用于执行两个步骤的随机接入过程的终端装置、基站装置、控制方法以及程序与流程

1.本发明涉及终端装置、基站装置、控制方法以及程序，具体而言，涉及提高两个步骤的随机接入过程中的消息发送的效率以及可靠性的技术。


背景技术：

2.在第三代合作伙伴计划(3gpp)中，制定了长期演进(lte)、第五代(5g)的新无线(nr)等无线通信系统的标准。在lte、nr中，规定了用于终端装置与基站装置之间的初始连接的随机接入过程。另外，在3gpp中，为了能够在比以往的四个步骤的随机接入过程短的时间内建立初始连接，研究了采用两个步骤的随机接入过程(参照非专利文献1)。在两个步骤的随机接入过程中，首先，终端装置发送相当于四个步骤的随机接入过程中的消息1以及消息3且包含随机接入前导码和用于初始接入的预定的信息的消息a。然后，基站装置响应于消息a，发送相当于四个步骤的随机接入过程中的消息2以及消息4的消息b。需要说明的是，在消息b中，在正常地建立连接的情况下，定时提前等mac(媒体接入控制)层的信息、rrc连接设置等rrc(无线资源控制)层的信息可以向终端装置发送。
3.现有技术文献
4.非专利文献
5.非专利文献1：3gpp、rp-182894


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.设想基站装置从多个终端装置并行地接收消息a。在这样的情况下，要求高效率地对各终端装置发送消息b。另外，如上所述，消息b用于将mac层的信息、rrc层的信息通知给终端装置，因此以高可靠性进行向终端装置的发送是重要的。
8.用于解决问题的手段
9.本发明提供一种用于在两个步骤的随机接入过程中将基站装置发送的信息高可靠性且高效率地通知给终端装置的技术。
10.本发明的一个方式的终端装置是具有通信单元的终端装置，其中，所述通信单元被控制为，基于两个步骤的随机接入过程，向基站装置发送预定的消息；以及在接收到从所述基站装置响应于所述预定的消息而发送的一个信号、即复用地包含用于所述终端装置和其他终端装置的每一个的上位层的控制信息在内的所述一个信号的情况下，基于用于发送所述一个信号的控制信号和所述一个信号中的至少任一个确定第一无线资源，所述第一无线资源用于发送表示所述一个信号所包含的用于所述终端装置的控制信息的接收是否成功的第一响应信号，所述第一无线资源与用于发送表示所述其他终端装置对所述一个信号所包含的用于所述其他终端装置的控制信息的接收是否成功的第二响应信号的第二无线资源不同，使用所述第一无线资源来发送所述第一响应信号。
11.本发明的一个方式的基站装置是具有通信单元的基站装置，其中，所述通信单元被控制为，基于两个步骤的随机接入过程，从多个终端装置接收预定的消息；响应于所述预定的消息，将复用并包含用于所述多个终端装置的每一个的上位层的控制信息在内的一个信号发送给所述多个终端装置；对于所述一个信号，使用用于发送所述一个信号的控制信号和所述一个信号中的至少任一个，指定应该被发送表示所述控制信息的接收是否成功的响应信号的无线资源、即针对所述多个终端装置的每一个而不同的无线资源；以及在针对该多个终端装置而指定的所述无线资源的每一个中，从所述多个终端装置的每一个接收所述响应信号。
12.发明效果
13.根据本发明，在两个步骤的随机接入过程中，能够将基站装置发送的信息高可靠性且高效率地通知给终端装置。
14.本发明的其他特征及优点通过参照附图的以下的说明而变得明确。需要说明的是，在附图中，对相同或同样的结构标注相同的附图标记。
附图说明
15.附图包含在说明书中，构成其一部分，表示本发明的实施方式，与其记述一起用于说明本发明的原理。
16.图1是示出无线通信系统的构成例的图。
17.图2是示出基站装置和终端装置的硬件构成例的图。
18.图3是示出终端装置的功能构成例的图。
19.图4是表示基站装置的功能结构例的图。
20.图5是示出由系统执行的处理的流程的例子的图。
21.图6是示出由系统执行的处理的流程的例子的图。
具体实施方式
