JP2014112919A - ランダムアクセス手順を行う方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】無線リソースのより効率的な使用を可能にするランダムアクセス手順を行う方法を提供する。
【解決手段】本発明は、移動端末と前記端末によりランダムアクセス手順を行う方法を提供する。前記端末によりランダムアクセス手順を行う方法は、ランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信する段階と、前記基地局からランダムアクセス応答を受信する段階と、前記基地局からのアップリンクグラントを利用してアップリンク伝送を行う段階とを含む。前記アップリンク伝送は、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）の最大伝送回数パラメータを使用して行われ、前記ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、前記基地局から受信されるシステム情報ブロック（System Information Block; SIB）に含まれる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ランダムアクセス手順を行う方法及び装置に関する。
従来技術においては、ランダムアクセス手順が行われていたが、無線リソースが不必要に浪費されていた。
従来技術においては、このような問題に十分に取り組んでおらず、適切な解決策を提示していない。
本発明者らは、前述したような従来技術の欠点を認識し、このような認識に基づいて、後述する様々な特徴を考案してランダムアクセス手順を行う方法を提供することにより、無線リソースをより効率的に使用できるようにする。
Ｅ−ＵＭＴＳ（Evolved Universal Mobile Telecommunications System）のネットワーク構造の一例を示す図である。 ＵＥとｅＮＢ間の制御プレーンにおける無線インタフェースプロトコルの構造の一例を示す図である。 ＵＥとｅＮＢ間のユーザプレーンにおける無線インタフェースプロトコルの構造の一例を示す図である。 ＵＥとｅＮＢ間のコンテンションベースのランダムアクセス手順を示すフローチャートである。 ｅＮＢからＵＥへのチャネルであるＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨ間の関係の一例を示す図である。 従来技術によるｅＮＢとＵＥ間のＨＡＲＱ動作の一例を示す図である。 本発明による方法を示すフローチャートである。 本発明によるＵＥとｅＮＢ間のコンテンションベースのランダムアクセス手順を示す信号フローチャートである。 本発明によるＵＥとｅＮＢ間のコンテンションベースのランダムアクセス手順を示す信号フローチャートである。
ランダムアクセス手順の実行に関する発明概念及び特徴は、現在の３ＧＰＰ技術から進化したＬＴＥ（Long Term Evolution）システム又は他のいわゆる４Ｇ通信システムの観点から説明される。しかしながら、その具体的な事項が本発明の特徴を限定するものではなく、他のタイプの移動通信及び／又は無線通信システム並びに方法にも適用することができる。
以下、「移動端末（Mobile Terminal）」という用語は、様々なタイプのユーザデバイス、例えば移動通信端末、ユーザ装置（User Equipment; UE）、移動装置（Mobile Equipment; ME）や、様々なタイプの無線通信技術をサポートする他の装置を意味する。
第２世代（２Ｇ）移動通信とは、音声信号をデジタル方式で送受信するものであり、ＣＤＭＡ、ＧＳＭなどがある。前記ＧＳＭから発展したＧＰＲＳが提案されたが、前記ＧＰＲＳは、前記ＧＳＭに基づいたパケット交換データサービス（packet switched data service）を提供するための技術である。
第３世代（３Ｇ）移動通信とは、音声信号だけでなく、映像及びデータも送受信するものであり、３ＧＰＰは、ＩＭＴ−２０００移動通信システムを開発し、無線アクセス技術（Radio Access Technology; RAT）としてＷＣＤＭＡを採択した。このようなＩＭＴ−２０００とＷＣＤＭＡとの組み合わせをＵＭＴＳということができるが、これはＵＴＲＡＮ（UMTS Terrestrial Radio Access Network）を含む。
第３世代移動通信においては、今後データトラフィックが急速に増加すると予測されるので、より広い帯域幅を有する進化したネットワーク（ＬＴＥネットワーク）を構築するための標準化作業が行われている。前記ＬＴＥ技術はＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UTRAN）を有するＥ−ＵＭＴＳ（Evolved-UMTS）に用いられ、前記Ｅ−ＵＴＲＡＮでは無線アクセス技術（ＲＡＴ）としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いる。
図１はＥ−ＵＭＴＳのネットワーク構造の一例を示す図である。
図１から分かるように、Ｅ−ＵＭＴＳシステムは、既存のＵＭＴＳシステムから進化したシステムであり、基礎的な標準化作業が３ＧＰＰにより行われている。Ｅ−ＵＭＴＳシステムはＬＴＥシステムとも呼ばれる。
一般に、Ｅ−ＵＭＴＳネットワークはＥ−ＵＴＲＡＮとＣＮ（コアネットワーク）に区分される。Ｅ−ＵＴＲＡＮは、移動端末（ユーザ装置（ＵＥ））１０と、基地局（ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ））２１、２２、２３（総称して２０）と、ネットワークのエンドに位置して外部ネットワークに接続するサービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）３１と、移動端末の移動を管理する移動管理エンティティ（ＭＭＥ）３２とを含む。１つのｅＮｏｄｅ Ｂ２０には１つ以上のセルが存在する。
図２はＵＥとｅＮＢ間の制御プレーンにおける無線インタフェースプロトコルの構造の一例を示す図であり、図３はＵＥとｅＮＢ間のユーザプレーンにおける無線インタフェースプロトコルの構造の一例を示す図である。
前記無線インタフェースプロトコルは、３ＧＰＰ無線アクセスネットワーク規格に準拠し、水平的には、物理層、データリンク層、及びネットワーク層に区分され、垂直的には、データ情報の伝送のためのユーザプレーン、及び制御信号の伝送のための制御プレーンに区分される。
前記プロトコル層は、通信システムでよく知られている開放型システム間相互接続（Open System Interconnection：ＯＳＩ）参照モデルの下位３層に基づいて、Ｌ１（第１層）、Ｌ２（第２層）、及びＬ３（第３層）に区分される。
以下、図２に示す制御プレーンの無線プロトコル及び図３に示すユーザプレーンの無線プロトコルの各層を説明する。
第１層の物理層は、物理チャネルを利用して上位層に情報伝送サービス（Information Transfer Service）を提供する。物理層は、上位にあるメディア・アクセス制御（Media Access Control：ＭＡＣ）層とトランスポートチャネルを介して接続されており、前記トランスポートチャネルを介してＭＡＣ層と物理層間のデータ伝送が行われる。また、異なる物理層間、すなわち送信側物理層と受信側物理層間では、物理チャネルを介してデータ伝送が行われる。
前記送信側物理層及び受信側物理層に存在する前記物理チャネルには、同期チャネル（Synchronization Channel：ＳＣＨ）、プライマリー共通制御物理チャネル（Primary Common Control Physical Channel：ＰＣＣＰＣＨ）、セカンダリー共通制御物理チャネル（Secondary Common Control Physical Channel：ＳＣＣＰＣＨ）、個別物理チャネル（Dedicated Physical Channel：ＤＰＣＨ）、ページング表示チャネル（Paging Indicator Channel：ＰＩＣＨ）、物理ランダム・アクセス・チャネル（Physical Random Access Channel：ＰＲＡＣＨ）、物理下りリンク制御チャネル（Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨ）、物理下りリンク共有チャネル（Physical Downlink Shared Channel：ＰＤＳＣＨ）などがある。
第２層のＭＡＣ層は、論理チャネルを介して、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。前記論理チャネルは、伝送される情報の種類に基づいて、制御プレーンの情報を伝送する制御チャネルと、ユーザプレーンの情報を伝送するトラフィックチャネルに分けられる。
