JP4711835B2 - 送信装置および受信装置並びにランダムアクセス制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、送信装置および受信装置並びにランダムアクセス制御方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡやＨＳＤＰＡの後継として、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）と呼ばれる通信方式が検討されている。Ｅ−ＵＴＲＡは、複数の帯域幅を拡張可能にサポートする無線アクセス方式であり、既存の３Ｇ方式との親和性を確保しつつ、１．２５ＭＨｚから最大２０ＭＨｚまでの帯域幅に対応するものである。

既存のＷ−ＣＤＭＡでは、同一システム内において、衝突許容チャネルの１つであり、上りリンクにおける初期接続の確立に用いられるランダムアクセスチャネル用プリアンブルは、コード多重、時間多重の組み合わせにより送信されていた。

例えば、図１Ａに示すように、コード多重によりユーザが多重される場合には、端末は、複数用意されたシグネチャ（コード）の中から任意のシグネチャを選択できる。

また、例えば、図１Ｂに示すように、時間多重によりユーザが多重される場合には、端末は、複数用意されたアクセススロットの中から任意のアクセススロットを選択できる。

なお、Ｗ−ＣＤＭＡのランダムアクセスについては、非特許文献１に記載されている。
立川敬二、「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」、丸善株式会社、ｐｐ．１３０〜１３４

これに対し、Ｅ−ＵＴＲＡに対応するシステムでは、同一システム内に複数の帯域幅が定義されており、基地局あるいは事業者によって異なる帯域幅がサポートされる。すなわち各事業者が展開するシステム（場合によっては同一事業者のシステム内のセル）によって使用する帯域幅が異なるという状態が生じる。このような状況で、全ての移動端末が、異なる帯域幅の任意の基地局に接続する必要がある。

また、Ｅ−ＵＴＲＡに対応するシステムでは、上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリアＬｏｃａｌｉｚｅｄ／Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ無線アクセス方式が検討されている。

そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、複数の帯域幅を有するユーザをサポートすることができる送信装置および受信装置並びにランダムアクセス制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の送信装置は、プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部とを含むランダムアクセスチャネルを生成するランダムアクセスチャネル生成手段と、各ユーザに対して、衝突許容型チャネルに割り当てられた周波数帯域の中で、連続的な周波数割り当ておよび非連続的なくしの歯状の周波数割り当てのうちの一方を行う割り当て手段と、前記割り当てに応じて、可変のマルチ帯域幅で前記プリアンブル部と、前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部とを時間的に連続して１バーストとして、前記ランダムアクセスチャネルを送信する送信手段とを備えることを特徴の１つとする。

このように構成することにより、Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡまたは／およびＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡにより、ランダムアクセスチャネルを送信することができる。

また、本発明にかかる受信装置は、移動局からプリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部とを含むランダムアクセスチャネルを受信する受信手段と、前記受信部により受信されたランダムアクセスチャネルから、コード数と周波数バンドとの積に基づいて、プリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の検出を行う検出処理手段とを備え、前記移動局によりランダムアクセスチャネルを送信するための周波数帯域幅が選択され、複数のコードから選択されたコードにより、前記プリアンブル部と、前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部とが時間的に連続して１バーストとして、該ランダムアクセスチャネルが送信されることを特徴の１つとする。

このように構成することにより、プリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部により構成されるランダムアクセスチャネルを検出できる。

また、本発明にかかるランダムアクセス制御方法は、プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部とを含むランダムアクセスチャネルを生成するランダムアクセスチャネル生成ステップと、各ユーザに対して、衝突許容型チャネルに割り当てられた周波数帯域の中で、連続的な周波数割り当ておよび非連続的なくしの歯状の周波数割り当てのうちの一方を行う割り当てステップと、前記割り当てに応じて、可変のマルチ帯域幅で、前記プリアンブル部と、前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部とを時間的に連続して１バーストとして、前記ランダムアクセスチャネルを送信する送信ステップとを有することを特徴の１つとする。

このように構成することにより、Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡまたは／およびＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡにより、ランダムアクセスチャネルを送信することができる。

本発明の実施例によれば、複数の帯域幅を有するユーザをサポートすることができる送信装置および受信装置並びにランダムアクセス制御方法を実現できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例にかかる無線通信システムは、移動局と基地局とを備える。

本実施例にかかる無線通信システムには、上りリンクシングルキャリアＬｏｃａｌｉｚｅｄ／Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ無線アクセス方式が適用される。移動局は、ランダムアクセスを行う際に、プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージから構成されるランダムアクセスチャネルを送信する。

次に、本発明の実施例にかかる送信装置１００について、図２を参照して説明する。

本実施例にかかる送信装置１００は、例えば移動局に備えられ、上りリンクシングルキャリアＬｏｃａｌｉｚｅｄ／Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ無線アクセスにおいて、ランダムアクセスを行う際に、プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージから構成されるランダムアクセスチャネルを用いる。

