動局装置であって、前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求し、前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から別のキャンプ先のセルを指定する情報が設定された前記基地局装置との無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージを受信した場合、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放し、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用し、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用する。
本発明の移動通信システムは、基地局装置と無線接続される移動局装置を備える移動通信システムであって、前記基地局装置は、前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信し、前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定するを無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定し、前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信し、前記移動局装置は、前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求し、前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から前記無線接続解放メッセージを受信した場合、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放し、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用し、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていない場合は、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用する。
本発明の基地局装置で用いられる通信方法は、移動局装置と無線接続される基地局装置で用いられる通信方法であって、前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信するステップと、前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定することを判断するステップと、前記移動局装置に対し、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放させ、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出した際に、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報を前記情報に設定するステップと、前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信するステップと、を備える。
本発明の移動局装置で用いられる通信方法は、基地局装置と無線接続される移動局装置で用いられる通信方法であって、前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求するステップと、前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から別のキャンプ先のセルを指定する情報が設定された前記基地局装置との無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージを受信するステップと、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放するステップと、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用するステップと、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用するステップと、を備える。
本発明の移動通信システムで用いられる通信方法は、基地局装置と無線接続される移動局装置を備える移動通信システムで用いられる通信方法であって、前記基地局装置において、前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信するステップと、前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定するステップと、前記無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信するステップとを備え、前記移動局装置において、前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求するステップと、前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から前記無線接続解放メッセージを受信した場合、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放するステップと、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を適用するステップと、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用するステップと、を備える。
本発明の送信装置は、移動局装置と無線接続される基地局装置で用いられる送信装置であって、前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信し、前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定し、前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信することによって、前記移動局装置に対し、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放させ、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出した際に、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報を前記セルに適用させる機能を備える。
本発明の受信装置は、基地局装置と無線接続される移動局装置で用いられる受信装置であって、前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求し、前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から別のキャンプ先のセルを指定する情報が設定された前記基地局装置との無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージを受信した場合、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放し、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用し、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用する機能を備える。
本発明によれば、移動局装置の登録関係と通信の優先度とに応じて、適切なアクセス手順を実現することができる。