第２層のＲＬＣ層は、信頼性のあるデータ伝送をサポートし、各無線ベアラ（Radio Bearer; RB）のサービス品質（Quality of Service：ＱｏＳ）の保証とそれによるデータ伝送を担当する。ＲＢ固有のＱｏＳを保証するために、ＲＢ毎に１つ又は２つの独立したＲＬＣエンティティが存在し、ＲＬＣ層は、様々なＱｏＳをサポートするために、透過モード（Transparent Mode：ＴＭ）、非確認モード（Unacknowledged Mode：ＵＭ）、及び確認モード（Acknowledged Mode：ＡＭ）の３つのＲＬＣモードを提供する。
第２層のパケット・データ収束プロトコル（Packet Data Convergence Protocol：ＰＤＣＰ）層は、ＩＰｖ４やＩＰｖ６などのＩＰパケットを帯域幅の小さい無線区間で効率的に伝送するために、相対的にサイズが大きく不要な制御情報を含むＩＰパケットのヘッダのサイズを小さくするヘッダ圧縮機能を実行する。また、ＰＤＣＰ層は、制御プレーンのデータ、例えばＲＲＣメッセージの暗号化を行うために使用される。ＰＤＣＰ層は、ユーザプレーンのデータの暗号化も行う。
第３層の最上位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、無線ベアラ（ＲＢ）の設定、再設定、及び解除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。
ここで、ＲＢとは、ＵＥとＥ−ＵＴＲＡＮ間のデータ伝送のために第２層により提供されるサービスを意味する。
前記トランスポートチャネルにはランダム・アクセス・チャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）がある。前記ＲＡＣＨチャネルは、アップリンクで短いデータを伝送するために使用され、特に、個別無線リソースが割り当てられていない端末にアップリンクで伝送しなければならないシグナリングメッセージ又はユーザデータがある場合に使用される。あるいは、基地局（ｅＮＢ）が端末にランダムアクセス手順を行うことを指示する場合に使用されることもある。
以下、ＬＴＥシステムが提供するランダムアクセス手順をより詳細に説明する。
前記ランダムアクセス手順は次のような場合に端末が行う。
・基地局との接続（ＲＲＣ接続）がないため、端末が初期接続を行う場合
・ハンドオーバー手順で端末がターゲットセルに最初にアクセスする場合
・基地局の命令により要求される場合
・アップリンクの時間同期が取れていないか、又は無線リソースを要求するために使用される指定された無線リソースが割り当てられていない状況で、アップリンクへのデータが発生する場合
・無線リンク障害（radio link failure）又はハンドオーバー失敗（handover failure）時の復旧手順の場合
前記ＬＴＥシステムで、このようなランダムアクセス手順は、コンテンションベースのランダムアクセス手順（contention based random access procedure）と非コンテンションベースのランダムアクセス手順（non-contention based random access procedure）に区分される。前記コンテンションベースのランダムアクセス手順と非コンテンションベースのランダムアクセス手順の区分は、ランダムアクセス手順で使用されるランダムアクセスプリアンブルを端末が直接選択したか、基地局が選択したかによって決定される。
前記非コンテンションベースのランダムアクセス手順では、端末は基地局が端末に直接割り当てたランダムアクセスプリアンブルを使用する。よって、前記基地局が特定の前記ランダムアクセスプリアンブルを前記端末にのみ割り当てた場合、前記ランダムアクセスプリアンブルは前記端末のみ使用し、他の端末は前記ランダムアクセスプリアンブルを使用しない。従って、前記ランダムアクセスプリアンブルと前記ランダムアクセスプリアンブルを使用する端末間に１：１の関係が成り立つため、衝突がないといえる。この場合、前記基地局は、前記ランダムアクセスプリアンブルを受信するとすぐに前記ランダムアクセスプリアンブルを送信した端末が分かるため、効率的であるといえる。
逆に、前記コンテンションベースのランダムアクセス手順では、端末が使用できる複数のランダムアクセスプリアンブルからランダムに選択して送信するため、常に複数の端末が同じランダムアクセスプリアンブルを使用する可能性がある。従って、基地局がある特定のランダムアクセスプリアンブルを受信したとしても、前記ランダムアクセスプリアンブルをどの端末が送信したかが分からない。
以下、図４を参照してコンテンションベースのランダムアクセス手順を説明する。図４は端末と基地局間のコンテンションベースのランダムアクセス手順を示すフローチャートである。
１）まず、コンテンションベースのランダムアクセス手順では、端末は、システム情報又はハンドオーバーコマンドで示されたランダムアクセスプリアンブルの集合からランダムに１つのランダムアクセスプリアンブルを選択し、前記ランダムアクセスプリアンブルを送信できるＰＲＡＣＨリソースを選択し、送信を行う。
ここで、前記プリアンブルをＲＡＣＨ ＭＳＧ１という。また、端末が直接プリアンブルをランダムに選択することをコンテンションベースのＲＡＣＨ手順（contention based RACH procedure）といい、このようにして選択されたプリアンブルをコンテンションベースのプリアンブル（contention based preamble）という。一方、前記端末にネットワークからＲＲＣ又はＰＤＣＣＨで前記プリアンブルが割り当てられた場合、これを非コンテンションベースのＲＡＣＨ手順といい、そのプリアンブルを個別プリアンブル（Dedicated Preamble）という。
２）端末は、前記のようにランダムアクセスプリアンブルを送信した後、前記基地局からのシステム情報又はハンドオーバーコマンドで示されたランダムアクセス応答受信ウィンドウ内で前記端末のランダムアクセス応答の受信を試みる。
より詳細には、ランダムアクセス応答情報（すなわち、ＲＡＣＨ ＭＳＧ２）はＭＡＣ ＰＤＵ（Protocol Data Unit）の形式で伝送され、前記ＭＡＣ ＰＤＵはＰＤＳＣＨで伝送される。また、前記ＰＤＳＣＨで伝達される情報を前記端末が適切に受信できるように、前記端末にはＰＤＣＣＨで制御情報が共に伝達される。すなわち、前記ＰＤＣＣＨの情報は、前記ＰＤＳＣＨを受信する必要がある端末の情報、前記ＰＤＳＣＨの無線リソースの周波数及び時間情報、並びに前記ＰＤＳＣＨの伝送形式などを含む。
前記端末は、前記ＰＤＣＣＨを正常に受信した場合、前記ＰＤＣＣＨの情報に基づいて、前記ＰＤＳＣＨで送信されるランダムアクセス応答を適切に受信する。ここで、前記ランダムアクセス応答には、ランダムアクセスプリアンブル識別子（ＩＤ）、ＵＬグラント（アップリンク無線リソース）、一時Ｃ−ＲＮＴＩ（Temporary C-RNTI（Radio Network Temporary Identifier）、及び時間調整コマンド（Time Alignment Command）などが含まれる。ここで、前記ランダムアクセスプリアンブル識別子を必要とするのは、１つのランダムアクセス応答に１つ以上の端末のためのランダムアクセス応答情報が含まれるので、前記ＵＬグラント、一時Ｃ−ＲＮＴＩ、及び時間調整コマンド情報がどの端末に有効であるかを通知するためである。前記ランダムアクセスプリアンブル識別子は、前述の手順で選択したランダムアクセスプリアンブルと一致する。前記手順１）で個別プリアンブルが使用された場合、ＭＳＧ２がこれに対応する応答を含んでいると、ランダムアクセス手順は終了する。
３）前記端末は、端末自身に有効なランダムアクセス応答を受信した場合、前記ランダムアクセス応答に含まれる情報をそれぞれ処理する。
すなわち、前記端末は、時間調整コマンドを適用し、一時Ｃ−ＲＮＴＩを保存する。また、前記ＵＬグラントを利用して、前記端末のバッファに保存されているデータ又は新しく生成されたデータを前記基地局に送信する。通常、前記ＵＬグラントで送信されるデータ、すなわちＭＡＣ ＰＤＵをＲＡＣＨ ＭＳＧ３という。
前記ＵＬグラントに含まれるデータ（以下、メッセージ３ともいう）の中には、必ず端末の識別子が含まれなければならない。これは、コンテンションベースのランダムアクセス手順では基地局がどの端末により前記ランダムアクセス手順が行われるかを判断できないことから、今後の衝突を解決するために端末を識別できるようにするためである。
ここで、前記端末の識別子を含める方法には２つの方法がある。まず、端末が前記ランダムアクセス手順の前に既に該当セルで割り当てられた有効なセル識別子を有する場合、前記端末は、前記ＵＬグラントで前記端末のセル識別子を送信する。それに対して、前記ランダムアクセス手順の前に有効なセル識別子が割り当てられていない場合、前記端末は、前記端末の固有識別子（例えば、Ｓ−ＴＭＳＩ又は任意ＩＤ（Random ID））を含めて送信する。一般に、固有識別子はセル識別子より長い。前記端末は、前記ＵＬグラントでデータを送信した場合、衝突解決タイマー（Contention Resolution Timer）を開始する。
４）前記端末は、前記ランダムアクセス応答に含まれるＵＬグラントで前記端末の識別子を含むデータを送信した後、衝突解決のために前記基地局の指示を待つ。すなわち、特定のメッセージを受信するために前記ＰＤＣＣＨの受信を試みる。
