WO2020196614A1 - 通信制御方法 - Google Patents

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WO2020196614A1
WO2020196614A1 PCT/JP2020/013305 JP2020013305W WO2020196614A1 WO 2020196614 A1 WO2020196614 A1 WO 2020196614A1 JP 2020013305 W JP2020013305 W JP 2020013305W WO 2020196614 A1 WO2020196614 A1 WO 2020196614A1
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WO
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random access
access procedure
base station
gnb
rrc
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Application number
PCT/JP2020/013305
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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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Filing date
Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access
    • H04W74/08Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16Discovering, processing access restriction or access information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/12Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using downlink control channel
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access
    • H04W74/002Transmission of channel access control information
    • H04W74/006Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication control method in a mobile communication system.
  • Non-Patent Document 1 completes a conflict-based random access procedure by a first step of transmitting from a user device to a base station and a second step of transmitting from a base station to a user device after the first step. A two-step random access procedure is described.
  • the present disclosure is a conflict-based random access procedure by performing a transmission from a user device to a base station and then performing a transmission from the user device to the base station followed by a transmission from the base station to the user device.
  • the present invention relates to a technique for appropriately controlling a two-step random access procedure for completing.
  • the communication control method is a communication control method for controlling a two-step random access procedure, which is a competition-based random access procedure performed between a user device and a base station, wherein the user device is the same.
  • a communication control method for controlling a two-step random access procedure which is a competition-based random access procedure performed between a user device and a base station, wherein the user device is the same.
  • the mobile communication system according to one embodiment is a 5G system of 3GPP (Third Generation Partnership Project), but LTE (Long Term Evolution) may be applied to the mobile communication system at least partially.
  • 3GPP Third Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mobile communication system according to an embodiment.
  • mobile communication systems include a user device (UE: User Equipment) 100, a 5G radio access network (NG-RAN: Next Generation Radio Access Network) 10, and a 5G core network (5GC: 5G). It has a Core Network) 20.
  • UE User Equipment
  • NG-RAN Next Generation Radio Access Network
  • 5GC 5G core network
  • the UE100 is a movable device.
  • the UE 100 may be any device used by the user.
  • the UE 100 is a mobile phone terminal (including a smartphone), a tablet terminal, a notebook PC, a communication module (including a communication card or a chip set), a sensor or a device provided in the sensor, a vehicle or a device provided in the vehicle (Vehicle UE). ), Or a vehicle or a device (Aerial UE) provided on the vehicle.
  • the NG-RAN 10 includes a base station (called "gNB” in a 5G system) 200.
  • the gNB 200 is sometimes called an NG-RAN node.
  • the gNB 200s are connected to each other via the Xn interface, which is an interface between base stations.
  • the gNB 200 manages one or more cells.
  • the gNB 200 performs wireless communication with the UE 100 that has established a connection with its own cell.
  • the gNB 200 has a radio resource management (RRM) function, a routing function for user data (hereinafter, simply referred to as “data”), and / or a measurement control function for mobility control / scheduling.
  • RRM radio resource management
  • Cell is used as a term to indicate the smallest unit of a wireless communication area.
  • the term “cell” is also used to indicate a function or resource for wireless communication with the UE 100.
  • One cell belongs to one carrier frequency.
  • the gNB may be connected to the EPC (Evolved Packet Core), which is the LTE core network, or the LTE base station may be connected to the 5GC. Further, the LTE base station and gNB may be connected via an interface between base stations.
  • EPC Evolved Packet Core
  • 5GC20 includes AMF (Access and Mobility Management Function) and UPF (User Plane Function) 300.
  • the AMF performs various mobility controls and the like for the UE 100.
  • the AMF manages information on the area in which the UE 100 resides by communicating with the UE 100 using NAS (Non-Access Stratum) signaling.
  • UPF controls data transfer.
  • the AMF and UPF are connected to the gNB 200 via the NG interface, which is a base station-core network interface.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the UE 100 (user device).
  • the UE 100 includes a receiving unit 110, a transmitting unit 120, and a control unit 130.
  • the receiving unit 110 performs various receptions 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 transmission unit 120 performs various transmissions under the control of the control unit 130.
  • the transmitter 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 on the UE 100.
  • the control unit 130 includes at least one processor and at least one memory electrically connected to the processor.
  • the memory stores a program executed by the processor and information used for processing by the processor.
  • the processor may include a baseband processor and a CPU (Central Processing Unit).
  • the baseband processor modulates / demodulates and encodes / decodes the baseband signal.
  • the CPU executes a program stored in the memory to perform various processes.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of gNB200 (base station).
  • the gNB 200 includes a transmission unit 210, a reception unit 220, a control unit 230, and a backhaul communication unit 240.
  • the transmission unit 210 performs various transmissions under the control of the control unit 230.
  • the transmitter 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 receptions 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 on the gNB 200.
  • the control unit 230 includes at least one processor and at least one memory electrically connected to the processor.
  • the memory stores a program executed by the processor and information used for processing by the processor.
  • the processor may include a baseband processor and a CPU.
  • the baseband processor modulates / demodulates and encodes / decodes the baseband signal.
  • the CPU executes a program stored in the memory to perform various processes.
  • the backhaul communication unit 240 is connected to an adjacent base station via an interface between base stations.
  • the backhaul communication unit 240 is connected to the AMF / UPF 300 via the base station-core network interface.
  • the gNB is composed of a CU (Central Unit) and a DU (Distributed Unit) (that is, the functions are divided), and both units may be connected by an F1 interface.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a protocol stack of a user plane wireless interface that handles data.
  • the wireless interface protocol of the user plane includes a physical (PHY) layer, a MAC (Medium Adapt Control) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer, and the like. It has an SDAP (Service Data Adaptation Protocol) layer.
  • PHY physical
  • MAC Medium Adapt Control
  • RLC Radio Link Control
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • SDAP Service Data Adaptation Protocol
  • the PHY layer performs coding / decoding, modulation / demodulation, antenna mapping / demapping, and resource mapping / demapping. Data and control information are transmitted between the PHY layer of the UE 100 and the PHY layer of the gNB 200 via a physical channel.
  • the MAC layer performs data priority control, retransmission processing by hybrid ARQ (HARQ), random access procedure, and the like. Data and control information are transmitted between the MAC layer of the UE 100 and the MAC layer of the gNB 200 via a transport channel.
  • the MAC layer of gNB200 includes a scheduler. The scheduler determines the transport format (transport block size, modulation / coding method (MCS)) of the upper and lower links and the resource block allocated to the UE 100.
  • MCS modulation / coding method
  • the RLC layer transmits data to the receiving RLC layer by using the functions of the MAC layer and the PHY layer. Data and control information are transmitted between the RLC layer of the UE 100 and the RLC layer of the gNB 200 via a logical channel.
  • the PDCP layer performs header compression / decompression and encryption / decryption.
