(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル通信ネットワークを介して通信するための通信デバイスであって、前記モバイル通信ネットワークは前記通信デバイスに信号を送信するまたは前記通信デバイスから信号を受信するための無線アクセスインタフェースを提供する１つ以上のネットワークエレメントを含み、前記通信デバイスは、
前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークへ前記信号を送信するように構成された送信機と、
前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークからの前記信号を受信するように構成された受信機と、
１つ以上の他の通信デバイスに共通である前記無線アクセスインタフェースのランダムアクセスチャネルを介して第１のネットワークエレメントへランダムアクセスメッセージを送信し、
前記通信デバイスが前記第１のネットワークエレメントへ信号を送信するための共有アップリンクチャネルの通信リソースの割り当ての指示を提供する前記ランダムアクセスメッセージに応答して、前記第１のネットワークエレメントから肯定的な通知を受信するか、または前記通信デバイスは前記共有アップリンクチャネルの通信リソースを割り当てらなかったという指示を提供する否定的な通知を前記第１のネットワークエレメントから受信する、ように前記送信機および前記受信機を制御するように構成されたコントローラと、を含み、ここで、
前記コントローラによる１以上のランダムアクセスの失敗状態の検出に応答して、
前記失敗状態が検出されたランダムアクセスに係る複数回のランダムアクセスメッセージからなるセットを、遅延を介して１回以上再送信するように、前記コントローラは前記送信機と組み合わせて構成され、
前記ランダムアクセスメッセージのセットの再送信のそれぞれは、前の前記セットの再送信に与えられた遅延より長い遅延を与えられ、前記セット内のそれぞれのランダムアクセスメッセージの送信電力は所定の初期送信電力から送信順に増加するようにそれぞれ設定され、
前記コントローラは、前記失敗状態の検出に応答して、次のランダムアクセスメッセージを送信する第２のネットワークエレメントを選択する、通信デバイス。
【請求項２】
前記ネットワークエレメントの選択の基準は、前記第１のネットワークエレメントから受信される信号の信号強度に適用されるように構成された負のオフセットを含み、
前記１以上のネットワークエレメントによって送信された信号を受信し、
前記１以上のネットワークエレメントの各々からの前記受信される信号のそれぞれの信号強度を判定し、前記選択または再選択の基準に関連した対応するパラメータを設定し、
前記第１のネットワークエレメントに関連した前記選択の基準に関連する前記パラメータに前記負のオフセットを適用し、
前記各ネットワークエレメントに関連した前記選択の基準に応じて、前記第２のネットワークエレメントを選択するように、
前記コントローラは前記受信機および前記送信機と組み合わせて構成される、
請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項３】
前記オフセットは、前記第１のネットワークエレメントの再選択を防止する効果を有する大きさを有する、
請求項２に記載の通信デバイス。
【請求項４】
前記ランダムアクセスメッセージは、最大送信電力以下の電力で再送信される、
請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項５】
前記第１のネットワークエレメントからのブロードキャストメッセージを受信するように前記コントローラは構成され、前記遅延は、前記ブロードキャストメッセージにおいて示されるパラメータに応じて算出される、
請求項１に記載の通信デバイス。
【請求項６】
モバイル通信ネットワークを介して通信するための方法であって、前記モバイル通信ネットワークは通信デバイスに信号を送信するまたは前記通信デバイスから信号を受信するための無線アクセスインタフェースを提供する１つ以上のネットワークエレメントを含み、前記方法は、
前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークへ前記信号を送信することと、
前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークからの前記信号を受信することと、を含み、前記送信することは、
１つ以上の他の通信デバイスに共通である前記無線アクセスインタフェースのランダムアクセスチャネルを介して第１のネットワークエレメントへ初期送信電力によってランダムアクセスメッセージを送信することと、
前記通信デバイスが前記第１のネットワークエレメントに信号を送信するための共有アップリンクチャネルの通信リソースの割り当ての指示を提供する前記ランダムアクセスメッセージに応答して、前記第１のネットワークエレメントから肯定的な通知を受信するか、または前記通信デバイスは前記共有アップリンクチャネルの通信リソースを割り当てらなかったという指示を提供する否定的な通知を前記第１のネットワークエレメントから受信することと、を含み、ここで前記方法は、
１以上のランダムアクセスの失敗状態の検出に応答して、前記失敗状態が検出されたランダムアクセスに係る複数回のランダムアクセスメッセージからなるセットを、遅延を介して１回以上再送信すること、を含み、
前記ランダムアクセスメッセージのセットの再送信のそれぞれは、前の前記セットの再送信に与えられた遅延より長い遅延を与えられ、前記セット内のそれぞれのランダムアクセスメッセージの送信電力は所定の初期送信電力から送信順に増加するようにそれぞれ設定され、
さらに、前記コントローラによる前記失敗状態の検出に応答して、次のランダムアクセスメッセージを送信する第２のネットワークエレメントを選択すること、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル通信ネットワークを介して通信をするための通信デバイスおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で提供される「背景」の記載は、一般的に、本開示の背景を提示するためのものである。現在指名された発明者の研究は、出願時の先行技術としてみなされず、明示または黙示のいずれかを問わず、本発明に対する先行技術として認められない説明の側面として、この背景技術のセクションに記載される。
【０００３】
３ＧＰＰで定義されるＵＭＴＳ及びＬＴＥ（Long  Term  Evolution）アーキテクチャに基づくモバイル通信システムなどの第３世代及び第４世代のモバイル通信システムは、前世代のモバイル通信システムによって提供される単純な音声及びメッセージングサービスよりもより高性能なサービスをサポートすることができる。
【０００４】
例えば、ユーザはＬＴＥシステムによって提供される改善された無線インタフェース及び拡張されたデータレートにより、以前は固定回線データ接続を介してのみ利用することのできたモバイルビデオストリーミング及びモバイルビデオ会議といった高データレートのアプリケーションを享受することができる。このため、第３世代及び第４世代のネットワークを配備することが強く望まれており、それらのネットワークのカバレッジエリア、すなわちそれらのネットワークへのアクセスが可能な地理的な場所は、急速に増大することが予想される。
【０００５】
第３世代及び第４世代のネットワークの広範囲にわたる配備を見込んで、利用可能な高データレートを活用するのではなく代わりに堅牢な無線インタフェースとカバレッジエリアの増大するユビキタス性とを活用する類のデバイス及びアプリケーションが、並行して配備されてきている。例として、少量のデータを比較的低い頻度で通信する半自律又は自律無線通信デバイス（例えばＭＴＣデバイス）によって象徴される、いわゆるマシンタイプ通信（ＭＴＣ）アプリケーションを含む。例として、例えば、顧客の家に配置され、顧客が消費したガス、水道、電気などのユーティリティに関して中央のＭＴＣサーバへ周期的にデータを送り返す、いわゆるスマートメータを含む。
【０００６】
