(57)【要約】本発明は、無線通信システムにおいて、ランダムアクセス過程を行う方法及びそのための装置に関し、基地局へランダムアクセスプリアンブルを送信するステップであって、上記ランダムアクセスプリアンブルは、上記ランダムアクセス過程中、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示するステップと、上記基地局から、第１の上りリンクグラント情報を有するランダムアクセス応答メッセージと共に、上記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信のための第２の上りリンクグラント情報を受信するステップと、上記第１の上りリンクグラント情報を用いて、ＲＲＣ（Radio Resource Control）接続要求メッセージを上記基地局へ送信し、上記第２の上りリンクグラント情報を用いて、上りリンクデータ送信を行うステップと、を有する方法及びそのための装置に関する。【選択図】図８
2020510371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて、端末がランダムアクセス過程を行う方法であって、
基地局へランダムアクセスプリアンブルを送信するステップであって、前記ランダムアクセスプリアンブルは、前記ランダムアクセス過程中、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示するステップと、
前記基地局から、第１の上りリンクグラント情報を有するランダムアクセス応答メッセージと共に、前記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信のための第２の上りリンクグラント情報を受信するステップと、
前記第１の上りリンクグラント情報を用いて、無線リソース制御（Radio Resource Control；ＲＲＣ）接続要求メッセージを前記基地局へ送信し、前記第２の上りリンクグラント情報を用いて、前記上りリンクデータ送信を行うステップと、を有する、方法。
【請求項２】
前記ランダムアクセスプリアンブルを送信するステップは、
予め指定された物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel；ＰＲＡＣＨ）時間リソース及び周波数リソースを用いて、前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することで、前記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ランダムアクセスプリアンブルを送信するステップは、
予め指定された物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel；ＰＲＡＣＨ）周波数ホッピングパターンを用いて、前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することで、前記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ランダムアクセスプリアンブルを送信するステップは、
予め指定された物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel；ＰＲＡＣＨ）非アンカ（non-anchor）物理リソースブロック（Physical Resource Block；ＰＲＢ）を用いて、前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することで、前記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ランダムアクセスプリアンブルを送信するステップは、
予め指定された直交カバーコードを前記ランダムアクセスプリアンブルのプリアンブルシンボル又はプリアンブルシンボルグループに掛けることで、前記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ランダムアクセスプリアンブルを送信するステップは、
前記ランダムアクセスプリアンブルのプリアンブルシーケンスを分割することで、前記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＲＲＣ接続要求メッセージの送信と前記上りリンクデータ送信とは、同一の物理上りリンク共有チャネル（Physical Uplink Shared CHannel；ＰＵＳＣＨ）を介して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＲＲＣ接続要求メッセージの送信と前記上りリンクデータ送信とは、異なる物理上りリンク共有チャネル（Physical Uplink Shared CHannel；ＰＵＳＣＨ）を介して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ランダムアクセス応答メッセージと前記第２の上りリンクグラント情報とは、物理下りリンク共有チャネル（Physical Downlink Shared CHannel；ＰＤＳＣＨ）を伴わない物理下りリンク制御チャネル（Physical Downlink Control CHannel；ＰＤＣＣＨ）を介して受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ランダムアクセス応答メッセージと前記第２の上りリンクグラント情報とは、物理下りリンク制御チャネル（Physical Downlink Control CHannel；ＰＤＣＣＨ）を伴わない物理下りリンク共有チャネル（Physical Downlink Shared CHannel；ＰＤＳＣＨ）を介して受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基地局からＲＲＣ接続設定メッセージを受信するステップと、
前記ＲＲＣ接続設定メッセージが前記端末の識別情報を有しない場合、前記上りリンクデータ送信に対してハイブリッド自動再送要求（Hybrid Automatic Repeat and reQuest；ＨＡＲＱ）動作を行うステップと、をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記競合解決メッセージが前記端末の識別情報を有する場合、ＲＲＣ−ＩＤＬＥモードに入るステップをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
無線通信システムにおいて、ランダムアクセス過程を行う端末であって、
無線周波（Radio Frequency transceiver；ＲＦ）送受信器と、
前記ＲＦ送受信器に動作可能に接続する（operatively connected）プロセッサと、を有し、前記プロセッサは、
基地局へランダムアクセスプリアンブルを送信し、前記ランダムアクセスプリアンブルは、前記ランダムアクセス過程中、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示し、
前記基地局から、第１の上りリンクグラント情報を有するランダムアクセス応答メッセージと共に、前記Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信のための第２の上りリンクグラント情報を受信し、
前記第１の上りリンクグラント情報を用いて、無線リソース制御（Radio Resource Control；ＲＲＣ）接続要求メッセージを前記基地局へ送信し、前記第２の上りリンクグラント情報を用いて、前記上りリンクデータ送信を行う、端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、より詳細には、データを効率的に送受信するためのランダムアクセス（接続）過程（手順）（random access procedure）を行う方法及びそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の通信機器がより大きな通信容量を要求することにより、既存の無線アクセス（接続）技術（Radio Access Technology，ＲＡＴ）に比べて向上した広帯域移動通信（mobile broadband communication）の必要性が高まっている。また、多数の機器及びモノを接続（連結）していつでもどこでも多様なサービスを提供する大規模ＭＴＣ（massive Machine Type Communications）も次世代通信において考慮すべき主要な論点（イシュー）である。また、信頼度（reliability）及び遅延（latency）にセンシティブなサービス／端末（ＵＥ）を考慮した通信システムデザインが論議されている。このように、向上した広帯域移動通信（enhanced mobile broadband communication）、大規模ＭＴＣ（massive MTC，ｍＭＴＣ）、ＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable and Low Latency Communication）などを考慮した次世代無線アクセス技術の導入が論議されていて、本発明では、便宜のために、当該技術をＮＲ（new RAT）と呼ぶ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、無線通信システムにおいて、データを効率的に送受信するためにランダムアクセス過程を行う方法及びそのための装置を提供することにある。具体的には、本発明の目的は、狭帯域のモノのインターネット（ＮＢ−ＩｏＴ）通信をサポート（支援）する（supports）無線通信システムにおいて、上りリンク／下りリンクデータを効率的に送受信するためにランダムアクセス過程を行う方法及びそのための装置を提供することにある。
【０００４】
本発明で遂げようとする技術的課題は、以上で言及した事項に限定されず、言及していない別の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様として、無線通信システムにおいて、端末がランダムアクセス過程を行う方法が提供され、方法は、基地局へランダムアクセスプリアンブルを送信するステップであって、ランダムアクセスプリアンブルは、ランダムアクセス過程中、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示するステップと、基地局から、第１の上りリンクグラント情報を有するランダムアクセス応答メッセージと共に、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信のための第２の上りリンクグラント情報を受信するステップと、第１の上りリンクグラント情報を用いて、無線リソース制御（Radio Resource Control；ＲＲＣ）接続要求（要請）メッセージを基地局へ送信し、第２の上りリンクグラント情報を用いて、上りリンクデータ送信を行うステップと、を有することができる。
【０００６】
本発明の第２の態様として、無線通信システムにおいて、ランダムアクセス過程を行う端末が提供され、端末は、無線周波（Radio Frequency transceiver；ＲＦ）送受信器と、ＲＦ送受信器に動作可能に接続する（operatively connected）プロセッサと、を有し、プロセッサは、基地局へランダムアクセスプリアンブルを送信し、ランダムアクセスプリアンブルは、ランダムアクセス過程中、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示し、基地局から、第１の上りリンクグラント情報を有するランダムアクセス応答メッセージと共に、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信のための第２の上りリンクグラント情報を受信し、第１の上りリンクグラント情報を用いて、無線リソース制御（Radio Resource Control；ＲＲＣ）接続要求メッセージを基地局へ送信し、第２の上りリンクグラント情報を用いて、上りリンクデータ送信を行うことができる。
【０００７】
好ましくは、ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、予め指定された物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel；ＰＲＡＣＨ）時間リソース及び周波数リソースを用いて、ランダムアクセスプリアンブルを送信することで、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有することができる。
【０００８】
好ましくは、ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、予め指定された物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel；ＰＲＡＣＨ）周波数ホッピングパターンを用いて、ランダムアクセスプリアンブルを送信することで、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有することができる。
【０００９】
好ましくは、ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、予め指定された物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel；ＰＲＡＣＨ）非アンカ（non-anchor）物理リソースブロック（Physical Resource Block；ＰＲＢ）を用いて、ランダムアクセスプリアンブルを送信することで、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有することができる。
【００１０】
好ましくは、ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、予め指定された直交カバーコードをランダムアクセスプリアンブルのプリアンブルシンボル又はプリアンブルシンボルグループに掛けることで、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有することができる。
【００１１】
好ましくは、ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、ランダムアクセスプリアンブルのプリアンブルシーケンスを分割することで、Ｍｓｇ３ステップにおける上りリンクデータ送信を指示すること、を有することができる。
【００１２】
好ましくは、ＲＲＣ接続要求メッセージの送信と上りリンクデータ送信とは、同一の物理上りリンク共有チャネル（Physical Uplink Shared CHannel；ＰＵＳＣＨ）を介して行われることができる。
【００１３】
好ましくは、ＲＲＣ接続要求メッセージの送信と上りリンクデータ送信とは、異なる物理上りリンク共有チャネル（Physical Uplink Shared CHannel；ＰＵＳＣＨ）を介して行われることができる。
【００１４】
好ましくは、ランダムアクセス応答メッセージと第２の上りリンクグラント情報とは、物理下りリンク共有チャネル（Physical Downlink Shared CHannel；ＰＤＳＣＨ）を伴わない物理下りリンク制御チャネル（Physical Downlink Control CHannel；ＰＤＣＣＨ）を介して受信されることができる。
