JP7821082B2 - 通信システム、基地局装置、及び端末装置 - Google Patents

Description

本開示は、通信システム、基地局装置、及び端末装置に関する。

現在、3GPP（3rd Generation Partnership Project）において、RedCap（Reduced Capability）が検討されている（例えば非特許文献１参照）。RedCapは、IoT（Internet of Things）機器などの利用を想定した、NR（New Radio）機能の一部（例えば、Band幅やMIMOなど）を制限する規格である。このRedCapに関して、3GPP においてEarly Indication機能が議論されている。

Early Indication機能は、RACH(Random Access Channel)のメッセージにて、UE（User Equipment）がRedCap UEであることを基地局側に通知する機能である。例えば災害時において、基地局はEarly Indicationの通知に基づいてUEがRedCap UEであるかを判断し、RedCap UEであると判断したUEの接続を規制する。これにより、例えば災害時において、多数のUEの同時接続によって緊急度の高い通信が阻害される可能性を抑制できる。

3GPP TSG RAN WG1 Meeting #106-e, 16-27 August 2021, R1-2108271, RAN1 agreements for Rel-17 NR RedCap

通信の接続性の観点から、RedCap UEをデュアルUEにすることが検討されている。デュアルUEは、RedCapセルに加えて、NRセルにも接続可能な機能を備える。また一の基地局が、RedCapセルとNRセルとの両方を展開することが想定される。RedCap UEの接続先セルをこれらのRedCapセル及びNRセルの間で切替える必要がある場合に、シーケンス数や処理負荷が抑制された処理によって、RedCap UEの接続先セルの切替えを実現できることが望ましい。

本開示の一態様は、一の基地局が通常の第１セルと機能を削減した端末に対応した第２セルとを構成する場合に、端末装置の接続先セルを第１セル及び第２セルの間で切替えるときのシーケンス数や処理負荷を抑制できる通信システム、基地局装置、及び端末装置の提供を目的とする。

本開示の一態様に係る通信システムは、通常の第１セルと、機能を削減した端末に対応した第２セルとを構成する基地局装置と、前記第１セルと前記第２セルとに選択的に接続可能な端末装置と、を備え、前記端末装置は、前記第１セル及び前記第２セルのうち一方のセルに接続するための処理において、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を、前記一方のセルに送信し、前記基地局装置は、前記端末装置から前記第１情報を受信し、且つ所定の切替条件が満たされている場合、前記端末装置と前記第１セル及び前記第２セルのうち他方のセルとの間で無線通信するための無線リソースを割り当てて、前記端末装置を前記他方のセルに接続させる。

本開示の一態様に係る基地局装置は、端末装置と無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部を制御して、通常の第１セルと機能を削減した端末に対応した第２セルとを構成する制御部と、を備えた基地局装置であって、前記無線通信部は、前記端末装置が前記第１セル及び前記第２セルのうち一方のセルに接続するための処理において、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を受信し、前記制御部は、前記無線通信部が前記第１情報を受信し、且つ所定の切替条件が満たされている場合、前記端末装置と前記第１セル及び前記第２セルのうち他方のセルとの間で無線通信するための無線リソースを割り当てて、前記端末装置を前記他方のセルに接続させる。

本開示の一態様に係る端末装置は、基地局装置が構成する通常の第１セル及び機能を削減した端末に対応した第２セルと、選択的に無線通信を実行可能な無線通信部と、前記無線通信部を制御する制御部と、を備えた端末装置であって、前記無線通信部は、前記端末装置が他の基地局装置が構成する第３セルから前記第１セルにハンドオーバーした場合、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を含むメッセージを、前記第１セルに送信し、前記制御部は、前記メッセージの送信後に、前記第２セルと通信開始すべきタイミングを前記第１セルから通知された場合、前記基地局装置によって割り当てられた無線リソースに基づいて、前記タイミングで前記第２セルに接続する。

本開示の一態様に係る端末装置は、基地局装置が構成する通常の第１セル及び機能を削減した端末に対応した第２セルと、選択的に無線通信を実行可能な無線通信部と、前記無線通信部を制御する制御部と、を備えた端末装置であって、前記無線通信部は、前記端末装置が前記第２セルと接続するための手順を行う場合、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を含むメッセージを、前記第２セルに送信し、前記制御部は、前記メッセージの送信後に、前記第１セルと通信開始すべきタイミングを前記第２セルから通知された場合、前記基地局装置によって割り当てられた無線リソースに基づいて、前記タイミングで前記第１セルに接続する。

