(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムアクセス（RA）方法であって、
複数の端末デバイスのうちの少なくとも1つによって、1つのRAタイムスロット中に、端末デバイス毎に事前に決定された時間または周波数シフトを有して部分的に重複する複数のプリアンブルを持つリソース要求を基地局に送信するステップと、
前記基地局によって、少なくとも1つのリソース要求におけるプリアンブルの数に基づいて、前記少なくとも1つのリソース要求の優先度レベルを検出するステップと、
前記基地局によって、前記少なくとも1つのリソース要求および少なくとも1つの優先度レベルに従って、アップリンクリソースを割り当てるステップとを含む、RA方法。
【請求項２】
端末デバイスによって、より高い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより多くのプリアンブルを結合し、または、より低い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより少ないプリアンブルを結合するステップをさらに含む、請求項1に記載のRA方法。
【請求項３】
1より多くのプリアンブルを持つリソース要求を送信する端末デバイスによって、前記プリアンブル間の決定された時間および/または周波数シフトを提供するステップをさらに含み、
前記決定された時間および/または周波数シフトがゼロである場合、前記プリアンブルには異なるシグネチャーが提供される、請求項１または2に記載のRA方法。
【請求項４】
少なくとも1つの端末デバイスによって、決定された優先度レベルを持つリソース要求を送信するためのプリアンブルの数を決定するステップ、および/または
前記少なくとも1つの端末デバイスによって、前記数のプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを決定するステップをさらに含む、請求項1乃至3のうちの1つに記載のRA方法。
【請求項５】
前記基地局によって前記複数の端末デバイスに、リソース要求のプリアンブル間で設定されるべき決定された時間および/または周波数シフトをブロードキャストするステップをさらに含む、請求項1乃至4のうちの1つに記載のRA方法。
【請求項６】
前記少なくとも1つの端末デバイスによって、プリアンブルの前記数および/または前記時間および/または周波数シフトを前記基地局に送信するステップをさらに含む、請求項4に記載のRA方法。
【請求項７】
前記時間および/または周波数シフトは事前に決定されるか、または、現在のネットワーク負荷および/または利用可能な無線リソースに基づいて決定される、請求項4乃至6のうちの1つに記載のRA方法。
【請求項８】
前記基地局によって前記複数の端末デバイスに、プリアンブルの数とリソース要求の優先度レベルとの間のマッピング情報をブロードキャストするステップをさらに含む、請求項1乃至7のうちの1つに記載のRA方法。
【請求項９】
前記基地局によって、少なくとも2つの受信されたプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを検出するステップと、
前記検出された時間および/または周波数シフトおよび/またはプリアンブルの受信された電力レベルに基づいて、前記少なくとも2つの受信されたプリアンブルが同じ端末デバイス由来であるか、または、異なる端末デバイス由来であるかを判定するステップとをさらに含む、請求項1乃至8のうちの1つに記載のRA方法。
【請求項１０】
前記少なくとも2つの受信されたプリアンブル間の前記時間および/または周波数シフトの前記検出は、
前記基地局によって、前記受信されたプリアンブルの検出された相関ピーク間の前記時間および/または周波数シフトを測定するステップを含む、請求項9に記載のRA方法。
【請求項１１】
コンピュータ上で実行されたとき、請求項1乃至10のいずれか1項のランダムアクセス（RA）方法を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【請求項１２】
基地局であって、
複数の端末デバイスのうちの少なくとも1つから、1つのランダムアクセス（RA）タイムスロット中に、端末デバイス毎に事前に決定された時間または周波数シフトを有して部分的に重複する複数のプリアンブルを持つリソース要求を受信するように構成される受信ユニットと、
少なくとも1つのリソース要求におけるプリアンブルの数に基づいて、前記少なくとも1つのリソース要求の優先度レベルを検出するように構成される検出ユニットと、
前記少なくとも1つのリソース要求および少なくとも1つの優先度レベルに従って、アップリンクリソースを割り当てるように構成される割り当てユニットとを含む、基地局。
【請求項１３】
端末デバイスであって、
1つのランダムアクセス（RA）タイムスロット中に、端末デバイス毎に事前に決定された時間または周波数シフトを有して部分的に重複する複数のプリアンブルを持つリソース要求を基地局に送信するように構成され、且つ、より高い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより多くのプリアンブルを、且つ、より低い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより少ないプリアンブルを結合するように構成される送信ユニットを含む、端末デバイス。
【請求項１４】
基地局および複数の端末デバイスを含むシステムであって、
前記システムは、請求項1乃至10のうちの1つに記載のランダムアクセス（RA）方法を実行するように構成され、且つ/または
前記基地局は請求項12に記載の基地局であるとともに、前記端末デバイスは請求項13に記載の端末デバイスである、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はランダムアクセス（RA）方法に関し、且つ、RA方法に参加するようにそれぞれ構成された基地局、端末デバイスおよびシステムにそれぞれ関する。詳細には、本発明のRA方法は、リソース要求の優先度レベルを決定することによって、無線ネットワークにおけるアップリンクリソースの割り当てへの優先順位付けを導入する。本発明のRA方法は、異なるレベルの待機時間要件およびサービス優先度を持つ通信サービスに適用されることができ、具体的には、マシン型通信のサービスだけでなくヒューマンセントリック通信のサービスにも適用されることができる。
【背景技術】
【０００２】
将来のモバイルおよび無線通信ネットワークは、様々なサービスをサポートするであろう。交通安全アプリケーションを可能にするサービス等の特有のサービスは、きわめて厳格な待機時間要件を有する。このような遅延に敏感なサービスを使用する端末デバイスのための応答時間、すなわち、端末デバイスが基地局への送信を開始する時点から、送信が基地局において受信されるとともに任意でアプリケーションサーバによって確認される時点までの期間は、例えば、ミリ秒のオーダーで短期間である必要がある。この短期間内に、ネットワークは、アップリンク送信手順全体を遂行するべきである。
【０００３】
その予測できない性質により、アップリンク送信手順は典型的にはRA手順であり、その手順においては、送信機、例えば端末デバイスへのリソース割り当ては事前に調整されることはできない。1より多くの端末デバイスが、基地局への送信のために同じRAタイムスロットで同じアップリンクリソースを使う場合、衝突が生じる。この衝突は、通常、衝突する送信の一部または全てが正しく復号されることができないような干渉という結果になる。結果として、影響を受けた送信は繰り返されなければならず、このことは、手順における追加的な遅延につながる。
【０００４】
前述の遅延に敏感なサービスについては、衝突によって引き起こされる遅延は最も重大な問題であり得る。3GPPロングタームエボリューション（LTE）ネットワークにおけるRAチャネルの待機時間は、しばしば、100msを超過し（例えば、3GPP, TR 37.868, “Study on RAN Improvement for Machine-Type Communication”, V 11.0.0, Sep. 2011を見られたい）、このことは、たいていの遅延に敏感なサービス、例えば、交通安全サービスのための実際の応答時間要件をはるかに越える。加えて、マシン型通信（MTC）がネットワークに導入されるとき、ネットワーク、例えば基地局に同時にアクセスすることができる端末デバイスの数は著しく増加するであろう。その結果、RA手順中の衝突の確率はさらに増え、且つ、上で説明された待機時間問題はよりいっそう悪くなる。
