JP7482109B2

JP7482109B2 - 送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法

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Publication number: JP7482109B2
Application number: JP2021509457A
Authority: JP
Inventors: 昭彦西尾; 秀俊鈴木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2024-05-13
Anticipated expiration: 2040-03-24
Also published as: CN113647156A; EP3952487B1; CN113647156B; JPWO2020196534A1; US12273929B2; WO2020196534A1; EP3952487A4; EP3952487A1; US20220191946A1

Description

本開示は、送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法に関する。

5Gの標準化において、新しい無線アクセス技術（NR：New Radio access technology）が3GPPで議論され、NRのRelease 15（Rel.15）仕様が発行された。

NRといった無線通信システムにおいては、端末（UE（User Equipment）とも呼ぶ）と基地局（gNB（gNodeB）とも呼ぶ）との接続に、ランダムアクセスチャネルを用いたランダムアクセス手順が実行される。

3GPP, TR38.811, "Study on New Radio (NR) to support non terrestrial networks" 3GPP TS38.321, "Medium Access Control (MAC) protocol specification"

しかしながら、端末と基地局との間の伝搬遅延に応じた適切なランダムアクセス手順については検討の余地がある。

本開示の非限定的な実施例は、端末と基地局との間の伝搬遅延に応じた適切なランダムアクセス手順が実現できる送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法の提供に資する。

本開示の一実施例に係る送信装置は、ランダムアクセスチャネルの信号を送信する送信回路と、前記ランダムアクセスチャネルにおける前記信号の送信に関するリソース設定を、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に基づいて制御する制御回路と、を具備する。

本開示の一実施例に係る受信装置は、ランダムアクセスチャネルの信号を受信する受信回路と、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に対応づけられる、前記ランダムアクセスチャネルにおける前記信号の送信に関するリソース設定に基づいて、前記信号の受信を制御する制御回路と、を具備する。

本開示の一実施例に係る送信方法は、ランダムアクセスチャネルにおける信号の送信に関するリソース設定を、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に基づいて制御し、前記ランダムアクセスチャネルの前記信号を送信する。

本開示の一実施例に係る受信方法は、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に対応づけられる、ランダムアクセスチャネルにおける信号の送信に関するリソース設定に基づいて、前記信号の受信を制御し、前記ランダムアクセスチャネルの前記信号を受信する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一実施例によれば、端末と基地局との間の伝搬遅延に応じた適切なランダムアクセス手順が実現できる。

本開示の一実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

４段階ランダムアクセス手順の一例を示す図実施の形態１に係る端末の一部の構成を示すブロック図実施の形態１に係る基地局の一部の構成を示すブロック図実施の形態１に係る端末の構成の一例を示すブロック図実施の形態１に係る基地局の構成の一例を示すブロック図 Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとの配置の第１の例を示す図 Type1_PRACHのPreamble信号の構成とType2_PRACHのPreamble信号の構成との第１の例を示す図 PRACH構成の一例を示す図 Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとの配置の第２の例を示す図 Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成との第２の例を示す図 Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成との第３の例を示す図２段階ランダムアクセス手順の一例を示す図２段階ランダムアクセスにおける信号配置の第１の例を示す図２段階ランダムアクセスにおける信号配置の第２の例を示す図

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

[ランダムアクセス手順]
例えば、ランダムアクセス手順は、４段階ランダムアクセス（4-step RACH（Random Access Channel）又は4-Step CBRA（Contention Based Random Access）とも呼ぶ）によって実施される。

図１は、４段階ランダムアクセス手順の一例を示す図である。４段階ランダムアクセスでは、例えば、図１に示すように、端末（UE）は、１段階目の送信（MSG1）において、PRACH（Physical Random Access Channel）のPreamble信号を基地局（gNB）に送信する。端末におけるMSG1送信は、基地局からセル毎に通知される送信タイミング（slotタイミング）において実施される。

基地局は、MSG1を受信及び復号し、２段階目の送信（MSG2）において、Preamble信号に対する応答（RA response）及びMSG3の上り送信タイミングを含むスケジューリング情報等を端末に通知する。

端末は、MSG2を受信及び復号し、３段階目の送信（MSG3）において、MSG2によって指示されたスケジューリング情報を用いて、端末に関する情報（例えば、端末ID等）等のConnection確立のための情報等を基地局に通知する。MSG3は、例えば、PUSCH（Physical Uplink Shared Channel）において通知される。MSG3によって通知される情報は、RRC（Radio Resource Control）接続要求情報と称されてもよい。

基地局は、MSG3を受信及び復号し、４段階目の送信（MSG4）において、Connection確立応答等を通知する。

［PRACH］
例えば、NRにおいて用いられるPRACH（例えば、図１のMSG1）は、CP（cyclic prefix）、Preamble系列（Preamble部分）、及び、GP（guard period）から構成される。Preamble系列は、例えば、相関特性が良好な符号系列（例えば、Cyclic shifted Zadoff-Chu（CS-ZC）系列）等から生成される。また、CPはPreamble系列の一部をコピーした信号である。GPは無送信区間である。なお、Preamble系列に使用される符号系列は、CS-ZC系列に限定されず、相関特性が良好な符号系列であればよい。なお、CP、Preamble系列、及び、GPを含み、PRACHにおいて送信される信号は、「Preamble信号」と記載される場合がある。また、PRACHにおけるPreamble信号等の送信は、「PRACH送信」と記載される場合がある。

これらのPRACHに関する情報は、例えば、基地局のセルごとに送信されるシステム情報に含まれ、端末に通知される。例えば、Preamble番号毎に異なるCS-ZC系列が一意に対応付けられる。端末は、ランダムに選択したPreamble番号に対応するCS-ZC系列をPreamble系列に設定する。例えば、複数の端末が同一の時間リソース及び周波数リソースを用いてPRACHを送信する場合でも、複数の端末がそれぞれ異なるPreamble番号を選択していれば、基地局は、CS-ZC系列の相関検出によって、複数のPreamble番号（換言すると、複数の端末のPreamble信号）を同時に検出できる。

[地上以外のネットワーク（NTN：Non-Terrestrial Network）への拡張]
NRは、衛星および／または高高度疑似衛星（HAPS：High-altitude platform station）を用いた通信等の地上以外のネットワーク（NTN：Non-Terrestrial Network）への拡張が検討されている（例えば、非特許文献１）。

NTN環境において、地上の端末または航空機の端末に対する衛星のカバーエリア（例えば、１つ以上のセル）は、衛星からのビームによって形成される。また、端末と衛星との間の電波伝搬の往復時間は、衛星の高度（例えば、最大約36000km）および／または端末からみた角度によって決まる。

例えば衛星は、数100kmの直径を有するセルを形成する。衛星が形成するセルは、地上の基地局等が形成する直径数kmのセルと比べて大きい。そのため、衛星が形成するセル内に存在する端末の位置に応じて、端末と衛星との間の伝搬遅延の差が大きくなる。

例えば、NTNでは、衛星と端末との間の電波伝搬の往復時間（RTT：Round Trip Time）は、最大で544ms程度かかることが非特許文献１に記載されている。また、非特許文献１には、ビーム内（セル内）の端末の場所により、1.6ms程度の最大遅延差が生じることも記載されている。最大遅延差とは、例えば、ビーム内（セル内）において、衛星から最も遠い場所の端末と当該衛星との間の往復時間と、衛星から最も近い場所の端末と当該衛星との間の往復時間との差を示す。

直径数kmの地上のセルでは、最大遅延差は、例えば、0.1msよりも小さいため、NTNにおける最大遅延差は、地上のセル内より非常に大きい。そのため、NTNにおいて、衛星が端末から受信したPreambleの遅延差が、大きくなる。

一方で、ランダムアクセス手順は、初期アクセスに限らず、上りデータ送信要求、SI要求（端末から基地局に対するSystem Information送信の要求）、および、ハンドオーバー時にも実施される。これらの用途においては、端末は、基地局とのタイミング同期している、つまり、有効なTA（Valid Timing Advance）値を持っている場合がある。端末が有効なTA値を有する場合には、端末が、TA値によって送信タイミングを調整することによって、衛星によって受信される異なる端末のPreamble間の遅延差は小さくなる。

そこで、本開示では、有効なTA値を有する端末におけるPRACHリソースの設定と、有効なTA値を有さない端末におけるPRACHリソースの設定とを用いることによって、端末と基地局との間の伝搬遅延が端末間で異なる場合の、NRにおける適切なランダムアクセス方法を実現する。

