JP6224452B2 - User terminal, method, and processor - Google Patents
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Description
本発明は、移動通信システムにおいて用いられるユーザ端末、方法、及びプロセッサに関する。 The present invention relates to a user terminal, a method, and a processor used in a mobile communication system.
移動通信システムの標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project)で仕様が策定されているLTE(Long Term Evolution)では、ユーザ端末が基地局との接続を確立するための手順として、ランダムアクセス手順が規定されている。ランダムアクセス手順には、競合ベース(Contention based)及び非競合ベース(Non−contention based)がある。 In LTE (Long Term Evolution) whose specifications are established in 3GPP (3rd Generation Partnership Project), which is a standardization project for mobile communication systems, a random access procedure is used as a procedure for a user terminal to establish a connection with a base station. It is prescribed. The random access procedure includes a contention based and a non-contention based.
競合ベース・ランダムアクセス手順は、非競合ベース・ランダムアクセス手順を利用できない場合に利用され、以下の4つのステップからなる。 The contention-based random access procedure is used when the non-contention based random access procedure cannot be used, and includes the following four steps.
第1のステップとして、ユーザ端末は、競合ベースのランダムアクセス試行に利用可能なプリアンブル系列群の中から何れかのプリアンブル系列を選択し、選択したプリアンブル系列によりランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信する。ランダムアクセスプリアンブルは、当該ユーザ端末の識別子(端末識別子)を含まない。 As a first step, the user terminal selects any preamble sequence from among a preamble sequence group that can be used for contention-based random access trials, and transmits a random access preamble to the base station using the selected preamble sequence. The random access preamble does not include the user terminal identifier (terminal identifier).
第2のステップとして、ランダムアクセスプリアンブルを受信した基地局は、ランダムアクセス応答をユーザ端末に送信する。ランダムアクセス応答は、基地局が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プリアンブル識別子を含む。 As a second step, the base station that has received the random access preamble transmits a random access response to the user terminal. The random access response includes a preamble identifier indicating a preamble sequence of a random access preamble received by the base station.
第3のステップとして、ランダムアクセスプリアンブルに対応するプリアンブル識別子を含んだランダムアクセス応答を受信したユーザ端末は、接続要求メッセージを基地局に送信する。接続要求メッセージは、端末識別子を含む。 As a third step, the user terminal that has received a random access response including a preamble identifier corresponding to the random access preamble transmits a connection request message to the base station. The connection request message includes a terminal identifier.
第4のステップとして、接続要求メッセージを受信した基地局は、競合解決メッセージをユーザ端末に送信する。競合解決メッセージは、基地局が受信した接続要求メッセージに含まれる端末識別子を含む。 As a fourth step, the base station that has received the connection request message transmits a contention resolution message to the user terminal. The contention resolution message includes a terminal identifier included in the connection request message received by the base station.
ところで、競合ベース・ランダムアクセス手順では、複数のユーザ端末が同じプリアンブル系列によりランダムアクセスプリアンブルを送信し得る。このような状況は、プリアンブル競合(或いはプリアンブル衝突)と称される。 By the way, in the contention based random access procedure, a plurality of user terminals can transmit a random access preamble using the same preamble sequence. Such a situation is called preamble contention (or preamble collision).
この場合、プリアンブル競合に係る複数のユーザ端末は、基地局から送信された1つのランダムアクセス応答に反応し、複数の接続要求メッセージを基地局に送信する。基地局は、例えば最初に受信した接続要求メッセージに含まれる端末識別子を競合解決メッセージに含める。その結果、プリアンブル競合に係る複数のユーザ端末のうち、最初に接続要求メッセージを送信したユーザ端末が基地局との接続を確立する。 In this case, a plurality of user terminals related to preamble contention respond to one random access response transmitted from the base station, and transmit a plurality of connection request messages to the base station. The base station includes, for example, the terminal identifier included in the connection request message received first in the contention resolution message. As a result, the user terminal that first transmitted the connection request message among the plurality of user terminals related to the preamble contention establishes a connection with the base station.
一方で、競合解決メッセージにより指定されないユーザ端末は、ランダムアクセス手順を第1のステップからやり直すことになり、なおかつ2回目のランダムアクセス手順においてもプリアンブル競合が生じ得る。 On the other hand, a user terminal that is not specified by the contention resolution message starts the random access procedure again from the first step, and preamble contention may occur in the second random access procedure.
従って、競合ベース・ランダムアクセス手順は、ユーザ端末が基地局との接続を確立するまでに要する時間(接続処理遅延)が長くなり得る。特に、緊急呼の発信時において、接続処理遅延が長くなることは深刻な問題である。 Accordingly, the contention-based random access procedure can increase the time required for the user terminal to establish a connection with the base station (connection processing delay). In particular, it is a serious problem that the connection processing delay becomes long when an emergency call is made.
そこで、本発明は、競合ベース・ランダムアクセス手順を改善することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to improve the contention based random access procedure.
第1の特徴に係るユーザ端末は、競合ベースのランダムアクセス試行を行うためのランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信する。前記ユーザ端末は、前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信する制御を行う制御部を備える。 The user terminal according to the first feature transmits a random access preamble for performing a contention based random access attempt to the base station. The user terminal includes a control unit that performs control to transmit a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station, triggered by a predetermined event that should increase the success rate of the random access trial.
