(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムにおけるランダムアクセス手順を用いるランダムアクセスプリアンブル伝送方法であって、
経路損失が第１の値より小さく、端末機（ＵＥ）が前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが第２の値より大きいか否かに従ってランダムアクセスプリアンブルセットの中の一つを選択するステップと、
前記選択されたランダムアクセスプリアンブルセットからランダムにランダムアクセスプリアンブルを選択するステップと、
前記選択されたランダムアクセスプリアンブルをランダムアクセスチャンネルを介して基地局（ＥＮＢ）に伝送するステップと
を有することを特徴とするランダムアクセスプリアンブル伝送方法。
【請求項２】
前記ランダムアクセスプリアンブルセットの中の一つを選択するステップは、
前記経路損失が前記第１の値より小さく、前記端末機が前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値より大きい場合に、第１のランダムアクセスプリアンブルセットを選択するステップを有することを特徴とする請求項１に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送方法。
【請求項３】
前記ランダムアクセスプリアンブルセットの中の一つを選択するステップは、
前記経路損失が前記第１の値以上であり、前記メッセージサイズが前記第２の値以下である場合に、第２のランダムアクセスプリアンブルセットを選択するステップを有することを特徴とする請求項２に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送方法。
【請求項４】
前記第１の値は、端末機の最大送信電力及びアルファによって決定され、前記アルファは、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項１に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送方法。
【請求項５】
前記第２の値は、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項１に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送方法。
【請求項６】
伝送されたランダムアクセスプリアンブルに応じるランダムアクセス応答メッセージを受信するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送方法。
【請求項７】
前記ランダムアクセス応答メッセージは、伝送されたランダムアクセスプリアンブルにマッピングされたランダムアクセスプリアンブル識別子、アップリンク同期情報、及び次のアップリンクメッセージ伝送のためのリソース情報の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項６に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送方法。
【請求項８】
移動通信システムにおけるランダムアクセス手順を用いるランダムアクセスプリアンブル伝送装置であって、
経路損失が第１の値より小さく、端末機（ＵＥ）が前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが第２の値より大きいか否かに従ってランダムアクセスプリアンブルセットの中の一つを選択するランダムアクセスプリアンブルセット選択部と、
前記選択されたランダムアクセスプリアンブルセットからランダムにランダムアクセスプリアンブルを選択するランダムアクセスプリアンブル選択部と、
前記選択されたランダムアクセスプリアンブルをランダムアクセスチャンネルを介して基地局（ＥＮＢ）に伝送する送信部と
を有することを特徴とするランダムアクセスプリアンブル伝送装置。
【請求項９】
前記ランダムアクセスプリアンブルセット選択部は、
前記経路損失が前記第１の値より小さく、前記端末機が前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値より大きい場合に、第１のランダムアクセスプリアンブルセットを選択することを特徴とする請求項８に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送装置。
【請求項１０】
前記ランダムアクセスプリアンブルセット選択部は、
前記経路損失が前記第１の値以上であり、前記メッセージサイズが前記第２の値以下である場合に、第２のランダムアクセスプリアンブルセットを選択することを特徴とする請求項９に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送装置。
【請求項１１】
前記第１の値は、端末機の最大送信電力及びアルファによって決定され、前記アルファは、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項８に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送装置。
【請求項１２】
前記第２の値は、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項８に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送装置。
【請求項１３】
伝送されたランダムアクセスプリアンブルに応じるランダムアクセス応答メッセージを受信するステップをさらに有することを特徴とする請求項８に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送装置。
【請求項１４】
前記ランダムアクセス応答メッセージは、
伝送されたランダムアクセスプリアンブルにマッピングされたランダムアクセスプリアンブル識別子、アップリンク同期情報、及び次のアップリンクメッセージ伝送のためのリソース情報の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１３に記載のランダムアクセスプリアンブル伝送装置。
【請求項１５】
移動通信システムの基地局（ＥＮＢ）によりランダムアクセス手順を用いて無線リソースを割り当てる方法であって、
端末機（ＵＥ）からランダムアクセスチャンネルを受信するステップと、
前記ランダムアクセスチャンネルでランダムアクセスプリアンブルを抽出するステップと、
前記抽出されたランダムアクセスプリアンブルがどのランダムアクセスプリアンブルセットに属しているかを決定するステップと、
前記決定されたランダムアクセスプリアンブルセットにより無線リソースを割り当てるステップとを有し、
前記ランダムアクセスプリアンブルセットは、前記経路損失が第１の値より小さく、前記端末機がランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが第２の値より大きいか否かに従って決定されることを特徴とする無線リソース割り当て方法。
【請求項１６】
前記経路損失が前記第１の値より小さく、前記端末機が前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値より大きい場合に、第１のランダムアクセスプリアンブルセットが選択されることを特徴とする請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項１７】
前記経路損失が前記第１の値以上であり、前記メッセージサイズが前記第２の値以下である場合に、第２のランダムアクセスプリアンブルセットが選択されることを特徴とする請求項１６に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項１８】
前記決定されたランダムアクセスプリアンブルセットが第１のランダムアクセスプリアンブルセットである場合に、前記端末機がランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値より大きい場合のメッセージ伝送に対して無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項１９】