なお、以下では、有効なTA値を有することは、「TA有り」と記載され、有効なTA値を有さないことは、「TA無し」と記載されることがある。「TA有り」の端末とは、例えば、基地局（衛星）から定期的にTAコマンドを受信しており非特許文献２に記載のTAタイマ（timeAlignmentTimer)が走っている状態の端末に相当する。また、「TA無し」の端末とは、例えば、基地局からのTAコマンドを受信していないまたはTAタイマ（timeAlignmentTimer)が走っていない状態の端末に相当する。

（実施の形態１）
［通信システムの概要］
本開示の一実施の形態に係る通信システムは、端末１００及び基地局２００を備える。以下の説明では、一例として、端末１００（送信装置に相当）がPRACHの信号（例えば、Preamble信号）を送信し、基地局２００（受信装置に相当）がPRACHの信号を受信する。

図２は、本開示の実施の形態に係る端末１００の一部の構成を示すブロック図である。図２に示す端末１００において、無線送信部１０４は、ランダムアクセスチャネルの信号を送信する。制御部１０８は、ランダムアクセスチャネルにおける前記信号の送信に関するリソース設定を、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に基づいて制御する。

図３は、本開示の実施の形態に係る基地局２００の一部の構成を示すブロック図である。図３に示す基地局２００において、無線受信部２０２は、ランダムアクセスチャネルの信号を受信する。制御部２０９は、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に対応づけられる、前記ランダムアクセスチャネルにおける前記信号の送信に関するリソース設定に基づいて、前記信号の受信を制御する。

［端末の構成］
図４は、本実施の形態１に係る端末１００の構成の一例を示すブロック図である。端末１００は、PRACH生成部１０１と、データ生成部１０２と、タイミング調整部１０３と、無線送信部１０４と、アンテナ１０５と、無線受信部１０６と、復調・復号部１０７と、を備える。PRACH生成部１０１と、データ生成部１０２と、タイミング調整部１０３と、復調・復号部１０７とは、制御部１０８に含まれてよい。

PRACH生成部１０１は、例えば、基地局２００のセル内において利用可能なPRACHの送信リソースの候補から、PRACHの送信リソースを決定する。例えば、PRACH生成部１０１は、PRACHの送信が可能な時間・周波数リソース、及び、Preamble番号群の情報に基づいて、PRACH送信に用いる時間・周波数リソース及びPreamble番号を設定する。PRACHの送信が可能な時間・周波数リソース及びPreamble番号群の情報は、例えば、基地局２００から通知される。

例えば、PRACH生成部１０１は、Preamble番号群の中から１つのPreamble番号を設定する。PRACH生成部１０１は、設定したPreamble番号に応じたZC系列番号と巡回シフト量とを用いて、CS-ZC系列を生成し、設定した時間・周波数リソースにおいて、送信するPRACHの信号（例えば、Preamble信号）を生成する。

なお、端末１００が利用可能なPRACH送信リソース候補に関する情報（PRACH送信リソース情報）には、Preamble用の系列番号の候補（Preamble番号群）、CS量、PRACH時間リソース（例えば、周期）、PRACH周波数リソース位置、Preamble format番号等のPRACHに関連する設定情報が含まれる。別言すると、PRACH送信リソース情報には、PRACHのPreamble信号の生成に用いる情報、および、PRACHのPreamble信号の送信に用いる時間・周波数リソースに関する情報が含まれる。また、PRACH送信リソース情報は、接続する基地局２００（例えば、サービングセル）から送信される制御情報（RRCメッセージ（例えば、RACH-ConfigCommon、RACH-ConfigDedicatedおよびRACH-ConfigGenericなど）に含まれ、システム情報の中で端末１００に通知される。なお、制御情報の一部の情報は、スペックで規定されたシステム共通情報とし、基地局２００から端末１００に通知されなくてもよい。

なお、本実施の形態では、２種類のPRACH送信リソース情報が設定される。２種類のうち、一方は、例えば、TA有りの場合に使用するリソースであり、他方は、例えば、TA無しの場合に使用するリソースである。以下では、TA有りの場合に使用するリソースは、Type1_PRACHリソースと記載され、TA無しの場合に使用するリソースは、Type2_PRACHリソースと記載される。

なお、Type1_PRACHリソース、および、Type2_PRACHリソースについては後述する。

データ生成部１０２は、上り送信データ列を生成し、基地局２００から割り当てられるデータ信号送信用の時間・周波数リソース、及び、MCS（Modulation and Coding Scheme）によって送信するデータ信号を生成する。

タイミング調整部１０３は、受信信号の受信タイミング、及び、送信信号の送信タイミングを調整する。例えば、タイミング調整部１０３は、基地局２００から通知されるTAに基づいて、送信タイミングを調整する。

なお、タイミング調整部１０３は、基地局２００から通知される共通TAの値によって、タイミング調整を行ってもよい。共通TAは、セル内において共通である。共通TAの値は、セルの中心付近のRTTに基づいて設定される。例えば、基地局２００が静止衛星に含まれる場合、共通TAの値は、540ms程度の値となる。

共通TAを用いて、タイミングが調整される場合、基地局２００では、下り信号の基準タイミングに基づいて、上り信号の受信タイミングを設定する。一方で、共通TAを用いない場合、基地局２００では、下り信号の基準タイミングから共通TAの値の分遅れたタイミングで上り信号の受信タイミングを設定する。セル内の遅延時間差は端末ごとのTAの値により補正される。端末毎のTAは、以下では、「個別TA」と記載される。

ここで、端末１００が有効な個別TAを有する場合には、タイミング調整部１０３は、有効な個別TAの値に基づくタイミング調整を行い、PRACHを送信する。端末１００が、有効な個別TAを有さない場合には、タイミング調整部１０３は、個別TAの値を用いない。共通TAを用いるシステムの場合には、共通TAによるタイミング調整は行う。なお、個別TAは、所定時間内に基地局２００からのTAコマンドを受信しない場合に無効となる。

有効な個別TAを有しないケースとは、例えば、初期アクセスを行うケース、または、RRC_INACTIVE状態においてTAコマンドを長らく受信しなかったケース等である。なお、上述した「TA無し」のケースとは、有効な個別TAを有しないケースである。

有効な個別TAを有するケースとは、例えば、RRC_ACTIVE状態において上りデータの送信要求を行うケースなどである。なお、上述した「TA有り」のケースとは、有効な個別TAを有するケースである。

無線送信部１０４は、PRACH生成部１０１から出力される信号、及び、データ生成部１０２から出力されるデータ信号に対してＤ／Ａ変換、アップコンバート等の送信処理を施し、送信処理により得られた無線信号を、アンテナ１０５から基地局２００へ送信する。

無線受信部１０６は、アンテナ１０５を介して基地局２００から受信した受信信号に対して、ダウンコンバートおよびＡ／Ｄ変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を復調・復号部１０７へ出力する。

復調・復号部１０７は、無線受信部１０６から出力される信号の復調及び復号処理を行う。例えば、復調・復号部１０７は、PRACHの応答データ信号を復調および復号する。例えば、復調・復号部１０７は、復調および復号した情報に送信タイミング及び受信タイミングに関するタイミング情報（例えば、共通TAおよび／または個別TA）が含まれる場合、タイミング情報をタイミング調整部１０３へ出力する。

［基地局の構成］
図５は、本実施の形態に係る基地局２００の構成の一例を示すブロック図である。基地局２００は、アンテナ２０１と、無線受信部２０２と、データ受信処理部２０３と、PRACH検出部２０４と、PRACHリソース設定部２０５と、データ生成部２０６と、データ送信処理部２０７と、無線送信部２０８と、を備える。データ受信処理部２０３と、PRACH検出部２０４と、PRACHリソース設定部２０５と、データ生成部２０６と、データ送信処理部２０７とは、制御部２０９に含まれてよい。

無線受信部２０２は、アンテナ２０１を介して受信した、端末１００からのデータ信号及びPRACH信号に対して、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号をデータ受信処理部２０３及びPRACH検出部２０４へ出力する。

PRACHリソース設定部２０５は、セル内におけるPRACH送信に利用可能な時間・周波数リソース及びPreamble番号をPRACH検出部２０４へ設定する。また、PRACHリソース設定部２０５は、セル内におけるPRACH送信に利用可能な時間・周波数リソース及びPreamble番号を含むシステム情報（例えば、Random Access ConfigurationおよびRACH-Config等）をデータ生成部２０６へ出力する。ここで、PRACH送信に利用可能な時間・周波数リソースはRACH Occasion（RACH機会）と称される場合がある。

