JP2020519089A - ランダム接続過程を行う方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいてランダム接続過程を行う方法及び装置に関する。【解決手段】ＮＰＲＡＣＨ構成情報を受信するステップ、及びＮＰＲＡＣＨ構成情報に基づき、ランダム接続プリアンブルを送信するステップを含み、ＮＰＲＡＣＨ構成情報は、第１のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、第２のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、又は両方が支援されるかを指示する情報を含み、ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、第１のプリアンブルフォーマット及び第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ特定の条件を満たす場合、ランダム接続プリアンブルは、第１のプリアンブルフォーマットを用いて送信され、ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、第１及び第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ特定の条件を満たさない場合、ランダム接続プリアンブルは、第２のプリアンブルフォーマットを用いて送信される。【選択図】図１１

Description

本発明は、無線通信システムに関し、より詳細には、効果的な範囲向上のためのランダム接続過程を行う方法及びそのための装置に関する。

多数の通信機器がより大きな通信容量を要求することにより、既存の無線接続技術（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＲＡＴ）に比べて向上した広帯域移動通信（ｍｏｂｉｌｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の必要性が高まっている。また多数の機器及びモノを連結していつでもどこでも多様なサービスを提供する大規模ＭＴＣ（ｍａｓｓｉｖｅ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）も次世代通信において考慮すべき主要なイシューである。また、信頼度（ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）及び遅延（ｌａｔｅｎｃｙ）に敏感なサービス／端末（ＵＥ）を考慮した通信システムデザインが論議されている。このように、向上した広帯域移動通信（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｍｏｂｉｌｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、大規模ＭＴＣ（ｍａｓｓｉｖｅ ＭＴＣ，ｍＭＴＣ）、ＵＲＬＬＣ（Ｕｌｔｒａ−Ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｌａｔｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などを考慮した次世代無線接続技術の導入が論議されていて、本発明では、便宜のために、当該技術をＮＲ（ｎｅｗ ＲＡＴ）と呼ぶ。

本発明の目的は、無線通信システムにおいて、効果的な範囲向上のためのランダム接続過程を行う方法及びそのための装置を提供することにある。

具体的に、本発明の目的は、狭帯域のモノのインターネット（ＮＢ−ＩｏＴ）通信のためのレガシープリアンブルと向上されたプリアンブルとを同時に支援する無線通信システムにおいて、効果的に ランダム接続過程を行うための方法及びそのための装置を提供することにある。

本発明で遂げようとする技術的課題は以上で言及した事項に限定されず、言及していない別の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

本発明の第１の態様として、無線通信システムにおいて、端末がランダム接続過程を行う方法が提供され、前記方法は、 ＮＰＲＡＣＨ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）構成情報を受信するステップ、及び前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に基づき、ランダム接続プリアンブルを送信するステップを含み、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報は、第１のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、第２のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、又は前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援されるかを指示する情報を含み、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ特定の条件を満たす場合、前記ランダム接続プリアンブルは、前記第１のプリアンブルフォーマットを用いて送信され、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ前記特定の条件を満たさない場合、前記 ランダム接続プリアンブルは、前記第２のプリアンブルフォーマットを用いて送信されることができる。

本発明の第２の態様として、無線通信システムにおいて、ランダム接続過程を行う端末が提供され、前記端末は、ＲＦ送受信器（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）、及び前記ＲＦ送受信器に動作可能に接続される（ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）プロセッサを含み、前記プロセッサは、前記ＲＦ送受信器を制御して、 ＮＰＲＡＣＨ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）構成情報を受信して、前記ＲＦ送受信器を制御して、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に基づき、ランダム接続プリアンブルを送信するように構成され、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報は、第１のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、第２のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、又は前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援されるかを指示する情報を含み、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方がいずれも支援され、且つ特定の条件を満たす場合、前記 ランダム接続プリアンブルは、前記第１のプリアンブルフォーマットを用いて送信され、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ前記特定の条件を満たさない場合、前記ランダム接続プリアンブルは、前記第２のプリアンブルフォーマットを用いて送信されることができる。

好ましくは、前記特定の条件は、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）が第１の値以上であること、前記端末に設定された繰り返しレベル（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ）が第２の値以下であること、カバレッジレベルが第３の値以下であることのうちの少なくとも１つを含むことができる。

好ましくは、前記第１のプリアンブルフォーマットは、１個のシンボルに該当する循環前置（cyｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）を含み、前記第２のプリアンブルフォーマットは、複数のシンボルに該当する循環前置を含むことができる。

好ましくは、前記第１のプリアンブルフォーマットは、３．７５ｋＨｚのサブキャリア間隔を有して、前記第２のプリアンブルフォーマットは、３．７５／ＮｋＨｚのサブキャリア間隔を有して、Ｎは、１より大きい整数であることができる。

好ましくは、ＲＡ−ＲＮＴＩ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いてランダム接続応答メッセージが受信され、前記第１のプリアンブルフォーマットと前記第２のプリアンブルフォーマットとに対して互いに異なるＲＡ−ＲＮＴＩが用いられることができる。

好ましくは、ＲＡ−ＲＮＴＩ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いてランダム接続応答メッセージが受信され、前記第１のプリアンブルフォーマットと前記第２のプリアンブルフォーマットとに対して同一のＲＡ−ＲＮＴＩが用いられ、前記ランダム接続応答メッセージのヘッダ又はペイロードは、前記第１のプリアンブルフォーマットと前記第２のプリアンブルフォーマットとを区別する情報を含むことができる。

好ましくは、前記ランダム接続プリアンブルを対応するランダム接続応答メッセージ受信に失敗する場合、前記ランダム接続プリアンブルが再送信され、前記ランダム接続プリアンブルを再送信することは、カウンター値を増加させることと、前記増加されたカウンター値が最大のカウンター値よりも小さい場合、以前と同一のプリアンブルフォーマットを用いて前記ランダム接続プリアンブルを再送信することと、前記増加されたカウンター値が最大のカウンター値と同一の場合、以前とは互いに異なるプリアンブルフォーマットを用いて前記ランダム接続プリアンブルを再送信することとを含むことができる。

好ましくは、前記ランダム接続プリアンブルを対応するランダム接続応答メッセージ受信に失敗する場合、以前とは互いに異なるプリアンブルフォーマットを用いて前記 ランダム接続プリアンブルが再送信されることができる。

好ましくは、第１のタイミングアドバンス命令を含むランダム接続応答メッセージを受信して、前記第１のタイミングアドバンス命令を適用して、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）接続要請メッセージを送信して、第２のタイミングアドバンス命令を含む競合解決メッセージを受信して、前記第２のタイミングアドバンス命令を適用して、前記競合解決メッセージに対するＨＡＲＱ−ＡＣＫ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅＱｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎt）信号を送信することができる。

好ましくは、第１のタイミングアドバンス命令を含むランダム接続応答メッセージを受信して、前記第１のタイミングアドバンス命令を適用して、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）接続要請メッセージを送信して、前記送信されたＲＲＣ接続要請メッセージに対応する競合解決メッセージ受信に失敗する場合、第２のタイミングアドバンス命令を適用して、前記ＲＲＣ接続要請メッセージを再送信して、前記再送信されたＲＲＣ接続要請メッセージに対応する競合解決メッセージ受信に失敗する場合、第３のタイミングアドバンス命令を適用して、前記ＲＲＣ接続要請メッセージを再送信することができる。

本発明によれば、無線通信システムにおいてランダム接続過程を行うとき、効果的に範囲を向上させることができる。

具体的に、本発明によれば、狭帯域のモノのインターネット （ＮＢ−ＩｏＴ）通信のためのレガシープリアンブルと向上されたプリアンブルとを同時に支援する無線通信システムにおいて、効果的にランダム接続過程を行うことができる。

本発明で遂げようとする技術的課題は以上で言及した事項に限定されず、言及していない別の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する様々な実施例を提供する。また、添付の図面は、詳細な説明と共に本発明の実施形態を説明する。

本発明において用いられる無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）の構造を例示する。 本発明において用いられる下りリンクスロットのためのリソースグリッドを例示する。 本発明において用いられる下りリンクサブフレームの構造を例示する。 本発明において用いられる上りリンクサブフレームの構造を例示する。 ランダム接続過程（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を例示する。 ＮＰＲＡＣＨプリアンブル送信方法を例示する。 上りリンク−下りリンクのタイミング関係（ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｌａｔｉｏｎ）を例示する。 本発明による向上されたプリアンブルフォーマットを例示する。 本発明による向上されたプリアンブルフォーマットを例示する。 本発明による向上されたプリアンブルフォーマットを例示する。 本発明によるランダム接続プリアンブル送信方法を例示する。 レガシーＵＥのためのＲＡＲメッセージヘッダ及びペイロードを例示する。 本発明によるランダム接続プリアンブル再送信方法を例示する。 本発明によるランダム接続プリアンブル再送信方法を例示する。 本発明によるランダム接続プリアンブル送信方法を例示する。 本発明に適用可能な基地局及び端末を例示する。

以下の技術は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などのような様々な無線接続システムに用いることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡＮ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡＮ）などのような無線技術によって具現することができる。ＵＴＲＡＮは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の一部である。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムは、Ｅ−ＵＴＲＡＮを用いるＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ）の一部であり、ＬＴＥ−Ａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ）システムは、３ＧＰＰ ＬＴＥの進化したバージョンであり、ＬＥＴ−Ａプロシステムは、３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａの進化したバージョンである。

説明の明確性のために、以下では、３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ／ＬＴＥ−Ａプロを中心として説明するが、本発明の技術的原理はこれに制限されない。また、以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたもので、これらの特定用語の使用は、本発明の技術的原理から逸脱することなく他の形態に変更されてもよい。例えば、本発明は、３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ／ＬＴＥ−Ａプロ標準によるシステムだけではなく、その他の３ＧＰＰ標準、ＩＥＥＥ ８０２．ｘｘ標準又は３ＧＰＰ２標準によるシステムにも適用可能であり、３ＧＰＰ ５Ｇ又はＮＲ（Ｎｅｗ ＲＡＴ）のような次世代通信システムに適用できる。

本発明において、ユーザ機器（ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＵＥ）は、固定していても、移動性を有していてもよいもので、基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ，ＢＳ）と通信してデータ及び／又は制御情報を送受信する各種機器を含む。ＵＥを、端末（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＵＴ（Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、無線機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、無線モデム（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｄｅｍ）、携帯機器（ｈａｎｄｈｅｌｄ ｄｅｖｉｃｅ）などと呼ぶこともできる。以下、ＵＥは端末と混用できる。

本発明において、基地局（ＢＳ）は一般に、ＵＥ及び／又は他のＢＳと通信する固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）を意味し、ＵＥ及び他のＢＳと通信して各種データ及び制御情報を交換する。基地局（ＢＳ）を、ＡＢＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＮＢ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ−ＮｏｄｅＢ）、ｇＮＢ（ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＮｏｄｅＢ）ＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）、ＰＳ（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｅｒｖｅｒ）、ノード（ｎｏｄｅ）、ＴＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｏｉｎｔ）などと呼ぶこともできる。以下、基地局（ＢＳ）はｅＮＢ又はｇＮＢと混用できる。

無線接続システムにおいて、端末は、下りリンク（ＤＬ：Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）を介して基地局から情報を受信して、上りリンク（ＵＬ：Ｕｐｌｉｎｋ）を介して基地局へ情報を送信する。基地局及び端末が送受信する情報は、一般のデータ情報及び様々な制御情報を含み、基地局及び端末が送受信する情報の種類／用途に応じて様々な物理チャネルが存在する。

