JP7173566B2 - 方法、通信装置、及びユーザ機器 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信デバイス及び移動通信ネットワークに関し、限定はしないが、特に、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）標準規格又はその均等物若しくは派生物に従って動作する移動通信デバイス及び移動通信ネットワークに関する。本発明は、限定はしないが、特に、ＬＴＥアドバンストを含む、ＵＴＲＡＮのロングタームエボリューション（ＬＴＥ）（発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）と呼ばれる）に関連する。

移動（セルラ）通信ネットワークでは、（ユーザ）通信デバイス（ユーザ機器（ＵＥ）、例えば移動電話機としても知られている）が、基地局を介してリモートサーバ又は他の通信デバイスと通信する。それらの互いの通信において、通信デバイス及び基地局は、通常は周波数帯域及び／又は時間ブロックに分割されている認可された無線周波数を用いる。

通信デバイスは、基地局を介して通信することができるようにするために、基地局によって動作される制御チャネルを監視する必要がある。これらの制御チャネルのうちの１つ、いわゆる物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）は、スケジューリング割り当て及び他の制御情報を搬送する。ＰＤＣＣＨは様々な目的を務める。主として、ＰＤＣＣＨは、スケジューリング決定事項、すなわち、アップリンク通信及びダウンリンク通信のためのスケジューリング割り当てを個々の通信デバイスに伝達するのに用いられる。

ＰＤＣＣＨ上で搬送される情報は、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）と呼ばれる。ＰＤＣＣＨ等の物理制御チャネルは、１つ又は幾つかの連続した制御チャネル要素（ＣＣＥ）のアグリゲーションにおいて送信される。ここで、制御チャネル要素は、９つのリソース要素グループ（ＲＥＧ）に対応する。各ＲＥＧは、４つのリソース要素（ＲＥ）を持つ。

もう１つの制御チャネル、いわゆる物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）は、（例えば、通信デバイスの初期アクセスをセットアップするとき及び／又は再同期が必要なときは常に）通信デバイスとネットワークとの間で送信を同期させるために提供される。現在の標準仕様（Ｒｅｌ－８からのもの）では、ＰＲＡＣＨに割り当てられたリソース（プリアンブル、時間、周波数）は、事前に構成され、適用可能なＰＲＡＣＨパラメータは、いわゆるシステム情報ブロック２（ＳＩＢ２）におけるシステム情報の一部としてネットワークによってブロードキャストされる。これらのパラメータのうちの１つは、いわゆるランダムアクセスプリアンブルを指定する。このランダムアクセスプリアンブルは、サイクリックプレフィックス部分及びシーケンス部分からなる。プリアンブルの長さ（すなわち、上記２つの部分を組み合わせたものの全体の長さ）は、フレーム構造及びランダムアクセス構成に依存する。プリアンブルフォーマットは、（ＳＩＢ２を介して）上位レイヤによって制御される。このため、ＳＩＢ２に含まれるパラメータに基づいて、通信デバイスは、正しいＰＲＡＣＨリソースを通じて、適切なパラメータを用いてネットワークとのアクセスを開始する（例えば、適切なプリアンブルを送信する）ことができる。物理レイヤランダムアクセスプリアンブルの更なる詳細は、３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）３６．２１１のセクション５．７．１から入手され得る。この内容は、引用することによって本明細書の一部をなす。

アイドルモードの通信デバイスが、他の通信ノードと通信する必要があるとき、この通信デバイスは、自身の動作モードを（無線リソース制御（ＲＲＣ）アイドルモードから）いわゆるＲＲＣ接続モードに変更する必要がある。これを行うために、通信デバイスは、適した基地局（例えば、最も強い信号を有する基地局及び／又はこの通信デバイスが使用を認可されている基地局）とのランダムアクセス手順を実行する。このランダムアクセス手順は、通信デバイスが、適切なプリアンブルシーケンスを選択し、基地局用の通信デバイスを識別する一時識別子とともに基地局に（ＳＩＢ２を介してアドバタイズされたＰＲＡＣＨを通じて）送信することを含む。基地局が、この通信デバイスの送信を受信することに成功しない場合（例えば、複数のデバイスがプリアンブルを同時に送信しており、その結果、衝突が生じているため）及び／又は適切なランダムアクセス応答を送信しない場合、通信デバイスは、所定の遅延の後に別のプリアンブルシーケンスを送信する（及び場合によっては、基地局が応答するまでこのステップを繰り返す）ように構成される。通信デバイスの送信を受信することに成功した場合（例えば、通信デバイスの送信が他の通信デバイスによる送信と衝突しない場合）、基地局は、適切なランダムアクセス応答（この応答において、基地局は、受信された一時識別子を用いて通信デバイスを識別している）を送信し、ネットワークと通信するための通信デバイス用のリソースを割り当てる。

このように、一度、基地局が、通信デバイスによるプリアンブル送信に応答すると、通信デバイスは、自身の次のメッセージにおいて、割り当てられたリソースを用いてＲＲＣ接続（及び／又は同様のもの）の確立を要求することができる。一度、ＲＲＣ接続が、通信デバイスと基地局との間で確立されると、通信デバイスは、基地局によって割り当てられたリソースを用いてその基地局を介して（及びコアネットワークを介して）他の通信ノードと通信することができる。

遠距離通信における近年の開発では、人間の援助なしで通信し動作を行うように構成されたネットワーク接続デバイスである、マシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスの使用の大幅な増加が見られている。そのようなデバイスの例には、スマートメータが含まれる。このスマートメータは、測定を行い、これらの測定結果を、遠距離通信ネットワークを介して他のデバイスに中継するように構成され得る。マシンタイプ通信デバイスは、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）通信デバイスとしても知られている。

ＭＴＣデバイスは、リモート「マシン」（例えば、サーバ）若しくはユーザに送信するデータ又はそれらから受信するデータを有するときは常に、（必要な場合には、適切なランダムアクセス手順を実行した後に）ネットワークに接続する。ＭＴＣデバイスは、移動電話機又は類似のユーザ機器用に最適化された、通信プロトコル及び標準規格を用いる。一方、ＭＴＣデバイスは、一旦展開されると、通常、人間の管理もインタラクションも必要とすることなく動作し、内部メモリに記憶されたソフトウェア命令に従う。ＭＴＣデバイスは、長期間静止した状態及び／又は非アクティブな状態に留まる場合もある。ＭＴＣデバイスをサポートする特定のネットワーク要件は、３ＧＰＰ ＴＳ２２．３６８標準規格において取り扱われおり、この内容は、引用することによって本明細書の一部をなす。

ＭＴＣデバイスに関する標準規格のリリース１３（Ｒｅｌ－１３）バージョンについては、ダウンリンク及びアップリンクにおける１．４ＭＨｚの削減帯域幅のサポートが想定されている。このため、幾つかのＭＴＣデバイスは、全ＬＴＥ帯域幅と比較して制限された帯域幅（通常、１．４ＭＨｚ）しかサポートせず、及び／又はより少ない／単純化された構成要素を有する場合がある。これによって、そのような「削減帯域幅」ＭＴＣデバイスを、より大きな帯域幅をサポートし及び／又はより複雑な構成要素を有するＭＴＣデバイスと比較して、より経済的に作製することが可能になる。

ネットワークカバレッジの欠如（例えば、屋内に展開されるとき）は、ＭＴＣデバイスの多くの場合に制限された機能と組み合わさって、そのようなＭＴＣデバイスが有するデータレートの低下をもたらす可能性があり、したがって、幾つかのメッセージ又はＰＤＣＣＨ等のチャネルがＭＴＣデバイスによって受信されないリスクが存在する。このリスクを緩和するために、ＰＤＣＣＨ（及び／又はＲｅｌ－１３における拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ））のカバレッジを増加させて（例えば、周波数分割複信（ＦＤＤ）送信の場合には２０ｄＢに対応する）、そのようなＭＴＣデバイスをサポートすることが提案されている。