【０００５】
将来の無線ネットワーク、例えば、LTEの新しいリリースおよび第5世代5Gはより多用途にもなるため、遅延に敏感なサービストラフィックと遅延に耐性があるサービストラフィックの混合は無線チャネルにおいてより多く共存するであろう。上で説明された衝突および遅延の問題を考慮すると、RA手順は、従って、異なる種類のサービストラフィックのいくつかの優先順位付けを採用する必要があるだろう。例えば、遅延に敏感なサービスのためのリソース要求が遅延に耐性があるサービスのためのリソース要求と衝突した場合、遅延に敏感なリソース要求に対してより高い優先度が許可されるべきであり、その結果、遅延に敏感なリソース要求の再送信が回避される。
【０００６】
従来のキャリアセンス多重アクセス（CSMA）スキームでは、送信端末デバイスは、その実際の送信を開始する前に、他の端末デバイスからの信号を感知および検出する。端末デバイスがチャネルが空いているかどうかを感知する期間は、衝突するデバイスのためのコンテンションウィンドウと呼ばれる。このスキームにおける優先度は、特定の端末デバイスには他の端末デバイスよりも早い送信機会を与えられるように、コンテンションウィンドウのサイズを調整することによって実施されることができる（Y. Liu et al., “Design of a scalable hybrid mac protocol for heterogeneous m2m networks“ IEEE Internet of Things Journal, Bd. 1, Nr. 1, p. 99 - 111, 2014 または I. Rhee et al. “Z-MAC: A hybrid MAC for wireless sensor networks” IEEE Transaction for Network, Bd. 16, Nr. 3, p. 511-524, 2008を見られたい）。CSMAスキームは、1つの端末デバイスが他の端末デバイスからの信号を事前に検出することができるという仮定を基礎に置いている。これは、特に数百メートルを超えるセル半径を持つセルラネットワークにおいて、実用的な制限である。すなわち、他の端末デバイスを検出することができるように、端末デバイスは、互いに近くに配置されなければいけない。そうでなければ、CSMAスキームは、WLANから知られているような、いわゆる「隠れ端末問題（hidden node problem）」を被るであろう。
【０００７】
従って、LTE（3GPP, TS 36.331, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification”, V. 10.1.0, Mar. 2011を見られたい）では、RA手順においてプリアンブルが使用される。図1に示されるように、従来のRA手順100では、第1の端末デバイス102および第2の端末デバイス103（図1では、UE1およびUE2としてそれぞれ示される）の各々は、基地局101（BSとして示される）から、専用アップリンクリソース、具体的には時間−周波数リソースブロックを要求するために、それらの実際の送信に先立ってリソース要求としてプリアンブルを基地局101に送信する。
【０００８】
特に、LTEにおける端末デバイス102、103が予定外の送信要求を有すると、その最初のネットワークアクセスのためのリソース要求を通信するために、RA手順100を開始する。図1に示されるように、RA手順100は4つのステップを含む。
【０００９】
第1のステップでは、1つまたは複数の端末デバイス102、103は、ランダムに選択されたRAプリアンブルを持つリソース要求を基地局101に送信する。例えば、図1に示されるように、2つの端末デバイスUE1およびUE2はそれぞれ、シグネチャーPA1によって定義されたプリアンブルを送信する。全ての可能なプリアンブルのセットは、端末デバイス102、103において、且つ、基地局101において知られる。従って、プリアンブルはまた、トレーニングシーケンスとして且つシグネチャーとして使用されることもできる。基地局101は異なるプリアンブルを検出することができるとともに、個々のプリアンブルに従って応答を送信することができる。図1の場合では、基地局101は、プリアンブルPA1を持つリソース要求を検出する。
【００１０】
第2のステップでは、基地局101は、検出されたプリアンブルに応答して、ダウンリンクの共有チャネルでRA応答を送信する。各リソース要求の検出されたプリアンブルに従って、基地局101は、対応する端末デバイス102、103にアップリンクリソースを割り当てる。図1の場合では、基地局101は、プリアンブルPA1を送信する端末デバイスUE1およびUE2に対してアップリンク（UL）リソースを許可する。
【００１１】
第3のステップでは、端末デバイス102、103は、第2のステップにおけるRA応答において、基地局101によって端末デバイス102、103に割り当てられたリソースを使用して、その識別情報および他のメッセージ、例えば、スケジューリング要求を、基地局101に送信する。図1の場合では、UE1およびUE2の両方は、ULリソースがそれらのリソース要求に従って許可されたことを認識し、且つ、従って、UE1およびUE2の両方は、許可されたULリソースにおいてメッセージを送信する。
【００１２】
第4のステップでは、基地局101は、第3のステップで受信した端末デバイス102、103の識別情報をエコーする。
【００１３】
図1に示されるように、2つの端末デバイス102、103がそれらのリソース要求に対して同じプリアンブル（図1におけるPA1によって示される）を選ぶ場合、基地局101は、リソース要求を異なる端末デバイス102、103から区別することはできない。それゆえに、同じアップリンクリソースは、端末デバイス102、103の両方に割り当てられるであろう。この場合、第3のステップでは、端末デバイス102、103の両方は、それらの実際の送信のために同じリソースを使用し、且つ、従って、衝突が生じる。この衝突の場合では、第3のステップで送信された送信が正しく復号されることができない場合、対応する端末デバイス102または103は、第4のステップにおいて基地局101から確認を受信しないであろう。従って、ある時間、いわゆるバックオフ時間の後、そのプリアンブル送信を再初期化しなければならない。
【００１４】
従って、上で説明された、図1に示される第1回目のRA手順100では、遅延に敏感なリソース要求は、遅延に耐性があるリソース要求に対して何ら利点を有しないことが理解されることができる。プリアンブルの再送信中のみ、遅延に敏感なリソース要求は、遅延に耐性がある要求と比較してより短いバックオフ時間によって許可されることができる。
【００１５】
特に、図1に示されるRA手順100については、あるバックオフスキーム（3GPP, TR 37.868, “Study on RAN Improvement for Machine-Type Communication”, V 11.0.0, Sep. 2011, および Tarik Taleb and Andreas Kunz, “Machine type communications in 3GPP networks: potential, challenges, and solutions”, IEEE Communications Magazine, Bd. 50, Nr. 3, p. 178 - 184, 2012. 2012を見られたい）を介して優先順位付けが提案された。これらのスキームでは、高優先度の端末デバイスには、低優先度の端末デバイスよりも短いバックオフ時間が割り当てられる。しかしながら、バックオフ時間が短くあることはできても、衝突の場合には、少なくとも1つの再送信は避けられない。
【００１６】
