ランダムアクセス中のアップリンクスクランブリング
【課題】ユーザ端末から無線基地局へのランダムアクセスを促進する技術を提供する。
【解決手段】ユーザ端末は、無線基地局のセルエリアまたは無線基地局に付随するランダムアクセス無線チャネルに特に関連しているもののどのユーザ端末にも特に割り当てられていない第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを検出し（Ｓ１）、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを決定する（Ｓ２）。決定した第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを生成し（Ｓ３）、ランダムアクセスメッセージを基地局に送信する（Ｓ４）。ユーザ端末は、基地局から第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信し、それを無線基地局との以降の通信に使用する（Ｓ５）。
【解決手段】ユーザ端末は、無線基地局のセルエリアまたは無線基地局に付随するランダムアクセス無線チャネルに特に関連しているもののどのユーザ端末にも特に割り当てられていない第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを検出し（Ｓ１）、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを決定する（Ｓ２）。決定した第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを生成し（Ｓ３）、ランダムアクセスメッセージを基地局に送信する（Ｓ４）。ユーザ端末は、基地局から第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信し、それを無線基地局との以降の通信に使用する（Ｓ５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線通信に関し、特に、移動無線通信システムにおける移動無線端末が係わるアップリンク通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、欧州方式のＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）およびＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）をベースにした、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）で動作する第３世代（３Ｇ）非同期移動通信システムである。ＵＭＴＳのＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が、ＵＭＴＳを標準化した第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）によって開発されている。Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）およびＥ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する多くの技術仕様書が３ＧＰＰのウェブサイトに掲示されており、そのなかには例えば３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００がある。ＬＴＥ作業の目的は、高速のデータレート、低遅延およびパケットに最適化した無線アクセス技術に向けて３ＧＰＰ無線アクセス技術の高度化のフレームワークを開発することである。特に、ＬＴＥは、パケット交換（ＰＳ）領域から提供されるサービスを利用可能にすることを目指している。３ＧＰＰ ＬＴＥ技術の主要目標は、約１００Ｍｂｐｓ以上の高速パケット通信を可能にすることである。
【０００３】
図１は、一例としてのＬＴＥタイプの移動通信システム１０を示す。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１２はＥ−ＵＴＲＡＮ ＮｏｄｅＢ（ｅＮｏｄｅＢまたはｅＮＢ）１８を有し、これらのＮｏｄｅＢは、無線インタフェースを通じてユーザ装置（ＵＥ）２０に対して、Ｅ−ＵＴＲＡユーザプレーンおよび制御プレーンのプロトコル終端を提供する。ｅＮＢは論理ノードとは言え、必ずではないがたいていは、物理的基地局によって実装される。基地局という用語は、本明細書では論理ノードと物理ノードの両方をおおむね包含して使用している。ＵＥは、時には移動無線端末と呼ばれ、アイドル状態では、圏内のｅＮＢから報知されたシステム情報をモニタし、サービスエリア内の「候補」基地局について自装置に知らせる。ＵＥは、無線アクセスネットワークのサービスにアクセスする必要があるとき、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を通じて適切なｅＮＢ、すなわち通常は最も良好な無線状態を有するｅＮＢにリクエスト（要求）を送信する。ｅＮＢは、Ｘ２インタフェースを用いて互いに接続されている。また、ｅＮＢは、Ｓ１インタフェースを用いて発展型パケットコア網（ＥＰＣ、Evolved Packet Core）１４に接続されており、これには、Ｓ１−ＭＭＥによるモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ、Mobility Management Entity）およびＳ１−ＵによるＳＡＥ（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ゲートウェイを含む。ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイは、この例では、単一ノード２２として示されている。Ｓ１インタフェースは、ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイとｅＮＢとの多対多の関係をサポートする。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１２とＥＰＣ１４は一緒に、公衆陸上移動通信網（ＰＬＭＮ、Public Land Mobile Network）を形成する。ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ２２は、インターネット１６または他のネットワークに直接接続または間接接続されている。
【０００４】
例えば既存の無線スペクトラムにおいて既存のセルラシステムから新しい大容量高データレートのシステムへの円滑な移行のためなどで、異なるスペクトラム割り当てでの動作を可能にするために、柔軟な帯域幅、例えばネットワークからＵＥへのダウンリンク伝送に関しては１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚにわたる帯域幅などでの動作が必要である。高レートのデータサービスも音声のような低レートのサービスも使用可能でなければならず、３Ｇ ＬＴＥはＴＣＰ／ＩＰに合わせて設計されているので、ＶｏＩＰが音声を運ぶサービスになりそうである。
【０００５】
ＬＴＥアップリンク伝送は、いわゆる離散フーリエ変換拡散型のＯＦＤＭ（ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ）伝送、低いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）、柔軟な帯域幅割り当て、および時間領域だけでなく周波数領域においても直交多元接続を可能にするシングルキャリア（ＳＣ）伝送方式に基づいている。それ故、ＬＴＥアップリンク伝送方式は、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ともしばしば呼ばれる。
【０００６】
ＬＴＥアップリンク・トランスポート・チャネル処理について、図２に概要が述べられている。動的サイズのトランスポートブロックがメディアアクセス制御（ＭＡＣ）層から届けられる。基地局受信部においてエラー検出に使用される巡回冗長コード（ＣＲＣ、Cyclic Redundancy Code）がブロックに対して計算され、それに付加される。次いで、アップリンクチャネル符号化が、任意の適切な符号化技術を使用しうるチャネルエンコーダによって行われる。ＬＴＥでは、符号は、ターボコーダの一部としてブロックインタリービングを行うＱＰＰ（Ｑｕａｄｒａｔｉｃ Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）ベースの内部インタリーバを有するターボ符号でもよい。ＬＴＥアップリンクハイブリッド自動再送要求（ＡＲＱ）が、チャネルコーダから届けられた符号化ビットのブロックから、各送信／再送時点で送信する正確なビットセットを取り出す。スクランブラが、干渉をランダム化して、チャネルコードによって提供された処理利得が十分かつ確実に利用されうるように、ＬＴＥアップリンクで符号化ビットをスクランブル（例えば、ビットレベルスクランブリング）する。
【０００７】
この干渉のランダム化を達成するために、アップリンクスクランブリングは移動端末固有である、すなわち、異なる移動端末（ＵＥ）は異なるスクランブリングシーケンスを使用する。端末固有でスクランブリングすることで、スケジューラは、複数のユーザを同じ時間リソース・周波数リソースにスケジュールしたり、複数のユーザからの伝送の分離処理を基地局受信部に任せたりすることができる。端末固有のスクランブリングは、たまたま同じリソースにスケジュールされた同じセル内の他の移動端末からの干渉をランダム化するため、受信性能が改善される。
【０００８】
スクランブリング後、データは変調され、符号化／スクランブル化ビットのブロックから複雑な変調シンボルのブロックに変換される。ＬＴＥアップリンクの例でサポートされている変調方式のセットには、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭが含まれるが、これは変調シンボル当たりそれぞれ２、４、６ビットに相当する。次いで、変調シンボルのブロックはＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ変調部に加えられ、この変調部もその信号を割り当てられた無線リソース例えば周波数サブバンドにマッピングする。
【０００９】
変調データシンボルとともに、割り当てられた周波数帯にマッピングされた信号には、デモジュレーションリファレンス（復調基準）信号が含まれている。このリファレンス信号は、移動端末（ＵＥ）も基地局（ｅＮｏｄｅＢ）も前もって知っており、受信部がチャネル推定およびデータシンボルの復調に使用する。端末固有のスクランブリングコードが使用されてもよいのと同様の理由で、すなわち、複数のユーザを同じ時間・周波数リソースに対してインテリジェントにスケジュールし、それによっていわゆるマルチユーザＭＩＭＯを実現するために、複数の異なるリファレンス信号がユーザ端末に割り当てられてもよい。マルチユーザＭＩＭＯの場合は、同じセル内の同じ周波数リソースに同時にスケジュールされた２つ（以上）のＵＥから送信された信号の分離処理がｅＮｏｄｅＢに任されている。ｅＮｏｄｅＢがそれらのＵＥのそれぞれへの無線チャネルを推定するために、同じ周波数リソースに同時にスケジュールされた複数の端末には、通常、異なる（例えば、直交する）リファレンス信号シーケンスが割り当てられる。
【００１０】
すべてのセルラ無線通信システムまたは他の無線通信システムの基本要件は、ユーザ端末に接続設定を要求する能力を提供することである。この能力は、一般にランダムアクセスとして知られており、ＬＴＥにおける２つの主要な目的に役立つ。すなわち、基地局タイミングとのアップリンク同期の確立と、ネットワークとユーザ端末の両方が知っており、ユーザの通信を他の通信と区別するために通信中に使用される一意のユーザ端末識別情報、例えばＬＴＥではセル固有無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ、Cell Radio Network Temporary Identifier）の設定とに役立つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、（最初の）ランダムアクセス手順中、ユーザ端末からのアップリンク送信では、干渉をランダム化するための端末固有のスクランブリングシーケンスまたはリファレンス番号を使用できない。その理由は、ユーザ端末からの最初のランダムアクセス要求メッセージによりネットワークとの通信をまさに始めたところであり、端末固有のスクランブリングコードも端末固有のリファレンス番号もそのユーザ端末に割り当てられていないからである。必要なことは、端末固有のスクランブリングコードをユーザ端末に割り当てできるまで、共用アップリンクチャネルを通じて送信されるランダムアクセスメッセージをスクランブル可能にするメカニズムである。ランダムアクセスメッセージをスクランブルする１つの理由は、セル間干渉をランダム化するためであり、これは、「通常の」アップリンクデータ伝送中にスクランブルする理由でもある。通常のアップリンクデータ伝送の場合、複数のＵＥが同じ時間・周波数リソースにスケジュールされる際に、スクランブリングはセル内干渉を抑圧するためにも使用されうる。同様に、基地局受信部によるアップリンクチャネルの推定を可能にするために、ランダムアクセス中に、ユーザ端末に既知のリファレンス信号を送信してもらうことができるのも望ましいであろう。ｅＮｏｄｅＢにおけるチャネル推定および対応するコヒーレント復調を可能にするために、リファレンス信号は、「通常の」アップリンクデータ伝送に加えて、ランダムアクセスメッセージにも含まれる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に記載の技術は、ユーザ端末から無線基地局へのランダムアクセスを促進する。ユーザ端末は、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを決定し、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から決定した１つを用いてランダムアクセスメッセージを生成する。送信部は、そのランダムアクセスメッセージを無線基地局に送信する。次いでユーザ端末受信部が、基地局から第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する。端末は、その第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用して、無線基地局と以降通信する。非限定の一例の実施形態では、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、無線基地局のセルエリアまたは無線基地局に付随するランダムアクセス無線チャネルに特に関連していてもよいが、それらは、どのユーザ端末にも特に割り当てられておらず、第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、ユーザ端末に特に割り当て可能な第２のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択されてもよい。これらの２つの異なるタイプのスクランブリングシーケンスを使用することにより、ユーザ端末によるランダムアクセス中、端末固有のスクランブリングコードは使用できないが、ユーザ端末はアップリンク信号送信をスクランブルすることが可能になる。
【００１３】
ユーザ端末は、ランダムアクセスプリアンブルを含む１番目のランダムアクセス要求メッセージを、ランダムアクセスチャネル無線リソースを使用して無線基地局に送信する。次いで、タイミング変更、特定された無線リソース、および一時ユーザ端末識別子を示す２番目のランダムアクセス応答メッセージを無線基地局から受信する。端末は、ランダムアクセス応答メッセージで受信した情報に基づき、無線基地局に信号を送信するためにユーザ端末のタイミングを調整し、調整したタイミングに基づき、ユーザの完全な端末識別情報を含む生成したランダムアクセスメッセージに相当する３番目のメッセージを、特定された無線リソースを通じて無線基地局に送信する。３番目のメッセージは、決定した１つの第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブルされ、変調され、無線チャネルリソースにマッピングされる。端末は、無線基地局から４番目のコンテンションリゾリューション（解決）メッセージを受信して、ランダムアクセス手順を完了し、通常の通信が続く。
【００１４】