第３世代又は第４世代のモバイル通信ネットワークによって提供される広いカバレッジエリアを利用することはＭＴＣタイプの端末などの端末にとって便利ではあろうが、現在のところ不都合な点がある。スマートフォンなどの従来の第３世代又は第４世代の移動端末とは異なり、ＭＴＣタイプの端末は、比較的単純でかつ安価であることが好ましい。ＭＴＣタイプの端末によって典型的に実行されるタイプの機能（例えば、データを収集し、送り返す）は、実行するのに特に複雑な処理を必要としない。しかし、第３及び第４世代のモバイル通信ネットワークは、一般的に、無線インタフェース上で動作するためにより複雑で高価な無線トランシーバを必要とする高度なデータ変調技術を使用する。通常スマートフォンが一般的なスマートフォンタイプの機能を実行するために強力なプロセッサが必要なように、通常、スマートフォンでこのような複雑なトランシーバを含むように正当化される。しかし上述したように、ＬＴＥタイプのネットワークを使用して通信するために、比較的安価で、より複雑ではないデバイスを使用したいという要望が現在ある。
【０００７】
一般的に通信デバイスのすべてのタイプは、モバイル通信ネットワークの通信リソースにアクセスする効率を向上させることが望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
本開示の例示的な実施形態によれば、モバイル通信ネットワークを介して通信するための通信デバイスが提供され、モバイル通信ネットワークは通信デバイスに信号を送信するまたは通信デバイスから信号を受信するための無線アクセスインタフェースを提供する１つ以上のネットワークエレメントを含む。通信デバイスは、モバイル通信ネットワークの１つ以上のネットワークエレメントによって提供される無線アクセスインタフェースを介してモバイル通信ネットワークへ信号を送信するように構成された送信機と、モバイル通信ネットワークの１つ以上のネットワークエレメントによって提供される無線アクセスインタフェースを介してモバイル通信ネットワークからの信号を受信するように構成された受信機と、コントローラと、を含む。コントローラは、１つ以上の他の通信デバイスに共通である無線アクセスインタフェースのランダムアクセスチャネルを介して第１のネットワークエレメントへランダムアクセスメッセージを送信し、通信デバイスが第１のネットワークエレメントに信号を送信するための共有アップリンクチャネルの通信リソースの割り当ての指示を提供する前記ランダムアクセスメッセージに応答して、第１のネットワークエレメントから肯定的な通知を受信するか、または通信デバイスは共有アップリンクチャネルの通信リソースを割り当てらなかったという指示を提供する否定的な通知を第１のネットワークエレメントから受信する、ように送信機を制御するように構成される。コントローラによる１以上のランダムアクセスの失敗状態の検出に応答して、前の再送信の遅延よりも大きいか、または等しい可変遅延の後であるランダムアクセスメッセージの再送信ごとに、ランダムアクセスメッセージを１回以上再送信するように、コントローラは送信機と組み合わせて構成される。
【０００９】
本技術に従って動作するように構成された通信デバイスは、無線アクセスインタフェースのランダムアクセスチャネルでランダムアクセスメッセージを送信することによって、ランダムアクセス手順を実行するように構成され、同時にランダムアクセスメッセージを送信する他の通信端末に起因するランダムアクセスチャネル上の輻輳の可能性を低減する。いくつかの例において、通信デバイスは多数のネットワークエレメントによってサービスされるセル内で動作してもよい。これらのデバイスのかなりの数が、ランダムアクセスメッセージを送信することによって、ネットワークエレメントによって提供される通信リソースに同時にアクセスすることを起こしている場合、そしてランダムアクセスチャネルの限られた帯域幅、ネットワークエレメントの処理能力またはモバイル通信ネットワークの限られた帯域のために輻輳が発生することがあり得る。これの後にランダムアクセスメッセージを再送信するによってネットワークエレメントがランダムアクセスメッセージの量に対処することができない場合が発生する可能性があり、肯定的な通知または否定的な通知（応答なし）のいずれも通知されず、従ってランダムアクセスメッセージの再送信の間の遅延を増加させることによって、応答がネットワークエレメントに送信されるために、輻輳が十分に解消する大きな可能性がある。
【００１０】
通信デバイスにより送信されるランダムアクセスメッセージは、プリアンブルまたはランダムアクセスプリアンブルを含む、またはプリアンブルまたはランダムアクセスプリアンブルから構成されてもよい。
【００１１】
いくつかの例において、ランダムアクセス応答メッセージの再送信の前の所定の時間のそれぞれは、その遅延の組合せが、１以上の再送信の各々の前の再送信のための遅延よりも大きいまたは等しいように、最小の遅延およびランダムに生成された遅延期間で構成される。従って、１以上の他の通信デバイスの各々が、１以上の他のランダムアクセスメッセージを通信デバイスの送信時に異なる時間において再送信するように構成される構成が提供される。
【００１２】
種々のさらなる態様および本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲で提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明の実施形態は添付の図面を参照することで例示としてのみ示され、同様の部分は対応する参照番号で示される。
【図１】図１は、従来のモバイル通信ネットワークの一例を示す概略図を提供する。
【図２】図２は、従来のＬＴＥの無線フレームを示す概略図を提供する。
【図３】図３は、従来のＬＴＥダウンリンク無線サブフレームの例を示す概略図を提供する。
【図４ａ】図４ａは、ＬＴＥのランダムアクセス手順を示す概略図を提供する。
【図４ｂ】図４ｂは、ＬＴＥのランダムアクセス手順を示す概略図を提供する。
【図５】図５は、本発明の実施例に係る可変遅延プリアンブル送信スキームの概略図を提供する。
【図６】図６は、本発明の実施例に係る可変遅延プリアンブル送信スキームの概略図を提供する。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施例に係る可変遅延プリアンブル送信スキームの概略図を提供する。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施例に係る可変遅延プリアンブル送信スキームの概略図を提供する。
【図８】図８は、本発明の実施例に係る可変遅延プリアンブル送信スキームの概略図を提供する。
【図９】図９は、本発明の実施例に係る可変遅延プリアンブル送信スキームの概略図を提供する。
【図１０】図１０は、本発明の実施例に係る可変遅延プリアンブル送信スキームの概略図を提供する。
【図１１】図１１は、本発明の実施例に従って構成され、適応されたＬＴＥモバイル通信ネットワークの一部を示す概略図を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（従来のネットワーク）
図１は、従来のモバイル通信システムの基本的な機能を示す概略図を提供する。
【００１５】
ネットワークは、コアネットワーク１０２に接続された複数の基地局１０１を含む。各基地局は、データをモバイル端末１０４からおよびモバイル端末１０４に通信することができるカバレッジエリア１０３（すなわちセル）を提供する。データは、無線ダウンリンクを介して基地局１０１からカバレッジエリア１０３内のモバイル端末１０４に送信される。データは、無線アップリンクを介してモバイル端末１０４から基地局１０１に送信される。コアネットワーク１０２は、モバイル端末１０４に、および、からのデータをルーティングし、認証、モビリティ管理、課金等のような機能を提供する。モバイル端末は、ユーザ機器（ＵＥ）または通信デバイスと呼ばれてもよく、基地局は、エンハンストノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）またはネットワークエレメントと呼ばれてもよい。
【００１６】
３ＧＰＰで定められたＬｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）アーキテクチャに従って構成されたような通信システムは、無線ダウンリンク（いわゆるＯＦＤＭＡ）および無線アップリンク（いわゆるＳＣ−ＦＤＭＡ）のためのインタフェースに基づく直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる。データは、複数の直交サブキャリアでアップリンクおよびダウンリンクで送信される。図２は、ＬＴＥダウンリンクの無線フレーム２０１を基にしたＯＦＤＭを説明している概要図を示す。ＬＴＥダウンリンクの無線フレームは、ＬＴＥ基地局（エンハンストノードＢとして知られる）から送信され、１０ｍｓ持続する。ダウンリンクの無線フレームは１０のサブフレームを備え、各サブフレームは１ｍｓ持続する。プライマリ同期信号（ＰＳＳ）およびセカンダリ同期信号（ＳＳＳ）は、ＬＴＥフレームの第１および第６番目のサブフレームで送信される。プライマリブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）は、ＬＴＥフレームの第１のサブフレームで送信される。ＰＳＳ、ＳＳＳ、およびＰＢＣＨは、後により詳細に説明される。
