JP2022154663A - ランダムアクセス手順におけるカバレッジ拡張のための端末装置、基地局装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ランダムアクセス手順におけるカバレッジ拡張のためのメッセージの反復送信を効率的に実行可能とすること。【解決手段】端末装置は、４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、第１のリソースと異なる第２のリソースであって、メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとのいずれかを、端末装置の能力情報に基づいて、端末装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信する際に使用するリソースとして特定し、特定したリソースにおいて、ランダムアクセスプリアンブルを送信する。【選択図】 図５

Description

本発明は、ランダムアクセス手順におけるカバレッジ拡張技術に関する。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のセルラ通信規格では、端末装置が基地局装置に接続する際に、ランダムアクセス手順を実行することが規定されている。ランダムアクセス手順では、まず、端末装置が、ランダムアクセス手順用の所定の周波数・時間リソースにおいて、メッセージ１（ランダムアクセスプリアンブル）を基地局装置へ送信する。基地局装置は、そのメッセージ１を検出したことに応じて、上りリンク（端末装置から基地局装置へ送信する方向のリンク）における送信タイミングやリソースの割り当て情報を含んだメッセージ２（ランダムアクセスレスポンス）を送信する。そして、端末装置は、メッセージ２によって指定されたタイミング及び割り当てられたリソースを用いて、ＲＲＣ（無線リソース制御）レイヤでの接続を要求するメッセージ３を基地局装置へ送信する。基地局装置は、メッセージ３に応答して、ＲＲＣ接続のための制御情報等を含んだメッセージ４を端末装置へ送信する。この手順により、端末装置は、基地局装置と接続を確立することができる。

従来のセルラ通信規格では、同じデータを連続する複数のタイムスロットにおいて反復送信することによって、カバレッジを拡張する技術が規定されている。そして、３ＧＰＰのリリース１７規格の標準化作業において、このカバレッジ拡張技術がランダムアクセス手順の上述のメッセージ３に適用することが検討されている（非特許文献１）。メッセージ３が反復送信されることにより、より広いエリアに存在する端末装置が基地局装置と接続することが可能となる。

３ＧＰＰ、ＲＰ－２０２９２８、２０２０年１２月

基地局装置は、リリース１７の規格に準拠した端末装置にメッセージ３を反復送信させる、メッセージ２において、反復送信を指示することになる。しかしながら、基地局装置は、端末装置がリリース１７の規格に準拠しているかを、その端末装置からメッセージ１を受信した段階では認識することができない。このため、基地局装置は、リリース１６以前の規格に準拠した端末装置に対しても反復送信を指示してしまいうる。この結果、その端末装置には反復送信用に連続するタイムスロットが割り当てられるが、そのタイムスロットが使用されずに周波数利用効率が劣化してしまう。

本発明は、ランダムアクセス手順におけるカバレッジ拡張のためのメッセージの反復送信を効率的に実行可能とする技術を提供する。

本発明の一態様による端末装置は、４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとのいずれかを、前記端末装置の能力情報に基づいて、前記端末装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信する際に使用するリソースとして特定する特定手段と、前記特定したリソースにおいて、前記ランダムアクセスプリアンブルを基地局装置へ送信する送信手段と、を有する。

本発明の一態様による基地局装置は、４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとにおいて、端末装置から送信された前記ランダムアクセスプリアンブルを検出する検出手段と、前記ランダムアクセスプリアンブルが前記第１のリソースと前記第２のリソースにおいて検出されたかに基づいて、前記端末装置に対して前記メッセージ３の前記反復送信を指示するかを判定する判定手段と、前記判定に基づいて、前記端末装置との接続制御を行う制御手段と、を有する。

本発明によれば、ランダムアクセス手順におけるカバレッジ拡張のためのメッセージの反復送信を効率的に実行可能とすることができる。

無線通信システムの構成例を示す図である。 基地局装置および端末装置のハードウェア構成例を示す図である。 端末装置の機能構成例を示す図である。 基地局装置の機能構成例を示す図である。 無線通信システムで実行される処理の流れを概説するための図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

（システム構成）
図１に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、基地局装置１０１と端末装置１０２とを含んだセルラ通信システムでありうる。基地局装置１０１と端末装置１０２は、３ＧＰＰのいずれかの世代のセルラ無線通信規格に従って無線通信を実行する。例えば、基地局装置１０１は、基本的な制御情報（例えばＳＩＢ（System Information Block）など）をブロードキャスト送信し、端末装置１０２は、その制御情報を取得する。そして、端末装置１０２は、その制御情報に基づいてランダムアクセス手順を実行することにより、基地局装置１０１との間で接続を確立する。

