(57)【要約】  本発明は、多重の基地局が同じデータを同時に１つのＵＥデバイスに送信する単一周波数ネットワークにおける、無線チャネルへのアクセスを制御する方法を提供する。当該方法は、単一周波数ネットワークの第１の複数の基地局から、これら第１の複数の基地局に共通のランダムアクセスパラメータのセットを送信するステップと、第１の複数の基地局に等しいかまたは第１の複数の基地局のサブセットである第２の複数の基地局により、ＵＥデバイスが送信したランダムアクセスプリアンブルを受信するステップと、単一周波数ネットワークの、第２の複数の基地局に等しいかまたは第２の複数の基地局のサブセットである第３の複数の基地局から、ランダムアクセスプリアンブルへの複数の応答を送信するステップと、および第３の複数の基地局に等しいかまたは第３の複数の基地局のサブセットである第４の複数の基地局により、複数の応答に応じて、スケジュールされた送信を受信することを含む。
2018538741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重の基地局が同じデータを同時に１つのＵＥデバイスに送信する単一周波数ネットワークにおける、無線チャネルへのアクセスを制御する方法であって、前記方法は、
前記単一周波数ネットワークの第１の複数の基地局から、前記第１の複数の基地局に共通のランダムアクセスパラメータのセットを送信するステップと、
前記第１の複数の基地局に等しいかまたは前記第１の複数の基地局のサブセットである第２の複数の基地局により、前記ＵＥデバイスが送信したランダムアクセスプリアンブルを受信するステップと、
前記単一周波数ネットワークの、前記第２の複数の基地局に等しいかまたは前記第２の複数の基地局のサブセットである第３の複数の基地局から、前記ランダムアクセスプリアンブルへの複数の応答を送信するステップと、
前記第３の複数の基地局に等しいかまたは前記第３の複数の基地局のサブセットである第４の複数の基地局により、前記複数の応答に応じて、スケジュールされた送信を受信するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
多重の基地局が同じデータを同時に送信する単一周波数ネットワークにおいて無線チャネルにアクセスするユーザ機器デバイスすなわちＵＥデバイスのための方法であって、前記方法は、
前記単一周波数ネットワークの第１の複数の基地局から、前記第１の複数の基地局に共通のランダムアクセスパラメータのセットを前記ＵＥデバイスで受信するステップと、
前記ＵＥデバイスにより、ランダムアクセスプリアンブルを送信するステップと、
前記単一周波数ネットワークの、前記第１の複数の基地局に等しいかまたは前記第１の複数の基地局のサブセットである第２の複数の基地局からの、前記ランダムアクセスプリアンブルへの複数の応答を、前記ＵＥデバイスで受信するステップと、
前記ＵＥデバイスにより、前記複数の応答に応じて、スケジュールされた送信を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項３】
前記スケジュールされた送信を受信する前記単一周波数ネットワークの基地局は、受信した前記スケジュールされた送信をメッセージとして単一周波数ネットワーク無線アクセスコントローラすなわちＳＦＮ−ＲＡコントローラへ転送する、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、前記基地局から受信した複数のメッセージから、競合解決メッセージを形成する、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記競合解決メッセージを、前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラと前記単一周波数ネットワークの選択された基地局との間で交換する、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記選択された基地局が、前記競合解決メッセージを前記ＵＥデバイスへ同時に送信する、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
受信した前記スケジュールされた送信を受信シンボルとして転送する、
請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記ＵＥデバイスが送信した前記ランダムアクセスプリアンブルを受信する前記単一周波数ネットワークの前記第２の複数の基地局は、それぞれ、単一周波数ネットワーク無線アクセスコントローラすなわちＳＦＮ−ＲＡコントローラに適合するタイミングアライメント値を導出するために、前記受信したランダムアクセスプリアンブルとダウンリンクタイミングリファレンスとの間の時間オフセットを求め、