前記決定されたランダムアクセスプリアンブルセットが第２のランダムアクセスプリアンブルセットである場合に、前記端末機がランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値と同一である場合のメッセージ伝送に対して無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項２０】
前記第１の値は、端末機の最大送信電力及びアルファによって決定され、前記アルファは、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項２１】
前記第２の値は、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項２２】
伝送されたランダムアクセスプリアンブルに応じるランダムアクセス応答メッセージを伝送するステップをさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項２３】
前記ランダムアクセス応答メッセージは、
伝送されたランダムアクセスプリアンブルにマッピングされたランダムアクセスプリアンブル識別子、アップリンク同期情報、及び次のアップリンクメッセージ伝送のためのリソース情報の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項２２に記載の無線リソース割り当て方法。
【請求項２４】
移動通信システムの基地局（ＥＮＢ）によりランダムアクセス手順を用いて無線リソースを割り当てる装置であって、
端末機（ＵＥ）からランダムアクセスチャンネルを受信する受信部と、
前記ランダムアクセスチャンネルでランダムアクセスプリアンブルを抽出するランダムアクセスプリアンブル抽出部と、
前記抽出されたランダムアクセスプリアンブルがどのランダムアクセスプリアンブルセットに属しているかを決定するランダムアクセスプリアンブルセット決定部と、
前記決定されたランダムアクセスプリアンブルセットにより無線リソースを割り当てるスケジューラとを有し、
前記ランダムアクセスプリアンブルセットは、前記経路損失が第１の値より小さく、前記端末機がランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが第２の値より大きいか否かに従って決定されることを特徴とする無線リソース割り当て装置。
【請求項２５】
前記経路損失が前記第１の値より小さく、前記端末機が前記ランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値より大きい場合に、第１のランダムアクセスプリアンブルセットが選択されることを特徴とする請求項２４に記載の無線リソース割り当て装置。
【請求項２６】
前記経路損失が前記第１の値以上であり、前記メッセージサイズが前記第２の値以下である場合に、第２のランダムアクセスプリアンブルセットが選択されることを特徴とする請求項２５に記載の無線リソース割り当て装置。
【請求項２７】
前記決定されたランダムアクセスプリアンブルセットが第１のランダムアクセスプリアンブルセットである場合に、前記端末機がランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値より大きい場合のメッセージ伝送に対して無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項２４に記載の無線リソース割り当て装置。
【請求項２８】
前記決定されたランダムアクセスプリアンブルセットが第２のランダムアクセスプリアンブルセットである場合に、前記端末機がランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが前記第２の値と同一である場合のメッセージ伝送に対して無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項２４に記載の無線リソース割り当て装置。
【請求項２９】
前記第１の値は、端末機の最大送信電力及びアルファによって決定され、前記アルファは、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項２４に記載の無線リソース割り当て装置。
【請求項３０】
前記第２の値は、システム情報を通じて前記基地局から伝送されることを特徴とする請求項２４に記載の無線リソース割り当て装置。
【請求項３１】
伝送されたランダムアクセスプリアンブルに応じるランダムアクセス応答メッセージを伝送するステップをさらに有することを特徴とする請求項２４に記載の無線リソース割り当て装置。
【請求項３２】
前記ランダムアクセス応答メッセージは、
伝送されたランダムアクセスプリアンブルにマッピングされたランダムアクセスプリアンブル識別子、アップリンク同期情報、及び次のアップリンクメッセージ伝送のためのリソース情報の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項３１に記載の無線リソース割り当て装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動通信システムに関するもので、特にネットワークノードによる端末機またはＵＥ(User Equipment)のアップリンクメッセージ伝送に対して効率的に無線リソースを割り当てる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication Service)システムは、ヨーロッパ方式の移動通信システムであるＧＳＭ(登録商標)(Global System for Mobile Communications）とＧＰＲＳ(General Packet Radio Services)に基づき、広帯域符号分割多重接続(Wideband Code Division Multiple Access：以下、“ＷＣＤＭＡ”と称する）を使用する第３世代非同期移動通信システムである。ＵＭＴＳ標準化を担当している３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)において、ＬＴＥ（Long Term Evolution)システムは、ＵＭＴＳシステムの次世代移動通信システムとして議論が進行中である。本発明は、以下にＬＴＥシステムに関して簡略に説明する。
【０００３】
ＬＴＥは、２０１０年程度を商用化の目標として、最大１００Ｍｂｐｓ程度の高速データレートでパケットベース通信を実現する技術である。このために、多様な方案が論議されているが、一つはネットワークの構造を簡単にして通信経路に位置するノードの数を減少する方案であり、他の一つは無線プロトコルを最大限無線チャンネルに近接させる方案である。
【０００４】
図１は、本発明が適用される次世代(Evolved)ＵＭＴＳ移動通信システムを示す。
【０００５】
図１を参照すると、次世代ＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク(Evolved UMTS Radio Access Network：以下、“Ｅ-ＵＴＲＡＮ又はＥ-ＲＡＮ”と称する)１１０は、次世代基地局(Evolved Node B：以下、“ＥＮＢ”と称する)１２０，１２２，１２４，１２６，１２８と、アンカー(anchor)ノード１３０，１３２の構造で単純化される。ＵＥ(User Equipment)１０１または端末機は、Ｅ-ＵＴＲＡＮ１１０によってインターネットプロトコル(ＩＰ)ネットワークにアクセスされる。
【０００６】
ＥＮＢ１２０〜１２８は、ＵＭＴＳシステムの既存Ｎｏｄｅ  Ｂに対応し、無線チャンネルを通じてＵＥ１０１に接続される。既存Ｎｏｄｅ  Ｂに比べて、ＥＮＢ１２０〜１２８は、より複雑な機能を遂行する。特に、ＬＴＥでは、ＶｏＩＰ(Voice over IP)のようなリアルタイムサービスを含むすべてのユーザートラフィックが共有チャンネル(shared channel)を通じてサービスされるため、ＥＮＢは、ＵＥの状態情報を集めてスケジューリングを遂行し、無線リソースの管理に関連した機能を制御する。また、無線リソース制御(Radio Resource Control：以下、“ＲＲＣ”と称する）のような制御プロトコルは、ＥＮＢ１２０〜１２８に含まれる。一般に、各ＥＮＢは複数のセルを制御する。
