JP2012533211A - 復調基準信号の循環シフトを使用するランダム・アクセス・プロシージャ - Google Patents

復調基準信号の循環シフトを使用するランダム・アクセス・プロシージャ Download PDF

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Abstract

【課題】無線通信システムにアクセスするための方法及び装置並びにそれに対応してランダム・アクセス試行を処理するための方法及び装置を開示する。
【解決手段】模範的な方法は、基地局ノード（１３０）によって伝送されたランダム・アクセス情報を検出することと、ランダム・アクセス情報に応じてランダム・アクセス・プリアンブルを基地局ノード（１３０）に伝送することと、基地局ノード（１３０）からランダム・アクセス応答を受信することを含む。ランダム・アクセス応答は、少なくとも、ランダム・アクセス・プロシージャの次のステップに使用すべきアップリンク・リソースの割り振りを含む。この方法は、所定の１組のシーケンス・インデックスから１つの基準信号シーケンス・インデックスを選択することと、ランダム・アクセス応答で提供されたアップリンク・リソース割り振りを使用して基地局ノード（１３０）に第１のメッセージを伝送することであって、第１のメッセージが、デバイスＩＤと、選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第１の復調基準信号とを含むことをさらに含む。
【選択図】図８

Description

本発明は、一般に、無線通信システムに関し、詳細には、移動局による共用無線チャネルへのランダム・アクセスを容易にするための技法及びシステムに関する。
第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）によって指定されたロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）システムは、ダウンリンク伝送に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用し、アップリンク伝送に離散フーリエ変換拡散（ＤＦＴ拡散）ＯＦＤＭを使用する。従って、基本的なＬＴＥダウンリンク物理リソースは時間−周波数格子内の要素と見なすことができる。この時間−周波数格子は図１に示されており、各リソース要素１４は単一のＯＦＤＭ副搬送波１２及び単一のＯＦＤＭシンボル間隔に対応する。ＬＴＥ信号内のＯＦＤＭ副搬送波１２は１５ｋＨｚの間隔で配置され、各ＯＦＤＭシンボル１６は前置きのサイクリックプレフィックス１７を含む。
時間領域では、ＬＴＥダウンリンク伝送は１０ミリ秒の無線フレームに編成され、各無線フレームは１０個の１ミリ秒サブフレームで構成される。これは図２に示されている。一般に、ＬＴＥにおけるリソース割り振りはリソース・ブロックに関して定義され、１つのリソース・ブロックは、時間領域内の１つのスロット（０．５ミリ秒又は１つのサブフレームの半分）及び周波数領域内の１２個の連続副搬送波に対応する。リソース・ブロックには、周波数領域内でシステムの帯域幅の一方の端からもう一方の端までリソース・ブロック番号０から始まる番号が個別に付けられている。
ＬＴＥにおけるダウンリンク伝送は動的にスケジューリングされ、基地局（ＬＴＥ用語では、進化したノードＢ又はｅＮｏｄｅＢとして知られる）は、どの移動局が現行ダウンリンク・サブフレーム内のデータを受信するようにスケジューリングされるかを示し、どのリソース・ブロックが所与の移動局のデータに使用されるかをさらに示す制御情報を各サブフレームに入れて伝送する。この制御シグナルは典型的に、各サブフレーム内の最初の１つ、２つ、３つ、又は４つのＯＦＤＭシンボルで伝送される。制御領域に３つのＯＦＤＭシンボルを使用するシステム用のダウンリンクＯＦＤＭサブフレームの一部分は図３に示されている。また、図３は、チャネル推定、チャネル品質測定、並びにセル・サーチ及び取得プロシージャのために移動局によって使用される基準シンボルがダウンリンク時間−周波数格子全体に様々な間隔で分散していることも示している。
ＬＴＥは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコル層で伝送エラーを検出し訂正するためにハイブリッド自動反復要求（ハイブリッドＡＲＱ又はＨＡＲＱ）として知られる誤り制御技法を使用する。従って、所与のサブフレーム内のダウンリンク・データを受信した後、移動局は、それをデコードしようと試み、それぞれ肯定応答メッセージ（ＡＣＫ）又は否定応答メッセージ（ＮＡＣＫ）を使用して、デコードが成功したかどうかを基地局に報告する。ＮＡＣＫの受信によって示されるようにデコードの試みが失敗した場合、基地局は誤ったデータを再伝送することができる。
移動局から基地局へのアップリンク制御シグナルは、受信したダウンリンク・データに関するＨＡＲＱ肯定応答、ダウンリンク・チャネル条件に関連する端末レポート（ダウンリンク・スケジューリングのための補助として基地局が使用する）、及び移動局がアップリンク・データ伝送のためにアップリンク・リソースを必要とすることを示すスケジューリング要求を含む。アップリンクでデータを伝送するために、一般にモバイル端末には、まず、物理アップリンク共用チャネル（ＰＵＳＣＨ）上でデータ伝送用のアップリンク・リソースを割り当てなければならない。ダウンリンクでのリソース割り当てとは対照的に、アップリンクの時間−周波数リソースの所与の割り振りは必ず単一の連続範囲のリソース・ブロックに限定しなければならず、これは、アップリンク伝送のために所望の信号特性を維持するために必要である。従って、図４に示されている通り、所与のユーザのアップリンク・リソース割り振りは、他のどのユーザの割り振りでも周波数領域で中断されないものである。
アップリンク伝送では、基準信号を伝送するために、各スロット内の中央のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルが使用される。これは図４に示されており、各スロットの（７つのうち）４番目のＯＦＤＭシンボルが基準信号を伝送するために使用される。移動局にデータ伝送用のアップリンク・リソースが割り当てられ、同じ時間インスタンスで伝送すべき制御情報を有する場合、移動局はＰＵＳＣＨ上のデータとともに制御情報を伝送することになる。ＬＴＥアップリンク上では、アップリンク・データ及び／又は制御シグナルの伝送に関連する復調基準信号（demodulation reference signal）と、アップリンク・データ伝送に関連せず、チャネル依存スケジューリングが使用される場合に主にチャネル品質決定に使用される測量基準信号（sounding reference signal）という２つのタイプの基準信号がサポートされる。
復調基準信号は、周波数領域においてベース・シーケンス（base sequence）と基準信号シーケンス・インデックス（reference signal sequence index）の積として生成される。ベース・シーケンスは、良好な相関特性を有する、いわゆるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスから構築される。具体的には、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスの自己相関は非ゼロ遅延の場合にゼロになり、異なるシーケンス間の相互相関は低くなる。低帯域幅割り振りの場合、代わりに、コンピュータで生成したシーケンスを使用して、使用可能なシーケンスの数を増加する。
相互に直交するいくつかの基準信号を生成するために、ＬＴＥにおいて循環シフト（cyclic shift）と呼ばれるいくつかの基準信号シーケンス・インデックスのそれぞれを所与のベース・シーケンスに適用することができる。２つの隣接セル内で同じ基準信号を使用することを回避するために、対応しているＬＴＥ基地局用のセルＩＤ（cell identity）に基づいて、各スロットについてランダム・ベース・シーケンス及びシーケンス・シフトが選択される。
アップリンクでマルチユーザ複数入力複数出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）伝送が使用される場合、所与のセル内の２つ以上の移動局が同じか又は重なり合う周波数リソースを使用して伝送することができる。この場合、異なるユーザ用の基準信号は異なる循環シフトを有することになる。その結果、基準信号は直交し、各ユーザについて個別にチャネル推定を実行することができる。基準信号を生成する際に所与の移動局が使用しなければならない特定の循環シフトは、移動局に送信されるアップリンク許可で移動局に通知される。次に、この通知された循環シフトは、セルＩＤに基づいてランダム循環シフトに加えられる。