【００１５】
好ましくは、ランダムアクセス応答メッセージと第２の上りリンクグラント情報とは、物理下りリンク制御チャネル（Physical Downlink Control CHannel；ＰＤＣＣＨ）を伴わない物理下りリンク共有チャネル（Physical Downlink Shared CHannel；ＰＤＳＣＨ）を介して受信されることができる。
【００１６】
好ましくは、方法は、基地局からＲＲＣ接続設定メッセージを受信するステップと、ＲＲＣ接続設定メッセージが端末の識別情報を有しない場合、上りリンクデータ送信に対してハイブリッド自動再送要求（Hybrid Automatic Repeat and reQuest；ＨＡＲＱ）動作を行うステップと、をさらに有することができる。
【００１７】
好ましくは、競合解決（contention resolution）メッセージが端末の識別情報を有する場合、ＲＲＣ−ＩＤＬＥモードに入るステップをさらに有することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無線通信システムにおいて、ランダムアクセス過程により、効率的にデータを送受信することができる。具体的には、本発明によれば、狭帯域のモノのインターネット（ＮＢ−ＩｏＴ）通信をサポートする無線通信システムにおいて、ランダムアクセス過程により、効率的にデータを送受信することができる。
【００１９】
本発明で遂げようとする技術的課題は、以上で言及した事項に限定されず、言及していない別の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】無線インターフェースプロトコル（Radio Interface Protocol）の制御プレーン（Control Plane）及びユーザプレーン（User Plane）を例示する図である。
【図２】本発明において用いられる物理チャネル及びこれらを用いた一般の信号送信方法を例示する図である。
【図３】本発明において用いられる無線フレーム（radio frame）の構造を例示する図である。
【図４】本発明において用いられる下りリンクスロットのためのリソースグリッドを例示する図である。
【図５】本発明において用いられる下りリンクサブフレームの構造を例示する図である。
【図６】本発明において用いられる上りリンクサブフレームの構造を例示する図である。
【図７】ランダムアクセス過程（Random Access Procedure）を例示する図である。
【図８】本発明によるランダムアクセス過程を例示する図である。
【図９】本発明によるランダムアクセス過程を例示する図である。
【図１０】本発明によるランダムアクセス過程を例示する図である。
【図１１】ページングサイクル及びＤＲＸサイクルを例示する図である。
【図１２】本発明に適用可能な基地局及び端末を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する様々な実施例を提供する。また、添付の図面は、詳細な説明と共に本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
以下の技術は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）などの様々な無線アクセスシステムに用いることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）やＣＤＭＡ２０００などの無線技術（radio technology）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）／ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）／ＥＤＧＥ（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）などの無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（Wi-Fi）、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（WiMAX）、ＩＥＥＥ  ８０２．２０、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved UTRAN）などの無線技術によって具現することができる。ＵＴＲＡＮは、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）の一部である。３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムは、Ｅ−ＵＴＲＡＮを用いるＥ−ＵＭＴＳ（Evolved UMTS）の一部であり、ＬＴＥ−Ａ（Advanced）システムは、３ＧＰＰ  ＬＴＥの発展（進化）したバージョンである。
【００２３】
説明の明確性のために、以下では、３ＧＰＰ  ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａを中心として説明するが、本発明の技術的原理は、これに制限されない。また、以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたもので、これらの特定用語の使用は、本発明の技術的原理から逸脱することなく他の形態に変更されてもよい。例えば、本発明は、３ＧＰＰ  ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ標準によるシステムだけではなく、その他の３ＧＰＰ標準、ＩＥＥＥ  ８０２．ｘｘ標準又は３ＧＰＰ２標準によるシステムにも適用可能であり、次世代通信システムに適用できる。
【００２４】
本発明において、ユーザ機器（User Equipment，ＵＥ）は、固定していても、モビリティ（移動性）を有していてもよいもので、基地局（Base Station，ＢＳ）と通信してデータ及び／又は制御情報を送受信する各種機器を含む。ＵＥを、端末（Terminal）、ＭＳ（Mobile Station）、ＭＴ（Mobile Terminal）、ＵＴ（User Terminal）、ＳＳ（Subscribe Station）、無線機器（wireless device）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、無線モデム（wireless modem）、携帯機器（handheld device）などと呼ぶこともできる。以下、ＵＥは、端末と混用できる。
【００２５】
本発明において、基地局（ＢＳ）は、一般に、ＵＥ及び／又は他のＢＳと通信する固定局（fixed station）を意味し、ＵＥ及び他のＢＳと通信して各種データ及び制御情報を交換する。基地局（ＢＳ）を、ＡＢＳ（Advanced Base Station）、ＮＢ（Node-B）、ｅＮＢ（evolved-NodeB）、ＢＴＳ（Base Transceiver System）、アクセスポイント（Access Point）、ＰＳ（Processing Server）、ノード（node）、ＴＰ（Transmission Point）などと呼ぶこともできる。以下、基地局（ＢＳ）は、ｅＮＢと混用できる。
【００２６】
図１は、３ＧＰＰ無線アクセスネットワークの規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Radio Interface Protocol）の制御（コントロール）プレーン（Control Plane）及びユーザプレーン（User Plane）の構造を示す図である。制御プレーンは、端末（User Equipment；ＵＥ）及びネットワークが、呼（コール）（call）を管理するために用いる制御メッセージが送信される通信路を意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通信路を意味する。
【００２７】
第１の層である物理層は、物理チャネル（Physical Channel）を用いて上位層に情報送信サービス（Information Transfer Service）を提供する。物理層は、上位にあるメディアアクセス（媒体接続）制御（Medium Access Control）層とは、トランスポート（送信）チャネル（Transport Channel）を介して接続される。このトランスポートチャネルを介してメディアアクセス制御層と物理層との間でデータが移動する。送信側と受信側との物理層の間では、物理チャネルを介してデータが移動する。物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的には、物理チャネルは、下りリンクにおいて、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式で変調され、上りリンクにおいては、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式で変調される。
【００２８】
第２の層であるメディアアクセス制御（Medium Access Control；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Logical Channel）を介して上位層である無線リンク制御（Radio Link Control；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２の層のＲＬＣ層は、信頼性のあるデータ送信をサポートする。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックにより具現できる。第２の層のＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）層は、帯域幅が狭い無線インターフェースにおいて、ＩＰｖ４或いはＩＰｖ６などのＩＰパケットを効率的に送信するために不要な制御情報を減らすヘッダ圧縮（Header Compression）の機能を果たす。
【００２９】
第３の層で最下部に位置する無線リソース制御（Radio Resource Control；ＲＲＣ）層は、制御プレーンでのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラ（Radio Bearer，ＲＢ）の設定（Configuration）、再設定（Re- configuration）及び解放（解除）（Release）に関連して、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルの制御を担当する。ＲＢは、端末とネットワークとの間のデータ伝達のために第２の層により提供されるサービスを意味する。このために、端末とネットワークとのＲＲＣ層は、互いにＲＲＣメッセージを交換する。端末とネットワークとのＲＲＣ層の間にＲＲＣ接続（RRC Connected）がある場合、端末は、ＲＲＣ接続状態（モード）（Connected Mode）となり、そうでない場合は、ＲＲＣアイドル（遊休）状態（モード）（Idle Mode）となる。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Non-Access Stratum）層は、セッション管理（Session Management）及びモビリティ管理（Mobility Management）などの機能を果たす。
【００３０】
基地局（ｅＮＢ）を構成する１つのセルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定されればよい。
【００３１】
ネットワークから端末にデータを送信する下りトランスポートチャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（Broadcast CHannel）、ページングメッセージを送信するＰＣＨ（Paging CHannel）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りＳＣＨ（Shared CHannel）などがある。下りマルチキャスト又はブロードキャスト（放送）サービスのトラフィック又は制御メッセージの場合、下りＳＣＨを介して送信され、又は追加の（特の）（additional）下りＭＣＨ（Multicast CHannel）を介して送信されることができる。なお、端末からネットワークにデータを送信する上りトランスポートチャネルとしては、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ（Random Access CHannel）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りＳＣＨ（Shared CHannel）がある。トランスポートチャネルの上位にありかつトランスポートチャネルにマッピングされる論理チャネル（Logical Channel）としては、ＢＣＣＨ（Broadcast Control CHannel）、ＰＣＣＨ（Paging Control CHannel）、ＣＣＣＨ（Common Control CHannel）、ＭＣＣＨ（Multicast Control CHannel）、ＭＴＣＨ（Multicast Traffic CHannel）などがある。
【００３２】
無線アクセスシステムにおいて、端末は、下りリンク（ＤＬ：DownLink）を介して基地局から情報を受信して、上りリンク（ＵＬ：UpLink）を介して基地局へ情報を送信する。基地局及び端末が送受信する情報は、一般のデータ情報及び様々な制御情報を含み、基地局及び端末が送受信する情報の種類／用途に応じて様々な物理チャネルが存在する。
【００３３】
図２は、本発明において用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を例示する。
【００３４】
端末は、電源がオフ状態から再びオンになったり、新しくセルに進入したりした場合に、ステップＳ２０１において、基地局と同期を取る等の初期セルサーチ（探索）（Initial cell search）作業を行う。そのために、端末は、基地局からプライマリ同期チャネル（Primary Synchronization Signal，ＰＳＳ）及びセカンダリ同期チャネル（Secondary Synchronization Signal，ＳＳＳ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤ（Cell IDentity）などの情報を取得すればよい。その後、端末は、基地局から物理ブロードキャストチャネル（Physical Broadcast CHannel，ＰＢＣＨ）を介してセル内においてブロードキャストされるシステム情報を取得できる。一方、端末は、初期セルサーチ段階で、下りリンク参照信号（DownLink Reference Signal，ＤＬ  ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。
【００３５】
初期セルサーチを終えた端末は、ステップＳ２０２において、物理下りリンク制御チャネル（Physical Downlink Control CHannel，ＰＤＣＣＨ）、及び該物理下りリンク制御チャネル情報に基づく物理下りリンク共有チャネル（Physical Downlink Control CHannel，ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得できる。
