JP4566276B2 - 移動局装置、基地局装置、送信方法および受信方法 - Google Patents

移動局装置、基地局装置、送信方法および受信方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動局装置、基地局装置、送信方法および受信方法に関する。
現在、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ（Long Term Evolution）において、無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）から無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）への上り回線において、周波数スケジューリングのためのチャネル品質推定（ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）推定）、受信タイミング検出、または、送信電力制御のためにＳＲＳ（Sounding Reference Signal）を送信することが検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
例えば、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、ＳＲＳは１ＬＢ（Long Block）で構成され、ＳＲＳの時間長はＣＰ（Cyclic Prefix）および参照信号を含めて７１．４μｓである。また、移動局は、基地局からの指示に従い、周期的（例えば、１サブフレーム＝１ｍｓ間隔）にＳＲＳを送信する。また、ＳＲＳの送信帯域幅としては、例えば、１．２５ＭＨｚ、５ＭＨｚまたは１０ＭＨｚ等の複数の種類が用意され、移動局の伝搬状態に応じた帯域幅が設定される。例えば、伝搬状態が劣悪であり、送信電力が限られているセルエッジに位置する移動局は、広帯域のＳＲＳを送信するために必要な電力が無いため、狭帯域（例えば、１．２５ＭＨｚ）のＳＲＳを送信する。このような狭帯域のＳＲＳを用いる場合は、周波数ホッピングを行うことで複数の送信時間領域に渡って広帯域のＣＱＩ推定を行う。
また、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥにおいて、移動局から基地局への上り回線において、移動局の初期アクセス、送信タイミングの更新、または、ＣＱＩ推定のためにRandom Access preamble（以下、Preambleと省略する）を用いることが検討されている（例えば、非特許文献２参照）。Preambleは、移動局の識別情報を含む信号であり、各移動局は、基地局が予め設定した複数の符号系列のうち１つの符号系列をランダムに選択、あるいは、基地局からの指示に従って選択する。そして、各移動局は、選択された符号系列をもとに生成したPreambleを基地局に送信する。例えば、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、Preambleは１サブフレームで構成され、Preambleの時間長はＣＰ、Preambleおよび無送信区間であるガードタイム（Guard time）を含めて１ｍｓ（＝１４ＬＢ）である。また、移動局は、ＳＲＳと同様、基地局からの指示に従い、周期的（例えば、１０サブフレーム＝１０ｍｓ周期）にPreambleを送信する。また、Preambleの送信帯域幅としては、例えば、１．０８ＭＨｚ（＝６ＲＢ（Resource Block））が設定される。また、Preambleを送信する場合、ＳＲＳと同様にして、周波数ホッピングを行うことで周波数ダイバーゲインを得て、Preambleの検出性能向上を図る。
また、上り回線において基地局との間の同期が確立していない移動局が送信するPreambleは、基地局での受信時には、往復伝搬遅延時間（ＲＴＤ：Round Trip propagation Delay）分だけ、受信タイミングに遅延が生じる。そこで、上述したようにPreambleにガードタイムを設定することで、Preambleが遅延して次のサブフレームの信号と干渉することを防止している。
ＳＲＳを送信する際、時間領域および周波数領域のリソースを、他の信号とは排他的に割り当てることが考えられる（例えば、非特許文献３参照）。ここでは、１４ＬＢで構成され、移動局の送信データが割り当てられるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）の１サブフレーム（＝１ｍｓ）において、先頭の１ＬＢにＳＲＳを割り当てて基地局に送信する。
NTT DoCoMo、Fujitsu、 Mitsubishi Electric、NEC、 Panasonic、 Sharp、 Toshiba Corporation、R1-072938、"Necessity of Multiple Bandwidths for Sounding Reference Signals"、 3GPP TSG RAN WG1Meeting #49bis、Orlando、 USA、 June 25 - 29, 2007 Texas Instruments、R1-063213、"Improved Non-Synchronized Random Access structure for E-UTRA"、 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47bis、Riga, Latvia, November 6 - 10, 2006 NEC Group, NTT DoCoMo、R1-072824、"Discussion on Uplink Reference Signal"、 3GPP TSG RAN WG1Meeting #49bis、Orlando, USA, 25-29 June, 2007
