JP2007227996A - 移動局装置、基地局装置、移動局装置のランダムアクセス方法、使用周波数帯域のマッピング方法、スケジューリング方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】上りリンクにおいて、異なる移動局クラスの移動局に適応した使用周波数帯域を決定し、コンテンションベースチャネルへのランダムアクセス時に発生する衝突を減少させ、無線リソースを効率的に利用可能にする。
【解決手段】移動局を特定可能とする情報と、移動局の固有周波数帯域幅と、基地局の固有周波数帯域幅とから、移動局が基地局にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域を算出する。例えば移動局を特定可能とする情報として、加入者識別情報を用いる。図において、番号００１０は、５ＭＨｚ移動局クラスの移動局がコンテンションベースチャネルへランダムアクセス送信を行う際に、００番の使用周波数帯域位置で、００１０番のランダムアクセス使用周波数帯域を使用することを示している。これにより上りリンクの送信周波数領域に移動局を振り分けることができ、衝突する確率を減少させることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、移動局装置、基地局装置、移動局装置のランダムアクセス方法、使用周波数帯域マッピング方法、スケジューリング方法、プログラム及び記録媒体に関し、より詳細には、異なる周波数帯域幅（例えば、１.２５ＭＨｚ、２.５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）の送受信能力を持つ移動局（移動局クラス）と異なる周波数帯域幅（例えば、１.２５ＭＨｚ、２.５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）の送受信能力を持つ基地局（基地局クラス）とによる通信システムにおいて、移動局装置から基地局装置への上りリンクで移動局装置が使用する周波数帯域のマッピング方法、通信開始時等に行われるランダムアクセス方法及びスケジューリング方法に関する。

３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が第三世代セルラー移動通信方式として標準化され、順次サービスが開始されている。また、通信速度を更に上げたＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）も標準化され、サービスが開始されようとしている。

一方、３ＧＰＰでは、第三世代無線アクセスの進化（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ、以下、ＥＵＴＲＡと称する）が検討されている。ＥＵＴＲＡの下りリンクとして、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が提案されている。ＥＵＴＲＡ技術として、ＯＦＤＭ方式にチャネル符号化等の適応無線リンク制御（リンクアダプテーション、Ｌｉｎｋ Ａｄａｐｔｉｖｅｉｏｎ）に基づく適応変復調・誤り訂正方式（ＡＭＣＳ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ、以降ＡＭＣＳ方式と称する）といった技術が適用されている。

ＡＭＣＳ方式とは、高速パケットデータ伝送を効率的に行うために、各移動局の伝搬路状況に応じて、誤り訂正方式、誤り訂正の符号化率、データ変調多値数、時間・周波数軸の符号拡散率（ＳＦ：Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）、マルチコード多重数など無線伝送パラメーター（以下、ＡＭＣモードと称する）を切り替える方式である。例えば、データ変調については、伝搬路状況が良好になるに従って、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調から、８ＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調など、より高い効率の多値変調に切り替えることで、通信システムの最大スループットを増大させることができる。

また、ＥＵＴＲＡの上りリンクとして、マルチキャリア通信方式やシングルキャリア通信方式など様々な提案がされており、ＯＦＤＭ方式等のマルチキャリア通信方式よりＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：ピーク電力対平均電力の比）の特性に優れたＶＳＣＲＦ−ＣＤＭＡ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ａｎｄ Ｃｈｉｐ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒｓ：可変拡散率・チップ繰り返し）方式）やＩＦＤＭＡ（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＤＦＴ−ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ方式のシングルキャリア通信方式が提案されている。

図１は、ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースに想定されている上り・下りリンクのチャネル構成を説明するための図である。
ＥＵＴＲＡの下りリンクでは、下りリンクパイロットチャネルＤＰｉＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）、下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）、下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）により構成されている（非特許文献１）。

ＥＵＴＲＡの上りリンクでは、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、コンテンションベースチャネルＣＢＣＨ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）により構成されている（非特許文献２）。

ＥＵＴＲＡの下りリンクにおいて、下りリンクパイロットチャネルＤＰｉＣＨは、下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰｉＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）と下りリンク個別パイロットチャネルＤＤＰｉＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）が含まれている。

下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰｉＣＨはＷ−ＣＤＭＡ方式のパイロットチャネルＣＰＩＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）に相当し、ＡＭＣＳ方式における下りリンク無線伝搬路特性の推定、及びセルサーチ、上り送信電力制御の伝搬路ロス測定に使用されている。下りリンク個別パイロットチャネルＤＤＰｉＣＨはアダブティブアレーアンテナなどセル共用アンテナと異なる無線伝搬路特性を有するアンテナから個別移動局に送信されるか、または、必要に応じて受信品質の低い移動局に対して、下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰｉＣＨの補強の目的で使用することもできる。

下りリンク同期チャネルＤＳＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の同期チャネルＳＣＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）に相当し、移動局のセルサーチ、ＯＦＤＭ信号の無線フレーム、タイムスロット、ＴＴＩ（Ｔｒａｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）、ＯＦＤＭシンボルタイミング同期に使用されている。

下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の第一共通制御物理チャネルＰ−ＣＣＰＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、第二共通制御物理チャネルＳ−ＣＣＰＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、及びページングインディケーターチャネルＰＩＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）に相当する報知情報、ページングインジケーターＰＩ（Ｐａｇｉｎｇ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）情報、ページング情報、下りアクセス情報などの共通制御情報が含まれている。

下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨは、ＨＳＤＰＡ方式の高速物理下り共用チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）の制御情報チャネルに相当し、複数の移動局が共用し、各移動局に高速下り共用チャネルＨＳ−ＤＳＣＨ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）の復調に必要な情報（変調方式、拡散符号など）、誤り訂正復号処理やＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）処理に必要な情報、及び無線リソース（周波数、時間）のスケジューリング情報などの送信に使用されている。

下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨは、ＨＳＤＰＡ方式の高速物理下り共用チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨのパケットデータチャネルに相当し、上位レイヤから移動局宛てのパケットデータの送信に使用されている。
上りリンクにおいて、コンテンションベースチャネルＵＣＢＣＨには、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨ（Ｆａｓｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、予約チャネルＲＣＨ（Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）及び上りリンク同期チャネルＵＳＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）が含まれている。Ｗ−ＣＤＭＡ方式のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）に相当する。

上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨは、共用制御チャネルＳＣＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）と共用データチャネルＳＤＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）からなり、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の上り個別データチャネルＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）とＨＳＤＰＡ方式のＨＳ−ＤＳＣＨ関連上り個別物理制御チャンルＨＳ−ＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ｆｏｒ ＨＳ−ＤＳＣＨ）に相当し、各移動局が共用で、移動局のパケットデータ送信、下りチャネル伝搬路品質情報ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕｌｉｔｙ Ｉｎｄｅｃａｔｏｒ）、ＨＡＲＱなどのフィードバック情報、上りパイロット、上りリンクチャネル制御情報などの伝送に使用する。
また上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨは、ＡＭＣＳ方式における上りリンク無線伝搬路特性の推定に使用されている。

図２は、ＥＵＴＲＡについて３ＧＰＰの提案をベースに想定されている下りリンク無線フレームの構成を示す図である。下りリンク無線フレームは、周波数軸の複数サブキャリアのかたまりであるＣｈｕｎｋと時間軸のタイムスロットＴＴＩによる２次元で構成されている。Ｃｈｕｎｋは幾つかのサブキャリアのかたまりにより構成される。

例えば、周波数軸では、下りリンクの全体のスペクトル（下りリンク周波数帯域幅）ＢＷを２０ＭＨｚ、Ｃｈｕｎｋの周波数帯域幅Ｂｃｈを１.２５ＭＨｚ、サブキャリア周波数帯域幅Ｂｓｃを１２.５ｋＨｚとする場合、下りリンクでは、無線フレームには１６個のＣｈｕｎｋが含まれ、１つのＣｈｕｎｋには１００本のサブキャリアが含まれ、無線フレームの全体では１６００本のサブキャリアが含まれる。また、時間軸では、１つの無線フレームを１０ｍｓ、ＴＴＩを０.５ｍｓとする場合、無線フレームには２０個のＴＴＩが含まれる。すなわち、１つ無線フレームには１６個のＣｈｕｎｋ、及び２０個のＴＴＩが含まれ、１つのＴＴＩには複数のＯＦＤＭシンボル長（Ｔｓ）が含まれている。この例では、移動局が使用可能な最小の無線リソース単位は、１つのＣｈｕｎｋ（１００本サブキャリア）との１つのＴＴＩ（０.５ｍｓ）により構成されている。また、１つのＣｈｕｎｋの無線リソースをさらに細かく分割することができる。

