JP5657171B2 - 通信ネットワークの機器においてアクセスするための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークに関し、詳細には、ワイヤレス通信ネットワークの機器においてアクセスするための方法および装置に関する。

インターネット技術の開発とともに、モノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）の概念は、徐々に新しい世代の情報技術の重要な構成になっている。モノのインターネットに類似したネットワークは、２つの特徴を有する：第１には、そのコアおよび基礎は、依然として、モバイル・インターネットなどの通信ネットワーク、すなわち、インターネットに基づいて拡張され、拡大されるネットワークである。第２には、そのユーザ・エンド（ｕｓｅｒ ｅｎｄ）は、任意のオブジェクト間の情報交換および通信に拡張し、拡大するが、伝統的なユーザ機器が、一般に、人間間の情報交換および通信に適合されているということには限定されない。

現在および将来において、モノのインターネットに類似した多数のネットワークが属している機器、またはＭＴＣ（マシン型通信（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ））デバイスと称される機器は、キャリア・ネットワークとして既存のモバイル・インターネットによる通信を実施することになり、それにより、上記のＭＴＣデバイスの通信についてのセッションおよび接続のアクセスならびに通信のステップは一般に、伝統的なヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥ（ユーザ機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、以降、ＵＥと称す）と並列に実施されることが必要であり、したがって、ＭＴＣデバイスと、ＵＥとが、同じネットワークの中に存在し、同じ方式で並列に同じ信号伝達を処理することができるようになる。

オペレータからの参照データに基づくと、３ＧＰＰの通常のモバイル・ネットワークにおいて１０秒以内にネットワークにアクセスする３００００個のＭＴＣデバイスが存在する可能性があることが、通常仮定される。これは、ネットワークに対して大きな影響を与える。衝突の後に着信する再伝送を考慮に入れると、システムの性能に対する厳しい影響が、約１０秒の、またはそれより長いことさえあるアクセス遅延に起因して引き起こされる可能性がある。それゆえに、アクセス能力が低下され、さらに悪いことには、アクセス能力が、消費され尽くされ、そのアクセス・プロシージャにおいて正常にアクセスすることができるＵＥが、まったく存在せず、または少しのＵＥしか存在しない結果になる。このことは、ＵＥが、人間間の通信サービスを実行するので、ネットワークにおけるＵＥの場合にはさらに受け入れることができない。

３ＧＰＰにおいて存在している典型的なスキームが、バックオフであり、しかしながらそのスキームが、ＭＴＣデバイスのいずれも存在していない場合に提案されるということに戻ると、また実際には、モノのインターネットの普及とともに、一般に、ネットワークの中のＭＴＣデバイスの数は、ＵＥの数を超過する可能性がある。そのようなスキームは、ヒューマン・ツー・ヒューマン通信の低減を回避する際に、効率的ではない。したがって、そのようなスキームは、改善される必要がある。

ユーザ機器が、第１のメッセージ（Ｍｓｇ１）をｅＮＢに対して送信し、現在使用されているユーザ機器の通信アクセスにおいて、あるチャネル上のｅＮＢからの第２のメッセージ（Ｍｓｇ２）を待つ。Ｍｓｇ２は、１つまたは複数の（例えば、５個の）サブフレームのウィンドウに到達することになる。今のところ、ｅＮＢは、衝突が存在しているか否かを知ってはいない。Ｍｓｇ２において、ｅＮＢは、ユーザ機器に対して、Ｍｓｇ３を送信するために使用される時間および周波数のリソースを示す。しかしながら、Ｍｓｇ３の場合には、それぞれのメッセージが、異なるユーザ機器によって同じリソースにおいて送信されるので、Ｍｓｇ３の衝突が起こる。しかしながら、Ｍｓｇ３は、ｅＮＢの側で復号することができず、それゆえに、ｅＮＢは、ユーザ機器に対してＮＡＣＫを送信し、次に、Ｍｓｇ３は、Ｍｓｇ３の許可された伝送／再伝送の最大数が到達されるまで、ユーザ機器によって繰り返して送信される。次に、ユーザ機器は、アクセス・プロシージャの初期ポイントに戻り、またバックオフ・タイムの期間の後に再びＭｓｇ１を送信することになる。

ユーザ機器の最長の遅延は、上記のアクセス・プロシージャにおいてＭｓｇ３の再伝送からもたらされることが、研究によって理解される。５回の再伝送が、上記の例に従ってＭｓｇ３について許可されることが仮定される場合に、４０ｍｓの遅延が導入されることになる。そのユーザ機器がその遅延の後の通信について、依然として他のユーザ機器と衝突する場合に、アクセス・プロシージャは、再び開始されることになり、これは、数百ミリ秒の遅延を導入することになる。

