JP2022120025A - 通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ装置から基地局への送信を行うことと、ユーザ装置から基地局への送信の後に基地局からユーザ装置への送信を行うこととによって競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる２ステップランダムアクセスプロシージャを制御する通信制御方法を提供する。
【解決手段】移動通信システムにおける方法は、基地局が、プリアンブルリソースと対応付けられたＰＵＳＣＨリソースを示すシステム情報をブロードキャストすることと、ユーザ装置が、システム情報を受信することと、を含む。ユーザ装置から基地局への送信を行うことは、ユーザ装置が、基地局にランダムアクセスプリアンブルを送信することと、ユーザ装置が、システム情報に基づいて、ランダムアクセスプリアンブルの送信に用いたプリアンブルリソースと対応付けられたＰＵＳＣＨリソースを用いて基地局に制御メッセージを送信することと、を含む。
【選択図】図６

Description

本開示は、移動通信システムにおける通信制御方法に関する。

非特許文献１には、ユーザ装置から基地局への送信を行う第１ステップと、第１ステップの後に基地局からユーザ装置への送信を行う第２ステップとによって競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる２ステップランダムアクセスプロシージャが記載されている。

３ＧＰＰ寄書「ＲＰ－１８２８９４」，２０１８年１２月

本開示は、ユーザ装置から基地局への送信を行うことと、前記ユーザ装置から前記基地局への送信の後に前記基地局から前記ユーザ装置への送信を行うこととによって競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる２ステップランダムアクセスプロシージャを適切に制御するための技術に関する。

第１の態様に係る通信制御方法は、ユーザ装置と基地局の間で行われる競合ベースのランダムアクセスプロシージャである２ステップランダムアクセスプロシージャを制御する通信制御方法であって、前記ユーザ装置が、前記基地局から、前記２ステップランダムアクセスプロシージャの実行の許可に関する情報を受信することと、前記ユーザ装置が、前記情報に基づいて、前記２ステップランダムアクセスプロシージャの実行が許可されると判定した場合、前記ユーザ装置の識別子を含むＭｓｇＡを前記基地局に送信することと、を含む。

一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。 一実施形態に係るユーザ装置の構成を示す図である。 一実施形態に係る基地局の構成を示す図である。 一実施形態に係るユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。 一実施形態に係る制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。 ４ステップランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。 ２ステップランダムアクセスプロシージャの第１ステップにおいて用いるリソースの一例を示す図である。 一実施形態に係る２ステップランダムアクセスプロシージャに関連する動作シーケンスの一例を示す図である。

図面を参照しながら、実施形態に係る移動通信システムについて説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（移動通信システムの構成）
まず、一実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。一実施形態に係る移動通信システムは３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）（登録商標）の５Ｇシステムであるが、移動通信システムには、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が少なくとも部分的に適用されてもよい。

図１は、一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。

図１に示すように、移動通信システムは、ユーザ装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、５Ｇの無線アクセスネットワーク（ＮＧ－ＲＡＮ：Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、５Ｇのコアネットワーク（５ＧＣ：５Ｇ Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）２０とを有する。

ＵＥ１００は、移動可能な装置である。ＵＥ１００は、ユーザにより利用される装置であればよい。例えば、ＵＥ１００は、携帯電話端末（スマートフォンを含む）やタブレット端末、ノートＰＣ、通信モジュール（通信カード又はチップセットを含む）、センサ若しくはセンサに設けられる装置、車両若しくは車両に設けられる装置（Ｖｅｈｉｃｌｅ ＵＥ）、又は飛行体若しくは飛行体に設けられる装置（Ａｅｒｉａｌ ＵＥ）である。

ＮＧ－ＲＡＮ１０は、基地局（５Ｇシステムにおいて「ｇＮＢ」と呼ばれる）２００を含む。ｇＮＢ２００は、ＮＧ－ＲＡＮノードと呼ばれることもある。ｇＮＢ２００は、基地局間インターフェイスであるＸｎインターフェイスを介して相互に接続される。ｇＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理する。ｇＮＢ２００は、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｇＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータ（以下、単に「データ」という）のルーティング機能、及び／又はモビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能等を有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として用いられる。「セル」は、ＵＥ１００との無線通信を行う機能又はリソースを示す用語としても用いられる。１つのセルは１つのキャリア周波数に属する。

なお、ｇＮＢがＬＴＥのコアネットワークであるＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）に接続されてもよいし、ＬＴＥの基地局が５ＧＣに接続されてもよい。また、ＬＴＥの基地局とｇＮＢとが基地局間インターフェイスを介して接続されてもよい。

