JP6361737B2 - 無線通信ネットワークのアクセス方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基地局と、基地局に送信データを送信するための加入者局とを備える無線通信システムにアクセスする方法に関する。本発明は、さらに、加入者局、基地局、および上記の方法において使用されるコンピュータプログラムに関する。
特に、しかし排他的にではなく、本発明は、例えば、3GPP TS36シリーズ仕様、Release 9、10及び3GPP仕様シリーズの後続において記述されているような、LTE（ロングタームエボリューション）およびLTEアドバンスト（LTE-Advanced）無線技術標準に従うネットワークアクセス手順に関する。しかし本発明はまた、加入者局（「ユーザ端末」、「ユーザ機器」またはＵＥ、「移動端末」などとも称される）がランダムアクセス方法を使用してアクセスを試みるUMTS、WiMAX、および他の通信システムにも適用可能である。
無線通信システムは広く知られており、その無線通信システムにおいて、基地局（ＢＳ）は「セル」を提供して、ＢＳの範囲内の加入者局と通信する。例えばLTEにおいては、基地局は一般的にeNBと呼ばれ、加入者局はユーザ機器またはＵＥと呼ばれる。
本発明の実施の形態が、LTEに関して後述されるので、LTEネットワークトポロジの幾つかの関連する態様の概要を簡潔に述べることは価値があるであろう。
LTEにおけるネットワークトポロジが図１に例示されている。図１から分かるように、各ＵＥ１０は、Ｕｕインタフェースを介する無線リンク上でeNB２０に接続する。異なる送信電力を有する種々のタイプのeNBが可能なので、異なるサイズのカバレッジエリア（セル）を提供可能であるということに留意すべきである。所与の地理的エリアに配置される複数のeNBは、E-UTRANと呼ばれる無線ネットワークを構成する（そして以降は、一般的に単に「ネットワーク」と称される）。
各eNBはその結果、ネットワークにおいてシステムを管理し、他のノード、特にはeNBへ制御信号通知を送るための移動管理エンティティ(Mobility Management Entity:MME)３０及びサービングゲートウェイ(Serving Gateway:S-GW)４０を含む、より上位レベルまたは「コアネットワーク」エンティティへ、（通常は）Ｓ１と呼ばれるインタフェースを使用する有線リンクにより接続される。加えて、パケットデータネットワーク(Packet Data Network:PDN)ゲートウェイ(Gateway:GW)(P-GW)５０（図示されてない）が存在し、S-GWとは別に、またはS-GWと組み合わされて、インターネットを含む任意のパケットデータネットワークとデータパケットを交換する。図１に示されているように、eNB２０は例えば、ＵＥ１０を一つのeNBから他のeNBにハンドオーバーするときに、相互調整のために（通常は）Ｘ２インタフェースを使用する無線リンクにより、相互に通信する。
そのようなシステムにおいては、各ＢＳは、所与のセルにおける利用可能な周波数および時間リソースを、ＢＳがサービスを提供するユーザ機器、言い換えれば、ＢＳとの接続を有するＵＥのための個々のリソース割り当てに分割する。ユーザ機器は一般的には移動可能であるためセル間を移動でき、隣接するセルの基地局間の無線通信リンクのハンドオーバーの必要性を誘発する。無線リソース制御(Radio Resource Control:RRC)は、特に、接続管理および他の基地局へのハンドオーバーに関する信号通知に対する責任を負う。ユーザ機器は幾つかのセルの範囲に同時に存在することができる（つまり、幾つかのセルから同時に信号を検出可能である）が、最も簡単なケースでは、ユーザ機器は一つの「サービング」セルまたは「プライマリ」セルと通信する。無線通信システムおよび無線通信システム内のセルは、周波数分割複信(Frequency Division Duplex:FDD)または時間分割複信(Time Division Duplex:TDD)モードにおいて動作させることができる。
図２は、LTEシステムにおけるリソース割り当てに使用される基本単位を示している。システムにおけるリソースは、時間次元と周波数次元の両者を有している。図２に示されているように、システムにおける時間は、シンボル時間または「スロット」（一つの「スロット」は、典型的には７つのシンボル時間の持続時間を有している）の単位に分割される。二つの連続するスロットは「サブフレーム」を形成し、（この例においては）１０個のサブフレームは「フレーム」を形成する。システムにおいて利用可能な周波数帯域は、多数のサブキャリアに分割される。
特定のＵＥによる使用のために利用可能なリソースは、eNBにおいてスケジューリング機能により割り当てられる。そのようなスケジューリングは通常は、各サブフレームに対して別個に判定される。言い換えると、ＵＥのリソース割り当ては、サブフレームごとに変わってよい。リソースはＵＥに、ダウンリンク（ＤＬ）およびアップリンク（ＵＬ）送信に対して割り当てられる。eNBとの接続を確立したＵＥはeNBと同期され、適切なタイミングアドバンスで構成され（必要であれば）、それにより、それらの割り当てられたダウンリンクおよびアップリンクリソースは、他のＵＥのダウンリンクおよびアップリンクリソースと完全に「直交」可能である（非干渉）。
LTEにおいては、データおよび制御信号通知のための幾つかのチャネルが、システム内の種々の抽象化レベルにおいて定義されている。
図３は、論理レベル、トランスポート層レベル、および物理層レベルのそれぞれにおいて、LTEで定義されているチャネルの幾つかと、それらのチャネル間のマッピングを示している。
物理層レベルにおいては、ダウンリンク上で各eNBは、ＵＥが現在そのセルからサービスの提供を受けていてもいなくても、多数のチャネルと信号を範囲内のすべてのＵＥにブロードキャストする。現在の目的に対して特に関心があるのは、図３に示されているように、これらが物理ブロードキャストチャネル(Phyical Broadcast Channel:PBCH)を含んでいるということである。PBCHは、いわゆるマスタ情報ブロック(Master Information Block:MIB)を搬送し、MIBは、下記に記述されるような基本情報を、信号の範囲内の何れのＵＥにも与える。プライマリおよびセカンダリ同期信号(Primary and Secondary Synchronization Signal:PSS/SSS)もまた、範囲内のすべての装置にブロードキャストされる。これらは、セルを識別するための物理層アイデンティティと、物理層セルアイデンティティグループを搬送する。
システム情報ブロック(System Information Block:SIB)と共にユーザデータは、トランスポートチャネルDL-SCHに含まれており、物理ダウンリンク共有チャネル(Physical Downlink Shared Channel:PDSCH)上で搬送される。ダウンリンク上には種々の制御チャネルがあり、これらは種々の目的のための信号通知を搬送する。特に、物理ダウンリンク制御チャネル(Physical Downlink Control Channel:PDCCH)は、例えば、基地局（LTEにおいてはeNBと呼ばれる）から、その基地局からサービスを提供されている個々のＵＥにスケジューリング情報を搬送するために使用される。PDCCHは、スロットの最初のOFDMシンボルに位置している。
一方、アップリンク上においては、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel:PRACH)があり、これは下記により詳細に説明されるように、ネットワークへの初期アクセスを得るために使用される。ユーザデータと、幾つかの信号通知データもまた、物理アップリンク共有チャネル(Physical Uplink Shared Channel:PUSCH)上で搬送され、制御チャネルは、チャネル品質表示（CQI）報告とスケジューリング要求とを含むＵＥからの信号通知を搬送するために使用される物理アップリンク制御チャネル(Physical Uplink Control Channel:PUCCH)を含んでいる。
上記のMIBとSIBは、記述される本発明に対して重要であるので、ここで幾つかの更なる詳細を説明する。
MIBは、システム帯域、送信アンテナポート数、およびシステムフレーム番号を含む、ＵＥがネットワークに結合するために必要な基本情報の幾つかを含んでいる。MIBを読むことによりＵＥは、先に言及したSIBを受信して復号化することが可能になる。SIBに関して、「受信する」という用語は、以降は「復号化する」ことも意味する。
SIBはそれらの情報内容において異なっており、SIB1、SIB2などと番号を付けられる。SIB1は、セルアクセスに関するパラメータおよび他のSIBのスケジューリングについての情報を含んでいる。このため、SIB1は、装置がSIB2のような他のSIBの復号化が可能となる前に、装置により受信されなくてはならない。SIB2は、下記に言及されるランダムアクセスチャネルRACHパラメータを含む情報を含んでいる。現在、SIBはSIB14まで定義されているが、ＵＥがネットワークにアクセスするためにすべてのSIBを受信する必要はない。例えば、SIB10とSIB11は地震および津波警戒システム(Earthquake and Tsunami Warning System)に関している。SIB14は、特にMTC装置（下記参照）に適用される、いわゆるエンハンストアクセス規制(Enhanced Access Barring:EAB)と一緒の使用が意図されている。