上記問題に対する理由のうちの１つは、ｅＮＢが、衝突を検出することができないことであることが、研究によって理解される。しかしながら、アクセス効率の低下についてのボトルネックと、ＵＥの性能に対する悪影響とは、上記のフローがすべてのユーザ機器（ＭＴＣデバイスと、ＵＥとを含む）によって実行されることを仮定すると、非常に多数のＭＴＣデバイスと、ＵＥとが共存しているネットワークにおいてアクセス・プロシージャにおける第３のメッセージ（Ｍｓｇ３）の中で起こるアクセスの衝突に起因している。２つ以上のＵＥが同じアクセス・プリアンブルを選択するときに、次いでそれらは、同じ信号、すなわち、第２のメッセージ（Ｍｓｇ２）を受信して、Ｍｓｇ３を送信するためのリソースを示すことができ、Ｍｓｇ３は、同じリソースにおいて送信される。衝突が起こるときに、ｅＮＢは、おのおののＵＥまたはＭＴＣデバイスからのＭｓｇ３を正しく検出することができず、それゆえに、ＵＥまたはＭＴＣデバイスは、最大のＭｓｇ３伝送限界が到達されるまで、Ｍｓｇ３の再伝送を実施する。

関連技術の中に存在する弱点とは対照的に、それによってヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥについてのアクセス・プロシージャにおける成功率が改善され得、ネットワークの中のＭＴＣデバイスまたはＵＥのアクセス遅延時間が、ＭＴＣデバイスとＵＥとが共存するネットワークにおいて低減され得る、通信ネットワークの機器においてアクセスするための方法が提案される場合、ネットワークの通信性能の観点から有利であり、望ましいであろう。

したがって、通信ネットワークの機器において、アクセスするための方法が、上記の分析と研究とに従って本発明の一実施形態において提案される。本方法は、基地局からメッセージ２を受信するステップであって、メッセージ２は、メッセージ３を送信するリソースを割り当てるために使用され、割り当てられたリソースは、Ｎ個のＨＡＲＱ（ハイブリッド自動反復要求（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ））ＲＴＴ（ラウンド・トリップ・タイム（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｔｉｍｅ））に対応し、ここで１≦Ｎ≦８である、受信するステップと、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの一部分においてだけメッセージ３を送信するステップとを含む。

上記の実施形態の方法においては、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴの間にメッセージ３を送信するためにＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの一部分を選択するための複数の方法が存在する可能性がある。オプションとして、沈黙は、例えば、ＭＴＣデバイスの第１のＨＡＲＱ ＲＴＴまたは第２のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて、自動的に守られ、すなわち、Ｍｓｇ３は、それがアクセス・フローの中にある場合に、存在し得る他のヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥとの衝突を回避するために送信されない。オプションとして、アクセス・プロシージャのメッセージ３は、所定の確率、例えば、０．７に従って、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて選択的に送信されることもある。

本発明のいくつかの実施形態のスキームにおいては、ＭＴＣデバイスは、１つのＨＡＲＱ ＲＴＴ／いくつかのＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてＭｓｇ３を選択的に送信し、別のＨＡＲＱ ＲＴＴ／いくつかのＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守り、それゆえに、他のＵＥ、とりわけヒューマン・ツー・ヒューマンＵＥが正常にＭｓｇ３を送信することができるように、他のＵＥとのアクセス衝突の発生の可能性がバックオフされ得、衝突の発生の確率は、ネットワークにおけるユーザ機器の観点から低下させられ、アクセス遅延とアクセス障害の可能性が全体に低下する。本発明のいくつかの実施形態においては、ＭＴＣデバイスは、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴのタイミングの第１のＨＡＲＱ ＲＴＴまたは複数のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて自動的に沈黙を守り、それにより、そのようなタイミングの第１のＨＡＲＱ ＲＴＴまたは複数のＨＡＲＱ ＲＴＴは、同じネットワークの中の他のユーザ機器、とりわけ、ヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥによって使用されて、優先してアクセスを完了させることができるようになり、その結果、ネットワークにおけるヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥのアクセス・プロシージャは、非常に多数のＭＴＣデバイスがネットワークにおいて追加される場合に、影響を受けないようになる。

本発明の特徴、目的および利点は、図面を参照して非限定的な実施形態について行われる詳細な説明を読むことにより、より明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による通信ネットワーク・システムのアクセス・プロシージャについてのメッセージ・フロー・チャートである。 本発明の一実施形態による、通信ネットワークの機器においてアクセスするための方法のフロー・チャートである。 本発明の別の実施形態による、図２に示されるようなアクセス方法のステップＳ２０２のフロー・チャートである。 本発明の別の実施形態による、通信ネットワークの機器においてアクセスするための装置の構造図である。

