(57)【要約】      （修正有）【課題】通信システムにおける無線デバイスのためのネットワークアクセスの効率的な取り扱いを提供する。【解決手段】通信ネットワーク１００は、カバレッジクラスのセットから選択されたあるカバレッジクラスに関連付けられた無線デバイス２００によってアクセスされる。無線デバイスは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義された開始機会に、物理ランダムアクセスチャネル上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始する。各カバレッジクラスは、プリアンブルシーケンス送信の固有の繰り返し回数に関連付けられていてもよい。【選択図】図１
2020099054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークへアクセスするために無線デバイスによって実行される方法であって、前記無線デバイスはカバレッジクラスのセットのうちのあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記方法は、
ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、前記通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始することを有し、
前記ネットワークアクセスは前記無線デバイスの前記カバレッジクラスに関連した開始機会中に開始される、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記開始機会は、前記無線デバイスが前記ネットワークアクセスの開始からバックオフすることによって定義される、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記バックオフは、前記通信ネットワークに関連付けられた、物理レイヤーの規格またはメディアアクセスレイヤーの規格にしたがって指定される、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内におけるカバレッジクラスはランク付けされており、前記無線デバイスは、より高くランク付けされたカバレッジクラスにおける無線デバイスによって使用される開始機会からバックオフする、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、さらに、
前記より高くランク付けされたカバレッジクラスによって使用される可能性のある開始機会をチェックすることと、
前記より高くランク付けされたカバレッジクラスと衝突するＰＲＡＣＨリソースからバックオフすることと、を有する、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスはネットワークアクセスのための可能性のある開始機会の自己のセットを有している、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内において共通の開始機会を共有する二つの異なるカバレッジクラスは存在しない、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスはそれぞれ受信電力レベルに関連付けられており、閾値未満の差がある受信電力レベルを有するこれらのカバレッジクラスは少なくとも部分的に重なっている開始機会を有する、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内におけるすべてのカバレッジクラスは前記ネットワークアクセスを開始するための共通の開始サブフレームを共有しており、前記ネットワークアクセスが開始される前記開始機会は前記共通の開始サブフレームに基づいて決定される、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内におけるすべてのカバレッジクラスは、前記ネットワークアクセスを開始するための共通の開始サブフレームを共有しており、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは、前記共通の開始サブフレームに関連した前記ネットワークアクセスのための異なるオフセットを有し、前記ネットワークアクセスは前記オフセットにしたがって開始される、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは前記ネットワークアクセスを実行するための異なる繰り返し回数に関連付けられている、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは開始機会の異なる数に関連付けられている、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは前記ネットワークアクセスを開始するための異なる繰り返し回数に関連付けられており、相対的に少ない繰り返しを有するカバレッジクラスのための前記開始機会の数は、相対的に多い繰り返しを有するカバレッジクラスのための前記開始機会の数よりも大きい、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、前記ネットワークアクセスは周波数バンドにおいて開始され、前記開始機会は、前記カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが前記無線デバイスの前記カバレッジクラスの前記周波数バンドを共有するかに依存する、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記無線デバイスは、前記カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが前記無線デバイスの前記カバレッジクラスの前記周波数バンドを共有するかについての情報を前記ネットワークノードから提供される、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、さらに、一つのカバレッジクラスが定義する、いくつかの可能性のある開始機会についての情報を前記ネットワークノードから提供されることを有し、前記いくつかの可能性のある開始機会は、前記いくつかの可能性のある開始機会のうちの少なくとも二つが、前記カバレッジクラスのセット内の他のカバレッジクラスの開始機会によって分離されるように、時間的に分散されている、方法。
【請求項１７】
無線デバイスによる通信ネットワークへのネットワークアクセスを可能にする方法であって、前記無線デバイスはカバレッジクラスのセットのうちのあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記方法はネットワークノードによって実行されるものであり、前記方法は、
前記無線デバイスにネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供することを有し、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記無線デバイスのための前記通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定するものであり、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記ネットワークアクセスを開始すべきである、前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義される開始機会を指定するものである、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記開始機会は、前記無線デバイスが前記ネットワークアクセスの開始からバックオフすることによって定義される、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記バックオフは、前記通信ネットワークに関連付けられた、物理レイヤーの規格またはメディアアクセスレイヤーの規格にしたがって指定される、方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは、さらに、前記カバレッジクラスのセット内における異なるカバレッジクラスの無線デバイスがネットワークアクセスを開始すべきである、他の開始機会も指定している、方法。
【請求項２１】
請求項１７に記載の方法であって、各カバレッジクラスはネットワークアクセスのための可能性のある開始機会の自己のセットを有している、方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内に共通の開始機会を共有する二つの異なるカバレッジクラスは存在しない、方法。
【請求項２３】
請求項１７に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスはそれぞれ受信電力レベルに関連付けられており、閾値未満の差がある受信電力レベルを有するこれらのカバレッジクラスは少なくとも部分的に重なっている開始機会を有する、方法。
【請求項２４】
請求項１７に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内におけるすべてのカバレッジクラスは前記ネットワークアクセスを開始するための共通の開始サブフレームを共有している、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは、前記共通の開始サブフレームに関連した、前記ネットワークアクセスを開始するための異なるオフセットを有しており、前記ネットワークアクセスは前記オフセットにしたがって開始される、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは前記ネットワークアクセスを実行するための異なる繰り返し回数に関連付けられている、方法。
【請求項２７】
請求項１７に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは開始機会の異なる数に関連付けられている、方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは前記ネットワークアクセスを開始するための異なる繰り返し回数に関連付けられており、相対的に少ない繰り返しを有するカバレッジクラスのための前記開始機会の数は、相対的に多い繰り返しを有するカバレッジクラスのための前記開始機会の数よりも大きい、方法。
【請求項２９】
請求項１７に記載の方法であって、前記ネットワークアクセスは周波数バンドにおいて開始され、前記開始機会は、前記カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが前記無線デバイスの前記カバレッジクラスの前記周波数バンドを共有するかに依存する、方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法であって、前記無線デバイスは、前記カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが前記無線デバイスの前記カバレッジクラスの前記周波数バンドを共有するかについての情報を前記ネットワークノードから提供される、方法。
【請求項３１】
請求項１７に記載の方法であって、さらに、一つのカバレッジクラスが定義する、いくつかの可能性のある開始機会についての情報を前記無線デバイスに提供することを有し、前記いくつかの可能性のある開始機会は、前記いくつかの可能性のある開始機会のうちの少なくとも二つが、前記カバレッジクラスのセット内の他のカバレッジクラスの開始機会によって分離されるように、時間的に分散されている、方法。
【請求項３２】
通信ネットワークへの無線デバイスによるネットワークアクセスのために適合した当該無線デバイス（２００）であって、前記無線デバイスはカバレッジクラスのセットうちのあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記無線デバイスは、処理回路（２１０）と、一つ以上の送信機を有する通信インターフェース（２２０）とを有しており、前記処理回路は、前記無線デバイスに、
前記通信インターフェースを使用して、ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、前記通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始させるように構成されており、前記ネットワークアクセスは前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義された開始機会中に開始される、無線デバイス。
【請求項３３】
通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスのための当該無線デバイス（２００）であって、前記無線デバイスはカバレッジクラスのセットのうちのあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記無線デバイスは、
処理回路（２１０）と、