第2の特徴に係る方法は、競合ベースのランダムアクセス試行を行うためのランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信するユーザ端末における方法である。前記方法は前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信するステップを備える。 The method according to the second feature is a method in a user terminal that transmits a random access preamble for performing a contention based random access attempt to a base station. The method includes a step of transmitting a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station triggered by a predetermined event that should increase a success rate of the random access attempts.
第3の特徴に係るプロセッサは、競合ベースのランダムアクセス試行を行うためのランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信するユーザ端末に備えられる。前記プロセッサは、前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信する処理を行う。 A processor according to a third feature is provided in a user terminal that transmits a random access preamble for performing a contention based random access attempt to a base station. The processor performs a process of transmitting a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station, triggered by a predetermined event that should increase the success rate of the random access attempt.
本発明によれば、競合ベース・ランダムアクセス手順を改善することができる。 According to the present invention, the contention based random access procedure can be improved.
[実施形態の概要]
実施形態に係るユーザ端末は、競合ベースのランダムアクセス試行を行うためのランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信する。前記ユーザ端末は、前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信する制御を行う制御部を備える。
[Outline of Embodiment]
The user terminal according to the embodiment transmits a random access preamble for performing a contention based random access attempt to the base station. The user terminal includes a control unit that performs control to transmit a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station, triggered by a predetermined event that should increase the success rate of the random access trial.
実施形態では、前記所定の事象は、緊急呼の発信である。 In an embodiment, the predetermined event is an outgoing emergency call.
実施形態の変更例1では、前記所定の事象は、前回のランダムアクセス試行の失敗である。 In the first modification of the embodiment, the predetermined event is a failure of the previous random access attempt.
実施形態では、前記複数のランダムアクセスプリアンブルに対応する複数のランダムアクセス応答を前記基地局から受信した場合、前記制御部は、前記複数のランダムアクセス応答に対応する複数の接続要求メッセージを前記基地局に送信する制御を行う。 In the embodiment, when a plurality of random access responses corresponding to the plurality of random access preambles are received from the base station, the control unit sends a plurality of connection request messages corresponding to the plurality of random access responses to the base station. Control to send to.
実施形態では、前記複数の接続要求メッセージの送信後、前記ユーザ端末の端末識別子を指定した複数の競合解決メッセージを前記基地局から受信した場合、前記制御部は、1つの競合解決メッセージに対応する接続を残しつつ、他の競合解決メッセージに対応する接続を解放する制御を行う。 In an embodiment, when a plurality of contention resolution messages specifying terminal identifiers of the user terminals are received from the base station after transmitting the plurality of connection request messages, the control unit corresponds to one contention resolution message. While leaving the connection, control is performed to release the connection corresponding to another contention resolution message.
実施形態の変更例2では、前記複数の接続要求メッセージのうち何れか1つが前記基地局により選択され、かつ前記選択された接続要求メッセージに対する競合解決メッセージを前記基地局から受信した場合、前記制御部は、前記競合解決メッセージに対応する接続を確立する。 In the second modification of the embodiment, when any one of the plurality of connection request messages is selected by the base station and a contention resolution message for the selected connection request message is received from the base station, the control is performed. The unit establishes a connection corresponding to the contention resolution message.
実施形態に係る方法は、競合ベースのランダムアクセス試行を行うためのランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信するユーザ端末における方法である。前記方法は前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信するステップを備える。 The method according to the embodiment is a method in a user terminal that transmits a random access preamble for performing a contention-based random access attempt to a base station. The method includes a step of transmitting a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station triggered by a predetermined event that should increase a success rate of the random access attempts.
実施形態に係るプロセッサは、競合ベースのランダムアクセス試行を行うためのランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信するユーザ端末に備えられる。前記プロセッサは、前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信する処理を行う。 A processor according to an embodiment is provided in a user terminal that transmits a random access preamble for performing a contention-based random access attempt to a base station. The processor performs a process of transmitting a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station, triggered by a predetermined event that should increase the success rate of the random access attempt.
[実施形態]
以下において、本発明をLTEシステムに適用する場合の実施形態を説明する。
[Embodiment]
In the following, an embodiment when the present invention is applied to an LTE system will be described.
(システム構成)
図1は、実施形態に係るLTEシステムの構成図である。実施形態に係るLTEシステムは、パケット交換方式の音声通話(VoLTE:Voice over LTE)をサポートする。
(System configuration)
FIG. 1 is a configuration diagram of an LTE system according to the embodiment. The LTE system according to the embodiment supports packet-switched voice communication (VoLTE: Voice over LTE).
図1に示すように、実施形態に係るLTEシステムは、UE(User Equipment)100、E−UTRAN(Evolved−UMTS Terrestrial Radio Access Network)10、EPC(Evolved Packet Core)20、及びPDN(Packet Data Network)30を備える。 As shown in FIG. 1, the LTE system according to the embodiment includes a UE (User Equipment) 100, an E-UTRAN (Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 10, an EPC (Evolved Packet Core) 20, and a PDN (PackNet). ) 30.