同様なまたは類似した参照番号は、同様なまたは類似したステップの特徴および装置（モジュール）を示している。

図１は、本発明の一実施形態による通信ネットワーク・システムのアクセス・プロシージャのメッセージ・フロー・チャートである。図に示されるように、タイミングの観点からのユーザ機器のアクセス・フロー（ＭＴＣデバイスと、ヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥとを含む）においては、ユーザ機器は、第１のメッセージ（Ｍｓｇ１）をｅＮＢに対して送信し、チャネル上でｅＮＢからの第２のメッセージ（Ｍｓｇ２）を待つ。Ｍｓｇ２は、１つまたは複数（例えば、５個）のサブフレームのウィンドウ（ＲＡＲウィンドウ）に到達することになる。今のところ、ｅＮＢ（図の中に示されず）は、衝突が存在するか否かを知ってはいない。Ｍｓｇ２において、ｅＮＢは、ユーザ機器に対してＭｓｇ３を送信するために使用されるべき時間および周波数のリソースを示す。しかしながら、３ＧＰＰプロトコルに従って、Ｍｓｇ３については、それぞれのメッセージは、異なるユーザ機器によって同じ時間および周波数のリソースにおいて送信されることがあり、したがってＭｓｇ３の衝突が起こる可能性があるが、しかしながら、そのような衝突においては、Ｍｓｇ３は、ｅＮＢの側では、復号することができず、それに応じて、ｅＮＢは、ユーザ機器に対してＮＡＣＫを送信し、次に、Ｍｓｇ３は、Ｍｓｇ３の許可された伝送／再伝送の最大数まで繰り返して、ユーザ機器によって、同じ時間および周波数のリソースにおいて送信される。本実施形態においては、Ｍｓｇ３に対応する許可された伝送／再伝送の最大数は、図に示されるように、５であることが仮定されており、もちろん、許可された伝送／再伝送の最大数はまた、１から８の間の任意の値であるように構成されていてもよい。次に、ユーザ機器は、アクセス・プロシージャの初期ポイントへと戻り、バックオフ・タイムの期間の後にもう一度Ｍｓｇ１を送信することになる。

詳細な説明は、図１および図２に関連して、本発明のいくつかの実施形態について行われる。これらの実施形態においては、ＭＴＣデバイスは、主として本発明の実施形態においてアクセスするためのいくつかの方法を実行する主題として使用されるが、しかしながら、当業者なら、本方法は、他の型のユーザ機器、例えば、一般的なヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥ（以降では、ＵＥと称される）において使用される可能性もあり、または例えば、非常に多数のヒューマン・ツー・ヒューマン型のＵＥが集中的にシステムにアクセスするプロシージャにおいて使用される可能性もあることを認識するであろう。

図２は、本発明の一実施形態による、通信ネットワークの機器においてアクセスするための方法のフロー・チャートである。図において示されるように、本実施形態のアクセス方法は、基地局からＭｓｇ２を受信するステップＳ２０１と、ＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの一部分を使用することによりＭｓｇ３を送信するステップＳ２０２とを含む。

ステップＳ２０１において、ＭＴＣデバイスは、基地局からメッセージ２を受信する。メッセージ２は、メッセージ３を送信する時間および周波数のリソースの割当てに使用され、割り当てられた時間および周波数のリソースは、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応し、ここで１≦Ｎ≦８である。

次に、ステップＳ２０２において、ＭＴＣデバイスは、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴの一部分においてだけメッセージ３を送信する。

一例としてＮ＝５を取り上げると、関連した技術のスキームにおいて、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて、ＰＨＩＣＨ（物理的ハイブリッド−ＡＲＱインジケータ・チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ））においてＭＴＣデバイスによって受信される以前のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応する応答が、ＮＡＣＫである場合には、Ｍｓｇ３は、現在のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて絶えず送信され、アクセス・プロシージャの中にはいずれのバックオフ・アクションも存在しておらず、すなわち、アクセス・プロシージャにおいて、ＭＴＣデバイスは、自動的に沈黙を守ることは選択しない。

本発明の実施形態においては、以前のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応する受信された応答が、ＮＡＣＫである場合には、ＭＴＣデバイスは、現在のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてＭｓｇ３を送信せず、通信状況の決定に従って絶えずＭｓｇ３を送信することを選択すること、または沈黙を守ることを選択し得る。言い換えれば、アクセス・プロシージャにおいては、メッセージ３は、ＭＴＣデバイスにより全部で５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの一部分においてだけ送信される。例えば、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴと、第４のＨＡＲＱ ＲＴＴとに対応する受信されたフィードバックが、ＮＡＣＫである場合に、Ｍｓｇ３は、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴと、第５のＨＡＲＱ ＲＴＴとにおいて送信され、沈黙は、たとえ以前のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応する受信されたフィードバックが、ＮＡＣＫであるとしても、残りのＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて守られる。もちろん、沈黙は、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいていずれの必要条件もなしに自動的に選択されることもある。