カバレッジの拡張、いわゆる「カバレッジ拡張ＭＴＣデバイス」のために提案された１つの手法は、同じＥＰＤＣＣＨ情報（例えば、ＤＣＩ）を複数（例えば、２つ、３つ、４つ）のサブフレームにわたって繰り返すことである。換言すれば、カバレッジ拡張ＭＴＣデバイスの場合、基地局は、ＥＰＤＣＣＨ情報を時間領域において複製する（基地局は、そのＥＰＤＣＣＨ情報が最初に送信されるサブフレームの後続の１つ又は複数のサブフレームにおいて同じＥＰＤＣＣＨ情報を再送信する）。そのようなカバレッジ拡張ＭＴＣデバイスは、複数のサブフレームにおいて受信された（同じ）ＥＰＤＣＣＨ情報の複数のコピーを組み合わせるように構成され得、これらの受信された情報を組み合わせた後、カバレッジ拡張ＭＴＣデバイスは、ＥＰＤＣＣＨ情報の単一のコピーに基づくよりも、ＥＰＤＣＣＨの復号化に成功することができる可能性が高い。

実際には、ＭＴＣデバイスは、それぞれ異なるロケーションに展開される場合があり、それぞれ異なるチャネル状態を経験する場合がある。したがって、（ＥＰＤＣＣＨ情報の）繰り返しの数は、各デバイスの状況又はカバレッジレベルに合わせることが必要な場合がある。したがって、そのようなカバレッジの拡張を容易にするために、各ＭＴＣデバイスは、自身のサービング基地局がその制御シグナリングを適切に調整することを可能にするのに必要とされるカバレッジの量（例えば、５ｄＢ／１０ｄＢ／１５ｄＢ／２０ｄＢのカバレッジ拡張）をこの基地局に知らせる必要がある。

しかしながら、理想的には、物理レイヤ制御シグナリング（例えば、ＥＰＤＣＣＨシグナリング）及び上位レイヤ共通制御情報（例えば、ＳＩＢ、ランダムアクセス応答（ＲＡＲ）、ページングメッセージ等）は、削減帯域幅通信デバイスのソリューションとカバレッジ拡張通信デバイスのソリューションとの間に高レベルの共通性を示す。

しかしながら、本発明者らは、リリース１３における削減帯域幅ＭＴＣデバイスをサポートするために、これらの削減帯域幅ＭＴＣデバイス用のＰＲＡＣＨを設けるには、例えば、以下のものを含む複数の課題に対処する必要があることを認識している。
－ダウンリンク及びアップリンクにおける１．４ＭＨｚの削減帯域幅に起因して、削減帯域幅ＭＴＣデバイスは、セルの帯域幅全体にわたって密に拡散されたＰＤＣＣＨを受信することができない（すなわち、ＰＤＣＣＨは、このＭＴＣデバイスによってサポートされた１．４ＭＨｚの外部に含まれる周波数上で送信される場合がある）；
－その結果、削減帯域幅ＭＴＣデバイスは、ＰＤＣＣＨにおいて送信されるレガシーＲＡＲメッセージに含まれるスケジューリング割り当ても（これがセルの帯域幅全体にわたって拡散されているとき）受信することができない；及び、
－ＥＰＤＣＣＨ共通探索空間（ＣＳＳ）は、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）がそのロケーションを時間－周波数リソースにおいて示すように定義される可能性がある；この場合、削減帯域幅ＭＴＣデバイスは、もしＰＢＣＨ又はＥＰＤＣＣＨのいずれかがこのＭＴＣデバイスによってサポートされた１．４ＭＨｚ帯域の外部で送信されるなら、ＣＳＳを受信することができない。

Ｒｅｌ－１３における削減帯域幅ＭＴＣデバイスをサポートするためには、（Ｒｅｌ－１３のＭＴＣデバイスは、共通制御情報の潜在的な動的スケジューリングのためにＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳしか監視しないので）、ＲＡＲメッセージ用のＤＣＩをＭＴＣデバイス用のＰＤＣＣＨ共通探索空間（ＣＳＳ）ではなくＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいて送信する必要があることを除いて、現在のＰＲＡＣＨ設計を変更する必要はないように見える。しかしながら、基地局が、対応するＤＣＩ（例えば、ＲＡＲメッセージ）が（削減帯域幅ＭＴＣデバイス用の）ＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいて送信されるように、Ｒｅｌ－１３における削減帯域幅ＭＴＣデバイスを効率的かつ確実にどのように識別するのかはまだ解決されていない。

削減帯域幅ＭＴＣデバイスに関連した課題に加えて、Ｒｅｌ－１３におけるカバレッジ拡張ＭＴＣデバイス用のＰＲＡＣＨを設けるには、ＰＲＡＣＨチャネルのカバレッジを拡張するとともに後方互換性を得るために、既存のＬＴＥ Ｒｅｌ－８プリアンブルフォーマットを用いることによって、時間領域における複数のサブフレームにわたってＰＲＡＣＨの繰り返しをサポートすることが必要になる。

したがって、Ｒｅｌ－１３におけるカバレッジ拡張ＭＴＣ ＵＥ用のＰＲＡＣＨを設けるには、少なくとも以下の課題にも対処する必要がある。
－Ｒｅｌ－１３における削減帯域幅通信デバイス及びカバレッジ拡張ＭＴＣ通信デバイスを（ＤＣＩ／ＲＡＲをそのような通信デバイス用のＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいて送信することができるように）どのように識別するのか；
－削減帯域幅通信デバイスとカバレッジ拡張（ＣＥ）通信デバイスとの間の衝突確率（競合問題）をどのように低下させるのか、及び異なるＣＥレベル間の衝突確率もどのように低下させるのか；並びに、
－（時間領域の繰り返しに起因して）ＣＥレベルに関連した多くのオーバヘッドが存在するので、削減帯域幅通信デバイスだけでなく他のカバレッジレベルとのＰＲＡＣＨプリアンブルの衝突を回避することが望ましい（ただし、同じＣＥレベルとの衝突／競合は許容されるべきである）。

本発明は、上記課題に少なくとも部分的に対処するシステム、デバイス及び方法を提供しようとするものである。

１つの態様によれば、本発明は、通信ノードと通信する、第１のタイプ（例えば、レガシー）のユーザ通信デバイスと第２のタイプ（例えば、マシンタイプ）の通信デバイスとを含む複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てるように動作可能な該通信ノードであって、上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記複数のユーザ通信デバイスに送信する手段であって、該制御データは、少なくとも、ｉ）上記第１のタイプのユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、ｉｉ）上記第２のタイプのデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成とを識別する情報を含む、上記送信する手段と；上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの一方に準拠したランダムアクセスメッセージを上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記複数のユーザ通信デバイスのうちの１つのユーザ通信デバイスから受信する手段と；上記受信されたランダムアクセスメッセージが準拠した上記ＰＲＡＣＨリソース構成に基づいて、上記ユーザ通信デバイスが第１のタイプのユーザ通信デバイスから成るか又は第２のタイプのデバイスから成るかを判断する手段と；を備える、通信ノードを提供する。

上記送信する手段は、上記ユーザ通信デバイスが第１のタイプのユーザ通信デバイスから成ると判断されたときは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信し、上記ユーザ通信デバイスがＭＴＣデバイスから成ると判断されたときは、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信するように動作可能であってよい。

上記各ＰＲＡＣＨリソース構成は、関連付けられたプリアンブルシーケンスを規定してよく、上記ランダムアクセスメッセージは、プレフィックスと、上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの一方に準拠したプリアンブルシーケンスとを含んでよく、上記判断する手段は、上記ランダムアクセスメッセージに含まれる上記プリアンブルシーケンスに基づいて、上記第１のユーザ通信デバイスが第１のタイプのユーザ通信デバイスから成るか又は第２のタイプのデバイスから成るのかを判断するように動作可能であってよい。

上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成は、上記第１のタイプのユーザ通信デバイスによって潜在的に用いられる通信リソースの第１のセットを規定してよい。上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成は、上記第２のタイプのデバイスによって潜在的に用いられる、上記第１のセットと異なる、通信リソースの第２のセットを規定してよい。上記判断する手段は、ｉ）上記受信する手段が、上記通信リソースの第１のセットに属する通信リソースを通じて上記ランダムアクセスメッセージを受信したときは、上記第１のユーザ通信デバイスが第１のタイプのユーザ通信デバイスから成ると判断するように動作可能であってよい。上記判断する手段は、ｉｉ）上記受信する手段が、上記通信リソースの第２のセットに属する通信リソースを通じて上記ランダムアクセスメッセージを受信したときは、上記第１のユーザ通信デバイスが第２のタイプのデバイスから成ると判断するように動作可能であってよい。

