JP2018512097A - アナログビーム形成を伴うランダムアクセスレスポンス - Google Patents

Abstract

基地局（７２）が狭ビーム形成を採用する場合の、ランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）メッセージングのシステム（６６）及び方法（８３，９０）である。複数のＲＡＲメッセージは、ＲＡＲメッセージに対する何らかのレスポンスがユーザ機器（ＵＥ）から受信される前に、基地局からＵＥ（６８）へ連続的に送信される。よって、ビーム形成されるシステムにおけるアップリンク（ＵＬ）ビームとダウンリンク（ＤＬ）ビームとの間のいかなるキャリブレーションミスマッチにもかかわらず、ＲＡＲメッセージはＵＥによって単に受信されるのではなく、そのＵＥにとって最も好適なＤＬビームを通じて受信される。各ＲＡＲメッセージは、ＵＬグラントによりスケジューリングされるＵＥのアップリンク送信について調整可能な時間遅延を提供するために、ＲＡＲメッセージ内で搬送されるＵＬグラント内にメッセージ固有のスケジューリング遅延インジケータを含み得る。複数のＲＡＲ送信は、特定の時間インスタンスにおいて単一のＵＬ送信を、又は異なる複数の時間インターバルにおいて異なる複数のＵＬ送信を、スケジューリングすることができる。ＵＥは、ＵＥにより検出された最良のＤＬ ＲＡＲ送信を基地局へレポートし得る。【選択図】図４Ａ

Description

［関連出願への相互参照］
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２０１５年１月３０日に提出された米国仮出願第６２／１０９，８９７号の優先権の利益を主張し、その本開示は全体として参照によりここに取り入れられる。

［技術分野］
本開示は、モバイル通信システムにおけるランダムアクセス手続に関する。より具体的には、限定ではないものの、本開示の具体的な実施形態は、ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、ネットワークエンティティからユーザ機器（ＵＥ）へ複数のランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）メッセージを連続的に送信する装置及び方法を対象とし、各ＲＡＲメッセージは、アップリンク（ＵＬ）グラントによりスケジューリングされるＵＥのアップリンク送信について調整可能な時間遅延を提供するために、当該ＲＡＲメッセージ内で搬送されるＵＬグラント内にスケジューリング遅延インジケータを含む。

旧来のセルラー通信システムにおいて、セルのカバレッジは、基地局からＵＥへ及びＵＥから基地局へ送信される無線周波数（ＲＦ）信号の受信及び復号が成功する地理的エリアによって定義される。“ＲＦ信号”は本明細書ではより簡潔に“無線信号”として言及され得る。基地局は、典型的には極めて大きな方位角及び／又は仰角にわたるアンテナビームパターンに従って無線信号を送信し及び受信するアンテナ又はアンテナアレイを備え得る。当該角度が大きいほど、アンテナ利得は低くなる。このため、所与のアンテナパターンについて角度的なカバレッジとカバレッジレンジとの間でトレードオフがある。高いアンテナ利得との組み合わせで大きな角度的カバレッジを有するために、ステアリング可能なアンテナアレイを使用して所望の方向にビームを形成し及びステアリングすることができる。

本明細書におけるカバレッジ関連の議論において、“セル”及びそれに関連付けられる例えばｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ若しくはｅＮｏｄｅＢ）といった基地局、又は、基地局及びそのアンテナアレイは、議論の容易化のために互換可能に言及され、また、同じ参照番号を使用して識別され得る。例えば、ＵＥは、互換可能にセルから若しくはｅＮＢから無線信号を受信するものとして言及され、又は、ＵＥは、互換可能に基地局から若しくは基地局のアンテナアレイから信号を受信するものとして言及され得る。

図１Ａ〜図１Ｅは、アンテナビームパターン及びそのカバレッジレンジの様々な例を示す。図１Ａにおいて、基地局のアンテナアレイ２０がアンテナビームパターン２６を提供することが示されている。図１Ａにおいて、３つのＵＥ２２〜２４が物理的に存在し及び基地局２０と関連付けられるセル（図示せず）内で動作している（又はセル内に登録されている）ことも示されている。本明細書における議論のために、ＵＥ２２〜２４は、基地局２０に“アタッチされている”又は基地局２０の動作制御下にあると考えられ得る。図１Ａに示されるように、アンテナパターン２６は、３つのＵＥのうちの２つ、ここではＵＥ２２及びＵＥ２４のみが広角ビームパターン２６からの無線カバレッジを受けるという意味で、広い角度を限られたレンジを伴ってカバーしている。他方、図１Ｂでは、アンテナアレイ２０が別のビームパターン２８を提供することが示されている。議論の容易化のために、図１Ａ〜図１Ｄでは同じエンティティに言及するために同じ参照番号が使用される。しかしながら、実際には、図１Ａ〜図１Ｄに示されるビームパターンのすべてが必ずしも同じ基地局のアンテナによって提供されるわけではなく、異なる基地局が異なるタイプのアンテナパターンを提供し得ることが理解される。再び図１Ｂを参照すると、アンテナパターン２８はより長いレンジを提供しており、今やＵＥ２３に対して無線カバレッジを提供しているが、ビームパターン２８はビームパターン２６よりも狭い角度をカバーしていることが認められる。その結果、ＵＥ２２及びＵＥ２４はカバレッジエリアから外れ得る。

すべてのＵＥ２２〜２４にカバレッジを提供するために、アンテナアレイ２０は、図１Ｃに示されるようにステアリング可能なアンテナアレイとして構成され得る。ステアリング可能なアンテナアレイ２０は、個別のアンテナビーム３０〜３２を提供することができ、それらは、同時に提供されるか又は（図１Ｄを参照しながら後に議論されるように）時間ドメインで走査され得る。ステアリング可能なアンテナアレイ２０から得られる複数のビーム３０〜３２は、図１Ａの広い角度を実質的にカバーするばかりでなく、図１Ｂのレンジも提供することにより、図示したように３つすべてのＵＥ２２〜２４に対して無線カバレッジを提供し得る。

現代のセルラーシステムにおける基地局は、図１Ｃに例示されるビームステアリングに加えてビーム形成も採用し得る。ビーム形成あるいは空間フィルタリングは、指向的な信号送信又は受信のためにアンテナアレイにおいて使用される信号処理技術である。デジタルコンテンツは、アナログ無線信号を使用して送信され得ると理解される。ビーム形成において、アナログ無線信号は、ある特定の角度における信号が強め合う（constructive）干渉を受け、他の信号が弱め合う（destructive）干渉を受けるように処理され／整形され得る。送信側及び受信側の双方において、こうしたアナログビーム形成を、例えば特定の方向からの不所望な信号を除去するといった空間的選択性を達成するために使用することができる。空間的選択性は、システムにおいて改善された信号受信／送信を提供し得る。よって、ビーム形成は、ワイヤレス帯域幅の利用の改善を助けることができ、ワイヤレスネットワークのレンジを増大させることもできる。ひいては、ビデオストリーミング、音質、並びに、他の帯域幅の影響及びレイテンシの影響を受け易い送信を改善することができる。

固定的なビームのセットしかサポートしないビーム形成システムについては、望まれる送信方向は分からないか又はある程度しか分からない場合があるが、すべての信号がビーム形成され得る。さらに、例えばアナログビーム形成システムといったいくつかのビーム形成システムは、同時に１つ又は少数のビームでしか送信することができない。こうしたシステムでは、基地局にアタッチされているすべてのＵＥにカバレッジを提供するために、複数のビームが時間ドメインで走査されなければならないであろう。よって、図１Ｄに例示されるように、アナログビーム形成の実装に起因して、例えば、一度に１つのアンテナビーム３４〜３６しか送信することができない。その結果、相異なるビーム３４〜３６及び対応する宛て先のＵＥ２２〜２４は、図示したように、複数の時間インターバルを使用して時間ｔ＝０、ｔ＝１、及びｔ＝２で時間多重化され得る。アンテナビーム３４〜３６は、ビーム形成され得るが、基地局２０にアタッチされているすべてのＵＥ２２〜２４をカバーするのに必要なカバレッジレンジを提供するために、図１Ｃにおけるビーム３０〜３２と同様のやり方でステアリングされ得る。

なお、議論の容易化のために、“アナログビーム形成”、“ビーム形成”、“狭ビーム形成”、及び他の同様の意味の用語は、本明細書では互換可能に使用され得る。

ビーム形成システムは、アンテナアレイの送信（Ｔｘ）側と受信（Ｒｘ）側との間にキャリブレーションミスマッチも有し得る。他方、いくつかのビーム形成システムは、送信及び受信のために別々のアンテナアレイさえ有してもよく、それにより、アップリンク（ＵＬ）で受信されるビームに関するビーム形成関連の指向性情報はダウンリンク（ＤＬ）で送信するビームには適用されない。なお、ここでは、アップリンク及びダウンリンクの用語はそれらの旧来の意味で使用される。即ち、ＵＬにおける送信は、ＵＥの基地局への送信をいい、ＤＬにおける送信は、基地局のＵＥへの送信をいう。ビーム形成の文脈において、図１Ｅは、２つの別々のアンテナアレイ、Ｔｘアレイ３８及びＲｘアレイ４０が、基地局のアンテナシステムの一部を形成し得る例を示す。図１Ｅにおける例示から、基地局における別々のＴｘアレイ及びＲｘアレイに起因して、ＵＥ４３にとって最も好適なＤＬビーム４２が対応するＵＬビーム４４とは異なることがわかる。ＵＥ４３への送信を基地局が構築し及び維持することをＤＬビーム４２が可能にし得るという意味で、ＤＬビーム４２はＵＥ４３にとって“最も好適”又は“十分に良好”であろう。他方、ＵＥ４３からの送信を基地局が受信することをＵＬビーム４４が可能にし得るという意味で、ＵＬビーム４４は“最も好適”又は“十分に良好”であろう。しかしながら、図１Ａ〜図１Ｄにおける構成とは対照的に、図１Ｅにおける構成は、２つの異なるビーム４２及び４４を、一方をＤＬのために他方をＵＬのために、それぞれ使用する。

図１Ｄの時間多重化されるビーム形成の実装、又は図１Ｅの“不一致の（mismatched）”ビームにおいて、対応するＵＥは、当該ＵＥが基地局へユーザデータを送信するか基地局からユーザデータを受信することができるようになる前に、まず、セル又は基地局へ“アタッチ”しなくてはならないであろう。ＵＥがセルに“アタッチ”できる前に、当該ＵＥは、セルに最初にアクセスを試みる際に対応するセルのシステム情報を取得する必要があるであろう。３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）のＬＴＥ（Long-Term Evolution）セルラーネットワークにおいて、ランダムアクセス手続は、ＵＥがセルへ同期モード又は非同期モードのいずれでアタッチするかに関わらず、ＵＥがそれぞれのセルへアタッチすることを可能にするために遂行されねばならないであろう重要な機能である。

図２は、４Ｇ（Fourth Generation）ＬＴＥセルラーネットワークにおけるランダムアクセス手続のための例示的なメッセージングフロー４６を描いている。議論の容易化のために、ｅＮＢ４８及びＵＥ５０を参照しながらメッセージングフロー４６が示される。ＵＥ５０は、図１Ａ〜図１ＥにおけるＵＥ２２〜２４及びＵＥ４３のうちのいずれかと同様であり得る。同様に、ｅＮＢ４８は、図１Ａ〜図１Ｄにおける基地局２０と同様であるか、又は、図１Ｅのアンテナアレイ３８、４０を構成し得る。前に述べたように、議論の容易化のために、本明細書では参照番号“４８”はｅＮＢ４８及びそれに対応するセル（図示せず）に言及するために互換可能に使用され得る。セルのサーチは、ランダムアクセス手続の一部であり、それによりＵＥは、セルとの、より具体的には当該セル内の特定の基地局との時間同期及び周波数同期を獲得し、また、そのセルの物理層のセルＩＤを検出し得る。図２内のブロック５２に示されるように、ｅＮＢ４８は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルで、プライマリ同期シーケンス（ＰＳＳ）及びセカンダリ同期シーケンス（ＳＳＳ）という２つの特別な信号をブロードキャストし得る。ブロードキャストされるこれらの信号は、セル４８内で動作する、ＵＥ５０を含むすべてのＵＥにより受信され得る。これらの信号を検出することで、ＵＥ５０は、ブロック５２に“サブフレーム及び無線フレームの同期”と示される、ｅＮＢ４８との時間同期及び周波数同期を実行することができ、また、セルのアイデンティティ（物理セルＩＤ）といった有用なシステムパラメータを取得することができる。ＬＴＥでは、ＰＳＳ及びＳＳＳ同期信号は、１０ｍｓの無線フレームにつき２回送信され得る。知られているように、ＬＴＥにおける１０ｍｓの無線フレームは、各々が１ｍｓの１０個の“サブフレーム”を構成する。よって、ＬＴＥでは、１ｍｓの送信時間インターバル（ＴＴＩ）は“サブフレーム”として言及される。ＰＳＳ信号は、送信されるすべてのサブフレームにおいていずれのセルに対しても同じであり得る。

図２内のブロック５４に示されるように、ｅＮＢ４８は、対応するセル内で物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）信号及び物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）信号も送信し得る。ＰＢＣＨは、セルの初期アクセスのために不可欠であろうダウンリンクシステム帯域幅といった基本的な情報を提供し得る。但し、ＰＢＣＨは、システム帯域幅を事前に知らなくとも検出可能であるように、また、セルエッジでもアクセス可能であるように、設計される。ＰＢＣＨを通じて、ＵＥ５０は、重要なシステム情報（ＳＩ）を得るためにＰＤＳＣＨも受信するように要求され得る。ＰＢＣＨの相前後する送信間の時間インターバルは４０ｍｓであり得る。ＰＤＳＣＨは、主要なデータ搬送チャネルであり、動的にかつ機会に応じて、セル内のユーザ／ＵＥへ割り当てられる。ユーザデータをＵＥへ送信するのに加えて、一般的なスケジューリング情報及び、例えばシステム情報ブロック（ＳＩＢ）を含むＳＩといったＰＢＣＨ上では送信されない他のブロードキャスト情報を送信するのにも、ＰＤＳＣＨが使用される。ＬＴＥでは、ＳＩＢは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）によってスケジューリングされ得る。この一般的なスケジューリング情報は、ＵＥ固有のものではないであろう。但し、例えばＳＩＢをどのように復号するかといった、いかなるＵＥ固有のスケジューリング情報も、ランダムアクセスが完了した後に、ｅＮＢ４８によりｅＰＤＣＣＨ（enhanced ＰＤＣＣＨ）上で送信されてもよい。

ブロック５２で同期信号を受信し及びブロック５４でシステム情報を受信すると、ＵＥ５０は、ブロック５６に示されるように、ランダムアクセスプリアンブルをアップリンクにおいて物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）上で送信することにより、ネットワークへのアクセス及びランダムアクセス手続の開始を試み得る。プリアンブルは、ＵＥ５０のために必要なタイミングアドバンスをｅＮＢ４８が推定できるようにする。このタイミングアドバンスはその後、ブロック５８（後述する）で、ランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）メッセージでＵＥ５０へ通信される。ＲＡＲを受信して初めて、ＵＥ５０は、ｅＮＢ４８へ“アタッチする”又はセルに“滞在する”ために、ｅＮＢ４８とタイミングを同期させることができる。ブロック５６におけるＵＥ５０のメッセージングは、本明細書では“Ｍｅｓｓａｇｅ１”あるいは“Ｍｓｇ１”として言及され得る。プリアンブルを受信し及びＵＥのランダムアクセスの試みを検出すると、基地局４８は、ブロック５８に示されるように、ＲＡＲメッセージをＰＤＳＣＨ上で送信することにより、ダウンリンクにおいて応答し得る。本明細書における議論では、“ＲＡＲメッセージ”及び“Ｍｅｓｓａｇｅ２”（あるいは“Ｍｓｇ２”）という用語が、ランダムアクセス手続の期間中のブロック５６におけるプリアンブルを搬送するＭｓｇ１に対するｅＮＢ４８のレスポンスに言及するために互換可能に使用され得る。ブロック５８におけるランダムアクセスレスポンスは、関連文献において“ＲＡＲグラント”として言及され得るものであり、これは、本明細書で“Ｍｅｓｓａｇｅ３”あるいは“Ｍｓｇ３”として言及される後続のメッセージをアップリンクにおいて送信することによりＵＥ５０がランダムアクセス手続を続行するための、２０ビットのアップリンクスケジューリンググラントであり得る。ＲＡＲグラントの内容は、“3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Layer Procedures (Release 12)”と題された、３ＧＰＰ ＴＳ（Technical Specification）３６．２１３、バージョン１２．５．０（２０１５年３月）のセクション６．２に規定されている。３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１３のセクション６．２における議論は全体として参照によりここに取り入れられる。

アップリンクタイミングを調整した後、ＵＥ５０は、必要であれば、Ｍｓｇ２内のＵＬグラントに基づいて、ブロック６０に示されるように、Ｍｓｇ３をｅＮＢ４８へ物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）上で送信し、Ｍｓｇ３内でその端末識別情報（端末ＩＤ）を提供し得る。ＰＤＳＣＨと同様に、ＰＵＳＣＨもユーザデータを搬送する。さらに、ＵＥは、１ｍｓのスケジューリングインターバルで、即ち、サブフレームに等しい時間インターバルで、ＰＵＳＣＨ及びＰＤＳＣＨ上でスケジューリングされ得る。

ＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）に対するＵＥのレスポンス（Ｍｓｇ３）を受信すると、ｅＮＢ４８は、例えばｅＮＢ４８が２つのランダムアクセスプリアンブルを２つの異なるＵＥから同じ値を伴って同時に受信する場合のように、競合の解消が求められるかどうかを判定し得る。ｅＮＢ４８は、競合を解消して、それらＵＥのうちの１つを選択し得る。ブロック６２に示されるように、その後ｅＮＢ４８は、選択したＵＥ、ここではＵＥ５０へ、“Ｍｅｓｓａｇｅ４”あるいは“Ｍｓｇ４”をＰＤＳＣＨで送信し得る。

ブロック６４で、ＵＥ５０は、ｅＮＢ４８へ“アタッチ”されて、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨを使用してＵＥのユーザとの間でユーザデータを転送するためのｅＮＢ４８との双方向の通信セッションを構築し得る。ユーザはその後ＵＥ５０を使用して、音声通話、データセッション、ウェブブラウジング等を、ｅＮＢ４８のセルラーネットワークを使用して遂行することができる。

図１Ｄ及び図１Ｅを参照しながら議論したアナログ／狭ビーム形成が、図２を参照しながら議論した既存のランダムアクセス方式と共に使用される場合、問題が生じる。ネットワーク（即ち、ｅＮＢ）は、ＵＥから（Ｍｓｇ１内で）受信されるランダムアクセスプリアンブルからは、後続のランダムアクセスレスポンス（Ｍｓｇ２及びＭｓｇ４）にとってどのダウンリンクビームが最も適しており又は十分に良好であるのかを知ることができない。ＵＥからの送信信号を受信するために最も適したアップリンクビームは、その情報をＵＥからプリアンブルを受信する際に取得できるはずであることから、ネットワークにより依然として認識可能である。しかしながら、例えば図１Ｅを参照しながら議論したようなダウンリンクビーム方向とアップリンクビーム方向との間の潜在的なミスマッチに起因して、アップリンクビーム関連の情報をダウンリンクに適用することができない。ＵＥによりどのダウンリンクビームが選好されるかに関する情報を、ネットワーク／ｅＮＢが認識せず又は限定的な情報しか有しない場合、ｅＮＢは、（図１Ａを参照しながら前に議論したような、より低いアンテナ利得、及びそのためより短いレンジを伴う）広いビームで、又は例えば図１Ｄに示したような複数の狭ビームで、のいずれかでＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）を送信しなければならないであろう。複数の狭ビームは、限定的な数のビームを伴うシステムにおいて、貴重なリソースを消費し得る。限定的な数の同時のビームしかサポートしないセルラーシステムについては、ランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）時間ウィンドウの期間中にＲＡＲメッセージを送信する際、異なるビームを異なる時間インスタンスにおいて使用しなければならない。ＲＡＲウィンドウは、ｅＮＢからのＲＡＲメッセージを求めてＵＥがダウンリンクをモニタリングする時間である。

さらに、（Ｍｓｇ２とＭｓｇ３との間の）旧来の一対一のマッピングを使用して多数の“並列な”手続を開始することによって複数のＤＬビームを探査することは、無駄が多い。というのも、複数のＤＬビームでＭｓｇ２が送信される場合、ｅＮＢは複数のＭｓｇ３リソースも（ＵＬにおいて）予約する必要があり得るからである。複数のＭｓｇ３リソースが予約されると、どの単一の又は複数のＭｓｇ２がＵＥにより受信されるかに依存して、予約されているＭｓｇ３リソースのうちの一部のみが実際にＵＥによりそのＭｓｇ３を送信するために使用されることになる。複数のＭｓｇ３送信内の内容を複製することはできるものの、初期のランダムアクセス手続を完了するためにはわずか１つのＭｓｇ３しか必要とされない。したがって、（Ｍｓｇ３のために）予約されているＵＬリソースは無駄になり得る。

よって、基地局が狭ビーム形成を採用する場合、ＤＬビーム方向とＵＬビーム方向との間の潜在的なミスマッチにもかかわらず、図２のランダムアクセス手続の期間中のＲＡＲメッセージがＵＥによって単に受信されるのではなく、そのＵＥにとって十分に良好なＤＬビームを通じて受信されるように、当該ミスマッチに対処することが望ましいであろう。

解決策として、本開示の具体的な実施形態は、ｅＮＢといったネットワークエンティティからの複数のＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）がＵＥへと、おそらくは異なる時間に及び／又は異なるビームを使用して連続的に送信される、システム及び方法を提供する。よって、これらの複数のＲＡＲメッセージは中断なしに、且つ、ＵＥから何らかのＭｓｇ３レスポンスが受信される前に、送信される。各ＲＡＲメッセージは、当該ＲＡＲメッセージ内で搬送されるＵＬグラント内にメッセージ固有のスケジューリング遅延インジケータを含む。遅延インジケータは、ＵＬグラントによりスケジューリングされるＵＥのアップリンク送信について調整可能な時間遅延を提供する。よって、本開示は、図２に示されるメッセージング順を依然として辿りながらも、図２内のブロック５８及び６０において修正されたメッセージングを伴う。本開示の具体的な実施形態におけるブロック５８の修正バージョンでは、単一のＭｓｇ２に代えて複数のＲＡＲ送信（Ｍｓｇ２）が企図される。同様に、本開示の具体的な実施形態におけるブロック６０の修正バージョンでは、それら複数のＲＡＲ送信に対するＵＥからのレスポンスは、１つ以上のＭｓｇ３送信を含み得る。図２内のブロック６２及び６４におけるメッセージングは変更されないままであり得る。

本開示の具体的な実施形態に従えば、異なる時間インスタンスにおける複数のＲＡＲ送信は、単一の時間インスタンスについて同一のＵＬ送信（Ｍｓｇ３）をスケジューリングすることができる。アナログビーム形成を採用する基地局にとって、この多数Ｍｓｇ２対単一Ｍｓｇ３のマッピングは、ＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）とそれに続いてスケジューリングされるＵＬ送信（Ｍｓｇ３）との間の現行の単一Ｍｓｇ２対単一Ｍｓｇ３のマッピングに伴う、先に議論した問題を解決し得る。この多対一のマッピングは、複数のＲＡＲメッセージを送信する際に、ＵＥからの単一のＵＬ送信（Ｍｓｇ３）をスケジューリングしながらも、いくつものアンテナビームを時間ドメインで多重化することも可能にし得る。ＵＥにとって最良のＤＬビームは知られていない場合があることから、複数のＲＡＲメッセージを送信することは好ましいであろう。ＵＥは、測定された最良のＤＬ Ｍｓｇ２をそのＭｓｇ３においてレポートし得るが、ＵＬの最良のビームが先のＭｓｇ１を通じて既に知られている場合には、Ｍｓｇ３自体は何度も繰り返される必要はないであろう。

代替的に、他の実施形態においては、複数の連続的なＲＡＲ送信のうちの少なくとも２つは、異なる時間インターバルでＵＥのＵＬ送信をスケジューリングし得る。このアプローチは、ＲＡＲメッセージとＵＥからの潜在的なＭｓｇ３送信との間に多対多の対応をもたらし得る。前と同様に、ＲＡＲメッセージのすべては、ＵＥから何らかのＭｓｇ３が受信される前に、連続して送信される。本開示の教示によるＲＡＲメッセージの送信の文脈においてここで使用される“連続的に送信される”又は“連続して送信される”という用語は、各時間インスタンスにおける複数のＤＬビーム上での複数のＲＡＲメッセージの“並列”又は“同時”送信も含み得ることが理解される。１つの実施形態では、単一Ｍｓｇ２対多数Ｍｓｇ３の対応も実現され得る。

上記の多対一及び多対多のメッセージングメカニズムは、ＲＡＲメッセージ固有の調整可能な時間遅延インジケータと併せて、ＵＥにとってどのＤＬビームが最も適しているかをｅＮＢが認識せず又はそれに関して限定的な情報しか有しない場合であっても、ｅＮＢのＲＡＲがＵＥによって受信される確度を増大し得る。このため、狭ビーム形成がｅＮＢにより使用される場合にランダムアクセス手続の全体的なロバスト性が高められる。さらに、本明細書で議論されるＲＡＲメッセージングメカニズムは、ＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）及びそれに続くＵＬメッセージ（Ｍｓｇ３）をいつスケジューリングするかについての制限を取り除くことにより、ｅＮＢベースのスケジューラの柔軟性も高め得る。ＲＡＲを送信する際及び／又はＵＬメッセージを受信する際にある時間インスタンスにおいてダウンリンク及び／又はアップリンクの無線リソースが不足している場合に、これは特に有用であり得る。ＬＴＥにおける動的な時間分割複信（ＴＤＤ）動作モードのケースでは、本明細書で議論されるＲＡＲメッセージングは、ＤＬ又はＵＬについてどのサブフレームを動的に割り当て得るかに関するスケジューラの柔軟性も高め得る。

１つの実施形態において、本開示は、ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、ネットワークエンティティからユーザ機器（ＵＥ）へランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を送信する方法を対象とする。当該方法は、ネットワークエンティティにより、（ｉ）各ＲＡＲメッセージがＵＥによるＲＡＲメッセージへの応答を可能にするためのＵＥについてのそれぞれのアップリンク（ＵＬ）グラントを搬送する、複数のＲＡＲメッセージを生成することと、（ｉｉ）各ＲＡＲメッセージについて、当該ＲＡＲメッセージにより搬送されるそれぞれのＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを提供することと、（ｉｉｉ）各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを、それぞれのＲＡＲメッセージへ応答するためにＵＥがＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルの標識をＵＥへ提供するように構成することと、（ｉｖ）ＵＥへ複数のＲＡＲメッセージを連続的に送信することと、を実行することを含む。

１つの実施形態において、複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つは、異なる時間に送信され得る。別の実施形態において、複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つは、異なる無線ビームを使用して送信され得る。

１つの実施形態において、上記時間インターバルは、複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれにＵＥが応答するかに関わらず、各ＲＡＲメッセージについて同一である。これにより、ＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）とＵＬにおけるＵＥの後続のレスポンス（Ｍｓｇ３）との間に多対一のマッピングが提供される。別の実施形態において、上記時間インターバルは、複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つについて異なる。このオプションは、ＲＡＲメッセージとＵＥのＵＬレスポンスとの間に多対多のマッピングをもたらす。

１つの実施形態において、時間遅延インジケータは、ビットフィールドであり得る。具体的な実施形態において、標識は、当該標識を搬送するそれぞれのＲＡＲメッセージのタイミングに対して相対的な第１の時間遅延値、であり得る。代替的に、標識は、ネットワークエンティティにより受信されるＵＥからのＵＬメッセージのタイミングに対して相対的な第２の時間遅延値であって、ＵＬメッセージへの応答として複数のＲＡＲメッセージがネットワークエンティティにより送信される第２の時間遅延値、であり得る。第１の時間遅延値は、標識を搬送するそれぞれのＲＡＲメッセージのサブフレームから測定される第１のサブフレーム数の形で表現され得る。他方、第２の時間遅延値は、ＵＬメッセージのサブフレームから測定される第２のサブフレーム数の形で表現され得る。第１又は第２のサブフレーム数は、それぞれのＲＡＲメッセージ内の１ビット又は複数ビットを使用して、例えばＲＡＲメッセージ内の時間遅延インジケータフィールドを使用して、表現され得る。

具体的な実施形態において、それぞれのＲＡＲメッセージへ応答するためにＵＥがＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルを判定するために、等式又は定式がネットワークエンティティにより使用され得る。

１つの実施形態において、ネットワークエンティティは、複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれにＵＥが応答しているのかを示すレスポンスを、ＵＬにおいてＵＥから受信し得る。

さらなる実施形態において、本開示は、ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、ネットワークエンティティからＵＥにより受信されるＲＡＲを処理する方法を対象とする。当該方法は、ＵＥにより、（ｉ）各ＲＡＲメッセージが当該ＲＡＲメッセージにより搬送されるＵＥについてのそれぞれのＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを含む、複数のＲＡＲメッセージをネットワークエンティティから受信することと、各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータは、ＵＬにおいてＵＥがネットワークエンティティへ送信を行うようにスケジューリングされるＵＬ時間インターバルを特定することと、（ａ）上記ＵＬ時間インターバルは各ＲＡＲメッセージについて同一であること、及び、（ｂ）上記ＵＬ時間インターバルは複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つについて異なること、のうちの１つが適用されることと、（ｉｉ）複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも１つを選択することと、（ｉｉｉ）選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージにより特定されるＵＬ時間インターバルの期間中に、選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージへのレスポンスであって、選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージをネットワークエンティティに対して識別するレスポンスを送信することと、を実行することを含む。

１つの実施形態において、ＵＥは、選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージに関連付けられたＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを予め定義される定式において使用して、選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージにより特定されるＵＬ時間インターバルを判定し得る。

さらなる実施形態において、本開示は、モバイルデバイスへＲＡＲを送信するためのセルラーネットワークにおけるネットワークエンティティを対象とする。ネットワークエンティティは、狭ビーム形成を採用し、（ｉ）複数のＲＡＲメッセージをモバイルデバイスへ送信するための送受信機と、（ｉｉ）モバイルデバイスへの送信の前に複数のＲＡＲメッセージを生成するためのスケジューラと、（ｉｉｉ）送受信機及びスケジューラへ連結されるプロセッサと、を含み、プロセッサは、スケジューラにより生成される複数のＲＡＲメッセージの送受信機による連続的な送信を行わせるように動作可能である。ネットワークエンティティにおいて、スケジューラは、（ｉ）モバイルデバイスによるＲＡＲメッセージへの応答を可能にするために、各ＲＡＲメッセージ内にそれぞれのＵＬグラントを含めることと、（ｉｉ）各ＲＡＲメッセージについて、当該ＲＡＲメッセージにより搬送されるそれぞれのＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを提供することと、（ｉｉｉ）各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを、それぞれのＲＡＲメッセージへ応答するためにモバイルデバイスがＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルの標識をモバイルデバイスへ提供するように構成することと、を実行するように動作可能である。

１つの実施形態において、ネットワークエンティティは、（ｉ）無線基地局（ＲＢＳ）、（ｉｉ）基地局コントローラ（ＢＳＣ）、（ｉｉｉ）無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、（ｉｖ）ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）、及び、（ｖ）基地局の集合、のうちの１つであり得る。

別の実施形態において、本開示は、ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、ネットワークエンティティからＵＥへＲＡＲを送信する方法を対象とする。当該方法は、ネットワークエンティティにより、（ｉ）ＵＥによるＲＡＲメッセージへの応答を可能にするための当該ＵＥについてのＵＬグラントを搬送する、ＲＡＲメッセージを生成することと、（ｉｉ）ＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを提供することと、（ｉｉｉ）ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを、ＲＡＲメッセージへ応答するためにＵＥがＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルの標識を当該ＵＥへ提供するように構成することと、（ｉｖ）時間インターバルによってスケジューリングされる通りにＲＡＲメッセージへ応答する際にＵＬにおいて複数のメッセージを送信するようにＵＥに命令するフラグビットを、ＲＡＲメッセージ内にさらに提供することと、（ｖ）ＲＡＲメッセージをＵＥへ送信することと、を実行することを含む。このようにして、本開示の１つの実施形態に従って、ＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）とＵＥによる複数のＵＬレスポンス（Ｍｓｇ３）との間に一対多のマッピングが達成され得る。

ＬＴＥネットワークにおけるネットワークエンティティ／基地局によるアナログビーム形成の文脈において、本開示の具体的な実施形態に従った調整可能な時間遅延インジケータを各々が含む複数のＲＡＲメッセージの連続的な送信は、ネットワークエンティティとランダムアクセス手続を開始したＵＥにとって十分に良好なダウンリンクビームで少なくとも１つのＲＡＲメッセージを送出する機会をネットワークエンティティに提供する。ＵＥによりどのダウンリンクビームが選好されるかをネットワークエンティティが認識せず又はそれに関して限定的な情報しか有さずとも、ＲＡＲメッセージはＵＥへ送出され得る。このようにして、アップリンクビーム方向とダウンリンクビーム方向との間の潜在的なミスマッチの影響は実質的に軽減され、ランダムアクセス手続の全体的なロバスト性が高められ得る。