しかしながら、サブフレームの先頭ＬＢにＳＲＳを割り当てて送信する上記従来技術では、セル内に存在する移動局の数が増加するにつれて、サブフレームの先頭ＬＢがＳＲＳの送信に使用される頻度が高くなる。すなわち、セル内に存在する移動局の数が増加するにつれてＳＲＳ送信に使用される通信リソースの割合が増加する。よって、上記従来技術では、セル内に存在する移動局の数が増加すると、データ送信に利用可能な通信リソースが減少してしまい、その結果データの伝送効率が低下する。
本発明の目的は、ＳＲＳの通信リソース使用量を抑えることができる移動局装置、基地局装置、送信方法および受信方法を提供することである。
本発明の態様の一つに係る無線通信基地局装置は、周期的に送信され、かつ、ガードタイムを設定された第１信号および周期的に送信される第２信号を受信する受信手段と、前記第１信号の第１送信領域と前記第２信号の第２送信領域とが一致するように、前記第１信号と前記第２信号との関連付けを設定する設定手段と、前記第１送信領域と前記関連付けとに基づいて前記第２送信領域を決定する決定手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、ＳＲＳの通信リソース使用量を抑えることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態に係る基地局１００の構成を図１に示す。基地局１００は、プリアンブル
を後述する移動局２００（図２）から受信し、後述する移動局３００（図３）からＳＲＳを受信する。
Preamble送信領域決定部１０１は、移動局がPreambleを送信できる送信時間領域（サブフレーム）の時間間隔を決定する。そして、Preamble送信領域決定部１０１は、決定したPreamble送信時間間隔をＳＲＳ送信領域決定部１０３、制御信号生成部１０４および時間領域判定部１０９に出力する。
関連付けルール設定部１０２は、PreambleおよびＳＲＳの送信時間間隔を関連付けるルールを設定する。そして、関連付けルール設定部１０２は、設定した関連付けルールをＳＲＳ送信領域決定部１０３に出力する。なお、関連付けルール設定部１０２における関連付けルールの設定の詳細については後述する。
ＳＲＳ送信領域決定部１０３は、Preamble送信領域決定部１０１から入力されるPreamble送信時間間隔と、関連付けルール設定部１０２から入力される関連付けルールとに基づいてＳＲＳを送信できる送信時間領域（サブフレーム）の時間間隔を決定する。そして、ＳＲＳ送信領域決定部１０３は、決定したＳＲＳ送信時間間隔を制御信号生成部１０４および時間領域判定部１０９に出力する。なお、ＳＲＳ送信領域決定部１０３におけるＳＲＳ送信時間領域の決定処理の詳細については後述する。
制御信号生成部１０４は、Preamble送信領域決定部１０１から入力されるPreamble送信時間間隔およびＳＲＳ送信領域決定部１０３から入力されるＳＲＳ送信時間間隔を含む制御信号を生成する。そして、制御信号生成部１０４は、生成された制御信号を変調部１０５に出力する。
変調部１０５は、制御信号生成部１０４から入力される制御信号を変調し、変調後の制御信号を無線送信部１０６に出力する。
無線送信部１０６は、制御信号に対しＤ／Ａ変換、アップコンバート等の無線処理を行って、アンテナ１０７を介して移動局２００および移動局３００へ送信する。
一方、無線受信部１０８は、移動局２００および移動局３００から送信された信号をアンテナ１０７を介して受信し、受信信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の無線処理を行って、時間領域判定部１０９に出力する。
時間領域判定部１０９は、Preamble送信領域決定部１０１から入力されるPreamble送信時間間隔とＳＲＳ送信領域決定部１０３から入力されるＳＲＳ送信時間間隔とに基づいて、Preambleの送信時間領域（サブフレーム）およびＳＲＳの送信時間領域（サブフレーム）を判定し、受信したPreambleを復調部１１０に出力し、受信したＳＲＳを復調部１１２に出力する。
復調部１１０は、時間領域判定部１０９から入力されるPreambleを復調し、復調後のPreambleをPreamble検出部１１１に出力する。
Preamble検出部１１１は、予めシステムで設定した既知のPreamble用符号系列と復調部１１０から入力されるPreambleとの相関を取り、Preambleを検出する。そして、Preamble検出部１１１は、検出したPreambleを示すPreamble検出結果を出力する。
復調部１１２は、時間領域判定部１０９から入力されるＳＲＳを復調し、復調後のＳＲＳをＣＱＩ推定部１１３に出力する。
ＣＱＩ推定部１１３は、復調部１１２から入力されるＳＲＳに基づいてＣＱＩ推定を行う。そして、ＣＱＩ推定部１１３は、推定されたＣＱＩ推定値を出力する。
次に、本実施の形態に係る移動局２００の構成を図２に示す。移動局２００は、Preambleを基地局１００（図１）へ送信する。
無線受信部２０２は、基地局１００から送信された制御信号をアンテナ２０１を介して受信し、制御信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の無線処理を行って、復調部２０３に出力する。
復調部２０３は、制御信号を復調して、復調後の制御信号を送信時間間隔検出部２０４に出力する。
送信時間間隔検出部２０４は、復調部２０３から入力される制御信号に含まれるPreamble送信時間間隔を検出して、検出したPreamble送信時間間隔をPreamble生成部２０５に出力する。
Preamble生成部２０５は、送信時間間隔検出部２０４から入力されるPreamble送信時間間隔に基づいて得られるPreamble送信時間領域（サブフレーム）において、予めシステムで設定された既知のPreamble用符号系列の中から１つのPreamble用符号系列をランダムに選択する。そして、Preamble生成部２０５は、選択した符号系列に基づいてPreambleを生成する。そして、Preamble生成部２０５は、生成したPreambleをガードタイム付加部２０６に出力する。