本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の受信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の送信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の受信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の送信装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。 図５における移動局装置の待ち受け判定処理の手順を示すフローチャートである。 図５および図６におけるＣＳＧセルである基地局装置のＣＳＧセル発呼判定処理の手順を示すフローチャートである。 図６〜図９におけるマクロセルである基地局装置のＣＳＧセル発呼判定処理の手順を示すフローチャートである。 移動局装置ＵＥが呼種別とセル種別に基づくアクセス制限を行なう場合のシーケンスチャートである。 移動局装置のアクセス制限判定処理手順を示すフローチャートである。 移動局装置の別のアクセス制限判定処理手順を示すフローチャートである。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの発呼手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の発呼手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の発呼手順を示すシーケンスチャートである。 周辺セルに登録済みＣＳＧセルが配置されているときの移動局装置の初期アクセス手順を示すシーケンスチャートである。 周辺セルに未登録ＣＳＧセルが配置されているとき、またはＣＳＧセルに非対応の移動局装置の初期アクセス手順について示すシーケンスチャートである。 、図１９および図２０に示した待ち受け判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
次に、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。ＥＵＴＲＡおよびＡｄｖａｎｃｅｄ ＥＵＴＲＡで使用される物理チャネルは、報知情報チャネル、上りデータチャネル、下りデータチャネル、下り共用制御チャネル、上り共用制御チャネル、ランダムアクセスチャネル、同期シグナル、下りリファレンスシグナルなどがある。
物理チャネルはＥＵＴＲＡ、およびＡｄｖａｎｃｅｄ ＥＵＴＲＡにおいて、今後追加、または、チャネル構造が変更される可能性もあるが、変更された場合でも本発明の各実施形態の説明には影響しない。また、リファレンスシグナルとしては下りリファレンスシグナルと上りリファレンスシグナルがある。
本発明の各実施形態に関わる物理チャネルは、同期シグナルと報知情報チャネル、下りリファレンスシグナルであるため、それ以外の物理チャネルの詳細な説明は省略する。
同期シグナル（Synchronization Signal）は、移動局装置が基地局装置を高速に検出するために使用される。同期シグナルは３種類のプライマリ同期シグナルと３１種類の符号を互い違いに配置したセカンダリ同期シグナルとで構成され、プライマリ同期シグナルとセカンダリ同期シグナルの信号の組み合わせによって、基地局装置を識別する５０４通りのセルＩＤと、無線同期のためのフレームタイミングを示す。
報知情報チャネル（ＢＣＨ：Broadcast Channel）は、セル内の移動局装置で共通に用いられる制御パラメータを通知する目的で送信される。更に、ＢＣＨは、Ｐ−ＢＣＨ（Primary BCH）とＤ−ＢＣＨ（Dynamic BCH）とに分類される。Ｐ−ＢＣＨとは、時間的・周波数的に所定の周期で送信することが予め決められているため、移動局装置はセルＩＤが同定されたセルのＰ−ＢＣＨを受信することが可能である。一方、Ｄ−ＢＣＨとは、下り共用制御チャネルで送信リソースが通知され、セル毎に送信リソースを可変にすることも可能である。Ｄ−ＢＣＨには、少なくともセルＩＤよりも数が大きく、全てのセルに重複しないように一つだけ割り振られるグローバルＩＤ（グローバルセルＩＤとも呼ばれる）と、エリア情報（トラッキングエリアまたはトラッキングエリアＩＤとも呼ばれる）とが含まれる。
下りリファレンスシグナルは、セル毎に原則として所定の電力で送信されるパイロットシグナルである。また、下りリファレンスシグナルは、所定の時間間隔（例えば、１フレーム）で周期的に繰り返される信号であり、移動局装置は、所定の時間間隔において下りリファレンスシグナルを受信し、受信品質を測定することによって、セル毎の受信品質の判断に用いる。また、下りリファレンスシグナルと同時に送信される下りデータの復調のための参照用の信号として用いる。下りリファレンスシグナルに使用される系列は、セル毎に一意に識別可能な系列であれば、任意の系列を用いても良い。なお、下りリファレンスシグナルはＤＬ−ＲＳ（Downlink Reference Signal）と記載される場合もあるが、その用途と意味は同じである。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の受信装置の概略構成を示すブロック図である。受信装置１０は、受信部１１、受信信号処理部１２、セル情報管理部１３、下りメッセージ処理部１４、待ち受け判定処理部１５、アンテナ１６から構成される。受信信号（基地局装置からの送信信号）は、アンテナ１６を介して受信部１１において受信される。受信部１１において、受信信号はチャネルスケジュールを示す受信制御情報を基に復調される。受信制御情報は、各チャネルに関する受信タイミング、多重方法、リソース配置情報や復調に関する情報が含まれている。受信制御情報に従い、受信部１１は、受信信号をチャネル毎に復調・復号化し、受信信号処理部１２へと出力する。
セル情報管理部１３には、登録ＣＳＧセル情報とセル種別判定情報が入力される。登録ＣＳＧセル情報とは、移動局装置の登録済みＣＳＧセルを一意に特定可能な情報からなる。移動局装置の登録済みＣＳＧセルは、リスト化され、例えば、エリア情報、ＣＳＧセルＩＤ（ＣＳＧＩＤとも呼ばれる。）、周波数、帯域幅、グローバルＩＤ、通信方式、ＧＰＳ情報、ＩＰアドレスなどの情報の全部または一部が含まれる。これらの情報は、移動局装置が登録されているＣＳＧセルが複数あれば、複数セット用意されていても良く、更に、その登録方法は任意の方法を用いて良い。なお、移動局装置が登録ＣＳＧセル情報の格納先として好適な場所は、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module：加入者識別モジュール）カード内のメモリが好適であるが、これに限らない。また、セル種別判定情報とは、ＣＳＧセルとマクロセルとを区別するための情報からなる。例えば、ＣＳＧセルにのみ用いられるセルＩＤ、周波数帯域、報知情報から得られたＣＳＧセル識別子とセルＩＤとを対応関係などの情報の全部または一部が含まれる。セル情報管理部１３は、これらの情報を待ち受け判定処理部１５に出力する。
受信信号処理部１２では、受信部１１からの入力信号をチャネル毎に適切に処理し、更に、測定処理を実施することで得られる必要な測定情報を待ち受け判定処理部１５へ出力する。測定情報とは、同期シグナルから検出したセルＩＤや下りリファレンスシグナルの受信品質、報知情報から得たエリア情報などである。また、受信した上位レイヤからのメッセージ（レイヤ３メッセージ）は、下りメッセージ処理部１４へ入力される。受信信号処理部１２で処理される測定情報以外の情報、例えばユーザのトラフィックデータや下り制御データなどは、その他の情報として個別の処理ブロックに入力されるが、これらは本発明に関係無いため説明を省略する。
