(57)【要約】  本発明は、ＵＥが競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする方法および装置（無線基地局およびＵＥ）に関する。本発明の実施形態によれば、無線基地局（１２０，４００）によって非占有ランダムアクセスプリアンブル識別子が決定され、決定されたプリアンブルは、受信したプリアンブル識別子に基づいて非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択し、選択されたプリアンブルを用いて共有ベースのランダムアクセスを実行するＵＥ（１１０，５００）へのメッセージにおいて送信される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局（１２０，４００）において、ユーザ装置（１１０，５００）が競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする方法であって、前記無線基地局（１２０，４００）は非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられ、
ランダムアクセスプリアンブル識別子ＲＡＰＩＤを決定するステップ（２０１）、
前記ユーザ装置（１１０，５００）にメッセージを送信し、前記メッセージは前記決定されたＲＡＰＩＤを含むステップ（２０２）、および
前記送信されたメッセージに含まれる前記ＲＡＰＩＤに基づいて前記ユーザ装置（１１０，５００）によって選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを前記ユーザ装置（１１０，５００）から受信するステップ（２０３）
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＲＡＰＩＤを決定するステップ（２０１）は、前記第１のセットの非占有ランダムアクセスプリアンブルに関連付けられ、予め設定されたＲＡＰＩＤを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＲＡＰＩＤを決定するステップ（２０１）は、前記第１のセットの非占有ランダムアクセスプリアンブルに関連付けられたＲＡＰＩＤをランダムに選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記送信するステップ（２０２）は、前記ＲＡＰＩＤを物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨに含む前記メッセージを送信することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記送信するステップ（２０２）は、前記ＲＡＰＩＤをハンドオーバＨＯコマンドメッセージの一部として送信することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記受信するステップ（２０３）は、競合ベースのランダムアクセスを実行するために前記ユーザ装置（１１０，５００）から前記非占有ランダムアクセスプリアンブルを受信することを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記決定するステップは、前記第２のセットの前記占有ランダムアクセスプリアンブルのいずれもが前記ＵＥ（１１０，５００）への割り振りに利用可能でない場合に、前記ＲＡＰＩＤを決定することを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる無線基地局（１２０，４００）を含む電気通信システムにおいてユーザ装置（１１０，５００）が競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする方法であって、
前記無線基地局（１２０，４００）からメッセージを受信し、前記メッセージはランダムアクセスプリアンブル識別子ＲＡＰＩＤを含むステップ（３０１）、
前記メッセージにおいて受信された前記ＲＡＰＩＤが前記第１のセットに属するか判定するステップ（３０２）、
前記メッセージにおいて受信された前記ＲＡＰＩＤに基づいて、前記第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択するステップ（３０３）、および
前記選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを前記無線基地局（１２０，４００）に送信するステップ（３０４）
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記選択するステップ（３０３）は、前記メッセージにおいて受信された前記ＲＡＰＩＤに関連付けられた、前記第１のセットの非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記選択するステップ（３０３）は、前記第１のセットの非占有ランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記受信するステップ（３０１）は、前記ＲＡＰＩＤを物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨに含む前記メッセージを受信することを含む、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記受信するステップ（３０１）は、前記ＲＡＰＩＤをハンドオーバＨＯコマンドメッセージの一部として受信することを含む、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ユーザ装置（１１０，５００）が競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする、電気通信システム（１００）における方法であって、前記システム（１００）は非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる無線基地局（１２０，４００）を含み、
前記無線基地局（１２０，４００）において、ランダムアクセスプリアンブル識別子ＲＡＰＩＤを決定するステップ、
前記ユーザ装置（１１０，５００）において、前記無線基地局（１２０，４００）からのメッセージを受信し、前記メッセージは前記決定されたＲＡＰＩＤを含むステップ、
前記ユーザ装置（１１０，５００）において、前記受信されたＲＡＰＩＤが前記第１のセットに属するか判定するステップ、
前記ユーザ装置（１１０，５００）において、前記受信されたＲＡＰＩＤに基づいて前記第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択するステップ、