５ＧＣ２０は、ＡＭＦ（Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）及びＵＰＦ（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）３００を含む。ＡＭＦは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行う。ＡＭＦは、ＮＡＳ（Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）シグナリングを用いてＵＥ１００と通信することにより、ＵＥ１００が在圏するエリアの情報を管理する。ＵＰＦは、データの転送制御を行う。ＡＭＦ及びＵＰＦは、基地局－コアネットワーク間インターフェイスであるＮＧインターフェイスを介してｇＮＢ２００と接続される。

図２は、ＵＥ１００（ユーザ装置）の構成を示す図である。

図２に示すように、ＵＥ１００は、受信部１１０、送信部１２０、及び制御部１３０を備える。

受信部１１０は、制御部１３０の制御下で各種の受信を行う。受信部１１０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部１３０に出力する。

送信部１２０は、制御部１３０の制御下で各種の送信を行う。送信部１２０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部１３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。

制御部１３０は、ＵＥ１００における各種の制御を行う。制御部１３０は、少なくとも１つのプロセッサと、プロセッサと電気的に接続された少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。

図３は、ｇＮＢ２００（基地局）の構成を示す図である。

図３に示すように、ｇＮＢ２００は、送信部２１０、受信部２２０、制御部２３０、及びバックホール通信部２４０を備える。

送信部２１０は、制御部２３０の制御下で各種の送信を行う。送信部２１０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部２３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。

受信部２２０は、制御部２３０の制御下で各種の受信を行う。受信部２２０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部２３０に出力する。

制御部２３０は、ｇＮＢ２００における各種の制御を行う。制御部２３０は、少なくとも１つのプロセッサと、プロセッサと電気的に接続された少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵと、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。

バックホール通信部２４０は、基地局間インターフェイスを介して隣接基地局と接続される。バックホール通信部２４０は、基地局－コアネットワーク間インターフェイスを介してＡＭＦ／ＵＰＦ３００と接続される。なお、ｇＮＢは、ＣＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｔ）とＤＵ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ）とで構成され（すなわち、機能分割され）、両ユニット間がＦ１インターフェイスで接続されてもよい。

図４は、データを取り扱うユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。

図４に示すように、ユーザプレーンの無線インターフェイスプロトコルは、物理（ＰＨＹ）レイヤと、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、ＳＤＡＰ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤとを有する。

ＰＨＹレイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００のＰＨＹレイヤとｇＮＢ２００のＰＨＹレイヤとの間では、物理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。

ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理、及びランダムアクセスプロシージャ等を行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｇＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。ｇＮＢ２００のＭＡＣレイヤはスケジューラを含む。スケジューラは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式（ＭＣＳ））及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定する。

ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及びＰＨＹレイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｇＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。

ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＳＤＡＰレイヤは、コアネットワークがＱｏＳ制御を行う単位であるＩＰフローとＡＳ（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）がＱｏＳ制御を行う単位である無線ベアラとのマッピングを行う。なお、ＲＡＮがＥＰＣに接続される場合は、ＳＤＡＰが無くてもよい。

図５は、シグナリング（制御信号）を取り扱う制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。

図５に示すように、制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックは、図４に示したＳＤＡＰレイヤに代えて、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ及びＮＡＳ（Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）レイヤを有する。

ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｇＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のためのＲＲＣシグナリングが伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｇＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００はＲＲＣコネクティッド状態にある。ＵＥ１００のＲＲＣとｇＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドル状態にある。また、ＲＲＣ接続が中断（サスペンド）されている場合、ＵＥ１００はＲＲＣインアクティブ状態にある。

ＲＲＣコネクティッド状態及びＲＲＣインアクティブ状態はＵＥ１００のＲＲＣ接続が確立されている状態である。但し、ＲＲＣインアクティブ状態は、確立されたＲＲＣ接続が中断（サスペンド）されている状態である。具体的には、ＲＲＣインアクティブ状態においては、ＵＥ１００のコンテキスト情報がｇＮＢ２００及びＵＥ１００において保持されるため、保持されたコンテキスト情報を用いて円滑にＲＲＣコネクティッド状態に遷移可能である。ＲＲＣアイドル状態は、ＵＥ１００のＲＲＣ接続が確立されていない状態である。

ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳレイヤは、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。ＵＥ１００のＮＡＳレイヤとＡＭＦ３００のＮＡＳレイヤとの間では、ＮＡＳシグナリングが伝送される。

なお、ＵＥ１００は、無線インターフェイスのプロトコル以外にアプリケーションレイヤ等を有する。

（ランダムアクセスプロシージャの概要）
次に、ランダムアクセスプロシージャの概要について説明する。この動作は、競合ベースのランダムアクセスプロシージャに関する。

ランダムアクセスプロシージャには、非競合ベースのランダムアクセスプロシージャと競合ベースのランダムアクセスプロシージャとの２種類がある。

非競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいては、ＵＥ１００に専用のプリアンブル系列をｇＮＢ２００からＵＥ１００に割り当て、ＵＥ１００が、割り当てられたプリアンブル系列を用いてランダムアクセスプリアンブルをｇＮＢ２００に送信する。ｇＮＢ２００は、ＵＥ１００から受信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列に基づいて、このランダムアクセスプリアンブルの送信元ＵＥを一意に特定できる。

