JP2019508966A - カバレッジ拡張動作におけるランダムアクセスのための端末デバイス、ネットワークノード、および方法 - Google Patents

Abstract

端末デバイスは、端末デバイスのカバレッジ拡張（ＣＥ）動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを含む、ブロードキャストメッセージ（９１）を、セルラーネットワークから受信するように動作可能である。端末デバイスは、端末デバイスがＣＥ動作中の時、ブロードキャストメッセージ（９１）に含まれる少なくとも１つのビットに基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を選択的に遅延させるように無線インターフェースを制御するように動作可能である。【選択図】図８

Description

本発明の実施形態はワイヤレス通信に関する。本発明の実施形態は、特に、セルラーネットワークのセルのカバレッジ向上を提供するためのカバレッジ拡張（ＣＥ）をサポートする、デバイス、システム、および方法に関する。

モバイルデータ通信の人気が高まるにつれて、セルラーネットワークと通信するための無線インターフェースを装備したデバイスの数も一層増加している。

セルラーネットワークに接続できるデバイスの数が一層増加していることに対応するために、マシン型通信（ＭＴＣ）が開発されている。セルラーネットワークのセルの境界近くに位置する端末デバイスが依然としてセルラーネットワークに接続できる可能性を改善するために、カバレッジ拡張（ＣＥ）が使用可能である。カバレッジ拡張は送信繰り返しに基づいている。カバレッジ拡張は、送信繰り返しを使用することで、繰り返される信号の蓄積されたエネルギーがｅＮｏｄｅＢにおいて組み合わせ可能であることを理由により高い蓄積された受信電力をもたらすことによって、無線リンクを改善することを対象としている。

カバレッジ拡張は、複数の異なるカバレッジ拡張レベルが利用可能であるようなやり方で実施されてよい。エボルブドＭＴＣ（ｅＭＴＣ）において、１５ｄＢまでのカバレッジ拡張が利用可能であってよい。狭帯域ＩｏＴ（ＮＢ＿ＩｏＴ）の場合、２０ｄＢまでのカバレッジ拡張またはそれより一層大きいカバレッジ拡張が達成可能であってよい。カバレッジ拡張は、通常のセル境界の外部に位置付けられる、または、地階、または基地局と端末デバイスとの間の信号の減衰が大きい別の場所に位置する場合があるデバイスに有用である場合がある。カバレッジ拡張レベルは、３ｄＢずつなど、固定ｄＢ値ずつ分割されてよい。異なるカバレッジ拡張レベルのそれぞれ１つは、異なる数の、必要とされる送信繰り返しに関連付けられてよい。より高いカバレッジ拡張レベル、すなわち、最も大きいカバレッジ拡張を提供するようなレベルについて、繰り返し回数は１０を上回る場合がある。繰り返し回数は、チャネルに依存する場合がある、例えば、異なる繰り返し回数は、ＰＲＡＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、またはＰＵＳＣＨに使用されてよい。

カバレッジ拡張レベルに依存する送信の繰り返しはまた、ランダムアクセス手順に当てはまる。とりわけ、端末デバイスによって、ランダムアクセス手順においてｍｓｇ１であるランダムアクセスプリアンブルの送信は、ランダムアクセス応答が受信されるまで、カバレッジ拡張レベルに応じた回数で繰り返される場合がある。以下でＣＥレベル依存の繰り返しと称されることになる、この送信の繰り返しは、カバレッジ拡張のないシステムにおいても生じるランダムアクセスプリアンブルの再送信と混同されるべきではない。ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しは、典型的には、いずれのカバレッジ拡張もなく生じるランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しにさらに、すなわち、それに加えて実施される。ランダムアクセスプリアンブル送信のこの増加した数、すなわち、ランダムアクセスプリアンブル送信の、ＣＥレベル依存の繰り返しおよびレガシー再送信の組み合わせによって引き起こされるより大きい繰り返し回数は、無線アクセスネットワークにおける輻輳状況を生じさせる場合がある。

このような輻輳状況に対処するための１つのアプローチは、いくつかの端末デバイスがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを一緒に行わないようにして、デバイスを阻止することとすることができる。しかしながら、このようなアプローチは、端末デバイスが増大したレイテンシに感応する場合でも、端末デバイスがランダムアクセスを行うことを除外する場合がある。これは、端末デバイスが、通常、端末デバイスへの良好なサービスを保証するものとするサブスクリプションレベルを有する時のような場合、または、端末デバイスがそれ以外で、例えば、具体的な目的でセルラーアクセスを必要とするため、増大したレイテンシを受け入れることができない場合とすることができる。

上記の欠点の少なくとも一部を軽減する、デバイス、システム、および方法に関する技術が必要とされている。１つまたはいくつかのカバレッジ拡張（ＣＥ）レベルにおけるランダムアクセスに割り当てられる物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースにおいて生じる輻輳のリスクを軽減する、デバイス、システム、および方法が必要とされている。カバレッジ拡張をサポートする一方で、端末デバイスが、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを行わないようにする絶対的な禁止を課さない、セルラーシステムにおけるＰＲＡＣＨリソース輻輳のリスクを軽減する、デバイス、システム、および方法が必要とされている。

実施形態によると、セルラーネットワークにおいて、ＣＥレベル範囲内で端末デバイスに優先順位を付けることを可能にする機構が提供される。セルラーネットワークは、例えば、ブロードキャストメッセージにおいて１つまたはいくつかのビットを設定することによって、輻輳状況が既に存在する、または生じる可能性があることを指示してよい。端末デバイスは、ブロードキャストメッセージを解釈してよく、端末デバイスに、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを行うことを遅延させるバックオフビヘイビアをアクティブにしてよい。バックオフビヘイビアはそれぞれ、端末デバイスがモバイル発信トラフィックのレイテンシを受け入れるかどうか、および受け入れる場合は、どの程度のレイテンシが受け入れ可能であるかに依存する場合がある。

一実施形態による端末デバイスは、セルラーネットワークからブロードキャストメッセージを受信するように動作可能である無線インターフェースであって、ブロードキャストメッセージは端末デバイスのＣＥ動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを含む、無線インターフェースを備える。端末デバイスは、端末デバイスがＣＥ動作中の時、ブロードキャストメッセージに含まれる少なくとも１つのビットに基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを選択的に遅延させるように無線インターフェースを制御するように動作可能である電子回路を備える。

ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを選択的に遅延させることによって、端末デバイスは、ＣＥレベル依存の繰り返しを行うことを絶対的には禁止されない。ブロードキャストメッセージに含まれる少なくとも１つのビットに基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを選択的なやり方で遅延させることによって、異なる端末デバイスは、ブロードキャストメッセージに対して異なって反応する場合がある。例証として、端末デバイスは、ＣＥレベル依存の繰り返しが、デバイスタイプまたはサブスクリプションレベルといった端末関連情報に依存して、または、公衆安全または非公衆安全といった接続確立の理由に依存して、遅延させるものであるかどうか、およびこれに対するのはどのバックオフ手順なのかに従って、決定することができる。

端末デバイスは、ユーザ機器、マシン型通信（ＭＴＣ）端末デバイス、または狭帯域モノのインターネット（ＮＢ−ＩｏＴ）端末デバイスであってよい。端末デバイスは、セルラーフォンまたはポータブルコンピュータといったハンドヘルドデバイスであってよい。端末デバイスは、人体装着型センサといったウェアラブルデバイスであってよい。端末デバイスは、車両、建物、または別の場所に設置されるセンサまたは制御ユニットであってよい。

電子回路は、ブロードキャストメッセージに含まれる少なくとも１つのビットが、バックオフビヘイビアが所望されていることを指示する場合、端末関連情報に基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように動作可能であってよい。端末関連情報は、端末デバイスの、例えばサブスクリプションレベルといったサブスクリプション情報、および／またはデバイスタイプであってよい。

電子回路は、ブロードキャストメッセージに含まれる少なくとも１つのビット、および端末関連情報の両方に基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるバックオフビヘイビアを制御するように動作可能であってよい。端末関連情報は、端末デバイスの、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプであってよい。

