JP2019525668A - ＮＢ−ＩｏＴをサポートするランダムアクセス手順 - Google Patents

Abstract

本発明によれば、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ）がＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）をサポートするネットワークにランダムアクセスを行う方法に関する。第１搬送波で動作するＵＥは、第１搬送波から第２搬送波へ移動して、第２搬送波でランダムアクセス手順を行う。第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功せず、ランダムアクセス手順が競争方式のランダムアクセス手順である場合、ＵＥは第１搬送波へ戻るように構成される。ここで、端末がＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態であると、第１搬送波はアンカー搬送波であり、ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態であると、第１搬送波は設定搬送波（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ）である。【選択図】 図６

Description

本発明はＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）をサポートするネットワークへのランダムアクセス手順（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ、任意接続手順）に関する。特に、本発明はＮＢ−ＩｏＴをサポートするネットワークにおいてランダムアクセス失敗のためのメカニズム（ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を提供する。

本発明が適用可能な移動通信システムの一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、以下 ＬＴＥという）通信システムについて簡単に説明する。

図１はＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）のネットワーク構造を示すブロック図である。Ｅ−ＵＭＴＳはＬＴＥシステムとも呼ばれる。ＩＭＳを通じた音声（ＶｏＩＰ）とパケットデータのような様々な通信サービスを提供するために通信ネットワークが広範囲に配置される。

図１に示したように、Ｅ−ＵＭＴＳネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）及び１つ又はそれ以上の端末（ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を含む。Ｅ−ＵＴＲＡＮは１つ又はそれ以上の基地局（ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ；２０）を含み、複数の端末１０は１つのセル内に位置する。１つ又はそれ以上のＥ−ＵＴＲＡＮ ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／ＳＡＥ（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のゲートウェイ３０はネットワークの終端に位置して外部ネットワークに連結される。

この明細書に記載する“下りリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）”はｅＮｏｄｅＢ２０からＵＥ１０への通信を言い、“上りリンク（ｕｐｌｉｎｋ）”はＵＥ１０からｅＮｏｄｅＢ２０への通信を言う。ＵＥ１０はユーザが携帯する通信機器を言い、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＭＳ）、ユーザ端末（Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ、ＵＴ）、加入者ステーション（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＳＳ）又は無線装置とも呼ばれる。

上りリンク信号伝送のために、ＵＥはタイミングアドバンス（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ）値を考慮しなければならない。

Ｒｅｌｅａｓｅ １３の一部として、３ＧＰＰは新しい無線インターフェース、ＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）を明示している。ＮＢ−ＩｏＴはマシンタイプトラヒック（ｍａｃｈｉｎｅ ｔｙｐｅ ｔｒａｆｆｉｃ）に最適化されている。装置費用を節減し、バッテリーの消費を最小化するために、ＮＢ−ＩｏＴはできる限り単純に維持される。また、ＮＢ−ＩｏＴは特定のマシンタイプ通信機器が頻繁に動作する領域である劣悪な無線状態で動作するように適応される。ＮＢ−ＩｏＴが独立的な無線インターフェースであるが、ＬＴＥと緊密に連結されており、これは現在ＬＴＥ標準文書に統合されて示されている。

ＮＢ−ＩｏＴ技術は１８０ｋＨｚの帯域幅を有する周波数帯域を使用するので、これはＬＴＥ送信において１つのリソースブロックに該当する。かかる選択により、以下のような動作モードが可能である。

図２はＮＢ−ＩｏＴの３つの動作モードを示す。

独立動作（Ｓｔａｎｄ ａｌｏｎｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）。１つの可能なシナリオは、現在使用されているＧＳＭ周波数を活用したものである。２００ｋＨｚの帯域幅で、スペクトルの両側には１０ｋＨｚのガード間隔（ｇｕａｒｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ）が存在する。

ＬＴＥ搬送波のガード帯域内の未使用リソースブロックを活用するガード帯域動作（Ｇｕａｒｄ ｂａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）。

ＬＴＥ搬送波内のリソースブロックを活用するイン−バンド動作（Ｉｎ−ｂａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）。