前記ＰＤＣＣＨを受信する方法にも２つの方法がある。前述のように、第１の方法、すなわち前記ＵＬグラントで送信された識別子がセル識別子の場合は、そのセル識別子を用いて前記ＰＤＣＣＨの受信を試みる。そして、第２の方法、すなわち前記識別子が固有識別子の場合は、前記ランダムアクセス応答に含まれる一時Ｃ−ＲＮＴＩを用いて前記ＰＤＣＣＨの受信を試みる。
前記第１の方法においては、前記衝突解決タイマーが満了する前に前記端末のセル識別子によりＰＤＣＣＨ（以下、メッセージ４という）を受信した場合、前記端末は、ランダムアクセス手順が正常に行われたと判断し、ランダムアクセス手順を終了する。前記第２の方法においては、前記衝突解決タイマーが満了する前に一時セル識別子によりＰＤＣＣＨを受信した場合、前記ＰＤＣＣＨの指示に従って前記ＰＤＳＣＨ内のデータを確認する。通常、前記ＰＤＳＣＨ内のデータ（又は、ＭＡＣ ＰＤＵ）をＲＡＣＨ ＭＳＧ４ともいう。前記データに前記端末の固有識別子が含まれている場合、前記端末は、ランダムアクセス手順が正常に行われたと判断し、ランダムアクセス手順を終了する。
次に、前記物理チャネルでダウンリンクデータ、すなわち基地局から端末へのデータを受信する方法を説明する。
図５は基地局から端末へのチャネルであるＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨ間の関係の一例を示す図である。
図５から分かるように、基地局から端末へのダウンリンクにおいて、物理チャネルは大きく２つ、すなわちＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨがある。
前記ＰＤＣＣＨは、ユーザデータの伝送とは直接関連がなく、物理チャネルの運用に必要な制御情報が伝送される。簡単に説明すると、前記ＰＤＣＣＨは、他の物理チャネルの制御に使用されるともいえる。特に、前記ＰＤＣＣＨは、端末が前記ＰＤＳＣＨを受信するのに必要な情報の伝送に使用される。ある特定の時点である特定の周波数帯域を利用して伝送されるデータが、どの端末のためのものであるか、どんなサイズのデータであるかなどの情報が前記ＰＤＣＣＨで伝送される。従って、各端末は特定の送信時間間隔（Transmit Time Interval：ＴＴＩ）で前記ＰＤＣＣＨを受信し、前記ＰＤＣＣＨにより、端末自身が受信するデータが伝送されるか否かを確認し、端末自身が受信するデータが伝送されることが通知される場合、前記ＰＤＣＣＨが示す周波数などの情報を利用して、前記ＰＤＳＣＨを受信する。つまり、前記ＰＤＳＣＨのデータがどの端末（１つ又は複数の端末）に伝送されるかに関する情報、前記端末がどのように前記ＰＤＳＣＨのデータを受信して復号化すべきかに関する情報は、ＰＤＣＣＨに含まれて伝送されるといえる。
例えば、特定のサブフレームで、Ａという無線リソース情報（例えば、周波数位置）と、Ｂという伝送形式情報（例えば、伝送ブロックサイズ、変調方式、符号化情報など）が、ＣというＲＮＴＩでＣＲＣマスキングされてＰＤＣＣＨで伝送されると仮定する。ここで、該当セルにある１つ又は２つ以上の端末は、端末自身が有するＲＮＴＩ情報を利用して前記ＰＤＣＣＨをモニタする。よって、ＣというＲＮＴＩを有する端末では、前記ＰＤＣＣＨを復号化したときにＣＲＣエラーが発生しなくなる。従って、前記端末は、Ｂという伝送形式情報とＡという無線リソース情報を利用して、前記ＰＤＳＣＨを復号化してデータを受信する。それに対して、ＣというＲＮＴＩを有しない端末では、前記ＰＤＣＣＨを復号化したときにＣＲＣエラーが発生する。従って、前記端末は、前記ＰＤＳＣＨを受信しない。
前記過程で各ＰＤＣＣＨにより、どの端末に無線リソースが割り当てられたかを示すために、ＲＮＴＩが伝送されるが、前記ＲＮＴＩには個別ＲＮＴＩ（Dedicated RNTI）と共通ＲＮＴＩ（Common RNTI）がある。前記個別ＲＮＴＩは、１つの端末に割り当てられ、前記端末に該当するデータの送受信に使用される。前記個別ＲＮＴＩは、基地局に情報が登録されている端末にのみ割り当てられる。これとは異なり、前記共通ＲＮＴＩは、基地局に情報が登録されておらず、前記個別ＲＮＴＩが割り当てられない端末が基地局とデータをやり取りする場合、あるいはシステム情報のように複数の端末に共通に適用される情報の伝送に使用される。
前述のように、Ｅ−ＵＴＲＡＮを構成する２つの重要な要素は基地局と端末である。
１つのセルにおける無線リソースは、アップリンク無線リソースとダウンリンク無線リソースとから構成される。基地局は、アップリンク無線リソース及びダウンリンク無線リソースの割り当て及び制御を担当する。つまり、基地局はどの時点でどの端末にどの無線リソースを使用させるかを決定する。例えば、基地局は、３．２秒後に１００ＭＨｚから１０１ＭＨｚの周波数をダウンリンクデータ伝送のためにユーザ１に０．２秒間割り当てることを決定することができる。そして、基地局は、このように決定した後、これを該当端末に通知して前記端末にダウンリンクデータを受信させる。同様に、基地局は、いつどの端末にどの無線リソースをどれだけ使用させてアップリンクでデータを伝送させるかを決定し、また、この決定を前記端末に通知して、前記決定された期間に前記端末に前記決定された無線リソースを使用させてデータを伝送させる。
従来技術とは異なり、基地局が無線リソースをダイナミックに管理することにより、効率的な無線リソースの使用が可能になる。従来技術においては、１つの端末が１つの無線リソースを呼接続中に継続して使用するようにしていた。これは、特に近年、多くのサービスがＩＰパケットをベースとすることを考えると非合理的である。その理由は、ほとんどのパケットサービスが、呼接続中に継続してパケットを生成するのではなく、呼の途中に何も伝送しない区間が多いからである。それにもかかわらず１つの端末に継続して無線リソースを割り当てるのは非効率的である。これを解決するために、Ｅ−ＵＴＲＡＮシステムにおいては、端末が必要とする場合にのみ、またサービスデータがある間にのみ、上記のような方式で端末に無線リソースを割り当てる方式を用いる。
図６はＭＡＣ層で行われるＨＡＲＱ動作の一例を示す図であり、以下、前記ＨＡＲＱ動作について詳細に説明する。
１）まず、基地局は、ＨＡＲＱ方式でデータを端末に送信するために、ＰＤＣＣＨでスケジューリング情報を送信する。
前記スケジューリング情報は、端末識別子又は端末グループ識別子（すなわち、ＵＥ ＩＤ又はＧｒｏｕｐ ＩＤ）、割り当てられた無線リソースの位置（すなわち、リソース割り当て（resource assignment））、伝送パラメータ（すなわち、変調方式、ペイロードサイズ、ＭＩＭＯ関連情報など）、ＨＡＲＱプロセス情報、冗長（redundancy）バージョン、新規データインジケータ（New Data Indicator）などを含む。
前記スケジューリング情報は再送においてもＰＤＣＣＨで伝送され、当該情報はチャネル環境に応じて変更される。例えば、チャネル環境が初期伝送時よりよければ、前記変調方式又はペイロードサイズを変更して高いビットレートで伝送し、逆に、チャネル環境が初期伝送時よりよくなければ、より低いビットレートで伝送することができる。
２）前記端末は、ＴＴＩ毎に前記制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）をモニタし、受信されるスケジューリング情報を確認する。前記端末に関するスケジューリング情報がある場合、前記ＰＤＣＣＨに関連した時間において、物理共有チャネル（Physical Shared Channel：ＰＳＣＨ）を介して基地局からデータを受信する。
３）前記端末は、データを受信すると、これをソフトバッファに保存した後、前記データの復号化を試みる。前記端末は、前記復号化の結果に応じてＨＡＲＱフィードバックを基地局に送信する。すなわち、前記端末は、正常に復号化が行われた場合にＡＣＫ信号を、正常に復号化が行われていない場合にＮＡＣＫ信号を基地局に送信する。
４）前記基地局は、ＡＣＫ信号を受信した場合、データ送信が正常に行われたと判断し、次のデータを送信する。それに対して、ＮＡＣＫ信号を受信した場合、前記基地局は、データ送信が正常に行われていないと判断し、適切な時点で同じデータを同じフォーマット又は異なるフォーマットで再送する。
５）前記ＮＡＣＫ信号を送信した端末は、再送されるデータの受信を試みる。前記端末は、伝送されるデータが初期伝送であるか、以前のデータの再送であるかを、前記ＰＤＣＣＨ内にあるＮＤＩを考慮して判断する。
前記ＮＤＩフィールドは、１ビットのフィールドであって、新しいデータが伝送される度に０→１→０→１→…のように切り替えられ（toggled）、再送に対しては同一ビット値が用いられる。すなわち、前記端末は、前記ＮＤＩフィールドの値が以前の伝送時の値と同じか否かを比較することにより、データの再送であるか否かが分かる。
６）前記端末は、再送されたデータを受信した場合、これを以前に正常に復号化が行われていないまま前記ソフトバッファに保存されたデータと様々な方式で結合して再び復号化を試み、正常に復号化が行われればＡＣＫ信号を、正常に復号化が行われなければＮＡＣＫ信号を基地局に送信する。前記端末は、データの復号化が正常に行われるまで、ＮＡＣＫ信号の送信及びデータの再送受信過程を繰り返す。