図２に示したように、下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰｉＣＨは、各ＴＴＩの先頭にマッピングされ、下りリンク個別パイロットチャネルＤＤＰｉＣＨは、基地局のアンテナ使用状況、または移動局の伝搬路状況に応じて、必要な場合に１つのＴＴＩの適当な位置にマッピングされる（例えば、ＴＴＩの中心部にマッピングされる）。

下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨと下りリンク同期チャネルＤＳＣＨは、無線フレームの先頭のＴＴＩにマッピングされている。このようにＤＣＣＣＨとＤＳＣＨを無線フレーム先頭のＴＴＩにマッピングすることにより、移動局はアイドルモードの場合、無線フレーム先頭のＴＴＩだけ、あるいは無線フレーム先頭のＴＴＩ内の数ＯＦＤＭシンボル長（Ｔｓ）を受信すれば、セルサーチ、タイミング同期、報知情報及びページング情報など共通制御情報を受信することが可能である。移動局はアイドルモードの場合、間欠受信ＩＲ（Ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）で動作することができる。

下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨは、下りリンク共通パイロットＣＰＩＣＨと同様に各ＴＴＩの先頭にマッピングされている。移動局がパケット通信中でも各ＴＴＩに自局宛てのパケットデータがない場合、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨだけを受信する間欠受信が可能である。

また下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨは、Ｃｈｕｎｋ単位で分割され、ＡＭＣＳ方式をベースに、各移動局宛てのパケットデータを送信する。各Ｃｈｕｎｋは、各移動局の伝搬路状況に応じて、ユーザー（一例として、図２に示す移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）に割当てられている。

図２に示したように、ＴＴＩ＿１、ＴＴＩ＿２のタイムスロットで、１つのＣｈｕｎｋ単位を１つのユーザーに割当て、無線伝搬路特性の良いユーザーに対しては１Ｃｈｕｎｋ以上のＣｈｕｎｋを割り当てて、マルチユーザーダイバーシチ効果を利用してシステム全体のスループットを向上するユーザースケジューリング方法が提案されている。
また、ＴＴＩ＿３、ＴＴＩ＿ｎ−１、ＴＴＩ＿ｎのタイムスロットで、複数のＣｈｕｎｋ単位とｓｕｂ−ＴＴＩ単位を複数のユーザーに割当て、セル境界や高速移動等で無線伝搬路特性の悪いユーザーには、複数のＣｈｕｎｋを渡って広い周波数帯域幅を持たせることにより、周波数ダイバーシチ効果を利用して受信特性を改善するユーザースケジューリング方法が提案されている。

図３は、ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースに想定されている上りリンク無線フレームの構成を示す図である。
上りリンク無線フレームは、周波数軸の複数のサブキャリアのかたまりであるＣｈｕｎｋと時間軸のタイムスロットＴＴＩによる２次元で構成されている。Ｃｈｕｎｋは幾つかサブキャリアのかたまりにより構成され、例えば、周波数軸では、上りリンクの全体のスペクトル（上りリンク周波数帯域幅）ＢＷを２０ＭＨｚ、Ｃｈｕｎｋの周波数帯域幅Ｂｃｈを１.２５ＭＨｚとする場合、上りリンクの周波数軸は、１６個Ｃｈｕｎｋで構成される。また、時間軸では、１つの無線フレームを１０ｍｓ、ＴＴＩを０.５ｍｓとする場合、２０個のＴＴＩが含まれる。すなわち、１つ無線フレームには１６個Ｃｈｕｎｋ、２０個のＴＴＩが含まれ、１つのＴＴＩには複数のシンボル長が含まれている。従って、この例では、移動局が使用可能な最小の無線リソース単位としては、１つのＣｈｕｎｋ（１.２５ＭＨｚ）との１つのＴＴＩ（０.５ｍｓ）により構成されている。また、１つのＣｈｕｎｋの無線リソースをさらに細かく分割することができる。

図３に示したように、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨは、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨの各ＴＴＩの先頭と末尾にマッピングされる。基地局は、各移動局からの上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨから無線伝搬路の推定や移動局と基地局間の同期検出を行う。各移動局は、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ（くしの歯状スペクトル）やＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ（局所化スペクトル）またはＣＤＭＡを利用して、同時に上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨを送信できる。

コンテンションベースチャネルＣＢＣＨと上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨは、図４に示すようにＴＤＭ（ＴＩＭＥ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や、ＴＤＭ−ＦＤＭ（ＴＩＭＥ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）のハイブリッド方法等で多重して、マッピングされる。また、図２２に示すようにコンテンションベースチャネルの多重方法とは別に、基地局が、報知情報としてコンテンションベースチャネルの帯域を指定し、指定された帯域内でコンテンションベースチャネルへのランダムアクセスを行うようなことも提案されている（非特許文献４）。

コンテンションベースチャネルＣＢＣＨは、Ｃｈｕｎｋ単位で分割され、基地局からスケジューリングされていないユーザーデータまたは制御データがある場合、各移動局は、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡやＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡまたはＣＤＭＡを利用して、コンテンションベースチャネルＣＢＣＨにそれらのデータを送信することができる。

コンテンションベースチャネルＣＢＣＨへのランダムアクセスは、移動局間の送信タイミングを合わせることを主要な目的とされ、基地局−移動局間の同期タイミングを計測する為のプリアンブル部のみを送信する方法、あるいは基地局−移動局間の同期タイミングを計測する為のプリアンブル部とスケジューリングに必要な情報を含むペイロード部を送信する方法などが提案されている（非特許文献４、非特許文献５）。

上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨは、Ｃｈｕｎｋ単位で分割され、ＡＭＣＳ方式をベースに、基地局からスケジューリングされた各移動局が基地局にパケットデータを送信する。各Ｃｈｕｎｋは、各移動局の無線伝搬路状況に応じて、ユーザー（一例として、図３に示す移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３、ＭＳ４、ＭＳ５）に割当てられている。

上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨに対して行われるスケジューリング方法、すなわち各移動局の無線伝搬路状況に応じてユーザーにＣｈｕｎｋを割当てるスケジューリング方法としては、周波数領域のＣｈｕｎｋ帯域を事前に決定して、時間領域のみに対して、各移動局の無線伝搬路状況に応じてスケジューリングする方法（Ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｃｈａｎｎｅｌ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｐｒｅ−ａｓｓｉｇｎｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）、周波数領域と時間領域の両方に対して、各移動局の無線伝搬路状況に応じてスケジューリングする方法（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｃｈａｎｎｅｌ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）、または上記２つの方法のハイブリッド方法が提案されている（非特許文献３）。

また、ＥＵＴＲＡの技術要求条件（非特許文献６）が提案され、既存の２Ｇ、３Ｇサービスとの融合、共存のため、スペクトル柔軟性（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）が要求されている。ここでは異なるサイズのスペクトル（例えば、１.２５ＭＨｚ、２.５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）に対する配分のサポート（Ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｚｅ）が要求されており、また異なる周波数帯域幅（例えば、１.２５ＭＨｚ、２.５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）の送受信能力を持つ移動局のサポートも要求されている。
Ｒ１−０５０７０７ "Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ"、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｔｔｉｎｇ＃４２ Ｌｏｎｄｏｎ、ＵＫ、Ａｕｇｕｓｔ ２９−Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２、２００５ Ｒ１−０５０８５０ "Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｕｐｌｉｎｋ"、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｔｔｉｎｇ＃４２ Ｌｏｎｄｏｎ、ＵＫ、Ａｕｇｕｓｔ ２９−Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２、２００５ Ｒ１−０５０７０１ "Ｃｈａｎｎｅｌ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ ＦＤＭＡ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｕｐｌｉｎｋ"、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｔｔｉｎｇ＃４２ Ｌｏｎｄｏｎ、ＵＫ、Ａｕｇｕｓｔ ２９−Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２、２００５ Ｒ１−０５１３９１ "Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｃａｌａｂｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｕｐｌｉｎｋ"、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｔｔｉｎｇ＃４３ Ｓｅｏｕｌ、Ｋｏｒｅａ、Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ７−１１、２００５ Ｒ１−０５１４４５ "Ｅ−ＵＴＲＡ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ"、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｔｔｉｎｇ＃４３ Ｓｅｏｕｌ、Ｋｏｒｅａ、Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ７−１１、２００５ ３ＧＰＰ ＴＲ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ）２５.９１３、Ｖ２.１.０（２００５−０５）、Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ （ＵＴＲＡ） ａｎｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＵＴＲＡＮ）

しかしながら、上記文献では、上りリンク通信において異なる周波数帯域幅の送受信能力を持つ移動局クラスの移動局が使用する周波数位置の指定方法やコンテンションベースチャネルＣＢＣＨへのランダムアクセス時に使用する周波数帯域について具体的な例は示されていない。