緊急且つ遅延に敏感なサービスのための潜在的な待機時間をさらに低減するために、LTEはまたRAチャネルのためのコンテンションフリースキームを適用する。このコンテンションフリースキームでは、特定のプリアンブルは、遅延に敏感なサービスのためにのみ予約される。すなわち、ある端末デバイスには排他的なプリアンブルが割り当てられ、これらは他の端末デバイスと共有されない。予約されたプリアンブルは、特定の遅延に敏感なサービスのために排他的に使用されるため、衝突の確率は低減されるか、または排除されさえする。しかしながら、ネットワークにおけるプリアンブルの数は典型的には制限される。さらに、専用プリアンブルの予約は、他のコンテンションベースのアクセスのために使用される利用可能なプリアンブルの合計数を低減さえする。このように、一方側では、より多くのプリアンブルがコンテンションフリーのアクセスのために予約される場合、コンテンションベースのアクセスのプリアンブル使用の効率はより悪くなる。他方側では、遅延に敏感なサービスの全てのコンテンションフリーのアクセスのために十分なプリアンブルがない場合もある。
【００１７】
衝突および遅延の、上で説明された問題に加えて、リソースを要求する端末デバイスをサポートするために必要なリソースの数は、基地局101が提供することができる利用可能なリソースの数を超過するという問題もまたあり得る。この場合でも、遅延に敏感なリソース要求は、遅延に耐性があるリソース要求に対して何ら利点を有しない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の欠点を考慮して、本発明は、技術水準を改善することを目的とする。本発明は、従って、より有効且つ適応性のあるRAスキームを提供する目的を有する。特に、本発明は、具体的には、端末デバイスが遅延に敏感なリソース要求を送信するために、送信遅延を低減することを望む。従って、本発明は、同時のリソース要求をより良く処理することができるとともに、複数の端末デバイスの実際の送信中の衝突を解決することができる、RAスキームを提供することを目指す。さらに、本発明は、遅延に敏感なリソース要求を送信する端末デバイスが、リソースが不十分である場合にいかなるリソースも受信しないことを回避することを求める。従って、本発明のRAスキームは一般に、遅延に敏感なリソース要求および遅延に耐性があるリソース要求に対して異なる優先度を提供することを意図する。加えて、本発明のRAスキームでは、優先度は、割り当てられたユーザ/端末デバイス特有であるか、またはアプリケーション/サービス特有であることが可能であるべきである。
【００１９】
本発明の上述の目的は、同封の独立請求項で提供される解決手段によって達成される。本発明の有利な実施は、それぞれの従属請求項でさらに定義される。
【００２０】
特に、本発明は、少なくとも1つの基地局と少なくとも1つの端末デバイス、例えば、LTEネットワークにおける少なくとも1つのUEとの間のRAスキームを提案する。基地局は、複数の端末デバイスから複数のリソース要求および送信を同時に受信してよい。複数の端末デバイスは、それらの送信のための時間および/または周波数リソースの意味において同じ無線媒体を共有する。端末デバイスからのリソース要求はランダムであり、その結果、それらは事前に調整されない。
【００２１】
本発明の第1の態様は、RA方法を提供し、RA方法は、複数の端末デバイスのうちの少なくとも1つによって、1つのRAタイムスロット中に、1つまたは複数のプリアンブルを持つリソース要求を基地局に送信するステップと、基地局によって、少なくとも1つのリソース要求におけるプリアンブルの数に基づいて、少なくとも1つのリソース要求の優先度レベルを検出するステップと、基地局によって、少なくとも1つのリソース要求および少なくとも1つの優先度レベルに従って、アップリンクリソースを割り当てるステップとを含む。
【００２２】
リソース要求の優先度レベルは、基地局からリソースを受信するためのプリファレンスを示す。つまり、第1のリソース要求のより高い優先度レベルは、第2のリソース要求のより低い優先度レベルに対して、第2のリソース要求に従ってリソースが割り当てられるよりも、第1のリソース要求に従ってリソースが割り当てられるより高いプリファレンスを示す。
【００２３】
RAタイムスロットは時間間隔であり、その間、端末デバイスは、プリアンブル送信を実行することを許可される。プリアンブルは、例えば、それらのシグネチャーによって区別され、すなわち、異なるプリアンブルは異なるシグネチャーを有する。
【００２４】
第1の態様のプリアンブルベースのRA方法は、例えば、異なるレベルの遅延要件を有するリソース要求を優先順位付けすることができる。この目的のため、遅延に敏感なリソース要求は、1つのプリアンブルの代わりに、所定のRAタイムスロット中に送信されるいくつかのプリアンブルの組合せを含んでよい。基地局は、複数のプリアンブルの組合せを識別することができる。さらに、基地局は、1つのリソース要求における1つの端末デバイスによって送信される複数のプリアンブルの組合せと、いくつかのリソース要求におけるいくつかの端末デバイスによって個々に送信されるプリアンブルのランダムな組合せとを区別することができる。例えば、プリアンブルのより長い組合せがチャネル内でプリアンブルのより短い組合せに出会う場合、プリアンブルの少なくともより長い組合せが基地局によって識別されることができる。
【００２５】
このようにして、より高い優先度レベルを持つリソース要求は、衝突をより免れ、従って、再送信をより免れる。例えば、複数の端末デバイスが、少なくとも1つの共通のプリアンブルを有するリソース要求を送信する場合、図1に示されるような従来のRA手順では衝突が生じるであろう。しかしながら、第1の態様のRA方法では、基地局は、最も高い優先度レベルを有するリソース要求に対応する、少なくともプリアンブルの最長の組合せを検出することができるため、基地局は、最も高い優先度レベルを有するリソース要求に従って、リソースを割り当てることができる。より高い優先度レベル内の、すなわち、同じ数および組合せのプリアンブルを持つより高い同じ優先度レベルを有する2つのリソース要求に対する衝突の確率は、所定のRAタイムスロットにおいて送信されるプリアンブルの数と指数関数的に減少することは留意される。
【００２６】
加えて、リソース要求の優先度レベルの検出は、基地局が、リソースが制限される場合、すなわち、各端末デバイスにはリソースが割り当てられることができない場合、優先度レベルに従ってリソースを割り当てることを可能にする。少なくとも1つの優先度レベルに従ってリソースを割り当てることは、基地局が、漸減的により低い優先度レベルを持つリソース要求に従ってリソースを割り当てる前に、まずより高い優先度レベルを持つリソース要求に従ってリソースを割り当てることを意味する。
【００２７】
要約すると、第1の態様のRA方法は、従来のRA手順よりもより有効且つ適応性がある。
【００２８】
第1の態様の方法の第1の実施形態では、方法は、端末デバイスによって、より高い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより多くのプリアンブルを結合し、または、より低い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより少ないプリアンブルを結合するステップをさらに含む。
【００２９】
例えば、遅延に敏感なサービスのためのリソースを要求する端末デバイスは、リソース要求の優先度レベルを上げるために、そのリソース要求においてより多くのプリアンブルを組み合わせて含むことができる。リソース要求の優先度レベルは、各端末デバイスに対して事前に決定されてよい。あるいは、リソース要求の優先度レベルは、各サービスまたはアプリケーションに対して事前に決定されてよい。あるいは、各端末デバイスは、各端末デバイスが送信する意図があるリソース要求の優先度レベルを柔軟に選択することができる。
【００３０】
第1の態様それ自体による、または、第1の態様の第1の実施形態による方法の第2の実施形態では、方法は、1より多くのプリアンブルを持つリソース要求を送信する端末デバイスによって、プリアンブル間の決定された時間および/または周波数シフトを提供するステップをさらに含み、決定された時間および/または周波数シフトがゼロである場合、プリアンブルには異なるシグネチャーが提供される。
【００３１】
