【文献】
LG Electronics InC.、Further Discussion on EAB、3GPP TSG−RAN WG2#74 R2−113339、2011年5月3日アップロード
【文献】
Nokia Siemens Networks,Nokia Corporation?,Extended Access Barring LTE and UMTS,3GPP TSG−RAN WG2 Meeting #74 R2−112995、2011年5月2日アップロード
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1理由は、RRC連結確立の原因が緊急コールのためのもの、またはアクセスクラス(AC)が11から15のうちの1つである端末がネットワークにアクセスする場合を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
前記EABが前記RRC連結に対する要求に適用されることを前記端末の前記第1レイヤーが指示する場合、セルに対するアクセスが前記EABによって遮断されるか否かを、前記端末の前記第2レイヤーによって判断する段階と、
前記セルに対するアクセスが前記EABによって遮断される場合、前記端末の前記第1レイヤーに対する前記RRC連結の失敗を、前記端末の前記第2レイヤーによって通知する段階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。
前記第1理由は、RRC連結確立の原因が緊急コールのためのもの、又はアクセスクラス(AC)が11から15のうちの一つである端末がネットワークにアクセスする場合を含むことを特徴とする、請求項4に記載の端末。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を説明するにあたり関連する公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判定される場合にはその詳細な説明を省略する。以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0016】
また、本発明の実施形態を具体的に説明するにあたり、LTEまたはLTE−A(LTE−Advanced)システムを主な対象とするが、本発明の主な要旨は類似の技術的背景及びチャンネル形態を有するそのほかの通信システムにも本発明の範囲を大きく外れない範囲で僅か変形で適用可能であり、これは本発明の技術分野で熟練された技術的知識を有する者の判断で可能であろう。
【0017】
図1は本発明の実施形態によるLTEシステムの構造を示した図面である。
【0018】
図1を参照すれば、図示したようにLTEシステムの無線アクセスネットワークは次世代基地局(Evolved Node B、以下、ENB、Node Bまたは基地局)(105、110、115、120)とMME(125、Mobility Management Entity)及びS−GW(130、Serving−Gateway)から構成される。ユーザ端末(User Equipment、以下、 UEまたは端末)(135)はENB(105〜120)及びS−GW130を通じて外部ネットワークにアクセスする。
【0019】
図1でENB(105〜120)は、UMTSシステムの既存ノードBに対応される。ENBはUE135と無線チャンネルで連結されて既存ノードBより複雑な役目を実行する。LTEシステムではインターネットプロトコルを通じるVoIP(Voice over IP)のようなリアルタイムサービスを含むあらゆるユーザトラフィックが共用チャンネル(shared channel)を通じてサービスされるので、UEのバッファー状態、使用可能送信電力状態、チャンネル状態などの状態情報を聚合してスケジューリングをする装置が必要であり、これをENB(105〜120)が担当する。1つのENBは通常複数のセルを制御する。例えば、100Mbpsの送信速度を具現するためにLTEシステムは、例えば、20MHz帯域幅で直交周波数分割多重方式(Orthogonal Frequency Division Multiplexing、以下、OFDMと言う)を無線アクセス技術として使用する。また、端末のチャンネル状態に合わせて変調方式(modulation scheme)とチャンネルコーディング率(channel coding rate)を決定する適応変調コーディング(Adaptive Modulation & Coding、以下、AMCと言う)方式を適用する。S−GW130はデータベアラーを提供する装置であり、MME125の制御に応じてデータベアラーを生成したり除去する。MMEは、端末に対する移動性管理機能はもちろん各種制御機能を担当する装置で複数の基地局と連結される。
【0020】
図2は、本発明の実施形態によるLTEシステムで無線プロトコル構造を示した図面である。
【0021】
図2を参照すれば、LTEシステムの無線プロトコルは端末とENBでそれぞれPDCP(Packet Data Convergence Protocol205、240)、RLC(Radio Link Control 210、235)、MAC(Medium Access Control 215、230)からなる。PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(205、240)はIPヘッダー圧縮/復元などの作動を担当し、無線リンク制御(Radio Link Control、以下、RLCと言う)(210、235)はPDCP PDU(Packet Data Unit)を適切な大きさに再構成する。MAC215、230は、一つの端末に構成された多くのRLC階層装置と連結され、RLC PDUをMAC PDUに多重化してMAC PDUからRLC PDUを逆多重化する作動を実行する。物理階層220、225は上位階層データをチャンネルコーディング及び変調し、OFDMシンボルで作って無線チャンネルへ送信したり、無線チャンネルを通じて受信したOFDMシンボルを復調してチャンネルデコーディングして上位階層へ伝達する作動をする。また、物理階層でも追加的なエラー訂正のために、HARQ(Hybrid ARQ)を使用しており、受信端では送信端から送信したパケットを受信するか否かを1ビットで送信する。これをHARQ ACK/NACK情報と言う。アップリンク送信に対するダウンリンクHARQ ACK/NACK情報はPHICH(Physical Hybrid−ARQ Indicator Channel)物理チャンネルを通じて送信されてダウンリンク送信に対するアップリンクHARQ ACK/NACK情報は、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)やPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)物理チャンネルを通じて送信されることができる。