待ち受け判定処理部１５には、受信信号処理部１２から測定情報、セル情報管理部１３から登録ＣＳＧセル情報とセル種別判定情報が入力され、また、必要に応じて移動局装置アクセスクラス情報が入力される。移動局装置アクセスクラス情報とは、移動局装置が通信を行なう場合の優先度を決めるための情報であり、例えば、オペレータがメンテナンス用に使用する専用の移動局装置は、一般市販用の移動局装置よりも高い優先度が設定される。また、呼種別によっても優先度が設定され、優先呼（日本であれば１１０番や１１９番などの緊急呼など）の優先度は、通常の通信よりも高く設定される。優先度が高いほど発呼時の送信待ち時間が少なく、無線リソースも優先的に割当てられるよう制御される。それ以外にも、より高い送信電力や受信電力でデータ通信を行なうなどといった、通常呼とは異なる通信制御が適用される場合もある。待ち受け判定処理部１５は、測定情報、登録ＣＳＧセル情報、セル種別判定情報、移動局装置アクセスクラス情報に基づき、キャンプするセルを選択し、選択結果を上位レイヤに通知する。
下りメッセージ処理部１４は、基地局装置からのメッセージが入力され、メッセージ内容に応じた制御処理を行ない、その結果を上位レイヤに通知する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の送信装置の概略構成を示すブロック図である。送信装置２０は、上りメッセージ生成部２１、送信信号処理部２２、送信部２３、およびアンテナ２４から構成される。上りメッセージ生成部２１には、上位レイヤの指示に従い適切なタイミングで基地局装置に通知するメッセージ（レイヤ３メッセージ）の生成に必要な情報が入力される。例えば、発呼要求メッセージであれば発呼要求情報が、発呼手順完了メッセージであれば発呼完了情報が、無線接続要求メッセージであれば無線接続要求情報が、無線接続完了メッセージであれば無線接続完了情報がそれぞれ入力される。上りメッセージ生成部２１は、入力された情報に応じて各メッセージを生成し、送信信号処理部２２へと出力する。
送信信号処理部２２は、上りメッセージ生成部２１からのメッセージと、その他の送信信号に対して適切なスケジューリングを行なう。その他の送信信号とは、上りユーザトラフィックデータや上り制御データ、上りリファレンスシグナルなどである。送信信号処理部２２からスケジューリングに基づき出力されるデータは、送信部２３において送信制御情報に従い、送信信号としてアンテナを介して出力される。送信制御情報は、各チャネルに関する送信タイミング、多重方法、リソース配置情報や変調に関する情報が含まれている。
なお、図１および図２において、その他の移動局装置の構成要素は本実施形態に関係無いため、その説明を省略する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の受信装置の概略構成を示すブロック図である。受信装置３０は、受信部３１、受信信号処理部３２、上りメッセージ処理部３３、基地局間メッセージ処理部３４およびアンテナ３５から構成される。受信信号（移動局装置からの送信信号）は、アンテナ３５を介して受信部３１において受信される。また、基地局間受信信号（他の基地局装置からの送信信号）は専用線などの有線を使用して周辺の基地局装置から周期的またはイベント的に送信され、受信部３１において受信される。
受信部３１において、受信信号は、チャネルスケジュールを示す受信制御情報を基に復調される。受信制御情報は、移動局装置毎の各チャネルに関する受信タイミング、多重方法、リソース配置情報や復調に関する情報が含まれている。また、基地局間受信信号を復調に関する情報が含まれている。受信制御情報に従い、受信部３１は、受信信号をチャネル毎に復調・復号化し、受信信号処理部３２へと出力する。また、受信信号処理部３２には移動局装置情報が入力される。移動局装置情報には移動局装置アクセスクラス情報が含まれる。また、基地局間受信信号も同様に受信部３１において適切に復調・復号化され、受信信号処理部３２へと出力される。
受信信号処理部３２は、入力信号を移動局装置毎に分け、更にチャネル毎に適切に処理する。入力信号が、移動局装置からの上りメッセージであるとき、上りメッセージ処理部３３へ出力される。また、基地局間メッセージであるときは、基地局間メッセージ処理部３４へと出力される。受信信号処理部３２で処理される上りメッセージおよび基地局間メッセージ以外の信号、例えば、ユーザのトラフィックデータや上り制御データ、その他の制御メッセージなどは、その他の情報として個別の処理ブロックに入力されるが、これらは本発明に関係無いため、その説明を省略する。
上りメッセージ処理部３３は、各上りメッセージに含まれる制御パラメータを取得し、上位レイヤに出力する。基地局間メッセージ処理部３４は、各基地局間メッセージに含まれる基地局制御パラメータを取得し、上位レイヤに出力する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の送信装置の概略構成を示すブロック図である。送信装置４０は、ＣＧＳセル情報生成部４１、下りメッセージ生成部４２、送信信号処理部４３、送信部４４、要求判断部４５、およびアンテナ４６から構成される。ＣＳＧセル情報生成部４１には、セル種別情報が入力される。セル種別情報とは、基地局装置がＣＳＧセルかマクロセルかを判断するための情報である。ＣＳＧセル情報生成部４１は、セル種別情報がＣＳＧセルであった場合、ＣＳＧセル情報を生成し、送信信号処理部４３へ出力する。ＣＳＧセルでない場合（マクロセルの場合）は何もしない。
ここで、ＣＳＧセル情報とは、移動局装置が当該基地局装置をＣＳＧセルであると判断可能な情報であれば良く、その内容は任意でよい。例えば、同期シグナルを生成するためのセルＩＤ情報でも良く、報知情報に含めるＣＳＧセル識別子情報でもよく、また、送信周波数帯域の情報でもよい。
下りメッセージ生成部４２は、要求判断部４５の指示に従い、適切なタイミングで移動局装置に通知するメッセージ（レイヤ３メッセージ）を生成する。例えば、発呼要求許可メッセージであれば発呼要求許可情報が、発呼要求却下メッセージであれば発呼要求却下情報が、無線接続要求許可メッセージであれば無線接続要求情報がそれぞれ要求判断部４５から入力される。下りメッセージ生成部４２は、入力された情報に応じて各メッセージを生成し、送信信号処理部４３へと出力する。送信信号処理部４３には、ＣＳＧセル情報と下りメッセージが入力される。送信信号処理部４３は、ＣＳＧセル情報生成部４１からのＣＳＧセル情報に基づき生成される送信信号と、その他の送信信号に対して適切なスケジューリングを行なう。その他の送信信号とは、各移動局装置の下りユーザトラフィックデータや下り制御データ、下りリファレンスシグナルなどである。
送信信号処理部４３からスケジューリングに基づき出力されるデータは、移動局装置向けであれば、送信部４４において送信制御情報に従い、送信信号としてアンテナ４６を介して出力される。基地局装置向けであれば、送信部４４において送信制御情報に従い、基地局間送信信号として専用線などの有線を使用して出力される。送信制御情報は、各チャネルに関する送信タイミング、多重方法、リソース配置情報や変調に関する情報が含まれている。
要求判断部４５は、上位レイヤの指示に従い、移動局装置からの無線接続要求または発呼要求に対する判断を行ない、判断結果として、無線接続要求許可情報、発呼要求許可情報または発呼要求却下情報を下りメッセージ生成部４２に出力する。
なお、図３および図４において、その他の基地局装置の構成要素は本発明に関係無いため省略してある。
図５〜図９は、本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。このシーケンスは、移動局装置に登録ＣＳＧセル情報が格納されていないとき（例えばＳＩＭカードが未挿入の場合）、または、移動局装置がＣＳＧセルに非対応のとき、または、移動局装置が未登録ＣＳＧセルをキャンプ先セルとして選択した場合に適したシーケンスである。また、図中のマクロセルは、ＣＳＧセルの直近のマクロセルである。ＣＳＧセルの直近のマクロセルとは、移動局装置、またはＣＳＧセルが周辺セル測定を行なった結果、最も品質の良いセルとして選択したセルを示し、例えばＣＳＧセルのセル半径をカバーしているマクロセルである。この情報はＣＳＧセルの電源オン時に一度だけ登録されても、一定時間毎に測定結果に基づき登録内容が変更されても良い。