周波数および/または時間領域における決定されたシフトにより、1つのリソース要求における1つの端末デバイスによって送信されたプリアンブルの特定の組合せは、いくつかのリソース要求におけるいくつかの端末デバイスから個々に送信されたプリアンブルのランダムな組合せから容易に区別されることができる。このように、より高い優先度レベルを持つリソース要求はよく識別されることができ、且つ、対応する端末デバイスは、その実際の送信を基地局に送信するとき、衝突に陥る危険はより少ない。
【００３２】
第1の態様それ自体による、または、第1の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる方法の第3の実施形態では、方法は、1より多くのプリアンブルを持つリソース要求を送信する端末デバイスによって、時間および/または周波数領域において少なくとも部分的な重複を持つプリアンブルを配列するステップをさらに含む。
【００３３】
2つのプリアンブルの重複は、第2のプリアンブルの始まりが第1のプリアンブルの終わりよりも時間がより早いことを意味する。時間および/または周波数の重複を使用することによって、例えば、より多くのプリアンブルは、1つの決定されたRAタイムスロット中に送信されることができる。結果として、リソース要求のさらに細かい区別のために、より多くの優先度レベルが定義されることができる。
【００３４】
第1の態様それ自体による、または、第1の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる方法の第4の実施形態では、方法は、少なくとも1つの端末デバイスによって、決定された優先度レベルを持つリソース要求を送信するためのプリアンブルの数を決定するステップ、および/または、少なくとも1つの端末デバイスによって、その数のプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを決定するステップをさらに含む。
【００３５】
端末デバイスは、決定された時間および/または周波数シフトに関する情報を、基地局から要求してよい。端末デバイスはまた、例えば事前に記憶されたルックアップテーブルから、この情報を自分で決定してもよく、このことは、基地局への負荷を低減する。
【００３６】
第1の態様それ自体による、または、第1の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる方法の第5の実施形態では、方法は、基地局によって複数の端末デバイスに、リソース要求のプリアンブル間で設定されるべき決定された時間および/または周波数シフトをブロードキャストするステップをさらに含む。
【００３７】
この場合、各端末デバイスは、単純に、基地局からブロードキャストメッセージを受信および解釈することによって、決定された周波数および/または時間シフトを決定する。ブロードキャストすることによって、全ての端末デバイスは同じ情報を有することが保証されることができる。
【００３８】
第1の態様の第4の実施形態による方法の第6の実施形態では、方法は、少なくとも1つの端末デバイスによって、プリアンブルの数および/または時間および/または周波数シフトを基地局に送信するステップをさらに含む。
【００３９】
端末デバイスが、周波数および/または時間シフトを基地局から独立して決定する場合、端末は、好ましくは基地局に適宜通知する。しかしながら、例えば、端末デバイスおよび基地局において事前に記憶されたルックアップテーブルを有することもまた可能であり、その結果、この点では端末デバイスと基地局との間で通信は必要ない。
【００４０】
第1の態様の第4乃至第6の実施形態のうちのいずれかによる方法の第7の実施形態では、時間および/または周波数シフトは事前に決定されるか、または、現在のネットワーク負荷および/または利用可能な無線リソースに基づいて決定される。
【００４１】
現在のネットワーク負荷に、あるいは、予測されるネットワーク負荷に時間および/または周波数シフトを基づかせることは、方法をさらにより有効且つ適応性のあるものにする。
【００４２】
第1の態様それ自体による、または、第1の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる方法の第8の実施形態では、方法は、基地局によって複数の端末デバイスに、プリアンブルの数とリソース要求の優先度レベルとの間のマッピング情報をブロードキャストするステップをさらに含む。
【００４３】
マッピング情報は、プリアンブルの各数をリソース要求の優先度レベルとリンクさせる。つまり、例えば、単一のプリアンブルは最も低い優先度レベルとリンクされ、2つのプリアンブルは、2番目に低い優先度レベルにマッピングされる等々である。
【００４４】
第1の態様それ自体による、または、第1の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる方法の第9の実施形態では、方法は、基地局によって、少なくとも2つの受信されたプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを検出するステップと、検出された時間および/または周波数シフトおよび/またはプリアンブルの受信された電力レベルに基づいて、少なくとも2つの受信されたプリアンブルが同じ端末デバイス由来であるか、または、異なる端末デバイス由来であるかを判定するステップとをさらに含む。
【００４５】
複数のプリアンブルが1つのリソース要求に属するかまたはいくつかのリソース要求に属するかを区別することによって、誤検出が回避されることができる。このように、方法はより効率的にされる。
【００４６】
第1の態様の第9の実施形態による方法の第10の実施形態では、少なくとも2つの受信されたプリアンブル間の時間および/または周波数シフトの検出は、基地局によって、受信されたプリアンブルの検出された相関ピーク間の時間および/または周波数シフトを測定するステップを含む。
【００４７】
相関ピークを検出して、それに応じてピーク・ツー・ピーク距離を測定することは、単純であり、且つ、時間および/または周波数シフトの決定を実施する有効な方法である。
【００４８】
本発明の第2の態様は、コンピュータ上で実行されたとき、第1の態様それ自体による、または、第1の態様のいずれかの実施形態によるRA方法を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を提供する。
【００４９】
本発明の第2の態様は、第1の態様それ自体のためにおよび第1の態様の個々の実施形態のために説明されたものと同じ利点を達成する。
【００５０】
本発明の第3の態様は、基地局を提供し、基地局は、複数の端末デバイスのうちの少なくとも1つから、1つのランダムアクセス（RA）タイムスロット中に、1つまたは複数のプリアンブルを持つリソース要求を受信するように構成される受信ユニットと、少なくとも1つのリソース要求におけるプリアンブルの数に基づいて、少なくとも1つのリソース要求の優先度レベルを検出するように構成される検出ユニットと、少なくとも1つのリソース要求および少なくとも1つの優先度レベルに従って、アップリンクリソースを割り当てるように構成される割り当てユニットとを含む。
【００５１】
第3の態様それ自体による基地局の第1の実施形態では、基地局は、複数の端末デバイスに、リソース要求のプリアンブル間で設定されるべき決定された時間および/または周波数シフトをブロードキャストするように構成される。
【００５２】
第3の態様の第1の実施形態による基地局の第2の実施形態では、時間および/または周波数シフトは事前に決定されるか、または、現在のネットワーク負荷および/または利用可能な無線リソースに基づいて決定される。
【００５３】
第3の態様それ自体による、または第3の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる基地局の第3の実施形態では、基地局は、複数の端末デバイスに、プリアンブルの数とリソース要求の優先度レベルとの間のマッピング情報をブロードキャストするように構成される。
【００５４】
