JP2004535692A - 時分割複信におけるランダムアクセスチャネル用のサブチャネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】符号分割多元接続(CDMA)を用いた無線時分割複信(TDD)通信システムの物理ランダムアクセスチャネルにサブチャネルを画定する。これらサブチャネルでシステムユーザとシステムネットワークとの間の情報の搬送を行う。一連の無線フレームに時間スロットの系列を備える。その時間スロット系列の特定の時間スロット番号につき、上記特定の時間スロット番号の各サブチャネルを前記一連の無線フレームの中の一つの無線フレームで独自に画定する。
【選択図】図3
Description
【0001】
この発明は符号分割多元接続(CDMA)を用いた無線時分割複信(TDD)通信システムに関する。より詳しくいうと、この発明はこの種の通信システムにおける物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)用のサブチャネルに関する。
【背景技術】
【0002】
第三世代パートナーシップ計画(3GPP)用に提案されているような周波数分割複信(TDD)利用の符号分割多元接続(CDMA)通信システムでは、頻度の低いデータパケットおよびシステム制御情報をユーザ装置(UE)すなわちユーザからノードBに送信するのに物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)を用いる。
【0003】
上記3GPP FDD/CDMA通信システムでは、PRACHは、図1に示すとおり、15個の時間スロット24を有する長さ10ミリ秒の無線フレーム221乃至228に分割される。無線フレーム22にはシステムフレーム番号として0乃至255などの番号が付けてある。これらシステムフレーム番号は順次繰り返す。ランダムアクセス送信は、アクセススロット26と表示した多数の明確に画定された時間間隔の前縁で開始する。ユーザからのランダムアクセス送信281乃至285(28)は特定のアクセススロット26で開始され、スロット26の1個分または複数個分にわたり継続する。これらのランダムアクセス送信を、ネットワークの無線リソースコントローラがユーザに割り当てたアクセスサービスクラス(ASC)に関連づけられたランダム選択シグネチャを用いて行う。
【0004】
このPRACHは頻度の低いデータパケットおよびシステム制御情報に用いられ、ネットワークはPRACHのサブチャネルをUE相互間の分離およびアクセスサービスクラスに用いる。上記3GPP FDD/CDMAシステムでは、各サブチャネルを次に述べるとおり全アップリンクアクセススロット26のサブセットと関連づける。
【0005】
二つの逐次無線フレーム22を組み合わせてアクセスフレーム20にする。そのアクセスフレームを15個のアクセススロット21に分割する。これらアクセススロット26の各々の長さは、図1に示すとおり、無線フレーム時間スロット24の二つ分の長さである。無線フレーム22の長さを図では矢印で示してある。アクセススロット26に逐次番号0乃至11をつけて示したとおり、サブチャネルを割り当てる。サブチャネル11を割り当てたのち、その次のアクセススロット26を番号0とし、この番号付けを以下同様に繰り返す。アクセススロット26へのサブチャネル番号付与を無線フレーム8個ごとに、すなわち80ミリ秒(ms)ごとに繰り返す。この反復は無線フレーム番号のモジュロ(mod)8計数とみることができる。
【0006】
上記3GPP FDD/CDMAでは複数個のPRACHを用いる。各PRACHをランダムアクセスチャネル(RACH)トランスポートチャネルと一対一に関連づけるとともに、プリアンブルスクランブル用符号、利用可能なプリアンブルシグネチャおよび利用可能なサブチャネルの独自の組合せと関連づける。
【0007】
図2はそのような関連づけの図解の一例である。RACH0 300とRACH0 320とを符号化ブロック310を通じて対にする。PRACH0 320を通じて受信したデータを、プリアンブルスクランブル用符号0 340とデータ伝送用に用いられた適切なプリアンブルシグネチャとを用いて回復する。
【0008】