【0022】
図3Aは、 本発明の実施形態による一般端末の通信差異点を示した図面であり、
図3Bは 本発明の実施形態によるMTC端末の通信差異点を示した図面である。
【0023】
先ず、
図3Aに示したように、一般端末の間の通信、例えば、音声通話(voice call)のような場合には、発信者と受信者が存在し、これらの間の通信を基地局とコアネットワークが連結する構造である。
【0024】
一方、MTC端末の通信は
図3Bに示したように、MTCデバイスとMTCサーバー、即ち、機械の間の通信を基地局とコアネットワークが連結する構造という点で、
図3Aの一般端末の間の通信と差異点がある。
【0025】
一方、LTEシステムでは端末のネットワークへのアクセスを制限する方法として、LTEリリース8からはアクセスクラス制限(Access Class Barring、以下、ACBと称する)メカニズムをサポートし、LTEリリース11からは拡張アクセス制限(Extended Access Barring、以下、EABと称する)メカニズムを追加的にサポートする。前記ACBとEABは両者同時に使用されても、それぞれ一つだけが使用されても、両者共に使用しなくてもよい。
【0026】
LTEシステムでサポートするACBメカニズムは端末USIMカードに記憶されている0番から15番までの端末のアクセスクラス(Access Class、以下、ACと称する)に応じてアクセスを遮断するメカニズムであり、詳細な作動は以下の通りである。
【0027】
端末は基地局が送信するシステム情報ブロック(System Information Block、以下、SIBと称する)2番を通じてac−BarringInfoパラメーターがあるか確認する。もし、存在する場合、以下のような確認手続きを実行する。
【0028】
端末が有効な11番−15番の間のACを1つ以上有しており、基地局が送信する ac−BarringForSpecialAC情報内に端末が保有した有効な11番−15番の間のACに対するビット情報が1と設定された場合、端末はアクセス試み可能である。
【0029】
前記有効な11番−15番ACという意味は、AC12、13、14番は端末のホーム国家(端末が加入したプロバイダーの国家)ばかり有効であり、AC11番15番はHome Public Land Mobile Network(以下、HPLMNと称する:端末が加入したプロバイダーを意味する)、Equivalent Home Public Land Mobile Network(以下、EHPLMNと称する:HPLMNと見なされる同級のプロバイダーを意味する)だけで有効であるということを意味する。
【0030】
そうではない場合、端末は0と1間の任意数字を生成し、任意の数字がac−BarringFactorパラメーター値より小さな場合、アクセス試みが可能である。大きい場合はアクセス不可である。
【0031】
前記過程を通じてアクセスが遮断された場合、さらに0と1間の任意数字を生成してアクセス制限時間(Tbarring)の以下の数1で計算する。
【0032】
数1
“Tbarring”=(0.7+0.6* rand) * ac−BarringTime
【0033】
LTEシステムでサポートするEABメカニズムも端末のUSIMカードに記憶されている0番から9番までの端末のアクセスクラス(Access Class、以下、ACと称する)に応じてアクセスを遮断するメカニズムであり、詳細な作動は以下の通りである。
【0034】
端末は基地局が送信する所定のシステムブロック(SIB)を通じてEABパラメーターがあるか確認する。もし、存在する場合、以下のような確認手続きを実行する。
【0035】
端末が基地局が送信したeab−Categoryパラメーターで指示したカテゴリーに含まれ、eab−BarringBitmapパラメーター内のビットマップに端末が属した0番−9番の間のAC値が1と設定された場合、端末はアクセス不可である。
【0036】
前記eab−Categoryに指示するEAB適用すべきである端末のカテゴリーは以下の3種類がある。
【0038】
EABのために設定された端末のうち、HPLMNやEHPLMNにない端末(他のプロバイダー端末);
【0039】
EABのために設定された端末のうち、HPLMNやEHPLMNにないとか、ローミングした端末のうち、USIMに記憶されたプロバイダーが定義したPLMN選択リストのうちでその国家で最も選好するPLMNにない端末(他のプロバイダー端末のうちローミングのとき、最も選好するプロバイダーにある端末を除いた残り端末)。
【0040】
そうではない場合、端末はアクセス可能である。
【0041】
前記過程を通じてアクセスが遮断された場合、上位階層にEABでアクセスが遮断されていることを通知する。
【0042】
図4は、本発明の実施形態による場合、EABとACBを適用する過程を示したフローチャートである。
【0043】
先ず、端末401は端末の上位階層から基地局403と無線リスース制御(Radio Resource Control、以下、RRCと称する)接続確立(connection establishment)に対するリクエストを受ける。前記端末の上位階層はNAS(Non−Access Stratum)階層を意味することができる。さらに、前記端末の上位階層は前記RRC接続確立がEABと関連があるのか、ないのか、即ち、EABの適用を受けるか否かに対して端末の下位階層に通知する(411)。前記端末の下位階層は AS(Access Stratum)階層を意味することができる。
