JP5156129B2 - ランダム・アクセスのためのプリアンブル系列の決定 - Google Patents

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Description

本発明は、通信ネットワーク・システムにおける方法及び通信ネットワーク・ノードに関し、更に具体的には、ランダム・アクセス手順の間に使用するパラメータの自動チューニングを可能にする通信ネットワーク・ノード及び方法に関する。
文字によるメッセージ（ＳＭＳ）、マルチメディア・メッセージ（ＭＭＳ）、モバイル・ビデオ及びＩＰＴＶの様な、より広い帯域幅を必要とする無線データ・サービスに対する需要が急速に大きくなりつつある。第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）は、次世代ＧＳＭコア・ネットワーク及び無線アクセス技術のＵＭＴＳ地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）に基づく第三世代移動システムを開発しつつあり、非常に効率的な無線解決策を提供するロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）作業を通じた技術に基づく、新しい直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を考え出した。ＯＦＤＭＡに基づくエア・インタフェースは、しばしば、次世代ＵＭＴＳ地上無線アクセス・ネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）として参照される。
最初のアクセスの間、サービスを登録し開始するため、ＵＥはネットワークにアクセスしようと努力する。ランダム・アクセス（ＲＡ）は、上りリンク制御手順としての役目を果たし、ＵＥがネットワークにアクセスできる様にする。ネットワークは最初のアクセス試行をスケジュールできないので、ＲＡ手順は、当然、競合に基づくものとなる。衝突が起こる可能性があり、適切な競合解消方式を実装する必要がある。競合型の上りリンクにユーザ・データを含めることは、一般的には、ガード期間及び再送信を必要とするため、スペクトル的に効率的ではない。従って、ＬＴＥに対しては、上りリンクの同期を獲得することを目的とするランダム・アクセス・バースト（プリアンブル）の送信を、ユーザ・データの送信から分離することと決定した。
ＬＴＥのＲＡ手順は以下の２つの主要な目的のため行われる。
・他のＵＥの送信との干渉を最少化するために、ｅノードＢが期待するＵＬタイミングにＵＥを合わせる。ＵＬのタイミング合わることは、データ送信を開始する前のＥ−ＵＴＲＡＮにおける必要条件である。
・ＵＥの存在をＵＥがネットワークに通知する手段を提供し、ｅノードＢがＵＥにシステムへの最初のアクセスを与えることを可能にする。
最初のアクセスの間の使用に加えて、ＵＥが上りリンク同期外れとなったとき、又は、ＵＥがアイドル若しくは低電力モードにあるときにもＲＡは使用される。
基本的なＲＡ手順は、図２に概要を示す様に、４フェーズ手順であり、それを以下に示す。
・フェーズ１において、ＵＥ１８はランダム・アクセス・プリアンブル（ステップ２１）を送信し、ノードＢ１５がＵＥの送信タイミングを推定することを可能にする。同期していないと、上りリンク・データを送信できないので、上りリンク同期は必要である。
・フェーズ２において、第１のステップの到達タイミングの測定に基づき、上りリンク・タイミングを訂正するため、ネットワークはタイミング・アドバンス・コマンドを送信する。上りリンク同期を確立するのに加えて、フェーズ２はまた、ランダム・アクセス手順のフェーズ３で使用するため、上りリンク・リソースと一時的な識別子をＵＥに割当てる。
・フェーズ３は、通常のスケジュール・データに類似のＵＬ−ＳＣＨを使用する、ＵＥ１８からネットワークへのシグナリングを含んでいる。このメッセージの第一の機能は、ＵＥ１８を一意に特定することである。このシグナリングの正確な内容は、ＵＥ１８の状態、例えば、ネットワークに事前に知られているどうか、に依存する。
・最終フェーズ（フェーズ４）は、多数のＵＥが同じリソースでシステムにアクセスしようとした場合の競合解消を行うものである。
特定のＵＥが、上りリンク同期を獲得するためにランダム・アクセス手順を実行することを、事前にネットワークが知っている場合のために、コンテンション・フリー型ランダム・アクセス手順が合意された。これは、ハンドオーバ（ＨＯ）での目標セルへの到達及びＤＬデータの到達の様な重要な場合に、フェーズ３及び４の競合解消手順をスキップすることを効果的に可能にする。
フェーズ１−ランダム・アクセス・プリアンブル
プリアンブルを送信する前に、ＵＥは下りリンク送信に同期し、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）を読取らなければならない。ＢＣＣＨは、ＲＡタイム・スロットがどこに位置するか、どの周波数帯を使用できるか、どのプリアンブル（系列）を利用できるかを明らかにする。
次のＲＡスロットで、ＵＥはプリアンブルを送信する。プリアンブル系列は、ＵＥを特定するランダムＩＤを示している。ＬＴＥは、各セルに６４個のその様なランダムＩＤと、それ故６４個のプリアンブとを提供する。
もし多数のＲＡ周波数帯を定義したなら、ＵＥはランダムにそれらの中の１つを選択する。セルに配分した系列のグループは、２つのサブグループに分割される。特定のサブグループからプリアンブル系列を選択することにより、ＵＥは、そのリソース要求及び／又はリンク品質の単一ビット表示を与えることができる。プリアンブルに使用する特定の系列は、希望のサブグループ内でランダムに選択される。この系列は、ＵＥ識別子としての役目を果たすランダムＩＤを含んでいる。
受信したプリアンブルのタイミングに基づき、ｅノードＢは、ＵＥのＵＬタイミングを推定する。
フェーズ２−ランダム・アクセス応答
プリアンブル送信の後、ＵＥは、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）でＤＬの割当が示される、ＤＬＳＣＨでのＲＡ応答メッセージを待つ。スケジューラの柔軟性を許容するため、ＲＡ応答メッセージは、ＲＡプリアンブルの受信に半同期して（即ち、ウィンドウ内で）送信される。ＲＡ応答は、以下のものを含む。
・プリアンブルに存在するのと同じランダムＵＥ識別子。
・ＵＥに適切な上りリンク・タイミングを提供するための時間合わせメッセージ。
・フェーズ１で使用する特定のＲＡリソース（時間、チャネル及びプリアンブル）のために唯一の一時的な無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）。最初のアクセスのフェーズ３及び４では、一時的なＲＮＴＩを使用しなければならない。
・フェーズ３のＵＬ−ＳＣＨでの送信のためのＵＬリソース付与。
プリアンブル送信に続くある時間（ＴＢＤ）の後に、ＲＡ応答メッセージを受信しなかったなら、ＵＥは次のＲＡタイム・スロットで新しいプリアンブルを送信しなければならない。それには、プリアンブル系列のための新しくランダムなパラメータと、同期化されていないＲＡ周波数帯を選択しなければならない。更に、ＷＣＤＭＡで使用するものと類似の電力ランプ手順を得るため、ＵＥはプリアンブルの電力レベルを増加しなければならない。
フェーズ３−最初のスケジュールされたＵＬ送信
フェーズ３において、ＵＥは、ＲＡ応答で付与された唯一の識別子を、ＵＬ−ＳＣＨで送信するメッセージでネットワークに提供する。ＵＥ識別子の形式、例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ、ＴＭＳＩ、ＩＭＳＩ又はＩＭＥＩは、ＵＥがすでにどの程度ネットワークに知られているかに依存する。
最初のアクセスの場合は、メッセージはＲＲＣ接続要求メッセージである。最初のアクセスではない場合、即ち、ＵＥがすでに“ＲＲＣ接続”状態にある場合、ＵＥ識別子はＣ−ＲＮＴＩであり、ＭＡＣレイヤで信号伝達される。送信はＨＡＲＱを使用する。