前記処理回路によって実行されると前記無線デバイスに、
ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、前記通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始させる、インストラクションを記憶したコンピュータプログラムプロダクト（４１０ａ）と、を有し、
前記ネットワークアクセスは前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義された開始機会中に開始される、無線デバイス。
【請求項３４】
通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスのための当該無線デバイス（２００）であって、前記無線デバイスはカバレッジクラスのセットのうちのあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記無線デバイスは、
ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、前記通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始するように構成された開始モジュール（２０１ａ）を有し、
前記ネットワークアクセスは前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義された開始機会中に開始される、無線デバイス。
【請求項３５】
通信ネットワークへの無線デバイスによるネットワークアクセスを可能にするためのネットワークノード（３００）であって、前記無線デバイスはカバレッジクラスのセットうちのあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記ネットワークノードは、処理回路（３１０）と、一つ以上の送信機を有する通信インターフェース（３２０）とを有しており、前記処理回路は、前記ネットワークノードに、
前記通信インターフェースを使用して、前記無線デバイスにネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供させるように構成されており、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記無線デバイスのための前記通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定するものであり、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記ネットワークアクセスを開始すべきである、前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義される開始機会を指定するものである、ネットワークノード。
【請求項３６】
通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスを可能にするためのネットワークノード（３００）であって、前記無線デバイスはカバレッジクラスのセットのうちのあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記ネットワークノードは、
処理回路（３１０）と、
前記処理回路によって実行されると前記ネットワークノードに、
前記無線デバイスにネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供させる、インストラクションを記憶したコンピュータプログラムプロダクト（４１０ｂ）と、を有し、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記無線デバイスのための前記通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定するものであり、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記ネットワークアクセスを開始すべきである、前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義される開始機会を指定するものである、ネットワークノード。
【請求項３７】
通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスを可能にするためのネットワークノード（３００）であって、前記ネットワークノードは、
前記無線デバイスにネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供する提供モジュール（３１０ａ）を有し、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記無線デバイスのための前記通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定するものであり、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記ネットワークアクセスを開始すべきである、前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義される開始機会を指定するものである、ネットワークノード。
【請求項３８】
通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスのためのコンピュータプログラムであって、前記無線デバイスは、カバレッジクラスのセット内のあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記コンピュータプログラムは、前記無線デバイスの処理回路上で実行されると、前記無線デバイスに、
ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、前記通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始させる、コンピュータコードを有し、
前記ネットワークアクセスは前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義された開始機会中に開始される、コンピュータプログラム。
【請求項３９】
通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスを可能にするためのコンピュータプログラムであって、前記無線デバイスは、カバレッジクラスのセット内のあるカバレッジクラスに関連付けられており、前記コンピュータプログラムは、ネットワークノードの処理回路上で実行されると、前記ネットワークノードに、
前記無線デバイスにネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供させる、コンピュータコードを有し、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記無線デバイスのための前記通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定するものであり、前記ネットワークアクセスコンフィギュレーションは前記ネットワークアクセスを開始すべきである、前記無線デバイスの前記カバレッジクラスによって定義される開始機会を指定するものである、コンピュータプログラム。
【請求項４０】
請求項３８および３９の少なくとも一方に記載されたコンピュータプログラムと、当該コンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体とを有する、コンピュータプログラムプロダクト。
【請求項４１】
通信ネットワークへアクセスするためにＵＥ（ユーザ装置）によって実行される方法であって、前記ＵＥは、二つ以上のカバレッジクラスのセットからあるカバレッジクラスに関連付けられており、ネットワークアクセスを実行するためのランダムアクセスプリアンブルシーケンスの異なる繰り返し回数の送信に関連付けられており、前記二つ以上のカバレッジクラスのセットは周波数バンドを共有しており、前記方法は、
二つ以上の連続したプリアンブルシンボルグループを有する、ＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）ランダムアクセスプリアンブル信号を生成することであって、各プリアンブシンボルグループは、サイクリックプレフィックス部と、前記ＳＣ−ＦＤＭＡランダムアクセスプリアンブル信号の単一のサブキャリアを占有する複数のシンボルとを有し、前記プリアンブルシンボルグループの少なくとも一つのための前記単一のサブキャリアは第一のサブキャリア周波数に対応しており、前記プリアンブルシンボルグループの直後の一つのための前記単一のサブキャリアは第二のサブキャリア周波数に対応している、ことと、
前記二つ以上のカバレッジクラスのカバレッジクラスが異なる開始機会を有し、かつ、前記二つ以上のカバレッジクラスのセットにおける一つのカバレッジクラスと異なるカバレッジクラスとの間において共有される周波数バンドの衝突が回避されるように、前記ユーザ装置の前記カバレッジクラスに関連した開始機会において前記ランダムアクセスプリアンブル信号を送信することによってネットワークアクセスを開始することと、を有する、方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法であって、前記ランダムアクセスプリアンブル信号を送信するための前記開始機会は、少なくとも、送信側の前記ＵＥの前記カバレッジクラスより高いカバレッジクラスに関連したＰＲＡＣＨリソースによって占有されるサブフレームによって与えられる制限に基づいており、前記より高いカバレッジクラスはランダムアクセスプリアンブルシーケンスのより多い繰り返し回数に対応している、方法。
【請求項４３】
請求項４１または４２に記載された方法であって、さらに、
周期性と、
開始機会を含むサブフレームと、
プリアンブル送信試行ごとの繰り返し回数と、
のうちの少なくとも一つを示す一つ以上のパラメータを受信することを有し、
前記方法は、さらに、前記受信された一つ以上のパラメータに少なくとも部分的に基づいて、一つ以上の開始機会を決定すること、を有する、方法。
【請求項４４】
請求項４１ないし４３のいずれか一項に記載の方法であって、
周期性と、
開始機会を含むサブフレームと、
プリアンブル送信試行ごとの繰り返し回数と、
を示すパラメータを受信することを有し、
前記方法は、さらに、前記受信された一つ以上のパラメータに少なくとも部分的に基づいて、一つ以上の開始機会を決定すること、を有する、方法。
【請求項４５】
請求項４３に記載の方法であって、さらに、パラメータを受信することを有し、前記パラメータは、前記ＵＥに関連付けられている前記カバレッジクラスより高い一つのカバレッジクラスについての、
周期性と、
開始機会を含むサブフレームと、
プリアンブル送信試行ごとの繰り返し回数と、
のうちの一つを示し、前記より高いカバレッジクラスはランダムアクセスプリアンブルシーケンスのより大きな繰り返し回数に対応している、方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法であって、一つ以上の開始機会は、前記ＵＥに関連付けられている前記カバレッジクラスに関連した可能性のある開始機会を識別することと、前記少なくとも一つのより高いカバレッジクラスのＵＥによって使用されうるこれらの可能性のある開始機会を避けることと、によって決定される、方法。
【請求項４７】
請求項４６に記載の方法であって、一つ以上の開始機会は、さらに、前記少なくとも一つのより高いカバレッジクラスのＵＥによって使用されうる識別された、可能性のある開始機会からバックオフすることによって、決定される、方法。
【請求項４８】
請求項４３に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内のすべてのカバレッジクラスにとって共通となる開始サブフレームであって、そこから開始機会を含むサブフレームが決定されることになる開始サブフレームを示すことによって、前記受信された一つ以上のパラメータは前記開始機会を含む前記サブフレームを示す、方法。
【請求項４９】
請求項４８に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは、前記共通の開始サブフレームに関連した、前記ネットワークアクセスを開始するための異なるオフセットを有しており、前記ネットワークアクセスは前記オフセットにしたがって開始される、方法。
【請求項５０】
請求項４３に記載の方法であって、前記受信された一つ以上のパラメータは、プリアンプル送信試行ごとの繰り返し回数を示しており、前記受信された一つ以上のパラメータは前記カバレッジクラスのセット内の各カバレッジクラスについて固有の値を有している、方法。
【請求項５１】
請求項４１ないし５０のいずれか一項に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内の各カバレッジクラスは、それぞれ受信電力レベルを有するＵＥに関連付けられている、方法。
【請求項５２】
