JP2010530171A

JP2010530171A - パケット基盤の移動通信システムにおけるダウンリンク受信の指示方法

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Publication number: JP2010530171A
Application number: JP2010512088A
Authority: JP
Inventors: ジェ−フンキム; ギョン−ソクイ; ジョン−イムキム; ビョン−ハンリュ; スン−チャンパン
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2010-09-02
Also published as: US20100111028A1; WO2008153365A3; CN101779393A; KR20080110554A; EP2158699A2; WO2008153365A2

Abstract

本発明は、パケット基盤の移動通信システムにおいて無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送されるパケットデータが発生する時に、端末機に対してダウンリンク受信を指示してアップリンク伝送を開始させる方法を提供する。この方法は、（ａ）基地局が任意接続プリアンブルインデックスを割当てて、前記割当てられた任意接続プリアンブルインデックスを備えるダウンリンク受信の指示メッセージを生成するステップと、（ｂ）前記生成されたダウンリンク受信の指示メッセージを前記端末機に伝送するステップと、（ｃ）前記ダウンリンク受信の指示メッセージに対する応答として前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、任意接続に対する応答情報を構成するステップと、（ｄ）アップリンク物理階層の同期を調節できるように、前記構成された任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップと、を含む。

Description

本発明は、パケット基盤の移動通信システムにおいて端末機（mobile station）に対してダウンリンク受信（Downlink reception）の指示（indication）を行う技術に関し、より詳細にはパケット基盤の次世代移動通信システムにおいて、無線資源制御（ＲＲＣ：Radio Resource Control）接続状態で低電力動作のために、不連続的な受信周期（ＤＲＸ：Discontinuous Reception）に応じて動作する端末機に対してダウンリンク受信の指示を行うに際し、端末機がアップリンクの同期を維持していない状態である場合、効果的にアップリンクの同期を調節させるようにするためのダウンリンク受信の指示方法に関する。

従来の移動通信システムにおける基地局は、基地局と端末機との間の無線資源制御（ＲＲＣ）接続が存在しない休止状態（idle state）の端末機のみを対象として、固定された伝送チャネル（Transport Channel）と物理チャネル（Physical Channel）を割当ててページング情報を伝送した。このような従来の休止状態の端末機を対象としてページングを行う過程について説明すれば、次の通りである。

端末機は、システムで効率的なページング手続のために定義したページンググループのうち少なくとも何れか１つのページンググループに属することになる。したがって、基地局は、物理階層チャネルのページング指示チャネル（ＰＩＣＨ：Paging Indication Channel）で該当グループに属した端末機にページングチャンネルを介したページングメッセージが有ることを知らせる。端末機は、定められた周期（例えば、不連続受信周期（ＤＲＸ：Discontinuous Reception））毎にページング指示チャネル（ＰＩＣＨ）をモニタリングする。そして端末機は、自身が属したページンググループに該当するページング指示チャネル（ＰＩＣＨ）情報が存在すれば、共通制御チャネル（例えば、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−ＣＣＰＣＨ（Common Control Physical Channel）に伝送されたページングチャンネル（ＰＣＨ：Paging Channel）情報を検索し、自身を表す識別子が存在するページング情報を復調する。ここで、端末機の識別子としては、ＩＭＳＩ（International mobile Subscriber Identity）、ＴＭＳＩ（Temporary mobile Subscriber Identity）、Ｕ−ＲＮＴＩ（UMTS Terrestrial Radio Access Network− Radio Network Temporary Identifier）等がある。自身に伝達されるページング情報を復調した端末機は、それに該当する後続手続を行うようになる。

一方、基地局の無線環境と加入者収容容量（capacity）に応じてページング能力を確保するために、ページングチャンネルのためのＳ−ＣＣＰＣＨは、複数個で運用することができる。Ｓ−ＣＣＰＣＨがセル特定（cell specific）パラメータで基地局に割当てられるようになれば、Ｓ−ＣＣＰＣＨはほとんど固定的（fixed）に運用される。このようなページングチャンネルおよびＳ−ＣＣＰＣＨに対して常に最大収容容量を考慮して、固定的に運用する無線資源割当方法は、非効率的な側面はあるが、サーキット基盤の移動通信システムで安定したシステム運用のために必要な方法であった。

ところで、最近３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では従来のサーキットスイッチ方式に基づいたＷＣＤＭＡシステムの短所を補完するために、パケット基盤のＬＴＥ（Long Term Evolution）システム（パケット基盤移動通信システム）に対する規格化作業が行われている。ＬＴＥシステムは、パケット基盤移動通信システムで、２０１０年程度の商用化を目標にして、１００Ｍｂｐｓ程度の高速パケット基盤通信を具現する技術である。現在ＬＴＥで議論されるパケット基盤移動通信システムはＦＤＤ（Frequency Division Duplex）を使用する無線伝送方式で、ダウンリンクデータ伝送に対して直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式を使用し、アップリンクデータ伝送に対して単一搬送波周波数分割多重接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式を使用する。

一般的に直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）方式は、周波数と時間で区別される２次元構造の無線資源を利用する。すなわち、ＯＦＤＭＡ方式は、ダウンリンクおよびアップリンク物理チャネルに対して時間と周波数で構成された無線資源を分けて送信するようになり、無線資源は、送信周期であるＴＴＩ（Transmission Time Interval）と副搬送波（sub carrier）グループに分けられた無線資源ブロックを使用する。このような無線資源を構成する無線フレーム（radio frame）は１ミリ秒（millisecond）サイズのサブフレーム（subframe）（またはＴＴＩ）を含む。したがって、１０ミリ秒の無線フレームの場合には１０個のサブフレームが１つの無線フレームを構成する。