【００３６】
その後、端末は、基地局への接続を完了するために、ステップＳ２０３乃至ステップＳ２０６のようなランダムアクセス過程（Random Access Procedure）を行うことができる。このため、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel，ＰＲＡＣＨ）を介してプリアンブル（preamble）を送信して（Ｓ２０３）、物理下りリンク制御チャネル及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネルを介して、プリアンブルへの応答メッセージを受信することができる（Ｓ２０４）。コンテンション（競合）ベースランダムアクセス（contention based random access）の場合、追加の物理ランダムアクセスチャネルの送信（Ｓ２０５）、物理下りリンク制御チャネル及びこれに対応する物理下りリンク共有チャネル受信（Ｓ２０６）のような競合解決手順（Contention Resolution Procedure）を行うことができる。
【００３７】
上述したような手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、物理下りリンク制御チャネル／物理下りリンク共有チャネルの受信（Ｓ２０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（Physical Uplink Shared CHannel，ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Physical Uplink Control CHannel，ＰＵＣＣＨ）送信（Ｓ２０８）を行うことができる。端末が基地局へ送信する制御情報を総称して、上りリンク制御情報（Uplink Control Information，ＵＣＩ）という。ＵＣＩは、ＨＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（Hybrid Automatic Repeat reQuest ACKnowledgement/Negative-ACK）、ＳＲ（Scheduling Request）、ＣＳＩ（Channel State Information）などを含む。ＣＳＩは、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、ＲＩ（Rank Indication）などを含む。ＵＣＩは、一般に、ＰＵＣＣＨを介して送信されるが、制御情報とトラフィックデータとが同時に送信される必要がある場合は、ＰＵＳＣＨを介して送信されてもよい。また、ネットワークの要求／指示によって、ＰＵＳＣＨを介してＵＣＩを非周期的に送信してもよい。
【００３８】
図３は、本発明において用いられる無線フレーム（radio frame）の構造を例示する。セルラＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）無線パケット通信システムにおいて、上りリンク／下りリンクデータパケット送信は、サブフレーム（Subframe，ＳＦ）単位で行われ、１つのサブフレームは、複数のＯＦＤＭシンボルを含む一定の時間区間で定義される。ＬＴＥ（−Ａ）システムでは、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）に適用可能なタイプ１の無線フレーム（radio frame）構造と、ＴＤＤ（Time Division Duplex）に適用可能なタイプ２の無線フレーム構造と、をサポートする。
【００３９】
図３は、タイプ１の無線フレームの構造を例示する。例えば、下りリンク無線フレームは、１０個のサブフレームで構成され、１つのサブフレームは、時間領域（ドメイン）（time domain）において２個のスロット（slot）で構成される。１つのサブフレームを送信するのにかかる時間をＴＴＩ（Transmission Time Interval）という。或いは、ＴＴＩは、１個のスロットを送信するのにかかる時間を称してもよい。例えば、１つのサブフレームの長さは、１ｍｓであり、１つのスロットの長さは、０．５ｍｓである。１つのスロットは、時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域（ドメイン）（frequency domain）において複数のリソースブロック（Resource Block，ＲＢ）を含む。ＬＴＥ（−Ａ）システムでは、下りリンクでＯＦＤＭを用いるため、ＯＦＤＭシンボルが１つのシンボル区間を表す。ＯＦＤＭシンボルは、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル又はシンボル区間とも呼ばれる。リソース割り当て単位としてのリソースブロック（ＲＢ）は、１つのスロットにおいて複数の連続したサブキャリア（subcarrier）を含んでもよい。
【００４０】
１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、サイクリックプリフィックス（Cyclic Prefix，ＣＰ）の構成（configuration）によって変更可能である。ＣＰには、拡張ＣＰ（extended CP）とノーマル（一般）ＣＰ（normal CP）とがある。例えば、ＯＦＤＭシンボルがノーマルＣＰによって構成された場合、１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、７個である。ＯＦＤＭシンボルが拡張ＣＰによって構成された場合、１つのＯＦＤＭシンボルの長さが増加するため、１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、ノーマルＣＰの場合に比べて少ない。例えば、拡張ＣＰの場合に、１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、６個である。端末が速い速度で移動する場合などのようにチャネル状態が不安定な場合は、シンボル間干渉をより減らすために、拡張ＣＰが用いられてもよい。
【００４１】
タイプ２の無線フレームは、２つのハーフフレーム（half frame）で構成され、各ハーフフレームは、５つのサブフレームで構成され、下りリンク区間（例えば、ＤｗＰＴＳ（Downlink Pilot Time Slot））、ガード区間（Guard Period，ＧＰ）、上りリンク区間（例えば、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Time Slot））を含む。１つのサブフレームは、２つのスロットで構成される。例えば、下りリンク区間（例えば、ＤｗＰＴＳ）は、端末における初期セルサーチ、同期又はチャネル推定に用いられる。例えば、上りリンク区間（例えば、ＵｐＰＴＳ）は、基地局におけるチャネル推定及び端末の上りリンク送信同期を取るために用いられる。例えば、上りリンク区間（例えば、ＵｐＰＴＳ）は、基地局においてチャネル推定のためのＳＲＳ（Sounding Reference Signal）が送信されてもよく、上りリンク送信同期を取るためのランダムアクセスプリアンブル（random access preamble）を運ぶＰＲＡＣＨ（Physical Random Access CHannel）が送信されてもよい。ガード区間は、上りリンクと下りリンクとの間に下りリンク信号のマルチパス（多重経路）（multi-path）遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。
【００４２】
上述した無線フレームの構造は例に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるシンボルの数は、様々に変更されてもよい。
【００４３】
図４は、本発明において用いられる下りリンクスロットのためのリソースグリッドを例示する。
【００４４】
図４を参照すると、下りリンクスロットは、時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含む。ここで、１つの下りリンクスロットは、７つのＯＦＤＭシンボルを含み、１つのリソースブロック（ＲＢ）は、周波数領域において１２個のサブキャリアを含むものとして例示されている。しかしながら、本発明はこれらに限られない。リソースグリッド上のそれぞれの要素は、リソース要素（Resource Element，ＲＥ）と呼ばれる。１つのＲＢは、１２×７個のＲＥを含む。下りリンクスロットに含まれたＲＢの数ＮDLは、下りリンク送信帯域に依存する。上りリンクスロットの構造は、下りリンクスロットの構造と類似してもよい。
【００４５】
上述したスロットのリソースグリッドは、例示に過ぎず、スロットに含まれるシンボル、リソース要素、ＲＢの数は、様々に変更可能である。
【００４６】
図５は、本発明において用いられる下りリンクサブフレームの構造を例示する。
【００４７】
図５を参照すると、サブフレームにおいて最初のスロットの先頭部に位置する最大３（又は、４）個のＯＦＤＭシンボルは、制御チャネル割り当てのための制御領域に該当する。その他のＯＦＤＭシンボルは、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）が割り当てられるデータ領域に該当し、データ領域の基本リソース単位は、ＲＢである。ＬＴＥ（−Ａ）システムにおいて用いられる下りリンク制御チャネルの例は、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator CHannel）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel）などを含む。
【００４８】
ＰＣＦＩＣＨは、サブフレームの最初のＯＦＤＭシンボルで送信され、サブフレームにおいて制御チャネルの送信に用いられるＯＦＤＭシンボルの数に関する情報を運ぶ。ＰＣＦＩＣＨは、４個のリソース要素グループ（Resource Element Group，ＲＥＧ）からなり、それぞれのＲＥＧは、セルＩＤに基づき、制御領域内に均等に分散される。１つのＲＥＧ（Resource Element Group）は、４つのリソース要素で構成できる。ＰＣＦＩＣＨは、１〜３（又は、２〜４）の値を指示して、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）で変調される。ＰＨＩＣＨは、上りリンク送信への応答としてＨＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を運ぶ。ＰＨＩＣＨ区間（duration）によって設定された１個以上のＯＦＤＭシンボルにおいて、ＣＲＳ及びＰＣＦＩＣＨ（最初のＯＦＤＭシンボル）を除くその他のＲＥＧ上にＰＨＩＣＨが割り当てられる。ＰＨＩＣＨは、周波数領域上において最大に分散された３個のＲＥＧに割り当てられる。以下、ＰＨＩＣＨをより詳しく説明する。
【００４９】
ＰＤＣＣＨは、サブフレームの最初のｎ個のＯＦＤＭシンボル（以下、制御領域）内に割り当てられる。ここで、ｎは、１以上の整数であって、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報をＤＣＩ（Downlink Control Information）という。ＰＤＣＣＨは、下りリンク共有チャネル（DownLink Shared CHannel，ＤＬ−ＳＣＨ）の送信フォーマット及びリソース割り当て情報、上りリンク共有チャネル（UpLink Shared CHannel，ＵＬ−ＳＣＨ）の送信フォーマット及びリソース割り当て情報、ページングチャネル（Paging CHannel，ＰＣＨ）上のページング情報、ＤＬ−ＳＣＨ上のシステム情報、ＰＤＳＣＨ上で送信されるランダムアクセス応答などの上位層制御メッセージのリソース割り当て情報、端末グループ内の各々の端末へのＴｘ電力（パワー）制御命令セット、Ｔｘ電力制御命令、ＶｏＩＰ（Voice over IP）の活性化指示情報などを運ぶ。より具体的には、ＤＣＩフォーマットは、用途に応じて、ホッピングフラグ（hopping flag）、ＲＢ割り当て、ＭＣＳ（Modulation Coding Scheme）、ＲＶ（Redundancy Version）、ＮＤＩ（New Data Indicator）、ＴＰＣ（Transmit Power Control）、巡回（循環）シフトＤＭ−ＲＳ（DeModulation Reference Signal）、ＣＱＩ（Channel Quality Information）要求、ＨＡＲＱプロセス番号、ＴＰＭＩ（Transmitted Precoding Matrix Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）確認（confirmation）などの情報を選択的に含む。
【００５０】
複数のＰＤＣＣＨが制御領域内で送信できる。端末は、複数のＰＤＣＣＨをモニタリングすることができる。ＰＤＣＣＨは、１つ又は複数の連続した制御チャネル要素（Control Channel Element，ＣＣＥ）のアグリゲーション（集合）（aggregation）上で送信される。ＰＤＣＣＨを構成するＣＣＥの個数をＣＣＥアグリゲーション（集合）レベル（aggregation level）という。ＣＣＥは、ＰＤＣＣＨに無線チャネル状態に基づく符号化率（coding rate）を提供するために用いられる論理的割り当てユニットである。ＣＣＥは、複数のリソース要素グループ（Resource Element Group，ＲＥＧ）に対応する。ＰＤＣＣＨのフォーマット及びＰＤＣＣＨビットの数は、ＣＣＥの数に応じて決定される。基地局は、端末に送信されるＤＣＩに応じてＰＤＣＣＨフォーマットを決定し、制御情報にＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を付加する。ＣＲＣは、ＰＤＣＣＨの所有者又は使用目的に応じて識別子（例えば、ＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier））でマスクされる。例えば、ＰＤＣＣＨが特定の端末のためのものである場合、該当端末の識別子（例えば、ｃｅｌｌ−ＲＮＴＩ（C-RNTI））がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨがページングメッセージのためのものである場合、ページング識別子（例えば、ｐａｇｉｎｇ−ＲＮＴＩ（P-RNTI））がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨがシステム情報（より具体的には、システム情報ブロック（System Information Block，ＳＩＣ））のためのものである場合、ＳＩ−ＲＮＴＩ（System Information RNTI）がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨがランダムアクセス応答のためのものである場合、ＲＡ−ＲＮＴＩ（Random Access-RNTI）がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨが上りリンク電力制御のためのものである場合、ＴＰＣ−ＲＮＴＩ（Transmit Power Control-RNTI）が用いられ、ＴＰＣ−ＲＮＴＩは、ＰＵＣＣＨ電力制御のためのＴＰＣ−ＰＵＣＣＨ−ＲＮＴＩとＰＵＳＣＨ電力制御のためのＴＰＣ−ＰＵＳＣＨ−ＲＮＴＩとを含むことができる。ＰＤＣＣＨがマルチキャスト制御チャネル（Multicast Control CHannel，ＭＣＣＨ）のためのものである場合、Ｍ−ＲＮＴＩ（Multimedia Broadcast Multicast Service-RNTI）が用いられる。