前記ユーザ装置（１１０，５００）から、前記選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを送信するステップ、および
前記無線基地局（１２０，４００）において、前記ユーザ装置（１１０，５００）からの前記選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを受信するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
ユーザ装置（１１０，５００）が競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする無線基地局（１２０，４００）であって、前記無線基地局（１２０，４００）は非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられ、
ランダムアクセスプリアンブル識別子ＲＡＰＩＤを決定し、
前記ユーザ装置（１１０，５００）にメッセージを送信し、前記メッセージは前記決定されたＲＡＰＩＤを含み、さらに
前記送信されたメッセージに含まれる前記ＲＡＰＩＤに基づいて前記ユーザ装置（１１０，５００）によって選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを前記ユーザ装置（１１０，５００）から受信する
ように設定されたことを特徴とする無線基地局。
【請求項１５】
前記第１のセットの非占有ランダムアクセスプリアンブルに関連付けられ、予め設定されたＲＡＰＩＤを選択すること選択することによって前記ＲＡＰＩＤを決定するように設定された、請求項１４に記載の無線基地局（１２０，４００）。
【請求項１６】
前記第１のセットの非占有ランダムアクセスプリアンブルに関連付けられたＲＡＰＩＤをランダムに選択することによって前記ＲＡＰＩＤを決定するように設定された、請求項１４に記載の無線基地局（１２０，４００）。
【請求項１７】
前記ＲＡＰＩＤを物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨに含む前記メッセージを送信するように設定された、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の無線基地局（１２０，４００）。
【請求項１８】
前記ＲＡＰＩＤをハンドオーバＨＯコマンドメッセージの一部として送信するように設定された、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の無線基地局（１２０，４００）。
【請求項１９】
競合ベースのランダムアクセスを実行するために、前記ユーザ装置（１１０，５００）から前記選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを受信するように設定された、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の無線基地局（１２０，４００）。
【請求項２０】
前記第２のセットの前記占有ランダムアクセスプリアンブルのいずれもが前記ＵＥ（１１０，５００）への割り振りに利用可能でない場合に、前記ＲＡＰＩＤを決定するように設定された、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の無線基地局（１２０，４００）。
【請求項２１】
非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる無線基地局（１２０，４００）を含む電気通信システム（１００）において競合ベースのランダムアクセスを実行するユーザ装置（１１０，５００）であって、
前記無線基地局（１２０，４００）からメッセージを受信し、前記メッセージはランダムアクセスプリアンブル識別子ＲＡＰＩＤを含み、
前記受信されたＲＡＰＩＤが前記第１のセットに属するか判定し、
前記メッセージにおいて受信された前記ＲＡＰＩＤに基づいて、前記第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択し、さらに
前記選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを前記無線基地局（１２０，４００）に送信する
ように設定されたことを特徴とするユーザ装置。
【請求項２２】
前記メッセージにおいて受信された前記ＲＡＰＩＤに関連付けられた非占有ランダムアクセスプリアンブルを、前記第１のセットから選択することによって前記非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択するように設定された、請求項２１に記載のユーザ装置（１１０，５００）。
【請求項２３】
非占有ランダムアクセスプリアンブルを、前記第１のセットからランダムに選択することによって前記非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択するように設定された、請求項２１に記載のユーザ装置（１１０，５００）。
【請求項２４】
前記ＲＡＰＩＤを物理ダウンリンク制御チャネルＰＤＣＣＨに含む前記メッセージを受信するように設定された、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載のユーザ装置（１１０，５００）。
【請求項２５】
前記ＲＡＰＩＤをハンドオーバＨＯコマンドメッセージの一部として受信するように設定された、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載のユーザ装置（１１０，５００）。
【請求項２６】
ユーザ装置（１１０，５００）が競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする電気通信システム（１００）であって、前記システムは非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる無線基地局（１２０，４００）を含み、
前記無線基地局（１２０，４００）は、ランダムアクセスプリアンブル識別子ＲＡＰＩＤを決定するように設定され、
前記ユーザ装置（１１０，５００）は、前記無線基地局（１２０，４００）からのメッセージを受信するように設定され、前記メッセージは前記決定されたＲＡＰＩＤを含み、さらに前記受信されたＲＡＰＩＤが前記第１のセットに属するか判定し、前記受信されたＲＡＰＩＤに基づいて前記第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択し、前記選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを前記無線基地局（１２０，４００）に送信するようにさらに設定され、