以下のセクションで、図面に示される例示的な実施形態を参照しながら本開示について説明する。

アンテナビームパターン及びそのカバレッジレンジの例を示す図である。 アンテナビームパターン及びそのカバレッジレンジの例を示す図である。 アンテナビームパターン及びそのカバレッジレンジの例を示す図である。 アンテナビームパターン及びそのカバレッジレンジの例を示す図である。 アンテナビームパターン及びそのカバレッジレンジの例を示す図である。 ４Ｇ ＬＴＥセルラーネットワークにおけるランダムアクセス手続のための例示的なメッセージングフローを描いた図である。 本開示の具体的な実施形態に従った図４〜図１０に示されるＲＡＲメッセージング方式が実現され得る例示的なワイヤレスシステムを示す図である。 本開示の具体的な実施形態の教示による、ネットワークエンティティによるＲＡＲメッセージの送信を説明する例示的なフローチャートである。 本開示の具体的な実施形態の教示による、ＵＥによるＲＡＲメッセージの処理を説明する例示的なフローチャートである。 本開示の具体的な実施形態に従った例示的なＲＡＲメッセージのブロック図である。 本開示の１つの実施形態に従ったランダムアクセス手続における例示的な多対一のマッピングを示す図である。 本開示の１つの実施形態に従って、ｅＮＢにより送信される複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも１つをＵＥが受信することを可能にするために、図３におけるｅＮＢがどのようにビーム切り替えを使用し得るのかを示す図である。 本開示の１つの実施形態に従ったランダムアクセス手続においてあり得る多対多の及び多対一のマッピングを示す図である。 本開示の１つの実施形態に従って、Ｍｓｇ３グラントについて当初計算されたサブフレームが特別な目的のために予約されているサブフレームを示す場合に、Ｍｓｇ３についてのＵＬサブフレームがどのようにスケジューリングされ得るのかを示す図である。 本開示の１つの実施形態に従ってＭｓｇ１に対して相対的に特定されるＭｓｇ３遅延の一例を示す図である。 本開示の１つの実施形態に従った例示的なワイヤレスデバイスのブロック図である。 本開示の１つの実施形態に従ったネットワークエンティティとして機能し得る基地局の例示的なブロック図である。

以下の詳細な説明において、本開示の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が述べられる。しかしながら、本開示がこれら特定の詳細無しに実践され得ることは、当業者には理解されるであろう。他の例では、本開示を曖昧にすることのないように、よく知られている方法、手続、構成要素、及び回路は詳細には説明されていない。本開示は主に、例えばＬＴＥネットワークといった３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）セルラーフォン／データネットワークの文脈で説明されるが、図２に例示されるものと同様のランダムアクセス手続をネットワークが要する限り、他の形のセルラー又は非セルラーワイヤレスネットワークにおいても本開示を実現することができることが理解されるべきである。よって、下の議論における“セル”という用語の使用は、セルラー構造のみに限定されるものと解釈されるべきではない。

図３は、本開示の具体的な実施形態に従った図４〜図１０に示されるＲＡＲメッセージング方式が実現され得る、例示的なワイヤレスシステム６６を示す。例示的なワイヤレス又はモバイルデバイス６８は、モバイル通信ネットワーク７０を通じてシステム６６内で動作し得る。モバイルデバイス６８がネットワーク７０内で“動作”すること又はネットワークによりサポートされる種々のサービス及び機能にアクセスすることを可能とされる前に、モバイルデバイス６８は、図２に示したもののようなランダムアクセス手続を、本開示の教示による修正されたＲＡＲメッセージングでもって、実行する必要があるであろう。本明細書における議論では、“ワイヤレスネットワーク”、“モバイル通信ネットワーク”、“事業者ネットワーク”、又は“キャリアネットワーク”という用語は、デバイス６８のような、様々なタイプのワイヤレスデバイスとの音声及び／又はデータ通信を促進するワイヤレス通信ネットワーク７０に言及するために互換可能に使用され得る。キャリアネットワーク７０は、セルラーネットワーク、プロプライエタリなデータ通信ネットワーク、企業内ワイヤレスネットワーク、等であり得る。

１つの実施形態において、ワイヤレスデバイス６８は、例えば、音声通話の一部としてのオーディオデータ、ビデオ通話の一部としてのオーディオ・ビジュアルデータ、オンラインゲームに関連付けられるテキストデータ、グラフィカルデータ、及び／若しくは画像データ、等のデータコンテンツを、ネットワーク７０から受信しあるいはネットワーク７０へ送信することができる、ＵＥ又は移動局（ＭＳ）であり得る。１つの実施形態において、ワイヤレスデバイス又はＵＥ６８は、本開示の教示に従って受信される複数のＲＡＲメッセージを処理するための、例えば（下で議論する）図１１に示されるモジュール１７０といった、ＲＡＲメッセージ処理モジュールを含み得る。ワイヤレスデバイス６８は、“モバイルハンドセット”、“ワイヤレスハンドセット”、“モバイルデバイス”、“モバイル端末”、等のような類似の用語によって言及されてもよい。ＵＥ又はモバイルハンドセット／デバイスのいくつかの例は、セルラーフォン又はデータ転送機器、スマートフォン、ハンドヘルド又はラップトップコンピュータ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、電子書籍リーダ、携帯電子タブレット、等を含む。データ転送機器は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）又はページャを含み得る。スマートフォンは、例えば、ｉＰｈｏｎｅ（商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）フォン、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（商標）デバイス、等を含み得る。

図３の実施形態において、キャリアネットワーク７０が例示的なネットワークエンティティ７２を含むことが示されている。本明細書における議論では、“ネットワークエンティティ”という用語は、基地局（ＢＳ）又はｅＮｏｄｅＢ／ｅＮＢに言及するために互換可能に使用され得る。１つの実施形態において、ネットワークエンティティ７２は、下で後に議論するように、ＵＥによるランダムアクセス手続の開始の期間中にＵＥ６８とインタラクションする基地局の集合を表してもよい。ネットワークエンティティ７２に関連付けられるセル（図示せず）内で動作するＵＥ６８といったモバイルデバイスに対して無線周波数（ＲＦ）カバレッジ又は無線インタフェースをネットワークエンティティ７２が提供することを可能にするために、ネットワークエンティティ７２はアンテナアレイ（又はアンテナユニット）７４を具備し得る。モバイルデバイス６８のケースでは、こうしたＲＦカバレッジは、ＲＦリンク７６の形で例示される。ネットワークエンティティ７２は、アンテナユニット７４を介して、及びピコ又はフェムト基地局（図示せず）といったセカンダリエンティティの助けを伴って又は伴わずに、ＲＦリンク７６をデバイス６８へ提供し得る。ここで、ワイヤレスネットワーク７０がセルラーＬＴＥネットワークである場合、ｅＮＢ７２は、“ソースセル”として知られる特定のセルと関連付けられ、ＵＥ６８に対してそのソース／サービングｅＮＢとしてＲＦカバレッジを提供し得る。ＵＥ６８は、ｅＮＢのソースセル（図示せず）内に物理的に存在するか、登録されるか、例えばＲＦカバレッジ若しくは先のハンドオーバを通じて関連付けられるか、又は、その中で動作していることから、ｅＮＢ７２によりサービスされ得る。前に述べたように、“セル”及びそれに関連付けられる例えばｅＮＢ（あるいはｅＮｏｄｅＢ）といった基地局は、同じ参照番号を使用して互換可能に言及され得る。例えば、モバイルデバイス６８は基地局７２又はセル７２とランダムアクセス手続を行う、と互換可能に言及され得る。

１つの実施形態において、アンテナアレイ（又はアンテナユニット）７４は、図１Ｄに示されるビームのような複数の無線ビームを提供することができるステアリング可能なアンテナアレイを含み得る。別の実施形態において、アンテナアレイ７４は、図１Ｅに示されるもののような、別々の送信アレイ及び受信アレイからなり得る。さらに別の実施形態においては、アナログビーム形成された信号をアンテナアレイ７４が１つのビームで又は少数のビームで同時に送信し及び受信することができるように、アンテナアレイ７４は、単一のアンテナエレメント又は複数のアンテナエレメントを含み得る。代替的に、アンテナアレイ７４は、ビーム形成された信号を複数のビームを使用して時間多重化されるやり方で、図１Ｄに示されるものと同様のやり方で、送信し及び受信し得る。議論の容易化のために、アンテナアレイ７４は、基地局７２による送信／受信が議論されるたびに明示的に記載されるわけではない。しかしながら、ＢＳ７２によるワイヤレスデバイス６８との通信はアンテナユニット７４を通じてである、と理解される。

ＵＥ６８へエアインタフェース又は通信チャネルを提供することに加えて、ＢＳ７２は、例えばＵＥ６８から受信されるチャネルフィードバックを使用して、無線リソース管理も行い得る。ｅＮＢ７２とＵＥ６８との間の例えばＲＦリンク７６といった通信チャネルは、ｅＮＢ７２とＵＥ６８との間で交換される信号のための通信路（conduit）を提供し得る。さらに、ネットワークエンティティ又はｅＮＢ７２は、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）が存在しないセルの一部であってもよい。但し、本開示の教示は、ＣＡベースのセルラー構成にも等しく適用され得ることが理解される。

以下の議論において、本開示の具体的な実施形態に従ったランダムアクセス手続のＲＡＲメッセージング部分が、モバイルデバイス６８及びネットワークエンティティ７２を参照しながら議論される。ランダムアクセス手続が成功裏に完了した後は、モバイルデバイス６８は、ネットワークエンティティ７２へ“アタッチ”されていると考えられ、ネットワークエンティティ７２は、モバイルデバイス６８を“制御”していると考えられ得る。よって、ワイヤレスネットワーク７０内で動作しており基地局７２へアタッチされているワイヤレスデバイス６８等の端末同士は、基地局７２を介して情報を交換し得る。ワイヤレスネットワーク７０は、多数のワイヤレス端末がその中で動作する高密度のネットワークであり得る。例示の容易化のために、図３にはそうしたデバイス６８を１つのみ示している。キャリアネットワーク７０は、据え置き型のデバイスと共にモバイル型のデバイスをサポートしてよい。モバイル通信ネットワーク７０は、ワイヤレスサービスのプロバイダ（又は事業者）により運用され、管理され、及び／又は所有されるセルラーキャリアネットワークであり得る。

１つの実施形態においては、ネットワークエンティティ７２は、３Ｇ（Third Generation）ネットワーク内の基地局、又は、ホーム基地局若しくはフェムトセルであり、アタッチされるそれぞれのモバイルハンドセットへ無線インタフェースを提供し得る。他の実施形態においては、基地局は、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線タワー、又は、ワイヤレス環境で動作可能な他の任意のタイプの無線インタフェースデバイスも含み得る。

前述したように、基地局（ＢＳ）７２は、“ネットワークエンティティ”として互換可能に言及され得る。追加的に、ＢＳ７２は、“アクセスノード”又は“モバイル通信ノード”としても言及され得る。３Ｇキャリアネットワーク７０のケースでは、基地局７２は、３Ｇ無線基地局（ＲＢＳ）の機能性を、３Ｇ無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）のすべての又はいくつかの機能性と共に含み、ＢＳ７２は、本開示の具体的な実施形態の教示によるＲＡＲメッセージングを行うようにも構成され得る。例えば２Ｇ（Second Generation）ネットワーク又は４Ｇ（Fourth Generation）ネットワーク及びそれ以降、といった他のタイプのキャリアネットワークにおける通信ノードが同様に構成されてもよい。図３の実施形態において、ノード７２は、本開示の教示によるＲＡＲメッセージングを実現するように（ハードウェアで、ソフトウェアを介して、又はその両方で）構成され得る。例えば、アクセスノード７２の既存のハードウェアアーキテクチャを修正できない場合、本開示の１つの実施形態に従ったＲＡＲメッセージングは、（利用可能であれば）基地局コントローラ（ＢＳＣ）又は当該アクセスノード７２における１つ以上のプロセッサの好適なプログラミングを通じて実現され得る。そうしたプロセッサは、例えば、図１２に示されるプロセッサ１７５、あるいはより具体的にはスケジューラ１８４、であり得る。ノード７２内のプロセッサによるプログラムコードの実行時、例えば、後に議論するように、調整可能な遅延インジケータを伴うＲＡＲメッセージを生成すること、ＵＥ６８へ連続して複数のＲＡＲメッセージを送信すること、ＵＥ６８から１つ以上のレスポンスを受信すること、等の種々のｅＮＢ関連の機能を実行するようにノード７２は動作し得る。よって、以下の議論において、通信ノード７２（又はそのＢＳＣ）はある機能又はプロセスを“実行する”、“達成する”、又は“遂行する”と言及され得るが、そうした実行が所望通りにハードウェア及び／又はソフトウェアで技術的に達成されてよいことが当業者にとって明らかである。

本明細書における議論は“ネットワークエンティティ”として主に基地局又はｅＮＢに言及するが、ある実施形態においては、“ネットワークエンティティ”という用語が例えば、ピコ若しくはフェムト基地局といったセカンダリエンティティとの組み合わせで動作するマクロ基地局、ピコ若しくはフェムト基地局といったセカンダリエンティティ、基地局の集合、ＲＮＣ、ＢＳＣの機能性を伴う若しくは伴わない基地送受信機局（ＢＴＳ）、分散型ｅＮＢ、コアネットワーク、ＢＳＣ、又は、ＢＳＣ若しくはＲＮＣの機能性を伴う若しくは伴わない１つ以上の基地局とＣＮとの組み合わせ、への言及であってもよいことが理解される。例えば、何らかのＲＮＣ機能性がＣＮにおいて実現される場合、ＣＮは、“ネットワークエンティティ”を表し得る。そうしたＲＮＣ機能性がＢＳ／ｅＮＢとＣＮとの間で分散される場合には、“ネットワークエンティティ”は、そうしたＢＳ／ｅＮＢとＣＮとの組み合わせであり得る。他方、具体的な実施形態において、例えば協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）送信／受信構成のケースにおいては、複数の基地局又は単一のＢＳと他のいくつかのノード（図示せず）との組み合わせが、“ネットワークエンティティ”を構成し得る。ネットワーク７０内又はワイヤレスシステム６６内の、上述したもの以外の、ＩＰベースであり得る別のエンティティが、本開示の教示による“ネットワークエンティティ”として動作するように構成されてもよい。本明細書において述べられるネットワークエンティティはいずれも、所望通りに、好適に構成されたハードウェア及び／又はソフトウェアを使用して、機能又はプロセスを“実行し”、“達成し”、又は“遂行し”得る。

図３の実施形態におけるｅＮＢ７２は、コアネットワーク（ＣＮ）７８によりサービスされ制御されるように示されている。同じ事業者ネットワーク７０内か、ワイヤレスシステム６６における他のキャリアネットワーク（図示せず）内のいずれかに、追加的なコアネットワーク（図示せず）があり得ることが理解される。キャリアネットワーク７０がＬＴＥネットワークである場合、ｅＮＢ７２は、“Ｓ１”インタフェースを介してＣＮ７８へ接続され得る。例えば、端末モビリティ管理；外部ネットワーク又は通信エンティティへのアクセス；加入者アカウントの管理、請求、ＶｏＬＴＥ（Voice over ＬＴＥ）音声通話サービスといった加入者選択型サービスの配信のサポート、等；インターネットプロトコル（ＩＰ）接続性及び他のネットワーク（例えばインターネット）若しくはエンティティとの相互接続；ローミングサポート；等の論理及び制御機能を、コアネットワーク７８は提供し得る。

ＬＴＥキャリアネットワーク７０のケースでは、ＣＮ７８は、ＡＧＷ（Access Gateway）又はＥＰＣ（Evolved Packet Core）のいくつかの若しくはすべての機能性を含むか、又は、サブネット固有のゲートウェイ／制御ノード（図示せず）との組み合わせで機能し得る。ある実施形態においては、ＣＮ７８は、例えば、３ＧＰＰ ＣＮといったＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）ＣＮであり得る。他の実施形態においては、ＣＮ７８は、例えば、（符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）ベースのセルラーシステムのための）３ＧＰＰ２ ＣＮといった別のタイプのＩＭＴ ＣＮ、又は、ＥＴＳＩ ＴＩＳＰＡＮ（European Telecommunications Standards Institute TIPHON（Telecommunications and Internet Protocol Harmonization over Networks） and SPAN（Services and Protocols for Advanced Networks））ＣＮ、であり得る。

キャリアネットワーク７０のタイプに関わらず、コアネットワーク７８は、ＵＥ６８のようなＵＥのうちの１つ以上の、それらそれぞれのｅＮＢへの接続、並びに、当該ｅＮＢを通じた、キャリアネットワーク７０内で動作する他のモバイルハンドセットへの接続、及び、キャリアネットワーク７０の外部の他の音声及び／又はデータネットワーク内の他の通信デバイス若しくはリソースへの接続、を提供するように機能し得る。通信デバイスは、有線又は無線の電話を含み、リソースは、インターネットウェブサイトを含み得る。ＵＥ６８のためにキャリアネットワーク７０内で動作するデバイスを越えて所望の接続を達成するために、コアネットワーク７８は、例えばインターネットのようなインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークといったパケット交換ネットワーク８０へ、及び、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）といった回路交換ネットワーク８１へ連結されてもよい。よって、コアネットワーク７８へのｅＮＢ７２の接続及び、ｅＮＢ７２とのＵＥ６８の無線リンク７６を通じて、ＵＥ６８のユーザは、事業者ネットワーク７０内で動作するリソース又はシステムを越えて多種多様なリソース又はシステムにワイヤレスに（及びシームレスに）アクセスし得る。