前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、前記複数の基地局が前記ＵＥデバイスへ送信すべき大域的タイミングアライメント値を求める、
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記単一周波数ネットワークの前記第２の複数の基地局または前記第３の複数の基地局のそれぞれは、受信したランダムアクセスプリアンブルに応じて、対応するタイミングアライメント値を前記ＵＥデバイスに送信し、
前記ＵＥデバイスは、受信した前記タイミングアライメント値のいずれかから１つの値を求める、
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
多重の基地局が同じデータを同時に送信する単一周波数ネットワークにおいて無線チャネルにアクセスするように構成されたユーザ機器デバイスすなわちＵＥデバイスであって、前記ＵＥデバイスは、
第１の複数の基地局から、前記単一周波数ネットワークの前記第１の複数の基地局に共通のランダムアクセスパラメータのセットを受信し、
ランダムアクセスプリアンブルを送信し、
前記単一周波数ネットワークの、前記第１の複数の基地局に等しいかまたは前記第１の複数の基地局のサブセットである第２の複数の基地局から、前記ランダムアクセスプリアンブルへの複数の応答を受信し、
前記複数の応答に応じて、スケジュールされた送信を送信する、
ように構成されているＵＥデバイス。
【請求項１１】
前記ＵＥデバイスは、前記ランダムアクセスプリアンブルに応じて、前記単一周波数ネットワークの前記第２の複数の基地局からのタイミングアライメント値を受信し、前記受信したタイミングアライメント値から実際のタイミングアライメントを求めることにより、実際のタイミングアライメントを求めるように構成されている、
請求項１０記載のＵＥデバイス。
【請求項１２】
単一周波数ネットワーク無線アクセスコントローラすなわちＳＦＮ−ＲＡコントローラであって、
単一周波数ネットワークを形成する複数の基地局により、それぞれ、前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラが設定した、前記複数の基地局に共通のランダムアクセスパラメータのセットを同時に送信すべく、前記複数の基地局を制御するように構成されている、
ＳＦＮ−ＲＡコントローラ。
【請求項１３】
前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラはさらに、前記複数の基地局を制御して、前記複数の基地局が受信したランダムアクセスプリアンブルへの応答を同時に送信させるように構成されている、
請求項１２記載のＳＦＮ−ＲＡコントローラ。
【請求項１４】
前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラはさらに、共通の競合解決メッセージの準備および基地局への前記共通の競合解決メッセージの送信に応じて、前記複数の基地局から複数のバージョンのスケジュールされた送信のメッセージを受信するように構成されている、
請求項１２または１３記載のＳＦＮ−ＲＡコントローラ。
【請求項１５】
前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、
ユーザ機器デバイスが送信したランダムアクセスプリアンブルを受信する基地局から、複数の時間オフセット測定を受信し、
前記ユーザ機器デバイスから前記ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局へ送信されるタイミングアライメント値を、前記時間オフセット測定から求める、
ように構成されている、
請求項１２から１４までのいずれか１項記載のＳＦＮ−ＲＡコントローラ。
【請求項１６】
前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、複数の基地局が１つもしくは複数のユーザ機器デバイスへ送信したランダムアクセス応答メッセージに応じて前記複数の基地局で受信されておりかつ前記複数の基地局が前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラへ送信した、スケジュールされた送信のメッセージを受信するように構成されており、
前記ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、受信した複数のスケジュールされた送信のメッセージが複数のユーザ機器デバイスに由来するかを判別し、由来する場合には、受信した前記スケジュールされた送信のメッセージを、それぞれ由来元の前記ユーザ機器デバイスにしたがって処理するように構成されている、