端末は、電源がオフ状態から再びオンになったり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取る等の初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ）作業を行う。そのために、端末は、基地局からプライマリ同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ，ＰＳＳ）及びセカンダリ同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ，ＳＳＳ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤ（ｃｅｌｌ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）などの情報を取得すればよい。その後、端末は、基地局から物理ブロードキャストチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ，ＰＢＣＨ）を介してセル内においてブロードキャストされるシステム情報を取得できる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ，ＤＬ ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。

初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ，ＰＤＣＣＨ）、及び該物理下りリンク制御チャネル情報に基づく物理下りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ，ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得できる。

その後、端末は、基地局への接続を完了するために、ランダム接続過程（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を行うことができる。このため、端末は、物理ランダム接続チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ，ＰＲＡＣＨ）を介してプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）を送信して、物理下りリンク制御チャネル及びそれに対応する物理下りリンク共有チャネルを介して、プリアンブルへの応答メッセージを受信することができる。競合ベースランダム接続（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ）の場合、追加の物理ランダム接続チャネルの送信、物理下りリンク制御チャネル及びこれに対応する物理下りリンク共有チャネル受信のような競合解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を行うことができる。

上述したような手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、物理下りリンク制御チャネル／物理下りリンク共有チャネルの受信、及び物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ，ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ，ＰＵＣＣＨ）送信を行うことができる。端末が基地局へ送信する制御情報を総称して上りリンク制御情報（Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＣＩ）という。ＵＣＩは、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ／Ｎｅｇａｔｉｖｅ−ＡＣＫ）、ＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）、ＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などを含む。ＣＳＩは、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）などを含む。ＵＣＩは、一般に、ＰＵＣＣＨを介して送信されるが、制御情報とトラフィックデータが同時に送信される必要がある場合は、ＰＵＳＣＨを介して送信されてもよい。また、ネットワークの要請／指示によってＰＵＳＣＨを介してＵＣＩを非周期的に送信してもよい。

図１は、本発明において用いられる無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）の構造を例示する。セルラーＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）無線パケット通信システムにおいて、上りリンク／下りリンクデータパケット送信は、サブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ，ＳＦ）単位で行われ、一サブフレームは、複数のＯＦＤＭシンボルを含む一定の時間区間で定義される。ＬＴＥ（−Ａ）システムでは、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）に適用可能なタイプ１の無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）構造と、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）に適用可能なタイプ２の無線フレーム構造を支援する。

図１は、タイプ１の無線フレームの構造を例示する。例えば、下りリンク無線フレームは、１０個のサブフレームで構成され、１サブフレームは、時間ドメイン（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）において２個のスロット（ｓｌｏｔ）で構成される。１サブフレームを送信するのにかかる時間をＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）という。或いは、ＴＴＩは、１個のスロットを送信するのにかかる時間を称してもよい。例えば、１サブフレームの長さは１ｍｓであり、１スロットの長さは０．５ｍｓである。１スロットは時間ドメインにおいて複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数ドメイン（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ）において複数のリソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ，ＲＢ）を含む。ＬＴＥ（−Ａ）システムでは、下りリンクでＯＦＤＭを用いるため、ＯＦＤＭシンボルが１シンボル区間を表す。ＯＦＤＭシンボルは、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル又はシンボル区間とも呼ばれる。リソース割り当て単位としてのリソースブロック（ＲＢ）は、１スロットにおいて複数の連続したサブキャリア（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を含んでもよい。

１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、循環前置（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ，ＣＰ）の構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）によって変更可能である。ＣＰには、拡張ＣＰ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ）と一般ＣＰ（ｎｏｒｍａｌ ＣＰ）とがある。例えば、ＯＦＤＭシンボルが一般ＣＰによって構成された場合、１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は７個である。ＯＦＤＭシンボルが拡張ＣＰによって構成された場合、１ＯＦＤＭシンボルの長さが増加するため、１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、一般ＣＰの場合に比べて少ない。例えば、拡張ＣＰの場合に、１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は６個である。端末が速い速度で移動する場合などのようにチャネル状態が不安定な場合は、シンボル間干渉をより減らすために、拡張ＣＰが用いられてもよい。

タイプ２の無線フレームは、２ハーフフレーム（ｈａｌｆ ｆｒａｍｅ）で構成され、各ハーフフレームは、５サブフレームで構成され、下りリンク区間（例えば、ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ））、保護区間（Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ，ＧＰ）、上りリンク区間（例えば、ＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ））を含む。１サブフレームは２スロットで構成される。例えば、下りリンク区間（例えば、ＤｗＰＴＳ）は、端末における初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。例えば、上りリンク区間（例えば、ＵｐＰＴＳ）は、基地局におけるチャネル推定と端末の上りリンク送信同期を取るために用いられる。例えば、上りリンク区間（例えば、ＵｐＰＴＳ）は、基地局においてチャネル推定のためのＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）が送信されてもよく、上りリンク送信同期を取るためのランダム接続プリアンブル（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｅａｍｂｌｅ）を運ぶＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）が送信されてもよい。保護区間は、上りリンクと下りリンクとの間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。

上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるシンボルの数は様々に変更されてもよい。

図２は、本発明において用いられる下りリンクスロットのためのリソースグリッドを例示する。

図２を参照すると、下りリンクスロットは、時間ドメインにおいて複数のＯＦＤＭシンボルを含む。ここで、１下りリンクスロットは、７ＯＦＤＭシンボルを含み、１リソースブロック（ＲＢ）は、周波数ドメインにおいて１２サブキャリアを含むものと例示されている。しかし、本発明はこれらに限られない。リソースグリッド上のそれぞれの要素は、リソース要素（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ，ＲＥ）と呼ばれる。１ＲＢは１２×７ＲＥを含む。下りリンクスロットに含まれたＲＢの数Ｎ_ＤＬは下りリンク送信帯域に依存する。上りリンクスロットの構造は、下りリンクスロットの構造と同一であってもよい。

上述したスロットのリソースグリッドは例示に過ぎず、スロットに含まれるシンボル、リソース要素、ＲＢの数は様々に変更可能である。

図３は、本発明において用いられる下りリンクサブフレームの構造を例示する。

図３を参照すると、サブフレームにおいて最初のスロットの先頭部に位置する最大３（又は、４）個のＯＦＤＭシンボルが、制御チャネル割り当てのための制御領域に該当する。その他のＯＦＤＭシンボルは、ＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）が割り当てられるデータ領域に該当し、データ領域の基本リソース単位はＲＢである。ＬＴＥ（−Ａ）システムにおいて用いられる下りリンク制御チャネルの例は、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）などを含む。

ＰＣＦＩＣＨはサブフレームの最初のＯＦＤＭシンボルから送信され、サブフレームにおいて制御チャネルの送信に用いられるＯＦＤＭシンボルの数に関する情報を運ぶ。ＰＣＦＩＣＨは、４個のリソース要素グループ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ，ＲＥＧ）からなり、それぞれのＲＥＧは、セルＩＤに基づき、制御領域内に均等に分散される。１ＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）は４リソース要素で構成できる。ＰＣＦＩＣＨは、１〜３（又は、２〜４）の値を指示して、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）に変調される。ＰＨＩＣＨは、上りリンク送信への応答としてＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を運ぶ。ＰＨＩＣＨ区間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）によって設定された１個以上のＯＦＤＭシンボルにおいて、ＣＲＳ及びＰＣＦＩＣＨ（最初のＯＦＤＭシンボル）を除くその他のＲＥＧ上にＰＨＩＣＨが割り当てられる。ＰＨＩＣＨは、周波数ドメイン上において最大に分散された３個のＲＥＧに割り当てられる。以下、ＰＨＩＣＨをより詳しく説明する。

ＰＤＣＣＨは、サブフレームの最初のｎ個のＯＦＤＭシンボル（以下、制御領域）内に割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であって、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報をＤＣＩ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）という。ＰＤＣＣＨは、下りリンク共有チャネル（ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ，ＤＬ−ＳＣＨ）の送信フォーマット及びリソース割り当て情報、上りリンク共有チャネル（ｕｐｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ，ＵＬ−ＳＣＨ）の送信フォーマット及びリソース割り当て情報、ページングチャネル（ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ，ＰＣＨ）上のページング情報、ＤＬ−ＳＣＨ上のシステム情報、ＰＤＳＣＨ上から送信されるランダム接続応答のような上位階層制御メッセージのリソース割り当て情報、端末グループ内の各々の端末へのＴｘパワー制御命令セット、Ｔｘパワー制御命令、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）の活性化指示情報などを運ぶ。より具体的に、ＤＣＩフォーマットは、用途に応じて、ホッピングフラッグ（ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇ）、ＲＢ割り当て、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）、ＲＶ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｖｅｒｓｉｏｎ）、ＮＤＩ（Ｎｅｗ Ｄａｔａ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＴＰＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、循環シフトＤＭ−ＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）要請、ＨＡＲＱプロセス番号、ＴＰＭＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）確認（ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）などの情報を選択的に含む。

基地局は端末に送信されるＤＣＩに応じてＰＤＣＣＨフォーマットを決定して、制御情報にＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）を付加する。ＣＲＣはＰＤＣＣＨの所有者又は用途に応じて識別子（例えば、ＲＮＴＩ（ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））でマスクされる。例えば、ＰＤＣＣＨが特定の端末のためのものである場合、該当端末の識別子（例えば、ｃｅｌｌ−ＲＮＴＩ（Ｃ−ＲＮＴＩ））がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨがページングメッセージのためのものである場合、ページング識別子（例えば、ｐａｇｉｎｇ−ＲＮＴＩ（Ｐ−ＲＮＴＩ））がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨがシステム情報（より具体的に、システム情報ブロック（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ，ＳＩＣ））のためのものである場合、ＳＩ−ＲＮＴＩ（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＲＮＴＩ）がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨがランダム接続応答のためのものである場合、ＲＡ−ＲＮＴＩ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ−ＲＮＴＩ）がＣＲＣにマスクされる。ＰＤＣＣＨが上りリンク電力制御のためのものである場合、ＴＰＣ−ＲＮＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ−ＲＮＴＩ）が用いられ、ＴＰＣ−ＲＮＴＩは、ＰＵＣＣＨ電力制御のためのＴＰＣ−ＰＵＣＣＨ−ＲＮＴＩとＰＵＳＣＨ電力制御のためのＴＰＣ−ＰＵＳＣＨ−ＲＮＴＩとを含むことができる。ＰＤＣＣＨがマルチキャスト制御チャネル（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ，ＭＣＣＨ）のためのものである場合、Ｍ−ＲＮＴＩ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ−ＲＮＴＩ）が用いられる。

ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報は、ＤＣＩ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）という。多様なＤＣＩフォーマットが用途に応じて定義される。具体的に、上りリンクスケジューリングのために、ＤＣＩフォーマット０、４（以下、ＵＬグラント）が定義され、下りリンクスケジューリングのために、ＤＣＩフォーマット１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（以下、ＤＬグラント）が定義される。ＤＣＩフォーマットは、用途に応じて、ホッピングフラッグ（ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｌａｇ）、ＲＢ割り当て、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）、ＲＶ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｖｅｒｓｉｏｎ）、ＮＤＩ（Ｎｅｗ Ｄａｔａ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＴＰＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、循環シフトＤＭ−ＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）要請、ＨＡＲＱプロセス番号、ＴＰＭＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）確認（ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）などの情報を選択的に含む。

