(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内の拡張ノードＢ（ｅＮＢ）からの複数の信号を送信及び受信する送受信器と、
処理回路と、
を備えるユーザ機器（ＵＥ）であって、
前記処理回路は、
カバレッジ拡張無線リンク制御（ＲＬＣ）構成を実装しているかどうかを決定し、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装すると決定したことに応答して、前記ｅＮＢと通信すべく前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用い、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、送信電力を増加させることなく付加的なリンクバジェットが取得され、且つ最寄りのサービングｅＮＢに対するリンクバジェットが典型的なリンクバジェット値より悪い場所に配置されるカバレッジ拡張モードで動作するときにＵＥによって用いられ、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、前記カバレッジ拡張モードにある前記ＵＥが、送信の確認応答を前記ｅＮＢに要求することが可能になるまでの時間を、非カバレッジ拡張ＲＬＣ構成と比較して減少させる複数のＲＬＣカウンタ及び複数のタイマの複数の値を含む、
ＵＥ。
【請求項２】
前記送受信器は、前記ｅＮＢによる信号から前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を受信し、前記処理回路は、受信された前記信号に基づいて、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装する、
請求項１に記載のＵＥ。
【請求項３】
前記送受信器は、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成に対する要求を前記ｅＮＢに送信し、それに応じて、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を受信する、
請求項２に記載のＵＥ。
【請求項４】
前記要求は、ＲＲＣ接続設定要求又はＲＲＣ接続再構成要求である、
請求項３に記載のＵＥ。
【請求項５】
前記処理回路は、前記送受信器が、前記ｅＮＢによる前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を含むブロードキャストを受信することなく、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装するかどうかを決定し、メモリに格納された、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を以前に用いた前記ＵＥに関する情報に基づいて、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を自動的に実装する、
請求項１から４の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項６】
前記処理回路が、前記ｅＮＢと通信すべく、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装するよう決定した後に、前記送受信器は、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成に基づいて無線リソース制御（ＲＲＣ）接続要求を前記ｅＮＢに送信して、モバイル発信呼び出し又はデータセッションを開始する前記ＵＥ、あるいは前記ｅＮＢからページングメッセージを受信する前記ＵＥに応答して、前記ｅＮＢとのＲＲＣ接続を確立する、
請求項１から５の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項７】
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、システム情報ブロック（ＳＩＢ）の情報要素（ＩＥ）の中に含まれ、
前記処理回路はさらに、前記ＵＥのＲＬＣ送信ウィンドウが前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成の「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の値に基づいて前記ｅＮＢからフィードバックを取得する前に数分間停止又は待機するのを防ぐ、
請求項１から６の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項８】
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成の中の「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の前記値は、それぞれ、１パケットデータ単位及び０．５ｋＢである、
請求項７に記載のＵＥ。
【請求項９】
前記処理回路は、
（ａ）一次同期チャネル及び二次同期チャネルのダウンリンク同期捕捉を前記ｅＮＢから予め定められた同期期間内に取得することができない、
システム情報取得を前記ｅＮＢから予め定められた取得期間内に取得することができない、又は、
ランダムアクセス手順を予め定められたアクセス期間内に完了することができない、
（ｂ）前記ダウンリンク同期捕捉を取得することなく、前記同期期間が予め定められた連続回数を超える、
前記ランダムアクセス手順を完了させることなく、前記取得期間が予め定められた連続回数を超える、又は、
前記ランダムアクセス手順を完了させることなく、前記アクセス期間が予め定められた回数を超える、
（ｃ）前記ダウンリンク同期捕捉を前記ｅＮＢから、複数のカバレッジ拡張モードＵＥに特有の複数の代替同期信号を用いることによってのみ取得することができる、
前記ランダムアクセス手順を、カバレッジ拡張モードＵＥに特有のランダムアクセス手順を用いることによってのみ完了させることができる、又は、
システム情報を前記ｅＮＢから、代替システム情報ブロードキャスト手順を用いることによってのみ取得することができる、
（ｄ）参照シンボル受信電力が、予め定められた時間に対する予め定められたシンボル閾値より低いことを決定する、又は、
（ｅ）カバレッジ拡張の特定のページング手順を用いる前記ｅＮＢによってのみ、前記ＵＥは前記ｅＮＢによって接続され得ることを決定する、
のうち少なくとも１つを行う前記ＵＥに応じて、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装するかどうかを決定する、
請求項１から８の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項１０】
前記ＵＥはスマートフォンである、
請求項１から９の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項１１】
前記ＵＥはマシンタイプ通信を用いて通信するマシンタイプデバイス（ＭＴＤ）である、
請求項１から１０の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項１２】
前記ＵＥは１か所に無期限にとどまるセンサである、
請求項１から１１の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項１３】
前記送受信器と前記ｅＮＢとの間の通信を送信及び受信するアンテナをさらに備える、
請求項１から１２の何れか一項に記載のＵＥ。
【請求項１４】
ユーザ機器（ＵＥ）からの複数の信号を送信及び受信する送受信器と、
処理回路と、
を備える拡張ノードＢ（ｅＮＢ）であり、
前記処理回路は、
カバレッジ拡張無線リンク制御（ＲＬＣ）構成を実装するかどうかを決定し、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装すると決定したことに応答して前記ＵＥと通信すべく前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用い、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、送信電力を増加させることなく付加的なリンクバジェットが取得され、且つ最寄りのサービングｅＮＢに対するリンクバジェットが典型的なリンクバジェット値より悪い場所に配置されるカバレッジ拡張モードで動作するときにＵＥによって用いられ、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、前記カバレッジ拡張モードにある前記ＵＥが、送信の確認応答を前記ｅＮＢに要求することが可能になるまでの時間を、非カバレッジ拡張ＲＬＣ構成と比較して減少させる複数のＲＬＣカウンタ及び複数のタイマの複数の値を含む、
ｅＮＢ。
【請求項１５】
前記送受信器は、ブロードキャスト又はユニキャストＲＲＣメッセージで前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を送信する、
請求項１４に記載のｅＮＢ。
【請求項１６】
前記要求は、ＲＲＣ接続設定要求又はＲＲＣ接続再構成要求である、
請求項１５に記載のｅＮＢ。
【請求項１７】
前記処理回路は、メモリに格納された、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を以前に用いた前記ＵＥに関する情報に基づいて、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を自動的に実装する、
請求項１４から１６の何れか一項に記載のｅＮＢ。
【請求項１８】