非限定の種々の実施形態において、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスが、ユーザ端末と基地局が知っている他の何らかのパラメータにマッピングされる。例えば、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、対応するランダムアクセス・プリアンブル・シーケンスにマッピングされてもよい。次いで、１番目のランダムアクセス要求メッセージに含まれたランダムアクセスプリアンブルおよびマッピングに基づいて、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択してもよい。別の例では、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを対応するユーザ端末識別子にマッピングし、２番目のランダムアクセス応答メッセージに含まれたユーザ端末識別子およびマッピングに基づき、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択する。第３の例では、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスをランダムアクセス要求メッセージの送信に使用される対応する無線リソースにマッピングし、ランダムアクセスプリアンブルを含む１番目のランダムアクセス要求メッセージを無線基地局に送信するために使用されたランダムアクセスチャネル無線リソースおよびマッピングに基づき、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択する。
【００１５】
２タイプのスクランブリングシーケンスのアプローチは、基地局に送信されるアップリンク・ランダムアクセス・メッセージに埋め込まれるリファレンス信号にも使用されてもよく、このリファレンス信号は、例えば均等化目的等のため、基地局がアップリンクチャネルを推定するために使用する。第１のセットのアップリンク・リファレンス・シーケンス、例えばある無線基地局のセリエリアまたはランダムアクセスチャネルに特に関連するが、どのユーザ端末にも特に割り当てられていないアップリンク・リファレンス・シーケンスの中から１つが選択される。ランダムアクセスメッセージは、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンス中からの選択した１つおよび第１のセットのアップリンク・リファレンス・シーケンスの中から選択した１つを使用して生成される。ユーザ端末が、ランダムアクセスメッセージを無線基地局に送信する。その後、基地局は、以降のアップリンク通信で使用する第２の異なるタイプのリファレンスシーケンス、例えばそのユーザ端末に特に割り当てられたリファレンス数などをユーザ端末に通知する。
【００１６】
非限定の一実施例では、ユーザ端末と基地局は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信ネットワークで通信し、ユーザ端末がランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を通じて１番目のランダムアクセス要求メッセージを送信し、アップリンク共用チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）を通じて３番目のメッセージを送信するように構成される。第２のメッセージで基地局から送信されるユーザ端末識別子は、ユーザ端末に無線ネットワーク端末識別子（ＲＮＴＩ、Radio Network Terminal Identifier）が割り当てられるまで使用される一時ユーザ端末識別子でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一例のＬＴＥ移動無線通信システムの図である。
【図２】ＬＴＥ移動無線通信システムにおいて、ユーザ端末のメディアアクセス層から届けられたトランスポートブロックを、無線インタフェースを通じてネットワークへ伝送するために準備する非限定の手順例を示すフローチャートである。
【図３】ユーザ端末が無線ネットワークにランダムアクセスするための非限定の手順例を示すフローチャートである。
【図４】基地局がユーザ端末による無線ネットワークへのランダムアクセスを受信し処理するための非限定の手順例を示すフローチャートである。
【図５Ａ】ダウンリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングを示す図である。
【図５Ｂ】アップリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングを示す図である。
【図６】ユーザ端末の３つの基本状態を示す図である。
【図７】非限定のランダムアクセス手順例を示すシグナリング図である。
【図８】非限定の一例のランダムアクセスプリアンブル伝送を示す図である。
【図９】非限定の一例のユーザ端末およびｅＮｏｄｅＢ基地局の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の記述では、記載の技術を理解してもらう手段として、限定のためでなく説明のために、特定のノード、機能エンティティ、技法、プロトコル、標準等のような具体的な詳細を記載している。他の場合には、周知の方法、デバイス、技術等の詳細記述は、不要な詳細で記述を不明瞭にしないように省略している。図の中には、個別の機能ブロックが示されている。それらのブロックの機能は、個別のハードウェア回路を用いて、適切にプログラムされたマイクロプロセッサもしくは汎用コンピュータとともにソフトウェアプログラムおよびデータを用いて、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル・ロジック・アレーを用いて、および／または１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＰＳ）を用いて実装されてもよいことを、当業者は理解するであろう。
【００１９】
以下に開示する特定の詳細から離れた他の実施形態が実践されてもよいことは、当業者には明らかであろう。説明のための一例でかつ非限定の状況を提供する手段として、本技術について、ＬＴＥなどの３ＧＰＰ Ｅ−ＵＭＴＳシステムとの関連で記述する。例えば、図１に示されるＬＴＥシステム図を参照されたい。しかし、本技術は、ＬＴＥに限定されず、現在のどの無線通信システムに使用されてもよい。さらに、ランダムアクセス目的のために１つとランダムアクセス完了後の通信のために１つの、２つの異なるタイプのスクランブリングシーケンスを使用する以下のアプローチは、既知のチャネル推定リファレンス信号（時折パイロット信号と呼ばれる）にも適用されてもよい。しかし、類似の詳細がリファレンス信号にも当てはまるとの理解のもとに、スクランブリングシーケンスを用いて詳細な説明を提供している。説明を容易にするために、ユーザ装置（ＵＥ）は限定なしにしばしばユーザ端末または移動端末と呼び、ｅＮｏｄｅＢはより一般的でよく知られている用語の基地局を用いて言及する。
【００２０】
図３は、特定のセルのサービスにランダムにアクセスすることを望むすべてのユーザ端末におおむね利用可能なアップリンク・スクランブリング・コードを用いて、ユーザ端末が無線ネットワークにランダムアクセスするための非限定の手順例を示すフローチャートである。ユーザ端末は、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを検出する。例えば無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特に関連しているが、どのユーザ端末にも特に割り当てられていないアップリンク・スクランブリング・シーケンスを検出する（ステップＳ１）。第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択決定し（ステップ２）、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択した１つを用いてランダムアクセスメッセージを生成する（ステップ３）。ユーザ端末は、ランダムアクセスメッセージを無線基地局に送信する（ステップ４）。ランダムアクセスメッセージを送信後、ユーザ端末は、無線基地局から、第１のタイプとは異なる第２のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する、例えばユーザ端末に特に割り当て可能な第２のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択されたアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する（ステップ５）。ユーザ端末は、無線基地局とのこれ以降の通信のために第２のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用する。類似の手順が、既知のアップリンクリファレンス信号に対して使用されてもよい。
【００２１】
図４は、基地局がユーザ端末による無線ネットワークへのランダムアクセスを受信し処理するための非限定の対応する手順例を示すフローチャートである。ネットワークの各基地局は、自装置のプリアンブルシーケンスセットと、リファレンス信号と、端末固有でないスクランブリングコードもしくはスクランブリングシーケンスとを有する。基地局は、そのプリアンブルセットとアップリンク・スクランブリング・シーケンスとを例えばＢＣＨの報知チャネルを通じて、暗示的または明示的に報知する（ステップＳ１０）。使用すべきスクランブリングシーケンスを基地局が明示的に報知しない場合、スクランブリングシーケンスで使用すべきセルの識別情報は、例えばシーケンスとセル識別子のマッピングから導かれてもよい。アップリンク・スクランブリング・シーケンスは、例えば、無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特に関連していてもよいが、どのユーザ端末にも特に割り当てられていない。次いで基地局は、ユーザ端末から基地局のプリアンブルの１つを含む１番目のランダムアクセス要求メッセージを待ち受けて受信する。そのメッセージに応えて、基地局は、タイミング変更、特定された無線リソース、およびユーザ端末識別子を示す２番目のランダムアクセス応答メッセージをその１つのユーザ端末に送信する。ユーザ端末識別情報を含む生成されたランダムアクセスメッセージに相当する３番目のメッセージを、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択された１つを使用してデスクランブルする（ステップ１１）。その後、基地局は、第２のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンス、例えばユーザ端末に特に割り当て可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択した第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを含む第４のメッセージをユーザ端末に送信する（ステップＳ１２）。ユーザ端末は、無線基地局との以降の通信のために第２のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用する。類似の手順が、既知のアップリンクリファレンス信号に適用されてもよい。
【００２２】
非限定の以下の例のＬＴＥランダムアクセス手順をより良く理解するために、ダウンリンクおよびアップリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングをそれぞれ示す図５Ａおよび５Ｂを参照する。以下はダウンリンク・トランスポート・チャネルである報知チャネル（ＢＣＨ）、ページングチャネル（ＰＣＨ）、ダウンリンク共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）、およびマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）である。ＢＣＨは、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）にマッピングされ、ＰＣＨおよびＤＬ−ＳＣＨは物理ダウンリンク共用チャネル（ＰＤＳＨ）にマッピングされる。アップリンク・トランスポート・チャネルは、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）およびアップリンク共用チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）を有する。ＲＡＣＨは、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）にマッピングされ、ＵＬ−ＳＣＨは物理アップリンク共用チャネル（ＰＵＳＣＨ）にマッピングされる。
【００２３】
他の移動無線通信システムにおいても見られるように、ＬＴＥでも移動端末はいくつかの異なる動作状態にあってもよい。図６は、ＬＴＥのそれらの状態を示す。電源投入時、移動端末は、ＬＴＥ＿ＤＥＴＡＣＨＥＤ状態に入る。この状態では、移動端末はネットワークに知られていない。移動端末とネットワークとの間でこれ以上の通信を行うことができるようにするには、移動端末は、ランダムアクセス手順を用いてネットワークに登録し、ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態に入る必要がある。ＬＴＥ＿ＤＥＴＡＣＨＥＤ状態は、主に電源投入時に使用される状態である。移動端末は、いったんネットワークに登録すると、通常、他の状態のＬＴＥ＿ＡＴＩＶＥまたはＬＴＥ＿ＩＤＬＥのどちらかの状態になる。
【００２４】
ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥは、移動端末がデータの送受信活動中に使用される状態である。この状態では、移動端末はネットワーク内の特定のセルに接続されている。インターネットプロトコル（ＩＰ）または他のタイプのデータパケットの１つまたは複数のアドレスに加えて、移動端末とネットワークとの間のシグナリング目的で使用される端末の識別情報であるセル固有無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ、Cell Radio Network Temporary Identifier）も、移動端末に割り当てられる。ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態は、アップリンクがネットワークに同期しているか否かに応じて、ＩＮ＿ＳＹＮＣおよびＯＵＴ＿ＯＦ＿ＳＹＮＣの２つのサブ状態を有する。アップリンクがＩＮ＿ＳＹＮＣ状態である限り、データおよびより下位層の制御シグナリングのアップリンク送信が可能である。所与の時間窓内にアップリンク送信が行われない場合、アップリンクが同期していないことを表す。この場合、移動端末は、アップリンクの同期を回復するためにランダムアクセス手順を実行しなければならない。
【００２５】
ＬＴＥ＿ＩＤＬＥは、電池の消費を減らすために、移動端末が大部分の時間スリープ状態にある低活動状態である。アップリンク同期は維持されず、それ故、行われてもよい唯一のアップリンク送信活動は、ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥに移行するためのランダムアクセスである。移動端末は、必要なとき迅速にＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥに移行するためにそのＩＰアドレスおよび他の内部情報を保持する。移動端末の位置についは、ネットワークが移動端末のページングを行うセルグループを少なくとも知っているように、ネットワークが一部知っている。
【００２６】
非限定のランダムアクセス手順例が図７に示されており、手順例は、ステップ１〜４と呼ぶ４つのステップを有し、それらは対応するメッセージ１〜４と呼ぶ４つのシグナリングメッセージを有する。基地局は、アクティブ移動端末が定期的にスキャンする報知チャネルを通じて、定期的に送信する報知メッセージの中で、その基地局に関連するプリアンブルセット、ＲＡＣＨリソース情報および他の情報を送信する。ステップ１では、ユーザ端末は、基地局（ｅＮｏｄｅＢ）から報知された情報を受信し復号した後に、基地局のランダムアクセスプリアンブルの中から１つを選択し、それをＲＡＣＨを通じて送信する。基地局はＲＡＣＨをモニタし、基地局によるユーザ端末の送信タイミングの推定を可能にするプリアンブルを検出する。アップリンク同期は、端末に基地局へのアップリンクデータ送信を許可するために必要である。
【００２７】
ランダムアクセスプリアンブルは、特定の基地局へのランダムアクセス目的に利用可能な既知のプリアンブルシーケンスのセットの中から、移動端末がランダムに選択した既知のシーケンスを有する。ランダムアクセスを試みるとき、端末は、端末がアクセスを試みているセルに割り当てられたプリアンブルシーケンスのセットの中からランダムに１つのプリアンブルシーケンスを選択する。他の端末が同じ時刻に同じプリアンブルシーケンスを用いてランダムアクセスを試みない限り、衝突は起こらず、ランダムアクセス要求は基地局でたいがい検出されそうである。プリアンブルは、ユーザ端末から無線チャネルリソース、例えば、ランダムアクセス目的で例えばＲＡＣＨなどに割り当てられた時間／周波数リソースなどで送信される。
【００２８】