UE100は、ユーザ端末に相当する。UE100は、移動型の通信装置であり、接続先のセル(サービングセル)との無線通信を行う。UE100の構成については後述する。 UE100 is corresponded to a user terminal. The UE 100 is a mobile communication device, and performs wireless communication with a connection destination cell (serving cell). The configuration of the UE 100 will be described later.
E−UTRAN10は、無線アクセスネットワークに相当する。E−UTRAN10は、eNB200(evolved Node−B)を含む。eNB200は、基地局に相当する。eNB200は、X2インターフェイスを介して相互に接続される。eNB200の構成については後述する。
The
eNB200は、1又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したUE100との無線通信を行う。eNB200は、無線リソース管理(RRM)機能、ユーザデータのルーティング機能、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などを有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、UE100との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。
The
EPC20は、コアネットワークに相当する。EPC20は、MME(Mobility Management Entity)/S−GW(Serving−Gateway)300を含む。MMEは、UE100に対する各種モビリティ制御などを行う。S−GWは、ユーザデータの転送制御を行う。MME/S−GW300は、S1インターフェイスを介してeNB200と接続される。また、EPC20は、PCRF(Policy and Charging Rules Function)/P−GW(PDN Gateway)400を含む。PCRFは、QoS制御及び課金制御などを行う。P−GWは、PDN30との接続点であり、ユーザデータの転送制御を行う。
The
PDN30は、IPマルチメディアサービスのためのIMS(IP Multimedia Subsystem)に相当する。PDN30は、SIPを利用した音声通話サービスなどを提供する。
The
図2は、UE100のブロック図である。図2に示すように、UE100は、アンテナ101、無線送受信機110、ユーザインターフェイス120、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機130、バッテリ140、メモリ150、及びプロセッサ160を備える。メモリ150及びプロセッサ160は、制御部を構成する。UE100は、GNSS受信機130を有していなくてもよい。また、メモリ150をプロセッサ160と一体化し、このセット(すなわち、チップセット)をプロセッサ160’としてもよい。
FIG. 2 is a block diagram of the
アンテナ101及び無線送受信機110は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機110は、プロセッサ160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101から送信する。また、無線送受信機110は、アンテナ101が受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換してプロセッサ160に出力する。
The
ユーザインターフェイス120は、UE100を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス120は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ160に出力する。GNSS受信機130は、UE100の地理的な位置を示す位置情報を得るために、GNSS信号を受信して、受信した信号をプロセッサ160に出力する。バッテリ140は、UE100の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。
The
メモリ150は、プロセッサ160により実行されるプログラム、及びプロセッサ160による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ160は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ150に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、を含む。プロセッサ160は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ160は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
The
図3は、eNB200のブロック図である。図3に示すように、eNB200は、アンテナ201、無線送受信機210、ネットワークインターフェイス220、メモリ230、及びプロセッサ240を備える。
FIG. 3 is a block diagram of the
アンテナ201及び無線送受信機210は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機210は、プロセッサ240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201から送信する。また、無線送受信機210は、アンテナ201が受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換してプロセッサ240に出力する。
The
ネットワークインターフェイス220は、X2インターフェイスを介して隣接eNB200と接続され、S1インターフェイスを介してMME/S−GW300と接続される。ネットワークインターフェイス220は、X2インターフェイス上で行う通信及びS1インターフェイス上で行う通信に用いられる。
The
メモリ230は、プロセッサ240により実行されるプログラム、及びプロセッサ240による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ240は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ230に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うCPUと、を含む。プロセッサ240は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
The
図4は、LTEシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図4に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、OSI参照モデルの第1層乃至第3層に区分されており、第1層は物理(PHY)層である。第2層は、MAC(Media Access Control)層、RLC(Radio Link Control)層、及びPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層を含む。第3層は、RRC(Radio Resource Control)層を含む。 FIG. 4 is a protocol stack diagram of a radio interface in the LTE system. As shown in FIG. 4, the radio interface protocol is divided into the first to third layers of the OSI reference model, and the first layer is a physical (PHY) layer. The second layer includes a MAC (Media Access Control) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, and a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer. The third layer includes an RRC (Radio Resource Control) layer.
物理層は、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の物理層とeNB200の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。 The physical layer performs encoding / decoding, modulation / demodulation, antenna mapping / demapping, and resource mapping / demapping. Between the physical layer of UE100 and the physical layer of eNB200, user data and a control signal are transmitted via a physical channel.
MAC層は、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RRC接続確立時のランダムアクセス手順などを行う。UE100のMAC層とeNB200のMAC層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。eNB200のMAC層は、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)及びUE100への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。ランダムアクセス手順の詳細については後述する。
The MAC layer performs data priority control, retransmission processing by hybrid ARQ (HARQ), random access procedure at the time of establishing RRC connection, and the like. Between the MAC layer of the
RLC層は、MAC層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のRLC層に伝送する。UE100のRLC層とeNB200のRLC層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。
The RLC layer transmits data to the RLC layer on the receiving side using the functions of the MAC layer and the physical layer. Between the RLC layer of the
PDCP層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。 The PDCP layer performs header compression / decompression and encryption / decryption.