  • the SDAP layer maps the IP flow, which is a unit for which the core network performs QoS control, with the wireless bearer, which is a unit for which AS (Access Stratum) controls QoS.
  • the SDAP may not be present.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a protocol stack of a wireless interface of a control plane that handles signaling (control signal).
  • the protocol stack of the radio interface of the control plane has an RRC (Radio Resource Control) layer and a NAS (Non-Access Stratum) layer in place of the SDAP layer shown in FIG.
  • 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, reestablishment, and release of radio bearers.
  • RRC connection connection between the RRC of the UE 100 and the RRC of the gNB 200
  • the UE 100 is in the RRC connected state.
  • RRC connection no connection between the RRC of the UE 100 and the RRC of the gNB 200
  • the UE 100 is in the RRC idle state.
  • the RRC connection is suspended (suspended)
  • the UE 100 is in the RRC inactive state.
  • the RRC connected state and the RRC inactive state are states in which the RRC connection of the UE 100 is established.
  • the RRC inactive state is a state in which the established RRC connection is suspended.
  • the context information of the UE 100 is held in the gNB 200 and the UE 100, so that the held context information can be used to smoothly transition to the RRC connected state.
  • the RRC idle state is a state in which the RRC connection of the UE 100 has not been established.
  • the NAS layer located above the RRC layer performs session management, mobility management, etc.
  • NAS signaling is transmitted between the NAS layer of the UE 100 and the NAS layer of the AMF 300.
  • the UE 100 has an application layer and the like in addition to the wireless interface protocol.
  • a preamble sequence dedicated to the UE 100 is assigned from the gNB 200 to the UE 100, and the UE 100 transmits a random access preamble to the gNB 200 using the assigned preamble sequence.
  • the gNB 200 can uniquely identify the source UE of this random access preamble based on the preamble sequence of the random access preamble received from the UE 100.
  • the UE 100 randomly selects a preamble sequence from a plurality of preamble sequences prepared for the conflict-based random access procedure. Then, the UE 100 transmits a random access preamble to the gNB 200 using the selected preamble sequence.
  • the gNB 200 cannot uniquely identify the source UE of this random access preamble.
  • a common conflict-based random access procedure is a 4-step random access procedure that completes the random access procedure in 4 steps.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a 4-step random access procedure.
  • the UE 100 in the RRC idle state or the RRC inactive state executes a random access procedure in order to transition to the RRC connected state. Such cases are referred to as initial connections.
  • a conflict-based random access procedure is applied on initial connection.
  • the UE 100 may perform a random access procedure to reestablish synchronization with the gNB 200.
  • the gNB 200 broadcasts system information (SIB: System Information Block) including PRACH (Physical Random Access Channel) related information.
  • SIB System Information Block
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • the PRACH-related information includes information indicating a PRACH resource which is a time / frequency resource available for the PRACH.
  • the UE 100 selects one of the time / frequency resources from the PRACH resources based on the system information received from the gNB 200, and randomly selects the preamble series from the plurality of preamble series.
  • step S102 the UE 100 transmits a random access preamble to the gNB 200 using the selected preamble resource.
  • the “preamble resource” means a preamble series, but may be a concept including time / frequency resources.
  • the random access preamble is called message 1 (Msg1) in the 4-step random access procedure.
  • step S103 the gNB 200 transmits a random access response (RA response) to the UE 100 in response to the reception of Msg1 from the UE 100.
  • the RA response is called message 2 (Msg2) in the 4-step random access procedure.
  • Msg2 includes preamble information, uplink transmission permission (UL grant), timing advance value, and temporary identifier.
  • the preamble information is information indicating the preamble sequence of the random access preamble received from the UE 100.
  • UL grant is information indicating a PUSCH resource used by the UE 100 to transmit Msg3, which will be described later.
  • the timing advance value is a transmission timing adjustment value for compensating for the propagation delay of the radio signal.
  • the temporary identifier is the Temporary C-RNTI (Cell-Radio Network Temporary Identity) assigned by the gNB 200 to the UE 100.
  • the UE 100 determines that the random access is successful when the preamble sequence of the random access preamble transmitted in step S102 and the preamble sequence indicated by the preamble information received from the gNB 200 in step S103 match. However, when a plurality of UEs 100 select the same preamble sequence and transmit a random access preamble at the same time, it can be determined that all of the plurality of UEs 100 have succeeded in random access, so that a conflict occurs.
  • step S104 the UE 100 transmits a control message including the UE identifier of the UE 100 on the PUSCH (Physical Uplink Access Channel) in response to the reception of the Msg2.
  • the control message is called message 3 (Msg3) in the 4-step random access procedure.
  • the UE identifier is an identifier different from the Temporary C-RNTI, and is an identifier unique to the UE 100.
  • the Msg3 may be an RRC establishment request (RRC Setup Request) message.
  • RRC Setup Request RRC Setup Request
  • Msg3 may be an RRC recovery request (RRC Request Request) message.
  • the gNB 200 can receive a plurality of Msg3s associated with one Msg2 from a plurality of UEs 100. In this case, the gNB 200 selects one of these plurality of UEs 100.
  • step S105 the gNB 200 transmits a conflict resolution message including the UE identifier of the selected UE 100 to the UE 100.
  • the conflict resolution message is called message 4 (Msg4) in the 4-step random access procedure.
  • Msg4 When the UE 100 is in the RRC idle state, Msg4 may be an RRC establishment (RRC Setup) message. When the UE 100 is in the RRC inactive state, Msg4 may be an RRC recovery (RRC Resume) message.
  • the UE 100 When the UE 100 receives the conflict resolution message including its own UE identifier, it determines that the random access procedure (conflict resolution) has succeeded. In this case, the UE 100 may transition to the RRC connected state.
  • the UE 100 that has transitioned to the RRC connected state continuously uses the Temporary C-RNTI contained in Msg2 as the C-RNTI assigned to itself while it is in the RRC connected state.
  • the two-step random access procedure completes the conflict-based random access procedure by a first step of transmitting from the UE 100 to the gNB 200 and a second step of transmitting from the gNB 200 to the UE 100 after the first step.
  • the exchange of messages can be reduced as compared with the 4-step random access procedure, so that an efficient and quick random access procedure can be realized.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of resources used in the first step of the two-step random access procedure.
  • a plurality of PRACH resource groups and a plurality of PUSCH resource groups are prepared as resources used in the first step of the two-step random access procedure.
  • the PRACH resource group and the PUSCH resource group are multiplexed by time division.
  • These resource groups may be provided within the carrier frequency of one cell, or may be distributed over a plurality of carrier frequencies.
  • FIG. 7A an example in which the three PRACH resource groups are multiplexed by frequency division is shown, but the three PRACH resource groups may be multiplexed by time division.
  • the three PUSCH resource groups may be multiplexed by time division.