ＬＴＥ（−Ａ）システムでは、各々の端末のためにＰＤＣＣＨが位置可能な制限されたセットのＣＣＥ位置を定義する。端末が自身のＰＤＣＣＨが検索可能な制限されたセットのＣＣＥ位置は、検索空間（Ｓｅａｒｃｈ Ｓｐａｃｅ，ＳＳ）と呼ばれる。ＬＴＥ（−Ａ）システムにおいて、検索空間は、各々のＰＤＣＣＨフォーマットに応じて異なるサイズを有する。また、ＵＥ−特定（ＵＥ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）及び共通（ｃｏｍｍｏｎ）検索空間が別に定義される。基地局は端末にＰＤＣＣＨが検索空間のどこに位置するかに関する情報を提供しないため、端末は検索空間内においてＰＤＣＣＨ候補（ｃａｎｄｉｄａｔｅ）の集合をモニタリングすることで自身のＰＤＣＣＨを探し出す。ここで、モニタリング（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）とは、端末が受信されたＰＤＣＣＨ候補に対して各々のＤＣＩフォーマットに従って復号化を試みることを意味する。検索空間からＰＤＣＣＨを探すことをブラインド検出（ｂｌｉｎｄ ｄｅｃｏｄｉｎｇ又はｂｌｉｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）という。ブラインド検出によって、端末は自身に送信されたＰＤＣＣＨの識別（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と該当ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報の複合化とを同時に行う。

図４は、本発明において用いられる上りリンクサブフレームの構造を例示する。

図４を参照すると、上りリンクサブフレームは、複数（例えば、２）のスロットを含む。スロットは、ＣＰの長さに応じて互いに異なる数のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを含んでもよい。一例として、一般（ｎｏｒｍａｌ）ＣＰの場合、スロットは７個のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを含む。上りリンクサブフレームは、周波数ドメインにおいて、データ領域と制御領域とに区分できる。データ領域はＰＵＳＣＨを含み、音声などのデータ信号の送信に用いられる。制御領域はＰＵＣＣＨを含み、制御情報の送信に用いられる。ＰＵＣＣＨは周波数軸においてデータ領域の両端部に位置するＲＢ対（ＲＢ ｐａｉｒ）（例えば、ｍ＝０，１，２，３）を含み、スロットを境界としてホッピングする。

図５は、ランダム接続過程（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を例示する。

ランダム接続過程は、上りリンクで（短い）データを送信するために用いられる。例えば、ランダム接続過程は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥにおける初期接続、無線リンク失敗後の初期接続、ランダム接続過程を求めるハンドオーバー、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ中にランダム接続過程が求められる上り／下りリンクデータが発生するときに行われる。ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）接続要請メッセージ（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）、セル更新メッセージ（Ｃｅｌｌ Ｕｐｄａｔｅ Ｍｅｓｓａｇｅ）、ＵＲＡ更新メッセージ（ＵＲＡ Ｕｐｄａｔｅ Ｍｅｓｓａｇｅ）などの一部のＲＲＣメッセージもランダム接続過程を用いて送信される。論理チャネルＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＤＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＤＴＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ）が送信チャネルＲＡＣＨにマッピングされてもよい。送信チャネルＲＡＣＨは、物理チャネルＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）にマッピングされる。端末のＭＡＣ階層が端末物理階層にＰＲＡＣＨ送信を指示すると、端末物理階層は、先に、１個の接続スロット（ａｃｃｅｓｓ ｓｌｏｔ）と１個のシグネチャー（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を選択し、ＰＲＡＣＨプリアンブルを上りリンクで送信する。ランダム接続過程は、競合ベース（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ）過程と非競合ベース（ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ）過程とに区分できる。

図５を参照すると、端末は、システム情報により、基地局からランダム接続に関する情報を受信して格納する。その後、ランダム接続が必要である場合、端末はランダム接続プリアンブル（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅ；メッセージ１又はＭｓｇ１とも呼ぶ）を基地局へ 送信する（Ｓ５１０）。基地局が端末からランダム接続プリアンブルを受信すると、基地局はランダム接続応答メッセージ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ；メッセージ２又はＭｓｇ２とも呼ぶ）を端末へ送信する（Ｓ５２０）。具体的に、ランダム接続応答メッセージに対する下りスケジューリング情報は、ＲＡ−ＲＮＴＩ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ−ＲＮＴＩ）でＣＲＣにマスクされ、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）上から送信できる。ＲＡ−ＲＮＴＩでマスクされた下りスケジューリング信号を受信した端末は、ＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）からランダム接続応答メッセージを受信してデコードすることができる。その後、端末は、ランダム接続応答メッセージに自身に指示されたランダム接続応答情報があるか否かを確認する。自身に指示されたランダム接続応答情報が存在するか否かは、端末が送信したプリアンブルに対するＲＡＩＤ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ｐｒｅａｍｂｌｅ ＩＤ）が存在するか否かによって確認することができる。このランダム接続応答情報は、同期化のためのタイミングオフセット情報を示すタイミングアドバンス（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ；ＴＡ）、上りリンクに用いられる無線リソース割り当て情報、端末識別のための仮の識別子（例えば、Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃ−ＲＮＴＩ）などを含む。端末はランダム接続応答情報を受信すると、応答情報に含まれた無線リソース割り当て情報に従って、上りリンクＳＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）でＲＲＣ接続要請メッセージを含む上りリンク送信（メッセージ３又はＭｓｇ３とも呼ぶ）を行う（Ｓ５３０）。基地局は端末から上りリンク送信を受信した後、競合解決（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）のためのメッセージ（メッセージ４又はＭｓｇ４とも呼ぶ）を端末に送信する（Ｓ５４０）。競合解決のためのメッセージは、競合解決メッセージとも呼び、ＲＲＣ接続設定メッセージを含むことができる。端末は基地局から競合解決メッセージを受信した後、接続設定を完了して、接続設定完了メッセージ（メッセージ５又はＭｓｇ５とも呼ぶ）を基地局へ送信する（Ｓ５５０）。

非競合ベース過程の場合、端末がランダム接続プリアンブルを送信（Ｓ５１０）する前に、基地局が非競合ランダム接続プリアンブル（Ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｅａｍｂｌｅ）を端末に割り当ててもよい。非競合ランダム接続プリアンブルは、ハンドオーバー命令（ｈａｎｄｏｖｅｒ ｃｏｍｍａｎｄ）又はＰＤＣＣＨのような専用シグナリング（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）によって割り当てることができる。端末は、非競合ランダム接続プリアンブルが割り当てられた場合、ステップＳ５１０のように、割り当てられた非競合ランダム接続プリアンブルを基地局へ送信することができる。基地局は、端末から非競合ランダム接続プリアンブルを受信すると、ステップＳ５２０のように、基地局はランダム接続応答を端末へ送信することができる。

上述したランダム接続過程において、ランダム接続応答（Ｓ５２０）に対してはＨＡＲＱが適用されないものの、ランダム接続応答に対する上りリンク送信又は競合解決のためのメッセージに対してはＨＡＲＱが適用されてもよい。よって、ランダム接続応答に対して、端末はＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する必要がない。

一方、次世代システムでは、計量器の検針、水位測定、監視カメラの活用、自動販売機の在庫報告などのデータ通信を中心とする安価／低スペックの端末を構成することを考慮している。この端末は、低い機器複雑さ及び低い電力消耗を有するにもかかわらず、接続した機器間に適宜な処理率を提供することが求められ、便宜上、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又はＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）端末とも呼ばれ、本明細書では簡単に端末（ＵＥ）と総称する。

また、次世代システムは、セルラーネットワーク又は第３のネットワークを活用するに当って、狭帯域（ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ）を用いた通信（又は、ＮＢ−ＩｏＴ通信）を行うことができる。例えば、狭帯域は１８０ｋＨｚである。この領域内においてＵＥ（又は、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ）又はｅＮＢは、単一又は複数の物理チャネルを多重化して送信してもよい。一方、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥは、橋梁下、海底、海上などチャネル環境の不良な領域において通信を行うこともあり、この場合、これを補償するために、特定チャネルの繰り返し（例えば、数ＴＴＩの間に繰り返し送信）及び／又は電力増幅（Ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ）を行ってもよい。電力増幅の一例として、特定の帯域内で送信する周波数リソース領域をさらに減らし、時間当たり電力を特定のリソースに集中してもよい。一例として、１２ＲＥで構成されたＲＢ（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ）を介して特定のチャネルを送信するとき、ＲＢ単位のＲＥ割り当ての代わりに、特定のＲＥを選択して割り当てる方式によって、全体のＲＢにわたって分散する電力を特定のＲＥ（ら）に集中することもできる。特に、ＲＢ内において１個のＲＥにデータ及び電力を集中し、通信を行う方式を単一−トーン（Ｓｉｎｇｌｅ−ｔｏｎｅ）送信方式と総称してもよい。ＮＢ−ＩｏＴは、セルラーＩｏＴ（又は、ｃＩｏＴ）と混用されてもよい。

図６は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル送信方法を例示する。ＮＰＲＡＣＨプリアンブルは、ＬＴＥ−Ａプロシステムにおいて支援するＮＢ−ＩｏＴのためのＰＲＡＣＨプリアンブルを称し、ＰＲＡＣＨプリアンブルと総称してもよい。図６のランダム接続シンボルグループは、（Ｎ）ＰＲＡＣＨシンボルグループと称してもよく、単にシンボルグループとも称する。

ＮＰＲＡＣＨプリアンブルは、４個のシンボルグループ（シンボルグループ０〜シンボルグループ３）で構成され、それぞれのシンボルグループは、図６に示されたように、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）とシーケンス部分（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｐａｒｔ）とで構成できる。シーケンス部分は、５個のサブブロックで構成できるが、各サブブロックは同一のシンボルを含む。例えば、同一のシンボルは、固定されたシンボル値１を有する。

ＮＰＲＡＣＨプリアンブルは、指定された周波数領域内で送信され、該当周波数領域は、上位階層信号（例えば、ＲＲＣ階層信号）又はシステム情報（例えば、ＳＩＢ２）によって設定されたサブキャリアオフセット

とサブキャリア個数

によって決定できる。ＮＰＲＡＣＨプリアンブルを構成する各々のシンボルグループは、間隔（ｇａｐ）なく送信され、指定された周波数領域内においてシンボルグループごとに周波数ホッピングする。周波数ホッピングにおいて（ｉ＋１）番目のシンボルグループ（即ち、シンボルグループｉ、ｉ＝０、１、２、３）の周波数位置は、

で示し、数式１によって決定できる。

数式１において、

は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブルの開始サブキャリアインデックスを示し、数式２によって決定される。数式１において、

は、サブキャリアオフセットを示し、数式３によって決定される。数式２において

で与えられる。

数式３において、

は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブルのシンボルグループ０のためのサブキャリアオフセットを示し、数式４によって決定できる。数式３において、

は、数式５によって決定され、数式４において、

は、

から選ばれる値である。

数式５において

であり、

で与えられる。

ＮＰＲＡＣＨプリアンブルは、カバレッジ向上又はカバレッジ拡張のために、特定回数（例えば、図６のＮ）だけ繰り返し送信されることができる。特定の繰り返し回数は、上位階層信号（例えば、ＲＲＣ階層信号）又はシステム情報（例えば、ＳＩＢ２）によって設定できる。ＮＰＲＡＣＨプリアンブルを構成する４個のシンボルグループ（シンボルグループ０〜シンボルグループ３）は、シンボルグループごとに、数式１〜５を用いて決定された周波数位置にホッピングしながら送信され、このように、１番目のＮＰＲＡＣＨプリアンブルを送信した後、２番目のＮＰＲＡＣＨプリアンブルの各シンボルグループも数式１〜５に基づいて周波数ホッピングして送信することができる。同様な方式を適用して、ＮＰＲＡＣＨプリアンブルを特定回数（例えば、Ｎ）だけ繰り返し送信することができる。繰り返し送信される各ＮＰＲＡＣＨプリアンブルの１番目のシンボルグループ（即ち、シンボルグループ０）の周波数位置は、ランダムに決定できる。