【0044】
この時、端末の上位階層は以下の条件を満足する場合には、たとえMTC端末と言ってもEABを適用しないようにするために、前記RRC接続確立がEABと関連がないと通知することができる(以下の場合に対して「第1理由」と言う):
【0045】
端末機がコールを受信するためにアクセスを試みる場合(Mobile Terminated Call−Access、以下、mt−Accessと称する);
【0046】
緊急コール(emergency call)を試みる場合;
【0047】
高い優先順位のアクセスを試みる場合(highPriorityAccess);
【0048】
この時、端末の上位階層は以下の条件を満足する場合には、MTC端末がEABを適用するために、前記RRC接続確立がEABと関連があると通知することができる(以下の場合に対して「第2理由」と言う):
【0049】
端末機がデータを送信するためのコールをかけるためにアクセスを試みる場合(Mobile Originated Call−Data、以下、mo−Dataと称する);
【0050】
端末機が制御メッセージを送信するためのコールをかけるためにアクセスを試みる場合;(Mobile Originated Call−Signalling、以下、mo Signallingと称する);
【0051】
MTCサービスのように送信遅延に大きく拘らないコールをかけるためにアクセスを試みる場合(delayTolerentAccess);
【0052】
本発明の実施形態で、前記のように第1理由と第2理由を区分する理由は次の通りである。
【0053】
第1理由で、mt−Accessの場合、ネットワークで当該端末に対するデータを送信しようとすることであり、端末は前記データを受信する前までは前記データの重要性を判定することができない。従って、端末はこれに対してアクセスを遅延する場合、重要なデータを失ってしまうことができる危険がある。また、非常状況(emergency)の場合端末が危急な状況でコールを遅延する場合、ユーザに危険をもたらすことができる。また、高い優先順位のアクセスを試みる場合は、一般アクセスや低い優先順位のアクセスと差別化する必要がある。
【0054】
前記の第1理由を除いた第2理由の場合、端末がアクセスを遅延させても大きい問題がない場合であり、従って、端末の上位階層は前記第2の場合に限ってEABメカニズムを適用するように下位階層に通知することができる。
【0055】
一方、これとは別個で前記基地局にアクセスのとき、ACBを適用するか否かを判定するため、端末は基地局からSIB2を受信し、AC barring parameterが含まれているのか否かを判定する(413)。もし、前記受信したSIB2にAC barring parameterが含まれた場合、端末は前記基地局にアクセス試みるとき、ACBを適用してセルにアクセスするか否かを判定する
【0056】
また、前記411段階を通じて前記RRC接続確立にEABを適用すべきであると決定された場合、前記基地局がEAB関連アクセス制限をするのか否かを判定するため、端末は基地局から所定のシステムブロック(SIB)を受信し、EAB関連パラメーターが含まれているのか否かを判定する(415)。
【0057】
もし、受信されたSIBにEAB関連パラメーターが含まれた場合、端末は前記基地局にアクセスを試みるとき、EABと関連がある場合、EABを適用してセルにアクセスするか否かを判定する。
【0058】
本実施形態では説明の便宜のために前記基地局がEABとACBをあらゆる適用中の状況を仮定する。前記端末は前記RRC接続確立が前記「第1理由」であればEABを適用せずACBだけ適用する(419)。一方、RRC接続確立が「第2理由」であればEABとACBを共に適用し(417)(419)、RRC接続確立を試みるか否かを判定する。この場合、本発明の実施形態では基地局がEABとACBを共に適用中の状況の場合、RRC接続確立理由が「第2理由」である端末はACBより優先してEABを適用してEABによってアクセスが遮断されるのか否かを先ず判定する。さらに、EABによってアクセスが遮断されない場合に限って、さらにACBを適用してACBでもアクセスが遮断されない場合、RRC接続確立を試みることができる。
【0059】
前記EABとACBの場合、前述したように以下の方法で作動する。
【0060】
ACBメカニズムは端末のUSIMカードに記憶されている0番から15番までの端末のアクセスクラス(Access Class、以下、ACと称する)に応じてアクセスを遮断するメカニズムであり、詳細な作動は以下の通りである。
【0061】
端末は、基地局が送信するシステム情報ブロック(SystemInformationBlock、以下、SIBと称する)2番を通じてac−BarringInfoパラメーターがあるか確認する。もし、存在する場合、以下のような確認手続きを実行する。
【0062】
端末が有効な11番−15番の間のACを1つ以上有しており、基地局が送信するac−BarringForSpecialAC情報内に端末が保有した有効な11番−15番うちのACに対するビット情報が1と設定された場合、端末はアクセスを試みが可能である。
【0063】
前記有効な11番−15番ACという意味は、AC12、13、14番は端末のホーム国家(端末が加入したプロバイダーの国家)ばかり有効であり、AC11番15番はHome Public Land Mobile Network(以下、HPLMNと称する:端末が加入したプロバイダーを意味する)、Equivalent Home Public Land Mobile Network(以下、EHPLMNと称する:HPLMNと見なされる同級のプロバイダーを意味する)ばかり有効であるということを意味する。
【0064】
そうではない場合、端末は0と1間の任意数字を生成し、任意の数字がac−BarringFactor パラメーター値より小さい場合、アクセス試みが可能である。大きい場合はアクセス不可である。