PRACH0 320はプリアンブルスクランブル用符号0 340と一対一に関連づけられ、三つのアクセスサービスクラス(ASC)ASC0 400、ASC1 401およびASC2 402を有する。この例に示したASCの数は3であるが、ASCの最大数は8である。ASC40の各々は多数の利用可能なサブチャネル、利用可能なプリアンブルシグネチャおよび持続率を有する。持続率は、不成功に終わったアクセス試行のあとのプリアンブルシグネチャ再送信における持続を表す。上記3GPP FDD/CDMAでは、利用可能なサブチャネル36の数の最大値は12であり、利用可能なプリアンブルシグネチャ38の数の最大値は16である。
【0009】
RACH1 301とPRACH1 321とを対にする。PRACH1 321とプリアンブルスクランブル用符号1 341とを一対一に関連づけ、そのサブチャネル36およびプリアンブルシグネチャ38を四つのASC40、すなわちASC403、ASC404、ASC405およびASC406に区画する。RACH2 302をPRACH2 322と対にする。PRACH2 322は、PRACH3 323も用いるプリアンブルスクランブル用符号2 342を用いる。ASC40はPRACH2 322、ASC0 407、ASC1 408、ASC2 409にも利用できる。PRACH2およびPRACH3はプリアンブルスクランブル用符号を共用するので、一群の区画して外した利用可能なサブチャネル/利用可能なプリアンブルシグネチャ組合せはPRACH2 322には用いない。区画して外した範囲はPRACH3 323が用いる。
【0010】
RACH3 303とPRACH3 323とを対にする。また、PRACH3 323はプリアンブルスクランブル用符号2 342を用い、ASC0 4010およびASC1 4011を用いる。ASC0 4010およびASC1 4011はPRACH2 323が用いない利用可能なサブチャネル/シグネチャ組を含む。
【0011】
PRACH ASC40の各々はプリアンブルスクランブル用符号34、利用可能なプリアンブルシグネチャ組およびサブチャネルに一対一に関連づけてあるので、ノードBは受信PRACHデータにどのPRACH32およびASC40が関連づけられているかを判定できる。その結果、受信PRACHデータは適切なRACHトランスポートチャネルに送られる。この例では各PRACH32を、利用可能なプリアンブルシグネチャでASC40を区画することによって図解してあるが、区画をサブチャネルによって行うこともできる。
【0012】
PRACHを用いるように提案されているもう一つの通信システムは、上記3GPP TDD/CDMAシステムなど時分割複信(TDD)利用のCDMAシステムである。TDDでは、無線フレームをユーザデータ転送用の時間スロットに分割する。各時間スロットはアップリンクデータまたはダウンリンクデータのみの転送に用いる。対照的に、FDD/CDMAシステムはアップリンクおよびダウンリンクを周波数スペクトラムで分割する。FDDシステムとTDDシステムとでは、無線インタフェースも物理層も全く異なるが、第1層および第2層などのネットワーク層の複雑さを軽減するように、これら二つのシステム相互間に類似性を持たせるのが望ましい。
【0013】
【特許文献1】
EP 0 994 634
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
したがって、TDD用のRACHにサブチャネルを設けるのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0015】
符号分割多元接続(CDMA)を用いた無線時分割複信通信システムの物理ランダムアクセスチャネルにサブチャネルを画定する。一連の無線フレームが時間スロットの系列を備えるようにする。その系列の特定の時間スロット番号につき、その特定の時間スロット番号の各サブチャネルをその系列の一つの無線フレームで独自に画定する。
【発明の効果】
【0016】
FDDシステムとTDDシステムとの間で大幅な差異のある無線インタフェースおよび物理層を考慮して、第2層および第3層などのネットワーク層の複雑化を両システム間に類似性を持たせることによって軽減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
次に述べる説明は3GPPシステムの採用を前提にしているが、TDD PRACH用のサブチャネルは上記以外のシステムにも応用できる。
【0018】