これらのモードは図２に順に示されている。

ＮＢ−ＩｏＴにおいて、狭帯域の物理放送チャネル（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ、ＮＰＢＣＨ）だけではなく、狭帯域の１次同期信号（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ、ＮＰＳＳ）と狭帯域の２次同期信号（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ、ＮＳＳＳ）を受信するために選択した搬送波をアンカー（ａｎｃｈｏｒ）搬送波という。しかし、ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎは、上りリンクと下りリンクの追加搬送波である非アンカー搬送波に対する設定を含むことができる。

非アンカー搬送波が下りリンクから提供される場合、ＵＥはこの周波数上で全てのデータを受信する。これはアンカー搬送波でのみ受信される同期、放送情報及びページングを排除する。許容される下りリンクのサブフレームを指示するビットマップが提供されることができる。非アンカー搬送波は同期及び放送情報を必要としないので、より多いデータ用のサブフレームを含むことができる。

一旦、非アンカー搬送波が設定されると、ＵＥはＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態にある間はこの搬送波のみを聞く（ｌｉｓｔｅｎ）。結局、ＵＥは１つの受信チェーンのみが必要である。

上りリンクでも同じ原理が適用される。さらなる上りリンク搬送波が設定されると、ＵＥはデータ送信のみのためにこの搬送波を使用して、この搬送波とアンカー搬送波で同時に伝送が行われることがない。下りリンクと上りリンクの両方で、ＵＥがＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態に解除されると、自分のアンカー搬送波に戻る。

図３はＮＢ−ＩｏＴ通信において多重搬送波を使用する一例を示す。

図３の例示において、ＵＥ１はアンカー搬送波に設定され、ＵＥ２は下りリンク及び上りリンクで他の搬送波に設定され、ＵＥ３はひたすら下りリンクでのみ他の搬送波に設定されると仮定する。図３では単純化のために、ＮＰＤＣＣＨ周期や下りリンクデータのために許容されないサブフレームは考慮しない。これは単に例示的に解釈すべきである。

Ｒｅｌｅａｓｅ １３ ＮＢ−ＩｏＴにおいて、ＵＥはアンカー搬送波でのみランダムアクセスを行うことができる。具体的には、ＵＥに非アンカー搬送波が設定されると、ＵＥはアンカー搬送波でランダムアクセス手順を行うように要求される。

しかし、多重搬送波間のアクセス及び混雑制御のために、非アンカー搬送波を用いるためのいくつかの改善事項が論議されている。

この問題を解決するために考案された本発明の目的は従来の移動通信システムにある。本発明により解決される技術的な課題は上記の技術的課題に限られず、関連分野における当業者であれば、以下の説明からその他の技術的課題も理解できるであろう。

本発明の目的を達成するための一態様によれば、端末（ＵＥ）がＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）をサポートするネットワークにランダムアクセスを行う方法は、第１搬送波で動作する段階と、第１搬送波から第２搬送波へ移動する段階と、第２搬送波でランダムアクセス手順を行う段階と、第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功せず、ランダムアクセス手順が競争方式のランダムアクセス手順である場合、第１搬送波へ戻る段階と、を含み、ＵＥがＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態であると、第１搬送波はアンカー搬送波であり、ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態であると、第１搬送波は設定搬送波（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ）である。

設定搬送波はＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で動作する搬送波である。

アンカー搬送波はＵＥが同期信号と放送信号を受信する搬送波である。

ランダムアクセス手順は非アンカー搬送波で許容される。

ここで、第１搬送波における動作は、ＵＥがネットワークから伝送される物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＤＣＣＨ）をモニタリングする段階を含む。

ランダムアクセス手順が非競争方式のランダムアクセス手順であると、第２搬送波はネットワークが指示する指示搬送波（ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ）であり、上記方法はさらに、第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功しない場合、第２搬送波に残る段階を含む。

本発明の他の態様によれば、ＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）をサポートするネットワークにランダムアクセスを行う端末（ＵＥ）は、第１搬送波で動作し、第１搬送波から第２搬送波へ移動し、第２搬送波でランダムアクセス手順を行うように構成されたプロセッサと、プロセッサに連結され、信号を送受信するように構成されたトランシーバーと、を含み、プロセッサは、第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功せず、ランダムアクセス手順が競争方式のランダムアクセス手順であると、さらに第１搬送波へ戻るように構成され、端末がＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態であると、第１搬送波はアンカー搬送波であり、端末がＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態であると、第１搬送波は設定搬送波である。