送信装置１００は、送信データが入力されるＤ／Ａコンバータ１０２と、Ｄ／Ａコンバータ１０２の出力信号が入力されるＩＦフィルタ１０４と、ＩＦフィルタ１０４の出力信号が入力されるアップコンバータ１０６と、アップコンバータ１０６の出力信号が入力されるＲＦフィルタ１０８と、ＲＦフィルタ１０８の出力信号が入力される送信電力増幅器（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ： ＰＡ）１１０と、ランダムアクセスチャネル生成手段としての衝突許容チャネル生成部１１２と、衝突許容チャネル生成部１１２の出力信号が入力される乗算部１１４と、乗算部１１４の出力信号が入力される帯域制限フィルタ１１６と、衝突許容チャネル生成部１１２と帯域制限フィルタ１１６とＰＡ１１０とを制御する割り当て手段、送信電力制御手段、送信制御手段およびバースト長制御手段としての制御部１２０と、乗算部１１４にランダムアクセスチャネルに用いる拡散率を変更する送信制御手段としての拡散率制御部１１８とを備える。

ベースバンド処理されたランダムアクセスチャネルは、ＩＦ部のＤ／Ａコンバータ１０２に入力され、ＩＦフィルタ１０４を通過する。ＩＦフィルタ１０４の出力は、ＲＦ部のアップコンバータ１０６に入力され、設定された上りリンク送信周波数帯に応じたＲＦ周波数に変換される。なお、この機能の一部はベースバンド部で行なってもよい。ＲＦ変換された信号は、ＲＦフィルタ１０８を通過する。

ＲＦフィルタ１０８の出力はＰＡ１１０で増幅される。一般には、下りリンクのパイロットチャネルの受信電力に基づいて、ランダムアクセスチャネルの送信電力を決定するオープンループ型の送信電力制御が行われる。増幅された送信信号は、送信アンテナから送信される。

衝突許容チャネル生成部１１２は、衝突許容チャネル、例えばランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を生成し、乗算部１１４に入力する。本実施例にかかる送信装置１００が送信するランダムアクセスチャネルは、図３に示すように、プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部から構成される。このランダムアクセスの構成において、プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部は時間的に連続して１バーストとして送信される。

このように、プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部とを時間的に連続して、すなわちプリアンブル部にＬ１／Ｌ２制御メッセージを付加して送信することにより、上りリンクのリンク確立に必要な遅延時間を低減できる。その結果、ランダムアクセスチャネルに後続する共有データチャネル（Ｓｈａｒｅｄ ｄａｔａ ｃｈａｎｎｅｌ）における、トラヒックデータの送信に必要な遅延時間も低減できる。

ランダムアクセスチャネルにおけるプリアンブル部は、上りリンクのリンクを最初に確立するために用いられ、複数のランダムアクセスチャネルを識別・検出するためのシグネチャを含む。

プリアンブル部により、受信装置（基地局）は、上りリンクの送信タイミング制御を行うための受信タイミング測定、マルチ帯域幅のシステムにおけるキャリア周波数の同定を行う。また、プリアンブル部は、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部の復調を行うためのチャネル推定を行うための参照シンボルの役割を有する。

異なる上りリンクのユーザ間の信号が、普通は基地局と移動局の位置により、複数の移動局が同時に電波を送信しても、基地局で受信される場合にはそれらの受信信号のタイミングはずれてしまう。しかし、シングルキャリアＬｏｃａｌｉｚｅｄ／Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡでは、Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ以内の受信タイミング誤差で受信されるように送信タイミング制御を行う。このようにすることにより、同一サブフレーム内のユーザ間の信号の周波数領域での直交性が実現される。

また、パケットスケジューリングを行って時間領域での直交した無線リソースの割り当てを行うためにも、送信タイミング制御が必要である。

そこで、上りリンクで最初に送信されるランダムアクセスチャネルを利用して、基地局は、受信タイミング測定を行うことにより、送信タイミング制御を行う。

また、マルチ帯域幅のシステムにおいて、移動局は、複数用意された周波数帯域の中から任意の周波数帯域を選択してランダムアクセスをすることができる。その際に、移動局が選択したキャリア周波数の同定を行う。例えば、図４に示すように、各移動局はランダムに周波数帯域を選択する。図４では、システム帯域幅２０ＭＨｚの一部の帯域が、ランダムアクセスに割り当てられる。各移動局はランダムアクセスに割り当てられた帯域の中において１．２５ＭＨｚの分解能で与えられているキャリア周波数をランダムに選択し、１．２５ＭＨｚまたは５ＭＨｚの送信帯域幅を用いたランダムアクセスを行う様子を示している。

ランダムアクセスチャネルにおけるＬ１／Ｌ２制御メッセージ部には、リンクを確立するための制御情報、後続する共有データチャネルにおいてデータを送信するために必要な予約情報が格納される。本実施例にかかる送信装置１００は、ランダムアクセスチャネルにより、上りリンクのリンク確立のための必要最小限の情報を送信し、後続する共有データチャネルにより、トラヒックデータおよび上位レイヤの制御情報を送信する。