図６に示されたＮＰＲＡＣＨプリアンブルのシンボルグループは、間隔（ｇａｐ）なく送信されるため、ＮＰＲＡＣＨプリアンブルには保護時間が適用されない。よって、図６に示されたＮＰＲＡＣＨプリアンブルの場合、保護時間の代わりにＣＰ長さを考慮して支援するセル半径を決定することができる。一般に、セル半径とラウンドトリップ遅延（ＲＴＤ）との関係は、（セル半径）＝（光速）＊（ＲＴＤ／２）で表現でき、ＲＴＤは保護時間に該当するため、セル半径とＣＰ長さとの関係は、数式６のように表現できる。

［数６］
（セル半径）＝（光速）＊（ＣＰ長さ／２）

表１は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブルフォーマットによるＣＰ長さ、セル半径の概略的な値を例示する。表１に示されたように、ＮＰＲＡＣＨプリアンブルフォーマットは、フォーマット０、１を有することができ、各々のＮＰＲＡＣＨプリアンブルフォーマットは、同一のシーケンス長さを有し、ＣＰ長さが異なるように設定されてもよい。ＣＰ長さは、上位階層信号（例えば、ＲＲＣ階層信号）又はシステム情報（例えば、ＳＩＢ２）によって設定され、ＣＰ長さに応じて該当するＮＰＲＡＣＨプリアンブルフォーマットが決定できる。表１では、ｕｓはマイクロ秒（ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ）を示し、ｋｍはキロメータを示す。

また、セル半径によるラウンドトリップ遅延（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ，ＲＴＤ）を考慮して保護時間（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ，ＧＴ）が与えられる。例えば、セルエッジにある端末とセルの中心にある端末とが同一のＴＴＩ（例えば、サブフレーム又はスロット）においてＰＲＡＣＨプリアンブルを送信する場合、基地局が該当ＴＴＩ内で各端末のＰＲＡＣＨプリアンブルが受信できるようにするために、保護時間が与えられる。一般に、セル半径とラウンドトリップ遅延（ＲＴＤ）との関係は、（セル半径）＝（光速）＊（ＲＴＤ／２）で表現でき、ＲＴＤは保護時間に該当するため、セル半径と保護時間との関係は、数式７のように表現できる。

［数７］
（セル半径）＝（光速）＊（ＧＴ／２）

表２は、従来のＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡシステムのプリアンブルフォーマットによるＣＰ長さ、ＧＴ長さ、セル半径の概略的な値を例示する。表２において、プリアンブルフォーマット値は、ＰＲＡＣＨ構成インデックスによって指示される。プリアンブルフォーマット０は、１個のＴＴＩ（例えば、１ｍｓ）で送信されてもよく、プリアンブルフォーマット１、２は、２個のＴＴＩ（例えば、２ｍｓ）で送信されてもよく、プリアンブルフォーマット３は、３個のＴＴＩ（例えば、３ｍｓ）で送信されてもよく、ｍｓはミリ秒（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ）を示す。表２において、ｕｓはマイクロ秒（ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ）を示し、ｋｍはキロメータを示す。

表２から分かるように、現在のＬＴＥシステムで支援する最大のセル半径は１００．２ｋｍである。よって、ＮＢ−ＩｏＴのためのＵＥがＬＴＥネットワークを用いたインバンド動作（ｉｎ−ｂａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を行うためには、少なくとも同一レベルのセル半径を支援する必要がある。

図７は、上りリンク−下りリンクのタイミング関係（ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｌａｔｉｏｎ）を例示する。

上りリンク直交（Ｕｐｌｉｎｋ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）送受信のために、基地局が各々の端末の上りリンク送信タイミングを個別に管理（ｍａｎａｇｅ）又は調整（ａｄｊｕｓｔ）する必要がある。このように、基地局によって行われる送信タイミングの管理又は調整をタイミングアドバンス（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ）又はタイミング整列（ｔｉｍｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）と称してもよい。

タイミングアドバンス又はタイミング整列は、上述のように、ランダム接続過程によって行われることができる。ランダム接続過程中、基地局は端末からランダム接続プリアンブルを受信して、受信されたランダム接続プリアンブルを用いて、タイミングアドバンス値を算出することができる。算出されたタイミングアドバンス値は、ランダム接続応答によって端末へ送信され、端末は受信されたタイミングアドバンス値に基づき、信号送信タイミングを更新（ｕｐｄａｔｅ）することができる。或いは、基地局は端末から周期的に又はランダムに送信される上りリンク参照信号（例えば、ＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ））を受信してタイミングアドバンスを算出することができ、端末は算出されたタイミングアドバンス値に基づき、信号送信タイミングを更新することができる。

上述のように、基地局は、ランダム接続プリアンブル又は上りリンク参照信号を介して端末のタイミングアドバンスを測定することができ、タイミング整列のための調整値（ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｖａｌｕｅ）を端末に知らせることができる。この場合、タイミング整列のための調整値は、タイミングアドバンス命令（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ Ｃｏｍｍａｎｄ，ＴＡＣ）又はタイミングアドバンス値（ＴＡ ｖａｌｕｅ）と称してもよい。

図７を参照すると、端末からの上りリンク無線フレームｉの送信は、対応する下りリンク無線フレームを開始する（Ｎ_ＴＡ＋Ｎ_{ＴＡｏｆｆｓｅｔ}）×Ｔ_ｓ秒の前に開始することができる。０≦Ｎ_ＴＡ≦２０５１２であってもよく、ＦＤＤフレーム構造の場合、Ｎ_{ＴＡｏｆｆｓｅｔ}＝０、ＴＤＤフレーム構造の場合は、Ｎ_{ＴＡｏｆｆｓｅｔ}＝６２４であってもよい。Ｎ_ＴＡは、タイミングアドバンス命令によって指示されてもよい。Ｔ_ｓはサンプリングタイムを示す。上りリンク送信タイミングは、１６Ｔ_ｓの倍数の単位に調整可能である。ＴＡＣは、ランダム接続応答において１１ビットで与えられてもよく、０〜１２８２の値を指示することができる。Ｎ_ＴＡはＴＡ＊１６で与えられてもよい。或いは、ＴＡＣは６ビットであり、０〜６３の値を指示することができる。この場合、Ｎ_ＴＡはＮ_{ＴＡ,ｏｌｄ}＋（ＴＡ−３１）＊１６で与えられてもよい。サブフレームｎで受信されたタイミングアドバンス命令は、サブフレームｎ＋６から適用できる。

上述のように、従来のＮＢ−ＩｏＴシステムは、セル半径３５ｋｍを支援するＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）ネットワークに基づいて設計されたため、ランダム接続プリアンブルの循環前置（ＣＰ）が最大４０ｋｍ程度のセル半径まで支援するように設計されている。しかし、ＮＢ−ＩｏＴシステムの代表的な展開シナリオ（ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ ｓｃｅｎａｒｉｏ）の１つであるＬＴＥネットワークにおけるインバンド動作（ｉｎ−ｂａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を支援するためには、セル半径１００ｋｍまで支援することが必要である。また、ＮＢ−ＩｏＴシステムは、人跡まれな、換言すれば、ＬＴＥネットワークがよく整備されていないところでの移動式自律報告（ｍｏｂｉｌｅ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ）システムなどを含んでいるため、支援可能なセル半径を拡張した方が好ましい。

ランダム接続プリアンブルの支援可能な最大のセル半径を拡張するためには、一般に、（ＮＰＲＡＣＨ）プリアンブルのＣＰと保護時間（ＧＴ）を拡張することが考えられる。及び／又は、ＣＰオーバーヘッドの増加を抑制するために、（ＮＰＲＡＣＨ）プリアンブルのサブキャリア間隔（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ ｓｐａｃｉｎｇ）を縮小することが考えられる。例えば、セル半径１００ｋｍを支援するためには、ＣＰ長さを６６６．７ｕｓに決定することができる（数式６を参照）。このように、拡張されたセル半径を支援するために拡張されたＣＰを拡張ＣＰ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ，Ｅ−ＣＰ）と称する。また、基地局の観点から、端末から受信されたランダム接続プリアンブルと、直後の隣接サブフレームが重なることを避けるために、Ｅ−ＣＰと同一長さ（例えば、６６６．７ｕｓ）の時間間隔（ｔｉｍｅ ｇａｐ）が必要であり、この時間間隔を保護時間（ＧＴ）という。

循環前置及び保護時間はいずれもシンボル間の干渉を避けるために追加されたものである。換言すれば、循環前置及び保護時間は、性能的な側面から付加的に追加された信号であるため、システム送信率（ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）次元からオーバーヘッドとして分類される可能性がある。よって、より効率的なプリアンブル送信のために、このような循環前置や保護時間のパーセントオーバーヘッド（％ｏｖｅｒｈｅａｄ）を減らし、循環前置及び保護時間を除いたプリアンブル情報に該当する部分（例えば、シンボル又はシンボルグループ部分）を増加させることを考慮してもよい。

図７を参照して説明したように、上りリンク直交（ｕｐｌｉｎｋ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）の送受信のために、基地局が各ＵＥの上りリンク送信タイミングを個別に制御することが必要であり、この過程をタイミングアドバンス（ＴＡ）又はタイミング整列という。初期タイミングアドバンスは、ランダム接続過程を介して行われる。ＮＢ−ＩｏＴシステムでは、端末がランダム接続プリアンブルを送信すると、基地局は受信されたプリアンブルから上りリンク送信遅延（ｄｅｌａｙ）を推定して、ランダム接続応答（ＲＡＲ）メッセージを介してタイミングアドバンス命令の形態で端末へ伝達する。端末はＲＡＲメッセージを介して伝達されたＴＡ命令を用いて送信タイミングを調節する。

図６を参照して説明したように、ＮＢ−ＩｏＴのためのランダム接続プリアンブル（又は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル）は、単一のキャリア周波数ホッピング（ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）方式によって送信され、タイミング推定（ｔｉｍｉｎｇ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）取得範囲及び精度をいずれも考慮して設計されている。従来のランダム接続プリアンブル（又は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル）のサブキャリア間隔（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ ｓｐａｃｉｎｇ）は３．７５ｋＨｚで、４０ｋｍセル半径まで曖昧（ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）なくタイミング推定ができるように設計されている。２個のサブキャリア間の間隔を用いてタイミング推定を行う場合、曖昧なく支援可能なセル半径は、以下のように算出できる。離れた２個のサブキャリア間の間隔を用いて推定する場合、２個のサブキャリア上で送信される信号の位相差は、２＊ｐｉ＊ｄｅｌｔａ＿ｆで表現でき、ｄｅｌｔａ＿ｆはサブキャリア間隔をＨｚ（Ｈｅｒｔｚ）単位に示したものである。また、ラウンドトリップ遅延を考慮した２個のサブキャリア上で送信される信号の位相差は、２＊ｐｉ＊ｄｅｌｔａ＿ｆ＊ｔａｕ＿ＲＴＴで表現でき、ｔａｕ＿ＲＴＴはラウンドトリップ遅延を示す。位相差とセル半径が一対一の対応値を有するには、２＊ｐｉ＊ｄｅｌｔａ＿ｆ＊ｔａｕ＿ＲＴＴ<２＊ｐｉの関係が成り立つ必要がある。よって、曖昧のない推定のためには、ｔａｕ＿ＲＴＴ<１／ｄｅｌｔａ＿ｆの関係が成り立つ必要がある。ラウンドトリップ距離は、ｔａｕ＿ＲＴＴ＊（光速）／２、光速＝３Ｅ８ｍ／ｓであるため、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚである場合、セル半径は１／ｄｅｌｔａ＿ｆ＊３Ｅ８／２＝１／３．７５（ｋＨｚ）＊３Ｅ８（ｍ／ｓ）／２＝４０ｋｍである。従来のランダム接続プリアンブル（又は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル）の３．７５ｋＨｚサブキャリア間隔で曖昧なくタイミング推定が可能なセル半径が４０ｋｍであるため、１００ｋｍセル半径の支援のためには、サブキャリア間隔を１．５ｋＨｚ以下に縮小する必要がある。