電子回路は、ブロードキャストメッセージに含まれる少なくとも１つのビットが、バックオフビヘイビアが所望されていることを指示する場合、通信関連情報に基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように動作可能であってよい。通信関連情報は、公衆安全目的または非公衆安全目的での接続が必要とされるかどうかであってよい。通信関連情報は、接続が緊急通信のために必要とされているかどうかであってよい。

電子回路は、タイムクリティカルでないデータのために接続が必要である場合、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように動作可能であってよい。

電子回路は、トリガイベントが検出されるまで、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように動作可能であってよい。

トリガイベントは、端末デバイスの、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプに依存するものであってよい。

電子回路は、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しが遅延される間にＣＥレベルの時間依存変化を検出するように動作可能であってよい。電子回路は、無線インターフェースに、検出された、ＣＥレベルの時間依存変化に基づいてランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを実行させるように動作可能である。

電子回路は、無線インターフェースに、ＣＥレベルがＣＥレベル閾値に達したことを検出することに応答して、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを実行させるように動作可能であってよい。

電子回路は、無線インターフェースに、ＣＥレベルが少なくともＣＥレベル閾値によって変わったことを検出することに応答して、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを実行させるように動作可能であってよい。

電子回路は、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しが、ＣＥレベルがＣＥレベル閾値に達すること、およびバックオフタイマーの期限切れの両方によってトリガされるように動作可能であってよい。ＣＥレベルがＣＥレベル閾値に達すること、およびバックオフタイマーの期限切れが生じることによって、それぞれ、ＣＥレベル依存の最大繰り返し回数に達するまでランダムアクセスプリアンブル送信を繰り返すように端末デバイスをトリガするようにする、すなわち、ＣＥレベルがＣＥレベル閾値に達すること、およびバックオフタイマーの期限切れのうちの早い方の１つによって、ランダムアクセスプリアンブルが再び送信されるようにする。

バックオフタイマーのタイマー値、および／またはＣＥレベル閾値は、サブスクリプションレベルサブスクリプションレベルに依存してよい。代替的にはまたはさらに、バックオフタイマーのタイマー値、および／またはＣＥレベル閾値は、デバイスタイプに依存してよい。

電子回路は、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプに依存するオフセットを、ネットワークによって設定または提供されてよいタイマー値に追加することによって、バックオフタイマーをタイマー値に設定するように動作可能であってよい。電子回路は、ネットワークによって設定または提供されてよいタイマー値に、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプに依存する因子を乗算することによって、バックオフタイマーをタイマー値に設定するように動作可能であってよい。因子は、１つまたはいくつかのサブスクリプションレベルに対して１より大きくてよい。因子は、１つまたはいくつかのサブスクリプションレベルに対して２の累乗であってよい。因子は、最良サブスクリプションレベルに対して１より小さくてよい。

バックオフタイマーのタイマー値は、ＣＥレベルにさらに依存してよい。バックオフタイマーのタイマー値は、それぞれのＣＥレベルにおけるＣＥレベル依存の繰り返し回数の単調増加関数であってよい。

電子回路は、端末デバイスのサブスクリプションレベルがサブスクリプションレベルのサブセットに含まれるかどうかを判断するように動作可能であってよい。

電子回路は、端末デバイスのサブスクリプションレベルがサブセットに含まれる場合にのみ、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを選択的に遅延させるように動作可能であってよい。例証として、端末デバイスは、端末デバイスに、最良の利用可能なサービスが確実に提供されるものとするサブスクリプションレベルを有する場合、バックオフビヘイビアをアクティブにすることを控えてよい。

端末デバイスのサブスクリプションレベルが、端末デバイスに、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させることによってバックオフさせるサブスクリプションレベルのサブセットに含まれる場合、バックオフビヘイビアは依然、サブスクリプションレベルに依存してよい。例証として、シルバーおよびブロンズサブスクリプションレベルは、バックオフタイマー値および／またはＣＥレベル閾値に関して区別可能であることで、ブロンズサブスクリプションレベルを有する端末デバイスは平均して、シルバーサブスクリプションレベルを有する端末デバイスより、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを行う際の遅延がより長くなる。

ＣＥ動作に関連付けられた少なくとも１つのビットは、システム情報ブロック（ＳＩＢ）に含まれてよい。輻輳状況が生じる時にバックオフビヘイビアを引き起こすための少なくとも１つのビットが含まれるＳＩＢは、バックオフビヘイビアが所望されるデバイスタイプに適用してよい。例証として、ＭＴＣ端末デバイスのみがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるものとする場合、少なくとも１つのビットは、ＭＴＣ端末デバイスによって具体的に読み出されるＳＩＢに含まれてよい。

少なくとも１つのビットは、端末デバイスに、バックオフビヘイビアをオンおよびオフにそれぞれ切り換えさせる単一ビットであってよい。少なくとも１つのビットは、どのタイプのバックオフビヘイビアがアクティブにされるかを指示することができる、いくつかのビットにおいて符号化されるパラメータを含んでよい。パラメータは、どのＣＥレベルが潜在的な輻輳状況に影響されるかを指示することができる。パラメータは、バックオフタイマー値またはＣＥレベル閾値を指示してよい。

電子回路は、無線インターフェースに、全てのＣＥレベル依存の繰り返しが時間周波数リソースグリッドの同じリソースブロックにあるように、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを実行させるように動作可能であってよい。

端末デバイスは、記憶デバイス、例えば、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータを記憶するための、ソリッドステートメモリなどの不揮発性メモリを備えてよい。パラメータは、バックオフ規則のセット、サブスクリプションレベルのセット、バックアップ因子のセット、および／またはＣＥレベル閾値のセットのうちの１つまたはいくつかを含んでよい。

端末デバイスは、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータが提供可能であるように動作可能であってよい。端末デバイスは、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータがネットワークによって構成可能であるように動作可能であってよい。代替的にはまたはさらに、ＣＥレベル依存のバックオフに関連しているパラメータの一部または全ては、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）によって提供されてよい。

端末デバイスは、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータの少なくとも一部を含むさらなるブロードキャストメッセージを受信するように動作可能であってよい。後続のブロードキャストメッセージにおけるインジケータビットは、端末デバイスを、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータを使用して開始させることができる。

一実施形態によるセルラーネットワークノードは、端末デバイスからランダムアクセスプリアンブルを受信するための無線インターフェースを備える。セルラーネットワークノードは、無線インターフェースに結合され、かつ１つまたはいくつかのＣＥレベルに対して物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースについての輻輳監視を行うように動作可能である回路を備える。回路は、端末デバイスの一部に、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるために端末デバイスのＣＥ動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを含むメッセージをブロードキャストするように輻輳監視に基づいて無線インターフェースを制御するように動作可能である。

セルラーネットワークノードはｅＮｏｄｅＢであってよい。

セルラーネットワークノードは、輻輳監視がいくつかのＣＥレベルのそれぞれ１つに対して行われるように動作可能であってよい。セルラーネットワークノードは、いくつかのＣＥレベルのうちのいずれか１つにおける輻輳がセルラーネットワークノードに、レイテンシトレラント端末デバイスがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるものとすることを指示するように設定された少なくとも１つのビットを含むメッセージをブロードキャストさせるように動作可能であってよい。

セルラーネットワークノードは、ＣＥ動作においてランダムアクセスを行うための端末デバイスに優先順位を付けるために、端末デバイスのＣＥ動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを設定するように動作可能であってよい。

セルラーネットワークは、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータが提供可能であるように動作可能であってよい。ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータは、バックオフ規則のセット、サブスクリプションレベルのセット、バックアップ因子のセット、および／またはＣＥレベル閾値のセットのうちの１つまたはいくつかを含んでよい。

セルラーネットワークは、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータがブロードキャスト可能であるように動作可能であってよく、後続のブロードキャストメッセージにおいて少なくとも１つのビットを設定することによって後にアクティブにされてよい。

セルラーネットワークノードによって行われる輻輳監視によって、異なるＣＥレベルにアサインされるＰＲＡＣＨリソースブロックにおけるエネルギーを監視することができる。ＣＥレベルのうちのいずれか１つにアサインされたＰＲＡＣＨリソースブロックにおけるエネルギーがエネルギー閾値を超える場合、輻輳状況は検出可能である。