図５において、移動局装置は、ＣＳＧセルおよびマクロセルより同期シグナル、下りリファレンスシグナル、報知情報を受信し、さらに、ＣＳＧセルからＣＳＧセル情報を取得する（ステップＳ５０）。なお、図５では、簡略化のためにＣＳＧセル情報がＣＳＧセルから送信されているように記載しているが、ＣＳＧセル情報というメッセージが実際に送信されるわけではなく、物理的、または制御シグナリングによってマクロセルとＣＳＧセルとを移動局装置が識別可能なようにＣＳＧセルから送信される情報であり、その情報内容および使用される物理チャネルは任意で良い。例えば、同期シグナルによって通知されるセルＩＤ情報でも良く、報知情報チャネルによって通知される報知情報に含まれるＣＳＧセル識別子情報でも良く、あるいは検出した同期シグナルの周波数帯域の情報であっても良い。移動局装置は、前記ＣＳＧセル情報からＣＳＧセルとマクロセルを判断する。
続いて、移動局装置は、待ち受け判定処理を行ない（ステップＳ５１）、基地局装置からの下りリファレンス信号の受信品質が最も良いセル（最良セル）を選択する。ここで、選択したセルが未登録のＣＳＧセルであっても、移動局装置はランダムアクセス手順（図示せず）を開始し、無線接続要求メッセージを未登録のＣＳＧセルへ対して送信する（ステップＳ５２）。移動局装置は、少なくとも無線接続要求メッセージにユーザ識別子（ランダムビット列、またはＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identifier）などの移動局装置固有番号）を含めて送信する。前記無線接続要求メッセージを受信したＣＳＧセルは、当該移動局装置の無線接続を許可すると判断した場合、発呼手順完了メッセージに必要な無線制御情報を含めて移動局装置に送信する（ステップＳ５３）。前記無線接続要求許可メッセージを受信した移動局装置は、ＣＳＧセルに対して無線接続完了メッセージを送信する（ステップＳ５４）。
移動局装置は、続いて、移動局装置がＣＳＧセルにキャンプすることを通知するため、ＣＳＧセルを経由してネットワークに対して位置登録処理を行なう（ステップＳ５５）。ネットワークは、位置登録処理において前記移動局装置のユーザ識別子を保存すると共に、ユーザ識別子に一対一に対応するテンポラリユーザ識別子（Ｓ−ＴＭＳＩ：System architecture evolution-Temporary Mobile Subscriber Identifierなど）を割り当て、前記テンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）を移動局装置に通知する。
更に、ＣＳＧセルへキャンプしている移動局装置が上位レイヤから優先呼の発呼要求を受け、発呼処理（優先呼）を行なう場合、少なくとも、ＣＳＧセルに対して優先呼であることを示す優先度情報とテンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）とを発呼要求メッセージに含めて送信する（ステップＳ５６）。ＣＳＧセルは、ＣＳＧセル発呼判定処理（ステップＳ５７）にて優先度情報の内容を確認し、移動局装置が要求する呼種別が優先呼である場合、ＣＳＧセルへの発呼要求を許可し、ＣＳＧセルへの発呼要求許可メッセージを移動局装置に送信する（ステップＳ５８）。発呼要求許可メッセージを受信した移動局装置は、発呼手順完了メッセージをＣＳＧセルへ送信し（ステップＳ５９）、以後、実際のデータ送信を開始する。図５において、ＣＳＧセルおよびマクロセルから送信されるその他のチャネルについては省略している。
図６は、本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。待ち受け判定処理により未登録のＣＳＧセルが選択され、ＣＳＧセルにキャンプするまでは図５と同じである。ＣＳＧセルへキャンプしている移動局装置が、上位レイヤから通常呼の発呼要求を受け、発呼処理（通常呼）を行なう場合、少なくとも、ＣＳＧセルに対して通常呼であることを示す優先度情報とテンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）とを発呼要求メッセージに含めて送信する（ステップＳ６０）。ＣＳＧセルは、ＣＳＧセル発呼判定処理（ステップＳ６１）にて優先度情報の内容を確認し、移動局装置が要求する呼種別が通常呼である場合、ＣＳＧセルへの発呼要求メッセージを直近のマクロセルへ転送する（ステップＳ６２）。
発呼要求メッセージが転送されたマクロセルは、移動局装置がマクロセルへ発呼可能かどうかの判断を行ない（ステップＳ６３）、発呼可能な場合、転送された発呼要求メッセージ対して発呼要求許可メッセージをＣＳＧセルへ送信する（ステップＳ６４）。発呼要求許可メッセージは、ＣＳＧセルから移動局装置に転送され（ステップＳ６５）、移動局装置は、必要であればマクロセルの報知情報チャネルから報知情報を取得し、ランダムアクセス手順（図示せず）の後、発呼手順完了メッセージをマクロセルへ送信し（ステップＳ６６）、以後、実際のデータ送信を開始する。このとき、発呼要求許可メッセージにマクロセルの報知情報の内容やランダムアクセス手順に用いるプリアンブル情報を含めても良い。図６において、ＣＳＧセルおよびマクロセルから送信されるその他のチャネルについては省略している。
なお、図５および図６のＣＳＧセルにおいて、呼種別の優先度情報に基づいて発呼要求メッセージを転送するのではなく、ＣＳＧセルの無線リソース使用状況に応じて転送するか否かを判断しても良い。例えば、ＣＳＧセルの無線リソースが所定の閾値以上未使用である場合はＣＳＧセルへの発呼を許可し、所定の閾値未満の無線リソースしか残っていない場合は直近のマクロセルへ発呼要求メッセージを転送し、マクロセルにて発呼可能かどうかを判定するという方法でも良い。
図７は、本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。待ち受け判定処理により未登録のＣＳＧセルが選択され、ＣＳＧセルにキャンプするまでは図５と同じである。ＣＳＧセルへキャンプしている移動局装置が、上位レイヤから優先呼の発呼要求を受け、発呼処理（優先呼）を行なう場合、少なくとも、ＣＳＧセルに対して優先呼であることを示す優先度情報とテンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）とを発呼要求メッセージに含めて送信する（ステップＳ７０）。ＣＳＧセルは、発呼要求メッセージを直近のマクロセルへ転送する（ステップＳ７１）。発呼要求メッセージが転送されたマクロセルは、転送された発呼要求を受信し、マクロセル発呼判定処理（ステップＳ７２）にて優先度情報の内容を確認し、移動局装置が要求する呼種別が優先呼である場合、ＣＳＧセルへの発呼要求を許可し、ＣＳＧセルへの発呼要求許可メッセージをＣＳＧセルへ送信する（ステップＳ７３）。ＣＳＧセルは、前記発呼要求許可メッセージを移動局装置に転送し（ステップＳ７４）、発呼要求許可メッセージを受信した移動局装置は、発呼手順完了メッセージをＣＳＧセルへ送信し（ステップＳ７５）、以後、実際のデータ送信を開始する。図７においてＣＳＧセルおよびマクロセルから送信されるその他のチャネルについては省略している。