請求項４１ないし５１のいずれか一項に記載の方法であって、前記カバレッジクラスのセット内の前記二つ以上のカバレッジクラスはランク付けされており、前記ＵＥは、より高いカバレッジクラスに関連付けられているＵＥによって使用される可能性のある開始機会におけるネットワークアクセスの開始から、バックオフする、方法。
【請求項５３】
ＵＥ（ユーザ装置）に通信ネットワークへアクセスすることを可能にする基地局であって、前記ＵＥは、二つ以上のカバレッジクラスのセットからのあるカバレッジクラスに関連付けられており、各カバレッジクラスはネットワークアクセスを実行するためのランダムアクセスプリアンブルシーケンスの異なる繰り返し回数の送信に関連付けられており、前記二つ以上のカバレッジクラスのセットは周波数バンドを共有しており、前記基地局は、処理回路と、一つ以上の送信機および一つ以上の受信機を有する通信インターフェースとを有し、前記処理回路は、前記基地局に、
前記ＵＥにネットワークアクセス情報を送信させ、
前記ＵＥに関連付けられた前記カバレッジクラスに関連した開始機会において、ＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）の、二つ以上の連続したプリアンブルシンボルグループを有するランダムアクセスプリアンブル信号を受信させる、ように構成されており、
前記ネットワークアクセス情報は、前記二つ以上のカバレッジクラスのセットの各カバレッジクラスが異なる開始機会を有し、かつ、前記二つ以上のカバレッジクラスのセット内における一つのカバレッジクラスと異なるカバレッジクラスとの間で前記共有される周波数バンドでの衝突が回避されるように、ランダムアクセスプリアンブルを送信することによって前記ユーザ装置がネットワークアクセスを開始しうる開始機会を指定するものであり、
各プリアンブルシンボルグループはサイクリックプレフィックス部と、前記ＳＣ−ＦＤＭＡのランダムアクセスプリアンブル信号の単一のサブキャリアを占有する複数のシンボルとを有し、前記プリアンブルシンボルグループの少なくとも一つについての前記単一のサブキャリアは第一のサブキャリア周波数に対応しており、前記プリアンブルシンボルグループの直後の一つについての前記単一のサブキャリアは第二のサブキャリア周波数に対応している、基地局。
【請求項５４】
通信ネットワークへアクセスするように構成されたＵＥ（ユーザ装置）であって、前記ＵＥは、二つ以上のカバレッジクラスのセットからのあるカバレッジクラスに関連付けられるように構成されており、各カバレッジクラスはネットワークアクセスを実行するためのランダムアクセスプリアンブルシーケンスの異なる繰り返し回数の送信に関連付けられており、前記二つ以上のカバレッジクラスのセットは周波数バンドを共有しており、前記ユーザ装置は、処理回路と、一つ以上の送信機を有する通信インターフェースとを有し、前記処理回路は、前記ＵＥに、
二つ以上の連続したプリアンブルシンボルグループを有する、ＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）のランダムアクセスプリアンブル信号を生成することであって、各プリアンブシンボルグループは、サイクリックプレフィックス部と、前記ＳＣ−ＦＤＭＡランダムアクセスプリアンブル信号の単一のサブキャリアを占有する複数のシンボルとを有し、前記プリアンブルシンボルグループの少なくとも一つのための前記単一のサブキャリアは第一のサブキャリア周波数に対応しており、前記プリアンブルシンボルグループの直後の一つのための前記単一のサブキャリアは第二のサブキャリア周波数に対応している、ことと、
前記二つ以上のカバレッジクラスのカバレッジクラスが異なる開始機会を有し、かつ、前記二つ以上のカバレッジクラスのセットにおける一つのカバレッジクラスと異なるカバレッジクラスとの間において前記共有される周波数バンドの衝突が回避されるように、前記ユーザ装置の前記カバレッジクラスに関連した開始機会において前記ランダムアクセスプリアンブル信号を送信することによってネットワークアクセスを開始することと、を実行させるように構成されている、ＵＥ。
【請求項５５】
請求項５４に記載のＵＥであって、前記処理回路は、少なくとも、送信側の前記ＵＥの前記カバレッジクラスより高いカバレッジクラスに関連したＰＲＡＣＨリソースによって占有されるサブフレームによって与えられる制限に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブル信号を送信するための前記開始機会を決定するように構成されており、前記より高いカバレッジクラスはランダムアクセスプリアンブルシーケンスのより多い繰り返し回数に対応している、ＵＥ。
【請求項５６】
請求項５４または５５に記載のＵＥであって、前記通信インターフェースは、さらに、一つ以上の受信機を有し、前記処理回路は、さらに、前記ＵＥに、
前記通信インターフェースを使用して、
周期性と、
開始機会を含むサブフレームと、
プリアンブル送信試行ごとの繰り返し回数と、
のうちの少なくとも一つを示す一つ以上のパラメータを受信させ、
前記受信された一つ以上のパラメータに少なくとも部分的に基づいて、一つ以上の開始機会を決定させるように構成されている、ＵＥ。
【請求項５７】
請求項５４ないし５６のいずれか一項に記載のＵＥであって、前記通信インターフェースは、さらに、一つ以上の受信機を有し、前記処理回路は、さらに、前記ＵＥに、
前記通信インターフェースを使用して、
周期性と、
開始機会を含むサブフレームと、
プリアンブル送信試行ごとの繰り返し回数と、
を示すパラメータを受信させ、
前記受信されたパラメータに少なくとも部分的に基づいて、一つ以上の開始機会を決定させるように構成されている、ＵＥ。
【請求項５８】
請求項５６に記載のＵＥであって、前記通信インターフェースは、さらに、一つ以上の受信機を有し、前記処理回路は、さらに、前記ＵＥに前記通信インターフェースを使用して、パラメータを受信させるように構成されており、前記パラメータは、
前記ＵＥに関連付けられている前記カバレッジクラスに対して少なくとも一つのより高いカバレッジクラスについての、
周期性と、
開始機会を含むサブフレームと、
プリアンブル送信試行ごとの繰り返し回数と、
のうちの一つを示し、前記より高いカバレッジクラスはランダムアクセスプリアンブルシーケンスのより大きな繰り返し回数に対応している、ＵＥ。
【請求項５９】
請求項５８に記載のＵＥであって、前記処理回路は、前記ＵＥに関連付けられている前記カバレッジクラスに関連した可能性のある開始機会を識別することと、前記少なくとも一つのより高いカバレッジクラスのＵＥによって使用されうるこれらの可能性のある開始機会を避けることと、によって、一つ以上の開始機会を決定するように構成されている、ＵＥ。
【請求項６０】
請求項５９に記載のＵＥであって、前記処理回路は、さらに、前記少なくとも一つのより高いカバレッジクラスのＵＥによって使用されうる識別された可能性のある開始機会からバックオフすることによって、一つ以上の開始機会を決定するように構成されている、ＵＥ。
【請求項６１】
請求項５６に記載のＵＥであって、前記カバレッジクラスのセット内のすべてのカバレッジクラスにとって共通となる開始サブフレームであって、そこから開始機会を含むサブフレームが決定されることになる開始サブフレームを示すことによって、前記受信された一つ以上のパラメータは前記開始機会を含む前記サブフレームを示す、ＵＥ。
【請求項６２】
請求項６１に記載のＵＥであって、前記カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは、前記共通の開始サブフレームに関連した、前記ネットワークアクセスを開始するための異なるオフセットを有しており、前記ネットワークアクセスは前記オフセットにしたがって開始される、ＵＥ。
【請求項６３】
請求項５６に記載のＵＥであって、前記受信された一つ以上のパラメータはプリアンプル送信試行ごとの繰り返し回数を示しており、前記受信された一つ以上のパラメータは前記カバレッジクラスのセット内の各カバレッジクラスについて固有の値を有している、ＵＥ。
【請求項６４】
請求項５４ないし６３のいずれか一項に記載のＵＥであって、前記カバレッジクラスのセット内の各カバレッジクラスは、それぞれ受信電力レベルを有するＵＥに関連付けられている、ＵＥ。
【請求項６５】
請求項５４ないし６４のいずれか一項に記載のＵＥであって、前記処理回路は、さらに、前記ＵＥに、各プリアンブルシンボルグループの前記複数のシンボルが一致するようプリアンブル信号を生成させる、ＵＥ。
【請求項６６】
請求項５４ないし６５のいずれか一項に記載のＵＥであって、前記処理回路は、さらに、前記ＵＥに、前記第一および第二のサブキャリア周波数が１サブキャリア周波数シフトによって関連するか、または、６サブキャリア周波数シフトによって関連するよう、プリアンブル信号を生成させるように構成されている、ＵＥ。
【請求項６７】
請求項５４ないし６６のいずれか一項に記載のＵＥであって、前記ＵＥは、二つ以上の繰り返しに関連付けられたカバレッジクラスに関連付けられるように構成されており、前記処理回路は、さらに、前記ＵＥに、前記第一および第二のサブキャリア周波数が擬似ランダムな周波数シフトによって関連するよう、プリアンブル信号を生成させるように構成されている、ＵＥ。
【請求項６８】
請求項５４ないし６７のいずれか一項に記載のＵＥであって、前記共有される周波数バンドは１２サブキャリア周波数バンドである、ＵＥ。
【請求項６９】
請求項５４ないし６８のいずれか一項に記載のＵＥであって、前記カバレッジクラスのセット内の前記二つ以上のカバレッジクラスはランク付けされており、前記処理回路は、前記ＵＥに、より高いカバレッジクラスに関連付けられているＵＥによって使用される可能性のある開始機会におけるネットワークアクセスの開始から、バックオフさせるように構成されている、ＵＥ。
【請求項７０】
請求項６９に記載のＵＥであって、前記バックオフは、メディアアクセスレイヤーレベルに実装される、ＵＥ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで提示される実施形態は通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスのための方法、無線デバイス、コンピュータプログラムおよびコンピュータプログラムプロダクトに関連する。ここで提示されるさらなる実施形態は通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスを可能ならしめるための方法、ネットワークノード、コンピュータプログラムおよびコンピュータプログラムプロダクトに関連する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークでは、所与の通信プロトコル、そのパラメータおよび通信ネットワークが配置される物理的な環境について、良い性能とキャパシティを得るために挑戦すべきことがある。
【０００３】
たとえば、エボルビングサービスは、たとえば、デバイスコストやバッテリーライフおよびカバレッジに関連して、セルラーネットワークの新しい要件と関連付けられる。デバイスおよびモジュールのコストを低減するには、システムオンチップ（ＳｏＣ）とインテグレーテッド電力増幅器（ＰＡ）が使用されうる。しかし、ＰＡ技術についての現在の技術水準にとっては、ＰＡがＳｏＣにインテグレートされる場合、２０ｄＢｍ−２３ｄＢｍの送信電力を許容することが現実的である。この制約はアップリンクカバレッジを制限するが、これはエンドユーザーの無線デバイスと通信ネットワークのネットワークノードとの間で許容されるパスロスがどの程度からに関係している。
【０００４】
インテグレーテッドＰＡによって達成可能なカバレッジを最大にするために、一般にはＰＡバックオフを削減することが必要である。ＰＡバックオフはＰＡの最大飽和出力電力と平均出力電力との比として定義されうる。ＰＡバックオフは、通信信号が顕著に一貫性のないピークツー平均電力比（ＰＡＰＲ）を有しているときに、必要となる。ＰＡＰＲが高くなるにつれて、ＰＡバックオフを高くすることが必要となる。より高いＰＡバックオフはまたＰＡ効率をより低下させ、それゆえにデバイスバッテリーライフタイムを減少させてしまう。よって、できる限り低いＰＡＰＲを有するアップリンク通信信号を設計することで、必要となるＰＡバックオフを削減でき、デバイスコストも低下させ、バッテリーライフタイムを増加させ、無線デバイスのカバレッジを増加させることが可能になるだろう。
【０００５】
狭帯域のインターネットオブシング（ＮＢ−ＩｏＴ）技術のためのサポートを含めるように、（ロングタームエボリューション；ＬＴＥなどの）既存のセルラー通信の規格を発展させることが可能かもしれない。この点から、ＬＴＥアップリンクは、アップリンクデータと制御チャネルのためのシングルキャリア周波数分割多重アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ）変調と、ランダムアクセスのためのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ信号をベースとしてもよい。これらのどの信号も良好なＰＡＰＲ特性を有してはいない。
【０００６】
ゆえに、通信システムにおける無線デバイスのためのネットワークアクセスの改良された取り扱いのためのニーズが未だに存在する。