第3の態様それ自体による、または第3の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる基地局の第4の実施形態では、基地局は、少なくとも2つの受信されたプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを検出し、且つ、検出された時間および/または周波数シフトおよび/またはプリアンブルの受信された電力レベルに基づいて、少なくとも2つの受信されたプリアンブルが同じ端末デバイス由来であるか、または、異なる端末デバイス由来であるかを判定するように構成される。
【００５５】
第3の態様の第4の実施形態による基地局の第5の実施形態では、基地局は、少なくとも2つの受信されたプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを検出するために、受信されたプリアンブルの検出された相関ピーク間の時間および/または周波数シフトを測定するように構成される。
【００５６】
第3の態様それ自体および第3の態様の実施形態は、第1の態様それ自体のためにおよび第1の態様の対応する実施形態のために説明された利点を達成する。
【００５７】
本発明の第4の態様は端末デバイスを提供し、端末デバイスは、1つのランダムアクセス（RA）タイムスロット中に、1つまたは複数のプリアンブルを持つリソース要求を基地局に送信するように構成され、且つ、より高い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより多くのプリアンブルを、且つ、より低い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより少ないプリアンブルを結合するように構成される送信ユニットを含む。
【００５８】
第4の態様それ自体による端末デバイスの第1の実施形態では、端末デバイスは、1より多くのプリアンブルと、プリアンブル間の決定された時間および/または周波数シフトを持つリソース要求を送信するように構成され、決定された時間および/または周波数シフトがゼロである場合、端末デバイスは、異なるシグネチャーを持つプリアンブルを提供するように構成される。
【００５９】
第4の態様それ自体による、または第4の態様の第1の実施形態による端末デバイスの第2の実施形態では、端末デバイスは、1より多くのプリアンブルを持つリソース要求を送信するために、時間および/または周波数領域において少なくとも部分的な重複を持つプリアンブルを配列するように構成される。
【００６０】
第4の態様それ自体による、または第4の態様の前の実施形態のうちのいずれかによる端末デバイスの第3の実施形態では、端末デバイスは、決定された優先度レベルを持つリソース要求を送信するためのプリアンブルの数を決定し、且つ、その数のプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを決定するように構成される。
【００６１】
第4の態様の第3の実施形態による端末デバイスの第4の実施形態では、端末デバイスは、プリアンブルの数および時間および/または周波数シフトを基地局に送信するように構成される。
【００６２】
第4の態様の第3または第4の実施形態による端末デバイスの第5の実施形態では、時間および/または周波数シフトは事前に決定されるか、または、現在のネットワーク負荷および/または利用可能な無線リソースに基づいて決定される。
【００６３】
第4の態様それ自体および第4の態様の実施形態は、第1の態様それ自体のためにおよび第1の態様の対応する実施形態のために説明された利点を達成する。
【００６４】
特に、第3および第4の態様の基地局および端末デバイスは、それぞれ、第1の態様それ自体およびその実施形態の方法に関して説明された全ての利点を共に達成する。
【００６５】
本発明の第5の態様は、基地局および複数の端末デバイスを含むシステムを提供し、システムは、第1の態様それ自体による、または第1の態様のいずれかの実施形態によるRA方法を実行するように構成され、且つ/または、基地局は、第3の態様それ自体または第3の態様のいずれかの実施形態による基地局であり、且つ、端末デバイスは、第4の態様それ自体または第4の態様のいずれかの実施形態による端末デバイスである。
【００６６】
第5の態様のシステムは、第1の態様それ自体およびその実施形態の方法に関して説明された全ての利点を達成する。
【００６７】
本願で説明される全てのデバイス、要素、ユニットおよび手法は、ソフトウェアまたはハードウェア要素またはそれらの任意の種類の組合せで実施され得ることは留意されるべきである。本願で説明される様々なエンティティによって実行される全てのステップならびに様々なエンティティによって実行されるように説明される機能は、それぞれのエンティティがそれぞれのステップおよび機能を実行するように適合されるかまたは構成されることを意味するように意図される。例え、特定の実施形態の以下の説明で、永続的なエンティティによって完全に形成されるべき特定の機能またはステップが、その特定のステップまたは機能を実行するそのエンティティの特定の詳細な要素の説明で反映されなくても、当業者にとっては、これらの方法および機能は、それぞれのソフトウェアまたはハードウェア要素またはそれらの任意の種類の組合せで実施されることができることは明確であるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
本発明の上で説明された態様および実施形態は、同封の図面に関する、特定の実施形態の以下の説明において説明され、図面は以下を含む：
【００６９】
【図１】図1は、従来のRA手順を示す。
【図２】図2は、本発明の実施形態に係るRA方法を示す。
【図３】図3は、本発明の実施形態に係る端末デバイスおよび基地局を含むシステムを示す。
【図４】図4は、本発明の実施形態に係るRA方法においてリソース要求を優先順位付けするためのプリアンブルの組合せを示す。
【図５】図5は、本発明の実施形態に係るRA方法における基地局でのプリアンブルの検出を示す。
【図６】図6は、本発明の実施形態に係るRA方法を示す。
【図７】図7は、本発明の実施形態に係るRA方法における3つの優先度レベルのためのプリアンブルの組合せを示す。
【図８】図8は、本発明の実施形態に係るRA方法における基地局でのプリアンブルの検出を示す。
【図９】図9は、本発明の実施形態に係るRA方法における、時間領域(a)における、および、周波数領域(b)におけるプリアンブルの組合せを示す。
【図１０】図10は、本発明の実施形態に係るRA方法における、時間領域(a)における、および、周波数領域(b)における重複したプリアンブルを示す。
【図１１】図11は、本発明の実施形態に係るRA方法において誤検出を回避するための基地局での測定を示す。
【図１２】図12は、本発明の実施形態に係るRA方法における基地局での、プリアンブルの検出および時間差の推定を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図2は、本発明によって提案されるRA方法200の実施形態を示す。方法200の第1のステップ201では、少なくとも1つの端末デバイスは、1つのRAタイムスロット中に、1つまたは複数のプリアンブルを持つリソース要求を基地局に送信する。方法200の第2のステップ202では、基地局は、少なくとも1つのリソース要求に含まれるプリアンブルの数に基づいて、少なくとも1つの受信されたリソース要求の優先度レベルを検出する。方法200の第3のステップ203では、基地局は、少なくとも1つの受信されたリソース要求およびそれぞれ検出された少なくとも1つの優先度レベルに従って、アップリンクリソースを割り当てる。2つ以上の受信されたリソース要求が少なくとも1つの共通のプリアンブルを有する場合、基地局は、少なくとも1つの共通プリアンブルを持つこれらの決定されたリソース要求から、最も高い優先度レベルを有するリソース要求に従って、アップリンクリソースを割り当てる。いかなる共通のプリアンブルも有しないリソース要求については、基地局は、最初に、最も高い優先度レベルを有するリソース要求から、最後に、最も低い優先度レベルを有するリソースに従って、アップリンクリソースを順次割り当てる。全てのリソース要求を満たすために十分なリソースが利用可能でない場合、基地局は、最初に、最も高い優先度レベルを有するリソース要求から、最後に、より低い優先度レベルを有するあるリソース要求に従って、全ての利用可能なアップリンクリソースを順次割り当てる。