ネットワークアクセスに対しては、一般的には、SIB1とSIB2が最も重要であり、言い換えると、eNBと通信するためには、少なくともＵＥは通常はSIB1とSIB2をこの順序で復号化しなければならない。最近、本願の出願者はSIB2Mと呼ばれるSIB2の縮小版を提案した。SIB2MはMTC装置（下記参照）に対して意図され、それにより、依然としてSIB2は他の装置に送信されるが、SIB1とSIB2Mを受信すれば、MTC装置がネットワークに結合するには十分である。EABに従うMTC装置の特殊なケースにおいては、SIB14もまた重要である。
図４は、LTEにおけるMIBとSIBのタイミングを例示している。図４から分かるように、MIBは相対的に高頻度でブロードキャストされ、各フレームにおいて４回送信される。MIBとは異なり、SIBはPDSCH上で送信され、頻度も低い。最も重要なSIB1は二つのフレーム毎に４回繰り返され、一方、SIB2と更なるSIBは、典型的には依然として頻度は低い。SIBは、ＵＥにより正しく受信される機会を増大するために繰り返され、これは、正しく受信されないと、ＵＥは次の送信まで、相当長い時間待たなければならないからである。これは特に、受信状況が悪いセルエッジ、またはカバレッジホールにおける装置に対しては問題であり得る。
図３に関して言及した物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel:PRACH)もまた、記述される本発明に対して重要であるためここで説明する。すでに触れたように、ネットワークとのタイミング同期を得たＵＥは、他のＵＥに割り当てられたアップリンクリソースとは直交しているアップリンクリソースでスケジューリングされる。ＰＲＡＣＨは、ＵＥが割り当てられたアップリンク送信リソースを有していない場合は、ネットワークへのアクセスのためのランダムアクセスチャネル(Random Access Channel:RACH)を搬送するために使用される。このため、ＵＥによるトランスポートチャネルRACHの開始は、対応する物理チャネルPRACHの使用を意味するので、以降はRACHとPRACHという二つの用語は、ある程度までは交換可能に使用される。
このため、RACHは、ＵＥが専用の利用可能なリソースを有していなくても、アップリンクにおいて信号を送信することを可能にするために提供され、それにより、二つ以上の端末が、同じPRACHリソースにおいて同時に送信可能である。「ランダムアクセス(Random Access)」という用語は、所与の時間においてリソースを使用しているＵＥ（または複数のＵＥ）のアイデンティティをネットワークが予め知っていることはないために使用される（下記に記述するコンテンションフリーRACHのケースを除く）（ちなみに、本明細書においては、「システム」と「ネットワーク」という用語は交換可能に使用される）。いわゆる「シグネチャ」（下記参照）がＵＥにより採用され、eNBが送信の異なる送信リソース間を区別することを可能にする。シグネチャの選択により、後続のメッセージ（下記参照）の意図されているサイズのような他の情報を示すことが可能であるが、例えば、WCDMAにおけるRACHとは異なり、LTE RACHはユーザデータを搬送するようには設計されてはいない。
RACHプロセスが使用される状況は、
− RRC_IDLEからの初期アクセス
− RRC接続再確立
− ハンドオーバー
− RRC_CONNECTEDにおけるＤＬデータの到着（非同期時）
− RRC_CONNECTEDにおけるＵＬデータの到着（非同期時またはＳＲリソースが利用可能でないとき）
− 位置決め（タイミングアドバンス(Timing Advance)に基づく）
を含んでいる。
RACHはＵＥにより、コンテンションベースまたはコンテンションフリーモードの何れかにおいて使用可能である。コンテンションベースアクセスにおいては、ＵＥはランダムに任意のシグネチャを選択するが、二つ以上のＵＥが偶然同じシグネチャを選択すると、eNBにおいて「衝突」の危険性がある。コンテンションフリーアクセスは、eNBが各ＵＥに何れのシグネチャを使用できるかを通知すること（そしてこのため、ＵＥがすでにネットワークに接続されていることを暗に示す）により衝突を回避する。コンテンションフリーRACHは、ハンドオーバー、ＤＬデータ到着、および位置決めに対して適用可能であるだけである。
図５と図６を参照すると、物理ランダムアクセスチャネル(Physical Random Access Channel:PRACH)は典型的には下記のように動作する。
（ｉ） 図５と図６においてeNB２０で表わされているネットワークは、図５において「Message 0」により示されているように、コンテンションフリーアクセスに対して使用されるシグネチャを各ＵＥに通知する。定期的に、eNBは、上記のブロードキャストチャネルPBCHを送信し、ブロードキャストチャネルPBCHは範囲内のすべてのＵＥにより受信可能である（ＵＥがeNBに接続されていてもいなくても）。PBCH（図５と図６においては示されていない）は、フレームごとに一回送信され、４回繰り返される（つまり、繰り返しの完全なセットは４フレームにわたる）。PBCHは、すでに触れたようにMIBを含んでいる。
ＵＥ１０は、関心のあるセルに対するPBCHを受信する。PBCHにおける情報は、ＵＥが更なるSIB、特にはPDSCHに含まれているSIB1とSIB2を受信することを可能にする。
（ｉｉ） すでに触れたように、PRACHに関するパラメータはSIB2に含まれており、
・ PRACHに対して利用可能な時間／周波数リソース
・ コンテンションベースRACHに対して利用可能なシグネチャ（最大６４個）
・ 小さな、および大きなメッセージサイズに対応するシグネチャ
を含んでいる。
シグネチャはそれぞれ数値インデックスを有しており、利用可能なシグネチャは番号を使用して示され、この番号までのインデックスにより識別されるすべてのシグネチャが、コンテンションベースアクセスに対して利用可能である。
（ｉｉｉ） 次のステップはコンテンションベースアクセスが試みられているのか、コンテンションフリーアクセスが試みられているのかにより異なる。
コンテンションベースアクセスに対してＵＥは、コンテンションベースアクセスに対して利用可能なPRACHプリアンブルシグネチャと、意図されているメッセージのサイズに従って、PRACHプリアンブルシグネチャをランダムに選択する。「シグネチャ」という用語は一般的に、特別なPRACHプリアンブル送信の特性に言及するために使用される。LTEにおいては、これはプリアンブルシーケンスに対応する。より一般的には、シグネチャは時間ドメインリソースおよび／または周波数ドメインリソースを含むことができ、時間ドメインリソースおよび／または周波数ドメインリソースは、時間（シンボル番号）および周波数（サブキャリア）におけるそのようなリソースの位置だけでなく、時間および周波数におけるそれらの範囲もまた含むことが可能である（例えば、シンボル数、サブキャリア数）。以降、「プリアンブル」、「プリアンブルシーケンス」、「プリアンブルシグネチャ」、および「シグネチャ」という用語は、状況によりそうでないことが要請されない限り交換可能に使用される。
コンテンションフリーアクセスの場合は、ＵＥは、Message 0を介して以前にＵＥに割り当てられたPRACHプリアンブルシグネチャを採用する。
（ｉｖ） ＵＥ１０は、サービングセルのアップリンク上で、PRACHプリアンブル（図５と図６においては「Message 1」と表示され、図６においては（１）とも表示されている）を送信する。eNB２０はMessage 1を受信し、ＵＥの送信タイミングを推定する。ＵＥにより送信されるPRACHプリアンブルはあるシグネチャを有しており、eNBにより受信される独特な波形という結果になり、eNBはその波形をすべての可能な送信されたシグネチャと相関させることにより、いずれのシグネチャにその波形が対応するかについての決定を行う。
（ｖ） ＵＥ１０は、ネットワークから（言い換えれば、eNBから）の応答に対する指定されたダウンリンクチャネルを監視する。Message 1のＵＥによる送信に応答して、ＵＥ１０はランダムアクセス応答(Random Access Response:RAR)(図５および図６における「Message 2」、図６においては（２）とも表示されている）をネットワークから受信する。これにはPUSCH上の送信に対するＵＬグラントと、ＵＥがその送信タイミングを調整するためのタイミングアドバンス(Timing Advance:TA)コマンドが含まれている。図６はRARの詳細を示しており、RARがＵＥに、ＵＥがRACHに従ってアップリンク通信において使用すべき識別子を通知する、一時セル無線ネットワーク一時識別子(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier:T-CRNTI)フィールドと共に、タイミングアドバンス(Timing Advance)とＵＬグラントフィールドを示している。コンテンションフリーアクセスにおいては、ＵＥはすでにC-RNTIを有していると仮定可能である。