リンクを確立するための制御情報には、ユーザＩＤ、例えば移動局におけるランダムアクセス用のテンポラリのユーザＩＤが含まれる。共有データチャネルにおいてデータを送信するために必要な予約情報には、データサイズ、データのＱｏＳ、例えば所要誤り率、許容遅延、特殊な呼（緊急呼）であることを示す情報など、移動局の能力（ＵＥ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、例えば送信可能な帯域幅、送信可能な最大送信電力、送信アンテナ数を示す情報が含まれる。

乗算部１１４は、拡散率制御部１１８において決定された拡散符号で広帯域の信号に拡散し、帯域制限フィルタ１１６に入力する。

拡散制御部１１８は入力された受信状態を示す情報、すなわち移動局の平均的な受信状態に応じて、ランダムアクセスチャネルに用いる拡散率を変更する。

従来は、移動局は、下りリンクの共通パイロットチャネルの受信電力を測定し、平均的な受信状態に基づいて、オープンループの送信電力制御を行う。例えば、受信状態が良ければ、例えば基地局に近ければ送信電力を下げる、悪ければ、例えば基地局から遠ければ送信電力を上げる。しかし、送信電力の制御だけでは、最大送信電力の制限があり、基地局で所定の品質を保つことができない場合がある。そこで、ランダムアクセスチャネルにおいて、送信電力だけでなく拡散率を同時に変更する。

拡散率制御部１１８は、ランダムアクセスチャネルに対して予め定義された複数の拡散率の中から、受信状態に基づいて、拡散率を選択する。例えば、拡散率制御部１１８は、受信状態が悪い場合には大きな拡散率を選択し、受信状態が良い場合には小さな拡散率を選択する。すなわち、拡散率制御部１１８は可変拡散率制御を行う。拡散率制御部１１８は、プリアンブル部、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部の少なくとも一方について、拡散率の制御を行う。

また、拡散率制御部１１８は、選択した拡散率を示す情報を、制御部１２０に入力する。

制御部１２０は、図５に示すように、プリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージに対して、ランダムアクセスチャネル用に割り当てられた帯域の中に複数の予め用意された連続の周波数バンドの中から任意の連続の周波数バンドを選択する（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ）（組み合わせ１）。例えば、制御部１２０は、割り当て帯域を複数の連続した帯域に分割した、分割割り当て帯域を選択する。例えば、制御部１２０は、図６Ａに示すように割り当て帯域が５ＭＨｚである場合には、該割り当て帯域を４分割した１．２５ＭＨｚを分割割り当て帯域として選択する。また、制御部１２０は、割り当て帯域が２．５ＭＨｚである場合には、該割り当て帯域を２分割した１．２５ＭＨｚを分割割り当て帯域として選択する。

また、制御部１２０は、プリアンブル部に対して、Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ方式により割り当てる周波数バンドを選択し、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部に対して複数の予め用意されたくしの歯状の周波数バンドの中から、任意のくしの歯状の周波数バンドを選択するようにしてもよい（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ）（組み合わせ２）。例えば、制御部１２０は、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部に対して、割り当て帯域を複数のくしの歯状の帯域に分割した、分割割り当て帯域を選択する。例えば、制御部１２０は、図６Ｂに示すように割り当て帯域幅が５ＭＨｚである場合に、例えば５ＭＨｚの中に４つのくしの歯状の帯域を用意し、いずれかのくしの歯状の帯域を選択する。その結果、割り当て帯域幅にわたって、１．２５ＭＨｚ毎に使用する周波数が現れるくしの歯状の周波数帯域が割り当てられる。

このようにプリアンブル部に対してＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ方式により割り当てる周波数バンドを選択すると、くしの歯状の周波数帯域の割り当てを行った場合と異なり、受信装置における相関検出において受信タイミングの誤検出の原因となるサイドローブが出ないため、検出精度を向上させることができる。また、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部にランダムアクセスチャネル用に割り当てられた帯域全体にまたがる、くしの歯状の周波数帯域による伝送を行うことにより、周波数ダイバーシチ効果による、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部の高品質な信号伝送が可能となる。

また、制御部１２０は、プリアンブル部に対して、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ方式により割り当てるくしの歯状の周波数帯域を選択し、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部に対してＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ方式により割り当てる周波数バンドを選択するようにしてもよい（組み合わせ３）。

また、制御部１２０は、プリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部に対して、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ方式により割り当てるくしの歯状の周波数帯域を選択するようにしてもよい（組み合わせ４）。

また、制御部１２０は、プリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部に対して、Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ方式とＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ方式とを組み合わせて、割り当てる周波数バンドおよびくしの歯状の周波数帯域を選択するようにしてもよいし、また、両方式と、コード多重、時間多重（アクセススロット）との併用も可能である。

また、制御部１２０は、複数の時間領域で区切られた送信ブロックを用いてランダムアクセスチャネルを送信する場合、上述したＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ方式と周波数ホッピングとを組み合わせ、割り当てる周波数バンドを選択するようにしてもよい。この場合、制御部１２０は、図７に示すように、予め基地局において決定され、下りリンクの制御チャネルで通知された周波数ホッピングパターンの中から任意のパターンを選択する。この場合、制御部１２０は、送信ブロック毎に、割り当てる周波数バンドを決まったパターンで変更する。このようにすることにより、周波数ダイバーシチ効果を増大させることができる。またこの場合、コード多重、時間多重（アクセススロット）との併用も可能である。