請求項１２から１５までのいずれか１項記載のＳＦＮ−ＲＡコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一周波数ネットワークすなわちＳＦＮへのランダムアクセスを行う機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
単一周波数ネットワークでは、幾つかの基地局が同じリソースを使用することでデータを同時に送信する。これらの基地局は、単一周波数ネットワークとしてふるまうので、モバイルデバイスにとっては単一のセルのように見える。さらに、専用のモバイルデバイス（ユーザ機器ＵＥ）の移動にしたがって、このＵＥが次に移動すると予測されるエリアをカバーするために、データを当該ＵＥに目下送信している基地局のセットに基地局が加わることもそこから離脱することもあり、つまり専用のＵＥへの送信に関し、このＵＥの移動にしたがって幾つかのセルがオンへ、幾つかのセルがオフへ切り換えられる。基地局がいずれのＵＥにも送信する必要を有さない場合には、当該基地局を完全にスイッチオフ（パワーダウン）することができる。
【０００３】
本発明のコンテクストにおいては、ＳＦＮなる語は、典型的には大きな内線範囲をカバーして同期動作している複数の基地局のセットとして、またこの大きなセットのなかの基地局のサブセットとしても理解可能である（いわゆるＳＦＮクラスタ）。隣り合うＳＦＮクラスタ間での干渉を回避するため、各ＳＦＮクラスタで使用されているリソースは、相互に直交させることができる。
【０００４】
本発明は、第一義的にはアップリンクトラフィックに関する。これは、初期のコネクション形成すなわち単一周波数ネットワークのためのランダムアクセスプロシージャをどれだけ効率的に設定および確立できるかに関する。
【０００５】
ランダムアクセスプロシージャは従来公知であり、無線アクセス技術の点で種々である。例えば、３ＧＰＰＴＳ３６．３２１に記載されているＬＴＥでは、ランダムアクセスのためのメッセージフローは、
（１）各セルにおいてｅＮＢがブロードキャストしたシステム情報をＵＥが読み出す。さらに、ランダムアクセスのための次のような他のパラメータ、すなわち
ランダムアクセスプリアンブルの送信に利用可能なＰＲＡＣＨリソース（タイムスロット）
利用可能なランダムアクセスプリアンブル
プリアンブルの初期電力
ランダムアクセス応答（タイム）ウィンドウのサイズ
が受信される
（２）ＵＥがランダムアクセスプロシージャの使用を決定した後、このＵＥは利用可能なプリアンブルおよびリソースからランダムに１つのプリアンブルおよび１つのリソースを選択する
（３）ＵＥがランダムアクセスプリアンブルを送信する
（４）ＵＥがサービスのために選択したｅＮＢ（すなわち「ＵＥを仮設している」ｅＮＢ）が当該プリアンブルを受信する。１つのｅＮＢのみがランダムアクセスプリアンブルを受信でき、隣接するｅＮＢは意図的に異なるプリアンブルを用いる
（５）当該ｅＮＢはランダムアクセス応答を準備して送信する。送信タイミングはフレキシブルであるが、設定されたランダムアクセス応答ウィンドウ内で実行されなければならない
（６）応答を受信した後、ＵＥはスケジュールされた送信を準備して送信する
（７）スケジュールされた送信の受信後、ｅＮＢは競合解決メッセージを準備して送信する
を含む。
【０００６】
中国特許第１０２１９６５１８号明細書（ＣＮ１０２１９６５１８Ｂ）には、ランダムアクセスプロシージャを含むセルスイッチングプロシージャが記載されている。欧州特許出願公開第２５３４８７３号明細書（ＥＰ２５３４８７３Ａ２）には、特にドライブテストの最小化の測定すなわちＭＤＴの測定に関連したＬＴＥシステムにおける別のランダムアクセスプロシージャが記載されている。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１３／００８９０３４号明細書（ＵＳ２０１３／００８９０３４Ａ１）には、複数の基地局からアップリンクＵＬのＵＥにサービスを行う基地局を選択する方法が記載されている。ダウンリンクＤＬのＵＥに既にサービスしている単一の基地局により、基地局を多重化するためにＵＥがＵＬにおいてリファレンス信号を送信することを含む方法が制御される。基地局は当該信号を受信および復号し、ＵＬにおいてＵＥにサービスする１つの基地局を選択するために、受信した信号強度を制御基地局へ送信する。当該選択は固定であり、選択された基地局はＵＥへのサービスを行う。
【０００８】
公知のランダムアクセスプロシージャ、例えばＬＴＥでは、ＵＥは、ランダムアクセス要求が送信可能となる前に基地局を選択しなければならない。したがって、ＵＥは、アイドルモードにおいて、最良に適する基地局を発見して選択するため、規則的にセル選択を実行する必要がある。当該アイドルモードのプロシージャは、モバイルデバイスの電力負荷である。なお、単一の基地局の受信品質は、本発明の多重の基地局のコンセプト（すなわちＳＦＮクラスタとして提示されたコンセプト）に比べて劣悪である。従来技術によるアクセスプロシージャは、不成功に終わり、電力損失を起こす送信となるおそれが高い。
