JP5931922B2 - 移動通信システムでランダムアクセス手続を行う方法及び装置 - Google Patents

移動通信システムでランダムアクセス手続を行う方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムでランダムアクセス動作と逆方向送信を行う方法、及びこれを行う端末に関する。特に、本発明は、キャリア集約（Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）が設定される端末がランダムアクセスと逆方向送信を同時に行う方法及び装置に関する。
一般的に、移動通信システムは、ユーザの移動性を確保しながら通信を提供するための目的で開発された。このような移動通信システムは、技術の飛躍的な発展に力づけられて音声通信はもちろん、高速のデータ通信サービスを提供することができる段階に至った。
現在、次世代移動通信システムの一つとして、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）でＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムに対する規格作業が進められている。上記ＬＴＥシステムは、２０１０年ごろの商用化を目標にして、現在提供されているデータ送信率よりも高い最大１００Ｍｂｐｓ程度の送信速度を有する高速パケット基盤の通信を実現する技術であり、現在規格化がほとんど完了した。ＬＴＥ規格の完了に歩調をそろえて、最近ＬＴＥ通信システムに様々な新技術を組み合わせて送信速度をさらに向上させる進化したＬＴＥシステム（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ，ＬＴＥ−Ａ）に対する議論が本格化している。以下、ＬＴＥシステムとは、既存のＬＴＥシステムとＬＴＥ−Ａシステムを含む意味に理解することとする。上記新しく導入される技術のうち代表的なものとして、キャリア集約（Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）が挙げられる。キャリア集約は、端末が多重キャリアを利用してデータを送受信する技術である。より具体的には、端末は、集約されたキャリアの所定のセル（通常、同一の基地局に属したセル）を介してデータを送受信し、これは、結局、端末が複数のセルを介してデータを送受信することと同一である。
一般的に、端末は、任意の通信ネットワークで最初連結を設定するためにランダムアクセス過程を行う。ＬＴＥ通信システムなどの移動通信システムでは、上記ランダムアクセス過程を最初連結設定だけでなく、他の目的でも活用する。例えば、すでに連結が設定された端末が自分のバッファ状態を報告するか、逆方向送信タイミングの同期を獲得するのに活用する。上記したように、すでに連結状態の端末がランダムアクセスを遂行しなければならない状況が発生する場合、端末がすでに他の逆方向送信を遂行中であるか、あるいは、ランダムアクセスのための逆方向信号を送信する時点に他の逆方向送信も行わなければならない場合が発生することがある。特に、端末にキャリア集約が設定されている場合、こういう状況がより頻繁に発生する可能性がある。本発明では、上記したように、端末がランダムアクセスと他の逆方向送信を同時に行わなければならない場合が発生した時、端末がこれを効率的に処理する方法及び装置を提示する。
上述した情報は、本明細書の理解を助けるための背景情報として提供された。本発明について詳述した内容のうちどれが従来技術に適用可能であるかに対する決定や主張は行われていない。
本発明の一部の実施形態は、上述した問題点および／または短所を解決するか、後述する長所のうち一部を提供するために提案されたものである。本発明の一部の実施形態は、送信リソースの浪費を減らすランダムアクセス方法、及びこれを行う端末を提供することにその目的がある。
本発明の一部の実施形態は、上述した問題点および／または短所を解決するか、後述する長所のうち一部を提供するために提案されたものである。したがって、本発明の一実施形態に係る端末のランダムアクセス方法は、スケジューリングリクエスト（ＳＲ；Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）が保留中（ｐｅｎｄｉｎｇ）であるかを判断する保留判断ステップと、上記ＳＲが保留中であれば、現在の送信周期（ＴＴＩ；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）でアップリンク送信リソースが利用可能（ａｖａｉｌａｂｌｅ）であるかを判断するステップと、現在ＴＴＩでアップリンク送信リソースが利用可能でなければ、上記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）リソースが設定されて（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ）いるかを判断するステップと、上記ＰＵＣＣＨリソースが設定されていなければ、プライマリセルでランダムアクセス手続（ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を開始するステップと、を含んでもよい。