また上りリンクの通信開始時に、移動局は、コンテンションベースチャネルＣＢＣＨへのランダムアクセスをどの周波数帯域かつどれだけの帯域幅で送信すればよいかわからない。単純にランダムにアクセスするとある周波数帯域にアクセスが集中し、ユーザー間の衝突が頻発に発生し、周波数の利用効率が悪い状態になる。
また、移動局は移動局クラスで定めた送信能力の周波数帯域幅で、コンテンションベースチャネルＣＢＣＨへのランダムアクセスを行うと広い使用周波数帯域を持つ移動局の影響で狭い使用周波数帯域の移動局の衝突確率は非常に高くなってしまうと考えられる。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、上りリンクにおいて、異なる移動局クラスの移動局に適応した使用周波数帯域を決定し、コンテンションベースチャネルへのランダムアクセス時に発生する衝突を減少させ、無線リソースを効率的に利用することができるようにした移動局装置、基地局装置、移動局装置のランダムアクセス方法、使用周波数帯域のマッピング方法、スケジューリング方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、第１の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される移動局装置であって、移動局装置が保持し移動局装置を特定可能とする情報と、移動局装置の固有周波数帯域幅と、基地局装置の固有周波数帯域幅とから、移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域を算出し、算出したランダムアクセス周波数帯域でランダムアクセスを行うことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される移動局装置であって、移動局装置が保持し移動局装置を特定可能とする情報と、移動局装置の固有周波数帯域幅と、基地局装置の固有周波数帯域幅とから、移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域と、ランダムアクセスを行うためのランダムアクセス期間とを算出し、算出したランダムアクセス周波数帯域で、かつ算出したランダムアクセス期間でランダムアクセスを行うことを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、移動局装置が、移動局装置を特定可能とする情報と、移動局装置の固有周波数帯域幅と、基地局装置の固有周波数帯域幅とから、基地局装置と移動局装置とにおける上りリンク／下りリンクの使用周波数帯域を決定することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置であって、基地局装置が、移動局装置がランダムアクセスを行った周波数帯域に、次のデータを送信するための上りリンクのスケジューリングを行うことを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第４の技術手段において、基地局装置が、上りリンクのスケジューリングを行う際に移動局装置に送信するスケジューリング情報として、時間軸方向の位置情報のみを送信することを特徴としたものである。

第６の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置であって、基地局装置が、移動局装置が基地局装置に対してランダムアクセスを行った周波数帯域に対応する周波数帯域で、ランダムアクセスに対する応答信号を返信することを特徴としたものである。

第７の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムで移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス方法であって、移動局装置が保持し移動局装置を特定可能とする情報と、移動局装置の固有周波数帯域幅と、基地局装置の固有周波数帯域幅とから、移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域を算出し、算出したランダムアクセス周波数帯域でランダムアクセスを行うことを特徴としたものである。

第８の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムで移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス方法であって、移動局装置が保持し移動局装置を特定可能とする情報と、移動局装置の固有周波数帯域幅と、基地局装置の固有周波数帯域幅とから、移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域と、ランダムアクセスを行うためのランダムアクセス期間とを算出し、算出したランダムアクセス周波数帯域で、かつ算出したランダムアクセス期間でランダムアクセスを行うことを特徴としたものである。

第９の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムで移動局装置が使用する周波数帯域をマッピングするためのマッピング方法であって、移動局装置が保持し移動局装置を特定可能とする情報と、移動局装置の固有周波数帯域幅と、基地局装置の固有周波数帯域幅とから、基地局装置と移動局装置とにおける上りリンク／下りリンクの使用周波数帯域を決定することを特徴としたものである。

第１０の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置が移動局装置からの上りリンクをスケジューリングするためのスケジューリング方法であって、基地局装置が、移動局装置がランダムアクセスを行った周波数帯域に、次のデータを送信するための上りリンクのスケジューリングを行うことを特徴としたものである。

第１１の技術手段は、第１０の技術手段において、基地局装置が、上りリンクのスケジューリングを行う際に移動局装置に送信するスケジューリング情報として、時間軸方向の位置情報のみを送信することを特徴としたものである。

第１２の技術手段は、異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置が移動局装置からの上りリンクをスケジューリングするためのスケジューリング方法であって、基地局装置が、移動局装置からのランダムアクセスを受けて上りリンクのスケジューリングを行う際に、移動局装置が基地局装置に対してランダムアクセスを行った周波数帯域に対応する周波数帯域で、ランダムアクセスに対する応答信号を返信することを特徴としたものである。

第１３の技術手段は、第１ないし第３のいずれか１の技術手段における移動局装置、または第４ないし第６のいずれか１の技術手段における基地局装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムである。

第１４の技術手段は、第１３の技術手段におけるプログラムをコンピュータ読取可能に記録した記録媒体である。

本発明によれば、移動局を特定可能とする情報と、移動局の固有周波数帯域幅と、基地局の固有周波数帯域幅から、移動局の上りリンク・下りリンク使用周波数帯域、ランダムアクセス帯域を決定することにより、上りリンクの周波数利用効率を向上させるとともに、特定の移動局に対する使用周波数帯域位置指定の基地局制御を効率的に実行できるようにすることができる。

特に本発明により、移動局が使用可能な各周波数帯域に移動局を分散させることができ、特定の周波数帯域を使用する移動局装置を少なくし、周波数帯域における移動局の衝突の発生確率を減少させて周波数の利用効率を高めることができる。

図３及び図４は、本発明が適用可能な移動通信システムにおける上りリンクのチャネル構成例を説明するための図で、３ＧＰＰで検討されているコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ：Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）とスケジュールチャネルＳＣＨ：Ｓｃｈｅｄｕｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）が周波数・時間分割多重されているような構成を示すものである。

上述したように、図３において、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨは、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨの各ＴＴＩの先頭と末尾にマッピングされる。基地局は、各移動局からの上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨから無線伝搬路の推定や移動局と基地局間の同期検出を行う。各移動局は、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡやＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡまたはＣＤＭＡを利用して、同時に上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨを送信できる。

コンテンションベースチャネルＣＢＣＨと上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨは、図４に示すようにＴＤＭや、ＴＤＭ−ＦＤＭのハイブリッド方法等で多重して、マッピングされる。

図５は、移動局の構成例を示す図である。移動局１００は、チャネル符号化部１０１、データ制御部１０２、変調部１０３、スケジューリング部１０４、ＯＦＤＭ復調部１０５、チャネル推定部１０６、制御データ抽出部１０７、同期補正部１０８、チャネル復号化部１０９、無線制御部１１０、無線部１１１から構成される。

送信データは、チャネル符号化部１０１に入力され、スケジューリング部１０４から渡されたＡＭＣ情報の符号化方式を用いて符号化される。データ制御部１０２は、スケジューリング部１０４からの指示により制御データ、ＣＱＩ情報と送信データをコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ、または、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨで送られるように配置する。

変調部１０３は、スケジューリング部１０４から渡されたＡＭＣ情報の変調方式で制御データ及び送信データを変調する。また、スケジューリング部１０４からのマッピング情報に基づいてサブキャリアをマッピングする。上りリンクの通信方式は、ＤＦＴ−ｓｐｒｅｄ ＯＦＤＭやＶＳＣＲＦ−ＣＤＭＡのようなシングルキャリア方式を想定しているが、ＯＦＤＭ方式のようなマルチキャリア方式でもかまわない。同期補正部１０８は、制御データ抽出部１０７から渡された同期情報から送信タイミングを決定し、送信タイミングに合うように変調されたデータを無線部１１１に渡す。

無線部１１１は、無線制御部１１０から指示された無線周波数に設定され、変調されたデータを無線周波数にアップコンバートして、基地局に送信する。また、無線部１１１は、基地局からの下りリンクのデータを受信し、ベースバンド信号にダウンコンバートして、受信データをＯＦＤＭ復調部１０５に渡す。チャネル推定部１０６は、下りリンクパイロットチャネルＤＰｉＣＨから無線伝搬路特性を推定し、ＯＦＤＭ復調部１０５に推定結果を渡す。また、基地局に無線伝搬路推定結果を通知する為にＣＱＩ情報に変換し、データ制御部１０２、スケジューリング部１０４にＣＱＩ情報を渡す。

ＯＦＤＭ復調部１０５は、チャネル推定部１０６の無線伝搬路推定結果と制御データ抽出部１０７から抽出した下りリンクのＡＭＣ情報から受信データを復調する。制御データ抽出部１０７では、受信データをユーザーデータと制御データ（下りリンク共用制御シグナリングチャネルＳＣＳＣＨ、下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨ）に分離する。制御データの中で下りのＡＭＣ情報はＯＦＤＭ復調部１０５、チャネル復号化部１０９に送られ、上りリンクのＡＭＣ情報とスケジューリング情報はスケジューリング部１０４に渡される。また、上りリンクの同期情報は同期補正部１０８に渡される。チャネル復号化部１０９は、制御データ抽出部１０７からのＡＭＣ情報からデータの復号を行い、受信データを上位層に渡す。