要するに、１００ｋｍのセル半径を支援するために、ランダム接続プリアンブルの循環前置を少なくとも６６６．７ｕｓ程度に拡張し、曖昧なくタイミング推定を行うために、ランダム接続プリアンブルのサブキャリア間隔を１．５ｋＨｚ以下に縮小するか、又は３．７５ｋＨｚのサブキャリア間隔を維持しながらタイミング推定の曖昧を解決する。

本発明は、ＬＴＥネットワーク又はＬＴＥシステムの最大のセル半径を支援するネットワークにおいて、ＮＢ−ＩｏＴシステムが使用できるようにするものであって、具体的には、ＬＴＥネットワーク又はＬＴＥシステムの最大のセル半径を支援するネットワークにおいて、ＮＢ−ＩｏＴのためのランダム接続過程が行えるように、ランダム接続プリアンブル（又は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル）を向上させるための方法を提案する。

説明の便宜のために、本発明で提案する拡張されたセル半径（例えば、１００ｋｍ）を支援するランダム接続プリアンブルを「向上された（ｅｎｈａｎｃｅｄ）」プリアンブルと定義し、これに対して、従来のランダム接続プリアンブルを「レガシー（ｌｅｇａｃｙ）」プリアンブルと定義する。本発明において、レガシープリアンブルを第１のプリアンブルフォーマットと称してもよく、向上されたプリアンブルは第２のプリアンブルフォーマットと称してもよい。また、本発明では、ランダム接続プリアンブル又は（Ｎ）ＰＲＡＣＨプリアンブル又は（Ｎ）ＰＲＡＣＨ信号又は（Ｎ）ＰＲＡＣＨは混用されてもよく、単にプリアンブルと称してもよい。また、本発明では、（Ｎ）ＰＲＡＣＨシンボルグループ又はランダム接続シンボルグループは混用されてもよく、単にシンボルグループと称してもよい。また、従来のＮＢ−ＩｏＴ（又は、レガシープリアンブル）を支援する端末（ＵＥ）は、レガシー端末（ｌｅｇａｃｙ ＵＥ）と称してもよく、向上されたプリアンブル（又は、レガシープリアンブル及び向上されたプリアンブルをいずれも）を支援する端末は、向上された端末（ｅｎｈａｎｃｅｄ ＵＥ）と称してもよい。

本発明は、ＮＢ−ＩｏＴを支援する端末／基地局／システムに基づいて説明されるが、本発明はこれに限られない。本発明は、ＮＢ−ＩｏＴ通信を支援しない端末／基地局／システムにも同様に適用できる。例えば、本発明は、ｍＭＴＣ（ｍａｓｓｉｖｅ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を支援する端末／基地局／システムだけではなく、ＩｏＴ及びＭＴＣを支援しない一般の端末／基地局／システムにも同様に適用できる。本明細書において、端末／基地局／システムは、ＮＢ−ＩｏＴを支援する端末／基地局／システムとＮＢ−ＩｏＴを支援しない端末／基地局／システムを総称してもよい。

向上されたプリアンブルフォーマット（Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｒｅａｍｂｌｅ ｆｏｒｍａｔ）

本明細書において、向上されたプリアンブルは、ＮＰＲＡＣＨ範囲向上のために、従来のプリアンブルに対して複数のシンボルに該当するようにＣＰ長さを増加させるか、３．７５／ＮｋＨｚ（Ｎ>１である整数）にサブキャリア間隔を縮小するか、シンボルレベルスクランブリングを適用するか、及び／又はシンボルグループレベルスクランブリングを導入するなどによって、レガシープリアンブルに比べてより大きいセル半径を支援するように設計されたプリアンブルを称する。向上されたプリアンブルは、従来のレガシープリアンブルに追加される新たな形態のＰＲＡＣＨフォーマットであってもよい。

向上されたプリアンブルの一例として、従来のＮＢ−ＩｏＴのためのランダム接続プリアンブル（又は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル）（例えば、図６及びその説明を参照）を構成するシンボルグループ内においてＣＰとして用いられるシンボルの個数を増加させることができる。本発明において、シンボルグループ内において複数のシンボルに該当するＣＰをＥ−ＣＰ（ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＰ）と称する。例えば、Ｅ−ＣＰ（>６６６．７ｕｓ）を支援するために、レガシープリアンブルの６個のシンボルのうち、先頭の３個のシンボルをＣＰとして用いて、３個のシンボルをシーケンス部分として用いることができる（図８を参照）。この例では、ＵＥは、３個のシンボル長さに該当するＣＰ部分と３個のシンボル長さに該当するシーケンス部分とを含むフォーマットでランダム接続プリアンブルを送信し、基地局は、先頭の３個のシンボルをＥ−ＣＰ（ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＰ）とみなし、先頭の３個のシンボルを除くその他の３個のシンボルを用いて、プリアンブル検出及びタイミング推定を行う。図８のランダム接続プリアンブルフォーマットは例示に過ぎず、本発明は、図８のランダム接続プリアンブルフォーマットに限られるものではない。

向上されたプリアンブルの別の例として、タイミング推定を行うとき、曖昧なくセル半径１００ｋｍを支援するために、ランダム接続プリアンブル（又は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル）のサブキャリア間隔を１．５ｋＨｚ以下に縮小することができる。例えば、更なる遅延拡散（ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）及びＦＤＭ時の干渉まで考慮して、向上されたプリアンブルのサブキャリア間隔を３．７５／ＮｋＨｚ（Ｎ>１である整数）に設定することができ、より具体的に、１２０ｋｍセル半径まで支援するために、サブキャリア間隔を１．２５ｋＨｚ（Ｎ＝３）に設定することができる。このように、ランダム接続プリアンブル（又は、ＮＰＲＡＣＨプリアンブル）送信のために、小さいサブキャリア間隔を用いることで、タイミング推定時において曖昧なく、範囲向上を達成することができる。

向上されたプリアンブルのまた別の例として、インター−セル干渉下において誤検出（ｆａｌｓｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）される確立を減らすか、多重化能力（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を増加させるために、各々のシンボルグループに対してシンボルレベルスクランブリングを導入することが考えられる（例えば、図９を参照）。より具体的に、４個のシンボルグループのそれぞれに対して、「ＡＢＣＤＥＡ」「ＦＧＨＩＪＦ」「ＫＬＭＮＯＫ」「ＰＱＲＳＴＲ」スクランブリングシーケンスを適用することができる。

向上されたプリアンブルのまた別の例として、ランダム接続プリアンブルに対してシンボルグループ−レベルスクランブリングを適用してもよい。この場合、ランダム接続プリアンブルに対して、シンボルグループごとに「ＡＢＣＤ」スクランブリングシーケンスを適用することができ、この場合、４個のシンボルグループのそれぞれは、「ＡＡＡＡＡＡ」「ＢＢＢＢＢＢ」「ＣＣＣＣＣＣ」「ＤＤＤＤＤＤ」にスクランブリングされることができる（例えば、図１０を参照）。

本発明において、向上されたプリアンブルは、上述した向上されたプリアンブルの例の１つであるか、又は２つ以上を組み合わせたものを称することができる。

方法１：Ｍｓｇ１送信時の条件及びＵＥ動作

本発明の方法１では、レガシープリアンブル及び向上されたプリアンブルの両方を支援するセルにおいて、ＵＥがｍｓｇ１（又は、ランダム接続プリアンブル）を送信する方法を提案する。ＵＥは、初期セルに接続するとき、上位階層信号（例えば、ＲＲＣ階層信号）又はシステム情報（例えば、ＳＩＢ２）を介して、該当セルがレガシープリアンブルのみを支援するか、向上されたプリアンブルのみを支援するか、又はレガシープリアンブル及び向上されたプリアンブルの両方を支援するかに関する情報を取得する。レガシープリアンブル又は向上されたプリアンブルのうち一方のみを支援するセルに対しては、ＵＥが再接続する際、システム情報を活用して、該当セルにおいて支援するプリアンブルを用いる。レガシープリアンブル及び向上されたプリアンブルの両方を支援するセルに対しては、ＵＥは、以下のような条件に基づいて、初期ｍｓｇ１（又は、ランダム接続プリアンブル）送信を試みることを提案する。

（１−ｉ）ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）が特定の値（例えば、Ｘ）以上である場合、ＵＥはＥ−ＣＰを用いない。或いは、少なくとも初期ｍｓｇ１（又は、ランダム接続プリアンブル）送信をＥ−ＣＰから開始しない。

ＲＳＲＰ閾値Ｘは、レガシーカバレッジ向上レベル（ｌｅｇａｃｙ ＣＥ ｌｅｖｅｌ）を決定するＲＳＲＰ閾値の１つであるか、又は基地局送信電力、基地局との距離、その他の信号減殺要因などを考慮して設定する値である。例えば、基地局の送信電力がＬＴＥと同じく４３ｄＢｍであり、信号減殺値の総和が−１７６ｄＢである場合、Ｘ値は、−１３３ｄＢｍに設定できる。

（１−ｉｉ）設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ）された繰り返しレベル（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ）が特定の値（例えば、Ｙ）以下である場合、Ｅ−ＣＰを用いない。或いは、少なくとも初期ｍｓｇ１（又は、ランダム接続プリアンブル）送信をＥ−ＣＰから開始しない。

繰り返しレベル閾値Ｙは、前記したＸ（例えば、−１３３ｄＢｍ）に相応する繰り返しレベル値である。例えば、Ｘ（例えば、−１３３ｄＢｍ）に該当するＭＣＬ（ｍａｘｉｍｕｍ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｌｏｓｓ）を支援する繰り返しレベル値（例えば、Ｙ＝６４又は１２８）である。

（１−ｉｉｉ）向上されたカバレッジレベル（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｏｖｅｒａｇｅ ｌｅｖｅｌ）が特定の値（例えば、Ｚ）以下である場合、Ｅ−ＣＰを用いない。或いは、少なくとも初期ｍｓｇ１（又は、ランダム接続プリアンブル）送信をＥ−ＣＰから開始しない。

向上されたカバレッジレベル閾値Ｚは、支援される向上されたカバレッジレベル値のうちの２番目に大きい値である。例えば、向上されたカバレッジレベル＝０、１、２を支援する場合、Ｚ＝１である。この場合、向上されたカバレッジレベル＝２である場合に限って、Ｅ−ＣＰを支援するか、向上されたプリアンブルを割り当てることができる。

（１−ｉｖ）Ｍｓｇ３多重トーン（ｍｕｌｔｉ−ｔｏｎｅ）送信条件を満たす場合（繰り返し回数<３２である場合に限って支援）、又はＭｓｇ３多重トーン送信のためには、Ｅ−ＣＰを用いない。或いは、少なくとも初期ｍｓｇ１送信をＥ−ＣＰから開始しない。

Ｘ、Ｙ、Ｚはいずれも閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）に該当する値であって、実験を通じて決定される値である。上記条件は、受信信号の強度が強い場合（即ち、ＲＳＲＰが大きい場合）、繰り返しレベルが小さい場合、及び／又は向上されたカバレッジレベルが小さい場合、セルエッジ（ｅｄｇｅ）にあるＵＥではないと判断して、Ｅ−ＣＰを用いない旨の条件である。

図１１は、本発明によるランダム接続プリアンブル送信方法を例示する。図１１に示された方法は、ＵＥ側面から説明するが、これに対応する動作が基地局によって行われてもよい。

