JP2017147758A - アップリンク・グラント・フリー伝送方式のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】方法の実施形態は、基地局（ＢＳ）により、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施するステップを具備する。【解決手段】前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、時間−周波数領域における第１コンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）アクセス領域を定義し、複数のＣＴＵを定義し、少なくともいくつかの複数のＣＴＵを第１ＣＴＵアクセス領域にマッピングすることによりデフォルトＣＴＵマッピング方式を定義し、複数のＵＥを複数のＣＴＵにマッピングするためのルールを定義することにより、デフォルトユーザ装置（ＵＥ）マッピング方式を定義する。【選択図】図７Ａ

Description

本出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれている、2013年3月8日に米国特許商標局に出願した、「System and Method for Uplink Grant-Free Transmission Scheme」という名称の米国特許出願第13/790,673号の優先権を主張するものである。

本発明は、ワイヤレス通信システム及び方法に関連し、特定の態様においては、アップリンク・グラント・フリー伝送方式のためのシステム及び方法に関する。

ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワークなどの典型的なワイヤレスネットワークにおいて、アップリンク（ＵＬ）のための共用データチャネルの選択は、スケジューリング／グラント(grant)に基づいており、ネットワークにおいて、スケジューリング及びグラント機構は、基地局（ＢＳ）により制御される。ユーザ装置（ＵＥ）は、ＵＬスケジューリング要求を基地局に送信する。ＢＳがスケジューリング要求を受信する場合、前記ＢＳは、ＵＬリソース割り当てを示すＵＥにＵＬグラントを送信する。前記ＵＥはその後、認められた(granted)リソース上でデータを伝送する。

このアプローチの問題は、スケジューリング／グラント機構のシグナリングリソースのオーバヘッドが、特に、伝送されたデータが少ない場合には、非常に大きくなり得ることである。例えば、それぞれ約２０バイトの小さなパケット伝送のために、スケジューリング／グラント機構により使用されるリソースは、パケットのサイズの約３０％又はさらには５０％であり得る。このアプローチの別の問題は、スケジューリング／グラント手順は、データ伝送において初期遅延を引き起こすことである。リソースが利用可能である場合であっても、送信されるスケジューリング要求と第１アップリンクデータ伝送との間の典型的なワイヤレスネットワークにおいて最小７−８ｍｓの遅延が存在する。

これら及び他の問題は、アップリンク・グラント・フリー伝送方式のためのシステム及び方法を提供する本発明の好適な実施形態により、通常解決又は回避されるとともに、技術的利点が、通常達成される。

本発明の態様によれば、方法は、ＢＳにより、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施するステップを含む。前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、時間−周波数領域において第１コンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）アクセス領域を定義し、複数のＣＴＵを定義し、複数のＣＴＵの少なくともいくつかを前記第１ＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトＣＴＵマッピング方式を定義し、複数のＵＥを前記複数のＣＴＵにマッピングするためのルールを定義することにより、デフォルトユーザ装置（ＵＥ）マッピング方式を定義する。

本発明の他の態様によれば、基地局（ＢＳ）は、プロセッサと、前記プロセッサにより実行するためのプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、を具備し、前記プログラムは、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施し、ユーザ装置（ＵＥ）からアップリンク伝送を受信し、アップリンク伝送の無分別な復号を試み、前記ＵＥに、前記アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功したかどうかを示す命令を含む。前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、複数のコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）を定義し、時間−周波数領域において１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域を定義し、複数のＣＴＵを１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトＣＴＵマッピング方式を生成し、複数のＵＥを前記複数のＣＴＵにマッピングするためのルールを定義することにより、デフォルトＵＥマッピング方式を生成する。

本発明の他の態様によれば、グラント・フリー伝送方式の方法は、ユーザ装置（ＵＥ）により、ＵＥマッピングルールとデフォルトＣＴＵマッピング方式に従って、アップリンク伝送のための適切なＣＴＵを決定することにより、デフォルトコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）マッピング方式を実施するステップと、アップリンク伝送を、前記適切なＣＴＵ上で、基地局（ＢＳ）に送信するステップと、を具備する。

本発明のさらに他の態様によれば、ユーザ装置（ＵＥ）は、プロセッサと、前記プロセッサにより実行するためのプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、を備え、前記プログラムは、ＵＥマッピングルールとデフォルトＣＴＵマッピング方式に従って、アップリンク伝送のための適切なＣＴＵを決定するステップと、基地局（ＢＳ）に、前記適切なＣＴＵ上で、アップリンク伝送を送信するステップと、により、デフォルトコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）マッピング方式を実施し、前記ＢＳによる指示に基づきコリジョンが発生しているかどうかを判定し、前記ＵＥがコリジョンが発生していると判定した場合に、非同期ハイブリッド自動リピート要求（ＨＡＲＱ）機構を使用して、前記ＢＳに、前記アップリンク伝送を再送信する、命令を具備している

本発明のより完全な理解のため及びその利点のために、添付の図面と合わせて以下の説明が参照される。

図１は、様々な実施形態に従う、ネットワークを示すブロック図である。 図２は、様々な実施形態に従う、種々のコンテンツ伝送ユニット（ＣＴＵ）アクセス領域の構成例を示す図である。 図３は、様々な実施形態に従う、ＣＴＵからＣＴＵアクセス領域へのマッピング例を示す図である。 図４は、様々な実施形態に従う、ＣＴＵインデックスの番号付けの例を示す図である。 図５及び図５Ｂは、様々な実施形態に従う、ＵＥのマッピング及び再マッピングの例を示す図である。 図５及び図５Ｂは、様々な実施形態に従う、ＵＥのマッピング及び再マッピングの例を示す図である。 図６は、様々な実施形態に従う、アクティブＵＥディテクタ方法と組み合わせて、メッセージパッシングアルゴリズムを使用したジョイント署名及びデータ検出方法のブロック図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、様々な実施形態に従う、基地局（ＢＳ）活動のフロー図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、様々な実施形態に従う、基地局（ＢＳ）活動のフロー図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、様々な実施形態に従う、ユーザ装置（ＵＥ）活動のフロー図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、様々な実施形態に従う、ユーザ装置（ＵＥ）活動のフロー図である。 図９は、様々な実施形態に従う、例えば、本明細書で説明されるデバイス及び方法を実施するために使用されうるコンピューティングプラットフォームのブロック図である。

実施形態を作成及び使用して、以下に詳細に説明される。なお、本発明は、多種多様な特定のコンテクストにおいて具体化されうる多くの適用可能な発明コンセプトを提供することを理解すべきである。説明される特定の実施形態は、本発明の作成及び使用の特定の方法の単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。

様々な実施形態が、特定のコンテクスト、すなわちＬＴＥワイヤレス通信ネットワークに関して説明される。種々の実施形態が、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（WiMAX）ネットワークなどの他のワイヤレスネットワークにも適用可能である。

図１は、様々な実施形態に従う、ネットワーク１００を示すブロック図である。基地局（ＢＳ）１０２は、カバーエリア１１６内の種々のＵＥ１０４−１１４のアップリンク及びダウンリンク通信を管理する。ＢＳ１０２は、代わりに、セルタワー、ｅＮｏｄｅＢ、アクセスネットワークなどとして参照されうる。ＢＳ１０２は、同時に複数のセルラー電話会社の伝送をサポートし得る。ＢＳ１０２は、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施し、ＵＥ１０４−１１４が、要求／グラント機構なしに、アップリンクリソースに、競合(contend)し及びアクセスし得るように、コンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）アクセス領域は定義される。前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、前記ＢＳにより定義され得るか、又はワイヤレス標準（例えば３ＧＰＰ）において設定され得る。ＵＥ１０４−１１４は、種々のＣＴＵアクセス領域にマッピングされてよく、コリジョンを回避する（すなわち、２以上のＵＥが同じアップリンクリソース上で伝送を試みる場合）。しかし、コリジョンが発生するならば、ＵＥ１０４−１１４は、非同期ＨＡＲＱ(hybrid automatic repeat request)方法を使用してコリジョンを分析し得る。ＢＳ１０２は、アクティブＵＥを無分別に（すなわちシグナリングを明示せずに）検出し、受信されたアップリンク伝送を復号する。