フェーズ４−競合解消
第四のフェーズの目的は、競合を解消することである。第２のステップから、同じプリアンブルを使用してランダム・アクセス試行を同時に実行する多数のＵＥは、同じ応答メッセージに耳を傾け、従って同じ一時識別子を持つということに、注意されたい。それ故に、第４のフェーズにおいて、ｅノードＢは、フェーズ３でＵＥが提供するＵＥ識別子を繰り返す。第４のステップで受信した識別子と第３のステップの一部で送信した識別子の一致を見つけた端末のみが、ランダム・アクセス手順の成功を宣言する。また、この端末は、上りリンクでハイブリッドＡＲＱ肯定応答を送信する。最初ではないアクセスにおいて、即ち、ＵＥがすでにＲＲＣ接続状態にある場合、ＵＥ識別子は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルで反映される。ＵＥにＣ−ＲＮＴＩが割当てられていない場合、第２のステップからの一時的な識別子をＣ−ＲＮＴＩとし、そうでない場合は、ＵＥは、既に割当てられてＣ−ＲＮＴＩを維持する。
フェーズ４で受信した識別子とフェーズ３の一部で送信した識別子の一致を見つけ出さない端末は、ランダム・アクセス手順を失敗したものと考えられ、フェーズ１でのランダム・アクセス手順を再開始する必要があり、プリアンブル系列のための新しいランダム・パラメータとＲＡ周波数帯とを選択する。これらの端末はハイブリッドＡＲＱフィードバックを送信しない。
競合フリー・ランダム・アクセス手順
特定のＵＥが上りリンク同期を獲得するためランダム・アクセス手順を実行することを、前もってネットワークが知っている場合は、専用のプリアンブルを予約し、当該ＵＥに割当てる。ＲＲＣはＨＯのための専用プリアンブル割当を処理し、ＭＡＣはＤＬデータ到達のためのプリアンブル割当を処理する。ＵＥがフェーズ１で専用プリアンブルを送信する場合、ネットワークはどのＵＥにこのプリアンブルを割当てたかを知っており、このプリアンブルの検出時には既にＵＥの識別子を決定できる。それ故、競合解消を全く必要とせず、データ送信を再開可能となるまでの遅延は削減される。
ランダム・アクセス・バックオフ手順
ランダム・アクセス過負荷時には、ランダム・アクセス・バックオフ手順がサポートされる。この手順は、衝突状況をより悪化させるのみである即時の新しいランダム・アクセス試行を阻止する。
注意：ランダム・アクセス手順内の最初のプリアンブル送信試行にバックオフを適用すべきか否かは、信号伝達されたバックオフ・パラメータがバックオフを制御する機構の様に、３ＧＰＰにおけるＦＦＳである。
ランダム・アクセス・チャネル物理リソース
単一のＲＡ機会は、タイム・スロットと固定帯域幅から成る。ＲＡタイム・スロット長ＴＲＡは、未知の上りリンク・タイミングを考慮に入れるため、ＵＥが送信するプリアンブル及び要求ガード期間（ＧＰ）に対応しなければならないであろう。図３は２つのＵＥ１８ａ及び１８ｂのためのアクセス・バースト・タイミングを示し、符号３１がプリアンブルを、符号３２がガード期間（ＧＰ）を示している。タイミングのずれは６．７μｓ／ｋｍに達する。３ＧＰＰは最小のＴＲＡを１ｍｓに決定した。その結果、ここでのプリアンブル長は、８００μｓに約１０２．５μｓのサイクリック・プレフィックスを加えたものである。９７．５μｓのガード時間は、最大１５ｋｍのセル半径に十分である。１５ｋｍより大きなセルからのタイミング不確実性に対応するためには、より大きなガード期間とサイクリック・プレフィックスが必要である。また、その様に大きなセルは、受信エネルギを増加させるためにより長いプリアンブルを必要とする。各種のセル条件下でＲＡをサポートするため、ＲＡＮ１は２ｍｓ又は更に３ｍｓのＴＲＡを要求する３ＲＡプリアンブル・フォーマットを追加して定義した。これらのより大きなスロットは、ｅノードＢにより、連続したサブフレームでトラヒックをスケジューリングしないで生成される。それらの拡張プリアンブルは、８００μｓ長の繰り返し部分及び／又はより長いサイクリック・プレフィックスを含んでいる。
ＴＤＤのために、追加の“短い”ＲＡが定義されている。短いＲＡプリアンブルは１３３μｓに及ぶのみである。この非常に短い継続時間のため、プリアンブルはサイクリック・プレフィックスを含むことはないであろうが、周波数領域での処理を可能とするため、重複加算法（ｏｖｅｒｌａｐ ａｎｄ ａｄｄ）と呼ぶ技術を使用するであろう。これを書いている時点では、この短いＲＡの適用可能性と性能に関する多くの詳細はまだ決着がついていない。
３ＧＰＰによれば、ＲＡに使用できる帯域幅は１．０８ＭＨｚ（６ＲＢ）である。ＲＡプリアンブルが利用する実効帯域幅は１．０５ＭＨｚであり、両側において小さなスペクトル・ガード帯を残している。ＲＡと通常の上りリンク・データとは周波数領域で分離されているが、完全には直交していないので、これは必用である。
ＦＤＤシステムでは、ＲＡ機会は、異なる周波数帯では同時に起こらないが、時間では分離されている。これはＲＡ受信機における処理負荷を拡大する。３ＧＰＰは、ＲＡ機会がどの様な頻度で生じるかを決定するＲＡ構成を定義している。その様な構成は、２０ｍｓ毎に１回のＲＡ機会（非常に低いＲＡ負荷）から１ｍｓ毎に１回（非常に高いＲＡ負荷）までの範囲で、合計１６個定義されている。
ＴＤＤでは、総てのサブフレームが、ＲＡに配分できるサブフレームを削減するＤＬサブフレームではない。また、ＴＤＤ構成において、高いＲＡ負荷を提供するために、多数のＲＡ機会を単一のサブフレームでスケジュール可能である。
１．０５ＭＨｚ内で獲得する、より低い周波数ダイバーシティを補償するため、ＲＡ機会は周波数領域内でホッピングされる。現在１０ｍｓ及び４０ｍｓの周波数ホッピング周期が考えられているが、最終決定はされていない。ＦＤＤに対しては、ＲＡ機会は、各バンド・エッジで物理上り共用チャネルの最外部の６ＲＢに制限されている。
図４は、ＦＤＤにおけるＲＡ機会のＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ構造であり、ここでは、ＬＴＥ上りリンクのＰＲＡＣＨ、ＰＵＳＣＨ及びＰＵＣＣＨの時間及び周波数構成を示している。この例では、１ｍｓ長の３回のＲＡ機会が各フレームに存在する。ＴＤＤの場合には、幾つかの帯域が可能であるが、ここでは、各時間において１つの１．０８ＭＨｚ帯域のみをＲＡに配分している。ＲＡ機会は、物理上り制御チャネルに直接隣接する物理上り共用チャネルの周波数帯の端で常に生じる。
プリアンブル・フォーマット
図５ａは、基本的なランダム・アクセス・プリアンブル３１の詳細なタイミングを示している。簡易な周波数領域処理を実現するために、サイクリック・プレフィックス（ＣＰ）５１が、プリアンブル３１の前に追加される。サイクリック・プレフィックス５１の長さは、ＴＧＰ＋ＴＤＳ＝９７．５＋５μｓ＝１０２．５μｓのオーダにあり、ここで、ＴＤＳは最大遅延スプレッドに対応し、ＴＧＰは最大往復遅延時間に対応する。ＣＰ５１は、受信信号が（ＲＡ受信機でＣＰを除去後）常に巡回（Ｃｉｒｃｕｌａｒ）し、よって、ＦＦＴ処理が可能であることを保証する。従って、“アクティブな”ランダム・アクセス・プリアンブル継続時間は、１０００μｓ−２・ＴＧＰ−ＴＤＳ＝８００μｓである。ＲＡサブキャリア間隔は１／８００μｓ＝１２５０Ｈｚである。
図５ｂから図５ｄは、拡張プリアンブル・フォーマットを示している。図５ｂのフォーマットは、拡張ＣＰ５１を有し、最大約１００ｋｍのセル半径に適したものである。しかしながら、繰り返しが生じないので、このフォーマットは、良好な伝搬条件を有する環境にのみ適している。図５ｃのフォーマットは、主プリアンブル３１の繰り返しと、約２００μｓのサイクリック・プレフィックス５１とを含む。また、２ｍｓのＲＡ機会の長さを有し、残りのガード期間は約２００μｓである。このフォーマットは、最大約３０ｋｍのセル半径をサポートする。図５ｄのフォーマットも、主プリアンブル３１の繰り返しと、拡張ＣＰ５１とを含む。３ｍｓのＲＡ機会の長さを使用し、このフォーマットは、最大約１００ｋｍのセル半径をサポートする。図５ｂのフォーマットと逆に、図５ｄのフォーマットは、主プリアンブル３１の繰り返しを含み、従って、伝搬条件の良くない環境により適している。