【００１７】
図３は、従来のダウンリンクのＬＴＥサブフレーム構造の例を表すグリッドを提供する概要図を提供する。サブフレームは、１ｍｓ期間中に送信される所定の数のシンボルを有する。各シンボルは、ダウンリンク無線キャリアの帯域幅にわたって分散された、所定の数の直交サブキャリアから構成される。
【００１８】
図３で示されるサブフレームの例は、１４のシンボルおよび２０ＭＨｚの帯域幅にわたって配置される１２００のサブキャリアから構成される。ＬＴＥでデータが送信され得る最も小さい単位は、１サブフレーム中で送信される１２のサブキャリアである。明確にするために、図３において個々のリソースエレメントは図示されないが、代わりにサブフレームのグリッドにおける個々のボックスは、１シンボルで送信される１２のサブキャリアに対応する。
【００１９】
図３は、４つの通信端末に対するリソース割り当て３４０、３４１、３４２、３４３を示す。例えば、第１のＬＴＥ端末（ＵＥ１）に対するリソース割り当て３４２は、１２のサブキャリアの５のブロックにわたって広がっており、第２のＬＴＥ端末（ＵＥ２）に対するリソース割り当て３４３は１２のサブキャリアの６のブロックにわたって広がっている、等である。
【００２０】
制御チャネルデータは、サブフレームの最初のｎシンボルから構成されるサブフレームの制御領域３００で送信され、ｎは３ＭＨｚまたは３ＭＨｚより大きいチャネル帯域幅に対して１から３のシンボルの間で変化し得、またｎは１．４ＭＨｚのチャネル帯域幅に対して２から４のシンボルの間で変化し得る。制御領域３００で送信されるデータは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、物理制御フォーマット指示チャネル（ＰＣＦＩＣＨ）および物理ＨＡＲＱ指示チャネル（ＰＨＩＣＨ）で送信されるデータを含む。
【００２１】
ＰＤＣＣＨは、サブフレームのどのシンボルのどのサブキャリアが特定の通信端末（ＵＥ）に割当てられたかを示す制御データを含む。そのため、図３で示されるサブフレームの制御領域３００で送信されるＰＤＣＣＨデータは、ＵＥ１は第１のリソースブロック３４２を割り当てられ、ＵＥ２は第２のリソースブロック３４３が割り当てられることなどを示し得る。それが送信されるサブフレームにおいて、ＰＣＦＩＣＨは、そのサブフレームの制御領域の持続期間（例えば、１から４の間のシンボル）を示す制御データを含み、ＰＨＩＣＨは、以前に送信されたアップリンクデータがネットワークによってうまく受信されたか否かを示すＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）データを含む。
【００２２】
あるサブフレームにおいて、サブフレームの中央帯３１０のシンボルは、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）および上述した物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）を含む情報の送信に使われる。この中央帯３１０は、概して７２のサブキャリアの幅（１．０８ＭＨｚの送信帯域幅に相当）である。ＰＳＳおよびＳＳＳは、検出された時点で通信端末１０４にフレーム同期をさせ、ダウンリンク信号を送信する基地局（ｅＮｏｄｅＢ）のセルＩＤを特定させる同期シーケンスである。ＰＢＣＨは、セルに関する情報を搬送し、通信端末がセルにアクセスするために必要とするパラメータを含むマスター情報ブロック（ＭＩＢ）を含む。物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）で個々の通信端末に送信されるデータは、サブフレームの通信リソースエレメントの残りのブロックで送信され得る。
【００２３】
図３はまた、システム情報を含み、Ｒ３４４の帯域幅に広がるＰＤＳＣＨの領域を示す。このように図３において中央周波数はＰＳＳ、ＳＳＳおよびＰＢＣＨのような制御チャネルを搬送するため、通信端末の受信機のための最小帯域幅を意味する。
【００２４】
ＬＴＥチャネルでのサブキャリアの数は送信ネットワークの構成によって変わり得る。概して図３で示されたように、このバリエーションは１．４ＭＨｚのチャネル帯域幅中で７２のサブキャリアが含まれる場合から、２０ＭＨｚのチャネル帯域幅で１２００のサブキャリアが含まれる場合まである。本技術分野で知られているように、データをＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨおよびＰＨＩＣＨで搬送するサブキャリアは概してサブフレームの全帯域にわたって分散されている。そのため、従来の通信端末は制御領域を受信およびデコードするために、サブキャリアの全帯域幅を受信することができなければならない。
【００２５】
図１のネットワークがＬＴＥに従って動作する例において、ＵＥ１０４は、ｅＮｏｄｅＢ１０１によってアップリンクフレーム内のリソースを割り当てられる。例えば、ＵＥがｅＮｏｄｅＢと未接続状態であり、ｅＮｏｄｅＢに接続することを望む場合、ＵＥは、ネットワークへのアクセスのための要求として機能するランダムアクセス手順を実行する必要がある。
【００２６】
（ＬＴＥランダムアクセス手順）
図４ａは、ＵＥがＬＴＥネットワークへのアクセスを要求するために実行するＬＴＥの競合ベースのランダムアクセス手順を示す。最初にＵＥは、ｅＮｏｄｅＢによってダウンリンクフレームでＳＩＢ２のようなシステム情報ブロック（ＳＩＢ）でブロードキャストされる競合ベースのランダムアクセスプリアンブルのセットからランダムアクセスプリアンブルを選択する。ＵＥは選択されたランダムアクセスプリアンブル４０１をｅＮｏｄｅＢに送信し、ここでこの送信はネットワークおよびネットワークのリソースへのアクセスを要求するアクセス要求メッセージとして機能し、プリアンブルはユーザデバイスの識別子として機能する。ランダムアクセスプリアンブルは、アップリンクフレームの物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）のような無線アクセスインタフェース内の物理チャネル上で送信されてもよい。ランダムアクセスプリアンブルがｅＮｏｄｅＢによって受信されると、ステップ４０２で、ｅＮｏｄｅＢは、例えばリソース割り当てに関する肯定または否定の通知を提供するランダムアクセス応答（ＲＡＲ）のようなランダムアクセス応答を送信し、ＵＥはランダムアクセス応答を受信する。ＵＥがＲＡＲを見つけることができる物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）のようなダウンリンクチャネルの時間と周波数におけるリソースは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のような制御チャネル上のメッセージで示される。制御メッセージは、ランダムアクセス無線ネットワーク一時識別子（ＲＡ−ＲＮＴＩ）に対して向けられ、応答メッセージと同じサブフレームで送信される。従ってこのメッセージは、応答メッセージを受信する前に受信される必要がある。特に、現在のサブフレームで応答メッセージが見つけられるリソースに関するＵＥを通知するダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージはＰＤＣＣＨで送信され、いくつかの例においてＲＡ−ＲＮＴＩは関連するアクセス要求メッセージの時間および周波数の送信識別子から形成される。応答メッセージは、少なくとも受信されたプリアンブル、タイミング調整コマンド、割り当てられたアップリンクリソースの許可および一時セルＲＮＴＩ（Ｃ−ＲＮＴＩ）の識別子を含む。応答メッセージを受信すると、ＵＥは、ステップ４０３で示されるように無線リソース制御（ＲＲＣ）接続要求のような意図されたメッセージを含むスケジュールされた送信を、割り当てられたアップリンクリソースで送信する。最後にステップ４０４において、意図されたメッセージを受信すると、ｅＮｏｄｅＢは競合解決メッセージを送信する。競合解決メッセージは、競合解決メッセージが向けられたＵＥによって例えばＨＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫを用いて確認される。このようにこの手順は、同時に複数のＵＥが同一のプリアンブルを使用することおよび／または同じチャネルを介してランダムアクセス要求を送信することの可能性を克服する。