第一実施形態に係る通信システムの全体構成図である。 端末装置の電気的構成を示すブロック図である。 基地局装置の電気的構成を示すブロック図である。 第一実施形態に係る端末装置の処理フローチャートである。 第一実施形態に係る基地局装置の処理フローチャートである。 第一実施形態に係る通信システムのセル接続に関するシーケンス図である。 比較例に係る通信システムのセル接続に関するシーケンス図である。 第二実施形態に係る通信システムの全体構成図である。 第二実施形態に係る端末装置の処理フローチャートである。 第二実施形態に係る基地局装置の処理フローチャートである。 第二実施形態に係る通信システムのセル接続に関するシーケンス図である。 比較例に係る通信システムのセル接続に関するシーケンス図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態に係る通信システム１００の構成を説明する。図１は、第一実施形態に係る通信システム１００の全体構成図である。図２は、端末装置１１０の電気的構成を示すブロック図である。図３は、基地局装置１２０の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示すように、通信システム１００は、端末装置１１０と基地局装置１２０とを備える。基地局装置１２０は、通常の第１セルと、機能を削減した端末に対応した第２セルとを構成する。端末装置１１０は、第１セルと第２セルとに選択的に接続可能である。以下の説明では、第１セルとしてNR（New Radio）セルを例示し、第２セルとしてRedCap（Reduced Capability）セルを例示する。

端末装置１１０は、５Ｇ規格、及びLTE（Long Term Evolution）／４Ｇ規格に対応するUE（User Equipment）である。端末装置１１０は、通常の端末よりも機能が削減されており、例えばIoT（Internet of Things）機器として構成された小型センサである。端末装置１１０は、小型センサ以外のIoT機器でもよいし、IoT機器ではない無線通信機器（例えばスマートフォン、タブレット、ラップトップＰＣ等）でもよい。

複数の基地局装置１２０は、各基地局装置１２０が通信可能なセル内にある端末装置１１０と通信可能である。これらの基地局装置１２０は、図示しないコアネットワーク装置と接続されている。コアネットワーク装置は、例えばインターネット、固定電話網、モバイル網を制御する基幹ネットワーク（以下、ネットワークと総称する）を構成する。

図１の例では、二つの基地局装置１２０である基地局Ａ及び基地局Ｂが、通信システム１００に設けられている。基地局Ａは、NRセル１３１を構成し、NRセル１３１に在圏するUEとNRで通信する５Ｇ無線基地局である。基地局Ａは、例えばRAN (Radio Access Network)を構成するgNB（next Generation NodeB）である。

更に基地局Ａは、RedCap機能に対応したRedCapセル１３２を構成する。RedCapセル１３２は、NRセル１３１の少なくとも一部と重複するように展開される。本例では、RedCapセル１３２のほぼ全体がNRセル１３１のほぼ全体と重複している。そのため、NRセル１３１に在圏する端末装置１１０は、RedCapセル１３２にも在圏している状態となる。基地局Ａは、RedCapセル１３２に在圏するRedCap UEと通信可能である。

基地局Ｂは、LTEセル１３３を構成し、LTEセル１３３に在圏するUEとLTEで通信するLTE／４Ｇ無線基地局である。基地局Ｂは、例えばRANを構成するeNB（Evolved NodeB）である。本例では、LTEセル１３３の一部が、NRセル１３１及びRedCapセル１３２と夫々と重複して展開されている。換言すると、NRセル１３１、RedCapセル１３２、及びLTEセル１３３は、互いに隣接セルとなる位置関係にある。

通信システム１００では、端末装置１１０は移動しながら、移動位置における最適な基地局装置１２０を選択して、この選択された基地局装置１２０を介してコアネットワーク装置と通信可能である。例えば災害時に多数の端末装置１１０が一の基地局装置１２０に同時接続すると、緊急度の高い通信が阻害される可能性がある。このような緊急度の高い通信が阻害される可能性を抑制するため、基地局ＡはRedCap機能に対応している。

RedCapは、IoT機器などの利用を想定した、NR機能の一部（例えば、Band幅やMIMOなど）を制限する規格である。RedCap UE は、RedCap機能に対応したUEであり、RACH（Random Access Channel）のメッセージにてRedCap UEであることを基地局側に通知するEarly Indication機能を備える。本例の端末装置１１０は、RedCap UEである。更に端末装置１１０は、NRセル１３１とRedCapセル１３２との両方に在圏している場合、NRセル１３１とRedCapセル１３２とに選択的に接続できるデュアルUEである。

図２に示すように、端末装置１１０は、制御部２０１、記憶部２０２、無線通信部２０３、出力部２０４、及び操作部２０５等を含む。制御部２０１は、例えばCPU等のプロセッサである。制御部２０１は、MCU（Micro Control Unit）又はMPU（Micro Processor Unit）でもよいし、FPGA（Field Programmable Gate Array）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、その他の演算機能を有する回路でもよい。

記憶部２０２は、プログラムやデータを記憶可能な装置であり、例えばROM、RAM、キャッシュメモリ、フラッシュメモリ等である。記憶部２０２には、端末装置１１０を制御するための制御プログラムや、ユーザが端末装置１１０で使用できる各種のアプリケーションプログラムが記憶されている。

無線通信部２０３は、アンテナを介して無線通信を行うための通信モジュールであり、基地局装置１２０との間で無線通信を行う。出力部２０４は、ユーザが知覚可能な態様で情報を出力する装置であり、例えばディスプレイ、ランプ、スピーカ、バイブレータ等である。操作部２０５は、ユーザが端末装置１１０を操作するボタン、スイッチ、キー、タッチパネル等である。