  • Each resource group shown in FIG. 7A may be a resource dedicated to the 2-step random access procedure or a resource also used as the 4-step random access procedure. In the following description, it is assumed that each resource group shown in FIG. 7A is a resource exclusively used for the 2-step random access procedure.
  • the three PRACH resource groups are associated with the three RRC states.
  • the PRACH resource group # 1 is associated with the RRC idle state
  • the PRACH resource group # 2 is associated with the RRC inactive state
  • the PRACH resource group # 3 is associated with the RRC connected state. There is.
  • the UE 100 selects a PRACH resource group associated with its own RRC state at the start of the random access procedure, and selects one of the PRACH resources from the selected PRACH resource group.
  • the three PUSCH resource groups are associated with the three RRC states. For example, PUSCH resource group # 1 is associated with the RRC idle state, PUSCH resource group # 2 is associated with the RRC inactive state, and PUSCH resource group # 3 is associated with the RRC connected state. There is.
  • the UE 100 selects a PUSCH resource group associated with its own RRC state at the start of the random access procedure, and selects one of the PUSCH resources from the selected PUSCH resource group.
  • the resources may be divided according to the access class.
  • the access class is a class stored in UE 100 (specifically, UICC: Universal Integrated Circuit Card), and an access priority is set for each class. For example, at the time of access regulation, the network connection is restricted only to the UE 100 having the access class having a low priority, and the network connection is not regulated to the UE 100 having the access class having a high priority. Therefore, by dividing the resources by access class, it is possible to reduce the probability that a conflict will occur for the UE 100 having an access class having a high priority.
  • the resources may be divided according to the UE category, or the service to be executed by the UE (permitted or set in the upper layer). Resources may be divided according to service). Examples of services include URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications) and NR-U (unlicensed).
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • NR-U unlicensed
  • each PUSCH resource group has a plurality of PUSCH resources.
  • a plurality of PUSCH resources are multiplexed by frequency division, but a plurality of PUSCH resources may be multiplexed by time division.
  • Each PUSCH resource may be associated with a preamble resource (preamble series). For example, the UE 100 that has selected the preamble sequence # 1 for the PRACH resource group # 1 selects the PUSCH resource # 1 associated with the preamble sequence # 1 in the PUSCH resource group # 1.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an operation sequence related to the 2-step random access procedure according to the embodiment.
  • the UE 100 is in the RRC idle state, the RRC inactive state, or the RRC connected state. Further, in FIG. 8, signaling that is not essential is shown by a broken line. In the following, the differences from the 4-step random access procedure described above will be mainly described, and duplicate description will be omitted.
  • step S201 the gNB 200 sends a unicast message to the UE 100 including setting information indicating whether or not the execution of the 2-step random access procedure is permitted.
  • the UE 100 is in the RRC connected state.
  • This unicast message may include information indicating the correspondence between the preamble resource (preamble sequence) and the PUSCH resource.
  • the setting information of this unicast message may take precedence over various setting information included in the system information (SIB) described later.
  • SIB system information
  • This unicast message may be an RRC release (RRC Release) message or an RRC reconfiguration (RRC Reconfiguration) message.
  • RRC Release the UE 100 follows the setting information in the random access procedure when transitioning to the RRC idle state or the RRC inactive state and then to the RRC connected state.
  • RRC Reconnection the UE 100 may follow the setting information in the random access procedure in the RRC connected state.
  • step S202 the gNB 200 broadcasts system information (SIB).
  • SIB system information
  • the SIB may include condition information indicating a condition for permitting execution of the 2-step random access procedure.
  • the condition is the attribute of UE100 or the state of UE100.
  • the condition may be at least one of the RRC state and the access class.
  • the condition information may be associated with the resources for the 2-step random access procedure.
  • the UE 100 determines whether or not the execution of the 2-step random access procedure is permitted based on the condition information included in the SIB.
  • the UE 100 may determine a PRACH resource group and / or a PUSCH resource group in which execution of the two-step random access procedure is permitted based on the condition information included in the SIB.
  • the gNB 200 includes information indicating the RRC status of the UE 100 that permits execution of the 2-step random access procedure in the SIB as conditional information.
  • This information may be expressed as an RRC state that does not allow execution of the 2-step random access procedure.
  • This information may be provided for each PRACH resource group or for each PUSCH resource group (see FIG. 7A).
  • the gNB 200 may include information indicating the access class of the UE 100 that allows execution of the 2-step random access procedure in the SIB as conditional information. This information may be expressed as an access class that does not allow execution of the 2-step random access procedure. This information may be provided for each PRACH resource group or for each PUSCH resource group (see FIG. 7A).
  • the gNB 200 may include information indicating the UE category of the UE 100 that permits execution of the 2-step random access procedure in the SIB as conditional information. This information may be expressed as a UE category that does not allow the execution of 2-step random access procedures. This information may be provided for each PRACH resource group or for each PUSCH resource group (see FIG. 7A).
  • the gNB 200 may include in the SIB information indicating a service (a service permitted or set in the upper layer) that permits execution of the 2-step random access procedure as conditional information. This information may be expressed as a service that does not allow execution of the 2-step random access procedure. This information may be provided for each PRACH resource group or for each PUSCH resource group.
  • the SIB contains PRACH related information.
  • the PRACH-related information includes information indicating PRACH resources (time / frequency resources).
  • the PRACH-related information for the 2-step random access procedure and the PRACH-related information for the 4-step random access procedure may be provided separately in the SIB.
  • the SIB may include association information indicating the PUSCH resource (time / frequency resource) associated with the preamble resource (preamble series) (see FIG. 7B).
  • the association information is composed of a list of PUSCH resources, and each entry in this list may be associated with a preamble series number.
  • the association information may be a table or a calculation formula for deriving the PUSCH resource from the preamble series number.
  • such tables or formulas may be specified in the system specifications and preset in the UE 100.
  • the UE 100 may determine that the gNB 200 corresponds to the 2-step random access procedure.
  • the UE 100 may determine that the gNB 200 does not correspond to the 2-step random access procedure and start the 4-step random access procedure.
  • step S203 the UE 100 selects a PRACH resource from the PRACH resource group that can be used by itself, and also selects a preamble resource (preamble series). Then, the UE 100 transmits a random access preamble (Msg1) to the gNB 200 using the selected preamble resource.
  • Msg1 random access preamble
  • step S204 the UE 100 transmits a control message (Msg3) to the gNB 200.
  • This control message may contain information similar to Msg3 in a 4-step random access procedure.
  • the UE 100 sends a control message after receiving the RA response from the gNB 200.
  • the UE 100 transmits a control message even if there is no RA response from the gNB 200.
  • the UE 100 may send a control message using the PUSCH resource associated with the preamble resource.