前記無線基地局（１２０，４００）は、前記ユーザ装置（１１０，５００）からの前記選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを受信するように設定される
ことを特徴とする電気通信システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には無線電気通信の分野に関し、より具体的には、プリアンブルを用いる電気通信システムにおけるランダムアクセスのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd  Generation  Partnership  Project）は、ＵＭＴＳ（Universal  Mobile  Telecommunication  Service）システムの標準化に関与し、ＵＭＴＳシステムの次世代移動体通信システムとしてＬＴＥ（Long  Term  Evolution）が現在検討されている。ＬＴＥは、ダウンリンクで１００Ｍｂｐｓ以上、アップリンクで５０Ｍｂｐｓ以上のデータレートに到達しうる高速のパケットベース通信を実現するための技術である。
【０００３】
３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムにおいてｅＮＢ（enhanced/evolved  NodeB）またはｅＮｏｄｅＢとして知られる無線基地局には、一般的に、１またはそれ以上のセルが割り振られる。さらに、ＬＴＥにおけるｅＮＢは、コアネットワークおよび他のｅＮＢとの間で直接的に相互作用するであろう。セルに位置する複数のユーザ装置（user  equipment）が、ｅＮＢによってサービスを提供されうる。ＵＥ（user  equipment）は、携帯電話、無線端末、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（personal  digital  assistant）、ＶｏＩＰ（voice  over  internet  protocol）対応の電話、またはその他のあらゆる３ＧＰＰ  ＬＴＥ対応のＵＥによって表されうる。一般的に、システムへのＵＥの最初のアクセスは、ランダムアクセス（ＲＡ：random  access）プロシージャを用いて実行される。ＲＡプロシージャの目的は、初期アクセス、ハンドオーバ、リクエスト（無線リソースのためのリクエスト）のスケジューリング、タイミング同期、その他を含みうる。無線ネットワークノードは、一般的にＵＥのふるまいを制御する。一例として、周波数、タイミングおよび電力のようなアップリンク送信パラメータは、無線基地局（例えばｅＮＢ）からＵＥへのダウンリンク制御シグナリングを介して調整される。アップリンク（ＵＬ：uplink）周波数および電力評価パラメータについて、ＵＥはこれらのパラメータを１またはいくつかのダウンリンク（制御）シグナルから得る。しかしながら、ｅＮＢ（またはｅＮｏｄｅＢ）とＵＥとの間の伝播遅延が一般的には未知であるため、アップリンクのためのタイミング評価をすることはより困難である。一例として、ＵＥの電源が投入された、スイッチが入れられた、または長いスタンバイ時間の後の場合に、ＵＥはアップリンクにおいて同期していない。そこで、トラフィックを始める前に、ＵＥは、ネットワークへの同期をとることを第一段階としてネットワークにアクセスせねばならない。これは、通常、ダウンリンクシグナルを聴取することによって測定を実行し、これらのシグナルから、タイミング同期、周波数エラーの評価、およびダウンリンク経路損失をも取得するＵＥによってなされる。ここで、ＵＥはダウンリンクに時間同期したが、ＵＥから送られるシグナルは、上記の未知の伝播遅延のために、ｅＮＢ（またはｅＮｏｄｅＢ）での受信タイミングになおもアライメントされていない。それゆえ、ＵＥは、ネットワークへのランダムアクセス（ＲＡ）プロシージャを実行せねばならない。ＲＡプロシージャは、典型的には、ＵＥがアップリンク同期を取得する必要を発見したか、またはアップリンク送信をする必要を発見したが該アップリンク送信のためにＵＥが利用可能であるリソースがまだない場合に、システムのアクセスまたはリソースをリクエストするためにＵＥによって用いられる。さらに、アップリンク送信の同期またはタイムアライメントは、他のＵＥの送信との干渉を最小化し、ガードバンドの必要を最小化することによってリソース効率を増加させることを目的とする。
【０００４】
ＲＡプロシージャは、競合ベースの（contention-based）ランダムアクセスプロシージャと、競合なしの（contention-free  または  non-contention-based）ランダムアクセスプロシージャとに分類されうる。
競合ベースのランダムアクセスプロシージャでは、非占有（non-dedicated）ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットが、セルごとに（つまりｅＮｏｄｅＢに）割り当てられる。このプールは、ＵＥ発のデータがあり、ＵＥがＲＡプロシージャを通じてネットワークへのコネクションと十分なアップリングタイミング関係とを確立せねばならない場合に、主に用いられる。競合ベースのランダムアクセスを実行する場合、ＵＥは、非占有ランダムアクセスプリアンブルとして、プールから無作為にプリアンブルを選択する。これは、ＵＥ主導の（UE  initiated）ランダムアクセス（ＬＴＥにおいてサポートされている）として知られる。それゆえ、競合ベースのランダムアクセスで、ネットワーク（またはｅＮＢ）は、どのＵＥがどのプリアンブルを選択したかを（すぐには）認識しない。この弱点は、実際に複数のＵＥが同じプリアンブルを選択し、同時にネットワーク（またはｅＮｏｄｅＢ）にアクセスしようとしうることである。これは衝突を生じさせうる。それゆえ、ネットワークにアクセスすることを試みるＵＥを識別し、潜在的な衝突を解決する、いわゆる競合解消メカニズムの追加のステップが必要とされる。
【０００５】