プリアンブルを含む系列の必要条件は、良好な自己相関関数（ＡＣＦ）特性及び良好な相互相関関数（ＣＣＦ）特性の二つの要素からなる。理想的な（周期的な）ＡＣＦ及びＣＣＦ特性を持つ系列は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列である。Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の周期的ＡＣＦは、時間遅れ零（及び周期的拡張）のみで非零であり、ＣＣＦの大きさは、系列の長さＮの平方根に等しい。Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の特別な特性のため、もしＮを素数に選択すれば、系列数は最大化される。実効ＲＡ帯域幅Ｎ・１２５０Ｈｚが１．０５ＭＨｚに適合すべきであるという必要条件と一緒になって、これは結局Ｎ＝８３９をもたらす。
長さＮのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列は、周波数領域では以下の様に表現できる。
Figure 0005156129
ここでｕは、長さＮのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の集合内のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列のインデックスである。ルート系列とも呼ばれる１つのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の中から、巡回シフトによって多数のプリアンブル系列を得ることができる。Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の理想的ＡＣＦの結果、時間領域における最大許容往復遅延時間と時間領域における遅延拡散とを加えたものを複数回、巡回シフトすることにより、多数の相互に直交する系列を単一のルート系列から生成することができる。その様な巡回シフトした系列と基本的なルート系列との相関は零ではなく、巡回シフトでそのピークを持つ。もし受信信号が、有効な往復遅延を持つ、即ち、最大推定往復遅延時間より大きくないなら、相関ピークは、正しい相関範囲にある、巡回シフトに往復遅延を加えた時点で生じる。図６ａは、ＵＥがノードＢに近い場合の相関ピークを示し、図６ｂは、ＵＥがほぼセル境界にいる場合の相関ピークを示している。図６ａ及び６ｂにおいて、符号６５は往復遅延を示す時間遅延であり、矢印は送信系列を示す範囲０から５を示している。最大１．５ｋｍ半径の小さなセルに対して、６４個の総てのプリアンブルを、単一のルート系列から生成でき、従って、お互いは直交している。より大きなセルに対しては、単一のルート系列から総てのプリアンブルを生成できないので、複数のルート系列をセルに配分しなければならない。異なるルート系列から生成したプリアンブルは、互いに直交していない。
Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の１つの欠点は、高周波オフセットでのそれらの挙動にある。周波数オフセットは、時間領域で付加的な相関ピークを生成する。もし周波数オフセットが、１２５０ＨｚのＲＡサブキャリア間隔に対してかなりの程度、例えば、４００Ｈｚより上になれば、周波数オフセットを大いに考慮しなければならない。主ピークに対する第２の相関ピークのオフセットは、ルート系列に依存する。ＴＣＳより小さなオフセットは、間違ったタイミング推定をもたらすが、ＴＣＳより大きな値は、誤った警報の割合を増加させる。この問題に対処するため、ＬＴＥは、ある巡回シフト値及びルート系列を無効にする高速モード（或いは、より良好な高周波オフセット・モード）を有し、その結果、送信プリアンブルと往復時間とを一意的に特定できる。加えて、両方の相関ピークを合成する特殊な受信機が必要である。約３５ｋｍより大きなセルには、送信プリアンブルの一意的識別と伝搬遅延の推定とを可能にする、６４個のプリアンブルのセット（集合）は存在せず、よって、３５ｋｍより大きなセルには高速モードをサポートすることができない。
ランダム・アクセス・プリアンブル系列は、特定のテーブルにより順序づけられる。表は、まず、固定的な１．２ｄＢの閾値を用い、ＱＰＳＫ立方メトリック（ＣＭ）に基づき、総てのＰＲＡＣＨ系列を二つのグループに分割している。低い立方メトリックを有する系列は、高い立方メトリックを有する系列より、大きなセルに割当てるのにより適している。各ＣＭグループ（高及び低）内において、高速での最大許容巡回シフト（Ｓｍａｘ）により系列は更にグループ分けられる。
新しいセルをサービスで使用する前に、ＲＡＣＨ系列を以下の様に構成する必要がある。
・セルが使用する競合型ＲＡＣＨプリアンブルのセットを、下りリンクＢＣＣＨで報知する。競合型ＲＡＣＨプリアンブルのセットを、第１のルート系列インデックス及びプリアンブル範囲（ランダム・ハイ、ランダム・ロウ）当りの巡回シフト値として信号伝達する。加えて、非競合型ＲＡＣＨに使用するため、セルには専用のＲＡＣＨプリアンブルのセットが必要である。更に、異なるルート系列は、異なる包絡線変化を持つ。ＲＡＣＨで電力制限があるというＵＥのリスクが存在する大きなセルには、小さなセルより包絡線変化が少ないルート系列のセットを割当てることが好ましい。
・高い周波数オフセットが予測される場合、大きな第２のピークがＲＡＣＨ系列相関検出器で生じ得る。このため、高速モードの場合、総ての巡回シフトを使用しない。
伝統的に、手動のセル計画手順が、これらＲＡＣＨプリアンブル系列を割当てるために使用されている。ＲＡＣＨプリアンブル系列の割当に関する手順を自動化することが、本発明の目的である。
従って、本発明の目的の１つは、それぞれが少なくとも１つのセルにサービスを提供する複数の無線基地局を備え、ユーザ装置と上りリンク及び下りリンク・チャネルで通信する無線基地局を含む通信ネットワーク・システムに、ユーザ装置がアクセスするときの、ランダム・アクセス手順の間に使用するプリアンブル系列の自動チューニングを可能にする、改善した方法及び通信ネットワーク・ノードを提供することである。
本発明の第１の側面によれば、この目的は、請求項１の特徴部分で定義する方法を通して達成され、その特徴部分は、無線基地局の１つのセルにおいてランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを使用するステップと、ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の情報を収集するステップと、収集した統計値を使用して、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列のセットを最適化するステップと、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最適化したセットで置換するステップと、を含む方法により、ランダム・アクセス手順の間に使用するプリアンブル系列の自動チューニングを達成できることを特定している。
本発明の第２の側面によれば、この目的は、請求項１１の特徴部分で定義する装置を通して達成され、その特徴部分は、無線基地局の１つのセルにおけるランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを使用する手段と、ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の情報を収集する手段と、収集した統計値を使用して、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列のセットを最適化する手段と、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最適化したセットで置換する手段と、を備えている通信ネットワーク・ノードによって、ランダム・アクセス手順の間に使用するプリアンブル系列の自動チューニングが達成されることを特定している。