【００２７】
図４ｂは、ＬＴＥネットワークにおいてリソースを要求するための非競合ベースのランダムアクセス手順の例を示す。ランダムアクセスメッセージにおけるＵＥからのランダムアクセスプリアンブルの送信に先立って、ステップ４５１において、ｅＮｏｄｅＢはプリアンブルの非競合ベースのセットからプリアンブルをＵＥに割り当てる。この割り当ては、ＰＤＣＣＨのフォーマット１Ａのダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージを介して行われてもよく、またはユーザデバイスが最近ｅＮｏｄｅＢによってサービスされるセルに入った場合、ハンドオーバコマンドを介して行われてもよい。ステップ４５２で、ユーザデバイスは、ｅＮｏｄｅＢに割り当てられたプリアンブルを送信する。プリアンブルがｅＮｏｄｅＢで受信されると、ステップ４５３で、ｅＮｏｄｅＢは、例えばランダムアクセス応答（ＲＡＲ）のような応答メッセージを送信し、ここで応答メッセージは図４ａのステップ４０２で送信される応答メッセージと同様の情報を含む。応答メッセージがＵＥで受信されると、ユーザデバイスは、応答メッセージに示され、割り当てられたアップリンクリソースで意図されたメッセージを送信する。
【００２８】
図４ａおよび４ｂが参照されて直接ｅＮｏｄｅＢからメッセージを送信および受信するアクセス要求手順が説明されたが、メッセージは同じ手順を使用して１以上の中継機を介して送信及び受信されてもよい。
【００２９】
（応答ウィンドウ）
上述された両方のアクセス要求手順は、ｅＮｏｄｅＢでのプリアンブルの受信およびＵＥでの応答メッセージの受信に依存する。ＬＴＥシステムにおいて、応答メッセージは、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）で送信され、ＰＤＣＣＨのような物理制御チャネル上の情報でスケジュールされる。ＵＥが、アクセス要求メッセージの送信時点から応答が受信されるまで、継続的に応答メッセージを受信しようとしないことを確実にするために、応答メッセージは、所定の時間の応答メッセージウィンドウでｅＮｏｄｅＢによって送信される。アクセス要求メッセージがランダムアクセス要求であり、応答メッセージがランダムアクセス応答である場合、そのようなウィンドウは、ランダムアクセス応答ウィンドウまたはＲＡＲウィンドウと呼ばれてもよい。応答ウィンドウは、ＵＥが応答メッセージを受信しようとする時に有限の時間が定義されるので、ＵＥでの消費電力量を低減する可能性がある。応答ウィンドウは、アクセス要求メッセージの送信に関連して定義され、ＵＥは、応答ウィンドウが開始するときに、応答メッセージを受信しようとし始めるように構成される。応答メッセージを受信するプロセスは、ＵＥが、ＵＥのＲＡ−ＲＮＴＩ宛てのＰＤＳＣＨスケジューリング情報を含む関連するＤＣＩのための、応答ウィンドウ内の各サブフレームのＰＤＣＣＨを確認することを含む。このようなスケジューリング情報が見つけられた場合、ＵＥは、対応するサブフレームのＰＤＳＣＨ内の応答メッセージを受信およびデコードし、応答メッセージは、ＵＥがアクセス要求メッセージでｅＮｏｄｅＢに送信したプリアンブルの指示を含む。応答メッセージが正常に受信されると、ＵＥは、応答メッセージスケジューリング情報のためのＰＤＣＣＨを確認することをやめる。応答メッセージが応答ウィンドウ内でＵＥによって受信されない場合、最小の待機期間の後に、ユーザデバイスは次の新たなアクセス要求手順を開始し、ここで次のアクセス要求手順は前に図４ａおよび図４ｂを参照して説明したものと同様である。異なるＵＥに対する複数の応答メッセージが各応答ウィンドウ内でｅＮｏｄｅＢによって送信されてもよいので、輻輳を軽減する。複数の応答メッセージが単一の応答ウィンドウに存在する場合、ユーザデバイスは、それらが向けられるＲＡ−ＲＮＴＩおよび応答メッセージのそれぞれが含むプリアンブルを用いてそれらを区別することができる。
【００３０】
上述した手順は、ｅＮｏｄｅＢによって送信される応答メッセージがＵＥによって受信される可能性を増加させる方法を提供するが、それは最初のランダムアクセス要求においてプリアンブルを送信するための堅牢な（ｒｏｂｕｓｔ）手順を提供しない。例えば、いくつかのシナリオにおいて多数のＵＥが同時に同じｅＮｏｄｅＢにランダムアクセスプリアンブルの形式でランダムアクセスメッセージを送信してもよい。これが発生する可能性のある一例は、ユーティリティメーターのようなマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスの多数が、停電などのイベントを報告しようとする場合である。他の例は、例えばスポーツイベントのためにある場所において通常その場所で提供されているよりも多数の従来の通信デバイスがあることである。そのようなシナリオにおいて、ｅＮｏｄｅＢがすべてのランダムアクセス要求を処理できない、および／またはランダムアクセス要求が互いに干渉する可能性がある。これはｅＮｏｄｅＢが一部またはすべてのランダムアクセスメッセージを失敗して処理することにつながる可能性があり、したがって要求ＵＥは、リソース割り当ての形式でランダムアクセス応答メッセージを受信しないかもしれない。ランダムアクセス応答が受信されない場合にＵＥに対して履行されない応答（デフォルト応答）は、ランダムアクセスメッセージが再送信される電力を増加させてランダムアクセスメッセージを再送信すべきであり、タイマー（Ｔ３００）が満了するまでこの繰り返しを続け、タイマーの満了は無線リソース制御接続が確立されなかったことを示す。しかし再送されるメッセージは無線アクセスインタフェースおよびｅＮｏｄｅＢの両方に対する追加の輻輳の原因になるので、このデフォルト応答は、ｅＮｏｄｅＢにアクセスしようとし、リソースを要求しようとする多数のＵＥによって引き起こされる問題を悪化させ、従って再送信されるメッセージによって引き起こされる干渉を増加させる。
【００３１】
堅牢性を欠いている従来のランダムアクセス手順の第２の例は、ＵＥとｅＮｏｄｅＢへの、およびＵＥとｅＮｏｄｅＢからのアップリンクおよびダウンリンクパスが著しく異なっている場合であり、したがってＵＥは誤ったｅＮｏｄｅＢにキャンプオンする。このシナリオは、例えば、ダウンリンク信号が人為的に高い電力でＵＥにおいて受信される場合に発生する可能性がある。このような問題は、ｅＮｏｄｅＢとＵＥとの間にある湖の近くで発生することが知られている。そのような状況において、ダウンリンクにおける湖からの信号の反射は、ＵＥにおける受信信号を高振幅で受信させる。したがってＵＥは、通信するためのネットワークエレメントとして、このｅＮｏｄｅＢを選択する。しかし、ＵＥからｅＮｏｄｅＢへのアップリンクでの信号は、ｅＮｏｄｅＢで低電力で受信されるまたはまったく受信されないことがある。したがって、ＵＥがランダムアクセス要求を行った場合、ｅＮｏｄｅＢがランダムアクセス要求を正しく受信せず、したがってＵＥは応答を受信しない可能性がある。これはＵＥに上述したものと同様の手順を実行させることにつながり、その手順は、ランダムアクセスメッセージを再送信し、再送信の送信電力を増加させる。いくつかの状況でこれは、ＵＥに任意のネットワークサービスを取得することを失敗させること、同様にＵＥにおける消費電力の増加などを引き起こす。
【００３２】
現在のランダムアクセス手順の上記の制限によってもたらされるさらなる問題は、ＵＥで利用可能な唯一の指示がランダムアクセス応答の欠如であるため、ＵＥは上記の問題を区別することができないことである。したがって、上記の問題の両方を軽減することができるアプローチが実現されれば、有益であろう。
【００３３】
