JP7218434B2

JP7218434B2 - 通信制御方法及びユーザ装置

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Publication number: JP7218434B2
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Authority: JP
Inventors: 真人藤代
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Publication date: 2023-02-06
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Description

本開示は、移動通信システムに用いる通信制御方法及びユーザ装置に関する。

従来、３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）のＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）において、免許が必要な周波数帯であるライセンスバンドと免許不要な周波数帯であるアンライセンスバンドとを併用してＬＴＥ通信を行うＬＡＡ（Ｌｉｃｅｎｓｅ－ＡｓｓｉｓｔｅｄＡｃｃｅｓｓ）が規定されている。なお、アンライセンスバンドは、Ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍと呼ばれることもある。

近年、第５世代（５Ｇ）の無線アクセス技術に位置付けられるＮＲ（ＮｅｗＲａｄｉｏ）の標準化が３ＧＰＰにおいて進められている。現状のＮＲの仕様には、アンライセンスバンドを用いる仕組みが規定されていないが、ＮＲ通信においてアンライセンスバンドを用いる技術であるＮＲ－Ｕを導入するための議論が３ＧＰＰにおいて開始されている。

ＮＲ－Ｕにおいては、アンライセンスバンドをライセンスバンドと併用せずにアンライセンスバンドを単独で用いることが可能になると想定される。このような想定下においては、ＬＡＡには無い新たな機能が必要になると考えられる。

３ＧＰＰ寄書「ＲＰ－１８２８９４」，２０１８年１２月

第１の態様に係る通信制御方法は、ユーザ装置において実行される方法である。前記通信制御方法は、送信前のＬＢＴが必要とされるアンライセンスバンドで運用される基地局に対してランダムアクセスプロシージャを行う際に、前記基地局にメッセージを送信した後、前記メッセージに対する応答を前記基地局から受信することと、前記応答を受信する前に前記メッセージを送信可能な送信機会の数を制御することとを有する。前記送信機会の数を制御することは、前記ＬＢＴの失敗によりｎ回目（ｎ≧１）のランダムアクセスプロシージャに失敗した場合、（ｎ＋１）回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会を、前記ｎ回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会よりも増加させることを有する。

第２の態様に係るユーザ装置は、送信前のＬＢＴが必要とされるアンライセンスバンドで運用される基地局に対してランダムアクセスプロシージャを行う装置である。前記ユーザ装置は、前記基地局にメッセージを送信した後、前記メッセージに対する応答を前記基地局から受信する送受信部と、前記応答を受信する前に前記メッセージを送信可能な送信機会の数を制御する制御部とを有する。前記制御部は、前記ＬＢＴの失敗によりｎ回目（ｎ≧１）のランダムアクセスプロシージャに失敗した場合、（ｎ＋１）回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会を、前記ｎ回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会よりも増加させる。

一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。一実施形態に係るユーザ装置の構成を示す図である。一実施形態に係る基地局の構成を示す図である。一実施形態に係るユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。一実施形態に係る制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。４ステップランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。一実施形態に係るユーザ装置の動作を示す図である。一実施形態に係るランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。一実施形態に係るランダムアクセスプロシージャの他の例を示す図である。一実施形態に係る複数の送信機会の一例を示す図である。一実施形態に係る複数の送信機会の他の例を示す図である。２ステップのランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。

アンライセンスバンドで運用される基地局に対してユーザ装置がランダムアクセスプロシージャを行う場合、ＬＢＴ（ＬｉｓｔｅｎＢｅｆｏｒｅＴａｌｋ）の失敗によりランダムアクセスプロシージャに失敗し、ユーザ装置が基地局にアクセス不能になりうるという問題がある。

そこで、本開示は、アンライセンスバンドで運用される基地局に対するランダムアクセスプロシージャを成功しやすくする。

図面を参照しながら、実施形態に係る移動通信システムについて説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（移動通信システムの構成）
まず、一実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。一実施形態に係る移動通信システムは３ＧＰＰの５Ｇシステムであるが、移動通信システムには、ＬＴＥが少なくとも部分的に適用されてもよい。

図１は、一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。

図１に示すように、移動通信システムは、ユーザ装置（ＵＥ：ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、５Ｇの無線アクセスネットワーク（ＮＧ－ＲＡＮ：ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）１０と、５Ｇのコアネットワーク（５ＧＣ：５ＧＣｏｒｅＮｅｔｗｏｒｋ）２０とを有する。