設定搬送波はＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で動作する搬送波である。

アンカー搬送波はＵＥが同期信号と放送信号を受信する搬送波である。

ランダムアクセス手順は非アンカー搬送波で許容される。

プロセッサは第１搬送波で動作するために、ネットワークから第１搬送波上に伝送される物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＤＣＣＨ）をモニタリングする。

ランダムアクセス手順が非競争のランダムアクセス手順であると、第２搬送波はネットワークが指示する指示搬送波であり、プロセッサは第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功しない場合、第２搬送波に残るように構成される。

一般的な説明と以下の本発明に関する詳しい説明はいずれも例示と説明のためのものであり、特許請求の範囲で定義される本発明についての追加説明のために提供するものである。

本発明によれば、ＵＥとネットワークの不一致無しにＵＥがランダムアクセスを行うことができる。

本発明で得られる効果は以上に言及した効果に制限されず、言及しなかった他の効果は下記の記載から本発明が属する当該技術分野における当業者に明確に理解されるであろう

本明細書に添付する図面は本発明に対する理解を提供するためのものであり、本発明の多様な実施形態を示し、本発明の説明とともに本発明の原理を説明するためのものである。
Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）のネットワーク構造を示すブロック図である。 ＮＢ−ＩｏＴの３つの動作モードを示す図である。 ＮＢ−ＩｏＴ通信において多重搬送波を使用する例を示す図である。 非競争方式のランダムアクセス手順において端末（ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）の動作手順を示す図である。 競争方式のランダムアクセス手順において端末と基地局の動作手順を示す図である。 本発明のランダムアクセス失敗に対する一実施例の概念を示す図である。 本発明の一実施例による通信装置を示すブロック図である。

本発明の構成、動作及びそれ以外の特徴は、添付図面を参照して説明する本発明の実施例により理解できるであろう。以下の実施例は３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）システムに本発明の技術的特徴を適用する一例である。

この明細書では、本発明の実施例をＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）及びＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）システムを使用して説明しているが、これらは例示に過ぎない。従って、本発明の実施例は上記の定義に該当するその他の通信システムにも適用可能である。

上述したように、本発明はＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）をサポートするネットワークにランダムアクセスする手順に関する。ランダムアクセス手順には２種類がある。

図４は非競争方式のランダムアクセス手順において端末と基地局の動作手順を示す図である。

（１）ランダムアクセスプリアンブルの割り当て

非競争方式のランダムアクセス手順は、２つの場合、即ち、（１）ハンドオーバー手順を行う場合、及び（２）基地局の命令により要求される場合に行われる。勿論、競争方式のランダムアクセス手順もこの２つの場合に行われることができる。

まず、非競争方式のランダムアクセス手順のために、端末が基地局から競争可能性のない、指定されたランダムアクセスプリアンブルを受信することが重要である。ランダムアクセスプリアンブルを受信する方法の例としては、ハンドオーバー命令による方法とＰＤＣＣＨ命令による方法がある。ランダムアクセスプリアンブルは、ランダムアクセス受信方法により端末に割り当てられる（Ｓ４０１）。

（２）第１メッセージの伝送

上述したように、端末のために指定されたランダムアクセスプリアンブルを受信した後、端末はプリアンブルを基地局に伝送する（Ｓ４０２）。

（３）第２メッセージの伝送

端末がＳ４０２段階でランダムアクセスプリアンブルを伝送した後、 端末はシステム情報又はハンドオーバー命令により指示されるランダムアクセス応答の受信ウィンドウ内で自分のランダムアクセス応答の受信を試みる（Ｓ４０３）。より具体的には、ランダムアクセス応答はＭＡＣプロトコルデータユニット（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ、ＰＤＵ）の形態で伝送でき、ＭＡＣ ＰＤＵは物理下りリンク共有チャネル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＤＳＣＨ）を介して伝達される。また、端末はＰＤＳＣＨで伝達される情報を適切に受信するために物理下りリンク制御チャネル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＤＣＣＨ）をモニタリングすることが好ましい。即ち、ＰＤＣＣＨはＰＤＳＣＨを受信すべきＵＥの情報、ＰＤＳＣＨの無線リソースの周波数及び時間情報、及びＰＤＳＣＨの伝送フォーマットを含むことが好ましい。自分に伝送されるＰＤＣＣＨの受信に成功した場合、端末はＰＤＣＣＨの情報によってＰＤＳＣＨに伝送されるランダムアクセス応答を適切に受信できる。ランダムアクセス応答はランダムアクセスプリアンブル識別子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、ＩＤ）（例えば、ランダムアクセスプリアンブル識別子（ＲＡ−ＲＮＴＩ））、上りリンク無線リソースを指示する上りリンクグラント、臨時Ｃ−ＲＮＴＩ、及びタイミングアドバンス命令（ＴＩＭＩＮＧ ａｄｖａｎｃｅ ｃｏｍｍａｎｄ、ＴＡＣ）値を含むことができる。

