JP4979727B2 - コンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理する方法及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明はコンテンション（回線争奪）ベースのランダムアクセスプロセスを処理する方法及び通信装置に関し、特に無線通信システムにおいてスケジューリング伝送（ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）メッセージの再送を適時に終了させるコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理する方法及び通信装置に関する。

ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムは、第三世代移動通信システム（例えばＵＭＴＳ（汎用移動通信システム））をもとに確立されたアドバンスド高速無線通信システムである。ＬＴＥ無線通信システムはパケット交換のみサポートし、そのＲＬＣ（無線リンク制御）層とＭＡＣ（媒体アクセス制御）層は基地局（ノードＢ）とＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）に個別に設ける必要がなく、同一の通信ネットワークエンティティーに統合できるので、システム構造が比較的に簡単である。

現在のＬＴＥ無線通信システムでは、ＵＥ（ユーザー端末）は以下の状況でランダムアクセスプロセスを起動して基地局と接続をとる。（１）ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ（無線リソース制御アイドリング）状態で初期接続を行う場合、（２）無線リンク障害（ＲＬＦ）の発生後に初期接続を行う場合、（３）ハンドオーバープロセスの実行時、（４）ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ（無線リソース制御接続）状態でダウンリンクデータ伝送に対応して起動する、（５）ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態でアップリンクデータ伝送に対応して起動する。ランダムアクセスプロセスは、ＵＥに用いられるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のリソースがネットワークにより割り当てられるものか、またはランダムに決められるものかによって、コンテンションベースと非コンテンションベースのものに分けることができる。

図１を参照する。図１は従来のコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを表す説明図である。図１に示すように、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスは主に以下のステップを含む。すなわち、（１）アップリンクＲＡＣＨにおけるランダムアクセスプリアンブル（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅ ｏｎ ＲＡＣＨ ｉｎ ｕｐｌｉｎｋ）、（２）ダウンリンク共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）におけるランダムアクセス応答（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｎ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）、（３）アップリンク共用チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）におけるスケジュール伝送（Ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）、（４）ＤＬ−ＳＣＨにおけるコンテンション解決（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ＤＬ−ＳＣＨ）、などのステップである。ＲＲＣ（無線リソース制御）層またはＭＡＣ（媒体アクセス制御）層のトリガーによりランダムアクセスプロセスが起動されると、ＵＥはランダムに選ばれたＲＡＣＨリソースでランダムアクセスプリアンブルを基地局に送信する。その後、基地局から返送された有効なプリアンブル応答メッセージを受信すると、ＵＥは基地局でＵＥ識別用のものとして、ＵＥ ＩＤ（識別子）を含むスケジューリング伝送メッセージを基地局に送信する。最後に、基地局から特定のＵＥ ＩＤを含むコンテンション解決メッセージが出力されれば、コンテンションは解決される。ランダムアクセスプロセスの動作について詳しくは関連のＭＡＣ層プロトコル仕様を参照すればよく、ここで説明を省略する。

トリガー条件によって、コンテンション解決に必要なＵＥ ＩＤはＣ−ＲＮＴＩ（セル無線ネットワーク一時識別子）、または上位層から提供されるＣＣＣＨ（共通制御チャネル）メッセージに含まれたＵＥコンテンション解決識別子（ＵＥ Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）である。従来の技術では、ＵＥ ＩＤを含むスケジューリング伝送メッセージ、例えばＣ−ＲＮＴＩ ＭＡＣ制御要素（Ｃ−ＲＮＴＩ ＭＡＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むアップリンクメッセージ、またはＣＣＣＨメッセージを含むアップリンクメッセージを送信した後、ＵＥはコンテンション解決タイマーを起動してＰＤＣＣＨ（物理ダウンリンク制御チャネル）をモニタリングし、タイマーが終了するまで基地局から返送されたコンテンション解決メッセージを受信する。

アップリンクメッセージ（すなわちスケジューリング伝送メッセージ）にＣ−ＲＮＴＩ ＭＡＣ制御要素が含まれた場合では、ＵＥのＣ−ＲＮＴＩに指定されたＰＤＣＣＨシグナリングが検出されれば、当該ＵＥがコンテンションに成功したとみなす。アップリンクメッセージにＣＣＣＨメッセージが含まれた場合では、ＵＥがダウンリンク共用チャネルから受信したＭＡＣ ＰＤＵにＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が含まれ、かつ当該ＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子と一致すれば、当該ＵＥがコンテンションに成功したとみなす。さもなければコンテンションに失敗したとみなす。なお、前掲いずれの状況においても、コンテンション解決タイマーが終了すれば、ＵＥがコンテンションに失敗したとみなす。