一方、競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいては、ＵＥ１００は、競合ベースのランダムアクセスプロシージャ用に用意された複数のプリアンブル系列の中からランダムにプリアンブル系列を選択する。そして、ＵＥ１００は、当該選択したプリアンブル系列を用いてランダムアクセスプリアンブルをｇＮＢ２００に送信する。ｇＮＢ２００は、このランダムアクセスプリアンブルの送信元ＵＥを一意に特定できない。複数のＵＥ１００が同じプリアンブル系列を選択して同時期に競合ベースのランダムアクセスプロシージャを行う場合、競合が生じるため、競合を解決する動作が必要になる。

一般的な競合ベースのランダムアクセスプロシージャは、４つのステップによってランダムアクセスプロシージャを完了させる４ステップランダムアクセスプロシージャである。

図６は、４ステップランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。ＲＲＣアイドル状態又はＲＲＣインアクティブ状態にあるＵＥ１００は、ＲＲＣコネクティッド状態に遷移するためにランダムアクセスプロシージャを実行する。このようなケースは、初期接続と称される。初期接続時には、競合ベースのランダムアクセスプロシージャが適用される。ＵＥ１００は、ｇＮＢ２００との同期を再確立するためにランダムアクセスプロシージャを行ってもよい。

図６に示すように、ステップＳ１０１において、ｇＮＢ２００は、ＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）関連情報を含むシステム情報（ＳＩＢ：Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）をブロードキャストする。ＰＲＡＣＨ関連情報は、ＰＲＡＣＨに利用可能な時間・周波数リソースであるＰＲＡＣＨリソースを示す情報を含む。

ＵＥ１００は、ｇＮＢ２００から受信するシステム情報に基づいて、ＰＲＡＣＨリソースの中からいずれかの時間・周波数リソースを選択するとともに、複数のプリアンブル系列の中からランダムにプリアンブル系列を選択する。

ステップＳ１０２において、ＵＥ１００は、選択したプリアンブルリソースを用いてランダムアクセスプリアンブルをｇＮＢ２００に送信する。「プリアンブルリソース」とは、プリアンブル系列を意味するが、時間・周波数リソースを含む概念であってもよい。ランダムアクセスプリアンブルは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ１（Ｍｓｇ１）と呼ばれる。

ステップＳ１０３において、ｇＮＢ２００は、ＵＥ１００からのＭｓｇ１の受信に応じて、ランダムアクセス応答（ＲＡ応答）をＵＥ１００に送信する。ＲＡ応答は、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ２（Ｍｓｇ２）と呼ばれる。

Ｍｓｇ２は、プリアンブル情報と、上りリンク送信許可（ＵＬ ｇｒａｎｔ）と、タイミングアドバンス値と、一時識別子とを含む。ここで、プリアンブル情報は、ＵＥ１００から受信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列を示す情報である。ＵＬ ｇｒａｎｔは、後述するＭｓｇ３をＵＥ１００が送信するために用いるＰＵＳＣＨリソースを示す情報である。タイミングアドバンス値は、無線信号の伝搬遅延を補償するための送信タイミング調整値である。一時識別子は、ｇＮＢ２００がＵＥ１００に割り当てたＴｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃ－ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ－Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）である。

ＵＥ１００は、ステップＳ１０２で送信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列と、ステップＳ１０３でｇＮＢ２００から受信したプリアンブル情報が示すプリアンブル系列とが一致する場合、ランダムアクセスに成功したと判定する。但し、複数のＵＥ１００が同じプリアンブル系列を選択して同時期にランダムアクセスプリアンブルを送信した場合、これらの複数のＵＥ１００がいずれもランダムアクセスに成功したと判定しうるため、競合が生じる。

ステップＳ１０４において、ＵＥ１００は、Ｍｓｇ２の受信に応じて、ＵＥ１００のＵＥ識別子を含む制御メッセージをＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）上で送信する。制御メッセージは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ３（Ｍｓｇ３）と呼ばれる。ＵＥ識別子は、Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃ－ＲＮＴＩとは異なる識別子であって、ＵＥ１００に固有の識別子である。

ＵＥ１００がＲＲＣアイドル状態にある場合、Ｍｓｇ３は、ＲＲＣ確立要求（ＲＲＣ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージであってもよい。ＵＥ１００がＲＲＣインアクティブ状態にある場合、Ｍｓｇ３は、ＲＲＣ復旧要求（ＲＲＣ Ｒｅｓｕｍｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージであってもよい。