更なる実施形態は、従属請求項で列挙される。
ＲＡＣＨプリアンブル系列の割当に関する手順を自動化する方法及び通信ネットワーク・ノードの提供の結果、機能の単純な分割を提供して、マルチベンダの場合における効率的なＲＡＣＨパラメータの最適化が可能である。
更に、本発明の他の目的及び特徴は、添付の図面と共に考察する以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、理解すべきであるが、図面は単に説明を目的にしたものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲が参照される。さらに理解すべきであるが、図面の尺度は正しく描かれておらず、他に示していない限り、それらは、説明する構造及び手順を概念的に示すことを単に意図したものである。
図面において、同様の参照符号は、幾つかの図を通して類似の要素を示している。
本発明による通信ネットワーク・アーキテクチャを示す図。 最初のアクセスにおけるランダム・アクセス手順を示す図。 ２つのユーザ装置のためのアクセス・バースト・タイミングを示す図。 ＦＤＤのための同期化されていないＲＡの時間−周波数構造を示す図。 ３ＧＰＰが定める第１のフォーマットによるランダム・アクセス・プリアンブルを示す図。 ３ＧＰＰが定める第２のフォーマットによるランダム・アクセス・プリアンブルを示す図。 ３ＧＰＰが定める第３のフォーマットによるランダム・アクセス・プリアンブルを示す図。 ３ＧＰＰが定める第４のフォーマットによるランダム・アクセス・プリアンブルを示す図。 ＵＥが、ノードＢに近い場合の相関ピークを示す図。 ＵＥが、ほぼセル境界にいる場合の相関ピークを示す図。 マルチベンダの場合の管理プレーン・インタフェースの例を示す図。 本発明の方法を示すフローチャート。 本発明のユーザ装置及び無線基地局との簡略化したブロック図。
少なくとも１つの無線基地局（ＲＢＳ）（又はｅノードＢ）１５ａ、１５ｂ及び１５ｃを備えている無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）を含む、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）システムの様な通信システムを図１に示す。ｅノードＢは、Ｓ１インタフェース１７の様なインタフェースを介して、少なくとも一つのサーバ・ゲートウェイ及び移動管理エンティティ・ノード（Ｓ−ＧＷ／ＭＭＥ）１０ａ及び１０ｂに接続されている。Ｓ−ＧＷ／ＭＭＥノードは、移動の場合に制御信号を処理し、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）又は統合サービス・デジタル網（ＩＳＤＮ）の様な外部ネットワーク（図示せず）、及び／又は、インターネットの様なコネクションレスの外部ネットワーク（図示せず）に接続される。
ＲＡＮは複数のユーザ装置（ＵＥ）１８（図１では１つのみ表示）のために通信及び制御機能を提供し、各ＲＢＳ１５ａ〜１５ｃは、ＵＥがその内部を移動する、少なくとも１つのセル１９にサービスを提供している。ＲＢＳ１５ａ〜１５ｃは、Ｘ２の様な通信インタフェース１６を介して相互に通信している。各ＵＥは、下りリンク（ＤＬ）チャネル１２及び上りリンク（ＵＬ）チャネル１３を使用し、無線又はエア・インタフェースを介して少なくとも一つのＲＢＳと通信する。
本発明の好ましい実施形態によれば、通信システムは、ＬＴＥとして説明する。しかしながら、当業者は、本発明の方法及び装置が、他の通信システムにおいても同様に動作することを認識する。ユーザ装置は、移動電話機（“セルラ”電話機）の様な移動局及び移動端末を有するラップトップであってもよく、それ故、ＲＡＮと音声及び／又はデータ通信を行う、例えば、携帯型、ポッケト型、ハンドヘルド型、コンピュータ内蔵型又は自動車搭載型移動デバイスとすることが可能である。
本発明の背後にある１つの基本的な設計原理は、例えば、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）又はオペレーティング・サポート・システム（ＯＳＳ）といった中央レベルで、周波数帯毎にＲＡＣＨルート系列の利用を単に調整することである。特定の周波数帯でセルが使用する総てのＲＡＣＨプリアンブルが、そのセルの近傍で局所的に唯一であることを、中央エンティティが責任を持って保証する様にする。２つの隣接セルが、ＲＡＣＨ時間／周波数スロットが一致しない限り同じＲＡＣＨ系列を使用することができるとしても、この分割は、その他の総てのＲＡＣＨパラメータの局所的な最適化と適応を可能にできる。
もう１つの基本的な設計原理は、ＲＡＣＨプリアンブル系列を設定するセル計画ツールの使用を回避することと、その代わりに、ｅＮＢ及び／又はＵＥがＲＡＣＨに実行する測定と隣接セルに関係する情報を信頼することである。
ＲＡＣＨパラメータの自動チューニングのために、明らかな“鶏と卵”問題を回避することが必要、つまり、これら測定を実行するためには、まず、ＲＡＣＨプリアンブル系列を割当てることが必要である。また、自動的隣接セル関係（ＡＮＣＲ）アルゴリズムを活用して隣接セル関係を検出及び構成する場合、新しいセルのＮＣＲ（隣接セル関係）リストは、最初は空であるため、最初のＲＡＣＨパラメータを構成するためにＮＣＲリストを使用することはできない。局所的に競合しないＲＡＣＨプリアンブルで新しいセルを初期化することを確実に行うブート・ストラップ手順が必要であり、そのために、中央エンティティ（例えば、ＯＳＳ又はＮＭＳにある）を信頼する。更に、過剰な供給により、ロバスト（強固）なＲＡＣＨパラメータの最初のセットを有する新しいセルを提供する必要がある。この文脈における過剰な供給とは、ＲＡＣＨプリアンブル系列の最初のセットは十分ロバストであるということを意味している。以下に例を示す。
・最初に、セルに多数のルート系列を割当てる。例えば、基地局の種別（例えば、ピコ、マイクロ、マクロ）や、出力電力、アンテナのチルト、アンテナの高さ（例えば、小、中、大）といった他の既知のパラメータに基づき、最初のルート系列の数を決定する簡単な規則を使用する。或いは、新しいセルは、ルート系列（６４）の最大数で常に開始すると、単純に決定する。
・ＲＡＣＨで大きな周波数オフセットが観測される可能性が予期されるのであれば、開始時点で、高速モードを可能にしても良い。
・例えば、総ての可能な局所的に非衝突のプリアンブル系列から、低い立方メトリック（ＣＭ）のＲＡＣＨ系列のセットを最初に選択する。低い立方メトリックを有するＲＡＣＨ系列を、好ましくは、大きなセルに割当て、もし新しいセルのサイズについての情報がほとんどない場合、最初のＲＡＣＨプリアンブル系列として低いＣＭ系列を選択すべきである。この様に、単純な規則とは、常にマクロ・セルを最初は高速モードを設定し、マイクロ及びピコ・セルはそうしない（マクロ・セルは低いＣＭ系列を得ることができ、マイクロ／ピコ・セルは、高いＣＭ系列をインストールする）ということであり得る。
よって、ＲＡＣＨプリアンブル系列の過剰な供給の背後にある基本原理は、局所的に競合しないＲＡＣＨプリアンブル系列の最初のセットを生成する単純で雑なアルゴリズムで開始することである。これは、新しいセルを起動し、ＲＡＣＨプリアンブル系列の最終的な選択に影響するパラメータに関する情報の収集を開始することを可能にする。
当業者には明らかであるが、ＲＡＣＨパラメータの自動チューニングに関する開示アルゴリズムは、異なる方法で分割でき、それらは、特許請求の範囲でカバーされる。開示する発明の詳細を説明するため、図７に示すアーキテクチャを有するＬＴＥシステムを選択する。