ＵＥ１００は、移動可能な装置である。ＵＥ１００は、ユーザにより利用される装置であればどのような装置であってもよい。例えば、ＵＥ１００は、携帯電話端末（スマートフォンを含む）、タブレット端末、ノートＰＣ、通信モジュール（通信カード又はチップセットを含む）、センサ若しくはセンサに設けられる装置、車両若しくは車両に設けられる装置（ＶｅｈｉｃｌｅＵＥ）、又は飛行体若しくは飛行体に設けられる装置（ＡｅｒｉａｌＵＥ）である。

ＮＧ－ＲＡＮ１０は、基地局（５Ｇシステムにおいて「ｇＮＢ」と呼ばれる）２００を含む。ｇＮＢ２００は、ＮＧ－ＲＡＮノードと呼ばれることもある。ｇＮＢ２００は、基地局間インターフェイスであるＸｎインターフェイスを介して相互に接続される。ｇＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理する。ｇＮＢ２００は、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｇＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータ（以下、単に「データ」という）のルーティング機能、及び／又はモビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能等を有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として用いられる。「セル」は、ＵＥ１００との無線通信を行う機能又はリソースを示す用語としても用いられる。１つのセルは１つのキャリア周波数に属する。

なお、ｇＮＢがＬＴＥのコアネットワークであるＥＰＣ（ＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＣｏｒｅ）に接続されてもよいし、ＬＴＥの基地局が５ＧＣに接続されてもよい。また、ＬＴＥの基地局とｇＮＢとが基地局間インターフェイスを介して接続されてもよい。

５ＧＣ２０は、ＡＭＦ（ＡｃｃｅｓｓａｎｄＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＦｕｎｃｔｉｏｎ）及びＵＰＦ（ＵｓｅｒＰｌａｎｅＦｕｎｃｔｉｏｎ）３００を含む。ＡＭＦは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行う。ＡＭＦは、ＮＡＳ（Ｎｏｎ－ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ）シグナリングを用いてＵＥ１００と通信することにより、ＵＥ１００が在圏するエリアの情報を管理する。ＵＰＦは、データの転送制御を行う。ＡＭＦ及びＵＰＦは、基地局－コアネットワーク間インターフェイスであるＮＧインターフェイスを介してｇＮＢ２００と接続される。

図２は、ＵＥ１００（ユーザ装置）の構成を示す図である。

図２に示すように、ＵＥ１００は、受信部１１０、送信部１２０、及び制御部１３０を備える。受信部１１０及び送信部１２０は、送受信部を構成する。

受信部１１０は、制御部１３０の制御下で各種の受信を行う。受信部１１０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部１３０に出力する。

送信部１２０は、制御部１３０の制御下で各種の送信を行う。送信部１２０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部１３０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から送信する。

制御部１３０は、ＵＥ１００における各種の制御を行う。制御部１３０は、少なくとも１つのプロセッサと、プロセッサと電気的に接続された少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。

図３は、ｇＮＢ２００（基地局）の構成を示す図である。

図３に示すように、ｇＮＢ２００は、送信部２１０、受信部２２０、制御部２３０、及びバックホール通信部２４０を備える。

送信部２１０は、制御部２３０の制御下で各種の送信を行う。送信部２１０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部２３０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から送信する。

受信部２２０は、制御部２３０の制御下で各種の受信を行う。受信部２２０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部２３０に出力する。

制御部２３０は、ｇＮＢ２００における各種の制御を行う。制御部２３０は、少なくとも１つのプロセッサと、プロセッサと電気的に接続された少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵと、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。

バックホール通信部２４０は、基地局間インターフェイスを介して隣接基地局と接続される。バックホール通信部２４０は、基地局－コアネットワーク間インターフェイスを介してＡＭＦ／ＵＰＦ３００と接続される。なお、ｇＮＢは、ＣＵ（ＣｅｎｔｒａｌＵｎｉｔ）とＤＵ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＵｎｉｔ）とで構成され（すなわち、機能分割され）、両ユニット間がＦ１インターフェイスで接続されてもよい。

図４は、データを取り扱うユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。

図４に示すように、ユーザプレーンの無線インターフェイスプロトコルは、物理（ＰＨＹ）レイヤと、ＭＡＣ（ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、ＳＤＡＰ（ＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＡｄａｐｔａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤとを有する。

ＰＨＹレイヤは、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ＰＨＹレイヤとｇＮＢ２００のＰＨＹレイヤとの間では、物理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。

ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理、及びランダムアクセスプロシージャ等を行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｇＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。ｇＮＢ２００のＭＡＣレイヤはスケジューラを含む。スケジューラは、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（ＭＣＳ））及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定する。

ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及びＰＨＹレイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｇＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。

ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＳＤＡＰレイヤは、コアネットワークがＱｏＳ制御を行う単位であるＩＰフローとＡＳ（ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ）がＱｏＳ制御を行う単位である無線ベアラとのマッピングを行う。なお、ＲＡＮがＥＰＣに接続される場合は、ＳＤＡＰが無くてもよい。

図５は、シグナリング（制御信号）を取り扱う制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。

図５に示すように、制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックは、図４に示したＳＤＡＰレイヤに代えて、ＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ）レイヤ及びＮＡＳ（Ｎｏｎ－ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ）レイヤを有する。

ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｇＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のためのＲＲＣシグナリングが伝送される。ＲＲＣレイヤは、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ｇＮＢ２００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にある。ＵＥ１００のＲＲＣとｇＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドル状態にある。また、ＲＲＣ接続が中断（サスペンド）されている場合、ＵＥ１００はＲＲＣインアクティブ状態にある。

ＲＲＣコネクティッド状態及びＲＲＣインアクティブ状態はＵＥ１００のＲＲＣ接続が確立されている状態である。但し、ＲＲＣインアクティブ状態は、確立されたＲＲＣ接続が中断（サスペンド）されている状態である。具体的には、ＲＲＣインアクティブ状態においては、ＵＥ１００のコンテキスト情報がｇＮＢ２００及びＵＥ１００において保持されるため、保持されたコンテキスト情報を用いて円滑にＲＲＣコネクティッド状態に遷移可能である。ＲＲＣアイドル状態は、ＵＥ１００のＲＲＣ接続が確立されていない状態である。

ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳレイヤは、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。ＵＥ１００のＮＡＳレイヤとＡＭＦ３００のＮＡＳレイヤとの間では、ＮＡＳシグナリングが伝送される。

なお、ＵＥ１００は、無線インターフェイスのプロトコル以外にアプリケーションレイヤ等を有する。

（ランダムアクセスプロシージャの概要）
次に、ランダムアクセスプロシージャの概要について説明する。この動作は、競合ベースのランダムアクセスプロシージャに関する。

ランダムアクセスプロシージャには、非競合ベースのランダムアクセスプロシージャと競合ベースのランダムアクセスプロシージャとの２種類がある。以下において、競合ベースのランダムアクセスプロシージャを主として想定するが、非競合ベースのランダムアクセスプロシージャに対して、後述する実施形態に係る動作を適用してもよい。

非競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいては、ＵＥ１００に専用のプリアンブル系列をｇＮＢ２００からＵＥ１００に割り当て、ＵＥ１００が、割り当てられたプリアンブル系列を用いてランダムアクセスプリアンブルをｇＮＢ２００に送信する。ｇＮＢ２００は、ＵＥ１００から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に基づいて、このランダムアクセスプリアンブルの送信元ＵＥを一意に特定できる。

一方、競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいては、ＵＥ１００は、競合ベースのランダムアクセスプロシージャ用に用意された複数のプリアンブル系列の中からランダムにプリアンブル系列を選択し、選択したプリアンブル系列を用いてランダムアクセスプリアンブルをｇＮＢ２００に送信する。ｇＮＢ２００は、このランダムアクセスプリアンブルの送信元ＵＥを一意に特定できない。複数のＵＥ１００が同じプリアンブル系列を選択して同時期に競合ベースのランダムアクセスプロシージャを行う場合、競合が生じるため、競合を解決する動作が必要になる。

一般的な競合ベースのランダムアクセスプロシージャは、４つのステップによってランダムアクセスプロシージャを完了させる４ステップランダムアクセスプロシージャである。

図６は、４ステップランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。ＲＲＣアイドル状態又はＲＲＣインアクティブ状態にあるＵＥ１００は、ＲＲＣコネクティッド状態に遷移するためにランダムアクセスプロシージャを実行する。このようなケースは、初期接続と称される。初期接続時には、競合ベースのランダムアクセスプロシージャが適用される。ＵＥ１００は、ｇＮＢ２００との同期を再確立するためにランダムアクセスプロシージャを行ってもよい。

図６に示すように、ステップＳ１０１において、ｇＮＢ２００は、ＰＲＡＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ）関連情報を含むシステム情報（ＳＩＢ：ＳｙｓｔｅｍＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋ）をブロードキャストする。ＰＲＡＣＨ関連情報は、ＰＲＡＣＨに利用可能な時間・周波数リソースであるＰＲＡＣＨリソースを示す情報を含む。

ＵＥ１００は、ｇＮＢ２００から受信するシステム情報に基づいて、ＰＲＡＣＨリソースの中からいずれかの時間・周波数リソースを選択するとともに、複数のプリアンブル系列の中からランダムにプリアンブル系列を選択する。