RRC層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。UE100のRRC層とeNB200のRRC層との間では、各種設定のための制御信号(RRCメッセージ)が伝送される。RRC層は、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eNB200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であり、そうでない場合、UE100はRRCアイドル状態である。
The RRC layer is defined only in the control plane that handles control signals. Control signals (RRC messages) for various settings are transmitted between the RRC layer of the
RRC層の上位に位置するNAS(Non−Access Stratum)層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。 A NAS (Non-Access Stratum) layer located above the RRC layer performs session management, mobility management, and the like.
図5は、LTEシステムで使用される無線フレームの構成図である。LTEシステムは、下りリンクにはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)、上りリンクにはSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)がそれぞれ適用される。 FIG. 5 is a configuration diagram of a radio frame used in the LTE system. In the LTE system, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) is applied to the downlink and SC-FDMA (Single Carrier Frequency Multiple Access) is applied to the uplink.
図5に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ10個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ2個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは1msであり、各スロットの長さは0.5msである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック(RB)を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。UE100に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム(又はスロット)により特定できる。
As shown in FIG. 5, the radio frame is composed of 10 subframes arranged in the time direction. Each subframe is composed of two slots arranged in the time direction. The length of each subframe is 1 ms, and the length of each slot is 0.5 ms. Each subframe includes a plurality of resource blocks (RB) in the frequency direction and includes a plurality of symbols in the time direction. Each resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency direction. Among radio resources allocated to the
下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル(PDCCH)として使用される領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル(PDSCH)として使用できる領域である。 In the downlink, the section of the first few symbols of each subframe is an area mainly used as a physical downlink control channel (PDCCH) for transmitting a control signal. The remaining section of each subframe is an area that can be used as a physical downlink shared channel (PDSCH) mainly for transmitting user data.
上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル(PUCCH)として使用される領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央の6リソースブロックは、ランダムアクセスプリアンブルを伝送するための物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)として使用できる領域である。各サブフレームにおける他の部分は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル(PUSCH)として使用できる領域である。 In the uplink, both ends in the frequency direction in each subframe are regions used mainly as physical uplink control channels (PUCCH) for transmitting control signals. Also, the 6 resource blocks in the center in the frequency direction in each subframe are areas that can be used as physical random access channels (PRACH) for transmitting random access preambles. The other part in each subframe is an area that can be used mainly as a physical uplink shared channel (PUSCH) for transmitting user data.
(競合ベース・ランダムアクセス手順)
UE100は、eNB200とのRRC接続の確立に先立ち、MAC層においてeNB200へのランダムアクセスを行う。
(Contention based random access procedure)
Prior to establishing an RRC connection with the
図6は、競合ベース・ランダムアクセス手順を示すシーケンス図である。競合ベース・ランダムアクセス手順は、非競合ベース・ランダムアクセス手順を利用できない場合に利用され、以下の4つのステップ(ステップS1乃至S4)からなる。 FIG. 6 is a sequence diagram showing a contention based random access procedure. The contention based random access procedure is used when the non-contention based random access procedure cannot be used, and includes the following four steps (steps S1 to S4).
図6に示すように、ステップS1において、UE100は、競合ベースのランダムアクセス試行に利用可能なプリアンブル系列群の中から何れかのプリアンブル系列をランダムに選択する。競合ベースのランダムアクセス試行に利用可能なプリアンブル系列群の情報は、eNB200がブロードキャストするシステム情報に含まれている。UE100は、RACH(Random Access Channel)により、選択したプリアンブル系列によりランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)をeNB200に送信する。ランダムアクセスプリアンブルは、当該UE100の識別子(端末識別子)を含まない。
As shown in FIG. 6, in step S1, the
ステップS2において、ランダムアクセスプリアンブルを受信したeNB200は、ランダムアクセス応答(Random Access Response)をUE100に送信する。ここで、eNB200は、UE100から受信したランダムアクセスプリアンブルに基づいて、UE100との間の上りリンク遅延を推定する。また、eNB200は、UE100に割り当てる無線リソースを決定する。ランダムアクセス応答は、遅延推定の結果に基づくタイミング補正値、決定した割当て無線リソースの情報、及びUE100から受信したプリアンブル系列の識別子(プリアンブル識別子)などを含む。
In step S <b> 2, the
ステップS3において、ランダムアクセスプリアンブルに対応するプリアンブル識別子を含んだランダムアクセス応答を受信したUE100は、接続要求メッセージ(RRC Connection Request)をeNB200に送信する。接続要求メッセージは、RRC層で送受信されるメッセージであって、メッセージ3(Msg3)或いはScheduled Transmissionと称されることもある。接続要求メッセージは、端末識別子を含む。端末識別子は、UEごとにユニークなTMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)である。
In step S3, the
ステップS4において、接続要求メッセージを受信したeNB200は、競合解決メッセージ(Contention Resolution)をUE100に送信する。競合解決メッセージは、RRC層で送受信されるメッセージであって、メッセージ4(Msg4)と称されることもある。競合解決メッセージは、eNB200が受信した接続要求メッセージに含まれる端末識別子を含む。具体的には、競合解決メッセージは、接続要求メッセージそのものを競合解決IDとして含んでいる。UE100は、自身が送信した接続要求メッセージ(競合解決ID)を含んだ競合解決メッセージを受信することにより、ランダムアクセス手順が完了したと判断する。
In step S4, the
上述した競合ベース・ランダムアクセス手順では、複数のUE100が同じプリアンブル系列によりランダムアクセスプリアンブルを送信し得る。このような状況は、プリアンブル競合(或いはプリアンブル衝突)と称される。
In the contention-based random access procedure described above, a plurality of
この場合、プリアンブル競合に係る複数のUE100は、eNB200から送信された1つのランダムアクセス応答に反応し、複数の接続要求メッセージをeNB200に送信する。eNB200は、例えば最初に受信した接続要求メッセージに含まれる端末識別子を競合解決メッセージに含める。その結果、プリアンブル競合に係る複数のUE100のうち、最初に接続要求メッセージを送信したUE100がeNB200との接続を確立する。
In this case, the plurality of
一方で、競合解決メッセージにより指定されないUE100、すなわち、正常に競合解決メッセージを受信できないUE100は、所定時間(「バックオフ時間」と称される)の経過後に、ランダムアクセス手順をステップS1からやり直すことになる。また、2回目のランダムアクセス手順においてもプリアンブル競合が生じ得る。従って、競合ベース・ランダムアクセス手順は、UE100がeNB200との接続を確立するまでに要する時間(すなわち、接続処理遅延)が長くなり得る。特に、VoLTEによる緊急呼(以下、「VoLTE緊急呼」という)の発信時において、接続処理遅延が長くなることは深刻な問題である。
On the other hand, the
(実施形態に係る動作)
次に、実施形態に係る動作について説明する。
(Operation according to the embodiment)
Next, operations according to the embodiment will be described.