無線制御部１１０は、無線制御情報（移動局クラス情報、基地局固有周波数帯域情報、加入者識別情報）から上りリンク、下りリンクの使用周波数帯域の中心周波数を算出し、無線周波数情報を無線部１１１に送る。

図６は、基地局の構成例を示す図である。基地局２００は、チャネル符号化部２０１、データ制御部２０２、ＯＦＤＭ変調部２０３、スケジューリング部２０４、復調部２０５、チャネル推定部２０６、制御データ抽出部２０７、チャネル復号化部２０８、同期検出部２０９、無線部２１０から構成される。

送信データは、チャネル符号化部２０１に入力され、スケジューリング部２０４から渡されたＡＭＣ情報の符号化方式を用いて符号化される。データ制御部２０２は、スケジューリング部２０４からの指示により制御データを共通制御チャネルＣＣＣＨ、同期チャネルＳＣＨ、パイロットチャネルＰｉＣＨ、共用制御チャネルＳＣＳＣＨにマッピングし、各移動局１００に対する送信データを共用データチャネルＳＤＣＨにマッピングする。

ＯＦＤＭ変調部２０３は、データ変調、入力信号の直列／並列変換、拡散符号及びスクランブリングコードを乗算し、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）挿入、フィルタリングなどＯＦＤＭ信号処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成する。また、スケジューリング部から渡されたＡＭＣ情報の変調方式で各サブキャリアのデータ変調を行う。

無線部２１０は、ＯＦＤＭ変調されたデータを無線周波数にアップコンバートして、移動局１００に送信する。また、無線部２１０は、移動局１００からの上りリンクのデータを受信し、ベースバンド信号にダウンコンバートして、受信データを復調部２０５、チャネル推定部２０６、同期検出部２０９に渡す。
チャネル推定部２０６は、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨから無線伝搬路特性を推定し、復調部２０５に推定結果を渡す。また、上りリンクのスケジューリングを行う為に無線伝搬路推定結果をスケジューリング部２０４に渡す。

同期検出部２０９は、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨまたはコンテンションベースチャネルＣＢＣＨで送られるプリアンブルから、移動局１００の同期ずれ（送信タイミングのずれ）を検出し、同期ずれ情報を復調部２０５、データ制御部２０２に渡す。復調部２０５は、チャネル推定部２０６の無線伝搬路推定結果、同期検出部２０９からの同期ずれ情報と制御データ抽出部２０７から抽出した下りリンクのＡＭＣ情報から受信データを復調する。
尚、上りリンクの通信方式は、ＤＦＴ−ｓｐｒｅｄ ＯＦＤＭやＶＳＣＲＦ−ＣＤＭＡのようなシングルキャリア方式を想定しているが、ＯＦＤＭ方式のようなマルチキャリア方式でもかまわない。

制御データ抽出部２０７では、受信データをユーザーデータ（上りリンク共用データチャネルＵＳＤＣＨ）と制御データ（上りリンク共用制御シグナリングチャネルＵＳＣＳＣＨ）に分離する。制御データの中で上りリンクのＡＭＣ情報は復調部２０５、チャネル復号化部２０８に送られ、下りリンクのＣＱＩ情報はスケジューリング部に渡される。チャネル復号化部２０８は、制御データ抽出部２０７からのＡＭＣ情報からデータの復号を行い、受信データを上位層に渡す。

スケジューリング部２０４は、下りリンクのスケジューリングを行うＤＬスケジューリング部２０４ａと上りリンクのスケジューリングを行うＵＬスケジューリング部２０４ｂから構成される。
ＤＬスケジューリング部２０４ａは移動局１００から通知されるＣＱＩ情報や上位層からの通知される各ユーザーのデータ情報から、下りリンクの各チャネルにユーザーデータをマッピングする為のスケジューリングや各データを変調する為のＡＭＣを算出する。

またＵＬスケジューリング部２０４ｂは、チャネル推定部２０６からの上りリンクの無線伝搬路推定結果と移動局１００からのリソース割り当て要求から、上りリンクの各チャネルにユーザーデータをマッピングする為のスケジューリングや各データを変調する為のＡＭＣを算出する。

そして本発明に関わる実施形態では、上記のごとくの移動通信システムに適用可能で、異なる移動局クラスの移動局が基地局装置の固有周波数帯域幅にランダムアクセスするための使用周波数帯域位置の指定方法を提案する。
上りリンクの通信開始時（特に移動局の電源投入時）に、移動局は、コンテンションベースチャネルＣＢＣＨへのランダムアクセスをどの周波数帯域で、かつどれだけの帯域幅で送信すればよいかわからない。このときに単純にランダムにアクセスすると、ある周波数帯域にアクセスが集中し、ユーザー間の衝突が頻繁に発生して周波数の利用効率が悪い状態になる。

図７は、本発明に係る実施形態において上りリンクの周波数帯域に番号付けを行った様子を説明するための図である。
ここでは図７に示すように、例えば基地局の固有周波数帯域幅が２０ＭＨｚである場合において、異なる移動局クラスのそれぞれの移動局が使用する上りリンクの周波数帯域に番号付けを行なった。以下に移動局の使用周波数帯域に割り振られたそれぞれの番号の構成を説明する。なお図７に示す構成は、各移動局の使用周波数帯域はオーバーラップしないことを前提にしている。

２０ＭＨｚまたは１５ＭＨｚ移動局クラスの移動局の使用周波数帯域位置は、図７に示すように選択肢が１つなので必然的に決まる。また１０ＭＨｚ移動局クラスの移動局の使用周波数帯域位置は、２個の候補（０番と１番（２進数表記））があり、また５ＭＨｚ移動局クラスの移動局の使用周波数帯域位置は、４個の候補（００番、０１番、１０番、１１番）がある。また２.５ＭＨｚ移動局クラスの移動局の使用周波数帯域位置は、８個の候補（０００番〜１１１番）があり、１.２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局の使用周波数帯域位置は、１６個の候補（００００番〜１１１１番）がある。
それぞれの移動局クラスの移動局は、上記の使用周波数帯域の候補から適切な周波数帯域を選択する。

また、移動局クラスで定めた送信能力の周波数帯域幅で、移動局がコンテンションベースチャネルＣＢＣＨへのランダムアクセスを行うと、広い使用周波数帯域を持つ移動局の影響で狭い使用周波数帯域の移動局の衝突確率が非常に高くなってしまう。
以上から、図７で示したように、それぞれの移動局クラスの移動局が選択した周波数帯域の中で、コンテンションベースチャネルへのアクセス単位を移動局が送信可能である最小単位にすることにより、衝突頻度を下げる。ここでは、最小単位を１.２５ＭＨｚとする。ただし、システムの構成により、２.５ＭＨｚ、５ＭＨｚなどを最少単位としてもよい。または、基地局の最小固有周波数帯域幅である１．２５ＭＨｚ以下（例えば、０．６２５ＭＨｚ、０．３１２５ＭＨｚなど）の周波数帯域幅を最小単位としてもよい。

また、各周波数帯域に移動局をあらかじめ分散させることにより、１つの周波数帯域へのコンテンションベースチャネルにアクセス可能な移動局数を少なくし、１つの周波数帯域で衝突発生確率を減少させ、全周波数帯域で衝突確率を一定にすることで、公平なランダムアクセスを行う。

移動局がコンテンションベースチャネルに送信するために使用する周波数帯域をランダムアクセス使用周波数帯域と定義する。ランダムアクセス使用周波数帯域の周波数帯域位置は、図７で定義した移動局の使用周波数帯域内に含まれている。また、１つのランダムアクセス使用周波数帯域には、異なる移動局クラスの移動局が含まれる。

図８は、ランダムアクセス使用周波数の計算例を説明するための図である。例えば、図８に示す番号００１０は、５ＭＨｚ移動局クラスの移動局がコンテンションベースチャネルへランダムアクセス送信を行う際に、００番の使用周波数帯域位置で、００１０番のランダムアクセス使用周波数帯域を使用することを示している。
コンテンションベースチャネルへのランダムアクセス送信時において、上記のように上りリンクの送信周波数領域に移動局を振り分けることより、コンテンションベースチャネルにランダムアクセスする移動局は、事前に特定の周波数帯域に限定されるので、衝突する確率を減少させることができる。