ステップＳ１０２において、ＵＥ１００は、選択したプリアンブルリソースを用いてランダムアクセスプリアンブルをｇＮＢ２００に送信する。「プリアンブルリソース」とは、プリアンブル系列を意味するが、時間・周波数リソースを含む概念であってもよい。ランダムアクセスプリアンブルは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ１（Ｍｓｇ１）と呼ばれる。

ステップＳ１０３において、ｇＮＢ２００は、ＵＥ１００からのＭｓｇ１の受信に応じて、ランダムアクセス応答（ＲＡ応答）をＵＥ１００に送信する。ＲＡ応答は、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ２（Ｍｓｇ２）と呼ばれる。

Ｍｓｇ２は、プリアンブル情報と、上りリンク送信許可（ＵＬｇｒａｎｔ）と、タイミングアドバンス値と、一時識別子とを含む。ここで、プリアンブル情報は、ＵＥ１００から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情報である。ＵＬｇｒａｎｔは、後述するＭｓｇ３をＵＥ１００が送信するために用いるＰＵＳＣＨリソースを示す情報である。タイミングアドバンス値は、無線信号の伝搬遅延を補償するための送信タイミング調整値である。一時識別子は、ｇＮＢ２００がＵＥ１００に割り当てたＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ－ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ－ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＴｅｍｐｏｒａｒｙＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）である。

ＵＥ１００は、ステップＳ１０１で送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と、ステップＳ１０２でｇＮＢ２００から受信したプリアンブル情報が示すプリアンブル系列とが一致する場合、ランダムアクセスに成功したと判定する。但し、複数のＵＥ１００が同じプリアンブル系列を選択して同時期にランダムアクセスプリアンブルを送信した場合、これらの複数のＵＥ１００がいずれもランダムアクセスに成功したと判定しうるため、競合が生じる。

ステップＳ１０４において、ＵＥ１００は、Ｍｓｇ２の受信に応じて、ＵＥ１００のＵＥ識別子を含む制御メッセージをＰＵＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＵｐｌｉｎｋＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ）上で送信する。制御メッセージは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ３（Ｍｓｇ３）と呼ばれる。ＵＥ識別子は、ＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ－ＲＮＴＩとは異なる識別子であって、ＵＥ１００に固有の識別子である。

ＵＥ１００がＲＲＣアイドル状態にある場合、Ｍｓｇ３は、ＲＲＣ確立要求（ＲＲＣＳｅｔｕｐＲｅｑｕｅｓｔ）メッセージであってもよい。ＵＥ１００がＲＲＣインアクティブ状態にある場合、Ｍｓｇ３は、ＲＲＣ復旧要求（ＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔ）メッセージであってもよい。

競合が生じた場合、ｇＮＢ２００は、１つのＭｓｇ２と対応付けられた複数のＭｓｇ３を複数のＵＥ１００から受信しうる。この場合、ＵＥ１００は、これら複数のＵＥ１００のうちいずれかを選択する。

ステップＳ１０５において、ｇＮＢ２００は、選択したＵＥ１００のＵＥ識別子を含む競合解決メッセージをＵＥ１００に送信する。競合解決メッセージは、４ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ４（Ｍｓｇ４）と呼ばれる。

ＵＥ１００がＲＲＣアイドル状態にある場合、Ｍｓｇ４は、ＲＲＣ確立（ＲＲＣＳｅｔｕｐ）メッセージであってもよい。ＵＥ１００がＲＲＣインアクティブ状態にある場合、Ｍｓｇ４は、ＲＲＣ復旧（ＲＲＣＲｅｓｕｍｅ）メッセージであってもよい。

ＵＥ１００は、自身のＵＥ識別子を含む競合解決メッセージを受信すると、ランダムアクセスプロシージャ（競合解決）に成功したと判定する。この場合、ＵＥ１００は、ＲＲＣコネクティッド状態に遷移しうる。ＲＲＣコネクティッド状態に遷移したＵＥ１００は、Ｍｓｇ２に含まれていたＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ－ＲＮＴＩを、自身に割り当てられたＣ－ＲＮＴＩとして、ＲＲＣコネクティッド状態である間において継続的に使用する。

（ＮＲ－Ｕ）
次に、ＮＲ－Ｕの概要について説明する。後述する動作は、ＮＲ通信においてアンライセンスバンドを用いるＮＲ－Ｕを前提とする。ＮＲ－Ｕは、アンライセンスバンドをライセンスバンドと併用せずにアンライセンスバンドを単独で用いるものであってもよい。