ガードタイム付加部２０６は、Preamble生成部２０５から入力されるPreambleに対して、所定時間長のガードタイムを付加する。そして、ガードタイム付加部２０６は、ガードタイムが付加されたPreambleを変調部２０７に出力する。
変調部２０７は、Preambleを変調して、変調後のPreambleを無線送信部２０８に出力する。
無線送信部２０８は、変調部２０７から入力されるPreambleに対しＤ／Ａ変換、アップコンバート等の無線処理を行って、アンテナ２０１を介して基地局１００へ送信する。
次に、本実施の形態に係る移動局３００の構成を図３に示す。移動局３００は、ＳＲＳを基地局１００（図１）へ送信する。
無線受信部３０２は、基地局１００から送信された制御信号をアンテナ３０１を介して受信し、制御信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の無線処理を行って、復調部３０３に出力する。
復調部３０３は、制御信号を復調して、復調後の制御信号を送信時間間隔検出部３０４に出力する。
送信時間間隔検出部３０４は、復調部３０３から入力される制御信号に含まれるＳＲＳ送信時間間隔を検出して、検出したＳＲＳ送信時間間隔をＳＲＳ生成部３０５に出力する。
ＳＲＳ生成部３０５は、送信時間間隔検出部３０４から入力されるＳＲＳ送信時間間隔
に基づいて得られるＳＲＳ送信時間領域（サブフレーム）において、基地局１００から予め指示された既知のＳＲＳ用符号系列を生成する。そして、ＳＲＳ生成部３０５は、生成したＳＲＳを配置部３０７に出力する。
Preamble送信領域情報設定部３０６は、Preamble送信時間領域におけるＣＰ、Preambleおよびガードタイムの位置と時間長とを設定する。そして、Preamble送信領域情報設定部３０６は、Preamble送信時間領域におけるＣＰ、Preambleおよびガードタイムの位置と時間長とを示すPreamble送信領域情報を配置部３０７に出力する。
配置部３０７は、Preamble送信領域情報設定部３０６から入力されるPreamble送信領域情報に基づいて、Preambleの送信時間領域（サブフレーム）にＳＲＳを配置する。具体的には、配置部３０７は、Preambleのガードタイム位置にＳＲＳを配置する。例えば、配置部３０７は、Preambleのガードタイム位置にPreambleとＳＲＳとの時間間隔が最大となるようにＳＲＳを配置する。そして、配置部３０７は、配置したＳＲＳを変調部３０８に出力する。なお、配置部３０７におけるＳＲＳの配置処理の詳細については後述する。
変調部３０８は、ＳＲＳを変調して、変調後のＳＲＳを無線送信部３０９に出力する。
無線送信部３０９は、変調部３０８から入力されるＳＲＳに対しＤ／Ａ変換、アップコンバート等の無線処理を行って、アンテナ３０１を介して基地局１００へ送信する。
次に、基地局１００（図１）の関連付けルール設定部１０２における関連付けルールの設定、ＳＲＳ送信領域決定部１０３におけるＳＲＳ送信時間間隔の決定処理および移動局３００（図３）の配置部３０７におけるＳＲＳの配置処理の詳細について説明する。
具体的には、関連付けルール設定部１０２は、次式（１）に従ったルールを設定する。
ｍ×（Preamble送信時間間隔）＝ｎ×（ＳＲＳ送信時間間隔） 式（１）
ただし、ｍおよびｎは正の整数である。すなわち、関連付けルール設定部１０２は、ｍおよびｎを設定する。これにより、式（１）を満たす送信時間領域では、PreambleおよびＳＲＳの送信時間領域が一致する。つまり、PreambleとＳＲＳとによって同一の送信時間領域が使用される。
次いで、ＳＲＳ送信領域決定部１０３は、Preamble送信領域決定部１０１から入力されるPreamble送信時間間隔と関連付けルール設定部１０２で設定されたルール（ｍおよびｎ）とに従って、ＳＲＳ送信時間領域の間隔を決定する。すなわち、ＳＲＳ送信領域決定部１０３は、式（１）に基づく（ｍ／ｎ）×（Preamble送信時間間隔）より、ＳＲＳ送信時間間隔を決定する。
以下、具体的に説明する。ここでは、Preamble送信領域決定部１０１で決定されるPreamble送信時間間隔を１０サブフレームとし、関連付けルール設定部１０２では、ｍ＝１、ｎ＝２が設定される。また、システム帯域幅を２４ＲＢとし、Preambleを配置する帯域幅を６ＲＢとし、ＳＲＳを配置する帯域を２４ＲＢとする。また、Preambleの時間長を１サブフレームとし、１サブフレームを１４ＬＢとする。また、ＳＲＳの時間長を１ＬＢとする。
これより、ＳＲＳ送信領域決定部１０３は、（１／２）×（１０サブフレーム）より、ＳＲＳ送信時間間隔を５サブフレームに決定する。
よって、図４に示すように、Preambleの送信時間領域の時間間隔が１０サブフレームであるのに対し、ＳＲＳの送信時間領域の時間間隔は５サブフレームとなる。また、送信時
間間隔がＳＲＳよりも長いPreambleの送信時間領域は、ＳＲＳの送信時間領域と常に一致する。つまり、ＳＲＳの送信時間領域の一部（図４では全体の半数）は、Preambleの送信時間領域と同一の送信時間領域を使用して送信されるため、ＳＲＳに使用する通信リソースを低減することができる。
なお、上式において、ｍまたはｎのいずれかが１である場合、PreambleおよびＳＲＳのうち、送信時間領域の時間間隔が長い一方の信号の送信時間領域では、常にPreambleの送信時間領域とＳＲＳの送信時間領域とが一致する。また、ｍ＝ｎ＝１の場合、Preambleの送信時間領域とＳＲＳの送信時間領域とは、常に一致することになり、ＳＲＳに使用する通信リソースは、Preambleの送信時間領域のみでよい。
一方、移動局３００（図３）の配置部３０７は、生成されたＳＲＳを、Preambleの送信時間領域におけるガードタイムの位置にPreambleとＳＲＳとの時間間隔が最大となるように配置する。
具体的には、配置部３０７は、図５に示すように、ＣＰ、Preambleおよびガードタイムが含まれる１サブフレームにおけるガードタイムにＳＲＳを配置する。ここで、配置部３０７は、図５に示すように、PreambleとＳＲＳとの時間間隔が最大となるように、サブフレームの末尾にＳＲＳを配置する。