この方式のもと、ＵＥ１０４−１１４は、前記ＢＳが要求／グラント機構にリソースを割り当てることなく、アップリンク伝送を送信し得る。したがって、総ネットワークオーバヘッドリソースが、節約される。さらに、このシステムは、前記要求／グラント方式をバイパスすることにより、アップリンク間の時間の節約が可能となる。ただ１つのＢＳ１０２と６つのＵＥ１０４−１１４が図１に例示されているが、典型的なネットワークは、地理的カバーエリア内の変動する複数のＵＥからの伝送をカバーする複数のＢＳを含み得る。

ネットワーク１００は、種々のハイレベル信号伝達機構を使用し、グラント・フリー伝送を利用可能にするとともに設定する。グラント・フリー伝送可能なＵＥ１０４−１１４は、この能力(capability)をＢＳ１０２に知らせる。これは、ＢＳ１０２が、グラント・フリー伝送、及び、従来の信号／グラント伝送（例えば古いＵＥモデルなど）の双方を同時にサポートすることを許容する。関連するＵＥは、この能力を、例えば３ＧＰＰ(third generation partnership project)標準において定義されているＲＲＣ(radio resource control)信号により知らせうる。前記ＵＥがグラント・フリー伝送をサポートするかどうかを示すために新たなフィールドがＲＲＣシグナリングにおけるＵＥ能力リストに追加できる。あるいは、１つまたは複数の存在するフィールドが、グラント・フリーのサポートを示すために、修正又は推定(infer)することができる。

ＢＳ１０２は、ハイレベル機構（例えば、ブロードキャストチャネル又は低速シグナリングチャネル）も使用してＵＥ１０４−１１４にグラント・フリー伝送方式を可能にするとともに設定するために必要な情報を通知する。例えば、ＢＳ１０２は、それがグラント・フリー伝送をサポートし、その検索空間及びＣＴＵアクセス領域のためのアクセスコード、署名セットの最大サイズ（すなわち、定義された署名の総数）、変調及び符号化方式（ＭＣＳ）設定、などを伝え得る。さらに、ＢＳ１０２は、例えば、低速シグナリングチャネル（例えば、ＴＴＩごとに発生するのではなく、数百ミリ秒のオーダーでのみ発生するシグナリングチャネル）を使用して時々この情報を更新し得る。

ＢＳ１０２は、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施する。前記グラント・フリー伝送アップリンク方式は、ＣＴＵアクセス領域を定義し、ＵＥ１０４−１１４によるグラント・フリー伝送を可能にする。ＣＴＵは、競合伝送（contention transmissions）のための基本的リソースであり、ネットワーク１００により予め定義される。各ＣＴＵは、時間、周波数、コードドメイン、及び／又はパイロット要素の組み合わせであり得る。コードドメイン要素は、ＣＤＭＡ(code division multiple access)コード、ＬＤＳ(low-density signature)署名、ＳＣＭＡ(sparse code multiple access)コードブック、などであり得る。これらの可能なコードドメイン要素は、包括して「署名」として以降参照される。複数のＵＥは、同一のＣＴＵに競合し得る。ＣＴＵのサイズは、ネットワークによりプリセットされ、予想伝送サイズ、所望のパディングの量、及び／又はＭＣＳレベルが考慮され得る。

ＣＴＵアクセス領域は、競合伝送が発生する時間−周波数領域である。前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、ネットワーク１００のための複数のＣＴＵアクセス領域を定義し得る。前記グラント・フリー伝送アップリンク方式は、ハイレベル信号伝達を介して（例えばブロードキャストチャネルを通じて）、ＢＳ１０２により定義され得るか、又は標準により予め設定されてもよく、ＵＥにおいて実施され得る（例えばＵＥのファームウェアにおいて）。領域は、１つ又は複数の周波数帯域（イントラ帯域又はインター帯域）に存在し得、アップリンク伝送帯域幅全体、又はＢＳ１０２の総伝送帯域幅若しくはＢＳ１０２によりサポートされるキャリアの一部を占有し得る。帯域幅の一部のみを占有するＣＴＵアクセス領域は、ＢＳ１０２に、従来の要求／グラント方式下でのアップリンク伝送（例えば、グラント・フリー伝送をサポートできない古いＵＥモデルのため）を同時にサポート可能にする。さらに、ＢＳ１０２は、要求／グラント方式下で、スケジュールされた伝送のために使用されていないＣＴＵを利用することができ、又は、アクセス領域の一部が一定期間使用されない場合には、ＢＳ１０２は、ＣＴＵアクセス領域のサイズを調整することができる。さらに、ＣＴＵアクセス領域は、周期的に頻繁にホップしてよい。ＢＳ１０２は、ＣＴＵアクセス領域サイズ又は周波数におけるこれらの変化を低速シグナリングチャネルを通じてＵＥ１０４−１１４に伝えてもよい。

図２は、ＢＳ１０２により定義される種々のＣＴＵアクセス領域のための構成例を示す図である。図２において、ＢＳ１０２は、周波数Ｆ_１，Ｆ_２、及びＦ_３、帯域幅ＢＷ_１、ＢＷ_２、及びＢＷ_３でそれぞれ動作する３つのキャリアの伝送をサポートする。図２は、異なる設定を使用している３つのキャリアすべてのＣＴＵアクセス領域２００の例を示している。図２における前記設定は、例示目的のためのみであり、他のＣＴＵアクセス領域設定が種々の実施形態において定義され得る。

複数のＣＴＵアクセス領域（例えば、図２に例示されるように）は、各ＣＴＵアクセス領域が異なる分類をされ、変化するＵＥタイプに、異なるタイプのサービスを提供することを可能にする。例えば、ＣＴＵアクセス領域は、異なるサービス品質（ＱｏＳ）レベル、異なるＵＥ構成（例えば、キャリア集合（carrier aggregation）の場合において）、異なるＵＥサービスの加入レベル、ＵＥの異なるジオメトリ、又はそれらの組み合わせをサポートするように分類し得る。さらに、各ＣＴＵアクセス領域は、異なる数のＵＥをサポートするように構成されてもよい。各ＣＴＵアクセス領域のサイズは、領域を使用している予期されるＵＥの数により変化し得る。例えば、ＣＴＵアクセス領域のサイズは、ＣＴＵアクセス領域におけるローディング履歴（ＵＥの数等）、ＵＥコリジョン確率推定、及び／又は一定期間にわたり測定されたＵＥコリジョン、に基づいてよい。

図３は、様々なＣＴＵアクセス領域におけるＣＴＵリソース定義の例を示している。図３は、４つのＣＴＵアクセス領域３０２−３０８を図示している。利用可能な帯域幅は、ＣＴＵアクセス領域３０２−３０８のために帯域幅の所定の数のリソースブロックを占有する各アクセス領域３０２−３０８（例えば、アクセス領域３０２はＲＢ１−４を占有する)とともに、時間−周波数領域に分割される。図３において、ＣＴＵは、アクセス領域３０２−３０８に等しくマッピングされるが、このマッピングの変動ビューが、例示の目的のため示されている。