【００５１】
ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報は、ＤＣＩ（Downlink Control Information）という。多様なＤＣＩフォーマットが用途に応じて定義される。具体的には、上りリンクスケジューリングのために、ＤＣＩフォーマット０、４（以下、ＵＬグラント）が定義され、下りリンクスケジューリングのために、ＤＣＩフォーマット１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（以下、ＤＬグラント）が定義される。ＤＣＩフォーマットは、用途に応じて、ホッピングフラグ（hopping flag）、ＲＢ割り当て、ＭＣＳ（Modulation Coding Scheme）、ＲＶ（Redundancy Version）、ＮＤＩ（New Data Indicator）、ＴＰＣ（Transmit Power Control）、巡回シフトＤＭ−ＲＳ（DeModulation Reference Signal）、ＣＱＩ（Channel Quality Information）要求、ＨＡＲＱプロセス番号、ＴＰＭＩ（Transmitted Precoding Matrix Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）確認（confirmation）などの情報を選択的に含む。
【００５２】
基地局は、端末に送信される制御情報に応じてＰＤＣＣＨフォーマットを決定して、制御情報にエラー検出のためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を付加する。ＣＲＣは、ＰＤＣＣＨの所有者又は用途に応じて識別子（例えば、ＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier））でマスクされる。換言すれば、ＰＤＣＣＨは、識別子（例えば、ＲＮＴＩ）でＣＲＣスクランブルされる。
【００５３】
ＬＴＥ（−Ａ）システムでは、各々の端末のためにＰＤＣＣＨが位置可能な制限されたセット（set）のＣＣＥ位置を定義する。端末が自体のＰＤＣＣＨを検索可能な制限されたセットのＣＣＥ位置は、サーチスペース（検索空間）（Search Space，ＳＳ）と呼ばれる。ＬＴＥ（−Ａ）システムにおいて、サーチスペースは、各々のＰＤＣＣＨフォーマットに応じて異なるサイズを有する。また、ＵＥ固有（ＵＥ−特定）（UE-specific）及び共通（common）サーチスペースが別々に定義される。基地局は、端末にＰＤＣＣＨがサーチスペースのどこに位置するかに関する情報を提供しないため、端末は、サーチスペース内においてＰＤＣＣＨ候補（candidate）の集合（セット）（set）をモニタリングすることで自体のＰＤＣＣＨを探し出す。ここで、モニタリング（monitoring）とは、端末が受信したＰＤＣＣＨ候補に対して各々のＤＣＩフォーマットに従って復号を試みることを意味する。サーチスペースからＰＤＣＣＨを探すことをブラインド検出（blind decoding又はblind detection）という。ブラインド検出によって、端末は、自体に送信されたＰＤＣＣＨの識別（identification）と該当ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報の復号（複合化）とを同時に行う。例えば、Ｃ−ＲＮＴＩでＰＤＣＣＨをデマスク（de-masking）した場合、ＣＲＣエラーがなければ、端末は、自体のＰＤＣＣＨを検出したことになる。ＵＥ固有サーチスペース（UE-Specific Search Space，ＵＳＳ）は、各々の端末のために個別に設定され、共通サーチスペース（Common Search Space，ＣＳＳ）の範囲は、全ての端末に知らせられる。ＵＳＳ及びＣＳＳは、オーバーラップしてもよい。非常に小さいサーチスペースを有する場合、特定の端末のためのサーチスペースにおいて一部のＣＣＥ位置が割り当てられる場合、残るＣＣＥがないため、与えられたサブフレーム内において、基地局は、できる限り全ての端末にＰＤＣＣＨを送信するＣＣＥリソースを探すことができない可能性がある。上述のようなブロッキングが次のサブフレームまで続く可能性を最小にするために、ＵＳＳの開始位置は、端末固有の方式によってホッピングされる。
【００５４】
図６は、本発明において用いられる上りリンクサブフレームの構造を例示する。
【００５５】
図６を参照すると、上りリンクサブフレームは、複数（例えば、２つ）のスロットを含む。スロットは、ＣＰの長さに応じて互いに異なる数のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを含んでもよい。一例として、ノーマル（normal）ＣＰの場合、スロットは、７個のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを含む。上りリンクサブフレームは、周波数領域において、データ領域と制御領域とに区分されることができる。データ領域は、ＰＵＳＣＨを含み、音声などのデータ信号の送信に用いられる。制御領域は、ＰＵＣＣＨを含み、制御情報の送信に用いられる。ＰＵＣＣＨは、周波数軸においてデータ領域の両端部に位置するＲＢ対（RB pair）（例えば、ｍ＝０，１，２，３）を含み、スロットを境界としてホッピングする。
【００５６】
ＰＵＣＣＨは、以下の制御情報の送信に用いられることができる。
【００５７】
-  ＳＲ（Scheduling Request）：上りリンクＵＬ−ＳＣＨリソースの要求に用いられる情報である。ＯＯＫ（On-Off Keying）方式を用いて送信される。
【００５８】
-  ＨＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ：ＰＤＳＣＨ上の下りリンクデータパケットへの応答信号である。下りリンクデータパケットが成功裏に受信されたか否かを示す。単一下りリンクコードワード（CodeWord，ＣＷ）への応答としてＡＣＫ／ＮＡＣＫ  １ビットが送信され、２個の下りリンクコードワードへの応答としてＡＣＫ／ＮＡＣＫ  ２ビットが送信される。
【００５９】
-  ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）：下りリンクチャネルに対するフィードバック情報である。ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）に関するフィードバック情報は、ＲＩ（Rank Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、ＰＴＩ（Precoding Type Indicator）などを含む。サブフレーム当たり２０ビットが使用される。
【００６０】
上述した無線フレームの構造は、例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数又はサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボルの数は、様々に変更できる。
【００６１】
図７は、ランダムアクセス過程（手順）（Random Access Procedure）を例示する。
【００６２】
ランダムアクセス過程は、上りリンクで短いデータを送信するために用いられる。例えば、ランダムアクセス過程は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥにおける初期アクセス、無線リンク失敗後の初期アクセス、ランダムアクセス過程を求める（必要とする）ハンドオーバ、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ中にランダムアクセス過程が求められる上り／下りリンクデータが発生するときに行われる。ＲＲＣ接続要求メッセージ（RRC Connection Request Message）、セル更新メッセージ（Cell Update Message）、ＵＲＡ更新メッセージ（URA Update Message）などの一部のＲＲＣメッセージも、ランダムアクセス過程を用いて送信される。論理チャネルＣＣＣＨ（Common Control CHannel）、ＤＣＣＨ（Dedicated Control CHannel）、ＤＴＣＨ（Dedicated Traffic CHannel）が、トランスポートチャネルＲＡＣＨにマッピングされてもよい。トランスポートチャネルＲＡＣＨは、物理チャネルＰＲＡＣＨ（Physical Random Access CHannel）にマッピングされる。端末のＭＡＣ層が端末の物理層にＰＲＡＣＨ送信を指示すると、端末の物理層は、先に、１個の接続スロット（access slot）及び１個のシグネチャ（signature）を選択し、ＰＲＡＣＨプリアンブルを上りリンクで送信する。ランダムアクセス過程は、コンテンションベース（contention based）過程と非コンテンションベース（non-contention based）過程とに区分されることができる。
【００６３】
図７を参照すると、端末は、システム情報により、基地局からランダムアクセスに関する情報を受信して記憶する。その後、ランダムアクセスが必要である場合、端末は、ランダムアクセスプリアンブル（Random Access Preamble；メッセージ１又はＭｓｇ１とも呼ぶ）を基地局へ送信する（Ｓ７１０）。基地局が端末からランダムアクセスプリアンブルを受信すると、基地局は、ランダムアクセス応答メッセージ（Random Access Response；メッセージ２又はＭｓｇ２とも呼ぶ）を端末へ送信する（Ｓ７２０）。具体的には、ランダムアクセス応答メッセージに対する下りスケジューリング情報は、ＲＡ−ＲＮＴＩ（Random Access-RNTI）でＣＲＣマスクされ、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）上で送信できる。ＲＡ−ＲＮＴＩでマスクされた下りスケジューリング信号を受信した端末は、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）からランダムアクセス応答メッセージを受信してデコードすることができる。その後、端末は、ランダムアクセス応答メッセージに自体に指示されたランダムアクセス応答情報があるか否かを確認する。自体に指示されたランダムアクセス応答情報が存在するか否かは、端末が送信したプリアンブルに対するＲＡＩＤ（Random Access preamble ID）が存在するか否かによって確認することができる。このランダムアクセス応答情報は、同期のためのタイミングオフセット情報を示すタイミングアドバンス（Timing Advance；ＴＡ）、上りリンクに用いられる無線リソース割り当て情報、端末識別のための仮の識別子（例えば、Temporary C-RNTI）などを含む。端末は、ランダムアクセス応答情報を受信すると、応答情報に含まれた無線リソース割り当て情報に従って、上りリンクＳＣＨ（Uplink Shared CHannel）で上りリンク送信（メッセージ３又はＭｓｇ３とも呼ぶ）を行う（Ｓ７３０）。基地局は、端末から上りリンク送信を受信した後、競合解決（contention resolution）のためのメッセージ（メッセージ４又はＭｓｇ４とも呼ぶ）を端末に送信する（Ｓ７４０）。端末は、基地局から競合解決メッセージを受信した後、接続設定を完了して、接続設定完了メッセージ（メッセージ５又はＭｓｇ５とも呼ぶ）を基地局へ送信する（Ｓ７５０）。
【００６４】
非コンテンションベース過程の場合、端末がランダムアクセスプリアンブルを送信（Ｓ７１０）する前に、基地局が非コンテンションランダムアクセスプリアンブル（Non-contention Random Access Preamble）を端末に割り当ててもよい。非コンテンションランダムアクセスプリアンブルは、ハンドオーバ命令（handover command）又はＰＤＣＣＨなどの専用シグナリング（dedicated signaling）によって割り当てられることができる。端末は、非コンテンションランダムアクセスプリアンブルが割り当てられた場合、ステップＳ７１０のように、割り当てられた非コンテンションランダムアクセスプリアンブルを基地局へ送信することができる。基地局は、端末から非コンテンションランダムアクセスプリアンブルを受信すると、ステップＳ７２０のように、ランダムアクセス応答を端末へ送信することができる。
【００６５】
上述したランダムアクセス過程において、ランダムアクセス応答（Ｓ７２０）に対してはＨＡＲＱが適用されないものの、ランダムアクセス応答に対する上りリンク送信又は競合解決のためのメッセージに対しては、ＨＡＲＱが適用されてもよい。よって、ランダムアクセス応答に対して、端末は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する必要がない。
【００６６】
一方、次世代システムでは、計量器の検針、水位測定、監視カメラの活用、自動販売機の在庫報告などのデータ通信を中心とする、安価／低スペックの端末を構成することを考慮している。この端末は、低い機器の複雑さ及び低い電力消費（消耗）を有するにもかかわらず、接続した機器間で適宜なスループットを提供することが求められ、便宜のために、ＭＴＣ（Machine Type Communication）又はＩｏＴ（Internet of Things）端末とも呼ばれ、本明細書では、簡単に端末（ＵＥ）と総称する。
【００６７】
また、次世代システムでは、セルラネットワーク又は第３のネットワークを活用するに当たって、狭帯域（narrowband）を用いた通信（又は、ＮＢ−ＩｏＴ通信）を行うことができる。例えば、狭帯域は、１８０ｋＨｚである。この領域内においてＵＥ（又は、ＮＢ−ＩｏＴ  ＵＥ）又はｅＮＢは、単一又は複数の物理チャネルを多重化して送信してもよい。一方、ＮＢ−ＩｏＴ  ＵＥは、橋梁下、海底、海上などチャネル環境の劣悪（不良）な領域において通信を行うこともあり、この場合、これを補償するために、特定チャネルの繰り返し（例えば、数個のＴＴＩの間に繰り返し送信）及び／又は電力増幅（Power boosting）を行ってもよい。電力増幅の一例として、特定の帯域内で送信する周波数リソース領域をさらに減らし、時間当たりの電力を特定のリソースに集中してもよい。一例として、１２個のＲＥで構成されたＲＢ（Resource Block）を介して特定のチャネルを送信するとき、ＲＢ単位のＲＥ割り当ての代わりに、特定のＲＥを選択して割り当てる方式によって、全体のＲＢにわたって分散する電力を特定のＲＥ（１つ又は複数）に集中することもできる。特に、ＲＢ内において１個のＲＥにデータ及び電力を集中し、通信を行う方式を単一トーン（Single-tone）送信方式と総称してもよい。
【００６８】