図８は、本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の初期アクセス手順と発呼手順を示すシーケンスチャートである。待ち受け判定処理により未登録のＣＳＧセルが選択され、ＣＳＧセルにキャンプするまでは図５と同じである。ＣＳＧセルへキャンプしている移動局装置が、上位レイヤから通常呼の発呼要求を受け、発呼処理（通常呼）を行なう場合、少なくとも、ＣＳＧセルに対して通常呼であることを示す優先度情報とテンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）とを発呼要求メッセージに含めて送信する（ステップＳ８０）。ＣＳＧセルは、発呼要求メッセージを直近のマクロセルへ転送する（ステップＳ８１）。マクロセルは、転送された発呼要求を受信し、マクロセル発呼判定処理（ステップＳ８２）にて優先度情報の内容を確認し、移動局装置が要求する呼種別が通常呼である場合、ＣＳＧセルへの発呼要求を許可せず、マクロセルで発呼させることを決定し、マクロセルへの発呼要求許可メッセージをＣＳＧセルへ送信する（ステップＳ８３）。ＣＳＧセルは、前記発呼要求許可メッセージを移動局装置に転送し（ステップＳ８４）、発呼要求許可メッセージを受信した移動局装置は、必要であればマクロセルの報知情報チャネルから報知情報を取得し、ランダムアクセス手順（図示せず）の後、発呼手順完了メッセージをマクロセルへ送信し（ステップＳ８５）、以後、実際のデータ送信を開始する。このとき、発呼要求許可メッセージにマクロセルの報知情報の内容やランダムアクセス手順に用いるプリアンブルを含めても良い。図８においてＣＳＧセルおよびマクロセルから送信されるその他のチャネルについては省略している。
なお、図７および図８において、図９に示すようにマクロセル発呼判定処理まで行なった後（ステップＳ９０〜ステップＳ９２）、マクロセルから直接移動局装置に発呼要求許可メッセージを送信しても良い（ステップＳ９３）。この場合、マクロセルから移動局装置に直接メッセージを通知するため、ユーザ識別子（ユーザ識別情報）などのＣＳＧセルに格納されている移動局装置の下り受信制御に必要な情報がＣＳＧセルからマクロセルに転送される。
図１０は、図５における移動局装置の待ち受け判定処理の手順を示すフローチャートである。図１０において、移動局装置は、周辺セル信号受信において、ＣＳＧセルとマクロセルを区別せずに周辺セルからの信号を受信し、キャンプ可能な受信品質を満たす周辺セルを一つ以上選択する（ステップＳ１０１）。次に、移動局装置に登録ＣＳＧ情報が格納されているかどうかを確認する（ステップＳ１０２）。登録ＣＳＧセル情報が格納されていない場合、すなわち、登録ＣＳＧセル情報が格納されているＳＩＭカードなどが未挿入のときやＣＳＧセルに非対応の移動局装置である場合、周辺セル測定として、標準セル測定処理を行なう（ステップＳ１０３）。一方、登録ＣＳＧセル情報が格納されている場合、ＣＳＧセルが周辺セルに配置されており、受信信号にＣＳＧセルの信号が含まれているか否かを、ＣＳＧセル情報を基に判定する（ステップＳ１０４）。ＣＳＧセルが周辺セルに配置されている場合、優先度付セル測定を行なう（ステップＳ１０５）。ＣＳＧセルが周辺セルに配置されていない場合、標準セル測定を行なう（ステップＳ１０３）。
優先度付セル測定とは、登録済みＣＳＧセルをマクロセルや未登録ＣＳＧセルよりも優先的に選択可能とするセル測定制御方法であり、その方法として、例えば所定のオフセット値を登録済みＣＳＧセルの受信品質に付加する方法や、登録ＣＳＧセル以外の他のセルの測定を制限する方法などがあるが、登録ＣＳＧセルの受信品質が通常のセル測定による測定結果以上となるような方法であれば、これ以外の任意を用いることも可能である。マクロセルと未登録ＣＳＧセルしか周辺に存在しなければ、マクロセルを優先して選択可能とするようにオフセット値を加えても良い。一方、標準セル測定とは、ＣＳＧセルか否かによって受信品質にオフセット値を加えるなどの追加の制御を行なわない測定方法である。そして、キャンプ先セル選択処理において、いずれかの測定処理において得られた周辺セルの測定結果から最適なキャンプ先のセルを選択する（ステップＳ１０６）。
なお、図１０に示したフローチャートは、移動局装置の処理手順の一例であって、移動局装置が登録ＣＳＧセル情報と周辺セルの環境（ＣＳＧセルの有無）によって測定処理を切り替えるための判断を行ない、前記判断に基づいて、待ち受けに最適なセルを判定する方法であれば、これ以外の処理手順が用いられても良い。また、基地局装置より周辺セルとしてキャンプ不適切なセルが報知情報などで事前に通知されている場合、最良セルとしてキャンプ先セルとして選択しない。
図１１は、図５および図６におけるＣＳＧセルである基地局装置のＣＳＧセル発呼判定処理の手順を示すフローチャートである。図１１において、基地局装置は、ランダムアクセス手順後に発呼要求メッセージ受信処理判定を行ない、発呼要求メッセージが受信された場合（ステップＳ１１１）、発呼要求メッセージを送信した移動局装置が登録済みの移動局装置かどうかを判定する（ステップＳ１１２）。この判定方法として、無線接続要求手順時に割り当てられるテンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）が発呼要求メッセージに含まれているかどうかで判断することが可能である。
ＣＳＧセルに登録されている移動局装置からの発呼であれば、ＣＳＧセルでの発呼を可能と判断して（ステップＳ１１３）、処理を終了する。一方、未登録移動局装置からの発呼であれば、同時に通知された優先度情報を基に優先呼であるかどうかの呼種別の判定を行なう（ステップＳ１１４）。ここで、呼種別が優先呼であった場合はＣＳＧセルでの発呼が可能と判断して（ステップＳ１１３）、処理を終了する。一方、呼種別が通常呼であった場合は、直近のマクロセルへ発呼要求メッセージを転送する（ステップＳ１１５）。そして、転送したマクロセルからの基地局間メッセージを監視し（ステップＳ１１６）、発呼要求許可メッセージをマクロセルから受信した場合、メッセージ含まれる指定セルを発呼先のセルとして判断して（ステップＳ１１７）、処理を終了する。
なお、図１１のフローチャートは、ＣＳＧセルである基地局装置の処理手順の一例であって、ＣＳＧセルにおいて発呼した移動局装置が登録した移動局装置かどうかの判断と、優先度情報の内容とに応じて発呼可能かどうかを基地局装置が決定できれば、これ以外の処理手順が用いられても良い。また、発呼要求を転送した直近のマクロセルより発呼要求が却下される場合については省略してあるが、この場合、発呼要求許可メッセージの代わりに発呼要求却下メッセージを通知すれば良い。
図１２は、図６〜図９におけるマクロセルである基地局装置のＣＳＧセル発呼判定処理の手順を示すフローチャートである。図１２において、基地局装置は、基地局間メッセージを監視することで発呼要求メッセージ受信処理判定を行ない（ステップＳ１２１）、発呼要求メッセージが転送された場合、同時に転送された優先度情報を基に優先呼であるかどうかの呼種別の判定を行なう（ステップＳ１２２）。ここで、呼種別が優先呼であった場合は、ＣＳＧセルでの発呼が可能と判断して（ステップＳ１２３）、処理を終了する。一方、呼種別が通常呼であった場合、当該マクロセルで通信している移動局装置数やトラフィック量、無線リソースの使用状況から移動局装置が収容可能かどうかを判断し（ステップＳ１２４）、収容可能であれば当該マクロセルを発呼先のセルとして（ステップＳ１２５）、処理を終了する。一方、収容不可能と判断された場合、近接のセルであって移動局装置が通信可能なセルを検索し（ステップＳ１２６）、再度収容可能かどうかの判断を行なう。これを収容可能なセルが検索されるまで繰り返し、収容可能セルが検索されると、検索されたセルを発呼先のセルとして処理を終了する。
なお、図１２のフローチャートは、マクロセルである基地局装置の処理手順の一例であって、マクロセルにおいて発呼した移動局装置が通知した優先度情報の内容と、収容可能かどうかの判断に応じて発呼可能かどうかを基地局装置が決定できれば、これ以外の処理手順が用いられても良い。また、収容可能セルが見つからず発呼要求が却下される場合については省略してあるが、この場合、発呼要求許可メッセージの代わりに発呼要求却下メッセージを通知すれば良い。なお、図１２と同様の処理をマクロセルではなく、更に上位のネットワークに属する管理装置、例えば、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）、Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）などに、その処理の一部または全部を含めることも可能である。この場合、ＣＳＧセルと前記管理装置の間で関連するメッセージをやり取りしても良いし、マクロセルと前記管理装置との間で関連するメッセージをやり取りしても良い。