現在の仕様によれば、スケジューリング伝送メッセージの伝送にはＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスが適用される。また、肯定応答を否定応答とするエラー（ＡＣＫ ｔｏ ＮＡＣＫエラー）によりコンテンション解決が遅れるのを防ぐために、従来の技術によるＵＥは、スケジューリング伝送メッセージにかかるＨＡＲＱ応答を受信する前にＰＤＣＣＨをモニタリングする。

したがって、ＡＣＫ ｔｏ ＮＡＣＫエラーが発生しても、スケジューリング伝送メッセージにかかるＨＡＲＱプロセスはスケジューリング伝送メッセージの再送を継続する。しかし、基地局からコンテンション解決メッセージを受信することは、スケジューリング伝送メッセージが基地局により正常に受信されたことを意味するので、ＵＥはスケジューリング伝送メッセージを再送する必要がなく、スケジューリング伝送メッセージの再送を継続するのはＵＥに無用な電力消費をもたらす。なお、基地局がスケジューリング伝送メッセージを送信するために本来のＵＥに割り当ていた用のチャネルリソースを、他ＵＥに割り当てることもありうるので、スケジューリング伝送メッセージの再送を継続することは、他ＵＥのアップリンク伝送を干渉しかねない。

本発明はスケジューリング伝送メッセージの再送を適時に終了させ、他ＵＥのアップリンク伝送への干渉を防ぐために、無線通信システムのＵＥにおいてコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理する方法及び通信装置を提供する。

本発明では、無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理する方法を開示する。当該方法は、ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスで伝送されるスケジューリング伝送メッセージを送信する段階と、コンテンション解決タイマーを起動し、ＰＤＣＣＨ（物理ダウンリンク制御チャネル）のモニタリングを開始する段階と、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を判定する際、ＨＡＲＱプロセスのバッファの内容を消去し、スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる段階とを含む。

本発明では更に、無線通信システムのＵＥにおいてコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理するための通信装置を開示する。当該通信装置は、プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵに結合され、プログラムを記憶する記憶装置とを含む。プログラムは、ＨＡＲＱプロセスで伝送されるスケジューリング伝送メッセージを送信する段階と、コンテンション解決タイマーを起動し、ＰＤＣＣＨのモニタリングを開始する段階と、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を判定する際、ＨＡＲＱプロセスのバッファの内容を消去し、スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる段階とを含む。

従来のコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを表す説明図である。 無線通信システムを表す説明図である。 本発明による無線通信装置のブロック図である。 図３に示すプログラムを表す説明図である。 本発明の実施例による方法のフローチャートである。

図２を参照する。図２は無線通信システム１０を表す説明図である。無線通信システム１０は望ましくはＬＴＥシステムであって、概してネットワークと複数のＵＥを含む。図２に示すネットワークとＵＥは無線通信システム１０の構造を説明するために用いるに過ぎない。実際、ネットワークは要求に応じて複数の基地局、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラー）を含みうる。ＵＥは携帯電話、コンピュータシステムなどの装置である。

図３を参照する。図３は無線通信システムにおける無線通信装置１００のブロック図である。無線通信装置１００は図２に示すＵＥを実施する。説明を簡素化するため、図３では無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、記憶装置１１０、プログラム１１２及びトランシーバー１１４のみ示している。無線通信装置１００において、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて記憶装置１１０に記録されたプログラム１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御し、入力装置１０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実施する。無線通信装置１００は望ましくは第三世代移動通信システムに用いられる。

図４を参照する。図４は図３に示すプログラム１１２を表す説明図である。プログラム１１２はアプリケーション層２００と、第三層２０２と、第二層２０６を備え、第一層２１８と接続されている。第三層２０２に設けられるＲＲＣ（無線リソース制御）エンティティー２２２は、ＲＲＣプロセスで基地局または無線アクセスネットワークとＲＲＣメッセージを交換し、メッセージ内の情報素子（ＩＥ）に基づいて第一層２１８と第二層２０６の動作を設定する。第二層２０６に設けられるＲＬＣ（無線リンク制御）エンティティー２２４は上位層のパケットを伝送するために用いられ、その伝送にはＡＭ（アクノレッジ）モード、ＵＭ（アンアクノレッジ）モード、及びＴＭ（トランスペアレント）モードがある。ＲＬＣエンティティー２２４の下位には、特定の状況でランダムアクセスプロセスを起動し、基地局と接続をとるためのＭＡＣ（媒体アクセス制御）エンティティー２２６が設けられている。