図８は、本明細書執筆時点でのＬＴＥ仕様によるランダムアクセスプリアンブルの送信を概念的に示す。適切なプリアンブルを生成する非限定の一例は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスおよびその循環シフトシーケンスを基にしている。Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスも、例えばチャネル推定目的で各データフレームに含まれるアップリンクリファレンス信号を作成するために使用されてもよい。
【００２９】
ランダムアクセスを試みるユーザ端末は、プリアンブルの送信に先立ち、基地局から報知されたタイミング情報を用いて、セルサーチ手順でダウンリンク同期を確立している。しかし、上記で説明したように、アップリンクタイミングはまだ確立されていない。端末におけるアップリンク伝送フレームの開始は、端末におけるダウンリンク伝送フレームの開始に関連して規定される。基地局と端末との間の伝搬遅延のために、アップリンク送信は、基地局におけるダウンリンク送信タイミングに対して遅れることになる。基地局と端末との間の距離は知られていないので、基地局と端末との間の距離の２倍に相当するアップリンクタイミングの不確実性がある。この不確実性に対処し、ランダムアクセスに使用されない以降のサブフレームへの干渉を避けるために、ガードタイムが用いられる。
【００３０】
図７に示されるランダムアクセス・シグナリングの第２のステップに戻って、検出したランダムアクセス試行に応えて、基地局は、ダウンリンク共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）でランダムアクセス要求応答メッセージ２を送信する。メッセージ２は、基地局が検出し、それに対して応答が有効であるランダムアクセスのプリアンブルシーケンスのインデックスまたは他の識別子と、受信したランダムアクセスプリアンブルを処理後に、基地局が計算したアップリンクタイミング補正またはタイミング前進コマンドと、移動端末から基地局へ送信される３番目のメッセージの中でユーザ端末がメッセージの送信に使用するリソースを示すスケジューリンググラントと、ユーザ端末と基地局との以降の通信で使用される一時ユーザ端末識別情報とを有する。ステップ２の完了後、ユーザ端末は同期される。
【００３１】
基地局が（異なるユーザ端末からの）複数のランダムアクセス試行を検出した場合、複数の移動端末へのランダムアクセス要求応答メッセージ２は、１回の送信にすべてを含めてもよい。それ故、ランダムアクセス要求応答メッセージ２は、ＤＬ−ＳＣＨ上にスケジュールされ、ランダムアクセス応答のために予約された共通の識別情報を用いて物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）に示される。ＰＤＣＣＨは、ＤＬ−ＳＣＨ上にその端末向けのデータがあるかどうか、そしてある場合はＤＬ−ＳＣＨ上のどの時間・周波数リソースを調べるべきかを端末に通知するために使用される制御チャネルである。プリアンブルを送信したすべてのユーザ端末は、すべてのランダムアクセス応答に関して基地局が使用する所定の共通識別情報を用いて送信されるランダムアクセス応答をＰＤＣＣＨ上でモニタする。
【００３２】
第３のステップ３では、ユーザ端末は、ランダムアクセス応答メッセージ２で割り当てられ、かつアップリンクに同期してスケジュールされたアップリンクリソースを用いて、メッセージ３で必要な情報をネットワークに送信する。第１のステップでアップリンクメッセージをプリアンブルに添付する代わりに、ステップ３でアップリンクメッセージを「通常の」スケジュールされたアップリンクデータと同様にすなわちＵＬ−ＳＣＨで送信することは、いくつかの理由で有利である。第１に、アップリンク同期なしの送信には大きなガードタイムが必要であり送信を比較的高価にするので、アップリンク同期なしに送信される情報量は最小限に抑えるべきである。第２に、メッセージ送信に「通常の」アップリンク送信方式を使用することにより、グラントサイズおよび変調方式を例えば異なる無線状態に適応させることが可能になる。第３に、それは、送信成功の確率を確実に十分に高くするため、アップリンクシグナリングのエネルギーを十分に集めるために１回または何回かの再送信に頼ることを可能にするので、特にカバレッジが限られたシナリオでは価値がありうるアップリンクメッセージのソフト合成を有するハイブリッドＡＲＱを可能にする。移動端末は、第３のステップでＵＬ−ＳＣＨを用いてネットワークへ、その一時移動端末識別情報例えば暫定的なＣ−ＲＮＴＩを送信する。このシグナリングの内容は厳密には、例えば端末がネットワークに既に知られているか否かなどの端末の状態に依存する。
【００３３】
ランダムアクセスを同時に行った端末が異なるプリアンブルシーケンスを使用する限り、衝突は起こらない。しかし、複数の端末が同じランダムアクセスプリアンブルを同時に使用するコンテンションの一定の確率がある。この場合、複数の端末が、ステップ２の同じダウンリンク応答メッセージに反応し、ステップ３で衝突が起こる。衝突またはコンテンションの解決はステップ４で行われる。
【００３４】
ステップ４では、コンテンション解決メッセージが基地局からＤＬ−ＳＣＨで端末へ送信される。このステップは、第３のステップでどのユーザ端末が検出されたかを識別することによって、複数の端末が同じリソースでシステムにアクセスを試みた場合のコンテンションを解決する。ステップ１で同じプリアンブルシーケンスを用いて同時にランダムアクセスを試みた複数の端末は、ステップ２で同じ応答メッセージをリッスンし、それ故、同じ一時ユーザ端末識別子を有する。それでステップ４では、ダウンリンクメッセージを受信する各端末は、メッセージの中のユーザ端末識別情報を第３のステップで自装置が送信したユーザ端末識別情報と比べる。第４のステップで受信した識別情報と第３のステップの一部として送信した識別情報との一致を確認したユーザ端末だけが、ランダムアクセス手順を成功と判定する。端末がまだＣ−ＲＮＴＩを割り当てられていない場合、第２のステップの一時識別情報がＣ−ＲＮＴＩに昇格され、割り当てられている場合、ユーザ端末はその既に割り当てられたＣ−ＲＮＴＩを保持する。第４のステップで受信した識別情報との一致を見つけ出せない端末は、ランダムアクセス手順を第１のステップから再開しなければならない。
【００３５】
上記で説明したように、メッセージ３に含まれたユーザ端末識別情報は、第４のステップでコンテンション解決メカニズムの一部として使用される。非限定のＬＴＥ例を続けて、ユーザ端末がＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態にある、すなわち既知のセルに接続されていて、それ故Ｃ−ＲＮＴＩを割り当てられている場合、このＣ−ＲＮＴＩは、アップリンクメッセージの中で端末識別情報として用いられる。割り当てられていない場合、コアネットワーク端末識別子が使用されるので、基地局は、ステップ３のアップリンクメッセージ応答する前に、コアネットワークを参加させる必要がある。
【００３６】
この非限定のＬＴＥ例では、第１のステップだけがランダムアクセス用に特に設計された物理層処理を使用する。最後の３ステップは、「通常の」アップリンクおよびダウンリンクのデータ伝送と同じ物理層処理を使用し、このことは、端末と基地局の両方の実装を簡単にする。データ伝送に使用される伝送方式は、確実にスペクトラルの融通性が大きく大容量になるように設計されているので、ランダムアクセスメッセージを交換するときも、これらの特徴から便益を得ることが望ましい。
【００３７】
非限定のＬＴＥ例の状況では、ＣＲＣ、符号化、スクランブリング、変調およびＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調を含む図２に記載の一般的処理ステップは、ユーザ端末が、図７のメッセージ３およびそのユーザ端末から基地局への以降のアップリンク送信（ステップ１の最初のアップリンク・ランダムアクセス・メッセージはスクランブルされていない）に適用される。端末における異なるアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、アップリンク送信のタイプに依存する。ランダムアクセスメッセージ３に関しては、第１のタイプのスクランブリングシーケンス、例えばセル固有またはランダムアクセスチャネル固有のスクランブリングコードが使用される。アップリンクにおける以降の「通常の」データ送信、すなわち基地局が端末に一時的でない識別情報を割り当てているときのデータ送信に関しては、第２のタイプのスクランブリングシーケンス、例えば端末固有のスクランブリングコードが使用される。類似の２タイプアプローチ、すなわち第１のタイプ、例えばランダムアクセスメッセージ３のためのセル固有またはランダムアクセス固有のリファレンス信号などに、第２のタイプ、例えば以降の「通常の」データ送信のために基地局が割り当てたかまたは基地局に関連するアップリンクリファレンス信号シーケンスなどが続くアプローチが、基地局がチャネル推定に使用するアップリンクリファレンス信号に関して使用されてもよい。
【００３８】
基地局がスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンスシーケンスを移動端末に割り当てるとき、その端末固有のスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンスシーケンスは、その特定のアップリンク接続に関して以降のすべてのアップリンクデータ送信に使用される。使用されるスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンスシーケンスは、移動端末に明示的に設定されるか、または基地局が移動端末に割り当てる端末識別情報（例えばＣ−ＲＮＴＩ）に関係してもよい。
【００３９】
上記では、ランダムアクセス実行前にユーザ端末が基地局／セルの報知情報を復号しており、それ故アクセスしているセルの識別情報、そのセルに関連するランダムアクセスプリアンブル、セル固有のスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンス数を知っているので、ユーザ端末は、セル固有のスクランブリングシーケンスを使用してメッセージ３をスクランブルする。ランダムアクセスを同時に実行する複数の端末がそれぞれのアップリンク・ランダムアクセス・メッセージ３に関して異なる時間／周波数リソースを割り当てられる限り、これらのユーザ間に干渉はなく、ユーザ間ランダム化を行わないことは問題ではない。
【００４０】
非限定の一実施形態では、図７のステップ１で送信されるランダムアクセス要求メッセージで使用されるランダムアクセス・プリアンブル・シーケンスとステップ３で送信されるランダムアクセスメッセージをスクランブルするために使用されるスクランブリングシーケンスとの間に、１対１のマッピングが導入される。基地局もユーザ端末も、メッセージ３が送信されるまでにステップ１で送信されたランダムアクセス要求メッセージで使用されたプリアンブルを知っているので、両方とも、どのスクランブリングシーケンスを使用すべきかを知っている。
【００４１】
別の非限定の実施形態では、ユーザ端末がスクランブリングメッセージ３で用いるために、図７のステップ２で送信されたランダムアクセス要求応答の一部として（すなわち、メッセージ３の送信前に）、基地局がスクランブリングシーケンスを割り当てる。一例として、これは、メッセージ２で送信される一時ユーザ識別子例えば暫定的なＣ−ＲＮＴＩと使用するスクランブリングシーケンスとの１対１マッピングを確立することによって行われてもよい。
【００４２】
また別の非限定の実施形態では、メッセージ３をスクランブルするためにユーザ端末が使用するスクランブリングシーケンスを、ランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）を送信するためにユーザ端末が使用した時間・周波数リソースに結び付ける。この場合、基地局もユーザ端末も１番目のランダムアクセス要求メッセージに使用された時間・周波数リソースを知っているので、両方ともスクランブリングシーケンスが分かるであろう。この実施形態に関しては、スクランブリングシーケンスは、同じ時間・周波数リソースでランダムアクセス要求プリアンブルを送信する全ユーザ端末間で共用される。しかし、それらの全端末が自装置のランダムアクセスメッセージ３に関して異なる時間／周波数リソースを割り当てられる限り、これらのユーザ間に干渉はなく、ユーザ間ランダム化を行わないことに問題はない。
【００４３】
これらの異なる４例の実施形態の１つ以上の組み合わせも使用されてもよい。この場合もやはり、上記のスクランブリングシーケンス例および４つの実施形態に記述される原則は、アップリンクチャネル推定に使用されるアップリンクリファレンス数にも使用されてもよい。言い換えると、１つの一般または共用タイプのリファレンス数がアップリンク・ランダムアクセス・メッセージ３に使用されてもよく、別の端末固有のタイプのリファレンス数が接続に関連する以降のアップリンク通信に使用されてもよい。
【００４４】
ユーザ端末が既に識別情報を割り当てられているがそれでもランダムアクセスを行う必要がある状況がありうる。一例は、端末がネットワークに登録しているがアップリンクの同期がはずれ、その結果、アップリンク同期を再確立するためにランダムアクセスを試みる必要があるときである。ユーザ端末は識別情報を割り当ててもらっているが、この場合メッセージ３を受信するまで端末がなぜランダムアクセスを試みているかをネットワークは知らないので、メッセージ３に端末固有のスクランブリングは使用できない。その結果、古い端末固有のスクランブリングシーケンスではなく、セル関連のスクランブリングシーケンスが使用される必要がある。
【００４５】
その結果、通常のデータ送信に対する端末固有のスクランブリングの利点は、ランダムアクセス手順の機能に影響を与えずに保持される。上記のように、端末固有のスクランブリングは干渉をランダム化し、これは、アップリンク送信性能を向上し、スケジュール設計に追加の柔軟性を提供する。
【００４６】
種々の実施形態を示し、詳細に述べたが、特許請求の範囲はどの特定の実施形態または例にも限定されない。例えば、スクランブリングシーケンスに関して主に述べたが、ランダムアクセス・スクランブリング・シーケンスに関して述べた２タイプアプローチは、アップリンクチャネル推定目的で基地局受信部が使用する、各アップリンクフレームで送信されるリファレンス信号シーケンスを決定するためにも使用されてもよい。上記の記述のどれも、いずれかの特定の要素、ステップ、範囲または機能が特許請求の範囲に含まれなければならないような不可欠のものであることを示唆すると解釈されるべきでない。特許対象の範囲は、特許請求項によってだけ規定される。法的保護の範囲は、許可された特許請求項およびそれらの均等物に列挙された言葉によって規定される。当業者に周知の、上記の好ましい実施形態の要素の構成上および機能上の均等物はすべて、参照によって本明細書に明示的に引用したものとし、本特許請求項に包含することを意図している。さらに、１つのデバイスまたは方法が、本発明によって解決を求められているあらゆる問題に取り組む必要はない。それは、本特許請求の範囲に包含されるからである。どの請求項も用語「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」または「のための工程（ｓｔｅｐ ｆｏｒ」が使用されていない限り、米国特許法第１１２条パラグラフ６を求める意図はない。さらに、本明細書の実施形態、特徴、構成部品またはステップは、実施形態、特徴、構成部品またはステップが特許請求の範囲に列挙されているかどうかかかわらず、どれも大衆にささげる意図はない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線通信に関し、特に、移動無線通信システムにおける移動無線端末が係わるアップリンク通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、欧州方式のＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）およびＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）をベースにした、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）で動作する第３世代（３Ｇ）非同期移動通信システムである。ＵＭＴＳのＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が、ＵＭＴＳを標準化した第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）によって開発されている。Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）およびＥ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する多くの技術仕様書が３ＧＰＰのウェブサイトに掲示されており、そのなかには例えば３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００がある。ＬＴＥ作業の目的は、高速のデータレート、低遅延およびパケットに最適化した無線アクセス技術に向けて３ＧＰＰ無線アクセス技術の高度化のフレームワークを開発することである。特に、ＬＴＥは、パケット交換（ＰＳ）領域から提供されるサービスを利用可能にすることを目指している。３ＧＰＰ ＬＴＥ技術の主要目標は、約１００Ｍｂｐｓ以上の高速パケット通信を可能にすることである。