【０００７】
最大１００Ｍｂｐｓのデータレートを実現するために、ＬＴＥは、２０ＭＨｚ帯域幅で無線接続技術として直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)方式を使用する。さらに、ＥＮＢは、ＵＥ１０１のチャンネル状態に従って変調方式とチャンネル符号化率を決定する適応変調符号化(Adaptive Modulation & Coding：以下、“ＡＭＣ”と称する)を遂行する。
【０００８】
高速ダウンリンクパケットアクセス(High Speed Downlink Packet Access：以下、“ＨＳＤＰＡ”と称する)と、高速アップリンクパケットアクセス(High Speed Uplink Packet Access：以下、“ＨＳＵＰＡ”と称する)と、向上した専用チャンネル(Enhanced Dedicated Channel：以下、“Ｅ-ＤＣＨ”と称する)サービスとを支援する移動通信システムのように、ＬＴＥシステムでもＵＥ１０１とＥＮＢ１２０〜１２８との間でＨＡＲＱ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)が遂行される。また、多様なＱｏＳ(Quality of Service)要求がＨＡＲＱだけでは満足できないため、上位階層の外部(Outer)ＡＲＱがＵＥ１０１とＥＮＢ１２０〜１２８との間で遂行することができる。
【０００９】
ＨＡＲＱは、以前に受信されたデータを廃棄せずに、このデータを再伝送されたデータとソフト結合する技術であって、それによって受信成功率が増加する。これは、ＨＳＤＰＡ及びＥＤＣＨのような高速通信で伝送効率を増加させるために使用される。
【００１０】
本発明が適用されるランダムアクセス手順は、ＲＲＣアイドルモード又はＲＲＣ接続モードのＵＥが、(初期)アップリンクメッセージ/データ伝送に対してＥＮＢとのアップリンクタイミングシンク(Uplink Timing Sync)を合わせ、初期アップリンク送信電力を設定し、及び/または(初期)アップリンクメッセージ/データ伝送に対する無線リソース割り当てを要求するために、ＵＥとネットワークノードとの間の手順として使用される。ここで、ＲＲＣアイドルモード及びＲＲＣ接続モードの定義に対しては、３ＧＰＰのＴＲ２５.８１３ｖ７００標準を参照する。
【００１１】
簡略に説明すると、ＲＲＣアイドルモードは、ＥＮＢがＵＥに対するコンテキスト(context)情報を有しておらず、アンカーノード又は上位ノードがＵＥのコンテキスト情報を有することで、ＵＥの位置がセル単位でなく、ページング(paging)に対するトラッキング領域(tracking area)単位で管理されるＵＥの状態を呼ばれる。
【００１２】
ＲＲＣ接続モードは、アンカーノードだけでなくＥＮＢがＵＥのコンテキスト情報を有し、ＲＲＣ接続がＵＥとＥＮＢとの間で設定され、それによってＵＥの位置がセル単位で管理できる端末機の状態を呼ばれる。
【００１３】
図２は、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムにおける従来のランダムアクセス手順を示す。
【００１４】
図２を参照すると、参照符号２１０はＵＥを表し、参照符号２１１は、ＵＥ２１が位置したセルを制御するＥＮＢを表す。
【００１５】
ステップ２２１は、ＵＥ２１０がランダムアクセス手順をトリガーする(triggering)動作を示す。例えば、ＲＲＣアイドルモードＵＥが、呼(call)を開始するために、アップリンク制御メッセージ伝送を必要とするケースを示すことができる。ここで、アップリンク制御メッセージは、ＥＮＢ２１１がＵＥコンテキスト情報を獲得するようにし、ＵＥ２１０とＥＮＢ２１１との間のＲＲＣ接続を設定し、アンカーノードにサービス要求を伝送する。
【００１６】
ステップ２２１で、ランダムアクセス手順がトリガーされると、ＵＥ２１０は、ステップ２３１で、ＥＮＢ２１１と約束された全Ｘ個のランダムアクセスプリアンブル(preamble)のうちの一つをランダムに選択する。その後、ステップ２４１で、ＵＥ２１０は、選択されたランダムアクセスプリアンブルを所定のチャンネル/タイムを通じてＥＮＢ２１１に伝送する。
【００１７】
ステップ２４１でランダムアクセスプリアンブルを伝送する場合に、ＵＥ２１０は、ＯＬＰＣ(Open Loop Power Control）を適用してＵＥの初期ランダムアクセスプリアンブル送信電力(transmission power)を設定する。式１は、従来のＯＬＰＣを遂行する代表的な方式を示す。
【００１８】
【数１】
0005363599.tif 000002
【００１９】
式１のパラメータは、次のように定義される。
-  ＰＴＸ：チャンネルＤＰＣＨの送信電力レベル[ｄＢｍ]。
-  Ｌｐｉｌｏｔ：ダウンリンクパイロットチャンネルの測定値とシグナリングされたパイロットチャンネルの送信電力を用いて推定された経路損失値[ｄＢ]。
-  ＩＢＴＳ：ＥＮＢ(又は基地局送受信システム(ＢＴＳ))の受信器が経験する干渉レベル[ｄＢｍ]。
-  ＳＩＲＴＡＲＧＥＴ：各端末の伝送品質を維持するためのターゲット信号対干渉比(ＳＩＲ)[ｄＢ]。各ＵＥ別にシグナリングされ、あるいはすべてのＵＥが共通的にシグナリングされる。
【００２０】
ステップ２４１の初期ランダムアクセスプリアンブル伝送の失敗によって、ランダムアクセスプリアンブルが再伝送されると、デルタ(delta)値(以下、パワーランプステップ)は、以前のランダムアクセスプリアンブルの伝送中に設定されたパワーに加算される。このパワーランプステップは、シグナリングされるか、あるいは特定の値として定義される。
【００２１】
ステップ２４２で、ＥＮＢ２１１は、ステップ２４１で受信されたランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージをＵＥ２１０に伝送する。この応答メッセージ２４２は、ステップ２３１で受信されたランダムアクセスプリアンブルを示すランダムアクセスプリアンブル識別子と、アップリンクタイミングシンクを合わせるためのアップリンクタイミングシンク情報及びＵＥ２１０の次のアップリンク上位メッセージの伝送(ステップ２５１)に対する無線リソース割り当て情報などを含む。
【００２２】
ステップ２４２でＥＮＢ２１１による応答メッセージ伝送は、ＥＮＢ２１１が、ＵＥ２１０によってステップ２４１の伝送に対して決定されるタイミング関係を用いて同期伝送(synchronous transmission)することができる。
【００２３】
ステップ２４２で受信された情報が、ＵＥ２１０によってステップ２４１で伝送されたランダムアクセスプリアンブルにマッピングされるランダムアクセスプリアンブル識別子(ＩＤ)を含んでいると、ＵＥ２１０は、ステップ２４２の受信された情報に含まれているアップリンクタイミングシンク情報を用いて、アップリンク伝送タイミングを訂正する。ステップ２５１で、ＵＥ２１０は、割り当てられた無線リソースを用いて該当チャンネル/タイムを通じて該当する上位メッセージを伝送する。
【００２４】
ステップ２５１で伝送されたメッセージは、ＲＲＣメッセージ又はＮＡＳ(Non Access Stratum)メッセージであり得る。また、このメッセージは、ＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージが結合されたメッセージでもあり得る。ここで、ＲＲＣメッセージは、プロトコル終端点(endpoint)としてＵＥとＥＮＢを有するＲＲＣに対するメッセージを示す。そして、ＮＡＳメッセージは、プロトコル終端点としてＵＥとアンカーノードを有するＵＥの移動性(mobility)、サービス(service)、及びセッション(session)のような制御パラメータに対するメッセージを示す。
【００２５】
しかしながら、図２のランダムアクセス手順を遂行する３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムにおいて、ＥＮＢ２１１が、ステップ２４２で上位メッセージの伝送に対する無線リソースをＵＥ２１０に割り当てる場合に、セル内のすべてのＵＥがメッセージを伝送できるように保証されたメッセージサイズのみに対してリソース割り当てが遂行可能である。これは、ステップ２４１で、ＥＮＢ２１１がＵＥ２１０からランダムアクセスプリアンブルを受信する場合に、このランダムアクセスプリアンブルを通じて伝送された情報がランダムＩＤのみを含むためである。