ステップＳ１１０２において、ＵＥは、（Ｎ）ＰＲＡＣＨ構成情報（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を基地局から受信することができる。（Ｎ）ＰＲＡＣＨ構成情報は、初期セルに接続するとき、上位階層信号（例えば、ＲＲＣ階層信号）又はシステム情報（例えば、ＳＩＢ２）を介して受信されることができる。また、（Ｎ）ＰＲＡＣＨ構成情報は、該当セルがレガシープリアンブル（又は、第１のプリアンブルフォーマット）のみを支援するか、向上されたプリアンブル（第２のプリアンブルフォーマット）のみを支援するか、又はレガシープリアンブル及び向上されたプリアンブルをいずれも支援するかを指示する情報を含むことができる。

ステップＳ１１０４において、ＵＥは、受信された（Ｎ）ＰＲＡＣＨ構成情報に基づき、ランダム接続プリアンブル（又は、（Ｎ）ＰＲＡＣＨプリアンブル）を基地局へ送信することができる。例えば、（Ｎ）ＰＲＡＣＨ構成情報に従って、レガシープリアンブルのみが支援される場合、ＵＥは、レガシープリアンブル（又は、第１のプリアンブルフォーマット）を用いてランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。或いは、（Ｎ）ＰＲＡＣＨ構成情報に従って向上されたプリアンブルのみが支援される場合、ＵＥは、本発明による向上されたプリアンブル（又は、第２のプリアンブルフォーマット）を用いて、ランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。或いは、（Ｎ）ＰＲＡＣＨ構成情報に従って、レガシープリアンブル及び向上されたプリアンブルの両方が支援される場合、ＵＥは、本発明の方法１による特定の条件を満たす場合、レガシープリアンブルを用いて、ランダム接続プリアンブル送信を行い、特定の条件を満たさない場合、向上されたプリアンブルを用いて、ランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。

特定の条件は、本発明の方法１で説明した条件（１−ｉ）〜条件（１−ｉｖ）の少なくとも１つを含むことができる。例えば、上述した特定の条件は、ＲＳＲＰが第１の値（例えば、Ｘ）以上であること、及び／又は設定された繰り返しレベルが第２の値（例えば、Ｙ）以下であること、及び／又は向上されたカバレッジレベルが第３の値（例えば、Ｚ）以下であること、及び／又はＭｓｇ３多重トーン送信条件を満たすこと（又は、繰り返し回数<３２であること）を含むことができる。

レガシープリアンブル及び向上されたプリアンブルの両方を支援するセル、又は向上されたプリアンブルのみを支援するセルにおいて、向上されたＮＰＲＡＣＨリソースは、向上されたカバレッジレベル０から設定されなくてもよい。或いは、向上されたＮＰＲＡＣＨリソースは、最も高い向上されたカバレッジレベル（ｈｉｇｈｅｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｏｖｅｒａｇｅ ｌｅｖｅｌ）から設定されてもよい。即ち、該当セル又はキャリアにおいて、最も高い向上されたカバレッジレベルから優先して向上されたＮＰＲＡＣＨリソースを生成することができる。即ち、１つのＣＥレベルを設定する場合、最も高い向上されたカバレッジレベルにのみ向上されたプリアンブルが定義されてもよい。これは、向上されたプリアンブルをセルエッジ（ｃｅｌｌ ｅｄｇｅ）にあるＵＥ（即ち、ＲＳＲＰが小さいか、繰り返しレベルが大きいか、又は向上されたカバレッジレベルが大きいＵＥ）に対して優先して向上されたＮＰＲＡＣＨリソースを割り当てるためのものであってもよい。

方法２：レガシープリアンブルＵＥと向上されたプリアンブルＵＥとが衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）するとき、競合解決（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）の方法

セル内において接続密度（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｄｅｎｓｉｔｙ）が増加する場合、ＮＰＲＡＣＨ時間／周波数リソースを独立して割り当てることが難しくなる可能性がある。本発明の方法２では、レガシーＵＥと向上されたＵＥとがＮＰＲＡＣＨリソースを共有する状況において衝突を発生したとき、以下のような方式によって競合解決を行うことを提案する。

（２−ｉ）レガシーＵＥと向上されたプリアンブルを支援するＵＥとが互いに異なるＲＡ−ＲＮＴＩを使用

方法（２−ｉ）の場合、レガシーＵＥと向上されたプリアンブルを支援するＵＥとに互いに異なるＲＡ−ＲＮＴＩを与えることで、ＲＡＲメッセージがいずれのＵＥのものであるかを把握する方法である。或いは、方法（２−ｉ）は、レガシープリアンブル（又は、第１のプリアンブルフォーマット）と向上されたプリアンブル（又は、第２のプリアンブルフォーマット）とに対して互いに異なるＲＡ−ＲＮＴＩを用いる方法である。

レガシーＵＥ（又は、レガシープリアンブル）の場合、ＲＡ−ＲＮＴＩは、ランダム接続プリアンブルの繰り返し送信を開始する最初の（又は、開始の）無線フレームのインデックス情報に基づいて決定することができる。具体例として、レガシーＵＥは、数式８に基づいてＲＡ−ＲＮＴＩを決定することができ、数式８において、ＳＦＮ＿ｉｄは、ランダム接続プリアンブルの繰り返し送信を開始する最初の（又は、開始の）無線フレームのインデックス情報を示し、ｆｌｏｏｒ（）は、小数点以下を切り捨てる床関数を示す。レガシーＵＥは、このように決定されたＲＡ−ＲＮＴＩを用いてＰＤＣＣＨを検出し、検出したＰＤＣＣＨに基づいてＲＡＲメッセージを受信する。

［数８］
ＲＡ−ＲＮＴＩ＝１＋ｆｌｏｏｒ（ＳＦＮ＿ｉｄ／４）

レガシーＵＥのＲＡ−ＲＮＴＩと区別するために、向上されたＵＥ（又は、向上されたプリアンブル）のためのＲＡ−ＲＮＴＩは、数式８に基づいて求められたＲＡ−ＲＮＴＩに特定のオフセットを加えて決定することができる。例えば、本発明の方法（２−ｉ）において、向上されたＵＥのためのＲＡ−ＲＮＴＩは、数式８に特定のオフセット（例えば、１より大きい整数）を加えて決定することができる。この場合、レガシーＵＥと向上されたＵＥとが同一の無線フレームにおいてランダム接続プリアンブル送信を開始しても、レガシーＵＥのためのＲＡ−ＲＮＴＩ値と向上されたＵＥのためのＲＡ−ＲＮＴＩ値とは異なるように決定されるため、レガシーＵＥのランダム接続プリアンブルと向上されたＵＥのランダム接続プリアンブルとが衝突しても、効果的に競合解決を行うことができる。

（２−ｉｉ）同一のＲＡ−ＲＮＴＩを用いた後、ＲＡＲメッセージヘッダ（ｍｅｓｓａｇｅ ｈｅａｄｅｒ）で区分

方法（２−ｉｉ）は、レガシーＵＥと向上されたプリアンブルを支援するＵＥとに同一のＲＡ−ＲＮＴＩを与え、ＲＡＲメッセージのペイロードやヘッダに区別可能な情報を送信することで、競合解決を行う方法である。或いは、方法（２−ｉｉ）は、レガシープリアンブル（又は、第１のプリアンブルフォーマット）と向上されたプリアンブル（又は、第２のプリアンブルフォーマット）とに対して同一のＲＡ−ＲＮＴＩを用いて、ＲＡＲメッセージヘッダ又はペイロードによって、レガシープリアンブルと向上されたプリアンブルとを区別する情報を送信することで、競合解決を行う方法である。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、レガシーＵＥのためのＲＡＲメッセージヘッダを例示する。図１２（ａ）は、ランダム接続プリアンブル識別子（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｅａｍｂｌｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ又はＲＡＰＩＤ）を含むタイプのＲＡＲメッセージヘッダを示し、図１２（ｂ）は、バックオフ指示子（ｂａｃｋｏｆｆ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ又はＢＩ）を含むタイプのＲＡＲメッセージタイプを示す。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、Ｅは、拡張フィールド（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｆｉｅｌｄ）であり、その後に他のフィールドがあるか否かを指示し、１の値を有することができる。Ｔは、タイプフィールドであり、１である場合、図１２（ａ）のＲＡＲヘッダを指示し、０である場合、図１２（ｂ）のＲＡＲヘッダを指示する。ＢＩは、バックオフ指示子フィールドであり、セルのオーバーロード状態（ｏｖｅｒｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を示す。ＲＡＰＩＤは、ランダム接続プリアンブル識別子フィールドであり、ＵＥによって送信されたランダム接続プリアンブルを識別する。Ｒは、予備ビットであり、０と設定される。

向上されたＵＥの場合、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）のＲＡＲヘッダにおいて、予備ビット（Ｒ）を１と設定することで、レガシーＵＥと区別できる。或いは、図１２（ａ）において、ＲＡＰＩＤをランダム接続プリアンブル送信を開始するサブキャリアインデックスに対応する値に特定のオフセット（例えば、１より大きい整数）を加えた値と設定することで、レガシーＵＥと区別することができる。

図１２（ｃ）は、レガシーＵＥのためのＲＡＲメッセージペイロードを例示する。Ｒは、予備ビットであり、０と設定される。Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ Ｃｏｍｍａｎｄは、ＴＡ命令フィールドを示し、ＴＡ命令を含む（図７及びその説明を参照）。ＵＬ Ｇｒａｎｔは、上りリンクグラントフィールドであり、Ｍｓｇ３送信のための上りリンクグラント情報を含む。Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃ−ＲＮＴＩは、仮のＣ−ＲＮＴＩフィールドであり、Ｍｓｇ４受信のために用いられる仮のＣ−ＲＮＴＩ（又は、ＴＣ−ＲＮＴＩ）を含む。

向上されたＵＥの場合、図１２（ｃ）の予備ビットを１と設定することで、レガシーＵＥと区別することができる。

方法３：ＮＰＲＡＣＨ範囲向上（ｒａｎｇｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）のためのｍｓｇ１送信及び再送信

向上されたプリアンブルを支援するＵＥがｍｓｇ１送信に失敗する場合、以下の２つの原因が考えられる。

（３−ｉ）ＣＰが足りない場合

（３−ｉｉ）有用なシンボルエネルギー（Ｕｓｅｆｕｌ ｓｙｍｂｏｌ ｅｎｅｒｇｙ）が足りず、繰り返しがさらに必要な場合

２つの原因を考慮して、ＵＥは、以下の方法によって送信及び再送信を試みることを提案する。

方法３−１：レガシープリアンブル優先試み

方法３−１では、ＵＥがレガシープリアンブルを用いてランダム接続プリアンブル送信を優先して試み、最大のカウンター値（及び／又は最大の送信電力及び／又は最大の繰り返し回数）に至るまでレガシープリアンブルを用いたランダム接続プリアンブル送信に失敗する場合、向上されたプリアンブルを用いてランダム接続プリアンブル送信を行う。向上されたプリアンブルのＣＰ長さがレガシープリアンブルに比べて増加された場合、レガシープリアンブルは、向上されたプリアンブルに比べてより大きい有用なシンボルエネルギーを提供することができるため、（３−ｉｉ）の側面からレガシープリアンブルを優先して用いた方がさらに効果的であり得る。

図１３は、本発明の方法３−１のフローチャートを例示する。図１３に示されたように、方法３−１は、以下の順に従ってランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。

＊レガシープリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１３０２）−> Ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１３０４）−> カウンター値増加及び／又は電力増加（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）及び／又は繰り返し増加（ｉｎｃｒｅａｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）（ステップＳ１３０６）−> レガシープリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１３０２）−> … −> Ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１３０４）−> 最大のカウンター値（及び／又は、最大の送信電力及び／又は、最大の繰り返し回数）に至った場合（ステップＳ１３０８）向上されたプリアンブル送信（ステップＳ１３１０）