【０００３】
図１は、一例としてのＬＴＥタイプの移動通信システム１０を示す。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１２はＥ−ＵＴＲＡＮ ＮｏｄｅＢ（ｅＮｏｄｅＢまたはｅＮＢ）１８を有し、これらのＮｏｄｅＢは、無線インタフェースを通じてユーザ装置（ＵＥ）２０に対して、Ｅ−ＵＴＲＡユーザプレーンおよび制御プレーンのプロトコル終端を提供する。ｅＮＢは論理ノードとは言え、必ずではないがたいていは、物理的基地局によって実装される。基地局という用語は、本明細書では論理ノードと物理ノードの両方をおおむね包含して使用している。ＵＥは、時には移動無線端末と呼ばれ、アイドル状態では、圏内のｅＮＢから報知されたシステム情報をモニタし、サービスエリア内の「候補」基地局について自装置に知らせる。ＵＥは、無線アクセスネットワークのサービスにアクセスする必要があるとき、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を通じて適切なｅＮＢ、すなわち通常は最も良好な無線状態を有するｅＮＢにリクエスト（要求）を送信する。ｅＮＢは、Ｘ２インタフェースを用いて互いに接続されている。また、ｅＮＢは、Ｓ１インタフェースを用いて発展型パケットコア網（ＥＰＣ、Evolved Packet Core）１４に接続されており、これには、Ｓ１−ＭＭＥによるモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ、Mobility Management Entity）およびＳ１−ＵによるＳＡＥ（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ゲートウェイを含む。ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイは、この例では、単一ノード２２として示されている。Ｓ１インタフェースは、ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイとｅＮＢとの多対多の関係をサポートする。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１２とＥＰＣ１４は一緒に、公衆陸上移動通信網（ＰＬＭＮ、Public Land Mobile Network）を形成する。ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ２２は、インターネット１６または他のネットワークに直接接続または間接接続されている。
【０００４】
例えば既存の無線スペクトラムにおいて既存のセルラシステムから新しい大容量高データレートのシステムへの円滑な移行のためなどで、異なるスペクトラム割り当てでの動作を可能にするために、柔軟な帯域幅、例えばネットワークからＵＥへのダウンリンク伝送に関しては１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚにわたる帯域幅などでの動作が必要である。高レートのデータサービスも音声のような低レートのサービスも使用可能でなければならず、３Ｇ ＬＴＥはＴＣＰ／ＩＰに合わせて設計されているので、ＶｏＩＰが音声を運ぶサービスになりそうである。
【０００５】
ＬＴＥアップリンク伝送は、いわゆる離散フーリエ変換拡散型のＯＦＤＭ（ＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ）伝送、低いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）、柔軟な帯域幅割り当て、および時間領域だけでなく周波数領域においても直交多元接続を可能にするシングルキャリア（ＳＣ）伝送方式に基づいている。それ故、ＬＴＥアップリンク伝送方式は、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ともしばしば呼ばれる。
【０００６】
ＬＴＥアップリンク・トランスポート・チャネル処理について、図２に概要が述べられている。動的サイズのトランスポートブロックがメディアアクセス制御（ＭＡＣ）層から届けられる。基地局受信部においてエラー検出に使用される巡回冗長コード（ＣＲＣ、Cyclic Redundancy Code）がブロックに対して計算され、それに付加される。次いで、アップリンクチャネル符号化が、任意の適切な符号化技術を使用しうるチャネルエンコーダによって行われる。ＬＴＥでは、符号は、ターボコーダの一部としてブロックインタリービングを行うＱＰＰ（Ｑｕａｄｒａｔｉｃ Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）ベースの内部インタリーバを有するターボ符号でもよい。ＬＴＥアップリンクハイブリッド自動再送要求（ＡＲＱ）が、チャネルコーダから届けられた符号化ビットのブロックから、各送信／再送時点で送信する正確なビットセットを取り出す。スクランブラが、干渉をランダム化して、チャネルコードによって提供された処理利得が十分かつ確実に利用されうるように、ＬＴＥアップリンクで符号化ビットをスクランブル（例えば、ビットレベルスクランブリング）する。
【０００７】
この干渉のランダム化を達成するために、アップリンクスクランブリングは移動端末固有である、すなわち、異なる移動端末（ＵＥ）は異なるスクランブリングシーケンスを使用する。端末固有でスクランブリングすることで、スケジューラは、複数のユーザを同じ時間リソース・周波数リソースにスケジュールしたり、複数のユーザからの伝送の分離処理を基地局受信部に任せたりすることができる。端末固有のスクランブリングは、たまたま同じリソースにスケジュールされた同じセル内の他の移動端末からの干渉をランダム化するため、受信性能が改善される。
【０００８】
スクランブリング後、データは変調され、符号化／スクランブル化ビットのブロックから複雑な変調シンボルのブロックに変換される。ＬＴＥアップリンクの例でサポートされている変調方式のセットには、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭが含まれるが、これは変調シンボル当たりそれぞれ２、４、６ビットに相当する。次いで、変調シンボルのブロックはＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ変調部に加えられ、この変調部もその信号を割り当てられた無線リソース例えば周波数サブバンドにマッピングする。
【０００９】
変調データシンボルとともに、割り当てられた周波数帯にマッピングされた信号には、デモジュレーションリファレンス（復調基準）信号が含まれている。このリファレンス信号は、移動端末（ＵＥ）も基地局（ｅＮｏｄｅＢ）も前もって知っており、受信部がチャネル推定およびデータシンボルの復調に使用する。端末固有のスクランブリングコードが使用されてもよいのと同様の理由で、すなわち、複数のユーザを同じ時間・周波数リソースに対してインテリジェントにスケジュールし、それによっていわゆるマルチユーザＭＩＭＯを実現するために、複数の異なるリファレンス信号がユーザ端末に割り当てられてもよい。マルチユーザＭＩＭＯの場合は、同じセル内の同じ周波数リソースに同時にスケジュールされた２つ（以上）のＵＥから送信された信号の分離処理がｅＮｏｄｅＢに任されている。ｅＮｏｄｅＢがそれらのＵＥのそれぞれへの無線チャネルを推定するために、同じ周波数リソースに同時にスケジュールされた複数の端末には、通常、異なる（例えば、直交する）リファレンス信号シーケンスが割り当てられる。
【００１０】
すべてのセルラ無線通信システムまたは他の無線通信システムの基本要件は、ユーザ端末に接続設定を要求する能力を提供することである。この能力は、一般にランダムアクセスとして知られており、ＬＴＥにおける２つの主要な目的に役立つ。すなわち、基地局タイミングとのアップリンク同期の確立と、ネットワークとユーザ端末の両方が知っており、ユーザの通信を他の通信と区別するために通信中に使用される一意のユーザ端末識別情報、例えばＬＴＥではセル固有無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ、Cell Radio Network Temporary Identifier）の設定とに役立つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、（最初の）ランダムアクセス手順中、ユーザ端末からのアップリンク送信では、干渉をランダム化するための端末固有のスクランブリングシーケンスまたはリファレンス番号を使用できない。その理由は、ユーザ端末からの最初のランダムアクセス要求メッセージによりネットワークとの通信をまさに始めたところであり、端末固有のスクランブリングコードも端末固有のリファレンス番号もそのユーザ端末に割り当てられていないからである。必要なことは、端末固有のスクランブリングコードをユーザ端末に割り当てできるまで、共用アップリンクチャネルを通じて送信されるランダムアクセスメッセージをスクランブル可能にするメカニズムである。ランダムアクセスメッセージをスクランブルする１つの理由は、セル間干渉をランダム化するためであり、これは、「通常の」アップリンクデータ伝送中にスクランブルする理由でもある。通常のアップリンクデータ伝送の場合、複数のＵＥが同じ時間・周波数リソースにスケジュールされる際に、スクランブリングはセル内干渉を抑圧するためにも使用されうる。同様に、基地局受信部によるアップリンクチャネルの推定を可能にするために、ランダムアクセス中に、ユーザ端末に既知のリファレンス信号を送信してもらうことができるのも望ましいであろう。ｅＮｏｄｅＢにおけるチャネル推定および対応するコヒーレント復調を可能にするために、リファレンス信号は、「通常の」アップリンクデータ伝送に加えて、ランダムアクセスメッセージにも含まれる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に記載の技術は、ユーザ端末から無線基地局へのランダムアクセスを促進する。ユーザ端末は、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを決定し、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から決定した１つを用いてランダムアクセスメッセージを生成する。送信部は、そのランダムアクセスメッセージを無線基地局に送信する。次いでユーザ端末受信部が、基地局から第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する。端末は、その第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用して、無線基地局と以降通信する。非限定の一例の実施形態では、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、無線基地局のセルエリアまたは無線基地局に付随するランダムアクセス無線チャネルに特に関連していてもよいが、それらは、どのユーザ端末にも特に割り当てられておらず、第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、ユーザ端末に特に割り当て可能な第２のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択されてもよい。これらの２つの異なるタイプのスクランブリングシーケンスを使用することにより、ユーザ端末によるランダムアクセス中、端末固有のスクランブリングコードは使用できないが、ユーザ端末はアップリンク信号送信をスクランブルすることが可能になる。
【００１３】
ユーザ端末は、ランダムアクセスプリアンブルを含む１番目のランダムアクセス要求メッセージを、ランダムアクセスチャネル無線リソースを使用して無線基地局に送信する。次いで、タイミング変更、特定された無線リソース、および一時ユーザ端末識別子を示す２番目のランダムアクセス応答メッセージを無線基地局から受信する。端末は、ランダムアクセス応答メッセージで受信した情報に基づき、無線基地局に信号を送信するためにユーザ端末のタイミングを調整し、調整したタイミングに基づき、ユーザの完全な端末識別情報を含む生成したランダムアクセスメッセージに相当する３番目のメッセージを、特定された無線リソースを通じて無線基地局に送信する。３番目のメッセージは、決定した１つの第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブルされ、変調され、無線チャネルリソースにマッピングされる。端末は、無線基地局から４番目のコンテンションリゾリューション（解決）メッセージを受信して、ランダムアクセス手順を完了し、通常の通信が続く。
【００１４】
非限定の種々の実施形態において、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスが、ユーザ端末と基地局が知っている他の何らかのパラメータにマッピングされる。例えば、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、対応するランダムアクセス・プリアンブル・シーケンスにマッピングされてもよい。次いで、１番目のランダムアクセス要求メッセージに含まれたランダムアクセスプリアンブルおよびマッピングに基づいて、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択してもよい。別の例では、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを対応するユーザ端末識別子にマッピングし、２番目のランダムアクセス応答メッセージに含まれたユーザ端末識別子およびマッピングに基づき、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択する。第３の例では、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスをランダムアクセス要求メッセージの送信に使用される対応する無線リソースにマッピングし、ランダムアクセスプリアンブルを含む１番目のランダムアクセス要求メッセージを無線基地局に送信するために使用されたランダムアクセスチャネル無線リソースおよびマッピングに基づき、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択する。
【００１５】
２タイプのスクランブリングシーケンスのアプローチは、基地局に送信されるアップリンク・ランダムアクセス・メッセージに埋め込まれるリファレンス信号にも使用されてもよく、このリファレンス信号は、例えば均等化目的等のため、基地局がアップリンクチャネルを推定するために使用する。第１のセットのアップリンク・リファレンス・シーケンス、例えばある無線基地局のセリエリアまたはランダムアクセスチャネルに特に関連するが、どのユーザ端末にも特に割り当てられていないアップリンク・リファレンス・シーケンスの中から１つが選択される。ランダムアクセスメッセージは、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンス中からの選択した１つおよび第１のセットのアップリンク・リファレンス・シーケンスの中から選択した１つを使用して生成される。ユーザ端末が、ランダムアクセスメッセージを無線基地局に送信する。その後、基地局は、以降のアップリンク通信で使用する第２の異なるタイプのリファレンスシーケンス、例えばそのユーザ端末に特に割り当てられたリファレンス数などをユーザ端末に通知する。
【００１６】
非限定の一実施例では、ユーザ端末と基地局は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信ネットワークで通信し、ユーザ端末がランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を通じて１番目のランダムアクセス要求メッセージを送信し、アップリンク共用チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）を通じて３番目のメッセージを送信するように構成される。第２のメッセージで基地局から送信されるユーザ端末識別子は、ユーザ端末に無線ネットワーク端末識別子（ＲＮＴＩ、Radio Network Terminal Identifier）が割り当てられるまで使用される一時ユーザ端末識別子でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一例のＬＴＥ移動無線通信システムの図である。