一方、ＬＴＥで議論されるパケット基盤移動通信システムは、基地局と端末機との間の無線資源制御（ＲＲＣ）接続がない休止状態（ＲＲＣ＿ＩＤＬＥｓｔａｔｅ）の端末機のみならず、ＲＲＣ接続を維持し、パケットサービスを提供される端末機もパケットデータのバーストした特性に応じて基地局と端末機との間に一定時間の間パケットデータの交換がない場合には、端末機の電力消費を減らすために不連続受信周期（ＤＲＸ）による低電力動作を行うようにした。すなわち、基地局と端末機がパケットサービス提供のためにＲＲＣ接続を維持しているＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態の端末機も、基地局の制御に応じて低電力消費のための不連続受信周期（ＤＲＸ）による動作を行うことができる。したがって、バーストした特性を有するパケットサービスを提供するパケット基盤の移動通信システムにおいては、より効率的で可変的な無線資源活用が可能だが、ＤＲＸ動作周期に応じてダウンリンクチャネルをモニタリングしているＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態の端末機にダウンリンクデータ伝送が改めて開始されることを知らせるための方法および手続が要求される。

もし、基地局がダウンリンクパケットデータの発生を知らせるＭＡＣ制御メッセージを任意の端末機に伝送せず、端末機によるアップリンク物理階層の同期取得のための任意接続（ＲＡ：random access）手続が行われなかった状態で、基地局がダウンリンクで無線資源スケジュール情報とパケットデータを伝送する場合には、端末機がパケット受信によるハイブリッド再伝送（ＨＡＲＱ：Hybrid Automatic Repeat reQuest）応答情報をアップリンクとして伝達することができない。換言すれば、アップリンク物理階層の同期が確立されなかった状態の端末機は、ダウンリンク無線資源に対するスケジュール情報と該当無線資源に伝送されたパケットデータブロックに対する受信は可能であるが、ハイブリッド再伝送（ＨＡＲＱ）のためにアップリンクでＡＣＫまたはＮＡＣＫ応答情報を伝送することができない。もし、端末機がアップリンク物理階層の同期取得手続なく、ＨＡＲＱ動作のためのＡＣＫまたはＮＡＣＫ応答情報を伝送すれば、基地局は、該当端末機が伝送したＡＣＫまたはＮＡＣＫ応答情報を正常に受信することができないだけでなく、この応答情報が異なる端末機が基地局に伝送した信号に干渉信号として作用することになる。したがって、アップリンクの同期を維持していない端末機は、基地局によるダウンリンク受信の指示によるか、または端末機が自ら開始した任意接続手続に応じてアップリンクの同期調節による同期取得後にアップリンクの伝送を開始するように制御する方法が必要である。

したがって、パケットサービスのために任意の基地局とＲＲＣ接続を維持しているが、アップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に、ダウンリンクパケットサービスを改めて開始するためには、端末機で受信しなければならない情報があることを知らせると同時にアップリンク物理階層の同期を取得するための手続が必要である。

したがって、本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するために提案されたもので、その目的は、パケット基盤の移動通信システムにおいて、無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態で低電力動作のために、不連続的な受信周期（ＤＲＸ）に応じて動作する端末機にダウンリンク受信の指示を行うに際し、端末機がアップリンクの同期を維持していない状態の場合、効果的にアップリンクの同期を確立させるようにするためのダウンリンク受信の指示方法を提供することにある。

本発明の他の目的および長所は下記の説明によって理解することができ、本発明の実施形態によって分明に知り得るものである。また、本発明の目的および長所は、特許請求の範囲に示した手段およびその組合せによって、実現される可能性があることを簡単に知ることができるであろう。

上記目的を達成するための本発明は、無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生し、前記端末機にダウンリンク受信を指示し、アップリンクで伝送を開始するための方法であって、（ａ）基地局が任意接続プリアンブルインデックスを割当てて、該割当てられた任意接続プリアンブルインデックスを含むダウンリンク受信の指示メッセージを生成するステップと、（ｂ）前記生成されたダウンリンク受信の指示メッセージを前記端末機に伝送するステップと、（ｃ）前記ダウンリンク受信の指示メッセージに対する応答として前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、任意接続に対する応答情報を構成するステップと、（ｄ）アップリンク物理階層の同期を調節することができるように前記構成された任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップとを含む。

また上記目的を達成するための本発明は、無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生し、前記端末機にダウンリンク受信を指示するための方法であって、（ａ）低電力動作のために、不連続受信周期に応じて動作する端末機が、基地局によって割当てられた任意接続プリアンブルインデックスを備えるページングメッセージを受信するステップと、（ｂ）前記受信されたダウンリンク受信の指示メッセージに備えられた、前記任意接続プリアンブルインデックスが指定するプリアンブルを利用して、任意接続を行うステップと、（ｃ）前記基地局から前記任意接続の実行による応答として応答情報を受信するステップと、（ｄ）前記受信された応答情報を利用して、アップリンク物理階層の同期を調節するステップとを含む。