上記の問題の悪影響を軽減するために解決策が提案されているが、その解決策は、多くの欠点を有している。例えば、提案される解決策は、ｅＮｏｄｅＢに関して固定期間のタイマーをＵＥにシグナリングすること、またはＵＥに関してランダムアクセスメッセージの再送信を制御するためにハードコードされたタイマー値を使用することである。このタイマーは、ＵＥが多数のランダムアクセスメッセージを送信し、所定の閾値に相当する間に応答がないときに動作される。その後ＵＥは、タイマーが満了するまでさらなるランダムアクセスメッセージの送信を保留する。送信におけるこの遅延の目的は、ｅＮｏｄｅＢが回復し、したがってランダムアクセスメッセージを受信し、さらに処理できる準備ができるウィンドウをｅＮｏｄｅＢに提供することである。しかし、通常の状況におけるこの「バックオフ」期間を実行することは、アップリンクカバレッジの一時的な問題の代わりに、例えばｅＮｏｄｅＢでの輻輳や負荷の問題がない場合であってもＵＥのための呼（ｃａｌｌ）の確立が遅れることを招く。さらに、固定期間の使用はまた、多数のＵＥがそれらのランダムアクセスメッセージを同様の時間で再送信することにつながり、したがって問題が解決ないではないが、遅れが生じる。また、固定された遅延の使用は、システム内の輻輳に比べてタイマーが長すぎるまたは短すぎるかのいずれかになる現在のネットワーク状態を考慮していない。したがって、他の例、すなわち、低輻輳や誤ったセル選択におけるランダムアクセス要求に対するあまりにも多くの遅延を発生させずに、高いネットワークの輻輳がある場合に適したバックオフ時間を割り当てるタイマー期間を設定することは困難である。
【００３４】
人為的に高いダウンリンク信号のためにＵＥが誤ったｅＮｏｄｅＢを選択すること是正するために提案された解決策は、ＵＥがランダムアクセス要求の失敗を繰り返し検出する場合に、ＵＥが異なるｅＮｏｄｅＢを選択できるように、ｅＮｏｄｅＢの再選択のオフセットを適用することでる。例えば、最も強いダウンリンク信号を提供するｅＮｏｄｅＢが繰り返しランダムアクセスメッセージに応答しない場合、ＵＥは、新しいｅＮｏｄｅＢの受信信号強度に基づいて、ＵＥがダウンリンク信号を受信するｅＮｏｄｅＢから、少なくとも前のｅＮｏｄｅＢよりも所定の割合低い代替のｅＮｏｄｅＢを選択してもよい。
【００３５】
これらのアプローチは上述の問題のいくつかを緩和する可能性があるが、それらはまたかなりの多くの欠点を有している。例えば、誤ってｅＮｏｄｅＢにキャンプオンしているために、もしくは無線アクセスインタフェースまたはｅＮｏｄｅＢでの輻輳のために失敗が発生しているかどうかが、ランダムアクセス要求の失敗を経験するＵＥに認識されない。したがって上記の技術は、広範囲の実装に適していないかもしれない。
【００３６】
（可変遅延プリアンブル送信）
本開示によれば、ＵＥは、繰り返してランダムアクセスメッセージが認識されず、したがってランダムアクセス要求が成功しない状況を管理するために、そのバックオフ動作および／またはセル再選択動作に適応する。
【００３７】
第１の実施形態によれば、ＵＥは、ランダムアクセスの失敗状態が検出される場合、可変のバックオフ、または可変の遅延タイマーを適用し、後続のランダムアクセスメッセージ送信におけるバックオフ時間を固定または所定の増加（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）によって拡大させる。
【００３８】
図５は、第１の実施形態に係るバックオフ方法を示す概略図を提供する。図５のｙ軸はプリアンブルがランダムアクセスメッセージとして送信される電力を表し、ｘ軸はプリアンブルがランダムアクセスメッセージとして送信される時間を表す。最初にＵＥはＬＴＥ規格に従って動作し、例えばＵＥは、５０１において第１のプリアンブルを送信する。しかしこの最初の送信は、ｅＮｏｄｅＢからのランダムアクセス応答をもたらさないので、ＵＥは５０２において増大させた電力でプリアンブルを再送信する。このプロセスは、５０３、５０４および５０４においてプリアンブルが再送信され、プリアンブル送信最大（preamble  Trans  Max）閾値に達するまで継続する。この閾値に達することはランダムアクセスの失敗状態を示し、したがって一旦この閾値に達すると、ＵＥはプリアンブルの再送信をＮｍｓ（ミリ秒）遅延させ、したがって次は５０６でプリアンブルを再送信する。図５において、最大送信電力５０８にまだ到達されていないので、プリアンブルの送信５０６は前のプリアンブルの送信と比較して増加した電力で送信されることが示される。しかし、いくつかの例では、最大送信電力は既にプリアンブル送信５０５で到達されていてもよく、したがってそれ以上の増加は可能ではなくなる。代替的に、送信電力は、他の後続のプリアンブルの再送信ごとに、例えばまたは任意の選択されたパターンに従って増加されてもよい。プリアンブル５０６がまた、ＵＥがランダムアクセス応答を受信することをもたらさない場合、後続のプリアンブルの再送信が５０７で発生する。しかし、再送信は、ｅＮｏｄｅＢに任意の輻輳から回復するためのさらなる時間を与えるために、前の再送信と比べて２Ｎｍｓ遅延される。プリアンブル５０７が、ｅＮｏｄｅＢからのランダムアクセス応答をもたらさなかった場合、プリアンブルは３Ｎｍｓ後に再送信されるというように続く。図５では遅延は以下に従って算出される。
・遅延＝（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）×プリアンブル送信最大遅延
しかし、遅延はまた、急激な増加または初期オフセットの式のように適切な式に従って算出されてもよい。例えば下記のいくつかの式。
・遅延＝プリアンブル送信最大遅延オフセット＋（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）×プリアンブル送信最大遅延
・遅延＝プリアンブル送信最大遅延オフセット＋プリアンブル送信最大遅延（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）

・遅延＝プリアンブル送信最大遅延オフセット×（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）＋プリアンブル送信最大遅延（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）
【００３９】
ランダムアクセスの失敗状態が発生し、ランダムアクセス応答が受信されないような場合、本実施形態は、再送信の間の遅延がそれ以前の再送信の間の遅延より大きいまたはそれ以前の再送信の間の遅延に等しいように、ＵＥに比較的短い遅延を開始させ、遅延を増加できるようにする。これは、遅延の長さがシステムの輻輳に効果的に依存し、ＵＥがランダムアクセスの失敗の原因を知らない場合に長い遅延が最初に使用されないので、既存のアプローチに勝る利点を提供する。例えば、多数のプリアンブル送信の繰り返しは、ネットワークの輻輳と相関する可能性がある。したがって、より長い遅延期間が、回復するためのより長い時間をネットワークに与え、これは、遅延期間が自動的にネットワークの輻輳を調整できるようにする。したがって、最初のプリアンブルの再送信に対する不必要に長い遅延の使用が回避され、例えば呼の確立における遅延が低減される。上記のようにプリアンブル送信最大遅延（premableTransMaxDelay）は、いずれのブロードキャストシステム情報でシグナリングされてもよく、または仕様で固定されてもよく、したがってＵＥにおいてハードコードされる。しかしいくつかの状況で、プリアンブル送信最大（premableTransMax）、プリアンブル送信最大遅延（premableTransMaxDelay）、プリアンブル送信最大遅延オフセット（preambleTransMaxDelayOffset）などのパラメータまたは関連する方程式は、ｅＮｏｄｅＢが輻輳緩和技術を動的に制御できるように動的にシグナリングされてもよい。
【００４０】
いくつかの例において、可変バックオフまたは可変遅延の使用は、ｅＮｏｄｅＢからのシグナリングに依存してもよい。例えば、追加のシグナリングビットが、ｅＮｏｄｅＢによって提供されているＵＥが可変遅延を実行するかどうかを指定するブロードキャストシステム情報に導入されてもよい。この情報は、ｅＮｏｄｅＢとのＲＲＣ接続を確立する前にＵＥがそのシグナリングを受信できるように、好ましくはシステム情報などのデータ構造に含まれてもよい。図５以降の実施形態においてランダムアクセスの失敗状態はプリアンブルの所定の回数の送信として定義されたが、ランダムアクセスの失敗状態は他のシナリオに対応してもよい。例えば、ＬＴＥにおいて見られるＴ３００タイマーとして所定時間内に通知を受信することができないことである。
【００４１】