オプションとして、本実施形態の方法においては、それは、基地局からシステム情報ブロック・メッセージを受信するステップをさらに含むことができる。システム情報ブロック・メッセージは、機器が、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちのＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの一部分をどのようにして選択して、メッセージ３を送信するかを示すための、メッセージ３に対応する伝送制御情報を含んでいる。

図３は、本発明の別の実施形態による、図２に示されるようなアクセス方法のステップＳ２０２のフロー・チャートである。図に示されるように、本実施形態のアクセス方法のステップＳ２０２は、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を送信するステップＳ２０２１と、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第１の応答を受信するステップＳ２０２２と、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第（Ｎ−１）のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてそれぞれ、メッセージ３を送信する、または沈黙を守るステップＳ２０２３と、沈黙を守るステップＳ２０４とをさらに含む。

ステップＳ２０２１において、メッセージ３は、ＭＴＣデバイスにより、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて送信される。

次に、ステップＳ２０２２において、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第１の応答は、ＭＴＣデバイスによってＰＨＩＣＨにおいて受信される。

次に、ステップＳ２０２２において、受信された第１の応答が、ＮＡＣＫである場合、ステップＳ２０２３において決定が行われ、例えば、第１の所定の確率に従って、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてそれぞれ、メッセージ３が送信される、または沈黙が守られる。

次に、ステップＳ２０２４において、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの最後のＨＡＲＱ ＲＴＴが選択され、すなわち沈黙が第５のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて守られる。

オプションとして、本実施形態における上記の第１の所定の確率は、３によって割り算された機器モジュロのＩＤに基づいて取得されることもあり、次いでモジュロの割り算の計算結果に従って、本実施形態のＭＴＣデバイスは、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を送信するか、または第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守るかのいずれかを行う。しかしながら、統計的に、アクセスを実施するために必要とされる非常に多数のＭＴＣデバイスが存在する場合には、各ＨＡＲＱ機会において沈黙を守る約３３％のＭＴＣデバイスが存在する可能性があり、次いで、システムのアクセス性能は改善されることもあり、アクセス遅延は、それに関連した比率で低減されることもある。確率の観点から、ＭＴＣデバイスは、本実施形態において第１のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴのすべてにおいてメッセージ３を送信することができ、それゆえに、ステップＳ２０２４において、ＭＴＣデバイスは、沈黙を守ることを選択し、このことは、そのアクセス・プロシージャにおいては、ＭＴＣデバイスが可能性のある衝突の発生をバックオフするために沈黙を守るＨＡＲＱ ＲＴＴが存在することを保証することができる。

もちろん、当業者は、ステップＳ２０２３において行われる決定の結果が、ステップＳ２０２２において受信される第１の応答がＡＣＫであることを示す場合、そのときにはＭＴＣデバイスは、このときに正常にアクセスし、その後のステップＳ２０２３およびＳ２０２４は、実施される必要がないことを理解すべきである。これは、本明細書の以降の実施形態にも適合され、簡単にするために省略される。

本発明の別の実施形態においては、上記のＳ２０２ステップは、さらに、メッセージ３を送信するステップと、応答を受信するステップと、沈黙を守るステップとをさらに含むことができる。

「メッセージ３を送信するステップ」においては、ＭＴＣデバイスは、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第ｍのＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてだけメッセージ３を送信する。

「応答を受信するステップ」においては、第ｍのＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第１の応答は、ＭＴＣデバイスによりＰＨＩＣＨにおいて受信される。

「沈黙を守るステップ」においては、第１の応答がＮＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスは、第（ｍ＋１）のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守る。

本明細書においては、ｍの値を上記の３つのステップにおいては著しく７よりも大きいとすることはできない、すなわち、ｍの最大値は、１≦Ｎ≦８の場合に本実施形態の方法のステップにおいて７であることを当業者は理解するであろう。言い換えれば、上記の方法は、Ｎ≧２であるシステムにおいて使用されるべきである。

オプションとして、上記の実施形態の方法は、（ａ）ＭＴＣデバイスが、ＰＨＩＣＨにおいて第（ｍ＋１）のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第２の応答を受信するステップと、（ｂ）第２の応答がＮＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスが、第（ｍ＋２）のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を送信するステップとの２つのステップをさらに含むことができる。

本明細書においては、ｍの値を上記の３つのステップにおいては著しく６よりも大きいとすることはできない、すなわち、ｍの最大値は、１≦Ｎ≦８の場合に本実施形態の方法のステップにおいて７であることを当業者は理解するであろう。言い換えれば、上記の方法は、Ｎ≧３であるシステムにおいて使用されるべきである。