上記判断する手段は、上記ユーザ通信デバイスが第２のタイプのデバイスであるとき、その第２のタイプのデバイスが削減帯域幅の第２のタイプのデバイス及び／又はカバレッジ拡張の第２のタイプのデバイスから成るか否かを判断するように動作可能であってよい。

上記判断する手段は、上記ユーザ通信デバイスがカバレッジ拡張の第２のタイプのデバイスであるとき、該カバレッジ拡張の第２のタイプのデバイスによって必要とされるカバレッジ拡張のレベルを求めるように動作可能であってよい。

上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの少なくとも一方は、６つ以下の物理リソースブロックを含む通信リソースのセットを規定してよい。

上記通信ノードは、基地局から成ってよい。

上記通信ノードは、標準規格のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）セットに従って動作する基地局から成ってよい。

上記通信リソースは、時間多重化方式、周波数多重化方式、及び符号シーケンス多重化方式のうちの少なくとも１つに従って提供されるリソースであってよい。

１つの態様によれば、本発明は、通信ノードが、第１のタイプ（例えば、レガシー）のユーザ通信デバイスとマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスとを含む複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てる通信システムのＭＴＣ通信デバイスであって、上記第２のＭＴＣ通信デバイスは、上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記通信ノードから受信する手段であって、該制御データは、少なくとも、ｉ）上記第１のタイプのユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、ｉｉ）上記ＭＴＣデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成とを識別する情報を含む、上記受信する手段と；上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成に準拠したランダムアクセスメッセージを上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記通信ノードに送信する手段と；を備える、ＭＴＣデバイスを提供する。

上記受信する手段は、上記ランダムアクセスメッセージに応答した、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を受信するように動作可能であってよい。

１つの態様によれば、本発明は、通信ノードが、該通信ノードと通信する、第１のタイプのユーザ通信デバイスと第２のタイプ（例えば、マシンタイプ）の通信デバイスとを含む複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てる通信システムにおいて上記通信ノードによって実行される方法であって、上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記複数のユーザ通信デバイスに送信することであって、該制御データは、少なくとも、ｉ）上記第１のタイプのユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、ｉｉ）上記第２のタイプのデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成とを識別する情報を含む、上記送信することと；上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの一方に準拠したランダムアクセスメッセージを上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記複数のユーザ通信デバイスのうちの１つのユーザ通信デバイスから受信することと；上記受信されたランダムアクセスメッセージが準拠している上記ＰＲＡＣＨリソース構成に基づいて、上記ユーザ通信デバイスが第１のタイプのユーザ通信デバイスから成るのか又は第２のタイプのデバイスから成るのかを判断することと；を含む、方法を提供する。

上記方法は、上記ユーザ通信デバイスが第１のタイプのユーザ通信デバイスから成ると判断されたときは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信することと、上記ユーザ通信デバイスが第２のタイプのデバイスから成ると判断されたときは、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信することとを更に含んでよい。

１つの態様によれば、本発明は、通信ノードが、第１のタイプのユーザ通信デバイスとマシンタイプ通信「ＭＴＣ」デバイスとを含む、複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てる通信システムにおいてＭＴＣデバイスによって実行される方法であって、上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記通信ノードから受信することであって、該制御データは、少なくとも、ｉ）上記第１のタイプのユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、ｉｉ）上記ＭＴＣデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成とを識別する情報を含む、上記受信することと；上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成に準拠したランダムアクセスメッセージを上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記通信ノードに送信することと；を含む、方法を提供する。

上記方法は、上記ランダムアクセスメッセージに応答して、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を受信することを更に含んでよい。

本発明の態様は、対応するシステム、方法、並びに上記で示した又は特許請求の範囲において記載される態様及び可能な形態において記載されるような方法を実行するようにプログラマブルプロセッサをプログラムするように、及び／又は特許請求の範囲のいずれかの請求項において記載される装置を提供するように適切に構成されたコンピュータをプログラムするように動作可能である命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体のようなコンピュータプログラム製品にまで及ぶ。

本明細書（特許請求の範囲を含む）において開示され、及び／又は図面において示される各特徴は、開示され、及び／又は図示される任意の他の特徴から独立して（又はそれらと組み合わせて）本発明に組み込まれてよい。詳細には、限定はしないが、特定の独立請求項に従属する請求項のうちのいずれかの特徴は、任意の組み合わせにおいて又は個々に、その独立請求項に取り込まれてよい。
次に、本発明の実施形態を、単に例として、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の実施形態を適用することができる遠距離通信システムを概略的に示す図である。 図１に示す通信デバイスの主な構成要素を示すブロック図である。 図１に示す基地局の主な構成要素を示すブロック図である。 ＵＥカテゴリ固有のＰＲＡＣＨ構成を図１に示すシステムにおいて用いることができる一例示的な方法を示す図である。 ＵＥカテゴリ固有のＰＲＡＣＨ構成を図１に示すシステムにおいて用いることができる一例示的な方法を示す図である。 ＵＥカテゴリ固有のＰＲＡＣＨ構成を図１に示すシステムにおいて用いることができる一例示的な方法を示す図である。

＜概略＞
図１は、通信デバイス３（移動電話機３－１及びＭＴＣデバイス３－２等）がＥ－ＵＴＲＡＮ基地局５（「ｅＮＢ」と表記する）及びコアネットワーク７を介して互いに及び／又は他の通信ノードと通信することができる移動（セルラ）遠距離通信システム１を概略的に示している。当業者であれば理解するように、図１には、例示の目的で、１つの移動電話機３－１、１つのＭＴＣデバイス３－２、及び１つの基地局５が示されているが、このシステムは、実施されるとき、通常、他の基地局及び通信デバイスを含む。

基地局５は、Ｓ１インターフェースを介してコアネットワーク７に接続されている。コアネットワーク７は、とりわけ、インターネット等の他のネットワーク及び／又はコアネットワーク７の外部でホストされるサーバに接続するためのゲートウェイと、通信ネットワーク１内における通信デバイス３（例えば、移動電話機及びＭＴＣデバイス）のロケーションの経過を追跡する移動管理エンティティ（ＭＭＥ）と、加入関連情報（例えば、どの通信デバイス３がマシンタイプ通信デバイスとして構成されているのかを識別する情報）を記憶するとともに、各通信デバイス３に固有の制御パラメータを記憶するホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）とを備える。

各通信デバイス３は、ＵＥのカテゴリのうちの１つ又は複数に分類することができる。ＵＥの第１のカテゴリは、ＬＴＥ標準規格の以前のリリース（例えば、Ｒｅｌ－８、Ｒｅｌ－９、Ｒｅｌ－１０、Ｒｅｌ－１１、及び／又はＲｅｌ－１２）のみをサポートする通信デバイスを含む。そのようなグループの通信デバイスは、一般にレガシーＵＥと呼ばれる（基地局５はＬＴＥ標準規格のＲｅｌ－１３に従って動作していると仮定している）。このグループに属する幾つかの通信デバイスは、ＥＰＤＣＣＨをサポートしない場合がある（ＰＤＣＣＨのみをサポートする）ことが理解されるであろう。ＵＥの第２のカテゴリは、削減帯域幅ＵＥ（例えば、１．４ＭＨｚ帯域幅のみを用いることが可能なＲｅｌ－１３のＭＴＣデバイス）を含む。これらのＵＥは、基地局５のセルにおいて利用可能な帯域幅全体にわたって通信することができない。ＵＥの第３のカテゴリは、カバレッジ拡張ＵＥ（例えば、幾つかのＭＴＣデバイス）を含む。これらのＵＥは、幾つかの特定の基地局機能が単純化及び／又は緩和されることを要する（ただし、そのようなカバレッジ拡張ＵＥは、他の機能を通常どおりサポートすることができる）。