  • the gNB 200 can associate the random access preamble and the control message received from the UE 100. That is, the gNB 200 can determine the identity between the source UE of the random access preamble and the source UE of the control message based on the correspondence between the preamble resource and the PUSCH resource.
  • the preamble resource and the PUSCH resource may not be associated with each other.
  • the UE 100 transmits a control message including preamble information (preamble number) indicating the preamble sequence of the random access preamble transmitted in step S203 to the gNB 200.
  • preamble information preamble number
  • the gNB 200 can associate the random access preamble and the control message received from the UE 100 based on the preamble information included in the control message.
  • the control message also includes the UE identifier of the UE 100.
  • the UE identifier may be an S-TMSI (SAE-Temporary Mobile Subscriber Identity) or a random value.
  • the UE identifier may be I-RNTI (Inactive RNTI). Contains the UE identifier of UE 100.
  • the UE identifier may be C-RNTI.
  • the UE 100 may transmit only a part of the UE identifier (MSB 8 bits only, LSB 4 bits only, etc.). Whether or not to use such a shortened ID, the number of bits, and the like may be specified from gNB200.
  • the random access preamble and control message may be collectively referred to as "MsgA".
  • step S205 the gNB 200 transmits an RA response (Msg2) and a conflict resolution message (Msg4) to the UE 100.
  • the gNB 200 transmits an RA response and a conflict resolution message with the same MAC PDU.
  • the RA response may include information similar to Msg2 in the 4-step random access procedure.
  • the conflict resolution message may contain information similar to Msg4 in a 4-step random access procedure.
  • the RA response and the conflict resolution message may be collectively referred to as "MsgB".
  • MsgB may include information indicating which resource group (see FIG. 7A) is the random access response to the random access.
  • the RA response includes the preamble information and the conflict resolution message includes the UE identifier.
  • the UE 100 determines whether or not the random access procedure is successful based on whether or not at least one of the first condition and the second condition is satisfied.
  • the first condition is that the preamble sequence of the random access preamble transmitted to the gNB 200 in the first step matches the preamble sequence indicated by the preamble information received from the gNB 200 in the second step.
  • the second condition is that the UE identifier transmitted to the gNB 200 in the first step and the UE identifier received from the gNB 200 in the second step match.
  • the UE 100 may determine that the random access procedure has succeeded if at least the second condition is satisfied.
  • the UE 100 may determine that the random access procedure has succeeded if both the first condition and the second condition are satisfied.
  • the UE 100 determines that the random access has failed (that is, the gNB 200 does not correctly receive the random access preamble) if at least the first condition is not satisfied, and re-executes the two-step random access procedure from the beginning.
  • the UE 100 determines whether to re-execute the 2-step random access procedure or switch to the 4-step random access procedure based on whether at least one of the first condition and the second condition is satisfied. May be good. For example, if the first condition is satisfied and the second condition is not satisfied, the UE 100 considers that the random access is successful but fails to resolve the conflict, and switches to the 4-step random access procedure. Then, the UE 100 omits the transmission of the random access preamble (Msg1) and transmits the control message (Msg3) in the 4-step random access procedure to the gNB 200.
  • Msg1 random access preamble
  • Msg3 control message
  • the UE 100 When the UE 100 receives a random access response in the 4-step random access procedure (that is, a random access response without a conflict resolution message) from the gNB 200 after the first step (MsgA), the 2-step random access procedure is rejected by the gNB 200. It is considered to have been done. In this case, the UE 100 may determine to switch to the 4-step random access procedure. Then, the UE 100 omits the transmission of the random access preamble (Msg1) and transmits the control message (Msg3) in the 4-step random access procedure to the gNB 200.
  • Msg1 random access preamble
  • Msg3 control message
  • the UE 100 may transmit an RRC Setup Complete message or an RRC Resumé Complete message.
  • the UE 100 may include at least one of the preamble information and the UE identifier in this message.
  • the gNB 200 may assign the same non-competitive preamble sequence to a plurality of UEs 100 and control the non-competitive preamble sequence to be used in a time division manner.
  • Each UE 100 uses the preamble sequence assigned by the gNB 200 only at the timing permitted by the gNB 200.
  • This timing information may be a value applied to the subframe pattern or a predetermined calculation formula (for example, the value of N in "SFN mod N").
  • the non-competitive preamble sequence and timing information may be set from gNB200 to UE100 by the RRC Release message.
  • the gNB 200 may notify by SIB for each non-competitive preamble series that the time division restriction is released (that is, it can be used at any time) based on the usage status of the non-competitive preamble series. Further, the gNB 200 may carry out a notification in the SIB that invalidates the setting of the non-competitive preamble sequence and the timing information.
  • the operation according to the embodiment may be applied to LTE.
  • a program that causes a computer to execute each process performed by the UE 100 or the gNB 200 may be provided.
  • the program may be recorded on a computer-readable medium.
  • Computer-readable media can be used to install programs on a computer.
  • 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, but may be, for example, a recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM.
  • a circuit that executes each process performed by the UE 100 or the gNB 200 may be integrated, and at least a part of the UE 100 or the gNB 200 may be configured as a semiconductor integrated circuit (chipset, SoC).