ここで、図５に示すPreambleとＳＲＳとは、移動局２００（図２）および移動局３００（図３）の互いに異なる移動局から送信される。また、ＳＲＳを送信する移動局３００では基地局１００との間の上り回線において同期が確立されているのに対して、Preambleを送信する移動局２００では、基地局１００との間の上り回線において同期が確立されていない。つまり、移動局３００では移動局３００と基地局１００との間のＲＴＤを考慮してＳＲＳを送信するため、基地局１００ではＳＲＳの受信タイミングが遅延しない。これに対して、移動局２００ではＲＴＤを考慮せずにPreambleを送信するため、基地局１００ではＲＴＤだけPreambleの受信タイミングが遅延する。
しかし、移動局３００の配置部３０７は、PreambleとＳＲＳとの時間間隔が最大となるように、サブフレームの末尾にＳＲＳを配置するため、図５に示すPreambleの受信タイミングが遅延し、ガードタイムにずれ込む場合でも、基地局１００では、PreambleとＳＲＳとの間の干渉を最小限に防止することができる。特に、ＲＴＤが次式（２）を満たす場合、PreambleとＳＲＳとの間の干渉は発生しない。
RTD ≦ GT-(CP+ＳＲＳ) 式（２）
ただし、GTは、Preamble送信時間領域（サブフレーム）のガードタイム時間長であり、CPは、ＳＲＳのCP時間長（遅延スプレッドに相当する値）であり、ＳＲＳは、ＳＲＳ時間長である。
例えば、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥにおいて決定した値を式（２）に適用した場合、ＲＴＤ≦２６μｓとなる。ここで、ＧＴ＝９７．４μｓとし、ＣＰ＝４．８μｓとし、ＳＲＳ＝６６．６μｓとする。また、ＲＴＤは、基地局１００と移動局２００との間の距離が１ｋｍ離れる毎に６．６７μｓ増える。つまり、基地局１００と移動局２００との間の距離が約３．９（＝２６／６．６７）ｋｍ以下であれば、図５に示すPreambleとＳＲＳとの間の干渉は発生しない。
次に、基地局１００と移動局２００と移動局３００とから構成される移動体通信システムの動作について説明する。図６に、本実施の形態に係る移動体通信システムの動作シーケンスを示す。
ＳＴ１０１（ステップ）で、基地局１００は、まず、Preamble送信領域決定部１０１でPreamble送信時間間隔（例えば、図４に示す１０サブフレーム）を決定し、ＳＲＳ送信領域決定部１０３でＳＲＳ送信時間間隔（例えば、図４に示す５サブフレーム）を決定する。そして、基地局１００は、移動局２００および移動局３００に対してPreamble送信時間間隔およびＳＲＳ送信時間間隔を送信する。
ＳＴ１０２で、Preamble送信時間間隔およびＳＲＳ送信時間間隔を受信した移動局２００は、送信時間間隔検出部２０４でPreamble送信時間間隔を検出し、Preamble生成部２０５でPreambleの送信時間領域を算出してPreambleを生成する。そして、移動局２００は、Preambleを基地局１００へ送信する。
同様に、ＳＴ１０３で、Preamble送信時間間隔およびＳＲＳ送信時間間隔を受信した移動局３００は、送信時間間隔検出部３０４でＳＲＳ送信時間間隔を検出し、ＳＲＳ生成部３０５でＳＲＳの送信時間領域を算出してＳＲＳを生成する。さらに、配置部３０７でPreambleの送信時間領域のガードタイム位置にＳＲＳを配置する。そして、移動局３００は、ＳＲＳを基地局１００へ送信する。
次いで、ＳＴ１０４で、基地局１００は、移動局２００および移動局３００へ通知したPreamble送信時間間隔およびＳＲＳ送信時間間隔に従って、移動局２００からのPreambleと移動局３００からのＳＲＳを受信する。
ここで、ＳＲＳ送信時間間隔（図６に示す送信時間間隔Ｔ）を５サブフレームとし、Preamble送信時間間隔（図６に示す送信時間間隔２Ｔ）を１０サブフレームとすると、上式（１）の関係式では、（Preamble送信時間間隔）＝２×（ＳＲＳ送信時間間隔）を満たす。つまり、基地局では、移動局２００からのPreambleを１回受信するうちに、移動局３００からのＳＲＳを２回受信する。また、移動局２００からのPreambleの送信時間領域は、移動局３００からのＳＲＳの送信時間領域と常に一致する。具体的には、ＳＴ１０４で、基地局１００が移動局２００からのPreambleと移動局３００からのＳＲＳを受信してから送信時間間隔Ｔ（５サブフレーム）後に、基地局１００は、ＳＴ１０５で、移動局３００からのＳＲＳのみを受信する。そして、ＳＴ１０５からさらに送信時間間隔Ｔ（５サブフレーム）後、つまり、ＳＴ１０４から送信時間間隔２Ｔ（１０サブフレーム）後に、基地局１００は、ＳＴ１０６で、移動局２００からのPreambleと移動局３００からのＳＲＳを受信する。
このように、Preambleの送信時間領域では、Preambleだけでなく、ＳＲＳも常に受信されるため、ＳＲＳの送信時間領域のために確保する通信リソースを低減することができる。
このように、本実施の形態によれば、ＳＲＳの送信時間間隔とPreambleの送信時間間隔とを関連付ける。これにより、ＳＲＳの送信時間領域とPreambleの送信時間領域とを一致させることができるため、ＳＲＳを送信するための通信リソースの使用量を抑えることができる。また、ＳＲＳをPreambleの送信時間領域に配置する際、ガードタイムのうち、PreambleとＳＲＳとの時間間隔が最大になるようにＳＲＳを配置するため、Preambleの受信タイミングが遅延する場合でも、PreambleとＳＲＳとの干渉を最小限に防止することができる。
なお、本実施の形態では、図４に示すように、Preambleの送信帯域幅（２４ＲＢ）とＳＲＳの送信帯域幅（６ＲＢ）とが異なる場合について説明したが、Preambleの送信帯域幅とＳＲＳの送信帯域幅とは同一であってもよい。