(1)動作概要
図7は、実施形態に係る動作概要を説明するための図である。
(1) Operation Overview FIG. 7 is a diagram for explaining an operation overview according to the embodiment.
図7に示すように、eNB200のカバレッジエリア内に、RRCアイドル状態にある複数のUE(UE100−1乃至100−3)が位置しており、複数のUE100が競合ベース・ランダムアクセス手順をeNB200に対して一斉に行う状況を想定する。UE100−1は、警察、消防、又は救急などの機関(緊急呼受理機関)に設けられた着信側端末に対するVoLTE緊急呼を発信しようとするUEである。UE100−2及び100−3は、VoLTE緊急呼以外の通信を行おうとするUEである。
As shown in FIG. 7, a plurality of UEs (UEs 100-1 to 100-3) in an RRC idle state are located within the coverage area of the
UE100−1乃至100−3のそれぞれは、競合ベースのランダムアクセス試行を行うためのランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信する。UE100−1は、ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信する。実施形態では、ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象は、VoLTE緊急呼の発信である。
Each of the UEs 100-1 to 100-3 transmits a random access preamble for performing a contention based random access attempt to the
VoLTE緊急呼を発信しようとするUE100−1は、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信する。これに対し、VoLTE緊急呼以外の通信を行おうとするUE100−2及び100−3それぞれは、1つのランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信する。
UE100-1 which is going to transmit a VoLTE emergency call transmits several random access preambles from which a preamble series differs to eNB200. On the other hand, each of the UEs 100-2 and 100-3 trying to perform communication other than the VoLTE emergency call transmits one random access preamble to the
このように、UE100−1が複数のランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信することにより、当該複数のランダムアクセスプリアンブルの一部がUE100−2及び100−3と競合した場合であっても、他のランダムアクセスプリアンブルはUE100−2及び100−3と競合しない。よって、UE100−1は、当該他のランダムアクセスプリアンブルによりeNB200とのRRC接続を確立することができる。従って、VoLTE緊急呼を発信しようとするUE100−1の接続処理遅延が長くなることを防止することができる。
In this way, the UE 100-1 transmits a plurality of random access preambles to the
実施形態では、UE100−1は、複数のランダムアクセスプリアンブルに対応する複数のランダムアクセス応答をeNB200から受信した場合に、複数のランダムアクセス応答に対応する複数の接続要求メッセージをeNB200に送信する。UE100−1は、競合解決メッセージを正常に受信するまではランダムアクセス手順の成否を判断できないため、複数のランダムアクセス応答をeNB200から受信した場合には複数の接続要求メッセージを送信する必要がある。
In the embodiment, when receiving a plurality of random access responses corresponding to a plurality of random access preambles from the
実施形態では、UE100−1は、複数の接続要求メッセージの送信後、UE100−1の端末識別子を指定した複数の競合解決メッセージをeNB200から受信した場合に、1つの競合解決メッセージに対応する接続を残しつつ、他の競合解決メッセージに対応する接続を解放する。現行仕様では、1つのUE100が複数のRRC接続を同時に確立することは想定されていないため、1つの競合解決メッセージに対応する接続のみを残すことにより、予期せぬエラーの発生を防止することができる。
In the embodiment, when the UE 100-1 receives a plurality of contention resolution messages specifying the terminal identifier of the UE 100-1 from the
(2)動作フロー
図8は、実施形態に係るUE100の動作フローを示すフロー図である。本フローの初期状態において、UE100はRRCアイドル状態であると仮定する。
(2) Operation Flow FIG. 8 is a flowchart showing an operation flow of the
図8に示すように、ステップS101において、UE100のプロセッサ160は、ユーザインターフェイス120に対する緊急呼発信操作があったか否かを判定する。緊急呼発信操作が無い場合(ステップS101;NO)、ステップS102において、プロセッサ160は、通常の動作を行う。
As illustrated in FIG. 8, in step S <b> 101, the
緊急呼発信操作があった場合(ステップS101;YES)、ステップS103において、プロセッサ160は、複数のランダムアクセスプリアンブルを使用した競合ベース・ランダムアクセス手順を行う。当該競合ベース・ランダムアクセス手順のシーケンスについては後述する。
If there is an emergency call transmission operation (step S101; YES), in step S103, the
ステップS104において、プロセッサ160は、複数のランダムアクセスプリアンブルを使用した競合ベース・ランダムアクセス手順により複数のRRC接続が確立されたか否かを判定する。複数のRRC接続が確立された場合(ステップS104;YES)、ステップS105において、プロセッサ160は、1つのRRC接続を残しつつ、他のRRC接続を解放する。
In step S104, the
ステップS106において、プロセッサ160は、確立したRRC接続を用いてVoLTE緊急呼を発信する。そして、ステップS107において、プロセッサ160は、VoLTE緊急呼の発信により呼接続(セッション)が確立されると、確立した呼接続を用いて音声データの送受信を行う。
At step S106, the
(2)動作フロー
図9は、実施形態に係る動作シーケンスを示すシーケンス図である。ここでは、上述した動作シーケンスとの相違点を主として説明する。
(2) Operation Flow FIG. 9 is a sequence diagram showing an operation sequence according to the embodiment. Here, differences from the above-described operation sequence will be mainly described.