ランダムアクセス手順は、４ステップの手順と２ステップの手順とが存在する。

４ステップのランダムアクセス手順では、まず、端末装置１０２が、基地局装置１０１からブロードキャスト送信された制御情報によって指定されたランダムアクセスプリアンブルの送信用の時間・周波数リソースにおいて、ランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）を送信する。ランダムアクセスプリアンブルとして、基地局装置１０１と端末装置１０２の双方において既知の系列が送信される。基地局装置１０１は、ランダムアクセス手順用のリソースにおいて受信された信号に対してその既知の系列を用いて相関検出を行うことにより、ランダムアクセスプリアンブルの受信を検出することができる。ランダムアクセスプリアンブルとして送信される系列は、Zadoff-Chu系列に対して、端末装置１０２が基地局装置１０１から通知された中から選択したCyclic Shiftを適用して生成される。このような系列が用いられることにより、複数の端末装置が並行してランダムアクセスプリアンブルを送信したとしても、異なるCyclic Shiftが用いられている限りにおいて、基地局装置１０１は、これらのランダムアクセスプリアンブルを別個に検出することができる。

基地局装置１０１は、ランダムアクセスプリアンブルを受信すると、それに応答して、ランダムアクセスレスポンス（メッセージ２）を、端末装置１０２へ送信する。メッセージ２では、端末装置１０２が信号を送信する際のタイミング（タイミングアドバンス）を示す情報や、その後のメッセージ３を送信すべき時間・周波数リソースの指定などの制御情報が端末装置１０２へ送信される。端末装置１０２は、メッセージ２によって指定されたタイミング及び割り当てられたリソースを用いて、ＲＲＣ（無線リソース制御）レイヤでの接続を要求するメッセージ３を基地局装置１０１へ送信する。基地局装置１０１は、メッセージ３に応答して、ＲＲＣ接続のための制御情報等を含んだメッセージ４を端末装置１０２へ送信する。この手順により、端末装置１０２は、基地局装置１０１と接続を確立することができる。なお、基地局装置１０１は、メッセージ３の受信に失敗した場合には、端末装置１０２にメッセージ３を再送させることができる。なお、再送が所定回数行われても基地局装置１０１がメッセージ３の受信に成功しなかった場合、端末装置１０２が基地局装置１０１との接続に失敗したと判定される。

なお、２ステップのランダムアクセス手順では、端末装置１０２が、上述のメッセージ１及びメッセージ３に対応する第１のメッセージを送信し、基地局装置１０１は、それに応答して、上述のメッセージ２及びメッセージ４に対応する第２のメッセージを送信する。なお、基地局装置１０１は、例えば、第１のメッセージのうちのランダムアクセスプリアンブルの部分を検出した場合であっても、メッセージ３の部分の復号ができなかった場合は、４ステップのランダムアクセス手順へと移行させ、端末装置１０２にメッセージ３を再送させてもよい。

セルラ通信システムでは、同じデータを連続するタイムスロットで反復送信する手法によるカバレッジ拡張技術が規定されている。この手法は、受信側においてデータの受信に失敗した場合の再送ではなく、初期送信から同じデータが反復送信される。受信側の装置では、同じデータが反復して受信されることにより得られる利得によって無線品質を向上させることができ、１回の送信によっては通信ができない位置に存在する端末装置１０２と基地局装置１０１との間で通信を行うことが可能となる。

従来の反復送信は、接続が確立された後に行われる。これに対して、上述のように、接続の確立時のランダムアクセス手順のメッセージ３に反復送信を適用することが検討されている。しかしながら、基地局装置１０１は、端末装置１０２がメッセージ３の反復送信をサポートしているか否かを、メッセージ２を送信する段階では認識できていない。基地局装置１０１は、端末装置１０２がメッセージ３の反復送信をサポートしていない場合にもメッセージ３の反復送信を指示して、その反復送信のためにリソースを確保することはできる。しかしながら、端末装置１０２は、メッセージ３の反復送信をサポートしていない場合、その反復送信の指示を認識することができず、１回だけメッセージ３を送信することとなる。この結果、基地局装置１０１が確保した、メッセージ３の反復送信のための無線リソースは使用されないこととなり、周波数利用効率が低下してしまう。