競合なしのランダムアクセスでは、セルごとに（つまりｅＮｏｄｅＢに）割り当てられるランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットも定義される。これらのプリアンブルは、占有（dedicated）ランダムアクセスプリアンブルとして知られる。非占有ランダムアクセスプリアンブルとは逆に、占有ランダムアクセスプリアンブルは、ｅＮｏｄｅＢによってＵＥに割り当てられる。換言すれば、このプリアンブルは、ＵＥによって自律的に選択され得ず、割り当ての有効性の持続時間について、この占有ランダムアクセスプリアンブルは、ＵＥに排他的に占有される。これは、ネットワークがトリガーになる、またはネットワークが指示するランダムアクセス（ＬＴＥにおいてサポートされている）として知られる。特定のプリアンブルがＵＥに割り当てられ／占有されるため、どのＵＥがネットワークに接続しようとする（した）かを、ｅＮｏｄｅＢが受信したプリアンブルからすぐに知ることができることは、競合なしのアクセスの便益である。それゆえ、これは、競合の解消の必要を除去し、衝突のリスクを最小化することによってリソース効率を改善する。さらに、競合解消プロシージャを回避することが、遅延を低減する。
【０００６】
なお、上述のネットワークがトリガーになるランダムアクセスは、有効なアップリンクタイミングを有さないＵＥに、ｅＮｏｄｅＢでのタイミングにアップリンクを同期させるように強制するため、例えばＵＥがＡＣＫ（acknowledgement）またはＮＡＣＫ（negative-acknowledgement  または  non-acknowledgement）フィードバックを送信する必要があるであろうダウンリンク送信をｅＮｏｄｅＢがする前に用いられうる。また、ランダムアクセスおよびアップリンク同期の０ではない持続時間のために、典型的にはダウンリンク送信をする前に再同期が強制される。例えば、ダウンリンクデータがＵＥに到着すると、まず同期が再確立される必要があり、この目的のために、ＵＥが競合なしのランダムアクセスプロシージャを実行するために用いうる上述の占有ランダムアクセスプリアンブルがＵＥに割り当てられる。これは、ｅＮＢからのタイミングアドバンス調節コマンドのトリガーになり、このコマンドに基づいて、ＵＥはタイムアライメントを再確立するであろう。
【０００７】
ランダムアクセスプロシージャは、ネットワークに接続するためにＵＥによって最初に実行されるプロシージャであるため、ランダムアクセスが本来の働きをすることは重要である。ランダムアクセスが失敗すれば、ＵＥはネットワークに接続できない。ランダムアクセスプロシージャが失敗しうる、または確立されない例示的なシナリオは、すべてのプリアンブル（占有）がすでに使用されている場合である。上述のように、ｅＮｏｄｅＢは、すでに割り振られた／割り当てられた占有プリアンブルの経過を保持しており、割り振りに利用可能な占有プリアンブルがない場合、ｅＮＢはどう処理を続行するか勧告せねばならない。それゆえ、占有ランダムアクセスプリアンブルのいずれもが割り振りに利用可能ではない例示的なケースでは、ＵＥは、データ送信を再開または実行するために求められるランダムアクセスを実行するようには指示され得ない。これが、例えば占有プリアンブルが利用可能になるまで、ＵＥによるランダムアクセスを遅延させることにつながり、ネットワークにおいては望まれないデータレイテンシーの不必要な増大につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の例示的な実施形態の目的は、上記問題に対処し、ＵＥが実行する競合ベースのランダムアクセスプロシージャを成功させることを可能にする方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態の第１の面によれば、上記の問題は、ユーザ装置が競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする、無線基地局における方法によって解決される。無線基地局は、ｅＮＢまたはｅＮｏｄｅＢもしくはＮｏｄｅＢを表し、非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと、占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる。本発明の実施形態によれば、無線基地局は、ランダムアクセスプリアンブル識別子（ＲＡＰＩＤ、random  access  preamble  identifier）を決定し、それからＵＥにメッセージを送信し、メッセージは決定されたＲＡＰＩＤを含み、送信されたメッセージに含まれるＲＡＰＩＤに基づいてユーザ装置によって選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルがＵＥから受信される。
【００１０】
それゆえ、例えば、占有ランダムアクセスプリアンブルのいずれもが割り振りに利用可能でない場合、ＲＡＰＩＤはそれをメッセージにおいてＵＥにシグナルする無線基地局によって決定され、ＵＥは受信されたＲＡＰＩＤに基づいて競合なしのランダムアクセスに代えてシステムへの競合ベースのランダムアクセスを実行するための非占有プリアンブルを選択する。
【００１１】
本発明の実施形態の第２の面によれば、上記の問題は、上述のように非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる基地局を含む電気通信システムにおいて、ＵＥが競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする上記ＵＥにおける方法によって解決され、本発明の実施形態に係る方法は、無線基地局からメッセージを受信するステップを含み、メッセージはＲＡＰＩＤを含む。方法は、上記メッセージにおいて受信されたＲＡＰＩＤが非占有ランダムアクセスプリアンブルの第１のセットに属するか判定すること、受信されたＲＡＰＩＤに基づいて第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択すること、および選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを無線基地局に送信することをさらに含む。
【００１２】
本発明の実施形態の第３の面によれば、上記の問題は、ＵＥが競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする無線基地局によって解決される。上述のように、非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとが無線基地局に割り当てられる。本発明の実施形態に係る無線基地局は、ＲＡＰＩＤを決定し、ＵＥにメッセージを送信し、メッセージは決定されたＲＡＰＩＤを含み、送信されたメッセージに含まれるＲＡＰＩＤに基づいてＵＥによって選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルをＵＥから受信するように設定されている。
【００１３】