【発明の概要】
【０００７】
本実施形態の目的は通信システムにおける無線デバイスのためのネットワークアクセスの効率的な取り扱いを提供することにある。
【０００８】
第一の観点によれば、通信システムにおける無線デバイスのネットワークアクセスのための方法が提供される。無線デバイスはカバレッジクラスのセットからのあるカバレッジクラスに関連付けられる。本方法は無線デバイスによって実行される。本方法は、ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始することを含む。ここで、ネットワークアクセスは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義された開始機会の期間に開始される。
【０００９】
第二の観点によれば、通信システムにおける無線デバイスのネットワークアクセスのための無線デバイスが提供される。無線デバイスはカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。無線デバイスは処理回路を含む。処理回路は、無線デバイスに、ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始させるように構成されている。ネットワークアクセスは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義された開始機会の期間に開始される。
【００１０】
第三の観点によれば、通信システムにおける無線デバイスのネットワークアクセスのための無線デバイスが提供される。無線デバイスはカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。無線デバイスは、処理回路と、処理回路によって実行されると、無線デバイスに、ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始させるインストラクションを記憶したコンピュータプログラムプロダクトと、を含む。ネットワークアクセスは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義された開始機会の期間に開始される。
【００１１】
第四の観点によれば、通信システムにおける無線デバイスのネットワークアクセスのための無線デバイスが提供される。無線デバイスはカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。無線デバイスは、ＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、通信ネットワークへのネットワークアクセスを開始する用に構成された開始モジュールを有する。ネットワークアクセスは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義された開始機会の期間に開始される。
【００１２】
第五の観点によれば、通信システムにおける無線デバイスのネットワークアクセスのためのコンピュータプログラムが提供され、当該コンピュータプログラムは、無線デバイスの処理回路で実行されると当該無線デバイスに第一の観点の方法を実行させるコンピュータプログラムコードを含む。
【００１３】
第六の観点によれば、通信システムにおける無線デバイスのネットワークアクセスのための方法が提供される。無線デバイスはカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。本方法はネットワークノードによって実行される。本方法は無線デバイスにネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供することを含む。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは無線デバイスのための通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定する。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義され、ネットワークアクセスが開始されるべきである開始機会を指定する。
【００１４】
第七の観点によれば、通信システムにおける無線デバイスのネットワークアクセスを可能ならしめるためのネットワークノードが提供される。無線デバイスはカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。ネットワークノードは処理回路を含む。処理回路は、ネットワークノードに、無線デバイスへネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供させるように構成されている。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは無線デバイスのための通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定する。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義され、ネットワークアクセスが開始されるべきである開始機会を指定する。
【００１５】
第八の観点によれば、通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスを可能ならしめるためのネットワークノードが提供される。無線デバイスはカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。ネットワークノードは処理回路と、当該処理回路によって実行されると、ネットワークノードに、無線デバイスへネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供させるインストラクションを記憶したコンピュータプログラムプロダクトと、を含む。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは無線デバイスのための通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定する。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義され、ネットワークアクセスが開始されるべきである開始機会を指定する。
【００１６】
第九の観点によれば、通信システムへの無線デバイスのネットワークアクセスを可能ならしめるためのネットワークノードが提供される。ネットワークノードは無線デバイスにネットワークアクセスコンフィギュレーションを提供するように構成された提供モジュールを含む。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは無線デバイスのための通信ネットワークへのネットワークアクセスの開始を指定する。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは、無線デバイスのカバレッジクラスによって定義された開始機会の期間にネットワークアクセスが開始されることを指定している。
【００１７】
第十の観点によれば、通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスを可能ならしめるコンピュータプログラムが提供され、当該コンピュータプログラムは、ネットワークノードの処理回路で実行されると当該ネットワークノードに第六の観点の方法を実行させるコンピュータプログラムコードを含む。
【００１８】
第十一の観点によれば、第五および第十の観点の少なくとも一つにしたがったコンピュータプログラムと、当該コンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体とを含むコンピュータプログラムプロダクトが提供される。コンピュータ可読記憶媒体は非一過性のコンピュータ可読媒体を含む。
【００１９】
有利であることには、これらの方法及びデバイスは、通信ネットワークへの無線デバイスのネットワークアクセスの効率のよいハンドリングを提供する。
【００２０】
有利であることには、これらの方法およびデバイスは、異なるカバレッジクラスのＰＲＡＣＨの時間的な衝突を回避させる。
【００２１】
有利であることには、これらの方法およびデバイスは、とりわけ、ＮＢ−ＩｏＴとエンハンスドマシンタイプ通信（ｅＭＴＣ）に適用される。
【００２２】
なお、第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十および第十一の観点のいずれかの特徴は、それが適切である限り、他の観点に適用されてもよい。同様に、第一観点の利点は第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十および／または第十一の観点にもそれぞれ等しく適用可能であり、また逆も可かなりである。添付の実施形態の他の目的、特徴および利点は以下の詳細な開示、添付の特許請求の範囲および図面から明白となろう。
【００２３】
一般に、特許請求の範囲で使用されるすべての用語は、明示的に他の定義がなされていない限り、当該技術分野における一般的な意味に解されるべきである。「要素、装置、コンポーネント、手段、ステップ、その他」についての言及は、明示的に他のものを指していない限り、少なくとも一つの要素、装置、コンポーネント、手段、ステップ、その他に言及しているものとしてオープンに解釈されるべきである。ここに開示されたいずれかの方法のステップは、ここで明示的に言及されていない限り、正確な順番で実行される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明は添付の図面を参照しながら説明される。
【図１】実施形態にしたがった通信ネットワークを示すブロック図である。
【図２】無線アクセスネットワークノードでのランダムアクセスプリアンブルの受信を図解的に示す図である。
【図３】ＰＲＡＣＨシンボルグループの構造を図解的に示す図である。
【図４】ＰＲＡＣＨホッピングパターンを図解的に示す図である。
【図５】１２トーン（１２サブキャリア）のＮＰＲＡＣＨバンドを図解的に示す図である。
【図６】従来技術にしたがったＰＲＡＣＨ機会を図解的に示す図である。
【図７】従来技術にしたがったＰＲＡＣＨ機会を図解的に示す図である。
【図８】実施形態にしたがったＰＲＡＣＨ機会を図解的に示す図である。
【図９】実施形態にしたがったＰＲＡＣＨ機会を図解的に示す図である。
【図１０】実施形態にしたがったＰＲＡＣＨ機会を図解的に示す図である。
【図１１】実施形態にしたがったＰＲＡＣＨ機会を図解的に示す図である。
【図１２】実施形態にしたがったＰＲＡＣＨ機会を図解的に示す図である。
【図１３】実施形態にしたがった方法のフローチャートである。
【図１４】実施形態にしたがった方法のフローチャートである。
【図１５】実施形態にしたがった方法のフローチャートである。
【図１６】実施形態にしたがった方法のフローチャートである。
【図１７】実施形態にしたがった無線デバイスの機能ユニットを示すブロック図である。
【図１８】実施形態にしたがった無線デバイスの機能モジュールを示すブロック図である。
【図１９】実施形態にしたがったネットワークノードの機能ユニットを示すブロック図である。
【図２０】実施形態にしたがったネットワークノードの機能モジュールを示すブロック図である。
【図２１】実施形態にしたがったコンピュータ可読手段を含むコンピュータプログラムプロダクトの一例を示すブロック図である。  特に断りがない限り、図面において同様の参照番号は同様のエレメントを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では本発明的コンセプトのある種の実施形態を示す添付の図面を参照しながら本発明的コンセプトがより完全に説明される。しかし、本発明的コンセプトは、多くの異なる形態によって実現可能であり、ここに開示される実施形態にのみ限定されるものと解釈されてはならず、これらの実施形態は本開示を十分かつ完全なものとするために一例として提供されており、当業者に本発明的コンセプトの範囲を完全に伝えるであろう。本説明の全般にわたって同様の要素には同様の番号が付与される。点線により示されたいずれのステップまたは特徴もオプションとしてみなされてもよい。
【００２６】
シングルトーン周波数ホッピングＮＢ−ＩｏＴ  ＰＲＡＣＨ（ＮＰＲＡＣＨと称す）信号は低いＰＡＰＲを有し、それゆえに、ＮＰＲＡＣＨの使用はＰＡバックオフの必要性を低減し、ＰＡ効率を増加させる。ＮＰＲＡＣＨ信号はＳＣ−ＦＤＭＡおよび直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）と互換性を有するが、これはいずれのＯＦＤＭシンボルにおいてもＮＰＡＲＣＨ信号が一つの単一サブキャリアのＯＦＤＭ信号のように現れるからである。
【００２７】
ランダムアクセスデザインをサポートするために、ネットワークノードは、時間リソース情報と周波数リソース情報とを設定できるべきであり、ここで時間リソース情報は（時間的に）いつＮＰＲＡＣＨが送信されるかを示し、周波数リソース情報は（周波数において）どこでＮＰＲＡＣＨが送信されるかを示すものである。