【００２６】
言い換えれば、ランダムアクセスプリアンブルは、ＵＥ２１０が同じランダムアクセスプリアンブルを選択して衝突(collision）が発生することを防止するために、他の情報を含まないで、ランダムＩＤのみを有する。
【００２７】
したがって、このランダムアクセスプリアンブルを受信するＥＮＢ２１１は、スケジューリングに必要な如何なる情報もランダムアクセスプリアンブルから獲得できないため、ＵＥがセル境界(cell boundary)に位置しても、ＥＮＢ２１１は、伝送保証メッセージサイズに対する無線リソースを割り当てることができない。
【００２８】
したがって、図２に示した移動通信システムのランダムアクセス手順は、ＥＮＢ２１１によってＵＥ２１０から伝送された次のメッセージをスケジューリングするのに非効率的である。
【００２９】
また、ＥＮＢ２１１がスケジューリングの遂行に支援可能な情報(例えば、ランダムアクセス手順の理由/タイプ情報、ランダムアクセス手順の優先順位情報、及び無線ラジオチャンネル状態情報）をランダムアクセスプリアンブルに含むと、ＥＮＢ２１１は、ＵＥ２１０から伝送された次のメッセージのスケジューリングを非常に効率的に遂行することができる。
【００３０】
しかしながら、ＵＥとＥＮＢとの間でＲＲＣ接続を設定しない場合に制限された無線リソースを用いる、ＵＥがセル内のどこでも伝送を保証できるランダムアクセスプリアンブルの数は制限されている。
【００３１】
制限されたランダムアクセスプリアンブルを通じてすべての情報を伝送するために、衝突確率(collision probability)を低下させるランダムＩＤの数を減少し、それによってランダムアクセス手順で複数のＵＥが同一のランダムアクセスプリアンブルを選択する衝突を増加させる問題があった。このような手順で、衝突確率が任意のレベル以上増加すると、致命的な問題を引き起こす。
【００３２】
したがって、現在移動通信システムは、上記した問題点を解決するための効率的なランダムアクセス手順が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００２−２０８８８０号公報
【特許文献２】特開２００４−３２０１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
したがって、本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ランダムアクセス手順で効率的なランダムアクセスプリアンブル設計に基づいて、ランダムアクセスプリアンブルを受信した後に、ネットワークノードによってＵＥのアップリンクメッセージを伝送するために無線リソースを効率的に割り当てることができる方法及び装置を提供することにある。
【００３５】
また、本発明の目的は、移動通信システムで効率的なランダムアクセスプリアンブル設計に基づいて、ＵＥがネットワークノードに効率的なランダムアクセスプリアンブルを伝送し、割り当てられた無線リソースを受信する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、移動通信システムにおけるランダムアクセス手順を用いるランダムアクセスプリアンブルの伝送方法であって、ランダムアクセス手順のトリガー時に、無線チャンネル状態が無線チャンネル状態しきい値より大きく、端末機(User Equipment：ＵＥ)は、ランダムアクセスプリアンブルの伝送後に伝送するメッセージサイズが最小メッセージサイズより大きいか否かによって、ＵＥと基地局(Evolved Node B：ＥＮＢ)との間で予め定められたランダムアクセスプリアンブルセットのうちの一つを選択するステップと、選択されたランダムアクセスプリアンブルセットからランダムにランダムアクセスプリアンブルを選択するステップと、選択されたランダムアクセスプリアンブルをランダムアクセスチャンネルを介してＥＮＢに伝送するステップとを有することを特徴とする。
【００３７】
本発明の他の態様によれば、移動通信システムにおけるランダムアクセス手順を用いる無線リソース割り当て方法であって、ＵＥからランダムアクセスチャンネルを受信してランダムアクセスプリアンブルを抽出するステップと、抽出されたランダムアクセスプリアンブルがＵＥとＥＮＢとの間で予め定められたランダムアクセスプリアンブルセットのうち、どのセットに属しているかを判定するステップと、判定されたランダムアクセスプリアンブルセットに従って無線リソースを割り当てるステップとを有することを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の他の態様によれば、移動通信システムにおけるランダムアクセス手順を用いるランダムアクセスプリアンブル伝送装置であって、ランダムアクセス手順がトリガーされる際に、ＵＥがランダムアクセスプリアンブル伝送後に伝送するメッセージサイズを判定し、判定されたメッセージサイズが最小メッセージサイズより大きいか否かを判定するメッセージサイズ判断部と、無線チャンネル状態が無線チャンネル状態しきい値より大きいか否かによって無線チャンネル状態を判定する無線チャンネル状態判断部と、メッセージサイズ判断部と無線チャンネル状態判断部とによる決定に従って、ＵＥとＥＮＢとの間で予め定められたランダムアクセスプリアンブルセットのうちの一つを選択するランダムアクセスプリアンブルセット選択部と、選択されたランダムアクセスプリアンブルセットから一つのランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択するランダムアクセスプリアンブル選択部と、ランダムアクセスプリアンブル選択部によって選択されたランダムアクセスプリアンブルをランダムアクセスチャンネルを介してＥＮＢに伝送する送信部とを含むことを特徴とする。
【００３９】
さらに、本発明の他の態様によれば、移動通信システムにおけるランダムアクセス手順を用いて無線リソースを割り当てる基地局装置であって、ＵＥからランダムアクセスチャンネルを受信する受信部と、ランダムアクセスチャンネルからランダムアクセスプリアンブルを抽出するランダムアクセスプリアンブル抽出部と、抽出されたランダムアクセスプリアンブルが、ＵＥとＥＮＢとの間で予め定められたランダムアクセスプリアンブルセットのうちどのセットに属しているかを判定するランダムアクセスプリアンブルセット判断部と、判定されたランダムアクセスプリアンブルセットによって無線リソースを割り当てるスケジューラとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、次世代移動通信システムにおける端末機の無線チャンネル状態を考慮して端末機によって伝送可能なメッセージサイズを保証する無線リソースを割り当てる方法及び装置を提供する。
【００４１】
本発明によれば、端末機は、無線チャンネル状態及びメッセージサイズを考慮して区別されるセットからランダムアクセスプリアンブルを選択することができる。すなわち、端末機は、相互の衝突を保証するランダムアクセスプリアンブルを選択して伝送し、それによって、ランダムアクセス手順を遂行する端末機と上位ネットワークノードとの間の信頼性を保証するための手順を遂行する効果を有する。
【００４２】
また、本発明では、ネットワークノードが端末機の無線チャンネル状態を十分に考慮して無線リソースを割り当て、それによって限定された無線リソースを効率的に増加させる効果を有する。
【００４３】
したがって、本発明は、移動通信システムで効率的なランダムアクセス手順を提供して端末機のアップリンク伝送に対して効率的な無線リソースを割り当てる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明が適用される３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムの構成を示す図である。
【図２】３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムにおける従来のランダムアクセス手順を示す図である。