本発明の実施形態の第４の面によれば、上記の問題は、非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる基地局を含む電気通信システムにおいて、競合ベースのランダムアクセスを実行するＵＥによって解決される。本発明の実施形態によれば、ＵＥは無線基地局からのメッセージを受信するように設定され、メッセージはＲＡＰＩＤを含む。ＵＥは、さらに、受信されたＲＡＰＩＤが第１のセットに属するか判定するように設定され、ＵＥはまた、メッセージにおいて受信されたＲＡＰＩＤに基づいて第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択し、選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを無線基地局に送信するように設定される。
【００１４】
本発明の実施形態の第５の面によれば、上記の問題は、ＵＥが競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする電気通信システムにおける方法によって解決され、システムは、非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる基地局を含む。方法は、無線基地局においてＲＡＰＩＤを決定すること、ＵＥにおいて無線基地局からのメッセージを受信し、メッセージは決定されたＲＡＰＩＤを含み、上記ＵＥにおいて受信されたＲＡＰＩＤが第１のセットに属するか判定すること、ＵＥにおいて受信されたＲＡＰＩＤに基づいて第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択すること、および無線基地局において選択された非占有プリアンブルを受信することを含む。
【００１５】
本発明の第６の面によれば、上記の問題は、ＵＥが競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする電気通信システムによって解決され、システムは、非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる基地局を含む。システムにおいて、無線基地局はＲＡＰＩＤを決定するように設定され、ユーザ装置は無線基地局からメッセージを受信し、メッセージは決定されたＲＡＰＩＤを含み、さらに受信されたＲＡＰＩＤが第１のセットに含まれるか判定するように設定され、ユーザ装置はさらに受信されたＲＡＰＩＤに基づいて第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択するように設定され、無線基地局はＵＥによって選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを受信するように設定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による利点は、例えば第２のセットの占有ランダムアクセスプリアンブルのいずれもがＵＥへの割り振りに利用可能でなくても、ＵＥによってランダムアクセスプロシージャが実行されることである。
【００１７】
本発明による別の利点は、例えば占有ランダムアクセスプリアンブルの不足によるデータレイテンシーが低減されるか除去されることである。
【００１８】
本発明によるさらに別の利点は、既存のシグナリングフォーマットが再利用され、本発明の実施形態に従ってランダムアクセスプロシージャを実現するのに特別なメッセージフォーマットが必要とされないことである。
【００１９】
本発明のさらに他の対象および特徴は、添付図面とともに以下の詳細な説明から明らかになるであろう、しかしながら、以下の図面は概略的なものにすぎず、添付の請求の範囲において記載されたように、説明された特定の実施形態においてさまざまな修正および変更がなされうるという事実に注意されたい。さらに、図面は必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、また特記されない限り、ここで説明される構造および手続きを概念的に図示することを意図されているにすぎないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の例示的な実施形態が適用されうる無線ネットワーク電気通信システムの例を示す図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に係る無線基地局において実行される方法のフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態に係るユーザ装置において実行される方法のフローチャートを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る例示的な無線基地局のブロック図を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る例示的なユーザ装置のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の詳細な説明において、限定ではなく説明の目的で、本発明の詳細な理解を提供するための特定のアーキテクチャ、シナリオ、テクニックその他のような具体的な詳細が明らかにされる。しかしながら、本発明およびその実施形態が、これらの具体的な詳細から離れた他の実施形態において実施されうることは、当業者には明白である。
【００２２】
ここでは、本発明の異なる実施形態が、特定のシナリオ例を参照するやり方で説明される。具体的には、発明は、第３世代（３Ｇ）ＬＴＥコンセプトに基づく電気通信ネットワークシステムにおけるランダムアクセスプロシージャに関連する限定的でない一般的な文脈において説明される。なお、本発明は、３Ｇ  ＬＴＥに限定されるものではなく、ＷｉＭＡＸ（worldwide  interoperability  for  microwave  access）、またはＨＳＰＡ（high  speed  packet  access）またはＨＳＵＰＡ（high  speed  uplink  packet  access）またはＨＳＤＰＡ（high  speed  downlink  packet  access）またはＷＣＤＭＡ（wideband  code  division  multiple  access）などのような、ランダムアクセスプロシージャを実装する他の無線システムにおいても適用されうる。
【００２３】