図７は、１つのベンダがアスタリクス＊を有するセル１９を提供し、もう１つのベンダがアスタリスク無しのセルを提供する、マルチベンダの場合の例を示している。特定のベンダからの、ｅＮＢの様な無線基地局１５は、それぞれ、関連するオペレーション及びサポート・システム（ＯＳＳ）７５ａ及び７５ｂに接続されている。ＯＳＳノード７５ａ及び７５ｂは、オープン・インタフェースＩｔｆ−Ｎ７３を介して、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）ノード７２に接続されている。そして、ＯＳＳノード７５ａ及び７５ｂは、オープン・インタフェースＩｔｆ−ｐ２ｐ７４を介して相互に接続されている。明確化のため、１つのセル１９と１つのＲＢＳ１５のみが図７には示されている。各ＲＢＳ１５は、上りリンク１３及び下りリンク１２のチャネルで１つ以上のＵＥ１８と通信している。明確化の理由で、１つのＵＥのみが図７には示されている。
図７に示すアーキテクチャで、開示のＲＡＣＨパラメータの自動チューニングの方法又はエンティティを、異なるノードでの方法又はエンティティに分割することを開始でき、これらの方法又はエンティティがどの様に相互に通信するのか、より詳細には、これらの異なる方法又はエンティティが何をするのかを定義することができる。
よって、１つの実施形態において、ＮＭＳ７２は、セル（マクロ／マイクロ／ピコ）についての粗い地理的位置、例えば地域の情報を使用して、ＲＡＣＨブート・ストラップのルート系列の調整を行う。ＯＳＳ７５ａと７５ｂは、ＮＣＲ情報を使用して、ＲＡＣＨルート系列の調整を行う。
高次レイヤ（ＮＭＳ７２又はＯＳＳ７５）で局所的に競合しないＲＡＣＨルート系列の処理に問題を分割することは、低次レイヤ（ＯＳＳ７５又はｅＮＢ１５）における多くの他のＲＡＣＨパラメータの局所的な最適化を可能にすることを、図７は想起させる。明らかに、ＵＥ及びｅＮＢにおいては、ＵＥ及びｅＮＢ測定をそれぞれ実行しなければならないが、図７においてはＯＳＳノード７５ａ及び７５ｂで総てを実行しており、これらは、原理的には、ｅＮＢ又はＮＭＳレベルで実行できる。
ＵＥ１８は、以下のものを観測できる。
・競合：つまり、２つのＵＥが同じ時間に同じプリアンブルを送る確率。ｅＮＢはその様なＲＡＣＨ衝突を検出できないが、ＵＥは、競合解消メッセージ（図２のメッセージ４）に基づき検出可能である。ＵＥが異なるＲＡＣＨプリアンブルで異なる競合確率を報告する場合、幾つかのＲＡＣＨプリアンブルが、他のセルで使用されているＲＡＣＨプリアンブルと競合していることを示している可能性がある。
・ドップラー：ＵＥが観測するドップラー・シフトは、ＲＡＣＨ高速モードを使用すべきか否かを決定するアルゴリズムに使用することができる。ｅＮＢは、ＵＥからの受信信号のドップラー・シフトを決定できることにも注意が必要である。
ｅＮＢでは、例えば、以下のことを観測する。
・隣接セル：自動隣接セル関係（ＡＮＣＲ）アルゴリズムを使用するなら、新しいセルの隣接セル関係リストは、通常、空である。最終的には、ＡＮＣＲは総ての隣接セルを見つけ出し、隣接セルで使用されているＲＡＣＨプリアンブル系列が何であるかを調べ、新しいセルの最終的なプリアンブルの選択から、隣接セルで使用されているＲＡＣＨプリアンブル系列の選択を避けることが可能になる。
・受信ＲＡＣＨプリアンブルの遅延：最少要求巡回シフトを決定するため、受信ＲＡＣＨ遅延の分布を使用することができる。
・ドップラー推定：ＲＡＣＨ相関検出器における第２のピーク位置に基づき、ｅＮＢは、ＵＥのドップラーを推定できる。ＲＡＣＨ高速モードを使用する必要があるか否かを決定するため、この情報を使用することができる。
ＲＡＣＨチャネル利用に関する統計値を観測した後、ＲＡＣＨプリアンブル系列の最終的な選択に影響するパラメータの局所的な最適化を実行する。例えば、同じルート系列から取得したＲＡＣＨプリアンブル系列は直交しているが、異なるルート系列から取得したＲＡＣＨプリアンブル系列は直交していないので、各セルにおいて、できるだけ少ないルート系列を使用することが推奨される。もしルート系列の最初のセットが局所的に競合なしであり、ルート系列の最適化セットが、最初のセットのサブセットであるなら、セルで使用するルート系列数を削減するために中央の連携は全く必要でない。よって、その特別なセルからの測定のみに基づき、どれだけの数のルート系列をセルで必要とするかを決定することを、ＯＳＳ又はｅＮＢが代行することができる。しかしながら、最適化の後、セルで未使用となるルート系列を、その他のセルで使用できる様に中央の連携エンティティに戻すことは重要である。
６４個のＲＡＣＨプリアンブル系列を取得するために使用すべきルート系列の選択は、以下のステップを含んでいる。
・ステップ１：高速ＲＡＣＨフラグを設定する必要があるか否かを決定する。セルのＵＥが高いドップラー・シフトをしばしば経験する場合、高速ＲＡＣＨフラグを設定する必要がある。よって、セルの任意のＵＥが第１の閾値γＤｏｐｐｌｅｒより大きなドップラー・シフトを経験する確率が、第２の閾値γｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙより大きいなら、セルは高速ＲＡＣＨフラグを設定する必要がある。そうでなければ、セルは高速ＲＡＣＨフラグを設定すべきではない。
・ステップ２：セルにおける要求巡回シフトＮＣＳの決定。これは、通常総てのＵＥからの総てのＲＡＣＨ試行についての観測遅延の確率分布を観測して行われる。好ましくは、ｅＮＢは、ＵＥが成功裏にランダム・アクセスを完了した結果の受信相関ピークを単に計数すべきである。ＲＡＣＨ試行のある回数を観測した時、又は、所定の時間後には、受信ＲＡＣＨプリアンブルの遅延統計値は安定しているものと考えることができる。次に、要求巡回シフトＮＣＳが、最も小さい可能性の値、例えば、観測遅延のＸ％（Ｘの標準値は、例えば、９９．９であり得る）として選択することができる。
・ステップ３：最終ＲＡＣＨプリアンブル系列の決定。このステップは、異なる最適化の程度を有する異なる方法で実現できる。
・ステップ３ａ：ｅＮＢは、最初のＲＡＣＨプリアンブル系列のサブセットを選択することができる。通常、第１のルート系列は、可能な限り多くのＲＡＣＨプリアンブル系列を取得するために使用される一方、各相関領域は少なくともサイズＮＣＳであり、高速フラグが設定された場合は、最大相関領域は、各特定のルート系列の最大高速値より大きくはない、ということを保証する。ｅＮＢにおけるその様な局所的な最適化の後に残された最終的ルート系列は、ＯＳＳ又はＮＭＳの中央連携ユニットに戻されるべきである。
・ステップ３ｂ：ひとたび新しいセルが運用状態になり、隣接セルへの関係を確立したなら、局所的アルゴリズム（例えば、ＯＳＳ又はｅＮＢにある）は、ルート系列の最初のセットのサブセットである必要がない、局所的に非衝突であるルート系列の新しいセットを見つけ出すことが可能である。或いは、Ｘ２又はＳ１インタフェースを使用して、所定の周波数帯で、どのルート系列を隣接セルが使用しているかについて、隣接セルに質問する。加えて、セルは、総ての隣接セルに、総ての隣接セルのいずれかが現在使用している総てのＲＡＣＨルート系列について質問することができる。この手順は、Ｘ２及びＳ１インタフェースを介して、ＲＡＣＨルート系列の利用状況についての情報を通信するため、メッセージの標準化を必要とする。また、ひとたびセルがルート系列を変更すると、更新通知メッセージが必要となる。幾つかのセルが同時にルート系列を変更しないことを保証するため、ロック・メッセージもおそらく必要となる。
・ステップ３ｃ：もう一つの代替案は、ＯＳＳ又はＮＭＳが、ルート系列変更を調整することである。この場合、他のＯＳＳに接続する近くのセルにおけるルート系列の利用についての情報を通信するために、Ｉｔｆ−Ｎ又はＩｔｆ−ｐｖ２ｐインタフェース経由のメッセージを標準化する必要がある。中央のＲＡＣＨプリアンブル系列調整ユニット（即ち、ＯＳＳ又はＮＭＳ）は、新しいセルで使用するＲＡＣＨプリアンブル系列のセットを選択する。その様な場合、大きな巡回シフトＮＣＳを必要とすると報告した大きなセルには、低い立方メトリックを持つルート系列を割当てることができる。高速フラグを設定する必要があると報告したセルには、高速動作で大きな最大巡回シフトをサポートするルート系列を割当てることができる。このステップは、新しいセルのために最も適するＲＡＣＨ系列が、実際には既に他の隣接セルによって使用中であるということと、これらのＲＡＣＨプリアンブル系列が、再配分手順によって、まず利用可能にしなければならないということを、観測することを含むことができる。
