WO2024075664A1 - 通信制御方法 - Google Patents

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WO2024075664A1
WO2024075664A1 PCT/JP2023/035825 JP2023035825W WO2024075664A1 WO 2024075664 A1 WO2024075664 A1 WO 2024075664A1 JP 2023035825 W JP2023035825 W JP 2023035825W WO 2024075664 A1 WO2024075664 A1 WO 2024075664A1
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WO
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parameter
random access
control method
preamble
uav
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/035825
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English (en)
French (fr)
Inventor
真人 藤代
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/06—Airborne or Satellite Networks

Definitions

  • This disclosure relates to a communication control method in a mobile communication system.
  • 3GPP The Third Generation Partnership Project
  • 3GPP The Third Generation Partnership Project
  • a standardization project for mobile communications systems prescribe aerial UEs (e.g., Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
  • an aerial UE can report its altitude and its location information, including its vertical and horizontal speeds.
  • 3GPP provides appropriate support for communications with aerial UEs flying in the sky.
  • a communication control method is a communication control method in a mobile communication system.
  • the communication control method includes a step in which a network node (or a network device) transmits parameters used in a random access procedure to a user device.
  • the parameters are parameters dedicated to a user device located at an altitude equal to or higher than a predetermined threshold.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a mobile communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a UE (user equipment) according to the first embodiment.
  • Figure 3 is a diagram showing an example configuration of a gNB (base station) according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of a protocol stack related to a user plane according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of a protocol stack related to a control plane according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a cell configuration according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation according to the first embodiment.
  • the present disclosure aims to avoid interference in random access procedures.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mobile communication system according to a first embodiment.
  • the mobile communication system 1 complies with the 3GPP standard 5th Generation System (5GS).
  • 5GS is taken as an example, but the mobile communication system may be at least partially applied to an LTE (Long Term Evolution) system.
  • LTE Long Term Evolution
  • 6G 6th Generation
  • the mobile communication system 1 has a user equipment (UE) 100, a 5G radio access network (NG-RAN: Next Generation Radio Access Network) 10, and a 5G core network (5GC: 5G Core Network) 20.
  • UE user equipment
  • NG-RAN Next Generation Radio Access Network
  • 5GC 5G Core Network
  • the NG-RAN 10 may be simply referred to as the RAN 10.
  • the 5GC 20 may be simply referred to as the core network (CN) 20.
  • UE100 is a mobile wireless communication device.
  • UE100 may be any device that is used by a user.
  • UE100 is a mobile phone terminal (including a smartphone) and/or a tablet terminal, a notebook PC, a communication module (including a communication card or chipset), a sensor or a device provided in a sensor, a vehicle or a device provided in a vehicle (Vehicle UE), or an aircraft or a device provided in an aircraft (Aerial UE).
  • NG-RAN10 includes base station (called “gNB” in 5G system) 200.
  • gNB200 are connected to each other via Xn interface, which is an interface between base stations.
  • gNB200 manages one or more cells.
  • gNB200 performs wireless communication with UE100 that has established a connection with its own cell.
  • gNB200 has a radio resource management (RRM) function, a routing function for user data (hereinafter simply referred to as “data”), a measurement control function for mobility control and scheduling, etc.
  • RRM radio resource management
  • Cell is used as a term indicating the smallest unit of a wireless communication area.
  • Cell is also used as a term indicating a function or resource for performing wireless communication with UE100.
  • One cell belongs to one carrier frequency (hereinafter simply referred to as "frequency").
  • gNB200 can also be connected to EPC (Evolved Packet Core), which is the LTE core network.
  • EPC Evolved Packet Core
  • LTE base stations eNB: evolved Node B
  • 5GC20 5GC20
  • LTE base stations and gNB200 can also be connected via an inter-base station interface.
  • the 5GC20 includes an Access and Mobility Management Function (AMF) and a User Plane Function (UPF) 300.
  • the AMF performs various mobility controls for the UE 100.
  • the AMF manages the mobility of the UE 100 by communicating with the UE 100 using Non-Access Stratum (NAS) signaling.
  • NAS Non-Access Stratum
  • the UPF controls data transfer.
  • the AMF and UPF are connected to the gNB 200 via the NG interface, which is an interface between the base station and the core network.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a UE 100 (user equipment) according to the first embodiment.
  • the UE 100 includes a receiver 110, a transmitter 120, and a controller 130.
  • the receiver 110 and the transmitter 120 constitute a wireless communication unit that performs wireless communication with the gNB 200.
  • the receiving unit 110 performs various types of reception under the control of the control unit 130.
  • the receiving unit 110 includes an antenna and a receiver.
  • the receiver converts the radio signal received by the antenna into a baseband signal (received signal) and outputs it to the control unit 130.
  • the transmitting unit 120 performs various transmissions under the control of the control unit 130.
  • the transmitting unit 120 includes an antenna and a transmitter.
  • the transmitter converts the baseband signal (transmission signal) output by the control unit 130 into a radio signal and transmits it from the antenna.
  • the control unit 130 performs various controls and processes in the UE 100. Such processes include processes for each layer described below.
  • the control unit 130 includes at least one processor and at least one memory.
  • the memory stores programs executed by the processor and information used in the processes by the processor.
  • the processor may include a baseband processor and a CPU (Central Processing Unit).
  • the baseband processor performs modulation/demodulation and encoding/decoding of baseband signals.
  • the CPU executes programs stored in the memory to perform various processes. Note that the control unit 130 may perform each process or operation in the UE 100 in each of the embodiments described below.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a gNB 200 (base station) according to the first embodiment.
  • the gNB 200 includes a transmitter 210, a receiver 220, a controller 230, and a backhaul communication unit 240.
  • the transmitter 210 and receiver 220 constitute a wireless communication unit that performs wireless communication with the UE 100.
  • the backhaul communication unit 240 constitutes a network communication unit that performs communication with the CN 20.
  • the transmitting unit 210 performs various transmissions under the control of the control unit 230.
  • the transmitting unit 210 includes an antenna and a transmitter.
  • the transmitter converts the baseband signal (transmission signal) output by the control unit 230 into a radio signal and transmits it from the antenna.
  • the receiving unit 220 performs various types of reception under the control of the control unit 230.
  • the receiving unit 220 includes an antenna and a receiver.
  • the receiver converts the radio signal received by the antenna into a baseband signal (received signal) and outputs it to the control unit 230.
  • the control unit 230 performs various controls and processes in the gNB 200. Such processes include processes in each layer described below.
  • the control unit 230 includes at least one processor and at least one memory.
  • the memory stores programs executed by the processor and information used in the processes by the processor.
  • the processor may include a baseband processor and a CPU.
  • the baseband processor performs modulation/demodulation and encoding/decoding of baseband signals.
  • the CPU executes programs stored in the memory to perform various processes. Note that the control unit 230 may perform each process or operation in the gNB 200 in each of the embodiments described below.
  • the backhaul communication unit 240 is connected to adjacent base stations via an Xn interface, which is an interface between base stations.