このため、本実施形態では、端末装置１０２がメッセージ３の反復送信をサポートしているか否かを、基地局装置１０１がメッセージ１の段階で判別できるようにする。

本実施形態では、４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない端末装置がメッセージ１（ランダムアクセスプリアンブル）を送信可能な第１のリソースと、その第１のリソースと異なる第２のリソースであって、メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる端末装置がメッセージ１を送信可能な第２のリソースとを用意する。ここで、第１のリソースと第２のリソースは、例えば、相互に時間及び／又は周波数の異なるリソースとして設定される。例えば、第１のリソースと第２のリソースは、同じタイムスロットにおける異なる周波数リソースであってもよいし、同じ周波数における異なるタイムスロットであってもよいし、タイムスロットと周波数リソースが共に異なるリソースであってもよい。また、これらに加えて、又はこれらに代えて、第１のリソースと第２のリソースは、メッセージ１に使用されるべき符号が異なるように設定されてもよい。なお、符号は、例えば、Zadoff-Chu系列のベースシーケンスを第１のリソースと第２のリソースとで異ならせてもよいし、これに加えて又はこれに代えて、Cyclic shiftの値を、第１のリソースと第２のリソースとで異ならせてもよい。なお、これら以外の要素によって、第１のリソースと第２のリソースとが異なるように設定されてもよい。

端末装置１０２は、自装置の能力情報（UE Capability）に基づいて、第１のリソースと第２のリソースとの中から、メッセージ１を送信する際に使用するリソースを選択する。そして、端末装置１０２は、選択したリソースにおいて、メッセージ１を送信する。端末装置１０２は、メッセージ３の反復送信をサポートしていない場合には、第２のリソースを使用しない。すなわち、メッセージ３の反復送信をサポートしている端末装置のみが第２のリソースを送信するようにする。また、端末装置１０２は、メッセージ３の反復送信をサポートしている場合であっても、メッセージ３の反復送信をサポートしていることを基地局装置１０１に示さない場合には、第１のリソースでメッセージ１を送信する。一方で、端末装置１０２は、メッセージ３の反復送信をサポートしている場合で、かつ、メッセージ３の反復送信をサポートしていることを基地局装置１０１に示す場合に、第２のリソースを使用してメッセージ１を送信する。すなわち、第１のリソースは、メッセージ３の反復送信のサポートの有無によらずに全ての端末装置が使用することができ、第２のリソースは、メッセージ３の反復送信をサポートしている端末装置のみが、その反復送信のサポートを基地局装置１０１に通知すべき場合にのみ、使用されうる。

一例として、メッセージ３の反復送信をサポートしている端末装置１０２は、基地局装置１０１から送出されている同期信号や報知信号を受信した際の無線品質が十分に高く、メッセージ３の反復送信を行う必要がないと判定した場合に、第１のリソースでメッセージ１を送信するようにしうる。なお、これは一例であり、端末装置１０２は、これ以外の要因により、メッセージ３の反復送信が不要であると判定した場合にも、第１のリソースでメッセージ１を送信してもよい。例えば、端末装置１０２は、提供を受けるべきサービス種別に応じて、通信の信頼性を重要視するサービス種別の通信を行う場合は第２のリソースでメッセージ１を送信し、それ以外の場合には、第１のリソースでメッセージ１を送信するようにしてもよい。

基地局装置１０１は、上述の第１のリソースと第２のリソースとにおいて、メッセージ１の検出処理を実行する。そして、基地局装置１０１は、メッセージ１を検出したリソースが第１のリソースであるか第２のリソースであるかに基づいて、メッセージ３の反復送信を端末装置１０２に指示するか否かを判定し、その判定の結果に基づいて、その後の接続確立のための制御を実行する。基地局装置１０１は、第１のリソースで端末装置１０２からのメッセージ１を検出した場合には、端末装置１０２に対してメッセージ３の反復送信を指示しない。すなわち、第１のリソースでメッセージ１を送信する端末装置は、メッセージ３の反復送信をサポートしていないか、メッセージ３の反復送信を必要としてないと考えられるため、このような端末装置に対しては反復送信を指示しない。

一方、基地局装置１０１は、第２のリソースで端末装置１０２からのメッセージ１を検出した場合には、さらに、端末装置１０２に対してメッセージ３の反復送信を指示すべきか否かを判定しうる。すなわち、基地局装置１０１は、第２のリソースで端末装置１０２からのメッセージ１を検出したとしても、必ずしも端末装置１０２に対してメッセージ３の反復送信を指示しなくてもよい。一例において、基地局装置１０１は、メッセージ１の受信強度などの無線品質に基づいて、端末装置１０２にメッセージ３を反復送信させるかを決定しうる。すなわち、基地局装置１０１は、メッセージ１の受信強度などの無線品質が十分に高い場合には、メッセージ３を反復送信させなくても、メッセージ３の受信に成功する確率が十分に高いと判定して、端末装置１０２に対してメッセージ３の反復送信を指示しないと決定しうる。一方、基地局装置１０１は、メッセージ１の受信強度などの無線品質が一定レベル以下である場合には、メッセージ３の反復送信を端末装置１０２に指示するようにしうる。なお、基地局装置１０１は、メッセージ３の反復送信の指示を端末装置１０２へ送信する場合は、メッセージ２においてその指示を送信する。