基地局５は、当該基地局５のセル内に位置する通信デバイス３によって受信される物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）及び拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）を送信するように構成されている。（Ｅ）ＰＤＣＣＨは、アップリンクリソース及びダウンリンクリソースを通信デバイス３に割り当てる。ＰＤＣＣＨとＥＰＤＣＣＨとの間の１つの相違は、ＥＰＤＣＣＨの共通探索空間が、この共通探索空間をＲｅｌ－１３の削減帯域幅ＭＴＣデバイスに適合させる相対的に狭い周波数スペクトル（１．４ＭＨｚ）を用いる一方、ＰＤＣＣＨが、レガシー（Ｒｅｌ－１３以前）通信デバイスとの後方互換性を提供するために、それよりも広い周波数スペクトルを用いるということである。

いわゆる共通探索空間（ＣＳＳ）は、全ての通信デバイス３に共通のダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）をセル内で搬送する。例えば、ＣＳＳは、セルアクセスパラメータに関連した情報；ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）メッセージ（例えば、ランダムアクセス応答（ＲＡＲ）及び／又は競合解決）；及び／又はページングチャネル（ＰＣＨ）を収容するシステム情報ブロック（ＳＩＢ）を含んでよい。ＬＴＥ Ｒｅｌ－１３では、ＣＳＳは、ＥＰＤＣＣＨの一部をなす。ＣＳＳ用に割り当てられた（時間－周波数）リソースは、いわゆる物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）を介して示される。

基地局５は、通信デバイス３によって受信される「ＳＩＢ２」をそのセル内で送信するように構成されている。ＳＩＢ２は、基地局５のセル内で現在用いられているＰＲＡＣＨリソース構成の適切なパラメータを含む。セルの通常のＰＲＡＣＨリソース構成並びに関連付けられたパラメータ及び値は、表１に示されている。

上記で説明したように、通信デバイス３は、基地局５（及びコアネットワーク７）を介して他のデバイスと通信することができるようにするために、その基地局５とのＲＲＣ接続を確立する必要がある。したがって、各通信デバイス３は、自身の送信を基地局５と同期させるとともに、ＲＲＣ接続を確立する理由をネットワークに示すために、適切なランダムアクセス手順を（ＰＲＡＣＨを介して）実行するように構成されている。

しかしながら、これも上記で説明したように、通信デバイスの中には、基地局５によってサポートされるＬＴＥ標準規格のリリースよりも以前のリリースしかサポートしていないものもあれば（レガシーＵＥ）、削減帯域幅ＵＥを含むものもあれば、カバレッジ拡張ＵＥを含むものもある。

有利には、ＰＲＡＣＨは、基地局５のセルにおいて、異なるカテゴリの通信デバイスが、基地局５とのランダムアクセス手順の開始時に用いられる異なるＰＲＡＣＨリソース及び／又は異なるＰＲＡＣＨプリアンブルを割り当てられるように構成されている。この例では、異なるカテゴリの通信デバイスは、ｉ）レガシーＵＥ（ＭＴＣデバイス）；ｉｉ）削減帯域幅ＵＥ（ＭＴＣデバイス）；及びｉｉｉ）カバレッジ拡張ＵＥ（ＭＴＣデバイス）から成る。したがって、基地局５によるＰＲＡＣＨ構成は、（ＵＥカテゴリごとにそれぞれの関連付けられたＰＲＡＣＨリソース及び／又は関連付けられたＰＲＡＣＨプリアンブルを指定する）ＵＥのカテゴリごとに別々のＰＲＡＣＨ構成パラメータを含む。

したがって、ランダムアクセスプリアンブルシーケンスを受信すると、基地局５は、有利には、プリアンブルシーケンスを送信した通信デバイス３のカテゴリを（用いられているＰＲＡＣＨリソース及び／又はＰＲＡＣＨプリアンブルを調べることによって）判断することができる。具体的に言えば、基地局５は、少なくともレガシーＵＥ（ＭＴＣデバイス）、削減帯域幅ＵＥ（ＭＴＣデバイス）、及びカバレッジ拡張ＵＥ（ＭＴＣデバイス）を互いに見分けることができる。

図１に示す例では、移動電話機３－１はレガシーＵＥから成り、ＭＴＣデバイス３－２は削減帯域幅ＭＴＣデバイスから成る。（基地局５によってブロードキャストされた）ＳＩＢ２情報をリスンすることによって、移動電話機３－１及びＭＴＣデバイス３－２の双方は、ＵＥの自身のカテゴリについて適用可能なＰＲＡＣＨ構成を得ることができ、それに応じて、ランダムアクセス手順を実行することができる。このため、移動電話機３－１は、レガシーＵＥに関連付けられた適切なＰＲＡＣＨプリアンブルのうちの１つを選択し、この選択されたプリアンブルをレガシーＵＥに関連付けられたＰＲＡＣＨリソースを通じて基地局５に送信する。他方、ＭＴＣデバイス３－２は、削減帯域幅ＵＥに関連付けられた適切なＰＲＡＣＨプリアンブルのうちの１つを選択し、この選択されたプリアンブルを削減帯域幅ＵＥに関連付けられたＰＲＡＣＨリソースを通じて基地局５に送信する。

したがって、受信されたプリアンブル及び／又は用いられているＰＲＡＣＨリソースに基づいて、基地局５は、移動電話機３－１をＭＴＣデバイス３－２から見分けることができ、それに応じてランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信することができる。具体的に言えば、基地局５は、適切なＤＣＩ、すなわち、ｉ）（レガシーＵＥによって送信されたプリアンブルシーケンスに応答した）ＰＤＣＣＨ ＣＳＳ；及びii)（削減帯域幅ＵＥ及び／又はカバレッジ拡張ＵＥによって送信されたプリアンブルシーケンスに応答した）ＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳ、を含むＲＡＲを送信するように構成されている。

要約すれば、基地局は、有利には、（カテゴリごとに適切なＰＲＡＣＨ構成をブロードキャストすることによって）通信デバイスのカテゴリに従ってＰＲＡＣＨリソースを割り当てることができ、送信側通信デバイスのＵＥカテゴリが用いることができる通信リソース（ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ）を通じてプリアンブル送信に応答することができる。

＜通信デバイス＞
図２は、図１に示す通信デバイス３の主な構成要素を示すブロック図である。通信デバイス３は、マシンタイプ通信デバイスとして構成されたＭＴＣデバイス又は移動（又は「セルラ」）電話機であってよい。通信デバイス３は、少なくとも１つのアンテナ３３を介して基地局５に対して信号を送受信するように動作可能なトランシーバ回路３１を備える。通常、通信デバイス３は、ユーザが通信デバイス３とインタラクトすることを可能にするユーザインターフェース３５も備えるが、このユーザインターフェース３５は、幾つかのＭＴＣデバイスについては省略されてもよい。

トランシーバ回路３１の動作は、メモリ３９に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラ３７によって制御される。このソフトウェアは、とりわけ、オペレーティングシステム４１、通信制御モジュール４３、ＭＴＣモジュール４５、及びランダムアクセスモジュール４７を含む。

通信制御モジュール４３は、通信デバイス３と基地局５及び／又は（基地局５を介した）他の通信ノードとの間の通信を制御する。

ＭＴＣモジュール４５は、マシンタイプ通信タスクを実行するように動作可能である。例えば、ＭＴＣモジュール４５は、（トランシーバ回路３１を介して）リモートサーバに（例えば、周期的に及び／又はトリガの検出時に）送信するためのデータを収集してよい。

ランダムアクセスモジュール４７は、ネットワークとの送信の同期を取得及び維持することを担当する。例えば、ランダムアクセスモジュール４７は、通信デバイス３がネットワークとのＲＲＣ接続を確立する必要があるときに、ランダムアクセス送信（選択されたプリアンブルシーケンスを含む）を（トランシーバ回路３１を介して）基地局５に送信してよい。ランダムアクセスプリアンブルシーケンスを選択／送信するとき、ランダムアクセスモジュール４７は、通信デバイス３のカテゴリと、通信デバイスのそのカテゴリについて適用可能なＰＲＡＣＨ構成（基地局５によってブロードキャストされたもの）とを考慮に入れる。