図１を参照すると、本発明の異なる例示的な実施形態が適用されうる例示的な電気通信ネットワークシステム１００のブロック図が示されている。なお、図１において図示されたシステムは、本発明の異なる例示的な実施形態を理解するために必要な送受信機またはノードだけを図示している。図示されているように、ここでは簡略化された３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムを表すとみなされるシステム１００は、多数のユーザ装置ＵＥ１１０、ＵＥ１１１、ＵＥ１１２、ならびに無線基地局として動作し、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０、ｅＮｏｄｅＢ２  １２１、およびｅＮｏｄｅＢ３  １２２として表記される装置を含む。各ｅＮｏｄｅＢの機能の１つは、セル内の各ＵＥへ、または各ＵＥからのトラフィックを制御することである。ＵＥは、携帯電話、無線端末、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（personal  digital  assistant）、ＶｏＩＰ（voice  over  internet  protocol）対応電話その他の３ＧＰＰ  ＬＴＥ対応機器として用いられるのに適している。無線リンクを通じた、ｅＮｏｄｅＢからＵＥへのトラフィックがダウンリンク（ＤＬ：downlink）トラフィックとして参照され、無線リンクを通じた、ＵＥからｅＮｏｄｅＢへのトラフィックがアップリンク（ＵＬ：uplink）トラフィックとして参照される。なお、図１において、ＵＥおよびｅＮｏｄｅＢの数は一例にすぎず、本発明の実施形態は、いかなる特定のＵＥの数および／またはｅＮｏｄｅＢの数および／またはｅＮｏｄｅＢあたりのセルの数にも限定されるものではない。
【００２４】
再び図１を参照して、ここで、ＵＥ１１１およびＵＥ１１３がｅＮｏｄｅＢ１  １２０によってサービスを提供されると仮定する。換言すると、ＵＥ１１１およびＵＥ１１３は、既にネットワーク１００へのランダムアクセスに成功し、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０に無線で接続されていると仮定する。さらに、本発明の実施形態の原理の理解を容易にするために、必ずしも必要ではないが、ｅＮｏｄｅＢ、例えばｅＮｏｄｅＢ１  １２０が１つのセルだけにサービスを提供すると仮定する。ＬＴＥでは、セルごとに利用可能な６４のランダムアクセスプリアンブルからなる合計で１つのセットがある。それゆえ、ｅＮｏｄｅＢは、これらの６４のプリアンブルを割り当てられうる。なお、同じｅＮｏｄｅＢによって制御される異なるセルに割り当てられるプリアンブルは、必ずしも同じプリアンブルのセットに属さなくてもよい。つまり、異なるセット（およびプール）は、典型的にはセル固有である。しかしながら、本発明の異なる実施形態のよりよい理解のために、ここではｅＮｏｄｅＢが単一のセルにサービスを提供すると仮定されており、この場合は、６４のプリアンブルのセットがｅＮｏｄｅＢによって（またはセルごとに）割り当てられるというのが適当である。
この６４のプリアンブルのセットのうち第１のセットは、競合ベースのランダムアクセスでの使用のためのプリアンブルのプールを形成する。このプールのプリアンブルは、上述したように、非占有ランダムアクセスプリアンブルとして知られる。このプールは、主に、ＵＥ発のデータがあり、ＵＥがランダムアクセス（ＲＡ）プロシージャを通じてネットワークと接続および／または適切なアップリンクタイミング関係を確立しなければならない場合に用いられる。競合ベースのランダムアクセスを実行する場合、ＵＥは、非占有ランダムアクセスプリアンブルをこのセットからランダムで選ぶ／選択する（chooses/selects）。この第１のセットのそれぞれの非占有ランダムアクセスプリアンブルは、ＲＡＰＩＤ（Random  Access  Preamble  ID）と呼ばれる識別番号（またはプリアンブル識別子）に関連付けられる。６４のプリアンブルのセットの中には、占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットもある。第２のセットの占有ランダムアクセスプリアンブルは、上述したように、競合なしのランダムアクセスを実行するために用いられる。競合なしのランダムアクセスのために、占有ランダムアクセスプリアンブルをＵＥに割り当てるのはｅＮｏｄｅＢである。換言すれば、この種類のランダムアクセスでは、ネットワーク（例えばｅＮｏｄｅＢ）がトリガーになる。それゆえ、競合なしのランダムアクセスのために、ｅＮｏｄｅＢは、ネットワークのシステムへのアクセスを試みランダムアクセスプリアンブルを送ったＵＥに、受信したプリアンブルをマッピングしうる。それゆえに、競合ベースのランダムアクセスとは異なり、競合解決のプロシージャが実行される必要がない。
【００２５】
再び図１を参照して、ＵＥ１１０について、競合なしのランダムアクセスプロシージャではネットワーク（例えばｅＮｏｄｅＢ１  １２０）がトリガーになって、ＵＥはネットワーク（例えばｅＮｏｄｅＢ）へのタイムアライメントおよび同期を確立しうると仮定する。これは、ＵＥ１１０とｅＮｏｄｅＢ１  １２０との間の破線矢印を用いて模式的に示されている。上述したように、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０は、割り振られて現在使用されているすべての占有ランダムアクセスプリアンブルの経過を保持する。一旦競合なしのランダムアクセスが成功して完了されるか、占有プリアンブル割り振りの有効期限が切れるかすると、占有プリアンブルは再利用されうる。しかしながら、差し当たりＵＥ１１０への割り振りに利用可能な第２のセットにおける占有ランダムアクセスプリアンブルがない場合、従来技術に係るｅＮｏｄｅＢはＵＥ１１０に何を勧告（または指示）すべきかを知らず、それゆえ、競合なしのランダムアクセスプロシージャは、例えば占有ランダムアクセスプリアンブルが利用可能になるまで遅延されざるを得ない。しかしながら、本発明の実施形態によれば、後述するように、ｅＮｏｄｅＢ  １２０は、そのような状況が発生した場合に、何の勧告（または指示）をＵＥに与えるべきかを知っている。
ＵＥ１１０に割り振るために利用可能な占有ランダムアクセスプリアンブルがない場合に、本発明の実施形態に係るｅＮｏｄｅＢ１  １２０は、ＵＥ１１０にメッセージを送りまたは送信し、そのメッセージの中でＲＡＰＩＤをシグナルする。ＵＥ１１０は、次に、メッセージにおいて受信されたＲＡＰＩＤが、第１のセットに属するか判定する。ＵＥ１１０は、次に、上記受信されたＲＡＰＩＤに基づいて、第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択する。ＵＥ１１０は、次に、競合なしのランダムアクセスを実行する代わりに、選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを用いて競合ベースのランダムアクセスを実行しうる。結果として、タイムアライメントおよび同期の確立は不必要に遅延せず、データレイテンシーは不必要に増大しない。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０は、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：physical  downlink  control  channel）において、ＲＡＰＩＤを含むメッセージをＵＥ１１０にシグナルする。本発明の別の実施形態によれば、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０は、ＵＥ１１０へのハンドオーバ（ＨＯ：handover）コマンドメッセージの一部として、ＲＡＰＩＤをシグナルする。