（ｖｉ） コンテンションベースアクセスに対しては、ネットワークからのMessage 2の受信に応答して、ＵＥ１０はPUSCH（図５と図６においては「Message 3」、図６においては（３）で表示されている）上でMessage 2に含まれているＵＬグラントおよびＴＡ情報を使用して送信する。Message 3は、図６に示されているようなＲＲＣ接続要求(Connection Request)を含み、上記のように、意図されているサイズをプリアンブルシグネチャの選択により示すことが可能な「後続メッセージ」である。
コンテンションベースアクセスの場合は、同じプリアンブルシーケンスが、これもまたランダムアクセスを開始している別のＵＥにより偶然選択され得ることがある。コンテンションレゾリューションメッセージ（示されていない）は、eNB２０が同じプリアンブルシグネチャを二つ以上のＵＥから同時に受信し、これらのＵＥの二つ以上がMessage 3を送信した場合にeNB２０から送ることができる。ＵＥがeNBから何の応答も受信しない場合は、ＵＥは新しいシグネチャを選択して、新しい送信を、ランダムバックオフタイムの後に、ＲＡＣＨサブフレームにおいて送る。
（ｖｉｉ） 図６に示されている更なるステップは、eNBがＲＲＣ接続要求(Connection Request)に応答するRRC接続設定(Connection Setup)と、図６において（５）と表示されているような、RRC接続設定完了(Connection Setup Complete)メッセージの形式のＵＥからの応答を含んでいる。
図５と図６は、簡素化された形状の信号通知シーケンスを示している。図１のeNBと、ＭＭＥ３０と、S-GWの間の信号通知もある。図７は、このより上位レベルの信号通知を含む、コンテンションフリーアクセスの場合に対するより包括的な信号通知図である。図５〜図７から明白なように、LTEにおけるネットワークアクセス手順が相当に含まれており、初期ステップが前に言及したSIBの受信における困難さにより遅延される場合、および／または、コンテンションベースアクセスにおいてコンテンションレゾリューションの必要がある場合は特に、時間の相当な量を占める可能性がある。受信を支援するためにSIBの送信を繰り返すことは可能であるが、これは、ネットワークアクセスを完了するために掛る時間を増大するだけである。さらに、関連する電力消費は、低電力装置に対しては相当な量になり得る。
一方、例えば家庭におけるスマートメータとLTEネットワークの間のマシンツーマシン通信（M2M）の出現により、低コスト、低電力で、一般的に静電気的に配置されなくてはならず、低レートで、潜在的に長いギャップでの定期的なデータ送信の可能性のある多数の配置された装置（いわゆるマシンタイプ通信(Machine Type Communication:MTC)装置）が作り出された。このシナリオもまたスモールデータ送信(Small Data Transmission)と称される。
従って、スモールデータ送信のシナリオを目標として、特に、しかし排他的にではなくMTC装置に関して、現存のLTE信号通知よりも効率のよい信号通知を設計することは望ましいことである。特に、最小のネットワークへの影響（例えば、信号通知オーバーヘッド、ネットワークと無線リソース、およびリソース再割り当てに対する遅延）で、効率よく少量のデータの頻繁な送信をサポートする必要がある。セルエッジまたはカバレッジホールにおける装置（MTC装置のような）に対して、ネットワークへのアクセスを促進することもまた望ましい。
本発明の第１態様によれば、無線通信ネットワークにアクセスする方法が提供され、方法は、
無線通信ネットワークが、無線通信ネットワークへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するシステム情報をブロードキャストし、
無線通信ネットワークへのアクセスを必要とする装置が、アクセスパラメータの格納されている構成を使用するかどうかを決定し、使用すると決定した場合は、格納されている構成に基づいて無線通信ネットワークへアクセス要求を送信し、
無線通信ネットワークが、アクセス要求を容認するか否かを決定することを含む。
ここで「ネットワーク」は、範囲内の装置に対して無線アクセスを提供する一つ以上の基地局を含むことができる。装置は端末、または加入者局（LTEにおいてはＵＥとも呼ばれる）であってよいが、より特別には、マシンタイプ通信(MTC)装置であってよい。
システム情報（ＳＩ）は、複数の部分を有することができる。例えば、LTEにおいては前に触れたように、ＳＩはMIBと複数のSIBを含んでおり、SIBは、MIBとは異なる方法で送信される。
「アクセスパラメータの格納されている構成」は、通常は、アクセス要求を送る前にＳＩの一部として取得される、装置のメモリに保持されている一つ以上のパラメータ値を意味する。好ましくは、格納されている構成を使用するかどうかを決定する前に、装置は現在のブロードキャストされたシステム情報を受信することを試みる。幾らか早い時期に取得され格納されているので、アクセスパラメータの格納されている構成が古くなっており、そのため、ネットワークにおける使用には無効であるという危険性がある。このため、ブロードキャストされたシステム情報が受信可能であれば装置はそれを使用し、受信可能でなければ装置は、格納されている構成を使用して、ネットワークへのアクセスを試みることができる。
「アクセス要求」は、ネットワークアクセスを得るため、または、より特別には、データ送信のためのＵＬリソースのグラントを得るために、ネットワークへ装置から送信されるメッセージを意味する。LTEの場合、アクセス要求は、導入部で言及したランダムアクセスプリアンブル、「Message 1」を含んでいる。
一般的には、ブロードキャストされた情報に基づくアクセス要求は、容認される可能性が高いと予期できる。ここで、「ブロードキャストされたシステム情報を受信する」ことは、ＳＩの一部を受信することを含んでいる。LTEにおいては、例えば装置は、MIBおよび、後続のSIBは受信可能でなくともSIB1を受信可能であってよい。しかし、ブロードキャストされたＳＩに基づくアクセス要求を生成することは通常、MIB、SIB1、およびSIB2（またはSIB2M）のすべてを受信することを必要とする。
このため、本発明の実施の形態においては、そのような要求をするために通常は必要である、すべてのＳＩを必ずしも読むことなく、アクセス要求を送信可能である。これは、装置がネットワークへアクセスする必要があるが（おそらく緊急に）、少量のデータしか送らないという、いわゆるスモールデータ送信の状況においては特に利点であり得る。LTEに適用される一つの例として、アクセス要求は、装置によるMIBとSIB1の受信の後に続くことができるが、SIB2（またはSIB2M）の受信は必ずしも必要ではない。
格納されている構成を使用することの代替として、装置はブロードキャストされたＳＩに含まれるアクセスパラメータを使用でき、ブロードキャストされたＳＩは、従来のＳＩ（例えば、LTEの場合はMIB、SIB1、及びSIB2）または、MTC装置に適切な修正されたＳＩ（例えば、MIB、SIB1、及びSIB2M）の何れかであってよい。
無線通信ネットワークはアクセス要求を受信し、無線通信ネットワークが利用可能な情報に基づいて、アクセス要求を容認するか否かを決定する。無線通信ネットワークは、格納されている構成の使用を知っている場合は、アクセス要求を容認する可能性が高い。このため、好ましくは、装置は格納されている構成の使用を示す。言い換えれば、装置は無線通信ネットワークへ、アクセス要求は、好ましくはアクセス要求自身の一部として、格納されている構成に基づいていることを通知する。そのような通知は明示的である必要はなく、例えば、アクセス要求が送信される方法において非明示的であってよい。表示は種々の方法で行うことができ、一つの値で格納されている構成の使用を示し、または別の値で読まれたＳＩの使用を示すためのフラグを含むか、または、明確な表示がないときに、格納されている構成が使用されたことを意味する読まれたＳＩの使用の明確な表示による。この表示は、無線通信ネットワークの外部の可能性のある信号通知を含む、別個の信号通知により代替的に行うことができる。
さらに、好ましくは、装置はシステム情報の少なくとも一部の受信の失敗をさらに示し、好ましくは再び、アクセス要求自身により示す。つまり、アクセス要求は表示の組み合わせを含む、または意味することができる。ＳＩ受信の失敗の表示は、装置がカバレッジホールに位置していることを無線通信ネットワークに示すことができる。
装置がアクセスパラメータの格納されている構成を複数保持している場合は、方法は、装置が複数の格納されている構成から選択し、選択された格納されている構成を示すことをさらに含むことができる。再び、表示はアクセス要求の特性において非明示的であってよい。ここで、選択することは、無線通信ネットワークによりガイドまたは指令されてよい（例えば、アクセスの試みの前の無線通信の間の信号通知により）。
一実施の形態においては、アクセス要求はランダムアクセス要求であり、ランダムアクセス要求は、装置により選択される、
ランダムアクセスプリアンブルのセットの中からのプリアンブルおよび／または、
複数の可能なタイミングの中からの送信タイミングおよび／または、