【0065】
前記過程を通じてアクセスが遮断された場合、さらに0と1間の任意数字を生成してアクセス制限時間(Tbarring)を以下の数2で計算する。
【0066】
数2
“Tbarring”=(0.7+0.6* rand)* ac−BarringTime
【0067】
EABメカニズムも端末のUSIMカードに記憶されている0番から9番までの端末のアクセスクラス(Access Class、以下、ACと称する)に応じてアクセスを遮断するメカニズムであり、詳細な作動は以下のようである。
【0068】
端末は基地局が送信する所定のシステムブロック(SIB)を通じてEABパラメーターがあるか確認する。もし、存在する場合、以下のような確認手続きを実行する。
【0069】
端末が基地局から送信したeab−Categoryパラメーターで指示したカテゴリーに含まれて、eab−BarringBitmapパラメーター内のビットマップに端末が属した0番−9番の間のAC値が1と設定された場合、端末はアクセス不可である。
【0070】
前記eab−Categoryに指示するEAB適用すべきである端末のカテゴリーは以下の3種類がある。
【0072】
EABのために設定された端末のうち、HPLMNやEHPLMNにない端末(他のプロバイダー端末);
【0073】
EABのために設定された端末のうち、HPLMNやEHPLMNにないとか、ローミングした端末のうちのUSIMに記憶されたプロバイダーが定義したPLMN選択リストのうちでその国家で最も選好するPLMNにない端末(他のプロバイダー端末のうち、ローミングのとき、最も選好するプロバイダーにある端末を除いた残り端末);
【0074】
そうではない場合、端末はアクセス可能である。
【0075】
前記過程を通じてアクセスが遮断された場合、上位階層にEABでアクセスが遮断されていることを通知する。
【0076】
前記417、419段階をあらゆる通過し、セルアクセスが遮断されない場合、端末は基地局にランダムアクセスプリアンブル(Random Access Preamble)を送信する(421)。前記ランダムアクセスプリアンブルは基地局が通知したセットのうちの端末が任意に1つを選択して基地局に送信する。従って、基地局はどんな端末がアクセスを試みたかは分からない状態である。
【0077】
以後、基地局が前記プリアンブルを成功的に受信した場合、基地局は端末にこれに対するランダムアクセス応答(Random Access Response、以下。RARと称する)メッセージを送信する(423)。この時、前記RARメッセージには受信したプリアンブルインデックス及びそれに対するリソース割り当てを送信することもでき、これと加えてType1backoff(以下、タイプ1バックオフ)を送信することもでき、本発明で提案するType2backoff(以下、タイプ2バックオフ)値を送信することもできる。
【0078】
タイプ1バックオフは、MTC UEではない一般的なUEに適用され、タイプ2バック オフは所定の特性を共有するUE(例えば、delay tolerant MTC device、或いは、EAB configured UE)に適用される。即ち、前記のRAR メッセージに、端末が421段階から基地局へ送信したプリアンブルのインデックスが423段階で受信したRARメッセージに無く、タイプ2バックオフ値がRARメッセージに含まれた場合、端末はタイプ2バックオフ値を適用して(425)タイプ2バックオフ時間ほど待機する。さらに、前記タイプ2バックオフ時間が経過すると、端末は、さらにランダムアクセスプリアンブルを送信する(427)。
【0079】
例えば、EAB configured UE(EABが設定された端末)は、タイプ1バックオフだけあればタイプ1バックオフを適用し、タイプ2バックオフだけあればタイプ 2バックオフを適用し、タイプ1バックオフとタイプ2バックオフがあらゆるあれば、タイプ2バックオフをタイプ1バックオフに優先して適用する。また、一般的な端末はタイプ1バックオフがあればタイプ1バックオフを適用し、なければバックオフを適用しない。
【0080】
前記RARメッセージに対する具体的はフォーマットは
図7で詳しく説明する。
【0081】
端末は、バックオフ(425)以後、ランダムアクセスプリアンブルを基地局に再送信することができる(427)。さらに、端末はこれに対するRARメッセージを基地局から受信し(429)、429段階で受信したメッセージに427段階に送信したプリアンブルに対するリソース割り当て情報がある場合、端末は当該リソース割り当て情報によって前記端末の識別子及びアクセス試み理由などを含むRRC接続要求(RRCConnectionRequest)メッセージを基地局へ送信する。
【0082】
前記RRC接続要求メッセージを受信した基地局はRRC接続設定(RRCConnectionSetup)メッセージを送信してRRC接続設定を受諾する。基地局から送信されるRRC接続設定メッセージを受信した端末はRRC接続設定完了(RRCConnectionSetupComplete)メッセージを基地局へ送信し、RRC接続設定が成功したことを基地局に確認する。
【0083】
図5は、本発明の第1実施形態による端末作動を示したフローチャートである。
【0084】
端末は端末の上位階層(例えば、NAS階層)から基地局と無線リソース制御(Radio Resource Control、以下、RRCと称する)接続確立(connection establishment)に対するリクエストを受信する。この場合、端末の上位階層は前記RRC接続確立がEABと関連があるのか、ないのか、即ち、RRC接続確立がEABの適用を受けるのか否かに対する情報を端末の下位階層(例えば、AS階層)に通知する(503)。
【0085】
この時、端末の上位階層は
図4に前述したように
図4の「第1理由」でRRC接続確立をリクエストした場合には当該RRC接続確立はEABと関係ないと通知し、「第2理由」でRRC接続確立をリクエストした場合には当該RRC接続確立はEABと関連があると通知することができる。