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、システム情報ブロック（ＳＩＢ）の情報要素（ＩＥ）の中に含まれ、
前記処理回路はさらに、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成の「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の値に基づいて前記ｅＮＢからフィードバックを取得する前に、前記ＵＥのＲＬＣ送信ウィンドウが数分間停止及び待機するのを防ぎ、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成の中の「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の前記値は、それぞれ、１パケットデータ単位及び０．５ｋＢである、
請求項１４から１７の何れか一項に記載のｅＮＢ。
【請求項１９】
前記送受信器はさらに、カバレッジ拡張の複数の異なるレベルを定義する複数の異なる閾値をブロードキャストし、
カバレッジ拡張の前記複数の異なるレベルは、複数の異なるカテゴリの複数のＵＥに対して異なる付加的なリンクバジェット量を示す、
請求項１４から１８の何れか一項に記載のｅＮＢ。
【請求項２０】
前記処理回路はさらに、
（ａ）前記ＵＥから受信したランダムアクセスプリアンブルの電力は、プリアンブルの連続数に対する予め定められた閾値より低いことを決定する、又は
（ｂ）前記ＵＥから受信したＲＲＣ接続要求メッセージのランダムアクセスプリアンブルの電力は、送信時間間隔の連続数に対する予め定められた閾値より低いことを決定する、
のうち少なくとも１つを行い、
それに応じて、前記ＵＥがカバレッジ拡張モードにあり、且つ前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成が用いられると決定する、
請求項１４から１９の何れか一項に記載のｅＮＢ。
【請求項２１】
前記処理回路はさらに、
（ａ）ページング試行に対する予め定められたページング期間内に、前記ＵＥからの応答が受信されなかったことを決定する、
（ｂ）予め定められたページング期間内に予め定められたページング試行数まで、前記ＵＥからの応答が受信されなかったことを決定する、又は、
（ｃ）前記ＵＥは、カバレッジ拡張の特定のページング手順を用いることによってのみ、前記ｅＮＢにより接続され得ることを決定する、
のうち少なくとも１つを行い、
それに応じて、前記ＵＥがカバレッジ拡張モードにあり、且つ前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成が用いられると決定する、
請求項１４から２０の何れか一項に記載のｅＮＢ。
【請求項２２】
前記処理回路はさらに、特定のランダムアクセスプリアンブルの組み合わせが前記ＵＥから受信されたことを決定し、それに応じて、前記ＵＥがカバレッジ拡張モードであり、且つ前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成が用いられることを決定する、
請求項１４から２１の何れか一項に記載のｅＮＢ。
【請求項２３】
カバレッジ拡張無線リンク制御（ＲＬＣ）構成を用いて、ネットワーク内の拡張ノードＢ（ｅＮＢ）と通信する手順をユーザ機器（ＵＥ）に実行させるプログラムであって、
カバレッジ拡張無線リンク制御（ＲＬＣ）構成を実装するかどうかを決定し、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装すると決定したことに応答して、前記ｅＮＢと通信すべく前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いる手順を前記ＵＥに実行させ、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、送信電力を増加させることなく付加的なリンクバジェットが取得され、且つ最寄りのサービングｅＮＢに対するリンクバジェットが典型的なリンクバジェット値より悪い場所に配置されるカバレッジ拡張モードで動作するときにＵＥによって用いられ、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、前記カバレッジ拡張モードにある前記ＵＥが、送信の確認応答を前記ｅＮＢに要求することが可能になるまでの時間を、非カバレッジ拡張ＲＬＣ構成と比較して減少させる複数のＲＬＣカウンタ及び複数のタイマの複数の値を含む、
プログラム。
【請求項２４】
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を前記ｅＮＢによるブロードキャストから受信して、受信した前記ブロードキャストに応答して前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装する、又は、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を以前に用いた前記ＵＥに関する、メモリに格納された情報に基づいて自動的に実装する、
のうち１つを行う手順を前記ＵＥにさらに実行させる、
請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２５】
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、システム情報ブロック（ＳＩＢ）の情報要素（ＩＥ）に含まれ、
ＵＥのＲＬＣ送信ウィンドウが、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成の「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の値に基づいて前記ｅＮＢからフィードバックを取得する前に、数分間停止又は待機することを防ぐ手順を前記ＵＥにさらに実行させ、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成の「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の前記値は、それぞれ、１パケットデータ単位及び０．５ｋＢである、
請求項２３又は２４に記載のプログラム。
【請求項２６】
ネットワーク内の拡張ノードＢ（ｅＮＢ）と通信すべくカバレッジ拡張無線リンク制御（ＲＬＣ）構成を用いるようユーザ機器（ＵＥ）を構成する方法であって、前記方法は、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装するかどうかを決定する段階であって、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、カバレッジ拡張モードにある複数のＵＥによって用いられ、最寄りのサービングｅＮＢに対するリンクバジェットが前記ネットワークの典型的なリンクバジェット値より悪い場所に置かれる、決定する段階と、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装すると決定したことに応答して、前記ｅＮＢと通信すべく前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いる段階と、
を備え、
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、１パケットデータ単位、２パケットデータ単位又は３パケットデータ単位の「ＰｏｌｌＰＤＵ」、及び０．５ｋＢ、１ｋＢ、２ｋＢ、４ｋＢ、８ｋＢ又は１６ｋＢの「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の複数の値を含む、
方法。
【請求項２７】
無線リソース制御（ＲＲＣ）接続要求を前記ｅＮＢに送信する段階と、
前記ＲＲＣ接続要求に応答して前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を受信する段階と、
をさらに備える、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を、前記ｅＮＢによるブロードキャストから受信する段階をさらに備える、
請求項２６又は２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ｅＮＢから前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を含むブロードキャストを受信することなく、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を以前に用いた前記ＵＥに関する格納された情報に基づいて、前記カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を自動的に実装する段階をさらに備える、
請求項２６から２８の何れか一項に記載の方法。
【請求項３０】
請求項２３から２５の何れか一項に記載のプログラムを格納する、
コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
本願は、米国仮特許出願第６１／９３３，８５１号（出願日：２０１４年１月３０日）に対する優先権の利益を主張し、その全体は参照によって本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
複数の実施形態は無線通信に関する。いくつかの実施形態は、ＬＴＥネットワークを含むセルラー通信ネットワークに関する。いくつかの実施形態は、拡張カバレッジ通信に関する。いくつかの実施形態は、物理ランダムアクセスチャネル動作に関する。
【背景技術】
【０００３】