【００２８】
ＮＢ−ＩｏＴのランダムアクセスにおいて、三つの異なるカバレッジクラスまでであればＮＰＲＡＣＨによりサポート可能であろう。カバレッジクラスは、また、カバレッジレベル、カバレッジ拡張レベル（ＣＥレベルまたはＣＥＬ）または拡張カバレッジレベルと呼ばれるが、用語としてカバレッジクラスが以下では使用される。たとえば、カバレッジクラスは最小カップリングロス（ＭＣＬ）の値に対応していても良く、これは１４４ｄＢ  ＭＣＬまたは１６４ｄＢ  ＭＣＬのように、−アンテナゲインを含みうる−アンテナコネクタ間における最小距離損失を示しうるものである。より一般には、カバレッジクラスはｘ  ｄＢ  ＭＣＬに対応していてもよく、ここでｘは、たとえば｛１４４，  １６４｝といった二つ以上の値のように予め決定された収集値から選択される。あるいは、カバレッジクラスは、無線デバイスが受信する信号、とりわけ基準信号の受信電力の値にそれぞれ関連付けられていてもよい。以下でより詳細に説明されるように、カバレッジクラスＵＥが送信するＮＰＲＡＣＨ信号の繰り返し数に対応していてもよい。
【００２９】
それぞれ異なるカバレッジクラスにおける無線デバイスからのＮＰＲＡＣＨ送信の受信電力は、顕著に異なることがあり、これらの送信のために同一の時間および周波数のＮＰＲＡＣＨ機会が使用された場合、厳しい遠-近問題がもたらされる。一例として、１６４ｄＢの最大カップリングロスをサポートすることはＮＢ−ＩｏＴの設計上の目標であるが、ノーマルのカバレッジにおける無線デバイスの最大カップリングロスはしばしば１４４ｄＢに制限される。これは、無線デバイスが事故のカップリングロスを完璧に推定でき、ＮＰＲＡＣＨ送信において使用されるオープンループ電力制御が完璧であるような理想的な状況下において、２０ｄＢの受信電力差をもたらす。実際のところ、無線デバイスによるカップリングロスの推定は、たとえば［−６，  ６］  ｄＢの範囲のエラーを被り、ＮＰＲＡＣＨ送信においてさらに大きな受信電力差をもたらすことになる。したがって時間領域および／または周波数領域において異なるカバレッジクラスのＮＰＲＡＣＨ機会を分離することが提案される。
【００３０】
異なるカバレッジクラスのＮＰＲＡＣＨを分離するための一つの案は、周波数領域において、異なるカバレッジクラスのために異なるＮＰＲＡＣＨ周波数バンドを設定することである。しかし、ネットワークノードがたった一つまたは二つのＮＰＲＡＣＨ周波数バンドしか設定できない場合、時間領域において、三つの異なるカバレッジクラスのためのＮＰＲＡＣＨを分離するための更なるメカニズムが必要となる。
【００３１】
既存のＬＴＥのランダムアクセスプロシージャにおいて、ランダムアクセスは、無線デバイスと通信ネットワークとの間で無線リンクを確立するときの初期ネットワークアクセスや無線デバイスのためのスケジューリングリクエストなど、複数の目的のために使用される。これらのうちで、ランダムアクセスの一つの目的はＬＴＥにおいてアップリンクの直交性を維持するためのアップリンク同期を達成することである。ＯＦＤＭＡまたはＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおいて異なる無線デバイス間で直交性を維持するには、各無線デバイスの信号が到着する時間がネットワークノードでのＯＦＤＭＡまたはＳＣ−ＦＤＭＡ信号のサイクリックプレフィックス（ＣＰ）の範囲内でなければならない。
【００３２】
ＬＴＥランダムアクセスはコンテンションベースであってもよいし、コンテンションフリーであってよい。コンテンションベースのランダムアクセスプロシージャは図１に示されるように四つのステップからなる。
【００３３】
図１はここで提示される実施形態を適用可能な通信ネットワーク１００を示すブロック図である。通信ネットワーク１００は無線アクセスネットワーク１１０、コアネットワーク１２０およびサービスネットワーク１３０を含む。無線アクセスネットワーク１００は少なくとも一つの無線アクセスネットワークノード（ＲＡＮＮ）１４０を有する。無線アクセスネットワークノード１４０は、無線基地局、無線トランシーバ局、リモート無線ヘッド、アクセスポイント、アクセスノード、ＮｏｄｅＢ、または、エボルブドＮｏｄｅＢのいずれかによって提供可能である。無線アクセスネットワークノード１４０は、少なくとも一つの無線デバイス（ＷＤ）２００に対してサービスとネットワークアクセスを提供する。無線デバイス２００は、ポータブル無線デバイス、移動局、モバイルフォン、ハンドセット、無線ローカルループ電話機、ＵＥ（ユーザ装置）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットワークイクイップドセンサーデバイス、インターネット・オブ・シングス・デバイスまたは無線ブロードバンドモデムであってもよい。
【００３４】
無線アクセスネットワーク１１０はコアネットワーク１２０に対して動作可能に接続されており、さらにそこからサービスネットワーク１３０に対して動作可能に接続されている。無線デバイス２００は無線アクセスネットワークノード１４０に対して動作可能に接続されており、それによりサービスにアクセスしたり、サービスネットワーク１３０とデータを送受信したりすることが可能となっている。
【００３５】
通信ネットワーク１００は少なくとも一つのネットワークノード３００を含む。ネットワークノード３００のさらに詳細は以下で説明される。
【００３６】
コンテンションベースのランダムアクセスプロシージャは以下のステップ１−４を含む：
ステップ１：無線デバイス２００がネットワークノード３００にランダムアクセスプリアンブルを送信する。
【００３７】
ステップ２：ネットワークノード３００が、たとえばアップリンクグラントを含むランダムアクセスレスポンスを無線デバイス２００へ送信することによって、ランダムアクセスプリアンブルに応答する。
【００３８】
ステップ３：無線デバイス２００がネットワークノード３００にスケジュールされた送信を送信する。
【００３９】
ステップ４：ネットワーク３００が無線デバイス２００のコンテンションレゾリューションのためのメッセージを送信する。
【００４０】
なお、ステップ１だけがランダムアクセスのための特別にデザインされた物理レイヤー処理を有しており、残りのステップ２−４はアップリンクとダウンリンクのデータ送信において使用される同一の物理レイヤー処理を踏襲している。コンテンションフリーのランダムアクセスについては、無線デバイスが、基地局によって割り当てられた予約されたプリアンブルを使用する。この場合、コンテンションレゾリューションは不要であり、それゆえにステップ１、２だけが必要となる。
【００４１】
ＮＰＲＡＣＨはＬＴＥにおけるものと同様の目的を提供するものであり、ＬＴＥにおけるランダムアクセスプロシージャを再利用する。図１に示されているように、第一のステップで、図２に示されたランダムアクセスタイムセグメント中に、ＰＲＡＣＨプリアンブルシーケンスがＵＥによって送信される。無線アクセスノードに近い無線デバイスについては、ランダムアクセスプリアンブルが時間ｔ  ＝  ｔ１に受信される。（無線アクセスノードから遠くに離れた）セルエッジの無線デバイスについては、ランダムアクセスプリアンブルが時間ｔ  ＝  ｔ１＋Δに受信される。ＰＲＡＣＨプリアンブルシーケンスがランダムアクセスセグメントの全体を占有することはなく、ガードタイム（ＧＴ）のようないくらかの時間が残される。上述されたように、ＰＡ効率とカバレッジを増大するためには、できる限り一定のエンベロープに近づくようなＰＲＡＣＨプリアンブルを有することが望ましい。また、ＰＲＡＣＨプリアンブルは、基地局によって正確な到着時刻の推定を実行可能となるように、設計されるべきである。以下で説明されるように、用語としてのＰＲＡＣＨ信号およびＰＲＡＣＨプリアンブルは相互に置換可能である。
【００４２】
ＰＲＡＣＨシンボルグループの基本構造の一例が図３に示されている。これは基本的にシングルトーンのＯＦＤＭ信号である。非ＣＰ部分が単一のシンボルからなる伝統的なＯＦＤＭシンボルとは異なり、図３におけるＰＲＡＣＨシンボルグループの非ＣＰ部分は一つ以上のシンボルを有してもよい。一例として、一つのＣＰ（２６６．７マイクロ秒または６６．７マイクロ秒のどちらか）と五つのシンボルは基本シンボルグループを形成する。２６６．７マイクロ秒のＣＰと五つのシンボルとを用いるシンボル構造が図３に示されている。
【００４３】
いくつかのＯＦＤＭシンボルグループであって、図３に示されたような一つ一つが、コンカチネート（連結）されてＰＲＡＣＨプリアンブルを形成する。しかし、同一のＰＲＡＣＨプリアンブルにおけるシンボルグループの周波数位置はいくつかのホッピングパターンに従って変化する。ホッピングパターンの一例が図４に示されている。
【００４４】
シングルトーンの周波数ホッピングＮＰＲＡＣＨを使用することに基づいて、１２個のトーン（トータルのバンド幅は３．７５Ｘ１２＝４５ｋＨｚ）が、設定デザインのための基本的な周波数リソースバンド（ＬＴＥ  ＰＲＡＣＨにおける６個のＰＲＢのような）として、利用可能である。１２トーンのＮＰＲＡＣＨバンドコンセプトが図５に示されている。
【００４５】
ノーマルカバレッジにおける無線デバイスについては、４個または８個のシンボルグループを有するＮＰＲＡＣＨプリアンブル送信が、無線デバイスがランダムアクセスプロシージャを成功裏に完了するためには、十分であろう。たとえば、１６４ｄＢの最大カップリングロスを有する極めて低いカバレッジにおける無線デバイスについては、１２８個またはそれ以上のシンボルグループを有するＮＰＲＡＣＨプリアンブル送信が必要とされるだろう。
【００４６】
これは、それぞれが同一のＮＰＲＡＣＨ周波数バンドを使用する、異なるカバレッジクラスにおける無線デバイスからのＮＰＲＡＣＨ送信の衝突を回避するために、有利であろう。したがって時間領域において異なるカバレッジクラスのＮＰＲＡＣＨ機会を分離するためのメカニズムが提案される。
【００４７】
たとえばｅＭＴＣによれば、ＰＲＡＣＨ開始サブフレーム周期性（ＰＲＡＣＨ期間の観点から表現される）のためＲＲＣパラメータについての範囲は、ｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅによって定義され、これは  ｛２，  ４，  ８，  １６，  ３２，  ６４，  １２８，  ２５６｝といったセット内のいずれか一つの値をとり、ここでｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅはＰＲＡＣＨ開始サブフレームを定義するパラメータである。さらに、オフセット（ＰＲＡＣＨ期間の観点から表現される）は次のように定義され、
Ｎ  ×  ｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅ ＋  ｎｕｍＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＰｅｒＰｒｅａｍｂｌｅＡｔｔｅｍｐｔ，
ここで、Ｎは０以上の整数であり、ｎｕｍＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＰｅｒＰｒｅａｍｂｌｅＡｔｔｅｍｐｔはプリアンブルの試行ごとに許容されるランダムアクセス送信の繰り返し回数を定義するパラメータである。ｅＭＴＣの３ＧＰＰ規格仕様によれば、プリアンブルの初回送信は「繰り返し回数」にカウントされ、たとえば、一回の試行につきプリアンブルシーケンスが二回送信されることは、ｎｕｍＲｅｐｅｔｉｔｉｔｉｏｎｓＰｅｒＰｒｅａｍｂｌｅＡｔｔｅｍｐｔが２に等しいことに対応しうる。トータルでの繰り返し回数は許容されるプリアンブル送信試行の回数に依存していてもよいし、許容回数は他のパラメータに対応していてもよい。
【００４８】
ここでｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅはＰＲＡＣＨ機会の観点から表現され、  シンボルの絶対的な時間や数ではない。時間領域のＰＲＡＣＨ機会は、図８に示されているように、ＰＲＡＣＨ送信のために使用可能な、時間領域リソースにおけるスロットとして理解されてもよい。スロット間の時間領域リソースは、データ送信など、他の目的のために使用されてもよい。ＰＲＡＣＨ機会間の時間領域リソースはここで開示される実施形態にとって関連していないため、そのような時間領域リソースは以下で参照される図７−図１２においては省略される。
【００４９】
非限定の図解例示が、ｅＭＴＣのためのランダムアクセスプロシージャがどのようにＮＢ−ＩｏＴのために使用できるのかを図解するために、使用される。一例として、１２８ミリ秒ごとに１６個の機会があるものと仮定する。以下でリストされる特性を有するカバレッジクラス１、カバレッジクラス２、およびカバレッジクラス３と称される三つの異なるカバレッジクラスが考慮される。
【００５０】
カバレッジクラス１について、四個のシンボルグループが使用され（つまり、四個のシンボルグループのセットに関して繰り返しは生じず、これは繰り返しパラメータの値が１であることに対応してもよく）、一回のＰＲＡＣＨ機会を使用することで完全に送信可能である。
【００５１】