＜基地局＞
図３は、図１に示す基地局５の主な構成要素を示すブロック図である。基地局５は、１つ又は複数のアンテナ５３を介して通信デバイス３に対して信号を送受信するように動作可能なトランシーバ回路５１を備えるＥ－ＵＴＲＡＮ基地局（ｅＮＢ）から成る。基地局５は、適切なコアネットワークインターフェース５５（Ｓ１インターフェース等）を介してコアネットワーク７に対して信号を送受信するようにも動作可能である。トランシーバ回路５１の動作は、メモリ５９に記憶されたソフトウェアに従ってコントローラ５７によって制御される。

このソフトウェアは、とりわけ、オペレーティングシステム６１、通信制御モジュール６３、ブロードキャストモジュール６５、ＰＲＡＣＨ構成モジュール６７、及びＵＥカテゴリ確定モジュール６９を含む。

通信制御モジュール６３は、通信デバイス３との通信を制御する。通信制御モジュール６３は、この基地局５によってサービングされる通信デバイス３によって用いられるリソースをスケジューリングすることも担当する。

ブロードキャストモジュール６５は、基地局５のセル内に位置する通信デバイス３によって受信されるシステム情報（基地局５のセルの構成等）を、ブロードキャストチャネルを介して送信する。例えば、ブロードキャストモジュール６５は、セル内で用いられるＰＲＡＣＨ構成を送信する。

ＰＲＡＣＨ構成モジュール６７は、通信デバイスの各カテゴリによって用いられる関連付けられたランダムアクセスパラメータを、ＰＲＡＣＨを通じて通信するときに構成することを担当する。ＰＲＡＣＨ構成モジュール６７は、通信デバイスの各カテゴリについて適用可能なランダムアクセス（ＰＲＡＣＨ）構成を基地局５のセル内に位置する通信デバイス３に（ブロードキャストモジュール６５を介して）知らせることを担当する。

ＵＥカテゴリ確定モジュール６９は、受信されたプリアンブルシーケンス（例えば、プリアンブルシーケンスが送信された時間／周波数リソース及び／又は選択されたプリアンブル）に基づいて、送信側通信デバイス３のカテゴリを判断する。

上記説明では、通信デバイス３及び基地局５は、理解を容易にするために複数の別々のモジュールを有するものとして説明されている。これらのモジュールは、例えば、既存のシステムが本発明を実施するように変更された幾つかの特定の用途についてはこのように提供することができるが、他の用途、例えば、本発明の特徴を最初から考慮して設計されたシステムでは、これらのモジュールは、全体のオペレーティングシステム又はコードに組み込むことができ、そのため、これらのモジュールは、別々のエンティティとして区別することができない場合がある。

複数の実施形態（オプションＡ～Ｄ）が、図４～図６を参照して以下で説明される。これらの実施形態は、互いに相容れないものではなく、オプションＡ～Ｄの任意のものを、単一のセル内及び／又は近傍セルにおいて同じシステム内で組み合わせることができることが理解されるであろう。例えば、基地局５は、或る動作モードから別の動作モードに、例えば、周期的に、自身のセル内のＭＴＣデバイス２の数に応じて、セル内の全体の負荷に応じて、（例えば、衝突に起因した）プリアンブル再送信の数に応じて等、変化するように構成されてよい。

＜動作－オプションＡ＞
この実施形態は、（ＰＲＡＣＨ）プリアンブルシーケンス分割の概念に基づいている。換言すれば、異なるカテゴリの通信デバイス３（例えば、削減帯域幅ＭＴＣデバイス、カバレッジ拡張ＭＴＣデバイス、ＬＴＥ標準規格の種々のリリースに準拠した移動電話機、及び／又はＭＴＣモード／ＵＥモード等の種々の動作モードで動作する通信デバイス）ごとに異なるプリアンブルシーケンス（のセット）が確保される。

この例では、基地局５は、（自身のＰＲＡＣＨ構成モジュール６７を用いて）プリアンブルシーケンスの第１のセットをレガシー通信デバイスに割り当て、プリアンブルシーケンスの第２のセット（第１のセットと異なる）を削減帯域幅（ＢＷ）モードで動作する（ＭＴＣ）通信デバイスに割り当て、プリアンブルシーケンスの第３のセット（第１のセット及び第２のセットと異なる）をカバレッジ拡張（ＣＥ）モードで動作する（ＭＴＣ）通信デバイスに割り当てる。これらのプリアンブルシーケンスのセットのうちの１つ又は複数は、適宜、更なるサブセットに分割されてよい。一例示的なプリアンブルシーケンス分割が、以下の表２に示されている。この表２では、第１のセットはＰＲＡＣＨプリアンブル０～３１を含み、第２のセットはＰＲＡＣＨプリアンブル３２～４２を含み、第３のセットはＰＲＡＣＨプリアンブル４３～６３（異なるレベルのカバレッジ拡張について４つのサブセットに更に分割されている）を含む。

基地局５は、有利には、自身のセルにおいて、例えば、適切なＰＲＡＣＨ構成インデックスを用いることによって、適用可能なプリアンブルシーケンス分割に関する情報を、上位レイヤシグナリング（例えば、ＳＩＢ２）を介して（自身のブロードキャストモジュール６５を用いて）ブロードキャストするように構成されている。このように、基地局５は、どのプリアンブルシーケンスが各カテゴリのデバイスに適用されるのかを自身のセル内の通信デバイス３に知らせることができ、それによって、通信デバイス３は、その通信デバイス３のカテゴリを基地局５に（暗黙的に）示すプリアンブルシーケンスを選択して送信することができるようになる。

例えば、ＭＴＣデバイス３－２が削減帯域幅ＵＥである場合、このＭＴＣデバイスは、プリアンブル番号３２～４２からプリアンブルを（自身のＭＴＣモジュール４５を用いて）選択し、ＰＲＡＣＨを通じて（ＰＲＡＣＨが構成されている任意のサブフレームにおいて）このプリアンブルを（自身のトランシーバ回路３１を用いて）基地局５に送信する。受信されたプリアンブルに基づいて、基地局５は、（自身のＵＥカテゴリ確定モジュール６９を用いて）送信側通信デバイス３－２が削減帯域幅ＭＴＣデバイスであると判断することができ、それに応じてリソースを割り当てる（割り当てられたリソースが、ＭＴＣデバイス３－２が用いることが可能な帯域幅内に含まれるように、ＭＴＣデバイス３－２のＤＣＩを設定する）。

有利には、受信されたプリアンブルシーケンス及びそのプリアンブルシーケンスが属するセットに基づいて、基地局５は、ＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信する（すなわち、レガシーＭＴＣデバイスによって送信されたプリアンブルシーケンスに応答して送信する）のか又はＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信する（すなわち、削減帯域幅ＭＴＣデバイス又はカバレッジ拡張ＭＴＣデバイスによって送信されたプリアンブルシーケンスに応答して送信する）のかを判断することができる。換言すれば、基地局５は、ランダムアクセス応答（ＲＡＲ）メッセージ（適切なＤＣＩを含む）を、削減帯域幅ＭＴＣデバイス及びカバレッジ拡張ＭＴＣデバイス用のＥＰＤＣＣＨ共通探索空間（ＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳ）を介して送信するように構成される。

オプションＡは、表２に示す多重化方式が用いられるか否かを問わず実現することができることが理解されるであろう。しかしながら、もしプリアンブルシーケンス分割が用いられるなら、各分割について利用可能なプリアンブルシーケンスの数は少なくなってよく、これによって、ひいては、同じカテゴリのＭＴＣデバイス間の衝突確率が高まるかもしれない。

＜動作－オプションＢ＞
図４は、ＵＥカテゴリ固有のＰＲＡＣＨ構成を、図１に示すシステムにおいて用いることができる一例示的な方法を示している。この例では、基地局５は、通信デバイス３の各カテゴリについて、（例えば、デバイスカテゴリごとに異なるサブフレームにおける）異なる時間リソースを用いたそれぞれの関連付けられたＰＲＡＣＨ構成を用いる。