複数のネットワークを介して複数のサーバ及び他の複数のコンピューティングデバイスと通信する様々な種類のデバイスが増加するにつれて、第３世代ロングタームエボリューション（３ＧＰＰ−ＬＴＥ）システムの使用量が増加している。とりわけ、携帯電話などの典型的なユーザ機器（ＵＥ）及びマシンタイプデバイス（ＭＴＤ）は両方とも、３ＧＰＰ−ＬＴＥシステムを現在用いている。ＭＴＤからのマシンタイプ通信（ＭＴＣ）は、そのような通信に含まれるＭＴＣ−ＵＥの低エネルギー消費に起因して、特定の課題を提起している。具体的には、ＭＴＣ−ＵＥは計算能力が低く、通信電力も少なく、多くは１か所に実質的に無期限にとどまるよう構成されている。そのようなＭＴＣ−ＵＥの例には、電化製品又は自動販売機の、センサ（例えば、複数の環境状況を検知する）又はマイクロコントローラが含まれる。いくつかの状況において、ＭＴＣ−ＵＥは、建物内又は地理的に隔離された地域など、カバレッジ対象外かそれに近いエリアに設置され得る。残念ながら、多くの場合、複数のＭＴＣ−ＵＥは、最寄りのサービング基地局（拡張ノードＢ（ｅＮＢ））と通信するための十分な電力を持たない。複数のＭＴＣ−ＵＥは、現在の３ＧＰＰ規格内の通常の無線リンク制御（ＲＬＣ）プロトコルを満たすべく、サービング基地局と通信する。ＲＬＣプロトコルも、カバレッジが不十分なネットワークエリア、つまり、リンクバジェットが典型的なネットワークの値より数ｄＢ低いネットワークエリアに配置された携帯電話などの非固定無線ＵＥに対して同様の問題の原因となり得る。
【０００４】
具体的には、ＭＴＣ−ＵＥもｅＮＢも、カバレッジ拡張を実現し、さらに数ｄＢのリンクバジェットを取得すべく、送信電力を増加させることができないので、信号は送信デバイス（ＭＴＣ−ＵＥ又はｅＮＢ）から長時間にわたり繰り返し送信されて、受信デバイスにおいてエネルギーを蓄積する。スマートフォンなどの典型的なＵＥにおいて送信を繰り返す際のタイミングの考慮は、典型的なＵＥの通信速度に起因して概して問題にはならないが、ネットワークを介して情報を周期的に提供するＭＴＣ−ＵＥでは問題となる。より具体的には、ＭＴＣ−ＵＥとＭＴＣ−ＵＥにサービスを行うｅＮＢとの間の通信速度は比較的遅く、典型的な周期性（これはＭＴＣ−ＵＥではなくサーバによって設定される）は低くないので、通信は、ＭＴＣ−ＵＥとサービングｅＮＢとの間で停止し得る。
【０００５】
従って、ネットワーク又はＵＥが、カバレッジエリアの特定のＵＥに対して代替ＲＬＣプロトコルを用いるのが適切かどうかを決定することが望ましく、及び、カバレッジ拡張モードにあるＵＥがカバレッジ拡張ＲＬＣプロトコルを用いることが望ましいであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
複数の図において、これらは必ずしも縮尺通りに描かれてはいないが、同じ参照番号は別の複数の図における同様の構成要素を説明し得る。異なる添字が付いた同じ参照番号は、同様の構成要素の別の例を表し得る。複数の図は概して、制限の目的ではなく例示の目的で、本明細書において説明される様々な実施形態を図示する。
【０００７】
【図１】いくつかの実施形態による、３ＧＰＰネットワークの機能図である。
【０００８】
【図２】いくつかの実施形態による、３ＧＰＰデバイスのブロック図である。
【０００９】
【図３】いくつかの実施形態による、ｅＮＢにおける方法のフローチャートを図示する。
【００１０】
【図４】いくつかの実施形態による、カバレッジ拡張モードＵＥにおける方法のフローチャートを図示する。
【００１１】
【図５Ａ】いくつかの実施形態による、ＲＬＣ構成情報要素を図示する。
【図５Ｂ】いくつかの実施形態に従った、ＲＬＣ構成情報要素を図示する。
【００１２】
【図６】１つの実施形態による、修正されたＲＲＣ接続要求（ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）メッセージを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明及び複数の図面は、当業者が複数の具体的な実施形態を実施することを可能にすべく、それらを十分に図示する。複数の他の実施形態は、構造的変更、論理的変更、電気的変更、プロセス的変更、及び他の変更を組み込み得る。いくつかの実施形態の複数の部分及び特徴は、複数の他の実施形態の複数の部分及び特徴に含まれ得る、又はそれらに代用され得る。特許請求の範囲に説明される複数の実施形態は、それらの請求項の全ての利用可能な均等物を包含する。
【００１４】
図１は、いくつかの実施形態による、３ＧＰＰネットワークの機能図である。ネットワークは、Ｓ１インタフェース１１５を介して共に結合される、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１００（例えば、図示されるようにＥ−ＵＴＲＡＮ又は進化型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク）及びコアネットワーク１２０（例えば、進化型パケットコア（ＥＰＣ）として示される）を備え得る。利便性と簡潔さのために、コアネットワーク１２０及びＲＡＮ１００の一部のみが示される。
【００１５】
コアネットワーク１２０は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１２２、サービングゲートウェイ（サービングＧＷ）１２４、及びパケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）１２６を含む。ＲＡＮ１００は、ＵＥ１０２と通信するための複数の進化型ノードＢ（ｅＮＢ）１０４（これは基地局として働き得る）を含む。複数のｅＮＢ１０４は、複数のマクロｅＮＢ及び複数の低電力（ＬＰ）ｅＮＢを含み得る。
【００１６】
ＭＭＥは、レガシーサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）の制御プレーンと機能が類似している。ＭＭＥは、ゲートウェイ選択及び追跡エリアリスト管理など、アクセスにおける複数のモビリティ状況を管理する。サービングＧＷ１２４は、ＲＡＮ１００に対するインタフェースを終端し、ＲＡＮ１００とコアネットワーク１２０との間でトラフィックパケット（データパケット又は音声パケットなど）をルーティングする。  更に、サービングＧＷ１２４は、ｅＮＢ間ハンドオーバのローカルなモビリティアンカーポイントであり得て、３ＧＰＰ間モビリティのアンカーも提供し得る。他の複数の役割は、合法的傍受、課金、何らかのポリシー施行を含み得る。サービングＧＷ１２４及びＭＭＥ１２２は、１つの物理ノード又は別個の複数の物理ノードに実装され得る。ＰＤＮ−ＧＷ１２６は、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）に対するＳＧｉインタフェースを終端する。ＰＤＮ−ＧＷ１２６は、ＥＰＣ１２０と外部ＰＤＮとの間でトラフィックパケットをルーティングし、ポリシー施行及び課金データ収集の重要なノードになり得る。また、ＰＤＮ−ＧＷ１２６は、非ＬＴＥアクセスを伴ったモビリティのアンカーポイントを提供し得る。外部ＰＤＮは、任意の種類のＩＰネットワーク及びＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）ドメインになり得る。ＰＤＮ−ＧＷ１２６及びサービングＧＷ１２４は、１つの物理ノード又は分離した複数の物理ノードに実装され得る。
【００１７】
複数のｅＮＢ１０４（マクロ及びマイクロ）は、エアインタフェースプロトコルを終端し、ＵＥ１０２の最初の接点になり得る。いくつかの実施形態において、ｅＮＢ１０４はＲＡＮ１００に対して、限定されないが、無線ベアラー管理などのＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ機能）、アップリンク及びダウンリンクの動的無線リソース管理及びトラフィックパケットスケジューリング、及びモビリティ管理を含む様々な論理的機能を実行し得る。複数の実施形態に従って、複数のＵＥ１０２は、ＯＦＤＭＡ通信方式に基づき、マルチキャリア通信チャネルを介してｅＮＢ１０４とＯＦＤＭ通信信号を通信するよう構成され得る。ＯＦＤＭ信号は、複数の直交サブキャリアを含み得る。非直交多元接続（ＮＯＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、及び直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）など、他の複数の技術も用いられ得る。
【００１８】
Ｓ１インタフェース１１５は、ＲＡＮ１００とＥＰＣ１２０とを分離するインタフェースである。Ｓ１インタフェース１１５は２つの部分、つまり、Ｓ１−ＵとＳ１−ＭＭＥとに分割され、Ｓ１−Ｕは複数のｅＮＢ１０４とサービングＧＷ１２４との間でトラフィックパケットを伝達し、Ｓ１−ＭＭＥは複数のｅＮＢ１０４とＭＭＥ１２２との間の信号インタフェースである。
【００１９】
セルラーネットワークでは、屋外の信号があまり届かない屋内エリアにカバレッジを拡張すべく、又は鉄道の駅などの電話使用量が非常に集中するエリアにネットワーク容量を追加すべく、複数のＬＰセルが概して用いられる。本明細書では、低電力（ＬＰ）ｅＮＢという用語は、フェムトセル、ピコセル、又はマイクロセルなど、より狭い範囲のセル（マクロセルより狭い）を実装するのに適した、任意の比較的低電力のｅＮＢを指す。フェムトセルｅＮＢは概して、モバイルネットワーク運営会社によって、その住宅向け顧客又は企業向け用顧客に提供される。フェムトセルは概して、住宅向けゲートウェイのサイズ又はそれより小さく、一般にユーザのブロードバンドラインに接続する。フェムトセルは一旦プラグ接続されると、モバイル運営会社のモバイルネットワークに接続し、概して３０〜５０メートルの範囲の追加カバレッジを住宅向けフェムトセルに提供する。従って、ＬＰ−ｅＮＢは、ＰＤＮ−ＧＷ１２６を介して結合されるので、フェムトセルｅＮＢであるかもしれない。同様に、ピコセルは建物内（事務所、ショッピングモール、鉄道の駅など）又はごく最近では飛行機内などの小規模のエリアを概してカバーする無線通信システムである。ピコセルｅＮＢは概して、Ｘ２リンクを介して、基地局コントローラ（ＢＳＣ）機能によってマクロｅＮＢなどの別のｅＮＢに接続し得る。従って、ＬＰ−ｅＮＢは、Ｘ２インタフェースを介してマクロｅＮＢに結合されるので、ピコセルｅＮＢとともに実装され得る。複数のピコセルｅＮＢ又は他の複数のＬＰ−ｅＮＢは、マクロｅＮＢの一部又は全ての機能を組み込み得る。いくつかの場合において、これは、アクセスポイント基地局又は企業向けフェムトセルと呼ばれ得る。