また、移動局装置から優先度情報として通知される情報は、少なくとも通常呼と優先呼とを区別可能な数ビットの情報であればよく、それ以外に発呼理由などの情報が含まれていても良い。
これまで、未登録の移動局装置がＣＳＧセルへのアクセスする場合の処理手順を示してきたが、未登録の移動局装置と加入者登録している移動局装置とが全く同じ条件でＣＳＧセルにアクセス可能なのは本来の登録者にとって望ましくない。そこで、呼種別とセル種別に基づき、移動局装置が未登録ＣＳＧセルにアクセスする場合には、登録済みＣＳＧセルとは異なるアクセス制限が適用されるのが好適である。アクセス制限とは、ネットワーク負荷の分散や無線リソース確保などのため、セルにアクセスする移動局装置の数を一時的に制限する制御のことを言う。
図１３は、移動局装置ＵＥが呼種別とセル種別に基づくアクセス制限を行なう場合のシーケンスチャートである。図１３は、移動局装置が周辺セルからの受信信号を基に受信品質が最良のセルを選択した時点から開始している。ここで、移動局装置ＵＥは、最良セルから報知情報チャネルを受信する（ステップＳ１３１）。報知情報チャネルには、その後のアクセス制限判定処理に必要となる３種類のアクセス制限情報が含まれている。３種類のアクセス制限情報とは、（１）通常呼の発呼用、（２）未登録ＣＳＧセルへの優先呼の発呼用、（３）登録済みＣＳＧセルへの優先呼の発呼用である。移動局装置は、前記アクセス制限情報を取得・格納し、アクセス制限判定処理を行なう（ステップＳ１３２）。この判定処理では、呼種別とセル種別とに応じてアクセス制限情報を適用する。なお、アクセス制限情報は、少なくともアクセス制限時間とアクセス制限閾値とで構成され、その使用方法は、発呼時にランダムな値を決定し、そのランダム値よりもアクセス制限閾値が大きいときに、アクセス制限時間だけ上り送信処理を停止する目的で使用する。また、アクセス制限時間とアクセス制限閾値をそのまま使用せず、パラメータ計算の一部の値として使用しても良い。
図１４は、移動局装置のアクセス制限判定処理手順を示すフローチャートである。移動局装置は、アクセス制限情報を報知情報より取得している。ここで、移動局装置が最良セルに対して無線接続要求または発呼要求を行なうために上り送信を開始する場合、呼種別が優先呼であるかどうかの判定を行なう（ステップＳ１４１）。通常呼の発呼要求、または無線接続要求の場合は通常呼用のアクセス制限情報を適用する（ステップＳ１４２）。一方、優先呼であった場合、発呼するセルが登録済みＣＳＧセルかどうかを判定する（ステップＳ１４３）。登録済みＣＳＧセルである場合、登録移動局装置用アクセス制限情報を適用する（ステップＳ１４４）。一方、登録済みＣＳＧセルでない場合、未登録移動局装置用アクセス制限情報を適用する（ステップＳ１４５）。そして、前記適用したいずれかのアクセス制限情報に基づき、上り送信処理の許可判定を行なう。
図１５は、移動局装置の別のアクセス制限判定処理手順を示すフローチャートである。図１４に示した手順に加えて、（４）マクロセルへの優先呼の発呼用、のアクセス制限情報を用意した点が異なる。図１５において、移動局装置は、アクセス制限情報を報知情報より取得している。ここで、移動局装置が最良セルに対して無線接続要求または発呼要求を行なうために上り送信を開始する場合、呼種別が優先呼であるかどうかの判定を行なう（ステップＳ１５１）。通常呼の発呼要求、または無線接続要求の場合は通常呼用のアクセス制限情報を適用する（ステップＳ１５２）。一方、優先呼であった場合、発呼するセルの種別を確認する（ステップＳ１５３）。登録済みＣＳＧセルである場合、登録移動局装置ＣＳＧセル用アクセス制限情報を適用する（ステップＳ１５４）。一方、登録済みＣＳＧセルでない場合、未登録移動局装置ＣＳＧセル用アクセス制限情報を適用する（ステップＳ１５５）。また、マクロセルである場合は、マクロセル優先呼用アクセス制限情報を適用する（ステップＳ１５６）。そして、前記適用したいずれかのアクセス制限情報に基づき、上り送信処理の許可判定を行なう。
なお、報知情報からアクセス制限情報を取得する場合の例について示してあるが、アクセス制限情報がシステム内に一意に定義されており、移動局装置が呼種別と発呼先のセル種別に基づいて適用するアクセス制限を決める方法であっても良い。また、システム内で固定のアクセス制限情報を定義し、報知情報から残りの可変のアクセス制限情報を取得する方法であっても良い。
本実施形態によれば、移動局装置は、登録ＣＳＧセル情報の有無、あるいは未登録ＣＳＧセルであるかどうかに関わらず、最適なセルで待ち受けを行なう。更に、優先呼で通信を行なう際の発呼手順においても、登録ＣＳＧセル情報の有無、あるいは未登録ＣＳＧセルであるかどうかに関わらず、待ち受けしているセルの基地局装置に対して発呼要求メッセージを送信する。また、基地局装置は、移動局装置からの発呼要求メッセージを受信し、通信を開始するセルを決定する。
本実施形態により、移動局装置は、登録ＣＳＧセル情報の有無、あるいは未登録ＣＳＧセルであるかどうかに関わらず、最適なセルで待ち受けを行なうことが可能となり、受信品質が向上する。また、登録ＣＳＧ情報なしの場合、または未登録ＣＳＧセルで発呼を行なう場合であっても、基地局装置が移動局装置と通信するセルを適切に判断することになるため、発呼の成功確率が向上し、通話断の回数を減らすことが出来る。特に優先呼の通信を適切なセルで行なうことが可能となるため、優先呼の通話品質が向上する。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態の移動局装置は、発呼要求または無線接続要求が却下された場合、一旦手順が終了してしまっていた。本実施形態では、却下メッセージに発呼要求または無線接続要求を行なうセルを含めることにより、移動局装置で手順を終了させること無く継続可能な方法について示す。本実施形態における移動局装置の受信装置と送信装置、および基地局装置の受信装置と送信装置は第１の実施形態と同じでよい。
図１６および図１７は、本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの発呼手順を示すシーケンスチャートである。本シーケンスは、移動局装置に登録ＣＳＧセル情報が格納されていないとき（例えばＳＩＭカードが未挿入の場合）、または、移動局装置がＣＳＧセルに非対応のとき、または、移動局装置が未登録ＣＳＧセルをキャンプ先セルとして選択し、前記未登録ＣＳＧセルにキャンプしている場合に適したシーケンスである。また、図中のマクロセルは、ＣＳＧセルの直近のマクロセルである。ＣＳＧセルの直近のマクロセルとは、移動局装置、またはＣＳＧセルが周辺セル測定を行なった結果、最も品質の良いセルとして選択したセルを示し、例えばＣＳＧセルのセル半径をカバーしているマクロセルである。この情報はＣＳＧセルの電源オン時に一度だけ登録されても、一定時間毎に測定結果に基づき登録内容が変更されても良い。
図１６において、待ち受け判定処理により未登録のＣＳＧセルが選択され、ＣＳＧセルにキャンプするまでは図５と同じである。本発明は、呼種別が優先呼と通常呼のどちらにも適用することが可能である。ＣＳＧセルへキャンプしている移動局装置が、上位レイヤから発呼要求を受け、発呼処理を行なう場合、少なくとも、ＣＳＧセルに対して呼の優先度を示す優先度情報とテンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）とを発呼要求メッセージに含めて送信する（ステップＳ１６１）。ＣＳＧセルは、発呼要求メッセージを直近のマクロセルへ転送する（ステップＳ１６２）。発呼要求メッセージが転送されたマクロセルは、転送された発呼要求を受信し、マクロセル発呼判定処理（ステップＳ１６３）にて優先度情報の内容を確認し、移動局装置が要求する呼種別と、当該マクロセルで通信している移動局装置数やトラフィック量、無線リソースの使用状況から移動局装置が収容可能かどうかを判断し、収容可能であれば当該マクロセルを発呼先のセルとして発呼要求許可をＣＳＧセルへ通知する（ステップＳ１６４）。