ＮＢ−ＩｏＴのための物理チャネルは、従来のシステムの物理チャネルに狭帯域（Narrowband）を意味する「Ｎ」を付して称してもよい。例えば、ＮＢ−ＩｏＴのためのＰＵＳＣＨは、ＮＰＵＳＣＨ（Narrowband Physical Uplink Shared CHannel）、ＮＢ−ＩｏＴのためのＰＲＡＣＨは、ＮＰＲＡＣＨ（Narrowband Physical Random Access CHannel）、ＮＢ−ＩｏＴのためのＰＢＣＨは、ＮＰＢＣＨ（Narrowband Physical Broadcast CHannel）、ＮＢ−ＩｏＴのためのＰＤＣＣＨは、ＮＰＤＣＣＨ（Narrowband Physical Downlink Control CHannel）、ＮＢ−ＩｏＴのためのＰＤＳＣＨは、ＮＰＤＳＣＨ（Narrowband Physical Downlink Shared CHannel）と称してもよい。説明の便宜のために、ＮＰＵＳＣＨ、ＮＰＲＡＣＨ、ＮＰＢＣＨ、ＮＰＤＣＣＨ、ＮＰＤＳＣＨは、それぞれ、ＰＵＳＣＨ、ＰＲＡＣＨ、ＰＢＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨと混用してもよい。ＮＢ−ＩｏＴは、セルラＩｏＴ（又は、ｃＩｏＴ）と混用してもよい。
【００６９】
本発明は、ＮＢ−ＩｏＴをサポートする端末／基地局／システムに基づいて説明するが、本発明は、これに制限されない。本発明は、ＮＢ−ＩｏＴ通信をサポートしない端末／基地局／システムにも同様に適用できる。例えば、本発明は、ｍＭＴＣ（massive Machine Type Communication）をサポートする端末／基地局／システムのみならず、ＩｏＴ及びＭＴＣをサポートしない一般の端末／基地局／システムにも同様に適用できる。本明細書において、端末／基地局／システムは、ＮＢ−ＩｏＴをサポートする端末／基地局／システムと、ＮＢ−ＩｏＴをサポートしない端末／基地局／システムと、を総称する。
【００７０】
ＮＢ−ＩｏＴのためのランダムアクセス過程（Random access procedure for NB-IoT）
【００７１】
ＮＢ−ＩｏＴのためのランダムアクセス過程は、以下のように、レガシ（legacy）ＬＴＥと類似する４つのステップのコンテンションベースのランダムアクセス過程（又は、４つのステップのコンテンションベースのＲＡＣＨ過程）をサポートする。例えば、４つのステップのコンテンションベースのランダムアクセス過程は、図７及び関連する説明において説明された過程によって行われることができる。
【００７２】
１）Ｍｓｇ１：端末においてＲＡプリアンブル（Random access preamble）を送信（例えば、図７のステップＳ７１０を参照）
【００７３】
２）Ｍｓｇ２：端末においてＲＡＲ（Random Access Response）を受信（例えば、図７のステップＳ７２０を参照）。ＲＡＲは、タイミングアドバンス命令（TA command）、Ｌ２／Ｌ３メッセージ送信のためのＵＬグラント情報などを含む。ＵＬグラント情報は、Ｍｓｇ３ステップにおいて（Ｎ）ＰＵＳＣＨ送信のために用いられ、（Ｎ）ＰＵＳＣＨグラント情報とも呼ばれる。
【００７４】
３）Ｍｓｇ３：端末においてＬ２／Ｌ３メッセージを送信（例えば、図７のステップＳ７３０を参照）。Ｌ２／Ｌ３メッセージは、ＲＲＣ接続要求（RRC connection request）、トラッキング領域アップデート（Tracking Area Update，ＴＡＵ）情報、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）などを含む。
【００７５】
４）Ｍｓｇ４：端末において競合解決メッセージ（contention resolution message）を受信（例えば、図７のステップＳ７４０を参照）。競合解決メッセージは、ＲＲＣ接続設定（RRC connection setup）、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）などを含む。
【００７６】
５）Ｍｓｇ５：端末においてＲＲＣ接続設定完了メッセージを送信（例えば、図７のステップＳ７５０を参照）。ＲＲＣ接続設定完了メッセージは、Ｍｓｇ４に対するＨＡＲＱ−ＡＣＫ（Hybrid Automatic Repeat and reQuest ACKnowledgement）情報、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を含む。
【００７７】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）  Ｒｅｌｅａｓｅ−１３以後の標準規格（standard specification）においては、ＮＢ−ＩｏＴ通信をサポートする。ＮＢ−ＩｏＴ通信によるネットワーク負荷を防止し、低電力（low-power）で安価（low-cost）な端末をサポートし、間欠的なデータ送信を効率的にサポートするために、３ＧＰＰ  Ｒｅｌｅａｓｅ−１３以後の標準規格では様々な標準技術をサポートする。例えば、３ＧＰＰ  Ｒｅｌｅａｓｅ−１３以後の標準規格では、ＮＢ−ＩｏＴ端末と基地局との間の無線アクセス技術として、カバレッジ向上（coverage enhancement）又はカバレッジ拡張（coverage extension）のための物理チャネルの繰り返し送信をサポートし、コアネットワーク技術として、音声非サポートデータ専用のＮＢ−ＩｏＴ端末の間欠的なデータ送受信のためのコアネットワーク最適化技術をサポートする。
【００７８】
コアネットワーク最適化技術の一例として、ＮＢ−ＩｏＴのためのＥＰＳ（Evolved Packet System）システムの向上（system enhancement）をも考慮して、ランダムアクセス過程をより詳しく説明すると、ＮＢ−ＩｏＴのためのランダムアクセス過程は、以下の２つのランダムアクセス過程をサポートする。
【００７９】
制御プレーンＥＰＳ最適化（Control plane EPS optimization）
【００８０】
１）Ｍｓｇ１：ＲＡプリアンブル送信
【００８１】
２）Ｍｓｇ２：ＲＡＲ（ＴＡ命令、Ｍｓｇ３スケジューリング情報などを含む）
【００８２】
３）Ｍｓｇ３：ＲＲＣ接続要求
【００８３】
４）Ｍｓｇ４：ＲＲＣ接続設定
【００８４】
５）Ｍｓｇ５：ＲＲＣ接続設定完了（ＮＡＳデータにデータを含む（(including) NAS PDU with data））
【００８５】
ユーザプレーンＥＰＳ最適化（User plane EPS optimization）
【００８６】
１）Ｍｓｇ１：ＲＡプリアンブル送信
【００８７】
２）Ｍｓｇ２：ＲＡＲ（ＴＡ命令、Ｍｓｇ３スケジューリング情報などを含む）
【００８８】
３）Ｍｓｇ３：ＲＲＣ接続再開要求（connection resume request）
【００８９】
４）Ｍｓｇ４：ＲＲＣ接続再開（connection resume）
【００９０】
５）Ｍｓｇ５：ＲＲＣ接続再開完了（connection resume complete）
【００９１】
６）（Ｎ）ＰＵＳＣＨ（ＵＬデータ）。ＰＵＳＣＨ又はＮＰＵＳＣＨを介するＵＬデータ送信
【００９２】
ＵＬデータ送信の観点から、制御プレーンＥＰＳ最適化とユーザプレーンＥＰＳ最適化とを比較すると、制御プレーンＥＰＳ最適化の場合は、Ｍｓｇ５において最初のＵＬデータ送信が可能であり、ユーザプレーンＥＰＳ最適化の場合は、Ｍｓｇ５以後（の後）に最初のＵＬデータ送信が可能である。
【００９３】
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末と基地局との間のカバレッジ拡張又はカバレッジ向上のための物理チャネルの繰り返し送信の観点からすると、物理チャネルの繰り返し送信によって、過度な遅延が発生する可能性がある。例えば、上りリンク送信の場合、１２８回まで同一の信号の繰り返し送信が行われ、上りリンクデータ送受信の完了まで、数十秒〜数百秒の遅延が発生する可能性がある。また、別の例として、下りリンク送信の場合、２０４８回まで同一の信号の繰り返し送信が行われ、これも同様に、下りリンクデータ送受信の完了まで、数十秒〜数百秒の遅延が発生し得る。
【００９４】
よって、ＮＢ−ＩｏＴ端末が、従来のランダムアクセス過程によってネットワークに接続した後、データの送受信を行う場合、過度な遅延が発生するだけではなく、過度な遅延によって長時間電源をオンにしておく必要があるため、過度な電力消費が発生するという技術的な問題がある。
【００９５】
本発明は、かかる技術的な問題を解決するために、ランダムアクセス過程によってデータを早期に送信／受信する方法を提案する。より具体的には、本発明は、ＮＢ−ＩｏＴ又はｍＭＴＣ（massive Machine Type Communication）の主な要件（requirement）である遅延（latency）及び電力消費（power consumption）の低減（reduction）のために、ランダムアクセス過程においてデータを早期に送信／受信する方法に関する。より具体的には、上述したように、従来のコンテンションベースのランダムアクセス過程では、データの送信／受信がＭｓｇ５又はその後に可能であるが、これに対して、本発明は、ＵＬデータの場合は、Ｍｓｇ３又はその前に送受信を可能にし、ＤＬデータは、Ｍｓｇ４又はその前に送受信を可能にするものである。
【００９６】
本明細書において、早期ＵＬデータ（early UL data）は、ランダムアクセス過程においてＭｓｇ３又はその前に端末が送信するＵＬデータをいい、早期ＤＬデータ（early DL data）は、ランダムアクセス過程においてＭｓｇ４の前に基地局が送信するＤＬデータをいう。また、本明細書において、ＤＬ  ＨＡＲＱ−ＡＣＫは、ＤＬデータに対して端末が基地局へ送信するＨＡＲＱ−ＡＣＫ情報を称し、ＵＬ  ＨＡＲＱ−ＡＣＫは、ＵＬデータに対して基地局が端末へ送信するＨＡＲＱ−ＡＣＫ情報を称する。
【００９７】
セルラ（Cellular）ＩｏＴにおいて考慮する主なシナリオは、３ＧＰＰ  ＴＲ（Technical Report）４５．８２０に詳細に記述されており、本明細書に参照として組み込まれる（準用する）（incorporation by reference）。３ＧＰＰ  ＴＲ  ４５．８２０において定義するＩｏＴトラフィックモデル（traffic model）を参照すれば、以下のように要約できる。
【００９８】
１）Ｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔｓ：特定のイベントが発生したとき、センサが基地局（ｅＮＢ）に報告を行う場合（火災／停電／進入（侵入）／災害（災難）感知など）
【００９９】
２）Ｍｏｂｉｌｅ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｒｅｐｏｒｔｓ：センサで測定したデータを周期的に報告する場合（ガス／水道／電気の使用量など）
【０１００】
３）ネットワーク命令（Network command）：アプリケーションサーバで端末へ特定の動作の実行を指示する命令を送信する場合（消灯／測定データ報告の指示）
【０１０１】
４）ソフトウェアアップデート／再設定（ＳＷ (SoftWare) update/reconfiguration）：ＩｏＴデバイスのソフトウェアアップデート又はパッチ（patch）送信が必要な場合
【０１０２】
上述した主なシナリオのうち、１）及び２）は、端末が開始（initiate）して周期的に又は非周期的にＵＬデータを報告する形態である。これとは異なり、３）及び４）は、基地局（ｅＮＢ）が端末（ＵＥ）にＤＬデータを送信するか、ＵＬデータを報告することを命じる場合である。本発明は、基地局が開始する３）及び４）の場合に対して、遅延及び電力消費の減少を目的として、ランダムアクセス過程においてＤＬデータを送信するか、又は追加でＵＬデータを送信するようにする方法に関する。
【０１０３】
セルラ（Cellular）ＩｏＴは、間欠的に発生する小さいパケットデータ（small packet data）を効果的に送受信するために、基本的に送受信データがない場合には、バッテリ効率（節約）状態（battery efficient state）に留まり、必要に応じて、ランダムアクセス過程によって、ＲＲＣ−ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに切り替えた後、データを送受信する。ＮＢ−ＩｏＴを例にすると、ＲＲＣ−ＩＤＬＥ又はＲＲＣ−ＳＵＳＰＥＮＤＥＤモードがバッテリ効率状態に該当する。上述のように、従来と同様に、ランダムアクセス過程を全て完了した後、データを送受信する場合、ＵＬデータは、Ｍｓｇ５又はその後に送受信することができ、ＤＬデータの場合、Ｍｓｇ５の後に送受信することができる。
【０１０４】
基地局（ｅＮＢ）がバッテリ効率状態（例えば、ＲＲＣ−ＩＤＬＥ又はＲＲＣ−ＳＵＳＰＥＮＤＥＤ）にある端末にＤＬデータを送信するか、又はＵＬデータ送信を要求するために、端末（ＵＥ）に設定されたページング機会（paging occasion）が利用される。ページングは、ＲＲＣ−ＩＤＬＥ状態にある端末からＲＲＣ接続を導出するか、ＲＲＣ−ＩＤＬＥ状態にある端末にシステム情報の変更（変化）（system information change）を知らせるために用いる動作を指す。端末がＲＲＣ−ＩＤＬＥ状態にある場合、基地局が端末に近づける（アクセスする）方法がないため、端末は、所定の周期で基地局によって設定されたページング機会（例えば、特定のサブフレーム）においてページングメッセージが送信されたか否かを確認し、ページングメッセージが送信された場合、ページングメッセージ内に自体のＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）（例えば、Ｓ−ＴＭＳＩ（SAE Temporary Mobile Subscriber Identity）又はＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity））が含まれているか否かを確認する。ページングのために基地局と端末との間に設定されたページング情報をモニタリングするための時間区間（例えば、サブフレーム）の位置をページング機会（Paging Occasion，ＰＯ）といい、ページング機会の位置は、ＵＥ固有（UE-specific）の情報で、且つ端末の固有な番号であるＩＭＳＩによって決定される。
【０１０５】
基地局が端末にＤＬデータを送信するか、ＵＬデータ送信を要求するために、ページング機会を用いることができ、ページング機会において該当端末のＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を含むページングメッセージを送信することで、端末にＲＲＣ接続を指示する。ページング機会において、端末が自体のＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を含むページングメッセージを受信する場合、端末は、図７に示されたランダムアクセス過程を行い、ＲＲＣ接続を行った後、ＤＬ／ＵＬデータを送受信することができる。本発明では、基地局が開始（initiate）してＤＬデータを送信するか、ＵＬデータ送信を要求するとき、遅延及び電力消費を減少させるために、ランダムアクセス過程の各々のステップにおける早期ＵＬデータ送受信及び／又は早期ＤＬデータ送受信のための方法を提案する。
【０１０６】
方法１：Ｍｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ（early UL data）送信
【０１０７】