カバレッジクラス２について、八個のシンボルグループが必要とされ（つまり、四個のシンボルグループのセットに関して２回の繰り返しが生じ、これは繰り返しパラメータの値が２であることに対応してもよく）、二回のＰＲＡＣＨ機会を使用することで送信可能である。
【００５２】
カバレッジクラス３について、３２個のシンボルグループが必要とされ（つまり、四個のシンボルグループのセットに関して８回の繰り返しが生じ、これは繰り返しパラメータの値が８であることに対応してもよく）、八回のＰＲＡＣＨ機会を使用することで送信可能である。
【００５３】
原理的には、ｅＭＴＣにおいて、異なるカバレッジクラスには異なるｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅが許容される。しかし、これは、異なるカバレッジクラスにおける無線デバイスのＰＲＡＣＨ衝突を回避するためにネットワーク設定を複雑にしてしまうだろう。そのようなケースの一例が以下に提供され、これは図７によって図示されている。
【００５４】
カバレッジクラス２は２つの繰り返しを有する。ｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅ＝  ４であり、オフセットは１６個の機会の範囲において｛０，  １，  ２，  ３｝  ×  ４  ＋  ２  ＝  ｛２，  ６，  １０，  １４｝というセットのうちのいずれかの値である。図７から見て分かるように、カバレッジクラス２についてはＮ  ＝  ０，  １，  ２  または３である。図７は四つのプリアンブル送信試行とそれぞれ二つの受信とを示している。
【００５５】
カバレッジクラス３は８つの繰り返しを有する。ｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅ＝  １６であり、オフセットは１６個の機会の範囲において  ０  ×  １６  ＋  ８  ＝  ８である。図７から見て分かるように、カバレッジクラス３についてはＮ  ＝  ０である。
【００５６】
ここで開示される実施形態は、異なるカバレッジクラスのＰＲＡＣＨ機会の時間的衝突を処理するためのメカニズムに関する。
【００５７】
ここで実施形態は無線デバイスの通信ネットワークに対するネットワークアクセスのためのメカニズムに関する。そのようなメカニズムを取得するために、無線デバイス２００と、無線デバイス２００によって実行される方法と、無線デバイス２００の処理回路上で実行されると無線デバイス２００に当該方法を実行させる、たとえば、コンピュータプログラムのフォームをした、コードを含むコンピュータプログラムプロダクトと、が提供される。そのようなメカニズムを取得するために、ネットワークノード３００と、ネットワークノード３００によって実行される方法と、ネットワークノード３００の処理回路上で実行されるとネットワークノード３００に当該方法を実行させる、たとえば、コンピュータプログラムのフォームをした、コードを含むコンピュータプログラムプロダクトと、が提供される。
【００５８】
図１３および図１４は無線デバイス２００によって実行されるものである、無通信ネットワーク１００に対する線デバイス２００のネットワークアクセスのための方法の実施形態を示すフローチャートである。図１５および図１６はネットワークノード３００によって実行されるものである、無線デバイス１００のネットワークアクセスを実現ならしめるための方法の実施形態を示すフローチャートである。本方法はコンピュータプログラム４２０ａ、４２０ｂとして有利に提供される。
【００５９】
次に実施形態にしたがって無線デバイス２００によって実行されるものである、通信ネットワーク１００に対する無線デバイス２００のネットワークアクセスのための方法の実施形態を示す図１３が参照される。
【００６０】
無線デバイス２００はカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。好ましくは、当該セットは二つ、三つまたはそれ以上のカバレッジクラスを含む。
【００６１】
Ｓ１１０：無線デバイス２００はＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによって、通信ネットワーク１００へのネットワークアクセスを開始する。ネットワークアクセスは、無線デバイス２００のカバレッジクラスによって定義された開始機会中に開始される。したがって、プリアンブルシーケンスは開始機会中に送信され、これが繰り返されることもある。
【００６２】
次に、他の実施形態にしたがって無線デバイス２００によって実行されるものである、通信ネットワーク１００に対する無線デバイス２００のネットワークアクセスのための方法の実施形態を示す図１４が参照される。ステップＳ１１０は図１３を参照しながら実行されるものと仮定される。
【００６３】
無線デバイス２００がネットワークアクセス設定を取得するためには異なる方法があってもよい。たとえば、実施形態にしたがって、無線デバイス２００はステップＳ１０２を実行するように構成されてもよい。
【００６４】
Ｓ１０２：無線デバイス２００がネットワークノード３００からネットワークアクセス設定を取得する。
【００６５】
さらに以下で説明されるように、無線デバイス２００は、カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが無線デバイス２００のカバレッジクラスの周波数バンドを共有するかについての情報をネットワークノード３００から提供されてもよい。実施形態にしたがって、無線デバイス２００はステップＳ１０４を実行するように構成されてもよい。
【００６６】
Ｓ１０４：無線デバイス２００は、カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが無線デバイス２００のカバレッジクラスの周波数バンドを共有するかについての情報をネットワークノード３００から取得する。
【００６７】
次に実施形態にしたがってネットワークノード３００によって実行されるものである、通信ネットワーク１００に対する無線デバイス２００のネットワークアクセスを可能ならしめるための方法の実施形態を示す図１５が参照される。
【００６８】
上述したように、無線デバイス２００はカバレッジクラスのセットからのカバレッジクラスに関連付けられる。
【００６９】
Ｓ２０２：ネットワークノード３００は、無線デバイス２００にネットワークアクセスコンフィギュレーション（設定）を提供する。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは無線デバイス２００のための通信ネットワーク１００へのネットワークアクセスの開始を指定する。ネットワークアクセスコンフィギュレーションは、無線デバイス２００のカバレッジクラスによって定義された開始機会の期間にネットワークアクセスが開始されることを指定する。実施形態によれば、ネットワークノード３００は、異なるカバレッジクラスに関連付けられ複数の開始機会を含むネットワークアクセスコンフィギュレーションを、無線デバイス２００に提供する。開始機会は明確な時間リソースに関連していてもよい。複数の開始機会のうちで、無線デバイス２００のカバレッジクラスは、物理ランダムアクセスチャネル上でランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスを送信することによってネットワークアクセスを開始することになる開始機会を定義する。これは、無線デバイス２００の一つ以上の開始機会に加え、少なくとも一つの他の開始機会を指定するネットワークアクセスコンフィギュレーションを無線デバイス２００が受信することを示唆しており、ここで他の開始機会は他のカバレッジクラスに関連付けられた無線デバイスによって使用されてもよい。
【００７０】
次に、他の実施形態にしたがってネットワークノード３００によって実行されるものである、通信ネットワーク１００に対する無線デバイス２００のネットワークアクセスを可能ならしめるための方法の実施形態を示す図１６が参照される。ステップＳ２０２は図１５を参照しながら実行されるものと仮定される。
【００７１】
実施形態によれば、ネットワークノード３００はステップＳ２０４を実行するように構成されてもよい。
【００７２】
Ｓ２０４：ネットワークノード３００は、カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが無線デバイス２００のカバレッジクラスの周波数バンドを共有するかについての情報を無線デバイス２００へ提供する。
【００７３】
次に無線デバイス２００とネットワークノード３００に対して共通となる実施形態が提供される。
【００７４】
再び図１を参照すると、ステップＳ１１０で無線デバイス２００によって実行されるものであるネットワークアクセス開始１３および図１４）は、ステップ１でランダムアクセスプリアンブルの送信の代わりに実行される。無線デバイス２００によって送信されるものであるランダムアクセスのためのプリアンブルシーケンスはネットワークノード３００によって受信されることが仮定されている。図１のステップ２−４が続いて実行され、ここでコンテンションレゾリューションが不要である場合、ステップ１とステップ２だけが実行されることを必要とする。
【００７５】
いくつかの観点によれば、開始機会は各カバレッジごとに固有であってもよい。ゆえに、実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内に共通の開始機会を共有する二つの異なるカバレッジクラスは存在しない。いくつかの他の観点によれば、開始機会はいくつかのカバレッジによって共有されてもよい。とりわけ、実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスが受信電力レベルに関連付けられており、閾値未満の差のある受信電力レベルを有するこれらのカバレッジクラスは少なくとも部分的に重なっている開始機会を有する。
【００７６】
実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内におけるすべてのカバレッジクラスがネットワークアクセスを開始するための共通の開始サブフレームを共有する。ネットワークアクセスが開始される開始機会は共通の開始サブフレームに基づき決定される。衝突を回避するために、共通のｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅが設定されてもよい。そして、異なるカバレッジクラスには異なるオフセットが使用されるため、衝突は回避される。一例として、共通の開始機会に比例した異なる時間オフセットが使用されてもよい。換言すれば、オフセットは、カバレッジクラスに依存することができ、各カバレッジクラスは自己のオフセットを有してもよい。つまり、実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内におけるすべてのカバレッジクラスが、ネットワークアクセスを開始するための共通の開始サブフレームを共有しており、カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは、共通の開始サブフレームに関連したネットワークアクセスのための固有のオフセットを有し、ネットワークアクセスは固有のオフセットにしたがって開始される。オフセットは共通の開始サブフレームに関連して定義されてもよい。オフセットは、たとえば、共通の開始サブフレームから開始機会への時間的な距離を示すサブフレーム数を含んでもよい。あるいは、オフセットは、共通の開始サブフレームから開始機会への時間的な距離を含んでもよい。よって、カバレッジクラスについてのオフセットがゼロである場合、一つの開始機会は共通の開始サブフレームと同じであり、このカバレッジクラスに関連付けられている無線デバイスは共通の開始サブフレームの期間においてネットワークアクセスを開始するよう試行することになる。
【００７７】
ＰＲＡＣＨ衝突を回避するために無線デバイス２００によって使用される明示的な開始機会の決定に関連した実施形態が以下で説明される。
【００７８】
実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスはネットワークアクセスを実行するための固有の繰り返し回数に関連付けられている。上述したようなｅＭＴＣと同様に、繰り返し回数は、一つの試行あたりの繰り返し回数を示すパラメータと試行回数を示すオプションのパラメータとによってシグナリングされてもよい。開始機会を含むサブフレーム中にネットワークアクセスが開始される一方で、後続の繰り返しはこのサブフレームの外で実行される。カバレッジクラスのセット内における所与のカバレッジクラスのための固有のオフセットは、所与のカバレッジクラスのための固有の繰り返し回数に比例している。非限定の例の実行を継続し、ネットワークノードが、開始サブフレームを、  Ｎ＝０とし、第一のピリオドでｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅ  ＝  １６と指定した場合、
カバレッジクラス１は繰り返しを有せず（繰り返しパラメータ＝１）、ゆえにオフセットは０  ×  １６  ＋  １  ＝  １である。
【００７９】
カバレッジクラス２は２回の繰り返しを有し（繰り返しパラメータ＝２）、ゆえにオフセットは０  ×  １６  ＋  ２  ＝  ２である。