【0086】
RRC接続確立がEABと関連がある場合(505)、端末はSIB2と前記所定のシステムブロック(SIB)をあらゆる受信する(507)。一方、RRC接続確立がEABと関連がない場合であれば、端末はSIB2だけを受信する(509)。
【0087】
もし、RRC接続確立がEABと関連があり、同時に前記受信した所定のシステムブロック(SIB)にEAB関連情報が含まれた場合(511)であれば、端末はEAB手続きを実行する(513)。一方、RRC接続確立がEABと関連があるが、前記所定のシステムブロック(SIB)にEAB関連情報が含まれないとか所定のシステムブロック(SIB) が存在しない場合であれば、端末はACB確認手続きへ進行する(519)。即ち、EAB手続きを先ずに実行した後、ACB手続きを実行する。
【0088】
EAB手続きは端末のUSIMカードに記憶されている0番から9番までの端末のアクセスクラス(Access Class、以下、ACと称する)に応じてアクセスを遮断するメカニズムであり、詳細な作動は以下の通りである。
【0089】
端末は基地局が送信する所定のシステムブロック(SIB)を通じてEABパラメーターがあるか確認する。もし、存在する場合、以下のような確認手続きを実行する。
【0090】
端末が基地局が送信したeab−Categoryパラメーターで指示したカテゴリーに含まれ、eab−BarringBitmapパラメーター内のビットマップに端末が属した0番−9番の間のAC値が1と設定された場合、端末はアクセス不可である。
【0091】
前記EAB−Categoryに指示するEAB適用すべきである端末のカテゴリーは以下の3種類がある。
【0093】
EABのために設定された端末のうち、HPLMNやEHPLMNにない端末(他のプロバイダー端末);
【0094】
EABのために設定された端末のうち、HPLMNやEHPLMNにないとか、ローミングした端末のうちのUSIMに記憶されたプロバイダーが定義したPLMN選択リストのうちでその国家で最も選好するPLMNにない端末(他のプロバイダー端末のうちのローミングのとき、最も選好するプロバイダーにある端末を除いた残り端末)。
【0095】
そうではない場合、端末はアクセス可能である。
【0096】
前記過程を通じてアクセスが遮断された場合、上位階層にEABでアクセスが遮断されていることを通知する
【0097】
もし、EABによってアクセスが遮断された場合(515)、端末は端末の上位階層にRRC接続設定失敗を通知し(517)、作動を終了する(527)。
【0098】
もし、EABによってアクセスが遮断されない場合であれば(515)、端末はSIB2にACB情報があるのか否かを確認する(519)。もし、前記受信したSIB2にACB関連情報が含まれた場合、端末はACB手続きを実行する(513)。一方、SIB2にACB関連情報が含まれない場合、端末はランダムアクセスを通じるRRC接続確立を試みる(525)。
【0099】
ACB手続きは、端末のUSIMカードに記憶されている0番から15番までの端末のアクセスクラス(Access Class、以下、ACと称する)に応じてアクセスを遮断するメカニズムであり、詳細な作動は以下の通りである。
【0100】
端末は基地局が送信するシステム情報ブロック(SystemInformationBlock、以下、SIBと称する)2番を通じてac−BarringInfoパラメーターがあるか確認する。もし存在する場合、以下のような確認手続きを実行する。
【0101】
端末が有効な11番−15番の間のACを1つ以上有しており、基地局が送信するac―BarringForSpecialAC情報内に端末が保有した有効な11番−15番の間のACに対するビット情報が1と設定された場合、端末はアクセスの試みが可能である。
【0102】
前記有効な11番−15番ACという意味は、AC 12、13、14番は端末のホーム国家(端末が加入したプロバイダーの国家)ばかり有効であり、AC11番15番はHome Public Land Mobile Network(以下、HPLMNと称する:端末が加入したプロバイダーを意味する)、Equivalent Home Public Land Mobile Network(以下、EHPLMNと称する:HPLMNと見なされる同級のプロバイダーを意味する)ばかり有効であるということを意味する。
【0103】
そうではない場合、端末は0と1間の任意数字を生成し、任意の数字がac―BarringFactorパラメーター値より小さな場合、アクセスの試みが可能である。大きい場合はアクセス不可である。
【0104】
前記過程を通じてアクセスが遮断された場合、さらに0と1間の任意数字を生成してアクセス制限時間(Tbarring)を以下の数3で計算する。
【0105】
数3 “Tbarring”=(0.7+0.6 * rand) * ac−BarringTime
【0106】
もし、前記のACB手続き進行後のセルアクセスが遮断された場合であれば、端末は前記の Tbarring時間の以後のACB手続きを再適用する(521)。一方、セルアクセスが遮断されない場合、端末はランダムアクセスを通じるRRC接続確立を試みる(525)。前記525段階のランダムアクセスを通じるRRC接続確立作動に対しては
図6で詳しく記述する。
【0107】
図6は、本発明の第2実施形態による端末作動を示したフローチャートである。
【0108】
端末は、
図5に図示したようなEABとACB手続きを実行した後、ランダムアクセスを通じるRRC接続確立を試みる。先ず、端末はランダムアクセス手続きを開始する(601)。このために、端末はランダムアクセスプリアンブルを基地局へ送信する(602)。この場合、端末は所定のプリアンブルのうちのいずれか1つをランダムに選択したり、基地局によって指示されたプリアンブルを送信することができる。
【0109】
ランダムアクセスプリアンブル送信後、端末は決まった時区間の間のRAR受信を試みる (603)。端末はプリアンブルを送信した時点で所定の期間後から決まった時区間の間のRAR(Random Access Response)を受信するためにPDCCHを監視する。