図３において、各ＣＴＵアクセス領域は、各領域において定義されている３６のＣＴＵを競う３６個のＵＥまでサポートできる。各ＣＴＵは、時間、周波数、署名（シグニチャ）、及びパイロットの組み合わせである。各アクセス領域３０２−３０８は、別個の周波数−時間領域を占有する。これらの周波数−時間領域は、それぞれが、６つの署名（Ｓ_１−Ｓ_６）及びそれぞれの署名にマッピングされた６つのパイロットをサポートする、３６の総パイロット（Ｐ_１−Ｐ_３６）を生成するためにさらに細分化される。個々のＵＥ信号と伝送の検出及び復号のために、ＢＳ１０２におけるパイロット／署名デコリレータ(decorrelator)が使用される。

したがって、この方式の下、異なるＵＥは同一の署名上でアップリンク伝送を遂行する。種々の実施形態は、署名コリジョンをサポートする（すなわちいくつかのＵＥが同じ署名をしようして、同時に同じ周波数−時間リソースにアクセスする場合)。従来技術では、署名コリジョンは、ＵＥのパフォーマンスを取り返しのつかないほど低下させ、絶対に避けるべきであると考えられていた。しかし、署名コリジョンがＵＥのパフォーマンスを低下させ得るが、前記送信された情報は、種々の復号方式（例えば、次の段落以降において詳細に説明されるＪＭＰＡ方式など）を使用してＢＳ１０２により復号することができることが観察されている。さらに、２つのＵＥ間（例えばＵＥ１０４と１０６）の署名コリジョンは、他のＵＥ（例えばＵＥ１０８−１１４）のパフォーマンスに影響を及ぼさないことが観察されている。したがって、署名コリジョンは、すべてのシステムパフォーマンスに対し有害であるわけではない。種々の実施形態では、各競合伝送においてシステムに完全にロードされ得るように、複数の潜在ＵＥを同じ周波数−時間−署名リソースにマッピングする。

その一方、パイロットコリジョンは、サポートされ得ない。署名コリジョンと同様に、パイロットコリジョンは、複数のＵＥが、同じパイロットシーケンスを使用して、同じ周波数−時間−署名リソースに同時にアクセスする場合を指す。しかし、署名コリジョンと異なり、パイロットコリジョンは、グラント・フリー伝送方式において回復不能の結果を導き得る。これは、ＢＳ１０２は、同じパイロットを使用してＵＥの個々のチャネルを推定できないため、パイロットコリジョンシナリオにおいてはＵＥの伝送情報が復号できないためである。例えば、２つのＵＥ（ＵＥ１０４と１０６）が同一のパイロットで、それらのチャネルがｈ_１とｈ_２であると仮定すると、その後、ＢＳ１０２は、ＵＥ１０４と１０６双方のためにチャネル品質ｈ_１＋ｈ_２が推定できるのみである。したがって、前記送信された情報は、正しく復号されない。種々の実施形態は、システムにおいてサポートされるＵＥの数に従って、固有のパイロットの数（例えば図３において、アクセス領域ごとに３６パイロット）を定義し得る。図３において与えられる具体的な数は、単に例示目的のためであり、ＣＴＵアクセス領域及びＣＴＵの具体的な構成は、ネットワークにより変化し得る。

種々の実施形態は、ＵＥからＣＴＵへのマッピング／再マッピングを通じたコリジョン回避、及び、非同期ＨＡＲＱを通じたコリジョン分解能(resolution)のための機構の包含を通じて、グラント・フリー伝送を可能にする。グラント・フリー方式においてＵＥが正常にアップリンク伝送を実行するために、前記ＵＥは、データが送信されることが可能なＣＴＵを判別しなければならない。ＵＥは、ネットワーク（例えばネットワーク１００）における前記ＵＥ（例えば、ＵＥ１０４−１１４）と基地局（例えばＢＳ１０２)の双方により知られている所定のマッピングルールに基づいて、伝送のために使用されるべきＣＴＵを決定する。これらのマッピングルールは、ＵＥのために予め定義された黙示の（すなわちデフォルト）ルール（例えば、適用可能な標準において、又はＵＥのファームウェアにおいて）であり得、及び／又は、ハイレベル信号伝達を使用したＢＳにより定義される明示のルールであり得る。例えば、異なるマッピングルール（マッピング構成と呼ばれるような）は、３ＧＰＰなどのワイヤレス標準において予め定められており、適用可能なマッピング構成のインデックスは、ＢＳによりＵＥに伝えられる。

前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、固有の識別ＣＴＵインデックス（Ｉ_ＣＴＵ）をＣＴＵアクセス領域における各ＣＴＵに割り当てる。ＵＥは、どのＣＴＵが、適切なＣＴＵインデックスを選択するためのマッピングルールに基づいて伝送するかを決定する。ＣＴＵインデックスのマッピングは、時間−周波数領域にわたるＣＴＵ領域のサイズと、ＢＳの復号化の複雑さを軽減したいという要望とを考慮して、利用可能なリソースにわたり均等に分配され得る。ＵＥが、利用可能な時間−周波数リソースの同じサブセットにマッピングされないように、ＣＴＵ領域のサイズは、考慮される。

例えば、図４は、ＣＴＵアクセス領域にわたるＣＴＵインデックスの分配などを例示している。各署名−パイロットグリッド４０２−４０８は、図３の時間−周波数アクセス領域３０２−３０８に対応する。図４に示されているように、インデックスが、以下の順番において分配される：時間、周波数、署名、その後パイロット。例えば、インデックス０が第１時間及び第１周波数にマッピングされる。インデックス１は、その後第１周波数内の第２時間にマッピングされる。インデックス２は、第２周波数内の第１時間にマッピングされ、インデックス３は、第２周波数内の第２時間にマッピングされる。すべての時間−周波数の組み合わせが使い尽くされた場合にのみ、第１時間及び第１周波数における異なる署名にマッピングされている次のインデックス（インデックス４）がある。この方策において、領域にわたりＵＥが分配されるために、１４４のＣＴＵインデックスのすべて（すなわち領域ごと３６パイロットにより乗算される４つのアクセス領域)がマッピングされ、署名及びパイロットコリジョンの機会が減少する。種々の代わりの実施形態では、ＣＴＵインデックスマッピングのために異なるマッピングルールが使用され得る。

デフォルトマッピングルールの包含は、付加的なシグナリング無しに、そられがＢＳのカバーエリアに入るとすぐに、マッピングされたＣＴＵ上でＵＥがデータを自動的に伝送することを可能にする。これらのデフォルトマッピングルールは、ＵＥの専用接続署名（ＤＣＳ）、ＢＳにより割り当てられたそのＤＣＳインデックス、ＣＴＵの総数、及び／又は、サブフレーム番号、などの他のパラメータに基づき得る。例えばｉのＵＥは、ＣＴＵリソースインデックスにマッピングされ得、デフォルトの式に基づくＩ_ＣＴＵは、
Ｉ_ＣＴＵ ＝ ＤＳＣ_ｉ ｍｏｄ Ｎ_ＣＴＵ
であり、ここで、Ｎ_ＣＴＵは、利用可能なＣＴＵインデックスの総数（例えば、図３−４において与えられた例である１４４）であり、ＤＳＣ_ｉは、ｉのＵＥのＤＳＣインデックスである。