ＬＴＥでは、任意の通信システムのように、移動局は、あらかじめアップリンク・リソースを割り当てられずに、（ｅＮｏｄｅＢを介して）ネットワークへのデータ転送を開始する必要がある場合がある。これを処理するために、ランダム・アクセス・プロシージャ（random access procedure）が使用可能であり、専用のアップリンク・リソースを持たない移動局は、それにもかかわらず、基地局に信号を伝送することができる。このプロシージャの第１のメッセージは、典型的に、ランダム・アクセス用に予約された特殊リソース、即ち、物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）で伝送される。図５に示されている通り、ＬＴＥ ＰＲＡＣＨは、各フレームに現れるアップリンク時間−周波数リソースの所定のグループ５２である。例示されている方式では、ＰＲＡＣＨ５２は、単一の１ミリ秒サブフレームにわたる周波数領域の６つの連続リソース・ブロックを含む。ＰＲＡＣＨ伝送に使用可能な特定のリソースは構成可能であり、ブロードキャストされたシステム情報の一部として（又は、例えば、ハンドオーバの場合に専用無線リソース制御シグナルの一部として）移動局に対して識別される。ＬＴＥでは、いくつかの異なる理由でランダム・アクセス・プロシージャを使用することができる。これらの理由としては、アイドル状態（ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ）又は分離状態（ＬＴＥ＿ＤＥＴＡＣＨＥＤ）にある移動局に関するものなどの初期アクセス、着信ハンドオーバ、移動局の再同期、基地局に接触するために任意の他のリソースが割り振られていない移動局又は基地局からの応答なしに最大許容数のスケジューリング要求を基地局に送信した移動局に関するものなどのスケジューリング要求の伝送を含む。
ＬＴＥに指定されたコンテンションベースのランダム・アクセス・プロシージャは図６に示されている。移動局６０（ＬＴＥ規格では一般的にＵＥ又はユーザ装置という）は、まず、ステップ６３に示されているように、ＬＴＥ無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）６２からランダム・アクセス・プロシージャに関するシステム情報を受信する。その後、移動局６０は、６４に示されているように、コンテンションベースのランダム・アクセスに使用可能ないくつかのプリアンブルのうちの１つをランダムに選択し、次に選択されたランダム・アクセス・プリアンブルを物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）上でＲＡＮ６２内のｅＮｏｄｅＢに伝送することにより、ランダム・アクセス・プロシージャを開始する。ＲＡＮ６２は、６５に示されているように、ランダム・アクセス応答（ＭＳＧ２）を伝送することにより、それが検出した任意のプリアンブルを確認し、このランダム・アクセス応答は、アップリンク共用チャネル上で使用すべきリソースの初期許可、一時的Ｃ−ＲＮＴＩ、及びｅＮｏｄｅＢによって測定されたプリアンブルのタイミング・オフセットに基づく時間アライメント（ＴＡ）更新を含む。
ランダム・アクセス応答を受信した後、ＵＥ６０は、アップリンク許可に指定されたリソースを使用して、一部は無線リソース制御の確立をトリガするために、そして一部はセルの共通チャネル上のＵＥ６０を一意に識別するために使用されるメッセージ（ＭＳＧ３）を伝送する。このメッセージの伝送は６６に示されている。（当業者であれば、ＰＲＡＣＨ上ではなく、物理チャネルＰＵＳＣＨを介してトランスポート・チャネルＵＬ−ＳＣＨ上でスケジューリングされたリソースについてＭＳＧ３が伝送されることに留意するであろう。）ランダム・アクセス応答で提供されるタイミング・アライメント・コマンドはＭＳＧ３のアップリンク伝送で適用される。
複数の移動局が同じランダム・アクセス・プリアンブルを同時に伝送した場合に発生した可能性のある任意のプリアンブル・コンテンションをＲＡＮ６２に解決することでプロシージャは終了する。各移動局はいつ伝送するか並びにどのプリアンブルを使用するかをランダムに選択するので、これは時折発生する可能性がある。複数の移動局がＲＡＣＨ上での伝送用に同じプリアンブルを選択した場合、これらの移動局間でコンテンションが発生することになり、このコンテンションは、６７に示されているように、ＲＡＮ６２によって伝送されるコンテンション解決メッセージ（ＭＳＧ４）により解決される。図７は、２つの移動局ＵＥ１及びＵＥ２のそれぞれが同時に同じプリアンブルｐ５を伝送するので、基地局７２においてＲＡＣＨ上のコンテンションが発生するというシナリオを示している。第３の移動局ＵＥ３も同時にランダム・アクセス・プリアンブルを伝送するが、これは異なるプリアンブルｐ１で伝送するので、ＵＥ３と他の移動局との間にコンテンションはまったく発生しない。
２つの移動局がランダム・アクセス中に同じプリアンブル・シーケンスを同時に送信する場合、どちらの移動局も同じプリアンブルに対するランダム・アクセス応答を待ち受けることになる。次に、各移動局はランダム・アクセス応答を処理し、ランダム・アクセス応答で提供されたアップリンク許可に応じて、ランダム・アクセス・メッセージ（ＬＴＥではＭＳＧ３）を伝送する。しかし、本発明の様々な実施形態では、各移動局は、ランダム・アクセス・メッセージを伝送する時に復調基準信号に関する基準信号シーケンス・インデックス（例えば、ＬＴＥでは循環シフト）をランダムに選択する。これは、いくつかの移動局が同じプリアンブル・シーケンスを選択した場合に、それらが異なる復調基準信号シーケンス・インデックスを選択しそうであることを意味する。その場合、基地局ノードは、各移動局に関連するチャネル応答を区別し、ランダム・アクセス・メッセージのうちの少なくとも１つを適切に復調しデコードできる確率を改善することができる。
従って、無線通信システムにアクセスするための様々な方法及び装置並びにそれに対応して無線通信システム内でランダム・アクセス試行を処理するための方法及び装置が開示される。移動局に実装される可能性があるような模範的な方法では、基地局ノードによって伝送されたランダム・アクセス情報が検出され、この情報は、例えば、ランダム・アクセス試行に使用可能なアップリンク時間−周波数リソースを指定する可能性がある。この方法は、ランダム・アクセス情報に応じてランダム・アクセス・プリアンブルを基地局ノードに伝送することと、基地局ノードからランダム・アクセス応答を受信することをさらに含む。ランダム・アクセス応答は、少なくとも、ランダム・アクセス・プロシージャの次のステップに使用すべきアップリンク・リソースの割り振りを含む。この方法は、所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスから１つの基準信号シーケンス・インデックスを選択することと、ランダム・アクセス応答で提供されたアップリンク・リソース割り振りを使用して基地局ノードに第１のメッセージを伝送することであって、第１のメッセージが、デバイスＩＤと、選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第１の復調基準信号とを含むことをさらに含む。いくつかの実施形態では、基準信号シーケンス・インデックスは所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスからランダムに選択される。
本発明のいくつかの実施形態では、無線通信システムはＬＴＥシステムを含み、基地局ノードはＬＴＥ ｅＮｏｄｅＢを含む。上記その他の諸実施形態では、ベース基準シーケンスはＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスを含むことができる。いくつかの実施形態では、この方法は、基地局ノードからのフィードバック（ＮＡＣＫなど）を検出することであって、このフィードバックが第１のメッセージが正常に受信されなかったことを示すことと、第１のメッセージを基地局ノードに再伝送することをさらに含む。これらの実施形態では、再伝送された第１のメッセージは、デバイスＩＤと、前にシフトされた同じシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第２の復調基準信号とを含む。
いくつかの実施形態では、この方法は、基地局ノードから受信したアップリンク・リソース許可に基づいて、適応再伝送が必要であると判断することと、アップリンク・リソース許可に応じて基地局ノードに第２のメッセージを伝送することをさらに含む。この第２のメッセージは、デバイスＩＤと、選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第２の復調基準信号とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、適応再伝送が必要であると判断することは、アップリンク・リソース許可がモバイル通信装置に対応する一時的ＩＤにアドレス指定されていると判断することと、アップリンク・リソース許可に含まれるシーケンス・インデックス・インジケータを評価することと、シーケンス・インデックス・インジケータが選択されたシーケンス・インデックスに対応する場合にのみ、適応再伝送が必要であると判断することを含む。これらの実施形態のうちの他の実施形態では、適応再伝送が必要であると判断することは、代わりに、アップリンク・リソース許可がモバイル通信装置に対応する一時的ＩＤにアドレス指定されていると判断することと、アップリンク・リソース許可に含まれるシーケンス・インデックス・インジケータを考慮せずに適応再伝送が必要であると判断することを含むことができる。