キャリアネットワーク７０は、セルラー電話ネットワーク、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）、又は、音声ネットワーク若しくはデータネットワーク若しくはその両方であり得る非セルラーワイヤレスネットワーク、であり得る。先に述べたように、キャリアネットワーク７０は、複数のセルサイト（図示せず）を含み得る。ＵＥ６８といったワイヤレス端末は、キャリアネットワーク７０内の加入者ユニットであり得る。さらに、キャリアネットワーク７０のいくつかの部分は、例えばＰＳＴＮ、ＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）ベースのネットワーク、若しくは、衛星ベースの通信リンクといった、現在又は将来の有線又は無線の通信ネットワークのうちのいずれかを、単独で又は組み合わせで含み得る。同様に、上でも述べたように、キャリアネットワーク７０は、そのコアネットワーク７８のＩＰネットワーク８０への接続を介してインターネットに接続されてもよく、又は、その一部としてインターネットの一部分を含んでもよい。１つの実施形態において、事業者ネットワーク７０又はワイヤレスシステム６６は、図３に示したエンティティよりも多くの若しくは少ない又はそれらとは異なるタイプの機能エンティティを含み得る。

以下の議論における種々の例は主にＬＴＥネットワークの文脈で提供されるが、本開示の教示は、セルラー又は非セルラーの複数の異なる周波数分割多重（ＦＤＭ）若しくは時間分割多重（ＴＤＭ）ベースのワイヤレスシステム若しくはネットワークに、本教示を用いて当業者にとって明らかであるような好適な修正を伴って、等しく適用されてよく、それにより、図２を参照しながら先に議論した手続と同様のランダムアクセス手続を行うことをモバイルハンドセットは要し得る。こうしたネットワーク又はシステムは、例えば、２Ｇ（Second Generation）、３Ｇ（Third Generation）、若しくは４Ｇ（Fourth Generation）仕様を使用する標準ベースのシステム／ネットワーク、又は非標準ベースのシステム、を含み得る。そうしたシステム又はネットワークのいくつかの例は、限定ではないものの、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications）ネットワーク、ＴＩＡ／ＥＩＡ（Telecommunications Industry Association／Electronic Industries Alliance）ＩＳ−１３６（Interim Standard-136）ベースの時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）システム、３ＧＰＰ ＬＴＥネットワーク、ＷＣＤＭＡベースの高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）システム、３ＧＰＰ２のＣＤＭＡベースの高速パケットデータ（ＨＲＰＤ）システム、ＣＤＭＡ２０００又はＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ−２０００システム、ＥＶ−ＤＯ（Evolution-Data Optimized）システム、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）標準ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに基づくＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）システム、ＬＴＥ ＡｄｖａｎｃｅｄシステムといったＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（International Mobile Telecommunications-Advanced）システム、他のＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio-Access Networks）又はＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved-UTRAN）ネットワーク、ＧＳＭ／ＥＤＧＥ（GSM/Enhanced Data Rate for GSM Evolution）システム、非標準ベースのプロプライエタリな企業ワイヤレスネットワーク、等を含む。

図４Ａ及び図４Ｂは、本開示の具体的な実施形態の教示による、基地局／ｅＮＢ７２といったネットワークエンティティによるＲＡＲメッセージの送信と、ＵＥ６８といったＵＥによるそれらメッセージの処理と、をそれぞれ示す例示的なフローチャート８３及び９０である。本明細書における議論では、図４Ａ及び図４Ｂはまとめて“図４”として言及され得る。図４Ａにおけるフローチャート８３は、ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、ネットワークエンティティ７２からＵＥ６８へランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を送信する方法に関し得る。図４Ａに示される種々の方法ステップは、ネットワークエンティティ７２により実行され得る。他方、図４Ｂにおけるフローチャート９０は、ネットワークエンティティ７２からＵＥ６８によって受信されるＲＡＲを処理する方法に関する。図４Ｂに示される種々の方法ステップは、ＵＥ６８により実行され得る。よって、具体的な実施形態において、図４Ａにおけるフローチャート８３は、図２内のブロック５８に示されるＲＡＲメッセージング動作、即ちＭｓｇ２の送信の修正バージョンであると考えられ、図４Ｂにおけるフローチャート９０は、図２内のブロック６０に示されるＭｓｇ３の送信の修正バージョンであると考えられ得る。

ここで図４Ａにおけるブロック８５を参照すると、１つの実施形態において、ネットワークエンティティ７２は、本開示の教示により複数のＲＡＲメッセージを生成し得る。各ＲＡＲメッセージは、ＵＥによる当該ＲＡＲメッセージへの応答を可能にするためのＵＥ６８についてのそれぞれのＵＬグラントを搬送し得る。ブロック８６に示されるように、ネットワークエンティティ７２は、各ＲＡＲメッセージについて、当該ＲＡＲメッセージにより搬送されるそれぞれのＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを提供し得る。本開示の１つの実施形態に従った例示的なＲＡＲメッセージを図５に示し、これについて以下に議論する。ネットワークエンティティ７２は、ブロック８７に記されるように、各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを、それぞれのＲＡＲメッセージへ応答するためにＵＬにおいてＵＥがそのＭｓｇ３を送信するようにスケジューリングされる時間インターバルの標識を当該ＵＥへ提供するようにも構成し得る。１つの実施形態において、以下により詳細に議論するように、上記時間インターバルは、複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれにＵＥが応答するかに関わらず、各ＲＡＲメッセージについて同一であってもよい。これにより、複数のＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）と単一のＭｓｇ３との間に多対一の対応がもたらされ得る。他方、別の実施形態では、上記時間インターバルは、ネットワークエンティティにより生成される複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つについて異なってもよい。このケースでは、“ｎ”個のＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）と“ｍ”個のＭｓｇ３レスポンスとの間に多対多の対応が生じ得る。ここで、ｎ≧ｍ≧２である。ブロック８８に示されるように、ネットワークエンティティ７２は、ＵＬにおいてＵＥからの何らかのレスポンス（Ｍｓｇ３）がネットワークエンティティにより受信される前に、複数のメッセージのうちのすべてのＲＡＲメッセージをＵＥ６８へ連続的に送信し得る。前に述べたように、このように複数のＲＡＲメッセージを間断なく送信することで、好ましくはＵＥ６８にとってＲＡＲ Ｍｓｇ２を受信するために十分に良好なダウンリンクビームを通じて、ネットワークエンティティ７２からのＲＡＲがＵＥ６８により実際に受信される確度が高まり得る。

次に図４Ｂを参照すると、ブロック９２に示されるように、ＵＥ６８は、ネットワークエンティティ７２から複数のＲＡＲメッセージを受信し得る。ブロック８６及び８７を参照しながら述べたように、またブロック９２に記されるように、受信される各ＲＡＲメッセージは、当該ＲＡＲメッセージにより搬送されるＵＥについてのそれぞれのＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを含み得る。さらに、各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータは、ＵＥとネットワークエンティティとの間で遂行されるべきランダムアクセス手続の一部として、ＵＥ６８がＭｓｇ３をＵＬにおいてネットワークエンティティ７２へ送信するようにスケジューリングされるＵＬ時間インターバル、を特定し得る。１つの実施形態において、ＵＬ時間インターバルは、各ＲＡＲメッセージについて同一であり、これにより、複数のＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）と単一のＵＥレスポンス（Ｍｓｇ３）との間に先に述べた多対一のマッピングがもたらされ得る。別の実施形態では、ＵＬ時間インターバルは、ネットワークエンティティ７２から受信される複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つについて異なり、これは、先に述べたＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）と潜在的なＵＥレスポンス（Ｍｓｇ３）との間の多対多のマッピングをサポートし得る。

図４Ｂ内のブロック９３に述べられるように、ＵＥ６８は、複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも１つを、処理し及び応答するために選択し得る。その後、ブロック９４に記されるように、ＵＥ６８は、選択した少なくとも１つのＲＡＲメッセージに対するレスポンスをネットワークエンティティ７２へ送信し得る。ＵＥ６８からのレスポンスは、選択されたＲＡＲメッセージにより特定されるＵＬ時間インターバルの期間中に送信され得る。１つの実施形態において、ＵＥ６８からのレスポンスは、選択されたＲＡＲメッセージをネットワークエンティティ７２に対して識別してもよい。

図５は、本開示の具体的な実施形態に従った例示的なＲＡＲメッセージ９７のブロック図を示す。ＲＡＲメッセージ９７は、Ｍｓｇ３をアップリンクにおいて送信するようにＵＥ６８をスケジューリングするアップリンクグラント９９として確保される予め決定される数のビットを有し得る。ＲＡＲメッセージ９７は、図２内のブロック５８を参照しながら述べたＲＡＲメッセージとは異なるが、関連技術文献との整合性を保つために、ＲＡＲメッセージ９７の文脈においても“Ｍｓｇ２”という用語が依然として使用され得る。１つの実施形態において、“ＲＡＲメッセージ”、“ＲＡＲグラント”、又は“ＵＬグラント”という用語は、ＲＡＲメッセージ９７が本質的に、ＵＬグラントを搬送するメッセージであることから、互換可能に使用され得る。そのケースでは、別個のＵＬグラントフィールド９９は必ずしも図示されなくてよく、ＲＡＲメッセージブロック９７全体とマージされてもよい。しかしながら、本明細書では議論の容易化のために、ＵＬグラントフィールド９９は、ＲＡＲメッセージ９７とは別個であって但しその一部として扱われる。

図５に示されるように、ＲＡＲメッセージ９７により搬送されるＵＬグラントフィールド９９は、ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータ１００を含み得る。遅延インジケータ１００は、スケジューリングされるＵＬ送信（Ｍｓｇ３）が行われる時間インスタンス、例えばサブフレームを、各ＲＡＲメッセージについて個々に調整することができるように、ＲＡＲメッセージ９７に対して相対的（又は、当該メッセージに固有）であり得る。以下に議論するように、ネットワークエンティティ７２、より具体的には当該ネットワークエンティティ内のスケジューラは、ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータ１００を、それぞれのＲＡＲメッセージへ応答するためにＵＥがＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルの標識をＵＥ６８へ提供するように構成し得る。具体的な実施形態において、遅延インジケータ１００を通じて特定される時間インターバルは、例えば１ｍｓ、０．２ｍｓ等の予め定義される時間長を有する無線サブフレームであり得る。本明細書において“サブフレーム”という用語は、例えばキャリアネットワーク７０がＬＴＥネットワークである場合等、標準ベースのセルラー通信ネットワークにおける無線フレームの予め定義される一部分に言及するために使用される。他の実施形態において、例えばネットワークエンティティ７２とワイヤレスデバイス６８との間の通信が“サブフレーム”に基づいていない場合には、時間インターバルは、サブフレーム以外であり得る。

遅延インジケータ１００は、ＵＬ時間インターバル（又はサブフレーム）を示すために予め決定される数のビットが使用され得るビットフィールドであり得る。例えば、図６〜図１０を参照しながら後に議論するように、ビットフィールドは１ビット長、２ビット長、又は４ビット長であり得る。しかしながら、所望の実装に依存して、遅延インジケータビットフィールド１００を構成するビットの数は、本明細書で議論される数と異なってもよい。ビットフィールド内のビットを通じて、ｅＮＢ７２は、Ｍｓｇ３を送信するＵＬ時間インターバル（又はサブフレーム）をＵＥ６８へ指示するための時間遅延値を提供し得る。具体的な実施形態において、時間遅延値は、ＵＥ６８がそのＭｓｇ３をｅＮＢ７２へ送信するまでに待つ必要があり得る具体的なサブフレーム数の形であり得る。

以下により詳細に議論するように、１つの実施形態においては、ＲＡＲメッセージ９７と同様の構造を有する複数のＲＡＲメッセージがネットワークエンティティ７２により送信される場合にも、また、それら複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれにＵＥ６８が応答し得るかに関わらず、各ＲＡＲメッセージは同一の時間インターバル（サブフレーム）を特定してもよい。一方、別の実施形態においては、ネットワークエンティティ７２により送信されるＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つは、ＵＥ６８からのＭｓｇ３について異なるサブフレームを特定してもよい。同一の時間インターバルベースのＲＡＲメッセージングのケースでは、本開示の具体的な実施形態により複数のサブフレームを構成し得るＲＡＲ時間ウィンドウの期間中にＲＡＲ送信をモニタリングするＵＥ６８は、その後、いずれのＲＡＲメッセージをＵＥが検出するかに関わらず、同一のサブフレーム内で送信を行うことを許可され得る。これにより、ｅＮＢ７２は、そのＲＡＲメッセージ群を異なるビームで及び／又は異なる時間インスタンスで送信することが可能とされ、よって、ＵＥ６８にとってＲＡＲメッセージを受信するのに最も好適な（又は単に十分に良好な）ＤＬビームに行き当たる確度が増大する。図６（下に議論する）は、こうした多対一のマッピングの一例である。

いくつかのケースでは、ＵＥ６８は、ｅＮＢ７２からのＲＡＲメッセージのうちのいくつもを検出する場合がある。これらのＲＡＲメッセージは、図５におけるＲＡＲメッセージ９７と同様のフォーマットを有し得る。これらのＲＡＲメッセージが、例えばプリアンブルインデックス、タイミングアドバンス、及びＵＬグラント等、全く同じペイロードを含んでいない場合には、ＵＥ６８は、検出されたＲＡＲメッセージのセットから１つのＲＡＲメッセージを“最良の”ＲＡＲメッセージであるとして選択し得る。しかしながら、この“最良の”ＲＡＲメッセージは、ＵＥ６８によりそのＭｓｇ１の一部としてｅＮＢ７２へ送信されるプリアンブルに対応するプリアンブルインデックスを依然として含まねばならない。こうしたＭｓｇ１の送信は、図２内のブロック５６を参照しながら先に議論したものと同様であり得る。１つの実施形態において、ＵＥ６８は、この“最良の”ＲＡＲメッセージを予め定義される基準に従って選択し得る。例えば、最良のＲＡＲメッセージは、受信されたＲＡＲメッセージのセットから、最大の信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）又は受信電力を有するＲＡＲメッセージとして選択されてもよい。代替的に、最良のＲＡＲメッセージは、ＵＥ６８が受信に成功する最初のＲＡＲメッセージとして、又は、別の優先順位に従って受信に成功する最初のＲＡＲメッセージとして選択されてもよい。こうした別の優先順位は、ｅＮＢ７２によりＲＡＲメッセージ自体内で指示されてもよく、又は、例えばＵＥの製造期間中、それぞれのサービスプロバイダネットワークにおける最初の起動期間中、若しくはサービスプロバイダによるハードウェア／ソフトウェアの構成期間中に、適切なセルラーネットワーク仕様若しくは上位レイヤ構成のいずれかにより、事前にＵＥ６８へ与えられてもよい。いずれにせよ、ＵＥ６８は、その“最良の”ＲＡＲメッセージ９７に対するレスポンス（Ｍｓｇ３）を、選択したＲＡＲメッセージ９７内のＵＬグラント９９に従って送信し得る。

１つの実施形態において、ＵＬの最良の（若しくは好ましい）ビームが未知である場合又は図２内のブロック５６におけるＭｓｇ１のようなＵＥのＭｓｇ１から容易に判定し得ない場合に、一対多（単一Ｍｓｇ２対多数Ｍｓｇ３）のマッピングがｅＮＢ７２により使用されてもよい。別の実施形態では、多対多（多数Ｍｓｇ２対多数Ｍｓｇ３）のマッピングが代わりに使用されてもよい。このようにして、ｅＮＢ７２は、ＵＥ６８にとって最良のＵＬビームを判定するために、ＵＬにおいて様々なビームを試すことができる。

具体的な実施形態において、ＵＥ６８により図２内のブロック５６におけるＭｓｇ１のようなＭｓｇ１の一部として送信される同一のＰＲＡＣＨプリアンブルが、複数のｅＮＢ、複数のアクセスポイント、又は、ネットワーク７０内の他の同様の複数ノードにより検出されてもよい。一方で、そうした各ノードは、当該ＰＲＡＣＨプリアンブルを異なるタイミングアドバンスを伴って検出し、及び、対応するＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）で応答し得る。なぜなら、ネットワーク７０は、例えば、異なるタイミングアドバンス調整を伴ってＵＥ６８が複数回にわたりＭｓｇ３送信を試行することを望み得るからである。ネットワーク７０内の複数のノード／アクセスポイント（図示せず）から複数のＲＡＲメッセージをＵＥ６８が受信する場合、ＵＥ６８は、応答すべきＲＡＲメッセージのセットを選択し得る。選択された各ＲＡＲメッセージは、図５内のＵＬグラント９９のような、異なるアップリンクグラントを含み得る。その後、ＵＥ６８はそのＭｓｇ３を、メッセージ内のＵＬグラントに基づいて、選択したＲＡＲメッセージあたり１サブフレームで、複数のサブフレーム内で送信し得る。各Ｍｓｇ３は、対応するＲＡＲメッセージ内で特定された通りのタイミングアドバンスを伴って送信され得る。

上に述べたように、１つの実施形態において、複数のＲＡＲメッセージがＵＥ６８により、例えばキャリアネットワーク７０内の異なるアクセスポイント又はノード（図示せず）から受信され得る。１つの実施形態において、異なるビームを介して同時に送信される複数のＲＡＲメッセージを受信するために、ＵＥ６８は２つ以上のアンテナを有し得る。前に述べたように、具体的な実施形態では、ＵＥ６８へＲＡＲメッセージを送信するこれら複数のアクセスポイント／ノード／基地局は、一括りで“ネットワークエンティティ”と考えられ得る。この状況は、前に述べたＣｏＭＰ送信／受信構成の文脈で生じ得る。ＵＥ６８が複数回のＭｓｇ３送信で応答する場合、これらのＭｓｇ３送信もまた異なるアクセスポイントに向けられる。別の実施形態では、複数のＲＡＲメッセージが同一のアクセスポイント又はｅＮＢから異なるビームで送信され得るが、その場合、それに続くＭｓｇ３送信は、同一のアクセスポイントにおいて異なるビームで、異なる時間インスタンスの期間中に受信されることができる。