また、コンテンションベースチャネルが１フレーム内で複数分のＴＴＩにマッピングされている場合、周波数領域、時間領域（ＦＤＭ・ＴＤＭ）に移動局を分散させ、更に細分化させることが可能である。これにより、ランダムアクセスする移動局は、周波数・時間領域ともに分散するので、移動局間で衝突する確率を大幅に低減することが可能となる。
更に、時間領域の分散化については、フレーム単位における分散化も含めた組み合わせで更なる細分化を行うこともできる。

ここで移動局がコンテンションベースチャネルに送信するための時間をランダムアクセス期間と定義する。
図９は、ランダムアクセス使用周波数及びランダムアクセス期間の計算例を説明するための図である。例えば、図９に示す番号１０１０００１０は、５ＭＨｚ移動局クラスの移動局が、００番の使用周波数帯域位置で００１０番のランダムアクセス使用周波数帯域を使用して、１０１０番のランダムアクセス期間にコンテンションベースチャネルへランダムアクセス送信を行うことを示している。

上記のようなランダムアクセス時の上りリンク信号の送信周波数領域及びフレーム・ＴＴＩの時間領域へ移動局を分散させることにより、ランダムアクセス送信する移動局は、他の移動局との衝突する確率を事前に低くすることができる。
尚、時間領域の分散については、コンテンションベースチャネルへのランダムアクセス時に基地局からの応答が無かった場合の再ランダムアクセス送信の時間（フレーム・ＴＴＩ）間隔として定義して使用することもできる。

図１０〜図１３は、基地局の固有周波数帯域幅１５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２.５ＭＨｚの場合において、異なる移動局クラスの移動局に対する使用周波数帯域の候補に番号付けを行なった様子を示す図で、基地局の固有周波数帯域幅が１５ＭＨｚである場合を図１０に、基地局の固有周波数帯域幅が１０ＭＨｚである場合を図１１に、基地局の固有周波数帯域幅が５ＭＨｚである場合を図１２に、基地局の固有周波数帯域幅が２.５ＭＨｚである場合を図１３に示すものである。このように、基地局の固有周波数帯域幅に対応した番号付けを行うことにより、基地局の固有周波数帯域幅に柔軟に対応することができる。

コンテンションベースチャネルへのアクセス時は、移動局側からの送信開始となり、基地局と移動局とで通信して上記の指定は行うことができないので、移動局側で保持している移動局を特定する加入者固有情報及び／または移動局固有情報を利用する。この加入者固有情報または移動局固有情報は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式で使用されていたＩＭＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、ＩＭＥＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｉｔｙ）や移動局に割り当てられたＩＰアドレス、移動局のシリアル番号、乱数で生成した固有番号などの加入者もしくは端末を識別するための情報である。また、基地局から割り当てられるＴＭＳＩ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、ＴＭＥＩ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｉｔｙ）などでもよい。
一例として、ここでは、ＩＭＳＩをベースに説明を行なう。

上記の使用周波数帯域位置、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間は、この加入者識別情報ＩＭＳＩ（ＩＭＳＩ＝１、２、３、…、ｎ）と、基地局の固有周波数帯域幅ＭＢｎｂ（Ｎｏｄｅ Ｂ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂａｎｄ、ＭＢｎｂ＝１.２５ＭＨｚ、２.５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）と、移動局の固有周波数帯域幅Ｂｎとから計算する。
再度図９を参照して、使用周波数帯域位置、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間の算出方法を詳細に説明する。

ここでは、加入者識別情報ＩＭＳＩ＝１０１０１００１０１０００１０（２進数表記）、移動局の固有周波数帯域幅Ｂｎ＝５ＭＨｚ、基地局の固有周波数帯域幅ＭＢｎｂ＝２０ＭＨｚ、コンテンションベースチャネルで移動局が送信する帯域幅Ｂｉｍ＝１.２５ＭＨｚであるものとする。ここで使用周波数帯域位置を特定する使用周波数帯域位置番号Ｐｓ、ランダムアクセス使用周波数帯域を特定する番号ＲＡｆ、ランダムアクセス期間を特定する番号ＲＡｔを算出する。ここで、1フレーム内にあるコンテンションベースチャネルは２ＴＴＩ分とし、各移動局がランダムアクセスできる間隔は８フレームに１回とする。またコンテンションベースチャネルの位置は、基地局がＣＣＣＨで通知するものとする。

加入者識別情報ＩＭＳＩ ｍｏｄ ２５６の計算により算出された１０１０００１０の下位４ビットは、使用周波数帯域位置番号Ｐｓが、５ＭＨｚ帯域の００番であり、ランダムアクセス使用周波数帯域を特定する番号ＲＡｆが００１０番であることを示している。上位４ビットは、ランダムアクセス期間を特定する番号ＲＡｔが１０１０番であり、ランダムアクセスするフレーム・ＴＴＩの位置を示している。

上記の処理を一般化した算出式を以下に示す。
ランダムアクセス使用周波数帯域数
（ＲＡｇ）＝ＭＢｎｂ（ＭＨｚ）／Ｂｉｍ（ＭＨｚ）（式１）
使用周波数帯域位置内ランダムアクセス使用周波数帯域数
（ＲＡｆ＿ｓ）＝Ｂｎ（ＭＨｚ）／Ｂｉｍ（ＭＨｚ）（式２）
ランダムアクセス使用周波数帯域番号（ＲＡｆ）＝ＩＭＳＩ ｍｏｄ ＲＡg （式３）
ランダムアクセス期間番号（ＲＡｔ）＝ＩＭＳＩ／ＲＡｇ ｍｏｄ ＲＡｔ＿ｓ（式４）
使用周波数帯域位置の候補数（Ｎｓ）＝ＭＢｎｂ／Ｂｎ （式５）
使用周波数帯域位置番号（Ｐｓ）＝ＩＭＳＩ／ＲＡｆ＿ｓ ｍｏｄ Ｎｓ （式６）

ただし、１フレーム内にコンテンションベースチャネルがＮｔ ＴＴＩ分存在し、Ｎｆフレーム毎にコンテンションベースチャネルへのアクセスが許可される場合、
ランダムアクセス期間数ＲＡｔ＿ｓは、
ＲＡｔ＿ｓ ＝ Ｎｔ × Ｎｆ （式７）となる。

図１４は、使用周波数帯域位置、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間の算出方法の他の例を説明するための図で、加入者識別情報ＩＭＳＩ＝１０１０１００１０１０００１０（２進数表記）、移動局の固有周波数帯域幅Ｂｎ＝５ＭＨｚ、基地局の固有周波数帯域幅ＭＢｎｂ＝１５ＭＨｚの場合の算出方法を示すものである。この場合、上記の式を使うと使用周波数帯域位置番号、ランダムアクセス使用周波数帯域は以下のようになる。
尚、ここでは、コンテンションベースチャネルは、１フレーム内で１ＴＴＩとし、１フレーム毎にコンテンションベースチャネルへのアクセスを許可する場合とする。

ランダムアクセス使用周波数帯域数（ＲＡｇ）＝１５／１.２５＝１２ （式８）
使用周波数帯域位置内ランダムアクセス使用周波数帯域数
（ＲＡｆ＿ｓ）＝５／１.２５＝４ （式９）
ランダムアクセス使用周波数帯域番号
（ＲＡｆ）＝２１６６６ ｍｏｄ １２＝０１１０ （式１０）
使用周波数帯域位置の候補数 （Ｎｓ）＝１５／５＝３ （式１１）
使用周波数帯域位置番号（Ｐｓ）＝２１６６６／４ ｍｏｄ ３＝０１ （式１２）

図１５は、使用周波数帯域位置、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間の算出方法の更に他の例を説明するための図で、加入者識別情報ＩＭＳＩ＝１０１０１００１０１００１００（２進数表記）、移動局の固有周波数帯域幅Ｂｎ＝１５ＭＨｚ、基地局の固有周波数帯域幅ＭＢｎｂ＝２０ＭＨｚの場合の算出方法を示すものである。この場合、上記の式を使うと使用周波数帯域位置番号、ランダムアクセス使用周波数帯域は以下のようになる。
尚、ここでは、コンテンションベースチャネルは、１フレーム内で１ＴＴＩとし、１フレーム毎にコンテンションベースチャネルへのアクセスを許可する場合とする。

ランダムアクセス使用周波数帯域数（ＲＡｇ）＝２０／１.２５＝１６ （式１３）
使用周波数帯域位置内ランダムアクセス使用周波数帯域数
（ＲＡｆ＿ｓ）＝１５／１.２５＝１２ （式１４）
ランダムアクセス使用周波数帯域番号
（ＲＡｆ）＝２１５４０ ｍｏｄ １６＝０１００（式１５）
使用周波数帯域位置の候補数（Ｎｓ）＝２０／１５＝１ （式１６）
使用周波数帯域位置番号（Ｐｓ）＝２１５４０／１２ ｍｏｄ １＝０ （式１７）