【００２０】
いくつかの実施形態において、ダウンリンクリソースグリッドがｅＮＢ１０４からＵＥ１０２へのダウンリンク送信に用いられ得て、ＵＥ１０２からｅＮＢ１０４へのアップリンク送信は同様の手法を利用し得る。グリッドは、リソースグリッド又は時間周波数リソースグリッドと呼ばれる時間周波数グリッドであり得て、これは各スロットにおけるダウンリンクの物理リソースである。そのような時間周波数プレーン表現は、ＯＦＤＭシステムでは一般的なやり方であり、これにより、無線リソース割り当てが直観的になる。リソースグリッドの各列と各行は、１つのＯＦＤＭシンボル及び１つのＯＦＤＭサブキャリアにそれぞれ対応する。時間ドメインにおけるリソースグリッドの持続時間は、無線フレームの中の１つのスロットに対応する。リソースグリッドの最小の時間周波数単位は、リソース要素として示される。各リソースグリッドは、特定の複数の物理チャネルの複数のリソース要素へのマッピングを説明する多数のリソースブロックを有する。各リソースブロックは、複数のリソース要素の集合を含み、周波数ドメインにおいて、この集合は現在割り当て可能な複数のリソースの最小量を表す。そのようなリソースブロックを用いて伝送される、いくつかの異なる物理ダウンリンクチャネルがある。
【００２１】
上述されたように、送信電力は、カバレッジ拡張エリア内のＵＥ又はサービング拡張ノードＢ（ｅＮＢ）によって増加させることができないので、受信側において信号電力を増加させるべく、同一パケットデータが繰り返し送信される。しかしながら、ＵＥと基地局との間の通信速度低下に起因して、１つの実施形態において、標準的なＲＬＣ構成（つまり、ＲＬＣプロトコル）はカバレッジ拡張モードにあるＵＥに対してカバレッジ拡張ＲＬＣ構成に変更され、最寄りのサービング基地局へのリンクバジェットがネットワークの典型的なリンクバジェット値より悪い場所に置かれ、送信電力を増加させることなく付加的なリンクバジェットが取得される。センサ又はＭ２Ｍ−ＵＥなどのＭＴＣを用いる据え置き型無線ＵＥ（これは無期限に１か所にとどまる）であり得るＵＥは、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装するかどうかを決定し、実装する場合には、ｅＮＢと通信すべくカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いる。１つの実施形態において、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、カバレッジ拡張モードにあるＵＥにのみ利用可能で、且つカバレッジ拡張モードにあるＵＥが送信の確認応答をｅＮＢに要求できるまでの時間を非カバレッジ拡張ＲＬＣ構成と比較して減少させる、ＲＬＣカウンタ及びタイマの値を含む。
【００２２】
様々な実施形態において、ＵＥはカバレッジ拡張ＲＬＣ構成をｅＮＢによるブロードキャストから受信する、又は自動実装用にカバレッジ拡張ＲＬＣ構成をメモリに格納する。これにより、いくつかの実施形態において、送受信器がブロードキャストを受信することなく、ＵＥはカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を実装するかどうかを決定する。代わりに、又は更に、ｅＮＢは、ＵＥがカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いて通信することを、例えば、ＲＲＣ接続リリースをＵＥから受信するとすぐにメモリに格納する。いくつかの実施形態において、ｅＮＢからサービスを受けている任意のＵＥがカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いるつもりがあるかどうかに関係なく、ｅＮＢはブロードキャストを送信する。複数の他の実施形態において、ｅＮＢはカバレッジ拡張モードにあるＵＥからのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成の要求に基づいてブロードキャストを送信する。いくつかの実施形態において、ＵＥは、ｅＮＢとのＲＲＣ接続を確立すべく、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いて無線リソース制御（ＲＲＣ）接続要求（ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）をｅＮＢに送信する。いくつかの実施形態において、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成はシステム情報ブロック（ＳＩＢ）の情報要素（ＩＥ）に含まれ、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、ＵＥのＲＬＣ送信ウィンドウがｅＮＢからフィードバックを取得する前に数分間停止又は待機するのを防ぐのに十分な「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」の値を提供する。従って、様々な実施形態におけるカバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、ネットワーク及びカバレッジ拡張ＵＥが、カバレッジ拡張ＵＥはカバレッジ拡張の必要があることを検出した後に、ｅＮＢによってブロードキャストされ、ｅＮＢ及びカバレッジ拡張ＵＥによって適用される、又はＲＬＣ構成がハンドシェーキングを介して提供されることなく、ＲＲＣ接続確立中にｅＮＢ及びカバレッジ拡張ＵＥによって自動的に用いられる。これは現在のＲＲＣ接続確立の手順と異なる。現在の手順では、標準的なＲＬＣ構成が最初に用いられ、後で必要に応じてハンドシェーキングによって調整され得るが、本明細書で示される複数の問題を避けられない。
【００２３】
図２は、いくつかの実施形態による、３ＧＰＰデバイスの機能図である。例えば、デバイスはＵＥ又はｅＮＢであり得る。いくつかの実施形態において、ｅＮＢは据え置き型の非モバイルデバイスであってよい。３ＧＰＰデバイス２００は、１又は複数のアンテナ２０１を用いて信号を送信及び受信するための物理層回路２０２を含み得る。３ＧＰＰデバイス２００は、無線媒体へのアクセスを制御するための媒体アクセス制御層（ＭＡＣ）回路２０４も含み得る。３ＧＰＰデバイス２００は、本明細書で説明される複数の動作を実行するよう配置された処理回路２０６及びメモリ２０８も含み得る。
【００２４】
いくつかの実施形態において、本明細書で説明される複数のモバイルデバイス又は複数の他のデバイスは、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線通信能力を持つラップトップ又は携帯用コンピュータ、ウェブタブレット、無線電話、スマートフォン、無線ヘッドセット、ページャ、インスタントメッセージングデバイス、デジタルカメラ、アクセスポイント、テレビ、医療機器（例えば、心拍モニタ、血圧モニタなど）、又は情報を無線で受信及び／又は送信し得る他のデバイスなどの携帯用無線通信デバイスの一部であってよい。いくつかの実施形態において、モバイルデバイス又は他のデバイスは、３ＧＰＰ規格に基づいて動作するよう構成されたＵＥ１０２又はｅＮＢ１０４であり得る。いくつかの実施形態において、モバイルデバイス又は他のデバイスは、ＩＥＥＥ８０２．１１又は他のＩＥＥＥ規格を含む他のプロトコル又は規格に従って動作するよう構成され得る。いくつかの実施形態において、モバイルデバイス又は他のデバイスは、キーボード、ディスプレイ、不揮発性メモリポート、多重アンテナ、グラフィックスプロセッサ、アプリケーションプロセッサ、スピーカ、及び他のモバイルデバイス要素のうち１又は複数を含み得る。ディスプレイは、タッチ画面を含むＬＣＤ画面であってよい。
【００２５】
アンテナ２０１は、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、マイクロストリップアンテナ、又はＲＦ信号の送信に適した他の複数の種類のアンテナを含む１又は複数の指向性又は全方向性アンテナを有する。いくつかの多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）の実施形態において、アンテナ２０１は空間ダイバーシティ及び生じ得る異なるチャネル特性をうまく利用すべく効果的に分離され得る。
【００２６】
３ＧＰＰデバイス２００はいくつかの別個の機能要素を有するように図示されるが、複数の機能要素のうち１又は複数は組み合わせられ得て、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含む処理要素などの複数のソフトウェア構成要素、及び／又は他の複数のハードウェア要素の複数の組み合わせによって実装され得る。例えば、いくつかの要素は、１又は複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）、及び、少なくとも本明細書で説明される複数の機能を実行するための様々なハードウェア及びロジック回路の複数の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態において、複数の機能要素は、１又は複数の処理要素上で動作する１又は複数プロセスを指し得る。