【０００９】
多重の基地局がＳＦＮに類似の同期サブネットを形成すると、従来公知のランダムアクセスコンセプトは失敗する。なぜなら、基地局は、意図的に、隣接する基地局からのランダムアクセスプリアンブルを受信できないようになっているからである。
【００１０】
国際公開第２０１４／２０４３６５号（ＷＯ２０１４／２０４３６５Ａ１）には、ネットワークノードによって多重のアンテナポイントを制御する方法が記載されている。各ネットワークノードは、ピコセルを形成し、したがって直交の無線リソースを使用して、多重のアクセスポイントが同じ無線リソースを用いて同じ信号を送信する単一周波数ネットワークを形成しない。
【００１１】
国際公開第２０１３／１７８６１２号（ＷＯ２０１３／１７８６１２Ａ１）には、リピータおよびｅＮＢのサービスを受けているリモート無線ヘッドが存在する場合のタイミングアドバンス管理が記載されている。多重の無線ヘッドから信号を受信するＵＥと、同様のタイミングアドバンスを有する通信に関与する無線ヘッドとが、タイミングアドバンス管理のために１つのタイミングアドバンスグループに割り当てられる。ただし、ここには当該無線ヘッドが単一周波数ネットワークを形成することは示されていない。
【００１２】
米国特許出願公開第２０１３／０１７０３８５号明細書（ＵＳ２０１３／０１７０３８５Ａ１）には、移動通信システムにおいて、ＵＥが、マルチメディアブロードキャストの単一周波数ネットワークの無線通信フォーマットを用い、２つの基地局によってブロードキャストされたＢＣＨ信号を受信することが記載されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、請求項１記載の、多重の基地局が同じデータを同時に１つのＵＥデバイスに送信する単一周波数ネットワークにおける、無線チャネルへのアクセスを制御する方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、請求項２記載の、多重の基地局が同じデータを同時に送信する単一周波数ネットワークにおいて無線チャネルにアクセスするユーザ機器デバイスすなわちＵＥデバイスのための方法も提供する。
【００１５】
さらに、本発明の方法の好ましい態様は、各従属請求項にしたがって提供される。
【００１６】
別の態様として、本発明は、請求項１０記載の、多重の基地局が同じデータを同時に送信する単一周波数ネットワークにおいて無線チャネルにアクセスするように構成されたユーザ機器デバイスすなわちＵＥデバイスを提供する。
【００１７】
さらに別の態様として、本発明は、請求項１２記載の、単一周波数ネットワーク無線アクセスコントローラすなわちＳＦＮ−ＲＡコントローラであって、単一周波数ネットワークを形成する複数の基地局がそれぞれ同時に送信を行うために、これら複数の基地局を制御するように構成されているＳＦＮ−ＲＡコントローラを提供する。
【００１８】
本発明は、多重の基地局（ｅＮＢ）がランダムアクセスプリアンブルを受信し、これに応答できるランダムアクセスプロシージャを提供する。このことは、多重の送受信器のコンセプトによって送信成功の尤度が増大するので、有利である。したがって、アクセスが高速となり、モバイルデバイスのバッテリ消費量が低減され、（再送信のための）無線リソースが節約される。さらに、ＳＦＮランダムアクセスのコンセプトは、アイドルモードプロシージャに関するモビリティの実行を低減でき、つまりＵＥのシステム情報（のランダムアクセス部分）の読み出しの必要頻度をきわめて低くでき、当該ＵＥが（移動した場合であっても）対応するＳＦＮクラスタ内にあるかぎり初期ランダムアクセス設定を有効に維持できるので、有利である。
【００１９】
本発明は以下の利点を有する。
【００２０】
ＳＦＮ−ＲＡコントローラ（例えばＳＦＮクラスタ管理ユニットまたはリソース制御ユニットの一部であってよい機能エンティティ）は、ランダムアクセス関連パラメータを、単一周波数ネットワーク（または１つのＳＦＮクラスタ）内の全てのスモールセルに対して共通に設定することができる。ＳＦＮ（またはＳＦＮクラスタ）内の全ての基地局は、ランダムアクセスプリアンブルを同時に受信可能である。これにより、ランダムアクセスプリアンブルの受信の信頼性がいっそう高まる。
【００２１】
ＳＦＮ（またはＳＦＮクラスタ）内の全ての基地局は、ランダムアクセス応答の受信の信頼性が高まるよう、受信したランダムアクセスプリアンブルに同時に応答できる。
【００２２】
ＳＦＮ内（またはＳＦＮクラスタ）内の全ての基地局は、受信した「スケジュールされた送信」をＳＦＮ−ＲＡコントローラへ転送することができる。ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、受信した多重の「スケジュールされた送信」を結合し、内部のあらゆる競合情報を解決することができる。これにより、「スケジュールされた送信」の受信の信頼性がいっそう高まるという利点が提供される。