競合が生じた場合、ｇＮＢ２００は、１つのＭｓｇ２と対応付けられた複数のＭｓｇ３を複数のＵＥ１００から受信しうる。この場合、ｇＮＢ２００は、これら複数のＵＥ１００のうちいずれかを選択する。

ステップＳ１０５において、ｇＮＢ２００は、選択したＵＥ１００のＵＥ識別子を含む競合解決メッセージをＵＥ１００に送信する。競合解決メッセージは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ４（Ｍｓｇ４）と呼ばれる。

ＵＥ１００がＲＲＣアイドル状態にある場合、Ｍｓｇ４は、ＲＲＣ確立（ＲＲＣ Ｓｅｔｕｐ）メッセージであってもよい。ＵＥ１００がＲＲＣインアクティブ状態にある場合、Ｍｓｇ４は、ＲＲＣ復旧（ＲＲＣ Ｒｅｓｕｍｅ）メッセージであってもよい。

ＵＥ１００は、自身のＵＥ識別子を含む競合解決メッセージを受信すると、ランダムアクセスプロシージャ（競合解決）に成功したと判定する。この場合、ＵＥ１００は、ＲＲＣコネクティッド状態に遷移しうる。ＲＲＣコネクティッド状態に遷移したＵＥ１００は、Ｍｓｇ２に含まれていたＴｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃ－ＲＮＴＩを、自身に割り当てられたＣ－ＲＮＴＩとして、ＲＲＣコネクティッド状態である間において継続的に使用する。

（２ステップランダムアクセスプロシージャ）
次に、一実施形態に係る２ステップランダムアクセスプロシージャについて説明する。

２ステップランダムアクセスプロシージャは、ＵＥ１００からｇＮＢ２００への送信を行う第１ステップと、第１ステップの後にｇＮＢ２００からＵＥ１００への送信を行う第２ステップとによって、競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる。これにより、４ステップランダムアクセスプロシージャに比べてメッセージのやり取りを削減できるため、効率的且つ速やかなランダムアクセスプロシージャを実現する。

なお、全てのｇＮＢ２００が２ステップランダムアクセスプロシージャに対応しているとは限らないため、２ステップランダムアクセスプロシージャに対応したＵＥ１００は、４ステップランダムアクセスプロシージャにも対応していると仮定する。

（１）第１ステップにおいて用いるリソースの一例
ここで、２ステップランダムアクセスプロシージャの第１ステップにおいて用いるリソースについて説明する。

図７は、２ステップランダムアクセスプロシージャの第１ステップにおいて用いるリソースの一例を示す図である。

図７（ａ）に示すように、２ステップランダムアクセスプロシージャの第１ステップにおいて用いるリソースとして、複数のＰＲＡＣＨリソース群と、複数のＰＵＳＣＨリソース群とが用意されている。ＰＲＡＣＨリソース群とＰＵＳＣＨリソース群とは時間分割により多重される。

これらのリソース群は、１セルのキャリア周波数内に設けられていてもよいし、複数のキャリア周波数に分散して設けられていてもよい。図７（ａ）に示す例において、３つのＰＲＡＣＨリソース群が周波数分割により多重される一例を示しているが、３つのＰＲＡＣＨリソース群が時間分割により多重されてもよい。また、３つのＰＵＳＣＨリソース群が周波数分割により多重される一例を示しているが、３つのＰＵＳＣＨリソース群が時間分割により多重されてもよい。

図７（ａ）に示す各リソース群は、２ステップランダムアクセスプロシージャに専用で用いるリソースであってもよいし、４ステップランダムアクセスプロシージャと兼用で用いるリソースであってもよい。以下の説明においては、図７（ａ）に示す各リソース群が、２ステップランダムアクセスプロシージャに専用で用いるリソースであるものとする。

３つのＰＲＡＣＨリソース群は、３つのＲＲＣ状態と対応付けられている。例えば、ＰＲＡＣＨリソース群＃１はＲＲＣアイドル状態と対応付けられており、ＰＲＡＣＨリソース群＃２はＲＲＣインアクティブ状態と対応付けられており、ＰＲＡＣＨリソース群＃３はＲＲＣコネクティッド状態と対応付けられている。ＵＥ１００は、ランダムアクセスプロシージャ開始時点での自身のＲＲＣ状態と対応付けられたＰＲＡＣＨリソース群を選択し、選択したＰＲＡＣＨリソース群の中からいずれかのＰＲＡＣＨリソースを選択する。

３つのＰＵＳＣＨリソース群は、３つのＲＲＣ状態と対応付けられている。例えば、ＰＵＳＣＨリソース群＃１はＲＲＣアイドル状態と対応付けられており、ＰＵＳＣＨリソース群＃２はＲＲＣインアクティブ状態と対応付けられており、ＰＵＳＣＨリソース群＃３はＲＲＣコネクティッド状態と対応付けられている。ＵＥ１００は、ランダムアクセスプロシージャ開始時点での自身のＲＲＣ状態と対応付けられたＰＵＳＣＨリソース群を選択し、選択したＰＵＳＣＨリソース群の中からいずれかのＰＵＳＣＨリソースを選択する。