オプションとして、上記のｍの値を１とすることができ、言い換えれば、ＭＴＣデバイスは、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を送信することを選択し、受信された対応する応答がＮＡＣＫである場合に、衝突をバックオフするために第２のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守り、次に、受信された対応する応答が、依然としてＮＡＣＫである場合に、第３のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を再送信する。

さらに、構成係数が、上記の条件を満たさないシステムでは、本発明の以下の実施形態の方法が、採用されることが考えられることもあり、すなわち、全部でＮ個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの１つまたは複数のＨＡＲＱ ＲＴＴを選択して、所定の確率に従ってメッセージ３を送信する。

本発明のさらに別の実施形態においては、上記のＳ２０２ステップは、（ａ）メッセージ３を送信するステップと、（ｂ）応答を受信するステップと、（ｃ）選択的に送信するステップとをさらに含むことができる。

ステップ（ａ）においては、メッセージ３は、ＭＴＣデバイスにより、Ｎ個の、例えば、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて、とりわけ、ＨＡＲＱ ＲＴＴにおける特定の伝送期間において、例えば、そのＨＡＲＱ ＲＴＴ内に対応するＨＡＲＱ機会においては、送信される。Ｍｓｇ３などのメッセージについての特定の伝送時点についての説明は、以下では省略される。

ステップ（ｂ）においては、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第１の応答は、ＭＴＣデバイスによりＰＨＩＣＨにおいて受信される。

ステップ（ｃ）において、第１の応答がＮＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスは、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第ＮのＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの１つのＨＡＲＱ ＲＴＴを選択して、第１の所定の確率に従ってメッセージ３を送信する。

本明細書においては、当業者は、本実施形態の方法が、Ｎ≧２であるシステムにおいて使用されるべきであることを理解するであろう。その中の第１の所定の確率は、アプリケーションの状況の必要条件に従って当業者によって構成される可能性があり、例えば、０．７または０．８などとすることができる。ステップ（ｃ）の選択的な特性に従って、タイミングの観点から、ひとたびＭｓｇ３を送信するためのＨＡＲＱ ＲＴＴが、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第５のＨＡＲＱ ＲＴＴの間の上記確率によって決定されると、後続のＨＡＲＱ ＲＴＴは、決定される必要はなく、それらすべては、沈黙を守る。

本実施形態においては、選択的に送信するステップ（ｃ）は、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴと第３のＨＡＲＱ ＲＴＴとの間の１つのＨＡＲＱ ＲＴＴの選択を達成して、Ｍｓｇ３を送信するための２つのサブステップ（ｃ１）と（ｃ２）とをさらに含む。

ステップ（ｃ１）においては、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴが、第１の所定の確率に従ってメッセージ３を送信するように選択され、ＰＨＩＣＨにおいて受信される、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３の第２の応答が、ＮＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスは、第３のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守る。

ステップ（ｃ２）においては、第１の所定の確率に従って第２のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守ることが決定され、ＰＨＩＣＨにおいて受信される、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第２の応答が、ＮＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスは、第３のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を送信する。

本発明のさらに別の実施形態においては、上記のＳ２０２ステップは、（ｄ）沈黙を守るステップと、（ｅ）応答を受信するステップと、（ｆ）メッセージ３を送信するステップとをさらに含むことができる。

ステップ（ｄ）においては、沈黙は、ＭＴＣデバイスにより、Ｎ個の、例えば、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて守られる。

ステップ（ｅ）においては、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第１の応答は、ＭＴＣデバイスにより、ＰＨＩＣＨにおいて受信される。

ステップ（ｆ）においては、第１の応答が、ＮＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスは、全部で５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第２のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を送信する。

本明細書においては、当業者なら、本実施形態の方法が、Ｎ≧２であるシステムにおいて使用されるべきであることを理解するであろう。さらに、特に、Ｍｓｇ３は、ＭＴＣデバイスによりステップ（ｄ）において送信されないが、それは、ステップ（ｅ）においてＭＴＣデバイスによって受信される第１のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第１の応答が、ＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスによるステップ（ｄ）のバックオフの後に、その対応する時間および周波数のリソースを通してそのアクセス・プロシージャにおけるステップを完了している他のユーザ・デバイスが存在してきていることを示す。その場合には、ＭＴＣデバイスは、バックオフの所定の期間にわたって、例えば、２０ｍｓにわたって待ち、次いで再アクセスして、順にステップＳ２０１およびＳ２０２などを実行することもあり、このことは、簡単にするために本明細書においては省略されることになる。