本実施の形態では、上述したように、Type1_PRACHリソース、および、Type2_PRACHリソースという２種類のPRACH送信に利用可能なリソースが設定される。

PRACH検出部２０４は、受信したPRACHのPreamble信号に対して、PRACHリソース設定部２０５から設定されたPreamble番号に対応する系列番号と巡回シフト量を用いて生成したPreamble信号のレプリカ信号との相関処理を行うことにより、PRACHのPreamble信号の検出、ならびに、送信タイミングおよび受信タイミングの推定を行う。

なお、PRACH検出部２０４における相関処理は、時間領域で行い、遅延プロファイルを算出する処理でもよいし、周波数領域で相関処理（除算処理）を行ってから、IFFTを行うことで遅延プロファイルを算出する処理でもよい。算出した遅延プロファイルは、送信タイミングおよび／または受信タイミングの推定に使用されてよい。

データ受信処理部２０３は、受信データ信号に対して、復調・復号処理を行う。また、データ受信処理部２０３は、受信データ信号に基づいて、チャネル推定およびタイミング推定を実施してよい。

データ生成部２０６は、ユーザデータ、システム情報、および、個別制御情報等を含む下りデータ信号を生成する。データ生成部２０６は、生成した下りデータ信号をデータ送信処理部２０７へ出力する。

また、データ生成部２０６は、PRACH検出部２０４及びデータ受信処理部２０３におけるタイミング推定結果に基づいて、TAコマンドを生成する。

データ送信処理部２０７は、データ生成部２０６から出力される下りデータ信号を符号化及び変調し、変調後の信号を無線送信部２０８へ出力する。

無線送信部２０８は、データ送信処理部２０７から出力される信号に対して、Ｄ／Ａ変換、アップコンバート、および、増幅等の送信処理を施し、送信処理により得られた無線信号をアンテナ２０１から送信する。

次に、２種類のPRACH送信リソースについて説明する。

[PRACH送信リソースの設定例１]
基地局２００のPRACHリソース設定部２０５におけるPRACHリソースの設定の一例を説明する。

図６は、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとの配置の第１の例を示す図である。図６には、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとが時間領域において、交互に配置される例が示される。

図６に示す時間領域において交互に配置される例では、TA有りの端末１００も、TA無しの端末１００も、PRACH送信のトリガから、送信可能なタイミングまでの時間が同等になるため、TAの有無にかかわらず、アクセス遅延を同等にできる。

なお、配置例は、図６の例に限られない。例えば、時間領域および／または周波数領域において規定されるRACH Occasion番号が、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとに別々に設定されてよい。例えば、偶数のRACH Occasion番号が、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとの一方に設定され、奇数のRACH Occasion番号が、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとの他方に設定される。このような設定でも、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとは、同等の頻度に設定されるため、TA有りの端末１００も、TA無しの端末１００も、PRACH送信のトリガから、送信可能なタイミングまでの時間が同等になり、同等のアクセス遅延を実現できる。

図７は、Type1_PRACHのPreamble信号の構成とType2_PRACHのPreamble信号の構成との第１の例を示す図である。図７には、Type1_PRACHのPreamble信号の構成（図７のType1）とType2_PRACHのPreamble信号の構成（図７のType2）とが並べて示されている。

ここで、Type1_PRACHのPreamble信号は、Type1_PRACHリソースに関する情報に基づいて生成されたPreamble信号であり、Type2_PRACHのPreamble信号は、Type2_PRACHリソースに関する情報に基づいて生成されたPreamble信号である。なお、以下では、Type1_PRACHのPreamble信号の構成は、「Type1_PRACH構成」と記載され、Type2_PRACHのPreamble信号の構成は、「Type2_PRACH構成」と記載される場合がある。

図７におけるType1_PRACH構成とType2_PRACH構成では、互いに同一の系列長を有する１つの符号系列（図７の「Seq.」）が、４回繰り返されている。

例えば、Type1_PRACH構成は、Type2_PRACH構成よりもCP長が長い。また、Type1_PRACH構成は、Type2_PRACH構成よりもGP長が長い。また、Type1_PRACH構成は、巡回シフト系列によって多重されない。別言すると、Type1_PRACH構成において、CS数は、１に規定される。また、Type2_PRACH構成は、巡回シフト系列によって多重される。例えば、Type2_PRACH構成において、CS数が、N_CS（N_CSは、１以上の整数であってよい）に規定される。

図７の例では、Type1_PRACH構成では、CS多重が行われない分、Type2_PRACH構成よりも多重可能なPreamble信号の数は、Type2_PRACH構成の1/N_CSになる。ただし、航空機および／または船舶等の移動体に搭載される端末へのPRACHリソース設定を対象とした場合、初期アクセスまたはRRC_INACTIVE状態の端末は少なく、Type1_PRACH構成を用いたPRACH送信の機会は少ない。そのため、Type1_PRACH構成において多重可能なPreamble信号の数が少なくても、端末間でのPreamble信号の衝突確率の増加を避けることができる。

なお、図７では、Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成との違いは、CP長の違い、GP長の違い、および、CSによる多重の違いである例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成との違いは、CP長の違い、GP長の違い、および、CSによる多重の違いの少なくとも１つであってよい。

また、Type1_PRACH構成では巡回シフト系列によって多重されない、つまりCS=1である構成としたが、本開示はこれに限定されない。例えば、Type1_PRACH構成において、巡回シフト系列による多重を行ってもよく、この場合、Type1_PRACH構成における多重数（CS）が、Type2_PRACH構成よりも少ない構成としてもよい。

また、Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成とは、互いに同じであり、Type1_PRACHリソース設定とType2_PRACHリソース設定とにおけるRACH occasionが、互いに異なるようにしてもよい。例えば、Type1_PRACHリソース設定におけるRACH occasionが、Type2_PRACHリソース設定におけるRACH occasionと、時間および周波数の少なくとも一方で異なるようにしてもよい。

例えば、Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成とは、両方ともCS多重を行える構成としてもよい。Type1_PRACH構成は、TA無しの端末１００によって使用され、Type2_PRACH構成は、TA有りの端末１００によって使用される。この場合、TA無しの端末１００の伝搬遅延差がCS量よりも長いため、基地局２００は、CS多重されたTA無しの端末１００のPreamble信号を区別できない（つまり実質的にCS多重ができない）。基地局２００は、Type1_PRACH構成のCSを無視し、ZC系列を用いてTA無しの端末１００のPreamble信号を区別する。この場合でも、TA有りの端末１００とTA無しの端末１００とで送信機会（RACH Occasion）が異なるため、TA有りの端末１００同士でのCS多重が可能となり、衝突確率の低減またはPRACHリソースの低減が可能である。

また、CP長を長くすることは、符号系列の繰り返し数を増やすことと等価である。以下、この点について、図８を用いて説明する。

図８は、PRACH構成の一例を示す図である。図８には、PRACH構成ＡとPRACH構成Ｂの２つの構成が示される。

PRACH構成Ａでは、１つの符号系列（図８の１つの「Seq.」）が４回繰り返されている。そして、PRACH構成Ａでは、２つの符号系列と１つの符号系列の１／４とを合わせた長さ分のCPが先頭に付されている。

PRACH構成Ｂでは、PRACH構成Ａの１つ符号系列と同じ系列長を有する１つの符号系列が６回繰り返されている。そして、PRACH構成Ｂでは、１つの符号系列の１／４の長さ分のCPが先頭に付されている。

PRACH構成ＡとPRACH構成Ｂとでは、どちらも１つの符号系列が６回繰り返され、先頭に１つの符号系列の１／４の長さが付されている。

このように、CP長を長くするPRACH構成Ａは、符号系列の繰り返し数を増やすPRACH構成Ｂと等価である。

［設定例２］
図９は、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとの配置の第２の例を示す図である。図９には、Type1_PRACHリソースとType2_PRACHリソースとの配置が示される。図９では、時間領域において、Type1_PRACHリソースの配置の数が、Type2_PRACHリソースの配置の数よりも少ない。別言すると、Type1_PRACHリソースの頻度が、Type2_PRACHリソースの頻度よりも少ない。

図９に示す配置によって、TA有りの端末１００における、PRACH送信のトリガがあってから、PRACH送信可能なタイミングまでの時間が、TA無しの端末１００よりも、短くできる。

なお、図９では、時間領域において、Type1_PRACHリソースの頻度が、Type2_PRACHリソースの頻度よりも少ない例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、時間領域および／または周波数領域において規定されるRACH Occasion番号が、Type1_PRACHリソースよりもType2_PRACHリソースが多くに設定されてもよい。このような設定でも、TA有りの端末１００における、PRACH送信のトリガがあってから、PRACH送信可能なタイミングまでの時間が、TA無しの端末１００よりも、短くできる。