【００２３】
ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、ＳＦＮ（またはＳＦＮクラスタ）の全ての基地局またはそのサブセットに対し、「競合解決」メッセージを同時に送信するように指示することができる。どの基地局が当該メッセージを送信すべきかの決定は、基地局が報告した受信品質に基づいて、例えば、基地局の１つのサブセットが充分に高い信頼性でのメッセージの集合的なＤＬ送信に対して充分でありうることに基づいて、行われる。当該基地局は、ＳＦＮ−ＲＡコントローラから競合解決メッセージを受信し、ＳＦＮ−ＲＡコントローラが指示したリソース（タイムスロットおよびサブキャリア）を用いてこれをＵＥに転送することができる。これにより、「競合解決」メッセージの受信の信頼性がいっそう高まるという利点が得られる。
【００２４】
ここで、本発明の各実施形態を、例としてのみではあるが、添付図を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】単一周波数ネットワークの概略図である。
【図２】ＳＦＮコントローラおよびスモールセルおよびＵＥ間でのメッセージ交換を示す図である。
【図３】ランダムアクセスプリアンブルの送信中および送信後のメッセージ交換を示す図である。
【００２６】
図１には、本発明を図示するために、２つのクラスタすなわちクラスタＭおよびクラスタＮを含む単一周波数ネットワーク装置１０の例示的な概略が表示されている。単一周波数ネットワーク（ＳＦＮクラスタＮ）として、モバイルデバイス「ＵＥ１」のために設定された３つのスモールセルＳＣ＿ｎ〜ＳＣ＿ｎ＋２が示されている。第２のクラスタすなわちＳＦＮクラスタＭを形成するように設定された２つのスモールセルＳＣ＿ｍおよびＳＣ＿ｍ＋１も示されている。各スモールセルＳＣ＿ｎ〜ＳＣ＿ｎ＋２，ＳＣ＿ｍ〜ＳＣ＿ｍ＋１は、各スモールセルを設定するＳＦＮランダムアクセルコントローラすなわちＳＦＮ−ＲＡコントローラ１２に接続されている。図１に示されているように、ＳＦＮ−ＲＡコントローラ１２はクラスタ専用無線制御ユニットＲＣＵ１４の一部であり、このクラスタ専用無線制御ユニット１４はさらに単一周波数ネットワーククラスタ管理ユニット２０に接続されている。
【００２７】
図示されているように、ＳＦＮクラスタ管理ユニット２０は、ＳＦＮコントローラ２２、位置決定ユニット２４、中央ＲＣＵ２６およびクラスタパーティション化ユニット２８を含む。ＳＦＮクラスタ管理ユニット２０はさらに、ここではＳ１インタフェース３２を介して、ＬＴＥ移動性管理エンティティＭＭＥ３０に接続されている。個々のＳＦＮ−ＲＡコントローラが各クラスタ専用ＲＣＵに付加されるのではなく、中央ＳＦＮ−ＲＡコントローラを中央ＲＣＵ２６に接続することができる。
【００２８】
「スモールセル」なる語は、例えばノードＢすなわちＮＢ、発展型ノードＢすなわちｅＮＢまたは他の形式の基地局であってよいものとして使用されることに注意されたい。
【００２９】
ＳＦＮランダムアクセスプロシージャの第１の態様は、ＳＦＮ（またはＳＦＮクラスタ）の全ての基地局が同じランダムアクセス設定を使用するということである。８つのパラメータ（そのうち幾つかは既に公知のＬＴＥランダムアクセスプロシージャで使用されている）が、ＳＦＮ−ＲＡコントローラによって基地局のために設定される。公知のプロシージャとは異なり、ＳＦＮランダムアクセスプロシージャを実行する基地局は自身でパラメータを選択する自由を有さない。
（１）ランダムアクセスプリアンブルの送信に利用可能なランダムアクセスリソース（タイムスロット）
（２）利用可能なランダムアクセスプリアンブルのセット
（３）プリアンブルの初期送信電力
（４）ランダムアクセス応答ウィンドウのサイズ
（５）バックオフパラメータ値
付加的に、次の新規のパラメータがＳＦＮ−ＲＡコントローラによって設定される。
（６）（肯定の）ランダムアクセス応答を送信するための必要条件
（７）ランダムアクセス応答メッセージを送信するタイミング
（８）タイミングアライメントの設定。タイミングアライメントとは、基地局で種々のＵＥから信号を同期受信できるようにするために、ＵＥが信号の早期送信に使用するタイミングである。
【００３０】
ＳＦＮ−ＲＡコントローラは次のようにしてパラメータを設定する。
【００３１】
パラメータ（１）（２）は、ランダムアクセスに必要な現時点でのキャパシティに基づいて選択される。要求されるキャパシティが大きい場合、より多くのタイムスロットおよびプリアンブルを利用可能とすることができる。したがって、キャパシティに変更が必要であれば、再設定が行われる。
【００３２】