また、本実施の形態では、基地局がＳＲＳの送信時間間隔を含む制御信号を各移動局に送信する場合について説明したが、ＳＲＳの送信時間間隔を制御信号として各移動局に通知しなくてもよい。例えば、基地局では、ＳＲＳの送信時間間隔を制御信号として各移動局に通知する代わりに、関連付けルールを各移動局に通知してもよい。これにより、各移動局では、Preambleの送信時間間隔と関連付けルールとに基づいてＳＲＳの送信時間間隔を算出することができる。さらに、本実施の形態では、システム全体で関連付けルールを予め設定してもよい。これにより、基地局がPreambleの送信時間間隔のみを各移動局に通知すればよく、ＳＲＳの送信時間間隔および関連付けルールを通知するための情報量を削減することができる。
また、本実施の形態では、移動局２００のPreamble生成部２０５（図２）がシステムで予め設定されたPreamble用符号系列からランダムに選択されたPreamble用符号系列に基づいてPreambleを生成する場合について説明した。しかし、Preamble生成部２０５は、基地局１００（図１）から指示されたPreamble用符号系列に基づいてPreambleを生成してもよい。これにより、移動局２００のPreambleと他の移動局のPreambleとが衝突しないように、基地局１００が移動局２００に対してPreamble用符号系列を指示することで、同一のPreamble用符号系列に基づくPreamble同士の衝突を防ぐことができる。
また、本実施の形態の基地局１００の変調部１０５（図１）、移動局２００の変調部２０７（図２）および移動局３００の変調部３０８（図３）において、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）処理、送信帯域マッピング処理およびＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行ってもよい。ここで、ＤＦＴ処理では、信号を時間領域から周波数領域の信号に変換する。また、送信帯域マッピング処理では、ＤＦＴ処理で周波数領域に変換した信号を所定の送信帯域に配置する。また、ＩＦＦＴ処理では、送信帯域マッピング処理後の信号に対してＩＦＦＴを施し、周波数領域から時間領域の信号に変換する。
同様に、基地局１００の復調部１１０、復調部１１２、移動局２００の復調部２０３および移動局３００の復調部３０３において、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理、送信帯域デマッピング処理およびＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）処理を行ってもよい。ここで、ＦＦＴ処理では、受信信号に対してＦＦＴを施し、時間領域から周波数領域の信号に変換する。また、送信帯域デマッピング処理では、周波数領域に変換した信号から、送信された信号が含まれる所定の送信帯域を抽出する。また、ＩＤＦＴ処理では、送信帯域デマッピング処理後の信号に、ＩＤＦＴ処理を施し、周波数領域から時間領域の信号に変換する。
（実施の形態２）
本実施の形態では、Preambleの送信時間領域の先頭にＳＲＳを配置する。
本実施の形態に係る移動局２００のガードタイム付加部２０６（図２）は、Preamble生成部２０５から入力されるPreambleに対して、Preambleの前方にＳＲＳ長と同じ時間長のガードタイムを付加するとともに、Preambleの後方に（１サブフレーム長−Preamble長−ＳＲＳ長）分の時間長のガードタイムを付加する。
一方、本実施の形態に係る移動局３００の配置部３０７（図３）は、Preambleの送信時間領域（サブフレーム）にＳＲＳを配置する場合、Preambleの送信時間領域（サブフレーム）の先頭に位置するようにＳＲＳを配置する。
以下、具体的に説明する。ここでは、実施の形態１と同様、Preambleの送信時間領域が１４ＬＢで構成され、ＳＲＳの時間長を１ＬＢとする。
よって、図７に示すように、配置部３０７は、生成されたＳＲＳを、Preambleの送信時間領域（サブフレーム）の先頭位置に配置する。一方、移動局２００では、ＳＲＳが配置された位置と間隔を空けずにＣＰおよびPreambleが配置される。つまり、移動局２００では、図７に示すように、Preambleの送信時間領域（サブフレーム）の先頭からＳＲＳ長である１ＬＢだけ間隔を空けた位置から順にＣＰおよびPreambleが配置される。また、図７に示すように、１サブフレームにおいて、ＳＲＳおよびPreamble（ＣＰを含む）が配置された送信時間領域以外の送信時間領域がガードタイムとなる。
これにより、上述した通り、基地局１００では、移動局３００からのＳＲＳの遅延は発生しない。よって、基地局１００では、図７に示すように、ＳＲＳとPreambleとの間隔が無い状態で受信する場合でも、ＳＲＳが後方のPreambleが配置された領域にずれ込むことが無いため、同一の送信時間領域におけるＳＲＳとPreambleとが干渉することはない。一方、基地局１００では、Preambleが、ＲＴＤだけ遅延する。しかし、本実施の形態では、図７に示すように、ＳＲＳとPreambleとの間隔をなくし、Preambleの後方のガードタイムを最大限確保する。よって、基地局１００では、実施の形態１と同様に、ＲＴＤが式（１）を満たす場合、Preambleと次の送信時間領域（サブフレーム）の信号との干渉を防止することができる。
このように、本実施の形態によれば、ＳＲＳをPreambleの送信時間領域の先頭に配置する。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができ、かつ、ＳＲＳとPreambleとの干渉を完全に防止することができる。
（実施の形態３）
実施の形態１では、PreambleおよびＳＲＳの送信時間領域を一致させる場合について説明したが、本実施の形態では、PreambleおよびＳＲＳの送信時間領域および送信帯域を一致させる場合について説明する。
以下、具体的に説明する。以下の説明では、PreambleおよびＳＲＳは、周波数ホッピングが適用されて送信される。