上述のように、従来技術によれば、データパケットのサイズが小さくても、ランダムアクセス過程を完了した後にＵＬで送信することができる。よって、小さいデータパケット（small data packet）をＵＬで送信する際にも、過度な遅延（latency）及び電力消費（power consumption）を誘発する可能性がある。小さいデータパケットの送信時に発生する遅延及び電力消費を減らすために、従来技術とは異なり、ランダムアクセス過程を完了する前に、ランダムアクセス過程中のＭｓｇ３ステップにおいてデータを送信する方法が考えられる。
【０１０８】
本明細書において、早期ＵＬデータは、上位層のデータを称してもよい。例えば、上位層は、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ層又はこれよりも上位の層（例えば、アプリケーション層）であってもよく、早期ＵＬデータは、上位層のためのユーザデータを称してもよい。早期ＵＬデータは、トラフィックチャネルであるＤＴＣＨ（Dedicated Traffic CHannel）を介して上位層へ伝達されることができる。
【０１０９】
図８は、本発明に係るＭｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ送信のためのランダムアクセス過程を例示する。
【０１１０】
ステップＳ８１０において、端末は、ランダムアクセスプリアンブル（ＲＡプリアンブル）を送信することができる。
【０１１１】
ランダムアクセス過程のＭｓｇ３ステップにおいてＵＥがＵＬデータを送信するために、本発明では、ランダムアクセス過程のＭｓｇ１ステップ（例えば、ステップＳ８１０）において、早期ＵＬデータ送信を行うことをＵＥがｅＮＢに指示することを提案する。本発明では、Ｍｓｇ１ステップにおいて、ＵＥがｅＮＢにＭｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ送信を指示するための様々な方法を提案する。
【０１１２】
ＰＲＡＣＨ若しくはＮＰＲＡＣＨの時間／周波数リソースによって区分（区別）する（distinguished）方法を考慮してもよい。例えば、（Ｎ）ＰＲＡＣＨを送信する時間領域上の開始点若しくは領域（ＯＦＤＭシンボル若しくはサブフレーム単位で）によって区分するか、周波数領域上の開始点若しくは領域（ＲＢ若しくはサブキャリア単位で）によって区分することができる。ＵＥとｅＮＢとの間で予め時間／周波数リソースを区分し（pre-dividing）、区分された時間／周波数リソースを用いて、ＵＥが（Ｎ）ＰＲＡＣＨプリアンブルを送信することで、Ｍｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ送信を指示することができる（便宜のために、Ｏｐｔ１という）。
【０１１３】
並びに／又は（追加／代替として）、周波数ホッピングパターン（frequency hopping pattern）によって区分する方法を考慮してもよい。ＮＰＲＡＣＨは、システム情報（例えば、ＳＩＢ２（System Information Block Type 2））を介して指示された個数のサブキャリア内で送信されることができ、周波数領域における送信位置は、所定の規則に従ってサブキャリア単位でホッピングすることができる。端末と基地局との間で予め定められた周波数ホッピングパターンに従って、ＮＰＲＡＣＨ送信位置を周波数ホッピングすることで、Ｍｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ送信を指示することができる（便宜のために、Ｏｐｔ２という）。
【０１１４】
並びに／又は、ＮＢ−ＩｏＴの場合、特定の非アンカ（non-anchor）ＰＲＢ（Physical Resource Block）（１つ又は複数）を早期ＵＬデータ送信を知らせるためのＮＰＲＡＣＨ送信領域に割り当てることによって区分することができる。ＮＢ−ＩｏＴの場合、同期信号（ＮＰＳＳ（Narrowband Primary Synchronization Signal）、ＮＳＳＳ（Narrowband Secondary Synchronization Signal））及びＮＰＢＣＨは、特定のＰＲＢ上でのみ送信されることができ、この特定のＰＲＢをアンカＰＲＢと称してもよい。非アンカＰＲＢのうち、少なくとも１つのＰＲＢを予め指定し、予め指定された非アンカＰＲＢ上でＮＰＲＡＣＨを送信することで、Ｍｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ送信を指示することができる（便宜のために、Ｏｐｔ３という）。
【０１１５】
並びに／又は、プリアンブルシンボル若しくはプリアンブルシンボルグループ単位で直交カバーコード（orthogonal cover code）を掛けることによって区分することができる。ＮＰＲＡＣＨプリアンブルは、ＣＰ（Cyclic Prefix）とシーケンス部分（sequence part）とで構成でき、シーケンス部分は、５個のサブブロックで構成できるが、各々のサブブロックをプリアンブルシンボルといい、ＣＰと５個のプリアンブルシンボルとを含むＮＰＲＡＣＨプリアンブルをプリアンブルシンボルグループという。例えば、プリアンブルシンボル若しくはシンボルグループにシンボル若しくはシンボルグループ単位で予め定められた直交カバーコード（例えば、「101010…」などの（直交）信号）を掛けることによって、Ｍｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ送信を指示することができる（便宜のために、Ｏｐｔ４という）。
【０１１６】
並びに／又は、プリアンブルシーケンスを分割（partition）することによって区分することもできる（便宜のために、Ｏｐｔ５という）。
【０１１７】
上述した方法（例えば、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５）は、その他の用途として、ランダムアクセスプリアンブルを用いて少数のビットをさらに送信する方法にも適用可能である。例えば、Ｏｐｔ１の場合、（Ｎ）ＰＲＡＣＨ送信のための複数の時間／周波数リソースを予め指定し、予め指定された各々の時間／周波数リソースが１個のビットを示すことができる。同様に、Ｏｐｔ２の場合、複数の周波数ホッピングパターンを予め指定し、予め指定された各々の周波数ホッピングパターンが１個のビットを示すことができ、Ｏｐｔ３の場合、複数の非アンカＰＲＢを予め指定し、予め指定された各々の非アンカＰＲＢが１個のビットを示すことができ、Ｏｐｔ４の場合、複数の直交カバーコードを予め指定し、予め指定された各々の直交カバーコードが１個のビットを示すことができる。
【０１１８】
並びに／又は、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５から少なくともＮ個を組み合わせて、少なくともＮ個のビット若しくはＮビット情報を示すことができる。例えば、Ｏｐｔ１とＯｐｔ２とを組み合わせる場合、Ｏｐｔ１が（Ｎ）ＰＲＡＣＨ送信に用いられるか否かに応じて１個のビットを示し、Ｏｐｔ２が（Ｎ）ＰＲＡＣＨ送信に用いられるか否かに応じて１個のビットを示すことで、少なくとも２個のビットを送信することができる。一例として、Ｏｐｔ１によって、予め指定された時間／周波数リソースを用いて（Ｎ）ＰＲＡＣＨが送信されると、１個のビット値を１（若しくは０）と解釈し、Ｏｐｔ２によって、予め指定された周波数ホッピングパターンを用いて（Ｎ）ＰＲＡＣＨが送信されると、その他の１個のビット値を１（若しくは０）と解釈して、ランダムアクセスプリアンブルを用いて２ビット情報をさらに送信することができる。本発明は、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５からその他の組み合わせを用いる場合にも同様に適用できる。
【０１１９】
また、図８を参照すると、ステップＳ８２０において、基地局は、ランダムアクセス応答（ＲＡＲ）メッセージを送信することができる。ランダムアクセス応答メッセージは、タイミングアドバンス（ＴＡ）命令、Ｍｓｇ３ステップのＬ２／Ｌ３メッセージのためのＵＬグラント情報などを含むことができる。本明細書では、Ｍｓｇ３ステップのＬ２／Ｌ３メッセージのためのＵＬグラント情報は、第１のＵＬグラント情報と称されてもよい。
【０１２０】
Ｍｓｇ１ステップにおいて、ＵＥがｅＮＢに早期ＵＬデータ送信を指示すると、ＵＥが、Ｍｓｇ３ステップにおいてＬ２／Ｌ３メッセージの他に、追加してＵＬデータを送信できるように、ｅＮＢは、早期ＵＬデータ送信のためのＵＬグラント情報をＭｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ８２０）において追加して送信することを提案する。本明細書では、早期ＵＬデータ送信のためのＵＬグラント情報は、第２のＵＬグラント情報と称されてもよい。
【０１２１】
Ｍｓｇ３ステップ（例えば、ステップＳ８３０）において、早期ＵＬデータを送信する方法として２つが考えられる。第一に、Ｌ２／Ｌ３メッセージと同一のＰＵＳＣＨで送信することができる。第二に、Ｌ２／Ｌ３メッセージとは独立した又は相違するＰＵＳＣＨを割り当てることで送信することができる。第一の方法は、Ｌ２／Ｌ３メッセージと同一の電力／繰り返し回数／ＲＵ（Resource Unit）を用いる。第二の方法は、早期ＵＬデータの場合、Ｌ２／Ｌ３メッセージとは独立した（又は、相違する）ＰＵＳＣＨ領域及び電力／繰り返し回数／ＲＵを設定することができる。ＲＵは、単一トーン送信であるか、マルチトーン（多重−トーン）（multi-tone）送信であるかを含んでもよい。このとき、ｅＮＢは、カバレッジレベル（coverage level）（又は、カバレッジ向上レベル又はカバレッジ拡張レベルとも称され、繰り返し送信回数に対応付けられる）及びＵＥ能力（capability）、早期ＵＬデータのサイズなどの全部又は一部に基づいて、Ｌ２／Ｌ３メッセージ及び早期ＵＬデータの電力／繰り返し回数／ＲＵの設定及びリソース割り当てを行うことを提案する。より具体的には、Ｍｓｇ２によって送信される（Ｎ）ＰＵＳＣＨスケジューリング情報のフィールドの解釈が、ＵＥが早期ＵＬデータ送信を指示したか否かに応じて異なり得る。例えば、早期ＵＬデータ送信を指示した場合、同一のスケジューリング情報のフィールド値に対して、より大きいＴＢＳ（Transport Block Size）、より多いＲＢ数、より多い繰り返し回数、より高い変調多値数（modulation order）などを設定することができる。
【０１２２】
Ｍｓｇ１ステップ（例えば、ステップＳ８１０）において、ＵＥがｅＮＢに早期ＵＬデータ送信を指示すると、ｅＮＢは、Ｍｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ８２０）において、早期ＵＬデータ送信のためのＵＬグラント情報をさらに送信するか、又は早期ＵＬデータ送信を拒絶することができる。ｅＮＢが早期ＵＬデータ送信を拒絶する場合、Ｍｓｇ２ステップにおいてＵＥへｅＮＢの拒絶を伝達し、ＵＥは、早期ＵＬデータ送信を中止するか、一般の（normal）ランダムアクセス過程を行い、ＲＲＣ接続後にＵＬデータを送信することができる。ｅＮＢは、ＵＥで測定したＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）情報やカバレッジレベル、ｅＮＢで使用可能なリソース、トラフィック負荷（traffic load）などを参照して、早期ＵＬデータ送信の承認が可能か否かを判断することができる。Ｍｓｇ２ステップにおいて、ｅＮＢの早期ＵＬデータ送信の拒絶は、ＲＮＴＩを用いて送信するか、ＮＰＤＣＣＨ内のＤＣＩのリザーブ（予備）ビット（reserved bit）を用いて送信するか、又はＲＡＲメッセージ内にフラグを追加することでＵＥへ送信することができる。
【０１２３】
Ｍｓｇ２ステップにおいて、従来のＲＡＲメッセージは、（Ｎ）ＰＤＣＣＨ及び（Ｎ）ＰＤＳＣＨをいずれもデコードしてこそ受信が可能であるが、これは、（Ｎ）ＰＤＣＣＨ及び（Ｎ）ＰＤＳＣＨがそれぞれ繰り返し送信されることを考慮すれば、遅延又は電力消費の要因となる。Ｍｓｇ２ステップにおいて、遅延及び電力消費を減らすために、Ｍｓｇ２ステップにおいて、ＲＡＲメッセージ（及び／又は早期ＵＬデータ送信のためのＵＬグラント情報）を（Ｎ）ＰＤＣＣＨ又は（Ｎ）ＰＤＳＣＨのみで送信する方法が考えられる。（Ｎ）ＰＤＣＣＨのみで送信することは、対応する（Ｎ）ＰＤＳＣＨを伴わずに送信することを意味し、（Ｎ）ＰＤＳＣＨのみで送信することは、対応する（Ｎ）ＰＤＣＣＨを伴わずに送信することを意味することができる。（Ｎ）ＰＤＣＣＨのみでＭｓｇ２ステップを行う場合、格別な指示無しでＵＥがブラインド検出（ＢＤ）を行うようにするか、又はＢＤを避けるために、（Ｎ）ＰＤＣＣＨのみでＭｓｇ２を送信することをＭｓｇ１ステップで指示することを提案する。
【０１２４】
具体的には、Ｍｓｇ１ステップにおいて、ＵＥがｅＮＢにＭｓｇ３の早期ＵＬデータ送信を指示する方法（例えば、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５）と同様な方法を用いて、（Ｎ）ＰＤＣＣＨのみでＭｓｇ２ステップを行うことをＵＥがｅＮＢに指示することができる。或いは、ＲＲＣ構成（configuration）情報を用いて、（Ｎ）ＰＤＣＣＨのみでＭｓｇ２ステップを行うことを知らせることができる。ＲＲＣ構成情報を用いて知らせる場合、初期アクセス（initial access）過程では、（Ｎ）ＰＤＣＣＨと（Ｎ）ＰＤＳＣＨとをいずれも用いる従来の方法でＲＲＣ接続を行い、この後、該当情報を記憶し、（Ｎ）ＰＤＣＣＨのみでＭｓｇ２送信を行うことができる。
【０１２５】
（Ｎ）ＰＤＳＣＨのみでＭｓｇ２送信を行おうとする場合は、Ｍｓｇ２ステップにおける（Ｎ）ＰＤＳＣＨのＭＣＳ情報及びリソース割り当て情報などのデコーディングに必要な情報を、ＲＲＣ構成情報によって受信して用いることができる。（Ｎ）ＰＤＣＣＨのみでＭｓｇ２送信を行う場合と同様に、Ｍｓｇ１ステップにおいてＵＥがｅＮＢに（Ｎ）ＰＤＳＣＨのみでＭｓｇ２送信を行うことを指示することができる。
【０１２６】
また、図８を参照すると、ステップＳ８３０において、ＵＥは、Ｌ２／Ｌ３メッセージを送信することができる。ステップＳ８３０におけるＬ２／Ｌ３メッセージは、ＲＲＣ接続要求メッセージを含んでもよく、ＲＲＣ接続要求メッセージを介してＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）がｅＮＢに送信されてもよい。例えば、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）は、乱数を含んでもよい。
【０１２７】
Ｍｓｇ３ステップ（例えば、ステップＳ８３０）において、ＵＥは、Ｌ２／Ｌ３メッセージ送信と共に早期ＵＬデータを送信する。早期ＵＬデータは、Ｍｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ８２０）において受信した早期ＵＬデータのためのＵＬグラント情報を用いて送信する。ＵＬグラント情報に従って、ＵＥは、電力／繰り返し回数／ＲＵを設定し、リソースを割り当てられて送信する。この方法では、ｅＮＢがスケジューリング情報を決定する。
【０１２８】