セルラーネットワークノードによって行われる輻輳監視は、輻輳状況が生じる前にも輻輳状況のリスクを検出するように動作可能であってよい。この目的に向けて、履歴データはセルラーネットワークノードによって使用されてよい。輻輳状況が同じ時刻および／または同じ曜日に一貫して検出される場合、セルラーネットワークノードは、輻輳状況がこれらの時に存在するかを判断することができ、輻輳が生じないように少なくともいくつかの端末デバイスにおいてバックオフビヘイビアをアクティブにするように設定された少なくとも１つのビットを有するブロードキャストメッセージを送信してよい。代替的にはまたはさらに、１つまたはいくつかのＣＥレベルに対するＰＲＡＣＨリソースにおけるエネルギーの時間依存の増加によって、セルラーネットワークノードは、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるようにレイテンシトレラント端末デバイスにリクエストすることができる。

一実施形態による通信システムは、一実施形態によるセルラーネットワークノード、および、一実施形態による少なくとも１つの端末デバイスを備える。

通信システムは、第１のサブスクリプションレベルを有する第１の端末デバイスを備えてよい。通信システムは、第１のサブスクリプションレベルと異なる第２のサブスクリプションレベルを有する第２の端末デバイスを備えてよい。

異なるサブスクリプションレベルによって、第１の端末デバイスおよび第２の端末デバイスは、同じブロードキャストメッセージに応答して異なるバックオフビヘイビアを呈するように動作可能であってよい。例証として、第１の端末デバイスおよび第２の端末デバイスのうちの１つが最高サブスクリプションレベルを有する場合、この端末デバイスは、さらに、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを少しも遅延させないことがあり、他の端末デバイスはバックオフビヘイビアをアクティブにしてよい。さらなる例証として、第１の端末デバイスおよび第２の端末デバイスは両方とも、バックオフビヘイビアをアクティブにして、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させてよく、この遅延は平均して、より良いサブスクリプションレベルを有する端末デバイスのうちの１つに対してより短い。

代替的にはまたはさらに、通信システムは、第１のデバイスタイプを有する第１の端末デバイスを備えてよい。通信システムは、第１のデバイスタイプとは異なる第２のデバイスタイプを有する第２の端末デバイスを備えてよい。

異なるデバイスタイプによって、第１の端末デバイスおよび第２の端末デバイスは、同じブロードキャストメッセージに応答して異なるバックオフビヘイビアをアクティブにするように動作可能であってよい。例証として、第１の端末デバイスおよび第２の端末デバイスのうちの１つがｅＭＴＣ端末であるが、もう１つが違う場合、ｅＭＴＣ端末のみがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるためにバックオフビヘイビアをアクティブにしてよい。

セルラーネットワークは、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータが提供可能であるように動作可能であってよい。ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに関連しているパラメータは、バックオフ規則のセット、サブスクリプションレベルのセット、バックアップ因子のセット、および／またはＣＥレベル閾値のセットのうちの１つまたはいくつかを含んでよい。

端末デバイスがカバレッジ拡張動作中である時にランダムアクセスを行う方法は、端末デバイスによって、セルラーネットワークからブロードキャストメッセージを受信することを含む。ブロードキャストメッセージは、端末デバイスのカバレッジ拡張（ＣＥ）動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを含む。方法は、端末デバイスがＣＥ動作中である時、ブロードキャストメッセージに含まれる少なくとも１つのビットに基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを選択的に遅延させるように端末デバイスの無線インターフェースを制御することを含む。

方法は、一実施形態による端末デバイスによって行われてよい。

実施形態において実施可能である方法のさらなる特徴は、実施形態による、端末デバイス、基地局、および通信システムを参照して説明される特徴に対応する。

端末デバイスは、このバックオフビヘイビアが、バックオフビヘイビアがネットワークによって所望されることを指示するための、少なくとも１つのビットを含むブロードキャストメッセージを受信することによって、トリガされるように動作可能であってよいが、端末デバイス、およびこれによって行われる方法は、この関連の機構に限定されない。

さらなる実施形態による端末デバイスは、ランダムアクセスプリアンブルを送信するように動作可能である無線インターフェースを備える。端末デバイスは、端末デバイスがＣＥ動作中である時、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように無線インターフェースを制御するように動作可能である電子回路を備える。電子回路は、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しが、バックオフタイマーの期限切れ、およびＣＥレベルが閾値基準を満たすことの両方によってトリガされるように、動作可能であってよい。

バックオフタイマーは、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプに依存するタイマー値に設定されてよい。バックオフタイマーを設定することは、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプに依存するオフセットを、ネットワークによって設定または提供されてよいタイマー値に追加することを含んでよい。バックオフタイマーを設定することは、ネットワークによって設定または提供されてよいタイマー値に、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプに依存する因子を乗算することを含んでよい。因子は、１つまたはいくつかのサブスクリプションレベルに対して１より大きくてよい。因子は、１つまたはいくつかのサブスクリプションレベルに対して２の累乗であってよい。因子は、最良サブスクリプションレベルに対して１より小さくてよい。

閾値基準は、ＣＥレベルがＣＥレベル閾値に達した時、またはＣＥレベルの変化がＣＥレベル閾値に達した場合、満たされてよい。

別の実施形態に従ってランダムアクセスを行う方法は、端末デバイスがＣＥ動作中である時、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように端末デバイスの無線インターフェースを制御することを含む。ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しは、バックオフタイマーの期限切れ、および閾値基準を満たすＣＥレベルの両方によってトリガされてよい。

これらの実施形態による端末デバイスおよび方法において、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるバックオフビヘイビアがブロードキャストメッセージにおけるビット値によってアクティブにされることは可能であるが、常に必要とされるわけではない。このような構成を有する端末デバイスおよび方法において、無線条件が改善されている、すなわち、減衰が減少している場合、バックオフタイマーが期限切れになるまで、端末デバイスは、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返される送信を遅延させる必要はないことが保証されることで、ｅＮｏｄｅＢがランダムアクセス試行に応じる可能性が高くなるようにする。

実施形態のいずれか１つにおいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しは、ランダムアクセス応答がＣＥレベル依存の最大数に達する前に受信されなければ、ＣＥレベル依存の繰り返しが、ＣＥレベルに依存する回数で行われる点で、他のレガシーのランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しと区別可能である。ＣＥレベル依存の繰り返しはまた、ＣＥレベル依存の繰り返しが、端末デバイスが通常のカバレッジに位置する場合に行われるのではなく、端末デバイスが通常のカバレッジ外に位置し、かつＣＥ動作中である時にのみに行われる点で、他のレガシーのランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しと区別可能である。

実施形態のいずれか１つにおいて、バックオフタイマー値および／またはＣＥレベル閾値は、セルラーネットワークによって設定されてよい、または、静的または準静的なやり方で端末デバイスにおいて提供されてよい。

実施形態による、デバイス、システム、および方法によって、さまざまな効果が達成される。ＰＲＡＣＨリソースにおける輻輳は、より高いレイテンシを受け入れる端末デバイスにおいてランダムアクセスプリアンブル送信に対してバックオフビヘイビアをアクティブにすることによって、回避可能である。異なるサブスクリプションレベル、デバイスタイプ、または他のデバイス関連の特性は、ブロードキャストメッセージをセルラーネットワークから解釈する時、考慮に入れることができる。バックオフタイマーをＣＥレベル変化の監視と組み合わせる実施形態において、レイテンシは、より良いカバレッジ条件に移ることができるモバイル端末デバイスに対して小さいままにすることが可能である。端末デバイスは、ハンドヘルドデバイスまたはセンサであってよいが、これらに限定されることはない。

本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明するが、図面において、同じまたは同様の参照番号は同じまたは同様の要素を指し示す。

一実施形態による通信システムの概略図である。 一実施形態による通信システムのブロック図である。 一実施形態によるセルラーネットワークノードによって行われる方法のフローチャートである。 一実施形態による端末デバイスによって行われる方法のフローチャートである。 一実施形態による端末デバイスによって行われる方法のフローチャートである。 一実施形態による端末デバイスの動作を示す、カバレッジ拡張レベルの時間依存変動を示す図である。 一実施形態による端末デバイスの動作を示す、カバレッジ拡張レベルの時間依存変動を示す図である。 一実施形態による通信システムにおけるシグナリング図である。 一実施形態による端末デバイスの状態を示す決定論理図である。