NTN環境が、航空機および船舶等の移動体の通信に使われる場合、一般に移動体のアンテナ及び通信モジュールが受信信号を受信した後、移動体の内部（例えば、航空機の機内および船舶内等）のWi-Fi（登録商標）へブリッジし、移動体の内部のユーザが所有する端末へ転送されるケースが多い。そのため、TA無しの端末１００が、PRACH送信を行うのは、移動体の出発時（例えば、航空機の離陸、および、船舶の出港）直後などの限られたケースである。このようなケースでは、PRACH送信の遅延が生じてもそれほど問題ない。一方で、TA有りの端末１００の場合、上りデータの送信要求など送信遅延がユーザ体感（User experience）に影響する。そのため、Type2_PRACHリソースの配置の数を多くし、TA有りの端末１００のPRACH送信の頻度をより多くすることにより、ユーザ体感を改善することができる。

また、Type1_PRACHリソースのサイズ（例えば、Type1_PRACHのPreamble信号の長さ）がType2_PRACHリソースよりも大きい場合、Type1_PRACH送信の頻度を下げることにより、オーバヘッドが削減できる。

なお、図９の例では、Type2_PRACHのPreamble信号の送信頻度が増加する。例えば、Type2_PRACHのPreamble信号とType1_PRACHのPreamble信号との間において、例えば、符号系列の長さ、および／または、符号系列の繰り返し数といったPreamble系列の長さが調整されることによって、Type2_PRACHのPreamble信号の送信頻度の増加に伴うリソースの消費が低減されてよい。以下、図１０および図１１を用いて、Type2_PRACHのPreamble信号の送信頻度の増加に伴うリソースの消費を低減させるためのType1_PRACH構成とType2_PRACH構成との例を説明する。

図１０は、Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成との第２の例を示す図である。図１０には、Type1_PRACH構成（図１０のType1）とType2_PRACH構成（図１０のType2）とが並べて示されている。

図１０のType1_PRACH構成とType2_PRACH構成とは、どちらも、１つの符号系列が４回繰り返されている。ただし、Type1_PRACH構成に用いられる符号系列の長さは、Type2_PRACH構成よりも長い。例えば、Type1_PRACH構成では、系列長８３９のZC系列が用いられ、Type2_PRACH構成では、系列長１３９のZC系列が用いられる。

図１１は、Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成との第３の例を示す図である。図１１には、Type1_PRACH構成とType2_PRACH構成とが並べて示されている。

図１１のType1_PRACH構成とType2_PRACH構成とは、どちらも、１つの符号系列の長さが同一である。例えば、１つの符号系列には、系列長８３９、または、列長１３９のZC系列が用いられる。ただし、Type1_PRACH構成では符号系列の繰り返し数が８回に設定され、Type2_PRACH構成では符号系列の繰り返し数が４回に設定される。このように、Type1_PRACH構成では、Type2_PRACH構成よりも符号系列の繰り返し数を多く設定されてよい。

NTN環境では、衛星によって形成される指向性の鋭いビームによって通信エリアがカバーされる。また、空を移動する航空機および海上等を移動する船舶の場合、周囲の反射物が、地上のエリアと比較して少ない。そのため、伝搬路の遅延分散がTN環境と比較して小さいケースが多い。例えば、Type2_PRACH構成では、１つの符号系列（例えば、１つのZC系列）あたりに多くのCS数を設定できるため、CS多重を行わないType1_PRACH構成よりも異なる符号系列間の干渉を受けることが少ない。よって、Type2_PRACH構成では、Type1_PRACH構成よりも、短い系列長を使用すること、および／または、系列の繰り返し数を削減することにより、十分なPreamble信号の検出精度を維持し、リソースを削減できる。

前述したように、Type1_PRACH構成においてCS多重しない場合、1つのZC系列から生成できるPreambleの数はType2_PRACH構成よりも少ない。

LTEおよびNRでは、CS-ZC系列数は、系列長８３９のZC系列を使用する場合、838×(CS数)と規定され、系列長１３９のZC系列を使用する場合、138×(CS数)と規定される。また、LTEおよびNRでは、１セル当たりのCS-ZC系列数が、システムによって、例えば、最大で６４個に設定される。１セル当たりのCS-ZC系列数が多いほど、セル内のPRACHの衝突確率が低下する。一方で、１セル当たりのCS-ZC系列数が多いほど、同一のCS-ZC系列を用いるセルの間隔が短くなり、他セルとの干渉の影響が大きくなる。また、１セル当たりのCS-ZC系列数が少ないほど、セル内のPRACHの衝突確率は増加する。一方で、１セル当たりのCS-ZC系列数が少ないほど、同一のCS-ZC系列を用いるセルの間隔が長くなり、他セルとの干渉の影響は小さくなる。なお、同一の系列を用いるセルの間隔は、セル・リユース・ファクタと記載されることがある。

本実施の形態ではType1_PRACH構成の１セル当たりの系列数を、Type2_PRACH構成よりも少なく設定する。

Type1_PRACH構成の取りうる符号系列数は、CS多重を行わない分、Type2_PRACH構成よりも少ない。また、Type1_PRACH構成を使用する機会は、Type2_PRACH構成と比較して、少ないと考えられる。そのため、Type1_PRACH構成の１セル当たりの符号系列数をType2_PRACH構成よりも少なくすることによって、確保されるセル・リユース・ファクタを大きくする。

一方、Type2_PRACH構成では１セル当たりの系列数を、Type1_PRACH構成よりも多くすることによって、衝突回避を優先させる。この場合でも、Type2_PRACH構成では、CS多重が可能であり、CS-ZC系列数が多いため、十分なセル・リユース・ファクタの確保も可能である。これにより、Type1とType2とのそれぞれにおいて、衝突確率の低下とセル・リユース・ファクタの確保が可能となる。

例えば、NTN環境では、１つの衛星が形成するビームによってセルが構成されるため、他セルとの信号電力差は、電波の距離減衰よりも、ビームの指向性特性によって決まる。このため、TN環境（例えば、地上セルラ）と比べて、他セルとの干渉が顕著となる。上述の例によれば、NTN環境において、セル・リユース・ファクタを確保し他セルとの干渉の影響を軽減できる。

なお、NRでは、１セル当たりのCS-ZC系列数は、上位レイヤシグナリング（例えば、RRCパラメータの１つであるtotalNumberOfRA-Preamble）によって通知される。

上記リソース設定例を説明したが、環境に応じて柔軟に切り替えらえるように、基地局２００からType1_PRACHリソース設定に関する情報（Type1_PRACHリソース設定情報）とType2_PRACHリソース設定に関する情報（Type2_PRACHリソース設定情報）とがそれぞれ独立に通知されてもよい。例えば、Type1_PRACHリソース設定情報とType2_PRACHリソース設定情報は、システム情報に含まれて通知されてよい。この場合、Type1_PRACHリソースおよびType2_PRACHリソースそれぞれの頻度、系列長、セル当たりの系列数、CP長、および、CS数等をType1_PRACH送信およびType2_PRACH送信それぞれに個別に設定でき、セル環境などに応じた柔軟な運用が可能である。

以上説明した本実施の形態１では、TA無しの端末１００におけるPRACH送信に関するリソース設定（Type1_PRACHリソース設定）と、TA有りの端末１００におけるPRACH送信に関するリソース設定（Type2_PRACHリソース設定）とが、それぞれ、設定される例を説明した。この設定によって、端末１００と基地局２００との間の伝搬遅延が端末間で異なる場合でも、ランダムアクセス処理を適切に行うことができる。

例えば、TA有りの端末１００は、タイミング調整を行うことによって、端末間の伝搬遅延の差（遅延差）を低減するため、短いCP長でCS多重ありのPreamble信号を使用でき、PRACHのための無線リソースの低減とPreamble信号の衝突確率の低減を実現できる。

また、例えば、TA無しの端末１００は、端末間の伝搬遅延の差を低減するためのタイミング調整を行わないが、端末間の遅延差に応じたCP長をPreambleに付与することによって、Preamble信号の衝突確率の低減を実現できる。

例えば、Preamble信号の符号系列の系列長の半分以上の遅延差が生じる場合、CS多重が困難であり、CS-ZC系列で生成可能なPreamble信号の総数が減少してしまう。本実施の形態では、TA有りの端末１００では、タイミング調整を行うことによって遅延差を低減するため、CS多重を行うことができる分、Preamble信号の数を確保でき、Preamble信号の衝突確率の低減を実現できる。

