JPWO2018128064A1 - ユーザ装置、基地局及びランダムアクセス方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の一形態に係るユーザ装置は、基地局とのランダムアクセスにおいてプリアンブルを再送するときに再送回数に応じて適用する、ビームスイッチング及びパワーランピングを含む再送方式のパターンを示す制御情報を前記基地局から受信する受信部と、プリアンブルを再送するときに前記制御情報に従ってプリアンブルを送信する送信部とを有する。

Description

本発明は、ユーザ装置、基地局及びランダムアクセス方法に関する。
３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの次世代の通信規格（５Ｇ又はＮＲ）が議論されている。ＮＲシステムにおいても、ＬＴＥ等と同様に、ユーザ装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）が基地局（ｅＮＢ又はｅＮｏｄｅＢ）と接続を確立する場合又は再接続する場合に、ランダムアクセスを行うことが想定される。
ＬＴＥのランダムアクセスでは、ユーザ装置ＵＥは、セル内に用意された複数のプリアンブルの中から選択したプリアンブル（ＰＲＡＣＨ ｐｒｅａｍｂｌｅ）を送信する。基地局ｅＮＢはプリアンブルを検出すると、その応答情報であるＲＡＲ（ＲＡＣＨ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を送信する。ＲＡＲを受信したユーザ装置ＵＥは、ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔをｍｅｓｓａｇｅ３として送信する。基地局ｅＮＢは、ｍｅｓｓａｇｅ３受信後にコネクション確立のためのセル設定情報等を含むＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐをｍｅｓｓａｇｅ４として送信する。自分のＵＥ ＩＤがｍｅｓｓａｇｅ４に含まれていたユーザ装置ＵＥは、ランダムアクセス処理を完了し、コネクションを確立する。
ＬＴＥでは、ユーザ装置ＵＥは、プリアンブルを送信した後にその応答情報であるＲＡＲを受信しない場合、予め決められたステップで送信電力を増加させるパワーランピング（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）と呼ばれる再送方式によってプリアンブルを再送する。
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃８７， Ｒ１−１６１３２８１， Ｎｏｖ． ２０１６
ＮＲシステムでは、プリアンブルの送信に送信ビームフォーミングが適用されることが想定されている。送信ビームフォーミングの適用に伴い、プリアンブルの再送方式として、再送時に前回送信時と異なるビームで送信するビームスイッチング（ｂｅａｍ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれる再送方式が適用されることが想定される。また、再送時に前回送信時と異なるＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）リソースで送信するリソーススイッチング（ＲＡＣＨ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれる再送方式が適用されることも考えられる（非特許文献１参照）。
ビームスイッチングは、パワーランピングに比べて、ユーザ装置ＵＥの消費電力を削減することができ、他ユーザ装置への干渉を抑制することができ、後の通信のためにより適切なビームを活用できる等の利点がある。一方、パワーランピングは、ビームスイッチングに比べて、ビームごとの特性差が大きくない環境にも適用でき、オムニ又はそれに近いビームが使用される場合にも適用でき、セルが大きくパワーランピングを用いなければ送受信できないユーザ装置が存在する場合にも適用できる等の利点がある。
このように、ランダムアクセスにおけるプリアンブルの再送方式としてビームスイッチング及びパワーランピングのどちらが適切であるかはユーザ装置ＵＥの環境条件、セル設計等によって変わる。したがって、プリアンブルの再送方式を柔軟に選択可能にすることにより、ランダムアクセスの再送回数を減少させることができ、効率的なランダムアクセスが実現される。
本発明は、基地局ｅＮＢからランダムアクセスにおけるプリアンブルの再送方式をユーザ装置ＵＥに指示し、ユーザ装置ＵＥが指示された再送方式に従ってプリアンブルを再送することにより、効率的なランダムアクセスを実現することを目的とする。
本発明の一形態に係るユーザ装置は、
基地局とのランダムアクセスにおいてプリアンブルを再送するときに再送回数に応じて適用する、ビームスイッチング及びパワーランピングを含む再送方式のパターンを示す制御情報を前記基地局から受信する受信部と、
プリアンブルを再送するときに前記制御情報に従ってプリアンブルを送信する送信部と、
を有することを特徴とする。
本発明によれば、基地局ｅＮＢからランダムアクセスにおけるプリアンブルの再送方式をユーザ装置ＵＥに指示し、ユーザ装置ＵＥが指示された再送方式に従ってプリアンブルを再送することにより、効率的なランダムアクセスを実現することが可能になる。