【００７１】
図3は、本発明によって提案されるような、少なくとも1つの端末デバイス301と基地局302とを含むシステム300の実施形態を示す。システム300は、図2に記載されたRA方法200を実行するように構成される。
【００７２】
この目的のため、端末デバイス301は、好ましくは、1つのRAタイムスロット中に、1つまたは複数のプリアンブルを持つリソース要求を基地局302に送信するように構成され（点線の矢印によって示される）、且つ、より高い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより多くのプリアンブルを結合するように構成されるとともに、より低い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより少ないプリアンブルを結合するように構成される送信ユニット303を含む。
【００７３】
それに応じて、基地局302は、好ましくは、少なくとも1つの端末デバイス301から、RAタイムスロット中に、1つまたは複数のプリアンブルを持つリソース要求を受信する（点線の矢印によって示される）ように構成される受信ユニット304を含む。さらに、基地局302は、好ましくは、少なくとも1つのリソース要求におけるプリアンブルの数に基づいて、少なくとも1つの受信されたリソース要求の優先度レベルを検出するように構成される検出ユニット305を含む。最後に、基地局302は、好ましくは、少なくとも1つの受信されたリソース要求および少なくとも1つの検出された優先度レベルに従って、アップリンクリソースを割り当てるように構成される割り当てユニット（306）を含む。
【００７４】
本発明のRA方法200では、複数の端末デバイス301は、事前の調整およびスケジューリング無しに、共有無線媒体、例えば、LTEにおける物理ランダムアクセスチャネル（PRACH）を使用してよい。端末デバイス301が実際のデータを送信する前に、端末デバイス301は、最初に、共通の無線チャネルで、少なくとも1つのプリアンブルを持つリソース要求を送信する。
【００７５】
シーケンスは、それによって、（J. D. C. Chu, “Polyphase Codes with Good Periodic Correlation Properties” IEEE Trans. on, Bd. 18, p. 531-532, 1972 または R. Frank et al., “Phase Shift Pulse Codes With Good Periodic Correlation” IEEE Trans. on Information Theory, Bd. 8, p. 381-382, 1962によって説明されるような）プリアンブルシグネチャーとして適用されることができる。このようなシーケンスは、自己相関および相互相関の意味において良好な特性を有する。
【００７６】
周期的な自己相関は、
【００７７】
【数１】
0006505862.tif 000002
【００７８】
として定義され、f(t)は、特性
【００７９】
【数２】
0006505862.tif 000003
【００８０】
を持つシーケンスの周期的な拡張である。Tはシーケンスの長さであり、
【００８１】
【数３】
0006505862.tif 000004
【００８２】
は整数の集合であり、
【００８３】
【数４】
0006505862.tif 000005
【００８４】
はfの複素共役を表す。
【００８５】
2つのシーケンスのサイクリックな相互相関は、
【００８６】
【数５】
0006505862.tif 000006
【００８７】
として定義され、f(t)は上で説明された第1のシーケンスの周期的な拡張であり、g(t)は同様に第2のシーケンスの周期的な拡張であり、
【００８８】
【数６】
0006505862.tif 000007
【００８９】
はgの複素共役である。
【００９０】
プリアンブルのシーケンスの周期的な自己相関は、ゼロの時間遅れτ=0での単一のピークと、非ゼロの時間遅れτ≠0での非常に低い値とを有する。上で引用されたChu氏らの論文によって説明されるシーケンスの場合では、周期的な自己相関はディラックのデルタ関数であり、且つ、非ゼロの遅れでは正確にゼロである。2つの異なるシーケンス間のサイクリックな相互相関関数の絶対値は非常に低い。基地局302の受信ユニット304は、好ましくは、周波数および/または時間領域においてプリアンブルシグネチャーが重複したとしても、個々のプリアンブルシグネチャーを検出するために、自己相関および相互相関の上の特性を利用することができる。
【００９１】
一般に、本発明のRA方法200では、より高く優先順位付けられた端末デバイス301、すなわち、より高い優先度レベルを持つリソース要求を送信する端末デバイス301は、リソース要求のためにより多くのプリアンブルの組合せを使用し、すなわち、あるRAタイムスロットにおいて、より低い優先度レベルを持つ、且つ、従って、より少ないプリアンブルを持つリソース要求を送信する、より低く優先順位付けられた端末デバイス301よりも、より多くのプリアンブルシグネチャーを結合する。換言すると、端末デバイス301は、より高い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより多くのプリアンブルを、または、より低い優先度レベルを有するリソース要求を送信するためにより少ないプリアンブルを結合する。リソース要求が1つまたは複数の共通のプリアンブルを有する場合、最も高い優先度レベルのリソース要求は、より低い優先度レベルのリソース要求を「上書きする」。
【００９２】
図4は、本発明の実施形態に係るRA方法200における、異なる優先度レベルのリソース要求のプリアンブルの組合せについての特定の例を示す。特に、図4は、時間(t)軸を示す。時間軸の上には、時間依存的に、2つの端末デバイス301（UE1およびUE2と呼ばれる）それぞれが、あるRAタイムスロットにおいて、プリアンブルを持つリソース要求を基地局（BS）302に送信する方法が示される。時間軸の下には、時間依存的に、同じRAタイムスロットにおいて、基地局302が、送信および受信されたプリアンブルを検出する方法が示される。
【００９３】
具体的には、UE1およびUE2は異なる優先度を有する。より高い優先度のUE2（図4では「優先UE」と呼ばれる）は、時間方向に次々と、それぞれプリアンブルシグネチャーPA1およびPA2によって定義される2つのプリアンブルを、同じRAタイムスロットにおいて送信する（プリアンブルは、以下では、プリアンブルPA1およびPA2と呼ばれる）。その一方では、より低い優先度のUE1は、プリアンブルシグネチャーPA1によって定義されるただ1つのプリアンブルを、同じRAタイムスロットにおいて同じチャネルで送信する。つまり、UE1およびUE2のリソース要求は、1つの共通のプリアンブル、すなわち、プリアンブルPA1を有する。
【００９４】
プリアンブルPA1およびPA2が、それぞれUE1およびUE2によって送信されている間、基地局302は、すなわち同じRAタイムスロットにおいて、好ましくはその検出ユニット305によって、プリアンブルの検出を実行する。図5は、具体的には、基地局302でのプリアンブルの検出を示す。特に、図5は、時間軸(t)上で、それぞれプリアンブルPA1およびPA2を持つ受信された信号の相関を示す曲線を示す。見てわかるように、プリアンブルPA1を持つ相関ピーク（2回、UE1とUE2の両方がPA1を送信するため）およびプリアンブルPA2を持つ相関ピークは、基地局302においてそれぞれよく検出および区別されることができる。それゆえ、図4にもまた示されるように、基地局302は、プリアンブルPA1およびPA2を検出するとともに、単一のプリアンブルを持つリソース要求よりも、より高い優先度レベルのリソース要求として、UE2からのPA1+PA2の組合せを識別する。
【００９５】