また上記目的を達成するための本発明は、無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生し、前記端末機にダウンリンク受信を指示するための方法であって、（ａ）基地局が伝送するパケットデータがあることを知らせると同時に、アップリンクの同期を調節するように指示するために、前記基地局によって割当てられた非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスを備えるダウンリンク受信の指示メッセージを生成し、前記生成されたダウンリンク受信の指示メッセージを前記端末機に伝送するステップと、（ｂ）前記ダウンリンク受信の指示メッセージに対する応答として前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、アップリンク物理階層の同期を確立できるように任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップとを含む。

また上記目的を達成するための本発明は、無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生し、前記端末機にダウンリンク受信を指示するための方法であって、（ａ）端末機が基地局から伝送するパケットデータがあることを知らせると同時に、アップリンクの同期を確立するように指示するために、前記基地局によって割当てられた非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスを備えるダウンリンク受信の指示メッセージを受信するステップと、（ｂ）前記受信されたページングメッセージに備えられた前記任意接続プリアンブルインデックスが指定するプリアンブルを前記基地局に伝送するステップと、（ｃ）前記基地局から任意接続による応答情報を受信すれば、前記受信された応答情報を利用してアップリンク物理階層の同期を確立するステップとを含む。

本発明は、パケット基盤の移動通信システムにおいて無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態で低電力動作のために、不連続的な受信周期（ＤＲＸ）に応じて動作する端末機にダウンリンク受信の指示を行うに際し、端末機がアップリンクの同期を維持していない状態である場合、特定端末機に有効な任意接続プリアンブルインデックスを割当てて、ページングメッセージに含めて、割当てられた任意接続プリアンブルインデックスを伝達する。これに伴い本発明は、端末機が非競争方式で任意接続を行いアップリンクの同期を調節することができ、ダウンリンク受信の指示に失敗した場合、ダウンリンク受信の指示を改めて試みたりＲＲＣページングを補完的に行うようにすることができる。

本発明による任意接続に対する応答情報の伝送例を説明する図である。本発明の一実施形態によるＲＲＣ接続状態でアップリンクの同期を維持していない端末機にダウンリンク受信の指示を報知し、ダウンリンクパケットデータを伝送する過程を説明する図である。本発明の他の実施形態によるＲＲＣ接続状態でアップリンクの同期を維持していない端末機をＭＡＣページングし、ダウンリンクパケットデータを伝送する過程を説明する図である。

上述した目的、特徴および長所は添付された図面と関連した、次の詳細な説明によってより明確になるものであり、それに応じて本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できるだろう。また、本発明を説明するにおいて本発明と関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかし得ると判断される場合に、その詳細な説明を省略するものとする。以下、添付された図面を参照し、本発明による好ましい実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明による非競争任意接続（non-contention-based random access）に対する応答メッセージをグループスケジュール識別子を利用して伝送する場合の応答情報の構成例を示したものである。

同図に示すように、ダウンリンクスケジュール情報１４は、第１階層（Ｌ１）／第２階層（Ｌ２）制御チャネル１１を介して伝送され、任意接続応答情報１５は、無線資源ブロック１２、１３を介して伝送される。

パケット基盤の移動通信システムにおいては、基地局のカバレッジ内の端末機が無線資源を共有するため、基地局のスケジューラーがパケットデータを伝送するための無線資源を任意の端末機（または端末機のグループ）に割当てる機能を担当する。基地局のスケジューラーは、基地局と端末機との間の無線環境とパケットサービスの品質（ＱｏＳ）等を考慮し、パケットデータ伝送のための無線資源を割当てる。そしてこのような無線資源割当情報（またはスケジュール情報）を伝送するために別途のチャネルが要求され、このためにスケジュール単位（例えば、ＴＴＩ：Transmission Time Interval）毎に伝送されるＬ１／Ｌ２制御チャネル（以下「物理階層制御チャネル」という）１１を構成しなければならない。このような物理階層制御チャネル１１に伝送されるスケジュール情報１４は、ダウンリンク情報とアップリンク情報で構成され、割当てられた無線資源をアドレッシングするためにスケジュール情報１４に含まれなければならない最小限の情報は、スケジュールのための端末機識別子と、割当てられた無線資源ブロックの位置を表す情報と、変調方式と、コーディング方式を含む。

スケジュールのための端末機識別子（identifier）は、基地局のスケジューラーと端末機との間に特定の端末機（または端末機のグループ）を区分するための識別子（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ）を意味する。本発明ではスケジュールのための端末機識別子のうちの一部を、ダウンリンク情報発生を知らせるページングまたはインディケーション（idication）のためのグループ識別子として予約して運用することができる。

割当てられた無線資源ブロックの位置を表す情報は、周波数領域と時間領域に区分されるＯＦＤＭ（Ａ）方式の無線資源位置（または区間）を表すための情報である。すなわち、割当てられた無線資源ブロック位置情報は、共有無線資源に割当てられた任意接続応答情報の位置を表す。そして任意接続応答情報は、端末機に伝送する情報の量および／または無線チャネル環境に応じて可変的に局部割当１２されたり、分散割当１３される。ここで、無線資源の局部割当て１２は、特定端末機に伝達される情報を連続する特定副搬送波インデックスに割当てて伝送する方式をいう。そして無線資源の分散割当１３は、特定端末機に伝達される制御情報を、一定間隔を有する副搬送波インデックスに分散割当して伝送する方式をいう。