【００２７】
複数の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちの１つに、又はそれらの組み合わせに実装され得る。複数の実施形態は、コンピュータ可読記憶デバイスに格納された複数の命令としても実装され得て、その複数の命令は、本明細書で説明される複数の動作を実行すべく、少なくとも１つのプロセッサによって読み出されて実行され得る。コンピュータ可読記憶デバイスは、機械（例えば、コンピュータ）によって可読な形態で情報を格納するための任意の非一時的機構を含み得る。例えば、コンピュータ可読記憶デバイスは、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、及び他の記憶デバイス及び媒体を含み得る。いくつかの実施形態は１又は複数のプロセッサを含み得て、コンピュータ可読記憶デバイスに格納された複数の命令で構成され得る。
【００２８】
「機械可読媒体」という用語は、１又は複数命令を格納するよう構成された単一の媒体又は複数の媒体（例えば、集中型又は分散型データベース、及び／又は、関連するキャッシュ及びサーバ）を含み得る。「機械可読媒体」という用語は、３ＧＰＰデバイス２００が実行する複数の命令を格納、符号化、又は伝達することが可能であり、本開示の複数の手法のうち何れか１又は複数を３ＧＰＰデバイス２００に実行させる、あるいはそのような複数の命令によって用いられる、又はそれらと関連付けられる複数のデータ構造を格納、符号化、又は伝達することが可能な任意の媒体を含み得る。  「送信媒体」という用語は、実行する複数の命令を格納、符号化、又は伝達することが可能である任意の無形の媒体を含むと理解されるべきであり、そのようなソフトウェアの通信を促進するためのデジタル又はアナログ通信信号、又は他の無形の媒体を含む。
【００２９】
上述のように、ＭＴＣ−ＵＥを含む多くの異なる種類のＵＥがネットワークを用いて通信し得る。概して、カバレッジ拡張モードでは、著しい量の付加的なリンクバジェット（最大約１５ｄＢ）がＵＥとサービングｅＮＢとの間の信頼できる通信を可能にするのに必要とされ得る。このリンクバジェットを取得すべく、ＵＥとｅＮＢとの間で送信される複数のパケットは、（１００回より多い）多数の回数繰り返され得る。３ＧＰＰ−ＬＴＥシステムは概して、データ通信中にＲＬＣ構成を用い、それを使ってデータ受信の確認応答及び他の制御情報もＵＥとｅＮＢとの間で提供される。通常、例えば１０００ビットの単一のパケットデータ単位（ＰＤＵ）の送信は約１ミリ秒かかり、確認応答が数ミリ秒以内に提供される。これは送信デバイスからの受信情報の要求に応答するものであり得る。しかしながら、カバレッジ拡張モードにあるＭＴＣ−ＵＥ又は他のＵＥ（本明細書ではカバレッジ拡張モードＵＥとも呼ばれる）では、各ＰＤＵの送信に著しく長い時間、例えば４０バイトのパケットを送信するのに１００〜２００ミリ秒かかり得る。これが、複数の特定の例において問題の原因となり得て、現在の３ＧＰＰ−ＬＴＥ仕様のＲＬＣ構成について議論する必要がある。
【００３０】
３ＧＰＰ−ＬＴＥ仕様である３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３３１は、無線３ＧＰＰ通信に用いられる媒体アクセス制御（ＭＡＣ）、無線リンク制御（ＲＬＣ）、及び無線リソース制御（ＲＲＣ）などのレイヤ２のプロトコルについての詳細を含む。ＲＬＣ構成は、送信デバイス（例えば、カバレッジ拡張モードＵＥ又はｅＮＢの一方）によって送信された情報に対する、受信デバイス（例えば、カバレッジ拡張モードＵＥ又はｅＮＢのもう一方）からの要求に関する複数のパラメータを含む。具体的には、ＲＬＣ構成は「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」及び「ＰｏｌｌＰＤＵ」というパラメータを含み、それらはカバレッジ拡張が所望される場合に特に問題になり得る。３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３３１の現在の実装において最小値が２５キロバイトの「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」は、送信デバイスが受信デバイスをポーリングできるようになる前に、送信デバイスによって送信されたバイト数をカウントする。「ＰｏｌｌＰＤＵ」は、受信されたＰＤＵ数の確認応答を要求すべく、送信デバイスが受信デバイスをポーリングし始めることができる前に送信されるＲＬＣ−ＰＤＵの数を定める。ＰｏｌｌＰＤＵは、４ＰＤＵより大きい又はそれと等しい任意の値を取り得る。１つの例において、ｅＮＢでエネルギーを蓄積するのに１００〜２００回繰り返される１０００ビットの単一のＰＤＵを送信する必要があるＭＴＣ−ＵＥは、そのＰＤＵの送信に少なくとも数分かかることになる。センサ及び他のＭＴＣ−ＵＥは概して、更新情報をｅＮＢに数分毎に提供し、ＲＬＣ送信ウィンドウに関する多くの問題をもたらす。具体的には、これにより、ＭＴＣ−ＵＥがｅＮＢをポーリングしてＲＬＣ−ＰＤＵの受信に関する情報を取得することができないことにつながる。ＰＤＵの送信に問題が生じる場合、ＲＬＣ送信ウィンドウは結果的に停止する可能性が高い。これにより、ＭＴＣ−ＵＥはＲＬＣ送信ウィンドウを進めることができない、又はＲＬＣ送信ウィンドウはｅＮＢをポーリングする前に４ＰＤＵの送信を待つ必要がある状態がもたらされ、更新時間を大幅に超える。
【００３１】
ポーリングに起因して確認応答を待つ際の遅延によって引き起こされる上記の複数の問題を減らすべく、ＲＬＣ構成パラメータの「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」及び「ＰｏｌｌＰＤＵ」はそれぞれ、拡張カバレッジモードＵＥ用にのみ、４ＰＤＵより小さい値に、及び／又は、２５キロバイトより著しく小さい値に減少させることを許可される。ｅＮＢ及びＵＥの両方が、それらの間の通信は拡張カバレッジモードリンクを用いるべきと一旦認識すると、適切なＲＬＣ構成がｅＮＢから提供されるか、別なやり方で拡張カバレッジモードＵＥによって用いられる。拡張カバレッジモードＵＥ及びｅＮＢによって用いられる拡張モードＲＬＣ構成が定めるように、数百ミリ秒かかり得るが、最初のＰＤＵの要求されるＰＤＵ数又は要求されるバイト数の送信後に、送信デバイスは、受信デバイスによって受信されたバイト数に関する情報を取得すべく、受信デバイスをポーリングし得る。ポーリングが行われる前に送信される必要があるＰＤＵ数及びデータ量の両方におけるこの減少は、送信ウィンドウの停止を回避する。
【００３２】
しかしながら、ＲＬＣ構成パラメータの「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」及び「ＰｏｌｌＰＤＵ」は、１つの実施形態において、拡張モードＵＥに対してのみ調整され得る。このことは、３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３３１に定められたこれらのパラメータの通常のデフォルト値を用いるのではなく、送信デバイス及び受信デバイスの両方はカバレッジ拡張モードで通信するための要求を検出し、適切に応答することを意味する。
【００３３】
図３は、いくつかの実施形態による、ｅＮＢにおける方法のフローチャートを図示する。段階３０２において、ｅＮＢによってサービスが行われるセルの中の任意のＵＥがカバレッジ拡張を要求しているかどうかをｅＮＢは決定する。ＵＥから通信を受信する前にこの決定を行うべく、ｅＮＢは、カバレッジ拡張モードＵＥと確立された以前のＲＲＣ接続に関連する情報を格納し得る。モバイルであるＵＥは断続的にカバレッジ拡張モードに入るので、格納された情報は、センサなどのＭＴＣ−ＵＥを含むそのようなＵＥが据え置き型かどうかをｅＮＢが決定できるときに最も有用である。いくつかの実施形態において、格納された情報は、ｅＮＢがサービスを行うセルの中に少なくとも１つのカバレッジ拡張モードＵＥが以前に存在したという情報のみを含み得る。複数の他の実施形態において、格納された情報は、カバレッジ拡張モードＵＥの識別子（ＵＥのＩＰアドレスなど）及びカバレッジ拡張モードＵＥがモバイルＵＥかどうかを含み得る。モビリティ情報はＵＥそのものから取得され得る、又は、他のｅＮＢ（例えば、現在のｅＮＢへのハンドオフが生じた場合に、ＵＥはモバイルである）又はサーバ（例えば、ＵＥが報告するサーバ、あるいは、ロケーションレジスタ又はビリングサーバなどのネットワークサーバ）などの他のネットワークＵＥによって提供され得る。これらの状況において、ＵＥのモビリティ情報が既知である場合には、１又は複数のカバレッジ拡張モードＵＥの存在を認識する際に、以前にカバレッジ拡張モードにあったモバイルＵＥに関する情報をｅＮＢは無視し得る。代わりに、ｅＮＢは特定のモバイルＵＥに関する情報を保持し得る。１つの実施形態において、特定のモバイルＵＥが、かなり多くの回数又はかなり高い割合の回数で、カバレッジ拡張モードにあった場合にのみ、ｅＮＢは特定のモバイルＵＥにサービスを行った。複数の他の実施形態において、ｅＮＢはカバレッジ拡張モードについての情報を、自ら判断するのではなく、ネットワークサーバに要求し得る。セルの中に複数のカバレッジ拡張モードＵＥが存在するというｅＮＢによる決定は、それらのＵＥに対するカバレッジ拡張モードに特有の手順、例えば、カバレッジ拡張モードにあるＵＥに対する特定のシステム情報ブロック（ＳＩＢ）、ランダムアクセスリソース割り当て、ページング、スケジューリングをｅＮＢが用いることを可能にする。
【００３４】