本発明のRA方法200によると、図4で示される特別な場合については、すなわち、少なくとも1つの共通のプリアンブルを有する少なくとも2つのリソース要求については、アップリンクリソースは、プリアンブルの組合せPA1+PA2を含むリソース要求に従って、すなわち、端末デバイスUE2に、基地局302によって許可されるであろう。端末デバイスUE1は、アップリンクリソースを受信せず、且つ、バックオフおよび再送信手順に入る必要がある。しかしながら、UE1がプリアンブルPA1の代わりにプリアンブルPA3を送信する場合、その時は、基地局302は、第1に、プリアンブルPA1+PA2を含むリソース要求に従って、すなわち、端末デバイスUE2にアップリンクリソースを割り当て、且つ、アップリンクリソースが依然として利用可能であれば、第2に、プリアンブルPA3を含むリソース要求に従って、すなわち、端末デバイスUE1にアップリンクリソースを割り当てる。この場合、端末デバイスUE1は、バックオフおよび再送信手順に入らなくてよい。
【００９６】
図6は、本発明の実施形態に係るRA方法200を示し、これは、図2に示される実施形態に基礎を置く。特に、図6は、2つの端末デバイス301、すなわち、図4および5に示されるようなUE1およびUE2と、基地局302との間で実行されるRA手順を示す。図6における矢印は、参加エンティティ301と302との間でそれぞれ送信される情報を示す。
【００９７】
具体的には、図6は、図1で示されるような従来のRA手順100において、2つの端末デバイス301、UE1およびUE2が衝突を有し得る場合のためのRA方法200を説明する。しかしながら、本発明のRA方法200では、UE1およびUE2は、異なる優先度によって提供される。従って、第1のステップでは、図4に関しても説明されたように、優先度が低いUE1は、プリアンブルPA1を持つリソース要求を送信し、且つ、優先度が高いUE2は、プリアンブルの組合せPA1+PA2を持つリソース要求を送信する。図4および5に示されるように、基地局302は、第2のステップで、プリアンブルPA1+PA2を含む高い優先度レベルのリソース要求を検出する。第3のステップでは、基地局302は、UE1およびUE2に、PA1+PA2を含むリソース要求に従って、すなわち、本質的には、PA1+PA2を送信するUEに対して、アップリンク（UL）リソースの許可を送信する。第4のステップでは、UE2は、アップリンクリソースが、そのリソース要求に従って割り当てられたことを認識し、且つ、その実際のメッセージを、許可されたULリソースで送信する。その一方では、UE1は、アップリンクリソースがそのリソース要求に従って割り当てられたことを認識せず、且つ、バックオフおよび再送信手順に入る。つまり、UE1はある数のN ms待機するとともに、次いで、そのリソース要求を基地局302に再送信する。
【００９８】
図1に示される従来のRA方法100と比較して、図6に示される本発明のRA方法200は、特定のリソース要求の優先度を保証する。結果として、全ての潜在的に衝突するリソース要求の最も高い優先度レベルのリソース要求は、バックオフおよび再送信手順に入る必要がなく、その結果、少なくとも最も高い優先度レベルのリソース要求については、衝突によって生じる遅延は回避される。遅延に敏感なサービスほど、リソース要求のより高い優先度レベルが端末デバイス301によって設定されるべきである。
【００９９】
本発明の上で説明された実施形態の提案されたRA方法200はまた、図7に示されるように、複数の優先度レベルをサポートもする。図7は、RA方法200における異なる優先度レベルのリソース要求のプリアンブルの組合せのためのさらなる特定の例を示す。特に、図7は時間(t)軸を示す。時間軸の上には、時間依存的に、それぞれ3つの端末デバイス301（以下では、UE1、UE2およびUE3と呼ばれる）が、あるRAタイムスロットにおいて、プリアンブルを持つリソース要求を基地局（BS）302に送信する方法が示される。時間軸の下には、時間依存的に、基地局302がこれらのプリアンブルを検出する方法が示される。
【０１００】
具体的には、図7におけるUE1、UE2およびUE3は、3つの異なる優先度を有する。UE3は最も高い優先度（図7では「レベル3」と呼ばれる）を有するとともに、そのリソース要求のために、3つのプリアンブルの組合せPA1+PA2+PA3を使用する。UE2は、UE3よりも低い優先度（図7では「レベル2」と呼ばれる）を有するとともに、そのリソース要求のために、2つのプリアンブルの組合せPA1+PA2を使用する。UE1は最も低い優先度（図7では「レベル1」と呼ばれる）を有するとともに、そのリソース要求のために、1つのプリアンブルPA1を使用する。一般には、さらに多くの優先度がもちろん可能であり、且つ、より高い優先度を持つUE301は、より低い優先度を持つUE301よりも、そのリソース要求のために、より多くのプリアンブルを同時に使用する。換言すると、端末デバイス301は、決定された優先度レベルを持つリソース要求を送信するためのプリアンブルの数を決定してよい。この目的のため、基地局302は、プリアンブルの数とリソース要求の優先度レベルとの間のマッピング情報を、1つまたは複数の端末デバイス301にブロードキャストしてよい。
【０１０１】
図7に示される全てのリソース要求は、共通のプリアンブルPA1を有する。従って、後の衝突を回避するために、基地局302は、3つの受信されたリソース要求のうちの1つのみに従って、アップリンクリソースを割り当てる。示されるように、基地局302は、3つのプリアンブルPA1+PA2+PA3を検出するとともに、UE3由来の最も高い優先度レベルのこのリソース要求を識別する。
【０１０２】
この点で、図8は、時間軸（t）上で、それぞれプリアンブルPA1、PA2およびPA3を持つ相関を示す曲線を示す。見てわかるように、プリアンブルPA1を持つ相関ピーク（3回、UE1、UE2およびUE3がPA1を送信するため）、プリアンブルPA2を持つ相関ピーク（2回、UE2とUE3の両方がPA2を送信するため）、およびプリアンブルPA3を持つ相関ピークは、基地局302においてそれぞれよく検出および区別されることができる。優先度レベルは、より長いプリアンブルの組合せ、すなわち、より多くのプリアンブルを持つ組合せを採用することによって任意に拡張されることができる。
【０１０３】
図4、5、7および8では、プリアンブルは、順次送信され、すなわち、時間方向で配列された。プリアンブルの組合せは、それに応じて、時間領域で適用される。しかしながら、プリアンブルの組合せは、図9で例示的に示されるように、時間領域または周波数領域、またはさらに両方のいずれかにおいて適用されることができる。
【０１０４】
図9は、(a)では、UE1として示される端末デバイス301によって、時間領域（時間軸tによって示される）で順次送信される2つのプリアンブルPA1およびPA2を示す。プリアンブルPA1およびPA2は、しかしながら、同じ周波数で送信され、すなわち、周波数領域（周波数軸fによって示される）において分離されない。同様に、図9は、(b)では、UE1として再び示される端末デバイス301によって、周波数領域（周波数軸fによって示される）で順次送信される、すなわち、異なる周波数で送信される2つのプリアンブルを示す。プリアンブルPA1およびPA2は、しかしながら、同時に送信され、すなわち、時間領域（時間軸tによって示される）において分離されない。つまり、端末デバイス301は、1つのリソース要求における複数のプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを決定および設定してよい。
【０１０５】
リソース要求における1つのプリアンブルの組合せのために使用されるプリアンブルはまた、図10に示されるように、時間および/または周波数領域において重複することもできる。特に、1より多くのプリアンブルを持つリソース要求を送信する端末デバイス301は、時間および/または周波数領域において少なくとも部分的な重複を持つプリアンブルを配列してよい。図10は、(a)において、UE1として示される端末デバイス301によって送信された部分的に重複したプリアンブルPA1およびPA2を示す。特に、PA1およびPA2は、（時間および周波数軸tおよびfによって示されるような）時間および周波数領域の両方で分離されるが、周波数および時間領域の両方において重複もする。それにより、差ΔtおよびΔfは、プリアンブルPA1およびPA2間の、それぞれ、決定された時間シフトおよび周波数シフトの値を示す。例えば、Δtは、時間領域における、第1のプリアンブルPA1の始まりと第2のプリアンブルPA2の始まりとの間の時間シフトを示してよく、「時間領域における始まり」は時間がより早いことを意味する。同様に、Δfは、それぞれ、周波数領域における、プリアンブルPA1およびPA2の始まりの間の周波数シフトを示してよく、「周波数領域における始まり」は、周波数がより高いことを意味する。しかしながら、プリアンブル間の時間および/または周波数シフトについて、異なる基準点も考慮されることができる。図10では、(a)において、ΔtとΔfの両方がゼロよりも大きい。図10では、(a)において、プリアンブルは異なるシグネチャー、すなわち、PA1≠PA2によって追加的に定義されるが、プリアンブル間の非ゼロの時間および/または周波数シフトによって、同じシグネチャーによって定義されたプリアンブルも送信され得、且つ、基地局301において依然として区別され得る。