基地局装置１０１は、第１のリソースと第２のリソースとを区別可能に示す情報を端末装置１０２へ送信する。例えば、ＳＩＢの、リリース１６以前の端末装置が解釈可能な情報要素において第１のリソースの情報を示し、リリース１７以降の端末装置が解釈可能な情報要素において第２のリソースの情報を示しうる。これによれば、リリース１６の端末装置は、リリース１７以降の端末装置が解釈可能な情報要素を解釈することができないため、第１のリソースの情報のみを取得することができる。一方、リリース１７の端末装置は、リリース１６以前の端末装置が解釈可能な情報要素とリリース１７以降の端末装置が解釈可能な情報要素との両方を解釈することができるため、第１のリソースの情報と第２のリソースの情報との両方を取得することができる。なお、これは一例であり、メッセージ３の反復送信をサポートしていない端末装置が無視する情報要素において、第２のリソースの情報が通知されうる。端末装置１０２は、このような情報を取得することにより、第１のリソースと第２のリソースとを区別して特定することができるようになる。

なお、端末装置１０２は、２ステップのランダムアクセス手順を用いる場合に、第１のメッセージのランダムアクセスプリアンブルの部分を、上述のようにして第１のリソースと第２のリソースとのいずれかにおいて送信するようにしうる。基地局装置１０１は、第１のメッセージのランダムアクセスプリアンブルの部分を検出して残りの部分の復号に成功し、接続を確立する場合には、ランダムアクセスプリアンブルの部分が送信されたリソースが第１のリソースと第２のリソースとのいずれであっても同様に、第２のメッセージを端末装置１０２へ送信する。一方、基地局装置１０１は、第１のメッセージのランダムアクセスプリアンブルの部分を検出したが、残りの部分の復号に失敗した場合には、ランダムアクセス手順を４ステップのランダムアクセス手順に移行させる。この場合、基地局装置１０１は、メッセージ３を送信するように端末装置１０２へ指示するが、このときに、例えば、ランダムアクセスプリアンブルの部分が第１のリソースで検出されていた場合には、メッセージ３の反復送信を端末装置１０２へ指示しない。一方、基地局装置１０１は、例えば、ランダムアクセスプリアンブルの部分が第２のリソースで検出されていた場合には、必要に応じて、メッセージ３の反復送信を端末装置１０２へ指示しうる。このときのメッセージ３の反復送信の要否は、上述のように、ランダムアクセスプリアンブルの部分の受信時の無線品質などに基づいて判定されうる。すなわち、２ステップのランダムアクセス手順から４ステップのランダムアクセス手順に移行する場合であって、第２のリソースにおいてランダムアクセスプリアンブルの部分が検出されたとしても、必ずしもメッセージ３の反復送信が指示されなくてもよい。

なお、端末装置１０２は、上りリンクの同期確立のためにランダムアクセス手順のメッセージ１を送信することがありうる。この場合は、処理がメッセージ２までで完結するため、端末装置１０２は、第１のリソースと第２のリソースとのいずれかを例えばランダムで選択して、その選択したリソースにおいてメッセージ１を送信するようにしうる。メッセージ３が送信されない以上、端末装置１０２がメッセージ３の反復送信をサポートしているか否かを示す情報が意味を持たないからである。

（装置の構成）
続いて、上述のような処理を実行する基地局装置１０１および端末装置１０２のハードウェア構成例について図２を用いて説明する。基地局装置１０１および端末装置１０２は、一例において、プロセッサ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、及び通信回路２０５を含んで構成される。プロセッサ２０１は、汎用のＣＰＵ（中央演算装置）や、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の、１つ以上の処理回路を含んで構成されるコンピュータであり、ＲＯＭ２０２や記憶装置２０４に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、基地局装置１０１および端末装置１０２の全体の処理や、上述の各処理を実行する。ＲＯＭ２０２は、基地局装置１０１および端末装置１０２が実行する処理に関するプログラムや各種パラメータ等の情報を記憶する読み出し専用メモリである。ＲＡＭ２０３は、プロセッサ２０１がプログラムを実行する際のワークスペースとして機能し、また、一時的な情報を記憶するランダムアクセスメモリである。記憶装置２０４は、例えば着脱可能な外部記憶装置等によって構成される。通信回路２０５は、例えば、５Ｇの無線通信用の回路によって構成される。なお、図２では、１つの通信回路２０５が図示されているが、基地局装置１０１および端末装置１０２は、複数の通信回路を有しうる。例えば、基地局装置１０１および端末装置１０２は、使用可能な複数の周波数帯域のそれぞれについて別個の通信回路２０５を有してもよい。また、基地局装置１０１および端末装置１０２は、複数の周波数帯域の少なくとも一部に対して共通の通信回路２０５を有してもよい。また、例えば端末装置１０２は、セルラ通信用の通信回路２０５のみならず、無線ＬＡＮ等の他の無線通信規格に対応する通信回路２０５を有してもよい。