本発明のさらに別の実施形態においては、上記のＳ２０２ステップは、確率に応じてＭｓｇ３を送信するステップ（ｇ）というステップをさらに含むことができる。そのようなステップにおいては、ＭＴＣデバイスは、第２の所定の確率に従って構成されたＮ個のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて選択的にメッセージ３を送信する。Ｎの値が異なるので、第２の確率は、異なっている可能性がある。Ｎが、より小さくなるように構成されている状況では、値は、それに応じてより大きくなる可能性があり、例えば、Ｎ＝２である場合、そのときには第２の確率の値は、０．４１とすることができる。他のユーザ機器とのＭＴＣデバイスの衝突の発生の機会が、ある程度まで制御されるように、Ｎの値が、より大きい、例えば、Ｎ＝５である場合、第２の確率の値は、より小さくなり、例えば、０．２５になる可能性がある。

以下では、上記の本発明の実施形態における複数の方法が、実用的な通信ネットワークの実験に適用されることもある。実験のシステム・パラメータは、以下のように表１に示されており、この実験のパラメータは、３ＧＰＰ規格の必要条件を満たしている。

ここで、３ＧＰＰにおける以下の２つの基本的なスキームに基づいている：
（１）上記のようなバックオフ。ＵＥは、各アクセス障害の後に、特定の時間、例えば、２０ｍｓバックオフすることを選択する。
（２）ＵＥは、ｍｏｄ（ＵＥ＿ＩＤ，ｓｌｏｔ＿ｌｅｎｇｔｈ）に基づいたスロットにおいて、特定のサブフレームにおいてシステムにアクセスすることができる。

本発明の実施形態の方法は、第３のアクセス・ステップまたは第４のアクセス・ステップ、すなわち競合解決フェーズを実行するが、基本的なスキームは、第１のステップのため、すなわち、プリアンブルを送信するときのためのものであるので、本発明の実施形態における方法は、３ＧＰＰにおいて提案される上記の基本的なスキームと、よい互換性があり、よく適合される可能性がある。

その実験においては、３００００個のＭＴＣデバイスが、１０ｓ以内にシステムにアクセスすることが仮定される。本発明の実施形態による５つの方法の効果が、表２に示されている。そこでは、８０．８８％から９９．２４％への利得効果が、関連した技術における基本的なスキームに関して本発明のこれらの変形形態におけるＨ２Ｈ ＵＥのアクセスの成功率の観点から達成される。それと同時に、ＭＴＣデバイスのアクセスの成功率は、非常に改善される。また、成功率のアクセスは、衝突確率がほとんど二分の一に低減されることをもたらす。ＭＴＣデバイスと、Ｈ２Ｈ ＵＥとのアクセス遅延は、かなり低減される。特にＨ２Ｈ ＵＥの場合には、遅延は、１９９ｍｓから４９ｍｓへと低減される。それと同時に、本発明の実施形態における方法は、決して時間および周波数のリソースを浪費しないことになる。アクセスの試みの総数は、より少ない衝突の発生と、より高いアクセスの成功率とに起因して、非常に低減され、このようにして、以下の表の中のＭＴＣデバイスによって送信されるＭｓｇ３の平均数は、９．０８から４．２３へと低減される。それに応じて、プリアンブル伝送の数もまた、約９から６へと低減される。

図４は、本発明の別の実施形態による、通信ネットワークの機器においてアクセスするための装置の構造図である。アクセス装置４００は、メッセージ３送信モジュール４０２と、メッセージ２受信モジュール４０１とを備える。

メッセージ２受信モジュール４０１において、ＭＴＣデバイスは、基地局からメッセージ２を受信する。メッセージ２は、メッセージ３を送信する時間および周波数のリソースの割当てに使用され、その割り当てられた時間および周波数のリソースは、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応し、ここで１≦Ｎ≦８である。

次に、メッセージ３送信モジュール４０においては、ＭＴＣデバイスは、Ｎ個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの一部分においてだけメッセージ３を送信する。

一例として、Ｎ＝５を取り上げると、関連した技術のスキームにおいて、５個のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて、ＰＨＩＣＨ（物理的ハイブリッド−ＡＲＱインジケータ・チャネル）においてＭＴＣデバイスによって受信される以前のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応する応答が、ＮＡＣＫである場合に、Ｍｓｇ３は、現在のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて絶えず送信され、アクセス・プロシージャにおいてはいずれのバックオフ・アクションも存在せず、すなわち、アクセス・プロシージャにおいては、ＭＴＣデバイスは、自動的に沈黙を守ることを選択しない。