本例において、無線通信部２０３は、第１セル及び第２セルと選択的に無線通信を実行可能である。制御部２０１は、第１セル及び第２セルのうち一方のセルに接続するための処理において、端末装置１１０が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を、一方のセルに送信する。以下の説明では、第１情報として、端末装置１１０がRedCap UEであることを示すRedCap情報を例示する。

図３に示すように、複数の基地局装置１２０の各々は、制御部３０１、記憶部３０２、無線通信部３０３等を含む。制御部３０１は、例えばCPU等のプロセッサであるが、MCU又はMPUでもよいし、FPGA、ASIC、その他の演算機能を有する回路でもよい。記憶部３０２は、プログラムやデータを記憶可能な装置であり、例えばROM、RAM、キャッシュメモリ、フラッシュメモリ等である。

記憶部３０２には、基地局装置１２０を制御するための制御プログラムや、RANを提供するために必要な各種データが記憶されている。無線通信部３０３は、アンテナを介して無線通信を行うための通信モジュールであり、端末装置１１０との間で無線通信を行うと共に、ネットワークとの間で無線通信を行う。

本例において、制御部３０１は、無線通信部３０３を制御して、第１セルと第２セルとを構成する。無線通信部３０３は、端末装置１１０が第１セル及び第２セルのうち一方のセルに接続するための処理において、第１情報を受信する。制御部３０１は、無線通信部３０３が第１情報を受信し、且つ所定の切替条件が満たされている場合、端末装置１１０と第１セル及び第２セルのうち他方のセルとの間で無線通信するための無線リソースを割り当てて、端末装置１１０を他方のセルに接続させる。

以下では、第一実施形態の通信システム１００で実行される各種処理のうち、端末装置１１０がLTEセルからNRセルにハンドオーバーするときの処理を説明する。図４は、第一実施形態に係る端末装置１１０の処理フローチャートである。図５は、第一実施形態に係る基地局装置１２０の処理フローチャートである。図６は、第一実施形態に係る通信システム１００のセル接続に関するシーケンス図である。

本実施形態では、デュアルUEである端末装置１１０において、次のような制御が行われる。無線通信部２０３は、端末装置１１０が他の基地局装置１２０が構成する第３セルから第１セルにハンドオーバーした場合、第１情報を含むメッセージを、第１セルに送信する。制御部２０１は、このメッセージの送信後に、第２セルと通信開始すべきタイミングを第１セルから通知された場合、基地局装置１２０によって割り当てられた無線リソースに基づいて、通知されたタイミングで第２セルに接続する。

上記の制御を実現する端末装置１１０の処理フロー例を、図４を参照して説明する。Ｓ４０１において端末装置１１０は、LTEセルに在圏した状態にある。Ｓ４０３において制御部２０１は、LTEセルからRRC（Radio Resource Control） Reconfigメッセージを受信したかを判断する。RRC Reconfigメッセージが受信された場合、Ｓ４０５において制御部２０１は、ReconfigメッセージがNRセルへのハンドオーバー指示であるかを判断する。RRC ReconfigメッセージがNRセルへのハンドオーバー指示である場合、Ｓ４０７において制御部２０１は、NRセルへのハンドオーバー手順を実行する。なお、RRC Reconfigメッセージが受信されていない場合、又はRRC ReconfigメッセージがNRセルへのハンドオーバー指示でない場合、制御部２０１は処理をＳ４０３に戻す。

図１の例では、端末装置１１０はLTEセル１３３に在圏した状態にあり、LTEセル１３３から定期的に隣接セル測定指示を受ける。端末装置１１０は隣接セル測定指示に応じて、LTEセル１３３の隣接セルの通信品質（例えば電波強度）を測定し、その測定結果を示すMeasurement ReportをLTEセル１３３に送信する。この場合、隣接セルとして、基地局装置１２０（即ち基地局Ａ）が構成するNRセル１３１及びRedCapセル１３２が検出される。Measurement Reportには、LTEセル１３３の通信品質と、隣接セルであるNRセル１３１及びRedCapセル１３２の各通信品質とが含まれる。

LTEセル１３３を構成する他の基地局装置１２０（即ち基地局Ｂ）は、例えばMeasurement Reportに基づいてNRセル１３１の通信品質がLTEセル１３３の通信品質よりも高いと判断すると、NRセル１３１へのハンドオーバー指示であるRRC Reconfigメッセージを、端末装置１１０に送信する。端末装置１１０では、上述のＳ４０７において、NRセル１３１へのハンドオーバー手順が実行される。

LTEの規格上、LTEセルからRedCapセルへのハンドオーバーは行われない。そのため、RedCapセル１３２の通信品質がNRセル１３１及びLTEセル１３３の各通信品質よりも高い場合でも、LTEセル１３３はRedCapセル１３２へのハンドオーバー指示を端末装置１１０に送信しない。このように、デュアルUEの端末装置１１０がLTEセル１３３からNRセル１３１及びRedCapセル１３２の圏内に移動した場合、NRセル１３１にはハンドオーバーされるが、RedCapセル１３２にはハンドオーバーされない。