  • the backhaul communication unit 240 is connected to the AMF/UPF 300 via an NG interface, which is an interface between a base station and a core network.
  • the gNB 200 may be composed of a CU (Central Unit) and a DU (Distributed Unit) (i.e., functionally divided), and the two units may be connected via an F1 interface, which is a fronthaul interface.
  • Figure 4 shows the protocol stack configuration of the wireless interface of the user plane that handles data.
  • the user plane radio interface protocol has a physical (PHY) layer, a Medium Access Control (MAC) layer, a Radio Link Control (RLC) layer, a Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer, and a Service Data Adaptation Protocol (SDAP) layer.
  • PHY physical
  • MAC Medium Access Control
  • RLC Radio Link Control
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • SDAP Service Data Adaptation Protocol
  • the PHY layer performs encoding/decoding, modulation/demodulation, antenna mapping/demapping, and resource mapping/demapping. Data and control information are transmitted between the PHY layer of UE100 and the PHY layer of gNB200 via a physical channel.
  • the PHY layer of UE100 receives downlink control information (DCI) transmitted from gNB200 on a physical downlink control channel (PDCCH).
  • DCI downlink control information
  • PDCCH physical downlink control channel
  • RNTI radio network temporary identifier
  • the DCI transmitted from gNB200 has CRC parity bits scrambled by the RNTI added.
  • the MAC layer performs data priority control, retransmission processing using Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ), and random access procedures. Data and control information are transmitted between the MAC layer of UE100 and the MAC layer of gNB200 via a transport channel.
  • the MAC layer of gNB200 includes a scheduler. The scheduler determines the uplink and downlink transport format (transport block size, modulation and coding scheme (MCS)) and the resource blocks to be assigned to UE100.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the RLC layer uses the functions of the MAC layer and PHY layer to transmit data to the RLC layer on the receiving side. Data and control information are transmitted between the RLC layer of UE100 and the RLC layer of gNB200 via logical channels.
  • the PDCP layer performs header compression/decompression, encryption/decryption, etc.
  • the SDAP layer maps IP flows, which are the units for QoS (Quality of Service) control by the core network, to radio bearers, which are the units for QoS control by the AS (Access Stratum). Note that if the RAN is connected to the EPC, SDAP is not necessary.
  • Figure 5 shows the configuration of the protocol stack for the wireless interface of the control plane that handles signaling (control signals).
  • the protocol stack of the radio interface of the control plane has an RRC (Radio Resource Control) layer and a NAS (Non-Access Stratum) instead of the SDAP layer shown in Figure 4.
  • RRC Radio Resource Control
  • NAS Non-Access Stratum
  • RRC signaling for various settings is transmitted between the RRC layer of UE100 and the RRC layer of gNB200.
  • the RRC layer controls logical channels, transport channels, and physical channels in response to the establishment, re-establishment, and release of radio bearers.
  • RRC connection connection between the RRC of UE100 and the RRC of gNB200
  • UE100 is in an RRC connected state.
  • RRC connection no connection between the RRC of UE100 and the RRC of gNB200
  • UE100 is in an RRC idle state.
  • UE100 is in an RRC inactive state.
  • the NAS which is located above the RRC layer, performs session management, mobility management, etc.
  • NAS signaling is transmitted between the NAS of UE100 and the NAS of AMF300.
  • UE100 also has an application layer in addition to the radio interface protocol.
  • the layer below the NAS is called the Access Stratum (AS).
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle or Uncrewed Aerial Vehicle.
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle
  • UAV Uncrewed Aerial Vehicle
  • UAV generally refers to an unmanned aerial vehicle such as a drone.
  • a UE located at an altitude equal to or higher than a predetermined threshold (or exceeding a predetermined threshold) is called a UAV.
  • the UAV may be a UE capable of wireless communication with the gNB200 while flying unmanned in the sky like an unmanned aerial vehicle.
  • the UAV may be provided on an unmanned aerial vehicle.
  • the UAV may be provided on a manned aerial vehicle.
  • a UE owned by a user on board the airplane may also be a UAV.
  • the UAV may be a UAV UE.
  • the UAV may be an aerial UE.
  • the UAV may be used to distinguish it from a UE used on the ground.
  • the UAV may be included in the UE as an example of the UE.
  • the UAV and the UE may be collectively referred to as a UE.
  • the example configuration of UE100 shown in FIG. 2 may represent an example configuration of a UAV.
  • 3GPP provides the following specifications for functions to support Aerial UE:
  • the flying UE can report its altitude.
  • the flying UE can report its altitude when its altitude is above or below a threshold.
  • the flying UE can also report location information.
  • the location information can also include the horizontal and vertical speed of the flying UE.
  • the LTE system network can request the flying UE to report flight route information.
  • the flight route information represents waypoints (passing point information or point information) (waypoints) on the route of the flying UE.
  • the flight route information may include multiple waypoints.
  • the waypoints are represented as three-dimensional position information.
  • the flying UE may report the flight route information including time information (timestamp) for each waypoint.
  • the HSS Home Subscriber Server
  • the eNB which is the base station of the LTE system, under the control of the MME (Mobility Management Entity).
  • the eNB can determine whether or not the UE is permitted to function as a flying UE.
  • events H1 and H2 can be used as trigger conditions for a measurement report.
  • Event H1 represents an event condition when the altitude of the flying UE exceeds a threshold.
  • event H2 represents an event condition when the altitude of the flying UE falls below a threshold. Whether or not these event conditions are met is determined using a hysteresis value, an offset value, and a threshold value in addition to the altitude.
  • 3GPP has begun discussions on introducing UAVs into NR (New Radio). With regard to UAVs, 3GPP has agreed to use the above-mentioned events H1 and H2, to report the altitude, position, and speed of the UAV, and to report the flight path plan.
  • FIG 6 An example of a cell configuration is shown.
  • the mobile communication system 1 includes a ground cell and an air cell.
  • a ground cell is formed by gNB 200-T1 and gNB 200-T2
  • an air cell is formed by gNB 200-U.
  • FIG. 6 shows an example in which UEs 100-1 to 100-4 communicate wirelessly with gNBs 200-T1 and 200-T2 in the ground cells, and UAVs 150-1 and 150-2 communicate wirelessly with gNB 200-U in the air cell.
  • the first scenario is a scenario in which a dedicated frequency is assigned to the air cell, and different frequencies are used for the ground cell and the air cell.
  • wireless communication by UAVs 150-1 and 150-2 and wireless communication by UEs 100-1 to 100-4 are performed using different frequencies, making it possible to avoid interference between the two wireless communications.
  • the second scenario is a scenario in which the same frequency (or the same frequency range) is used for the ground cell and the aerial cell.
  • the second scenario since the ground cell and the aerial cell share the same frequency, there is no need to increase frequency resources. Therefore, the second scenario makes it possible to make effective use of frequency resources.
  • the first embodiment aims to avoid interference in the random access procedure.
  • the parameters used in the random access procedure are parameters dedicated to the UAV150.