ＣＳＧセルは、前記発呼要求許可メッセージに含まれるマクロセルの情報を取得し、発呼要求却下メッセージに含めて移動局装置に通知する（ステップＳ１６５）。発呼要求却下メッセージを受信した移動局装置は、発呼要求却下メッセージに含まれるマクロセルの情報と、必要であればマクロセルの報知情報チャネルから報知情報を取得し、ランダムアクセス手順（図示せず）の後、前記マクロセルに対して発呼要求メッセージを送信する（ステップＳ１６６）。発呼要求却下メッセージに含まれるマクロセルの情報とは、周波数情報、セルＩＤ情報が少なくとも含まれる。このとき、発呼要求許可メッセージにマクロセルの報知情報の内容やランダムアクセス手順に用いるプリアンブル情報を含めても良い。図１６においてＣＳＧセルおよびマクロセルから送信されるその他のチャネルについては省略している。
マクロセルにおいても発呼要求が却下された場合は、発呼要求却下メッセージにマクロセル情報を含めずにＣＳＧセルから送信される。なお、図１６と同様の処理をマクロセルではなく、更に上位のネットワークに属する管理装置、例えば、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）、Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）などに、その処理の一部または全部を含めることも可能である。この場合、ＣＳＧセルと前記管理装置の間で関連するメッセージをやり取りしても良いし、マクロセルと前記管理装置との間で関連するメッセージをやり取りしても良い。マクロセルへ発呼要求メッセージを送信した後のシーケンスは、従来のシーケンスと同じであるため説明を省略する。
図１７は、本発明の移動局装置Ｎｏｎ−ＣＳＧ＿ＵＥの別の発呼手順を示すシーケンスチャートである。待ち受け判定処理により未登録のＣＳＧセルが選択され、ＣＳＧセルにキャンプするまでは図５と同じである。本発明は、呼種別が優先呼と通常呼のどちらにも適用することが可能である。ＣＳＧセルへキャンプしている移動局装置が、上位レイヤから発呼要求を受け、発呼処理を行なう場合、少なくとも、ＣＳＧセルに対して呼の優先度を示す優先度情報とテンポラリユーザ識別子（ユーザ識別情報）とを発呼要求メッセージに含めて送信する（ステップＳ１７１）。ＣＳＧセルは、事前に保持している直近のマクロセルの情報を発呼要求却下メッセージに含めて移動局装置に通知する（ステップＳ１７２）。発呼要求却下メッセージを受信した移動局装置は、発呼要求却下メッセージに含まれるマクロセルの情報と、必要であればマクロセルの報知情報チャネルから報知情報を取得し、ランダムアクセス手順（図示せず）の後、前記マクロセルに対して発呼要求メッセージを送信する（ステップＳ１７３）。発呼要求却下メッセージに含まれるマクロセルの情報には、セルＩＤ情報が少なくとも含まれ、異周波数のセルであれば更に周波数情報が含まれる。このとき、発呼要求却下メッセージにマクロセルの報知情報の内容やランダムアクセス手順に用いるプリアンブル情報を含めても良い。更に、発呼要求却下メッセージ受信後、ランダムアクセスを開始するまでの待機時間を含めても良い。大気時間はセルの負荷状況に応じてマクロセルが決定する。図１７において、ＣＳＧセルおよびマクロセルから送信されるその他のチャネルについては省略している。マクロセルへ発呼要求メッセージを送信した後のシーケンスは、従来のシーケンスと同じであるため説明を省略する。
なお、図１８に示すように、一旦発呼要求を受け付けた後（ステップＳ１８１〜ステップＳ１８３）、無線接続解放メッセージにアクセス先セル情報（マクロセル情報）を含めても同様の効果を得ることが可能である（ステップＳ１８４、ステップＳ１８５）。図１８の場合、無線接続が開放されため、セルサーチ時間と待ち受け判定処理が再度行なわれる。このため、発呼成功までに必要とされる時間は延びてしまうが、通常時と発呼手順を変更することなく適切なセルへ誘導することが可能となる。
本実施形態によれば、移動局装置は、登録ＣＳＧセル情報の有無、あるいは未登録ＣＳＧセルであるかどうかに関わらず、最良セルで待ち受けを行なう。更に、待ち受けしているセルの基地局装置に対する発呼要求メッセージが却下された場合であっても、発呼先以外の基地局装置が発呼要求却下メッセージにて発呼先セルとして新たに指定されることになるため、発呼シーケンスが継続される。また、基地局装置は、移動局装置からの発呼要求メッセージを受信し、発呼要求を却下する場合に、別の好適なセルを発呼要求却下メッセージに含めて送信する。
本実施形態により、移動局装置は第１の実施形態の効果に加えて、発呼要求が却下される場合であっても、別の好適なセルに発呼要求を継続して行なうことが可能となり、発呼成功確率が向上し、通話断の回数を更に減らすことが出来る。
なお、以上説明した実施形態において、移動局装置および基地局装置の各部の機能またはこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより移動局装置や基地局装置の制御を行なっても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
１０ 受信装置
１１ 受信部
１２ 受信信号処理部
１３ セル情報管理部
１４ 下りメッセージ処理部
１５ 待ち受け判定処理部
１６ アンテナ
２０ 送信装置
２１ 上りメッセージ生成部
２２ 送信信号処理部
２３ 送信部
２４ アンテナ
３０ 受信装置
３１ 受信部
３２ 受信信号処理部
３３ 上りメッセージ処理部
３４ 基地局間メッセージ処理部
３５ アンテナ
４０ 送信装置
４１ ＣＳＧセル情報生成部
４２ 下りメッセージ生成部
４３ 送信信号処理部
４４ 送信部
４５ 要求判断部
４６ アンテナ

Claims (8)

  1. 移動局装置と無線接続される基地局装置であって、
    前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信し、
    前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定し、
    前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信することによって、
    前記移動局装置に対し、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放させ、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出した際に、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報を前記セルに適用させることを特徴とする基地局装置。
  2. 基地局装置と無線接続される移動局装置であって、
    前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求し、
    前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から別のキャンプ先のセルを指定する情報が設定された前記基地局装置との無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージを受信した場合、
    ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放し、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用し、