上述したように、ランダムアクセス応答が上りリンクグラント、臨時Ｃ−ＲＮＴＩ、及びＴＡＣ値がどのＵＥに有効であるかを指示するためには、ランダムアクセスプリアンブル識別子が必要であり、１つ又はそれ以上の端末のためのランダムアクセス応答情報が１つのランダムアクセス応答に含まれることができる。この場合、端末はＳ４０２段階で選択したランダムアクセスプリアンブルに該当するランダムアクセス識別子を選択すると仮定する。

非競争方式のランダムアクセス手順において、端末はランダムアクセス応答情報を受信することによりランダムアクセス手順が正常に行われたと判断した後、ランダムアクセス手順を終了する。

図５は競争方式のランダムアクセス手順において端末と基地局の動作手順を示す図である。

（１）第１メッセージの伝送

まず端末はシステム情報やハンドオーバー命令により指示されたランダムアクセスプリアンブル集合から１つのランダムアクセスプリアンブルをランダムに選択し、ランダムアクセスプリアンブルを送信できる物理ＲＡＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ＲＡＣＨ、ＰＲＡＣＨ）リソースを選択する（Ｓ５０１）。

（２）第２メッセージの伝送

ランダムアクセスプリアンブルの応答情報を受信する方法は、上述した非競争方式のランダムアクセス手順と同様である。即ち、端末がＳ４０２段階でランダムアクセスプリアンブルを伝送した後、基地局はシステム情報又はハンドオーバー命令により指示されるランダムアクセス応答の受信ウィンドウ内で自分のランダムアクセス応答の受信を試み、該当ランダムアクセス識別子情報によりＰＤＳＣＨを受信する（Ｓ５０２）。この場合、 端末は上りリンクグラント、臨時Ｃ−ＲＮＴＩ、及びタイミングアドバンス命令（ＴＡＣ）値を受信することができる。

（３）第３メッセージの伝送

自分の有効なランダムアクセス応答を受信すると、端末はランダムアクセス応答に含まれた各々の情報を処理する。即ち、端末はＴＡＣを適用し、臨時Ｃ−ＲＮＴＩを貯蔵する。また、端末は上りリンクグラントを用いて基地局にデータ（即ち、第３メッセージ）を伝送する（Ｓ５０３）。第３メッセージは端末識別子を含まなければならない。これは基地局が競争方式のランダムアクセス手順を行う端末を識別することにより今後の競争を避ける必要があるためである。

第３メッセージについては端末識別子を含む２つの方式が論議されている。第１方式では、端末がランダムアクセス手順の前に該当セルから以前に割り当てられた有効セル識別子を有していると、端末は上りリンクグラントに該当する上りリンク伝送信号により自分のセル識別子を伝送する。反面、端末がランダムアクセス手順の前に該当セルから以前に割り当てられた有効セル識別子を有していないと、端末は自分の固有識別子（例えば、Ｓ−ＴＭＳＩや任意のＩＤ）を含む自分のセル識別子を伝送する。一般的に、固有識別子はセル識別子より長い。端末が上りリンクグラントに該当するデータを伝送すると、端末は競争解決タイマー（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｉｍｅｒ）を始める。