本発明の実施の形態における無線通信システムの構成図である。 プリアンブルを送信するためのＲＡＣＨリソースサブセットを示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるランダムアクセス手順を示すシーケンス図である。 ビームスイッチングを優先する場合の再送方式のパターンを示す図である。 パワーランピングを優先する場合の再送方式のパターンを示す図である。 基地局の機能構成の一例を示すブロック図である。 ユーザ装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
本実施の形態の無線通信システムは、少なくともＬＴＥの通信方式をサポートしていることを想定している。よって、無線通信システムが動作するにあたっては、適宜、ＬＴＥで規定された既存技術を使用できる。ただし、当該既存技術はＬＴＥに限られない。また本明細書で使用する「ＬＴＥ」は、特に断らない限り、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ以降の方式を含む広い意味を有するものとする。また、本発明は、ランダムアクセスが適用されるＬＴＥ以外の方式にも適用可能である。
また、本実施の形態では、既存のＬＴＥで使用されているＲＡＣＨ、プリアンブル、ビームフォーミング、パワーランピング等の用語を使用しているが、これは記載の便宜上のためであり、これらと同様の信号、機能等が他の名称で呼ばれてもよい。
＜無線通信システムの概要＞
図１は、本実施の形態における無線通信システム１０の構成図である。図１に示すように、本実施の形態における無線通信システム１０は、基地局１００及びユーザ装置２００を含む。図１の例では、１つの基地局１００及び１つのユーザ装置２００が図示されているが、複数の基地局１００を有していてもよいし、複数のユーザ装置２００を有していてもよい。なお、基地局１００をＢＳと呼び、ユーザ装置２００をＵＥと呼んでもよい。
基地局１００は、１つまたは複数（例えば、３つ）の（セクタとも呼ばれる）セルを収容することができる。基地局１００が複数のセルを収容する場合、基地局１００のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および／または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「ｅＮＢ」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局１００は、固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
ユーザ装置２００は、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
発信時又はハンドオーバ等により、ユーザ装置２００が基地局１００と接続を確立する場合又は再同期を行う場合、ランダムアクセスが行われる。ランダムアクセスにおいて最初にプリアンブルを送信するためのチャネルを物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ぶ。本実施の形態では、ランダムアクセスにおいて、送信ビームフォーミングを適用できることを想定する。送信ビームフォーミングは、通信相手に向けて指向性の高いビームを送り、電波強度を向上させる技術である。
基地局１００は、ビームスイーピング（ｂｅａｍ ｓｗｅｅｐｉｎｇ）により、送信ビームを変えながらブロードキャスト情報又は同期信号（ＳＳ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）を送信する（Ｓ１０１）。ユーザ装置２００は、基地局１００側でビームスイーピングされたブロードキャスト情報又はＳＳから、ユーザ装置２００側にとって最適な受信となる送信ビームを持ったブロードキャスト情報又はＳＳを選択する。例えば、図２に示すように、ユーザ装置２００は、あるビームを持ったブロードキャスト情報又はＳＳに紐づいているＲＡＣＨリソースサブセット（時間及び周波数リソースの位置等）を選択する。
ユーザ装置２００は、選択したブロードキャスト情報又はＳＳに対応するＲＡＣＨリソースサブセットにおいて、複数のプリアンブルの中からランダムに選択したプリアンブルを送信する（Ｓ１０３）。基地局１００はプリアンブルを検出すると、その応答情報であるＲＡＲを送信する。基地局１００は、プリアンブルが送信されたＲＡＣＨリソースサブセットにより、基地局１００側で適切なビームを把握することができる。
ユーザ装置２００は、プリアンブルを送信した後、例えば、ＲＡＲウィンドウと呼ばれる期間内にその応答情報であるＲＡＲを受信しない場合、プリアンブルを再送する。送信ビームフォーミングが適用可能な場合のプリアンブルの再送方式として、本実施の形態では、以下の３つの方式を想定する。
（１）パワーランピング：再送時に前回送信時よりも送信電力を大きくする。なお、本実施の形態では、ビームスイッチングと共にパワーランピングを使用することを想定しているため、パワーランピングには、ビーム毎に送信電力が保持されている場合、再送時に、同じビームで前回送信した際の送信電力よりも送信電力を大きくすることと、ビームに依存せず、再送時に前回送信した際の送信電力よりも送信電力を大きくすることとが含まれる。