図６は、ＵＥがプリアンブルが再送信される遅延をランダム化してもよい第２の実施形態に従った技術の例を提供する。図５のように、５０１から５０５までの最初のプリアンブルの送信が通常のように行われ、ランダムアクセスの失敗状態が生じると、すなわちプリアンブル送信最大（preambleTransMax）に到達すると、追加の遅延がプリアンブルの次の再送信の前に導入される。しかし、導入される遅延はランダム化される。例えば、次のプリアンブルの再送信が６０１から６０８で表される範囲内の任意の時点で行われてもよく、決定は、例えば不変の分布のような適切な確率分布に従う、ＵＥでのランダムな選択であってもよい。範囲は、適切な期間に応じて設定されてもよく、例えば、範囲は下記の式のいずれかに従って計算されてもよい。
・遅延範囲＝プリアンブル送信最大遅延最小：（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）×プリアンブル送信最大遅延
しかし、遅延はまた、急激な増加または初期オフセットの式のように適切な式に従って算出されてもよい。例えば下記のいくつかの式。
・遅延＝プリアンブル送信最大遅延最小：プリアンブル送信最大遅延（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）

・遅延＝プリアンブル送信最大遅延最小×（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）：プリアンブル送信最大遅延（プリアンブル送信カウンタ−プリアンブル送信最大）
【００４２】
ランダム化された遅延を導出するさらなる可能性として、ランダムに生成された遅延期間が追加される固定された最小遅延があるかもしれない。ランダム分布における次のプリアンブル送信の遅延または再送信の時間に基づく代わりに、それらはまたＣ−ＲＮＴＩ又はＩＭＳＩなどのＵＥの識別子に依存し得る。しかし、ランダム遅延を決定することは、ＵＥが再送信を実行するときにＵＥが常に１つの遅延または再送信時間を割り当てられないように、割り当てるためのより公平な方法かもしれない。
【００４３】
ランダムバックオフの使用は、既存の技術に勝る多くの利点を提供する。第１にそれは、他のＵＥからのプリアンブル（すなわち５０１から５０５）と同時に前に送信されたプリアンブルが同時に再送信されるであろう可能性を減少させ、したがってさらなる輻輳の可能性を減少させる。また、ランダム化される遅延の使用はまた、ＵＥが依然としてプリアンブルを再送信するかもしれない一方、他のＵＥはバックオフ期間にあり、したがってすべてのプリアンブルの再送信が中断されないことを保証することを意味する。提案された技術の特徴は、従来のデバイスはプリアンブルの再送信に関連する遅延を変えないということであり、したがって準拠したＵＥは従来のＵＥに比べて増加した遅延を経験するかもしれない。しかし、ランダム化の使用は準拠したＵＥが従来のデバイスに比べてプリアンブルの再送信における増加した遅延を経験する確率を減らす。
【００４４】
図７Ａは、本発明の第３の実施形態に係る技術の例示を提供する。この実施例において、ランダムアクセスの失敗状態が発生した後の後続のプリアンブルの再送信ごとに変更される遅延の代わりに、遅延は所定の数の後続のプリアンブルの再送信の後に変更される。例えば、図７Ａに示される遅延は、図５と同様の方法、すなわちＮ、２Ｎ、３Ｎなど、で算出されるが、プリアンブルのグループまたはセットの再送信の後に各遅延が行われる。図７Ａにおいて、最初の５つの（プリアンブル送信最大（preambleTransMax））プリアンブル送信５０１から５０５およびＮｍｓの遅延の後に、さらに５つのプリアンブルの再送信が７０１から７０５で行われることがわかる。ランダムアクセス応答が依然として受信されない場合、ＵＥは、２Ｎｍｓの遅延の後にプリアンブル送信最大（preambleTransMax）のプリアンブルの別のセットの送信を開始してもよく、そのセットはプリアンブル送信７０６で始まる。セット間の遅延はプリアンブル送信の上記の式のいずれかに従って算出されてもよく、プリアンブル送信の各セットは、例えば７０１から７０５の送信電力が５０１から５０５におけるプリアンブル送信の送信電力に対応してもよいように、独立したセットとして扱われてもよい。あるいは、送信電力は最大プリアンブル送信電力に達するまで増加してもよく、この電力は次のプリアンブル送信のために維持されてもよい。最大プリアンブル送信電力まで増加し、この電力が次のプリアンブル送信のために維持される送信電力のアプローチが、図７Ａにおいて概略的に示される。プリアンブル送信の最初のセットのために使用される初期送信電力に対応する、プリアンブル送信の第２のセットのための送信電力を算出するために最初の送信電力が使用されることができるように、プリアンブル送信の各セットが独立したセットとして扱われるアプローチが、図７Ｂにおいて概略的に示される。図７Ｂは、他の面において図７Ａと同様であり、図７Ａから理解されるであろう。
【００４５】
誤ったキャンプオンを回避または是正するためのｅＮｏｄｅＢの再選択が、説明された技術のいずれかに導入されてもよい。例えば、図７Ａに示されている技術において、セルまたはｅＮｏｄｅＢの再選択はプリアンブル送信のセットの間で行われてもよい。例えば、５０１から５０５のプリアンブル送信の後に、ＵＥは候補ｅＮｏｄｅＢのリストから現在のｅＮｏｄｅＢを取り除き、異なるｅＮｏｄｅＢに向けて送信７０１から７０５を向けてもよい。現在のｅＮｏｄｅＢは、現在のｅＮｏｄｅＢが除去される初期設定の結果として除去されてもよく、または信号強度がＵＥが新しいｅＮｏｄｅＢを選択する上述した閾値より下回るので、現在のｅＮｏｄｅＢは除去されてもよい。また、振幅の負のオフセット（再選択オフセット（reselectionOffset））が現在のｅＮｏｄｅＢ（第１のｅＮｏｄｅＢ）から受信される信号に適用されてもよく、ＵＥが最良の信号を受信する（オフセットとヒステリシスおよび優先順位などの他のパラメータを考慮して）ｅＮｏｄｅＢ（第２のｅＮｏｄｅＢ）が選択されてもよい。そして、第１のｅＮｏｄｅＢが選択から永久に除外されないように、ＵＥが第２のｅＮｏｄｅＢから離れると、またはＵＥが第２のｅＮｏｄｅＢから再選択すると、または所定時間後に、このオフセットは除去されてもよい。別のアプローチにおいて、ＵＥは、上述の例示的な実施形態のいずれかを適用してもよく、そしてＴ３００タイマーまたはＴ３００タイマーの複数のインスタンスが満了すると、ｅＮｏｄｅＢの再選択を行ってもよい。別のアプローチにおいてセルアクセスの制約が、関連するｅＮｏｄｅＢの再選択をしようとすることを端末デバイスに防がせるために適用されてもよい。
【００４６】
図８は、ｅＮｏｄｅＢの再選択が図５に示された技術に導入されるランダムアクセス手順の図を提供する。８０１から８０５のプリアンブルが送信された後に、第１のランダムアクセスの失敗状態が発生し、そしてこれは、上述したようにプリアンブルの再送信の間の遅延を増加させることをトリガする。プリアンブル８０６、８０７および８０８が送信され、Ｔ３００タイマーが満了すると、第２の異なるランダムアクセスの失敗状態を示す。この第２のランダムアクセスの失敗状態に応答して、ＵＥはｅＮｏｄｅＢの再選択を行う。ネットワークエレメントの再選択は、現在のまたは第１のｅＮｏｄｅＢからの受信信号の振幅に負のオフセットを適用し、そしてＵＥが次のプリアンブルを送信する第２のｅＮｏｄｅＢを選択することを含む。これは、ＵＥがセル選択または再選択の基準に従って最良の信号であると見なされるものを受信するｅＮｏｄｅＢを選択することにより行われる。
【００４７】
前述したように、一般に利用可能な唯一の指示がランダムアクセス応答の欠如であるため、ランダムアクセスの失敗が発生した理由をＵＥは認証できず、これは、ＵＥに過負荷状態のセルか、または誤って選択されたセルかを区別させることができない。再選択と可変遅延の再送信が統合された上述の技術は、これらの失敗のシナリオの両方に対処することができるアプローチを提供することによって、この問題を克服する。例えば、プリアンブル送信最大（preambleTransMax）のプリアンブルが送信された場合、過負荷状態のセルに対処するための動作が実行され、一方Ｔ３００タイマーが満了した場合、誤ったセルの選択に対処するための動作が実行される。
【００４８】