ＬＴＥシステムにおいて現在用いられてよい様々なＰＲＡＣＨ構成インデックス（並びに関連付けられたプリアンブルフォーマット及びサブフレーム）は、３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１の表５．７．１－２に開示されている。この例において用いられてよいＰＲＡＣＨインデックスのうちの幾つかは、以下の表３にも示されている。

しかしながら、この例における基地局５は、（３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１におけるＬＴＥについて現在規定されているように）自身のセルにおいて単一のＰＲＡＣＨ構成をサポートするのではなく、自身のＰＲＡＣＨ構成についてシーケンス分割を適用するように構成されている。すなわち、基地局５は、時間領域における複数のＰＲＡＣＨ構成を用いる。

具体的に言えば、この例では、基地局５は、ｉ）サブフレーム＃１、＃４、及び＃７において（例えば、レガシーＵＥについて）適用されるＰＲＡＣＨ構成インデックス番号９；ｉｉ）サブフレーム＃２、＃５、及び＃８において（例えば、削減帯域幅ＵＥについて）適用されるＰＲＡＣＨ構成インデックス番号１０；並びにｉｉｉ）サブフレーム＃３、＃６、及び＃９において（例えば、カバレッジ拡張ＵＥについて）適用されるＰＲＡＣＨ構成インデックス番号１１を（自身のブロードキャストモジュール６５を用いて）送信するように構成されている。この情報は、例えば、ＳＩＢ２情報の一部としてブロードキャストされてよい。

例えば、基地局５は、各ＵＥカテゴリの適用可能なＰＲＡＣＨ構成インデックスを（例えば、事前に）ブロードキャストしてよい。しかしながら、基地局５は、現在適用可能なＰＲＡＣＨ構成インデックスと、関連付けられたＵＥカテゴリを識別する情報とを（例えば、任意の先行表示の代わりに又はこれに加えて）各サブフレームにおいてブロードキャストしてよいことも理解されるであろう。

基地局５のブロードキャスト情報（例えば、ＳＩＢ２）をリスンすることによって、各通信デバイス３は、自身のカテゴリの適用可能なＰＲＡＣＨ構成インデックスを（自身のＭＴＣモジュール４５を用いて）取得することができる。したがって、通信デバイス（例えば、ＭＴＣデバイス３－２）は、ランダムアクセス手順を実行する必要があるときは常に、（ＵＥの自身のカテゴリのＰＲＡＣＨ構成インデックスによって指定されるように）そのカテゴリに割り当てられたサブフレーム内においてプリアンブルシーケンスを（自身のランダムアクセスモジュール４７及びトランシーバ回路３１を用いて）送信する。

有利には、基地局５がランダムアクセスメッセージ（プリアンブルシーケンス）を受信する時間リソース（サブフレーム）に基づいて、基地局５は、送信側通信デバイスのカテゴリを（自身のＵＥカテゴリ確定モジュール６９を用いて）判断することができる。したがって、基地局５は、通信デバイスのランダムアクセスメッセージに応答して、（レガシーＵＥ用の）ＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信するのか又は（削減帯域幅ＵＥ及び／又はカバレッジ拡張ＵＥ用の）ＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信するのかを判断することもできる。

加えて、カバレッジ拡張ＵＥの場合、基地局５は、時間における関連付けられたＰＲＡＣＨ構成インデックス内においてプリアンブルシーケンス分割（上記オプションＡのとおり）を（自身のＰＲＡＣＨ構成モジュール６７を用いて）実行し、いずれのシーケンス分割が、関連付けられたＰＲＡＣＨ時間リソース（サブフレーム）内のいずれのカバレッジレベルに適用されるのかを（例えば、システムブロードキャストを介して）通信デバイス３に知らせてもよい。

＜動作－オプションＣ＞
図５は、ＵＥカテゴリ固有のＰＲＡＣＨ構成を、図１に示すシステムにおいて用いることができる別の例示的な方法を示している。この例では、基地局５は、通信デバイス３の各カテゴリに、同じサブフレームの関連付けられた異なる周波数リソースを用いたそれぞれの関連付けられたＰＲＡＣＨ構成（例えば、ＰＲＡＣＨは、各デバイスカテゴリの異なる周波数帯域に設けられる）を用いる。実際上、その結果のＰＲＡＣＨ構成は、周波数分割多重化（ＦＤＭ）に基づくＰＲＡＣＨから成り、このＰＲＡＣＨでは、通信デバイス３の各カテゴリは、ランダムアクセス手順の間は異なる周波数帯域を用いるように構成される。

この例では、以下のＰＲＡＣＨ構成が用いられる。
－ＦＤＭ領域「０」は、レガシーＵＥに割り当てられる；
－ＦＤＭ領域「１」は、削減帯域幅（ＭＴＣ）ＵＥに割り当てられる；及び、
－ＦＤＭ領域「２」は、カバレッジ拡張（ＭＴＣ）ＵＥに割り当てられる。

ＦＤＭ領域「２」では、そのＦＤＭ領域において送信する移動通信デバイスによってサポートされた種々のレベルのカバレッジ拡張を区別する追加のシーケンス分割（オプションＡのとおり）を用いることも可能であることが理解されるであろう。

例えば、基地局５は、各ＵＥカテゴリのそれぞれのＰＲＡＣＨ構成を識別する情報（関連付けられた周波数帯域を識別する情報を含む）を（例えば、事前に及び／又は各サブフレームにおいて）ブロードキャストしてよい。

基地局５によってブロードキャストされたこの情報（例えば、ＳＩＢ２）をリスンすることによって、各通信デバイス３は、自身のカテゴリの適用可能なＰＲＡＣＨ構成（ＰＲＡＣＨ周波数帯域）を（自身のＭＴＣモジュール４５を用いて）取得することができる。したがって、通信デバイス（例えば、ＭＴＣデバイス３－２）が、ランダムアクセス手順を実行する必要があるときは常に、その通信デバイスのランダムアクセスモジュール４７が、その通信デバイスのカテゴリについて構成された周波数帯域（例えば、図５に示すサブフレーム＃１、＃４、及び＃７のうちのいずれか）内においてプリアンブルシーケンスを送信する。

次に、基地局５がプリアンブルシーケンス送信を受信する周波数（及び時間）リソースに応じて、基地局５は、送信側通信デバイスのカテゴリを（自身のＵＥカテゴリ確定モジュール６９を用いて）確定することができる。したがって、基地局５は、通信デバイスのランダムアクセスメッセージに応答して、（レガシーＵＥ用の）ＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信するのか又は（削減帯域幅ＵＥ及び／又はカバレッジ拡張ＵＥ用の）ＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信するのかを判断することもできる。

加えて、カバレッジ拡張ＵＥの場合、基地局５は、関連付けられたＰＲＡＣＨ周波数リソース（ＦＤＭ領域）内においてプリアンブルシーケンス分割（上記オプションＡのとおり）を実行し、いずれのシーケンス分割が、関連付けられたＰＲＡＣＨ周波数リソース内のいずれのカバレッジレベルに適用されるのかを（例えば、システムブロードキャストを介して）通信デバイス３に知らせてもよい。

＜動作－オプションＤ＞
図６は、ＵＥカテゴリ固有のＰＲＡＣＨ構成を、図１に示すシステムにおいて用いることができる更に別の例示的な方法を示している。この例では、基地局５は、通信デバイス３の異なるカテゴリを区別するのにハイブリッド時間－周波数リソースに基づくＰＲＡＣＨ構成を用いる。

実際上、オプションＤは、オプションＢとＣとを組み合わせたものである（適宜、オプションＡと更に組み合わせることができる）。

図６に示す例では、通信デバイスの３つのカテゴリが、基地局５のセルにおいてサポートされる。通信デバイスの第１のカテゴリはレガシーＵＥを含み、第２のカテゴリは削減帯域幅ＵＥを含み、第３のカテゴリはカバレッジ拡張ＵＥを含む。