【図３】本発明によるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいて獲得されたランダムアクセス手順を示す図である。
【図４】本発明によるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいてＵＥの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明によるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいてＥＮＢの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明によるＵＥの装置を示すブロック構成図である。
【図７】本発明によるＥＮＢ装置を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
下記の説明において、本発明に関連した公知の機能または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
ここで、本発明は、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳシステムから進化した３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムを参照して説明するが、一例として、本発明は、別途の変更なしに、ＥＮＢスケジューリングが適用されるすべての移動通信システムに適用することができる。
【００４８】
また、本発明は、別途の変更なしに、ランダムアクセス手順が適用される通信システムに適用可能である。また、本発明はアップリンクサービスを支援するシステムに適用可能である。
【００４９】
本発明は、ランダムアクセス手順で効率的なランダムアクセスプリアンブル設計を通じてネットワークノードがランダムアクセスプリアンブルを受信すると、ＵＥからのアップリンクメッセージを伝送するように効率的に無線リソースを割り当てることができる方式を提供する。
【００５０】
したがって、本発明は、ＵＥが良好な無線チャンネル状態で、ランダムアクセスプリアンブルの伝送及びその応答の受信後に伝送するメッセージサイズが所定の最小(minimum)メッセージサイズより大きい場合に、ランダムアクセス手順でＵＥが選択するランダムアクセスプリアンブルセットを別途に定義する。その他の場合、すなわち端末機が良好な無線チャンネル状態でなく、あるいはランダムアクセスプリアンブルの伝送及びその応答の受信後に伝送するメッセージサイズが定義された最小メッセージサイズ以下である場合に、本発明は、ランダムアクセス手順でＵＥが選択するランダムアクセスプリアンブルセットを別途に定義する。
【００５１】
また、ＵＥが良好な無線チャンネル状態にあり、伝送メッセージサイズが定義された最小メッセージサイズより大きい場合に、ＵＥは、該当ランダムアクセスプリアンブルセットを用いてネットワークノードに情報を提供し、それによってネットワークノードは、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージを通じて定義された最小メッセージサイズより大きいメッセージを伝送するように無線リソースを割り当てることができる。
【００５２】
さらに、ＵＥが良好な無線チャンネル状態でなく、あるいはランダムアクセスプリアンブルの伝送とその応答の受信後に伝送するメッセージサイズが定義された最小メッセージ以下である場合に、ＵＥは、該当するランダムアクセスプリアンブルセットを用いてネットワークノードにその情報を提供し、それによってネットワークノードは、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージを通じて定義された最小メッセージサイズに該当するメッセージのみを伝送するように無線リソースを割り当てることができる。
【００５３】
したがって、本発明は、ランダムアクセスプリアンブル設計に最小限の追加情報を含めることによって、ＥＮＢがＵＥから伝送される次のメッセージに対するスケジューリングを効率的に遂行可能にする方式を提供する。
【００５４】
本発明によれば、追加情報は、ＵＥがしきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあり、そして次に伝送するメッセージサイズが、セル境界にＵＥが位置しても伝送保証される(transmission-guaranteed)最小メッセージサイズＺより大きい場合を示す。
【００５５】
すなわち、ＵＥとＥＮＢとの約束された全Ｘ個のランダムアクセスプリアンブルは、２個のセットに分けられる。任意の一つのセットＡは、ＵＥがしきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあり、伝送する次のメッセージサイズが最小メッセージサイズＺより大きい場合を示すように定義する。他のセットＢは、上記条件を満たさない場合に使用するように定義する。
【００５６】
その結果、セットＡに該当するランダムアクセスプリアンブルを受信すると、ＥＮＢは、ＵＥの次のメッセージ伝送をスケジューリングする場合にサイズＺより大きいメッセージ伝送に対する無線リソースを割り当てることができる。しかしながら、セットＢに該当するランダムアクセスプリアンブルを受信すると、ＥＮＢは、ＵＥの次のメッセージ伝送をスケジューリングする場合にサイズＺのメッセージ伝送に対する無線リソースを割り当てることができる。
【００５７】
良好な無線チャンネル状態を判定するために使用されるしきい値Ｙ又はセル境界でも伝送が保証されるメッセージサイズＺは、セルに関係なく一つの値として決定され、ハードコーディング(hard-coding)され、あるいはセルによってブロードキャスティングされるシステム情報を通じてシグナリングされる。
【００５８】
ここで、上記説明において無線チャンネル状態がしきい値より大きいと決定されることは、特定のしきい値に関連した条件より良好な無線チャンネル状態を示すことに留意する。
【００５９】
表１Ａ及び表１Ｂは、ランダムアクセスプリアンブルの全個数Ｘ＝６４であると仮定する場合に、本発明で提案されたランダムアクセスプリアンブル設計の一例を示す。表１Ａ及び表１Ｂでは、セットＡとセットＢが、割り当てられたランダムアクセスプリアンブルの個数Ｘ/２と同一であることを一例としたが、セットＡとセットＢが割り当てられたランダムアクセスプリアンブルの個数と異なることもできる。
【００６０】
【表１Ａ】
0005363599.tif 000003
【表１Ｂ】
0005363599.tif 000004
【００６１】
ここでは示していないが、本発明は、下記のように拡張することができる。例えば、ランダムＩＤを除いて２ビットの他の情報がランダムアクセスプリアンブルに含まれると、ランダムアクセスプリアンブルは、次のセットＡ−Ｄのように設計することができる。
-ランダムアクセスプリアンブルセットＡ：このセットは、無線チャンネル状態がしきい値Ｙ１より大きく、ＵＥの次に伝送するメッセージサイズがセル境界でも伝送可能な最小サイズＺ１より大きく、特定サイズＺ２以下であると決定された場合に使用される。
-ランダムアクセスプリアンブルセットＢ：このセットは、無線チャンネル状態がしきい値Ｙ２より大きく、ＵＥの次に伝送するメッセージサイズがランダムアクセスプリアンブル＃Ａに制限された特定サイズＺ２より大きく、特定サイズＺ３以下であると決定された場合に使用される。
-ランダムアクセスプリアンブルセットＣ：このセットは、無線チャンネル状態がしきい値Ｙ３より大きく、ＵＥの次に伝送するメッセージサイズがランダムアクセスプリアンブル＃Ｂに制限された特定サイズＺ３より大きく、特定サイズＺ４以下であると決定された場合に使用される。
-ランダムアクセスプリアンブルセットＤ：このセットは、無線チャンネル状態がしきい値Ｙ４より大きく、ＵＥの次に伝送するメッセージサイズがランダムアクセスプリアンブル＃Ｂに制限された特定サイズＺ４より大きいと決定された場合に使用される。
【００６２】
図３は、本発明で提案されるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいて獲得されたランダムアクセス手順の一例を示す。参照符号３１０はＵＥを表し、参照符号３１１は、ＵＥ３１０に位置したセルを制御及び管理するＥＮＢを表す。