図３は、端末装置１０２の機能構成例を示す図である。端末装置１０２は、その機能として、例えば、リソース情報取得部３０１、使用リソース特定部３０２、およびランダムアクセス処理部３０３を有する。なお、図３では、本実施形態に特に関係する機能のみを示しており、端末装置１０２が有しうる他の各種機能については図示を省略している。例えば、端末装置１０２は、セルラ通信システムにおける端末装置が一般的に有する他の機能を当然に有する。また、図３の機能ブロックは概略的に示したものであり、それぞれの機能ブロックが一体化されて実現されてもよいし、さらに細分化されてもよい。また、図３の各機能は、例えば、プロセッサ２０１がＲＯＭ２０２や記憶装置２０４に記憶されているプログラムを実行することにより実現されてもよいし、例えば通信回路２０５の内部に存在するプロセッサが所定のソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。なお、各機能部が実行する処理の詳細について、上述の詳細についてはここでは説明せず、その大まかな機能のみを概説する。

リソース情報取得部３０１は、ランダムアクセスプリアンブル（４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ１）の送信に使用可能なリソースを特定する。ここでは、ランダムアクセスプリアンブルの送信に使用可能なリソースとして、第１のリソースと、その第１のリソースとは異なる第２のリソースとが特定される。第１のリソースは、４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない端末装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能なリソースである。一方で、第２のリソースは、メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる端末装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能なリソースである。なお、上述のように、第１のリソースと第２のリソースは、時間、周波数、および符号（系列）の少なくともいずれかが異なるリソースとして設定される。リソース情報取得部３０１は、基地局装置１０１から送信されるＳＩＢ（System Information Block）等を受信することによって、この設定情報を取得する。なお、例えば、リリース１６に準拠する端末装置１０２は、第１のリソースの情報を取得することはできるが、第２のリソースの情報を取得できないような形式で設定情報が通知されうる。また、リリース１７に準拠する端末装置１０２であっても、メッセージ３の反復送信をサポートしていない端末装置１０２が、第１のリソースの情報を取得することはできるが、第２のリソースの情報を取得できないような形式で設定情報が通知されてもよい。なお、ここでの情報を取得できないとは、情報自体を受信することはできるが、その内容を無視する、又は、解釈できないことを含む。

使用リソース特定部３０２は、端末装置１０２の能力情報に少なくとも基づいて、ランダムアクセスプリアンブルを送信するリソースを特定する。使用リソース特定部３０２は、リソース情報取得部３０１によって特定された第１のリソースと第２のリソースとのいずれを、ランダムアクセスプリアンブルの送信に使用するかを決定する。なお、端末装置１０２がメッセージ３の反復送信をサポートしていない場合には、リソース情報取得部３０１が第２のリソースの情報を取得していないため、使用リソース特定部３０２は、使用するリソースとして第１のリソースを特定する。一方、端末装置１０２がメッセージ３の反復送信をサポートしている場合には、使用リソース特定部３０２は、第１のリソースと第２のリソースとの両方を使用可能であるため、そのいずれかを使用するリソースとして特定する。一例において、使用リソース特定部３０２は、基地局装置１０１からの同期信号や報知信号の受信強度などの無線品質が所定値以下である場合に、メッセージ３の反復送信が必要となりうると判定し、使用するリソースとして第２のリソースを特定する。一方、使用リソース特定部３０２は、基地局装置１０１からの信号の無線品質が所定品質を上回っており、メッセージ３の反復送信が必要でないと判定した場合には、使用するリソースとして、第１のリソースを特定してもよい。なお、使用リソース特定部３０２は、第２のリソースを使用可能な場合（すなわち、メッセージ３の反復送信をサポートしている場合）、基地局装置１０１から受信した信号の無線品質によらずに、使用するリソースとして、第２のリソースを特定するようにしてもよい。

ランダムアクセス処理部３０３は、使用リソース特定部３０２によって特定されたリソースにおいてランダムアクセスプリアンブルを送信することを含んだランダムアクセス処理を実行する。例えば、ランダムアクセス処理部３０３は、特定されたリソースにおいてランダムアクセスプリアンブルを送信して、４ステップのランダムアクセス手順を実行する。このとき、ランダムアクセス処理部３０３は、例えば基地局装置１０１からのメッセージ２（ランダムアクセスレスポンス）によりメッセージ３の反復送信を指示された場合、そのメッセージ２で指定された時間・周波数リソースにおいて、指定された回数だけ反復して同じメッセージ３を送信する。また、ランダムアクセス処理部３０３は、２ステップのランダムアクセス処理を実行してもよく、この場合、特定されたリソースにおいてランダムアクセスプリアンブルを送信すると共に、別途指定されたリソースにおいてメッセージ３に相当する情報を含んだ第１のメッセージを基地局装置１０１へ送信する。ランダムアクセス処理部３０３は、この第１のメッセージに対して、基地局装置１０１から、メッセージ３の再送を指示するランダムアクセスレスポンスを受信しうる。この場合、ランダムアクセス処理部３０３は、処理を４ステップのランダムアクセス手順に移行させ、ランダムアクセスレスポンスによって指定されたリソースにおいて指定された回数だけ反復してメッセージ３を送信しうる。