第１のカテゴリは、（例えば、表３に示すＰＲＡＣＨインデックス９によって指定されるようなサブフレーム＃１、＃４、及び＃７における）適切なＰＲＡＣＨ構成インデックスに基づいてＰＲＡＣＨリソースを割り当てられる一方、通信デバイスの第２のカテゴリ及び第３のカテゴリは、（サブフレーム＃２、＃５、及び＃８における）ＦＤＭに基づくＰＲＡＣＨリソースを割り当てられ、通信デバイスの２つのカテゴリのそれぞれは、ランダムアクセス手順の間は異なる周波数帯域を用いるように構成されている。

この例では、以下の周波数分割多重化が用いられる。
－ＦＤＭ領域「０」は、カバレッジ拡張ＭＴＣ ＵＥに割り当てられる；及び、
－ＦＤＭ領域「１」は、削減帯域幅ＭＴＣ ＵＥに割り当てられる。

ＦＤＭ領域「０」では、そのＦＤＭ領域において送信する移動通信デバイスによってサポートされた種々のレベルのカバレッジ拡張を区別する追加のシーケンス分割（オプションＡのとおり）を用いることも可能であることが理解されるであろう。

この例では、基地局５は、各ＵＥカテゴリのそれぞれのＰＲＡＣＨ構成を識別する情報（関連付けられた周波数帯域及びサブフレームを識別する情報を含む）を（例えば、事前に及び／又は各サブフレームにおいて）ブロードキャストする。

基地局５によってブロードキャストされたこの情報（例えば、ＳＩＢ２）をリスンすることによって、各通信デバイス３は、自身のカテゴリの適用可能なＰＲＡＣＨ構成（ＰＲＡＣＨ周波数帯域／ＰＲＡＣＨ構成インデックス）を（自身のＭＴＣモジュール４５を用いて）取得することができる。したがって、通信デバイス（例えば、ＭＴＣデバイス３－２）が、ランダムアクセス手順を実行する必要があるときは常に、その通信デバイスのランダムアクセスモジュール４７が、その通信デバイスのカテゴリについて構成されたサブフレーム／周波数帯域内においてプリアンブルシーケンスを送信する。

次に、基地局５がプリアンブルシーケンス送信を受信する周波数帯域及びサブフレームに応じて、基地局５は、送信側通信デバイスのカテゴリを（自身のＵＥカテゴリ確定モジュール６９を用いて）確定することができる。したがって、基地局５は、通信デバイスのランダムアクセスメッセージに応答して、（レガシーＵＥ用の）ＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信するのか又は（削減帯域幅ＵＥ及び／又はカバレッジ拡張ＵＥ用の）ＥＰＤＣＣＨ ＣＳＳにおいてＤＣＩを送信するのかを判断することもできる。

＜変更及び代替＞
詳細な実施形態を上記で説明した。当業者であれば理解するように、上記において具現化された本発明から引き続き利益を得ながら、上記実施形態に対して複数の変更及び代替を行うことができる。

図４～図６を参照して説明した上記実施形態では、無線フレームは、１０個のサブフレーム（サブフレーム＃０～＃９）から成る。当業者であれば理解するように、無線フレームは、任意の数のサブフレームを含んでよい。

上記説明では、ＰＲＡＣＨ構成に関する情報は、ＳＩＢ２を介してシグナリングされる。しかしながら、ＰＲＡＣＨ構成（少なくともその一部分）は、異なるシステム情報ブロック、例えば、削減帯域幅ＵＥ及び／又はカバレッジ拡張ＵＥに固有の１つ又は複数のＳＩＢを介してシグナリングされてよいことが理解されるであろう。代替的に又は加えて、この情報の一部又は全ては、異なる方法で通信デバイスによって取得され得る。例えば、ＰＲＡＣＨ構成は、システムブロードキャスト（例えば、ＰＢＣＨ）及び／又は上位レイヤ（例えば、ＲＲＣ）を介してシグナリングされてよい。

さらに、適用可能なＰＲＡＣＨ構成は、基地局によって明示的にシグナリングされなくてよく、代わりに、基地局に関連付けられたセルＩＤ等の他の情報に基づいて判断されてよい。これは、通信デバイスにシグナリングしなければならないデータの量を削減するという利点を有する。

Ｅ－ＵＴＲＡＮ基地局（ｅＮＢ）として動作する基地局に関して通信システムを説明したが、同じ原理は、マクロ基地局若しくはピコ基地局として動作する基地局、フェムト基地局、基地局機能の要素を提供する中継ノード、ホーム基地局（ＨｅＮＢ）、又は他のそのような通信ノードにも適用されてよいことが理解されるであろう。

上記の実施形態では、ＬＴＥ遠距離通信システムを説明した。当業者であれば理解するように、本出願において説明される技法は、従前の３ＧＰＰタイプのシステムを含む、他の通信システムにおいて用いられ得る。他の通信ノード又はデバイスには、例えば、携帯情報端末、ラップトップコンピュータ、ウェブブラウザ等のようなユーザデバイスを含んでよい。

上記の実施形態では、基地局及び移動通信デバイスは、それぞれトランシーバ回路を備える。通常、この回路は専用ハードウェア回路によって形成される。しかしながら、幾つかの実施形態では、トランシーバ回路の一部を、対応するコントローラによって実行されるソフトウェアとして実装されてよい。

上記の実施形態では、複数のソフトウェアモジュールを説明した。当業者であれば理解するように、それらのソフトウェアモジュールは、コンパイル済みの形式又は未コンパイルの形式において与えられてよく、コンピュータネットワークを介して信号として、又は記録媒体において基地局又はユーザデバイスに供給されてよい。さらに、このソフトウェアの一部又は全部によって実行される機能は、１つ又は複数の専用のハードウェア回路を用いて実行されてよい。

上記実施形態では、マシンタイプ通信デバイス及び移動電話機を説明した。しかしながら、移動電話機（及び同様のユーザ機器）は、マシンタイプ通信デバイスとして動作するように構成されてよいことが理解されるであろう。例えば、移動電話機３－１は、ＭＴＣモジュール４５を備え（及び／又はこのモジュールの機能を提供し）てよい。

ＭＴＣの用途の例
各通信デバイスは、１つ又は複数のＭＴＣの用途をサポートしてよいことが理解されるであろう。ＭＴＣの用途の幾つかの例が、以下の表にリストされている（出典：３ＧＰＰ ＴＳ２２．３６８、付録Ｂ）。このリストは、網羅的なものではなく、マシンタイプ通信の用途の範囲を示すことを意図したものである。

種々の他の変更形態は当業者には明らかであり、ここでは、これ以上詳しくは説明しない。

前述の実施形態のうちの幾つか又は全ては、以下の付記に記載することができる。しかしながら、本発明は以下の付記に決して限定されるものではない。

（付記１）
通信ノードと通信する、レガシーユーザ通信デバイスとマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスとを含む複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てるように動作可能な該通信ノードであって、
上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記複数のユーザ通信デバイスに送信する手段であって、該制御データは、少なくとも、
ｉ）上記レガシーユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、
ｉｉ）上記ＭＴＣデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成と、
を識別する情報を含む、上記送信する手段と、
上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの一方に準拠したランダムアクセスメッセージを、上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記複数のユーザ通信デバイスのうちの１つのユーザ通信デバイスから受信する手段と、
上記受信されたランダムアクセスメッセージが準拠した上記ＰＲＡＣＨリソース構成に基づいて、上記ユーザ通信デバイスがレガシーユーザ通信デバイスから成るのか又はＭＴＣデバイスから成るのかを判断する手段と、
を備え、
上記送信する手段は、上記ユーザ通信デバイスがレガシーユーザ通信デバイスから成ると判断されたときは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信し、上記ユーザ通信デバイスがＭＴＣデバイスから成ると判断されたときは、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信するように動作可能である、通信ノード。

（付記２）
上記各ＰＲＡＣＨリソース構成は、関連付けられたプリアンブルシーケンスを規定し、上記ランダムアクセスメッセージは、プレフィックスと、上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの一方に準拠したプリアンブルシーケンスとを含み、上記判断する手段は、上記ランダムアクセスメッセージに含まれる上記プリアンブルシーケンスに基づいて、上記第１のユーザ通信デバイスがレガシーユーザ通信デバイスから成るのか又はＭＴＣデバイスから成るのかを判断するように動作可能である、付記１に記載の通信ノード。