【００６３】
図３を参照すると、ステップ３２１は、ＵＥ３１０がランダムアクセス手順をトリガーする動作を示す。例えば、これは、ＲＲＣアイドルモードのＵＥが呼(call)を始めるために、アップリンク制御メッセージ伝送を必要とする場合を示す。
【００６４】
ステップ３２３は、セル内でランダムアクセス手順関連の制御パラメータ(parameter)がシステム情報としてブロードキャスティングされる動作を示す。このランダムアクセス手順関連の制御パラメータは、ランダムアクセス手順を遂行するために使用される無線リソース割り当て情報、無線チャンネル状態しきい値Ｙ、送信電力(transmission power)のような情報を含むことができる。
【００６５】
ランダムアクセス手順を遂行するために使用される無線リソース割り当て情報は、ランダムアクセス手順でＵＥ３１０がランダムアクセスプリアンブルを伝送するタイム/周波数無線リソースを示す。この無線チャンネル状態しきい値Ｙは、ステップ３３１で、ＵＥ３１０が良好な無線チャンネル状態にあるか否かを判定する場合に使用される基準である。送信電力は、ＵＥ３１０が無線チャンネル状態を判定する場合に使用される値である。
【００６６】
特に、送信電力は、無線チャンネル状態で経路損失を計算する場合に使用される値であって、この経路損失は、下記の式２のように計算することができる。
【００６７】
【数２】
0005363599.tif 000005
【００６８】
ここで、経路損失は、伝播損失(propagation loss)、シャドーイング(shadowing)、低速フェージング、アンテナパターンのようなパラメータによって決定される長い区間(term)で獲得された値であり、ダウンリンクとアップリンクが類似した値を示すため、経路損失情報はアップリンクチャンネル状態を推定するために使用することができる。
【００６９】
図３では、ステップ３２３がステップ３２１以後に遂行されることを示しているが、ＵＥ３１０は、ステップ３２１で、ランダムアクセス手順がトリガーされる前に、既に以前のシステム情報を通じて最新のランダムアクセス手順関連パラメータを獲得した場合には、ステップ３２１で、ランダムアクセス手順のトリガー直後に次のステップ３３１を遂行することができる。これは、ランダムアクセス手順関連パラメータを含むシステム情報がセル内で周期的に伝送されるためである。したがって、ＵＥ３１０がステップ３２１以前に既に最新ランダムアクセス手順関連パラメータを獲得した場合には、ステップ３２３でシステム情報の受信が省略できる。
【００７０】
ステップ３３１で、システム情報を通じてランダムアクセス手順関連パラメータを受信すると、ＵＥ３１０は、パラメータに基づいて、しきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあり、伝送するメッセージサイズがセル境界で伝送保証される最小メッセージサイズＺより大きいか否かを判定する。
【００７１】
無線チャンネル状態は、２種類の方法によって決定することができる。第１の方法で、ＵＥは、ダウンリンクパイロットを測定して受信されたＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)を示すチャンネル品質情報(ＣＱＩ）を使用する。第２の方法では、ＵＥ３１０は、チャンネル品質情報よりは式２に定義された経路損失情報を使用する。
【００７２】
ここで、チャンネル品質情報は、高速フェージングを考慮して獲得された値を示し、高速フェージングはダウンリンク及びアップリンクで独立的に発生するため、アップリンクチャンネル状態を推定し、初期アップリンクメッセージの伝送に対するスケジューリングを遂行するために使用されるのに適合しないこともある。したがって、経路損失情報がチャンネル品質情報の代わりに使用される。一般に、経路損失は、ダウンリンクとアップリンク共にある程度類似しているため、チャンネル品質情報に比べて、アップリンクチャンネル状態を推定し、初期アップリンクメッセージの伝送に対してスケジューリングを遂行するのに適切である。すなわち、チャンネル品質情報と経路損失は、アップリンクチャンネル状態を推定するために使用されるパラメータとして相互に代替可能であり、状況またはシステム設計者の選択に基づいて選択することができる。
【００７３】
本発明は、この経路損失情報をしきい値Ｙと比較する方法を使用する一例について説明したが、チャンネル品質情報をしきい値Ｙと比較する方法も排除していない。
【００７４】
したがって、ステップ３３１で、ＵＥ３１０は、ステップ３２３で受信された送信電力と、設定区間を測定したダウンリンクパイロットチャンネルに対する受信電力を用いて式２によって経路損失を決定する。その後、ＵＥ３１０は、獲得した経路損失値とステップ３２３で受信された無線チャンネル状態のしきい値Ｙとを比較する。経路損失がしきい値Ｙ以下であると、ＵＥ３０が、しきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあると判定する。これは、経路損失とＵＥ３１０が良好な無線チャンネル状態にあるか否かに対する判定と反比例関係を有するためである。
【００７５】
しかしながら、第２の方法によってチャンネル品質情報が使用されると、チャンネル品質情報値は、ＵＥが良好な無線チャンネル状態にあるか否かに対する判定と比例関係を有する。したがって、ＵＥ３１０は、ステップ３３１で、一定区間で測定されたダウンリンクパイロットチャンネルに対して受信されたＳＮＲを決定する。その後、ＵＥ３１０は、ステップ３２３で、これを受信された無線チャンネル状態しきい値Ｙと比較する。チャンネル品質情報がしきい値Ｙより大きいかまたは等しいと、ＵＥ３１０は、しきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあると判定する。
【００７６】
さらに、ステップ３３１で、ＵＥ３１０は、伝送するメッセージサイズがセル境界で伝送が保証される最小メッセージサイズＺより大きいかを判定する。ここで、最小メッセージサイズＺをチェックするときに、最小メッセージサイズは一つの標準値に設定され、あるいはステップ３２３のシステム情報を通じてセルごとに異なる値がシグナリングすることができる。
【００７７】
その結果、ＵＥ３１０は、ステップ３３１で、しきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあり、ＵＥがアップリンクを通じて伝送するメッセージサイズがセル境界でも伝送が保証される最小メッセージサイズより大きいと判定されると、ステップ３３２に進行する。
【００７８】
ステップ３３２で、ＵＥ３１０は、上記条件にマッピングされるランダムアクセスプリアンブルセットから一つのランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択する。しかしながら、ステップ３３１の条件を満足させないと、ＵＥ３１０は、本発明によって別々に定義される他のランダムアクセスプリアンブルセットから一つのランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択する。
【００７９】
例えば、表１Ａ及び表１Ｂに示すランダムアクセスプリアンブル設計を仮定すれば、ステップ３３１の条件のように、ＵＥ３１０は、しきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあり、上位メッセージを通じて伝送するメッセージサイズがセル境界でも伝送が保証される最小メッセージサイズより大きいと、端末機３１０は、ランダムアクセスプリアンブルセットＡのランダムアクセスプリアンブル＃０〜＃３１のうちの一つをランダムに選択する。
【００８０】
しかしながら、ステップ３３１の条件を満足させないと、ＵＥ３１０は、ランダムアクセスプリアンブルセットＢのランダムアクセスプリアンブル＃３２〜＃６３のうちの一つをランダムに選択する。
【００８１】
ＵＥ３１０は、ステップ３４１で、ステップ３３２で選択されたランダムアクセスプリアンブルをＥＮＢ３１１に伝送する。ステップ３４２で、ＥＮＢ３１１は、受信されたランダムアクセスプリアンブルがどの条件を満たすかを判定する。すなわち、ＥＮＢ３１１は、受信されたランダムアクセスプリアンブルがどのセットに該当するかを判定し、それによってＵＥ３１０の状態情報(例えば、無線チャンネル状態）を考慮してＵＥ３１０がアップリンクを通じて上位メッセージを伝送する無線リソースを割り当てる。