本発明の一実施形態に係るランダムアクセスを遂行する端末は、スケジューリングリクエストが保留中であるかを判断する保留判断ステップと、上記ＳＲが保留中であれば、現在の送信周期ＴＴＩでアップリンク送信リソースが利用可能であるかを判断するステップと、現在ＴＴＩでアップリンク送信リソースが利用可能でなければ、上記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨリソースが設定されているかを判断するステップと、上記ＰＵＣＣＨリソースが設定されていなければ、プライマリセルでランダムアクセス手続を開始するステップと、を遂行するように設定された制御部を含んでもよい。
他の側面、長所及び発明の顕著な構成は、添付された図面と組み合わせて本発明の実施形態を開示する詳細な説明から当業者に明らかになるはずである。
本発明の一実施形態によれば、移動通信システムで端末がランダムアクセスと逆方向送信を同時に遂行するに当たり、端末と基地局があらかじめ合意した規則によって二つのうち一つ或いは二つともを送信することにより、基地局が様々な場合に備えて、ブラインドデコーディングすることを回避し、送信リソースの浪費を減らすことができる。
本発明が適用されるＬＴＥシステムの構造を示した図である。 本発明が適用されるＬＴＥシステムで無線プロトコルの構造を示した図である。 端末でキャリア集約を説明するための図である。 ランダムアクセス過程を説明する図である。 本発明の第１実施形態を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る端末動作を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る端末動作を説明する図である。 端末装置を示す図である。
以下で本発明を説明するにおいて関連する公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明は、端末が自分の性能をネットワークで報告する方法及び装置に関する。以下、本発明を説明する前にＬＴＥシステム及びキャリア集約について簡略に説明する。
図１は、本発明が適用されるＬＴＥシステムの構造を示した図である。
図１を参照すれば、示したようにＬＴＥシステムの無線アクセスネットワークは、次世代基地局（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ、以下、ＥＮＢ、Ｎｏｄｅ Ｂ、または基地局）１０５，１１０，１１５，１２０とＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）１２５、及びＳ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）１３０で構成される。ユーザ端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、以下、ＵＥまたは端末）１３５は、ＥＮＢ１０５〜１２０及びＳ−ＧＷ１３０を介して外部ネットワークに接続する。
図１においてＥＮＢ１０５〜１２０は、ＵＭＴＳシステムの既存ノードＢに対応する。ＥＮＢは、ＵＥ１３５と無線チャネルで連結され、既存ノードＢよりも複雑な役割を遂行する。ＬＴＥシステムでは、インターネットプロトコルを通したＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）のようなリアルタイムサービスをはじめとする全てのユーザトラフィックが共用チャネル（ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）を介してサービスされるので、ＵＥのバッファ状態、使用可能な送信電力状態、チャネル状態などの状態情報を集合してスケジューリングをする装置が必要であり、これをＥＮＢ１０５〜１２０が担当する。一つのＥＮＢは、通常多数のセルを制御する。例えば、１００Ｍｂｐｓの送信速度を実現するために、ＬＴＥシステムは、例えば２０ＭＨｚの帯域幅で直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下、ＯＦＤＭという）を無線接続技術として使用する。また、端末のチャネル状態に合わせて変調方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）とチャネルコーディング率（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）を決定する適応変調コーディング（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＆ Ｃｏｄｉｎｇ、以下、ＡＭＣという）方式を適用する。Ｓ−ＧＷ１３０は、データベアラを提供する装置であり、ＭＭＥ１２５の制御によってデータベアラを生成または除去する。ＭＭＥは、端末に対する移動性管理機能はもちろん、各種制御機能を担当する装置であって、多数の基地局と連結される。
図２は、本発明が適用されるＬＴＥシステムで無線プロトコルの構造を示した図である。
図２を参照すれば、ＬＴＥシステムの無線プロトコルは、端末とＥＮＢでそれぞれＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）２０５，２４０、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２１０，２３５、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２１５，２３０からなる。ＰＤＣＰ２０５，２４０は、ＩＰヘッダの圧縮／復元などの動作を担当し、無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ、以下、ＲＬＣという）２１０，２３５は、ＰＤＣＰ ＰＤＵ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を適切な大きさで再構成してＡＲＱ動作などを行う。ＭＡＣ２１５，２３０は、一つの端末で構成された様々なＲＬＣ階層装置と連結され、ＲＬＣ ＰＤＵをＭＡＣ ＰＤＵに多重化してＭＡＣ ＰＤＵからＲＬＣ ＰＤＵを逆多重化する動作を行う。物理階層２２０，２２５は、上位階層データをチャネルコーディング及び変調し、ＯＦＤＭシンボルに作製して無線チャネルに送信するか、無線チャネルを介して受信したＯＦＤＭシンボルを復調し、チャネル復号化して上位階層に伝達する動作をする。