  • a base station e.g., gNB200
  • transmits the parameters used in the random access procedure to a user equipment e.g., UE100 or UAV150.
  • the parameters are parameters dedicated to a user equipment (e.g., UAV150) located at an altitude equal to or higher than a predetermined threshold.
  • gNB200 can set RACH parameters dedicated to UAV150 for UAV150. Therefore, when UAV150 executes a random access procedure, it is possible to appropriately set, for example, the transmission power of the random access preamble and the number of retransmissions of the random access preamble. Such settings make it possible to avoid interference with UE100 that occurs when UAV150 executes a random access procedure.
  • the random access procedure is performed when UE100 in RRC idle state performs initial access to the network, when UE in RRC inactive state performs RRC connection resume procedure, when UE100 performs RRC connection re-establishment procedure, etc.
  • the random access procedure enables UE100 to establish uplink synchronization with gNB200 (or cell).
  • the parameters used in the random access procedure are parameters used when transmitting a PRACH preamble.
  • the PRACH preamble is the first signal transmitted by UE 100 in the random access procedure.
  • the following transmission control is performed on the PRACH preamble, and these parameters are used.
  • UE100 first sets values to predetermined variables (preamble transmission counter, preamble power ramping counter, preamble power ramping step, etc.).
  • the preamble transmission counter is set using a maximum number of PRACH transmissions parameter (preambleTransMax).
  • the maximum number of PRACH transmissions parameter indicates the maximum number of PRACH preamble transmissions.
  • the preamble power ramping step is set using a transmission power ramping step parameter (powerRampingStep).
  • the transmission power ramping step parameter is a parameter that is incremented each time the PRACH preamble is retransmitted.
  • UE100 sets the preamble reception target power (PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER) of the RACH preamble using the specified variable and a preamble reception target power parameter (preambleReceivedTargetPower), etc. Since the preamble reception target power is the target reception power on the gNB200 side, UE100 calculates the transmission power of the PRACH preamble by calculating the path loss to gNB200. UE100 transmits the PRACH preamble with the calculated transmission power.
  • parameters used when transmitting a PRACH preamble include, for example, a PRACH maximum transmission count parameter (preambleTransMax), a transmission power ramping step parameter (powerRampingStep), and a preamble reception target power parameter (preambleReceivedTargetPower).
  • preambleTransMax a PRACH maximum transmission count parameter
  • powerRampingStep a transmission power ramping step parameter
  • preambleReceivedTargetPower preambleReceivedTargetPower
  • a parameter used in the random access procedure there is a parameter used when retransmitting a PRACH preamble.
  • the parameters used for transmitting the PRACH preamble described above are also used when retransmitting the PRACH preamble.
  • a backoff time parameter (backoff time).
  • the backoff time indicates, for example, the time until the PRACH preamble is retransmitted.
  • the backoff time parameter is set as follows.
  • UE100 when UE100 receives a random access response (RAR) (Msg2) including a MAC sub PDU with a backoff instruction after transmitting a PRACH preamble, UE100 sets a preamble backoff variable (PREAMBLE_BACKOFF). UE100 multiplies the value contained in the BI field of the MAC sub PDU by the scaling factor (SCALING_FACTOR_BI) to set the preamble backoff variable.
  • the backoff time parameter is set using a random number between "0" and the preamble backoff variable.
  • parameters used when retransmitting a PRACH preamble include, for example, a PRACH maximum transmission count parameter (preambleTransMax), a transmission power ramping step parameter (powerRampingStep), a preamble reception target power parameter (preambleReceivedTargetPower), and a backoff time parameter (backoff time).
  • preambleTransMax a PRACH maximum transmission count parameter
  • powerRampingStep a transmission power ramping step parameter
  • preambleReceivedTargetPower preambleReceivedTargetPower
  • backoff time backoff time
  • the parameters used in the random access procedure include parameters used when UE 100 receives a random access response (Msg2).
  • the RAR reception window parameter (ra-ResponseWindow) is used when receiving a random access response.
  • the RAR reception window parameter is, for example, a parameter that indicates a time window for monitoring a random access response. If UE 100 is unable to receive a random access response within the time window indicated by the RAR reception window parameter, it retransmits the PRACH preamble until the backoff time has elapsed. On the other hand, if UE 100 receives a random access response within the time window indicated by the RAR reception window parameter, it stops the RAR reception window parameter.
  • RACH-ConfigGeneric is an information element included in the system information (SIB1) broadcast from gNB200. RACH-ConfigGeneric is used to identify parameters used in the random access procedure.
  • FIG. 7 shows an example of operation according to the first embodiment.
  • step S10 gNB200 transmits RACH parameters dedicated to UAV150.
  • the RACH parameters dedicated to UAV150 are linked to information representing the sky.
  • the information representing the sky may be a predetermined threshold for identifying the sky.
  • the predetermined threshold is a threshold for identifying whether UE100 is in the sky or on the ground, for example, an altitude threshold.
  • the predetermined threshold may be two or more, and when there are two thresholds, for example, three layers, "high altitude", “low altitude", and "ground”, can be configured.
  • the information representing the sky may be information representing a state (for example, "sky") representing that UE100 is located in the "sky". This link indicates that the RACH parameters are used by UE100 (i.e., UAV150) located in the sky.
  • the RACH parameters dedicated to the UAV 150 may be at least one parameter included in the above-mentioned information element (RACH-ConfigGeneric). Specifically, it may be any of the following:
  • the gNB 200 can set the preamble reception target power parameter (preambleReceivedTargetPower) dedicated to the UAV 150 to a value lower than the preamble reception target power parameter of the terrestrial UE 100, thereby making it possible to lower the transmission power of the PRACH preamble transmitted from the UAV 150 to a value lower than the transmission power of the PRACH preamble transmitted from the terrestrial UE 100.
  • preambleReceivedTargetPower dedicated to the UAV 150 to a value lower than the preamble reception target power parameter of the terrestrial UE 100, thereby making it possible to lower the transmission power of the PRACH preamble transmitted from the UAV 150 to a value lower than the transmission power of the PRACH preamble transmitted from the terrestrial UE 100.
  • This makes it possible to avoid interference when the random access procedure is executed in the UAV 150.
  • other parameters for example, by setting them to values lower (or smaller) than the parameters for the terrestrial UE 100, it is possible to avoid interference when the random access procedure is executed in the U
  • the RACH parameter dedicated to the UAV150 may be a backoff time parameter (backoff time).
  • the RACH parameter dedicated to the UAV150 may be a parameter representing the upper limit of the backoff time.
  • the backoff time itself is a random number ranging from "0" to the preamble backoff variable (PREAMBLE_BACKOFF), but by setting an upper limit on the random number, it is possible to prevent the backoff time from being set longer than necessary.
  • the backoff time when the PRACH preamble is retransmitted from the UAV150 is not set longer than necessary, and the PRACH preamble is not retransmitted from the UAV150 for a longer time than necessary, making it possible to avoid interference when the random access procedure is executed in the UAV150.