図４は、基地局装置１０１の機能構成例を示す図である。基地局装置１０１は、その機能として、例えば、リソース情報通知部４０１、ランダムアクセスプリアンブル検出部４０２、反復要否判定部４０３、および接続制御部４０４を有する。なお、図４では、本実施形態に特に関係する機能のみを示しており、基地局装置１０１が有しうる他の各種機能については図示を省略している。例えば、基地局装置１０１は、セルラ通信システムにおける基地局装置が一般的に有する他の機能を当然に有する。また、図４の機能ブロックは概略的に示したものであり、それぞれの機能ブロックが一体化されて実現されてもよいし、さらに細分化されてもよい。また、図４の各機能は、例えば、プロセッサ２０１がＲＯＭ２０２や記憶装置２０４に記憶されているプログラムを実行することにより実現されてもよいし、例えば通信回路２０５の内部に存在するプロセッサが所定のソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。なお、各機能部が実行する処理の詳細について、上述の詳細についてはここでは説明せず、その大まかな機能のみを概説する。

リソース情報通知部４０１は、上述のような第１のリソースと第２のリソースとを、基地局装置１０１が展開するエリアに存在する端末装置に対して通知する。この通知はＳＩＢなどの報知信号を用いて行われる。なお、第１のリソースと第２のリソースは区別可能に通知される。一例において、リリース１７以降の規格に準拠した端末装置のみ又はメッセージ３の反復送信をサポートしている端末装置のみが、第２のリソースを特定可能な形式で情報要素が記述された報知信号が送信される。ランダムアクセスプリアンブル検出部４０２は、第１のリソースと第２のリソースとにおいてランダムアクセスプリアンブルの検出処理（例えば既知の系列を用いた相関検出処理）を実行する。

反復要否判定部４０３は、ランダムアクセスプリアンブル検出部４０２においてランダムアクセスプリアンブルが検出されたリソースが第１のリソースであるか第２のリソースであるかに少なくとも基づいて、メッセージ３の反復送信を指示するかを判定する。反復要否判定部４０３は、端末装置１０２からのランダムアクセスプリアンブルが第１のリソースで検出された場合、その端末装置１０２に対しては、メッセージ３の反復送信を指示しない。一方、反復要否判定部４０３は、端末装置１０２からのランダムアクセスプリアンブルが第２のリソースで検出された場合、例えばそのランダムアクセスプリアンブルの受信強度などの無線品質に基づいて、その端末装置１０２に対してメッセージ３の反復送信を指示するか否かを判定する。

接続制御部４０４は、４ステップまたは２ステップのランダムアクセス処理を完遂して端末装置１０２との間の接続を確立するための制御を実行する。例えば、接続制御部４０４は、ランダムアクセスプリアンブルに応答して、ランダムアクセスレスポンスを端末装置１０２へ送信する。なお、接続制御部４０４は、２ステップのランダムアクセス手順が用いられている場合に、第１のメッセージに含まれるランダムアクセスプリアンブルを検出すると共に残りの部分の復号に成功した場合、第２のメッセージを端末装置１０２へ送信して、接続の確立を完了する。一方、接続制御部４０４は、第１のメッセージに含まれるランダムアクセスプリアンブルを検出したが残りの部分の復号に失敗した場合、メッセージ３を送信すべきことを指示するメッセージ２を端末装置１０２へ送信して、４ステップのランダムアクセス手順に移行させる。なお、接続制御部４０４は、４ステップのランダムアクセス手順が用いられる場合には、ランダムアクセスプリアンブルを検出したことに応じて、ランダムアクセスレスポンスを送信して、端末装置１０２がメッセージ３を送信するようにする。接続制御部４０４は、端末装置１０２がメッセージ３を送信するように制御する場合、例えば、反復要否判定部４０３の判定に基づいて、端末装置１０２に対して、メッセージ３の反復送信の要否や反復回数、その送信のためのリソースを示す情報などを含んだランダムアクセスレスポンスを端末装置１０２へ送信する。

（処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る基地局装置１０１と端末装置１０２とが実行する処理の流れの例について、図５を用いて概説する。なお、ここでは一例であり、基地局装置１０１および端末装置１０２は、上で例示したような各種の処理を実行してもよい。