図３は、端末でキャリア集約を説明するための図である。
図３を参照すれば、一つの基地局では、一般的に複数の周波数帯域にかけて多重キャリアが送出されて受信される。例えば、基地局３０５で中心周波数がｆ１のキャリア３１５と、中心周波数がｆ３のキャリア３１０が送出されるとき、従来では、一つの端末が上記二つのキャリアのうち一つのキャリアを利用してデータを送受信した。しかし、キャリア集約能力を有している端末は、同時に複数のキャリアからデータを送受信することができる。基地局３０５は、キャリア集約能力を有している端末３３０に対しては、状況によってさらに多くのキャリアを割り当てることにより、上記端末３３０の送信速度を高めることができる。
伝統的な意味として、一つの基地局から送出されて受信される一つの順方向キャリアと一つの逆方向キャリアとが一つのセルを構成するとき、キャリア集約とは、端末が同時に複数のセルを介してデータを送受信することと理解されることもある。これにより、最大送信速度は、集約されるキャリアの数に比例して増加する。
以下、本発明を説明するにおいて端末が任意の順方向キャリアを介してデータを受信するか、任意の逆方向キャリアを介してデータを送信することは、上記キャリアを特徴づける中心周波数と周波数帯域に対応するセルで提供する制御チャネルとデータチャネルを利用してデータを送受信することと同一の意味を有する。また、キャリアを集約することと端末にサービングセルを追加で設定することは、同一の意味で使用される。以下における本発明の実施形態では、説明の便宜のためにＬＴＥシステムを仮定して説明するが、本発明は、キャリア集約を支援する各種の無線通信システムに適用することができる。
端末に多数のサービングセルが設定され（言い換えれば、端末にキャリア集約が設定され）、追加で設定されたサービングセルに逆方向チャネルが存在する場合（参考として、追加で設定されるサービングセルは、順方向チャネルのみで構成されるか、順方向チャネルと逆方向チャネルで構成される）、端末は、上記追加で設定されたサービングセルでランダムアクセス過程を遂行してもよい。説明の便宜上、端末に設定されたサービングセルは、プライマリセルとセカンダリセルに区分される。端末に新しいサービングセルが追加で設定される前に、端末が連結を設定していたセルをプライマリセルという。言い換えれば、端末がＲＲＣ連結設定過程を遂行したセル、あるいは、ＲＲＣ連結過程を遂行した後、ハンドオーバーされたセルがプライマリセルである。そして、キャリア集約のために追加で設定されたサービングセルをセカンダリセルという。
端末は、一般的にプライマリセルでランダムアクセスを遂行するが、場合によって、セカンダリセルでランダムアクセスを遂行してもよい。例えば、セカンダリセルの逆方向送信タイミングがプライマリセルと異なる場合、基地局は、端末に上記セカンダリセルでランダムアクセスを遂行するように指示することができる。
より詳しく説明すれば、端末に設定されたサービングセルを、一つ以上のＴＡＧ（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ Ｇｒｏｕｐ）でグループ化することができる。ＴＡＧとは、同一の逆方向送信タイミングを共有する一つ或いは一つ以上のサービングセルの集合である。一つのＴＡＧに属するサービングセルが同一の逆方向送信タイミングを共有することは、上記サービングセルの逆方向送信タイミングが同一であることを意味し、上記サービングセルは、逆方向同期が共に樹立または損失される。それだけでなく、逆方向送信タイミングの調整も同時に適用される。ＴＡＧは、ｐｒｉｍａｒｙ ＴＡＧとｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＴＡＧに区分される。ｐｒｉｍａｒｙ ＴＡＧはプライマリセルを含むＴＡＧであり、ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＴＡＧはセカンダリセルのみで構成されたＴＡＧである。ｐｒｉｍａｒｙ ＴＡＧでは、ひたすらプライマリセルのみでランダムアクセスが許容され、ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＴＡＧでは、所定の一つのセカンダリセルのみでランダムアクセスが許容される。
ランダムアクセス過程は、図４に示したようにプリアンブル送信、ランダムアクセス応答受信、メッセージ３の送信、衝突解消の４段階からなる。場合によっては、後の２つの段階を省略してもよい。
端末４０５は、任意の理由でランダムアクセスを遂行しなければならない状況が発生すれば、ランダムアクセスを遂行するセルのランダムアクセスチャネル設定及びプリアンブルリソースを参考して、どの時点にどの送信リソースを介してどのプリアンブルを送信するかを判断する。端末は、現在のチャネル状況、例えば経路損失などを参考してプリアンブル送信出力を判断し、プリアンブルを送信する（４１５）。