本発明の例示の実施形態について、図面を参照して説明する。いくつかの実施形態は、具体的な応用分野の文脈で、例えば、ある特定の通信技法の文脈で説明されるが、実施形態はこの応用分野に限定されない。さまざまな実施形態の特徴は、別段明示的に述べられない限り、互いに組み合わせ可能である。

図１は、一実施形態による通信システム１の概略図である。

通信システム１は、セルラーネットワーク、および端末デバイス１１〜１３を含む。端末デバイス１１〜１３の複数１０は、それぞれ、ユーザ機器（ＵＥ）、マシン型通信（ＭＴＣ）端末、または狭帯域モノのインターネット（ＮＢ−ＩｏＴ）端末デバイスであってよい。端末デバイス１１〜１３は、それぞれ、移動型または据え置き型であってよい。異なる端末デバイスは、レガシーＬＴＥコアネットワーク４０およびセルラー式モノのインターネット（ＣＩｏＴ）コアネットワークなどの、異なるセルラーネットワークと通信するように動作可能であってよい。

端末デバイス１１〜１３は、ＲＲＣ接続モードを確立するためにランダムアクセス（ＲＡ）を行うように動作可能であってよい。ランダムアクセスは、ＲＲＣ接続モードを確立する際の第１のステップである。ランダムアクセスは、基地局３０からのページング情報が、ダウンリンク、すなわち、モバイル着信（ＭＴ）トラフィックがあることを指示する時に行われてよい。ランダムアクセスは、端末デバイスが、アップリンク、すなわち、モバイル発信（ＭＯ）トラフィックを送信しようとする時に行われてよい。

通信システム１は、カバレッジ拡張（ＣＥ）動作をサポートする。これによって、基地局３０の通常のカバレッジ２外に位置する端末デバイスは、それにも関わらずＲＲＣ接続を確立することが可能になる。異なるＣＥレベルが提供可能である。異なるＣＥレベルは、拡張カバレッジ半径３、４によって概略的に指示されるように、異なるカバレッジ拡張を提供可能である。異なるＣＥレベルは、対応可能である追加の信号減衰に関して規定されてよい。最大ＣＥレベルは、例えば、１５ｄＢまでのカバレッジ拡張を提供してよい。例えば、２０ｄＢといった、さらにもっと大きいカバレッジ拡張は、例えば、ＮＢ−ＩｏＴによってサポートされてよい。

カバレッジ拡張を達成するために、通常のカバレッジ２外に位置する端末デバイス１１、１２は送信を繰り返してよい。任意の送信が繰り返される最大回数は、それぞれの端末デバイス１１、１２のＣＥレベルに依存することになる。基地局３０は、端末デバイス１１、１２から、繰り返される送信において受信されたエネルギーを蓄積するまたは統合するように動作可能であってよい。基地局３０における時間ダイバーシティおよび／またはエネルギー統合は、所望のＣＥレベル、すなわち、対応される所望の追加の減衰をもたらすことができる。

以下により詳細に説明されるように、基地局３０および端末デバイス１１、１２は、ＣＥレベルのうちの１つまたはいくつかにおけるランダムアクセスプリアンブル送信に使用されるＰＲＡＣＨリソースブロックにおいて輻輳状況が生じるリスクを低減するように動作可能である。この目的に向けて、端末デバイス１１、１２は、端末デバイス１１、１２に、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるバックオフビヘイビアをアクティブにするように動作可能であってよい。このバックオフビヘイビアは、システム情報ブロック（ＳＩＢ）といったブロードキャストメッセージにおいて、基地局３０によって、含まれる１つまたはいくつかのビットに基づいて選択的にアクティブにされてよい。端末デバイス１１、１２は、サブスクリプションレベル、デバイスクラス、および／またはランダムアクセスを行う要因（例えば、公衆安全または非公衆安全）に応じて、このようなブロードキャストメッセージに対して異なって反応する場合がある。端末デバイス１１、１２は、それぞれ、ランダムアクセスプリアンブル送信が繰り返されることになる時を判断するために、ＣＥレベルの変化およびバックオフタイマーの期限切れの両方を監視するように動作してよい。

上で説明したように、本出願の実施形態において選択的に遅延させるランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しは、カバレッジ拡張を有さないシステムにおける、従来のランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しと混同されるべきではない。ＣＥレベル依存の繰り返しは、ランダムアクセスプリアンブル送信の従来の周期的な繰り返しと共にさらに、すなわち、これに加えて実施される。ＣＥレベル依存の繰り返しは、中断基準を有する、すなわち、ＣＥレベル依存の繰り返しが、ランダムアクセス応答が受信される時、または、このＣＥレベルに依存する最大数に達する時、このどちらが先に生じても、終止する点で、レガシーのランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しとは区別される。ＣＥレベル依存の繰り返しは、ＣＥレベル依存の最大再送信回数後、その時までにランダムアクセス応答が受信されているか否かにかかわらず、終止する点で、レガシーのランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しと区別される。ＣＥレベル依存の繰り返しは、端末が通常のカバレッジにある時ではなくＣＥ動作においてのみ行われる点で、レガシーのランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しと区別される。

ＣＥ動作中の端末デバイス１１、１２によって選択的にアクティブにされてよいバックオフビヘイビアは、サブスクリプションレベルに依存してよい。例証として、最良サブスクリプションレベルを有する端末デバイス１１は、基地局３０からのブロードキャストメッセージが、レイテンシトレラント端末デバイスがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるものとすることを指示する時でも、いずれのバックオフビヘイビアも全くアクティブにしなくてよい。最良サブスクリプションレベルを有さない別の端末デバイス１２は、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるバックオフビヘイビアをアクティブにしてよい。バックオフビヘイビアをそれぞれアクティブにするいくつかの端末デバイスは、異なるバックオフビヘイビアを、とりわけ、ランダムアクセスプリアンブル送信の繰り返しが、同じＣＥレベルにある場合でも、異なるサブスクリプションレベルおよび／または異なるデバイスクラスを有する時に遅延させることによる異なる平均遅延を呈する場合がある。

図２は、一実施形態による、端末デバイス２０および基地局３０のブロック図である。図１の通信システム１の端末デバイス１０のそれぞれ１つは、図２を参照して端末デバイス２０について説明されるように実装されてよい。

端末デバイス２０は、送信回路２２および受信回路２３を含むことができる無線インターフェースユニット２１を有する。無線インターフェースユニット２１は、エボルブドマシン型通信（ｅＭＴＣ）ＲＡＮ、狭帯域ＩｏＴ（ＮＢ−ＩｏＴ）、またはｅＵＴＲＡＮであってよいセルラーネットワークに対する信号の送信および受信を行うように設定されてよい。

無線インターフェースユニット２１の動作は、制御回路２４の制御下で調節可能であってよい。電子回路２４は、１つまたはいくつかのプロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、他の集積回路、または、このようなデバイスの組み合わせを含んでよい。

電子回路２４は、例えば、無線インターフェースユニット２１によって受信される信号の減衰に基づいて、カバレッジ拡張レベルを測定するように設定されてよい。電子回路２４は、端末デバイス２０がＣＥモードにおいて動作する時、無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを行うように、無線インターフェースユニット２１を制御するように動作可能であってよい。カバレッジ拡張はこのような繰り返しによって達成される。ＣＥレベル依存の最大繰り返し回数は、それぞれのＣＥレベルに依存し、かつ、対応されるべき所望の追加の減衰によって増大する。

電子回路２４は、端末デバイス２０がＣＥモードにおいて動作する時、無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように、無線インターフェースユニット２１を制御するように動作可能であってよい。これは、ブロードキャストメッセージ、例えば、ＳＩＢが、レイテンシトレラントである端末デバイスが、ＣＥレベル依存の無線アクセスプリアンブル送信を行わないようにすることを指示するように設定される少なくとも１つのビットを含む場合、選択的に行われてよい。