アンライセンスバンドは、無線ＬＡＮなどの他のシステムからの妨害波（干渉波）が存在しうるとともに、移動通信システムの通信装置（ＵＥ１００、ｇＮＢ２００）から他のシステムへ干渉を与えうる。妨害波とは、所望波以外の無線信号をいう。所望波とは、ＳＳＢ（ＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＳｉｇｎａｌａｎｄＰＢＣＨｂｌｏｃｋ）、ＭＩＢ（ＭａｓｔｅｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋ）、ＳＩＢ１（ＳｙｓｔｅｍＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｔｙｐｅ１）、及び／又はＲＬＭ－ＲＳ（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ）など、予め送信タイミングが分かっている無線信号（下りリンク信号）をいう。

このため、アンライセンスバンドにおいては、通信装置（ＵＥ１００、ｇＮＢ２００）は、送信を行う前にＬＢＴ（ＬｉｓｔｅｎＢｅｆｏｒｅＴａｌｋ）を適用することが義務づけられている。ＬＢＴが適用される場合、ＵＥ１００及びｇＮＢ２００は、妨害波が存在するか否か、すなわち、チャネルが空いているか又は使用中（ビジー）であるかを判定するために、このチャネルの妨害波電力を測定及び監視する。

妨害波が存在しない、すなわち、チャネルが空いていると判定された場合、通信装置は、送信を実行することができる。一方、妨害波が存在する、すなわち、チャネルが使用中であると判定された場合、通信装置は、送信を実行することができない。妨害波が存在しないと判定される場合はＬＢＴ成功とみなされる。妨害波が存在すると判定される場合はＬＢＴ失敗とみなされる。

（実施形態に係る動作）
次に、一実施形態に係る動作について説明する。アンライセンスバンドで運用されるｇＮＢ２００に対してＵＥ１００がランダムアクセスプロシージャを行う場合、ＬＢＴの失敗によりランダムアクセスプロシージャに失敗し、ＵＥ１００がｇＮＢ２００にアクセス不能になりうるという問題がある。以下において、アンライセンスバンドで運用される基地局に対するランダムアクセスプロシージャを成功しやすくするための動作について説明する。

一実施形態に係る通信制御方法は、ＵＥ１００において実行される。通信制御方法は、送信前のＬＢＴが必要とされるアンライセンスバンドで運用されるｇＮＢ２００に対してランダムアクセスプロシージャを行う際に、ｇＮＢ２００にメッセージを送信した後、メッセージに対する応答をｇＮＢ２００から受信するステップを有する。

一実施形態に係る通信制御方法は、応答を受信する前にメッセージを送信可能な送信機会の数を制御するステップを有する。送信機会が複数の時間リソースにより構成される場合、ＵＥ１００は、複数の時間リソースを用いて複数のメッセージを時分割で送信する。一方、送信機会が複数の周波数リソースにより構成される場合、ＵＥ１００は、複数の周波数リソースを用いて複数のメッセージを周波数分割で送信する。

ここで、メッセージは、ＵＥ１００からｇＮＢ２００に送信するランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）であってもよい。この場合、メッセージに対する応答は、ｇＮＢ２００からＵＥ１００に送信するランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）である。ＵＥ１００は、ランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）を受信する前に、複数の送信機会において複数のランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）をｇＮＢ２００に同時期に送信可能である。

メッセージは、ランダムアクセスプリアンブルの送信後にＵＥ１００からｇＮＢ２００に送信するＭｓｇ３であってもよい。この場合、メッセージに対する応答は、ｇＮＢ２００からＵＥ１００に送信するＭｓｇ４である。ＵＥ１００は、Ｍｓｇ４を受信する前に、複数の送信機会において複数のＭｓｇ３をｇＮＢ２００に同時期に送信可能である。

送信機会の数を制御するステップは、ＬＢＴの失敗によりｎ回目（ｎ≧１）のランダムアクセスプロシージャに失敗した場合、（ｎ＋１）回目のランダムアクセスプロシージャにおける送信機会を、ｎ回目のランダムアクセスプロシージャにおける送信機会の数よりも増加させる。そして、ＵＥ１００は、送信機会ごとにＬＢＴを実行するとともに、ＬＢＴが成功した送信機会においてｇＮＢ２００にメッセージを送信する。

ここで、「ＬＢＴの失敗によりｎ回目（ｎ≧１）のランダムアクセスプロシージャに失敗した場合」には、ＵＥ１００においてＬＢＴに失敗してＭｓｇ１又はＭｓｇ３をｇＮＢ２００に送信できなかった場合だけではなく、ｇＮＢ２００のＬＢＴ失敗（又は隠れ端末による干渉）によりＭｓｇ２又はＭｓｇ４をＵＥ１００が受信できなかった場合も含まれる。