本処理では、基地局装置１０１は、例えばＳＩＢ等の報知信号によって、ランダムアクセスプリアンブルの送信に使用可能なリソースを示す情報を、基地局装置１０１が展開しているエリア内の端末装置に通知する（Ｓ５０１）。この通知では、例えば、上述のような第１のリソースと第２のリソースとが含まれる報知情報が送信される。端末装置１０２は、このリソース情報を受信すると、基地局装置１０１と接続を確立する必要がある場合（例えば基地局装置１０１からのページングチャネルを受信した場合や端末装置１０２の内部で送信すべきデータが発生した場合）に、ランダムアクセスプリアンブルの送信に使用すべきリソースとして記憶しておく。なお、端末装置１０２は、自装置の能力情報に基づいて、例えば４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３の反復送信をサポートしていない場合には第１のリソースを記憶しておき、メッセージ３の反復送信をサポートしている場合には第２のリソースを記憶しておくように動作しうる。また、端末装置１０２は、メッセージ３の反復送信をサポートしている場合に、第１のリソースと第２のリソースの両方を記憶しておいてもよい。

その後、端末装置１０２は、基地局装置１０１と接続を確立すべき状況となったことに応じて、ランダムアクセスプリアンブルを送信するためのリソースを特定する（Ｓ５０２）。端末装置１０２は、例えば、自装置がメッセージ３の反復送信をサポートしているか否かの能力情報に基づいて、第１のリソースと第２のリソースとのいずれを使用するかを決定する。なお、例えばＳ５０１において、第１のリソースと第２のリソースとのいずれかのみを記憶している場合には、端末装置１０２は、その記憶しているリソースを、使用するリソースとして特定するため、選択処理を実行する必要はない。その後、端末装置１０２は、Ｓ５０２において特定したリソースを用いて、ランダムアクセスプリアンブルを送信する（Ｓ５０３）。ここでは、端末装置１０２は、例えば第２のリソースを用いて、ランダムアクセスプリアンブルを送信したものとする。

基地局装置１０１は、端末装置１０２から送信されたランダムアクセスプリアンブルを検出すると、そのランダムアクセスプリアンブルが検出されたリソースが第１のリソースであるか第２のリソースであるかに少なくとも基づいて、端末装置１０２によるメッセージ３の反復送信の要否を判定する（Ｓ５０４）。例えば、基地局装置１０１は、Ｓ５０３において、第２のリソースで検出したランダムアクセスプリアンブルの無線品質などに基づいて、メッセージ３の反復送信の要否を判定する。ここでは、基地局装置１０１が、メッセージ３の反復送信が必要であると判定したものとする。この場合、基地局装置１０１は、端末装置１０２に対して、端末装置１０２が信号を送信すべきタイミングの情報やメッセージ３を送信すべき時間・周波数リソースを指定する情報を含んだメッセージ２（ランダムアクセスレスポンス）を端末装置１０２へ送信する（Ｓ５０５）。ここで、基地局装置１０１は、端末装置１０２に対して、メッセージ３の反復送信を指示する場合、その反復送信における反復回数と、それに応じた量の無線リソースを指定する情報を通知する。なお、基地局装置１０１は、例えば、メッセージ３の反復送信における反復回数の候補を事前に（例えばＳ５０１の時点で）端末装置１０２へ通知しておき、Ｓ５０５の時点では、その候補のうちのいずれの反復回数を使用すべきかを端末装置１０２へ通知するようにしてもよい。これによれば、端末装置１０２に個別で通知されるべき情報量を抑制することが可能となる。

その後、端末装置１０２は、Ｓ５０５において指定された反復回数だけ反復して、指定されたリソースにおいてメッセージ３を反復送信する（Ｓ５０６）。基地局装置１０１は、この反復送信された複数のメッセージ３を合成して１つのメッセージ３を取得する。そして、基地局装置１０１は、このメッセージ３の受信に成功すると、メッセージ４を端末装置１０２へ送信して（Ｓ５０７）、端末装置との接続を確立する。なお、基地局装置１０１は、メッセージ３の受信に失敗した場合には、メッセージ３を再送するように端末装置１０２に対して指示してもよい。なお、このときに、基地局装置１０１は、反復送信回数を増やすなどの処理を行ってもよい。

以上のようにして、本実施形態では、ランダムアクセスプリアンブルが送信されるリソースによって、端末装置１０２がメッセージ３の反復送信をサポートしているか否かを基地局装置１０１に通知することができる。この結果、基地局装置１０１は、メッセージ３の反復送信をサポートしている端末装置に対してのみ、メッセージ３の反復送信を指示すると共にその反復送信のためのリソースを確保することができる。これにより、ランダムアクセス手順におけるカバレッジ拡張のためのメッセージの反復送信を効率的に実行可能とすることができる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims (15)