【図２】ＬＴＥ移動無線通信システムにおいて、ユーザ端末のメディアアクセス層から届けられたトランスポートブロックを、無線インタフェースを通じてネットワークへ伝送するために準備する非限定の手順例を示すフローチャートである。
【図３】ユーザ端末が無線ネットワークにランダムアクセスするための非限定の手順例を示すフローチャートである。
【図４】基地局がユーザ端末による無線ネットワークへのランダムアクセスを受信し処理するための非限定の手順例を示すフローチャートである。
【図５Ａ】ダウンリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングを示す図である。
【図５Ｂ】アップリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングを示す図である。
【図６】ユーザ端末の３つの基本状態を示す図である。
【図７】非限定のランダムアクセス手順例を示すシグナリング図である。
【図８】非限定の一例のランダムアクセスプリアンブル伝送を示す図である。
【図９】非限定の一例のユーザ端末およびｅＮｏｄｅＢ基地局の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の記述では、記載の技術を理解してもらう手段として、限定のためでなく説明のために、特定のノード、機能エンティティ、技法、プロトコル、標準等のような具体的な詳細を記載している。他の場合には、周知の方法、デバイス、技術等の詳細記述は、不要な詳細で記述を不明瞭にしないように省略している。図の中には、個別の機能ブロックが示されている。それらのブロックの機能は、個別のハードウェア回路を用いて、適切にプログラムされたマイクロプロセッサもしくは汎用コンピュータとともにソフトウェアプログラムおよびデータを用いて、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル・ロジック・アレーを用いて、および／または１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＰＳ）を用いて実装されてもよいことを、当業者は理解するであろう。
【００１９】
以下に開示する特定の詳細から離れた他の実施形態が実践されてもよいことは、当業者には明らかであろう。説明のための一例でかつ非限定の状況を提供する手段として、本技術について、ＬＴＥなどの３ＧＰＰ Ｅ−ＵＭＴＳシステムとの関連で記述する。例えば、図１に示されるＬＴＥシステム図を参照されたい。しかし、本技術は、ＬＴＥに限定されず、現在のどの無線通信システムに使用されてもよい。さらに、ランダムアクセス目的のために１つとランダムアクセス完了後の通信のために１つの、２つの異なるタイプのスクランブリングシーケンスを使用する以下のアプローチは、既知のチャネル推定リファレンス信号（時折パイロット信号と呼ばれる）にも適用されてもよい。しかし、類似の詳細がリファレンス信号にも当てはまるとの理解のもとに、スクランブリングシーケンスを用いて詳細な説明を提供している。説明を容易にするために、ユーザ装置（ＵＥ）は限定なしにしばしばユーザ端末または移動端末と呼び、ｅＮｏｄｅＢはより一般的でよく知られている用語の基地局を用いて言及する。
【００２０】
図３は、特定のセルのサービスにランダムにアクセスすることを望むすべてのユーザ端末におおむね利用可能なアップリンク・スクランブリング・コードを用いて、ユーザ端末が無線ネットワークにランダムアクセスするための非限定の手順例を示すフローチャートである。ユーザ端末は、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを検出する。例えば無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特に関連しているが、どのユーザ端末にも特に割り当てられていないアップリンク・スクランブリング・シーケンスを検出する（ステップＳ１）。第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から１つを選択決定し（ステップ２）、第１のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択した１つを用いてランダムアクセスメッセージを生成する（ステップ３）。ユーザ端末は、ランダムアクセスメッセージを無線基地局に送信する（ステップ４）。ランダムアクセスメッセージを送信後、ユーザ端末は、無線基地局から、第１のタイプとは異なる第２のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する、例えばユーザ端末に特に割り当て可能な第２のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択されたアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する（ステップ５）。ユーザ端末は、無線基地局とのこれ以降の通信のために第２のタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用する。類似の手順が、既知のアップリンクリファレンス信号に対して使用されてもよい。
【００２１】
図４は、基地局がユーザ端末による無線ネットワークへのランダムアクセスを受信し処理するための非限定の対応する手順例を示すフローチャートである。ネットワークの各基地局は、自装置のプリアンブルシーケンスセットと、リファレンス信号と、端末固有でないスクランブリングコードもしくはスクランブリングシーケンスとを有する。基地局は、そのプリアンブルセットとアップリンク・スクランブリング・シーケンスとを例えばＢＣＨの報知チャネルを通じて、暗示的または明示的に報知する（ステップＳ１０）。使用すべきスクランブリングシーケンスを基地局が明示的に報知しない場合、スクランブリングシーケンスで使用すべきセルの識別情報は、例えばシーケンスとセル識別子のマッピングから導かれてもよい。アップリンク・スクランブリング・シーケンスは、例えば、無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特に関連していてもよいが、どのユーザ端末にも特に割り当てられていない。次いで基地局は、ユーザ端末から基地局のプリアンブルの１つを含む１番目のランダムアクセス要求メッセージを待ち受けて受信する。そのメッセージに応えて、基地局は、タイミング変更、特定された無線リソース、およびユーザ端末識別子を示す２番目のランダムアクセス応答メッセージをその１つのユーザ端末に送信する。ユーザ端末識別情報を含む生成されたランダムアクセスメッセージに相当する３番目のメッセージを、第１のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択された１つを使用してデスクランブルする（ステップ１１）。その後、基地局は、第２のセットのアップリンク・スクランブリング・シーケンス、例えばユーザ端末に特に割り当て可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの中から選択した第２の異なるタイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを含む第４のメッセージをユーザ端末に送信する（ステップＳ１２）。ユーザ端末は、無線基地局との以降の通信のために第２のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用する。類似の手順が、既知のアップリンクリファレンス信号に適用されてもよい。
【００２２】
非限定の以下の例のＬＴＥランダムアクセス手順をより良く理解するために、ダウンリンクおよびアップリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングをそれぞれ示す図５Ａおよび５Ｂを参照する。以下はダウンリンク・トランスポート・チャネルである報知チャネル（ＢＣＨ）、ページングチャネル（ＰＣＨ）、ダウンリンク共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）、およびマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）である。ＢＣＨは、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）にマッピングされ、ＰＣＨおよびＤＬ−ＳＣＨは物理ダウンリンク共用チャネル（ＰＤＳＨ）にマッピングされる。アップリンク・トランスポート・チャネルは、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）およびアップリンク共用チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）を有する。ＲＡＣＨは、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）にマッピングされ、ＵＬ−ＳＣＨは物理アップリンク共用チャネル（ＰＵＳＣＨ）にマッピングされる。
【００２３】
他の移動無線通信システムにおいても見られるように、ＬＴＥでも移動端末はいくつかの異なる動作状態にあってもよい。図６は、ＬＴＥのそれらの状態を示す。電源投入時、移動端末は、ＬＴＥ＿ＤＥＴＡＣＨＥＤ状態に入る。この状態では、移動端末はネットワークに知られていない。移動端末とネットワークとの間でこれ以上の通信を行うことができるようにするには、移動端末は、ランダムアクセス手順を用いてネットワークに登録し、ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態に入る必要がある。ＬＴＥ＿ＤＥＴＡＣＨＥＤ状態は、主に電源投入時に使用される状態である。移動端末は、いったんネットワークに登録すると、通常、他の状態のＬＴＥ＿ＡＴＩＶＥまたはＬＴＥ＿ＩＤＬＥのどちらかの状態になる。
【００２４】
ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥは、移動端末がデータの送受信活動中に使用される状態である。この状態では、移動端末はネットワーク内の特定のセルに接続されている。インターネットプロトコル（ＩＰ）または他のタイプのデータパケットの１つまたは複数のアドレスに加えて、移動端末とネットワークとの間のシグナリング目的で使用される端末の識別情報であるセル固有無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ、Cell Radio Network Temporary Identifier）も、移動端末に割り当てられる。ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態は、アップリンクがネットワークに同期しているか否かに応じて、ＩＮ＿ＳＹＮＣおよびＯＵＴ＿ＯＦ＿ＳＹＮＣの２つのサブ状態を有する。アップリンクがＩＮ＿ＳＹＮＣ状態である限り、データおよびより下位層の制御シグナリングのアップリンク送信が可能である。所与の時間窓内にアップリンク送信が行われない場合、アップリンクが同期していないことを表す。この場合、移動端末は、アップリンクの同期を回復するためにランダムアクセス手順を実行しなければならない。
【００２５】
ＬＴＥ＿ＩＤＬＥは、電池の消費を減らすために、移動端末が大部分の時間スリープ状態にある低活動状態である。アップリンク同期は維持されず、それ故、行われてもよい唯一のアップリンク送信活動は、ＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥに移行するためのランダムアクセスである。移動端末は、必要なとき迅速にＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥに移行するためにそのＩＰアドレスおよび他の内部情報を保持する。移動端末の位置についは、ネットワークが移動端末のページングを行うセルグループを少なくとも知っているように、ネットワークが一部知っている。
【００２６】
非限定のランダムアクセス手順例が図７に示されており、手順例は、ステップ１〜４と呼ぶ４つのステップを有し、それらは対応するメッセージ１〜４と呼ぶ４つのシグナリングメッセージを有する。基地局は、アクティブ移動端末が定期的にスキャンする報知チャネルを通じて、定期的に送信する報知メッセージの中で、その基地局に関連するプリアンブルセット、ＲＡＣＨリソース情報および他の情報を送信する。ステップ１では、ユーザ端末は、基地局（ｅＮｏｄｅＢ）から報知された情報を受信し復号した後に、基地局のランダムアクセスプリアンブルの中から１つを選択し、それをＲＡＣＨを通じて送信する。基地局はＲＡＣＨをモニタし、基地局によるユーザ端末の送信タイミングの推定を可能にするプリアンブルを検出する。アップリンク同期は、端末に基地局へのアップリンクデータ送信を許可するために必要である。
【００２７】
ランダムアクセスプリアンブルは、特定の基地局へのランダムアクセス目的に利用可能な既知のプリアンブルシーケンスのセットの中から、移動端末がランダムに選択した既知のシーケンスを有する。ランダムアクセスを試みるとき、端末は、端末がアクセスを試みているセルに割り当てられたプリアンブルシーケンスのセットの中からランダムに１つのプリアンブルシーケンスを選択する。他の端末が同じ時刻に同じプリアンブルシーケンスを用いてランダムアクセスを試みない限り、衝突は起こらず、ランダムアクセス要求は基地局でたいがい検出されそうである。プリアンブルは、ユーザ端末から無線チャネルリソース、例えば、ランダムアクセス目的で例えばＲＡＣＨなどに割り当てられた時間／周波数リソースなどで送信される。
【００２８】
図８は、本明細書執筆時点でのＬＴＥ仕様によるランダムアクセスプリアンブルの送信を概念的に示す。適切なプリアンブルを生成する非限定の一例は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスおよびその循環シフトシーケンスを基にしている。Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスも、例えばチャネル推定目的で各データフレームに含まれるアップリンクリファレンス信号を作成するために使用されてもよい。
【００２９】
ランダムアクセスを試みるユーザ端末は、プリアンブルの送信に先立ち、基地局から報知されたタイミング情報を用いて、セルサーチ手順でダウンリンク同期を確立している。しかし、上記で説明したように、アップリンクタイミングはまだ確立されていない。端末におけるアップリンク伝送フレームの開始は、端末におけるダウンリンク伝送フレームの開始に関連して規定される。基地局と端末との間の伝搬遅延のために、アップリンク送信は、基地局におけるダウンリンク送信タイミングに対して遅れることになる。基地局と端末との間の距離は知られていないので、基地局と端末との間の距離の２倍に相当するアップリンクタイミングの不確実性がある。この不確実性に対処し、ランダムアクセスに使用されない以降のサブフレームへの干渉を避けるために、ガードタイムが用いられる。
【００３０】
図７に示されるランダムアクセス・シグナリングの第２のステップに戻って、検出したランダムアクセス試行に応えて、基地局は、ダウンリンク共用チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）でランダムアクセス要求応答メッセージ２を送信する。メッセージ２は、基地局が検出し、それに対して応答が有効であるランダムアクセスのプリアンブルシーケンスのインデックスまたは他の識別子と、受信したランダムアクセスプリアンブルを処理後に、基地局が計算したアップリンクタイミング補正またはタイミング前進コマンドと、移動端末から基地局へ送信される３番目のメッセージの中でユーザ端末がメッセージの送信に使用するリソースを示すスケジューリンググラントと、ユーザ端末と基地局との以降の通信で使用される一時ユーザ端末識別情報とを有する。ステップ２の完了後、ユーザ端末は同期される。
【００３１】
基地局が（異なるユーザ端末からの）複数のランダムアクセス試行を検出した場合、複数の移動端末へのランダムアクセス要求応答メッセージ２は、１回の送信にすべてを含めてもよい。それ故、ランダムアクセス要求応答メッセージ２は、ＤＬ−ＳＣＨ上にスケジュールされ、ランダムアクセス応答のために予約された共通の識別情報を用いて物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）に示される。ＰＤＣＣＨは、ＤＬ−ＳＣＨ上にその端末向けのデータがあるかどうか、そしてある場合はＤＬ−ＳＣＨ上のどの時間・周波数リソースを調べるべきかを端末に通知するために使用される制御チャネルである。プリアンブルを送信したすべてのユーザ端末は、すべてのランダムアクセス応答に関して基地局が使用する所定の共通識別情報を用いて送信されるランダムアクセス応答をＰＤＣＣＨ上でモニタする。
【００３２】