上述されたプリアンブルの再送信の技術およびｅＮｏｄｅＢの再選択の技術は、多くのパラメータがＵＥに提供されることを必要とする。これらのパラメータは、ＵＥにおいてハードコードされるか、または例えばｅＮｏｄｅＢによって送信されるブロードキャストシステム情報メッセージでＵＥにシグナリングされてもよい。パラメータがシステム情報で提供される場合において、それらは新たな情報エレメントで提供されてもよい。このような情報エレメントは、１つまたは複数のプリアンブル送信最大遅延（premableTransMaxDelay）、再選択オフセット（reselectionOffset）、プリアンブル送信最大（premableTransMax）およびプリアンブル送信最大遅延オフセット（premableTransMaxDelayOffset）を含んでもよい。一例において、プリアンブル送信最大遅延（premableTransMaxDelay）および再選択オフセット（reselectionOffset）は、システム内のシグナリングオーバーヘッドが低減されるように一緒にブロードキャストされてもよい。いくつかの実施例においてＵＥは、上述のパラメータの初期値を提供されてもよく、これらの初期のパラメータは、初期値を上書きすることを意図する新しい値をネットワークがブロードキャストするまで使用されてもよい。さらなる代替として、本開示で提案された技術は、サービングｅＮｏｄｅＢがそれらが適用されるべきであることをＵＥに指示する場合に、ＵＥにのみ適用されてもよい。このアプローチはまた、ブロードキャストメッセージにシグナリングをさらに導入することによって達成される。
【００４９】
図９は、図５を参照して説明され技術に従って動作するＵＥとｅＮｏｄｅＢとの間で交換されるメッセージの図を提供する。最初にＵＥは、９０１でプリアンブルを取得する。そして９０２から９０６のプリアンブルの送信のいずれかに応答してランダムアクセス応答が受信されないため、ＵＥは繰り返しｅＮｏｄｅＢにプリアンブルを送信する。プリアンブルが５回目のために送信されると、送信回数は、プリアンブル送信最大（preambleTransMax）に達する。したがって、ＵＥはプリアンブル９０７の次の送信をＮｍｓ遅延させる。しかし、再びこの送信が正常に受け付けられない。したがって次のプリアンブルの送信９０８は、２Ｎｍｓ遅延される。そしてプリアンブル送信９０８が正常にｅＮｏｄｅＢによって受信され、ランダムアクセス応答９０９がＵＥによって受信され、したがってランダムアクセス手順を完了する。図９は等差数列として増加する遅延を示すが、遅延は上述した例のいずれかに従って算出されてもよく、図７Ａおよび図７Ｂに示されたように複数のプリアンブル送信が遅延の間に生じてもよい。また前述のようにｅＮｏｄｅＢの再選択が遅延期間中に発生してもよい。
【００５０】
図１０は、図５及び６に示された技術のＵＥにおける動作の別の図を提供するフロー図を提供する。最初にプリアンブルが１００１において送信され、ランダムアクセス応答（ＲＡＲ）が応答１００２においてｅＮｏｄｅＢから受信された場合、スケジュールされた送信が発生し、ランダムアクセス手順が完了する。ＲＡＲが受信されず、プリアンブルの送信回数がプリアンブル送信最大（preambleTransMax）（１００３）に達していない場合、ＵＥはプリアンブルのさらなる送信（１００１）を行う。しかし、プリアンブル送信最大（preambleTransMax）に達した場合（１００３）、ＵＥはプリアンブルの次の送信（１００５）の前に実行されるべき遅延を算出する（１００４）。そしてこのプロセスは、ＲＡＲが受信される（１００６）、またはＴ３００タイマーが満了する（１００７）のどちらかまで継続し、ランダムアクセス手順が失敗したとみなされる。セル再選択のステップにおいて、送信電力の増加またはプリアンブル送信のグループはまた、本発明により提案された任意の技術を組み合わせることができるように、図１０に追加されてもよい。例えば、ステップ１００３の結果が「yes」である場合、セルの再選択が遅延の算出の前に生じてもよい。
【００５１】
上記の解決策は、可変遅延の結果として、既存のアプローチよりも複雑であるが、例えば遅延の計算のような少しの数学演算が必要とされるのみであるため複雑さの増加はわずかである。また、より信頼性の高いランダムアクセス要求から生じる利点、消費電力の低減、低減されるランダムアクセスの輻輳および誤ったｅＮｏｄｅＢの選択の修正は、複雑さの増加を大きく上回る。
【００５２】
図１１は、上述の技術が実装されてもよいＵＥ１１０１およびｅＮｏｄｅＢ１１０５の模式図を提供する。ＵＥは、ｅＮｏｄｅＢ１１０５にデータを送信するための送信機１１０２およびｅＮｏｄｅＢ１１０５からデータを受信する受信機１１０３を含む。コントローラ１１０４の制御の下、送信機１１０２および受信機１１０３は、ＵＥがｅＮｏｄｅＢにプリアンブルを送信およびｅＮｏｄｅＢ１１０５からランダムアクセス応答を受信できるようにする。コントローラ１１０４はまた、プリアンブルを送信するタイミングを算出してもよく、プリアンブルが送信されるべきｅＮｏｄｅＢを選択してもよい。ＵＥ１１０１は送信機１１０２、受信機１１０３およびコントローラ１１０４を含ように示されたが、ＵＥ１１０１はこれらのエレメントを含むものに限定されず、例えばメモリのようなさらなるエレメントを含んでもよい。ｅＮｏｄｅＢ１１０５は、コントローラ１１０８の制御下に、ＵＥ１１０１にデータを送信するための送信機１００６およびＵＥ１１０１からデータを受信するための受信機１００７を含む。コントローラ１１０８は、プリアンブルが受信されるプロセスを制御し、ランダムアクセス応答を送信するように送信機を制御してもよい。コントローラはまた、可変遅延プリアンブル送信が実施されるべきか、および可変遅延プリアンブル送信に関連するパラメータをＵＥに指示するシグナリングを送信するように送信機を制御してもよい。ＵＥに関して、ｅＮｏｄｅＢ１１０５は、送信機および受信機を含むものとして示されているが、ｅＮｏｄｅＢはこれらのエレメントを含むものに限定されるものではなく、例えばメモリのようなさらなるエレメントを含んでもよい。
【００５３】
種々の改変が、本発明の実施例に加えられることができる。本発明の実施形態は、従来のＬＴＥベースのホストキャリアに挿入される仮想キャリアを介してデータを送信する低減された機能の端末の観点で主に定義される。しかし、例えば従来のＬＴＥタイプの端末または機能を強化しているデバイスと同じ機能を有している任意の適切なデバイスが、説明された仮想キャリアを用いてデータを送受信できることが理解されるであろう。
【００５４】
また、アップリンクまたはダウンリンクのリソースのサブセットに仮想キャリアを挿入する一般的な原理は、任意の適切なモバイル通信技術に適用され、ＬＴＥベースの無線インタフェースを使用するシステムに限定される必要がないことが理解されるであろう。
【００５５】
本発明の特定のさらなる好ましい態様は、添付の独立請求項および従属請求項に記載される。明示的に特許請求の範囲に記載される以外の組合せにおいて従属請求項の特徴は、独立請求項の特徴と組み合わせてもよいことが理解されるであろう。
【００５６】
本開示のそれぞれのいくつかの特徴は、番号付けられた段落の次の２つのグループによって定義される。
１．モバイル通信ネットワークを介して通信するための通信デバイスであって、前記モバイル通信ネットワークは前記通信デバイスに信号を送信するまたは前記通信デバイスから信号を受信するための無線アクセスインタフェースを提供する１つ以上のネットワークエレメントを含み、前記通信デバイスは、前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークへ前記信号を送信するように構成された送信機と、前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークからの前記信号を受信するように構成された受信機と、１つ以上の他の通信デバイスに共通である前記無線アクセスインタフェースのランダムアクセスチャネルを介して第１のネットワークエレメントへランダムアクセスメッセージを送信し、前記通信デバイスが前記第１のネットワークエレメントに信号を送信するための共有アップリンクチャネルの通信リソースの割り当ての指示を提供する前記ランダムアクセスメッセージに応答して、前記第１のネットワークエレメントから肯定的な通知を受信するか、または前記通信デバイスは前記共有アップリンクチャネルの通信リソースを割り当てらなかったという指示を提供する否定的な通知を前記第１のネットワークエレメントから受信する、ように前記送信機を制御するように構成されたコントローラと、を含み、ここで、前記コントローラによる１以上のランダムアクセスの失敗状態の検出に応答して、前記ランダムアクセスメッセージを１回以上再送信するように、前記コントローラは前記送信機と組み合わせて構成され、前記ランダムアクセスメッセージの再送信のそれぞれは、前の再送信の遅延よりも大きいか、または等しい可変遅延の後のものである、通信デバイス。