また、例えば、Preamble信号の符号系列の系列長の半分以上の遅延差が生じる場合、従来よりも長い系列長を有する符号系列をPreamble信号に用いることも考えられるが、従来よりも長い系列長を有する符号系列の使用は、端末１００および衛星（基地局２００）の複雑さが増大する。本実施の形態によれば、TA有りの端末１００では、タイミング調整を行うことによって遅延差を低減するため、長い系列長を有する符号系列の使用を、TA無しの端末１００のケースに制限でき、端末１００および衛星（基地局２００）の複雑さの増大を抑制できる。

なお、上述した実施の形態１では、TA無しの端末１００が、Type1_PRACHリソース設定を使用し、TA有りの端末１００が、Type2_PRACHリソース設定を使用する例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、端末１００が、Type1_PRACHリソース設定と、Type2_PRACHリソース設定とを、使い分けてもよい。

例えば、TA有りの端末１００が、Type2_PRACHリソース設定を用いてランダムアクセス手順を実施して、MSG1（図１参照）を送信し、MSG1送信に失敗した場合の次のMSG1送信では、Type1_PRACHリソース設定を用いてランダムアクセス手順を実施してよい。

この場合、例えば、端末１００のPRACH生成部１０１が、Type2_PRACHのPreamble信号を生成し、無線送信部１０４が、Type2_PRACHのPreamble信号を送信する。Type2_PRACHのPreamble信号の送信では、タイミング調整部１０３によって送信タイミングが調整される。そして、Type2_PRACHのPreamble信号の送信に失敗した場合、PRACH生成部１０１が、Type1_PRACHのPreamble信号を生成し、無線送信部１０４が、Type1_PRACHのPreamble信号を送信する。Type1_PRACHのPreamble信号の送信では、タイミング調整部１０３によって送信タイミングが調整されなくてよい。Type1_PRACHのPreamble信号の送信において、送信タイミングが調整されないことによって、基地局２００におけるTA無しの端末１００が送信するPreamble信号を受信するタイミングよりも早いタイミングで、当該Preamble信号が基地局２００に到達することを回避できるため、基地局２００で受信ウィンドウを広げることなく受信可能となる。

ここで、MSG1の送信失敗の判断については、特に限定されない。例えば、端末１００は、所定時間が経過するまでに（例えば、MSG2タイマ満了までに)MSG2（図１参照）を受信しなかった場合に、PRACH送信失敗と判断してもよい。あるいは、端末１００は、PRACH送信後に所定時間が経過（例えば、MSG2タイマ満了)するまでにMSG2を受信しなかった場合に、PRACHの再送を行い、所定回数の再送でもMSG2を受信しなかった場合に失敗と判断してもよい。あるいは、端末１００は、PRACHの再送ごとに送信電力を所定値だけ上げていき、送信電力が上限になった場合に送信失敗と判定してよい。なお、PRACHの再送ごとに送信電力を上げる処理は、「Ramp Up」と称されてよい。

TA有りの端末１００の場合でも、想定外の端末の移動および電波の反射状況の変化等の影響によって、タイミング同期のずれが生じる。このようなタイミング同期のずれによって、PRACH送信が失敗する場合でも、端末１００は、送信失敗後に再試行において、タイミング同期のずれに対する耐性の高いType1 PRACHを用いることによって、送信失敗の確率を低減できる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、LTEおよびNR Rel.15の4段階ランダムアクセス（4-step RACH)に加えて2段階ランダムアクセス（2-Step RACH)が使われる。そして、実施の形態２では、端末が、状況に応じてPRACH送信に用いるリソースを使い分ける。

図１２は、２段階ランダムアクセス手順の一例を示す図である。２段階ランダムアクセスでは、端末は、１段階目の送信（MSGA）において、PRACHのPreamble信号（図１のMSG1に相当）とデータ（図１のMSG3に相当）とを同時、あるいは、連続した時間、あるいは、所定時間内（例えば１スロット内）で送信する。つまり、端末は、基地局からのPreambleに対する応答を受信する前に、図１のMSG3に相当するデータを送信する。例えば、データは、PUSCHにおいて送信される。

基地局は、MSGA（Preambleとデータ）を受信および復号し、２段階目の送信（MSGB）において、上り送信タイミングおよびConnection確立応答等（図１のMSG2およびMSG4に相当）を通知する。

２段階ランダムアクセスにより、ランダムアクセス手順（Random Access Procedure）にかかる時間が短縮される。一方で、１段階目の送信（図１２のMSGA）において、Preambleに加えてPUSCHの信号（データ）を送信するため、基地局にて両方を正しく検出されないと次の段階（図１２のMSGB）に進むことができない。

本実施の形態２では、上り送信要求時、SI要求時およびハンドオーバー時等のケースでは、有効なTAがあり、PUSCH送信失敗の確率が低いことに着目し、この場合には２段階ランダムアクセスを用いる。また、初期アクセス等の有効なTAがない場合には、PUSCH送信失敗の確率が高いため、4段階ランダムアクセスを用いる。言い換えると、TAがある場合には２段階ランダムアクセスを行い、TAがない場合には４段階ランダムアクセスを行う。

なお、本実施の形態２に係る端末の構成は、実施の形態１に係る端末１００と同様の構成であるが、一部の動作が異なる。また、本実施の形態２に係る基地局の構成は、実施の形態１に係る基地局２００と同様の構成であるが、一部の動作が異なる。各構成の異なる動作に関しては後述するが、本実施の形態２では、実施の形態１と同様の符番を援用して説明する。

図１３Ａは、２段階ランダムアクセスにおける信号配置の第１の例を示す図である。図１３Ｂは、２段階ランダムアクセスにおける信号配置の第２の例を示す図である。図１３Ａおよび図１３Ｂの横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。図１３Ａおよび図１３Ｂには、時間領域と周波数領域とにおける、２つの端末１００（UE#1およびUE#2）のPRACHのPreamble信号と、PUSCHの配置の例が示される。

図１３Ａは、TA無しの端末１００が２段階ランダムアクセスを実施する場合の信号配置であり、図１３Ｂは、TA有りの端末１００が２段階ランダムアクセスを実施する場合の信号配置である。

例えば、セル内の遅延差が大きい場合、基地局２００でのPUSCHの受信タイミングが端末間で大きく異なる。そのため、TA無しの端末１００が２段階ランダムアクセスを実施する場合、図１３Ａに示すように、他の端末の上り送信データへの干渉回避のため、大きなガードバンド及びガードタイムを設ける。そのため、TA無しの端末１００が２段階ランダムアクセスを実施する場合、リソース利用効率が低下する。

一方で、セル内の遅延差が大きい場合でも、TA有りの端末１００は、TAによるタイミング調整を実行することによって、端末間の受信タイミングのズレが回避される。そのため、TA有りの端末１００が２段階ランダムアクセスを実施する場合、図１３Ｂに示すように、ガードバンド及びガードタイムを設けなくてよい。

本実施の形態２では、TA無しの端末１００の場合には４段階ランダムアクセスを行うことにより大きなガードバンドおよび／またはガードタイムが設けられないため、リソース利用効率が向上する。

そして、本実施の形態２では、２段階ランダムアクセスのPRACH送信に用いるリソースに、４段階ランダムアクセスとは異なるリソースが用いられる。

なお、端末１００は、２段階ランダムアクセスにおいて、Type1 PRACHリソースにおいて、Type1_PRACH Preambleを送信し、PUSCHの信号（データ）をTA有りで送信してもよい。この場合、Type1_PRACH Preambleは、TA無しで送信されてもよい。

基地局は、PreambleとPUSCHの信号との両方を受信できた場合には２段階ランダムアクセスの応答（例えば、MSG2の送信）を行う。これにより、ランダムアクセス手順における遅延を短縮できる。一方で、基地局２００は、Preambleを受信し、PUSCHの信号を受信しなかった場合、４段階ランダムアクセスに切り替えてランダムアクセス手順を継続できる。

[端末の構成]
本実施の形態２に係る端末１００の構成について、実施の形態１に係る端末１００の構成を示す図４を援用して説明する。端末１００の構成は、実施の形態１と同様の構成であるが、PRACH生成部１０１、タイミング調整部１０３およびデータ生成部１０２の動作が異なる。以下、本実施の形態２に係る端末１００が、TA有りの端末１００である場合とTA無しの端末１００である場合の処理を説明する。