１つの実施形態において、ＵＥ６８は、複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれにＵＥ６８が応答しているのかをそのＭｓｇ３レスポンス内で示すように構成され得る。よって、ｅＮＢ７２からの複数のＲＡＲが同一のＵＬ送信（Ｍｓｇ３）をスケジューリングするケースに備えて、いずれのＲＡＲメッセージがＵＥ６８により検出されたのかに関する情報を含むようにＭｓｇ３は構成され得る。１つの実施形態において、ＵＥ６８からのＭｓｇ３は、ＵＥ６８により検出され且つＵＥがそれに対して応答している対応するＲＡＲメッセージ９７内の遅延インジケータ１００により特定される時間遅延値を含む“Ｍｓｇ３遅延（Msg3 delay）”フィールドを含み得る。この“Ｍｓｇ３遅延”フィールド内の値に基づいて、ｅＮＢ７２は、ダウンリンクにおけるいずれのＲＡＲメッセージの受信にＵＥ６８が成功したのかを知得し得る。これは、さらなるダウンリンク送信においてＵＥ６８にとってどのダウンリンクビームが好適であるかをネットワーク／ｅＮＢに知らしめることから、有益である。１つの実施形態において、Ｍｓｇ３の既存の標準化されたフォーマットが、“Ｍｓｇ３遅延”フィールドを新たなフィールドとして含むように修正されてもよい。

図６は、本開示の１つの実施形態に従ったランダムアクセス手続における、例示的な多対一のマッピングを示す。図６には、一例として、ｅＮＢ７２とＵＥ６８との間のＵＬ及びＤＬ送信のための複数のサブフレームがシーケンス１０５として示されている。議論の容易化のために、サブフレームは、図２に示されているものと同様のランダムアクセス手続の開始を示す数字“０”からカウントが開始されている。図６において参照番号“１０７”により識別されるサブフレーム−０は、ｅＮＢ７２によって利用される最初のサブフレームとは限らず、例えば、ｅＮＢ７２による、ネットワーク７０内の他のＵＥ（図示せず）との進行中のサブフレームベースの通信におけるいずれのサブフレームでもあり得ることが理解される。ＤＬサブフレーム１０７に示されるように、ｅＮＢ７２は、図２内のブロック５２及び５４を参照しながら先に議論したものと同様の種々のＤＬ測定値を送信し得る。その後、ＵＥ６８は、参照番号“１０８”を使用して識別されるＵＬサブフレーム−５においてそのＭｓｇ１を送信することにより、ＲＡ手続を開始し得る。図６の実施形態において、Ｍｓｇ１は、サブフレーム５つ分の最小スケジューリング遅延の後に送信される。よって、図示したように、ＵＬサブフレーム１０８は、ＤＬサブフレーム１０７から５つ目のサブフレームである。この最小スケジューリング遅延は、様々な実施形態において変化し得る。ここでは、Ｍｓｇ１は典型的にはｅＮＢ７２内のスケジューラによりスケジューリングされるのではなく、ＵＥ６８により決定され（“スケジューリングされ”）得ることが認められる。１つの実施形態において、ＵＥ６８は、Ｍｓｇ１送信サブフレームのために使用されるべきＰＲＡＣＨリソースに関する情報と共に予め構成され、それに応じてＵＥ６８がそのＭｓｇ１を送信することが可能にされ得る。こうした事前の構成情報は、ブロック５４（図２）において受信される情報の一部であり得る。代替的に、別の実施形態では、ＰＲＡＣＨサブフレームは、適切な３ＧＰＰ標準において定義される固定的なサブフレームであることができる。

シーケンス１０５内で、ＤＬ信号を搬送するサブフレームは、内部に文字“Ｄ”を含む点で網掛けされた矩形を使用して示され、ＵＬ信号を搬送するサブフレームは、内部に文字“Ｕ”を含む斜線で網掛けされた矩形を使用して示されている。しかしながら、いくつかの例では、図面の明瞭化のためにそれらの文字は省略される。さらに、本明細書における議論では、サブフレームは議論の文脈に依存して２通りのうちの一方で、即ち（a）“サブフレーム−５”、“サブフレーム−１０”、“サブフレーム−１７”、等のサブフレーム番号を使用して、又は（ｂ）（サブフレーム−５に言及する）“サブフレーム１０８”、（サブフレーム−１０に言及する）“サブフレーム１１２”、等のような、“サブフレーム”という言葉とその参照番号とを繋ぐダッシュ（“−”）を伴わない対応する参照番号を使用して、識別される。

図６の例示において、ＲＡレスポンスウィンドウ１１０もまた、５サブフレーム分という固定的な最小スケジューリング遅延の後に開始する。よって、図示したように、ＲＡレスポンスウィンドウ１１０は、参照番号“１１２”を使用して識別され及びＭｓｇ１サブフレーム１０８の後の５つ目のサブフレームであるサブフレーム−１０から開始し得る。１つの実施形態において、ＲＡＲウィンドウ１１０の値は、図２内のブロック５４におけるＳＩのような、ネットワーク７０内でブロードキャストされるシステム情報（ＳＩ）内のra-ResponseWindowパラメータとしてＵＥ６８へシグナリングされることができるシステム変数であってもよい。図６の例において、ランダムアクセスレスポンスウィンドウ１１０は、サブフレーム−１０から（参照番号“１１３”により識別される）サブフレーム−２５までの１６個のＤＬサブフレームにわたるように示されている。例示の容易化のために、ＲＡＲウィンドウ１１０内の関連するサブフレームのみが参照番号で識別されている。さらに、例示の簡素化のために、ＲＡＲウィンドウ１１０内のサブフレームから“Ｄ”の文字が省略されている。ＵＥ６８は、そのＭｓｇ１を送信した後、ＲＡＲウィンドウ１１０の期間中、Ｍｓｇ２をモニタリングし得る。本開示の教示に従った複数のＲＡＲメッセージは、１つのＲＡＲウィンドウを通じて連続的に送信され得る。図６の実施形態では、ブロック１１５に記されるように、１６個のＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）がｅＮＢ７２により、ＴＴＩ（又はサブフレーム）当たり１本のビームを使用して最多で１６本の異なるＤＬビームで送信されることが示されている。具体的な実施形態では、いくつかのサブフレーム内で同一のビームを繰り返すことにより、２つ以上のサブフレームが送信されてもよい。このケースでは、ビームは１６本よりも少ないであろう。別の実施形態では、各ＴＴＩ内に同一のＭｓｇ２を送信する２本以上のビームが存在してもよい。これは、ＲＡＲウィンドウ内で利用可能なサブフレームよりも多くのＤＬビームを探査する必要がある状況において有用であり得る。各ＲＡＲメッセージは、ＲＡＲウィンドウ１１０内のＲＡＲメッセージのうちのいずれにＵＥ６８が応答するかに関わらず、ＵＥ６８によるＭｓｇ３の送信のために同一の時間インターバル（又はサブフレーム）をメッセージ固有の遅延インジケータ１００が提供するように、構成される。よって、図６に示されるように、ＲＡＲウィンドウ１１０内のＲＡＲメッセージにより搬送される、図５内のＵＬグラント９９のような各ＲＡＲメッセージ固有のＵＬグラントは、参照番号“１１７”で識別されるサブフレーム−３０における後続のＵＬ送信（Ｍｓｇ３）をスケジューリングする。

上述の多数Ｍｓｇ２対単一Ｍｓｇ３のマッピングは、それぞれのＲＡＲメッセージが送信されるサブフレームに対して相対的な遅延を示すオフセットを使用して達成され得る。以下に議論するように、遅延を示すオフセットは、ＲＡＲメッセージ固有の遅延インジケータフィールド１００内の適切なビット値を通じて提供され得る。これらの相対的な遅延の２つの例を、サブフレーム−１０及び、参照番号“１１９”により識別されるサブフレーム−２１の文脈で図６に示す。ＵＬサブフレーム１１７においてＭｓｇ３をスケジューリングすることを想定し、且つ、先に述べた５サブフレーム分の固定的な最小スケジューリング遅延を想定すると、ＤＬサブフレーム１１２におけるＲＡＲメッセージ内のＲＡＲメッセージ固有の遅延インジケータ１００は、２０サブフレームという合計遅延値を示し、それにより、矢印１２１で示すように、サブフレーム−１０の後、２０番目のサブフレーム、つまりはサブフレーム−３０に至るまで、Ｍｓｇ３の送信を遅延するようにＵＥ６８に通知するであろう。他方、ＤＬサブフレーム１１９におけるＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータは、矢印１２３で示すように、ＵＥのＭｓｇ３について３０番目のサブフレーム１１７を特定するために、わずか９サブフレームという合計遅延値を示すであろう。図６の例示的な図示では、ＲＡＲウィンドウ１１０内のＲＡＲメッセージにおける遅延オフセットは、（最後のサブフレーム１１３についての）５と（最初のサブフレーム１１２についての）２０との間の値を取り得る。

１つの実施形態において、ＲＡＲメッセージ固有の遅延インジケータ１００は、０から“ｄ”までの範囲の遅延値を示すビットフィールドであり得る。遅延値は、それぞれのＲＡＲメッセージからサブフレーム単位で測定される合計スケジューリング遅延が“ｄ_０＋ｄ”サブフレーム分となるようにされ、ここで“ｄ_０”は、ｅＮＢ７２により実装される固定的な最小スケジューリング遅延である。よって、サブフレーム番号“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”において送信されるＲＡＲメッセージにより搬送される、図５内のＵＬグラント９９のようなＵＬグラントについて、Ｍｓｇ３は、次の定式あるいは等式を使用して導出されるサブフレームにおいて送信されるようにスケジューリングされ得る。

一例として、図６におけるサブフレーム１１２については、ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝１０、ｄ_０＝５、及びｄ＝１５であり、図６におけるサブフレーム１１９については、ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝２１、ｄ_０＝５、及びｄ＝４である。具体的な実施形態において、ＵＥ６８により検出されるＲＡＲメッセージ内の“ｄ”の値に基づいてＵＥ６８がＭｓｇ３のためのＵＬサブフレームを計算することができるように、ＵＥ６８は、例えばｅＮＢ７２により、ネットワーク固有の“ｄ_０”の値及び上の定式を伴って構成され得る。

ｄ_０＝５を想定し、図６の実施形態の文脈で、ウィンドウ１１０内の各ＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールド１００は、ｄ＝｛０，１，…，１５｝というセットからの“ｄ”の値を表す４ビットのフィールドであり得る。よって、例えば、図６内のサブフレーム１１３におけるＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールド１００は、ｄ＝０についてビット“００００”を含み、サブフレーム１１２におけるＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールド１００は、ｄ＝１５についてビット“１１１１”を含み、サブフレーム１１９におけるＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールド１００は、ｄ＝４についてバイナリビット“０１００”を含む、等となるであろう。よって、相前後するＤＬサブフレームにおいて送信される異なるＲＡＲメッセージを使用して例えば図６内のサブフレーム１１７等の同一のＵＬサブフレームをスケジューリングするために、ｅＮＢ７２は、ＲＡＲ送信の各試行について遅延“ｄ”の値を“１”だけ低減し得る。

具体的な実施形態において、ＲＡＲ送信の各試行について、ｅＮＢ７２は、対象とされるＵＥ６８を最終的にカバーする目的でＤＬビームを切り替えてもよい。図７は、本開示の１つの実施形態に従って、図３におけるｅＮＢ７２により送信される複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも１つをＵＥ６８等のＵＥが受信できるようにするために、ｅＮＢ７２がどのようにビーム切り替えを使用し得るかを例示している。図７に列挙されるサブフレーム−１５からサブフレーム−１７は、図６では、ＲＡＲウィンドウセグメント１１０の中に示されている。例示の容易化のために、ＲＡＲウィンドウ１１０内のすべてのサブフレームについてのビームは図７には示されない。図７に示されるように、ＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）は、異なるビーム１２５〜１２７で異なるサブフレームにおいて送信され得るが、ＵＥ６８は、図６で参照番号“１３０”により識別されるサブフレーム−１７においてのみ、当該メッセージを受信することができる。ＤＬサブフレーム−１７において送信されるＲＡＲメッセージについて、Ｍｓｇ３がＵＬサブフレーム−３０についてスケジューリングされる場合、上述の等式（１）における値は、ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝１７、ｄ_０＝５、及びｄ＝８、になるであろう。このため、上述の４ビットの遅延表現のケースでは、サブフレーム１３０におけるＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールド１００は、ｄ＝８についてバイナリビット“１０００”を含むであろう。前述したように、ＵＥ６８は、予め定義される定式“ｎ_{ｇｒａｎｔ}＋ｄ_０＋ｄ”を既に認識していてよい。このため、ＵＥ６８は、受信した“ｄ”の値をその定式に使用して、ＵＥのレスポンスＭｓｇ３についてのＵＬグラントとしてサブフレーム−３０がｅＮＢ７２によりスケジューリングされていると判定し得る。

別の実施形態では、上述のパラメータ“ｄ”により値が表される遅延インジケータフィールド１００の分解能が、例えばパラメータ“ｄ”のためにより少数のビットを使用する等により引き下げられてもよい。よって、ＵＬグラントフィールド９９（図５）内のビットの総数もまた低減される。こうした引き下げられた分解能により、図８を参照しながら以下に議論するようにＲＡＲメッセージと対応するＵＬレスポンス（Ｍｓｇ３）との間で多対多のマッピングが可能とされてもよい。

図８は、本開示の１つの実施形態に従ったランダムアクセス手続におけるあり得る多対多の及び多対一のマッピングを示す。図８内の例示的なサブフレームシーケンス１３５は、図６内のシーケンス１０５と実質的に同様なので、議論の容易化のために、図６及び図８において共通のエレメント、特徴、又は機能性について同じ参照番号が使用される。しかしながら、簡潔のために、そうした共通のエレメント又は特徴の議論は繰り返されない。図８内の例示的なシーケンス１３５は、図８におけるＲＡＲウィンドウ１３７が図６におけるものよりも長いという点で、先に議論した図６内のシーケンス１０５と異なる。図８におけるＲＡＲウィンドウ１３７は、サブフレーム−１０（参照番号“１１２”）から、参照番号“１３９”で識別されるサブフレーム−３３までにわたる。さらに、図６における１６個のＲＡＲメッセージとは対照的に、図８ではわずか４つのＲＡＲメッセージが連続的なＤＬサブフレーム１０〜１３を介して送信されるように示されている。サブフレーム−１３は、参照番号“１４０”で識別される。例示の容易化のために、サブフレーム１１及び１２は参照番号を使用して識別されない。

図８の実施形態において、Ｍｓｇ３についてＵＥ６８へ特定され得る１つ又は複数のＵＬサブフレームを判定するために、ｅＮＢ７２は次の定式あるいは等式を使用し得る。

上の等式は、次のように記述されてもよい：Ｍｓｇ３サブフレーム＝（ｃｅｉｌ（（ｎ_{ｇｒａｎｔ}＋ｄ_０＋ｄＮ_ｒｅｓ）／Ｎｒｅｓ））＊Ｎｒｅｓ、ただし、“ｃｅｉｌ”は“天井（ceiling）”演算をいう。上の等式（２）において、パラメータ“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”及び“ｄ_０”は、等式（１）におけるものと同じである。換言すれば、“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”はＭｓｇ３についてのＵＬグラントが送信されているＤＬサブフレームの番号を表し、“ｄ_０”は固定的な最小スケジューリング遅延を表し、これは本明細書における議論では５サブフレーム分（ｄ_０＝５）と想定される。パラメータ“Ｎ_ｒｅｓ”は予め決定される分解能を指し、これは本明細書における議論では５サブフレームごとの分解能（Ｎ_ｒｅｓ＝５）と想定される。前と同様に、具体的な実施形態において、“ｄ_０”と“Ｎ_ｒｅｓ”との予め決定される値は、例えば、事業者ネットワーク７０におけるＵＥの初期登録時に、又はｅＮＢ７２からの適切なＳＩメッセージを通じて、又はＵＥをキャリアネットワーク７０内で動作するように製造業者若しくはセルラーサービスプロバイダが適用する際に、など、事前にＵＥ６８に与えられてよく、それにより、対応するＤＬサブフレーム“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”において受信される“ｄ”の値を使用してＵＥ６８がそのＭｓｇ３の送信にとって適切なＵＬサブフレームを判定することができるようにする。図８の実施形態において、等式（２）内のパラメータ“ｄ”はわずか１ビット長であり、ｄについて２つのあり得るバイナリ値、“０”又は“１”のいずれかを与える。即ちｄ＝｛０，１｝である。このため、サブフレーム１０から１３における各ＤＬ Ｍｓｇ２内の遅延インジケータフィールド１００（図５）は、図６の実施形態における４ビット長バージョンとは対照的に、わずか１ビット長となる。