少なくとも１つのカバレッジ拡張モードＵＥが存在することをｅＮＢが決定した場合には、段階３０４において、ｅＮＢは、ｅＮＢによってサービスが行われるセルの中の全てのＵＥにカバレッジ拡張ＲＬＣ構成をブロードキャストする。段階３０２において、カバレッジ拡張モードＵＥが全く存在しないことをｅＮＢが決定した場合には、段階３０４ａにおいて、ｅＮＢは、ｅＮＢによってサービスが行われるセルの中の全ての通信ＵＥに通常のＲＬＣ構成をブロードキャストする。
【００３５】
ＲＬＣ構成（通常のＲＬＣ構成でもカバレッジ拡張ＲＬＣ構成でも）は、ブロードキャストのＳＩＢの中の情報要素（ＩＥ）に含まれる。周知のように、ＳＩＢは、ＵＥがｅＮＢと通信するのに必要とする構成情報及びパラメータを含む。具体的には、最小ＳＩＢ−１及びＳＩＢ−２において、任意のｅＮＢとのアクセスを確立するのに用いられる。ＳＩＢ−２は、具体的には、共通及び共有チャネル構成、ランダムアクセスチャネル関連構成、タイマ、並びにアップリンク電力制御を含む、全てのＵＥに共通の無線リソース構成情報を含む。１つの実施形態において、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成で用いられるＩＥは、ＳＩＢ−２の既存のＩＥに加えられ得る。別の実施形態において、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成で用いられるＩＥは、ＳＩＢ−１４の既存のＩＥに加えられ得る。ＳＩＢ−１４は、ＬＴＥ時分割多重信号の専用及び共通物理チャネルに適用される電力制御情報を含む。また、ＲＬＣ構成は、カバレッジ拡張用に定められた新たなＳＩＢに提供され得る。
【００３６】
別の実施形態において、段階３０２及び３０４は存在していなくてよい。  
【００３７】
段階３０６において、次にｅＮＢは、ｅＮＢからサービスを受けているＵＥからＲＲＣ接続要求を受信する。ＲＲＣ接続要求は、ＵＥが電話呼び出し又はデータセッションを開始するのに応答して、ｅＮＢとのＲＲＣ接続の確立を要求する。代わりに、ｅＮＢはページングメッセージをＵＥに送信し、それに応じてＵＥからＲＲＣ接続要求を受信し得る。段階３０８において、ＲＲＣ接続要求が受信されたＵＥに対してカバレッジ拡張モードが適切かどうかをｅＮＢは決定する。
【００３８】
ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることをｅＮＢが決定し得るには、いくつかの方法がある。ＵＥがカバレッジ拡張モードにあるかどうかを決定すべく、ｅＮＢはこれらの方法のうち１つのみを用いてよく、あるいは、これらの方法の何れか又は全てを組み合わせてもよい。１つの例において、ＵＥをページングすることに応答して、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることをｅＮＢは決定し得る。ｅＮＢは、標準的なＲＲＣページング機構を用い得る。この場合、予め定められたページング期間内にページングへの応答が受信されなかった後、又はページング期間内に予め定められたページング試行の失敗回数になった後に、セルの中の特定の据え置き型ＵＥがカバレッジ拡張モードＵＥであることをｅＮＢは決定し得る。代わりに又は更に、カバレッジ拡張モードＵＥに特有のページング手順もｅＮＢによって設けられ、特定のＵＥが特定のページング手順を用いることによってのみ接続されることが可能である場合に、特定のＵＥがカバレッジ拡張モードにあることをｅＮＢは決定し得る。異なるリンク強度を持つセルの、ｅＮＢによって全てがカバーされる複数の領域にモバイルＵＥは入る、及びそこから出ることが可能なので、モバイルＵＥに対してカバレッジ拡張モードを決定するのにページングを用いることは信頼できない方法であり得ることに留意されたい。
【００３９】
別の実施形態において、特定のページングプロセス又は特定のページングリソースが用いられるのではなく、特定の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースが、カバレッジ拡張モードにあるＵＥによってランダムアクセスのために確保され得る。システムに応じて、ＰＲＡＣＨリソースは時間、周波数、又はコードを含む任意のドメインに確保され得る。これにより、特定のカバレッジ拡張モードＰＲＡＣＨリソースを活用するＵＥはカバレッジ拡張モードＵＥであることを、ｅＮＢは決定し得る。
【００４０】
別の実施形態において、特定のＵＥがｅＮＢに付属するとき、ｅＮＢは複数のランダムアクセスプリアンブルをＵＥから受信する。各プリアンブルは、各プリアンブルに関連付けられた特定の受信電力を有する。ＵＥからの連続受信プリアンブルの予め定められた数値が、予め定められたプリアンブル電力閾値の数値より低い電力を有する場合に、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることをｅＮＢは決定し得る。プリアンブル電力は、ｅＮＢの感度レベルより上になるよう、且つ誤検出レベルと異なるよう設定される。
【００４１】
同様に、通常、ｅＮＢはランダムアクセスプリアンブルを受信し、応答して、次にＲＲＣ接続要求メッセージをＵＥから受信する。ランダムアクセスプリアンブルが予め定められたプリアンブル電力に適合する、又は、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあるかどうかを決定するのにｅＮＢがランダムアクセスプリアンブルの電力を用いないと仮定すると、ＲＲＣ接続要求の電力が用いられ得る。この場合、連続数のＲＲＣ接続要求の送信時間間隔の電力が、予め定められた接続要求電力閾値より低い場合、ｅＮＢはＵＥからのＲＲＣ接続要求を監視し、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることを決定し得る。複数の他の実施形態において、このこと（及び本明細書で説明される複数の他の実施形態）は、最初のＲＲＣ接続の間だけでなく、ＲＬＣ構成が構成される又は再構成される任意の時点、つまり、ＲＲＣ接続再構成又はＲＲＣ接続再確立の間においても発生し得る。
【００４２】
別の実施形態において、特定のページング機構を設けるのでも、ページング試行又は連続電力測定を監視するのでもなく、ｅＮＢはＵＥからの直接信号を信頼して、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることを決定し得る。例えば、カバレッジ拡張モードにあるＵＥは、６４個のランダムアクセスプリアンブルのうちの特定の１つのみ又はそれらのセットを用い、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることを、ｅＮＢに自動的に信号で知らせ得る。この場合、ランダムアクセスプリアンブル又は特定のプリアンブルの組み合わせは、カバレッジ拡張モードにないＵＥによって選択不能であり得る（つまり、カバレッジ拡張モードにないＵＥがプリアンブルの組み合わせを選択する場合、それは破棄されて複数のプリアンブルの１又は複数が再選択される）。ＵＥは後に、特定のＲＲＣ接続要求などの別個の通信においてＵＥがカバレッジ拡張モードにあることをｅＮＢに確認する。図６は、１つの実施形態による、修正されたＲＲＣ接続要求（ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）メッセージを図示する。具体的には、ＲＲＣ接続要求メッセージに対する修正は、図６に太字の下線付きイタリック体で示されている。ＡＳＮ．１構文に従って、図６のスペア値に取り消し線が付けられている。複数の他の実施形態において、ＲＲＣ接続要求メッセージは修正され得て、これにより、「ＩＥ初期ＵＥ識別子（ＩＥ  Ｉｎｉｔｉａｌ−ＵＥ−Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）」は、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあるということを示すものをさらに伝達する。あるいは、「ＩＥ初期ＵＥ識別子」フィールド内のＵＥ識別子（Ｓ−ＴＭＳＩ）は、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることを示す値を単に含み得る。
【００４３】
段階３０８において、ＲＲＣ接続要求が受信されたＵＥがカバレッジ拡張モードにあることをｅＮＢが決定する場合に、ｅＮＢはカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を段階３１０において適用する。そうでない場合には、ｅＮＢは、ＵＥが典型的なＵＥであることを決定して、デフォルトのＲＬＣ構成を段階３１２において適用する。段階３１４において、ｅＮＢは、ＵＥとの通信に適切であるとｅＮＢが決定したどちらのＲＬＣ構成でも用いて、ＲＲＣ接続確立の間に（又は、無線ベアラー構成／再構成の間に再確立）カバレッジ拡張ＲＬＣ構成パラメータを送信する。これにより、カバレッジモードＵＥは（ｅＮＢによってページングされるのではなく）ＲＲＣ接続要求をｅＮＢに送信すると仮定すると、ｅＮＢはカバレッジ拡張ＵＥにＲＲＣ接続設定メッセージ又はＲＲＣ接続拒絶メッセージで応答する。ｅＮＢがカバレッジ拡張ＵＥにＲＲＣ接続設定メッセージで応答する場合に、次にカバレッジ拡張ＵＥはｅＮＢにＲＲＣ接続設定完了メッセージで返信する。
【００４４】
異なる位置実施形態において、ｅＮＢは最初にセルの中の複数のＵＥの存在と無関係に働き得る。すなわち、複数のカバレッジ拡張モードＵＥがセルの中に存在するかどうかに関する最初の決定を行うのではなく、段階３０２にあるように、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成が用いられるとき、ｅＮＢが複数のＵＥにサービスを提供できるかどうかをｅＮＢは決定し得る。その場合、ｅＮＢは複数のカバレッジ拡張モードＵＥのサポートをブロードキャストし（つまり、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成が利用可能である）、どのＲＬＣ構成が用いられるべきかを、ＵＥから受信されたＲＲＣ接続要求又は他の情報から決定する。