図9に示すように、ステップS11において、UE100−1は、緊急呼発信操作を受け付ける。 As shown in FIG. 9, in step S11, the UE 100-1 accepts an emergency call transmission operation.
ステップS12において、UE100−1は、緊急呼発信操作をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信する。例えば、UE100−1は、競合ベースのランダムアクセス試行に利用可能なプリアンブル系列群の中から複数のプリアンブル系列をランダムに選択し、選択した複数のプリアンブル系列により複数のランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信する。
In step S12, the UE 100-1 transmits a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the
図9では、UE100−1が、プリアンブル系列Aを使用した第1のランダムアクセスプリアンブル(ステップS12−1)、プリアンブル系列Bを使用した第2のランダムアクセスプリアンブル(ステップS12−2)、及びプリアンブル系列Cを使用した第3のランダムアクセスプリアンブル(ステップS12−3)を連続的にeNB200に送信するケースを例示している。これらの複数のランダムアクセスプリアンブルの送信間隔は、予め規定されていてもよく、UE100−1がランダムに選択してもよい。 In FIG. 9, the UE 100-1 uses the first random access preamble (step S12-1) using the preamble sequence A, the second random access preamble (step S12-2) using the preamble sequence B, and the preamble sequence. The case where the 3rd random access preamble (step S12-3) using C is continuously transmitted to eNB200 is illustrated. The transmission intervals of these multiple random access preambles may be defined in advance, or may be selected randomly by the UE 100-1.
ここでは、プリアンブル系列Bを使用した第2のランダムアクセスプリアンブルが他のUE(UE100−2又はUE100−3)が送信するランダムアクセスプリアンブルと競合したと仮定して説明を進める。 Here, the description will be made assuming that the second random access preamble using the preamble sequence B competes with a random access preamble transmitted by another UE (UE 100-2 or UE 100-3).
ステップS13において、UE100−1からの複数のランダムアクセスプリアンブルを受信したeNB200は、当該複数のランダムアクセスプリアンブルに対する複数のランダムアクセス応答をUE100−1に送信する。図9では、eNB200が、第1のランダムアクセスプリアンブルに対する第1のランダムアクセス応答(ステップS13−1)、第2のランダムアクセスプリアンブルに対する第2のランダムアクセス応答(ステップS13−2)、及び第3のランダムアクセスプリアンブルに対する第3のランダムアクセス応答(ステップS13−3)をUE100−1に送信するケースを例示している。
In step S13, the
ステップS14において、eNB200からの複数のランダムアクセス応答を受信したUE100−1は、当該複数のランダムアクセス応答に対応する複数の接続要求メッセージ(Msg3)をeNB200に送信する。図9では、UE100−1が、第1のランダムアクセス応答に対応する第1の接続要求メッセージ(ステップS14−1)、第2のランダムアクセス応答に対応する第2の接続要求メッセージ(ステップS14−2)、及び第3のランダムアクセス応答に対応する第3の接続要求メッセージ(ステップS14−3)をeNB200に送信するケースを例示している。
In step S14, the UE 100-1 that has received a plurality of random access responses from the
ここで、プリアンブル系列Bを使用した第2のランダムアクセスプリアンブルが他のUEが送信するランダムアクセスプリアンブルと競合しており、かつeNB200が当該他のUEからの接続要求メッセージを先に受信したことにより、第2の接続要求メッセージがeNB200により選択されないと仮定して説明を進める。ここで、第2のランダムアクセスプリアンブルが他のUEが送信するランダムアクセスプリアンブルと競合することは、第2のランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列Bと他のUEが送信するランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列とが同一の系列である場合に発生する。
Here, the second random access preamble using the preamble sequence B is competing with the random access preamble transmitted by the other UE, and the
ステップS15において、UE100−1からの複数の接続要求メッセージを受信したeNB200は、当該複数の接続要求メッセージのうち、競合が生じていないランダムアクセスプリアンブルに対応する接続要求メッセージに対する競合解決メッセージ(Msg4)をUE100−1に送信する。図9では、eNB200が、第2の接続要求メッセージに対する第2の競合解決メッセージを送信することなく、第1の接続要求メッセージに対する第1の競合解決メッセージ(ステップS15−1)及び第3の接続要求メッセージに対する第3の競合解決メッセージ(ステップS15−3)をUE100−1に送信するケースを例示している。
In step S15, the
ステップS16において、UE100−1は、自身が送信した接続要求メッセージを含む競合解決メッセージを受信し、当該競合解決メッセージに対応するRRC接続をeNB200と確立する。図9では、UE100−1が、第1の競合解決メッセージに対応する第1のRRC接続及び第3の競合解決メッセージに対応する第3のRRC接続をeNB200と確立する。
In step S <b> 16, the UE 100-1 receives the contention resolution message including the connection request message transmitted by itself, and establishes an RRC connection corresponding to the contention resolution message with the