[TA有りの端末１００の場合]
PRACH生成部１０１は、２段階ランダムアクセスの時間・周波数リソースにて送信する、Type2_PRACHのPreamble信号を生成する。

Type2_PRACHのPreamble信号は、無線送信部１０４及びアンテナ１０５を介して送信される。この場合、タイミング調整部１０３は、TA(個別TA)に基づいて、Type2_PRACHのPreamble信号の送信タイミングを調整する。

データ生成部１０２は、図１のMSG3に相当するデータの信号を含むPUSCHの信号を生成する。

PUSCHの信号は、Type2_PRACHのPreamble信号の送信の後に、無線送信部１０４及びアンテナ１０５を介して送信される。この場合、タイミング調整部１０３は、Type2_PRACHのPreamble信号と同様に、PUSCHの信号の送信タイミングを調整する。

[TA無しの端末１００の場合]
PRACH生成部１０１は、４段階ランダムアクセスの時間・周波数リソースにて送信する、Type1_PRACHのPreamble信号を生成する。

Type1_PRACHのPreamble信号は、無線送信部１０４及びアンテナ１０５を介して送信される。この場合、タイミング調整部１０３は、TA(個別TA)に基づかずに、（例えば、共通TAに基づいて、）Type1_PRACHのPreamble信号の送信タイミングを調整する。なお、Type1_PRACHのPreamble信号の送信では、タイミング調整部１０３によって送信タイミングが調整されなくてもよい。

データ生成部１０２は、実施の形態１と同様に、送信したPreamble信号に対する応答であるMSG2（図１参照）を受信した後に、MSG3（図１参照）のデータの信号を含むPUSCHの信号を生成する。

PUSCHの信号は、無線送信部１０４及びアンテナ１０５を介して送信される。この場合、タイミング調整部１０３は、例えば、MSG2（図１参照）において受信したタイミング情報に基づいて、PUSCHの信号の送信タイミングを調整してよい。

[基地局の構成]
本実施の形態２に係る基地局２００の構成について、実施の形態１に係る基地局２００の構成を示す図５を援用して説明する。本実施の形態２に係る基地局２００の構成は、実施の形態１と同様の構成であるが、以下に説明する処理が追加される。

PRACH検出部２０４は、４段階ランダムアクセス向けのPRACH（つまりType1_PRACH）と２段階ランダムアクセス向けのPRACH（つまりType2_PRACH）の両方のPreamble信号の検出を行う。

データ受信処理部２０３は、PRACH検出部２０４において、４段階ランダムアクセス向けのPRACHのPreamble信号を検出した場合には、PRACHの応答（MSG2（図１参照））が基地局２００から送信された後に端末１００から送信されるPUSCHの信号（MSG3（図１参照））を受信し、復調・復号処理を行う。

また、データ受信処理部２０３は、PRACH検出部２０４において、2段階ランダムアクセス向けのPRACHのPreamble信号を検出した場合には、PRACHのPreamble信号の後に受信するPUSCHの信号（MSG3（図１参照））の復調・復号処理を行う。なお、この場合、基地局２００からPRACHの応答（MSG2（図１参照））は送信されなくてよい。

以上説明した本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、TA無しの端末１００におけるPRACH送信に関するリソース設定（Type1_PRACHリソース設定）と、TA有りの端末１００におけるPRACH送信に関するリソース設定（Type2_PRACHリソース設定）とが、それぞれ、設定される。そして、本実施の形態２では、端末が、状況に応じて、リソース設定を使い分ける。例えば、端末において、２段階ランダムアクセスのPRACH送信に用いるリソースに、４段階ランダムアクセスとは異なるリソースが用いられる。例えば、４段階ランダムアクセスでは、Type1_PRACHリソース設定が用いられ、２段階ランダムアクセスでは、Type2_PRACHリソース設定が用いられる。

この設定により、端末１００と基地局２００との間の伝搬遅延が端末間で異なる場合でも、ランダムアクセス処理（２段階ランダムアクセスまたは４段階ランダムアクセス）を適切に行うことができる。また、ランダムアクセス手順の短縮を実現できる。

なお、２段階ランダムアクセスと４段階ランダムアクセスとは、組み合わせられてもよい。例えば、TA有りの端末１００は、個別TA値に基づくタイミング調整を行い、２段階ランダムアクセスのType2_PRACHのPreamble信号及びPUSCHの信号を送信する。そして、２段階ランダムアクセスのType2_PRACHのPreamble信号及び／又はPUSCHの信号の送信に失敗した場合、TA有りの端末１００は、Type1_PRACHのPreamble信号を１段階目に送信する４段階ランダムアクセスによる再試行を行うようにしてもよい。

ここで、端末１００は、送信の失敗を、実施の形態１と同様に判断してよい。例えば、端末１００は、所定時間が経過するまでに（例えば、MSG2タイマ満了までに）MSG2（図１参照）を受信しなかった場合に、PRACH送信失敗と判断してもよい。あるいは、端末１００は、PRACH送信後に所定時間経過（たとえば、MSG2タイマ満了)までにMSG2を受信しなかった場合に、PRACHの再送を行い、所定回数の再送でもMSG2を受信しなかった場合に失敗と判断してもよい。あるいは、端末１００は、PRACHの再送ごとに送信電力を所定値だけ上げていき、送信電力が上限になった場合に送信失敗と判定してよい。なお、PRACHの再送ごとに送信電力を上げる処理は、「Ramp Up」と称されてよい。

TA有りの端末１００の場合でも、想定外の端末の移動および電波の反射状況の変化等の影響によって、タイミング同期のずれが生じる。このようなタイミング同期のずれによって、PRACH送信が失敗する場合でも、端末１００は、送信失敗後に再試行において、タイミング同期のずれに対する耐性の高いType1 PRACHを用いることによって、送信失敗の確率を低減できる。また、４段階ランダムアクセスを用いることによって、基地局２００においてPUSCHの受信エラーに起因するPRACH送信の失敗となるケースがなくなるため、よりロバストなPRACH送信が可能となり、さらなる送信失敗の確率を低減できる。

また、TA有りの端末１００は、2段階ランダムアクセスにおいて、再試行時には、Type1_PRACHのPreamble信号と、PUSCHの信号とを送信してもよい。この場合、端末１００は、PUSCHの信号送信に対してTAに基づいてタイミング調整を行い、Type1_PRACH送信に対してタイミング調整を行わなくてよい。

この場合は、基地局２００は、タイミング同期のずれによってPUSCHの信号を受信しなくても、Type1_PRACHのPreamble信号を受信できる。Type1_PRACHのPreamble信号が受信されれば、ランダムアクセス手順を、MSG2（PRACHに対する応答）送信の段階から4段階ランダムアクセスに切り替えることによって、ランダムアクセス手順を継続し、完了できる。

また、PRACH送信及びPUSCH送信の失敗の要因が、タイミングずれでなかった場合（例えば、受信電力の一時的な低下等）には、再試行時に、PUSCHが正しく受信される場合もあるため、ランダムアクセス手順の遅延短縮が可能である。

（実施の形態３）
上述した実施の形態２では、端末が、状況に応じて、PRACHのリソース設定を使い分ける例を説明した。本実施の形態３は、基地局が状況に応じてPRACH送信に用いるリソースを端末に指示する。例えば、基地局は、端末に対して、TAに基づくタイミング調整を行わずにType1_PRACHリソースを用いたランダムアクセスを行うか、TAに基づくタイミング調整とType2_PRACHリソースとを用いてランダムアクセスを行うかの情報(使用PRACHリソース情報)を端末に通知する。端末は、通知に従って、PRACH送信を行う。基地局から端末への通知には、例えば、RRCシグナリング等の上位レイヤのシグナリングが用いられてもよいし、DCI等の下位レイヤのシグナリングが用いられてもよい。

なお、本実施の形態３に係る端末の構成は、実施の形態１に係る端末１００と同様の構成であるが、一部の動作が異なる。また、本実施の形態３に係る基地局の構成は、実施の形態１に係る基地局２００と同様の構成であるが、一部の動作が異なる。各構成の異なる動作に関しては後述するが、本実施の形態３では、実施の形態１と同様の符番を援用して説明する。

以下では、基地局２００が、端末１００のハンドオーバーの状況に応じて、PRACH送信に用いるリソースを端末１００に指示する例を説明する。なお、端末１００のハンドオーバーにおいて、ハンドオーバー先のセルがハンドオーバー元と同一の衛星によって形成されるケースは、「衛星内ハンドオーバー」と記載される。また、端末１００のハンドオーバーにおいて、ハンドオーバー先のセルがハンドオーバー元と異なる衛星によって形成されるケースは、「衛星間ハンドオーバー」と記載される。