ここで等式（２）を参照すると、“ｄ_０”及び“Ｎ_ｒｅｓ”について上述した値を用いて、所与の“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”に対して“ｄ”の異なる値から次の計算結果が生じ得る。（図８におけるサブフレーム−１０に言及する）ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝１０に関し、対応するＭｓｇ３は、（ｄ＝０の場合には）ＵＬサブフレーム−１５に向けてスケジューリングされ、又は、（ｄ＝１の場合には）ＵＬサブフレーム−２０に向けてスケジューリングされ得る。サブフレーム−１５は参照番号“１４２”で識別され、サブフレーム−２０は参照番号“１４３”で識別される。（図８におけるサブフレーム−１１に言及する）ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝１１に関し、対応するＭｓｇ３は、（ｄ＝０の場合には）ＵＬサブフレーム−２０に向けて、又は（ｄ＝１の場合には）ＵＬサブフレーム−２５に向けてスケジューリングされ得る。同様に、（図８におけるサブフレーム−１２に言及する）ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝１２及び（図８におけるサブフレーム−１３に言及する）ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝１３に関し、（各ケースにおいてｄ＝０について）サブフレーム−２０が、又は（各ケースにおいてｄ＝１について）サブフレーム−２５が、ＵＬ Ｍｓｇ３のためにスケジューリングされ得る。図８では識別されていないが、サブフレーム−２５は図９において参照番号“１５２”で識別される。

上の計算結果から、“ｄ”の値に依存して、Ｍｓｇ３について潜在的に３つの異なるＵＬサブフレーム１４２〜１４３が特定され得ることが認められる。多数Ｍｓｇ２対多数Ｍｓｇ３のマッピングを実現するようにｅＮＢ７２におけるスケジューラが構成されている場合には、スケジューラは、サブフレーム−１０、サブフレーム−１１、サブフレーム−１２、及びサブフレーム−１３におけるＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールドについて、ｄ＝０を特定し得る。このケースでは、少なくとも２つのＲＡＲメッセージは、ＵＥ６８がそのＭｓｇ３をＵＬにおいて送信するようにスケジューリングされ得る異なる時間インスタンスを、即ち図８に示されるサブフレーム−１５及びサブフレーム−２０を特定し得る。また、異なるＲＡＲメッセージについて異なる“ｄ”の値が多対多のマッピングのために使用されてもよい。他方、多数Ｍｓｇ２対単一Ｍｓｇ３のマッピングを実現するようにｅＮＢ７２におけるスケジューラが構成されている場合には、スケジューラは、サブフレーム−１０におけるＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールドについてはｄ＝１を特定し、サブフレーム１１〜１３において送信されるＲＡＲメッセージの各々における遅延インジケータフィールドについてｄ＝０を特定してもよい。この多対一のケースにおいては、図８において参照番号“１４５”を使用して一括りで識別される複数の矢印で例示されるように、複数のＭｓｇ２のうちのいずれにＵＥが応答するかに関わらず、ＵＥ６８はそのＭｓｇ３をサブフレーム−２０においてのみ送信することができる。

ここで、図８における候補サブフレーム１５及び２０は例示に過ぎない。等式（２）とは異なる等式、又は等式（２）における“ｄ_０”若しくは他のいずれかのパラメータの異なる値は、３つ以上の候補サブフレームを生じさせるかもしれない。そのケースでは、図８を参照しながら議論した多対多のマッピングと同様のアプローチを使用して、ｅＮＢ７２はＭｓｇ３について３つ以上のＵＬサブフレームをスケジュールし得ることが理解される。前に述べたように、ＵＥ６８にとってＵＬに最良の（又は最も好適な）ビームが未知であり、又は、図２内のブロック５６におけるＭｓｇ１のようなＵＥのＭｓｇ１から容易に判定され得ない場合には、ＵＥ６８にとって最良のＵＬビームを判定するためにＵＬにおいて様々なビームをｅＮＢ７２が試すことができるように、ｅＮＢ７２は、Ｍｓｇ３について一対多のマッピング（以下で議論する）を使用し得る。

１つの実施形態において、例えば、ＵＥ６８にとって最良のＵＬビームを判定するために、ｅＮＢ７２により、一対多（単一Ｍｓｇ２対多数Ｍｓｇ３）のマッピングが使用され得る。図５におけるＲＡＲメッセージ９７のようなＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）が、当該ＲＡＲメッセージ内でＵＥ６８へシグナリングされることができる“一対多”フラグ／パラメータ（図５では図示せず）を含むように構成されてもよい。１つの実施形態において、このフラグは、図５において破線のブロックで示されるように、別個の単一ビットのフィールド１０１であり得る。別の実施形態では、このフラグは、ＵＬグラント９９又は遅延インジケータフィールド１００の一部であってよく、例えば、“ｄ”のバイナリ値に、“ｄ”を構成するビット群の最後又は最初のいずれかに付加される追加ビットであり得る。ＲＡＲメッセージがこのような一対多フラグを含むか、又は、そのフラグビットがｅＮＢ７２によりアサートされた場合には、ＵＥ６８は当該フラグを予め定義されるやり方で解釈し得る。例えば、ＵＥ６８はまず、ＲＡＲメッセージ固有の遅延インジケータの値“ｄ”を上の等式（２）のような予め定義される定式において使用して、後続のＭｓｇ３のためのＵＬサブフレームを判定し得る。その後、一対多フラグがＲＡＲメッセージ内に存在する場合には、ＵＥ６８は、最初に判定されたサブフレームの後の予め決定される数の連続的なサブフレーム、例えば３つのサブフレームをも、そのＭｓｇ３のためにスケジューリングされているとみなし得る。このようにして、単一のＲＡＲメッセージを使用して、Ｍｓｇ３の送信のためにＵＥ６８に対して複数の連続的なＵＬサブフレームをシグナリングし得る。一対多フラグを伴うＲＡＲメッセージは、単独で送信されてもよく、又はｅＮＢ７２により送信される複数のＲＡＲメッセージのうちの１つであってもよい。具体的な実施形態において、例えばいずれが最良のＵＬビームであるかが不確実であってそれ故にいくつものＵＬビームを使用してｅＮＢがＭｓｇ３を受信する可能性を高めるケース等では、１つのＲＡＲメッセージでいくつものＭｓｇ３を生じさせることが有益であり得る。

上述の多対一、多対多、又は一対多のマッピングを円滑にするために重要なことは、ｅＮＢ７２におけるスケジューラが、ＲＡＲメッセージを送信しようとするかもしれないサブフレームと同じサブフレーム内にＭｓｇ３をスケジューリングしてはならない、ということである。例えば、図８におけるＲＡＲウィンドウ１３７の文脈において、もしｅＮＢ７２がサブフレーム−１８からサブフレーム−２０においてＲＡＲメッセージを送信することを選ぶ場合には、ＤＬサブフレーム−１０からＤＬサブフレーム−１３を使用してＭｓｇ３がスケジューリングされるべきサブフレームを導出するために、等式（２）とは異なる等式を使用しなければならないか、又は代替的に、等式（２）が満足され且つサブフレーム−２０とは異なる適切なＵＬサブフレームがＭｓｇ３のために選択されるように、遅延インジケータ“ｄ”の分解能を２ビット、３ビット、４ビット、若しくは他の好適なビット数へと増大しなければならないであろう。

例えばＤＬ同期（ｓｙｎｃ）信号又はシステム情報（ＳＩ）を送信するといった特別な目的のために、いくつかの固定的なＤＬサブフレームがｅＮＢ７２のスケジューラにより必要とされ得る。ｓｙｎｃ信号は、ｅＮＢ７２と通信する際にサブフレーム及び無線フレームのタイミングを検出し及び修正するために、ＵＥ６８により使用されることができる。１つの実施形態において、ｓｙｎｃ信号を送信するためのＤＬサブフレームは、キャリアネットワーク７０内で固定され得る。このケースでは、もし等式（２）のような定式が、特別な目的のために既に予約されていることからＭｓｇ３の送信のために使用することができないサブフレームを与えれば、競合が生じ得る。例示的な競合解消アプローチを以下に議論する。

図９は、Ｍｓｇ３グラントについて当初計算されたサブフレームが特別な目的のために予約されているサブフレームを示す場合に、本開示の１つの実施形態に従ってＭｓｇ３についてのＵＬサブフレームがどのようにスケジューリングされ得るかを示す。先の段落で述べたｓｙｎｃ信号の送信は、そうした“特別な目的”の一例である。図９内のサブフレームシーケンス１５０は、図８内のシーケンス１３５をわずかに修正したバージョンであるが、それ以外は図８内のシーケンス１３５と実質的に同様である。したがって、簡潔のために、図８及び図９に適用可能な共通の議論はここでは繰り返されない。同様に、議論の容易化のために、図８及び図９において、共通のエレメント、特徴、又は機能性に言及するために同じ参照番号が使用される。

図９の実施形態において、Ｍｓｇ３についてのＵＬサブフレームを判定するために等式（２）が依然として使用されるが、遅延インジケータ“ｄ”は、図８の実施形態における１ビットバージョンの代わりに２ビットを有する。よって、“ｄ”について４つの異なる値が可能であり、即ちｄ＝｛０，１，２，３｝である。バイナリ表現では、ｄ＝｛００，０１，１０，１１｝である。ｄ_０＝５及びＮ_ｒｅｓ＝５として、等式（２）はＤＬサブフレーム−１０に対して、“ｄ”の値に依存して、次の“候補”ＵＬ（Ｍｓｇ３）サブフレームを判定し得る：ｄ＝０の場合はサブフレーム−１５、ｄ＝１の場合はサブフレーム−２０、ｄ＝２の場合はサブフレーム−２５、及びｄ＝３の場合はサブフレーム−３０、である。ｄ_０＝５及びＮ_ｒｅｓ＝５として、等式（２）はＤＬサブフレーム１１〜１３に対して、“ｄ”の値に依存して、次の“候補”ＵＬ（Ｍｓｇ３）サブフレームを判定し得る：ｄ＝０の場合はサブフレーム−２０、ｄ＝１の場合はサブフレーム−２５、ｄ＝２の場合はサブフレーム−３０、及びｄ＝３の場合はサブフレーム−３５（図示せず）、である。サブフレーム−２５は参照番号“１５２”により識別され、サブフレーム−３０は参照番号“１５３”により識別される。具体的な実施形態において、図６の実施形態における４ビットバージョンと比べてわずか２ビットの遅延インジケータにもかかわらず、異なるＲＡＲメッセージにおいて“ｄ”の異なる値を使用して、図８を参照しながら先に議論したのと同様のやり方で、多対多の又は多対一のマッピングが達成され得る。

図９に例として示されるように、サブフレーム−２５は、特別な目的のために予約されているＤＬサブフレームであり得る。このため、特別な送信のために既に予約されていることからＵＬのＭｓｇ３送信のために使用することができないサブフレームを等式（２）のような定式が与える場合に、競合が生じ得る。

１つの実施形態において、ｅＮＢ７２内のスケジューラは、そのような競合は当初計算されたサブフレームの近隣のサブフレームを選択することによって解消され得る、とするルールを使用し得る。近隣のサブフレームは、競合するサブフレームの前に又は後にくるサブフレームであり得る。よって、“ｄ”の異なる値についての等式（２）の結果に基づいて、もしｅＮＢ７２内のスケジューラがＭｓｇ３グラントについて候補サブフレーム−２５を選択した場合には、図９の実施形態において、ＵＬグラント（Ｍｓｇ３）についてサブフレーム−２４を代わりに選定するように、スケジューラは構成され得る。サブフレーム−２４は、競合するサブフレーム−２５に先行し、参照番号“１５４”により識別される。別の実施形態では、後続のサブフレーム−２６が代わりに選択され得る。よって、より一般的には、競合解消ルールは、予約されているサブフレームがＵＬグラントについて（定式／等式により）示される場合に、スケジューラが先行する又は後続の利用可能なサブフレームを使用し得るように、自動的にリスケジューリングすることを特定し得る。“改定後の（revised）”サブフレームが、対応するＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）内の、図５におけるＵＬグラント９９といったＵＬグラント内で直接的に特定されてもよい。このケースでは、図５におけるフィールド１００といった遅延インジケータフィールド内の値は、ＵＥ６８により無視され得る。他方、別の実施形態では、“改定後の”サブフレームを直接的に特定するのではなく、ｅＮＢ７２内のスケジューラは代わりに、ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータが予約されているサブフレームの前に（又は後に）くる別の無線サブフレームに今や言及するように、当該遅延インジケータを“ｄ”の異なる値で再構成してもよい。こうした“代替（replacement）”サブフレームは、必ずしも、図９の実施形態におけるような予約されているサブフレームのすぐ近隣のものでなくてもよい。その後、ｅＮＢ７２は、改定後の“ｄ”の値を含む再構成されたＲＡＲメッセージをＵＥ６８へ送信し得る。例えば、上の等式（２）において、例えばｎ_{ｇｒａｎｔ}＝１０に対してｄ＝２、ｎ_{ｇｒａｎｔ}＞１０（サブフレーム１１〜１３）に対してｄ＝１という形で、（ｎ_{ｇｒａｎｔ}に依存して）“ｄ”の異なる値を使用して多対一のマッピングを実装するようにｅＮＢ７２内のスケジューラが構成されている場合には、当該スケジューラは、当初ｄ＝２でサブフレーム−１０のためのＲＡＲメッセージを準備し、その後、このｄ＝２の値から生じる競合を知る。その結果、サブフレーム−１０においてこのＲＡＲメッセージを送信する前に、スケジューラは、“ｄ”の他の値のうちのいずれかを伴ってＲＡＲメッセージを適応的に再構成し、その後、再構成されたメッセージをサブフレーム−１０において送信し得る。所望の多対一のマッピングのために、他のサブフレーム１１〜１３の各々について、スケジューラは同様の再構成を行い得る。競合がない場合、スケジューラはこうしたＲＡＲメッセージの適応的な再構成を遂行する必要はなく、そのため、スケジューラは“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”に依存して選択される“ｄ”の値を引き続き使用し得ることが理解される。

別の実施形態において、ｅＮＢ７２内のスケジューラによって上述の再構成が行われない場合がある。スケジューラは、競合があるか否かをチェックせず、また、“ｄ”の予め構築された値を何ら修正しない場合がある。そうではなく、ＵＥ６８が、例えば、ｅＮＢ７２からの予め定義されるか又は予めシグナリングされるルールを通じて、予約されているサブフレームの判定に関する情報を伴って構成されてもよい。このケースでは、ＵＥ６８がそのＭｓｇ３についてのサブフレームをｅＮＢ７２から受信する“ｄ”の値を使用して計算する際に、ＵＥ６８は競合を検出する場合があり、その結果、ＵＥ６８は、予約されているサブフレームとの競合を回避するためにＭｓｇ３について異なるＵＬサブフレームを選択することにより、“再構成”を行い得る。

図１０は、本開示の１つの実施形態に従ってＭｓｇ１に対して相対的に特定されるＭｓｇ３遅延の例示である。図１０内のサブフレームシーケンス１６０は、図９内のシーケンス１５０をわずかに修正したバージョンであるが、それ以外は図９内のシーケンス１５０と実質的に同様である。したがって、簡潔のために、図９及び図１０に適用可能な共通の議論はここでは繰り返されない。同様に、議論の容易化のために、図９及び図１０では、共通のエレメント、特徴、又は機能性に言及するために同じ参照番号が使用される。図１０の実施形態において、サブフレーム−１０からサブフレーム−１３における各ＲＡＲメッセージ内のＵＬ遅延グラントは、図６、図８、及び図９における実施形態のケースのように対応するＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）を含むサブフレームに対して相対的にではなく、サブフレーム−５におけるＵＥのＭｓｇ１に対して相対的に特定される。そこで、図１０の実施形態において、サブフレーム１０、１１、１２、及び１３におけるすべてのＭｓｇ２送信は、同じ遅延グラントを含み、また、矢印１６２により示されるように、Ｍｓｇ３についても同じサブフレーム番号、ここではサブフレーム−２０を示し得る。１つの実施形態において、この遅延グラントはバイナリ値として特定され、ＵＥ６８はこれを“カウンタ”として使用して、Ｍｓｇ３のためのＵＬサブフレーム１４３を判定し得る。例えば、図１０における各ＲＡＲメッセージは、Ｍｓｇ１のサブフレーム−５の後、１５番目のサブフレームにおいてＭｓｇ３を送信するようにＵＥ６８に命令するために、遅延インジケータとして４ビットのバイナリ値“１１１１”（ｄ＝１５）を含み得る。このため、図１０の実施形態では、Ｍｓｇ２が送信されるサブフレームのサブフレーム番号への依存はないであろう。

Ｍｓｇ１ベースのスケジューリングの１つの利益は、すべてのＭｓｇ２送信が同一であるか又は少なくとも同じ遅延インジケータフィールドを有することができることにより、受け手のＵＥ６８が、Ｍｓｇ２のためのＵＥベースの検出器（図示せず）においていくつかのＭｓｇ２サブフレームから受信された信号（ＲＡＲメッセージ）を合成することができることである。その際、ＵＥ６８は、Ｍｓｇ２検出器において、例えばコヒーレント合成、ノンコヒーレント合成、又はソフト値合成を使用し得る。１つの実施形態においては、ｅＮＢ７２によりＭｓｇ３についてのＵＬ遅延グラントがそれに対して相対的に特定され得る“リファレンス”として、Ｍｓｇ１以外のメッセージが選択されてもよい。