無線通信システムの基地局ノード内のモバイル通信装置からのアクセス試行を処理するための方法も開示される。模範的な方法は、基地局ノードに伝送されたランダム・アクセス・プリアンブルを受信することと、次にランダム・アクセス応答を伝送することであって、ランダム・アクセス応答が一時的デバイスＩＤと、アップリンク・リソースの割り振りとを含むことから始まる。この方法は、割り振られたアップリンク・リソースを使用して２つ以上のモバイル・デバイスから基地局ノードに同時に伝送されたメッセージを含むアップリンク信号を受信することと、復調基準信号の２つ以上のシーケンス・インデックスのそれぞれについて割り振られたアップリンク・リソースに対応する伝搬チャネル推定値を導出することと、少なくとも最も高い対応信号品質（信号強度など）を示す伝搬チャネル推定値を使用して割り振られたアップリンク・リソースに対応するアップリンク信号の一部分を復調することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、所定のしきい値を上回る対応信号品質を示す伝搬チャネル推定値のそれぞれを使用してアップリンク信号が復調され、他の実施形態では、復調基準信号について複数の所定の１組のシーケンス・インデックスのそれぞれに対応する伝搬チャネル推定値を使用してアップリンク信号が復調される。さらに他の実施形態では、最も高い対応信号品質を示す伝搬チャネル推定値のみを使用して割り振られたアップリンク・リソースに対応するアップリンク信号が復調される。これらの実施形態のうちのいくつかでは、基地局は、それぞれ、２つ以上のモバイル・デバイスのうちの１つによって伝送されたメッセージのデコードの成功又は失敗に応答して、最も高い対応信号品質を示す伝搬チャネル推定値に対応する復調基準信号のシーケンス・インデックスに対応する肯定応答メッセージ又は否定応答を選択的に伝送する。また、基地局は、復調信号の１つ又は複数の追加のシーケンス・インデックスに対応するメッセージの自動再伝送を防止するために、追加のシーケンス・インデックスに対応する１つ又は複数の肯定応答メッセージも伝送する。
いくつかの実施形態では、この方法は、２つ以上のモバイル・デバイスのうちの１つによって伝送されたメッセージのデコードの失敗に応答して、適応再伝送の必要性を示すアップリンク・リソース許可を伝送することをさらに含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、アップリンク・リソース許可は指定のシーケンス・インデックスを含み、この方法は、指定のシーケンス・インデックスに対応する伝搬チャネル推定値のみを使用してアップリンク・リソース許可に応じてその後受信した再伝送を復調することをさらに含む。これらの実施形態のうちの他の実施形態では、この方法は、復調基準信号の２つ以上のシーケンス・インデックスに対応する伝搬チャネル推定値を使用してアップリンク・リソース許可に応じてその後受信した再伝送を復調することをさらに含む。
上記で概要を示した方法を実行するように構成された装置も開示され、これらの技法のうちの１つ又は複数に応じて無線通信システムにアクセスするように構成されたモバイル通信装置、並びに開示された方法によりランダム・アクセス試行を処理するように構成された基地局ノードを含む。これらの装置の特定の実施形態は、３ＧＰＰによって指定されたように、ＬＴＥシステム内で動作するために構成される。
当然のことながら、本発明は、本発明の本質的な特徴からそれずに、本明細書に具体的に明記されている方法以外の方法で実行することができる。以下の説明を読み、添付図面を見ると、当業者であれば、記載された諸実施形態が制限的なものではなく例証となるものであり、特許請求の範囲の範囲内に入るすべての変更がそこに包含されるものであることを認識するであろう。
ＬＴＥダウンリンク信号の時間−周波数構造を示す図である。 ＬＴＥダウンリンク信号の時間領域構造を示す図である。 ＬＴＥダウンリンク・サブフレームの詳細を示す図である。 アップリンクＬＴＥ信号に対するデータ及び復調基準信号のマッピングを示す図である。 ＬＴＥシステムにおけるランダム・アクセス・プリアンブルの伝送のためのアップリンク・リソースの割り振りを示す図である。 ランダム・アクセス試行における模範的なメッセージ交換を示す図である。 ランダム・アクセス試行における２つのモバイル端末間のコンテンションを示す図である。 無線通信システムにアクセスするためのモバイル通信装置内の模範的な方法を示すプロセス流れ図である。 基地局内でランダム・アクセス試行を処理するための模範的な方法を示すプロセス流れ図である。 モバイル端末からの競合アクセス・メッセージを処理するための代替方法を示す図である。 モバイル端末からの競合アクセス・メッセージを処理するための代替方法を示す図である。 モバイル端末からの競合アクセス・メッセージを処理するための代替方法を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態により構成されたモバイル端末及び基地局を含む模範的な通信システムを示す図である。 模範的な処理回路を示す図である。
図７に関して上述したように、ＬＴＥシステムによってサポートされるランダム・アクセス・プロシージャなどのコンテンションベースのランダム・アクセス・プロシージャでは、２つ（又はそれ以上）の移動局が同じコンテンションベースのプリアンブルを選択するという意味で両方の移動局のランダム・アクセス伝送が「衝突する」ことが時折発生するであろう。これが発生すると、両方の競合端末は同じコンテンションベースのプリアンブルに対する応答を待ち受けることになる。さらに、衝突しているＬＴＥ移動局は、どちらも同じアップリンク許可を受信するので、その後、同じＰＵＳＣＨリソース上でＭＳＧ３を伝送することになる。
ランダム・アクセス応答を小さく、しかも帯域幅とは無関係な状態に保持するために、ＬＴＥランダム・アクセス応答で伝送されるアップリンク許可メッセージは、一定の限られたサイズを有する。これを達成するために、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）上で伝送される「通常」のアップリンク許可に存在するいくつかのフィールドは省略され、移動局は単に、これらの欠落パラメータについて所定の又は「ハードコードされた」値を使用するだけである。通常のアップリンク許可と比較して、ＬＴＥランダム・アクセス応答から省略されたパラメータとしては、ＬＴＥ用語で循環シフトと呼ばれ、その後のアップリンク伝送で移動局によって使用される復調基準信号シーケンス・インデックスの指定を含む。従って、各移動局は単に、ランダム・アクセスＭＳＧ３を伝送する時にゼロという復調基準信号循環シフト値を使用するだけである。その結果、ランダム・アクセス衝突が発生した場合、競合端末は復調基準信号に同じ循環シフトを使用してランダム・アクセスＭＳＧ３を伝送することになる。
ランダム・アクセスＭＳＧ３用にスケジューリングされたアップリンク・リソース内のｅＮｏｄｅＢによって受信された全体的な信号ｒはすべての競合移動局からの寄与分を含む。２つの競合移動局ＵＥ１及びＵＥ２の場合、この信号は以下のように表すことができる。
ｒ＝ｈUE1＊ｓRS0＋ｈUE2＊ｓRS0＋ｎ＝（ｈUE1＋ｈUE2）＊ｓRS0＋ｎ （１）
ここで、ｈUE1は移動局ＵＥ１に関するアップリンク・チャネル応答であり、ｈUE2はＵＥ２に関するアップリンク・チャネル応答であり、ｓRS0は両方の移動局によって伝送される循環シフト・ゼロの復調基準信号であり、ｎはすべてのソースからの雑音及び干渉を表す。式（１）における演算子＊はたたみ込み演算を示す。
両方の移動局が同じ復調基準信号を伝送しているので、ｅＮｏｄｅＢによって推定されるチャネル応答ｈは、「結合された（combined）」チャネル応答ｈUE1＋ｈUE2の推定値になる。多くの場合、この結合チャネル応答は、実際のアップリンク・チャネル応答のいずれとも大きく異なり、ｅＮｏｄｅＢは競合移動局のいずれからのＭＳＧ３も検出することができないほどである。これが発生すると、両方の移動局は、新しいコンテンションベースのランダム・アクセス・プリアンブルを選択して伝送することに戻る前に、コンテンション解決タイマが切れるまで待つことになる。コンテンションによるこの遅延は１００ｍｓ程度になる可能性がある。従って、ランダム・アクセス・プロシージャの平均待ち時間を低く保持するために、コンテンションの確率も低く保持しなければならない。
コンテンションの確率を低減するための手法の１つは、単純に、ランダム・アクセス機会の数を増加すること、即ち、ランダム・アクセス・プロシージャ専用のアップリンク時間−周波数リソースを増加することである。しかし、これは、ＰＵＳＣＨ用のアップリンク容量の減少という犠牲を払って行われるものである。代わって、ランダム・アクセス機会の数を増加せずに、本明細書に記載されている技法を使用して、これらの遅延の発生を低減することもできる。特に、ランダム・アクセスＭＳＧ３によって伝送される基準信号に関する循環シフトを使用して、複数の移動局間のコンテンションの影響を低減することができる。これは、ランダム・アクセスＭＳＧ３に付随する復調基準信号を伝送する時に使用すべき循環シフトを各移動局が（１組の可能な又は許可された循環シフトから）ランダムに選択できるようにすることによって達成される。以下に示す通り、これにより、少なくとも１つの移動局からのＭＳＧ３が正しくデコードされる確率が増加し、時間のかかるコンテンション解決プロシージャの必要性が低減される。実際に、以下に詳細に論じる本発明の方法及び装置のいくつかの実施形態では、いくつかの競合移動局のそれぞれが異なる循環シフトを選択した場合、それぞれの競合移動局からのランダム・アクセスＭＳＧ３をデコードすることも可能である。