変調（modulation）方式は、パケット基盤の移動通信システムにおいて適用する複数の変調方式のうち、どの変調方式が適用されたかを表す情報である。コーディング（coding）方式は、パケット基盤の移動通信システムにおいて適用する複数のコーディング方式のうち、どのコーディング方式が適用されたかを表す情報である。任意接続応答情報の伝送を知らせる物理階層制御チャネル上のスケジュール情報を効率的に構成するために、任意接続応答情報の伝送のための変調またはコーディング方式は、選択されたプリアンブルインデックスまたは任意接続無線資源の選定結果に応じて固定された変調またはコーディング方式を適用することができる。すなわち、無線チャネル環境等に応じて無線資源を互いに異なる任意接続のためのプリアンブル資源またはプリアンブルグループに分け、該当任意接続プリアンブル資源またはプリアンブルグループに応じて指定された変調またはコーディング方式を適用することによって、任意接続応答情報の伝送を知らせる物理階層制御チャネル上のスケジュール情報を効率的に構成することができる。

一方、スケジュール情報には、多重（ＭＩＭＯ）アンテナを利用して送受信することによって、システムの性能を向上させるために必要な多重アンテナの制御情報と、割当てられた無線資源で伝送中のパケットデータの再伝送と関連した情報を追加することができる。

無線資源ブロックによって伝送される任意接続応答情報１５は、端末機から受信した任意接続プリアンブルインデックス１６と、アップリンクの同期調節情報１７と、アップリンク電力調節情報１８と、アップリンク無線資源割当情報１９と、拡張ビット（Extension Bit）２０とを備えることができる。

端末機から受信した任意接続プリアンブルインデックス（RA preamble index）１６は、非競争任意接続手続で端末機が使用する特定の任意接続プリアンブルを表す情報である。アップリンクの同期調節情報１７は、端末機が基地局から任意接続の試みに対する応答メッセージを受信した後にアップリンクでパケットデータまたは制御情報を伝送するとき、アップリンク物理階層を同期させるための調節情報である。アップリンク電力調節情報１８は、端末機が基地局から任意接続の試みに対する応答メッセージを受信した後にアップリンクでパケットデータまたは制御情報を伝送するとき、アップリンクの送信電力を調節するための情報である。アップリンク無線資源割当情報１９は、端末機が基地局から任意接続の試みに対する応答メッセージを受信した後に、アップリンクでパケットデータまたは制御情報を伝送できるように割当てたアップリンク無線資源スケジュール情報であって、アップリンクの無線資源割当情報、そして該当無線資源を介してデータを伝送するときに適用する変調またはコーディング方式を含むことができる。

拡張ビット２０は、応答情報を情報要素（ＩＥ：Information Element）単位で構成した場合、応答情報ＩＥが連続して存在するのかを表示するための情報である。例えば、拡張ビット２０が「１」の場合、他の応答情報ＩＥが存在することを意味し、拡張ビット２０が「０」の場合、他の応答情報ＩＥが存在しないことを意味する。

図２は、本発明の一実施形態によるＲＲＣ接続状態でアップリンクの同期を維持していない端末機にダウンリンク受信の指示を報知し、ダウンリンクパケットデータを伝送する過程を説明するための図である。

同図に示すように、任意の基地局のカバレッジ内でパケットサービスのためのＲＲＣ接続を維持している端末機は、パケットデータのバーストした特性に応じて消費電力を減らすために不連続受信周期（ＤＲＸ）による動作を行う。したがって各端末機は、ＤＲＸ周期毎に物理階層制御チャネル（またはＬ１／Ｌ２制御チャネル）をモニタリングし、端末機自身に伝送されるスケジュール情報を確認する（Ｓ１０１）。

基地局は、任意の端末機に伝送しなければならないダウンリンク（ＤＬ）パケットデータが発生した場合に（Ｓ１０２）、ダウンリンクパケットデータを任意の端末機に伝送するに先立ち該当端末機がアップリンク（ＵＬ）物理階層の同期を維持しているかを確認する（Ｓ１０３）。

もし、該当端末機がアップリンク（ＵＬ）物理階層の同期を維持している場合には直ちにダウンリンクパケットデータを伝送する（Ｓ１０４）。しかし、該当端末機がアップリンク物理階層の同期を維持していない場合に、基地局は、該当端末機にダウンリンクで受信しなければならない情報があることを知らせると同時に、アップリンクの同期を取得するための手続を行うことを端末機に指示する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ページングメッセージすなわち、ダウンリンク受信の指示メッセージを生成する（Ｓ１０５）。

そして、基地局は、該当端末機の不連続受信周期（ＤＲＸ）に合わせてＭＡＣページングメッセージ（またはダウンリンクデータ発生を知らせるＭＡＣ制御情報メッセージ）すなわち、ダウンリンク受信の指示メッセージを該当端末機に伝送する（Ｓ１０６）。ここで、基地局がＲＲＣ接続（ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に、ダウンリンクでパケットデータまたは制御メッセージを伝送するためにダウンリンクデータ受信を指示するダウンリンク受信の指示メッセージを生成して伝送する手続は既存システムのページングと類似した手続でＭＡＣがトリガリング（triggering）するＭＡＣページング手続で定義することができる。