端末が送信したプリアンブルを受信した基地局４１０は、これに対する応答メッセージを生成して端末に送信する（４２０）。上記応答メッセージには、端末の逆方向送信タイミングの調整命令やメッセージ３の送信のための逆方向送信リソース関連情報などが含まれる。
応答メッセージを受信した端末は、メッセージ３を送信する（４２５）。上記メッセージ３には、端末の識別子情報が含まれ、基地局は、メッセージ３をよく受信すればこれに対する応答をするが（４３０）、これを衝突解消という。仮に、基地局がプリアンブルを受信できなかった場合には、これに対する応答メッセージを送信しないので、端末は応答メッセージの受信に失敗する。端末は、所定の時間が流れた後、プリアンブルを再送信し、このとき送信出力を定めた値だけに上げて送信することにより、一種の逆方向送信出力制御（ｕｐｌｉｎｋ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）を共に行う。
上記から分かるように、ランダムアクセス過程を遂行するにおいて、定めた時点に端末が逆方向送信をしなければならない場合が存在し、端末は、このとき、下の事項を考慮してどの逆方向送信を遂行するか、あるいは、どの逆方向送信にさらに多くの送信出力を配分するかを決定する。
・プリアンブル送信がプライマリセルで遂行されるか、セカンダリセルで遂行されるかの可否（あるいは、ｐｒｉｍａｒｙ ＴＡＧで遂行されるか、ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＴＡＧで遂行されるかの可否）
・（プリアンブル送信でない他の）逆方向送信の性格：例えば、再送信が可能であるか、ユーザデータに対する送信であるか、制御データに対する送信であるかなど
図５によってこれをより詳しく説明する。図５に本発明の全体動作を示した。
端末５０５は、二種類の優先順位規則を備える。優先順位規則１は、プライマリセルのプリアンブル送信と他の逆方向送信との間の優先順位に関する規則であり、優先順位規則２は、セカンダリセルのプリアンブル送信と他の逆方向送信との間の優先順位に関する規則である。
下を考慮したとき、プライマリセルのプリアンブル送信と他の逆方向送信とが重なる可能性は高くない。
・多数のキャリアが集約された端末には、ＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）送信のためのＰＵＣＣＨ送信リソースが割り当てられることが一般的である。したがって、端末がランダムアクセスを使用してＢＳＲを送信する可能性は希薄である。
・連結状態端末がプライマリセルでランダムアクセスを遂行する主要な理由は、ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨ送信リソースのない端末がＢＳＲを送信するためのものという点を考慮すれば、すなわち端末がプライマリセルでランダムアクセスを遂行する可能性が希薄という点を考慮すれば、プライマリセルのプリアンブル送信と他の逆方向送信が同一の時間に行われる可能性も、希薄ということが分かる。
したがって、上記優先順位規則１が基地局と共有されない端末の内部規則であっても、問題が発生する可能性は高くなく、本発明では端末と基地局の複雑度を減らすために、上記優先順位規則１は、端末のみを認知する端末の内部規則であると定義する（５２０）。
下を考慮したとき、セカンダリセルのプリアンブル送信が他の逆方向送信と重なる可能性はより高い。
・連結状態端末がセカンダリセルでランダムアクセスを遂行する場合は、該当セカンダリセルで逆方向送信を遂行するために逆方向送信タイミングの同期を獲得するための場合である。
・上記同期獲得手続は、該当セカンダリセルが活性化する毎に要求されることもある。それだけでなく、セカンダリセルを介して逆方向送信を遂行する理由は、端末の逆方向送信速度を高めるためのものである。したがって、端末がセカンダリセルでプリアンブルを送信する時点にすでに他のサービングセルでＰＵＳＣＨを送信している可能性が高い。
仮に、優先順位規則２を、基地局が認知できない端末の独自の規則であると定義すれば、プリアンブルと他の逆方向送信の同時送信が遂行される毎に、基地局は、どの逆方向送信を受信すべきか分からないため、重複復号化（ｄｏｕｂｌｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）のように基地局の全体性能に悪影響を及ぼす動作を行わなければならない。これを避けるために本発明で優先順位規則２は、端末５０５と基地局５１０が共有する規則に定義する（５２５）。
優先順位規則１と優先順位規則２の具体的な内容については後述する。
端末は、任意の時点に基地局が端末の性能報告を要請すると、性能情報を含んでいる制御メッセージを基地局に送信する（５３０）。上記情報は、ＵＥ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮというＲＲＣ制御メッセージに含まれて基地局に送信される。端末の性能情報としては、次のようなもの等がある。
・端末が支援する周波数帯域
・端末が支援する周波数帯域の組合
・周波数帯域別のＭＩＭＯ ｌａｙｅｒの数
・周波数帯域別に集約できるセルの数
・周波数帯域別の最大帯域幅