他の方法として、ＵＥが自律的（autonomous）にスケジューリング情報を設定する方法を提案する。ＵＥは、受信器においてＲＳＲＰ方法などによって算出したカバレッジレベル及びＵＥ能力（マルチトーン送信のサポートの有無）、及び早期ＵＬデータのサイズなどに基づいて、電力／繰り返し回数／ＲＵ設定、マルチトーンの要否、リソース割り当てなどを行うことで、Ｍｓｇ３を送信することができる。このために、ＵＥが決定したＭｓｇ３送信方法に対して、Ｍｓｇ１ステップ（例えば、ステップＳ８１０）において、ＵＥがｅＮＢへ指示し、ｅＮＢは、ＵＥの知らせに従って、Ｍｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ８２０）において、ＵＬグラント情報をＵＥに送信することができる。
【０１２９】
また、図８を参照すると、ステップＳ８４０において、ｅＮＢは、競合解決メッセージを送信することができる。ステップＳ８４０の競合解決メッセージは、ＲＲＣ接続設定（connection setup）メッセージを含んでもよく、ＲＲＣ接続設定メッセージを介してＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を送信することができる。例えば、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）は、ステップＳ８３０において送信されたＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を含んでもよい。
【０１３０】
ステップＳ８３０において、ＵＥが早期ＵＬデータを送信した後には、ｅＮＢは、早期ＵＬデータに対するデコーディングを行うことができる。ｅＮＢがデコーディングに成功する場合、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を含む競合解決メッセージをＭｓｇ４ステップ（例えば、ステップＳ８４０）においてＵＥへ送信することで、ＵＬ  ＨＡＲＱ−ＡＣＫに代わることができる。ＵＥは、Ｍｓｇ４ステップにおいて、自体のＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を受信した場合、成功裏のＵＬデータ送信とみなして、電力消費を減らすために、ＲＲＣ−ＩＤＬＥ／ＲＲＣ−ＳＵＳＰＥＮＤＥＤに戻り、次のＵＬデータが発生するまで待機する。
【０１３１】
ＵＥが、Ｍｓｇ４ステップ（例えば、ステップＳ８４０）において、自体のＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を受信できない場合、ＨＡＲＱ動作（例えば、ＨＡＲＱ再送信）を行うことができる。コンテンションベースのランダムアクセス過程では、制限された（Ｎ）ＰＲＡＣＨリソース割り当てにより、Ｍｓｇ３ステップにおいてＨＡＲＱ動作が持続的に衝突（collision）する可能性があり、遅延又は電力消費の側面から問題になり得る。この場合に備えて、以下のようなＭｓｇ３  ＨＡＲＱ衝突解決方法を提案する。ｅＮＢが複数のリソースを予め割り当てた後、衝突したＵＥが再送信するとき、ＵＥは、割り当てられたリソースにおいて、それぞれ、ランダム（random）に又はＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）に基づいた一定の規則を有して、リソースを選択した後、選択されたリソースを用いて再送信する方法である。例えば、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）は、ステップＳ８３０において送信されたＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）が用いられてもよい。この場合、再送信時に持続的な衝突による繰り返されたＭｓｇ３受信の失敗を回避することができる。Ｍｓｇ３  ＨＡＲＱの衝突解決のために、予め割り当てられる複数のリソースは、ｅＮＢとＵＥとの間で予め約束されたリソースが用いられるか、ＳＩＢ情報を介して構成可能に設定されてもよい。或いは、Ｍｓｇ３  ＨＡＲＱ衝突解決のために、予め割り当てられる複数のリソースは、Ｍｓｇ２ステップによって設定されてもよい。
【０１３２】
方法２：Ｍｓｇ３／Ｍｓｇ５ステップにおける早期ＵＬデータ（early UL data）送信
【０１３３】
本発明による方法１では、小さい（small）データパケットをＵＬに送信するとき、遅延及び電力消費を減らすために、従来のランダムアクセス過程よりも早めに、ランダムアクセス過程のＭｓｇ３ステップにおいてデータを送信する方法を提案した。本発明による方法１の場合、Ｍｓｇ３ステップにおいて送信するデータサイズが、Ｍｓｇ２ステップにおいて受信した早期ＵＬデータのためのＵＬグラント情報によって割り当てられたリソースよりも大きい場合、Ｍｓｇ３によって早期ＵＬデータが全部送信できない可能性がある。よって、大きい（large）データパケットに対しても方法１を適用するために、本発明による方法２では、Ｍｓｇ３ステップにおいて早期ＵＬデータの一部（便宜のために、第１のＵＬデータという）を送信し、Ｍｓｇ５ステップ又はその後に追加のＵＬデータ（便宜のために、第２のＵＬデータという）を送信する。
【０１３４】
本明細書において、早期ＵＬデータと同様に、第１のＵＬデータ及び第２のＵＬデータは、上位層のデータを称してもよい。例えば、上位層は、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ層又はこれよりも上位の層（例えば、アプリケーション層）であってもよく、第１のＵＬデータ及び第２のＵＬデータは、上位層のためのユーザデータを称してもよい。第１のＵＬデータ及び第２のＵＬデータは、トラフィックチャネルであるＤＴＣＨ（Dedicated Traffic CHannel）を介して上位層へ伝達されることができる。
【０１３５】
図９は、本発明によるＭｓｇ３／Ｍｓｇ５ステップにおける早期ＵＬデータ送信のためのランダムアクセス過程を例示する。図９において、ステップＳ９１０及びステップＳ９２０は、それぞれ、図８のステップＳ８１０及びステップＳ８２０に対応し、図８のステップＳ８１０及びステップＳ８２０と同一／同様に行うことができる。
【０１３６】
ステップＳ９３０において、ＵＥは、Ｌ２／Ｌ３メッセージと共に早期ＵＬデータを送信することができる。ステップＳ９３０において送信する早期ＵＬデータのサイズが、Ｍｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ９２０の早期ＵＬデータ送信のためのＵＬグラント情報）を介して割り当てられたリソースよりも大きい場合、ＵＥは、早期ＵＬデータの一部のデータ（又は、第１のＵＬデータ）をステップＳ９３０で送信することができる。Ｍｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ９２０の早期ＵＬデータ送信のためのＵＬグラント情報）を介して割り当てられたリソースよりも小さいサイズを有するデータは、小さいＵＬデータと称してもよい。Ｍｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ９２０の早期ＵＬデータ送信のためのＵＬグラント情報）を介して割り当てられたリソースよりも大きいサイズを有するデータは、大きいＵＬデータと称してもよい。
【０１３７】
Ｍｓｇ３ステップにおいて、従来のＬ２／Ｌ３メッセージ送信と共に、小さいＵＬデータを送信するが、大きいＵＬデータ送信のために、ＵＥは、追加送信するＵＬデータ（又は、第２のＵＬデータ）があることを指示するフラグ情報をＭｓｇ３ステップにおいてさらに送信する。フラグ情報は、Ｍｓｇ３ステップで送信されるＬ２／Ｌ３メッセージを介して送信できる。或いは、ＵＥがＬ２／Ｌ３メッセージと共にＢＳＲ（Buffer Status Report）を送信することで、フラグ情報の役割を代理してもよい。或いは、Ｌ２／Ｌ３メッセージを介するフラグ情報とＢＳＲとが独立して運用されてもよい。この場合、ＵＥは、Ｍｓｇ３ステップにおいてＬ２／Ｌ３メッセージを介するフラグ情報及びＢＳＲを共に送信することができる。
【０１３８】
ＢＳＲは、端末のバッファに存在するデータ量に関する情報を指示するＭＡＣメッセージを示し、ＢＳＲは、端末のバッファサイズを指示する情報を含んでもよい。ＢＳＲが０以外のバッファサイズを指示する場合、ＢＳＲは、追加送信するＵＬデータがあることを指示することができ、ＢＳＲが０のバッファサイズを指示する場合、ＢＳＲは、追加送信するＵＬデータがないことを指示することができる。ＢＳＲは、追加送信するＵＬデータがないことを指示する場合、Ｍｓｇ４ステップ以後の動作は、図８に関する説明と同様に行うことができる。
【０１３９】
ｅＮＢは、追加のＵＬデータ（又は、第２のＵＬデータ）の存否を指示するフラグ情報（及び／又はＢＳＲ）を受信した場合、ＵＥが追加送信するＵＬデータがあることを確認し、ＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を含む競合解決メッセージと共に、追加のＵＬデータに対するＵＬグラント情報を送信する。ＵＥは、Ｍｓｇ４において自体のＵＥ識別情報（又は、ＵＥ  ＩＤ）を受信した場合、共に受信したＵＬグラント情報を用いて、Ｍｓｇ５ステップ（例えば、ステップＳ９５０）において追加のＵＬデータを送信する。
【０１４０】
追加のデータを受信可能にする他の方法として、Ｍｓｇ３ステップにおいて、追加のＵＬデータがあることを指示するフラグ情報の代わりに、ＲＲＣ接続設定要求（connection setup request）又はＲＲＣ接続再開要求（connection resume request）を行い、ＲＲＣ接続状態に切り替えて、データを送受信する方法を提案する。
【０１４１】
提案した２つの方法は、ＵＥが大きいデータパケットを小さいデータパケット（又は、第１のＵＬデータ）と追加のデータパケット（又は、第２のＵＬデータ）とに分けて送信する方法であって、緊急（urgent）データをＭｓｇ３ステップで送信し、その他の追加情報をＭｓｇ５又はその後に送信する目的としても利用できる。
【０１４２】
方法３：Ｍｓｇ１ステップにおける早期ＵＬデータ（early UL data）送信
【０１４３】
タイムクリティカルな（時間臨界的）（緊急を要する）（Timing critical）ｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔをサポートするために、Ｍｓｇ１ステップにおいて早期ＵＬデータを送信する方法を提案する。方法３は、本発明による方法１又は方法２に付加して行われるか、又は方法１又は方法２に代えて行われてもよい。
【０１４４】
図１０は、本発明の方法３によるランダムアクセス過程を例示する。
【０１４５】
図１０を参照すると、ランダムアクセス過程のＭｓｇ１ステップ（例えば、ステップＳ１０１０）において、ＲＡプリアンブルと共に、（Ｎ）ＰＵＳＣＨを介して早期ＵＬデータを送信することができる。ｅＮＢは、Ｍｓｇ２ステップ（例えば、ステップ１０２０）において、ＲＡＲと共にＵＬ  ＨＡＲＱ−ＡＣＫを送信し、ＵＥは、Ｍｓｇ２ステップで正常にＡＣＫを受信すると、バッテリ効率状態（battery efficient state）に戻る動作を行うか、追加のＵＬデータ送信を試みることができる。バッテリ効率状態に戻る場合、図１０のステップＳ１０３０〜ステップＳ１０５０は、行われない。追加のＵＬデータ送信を試みる場合、図１０のステップＳ１０３０〜ステップＳ１０５０を行うことができ、ステップＳ１０３０〜ステップＳ１０５０は、それぞれ、ステップＳ９３０〜ステップＳ９５０と同様な方式で行うことができる。
【０１４６】
Ｍｓｇ１ステップ（例えば、ステップＳ１０１０）において、早期ＵＬデータ送信を指示する方法として、上述したように、Ｍｓｇ１ステップにおいてＵＥがｅＮＢにＭｓｇ３のＵＬデータ早期送信を指示する方法（例えば、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５を参照）と同様な方法を用いることができる。Ｍｓｇ１を介してｅＮＢに指示するビットには制限があり得るため、Ｍｓｇ１ステップにおいて（Ｎ）ＰＵＳＣＨ送信の有無のみを指示し、ＭＣＳ／ＴＢＳなどは固定するか、ＵＥで算出したＲＳＲＰ又はＲＳＲＰに基づいたカバレッジレベルと連動して定められた値を用いることができる。或いは、（Ｎ）ＰＵＳＣＨ  ＭＣＳ／ＴＢＳ情報は、ＳＩＢ情報によって構成（configure）できる。
【０１４７】
図１０のＭｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ１０２０）において、ｅＮＢが早期ＤＬデータを送信することも考えられる。Ｍｓｇ２ステップにおいて、早期ＤＬデータを送信しようとする場合、ＵＥに早期ＤＬデータ送信を指示するために、Ｍｓｇ１ステップにおいてＵＥがｅＮＢにＭｓｇ３のＵＬデータ早期送信を指示する方法（例えば、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５を参照）と同様な方法を用いることができる。或いは、Ｍｓｇ２ステップにおける早期ＤＬデータ送信を指示するために、Ｍｓｇ２送信時に特定のＲＮＴＩを用いて知らせるか、早期ＤＬデータ送信を運ぶ（Ｎ）ＰＤＳＣＨに対応する（Ｎ）ＰＤＣＣＨ  ＤＣＩ内のリザーブビット（reserved bit）を用いることができる。Ｍｓｇ２ステップにおいて、早期ＤＬデータ送信のための電力／繰り返し回数／ＲＵなどは、ＵＥで測定したＲＳＲＰ値又はそれに基づいたカバレッジレベルなどに連動して決定されることができる。
【０１４８】
特定のＲＮＴＩを用いて早期ＤＬデータ送信を指示する場合、特定の用途に指定されていないＲＮＴＩ値を用いることができる。例えば、ＲＮＴＩ値は、４桁の１６進数（hexa-decimal）値で表現できるが、現在の標準において、ＦＦＦ４〜ＦＦＦ９の値は、特定の用途に割り当てられず、リザーブ用（reserved）として割り当てられている。よって、ＦＦＦ４〜ＦＦＦ９のうちの１つの値を特定のＲＮＴＩに割り当てて用いることができる。
【０１４９】
（Ｎ）ＰＤＣＣＨを介して送信されるＤＣＩのリザーブビットを用いる場合、リザーブビットの１つを予め指定し、指定されたリザーブビットを特定値に設定して、早期ＤＬデータ送信をＵＥに指示することができる。例えば、ＤＣＩフォーマット１Ａが用いられる場合、ＤＣＩフォーマット１Ａのリザーブビットのうちの特定のビット（例えば、リザーブビットのうち、最初のビット又は最後のビット、ＨＡＲＱプロセッサナンバフィールド、又はＤＡＩ（Downlink Assignment Index）フィールド）を特定値（例えば、１）に設定して、早期ＤＬデータ送信をＵＥに指示することができる。別の例として、ＤＣＩフォーマットＮ１が用いられる場合、ＤＣＩフォーマットＮ１のリザーブビットのうちの特定のビット（例えば、ＮＤＩ（New Data Indicator）ビット、又はＡＲＩ（ACK/NACK Resource Indictor）フィールド）を特定値（例えば、０）に設定して、早期ＤＬデータ送信をＵＥに指示することができる。
【０１５０】
上述したｅＮＢが早期ＤＬデータ送信を指示する方法は、図８又は図９のＭｓｇ２ステップ（例えば、ステップＳ８２０又はステップＳ９２０）と同様に適用できる。
【０１５１】