22.以下，参照附图对实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。在实施方式中记载了多个特征，但这些多个特征的全部不限于发明所必须的特征，另外，多个特征也可以任意地组合。并且，在附图中，对相同或同样的结构标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
23.(系统结构)
24.图1表示本实施方式的无线通信系统的结构例。本系统在一例中是5g的蜂窝通信系统。但是，并不限于此，本系统例如可以是5g以后的后继的蜂窝通信系统，也可以是蜂窝以外的无线通信系统。本系统构成为包含基站装置101、终端装置102以及终端装置103。需要说明的是，在图1中，为了简化说明，仅示出了一个基站装置和两个终端装置，但这些装置的数量没有限定，当然也可以存在更多的基站装置以及终端装置。
25.本实施方式的终端装置102以及终端装置103通过执行两个步骤的随机接入过程(以下，将该过程称为“两个步骤rach”)，尝试建立与基站装置101的连接。如上所述，在两个步骤rach中，终端装置将包含前导码和用于初始接入的预定的信息在内的消息a发送给基站装置。然后，基站装置101响应于该消息a，将定时提前等mac层的信息、rrc连接设置等rrc
层的信息通过消息b发送给消息a的发送源的终端装置。
26.基站装置101有时从多个终端装置并行地接收消息a。此时，高效地发送消息b是重要的。因此，本实施方式的基站装置101将用于多个终端装置的每一个的mac层的信息和rrc层的信息复用而发送。另外，由于这些信息是控制信息，因此应该以获得高可靠性的方式发送到终端装置。在本实施方式中，鉴于所发送的信息是rrc层那样的上位层的信息，为了确保可靠性而使用混合自动重发请求(harq)。通过使它们适当地发挥功能，能够高效率且高可靠性地进行基于消息b的向终端装置的信息传递。
27.消息b通过物理下行链路共享信道(pdsch)发送。此时，在用于多个终端装置的信息被复用而发送的情况下，这些信息可以通过一个pdsch来发送。另外，基站装置101在发送一个pdsch时，能够通过一个物理下行链路控制信道(pdcch)来指定无线资源。
28.在使用harq来发送消息b的情况下，需要发送用于表示终端装置是否能够正常地接收到该消息b的响应信号(ack或nack)。然而，设想终端装置无法确定应用于发送该响应信号的无线资源。另外，例如也可以基于发送了pdcch的无线资源等来决定发送响应信号的无线资源，但在对多个终端装置使用一个pdcch的情况下，多个终端装置使用了相同的无线资源的结果，响应信号会发生冲突。
29.在本实施方式中，鉴于这样的情况，应用通过适当地发送响应信号，从而在消息b被复用的情况下使harq适当地发挥功能的方法。在本实施方式中，作为这样的方法，基站装置在从多个终端装置并行地接收到消息a的情况下，发送复用了针对各自的mac层以及rrc层的信息(即，上位层的信息)的信号(消息b)。此时，基站装置在第一例中，通过单独的pdcch发送用于发送该信号的(例如包含调度信息的)下行链路控制信号。然后，通过各个pdcch，用于发送对于上位层的信息的harq的响应信号(harq-ack)的无线资源(时间/频率资源)被通知给各终端装置。需要说明的是，在这些两个以上的pdcch中，作为之后的下行链路的信号，指定一个物理分组(pdsch)。然后，在该一个物理分组中，各终端装置用的上位层的信息被复用而发送。终端装置从该一个物理分组中提取并接收以本装置为接收目的地的信息，并使用在发往本装置的pdcch中指定的无线资源向基站装置发送表示该接收是否成功的响应信号。需要说明的是，响应信号例如通过物理上行链路控制信道(pucch)来发送。需要说明的是，在一例中，用于两个以上的终端装置各自的pdcch使用不同的序列而被加扰。