ステップS17において、UE100−1は、確立した複数のRRC接続のうち、1つのRRC接続を残しつつ、他のRRC接続を解放する。解放するRRC接続の選択ルールについては、例えば後に確立したRRC接続を解放するルールとするか若しくは受信した競合解決メッセージの品質(受信電界強度等)が悪い方のRRC接続を解放するルールとすることができる。図9では、UE100−1が、第1のRRC接続を残しつつ、第3のRRC接続を解放するケースを例示している。 In step S <b> 17, the UE 100-1 releases the other RRC connection while leaving one RRC connection among the plurality of established RRC connections. As a rule for selecting an RRC connection to be released, for example, a rule for releasing an RRC connection established later or a rule for releasing an RRC connection having a lower quality (reception field strength, etc.) of a received contention resolution message is used. Can do. FIG. 9 illustrates a case where the UE 100-1 releases the third RRC connection while leaving the first RRC connection.
ステップS18において、UE100−1は、確立したRRC接続(第1のRRC接続)を用いてVoLTE緊急呼を発信する。 In step S18, the UE 100-1 transmits a VoLTE emergency call using the established RRC connection (first RRC connection).
(実施形態のまとめ)
上述したように、VoLTE緊急呼を発信しようとするUE100−1が複数のランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信することにより、当該複数のランダムアクセスプリアンブルの一部が他のUEと競合した場合であっても、他のランダムアクセスプリアンブルは他のUEと競合しない。よって、UE100−1は、当該他のランダムアクセスプリアンブルによりeNB200とのRRC接続を確立することができる。従って、UE100−1の接続処理遅延が長くなることを防止することができる。
(Summary of embodiment)
As described above, when the UE 100-1 attempting to make a VoLTE emergency call transmits a plurality of random access preambles to the
[変更例1]
上述した実施形態では、複数のランダムアクセスプリアンブルを送信するトリガとなる所定の事象は、VoLTE緊急呼の発信であった。しかしながら、複数のランダムアクセスプリアンブルを送信するトリガは、VoLTE緊急呼の発信に限らず、他の事象であってもよい。また、送信するランダムアクセスプリアンブルの数は、発信の重要性に応じて変更してもよい。例えば、発信先が緊急機関(警察等)の場合には、送信するランダムアクセスプリアンブルの数は3、次に、発信先が重要な相手先としてメモリ150に登録されている宛先の場合、送信するランダムアクセスプリアンブルの数は2、次に、発信先が緊急機関(警察等)でもなく、重要な相手先として登録されている宛先でもない場合、送信するランダムアクセスプリアンブルの数は1としてもよい。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, the predetermined event serving as a trigger for transmitting a plurality of random access preambles is a VoLTE emergency call. However, the trigger for transmitting a plurality of random access preambles is not limited to the transmission of a VoLTE emergency call, but may be other events. The number of random access preambles to be transmitted may be changed according to the importance of transmission. For example, when the destination is an emergency organization (such as the police), the number of random access preambles to be transmitted is 3, and then when the destination is a destination registered in the
実施形態の変更例1では、複数のランダムアクセスプリアンブルを送信するトリガとなる所定の事象は、前回のランダムアクセス試行の失敗である。すなわち、UE100は、前回のランダムアクセス手順が失敗に終わり、改めてランダムアクセス手順を行うことをトリガとして、上述した実施形態と同様に複数のランダムアクセスプリアンブルをeNB200に送信する。これにより、改めて行うランダムアクセス試行の成功率を高めることができるため、接続処理遅延が長くなることを防止することができる。
In the first modification of the embodiment, the predetermined event serving as a trigger for transmitting a plurality of random access preambles is a failure of the previous random access attempt. That is, the
なお、実施形態の変更例1では、ランダムアクセス手順が連続して失敗した回数の増加に応じて、送信するランダムアクセスプリアンブルの数を増加させてもよい。例えば、1回目のランダムアクセス手順が失敗に終わり、2回目のランダムアクセス手順を行う際には2つのランダムアクセスプリアンブルを送信する。そして、2回目のランダムアクセス手順も失敗に終わり、3回目のランダムアクセス手順を行う際には3つのランダムアクセスプリアンブルを送信する。これにより、ランダムアクセス試行の成功率を段階的に高めることができる。また、ここで、1つずつランダムアクセスプリアンブルを増加させるのに代えて、発信先に応じた倍率(例えば2倍等)に応じてランダムアクセスプリアンブルを増加させてもよい。 In the first modification of the embodiment, the number of random access preambles to be transmitted may be increased according to an increase in the number of times the random access procedure has failed continuously. For example, the first random access procedure fails and two random access preambles are transmitted when the second random access procedure is performed. Then, the second random access procedure also fails, and three random access preambles are transmitted when the third random access procedure is performed. Thereby, the success rate of a random access trial can be raised in steps. Here, instead of increasing the random access preamble one by one, the random access preamble may be increased in accordance with a magnification (for example, two times) according to the destination.