以上、ダウンリンク方向（基地局から端末への方向）におけるＨＡＲＱを説明した。
一方、アップリンク方向（端末から基地局への方向）では同期ＨＡＲＱ（Synchronous HARQ）が用いられる。ここで、同期ＨＡＲＱとは、各データの伝送のための時間間隔が同じである方法を意味する。すなわち、前記端末が最初の送信を行った後に再送を行わなければならない場合、前記再送は前記最初の送信から所定時間後に発生する。これは、同じ時間間隔を用いることにより、数多くの再送時点でＰＤＣＣＨを用いてスケジューリング情報を送信しなければならないことから発生する無線リソースの浪費を減らすとともに、端末がＰＤＣＣＨを正常に受信していないことから適切な再送が行えなくなる状況を減らすという効果がある。
このような同期ＨＡＲＱ方式では、最大伝送回数（maximum number of transmission）又は最大再送回数（maximum number of retransmission）という値が用いられる。
前記最大伝送回数は、前記最大再送回数より１大きい値であり（即ち、Max. # of re-Tx = Max. # of Tx + 1）、２つの値は同じ目的を有する。これらの値は、ＨＡＲＱにより伝送される（又は、再送される）あるデータブロックが最大何回の再送を行えるかを示す。このように最大再送回数を制限するのは、再送が無制限に行われることにより発生し得るデータの伝送遅延又は障害を最小限に抑えるとともに、複数のユーザで無線リソースを分けて使用する移動通信環境を考慮するためである。
前記端末は、その最初の送信に対して基地局からＮＡＣＫ信号を受信する場合、再送を行い、前記最大再送回数に達すると（依然として正常に受信されないと）、当該データの更なる送信を中断し、当該データをバッファから削除する。
前述の従来技術においては、基地局と接続された端末に最大伝送回数に関する値が受信される。接続が成立する間、前記端末は前記値を用いてＨＡＲＱを行う。
一方、端末が基地局から無線リソースを割り当てられる方法には次の２つがある。
第１に、前記端末に割り当てられた個別識別子、すなわちＣ−ＲＮＴＩを用いてＰＤＣＣＨで無線リソースを割り当てられる方法がある。第２に、前記端末がＲＡＣＨ手順により無線リソースを割り当てられる場合（すなわち、ＲＡＣＨ ＭＳＧ３の送信のための無線リソース）、無線リソースをＲＡＣＨ ＭＳＧ２により割り当てられる方法がある。
第１の方法の場合、前記基地局はどの端末にどの無線リソースを割り当てたかが分かる。従って、前記基地局は各端末に設定された最大伝送回数を考慮した時間だけ、無線リソースを割り当てることができる。
それに対して、第２の方法の場合、前記基地局はどの端末にどの無線リソースを割り当てたかが分からない。従って、前記基地局は、どの端末が前記無線リソースを使用するかが分からず、各端末に設定された最大伝送回数が分からないため、所定の時間に必要な量の無線リソースを割り当てられないという問題が発生する。
例えば、実際に無線リソースを使用する端末に設定された最大伝送回数が基地局が予想した最大伝送回数より大きい場合、端末が任意に無線リソースをさらに使用することにより、無線リソースの衝突が発生する。また、例えば、実際に無線リソースを使用する端末に設定された最大伝送回数が基地局が予想した最大伝送回数より小さい場合、端末が基地局から割り当てられた全ての無線リソースを使用しないことにより、無線リソースの浪費が発生する。
そこで、本発明者らは、少なくとも上記問題を認識し、これを解決するための本発明の特徴を提供する。すなわち、本発明の目的は、端末が無線リソースを効率的に使用して再送を行えるようにすることにある。また、本発明の目的は、無線リソースを効率的に使用できるようにして、セル内での無線リソースの衝突を最小限に抑えることにある。
上記目的を達成するために、本発明は、移動端末と前記移動端末によりランダムアクセス手順を行う方法を提供し、これは、基地局にランダムアクセスプリアンブルを送信し、前記基地局からランダムアクセス応答を受信し、前記基地局からアップリンクグラントを利用してアップリンク伝送を行うことにより達成される。前記アップリンク伝送は、ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータを使用して行われ、前記ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、前記基地局から受信されるシステム情報ブロックに含まれる。
本発明を使用することにより、端末が無線リソースを効率的に使用して再送を行えるようにし、セル内での無線リソースの衝突を低減することができる。
本発明の特徴はＬＴＥシステムに適用される。しかしながら、本発明の特徴は、これに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を適用できる全ての通信システム及び方法に適用することができる。
本明細書で使用される技術用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されるものであり、本発明を限定するものではない。また、本明細書で使用される技術用語は、本明細書に特に断らない限り、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一般的に理解される意味に解釈されるべきであり、過度に包括的な意味に解釈されたり、過度に縮小された意味に解釈されるべきではない。さらに、本明細書で使用される技術用語が本発明の思想を正確に表現していない誤った技術用語である場合は、当業者が正しく理解できる技術用語で代替して理解すべきである。さらに、本発明で使用される一般的な用語は、辞書に定義されている通り、又は前後の文脈で解釈されるべきであり、過度に縮小された意味に解釈されるべきではない。
そして、本明細書で使用される単数の表現は、文脈上明らかに他の意味を表すものでない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」や「構成される」などの用語は、明細書に記載された様々な構成要素又は様々な段階の全てを必ず含むと解釈されるべきではなく、その一部の構成要素又は段階を含まないこともあり、さらなる構成要素又は段階を含むこともあると解釈されるべきである。
また、本明細書で使用される「第１」、「第２」などのように序数を含む用語は様々な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語により限定されるものではない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れない限り、第１構成要素は第２構成要素と命名してもよく、同様に、第２構成要素は第１構成要素と命名してもよい。
ある構成要素が他の構成要素に「連結」又は「接続」されていると言及された場合は、他の構成要素に直接的に連結又は接続されていることもあり、中間にさらに他の構成要素が存在することもある。それに対して、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」又は「直接接続」されていると言及された場合は、中間にさらに他の構成要素が存在しないと理解すべきである。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明するが、図面番号に関係なく同一又は類似の構成要素には同一の参照番号を付し、これに関する重複説明は省略する。なお、本発明を説明するにあたって、関連公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にする場合は、その詳細な説明を省略する。また、添付図面は本発明の思想を容易に理解させるためのものにすぎず、添付図面により本発明の思想が制限されるように解釈されてはならない。本発明の思想は、添付図面の他に、全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと解釈されるべきである。
以下、「移動端末」という用語が使用されるが、これはＵＥ（User Equipment）、ＭＥ（Mobile Equipment）、ＭＳ（Mobile Station）などのように呼ばれてもよい。また、移動端末は、携帯電話、ＰＤＡ、スマートフォン、ノートブック／ラップトップコンピュータなどのように通信機能を備えた携帯が可能な機器でもよく、パソコン（ＰＣ）、車載装置などのように携帯が不可能な機器でもよい。
図７は本発明によるランダムアクセス手順を示すフローチャートである。
本発明においては、図７に示すように、基地局は、１つのセルにおいて、全ての端末が共通に用いるＨＡＲＱの第１最大伝送回数値、すなわち最大伝送回数の共通値を設定し、これをシステム情報内に含めて端末に送信する。ここで、前記最大伝送回数の共通値は、ｍａｘ−ＨＡＲＱ−Ｍｓｇ３Ｔｘパラメータ内に含まれる。また、前記基地局は、第２最大伝送回数値、すなわち最大伝送回数の個別値を設定し、これを個別メッセージ（又は、システム情報ブロック（System Information Block：ＳＩＢ））内に含めて各端末に送信する。ここで、前記最大伝送回数の個別値は、ｍａｘ−ＨＡＲＱ−Ｔｘパラメータ内に含まれる。