図3はTDD/CDMAシステムのPRACH用の時間スロット3のためのサブチャネルの好ましい実働化例を示す。各PRACH48は、図4に示すとおり、一つの時間スロット番号56とサブチャネル50およびチャネライゼーション符号52の組とに関連づけてある。特定の時間スロット56について、両端矢印で示したとおり、サブチャネル50を無線フレーム44に一対一に関連づけてある。図3に示した好ましい実働化例では、各サブチャネル50を順次無線フレーム44に逐次割り当てる。例えば、サブチャネル0は、図4の無線フレーム0などj番目の無線フレームの時間スロット番号と関連づけてある。サブチャネル1は無線フレーム1などその次の(j+1)番目の無線フレームの同一時間スロット番号と関連づけてある。
【0019】
n個の無線フレームのあとでは、次のn個のフレームに同じサブチャネルを割り当てる。例えば、サブチャネル0は無線フレームnなど無線フレームn+jに割り当てる。特定の時間スロット56については、一連の反復する無線フレームであるシステムフレーム番号に基づきサブチャネル50を割り当てる。好ましい構成では、n個のサブチャネルにつきシステムフレーム番号(SFN)のモジュロ関数を用いる。サブチャネルiについては式1、すなわち、
(式1) SFN mod n = i
を用いる。ここで、mod nはモジュロn関数である。一つの例では、式2、すなわち、
(式2) SFN mod 8 = i
で示されるモジュロ8関数を用いる。その結果、図3に示すとおり、時間スロット3の中の最初のフレーム440でサブチャネル0を割り当てる。2番目のフレーム441ではサブチャネル1を割当て、8番目のフレーム447、すなわちサブチャネル7を割り当てる8番目のフレーム447まで、以下同様に割り当てる。サブチャネルの数は8、4、2または1とするのが好ましい。図3は時間スロット3へのサブチャネル割当てだけを示しているが、同じ手法を任意の時間スロット番号に用いる。
【0020】
FDD/CDMAシステムでは、各PRACH32をプリアンブルスクランブル用符号34、利用可能なサブチャネル36および利用可能なプリアンブルシグネチャ38の独自の組合せに関連づける。四つのPRACHの実現可能な具体化例を図4に示す。
【0021】
同様にして、TDDシステムにおける各PRACH48を、図4に示すとおり、時間スロット56、利用可能なチャネライゼーション符号50(好ましい最大値8)および利用可能なサブチャネル52(好ましい最大値8)の独自の組合せと関連づけるのが好ましい。チャネライゼーション符号52はアップリンクデータ送信用にユーザが用いる。FDDの場合と同様に、TDD PRACH48の各々とRACH46トランスポートチャネルを符号化ブロック47により対にする。図4はPRACH48の概括的構成を示す。各PRACH48は時間スロット56と利用可能なサブチャネルおよび利用可能なチャネライゼーション符号52の組とに関連づける。図4に示すとおり、特定の時間スロットの中の各PRACH48に特有のチャネライゼーション符号を割り当てる。これによって、基地局PRACH受信機が受信PRACHデータの回復用のチャネライゼーション符号52を認識し、互いに異なるPRACH48を識別できる。
【0022】
ASC54は特定のPRACHの利用可能なサブチャネル50およびチャネライゼーション符号52を区画することによって形成するのが好ましい。通常は、ASC54の数に8などの制限を設ける。RACH0 460は、PRACH0 480の適切なチャネライゼーション符号で時間スロット0 560の伝送データを復号化することによってデータをPRACH0 480経由で受信する。利用可能なサブチャネル50およびチャネライゼーション符号52を三つのASC54、すなわちASC0 540、ASC1 541およびASC2 542に区画する。図示のとおり、各区画はチャネライゼーション符号52で設定する。これら区画はサブチャネル36またはチャネライゼーション符号/サブチャネル組合せによって設定することもできる。その結果、この例では、各ASC54は、そのPRACH48についてのチャネライゼーション符号52の特有の組を備える。受信PRACHデータと関連したASC54は、受信PRACHデータ回復用のチャネライゼーション符号52を用いて判定する。
【0023】
RACH1 461は、PRACH1のチャネライゼーション符号52を用いて時間スロット1 561の伝送データを復号化することによってPRACH1 481経由でデータを受信する。利用可能なサブチャネル50およびチャネライゼーション符号52を四つのASC54、すなわちASC0 543、ASC1 544、ASC2 545およびASC3 546に区画する。
【0024】