本発明では、上記情報だけでなく、端末がプリアンブル送信と他の逆方向送信が可能であるか否かを示す情報も含ませる。上記情報は、既存の他の性能情報に関連するものであってもよい。例えば、端末がＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨの同時送信が可能であるか、二つまたはそれ以上の周波数帯域上で逆方向キャリア集約が可能であれば、プリアンブル送信と他の逆方向送信が可能であると定義することができる。あるいは、新しいＩＥ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を導入してプリアンブルと他の逆方向送信の同時送信の可能有無を示すこともできる。
基地局は、端末の性能とトラフィック状況などを考慮して端末に必要な機能、例えばキャリア集約を設定して順方向及び逆方向のデータ送受信を行う。基地局は、端末の性能と優先順位規則２を適用して逆方向スケジューリング及び逆方向データ受信動作を行う。例えば、プリアンブル送信と他の逆方向送信の同時送信が可能でない端末に対しては、仮に、プリアンブル送信と他の逆方向送信が同時に遂行される状況が発生すれば、優先順位規則２を適用してどの逆方向信号を受信するかを判断する。より詳しく説明すると、任意の時点に基地局は、順方向制御チャネルを介して端末にランダムアクセスを遂行することを命令する（５４０）。例えば、未だ逆方向送信タイミングの同期が樹立されないＴＡＧに対して、逆方向同期を樹立するための目的で基地局が端末にランダムアクセスの遂行を命令することができる。
端末は、ランダムアクセスを遂行するセルがプライマリセルであるか又はセカンダリセルであるかを考慮して、どの優先順位規則を適用するかを判断し、それに合わせて逆方向送信を行う（５４５）。基地局は、端末がランダムアクセスを遂行するプライマリセルで遂行するか、セカンダリセルで遂行するかを考慮して、逆方向データ受信過程を行う（５５０）。基地局は、端末がランダムアクセスを遂行するセルがセカンダリセルであれば、優先順位規則２を適用して逆方向データ受信過程を行う。端末がプライマリセルでランダムアクセスを遂行すれば、基地局は、端末が優先順位をどのように適用するか分からないので、基地局は、重複復号化などを遂行して端末が二つの信号のうちいずれの信号を送信しても受信できるようにする。
さらに他の方法として、端末は、プライマリＴＡＧのみが設定されている場合には、優先順位規則１を適用し、一つあるいは一つ以上のセカンダリＴＡＧが設定されている場合（すなわち、プライマリセルと別に逆方向送信タイミングが管理されるセカンダリセルが一つあるいは一つ以上存在する場合）には、プライマリセルとセカンダリセルを問わず、優先順位規則２を適用する。
図６に端末動作を示した。
端末は、６０５ステップにおいて、任意のサブフレームｎでプリアンブルを送信することを認知すれば、６１０ステップに進む。端末は、ランダムアクセス過程がトリガーされると、プリアンブルが送信可能な最も近いサブフレームでプリアンブルを送信する。割り当てられた逆方向送信リソースがなく、ＳＲ送信のためのＰＵＣＣＨ送信リソースが設定されていない端末にＳＲがトリガーされると、ランダムアクセス過程がトリガーされる。あるいは、ランダムアクセス過程を遂行することを指示する命令（以下、ＰＤＣＣＨ ｏｒｄｅｒ）を基地局から受信すると、端末は、ランダムアクセス過程をトリガーする。このとき、端末は、上記命令に収納されている制御情報（どのサービングセルでどの時点にどのプリアンブルを使用してプリアンブルを送信するかを示す情報）を考慮して、プリアンブルを送信する。
６１０ステップにおいて端末は、プリアンブルが送信されるセルがプライマリセルであるかセカンダリセルであるかを検査する。プライマリセルであれば、６１５ステップに進み、優先順位規則１を適用してプリアンブル送信と他の逆方向送信を行う。セカンダリセルであれば、６２０ステップに進み、優先順位規則２を適用してプリアンブル送信と他の逆方向送信を行う。あるいは、プリアンブルが送信される時点にセカンダリＴＡＧが設定されていなければ、優先順位規則１を適用してプリアンブル送信と他の逆方向送信を行い、上記時点に一つあるいはそれ以上のセカンダリＴＡＧが設定されていれば、優先順位規則２を適用してプリアンブル送信と他の逆方向送信を行う。
優先順位規則の具体的な例は、次の通りである。優先順位規則の例のうち一つを選択して、優先順位規則１や優先順位規則２に使用することができる。
［優先順位規則］
・ランダムアクセスが発生した理由がＰＤＣＣＨ ｏｒｄｅｒによるものであれば、プリアンブル送信に優先順位を付与
・ランダムアクセスが発生した理由がＢＳＲ送信のためのものであり（あるいは、逆方向送信を再開するためのものであり）、他の逆方向送信がＰＵＣＣＨ送信であれば、他の逆方向送信に優先順位を付与
・ランダムアクセスが発生した理由がＢＳＲ送信のためのものであり（あるいは、逆方向送信を再開するためのものであり）、他の逆方向送信がＰＵＳＣＨ送信であれば、プリアンブル送信に優先順位を付与
ランダムアクセスが発生した理由を基準として優先順位規則を定義する代わりに、送信時点が重なる他の逆方向送信の重要度を基準として優先順位を定義することもできる。
［優先順位規則の他の例］
・プリアンブルがＰＵＣＣＨ送信と重なるとき、ＰＵＣＣＨ送信がＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信やＣＱＩ送信であれば、ＰＵＣＣＨ送信に優先順位を付与
・プリアンブルがＰＵＣＣＨ送信と重なるとき、ＰＵＣＣＨ送信がＳＲＳ送信やＳＲ送信であれば、プリアンブル送信に優先順位を付与
・プリアンブルがＰＵＳＣＨ送信と重なれば、プリアンブル送信に優先順位を付与