  • the RACH parameter dedicated to the UAV150 may be a parameter representing the maximum value of the backoff time.
  • the maximum value of the backoff time indicates that the backoff time is not set using a random number, but is set to the specified maximum value.
  • the RACH parameter dedicated to the UAV 150 may be a parameter indicating the lower limit of the backoff time (e.g., "0").
  • the lower limit allows the backoff time set by the random number to always be "0". This allows, for example, the gNB 200 to control the UAV 150 so that it must wait a certain amount of time before retransmitting the PRACH preamble, making it possible to avoid interference with the random access procedure of the terrestrial UE 100.
  • the parameter values included in the RACH parameters dedicated to UAV150 are parameter values that are different from the parameter values for ground UE100. This allows the RACH parameters to be dedicated to UAV150.
  • UE100 executes a random access procedure using RACH parameters dedicated to UAV150 at an altitude equal to or higher than a predetermined threshold.
  • the altitude of UE100 may be measured by an altitude sensor provided in UE100.
  • the altitude of UE100 may be measured by a distance sensor (such as radar or lidar) provided in UE100.
  • the altitude may be expressed in terms of altitude above sea level.
  • the altitude may be expressed in terms of altitude above sea level.
  • the altitude may be expressed in terms of height above ground level.
  • gNB200 may transmit some of the RACH parameters dedicated to UAV150 described above.
  • UE100 may apply some of the RACH parameters dedicated to UAV150 and apply terrestrial (or conventional) RACH parameters to other RACH parameters that have not been transmitted to execute the random access procedure.
  • the base station is an NR base station (gNB)
  • the base station may be an LTE base station (eNB) or a 6G base station.
  • the base station may also be a relay node such as an IAB (Integrated Access and Backhaul) node.
  • the base station may be a DU of an IAB node.
  • the UE 100 may also be an MT (Mobile Termination) of an IAB node.
  • network node primarily refers to a base station, but may also refer to a core network device or part of a base station (CU, DU, or RU).
  • a program may be provided that causes a computer to execute each process performed by UE100 or gNB200.
  • the program may be recorded on a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium on which the program is recorded may be a non-transient recording medium.
  • the non-transient recording medium is not particularly limited, and may be, for example, a recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM.
  • circuits that execute each process performed by UE100 or gNB200 may be integrated, and at least a part of UE100 or gNB200 may be configured as a semiconductor integrated circuit (chip set, SoC: System on a chip).
  • the terms “based on” and “depending on/in response to” do not mean “based only on” or “only in response to” unless otherwise specified.
  • the term “based on” means both “based only on” and “based at least in part on”.
  • the term “in response to” means both “only in response to” and “at least in part on”.
  • the terms “include”, “comprise”, and variations thereof do not mean including only the recited items, but may include only the recited items or may include additional items in addition to the recited items.
  • the term “or” as used in this disclosure is not intended to mean an exclusive or.
  • a communication control method in a mobile communication system comprising: a network node transmitting to a user equipment parameters for use in a random access procedure; The communication control method, wherein the parameter is a parameter dedicated to a user device located at an altitude equal to or higher than a predetermined threshold.
  • Mobile communication system 20 5GC 100: UE 110: Receiving unit 130: Control unit 150: UAV 200: gNB 210: wireless communication unit 230: control unit

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Abstract

一態様に係る通信制御方法は、セルラ通信システムで用いる通信制御方法である。前記通信制御方法は、ネットワークノードが、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータをユーザ装置へ送信するステップを有する。前記パラメータは、所定閾値以上の高度に位置するユーザ装置専用のパラメータである。

Description

通信制御方法
　本開示は、移動通信システムにおける通信制御方法に関する。