電子回路２４は、端末デバイス２０がＣＥモードにおいて動作する時、サブスクリプションレベルまたはデバイスタイプなどのデバイス関連の特性に依存するやり方で無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように、無線インターフェースユニット２１を制御するように動作可能であってよい。電子回路２４は、端末デバイス２０がＣＥモードにおいて動作する時、例えば緊急事態といった公衆安全目的で、または非公衆安全目的で、ランダムアクセスが行われるかどうかといった、通信関連の特性に依存するやり方で無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるように、無線インターフェースユニット２１を制御するように動作可能であってよい。電子回路２４は、どのやり方で、端末デバイス２０が無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させることになるかを判断するために、不揮発性メモリであってよい記憶媒体２５にアクセスしてよい。

電子回路２４は、第１のランダムアクセスプリアンブル送信によってランダムアクセス応答が受信されなかった後に、ＣＥレベルの時間依存変化を監視し続けるように動作可能であってよい。電子回路２４は、無線インターフェースユニット２１に、１つまたはいくつかのトリガ基準に基づいて、無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しの最初のものまたは次のものを実行させるように動作可能であってよい。電子回路２４は、監視されるＣＥレベルの閾値基準、およびバックオフタイマーの期限切れのどちらか１つが、無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しの次のものを実行させることができるように、動作してよい。例証として、端末デバイスは、バックオフタイマーが期限切れである場合、およびＣＥレベル、またはＣＥレベルの変化が閾値基準を満たす時、このどちらが先に生じても、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しの次のものを行うことができる。

無線アクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しだけでなく、第１の無線アクセスプリアンブル送信も、監視されるＣＥレベルに依存してよいことが理解されるであろう。例証として、第１の送信は、ＣＥレベルがＣＥレベル閾値に達する時にトリガされてよい。

バックオフビヘイビア、例えば、バックオフタイマーのタイマー値、および／またはバックオフタイマーがまだ期限切れでない場合でも無線アクセスプリアンブルの繰り返しをトリガするＣＥレベル閾値を制御する端末デバイス２０の動作パラメータは、セルラーネットワークによって設定されてよい、または静的または準静的であってよい。バックオフタイマーのタイマー値、および／またはＣＥレベル閾値はＣＥレベルに依存する場合がある。バックオフタイマーのタイマー値、および／またはＣＥレベル閾値は、端末デバイス２０の、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプに依存する場合がある。

基地局３０は無線インターフェースユニット３１を有する。基地局３０はｅＮｏｄｅＢであってよい。無線インターフェースユニット３１は、例えば、ｅＵＴＲＡＮ、狭帯域ＩｏＴ（ＮＢ−ＩｏＴ）、および／またはｅＭＴＣ無線アクセスネットワーク上で信号を送信および受信するように動作可能であってよい。

基地局３０はＣＥ動作を提供することができる。この目的に向けて、基地局３０は、端末デバイス２０からの繰り返される信号送信を処理してよい。端末デバイスからの繰り返される信号送信からの時間ダイバーシティおよび／またはエネルギーの集約は、ＣＥ動作時のカバレッジ拡張をもたらす。基地局３０の回路３２は、端末デバイス２０からの繰り返される信号送信の必要とされる処理を行うことができる。

基地局３０は、輻輳監視を行うように動作可能である。回路３２は、輻輳監視コンポーネント３４を含んでよい。輻輳監視コンポーネント３４は、集積回路によって、またはいくつかの集積回路の組み合わせによって実装されてよい。輻輳監視は、１つまたはいくつかのＣＥレベルに対する物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソースに対して行われてよい。回路３２は、輻輳監視に基づいて無線インターフェースユニット３１を制御するように動作可能である。

回路３２は、輻輳を指示する、１つまたはいくつかのＣＥレベルに対するＰＲＡＣＨリソースにおけるエネルギーが閾値基準を満たすことを検出することができる。代替的にはまたはさらに、回路３２によって行われる輻輳監視は、輻輳状況が生じる前にも輻輳状況のリスクを検出するように動作可能であってよい。この目的に向けて、履歴データは回路３２によって使用されてよい。輻輳状況が同じ時刻および／または同じ曜日に一貫して検出される場合、回路３２は、輻輳状況がこれらの時に存在することを判断することができ、輻輳が生じないように少なくともいくつかの端末デバイスにおいてバックオフビヘイビアをアクティブにするように設定された少なくとも１つのビットがあるブロードキャストメッセージを送信してよい。１つまたはいくつかのＣＥレベルに対するＲＡＣＨリソースにおけるエネルギーの顕著な増加が検出される場合、回路３２は同様に、輻輳状況が生じる前にも輻輳のリスクがあることを検出することができる。

回路３２は、輻輳監視がいくつかのＣＥレベルのそれぞれ１つに対して行われるように、動作可能であってよい。回路３２は、いくつかのＣＥレベルのいずれか１つにおける輻輳が、基地局３０に、レイテンシトレラント端末デバイスが、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるものとすることを指示するように設定された少なくとも１つのビットを含むメッセージをブロードキャストさせることになるように、動作可能であってよい。

回路３２は、ＳＩＢ生成制御コンポーネント３３を有することができる。ＳＩＢ生成制御コンポーネント３３は、集積回路によって、またはいくつかの集積回路の組み合わせによって実装されてよい。回路３２は、１つまたはいくつかのビットが、レイテンシトレラント端末デバイスがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるものとすることを指示するように設定されるという、ＳＩＢまたは別のブロードキャストメッセージを生成するように、無線インターフェースユニット３１を制御するように動作可能であってよい。

図３は、一実施形態による方法５０のフローチャートである。方法５０は、一実施形態に従って基地局３０によって行われてよい。

５１において、基地局３０は、少なくとも１つのＣＥレベルに対するＰＲＡＣＨリソースにおける輻輳または輻輳のリスクを検出する。

５２において、基地局３０は、レイテンシトレラント端末デバイスがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるものとすることを指示するように設定された１つまたいくつかのビットを含む、メッセージ、例えば、ＳＩＢを生成する。レイテンシトレラント端末デバイスにランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させるブロードキャストメッセージは、輻輳監視が、さまざまなＣＥレベルのいずれか１つのＰＲＡＣＨリソースにおける輻輳または輻輳のリスクがあることを指示する時に生成されてよい。

基地局は、レイテンシトレラント端末デバイスにおけるバックオフビヘイビアを、単にオンおよびオフそれぞれに切り替えるように、１つまたはいくつかのビットを設定することができる。代替的には、いくつかのビットは、端末バックオフビヘイビアにわたる、程度をより一層大きくしたネットワーク制御を達成するために、タイマー値、ＣＥレベル閾値、または影響されるＣＥレベルを指示する情報といった情報を運ぶことができる。

図４は、一実施形態による端末デバイス２０によって行われてよい方法６０のフローチャートである。

６１において、端末デバイス２０はブロードキャストメッセージを受信する。ブロードキャストメッセージはＳＩＢであってよい。

６２において、端末デバイス２０は、受信されたブロードキャストメッセージが、端末デバイスのバックオフビヘイビアが輻輳問題を軽減するようにネットワークによって所望されていることを指示するように設定される１つまたはいくつかのビットを有するかどうかを判断する。

６３において、受信されたブロードキャストメッセージが、端末デバイスのバックオフビヘイビアがネットワークによって所望されないことを指示するように設定される１つまたはいくつかのビットを有する場合、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しは、いずれの追加的遅延も導入せずに行われてよい。ランダムアクセスプリアンブル送信がうまくいかなかった後、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しは、ランダムアクセス応答が受信されるまで、または、ＣＥレベル依存の最大繰り返し回数に達するまでの時間間隔後に対応して行われてよい。

６４において、端末デバイス２０は、ランダムアクセスに対する増大したレイテンシが受け入れ可能であるかどうかを判断するための情報を処理することができる。情報は、端末デバイスの、サブスクリプションレベルおよび／またはデバイスタイプといった、デバイス関連情報であってよい。情報は、無線接続が、緊急通信といった公衆安全目的で、または非公衆安全目的で必要とされているかどうかなど、無線接続を確立するための要因に依存してよい。