30.另外，基站装置101在第二例中，通过共用的pdcch发送用于发送该响应信号的下行链路控制信号，但在之后发送的pdsch中，发送能够对每个终端指定用于发送响应信号的不同的无线资源的信息。基站装置例如能够将指定各终端装置的响应信号发送用的无线资源的信息与上述的被复用的上位层的信息一起包含在一个pdsch中进行发送。各终端装置在接收到pdsch时，提取并接收发往本装置的信息，确定应在响应信号的发送中使用的无线资源。然后，各终端装置使用所确定的无线资源向基站装置发送表示该接收是否成功的响应信号。另外，例如，也可以通过pdcch来指定一个终端装置的响应信号发送用的无线资源，并通过将表示该无线资源与其他终端装置的响应信号发送用的无线资源的差分的值包含在pdsch中来指定。例如，可以通过pdcch将第一终端装置的响应信号发送用的频率资源指定为“f”，通过pdsch将“δf”指定为与第二终端装置的响应信号发送用的频率资源相关联的信息。在这种情况下，第一终端装置可以在频率资源“f”中发送响应信号，并且第二终端
装置可以在频率资源“f+δf”中发送响应信号。同样地，对于时间资源，也可以通过pdcch来指定一个终端装置的响应信号发送用的时间资源，通过pdsch来指定该时间资源与其他终端装置的响应信号发送用的时间资源的差分。需要说明的是，规定的基准的无线资源可以通过pdcch来指定，各终端装置的响应信号发送用的无线资源与该基准的无线资源的差分可以分别通过pdsch来指定。
31.需要说明的是，在通过pdsch发送指定响应信号发送用的无线资源的信息的情况下，该信息可以包含在pdsch的mac子报头内而被发送。另外，在通过pdsch发送指定响应信号发送用的无线资源的信息的情况下，也可以根据该各终端装置在pdsch中被复用的顺序，将与该顺序对应的无线资源确定为该终端装置的响应信号发送用的无线资源。即，也可以根据终端装置被复用的顺序，隐式地表示该终端装置应该在响应信号的发送中使用的无线资源。在该情况下，复用的顺序与应在响应信号的发送中使用的无线资源的关系事先在基站装置与终端装置之间共享。在一例中，基站装置将指定该关系的信息包含在广播信号中进行广播，终端装置通过接收该广播信号，能够确定该关系。然后，终端装置在接收到pdsch时，确定本装置的复用的顺序，根据该顺序，确定应使用的无线资源，使用该确定出的无线资源向基站装置发送响应信号。需要说明的是，由该关系表示的无线资源的信息例如可以是与基于发送了pdcch的无线资源而确定的无线资源的差分。即，也可以从在pdcch的发送中使用的无线资源中确定一个无线资源，以该确定的无线资源为基准，根据复用的顺序，确定终端装置应在响应信号的发送中使用的无线资源。
32.这样，通过一个物理分组(pdsch)，关于多个终端装置的每一个的上位层的控制信息被复用，并被发送到该多个终端装置。此时，应发送表示该控制信息的接收是否成功的响应信号的无线资源被指定为按每个终端装置而不同。由此，在两个步骤rach中，能够通过复用而高效地发送控制信息，并且使用harq来提高可靠性。
33.需要说明的是，基站装置在从一个终端装置接收到消息a的情况下，也可以在预定时间内等待从其他终端装置接收到消息a。即，在从一个终端装置接收到消息a的情况下，也可以不立即发送消息b，而是等待来自其他终端装置的消息a，提高将发往多个终端装置的上位层的控制信息复用而发送的概率。
34.另外，基站装置在对来自多个终端装置的消息a复用并发送了用于该多个终端装置的每一个的上位层的控制信息的情况下，在从该多个终端装置的至少任一个接收到表示信号的接收失败的响应信号的情况下，重传所发送的信号。此时，不仅重新发送用于信号接收失败的终端装置的信息，还重新发送用于信号接收成功的终端装置的信息。由此，通过再次发送与相同信息有关的信号，在接收到该信号的终端装置中，能够得到基于合成接收信号的增益。需要说明的是，也可以仅重发用于信号的接收失败的终端装置的信息。例如，在发往多个终端装置的信号被复用并发送之后，只有少数终端装置的接收失败的情况下，能够抑制由于为了该少数终端装置而发送发往多个终端装置的信号所导致的频率利用效率的降低。
35.(装置结构)
36.接着，说明执行上述那样的处理的终端装置以及基站装置的结构。图2表示终端装置以及基站装置的硬件结构例。在一例中，终端装置及基站装置具有处理器201、rom202、ram203、存储装置204及通信电路205。在终端装置中，例如由处理器201执行记录于rom202、