これにより、メッセージの初送段階（すなわち、１回目のランダムアクセスプロシージャ）ではリソースの無駄遣い及び与干渉を低減しつつ、再送時（すなわち、２回目及びそれ以降のランダムアクセスプロシージャ）ではＬＢＴ成功確率を上げ、メッセージ及び／又は応答が到達する確率を高めていくことができる。このため、ＵＥ１００がｇＮＢ２００にアクセス不能となる確率を減らすことができる。

なお、ランダムアクセスプロシージャにはＰｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇという既存技術がある。ＰｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇは、ランダムアクセスプロシージャに失敗する度にランダムアクセスプリアンブルの送信電力を上昇させてランダムアクセスプロシージャを改めて試行する技術である。ＰｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇでは、ＬＢＴの成功確率を高める効果を期待できないが、一実施形態に係る通信制御方法によれば、ランダムアクセスプロシージャに失敗する度にメッセージの送信機会を増やすことにより、ＬＢＴの成功確率を高める効果を得ることができる。

図７は、一実施形態に係るＵＥ１００の動作を示す図である。

図７に示すように、ステップＳ１において、ＵＥ１００は、アンライセンスバンドで運用されるｇＮＢ２００に対する１回目のランダムアクセスプロシージャを開始する。１回目のランダムアクセスプロシージャにおいて、メッセージ（Ｍｓｇ１、Ｍｓｇ３）の送信機会は１つのみであってもよい。すなわち、１回目のランダムアクセスプロシージャは、図６に示すようなランダムアクセスプロシージャであってもよい。

１回目のランダムアクセスプロシージャに成功した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、本動作が終了する。

一方、１回目のランダムアクセスプロシージャに失敗した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ３において、ＵＥ１００は、メッセージ（Ｍｓｇ１、Ｍｓｇ３）の送信機会を増加させるように設定する。例えば、ＵＥ１００は、メッセージ（Ｍｓｇ１、Ｍｓｇ３）の送信機会の数をインクリメントする（すなわち、送信機会を１つ増やす）。そして、ＵＥ１００は、ランダムアクセスプロシージャを改めて試行する（ステップＳ１）。

このようにして、ランダムアクセスプロシージャに成功するまでの間、ランダムアクセスプロシージャの失敗ごとにメッセージ（Ｍｓｇ１、Ｍｓｇ３）の送信機会の数が増加していく。メッセージ（Ｍｓｇ１、Ｍｓｇ３）の送信機会の数の上限が設定されてもよい。上限は、仕様により規定される事前設定値（固定値）であってもよいし、ｇＮＢ２００からブロードキャストされるシステム情報（ＳＩＢ：ＳｙｓｔｅｍＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋ）により設定される可変値であってもよい。

図８は、一実施形態に係るランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。

図８の動作例では、初回及び２回目のランダムアクセスプロシージャに失敗した後の３回目のランダムアクセスプロシージャにおいて、ランダムアクセスプリアンブルの送信機会が３つ設定され、且つＭｓｇ３の送信機会が３つ設定されたと仮定している。以下において、図６の動作と異なる動作について説明する。

図８に示すように、ステップＳ１０２ａ、Ｓ１０２ｂ、及びＳ１０２ｃのそれぞれの送信機会において、ＵＥ１００は、ランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）を送信するためにＬＢＴを行う。ステップＳ１０２ａの送信機会においてＵＥ１００がＬＢＴに失敗し、ステップＳ１０２ｂ及びＳ１０２ｃのそれぞれの送信機会においてＵＥ１００がＬＢＴに成功する。

その結果、ＵＥ１００は、ステップＳ１０２ａの送信機会においてランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）をｇＮＢ２００に送信せずに、ステップＳ１０２ｂ及びＳ１０２ｃのそれぞれの送信機会においてランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）をｇＮＢ２００に送信する。

ステップＳ１０３ｂにおいて、ｇＮＢ２００は、ステップＳ１０２ｂでＵＥ１００から受信したランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）に対するランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）を送信するためにＬＢＴを行うが、ＬＢＴに失敗する。

ステップＳ１０３ｃにおいて、ｇＮＢ２００は、ステップＳ１０２ｃでＵＥ１００から受信したランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）に対するランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）を送信するためにＬＢＴを行い、ＬＢＴに成功する。

その結果、ｇＮＢ２００は、ステップＳ１０３ｂの送信機会においてランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）をＵＥ１００に送信せずに、ステップＳ１０３ｃの送信機会においてランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）をＵＥ１００に送信する。