すると、前記端末は、前記ＨＡＲＱの個別最大伝送回数及び共通最大伝送回数を取得する（Ｓ１１０）。すなわち、前記端末のＲＲＣ層は、前記ｍａｘ−ＨＡＲＱ−Ｍｓｇ３Ｔｘパラメータ内に含まれる前記共通最大伝送回数、及び前記ｍａｘ−ＨＡＲＱ−Ｔｘパラメータ内に含まれる前記個別最大伝送回数を受信し、ＭＡＣ層に転送する。
その後、前記個別無線リソースが割り当てられていない状態で前記基地局に送信すべきシグナリングメッセージ又はユーザデータがある場合、前記端末のＭＡＣ層は、ＲＡＣＨプリアンブルを選択し、前記選択されたプリアンブル（ＲＡＣＨ ＭＳＧ１）を送信する（Ｓ１２０）。ここで、前記個別無線リソースが割り当てられていないことは、前記無線リソースが前記端末のみ使用するように設定されていないことを意味する。すなわち、前記無線リソースが複数の端末により同時に使用可能な場合を意味する。又は、前記無線リソースが端末個別識別子、すなわちＣ−ＲＮＴＩで割り当てられていない場合を意味する。又は、前記端末に割り当てられた無線リソースがセミパーシステントスケジューリング（Semi-Persistent Scheduling：ＳＰＳ）により設定された無線リソースでない場合を意味する。
すると、前記基地局は、前記端末がランダムアクセス応答（ＲＡＣＨ応答）又はＲＡＣＨ ＭＳＧ２を適切に受信できるように、前記端末にＰＤＣＣＨで制御情報を送信する。ここで、前記ＰＤＣＣＨの情報は、ランダムアクセス応答（ＲＡＣＨ応答）又はＲＡＣＨ ＭＳＧ２を含むＰＤＳＣＨを受信する必要がある端末の情報、前記ＰＤＳＣＨの無線リソースの周波数及び時間情報、並びに前記ＰＤＳＣＨの伝送形式などを含む。
前記端末は、前記ＰＤＣＣＨを正常に受信した場合、前記ＰＤＣＣＨの情報に基づいて、前記ＰＤＳＣＨで送信されるランダムアクセス応答又はＲＡＣＨ ＭＳＧ２を適切に受信する（Ｓ１３０）。ここで、前記ランダムアクセス応答には、ランダムアクセスプリアンブル識別子（ＩＤ）、ＵＬグラント（アップリンク無線リソース）、一時Ｃ−ＲＮＴＩ、及び時間調整コマンド（時間同期補正値）が含まれる。
前記端末は、前記ランダムアクセス応答又はＲＡＣＨ ＭＳＧ２を受信すると、前記ランダムアクセス応答に含まれる情報をそれぞれ処理する。すなわち、時間調整コマンドが適用され、Ｃ−ＲＮＴＩが保存される。
また、前記端末は、前記ＵＬグラントを利用して、ＭＡＣ層内のアップリンクデータ（ＭＡＣ ＰＤＵ又はＲＡＣＨ ＭＳＧ３）を前記基地局に送信する（Ｓ１４０）。
次に、前記端末のＭＡＣ層は、前記基地局からＮＡＣＫ信号が受信されたか否かを確認する（Ｓ１５０）。前記ＮＡＣＫ信号が受信された場合、前記端末のＭＡＣ層は、前記共通最大伝送回数を用いて前記アップリンクデータを再送する（Ｓ１５０）。
図８は本発明による端末と基地局間のコンテンションベースのランダムアクセス手順を示すフローチャートである。
図８から分かるように、本発明による方法は、端末１００がＲＲＣアイドルモードにあるとき、アップリンク方向、すなわち端末１００から基地局（ｅＮＢ）２００方向にデータを送信する場合、ＨＡＲＱの最大伝送回数の共通値を用いる。また、端末１００は、コンテンションベースのＲＡＣＨを行う場合、ＲＡＣＨ ＭＳＧ３を送信するために、ＨＡＲＱの最大伝送回数の共通値を用いる。このような過程を具体的に説明すると、次の通りである。
１）まず、端末１００は、ＲＲＣアイドルモードにある場合、システム情報又はハンドオーバーコマンドで示されたランダムアクセスプリアンブルの集合からランダムに１つのランダムアクセスプリアンブルを選択し、前記ランダムアクセスプリアンブルを送信できるＰＲＡＣＨリソースを選択し、送信を行う。ここで、前記プリアンブルをＲＡＣＨ ＭＳＧ１という。端末が直接プリアンブルをランダムに選択することをコンテンションベースのＲＡＣＨ手順といい、このようにして選択されたプリアンブルをコンテンションベースのプリアンブルという。
２）端末１００は、前記のようにランダムアクセスプリアンブルを送信した後、基地局２００からのランダムアクセス応答の受信を試みる。
より詳細には、ランダムアクセス応答情報（ＲＡＣＨ ＭＳＧ２ともいう）はＭＡＣ ＰＤＵの形式で伝送され、前記ＭＡＣ ＰＤＵはＰＤＳＣＨで伝送される。また、前記ＰＤＳＣＨで伝達される情報を端末１００が適切に受信できるように、基地局２００は、端末１００にＰＤＣＣＨで制御情報を共に伝達する。すなわち、前記ＰＤＣＣＨの情報は、前記ＰＤＳＣＨを受信する必要がある端末の情報、前記ＰＤＳＣＨの無線リソースの周波数及び時間情報、並びに前記ＰＤＳＣＨの伝送形式などを含む。
３）端末１００は、前記ＰＤＣＣＨを正常に受信した場合、前記ＰＤＣＣＨの情報に基づいて、前記ＰＤＳＣＨで送信されるランダムアクセス応答を適切に受信する。ここで、前記ランダムアクセス応答には、ランダムアクセスプリアンブル識別子（ＩＤ）、ＵＬグラント（アップリンク無線リソース）、一時Ｃ−ＲＮＴＩ（無線ネットワーク一時識別子）、及び時間調整コマンド（時間同期補正値）などが含まれる。
４）端末１００は、有効なランダムアクセス応答を受信した場合、前記ＵＬグラントを利用して、前記端末のバッファに保存されているデータ又は新しく生成されたデータを前記基地局に送信する。通常、前記ＵＬグラントで送信されるデータ、すなわちＭＡＣ ＰＤＵをＲＡＣＨ ＭＳＧ３という。前記データ、すなわちＭＡＣ ＰＤＵ又はＲＡＣＨ ＭＳＧ３は、前記端末の識別子を含む。
５）端末１００は、前記ランダムアクセス応答に含まれるＵＬグラントで前記端末の識別子を含むデータを送信した後、衝突解決のために基地局２００の指示を待つ。すなわち、特定のメッセージを受信するために前記ＰＤＣＣＨの受信を試みる。
６）端末１００は、基地局２００からＮＡＣＫ信号を受信した場合、ＨＡＲＱの共通最大伝送回数を用いて、前記データ、すなわちＭＡＣ ＰＤＵ又はＲＡＣＨ ＭＳＧ３を再送する。前記再送は前記共通最大伝送回数に達するまで繰り返される。前述のように、前記共通最大伝送回数はＳＩＢで受信されてもよい。
７）その後、端末１００がＲＲＣ接続モードに移行すると、端末１００は、アップリンクデータをＨＡＲＱの個別最大伝送回数を用いて送信する。
図９は本発明による端末と基地局間のコンテンションベースのランダムアクセス手順を示すフローチャートである。
図９から分かるように、端末１００がＲＲＣ接続モードにあっても、コンテンションベースのＲＡＣＨ手順を行う場合は、ＨＡＲＱの共通最大伝送回数を用いる。
すなわち、端末１００がＲＲＣ接続モードに移行すると、個別ＲＲＣシグナリングにより最大伝送回数の個別値を受信したとしても、端末１００がコンテンションベースのＲＡＣＨ手順を行う場合は、基地局２００はどの端末が送信を試みるかが分からないため、端末１００は最大伝送回数の共通値を用いる。
それに対して、端末１００が個別プリアンブルに基づいて非コンテンションベースのＲＡＣＨ手順を行う場合は、基地局２００はどの端末が送信を試みるかが分かるため、端末１００は最大伝送回数の個別値を用いる。すなわち、前記端末が個別プリアンブルを前記基地局に送信した後、ＲＡＣＨ ＭＳＧ２が受信されると、前記ＲＡＣＨ ＭＳＧ２により割り当てられた無線リソースを使用するか、又はその後に割り当てられた無線リソースを使用してデータを送信する際、ＨＡＲＱの最大伝送回数の個別値を用いる。
前記最大伝送回数の共通値はシステム情報により前記基地局から受信することができ、コンテンションベースのＲＡＣＨ手順の場合、前記最大伝送回数の共通値はＲＡＣＨ ＭＳＧ３の伝送に用いることができる。
それに対して、非コンテンションベースのＲＡＣＨ手順の場合、ＵＬ−ＳＣＨ伝送のために、ＨＡＲＱの最大伝送回数の個別値は、個別プリアンブルのための応答を含むＲＡＣＨ応答メッセージの受信後に用いることができる。
以上説明した本発明は次のように変形することもできる。
本発明は、ＨＡＲＱ動作の効率を向上させるために、ＲＡＣＨのプリアンブルグループの特性も考慮する。実際のＲＡＣＨのコンテンションベースのプリアンブルは、端末が送信するメッセージのサイズと端末が使用できる電力量を考慮して、２つのＲＡＣＨプリアンブルグループに分けられる。従って、これを考慮して、本発明においては、基地局は、各ＲＡＣＨプリアンブルグループに対応する最大伝送回数値を端末に通知し、前記端末は、端末自身が使用するＲＡＣＨプリアンブルグループに対応する最大伝送回数値をＲＡＣＨ ＭＳＧ３の送信に用いることができる。
また、本発明においては、基地局がＲＡＣＨ ＭＳＧ２を用いて無線リソースを割り当てる際、最大伝送回数値を任意に設定することができる。すなわち、前記基地局は、ＲＡＣＨ ＭＳＧ２で割り当てられる無線リソースに限って最大伝送回数値を任意に設定することができる。このために、前記基地局は、前記ＲＡＣＨ ＭＳＧ２にさらに最大伝送回数の一時値を含めて前記端末に送信する。すると、前記端末は、受信された前記ＲＡＣＨ ＭＳＧ２内に含まれる最大伝送回数の一時値を用いてアップリンクでデータを送信する。