ＵＥのＤＣＳインデックスは、ハイレベル信号伝達（例えば、ブロードキャスト、マルチキャスト、又はユニキャストチャネルを通じて）を介してＢＳにより前記ＵＥに割り当てられうる。さらに、このＤＣＳインデックス番号は、ＣＴＵアクセス領域にわたりＵＥを均等に分配するために、ＣＴＵインデックスマッピングと関連して使用され得る。例えば、ＢＳ（例えばＢＳ１０２）のカバーエリアにＵＥが入った場合に、前記ＢＳは、ＵＥがその領域に入ったことの通知を受信し得る。ＢＳ１０２は、ＤＣＳインデックス（以降前記ＤＳＣ）をＵＥに割り当て得る。例えば、第１ＵＥは、ＤＣＳ_１＝０に割り当てられ、第２ＵＥは、ＤＣＳ_２＝１に割り当てられ、第３ＵＥは、ＤＣＳ_３＝２に割り当てられるなどである。デフォルトマッピング式（例えば、Ｉ_ＣＴＵ＝ＤＳＣ_ｉ ｍｏｄ Ｎ_ＣＴＵ）に基づいて、ＵＥがＣＴＵリソースにマッピングする場合には、前記ＵＥは、それらのＤＣＳインデックス及びＣＴＵの総数に基づいてインデックスに割り当てられる。このマッピング式を適切なＣＴＵインデックスマッピングと組み合わせることにより（例えば図４）前記ＵＥは、ＣＴＵアクセス領域にわたり均等に分配され得る。つまり、第１ＵＥは、インデックス０にマッピングされ、第２ＵＥは、インデックス１にマッピングされるなどである。

ＵＥのサブセットは、コリジョンを減少させるためにネットワークにより周期的に再マッピングされ得る。ＵＥは、データセッションにおいて、ＵＥがパケット頻繁に交換する場合（アクティブＵＥと称する）に再マッピングされ得る。これらのアクティブＵＥは、それらが、利用可能なＣＴＵアクセス領域にわたり不均等に分配される場合に、より高いコリジョンの確立を経験し得る。例えば、図５Ａは、デフォルトマッピングルール下での４つのＣＴＵアクセス領域５１８−５２４にマッピングされた種々のＵＥ５０２−５１６を例示している。図５Ａにおいて、ＵＥ５０２，５０４，５１４，および５１６は、４つの利用可能なＣＴＵアクセス領域のうちの２つにマッピングされたアクティブＵＥであり、それらのコリジョンの確立が増加している。ＵＥに関連するＢＳ（例えばＢＳ１０２）は、デフォルトマッピングが、多くのコリジョンの原因であると判別し、図５Ｂに示すように、一定のＵＥ（例えばＵＥ５０４と５１４）を他のＣＴＵアクセス領域に再マッピングする。ＢＳ１０２は、前記ＵＥからのハイレベル信号伝達を通じて、又は伝送された情報の復号の試みの繰り返しの失敗を通じて（すなわち、先に説明したように、パイロットコリジョンが伝送データの復号の試みの失敗の原因となる）、高レベルコリジョンを検出することができる。あるいは、アクティブＵＥは、初期にアクセス領域において同じＣＴＵにマッピングされ得る。前記ＢＳが、このマッピングによりコリジョンが発生していると判別した場合には、アクティブＵＥは、同じアクセス領域におけるデフォルトＣＴＵに再マッピングされ得る。種々のＵＥ５０２−５１６は、前記ＵＥが最早アクティブでない場合に黙示的に、又はネットワークシグナリングを通じて明示的にデフォルトマッピングルールに戻り得る。代替的な実施形態において、ＵＥにより要求された場合、又はネットワークにより設定された場合に、一定のＵＥに、非常に時間に敏感な伝送のための専用リソースと共に、このタイプの一時的再マッピングは提供され使用され得る。

説明されたＵＥマッピング戦略(strategies)を実施することにより、ＣＴＵアクセス領域における多くの初期コリジョンが制御され得る。しかし、コリジョンは、依然として生じ得、解消されなくてはならない。伝送が成功した場合には、前記ＵＥは、ＢＳにより、例えば、ＡＣＫ(acknowledgement)信号を通じて通知される。前記ＢＳは、伝送が成功した場合には、単にＡＣＫ信号を送信するだけである。したがって、ＵＥが所定の期間内にＡＣＫ信号を受信しないならば、前記ＵＥは、コリジョンが発生したと判別する。あるいは、前記ＢＳは、伝送が失敗した場合には、ＮＡＣＫ(negative acknowledgement)信号を受信してもよい。前記ＵＥは、ＮＡＣＫを受信しない限り伝送は成功したとみなす。

コリジョンが発生した場合には、非同期ＨＡＲＱ方法を使用してそれらは解決される。非同期ＨＡＲＱ方法は、同期ＨＡＲＱ方法とは異なり、コリジョンが発生した場合に、ＵＥは、同じＣＴＵ上に再送信の試みをしない。むしろ、前記ＵＥは、再送信するために別のＣＴＵを選択してもよい。例えば、ランダム・バックオフ・プロシージャが実施されてもよい。各ＵＥは、再伝送データの競合窓内でバックオフ時間周期（例えば、次のＴＴＩ）をランダムに選択する。次のＴＴＩにおいて、前記ＵＥはデータを伝送する。競合窓サイズは、ハイレベル信号伝達を使用してＵＥに伝えられ得るシステムパラメータである。

ＢＳ１０２が、送信された情報を受信した場合には、前記送信された情報を無分別に復号する（ＢＳ１０２は、どのＵＥが情報を伝送したのか、又はどのＵＥがネットワークにおいてアクティブであるのかを知らないため、無分別と称する)。例えば、ＢＳ１０２は、ＪＭＰＡ(joint signature and data detection using MPA(message passing algorithm))方法を使用でき、前記送信された情報を無分別に復号する。一般に、ＭＰＡ方法は、チャネル知識とユーザ固有の情報を信頼し、データを検出及び復号する。ＪＭＰＡは、初期にすべての可能なユーザはアクティブであると見なす。その後反復的にアクティブなユーザを検出し、同時にその伝送されたデータを検出しようとする。反復の終了時に、全ての可能なユーザプールのうち、アクティブユーザのリストとそれらの検出されたデータがＪＭＰＡにより提供される。ＪＭＰＡシステム及び方法の詳細な説明は、参照により全体が本明細書に組み込まれている、2012年12月14日に米国特許商標局に出願した、「System and Method for Low Density Spreading Modulation Detection」という名称の米国特許仮出願第61/737,601号に見つけることができる。

このＪＭＰＡアプローチの問題は、オリジナルのユーザプールは、開始するには非常に大きい可能性があることである。それはＪＭＰＡ処理の複雑さが非現実的に高くなり得ます。図６は、ＪＭＰＡ処理の潜在的な高い複雑さを簡略化するために、アクティブＵＥディテクタ６０６を備えた、ＪＭＰＡディテクタ６０２、チャネルエスティメータ６０４のブロック図を例示している。すべての潜在ＵＥのリストは、ＪＭＰＡディテクタ６０２、チャネルエスティメータ６０４、及びアクティブＵＥディテクタ６０６に与えられる。アクティブＵＥディテクタ６０６は、すべての潜在ＵＥのリスト及び受信された伝送データ（例えば、ＣＴＵアクセス領域からのＢＳにより受信されたすべての伝送）を使用し)より小さい潜在的アクティブＵＥのリストを生成する。例えば、先に説明したように複数のパイロットは、各署名に互いに関連があり得る。したがって、アクティブＵＥディテクタ６０６が署名がアクティブでないと判別したならば、アクティブでない署名に関連する全ての対応するパイロット（すなわちＣＴＵインデックス／潜在ＵＥ）もまたアクティブでない。これらのパイロットは、潜在ＵＥのリストから取り除かれる。アクティブＵＥディテクタ６０６が、パイロットがアクティブであると判別したならば、それは同様にリストから外される。この方策において、アクティブＵＥディテクタ６０６は、チャネルエスティメータ６０４及びＪＭＰＡディテクタ６０２のための潜在的アクティブＵＥのリストを減少させることができ、復号処理を簡略化する。さらに、ＪＭＰＡディテクタ６０２は、潜在的なアクティブＵＥの更新されたリストをアクティブＵＥディテクタ６０６にフィードバックし得る。例えば、ＪＭＰＡディテクタ６０２は、第２署名がアクティブでないと判別し得、第２署名に関連する対応するパイロットが、潜在ＵＥのリストから消去され得るように、この情報がアクティブＵＥディテクタ６０６にフィードバックされる。