【００４５】
さらに、様々な実施形態において、カバレッジ拡張及びカバレッジ拡張モードにある複数のＵＥは、ネットワーク状況及びＵＥ能力に応じて異なるカテゴリに分離されることが可能であり得る。これにより、ｅＮＢ及びｅＮＢからサービスを受ける複数のＵＥによって用いられることが可能である複数の異なる閾値（例えば、リンクバジェット閾値）がもたらされる。例えば、カバレッジ拡張は、軽レベル（０〜５ｄＢリンクバジェット拡張）、中レベル（５〜１０ｄＢリンクバジェット拡張）、重レベル（１０〜１５ｄＢリンクバジェット拡張）カバレッジ拡張など、任意の数のレベルに分割され得る。この場合、ｅＮＢによって送信されるカバレッジ拡張ＲＬＣ構成はＵＥ固有であり得る。さらに、異なる複数のＲＬＣ構成が、ＳＩＢ（上述のように、例えばＳＩＢ−２又はＳＩＢ−１４）の複数のＩＥとともにＵＥにブロードキャストされ、これにより、構成の数に応じた多数のビットを用いて信号送信される（例えば、３又はそれより少ないカバレッジ拡張ＲＬＣ構成が２ビットを用いて送信され得る）。あるいは、もちろん、デフォルトのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成が３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３３１内に予め定められ、ｅＮＢからサービスを受ける全てのＵＥに対して構成され得る。デフォルトのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、ｅＮＢからサービスを受ける複数のＵＥに専用ＲＲＣ信号で提供され得る。
【００４６】
いくつかの実施形態による、カバレッジ拡張モードＵＥにおける方法のフローチャートが図４に図示される。示されるように、段階４０２において、ＵＥは、ＵＥにサービスを行うｅＮＢから信号を受信する。例えば、信号はｅＮＢからのブロードキャスト又はユニキャストメッセージであってよい。ブロードキャストは、ＳＩＢの複数のＩＥにカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を含む。段階４０４において、ＵＥは、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切かどうかを決定する。代わりに、ＵＥが既にｅＮＢと通信している場合に、ＵＥは拡張モードＲＬＣ構成を格納し、その後拡張モードＲＬＣ構成を将来のＲＲＣ接続確立に用い得る。ＵＥは格納された拡張モードＲＬＣ構成を自動的に用い得る、又は、どのＲＬＣ構成を用いるかを定めた情報をｅＮＢから受信し得る（ＳＩＢの中の１又は複数のビットなど）。
【００４７】
カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であることをＵＥが決定し得るいくつかの方法がある。これらの方法は、ｅＮＢの決定に関して上述されたものと同様である。ＵＥの決定に対して本明細書で説明される複数の手法は、決定を行うべく、個々に又は組み合わせて用いられ得る。例えば、上述のように、ｅＮＢはカバレッジ拡張モードにあるＵＥに対して特定のページング手順を採用し得る。ｅＮＢによって、カバレッジ拡張の特定のページング手順を用いるｅＮＢによってのみ、ＵＥが接続され得る場合、図４のＵＥはこの場合に、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に望ましいことを決定し得る。
【００４８】
別の例において、ＵＥが最初に電源を投入され、セルラーネットワークに接続すべく最初のセル検索を実行するときに用いられるダウンリンク同期プロセスは、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあるかどうかを決定するのに用いられ得る。３ＧＰＰシステムにおいて、ｅＮＢは一次同期信号及び二次同期信号をＵＥに送信する。一次信号はタイミング及び周波数取得のために用いられ、二次信号はセル固有の情報を取得するのに用いられる。一次同期信号又は二次同期信号が予め定められた同期期間内に取得されない場合に、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であること、又は予め定められた連続回数の後に、同期捕捉が予め定められた同期期間を超えたことをＵＥは決定し得る。更に、カバレッジ拡張モードＵＥに用いるべく複数の代替同期信号が３ＧＰＰ規格に採用される場合に、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であることをＵＥは決定し得る。これらの代替同期信号を用いることによってのみ、ＵＥはダウンリンク同期をｅＮＢから取得する。
【００４９】
その代わりに、別の実施形態において、ＵＥは、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切かどうかを決定すべく、ランダムアクセス手順のタイミングを用い得る。ランダムアクセス手順は、ＵＥがプリアンブルシーケンスをｅＮＢに送信すること、ｅＮＢにおいてランダムアクセスレスポンスを受信すること、ランダムアクセスレスポンスに含まれる情報を用いてランダムアクセスチャネルレスポンスをＵＥに送信すること、及び競合解決を含む。ランダムアクセスレスポンスを受信するとすぐに、ＵＥはＲＲＣ接続要求を発信する。３ＧＰＰ規格は、ランダムアクセス手順は予め定められたアクセス期間内に完了すべきことを示している。従って、そうならなかった場合に（又は予め定められた連続試行回数がアクセス期間を超えた後に）、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であることをＵＥは決定し得る。さらに、カバレッジ拡張モードにある複数のＵＥに対して特定のランダムアクセスの信号構造及び手順が用いられ、この信号構造が、ＵＥがランダムアクセス手順を完了することが可能な唯一のやり方である場合に、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であることをＵＥは決定し得る。
【００５０】
別の実施形態において、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であることを決定すべく、ＵＥは情報ブロック（ＳＩＢ又はマスター情報ブロック（ＭＩＢ））を用い得る。具体的には、同期と同様に、ＵＥは、異なる複数の情報ブロックを介してシステム情報の取得時間を測定し、その時間が取得期間を超えたとき、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であること、又は予め定められた連続回数の後に、システム取得が取得期間を超えたことを決定する。上述のように、代替システム情報ブロードキャストの構造及び手順がカバレッジ拡張モードＵＥに用いられるよう３ＧＰＰ規格に採用される場合に、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であることをＵＥは決定し得る。ＵＥは、代替手順を用いることによってのみｅＮＢからシステム情報を取得することが可能である。
【００５１】
別の実施形態において、ＵＥは参照シンボル受信電力（ＲＳＲＰ）を用い得る。これは、カバレッジ拡張モードステータスを決定するのに電力閾値がｅＮＢによって用いられ得るのとほぼ同じやり方で、所望の帯域幅内でセル固有の参照信号を伝達する複数のリソース要素にわたって平均受信電力を測定する。具体的には、予め定められた時間に対するＲＳＲＰが予め定められたシンボル閾値より低い場合に、カバレッジ拡張がｅＮＢとの通信に適切であることをＵＥは決定し得る。
【００５２】
示されるように、ＵＥは、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いることが適切であることを決定する。ＵＥは次に、段階４０６において修正されたＲＲＣ接続要求をｅＮＢに送信し、段階４０８においてｅＮＢから応答を受信する。図６に示されるように、修正されたＲＲＣ接続設定はＩＥ「ＲＬＣＣｏｎｆｉｇ」を含まない。代替的に、メッセージＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎがＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｅｔｕｐの代わりに、後の段階でＲＲＣ接続の経過の間に用いられ得る。この時点で、ＵＥ及びｅＮＢの両方は、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあることを決定するのを可能にする十分な情報を有する。ＲＲＣ接続設定は、段階４０２において受信されたカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を用いて送信される。ｅＮＢからの応答が、ＲＲＣ接続拒絶メッセージではなくＲＲＣ接続設定メッセージであると仮定すると、次にカバレッジ拡張ＵＥはＲＲＣ接続設定完了メッセージでｅＮＢに返信し、段階４１０においてカバレッジ拡張ＲＬＣ構成を引き続き用いる。
【００５３】