図８に、本実施の形態に係る基地局４００の構成を示す。図８において、実施の形態１（図１）と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
本実施の形態に係る基地局４００のPreamble送信領域決定部４０１は、各移動局がPreambleを送信できる時間領域（サブフレーム）の間隔およびPreambleを送信できる送信帯域を決定する。
関連付けルール設定部４０２は、PreambleおよびＳＲＳの送信時間間隔と送信帯域とを関連付けるルールを設定する。なお、関連付けルール設定部４０２における関連付けルールの設定の詳細については後述する。
ＳＲＳ送信領域決定部４０３は、Preamble送信領域決定部４０１から入力されるPreamble送信時間間隔およびPreamble送信帯域と、関連付けルール設定部４０２から入力される関連付けルールとに基づいてＳＲＳを送信できる時間領域（サブフレーム）の間隔およびＳＲＳを送信できる送信帯域を決定する。
制御信号生成部４０４は、Preamble送信領域決定部４０１から入力されるPreamble送信時間間隔およびPreamble送信帯域と、ＳＲＳ送信領域決定部４０３から入力されるＳＲＳ送信時間間隔およびＳＲＳ送信帯域とを含む制御信号を生成する。
一方、時間領域周波数領域判定部４０５は、Preamble送信領域決定部４０１から入力されるPreamble送信時間間隔およびPreamble送信帯域と、ＳＲＳ送信領域決定部４０３から入力されるＳＲＳ送信時間間隔およびＳＲＳ送信帯域とに基づいて、PreambleおよびＳＲＳの送信時間領域と送信帯域とを判定し、受信したPreambleを復調部１１０に出力し、受信したＳＲＳを復調部１１２に出力する。
次に、基地局４００（図８）の関連付けルール設定部４０２における関連付けルールの設定およびＳＲＳ送信領域決定部４０３におけるＳＲＳ送信領域の決定処理の詳細について説明する。
ここでは、Preamble送信領域決定部４０１で決定されるPreamble送信時間間隔を５サブフレームとし、関連付けルール設定部４０２では、ｍ＝１、ｎ＝５が設定される。また、システム帯域幅を２４ＲＢとし、Preambleの送信帯域幅を６ＲＢとし、ＳＲＳの送信帯域幅を６ＲＢとする。また、異なる移動局がそれぞれＳＲＳ１およびＳＲＳ２を送信する。また、PreambleおよびＳＲＳの双方は、送信時間領域毎に送信帯域を変化させる周波数ホッピングを行う。
関連付けルール設定部４０２は、図９に示すように、１×（Preamble送信時間間隔）＝５×（ＳＲＳ送信時間間隔）を満たす送信時間領域において、さらに、Preambleの送信帯域とＳＲＳの送信帯域とが一致するように関連付けルールを設定する。
そして、ＳＲＳ送信領域決定部４０３では、Preamble送信領域決定部４０１から入力されるPreamble送信時間間隔が５サブフレームであるので、式（１）に基づく（ｍ／ｎ）×（Preamble送信時間間隔）より、ＳＲＳ送信時間間隔を１サブフレームに決定する。また、ＳＲＳ送信領域決定部４０３は、式（１）を満たす送信時間領域において、ＳＲＳの送信帯域とPreambleの送信帯域とが一致する送信帯域を決定する。
すなわち、図９に示すように、Preambleの送信時間領域では、Preambleの一部にＳＲＳが含まれるようになる。これにより、Preambleの送信時間領域において、Preambleの送信帯域にPreambleとＳＲＳとを含むことができるため、残りの送信帯域を例えば、データ送信のためのＰＵＳＣＨに割り当てることができる。
このように、本実施の形態によれば、PreambleとＳＲＳとが周波数ホッピングを行う場合に、Preambleの送信帯域とＳＲＳの送信帯域とを一致させる。これにより、周波数ホッピングによる周波数ダイバーシチ効果を保持しつつ、Preambleと同一の送信時間領域および送信帯域でＳＲＳを送信することができる。よって、本実施の形態によれば、ＳＲＳが使用する通信リソースを抑えることができる。
なお、本実施の形態では、PreambleとＳＲＳとが一致する送信時間領域において、Preambleの周波数ホッピングパターンに、ＳＲＳの周波数ホッピングパターンが一致するようにＳＲＳの送信帯域を決定する場合について説明した。しかし、本発明は、ＳＲＳの周波数ホッピングパターンに、Preambleの周波数ホッピングパターンが一致するようにPreambleの送信帯域を決定してもよい。
また、本実施の形態では、PreambleとＳＲＳとが一致する送信時間領域におけるＳＲＳが１つである場合について説明したが、PreambleとＳＲＳとが一致する送信時間領域におけるＳＲＳが複数である場合についても適用することができる。例えば、図１０に示すように、ＳＲＳ１およびＳＲＳ２が同一送信時間領域において異なる送信帯域に配置される場合、ＳＲＳ１およびＳＲＳ２に対して、Preambleと一致する送信帯域が均等に与えられるようにしてもよい。具体的には、図１０に示すように、Preambleの送信時間領域では、
ＳＲＳ１およびＳＲＳ２の双方の送信帯域を、異なる２つのPreambleの送信帯域とそれぞれ一致させる。これにより、PreambleとＳＲＳとの送信領域が一致することによる本発明の効果を複数のＳＲＳ間に均等に与えることができる。また、PreambleとＳＲＳとの送信領域が一致することによる干渉の影響についても複数のＳＲＳ間で均等に分散することができる。