方法３−２：向上されたプリアンブル優先試み

方法３−２では、ＵＥが向上されたプリアンブルを用いてランダム接続プリアンブル送信を優先して試み、最大の送信電力及び／又は最大の繰り返し回数に至るまで向上されたプリアンブルを用いたランダム接続プリアンブル送信に失敗する場合、レガシープリアンブルを用いてランダム接続プリアンブル送信を行う。向上されたプリアンブルの場合、レガシープリアンブルに比べてさらに広いカバレッジが提供できるため、（３−ｉ）側面から向上されたプリアンブルを優先して用いた方がさらに効果的であり得る。

図１４は、本発明の方法３−２のフローチャートを例示する。図１４に示されたように、方法３−２は、以下の順に従ってランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。

＊向上されたプリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１４０２）−> ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１４０４）−> カウンター値増加及び／又は電力増加（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）及び／又は繰り返し増加（ｉｎｃｒｅａｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）（ステップＳ１４０６）−> 向上されたプリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１４０２）−> … −> Ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１４０４）−> 最大のカウンター値（及び／又は最大の送信電力及び／又は最大の繰り返し回数）に至った場合（ステップＳ１４０８）レガシープリアンブル送信（ステップＳ１４１０）

方法３−３：レガシープリアンブル優先交差試み

方法３−３では、レガシープリアンブルを優先して試みるが、Ｍｓｇ２受信に失敗する場合、最大のカウンター値（及び／又は最大の送信電力及び／又は最大の繰り返し回数）に至るまで向上されたプリアンブルとレガシープリアンブルとを交差送信する。方法３−３は、（３−ｉ）及び（３−ｉｉ）を同時に考慮するが、さらに（３−ｉｉ）を優先する方法である。

方法３−３は、以下の順に従ってランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。

＊レガシープリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１５０２）−> Ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１５０４）−> カウンター値増加及び／又は電力増加（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）及び／又は繰り返し増加（ｉｎｃｒｅａｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）して、又はカウンター値増加及び／又は電力増加及び／又は繰り返し増加なく、向上されたプリアンブル送信（ステップＳ１５０６）−> Ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１５０８）−> カウンター値増加及び／又は電力増加及び／又は繰り返し増加して、又はカウンター値増加及び／又は電力増加及び／又は繰り返し増加なく、レガシープリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１５１０）−> 最大のカウンター値（及び／又は最大の送信電力及び／又は最大の繰り返し回数）に至るまでステップＳ１５０４〜ステップＳ１５１０を繰り返し

方法３−４：向上されたプリアンブル優先交差試み

方法３−４では、向上されたプリアンブルを優先して試みるが、Ｍｓｇ２受信に失敗する場合、最大のカウンター値（及び／又は最大の送信電力及び／又は最大の繰り返し回数）に至るまで向上されたプリアンブルとレガシープリアンブルとを交差送信する。方法３−４は、（３−ｉ）及び（３−ｉｉ）を同時に考慮するが、さらに（３−ｉ）を優先する方法である。

方法３−４は、以下の順に従ってランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。

＊向上されたプリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１６０２）−> Ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１６０４）−> カウンター値増加及び／又は電力増加（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）及び／又は繰り返し増加（ｉｎｃｒｅａｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）して、又はカウンター値増加及び／又は電力増加及び／又は繰り返し増加なく、向上されたプリアンブル送信（ステップＳ１６０６）−> Ｍｓｇ２受信失敗（ステップＳ１６０８）−> カウンター値増加及び／又は電力増加及び／又は繰り返し増加して、又はカウンター値増加及び／又は電力増加及び／又は繰り返し増加なく、レガシープリアンブル送信（ｍｓｇ１）（ステップＳ１６１０）−> 最大のカウンター値（及び／又は最大の送信電力及び／又は最大の繰り返し回数）に至るまでステップＳ１６０４〜ステップＳ１６１０を繰り返し

本発明の方法３−１〜方法３−４において、レガシープリアンブルと向上されたプリアンブルとが互いに異なるＰＲＡＣＨフォーマットである場合、方法３−１及び方法３−２は、１つの（Ｎ）ＰＲＡＣＨ（又は、ランダム接続プリアンブル）フォーマットに対してカウンター値を増加させて、最大のカウンター値まで再送信した後、他のフォーマットに変更する方法であり、方法３−３及び方法３−４は、互いに異なるフォーマットに対してカウンター値を増加させて、最大のカウンター値まで優先して交互に再送信する方法である。換言すれば、Ｍｓｇ２受信に失敗する場合、方法３−１及び方法３−２は、１つの（Ｎ）ＰＲＡＣＨ（又は、ランダム接続プリアンブル）フォーマットに対してカウンター値を増加させ、増加されたカウンター値が最大のカウンター値よりも小さい場合、以前に送信したプリアンブルフォーマットと同一のプリアンブルフォーマットを用いてランダム接続プリアンブルを再送信し、増加されたカウンター値が最大のカウンター値と同一の場合、以前に送信したプリアンブルフォーマットとは異なるプリアンブルフォーマットを用いてランダム接続プリアンブルを再送信することを含む。一方、Ｍｓｇ２受信に失敗する場合、方法３−３及び方法３−４は、以前に送信したプリアンブルフォーマットとは異なるプリアンブルフォーマットを用いてランダム接続プリアンブルを再送信することを含む。

方法３−１〜方法３−４において、最大のカウンター値は、ＵＥごとに設定された（又は、ＵＥ特定に設定された）値であるか、フォーマットごとに設定された（又は、ランダム接続プリアンブルフォーマット特定に設定された）値である。及び／又は、方法３−１〜方法３−４において、電力増加（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）又は繰り返し増加させる動作をフォーマットごとに独立して動作させることができる。例えば、レガシープリアンブルと向上されたプリアンブルのフォーマットごとに独立したカウンターを運営することができる。別の例として、レガシープリアンブルと向上されたプリアンブルのフォーマットごとに関連性を与えて動作させることができる。後者の場合、例えば、フォーマットを切り替えるとき、以前のフォーマットの電力増加又は繰り返し増加値を考慮して、またはそれに基づいて、新たなフォーマットのカウンター値を設定して動作させるか、又は以前のフォーマットのカウンター値から連続した値を引き継いで、新たなフォーマットに適用することができる。或いは、１つのカウンター値をレガシープリアンブルと向上されたプリアンブルのフォーマットに共通して適用することができる。

本発明の方法３は、本発明の方法１と組み合わせて具現してもよい。例えば、レガシープリアンブルと向上されたプリアンブルとを同時に支援するＵＥは、上述した４つのｍｓｇ１送信及び再送信方法（方法３−１〜方法３−４）のうち、方法１において提案したｍｓｇ１送信時の条件及びＵＥ動作などを考慮して、ＵＥが選択するようにしてもよく、この場合、ＵＥが選択した方法をＮＰＲＡＣＨリソースを介して基地局に知らせることができる。ＮＰＲＡＣＨリソースは、割り当てられた時間／周波数領域（開始サブキャリア位置を含み）及びシーケンスなどを含む。或いは、方法３−１〜方法３−４のいずれの方法を用いるかが上位階層シグナリングによって基地局から設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ）されてもよい。

方法４：ＮＰＲＡＣＨ範囲向上のためにＭｓｇ３を介するタイミング補正及び再確認

上りリンク直交（ｕｐｌｉｎｋ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）送受信のために、基地局が各ＵＥの上りリンク送信タイミングを個別に制御する必要があるが、この過程をタイミングアドバンス（ＴＡ）といい、初期ＴＡは、ランダム接続過程を介して行われる（例えば、図７及びその説明を参照）。ＮＢ−ＩｏＴにおいて、ランダム接続過程を用いて初期上りリンク同期を行う過程は、以下のようである。

（４−ｉ）ＵＥがランダム接続プリアンブルを送信する。

（４−ｉｉ）基地局は、受信されたプリアンブルからタイミング推定を行った後、ＴＡ命令をランダム接続応答（ＲＡＲ）メッセージを介して下りリンクでＵＥへ送信する。

（４−ｉｉｉ）ＵＥはＴＡ命令を用いて初期上りリンク送信タイミングを調整する。

（４−ｉｖ）初期上りリンク同期が完了されたＵＥは、ｍｓｇ３を介してＲＲＣ接続／再開要請（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ／ｒｅｓｕｍｅ ｒｅｑｕｅｓｔ）と共に、ＵＥ ＩＤを送信し、ｍｓｇ４を介して自身のＵＥ ＩＤを確認することで、競合解決を確認する。

初期上りリンク同期が完了されたｍｓｇ３を介して、基地局においてタイミング推定を再確認するか、修正又は補正することができる。基地局がｍｓｇ３の全てのＴＡ候補値に対してデコーディングを行い、ｍｓｇ４を介してＴＡ命令（ｃｏｍｍａｎｄ）／確認（ｃｏｎｆｉｒｍ）／調整（ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）情報をＵＥへ伝達する。ＵＥは、ＴＡ命令／確認／調整情報を介してタイミングを再調整するか、又はタイミング推定が正確であることが確認できる。

ＮＢ−ＩｏＴのランダム接続プリアンブルは、単一キャリア周波数ホッピング方式であるが、タイミング推定取得範囲及び精度をいずれも考慮して設計されている。従来のランダム接続プリアンブル（又は、レガシープリアンブル）のサブキャリア間隔は、３．７５ｋＨｚであって、４０ｋｍセル半径まで曖昧なくタイミング推定ができるように設計されている。しかし、同じく３．７５ｋＨｚのサブキャリア間隔で向上されたプリアンブルを設計する場合、１００ｋｍセル半径を支援するためには、タイミング推定の曖昧性を解決する必要がある。３．７５ｋＨｚのサブキャリア間隔を有するレガシープリアンブルを介してタイミング推定を行う場合、例えば、２０ｋｍ、６０ｋｍ及び１００ｋｍは、同じく２０ｋｍに該当するＴＡ値と判断することになる。この例のように、互いに異なるカバレッジ（又は、セル半径）に対応するＴＡ値をＴＡ候補値と称する。この例では、２０ｋｍカバレッジ（又は、セル半径）に対応するＴＡ値、６０ｋｍカバレッジ（又は、セル半径）に対応するＴＡ値、１００ｋｍカバレッジ（又は、セル半径）に対応するＴＡ値で構成された３つのＴＡ候補値が存在する。ＴＡ候補値のうちの１つが実際のＴＡ値として決定される。本発明の方法４では、実際のＴＡ値を推定するために、以下のような方法を提案する。

方法４−１：基地局において全てのＴＡ候補値に対して仮説検証（ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ ｔｅｓｔｉｎｇ）（ｍｓｇ３再送信は不要）

方法４−１では、基地局がＴＡ候補値に対してデコーディングを行った後、デコーディングに成功したＴＡ候補値をｍｓｇ４を介してＵＥに知らせる。仮に、基地局が複数のＴＡ候補値に対するデコーディングに成功する場合、基地局において所定基準に従って最も信頼性のある（ｒｅｌｉａｂｌｅ）１つの値（例えば、最も大きいカバレッジに対応するＴＡ候補値）を選択し、ｍｓｇ４を介してＵＥへ伝達することができる。ＵＥは、ｍｓｇ４に含まれたＵＥ ＩＤなどの情報によってｍｓｇ４受信成功を確認し、ｍｓｇ４を介して指示されたＴＡ値を適用して、その後の上りリンク送信に適用することができる。