第３のステップ３では、ユーザ端末は、ランダムアクセス応答メッセージ２で割り当てられ、かつアップリンクに同期してスケジュールされたアップリンクリソースを用いて、メッセージ３で必要な情報をネットワークに送信する。第１のステップでアップリンクメッセージをプリアンブルに添付する代わりに、ステップ３でアップリンクメッセージを「通常の」スケジュールされたアップリンクデータと同様にすなわちＵＬ−ＳＣＨで送信することは、いくつかの理由で有利である。第１に、アップリンク同期なしの送信には大きなガードタイムが必要であり送信を比較的高価にするので、アップリンク同期なしに送信される情報量は最小限に抑えるべきである。第２に、メッセージ送信に「通常の」アップリンク送信方式を使用することにより、グラントサイズおよび変調方式を例えば異なる無線状態に適応させることが可能になる。第３に、それは、送信成功の確率を確実に十分に高くするため、アップリンクシグナリングのエネルギーを十分に集めるために１回または何回かの再送信に頼ることを可能にするので、特にカバレッジが限られたシナリオでは価値がありうるアップリンクメッセージのソフト合成を有するハイブリッドＡＲＱを可能にする。移動端末は、第３のステップでＵＬ−ＳＣＨを用いてネットワークへ、その一時移動端末識別情報例えば暫定的なＣ−ＲＮＴＩを送信する。このシグナリングの内容は厳密には、例えば端末がネットワークに既に知られているか否かなどの端末の状態に依存する。
【００３３】
ランダムアクセスを同時に行った端末が異なるプリアンブルシーケンスを使用する限り、衝突は起こらない。しかし、複数の端末が同じランダムアクセスプリアンブルを同時に使用するコンテンションの一定の確率がある。この場合、複数の端末が、ステップ２の同じダウンリンク応答メッセージに反応し、ステップ３で衝突が起こる。衝突またはコンテンションの解決はステップ４で行われる。
【００３４】
ステップ４では、コンテンション解決メッセージが基地局からＤＬ−ＳＣＨで端末へ送信される。このステップは、第３のステップでどのユーザ端末が検出されたかを識別することによって、複数の端末が同じリソースでシステムにアクセスを試みた場合のコンテンションを解決する。ステップ１で同じプリアンブルシーケンスを用いて同時にランダムアクセスを試みた複数の端末は、ステップ２で同じ応答メッセージをリッスンし、それ故、同じ一時ユーザ端末識別子を有する。それでステップ４では、ダウンリンクメッセージを受信する各端末は、メッセージの中のユーザ端末識別情報を第３のステップで自装置が送信したユーザ端末識別情報と比べる。第４のステップで受信した識別情報と第３のステップの一部として送信した識別情報との一致を確認したユーザ端末だけが、ランダムアクセス手順を成功と判定する。端末がまだＣ−ＲＮＴＩを割り当てられていない場合、第２のステップの一時識別情報がＣ−ＲＮＴＩに昇格され、割り当てられている場合、ユーザ端末はその既に割り当てられたＣ−ＲＮＴＩを保持する。第４のステップで受信した識別情報との一致を見つけ出せない端末は、ランダムアクセス手順を第１のステップから再開しなければならない。
【００３５】
上記で説明したように、メッセージ３に含まれたユーザ端末識別情報は、第４のステップでコンテンション解決メカニズムの一部として使用される。非限定のＬＴＥ例を続けて、ユーザ端末がＬＴＥ＿ＡＣＴＩＶＥ状態にある、すなわち既知のセルに接続されていて、それ故Ｃ−ＲＮＴＩを割り当てられている場合、このＣ−ＲＮＴＩは、アップリンクメッセージの中で端末識別情報として用いられる。割り当てられていない場合、コアネットワーク端末識別子が使用されるので、基地局は、ステップ３のアップリンクメッセージ応答する前に、コアネットワークを参加させる必要がある。
【００３６】
この非限定のＬＴＥ例では、第１のステップだけがランダムアクセス用に特に設計された物理層処理を使用する。最後の３ステップは、「通常の」アップリンクおよびダウンリンクのデータ伝送と同じ物理層処理を使用し、このことは、端末と基地局の両方の実装を簡単にする。データ伝送に使用される伝送方式は、確実にスペクトラルの融通性が大きく大容量になるように設計されているので、ランダムアクセスメッセージを交換するときも、これらの特徴から便益を得ることが望ましい。
【００３７】
非限定のＬＴＥ例の状況では、ＣＲＣ、符号化、スクランブリング、変調およびＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調を含む図２に記載の一般的処理ステップは、ユーザ端末が、図７のメッセージ３およびそのユーザ端末から基地局への以降のアップリンク送信（ステップ１の最初のアップリンク・ランダムアクセス・メッセージはスクランブルされていない）に適用される。端末における異なるアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、アップリンク送信のタイプに依存する。ランダムアクセスメッセージ３に関しては、第１のタイプのスクランブリングシーケンス、例えばセル固有またはランダムアクセスチャネル固有のスクランブリングコードが使用される。アップリンクにおける以降の「通常の」データ送信、すなわち基地局が端末に一時的でない識別情報を割り当てているときのデータ送信に関しては、第２のタイプのスクランブリングシーケンス、例えば端末固有のスクランブリングコードが使用される。類似の２タイプアプローチ、すなわち第１のタイプ、例えばランダムアクセスメッセージ３のためのセル固有またはランダムアクセス固有のリファレンス信号などに、第２のタイプ、例えば以降の「通常の」データ送信のために基地局が割り当てたかまたは基地局に関連するアップリンクリファレンス信号シーケンスなどが続くアプローチが、基地局がチャネル推定に使用するアップリンクリファレンス信号に関して使用されてもよい。
【００３８】
基地局がスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンスシーケンスを移動端末に割り当てるとき、その端末固有のスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンスシーケンスは、その特定のアップリンク接続に関して以降のすべてのアップリンクデータ送信に使用される。使用されるスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンスシーケンスは、移動端末に明示的に設定されるか、または基地局が移動端末に割り当てる端末識別情報（例えばＣ−ＲＮＴＩ）に関係してもよい。
【００３９】
上記では、ランダムアクセス実行前にユーザ端末が基地局／セルの報知情報を復号しており、それ故アクセスしているセルの識別情報、そのセルに関連するランダムアクセスプリアンブル、セル固有のスクランブリングシーケンスおよび／またはリファレンス数を知っているので、ユーザ端末は、セル固有のスクランブリングシーケンスを使用してメッセージ３をスクランブルする。ランダムアクセスを同時に実行する複数の端末がそれぞれのアップリンク・ランダムアクセス・メッセージ３に関して異なる時間／周波数リソースを割り当てられる限り、これらのユーザ間に干渉はなく、ユーザ間ランダム化を行わないことは問題ではない。
【００４０】
非限定の一実施形態では、図７のステップ１で送信されるランダムアクセス要求メッセージで使用されるランダムアクセス・プリアンブル・シーケンスとステップ３で送信されるランダムアクセスメッセージをスクランブルするために使用されるスクランブリングシーケンスとの間に、１対１のマッピングが導入される。基地局もユーザ端末も、メッセージ３が送信されるまでにステップ１で送信されたランダムアクセス要求メッセージで使用されたプリアンブルを知っているので、両方とも、どのスクランブリングシーケンスを使用すべきかを知っている。
【００４１】
別の非限定の実施形態では、ユーザ端末がスクランブリングメッセージ３で用いるために、図７のステップ２で送信されたランダムアクセス要求応答の一部として（すなわち、メッセージ３の送信前に）、基地局がスクランブリングシーケンスを割り当てる。一例として、これは、メッセージ２で送信される一時ユーザ識別子例えば暫定的なＣ−ＲＮＴＩと使用するスクランブリングシーケンスとの１対１マッピングを確立することによって行われてもよい。
【００４２】
また別の非限定の実施形態では、メッセージ３をスクランブルするためにユーザ端末が使用するスクランブリングシーケンスを、ランダムアクセスプリアンブル（メッセージ１）を送信するためにユーザ端末が使用した時間・周波数リソースに結び付ける。この場合、基地局もユーザ端末も１番目のランダムアクセス要求メッセージに使用された時間・周波数リソースを知っているので、両方ともスクランブリングシーケンスが分かるであろう。この実施形態に関しては、スクランブリングシーケンスは、同じ時間・周波数リソースでランダムアクセス要求プリアンブルを送信する全ユーザ端末間で共用される。しかし、それらの全端末が自装置のランダムアクセスメッセージ３に関して異なる時間／周波数リソースを割り当てられる限り、これらのユーザ間に干渉はなく、ユーザ間ランダム化を行わないことに問題はない。
【００４３】
これらの異なる４例の実施形態の１つ以上の組み合わせも使用されてもよい。この場合もやはり、上記のスクランブリングシーケンス例および４つの実施形態に記述される原則は、アップリンクチャネル推定に使用されるアップリンクリファレンス数にも使用されてもよい。言い換えると、１つの一般または共用タイプのリファレンス数がアップリンク・ランダムアクセス・メッセージ３に使用されてもよく、別の端末固有のタイプのリファレンス数が接続に関連する以降のアップリンク通信に使用されてもよい。
【００４４】
ユーザ端末が既に識別情報を割り当てられているがそれでもランダムアクセスを行う必要がある状況がありうる。一例は、端末がネットワークに登録しているがアップリンクの同期がはずれ、その結果、アップリンク同期を再確立するためにランダムアクセスを試みる必要があるときである。ユーザ端末は識別情報を割り当ててもらっているが、この場合メッセージ３を受信するまで端末がなぜランダムアクセスを試みているかをネットワークは知らないので、メッセージ３に端末固有のスクランブリングは使用できない。その結果、古い端末固有のスクランブリングシーケンスではなく、セル関連のスクランブリングシーケンスが使用される必要がある。
【００４５】
その結果、通常のデータ送信に対する端末固有のスクランブリングの利点は、ランダムアクセス手順の機能に影響を与えずに保持される。上記のように、端末固有のスクランブリングは干渉をランダム化し、これは、アップリンク送信性能を向上し、スケジュール設計に追加の柔軟性を提供する。
【００４６】
種々の実施形態を示し、詳細に述べたが、特許請求の範囲はどの特定の実施形態または例にも限定されない。例えば、スクランブリングシーケンスに関して主に述べたが、ランダムアクセス・スクランブリング・シーケンスに関して述べた２タイプアプローチは、アップリンクチャネル推定目的で基地局受信部が使用する、各アップリンクフレームで送信されるリファレンス信号シーケンスを決定するためにも使用されてもよい。上記の記述のどれも、いずれかの特定の要素、ステップ、範囲または機能が特許請求の範囲に含まれなければならないような不可欠のものであることを示唆すると解釈されるべきでない。特許対象の範囲は、特許請求項によってだけ規定される。法的保護の範囲は、許可された特許請求項およびそれらの均等物に列挙された言葉によって規定される。当業者に周知の、上記の好ましい実施形態の要素の構成上および機能上の均等物はすべて、参照によって本明細書に明示的に引用したものとし、本特許請求項に包含することを意図している。さらに、１つのデバイスまたは方法が、本発明によって解決を求められているあらゆる問題に取り組む必要はない。それは、本特許請求の範囲に包含されるからである。どの請求項も用語「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」または「のための工程（ｓｔｅｐ ｆｏｒ」が使用されていない限り、米国特許法第１１２条パラグラフ６を求める意図はない。さらに、本明細書の実施形態、特徴、構成部品またはステップは、実施形態、特徴、構成部品またはステップが特許請求の範囲に列挙されているかどうかかかわらず、どれも大衆にささげる意図はない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線チャネルにアクセスするためのユーザ端末において実施される方法であって、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットを検出する検出ステップと、
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスのうちから選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを決定する決定ステップと、
前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを生成する生成ステップと、
前記ランダムアクセスメッセージを前記無線基地局へ送信する送信ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ランダムアクセスリクエストメッセージを前記無線基地局へ送信した後で、ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第２セットから選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを前記無線基地局から受信するステップをさらに含み、
前記ユーザ端末は、前記無線基地局との以降の通信において、前記選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記生成ステップは、
前記第１のセットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスのうちから選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用して、前記ランダムアクセスメッセージに含まれている情報をスクランブリングするステップ
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記送信ステップは、
前記スクランブリングされた前記ランダムアクセスメッセージを変調するステップと、
前記変調されたランダムアクセスメッセージを無線チャネルリソースへマッピングするステップと
を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１セットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、前記無線基地局に関連付けられたセルに対応するユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記無線基地局へ送信するステップと、
前記無線基地局から、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを受信するステップと、
前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれて受信された情報に基づいて、前記無線基地局へ信号を送信するためのタイミングを前記ユーザ端末において調整するステップと、
前記調整されたタイミングに基づいて、前記識別された無線リソースを介して前記ユーザ端末識別情報を含む前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記第１セットから選択された前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記無線基地局へ送信するステップと、
前記無線基地局から第４コンテンションリゾリューションメッセージを受信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１セットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、対応するランダムアクセスプリアンブルシーケンスにマッピングされ、
前記方法はさらに、
前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージに含まれていた前記ランダムアクセスプリアンブルと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択するステップ
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、対応するユーザ端末識別情報にマッピングされ、
前記方法はさらに、
前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれていた前記ユーザ端末識別情報と、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択するステップ
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、前記ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用される対応する無線リソースにマッピングされ、
前記方法はさらに、
ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用された前記ランダムアクセスチャネルの無線リソースと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択するステップ
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられない１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスの第１セットから１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスを選択するステップと、
前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスと、前記１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスとを使用してランダムアクセスメッセージを生成する生成ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
無線チャネルを介して無線基地局にサービスを要求するユーザ端末に対してレスポンスを返す該無線基地局において実施される方法であって、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットをブロードキャストするステップと、
複数のユーザ端末のうちの１つのユーザ端末から前記第１セットにおける１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを受信するステップと、
ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第２セットから選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、前記１つのユーザ端末へ送信するステップと、
前記無線基地局との以降の通信のために前記選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた通信信号前記１つのユーザ端末から受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記１つのユーザ端末から受信するステップと、
前記１つのユーザ端末へ、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを送信するステップと、
前記識別された無線リソースを介して、前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記ユーザ端末識別情報を含み、かつ、前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記１つのユーザ端末から受信するステップと、
前記１つのユーザ端末へ、第４コンテンションリゾリューションメッセージを送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
無線通信サービスを提供するエリアであるセルエリアを有する無線基地局に対してサービスを要求するユーザ端末であって、
アップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットから１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを決定し、かつ、前記決定した１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを生成する電子処理回路と、
前記無線基地局へ前記ランダムアクセスメッセージを送信する無線送信回路と、
前記無線基地局から、前記第１タイプとは異なる第２タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する無線受信回路と
を備え、
前記電子処理回路は、前記第２タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを前記無線基地局との以降の通信に使用することを特徴とするユーザ端末。
【請求項１４】
前記第１タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、前記無線基地局のセルエリアまたは前記無線基地局に関連付けられたランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスであり、
前記第２タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスのセットから選択されたアップリンク・スクランブリング・シーケンスである
ことを特徴とする請求項１３に記載のユーザ端末。
【請求項１５】
前記電子処理回路は、
前記第１のセットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスのうちから選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用して、前記ランダムアクセスメッセージに含まれている情報をスクランブリングする
ことを特徴とする請求項１３に記載のユーザ端末。
【請求項１６】
前記無線送信回路は、
前記スクランブリングされた前記ランダムアクセスメッセージを変調し、前記変調されたランダムアクセスメッセージを無線チャネルリソースへマッピングする
ことを特徴とする請求項１５に記載のユーザ端末。
【請求項１７】
前記無線送信回路は、ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記無線基地局へ送信するように構成されており、
前記無線受信回路は、前記無線基地局から、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを受信するように構成されており、
前記電子処理回路は、前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれて受信された情報に基づいて、前記無線基地局へ信号を送信するためのタイミングを前記ユーザ端末において調整するように構成されており、
前記無線送信回路は、さらに、前記調整されたタイミングに基づいて、前記識別された無線リソースを介して前記ユーザ端末識別情報を含む前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記第１セットから選択された前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記無線基地局へ送信するように構成されており、
前記無線受信回路は、さらに、前記無線基地局から第４コンテンションリゾリューションメッセージを受信するように構成されている
ことを特徴とする請求項１３に記載のユーザ端末。
【請求項１８】
前記電子処理回路は、
前記第１セットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを対応するランダムアクセスプリアンブルシーケンスにマッピングし、
前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージに含まれていた前記ランダムアクセスプリアンブルと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択する
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項１９】
前記電子処理回路は、
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、対応するユーザ端末識別情報にマッピングし、
前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれていた前記ユーザ端末識別情報と、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択する
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２０】
前記電子処理回路は、
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、前記ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用される対応する無線リソースにマッピングし、
ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用された前記ランダムアクセスチャネルの無線リソースと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択する
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２１】
前記電子処理回路は、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられない１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスの第１セットから１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスを選択し、
前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスと、前記１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスとを使用してランダムアクセスメッセージを生成するように構成されており、
前記無線送信回路は、前記ランダムアクセスメッセージを前記無線基地局へ送信するように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２２】
前記ユーザ端末は、ロングタームエヴォリューション（ＬＴＥ）無線通信ネットワークと通信するように構成されており、
前記無線送信回路は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を介して、前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージを送信し、アップリンク共用チャネル（ＵＬ＿ＳＣＨ）を介して前記第３メッセージを送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２３】
前記ユーザ端末識別情報は、前記ユーザ端末に対して無線ネットワーク端末識別情報（ＲＮＴＩ）が割り当てられるまでの間に暫定的に使用される一次ユーザ端末識別情報であることを特徴とする請求項２２に記載のユーザ端末。
【請求項２４】
無線チャネルを介して無線基地局にサービスを要求するユーザ端末に対してレスポンスを返す該無線基地局であって、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットをブロードキャストし、
複数のユーザ端末のうちの１つのユーザ端末から前記第１セットにおける１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを受信し、
ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第２セットから選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、前記１つのユーザ端末へ送信し、かつ、
前記無線基地局との以降の通信のために前記選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた通信信号前記１つのユーザ端末から受信する
ように構成された回路を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項２５】
前記回路は、さらに、
ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記１つのユーザ端末から受信し、
前記１つのユーザ端末へ、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを送信し、
前記識別された無線リソースを介して、前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記ユーザ端末識別情報を含み、かつ、前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記１つのユーザ端末から受信し、かつ、
前記１つのユーザ端末へ、第４コンテンションリゾリューションメッセージを送信する
ように構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の無線基地局。
【請求項２６】
前記無線基地局は、ロングタームエヴォリューション（ＬＴＥ）無線通信ネットワークの一部をなしており、前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージは、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を介して受信され、前記第３メッセージは、アップリンク共用チャネル（ＵＬ＿ＳＣＨ）を介して受信される
ことを特徴とする請求項２５に記載の無線基地局。
【請求項２７】
前記ユーザ端末識別情報は、前記ユーザ端末に対して無線ネットワーク端末識別情報（ＲＮＴＩ）が割り当てられるまでの間に暫定的に使用される一次ユーザ端末識別情報であることを特徴とする請求項２６に記載の無線基地局。
【請求項１】
無線チャネルにアクセスするためのユーザ端末において実施される方法であって、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットを検出する検出ステップと、
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスのうちから選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを決定する決定ステップと、
前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを生成する生成ステップと、
前記ランダムアクセスメッセージを前記無線基地局へ送信する送信ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ランダムアクセスリクエストメッセージを前記無線基地局へ送信した後で、ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第２セットから選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを前記無線基地局から受信するステップをさらに含み、
前記ユーザ端末は、前記無線基地局との以降の通信において、前記選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記生成ステップは、
前記第１のセットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスのうちから選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用して、前記ランダムアクセスメッセージに含まれている情報をスクランブリングするステップ
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記送信ステップは、
前記スクランブリングされた前記ランダムアクセスメッセージを変調するステップと、
前記変調されたランダムアクセスメッセージを無線チャネルリソースへマッピングするステップと
を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１セットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、前記無線基地局に関連付けられたセルに対応するユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記無線基地局へ送信するステップと、
前記無線基地局から、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを受信するステップと、
前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれて受信された情報に基づいて、前記無線基地局へ信号を送信するためのタイミングを前記ユーザ端末において調整するステップと、
前記調整されたタイミングに基づいて、前記識別された無線リソースを介して前記ユーザ端末識別情報を含む前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記第１セットから選択された前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記無線基地局へ送信するステップと、