また、PreambleとＳＲＳとが一致する送信時間領域におけるＳＲＳが複数である場合、特定のＳＲＳにのみ優先的にPreambleと一致する送信領域を割り当ててもよい。例えば、図１１に示すように、複数のＳＲＳ（図１１に示すＳＲＳ１およびＳＲＳ２）のうち、送信帯域幅が最も小さいＳＲＳ（図１１に示すＳＲＳ１）を特定のＳＲＳとしてもよい。これにより、送信帯域幅が小さいＳＲＳ（狭帯域のＳＲＳ）では、PreambleをＳＲＳとして用いることでよりＣＱＩ推定精度が改善できる。例えば、システム帯域幅が小さく、ＣＱＩ推定精度向上が必要である、セルエッジに位置する移動局にＳＲＳ１を割当てればよい。ここで、PreambleをＳＲＳとして用いる場合、基地局が、Preambleとして用いる符号系列を予め移動局に指示する。これにより、基地局では、互いに異なる移動局からのPreamble同士の衝突がなくなり、ＣＱＩ推定を行うＳＲＳと同様にしてPreambleを使用することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では、式（１）を用いてPreambleとＳＲＳとを関連付けたが、本発明では、次式（１）のｍおよびｎに大小関係を付けてPreambleとＳＲＳとを関連付けてもよい。例えば、式（１）のｍとｎとの間で、ｍ≦ｎの関係を付けてもよい。すなわち、Preamble送信時間間隔≧ＳＲＳ送信時間間隔を常に満たすPreambleとＳＲＳとの関連付けを行ってもよい。
また、上記実施の形態における関連付けルールを、システム帯域幅に応じて変更してもよい。例えば、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥでは、システム帯域幅は、１．２５／２．５／５／１０／１５／２０ＭＨｚが検討されている。そこで、PreambleとＳＲＳとの関連付けルールを上記システム帯域幅毎に変更してもよい。これにより、PreambleおよびＳＲＳの送信領域が一致する割合をシステム帯域幅毎に最適な割合に設定することができる。ここで、システム帯域幅が小さいほど、使用可能である通信リソースはより小さい。よって、例えば、システム帯域幅が小さいほど、PreambleおよびＳＲＳの送信時間領域の一致する割合を多くすることで、ＳＲＳの通信リソースを抑える効果をより多く得ることができる。
また、上記実施の形態において、セル半径およびＳＲＳの送信頻度に応じてPreambleの送信領域でＳＲＳを送信するか否かを切り替える構成としてもよい。特に、セル半径が小さい場合のみに本発明を適用することでPreambleとＳＲＳが干渉なく送受信することができる。ここで、セル半径が小さいセルとは、次式（３）を満たすセルを示す。
Max．RTD ≦ GT-(CP+ＳＲＳ) 式（３）
ただし、Max．RTDは、セルの最大ＲＴＤを示す。
また、上記実施の形態において、受信信号のパスロスレベルで推定した基地局と移動局との距離に応じて、移動局がPreambleの送信時間領域でＳＲＳを送信するか否かを切り替える構成としてもよい。例えば、基地局と移動局との距離が近い場合は、移動局は、Preambleの送信時間領域でＳＲＳを送信する。これにより、基地局では、PreambleとＳＲＳとの干渉を防止することができる。一方、基地局と移動局との距離が遠い場合、移動局は、Preambleの送信時間領域でＳＲＳを送信しない。これにより、Preambleの送信時間領域においてPreambleを干渉することなく送信できる。このとき、移動局がＳＲＳを送信しなく
ても、基地局では、基地局と移動局との距離が遠いためチャネル品質（ＣＱＩ）は非常に低いと判断すればよい。よって、ＣＱＩを推定する必要がなくなるため、ＣＱＩ推定値を用いた周波数スケジューリングに影響が生じない。
また、上記実施の形態では、PreambleとＳＲＳとがそれぞれ異なる移動局から送信する場合について説明したが、PreambleとＳＲＳとは、１つの移動局において、送信時間領域が一致する場合、両方を同時に送信してもよい。例えば、移動局は、ＳＲＳの送信領域と一致するPreambleの送信領域において送信されるPreambleのガードタイムにＳＲＳを配置し、PreambleおよびPreambleのガードタイムに配置されたＳＲＳを同時に送信してもよい。
また、上記実施の形態において、Preambleとして用いる符号系列とＳＲＳとして用いる符号系列とに相互相関が小さい符号系列を用いてもよい。これにより、基地局では、Preambleの受信タイミングの遅延により生じるPreambleとＳＲＳとの干渉を低減することができる。
また、本実施の形態では、Preambleを送信する場合について説明したが、送信時間領域にガードタイムを設定された信号であり、移動局が周期的に基地局へ送信する信号であれば、本発明を適用することで、同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、ＳＲＳを送信する場合について説明したが、移動局が周期的に基地局へ送信する信号であれば、本発明を適用することで、同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、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。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。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。
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。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
２００７年８月８日出願の特願２００７−２０７１８７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。
本発明は、移動体通信システム等の用途に適用することができる。
本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るPreambleを送信する移動局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＳＲＳを送信する移動局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る送信時間領域の関連付けを示す図 本発明の実施の形態１に係るPreambleの送信時間領域を示す図 本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムの動作シーケンス 本発明の実施の形態２に係るPreambleの送信時間領域を示す図 本発明の実施の形態３に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る送信時間領域の関連付けを示す図 本発明のその他の送信時間領域の関連付けを示す図（関連付け例１） 本発明のその他の送信時間領域の関連付けを示す図（関連付け例２）