方法４−２：ＵＥがＴＡ候補値を変更してｍｓｇ３再送信

方法４−２では、ＵＥがＴＡ候補値のうちの１つを用いてｍｓｇ３を送信し、ｍｓｇ４受信に失敗する場合、ＴＡ候補値のうちの他の値を用いてｍｓｇ３を再送信する。ＵＥはｍｓｇ４受信に成功するまで、残りのＴＡ候補値を用いてｍｓｇ３再送信を行うことができる。

ＴＡ候補値をＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３とすると、方法４−２は、以下の順に従って動作する。ＵＥがＴＡ１で送信したｍｓｇ３に対応するｍｓｇ４受信に失敗する場合、ＴＡ１でｍｓｇ３を全Ｎ１回再送信−> ＴＡ２でｍｓｇ３を全Ｎ２回再送信−> ＴＡ３でｍｓｇ３を全Ｎ３回再送信する。それにもかかわらず、依然として失敗する場合、ｍｓｇ１送信ステップから再び繰り返すことができる。Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のそれぞれは、１より大きい整数であり、独立して設定されることができる。この方法は、同一のＴＡで優先して繰り返し送信を行う方法であるが、ＴＡ値が間違って基地局においてｍｓｇ３受信が不可能な場合、過度な遅延が発生するというデメリットがある。

これを補完するために、ＴＡ候補値を優先して変更して再送信する方法が考えられる。ＵＥがＴＡ１でｍｓｇ３を送信した後、送信したｍｓｇ３に対応するｍｓｇ４受信に失敗する場合、ＴＡ２で送信 −> ＴＡ３で送信の順に再送信する。このようなＴＡ１送信 −> ＴＡ２送信 −> ＴＡ３送信の過程をＮ回繰り返すことができる。Ｎは１より大きい整数に設定できる。

上述した２つの方法の１つによってｍｓｇ３を（再）送信し、正確なＴＡ値を算定した後、その後の上りリンク送信（例えば、ｍｓｇ４に対するＨＡＲＱ−ＡＣＫ送信など）からは正確なＴＡ値を用いて上りリンク送信を行う。このための正確なＴＡ情報は、ｍｓｇ４に含まれたＵＬグラントＤＣＩで指示されることができる。

方法５：ＰＤＣＣＨオーダーによる手順

ＰＤＣＣＨオーダーは、接続（例えば、ＲＲＣ−ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）状態において、基地局の判断によって、ＵＥにランダム接続過程を行わせる方法である。ＰＤＣＣＨオーダーは、ＰＤＣＣＨを介してランダム接続過程の開始を指示することをいう。基地局とＵＥは、最近のランダム接続過程において、ＵＥがレガシープリアンブルを用いたか、又は向上されたプリアンブルを用いたかを知っているため、基本的に、ＵＥは最近に用いたプリアンブルをそのまま用いることができる。しかし、必要であれば、基地局の判断によって、ＵＥのレガシー又は向上されたプリアンブルの選択を指定して知らせてもよい。ＵＥは、（Ｎ）ＰＤＣＣＨオーダーを受信すると、プリアンブル指定値を追加に確認し、レガシー又は向上されたプリアンブルを用いてランダム接続過程を開始する。

図１５は、方法５によるランダム接続プリアンブル送信方法を例示する。図１１に示された方法は、ＵＥ側面から説明するが、これに対応する動作を基地局によって行うことができる。

ステップＳ１５０２において、ＵＥは、（Ｎ）ＰＤＣＣＨオーダーを基地局から受信することができる。具体的に、ＵＥは、（Ｎ）ＰＤＣＣＨを介して（Ｎ）ＰＤＣＣＨオーダーに対応するＤＣＩ（ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を受信することができる。このＤＣＩは、レガシープリアンブル又は向上されたプリアンブルを指示する情報を含むことができる。

ステップＳ１５０４において、ＵＥは、（Ｎ）ＰＤＣＣＨオーダーに基づいてランダム接続プリアンブルを送信することができる。仮に、このＤＣＩに含まれた情報がレガシープリアンブルを指示する場合、ＵＥは、レガシープリアンブルフォーマットを用いてランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。仮に、このＤＣＩに含まれた情報が向上されたプリアンブルを指示する場合、ＵＥは、向上されたプリアンブルフォーマットを用いてランダム接続プリアンブル送信を行うことができる。

本発明の方法１又は方法５は、本発明の方法２〜方法４のうちの少なくとも１つと組み合わせて行われてもよい。例えば、本発明の方法１又は方法５に従って、ランダム接続プリアンブルを送信した後、ＲＡＲメッセージ受信のために、本発明の方法２が行われてもよい。及び／又は、本発明の方法１又は方法５に従って、ランダム接続プリアンブルを送信した後、ＲＡＲメッセージ（又は、Ｍｓｇ２）受信に失敗する場合、本発明の方法３が行われてもよい。及び／又は、本発明の方法１又は方法５に従って、ランダム接続プリアンブルを送信し、ＲＡＲメッセージ（又は、Ｍｓｇ２）を受信した後、上りリンクタイミングの補正／再調整のために、本発明の方法４が行われてもよい。

図１６は、本発明に適用可能な基地局及び端末を例示する。

図１６を参照すると、無線通信システムは、基地局（ＢＳ）１６１０及び端末（ＵＥ）１６２０を含む。無線通信システムがリレーを含む場合、基地局又は端末はリレーに取り替えられてもよい。

基地局１６１０は、プロセッサ１６１２、メモリ１６１４及び無線周波数（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）送受信器（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）１６１６を含む。プロセッサ１６１２は、本発明で提案した手順及び／又は方法を具現するように構成されてもよい。メモリ１６１４は、プロセッサ１６１２と接続して、プロセッサ１６１２の動作に関する様々な情報を格納する。ＲＦ送受信器１６１６は、プロセッサ１６１２と接続して、無線信号を送信及び／又は受信する。端末１６２０は、プロセッサ１６２２、メモリ１６２４及び無線周波数ユニット１６２６を含む。プロセッサ１６２２は、本発明で提案した手順及び／又は方法を具現するように構成されてもよい。メモリ１６２４は、プロセッサ１６２２と接続して、プロセッサ１６２２の動作に関する様々な情報を格納する。ＲＦ送受信器１６２６は、プロセッサ１６２２と接続して、無線信号を送信及び／又は受信する。

本発明の実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現されてもよい。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、１つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現されてもよい。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明した機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは命令語及び／又はデータのような形態でコンピューターで読み込み可能な媒体に格納され、プロセッサによって駆動されてもよい。前記コンピューターで読み込み可能な媒体は、前記プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によって前記プロセッサとデータを交換することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で、他の特定の形態に具体化することができることは当業者にとって自明であろう。よって、上記の詳細な説明はいずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈によって定められなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

本発明は、端末、基地局などのような無線通信装置に用いられることができる。

Claims (11)

1. 無線通信システムにおいて、端末がランダム接続過程を行う方法であって、
   ＮＰＲＡＣＨ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）構成情報を受信するステップと、
   前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に基づき、ランダム接続プリアンブルを送信するステップと、を含み、
   前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報は、第１のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、第２のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、又は前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援されるかを指示する情報を含み、
   前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ特定の条件を満たす場合、前記ランダム接続プリアンブルは、前記第１のプリアンブルフォーマットを用いて送信され、
   前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ前記特定の条件を満たさない場合、前記ランダム接続プリアンブルは、前記第２のプリアンブルフォーマットを用いて送信される、方法。
2. 前記特定の条件は、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）が第１の値以上であること、前記端末に設定された繰り返しレベル（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ）が第２の値以下であること、カバレッジレベルが第３の値以下であることのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のプリアンブルフォーマットは、１個のシンボルに該当する循環前置（cyｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）を含み、前記第２のプリアンブルフォーマットは、複数のシンボルに該当する循環前置を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１のプリアンブルフォーマットは、３．７５ｋＨｚのサブキャリア間隔を有して、前記第２のプリアンブルフォーマットは、３．７５／ＮｋＨｚのサブキャリア間隔を有して、Ｎは、１より大きい整数である、請求項１に記載の方法。
5. ＲＡ−ＲＮＴＩ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いてランダム接続応答メッセージを受信するステップをさらに含み、
   前記第１のプリアンブルフォーマットと前記第２のプリアンブルフォーマットとに対して互いに異なるＲＡ−ＲＮＴＩが用いられる、請求項１に記載の方法。
6. ＲＡ−ＲＮＴＩ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を用いてランダム接続応答メッセージを受信するステップをさらに含み、
   前記第１のプリアンブルフォーマットと前記第２のプリアンブルフォーマットとに対して同一のＲＡ−ＲＮＴＩが用いられ、前記ランダム接続応答メッセージのヘッダ又はペイロードは、前記第１のプリアンブルフォーマットと前記第２のプリアンブルフォーマットとを区別する情報を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記ランダム接続プリアンブルを対応するランダム接続応答メッセージ受信に失敗する場合、前記ランダム接続プリアンブルを再送信するステップをさらに含み、
   前記ランダム接続プリアンブルを再送信するステップは、
   カウンター値を増加させることと、
   前記増加されたカウンター値が最大のカウンター値よりも小さい場合、以前と同一の プリアンブルフォーマットを用いて前記ランダム接続プリアンブルを再送信することと、
   前記増加されたカウンター値が最大のカウンター値と同一の場合、以前とは互いに異なるプリアンブルフォーマットを用いて前記ランダム接続プリアンブルを再送信することとを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記ランダム接続プリアンブルを対応するランダム接続応答メッセージ受信に失敗する場合、以前とは互いに異なるプリアンブルフォーマットを用いて前記ランダム接続プリアンブルを再送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 第１のタイミングアドバンス命令を含むランダム接続応答メッセージを受信するステップと、
   前記第１のタイミングアドバンス命令を適用して、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）接続要請メッセージを送信するステップと、
   第２のタイミングアドバンス命令を含む競合解決メッセージを受信するステップ；及び
   前記第２のタイミングアドバンス命令を適用して、前記競合解決メッセージに対するＨＡＲＱ−ＡＣＫ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅＱｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎt）信号を送信するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
10. 第１のタイミングアドバンス命令を含むランダム接続応答メッセージを受信するステップと、
    前記第１のタイミングアドバンス命令を適用して、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）接続要請メッセージを送信するステップと、
    前記送信されたＲＲＣ接続要請メッセージに対応する競合解決メッセージ受信に失敗する場合、第２のタイミングアドバンス命令を適用して、前記ＲＲＣ接続要請メッセージを再送信するステップと、
    前記再送信されたＲＲＣ接続要請メッセージに対応する競合解決メッセージ受信に失敗する場合、第３のタイミングアドバンス命令を適用して、前記ＲＲＣ接続要請メッセージを再送信するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
11. 無線通信システムにおいて、ランダム接続過程を行う端末であって、
    ＲＦ送受信器（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）と、
    前記ＲＦ送受信器に動作可能に接続される（ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）プロセッサと、を含み、前記プロセッサは、
    前記ＲＦ送受信器を制御して、 ＮＰＲＡＣＨ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）構成情報を受信して、
    前記ＲＦ送受信器を制御して、前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に基づき、ランダム接続プリアンブルを送信するように構成され、
    前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報は、第１のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、第２のプリアンブルフォーマットのみが支援されるか、又は前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援されるかを指示する情報を含み、
    前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ特定の条件を満たす場合、前記ランダム接続プリアンブルは、前記第１のプリアンブルフォーマットを用いて送信され、
    前記ＮＰＲＡＣＨ構成情報に従って、前記第１のプリアンブルフォーマット及び前記第２のプリアンブルフォーマットの両方が支援され、且つ前記特定の条件を満たさない場合、前記ランダム接続プリアンブルは、前記第２のプリアンブルフォーマットを用いて送信される、端末。

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