多くの場合において第１の送信プリアンブルが正しく受信可能となるよう、パラメータ（３）が選択される。当該パラメータの公称値は、セルのカバー範囲のサイズに依存する。多重の受信ポイントのコンセプトがここで考慮され、発明者らの新規のコンセプトにより、認容のカバー範囲を大幅に増大できる。
【００３３】
パラメータ（４）は、設定された基地局のセットの、当該タイムウィンドウ内で全てのランダムアクセス要求に応答するためのケイパビリティに基づいて選択される。
【００３４】
パラメータ（５）は、ランダムアクセスバックオフプロシージャで使用されるバックオフパラメータ値を表す。当該パラメータにより、ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、要求側のＵＥにおいてバックオフアルゴリズムを開始させるよう基地局に指示可能であり、これにより、次のランダムアクセスプリアンブルの１つもしくは複数の送信試行を遅延させることができる。ランダムアクセスプロセスは、基地局からの肯定のフィードバックが全くない状態で最大数のランダムアクセスプリアンブルがアップリンク方向に送信されると、停止する。
【００３５】
パラメータ（６）は、設定された基地局のセットが、どのような場合に、要求側のＵＥに肯定応答すなわちアップリンク方向での「スケジュールされた送信」のメッセージのＵＥの続行処理を許容するランダムアクセス応答メッセージを送信するかを表している。例えば、プリアンブルが正しく受信された場合、競合が検出されなかった場合ならびに無線インタフェース上のリソースおよびコアネットワークへのインタフェース上のリソースが空いている場合が、肯定応答を送信すべき有効なケースとなる。
【００３６】
パラメータ（７）は、どのタイムスロットを応答メッセージの送信に用いるべきかを表している。
【００３７】
パラメータ（８）は、（後述するように）タイミングアライメント値を導出する方法を表している。方法１が設定されている場合、使用すべきタイミングアライメント値が含まれる。これは全ての基地局が使用する固定値である。
【００３８】
ついで、ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、（少なくとも１つの）パラメータを設定メッセージとして各基地局へ送信する。同じＳＦＮ（またはＳＦＮクラスタ）の全ての基地局が、同じパラメータのセットを取得する。他のＳＦＮ（またはＳＦＮクラスタ）の基地局は、他のＳＦＮ（またはＳＦＮクラスタ）のパラメータと同一であってもまたは異なっていてもよいパラメータを取得する。
【００３９】
ＳＦＮクラスタＮの基地局が、上述した８つのパラメータのうちの幾つかもしくは全てまたはそれ以上を含むＳＦＮ−ＲＡコントローラから設定メッセージを受信した後、当該基地局が構成される。各基地局は、その受信器をランダムアクセスプリアンブルの受信のために設定し、その送信器を、ＵＥに関連するランダムアクセスパラメータのブロードキャストのために設定する。これが終了すると、各基地局は利用可能な各ランダムアクセスプリアンブルを設定されたタイムスロットで受信する準備が完了する。
【００４０】
図１の例示的な装置では、スモールセルＳＣ＿ｎ〜ＳＣ＿ｎ＋２が、システム情報ブロードキャストＳＩＢの一部として、つまり同じタイムスロットおよび同じサブキャリアを用いて、ランダムアクセスパラメータの同期ブロードキャストを開始する。
【００４１】
図２によれば、ＳＦＮ−ＲＡコントローラとスモールセルとの間ならびにスモールセルとＵＥとの間での典型的なメッセージ交換が示されている。ＳＦＮ−ＲＡコントローラから各スモールセルへの設定メッセージは、メッセージ３４’，３４’’，３４’’’として示されている。さらに、スモールセルはメッセージ３６’，３６’’，３６’’’として示されているＳＩＢをブロードキャストする。メッセージ３６’’’は、パラメータが送信されたがスモールセルからＵＥ１までの距離が大きいためにＵＥ１での信号受信に大きく寄与しなかったことを表すため、点線で示されている。
【００４２】
さらなるパラメータが、３ＧＰＰＴＳ３６．３２１に記載されているランダムアクセスのためにＵＥによって要求され、ブロードキャストされることに注意されたい。簡明性のために、通常のランダムアクセスで一般に使用されているパラメータについては、ここではこれ以上説明しない。
【００４３】
ＬＴＥのランダムアクセスプロシージャでは、タイミングアライメント値が、ランダムアクセスプリアンブルの受信タイミングに基づき、基地局によって動的に導出される。当該手法は、各基地局につき典型的にはタイミングアライメント値が種々に異なるため、ＳＦＮには適用不能である。データ（すなわちタイミングアライメント値）が各基地局に対して異なる場合、同期送信は不可能である。こうした問題は、以下の３つの方法のうちいずれかによって解決される。
【００４４】