図４に戻り、NRセルへのハンドオーバー手順が完了すると、Ｓ４０９において制御部２０１は、NRセルへのハンドオーバー完了を示すRRC Reconfig completeメッセージに、端末装置１１０がRedCap UEであることを示すRedCap情報を含めて、このメッセージをNRセルに送信する。Ｓ４１１において制御部２０１は、NRセルから通信切替タイミングの通知を受信したかを判断する。

通信切替タイミングの通知が受信された場合、Ｓ４１３において制御部２０１は、基地局装置１２０によって割り当てられた無線リソースを用いたRedCapセルとのデータ通信を、この通信切替タイミングで開始する。つまり端末装置１１０は、ハンドオーバー先のNRセルとのデータ通信を開始することなく、このNRセルから通知されたタイミングでRedCapセルとのデータ通信を開始する。

一方、Ｓ４０９の実行後に通信切替タイミングの通知が受信されなかった場合、Ｓ４１５において制御部２０１は、ハンドオーバー先のNRセルとのデータ通信を開始する。Ｓ４１３又はＳ４１５の実行後、制御部２０１は図４のフローチャートを終了し、従来と同様の通信制御を行う。

本実施形態では、NRセルとRedCapセルとを構成する基地局装置１２０（例えば基地局Ａ）において、次のような制御が行われる。無線通信部３０３は、端末装置１１０が他の基地局装置１２０が構成する第３セルから一方のセルである第１セルにハンドオーバーした場合、第１情報を含むメッセージを端末装置１１０から受信する。制御部３０１は、無線通信部３０３が第１情報を含むメッセージを受信し、且つ第２セルが規制中でない場合、端末装置１１０を他方のセルである第２セルに接続させる。

上記の制御を実現する基地局装置１２０の処理フロー例を、図５を参照して説明する。Ｓ５０１において制御部３０１は、端末装置１１０からRRC Reconfig completeメッセージを受信したかを判断する。端末装置１１０からRRC Reconfig completeメッセージが受信された場合、Ｓ５０３において制御部３０１は、このメッセージがNRセルへのハンドオーバー完了を示すかを判断する。RRC Reconfig completeメッセージがNRセルへのハンドオーバー完了を示す場合、Ｓ５０５において制御部３０１は、このメッセージがRedCap情報を含むかを判断する。なお、RRC Reconfig completeメッセージが受信されていない場合、又はRRC Reconfig completeメッセージがNRセルへのハンドオーバー完了を示さない場合、制御部３０１は処理をＳ５０１に戻す。

RRC Reconfig completeメッセージがRedCap情報を含む場合、Ｓ５０７において制御部３０１は、基地局装置１２０が構成するRedCapセルが規制中であるかを判断する。RedCapセルが規制中でない場合、Ｓ５０９において制御部３０１は、NRセルとRedCapセルとの基地局内連携処理を行う。基地局内連携処理は、基地局装置１２０が構成するNRセルとRedCapセルとの間で、端末装置１１０の接続先セルを切り替えるタイミングを調整する処理である。

図１の例では、基地局Ａの制御部３０１は、RedCapセル１３２においてRedCap UEの接続を規制していない場合、NRセル１３１とRedCapセル１３２との基地局内連携処理を行う。この基地局内連携処理では、端末装置１１０とRedCapセル１３２との無線通信を制御するための無線リソースの割当て（スケジューリング）を行って、端末装置１１０の接続先セルをNRセル１３１からRedCapセル１３２に切り替えるタイミングを決定する。NRセル１３１及びRedCapセル１３２は何れも同じ基地局装置１２０（基地局Ａ）で構成されているため、これらのセル間の通信切替タイミングを基地局装置１２０の内部処理で決定できる。

制御部３０１は、上記のように無線リソースを割り当てた後、第２セルと通信開始すべきタイミングを、第１セルから端末装置１１０に通知する。図５の例では、Ｓ５１１において制御部３０１は、上記の通信切替タイミングを、NRセルから端末装置１１０に通知する。Ｓ５１３において制御部３０１は、上記のように割り当てた無線リソースを用いて、端末装置１１０に通知した通信切替タイミングで、端末装置１１０とRedCapセルとのデータ通信を開始する。

一方、Ｓ５０５においてRRC Reconfig completeメッセージがRedCap情報を含まない場合、NRセルにハンドオーバーした端末装置１１０はRedCap UEではない。そのため、端末装置１１０がNRセルに接続可能な5G端末であれば、Ｓ５１５において制御部３０１は、ハンドオーバー先のNRセルと端末装置１１０とのデータ通信を開始する。また、Ｓ５０７においてRedCapセルが規制中である場合、端末装置１１０はRedCapセルへの接続が規制されるため、Ｓ５１５において制御部３０１はハンドオーバー先のNRセルと端末装置１１０とのデータ通信を開始する。Ｓ５１３又はＳ５１５の実行後、制御部３０１は図５のフローチャートを終了し、従来と同様の通信制御を行う。