例えば、端末１００がハンドオーバーを行う場合、端末１００は、衛星内ハンドオーバーであるか、または、衛星間ハンドオーバーであるか、判断できない。

ハンドオーバー元の基地局２００は、端末１００のハンドオーバーが衛星間ハンドオーバーの場合、TAに基づくタイミング調整を行わずにType1_PRACHリソースを用いたランダムアクセス手順の実施を端末１００に指示する。衛星間ハンドオーバーでは、伝搬遅延が衛星の間で異なるが、Type1_PRACHリソースを用いることによって、ハンドオーバー先の衛星において、PRACHのPreamble信号の検出が可能である。

一方で、端末１００のハンドオーバーが衛星内ハンドオーバーの場合、基地局２００は、TAに基づくタイミング調整とType2 PRACHリソースとを用いたランダムアクセス手順の実施を端末１００に指示する。異なる衛星間の伝搬遅延の差と比較して、同一衛星内での伝搬遅延の差は小さいため、ハンドオーバー先の衛星（つまり、ハンドオーバー元と同じ衛星）では正しいタイミングにおいてPRACHを受信できる。また、Type2_PRACHを用いることによりPRACH用リソースの使用量を低減できる。

また、別の例として、基地局２００は、セル内の各端末１００からの受信タイミングが揃えるために、端末１００毎にTAコマンドを生成し、通知する。基地局２００は、端末１００の送信タイミングを、PUSCH受信により推定し、TAコマンドを用いて補正できる。しかしながら、所定時間以上のタイミングのずれが生じる場合、および／または、受信電力が低すぎる場合にはタイミングの推定が困難である。基地局２００は、送信タイミングの推定が困難な端末１００に対して、TAに基づくタイミング調整を行わずにType1_PRACHリソースを用いたランダムアクセス手順の実施を指示する。基地局２００は、Type1 PRACHを検出し再びTAコマンドによるタイミング補正を行うことができる。

[端末の構成]
本実施の形態３に係る端末１００の構成について、実施の形態１に係る端末１００の構成を示す図４を援用して説明する。本実施の形態３に係る端末１００の構成は、実施の形態１と同様の構成であるが、以下の処理が追加される。

無線受信部１０６及び復調・復号部１０７は、基地局から送信される使用PRACHリソース情報を受信し、復調および復号する。

PRACH生成部１０１は、受信した使用PRACHリソース情報に基づいて、Type1_PRACHのPreamble信号またはType2_PRACHのPreamble信号を生成する。

使用PRACHリソース情報がType1_PRACHリソース使用の指示である場合、Type1_PRACHのPreamble信号が、無線送信部１０４及びアンテナ１０５を介して送信される。この場合、タイミング調整部１０３は、TA（個別TA）に基づかずに、（例えば、共通TAに基づいて、）Type1_PRACHのPreamble信号の送信タイミングを調整する。なお、Type1_PRACHのPreamble信号の送信では、タイミング調整部１０３によって送信タイミングが調整されなくてもよい。

使用PRACHリソース情報がType2_PRACHリソース使用の指示である場合、Type2_PRACHのPreamble信号が、無線送信部１０４及びアンテナ１０５を介して送信される。この場合、タイミング調整部１０３は、TA（個別TA）に基づいて、Type2_PRACHのPreamble信号の送信タイミングを調整する。

[基地局の構成]
本実施の形態３に係る基地局２００の構成について、実施の形態１に係る基地局２００の構成を示す図５を援用して説明する。本実施の形態３に係る基地局２００の構成は、実施の形態１と同様の構成であるが、以下に説明する処理が追加される。

PRACHリソース設定部２０５は、状況に応じて（例えば、端末のハンドオーバーが衛星内ハンドオーバーか、または、衛星間ハンドオーバーかに応じて）、各端末１００に対する使用PRACHリソース情報を生成する。

データ生成部２０６は、使用PRACHリソース情報を含む送信データを生成する。生成した送信データを含むデータ信号は、データ送信処理部２０７において符号化および変調などの送信処理が施され。無線送信部２０８およびアンテナ２０１を介して送信される。なお、使用PRACHリソース情報は、DCIに含まれてもよいし、RRCメッセージまたはMACメッセージに含まれてもよい。

なお、使用PRACHリソース情報は、PRACHリソース（Type1またはType2）を指示する情報である例を示したが、本開示はこれに限定されない。使用PRACHリソース情報は、例えば、TA有り（TAに基づくタイミング調整有り）またはTA無し（TAに基づくタイミング調整なし）を指示する情報であってもよい。

また、TAがある端末１００では、通常（default）動作において、Type2_PRACHリソースを用いることが設定されてよい。そして、TAがある端末１００は、基地局２００から、Type1_PRACHリソースの使用の指示を受信した場合に、Type1_PRACHリソースを用いてよい。TAがある端末１００が多い場合、基地局２００は、当該端末１００に、都度、使用PRACHリソースの指示を通知する必要がなくなるため、通知のためのオーバヘッドが低減できる。

以上、本開示の各実施の形態について説明した。

なお、上述した各実施の形態において、セルは基地局(衛星)が送信するSSB（Synchronization Signal/PBCH Block）やCSI-RS（Channel State Information-Reference Signal）の受信電力によって定義されるエリアであってもよいし、地理的な位置により定義されるエリアであってもよい。

RRCシグナリングにおいて、基地局が送信するPRACHリソースの設定は、RACH-ConfigCommon、RACH-ConfigDedicatedおよびRACH-ConfigGeneric等のパラメータセットで通知される。

本開示におけるType1_PRACHおよびType2_PRACHのリソース設定の通知は、それぞれ異なるパラメータセットとして通知されてもよいし、1つのパラメータセットの中で２種類のリソース設定が通知されてもよい。

基地局が送信するType1_PRACHおよびType2_PRACHのリソース設定情報の通知は、システム情報としてセル全体に報知されてもよいし、端末ごとに個別に通知されてもよい。また、Type2_PRACHのリソース設定情報を含まず、Type1_PRACHのリソース設定情報を含むシステム情報がセル全体に報知されてよい。この場合、端末はその情報に基づくType1_PRACH送信によって初期アクセスを行い、その後、Type2_PRACHのリソース設定情報を端末個別に通知されてよい。端末は、Type2_PRACHのリソース設定情報を通知された後のランダムアクセスでType2_PRACH送信を用いてもよい。

Type1_PRACHおよびType2_PRACHのリソース設定情報を含むシステム情報が、セル全体に報知される場合には周期的に送信されるため、オーバヘッドが大きくなる。一方で、Type2_PRACHのリソース設定情報を含まず、Type1_PRACHのリソース設定情報を含むシステム情報の通知が、セル全体に報知されることによって、情報量を削減できるためオーバヘッドの低減が可能である。

また、上記の各実施の形態では、Type1_PRACH構成のCP長および／またはGP長がType2_PRACH構成より長い例を説明した。衛星通信により好適ではあるが、Type1_PRACH構成のCP長および／またはGP長がType2_PRACH構成より長いことは必ずしも必要ではない。Type1_PRACHは、TA無しで送信するPRACHリソース、Type2_PRACHはTA有りで送信するPRACHリソースと定義づけられてよい。「TA無しで送信する」とは、TAに基づくタイミング調整を行わずに送信することに相当してよい。「TA有りで送信する」とは、TAに基づくタイミング調整を行って送信することに相当してよい。

TAがない端末は、Type1_PRACHのリソース設定を使用し、Type2_PRACHのリソース設定を使用しなくてよい。TAがある端末は、Type1_PRACHのリソース設定と、Type2_PRACHのリソース設定のどちらかを選んで使用するようにしてもよい。Type1_PRACHのリソース設定を選択した場合、端末はTA無しで送信してよい。

有効なTA値を有する端末或いは「TA有り」端末は、必ずしも基地局から定期的にTAコマンドを受信している状態の端末である必要はなく、GPSやGNSS等による自身の位置情報や衛星の軌道情報（ephemeris）や位置情報を用いるなど他の方法で取得したTA値を有する端末であってもよい。また、衛星の軌道情報や位置情報は時間の経過と共に更新する必要があるが、有効な衛星の軌道情報や位置情報を保持している端末は、「TA有り」端末として、実施の形態１～３に示した「TA有り」端末と同様の動作を行ってよい。また、有効期限が切れる等により有効な衛星の軌道情報や位置情報を保持していない端末は、「TA無し」端末として、実施の形態１～３に示した「TA無し」端末と同様の動作を行ってよい。