複数の可能な周波数の中からの送信周波数および／または、
複数の可能な持続時間の中からの持続時間および／または、
複数の可能な周波数範囲の中からの周波数範囲および／または、
複数の繰り返しシーケンスの中からの時間および／または周波数ドメインにおけるプリアンブルのような信号の繰り返しシーケンス
の任意の一つ以上を含んでおり、
装置は、格納されている構成の使用および／またはその選択によりシステム情報の少なくとも一部を読むことに失敗したことを表示する。
通常は、プリアンブルのセットの中からのプリアンブルの選択は、例えば、LTEにおいて理解されるようにコンテンションベースアクセスを意味する。しかし、いつもそうであるとは必ずしも限らない。装置を、コンテンションフリーアクセスに対して複数のプリアンブルで構成することが可能である。
LTEのような無線通信システムにおいては、利用可能なプリアンブルの数は制限されているが、上記の変数の中から選択することにより、潜在的に大きな数の組み合わせが、更なる情報（格納されている構成またはＳＩを読むことの失敗のような）を示すために利用可能であるということは明白であろう。
無線通信ネットワークは、ランダムアクセス要求に対してランダムアクセス応答で応答でき、装置がシステム情報を読むことに失敗したことを示している場合は、ランダムアクセス応答の送信を繰り返すことができる。
好ましくは、システム情報は、格納されている構成に基づくアクセス要求が、無線通信ネットワークにより容認されるか否かの表示を含んでいる。すでに触れたように、ＳＩは、複数の部分においてブロードキャストでき、その場合、そのような表示をＳＩのより早い部分（LTEにおけるSIB1のような）に含むことが好ましく、それにより装置が受信可能となる確率を増加させる。
装置により受信されたシステム情報の何れかが、格納されている構成に基づくアクセス要求が無線通信ネットワークにより容認されないことを示しているときは、装置は、更なるシステム情報の送信の受信を試みる。このため、例えばLTEにおいては、格納されている構成が容認可能でないとSIB1を読むことにより通知された装置は、アクセス要求を送る前に、SIB2（またはSIB2M）を正しく読むまで待たなければならない。
好ましくは、ネットワークは更なるシステム情報を繰り返し送信し、装置は更なるシステム情報が受信に成功する（復号化されて読まれる）まで受信する試みを繰り返す。
無線通信が、各フレームが複数のサブフレームに分割されているフレームの時間単位で行われる無線通信ネットワークに対しては、無線通信ネットワークは、アクセス要求を容認するか否かを、
格納されている構成の使用の表示を受信したか否か、
アクセス要求に使用されたアクセスパラメータが有効かどうか、
アクセス要求が受信されたサブフレーム、および
アクセス要求が、装置に割り当てられた特定のシグネチャを含んでいるか否か、
の一つ以上に基づいて決定する。
上記に定義したような何れの方法においても、装置は格納されている構成を、
装置の工場設定、
アプリケーション層設定、
ネットワークへのより早いアクセスの間に受信されたシステム情報、または
ネットワーク仕様、
の何れから得てもよい。
一実施の形態においては、上記に定義したような方法は、LTEに基づく無線通信システムに適用され、アクセス要求は、装置のＲＡプリアンブル送信を含んでいる（図５における「Message 1」に対応）。
一実施の形態においては、装置は、マシンタイプ通信(MTC)装置である。しかし、本発明はまたＵＥの他のクラス、特に、セルエッジまたはカバレッジホールにいるＵＥにも適用可能である。
本発明の実施の形態は、従来のＳＩ（MIB、SIB1、SIB2など）をブロードキャストするネットワークと、修正されたＳＩ（MTC装置に対して意図されているSIB2Mのような）をブロードキャストするネットワークの両者に適用できる。
本発明の第２態様によれば、無線通信システムが提供され、この無線通信システムは、
無線通信システムへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するシステム情報をブロードキャストするよう構成されている基地局と、
無線通信システムへのアクセスの必要性を判定し、アクセス要求に対して、アクセスパラメータの格納されている構成を使用するかどうかを決定し、使用することを決定した場合は、アクセス要求を、格納されている構成に基づいて基地局に送信するよう構成される装置を含み、
基地局は、アクセス要求を容認するか否かを決定するよう構成される。
本発明の第３態様によれば、無線通信ネットワークにおける使用のための基地局が提供され、基地局は、
無線通信ネットワークへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するシステム情報をブロードキャストし、
無線通信ネットワークへのアクセスを所望する装置からアクセス要求を受信し、
アクセスパラメータの格納されている構成が、アクセス要求に対して使用されたかどうかを考慮して、アクセス要求を容認するか否かを決定するよう構成されている。
本発明の第４態様によれば、無線通信ネットワークにおける端末として使用される装置が提供され、装置は、
無線通信ネットワークへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するブロードキャストされたシステム情報の少なくとも一部を受信し、
無線通信システムへのアクセスの必要性を判定し、アクセス要求に対してアクセスパラメータの格納されている構成を使用するかどうかを決定し、使用すると決定した場合は、格納されている構成に基づいてアクセス要求を無線通信ネットワークに送信するよう構成されている。
上記の第２から第４態様は、本発明の方法に関して上記に詳述したオプションとしての特徴のいずれをも共有できる。特に、基地局は、アクセス要求に対する格納されている構成の使用の表示を装置から受信でき、装置はさらに、そのような表示をそのアクセス要求の一部として、または別個に提供するよう構成できる。このため、格納されている構成に基づくアクセス要求を送ることにより、装置はまた（アクセス要求の特性により非明示的に）アクセスパラメータの格納されている構成が採用されたという表示を提供することもできる。
本発明の更なる態様によれば、コンピュータ読み取り可能指令が提供され、指令は、無線通信システムにおけるトランシーバ装置のプロセッサにより実行されると、上記に定義したような基地局または端末を装置に提供させる。
このため、本発明の実施の形態は、ネットワークへの装置の新しいアクセス方法を含み、それにより、通常は初期ネットワークアクセスを行うために要求される、システム情報(System Information)をすべて読む必要なく、スモールデータパケットの送信を可能にする。このアクセス方法は、MTC装置とのM2M通信に対して特に恩恵がある。挙動は既存の方法を超えており、具体的には、ネットワークに、初期アクセスが、具体的に格納されているアクセス構成を使用することを可能にされた装置、またはセルによりブロードキャストされたＳＩ（または修正されたＳＩ）を使用してセルにアクセスしている装置から起きていることをネットワークに通知する機能を含んでいる。
本発明の実施の形態は、装置のネットワークへの初期アクセスのための修正された方法の予めの構成に対して要求される通常のブロードキャスト信号通知なしに、初期アクセスに対するRACHの構成を可能にし、通常は少量のデータの頻繁でない送信を必要とする低コストのM2M適用を目標とする。特に、本発明の実施の形態は、より上位の層からの観点からの頻繁でないマシンスモールパケット送信の場合と、頻繁でないスモールデータパケットＵＬ送信の構成の場合における使用に対して適切している。
実施の形態においては、ネットワークは、装置がネットワークにアクセスするために使用した方法が通知され、アクセスが格納されている構成からのものであるか、または、システム情報(System Information)の記録（例えば、SIB2M）を読んだことによるものかにより、このアクセスを拒絶また容認することの何れかが可能である。
一般的には、そして、反対の立場への明確な意図がない限り、本発明の一つの態様に関して記述された特徴は、任意の他の態様に等価的に、および任意の組み合わせにおいて、たとえ、そのような組み合せがここにおいて明示的に触れられなくても、または記述されなくても適用できる。
前述したことから明白なように、本発明は、無線通信システムにおける端末と基地局との間の信号送信を含んでいる。加入者局またはＵＥとも称される、ここで言及される「端末」は、そのような信号の送信および受信に適切な任意の形態を取ることができる。本発明を視覚化する目的のために、端末を移動ハンドセットとして想像することは都合がよいが、これにより如何なる制限をも意味されない。本発明の好適な実施の形態においては、基地局は典型的には、3GPP LTE及び3GPP LTE-A標準グループにおける実現形態に対して提案された形態を取り、従って、異なる状況においては適切なようにeNB（この用語は、Home eNBまたはHeNBもまた含む）として記述できる。しかし、本発明の機能的な必要条件によっては、基地局は、信号を送信し、端末から信号を受信するために適切な任意の他の形態を取ることができる。
例としてのみの手段として、付随する図面を参照する。