ランダムアクセスプロセスは、ＵＥに用いられるＲＡＣＨのリソースがネットワークにより割り当てられるものか、またはランダムに決められるものかによって、コンテンションベースと非コンテンションベースのものに分けることができる。コンテンションベースのランダムアクセスプロセスを起動する場合、ＵＥはＵＥ ＩＤを含むスケジューリング伝送メッセージを基地局に送信し、ＵＥ間のコンテンションを解決する。それに鑑みて、本発明の実施例ではプログラム１１２にランダムアクセスプロセス処理プログラム２２０を設け、スケジューリング伝送メッセージの不必要な再送を防ぎ、他ＵＥのアップリンク伝送への干渉を防止する。

図５を参照する。図５は本発明の実施例による方法４０のフローチャートである。下記方法４０は、無線通信システムのＵＥにおいてコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理するために用いられ、ランダムアクセスプロセス処理プログラム２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ４００：開始。
ステップ４０２：スケジューリング伝送メッセージを送信する。このスケジューリング伝送メッセージはＨＡＲＱプロセスで伝送される。
ステップ４０４：コンテンション解決タイマーを起動し、ＰＤＣＣＨのモニタリングを開始する。
ステップ４０６：コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を判定する際、ＨＡＲＱプロセスのバッファの内容を消去し、スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる。
ステップ４０８：終了。

以上のように、ＵＥはコンテンションベースのランダムアクセスプロセスの実行中に、ＨＡＲＱプロセスで伝送されるスケジューリング伝送メッセージを基地局に送信する。それと同時に、ＵＥはコンテンション解決タイマーを起動し、ＰＤＣＣＨのモニタリングを開始する。コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を判定する際、ＵＥはＨＡＲＱプロセスのバッファの内容を消去し、スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる。

したがって、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果が判定されれば、本発明の実施例ではスケジューリング伝送メッセージにかかるＨＡＲＱプロセスのバッファ内容を消去し、スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる。例えば、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を成功と判定すれば、スケジューリング伝送メッセージが基地局により正常に受信されたことがわかり、ＵＥはスケジューリング伝送メッセージの再送を行う必要がなく、スケジューリング伝送メッセージにかかるＨＡＲＱプロセスのバッファ内容を消去する。それに反して、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を失敗と判定すれば、ＵＥはランダムアクセスプリアンブルステップを再び実行するので、スケジューリング伝送メッセージの再送を行う必要がなく、スケジューリング伝送メッセージにかかるＨＡＲＱプロセスのバッファ内容は消去される。

したがって、ＨＡＲＱプロセスにＡＣＫ ｔｏ ＮＡＣＫエラーが発生すれば、本発明の実施例では、スケジューリング伝送メッセージの再送を適時に終了させ、他ＵＥのアップリンク伝送への干渉を防ぎ、ＵＥの無用な電力消費を防止することができる。

送信されるスケジューリング伝送メッセージにＣ−ＲＮＴＩ ＭＡＣ制御要素が含まれた場合では、ＵＥのＣ−ＲＮＴＩに指定されたＰＤＣＣＨシグナリングが検出されれば、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を成功と判定する。さもなければ、コンテンション解決タイマーが終了したとき、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を失敗と判定する。

スケジューリング伝送メッセージにＣＣＣＨメッセージが含まれ、かつ当該ＣＣＣＨメッセージにＵＥコンテンション解決識別子が含まれた場合では、ＵＥに受信されるように指定されたＭＡＣ ＰＤＵにＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が含まれ、かつこのＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子と一致すれば、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を成功と判定する。それに反して、ＵＥに受信されるように指定されたＭＡＣ ＰＤＵにＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が含まれ、このＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子と一致しないか、またはコンテンション解決タイマーが終了すれば、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を失敗と判定する。

まとめて言えば、コンテンションベースのランダムアクセスプロセスにおいてコンテンション結果が判定されれば、その結果が成功か失敗かを問わず、ＵＥはスケジューリング伝送メッセージにかかるＨＡＲＱプロセスのバッファ内容を消去し、スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる。したがって、本発明の実施例ではスケジューリング伝送メッセージの再送を適時に終了させ、他ＵＥのアップリンク伝送への干渉を防ぎ、ＵＥの無用な電力消費を防止することができる。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