仮に、上記優先順位規則を優先順位規則２に使用すれば、端末動作は、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信およびＣＱＩ送信は、セカンダリセルの（あるいは、セカンダリＴＡＧの）プリアンブル送信よりも優先順位が高く、ＳＲＳ送信やＳＲ送信は、セカンダリセルの（あるいは、セカンダリＴＡＧの）プリアンブル送信よりも優先順位が低いと定義されることができる。
あるいは、プリアンブルが最初の送信であるか再送信であるかを考慮して、優先順位を定義することができる。
［優先順位規則のさらに他の例］
・プリアンブルがＰＵＣＣＨ送信と重なるとき、プリアンブルが最初の送信であれば、ＰＵＣＣＨ送信に優先順位を付与
・プリアンブルがＰＵＣＣＨ送信と重なるとき、プリアンブルが最初の送信でなく再送信であれば、プリアンブル送信に優先順位を付与（再送信されるプリアンブルを送信しないか又は送信出力を減らす場合、端末の送信出力制御に悪影響を及ぼすからである。）
・プリアンブルがＰＵＳＣＨ送信と重なれば、プリアンブルの最初の送信／再送信の有無と関係なく、プリアンブル送信に優先順位を付与
優先順位規則を適用する具体的な結果は、端末がプリアンブルと他の逆方向送信を同時に送信可能であるか否かによって異なる。プリアンブルと他の逆方向送信を同時に遂行することができない端末は、プリアンブル送信と他の逆方向送信が重なれば、上記優先順位によって優先順位が高い逆方向信号を優先的に送信する。プリアンブルと他の逆方向信号の同時送信が可能な端末は、優先順位を送信出力配分に使用する。要するに、端末の逆方向送信出力の不足状態になれば、端末は、優先順位が高い逆方向送信に優先的に送信出力を分配する。
端末がプリアンブルと他の逆方向信号を同時に送信できるか否かと関係なく、端末は、同一の優先順位規則２を適用する。優先順位規則１は、端末の独自の規則であるため、端末によって異なるように設定される。
プリアンブルと他の逆方向信号の同時送信が可能な端末は、ＳＲＳ送信に対しては下のような別途の規則を適用することができる。
［プリアンブルと他の逆方向信号の同時送信が可能な端末がＳＲＳ送信に適用する規則］
・ＳＲＳとプリアンブルが同一のセルで遂行されると、プリアンブル送信のみを行う。
・ＳＲＳとプリアンブルが他のセルで遂行されると、プリアンブルとＳＲＳを同時に送信する。
上記別途の規則を適用する理由は、ＳＲＳは、一つのサブフレームの全体時区間のうち最後の一部の時区間のみを利用して送信され、上記ＳＲＳとプリアンブルを同一セルの同一サブフレームに送信するためには、端末は、上記サブフレームで先にプリアンブルを送信した後、最後の所定の時区間で全く異なる逆方向送信出力を有するＳＲＳを送信しなければならないが、これは、端末の物理階層装置の複雑度及び価格を上昇させる要因になるためである。
＜第２実施形態＞
一般的に連結状態の端末にＳＲ送信のためのＰＵＣＣＨリソースが設定されている場合には、ランダムアクセスが使用されない。しかし、ＰＵＣＣＨを通したＳＲ送信には、送信出力の段階的上昇（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐ ｕｐ）のような送信出力制御技法が適用されないため、端末の逆方向送信出力が間違って設定された場合、端末がＳＲをいくら送信しても基地局がこれを受信できない場合もある。このような場合に備えて、端末は、ＰＵＣＣＨを通してＳＲを送信するに当たり、あらかじめ定められた回数だけ送信した後にも逆方向送信リソースを割り当てられなければ、ランダムアクセス過程をトリガーして、逆方向送信出力の制御過程を再開始する。逆方向送信出力が間違って設定された可能性が高いセルは、ＳＲ送信が行われたセルという点を考慮すれば、端末は、上記ＳＲ送信が行われたセルで上記ランダムアクセス過程を行うことが好ましい。したがって、端末は、上記理由でランダムアクセスが開始された時、ランダムアクセスを開始できるセルが多数存在しても、ＳＲ送信を行ったセル、すなわちプライマリセルでランダムアクセス過程を開始する。そして、プリアンブル送信がＰＵＣＣＨやＣＱＩのような他の重要な逆方向送信と重なっても、プリアンブル送信に優先順位を付与する。これは、上記プリアンブル送信がプライマリセルの間違った送信出力を正しい値に調整するための手続の一部であるので、間違った送信出力に送信が行われるプライマリセルの他の逆方向送信によって送信が妨害を受けてはいけないためである。
図７に端末動作を示した。
端末は、ＳＲがトリガーされたが、まだ取り消されていない状態には、ＴＴＩ毎に下の動作を行う（７０５）。参考として、ＳＲは、正規ＢＳＲ（ｒｅｇｕｌａｒ ＢＳＲ）がトリガーされるとトリガーされ、該当時点までのバッファ状態を正確に反映したＢＳＲがＭＡＣ ＰＤＵに含まれると取り消される 。
７１０ステップにおいて端末は、該当ＴＴＩに送信可能な逆方向送信リソースが存在するか否かを検査する。仮に、存在すれば７１５ステップに進んで次のＴＴＩまで待機する。上記送信可能な逆方向送信リソースを介して正規ＢＳＲが送信されることにより、ＳＲが取り消される場合もある。
