JP7218434B2 - 通信制御方法及びユーザ装置 - Google Patents
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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(3rd Generation Partnership Project)のLTE(Long Term Evolution)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-Assisted Access)が規定されている。なお、アンライセンスバンドは、Unlicensed spectrum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(New Radio)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。
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(Listen Before Talk)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。
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:User Equipment)100と、5Gの無線アクセスネットワーク(NG-RAN:Next Generation Radio Access Network)10と、5Gのコアネットワーク(5GC:5G Core Network)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(Vehicle UE)、又は飛行体若しくは飛行体に設けられる装置(Aerial UE)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(Evolved Packet Core)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(Access and Mobility Management Function)及びUPF(User Plane Function)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-Access Stratum)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(Central Processing Unit)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(Central Unit)とDU(Distributed Unit)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(Medium Access Control)レイヤと、RLC(Radio Link Control)レイヤと、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤと、SDAP(Service Data Adaptation Protocol)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(Access Stratum)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(Radio Resource Control)レイヤ及びNAS(Non-Access Stratum)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。
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(Physical Random Access Channel)関連情報を含むシステム情報(SIB:System Information Block)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(UL grant)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。UL grant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Temporary C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)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(Physical Uplink Access Channel)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、Temporary C-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(RRC Setup Request)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(RRC Resume Request)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(RRC Setup)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(RRC Resume)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Temporary C-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。
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(Synchronization Signal and PBCH block)、MIB(Master Information Block)、SIB1(System Information Block type 1)、及び/又はRLM-RS(Radio Link Monitoring Reference Signal)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(Listen Before Talk)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。
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Power Rampingという既存技術がある。Power Ramping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。Power Ramping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:System Information Block)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(UL grant)を含んでもよい。
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、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 (6)
- 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(Listen Before Talk)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(Listen Before Talk)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。
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