以上、最大伝送回数値について説明したが、本発明の概念は最大再送回数値にも適用することができる。
本発明の特徴及び特性は次のように説明することもできる。
（１）ＲＲＣ＿ＣｏｎｎｅｃｔｅｄモードのＵＥに対して、１つの共通値が全てのＨＡＲＱプロセス／論理チャネルのためのＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸとして用いられる。
・これは、個別Ｃ−ＲＮＴＩを用いてＰＤＣＣＨ上にパーシステントスケジューリング又はダイナミックスケジューリングにより割り当てられるＵＬ−ＳＣＨリソースに適用される。
（２）ＲＡＣＨ手順を行うＵＥに対して、ＲＡＣＨ ＭＳＧ３はＵＬ−ＳＣＨを使用し、ＨＡＲＱを適用する。
・ＵＬ−ＳＣＨリソースに対し：
・・システム情報を介してＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸが通知される。
・・・この値はＲＡＣＨ ＭＳＧ３に適用される。
（３）ＲＡＣＨ手順を行うＵＥに対して、ＲＡＣＨ ＭＳＧ３はＵＬ−ＳＣＨを使用し、ＨＡＲＱを適用する。
・ＵＬ−ＳＣＨリソースに対し：
・・システム情報を介してＲＡＣＨのためのＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸが通知される。
・・個別ＲＲＣシグナリングを介してＵＥのためのＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸが通知される。
・・・２つのＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸが同一である場合
・・・・前記ＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸはＲＡＣＨ ＭＳＧ３に適用される。
・・・前記２つの値が異なる場合
・・・・システム情報を介して受信した値が適用される。
・・・・又は、個別ＲＲＣシグナリングを介して受信した値が適用される。
・・・・又は、２つのより少ない値が適用される。
・・・・又は、２つのより大きい値が適用される。
・・・・又は、ＲＡＣＨメッセージ２を介してＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸが通知される。この値はＲＡＣＨ ＭＳＧ３のＨＡＲＱに適用される。
・・・・又は、使用されたＲＡＣＨプリアンブルグループによって、各ＲＡＣＨプリアンブルグループはＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸを割り当てられる。
・・・・・従って、前記ＵＥは、ＲＡＣＨ ＭＳＧ１で送信された前記使用されたＲＡＣＨプリアンブルグループに関するＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸ値を用いる。
・・・・・各ＲＡＣＨグループのＭＡＸ＿ＮＵＭＢＥＲ＿ＯＦ＿ＲｅＴＸ値は、システム情報により示される。
また、本発明の特徴及び特性は次のように説明することもできる。
ＨＡＲＱ動作のために、前記端末（又は、ＵＥ）は、全てのＨＡＲＱプロセスと全ての論理チャネルにおいて同じ最大伝送回数に設定される。
また、前記「最大伝送回数」の設定は、ＲＲＣシグナリングにより行われる。従って、基地局（すなわち、ｅＮＢ）が特定のＵＥにＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てる際、前記ｅＮＢは割り当てられた無線リソースのための最大伝送回数を知っている。
ＲＡＣＨメッセージ３（ＲＡＣＨ ＭＳＧ３）の場合、前記ｅＮＢは、ＲＡＣＨ ＭＳＧ３のための割り当てられた無線リソースの最大伝送回数を直接的には知らない。これは、前記ｅＮＢがどのＵＥに無線リソースが割り当てられるかを知らないからである。
よって、次の５つの状況を考慮することができる。
（１）アイドルモードのＵＥ
ＲＡＣＨは、ＵＥがＲＲＣ＿ＩＤＬＥモードからＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行するときに使用することができる。また、ＲＡＣＨは、ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにあるときに使用することができる。
ＲＲＣ接続が行われるまで、ＵＥにはいかなる個別設定情報も提供されない。従って、「最大再送回数」値は他の方法により提供されるべきである。簡単な方法としてシステム情報を利用する方法がある。又は、予め定められたデフォルト値を利用する方法も考慮することができる。
しかしながら、前記デフォルト値利用方法を用いるか否かに関係なく、デフォルト値が適切でない場合、代替メカニズムとしてシステム情報利用方法を採用することができる。
提案１：ＲＡＣＨ ＭＳＧ３の送信のために、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥモードのＵＥは、システム情報により受信した値を前記「最大伝送回数」に適用する。
（２）コンテンションベース対非コンテンションベース
コンテンションベースのＲＡＣＨの場合、ＵＥがＲＲＣ接続モードであり、個別ＲＲＣシグナリングにより「最大伝送回数」値を受信しても、ＵＥはＲＡＣＨ ＭＳＧ ３の送信のためにこの値を使用してはならない。これは、衝突解決が終わるまで、ｅＮＢはどのＵＥが割り当てられたＵＬ−ＳＣＨで送信を行うか分からないからである。
コンテンションベースのＲＡＣＨの場合、ｅＮＢはどのＵＥが送信を行うか分からないが、非コンテンションベースのＲＡＣＨの場合、ｅＮＢはどのＵＥが送信を行うか分かる。よって、ＵＥに個別プリアンブルが割り当てられた場合、ＵＥはデフォルト値を用いる必要がなくなる。
実際に、非コンテンションベースのＲＡＣＨ手順の場合、ＵＥがＲＡＣＨ応答メッセージ内のプリアンブルを識別すると、前記ＲＡＣＨ手順は成功とみなされる。すると、前記ＲＡＣＨメッセージ３の送信は正常なＵＬ−ＳＣＨ伝送となる。このような意味で、非コンテンションベースのＲＡＣＨにおいて、ＵＥのために設定された値は前記ＲＡＣＨメッセージ３のための「最大伝送回数」のために用いられる。
提案２：コンテンションベースのＲＡＣＨの場合、システム情報で受信される「最大伝送回数」は、ＲＡＣＨ ＭＳＧ３の送信のために用いられる。すなわち、個別ＲＲＣシグナリングにより設定された前記値は用いられない。
提案３：非コンテンションベースのＲＡＣＨの場合、ＵＬ−ＳＣＨ伝送のために、前記ＵＥのために設定された「最大伝送回数」値は、前記使用された個別プリアンブルのための応答を含むＲＡＣＨ応答メッセージを受信した後に用いられる。
（３）グループ１対グループ２
コンテンションベースのＲＡＣＨ手順の場合、使用可能なプリアンブルは２つのグループに分類される。グループの選択は無線状態又は伝送されるメッセージのサイズによる。
ｅＮＢがＲＡＣＨ ＭＳＧ３のためのＵＬ−ＳＣＨリソースを割り当てる場合、様々な方法を用いることができる。例えば、ｅＮＢは異なるトランスポートブロック（Transport Block：ＴＢ）サイズを設定することができ、各グループに対して「最大伝送回数」などのＨＡＲＱ動作ポイントを設定することができる。又は、成功率を高めるために、セルのエッジに位置するＵＥが小さいメッセージサイズを許容するプリアンブルグループを選択すると、ｅＮＢは他のグループより前記プリアンブルグループに対してより大きい「最大伝送回数」値を設定することができる。
従って、各グループに対して異なる値を設定するためにシグナリングがサポートされる。
提案４：「最大伝送回数」値は、各プリアンブルグループ毎に別途シグナリングされる。
（４）ＳＲＢ１のためのデフォルト値
提案１：ＳＲＢ１のためにＵＥにより用いられる最大ＵＬ伝送回数のためのデフォルト値を提供する。
ここで、同じＵＬ伝送回数値が全ての無線ベアラに適用される。「最大ＵＬ伝送回数」のためのデフォルト値が必要な場合、このデフォルト値はＳＲＢ１のためのものではなく、全ての無線ベアラのためのものである。しかしながら、デフォルト値が「最大ＵＬ伝送回数」のために存在するか否かは明らかにする必要がある。
提案５：デフォルト値が「最大ＵＬ伝送回数」のために存在するか否かが提案される。必要であれば、前記デフォルト値は全ての無線ベアラのために用いられる。
（５）個別プリアンブルの場合
ｅＮＢがＵＥに個別ＲＡＣＨプリアンブルを割り当てた場合、これは前記値が「最大ＵＬ伝送回数」値であることを示す。この値は用いられ、システム情報又は個別プリアンブルを割り当てるＰＤＣＣＨにより通知される。
ｅＮＢがＲＡＣＨ応答メッセージを送信する際、ｅＮＢは「最大ＵＬ伝送回数」のための値を選択的に含む。この値はプリアンブル毎に又はメッセージ毎に含まれる。プリアンブル毎の割り当ての場合、前記プリアンブルに関連するＵＥは、ＨＡＲＱのための値を用いなければならない。メッセージ毎の割り当ての場合、メッセージ内でプリアンブル伝送が確認された全てのＵＥは、ＨＡＲＱのための前記値を用いなければならない。