1. 端末装置であって、
   ４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとのいずれかを、前記端末装置の能力情報に基づいて、前記端末装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信する際に使用するリソースとして特定する特定手段と、
   前記特定したリソースにおいて、前記ランダムアクセスプリアンブルを基地局装置へ送信する送信手段と、
   を有することを特徴とする端末装置。
2. 前記特定手段は、前記反復送信を行うことができ、かつ、メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができることを基地局装置に示す場合に、前記第２のリソースを特定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 前記特定手段は、前記反復送信を行うことができない場合、又は、メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができることを基地局装置に示さない場合には、前記第１のリソースを特定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末装置。
4. 前記第１のリソースと前記第２のリソースとを区別可能に示す情報を前記基地局装置から取得する取得手段をさらに有する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の端末装置。
5. 前記送信手段は、２ステップのランダムアクセス手順を用いる場合、当該ランダムアクセス手順における前記基地局装置へ送信するメッセージのうちのランダムアクセスプリアンブルの部分を前記特定したリソースにおいて送信する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の端末装置。
6. 前記第１のリソースと前記第２のリソースは、周波数と、時間と、前記ランダムアクセスプリアンブルに使用されるべき符号と、の少なくともいずれかが異なるように設定される、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の端末装置。
7. 基地局装置であって、
   ４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとにおいて、端末装置から送信された前記ランダムアクセスプリアンブルを検出する検出手段と、
   前記ランダムアクセスプリアンブルが前記第１のリソースと前記第２のリソースにおいて検出されたかに基づいて、前記端末装置に対して前記メッセージ３の前記反復送信を指示するかを判定する判定手段と、
   前記判定に基づいて、前記端末装置との接続制御を行う制御手段と、
   を有することを特徴とする基地局装置。
8. 前記判定手段は、前記第１のリソースにおいて前記ランダムアクセスプリアンブルが検出された場合に、前記メッセージ３の前記反復送信を指示しないと判定する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の基地局装置。
9. 前記判定手段は、前記第２のリソースにおいて前記ランダムアクセスプリアンブルが検出された場合に、当該端末装置に前記メッセージ３の前記反復送信を指示すべきか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の基地局装置。
10. 前記判定手段は、前記端末装置から前記第２のリソースにおいて検出した前記ランダムアクセスプリアンブルの無線品質に基づいて、前記端末装置が前記メッセージ３の前記反復送信を実行することができると判定して、当該端末装置に前記メッセージ３の前記反復送信を指示するか否かを判定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の基地局装置。
11. 前記第１のリソースと前記第２のリソースは、周波数と、時間と、前記ランダムアクセスプリアンブルに使用されるべき符号と、の少なくともいずれかが異なるように設定される、
    ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の基地局装置。
12. 端末装置によって実行される制御方法であって、
    ４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとのいずれかを、前記端末装置の能力情報に基づいて、前記端末装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信する際に使用するリソースとして特定することと、
    前記特定したリソースにおいて、前記ランダムアクセスプリアンブルを基地局装置へ送信することと、
    を含むことを特徴とする制御方法。
13. 基地局装置によって実行される制御方法であって、
    ４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとにおいて、端末装置から送信された前記ランダムアクセスプリアンブルを検出することと、
    前記ランダムアクセスプリアンブルが前記第１のリソースと前記第２のリソースにおいて検出されたかに基づいて、前記端末装置に対して前記メッセージ３の前記反復送信を指示するかを判定することと、
    前記判定に基づいて、前記端末装置との接続制御を行うことと、
    を含むことを特徴とする制御方法。
14. 端末装置に備えられたコンピュータに、
    ４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとのいずれかを、前記端末装置の能力情報に基づいて、前記端末装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信する際に使用するリソースとして特定させ、
    前記特定したリソースにおいて、前記ランダムアクセスプリアンブルを基地局装置へ送信させる、
    ためのプログラム。
15. 基地局装置に備えられたコンピュータに、
    ４ステップのランダムアクセス手順におけるメッセージ３を連続するスロットで反復送信することができない装置がランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第１のリソースと、当該第１のリソースと異なる第２のリソースであって、前記メッセージ３を連続するスロットで反復送信することができる装置が前記ランダムアクセスプリアンブルを送信可能な第２のリソースとにおいて、端末装置から送信された前記ランダムアクセスプリアンブルを検出させ、
    前記ランダムアクセスプリアンブルが前記第１のリソースと前記第２のリソースにおいて検出されたかに基づいて、前記端末装置に対して前記メッセージ３の前記反復送信を指示するかを判定させ、
    前記判定に基づいて、前記端末装置との接続制御を行わせる、
    ためのプログラム。

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