準静止特性値
ＳＦＮ−ＲＡコントローラはタイミングアライメント値を設定する。ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、ＳＦＮ内の任意のＵＥから最も近い基地局までのアベレージ距離に依存する値、例えばカバー範囲の半径をｒとしてｒ／２に依存する値を選択する。当該値は基地局へ送信され、ランダムアクセス応答メッセージにおいて使用される。当該方法は、基地局による高速の応答が可能となり、信号送信量が低減されるので、有利である。
【００４５】
ＳＦＮ−ＲＡコントローラによる協調をともなう動特性値
基地局がランダムアクセスプリアンブルを受信した後、受信したプリアンブルとダウンリンクタイミングとの時間オフセットΔ＿Ｔが計算される。当該値はＳＦＮ−ＲＡコントローラへ送信される。ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、受信した多重の時間オフセットに基づいて、タイミングアライメントの１つの値を選択する。例えば、タイミングアライメント値は、最小の時間オフセット値のみを考慮して導出される。これに代えて、平均オフセット値またはアベレージオフセット値を用いてアライメント値を求めることもできる。
【００４６】
ＵＥによる選択をともなう動特性値
基地局がランダムアクセスプリアンブルを受信した後、受信したプリアンブルとダウンリンクタイミングとの時間オフセットΔ＿Ｔが計算され、これを用いてタイミングアライメント値が計算される。各基地局が自身の値を導出する。当該値は、ランダムアクセス応答メッセージ内でＵＥへ送信される。送信は、全ての基地局で同時に行われる。さらなる手段を用いなければ、同じリソースでのこうした多重の種々異なるメッセージの受信は失敗する。よって、種々異なる値をＵＥで区別できるようにするため、直交符号が用いられる。例えば、種々異なる直交拡散符号が、ＳＦＮ−ＲＡコントローラによって基地局に割り当てられ、割り当てられた符号を用いてタイミングアライメント値が拡散される。当該符号は各ＵＥにおいて既知であり、例えば各ＵＥに予め設定されている。ＵＥは、応答メッセージを受信した後、種々のタイミングアライメント値を復号し、以降の送信に用いるべき１つの値を計算する。例えば、最小値または平均値またはアベレージ値が用いられる。
【００４７】
図３を参照して、ＵＥが実行するランダムアクセスプロシージャを、以下に説明する。
【００４８】
前提条件として、ＵＥすなわちＵＥ１が、ＳＦＮクラスタにおける任意の（または多重の）基地局からのランダムアクセスに要求されるＵＥ関連パラメータを受信しているものと仮定する。
（１）ＵＥ１は、設定されたセットからランダムアクセスプリアンブルおよびタイムスロットを選択し、設定された電力でこのプリアンブルを送信する。図示されているように、ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１はプリアンブルを正しく受信している。ＳＣ＿ｎ＋２は、例えばＵＥと基地局とが大きく離れているため、（点線で示されているように）プリアンブルを受信していない。ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１は、設定されたパラメータ５の前提条件が満足されたので、肯定確認応答の送信を決定する。ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１は、ＳＦＮ−ＲＡコントローラが指示した応答メッセージに対するパラメータを形成する。
（２）ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１は、ランダムアクセス応答メッセージをＵＥ１に同時に送信する。ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１は、ＳＦＮ−ＲＡコントローラが設定した応答メッセージを送信するためのタイムスロットを厳正に使用する。
注意：当該ステップでは、２つの基地局（例えばｅＮＢ）が当該要求に対する同じ応答を個々に形成し、全ての基地局が同じリソースを送信に使用する。公知のランダムアクセス応答の送信とは異なり、基地局は送信タイミングを選択する自由をまったく有さず、送信ウィンドウは、ＳＦＮ−ＲＡコントローラが基地局による送信のスケジュールを表示しかつＵＥが応答メッセージの検出の停止に用いるパラメータの１つにすぎない。これにより、基地局が送信前に組み合わせ応答を協調させていれば不可能なはずの、ＳＦＮと同様の送信およびＵＥ１のランダムアクセス試行への適時の応答が保証される。ＵＥ１は、個々の送信ポイント（基地局ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１）の識別なしに応答メッセージを受信する。