図６を参照して、第一実施形態に係る通信システム１００のセル接続に関する具体的態様を説明する。例えば端末装置１１０は、LTEセル１３３からNRセル１３１及びRedCapセル１３２の圏内に移動する（図１参照）。この場合、Ｔ６０１において、隣接セル測定指示がLTEセル１３３から端末装置１１０に送信されると、Ｔ６０２において、隣接セルとしてNRセル１３１が測定されたMeasurement Reportが、端末装置１１０からLTEセル１３３に送信される。

Ｔ６０３において、NRセル１３１へのハンドオーバー指示であるRRC Reconfigメッセージが、LTEセル１３３から端末装置１１０に送信され、端末装置１１０がNRセル１３１にハンドオーバーされる。Ｔ６０４において、NRセル１３１へのハンドオーバー完了を示すRRC Reconfig completeメッセージが、端末装置１１０からNRセル１３１に送信される（Ｓ４０１～Ｓ４０９）。このRRC Reconfig completeメッセージは、RedCap情報を含んでいる。

上記のRRC Reconfig completeメッセージを受信した基地局Ａでは、RedCapセル１３２が規制されていない。そのため、Ｔ６０５において、NRセル１３１とRedCapセル１３２との基地局内連携処理が実行される。これにより、RedCapセル１３２と端末装置１１０との無線通信のために無線リソースがスケジューリングされ、Ｔ６０６において、通信切替タイミングがNRセル１３１から端末装置１１０に通知される（Ｓ５０１～Ｓ５１１、Ｓ４１１）。Ｔ６０７において、RedCapセル１３２と端末装置１１０とのデータ通信が、この通信切替タイミングで開始される（Ｓ４１３、Ｓ５１３）。

ここで、比較例に係る通信システムのセル接続に関する具体的態様を説明する。図７は、比較例に係る通信システムのセル接続に関するシーケンス図である。図７の比較例では、上記実施形態（図６参照）と同様に、端末装置１１１０がLTEセル１１３３からNRセル１１３１及びRedCapセル１１３２の圏内に移動する。但し比較例では、以下のように上記実施形態と異なる制御が行われる。

Ｔ６０４において、NRセル１１３１へのハンドオーバー完了を示すRRC Reconfig completeメッセージが、端末装置１１１０からNRセル１１３１に送信されるが、このRRC Reconfig completeメッセージはRedCap情報を含まない。NRセル１１３１へのハンドオーバー後は、隣接セル測定指示がNRセル１１３１から端末装置１１１０に送信される。Ｔ７０１において、隣接セル測定指示を受信した端末装置１１１０は、その測定結果に基づいて、RedCapセル１１３２を隣接セルとして認識する。

デュアルUEである端末装置１１１０は、NRセルよりもRedCapセルに優先して接続する。従って端末装置１１１０は、Ｔ７０２においてハンドオーバー先であるNRセル１１３１に対して切断処理を行い、Ｔ７０３においてRedCapセル１１３２に対する接続処理を行う。Ｔ７０４において、接続ＯＫがRedCapセル１１３２から端末装置１１１０に通知されると、端末装置１１１０とRedCapセル１１３２との接続が確立する。その後、上記実施形態と同様に、Ｔ６０７においてRedCapセル１１３２と端末装置１１１０とのデータ通信が開始される。

上記比較例では、端末装置１１１０がLTEセル１１３３からNRセル１１３１にハンドオーバーしたとき、NRセル１１３１に対する切断処理を行ってから、RedCapセル１１３２に対する接続処理を行う（Ｔ７０１～Ｔ７０４）。そのため、端末装置１１１０の接続先セルをNRセル１１３１とRedCapセル１１３２との間で切替える制御のシーケンス数が多くなり、システム全体の処理負荷が大きい。これに対して、上記実施形態によれば、この比較例よりも少ないシーケンス数及び処理負荷で、端末装置１１０の接続先セルをNRセル１３１とRedCapセル１３２との間で切替え可能である。

＜第二実施形態＞
本開示の第二実施形態について、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。図８は、第二実施形態に係る通信システム１００の全体構成図である。図８に示すように、第二実施形態に係る通信システム１００は、第一実施形態と同様に端末装置１１０及び基地局装置１２０を備える。本例では、端末装置１１０は、基地局装置１２０が構成するNRセル１３１及びRedCapセル１３２に在圏している。但し端末装置１１０は電源オフの状態にあるため、NRセル１３１及びRedCapセル１３２の何れにも未接続である。

以下では、第二実施形態の通信システム１００で実行される各種処理のうち、端末装置１１０がRedCapセルへのRACH手順を行うときの処理を説明する。図９は、第二実施形態に係る端末装置１１０の処理フローチャートである。図１０は、第二実施形態に係る基地局装置１２０の処理フローチャートである。図１１は、第二実施形態に係る通信システム１００のセル接続に関するシーケンス図である。

本実施形態では、デュアルUEである端末装置１１０において、次のような制御が行われる。無線通信部２０３は、端末装置１１０が第２セルと接続するための手順を行う場合、端末装置１１０が第１情報を含むメッセージを第２セルに送信する。制御部２０１は、第１情報を含むメッセージの送信後に、第１セルと通信開始すべきタイミングを第２セルから通知された場合、基地局装置１２０によって割り当てられた無線リソースに基づいて、通知されたタイミングで第１セルに接続する。