基地局が伝送したダウンリンク受信の指示メッセージ（以下「ＭＡＣページングメッセージ」という）には、端末機がアップリンクの同期取得のための任意接続手続で他の端末機と衝突（または競争：contention）を回避できるように該当端末機にのみ有効な任意接続プリアンブルインデックス（RA preamble index）を含むことができる。すなわち、基地局がＭＡＣページングメッセージを介して端末機に伝送した任意接続プリアンブルインデックスは、一定の周期（例えば数個の任意接続（ＲＡ）無線資源が存在する区間または数個の無線フレーム区間）の間に該当端末機にのみ割当てられ、これに伴い該当端末機は、任意接続手続において他の端末機との衝突（または競争）なく任意接続手続を行うことができる。ここで、伝送した任意接続プリアンブルインデックスに対する有効な区間情報は、ＭＡＣページングメッセージに含まれ伝送されたり、各基地局が基地局内にブロードキャスト（broadcast）するシステム情報内の任意接続情報として予め端末機が認知できるように制御することができる。

基地局は、ＭＡＣページングメッセージを生成する時点でＭＡＣページングのためのパラメータを設定し、ＭＡＣページングパラメータは、非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックス、ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマー情報、またはＭＡＣページング応答のための競争方式の任意接続区間タイマー情報などを含むことができる。

非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスは、ＭＡＣページングメッセージを受信した端末機がＭＡＣページングメッセージに対する応答でアップリンクの同期取得のための非競争任意接続手続（Non-contention RA procedure）で使用できるように任意の端末機に割当てたプリアンブルインデックスを意味する。

ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマー情報は、基地局が任意の端末機に非競争任意接続手続を行うために割当てたプリアンブルインデックスが有効な区間を指定するタイマー値で、数個のＲＡ無線資源が存在する区間または数個の無線フレーム（radio frame）区間で設定することができる。

ＭＡＣページング応答のための競争方式の任意接続区間タイマー情報は、ＭＡＣページングメッセージを受信した端末機がＭＡＣページングメッセージに対した応答として行った非競争任意接続手続をＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマー値内に正常に完了できず、基地局から任意接続に対する応答メッセージを受信することができない場合に競争方式任意接続手続（Contention based RA procedure）を介してＭＡＣページングメッセージに対する応答を行う区間を指定するタイマー値であり、また、ＭＡＣページング応答のための競争方式の任意接続区間タイマー情報は、無線フレームの倍数で設定することができる。

端末機は、ＤＲＸ動作周期毎に制御チャネルを検索して、自身に伝送されたＭＡＣページングメッセージを受信し（Ｓ１０７）、ＭＡＣページングに対する応答でＭＡＣページングメッセージ内の任意接続プリアンブルインデックスが指定するプリアンブルを利用して、アップリンクの同期取得のための非競争（Non contention）任意接続手続を行う（Ｓ１０８）。

ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが表す区間内で端末機から同期取得のためのプリアンブル信号（任意接続信号）を受信した基地局は、端末機から伝送された任意接続プリアンブルインデックスを利用して端末機を確認する（Ｓ１０９）。そして、基地局は、該当端末機のためのアップリンクの同期調節情報および／またはアップリンク電力調節情報のような制御情報を生成し、アップリンク（ＵＬ）無線資源を割当てて、任意接続に対する応答情報を構成する（Ｓ１１０）。その後、基地局は、構成された任意接続に対する応答情報を端末機に伝送するために、図１に示されたように、特定のグループ（または目的）のためのスケジュール識別子（例えば、Ｇｒｏｕｐ−ＲＮＴＩ）を利用して、任意接続応答情報が伝送される無線資源割当情報を含むダウンリンクスケジュール情報を制御チャネルを介して伝送し、このスケジュール情報によって指定されるダウンリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ：Downlink Shared Channel）を介して任意接続応答情報を伝送する（Ｓ１１１）。ダウンリンク共有チャネルを介して伝送される任意接続応答情報は、図１を参照して説明した通りである。

アップリンクの同期取得のための任意接続手続で、端末機は、ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが満了するまで非競争任意接続手続を利用して割当てられた任意接続プリアンブルを基地局に伝送することができる。しかし、端末機は、ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが満了するまで基地局から任意接続に対する応答情報を受信できない場合、基地局から割当てられた非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスがこれ以上有効でないことを判断し、競争方式の任意接続を介してＭＡＣページングに対する応答手続を試みる。ここで、競争方式の任意接続方式は、通常の複数端末機が任意接続のプリアンブル信号を基地局に伝送して任意接続手続を行うことをいう。

また、以上で説明したように、任意の端末機が基地局のＭＡＣページングに応じて、非競争方式の任意接続手続を行ってプリアンブルを伝送し、これに対して、基地局から任意接続応答情報を受信した場合に、該当端末機は任意接続応答情報内のアップリンク割当資源を利用して基地局に端末機識別子情報を伝送してから、ダウンリンクの物理階層制御チャネル上で自身の端末機識別子を含むダウンリンクスケジュール情報を一定の時間（例えば任意のタイマーまたはカウンタ値が終了する時間）の間、発見できなかった場合には任意接続手続が失敗したことを認知し、任意接続手続を改めて行う。