【００８０】
カバレッジクラス３は８回の繰り返しを有し（繰り返しパラメータ＝８）、ゆえにオフセットは０  ×  １６  ＋  ８  ＝  ８である。
【００８１】
三つのカバレッジクラスのためのＰＲＡＣＨ機会が図８に示されている。図８は三つの異なるオフセットの使用を示している。図８に示されているように、ネットワークアクセスは一つのサブフレーム（開始機会）において開始されるが、後続のサブフレームに継続してもよい（たとえば、プリアンブルシーケンスの一つ以上の繰り返し送信）。一つの欠点はすべてのＰＲＡＣＨ機会が利用可能ではない点である。
【００８２】
実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスは開始機会の固有の数に関連付けられている。さらに、実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスはネットワークアクセスを開始するための固有の繰り返し回数に関連付けられていてもよい。ネットワークアクセスはそのようなサブフレームで開始され、後続のサブフレームは、同一のランダムアクセスプリアンブルシーケンスを繰り返す一つ以上の送信を含んでもよい。相対的に少ない繰り返し数を伴うカバレッジクラスのための開始機会の数は、相対的に多い繰り返し数を伴うカバレッジクラスのための開始機会の数より高い。ＰＲＡＣＨ機会を完全に利用するためには、以下のような開始機会のスケジューリングが使用されてもよい。
【００８３】
カバレッジクラス１はｊ  ×  Ｐ＋  ｋ  ×  Ｎｒｅｐ，１とインデックスを付与された開始サブフレームを有し、ここでｋ  ＝  ０，  １，  ...，  （Ｐ／（４  ×  Ｎｒｅｐ，１）  -  １）である。Ｎｒｅｐ，１は、カバレッジクラス１の繰り返し数であり、ｊは周期（長さＰのタイムインターバル）のシーケンス番号である。一度、プリアンブルシーケンスを送信することは、Ｎｒｅｐ，１  ＝  １に対応していてもよい。
【００８４】
カバレッジクラス２はｊ  ×    （ｊ  ＋  １／４）  ×  Ｐ  ＋  ｋ  ×  Ｎｒｅｐ，２という開始サブフレームを有し、ここでｋ  ＝  ０，  １，  ...，  （Ｐ／（４  ×  Ｎｒｅｐ，２）  -  １）である。Ｎｒｅｐ，２は、カバレッジクラス２の繰り返し回数である。
【００８５】
カバレッジクラス３はｊ  ×      （ｊ  ＋  １／２）  ×  Ｐ  ＋  ｋ  ×  Ｎｒｅｐ，３という開始サブフレームを有し、ここでｋ  ＝  ０，  １，  ...，  （Ｐ／（２  ×  Ｎｒｅｐ，３）  -  １）である。Ｎｒｅｐ，３は、カバレッジクラス３の繰り返し回数である。
【００８６】
上述によれば、三つのカバレッジクラスのＰＲＡＣＨが同一のＰＲＡＣＨ周波数バンドを共有するものと仮定可能である。上述の開始機会のスケジューリングを使用することで、長さＰの周期におけるＰＲＡＣＨ機会の数は、所与のカバレッジクラスの繰り返し回数の関数である。
【００８７】
継続している非限定の例のために、以下の開始機会が取得される。
【００８８】
カバレッジクラス１は繰り返しを有せず、サブフレーム０、１、２、３において開始機会を有する。
【００８９】
カバレッジクラス２は２回の繰り返しを有し、サブフレーム４、６において開始機会を有する。
【００９０】
カバレッジクラス３は８回の繰り返しを有し、サブフレーム８において開始機会を有する。
【００９１】
三つのカバレッジクラスのためのＰＲＡＣＨ機会が図９に示されている。一つの欠点は所与のカバレッジクラスのためのＰＲＡＣＨ機会のすべてがクラスタ化されてしまうことである。
【００９２】
ネットワークアクセスが周波数バンドで開始されることが仮定可能である。実施形態によれば、開始機会は、カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが無線デバイス２００のカバレッジクラスの周波数バンドを共有するかに依存する。上記のステップＳ１０４、Ｓ２０４のように、無線デバイス２００は、カバレッジクラスのセット内の何個のカバレッジクラスが無線デバイス２００のカバレッジクラスの周波数バンドを共有するかについての情報をネットワークノード３００から提供されてもよい。たとえば、たった二つのカバレッジクラスが同一のＰＲＡＣＨ周波数バンドを共有しており、Ｐが共通のｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅである場合、が同一のＰＲＡＣＨ周波数バンドを共有しているそのようなカバレッジクラスだけが考慮されることを必要とする。たとえば、カバレッジクラス１およびカバレッジクラス３が同一のＰＲＡＣＨ周波数バンドＡを共有しており、カバレッジクラス２は他のＰＲＡＣＨ周波数バンドＢを使用する場合、以下の開始機会のスケジューリングが使用可能である。
【００９３】
カバレッジクラス１は  開始機会ｊ  ×  ＰｂａｎｄＡ＋  ｋ  ×  Ｎｒｅｐ，１を有し、ここでｋ  ＝  ０，  １，  ...，  （ＰｂａｎｄＡ／（２  ×  Ｎｒｅｐ，１）  -  １）である。Ｎｒｅｐ，１は、カバレッジクラス１の繰り返し数であり、ｊは周期（長さＰのタイムインターバル）のシーケンス番号である。
【００９４】
カバレッジクラス２は、ｊ  ×  ＰｂａｎｄＢという開始サブフレームを有する。パラメータ  ＰｂａｎｄＢは、ＰｂａｎｄＢ  ×  Ｎｒｅｐ，２という値を用いて設定可能であり、ここでＰｂａｎｄＢ  ＝  Ｎｒｅｐ，２  のときにカバレッジクラス２のためのＰＲＡＣＨ機会の数が最大になる。
【００９５】
カバレッジクラス３は、開始機会  （ｊ  ＋  １／２）  ×  ＰｂａｎｄＡ  ＋  ｋ  ×  Ｎｒｅｐ，３を有し、ここでｋ  ＝  ０，  １，  ...，  （ＰｂａｎｄＡ／（２  ×  Ｎｒｅｐ，３）  -  １）である。Ｎｒｅｐ，３は、カバレッジクラス３の繰り返し回数である。
【００９６】
カバレッジクラス２が単一のＰＲＡＣＨ周波数バンドを使用しているため、衝突は発生しない。カバレッジクラス１とカバレッジクラス３とについては、図１０に示されるように衝突が回避される。
【００９７】
実施形態によれば、いくつかの可能な開始機会が存在する。これらのいくつかの可能な開始機会のうちの少なくとも二つが、カバレッジクラスのセット内における他のカバレッジクラスの開始機会によって分離されるように、これらのいくつかの可能な開始機会は時間的に分散されてもよい。ゆえに、開始機会は、時間的にＰＲＡＣＨ機会が分散するように、開始機会がスケジューリングされうる。これは図１１に示されている。無線デバイス２００は、ネットワークノード３００からの情報を受信することによってこの設定を認識するが、一つのカバレッジクラスが、異なるカバレッジクラスによって定義される少なくとも一つの開始機会がその間に挿入されることになる、いくつかの可能な開始機会を定義する。
【００９８】
カバレッジクラスにしたがった無線デバイス２００のランキングに基づいてＰＲＡＣＨ衝突を回避し、開始機会を割り当てるために、無線デバイス２００によって使用される、黙示的な開始機会の決定方法に関連した実施形態が開示される。無線デバイスのランキングは、各無線デバイス２００がカバレッジクラスに関連付けられており、カバレッジクラスのセット内におけるカバレッジクラスが、所与の第一カバレッジクラスが所与の第二カバレッジクラスに対して高い、低いまたは一致しているといった感覚で、ランキングされているといった事実に基づき、実行されてもよい。
【００９９】
実施形態によれば、開始機会は、ネットワークアクセスの開始をバックオフする無線デバイス２００によって定義される。（何らかの疑義を避けるために、この感覚における「バックオフ」は初期に説明された「ＰＡバックオフ」のコンセプトとは一般に関係していない。）無線デバイス２００は可能な開始機会に基づきバックオフを実行してもよい。無線デバイス２００は、ある可能な一つの開始機会におけるネットワークアクセスの開始からバックオフしている場合、次の可能な開始機会におちえネットワークアクセスを開始するかどうかを決定する。その結果として、異なる二つのカバレッジクラスが共通の開始機会を共有することはないだろう。
【０１００】
より詳細には、ここで開示された観点によれば、開始機会のスケジューリングはランキングアプローチに基づいている。とりわけ、無線デバイスは自己のカバレッジクラスにしたがってランキングされている。より高いカバレッジクラスには、低いカバレッジクラスと比較して、より高い優先度が付与される。実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内における各カバレッジクラスはネットワークアクセスのための固有の開始機会のセットを有している。換言すれば、より低いカバレッジクラスにおける無線デバイスは自己の開始機会を決定するときに、より高いカバレッジクラスにおける無線デバイスによって使用されるであろう開始機会からバックオフする。実施形態によれば、カバレッジクラスのセット内におけるすべてのカバレッジクラスはランキングされており、無線デバイスは、より高くランク付けされたカバレッジクラスにおける無線デバイスによって使用される開始機会からバックオフする。無線デバイスは、より高い拡張されたカバレッジクラスのＰＲＡＣＨリソースを含むサブフレームによって付与された制限によって許容される、次に利用可能なサブフレーム（ＰＲＡＣＨを含む）を決定することが可能となる。
【０１０１】
非限定の図解的な例を継続して説明すると、以下の開始機会は、以下のように（図１２に図示されているように）スケジューリングされる。
【０１０２】
カバレッジクラス３は８つの繰り返しを有する。ｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅ＝  １６であり、オフセットは１６個の開始機会の範囲において  ０  ×  １６  ＋  ８  ＝  ８である。カバレッジクラス３はより高い優先度を有し、いずれのＮＰＲＡＣＨリソースからもバックオフすることを必要としない。
【０１０３】
カバレッジクラス２は２つの繰り返しを有する。ｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅ＝  ４であり、オフセットは１６個の開始機会の範囲において｛０，  １，  ２，  ３｝  ×  ４  ＋  ２  ＝  ｛２，  ６，  １０，  １４｝  である。カバレッジクラス２はカバレッジクラス３よりも低い優先度を有している。このカバレッジクラスにおける無線デバイスは、カバレッジクラス３によって使用される可能な開始機会をチェックし、オフセット｛２，  ３｝が衝突を招くことを発見し、衝突するＰＲＡＣＨリソースからバックオフする。
【０１０４】
図１４を参照すると、実施形態にしたがって、無線デバイスは、以下のようにステップＳ１０６およびＳ１０８を実行するように構成される。
【０１０５】
Ｓ１０６：無線デバイスは自己のカバレッジクラスの可能な開始機会と、より高くランキングされたカバレッジクラスの可能な開始機会とをチェックする。
【０１０６】
Ｓ１０８：無線デバイスは、より高いカバレッジクラスによって使用されうる可能な開始機会におけるネットワークアクセスの開始からバックオフする。
【０１０７】
カバレッジクラス１は繰り返しを有せず（これは繰り返しパラメータの値を１にすることによって表現可能であり）、潜在的に、以下の制限にしたがったいずれかのＰＲＡＣＨ機会を使用することができる。カバレッジクラス１は最低の優先度を有している。このカバレッジクラスにおける無線デバイスは、カバレッジクラス２とカバレッジクラス３とによって利用される可能な開始機会をチェックし、カバレッジクラス２とカバレッジクラス３と衝突するＰＲＡＣＨリソースからバックオフするが、これらはステップＳ１０６とＳ１０８とを実行した結果である。
【０１０８】
ランキング手法は、異なるｐｒａｃｈＳｔａｒｔｉｎｇＳｕｂｆｒａｍｅを、異なるカバレッジクラスのために設定することを可能とする。ランキング手法は、すべてのＰＲＡＣＨ機会の完全な利用を可能とする。ランキング手法は、いずれのカバレッジクラスのＰＲＡＣＨ機会のクラスタリングを回避することを可能とする。さらに、所与のカバレッジクラスのための可能な開始機会のうちから利用可能な開始機会を探索するタスクは無線デバイス２００に委任されるため、ランキング手法はセントラルスケジューリングを簡潔にする。
【０１０９】
ランキング手法は異なる方法によって実現可能である。実施形態によれば、バックオフは、通信ネットワークに関連付けられた、物理レイヤーの仕様またはメディアアクセスレイヤーの仕様にしたがって指定される。以下に二つの例がある。
【０１１０】
開始機会は、たとえば、無線デバイスに許容される開始機会の決定するように仕向ける明示的な数式および／または疑似コードを使用することによって、物理レイヤーの仕様にしたがってスケジュールされてもよい。
【０１１１】
開始機会は、衝突の存在における動作を指定することによってメディアアクセスレイヤーにおいて実現することによって、無線デバイスの動作の一部として、定義されてもよい。
【０１１２】