従って、本発明の様々な実施形態では、コンテンションベースのランダム・アクセスのためのランダム・アクセス容量を増加するために、ランダム・アクセスＭＳＧ３の伝送中にＬＴＥ移動局によって伝送される復調基準信号のための循環シフトが使用される。端末は、いくつかの実施形態ではすべての可能な循環シフトを含む可能性のある１組の使用可能な循環シフトから、又はより限定され、事前構成された１組の許可循環シフトから、使用するための循環シフトをランダムに選択する。
２つの移動局がランダム・アクセス中に同じプリアンブル・シーケンスを同時に送信する場合、どちらの移動局も同じプリアンブルに対するランダム・アクセス応答を待ち受けることになる。各移動局はランダム・アクセス応答を処理し、ランダム・アクセス応答に含まれるアップリンク許可に応じて、ランダム・アクセスＭＳＧ３を伝送する。しかし、各移動局は、ランダム・アクセスＭＳＧ３を伝送する時に復調基準信号に関する循環シフトをランダムに選択する。これは、いくつかの移動局が同じプリアンブル・シーケンスを選択した場合に、それらが異なる復調基準信号循環シフトを選択しそうであることを意味する。
これらの技法のＬＴＥベースの実装例では、各移動局は、ＨＡＲＱフィードバック（ＡＣＫ又はＮＡＣＫ）について選択した循環シフトに対応する特定の物理ハイブリッドＡＲＱインジケータ・チャネル（ＰＨＩＣＨ）リソースをモニターすることができる。移動局は、ＮＡＣＫを受信した場合、初期伝送について選択した場合と同じ循環シフトを使用して、ランダム・アクセスＭＳＧ３のＨＡＲＱ再伝送を実行する。
これらの技法が使用されるシステムでは、ランダム・アクセスＭＳＧ３用にスケジューリングされた時間−周波数リソース内のｅＮｏｄｅＢによって受信された信号ｒは依然としてすべての競合移動局からの寄与分で構成される。しかし、２つの競合移動局が異なる循環シフトを選択したと想定した場合、例えば、ＵＥ１がｓRS0を選択し、ＵＥ２がｓRS2を選択すると想定した場合、ｅＮｏｄｅＢによって受信された信号は以下のように示される。
ｒ＝ｈUE1＊ｓRS0＋ｈUE2＊ｓRS2＋ｎ （２）
ここで、ｈUE1は移動局ＵＥ１に関するアップリンク・チャネル応答であり、ｈUE2はＵＥ２に関するアップリンク・チャネル応答であり、ｎは雑音及び干渉を表す。
この場合、ｅＮｏｄｅＢがＵＥ１及びＵＥ２のチャネルを個別に推定することは可能である。これは、ランダム・アクセスＭＳＧ３についてすべての許容循環シフトに関するチャネルを個別に推定すること、即ち、移動局が循環シフトをランダムに選択した場合と同じ１組の循環シフトを使用することによって実行することができる。例えば、循環シフト０について推定されたチャネルはｈUE1という推定値を示し、残りの信号成分ｈUE2＊ｓRS2＋ｎは干渉と見なされることになる。
対応しているｅＮｏｄｅＢが受信信号を処理することができる様々な方法がある。１つの手法では、ｅＮｏｄｅＢは、その１組内のすべての循環シフトに関するチャネルを推定し、各循環シフトに関連する受信信号品質（信号強度など）を推定し、次に「最良の」チャネル推定値、即ち、最も高い信号品質を有するチャネル推定値に対応する循環シフトのみを使用して、受信信号の復調及びデコードを続行するように構成される。この手法により構成されたいくつかの実施形態では、ｅＮｏｄｅＢは次に、ＭＳＧ３が正常にデコードされたかどうかに応じて、選択した循環シフトに対応するＰＨＩＣＨリソース上でＡＣＫ又はＮＡＣＫを報告する。しかし、許容される１組内の残りの循環シフトのそれぞれに対応するＰＨＩＣＨリソース上では、これらの循環シフトのいずれかに対応するＭＳＧ３がまったくデコードされなかった場合でも、ｅＮｏｄｅＢはＡＣＫを報告する。これにより、それについて復調及びデコードを試みるためにチャネル応答が使用された循環シフト以外の循環シフトを選択したモバイル端末からのＭＳＧ３のＨＡＲＱ再伝送が効果的に抑制される。
他の手法では、ｅＮｏｄｅＢは、許容循環シフトのそれぞれに関するチャネル応答を推定するように構成されるが、その場合、許容循環シフトのすべてについて復調及びデコードを続行する。この手法では、異なる循環シフトを有する復調基準信号とともに伝送される２つ以上のＭＳＧ３が正常にデコードされることは可能である。これらの実施形態では、ｅＮｏｄｅＢは、対応するＭＳＧ３が正常にデコードされたかどうかに応じて、許容循環シフトのそれぞれに対応するＰＨＩＣＨリソース上でＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックを伝送するようにさらに構成される可能性がある。
さらに他の手法では、ｅＮｏｄｅＢは、すべての循環シフトに関するチャネルを推定するように構成されるが、その場合、特定の信号品質しきい値を超えるチャネル推定値、例えば、特定の所定のしきい値を超える信号強度のみを使用して、復調及びデコードを続行する。これらの実施形態では、ｅＮｏｄｅＢは、品質しきい値を超えたチャネル推定値に対応する循環シフトに関するＰＨＩＣＨリソース上でＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックを報告する。残りの循環シフトに対応するＰＨＩＣＨリソース上では、ｅＮｏｄｅＢはＡＣＫを報告する。この場合も、これにより、それについてチャネル応答が復調及びデコードに使用された循環シフト以外の循環シフトを選択した移動局によるＭＳＧ３のＨＡＲＱ再伝送が抑制される。
リリース８ＬＴＥシステムという特定のコンテキストで上述されているが、当業者であれば、同様のランダム・アクセス・プロシージャを有する他の無線通信システムでもこの特定の技法を適用可能であることを認識するであろう。従って、図８のプロセス流れ図は、上述の技法のうちのいくつかを使用して無線通信にアクセスするためのモバイル通信装置内に実装された一般的な方法を示している。
例示されたプロセスは、ブロック８１に示されているように、基地局ノードによって伝送されたランダム・アクセス情報の検出から始めるが、前述したように、いくつかの実施形態では、このランダム・アクセス情報はランダム・アクセス伝送用に取っておいた特定のアップリンク時間−周波数リソースを定義する。ある程度の時間の後に、モバイル・デバイスは、それが無線ネットワークにアクセスする必要があるが、現在、アップリンク・リソースがそれに割り振られていないと判断する。従って、デバイスは、ブロック８２に示されているように、ランダム・アクセス情報に応じて、基地局ノードにランダム・アクセス・プリアンブルを伝送する。
ブロック８３に示されているように、モバイル・デバイスは基地局ノードからランダム・アクセス応答を受信し、ランダム・アクセス応答はアップリンク・リソースの割り振りを含む。このランダム・アクセス応答は基地局ノードがランダム・アクセス・プリアンブルを検出したことを示すが、モバイル・デバイスには、１つ又は複数の他のモバイル・デバイスも同時にランダム・アクセス・プリアンブルを伝送したかどうかを把握する方法がない。
従って、ブロック８４に示されているように、モバイル・デバイスは、所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスから１つの基準信号シーケンス・インデックスをランダムに選択する。次に、ランダム・アクセス応答で提供されたアップリンク・リソース割り振りを使用して、移動局は基地局ノードに第１のメッセージを伝送し、第１のメッセージはデバイスＩＤと、選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第１の復調基準信号とを含む。上述の通り、ランダムに選択したシーケンス・インデックスとともに復調基準信号を伝送することにより、１つ又は複数の他のモバイル・デバイスからの競合メッセージが存在する場合でも、受信側基地局は（多くの情況で）そのモバイル・デバイスに特に対応するチャネル応答を推定することができる。
当業者であれば、所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスからの基準信号シーケンス・インデックスの選択が厳密にランダムである必要がないことを認識するであろう。従って、本発明のいくつかの実施形態では、基準信号シーケンス・インデックスを選択するための系統だった（非ランダム）技法を使用することができる。例えば、多数のモバイル・デバイスによって使用される時に単にランダム（又はほぼランダム）に見えるだけの様々な技法を使用することができる。このような手法の１つは、国際移動加入者ＩＤ（ＩＭＳＩ）などのモバイル・デバイスＩＤについてモジュロ演算を実行することである。従って、例えば、所定の１組にＮ通りの基準信号シーケンス・インデックスが存在する場合、モバイル・デバイスはそのＩＭＳＩ（又はその他の識別子）についてモジュロＮ演算を実行して、使用すべき特定のインデックスを指すポインタを求めることができる。この手法の結果、所与のモバイル・デバイスが同じ基準信号シーケンス・インデックスを繰り返し選択する可能性があるが、２つ以上の競合移動局は一般に、インデックスがランダムに選択された場合に比べ、この技法を使用して同じ基準信号シーケンス・インデックスを選択する見込みはない。