基地局固有周波数帯域幅ＭＢｎｂが２０ＭＨｚで、移動局の固有周波数帯域幅Ｂｎが１５ＭＨｚの場合、残りの５ＭＨｚ分の周波数帯域は、移動局では使用することができない。例えば、図１５で示したように１５ＭＨｚ移動局クラスの移動局の使用周波数帯域位置を、基地局固有周波数帯域幅２０ＭＨｚの中心に固定して配置する場合、上記の算出方法では、移動局が使用できない左右の２.５ＭＨｚ帯域にランダムアクセス使用周波数帯域位置が該当する場合が生じる。これを回避する手段として、基地局の固有周波数帯域幅ＭＢｎｂを１５ＭＨｚに設定して算出し、図１０に示す基地局固有周波数帯域幅１５ＭＨｚ用の番号列を使ってランダムアクセス使用周波数帯域位置を特定する方法が考えられる。

また別の方法として、１５ＭＨｚ移動局クラスの移動局の使用周波数帯域位置を可変にし、中心周波数１５ＭＨｚから左右に２.５ＭＨｚ分ずらすことができるようにする。図１５に示すように、５つの移動局の使用周波数帯域位置の候補（ａ）〜（ｅ）が考えられ、ランダムアクセス使用周波数帯域番号によって使用周波数帯域位置を選択するようにする。これによって、２０ＭＨｚの固有周波数帯域幅を持つ基地局において、１５ＭＨｚ移動局クラスの移動局を効率よく配置することが可能となる。

上記の方法は、１５ＭＨｚ以外の移動局クラスの移動局に対しても適用することが可能である。１５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２.５ＭＨｚの使用周波数帯域の構成を固定することなく、ランダムアクセス使用周波数帯域番号と使用周波数帯域を関連付けて規定することにより、使用周波数帯域を柔軟に構成することが可能である。例えば、５ＭＨｚ移動局クラスの移動局の場合、図１６に示すように、オーバーラップする形で使用周波数帯域を構成することが考えられる。

次に基地局は、コンテンションベースチャネルにランダムアクセスした移動局に対して、下りリンクのどの周波数帯域を使用してＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を返信すればよいかわからない。また、移動局も下りリンクのどの周波数帯域をモニタリングして基地局からのＡＣＫを検出すればよいかわからない。この為、上りリンクへランダムアクセスした周波数帯域に対応した下りリンクの周波数帯域を利用する。

算出された使用周波数帯域位置番号（Ｐｓ）とランダムアクセス使用周波数帯域番号（ＲＡｆ）より移動局の無線部の上り・下りリンクＲＦ中心周波数及びチャネル番号ＵＡＲＦＣＮ （ＵＴＲＡ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｎｕｍｂｅｒ、（非特許文献７）；３ＧＰＰ ＴＳ ２５.１０１、Ｖ６.８.０（２００５−０６）、Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ （ＵＥ） ｒａｄｉｏ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ （ＦＤＤ）、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ.３ｇｐｐ.ｏｒｇ／ｆｔｐ／Ｓｐｅｃｓ／ｈｔｍｌ−ｉｎｆｏ／２５−ｓｅｒｉｅｓ.ｈｔｍ）を算出することができる。図１７は、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｂａｎｄを示している。

まず基地局の固有周波数帯域幅ＭＢｎｂ、及び基地局の下りリンク中心周波数ＮＢｆｃ＿ｄｌにより、基地局の上りリンク中心周波数ＮＢｆｃ＿ｕｌを計算する。
ＮＢｆｃ＿ｕｌ＝ＮＢｆｃ＿ｄｌ−１９０（ＭＨｚ） （式１８）
そして基地局の上りリンク帯域幅の最小周波数ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎ、最大周波数ＵＬ＿ＮＢｆｍａｘを計算する。
ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎ＝ＮＢｆｃ＿ｕｌ―ＭＢｎｂ／２ （式１９）

次に、移動局の上りリンクの使用周波数帯域の中心周波数ＵＬ＿Ｆｓ、及びランダムアクセス使用周波数ＵＬ＿Ｆｒａを計算する。
ＵＬ＿Ｆｓ＝ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎ＋Ｂｎ・（２Ｐｓ＋１）／２（ＭＨｚ） （式２０）
ＵＬ＿Ｆｒａ＝ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎ＋Ｂｉｍ・（２Ｐｉｍ＋１）／２（ＭＨｚ）
（式２１）

例えば、基地局の固有周波数帯域幅ＭＢｎｂ＝２０ＭＨｚ、基地局の下りリンク中心周波数ＮＢｆｃ＝２１４４.９ＭＨｚとする場合、基地局の上りリンク中心周波数ＮＢｆｃ＿ｕｌ、基地局の上りリンク帯域幅の最小周波数ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎは、
ＮＢｆｃ＿ｕｌ＝ＮＢｆｃ＿ｄｌ−１９０＝１９５４.９ＭＨｚ （式２２）
ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎ＝ＮＢｆｃ＿ｕｌ―ＭＢｎｂ／２
＝１９５４.９−２０／２＝１９４４.９ ＭＨｚ （式２３）
となる。

図８の場合、移動局の上りリンクの使用周波数帯域の中心周波数ＵＬ＿Ｆｓ、及びランダムアクセス使用周波数ＵＬ＿Ｆｒａは、（Ｂｎ＝５ＭＨｚ、ＭＢｎｂ＝２０ＭＨｚ、Ｂｉｍ＝１.２５ＭＨｚ、Ｐｓ＝０、ＲＡｆ＿Ｓ＝２、Ｎｓ＝４）で、
ＵＬ＿Ｆｓ＝ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎ＋Ｂｎ・（２Ｐｓ＋１）／２
＝１９４４.９＋５×（２×０＋１）／２
＝１９４７.４ （ＭＨｚ） （式２４）
ＵＬ＿Ｆｒａ＝ＵＬ＿ＮＢｆｍｉｎ＋Ｂｉｍ・（２Ｐｉｍ＋１）／２
＝１９４４.９＋１.２５×（２×２＋１）／２
＝１９４８.０２５（ＭＨｚ） （式２５）
である。

移動局の下りリンクの使用周波数帯域の中心周波数ＤＬ＿Ｆｓは、
ＤＬ＿Ｆｓ＝ＵＬ＿Ｆｓ＋１９０＝２１３７.４（ＭＨｚ） （式２６）
移動局の下りリンクのランダムアクセスＡＣＫ受信周波数帯域の中心周波数ＤＬ＿Ｆｒａは、
ＤＬ＿Ｆｒａ＝ＵＬ＿Ｆｒａ＋１９０＝２１３８.０２５（ＭＨｚ） （式２７）
となる。
上りリンクと下りリンクの周波数関係を図１８に示す。

図１９は、移動局の電源投入から位置登録するまでの処理例を説明するためのフローチャートである。
移動局は、電源が投入された後、セルサーチを行う（Ｓ１）。また基地局からは報知情報が送信される（Ｓ１１）。ここでは、基地局からは、ＣＰＩＣＨ、ＳＣＨ、ＣＣＣＨが定期的に送信されている。そして移動局は、報知情報を受信し、ＣＰＩＣＨ、ＳＣＨからセルの選択を行い、ＣＣＣＨから基地局の固有周波数帯域幅、コンテンションベースチャネルＣＢＣＨの個数及びランダムアクセス周期情報等の基地局情報を取得する（Ｓ２）。

移動局は、基地局情報を取得した後、加入者固有情報（ＩＭＳＩ等）及び取得した基地局の固有周波数帯域幅、コンテンションベースチャネルＣＢＣＨの位置、個数及びランダムアクセス周期情報から、自局の使用周波数帯域、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間を計算する（Ｓ３）。そして計算後、算出された使用周波数帯域、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間で位置登録の為にコンテンションベースチャネルへのランダムアクセスを行う（Ｓ４）。

このときに移動局が基地局に送信するデータは、Ｗ−ＣＤＭＡでシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）と呼ばれるようなコンテンションベースチャネルにアクセスした移動局を識別する為の情報（ここでは、仮にシグネチャと呼ぶ）を含み、基地局と移動局間の同期を合わせるための情報（プリアンブル）が必要とされる。そして移動局個別の情報（ＩＭＳＩや移動局クラス等）やスケジューリングに必要な情報等は、送信データ容量に余裕のある場合に送信され、送信データ容量に制限がある場合、この後の処理の中で基地局に送信される。