また、制御部１２０は、複数の時間領域で区切られた送信ブロックを用いて、ランダムアクセスチャネルを送信する場合、上述したＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡと周波数ホッピングとを組み合わせ、割り当てるくしの歯状の周波数帯域を選択するようにしてもよい。この場合、制御部１２０は、図８に示すように、送信ブロック毎に、くしの歯状の周波数帯域を予め決められたパターンで変更する。例えば、予め複数用意された周波数ホッピングパターンの中から、任意のパターンを選択する。またこの場合、コード多重、時間多重（アクセススロット）を併用するようにしてもよい。

周波数ホッピングが適用される場合には、ホッピングのパターンをシグネチャの一部とすることができ、複数のランダムアクセスチャネルを識別するために用いることができる。

また、周波数ホッピングとコード多重とを適用した場合には、ホッピングパターンの数とコード数との積がシグネチャの数となり、最大でそのシグネチャの数のランダムアクセスを識別可能となる。

また、制御部１２０は、複数の時間領域で区切られた送信ブロックを用いて、ランダムアクセスチャネルを送信する場合、上述したＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ方式により、常に同じ周波数バンドを選択するようにしてもよい。この場合、図９に示すように、送信ブロック毎に、常に同じ周波数バンドで送信する。例えば、制御部１２０は、複数用意された周波数バンドの中から任意の周波数バンドを選択する。このようにすることにより、常に同じ周波数バンドの中のチャネル推定だけを行えばよいため、チャネル推定精度を改善できる。また、送信するキャリア周波数が限定され、送信ブロック毎のキャリア周波数の変更を行う必要がないため、受信装置の構成を簡単化できる。またこの場合、コード多重、時間多重（アクセススロット）との併用も可能である。

また、制御部１２０は、複数の時間領域で区切られた送信ブロックを用いて、ランダムアクセスチャネルを送信する場合、上述したＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ方式により、常に同じくしの歯状の周波数帯域を選択するようにしてもよい。この場合、図１０に示すように、送信ブロック毎に、常に同じくしの歯状の周波数帯域で送信する。例えば、予め複数用意されたくしの歯状の周波数帯域の中から、任意のくしの歯状の周波数帯域を選択する。このようにすることにより、送信キャリア周波数が限定され、送信ブロック毎のキャリア周波数の変更を行う必要がないため、受信装置の構成を簡単化できる。またこの場合、コード多重、時間多重（アクセススロット）との併用も可能である。

また、移動局の平均的な受信状態に応じて、ランダムアクセスチャネルに用いる送信電力と拡散率とが変更される場合に、制御部１２０は、ランダムアクセスチャネルのバースト長を変更するようにしてもよい。

同一のバースト長を用いたまま拡散率の大きさを大きくすると、実現できるデータレートが減少し、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部で伝送できる制御ビット数が減少するため、所定の制御ビット数を送信することができなくなる。

そこで、上述した可変拡散率制御の方法に併せて、ランダムアクセスチャネルのバースト長を変更する。

制御部１２０は、入力された拡散率を示す情報に基づいて、ランダムアクセスチャネルにおけるＬ１／Ｌ２制御メッセージ部長を制御する。例えば、制御部１２０は、拡散率が大きい場合にはＬ１／Ｌ２制御メッセージ部長を長くし、拡散率が小さい場合にはＬ１／Ｌ２制御メッセージ部長を短くする制御を行う。この場合、拡散率と、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部長との対応関係を予め決定しておくことにより、受信装置での処理を簡単にすることができる。

また、制御部１２０は、拡散率に応じて、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部の長さに加え、プリンアンブル部の長さも可変にするようにしてもよい。

また、制御部１２０は、移動局の平均的な受信状態に応じて、ランダムアクセスチャネルに用いる送信帯域幅を変更するようにしてもよい。その結果、移動局の平均的な受信状態に応じて、ランダムアクセスチャネルに用いる送信電力と送信帯域幅とが変更される。

制御部１２０は、 ランダムアクセスチャネルに対して予め定義された複数の送信帯域幅の中から、受信状態に基づいて、送信帯域幅を選択する。例えば、制御部１２０は、受信状態が悪い場合には小さな送信帯域幅を選択し、受信状態が良い場合には大きな送信帯域幅を選択する。

このように受信状態が悪い場合でも、送信帯域幅を小さくし、送信電力をその帯域に集中させることにより、基地局での受信品質を向上させ、所定の通信品質を満たすことができる。

また、移動局の平均的な受信状態に応じて、ランダムアクセスチャネルに用いる送信電力と送信帯域幅を変更する場合に、制御部１２０は、ランダムアクセスチャネルのバースト長を変更するようにしてもよい。

同一のバースト長を用いたまま送信帯域幅を小さくすると、実現できるデータレートが減少し、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部で伝送できる制御ビット数が減少し、所定の制御ビット数を送信することができなくなる。