なお、上の等式（１）及び（２）では、ＲＡＲメッセージを搬送するＤＬサブフレームを参照するために、パラメータ“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”が使用されている。しかしながら、例示のために過ぎないが、パラメータ“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”がＭｓｇ１を搬送するＵＬサブフレーム１０８を指すために使用される場合、ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝５である。さらに、ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝５のケースでは、Ｍｓｇ２を含むＤＬサブフレームとの競合を回避するために、先のｄ_０＝５という値を修正する必要があり得る。このため、図１０の実施形態では、ｄ_０＝１０となる。ｎ_{ｇｒａｎｔ}＝５及びｄ_０＝１０というこれらの新しい値を上の等式（２）で使用すれば、ｄの４つの異なる値＝００、０１、０２、及び０３のそれぞれについて、図１０における参照番号１４２、１４３、（サブフレーム−２５との競合を回避するために）１５４、及び１５３を有するサブフレームを得ることができる。１つの実施形態において、ＵＬ Ｍｓｇ３についてのサブフレームを得るために等式（２）が使用される場合、“ｎ_{ｇｒａｎｔ}”及び“ｄ_０”のこれらの新しい値を使用してＭｓｇ１のサブフレーム１０８に関連して計算を行うようにＵＥ６８が構成されてもよい。この実施形態では、先に議論した４ビットベースの遅延インジケータ（ｄ＝１１１１）と比較して、遅延インジケータはわずか２ビットしか必要としないことが認められる。

図６〜図１０の議論から考察されることとして、ｅＮＢ７２が狭ビーム形成を採用する場合に、本開示の具体的な実施形態に従った複数のＲＡＲ送信は、少なくとも１つのＲＡＲメッセージがＵＥ６８により受信される確度を高める。他方、例えば、先に述べた３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１３及び他の関連のセルラー標準は、ＤＬにおけるＲＡＲメッセージとＵＬにおけるそれに対応するＭｓｇ３との間に一対一のマッピングを仕様化している。こうした一対一のマッピングは、特にｅＮＢによりアナログビーム形成が採用される場合に、当該単一のＲＡＲメッセージをＵＥが受信しないという問題を解決できない場合がある。したがって、本開示の具体的な実施形態は、旧来の一対一のマッピング、先に議論した一対多のマッピング、図６及び図８〜図１０における例示的な実施形態を参照しながら先に議論した多対一のマッピング、又は、やはり図８〜図１０における例示的な実施形態を参照しながら先に議論した多対多のマッピング、のうちのいずれかを選定する柔軟性をｅＮＢに提供する。具体的な実施形態において、ＲＡＲメッセージにより搬送されるＵＬグラント内にスケジューリング遅延インジケータが含まれていることで、これらの選定が可能である。遅延インジケータは、いかなるビット長であってもよい。１つの実施形態において、遅延インジケータは、可変ビット長であってもよい。例えば、同じｅＮＢからの２つのＲＡＲメッセージ内の遅延インジケータフィールド内のビット数は、例えばそれらのＲＡＲメッセージが送信されるビームに依存して、又は、それらのＲＡＲメッセージが宛て先とするＵＥに依存して異なってもよい。本開示の教示に基づいて、遅延インジケータを含むＲＡＲメッセージの他の構成も考案され得る。

図１１は、本開示の１つの実施形態に従った、ワイヤレスデバイス６８といった例示的なワイヤレスデバイスのブロック図を示す。先に述べたように、モバイル又はワイヤレスデバイス６８は、ＵＥ、アクセス端末（ＡＴ）、又は、例えば図３におけるネットワーク７０といったキャリアネットワーク内で動作する他のいずれのワイヤレスデバイスであってもよい。ワイヤレスデバイス６８は、プロセッサ１６５、メモリ１６７、及び送受信機１６８を含み得る。いくつかの実施形態において、メモリ１６７は、ＵＥのＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カード上のメモリをも含み得る。プロセッサ１６５は、ＲＡＲメッセージ処理モジュール１７０を含み、当該モジュールは、本開示の教示により、ネットワーク７０内のｅＮＢ７２といったネットワークエンティティから受信される時間遅延インジケータを含むＲＡＲメッセージを処理するためのプログラムコードを含み得る。モジュール１７０のプログラムコードのプロセッサ１６５による実行時に、プロセッサは、図４Ｂを参照しながら本明細書で前に議論した種々のＲＡＲメッセージ処理タスク、及び、１つ以上のＵＬレスポンス（Ｍｓｇ３）を生成し送信するために図６〜図１０における実施形態においてＵＥ６８により行われる必要のあるタスク、を実行するようにワイヤレスデバイス６８を構成し得る。そうしたタスクは、例えば、予め定義される定式又は等式を記憶すること、遅延インジケータを伴うＲＡＲメッセージを受信すること、記憶した等式又は他の何らかの手段を使用して、遅延インジケータに基づいてＭｓｇ３のための時間遅延値を判定すること、少なくとも１つのＭｓｇ３を生成すること、受信されたＲＡＲメッセージに対応するＭｓｇ３を送信すること、等を含む。

メモリ１６７は、例えば、受信されたＲＡＲメッセージ、送受信機１６８によりＵＬにおいて送信される前の、ＵＥが生成した各Ｍｓｇ３、及び他のユーザデータコンテンツを記憶し得る。送受信機１６８は、ワイヤレスデバイス６８と通信関係にあり得るネットワークエンティティへ／から、アンテナユニット１７２を介して、データ、制御、又は他のシグナリング情報を送信／受信するために、プロセッサ１６５と通信し得る。例えば、１つの実施形態において、プロセッサ１６５は、ＵＥ６８により検出されるネットワークエンティティからのＲＡＲメッセージに応答してネッワークエンティティへ送信されるように、メモリ１６７内に記憶されているＭｓｇ３を取り出して当該Ｍｓｇ３を送受信機１６８へ提供し得る。送受信機１６８は、単一のユニットであってもよいし、送信機（図示せず）及び受信機（図示せず）という２つの別個のユニットからなってもよい。アンテナユニット１７２は、１つ以上のアンテナを含んでよく、いくつかの実施形態では、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）環境でＵＥ６８が動作することを可能にしてもよい。アンテナユニット１７２は、ｅＮＢ７２からアナログビーム形成された信号を受信し、プロセッサ１６５によるさらなる処理のために当該信号を送受信機１６８へ提供し得る。さらに、アンテナユニット１７２内の複数のアンテナは、単一のｅＮＢ又は複数の基地局により送信されるビームといった異なるＤＬビームをＵＥ６８が同時に受信することができるようにしてもよい。ワイヤレスデバイス６８の代替的な実施形態は、例えばそのソースセル７２へアタッチすること、ランダムアクセスプリアンブルを準備してＵＥ６８からのＭｓｇ１の一部としてソースセルへ送信すること、図２に例示したものと同様のランダムアクセス手続に関連付けられる他の様々なタスクを遂行すること、ソースｅＮＢ７２により送信されるアナログビーム形成された信号を受信し処理すること、図６〜図１０を参照しながら前に議論したようにＲＡＲメッセージを受信しそれに応答すること等の、本明細書で識別される機能性のいずれか、並びに／又は、本開示の教示による解決策をサポートするために必要ないずれかの機能性、を含む追加的な機能性を提供する役割を果たす追加的な構成要素を含んでもよい。１つの実施形態において、ワイヤレスデバイス６８は、ＬＴＥネットワーク内で及びＬＴＥ以外のネットワーク内で動作することが可能なマルチモードデバイスであってもよい。別の実施形態において、ワイヤレスデバイス６８は、デバイスがモバイル方式で動作可能なように、例えばバッテリー又は他の電力源といったオンボードの電源ユニット１７３を含んでもよい。

１つの実施形態において、ワイヤレスデバイス６８は、本開示の教示によるＲＡＲメッセージ処理及びＭｓｇ３送信のデバイス固有の観点を実現するように、ハードウェアで、ソフトウェアを介して、又はその両方で構成され得る。ソフトウェア又はプログラムコードはモジュール１７０の一部であり、メモリ１６７内に記憶され、プロセッサ１６５により実行可能であり得る。例えば、デバイス６８の既存のハードウェアアーキテクチャを修正できない場合、デバイス６８に求められる機能性は、メモリ１６７により提供される追加的なストレージを伴って又は伴わずに、モジュール１７０を使用してプロセッサ１６５を好適にプログラミングすることにより得られ得る。プロセッサ１６５がプログラムコードを実行することにより、デバイス６８を、本開示の教示による時間遅延インジケータベースのＲＡＲメッセージングの解決策をサポートするように適宜に動作させることができ得る。よって、ワイヤレスデバイス６８は、機能、プロセス又は方法ステップを“実行する”、“達成する”、又は“遂行する”（あるいは他の同様の用語）と言及され得るが、そうした実行は、所望通りに、ハードウェア及び／又はソフトウェアで技術的に達成され得る。ネットワークの事業者又は、例えばデバイス６８の製造業者若しくは供給業者といったサードパーティーは、デバイス６８を、上に議論した本開示の具体的な要件により動作し及び図３におけるｅＮＢ７２といったネットワークエンティティとやりとりするように、例えばプロセッサ１６５のハードウェア及び／又はソフトウェアベースの構成を通じて、好適に構成し得る。

図１２は、図３におけるｅＮＢ７２といった基地局の例示的なブロック図を描いており、当該基地局は、本開示の１つの実施形態に従ったネットワークエンティティとして機能し得る。１つの実施形態において、基地局７２は、図４Ａ及び図６〜図１０を参照しながら先に議論したネットワークエンティティの種々の機能性を実行するように構成され得る。よって、例えば、基地局７２は、アナログビーム形成を行うこと、図５におけるＲＡＲメッセージ９７と同様のフォーマットを各々が有する複数のＲＡＲメッセージを生成してＵＥ６８へ連続的に送信すること、ＵＥが自身のＭｓｇ３レスポンスのためのＵＬサブフレーム番号を計算することができるように必要な定式若しくは等式若しくは他の情報をＵＥ６８に供給すること又はそれらと共にＵＥ６８を構成すること、ＵＥ６８から受信されるレスポンス／メッセージを分析してＵＥ６８にとって好ましいＵＬビーム及びＤＬビームを判定すること、等を実行するように構成され得る。基地局７２は、そうしたタスクのいくつか又はすべてを実行するために、例えばピコ基地局若しくはアクセスポイントといったセカンダリエンティティを使用しても使用しなくてもよい。

基地局７２は、図３にも示され“アンテナアレイ”としても言及される基地局のアンテナユニット７４に連結される基地局の無線周波数（ＲＦ）送受信機ユニット１７７を介してワイヤレスデバイス６８との無線インタフェースを提供するために、ベースバンドプロセッサ１７５を含み得る。アンテナユニット７４は、アンテナアレイを形成する１つ以上のアンテナ（図示せず）を含んでよく、ある実施形態においては、基地局７２は、キャリアアグリゲーションをサポートしてもよい。送受信機ユニット１７７は、図示したように、アンテナユニット７４へ連結されるＲＦ送信機１７８ユニット及びＲＦ受信機１７９ユニットを含み得る。１つの実施形態において、プロセッサ１７５は、ワイヤレスデバイス６８からの送信信号を、アンテナユニット７４と受信機１７９との組み合わせを介して受信し得る。こうした送信信号は、例えば、アップリンク及び／又はダウンリンクチャネルの状態に関連する情報、ランダムアクセス手続の一部として生成されるＭｓｇ１及びＭｓｇ３のようなメッセージ、地理的位置情報、マルチメディアコンテンツのリクエスト、ユーザデータ、等を含み得る。基地局からワイヤレスデバイス６８への送信は、アンテナユニット７４と送信機１７８との組み合わせを介して遂行され得る。ＢＳが発信するこうした送信信号は、例えば、タイミング及び同期信号、システム情報（ＳＩ）、図５におけるＲＡＲメッセージ９７と同様のフォーマットを有するＲＡＲメッセージ、ユーザが要求したマルチメディアコンテンツのストリーミング、モバイルデバイスの地理的位置情報についてのクエリ、スケジューリングに関連するメッセージ、等を含む。

プロセッサ１７５は、ｅＮＢ７２により実行されるものとして図４Ａ及び図６〜図１０を参照して議論し並びに上述した、種々のアクションを実行するように（ハードウェア及び／又はソフトウェアで）構成され得る。この点に関して、本明細書で前に詳細に議論したそうしたアクションのプロセッサ１７５による実行を可能にするために、プロセッサ１７５は、メモリ１８２及びスケジューラ１８４に連結される処理ユニット１８１を含み得る。１つの実施形態において、メモリ１８２は、図１２におけるようなプロセッサ１７５内の一部ではなく、別個のユニットであり得るが、必要なストレージを提供するためにプロセッサ１７５に連結され得る。別の実施形態では、メモリ１８２は、ＵＥ６８から受信されるＭｓｇ１、Ｍｓｇ３、及び例えばチャネル状態測定レポートといった他のコンテンツのストレージとして機能し得る。処理ユニット１８１及び／又はスケジューラ１８４による実行時に、図６〜図１０を参照しながら本明細書中で前に議論したようなＲＡＲメッセージの生成及び送信を行うようにｅＮＢ７２を構成し得るプログラムコードも、メモリ１８２は含み得る。

スケジューラ１８４は、例えばＱｏＳ（Quality-of-Service）パラメータ、デバイスバッファステータス、デバイスから受信されるＵＬ及びＤＬチャネル状態に関する情報、デバイスのケイパビリティ、等の複数の要因に基づいて、ワイヤレスデバイス６８のためのＵＬ及びＤＬスケジューリング決定を提供し得る。１つの実施形態において、ＵＬ及びＤＬスケジューリング決定は、図２に示される手続のようなランダムアクセス手続の一部であり得る。１つの実施形態において、ネットワークエンティティ７２は、そのベースバンドプロセッサ１７５の一部として別個のＵＬスケジューラ及びＤＬスケジューラ（図１２には示さず）を含んでもよい。スケジューラ１８４は、ＬＴＥシステムにおけるｅＮＢ内の典型的なスケジューラと同じデータ構造を有し得る。

図１２の実施形態において、スケジューラ１８４は、ＲＡＲメッセージ生成モジュール１８５を含むように示されている。当該モジュールは、メモリ１８２内に記憶されるプログラムコードの一部分を含むか、又は実行時間中にメモリ１８２から該当のプログラムコードを抽出するか、又は本開示の教示によりＲＡＲメッセージの生成及び送信をスケジューラ１８４が行うことを可能にするために必要とされるプログラムコードのすべてを含み得る。１つの実施形態において、モジュール１８５内のプログラムコードは、メモリ１８２内のプログラムコードと併せて実行され又はメモリ１８２内のプログラムコンテンツから独立して実行されると、本開示の具体的な実施形態に従ったＲＡＲメッセージの生成及び送信を行うようにｅＮＢ７２を構成し得る。例えば、モジュール１８５を通じて、スケジューラ１８４は、処理ユニット１８１による追加的な処理の助けを伴って又は伴わずに、ＵＬ及びＤＬにおけるＵＥ６８の送信をスケジューリングすること、ＵＥ６８によるランダムアクセス手続の遂行を可能にするために定式／等式又は他の適切な情報をＵＥ６８へ送信すること、ＵＥ６８により送信されるＭｓｇ１を受信して処理すること、ＵＥ６８にとって最良の（又は好ましい）ＵＬ／ＤＬビームを判定すること、ＵＥのＵＬ送信（又はＭｓｇ３）をスケジューリングするために本開示の教示により複数のＲＡＲメッセージを生成して送信すること、ＵＬ／ＤＬアナログビーム形成において処理ユニット１８１を支援すること、等のために適切なプログラムコードを実行し得る。より一般的には、図４Ａ及び図６〜図１０における実施形態を参照しながら前に議論した種々のｅＮＢベースのアクションが、スケジューラ１８４により実行され、当該スケジューラは、必要に応じて処理ユニット１８１及びメモリ１８２と共に動作し得る。

プロセッサ１７５は、必要に応じて追加的なベースバンド信号処理も提供し得る。こうした処理は、例えば、モバイル／ワイヤレスデバイスの登録、チャネル情報の送信、無線リソースの管理、等を含み得る。処理ユニット１８１は、メモリ１８２と通信して、例えば、ソースセル内で動作しているＵＥ又はワイヤレスデバイスのアイデンティティ、ワイヤレスデバイスから受信されるチャネル状態レポート、ソースセル内で動作しているＵＥから受信される又はＵＥへ送信されるべきユーザデータ、等の、対応するセルサイトについての関連情報を処理し及び記憶し得る。処理ユニット１８１は、例として、汎用プロセッサ、特殊用途プロセッサ、旧来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、他の何らかのタイプの集積回路（ＩＣ）、及び／又はステートマシン、を含み得る。プロセッサ１７５は、ある実施形態においては、分散処理を採用してもよい。