７２０ステップにおいて端末は、ＳＲ送信のためのＰＵＣＣＨリソースが設定されているか否かを検査する。仮に、ＰＵＣＣＨリソースが設定されていなければ、端末は７２５ステップに進み、プライマリセルでランダムアクセスを開始してＳＲを取り消す。ＰＵＣＣＨ送信リソースが設定されていれば、端末は７３０ステップに進み、該当ＴＴＩにＳＲ送信のためのＰＵＣＣＨリソースが利用可能であり、該当ＴＴＩがｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｇａｐの一部ではなく、ｓｒ−Ｐｒｏｈｉｂｉｔ Ｔｉｍｅｒが駆動中であるか否かを検査する。上記三種類の条件が全部満足すれば７４０ステップに進み、一つでも満足しなければ７３５ステップに進んで、次のＴＴＩまで待機する。ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｇａｐは、端末がサービングセル周波数とは異なる周波数のチャネル状態を測定することができるように、基地局が端末に割り当てる時区間であり、上記ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｇａｐの間には、サービングセルで順方向／逆方向の送受信が禁止される。ｓｒ−Ｐｒｏｈｉｂｉｔ Ｔｉｍｅｒは、ＳＲが不必要にしばしば送信されることにより、端末の電力消耗が過度になることを防ぐために設定されるタイマーである。
７４０ステップにおいて端末は、ＳＲ＿ＣＯＵＮＴＥＲとｄｓｒ−ＴｒａｎｓＭａｘを比較する。ＳＲ＿ＣＯＵＮＴＥＲは、ＳＲ送信回数が格納される変数であり、ｄｓｒ−ＴｒａｎｓＭａｘは、基地局によって設定されるパラメータである。ＳＲ＿ＣＯＵＮＴＥＲがｄｓｒ−ＴｒａｎｓＭａｘよりも小さければ７５０ステップに進み、小さくなければ７４５ステップに進む。
７４５ステップに進んだということは、ＰＵＣＣＨを通したＳＲ送信回数が所定の最大値に到達したことを意味し、端末は、現在設定されているＰＵＣＣＨ送信リソースとＳＲＳ送信リソースを解除する。これは、上記ＰＵＣＣＨやＳＲＳが間違った送信出力に送信されることを防止するためのものである。そして、端末は、７２５ステップに進んでプライマリセルでランダムアクセスを開始し、ＳＲを取り消す。端末は、７４５ステップから７２５ステップに進んだ場合であれば、プリアンブル送信がＰＵＣＣＨ送信（例えば、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）と重なっても、プリアンブル送信に優先順位を付与する。仮に、７２０ステップから７２５ステップに進んだ場合であれば、優先順位規則１を適用してプリアンブルと他の逆方向送信との間の優先順位を決定する。
７５０ステップにおいて端末は、ＳＲ＿ＣＯＵＮＴＥＲを１だけ増加させ、７５５ステップでＰＵＣＣＨリソースを介してＳＲを送信した後、７６０ステップでｓｒ−Ｐｒｏｈｉｂｉｔ Ｔｉｍｅｒを駆動し、次のＴＴＩまで待機する。
図８は、本発明に係る端末の構成を示したブロック図である。
図８を参照すれば、本発明の実施形態に係る端末は、送受信部８０５、制御部８１０、多重化及び逆多重化部８１５、制御メッセージ処理部８３０、及び各種上位階層処理部８２０，８２５を含む。
上記送受信部８０５は、サービングセルの順方向チャネルにデータ及び所定の制御信号を受信し、逆方向チャネルにデータ及び所定の制御信号を送信する。多数のサービングセルが設定された場合、送受信部８０５は、上記多数のサービングセルを通したデータ送受信および制御信号送受信を行う。
多重化及び逆多重化部８１５は、上位階層処理部８２０，８２５や制御メッセージ処理部８３０で発生したデータを多重化するか、送受信部８０５で受信されたデータを逆多重化して適切な上位階層処理部８２０，８２５や制御メッセージ処理部８３０に伝達する役割をする。
制御メッセージ処理部８３０は、基地局から受信された制御メッセージを処理して必要な動作を取る。
上位階層処理部８２０，８２５は、サービス別に構成され、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のようなユーザサービスで発生するデータを処理して多重化及び逆多重化部８１５に伝達するか、上記多重化及び逆多重化部８１５から伝達されたデータを処理して上位階層のサービスアプリケーションに伝達する。
制御部８１０は、送受信部８０５を介して受信されたスケジューリング命令、例えば、逆方向グラントを確認して適切な時点で適切な送信リソースに逆方向送信が遂行されるように、送受信部８０５と多重化及び逆多重化部８１５とを制御する。また、制御部は、ランダムアクセス過程を制御する。すなわち、どの優先順位規則を適用するか、どのサービングセルでランダムアクセスを実行するかなどを決定する。
以上のように例示された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できることを理解しなければならない。したがって、以上で記述した実施形態は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないことを理解しなければならない。
１０５ ＥＮＢ
１２５ ＭＭＥ
１３０ Ｓ−ＧＷ
１３５ ＵＥ
８０５ 送受信部
８１０ 制御部
８１５ 多重化及び逆多重化部
８２０ 上位階層処理部
８２５ 上位階層処理部
８３０ 制御メッセージ処理部

Claims (14)

  1. 端末のランダムアクセス方法であって、
    スケジューリングリクエストＳＲが保留中であるかを判断する保留判断ステップと、
    前記ＳＲが保留中であれば、現在の送信周期ＴＴＩでアップリンク送信リソースが利用可能であるかを判断するステップと、
    現在ＴＴＩでアップリンク送信リソースが利用可能でなければ、前記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨリソースが設定されているかを判断するステップと、
    前記ＰＵＣＣＨリソースが設定されていなければ、プライマリセルでランダムアクセス手続を開始するステップと、
    を含む、ランダムアクセス方法。