[変更例2]
上述した実施形態では、eNB200は、同一の端末識別子を含んだ複数の接続要求メッセージを受信した場合に、当該複数の接続要求メッセージに対する複数の競合解決メッセージを送信していた。
[Modification 2]
In the embodiment described above, when receiving a plurality of connection request messages including the same terminal identifier, the
しかしながら、eNB200は、同一の端末識別子を含んだ複数の接続要求メッセージを受信した場合に、当該複数の接続要求メッセージのうち1つを選択し、選択した接続要求メッセージに対する競合解決メッセージを送信してもよい。
However, when the
実施形態の変更例2では、UE100は、複数の接続要求メッセージのうち何れか1つがeNB200により選択され、かつ選択された接続要求メッセージに対する競合解決メッセージをeNB200から受信した場合、UE100は、当該競合解決メッセージに対応する接続のみを確立する。これにより、UE100が複数のRRC接続を確立することを未然に回避することができる。
In the second modification of the embodiment, when any one of the plurality of connection request messages is selected by the
[その他の実施形態]
上述した実施形態では、UE100−1とeNB200との間に複数のRRC接続を確立・維持しないケースを例示したが、UE100−1とeNB200との間に複数のRRC接続を確立・維持できるよう仕様変更がなされれば、UE100−1とeNB200との間に複数のRRC接続を確立・維持してもよい。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, a case where a plurality of RRC connections are not established / maintained between the UE 100-1 and the
また、上述した実施形態では、本発明をLTEシステムに適用するケースを主として説明したが、LTEシステムに限定されるものではなく、LTEシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the LTE system is mainly described. However, the present invention is not limited to the LTE system, and the present invention may be applied to a system other than the LTE system.
10…E−UTRAN、20…EPC、30…PDN、100…UE、101…アンテナ、110…無線送受信機、120…ユーザインターフェイス、130…GNSS受信機、140…バッテリ、150…メモリ、160…プロセッサ、200…eNB、201…アンテナ、210…無線送受信機、220…ネットワークインターフェイス、230…メモリ、240…プロセッサ、300…MME/S−GW、400…PCRF/P−GW
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信する制御を行う制御部を備え、
前記複数のランダムアクセスプリアンブルに対応する複数のランダムアクセス応答を前記基地局から受信した場合、前記制御部は、前記複数のランダムアクセス応答に対応する複数の接続要求メッセージを前記基地局に送信する制御を行うことを特徴とするユーザ端末。 A user terminal that transmits a random access preamble for performing contention based random access attempts to a base station,
A control unit that performs control to transmit a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station using a predetermined event that should increase the success rate of the random access trial as a trigger ,
When a plurality of random access responses corresponding to the plurality of random access preambles are received from the base station, the control unit transmits a plurality of connection request messages corresponding to the plurality of random access responses to the base station The user terminal characterized by performing .
前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信するステップと、
前記複数のランダムアクセスプリアンブルに対応する複数のランダムアクセス応答を前記基地局から受信した場合、前記複数のランダムアクセス応答に対応する複数の接続要求メッセージを前記基地局に送信するステップと、を備えることを特徴とする方法。 A method in a user terminal for transmitting a random access preamble to a base station for performing contention based random access attempts, comprising:
Sending a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station triggered by a predetermined event that should increase the success rate of the random access attempts ;
Transmitting a plurality of connection request messages corresponding to the plurality of random access responses to the base station when receiving a plurality of random access responses corresponding to the plurality of random access preambles from the base station. A method characterized by.
前記ランダムアクセス試行の成功率を高めるべき所定の事象をトリガとして、プリアンブル系列が異なる複数のランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に送信する処理と、
前記複数のランダムアクセスプリアンブルに対応する複数のランダムアクセス応答を前記基地局から受信した場合、前記複数のランダムアクセス応答に対応する複数の接続要求メッセージを前記基地局に送信する処理と、を行うことを特徴とするプロセッサ。 A processor provided in a user terminal that transmits a random access preamble for performing a contention based random access attempt to a base station,
A process of transmitting a plurality of random access preambles having different preamble sequences to the base station, triggered by a predetermined event that should increase the success rate of the random access trial ,
When a plurality of random access responses corresponding to the plurality of random access preambles are received from the base station, a process of transmitting a plurality of connection request messages corresponding to the plurality of random access responses to the base station is performed. Processor.
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