（２）ビームスイッチング：再送時に前回送信時と異なるビームを適用する。ビームスイッチングには、例えばビームスイーピングにより１回の送信に複数のビームが用いられる場合には、再送時に前回送信時のビームの組と異なるビームの組を適用することも含まれる。
（３）リソーススイッチング：再送時に前回送信時と異なるＲＡＣＨリソースで送信する。リソーススイッチングには、再送時に異なるブロードキャスト情報又は同期に紐づいたＲＡＣＨリソースサブセット（図２のＲＡＣＨリソースサブセット＃２）に切り替えること、再送時に同じブロードキャスト情報又は同期に紐づいたＲＡＣＨリソースサブセット（図２のＲＡＣＨリソースサブセット＃１）内で周波数領域でホッピング等を行わせること、又はこれらの組み合わせが含まれる。
なお、必要に応じて、これらの３つの再送方式が組み合わされてもよい。例えば、再送時に前回送信時と異なるビームで送信電力を大きくすること（パワーランピングとビームスイッチングの組み合わせ）、再送時に前回送信時と異なるＲＡＣＨリソースで送信電力を大きくすること（パワーランピングとリソーススイッチングの組み合わせ）、再送時に前回送信時と異なるＲＡＣＨリソースで異なるビームを適用すること（ビームスイッチングとリソーススイッチングの組み合わせ）、再送時に前回送信時と異なるビーム及び異なるＲＡＣＨリソースで送信電力を大きくすること（パワーランピングとビームスイッチングとリソーススイッチングの組み合わせ）も可能である。
＜無線通信システムにおけるランダムアクセス手順＞
これらの再送方式の組み合わせを柔軟に適用するための手順について以下に説明する。図３は、本実施の形態に係る無線通信システムにおけるランダムアクセス手順を示すシーケンス図である。
基地局１００は、ユーザ装置がランダムアクセスにおいてプリアンブルを再送するときの再送方式のパターンを示す制御情報を生成して送信する（Ｓ２０１）。基地局１００からユーザ装置２００への制御情報の送信は、ブロードキャスト情報又はＳＳによって行われてもよく、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）シグナリング等によって行われてもよく、ＤＣＩ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）によって行われてもよい。また、基地局１００からユーザ装置２００への制御情報の送信は、ブロードキャスト情報又はＳＳ、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩ等の組み合わせによって行われてもよい。これらの組み合わせが用いられる場合、ユーザ装置２００は、予め決められた優先度に従って制御情報を使用してもよい。例えば、ブロードキャスト情報又はＳＳによって制御情報が通知された後に、ＲＲＣシグナリング又はＤＣＩによって制御情報が通知された場合、ＲＲＣシグナリング又はＤＣＩを優先して、ブロードキャスト情報又はＳＳによって通知された制御情報を破棄してもよい。なお、この優先度の例は単なる一例であり、どのような優先度が用いられてもよい。
この制御情報は、再送回数に応じて適用する再送方式のパターンを示しており、適用する再送方式は、ビームスイッチング及びパワーランピングを含み、更にリソーススイッチングも含んでもよい。制御情報は、プリアンブルの最大再送回数までに適用する再送方式のパターンを示しており、例えば、１回目の再送時にビームスイッチングを適用するかパワーランピングを適用するか、２回目の再送時にビームスイッチングを適用するかパワーランピングを適用するか等を示す。上記のように、適用する再送方式は、ビームスイッチング及びパワーランピングに限定されることなく、リソーススイッチング及び上記の３つの再送方式の組み合わせ等も含んでもよい。また、制御情報は、優先して適用する再送方式を示してもよい。
ユーザ装置２００は、基地局１００から制御情報を受信し、プリアンブルを送信する（Ｓ２０３）。ユーザ装置２００は、プリアンブルを再送するときに制御情報に従ってプリアンブルを送信する（Ｓ２０５）。
図４は、ビームスイッチングを優先する場合の再送方式のパターンを示す図である。送信電力が大及び小の２パターンであり、送信ビームが３パターンである例について説明する。ビームスイッチングを優先する場合、１回目の再送時、すなわち、２回目の送信時には、ビームスイッチングを適用して、初回送信時と同じ送信電力で異なるビームでプリアンブルを送信する（図４のパターン２）。２回目の再送時、すなわち、３回目の送信時にも、ビームスイッチングを適用して、初回送信時と同じ送信電力で異なるビームでプリアンブルを送信する（図４のパターン３）。ビームスイッチングが終了した場合、パワーランピングを適用し、３回目の再送時、すなわち、４回目の送信時には、パワーランピングを適用して、初回送信時と同じビームで送信電力を大きくする（図４のパターン４）。４回目の再送時、すなわち、５回目の送信時にも、１回目の再送時（２回目の送信時）と同じビームで送信電力を大きくする（図４のパターン５）。５回目の再送時、すなわち、６回目の送信時にも、２回目の再送時（３回目の送信時）と同じビームで送信電力を大きくする（図４のパターン６）。