ram203以及存储装置204中的任一个的、实现上述那样的终端装置的各功能的计算机可读的程序。同样地，在基站装置中，由处理器201执行例如记录在rom202、ram203以及存储装置204中的任意一个中的、实现上述那样的基站装置的各功能的程序。需要说明的是，处理器201也可以由asic(面向特定用途的集成电路)、fpga(现场可编程门阵列)、dsp(数字信号处理器)等一个以上的处理器置换。
37.终端装置及基站装置例如通过处理器201控制通信电路205，进行与对象装置(例如，对于终端装置而言为基站装置、对于基站装置而言为终端装置或网络节点)之间的通信。需要说明的是，在图2中，示出了终端装置以及基站装置具有一个通信电路205的概要图，但不限于此。例如，终端装置可以包含用于与基站装置通信的通信装置和用于诸如无线lan的通信的通信装置。另外，基站装置例如也可以具有与终端装置的通信用的通信装置和与网络节点的通信用的通信装置。
38.图3表示终端装置的功能结构例。图3所示的功能例如通过终端装置的处理器201执行存储于rom202、ram203、存储装置204的程序来实现。需要说明的是，终端装置也可以具有与后述的功能中的至少任一个对应的硬件。需要说明的是，图3选择性地示出终端装置的功能中的与本实施方式特别关联的功能部，终端装置当然具有作为一般的终端装置的功能。
39.作为其功能，终端装置例如构成为包含通信控制部301、消息发送部302、消息接收部303、资源确定部304以及响应信号发送部305。
40.通信控制部301控制终端装置与基站装置之间执行的通信(例如遵照5g的通信标准的无线通信)。通信控制部301例如获取从基站装置送出的信息，基于该信息执行两个步骤rach，执行用于建立与基站装置的连接而进行通信的控制。消息发送部302生成两个步骤rach的消息a，并经由通信控制部301发送给基站装置。消息接收部303经由通信控制部301接收响应于发送了消息a而从基站装置发送的消息b。在此，设消息b是由从基站装置发送的pdcch调度而发送的pdsch中包含的消息，但有时也指pdcch与pdsch的组合而称为消息b。需要说明的是，该消息可以通过将用于终端装置自身的上位层(特别是rrc层)的信息和用于其他终端装置的上位层的信息复用而成的一个物理分组来接收。因此，消息接收部303在接收到复用了发往多个终端装置的信息的包的情况下，从其中提取发往本装置的信息。资源确定部304基于在pdcch和pdsch中的至少任一个中包含的信息，确定用于发送表示上位层的消息的接收是否成功的响应信号的无线资源(频率/时间资源)。响应信号发送部305经由通信控制部301，在由资源确定部304确定的无线资源中发送响应信号。
41.图4表示基站装置的功能结构例。图4所示的功能例如通过基站装置的处理器201执行存储于rom202、ram203、存储装置204的程序来实现。需要说明的是，基站装置可以具有与后述的功能中的至少任一个对应的硬件。需要说明的是，图4选择性地表示基站装置的功能中的与本实施方式特别关联的功能部，基站装置当然具有作为一般的基站装置的功能。
42.基站装置作为其功能，例如包含通信控制部401、消息接收部402、资源指定部403、消息发送部404以及响应信号接收部405而构成。
43.通信控制部401控制基站装置与终端装置之间执行的通信(例如遵照5g的通信标准的无线通信)。通信控制部301例如基于由终端装置开始了两个步骤rach，执行用于建立与终端装置的连接而进行通信的控制。
44.消息接收部402经由通信控制部401，接收从终端装置发送的两个步骤rach的消息a。需要说明的是，消息接收部402在从一个终端装置接收到消息a的情况下，也可以在预定时间内等待来自其他终端装置的消息a。即，基站装置在预定时间内等待接收来自多个终端装置的消息a，由此尽可能地对用于多个终端装置的上位层的信息进行复用并发送。由此，能够提高能高效率地执行两个步骤rach的概率。