ユースケース（Use case）、セルサイズ又はＵＥの状況などに応じて、遅延及び電力消費の減少の要求事項は、異なり得る。この側面から、ＵＥが、従来の方法のようにランダムアクセス過程を完了した後にＵＬ／ＤＬデータを送受信するか、ランダムアクセス過程中に早期ＵＬ／ＤＬデータ送信を行うか、又は、より詳しくは、ランダムアクセス過程のどのステップで早期ＵＬ／ＤＬデータを送信するかを選択させることを提案する。ＵＬデータ送信は、Ｍｓｇ１／Ｍｓｇ３／Ｍｓｇ５又はその後に可能であり、ＤＬデータ送信は、Ｍｓｇ２／Ｍｓｇ４又はＭｓｇ５以後に可能である。ランダムアクセス過程中に早期ＵＬ／ＤＬデータ送信を行うか、又はどのステップでＵＬ／ＤＬデータ送信を行うかを決定する基準として、ＵＥで測定したＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）値そのもの又はＲＳＲＰに基づいたカバレッジレベル（又は、ランダムアクセスプリアンブル繰り返し送信回数など）を考慮することができる。早期ＵＬ／ＤＬデータ送信を決定するＲＳＲＰ又はカバレッジレベルの閾値は、予め定められた値を用いるか、又はＳＩＢによって設定（configure）することができる。
【０１５２】
例えば、ＲＳＲＰがある程度（例えば、閾値）以上であるＵＥに限って、又はそれに相応するカバレッジレベルを有するＵＥに限って、ランダムアクセス過程中に早期ＵＬ／ＤＬデータ送信を行うように設定することができる。このように、ＵＥがランダムアクセス過程中に早期ＵＬ／ＤＬデータの送信が可能か否かを判断する場合、Ｍｓｇ１ステップにおいてＵＥがｅＮＢに指示することができる。指示方法は、Ｍｓｇ１においてＵＥがｅＮＢにＭｓｇ３のＵＬデータ早期送信を指示する方法（例えば、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５を参照）と同様な方法を用いることができる。
【０１５３】
ＵＥが選択したＲＳＲＰ又はカバレッジレベルに応じて、ｅＮＢは、Ｍｓｇ３ステップのための（Ｎ）ＰＵＳＣＨスケジューリング情報をＭｓｇ２ステップで送信することができる。この場合、Ｍｓｇ２によるＰＵＳＣＨスケジューリングフィールドの解釈は、ＵＥが選択したＲＳＲＰ又はカバレッジレベルに応じて、又はＵＥが早期ＵＬデータ送信を指示したか否かに応じて、異なり得る。即ち、早期ＵＬデータの送信を行わない場合に比べて、早期ＵＬデータ送信を行う場合の方が、より大きいＴＢＳ、より多いＲＢ数、より多い繰り返し回数、より高い変調多値数を有するように設定することができる。遅延及び電力消費の減少のために、又は高い接続密度（connection density）を収容するために、グラント情報が用いられないグラントフリー（grant-free）ランダムアクセス過程が選択できるが、同様な方式によって、ＵＥがＲＳＲＰ又はカバレッジレベルを用いてグラントフリーランダムアクセス過程を選択するようにすることができる。
【０１５４】
上述したＭｓｇ１ステップにおいて、ＵＥがｅＮＢにＭｓｇ３ステップにおける早期ＵＬデータ送信を指示する方法として、ＰＲＡＣＨ又はＮＰＲＡＣＨの時間／周波数リソースで区分する方法（例えば、Ｏｐｔ１を参照）、周波数ホッピングパターンで区分する方法（例えば、Ｏｐｔ２を参照）、非アンカＰＲＢ（１つ又は複数）を割り当てることで区分する方法（例えば、Ｏｐｔ３を参照）、プリアンブルシンボル又はプリアンブルシンボルグループ単位で直交カバーコードを掛けることで区分する方法（例えば、Ｏｐｔ４を参照）、及びプリアンブルシーケンスを分割することで区分する方法（例えば、Ｏｐｔ５を参照）を提案した。また、上述の方法（例えば、Ｏｐｔ１〜Ｏｐｔ５）は、その他の用途として、ランダムアクセスプリアンブルを用いて少数のビットを追加して送信する方法にも適用できると言及した。ランダムアクセスプリアンブルを用いて少数のビットを送信する上述の方法を用いて、以下のような情報をｅＮＢへ伝達することが考えられる。
【０１５５】
−  ランダムアクセス方法（コンテンションベース（contention-based）であるか、非コンテンションベース（contention-free）であるか）
【０１５６】
−  ランダムアクセス過程（より詳しくは、早期データ送信実行ステップ）中に、早期データ送信をサポートするか否か
【０１５７】
−  ＵＥで測定したＲＳＲＰの量子化された値又はそれに基づいたカバレッジレベル
【０１５８】
−  早期データ送信パケットサイズ（例えば、Ｍｓｇ３ステップで送信されるに足りるか、又は追加のデータ送信が必要であるか）
【０１５９】
−  Ｍｓｇ２送信方法（従来方法とは異なり、ＮＰＤＣＣＨのみで送信するか、又はＮＰＤＳＣＨのみで送信するかを指示）
【０１６０】
−  Ｍｓｇ３送信方法（ＵＥが決定したＭｓｇ３送信方法、例えば、単一トーン／マルチトーン、電力／繰り返し回数／ＲＵ設定、リソース割り当て）
【０１６１】
方法４：ｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔのためのランダムアクセス方法
【０１６２】
上述のように、セルラ（Cellular）ＩｏＴの主なシナリオとして、ＵＥは、Ｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔ、Ｍｏｂｉｌｅ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｒｅｐｏｒｔ、ネットワーク命令（Network command）、ソフトウェアアップデート／再設定などの動作をサポートすることができる。例えば、ＵＥは、非周期的であり、且つ遅延が重要なｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔと、周期的なｍｏｂｉｌｅ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｒｅｐｏｒｔと、を同時に行う必要がある。この場合、ｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔとｍｏｂｉｌｅ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｒｅｐｏｒｔとをバッテリ効率的に行うために、ＵＥは、殆どはバッテリ効率状態に留まり、イベントが発生した場合、又は所定周期内の特定のサブフレームで、ウェークアップしてＵＬ／ＤＬデータ送受信を行うように設定されることができる。ＵＥ間の衝突を回避するために、上述した特定のサブフレームを端末器のＩＭＳＩなどを用いてＵＥ固有（UE-specific）に設定することができるが、周期的なページング確認のために主に用いられるため、ページング機会（ＰＯ）と呼ぶ。周期的にＰＯに報告するように設定されたＵＥにおいて、緊急ｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔの発生により、報告が必要となる場合、ランダムアクセス方法（非周期的／周期的／グラントフリーなど）を状況に応じて選択して用いることができる。
【０１６３】
図１１（ａ）は、ページングサイクルを例示し、図１１（ｂ）は、（ｅ）ＤＲＸサイクルを例示する。
【０１６４】
図１１（ａ）を参照すると、ｅＮＢは、特定のページングサイクル（周期）ごとに、少なくとも１つのページング機会（ＰＯ）をＵＥ固有に設定し、ＵＥがＵＥ固有に設定されたページング機会においてページングメッセージを取得できるようにする。ページングサイクルは、ページングメッセージが送信される周期を称してもよい。ＲＲＣ−ＩＤＬＥ又はＲＲＣ−ＳＵＳＰＥＮＤＥＤ状態のＵＥは、自体に設定されたページング機会で接続状態に回復して、ページングメッセージを受信することができる。ＵＥ固有のページング機会は、ＳＩＢ２を介してシグナリングされるパラメータ及びＵＥ識別情報（例えば、ＩＭＳＩ）を用いて決定されることができる。
【０１６５】
図１１（ｂ）を参照すると、電力消費の減少のために、ｅＮＢによって不連続な受信（Discontinuous Reception，ＤＲＸ）が設定されてもよい。接続状態でＤＲＸが設定される場合、ＵＥは、ｅＮＢによって設定されたＤＲＸサイクルに従ってスリープ（sleep）モードとウェークアップ（wakeup）モードとを繰り返すことができる。ＤＲＸサイクルは、ページングサイクルと整列（同調）（align）されなくてもよい。ＤＲＸが設定された端末のページング機会がＤＲＸサイクルのスリープ区間に位置する場合、ＵＥは、ページングメッセージを受信するために、ウェークアップモードに切り替えてもよい。ＮＢ−ＩｏＴの場合、電力消費を減らすために、スリープ区間が大幅に増加したＤＲＸサイクルが適用されてもよいが、ｅＤＲＸ（extended DRX又はenhance DRX）とも呼ばれる。
【０１６６】
本発明の方法４では、電力消費の減少のために、（ｅ）ＤＲＸなどを適用する場合、ｍｏｂｉｌｅ  ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｒｅｐｏｒｔが発生した際のランダムアクセス過程の実行方法（非周期的／周期的／グラントフリーなど）を提案する。本発明の方法４は、本発明の方法１〜方法３に適用可能である。
【０１６７】
４−１．ＰＯ又はウェークアップ区間とは関係なく即時報告（非周期的）
【０１６８】
タイムクリティカルな（time critical）イベントの場合、直ちに報告しないと、無効になる可能性がある。よって、方法４−１では、このようなイベント報告のために、端末のＰＯ及び／又はウェークアップ区間でなくても、ＵＥは、直ちにＵＬデータを報告することができる。
【０１６９】
４−２．ＰＯ又はウェークアップ区間との距離に応じて非周期的又は周期的な方法を選択（カウンタ又はタイマ値を見て判断）
【０１７０】
（ＰＯ開始点のタイマ値−現在のタイマ値）が特定の閾値よりも小さい場合、ＰＯにおいてスケジューリング要求（ＳＲ）によってリソースが割り当てられて、ＵＬデータを報告することができる。ＰＯにおいてＵＬデータを報告するため、周期的な方法に該当する。
【０１７１】
（ＰＯ開始点タイマ値−現在のタイマ値）が特定の閾値よりも大きい場合、ＲＲＣ接続設定／再開過程によって、直ちにＵＬデータを報告することができる。ＰＯ又はウェークアップ区間とは関係なく行われるため、非周期的な方法に該当する。
【０１７２】
方法４−２において、閾値は、固定値であるか、又はＳＩＢを介して設定（configure）されることができる。
【０１７３】
４−３．ＵＥ又は報告データの性質に応じて選択
【０１７４】
周期的報告用の端末器は、周期的な方法が適する。よって、周期的報告用の端末器のようなＵＥは、自体に設定されたＰＯにおいてＵＬデータを送信することができる。一方、Ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ  （ｕｒｇｅｎｔ）  ｒｅｐｏｒｔ用の端末器は、非周期的な方法が適するため、自体に設定されたＰＯとは関係なく、直ちにＵＬデータを送信することができる。
【０１７５】
以上、説明してきた方法は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態で結合し（組み合わせ）たものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の方法で説明される動作の順序は、変更されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴と置き換えられてもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは、明らかである。
【０１７６】
図１２は、本発明に適用可能な基地局及び端末を例示する。
【０１７７】
図１２を参照すると、無線通信システムは、基地局（ＢＳ）１２１０及び端末（ＵＥ）１２２０を含む。無線通信システムがリレーを含む場合、基地局又は端末はリレーに置き換えられてもよい。
【０１７８】
基地局１２１０は、プロセッサ１２１２、メモリ１２１４及び無線周波（Radio Frequency：ＲＦ）送受信器（transceiver）１２１６を含む。プロセッサ１２１２は、本発明で提案した手順及び／又は方法を具現するように構成されてもよい。メモリ１２１４は、プロセッサ１２１２と接続して、プロセッサ１２１２の動作に関する様々な情報を記憶する。ＲＦ送受信器１２１６は、プロセッサ１２１２と接続して、無線信号を送信及び／又は受信する。端末１２２０は、プロセッサ１２２２、メモリ１２２４及び無線周波数ユニット１２２６を含む。プロセッサ１２２２は、本発明で提案した手順及び／又は方法を具現するように構成されてもよい。メモリ１２２４は、プロセッサ１２２２と接続して、プロセッサ１２２２の動作に関する様々な情報を記憶する。ＲＦ送受信器１２２６は、プロセッサ１２２２と接続して、無線信号を送信及び／又は受信する。
【０１７９】
本発明の実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（firmware）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現されてもよい。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、１つ又は複数のＡＳＩＣｓ（Application Specific Integrated Circuits）、ＤＳＰｓ（Digital Signal Processors）、ＤＳＰＤｓ（Digital Signal Processing Devices）、ＰＬＤｓ（Programmable Logic Devices）、ＦＰＧＡｓ（Field Programmable Gate Arrays）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現されてもよい。
【０１８０】
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明した機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、命令語及び／又はデータなどの形態でコンピュータが読み取り可能な媒体に記憶され、プロセッサによって駆動されてもよい。上記コンピュータで読み取り可能な媒体は、上記プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によって上記プロセッサとデータを交換することができる。
【０１８１】
本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で、他の特定の形態で具体化することができることは、当業者にとって自明であろう。よって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても、制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈によって定められなければならず、本発明の等価的範囲内における変更は、いずれも本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明は、端末、基地局などの無線通信装置に用いられることができる。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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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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【図１２】
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【国際調査報告】
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