    検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用することを特徴とする移動局装置。
  3. 基地局装置と無線接続される移動局装置を備える移動通信システムであって、
    前記基地局装置は、前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信し、
    前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定するを無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定し、
    前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信し、
    前記移動局装置は、前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求し、
    前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から前記無線接続解放メッセージを受信した場合、
    ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放し、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用し、
    検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていない場合は、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用することを特徴とする移動通信システム。
  4. 移動局装置と無線接続される基地局装置で用いられる通信方法であって、
    前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信するステップと、
    前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定することを判断するステップと、
    前記移動局装置に対し、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放させ、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出した際に、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報を前記情報に設定するステップと、
    前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信するステップと、を備えることを特徴とする通信方法。
  5. 基地局装置と無線接続される移動局装置で用いられる通信方法であって、
    前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求するステップと、
    前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から別のキャンプ先のセルを指定する情報が設定された前記基地局装置との無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージを受信するステップと、
    ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放するステップと、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用するステップと、
    検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用するステップと、を備えることを特徴とする通信方法。
  6. 基地局装置と無線接続される移動局装置を備える移動通信システムで用いられる通信方法であって、
    前記基地局装置において、前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信するステップと、
    前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定するステップと、
    前記無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信するステップとを備え、
    前記移動局装置において、前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求するステップと、
    前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から前記無線接続解放メッセージを受信した場合、
    ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放するステップと、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を適用するステップと、
    検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用するステップと、を備えることを特徴とする通信方法。
  7. 移動局装置と無線接続される基地局装置で用いられる送信装置であって、
    前記移動局装置が前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対する緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報を送信し、
    前記移動局装置と無線接続中に、前記移動局装置に対して別のキャンプ先のセルを指定する情報を無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージに設定し、
    前記情報が設定された無線接続解放メッセージを前記移動局装置に送信することによって、
    前記移動局装置に対し、ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放させ、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出した際に、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報を前記セルに適用させる機能を備えることを特徴とする送信装置。
  8. 基地局装置と無線接続される移動局装置で用いられる受信装置であって、
    前記基地局装置のアクセス制限されたセルに対して緊急呼による無線接続を試みる際に、前記緊急呼による無線接続要求の送信の判断に用いるアクセス制限情報に基づいて前記緊急呼の無線接続を前記基地局装置に要求し、
    前記基地局装置と無線接続中に、前記基地局装置から別のキャンプ先のセルを指定する情報が設定された前記基地局装置との無線接続の解放を指示する無線接続解放メッセージを受信した場合、
    ある待機時間の経過後に前記基地局装置との無線接続を解放し、前記情報に基づくセルサーチによって前記移動局装置がキャンプ可能な受信品質を満たす別のセルを検出し、かつ、検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されているときに前記報知情報を検出した前記セルに適用し、
    検出した前記セルに関する制御パラメータを含む報知情報が前記無線接続解放メッセージで設定されていないときは、前記セルに関する制御パラメータを検出した前記セルの報知情報から取得して適用する機能を備えることを特徴とする受信装置。
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