LTEに基づく無線通信システムにおける基本システムアーキテクチャを示す図である。 LTEにおける、フレーム、サブフレーム、およびスロットの間の関係を示す図である。 LTEにおいて定義される種々のアップリンクチャネル間の関係を示す図である。 LTEにおけるシステム情報（ＳＩ）の送信のタイミングを示す図である。 LTEにおけるランダムアクセス(RACH)手順を簡略化した形式で示す図である。 ランダムアクセス応答(RAR)の内容を含む、RACH手順をより詳細に示す図である。 LTEにおける、ネットワークに入ることおよび後続手順を示している詳細信号通知図である。 本発明の実施の形態におけるステップの第１フローチャートである。 本発明の実施の形態におけるステップの第２フローチャートである。 本発明を適用できるＵＥの模式図である。 本発明を適用できるeNBの模式図である。
下記の記述は、「ＵＥ」と「MTC装置」に交換可能に言及する。本目的のため、MTC装置をＵＥの一つのクラスとして見なすことが可能であり、本発明はＵＥの他のクラスに適用可能であるが、本発明はMTC装置に特に関連している。
低信号状態エリアに位置しているMTCへの、およびMTCからのデータの送信に対しては、研究されている一つのソリューションは、重要なシステム情報の繰り返しの使用であり、このシステム情報はeNBによりブロードキャストされて、MTC装置がこの情報を、セルエッジのSNRレベル以下の、通常の潜在的に稼働できる-15dBより低いSNRで受信することを可能にする。ここで、「重要なシステム情報」は、装置のセットがネットワークにアクセスするために必要なすべてのＳＩを意味する。例えば、装置が移動していないときは、移動に対処するための測定に関するSIBは、これらの装置がネットワークにアクセスするためには必要ではない。しかしこれは、すでに触れたように、MTC装置による初期アクセスが、セルへのアクセスを試みる前に、そのセルからのシステム情報を読むために掛る時間のために相当に遅延される可能性が十分あるという状況に繋がる。
本発明の実施の形態における原理は、ある状況においては、装置が格納されているアクセスパラメータを使用することを可能にすることにより、この遅延を削減または回避するということである。以前に格納されているアクセスパラメータの使用は、ＵＥが、潜在的に現在はセルにより許可能されていないパラメータを使用して送信することを可能にすることをもたらす。好ましくは、幾つかの機構が、ＵＥが格納されているアクセスパラメータを使用可能か否かを知り、ネットワークに、格納されているアクセスパラメータが使用されているということを示すために存在すべきである。
Message 1を、アップリンクデータバッファに格納されている、送信のために利用可能な、ＵＥが有しているデータ量の表示として使用することを含む、初期データアクセスのためにRACHを使用する幾つかの方法が前述されてきた。これの一つの可能な拡張は、格納されているPRACH構成を使用する初期アクセスをeNBに示すということである。このため、eNBは、eNBへのアクセスが以前のRRCアクティブモード接続の結果、ある格納されているRACHアクセスパラメータを割り当てられたMTC装置により、または、システム情報（典型的には、SIB14における）またはSIB2Mからの有効パラメータを読んだことにより行われていることを知る。
本願の出願人に譲渡された米国仮出願第13/02455号において説明されているように、SIB1、SIB2、および／またはSIB2M（MTC装置に対する修正されたSIB2）における変化を、レガシーPBCH、または新しく定義されたMTC PBCHの何れかに格納されているフラグビットの使用により示すことが可能である。これにより、装置が、ＳＩが変化したかどうかを知ることを可能にする（そしてこのため、SIB1、SIB2／SIB2Mの何れかに対応する、格納されているアクセスパラメータが依然として有効かどうかの非明示的な表示による）。
本発明の実施の形態においては、装置はSIB2M、および／またはSIB1、および／またはSIB14の何れかに含まれているシステム情報を読むように構成されており、それにより、SIB2M、SIB1、またはSIB14に格納されているインディケータビットまたは複数のインディケータビットに基づいて、以前に格納されている構成を使用するか、または有効な構成を得るためにSIB2またはSIB2Mを再読することの何れかが可能である。
この方式の主な恩恵は、装置が使用した構成の表示がすぐにネットワークに信号通知され、それによりネットワーク（より特別には、eNB）は、ネットワークにアクセスするために装置により使用されている方法を完全に知り、アクセスが格納されている構成からのものであるか、システム情報（例えば、SIB2M）の記録を読むことによるものであるかにより、このアクセスを拒絶または容認可能である。
幾つかの実施の形態をここでより詳細に記述する。全体的に、特に示されない限り、下記に記述される実施の形態は、ネットワークが複数のeNBを備え、MTC装置がネットワークへの接続を許可されているLTEに基づいている。
LTEにおけるRACH手順は導入部で説明した。手順は、ＵＥが移動しがちで、データトラフィックが高い人間ユーザ（M2Mに対して、H2H、つまりヒューマンツーヒューマンとも呼ばれる）のＵＥには適しているが、MTC装置およびスモールデータ送信にはそれほど適していない。概念的には、装置は一般的には一つの位置において静的であり、少量のデータを送信するので、MTCトラフィックは異なる。これを何らかの形で利用すれば、MTC装置がネットワークに接続して、データを送るまたは受信する機構を改良することが可能である。
MTC装置がIDLEモード（つまり、接続されてない状態）からネットワークへの接続手順を開始することを誘発するデータは、
ＭＯ：移動指向(Mobile Orientated)データであって、MTC装置自身は、ネットワークからデータを読むこと、またはネットワークにデータ送ることの何れか要求し、ＲＡＣＨ手順を開始可能、または
ＭＴ：移動停止(Mobile Terminated)データであって、MTC装置はネットワークにより、着信データを受信するためにRACH手順を開始することが指示される
の何れかとして定義される。
実施の形態においては、ＭＯまたはＭＴデータの何れかにより、修正されたRACH手順を誘発可能である。
MIB情報を読んだあと、従来、ＵＥは、他の情報の中でもRACH手順において使用されるRACH構成を含んでいるSIB2情報を読むように移行していた。
RACH構成は通常、MTC RACH構成における変更（装置が体験する異なるカバレッジ不足により、異なるRACHリソースの割り当てを考慮して）の可能性があるため、装置がネットワークにアクセスする度に読まれなければならない。この仮定は、伝搬チャネルは、異なるファクタにより時間において変化する可能性があるので、装置が同じ物理位置に主に位置している場合にも当てはまる。
提案されている方式は好ましくは、すでに触れたように、他のSIBを読むことができるように他のSIBへのポインタを含んでいるSIB1を読むことを含んでいる。そして好ましくは、以前に格納されている構成を使用、または有効な構成を得るためにSIB2を再読するかの何れかのために、SIB1に格納されているフラグ（または他のインディケータ）を使用する。
このプロセスは、SIB2またはSIB14の以前の受信からの無線リソース構成(radioResouceConfigCommon)からRACH構成を格納することと、eNBにおける信号通知により許可されれば、または他の代替がない場合は、これを再使用することを含んでいる。
そしてこの方式は好ましくは、初期ＲＡＣＨアクセス（「Message 1」）と共に送ることが可能なデータを使用して、以前に格納されている構成の使用を示す。これは、格納されている構成は、アクティブRRC接続の間に行われた以前の構成から得た、またはセルによりブロードキャストされた修正されたシステム情報、例えば、SIB2M（マシンタイプ通信アクセスに対する特定のSIB）のような新しいSIBから得たことを示す情報であってもよい。
・第１の実施の形態
第１の実施の形態に対して、図８は、イベントの可能なフローシーケンスを示しており、格納されている構成に対するインディケータを、Message １の一部として送ることが可能である（PRACHシグネチャ送信）。
まずはじめに、MTC装置はネットワークへのアクセスは現在は有していないが、過去のある時点においてアクセスを得ることができ、そのメモリに、そのときに適用可能であった幾つかのアクセスパラメータを格納できたということを仮定する。例えば、以前に格納されている任意の構成に上書きすることにより、最新のアクセスパラメータをメモリに保持できる。
ステップＳ１０において、MTC装置は、典型的にはネットワークに送信する準備のできているデータを有しているため、ネットワークアクセスを得る必要性を判定する。
ステップＳ１１において装置は、アクセス要求に対して使用できる格納されている構成を有しているかどうかを確認する。このステップは、格納されている構成はネットワークにより許可されていることを装置に通知するための十分なＳＩ（MIBまたはSIB1のような）を受信するという条件付きであってよい。