　移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（The Third Generation Partnership Project）（登録商標。以下同じ。）の仕様において、飛行ＵＥ（Ａｅｒｉａｌ　ＵＥ）が規定されている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２）。例えば、飛行ＵＥは、高度を報告したり、垂直速度及び水平速度を含む位置情報を報告したりすることが可能である。３ＧＰＰでは、このような仕様を通じて、上空を飛行する飛行ＵＥとの通信を適切にサポートするようにしている。
３ＧＰＰ　ＴＳ　３６．３００　Ｖ１７．１．０　（２０２２－６） ３ＧＰＰ　ＴＳ　３６．３３１　Ｖ１７．１．０　（２０２２－６）
　一態様に係る通信制御方法は、移動通信システムにおける通信制御方法である。前記通信制御方法は、ネットワークノード（又はネットワーク装置）が、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータをユーザ装置へ送信するステップを有する。前記パラメータは、所定閾値以上の高度に位置するユーザ装置専用のパラメータである。
図１は、第１実施形態に係る移動通信システムの構成例を表す図である。 図２は、第１実施形態に係るＵＥ（ユーザ装置）の構成例を表す図である。 図３は、第１実施形態に係るｇＮＢ（基地局）の構成例を表す図である。 図４は、第１実施形態に係るユーザプレーンに関するプロトコルスタックの構成例を表す図である。 図５は、第１実施形態に係る制御プレーンに関するプロトコルスタックの構成例を表す図である。 図６は、第１実施形態に係るセル構成例を表す図である。 図７は、第１実施形態に係る動作例を表す図である。
　本開示は、ランダムアクセスプロシージャにおける干渉を回避することを目的とする。
　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。
　［第１実施形態］
　（移動通信システムの構成）
　図１は、第１実施形態に係る移動通信システムの構成を表す図である。移動通信システム１は、３ＧＰＰ規格の第５世代システム（５ＧＳ：5th Generation System）に準拠する。以下において、５ＧＳを例に挙げて説明するが、移動通信システムにはＬＴＥ（Long Term Evolution）システムが少なくとも部分的に適用されてもよい。移動通信システムには第６世代（６Ｇ）システムが少なくとも部分的に適用されてもよい。
　移動通信システム１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。以下において、ＮＧ－ＲＡＮ１０を単にＲＡＮ１０と呼ぶことがある。また、５ＧＣ２０を単にコアネットワーク（ＣＮ）２０と呼ぶことがある。
　ＵＥ１００は、移動可能な無線通信装置である。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構わない。例えば、ＵＥ１００は、携帯電話端末（スマートフォンを含む）及び／又はタブレット端末、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）、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、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、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（以下、単に「周波数」と呼ぶ）に属する。
　なお、ｇＮＢ２００がＬＴＥのコアネットワークであるＥＰＣ（Evolved　Packet　Core）に接続することもできる。ＬＴＥの基地局（ｅＮＢ：evolved Node B）が５ＧＣ２０に接続することもできる。ＬＴＥの基地局とｇＮＢ２００とが基地局間インターフェイスを介して接続されることもできる。
　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のモビリティを管理する。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、第１実施形態に係るＵＥ１００（ユーザ装置）の構成例を表す図である。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、ｇＮＢ２００との無線通信を行う無線通信部を構成する。
　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及び処理を行う。このような処理は、後述の各レイヤの処理を含む。制御部１３０は、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも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。なお、制御部１３０は、以下に示す各実施形態において、ＵＥ１００における各処理又は各動作を行ってもよい。
　図３は、第１実施形態に係るｇＮＢ２００（基地局）の構成を表す図である。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及び受信部２２０は、ＵＥ１００との無線通信を行う無線通信部を構成する。バックホール通信部２４０は、ＣＮ２０との通信を行うネットワーク通信部を構成する。
　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及び処理を行う。このような処理は、後述の各レイヤの処理を含む。制御部２３０は、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも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。なお、制御部２３０は、以下に示す各実施形態において、ｇＮＢ２００における各処理又は各動作を行ってもよい。
　バックホール通信部２４０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であるＮＧインターフェイスを介してＡＭＦ／ＵＰＦ３００と接続される。なお、ｇＮＢ２００は、ＣＵ（Central Unit）とＤＵ（Distributed Unit）とで構成され（すなわち、機能分割され）、両ユニット間がフロントホールインターフェイスである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表す図である。
　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。なお、ＵＥ１００のＰＨＹレイヤは、ｇＮＢ２００から物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）上で送信される下りリンク制御情報（ＤＣＩ）を受信する。具体的には、ＵＥ１００は、無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）を用いてＰＤＣＣＨのブラインド復号を行い、復号に成功したＤＣＩを自ＵＥ宛てのＤＣＩとして取得する。ｇＮＢ２００から送信されるＤＣＩには、ＲＮＴＩによってスクランブルされたＣＲＣパリティビットが付加されている。
　ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｒｅｐｅａｔ　ｒｅＱｕｅｓｔ）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：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｓｃｈｅｍｅ））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・復号化等を行う。
　ＳＤＡＰレイヤは、コアネットワークがＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）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表す図である。
　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）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との間にコネクション（ＲＲＣコネクション）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との間にコネクション（ＲＲＣコネクション）がない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドル状態にある。ＵＥ１００のＲＲＣとｇＮＢ２００のＲＲＣとの間のコネクションが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レイヤよりも上位に位置するＮＡＳは、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。ＵＥ１００のＮＡＳとＡＭＦ３００のＮＡＳ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。また、ＮＡＳよりも下位のレイヤをＡＳ（Access Stratum）と呼ぶ。
　（ＵＡＶ）
　ここで、第１実施形態に係る無人飛行装置（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle or Uncrewed Aerial Vehicle。以下では、「無人飛行装置」を「ＵＡＶ」と称する場合がある。）について説明する。