【００８２】
例えば、ステップ３４１で受信されたランダムアクセスプリアンブルがセットＡのランダムアクセスプリアンブル＃０〜＃３１のうちの一つであると、ＥＮＢ３１１は、ステップ３４２で、ＵＥ３１０がセル境界で伝送保証される最小メッセージサイズより大きいサイズのメッセージを伝送するように、メッセージ伝送に対する無線リソースを割り当てることができる。
【００８３】
しかしながら、ステップ３４１で受信されたランダムアクセスプリアンブルがセットＢのランダムアクセスプリアンブル＃３２〜＃６３のうちの一つであると、ＥＮＢ３１１は、ステップ３４２で、ＵＥ３１０がセル境界で伝送保証される最小メッセージサイズと等しいサイズのメッセージを伝送するように、メッセージ伝送に対する無線リソースを割り当てることができる。
【００８４】
ステップ３４３で、ＥＮＢ３１１は、ステップ３４１で受信されたランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージをＵＥ３１０に伝送する。この応答メッセージは、受信されたランダムアクセスプリアンブルのような情報を示すランダムアクセスプリアンブル識別子、アップリンクタイミングシンクを合わせるアップリンクタイミングシンク情報、及び次のアップリンク上位メッセージ伝送に対する無線リソース情報を含む。
【００８５】
ステップ３４３の応答メッセージ伝送は、ステップ３４１のランダムアクセスプリアンブル伝送に対して設定されたタイミング関係で同期を合わせることができる。すなわち、ＵＥ３１０は、ステップ３４３で受信された情報がこのＵＥ３１０によってステップ３４１で伝送されたランダムアクセスプリアンブルにマッピングされるランダムアクセスプリアンブル識別子を含むと判定された場合、ステップ３４３で、受信された情報に含まれたアップリンクタイミングシンク情報を用いてアップリンク伝送タイミングを補正する。
【００８６】
ステップ３５１で、ＵＥ３１０は、ステップ３４３で割り当てられた無線リソースを用いて該当チャンネル/タイムで該当上位メッセージを伝送する。ここで、ステップ３５１で伝送されたメッセージは、ＲＲＣメッセージであるかそれともＮＡＳメッセージであってもよい。また、このメッセージは、ＲＲＣメッセージとＮＡＳメッセージが結合されたメッセージであってもよい。ＲＲＣメッセージは、ＵＥとＥＮＢをプロトコル終端点として有する無線リソース制御(ＲＲＣ)に対するメッセージを示す。ＮＡＳメッセージは、ＵＥとアンカーノードをプロトコル終端点として有するＵＥの移動性、サービス、及びセッションのようなパラメータを制御するメッセージを示す。
【００８７】
その上、ＥＮＢ３１１は、ステップ３２３で、無線チャンネル状態しきい値Ｙの代りにＥＮＢアンテナでの干渉レベルをブロードキャスティングすることができる。これは、第３の方法として定義できる。
【００８８】
その後、ステップ３３１で、最大送信電力(Maximum UE transmission power)が、受信されたＥＮＢアンテナでの干渉情報(Interference at ENB)と、送信電力、及びダウンリンクパイロットチャンネルに対する受信電力を用いて計算されるデシベル[ｄＢ]で測定された経路損失(Path Loss)と、アルファ(Alpha)との和(sum)より大きいか又は等しいと、ＵＥ３１０は、良好な無線チャンネル状態にあると判定する。このために、下記の式３を参照する。ここで、アルファは、一つの標準値に固定され、あるいはステップ３２３でブロードキャストされるシステム情報に含まれて伝送することができる。
【００８９】
しかしながら、ステップ３３１で、ＵＥ３１０の最大送信電力が、受信されたＥＮＢアンテナでの干渉情報と、送信電力、及びダウンリンクパイロットチャンネルに対する受信電力を用いて計算された経路損失と、アルファとの和以下であると、ＵＥ３１０は、良好な無線チャンネル状態でないと判定する。また、ＵＥ３１０の最大送信電力が、受信されたＥＮＢアンテナでの干渉情報と、送信電力、及びダウンリンクパイロットチャンネルに対する受信電力を用いて計算された経路損失と、アルファとの和より大きいと、ＵＥ３１０は、良好な無線チャンネル状態にあると判定する。
【００９０】
しかしながら、ＵＥ３１０の最大送信電力が、受信されたＥＮＢアンテナでの干渉情報と、送信電力、及びダウンリンクパイロットチャンネルに対する受信電力を用いて計算された経路損失と、アルファとの和より小さいと、ＵＥ３１０は、良好な無線チャンネル状態でないと判定することもできる。また、ＵＥ３１０の最大送信電力が、受信されたＥＮＢアンテナでの干渉情報と、送信電力、及びダウンリンクパイロットチャンネルに対する受信電力を用いて計算された経路損失と、アルファとの和より大きいか又は等しいと、ＵＥ３１０は、良好な無線チャンネル状態にあると判定することもできる。
【００９１】
【数３】
0005363599.tif 000006
【００９２】
式３に示すように、ＵＥ３１０は、セル内でブロードキャスティングされるランダムアクセス手順関連パラメータに基づいて自分の無線チャンネル状態をチェックし、その無線チャンネル状態と、次のアップリンク上位メッセージ伝送に必要な最小サイズを考慮して、ランダムアクセスプリアンブル選択条件であるセットＡ又はセットＢからランダムアクセスプリアンブルを区別して選択する。
【００９３】
ＥＮＢ３１１は、ＵＥ３１０から受信されたランダムアクセスプリアンブルが区別されるセットＡ又はセットＢから伝送されるか否かを判定し、それによって効率的に無線リソースを割り当てる。
【００９４】
図４は、本発明によるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいて区別される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の動作を示す。
【００９５】
図４を参照すると、ステップ４１０でランダムアクセス手順がトリガーされると、ＵＥは、ステップ４１１で、しきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあり、次に伝送するメッセージサイズがセル境界で伝送が保証される最小メッセージサイズＺより大きいか否かをチェックする。ステップ４１１で、ＵＥは、図３で説明した方法で、しきい値より大きい無線チャンネル状態にあるか否かを判定できる。
【００９６】
ＵＥが、ステップ４２１で、ステップ４１１の条件を満足すると判定した場合、すなわち、ＵＥがしきい値より大きい無線チャンネル状態にあり、次に伝送するメッセージサイズがセル境界で伝送が保証される最小メッセージサイズＺより大きいと、ＵＥはステップ４３１に進行する。
【００９７】
ステップ４３１で、ＵＥは、無線チャンネル状態を保証するステップ４１１の条件が満たされた場合に使用されるランダムアクセスプリアンブルセットを選択する。例えば、ＵＥは、表１Ａ及び表１ＢのランダムアクセスプリアンブルセットＡを選択する。しかしながら、ＵＥが、ステップ４１１の条件を満たしていないと判定した場合、ステップ４３２に進行し、無線チャンネル状態を保証するランダムアクセスプリアンブルセットから区別される他のランダムアクセスプリアンブルセットを選択する。一例として、ＵＥは、表１Ａ及び表１ＢのランダムアクセスプリアンブルセットＢを選択する。
【００９８】
ステップ４４１で、ＵＥは、ステップ４３１又は４３２で区別して選択されたランダムアクセスプリアンブルセットから一つのランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択する。以後、ステップ４５１で、ＵＥは、ランダムアクセス手順のために割り当てられたタイム/周波数の無線リソースを用いてアップリンクを通じて選択されたランダムアクセスプリアンブルをＥＮＢ(又はネットワークノード）に伝送する。
【００９９】
図５は、本発明によるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいた無線リソースを割り当てるＥＮＢの動作を示す。
【０１００】