好ましい実施形態において、第１のＯＳＳは、隣接セル・リスト、ルート系列及び管理するｅノードＢからの粗い地理的情報と、第２のＯＳＳが管理するｅノードＢについての対応する情報に基づき、局所的に競合しないルート系列を配分することに責任を負う。第２のＯＳＳからの情報は、第１のＯＳＳからの要求に応じて、オープン・インタフェース経由で共有される。本情報は、特定のｅノードＢが使用するルート系列のセットとして“明示的”であるか、あるセット又は所定の位置から所定の距離内の任意のｅノードＢが使用するルート系列のセットとして“統合”されているかのどちらかである。本情報は、“有効時間”と関連していてもよく、その場合には、本情報は静的であることが予期される。
他の実施形態において、ＮＭＳは、局所的に競合しないことが保証されるルート系列の最初のセットを配分する責任を負い、このルート系列の最初のセットは、ＮＣＲリスト情報を使用すること無しに、ＮＭＳによって選択される。中央レベル（例えば、ＮＭＳ）で、ブート・ストラップ系列のセットを定義しても良い。これらの系列は、新しい基地局を起動するためにのみに使用し、局所的な最適化の後、これらの系列は開放され、系列の他のセットに置き換えられる。よって、ブート・ストラップ・プリアンブル系列を要求し開放するためのメッセージが、標準化されなければならない（例えば、ＮＭＳとＯＳＳノード間）。
他の実施形態において、各ｅノードＢは、その追跡領域を経由して直接又は間接的に粗い地理的領域に関連付けられ、よって、追跡領域は、粗い地理的領域に関連付けられる。新しいｅノードＢを配置するとき、それは第１の地理的領域と、それを管理する第１のＯＳＳとに関連付けられる。第１の地理的領域が、第２のＯＳＳに接続するｅノードＢを含む場合、或いは、第１の地理的領域が、第２のＯＳＳに接続するｅノードＢを含む第２の地理的領域に隣接する場合、ｅノードＢのルート系列の最初のセットは、ＮＭＳによって調整される必要がある。この場合、ｅノードＢを起動したときに、第１のＯＳＳが選択を許される（白いリストの）ルート系列のセットか、第１のＯＳＳが選択を許されない（黒いリストの）ルート系列のセットのどちらかについて、ＮＭＳは第１のＯＳＳに通知する。もし配置される新しいｅノードＢと、第２のＯＳＳのｅノードＢとの間に、何の関係も期待できないのであれば、第１のＯＳＳは、ＮＭＳからの制限なしで新しいｅノードＢにルート系列を配分することができる。
ｅノードＢのルート系列配分を変更すると、ＯＳＳは、変更をＮＭＳに通知する。特定のｅノードＢに配分するルート系列数が減少することを意味する変更は、ＮＭＳからの許可無しに行うことができる。以前に使用していないルート系列を含む変更は、ＮＭＳによって許可される必要がある。ＮＭＳはまた、どのｅノードＢのＯＳＳが、ＮＭＳの調整無しに自由に管理できるか、どのｅノードＢのＯＳＳが、管理するときにＮＭＳの調整を必要とするかについて、ＯＳＳに通知することができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、それぞれが少なくとも１つのセルにサービスを提供し、ユーザ装置と上りリンク及び下りリンク・チャネルで通信する複数の無線基地局を含む通信ネットワーク・システムに、ユーザ装置がアクセスするときの、ランダム・アクセス手順の間に使用するプリアンブル系列の自動チューニングを可能とし、よって、ユーザ装置が、ルート系列から得たランダム・アクセス・プリアンブルを無線基地局に送信するときに開始されるランダム・アクセス手順は、図８に示す様に、以下の通りとなる。
・無線基地局の１つのセルで、ランダム・アクセス手順を開始するとき（ステップ８１）、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列の最初のセットを使用する。使用する最初のセットは、第１の通信ネットワーク・エンティティから無線基地局に割当てられる。
・割当てた最初のランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列を使用して、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）についての統計値を測定／収集する（ステップ８２）。
・通信ネットワーク・システムの隣接する基地局の間で競合する可能性のあるランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列を特定する（ステップ８３）。
・ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）の利用に関する測定した統計値と、隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列に関する情報とを使用して、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列のセットを最適化する（ステップ８４）。
・割当てたプリアンブル系列の最初のセットを、最適化したプリアンブル系列のセットで置き換える（ステップ８５）。
・オプションとして、最初に割当てたランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列のセットを開放する（ステップ８６）。
図９は、ユーザ装置１８、ｅノードＢの様な無線基地局（ＲＢＳ）１５、及び、オペレーティング及びサポート・システム（ＯＳＳ）７５を示すブロック図であり、それぞれが、少なくとも１つのセルにサービスを提供し、ユーザ装置と上りリンク１３及び下りリンク１２チャネルで通信する無線基地局を含む通信ネットワーク・システムに、ユーザ装置がアクセスしているときの、ランダム・アクセス手順の間に使用するパラメータの自動チューニングを、オペレーティング及びサポート・システム（ＯＳＳ）７５は可能にする。
ＲＢＳ１５は、無線送信機９２及び受信機９１を備えている。送信機９２は、下りリンク・チャネル１２で無線インタフェースを介してユーザ装置１８の受信機９７にデータを送信している。受信機９１は、上りリンク・チャネル１３でユーザ装置１８からデータを受信している。ＲＢＳ１５は、ＲＢＳ１５の１つのセルにおいて、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列の最初のセットを使用するための手段９３を更に備えており、ここで、最初のセットは、予め決定した地理的領域及び周波数帯において、競合しないことが知られているランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列のセットを保持するよう構成された第１の通信ネットワーク・エンティティ（ＯＳＳ７５の符号９９）が、ＲＢＳ１５に割り当てたものである。ＲＢＳ１５は、ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、隣接する無線基地局間で競争する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列に関する情報を収集するための手段９３を更に備えている。
ＲＢＳ１５は、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）利用に関する測定／収集した統計値と、隣接する無線基地局間で衝突する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列に関する情報とを使用して、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列のセットを最適化する様に構成された、第２の通信ネットワーク・エンティティ９４を更に備えている。さらに、ＲＢＳ１５は、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最適化したセットで置き換える手段９５を備えている。