このようなリソース分けを行うことにより、ＲＲＣ状態ごとに、競合が生じる確率を制御しやすくなる。また、ＲＲＣ状態ごとにリソース群のサイズ（リソース量）を異ならせることにより、そのような制御をし易くすることができる。ここで、競合が生じた場合の悪影響（サービス中断等）は、ＲＲＣアイドル状態、ＲＲＣインアクティブ状態、ＲＲＣコネクティッド状態の順に大きくなる。よって、この順にリソース群のサイズを大きくし、この順に競合が生じる確率を低減させることができる。

或いは、図７（ａ）に示すようにＲＲＣ状態別にリソースを分けることに代えて、アクセスクラス別にリソースを分けてもよい。アクセスクラスとは、ＵＥ１００（具体的には、ＵＩＣＣ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｃａｒｄ）に格納されたクラスであって、このクラスごとにアクセス優先度が設定される。例えば、アクセス規制時において、優先度が低いアクセスクラスを有するＵＥ１００のみがネットワーク接続が規制され、優先度が高いアクセスクラスを有するＵＥ１００はネットワーク接続が規制されないような制御が行われる。よって、アクセスクラス別にリソースを分けることにより、優先度が高いアクセスクラスを有するＵＥ１００について競合が生じる確率を低減させることができる。

或いは、図７（ａ）に示すようにＲＲＣ状態別にリソースを分けることに代えて、ＵＥカテゴリ別にリソースを分けてもよいし、ＵＥが実行しようとするサービス（上位レイヤに許可又は設定されているサービス）別にリソースを分けてもよい。サービスの例としては、ＵＲＬＬＣ（Ｕｌｔｒａ－Ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｌａｔｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＮＲ－Ｕ（ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ）が挙げられる。

図７（ｂ）に示すように、各ＰＵＳＣＨリソース群は、複数のＰＵＳＣＨリソースを有する。図７（ｂ）に示す例において、複数のＰＵＳＣＨリソースが周波数分割により多重される一例を示しているが、複数のＰＵＳＣＨリソースが時間分割により多重されてもよい。各ＰＵＳＣＨリソースは、プリアンブルリソース（プリアンブル系列）と対応付けられていてもよい。例えば、ＰＲＡＣＨリソース群＃１についてプリアンブル系列＃１を選択したＵＥ１００は、ＰＵＳＣＨリソース群＃１において、プリアンブル系列＃１と対応付けられたＰＵＳＣＨリソース＃１を選択する。

（２）動作シーケンスの一例
図８は、一実施形態に係る２ステップランダムアクセスプロシージャに関連する動作シーケンスの一例を示す図である。図８において、ＵＥ１００は、ＲＲＣアイドル状態、ＲＲＣインアクティブ状態、又はＲＲＣコネクティッド状態にある。また、図８において、必須ではないシグナリングを破線で示している。以下において、上述した４ステップランダムアクセスプロシージャとの相違点を主として説明し、重複する説明を省略する。

図８に示すように、ステップＳ２０１において、ｇＮＢ２００は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するか否かを示す設定情報を含むユニキャストメッセージをＵＥ１００に送信する。このとき、ＵＥ１００は、ＲＲＣコネクティッド状態にある。このユニキャストメッセージは、プリアンブルリソース（プリアンブル系列）とＰＵＳＣＨリソースとの対応関係を示す情報を含んでもよい。このユニキャストメッセージの設定情報は、後述するシステム情報（ＳＩＢ）に含まれる各種の設定情報よりも優先されてもよい。

このユニキャストメッセージは、ＲＲＣ解放（ＲＲＣ Ｒｅｌｅａｓｅ）メッセージであってもよいし、ＲＲＣ再設定（ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）メッセージであってもよい。ＲＲＣ Ｒｅｌｅａｓｅメッセージの場合、ＵＥ１００は、ＲＲＣアイドル状態又はＲＲＣインアクティブ状態に遷移し、次にＲＲＣコネクティッド状態に遷移する際のランダムアクセスプロシージャにおいて設定情報に従う。ＲＲＣ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージの場合、ＵＥ１００は、ＲＲＣコネクティッド状態時のランダムアクセスプロシージャにおいて設定情報に従ってもよい。

ステップＳ２０２において、ｇＮＢ２００は、システム情報（ＳＩＢ）をブロードキャストする。

ＳＩＢは、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可する条件を示す条件情報を含んでもよい。条件は、ＵＥ１００の属性又はＵＥ１００の状態である。例えば、条件は、ＲＲＣ状態及びアクセスクラスの少なくとも一方であってもよい。また、２ステップランダムアクセスプロシージャ用のリソースが条件別に分けられている場合、条件情報は、２ステップランダムアクセスプロシージャ用のリソースと対応付けられていてもよい。