本発明のいくつかの実施形態では、図８に例示されている方法を実装するモバイル・デバイスは、第１のメッセージが正常に受信されなかったことを示す基地局ノードからのフィードバックをその後検出し、再伝送された第１のメッセージが第２の復調基準信号、即ち、ベース・シーケンスと前に選択されたシーケンス・インデックスから導出された復調基準信号を含むように第１のメッセージを基地局ノードに再伝送するようにさらに構成される。このようにして、基地局ノードは、特定のシーケンス・インデックスに対応する否定応答（ＮＡＣＫ）を送信し、基地局がこのシーケンス・インデックスに対応するメッセージをデコードしようと試みたが、失敗したことを示すことができる。これにより、基地局ノードは、同じシーケンス・インデックスに対応するＨＡＲＱ再伝送を「捜す」ことができ、例えば、第１のデコード試行からのソフト・データを再伝送から得られたソフト・データと結合することができる。
当然のことながら、ＬＴＥシステムでは、上述の基地局ノードはＬＴＥ ｅＮｏｄｅＢを含み、上述の「第１のメッセージ」は、ＬＴＥ ＭＳＧ３と、ランダムに選択されたシーケンス・インデックスによってシフトされたＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスから形成された復調基準信号とを含む。しかし、当業者であれば、このメッセージに関するその他のフォーマットも可能であることを認識するであろう。
図９のプロセス流れ図は、一般に上記のデバイスベースの方法に対応して基地局ノードに実装するための方法を示している。従って、図９は、ランダム・アクセスをサポートする無線通信システムにおいてモバイル通信装置からのアクセス試行を処理するための一般的な方法を示している。
例示された方法は、ブロック９１に示されているように、基地局ノードに伝送されたランダム・アクセス・プリアンブルの受信から始める。この時点で基地局ノードは、２つ以上の移動局がランダム・アクセス・プリアンブルを同時に伝送し、その結果、アクセスを求めて競合しているかどうかを認識していない。ブロック９２に示されているように、基地局は、一時的デバイスＩＤとアップリンク・リソースの割り振りとを含むランダム・アクセス応答を伝送することによって応答する。この時点まで、例示された方法はＬＴＥにおけるランダム・アクセス・プロシージャについて現在指定されているものと同じである。
しかし、ブロック９３に示されているように、次に基地局ノードは、ランダム・アクセス応答で割り振られたアップリンク・リソースを使用して２つ以上のモバイル・デバイスから基地局ノードに同時に伝送されたメッセージを含む信号を割り振られたアップリンク・リソースで）受信する。次に基地局ノードは、ブロック９４に示されているように、復調基準信号の２つ以上のシーケンス・インデックスのそれぞれについて割り振られたアップリンク・リソースに対応する伝搬チャネル推定値を導出し、ブロック９５に示されているように、少なくとも最も高い対応信号品質を示す伝搬チャネル推定値を使用して、割り振られたアップリンク・リソースに対応するアップリンク信号の一部分を復調する。
いくつかの実施形態では、上述の通り、基地局ノードは、図１０のブロック１０１に示されているように、復調基準信号のすべての許容シーケンス・インデックスに対応するチャネル応答を推定し、ブロック１０２に示されているように、各チャネル推定値を使用してランダム・アクセス・メッセージを復調しデコードしようと試みるように構成される。これらの実施形態では、ブロック１０３に示されているように、許容シーケンス・インデックスのそれぞれについて、肯定応答又は否定応答のいずれか適切な方が伝送される。ＬＴＥシステムでは、これは、各循環シフトに対応するＰＨＩＣＨリソースを使用してＡＣＫ／ＮＡＣＫインジケータを送信することによって実行される。
図１１は、図１０に示されている手法に対する代替手法を示している。図１１のサブフローによる諸実施形態では、ブロック１１１に示されているように、すべての許容シーケンス・インデックスについてチャネル応答が推定されるが、基地局ノードは、ブロック１１２に示されているように、「最良の」チャネル推定値、例えば、最も高い信号強度を示すチャネル推定値のみを使用して、ランダム・アクセス・メッセージを復調しデコードしようと試みる。ブロック１１３に示されているように、基地局ノードは、最良のチャネル応答をもたらしたシーケンス・インデックスに対応するフィードバック・チャネル・リソースを使用して、デコードが成功したかどうかに応じて、ＡＣＫ又はＮＡＣＫを送信する。また、基地局ノードは、ブロック１１４に示されているように、すべての他の（許容）シーケンス・インデックスについてＡＣＫインジケータを送信し、その結果、「最良の」チャネル応答をもたらさなかったシーケンス・インデックスを使用してランダム・アクセス・メッセージを伝送した可能性のある移動局からの任意の自動再伝送を抑制する。
図１２は、図１０と図１１に描かれている手法間の折衷案と見なされる可能性のある手法を示している。前のプロセス流れ図の場合と同様に、図１２のプロセス流れ図は、ブロック１２１に示されているように、それぞれの許容シーケンス・インデックスに関するチャネル応答の推定から始まる。次に、その結果得られるチャネル応答推定値が、例えば、その信号品質に応じて評価される。次に基地局ノードは、ブロック１２２に示されているように、所定のしきい値を超える信号品質を有するチャネル応答推定値を使用して、割り振られたアップリンク・リソース上で受信した信号を復調しデコードしようと試みる。ブロック１２３に示されているように、それについて対応するチャネル応答推定値が使用された各シーケンス・インデックスに対応するＨＡＲＱインジケータ・チャネル・リソースを使用して、ＡＣＫ又はＮＡＣＫのいずれか適切な方が送信され、ブロック１２４に示されているように、すべての他の許容シーケンス・インデックスについてＡＣＫが送信される。当然のことながら、場合によって基地局は、それが実行する復調の回数に対する上限、例えば、最大３回の復調で構成することができる。この場合、品質しきい値を超えるチャネル推定値の数が２である場合、基地局はどちらも復調する。しかし、しきい値を超えるチャネル推定値の数が４である場合、基地局は最良の信号品質を有する３つだけを復調し始める。
本発明の上記の諸実施形態のいずれかにより構成されたＬＴＥシステムでは、ランダム・アクセスを試みる移動局は、ランダムに選択された循環シフトに対応するＰＨＩＣＨリソース上で報告されたＡＣＫ／ＮＡＣＫに基づいてランダム・アクセス・メッセージの非適応ＨＡＲＱ再伝送の必要性を判断する。ＮＡＣＫが示された場合、アップリンク共用チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）上の再伝送は、初期ランダム・アクセス応答で基地局ノードによって提供された同じリソース割り振りを使用して実行される。しかし、ＬＴＥ規格は、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）上で特定の移動局にアドレス指定された明示的なアップリンク・リソース許可を送信することによってトリガされる適応ＨＡＲＱ再伝送も可能にする。ランダム・アクセスＭＳＧ３の適応再伝送をトリガするために、ｅＮｏｄｅＢは、ランダム・アクセスＭＳＧ３伝送のためにランダム・アクセス応答メッセージで割り当てられた一時的Ｃ−ＲＮＴＩにアップリンク・リソース許可を送信する。当然のことながら、２つ以上の競合移動局は、それぞれが同じランダム・アクセス応答を受信したので、同じ一時的Ｃ−ＲＮＴＩを有する。従って、２つ以上の競合移動局は、同じ一時的Ｃ−ＲＮＴＩにアドレス指定されたアップリンク許可についてＰＤＣＣＨを同時にモニターしている可能性がある。
適応ＨＡＲＱ再伝送はＰＤＣＣＨ上の「通常」のアップリンク許可によってトリガされるので、割り振られたリソースを使用する時に移動局によって使用される復調基準信号循環シフトは、特にアップリンク許可に示されることになる。本発明の様々な実施形態では、これを処理する（並びに活用する）方法についていくつかの選択肢がある。
１つの選択肢は、即ち、ＵＥの一時的Ｃ−ＲＮＴＩが構成された時に、ランダム・アクセスＭＳＧ３の適応再伝送についてアップリンク許可に示された循環シフト・フィールドを（２つ以上の競合）移動局のすべてが無視することである。これらの移動局は、例えば、ＵＬ−ＳＣＨが異なるＰＵＳＣＨリソース上で伝送されることを示す可能性のあるアップリンク許可に応じて再伝送を適応させる。しかし、これらの移動局は、ランダム・アクセスＭＳＧ３の初期伝送のために選択された循環シフトを適応再伝送にも使用し続ける。この場合、適応再伝送も衝突することになる。しかし、ｅＮｏｄｅＢは、依然として、各循環シフトに関するチャネル応答推定値を個別に推定し、対応するチャネル応答推定値を使用して適応再伝送を復調しデコードしようと試みることができる。この手法によるいくつかの実施形態では、同じアップリンク・リソースにおける再伝送の競合の結果発生する干渉の増加を説明するために、適応再伝送のコード化をよりロバストなものにすることができる。