【０１０６】
図10は、(b)において、UE1として再び示される端末デバイス301によって送信される、2つのプリアンブルPA1およびPA2は、さらに完全に重複することができ、すなわち、時間シフトΔtと周波数シフトΔfの両方がゼロと等しく、且つ、プリアンブルPA1とPA2は、（時間および周波数軸tおよびfによって示されるような）時間領域においても周波数領域においても分離されないことを示す。この場合、プリアンブルシグネチャーは、同じであるべきでなく、すなわち、図10では、(b)において、プリアンブルは、異なるシグネチャーPA1≠PA2によって定義される必要がある。
【０１０７】
要約すると、1より多くのプリアンブルを持つリソース要求を送信する端末デバイス301は、好ましくは、プリアンブル間の決定された時間および/または周波数シフトを提供し、且つ、決定された時間および/または周波数シフトがゼロである場合、異なるシグネチャーを持つプリアンブルを提供する。
【０１０８】
時間および/または周波数シフトΔtおよびΔfは、事前に決定されることができるか、または、ネットワークおよび/または基地局302の現在の状態に基づいて決定されることができ、例えば、それらは、ネットワークにおけるまたは基地局302での現在の負荷または予測される負荷に依存することができ、且つ/または、利用可能な無線リソースに基づいて決定されることができる。時間および周波数シフトは、端末デバイス301および基地局302の両方において知られてよく、または、どちらかの方向で、端末デバイス301と基地局302との間で通信されてよい。例えば、基地局302は、複数の端末デバイス301に、リソース要求のプリアンブル間で設定されるべき決定された時間および/または周波数シフトをブロードキャストしてよい。あるいは、端末デバイス301は、その数のプリアンブル間の周波数および/または時間シフトを決定してよく、且つ、好ましくは、プリアンブルの数および/または時間および/または周波数シフトを基地局302に前もって送信してよい。基地局302は、好ましくは、リソース要求の起こり得る誤検出を回避するために、時間および/または周波数シフトの情報を利用する。
【０１０９】
本発明の実施形態に係るRA方法200における誤検出をふるいにかけるためのアプローチが、図11において説明および例証される。図11は、具体的には、時間軸上の2つの異なる場合を説明し、すなわち、それらの場合は互いの後に生じ得る。第1の場合では、UE1として示される第1の端末デバイス301はプリアンブルPA1を送信し、且つ、UE2として示される第2の端末デバイス301は同じRAタイムスロットにおいてプリアンブルPA2を送信する。第2の場合では、UE1およびUE2よりも優先度がより高いUE3として示される第3の端末デバイス301は、PA1およびPA2の組合せを送信する。基地局302は、決定された時間および/または周波数シフトΔtおよびΔfを知っているため、これらの2つの異なる場合を区別することができ、すなわち、基地局302は、プリアンブルPA1およびPA2が、第1の場合のように、UE1およびUE2として示される2つの異なる端末デバイス301によって送信されたか、または、第2の場合のように、UE3として示される1つのより高い優先度の端末デバイス301によって送信されたかを区別することができる。
【０１１０】
具体的には、図11に示されるように、第1の場合では、基地局302は、プリアンブルPA1およびPA2を検出するとともに、2つの受信されたプリアンブルPA1とPA2との間の時間シフトΔt’を推定し、ここで、実際のΔt’は、事前に決定された時間シフトΔtと等しくない。従って、基地局302は、2つのプリアンブルPA1およびPA2は、異なるUEによって送信されたと結論付けることができる。第2の場合では、基地局302は、プリアンブルPA1およびPA2を検出するとともに、2つのプリアンブルPA1とPA2との間の時間シフトΔt’を推定し、ここで、実際のΔt’は事前に決定された時間シフトΔtと等しい。従って、基地局302は、2つのプリアンブルPA1およびPA2は、同じUEによって送信されたと結論付けることができる。同じことはもちろん周波数シフトとともに送信されたプリアンブルおよび推定された周波数シフトΔf’を決定された周波数シフトΔfと比較する基地局302に対しても可能である。換言すると、基地局302は、少なくとも2つの受信されたプリアンブル間の時間および/または周波数シフトを検出することができるとともに、検出された時間および/または周波数シフトおよび/またはプリアンブルの受信された電力レベルに基づいて、少なくとも2つの受信されたプリアンブルが同じ端末デバイス301由来であるか、または、異なる端末デバイス301由来であるかを決定してよい。
【０１１１】
基地局302での時間シフトΔt’の対応する検出は、図12に示される。図12は、時間軸(t)上に、それぞれ、PA1およびPA2との相関を示す曲線を示す。Δt’は、プリアンブルPA1とPA2との間の基地局302によって検出された時間シフトを示し、好ましくは、−説明されるように−、2つの相関関数のピーク間の推定された時間シフトである。基地局302は、受信されたプリアンブルの相関ピーク間の時間および/または周波数シフトを測定することができる。推定された時間シフトΔt’および/または周波数シフトΔfが、決定された時間シフトΔtおよび/または周波数シフトΔfと等しい場合、基地局302は、プリアンブルPA1とPA2の両方が同じ端末デバイス301に由来すると決定する。
【０１１２】
本発明は、例ならびに実施として、様々な実施形態と併せて説明されてきた。しかしながら、他の変更は、当業者によって、且つ、図面、本開示および独立請求項の研究から、請求された発明を実施することによって、理解および達成されることができる。請求項ならびに説明において、「含む」という用語は、他の要素またはステップを除外せず、且つ、不定冠詞“a”または“an”は複数を除外しない。単一の要素または他のユニットは、請求項で記載されたいくつかのエンティティまたは項目の機能を果たすことができる。ある手段が相互の異なる従属請求項において記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが、有利な実施において使用されることができないことを示すものではない。
【符号の説明】
【０１１３】
100  RA手順
101  基地局
102  端末デバイス
103  端末デバイス
200  RA方法
300  システム
301  端末デバイス
302  基地局
【図１】
0006505862.tif 000008
【図２】
0006505862.tif 000009
【図３】
0006505862.tif 000010
【図４】
0006505862.tif 000011
【図５】
0006505862.tif 000012
【図６】
0006505862.tif 000013
【図７】
0006505862.tif 000014
【図８】
0006505862.tif 000015
【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１】
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【図１２】
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