【００２７】
上述したように、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０は、例えばＵＥ１１０に割り振り可能な第２のセットの（競合なしのランダムアクセスのための）占有ランダムアクセスプリアンブルがない場合、例えば第１のセットの非占有ランダムアクセスプリアンブルに関連付けられたＲＡＰＩＤを決定する。本発明の一実施形態によれば、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０は、競合ベースのアクセスのためのＲＡＰＩＤをＵＥ１１０にシグナルするために、固定のまたは予め設定されたＲＡＰＩＤをいつも選択／使用するように設定／配置される。一例として、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０が例えば００００００に等しい固定ＩＤ値を有するＲＡＰＩＤをＵＥ１１０へ明示的にシグナルした場合、ＵＥ１１０は、上記ＲＡＰＩＤに基づいてそれがプリアンブルの第１のセットに属するか判定し、また、これに基づいて、この第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択し、選択された非占有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競合ベースのランダムアクセスを実行する。
【００２８】
本発明の別の実施形態によれば、ｅＮｏｄｅＢ１  １２０は、ランダムにＲＡＰＩＤを選択し、メッセージ（ＰＤＣＣＨメッセージまたはＨＯコマンドメッセージの一部）においてＲＡＰＩＤを送ることによって、ＵＥ１１０に競合ベースのアクセスをシグナルするように設定／配置される。また、ＵＥ１１０が選択されたＲＡＰＩＤを受信した場合、ＲＡＰＩＤがプリアンブルの第１のセットに属するか（またはそれが占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットに属さないか）を識別し、それゆえに、占有プリアンブルは割り振られず、結果的に、ＵＥ１１０は競合なしのランダムアクセスに代えて競合ベースのランダムアクセスを実行すべきであることを知る。この目的のために、ＵＥ１１０は、受信されたＲＡＰＩＤに基づいて、競合ベースのランダムアクセスプロシージャを実行するために第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択する。
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、ＵＥ１１０は、受信されたＲＡＰＩＤに関連付けられた非占有ランダムアクセスプリアンブルを直接選択することによって、第２のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択するように設定／配置される。
【００３０】
本発明の別の実施形態によれば、ＵＥ１１０は、非占有ランダムアクセスプリアンブルの第１のセットからランダムにプリアンブルを選択し、それを競合ベースのランダムアクセスを実行するために用いる。
【００３１】
図２を参照すると、上述された本発明の実施形態に係る無線基地局（例えばｅＮｏｄｅＢ）において実行／実装されるための方法のフローチャートが示されている。上述したように、無線基地局は、非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる。無線基地局における方法は、例えば占有ランダムアクセスプリアンブルがＵＥへの割り振りに利用可能でない結果、ＵＥが競合なしのランダムアクセスに代えて競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする。
方法は、以下の主なステップを含む。
【００３２】
（２０１）ＲＡＰＩＤを決定すること、
（２０２）ＵＥにメッセージを（例えばＰＤＣＣＨ上で、またはＨＯコマンドメッセージの一部として）送信し、メッセージがＲＡＰＩＤを示すこと、および
（２０３）ＵＥによって受信されたＲＡＰＩＤに基づいて選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルをＵＥから受信すること。
【００３３】
上述したように、無線基地局（またはｅＮｏｄｅＢ）は、競合ベースのランダムアクセスが実行されるべきであることをＵＥに示すために、上記メッセージにおいて明示的にシグナル／送信される、予め設定されたＲＡＰＩＤを用いうる。一例として、無線基地局は、例えば００００００に等しい予め設定されたＲＡＰＩＤ値を、ＵＥへの上記メッセージにおいて明示的にシグナルしうる。無線基地局（またはｅＮｏｄｅＢ）は、ＲＡＰＩＤをランダムに選択し、ランダムに選ばれたＲＡＰＩＤをＵＥへのメッセージにおいて明示的にシグナルしてもよい。なお、無線基地局（例えばｅＮｏｄｅＢ）は、割り振りに利用可能な占有ランダムアクセスプリアンブルがないことをどのように識別／検出するかについて上記のソリューションには限定されない。
【００３４】
図３を参照すると、上述された本発明の実施形態に係るＵＥにおいて実行／実装されるための方法のフローチャートが示されている。ＵＥにおける方法は、例えば占有ランダムアクセスプリアンブルがＵＥへの割り振りに利用可能ではない結果、上記ＵＥが競合なしのランダムアクセスに代えて競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にする。
方法は、以下の主なステップを含む。
【００３５】
（３０１）無線基地局（またはｅＮｏｄｅＢ）からメッセージを受信し、上記メッセージ（ＰＤＣＣＨ上で、またはＨＯコマンドメッセージの一部として）がＲＡＰＩＤを含むこと、
（３０２）ＲＡＰＩＤが非占有ランダムアクセスプリアンブルの第１のセットに属するか判定すること、
（３０３）受信されたＲＡＰＩＤに基づいて非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択すること、および