  2. 前記ＰＵＣＣＨリソースが設定されていれば、現在ＴＴＩで前記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨリソースが設定されており、現在ＴＴＩが測定ギャップ（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｇａｐ）の一部ではなく、タイマーが駆動中（ｒｕｎｎｉｎｇ）であるか否かを判断するステップと、
    現在ＴＴＩで前記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨリソースが設定されており、現在ＴＴＩが測定ギャップの一部ではなく、タイマーが駆動中ではない場合、ＳＲ送信回数カウンターとあらかじめ設定されたＳＲ送信最大値とを比較するステップと、
    前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値以上の場合、ＰＵＣＣＨ及びＳＲＳ送信リソースを解除するステップと、
    をさらに含む、請求項１に記載のランダムアクセス方法。
  3. 前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値以上の場合、前記プライマリセルでランダムアクセス手続を開始するステップをさらに含む、請求項２に記載のランダムアクセス方法。
  4. 前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値未満の場合、前記ＰＵＣＣＨリソースを介して前記ＳＲをシグナリングするステップをさらに含む、請求項３に記載のランダムアクセス方法。
  5. 前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値未満の場合、前記ＳＲ送信回数カウンターを１だけ増加させ、前記タイマーを駆動するステップをさらに含む、請求項４に記載のランダムアクセス方法。
  6. 前記保留判断ステップは、
    トリガーされたが取り消されていないＳＲは、保留中であると判断するステップを含む、請求項１に記載のランダムアクセス方法。
  7. バッファ状態リポート（ＢＳＲ；Ｂｕｆｆｅｒ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｐｏｒｔ）がトリガーされると、前記ＳＲをトリガーするステップと、
    前記ＢＳＲがＭＡＣ ＰＤＵ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）に含まれると、前記ＳＲを取り消すステップと、
    をさらに含む、請求項６に記載のランダムアクセス方法。
  8. ランダムアクセスを遂行する端末であって、
    スケジューリングリクエストＳＲが保留中であるかを判断する保留判断ステップと、
    前記ＳＲが保留中であれば、現在の送信周期ＴＴＩでアップリンク送信リソースが利用可能であるかを判断するステップと、
    現在ＴＴＩでアップリンク送信リソースが利用可能でなければ、前記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨリソースが設定されているかを判断するステップと、
    前記ＰＵＣＣＨリソースが設定されていなければ、プライマリセルでランダムアクセス手続を開始するステップと、
    を遂行するように設定された制御部を含む、端末。
  9. 前記制御部は、
    前記ＰＵＣＣＨリソースが設定されていれば、現在ＴＴＩで前記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨリソースが設定されており、現在ＴＴＩが測定ギャップの一部ではなく、タイマーが駆動中であるか否かを判断するステップと、
    現在ＴＴＩで前記ＳＲを送信するためのＰＵＣＣＨリソースが設定されており、現在ＴＴＩが測定ギャップの一部ではなく、タイマーが駆動中ではない場合、ＳＲ送信回数カウンターとあらかじめ設定されたＳＲ送信最大値とを比較するステップと、
    前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値以上の場合、ＰＵＣＣＨ及びＳＲＳ送信リソースを解除するステップと、
    をさらに遂行するように設定されたことを特徴とする、請求項８に記載の端末。
  10. 前記制御部は、前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値以上の場合、前記プライマリセルでランダムアクセス手続を開始することを特徴とする、請求項９に記載の端末。
  11. 前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値未満の場合、前記ＰＵＣＣＨリソースを介して前記ＳＲをシグナリングする送受信部をさらに含む、請求項１０に記載の端末。
  12. 前記制御部は、前記ＳＲ送信回数カウンターが前記ＳＲ送信最大値未満の場合、前記ＳＲ送信回数カウンターを１だけ増加させ、前記タイマーを駆動することを特徴とする、請求項１１に記載の端末。
  13. 前記制御部は、トリガーされたが取り消されていないＳＲは、保留中であると判断することを特徴とする、請求項８に記載の端末。
  14. 前記制御部は、バッファ状態リポートＢＳＲがトリガーされると前記ＳＲをトリガーし、前記ＢＳＲがＭＡＣ ＰＤＵに含まれると前記ＳＲを取り消すことを特徴とする請求項１３に記載の端末。
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