ＵＥ１００は、ＳＩＢに含まれる条件情報に基づいて、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行が許可されているか否かを判定する。ＵＥ１００は、ＳＩＢに含まれる条件情報に基づいて、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行が許可されるＰＲＡＣＨリソース群及び／又はＰＵＳＣＨリソース群を判定してもよい。

例えば、ｇＮＢ２００は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するＵＥ１００のＲＲＣ状態を示す情報を条件情報としてＳＩＢに含める。この情報は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないＲＲＣ状態として表現されてもよい。この情報は、ＰＲＡＣＨリソース群ごとに提供されてもよいし、ＰＵＳＣＨリソース群ごとに提供されてもよい（図７（ａ）参照）。

ｇＮＢ２００は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するＵＥ１００のアクセスクラスを示す情報を条件情報としてＳＩＢに含めてもよい。この情報は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないアクセスクラスとして表現されてもよい。この情報は、ＰＲＡＣＨリソース群ごとに提供されてもよいし、ＰＵＳＣＨリソース群ごとに提供されてもよい（図７（ａ）参照）。

ｇＮＢ２００は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するＵＥ１００のＵＥカテゴリを示す情報を条件情報としてＳＩＢに含めてもよい。この情報は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないＵＥカテゴリとして表現されてもよい。この情報は、ＰＲＡＣＨリソース群ごとに提供されてもよいし、ＰＵＳＣＨリソース群ごとに提供されてもよい（図７（ａ）参照）。

ｇＮＢ２００は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するサービス（上位レイヤに許可又は設定されているサービス）を示す情報を条件情報としてＳＩＢに含めてもよい。この情報は、２ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないサービスとして表現されてもよい。この情報は、ＰＲＡＣＨリソース群ごとに提供されてもよいし、ＰＵＳＣＨリソース群ごとに提供されてもよい。

ＳＩＢは、ＰＲＡＣＨ関連情報を含む。ＰＲＡＣＨ関連情報は、ＰＲＡＣＨリソース（時間・周波数リソース）を示す情報を含む。２ステップランダムアクセスプロシージャ用のＰＲＡＣＨ関連情報と４ステップランダムアクセスプロシージャ用のＰＲＡＣＨ関連情報とが別々にＳＩＢに設けられてもよい。

ＳＩＢは、プリアンブルリソース（プリアンブル系列）と対応付けられたＰＵＳＣＨリソース（時間・周波数リソース）を示す対応付け情報を含んでもよい（図７（ｂ）参照）。例えば、対応付け情報は、ＰＵＳＣＨリソースのリストにより構成され、このリスト中の各エントリがプリアンブル系列の番号と対応付けられていてもよい。或いは、対応付け情報は、プリアンブル系列の番号からＰＵＳＣＨリソースを導出するためのテーブル又は計算式であってもよい。或いは、このようなテーブル又は計算式は、システム仕様において規定され、且つＵＥ１００に事前設定されていてもよい。

ＵＥ１００は、このような対応付け情報を含むＳＩＢをｇＮＢ２００から受信した場合、このｇＮＢ２００が２ステップランダムアクセスプロシージャに対応していると判定してもよい。一方、ＵＥ１００は、対応付け情報を含むＳＩＢをｇＮＢ２００から受信しない場合、このｇＮＢ２００が２ステップランダムアクセスプロシージャに対応していないと判定し、４ステップランダムアクセスプロシージャを開始してもよい。

ステップＳ２０３において、ＵＥ１００は、自身が利用可能なＰＲＡＣＨリソース群の中からＰＲＡＣＨリソースを選択するとともに、プリアンブルリソース（プリアンブル系列）を選択する。そして、ＵＥ１００は、当該選択したプリアンブルリソースを用いてランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）をｇＮＢ２００に送信する。

ステップＳ２０４において、ＵＥ１００は、制御メッセージ（Ｍｓｇ３）をｇＮＢ２００に送信する。この制御メッセージは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるＭｓｇ３と同様な情報を含んでもよい。

ＵＥ１００は、４ステップランダムアクセスプロシージャでは、ＵＥ１００はｇＮＢ２００からのＲＡ応答を受信した後に制御メッセージを送信する。一方、２ステップランダムアクセスプロシージャでは、ＵＥ１００はｇＮＢ２００からのＲＡ応答が無くても制御メッセージを送信する。