RACH2 462は、PRACH2のチャネライゼーション符号52を用いて時間スロット2 562の伝送データを復号化することによってPRACH2 482経由でデータを受信する。利用可能なサブチャネル50およびチャネライゼーション符号52を三つのASC54、すなわちASC0 547、ASC1 548およびASC2 549並びにPRACH3 483用の利用不可能な区画に区画する。RACH3 463は、PRACH3のチャネライゼーション符号52を用いて時間スロット2 562の伝送データを復号化することによってPRACH3 483経由でデータを受信する。時間スロット2 562のための利用可能なサブチャネル50およびチャネライゼーション符号52は、二つのASC54、すなわちASC0 5410およびASC1 5411並びにPRACH2 482用の利用不可能な区画に区画する。図4に示すとおり、時間スロット2 562は、チャネライゼーション符号52によって二つのPRACH48、すなわちPRACH2 482およびPRACH3 483に区画される。その結果、この例においては、時間スロット2 562で受信したデータは、そのデータの送信に用いられたチャネライゼーション符号に基づき、適切なPRACH48に送られる。もう一つの具体例では、上記区画をサブチャネル36またはチャネライゼーション符号/サブチャネル組み合わせで構成する。
【0025】
図4のPRACHの具体例に示したとおり、TDD PRACH構成の例は、図2のFDD PRACH構成例と類似している。TDDにおいては、各PRACHは時間スロット56と関連づけてある。FDDでは、各PRACHをプリアンブルスクランブル用符号34と関連づける。TDD ASC54は利用可能なチャネライゼーション符号52で区画し、FDD ASC40は利用可能なプリアンブルシグネチャ38で区画するのが好ましい。これら例は互いに類似しているので、より高い層でのTDDおよびFDDの動作が類似してくる。
【0026】
図5はTDD PRACHシステムの簡略化したブロック図である。ネットワークコントローラ62からノードB/基地局58経由でユーザ装置(UE)60に割当てずみPRACHおよびASCなどのPRACH情報を送るのに、PRACH情報シグナリング装置66を用いる。このPRACH情報信号はスイッチ70またはアイソレータ経由でアンテナ72またはアンテナアレーに送られ、無線チャネル74に送出される。この信号はUE60のアンテナ76で受信される。受信信号はスイッチ78またはアイソレータ経由でPRACH情報受信機82に送られる。
【0027】
UE60から基地局58にPRACH経由でデータを送るために、PRACH送信機80は、UE60に割り当てられたPRACH用の利用可能な符号の一つでPRACHデータ84を拡散し、拡散ずみのデータをそのPRACHの時間スロットと時間多重化する。拡散ずみのデータをスイッチ78またはアイソレータ経由でアンテナ76に送り、無線チャネル74に送出する。基地局58のアンテナ72またはアンテナアレーでこの送信信号を受信する。受信信号をスイッチ70またはアイソレータ経由でPRACH受信機68に送る。PRACH受信機68は、PRACHデータ84の拡散に用いられた符号を用いて上記PRACHデータを回復する。その回復したデータ84を、上記PRACHの関連づけられたRACHトランスポートチャネル641−64Nに送る。このPRACHデータ84の再生に用いるPRACH情報をネットワークコントローラ62からPRACH受信機68に送る。
【産業上の利用可能性】
【0028】
CDMAなどによる第三世代広帯域移動無線通信方式の無線リンク費用効率の改善、システム容量の拡大に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】FDD/CDMAシステム用のアクセススロットおよびサブチャネルの図解。
【図2】FDD/CDMAシステムにおけるPRACHの構成の図解。
【図3】時分割複信(TDD)/CDMAシステムにおけるサブチャネルの図解。
【図4】TDD/CDMAシステムにおけるPRACHの構成の図解。
【図5】TDD/CDMA PRACHを用いたノードB/基地局およびユーザ装置の簡略化した構成図。
【符号の説明】
【0030】
20 アクセス フレーム
22 無線フレーム
24 時間スロット
26 アクセススロット
28 ランダムアクセス送信
30,46 ランダムアクセスチャネル(RACH)
32,48 物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)