図５を参照すると、ステップ５１０で、ＥＮＢは、ランダムアクセス手順に対して割り当てられたチャンネルを介してＵＥからランダムアクセスプリアンブルを受信する。ステップ５１１で、ＥＮＢは、受信されたランダムアクセスプリアンブルの抽出によって、ランダムアクセスプリアンブルがどのランダムアクセスプリアンブルセットに含まれているかを判定する。
【０１０１】
ステップ５１１で判定されたランダムアクセスプリアンブルセットが、ＵＥが良好な無線チャンネル状態にあり、次に伝送するメッセージサイズがセル境界で伝送が保証される最小メッセージサイズより大きい場合に使用されるプリアンブルセットに含まれていると判定された場合(ステップ５２１で“ＹＥＳ”)、ＥＮＢは、ステップ５３１に進行する。
【０１０２】
ステップ５３１で、ＥＮＢは、ＵＥが次に伝送するメッセージに対して、セル境界で伝送が保証される最小メッセージサイズより大きいメッセージを伝送することができる無線リソースを割り当てる。
【０１０３】
しかしながら、ＥＮＢが、ステップ５１１で判定されたランダムアクセスプリアンブルセットがステップ５２１の条件に該当するプリアンブルセットから区別される他のプリアンブルセットに該当すると判定した場合(ステップ５２１で“ＮＯ”)、ＥＮＢはステップ５３２に進行する。
【０１０４】
ステップ５３２で、ＥＮＢは、ＵＥが次に伝送するメッセージに対して、セル境界で伝送が保証される最小メッセージサイズと等しいメッセージを伝送することができる無線リソースを割り当てる。
【０１０５】
ステップ５４１で、ＥＮＢは、ランダムアクセスプリアンブルに対する応答メッセージと共に、ステップ５３１または５３２で無線リソースが割り当てられたＵＥが、次に伝送するメッセージに対して無線リソース情報を伝送する。
【０１０６】
図６は、本発明によるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいて区別されるセットからランダムアクセスプリアンブルを選択する端末機の装置を示すブロック構成図である。
【０１０７】
図６を参照すると、ＵＥは、無線チャンネル状態判断部６１１、メッセージサイズ判断部６１２、ランダムアクセスプリアンブルセット選択部６２１、ランダムアクセスプリアンブル選択部６３１、及び送受信部６４１を含む。
【０１０８】
無線チャンネル状態判断部６１１は、ＵＥの無線チャンネル状態がしきい値Ｙより大きいか否かを判定する。図３に示したように、無線チャンネル状態判断部６１１は、チャンネル品質情報(ＣＱＩ)、経路損失、及びＥＮＢアンテナでの干渉レベルのような情報によって無線チャンネル状態を判断する。
【０１０９】
メッセージサイズ判断部６１２は、ＵＥがアップリンクを通じて次に伝送するメッセージのサイズを判定する。メッセージサイズ判断部６１２は、メッセージサイズがセル境界でも伝送が保証される最小メッセージサイズより大きいか又は小さいかを判定する。
【０１１０】
ランダムアクセスプリアンブルセット選択部６２１は、無線チャンネル状態判断部６１１とメッセージサイズ判断部６１２による決定に従って、ＵＥが使用するランダムアクセスプリアンブルセットを選択する。ランダムアクセスプリアンブルセットは、無線チャンネル状態がしきい値Ｙより大きく、ＵＥが次に伝送するメッセージサイズがセル境界でも伝送可能な最小メッセージサイズより大きい場合に使用される一つのセットと、上記条件が満たされないときに使用される他のセットに分けられる。すなわち、ランダムアクセスプリアンブルセット選択部６２１は、提供される無線チャンネル状態情報と、次のアップリンク上位メッセージ伝送に必要なメッセージサイズ情報とを考慮して区別されるランダムアクセスプリアンブルセットであるセットＡとセットＢのうちの一つを選択する。
【０１１１】
例えば、ＵＥは、しきい値Ｙより大きい無線チャンネル状態にあり、上位メッセージを通じて伝送するメッセージサイズがセル境界でも伝送が保証される最小メッセージサイズより大きいと、ランダムアクセスプリアンブルセット選択部６２１は、ランダムアクセスプリアンブルセットＡを選択する。しかしながら、上記条件を満たしていないと、ランダムアクセスプリアンブルセット選択部６２１は、ランダムアクセスプリアンブルセットＡから区別されるランダムアクセスプリアンブルセットＢを選択する。
【０１１２】
ランダムアクセスプリアンブル選択部６３１は、ランダムアクセスプリアンブルセット選択部６２１によって選択されたランダムアクセスプリアンブルセットから一つのランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択する。
【０１１３】
送受信部６４１は、ランダムアクセスプリアンブル選択部６３１によって選択されたランダムアクセスプリアンブルを割り当てられたタイム/周波数無線リソースを用いてＥＮＢに伝送する。
【０１１４】
図７は、本発明によるランダムアクセスプリアンブル設計に基づいて無線リソースを割り当てるＥＮＢ装置を示すブロック構成図である。
【０１１５】
図７を参照すると、ＥＮＢは、送受信部７１１、ランダムアクセスプリアンブル抽出部７２１、ランダムアクセスプリアンブルセット判断部７３１、スケジューラ７４１、及びランダムアクセスプリアンブル応答メッセージ生成部７５１を含む。
【０１１６】
送受信部７１１は、ＵＥからランダムアクセスチャンネルを受信する。
【０１１７】
ランダムアクセスプリアンブル抽出部７２１は、受信されたランダムアクセスチャンネルを用いてＵＥによって伝送されたランダムアクセスプリアンブルを抽出する。
【０１１８】
ランダムアクセスプリアンブルセット判断部７３１は、ランダムアクセスプリアンブル抽出部７２１によって解析されたランダムアクセスプリアンブルがどのランダムアクセスプリアンブルセットに該当するかを判定する。この獲得されたランダムアクセスプリアンブルセットの結果は、スケジューラ７４１に伝達される。
【０１１９】
スケジューラ７４１は、獲得されたランダムアクセスプリアンブルセットによってＵＥの無線チャンネル状態を判定する。したがって、スケジューラ７４１は、ＵＥの次に伝送するメッセージに対して無線リソースを割り当てる場合に、この無線チャンネル状態を考慮して無線リソース割り当てを決定する。
【０１２０】
ランダムアクセスプリアンブル応答メッセージ生成部７５１は、スケジューラ７４１によって割り当てられた無線リソース情報をランダムアクセスプリアンブル応答メッセージと共に送受信部７１１を通じてＵＥに伝送する。ランダムアクセスプリアンブルセット判断部７３１によって判定されたランダムアクセスプリアンブルセットが、ＵＥの無線チャンネル状態がしきい値Ｙより大きく、次に伝送するメッセージサイズがセル境界でも伝送可能な最小メッセージサイズより大きい場合に使用されるセットであると、スケジューラ７４１は、ＵＥが次に伝送するメッセージに対して、最小メッセージサイズより大きいメッセージに対する無線リソースを割り当てる。
【０１２１】
しかしながら、ランダムアクセスプリアンブルセット判断部７３１によってチェックされたランダムアクセスプリアンブルセットが、上記条件を満たしていない他のランダムアクセスプリアンブルに属すると判定された場合、スケジューラ７４１は、ＵＥの次に伝送するメッセージに対して、最小メッセージサイズに該当する無線リソースを割り当てる。
【０１２２】
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲を外れない限り、様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【０１２３】
３１０  ＵＥ
３１１  ＥＮＢ
６１１  無線チャンネル状態判断部
６１２  メッセージサイズ判断部
６２１  ランダムアクセスプリアンブルセット選択部
６３１  ランダムアクセスプリアンブル選択部
６４１，７１１  送受信部
７２１  ランダムアクセスプリアンブル抽出部
７３１  ランダムアクセスプリアンブルセット判断部
７４１  スケジューラ
７５１  ランダムアクセスプリアンブル応答メッセージ生成部
【図１】
0005363599.tif 000007
【図２】
0005363599.tif 000008
【図３】
0005363599.tif 000009
【図４】
0005363599.tif 000010
【図５】
0005363599.tif 000011
【図６】
0005363599.tif 000012
【図７】
0005363599.tif 000013