図５は、パワーランピングを優先する場合の再送方式のパターンを示す図である。送信電力が大及び小の２パターンであり、送信ビームが３パターンである例について説明する。パワーランピングを優先する場合、１回目の再送時、すなわち、２回目の送信時には、パワーランピングを適用して、初回送信時と同じビームで送信電力を大きくする（図５のパターン２）。パワーランピングが終了した場合、ビームスイッチングを適用し、２回目の再送時、すなわち、３回目の送信時には、初回送信時と同じ送信電力で異なるビームでプリアンブルを送信する（図５のパターン３）。３回目の再送時、すなわち、４回目の送信時には、パワーランピングを適用して、２回目の再送時（３回目の送信時）と同じビームで送信電力を大きくする（図５のパターン４）。同様に、４回目の再送時、すなわち、５回目の送信時には、初回送信時と同じ送信電力で異なるビームでプリアンブルを送信する（図５のパターン５）。５回目の再送時、すなわち、６回目の送信時には、パワーランピングを適用して、４回目の再送時（５回目の送信時）と同じビームで送信電力を大きくする（図５のパターン６）。
なお、図４及び図５では、再送回数が増えるごとに異なるビーム又は異なる送信電力を適用しているが、基地局の受信ビームスイーピング等の理由で、同じビーム及び同じ送信電力につき、複数回の送信を行ってもよい。例えば、図４の例において、初回送信時及び１回目の再送時にはパターン１を使用し、２回目の再送時及び３回目の再送時にはパターン２を使用する等のような再送方式のパターンも可能である。
また、ビームスイッチング及びパワーランピングの組み合わせは任意であり、例えば、送信電力が大及び小の２パターンであり、送信ビームが３パターンである例において、ビームスイッチングを２パターン適用した後にパワーランピングを適用し、その後、残りのビームスイッチングを適用した後にパワーランピングを適用してもよい。
基地局１００は、再送方式のパターンを示す制御情報を送信する前に、ユーザ装置２００から端末形態を受信してもよい。端末形態は、例えば、ユーザ装置２００が備えるアンテナ数、ユーザ装置２００のカテゴリ、ユーザ装置２００の端末能力、ユーザ装置２００の種別等を含む。基地局１００は、端末形態に基づいて、再送方式のパターンを決定してもよい。例えば、ユーザ装置２００のバッテリ容量に制限があることを端末形態が示す場合、消費電力低減効果が期待されるビームスイッチングを優先してもよい。また、基地局１００は、基地局１００が備えるアンテナ数、基地局１００のセルサイズ等の基地局形態に基づいて、再送方式のパターンを決定してもよい。例えば、セルサイズが大きいことを基地局形態が示す場合、パワーランピングを優先してもよい。
また、基地局１００は、ユーザ装置２００から端末形態を受信する代わりに、端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報をユーザ装置２００に予め通知してもよい。例えば、アンテナ数が２本以上４本未満のときの再送方式のパターン、アンテナ数が４本以上８本未満のときの再送方式のパターン等を示すテーブル形式の情報がユーザ装置２００に通知されてもよい。また、端末形態毎に優先して適用する再送方式がユーザ装置２００に通知されてもよい。基地局１００からユーザ装置２００への端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報の通知は、ブロードキャスト情報又はＳＳによって行われてもよく、ＲＲＣシグナリング等によって行われてもよく、ＤＣＩによって行われてもよい。或いは、端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報は、システム内で予め仕様により規定されてもよい。また、基地局１００からユーザ装置２００への端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報の通知は、ブロードキャスト情報又はＳＳ、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩ等の組み合わせによって行われてもよい。これらの組み合わせが用いられる場合、ユーザ装置２００は、予め決められた優先度に従って制御情報を使用してもよい。例えば、ブロードキャスト情報又はＳＳによって端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報が通知された後に、ＲＲＣシグナリング又はＤＣＩによって端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報が通知された場合、ＲＲＣシグナリング又はＤＣＩを優先して、ブロードキャスト情報又はＳＳによって通知された端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報を破棄してもよい。なお、この優先度の例は単なる一例であり、どのような優先度が用いられてもよい。
また、ユーザ装置２００自体が端末形態に基づいて優先して適用する再送方式を決定することを許容するケースも考えられる。優先して適用する再送方式を決定する際に、例えば、UE beam correspondenceと呼ばれる、ユーザ装置２００で送信ビームと受信ビームの対称性（レシプロシティ）を活用して最適受信ビームと同じ送信ビームを使ってよいか、という指標が用いられてもよい。ユーザ装置２００がレシプロシティを活用可能な場合には、確度の高い送信ビームが得られる可能性が高くなる。この場合、ビームスイッチングの必要性は低くなる。したがって、基地局１００からビームスイッチングを優先して適用するよう指示されていても、ユーザ装置２００はパワーランピングを優先して適用してもよい。