ステップＳ１０４ａ、Ｓ１０４ｂ、及びＳ１０４ｃのそれぞれの送信機会において、ＵＥ１００は、Ｍｓｇ３を送信するためにＬＢＴを行う。ステップＳ１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれの送信機会においてＵＥ１００がＬＢＴに失敗し、ステップＳ１０４ｃの送信機会においてＵＥ１００がＬＢＴに成功する。

その結果、ＵＥ１００は、ステップＳ１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれの送信機会においてＭｓｇ３をｇＮＢ２００に送信せずに、ステップＳ１０４ｃの送信機会においてＭｓｇ３をｇＮＢ２００に送信する。

ステップＳ１０５ｃにおいて、ｇＮＢ２００は、ステップＳ１０４ｃでＵＥ１００から受信したＭｓｇ３に対する応答（Ｍｓｇ４）を送信するためにＬＢＴを行い、ＬＢＴに成功する。ｇＮＢ２００は、ステップＳ１０５ｃの送信機会においてＭｓｇ４をＵＥ１００に送信する。

図９は、一実施形態に係るランダムアクセスプロシージャの他の例を示す図である。

図９の動作例では、初回及び２回目のランダムアクセスプロシージャに失敗した後の３回目のランダムアクセスプロシージャにおいて、Ｍｓｇ３の送信機会が３つ設定されたと仮定している。以下において、図６の動作と異なる動作について説明する。

図９に示すように、ステップＳ１０２の送信機会において、ＵＥ１００は、ランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）を送信するためにＬＢＴを行い、ＬＢＴに成功する。ＵＥ１００は、ステップＳ１０２の送信機会においてランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）をｇＮＢ２００に送信する。

ここで、ＵＥ１００は、Ｍｓｇ３の送信機会が複数である旨をランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）によりｇＮＢ２００に通知してもよい。例えば、ｇＮＢ２００がシステム情報により通知（ステップＳ１０１）するＰＲＡＣＨリソースの種類が複数存在し、各ＰＲＡＣＨリソースにＭｓｇ３の送信機会の数が対応付けられる。

第１の例として、Ｍｓｇ３の送信機会が１つである場合に用いる第１のＰＲＡＣＨリソースと、Ｍｓｇ３の送信機会が複数である場合に用いる第２のＰＲＡＣＨリソースとが設けられる。ＵＥ１００は、第２のＰＲＡＣＨリソースを選択し、第２のＰＲＡＣＨリソースを用いてランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）をｇＮＢ２００に送信する。ランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）を受信したｇＮＢ２００は、第２のＰＲＡＣＨリソースに基づいて、Ｍｓｇ３の送信機会が複数であることを認識する。

第２の例として、Ｍｓｇ３の送信機会が１つである場合に用いる第１のＰＲＡＣＨリソースと、Ｍｓｇ３の送信機会が２つである場合に用いる第２のＰＲＡＣＨリソースと、Ｍｓｇ３の送信機会が３つである場合に用いる第３のＰＲＡＣＨリソースとが設けられる。ＵＥ１００は、第３のＰＲＡＣＨリソースを選択し、第３のＰＲＡＣＨリソースを用いてランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）をｇＮＢ２００に送信する。ランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）を受信したｇＮＢ２００は、第３のＰＲＡＣＨリソースに基づいて、Ｍｓｇ３の送信機会が３つであることを認識する。

ステップＳ１０３において、ｇＮＢ２００は、ステップＳ１０２でＵＥ１００から受信したランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１）に対するランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）を送信するためにＬＢＴを行い、ＬＢＴに成功する。ｇＮＢ２００は、ステップＳ１０３の送信機会においてランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）をＵＥ１００に送信する。このランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）は、Ｍｓｇ３送信用に３つの送信機会をＵＥ１００に割り当てるスケジューリング情報（ＵＬｇｒａｎｔ）を含んでもよい。

図１０は、一実施形態に係る複数の送信機会の一例を示す図である。

図１０に示すように、送信機会が複数の時間リソース（リソース＃１乃至＃３）により構成される場合、ＵＥ１００は、これらの複数の時間リソースを用いて複数のメッセージ（複数のＭｓｇ１、複数のＭｓｇ３）を時分割で送信する。各時間リソースは、例えばサブフレームである。なお、図１０において、複数の時間リソースが時間方向に不連続に設けられる一例を示しているが、複数の時間リソースが時間方向に連続して設けられてもよい。これらの複数の時間リソースが設けられる所定期間は、最初の時間リソース（リソース＃１）を基準として、応答の最大受信待ち時間に相当する期間であってもよい。