ＵＥ１００は、プリアンブルリソースと対応付けられたＰＵＳＣＨリソースを用いて制御メッセージを送信してもよい。これにより、ｇＮＢ２００は、ＵＥ１００から受信するランダムアクセスプリアンブル及び制御メッセージを対応付けることができる。すなわち、ｇＮＢ２００は、プリアンブルリソースとＰＵＳＣＨリソースとの対応関係に基づいて、ランダムアクセスプリアンブルの送信元ＵＥと制御メッセージの送信元ＵＥとの同一性を判定できる。

或いは、プリアンブルリソースとＰＵＳＣＨリソースとが対応付けられていなくてもよい。このような場合、ＵＥ１００は、ステップＳ２０３で送信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列を示すプリアンブル情報（プリアンブル番号）を含む制御メッセージをｇＮＢ２００に送信する。これにより、ｇＮＢ２００は、制御メッセージに含まれるプリアンブル情報に基づいて、ＵＥ１００から受信するランダムアクセスプリアンブル及び制御メッセージを対応付けることができる。

また、制御メッセージは、ＵＥ１００のＵＥ識別子を含む。ＵＥ１００がＲＲＣアイドル状態である場合、ＵＥ識別子は、Ｓ－ＴＭＳＩ（ＳＡＥ－Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ））又はランダム値であってもよい。ＵＥ１００がＲＲＣインアクティブ状態である場合、ＵＥ識別子は、Ｉ－ＲＮＴＩ（Ｉｎａｃｔｉｖｅ ＲＮＴＩ）であってもよい。ＵＥ１００のＵＥ識別子を含む。ＵＥ１００がＲＲＣアイドル状態である場合、ＵＥ識別子は、Ｃ－ＲＮＴＩであってもよい。ＵＥ１００は、ＵＥ識別子の一部のみ（ＭＳＢ ８ビットのみ、ＬＳＢ ４ビットのみ等）を送信してもよい。このような短縮ＩＤを用いるか否か及びビット数などはｇＮＢ２００から指定されてもよい。

なお、ランダムアクセスプリアンブル及び制御メッセージを合わせて「ＭｓｇＡ」と呼んでもよい。

ステップＳ２０５において、ｇＮＢ２００は、ＲＡ応答（Ｍｓｇ２）及び競合解決メッセージ（Ｍｓｇ４）をＵＥ１００に送信する。例えば、ｇＮＢ２００は、ＲＡ応答及び競合解決メッセージを同一ＭＡＣ ＰＤＵで送信する。

ＲＡ応答は、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるＭｓｇ２と同様な情報を含んでもよい。競合解決メッセージは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるＭｓｇ４と同様な情報を含んでもよい。なお、ＲＡ応答及び競合解決メッセージを合わせて「ＭｓｇＢ」と呼んでもよい。ＭｓｇＢは、どのリソース群（図７（ａ）参照）を使ったランダムアクセスへのランダムアクセス応答であるかを示す情報を含んでもよい。

以下において、ＲＡ応答がプリアンブル情報を含み、競合解決メッセージがＵＥ識別子を含む一例について説明する。

ＵＥ１００は、第１条件、及び、第２条件のうち、少なくとも一方の条件が満たされたか否かに基づいて、ランダムアクセスプロシージャが成功したか否かを判定する。第１条件は、第１ステップにおいてｇＮＢ２００に送信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列と、第２ステップにおいてｇＮＢ２００から受信したプリアンブル情報が示すプリアンブル系列とが一致するという条件である。第２条件は、第１ステップにおいてｇＮＢ２００に送信したＵＥ識別子と、第２ステップにおいてｇＮＢ２００から受信したＵＥ識別子とが一致するという条件である。

例えば、ＵＥ１００は、少なくとも第２条件が満たされた場合、ランダムアクセスプロシージャに成功したと判定してもよい。ＵＥ１００は、第１条件及び第２条件の両方が満たされた場合、ランダムアクセスプロシージャに成功したと判定してもよい。

ＵＥ１００は、少なくとも第１条件が満たされない場合、ランダムアクセスが失敗した（すなわち、ｇＮＢ２００がランダムアクセスプリアンブルを正しく受信しない）と判定し、２ステップランダムアクセスプロシージャを最初から再実施する。

ＵＥ１００は、第１条件及び第２条件のうち、少なくとも一方の条件が満たされたか否かに基づいて、２ステップランダムアクセスプロシージャを再実施するか又は４ステップランダムアクセスプロシージャに切り替えるかを判定してもよい。例えば、ＵＥ１００は、第１条件が満たされ、且つ第２条件が満たされない場合、ランダムアクセスは成功したものの競合解決に失敗したとみなし、４ステップランダムアクセスプロシージャに切り替える。そして、ＵＥ１００は、ランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）の送信を省略し、４ステップランダムアクセスプロシージャにおける制御メッセージ（Ｍｓｇ３）をｇＮＢ２００に送信する。