格納されている構成がない場合（Ｓ１１、Ｎ）（または、格納されている構成の使用が許可されない場合）は、フローはＳ１２に進み、Ｓ１２において装置は、RACH構成を得るために（更なる）ＳＩを読むことを要求される。例えば、装置がMIBとSIB1をすでに受信しているとしても、ここではこの情報を得るために装置はSIB2を受信しなくてはならない。MTC装置の使用のために送信される場合は、その代わりに、SIB2Mを受信できる。
このケース（従来の手順に対応）をさらに続けると、装置は受信したRACH構成に従ってPRACHシグネチャを送る（Ｓ１４）。装置がネットワークと現在接続していないと仮定すると、これは、コンテンションベースアクセスによることになる。
ネットワークはPRACHシグネチャ（Ｓ１６）を受信し、RARを送り（Ｓ１８）、必要であれば、コンテンションレゾリューションが続く。この後に、RRC接続要求、RRC接続設定などを含む、図７に示されている従来の信号通知シーケンスの残りのステップが続く。
一方、ステップＳ１１において、装置が格納されている構成を有している場合（そして好ましくは、格納されている構成の使用が許可されていることを知っている場合）は、フローはＳ１１で示されている分岐Ｙに従い、装置は、格納されている構成に基づいて、または言い換えると、格納されている構成に含まれているアクセスパラメータの値を使用してPRACHシグネチャを送る。後で説明するように、二つ以上の格納されている構成があってよい。これを行うときにおいて、好ましくは、装置は、何らかの方法で格納されている構成の使用を示し、これは通常は、下記に記述するように、非明示的信号通知により達成される。
そしてＳ１５において、ネットワークはPRACHシグネチャを受信し、それが有効な構成を有しているかどうかを確認する。構成は、例えば、シグネチャの選択、それを送信するために使用される時間および／または周波数などを含むことができる。
構成が有効である場合（Ｓ１７、Ｙ）、ネットワークはRARを送る。有効でない場合（Ｓ１７、Ｎ）、ネットワークはアクセス要求を拒絶する。つまり、要求を受信したeNBは、それをまったく無視でき、または装置に要求の拒絶を通知する信号を送ることができる。その要求が無視された場合（または明確に拒絶された場合）、装置は再度要求を試みることができるが、好ましくは、ＳＩを読むための新しい試みの後である。
この実施の形態の一つの特徴は、PRACHに対する格納されている構成がMTC装置による最初のPRACHの試みに対して使用されたというMessage １におけるＵＬ表示の使用である。
この表示は、Message １（シグネチャおよび／または持続時間）に対する予め定義された特定プリアンブル、またはプリアンブルの周波数／時間ドメインシーケンス（プリアンブルが繰り返されるので）の選択によることが可能である。別の可能性は、ＲＡＣＨプリアンブルが、予め定義された時点において受信されるように装置により送信されるということである（ネットワークが異なるアクセスタイプ間を区別することを可能にする予め定義されているタイミングポイントを既知として（格納されている構成で、またはそれなしで））。
この方法に使用されるプリアンブルシグネチャの数は一つであることも、任意の数のプリアンブルシグネチャであることも可能である。
SIB2／SIB2Mパラメータまたは格納されている無線リソース構成の選択の表示に対して使用可能な別の方法は、装置によりネットワークに送られるＵＬメッセージにおける追加的信号通知ビットである。
図８の右側の分岐（Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８）により示されているように、MTC UEは、他の利用可能なオプションがない場合は、SIB2を読まなくてはならないこともある。
・第２の実施の形態
第１の実施の形態の原理は、装置がカバレッジホールに位置しており、受信の後でもＳＩを読むことを困難にしているケースに拡張可能である。第２の実施の形態は、装置がこの事実をネットワークに示すことを可能にする。
図９において、図８と比較して、より詳細な手順が示されており、ＵＥは、格納されている構成を使用したこと、および／またはＳＩを、ＳＩの繰り返されたブロードキャストを使用して読んだことの何れかを表示可能である。装置は、ネットワークへのアクセスを必要としていると仮定する。
第１実施の形態においても存在する可能性もあったように、MTC装置が、セルを識別するPSS/SSSのブロードキャストを受信する初期ステップＳ３０が示されている。Ｓ３１において、装置は、すでに触れたようにMIBを含んでいるPBCHを読む。
そして装置は、SIB1とSIB2を読む試みをする。Ｓ３２において、SIB2を繰り返しなしで、言い換えれば、SIB2の２回以上の送信を受信することなく読むことが可能であるかどうかが判定される。
SIB2を繰り返しなしで読むことが可能である場合は、装置は、Ｓ３５、Ｓ３８、Ｓ４１、およびＳ４６において示されるような従来のRACH手順を続けることが可能、つまり、ブロードキャストされたＳＩを使用することにより、格納されている構成に頼る必要なく従来のRACH手順を続けることが可能である。ここで、ブロードキャストされたＳＩは、利用可能であれば、SIB2の代わりにSIB2Mを含むことが可能である。
SIB2が繰り返しなしで読むことが可能でない（またはまったく読むことが可能でない）場合（Ｓ３２、Ｎ）は、フローはＳ３３に進み、装置は、アクセス要求に対して使用する格納されている構成を有しているかどうかを確認する。有している場合は（Ｓ３３、Ｙ）、装置はＳ３６において、格納されている構成に基づいてPRACHシグネチャを送ることを続ける。しかし、この場合、PRACHシグネチャ送信の特性（プリアンブル、タイミング、周波数など）は、格納されている構成の使用ばかりでなく、装置は繰り返しなしにはSIB2を読むことができなかったという事実も示す。図に示されているように、これは、装置がカバレッジホールに位置していることを示すことと等価となり得る。
この場合のフローは、ネットワークがPRACHシグネチャを受信し（Ｓ３９）、格納されている構成が有効か否かを決定することに進む。例えば、PRACHシグネチャ送信が、古い構成を反映している場合は、ネットワークはアクセス要求を拒絶でき、この場合（Ｓ４２、Ｎ）、ネットワークはアクセス要求を無視する（Ｓ４４）。逆に、格納されている構成が有効である場合は、これは、ネットワークがRARで応答する容認可能なアクセス要求という結果になる。従来の手順とは異なり、これは、装置がカバレッジホールに位置し、従って、RARを受信することが難しいという表示に対処するための、Ｓ４３に示されている繰り返しRARとなり得る。
一方、装置が格納されている構成をまったく有していないか、または装置が読んだＳＩから、格納されている構成が許可されない（Ｓ３３、Ｎ）ということを知っている場合は、これは装置が、要求されたＳＩ（特にはSIB2における）を首尾よく読むためには、１回以上の繰り返しを待たなくてはならないことを意味する。このためフローはＳ３４に進み、装置はRACH構成を得るためにＳＩを十分な回数だけ読み、そしてPRACHシグネチャを送る（Ｓ３７）。この選択において、PRACHシグネチャ送信の特性はネットワークに、Ｓ３６と同様に、装置がカバレッジホールに位置していることを示すが、格納されている構成の使用を示す必要はない。所望であれば、読まれたＳＩに基づくRACH構成が採用されたという旨の明確な表示を行うことが可能である。ステップＳ４０において、ネットワークはPRACHシグネチャを受信し、RARで応答する。Ｓ４３の場合と同様に、これは、カバレッジホールに位置している装置による受信を支援するための繰り返されるRARであり得る。
上記のことをまとめると、本実施の形態においては、装置は通常のＳＩを読むことを試みるが、これに失敗すると、格納されている構成を使用して、格納されている構成の使用をネットワークに信号通知し、ネットワークは、格納されている構成がもはや有効でなく、新しくし直すべきであるということに基づいて、このアクセスの試みを無視できると決定可能である。ここでもまた、所望であれば、アクセス要求を拒絶する信号を送信可能である。
ネットワークが、アクセスの試みが格納されている構成から来ていることを知っている場合は、ランダムアクセス応答はすでにUE RNTIの確認と、最初のＵＬ送信におけるスモールデータパケットを送るためのＵＬ無線リソースへの直接のアクセスを含んでいる可能性があるので、応答は通常のRACH応答とは異なってよい（または通常のRACH応答とは異なって解釈されてよい）。このため例えば、装置は、装置により直接のデータ送信のためであると仮定できる。これは、図７に示されているRRC構成設定メッセージ（例えば、RRC接続再構成（測定構成）およびRRC接続再構成（無線ベアラ設定））に対する必要性を除去することにより、初期アクセスの後に送られるメッセージの量を削減可能である。
有効な格納されている構成が存在しない場合は、装置は、カバレッジホールにおける装置に対してブロードキャストされる（典型的には繰り返される）ＳＩを読む。これはまた、カバレッジホールにおける装置に到達するためには、応答がより大きな電力で、および／または、繰り返して送られなくてはならない可能性があるので、ＵＬメッセージおいて示すことも可能である。
・第３の実施の形態