基地局１００は、最大再送回数に関する情報をユーザ装置２００に通知してもよい。例えば、最大再送回数に関する情報は、１送信ビームごとの最大再送回数、すなわち、１送信ビームごとの最大パワーランピング回数でもよい。ビームの本数はユーザ装置２００のアンテナ数によって異なるが、基本的には、（ビームの本数）×（１送信ビームごとの最大再送回数）が最大再送回数となり、ユーザ装置２００は、最大再送回数までプリアンブルの再送を試みることができる。
また、最大再送回数に関する情報は、全送信ビームで合計した最大再送回数でもよい。なお、全送信ビームで合計した最大再送回数は、１送信ビームごとの最大再送回数の代わりに通知されてもよく、１送信ビームごとの最大再送回数に加えて通知されてもよい。
また、１送信ビームごとの最大再送回数又は全送信ビームで合計した最大再送回数は、ＲＡＣＨリソースサブセットごとの最大再送回数としてもよく、全ＲＡＣＨリソースサブセットに対する最大再送回数としてもよい。上記のように、再送時にリソーススイッチングにより異なるＲＡＣＨリソースサブセットを使用することができるが、ＲＡＣＨリソースサブセットごとに最大再送回数が決められてもよく、或いは、全ＲＡＣＨリソースサブセットに対する最大再送回数が決められてもよい。また、リソーススイッチングにより、同じＲＡＣＨリソースサブセット内であっても周波数領域でホッピング等を行わせることで異なるＲＡＣＨリソース位置を使用することができる。この場合には、ＲＡＣＨリソース位置ごとの最大再送回数としてもよく、ＲＡＣＨリソース位置に依存しない最大再送回数としてもよい。
また、基地局１００からユーザ装置２００への最大再送回数に関する情報の通知は、ブロードキャスト情報又はＳＳによって行われてもよく、ＲＲＣシグナリング等によって行われてもよく、ＤＣＩによって行われてもよい。或いは、最大再送回数に関する情報は、システム内で予め仕様により規定されてもよい。また、基地局１００からユーザ装置２００への最大再送回数に関する情報の通知は、ブロードキャスト情報又はＳＳ、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩ等の組み合わせによって行われてもよい。これらの組み合わせが用いられる場合、ユーザ装置２００は、予め決められた優先度に従って制御情報を使用してもよい。例えば、ブロードキャスト情報又はＳＳによって最大再送回数に関する情報が通知された後に、ＲＲＣシグナリング又はＤＣＩによって最大再送回数に関する情報が通知された場合、ＲＲＣシグナリング又はＤＣＩを優先して、ブロードキャスト情報又はＳＳによって通知された最大再送回数に関する情報を破棄してもよい。なお、この優先度の例は単なる一例であり、どのような優先度が用いられてもよい。
＜基地局の機能構成＞
図６は、基地局１００の機能構成の一例を示す図である。基地局１００は、送信部１１０と、受信部１２０と、設定情報管理部１３０と、ランダムアクセス制御部１４０とを有する。図６に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分及び機能部の名称はどのようなものでもよい。
送信部１１０は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、当該信号を無線で送信するように構成されている。受信部１２０は、各種の信号を無線受信し、受信した信号から上位レイヤの情報を取得するように構成されている。
設定情報管理部１３０は、予め設定される設定情報を格納するとともに、ダイナミック及び／又はセミスタティックにユーザ装置２００に対して設定する設定情報（再送方式のパターンを示す制御情報、最大再送回数に関する情報、端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報等）を決定し、保持する。設定情報管理部１３０は、ダイナミック及び／又はセミスタティックにユーザ装置２００に対して設定する設定情報を送信部１１０に渡し、送信部１１０に設定情報を送信させる。
ランダムアクセス制御部１４０は、ユーザ装置２００とのランダムアクセス手順を管理する。ユーザ装置２００からプリアンブルを受信した場合、送信部１１０にＲＡＲを送信させ、ユーザ装置２００からＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを受信した場合、送信部１１０にＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｔｕｐを送信させる。
＜ユーザ装置の機能構成＞
図７は、ユーザ装置２００の機能構成の一例を示す図である。ユーザ装置２００は、送信部２１０と、受信部２２０と、設定情報管理部２３０と、ランダムアクセス制御部２４０とを有する。図７に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分及び機能部の名称はどのようなものでもよい。
送信部２１０は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、当該信号を無線で送信するように構成されている。送信部２１０は、端末形態を基地局１００に送信してもよい。送信部２１０は、以下に説明する設定情報管理部２３０に格納された設定情報に基づき、プリアンブルを再送する場合に、ビームスイッチング、パワーランピング又はリソーススイッチングを適用してプリアンブルを送信する。送信部２１０は、レシプロシティ関連情報等の自ユーザ装置２００の端末形態に基づいて、ビームスイッチング、パワーランピング又はリソーススイッチングを適用してもよい。受信部２２０は、各種の信号を無線受信し、受信した信号から上位レイヤの情報を取得するように構成されている。受信部２２０は、基地局１００等から設定情報（再送方式のパターンを示す制御情報、最大再送回数に関する情報、端末形態毎の再送方式のパターンを示す情報等）を受信する。