ユーザ装置１８は、上りリンク・チャネル１３で無線インタフェースを介して、ＲＢＳ１５の受信機９１にデータ・パケットを送信する様に構成された無線送信機９６と、下りリンク・チャネル１２でＲＢＳ１５の送信機９２が送信するデータ・パケットを受信する様に構成された受信機９７とを備えている。送信機９６は、ランダム・アクセス手順を開始するため、ＲＢＳ１５にランダム・アクセス・プリアンブルを送信する様に構成されている。ユーザ装置は、ＲＡＣＨの利用及びドップラーに関する性能測定値を収集してｅＮＢに報告するための手段９８を更に備えている。よって、ＵＥ１８は、ランダム・アクセス・チャネル高速モードを使用すべきかどうかの表示を提供するドップラー・シフトを観測する様に、かつ、競合するランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の使用を検出する様に構成されている。
ＯＳＳ７５は、インタフェース１７を経由してＲＢＳ１５と通信しており、ランダム・アクセス手順を開始する場合、ＲＢＳ１５に最初のセットを割当てることで、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列の最初のセットを使用する様に構成された第１の通信ネットワーク・エンティティ９９をオプションとして備えている。第１の通信ネットワーク・ノード９９は、予め決められた地理的領域及び周波数帯において、競合しないことが知られているランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列のセットを維持する様に更に構成されている。第１の通信ネットワーク・ノード９９は、ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列に関する情報を収集するためにも利用される。
ＯＳＳ７５は、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）の利用に関する測定／収集した統計値と、隣接する無線基地局間で衝突する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列に関する情報とを使用して、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル系列のセットを最適化するよう構成された、第２の通信ネットワーク・エンティティ９４を更に備えている。さらに、ＯＳＳ７５は、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最適化したセットで置き換える手段９５を備えている。
当然のことながら、少なくとも上述した本手順の幾つかは、送信機と受信機との間のチャネルの時間変化の特性に対応するため、必要に応じて繰り返し実行される。理解を容易にするため、実行する動作の系列、例えば、プログラム可能なコンピュータ・システムの要素の観点から本発明の多くの側面を説明する。認識されるであろうが、各種の動作は、特別な回路（例えば、特別な機能を実行するよう相互接続した個別論理ゲート又は特定用途向け集積回路）によって、１つ以上のプロセッサが実行するプログラム命令によって、又は両方の組合せによって実行することができるであろう。
更に、本発明は、コンピュータ型システム、プロセッサを含むシステム、或いは、媒体から命令を取得して本命令を実行できる、その他のシステムの様な、命令実行システム、装置又はデバイスにより、更には、関連する使用命令の適当なセットをその中にストアした全ての形式のコンピュータ読取り可能記録媒体内で完全に具体化されると、追加して考えることができる。ここで使用する様に、“コンピュータ読取り可能記録媒体”とは、命令実行システム、装置又はデバイスが使用し、或いは、関連するプログラムを含み、保存し、通信し、伝搬し、伝達できる任意の手段であり得る。コンピュータ読取り可能記録媒体は、例えば、しかし限定しないが、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線の、又は半導体システム、装置、デバイス又は伝搬媒体であることができる。コンピュータ読取り可能記録媒体の更に特定の例（限定的リスト）には、一つ以上の金属線、携帯型コンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、消去及びプログラム可能読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュ・メモリ）、光ファイバ及び携帯型コンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）を持つ電気的接続を含む。
それ故、本発明の基本的な新しい特徴について、その好ましい実施形態に適用しながら示し、説明し、指摘したが、当然のことながら、本発明の精神から逸脱すること無しに、当業者は、図示したデバイスの形式と詳細における、そしてそれらの動作における削除と置換と変更とを行ってもよい。例えば、強く意図していることであるが、それらの要素の全ての組合せ及び／又は、同じ結果を実現するために実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を実行する方法のステップは、本発明の範囲内にある。更に、認識すべきであるが、本発明の全ての開示した形式又は実施形態に関連して示し及び／又は説明した、構造及び／又は要素及び／又は方法のステップは、設計選択の一般的事柄として、全てのその他の開示した又は説明した又は暗示した形式又は実施形態に組み込まれる可能性がある。従って、添付した特許請求の範囲によって示される様にのみ制限されることが本意図である。
本発明を説明し、特許請求するために使用する、“含んでいる”、“備えている”、“組み込んでいる”、“から成っている”、“を持つ”、“である”という様な表現は、非排他的方法で解釈されることを意図しており、即ち、項目、構成部品又は要素がまた存在すると明確に説明されないことを許容している。単数への参照はまた、複数へも関連すると解釈すべきであり、逆も同じである。
添付の特許請求の範囲の括弧内に含まれる数字は、請求項の理解を助けることを意図しており、特許請求の範囲が請求する主題を制限するものと解釈すべきではない。

Claims (12)

  1. それぞれが、少なくとも１つのセルにサービスを提供し、ユーザ装置と上りリンク及び下りリンクのチャネルで通信する複数の無線基地局を含む通信ネットワーク・システムに、前記ユーザ装置がアクセスしているときの、ランダム・アクセス手順の間に使用するプリアンブル系列の自動チューニングを可能にする方法であって、
    無線基地局の１つのセルで、ロバストなランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを使用するステップであって、ロバストなランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットは、基地局種別、出力パワー、アンテナのチルト、アンテナの高さ、前記少なくとも１つのセルの大きさ、及び、利用可能なルート系列の最大数の１つ以上に基づき、複数のルート系列から得られたものであり、前記少なくとも１つのセルの起動を可能にする、ステップと、
    ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の情報を収集するステップであって、前記ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値は、前記ロバストなランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットの遅延及び／又はドップラー評価の情報を含む、ステップと、