本発明の実施形態においては、以前のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応する受信された応答が、ＮＡＣＫである場合に、ＭＴＣデバイスは、現在のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてＭｓｇ３を送信せず、通信状況の決定に従って絶えずＭｓｇ３を送信すること、または沈黙を守ることを選択し得る。言い換えれば、アクセス・プロシージャにおいて、メッセージ３は、ＭＴＣデバイスにより全部で５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの一部分においてだけ送信される。例えば、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴと第４のＨＡＲＱ ＲＴＴとに対応する受信されたフィードバックが、ＮＡＣＫである場合に、Ｍｓｇ３は、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴと第５のＨＡＲＱ ＲＴＴとにおいて送信され、たとえ以前のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応する受信されたフィードバックが、ＮＡＣＫであるとしても、沈黙が、残りのＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて守られる。もちろん、沈黙は、第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいていずれの必要条件もなしに自動的に選択される可能性がある。

本発明の別の実施形態においては、上記のメッセージ３送信モジュール４０２は、ＭＴＣデバイスに通信可能に結合された４つのモジュールＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤをさらに備える。
Ａ：全部で５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第１のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてだけメッセージ３を送信するための第１のＨＡＲＱ機会送信モジュール
Ｂ：ＰＨＩＣＨの上の第１のＨＡＲＱ ＲＴＴに対応するメッセージ３に対する第１の応答を受信するための応答受信モジュール
Ｃ：ステップＳ２０２２において受信された第１の応答が、ＮＡＣＫである場合に、例えば、第１の所定の確率に従って５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてそれぞれ、メッセージ３を送信する、または沈黙を守るための確率送信モジュール
Ｄ：５個のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちの最後のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて、すなわち、第５のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守るためのテールＨＡＲＱ機会沈黙維持モジュール

オプションとして、本実施形態における第１の所定の確率は、確率送信モジュールＣまたは他のモジュールにより、３によって割り算された機器モジュロのＩＤに基づいて取得される可能性があり、次いでモジュロの割り算の計算結果に従って、本実施形態における確率送信モジュールＣは、第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいてメッセージ３を送信するか、または第２のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて沈黙を守るかのいずれかを行う。しかしながら、統計的に、アクセスを実施するために必要とされる非常に多数のＭＴＣデバイスが存在する場合には、確率送信モジュールの効果に起因して、各ＨＡＲＱ機会において沈黙を守る約３３％のＭＴＣデバイスが存在する可能性があり、次いで、システムのアクセス性能は改善されることもあり、アクセス遅延は、それに関連した比率で低減されることもある。確率の観点から、確率送信モジュールは、本実施形態において第１のＨＡＲＱ ＲＴＴから第４のＨＡＲＱ ＲＴＴの全部の伝送機会においてメッセージ３を送信することができ、それゆえに、テールＨＡＲＱ機会沈黙維持モジュールＤは、沈黙を守るために使用され、このことは、そのアクセス・プロシージャにおいては、テールＨＡＲＱ機会沈黙維持モジュールＤが可能性のある衝突の発生をバックオフするために沈黙を守るＨＡＲＱ ＲＴＴが存在することを保証することができる。

本発明のさらに別の実施形態においては、メッセージ３送信モジュール４０２は、第２の所定の確率に従って、構成されたＮ個のＨＡＲＱ ＲＴＴにおいて選択的にメッセージ３を送信するための第２の確率Ｍｓｇ３送信モジュールをさらに備えることができる。ここでは、Ｎの値が異なるので、第２の確率は、異なっている可能性がある。Ｎが、より小さくなるように構成されている状況では、値は、それに応じてより大きくなる可能性があり、例えば、Ｎ＝２である場合、そのときには第２の確率の値は、０．４１とすることができる。他のユーザ機器との、メッセージ３送信モジュール４０２が位置しているＭＴＣデバイスの衝突の発生の機会が、ある程度まで制御されるように、Ｎの値が、より大きい、例えば、Ｎ＝５である場合、第２の確率の値は、より小さくなり、例えば、０．２５になる可能性がある。

当業者なら、本発明において言及されるそれぞれの装置が、ハードウェアまたはソフトウェアの形の機能モジュールと、ソフトウェアの機能モジュールと統合されたハードウェア・モジュールとによって実現され得ることを理解するであろう。

当業者なら、上記の実施形態は、すべて例証的であり、限定するものではないことを理解するであろう。異なる実施形態において提示される異なる技術的特徴は、有利な効果を達成するように組み合わされることもある。当業者なら、図面、説明、および特許請求の範囲の検討に基づいて、開示された実施形態についての他の変形形態を理解し、実施するであろう。特許請求の範囲においては、用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、他の装置およびステップを排除することはなく、不定冠詞「１つの（ａ）」は、複数形を排除することはなく、用語「第１の」および「第２の」は、名前を示すようにも、いずれの特定の順序も示すことのないようにも使用される。特許請求の範囲におけるいずれの参照番号も、保護的な範囲に対する限定としては見なされないであろう。特許請求の範囲における複数の部分の機能は、単一のハードウェアまたはソフトウェアによって実施されてもよい。異なる従属請求項におけるいくつかの技術的特徴の存在は、これらの技術的特徴が、有利な効果を達成するよために組合せすることができないことを意味していない。