ＵＥ１００は、第１ステップ（ＭｓｇＡ）の後に、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるランダムアクセス応答（すなわち、競合解決メッセージを伴わないランダムアクセス応答）をｇＮＢ２００から受信した場合、２ステップランダムアクセスプロシージャがｇＮＢ２００により拒否されたとみなす。この場合、ＵＥ１００は、４ステップランダムアクセスプロシージャに切り替えると判定してもよい。そして、ＵＥ１００は、ランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）の送信を省略し、４ステップランダムアクセスプロシージャにおける制御メッセージ（Ｍｓｇ３）をｇＮＢ２００に送信する。

ステップＳ２０６において、ＵＥ１００は、ＲＲＣ Ｓｅｔｕｐ Ｃｏｍｐｌｅｔｅメッセージ又はＲＲＣ Ｒｅｓｕｍｅ Ｃｏｍｐｌｅｔｅメッセージを送信してもよい。ＵＥ１００は、このメッセージに、プリアンブル情報及びＵＥ識別子の少なくとも一方を含めてもよい。

（その他の実施形態）
非競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいて、ｇＮＢ２００は、複数のＵＥ１００に対して同じ非競合プリアンブル系列を割り当てるとともに、この非競合プリアンブル系列を時分割で用いるように制御してもよい。各ＵＥ１００は、ｇＮＢ２００から割り当てられたプリアンブル系列を、ｇＮＢ２００から許可されたタイミングにおいてのみ利用する。これにより、非競合プリアンブル系列を有効活用できる。このタイミング情報は、サブフレームパターン又は所定の計算式に適用される値（例えば、「ＳＦＮ ｍｏｄ Ｎ」におけるＮの値）であってもよい。非競合プリアンブル系列及びタイミング情報は、ＲＲＣ ＲｅｌｅａｓｅメッセージによりｇＮＢ２００からＵＥ１００に設定されてもよい。また、ｇＮＢ２００は、非競合プリアンブル系列の利用状況に基づいて、時分割の制限を解除する旨（すなわち、いつでも利用可能である旨）を非競合プリアンブル系列ごとにＳＩＢで通知してもよい。さらに、ｇＮＢ２００は、非競合プリアンブル系列及びタイミング情報の設定を無効にする通知をＳＩＢで実施してもよい。

上述した実施形態において、５Ｇシステム（ＮＲ）について主として説明したが、実施形態に係る動作をＬＴＥに適用してもよい。

ＵＥ１００又はｇＮＢ２００が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

ＵＥ１００又はｇＮＢ２００が行う各処理を実行する回路を集積化し、ＵＥ１００又はｇＮＢ２００の少なくとも一部を半導体集積回路（チップセット、ＳｏＣ）として構成してもよい。

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

本願は、日本国特許出願第２０１９－０６０２３６号（２０１９年３月２７日出願）の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。

Claims (5)

1. 通信制御方法であって、
   ユーザ装置が、所定のＵＥカテゴリと対応付けられるＰＲＡＣＨリソースを示す情報を含むシステム情報ブロックを基地局から受信するステップと、
   前記ユーザ装置が、前記ユーザ装置が前記ＵＥカテゴリに属すると判定した場合、前記ＰＲＡＣＨリソースを用いてランダムアクセスプロシージャにおけるプリアンブルを前記基地局に送信するステップと、を含む、
   通信制御方法。
2. 前記情報は、前記ＰＲＡＣＨリソースとして、２ステップランダムアクセスプロシージャに用いられる第１ＰＲＡＣＨリソースを示す
   請求項１に記載の通信制御方法。
3. 前記システム情報ブロックは、前記第１ＰＲＡＣＨリソースと対応付けられるＰＵＳＣＨリソースを示す第１情報を含み、
   前記プリアンブルを前記基地局に送信するステップは、前記第１ＰＲＡＣＨリソースを用いて前記プリアンブルを送信するとともに、前記第１ＰＲＡＣＨリソースと対応付けられるＰＵＳＣＨリソースを用いて制御メッセージを送信するステップを含む
   請求項２に記載の通信制御方法。
4. ユーザ装置であって、
   所定のＵＥカテゴリと対応付けられるＰＲＡＣＨリソースを示す情報を含むシステム情報ブロックを基地局から受信する受信部と、
   前記ユーザ装置が前記ＵＥカテゴリに属すると判定した場合、前記ＰＲＡＣＨリソースを用いてランダムアクセスプロシージャにおけるプリアンブルを前記基地局に送信する送信部と、を備える
   ユーザ装置。
5. ユーザ装置を制御するプロセッサであって、
   所定のＵＥカテゴリと対応付けられるＰＲＡＣＨリソースを示す情報を含むシステム情報ブロックを基地局から受信する処理と、
   前記ユーザ装置が前記ＵＥカテゴリに属すると判定した場合、前記ＰＲＡＣＨリソースを用いてプリアンブルを前記基地局に送信する処理と、を実行する
   プロセッサ。

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