第３の実施の形態は、MTC UEもまた、非MTC装置と同じランダムアクセス構成を使用できるということ以外は、第１及び第２の実施の形態と類似している。言い換えれば、MTC装置は、本発明により提供される修正された手順の代わりに、ＳＩを読むための従来の手順を採用することを要求される可能性がある。フラグ（例えば、MIBまたはSIB1における）に基づいて、ＵＥはSIB2を受信しなければならないか否かを判定できる。ＵＥが従来の手順に従ってSIB2において示されているPRACHリソースを使用する場合は、追加的ビットまたは特殊シグネチャを使用する必要はない。
そのようなフラグは、もちろんMTC装置だけでなく、セルにおけるすべての装置により受信される。このフラグは、正規のカバレッジエリアに位置しているＵＥに対しては必要でなくてよい。フラグは、無線リソースへの高速アクセス、つまり、削減された制御信号通知オーバーヘッドで一つのまたは少ない数のパケットを送ることを要求する如何なる装置によっても使用できる。
これらの実施の形態の変形例において、MTC UEに対するPRACHリソースを時間ドメインに制限することができる（例えば、あるサブフレームにおいて利用可能となるだけ）。更なる変形例においては、MTC UEは専用のプリアンブル／シグネチャで構成され、コンテンションフリーRACH手順を使用する（指定されたサブフレームにおいて）。このように指定されたサブフレームを使用すると、制限されている数の利用可能なプリアンブルの再割り当てが可能になり、それにより、本発明の使用が他のサブフレームで有効な従来の手順で、あるサブフレームにおいてのみ利用可能となる。
コンテンションベースアクセスに対しては、プリアンブルのセットがMTC装置に対して共通に割り当てられ、そのうちの幾つかのプリアンブルは、格納されている構成の使用を示すために使用可能であり、他のプリアンブルは、カバレッジホールを示す可能性がある。一方、コンテンションフリーアクセスに対しては、各MTC装置には、複数の格納されている構成のそれぞれに対する一つのプリアンブルに加えて、従来のランダムアクセスに対する一つのプリアンブルといった、少ない数のプリアンブルが割り当てられる。
ネットワークは格納されている構成のアクセスの表示を受信するが、ＵＥにブロードキャストされたパラメータを再読し、格納されている構成を破棄しなければならないことを要求する場合は、別の信号により、ＵＥにＳＩ（例えば、Message 3またはネットワークによりＵＥに送られる別のメッセージ）を再読するように伝えることが可能である。
タイマーの使用、またはアクセスの試みの回数をカウントすることにより、ＵＥがネットワークに、格納されている構成でアクセスすることを防止可能であり、それによりＵＥは、SIBからアクセスパラメータを再読しなければならない。
格納されている構成はアプリケーション層（OAM、ワンエムツーエム（oneM2M）構成）に由来することが可能である。
工場設定
アプリケーション層設定（例えば、アプリケーションから）
ＳＩから読む（より早いある時点において）
仕様
ＵＥにおける使用に利用可能な複数の格納されている構成があり得る。
ＵＥが何れの格納されている構成を使用するかを選択する場合は、方法を定義する必要があり、おそらくはプライオリティリストとして定義される。
格納されている構成のプライオリティは、ＤＬフラグ（PBCHまたはSIBの一部）により制御可能である。例えば、eNBがＵＥに何れのデフォルト構成も（または特定のデフォルト構成を）使用しないように通知することを所望する場合は、ＤＬ表示はこれをＵＥにおいて制御する。
従って、ＵＬ表示はマルチレベルであることが可能であり、例えば、以前に読んだ格納されている構成の期限が切れた場合は、ＵＥはデフォルト（仕様／工場設定）構成を使用可能であり、eNBに対してこれを異なるＵＬインディケータで示すことが可能である。
図９のステップＳ３４、Ｓ３７、Ｓ４０、およびＳ４５に関して上記に示したように、MTC装置はＵＬ表示によりカバレッジホールに位置していることを示すことができ、ＵＬ表示はPRACH手順の一部として送ることが可能である。これは、受信状態が悪いカバレッジエリアにおける装置に到達するために、基地局がＤＬ送信を繰り返すために使用可能である。
動作のこの格納されている構成モードはまた、MTC装置だけでなく、カバレッジ不足エリアにおける動作に対して意図されているハンドセットに対するオプションであることが、この装置のカテゴリに対して定義できる新しいＵＥカテゴリに準拠していると仮定して可能である。
本発明の範囲内において、種々の修正が可能である。
上記の記述においては、MTC装置は、PRACHプリアンブル送信の特性により格納されている構成の使用を示した。しかし、LTEネットワーク以外の信号通知（例えば、WiFi、または利用可能であれば有線ケーブル接続）を含めて、他のＵＬ信号通知もこの目的のために使用可能である。表示は、装置が受信状態の悪いカバレッジエリアにあり、従って、専用の方法でＳＩを受信する必要があることを示すために使用される。
格納されている構成の使用の通知により、装置がMessage 2を復号化に成功する確率を増加することを可能にすることにより、カバレッジ不足エリアにおける装置の動作に対して具体的に設計されている方法で、ネットワークが何回も繰り返されるMessage 2(RAR)を送ることを可能にする。このため、本発明の実施の形態は、SIBの繰り返しに加えて、RARの繰り返しを含むことが可能である。
ＵＬ表示は、ショート「ピン(ping)」タイプのメッセージであることが可能であり、ある予め構成されたRACHアクセス（言い換えれば、あるプリアンブル／タイミング／周波数および／または繰り返し特性を有するアクセス要求）は装置により、「聞こえるか？」メッセージを示すために使用され、「聞こえるか？」メッセージに対してネットワークは、「聞こえるよ」メッセージでの確認応答可能である。これにより、装置がスリープに戻ることを可能とする。装置が応答を聞かない場合は、装置は典型的には、応答を得るまでＵＬメッセージを繰り返す。応答を入手できなかった場合は、装置はユーザアラームを発行する（例えば、装置もまたケーブルまたはWiFi接続によりインターネットに接続されている場合）。
図８は、本発明を適用できるＵＥ１０の例を例示しているブロック図である。ＵＥ１０は、上記の無線通信システムにおいて使用できる装置の何れのタイプをも含むことができ、携帯電話（スマートフォンを含む）、移動通信機能を有している個人情報端末（ＰＤＡ）、移動通信構成要素を有しているラップトップまたはコンピュータシステム、および／または無線通信動作が可能な何れの装置をも含むことができる。ＵＥ１０は、少なくとも一つのアンテナ８０２に接続されている送信器／受信器ユニット８０４（この両者で通信ユニットを規定している）と、記憶媒体８０８の形態のメモリへのアクセスを有しているコントローラ８０６を含んでいる。コントローラ８０６は例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または、アクセス要求を構築するためにアクセスパラメータの格納されている構成を採用するか否かを判定することのような、上記の種々の機能を行うようにプログラムまたは構成されている他の論理回路であってよい。例えば、上記の種々の機能は、記憶媒体８０８に格納され、コントローラ８０６により実行されるコンピュータプログラムの形状で具現化できる。送信／受信ユニット８０４はコントローラ８０６の制御のもとで、アクセス要求を送信し、eNBからＳＩまたはRARのような信号を受信するなど、以前に検討されたようなことを行うよう構成される。
図９は、本発明を適用できるeNB２０の例を例示しているブロック図である。基地局２０は、少なくとも一つのアンテナ９０２に接続されている送信器／受信器ユニット９０４（この両者で通信ユニットを規定している）とコントローラ９０６を含んでいる。コントローラは例えば、マイクロプロセッサ、DSP、ASIC、FPGA、または、PBCHをブロードキャストすること、SIBを送信すること、および装置からアクセス要求を受信することのような、上記の種々の機能を行うようにプログラムまたは構成されている他の論理回路であってよい。例えば、上記の種々の機能は、記憶媒体９０８に格納され、コントローラ９０６により実行されるコンピュータプログラムの形状で具現化できる。送信／受信ユニット９０４はコントローラ９０６の制御のもとで、ＵＥの特定の信号通知およびブロードキャストされたメッセージに対して責任がある。
要約すると、本発明の実施の形態は、MTC装置のような装置に対して、通常は初期ネットワークアクセスを行うために要求される、すべてのシステム情報を読むということが必要なく、スモールデータパケットの送信を可能にする。MIB、好ましくはSIB1の受信が通常は要求されるが、これは必ずしも必要不可欠とは限らない。挙動は既存の方法を超え、具体的にはネットワークに、初期アクセスが、格納されているアクセス構成の使用を具体的に許可された装置、またはセルによりブロードキャストされた修正されたシステム情報（SIB2のような）を使用してセルにアクセスしている装置から起きていることをネットワークに通知する機能を含んでいる。
本発明は、LTE/LTE-Aを参照して記述されてきたが、本発明を、UMTSおよびWiMAXのような他の通信システムにも適用可能である。
上記の実施の形態および変形例の何れも、同じシステムにおいて組み合わせることができる。一つの実施の形態の特徴は、他の実施の形態の何れにも適用できる。