そこで、上述した送信帯域幅の制御に併せて、ランダムアクセスチャネルのバースト長を変更する。

制御部１２０は、選択された送信帯域幅に基づいて、ランダムアクセスチャネルにおけるＬ１／Ｌ２制御メッセージ部長を制御する。例えば、制御部１２０は、送信帯域幅が小さい場合にはＬ１／Ｌ２制御メッセージ部長を長くし、送信帯域幅が大きい場合にはＬ１／Ｌ２制御メッセージ部長を短くする制御を行う。この場合、送信帯域幅と、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部長との対応関係を予め決定しておくことにより、受信装置での処理を簡単にすることができる。

また、制御部１２０は、送信帯域幅に応じて、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部の長さに加え、プリンアンブル部の長さも可変にするようにしてもよい。

また、移動局の平均的な受信状態に応じて、ランダムアクセスチャネルに用いる送信電力と拡散率と送信帯域幅とを変更するようにしてもよい。

また、制御部１２０は、ランダムアクセスチャネルに用いる送信電力を制御する場合に、プリアンブル部と、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部の送信電力比を可変に制御するようにしてもよい。例えば、制御部１２０は、図１１に示すように、プリアンブル部の所要の検出精度とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の所要の検出・復調精度に応じて、最適に送信電力比を設定する。このようにすることにより、不要な電力の放出によるランダムアクセスチャネル同士のマルチアクセス干渉、また周辺セルへ与える干渉を低減できる。

ランダムアクセスチャネルにおけるプリアンブル部と、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部の送信電力比は、例えば基地局からの制御情報により通知される。

次に、本発明の実施例にかかる受信装置２００について、図１２を参照して説明する。

本実施例にかかる受信装置２００は、例えば基地局に備えられ、アンテナを備える低雑音増幅器（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＬＮＡ）１０２と、ＬＮＡ１０２の出力信号が入力されるＲＦフィルタ１０４と、ＲＦフィルタ１０４の出力信号が入力されるダウンコンバータ１０６と、ダウンコンバータ１０６の出力信号が入力されるＩＦフィルタ１０８と、ＩＦフィルタの出力信号が入力されるＤ／Ａコンバータ１１０と、Ｄ／Ａコンバータ１１０の出力信号が入力される帯域制限フィルタ１１２と、帯域制限フィルタ１１２の出力信号が入力される検出処理手段としてのプリアンブル部検出処理部１１４およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部検出処理部１１６と、帯域制限フィルタ１１２、プリアンブル部検出処理部１１４およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部検出処理部１１６を制御する制御手段としてのホッピングパターン中心周波数制御部１１８とを備える。

受信信号は、ＬＮＡ１０２において処理に適した振幅に増幅され、ダウンコンバータ１０６に入力される。ダウンコンバータ１０６は、増幅された受信信号から中間周波数（ＩＦ）に低下した信号を発生し、ＩＦフィルタ１０８に入力する。ＩＦフィルタは、ＩＦ信号を受信信号の特定周波数帯域に制限する。帯域制限された信号は、Ｄ／Ａコンバータ１１０に入力され、帯域制限フィルタ１１２において帯域制限され、プリアンブル部検出処理部１１４およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部検出処理部１１６に入力される。

ホッピングパターン・中心周波数制御部１１８は、自基地局がランダムアクセスチャネルのために割り当てを行っている既知のホッピングパターン、中心周波数の情報に基づいて、帯域制限フィルタ１１２、プリアンブル部検出処理部１１４、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部検出処理部１１６の制御を行う。

プリアンブル部検出処理部１１４はプリアンブル部の検出を行い、プリアンブル部（シグネチャ）の検出情報を出力する。また、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部検出処理部１１６はＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の検出を行い、Ｌ１／Ｌ２制御情報を出力する。

プリアンブル部検出処理部１１４は、受信されたランダムアクセスチャネルからプリアンブル部の検出および復調を行う。複数の移動局は、複数のコードのうち、１つを選択してランダムアクセスチャネルを送信する。例えば、複数の移動局が互いに異なるコードを選択してランダムアクセスチャネルを送信した場合、プリアンブル部検出処理部１１４には、図１３に示すように、異なる拡散系列（シグネチャ）が使用され、多重されたプリアンブル信号が入力される。また、各移動局が異なる周波数帯域幅を使用してランダムアクセスチャネルを送信する場合があるため、プリアンブル部検出処理部１１４は、コード数と周波数バンドとの積の数の全てのパターンについて検出する。

また、各移動局が、図１４に示すように、送信ブロックまたはアクセススロット毎に異なる周波数帯域幅を使用してランダムアクセスチャネルを送信する場合、プリアンブル部検出処理部１１４は、送信ブロックまたはアクセススロット毎に異なる周波数帯域幅とコード数との積の数の全てのパターンについて検出する。例えば、送信ブロック＃１では移動局は１．２５ＭＨｚの帯域幅でランダムアクセスチャネルを送信し、送信ブロック＃２では移動局は２．５ＭＨｚの帯域幅でランダムアクセスチャネルを送信し、送信ブロック＃３では移動局は５ＭＨｚの帯域幅でランダムアクセスチャネルを送信する。このようにすることにより、各送信ブロックまたはアクセススロットにおいて、検出するパターン数を低減することができる。