【0110】
もし、前記時区間の間の適切なRA−RNTIにアドレスされたMAC PDUが受信されると、端末は前記RARを受信してデコーディングする。前記適切なRA−RNTI(Radio Network Temporary Identity)は端末がプリアンブルを送信した(タイムドメインと周波数ドメインで定義される)送信リソースと一対一でマッピングされたRA―RNTIである。
【0111】
端末はRARを受信すると604段階へ進行する。
【0112】
端末は、前記RARにバックオフが収納されている場合、前記バックオフをどのように処理するか判定するために端末タイプとRRC接続確立理由を検査する。端末は自分が一般的な端末であるか、MTCデバイスタイプの端末であると共にRRC接続確立理由が「Delaytolerentaccess」ではなければ605段階へ進行する。端末は自分がMTCデバイスタイプの端末であると共にRRC接続確立理由が「Delaytolerentaccess」であれば608段階へ進行する。
【0113】
前記の一般端末とは、MTCデバイスタイプの端末ではない端末を意味する。MTC デバイスタイプの端末(以下、MTC端末)とは、M2M(Machine to Machine)サービスが提供される端末で、人間と人間との、或いは人間と機械の間の通信ではない機械と機械の間の通信のための端末機である。代表的な例でスマートメータリング(smart metering)サービスのメータリングデバイス(metering device)が挙げられる。MTCデバイスタイプの端末は、「EAB(Extended or Enhanced Access Class Barring)が設定された端末;UEs that are configured forEAB」と呼ばれたりする。
【0114】
一般的に、MTC端末は通常、あまり切迫ではないデータを生成する。この場合、MTC端末は前記データを送信するためにRRC接続を確立することにおいてRRC接続要求 (RRC CONNECTION REQUEST)メッセージのEstablishmentCauseフィールドをdelayTolerentAccessと設定して送信する。
【0115】
場合に従い、MTC端末はより重要なデータ(例えば、警報(alarm)メッセージなど)を送信することもでき、この場合、MTC端末はEstablishmentCause フィールドに例えば、mo−Signallingのようなものを用いることができる。
【0116】
本発明において、MTC端末は基本的にタイプ2バックオフの制御を受ける。しかし、MTC端末が重要なデータを送信する場合であれば、一般端末と同一な混雑制御を適用するのが好ましい。
【0117】
よって、本発明の実施形態で、MTC端末はRRC接続を確立するとき、自分が用いたEstablishmentCauseを覚え、今後のランダムアクセスを実行することにおいてEstablishmentCauseがdelayTolerentAccessであるのか他の値であるのかを基準でどんなバックオフ値を適用するかを決める。
【0118】
もし。アイドルモード端末が接続状態へ遷移するため、即ち、RRC接続確立のためにランダムアクセス過程が実行されるものであれば、端末は送信するRRC接続要求(RRC ConnectionRequest)メッセージのEstablishment CauseがdelayTolerentAccessであるか否かを判定して今後のどんな作動を取るかを決定する。
【0120】
MTC端末ではない端末は605段階へ進行してタイプ1バックオフを適用した混雑制御作動を実行する。
【0121】
RRC接続確立のためにランダムアクセスを実行するMTC端末であるが、RRC接続要求(RRCConnectionRequest)メッセージのEstablishmentCauseがdelayTolerentAccessではない他のものであれば、605段階へ進行してタイプ1バックオフを適用した混雑制御作動を実行する。
【0122】
RRC接続確立のためにランダムアクセスを実行するMTC端末であるが、RRC接続要求(RRCConnectionRequest)メッセージのEstablishmentCauseがdelayTolerentAccessであれば608段階へ進行してタイプ1バックオフとタイプ2バックオフをあらゆる適用した混雑制御作動を実行する。
【0123】
予めRRC接続状態であるMTC端末であるが、現在RRC連結を設定するとき、EstablishmentCauseをdelayTolerentAccessではない異なること(例えば emergency、highPriority Access、mo−Signalling、mo―Data)と設定すると、605段階へ進行してタイプ1バックオフを適用した混雑制御作動を実行する。
【0124】
予めRRC連結状態であるMTC端末であるが、現在RRC接続を確立するとき、EstablishmentCauseをdelayTolerentAccessに設定すると、608段階へ進行してタイプ1バックオフとタイプ2バックオフを共に適用した混雑制御作動を実行する。
【0125】
一般端末であるか高い優先順位のアクセスをするMTC端末の場合、端末は受信したRARにタイプ1バックオフが含まれているのか検査する。含まれていなければ606段階へ、含まれていれば607段階へ進行する。
【0126】
もし、タイプ1バックオフが含まれていない場合であれば、端末はバックオフパラメーターを0msと設定する(606)。これは今後の混雑解決(congestion resolution)が失敗するなどの理由でプリアンブル送信過程をさらに実行するときのバックオフを適用しないことを意味する。
【0127】
もし、タイプ1バックオフが含まれている場合であれば、端末はバックオフパラメーターをタイプ1バックオフに指示された値と設定する(607)。これは今後の混雑解決(congestion resolution)が失敗するなどの理由でプリアンブル送信過程をさらに実行するときの前記バックオフパラメーターに記憶された値と0間でランダムにの値を選択して前記選択された値ほどバックオフを適用することを意味する。