（４）第４メッセージの伝送

自分の識別子を含むデータをランダムアクセス応答に含まれた上りリンクグラントを通じて伝送した後、端末は競争解決のための基地局の命令を待つ。即ち、端末は所定のメッセージを受信するために、ＰＤＣＣＨを受信しようとする（５０４）。２つのＰＤＣＣＨ受信方法が論議されている。上述したように、第３メッセージが端末識別子を用いて上りリンクグラントに該当するように伝送されると、端末は自分のセル識別子を用いてＰＤＣＣＨを受信しようとする。端末識別子が端末の固有識別子であると、端末はランダムアクセス応答に含まれた臨時セル識別子を用いてＰＤＣＣＨを受信しようとする。その後、第１方式では、競争解決タイマーが満了する前に、端末が自分のセル識別子を介してＰＤＣＣＨを受信すると、端末はランダムアクセス手順が正常に行われたと判断してランダムアクセス手順を終了する。第２方式では、競争解決タイマーが満了する前に、端末が臨時セル識別子を介してＰＤＣＣＨを受信すると、端末はＰＤＳＣＨから伝達されたデータを確認する。端末の固有識別子がデータに含まれていると、端末はランダムアクセス手順が正常に行われたと判断してランダムアクセス手順を終了する。

上述したように、ＮＢ−ＩｏＴには多重搬送波動作がサポートされる。Ｒｅｌ−１３ ＮＢ−ＩｏＴにおいて、ＵＥ（即ち、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ）はアンカー搬送波上でのみランダムアクセス（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ、ＲＡ）を行うことができる。具体的には、ＵＥに非アンカー搬送波が設定された場合、ＵＥはアンカー搬送波でランダムアクセス手順を行うように要求される。

多重搬送波の間のアクセス及び混雑制御のためには、非アンカー搬送波ＲＡが必要であろう。従って、本発明の一実施例は非アンカー搬送波上のランダムアクセスをサポートすることから始まる。

以前のＲｅｌ-１３の接近方式では、ＵＥがアンカー搬送波でＲＡ手順の完了に成功しなかった場合、他の搬送波の再選択が必要ない。逆に、ＵＥが非アンカー搬送波でＲＡ手順を行う場合、ＲＡが成功できないと、他の搬送波（例えば、アンカー又は非アンカー搬送波）の選択を考慮しなければならない。

ＲＡの失敗後、ＵＥの動作搬送波（即ち、ＵＥが動作する搬送波）に対してＵＥとｅＮＢの間の不一致を避けるために、ＵＥがＲＡ手順に失敗すると、ＲＡ手順前に動作した周波数にフォールバック（ｆａｌｌｂａｃｋ）することを提案する。

より具体的には、ＵＥがＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態で開始したＲＡ手順に失敗すると、ＵＥはアンカー搬送波にフォールバックし、ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で開始したＲＡ手順に失敗すると、ＵＥは設定搬送波（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ）にフォールバックする。

フォールバック（ｆａｌｌｂａｃｋ）とは、ＵＥが動作搬送波を、ＲＡ手順が行われる搬送波からＲＡ手順前に使用した搬送波に変更することを意味する。

図６は本発明のランダムアクセス失敗に対する一実施例の概念を示す図である。

ＵＥは第１搬送波上で動作できる（Ｓ６１０）。ＵＥが動作する搬送波とは、ｅＮＢから搬送波で伝送されたＰＤＣＣＨをモニタリングすることを意味する。搬送波とは、所定の周波数や周波数帯域を意味する。

上述したように、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥはアンカー搬送波だけではなく、非アンカー搬送波上においてランダムアクセスを行うことができる。従って、様々な理由でＵＥは第１搬送波から第２搬送波に移動し（Ｓ６２０）、第２搬送波でランダムアクセス手順を行うことができる（Ｓ６３０）。

上述したように、第２搬送波上のランダムアクセスが成功していないと決定できる（Ｓ６４０）。好ましい実施例において、第２搬送波上のランダムアクセスが成功せず（Ｓ６４０）、ランダムアクセス手順が競争方式のランダムアクセス（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ、ＣＢＲＡ）手順であると（Ｓ６５０）、ＵＥは第１搬送波にフォールバックできる（Ｓ６６０）。

ここで、ＵＥがＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態であると、第１搬送波はアンカー搬送波であることができる。また、ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態であると、第１搬送波は設定搬送波であることができる。

設定搬送波はＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で動作する搬送波であることができる。

反面、ランダムアクセス手順が非競争ランダムアクセス（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｆｒｅｅ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ、ＣＦＲＡ）手順であると、第２搬送波はネットワークが指示する指示搬送波（ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ）であることができる。従って、本発明の好ましい実施例では、第２搬送波上のランダムアクセス手順が成功していない場合、ＵＥは第２搬送波に残ることを提案する（Ｓ６７０）。

上述したように、ＵＥの動作はＵＥの連結状態（connection state）とランダムアクセス手順の類型によって定義される。以下、ＵＥの例示動作をＵＥの状態の側面で説明する。