図１１は、一実施形態に係る複数の送信機会の他の例を示す図である。

図１１に示すように、送信機会が複数の周波数リソース（リソース＃１乃至＃３）により構成される場合、ＵＥ１００は、これらの複数の周波数リソースを用いて複数のメッセージ（複数のＭｓｇ１、複数のＭｓｇ３）を周波数分割で送信する。各周波数リソースは、例えば物理リソースブロックである。なお、図１１において、複数の周波数リソースが周波数方向に不連続に設けられる一例を示しているが、複数の周波数リソースが周波数方向に連続して設けられてもよい。これらの複数の周波数リソースは、１つのセルのキャリア周波数内に設けられてもよいし、複数のセルのキャリア周波数に分散して設けられてもよい。

（その他の実施形態）
上述した実施形態において、４ステップのランダムアクセスプロシージャについて説明したが、２ステップのランダムアクセスプロシージャであってもよい。図１２は、２ステップのランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。図１２に示すように、２ステップランダムアクセスプロシージャは、ＵＥ１００からｇＮＢ２００へのメッセージ（ＭｓｇＡ）送信を行う第１ステップと、第１ステップの後にｇＮＢ２００からＵＥ１００へのメッセージ（Ｍｓｇ３）送信を行う第２ステップとによって、競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる。これにより、４ステップランダムアクセスプロシージャに比べてメッセージのやり取りを削減できる。ＭｓｇＡは、ランダムアクセスプリアンブルと、Ｍｓｇ３に相当する制御メッセージとを含む。ＭｓｇＢは、ランダムアクセス応答と、Ｍｓｇ４に相当する競合解決メッセージとを含む。

上述した実施形態において、５Ｇシステム（ＮＲ）について主として説明したが、実施形態に係る動作をＬＴＥに適用してもよい。

ＵＥ１００又はｇＮＢ２００が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

ＵＥ１００又はｇＮＢ２００が行う各処理を実行する回路を集積化し、ＵＥ１００又はｇＮＢ２００の少なくとも一部を半導体集積回路（チップセット、ＳｏＣ）として構成してもよい。

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

本願は、日本国特許出願第２０１９－０９３１９６号（２０１９年５月１６日出願）の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。

Claims

ユーザ装置において実行される通信制御方法であって、
送信前のＬＢＴ（ＬｉｓｔｅｎＢｅｆｏｒｅＴａｌｋ）が必要とされるアンライセンスバンドで運用される基地局に対してランダムアクセスプロシージャを行う際に、前記基地局にメッセージを送信した後、前記メッセージに対する応答を前記基地局から受信することと、
前記応答を受信する前に前記メッセージを送信可能な送信機会の数を制御することと、を有し、
前記送信機会の数を制御することは、前記ＬＢＴの失敗によりｎ回目（ｎ≧１）のランダムアクセスプロシージャに失敗した場合、（ｎ＋１）回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会を、前記ｎ回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会よりも増加させることを有する
通信制御方法。
前記送信機会ごとに前記ＬＢＴを実行するとともに、前記ＬＢＴが成功した前記送信機会において前記基地局に前記メッセージを送信することをさらに有する
請求項１に記載の通信制御方法。
前記メッセージは、前記ユーザ装置から前記基地局に送信するランダムアクセスプリアンブル、又は、前記ランダムアクセスプリアンブルの送信後に前記ユーザ装置から前記基地局に送信するＭｓｇ３である
請求項１又は２に記載の通信制御方法。
前記送信機会が複数の時間リソースにより構成される場合、前記複数の時間リソースを用いて複数のメッセージを時分割で送信することをさらに有する
請求項１又は２に記載の通信制御方法。
前記送信機会が複数の周波数リソースにより構成される場合、前記複数の周波数リソースを用いて複数のメッセージを周波数分割で送信することをさらに有する
請求項１又は２に記載の通信制御方法。
送信前のＬＢＴ（ＬｉｓｔｅｎＢｅｆｏｒｅＴａｌｋ）が必要とされるアンライセンスバンドで運用される基地局に対してランダムアクセスプロシージャを行うユーザ装置であって、
前記基地局にメッセージを送信した後、前記メッセージに対する応答を前記基地局から受信する送受信部と、
前記応答を受信する前に前記メッセージを送信可能な送信機会の数を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記ＬＢＴの失敗によりｎ回目（ｎ≧１）のランダムアクセスプロシージャに失敗した場合、（ｎ＋１）回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会を、前記ｎ回目のランダムアクセスプロシージャにおける前記送信機会よりも増加させる
ユーザ装置。