【0128】
DelaytolerentaccessをするMTC端末の場合、端末は受信したRARにタイプ1バックオフとタイプ2バックオフが含まれているのか検査する(608)。何も含まれていなければ609段階へ、タイプ1バックオフだけ含まれていれば610段階へ、両方に含まれていれば611段階へ進行する。詳細なRARフォーマットは
図7に詳しく説明する。
【0129】
タイプ1バックオフとタイプ2バックオフが共に存在しなければ、端末はバックオフパラメーターで0msを記憶する(609)。
【0130】
もし、タイプ2バックオフは存在せずタイプ1バックオフだけ存在すると端末はタイプ1バックオフの値をバックオフパラメーターで記憶する(610)。前記記憶された値は今後のプリアンブル送信のときに適用される。
【0131】
もし、タイプ1バックオフとタイプ2バックオフが共に存在すれば端末はタイプ2バックオフの値をバックオフパラメーターとして記憶する(611)。前記記憶された値は今後のプレイアンブル送信時に適用される。
【0132】
例外的に、もしタイプ2バックオフがタイプ1バックオフより小さければ(或いは、タイプ2バックオフは0msがタイプ1バックオフは0msではない場合)、端末はタイプ2バックオフが存在してもタイプ1バックオフの値をバックオフパラメーターとして記憶する。前記のような現象は一般的に発生しないことが正常であるが、標準化過程などでタイプ2バックオフがいつも存在し、タイプ2バックオフを適用する必要がなければ0msを指示することで決まる場合のためのことである。
【0133】
以後、端末は残っているランダムアクセス手続き、例えばメッセージ3の送信やcontention resolution過程などを実行する(612)。
【0134】
図7は本発明の実施形態による新規のRARメッセージフォーマットを例示する図面である。
【0135】
本発明で提案するRARは大きく2つのパート、即ち、第1パート701と第2パート703から構成される。
【0136】
第1パート701は、すべての端末が理解するように従来のRARと同様フォーマットで構成される。すなわち、複数のMACサブヘッダー(711)(713)(715)(717)と複数のRARペイロード(719)(721)(723)から構成される。
【0137】
前記MACサブヘッダーは1バイト大きさをもってタイプ1バックオフ情報(7110、或いはRAPID(Random Access Preamble ID)情報(713)(715)(717)を収納する。MACサブヘッダーが2つの情報のうち、ある情報を含んでいるかはサブヘッダーの所定のビット(例えば、第2ビット)の値に指示される。タイプ1バックオフは存在したり存在しないものがあり(711)、もし、存在すれば常に第1MACサブヘッダーで指示される。
【0138】
RARペイロード(719)(721)(723)はアップリンクリソース割り当て情報と送信タイミング調整命令(Timing Advance Command)のような情報が収納される。
【0139】
タイプ2バックオフは第2パート703に収納され、端末は第2パートのフォーマットを参照してタイプ2バックオフが存在するか否かと、その値を判定する。
【0140】
タイプ2バックオフは、例えば第2パートの第1バイトに位置し、より詳しく731、733、735、737の構成要素から構成されることができる。
【0141】
Eビット731は、次のバイトがパディングなのか、また他のサブヘッダーなのかを表す。
【0142】
Tビット733は当該バイトがタイプ2バックオフに関するか否かを指示する。
【0143】
スケーリングファクター(Scaling factor)735は、バックオフインジケーター(Backoff Indicator)と結合して最終的なタイプ2バックオフを規定する値である。
【0144】
タイプ2バックオフ= Scaling factor * Backoff Indicator
【0145】
スケーリングファクターは2ビットであり、例えば、以下のような意味を有する。
【0147】
即ち、スケーリングファクターが0であればタイプ2バックオフはバックオフインジケーターに1を掛けた値と同一である。
【0148】
バックインジケータータイプ1で使用するバックオフインジケーター値をそのまま再使用する。タイプ2バックオフがタイプ1バックオフより大きい値を指示しなければならないのに、本発明では前記のようにタイプ1で使用するバックオフインジケーターと同一のバックオフインジケーターとスケーリングファクターを使用することによって、別途のバックオフインジケーターを定義しなければならない煩雑を避ける。
【0149】
端末は以下のように第2パートの開始点を計算する。
【0150】
まず、端末は第1パートの大きさを判定する。MACサブヘッダーの大きさと個別的な RARペイロードの大きさはそれぞれ1バイトと6バイトで固定的である。従って、端末は以下の数4を利用すれば何番目のバイトに第2パートが開始するのか計算することができる。
【0152】
nはタイプ1バックオフサブヘッダーの個数で0或いは1である。mはRAPIDサブヘッダーの個数である。
【0153】
前記第1パートの次のバイトから第2パートが開始する。
【0154】
図8は、本発明の実施形態による端末の内部構造を示したブロック図である。
【0155】
図8を参照すれば、本発明の実施形態による端末は送受信部805、制御部810、マルチプレクサー及びデマルチプレクサー815、制御メッセージ処理部830及び各鐘上位階層処理部(820)(825)を含む。
【0156】
前記送受信部805は、サービングセルのダウンリンクチャンネルでデータ及び所定の制御信号を受信し、アップリンクチャンネルでデータ及び所定の制御信号を送信する。複数のサービングセルが設定された場合、送受信部805は前記複数のサービングセルを通じるデータ送受信及び制御信号送受信を実行する。
【0157】
マルチプレクサー及びデマルチプレクサー815は、上位階層処理部(820、1025)や制御メッセージ処理部830で発生したデータを多重化したり送受信部805で受信されたデータを逆多重化して適切な上位階層処理部(820、1025)や制御メッセージ処理部830へ伝達する役目をする。