    前記収集したランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、前記隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の収集した情報を使用して、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最後のセットを決定するステップであって、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最後のセットは、前記最初のセットの元となった前記複数のルート系列より少ない数のルート系列から得られたものである、ステップと、
    ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最後のセットで置換するステップと、
    を備えていることを特徴とする方法。
  2. 前記収集した統計値は前記ユーザ装置が測定した統計値であり、
    ランダム・アクセス・チャネル高速モードを使用すべきか否かの指示を提供するドップラー・シフトを監視するステップを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記収集した統計値は前記無線基地局が測定した統計値であり、
    隣接する他のセルにおいて使用しているランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の選択を避けるため、自動隣接セル関係アルゴリズムを使用するステップ、
    最少要求巡回シフトを判定するために使用されている、受信するランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の遅延を測定するステップ、
    ランダム・アクセス・チャネル高速モードを使用すべきか否かの指示を提供する複数のユーザ装置から受信する信号のドップラー・シフト値を測定するステップの少なくとも１つのステップを備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 第１の通信ネットワーク・エンティティにおいて、予め決められた地理的領域及び周波数帯において、競合しないことが知られているランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列のセットを保持するステップを更に備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記第１の通信ネットワーク・エンティティは、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットの選択を行うことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最後のセットで置換した場合、前記最後のセットの情報を、第１の通信ネットワーク・エンティティが受信するステップを更に備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
  7. それぞれが、少なくとも１つのセル（１９）にサービスを提供し、ユーザ装置（１８）と上りリンク（１３）及び下りリンク（１２）のチャネルで通信する複数の無線基地局（１５）を含む通信ネットワーク・システムに、前記ユーザ装置がアクセスしているときの、ランダム・アクセス手順の間に使用するプリアンブル系列の自動チューニングを可能にする通信ネットワーク・ノードであって、
    無線基地局の１つのセルで、ロバストなランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットを使用する手段であって、ロバストなランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットは、基地局種別、出力パワー、アンテナのチルト、アンテナの高さ、前記少なくとも１つのセルの大きさ、及び、利用可能なルート系列の最大数の１つ以上に基づき、複数のルート系列から得られたものであり、前記少なくとも１つのセルの起動を可能にする、手段（９３、９９）と、
    ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の情報を収集する手段であって、前記ランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値は、前記ロバストなランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最初のセットの遅延及び／又はドップラー評価の情報を含む、手段（９３、９９）と、
    前記収集したランダム・アクセス・チャネルの利用に関する統計値、及び、前記隣接する無線基地局間で競合する可能性があると特定されたランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の収集した情報を使用して、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の最後のセットを決定する手段であって、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最後のセットは、前記最初のセットの元となった前記複数のルート系列より少ない数のルート系列から得られたものである、手段（９４）と、
    ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最後のセットで置換する手段（９５）と、
    を備えている通信ネットワーク・ノード。
  8. 前記収集した統計値は前記ユーザ装置（１８）が測定した統計値であり、
    前記ユーザ装置（１８）は、ランダム・アクセス・チャネル高速モードを使用すべきか否かの指示を提供するドップラー・シフトを監視する様に構成されていることを特徴とする請求項７に記載の通信ネットワーク・ノード。
  9. 前記収集した統計値は前記無線基地局（１５）が測定した統計値であり、
    前記無線基地局（１５）は、
    隣接する他のセルにおいて使用しているランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の選択を避けるため、自動隣接セル関係アルゴリズムを使用するステップ、
    最少要求巡回シフトを判定するために使用されている、遅延したランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の数を測定するステップ、
    ランダム・アクセス・チャネル高速モードを使用すべきか否かの指示を提供する２つのユーザ装置間でのドップラー・シフト値を測定するステップの少なくとも１つのステップを実行する様に構成されていることを特徴とする請求項７に記載の通信ネットワーク・ノード。
  10. 予め決められた地理的領域及び周波数帯において、競合しないことが知られているランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列のセットを保持する様に構成されている第１の通信ネットワーク・エンティティ（９９）を更に備えていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の通信ネットワーク・ノード。
  11. 前記第１の通信ネットワーク・エンティティ（９９）は、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットを選択する様に構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の通信ネットワーク・ノード。
  12. 前記第１の通信ネットワーク・エンティティ（９９）は、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最初のセットを、ランダム・アクセス・チャネル・プリアンブル系列の前記最後のセットで置換した場合、前記最後のセットの情報を受信する様に構成されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の通信ネットワーク・ノード。
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