Claims (26)

  1. 無送信期間であるガードタイムが付加されたランダム・アクセス・プリアンブルが送信されるサブフレームの前記ガードタイムの位置に、サウンディング・リファレンス・シグナル（ＳＲＳ）を配置する配置部と、
    配置された前記ＳＲＳを、送信する送信部と、
    を有する移動局装置。
  2. 前記ガードタイムは、前記ランダム・アクセス・プリアンブルの末尾に付加され、
    前記配置部は、前記サブフレームの最後に、前記ＳＲＳを配置する、
    請求項１に記載の移動局装置。
  3. 前記配置部は、前記ランダム・アクセス・プリアンブルとの時間間隔が最大となるように、前記ＳＲＳを配置する、
    請求項１又は２に記載の移動局装置。
  4. 前記ランダム・アクセス・プリアンブルは、上り回線の同期が確立されていない移動局装置から送信される、
    請求項１から３のいずれかに記載の移動局装置。
  5. 前記ランダム・アクセス・プリアンブルは、別の移動局装置から送信される、
    請求項１から４のいずれかに記載の移動局装置。
  6. 前記送信部は、前記ＳＲＳを一定の周期で送信する、
    請求項１から５のいずれかに記載の移動局装置。
  7. 前記送信部は、前記ＳＲＳを、ランダム・アクセス・プリアンブルが送信される周期のm/n（m及びnは正の整数）倍の周期で送信する、
    請求項１から６のいずれかに記載の移動局装置。
  8. 前記送信部は、ランダム・アクセス・プリアンブルが送信される複数のサブフレームの少なくとも一部において、前記ＳＲＳを一定の周期で送信する、
    請求項１から７のいずれかに記載の移動局装置。
  9. 前記送信部は、ランダム・アクセス・プリアンブルが送信されるサブフレームを含む、複数のサブフレームにおいて、前記ＳＲＳを一定の周期で送信する、
    請求項１から８のいずれかに記載の移動局装置。
  10. 前記周期は、サブフレームの数で定義される、
    請求項６から９のいずれかに記載の移動局装置。
  11. 前記送信部は、前記ＳＲＳを、周波数ホッピングを用いて、送信する、
    請求項１から１０のいずれかに記載の移動局装置。
  12. 前記ＳＲＳの時間リソースに関する制御情報を受信する受信部、をさらに有し、
    前記送信部は、前記制御情報に基づいて、前記ＳＲＳを送信する、
    請求項１から１１のいずれかに記載の移動局装置。
  13. 無送信期間であるガードタイムが付加されたランダム・アクセス・プリアンブルが送信されるサブフレームの前記ガードタイムの位置に配置され、移動局装置から送信されたサウンディング・リファレンス・シグナル（ＳＲＳ）を受信する受信部と、
    受信された前記ＳＲＳを復調する復調部と、
    を有する基地局装置。
  14. 前記ガードタイムは、前記ランダム・アクセス・プリアンブルの末尾に付加され、
    前記ＳＲＳは、前記サブフレームの最後に、配置されている、
    請求項１３に記載の基地局装置。
  15. 前記ＳＲＳは、前記ランダム・アクセス・プリアンブルとの時間間隔が最大となるように、配置されている、
    請求項１３又は１４に記載の基地局装置。
  16. 前記受信部は、上り回線の同期が確立していない移動局装置から送信された前記ランダム・アクセス・プリアンブルを受信する、
    請求項１３から１５のいずれかに記載の基地局装置。
  17. 前記受信部は、別の移動局装置から送信された前記ランダム・アクセス・プリアンブルを受信する、
    請求項１３から１６のいずれかに記載の基地局装置。
  18. 前記受信部は、前記ＳＲＳを一定の周期で受信する、
    請求項１３から１７のいずれかに記載の基地局装置。
  19. 前記受信部は、前記ＳＲＳを、ランダム・アクセス・プリアンブルが受信される周期のm/n（m及びnは正の整数）倍の周期で受信する、
    請求項１３から１８のいずれかに記載の基地局装置。
  20. 前記受信部は、ランダム・アクセス・プリアンブルが受信される複数のサブフレームの少なくとも一部のサブフレームにおいて、前記ＳＲＳを一定の周期で受信する、
    請求項１３から１９のいずれかに記載の基地局装置。
  21. 前記受信部は、ランダム・アクセス・プリアンブルが受信されるサブフレームを含む、複数のサブフレームにおいて、前記ＳＲＳを一定の周期で受信する、
    請求項１３から２０のいずれかに記載の基地局装置。
  22. 前記周期は、サブフレームの数で定義される、
    請求項１８から２１のいずれかに記載の基地局装置。
  23. 前記受信部は、周波数ホッピングして送信された前記ＳＲＳを受信する、
    請求項１３から２２のいずれかに記載の基地局装置。
  24. 前記ＳＲＳの時間リソースに関する制御情報を送信する送信部、をさらに有する、
    請求項１３から２３のいずれかに記載の基地局装置。
  25. 無送信期間であるガードタイムが付加されたランダム・アクセス・プリアンブルが送信されるサブフレームの前記ガードタイムの位置に、サウンディング・リファレンス・シグナル（ＳＲＳ）を配置し、
    配置された前記ＳＲＳを送信する、
    送信方法。
  26. 無送信期間であるガードタイムが付加されたランダム・アクセス・プリアンブルが送信されるサブフレームの前記ガードタイムの位置に配置されたサウンディング・リファレンス・シグナル（ＳＲＳ）を受信し、
    受信された前記ＳＲＳを復調する、
    受信方法。
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