第２の手法は、現在、アップリンク許可で通知される循環シフトを前に選択した移動局についてのみ適応アップリンク許可が有効であると各移動局が想定することである。従って、初期伝送についてその循環シフトを選択した移動局（又は、２つの移動局が同じ循環シフトをランダムに選択するという稀なケースでは複数の移動局）のみがアップリンク許可に応じてそのＵＬ−ＳＣＨ再伝送を適応させることになる。初期伝送について異なる循環シフトを選択した移動局はいずれも、アップリンク許可を無視し、その循環シフトについてＰＨＩＣＨフィードバックによって示された通りにのみ、任意の再伝送を実行する。この手法には、コンテンションが存在することをｅＮｏｄｅＢが検出し、異なる循環シフトについて異なるＰＵＳＣＨリソースを割り当てることができるという利点がある。例えば、２つの競合移動局の場合、一方に対し、アップリンク許可にその循環シフトを示すことによって適応再伝送を実行するよう指示することができる。もう一方に対しては、その選択した循環シフトに対応するＰＨＩＣＨリソース上で送信されたＮＡＣＫを介して非適応再伝送を実行するよう指示することができる。
同じプリアンブルを選択した移動局間のコンテンションは、一般に、それについてランダム・アクセスＭＳＧ３がデコードされた移動局を識別することによって実行される。移動局がＭＳＧ３で前に伝送した移動局識別子に向けられたコンテンション解決インジケータを検出した移動局は、それがそのコンテンションに勝ったと判断する。ＬＴＥには、ｅＮｏｄｅＢがコンテンション解決を示すための解決策が２つある。１つの方法は、ランダム・アクセス以前にそのＩＤがすでにセル内で知られている移動局、即ち、そのセルに関するＣ−ＲＮＴＩが割り当てられている移動局に使用される。第２の方法は、そのセルに関する有効なＣ−ＲＮＴＩを持っていない移動局、例えば、初期アクセス又は接続再確立を試みる移動局に使用される。
すでにＣ−ＲＮＴＩを持っている移動局の場合、ＵＥの通常のＣ−ＲＮＴＩに対するＰＤＣＣＨ上のアップリンク許可によってコンテンションが解決される。ｅＮｏｄｅＢがＰＤＣＣＨ命令を介してランダム・アクセスを示した場合、通常のＣ−ＲＮＴＩに対するＰＤＣＣＨ上のダウンリンク割り当てによりコンテンションを解決することもできる。Ｃ−ＲＮＴＩを持っていない移動局の場合、ＭＳＧ３で伝送された移動局識別子を含むダウンリンク共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）メッセージによりコンテンションが解決される。このＤＬ−ＳＣＨメッセージに関するダウンリンク割り当ては、ＰＤＣＣＨ上で送信され、一時的Ｃ−ＲＮＴＩにアドレス指定される。ｅＮｏｄｅＢが、異なる循環シフトを選択した競合移動局からのランダム・アクセスＭＳＧ３を正常にデコードした場合、競合移動局のうちの多くても１つの移動局がそのセルに関する有効なＣ−ＲＮＴＩを持たない限り、現行のＬＴＥ規格内でコンテンションを解決することは可能である。
当業者であれば、本発明の諸実施形態が上記及び図８〜図１２に例示された方法（並びにその変形例）を含むだけでなく、これらの方法のうちの１つ又は複数を実装するように構成された対応するモバイル・デバイス及び基地局ノードも含むことを認識するであろう。図１３は、アンテナ１３８に接続された基地局ノード１３０とモバイル・デバイス１４０とを含む、いくつかの実施形態による無線通信ネットワークの概略図である。基地局ノード１３０は、受信機（ＲＸ）サブシステム１３２と、送信機（ＴＸ）サブシステム１３４と、コントローラ１３６とを含み、これらのサブシステムのそれぞれは、３ＧＰＰによって交付されたＬＴＥ規格などの１つ又は複数の無線通信規格をサポートするために、当技術分野で周知の技法により、適応させることができる。同様に、モバイル・デバイス１４０は、アンテナ１４２と、送受切り替え器１４４（ＦＤＤ構成の場合は周波数デュプレクサ、ＴＤＤ構成の場合は１つ又は複数のスイッチを含むこともできる）と、ＲＸ無線周波（ＲＦ）セクション１４６と、ＴＸ ＲＦセクション１４８と、処理回路１４９とを含む。この場合も、これらのサブシステムは、ＬＴＥなどの１つ又は複数の無線通信規格に適合するように設計される。これらのシステムの一般的な設計は当業者にとって周知のものであるので、これらのサブシステムのほとんどについては本明細書ではこれ以上詳細に示さない。
実際に、当業者であれば、基地局ノード及び移動局のいくつかの実施形態では、上記で詳細に記載した技法のうちの１つ又は複数が適切にプログラミングされた１つ又は複数のマイクロプロセッサを使用して実装され、場合によっては専用ハードウェアで補われることを容易に認識するであろう。模範的な処理回路１４９は図１４に描かれており、コントローラ１３６は同様の回路を含むことができる。処理回路１４９は、１つ又は複数のプロセッサ１５１（例えば、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、及び／又はデジタル信号プロセッサ）と、その他のデジタル・ハードウェア５１２（例えば、専用ロジック、通信インターフェースなど）とを含み、そのうちのいずれか又はすべてはメモリ１５５に保管されたソフトウェア及び／又はファームウェアによって構成することができる。描かれている実施形態では、メモリ１５５は、上記の技法のうちの１つ又は複数を実行する際にプロセッサ（複数も可）１５１によって使用するためのプログラム命令を含む、ランダム・アクセス処理コード１５６を含むソフトウェアを保管するように構成される。また、メモリ１５５は、一般にモバイル・デバイス１４０及びそのユーザ・インターフェースを操作し、１つ又は複数の通信プロトコル・スタックを実装し、ＲＸ ＲＦセクション１４６及びＴＸ ＲＦセクション１４８を制御するためなどのプログラム命令を含むことができる、その他のプログラム・コード（描かれていない）も含むことができる。最後に、メモリ１５５は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）又はフラッシュ・メモリ・デバイスなどのように、プログラム・データ１５７と、構成データ１５８と、その他の制御データ１５９を含む。
より一般的に、当業者であれば、処理回路１４９が、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の形など、様々な物理構成のいずれかを含むことができることを認識するであろう。いくつかの実施形態では、これらの処理回路は、上記の機能のうちの１つ又は複数を実行するためのカスタマイズ・ハードウェアを含むことができる。本発明の他の実施形態は、適切な処理装置によって実行された時に、本明細書に記載されている技法のうちの１つ又は複数をその処理装置に実行させるコンピュータ・プログラム命令で符号化された、プログラム可能フラッシュ・メモリ、光学又は磁気データ記憶装置などのコンピュータ可読デバイスを含むことができる。
当業者であれば、ランダム・アクセスの可能性を増加せずに（それに比例してランダム・アクセス・プロシージャ専用のアップリンク・リソースを増加せずに）、上記の様々な技法及び装置を使用して、コンテンションベースのランダム・アクセスに関するより高い負荷を可能にすることができることを認識するであろう。２つの移動局がランダム・アクセス中に同じプリアンブル・シーケンスを同時に送信する場合、これらの技法により、どちらの移動局も多くの場合、ランダム・アクセス・プロシージャを正常に続行することができる。当然のことながら、当業者であれば、本発明の本質的な特徴からそれずに、本明細書に具体的に明記されている方法以外の方法で本発明を実行できることも認識するであろう。従って、これらの実施形態は、すべての点で制限的なものではなく例証となるものであると見なされ、特許請求の範囲の範囲内に入るすべての変更はそこに包含されるものである。

Claims (30)

  1. 無線通信システムにアクセスするためのモバイル通信装置（１４０）内の方法であって、前記方法が、基地局ノード（１３０）によって伝送されたランダム・アクセス情報を検出すること（８１）と、前記ランダム・アクセス情報に応じてランダム・アクセス・プリアンブルを前記基地局ノードに伝送すること（８２）と、前記基地局ノードからランダム・アクセス応答を受信すること（８３）を含み、前記ランダム・アクセス応答がアップリンク・リソースの割り振りを含み、前記方法が、
    所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスから１つの基準信号シーケンス・インデックスを選択することと、
    前記ランダム・アクセス応答で提供された前記アップリンク・リソース割り振りを使用して前記基地局ノードに第１のメッセージを伝送すること（８５）であって、前記第１のメッセージが、デバイスＩＤと、前記選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第１の復調基準信号とを含むこと
    をさらに含むことを特徴とする、方法。
  2. 所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスから１つの基準信号シーケンス・インデックスを選択することが、前記所定の１組から前記基準信号シーケンス・インデックスをランダムに選択すること（８４）を含むことをさらに特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 前記無線通信システムがＬＴＥシステムを含み、前記基地局ノード（１３０）がＬＴＥ ｅＮｏｄｅＢを含み、前記第１の復調基準信号が前記選択されたシーケンス・インデックスに対応する循環シフトに応じてシフトされる、請求項１又は２記載の方法。