上記の制御を実現する端末装置１１０の処理フロー例を、図９を参照して説明する。Ｓ９０１において制御部２０１は、RedCapセルの報知情報を取得したかを判断する。RedCapセルの報知情報は、基地局装置１２０からRedCapセル内の端末に送信されて、RedCapに関する情報を端末側に通知する。RedCapセルの報知情報は、RedCap UEに対するEarly Indicationの通知設定を含む。RedCapセルの報知情報を受信した端末装置１１０は、後述するＳ９０３のRACH手順において、Early Indication機能に基づく通知を行うように制御される。なお、RedCapセルの報知情報が取得されなかった場合、制御部２０１は処理をＳ９０１に戻す。

図８の例では、端末装置１１０が電源オンされると、基地局装置１２０から送信されるRedCapセル１３２の報知情報が、端末装置１１０で受信される。これによりRedCap UEである端末装置１１０は、隣接セルであるRedCapセル１３２を認識して、後述するようにRedCapセル１３２へのRACH手順を開始する。また、端末装置１１０では、Early Indicationの通知設定がオンされる。

Ｓ９０３において制御部２０１は、RedCapセルへのRACH手順を開始し、このRACH手順においてEarly Indication機能を実行する。具体的には、制御部２０１はRACH Message 1として、RedCap情報を含むRACH preambleを基地局装置１２０へ送信する。先述のようにRedCap情報は、端末装置１１０がRedCap UEであることを示す。このように端末装置１１０は、Early Indication機能によって、自身がRedCap UEであることを基地局装置１２０に通知する。

更に、Ｓ９０３において制御部２０１は、上述のRACH preambleにUE情報を含めて、RedCapセルに送信する。UE情報は、NRセルの通信規格に対応する端末（即ち、NR対応UE）であることを示し、詳細には（RedCapではない）通常のNRに対応可能なUEとして振舞う端末であることを示す。つまり本例では、Ｓ９０３で送信されるRACH preambleは、RedCap情報とUE情報とを含む。これに代えて、RedCap情報及びUE情報の少なくとも一つは、RACH preambleとは別のデータとして、RACH preambleと共にRedCapセルに送信されてもよい。

Ｓ９０５において制御部２０１は、NRセルへの接続許可をNRセルから受信したかを判断する。本例では、NRセルへの接続許可は、NRセルへの通信切替タイミングを通知する機能を有する。NRセルへの接続許可が受信された場合、Ｓ９０７において制御部２０１は、基地局装置１２０によって割り当てられた無線リソースを用いて、この接続許可で通知された通信切替タイミングでNRセルと接続し、NRセルとのデータ通信を開始する。つまり端末装置１１０は、最初にRACH手順を行ったRedCapセルとのデータ通信を開始することなく、このRedCapセルから通知されたタイミングでNRセルとのデータ通信を開始する。

一方、NRセルへの接続許可が受信されなかった場合、Ｓ９０９において制御部２０１は、最初にRACH手順を行ったRedCapセルと接続し、RedCapセルとのデータ通信を開始する。Ｓ９０７又はＳ９０９の実行後、制御部２０１は図９のフローチャートを終了し、従来と同様の通信制御を行う。

本実施形態では、NRセルとRedCapセルとを構成する基地局装置１２０において、次のような制御が行われる。無線通信部３０３は、端末装置１１０が一方のセルである第２セルと接続するための手順を行う場合、第１情報を含むメッセージを端末装置１１０から受信する。制御部３０１は、無線通信部３０３が第１情報を含むメッセージを受信し、端末装置１１０が第１セルの通信規格に対応する端末であることを示す第２情報がこのメッセージに含まれ、且つ第２セルが規制中である場合、端末装置１１０を他方のセルである第１セルに接続させる。以下の説明では、第２情報として先述のUE情報を例示する。

上記の制御を実現する基地局装置１２０の処理フロー例を、図１０を参照して説明する。Ｓ１００１において制御部３０１は、端末装置１１０からRedCapセルへのRACH手順があるかを判断する。例えば、RedCap情報を含むRACH preambleが端末装置１１０から受信された場合、制御部３０１はRedCapセルへのRACH手順ありと判断する。RedCapセルへのRACH手順がない場合、制御部３０１は処理をＳ１００１に戻す。

RedCapセルへのRACH手順がある場合、Ｓ１００３において制御部３０１は、基地局装置１２０が構成するRedCapセルが規制中であるかを判断する。RedCapセルが規制中である場合、Ｓ１００５において制御部３０１は、端末装置１１０がNR対応UEであるかを判断する。例えば、RACH preambleに上述のUE情報が含まれている場合、制御部３０１は端末装置１１０がNR対応UEであると判断する。