前記無線基地局から第４コンテンションリゾリューションメッセージを受信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１セットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、対応するランダムアクセスプリアンブルシーケンスにマッピングされ、
前記方法はさらに、
前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージに含まれていた前記ランダムアクセスプリアンブルと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択するステップ
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、対応するユーザ端末識別情報にマッピングされ、
前記方法はさらに、
前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれていた前記ユーザ端末識別情報と、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択するステップ
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、前記ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用される対応する無線リソースにマッピングされ、
前記方法はさらに、
ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用された前記ランダムアクセスチャネルの無線リソースと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択するステップ
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられない１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスの第１セットから１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスを選択するステップと、
前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスと、前記１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスとを使用してランダムアクセスメッセージを生成する生成ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
無線チャネルを介して無線基地局にサービスを要求するユーザ端末に対してレスポンスを返す該無線基地局において実施される方法であって、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットをブロードキャストするステップと、
複数のユーザ端末のうちの１つのユーザ端末から前記第１セットにおける１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを受信するステップと、
ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第２セットから選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、前記１つのユーザ端末へ送信するステップと、
前記無線基地局との以降の通信のために前記選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた通信信号前記１つのユーザ端末から受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記１つのユーザ端末から受信するステップと、
前記１つのユーザ端末へ、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを送信するステップと、
前記識別された無線リソースを介して、前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記ユーザ端末識別情報を含み、かつ、前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記１つのユーザ端末から受信するステップと、
前記１つのユーザ端末へ、第４コンテンションリゾリューションメッセージを送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
無線通信サービスを提供するエリアであるセルエリアを有する無線基地局に対してサービスを要求するユーザ端末であって、
アップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットから１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを決定し、かつ、前記決定した１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを生成する電子処理回路と、
前記無線基地局へ前記ランダムアクセスメッセージを送信する無線送信回路と、
前記無線基地局から、前記第１タイプとは異なる第２タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを受信する無線受信回路と
を備え、
前記電子処理回路は、前記第２タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを前記無線基地局との以降の通信に使用することを特徴とするユーザ端末。
【請求項１４】
前記第１タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、前記無線基地局のセルエリアまたは前記無線基地局に関連付けられたランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスであり、
前記第２タイプのアップリンク・スクランブリング・シーケンスは、ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスのセットから選択されたアップリンク・スクランブリング・シーケンスである
ことを特徴とする請求項１３に記載のユーザ端末。
【請求項１５】
前記電子処理回路は、
前記第１のセットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスのうちから選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用して、前記ランダムアクセスメッセージに含まれている情報をスクランブリングする
ことを特徴とする請求項１３に記載のユーザ端末。
【請求項１６】
前記無線送信回路は、
前記スクランブリングされた前記ランダムアクセスメッセージを変調し、前記変調されたランダムアクセスメッセージを無線チャネルリソースへマッピングする
ことを特徴とする請求項１５に記載のユーザ端末。
【請求項１７】
前記無線送信回路は、ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記無線基地局へ送信するように構成されており、
前記無線受信回路は、前記無線基地局から、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを受信するように構成されており、
前記電子処理回路は、前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれて受信された情報に基づいて、前記無線基地局へ信号を送信するためのタイミングを前記ユーザ端末において調整するように構成されており、
前記無線送信回路は、さらに、前記調整されたタイミングに基づいて、前記識別された無線リソースを介して前記ユーザ端末識別情報を含む前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記第１セットから選択された前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記無線基地局へ送信するように構成されており、
前記無線受信回路は、さらに、前記無線基地局から第４コンテンションリゾリューションメッセージを受信するように構成されている
ことを特徴とする請求項１３に記載のユーザ端末。
【請求項１８】
前記電子処理回路は、
前記第１セットのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを対応するランダムアクセスプリアンブルシーケンスにマッピングし、
前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージに含まれていた前記ランダムアクセスプリアンブルと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択する
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項１９】
前記電子処理回路は、
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、対応するユーザ端末識別情報にマッピングし、
前記第２ランダムアクセスレスポンスメッセージに含まれていた前記ユーザ端末識別情報と、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択する
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２０】
前記電子処理回路は、
前記第１セットに含まれているアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、前記ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用される対応する無線リソースにマッピングし、
ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを送信するために使用された前記ランダムアクセスチャネルの無線リソースと、前記マッピングとに基づいて、前記第１セットから前記１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを選択する
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２１】
前記電子処理回路は、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられない１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスの第１セットから１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスを選択し、
前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスと、前記１つのアップリンク・リファレンス・シーケンスとを使用してランダムアクセスメッセージを生成するように構成されており、
前記無線送信回路は、前記ランダムアクセスメッセージを前記無線基地局へ送信するように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２２】
前記ユーザ端末は、ロングタームエヴォリューション（ＬＴＥ）無線通信ネットワークと通信するように構成されており、
前記無線送信回路は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を介して、前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージを送信し、アップリンク共用チャネル（ＵＬ＿ＳＣＨ）を介して前記第３メッセージを送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項１７に記載のユーザ端末。
【請求項２３】
前記ユーザ端末識別情報は、前記ユーザ端末に対して無線ネットワーク端末識別情報（ＲＮＴＩ）が割り当てられるまでの間に暫定的に使用される一次ユーザ端末識別情報であることを特徴とする請求項２２に記載のユーザ端末。
【請求項２４】
無線チャネルを介して無線基地局にサービスを要求するユーザ端末に対してレスポンスを返す該無線基地局であって、
無線基地局のセルエリアまたはランダムアクセスチャネルに特別に関連付けられているもののいずれのユーザ端末にも特別に割り当てられないアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第１セットをブロードキャストし、
複数のユーザ端末のうちの１つのユーザ端末から前記第１セットにおける１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してランダムアクセスメッセージを受信し、
ユーザ端末に対して特別に割り当てることが可能なアップリンク・スクランブリング・シーケンスの第２セットから選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを、前記１つのユーザ端末へ送信し、かつ、
前記無線基地局との以降の通信のために前記選択されたユーザ端末固有のアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた通信信号前記１つのユーザ端末から受信する
ように構成された回路を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項２５】
前記回路は、さらに、
ランダムアクセスチャネルの無線リソースを使用して、ランダムアクセスプリアンブルを含む第１ランダムアクセスリクエストメッセージを前記１つのユーザ端末から受信し、
前記１つのユーザ端末へ、タイミングの変更と、識別された無線リソースと、ユーザ端末識別情報とを示す第２ランダムアクセスレスポンスメッセージを送信し、
前記識別された無線リソースを介して、前記生成されたランダムアクセスメッセージに対応した第３メッセージであって、前記ユーザ端末識別情報を含み、かつ、前記選択された１つのアップリンク・スクランブリング・シーケンスを使用してスクランブリングされた該第３メッセージを前記１つのユーザ端末から受信し、かつ、
前記１つのユーザ端末へ、第４コンテンションリゾリューションメッセージを送信する
ように構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の無線基地局。
【請求項２６】
前記無線基地局は、ロングタームエヴォリューション（ＬＴＥ）無線通信ネットワークの一部をなしており、前記第１ランダムアクセスリクエストメッセージは、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を介して受信され、前記第３メッセージは、アップリンク共用チャネル（ＵＬ＿ＳＣＨ）を介して受信される
ことを特徴とする請求項２５に記載の無線基地局。
【請求項２７】
前記ユーザ端末識別情報は、前記ユーザ端末に対して無線ネットワーク端末識別情報（ＲＮＴＩ）が割り当てられるまでの間に暫定的に使用される一次ユーザ端末識別情報であることを特徴とする請求項２６に記載の無線基地局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５７３１０（Ｐ２０１２−２５７３１０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１８０６４５（Ｐ２０１２−１８０６４５）
【出願日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【分割の表示】特願２０１０−５１９８８８（Ｐ２０１０−５１９８８８）の分割
【原出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
２．ＷＣＤＭＡ
【出願人】（５９８０３６３００）テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） (2,266)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８０６４５（Ｐ２０１２−１８０６４５）
【出願日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【分割の表示】特願２０１０−５１９８８８（Ｐ２０１０−５１９８８８）の分割
【原出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
２．ＷＣＤＭＡ
【出願人】（５９８０３６３００）テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） (2,266)
【Ｆターム（参考）】
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