設定情報管理部２３０は、予め設定される設定情報を格納するとともに、ダイナミック及び／又はセミスタティックに基地局１００等から設定される設定情報（再送方式のパターンを示す制御情報、最大再送回数に関する情報等）を格納する。
ランダムアクセス制御部２４０は、基地局１００とのランダムアクセス手順を管理する。発信時又はハンドオーバ等により、ユーザ装置２００が基地局１００と接続を確立する場合又は再同期を行う場合、ランダムアクセス制御部２４０は、複数のプリアンブルの中からランダムに選択したプリアンブルを送信部２１０に送信させる。また、ランダムアクセス制御部２４０は、プリアンブルを送信した後、例えば、ＲＡＲウィンドウと呼ばれる期間内にその応答情報であるＲＡＲを受信しない場合、送信部２１０にプリアンブルを再送させる。プリアンブルの再送は、最大再送回数まで試みることができる。ランダムアクセス制御部２４０は、基地局１００からＲＡＲを受信した場合、送信部２１０にＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信させる。
＜ハードウェア構成例＞
なお、上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、本発明の一実施形態における基地局、ユーザ装置などは、本発明のランダムアクセス方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図８は、本発明の実施の形態に係る基地局１００又はユーザ装置２００である無線通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の基地局１００及びユーザ装置２００は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。基地局１００及びユーザ装置２００のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
基地局１００及びユーザ装置２００における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信、及び／又は、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述の基地局１００の送信部１１０、受信部１２０、設定情報管理部１３０、ランダムアクセス制御部１４０、ユーザ装置２００の送信部２１０、受信部２２０、設定情報管理部２３０、ランダムアクセス制御部２４０などは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。
また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール及び／又はデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、基地局１００の送信部１１０、受信部１２０、設定情報管理部１３０、ランダムアクセス制御部１４０、ユーザ装置２００の送信部２１０、受信部２２０、設定情報管理部２３０、ランダムアクセス制御部２４０は、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施形態に係るランダムアクセス方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の送信部１１０、受信部１２０、送信部２１０、受信部２２０などは、通信装置１００４で実現されてもよい。
入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
また、プロセッサ１００１及び／又はメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、基地局１００及びユーザ装置２００は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。
＜本発明の実施の形態の効果＞
本発明の実施の形態によれば、基地局からランダムアクセスにおけるプリアンブルの再送方式をユーザ装置に指示し、ユーザ装置が指示された再送方式に従ってプリアンブルを再送することにより、効率的なランダムアクセスを実現することが可能になる。再送方式のパターンは、端末形態及び／又は基地局形態を考慮して決定することができ、例えば、ユーザ装置の環境条件、セル設計等に応じた適切な再送方式が決定可能になる。
また、再送方式のパターンにおいてビームスイッチングを優先することにより、ユーザ装置ＵＥの消費電力の削減、他ユーザ装置への干渉の抑制、後の通信における適切なビームの活用等の効果が期待できる。一方、再送方式のパターンにおいてパワーランピングを優先することにより、ビームごとの特性差が大きくない環境における再送効率の向上、オムニ又はそれに近いビームが使用される場合への適用、セルが大きくパワーランピングを用いなければ送受信できないユーザ装置が存在する環境における再送効率の向上が期待できる。