前に述べたように、具体的な実施形態において、基地局、ワイヤレスアクセスノード／ポイント、基地局コントローラ、及び／又は他のタイプのモバイル通信ノードといったネットワークエンティティにより提供されるものとして図４Ａ及び図６〜図１０を参照しながら上に及び先に説明した機能性のうちのいくつか又はすべては、図１２に示されるメモリ１８２といったコンピュータ読取可能なデータ記憶媒体上に記憶される命令を実行するスケジューラ１８４によって提供され得る。

図１２の実施形態におけるネットワークエンティティ７２は、コアネットワークインタフェースユニット１８７と、タイミング及び制御ユニット１８９と、をさらに含み得る。制御ユニット１８９は、プロセッサ１７５及びネットワークインタフェースユニット１８７の動作をモニタリングし、並びに、これらのユニットへ適切なタイミング及び制御信号を提供し得る。図３における事業者ネットワーク７０といったキャリアネットワークの対応するセルサイト内で動作するモバイル加入者のための管理機能及び通話／データ管理機能を容易化するために、インタフェースユニット１８７は、基地局７２がそのコアネットワーク７８又は他のネットワークベースの制御エンティティと通信するための双方向インタフェースを提供し得る。

基地局７２の代替的な実施形態は、上に識別された機能性のいずれか、及び／又は、本開示の教示による解決策をサポートするために必要ないずれかの機能性を含む、追加的な機能性を提供する役割を果たす追加的な構成要素を含み得る。特徴及びエレメントが具体的な実施形態において上で説明されているが、各特徴又はエレメントは、他の特徴及びエレメントを伴わずに単独で使用されることもできるし、他の特徴及びエレメントを伴って又は伴わずに、種々の組み合わせで使用されることもできる。本明細書で議論される遅延インジケータベースのＲＡＲメッセージング方法のいくつかの又はすべての観点は、汎用コンピュータにより又は、例えば図１２内の処理ユニット１８１による処理サポートを伴うか若しくは伴わないスケジューラ１８４といったプロセッサにより実行されるように、例えば図１２内のモジュール１８５及び／若しくはメモリ１８２といったコンピュータ読取可能な記憶媒体内に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアにおいて実装され得る。コンピュータ読取可能な記憶媒体の例は、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、デジタルレジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクといった磁気媒体、磁気テープ及び着脱可能ディスク、光磁気媒体、並びに、ＣＤ−ＲＯＭディスク及びＤＶＤ（Digital Versatile Disk）といった光媒体、を含む。ある実施形態において、メモリ１８２は、冗長性を伴うあるいは伴わない分散型データストレージを採用してもよい。

以上は、基地局が狭ビーム形成を採用する場合のＲＡＲメッセージングのシステム及び方法の説明である。アナログビーム形成されるシステムにおけるＤＬビーム方向とＵＬビーム方向との間の潜在的なミスマッチの問題に対処するために、本開示は、ランダムアクセス手続の期間中に基地局からＵＥへ複数のＲＡＲメッセージ（Ｍｓｇ２）を連続的に送信することを提供する。これらのＲＡＲメッセージは、異なる時間に及び／又は異なるビームを使用して、但し、ＵＥから何らかのＭｓｇ３レスポンスが受信される前に、送信され得る。その結果、ＵＬビームとＤＬビームとの間のいかなるキャリブレーションミスマッチにもかかわらず、ＲＡＲメッセージは、ＵＥにより単に受信されるのではなく、そのＵＥにとって最も好適な（又は十分に良好な）ＤＬビームを通じて受信される。各ＲＡＲメッセージは、当該ＲＡＲメッセージ内で搬送されるＵＬグラント内に、メッセージ固有のスケジューリング遅延インジケータを含み得る。遅延インジケータは、ＵＬグラントによりスケジューリングされるＵＥのアップリンク送信（Ｍｓｇ３）について調整可能な時間遅延を提供する。具体的な実施形態において、異なる時間インスタンスにおける複数のＲＡＲ送信（Ｍｓｇ２）は、単一の時間インスタンスに向けて同一のＵＬ送信（Ｍｓｇ３）をスケジューリングすることができ、これにより、多数Ｍｓｇ２対単一Ｍｓｇ３のマッピングがもたらされる。代替的に、他の実施形態では、連続的な複数のＲＡＲ送信のうちの少なくとも２つは、異なる時間インターバルにＵＥのＵＬ送信をスケジューリングしてよく、これにより、ＲＡＲメッセージとＵＥからの潜在的なＭｓｇ３送信との間に多対多の対応がもたらされる。一対多のマッピングもまた実装されてもよい。ＵＥは、そのＭｓｇ３において、測定された最良のＤＬ Ｍｓｇ２をレポートし得る。本開示の教示に従ったＲＡＲメッセージングは、基地局により狭ビーム形成が使用される場合のランダムアクセス手続の全体的なロバスト性を高める。

当業者には理解されるように、本出願において説明される発明的概念は、広範囲の用途にわたって修正され及び変更されることができる。したがって、特許の対象の要旨のスコープは、上に議論した特定の例示的教示のいずれにも限定されるべきではなく、代わりに、以下の特許請求の範囲によって定義される。

Claims (25)

1. ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、前記ネットワークエンティティ（７２）からユーザ機器（ＵＥ）（６８）へランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を送信する方法（８３）であって、前記ネットワークエンティティにより、
   各ＲＡＲメッセージが前記ＵＥによる当該ＲＡＲメッセージへの応答を可能にするための前記ＵＥについてのそれぞれのアップリンク（ＵＬ）グラントを搬送する、複数のＲＡＲメッセージを生成すること（８５）と、
   各ＲＡＲメッセージについて、当該ＲＡＲメッセージにより搬送される前記それぞれのＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを提供すること（８６）と、
   各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを、それぞれのＲＡＲメッセージへ応答するために前記ＵＥが前記ＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルの標識を前記ＵＥへ提供するように構成すること（８７）と、
   前記ＵＬにおいて前記ＵＥからの何らかのレスポンスが前記ネットワークエンティティにより受信される前に、前記ＵＥへ前記複数のＲＡＲメッセージを連続的に送信すること（８８）と、
   を実行することを含む、方法。
2. 前記時間インターバルは、前記複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれに前記ＵＥが応答するかに関わらず、各ＲＡＲメッセージについて同一であること、及び、
   前記時間インターバルは、前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つについて異なること、
   のうちの１つが適用される、請求項１の方法。
3. 前記標識は、
   前記標識を搬送する前記それぞれのＲＡＲメッセージのタイミングに対して相対的な第１の時間遅延値、及び、
   前記ネットワークエンティティにより受信される前記ＵＥからのＵＬメッセージのタイミングに対して相対的な第２の時間遅延値であって、前記ＵＬメッセージへの応答として前記複数のＲＡＲメッセージが前記ネットワークエンティティにより送信される前記第２の時間遅延値、
   のうちの１つである、請求項１の方法。
4. 各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを構成することは、前記ネットワークエンティティにより、
   前記標識が前記第１の時間遅延値である場合に、前記標識を搬送する前記それぞれのＲＡＲメッセージのサブフレームから測定される第１のサブフレーム数の形で前記第１の時間遅延値を表現すること、及び、
   前記標識が前記第２の時間遅延値である場合に、前記ＵＬメッセージのサブフレームから測定される第２のサブフレーム数の形で前記第２の時間遅延値を表現すること、
   のうちの１つを実行することを含む、請求項３の方法。
5. 前記ネットワークエンティティにより、
   前記標識を搬送する前記それぞれのＲＡＲメッセージ内の１つ以上のビットを使用して、
   前記第１のサブフレーム数、及び、
   前記第２のサブフレーム数、
   のうちの１つを示すこと、
   を実行することをさらに含む、請求項４の方法。
6. 前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータは、ビットフィールドである、請求項１の方法。
7. 前記ネットワークエンティティにより、
   各ＲＡＲメッセージについて、前記ＵＥが前記ＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる前記時間インターバルを、
   前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを搬送する前記ＲＡＲメッセージの無線サブフレームを識別する第１の数、
   予め決定される無線サブフレーム数である固定的な最小遅延を示す第２の数、並びに、
   前記第１の数に対して相対的な、無線サブフレーム単位の時間遅延値、及び、
   前記ＵＥが前記ＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる前記時間インターバルの前記標識、
   のうちの少なくとも１つを表す第３の数、
   というパラメータを使用して計算すること、
   を実行することをさらに含む、請求項１の方法。
8. 前記時間インターバルは、無線サブフレームである、請求項１の方法。
9. 前記ネットワークエンティティにより、
   前記複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれに前記ＵＥが応答しているのかを示すレスポンスを、前記ＵＬにおいて前記ＵＥから受信すること、
   を実行することをさらに含む、請求項１の方法。
10. 各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを構成することは、ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータにより示されるべき前記時間インターバルが予約されているサブフレームであった場合に、前記ネットワークエンティティにより、
    前記予約されているサブフレームの前にくる別の無線サブフレームを参照するように前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを再構成すること、及び、
    前記予約されているサブフレームの後にくる別の無線サブフレームを参照するように前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを再構成すること、
    のうちの１つを実行することを含む、請求項１の方法。
11. 前記複数のＲＡＲメッセージを連続的に送信することは、前記ネットワークエンティティにより、
    前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つを異なる時間に送信すること、及び、
    前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つを異なる無線ビームを使用して送信すること、
    のうちの少なくとも１つを実行することを含む、請求項１の方法。
12. ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、前記ネットワークエンティティ（７２）からユーザ機器（ＵＥ）（６８）により受信されるランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を処理する方法（９０）であって、
    各ＲＡＲメッセージが当該ＲＡＲメッセージにより搬送される前記ＵＥについてのそれぞれのアップリンク（ＵＬ）グラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを含む、複数のＲＡＲメッセージを、前記ネットワークエンティティから受信すること（９２）と、各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータは、前記ＵＬにおいて前記ＵＥが前記ネットワークエンティティへ送信を行うようにスケジューリングされるＵＬ時間インターバルを特定することと、
    前記ＵＬ時間インターバルは各ＲＡＲメッセージについて同一であること、及び、
    前記ＵＬ時間インターバルは前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つについて異なること、
    のうちの１つが適用されることと、
    前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも１つを選択すること（９３）と、
    選択された前記少なくとも１つのＲＡＲメッセージにより特定される前記ＵＬ時間インターバルの期間中に、前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージへのレスポンスであって、前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージを前記ネットワークエンティティに対して識別する前記レスポンスを送信すること（９４）と、
    を前記ＵＥにより実行することを含む、方法。
13. 前記ＵＥにより、前記レスポンスを送信することの一部として、
    前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージに関連付けられた前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを処理して、前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージにより特定される、前記ＵＥが前記ネットワークエンティティへ送信を行うようにスケジューリングされる前記ＵＬ時間インターバルを判定すること、
    を実行することをさらに含む、請求項１２の方法。
14. 前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを処理することは、前記ＵＥにより、
    前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージに関連付けられた前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを予め定義される定式において使用して、前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージにより特定される前記ＵＬ時間インターバルを判定すること、
    を実行することを含む、請求項１３の方法。
15. 前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも１つを選択することは、前記ＵＥにより、
    受信された前記複数のＲＡＲメッセージから、最も大きい受信電力を有するＲＡＲメッセージを前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージとして選定すること、
    前記受信された複数のＲＡＲメッセージから、受信に成功したＲＡＲメッセージを前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージとして選定すること、及び、
    前記受信された複数のＲＡＲメッセージから、予め定義される基準に基づいて前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージを選定すること、
    のうちの１つを実行することを含む、請求項１２の方法。
16. 前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージへの前記レスポンスを送信することは、前記選択された少なくとも１つのＲＡＲメッセージにより特定される前記ＵＬ時間インターバルが、予約されているサブフレームであった場合に、前記ＵＥにより、
    前記予約されているサブフレームの前にくる別の無線サブフレームを使用して前記レスポンスを送信すること、及び、
    前記予約されているサブフレームの後にくる別の無線サブフレームを使用して前記レスポンスを送信すること、
    のうちの１つを実行することを含む、請求項１２の方法。
17. モバイルデバイス（６８）へランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を送信するためのセルラーネットワーク（７０）におけるネットワークエンティティ（７２）であって、前記ネットワークエンティティは狭ビーム形成を採用し、
    複数のＲＡＲメッセージを前記モバイルデバイスへ送信するための送受信機（１７７）と、
    前記モバイルデバイスへの送信の前に前記複数のＲＡＲメッセージを生成するためのスケジューラ（１８４）と、
    前記送受信機及び前記スケジューラへ連結されるプロセッサ（１８１）と、
    を備え、
    前記スケジューラは、
    前記モバイルデバイスによる前記ＲＡＲメッセージへの応答を可能にするために、各ＲＡＲメッセージ内にそれぞれのアップリンク（ＵＬ）グラントを含めること、
    各ＲＡＲメッセージについて、当該ＲＡＲメッセージにより搬送される前記それぞれのＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを提供すること、及び、
    各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを、それぞれのＲＡＲメッセージへ応答するために前記モバイルデバイスが前記ＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルの標識を前記モバイルデバイスへ提供するように構成すること、
    を実行するように動作可能であり、
    前記プロセッサは、前記スケジューラにより生成される前記複数のＲＡＲメッセージの前記送受信機による連続的な送信を行わせるように動作可能であり、
    前記プロセッサは、前記ＵＬにおいて前記モバイルデバイスからの何らかのレスポンスが前記ネットワークエンティティにより受信される前に、前記連続的な送信を行わせるように動作可能である、
    ネットワークエンティティ。
18. 前記ネットワークエンティティは、
    無線基地局（ＲＢＳ）、
    基地局コントローラ（ＢＳＣ）、
    無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、
    ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node Ｂ）、及び、
    基地局の集合、
    のうちの１つである、請求項１７のネットワークエンティティ。
19. 前記標識は、
    前記標識を搬送する前記それぞれのＲＡＲメッセージのタイミングに対して相対的な第１の時間遅延値、及び、
    前記送受信機により受信される前記モバイルからのＵＬメッセージのタイミングに対して相対的な第２の時間遅延値であって、前記ＵＬメッセージへの応答として前記複数のＲＡＲメッセージが送信される前記第２の時間遅延値、
    のうちの１つである、請求項１７のネットワークエンティティ。
20. 前記スケジューラは、各ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを構成することの一部として、
    前記標識が前記第１の時間遅延値である場合に、前記標識を搬送する前記それぞれのＲＡＲメッセージのサブフレームから測定される第１のサブフレーム数の形で前記第１の時間遅延値を特定することと、
    前記標識が前記第２の時間遅延値である場合に、前記ＵＬメッセージのサブフレームから測定される第２のサブフレーム数の形で前記第２の時間遅延値を特定することと、
    を実行するように動作可能である、請求項１９のネットワークエンティティ。
21. 前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータは、ビットフィールドである、請求項１７のネットワークエンティティ。
22. 前記スケジューラは、
    各ＲＡＲメッセージについて、前記モバイルデバイスが前記ＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる前記時間インターバルを、
    前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを搬送する前記ＲＡＲメッセージの無線サブフレームを識別する第１の数、
    予め決定される無線サブフレーム数である固定的な最小遅延を示す第２の数、並びに、
    前記第１の数に対して相対的な、無線サブフレーム単位の時間遅延値、及び、
    前記モバイルデバイスが前記ＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる前記時間インターバルの前記標識、
    のうちの少なくとも１つを表す第３の数、
    というパラメータを使用して計算すること、
    をさらに実行するように動作可能である、請求項１７のネットワークエンティティ。
23. 前記プロセッサは、前記送受信機を、
    前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つを異なる時間に送信すること、及び、
    前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つを異なる無線ビームを使用して送信すること、
    という手法のうちの少なくとも１つで、前記複数のＲＡＲメッセージを連続的に送信するように構成する、ように動作可能である、請求項１７のネットワークエンティティ。
24. 前記時間インターバルは、前記複数のＲＡＲメッセージのうちのいずれに前記モバイルデバイスが応答するかに関わらず、各ＲＡＲメッセージについて同一であること、及び、
    前記時間インターバルは、前記複数のＲＡＲメッセージのうちの少なくとも２つについて異なること、
    のうちの１つが適用される、請求項１７のネットワークエンティティ。
25. ネットワークエンティティが狭ビーム形成を採用する場合の、前記ネットワークエンティティ（７２）からユーザ機器（ＵＥ）（６８）へランダムアクセスレスポンス（ＲＡＲ）を送信する方法であって、前記ネットワークエンティティにより、
    前記ＵＥによるＲＡＲメッセージへの応答を可能にするための前記ＵＥについてのアップリンク（ＵＬ）グラントを搬送する、当該ＲＡＲメッセージを生成することと、
    前記ＵＬグラント内にＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを提供することと、
    前記ＲＡＲメッセージ固有の時間遅延インジケータを、前記ＲＡＲメッセージへ応答するために前記ＵＥが前記ＵＬにおいて送信を行うようにスケジューリングされる時間インターバルの標識を前記ＵＥへ提供するように構成することと、
    前記時間インターバルによってスケジューリングされる通りに前記ＲＡＲメッセージへ応答する際に前記ＵＬにおいて複数のメッセージを送信するように前記ＵＥに命令するフラグビットを、前記ＲＡＲメッセージ内にさらに提供することと、
    前記ＲＡＲメッセージを前記ＵＥへ送信することと、
    を実行することを含む、方法。
    

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