一般に、アップリンク伝送のパフォーマンスは、アクティブな署名の数に依存する。署名の重なりが少ないほど、ＪＭＰＡディテクタなどのＭＰＡディテクタからのより良い期待されるパフォーマンスと相互に関連がある。このアイデアは、黙示的にアップリンク品質を制御するために使用されることができる。長期トラフィック統計と、潜在的なアクティブユーザの数に基づき、ネットワークは、同じＣＴＵアクセス領域内で伝送しているユーザの平均の数を統計的に制御することができる。例えば、異なる番号のＵＥは、異なるＣＴＵアクセス領域にアクセスするために一緒にグループ化することができる。ネットワークもまたＣＴＵアクセス領域におけるパイロット及び／又は署名の数制限できる。ＵＥのチャネル品質が履歴的に良いならば、ＣＴＵアクセス領域内のさらなる干渉が許容され得る（すなわち、これらのＵＥ以上がＣＴＵアクセス領域にアクセスするように構成可能であり、より多くの定義されるパイロット及び／又は署名が許容される)。この長期的なリンク適応機構は、ＣＴＵアクセス領域を定義し、ＵＥをアクセス領域へマッピングすることを通じてネットワークにより制御される。

図７Ａは、種々の実施形態におけるネットワーク活動（例えばＢＳ１０２を通じて）のフロー図を例示している。ステップ７０２において、ＢＳ１０２は、ＣＴＵアクセス領域を定義する。ステップ７０４において、ＢＳ１０２は、種々のＣＴＵインデックスをＣＴＵアクセス領域にマッピングする。各ＣＴＵインデックスは、ＣＴＵに対応し、ＵＥ（例えばＵＥ１０４)は、グラント・フリー伝送を実行し得る。ステップ７０６において、ＢＳ１０２は、ハイレベル信号伝達を使用して（例えばブロードキャストチャネルを通じて）グラント・フリー伝送を可能にする情報を送信する。このハイレベル信号伝達は、定義されたＣＴＵアクセス領域上の情報、アクセス領域内のＣＴＵの数、及び／又はＣＴＵインデックスマップを含む。ハイレベル信号伝達は、割り当てられたＤＣＳインデックス情報なども含んでよい。

ステップ７０２−７０６は、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を定義し実施するＢＳ１０２を例示している。あるいは、一定のステップが標準によりＢＳ１０２のために予め設定されているため、ＢＳ１０２は、何も実行しないか、又はステップ７０２−７０６のサブセットを実行してもよい。例えば、標準は、予め定義されたＣＴＵアクセス領域によりステップ７０２を削除し得る。ＢＳ１０２は、ステップ７０４と７０６のみ実行する必要がある（すなわち、ＣＴＵインデックスをＣＴＵアクセス領域にマッピングするステップと、情報を伝送するステップ)。他の例において、標準は、前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式を定義し、ＢＳ１０２は、前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式のみを実施する必要がある。

ステップ７０８において、ＢＳ１０２は、ＵＥ１０４からアップリンク伝送を受信する。ステップ７１０において、前記ＢＳは、例えば、ＪＭＰＡディテクタとアクティブＵＥディテクタ方法を使用してアップリンク伝送情報を無分別に復号する。ステップ７１２において、ＢＳ１０２は、復号が成功したかどうかを判別する。成功しなかったならば、ＢＳ１０２は、コリジョンが発生したものと見なし、他のアップリンク伝送の受信を待つ。ＢＳ１０２は、ＵＥ１０４に復号が成功したかどうかを示す。ＢＳ１０２は、伝送が正常に復号された場合にのみＡＣＫ信号を送信することにより、これを行い得る。あるいは、ＢＳ１０２は、伝送が正常に復号されなかった場合に、ＮＡＣＫ信号を送信してもよい。

図７において例示されている代替的な実施形態において、ステップ７１２において、復号が成功しなかったならば、ＢＳ１０２は、復号が失敗（すなわちコリジョン）した数が一定の設定可能なしきい値を超えたかどうかを判別する。超えていなければ、ＢＳ１０２は、次の伝送を待つ。失敗した数が一定のしきい値に合致するならば、ステップ７１８において、ＢＳ１０２は、この情報と全体の状態（例えばＣＴＵにおけるアクティブＵＥの分配）を使用して、前記ＵＥを、同一の又は異なるＣＴＵアクセス領域における他のＣＴＵインデックスに再マッピングする決定をする。ＢＳ１０２は、その後ステップ７０６に戻り、再マッピングされたＣＴＵ情報をハイレベル信号伝達（例えばブロードキャスト、マルチキャスト、又はユニキャスト）を介してそのカバーエリア内のＵＥに送信する。

図８Ａは、種々の実施形態に従う、ＵＥ活動のフロー図を例示している。ステップ８０２において、ＵＥ（例えば、ＵＥ１０４)はＢＳのカバーエリアに入る。ステップ８０４において、ＵＥ１０４は、ＢＳからハイレベル信号伝達情報を受信する。このハイレベル信号伝達情報は、ＣＴＵアクセス領域定義、ＣＴＵの総数、デフォルトマッピングルール、などを含む。あるいは、ＵＥ１０４は、デフォルトマッピングルールで予め設定されてもよい。ステップ８０６において、ＵＥ１０４は、アップリンク伝送を実施するために適切なＣＴＵを判別する（例えば、ＵＥ１０４が、デフォルトマッピングルールを使用して、適切なＣＴＵインデックスを決定する）。

ステップ８０８において、ＵＥ１０４は、適切なＣＴＵ上で情報を伝送する。ステップ８１０において、ＵＥ１０４は、ＢＳからの指示に基づき、コリジョンが発生したかどうかを判別する。例えば、前記ＵＥは、所定の時間ＡＣＫ信号を待ってもよい。ＡＣＫ信号が受信されたならば、その後ステップ８１２において、アップリンクプロシージャが終了され、ＵＥ１０４は次のタスクに進む。ＡＣＫ信号が受信されなければ、ＵＥ１０４は、コリジョンが発生したと決定し、ステップ８１４に進む。ステップ８１４において、ＵＥ１０４は、非同期ＨＡＲＱ方法を使用してコリジョンを解決する。あるいは、ＵＥ１０４は、ＮＡＣＫを受信しない限り、コリジョンは発生していないとみなす。ＮＡＣＫが受信されたならば、ＵＥはその後、コリジョン解決プロシージャを継続する。

図８Ｂに例示されている代替的な実施形態において、ステップ８１６でＵＥ１０４がコリジョンが発生したと判別するならば、ＵＥ１０４はその後、コリジョンの数が一定のしきい値を超過したかどうかを判別する。超過していなければ、その後ＵＥ１０４はステップ８１４に戻り、非同期ＨＡＲＱ方法を使用してコリジョンを解消する。しきい値が合致したならば、その後ステップ８１８において、ＵＥ１０４は、ＢＳによりＣＴＵの再マッピングを要求し得る。ＵＥ１０４はその後ステップ８０４に戻り、ＢＳからの再マッピング情報の受信とアップリンクプロシージャの続行を待つ。他の実施形態において、ステップ８１８は、オプションであり、ＵＥは、再マッピングのための要求を送信しない。ＵＥを再マッピングするかどうかの決定は、ＣＴＵにおけるＵＥのコリジョンの集合情報（aggregate information）に基づきＢＳにより行われる。ＵＥ１０４は、非同期ＨＡＲＱ方法を使用してコリジョンを解消する試みを継続し得る。