34 プリアンブルスクランブル用符号
36,50 利用可能なサブチャネル
38 利用可能なプリアンブルシグネチャ
40,54 アクセスサービスクラス(ASC)
SFN システムフレーム番号
44 無線フレーム
52 利用可能なチャネライゼーション符号
56 時間スロット
58 ノードB/基地局
60 ユーザ装置
62 ネットワークコントローラ
64 RACHトランスポートチャネル
66 PRACH情報シグナリング装置
68 物理ランダムアクセス(PRACH)受信機
70,78 スイッチまたはアイソレータ
72,76 アンテナまたはアンテナアレー
74 無線チャネル
80 物理ランダムアクセス(PRACH)送信機
82 物理ランダムアクセス(PRACH)受信機
84 PRACHデータ
86 PRACH情報
Claims (20)
- 符号分割多元接続を用いた無線時分割複信通信システムの物理ランダムアクセスチャネル用のサブチャネル、すなわち互いに異なるアクセスサービスクラスの分離に前記システムが用いるサブチャネルを画定する方法であって、
時間スロットの系列を有する一連の無線フレームを形成する過程と、
前記系列の特定の時間スロット番号につき、前記特定の時間スロット番号の各サブチャネルを前記系列の一つの無線フレームにより独自に画定する過程と
を含む方法。 - 前記サブチャネルの数がNである請求項1記載の方法。
- 前記Nの数が1、2、4および8を含む値である請求項2記載の方法。
- 前記無線フレームの各々がシステムフレーム番号を有する請求項2記載の方法。
- 前記サブチャネルの各々が前記システムフレーム番号のモジュロN計数により一つの無線フレームに割り当てられている請求項3記載の方法。
- 符号分割多元接続を用いた無線時分割複信通信システムの物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)であって、
前記PRACHに一対一に関連づけた時間スロット系列の時間スロット番号と、
一連の無線フレームの一つの無線フレームおよび前記時間スロット番号に関連づけられた前記サブチャネルにより独自に画定された少なくとも一つのサブチャネルと
を含む物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)。 - 前記少なくとも一つのサブチャネルの数がNである請求項6記載のPRACH。
- 前記Nの数が1、2、4および8を含む請求項7記載の方法。
- 前記無線フレームの各々がシステムフレーム番号を有する請求項7記載のPRACH。
- 前記サブチャネルの各々が前記システムフレーム番号のモジュロN計数により一つの無線フレームに割り当てられている請求項9記載のPRACH。
- 符号分割多元接続を用いる無線時分割複信通信システムであって、
物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)のサブチャネル、すなわち一連の無線フレーム一つの無線フレームにより独自に画定され、前記無線フレームの各々の時間スロットの系列の一つの時間スロット番号に関連づけられたサブチャネルでユーザ装置を分離するネットワークコントローラ
を含む時分割複信通信システム。 - 各々が前記サブチャネルの一つのサブセットに関連づけられているアクセスサービスクラス(ASC)情報をユーザ装置にシグナリング送信する基地局をさらに含む請求項11記載の通信システム。
- 前記シグナリング送信されたASC情報を受信するユーザ装置をさらに含む請求項12記載の通信システム。
- 前記ユーザ装置がPRACH送信に前記ASC情報を用いる請求項13記載の通信システム。
- 前記ASC情報が前記PRACH送信のためのチャネライゼーション符号を表す請求項14記載の通信システム。
- 一つのPRACHに関連づけられるサブチャネルの数がNである請求項11記載の通信システム。
- 前記Nの値が1、2、4および8を含む値である請求項16記載の通信システム。
- 前記無線フレームの各々がシステムフレーム番号を有する請求項17記載の通信システム。
- 前記サブチャネルの各々が前記システムフレーム番号のモジュロN計数により一つの無線フレームに割り当てられている請求項18記載の通信システム。
- 前記サブチャネルの数がNである請求項16記載の通信システム。
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