  • chipsset semiconductor integrated circuit

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Abstract

ユーザ装置から基地局への送信を行うことと、前記ユーザ装置から前記基地局への送信の後に前記基地局から前記ユーザ装置への送信を行うこととによって競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる2ステップランダムアクセスプロシージャを制御する通信制御方法は、前記基地局が、プリアンブルリソースと対応付けられたPUSCHリソースを示すシステム情報をブロードキャストすることと、前記ユーザ装置が、前記システム情報を受信することとを含む。前記ユーザ装置から前記基地局への送信を行うことは、前記ユーザ装置が、前記基地局にランダムアクセスプリアンブルを送信することと、前記ユーザ装置が、前記システム情報に基づいて、前記ランダムアクセスプリアンブルの送信に用いたプリアンブルリソースと対応付けられたPUSCHリソースを用いて前記基地局に制御メッセージを送信することとを含む。

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。
 非特許文献1には、ユーザ装置から基地局への送信を行う第1ステップと、第1ステップの後に基地局からユーザ装置への送信を行う第2ステップとによって競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる2ステップランダムアクセスプロシージャが記載されている。
3GPP寄書「RP-182894」,2018年12月
 本開示は、ユーザ装置から基地局への送信を行うことと、前記ユーザ装置から前記基地局への送信の後に前記基地局から前記ユーザ装置への送信を行うこととによって競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる2ステップランダムアクセスプロシージャを適切に制御するための技術に関する。
 第1の態様に係る通信制御方法は、ユーザ装置と基地局の間で行われる競合ベースのランダムアクセスプロシージャである2ステップランダムアクセスプロシージャを制御する通信制御方法であって、前記ユーザ装置が、前記基地局から、前記2ステップランダムアクセスプロシージャの実行の許可に関する情報を受信することと、前記ユーザ装置が、前記情報に基づいて、前記2ステップランダムアクセスプロシージャの実行が許可されると判定した場合、前記ユーザ装置の識別子を含むMsgAを前記基地局に送信することと、を含む。
一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。 一実施形態に係るユーザ装置の構成を示す図である。 一実施形態に係る基地局の構成を示す図である。 一実施形態に係る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示す図である。 一実施形態に係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の構成を示す図である。 4ステップランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。 2ステップランダムアクセスプロシージャの第1ステップにおいて用いるリソースの一例を示す図である。 一実施形態に係る2ステップランダムアクセスプロシージャに関連する動作シーケンスの一例を示す図である。
 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。
 (移動通信システムの構成)
 まず、一実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。一実施形態に係る移動通信システムは3GPP(Third Generation Partnership Project)の5Gシステムであるが、移動通信システムには、LTE(Long Term Evolution)が少なくとも部分的に適用されてもよい。
 図1は、一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。
 図1に示すように、移動通信システムは、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。
 UE100は、移動可能な装置である。UE100は、ユーザにより利用される装置であればよい。例えば、UE100は、携帯電話端末(スマートフォンを含む)やタブレット端末、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)、又は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、NG-RANノードと呼ばれることもある。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、及び/又はモビリティ制御・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に属する。
 なお、gNBがLTEのコアネットワークであるEPC(Evolved Packet Core)に接続されてもよいし、LTEの基地局が5GCに接続されてもよい。また、LTEの基地局とgNBとが基地局間インターフェイスを介して接続されてもよい。
 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が在圏するエリアの情報を管理する。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、UE100(ユーザ装置)の構成を示す図である。
 図2に示すように、UE100は、受信部110、送信部120、及び制御部130を備える。
 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を行う。制御部130は、少なくとも1つのプロセッサと、プロセッサと電気的に接続された少なくとも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。
 図3は、gNB200(基地局)の構成を示す図である。
 図3に示すように、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を行う。制御部230は、少なくとも1つのプロセッサと、プロセッサと電気的に接続された少なくとも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。
 バックホール通信部240は、基地局間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を介してAMF/UPF300と接続される。なお、gNB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示す図である。
 図4に示すように、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。
 MACレイヤは、データの優先制御、ハイブリッドARQ(HARQ)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))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・復号化を行う。
 SDAPレイヤは、コアネットワークがQoS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示す図である。
 図5に示すように、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)レイヤを有する。
 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との間に接続(RRC接続)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との間に接続(RRC接続)がない場合、UE100はRRCアイドル状態にある。また、RRC接続が中断(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コネクティッド状態及びRRCインアクティブ状態はUE100のRRC接続が確立されている状態である。但し、RRCインアクティブ状態は、確立されたRRC接続が中断(サスペンド)されている状態である。具体的には、RRCインアクティブ状態においては、UE100のコンテキスト情報がgNB200及びUE100において保持されるため、保持されたコンテキスト情報を用いて円滑にRRCコネクティッド状態に遷移可能である。RRCアイドル状態は、UE100のRRC接続が確立されていない状態である。
 RRCレイヤの上位に位置するNASレイヤは、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。UE100のNASレイヤとAMF300のNASレイヤとの間では、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。
 (ランダムアクセスプロシージャの概要)
 次に、ランダムアクセスプロシージャの概要について説明する。この動作は、競合ベースのランダムアクセスプロシージャに関する。
 ランダムアクセスプロシージャには、非競合ベースのランダムアクセスプロシージャと競合ベースのランダムアクセスプロシージャとの2種類がある。