６５において、端末デバイス２０は、ランダムアクセスに対して増大したレイテンシが受け入れ可能であるかどうかを判断してよい。これは、端末デバイス２０のサブスクリプションレベルが、オペレータポリシーによって、端末デバイス２０にランダムアクセスにおける増大したレイテンシを受け入れるように強要するサブスクリプションレベルのサブセットに含まれるかどうかを判断することを含んでよい。６５における判断することは、端末デバイスのデバイスクラスが、ランダムアクセスにおける増大したレイテンシが受け入れ可能であるようになっているかどうかを判断することを含んでよい。５４における判断することは、無線接続が、例えば、緊急通信といった公衆安全目的で必要とされているかどうかを判断することを含んでよい。この場合、増大したレイテンシは、サブスクリプションレベルおよびデバイスクラスが何であるかを問わず、受け入れ可能とならない場合がある。ランダムアクセスにおける増大したレイテンシが受け入れ可能でない場合、方法はステップ６３に進む。ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しは、ランダムアクセス応答が受信される、またはＣＥレベル依存の最大繰り返し回数に達するまで、追加の遅延を導入せずに行われる。

６６において、ランダムアクセスにおける増大したレイテンシが受け入れ可能であることが判断される場合、端末デバイスは、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しの送信を遅延させる。ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しは、バックオフタイマーが期限切れになるまで、および／または端末デバイスのＣＥレベルが、閾値基準を満たすようなやり方で変化するまで、遅延されてよい。バックオフタイマーのタイマー値は、サブスクリプションレベルまたはデバイスタイプに依存してよい。ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しは、バックオフタイマーの期限切れ、およびＣＥレベルが閾値基準を満たすことの両方によって、このどちらが先に生じても、トリガされてよい。

図５は、一実施形態による端末デバイス２０によって行われてよい方法７０のフローチャートである。方法７０は、図４の方法６０のステップ６６におけるバックオフビヘイビアを実施するために行われてよい。方法７０は、セルラーネットワークからのブロードキャストメッセージが、レイテンシトレラント端末デバイスがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを行わないようにすることを指示する時、行われてよい。しかしながら、方法７０は、端末デバイスに、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを行わせないようにするいずれのブロードキャストメッセージも必要とせずに、行われてもよい。図５〜図７を参照してさらに説明されるように、ＣＥレベル監視およびタイマーの期限切れの組み合わせは、ネットワーク制御されるバックオフ手順にも限定されず、他のシナリオにおいても使用されてよい。

方法７０において、端末デバイスは、バックオフタイマーが作動している間にＣＥレベルの時間依存変化を監視することができる。バックオフタイマーは、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しのうちの１つが行われる時、開始されてよい。次のランダムアクセスプリアンブル送信は、バックオフタイマーの期限切れによってトリガ可能であるだけでなく、ＣＥレベルがＣＥレベル基準を満たすように変化することによってトリガ可能である。例証として、ＣＥレベルが、送信繰り返しの回数をより低くする必要があるように改善する時、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しの次のものは、バックオフタイマーがまだ期限切れでない場合でも行われてよい。

７１において、端末デバイス２０はランダムアクセス（ＲＡ）プリアンブルを送信する。ＣＥレベル依存の繰り返し回数を計数するためのカウンタは１にインクリメントしてよい。

７２において、端末デバイス２０は、ランダムアクセス応答が受信されたかどうかを判断する。ランダムアクセス応答が受信された場合、ランダムアクセス手順は７３において継続されてよい。ランダムアクセス手順は、通常の複雑な手順、または複雑さを低減したランダムアクセス手順であってよい。ランダムアクセス手順は、例えば、スケジュール済み送信および競合解消を含んでよい。

７４において、ランダムアクセスプリアンブルの送信に応答してランダムアクセス応答が受信されなかった場合、バックオフタイマーは端末デバイスにおいて開始される。バックオフタイマーのタイマー値は、サブスクリプションレベルまたはデバイスタイプといったデバイス依存の特性に依存するように設定されてよい。バックオフタイマーのタイマー値は、ＣＥレベルに依存して設定されてよい。バックオフタイマーのタイマー値は、それぞれのＣＥレベルにおける送信回数に比例して増大するように設定されてよい。

７５において、端末デバイス２０は、タイマー７４が開始されてから変化した場合があるＣＥレベルが、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しをトリガする値に変化しているかどうかを判断する。これは閾値比較を含んでよい。例証として、現在のＣＥレベルはＣＥレベル閾値と比較されてよい。現在のＣＥレベルが、減衰がＣＥ閾値まで減少している、すなわち、送信の繰り返しをより少なくする必要があると指示する場合、ランダムアクセスプリアンブルの送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しがトリガされる。代替的にはまたはさらに、バックオフタイマーが開始された時間からのＣＥレベルの変化は監視されてよい。現在のＣＥレベルと、タイマーが開始された時のＣＥレベルとの間の差異は、ＣＥレベル閾値と比較されてよい。ＣＥレベルの差異が、減衰がＣＥレベル閾値に対応する値ずつ減少する、すなわち、必要とされる繰り返しがより少ないことを指示する場合、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しがトリガされる。７７において、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しが行われる。ランダムアクセス応答が受信される場合、方法は７３で継続してよい。ランダムアクセス応答が受信されない場合、繰り返し数は、ＣＥレベル依存の繰り返し回数が、それぞれのＣＥレベルに対してＣＥレベル依存の最大数を超えないようにすることを保証するように増大させてよい。方法がステップ７４に戻ると、タイマーは再設定されてよい。

７６において、バックオフタイマーの期限切れが監視されてよい。ＣＥレベルが同じままである場合でも、バックオフタイマーの期限切れは、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しをトリガする。７７において、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しが行われる。ランダムアクセス応答が受信される場合、方法は７３において継続してよい。ランダムアクセス応答が受信されない場合、繰り返し数は、ＣＥレベル依存の繰り返し回数がそれぞれのＣＥレベルに対してＣＥレベル依存の最大数を超えないようにすることを保証するように増分されてよい。方法がステップ７４に戻ると、タイマーは再設定されてよい。

７８において、それぞれのＣＥレベルに対する最大繰り返し回数に達したかどうかが判断される。まだ最大数に達していない場合、方法は、７５に戻って、ＣＥレベルの変化およびタイマーの期限切れの監視を継続する。

７９において、それぞれのＣＥレベルに対する最大繰り返し回数に達したことが判断される場合、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを終止させる。図５を参照して説明されるようなランダムアクセスプリアンブル送信を繰り返すプロセスが、カバレッジ拡張が提供されない時でも、例えば周期的に行われるレガシー再試行に従って、再び開始されることになることが理解されるであろう。

図６および図７は、実施形態による端末デバイスの動作を示すために一実施形態による端末デバイスによって監視されてよいＣＥレベルの時間依存変化８１、８７を示す。図６および図７は、対応される追加の減衰によって表されるＣＥレベルを示す。

時間８３におけるランダムアクセスプリアンブルの送信によって、バックオフタイマーは開始される。バックオフタイマーはタイマー値８６に設定される。タイマー値８６は、サブスクリプションレベル、デバイスクラス、または他のデバイス依存のパラメータに依存してよい。少なくとも１つのサブスクリプションレベルに対するタイマー値８６は、バックオフがアクティブにされない場合、同じＣＥレベルにおけるＣＥレベル依存の繰り返しの間の時間間隔８９より長い。

ＣＥレベルの変化も監視される時、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しは、ＣＥレベルが閾値基準を満たす時に時間８５でトリガされてよい。例証として、ＣＥレベルがＣＥレベル閾値８２に達する時、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しは、バックオフタイマーがまだ期限切れでない時にも行われる。

ＣＥレベルが閾値８２に達していない場合、図７に示されるように、ランダムアクセスプリアンブル送信の次のＣＥレベル依存の繰り返しは、時間８４においてタイマーが期限切れになるといずれにしても行われる。

バックオフタイマーのタイマー値および／またはＣＥレベル閾値は、サブスクリプションレベルに依存してよい。ＣＥレベル閾値に対する監視は、全てのサブスクリプションレベルに対して行われる必要はない。

例示の実施形態では、バックオフタイマーのタイマー値が、バックオフビヘイビアがない時の送信繰り返しの間の時間間隔８９を超えるタイマー値８６、８８を有する少なくとも１つのサブスクリプションレベルがある。複数のサブスクリプションレベルは、それぞれが時間間隔８９を超えるタイマー値８６、８８にそれぞれ関連付けられてよい。時間間隔８９は、バックオフビヘイビアがない時の送信繰り返しの間の間隔である。少なくとも１つのサブスクリプションレベル、例えば、最良のまたはゴールドサブスクリプションレベルにおいて、バックオフタイマーのタイマー値は、時間間隔８９に等しくてよい。