【0158】
制御メッセージ処理部830は、基地局から受信された制御メッセージを処理して必要な作動を取る。例えば、DRXに係るパラメーターを受信すれば制御部へ伝達する。
【0159】
上位階層処理部(820)(825)は、サービス別に構成されることができ、FTP(File Transfer Protocol)やVoIP(Voice over Internet Protocol)などのようなユーザサービスで発生するデータを処理してマルチプレクサー及びデマルチプレクサー815へ伝達したり前記マルチプレクサー及びデマルチプレクサー815から伝達したデータを処理して上位階層のサービスアプリケーションへ伝達する。
【0160】
制御部810は、送受信部805を通じて受信されたスケジューリング命令、例えば、アップリンクグラントを確認して適切な時点に適切な送信リソースでアップリンク送信が実行されるように送受信部805とマルチプレクサー及びデマルチプレクサー815を制御する。制御部はさらにDRX作動及びCSI/SRS送信に係って送受信部を制御する。
【0161】
より具体的に、本発明の制御部810は、RRC(Radio Resource Control)接続確立のとき、前記RRC接続確立が第1理由または第2理由のうちのいずれに該当するのか判定する。前記第1理由に該当するとき、制御部810は前記RRC接続確立が拡張アクセス制限(Extended Access Barring)の適用されないように設定する。一方、第2理由に該当するとき、制御部810は基地局から受信されるシステム情報ブロック確立によって拡張アクセス制限手続きを適用するか否かを確認し、前記確認結果によって前記拡張アクセス制限手続きを適用するように制御する。
【0162】
この場合、前記第1理由は端末がコールを受信するためにアクセスを試みる場合、緊急コールを試みる場合、または高い優先順位と設定されたアクセスを試みる場合のうちの少なくとも1つを含むことができる。また、前記第2理由は端末がデータを送信するためにアクセスを試みる場合、端末が制御メッセージを送信するためにアクセスを試みる場合、またはMTCサービスのためにアクセスを試みる場合のうちの少なくとも1つを含むことができる。
【0163】
また、制御部810は、基地局から受信されるシステム情報ブロック確立によってアクセスクラス制限を適用するか否かを確認し、前記確認結果によって前記アクセスクラス制限適用手続きを適用する。具体的に説明すれば、制御部810は第1理由に該当して拡張アクセス制限の適用を受けない場合及び拡張アクセス制限手続き適用結果アクセスが制限されない場合、基地局から受信されるシステム情報ブロック確立によってアクセスクラス制限を適用するか否かを確認して、前記確認結果によって前記アクセスクラス制限適用手続きを適用する。
【0164】
さらに、制御部810は前記拡張アクセス制限及びアクセスクラス制限適用結果、アクセスが遮断されない場合、前記基地局でRRC(Radio Resource Control)接続確立をリクエストするように制御する。
【0165】
一方、前記では端末が複数個のブロックに区分されて各ブロックが相違する機能を実行することで記述したが、これは一実施形態に過ぎないだけ必ずこのような区分に限定されて解釈される必要はない。例えば、制御メッセージ処理部830が実行する機能を制御部810自体が実行することもできるものであり、このような原理は後述される基地局ブロック図面でも同様に適用されることができる。
【0166】
図9は、本発明の実施形態による基地局の内部構造を示したブロック図である。
図9に図示したように、基地局装置は送受信部905、制御部910、マルチプレクサー及びデマルチプレクサー920、制御メッセージ処理部935、各鐘上位階層処理部(925)(930)、スケズーラー915を含む。
【0167】
送受信部905はダウンリンクキャリアでデータ及び所定の制御信号を送信してアップリンクキャリアでデータ及び所定の制御信号を受信する。複数のキャリアが設定された場合、送受信部905は前記複数のキャリアでデータ送受信及び制御信号送受信を実行する。
【0168】
マルチプレクサー及びデマルチプレクサー920は、上位階層処理部(925)(930)や制御メッセージ処理部935で発生したデータを多重化したり送受信部905で受信されたデータを逆多重化して適切な上位階層処理部(925)(930)や制御メッセージ処理部(935)、或いは制御部910へ伝達する役目をする。制御メッセージ処理部935は、端末が送信した制御メッセージを処理して必要な作動を取ったり、端末に伝達する制御メッセージを生成して下位階層へ伝達する。
【0169】
上位階層処理部(925)(930)は、端末別にサービス別に構成されることができ、FTPや VoIPなどのようなユーザサービスで発生するデータを処理してマルチプレクサー及びデマルチプレクサー920へ伝達したりマルチプレクサー及びデマルチプレクサー920から伝達したデータを処理して上位階層のサービスアプリケーションへ伝達する。
【0170】
制御部910は、端末がいつCSI/SRSを送信するかを判定して送受信部を制御する。
【0171】
スケジューラー915は、端末のバッファー状態、チャンネル状態及び端末のActive Timeなどを考慮して端末に適切な時点に送信リスースを割り当てて、送受信部に端末が送信した信号を処理したり端末に信号を送信するように処理する。
【0172】
提案する方式を使用すると、ネットワークにアクセスする端末の作動を制御して過度なアクセスを効率的に制御することができる。
【0173】
本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から外れない限度内で様々な変形が可能であることは勿論である。よって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されず、後述される特許請求の範囲だけではなくこの特許請求の範囲と均等なものなどによって決まるべきである。