図１７は、いくつかの機能ユニットの観点から、実施形態にしたがった無線デバイス２００のコンポーネントを示している。処理回路２１０は、たとえば、記憶媒体２３０のフォームをしたコンピュータプログラムプロダクト４１０ａ（図２１）に記憶されたソフトウエアインストラクションを実行可能な、適切な中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、その他などのうちの一つ以上のいずれかの組み合わせを使用して提供される。処理回路２１０は、さらに、少なくとも一つの特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として提供されてもよい。
【０１１３】
とりわけ、処理回路２１０は、上述されたように、無線デバイス２００にオペレーションのセットまたはステップＳ１０２−Ｓ１１０を実行させるように構成されている。たとえば、記憶媒体２３０は、オペレーションのセットを記憶していてもよいし、処理回路２１０は、記憶媒体２３０からオペレーションのセットを抽出して、無線デバイス２００にオペレーションのセットを実行させるように構成されてもよい。オペレーションのセットは実行可能なインストラクションとして提供されてもよい。よって、これにより処理回路２１０はここで開示されるような方法を実行するように構成されている。
【０１１４】
記憶媒体２３０は、さらに、たとえば、磁気メモリ、光学メモリ、ソリッドステートメモリ、またはリモートでマウントされたメモリのうちのいずれか一つまたは組み合わせである、持続的な記憶装置を含んでもよい。
【０１１５】
無線デバイス２００は、さらに、少なくともネットワークノード３００と通信するための通信インインターフェース２２０を有していてもよい。同様に、通信インターフェース２２０は、アナログおよびデジタルコンポーネントや無線通信のための適切な数のアンテナや適切な数の有線通信のためのポートを含む、一つ以上の送信機及び受信機を含んでもよい。
【０１１６】
処理回路２１０は、たとえば、データおよび制御信号を通信インターフェース２２０や記憶媒体２３０に送信したり、通信インターフェース２２０からデータや報告を受信したり、記憶媒体２３０からデータやインストラクションを抽出することによって、無線デバイス２００の一般的なオペレーションを制御する。機能的に関連している限りにおいて、無線デバイス２００の他のコンポーネントは、ここで提供されるコンセプトを邪魔しないように、省略されている。
【０１１７】
図１８は、いくつかの機能モジュールの観点から、実施形態にしたがった無線デバイス２００のコンポーネントを示している。図１８の無線デバイス２００は、ステップＳ１１０を実行するように構成された開始モジュール２１０ａを有する。図１８の無線デバイス２００は、さらに、ステップＳ１０２を実行するように構成された取得モジュール２１０ｂと、ステップＳ１０４を実行するように構成された取得モジュール２１０ｃと、ステップＳ１０６を実行するように構成されたチェックモジュール２１０ｄと、ステップＳ１０８を実行するように構成されたバックオフモジュール２１０ｅとのうちのいずれかのようなオプションの機能モジュールのいくつかを含んでいてもよい。一般論として、機能モジュール２０ａ−２１０ｅのそれぞれは、ハードウエアまたはソフトウエアにより実装されうる。好ましくは、機能モジュール２１０ａ−２１０ｅの一つ以上またはすべては、可能であれば、通信インターフェース２２０および／または記憶媒体２３０と協働して、処理回路２１０によって実装されてもよい。処理回路２１０は、よって、記憶媒体２３０から、機能モジュール２１０ａ−２１０ｅによって提供されるものであるインストラクションをフェッチし、これらのインストラクションを実行するように構成されてもよく、これによりここに開示される無線デバイス２００のいずれかのステップを実行してもよい。
【０１１８】
図１９は、いくつかの機能ユニットの観点から、実施形態にしたがったネットワークノード３００のコンポーネントを示している。処理回路３１０は、たとえば、データ記憶装置３３０のフォームをしたコンピュータプログラムプロダクト４１０ｂ（図２１）に記憶されたソフトウエアインストラクションを実行可能な、適切な中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、その他などのうちの一つ以上のいずれかの組み合わせを使用して提供される。処理回路３１０は、さらに、少なくとも一つの特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として提供されてもよい。
【０１１９】
とりわけ、処理回路３１０は、上述されたように、ネットワークノード３００にオペレーションのセットまたはステップＳ２０２−Ｓ２０４を実行させるように構成されている。たとえば、記憶媒体３３０は、オペレーションのセットを記憶していてもよいし、処理回路３１０は、記憶媒体３３０からオペレーションのセットを抽出して、ネットワークノード３００にオペレーションのセットを実行させるように構成されてもよい。オペレーションのセットは実行可能なインストラクションとして提供されてもよい。よって、これにより処理回路３１０はここで開示されるような方法を実行するように構成されている。
【０１２０】
記憶媒体３３０は、たとえば、磁気メモリ、光メモリ、固体メモリ、または、リモートでマウントされるメモリ、または、これらのタイプのメモリの二つ以上の組み合わせなど、固定記憶装置を含んでもよい。
【０１２１】
ネットワークノード３００は、さらに、少なくとも無線デバイス２００と通信するための通信インインターフェース３２０を有していてもよい。同様に、通信インターフェース３２０は、アナログおよびデジタルコンポーネントや無線通信のための適切な数のアンテナや適切な数の有線通信のためのポートを含む、一つ以上の送信機及び受信機を含んでもよい。
【０１２２】
処理回路３１０は、たとえば、データおよび制御信号を通信インターフェース３２０や記憶媒体３３０に送信したり、通信インターフェース３２０からデータや報告を受信したり、記憶媒体３３０からデータやインストラクションを抽出することによって、ネットワークノード３００の一般的なオペレーションを制御する。機能的に関連している限りにおいて、ネットワークノード３００の他のコンポーネントは、ここで提供されるコンセプトを邪魔しないように、省略されている。
【０１２３】
図２０は、いくつかの機能モジュールの観点から、実施形態にしたがったネットワークノード３００のコンポーネントを示している。図２０のネットワークノード３００は、ステップＳ２０２を実行するように構成された提供モジュール３１０ａを有する。図２０のネットワークノード３００は、さらに、ステップＳ２０４を実行するように構成された他の提供モジュール３１０ｂのようないくつかのオプション的な機能ジュールを含んでいてもよい。一般論として、機能モジュール３１０ａ−３１０ｂのそれぞれは、ハードウエアまたはソフトウエアにより実装されうる。好ましくは、機能モジュール３１０ａ−３１０ｂの一つ以上またはすべては、可能であれば、機能ユニット３２０および／または３３０と協働して、処理回路３１０によって実装されてもよい。処理回路３１０は、よって、記憶媒体３３０から、機能モジュール３１０ａ−３１０ｂｅによって提供されるものであるインストラクションをフェッチし、これらのインストラクションを実行するように構成されてもよく、これによりここに開示されるネットワークノード３００のいずれかのステップを実行してもよい。
【０１２４】
ネットワークノード３００はスタンドアローンデバイスとして提供されてもよいし、他の少なくとも一つのデバイスの一部として提供されてもよい。たとえば、ネットワークノード３００は、無線アクセスネットワーク１１０におけるノード内や、コアネットワーク１２０におけるノード内や、サービスネットワーク１３０のノード内でさえ提供されてもよい。あるいは、ネットワークノード３００の機能は、少なくとも二つのデバイスまたはノード間で分散配置されてもよい。これらの少なくとも二つのノードまたはデバイスは、同一のネットワークパートの一部（無線アクセスネットワーク１１０またはコアネットワーク１２０）またはそのような少なくとも二つのネットワークパート間に分散配置されていてもよい。一般論として、リアルタイムで実行されることが必要とされるインストラクションは、リアルタイム実行される必要が無いインストラクションと比較して、セルにより近いデバイスまたはノードにおいて実行されてもよい。
【０１２５】
よって、ネットワークノード３００によって実行されるインストラクションの第一の部分は、第一デバイスによって実行されてもよいし、ネットワークノード３００によって実行されるインストラクションの第二の部分は、第二デバイスによって実行されてもよいし、ここで開示される実施形態は、ネットワークノード３００によって実行されるインストラクションを実行することになるデバイスの特定の数には限定されることはない。ゆえに、ここで開示される実施形態にしたがった方法は、クラウドコンピューティング環境に設けられたネットワークノード３００によって実行されるのに適している。したがって、図１８には単一の処理回路３１０が図示されているが、処理回路３１０は複数のデバイスまたはノードに分散配置されてもよい。図２０の機能モジュール３２０ａ−３１０ｂや図２１（以下）のコンピュータプログラム４２０ｂにも同様のことが言える。
【０１２６】
図２１はコンピュータ可読手段４３０を含むコンピュータプログラムプロダクト４１０ａ、４１０ｂの一例を示している。このコンピュータ可読手段４３０上には、コンピュータプログラム４２０ａが記憶可能であり、コンピュータプログラム４２０ａは、処理回路２１０とそれに実行可能に結合された、通信インターフェース２２０および記憶媒体２３０のようなエンティティおよびデバイスに対して、ここで記述される実施形態にしたがった方法を実行させることを可能とする。よって、コンピュータプログラム４２０ａおよび／またはコンピュータプログラムプロダクト４１０ａはここで記述される無線デバイス２００のいずれかのステップを実行するための手段を提供してもよい。このコンピュータ可読手段４３０上には、コンピュータプログラム４２０ｂが記憶可能であり、コンピュータプログラム４２０ｂは、処理回路３１０とそれに実行可能に結合された、通信インターフェース３２０および記憶媒体３３０のようなエンティティおよびデバイスに対して、ここで記述される実施形態にしたがった方法を実行させることを可能とする。よって、コンピュータプログラム４２０ｂおよび／またはコンピュータプログラムプロダクト４１０ｂはここで記述されるネットワークノード３００のいずれかのステップを実行するための手段を提供してもよい。
【０１２７】
図２１の例示によれば、コンピュータプログラムプロダクト４１０ａ、４１０ｂは、ＣＤ（コンパクトディスク）またはＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）またはブルーレイディスク（登録商標）のような、光ディスクとして図示されている。コンピュータプログラムプロダクト４１０ａ、４１０ｂは、また、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などのメモリとして実現可能であり、より具体的なものとしてＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）メモリまたはコンパクトフラッシュメモリのようなフラッシュメモリのような外部メモリ内のデバイスの不揮発性記憶媒体として実現されてもよい。よって、コンピュータプログラム４２０ａ、４２０ｂは、図示された光ディスク上のトラックとして示されており、コンピュータプログラム４２０ａ、４２０ｂはコンピュータプログラムプロダクト４１０ａ、４１０ｂとして適したいずれかの方法で記憶可能である。
【０１２８】
本発明的コンセプトはいくつかの実施形態に関連して説明されてきた。しかし、当業者であればすぐに理解できるように、添付のクレームのリストによって定義されているように、本発明的コンセプトの範囲内で、上述の実施形態とは異なる他の実施形態も等しく可能である。たとえば、少なくともいくつかの実施形態はＮＢ−ＩｏＴのコンテキストにおいて説明されてきたが、ここで開示された実施形態はｅＭＴＣにも同様に適用される。
【図１】
2020099054.tif 000003
【図２】
2020099054.tif 000004
【図３】
2020099054.tif 000005
【図４】
2020099054.tif 000006
【図５】
2020099054.tif 000007
【図６】
2020099054.tif 000008
【図７】
2020099054.tif 000009
【図８】
2020099054.tif 000010
【図９】
2020099054.tif 000011
【図１０】
2020099054.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020099054.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2020099054.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月9日(2020.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載された発明。
【外国語明細書】
2020099054000001.pdf