この場合、Ｓ１００７において制御部３０１は、NRセルとRedCapセルとの基地局内連携処理を行う。図８の例では、端末装置１１０がRACH手順を開始したRedCapセル１３２が規制中である場合、制御部３０１はNRセル１３１とRedCapセル１３２との基地局内連携処理を行う。この基地局内連携処理では、端末装置１１０とNRセル１３１との無線通信を制御するための無線リソースの割当て（スケジューリング）を行って、端末装置１１０の接続先セルをRedCapセル１３２からNRセル１３１に切り替えるタイミングを決定する。従って、第一実施形態と同様に、NRセル１３１及びRedCapセル１３２間の通信切替タイミングを基地局装置１２０の内部処理で決定できる。

制御部３０１は、上記のように無線リソースを割り当てた後、第１セルと通信開始すべきタイミングを、第１セルから端末装置１１０に通知する。図１０の例では、Ｓ１００９において制御部３０１は、上記の通信切替タイミングを含むNRセルの許可通知を、RedCapセルから端末装置１１０に通知する。Ｓ１０１１において制御部３０１は、上記のように割り当てた無線リソースを用いて、端末装置１１０に通知した通信切替タイミングで、端末装置１１０とNRセルとのデータ通信を開始する。

制御部３０１は、第２セルが規制中でない場合、端末装置１１０を第２セルに接続させる。図１０の例では、Ｓ１００３においてRedCapセルが規制中でない場合、端末装置１１０はRedCapセルに接続可能であるため、Ｓ１０１３において制御部３０１は、RedCapセルと端末装置１１０とを接続してデータ通信を開始する。

なお、Ｓ１００５においてRACH preambleにUE情報が含まれていない場合、端末装置１１０がNR対応UEでないと判断される。この場合、端末装置１１０はRedCapセル及びNRセルの両方に接続できないため、Ｓ１０１５において制御部３０１は、端末装置１１０の接続を拒否する。Ｓ１０１１、Ｓ１０１３、又はＳ１０１５の実行後、制御部３０１は図１０のフローチャートを終了し、従来と同様の通信制御を行う。

図１１を参照して、第二実施形態に係る通信システム１００のセル接続に関する具体的態様を説明する。例えば端末装置１１０は、NRセル１３１及びRedCapセル１３２に在圏している状態で、電源オフから電源オンに切り替えられる（図８参照）。この場合、Ｔ１１０１において、RedCapセル１３２の報知情報が端末装置１１０によって受信され、Ｔ１１０２において、端末装置１１０とRedCapセル１３２との間でRACH手順が開始される（Ｓ９０１～Ｓ９０３）。このRACH手順において送信されるRACH preamble は、RedCap情報及びUE情報を含む。

上記のRACH preambleを受信した基地局装置１２０では、RedCapセル１３２が規制中である。そのため、Ｔ１１０３において、NRセル１３１とRedCapセル１３２との基地局内連携処理が実行される。これにより、NRセル１３１と端末装置１１０との無線通信のために無線リソースがスケジューリングされ、Ｔ１１０４において、NRセル１３１への接続許可が端末装置１１０に通知される（Ｓ１００１～１００９、Ｓ９０５）。Ｔ１１０５において、NRセル１３１と端末装置１１０との無線通信が、この接続許可において通知される通信切替タイミングで開始される（Ｓ９０７、Ｓ１０１１）。

ここで、比較例に係る通信システムのセル接続に関する具体的態様を説明する。図１２は、比較例に係る通信システムのセル接続に関するシーケンス図である。図１２の比較例では、上記実施形態（図１１参照）と同様に、端末装置２１１０がNRセル２１３１及びRedCapセル２１３２の圏内で電源オンされる。但し比較例では、以下のように上記実施形態と異なる制御が行われる。

Ｔ１１０２において、端末装置２１１０とRedCapセル２１３２との間でRACH手順が開始されるが、このRACH手順において端末装置２１１０はRedCap情報及びUE情報を送信しない。この場合、RedCapセル２１３２が規制中であるため、Ｔ１２０１において、RedCapセル２１３２への接続ＮＧが端末装置１１０に送信される。

一方、NRセル２１３１に在圏している端末装置２１１０は、NRセル２１３１からも報知情報を受信する。Ｔ１２０３において、NRセル２１３１の報知情報を受信した端末装置２１１０は、NRセル２１３１へのRACH手順を開始する。Ｔ１２０４において、NRセル２１３１から接続ＯＫが端末装置２１１０に通知されると、端末装置２１１０とNRセル２１３１との接続処理が行われる。その後、上記実施形態と同様に、Ｔ１１０５においてNRセル２１３１と端末装置２１１０とのデータ通信が開始される。

上記比較例では、端末装置２１１０がNRセル２１３１及びRedCapセル２１３２の圏内で電源オンされたとき、NRセル２１３１への接続が拒否されてから、RedCapセル２１３２へのRACH手順をやり直す（Ｔ１２０１～Ｔ１２０４）。そのため、端末装置２１１０の接続先セルをNRセル２１３１とRedCapセル２１３２との間で切替える制御のシーケンス数が多くなり、システム全体の処理負荷が大きい。これに対して、上記実施形態によれば、この比較例よりも少ないシーケンス数及び処理負荷で、端末装置１１０の接続先セルをNRセル１３１とRedCapセル１３２との間で切替え可能である。