（付記３）
ｉ）上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成は、上記レガシーユーザ通信デバイスによって潜在的に用いられる通信リソースの第１のセットを規定し、
ｉｉ）上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成は、上記ＭＴＣデバイスによって潜在的に用いられる、上記第１のセットと異なる、通信リソースの第２のセットを規定し、
上記判断する手段は、
ｉ）上記受信する手段が、上記通信リソースの第１のセットに属する通信リソースを通じて上記ランダムアクセスメッセージを受信したときは、上記第１のユーザ通信デバイスがレガシーユーザ通信デバイスから成ると判断し、
ｉｉ）上記受信する手段が、上記通信リソースの第２のセットに属する通信リソースを通じて上記ランダムアクセスメッセージを受信したときは、上記第１のユーザ通信デバイスがＭＴＣデバイスから成ると判断する、
ように動作可能である、付記１又は２に記載の通信ノード。

（付記４）
上記判断する手段は、上記ユーザ通信デバイスがＭＴＣデバイスであるとき、そのＭＴＣデバイスが削減帯域幅ＭＴＣデバイス及び／又はカバレッジ拡張ＭＴＣデバイスから成るか否かを判断するように動作可能である、付記１～３のいずれかに記載の通信ノード。

（付記５）
上記判断する手段は、上記ユーザ通信デバイスがカバレッジ拡張ＭＴＣデバイスであるとき、該カバレッジ拡張ＭＴＣデバイスによって必要とされるカバレッジ拡張のレベルを判断するように動作可能である、付記４に記載の通信ノード。

（付記６）
上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの少なくとも一方は、６つ以下の物理リソースブロックから成る通信リソースのセットを規定する、付記１～５のいずれかに記載の通信ノード。

（付記７）
基地局から成る、付記１～６のいずれかに記載の通信ノード。

（付記８）
標準規格のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）セットに従って動作する基地局から成る、付記６に記載の通信ノード。

（付記９）
上記通信リソースは、時間多重化方式、周波数多重化方式、及び符号シーケンス多重化方式のうちの少なくとも１つに従って提供されるリソースである、付記１～８のいずれかに記載の通信ノード。

（付記１０）
通信ノードが、レガシーユーザ通信デバイスとマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスとを含む複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てる通信システムのマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスであって、
上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記通信ノードから受信する手段であって、該制御データは、少なくとも、
ｉ）上記レガシーユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、
ｉｉ）上記ＭＴＣデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成と、
を識別する情報を含む、上記受信する手段と、
上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成に準拠したランダムアクセスメッセージを上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記通信ノードに送信する手段と、
を備え、
上記受信する手段は、上記ランダムアクセスメッセージに応答した、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を受信するように動作可能である、ＭＴＣ通信デバイス。

（付記１１）
通信ノードが、該通信ノードと通信する、レガシーユーザ通信デバイスとマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスとを含む複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てる通信システムにおいて上記通信ノードによって実行される方法であって、
上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記複数のユーザ通信デバイスに送信することであって、該制御データは、少なくとも、
ｉ）上記レガシーユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、
ｉｉ）上記ＭＴＣデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成と、
を識別する情報を含む、上記送信することと、
上記第１のＰＲＡＣＨリソース構成及び上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成のうちの一方に準拠したランダムアクセスメッセージを、上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記複数のユーザ通信デバイスのうちの１つのユーザ通信デバイスから受信することと、
上記受信されたランダムアクセスメッセージが準拠している上記ＰＲＡＣＨリソース構成に基づいて、上記ユーザ通信デバイスがレガシーユーザ通信デバイスから成るのか又はＭＴＣデバイスから成るのかを判断することと、
上記ユーザ通信デバイスがレガシーユーザ通信デバイスから成ると判断されたときは、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信することと、
上記ユーザ通信デバイスがＭＴＣデバイスから成ると判断されたときは、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を送信することと、
を含む、方法。

（付記１２）
通信ノードが、レガシーユーザ通信デバイスとマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスとを含む複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられるリソースを割り当てる通信システムにおいてマシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスによって実行される方法であって、
上記複数のユーザ通信デバイスのうちのいずれかによって潜在的に用いられる通信リソースを規定する制御データを上記通信ノードから受信することであって、該制御データは、少なくとも、
ｉ）上記レガシーユーザ通信デバイス用の第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）リソース構成と、
ｉｉ）上記ＭＴＣデバイス用の第２のＰＲＡＣＨリソース構成と、
を識別する情報を含む、上記受信することと、
上記第２のＰＲＡＣＨリソース構成に準拠したランダムアクセスメッセージを、上記制御データによって規定された通信リソースを通じて上記通信ノードに送信することと、
上記ランダムアクセスメッセージに応答して、拡張物理ダウンリンク制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）にマッピングされたランダムアクセス応答（ＲＡＲ）を受信することと、
を含む、方法。

（付記１３）
付記１～８のいずれかに記載の通信ノードと、付記１０に記載のＭＴＣ通信デバイスとを備える、通信システム。

（付記１４）
処理デバイスに付記１１又は１２に記載の方法を実行させるコンピュータ実施可能命令を含む、コンピュータプログラム製品。

この出願は、２０１４年９月２６日に出願された英国特許出願第１４１７０６８．２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (4)

1. 通信装置によって実行される方法であって、
   少なくとも１つのユーザ機器（ＵＥ）へ、上位レイヤを介して、カバレッジ拡張タイプのＵＥ用の、各カバレッジ拡張レベルについてのそれぞれの第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）構成及び前記カバレッジ拡張タイプではないＵＥ用の第２のＰＲＡＣＨ構成を含むリソース構成を送信し、
   カバレッジ拡張ＵＥから、前記第１のＰＲＡＣＨ構成の一つに基づいてランダムアクセスプリアンブルを受信することを含み、
   前記ランダムアクセスプリアンブルに対応する前記第１のＰＲＡＣＨ構成のうちの一つに基づいて、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を前記カバレッジ拡張ＵＥが受信するための共通探索空間（ＣＳＳ）が決定される、
   方法。
2. カバレッジ拡張ユーザ機器（ＵＥ）によって実行される方法であって、
   上位レイヤを介して、カバレッジ拡張タイプのＵＥ用の、各カバレッジ拡張レベルについてのそれぞれの第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）構成及び前記カバレッジ拡張タイプではないＵＥ用の第２のＰＲＡＣＨ構成を含むリソース構成を受信し、
   前記第１のＰＲＡＣＨ構成のうちの一つに基づいてランダムアクセスプリアンブルを送信し、
   前記第１のＰＲＡＣＨ構成のうちの一つに基づいて、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を受信するための共通探索空間（ＣＳＳ）を決定することを含む、
   方法。
3. 通信装置であって、
   少なくとも１つのユーザ機器（ＵＥ）へ、上位レイヤを介して、カバレッジ拡張タイプのＵＥ用の、各カバレッジ拡張レベルについてのそれぞれの第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）構成及び前記カバレッジ拡張タイプではないＵＥ用の第２のＰＲＡＣＨ構成を含むリソース構成を送信する手段と、
   カバレッジ拡張ＵＥから、前記第１のＰＲＡＣＨ構成の一つに基づいてランダムアクセスプリアンブルを受信する手段と、を含み、
   前記ランダムアクセスプリアンブルに対応する前記第１のＰＲＡＣＨ構成のうちの一つに基づいて、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を前記カバレッジ拡張ＵＥが受信するための共通探索空間（ＣＳＳ）が決定される、
   通信装置。
4. カバレッジ拡張ユーザ機器（ＵＥ）であって、
   上位レイヤを介して、カバレッジ拡張タイプのＵＥ用の、各カバレッジ拡張レベルについてのそれぞれの第１の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）構成及び前記カバレッジ拡張タイプではないＵＥ用の第２のＰＲＡＣＨ構成を含むリソース構成を受信する手段と、
   前記第１のＰＲＡＣＨ構成のうちの一つに基づいてランダムアクセスプリアンブルを送信する手段と、
   前記第１のＰＲＡＣＨ構成のうちの一つに基づいて、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を受信するための共通探索空間（ＣＳＳ）を決定する手段と、
   を含む、ＵＥ。

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