45.资源指定部403在对消息a发送了包含rrc层等上位层的信息的信号(消息b)的情况下，指定应用于终端装置发送表示能否正常地接收该信号的响应信号的无线资源。资源指定部403例如在从多个终端装置并行地接收消息a，并对这些终端装置复用发送rrc层等上位层的信息的情况下，以各终端装置的响应信号发送用的无线资源分别不同的方式进行无线资源的指定。需要说明的是，资源指定部403在对来自单一的终端装置的消息a发送上位层的信息的情况下，也可以不进行特别的无线资源的指定。
46.资源指定部403为了指定各自不同的无线资源，例如对多个终端装置的每一个使用单独的pdcch。然后，各pdcch指定在来自基站装置的包含上位层的信息的pdsch的发送中使用的共用的无线资源，并且指定用于响应信号的发送的不同的无线资源。需要说明的是，无线资源的指定可以通过在pdcch中使用的无线资源而隐式地进行，也可以通过在pdcch中发送的信息而显式地进行，也可以通过它们的组合来进行。由此，多个终端装置能够接收分别单独发送给本装置的pdcch，并且接收对这些终端装置共用且复用了针对这些终端装置的信息的pdsch，通过由各个pdcch单独指定的无线资源来发送响应信号。
47.另外，资源指定部403例如也可以对多个终端装置使用共用的pdcch，指定在共用的pdsch中使用的无线资源，在该pdsch中复用的信息中，指定各终端装置的响应信号发送用的无线资源。在该情况下，发送了消息a的各终端装置接收共用的pdcch，并基于该pdcch来确定发送pdsch的无线资源。然后，终端装置能够从在pdsch中复用的信息中提取发往本装置的信息，并基于该信息来确定响应信号发送用的无线资源。需要说明的是，响应信号发送用的无线资源可以通过将确定各终端装置应使用的无线资源的信息包含在例如mac子帧等被复用的信息中来显式地指定。另外，响应信号发送用的无线资源例如也可以通过事先将多个终端装置被复用时的顺序与无线资源建立关联，从而通过该复用的顺序来隐式地指定。在该情况下，终端装置根据复用后的信息中的发往本装置的信息被第几个复用，来确定响应信号发送用的无线资源。
48.需要说明的是，在pdsch中指定响应信号发送用的无线资源的情况下，在pdcch中指定成为基准的无线资源，在pdsch中，能够指定成为该基准的无线资源与各终端装置的响应信号发送用的无线资源的差分的信息。即，资源指定部403通过pdcch和pdsch中的至少任一个，指定响应信号发送用的、按每个终端装置而不同的无线资源。
49.消息发送部404响应于从终端装置接收到消息a的情况，经由通信控制部401发送消息b。消息b例如包含mac层或rrc层等上位层的信息，能够以复用的形式包含用于多个终端装置的这些信息。消息发送部404以与资源指定部403的无线资源的指定方法相应的形式发送消息b。例如，消息发送部404在资源指定部403决定为按每个终端装置使用不同的pdcch的情况下，发送在pdsch内发送的消息中不包含指定各终端装置的响应信号发送用的无线资源的信息的消息b(pdsch)。另一方面，消息发送部404在资源指定部403决定为按每个终端装置使用共用的pdcch的情况下，以包含指定各终端装置的响应信号发送用的无线
资源的信息(直接指定无线资源的信息、指定与成为基准的无线资源的差分的信息)的形式发送消息b。需要说明的是，在根据复用的顺序来指定各终端装置的响应信号发送用的无线资源的情况下，消息发送部404不需要在消息中包含用于指定各终端装置的响应信号发送用的无线资源的显式的信息。
50.响应信号接收部405在由资源指定部403指定的无线资源中，接收来自各终端装置的、表示从基站装置发送的信息(消息b)的接收是否成功的响应信号。在响应信号接收部405从多个终端装置的全部接收到表示信号的接收成功的响应信号的情况下，由此基站装置与各终端装置之间的连接的建立完成，各终端装置向连接状态转移。另一方面，在响应信号接收部405从多个终端装置中的任一个接收到表示信号的接收失败的响应信号的情况下，消息发送部404与之前发送的信号同样地，重新发送复用了用于多个终端装置的信息的信号。需要说明的是，这里的再发送信号既可以是与之前发送的信号相同的信号，也可以是例如包含不同的冗余版本的信息的信号等以不同的形态包含相同信息的信号。由此，信号的接收失败的终端装置将重发的信号和上次接收到的信号合成，再次尝试解调。通过这样合成多次发送的信号，能够得到合成增益，提高终端装置成功接收信号的概率。另外，在响应信号接收部405从多个终端装置中的任一个接收到表示信号的接收失败的响应信号的情况下，消息发送部404也可以发送包含仅用于该信号的接收失败的终端装置的信息的信号。在该情况下，在终端装置中无法得到合成增益，但例如在信号的接收失败的终端装置的数量少的情况下等，能够高效地进行信号的重发。