図９は、本明細書で説明されるデバイス及び方法を実施するために使用される処理システムのブロック図である。特定のデバイスは、示されているすべての構成要素、または構成要素のサブセットのみを利用でき、統合のレベルはデバイスからデバイスで変化する。さらに、デバイスは、多数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信器、受信器などの構成要素の多数のインスタンスを含み得る。処理システムは、スピーカ、マイクロホン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイ等の１つ又は複数の入力／出力デバイスを備えた処理ユニットを具備し得る。前記処理ユニットは、中央処理ユニット（ＣＰＵ），メモリ、大容量記憶装置、ビデオアダプタ、及びバスに接続されているＩ／Ｏインターフェースを具備し得る。

バスは、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバスなどの１つ又は複数の任意のタイプのいくつかのバスアーキテクチャであり得る。ＣＰＵは、任意のタイプの電子データプロセッサであってよい。メモリは、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ），それらの組み合わせなどの任意のタイプのシステムメモリを具備し得る。実施形態においては、メモリは、ブートアップに使用するためのＲＯＭ、及びプログラム、及びプログラムを実行中に使用するためのデータストレージを備えていてよい。

大容量記憶装置は、データ、プログラム、及び他の情報を格納するとともに、データ、プログラム、及び他の情報にバスを介してアクセス可能に構成された任意のタイプの格納デバイスを具備してよい。大容量記憶装置は、例えば、１つ又は複数のソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光学ディスクドライブなどを具備し得る。

ビデオアダプタ及びＩ／Ｏインターフェースは、前記処理ユニットへの外部入力・出力デバイスに接続するインターフェースを提供する。図示されているように、入力・出力デバイスの例は、ビデオアダプタに接続されているディスプレイ、及びＩ／Ｏインターフェースに接続されているマウス／キーボード・プリンタを含む。他のデバイスは、前記処理ユニットに接続されてよく、付加的又は少数のインターフェースカードが利用されてもよい。例えば、シリアル・インターフェース・カード（図示せず）がプリンタのシリアル・インターフェースを提供するために使用され得る。

前記処理ユニットは、イーサネット（登録商標）ケーブル等の有線リンク、及び／又はアクセスノード又は異なるネットワークへのワイヤレスリンクを具備し得る、１つ又は複数のネットワークインターフェースも含んでいる。前記ネットワークインターフェースは、前記処理ユニットに、ネットワークを介してリモートユニットと通信することを可能にする。例えば、前記ネットワークインターフェースは、１つ又は複数の送信器／送信アンテナ及び１つ又は複数の受信器／受信アンテナを介したワイヤレス通信を提供し得る。実施形態において、前記処理ユニットは、データを処理し、他の処理ユニット、インターネット、リモート格納設備などのリモートデバイスと通信するために、ローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワークに接続されている。

例示された実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、この説明は限定する趣旨でなされたものではない。例示の実施形態の種々の修正及び組み合わせならびに本発明の他の実施形態は、明細書を参照することにより当業者には明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲は、任意のそのような修正又は実施形態を包含することを意図する。