  4. 前記方法が、
    前記第１のメッセージが正常に受信されなかったことを示す前記基地局ノード（１３０）からのフィードバックを検出することと、
    前記第１のメッセージを前記基地局ノード（１３０）に再伝送することであって、前記再伝送された第１のメッセージが前記選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされた第２の復調基準信号を含むこと
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  5. 前記方法が、
    前記基地局ノード（１３０）から受信したアップリンク・リソース許可に基づいて、適応再伝送が必要であると判断することと、
    前記アップリンク・リソース許可に応じて前記基地局ノード（１３０）に第２のメッセージを伝送することであって、前記第２のメッセージが、前記デバイスＩＤと、前記選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第２の復調基準信号とを含むこと
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  6. 適応再伝送が必要であると判断することが、
    前記アップリンク・リソース許可が前記モバイル通信装置（１４０）に対応する一時的ＩＤにアドレス指定されていると判断することと、
    前記アップリンク・リソース許可に含まれるシーケンス・インデックス・インジケータを評価することと、
    前記シーケンス・インデックス・インジケータが前記選択されたシーケンス・インデックスに対応する場合にのみ、前記適応再伝送が必要であると判断すること
    を含むことを特徴とする、請求項５記載の方法。
  7. 適応再伝送が必要であると判断することが、
    前記アップリンク・リソース許可が前記モバイル通信装置（１４０）に対応する一時的ＩＤにアドレス指定されていると判断することと、
    前記アップリンク・リソース許可に含まれるシーケンス・インデックス・インジケータを考慮せずに前記適応再伝送が必要であると判断すること
    を含むことを特徴とする、請求項５記載の方法。
  8. 無線通信システムで使用するためのモバイル通信装置（１４０）であって、前記モバイル通信装置（１４０）が、送信機回路（１４８）と、受信機フロントエンド回路（１４６）と、基地局ノード（１３０）によって伝送されたランダム・アクセス情報を検出し、前記ランダム・アクセス情報に応じてランダム・アクセス・プリアンブルを前記基地局ノード（１３０）に伝送し、前記基地局ノード（１３０）からランダム・アクセス応答を受信するように構成された１つ又は複数の処理回路（１４９）とを含み、前記ランダム・アクセス応答がアップリンク・リソースの割り振りを含み、前記１つ又は複数の処理回路（１４９）が、
    所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスから１つの基準信号シーケンス・インデックスを選択し、
    前記ランダム・アクセス応答で提供された前記アップリンク・リソース割り振りを使用して前記基地局ノード（１３０）に第１のメッセージを伝送し、前記第１のメッセージが、デバイスＩＤと、前記選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第１の復調基準信号とを含む
    ようにさらに構成されることを特徴とする、モバイル通信装置（１４０）。
  9. 前記１つ又は複数の処理回路（１４９）が、前記所定の１組の基準信号インデックスから前記基準信号シーケンス・インデックスをランダムに選択するように構成されることをさらに特徴とする、請求項８記載のモバイル通信装置（１４０）。
  10. 前記無線通信システムがＬＴＥシステムを含み、前記基地局ノード（１３０）がＬＴＥ ｅＮｏｄｅＢを含み、前記第１の復調基準信号が前記選択されたシーケンス・インデックスに対応する循環シフトに応じてシフトされる、請求項８又は９記載のモバイル通信装置（１４０）。
  11. 前記１つ又は複数の処理回路（１４９）が、
    前記第１のメッセージが正常に受信されなかったことを示す前記基地局ノード（１３０）からのフィードバックを検出し、
    前記第１のメッセージを前記基地局ノード（１３０）に再伝送し、前記再伝送された第１のメッセージが前記選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされた第２の復調基準信号を含む
    ようにさらに構成されることを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれかに記載のモバイル通信装置（１４０）。
  12. 前記１つ又は複数の処理回路（１４９）が、
    前記基地局ノード（１３０）から受信したアップリンク・リソース許可に基づいて、適応再伝送が必要であると判断し、
    前記アップリンク・リソース許可に応じて前記基地局ノード（１３０）に第２のメッセージを伝送し、前記第２のメッセージが、前記デバイスＩＤと、前記選択されたシーケンス・インデックスに応じてシフトされたベース基準シーケンスから導出された第２の復調基準信号とを含む
    ようにさらに構成されることを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれかに記載のモバイル通信装置（１４０）。
  13. 前記１つ又は複数の処理回路（１４９）が、
    前記アップリンク・リソース許可が前記モバイル通信装置（１４０）に対応する一時的ＩＤにアドレス指定されていると判断することと、
    前記アップリンク・リソース許可に含まれるシーケンス・インデックス・インジケータを評価することと、
    前記シーケンス・インデックス・インジケータが前記選択されたシーケンス・インデックスに対応する場合にのみ、前記適応再伝送が必要であると判断すること
    によって適応再伝送が必要であると判断するように構成されることを特徴とする、請求項１２記載のモバイル通信装置（１４０）。
  14. 前記１つ又は複数の処理回路（１４９）が、
    前記アップリンク・リソース許可が前記モバイル通信装置（１４０）に対応する一時的ＩＤにアドレス指定されていると判断することと、
    前記アップリンク・リソース許可に含まれるシーケンス・インデックス・インジケータを考慮せずに前記適応再伝送が必要であると判断すること
    によって適応再伝送が必要であると判断するように構成されることを特徴とする、請求項１２記載のモバイル通信装置（１４０）。
  15. 無線通信システム内のモバイル通信装置からのアクセス試行を処理するための基地局ノード（１３０）内の方法であって、前記方法が、前記基地局ノード（１３０）に伝送されたランダム・アクセス・プリアンブルを受信することと、前記基地局ノード（１３０）からランダム・アクセス応答を伝送することであって、前記ランダム・アクセス応答が一時的デバイスＩＤと、アップリンク・リソースの割り振りとを含むことを含み、前記方法が、
    前記割り振られたアップリンク・リソースを使用して２つ以上のモバイル・デバイスから前記基地局ノード（１３０）に同時に伝送されたメッセージを含むアップリンク信号を受信することと、
    復調基準信号の２つ以上のシーケンス・インデックスのそれぞれについて前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する伝搬チャネル推定値を導出することと、
    少なくとも最も高い対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値を使用して前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調すること
    をさらに含むことを特徴とする、方法。
  16. 前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調することが、所定のしきい値を上回る対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値のそれぞれを使用して前記アップリンク信号を復調することを含むことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
  17. 前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調することが、前記復調基準信号について複数の所定の１組の基準信号シーケンス・インデックスのそれぞれに対応する伝搬チャネル推定値を使用して前記アップリンク信号を復調することを含むことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
  18. 前記方法が、前記最も高い対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値のみを使用して前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調することを含み、