Claims (15)

1. 通信ネットワークの機器においてアクセスする方法であって、
   基地局からメッセージ２を受信するステップであって、前記メッセージ２は、メッセージ３を送信するリソースの割当てに使用され、前記割り当てられたリソースは、Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応し、ここで１≦Ｎ≦８である、受信するステップと、
   前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの一部分においてだけ前記メッセージ３を送信するステップと
   を含む方法。
2. 送信する前記ステップは、
   前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第ｍのＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップと、
   ＰＨＩＣＨにおいて第ｍのＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する第１の応答を受信するステップと、
   前記第１の応答がＮＡＣＫである場合に、第（ｍ＋１）のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて沈黙を守るステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. ＰＨＩＣＨにおいて第（ｍ＋１）のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する第２の応答を受信するステップと、
   前記第２の応答がＮＡＣＫである場合に、第（ｍ＋２）のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップと
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. ｍの値が１である、請求項３に記載の方法。
5. 送信する前記ステップは、
   前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップと、
   ＰＨＩＣＨにおいて第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する第１の応答を受信するステップと、
   前記第１の応答がＮＡＣＫである場合に、第１の所定の確率に従って前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムから第ＮのＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムの間で選択されるＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 選択的に送信する前記ステップは、
   第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムが、前記メッセージ３を送信する前記第１の所定の確率に従って選択され、前記ＰＨＩＣＨにおいて受信される第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する前記第２の応答が、前記ＮＡＣＫである場合に、前記第３のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて沈黙を守るステップと、
   前記第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて沈黙を守ることが、前記第１の所定の確率に従って決定され、前記ＰＨＩＣＨにおいて受信される前記第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する前記第２の応答が、前記ＮＡＣＫである場合に、前記第３のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップと
   をさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 送信する前記ステップは、
   第２の所定の確率に従って前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちから選択された、１つまたは複数のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップ
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 送信する前記ステップは、
   前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて沈黙を守るステップと、
   ＰＨＩＣＨにおいて第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する第１の応答を受信するステップと、
   前記第１の応答がＮＡＣＫである場合に、前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 送信する前記ステップは、
   前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するステップと、
   ＰＨＩＣＨにおいて第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する第１の応答を受信するステップと、
   前記第１の応答がＮＡＣＫである場合に、前記第１の所定の確率に従って前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムから第（Ｎ−１）のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいてそれぞれ、前記メッセージ３を送信する、または沈黙を守るステップと、
   前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第ＮのＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて沈黙を守るステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記第１の所定の確率は、３によって割り算される機器モジュロのＩＤに基づいて取得される、請求項９に記載の方法。
11. 前記基地局からシステム情報ブロック・メッセージを受信するステップをさらに含み、前記システム情報ブロック・メッセージは、前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの前記一部分においてだけ前記メッセージ３を送信するように前記機器を制御するための前記メッセージ３に対応する伝送制御情報を含む、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 通信ネットワークにおいてアクセスするための装置であって、
    基地局からメッセージ２を受信するためのメッセージ２受信モジュールであって、前記メッセージ２は、メッセージ３を送信するリソースの割当てに使用され、前記割り当てられたリソースは、Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応し、ここで１≦Ｎ≦８である、メッセージ２受信モジュールと、
    前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの一部分においてだけ前記メッセージ３を送信するためのメッセージ３送信モジュールと
    を備える装置。
13. 前記メッセージ３送信モジュールは、
    前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するための第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイム送信モジュールと、
    ＰＨＩＣＨにおいて第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムに対応する前記メッセージ３に対する第１の応答を受信するための第１のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイム応答受信モジュールと、
    前記第１の応答がＮＡＣＫである場合に、第１の所定の確率に従って前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第２のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムから第（Ｎ−１）のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいてそれぞれ、前記メッセージ３を送信する、または沈黙を守るための第２の可能性送信モジュールと、
    前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちの第ＮのＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて沈黙を守るための沈黙イネーブリング・モジュールと
    をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
14. ３によって割り算される前記機器のモジュロのＩＤに基づいて第１の所定の可能性を取得するための確率取得モジュール
    をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
15. 前記メッセージ３送信モジュールは、
    第２の所定の確率に従って前記Ｎ個のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムのうちから選択された、１つまたは複数のＨＡＲＱラウンド・トリップ・タイムにおいて前記メッセージ３を送信するための選択的送信モジュール
    をさらに備える、請求項１２に記載の装置。

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