１００ ネットワーク
２００、３０２−３０８ ＣＴＵアクセス領域
６０２ ＪＭＰＡディテクタ
６０４ チャネルエスティメータ
６０６ アクティブＵＥディテクタ

一実施形態は、
方法であって、
基地局（ＢＳ）により、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施するステップを具備し、
グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、
時間−周波数領域において第１コンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）アクセス領域を定義し、
複数のＣＴＵを定義し、
複数のＣＴＵの少なくともいくつかを第１ＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトＣＴＵマッピング方式を定義し、
第１ＵＥから複数のＣＴＵの第１ＣＴＵへの、及び第２ＵＥから複数のＣＴＵの第２ＣＴＵへのルールを定義することにより、デフォルトユーザ装置（ＵＥ）マッピング方式を定義し、第２ＣＴＵは前記第１ＣＴＵとは異なる方法を含む。
上記方法は、
前記ＢＳにより、前ラント・フリー・アップリンク伝送方式の少なくとも一部を定義するステップと、
ハイレベル信号伝達を使用してＢＳにより定義された前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式の一部を伝送するステップと、
をさらに具備する。
グラント・フリー・アップリンク伝送方式の少なくとも一部は、標準に適合するようにＢＳ上で予め設定される。
グラント・フリー伝送アップリンク方式を実施するステップは、
ＢＳにより、第１ＵＥからアップリンク伝送を受信するステップと、
アップリンク伝送の無分別な復号を試みるステップであって、アップリンク伝送の無分別な復号を試みるステップは、ＢＳにより、アップリンク伝送のソースの無分別な識別を試みるステップを具備する、ステップと、
アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功したかどうかを、第１ＵＥに示すステップと、
をさらに具備する。
グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、時間−周波数領域において第２ＣＴＵアクセス領域をさらに定義し、複数のＣＴＵを第１及び第２ＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトＣＴＵマッピング方式をさらに定義し、
グラント・フリー伝送アップリンク方式を実施するステップは、
ＢＳがコリジョンの数が非常に頻繁であると判定した場合に、複数のＣＴＵの一部を第１及び第２ＣＴＵアクセス領域に再マッピングすることにより、ＢＳが、ＣＴＵ再マッピング方式を定義するステップと、
ハイレベル信号伝達を使用して、ＣＴＵ再マッピング方式に関連する情報を送信するステップと、
をさらに具備し、
ＢＳは、
ＢＳが、アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功しなかった回数を決定し、その回数がしきい値を超えるか、又は、
ＢＳが、前記第１ＵＥから再マッピング要求信号を受信する、
場合にコリジョンの数が非常に頻繁であると判定する。
グラント・フリー伝送アップリンク方式を実施するステップは、
ＢＳがコリジョンの数が非常に頻繁であると判定した場合に、第１ＵＥを第３ＣＴＵにマッピングすることにより、ＢＳが、ＵＥ再マッピング方式を定義するステップであって、第３ＣＴＵは、第１ＣＴＵ以外の複数のＣＴＵの内の１つである、ステップと、
ハイレベル信号伝達を使用して、ＵＥ再マッピング方式に関連する情報を送信するステップと、
をさらに具備し、
ＢＳは、
ＢＳが、アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功しなかった回数を決定し、その回数がしきい値を超えるか、又は、
ＢＳが、第１ＵＥから再マッピング要求信号を受信する、
場合にコリジョンの数が非常に頻繁であると判定する。
アップリンク伝送の無分別な復号の試みは、アクティブＵＥディテクタ方法と組み合わせて、メッセージパッシングアルゴリズムを使用したジョイント署名及びデータ検出（ＪＭＰＡ）方法を使用するステップを具備し、
アクティブＵＥディテクタ方法は、
すべての潜在ＵＥのリストを受信するステップと、
時間−周波数領域を通じて伝送された複数の信号を受信するステップと、
潜在ＵＥの更新されたリストを具備する、ＪＭＰＡ方法からの出力を受信するステップであって、更新されたリストは、全ての潜在ＵＥのリストより少ない潜在ＵＥを含む、ステップと、
複数の信号と潜在ＵＥの更新されたリストに従って、アクティブ潜在ＵＥリストを生成するステップと、
を具備する。
グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、グラント・フリー・アップリンク伝送のための固有のパイロットの数を定義する。
一実施形態は、
基地局（ＢＳ）であって、
プロセッサと、
プロセッサにより実行するためのプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、
を具備し、
プログラムは、
グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施し、
第１ユーザ装置（ＵＥ）からアップリンク伝送を受信し、
アップリンク伝送の無分別な復号を試み、
第１ＵＥに、アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功したかどうかを示す
命令を具備し、
グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、
複数のコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）を定義し、
時間−周波数領域において１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域を定義し、
複数のＣＴＵを１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトＣＴＵマッピング方式を生成し、
第１ＵＥを前記複数のＣＴＵの第１ＣＴＵに、第２ＵＥを前記複数のＣＴＵの第２ＣＴＵに、マッピングするためのルールを定義することにより、デフォルトＵＥマッピング方式を生成し、前記第２ＣＴＵは前記第１ＣＴＵとは異なる、ＢＳを含む。
複数のＣＴＵは、時間、周波数、パイロット、又はそれらの要素の組み合わせとしてそれぞれ定義される個々のＣＴＵを具備する。
各ＣＴＵは、時間、周波数、署名、及びパイロット要素の組み合わせとして定義され、前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、複数のパイロット要素を各署名要素にマッピングする。
グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、複数のＣＴＵアクセス領域を定義し、複数のＣＴＵアクセス領域のそれぞれは、第１ＵＥのサービス品質（ＱｏＳ）レベル、設定、サービスの加入レベル、配置、またはそれらの組み合わせに基づき、サービスのタイプを第１ＵＥに提供する。
１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域のそれぞれのサイズは、推定されるコリジョンの確率、一定期間にわたるコリジョンの総数、ＢＳによりサポートされるＵＥの数、又はそれらの組み合わせに基づき定義される。
複数のＣＴＵのそれぞれのサイズは、予測された伝送しきい値、所望のパディングレベル、変調コーディング方式（ＭＣＳ）レベル、又はそれらの組み合わせに基づき定義される。
グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、１つ又は複数のＣＴＵアクセス領域を介して、潜在ＵＥを均一に分配して、パイロットコリジョンを減少するという目標に従って、デフォルトＣＴＵマッピングを生成する。
一実施形態は、
グラント・フリー伝送方式の方法であって、
第１ユーザ装置（ＵＥ）が、
ＵＥマッピングルールとデフォルトＣＴＵマッピング方式に従って、アップリンク伝送のための適切なＣＴＵを決定するステップであって、ＵＥマッピングルールは、第２ＵＥをデフォルトＣＴＵマッピング方式において第２ＣＴＵにマッピングし、第２ＣＴＵは適切なＣＴＵとは異なる、ステップと、
アップリンク伝送を、適切なＣＴＵ上で、基地局（ＢＳ）に送信するステップと、
によりデフォルトコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）マッピング方式を実施する、方法を含む。
上記方法は、
アップリンク伝送を送信した後：
ＵＥが、ＢＳによる指示に基づき、コリジョンが発生したかどうかを判定するステップと、
ＵＥがコリジョンが発生したと判定した場合に、非同期ハイブリッド自動リピート要求（ＨＡＲＱ）方法を使用してコリジョンを分析するステップと、
をさらに具備する。
ＵＥが、多数のコリジョンが発生するとともにその回数がしきい値を超えたと判定した場合には、ＵＥがハイレベル信号伝達を使用して、ＵＥにより再マッピング要求をＢＳに送信するステップをさらに具備する。
一実施形態は、
ユーザ装置（ＵＥ）であって、
プロセッサと、
プロセッサにより実行するためのプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、
を具備し、
プログラムは、
ＵＥマッピングルールとデフォルトＣＴＵマッピング方式に従って、アップリンク伝送のための適切なＣＴＵを決定するステップであって、前記ＵＥマッピングルールは、第２ＵＥをデフォルトＣＴＵマッピング方式において第２ＣＴＵにマッピングし、第２ＣＴＵは前記適切なＣＴＵとは異なる、ステップと、
基地局（ＢＳ）に、適切なＣＴＵ上で、アップリンク伝送を送信するステップと、
により、デフォルトコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）マッピング方式を実施し、
ＢＳによる指示に基づきコリジョンが発生しているかどうかを判定し、
ＵＥがコリジョンが発生していると判定した場合に、非同期ハイブリッド自動リピート要求（ＨＡＲＱ）機構を使用して、ＢＳに、アップリンク伝送を再送信する、
命令を具備している、ユーザ装置を含む。
ＵＥマッピングルールは、ＵＥの専用接続署名（ＤＣＳ）、ＤＣＳインデックス、デフォルトＣＴＵマッピング方式におけるＣＴＵの総数、サブフレーム番号、またはそれらの組み合わせに従って適切なＣＴＵを決定するための情報を具備する。
ＵＥマッピングルールは、
Ｉ _ＣＴＵ ＝ ＤＳＣ _ｉ ｍｏｄ Ｎ _ＣＴＵ
に従ってデフォルトＣＴＵマッピング方式におけるインデックスに対応する適切なＣＴＵインデックスを決定する情報を具備し、
Ｉ _ＣＴＵ は、ＣＴＵインデックスであり、ＤＳＣ _ｉ は、ＢＳによりＵＥに割り当てられたＤＣＳインデックスであり、Ｎ _ＣＴＵ は、ＣＴＵマッピング方式におけるＣＴＵの総数である。
ＵＥマッピングルールは、ＵＥ上に予め設定されている。
ＵＥは、ＢＳからＵＥマッピングルールを受信するように構成されている。
例示された実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、この説明は限定する趣旨でなされたものではない。例示の実施形態の種々の修正及び組み合わせならびに本発明の他の実施形態は、明細書を参照することにより当業者には明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲は、任意のそのような修正又は実施形態を包含することを意図する。

Claims (23)