最初のＨＡＲＱ伝送にのみ、すなわちＲＡＣＨメッセージ３の送信のために、「最大ＵＬ伝送回数」に対する受信値が用いられる。その後、ＵＥ毎に設定された通常値又は受信されたＳＩＢ内の値が用いられる。
さらに、本発明の特徴及び特性は次のように説明することもできる。
様々なＭＡＣ手順のうち、ランダムアクセス手順は、ランダムアクセス手順初期化過程とランダムアクセス応答受信過程とを含む。
前記ランダムアクセス手順は、ＰＤＣＣＨ命令又はＭＡＣサブ層自体により開始することができる。前記ＰＤＣＣＨ命令又はＲＲＣは、ランダムアクセスプリアンブルとＰＲＡＣＨリソースを選択的に示す。
前記手順が開始される前に、次のような情報が使用可能であると仮定する。
・パラメータ：Ｍｓｇ３ ＨＡＲＱの最大伝送回数
一旦ランダムアクセスプリアンブルが伝送されると、測定ギャップの発生に関係なく、ＵＥは、３つのサブフレーム以外にプリアンブル伝送［７］の終了を含むサブフレームから始まり、長さｒａ−ＲｅｓｐｏｎｓｅＷｉｎｄｏｗＳｉｚｅサブフレームを有するＴＴＩウィンドウ［ＲＡ＿ＷＩＮＤＯＷ＿ＢＥＧＩＮ？ＲＡ＿ＷＩＮＤＯＷ＿ＥＮＤ］において、以下に定義されるＲＡ−ＲＮＴＩにより識別されるランダムアクセス応答のためのＰＤＣＣＨをモニタしなければならない。ランダムアクセスプリアンブルが伝送されるＰＲＡＣＨに関連する前記ＲＡ−ＲＮＴＩは、次の通り計算される。
ＲＡ−ＲＮＴＩ＝ｔ＿ｉｄ＋１０＊ｆ＿ｉｄ
ここで、ｔ＿ｉｄは、特定ＰＲＡＣＨの最初のサブフレームのインデックスであり（０≦ｔ＿ｉｄ＜１０）、ｆ＿ｉｄは、周波数領域の昇順の前記サブフレーム内の特定ＰＲＡＣＨのインデックスである（０≦ｆ＿ｉｄ＜６）。
ＵＥは、前記伝送されたランダムアクセスプリアンブルに対応するランダムアクセスプリアンブル識別子を含むランダムアクセス応答を正常に受信した後、ランダムアクセス応答のモニタを中止することができる。
・前記ＴＴＩのためのダウンリンク割り当てがＲＡ−ＲＮＴＩのためのＰＤＣＣＨで伝送され、受信された前記ＴＢが正常に復号化されると、測定ギャップの発生に関係なく、ＵＥは次のように動作する。
・ランダムアクセス応答がバックオフインジケータサブヘッダを含む場合：
・ＵＥは、前記バックオフインジケータサブヘッダのＢＩフィールドに示されたようにＵＥ内のバックオフパラメータ値を設定する。
・そうでなければ、ＵＥは、ＵＥ内のバックオフパラメータ値を０ｍｓに設定する。
・ランダムアクセス応答が伝送されたランダムアクセスプリアンブルに対応するランダムアクセスプリアンブル識別子を含む場合（５．１．３節を参照）、ＵＥは、
・前記ランダムアクセス応答を正常に受信したとみなし、
・受信したタイミングアドバンスコマンド（Timing Advance Command）（５．２節を参照）を処理し、
・下位層に最後のプリアンブル伝送に適用されたパワーランピング（power ramping）の量を示し（すなわち、（ＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ＿ＣＯＵＮＴＥＲ−１）＊ＰＯＷＥＲ＿ＲＡＭＰ＿ＳＴＥＰ）、
・前記受信されたＵＬグラント値を処理してこれを前記下位層に示し、
・ランダムアクセスプリアンブルが明確にシグナリングされ、シグナリングされたランダムアクセスプリアンブルＩＤが００００００ではない場合（すなわち、ＭＡＣにより選択されない場合）
・ＵＥは、前記ランダムアクセス手順が正常に完了したとみなす。
・そうでなければ、前記ランダムアクセスプリアンブルがＵＥ ＭＡＣにより選択される場合
・ＵＥは、前記一時Ｃ−ＲＮＴＩを、前記ランダムアクセス応答メッセージで提供されるＵＬグラントに対応する最初の送信前に、前記ランダムアクセス応答メッセージで受信される値に設定し、
・前記ランダムアクセス応答メッセージが前記ランダムアクセス手順で最初に正常に受信したメッセージの場合
・前記送信がＣＣＣＨ論理チャネルのために行われるのではなければ、ＵＥは、前記マルチプレクシング及びアセンブリエンティティに、後続のアップリンク伝送時にＣ−ＲＮＴＩ ＭＡＣ制御素子を含むように指示し、
・前記「マルチプレクシング及びアセンブリ」エンティティから伝送されたＭＡＣ ＰＤＵを取得し、これをＭｓｇ３バッファに保存する。
衝突解決などのためにアップリンク伝送が必要な場合、前記ｅＮＢは、前記ランダムアクセス応答に８０ビットより少ないグラントを含んではならないことが分かる。
また、ランダムアクセス手順で、同じグループのランダムアクセスプリアンブルのためのランダムアクセス応答に含まれるアップリンクが、ランダムアクセス手順の間に割り当てられる最初のアップリンクと異なるサイズを有する場合、ＵＥの動作は定義されないことが分かる。
ＨＡＲＱプロセスにおいて、各ＨＡＲＱプロセスはＨＡＲＱバッファに関連する。各ＨＡＲＱプロセスは、現在のバッファでＭＡＣ ＰＤＵのために発生した伝送回数を示す状態変数（state variable）ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＴＸ＿ＮＢと、現在のバッファでＭＡＣ ＰＤＵのためのＨＡＲＱフィードバックを示す状態変数ＨＡＲＱ＿ＦＥＥＤＢＡＣＫを維持しなければならない。前記ＨＡＲＱプロセスが成立すると、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＴＸ＿ＮＢは０に初期化される。
一連の冗長バージョンは０，２，３，１である。変数ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＩＲＶは前記一連の冗長バージョンのインデックスである。前記変数はアップデートされたモジュロ４である。
ランダムアクセス応答内のＵＬグラントによってＭｓｇ３の新しい伝送が行われることを除き、新しい伝送と適応的再送はリソースでＰＤＣＣＨに示されたＭＣＳにより行われる。非適応的再送は、最後に伝送を試みたときに使用されたのと同じリソース、同じＭＣＳで行われる。
ＵＥには、ＨＡＲＱの最大伝送回数とＲＲＣによるＭｓｇ３ ＨＡＲＱの最大伝送回数が設定される。前記Ｍｓｇ３バッファ内に保存されているＭＡＣ ＰＤＵの伝送を除いた、全てのＨＡＲＱプロセス及び全ての論理チャネルの伝送において、最大伝送回数はＨＡＲＱの最大伝送回数に設定されなければならない。前記Ｍｓｇ３バッファ内に保存されているＭＡＣ ＰＤＵの伝送において、最大伝送回数はＭｓｇ３ ＨＡＲＱの最大伝送回数に設定される。
ＭＡＣ−Ｍａｉｎ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフィールドの内容（descriptions）に関連して、「ｍａｘＨＡＲＱ−Ｔｘ」はパラメータｍａｘ−ＨＡＲＱ−Ｔｘを有する。ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｅｔｕｐメッセージ内にこのパラメータがなければ、予め定められたデフォルト値が用いられる。
ＲＡＣＨ−ＣｏｎｆｉｇＣｏｍｍｏｎフィールドの内容に関連して、「ｍａｘＨＡＲＱ−Ｍｓｇ３Ｔｘ」はパラメータｍａｘ−ＨＡＲＱ−Ｍｓｇ３−Ｔｘを有する。このパラメータはコンテンションベースのランダムアクセスのために使用され、その値は整数である。
本発明は、端末によりランダムアクセス手順を行う方法を提供する。この方法はＬＴＥシステム、ＵＭＴＳシステムなどで行うことができる。ランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信し、前記基地局からランダムアクセス応答を受信し、前記基地局からのアップリンクグラントを利用してアップリンク伝送を行う過程が行われ、ここで、前記アップリンク伝送は、ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータを使用して行われ、前記ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、前記基地局から受信されるシステム情報ブロック（ＳＩＢ）に含まれる。
ここで、前記アップリンクグラントは、前記受信されたランダムアクセス応答に含まれてもよい。前記ランダムアクセスプリアンブルは、前記端末内のＭＡＣ層で選択されてもよい。前記アップリンク伝送は移動端末識別子を含んでもよく、前記アップリンクグラントはＨＡＲＱ情報に関連するものである。前記アップリンクグラント及び前記ＨＡＲＱ情報は、前記ＭＡＣ層の下位層から受信されてもよい。前記ランダムアクセス応答は、一時的に保存されるメッセージの生成をトリガすることができ、前記ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、前記端末のＨＡＲＱバッファをいつフラッシュするかを決定するのに使用される。
また、本発明は、システム情報又は個別メッセージによりＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータを受信するＲＲＣ層と、前記ＲＲＣ層から２種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータを受信するＭＡＣ層とから構成された端末を提供する。ここで、第１の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、ＲＡＣＨ手順に関連するデータの伝送のために使用され、第２の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、その他のタイプの伝送のために使用される。