＜備考＞
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に夫々開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。更に、各実施形態に夫々開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

例えば、通信システム１００、端末装置１１０、基地局装置１２０などの構成や制御は、上記実施形態に限定されない。第１セルは、NRセルに限定されず、通常の端末に対応するセルであればよい。また第２セルは、RedCapセルに限定されず、機能を削減した端末に対応したセルであればよい。機能を削減した端末は、RedCap UEに限定されず、例えば通常の端末と比較して、帯域幅やアンテナ数などが抑制された端末でもよいし、一部機能の簡素化や省略などが行われた端末でもよい。

１００ 通信システム、１１０ 端末装置、１２０ 基地局装置、２０１ 制御部、２０３ 無線通信部、３０１ 制御部、３０３ 無線通信部

Claims (9)

1. 通常の第１セルと、機能を削減した端末に対応した第２セルとを構成する基地局装置と、
   前記第１セルと前記第２セルとに選択的に接続可能な端末装置と、を備え、
   前記端末装置は、前記第１セル及び前記第２セルのうち一方のセルに接続するための処理において、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を、前記一方のセルに送信し、
   前記基地局装置は、前記端末装置から前記第１情報を受信し、且つ所定の切替条件が満たされている場合、前記端末装置と前記第１セル及び前記第２セルのうち他方のセルとの間で無線通信するための無線リソースを割り当てて、前記端末装置を前記他方のセルに接続させる、
   通信システム。
2. 端末装置と無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線通信部を制御して、通常の第１セルと機能を削減した端末に対応した第２セルとを構成する制御部と、を備えた基地局装置であって、
   前記無線通信部は、前記端末装置が前記第１セル及び前記第２セルのうち一方のセルに接続するための処理において、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を受信し、
   前記制御部は、前記無線通信部が前記第１情報を受信し、且つ所定の切替条件が満たされている場合、前記端末装置と前記第１セル及び前記第２セルのうち他方のセルとの間で無線通信するための無線リソースを割り当てて、前記端末装置を前記他方のセルに接続させる、
   基地局装置。
3. 前記無線通信部は、前記端末装置が他の基地局装置が構成する第３セルから前記一方のセルである前記第１セルにハンドオーバーした場合、前記第１情報を含むメッセージを前記端末装置から受信し、
   前記制御部は、前記無線通信部が前記メッセージを受信し、且つ前記第２セルが規制中でない場合、前記端末装置を前記他方のセルである前記第２セルに接続させる、
   請求項２に記載の基地局装置。
4. 前記制御部は、前記無線リソースを割り当てた後、前記第２セルと通信開始すべきタイミングを、前記第１セルから前記端末装置に通知する、
   請求項３に記載の基地局装置。
5. 前記無線通信部は、前記端末装置が前記一方のセルである前記第２セルと接続するための手順を行う場合、前記第１情報を含むメッセージを前記端末装置から受信し、
   前記制御部は、前記無線通信部が前記メッセージを受信し、前記端末装置が前記第１セルの通信規格に対応する端末であることを示す第２情報が前記メッセージに含まれ、且つ前記第２セルが規制中である場合、前記端末装置を前記他方のセルである前記第１セルに接続させる、
   請求項２に記載の基地局装置。
6. 前記制御部は、前記第２セルが規制中でない場合、前記端末装置を前記第２セルに接続させる、
   請求項５に記載の基地局装置。
7. 前記制御部は、前記無線リソースを割り当てた後、前記第１セルと通信開始すべきタイミングを、前記第１セルから前記端末装置に通知する、
   請求項５に記載の基地局装置。
8. 基地局装置が構成する通常の第１セル及び機能を削減した端末に対応した第２セルと、選択的に無線通信を実行可能な無線通信部と、
   前記無線通信部を制御する制御部と、を備えた端末装置であって、
   前記無線通信部は、前記端末装置が他の基地局装置が構成する第３セルから前記第１セルにハンドオーバーした場合、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を含むメッセージを、前記第１セルに送信し、
   前記制御部は、前記メッセージの送信後に、前記第２セルと通信開始すべきタイミングを前記第１セルから通知された場合、前記基地局装置によって割り当てられた無線リソースに基づいて、前記タイミングで前記第２セルに接続する、
   端末装置。
9. 基地局装置が構成する通常の第１セル及び機能を削減した端末に対応した第２セルと、選択的に無線通信を実行可能な無線通信部と、
   前記無線通信部を制御する制御部と、を備えた端末装置であって、
   前記無線通信部は、前記端末装置が前記第２セルと接続するための手順を行う場合、前記端末装置が通常の端末と比較し機能を削減した端末であることを示す第１情報を含むメッセージを、前記第２セルに送信し、
   前記制御部は、前記メッセージの送信後に、前記第１セルと通信開始すべきタイミングを前記第２セルから通知された場合、前記基地局装置によって割り当てられた無線リソースに基づいて、前記タイミングで前記第１セルに接続する、
   端末装置。