＜第１例：ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態のＲＡ手順＞

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態において、ＵＥはより良好な無線品質を有する搬送波を探索して搬送波に安着する（ｃａｍｐ）。この搬送波をアンカー搬送波という。アンカー搬送波の下りリンク周波数と上りリンク周波数は異なることができる。アンカー搬送波に安着した後、ＵＥはアンカー搬送波上で放送されるシステム情報を受信する。

ＵＥはシステム情報から１つ又はそれ以上の非アンカー搬送波だけではなく、アンカー搬送波に関する情報を得る。アンカー搬送波又は非アンカー搬送波に関する情報は、該当搬送波上のＲＡ手順のために使用されるＰＲＡＣＨリソースに関する情報を含む。

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態において、（例えば、上りリンクデータが到着したりページングが受信されたりすることにより）ＲＡ手順がトリガーされると、ＵＥはシステム情報でＰＲＡＣＨリソースが提供される搬送波のうち、１つの搬送波を選択する。搬送波の選択時、ＵＥは他の要因、例えば、カーバリッジの改善水準、受信信号の品質、搬送波の優先順位、キャリアロード状態などを考慮する。

搬送波を選択すると、ＵＥは選択された搬送波上で競争方式ＲＡ（ＣＢＲＡ）手順を行う。選択された搬送波はアンカー搬送波であるか又は非アンカー搬送波である。一旦、搬送波を選択すると、ＵＥは選択された搬送波上でのみＰＤＣＣＨをモニタリングし、他の搬送波ではＰＤＣＣＨをモニタリングしない。

ＣＢＲＡ手順は、例えば、ＲＡプリアンブルの伝送、ＲＡ応答の受信及び競争解決という動作段階を含む。これらの動作はいずれも失敗することができる。即ち、ＲＡプリアンブルの伝送に失敗するか、ＲＡ応答の受信に失敗するか、又は競争解決に失敗することができる。ＣＢＲＡ手順におけるどの失敗もＣＢＲＡ失敗に繋がるので、ＵＥはＣＢＲＡが成功していないと判断することができる。ＵＥはＣＢＲＡ失敗を決定する前に、ＣＢＲＡ手順を複数回行うことができる。

選択された搬送波上でＣＢＲＡ失敗が発生すると、ＵＥはＣＢＲＡ手順の前に動作した搬送波を再選択するが、この搬送波はアンカー搬送波である。言い換えれば、選択された搬送波上でＣＢＲＡ失敗が発生した場合、ＵＥはＣＢＲＡ手順が行われた上記選択された搬送波でのＰＤＣＣＨモニタリングを中断し、アンカー搬送波上でＰＤＣＣＨモニタリングを始める。さらに他のＣＢＲＡ手順がトリガーされると、ＵＥは上述した手順、即ち、搬送波の選択、選択された搬送波上のＣＢＲＡ手順、及びＣＢＲＡ手順失敗時にアンカー搬送波へのフォールバックを再度行う。

選択された搬送波上のＣＢＲＡ手順に成功すると、ＵＥは搬送波が他の理由で変更されるまで、上記選択された搬送波上で続けて動作する。ｅＮＢはＣＢＲＡ手順時に動作搬送波を指示でき、この場合、ＵＥはＣＢＲＡ手順後、指示搬送波上で動作する。

この実施例の他の方法では、選択された搬送波でＣＢＲＡ失敗が発生すると、ＵＥは既にシステム情報から得たＲＡＣＨリソースを有する搬送波のうち、１つを再選択する。

＜第２例：ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態のＲＡ手順＞

ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態において、ＵＥは１つの搬送波上で動作する。この搬送波を‘設定搬送波’という。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態において、ＵＥは設定搬送波でＰＤＣＣＨをモニタリングする。設定搬送波はアンカー搬送波と同一であるか又は互いに異なる。ｅＮＢはＵＥの設定搬送波を専用シグナリングにより変更できる。

ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態において、ＵＥは２つの方式、即ち、競争方式及び非競争方式でＲＡ手順を行う。