例示の実施形態では、ＣＥレベル閾値８２に対する閾値比較は、少なくとも１つのサブスクリプションレベルに対して行われる。閾値比較は、いくつかのサブスクリプションレベル、または全てのサブスクリプションレベルに対しても行われてよい。ＣＥレベル閾値８２は、少なくとも２つの異なるサブスクリプションレベルに対して異なっていてよい。

図８は、一実施形態による通信システムのシグナリング図である。端末デバイス２０およびｅＮｏｄｅＢ３０は、カバレッジ拡張を提供するように動作する。この目的に向けて、ＣＥレベルに依存する送信は、最大回数で繰り返される。

ｅＮｏｄｅＢ３０は、レイテンシトレラント端末デバイスに、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させる１つまたはいくつかのビットを含むメッセージ９１をブロードキャストする。少なくとも１つのビットは、例えば、ＳＩＢにおいて設定されてよい。ＳＩＢは、デバイスのある特定のクラスによってのみ評価されるが、他のデバイスクラスによって評価されないＳＩＢであってよい。選択的に、ｅＭＴＣ端末デバイスに、ランダムアクセスプリアンブル送信を繰り返させないようにするために、このビヘイビアを指示する１つまたはいくつかのビットは、例えば、ｅＭＴＣ端末についての具体的な情報を含むＳＩＢに含まれてよい。

端末デバイス２０は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）においてランダムアクセスプリアンブル９２を送信する。ランダムアクセスプリアンブル９２の送信は、セルラーネットワークから受信されるページ信号が、ＭＴトラフィックがあることを指示する時、トリガされてよい。ランダムアクセスプリアンブル９２の送信は、代替的には、端末デバイスがＭＯトラフィックを送信しようとする時、トリガされてよい。

ランダムアクセス応答が受信されない時、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返し９３、９４が行われる。繰り返し回数９３、９４がＣＥレベルに依存することが理解されるであろう。繰り返し９３、９４が、カバレッジ拡張がない時にも生じるランダムアクセスプリアンブル送信の他の周期的なまたは非周期的な繰り返しに加えて実施されることが理解されるであろう。すなわち、繰り返し９３、９４は、ランダムアクセスプリアンブル送信のそれぞれのレガシーの繰り返し後に行われる内側の繰り返しループを形成する。レガシーの繰り返しは、外側の繰り返しループを形成する。

ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しの連続するものの間の時間間隔９６は、サブスクリプションレベル、デバイスタイプ、または他のデバイス関連のパラメータに依存してよい。少なくとも１つのサブスクリプションレベルおよびデバイスタイプに対する時間間隔９６は、時間間隔９７を超える。時間間隔９７は、同じＣＥレベルにおけるバックオフビヘイビアがない時、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しの連続したものの間の時間間隔を指示する。すなわち、ブロードキャストメッセージ９１における少なくとも１つのビットが、バックオフビヘイビアが必要とされていないことを指示する時、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しの連続したものの間の時間間隔９７は、レイテンシトレラント端末デバイスのバックオフビヘイビアがｅＮｏｄｅＢ３０によってリクエストされる時、適用可能である時間間隔９６より短い。端末デバイスがランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させる、追加的遅延９８は、デバイスタイプ、サブスクリプションレベル、または他のデバイス依存のパラメータに依存してよい。追加的遅延９８は、例えば、バックオフタイマーが期限切れである時だけでなく、ある特定のＣＥレベルの変化が端末デバイス２０にランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを実行させる時、時変であってよい。

追加的遅延９８が、ＣＥレベルに対するＰＲＡＣＨリソースにおける輻輳のリスクがある場合、さらには、端末デバイス２０が増大したレイテンシを許容する場合にのみ、選択的に含まれてよいことが理解されるであろう。このような、増大したレイテンシに対する許容は、低いサブスクリプションレベルによって、または端末デバイ２０が属するデバイスタイプによって引き起こされる場合がある。

ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しは、ランダムアクセス応答が受信される、または、ＣＥレベル依存の最大繰り返し回数に達するまで繰り返されてよい。ランダムアクセス応答が受信された時、ランダムアクセス手順は、例えば、スケジュール済み送信および競合解消によって、継続されてよい。ランダムアクセス手順は、複雑性が低い、または通常の複雑性のランダムアクセス手順のどちらかであってよい。ランダムアクセス応答が受信されなかった時、ランダムアクセス手順のレガシー再送信９５は、例えば、レガシー再送信基準に従って、行われてよい。ランダムアクセス応答が受信されない場合、ランダムアクセスプリアンブルの繰り返しは、ＣＥレベル依存の最大計数に達するまで、継続される。

図９は、端末デバイスにおいて実施されてよい決定論理を示す。決定論理は、バックオフタイマーの期限切れだけでなく、ＣＥレベル依存のトリガ基準が、ランダムアクセスプリアンブルの次の送信を実行させる場合、実施されてよい。

端末デバイス２０は待機状態１０１を有することができる。ランダムアクセスプリアンブル送信が行われた時に、待機状態１０１になってよい。待機状態１０１では、端末デバイス２０は、バックオフタイマーの期限切れおよびＣＥレベルの変化を監視することができる。

端末デバイス２０は、待機状態１０１から、バックオフタイマーの期限切れが検出されるタイマー期限切れ状態１０２に移行してよい。これによって、端末デバイス２０は、ランダムアクセスプリアンブルの次の送信が行われる送信繰り返し状態１０３に移行する。ランダムアクセス応答が受信されない場合、端末は、待機状態１０１に戻り、かつ、適当なバックオフ時間を適用してよい。ＲＡＣＨ試行の最大回数が行われた場合、端末デバイスは、いずれのさらなるＲＡＣＨ試行も停止する。ランダムアクセス応答が受信される場合、ランダムアクセス手順は１０６で継続される。

端末デバイス２０は、待機状態１０１から、ＣＥレベルの変化が基準を満たすことが検出されるＣＥレベルトリガ状態１０４に移行してよい。例証として、ＣＥレベルトリガ状態１０４は、ＣＥレベルが、より少ないＣＥレベル依存の繰り返し回数が必要とされるように改善したことを指示してよい。これによって、端末デバイス２０は、ランダムアクセスプリアンブルの次の送信が行われる送信繰り返し状態１０５に移行する。ランダムアクセス応答が受信されない場合、端末は待機状態１０１に戻ってよい。ＲＡＣＨ試行の最大回数が行われた場合、端末デバイスはいずれのさらなるＲＡＣＨ試行も停止する。ランダムアクセス応答が受信される場合、ランダムアクセス手順は１０６で継続される。

実施形態による、デバイス、方法、およびシステムによって、さまざまな効果が達成される。例証として、端末デバイスのグレースフルな（ｇｒａｃｅｆｕｌ）優先順位付けは、ＰＲＡＣＨリソースにおける輻輳が生じるまたは生じる可能性がある時、実施される。グレースフルな優先順位付けは、端末デバイスに対するアクセスの許可を除外せず、単にレイテンシトレラント端末デバイスに、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返しを遅延させる。優先順位付けはまた、ブロードキャストメッセージにおける１つまたは数個のビットのみが必要とされるため、非常に少ない追加の負荷を無線アクセスネットワークに加えて、実施可能である。ブロードキャストメッセージにおける１つまたは数個のビットは、サブスクリプションレベル、デバイスクラス、または他の端末依存のパラメータに応じて、異なる端末デバイスにおいて異なるビヘイビアを生じさせてよい。

バックオフビヘイビアは、バックオフタイマーの期限切れだけでなく、ＣＥレベルにおける改善が、ランダムアクセスプリアンブル送信の次の繰り返しをトリガできるように使用されてよい。タイマーの期限切れ、またはＣＥレベルがある特定の基準を満たすことのうちの早い方の１つは、対応して、次の繰り返しを実行させることになる。それによって、信号減衰の減少によって、ランダムアクセスプリアンブル送信の多すぎる繰り返しを必要とせずに端末デバイスがランダムアクセスをうまく行うことができる可能性がある場合に、長いレイテンシを防止することができる。