 非競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいては、UE100に専用のプリアンブル系列をgNB200からUE100に割り当て、UE100が、割り当てられたプリアンブル系列を用いてランダムアクセスプリアンブルをgNB200に送信する。gNB200は、UE100から受信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列に基づいて、このランダムアクセスプリアンブルの送信元UEを一意に特定できる。
 一方、競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいては、UE100は、競合ベースのランダムアクセスプロシージャ用に用意された複数のプリアンブル系列の中からランダムにプリアンブル系列を選択する。そして、UE100は、当該選択したプリアンブル系列を用いてランダムアクセスプリアンブルをgNB200に送信する。gNB200は、このランダムアクセスプリアンブルの送信元UEを一意に特定できない。複数のUE100が同じプリアンブル系列を選択して同時期に競合ベースのランダムアクセスプロシージャを行う場合、競合が生じるため、競合を解決する動作が必要になる。
 一般的な競合ベースのランダムアクセスプロシージャは、4つのステップによってランダムアクセスプロシージャを完了させる4ステップランダムアクセスプロシージャである。
 図6は、4ステップランダムアクセスプロシージャの一例を示す図である。RRCアイドル状態又はRRCインアクティブ状態にあるUE100は、RRCコネクティッド状態に遷移するためにランダムアクセスプロシージャを実行する。このようなケースは、初期接続と称される。初期接続時には、競合ベースのランダムアクセスプロシージャが適用される。UE100は、gNB200との同期を再確立するためにランダムアクセスプロシージャを行ってもよい。
 図6に示すように、ステップS101において、gNB200は、PRACH(Physical Random Access Channel)関連情報を含むシステム情報(SIB:System Information Block)をブロードキャストする。PRACH関連情報は、PRACHに利用可能な時間・周波数リソースであるPRACHリソースを示す情報を含む。
 UE100は、gNB200から受信するシステム情報に基づいて、PRACHリソースの中からいずれかの時間・周波数リソースを選択するとともに、複数のプリアンブル系列の中からランダムにプリアンブル系列を選択する。
 ステップS102において、UE100は、選択したプリアンブルリソースを用いてランダムアクセスプリアンブルをgNB200に送信する。「プリアンブルリソース」とは、プリアンブル系列を意味するが、時間・周波数リソースを含む概念であってもよい。ランダムアクセスプリアンブルは、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ1(Msg1)と呼ばれる。
 ステップS103において、gNB200は、UE100からのMsg1の受信に応じて、ランダムアクセス応答(RA応答)をUE100に送信する。RA応答は、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ2(Msg2)と呼ばれる。
 Msg2は、プリアンブル情報と、上りリンク送信許可(UL grant)と、タイミングアドバンス値と、一時識別子とを含む。ここで、プリアンブル情報は、UE100から受信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列を示す情報である。UL grantは、後述するMsg3をUE100が送信するために用いるPUSCHリソースを示す情報である。タイミングアドバンス値は、無線信号の伝搬遅延を補償するための送信タイミング調整値である。一時識別子は、gNB200がUE100に割り当てたTemporary C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)である。
 UE100は、ステップS102で送信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列と、ステップS103でgNB200から受信したプリアンブル情報が示すプリアンブル系列とが一致する場合、ランダムアクセスに成功したと判定する。但し、複数のUE100が同じプリアンブル系列を選択して同時期にランダムアクセスプリアンブルを送信した場合、これらの複数のUE100がいずれもランダムアクセスに成功したと判定しうるため、競合が生じる。
 ステップS104において、UE100は、Msg2の受信に応じて、UE100のUE識別子を含む制御メッセージをPUSCH(Physical Uplink Access Channel)上で送信する。制御メッセージは、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ3(Msg3)と呼ばれる。UE識別子は、Temporary C-RNTIとは異なる識別子であって、UE100に固有の識別子である。
 UE100がRRCアイドル状態にある場合、Msg3は、RRC確立要求(RRC Setup Request)メッセージであってもよい。UE100がRRCインアクティブ状態にある場合、Msg3は、RRC復旧要求(RRC Resume Request)メッセージであってもよい。
 競合が生じた場合、gNB200は、1つのMsg2と対応付けられた複数のMsg3を複数のUE100から受信しうる。この場合、gNB200は、これら複数のUE100のうちいずれかを選択する。
 ステップS105において、gNB200は、選択したUE100のUE識別子を含む競合解決メッセージをUE100に送信する。競合解決メッセージは、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるメッセージ4(Msg4)と呼ばれる。
 UE100がRRCアイドル状態にある場合、Msg4は、RRC確立(RRC Setup)メッセージであってもよい。UE100がRRCインアクティブ状態にある場合、Msg4は、RRC復旧(RRC Resume)メッセージであってもよい。
 UE100は、自身のUE識別子を含む競合解決メッセージを受信すると、ランダムアクセスプロシージャ(競合解決)に成功したと判定する。この場合、UE100は、RRCコネクティッド状態に遷移しうる。RRCコネクティッド状態に遷移したUE100は、Msg2に含まれていたTemporary C-RNTIを、自身に割り当てられたC-RNTIとして、RRCコネクティッド状態である間において継続的に使用する。
 (2ステップランダムアクセスプロシージャ)
 次に、一実施形態に係る2ステップランダムアクセスプロシージャについて説明する。
 2ステップランダムアクセスプロシージャは、UE100からgNB200への送信を行う第1ステップと、第1ステップの後にgNB200からUE100への送信を行う第2ステップとによって、競合ベースのランダムアクセスプロシージャを完了させる。これにより、4ステップランダムアクセスプロシージャに比べてメッセージのやり取りを削減できるため、効率的且つ速やかなランダムアクセスプロシージャを実現する。
 なお、全てのgNB200が2ステップランダムアクセスプロシージャに対応しているとは限らないため、2ステップランダムアクセスプロシージャに対応したUE100は、4ステップランダムアクセスプロシージャにも対応していると仮定する。
 (1)第1ステップにおいて用いるリソースの一例
 ここで、2ステップランダムアクセスプロシージャの第1ステップにおいて用いるリソースについて説明する。
 図7は、2ステップランダムアクセスプロシージャの第1ステップにおいて用いるリソースの一例を示す図である。
 図7(a)に示すように、2ステップランダムアクセスプロシージャの第1ステップにおいて用いるリソースとして、複数のPRACHリソース群と、複数のPUSCHリソース群とが用意されている。PRACHリソース群とPUSCHリソース群とは時間分割により多重される。
 これらのリソース群は、1セルのキャリア周波数内に設けられていてもよいし、複数のキャリア周波数に分散して設けられていてもよい。図7(a)に示す例において、3つのPRACHリソース群が周波数分割により多重される一例を示しているが、3つのPRACHリソース群が時間分割により多重されてもよい。また、3つのPUSCHリソース群が周波数分割により多重される一例を示しているが、3つのPUSCHリソース群が時間分割により多重されてもよい。
 図7(a)に示す各リソース群は、2ステップランダムアクセスプロシージャに専用で用いるリソースであってもよいし、4ステップランダムアクセスプロシージャと兼用で用いるリソースであってもよい。以下の説明においては、図7(a)に示す各リソース群が、2ステップランダムアクセスプロシージャに専用で用いるリソースであるものとする。
 3つのPRACHリソース群は、3つのRRC状態と対応付けられている。例えば、PRACHリソース群#1はRRCアイドル状態と対応付けられており、PRACHリソース群#2はRRCインアクティブ状態と対応付けられており、PRACHリソース群#3はRRCコネクティッド状態と対応付けられている。UE100は、ランダムアクセスプロシージャ開始時点での自身のRRC状態と対応付けられたPRACHリソース群を選択し、選択したPRACHリソース群の中からいずれかのPRACHリソースを選択する。