（３）ＵＥ１がスケジュールされた送信のメッセージを送信し、この実施形態では、ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１がこのメッセージを受信したものと仮定される。
（４）ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１が、受信品質に関する情報（例えばＵＬ信号強度）を含むメッセージをＳＦＮ−ＲＡコントローラに転送する。ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、共通の「競合解決」メッセージを準備するための受信品質を考慮しつつ、可能な多重の受信メッセージどうしを結合する。
（５）ＳＦＮ−ＲＡコントローラが、共通の「競合解決」メッセージをＵＥ１へ送信すべき適切な基地局のセットを選択する。当該選択は、受信品質に基づいて可能となり、つまり高い受信品質を有する１つもしくは複数のスモールセルのみが「競合解決」メッセージの送信に選択される。ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、「競合解決」メッセージを選択されたスモールセルに送信する。図３の実施形態では、ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１のみが選択されている。「競合解決」メッセージがＳＦＮ−ＲＡコントローラと選択された基地局との間で交換される場合、基地局がＵＥ１への「競合解決」メッセージの送信に使用するリソースに関する情報を、これに含めることができる。
（６）ＳＣ＿ｎ，ＳＣ＿ｎ＋１は、ＳＦＮ−ＲＡコントローラが指示した通りに同期して、競合解決メッセージを送信する。ＵＥ１での受信が成功した後、ランダムアクセスプロシージャは完了する。
【００４９】
上述したランダムアクセスプロシージャの多重の受信ポイントのコンセプトにより、移動ネットワークが処理すべき新たな状況が生じる。
【００５０】
スケジュールされた送信が１つもしくは複数の基地局によって正しく受信されなかった場合、ＳＦＮ−ＲＡコントローラがこの問題を解決する。基地局は、受信メッセージおよび受信品質（または認容されるＵＬ信号強度または信頼性表示など）のインジケータを上述したようにＳＦＮ−ＲＡコントローラへ転送する。ついで、ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、受信品質の低いメッセージを破棄し、良好な受信品質を有するメッセージのみを使用する。別の実施形態では、基地局が、いわゆる「ソフトビット」を含むメッセージを転送する。これは、基地局が、受信したメッセージをバイナリビット（“０”または“１”）に復号しないことを意味する。そうでなく、基地局は、受信したシンボルを、実際の復号が行われるＳＦＮ−ＲＡコントローラに転送するのみである。ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、受信したメッセージの各インスタンスの受信品質（または認容されるＵＬ信号強度または信頼性表示など）を考慮しつつ、全ての基地局からの「ソフトビット」を結合し、ついでこのメッセージを復号する。これにより受信器の最良のパフォーマンスが得られる。
【００５１】
多重のＵＥからの送信に起因して、プリアンブルのコリジョンが発生しうる。公知のランダムアクセスプロシージャでの現行の挙動は次のようである：２つ以上のＵＥが同じプリアンブルを同時に（すなわち同じタイムスロットを用いて）同じ基地局に送信した場合、基地局は、相応の「競合解決」メッセージの送信によって、１つを除いた全ての要求を拒絶する。拒絶されたＵＥは、もういちどランダムアクセスプロシージャを開始しなければならない。
【００５２】
本発明のランダムアクセスプロシージャは異なる挙動を呈する。２つ以上のＵＥが同じプリアンブルを同じＳＦＮにおいて同時に異なる基地局に送信した場合、各基地局が個々のメッセージに応答し、これによりＵＥはアップリンク方向で個々の「スケジュールされた送信」を続行処理する。当該メッセージの全てが、ＳＦＮ−ＲＡコントローラに転送される。ＳＦＮコントローラは、（当該メッセージに含まれているＵＥのＩＤに基づいて）当該メッセージがそれぞれ異なるＵＥに由来することを識別する。この場合、ＳＦＮ−ＲＡコントローラは、多重のメッセージを単一のメッセージに結合せず、これらを個別に解釈し、ＤＬ方向で「競合解決」メッセージを送信するための種々のリソースを各基地局に割り当てる。したがって、本発明の方法は、拒絶される要求の数を低減でき、無線リソースおよびバッテリ電力を節約できるので有利である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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