    それぞれ、前記２つ以上のモバイル・デバイスのうちの１つによって伝送された前記メッセージのデコードの成功又は失敗に応答して、前記最も高い対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値に対応する前記復調基準信号の前記シーケンス・インデックスに対応する肯定応答メッセージ又は否定応答を選択的に伝送することと、
    前記復調信号の１つ又は複数の追加のシーケンス・インデックスに対応するメッセージの自動再伝送を防止するために、前記追加のシーケンス・インデックスに対応する１つ又は複数の肯定応答メッセージを伝送すること
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
  19. 前記方法が、前記復調基準信号の２つ以上の選択されたシーケンス・インデックスのそれぞれに対応する伝搬チャネル推定値を使用して前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調することを含み、
    それぞれ、前記対応伝搬チャネル推定値を使用してアップリンク・メッセージのデコードの成功又は失敗に応答して、前記２つ以上の選択されたシーケンス・インデックスのそれぞれに対応する肯定応答メッセージ又は否定応答メッセージを選択的に伝送することと、
    前記復調信号の１つ又は複数の追加のシーケンス・インデックスに対応するメッセージの自動再伝送を防止するために、前記追加のシーケンス・インデックスに対応する１つ又は複数の肯定応答メッセージを伝送すること
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１５乃至１７のいずれかに記載の方法。
  20. 前記方法が、
    前記２つ以上のモバイル・デバイスのうちの１つによって伝送された前記メッセージのデコードの失敗に応答して、適応再伝送の必要性を示すアップリンク・リソース許可を伝送すること
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１５乃至１９のいずれかに記載の方法。
  21. 前記アップリンク・リソース許可が指定のシーケンス・インデックスを含み、前記方法が、前記指定のシーケンス・インデックスに対応する伝搬チャネル推定値のみを使用して前記アップリンク・リソース許可に応じてその後受信した再伝送を復調することをさらに含むことを特徴とする、請求項２０記載の方法。
  22. 前記方法が、前記復調基準信号の２つ以上のシーケンス・インデックスに対応する伝搬チャネル推定値を使用して前記アップリンク・リソース許可に応じてその後受信した再伝送を復調することをさらに含むことを特徴とする、請求項２０記載の方法。
  23. 無線通信システムで使用するための基地局ノード（１３０）であって、前記基地局ノード（１３０）が、送信機回路（１３４）と、受信機フロントエンド回路（１３２）と、前記基地局ノード（１３０）に伝送されたランダム・アクセス・プリアンブルを受信し、ランダム・アクセス応答を前記基地局ノード（１３０）から伝送するように構成された１つ又は複数の処理回路（１３６）とを含み、前記ランダム・アクセス応答が一時的デバイスＩＤと、アップリンク・リソースの割り振りとを含み、前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、
    前記割り振られたアップリンク・リソースを使用して２つ以上のモバイル・デバイスから前記基地局ノード（１３０）に同時に伝送されたメッセージを含むアップリンク信号を受信し、
    復調基準信号の２つ以上のシーケンス・インデックスのそれぞれについて前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する伝搬チャネル推定値を導出し、
    少なくとも最も高い対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値を使用して前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調する
    ようにさらに構成されることを特徴とする、基地局ノード（１３０）。
  24. 前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、所定のしきい値を上回る対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値のそれぞれを使用して前記アップリンク信号を復調することにより、前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の前記一部分を復調するように構成されることを特徴とする、請求項２３記載の基地局ノード（１３０）。
  25. 前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、前記復調基準信号について複数の所定の１組のシーケンス・インデックスのそれぞれに対応する伝搬チャネル推定値を使用して前記アップリンク信号を復調することにより、前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の前記一部分を復調するように構成されることを特徴とする、請求項２３記載の基地局ノード（１３０）。
  26. 前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、前記最も高い対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値のみを使用して前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調するように構成され、
    それぞれ、前記２つ以上のモバイル・デバイスのうちの１つによって伝送された前記メッセージのデコードの成功又は失敗に応答して、前記最も高い対応信号品質を示す前記伝搬チャネル推定値に対応する前記復調基準信号の前記シーケンス・インデックスに対応する肯定応答メッセージ又は否定応答を選択的に伝送し、
    前記復調信号の１つ又は複数の追加のシーケンス・インデックスに対応するメッセージの自動再伝送を防止するために、前記追加のシーケンス・インデックスに対応する１つ又は複数の否定応答メッセージを伝送する
    ようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２３記載の基地局ノード（１３０）。
  27. 前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、前記復調基準信号の２つ以上の選択されたシーケンス・インデックスのそれぞれに対応する伝搬チャネル推定値を使用して前記割り振られたアップリンク・リソースに対応する前記アップリンク信号の一部分を復調するように構成され、
    それぞれ、前記対応伝搬チャネル推定値を使用してアップリンク・メッセージのデコードの成功又は失敗に応答して、前記２つ以上の選択されたシーケンス・インデックスのそれぞれに対応する肯定応答メッセージ又は否定応答メッセージを選択的に伝送し、
    前記復調信号の１つ又は複数の追加のシーケンス・インデックスに対応するメッセージの自動再伝送を防止するために、前記追加のシーケンス・インデックスに対応する１つ又は複数の肯定応答メッセージを伝送する
    ようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２３乃至２６のいずれかに記載の基地局ノード（１３０）。
  28. 前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、
    前記２つ以上のモバイル・デバイスのうちの１つによって伝送された前記メッセージのデコードの失敗に応答して、適応再伝送の必要性を示すアップリンク・リソース許可を伝送する
    ようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２３乃至２７のいずれかに記載の基地局ノード（１３０）。
  29. 前記アップリンク・リソース許可が指定のシーケンス・インデックスを含み、前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、前記指定のシーケンス・インデックスに対応する伝搬チャネル推定値のみを使用して前記アップリンク・リソース許可に応じてその後受信した再伝送を復調するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２８記載の基地局ノード（１３０）。
  30. 前記１つ又は複数の処理回路（１３６）が、前記復調基準信号の２つ以上のシーケンス・インデックスに対応する伝搬チャネル推定値を使用して前記アップリンク・リソース許可に応じてその後受信した再伝送を復調するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２８記載の基地局ノード（１３０）。
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