アップリンクの同期取得のための非競争任意接続手続を介して基地局が伝送した応答情報を受信した端末機は、応答情報内の任意接続プリアンブルインデックスを介して自身に伝送された応答情報ブロックを確認し、アップリンクの同期調節情報および／またはアップリンク電力調節情報を取得し、取得した情報に基づいて調節することにより、アップリンクに対する同期を確立する（Ｓ１１２）。そして、端末機は、任意接続応答情報を介して割当てられたアップリンク無線資源を介して端末機自身を識別するための端末機識別子情報（例えば、割当てられたスケジュール識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ））を基地局に伝送する（Ｓ１１３）。

基地局は、端末機から受信した端末機識別子情報を利用して、基地局がダウンリンクパケットデータ発生によってＭＡＣページングを行った端末機であるかを確認する。この過程で基地局は、端末機から受信した端末機識別子と基地局が試みたＭＡＣページング対象端末機識別子とが一致しなかった場合には、ＭＡＣページング失敗と判断し、ＭＡＣページングパラメータ値を確認して、改めてＭＡＣページング手続を行うか、またはＲＲＣページングを行うか否かを決定する（Ｓ１１４）。また、基地局は、一致していない端末機識別子を伝送した端末機には、該当スケジュール識別子を利用してＭＡＣページングエラーであることを報知することができる。

基地局は、端末機から受信した端末機識別子と基地局が試みたＭＡＣページング対象端末機識別子とが一致する場合には、該当端末機の識別子を利用して、ダウンリンクパケットデータを伝送するためのダウンリンクスケジュール情報を構成し、割当てたダウンリンク無線資源でパケットデータブロックを伝送する（Ｓ１１５）。

アップリンク同期取得手続後に端末機は、自身のスケジュール識別子を含んだスケジュール情報が存在することを確認し、スケジュール情報で確認したダウンリンク無線資源で基地局が伝送したパケットデータブロックを受信する。そして、端末機は、パケットデータブロックの受信に対するＨＡＲＱ応答のためのフィードバック（feedback）情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を生成し、アップリンクチャネルを介して当該フィードバック情報を基地局に伝送する（Ｓ１１６）。

一方、ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが満了するまで任意接続に対する応答情報メッセージを受信できず、競争方式の任意接続を介してＭＡＣページングに対する応答手続を試みた端末機は、一般的な競争方式の任意接続手続に応じて同期を確立し、同期が確立した後、端末機は、アップリンク共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ；Uplink-Shared Channel）を介して端末機識別子情報（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ、Ｓ−ＴＭＳＩなど）を基地局に伝送する。そして、基地局は、アップリンク共有チャネルを介して受信した端末機識別子情報を利用してＭＡＣページング対象端末機であるかを確認する過程（Ｓ１１４）を行う。

図３は、本発明の他の実施形態によるＲＲＣ接続状態でアップリンクの同期を維持していない端末機をＭＡＣページングしてダウンリンクパケットデータを伝送する過程を説明するための図である。

本発明の他の実施形態は、端末機固有スケジュール識別子を含むスケジュール情報を利用して、任意接続に対する応答情報を伝送するという点で図２を参照して説明した本発明の一実施形態と相違がある。換言すれば、図２では、基地局がグループスケジュール識別子を含むスケジュール情報を利用して任意接続に対する応答情報を伝送するが、図３では、基地局が端末機固有スケジュール識別子を含むスケジュール情報を利用して任意接続に対する応答情報を伝送する。

図３に示すように、アップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生する場合、ページングメッセージを生成し、生成されたページングメッセージを該当端末機に伝送する（Ｓ２０１ないしＳ２０６）。これは、図２を参照して説明した通りである。

その後、基地局は、ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが表す区間内で端末機から同期取得のための任意接続プリアンブル信号を受信すれば、受信した非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスを利用して、該当端末機に固有に割当てられたスケジュール識別子（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ）を確認する（Ｓ２０９）。そして、基地局は、該当端末機のためのアップリンクの同期調節情報および／またはアップリンク電力調節情報などのような制御情報を生成し、アップリンク無線資源ブロックを割当てて任意接続に対する応答情報を構成する（Ｓ２１０）。

基地局は、先に確認した端末機に固有に割当てられた端末機固有スケジュール識別子を利用して、任意接続応答情報のためのダウンリンクスケジュール情報を構成し、ダウンリンク共有チャネルを介して任意接続応答情報を端末機に伝送する（Ｓ２１１）。このとき、基地局は、ダウンリンクパケットデータを任意接続応答情報とともに割当てた無線資源を介して端末機に伝送することができる。他の方法として、基地局は、端末機に任意接続応答情報を伝送した後、ダウンリンク無線資源を割当ててパケットデータを端末機に伝送することができる。

端末機は、自身の固有スケジュール識別子で構成したスケジュール情報を確認して、該当ダウンリンク無線資源に伝送された任意接続応答情報を確認し、アップリンクの同期調節情報および／またはアップリンク電力調節情報に基づいて同期を確立する（Ｓ２１２）。そして、端末機は、スケジュール情報で確認したダウンリンク無線資源で基地局が伝送したダウンリンクパケットデータブロックを受信し、これに対するＨＡＲＱ応答のためのフィードバック情報を生成して、アップリンクフィードバックチャネルを介して基地局に伝送する（Ｓ２１３）。