（例えば、上りリンクデータの到着により）競争方式のＲＡ手順がトリガーされると、ＵＥは設定搬送波上でＣＢＲＡ手順を行う。従って、ＣＢＲＡ手順前とＣＢＲＡ手順の間の搬送波は同一であるので、ＣＢＲＡ手順の成功有無に関係なく搬送波非同期化（ｃａｒｒｉｅｒ ｄｅ−ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）の問題は存在しない。ＵＥは常に設定搬送波上に留まる。

しかし、（例えば、ＰＤＣＣＨ命令により）非競争方式のＲＡ手順がトリガーされると、ＰＤＣＣＨ命令はＣＦＲＡ手順のために使用されるべき搬送波指示を含むことができる。指示搬送波は設定搬送波とは異なる。ＵＥは指示搬送波でＣＦＲＡ手順を行う。

ＣＦＲＡ手順は、例えば、ＲＡプリアンブルの伝送とＲＡ応答の受信という動作段階を含む。これらの段階はいずれも失敗することができる。即ち、ＲＡプリアンブルの伝送に失敗するか、又はＲＡＲ受信に失敗することができる。ＣＦＲＡ手順におけるどの失敗もＣＦＲＡの失敗に繋がるので、ＵＥはＣＦＲＡが成功していないと判断することができる。ＵＥはＣＦＲＡ失敗を判断する前に、ＣＦＲＡ手順を複数回行うことができる。

指示搬送波でＣＦＲＡ失敗が発生すると、ＵＥはＣＦＲＡ手順前に動作した搬送波を再選択するが、この搬送波は設定搬送波である。言い換えれば、指示搬送波上でＣＦＲＡ失敗が発生した場合、ＵＥはＣＦＲＡ手順が行われた指示搬送波でＰＤＣＣＨのモニタリングを中断し、設定搬送波上でＰＤＣＣＨモニタリングを始める。

指示搬送波でＣＦＲＡ手順に成功すると、ＵＥは搬送波が他の理由で変更されるまで、上記指示搬送波上で続けて動作する。ｅＮＢはＣＦＲＡ手順時に他の動作搬送波を指示でき、この場合、ＵＥはＣＦＲＡ手順後、異なる指示搬送波で動作する。

この実施例の他の方法では、指示搬送波でＣＦＲＡ失敗が発生すると、ＵＥは指示搬送波上に残る。言い換えれば、ＵＥがＰＤＣＣＨ命令上において搬送波指示を受信すると、ＵＥはＣＦＲＡ手順の成功有無に関係なく指示搬送波に再選択する。ＰＤＣＣＨ命令上において搬送波指示を受信した場合、ＵＥは指示搬送波上でＰＤＣＣＨのモニタリングを始める。

図７は本発明の一実施例による通信装置を示すブロック図である。

図７に示した装置は、メカニズムを実施するように適応された端末（ＵＥ）及び／又はｅＮＢであるが、これは同様の動作を行うどの装置であってもよい。

図７に示したように、装置はＤＳＰ／マイクロプロセッサ１１０とＲＦモジュール（トランシーバー）１３５を備える。ＤＳＰ／マイクロプロセッサ１１０はトランシーバー１３５と電気的に連結されて制御される。装置は、装置の実装と設計者の選択によって、さらに電力管理モジュール１５０、バッテリー１５５、ディスプレイ１１５、キーパッド１２０、ＳＩＭカード１２５、メモリ装置１３０、スピーカー１４５及び入力装置１５０を含む。

具体的には、図７は、ネットワークから信号を受信するように構成された受信器１３５とネットワークへ信号を伝送するように構成された送信器１３５を備えるＵＥを示している。これらの受信器と送信器はトランシーバー１３５を構成する。ＵＥはさらにトランシーバー（受信器と送信器）１３５に連結されたプロセッサ１１０を備える。

また、図７はＵＥに信号を伝送するように構成された送信器１３５とＵＥから信号を受信するように構成された受信器１３５を備えるネットワーク装置を示している。これらの送信器と受信器はトランシーバー１３５を構成する。ネットワークはさらに送信器と受信器に連結されたプロセッサ１１０を備える。

当該技術分野における当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができる。従って、添付する特許請求の範囲及びその等価的範囲内での本発明の変更と変化は本発明の範囲に属する。

以上説明した実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態として結合したものである。各構成要素または特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態として実施することもできる。また、一部の構成要素及び／または特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれることもでき、または、他の実施例の対応する構成または特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新しい請求項として含めることもできることは自明である