　ＵＡＶは、一般的には、ドローンなどの無人航空機のことである。ただし、第１実施形態では、所定閾値以上の（又は所定閾値を超える）高度に位置するＵＥを、ＵＡＶと呼ぶ。ＵＡＶは、無人航空機のように上空を無人で飛行しながらｇＮＢ２００と無線通信が可能なＵＥであってもよい。或いは、ＵＡＶは、無人航空機に設けられてもよい。或いは、ＵＡＶは、有人航空機に設けられてもよい。例えば、飛行機が所定閾値以上の高度で飛行している状態で、当該飛行機に搭乗しているユーザが所有するＵＥもＵＡＶであってもよい。ＵＡＶは、ＵＡＶ　ＵＥであってもよい。或いは、ＵＡＶは、飛行ＵＥ（Ａｅｒｉａｌ　ＵＥ）であってもよい。ＵＡＶは、地上で用いられるＵＥと区別して用いられる場合がある。ただし、特に当該ＵＥと区別しない場合は、ＵＡＶは、ＵＥの一例としてＵＥに含まれてもよい。この場合、ＵＡＶとＵＥとをまとめてＵＥと称する場合がある。図２に示すＵＥ１００の構成例は、ＵＡＶの構成例を表してもよい。
　３ＧＰＰでは、飛行ＵＥ（Ａｅｒｉａｌ　ＵＥ）をサポートする機能として、例えば、以下のような規定が設けられている。
　第１に、飛行ＵＥは、自身の高度を報告することができる。例えば、飛行ＵＥは、自身の高度が閾値以上又は閾値以下になったときに、高度を報告することができる。この際、飛行ＵＥは、位置情報も報告できる。位置情報には、飛行ＵＥの水平速度及び垂直速度を含めることも可能である。
　第２に、ＬＴＥシステムのネットワーク（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）は、飛行経路情報を報告するように飛行ＵＥに要求することができる。飛行経路情報は、飛行ＵＥの経路上のウェイポイント（通過点情報又は地点情報）（ｗａｙｐｏｉｎｔ）を表す。飛行経路情報には、多数のウェイポイントが含まれてもよい。ウェイポイントは、３次元の位置情報として表される。飛行ＵＥは、ウェイポイントごとの時刻情報（タイムスタンプ）を飛行経路情報に含めて報告してもよい。
　第３に、飛行ＵＥのサポート有無（又は飛行ＵＥとして機能することを許可するか否か）はユーザ毎の加入者情報（subscription information）に含まれる。ＬＴＥシステムにおけるＨＳＳ（Home Subscriber Server）には、ユーザ毎に加入者情報が記憶されている。飛行ＵＥのサポート有無は加入者情報に含まれる。当該加入者情報は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）の制御により、ＨＳＳからＬＴＥシステムの基地局であるｅＮＢへ送信される。ｅＮＢは、ＵＥを飛行ＵＥとしての機能することを許可しているか否かを把握することができる。
　第４に、測定レポートのトリガ条件として、イベントＨ１とイベントＨ２とを用いることができる。イベントＨ１は、飛行ＵＥの高度が閾値を超えた場合のイベント条件を表す。一方、イベントＨ２は、飛行ＵＥの高度が閾値を下回った場合のイベント条件を表す。これらのイベント条件は、高度に加え、ヒステリシス値、オフセット値、及び閾値を用いて条件が満たされるか否かが判定される。
　このように３ＧＰＰで規定されていることは、飛行ＵＥ（すなわち、ＵＡＶ）がＬＴＥシステムで利用されることを想定したものとなっている。
　一方、３ＧＰＰでは、ＮＲ（New Radio）においてＵＡＶを導入することについての議論が開始されている。ＵＡＶに関し、３ＧＰＰでは、上述したイベントＨ１及びイベントＨ２を利用すること、ＵＡＶの高度、位置、及び速度を報告すること、飛行計画（ｆｌｉｇｈｔ　ｐａｔｈ　ｐｌａｎ）を報告すること、などが合意されている。
　（地上用セルと上空用セル）
　例えば、地上用セルと上空用セルとがネットワーク内に混在するケースを仮定する。図６は、このようなケースを示すセルの構成例を表す図である。
　図６に示すように、移動通信システム１では、地上用セルと上空用セルとを含む。図６に示す例では、ｇＮＢ２００－Ｔ１とｇＮＢ２００－Ｔ２とで各々地上用セルが形成され、ｇＮＢ２００－Ｕにより上空用セルが形成されている。そして、図６では、地上用セルにおいては、ＵＥ１００－１乃至１００－４がｇＮＢ２００－Ｔ１及び２００－Ｔ２と無線通信を行い、上空用セルにおいては、ＵＡＶ１５０－１及び１５０－２がｇＮＢ２００－Ｕと無線通信を行う例を表している。
　ここで、ＵＥ１００－１乃至１００－４が地上用セルにおいて適切に無線通信を行い、ＵＡＶ１５０－１及び１５０－２が上空用セルにおいて適切に無線通信を行うためには、以下の２つのシナリオが想定される。
　第１シナリオは、上空用セルに対して専用の周波数が割り当てられ、地上用セルと上空用セルとにおいて各々異なる周波数が用いられるシナリオである。第１シナリオでは、例えば、ＵＡＶ１５０－１及び１５０－２による無線通信と、ＵＥ１００－１乃至１００－４による無線通信とが異なる周波数を用いて行われるため、２つの無線通信間の干渉を回避させることが可能となる。
　一方、第２シナリオは、地上用セルと上空用セルとにおいて同一の周波数（又は同一の周波数範囲）が用いられるシナリオである。第２シナリオでは、地上用セルと上空用セルとで周波数を共用するため、特に周波数リソースを増やさなくてもよい。そのため、第２シナリオでは周波数リソースの有効活用化を図ることができる。
（第１実施形態に係る通信制御方法）
　ＵＡＶ１５０による無線通信では、地上のＵＥ１００が無線通信を行う場合よりも干渉の影響が大きい、というＵＡＶ特有の問題点がある。例えば、図６に示すように、上空に位置するＵＡＶ１５０－１及び１５０－２（以下では、ＵＡＶ１５０－１とＵＡＶ１５０－２とを区別しない場合は、ＵＡＶ１５０と称する場合がある。）がアップリンク通信を行うケースを想定する。このようなケースでは、ＵＡＶ１５０から送信される無線信号が、サービングセルとその隣接セルだけではなく、更に広範囲に亘って届いてしまう場合がある。地上のＵＥ１００がＵＡＶ１５０と同一の周波数を用いている場合、地上のＵＥ１００からの信号に対して、ＵＡＶ１５０からの信号が干渉となってしまう場合がある。３ＧＰＰにおける今後の議論においては、ＲＲＣコネクティッド状態のＵＡＶ１５０に対して様々な干渉回避対策が講じられることが想定される。
　一方、ＵＡＶ１５０がランダムアクセスプロシージャを実行した場合においても、同時に同一の周波数を用いて地上のＵＥがランダムアクセスプロシージャを実行した場合、上述したケースと同様に、干渉が発生する場合がある。
　しかし、ＵＡＶ１５０がランダムアクセスプロシージャを実行することで発生した干渉に対して、現在のところ、回避策が存在しない。
　そこで、第１実施形態では、ランダムアクセスプロシージャにおける干渉を回避することを目的としている。
　そのため、第１実施形態では、ランダムアクセスプロシージャで用いるパラメータ（以下では、「ＲＡＣＨ」パラメータと称する場合がある。）をＵＡＶ１５０専用のパラメータとする例について説明する。具体的には、基地局（例えばｇＮＢ２００）が、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータをユーザ装置（例えばＵＥ１００又はＵＡＶ１５０）へ送信する。ここで、当該パラメータは、所定閾値以上の高度に位置するユーザ装置（例えばＵＡＶ１５０）専用のパラメータである。
　このように、第１実施形態では、ｇＮＢ２００は、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータをＵＡＶ１５０に対して設定できる。そのため、ＵＡＶ１５０がランダムアクセスプロシージャを実行する際に、例えば、ランダムアクセスプリアンブルの送信電力を適切に設定したり、ランダムアクセスプリアンブルの再送回数も適切に設定したりすることが可能となる。このような設定により、ＵＡＶ１５０がランダムアクセスプロシージャを実行することで発生するＵＥ１００に対する干渉を回避させることが可能となる。
　（ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータの例）
　ここで、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータの例について説明する。
　ランダムアクセスプロシージャは、ＲＲＣアイドル状態のＵＥ１００がネットワークに対して初期アクセス（Ｉｎｉｔｉａｌ　ａｃｃｅｓｓ）を行う場合、ＲＲＣインアクティブ状態のＵＥがＲＲＣ接続再開（ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｓｕｍｅ）プロシージャを実行する場合、ＵＥ１００がＲＲＣ再確立（ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅ－ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ）プロシージャを実行する場合などで行われる。ランダムアクセスプロシージャにより、ＵＥ１００は、ｇＮＢ２００（又はセル）に対して上り方向での同期を確立することができる。
　第１に、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータとして、ＰＲＡＣＨプリアンブルの送信に際に用いられるパラメータがある。ＰＲＡＣＨプリアンブルは、ランダムアクセスプロシージャにおいて、ＵＥ１００が最初に送信する信号である。ＰＲＡＣＨプリアンブルに対して以下のような送信制御が行われることで、当該パラメータが用いられる。
　すなわち、ＵＥ１００は、最初に、所定の変数（プリアンブル送信カウンタ、プリアンブル電力ランピングカウンタ、及びプリアンブル電力ランピングステップなど）に値をセットする。所定の変数のうち、プリアンブル送信カウンタは、ＰＲＡＣＨ送信最大回数パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＴｒａｎｓＭａｘ）を用いてセットされる。ＰＲＡＣＨ送信最大回数パラメータは、ＰＲＡＣＨプリアンブル送信の最大回数を表す。また、所定の変数のうち、プリアンブル電力ランピングステップは、送信電力ランピングステップパラメータ（ｐｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇＳｔｅｐ）を用いてセットされる。送信電力ランピングステップパラメータは、ＰＲＡＣＨプリアンブルが再送される毎に加算されるパラメータである。