（３０４）選択されたプリアンブルを用いて競合ベースのランダムアクセスを実行するために、選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを無線基地局に送信すること。
【００３６】
上述したように、ＵＥは、受信されたＲＡＰＩＤに直接的に関連付けられた非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択しうる。ＵＥは、プリアンブルの第１のセットから非占有ランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択してもよい。
【００３７】
図４を参照すると、ＵＥが競合ベースのランダムアクセスを実行することを可能にするように設定／配置された例示的な無線基地局４００（例えばｅＮｏｄｅＢ）のブロック図が示されている。無線基地局４００は、非占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第１のセットと、占有ランダムアクセスプリアンブルのプールを形成する第２のセットとを割り当てられる。図４において示されるように、無線基地局４００は、ＲＡＰＩＤを決定するように構成されたプロセッシング手段４０１を含む。一例として、プロセッシング手段４０１は、ＵＥに割り振られうる占有ランダムアクセスプリアンブルがないことを識別し、その際にＲＡＰＩＤを決定しうる。無線基地局４００は、図４においてＴＸと表記され、メッセージにおいて（例えばＰＤＣＣＨ上で、またはＨＯコマンドメッセージの一部として）上記ＵＥに決定されたＲＡＰＩＤを送信するまたは送るように構成／設定された送信手段４０２Ａをさらに含む。無線基地局４００は、図４においてＲＸと表記され、ＵＥによって受信されたＲＡＰＩＤに基づいて選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルをＵＥから受信するように構成／設定された受信手段４０２Ｂをさらに含む。上述したように、無線基地局は、予め設定されたＲＡＰＩＤを選択することによってＲＡＰＩＤを決定するように設定される。無線基地局は、ＲＡＰＩＤをランダムに選択してもよい。無線基地局によって実行されるさらなる動作は、既に説明されたため、ここでは繰り返さない。なお、しかし、図４において示される異なる例示的なブロックは、必ずしも分離していなくてもよい。さらに、ＴＸ手段４０２ＡとＲＸ手段４０２Ｂとは、必ずしも同じブロックに含まれなくてもよい、つまり、それぞれが単一のブロックによって表されてもよい。それゆえに、無線基地局４００は、図４において示された例示的なブロック図には限定されず、また制限されない。加えて、無線基地局４００は、図４において示されていない他の要素および／またはブロックを含んでもよい。
【００３８】
図５を参照すると、上述の本発明の実施形態に係り、競合ベースのランダムアクセスを実行する能力がある例示的なユーザ装置ＵＥ５００のブロック図が示されている。図５において示されるように、ＵＥ５００は、図５においてＲＸと表記され、ＲＡＰＩＤを含むメッセージを無線基地局から受信するように構成／設定された受信手段５０１Ａを含む。限定的でない例として、メッセージ（例えばＰＤＣＣＨ上で、またはＨＯコマンドメッセージの一部として）は、上述のように割り振りに利用可能な（第２のセットの）占有ランダムアクセスプリアンブルがないために受信されうる。ＵＥ５００は、受信されたＲＡＰＩＤが第１のセットに属するかを判定するように構成／設定されたプロセッシング手段５０２をさらに含む。ＵＥ５００は、受信されたＲＡＰＩＤに基づいて非占有ランダムアクセスプリアンブルを選択するように構成／設定された選択手段５０３（必ずしもではないが、プロセッシング手段５０２の一部でありうる）をさらに含む。ＵＥ５００は、図５においてＲＸと表記され、競合ベースのランダムアクセスを実行するために、選択された非占有ランダムアクセスプリアンブルを上記無線基地局に送信するように構成／設定された送信手段５０１Ｂをさらに含む。なお、プロセッシング手段５０２は、ＴＸ手段５０１Ｂと協調して競合ベースのランダムアクセスを実行するように構成されてもよい。上述されたように、ＲＡＰＩＤに関連付けられた非占有ランダムアクセスプリアンブルを直接的に選択することによって非選択ランダムアクセスプリアンブルを選択しうる。ＵＥは、上述のように、プリアンブルをランダムに選択してもよい。
【００３９】
なお、例えばＬＴＥシステムは、ピコセルから１００ｋｍ以上のとても大きいセルまで、広範囲のシナリオにおいて実装される。ランダムアクセスはネットワークにアクセスするためにＵＥによって実行される最初のプロシージャであるため、予期されるすべてのシナリオで、ＵＥへの割り振りに利用可能な占有ランダムアクセスプリアンブルがない場合の例示的なシナリオにおいても、ランダムアクセスプロシージャがうまく機能することが重要である。上述のように、本発明の例示的な実施形態は、少なくともそのような問題シナリオを首尾よく扱う。なお、上述の本発明の例示的な実施形態では、占有ランダムアクセスプリアンブルのうちのいずれもが割り振りに利用可能でないこと（none  of  the  dedicated  random  access  preambles  is  available  for  allocation）は、割り振りに利用可能なランダムアクセスプリアンブルがないこと（no  dedicated  random  access  preamble  is  available  for  allocation）をも意味する。
【００４０】
本発明およびその実施形態は、多くのやり方で実現されうる。例えば、本発明の一実施形態は、電気通信システムの無線基地局（例えばｅＮｏｄｅＢまたはｅＮＢ）および／またはＵＥによって実行されうる命令が格納されたコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体に格納され、無線基地局および／またはＵＥによって実行されうる命令は、請求の範囲に記載されたような本発明の方法ステップを実行する。
【００４１】
本発明はいくつかの好適な実施形態について説明されたが、その代替物、変更、置換および均等物が、詳細な説明および図面を参照した当業者に明白になることが意図されている。それゆえに、添付の請求の範囲は、そのような代替物、変更、置換および均等物を、本発明の範囲として含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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