２．前記ランダムアクセスメッセージの前記再送信の前の各遅延は、最小遅延期間と最大遅延期間との間からランダムに選択された遅延を含み、各再送信に関連付けられた前記最大遅延期間は、前の再送信の前記遅延よりも大きい、条項１に記載の通信デバイス。
３．前記コントローラによる１以上のランダムアクセスの失敗状態の前記検出に応答して、次のランダムアクセスメッセージを送信する第２のネットワークエレメントを選択するように、前記コントローラは前記受信機と組み合わせて構成され、前記第２のネットワークエレメントはネットワークエレメントの選択または再選択の基準に従って選択される、条項１または条項２に記載の通信デバイス。
４．前記ネットワークエレメントの選択または再選択の基準は、前記第１のネットワークエレメントから受信される信号の信号強度に適用されるように構成された負のオフセットを含み、前記１以上のネットワークエレメントによって送信された信号を受信し、前記１以上のネットワークエレメントの各々からの前記受信される信号のそれぞれの信号強度を判定し、前記選択または再選択の基準に関連した対応するパラメータを設定し、前記第１のネットワークエレメントに関連した前記選択または再選択の基準に関連する前記パラメータに前記負のオフセットを適用し、前記各ネットワークエレメントに関連した前記選択または再選択の基準に応じて、前記第２のネットワークエレメントを選択するように、前記コントローラは前記受信機および前記送信機と組み合わせて構成される、条項３に記載の通信デバイス。
５．前記オフセットは、前記第１のネットワークエレメントの再選択を防止する効果を有する大きさを有する、条項４に記載の通信デバイス。
６．前記ランダムアクセスメッセージが再送信される時間ごとに、前記ランダムアクセスメッセージが再送信される電力を増加させるように、前記コントローラは前記送信機と組み合わせて構成される、条項１から条項５のいずれかに記載の通信デバイス。
７．前記ランダムアクセスの失敗状態は、前記ランダムアクセスメッセージを所定回数送信することを含む、条項１から条項６にずれかに記載の通信デバイス。
８．前記ランダムアクセスの失敗状態は、所定の時間内に、前記共有アップリンクチャネルの割り当ての指示を提供する肯定的な通知を受信することができないことを含む、条項１から条項７のいずれかに記載の通信デバイス。
９．前記第１のネットワークエレメントからのブロードキャストメッセージを受信するように前記コントローラは前記受信機と組み合わせて構成され、前記ブロードキャストメッセージは１以上の前記ランダムアクセスの失敗状態を示す、条項１から条項８のいずれかに記載の通信デバイス。
１０．前記ランダムアクセスメッセージは、最大送信電力以下の電力で再送信される、条項１から条項９のいずれかに記載の通信デバイス。
１１．前記第１のネットワークエレメントからのブロードキャストメッセージを受信するように前記コントローラは前記受信機と組み合わせて構成され、前記遅延は、前記ブロードキャストメッセージにおいて示されるパラメータに応じて算出される、条項１から条項８のいずれかに記載の通信デバイス。
１２．前記第１のネットワークエレメントからのブロードキャストメッセージを受信するように前記コントローラは前記受信機と組み合わせて構成され、ネットワークエレメントの再選択基準のパラメータは、前記ブロードキャストメッセージにおいて示される、条項１から条項８のいずれかに記載の通信デバイス。
１３．モバイル通信ネットワークを介して通信するための方法であって、前記モバイル通信ネットワークは通信デバイスに信号を送信するまたは前記通信デバイスから信号を受信するための無線アクセスインタフェースを提供する１つ以上のネットワークエレメントを含み、前記方法は、前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークへ前記信号を送信することと、前記モバイル通信ネットワークの前記１つ以上のネットワークエレメントによって提供される前記無線アクセスインタフェースを介して前記モバイル通信ネットワークからの前記信号を受信することと、を含み、前記送信することは、１つ以上の他の通信デバイスに共通である前記無線アクセスインタフェースのランダムアクセスチャネルを介して第１のネットワークエレメントへランダムアクセスメッセージを送信することと、前記通信デバイスが前記第１のネットワークエレメントに信号を送信するための共有アップリンクチャネルの通信リソースの割り当ての指示を提供する前記ランダムアクセスメッセージに応答して、前記第１のネットワークエレメントから肯定的な通知を受信するか、または前記通信デバイスは前記共有アップリンクチャネルの通信リソースを割り当てらなかったという指示を提供する否定的な通知を前記第１のネットワークエレメントから受信することと、を含み、ここで前記方法は、１以上のランダムアクセスの失敗状態の検出に応答して、前記ランダムアクセスメッセージを１回以上再送信すること、を含み、前記ランダムアクセスメッセージの再送信のそれぞれは、前の再送信の遅延よりも大きいか、または等しい可変遅延の後のものである、方法。
１４．前記ランダムアクセスメッセージの前記再送信の前の各遅延は、最小遅延期間と最大遅延期間との間からランダムに選択された遅延を含み、各再送信に関連付けられた前記最大遅延期間は、前の再送信の前記遅延よりも大きい、条項１３に記載の方法。
１５．１以上のランダムアクセスの失敗状態の前記検出に応答して、次のランダムアクセスメッセージを送信する第２のネットワークエレメントを選択することを含み、前記第２のネットワークエレメントはネットワークエレメントの選択または再選択の基準に従って選択される、条項１３または条項１４に記載の方法。
１６．前記ネットワークエレメントの選択または再選択の基準は、前記第１のネットワークエレメントから受信される信号の信号強度に適用される負のオフセットを含み、前記方法は、前記１以上のネットワークエレメントによって送信された信号を受信することと、前記１以上のネットワークエレメントの各々からの前記受信される信号のそれぞれの信号強度を判定することと、前記選択または再選択の基準に関連した対応するパラメータを設定することと、前記第１のネットワークエレメントに関連した前記選択または再選択の基準に関連する前記パラメータに前記負のオフセットを適用することと、前記各ネットワークエレメントに関連した前記選択または再選択の基準に応じて、前記第２のネットワークエレメントを選択することと、を含む、条項１５に記載の方法。
１７．前記負のオフセットは、前記第１のネットワークエレメントの再選択を防止する効果を有する大きさを有する、条項１６に記載の方法。
１８．前記ランダムアクセスメッセージを前記再送信することは、前記ランダムアクセスメッセージが再送信される時間ごとに、前記ランダムアクセスメッセージが再送信される電力を増加させること、を含む、条項１３から条項１７に記載の方法。
１９．前記ランダムアクセスの失敗状態は、前記ランダムアクセスメッセージを所定回数送信することを含む、条項１３から条項１８に記載の方法。
２０．前記ランダムアクセスの失敗状態は、所定の時間内に、前記共有アップリンクチャネルの割り当ての指示を提供する肯定的な通知を受信することができないことを含む、条項１３から条項１９に記載の方法。
２１．前記第１のネットワークエレメントからのブロードキャストメッセージを受信することを含み、前記ブロードキャストメッセージは１以上の前記ランダムアクセスの失敗状態を示す、条項１３から条項２０に記載の方法。
２２．前記ランダムアクセスメッセージを前記送信することは、前記ランダムアクセスメッセージを最大送信電力以下の電力で再送信すること、を含む、条項１３から条項２１に記載の方法。
２３．前記第１のネットワークエレメントからのブロードキャストメッセージを受信することと、前記ブロードキャストメッセージに含まれるパラメータに応じて前記遅延を算出することと、を含む、条項１３から条項２２に記載の方法。
２４．前記第１のネットワークエレメントからのブロードキャストメッセージを受信することを含み、前記ブロードキャストメッセージはネットワークエレメントの再選択基準のパラメータの指示を含む、条項１６から条項２３に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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