ここでは、プリアンブル（シグネチャを含む）のみを送信する場合を説明する。基地局は、移動局がコンテンションベースチャネルにアクセスしたことを認識すると、ランダムアクセス処理を行う（Ｓ１２）。ここではスケジューリングチャネルにランダムアクセスした周波数帯域に、移動局が次のデータを送信する為のスケジューリングを行い、プリアンブルから基地局と移動局間の同期ずれを算出し、上りリンクのランダムアクセスした周波数帯域に対応した下りリンクの周波数帯域のＤＳＣＳＣＨに、移動局から送信されたシグネチャと同じシグネチャと同期情報及びスケジューリング情報を一定の期間Ｔｒａ以内に送信する。図２０は、下りリンクで送信されるＡＣＫフォーマットの構成例を示す図である。

または、次のフレームの先頭のＣＣＣＨで上記の情報を送信する。ここで基地局が移動局に対してスケジューリングを行う際、基地局は、ランダムアクセスした移動局がどの移動局クラスかわからず、移動局がどれだけの使用可能周波数帯域をもつかどうかがわからない為、移動局がコンテンションベースチャネルへランダムアクセスした周波数帯域に上りリンクのスケジューリングを行う。
ここではランダムアクセスした上りリンクの周波数帯域をスケジューリングに使用するので、スケジューリング情報を削減することができる。すなわち基地局が移動局に送信するスケジューリング情報として、上りリンクでデータを送信するＴＴＩ番号のみを用いることができる。

移動局は、上りリンクでランダムアクセスした周波数帯域に対応した下りリンクの周波数帯域で、自局が送信したシグネチャが含まれたＤＳＣＳＣＨを監視し、一定期間Ｔｒａ以内に自局宛のデータがない場合（Ｓ５）、再度、コンテンションベースチャネルへの再アクセスを準備し（Ｓ９）、コンテンションベースチャネルにアクセスする（Ｓ４）。
また移動局は、自局が送信したシグネチャがあった場合、ＤＳＣＳＣＨを復調し、同期情報、及びスケジューリング情報を抽出する。そしてスケジューリング情報で指示されたＴＴＩ番号で、ＩＭＳＩ、移動局クラス等の自局情報とＱｏｓやデータ量等のスケジューリングに必要な情報を送信することで、スケジューリングチャネルへのスケジューリング要求を行う（Ｓ６）。

基地局は、移動局から送信されたＩＭＳＩ、移動局クラス、Ｑｏｓやデータ量等のスケジューリングに必要な情報から、移動局に対するスケジューリング処理を行い、スケジューリング情報を移動局に送信する（Ｓ１３）。このときに行われるスケジューリングについては、上述した使用周波数帯域と異なってもかまわない。また、送信される移動局が自局宛のデータとして識別する情報は、先のシグネチャやＩＭＳＩを識別情報とするが、ＩＭＳＩ等から基地局と移動局の間で事前に決められた手順に基づいて算出された識別情報などでもかまわない。

移動局への上りリンクのスケジューリングが行われると、移動局は、上位レイヤとの位置登録作業を開始し、位置登録を行う。この位置登録では、一時的な加入者識別情報、例えばＴＭＳＩ、ＴＭＥＩや一時的なＩＰアドレスなどが位置登録の承認とともに移動局に送信される（Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１４）。また、同時に、鍵交換プロトコルや認証処理が実行される。

図２１は、通常時にコンテンションベースアクセスし、移動局の送信データを送信するまでの処理例を説明するための図である。移動局は、送信するユーザーデータがある場合（Ｓ２１）、電源投入時に算出された使用周波数帯域、ランダムアクセス使用周波数帯域、ランダムアクセス期間でコンテンションベースチャネルへのアクセスを行う（Ｓ２２）。このとき、移動局は基地局にプリアンブルを送信する。移動局個別の情報（ＩＭＳＩやＴＭＳＩ、移動局クラス等）やスケジューリングに必要な情報等は、送信データ容量に余裕のある場合に送信され、送信データ容量に制限がある場合、この後の処理の中で基地局に送信される。

基地局は、移動局がコンテンションベースチャネルにアクセスしたことを認識すると、ランダムアクセス処理を行う（Ｓ３１）。ここでは、移動局がランダムアクセスした周波数帯域と同じ周波数帯域のスケジューリングチャネルに、次のデータを送信する為のスケジューリングを行い、同期ずれ情報を算出し、移動局が送信したシグネチャと同じシグネチャと同期情報及びスケジューリング情報を下りリンクで一定期間Ｔｒａ内に送信する。

移動局は、自局が送信したシグネチャが含まれたデータを下りリンクで監視し、基地局からの応答に自局が送信したシグネチャがあった場合（Ｓ２３）、データを復調し、同期情報、スケジューリング情報を抽出する。そしてスケジューリング情報で指示されたＴＴＩで、ＩＭＳＩ又はＴＭＳＩ等の自局情報とＱｏｓやデータ量等のスケジューリングに必要な情報を送信することで、スケジューリングチャネルへのスケジューリング要求を実行する（Ｓ２４）。
また一定期間Ｔｒａ以内に自局宛のデータがない場合（Ｓ２３）、再度、コンテンションベースチャネルへの再アクセスを準備し（Ｓ２６）、コンテンションベースチャネルにアクセスする（Ｓ２２）。

基地局は、移動局から送信されたＩＭＳＩ、移動局クラス、Ｑｏｓやデータ量等のスケジューリングに必要な情報から移動局に対するスケジューリング処理を行い、スケジューリング情報を移動局に送信する（Ｓ３２）。このときに行われるスケジューリングについては、上述した使用周波数帯域と異なってもかまわない。また、送信される移動局が自局宛のデータとして識別する情報は、先のシグネチャやＩＭＳＩを識別情報とするが、ＩＭＳＩ等から基地局と移動局の間で事前に決められた手順に基づいて算出された識別情報などでもかまわない。

移動局への上りリンクのスケジューリングが行われると、移動局からスケジューリングチャネルへのデータ送信が開始される（Ｓ２５）。基地局では、送信されたＩＭＳＩとデータとを使用してデータ処理を行う（Ｓ３３）。

上記の手順は、コンテンションベースチャネルへのランダムアクセス時にプリアンブルのみを送信する場合を示したが、コンテンションベースチャネルへのランダムアクセス時にプリアンブルと移動局固有の情報やスケジューリング情報を送信する場合もある。
この場合、ＩＭＳＩ等の移動局固有情報と移動局固有周波数帯域幅を示した移動局クラスを送信することで、上述した移動局の上り、下りリンクの使用周波数帯域を基地局においても計算することができる。そしてこれにより算出された移動局の使用周波数帯域幅内に、上りリンクのスケジューリングを行うことができる。

更に基地局が下りリンクでランダムアクセスのＡＣＫを送信する場合にも、移動局の使用周波数帯域幅内でＡＣＫを送信することができ、移動局は、使用周波数帯域を監視して、基地局からのＡＣＫを受信できる。この場合、移動局への初期スケジューリングから移動局の移動局クラスに応じたスケジューリングを行うことができ、上りリンクを効率的に使用することができる。

図２２及び図２３のように、コンテンションベースチャネルの多重方法とは別に、基地局が、報知情報としてコンテンションベースチャネルの帯域を指定し、指定された帯域内でコンテンションベースチャネルへのランダムアクセスを行うようなことが提案されている。（非特許文献４）。
例えば、図２２に示すように、基地局の周波数帯域が２０ＭＨｚの場合、コンテンションベースチャネル２０ＭＨｚの帯域を１０ＭＨｚ帯域に分けてコンテンションベースチャネル帯域Ａ、Ｂとし、基地局がＡ、Ｂのいずれかの帯域を使用するように指示した情報を通知し、移動局は通知された１０ＭＨｚ内でランダムアクセスを行うことが考えられる。

または図２３に示すように、基地局の周波数帯域２０ＭＨｚに対し、コンテンションベースチャネルの使用帯域を１０ＭＨｚにして、残りの１０ＭＨｚをスケジューリングチャネルに使用し、コンテンションベースチャネルが１０ＭＨｚであることを報知情報として通知する。そして移動局は通知された１０ＭＨｚ内でランダムアクセスを行うことが考えられる。

図２４及び図２５は、基地局の周波数帯域に対してコンテンションベースチャネルの周波数帯域を１０ＭＨｚに指定した場合の移動局の使用周波数帯域、ランダムアクセス使用周波数帯域の算出例である。以下に説明する。
この場合、基地局にアクセス可能帯域が１０ＭＨｚと制限されている為、基地局の固有周波数帯域が１０ＭＨｚと考えればよく、使用周波数帯域位置、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間は、式（２８）〜式（３２）を使用して以下のようになる。