　次に、ＵＥ１００は、当該所定の変数及びプリアンブル受信目標電力パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＲｅｃｅｉｖｅｄＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ）などを用いて、ＲＡＣＨプリアンブルのプリアンブル受信目標電力（ＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＲＥＣＥＩＶＥＤ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＰＯＷＥＲ）をセットする。当該プリアンブル受信目標電力はｇＮＢ２００側の目標受信電力であるため、ＵＥ１００は、ｇＮＢ２００に対するパスロスを計算することで、ＰＲＡＣＨプリアンブルの送信電力を計算する。ＵＥ１００は、計算した送信電力でＰＲＡＣＨプリアンブルを送信する。
　このように、ＰＲＡＣＨプリアンブルの送信に際に用いられるパラメータとして、例えば、ＰＲＡＣＨ送信最大回数パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＴｒａｎｓＭａｘ）、送信電力ランピングステップパラメータ（ｐｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇＳｔｅｐ）、及びプリアンブル受信目標電力パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＲｅｃｅｉｖｅｄＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ）などがある。
　第２に、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータとして、ＰＲＡＣＨプリアンブルを再送する際に用いられるパラメータがある。上述したＰＲＡＣＨプリアンブルの送信に用いられるパラメータは、ＰＲＡＣＨプリアンブルを再送する際にも用いられる。更に、ＰＲＡＣＨプリアンブルを再送する際に用いられるパラメータとして、パックオフ時間パラメータ（ｂａｃｋｏｆｆ　ｔｉｍｅ）がある。バックオフ時間は、例えば、ＰＲＡＣＨプリアンブルを再送するまでの時間を表す。バックオフ時間パラメータは以下のようにして設定される。すなわち、ＵＥ１００が、ＰＲＡＣＨプリアンブル送信後、バックオフ指示付きのＭＡＣ　ｓｕｂ　ＰＤＵを含むランダムアクセス応答（ＲＡＲ：Random Access Response）（Ｍｓｇ２）を受信した場合、ＵＥ１００は、プリアンブルバックオフ変数（ＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＢＡＣＫＯＦＦ）をセットする。ＵＥ１００は、当該ＭＡＣ　ｓｕｂ　ＰＤＵのＢＩフィールドに含まれる値に、スケーリングファクタ（ＳＣＡＬＩＮＧ＿ＦＡＣＴＯＲ＿ＢＩ）で乗算した値を、プリアンブルバックオフ変数とする。バックオフ時間パラメータは、「０」からプリアンブルバックオフ変数までの乱数を用いて設定される。
　このように、ＰＲＡＣＨプリアンブルを再送する際に用いられるパラメータとして、例えば、ＰＲＡＣＨ送信最大回数パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＴｒａｎｓＭａｘ）、送信電力ランピングステップパラメータ（ｐｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇＳｔｅｐ）、プリアンブル受信目標電力パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＲｅｃｅｉｖｅｄＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ）、及びバックオフ時間パラメータ（ｂａｃｋｏｆｆ　ｔｉｍｅ）がある。
　第３に、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータとして、ＵＥ１００がランダムアクセス応答（Ｍｓｇ２）を受信する際に用いられるパラメータがある。ランダムアクセス応答を受信する際に用いられるパラメータとして、例えば、ＲＡＲ受信ウィンドウパラメータ（ｒａ－ＲｅｓｐｏｎｓｅＷｉｎｄｏｗ）がある。ＲＡＲ受信ウィンドウパラメータは、例えば、ランダムアクセス応答を監視する時間ウィンドウを表すパラメータである。ＵＥ１００は、ＲＡＲ受信ウィンドウパラメータによって示された時間ウィンドウ内にランダムアクセス応答を受信できなかった場合、バックオフ時間（ｂａｃｋｏｆｆ　ｔｉｍｅ）が経過するまでＰＲＡＣＨプリアンブルの再送を行う。一方、ＵＥ１００は、ＲＡＲ受信ウィンドウパラメータによって示された時間ウィンドウ内にランダムアクセス応答を受信した場合、ＲＡＲ受信ウィンドウパラメータを停止させる。
　なお、ＰＲＡＣＨ送信最大回数パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＴｒａｎｓＭａｘ）、送信電力ランピングステップパラメータ（ｐｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇＳｔｅｐ）、プリアンブル受信目標電力パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＲｅｃｅｉｖｅｄＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ）、及びＲＡＲ受信ウィンドウパラメータ（ｒａ－ＲｅｓｐｏｎｓｅＷｉｎｄｏｗ）は、情報要素（ＲＡＣＨ－ＣｏｎｆｉｇＧｅｎｅｒｉｃ）に含まれる。ＲＡＣＨ－ＣｏｎｆｉｇＧｅｎｅｒｉｃは、ｇＮＢ２００から報知されるシステム情報（ＳＩＢ１）に含まれる情報要素である。ＲＡＣＨ－ＣｏｎｆｉｇＧｅｎｅｒｉｃは、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータを特定するために用いられる。
　（第１実施形態に係る動作例）
　次に、第１実施形態に係る動作例について説明する。
　図７は、第１実施形態に係る動作例を表す図である。
　図７に示すように、ステップＳ１０において、ｇＮＢ２００は、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータを送信する。
　第１に、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータは、上空を表す情報と紐づいている。上空を表す情報は、上空を識別する所定閾値でもよい。所定閾値は、ＵＥ１００が上空に居るのか、地上に居るのかを識別するための閾値であり、例えば高度の閾値である。所定閾値が１つの場合、当該閾値よりも高いか低いかで、「上空」と「地上」の２レイヤを構成することができる。所定閾値は２以上であってもよく、例えば２つの場合、「高高度」、「低高度」、及び「地上」の３レイヤを構成することができる。或いは、上空を表す情報は、ＵＥ１００が「上空」に位置することを表す状態（例えば「上空」）を表す情報でもよい。当該紐づきにより、当該ＲＡＣＨパラメータは、上空に位置するＵＥ１００（すなわちＵＡＶ１５０）において用いられることが表される。
　第２に、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータは、上述した情報要素（ＲＡＣＨ－ＣｏｎｆｉｇＧｅｎｅｒｉｃ）に含まれる少なくとも１つのパラメータであってもよい。具体的には、以下のいずれかであってもよい。
　（Ａ１）ＰＲＡＣＨ送信最大回数パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＴｒａｎｓＭａｘ）
　（Ａ２）送信電力ランピングステップパラメータ（ｐｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇＳｔｅｐ）
　（Ａ３）プリアンブル受信目標電力パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＲｅｃｅｉｖｅｄＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ）
　（Ａ４）ＲＡＲ受信ウィンドウパラメータ（ｒａ－ＲｅｓｐｏｎｓｅＷｉｎｄｏｗ）
　例えば、ｇＮＢ２００は、ＵＡＶ１５０専用のプリアンブル受信目標電力パラメータ（ｐｒｅａｍｂｌｅＲｅｃｅｉｖｅｄＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ）を、地上ＵＥ１００のプリアンブル受信目標電力パラメータよりも低い値に設定することで、ＵＡＶ１５０から送信されるＰＲＡＣＨプリアンブルの送信電力を、地上のＵＥ１００から送信されるＰＲＡＣＨプリアンブルの送信電力よりも低くすることも可能となる。これにより、ＵＡＶ１５０においてランダムアクセスプロシージャが実行される際の干渉を回避させることも可能となる。その他のパラメータも、例えば、地上のＵＥ１００に対するパラメータよりも低い（又は小さい）値に設定することで、ＵＡＶ１５０においてランダムアクセスプロシージャが実行される際の干渉を回避させることが可能となる。