１つの実施形態によるＲＬＣ構成情報要素が、図５Ａ及び図５Ｂに示される。複数のカバレッジ拡張ＲＬＣ構成パラメータは、デフォルトのＲＬＣ構成の複数のパラメータよりも、カバレッジ拡張モードＵＥの通信速度にうまく適合する複数のタイマ及びカウンタを用いる。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、複数のパラメータの大部分は変更されないままであり、いくつかのデフォルトの設定パラメータは、この規格において現在は調整することができない。例えば、無線ベアラーはユーザデータ（データ無線ベアラー（ＤＲＢ））又は制御データ（信号無線ベアラー（ＳＲＢ））を転送する。ＳＲＢはＲＲＣ信号メッセージを用いて通信し、確認応答モード（ＡＭ）ＲＬＣで動作する。これは、受信デバイスが問題なくデータを受信したことを示すデータを受信デバイスが送信デバイスに継続的に送信することを必要とする。このＡＭ−ＲＬＣは、デフォルトの構成から変更することはできない。３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３３１から変更されないデフォルトのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成の複数のパラメータは、プレーンテキストで示される。調整され得るデフォルトのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成の他の複数のパラメータは、異なるフォントで示される。具体的には、その複数のデフォルトのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成パラメータは、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、太字の下線付きイタリック体で示される。更に、ＲＬＣ構成の複数のパラメータのいくつかに対する新しい値が、デフォルトのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成パラメータに加えて、追加されている。これらの新しい非デフォルトのカバレッジ拡張ＲＬＣ構成パラメータは、太字の下線付きで図５Ａ及び図５Ｂに示される。また、複数の新しい値のいくつかは、様々なパラメータのスペア値を置き換えることに留意されたい。上述のように、ＡＳＮ．１構文に従って、この場合の複数のスペア値は、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、取り消し線が付けられている。しかしながら、複数のスペア値が利用可能でない場合に、そのパラメータに対する新しい値は追加されることができない。
【００５４】
具体的には、「ＰｏｌｌＰＤＵ」及び「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」はそれぞれ、１ＰＤＵ又は５００ビットに設定され、これにより、単一のＰＤＵの送信後に、又は比較的少量のデータの後に、送信ＵＥは受信ＵＥをポーリングすることが可能となる。これは、例えば、「ＰｏｌｌＰＤＵ」が４ＰＤＵに設定されるデフォルトのＲＬＣ構成とは対照的である。また、カバレッジ拡張モードＵＥが要求する場合に、代替値が用いられることを可能にするこれらのフィールドにより低い値が追加されることに留意されたい。具体的には、「ＰｏｌｌＰＤＵ」は２ＰＤＵ又は３ＰＤＵの値に設定され得て、「ＰｏｌｌＢｙｔｅ」は１ｋＢ、２ｋＢ、４ｋＢ、８ｋＢ、又は１６ｋＢに設定され得る。これらの値のいずれも、現在の３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３３１規格に現在は存在しない。「ＳＮ−ＦｉｅｌｄＬｅｎｇｔｈ」というパラメータは、非確認応答モードＲＬＣシーケンス番号のフィールドサイズを示し、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成において５ビットに設定される。「ｔ−ｒｅｏｒｄｅｒｉｎｇ」、「ｔ−ＳｔａｔｕｓＰｒｏｈｉｂｉｔ」、及び「ｔ−ｐｏｌｌＲｅｔｒａｎｓｍｉｔ」の値は、より高い値、主に５００ミリ秒に設定されるタイマである。これらのパラメータはそれぞれ、並べ替え（ｒｅ−ｏｒｄｅｒｉｎｇ）、ステータス報告、及び反復ポーリングが既定のＰＤＵの送信中に発生する前に、タイミングを制御する。これらのそれぞれに対する時間を増加させることにより、カバレッジ拡張ＲＬＣ構成は、より遅い通信速度に対応すべく、これらのプロセスを減速させることが可能である。
【００５５】
従って、様々な実施形態において、ｅＮＢ及びＵＥの両方は、ＵＥがカバレッジ拡張モードにあるかどうかを検出し、ｅＮＢとＵＥとの間の通信にＲＬＣ構成の修正版を用いることによって適宜働く。例えば、複数の検出機構はｅＮＢとＵＥとの間で異なってよく、ｅＮＢとＵＥとの間に直接信号を含み得て、制御信号は特定の修正された信号手順によってのみ受信されることが可能である、又は様々な制御信号の電力又はタイミングを決定する。ＲＬＣ構成は、受信デバイスによる送信データの受信に関する情報を求めて、受信デバイスをポーリングする前に、標準的なＲＬＣ構成より少量のデータが送信デバイスによって送信されることを可能にする。
【００５６】
実施形態が特定の例の複数の実施形態を参照して説明されたが、本開示の広範な趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更がこれらの実施形態に対して行われ得ることは明らかであろう。したがって、本明細書及び複数の図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味に考えられるべきである。本明細書の一部を形成する複数の添付図面は、制限ではなく例示の目的で、複数の具体的な実施形態を示し、それらにおいて主題が実施され得る。図示された複数の実施形態は、本明細書で開示された複数の教示を当業者が実施することを可能にすべく、十分詳細に説明されている。複数の他の実施形態は、そこから利用され導出されて、これにより、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的及び論理的な複数の置換及び複数の変更が行われ得る。従って、詳細な説明は限定する意味に取られるべきではなく、様々な実施形態の範囲は、添付された特許請求の範囲によってのみ画定され、そのような特許請求の範囲が権利を与える幅広い均等物と共に加わる。
【００５７】
本発明の主題のそのような複数の実施形態は、１つより多くが実際に開示される場合に、単に利便性を目的として、本願の範囲を任意の単一の発明又は発明概念に自発的に限定する意図なく、「発明」という用語によって、個々に及び／又は集合的に本明細書で参照され得る。従って、本明細書で複数の具体的な実施形態が図示され説明されているが、同一の目的を実現するよう意図された任意の構成は、示された複数の具体的な実施形態に代用されることが理解されるべきである。本開示は、様々な実施形態のありとあらゆる改作又は変形を包含するよう意図されている。上記の複数の実施形態と、本明細書で具体的に説明されていない複数の他の実施形態との複数の組み合わせは、上記の説明を検討すればすぐに、当業者には明らかであろう。
【００５８】
複数の特許文献に共通するように、本明細書において、「１つ（ａ）」又は「１つ（ａｎ）」という用語は１又は複数を含むように用いられ、「少なくとも１つ」又は「１又は複数」に関する任意の他の例又は使用と無関係である。本明細書において、別段の示唆がない限り、「又は」という用語は、「Ａ又はＢ」が「ＡであるがＢではない」、「ＢであるがＡではない」及び「Ａ及びＢ」を含むような非排他的な「又は」を指すべく用いられる。本明細書において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「その中に（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれ、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「そこに（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語の平易な英語による同義語として用いられる。また、以下の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語はオープンエンド形式である。すなわち、請求項の中のそのような用語の後に挙げられたものに加えて複数の要素を含むシステム、ＵＥ、物品、構成、製法、又はプロセスが、依然としてその請求項の範囲内に含まれるとみなされる。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」及び「第３」などの用語は、単に符号として使用されているのであって、これらの対象物に数的な要件を課すことが意図されているのではない。
【００５９】
本開示の要約は、読み手が技術的開示の本質を直ちに確認することを可能にする要約を要求する、米国特許法施行規則第１．７２条第（ｂ）項に従って提供される。要約書は、特許請求の範囲の範囲又は意味を、解釈又は限定するために使用されないという理解の下に提出されている。更に、上記の詳細な説明では、様々な特徴が開示を効率的にする目的で単一の実施形態において共にグループ化されていることが分かるであろう。本開示の方法は、特許請求された複数の実施形態が各請求項に明示的に記載されたものより多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきでない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の主題は、単一の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ないことにある。従って、これにより、以下の特許請求の範囲は、別個の実施形態としてそれ自体に依存する各請求項とともに、詳細な説明に組み込まれる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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