ここで、前記ＲＡＣＨ手順に関連するデータの伝送は、ＲＡＣＨ ＭＳＧ３メッセージを使用してもよい。前記第１の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは前記システム情報により受信され、前記第２の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは前記個別メッセージにより受信される。前記ＲＡＣＨ手順に関連するデータの伝送は、ＲＡＣＨアクセス応答で受信されるアップリンクグラントを利用するアップリンク伝送と定義される。前記ＲＡＣＨアクセス応答は、一時的に保存されるメッセージの生成をトリガする。ここで、ＭＳＧ３は、いわゆるＭＳＧ３バッファ内に保存される。前記ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、前記端末のＨＡＲＱバッファをいつフラッシュするかを決定するのに使用される。前記ＨＡＲＱの最大伝送回数及びＭｓｇ３ ＨＡＲＱの最大伝送回数は、前記ＲＲＣ層により設定される。Ｍｓｇ３バッファに保存されているＭＡＣ ＰＤＵの伝送を除いた、全てのＨＡＲＱプロセス及び全ての論理チャネルの伝送において、最大伝送回数はＨＡＲＱの最大伝送回数に設定されなければならない。Ｍｓｇ３バッファに保存されているＭＡＣ ＰＤＵの伝送において、最大伝送回数はＭｓｇ３ ＨＡＲＱの最大伝送回数に設定されなければならない。
本明細書で説明された特徴は、急速に増加するデータトラフィックに備えて第３世代移動通信に次いで開発されたいわゆるＬＴＥ技術に適用することができる。ＬＴＥ技術は、より広い帯域幅をサポートできる進化したネットワーク開発の一態様であり、Ｅ−ＵＴＲＡＮという用語が使用される。
しかしながら、本明細書で説明された特徴及び特性は、ＬＴＥに限定されるものではなく、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＷＣＤＭＡ、ＩＥＥＥ８０２．ｘｘ、ＵＭＴＳなどの他の様々な通信システム及び方法に適応、適用及び実現することができる。
また、前述した本発明の方法は、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせにより実現することができる。例えば、本発明の方法は、プロセッサ（ＣＰＵ）により実行可能なソフトウェアプログラムのコードやコマンドとして実現することができ、記憶媒体（例えば、メモリ、ハードディスクなど）に保存することができる。
本発明の方法の所定の態様は、移動端末又はネットワークエンティティ（例えば、図１のＲＮＣ、Ｎｏｄｅ Ｂ）で実現することができる。前記移動端末又はネットワークエンティティが図２及び図３のプロトコルを含むことは、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば理解できる。
以上、本発明の一部の実施形態を説明したが、これらの実施形態が本明細書で説明された特徴を限定するものではない。つまり、全ての合理的で様々な変形、変更、及び改善は本発明の一部である。
本明細書で説明された様々な特徴と思想は、ランダムアクセス手順を行う方法をサポートするように構成できる様々なタイプのユーザデバイス（例えば、移動端末、ハンドセット、無線通信装置など）及び／又はネットワークエンティティに適用及び実現することができる。
本明細書で説明された様々な思想と特徴は、本発明の特性から外れない限り、様々な形態で実施することができ、前述した実施形態は、特に断らない限り、前述した詳細な説明により限定されるものではなく、添付の請求の範囲で定義された範囲内で広く解釈されるべきである。よって、上記範囲又はその均等物内に属する全ての変更及び変形は添付の請求の範囲に含まれる。

Claims (13)

  1. 端末がアップリンク伝送手順を行う方法であって、
    基地局からアップリンクグラントを受信するステップと、
    前記アップリンクグラントを利用してアップリンク伝送を行うステップと、
    を有し、
    前記アップリンク伝送がＭＳＧ３に対するものである場合、第１の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータが前記アップリンク伝送に対し使用され、
    前記アップリンク伝送が前記ＭＳＧ３以外のデータに対するものである場合、第２の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータが前記アップリンク伝送に対し使用され、
    前記第１の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、システム情報を介して受信され、前記第２の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、個別シグナリングを介して受信される、アップリンク伝送手順を行う方法。
  2. 前記アップリンクグラントが、受信されたランダムアクセス応答に含まれる、請求項１に記載のアップリンク伝送手順を行う方法。
  3. 前記アップリンク伝送が移動端末識別子を含み、前記アップリンクグラントがＨＡＲＱ情報に関連するものである、請求項２に記載のアップリンク伝送手順を行う方法。
  4. 前記アップリンクグラント及び前記ＨＡＲＱ情報が、ＭＡＣ層の下位層から受信される、請求項３に記載のアップリンク伝送手順を行う方法。
  5. 前記ランダムアクセス応答が、一時的に保存されるメッセージの生成をトリガし、ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータが、前記端末のＨＡＲＱバッファをいつフラッシュするかを決定するのに使用される、請求項２に記載のアップリンク伝送手順を行う方法。
  6. 前記第１の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、コンテンションベースのランダムアクセスに対し使用される、請求項１に記載のアップリンク伝送手順を行う方法。
  7. 基地局からアップリンクグラントを受信する手段と、
    前記アップリンクグラントを利用してアップリンク伝送を行う手段と、
    システム情報を介してＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータを受信するよう構成された無線リソース制御（ＲＲＣ）層と、
    前記ＲＲＣ層から２種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータを受信するよう構成されたメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）層と、
    を有し、
    前記アップリンク伝送がＭＳＧ３に対するものである場合、第１の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータが前記アップリンク伝送に対し使用され、
    前記アップリンク伝送が前記ＭＳＧ３以外のデータに対するものである場合、第２の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータが前記アップリンク伝送に対し使用され、
    前記第１の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、システム情報を介して受信され、前記第２の種類のＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータは、個別シグナリングを介して受信される、端末。
  8. 前記ＭＳＧ３の伝送が、ＲＡＣＨアクセス応答で受信されるアップリンクグラントを利用するアップリンク伝送として定義される、請求項７に記載の端末。
  9. 前記ＲＡＣＨアクセス応答が、一時的に保存されるメッセージの生成をトリガする、請求項８に記載の端末。
  10. 前記ＨＡＲＱの最大伝送回数パラメータが、端末のＨＡＲＱバッファをいつフラッシュするかを決定するのに使用される、請求項７に記載の端末。
  11. ＨＡＲＱの最大伝送回数及びＭｓｇ３ ＨＡＲＱの最大伝送回数が、前記ＲＲＣ層により設定される、請求項７に記載の端末。
  12. Ｍｓｇ３バッファに保存されているＭＡＣ ＰＤＵの伝送を除いた、全てのＨＡＲＱプロセス及び全ての論理チャネルの伝送において、最大伝送回数がＨＡＲＱの最大伝送回数に設定される、請求項７に記載の端末。
  13. Ｍｓｇ３バッファに保存されているＭＡＣ ＰＤＵの伝送において、最大伝送回数がＭｓｇ３ ＨＡＲＱの最大伝送回数に設定される、請求項７に記載の端末。
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