　また、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータは、パックオフ時間パラメータ（ｂａｃｋｏｆｆ　ｔｉｍｅ）でもよい。或いは、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータは、バックオフ時間の上限時間を表すパラメータであってもよい。バックオフ時間自体は、上述したように、「０」からプリアンブルバックオフ変数（ＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＢＡＣＫＯＦＦ）までの乱数が用いられるが、乱数に上限を設けることで、必要以上に長くバックオフ時間が設定されることを排除させることができる。これにより、例えば、ＵＡＶ１５０からＰＲＡＣＨプリアンブルが再送される際のバックオフ時間が必要以上に長く設定されることがなくなるため、必要以上に長い時間に亘ってＰＲＡＣＨプリアンブルがＵＡＶ１５０から再送されることもなくなり、ＵＡＶ１５０においてランダムアクセスプロシージャが実行される際の干渉を回避させることも可能となる。或いは、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータは、バックオフ時間の最大値を表すパラメータであってもよい。バックオフ時間の最大値は、バックオフ時間を、乱数を用いて設定するのではなく、指定された最大値をバックオフ時間とすることを表している。或いは、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータは、バックオフ時間の下限値（例えば「０」）を表すパラメータでもよい。当該下限値により、乱数で設定されるバックオフ時間を、常に「０」とすることができる。これにより、例えば、ｇＮＢ２００は、ＵＡＶ１５０に対して、ＰＲＡＣＨプリアンブルの再送に一定時間待たなければならないように制御することが可能となり、地上ＵＥ１００のランダムアクセスプロシージャに対する干渉を回避させることも可能となる。
　このように、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータに含まれるパラメータ値は、地上ＵＥ１００に対するパラメータ値とは異なるパラメータ値となる。これにより、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータとなり得る。
　なお、上述した（Ａ１）から（Ａ４）、及びバックオフ時間パラメータは、システム情報（ＳＩＢ）を利用してブロードキャストで送信されてもよい。
　ステップＳ１１において、ＵＥ１００は、所定閾値以上の高度において、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータを用いて、ランダムアクセスプロシージャを実行する。なお、ＵＥ１００の高度は、ＵＥ１００に設けられた高度センサで測定されてもよい。ＵＥ１００の高度は、ＵＥ１００に設けられた距離センサ（レーダー又はライダーなど）で測定されてもよい。なお、高度は、海抜で表されてもよい。当該高度は、標高で表されてもよい。当該高度は、地上からの高さで表されてもよい。
　なお、ｇＮＢ２００は、上述したＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータの一部を送信してもよい。この場合、ＵＥ１００は、ＵＡＶ１５０専用のＲＡＣＨパラメータの一部を適用するとともに、送信されていない他のＲＡＣＨパラメータについては地上用（又は従来の）ＲＡＣＨパラメータを適用して、ランダムアクセスプロシージャを実行してもよい。
［その他の実施形態］
　上述の各動作フローは、別個独立に実施する場合に限らず、２以上の動作フローを組み合わせて実施可能である。例えば、１つの動作フローの一部のステップを他の動作フローに追加してもよいし、１つの動作フローの一部のステップを他の動作フローの一部のステップと置換してもよい。各フローにおいて、必ずしもすべてのステップを実行する必要は無く、一部のステップのみを実行してもよい。
　上述の実施形態及び実施例において、基地局がＮＲ基地局（ｇＮＢ）である一例について説明したが基地局がＬＴＥ基地局（ｅＮＢ）又は６Ｇ基地局であってもよい。また、基地局は、ＩＡＢ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ａｃｃｅｓｓ　ａｎｄ　Ｂａｃｋｈａｕｌ）ノード等の中継ノードであってもよい。基地局は、ＩＡＢノードのＤＵであってもよい。また、ＵＥ１００は、ＩＡＢノードのＭＴ（Ｍｏｂｉｌｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）であってもよい。
　また、用語「ネットワークノード」は、主として基地局を意味するが、コアネットワークの装置又は基地局の一部（ＣＵ、ＤＵ、又はＲＵ）を意味してもよい。
　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又はＤＶＤ－ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。また、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：Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ａ　ｃｈｉｐ）として構成してもよい。
　本開示で使用されている「に基づいて（ｂａｓｅｄ　ｏｎ）」、「に応じて（ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ　ｏｎ／ｉｎ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ）」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」、「のみに応じて」を意味しない。「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」及び「に少なくとも部分的に基づいて」の両方を意味する。同様に、「に応じて」という記載は、「のみに応じて」及び「に少なくとも部分的に応じて」の両方を意味する。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、及びそれらの変形の用語は、列挙する項目のみを含むことを意味せず、列挙する項目のみを含んでもよいし、列挙する項目に加えてさらなる項目を含んでもよいことを意味する。また、本開示において使用されている用語「又は（ｏｒ）」は、排他的論理和ではないことが意図される。さらに、本開示で使用されている「第１」、「第２」等の呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又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及び第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、又は何らかの形で第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。本開示において、例えば、英語でのａ，ａｎ，及びｔｈｅのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
　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。また、矛盾しない範囲で、各実施形態、各動作、各処理、及び各ステップの全部又は一部を組み合わせることも可能である。
　本願は、日本国特許出願第２０２２－１６１５８５号（２０２２年１０月６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。
　（付記）
　（付記１）
　移動通信システムにおける通信制御方法であって、
　ネットワークノードが、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータをユーザ装置へ送信するステップ、を有し、
　前記パラメータは、所定閾値以上の高度に位置するユーザ装置専用のパラメータである
　通信制御方法。
　（付記２）
　前記パラメータは、前記ユーザ装置がＰＲＡＣＨプリアンブルを送信する際に用いるパラメータである
　付記１記載の通信制御方法。
　（付記３）
　前記パラメータは、前記ユーザ装置がＰＲＡＣＨプリアンブルを再送する際に用いるパラメータである
　付記１又は付記２に記載の通信制御方法。
　（付記４）
　前記パラメータは、前記ユーザ装置がランダムアクセス応答を受信する際に用いるパラメータである
　付記１乃至付記３のいずれかに記載の通信制御方法。
　１：移動通信システム
　２０：５ＧＣ
　１００：ＵＥ
　１１０：受信部　１３０：制御部
　１５０：ＵＡＶ
　２００：ｇＮＢ
　２１０：無線通信部
　２３０：制御部

Claims (4)

  1. 　移動通信システムにおける通信制御方法であって、
    　ネットワークノード（又はネットワーク装置）が、ランダムアクセスプロシージャで用いられるパラメータをユーザ装置へ送信すること、を有し、
    　前記パラメータは、所定閾値以上の高度に位置するユーザ装置専用のパラメータである
    　通信制御方法。
  2. 　前記パラメータは、前記ユーザ装置がＰＲＡＣＨプリアンブルを送信する際に用いるパラメータである
    　請求項１記載の通信制御方法。
  3. 　前記パラメータは、前記ユーザ装置がＰＲＡＣＨプリアンブルを再送する際に用いるパラメータである
    　請求項１記載の通信制御方法。
  4. 　前記パラメータは、前記ユーザ装置がランダムアクセス応答を受信する際に用いるパラメータである
    　請求項１記載の通信制御方法。
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WO2018203402A1 (ja) * 2017-05-02 2018-11-08 株式会社Ｎｔｔドコモ ユーザ装置及び基地局
JP2020535717A (ja) * 2017-09-28 2020-12-03 京セラ株式会社 無人航空機のためのプリアンブル管理

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