 3つのPUSCHリソース群は、3つのRRC状態と対応付けられている。例えば、PUSCHリソース群#1はRRCアイドル状態と対応付けられており、PUSCHリソース群#2はRRCインアクティブ状態と対応付けられており、PUSCHリソース群#3はRRCコネクティッド状態と対応付けられている。UE100は、ランダムアクセスプロシージャ開始時点での自身のRRC状態と対応付けられたPUSCHリソース群を選択し、選択したPUSCHリソース群の中からいずれかのPUSCHリソースを選択する。
 このようなリソース分けを行うことにより、RRC状態ごとに、競合が生じる確率を制御しやすくなる。また、RRC状態ごとにリソース群のサイズ(リソース量)を異ならせることにより、そのような制御をし易くすることができる。ここで、競合が生じた場合の悪影響(サービス中断等)は、RRCアイドル状態、RRCインアクティブ状態、RRCコネクティッド状態の順に大きくなる。よって、この順にリソース群のサイズを大きくし、この順に競合が生じる確率を低減させることができる。
 或いは、図7(a)に示すようにRRC状態別にリソースを分けることに代えて、アクセスクラス別にリソースを分けてもよい。アクセスクラスとは、UE100(具体的には、UICC:Universal Integrated Circuit Card)に格納されたクラスであって、このクラスごとにアクセス優先度が設定される。例えば、アクセス規制時において、優先度が低いアクセスクラスを有するUE100のみがネットワーク接続が規制され、優先度が高いアクセスクラスを有するUE100はネットワーク接続が規制されないような制御が行われる。よって、アクセスクラス別にリソースを分けることにより、優先度が高いアクセスクラスを有するUE100について競合が生じる確率を低減させることができる。
 或いは、図7(a)に示すようにRRC状態別にリソースを分けることに代えて、UEカテゴリ別にリソースを分けてもよいし、UEが実行しようとするサービス(上位レイヤに許可又は設定されているサービス)別にリソースを分けてもよい。サービスの例としては、URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications)、NR-U(unlicensed)が挙げられる。
 図7(b)に示すように、各PUSCHリソース群は、複数のPUSCHリソースを有する。図7(b)に示す例において、複数のPUSCHリソースが周波数分割により多重される一例を示しているが、複数のPUSCHリソースが時間分割により多重されてもよい。各PUSCHリソースは、プリアンブルリソース(プリアンブル系列)と対応付けられていてもよい。例えば、PRACHリソース群#1についてプリアンブル系列#1を選択したUE100は、PUSCHリソース群#1において、プリアンブル系列#1と対応付けられたPUSCHリソース#1を選択する。
 (2)動作シーケンスの一例
 図8は、一実施形態に係る2ステップランダムアクセスプロシージャに関連する動作シーケンスの一例を示す図である。図8において、UE100は、RRCアイドル状態、RRCインアクティブ状態、又はRRCコネクティッド状態にある。また、図8において、必須ではないシグナリングを破線で示している。以下において、上述した4ステップランダムアクセスプロシージャとの相違点を主として説明し、重複する説明を省略する。
 図8に示すように、ステップS201において、gNB200は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するか否かを示す設定情報を含むユニキャストメッセージをUE100に送信する。このとき、UE100は、RRCコネクティッド状態にある。このユニキャストメッセージは、プリアンブルリソース(プリアンブル系列)とPUSCHリソースとの対応関係を示す情報を含んでもよい。このユニキャストメッセージの設定情報は、後述するシステム情報(SIB)に含まれる各種の設定情報よりも優先されてもよい。
 このユニキャストメッセージは、RRC解放(RRC Release)メッセージであってもよいし、RRC再設定(RRC Reconfiguration)メッセージであってもよい。RRC Releaseメッセージの場合、UE100は、RRCアイドル状態又はRRCインアクティブ状態に遷移し、次にRRCコネクティッド状態に遷移する際のランダムアクセスプロシージャにおいて設定情報に従う。RRC Reconfigurationメッセージの場合、UE100は、RRCコネクティッド状態時のランダムアクセスプロシージャにおいて設定情報に従ってもよい。
 ステップS202において、gNB200は、システム情報(SIB)をブロードキャストする。
 SIBは、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可する条件を示す条件情報を含んでもよい。条件は、UE100の属性又はUE100の状態である。例えば、条件は、RRC状態及びアクセスクラスの少なくとも一方であってもよい。また、2ステップランダムアクセスプロシージャ用のリソースが条件別に分けられている場合、条件情報は、2ステップランダムアクセスプロシージャ用のリソースと対応付けられていてもよい。
 UE100は、SIBに含まれる条件情報に基づいて、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行が許可されているか否かを判定する。UE100は、SIBに含まれる条件情報に基づいて、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行が許可されるPRACHリソース群及び/又はPUSCHリソース群を判定してもよい。
 例えば、gNB200は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するUE100のRRC状態を示す情報を条件情報としてSIBに含める。この情報は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないRRC状態として表現されてもよい。この情報は、PRACHリソース群ごとに提供されてもよいし、PUSCHリソース群ごとに提供されてもよい(図7(a)参照)。
 gNB200は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するUE100のアクセスクラスを示す情報を条件情報としてSIBに含めてもよい。この情報は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないアクセスクラスとして表現されてもよい。この情報は、PRACHリソース群ごとに提供されてもよいし、PUSCHリソース群ごとに提供されてもよい(図7(a)参照)。
 gNB200は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するUE100のUEカテゴリを示す情報を条件情報としてSIBに含めてもよい。この情報は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないUEカテゴリとして表現されてもよい。この情報は、PRACHリソース群ごとに提供されてもよいし、PUSCHリソース群ごとに提供されてもよい(図7(a)参照)。
 gNB200は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するサービス(上位レイヤに許可又は設定されているサービス)を示す情報を条件情報としてSIBに含めてもよい。この情報は、2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可しないサービスとして表現されてもよい。この情報は、PRACHリソース群ごとに提供されてもよいし、PUSCHリソース群ごとに提供されてもよい。
 SIBは、PRACH関連情報を含む。PRACH関連情報は、PRACHリソース(時間・周波数リソース)を示す情報を含む。2ステップランダムアクセスプロシージャ用のPRACH関連情報と4ステップランダムアクセスプロシージャ用のPRACH関連情報とが別々にSIBに設けられてもよい。
 SIBは、プリアンブルリソース(プリアンブル系列)と対応付けられたPUSCHリソース(時間・周波数リソース)を示す対応付け情報を含んでもよい(図7(b)参照)。例えば、対応付け情報は、PUSCHリソースのリストにより構成され、このリスト中の各エントリがプリアンブル系列の番号と対応付けられていてもよい。或いは、対応付け情報は、プリアンブル系列の番号からPUSCHリソースを導出するためのテーブル又は計算式であってもよい。或いは、このようなテーブル又は計算式は、システム仕様において規定され、且つUE100に事前設定されていてもよい。
 UE100は、このような対応付け情報を含むSIBをgNB200から受信した場合、このgNB200が2ステップランダムアクセスプロシージャに対応していると判定してもよい。一方、UE100は、対応付け情報を含むSIBをgNB200から受信しない場合、このgNB200が2ステップランダムアクセスプロシージャに対応していないと判定し、4ステップランダムアクセスプロシージャを開始してもよい。
 ステップS203において、UE100は、自身が利用可能なPRACHリソース群の中からPRACHリソースを選択するとともに、プリアンブルリソース(プリアンブル系列)を選択する。そして、UE100は、当該選択したプリアンブルリソースを用いてランダムアクセスプリアンブル(Msg1)をgNB200に送信する。
 ステップS204において、UE100は、制御メッセージ(Msg3)をgNB200に送信する。この制御メッセージは、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるMsg3と同様な情報を含んでもよい。