また、上述の各実施の形態では、有効なTA値を有する端末或いは「TA有り」端末と、有効なTA値を有さない端末或いは「TA無し」端末とに対して、それぞれ異なるPRACHリソース設定動作を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、同一端末で有効なTA値を有する状態を「TA有り」端末とし、有効なTAを有さない状態を「TA無し」端末としてもよい。この場合における、「TA有り」端末は、実施の形態１～３に示した「TA有り」端末と同様の動作を行ってよく、「TA無し」端末は、実施の形態１～３に示した「TA無し」端末と同様の動作を行ってよい。また、TA有りの端末とそれとは異なるTA無しの端末とでそれぞれ異なるPRACHリソース設定動作としてもよい。後者の場合、端末の種別によって用いるPRACHリソースを変えてもよい。端末の種別は、TS38.300V15.8.0記載のSPID（Subscriber Profile ID）で通知されることがある。

Type1_PRACHリソースのその他の例として、CPの無いPRACHフォーマット、NTN向けに定義されたPRACHフォーマット、または、サブキャリア間隔の広いPRACHフォーマットを用いるようにしてもよい。Type2_PRACHリソースのその他の例として、CPのあるPRACHフォーマット、Rel.15 NRで使用されるPRACHフォーマット、サブキャリア間隔の狭いPRACHフォーマットを用いるようにしてもよい。

基地局から指示されたリソースの範囲内で端末がランダムにPRACHリソースを選択するCBRA（Contention Based Random Access）の場合にはタイミング同期がされていない可能性が高いためType1 PRACHリソースを用いて、基地局から使用するリソースが指定されるCFRA（Contention Freee Randome Access）の場合にはタイミング同期が維持されている可能性が高いためType2 PRACHリソースを用いるようにしてもよい。

なお、上述した各実施の形態では、NTN環境（例えば、衛星通信環境）を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示は、他の通信環境（例えば、LTEおよび／またはNRの地上セルラ環境）に適用されてもよい。

また、上述した実施の形態における「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。

本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマートフォン等）、タブレット、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレーヤー（デジタル・オーディオ／ビデオ・プレーヤー等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。

通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス（家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。

通信には、セルラーシステム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。

また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサー等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサーが含まれる。

また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効でない場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第１のリソース設定を使用し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第２のリソース設定を使用する。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記第１のリソース設定では、前記ランダムアクセスチャネルの前記信号のサイクリックプレフィックスの長さ、ガードピリオドの長さ、および、プリアンブル系列の長さの少なくとも１つが、前記第２のリソース設定よりも、長い。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記第１のリソース設定における前記プリアンブル系列の長さが、前記第２のリソース設定よりも長い場合、前記第１のリソース設定における前記プリアンブル系列に用いられる符号系列の長さが、前記第２のリソース設定よりも長い、および／または、前記第１のリソース設定における前記プリアンブル系列の前記符号系列の繰り返し数が前記第２のリソース設定よりも多い。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記第１のリソース設定における前記信号の送信機会は、前記第２のリソース設定における前記信号の送信機会と、時間および周波数の少なくとも一方が異なる。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記第１のリソース設定における、前記信号の送信機会は、前記第２のリソース設定における前記信号の送信機会よりも少ない。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記第１のリソース設定に使用可能な符号系列の数は、前記第２のリソース設定に使用可能な符号系列の数よりも少ない。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、前記第２のリソース設定において送信した前記信号に対する応答を受信しない場合、前記第１のリソース設定において前記信号の送信を制御する。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に第１のランダムアクセス手順を制御し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効では無い場合に、前記第１のランダムアクセス手順よりステップ数が多い第２のランダムアクセス手順を制御する。

本開示の一実施例に係る送信装置において、前記制御回路は、前記第１のランダムアクセス手順にて送信する前記ランダムアクセスチャネルの前記信号に、前記第１のリソース設定を適用する。

本開示の一実施例に係る受信装置において、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効では無いことに対して対応づけられる第１のリソース設定を用いるか、または、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効であることに対して対応づけられる第２のリソース設定を用いるか、を示す情報を送信する送信回路を備える。

２０１９年３月２８日出願の特願２０１９－０６４５８９の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本開示の一実施例は、無線通信システムに有用である。

１００端末
１０１ PRACH生成部
１０２，２０６データ生成部
１０３タイミング調整部
１０４，２０８無線送信部
１０５，２０１アンテナ
１０６，２０２無線受信部
１０７復調・復号部
１０８，２０９制御部
２００基地局
２０３データ受信処理部
２０４ PRACH検出部
２０５ PRACHリソース設定部
２０７データ送信処理部

Claims

ランダムアクセスチャネルの信号を送信する送信回路と、
前記ランダムアクセスチャネルにおける前記信号の送信に関するリソース設定を、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に基づいて制御する制御回路と、
を具備し、
前記制御回路は、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効でない場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第１のリソース設定を使用し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第２のリソース設定を使用し、
前記制御回路は、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、第１のランダムアクセス手順を制御し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効では無い場合に、前記第１のランダムアクセス手順よりステップ数が多い第２のランダムアクセス手順を制御する、
送信装置。
前記第１のリソース設定では、前記ランダムアクセスチャネルの前記信号のサイクリックプレフィックスの長さ、ガードピリオドの長さ、および、プリアンブル系列の長さの少なくとも１つが、前記第２のリソース設定よりも、長い、
請求項１に記載の送信装置。
前記第１のリソース設定における前記プリアンブル系列の長さが、前記第２のリソース設定よりも長い場合、前記第１のリソース設定における前記プリアンブル系列に用いられる符号系列の長さが、前記第２のリソース設定よりも長い、および／または、前記第１のリソース設定における前記プリアンブル系列の前記符号系列の繰り返し数が前記第２のリソース設定よりも多い、
請求項２に記載の送信装置。
前記第１のリソース設定における前記信号の送信機会は、前記第２のリソース設定における前記信号の送信機会と、時間および周波数の少なくとも一方が異なる、
請求項１に記載の送信装置。
前記第１のリソース設定における、前記信号の送信機会は、前記第２のリソース設定における前記信号の送信機会よりも少ない、
請求項１に記載の送信装置。
前記第１のリソース設定に使用可能な符号系列の数は、前記第２のリソース設定に使用可能な符号系列の数よりも少ない、
請求項１に記載の送信装置。
前記制御回路は、前記第２のリソース設定において送信した前記信号に対する応答を受信しない場合、前記第１のリソース設定において前記信号の送信を制御する、
請求項１に記載の送信装置。
前記制御回路は、前記第１のランダムアクセス手順にて送信する前記ランダムアクセスチャネルの前記信号に、前記第１のリソース設定を適用する、
請求項１に記載の送信装置。
ランダムアクセスチャネルの信号を受信する受信回路と、
送信タイミングの調整に関する情報の有効性に対応づけられる、前記ランダムアクセスチャネルにおける前記信号の送信に関するリソース設定に基づいて、前記信号の受信を制御する制御回路と、
を具備し、
前記制御回路は、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効でない場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第１のリソース設定を使用し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第２のリソース設定を使用し、
前記制御回路は、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、第１のランダムアクセス手順を制御し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効では無い場合に、前記第１のランダムアクセス手順よりステップ数が多い第２のランダムアクセス手順を制御する、
受信装置。
ランダムアクセスチャネルにおける信号の送信に関するリソース設定を、送信タイミングの調整に関する情報の有効性に基づいて制御し、
前記ランダムアクセスチャネルの前記信号を送信し、
前記送信タイミングの調整に関する情報が有効でない場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第１のリソース設定を使用し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第２のリソース設定を使用し、
前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、第１のランダムアクセス手順を制御し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効では無い場合に、前記第１のランダムアクセス手順よりステップ数が多い第２のランダムアクセス手順を制御する、
送信方法。
送信タイミングの調整に関する情報の有効性に対応づけられる、ランダムアクセスチャネルにおける信号の送信に関するリソース設定に基づいて、前記信号の受信を制御し、
前記ランダムアクセスチャネルの前記信号を受信し、
前記送信タイミングの調整に関する情報が有効でない場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第１のリソース設定を使用し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、前記ランダムアクセスチャネルにおける第２のリソース設定を使用し、
前記送信タイミングの調整に関する情報が有効な場合に、第１のランダムアクセス手順を制御し、前記送信タイミングの調整に関する情報が有効では無い場合に、前記第１のランダムアクセス手順よりステップ数が多い第２のランダムアクセス手順を制御する、
受信方法。