本発明の実施例において、基地局によって行われると説明された特定動作は、基地局の上位ノードにより行われることもできる。即ち、基地局を含む多数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ）からなるネットワークで端末との通信のために行われる種々の動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードによって行われることができる。この時、‘基地局’は‘固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）’、‘Ｎｏｄｅ Ｂ’、‘ＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）’、‘アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）’、‘ｇＮＢ’などの用語に代替可能である。

上述した本発明の実施例は多様な手段、例えば、ハードウェア、ファームウエア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの組合せなどによって実装され得る。

ハードウェアによる構成の場合、本発明の実施例による方法は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサなどによって実装され得る。

ファームウエア又はソフトウェアによる構成の場合、本発明の実施例による方法は以上で説明した機能又は動作を行う装置、過程又は関数などの形態で実装され得る。ソフトウェアコードはメモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動されることができる。メモリユニットはプロセッサの内部又は外部に位置し、既に知られた多様な手段によってプロセッサとデータを取り交わすことができる。

本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態で具体化できるのは当業者には自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定しなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

上述した方法は、３ＧＰＰシステムに適用された例を中心として説明したが、本発明の３ＧＰＰシステム以外にも多様な移動通信システム、例えばＩＥＥＥシステムにも適用可能である。

Claims (14)

1. 端末（ＵＥ）がネットワークにランダムアクセスを行う方法であって、
   第１搬送波で動作する段階と、
   前記第１搬送波から第２搬送波へ移動する段階と、
   前記第２搬送波でランダムアクセス手順を行う段階と、
   前記第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功せず、前記ランダムアクセス手順が競争方式のランダムアクセス手順である場合、前記第１搬送波へ戻る段階と、を含み、
   前記ＵＥがＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態であると、前記第１搬送波はアンカー搬送波であり、
   前記ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態であると、前記第１搬送波は設定搬送波（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ）である、方法。
2. 前記設定搬送波は、ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で動作する搬送波である、請求項１に記載の方法。
3. 前記アンカー搬送波は、前記ＵＥが同期信号と放送信号を受信する搬送波である、請求項１に記載の方法。
4. 前記ランダムアクセス手順は、非アンカー搬送波で許容される、請求項３に記載の方法。
5. 前記第１搬送波における動作は、ＵＥが前記ネットワークから伝送される物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＤＣＣＨ）をモニタリングする段階を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ランダムアクセス手順が非競争方式のランダムアクセス手順であると、前記第２搬送波は、前記ネットワークが指示する指示搬送波（ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ）であり、
   前記方法は、さらに、前記第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功しない場合、前記第２搬送波に残る段階を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記ネットワークは、ＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）の動作をサポートする、請求項１に記載の方法。
8. ネットワークにランダムアクセスを行う端末（ＵＥ）であって、
   第１搬送波で動作し、前記第１搬送波から第２搬送波へ移動し、前記第２搬送波でランダムアクセス手順を行うように構成されたプロセッサと、
   前記プロセッサに連結され、信号を送受信するように構成されたトランシーバーと、を含み、
   前記プロセッサは、前記第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功せず、前記ランダムアクセス手順が競争方式のランダムアクセス手順であると、さらに前記第１搬送波へ戻るように構成され、
   前記端末がＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態であると、前記第１搬送波はアンカー搬送波であり、
   前記端末がＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態であると、前記第１搬送波は設定搬送波である、端末。
9. 前記設定搬送波は、ＵＥがＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で動作する搬送波である、請求項８に記載の端末。
10. 前記アンカー搬送波は、前記ＵＥが同期信号と放送信号を受信する搬送波である、請求項８に記載の端末。
11. 前記ランダムアクセス手順は、非アンカー搬送波で許容される、請求項１０に記載の端末。
12. 前記プロセッサは、第１搬送波で動作するために、前記ネットワークから前記第１搬送波上に伝送される物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＤＣＣＨ）をモニタリングする、請求項８に記載の端末。
13. 前記ランダムアクセス手順が非競争のランダムアクセス手順であると、前記第２搬送波は、前記ネットワークが指示する指示搬送波であり、
    前記プロセッサは、前記第２搬送波におけるランダムアクセス手順が成功しない場合、前記第２搬送波に残るように構成される、請求項８に記載の端末。
14. 前記ネットワークは、ＮＢ−ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）の動作をサポートする、請求項８に記載の端末。

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