一方、端末機は、ＭＡＣページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが満了するまで任意接続に対する応答情報を受信できなかった場合には、競争方式の任意接続を介してＭＡＣページングに対する応答手続を試みる。これに対する手続は、図２を参照して説明した通りである。競争方式で任意接続を行う場合、非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスを利用して、基地局がＭＡＣページング対象端末機であることを確認することができないため、一般的な競争方式の任意接続手続に応じて端末機がアップリンク共有チャネルに伝送した端末機識別子（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ、Ｓ−ＴＭＳＩなど）を利用してＭＡＣページング対象端末機であるかを確認する。

一方、前述したような本発明の方法は、コンピュータプログラムで作成が可能である。そして、プログラムを構成するコードおよびコードセグメントは、当該技術分野のコンピュータプログラマーによって容易に推論され得る。また、作成されたプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（情報保存媒体）に保存され、コンピュータによって読み取られ、実行されることにより、本発明の方法を実現する。そして、当該記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な全ての形の記録媒体を含む。

以上で説明した本発明は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有した者にとって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であるため、前述の実施形態及び添付した図面によって限定されるものではない。

本発明は、パケット基盤次世代移動通信システムにおいて、無線資源制御（ＲＲＣ：Radio Resource Control）接続状態で低電力動作のために、不連続的な受信周期（ＤＲＸ：Discontinuous Reception）に応じて動作する端末機に対してダウンリンク受信の指示を行うに際し、端末機がアップリンクの同期を維持していない状態である場合、効果的にアップリンクの同期を調節させるようにするためのダウンリンク受信の指示に利用される。