また、各移動局が、図１５に示すように、最小帯域幅、例えば１．２５ＭＨｚのＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡ方式と周波数ホッピングとを組み合わせランダムアクセスチャネルを送信する場合、複数の移動局が互いに異なるコードを選択する場合がある。この場合、プリアンブル部検出処理部１１４には、図１５に示すように、異なる拡散系列（シグネチャ）が使用され、多重されたプリアンブル信号が入力される。プリアンブル部検出処理部１１４は、コード数のパターンについて検出する。このようにすることにより、各送信ブロックまたはアクセススロットにおいて、検出するパターン数を低減することができる。

また、このように移動局が周波数ホッピングにより送信することにより、受信装置２００は、５ＭＨｚ帯域のプリアンブルを許容したときでも、各送信ブロックでは１．２５ＭＨｚ帯域のプリアンブルと同じ検出回路を利用できる。またこの場合、各移動局が時間多重（アクセススロット）と併用して送信する場合にも適用できる。

また、各移動局が、図１６に示すように、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ方式により、ランダムアクセスチャネルを送信する場合、プリアンブル部検出処理部１１４は、コード数のパターンについて検出する。このようにすることにより、各送信ブロックまたはアクセススロットにおいて、検出するパターン数を低減することができる。またこの場合、各移動局がコード多重、時間多重（アクセススロット）と併用して送信する場合にも適用できる。

Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部検出処理部１１６の機能については、プリアンブル部検出処理部１１４の機能と同様である。

次に、本実施例にかかる無線通信システムの動作について、図１７を参照して説明する。

基地局は、移動局に共通パイロットチャネル、共通制御チャネルを周期的に送信する（ステップＳ１７０２）。

次に、移動局は、共通制御チャネルに含まれるランダムアクセスチャネルに割り当てられているサブフレーム、周波数ブロックの情報、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ方式におけるくしの歯の位置情報、ランダムアクセスの際に用いるテンポラリのユーザＩＤの情報、送信電力比を示す情報のうち少なくとも１つを取得する（ステップＳ１７０４）。

次に、移動局は、共通パイロットチャネルの受信タイミングからランダムアクセスチャネルの送信タイミング、共通パイロットチャネルの受信電力からランダムアクセスチャネルの送信電力と、拡散率を決定する（ステップＳ１７０６）。

次に、移動局はランダムアクセスチャネルを送信する（ステップＳ１７０８）。

次に、基地局は、プリアンブル部より、複数のランダムアクセスの識別、検出、送信タイミング制御のための受信タイミング測定、キャリア周波数の同定を行う（ステップＳ１７１０）。

次に、基地局は、Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部より、ランダムアクセスにおけるテンポラリのユーザＩＤの識別、共有データチャネルに対する予約情報を取得する（ステップＳ１７１２）。

次に、基地局は、割り当てが行われたユーザに対して、後続する通信を行うための正式なユーザＩＤ、送信タイミング情報、上りリンク無線リソースの割り当て情報を送信する（ステップＳ１７１４）。

次に、移動局は、指定された正式なユーザＩＤ、送信タイミング、無線リソース割り当て情報に基づいて、共有データチャネルにより送信するトラヒックデータ、上位レイヤの制御情報を生成する（ステップＳ１７１６）。

次に、移動局は、共有データチャネルを送信する（ステップＳ１７１８）。

次に、本実施例にかかる無線通信システムにおけるハンドオーバ時の動作について、図１８を参照して説明する。

本実施例にかかる無線通信システムでは、ハンドオーバを行う際に、ハンドオーバ元の基地局（Ｎｏｄｅ−Ｂ）とハンドオーバ先の基地局間で、レイヤ２以上の状態はそのまま移行する。ハンドオーバ先のセルにおいて、移動局が物理レイヤのチャネルの再セットアップを、ランダムアクセスチャネルを用いて再び行う。

移動局は、ハンドオーバ要求をハンドオーバ元の基地局に行う（ステップＳ１８０２）。

ハンドオーバ元の基地局は、レイヤ２以上の状態をハンドオーバ先基地局へ移行する（ステップＳ１８０４）。例えば、ハンドオーバ元の基地局は、レイヤ２以上の制御情報を、ハンドオーバ先の基地局に有線伝送路を使用して送信する。レイヤ２以上の情報としては、例えば、再送中のパケットを示す情報、スケジューリングに関する情報、移動局のバッファ、移動局の能力（ＵＥ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を示す情報などが含まれる。

次に、移動局は、ハンドオーバ先の基地局に対して、ランダムアクセスチャネルを送信し、ハンドオーバ先での物理チャネルのリンクを再セットアップする（ステップＳ１８０６）。具体的には、移動局は、送信タイミング制御をやり直す。送信タイミング制御は、各セル内で閉じて行われる。したがって、セルを移った移動局は、その移った先のセルで再度送信タイミング制御をやり直す必要がある。