尚、加入者識別情報ＩＭＳＩ＝１０１０１００１０１０００１０（２進数表記）、移動局の固有周波数帯域幅Ｂｎ＝５ＭＨｚとする。ここでは、コンテンションベースチャネルは、１フレーム内で１ＴＴＩとし、１フレーム毎にコンテンションベースチャネルへのアクセスを許可する場合とする。

ランダムアクセス使用周波数帯域数（ＲＡｇ）＝１０／１.２５＝８ （式２８）
使用周波数帯域位置内ランダムアクセス使用周波数帯域数
（ＲＡｆ＿ｓ）＝５／１.２５＝４ （式２９）
ランダムアクセス使用周波数帯域番号
（ＲＡｆ）＝２１６６６ ｍｏｄ ８＝０１０ （式３０）
使用周波数帯域位置の候補数（Ｎｓ）＝１０／５＝２ （式３１）
使用周波数帯域位置番号（Ｐｓ）＝２１６６６／４ ｍｏｄ ２＝０ （式３２）
基地局がコンテンションベースチャネルの帯域を制限した場合においても移動局を各周波数帯域に分散することができる。

ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースに想定されている上り・下りリンクのチャネル構成を説明するための図である。 ＥＵＴＲＡについて３ＧＰＰの提案をベースに想定されている下りリンク無線フレームの構成を示す図である。 ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースに想定されている上りリンク無線フレームの構成を示す図である。 本発明が適用可能な移動通信システムにおける上りリンクのチャネル構成例を説明するための図である。 移動局の構成例を示す図である。 基地局の構成例を示す図である。 本発明に係る実施形態において上りリンクの周波数帯域に番号付けを行った様子を説明するための図である。 ランダムアクセス使用周波数の計算例を説明するための図である。 ランダムアクセス使用周波数及びランダムアクセス期間の計算例を説明するための図である。 異なる移動局クラスの移動局に対する使用周波数帯域の候補に番号付けを行なった様子を示す図である。 異なる移動局クラスの移動局に対する使用周波数帯域の候補に番号付けを行なった様子を示す他の図である。 異なる移動局クラスの移動局に対する使用周波数帯域の候補に番号付けを行なった様子を示す更に他の図である。 異なる移動局クラスの移動局に対する使用周波数帯域の候補に番号付けを行なった様子を示す更に他の図である。 使用周波数帯域位置、ランダムアクセス使用周波数帯域、及びランダムアクセス期間の算出方法の他の例を説明するための図である。 移動局の使用周波数帯域がオーバーラップするように構成した例を説明するための図である。 移動局の使用周波数帯域がオーバーラップするように構成した他の例を説明するための図である。 Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｂａｎｄを示す図である。 上りリンクと下りリンクとの周波数関係を説明するための図である。 移動局の電源投入から位置登録するまでの処理例を説明するためのフローチャートである。 下りリンクで送信されるＡＣＫフォーマットの構成例を示す図である。 通常時にコンテンションベースアクセスし、移動局の送信データを送信する処理例を説明するための図である。 指定された帯域内でコンテンションベースチャネルへのランダムアクセスを行う例を説明するための図である。 指定された帯域内でコンテンションベースチャネルへのランダムアクセスを行う他の例を説明するための図である。 基地局の周波数帯域に対してコンテンションベースチャネルの周波数帯域を１０ＭＨｚに指定した場合の移動局の使用周波数帯域、ランダムアクセス使用周波数帯域の算出例を説明するための図である。 基地局の周波数帯域に対してコンテンションベースチャネルの周波数帯域を１０ＭＨｚに指定した場合の移動局の使用周波数帯域、ランダムアクセス使用周波数帯域の他の算出例を説明するための図である。

符号の説明

１００…移動局、１０１…チャネル符号化部、１０２…データ制御部、１０３…変調部、１０４…スケジューリング部、１０５…ＯＦＤＭ復調部、１０６…チャネル推定部、１０７…制御データ抽出部、１０８…同期補正部、１０９…チャネル復号化部、１１０…無線制御部、１１１…無線部、２０１…チャネル符号化部、２０２…データ制御部、２０３…ＯＦＤＭ変調部、２０４…スケジューリング部、２０４ａ…ＤＬスケジューリング部、２０４ｂ…ＵＬスケジューリング部、２０５…復調部、２０６…チャネル推定部、２０７…制御データ抽出部、２０８…チャネル復号化部、２０９…同期検出部、２１０…無線部。

Claims (14)

1. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される移動局装置であって、該移動局装置が保持し該移動局装置を特定可能とする情報と、該移動局装置の固有周波数帯域幅と、前記基地局装置の固有周波数帯域幅とから、前記移動局装置が前記基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域を算出し、該算出したランダムアクセス周波数帯域で前記ランダムアクセスを行うことを特徴とする移動局装置。
2. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される移動局装置であって、該移動局装置が保持し該移動局装置を特定可能とする情報と、該移動局装置の固有周波数帯域幅と、前記基地局装置の固有周波数帯域幅とから、前記移動局装置が前記基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域と、該ランダムアクセスを行うためのランダムアクセス期間とを算出し、該算出したランダムアクセス周波数帯域で、かつ算出したランダムアクセス期間で前記ランダムアクセスを行うことを特徴とする移動局装置。
3. 請求項１または２に記載の移動局装置において、該移動局装置は、前記移動局装置を特定可能とする情報と、該移動局装置の固有周波数帯域幅と、前記基地局装置の固有周波数帯域幅とから、前記基地局装置と前記移動局装置とにおける上りリンク／下りリンクの使用周波数帯域を決定することを特徴とする移動局装置。
4. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置であって、該基地局装置は、前記移動局装置がランダムアクセスを行った周波数帯域に、次のデータを送信するための上りリンクのスケジューリングを行うことを特徴とする基地局装置。
5. 請求項４に記載の基地局装置において、該基地局装置は、前記上りリンクのスケジューリングを行う際に前記移動局装置に送信するスケジューリング情報として、時間軸方向の位置情報のみを送信することを特徴とする基地局装置。
6. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置であって、該基地局装置は、前記移動局装置が前記基地局装置に対してランダムアクセスを行った周波数帯域に対応する周波数帯域で、前記ランダムアクセスに対する応答信号を返信することを特徴とする基地局装置。
7. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムで該移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス方法であって、該移動局装置が保持し該移動局装置を特定可能とする情報と、該移動局装置の固有周波数帯域幅と、前記基地局装置の固有周波数帯域幅とから、前記移動局装置が前記基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域を算出し、該算出したランダムアクセス周波数帯域で前記ランダムアクセスを行うことを特徴とするランダムアクセス方法。
8. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムで該移動局装置が基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス方法であって、該移動局装置が保持し該移動局装置を特定可能とする情報と、該移動局装置の固有周波数帯域幅と、前記基地局装置の固有周波数帯域幅とから、前記移動局装置が前記基地局装置にランダムアクセスを行うためのランダムアクセス使用周波数帯域と、該ランダムアクセスを行うためのランダムアクセス期間とを算出し、該算出したランダムアクセス周波数帯域で、かつ算出したランダムアクセス期間で前記ランダムアクセスを行うことを特徴とするランダムアクセス方法。
9. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムで移動局装置が使用する周波数帯域をマッピングするためのマッピング方法であって、前記移動局装置が保持し前記移動局装置を特定可能とする情報と、該移動局装置の固有周波数帯域幅と、前記基地局装置の固有周波数帯域幅とから、前記基地局装置と前記移動局装置とにおける上りリンク／下りリンクの使用周波数帯域を決定することを特徴とするマッピング方法。
10. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置が移動局装置からの上りリンクをスケジューリングするためのスケジューリング方法であって、前記基地局装置は、前記移動局装置がランダムアクセスを行った周波数帯域に、次のデータを送信するための上りリンクのスケジューリングを行うことを特徴とするスケジューリング方法。
11. 請求項１０に記載のスケジューリング方法において、前記基地局装置は、前記上りリンクのスケジューリングを行う際に前記移動局装置に送信するスケジューリング情報として、時間軸方向の位置情報のみを送信することを特徴とするスケジューリング方法。
12. 異なる移動局クラスの移動局装置と異なる基地局クラスの基地局装置とによる移動通信システムに使用される基地局装置が移動局装置からの上りリンクをスケジューリングするためのスケジューリング方法であって、該基地局装置は、前記移動局装置からのランダムアクセスを受けて上りリンクのスケジューリングを行う際に、前記移動局装置が前記基地局装置に対してランダムアクセスを行った周波数帯域に対応する周波数帯域で、前記ランダムアクセスに対する応答信号を返信することを特徴とするスケジューリング方法。
13. 請求項１ないし３のいずれか１に記載の移動局装置、または請求項４ないし６のいずれか１に記載の基地局装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。
14. 請求項１３に記載のプログラムをコンピュータ読取可能に記録した記録媒体。

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