Claims

無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生する時に、前記端末機にダウンリンク受信を指示し、アップリンク伝送を開始させるための方法であって、
（ａ）基地局が任意接続プリアンブルインデックスを割当てて、該割当てられた任意接続プリアンブルインデックスを含むダウンリンク受信の指示メッセージを生成するステップと、
（ｂ）前記生成されたダウンリンク受信の指示メッセージを前記端末機に伝送するステップと、
（ｃ）前記ダウンリンク受信の指示メッセージに対する応答として前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、任意接続に対する応答情報を構成するステップと、
（ｄ）アップリンク物理階層の同期を調節することができるように前記構成された任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップと、
を含むことを特徴とするダウンリンク受信の指示方法。
（ｅ）前記（ｄ）ステップを行い、アップリンクの同期調節によるアップリンク同期取得後に前記端末機に対してアップリンク伝送を開始させるように制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記ダウンリンク受信の指示メッセージが、
特定端末機にのみ有効に割当てられて、該特定端末機が非競争方式で任意接続を行うことができる前記任意接続プリアンブルインデックスと、
該任意接続プリアンブルインデックスの有効な区間を指定するページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記ダウンリンク受信の指示メッセージが、
前記ダウンリンク受信の指示応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマー内に任意接続が正常に行われていない場合、前記端末機が競争方式の任意接続によって前記ダウンリンク受信の指示メッセージに対する応答を行う区間を指定するための競争方式任意接続区間タイマーをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｂ）ステップで、前記ダウンリンク受信の指示メッセージが、前記端末機の不連続受信（ＤＲＸ）周期に合わせて、前記端末機に伝送されることを特徴とする請求項３に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｃ）ステップが、
前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、前記プリアンブル信号に応じる前記任意接続プリアンブルインデックスを利用して端末機を確認するステップと、
前記確認された端末機のための制御情報を生成し、アップリンク無線資源を割当てるステップと、
前記生成された制御情報および前記割当てられたアップリンク無線資源情報を含む前記任意接続に対する応答情報を構成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｄ）ステップが、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックの位置情報と、グループスケジュール識別子とを含むダウンリンクスケジュール情報を、制御チャネルを介して前記端末機に伝送するステップと、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックによって前記任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｄ）ステップを行った後、前記端末機から前記端末機の固有識別子情報を受信するステップと、
前記受信された端末機の固有識別子情報を利用して、ダウンリンク受信の指示を行った端末機であるかを確認し、ダウンリンク受信の指示が成功したか否かを確認するステップと、
前記ダウンリンク受信の指示が成功した場合、ダウンリンクパケットデータを前記端末機に伝送するステップと、
前記ダウンリンク受信の指示が失敗した場合、改めてダウンリンク受信の指示を行うか、または無線資源制御（ＲＲＣ）ページングを行うかを決定するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｃ）ステップの前記プリアンブル信号に応じる前記任意接続プリアンブルインデックスを利用して、端末機を確認するステップで前記端末機の固有スケジュール識別子を確認し、
前記（ｄ）ステップが、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックの位置情報と、前記確認された端末機の固有スケジュール識別子とを含むダウンリンクスケジュール情報を、制御チャネルを介して前記端末機に伝送するステップと、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックによって前記任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｅ）ステップが、
基地局とアップリンクの同期を維持していない端末機を任意接続手続でのプリアンブル伝送を除外したアップリンクへの伝送を制限し、アップリンクの同期情報を取得してアップリンクの同期を調節した後、アップリンク伝送を開始するように制御することを特徴とする請求項２に記載のダウンリンク受信の指示方法。
無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生する時に、前記端末機にダウンリンク受信を指示するための方法であって、
（ａ）低電力動作のために不連続受信周期に応じて動作する端末機が、基地局によって割当てられた任意接続プリアンブルインデックスを備えるページングメッセージであって、ダウンリンク受信の指示メッセージであるページングメッセージを受信するステップと、
（ｂ）前記受信されたダウンリンク受信の指示メッセージに備えられた、前記任意接続プリアンブルインデックスが指定するプリアンブルを利用して任意接続を行うステップと、
（ｃ）前記基地局から前記任意接続の実行による応答として応答情報を受信するステップと、
（ｄ）前記受信された応答情報を利用して、アップリンク物理階層の同期を調節するステップと、
を含むことを特徴とするダウンリンク受信の指示方法。
前記ダウンリンク受信の指示メッセージが、
特定端末機にのみ有効に割当てられて非競争方式で任意接続が可能な前記任意接続プリアンブルインデックスと、
該任意接続プリアンブルインデックスの有効な区間を指定するページング応答のための非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーと
を備えることを特徴とする請求項１１に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｂ）ステップが、
前記受信されたダウンリンク受信の指示メッセージに備えられた前記非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが指定する区間内で前記任意接続プリアンブルインデックスが指定するプリアンブルを利用して、非競争方式で任意接続を行うことを特徴とする請求項１２に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｂ）ステップを行った後、前記非競争任意接続プリアンブル有効区間タイマーが満了するまで前記基地局から前記任意接続に対する応答情報を受信できなければ、競争方式で任意接続を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｃ）ステップが、
前記任意接続に対する応答情報を伝送するために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックの位置情報と、グループスケジュール識別子とを備えるダウンリンクスケジュール情報を、制御チャネルを介して受信するステップと、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックによって前記任意接続に対する応答情報を受信するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｄ）ステップを行った後、前記基地局に端末機の固有識別子情報を伝送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のダウンリンク受信の指示方法。
無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生する時に、前記端末機にダウンリンク受信を指示するための方法であって、
（ａ）基地局が伝送するパケットデータがあることを知らせると同時に、アップリンクの同期を調節するように指示するために、前記基地局によって割当てられた非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスを備えるダウンリンク受信の指示メッセージを生成し、前記生成されたダウンリンク受信の指示メッセージを前記端末機に伝送するステップと、
（ｂ）前記ダウンリンク受信の指示メッセージに対する応答として前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、アップリンク物理階層の同期を確立できるように任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップと、
を含むことを特徴とするダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｂ）ステップが、
前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、前記プリアンブル信号に応じる前記任意接続プリアンブルインデックスを利用して端末機を確認するステップと、
前記確認された端末機のための制御情報を生成し、アップリンク無線資源を割当てて、前記任意接続に対する応答情報を構成するステップと、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックの位置情報と、グループスケジュール識別子とを備えるダウンリンクスケジュール情報を、制御チャネルを介して前記端末機に伝送するステップと、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックによって前記任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記端末機で前記任意接続に対する応答情報を伝送した後、前記端末機から前記端末機の固有識別子情報を受信するステップと、
前記受信された端末機の固有識別子情報を利用してページングを行った端末機であるかを確認し、ダウンリンク受信の指示が成功したか否かを確認するステップと、
前記ダウンリンク受信の指示が成功した場合、ダウンリンクパケットデータを前記端末機に伝送するステップと、
前記ダウンリンク受信の指示が失敗した場合、改めてダウンリンク受信の指示を行うか、または無線資源制御（ＲＲＣ）ページングを行うかを決定するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｂ）ステップが、
前記端末機から前記任意接続プリアンブルインデックスによって指定されるプリアンブル信号が受信されると、前記プリアンブル信号に応じる前記任意接続プリアンブルインデックスを利用して、端末機の固有スケジュール識別子を確認するステップと、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックの位置情報と、前記確認された端末機の固有スケジュール識別子とを備えるダウンリンクスケジュール情報を、制御チャネルを介して前記端末機に伝送するステップと、
前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられ、前記ダウンリンクスケジュール情報によって指定されたダウンリンク共有無線資源ブロックを介して前記任意接続に対する応答情報を前記端末機に伝送するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載のダウンリンク受信の指示方法。
無線資源制御（ＲＲＣ）接続状態でアップリンク物理階層の同期を維持していない端末機に伝送するパケットデータが発生する時に、前記端末機にダウンリンク受信を指示するための方法であって、
（ａ）端末機が基地局から伝送するパケットデータがあることを知らせると同時に、アップリンクの同期を確立するように指示するために、前記基地局によって割当てられた非競争任意接続のための任意接続プリアンブルインデックスを備えるダウンリンク受信の指示メッセージを受信するステップと、
（ｂ）前記受信されたダウンリンク受信の指示メッセージであるページングメッセージに備えられた前記任意接続プリアンブルインデックスが指定するプリアンブルを前記基地局に伝送するステップと、
（ｃ）前記基地局から任意接続による応答情報を受信すれば、前記受信された応答情報を利用してアップリンク物理階層の同期を確立するステップと、
を含むことを特徴とするダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｃ）ステップで、
前記任意接続に対する応答情報を伝送するために割当てられたダウンリンク共有無線資源ブロックの位置情報と、グループスケジュール識別子とを備えるダウンリンクスケジュール情報が制御チャネルを介して受信され、
前記応答情報が、前記任意接続に対する応答情報の伝送のために割当てられ、前記ダウンリンクスケジュール情報によって指定されたダウンリンク共有無線資源ブロックを介して受信されることを特徴とする請求項２１に記載のダウンリンク受信の指示方法。
前記（ｃ）ステップを行った後、前記基地局に端末機の固有識別子情報を伝送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のページング方法。