また、ハンドオーバが行われる場合におけるランダムアクセスチャネルの処理について、図１９および図２０を参照して説明する。

ハンドオーバを行う移動局が、ハンドオーバ先の基地局で使用するユーザＩＤを、直接ハンドオーバ先の基地局から取得する。

この場合、図１９に示すように、ハンドオーバ先のセルにおいて、移動局はランダムアクセス用のテンポラリのユーザＩＤを利用して、上述したランダムアクセスの手順を行う（ステップＳ１９０２）。ハンドオーバ先の基地局は、後続する共有データチャネルの送信で用いる正式なユーザＩＤを割り当てる。

また、ハンドオーバを行う移動局が、ハンドオーバ元基地局を通して、ハンドオーバ先基地局で使用する正式なユーザＩＤをあらかじめ取得するようにしてもよい。

移動局は、ハンドオーバ要求をハンドオーバ元基地局に行う（ステップＳ１８０２）。

ハンドオーバ元の基地局は、受信したハンドオーバ要求をハンドオーバ先基地局に転送する（ステップＳ２００４）。

ハンドオーバ先基地局は、ハンドオーバ先基地局で用いる正式なユーザＩＤを、ハンドオーバ元基地局に通知する（ステップＳ２００６）。

ハンドオーバ元基地局は、通知されたハンドオーバ先基地局で用いる正式なユーザＩＤを移動局に通知する（ステップＳ２００８）。

移動局は、ハンドオーバ先基地局がカバーするエリアに移動し、通知されたハンドオーバ先基地局で用いる正式なユーザＩＤによりランダムアクセスを行う（ステップＳ２０１０）。その後の後続する共有データチャネルの送信も同じユーザＩＤを用いる。

本発明にかかる送信装置および受信装置並びにランダムアクセス制御方法は、無線通信システムに適用できる。

Ｗ−ＣＤＭＡにおける衝突許容型チャネルの送信方法を示す説明図である。 Ｗ−ＣＤＭＡにおける衝突許容型チャネルの送信方法を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる送信装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかるランダムアクセスチャネルを示す説明図である。 １．２５ＭＨｚと５ＭＨｚの帯域幅を用いるランダムアクセスの一例を示す説明図である。 ランダムアクセスチャネルのプリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の構成を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる送信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる送信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる送信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる送信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる送信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる送信装置の動作を示す説明図である。 ランダムアクセスチャネルにおけるプリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の送信電力の制御を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる受信装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例にかかる受信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる受信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる受信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる受信装置の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる無線通信システムの動作を示すフロー図である。 本発明の一実施例にかかる無線通信システムのハンドオーバを行う際の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる無線通信システムのハンドオーバを行う際の動作を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる無線通信システムのハンドオーバを行う際の動作を示す説明図である。

符号の説明

１００ 送信装置
２００ 受信装置

Claims (24)

1. プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部とを含むランダムアクセスチャネルを生成するランダムアクセスチャネル生成手段；
   各ユーザに対して、衝突許容型チャネルに割り当てられた周波数帯域の中で、連続的な周波数割り当ておよび非連続的なくしの歯状の周波数割り当てのうちの一方を行う割り当て手段；
   前記割り当てに応じて、可変のマルチ帯域幅で、前記プリアンブル部と、前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部とを時間的に連続して１バーストとして、前記ランダムアクセスチャネルを送信する送信手段；
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置において：
   前記プリアンブル部は、上りリンクの送信タイミング制御を行うための受信タイミング測定、マルチ帯域幅のシステムにおけるキャリア周波数の同定およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の復調を行うためのチャネル推定のうち少なくとも１つに使用されることを特徴とする送信装置。
3. 請求項１または２に記載の送信装置において：
   前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部には、リンクを確立するための制御情報、後続する共有データチャネルにおいてデータを送信するために必要な予約情報が格納されることを特徴とする送信装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の送信装置において：
   前記割り当て手段は、連続的な周波数割り当てを行う場合に、割り当て帯域を複数の連続した帯域に分割した分割割り当て帯域のうちの中から任意の分割割り当て帯域を割り当てることを特徴とする送信装置。
5. 請求項４に記載の送信装置において：
   前記割り当て手段は、送信ブロック毎に、異なる分割割り当て帯域を割り当てることを特徴とする送信装置。
6. 請求項１に記載の送信装置において：
   前記割り当て手段は、非連続的なくしの歯状の周波数割り当てを行う場合に、割り当て帯域を複数のくしの歯状の帯域に分割した分割割り当て帯域のうち、任意の分割割り当て帯域を割り当てることを特徴とする送信装置。
7. 請求項６に記載の送信装置において：
   前記割り当て手段は、送信ブロック毎に、異なる分割割り当て帯域を割り当てることを特徴とする送信装置。
8. 請求項１に記載の送信装置において：
   前記プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の送信電力比を制御する送信電力制御手段；
   を備えることを特徴とする送信装置。
9. 請求項１に記載の送信装置において：
   受信状態に基づいて、前記ランダムアクセスチャネルを拡散する拡散率および送信帯域幅のうち少なくとも一方を制御する送信制御手段；
   を備えることを特徴とする送信装置。
10. 請求項９に記載の送信装置において：
    前記拡散率および前記送信帯域幅のうち少なくとも一方に基づいて、ランダムアクセスチャネルのバースト長を変更するバースト長制御手段；
    を備えることを特徴とする送信装置。
11. 請求項１に記載の送信装置において：
    前記ランダムアクセスチャネル生成手段は、ハンドオーバが行われる場合に、ハンドオーバ先のセルにおいて、ランダムアクセスチャネルを生成することを特徴とする送信装置。
12. 請求項１１に記載の送信装置において：
    前記ランダムアクセスチャネル生成手段は、ランダムアクセス用のユーザＩＤを使用して、ランダムアクセスチャネルを生成することを特徴とする送信装置。
13. 請求項１１に記載の送信装置において：
    前記ランダムアクセスチャネル生成手段は、ハンドオーバ先基地局から、ハンドオーバ元基地局を介して通知されたユーザＩＤを使用して、ランダムアクセスチャネルを生成することを特徴とする送信装置。
14. 移動局からプリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部とを含むランダムアクセスチャネルを受信する受信手段；
    前記受信部により受信されたランダムアクセスチャネルから、コード数と周波数バンドとの積に基づいて、プリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の検出を行う検出処理手段；
    を備え、
    前記移動局によりランダムアクセスチャネルを送信するための周波数帯域幅が選択され、複数のコードから選択されたコードにより、前記プリアンブル部と、前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部とが時間的に連続して１バーストとして、前記ランダムアクセスチャネルが送信されることを特徴とする受信装置。
15. 請求項１４に記載の受信装置において：
    ランダムアクセスのために割り当てを行った中心周波数の制御を行う制御手段；
    を備え、
    前記検出処理手段は、前記中心周波数に基づいて、前記ランダムアクセスチャネルからプリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の検出を行うことを特徴とする受信装置。
16. 請求項１５に記載の受信装置において：
    前記制御手段は、ランダムアクセスのために割り当てを行ったホッピングパターンの制御を行い、
    前記検出処理手段は、前記ホッピングパターンに基づいて、前記ランダムアクセスチャネルからプリアンブル部およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の検出を行うことを特徴とする受信装置。
17. プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部とを含むランダムアクセスチャネルを生成するランダムアクセスチャネル生成ステップ；
    各ユーザに対して、衝突許容型チャネルに割り当てられた周波数帯域の中で、連続的な周波数割り当ておよび非連続的なくしの歯状の周波数割り当てのうちの一方を行う割り当てステップ；
    前記割り当てに応じて、可変のマルチ帯域幅で、前記プリアンブル部と、前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部とを時間的に連続して１バーストとして、前記ランダムアクセスチャネルを送信する送信ステップ；
    を有することを特徴とするランダムアクセス制御方法。
18. 請求項１７に記載のランダムアクセス制御方法において：
    前記プリアンブル部により、上りリンクの送信タイミング制御を行うための受信タイミング測定、マルチ帯域幅のシステムにおけるキャリア周波数の同定およびＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の復調を行うためのチャネル推定のうち少なくとも１つを行うステップ；
    を有することを特徴とするランダムアクセス制御方法。
19. 請求項１７または１８に記載のランダムアクセス制御方法において：
    前記Ｌ１／Ｌ２制御メッセージ部に、リンクを確立するための制御情報、後続する共有データチャネルにおいてデータを送信するために必要な予約情報を格納するステップ；
    を有することを特徴とするランダムアクセス制御方法。
20. 請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載のランダムアクセス制御方法において：
    前記割り当てステップは、連続的な周波数割り当てを行う場合に、割り当て帯域を複数の連続した帯域に分割した分割割り当て帯域のうちの中から任意の分割割り当て帯域を割り当てることを特徴とするランダムアクセス制御方法。
21. 請求項１７に記載のランダムアクセス制御方法において：
    前記割り当てステップは、非連続的なくしの歯状の周波数割り当てを行う場合に、割り当て帯域を複数のくしの歯状の帯域に分割した、分割割り当て帯域のうち、任意の分割割り当て帯域を割り当てることを特徴とするランダムアクセス制御方法。
22. 請求項１７に記載のランダムアクセス制御方法において：
    前記プリアンブル部とＬ１／Ｌ２制御メッセージ部の送信電力比を制御する送信電力制御ステップ；
    を有することを特徴とするランダムアクセス制御方法。
23. 請求項１７に記載のランダムアクセス制御方法において：
    受信状態に基づいて、前記ランダムアクセスチャネルを拡散する拡散率および送信帯域幅のうち少なくとも一方を制御する送信制御ステップ；
    を有することを特徴とするランダムアクセス制御方法。
24. 請求項１７に記載のランダムアクセス制御方法において：
    前記拡散率および前記送信帯域幅のうち少なくとも一方に基づいて、ランダムアクセスチャネルのバースト長を変更するバースト長制御ステップ；
    を有することを特徴とするランダムアクセス制御方法。

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