１０ 無線通信システム
１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラム
１１４ トランシーバー
２００ アプリケーション層
２０２ 第三層
２０６ 第二層
２１８ 第一層
２２０ ランダムアクセスプロセス処理プログラム
２２２ ＲＲＣエンティティー
２２４ ＲＬＣエンティティー
２２６ ＭＡＣエンティティー

Claims (16)

1. 無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理する方法であって、
   ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスで伝送されるスケジューリング伝送メッセージをベースステーションに送信する段階と、
   コンテンション解決タイマーを起動し、ＰＤＣＣＨ（物理ダウンリンク制御チャネル）のモニタリングを開始する段階と、
   前記スケジューリング伝送に対応するＨＡＲＱ ＮＡＣＫ信号を前記ベースステーションから受信する段階と、
   前記ベースステーションから受信した、前記スケジューリング伝送メッセージに応える情報に基づいて、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を判定する際、前記ＨＡＲＱプロセスのバッファの内容を消去し、前記スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる段階と、を含む、コンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
2. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果は成功である、請求項１に記載のコンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
3. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果は失敗である、請求項１に記載のコンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
4. 前記スケジューリング伝送メッセージはＣ−ＲＮＴＩ ＭＡＣ制御要素（セル無線ネットワーク一時識別子 媒体アクセス制御要素）を含む、請求項１に記載のコンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
5. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果の判定は、
   前記ＵＥのＣ−ＲＮＴＩに指定されたＰＤＣＣＨ（物理ダウンリンク制御チャネル）シグナリングが検出された場合に、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を成功と判定する、請求項４に記載のコンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
6. 前記スケジューリング伝送メッセージはＣＣＣＨ（共通制御チャネル）メッセージを含み、ＣＣＣＨメッセージは上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子を含む、請求項１に記載のコンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
7. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果の判定は、
   ＵＥに受信されるように指定されたＭＡＣ ＰＤＵ（媒体アクセス制御プロトコルデータユニット）にＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が含まれ、かつこのＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子と一致すれば、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を成功と判定する、請求項６に記載のコンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
8. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果の判定は、
   ＵＥに受信されるように指定されたＭＡＣ ＰＤＵにＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が含まれ、このＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子と一致しなければ、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を失敗と判定する、請求項６に記載のコンテンションベースのランダムアクセスプロセス処理方法。
9. 無線通信システムのＵＥにおいてコンテンションベースのランダムアクセスプロセスを処理するための通信装置であって、
   プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   前記ＣＰＵに結合され、前記プログラムを記憶する記憶装置と、を含み、前記プログラムは、
   ＨＡＲＱプロセスで伝送されるスケジューリング伝送メッセージをベースステーションに送信する段階と、
   コンテンション解決タイマーを起動し、ＰＤＣＣＨのモニタリングを開始する段階と、
   前記スケジューリング伝送に対応するＨＡＲＱ ＮＡＣＫ信号をベースステーションから受信する段階と、
   前記ベースステーションから受信した、前記スケジューリング伝送メッセージに応える情報に基づいて、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を判定する際、前記ＨＡＲＱプロセスのバッファの内容を消去し、前記スケジューリング伝送メッセージの再送を終了させる段階と、を含む、通信装置。
10. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果は成功である、請求項９に記載の通信装置。
11. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果は失敗である、請求項９に記載の通信装置。
12. 前記スケジューリング伝送メッセージはＣ−ＲＮＴＩ ＭＡＣ制御要素を含む、請求項９に記載の通信装置。
13. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果の判定は、
    前記ＵＥのＣ−ＲＮＴＩに指定されたＰＤＣＣＨシグナリングが検出された場合に、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を成功と判定する、請求項１２に記載の通信装置。
14. 前記スケジューリング伝送メッセージはＣＣＣＨメッセージを含み、ＣＣＣＨメッセージは上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子を含む、請求項９に記載の通信装置。
15. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果の判定は、
    ＵＥに受信されるように指定されたＭＡＣ ＰＤＵにＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が含まれ、かつこのＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子と一致すれば、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を成功と判定する、請求項１４に記載の通信装置。
16. 前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果の判定は、
    ＵＥに受信されるように指定されたＭＡＣ ＰＤＵにＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が含まれ、このＵＥコンテンション解決識別ＭＡＣ制御要素が上位層から提供されたＵＥコンテンション解決識別子と一致しなければ、前記コンテンションベースのランダムアクセスプロセスのコンテンション結果を失敗と判定する、請求項１４に記載の通信装置。
    

Images