1. 方法であって、
   基地局（ＢＳ）により、グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施するステップを具備し、
   前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、
   時間−周波数領域において第１コンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）アクセス領域を定義し、
   複数のＣＴＵを定義し、
   複数のＣＴＵの少なくともいくつかを第１ＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトＣＴＵマッピング方式を定義し、
   複数のＵＥを前記複数のＣＴＵにマッピングするためのルールを定義することにより、デフォルトユーザ装置（ＵＥ）マッピング方式を定義する
   ことを特徴とする方法。
2. 前記ＢＳにより、前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式の少なくとも一部を定義するステップと、
   ハイレベル信号伝達を使用して前記ＢＳにより定義された前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式の前記一部を伝送するステップと、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式の少なくとも一部は、標準に適合するようにＢＳ上で予め設定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記グラント・フリー伝送アップリンク方式を実施するステップは、
   前記ＢＳにより、ユーザ装置（ＵＥ）からアップリンク伝送を受信するステップと、
   アップリンク伝送の無分別な復号を試みるステップと、
   アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功したかどうかを、前記ＵＥに示すステップと、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、時間−周波数領域において第２ＣＴＵアクセス領域をさらに定義し、多数のＣＴＵを第１及び第２ＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトマッピング方式をさらに定義し、
   前記グラント・フリー伝送アップリンク方式を実施するステップは、
   ＢＳがコリジョンの数が非常に頻繁であると判定した場合に、前記複数のＣＴＵの一部を前記第１及び第２ＣＴＵアクセス領域に再マッピングすることにより、前記ＢＳが、ＣＴＵ再マッピング方式を定義するステップと、
   ハイレベル信号伝達を使用して、再マッピング方式に関連する情報を送信するステップと、
   をさらに具備し、
   前記ＢＳは、
   前記ＢＳが、アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功しなかった回数を決定し、その回数がしきい値を超えるか、又は、
   前記ＢＳが、前記ＵＥから再マッピング要求信号を受信する、
   場合にコリジョンの数が非常に頻繁であると判定することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記デフォルトＵＥマッピング方式は、前記ＵＥを第１ＣＴＵにマッピングし、前記第１ＣＴＵは、複数のＣＴＵの１つであり、
   前記グラント・フリー伝送アップリンク方式を実施するステップは、
   ＢＳがコリジョンの数が非常に頻繁であると判定した場合に、前記ＵＥを第２ＣＴＵにマッピングすることにより、前記ＢＳが、ＵＥ再マッピング方式を定義するステップであって、前記第２ＣＴＵは、前記第１ＣＴＵ以外の複数のＣＴＵの内の１つである、ステップと、
   ハイレベル信号伝達を使用して、ＵＥ再マッピング方式に関連する情報を送信するステップと、
   をさらに具備し、
   前記ＢＳは、
   前記ＢＳが、アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功しなかった回数を決定し、その回数がしきい値を超えるか、又は、
   前記ＢＳが、前記ＵＥから再マッピング要求信号を受信する、
   場合にコリジョンの数が非常に頻繁であると判定することを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. アップリンク伝送の無分別な復号の試みは、アクティブＵＥディテクタ方法と組み合わせて、メッセージパッシングアルゴリズムを使用したジョイント署名及びデータ検出（ＪＭＰＡ）方法を使用するステップを具備し、
   前記アクティブＵＥディテクタ方法は、
   すべての潜在ＵＥのリストを受信するステップと、
   時間−周波数領域を通じて伝送された多数の信号を受信するステップと、
   潜在ＵＥの更新されたリストを具備する、ＪＭＰＡ方法からの出力を受信するステップであって、前記更新されたリストは、全ての潜在ＵＥの前記リストより少ない潜在ＵＥを含む、ステップと、
   前記多数の信号と潜在ＵＥの前記更新されたリストに従って、アクティブ潜在ＵＥリストを生成するステップと、
   を具備することを特徴とする請求項４に記載の方法。
8. 前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、グラント・フリー・アップリンク伝送のための固有のパイロットの数を定義することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 基地局（ＢＳ）であって、
   プロセッサと、
   前記プロセッサにより実行するためのプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、
   を具備し、
   前記プログラムは、
   グラント・フリー・アップリンク伝送方式を実施し、
   ユーザ装置（ＵＥ）からアップリンク伝送を受信し、
   アップリンク伝送の無分別な復号を試み、
   前記ＵＥに、前記アップリンク伝送の無分別な復号の試みが成功したかどうかを示す
   命令を具備し、
   前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、
   複数のコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）を定義し、
   時間−周波数領域において１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域を定義し、
   複数のＣＴＵを１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域にマッピングすることにより、デフォルトＣＴＵマッピング方式を生成し、
   複数のＵＥを前記複数のＣＴＵにマッピングするためのルールを定義することにより、デフォルトＵＥマッピング方式を生成
   することを特徴とする基地局。
10. 前記複数のＣＴＵは、時間、周波数、パイロット、又はそれらの要素の組み合わせとしてそれぞれ定義される個々のＣＴＵを具備することを特徴とする請求項９に記載の基地局。
11. 各ＣＴＵは、時間、周波数、署名、及びパイロット要素の組み合わせとして定義され、前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、複数のパイロット要素を各署名要素にマッピングすることを特徴とする請求項１０に記載の基地局。
12. 前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、複数のＣＴＵアクセス領域を定義し、前記複数のＣＴＵアクセス領域のそれぞれは、ＵＥのサービス品質（ＱｏＳ）レベル、設定、サービスの加入レベル、配置、またはそれらの組み合わせに基づき、サービスのタイプを前記ＵＥに提供することを特徴とする請求項９に記載の基地局。
13. 前記１つまたは複数のＣＴＵアクセス領域のそれぞれのサイズは、推定されるコリジョンの確率、一定期間にわたるコリジョンの総数、ＢＳによりサポートされるＵＥの数、又はそれらの組み合わせに基づき定義されることを特徴とする請求項９に記載の基地局。
14. 複数のＣＴＵのそれぞれのサイズは、予測された伝送しきい値、所望のパディングレベル、変調コーディング方式（ＭＣＳ）レベル、又はそれらの組み合わせに基づき定義されることを特徴とする請求項９に記載の基地局。
15. 前記グラント・フリー・アップリンク伝送方式は、１つ又は複数のＣＴＵアクセス領域を介して、潜在ＵＥを均一に分配して、パイロットコリジョンを減少するという目標に従って、デフォルトＣＴＵマッピングを生成することを特徴とする請求項９に記載の基地局。
16. グラント・フリー伝送方式の方法であって、
    ユーザ装置（ＵＥ）が、
    ＵＥマッピングルールとデフォルトＣＴＵマッピング方式に従って、アップリンク伝送のための適切なＣＴＵを決定するステップと、
    アップリンク伝送を、前記適切なＣＴＵ上で、基地局（ＢＳ）に送信するステップと、
    によりデフォルトコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）マッピング方式を実施することを特徴とするグラント・フリー伝送方式の方法。
17. アップリンク伝送を送信した後：
    前記ＵＥが、前記ＢＳによる指示に基づき、コリジョンが発生したかどうかを判定するステップと、
    前記ＵＥがコリジョンが発生したと判定した場合に、非同期ハイブリッド自動リピート要求（ＨＡＲＱ）方法を使用して前記コリジョンを分析するステップと、
    をさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載のグラント・フリー伝送方式の方法。
18. 前記ＵＥが、多数のコリジョンが発生するとともにその回数がしきい値を超えたと判定した場合には、前記ＵＥがハイレベル信号伝達を使用して、前記ＵＥにより再マッピング要求を前記ＢＳに送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１７に記載のグラント・フリー伝送方式の方法。
19. ユーザ装置（ＵＥ）であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサにより実行するためのプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、
    を具備し、
    前記プログラムは、
    ＵＥマッピングルールとデフォルトＣＴＵマッピング方式に従って、アップリンク伝送のための適切なＣＴＵを決定するステップと、
    基地局（ＢＳ）に、前記適切なＣＴＵ上で、アップリンク伝送を送信するステップと、
    により、デフォルトコンテンション伝送ユニット（ＣＴＵ）マッピング方式を実施し、
    前記ＢＳによる指示に基づきコリジョンが発生しているかどうかを判定し、
    前記ＵＥがコリジョンが発生していると判定した場合に、非同期ハイブリッド自動リピート要求（ＨＡＲＱ）機構を使用して、前記ＢＳに、前記アップリンク伝送を再送信する、
    命令を具備していることを特徴とするユーザ装置。
20. 前記ＵＥマッピングルールは、前記ＵＥの専用接続署名（ＤＣＳ）、ＤＣＳインデックス、デフォルトＣＴＵマッピング方式におけるＣＴＵの総数、サブフレーム番号、またはそれらの組み合わせに従って適切なＣＴＵを決定するための情報を具備することを特徴とする請求項１９に記載のユーザ装置。
21. 前記ＵＥマッピングルールは、
    Ｉ_ＣＴＵ ＝ ＤＳＣ_ｉ ｍｏｄ Ｎ_ＣＴＵ
    に従ってデフォルトＣＴＵマッピング方式におけるインデックスに対応する適切なＣＴＵインデックスを決定する情報を具備し、
    Ｉ_ＣＴＵは、ＣＴＵインデックスであり、ＤＳＣ_ｉは、ＢＳによりＵＥに割り当てられたＤＣＳインデックスであり、Ｎ_ＣＴＵは、ＣＴＵマッピング方式におけるＣＴＵの総数であることを特徴とする請求項１９に記載のユーザ装置。
22. 前記ＵＥマッピングルールは、前記ＵＥ上に予め設定されていることを特徴とする請求項１９に記載のユーザ装置。
23. 前記ＵＥは、前記ＢＳから前記ＵＥマッピングルールを受信するように構成されていることを特徴とする請求項１９に記載のユーザ装置。

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