例示の実施形態は図面を参照して説明されているが、他の実施形態において修正が実施されてよい。例証として、実施形態が例示のセルラーネットワークおよび無線アクセスネットワークの文脈で説明されているが、本明細書で論述される技法は、多種多様の他のセルラーネットワークに適用可能である。さらなる例証として、異なるバックオフビヘイビアをもたらす場合がある、例示のサブスクリプションレベルおよびデバイスクラスが説明されているが、他の端末依存のパラメータ、および／または無線接続が必要とされる目的（公衆安全または非公衆安全）に依存するパラメータさえも、バックオフビヘイビアに影響を与える場合がある。

端末デバイスは、ハンドヘルドデバイス、センサ、またはウェアラブルデバイスであってよいが、本明細書に開示される技法は、他の端末デバイスと併せて使用されてもよい。

ある特定の好ましい実施形態に関して、本発明は示されかつ説明されているが、本明細書を読みかつ理解することで、当業者には等価物および修正が想起されよう。本発明は、このような等価物および修正全てを含み、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (20)

1. 端末デバイスであって、
   セルラーネットワーク（３０、４０）からブロードキャストメッセージ（９１）を受信するように動作可能である無線インターフェース（２１）であって、前記ブロードキャストメッセージ（９１）は前記端末デバイス（１１、１２；２０）のカバレッジ拡張（ＣＥ）動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを含む、無線インターフェースと、
   前記端末デバイス（１１、１２；２０）がＣＥ動作中の時、前記ブロードキャストメッセージ（９１）に含まれる前記少なくとも１つのビットに基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を選択的に遅延させるように前記無線インターフェース（２１）を制御するように動作可能である電子回路（２４）と、を備える、端末デバイス。
2. 前記電子回路（２４）は、
   前記端末デバイス（１１、１２；２０）のサブスクリプションレベル、
   無線アクセスが、タイムクリティカルでないデータに必要とされているかどうかについての情報、および／または
   前記端末デバイス（１１、１２；２０）のデバイスタイプ
   のうちの少なくとも１つに基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を遅延させるように動作可能である、請求項１に記載の端末デバイス。
3. 前記電子回路（２４）は、
   前記ブロードキャストメッセージ（９１）に含まれる前記少なくとも１つのビット、および
   前記端末デバイス（１１、１２；２０）の、前記サブスクリプションレベルおよび／または前記デバイスタイプ
   に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を遅延させるバックオフビヘイビアを制御するように動作可能である、請求項２に記載の端末デバイス。
4. 前記電子回路（２４）は、トリガイベントが検出されるまで、前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を遅延させるように動作可能である、請求項２または３に記載の端末デバイス。
5. 前記トリガイベントは前記サブスクリプションレベルおよび／または前記デバイスタイプに依存する、請求項４に記載の端末デバイス。
6. 前記電子回路（２４）は、ＣＥレベル（８１、８７）の時間依存変化を検出するように動作可能であり、
   前記電子回路（２４）は、前記無線インターフェース（２１）に、検出された前記ＣＥレベル（８１、８７）の時間依存変化に基づいて前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を実行させるように動作可能である、請求項２から５のいずれか一項に記載の端末デバイス。
7. 前記電子回路（２４）は、ＣＥレベル閾値（８２）に対する前記検出されたＣＥレベル（８１、８７）の時間依存変化の比較に基づいて前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を前記無線インターフェース（２１）に実行させるように動作可能である、請求項６に記載の端末デバイス。
8. 前記電子回路（２４）は、
   前記ＣＥレベル（８１、８７）がＣＥレベル閾値（８２）に達すること、および
   バックオフタイマーの期限切れ
   のうちのより早く生じた方に応答して前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を行うように前記無線インターフェース（２１）を制御するように動作可能である、請求項２から７のいずれか一項に記載の端末デバイス。
9. 前記バックオフタイマーのタイマー値（８６、８８）、および前記ＣＥレベル閾値（８２）のうちの少なくとも１つは、前記サブスクリプションレベルに依存する、請求項８に記載の端末デバイス。
10. 前記バックオフタイマーの前記タイマー値（８６、８８）は前記ＣＥレベルにさらに依存する、請求項９に記載の端末デバイス。
11. 前記電子回路（２４）は、前記端末デバイス（１１、１２；２０）の前記サブスクリプションレベルがサブスクリプションレベルのサブセットに含まれるかどうかを決定し、前記端末デバイス（１１、１２；２０）の前記サブスクリプションレベルが前記サブセットに含まれる場合にのみ、前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を選択的に遅延させるように動作可能である、請求項２から１０のいずれか一項に記載の端末デバイス。
12. ＣＥ動作に関連付けられた前記少なくとも１つのビットは、システム情報ブロックに含まれる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の端末デバイス。
13. 前記電子回路（２４）は、前記端末デバイス（１１、１２；２０）のサブスクリプション情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブル送信の前記ＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を遅延させるように動作可能である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の端末デバイス。
14. 端末デバイス（１１〜１３；２０）からランダムアクセスプリアンブル（９２〜９４）を受信するための無線インターフェース（３１）と、
    前記無線インターフェース（３１）に結合された回路（３２）とを備え、前記回路（３２）は、
    １つまたはいくつかのカバレッジ拡張（ＣＥ）レベルに対してＰＲＡＣＨリソースについての輻輳監視を行い、
    端末デバイス（１１、１２；２０）の一部にランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を遅延させるために、前記端末デバイス（１１、１２；２０）のＣＥ動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを含むメッセージ（９１）をブロードキャストするように前記輻輳監視に基づいて前記無線インターフェース（３１）を制御するように動作可能である、セルラーネットワークノード。
15. 前記セルラーネットワークノード（３０）は、ＣＥ動作においてランダムアクセスを行うための端末デバイス（１１、１２；２０）に優先順位を付けるために、端末デバイス（１１、１２；２０）のＣＥ動作に関連付けられた前記少なくとも１つのビットを設定するように動作可能である、請求項１４に記載のセルラーネットワークノード。
16. 請求項１４または１５に記載のセルラーネットワークノード（３０）を含むセルラーネットワークと、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の第１の端末デバイス（１１）であって、第１のサブスクリプションレベルを有する第１の端末デバイス（１１）と、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の第２の端末デバイス（１２）であって、前記第１のサブスクリプションレベルと異なる第２のサブスクリプションレベルを有する第２の端末デバイス（１２）と、を備え、
    ＣＥ動作に関連付けられた前記少なくとも１つのビットを含むブロードキャストメッセージ（９１）を受信することに応答して、前記第１の端末デバイス（１１）および前記第２の端末デバイス（１２）は、異なるバックオフ手順をアクティブにして、それぞれの前記端末デバイス（１１、１２）の前記サブスクリプションレベルに依存して、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を選択的に遅延させる、通信システム。
17. 前記セルラーネットワークは、前記第１の端末デバイス（１１）および／または前記第２の端末デバイス（１２）に、ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに対する少なくとも１つのパラメータを提供するように動作可能である、請求項１６に記載の通信システム。
18. 前記ＣＥレベル依存のバックオフビヘイビアに対する前記少なくとも１つのパラメータは、バックオフ規則のセット、サブスクリプションレベル、バックアップ因子、および／またはＣＥレベル依存の閾値のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６または１７に記載の通信システム。
19. 端末デバイス（１１、１２；２０）がカバレッジ拡張動作中である時にランダムアクセスを行う方法であって、
    前記端末デバイス（１１、１２；２０）によって、セルラーネットワーク（３０、４０）からブロードキャストメッセージ（９１）を受信することであって、前記ブロードキャストメッセージ（９１）は、前記端末デバイスのカバレッジ拡張（ＣＥ）動作に関連付けられた少なくとも１つのビットを含む、受信することと、
    前記端末デバイス（１１、１２；２０）がＣＥ動作中である時、前記ブロードキャストメッセージ（９１）に含まれる前記少なくとも１つのビットに基づいて、ランダムアクセスプリアンブル送信のＣＥレベル依存の繰り返し（９３、９４）を選択的に遅延させるように前記端末デバイス（１１、１２；２０）の無線インターフェース（２１）を制御することと、を含む、方法。
20. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の端末デバイス（１１、１２；２０）によって行われる、請求項１９に記載の方法。

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