上記の本発明の態様または実施の形態の何れにおいても、種々の特徴はハードウェアにおいて、または一つ以上のプロセッサ上で作動するソフトウェアモジュールとして実現できる。
本発明はまた、ここにおいて記述された方法の何れをも実行するためのコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品、および、ここにおいて記述された方法の何れをも実行するためのプログラムを格納しているコンピュータ読み取り可能媒体も提供する。
本発明を具現化するコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能媒体に格納でき、または、例えば、インターネットウェブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号の形式であってよく、または任意の他の形式であってよい。
請求項の範囲から逸脱することなく、ここで記述された特別な実施の形態に対して、種々の変更および／または修正を行うことができるということは理解されたい。
本発明は装置、特には、しかし排他的にではなく、MTC装置が、アクセス要求のためのアクセスパラメータを得るために従来は要求される、すべてのＳＩを受信しなければならないということなしに、無線通信システムにアクセスすることを可能にする。従って、本発明は、特に、スモールデータ送信シナリオにおけるシステムの効率的な使用に貢献する。

Claims (15)

  1. 無線通信ネットワークにアクセスする方法であって、
    前記無線通信ネットワークが、前記無線通信ネットワークへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するシステム情報をブロードキャストし、
    前記無線通信ネットワークへのアクセスを必要とする装置が、ブロードキャストされる前記システム情報で指定された前記アクセスパラメータによる構成を使用するか、あるいはブロードキャストされる前記システム情報によらず予め格納されている前記アクセスパラメータによる構成を使用するかどうかを決定し、予め格納されている前記アクセスパラメータによる構成を使用すると決定した場合に、
    前記予め格納されている構成に基づいて前記無線通信ネットワークにアクセス要求を送信し、
    前記予め格納されている構成の使用を示し、
    前記無線通信ネットワークが、前記アクセス要求を容認するか否かを決定する、
    ことを含む方法。
  2. 前記装置が、前記ブロードキャストされたシステム情報の受信を試み、前記試みの結果により、前記予め格納されている構成、または受信した前記システム情報で指定された前記アクセスパラメータを使用するかどうかを決定することをさらに含む請求項１に記載の方法。
  3. 前記装置が、前記システム情報の少なくとも一部の受信の失敗を示すことをさらに含む請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記装置は、前記アクセスパラメータによる格納されている構成を複数保持し、前記方法は、前記装置が、前記複数の格納されている構成から選択し、前記選択された格納されている構成を示すこと、をさらに含む請求項３に記載の方法。
  5. 前記予め格納されている構成の使用を前記示すこと、前記システム情報の少なくとも一部の受信の失敗を示すこと、及び前記選択された格納されている構成を示すことのうちの少なくとも一つは、前記アクセス要求において非明示的である請求項４に記載の方法。
  6. 前記アクセス要求はランダムアクセス要求であって、当該ランダムアクセス要求は、前記装置により選択される、
    ランダムアクセスプリアンブルのセットからのプリアンブル、および／または
    複数の可能なタイミングからの送信タイミング、および／または
    複数の可能な周波数からの送信周波数、および／または
    複数の可能な持続時間からの持続時間、および／または
    複数の可能な周波数範囲からの周波数範囲、および／または
    複数の繰り返しシーケンスからの、時間および／または周波数ドメインにおけるプリアンブルのような信号の繰り返しシーケンス
    を含み、
    前記装置は、前記予め格納されている構成の使用および／または前記システム情報の少なくとも一部の受信の失敗を、選択により示す請求項５に記載の方法。
  7. 前記無線通信ネットワークが、ランダムアクセス応答で前記ランダムアクセス要求に応答し、前記装置がシステム情報の受信の失敗を示しているときは、前記ランダムアクセス応答の送信を繰り返すことをさらに含む請求項６に記載の方法。
  8. 前記システム情報は、前記予め格納されている構成に基づくアクセス要求が、前記無線通信ネットワークにより容認されるか否かの表示を含む請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
  9. 前記システム情報が、前記予め格納されている構成に基づくアクセス要求が、前記無線通信ネットワークにより容認されないことを示しているときは、前記装置は、更に送信されたシステム情報の受信を試み、前記無線通信ネットワークは、前記更に送信されたシステム情報を繰り返し送信し、前記装置は、受信に成功するまで、前記更に送信されたシステム情報の受信を試みることを繰り返す請求項８に記載の方法。
  10. 前記無線通信ネットワークにおける無線通信は、フレームの時間単位で行われ、各フレームは複数のサブフレームに分割され、前記無線通信ネットワークは、前記アクセス要求を容認するか否かを、
    前記アクセス要求に使用された前記アクセスパラメータが有効かどうか、
    前記アクセス要求が受信された前記サブフレーム、および
    前記アクセス要求が、前記装置に割り当てられている特定のシグネチャを含んでいるか否か
    の一つ以上に基づいて決定する請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
  11. 前記装置は、前記予め格納されている構成を、
    前記装置の工場設定、
    アプリケーション層設定、
    前記無線通信ネットワークへのより早期のアクセスの間に受信したシステム情報、または
    ネットワーク仕様
    の何れから得る請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
  12. 無線通信システムであって、
    前記無線通信システムへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するシステム情報をブロードキャストするよう構成されている基地局と、
    前記無線通信システムへのアクセスの必要性を判定し、アクセス要求のためにブロードキャストされる前記システム情報で指定された前記アクセスパラメータによる構成を使用するか、あるいはブロードキャストされる前記システム情報によらず予め格納されている前記アクセスパラメータによる構成を使用するかどうかを決定し、予め格納されている前記アクセスパラメータによる構成を使用すると決定したときは、前記予め格納されている構成に基づいて、前記基地局へ前記アクセス要求を送信し、前記予め格納されている構成の使用を表示するよう構成されている装置と、を有し、
    前記基地局は、前記アクセス要求と前記予め格納されている構成の使用の表示を受信し、前記アクセス要求を容認するか否かを決定するよう構成されている無線通信システム。
  13. 無線通信ネットワークにおける使用のための基地局であって、
    前記無線通信ネットワークへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するシステム情報をブロードキャストし、
    前記無線通信ネットワークへのアクセスを所望する装置から、アクセス要求と、ブロードキャストされる前記システム情報によらず予め格納されている前記アクセスパラメータによる構成が前記アクセス要求に対して使用されたか否かの表示を受信し、
    前記表示を考慮して、前記アクセス要求を容認するか否かを決定するよう構成されている基地局。
  14. 無線通信ネットワークにおける端末としての使用のための装置であって、
    前記無線通信ネットワークへのアクセスを得るためのアクセスパラメータを指定するブロードキャストされたシステム情報の少なくとも一部を受信し、
    前記無線通信ネットワークへのアクセスの必要性を判定し、アクセス要求に対してブロードキャストされる前記システム情報で指定された前記アクセスパラメータによる構成を使用するか、あるいはブロードキャストされる前記システム情報によらず予め格納されている前記アクセスパラメータによる構成を使用するかどうかを決定し、予め格納されている前記アクセスパラメータによる構成を使用すると決定したときは、前記予め格納されている構成に基づいて前記無線通信ネットワークに前記アクセス要求を送信し、前記予め格納されている構成の使用を示すよう構成されている装置。
  15. コンピュータ読み取り可能指令であって、無線通信ネットワークにおけるトランシーバ装置のプロセッサにより実行されると、前記トランシーバ装置に、請求項１３に記載の前記基地局、または請求項１４に記載の前記装置を提供させるコンピュータ読み取り可能指令。
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