更に、リソーススイッチングを組み合わせて、最大再送回数を再送方式に応じて柔軟に設定することも可能となる。例えば、リソーススイッチングを組み合わせる場合には、リソーススイッチングを組み合わせない場合よりも最大再送回数を多くすることができ、より適切な送信ビーム及びリソースの組み合わせを用いた通信が実現できる。
＜補足＞
本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
本明細書において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（upper node）によって行われることもある。基地局を有する１つまたは複数のネットワークノード（network nodes）からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局および／または基地局以外の他のネットワークノード（例えば、ＭＭＥまたはＳ−ＧＷなどが考えられるが、これらに限られない）によって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが１つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ（例えば、ＭＭＥおよびＳ−ＧＷ）であってもよい。
情報等は、上位レイヤ（または下位レイヤ）から下位レイヤ（または上位レイヤ）へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、ブロードキャスト情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）メッセージなどであってもよい。
判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本明細書で使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１および第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
「含む（include）」、「含んでいる（including）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
本国際出願は２０１７年１月６日に出願した日本国特許出願２０１７−００１４６１号に基づく優先権を主張するものであり、２０１７−００１４６１号の全内容を本国際出願に援用する。
１００ 基地局
１１０ 送信部
１２０ 受信部
１３０ 設定情報管理部
１４０ ランダムアクセス制御部
２００ ユーザ装置
２１０ 送信部
２２０ 受信部
２３０ 設定情報管理部
２４０ ランダムアクセス制御部

Claims (6)

  1. 基地局とのランダムアクセスにおいてプリアンブルを再送するときに再送回数に応じて適用する、ビームスイッチング及びパワーランピングを含む再送方式のパターンを示す制御情報を前記基地局から受信する受信部と、
    プリアンブルを再送するときに前記制御情報に従ってプリアンブルを送信する送信部と、
    を有するユーザ装置。
  2. 前記送信部は、当該ユーザ装置の端末形態を前記基地局に送信し、
    前記受信部は、前記端末形態に基づいて決定された再送方式のパターンを示す制御情報を前記基地局から受信する、請求項１に記載のユーザ装置。
  3. 前記受信部は、プリアンブルの最大再送回数に関する情報を前記基地局から受信する、請求項１又は２に記載のユーザ装置。
  4. ユーザ装置がランダムアクセスにおいてプリアンブルを再送するときに再送回数に応じて適用する、ビームスイッチング及びパワーランピングを含む再送方式のパターンを示す制御情報を前記ユーザ装置に送信する送信部と、
    前記制御情報に従って送信されたプリアンブルを受信する受信部と、
    を有する基地局。
  5. ユーザ装置におけるランダムアクセス方法であって、
    基地局とのランダムアクセスにおいてプリアンブルを再送するときに再送回数に応じて適用する、ビームスイッチング及びパワーランピングを含む再送方式のパターンを示す制御情報を前記基地局から受信するステップと、
    プリアンブルを再送するときに前記制御情報に従ってプリアンブルを送信するステップと、
    を有するランダムアクセス方法。
  6. 基地局におけるランダムアクセス方法であって、
    ユーザ装置がランダムアクセスにおいてプリアンブルを再送するときに再送回数に応じて適用する、ビームスイッチング及びパワーランピングを含む再送方式のパターンを示す制御情報を前記ユーザ装置に送信するステップと、
    前記制御情報に従って送信されたプリアンブルを受信するステップと、
    を有するランダムアクセス方法。
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NTT DOCOMO, INC.: "Views on random access procedure for NR[online]", 3GPP TSG RAN WG1 #87 R1-1612709, JPN6021046471, 14 November 2016 (2016-11-14), ISSN: 0004644804 *

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