 UE100は、4ステップランダムアクセスプロシージャでは、UE100はgNB200からのRA応答を受信した後に制御メッセージを送信する。一方、2ステップランダムアクセスプロシージャでは、UE100はgNB200からのRA応答が無くても制御メッセージを送信する。
 UE100は、プリアンブルリソースと対応付けられたPUSCHリソースを用いて制御メッセージを送信してもよい。これにより、gNB200は、UE100から受信するランダムアクセスプリアンブル及び制御メッセージを対応付けることができる。すなわち、gNB200は、プリアンブルリソースとPUSCHリソースとの対応関係に基づいて、ランダムアクセスプリアンブルの送信元UEと制御メッセージの送信元UEとの同一性を判定できる。
 或いは、プリアンブルリソースとPUSCHリソースとが対応付けられていなくてもよい。このような場合、UE100は、ステップS203で送信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列を示すプリアンブル情報(プリアンブル番号)を含む制御メッセージをgNB200に送信する。これにより、gNB200は、制御メッセージに含まれるプリアンブル情報に基づいて、UE100から受信するランダムアクセスプリアンブル及び制御メッセージを対応付けることができる。
 また、制御メッセージは、UE100のUE識別子を含む。UE100がRRCアイドル状態である場合、UE識別子は、S-TMSI(SAE-Temporary Mobile Subscriber Identity))又はランダム値であってもよい。UE100がRRCインアクティブ状態である場合、UE識別子は、I-RNTI(Inactive RNTI)であってもよい。UE100のUE識別子を含む。UE100がRRCアイドル状態である場合、UE識別子は、C-RNTIであってもよい。UE100は、UE識別子の一部のみ(MSB 8ビットのみ、LSB 4ビットのみ等)を送信してもよい。このような短縮IDを用いるか否か及びビット数などはgNB200から指定されてもよい。
 なお、ランダムアクセスプリアンブル及び制御メッセージを合わせて「MsgA」と呼んでもよい。
 ステップS205において、gNB200は、RA応答(Msg2)及び競合解決メッセージ(Msg4)をUE100に送信する。例えば、gNB200は、RA応答及び競合解決メッセージを同一MAC PDUで送信する。
 RA応答は、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるMsg2と同様な情報を含んでもよい。競合解決メッセージは、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるMsg4と同様な情報を含んでもよい。なお、RA応答及び競合解決メッセージを合わせて「MsgB」と呼んでもよい。MsgBは、どのリソース群(図7(a)参照)を使ったランダムアクセスへのランダムアクセス応答であるかを示す情報を含んでもよい。
 以下において、RA応答がプリアンブル情報を含み、競合解決メッセージがUE識別子を含む一例について説明する。
 UE100は、第1条件、及び、第2条件のうち、少なくとも一方の条件が満たされたか否かに基づいて、ランダムアクセスプロシージャが成功したか否かを判定する。第1条件は、第1ステップにおいてgNB200に送信したランダムアクセスプリアンブルのプリアンブル系列と、第2ステップにおいてgNB200から受信したプリアンブル情報が示すプリアンブル系列とが一致するという条件である。第2条件は、第1ステップにおいてgNB200に送信したUE識別子と、第2ステップにおいてgNB200から受信したUE識別子とが一致するという条件である。
 例えば、UE100は、少なくとも第2条件が満たされた場合、ランダムアクセスプロシージャに成功したと判定してもよい。UE100は、第1条件及び第2条件の両方が満たされた場合、ランダムアクセスプロシージャに成功したと判定してもよい。
 UE100は、少なくとも第1条件が満たされない場合、ランダムアクセスが失敗した(すなわち、gNB200がランダムアクセスプリアンブルを正しく受信しない)と判定し、2ステップランダムアクセスプロシージャを最初から再実施する。
 UE100は、第1条件及び第2条件のうち、少なくとも一方の条件が満たされたか否かに基づいて、2ステップランダムアクセスプロシージャを再実施するか又は4ステップランダムアクセスプロシージャに切り替えるかを判定してもよい。例えば、UE100は、第1条件が満たされ、且つ第2条件が満たされない場合、ランダムアクセスは成功したものの競合解決に失敗したとみなし、4ステップランダムアクセスプロシージャに切り替える。そして、UE100は、ランダムアクセスプリアンブル(Msg1)の送信を省略し、4ステップランダムアクセスプロシージャにおける制御メッセージ(Msg3)をgNB200に送信する。
 UE100は、第1ステップ(MsgA)の後に、4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるランダムアクセス応答(すなわち、競合解決メッセージを伴わないランダムアクセス応答)をgNB200から受信した場合、2ステップランダムアクセスプロシージャがgNB200により拒否されたとみなす。この場合、UE100は、4ステップランダムアクセスプロシージャに切り替えると判定してもよい。そして、UE100は、ランダムアクセスプリアンブル(Msg1)の送信を省略し、4ステップランダムアクセスプロシージャにおける制御メッセージ(Msg3)をgNB200に送信する。
 ステップS206において、UE100は、RRC Setup Completeメッセージ又はRRC Resume Completeメッセージを送信してもよい。UE100は、このメッセージに、プリアンブル情報及びUE識別子の少なくとも一方を含めてもよい。
 (その他の実施形態)
 非競合ベースのランダムアクセスプロシージャにおいて、gNB200は、複数のUE100に対して同じ非競合プリアンブル系列を割り当てるとともに、この非競合プリアンブル系列を時分割で用いるように制御してもよい。各UE100は、gNB200から割り当てられたプリアンブル系列を、gNB200から許可されたタイミングにおいてのみ利用する。これにより、非競合プリアンブル系列を有効活用できる。このタイミング情報は、サブフレームパターン又は所定の計算式に適用される値(例えば、「SFN mod N」におけるNの値)であってもよい。非競合プリアンブル系列及びタイミング情報は、RRC ReleaseメッセージによりgNB200からUE100に設定されてもよい。また、gNB200は、非競合プリアンブル系列の利用状況に基づいて、時分割の制限を解除する旨(すなわち、いつでも利用可能である旨)を非競合プリアンブル系列ごとにSIBで通知してもよい。さらに、gNB200は、非競合プリアンブル系列及びタイミング情報の設定を無効にする通知をSIBで実施してもよい。
 上述した実施形態において、5Gシステム(NR)について主として説明したが、実施形態に係る動作をLTEに適用してもよい。
 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やDVD-ROM等の記録媒体であってもよい。
 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)として構成してもよい。
 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。
 本願は、日本国特許出願第2019-060236号(2019年3月27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。

Claims (5)

  1.  ユーザ装置と基地局の間で行われる競合ベースのランダムアクセスプロシージャである2ステップランダムアクセスプロシージャを制御する通信制御方法であって、
     前記ユーザ装置が、前記基地局から、前記2ステップランダムアクセスプロシージャの実行の許可に関する情報を受信することと、
     前記ユーザ装置が、前記情報に基づいて、前記2ステップランダムアクセスプロシージャの実行が許可されると判定した場合、前記ユーザ装置の識別子を含むMsgAを前記基地局に送信することと、を含む、
     通信制御方法。
  2.  前記ユーザ装置が、前記MsgAに含めた前記ユーザ装置の識別子を含む信号を前記基地局から受信した場合、競合解決に成功したとみなすことをさらに含む
     請求項1に記載の通信制御方法。
  3.  前記ユーザ装置が、前記MsgAを送信した後に基地局からランダムアクセス応答受信したことに応じて、4ステップランダムアクセスプロシージャに切り替えると判定することと、
     前記ユーザ装置が、前記切り替えると判定したことに応じて、前記4ステップランダムアクセスプロシージャにおけるMsg3を前記基地局に送信することをさらに含む
     請求項1又は2に記載の通信制御方法。
  4.  前記情報は、前記基地局から前記ユーザ装置に送信されるユニキャストメッセージに含まれており、前記2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可するか否かを示す
     請求項1乃至3のいずれか一項に記載の通信制御方法。
  5.  前記情報は、前記基地局がブロードキャストするシステム情報(SIB)に含まれており、前記2ステップランダムアクセスプロシージャの実行を許可する条件を示す
     請求項1乃至3のいずれか一項に記載の通信制御方法。
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