51.(处理的流程)
52.接下来，将概述根据本实施例的处理的流程。图5表示按每个终端装置使用不同的pdcch的情况下的例子，图6表示能够通过pdsch确定响应信号发送用的无线资源的情况下的例子。需要说明的是，在图5以及图6中，说明了在图1那样的状态下，两个终端装置102以及终端装置103向基站装置101发送了消息a(s501、s502)的情况下的处理，但终端装置的数量并不限定于两个，即使三个以上的终端装置并行地发送消息a也能够进行同样的处理。
53.在图5中，基站装置101若接收到来自两个终端装置102以及终端装置103的消息a，则与其相应地发送消息b。基站装置101通过控制信号(pdcch)，指定发送包含消息的数据信号(pdsch)的无线资源，并通过所指定的无线资源发送该数据信号。此时，在图5的例子中，通过不同的无线资源对各终端装置发送pdcch(s503、s504)。并且，这两个pdcch指定一个共用的pdsch发送用的无线资源。因此，终端装置102以及终端装置103使用相同的无线资源来接收pdsch(s505)。通过该pdsch，发送复用包含用于各终端装置的rrc消息的消息b。终端装置102以及终端装置103从复用后的信息中提取并获取发往本装置的信息。然后，终端装置102以及终端装置103使用上行链路的控制信号(pucch)向基站装置101发送表示该信息的获取是否成功的信号(harq-ack)(s506、s507)。此时，各终端装置发送harq-ack的无线资源基于向各终端装置发送pdcch时使用的无线资源、各pdcch中包含的信息来确定。
54.需要说明的是，在此，设为终端装置102接收信息失败(s506)。在该情况下，基站装置101向终端装置102重传信息。此时，为了在终端装置中能够得到合成增益，与在s505中发送的信号同样地，发送包含信息的接收成功的终端装置103的量的信息的信号(s508、s509)。由此，能够防止重发次数不必要地增加，能够防止效率的降低。需要说明的是，如上所述，也可以仅重发终端装置102的信息。终端装置102在通过s509的重发而信息的接收成
功的情况下，返回ack(s510)，建立与基站装置101的连接。
55.在图6中，基站装置101对两个终端装置102以及终端装置103发送共用的pdcch(s601)。在该情况下，由于pdcch只有一个，因此若各终端装置基于该pdcch来决定响应信号用的无线资源，则会确定相同的无线资源，从而导致响应信号彼此冲突。另一方面，在图6的例子中，在pdsch(s602)中，在被复用的各终端装置用的信息中包含用于使响应信号发送用的无线资源不同的信息。该信息例如可以通过被复用的mac子报头等显式地表示，也可以通过复用的顺序等隐式地表示。然后，各终端装置使用由pdsch表示的无线资源来发送harq-ack(s603、s604)。此时，各终端装置也可以进一步基于在pdcch的发送中使用的无线资源、在pdcch中包含的信息，确定响应信号发送用的无线资源。例如，可以将在由pdcch决定的基准的频率资源上加上由pdsch表示的差分值而得到的频率资源确定为响应信号发送用的无线资源。
56.这样，两个步骤rach通过在消息b中复用rrc消息等上位层的信息的发送而高效率化，另外，通过使用harq而高可靠性。
57.本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够进行各种变更和变形。因此，为了公开本发明的范围，添加了权利要求书。
58.本技术在2019年9月25日提交的日本专利申请特愿2019-174156的基础上主张优先权，在此引用其记载内容的全部。