JP4734621B2 - 移動局装置、基地局装置及び方法 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置、移動局装置、通信システム及び通信方法に関する。
本願は、２００７年６月１９日に、日本に出願された特願２００７−１６１０２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。また、ＥＵＴＲＡの上りリンクとして、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）−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。
【０００５】
図２０に示すように、基地局装置ＢＳは、複数の移動局装置ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３と無線通信を行う。ＥＵＴＲＡの下りリンクは、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 Ｓｙｎｃｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）、下りリンク制御チャネルＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、下りリンク共用チャネルＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ
Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）、共通制御チャネルＣＣＰＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）により構成されている。
ＥＵＴＲＡの上りリンクは、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ
Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、上りリンク共用チャネルＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）、上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）により構成されている（非特許文献１及び２参照）。
【０００６】
Ｅ−ＵＴＲＡの上りリンクのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨには、非同期ランダムアクセスチャネルと同期ランダムアクセスチャネルがある。非同期ランダムアクセスチャネルの最小単位は、１．２５ＭＨｚ帯域を使用し、複数のアクセス用チャネルを用意して、多数のアクセスに対応することになっている。図２１は、その一例である。
図２１において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、上りリンクの一つの通信フレームを表わしている。フレームは複数のリソースブロックに分割され、一つのリソースブロックは時間が１ｍｓ、周波数が１．２５ＭＨｚの帯域からなる。ランダムアクセスチャネルは、左斜め斜線の範囲のリソースブロックに割り当てられ、上りリンク共用チャネルは、空白のリソースブロックに割り当てられ、上りリンク制御チャネルは、右斜め斜線の範囲のリソースブロックに割り当てられている。
【０００７】
非同期ランダムアクセスチャネルの使用目的は、移動局装置−基地局装置間を同期させることを最大目的とし、無線リソースを割り当てるスケジューリングのリクエストなどの数ビットの情報も送信して、接続時間を短くすることができる。また、同期ランダムアクセスの目的は、スケジューリングリクエストを行うことである（非特許文献２）。
【０００８】
非同期ランダムアクセスには、競合ランダムアクセス（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｅｄ ｂａｓｅｄ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ）と非競合ランダムアクセス（Ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｄ ｂａｓｅｄ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ）の２つのアクセス方法があり、競合ランダムアクセスは、移動局装置間で衝突する可能性のあるランダムアクセスであり、通常行われるランダムアクセスである。非競合ランダムアクセスは、移動局装置間で衝突が発生しないランダムアクセスであり、迅速に移動局装置−基地局装置間の同期をとるためにハンドオーバー等の特別な場合に基地局装置主導で行われる。
【０００９】
非同期ランダムアクセスでは、上りリンクの同期をとるためにプリアンブルのみ送信する。プリアンブルには、情報を表す信号パターンであるシグネチャが含まれ、数十種類のシグネチャを用意して数ビットの情報を表現することができる。６ビットの情報を送信する場合には、６４種類のシグネチャが用意される。
【００１０】
上記の６ビットの情報は、５ビットがランダムＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ：識別子）、残りの１ビットが下りリンクのパスロス／ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：チャネル品質情報）などのような情報を割り当てるように想定されている（非特許文献３）。
【００１１】
図２２は、非同期ランダムアクセスの競合ランダムアクセスの手順例である。
まず、移動局装置が、ランダムＩＤ、下りリンクのパスロス／ＣＱＩ情報などからシグネチャを選択し、上りリンクの非同期ランダムアクセスチャネルでランダムアクセスプリアンブルを送信する（プロセスＰＲＣ１００１）。基地局装置は、移動局装置からのプリアンブルを受信すると、プリアンブルから移動局装置−基地局装置間の同期タイミングずれを算出し、Ｌ２／Ｌ３（Ｌａｙｅｒ２／Ｌａｙｅｒ３）メッセージを送信するためスケジューリングを行い、上記のランダムアクセスプリアンブルにおけるランダムアクセス理由からＣ−ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｌａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ：シー・アールエヌティアイ）が必要な移動局装置にはＴｅｍｐｏｌａｒｙ Ｃ−ＲＮＴＩを割り当て、同期タイミングずれ情報、スケジューリング情報、Ｃ−ＲＮＴＩおよびシグネチャＩＤ番号を含んだランダムアクセスレスポンスを送信する（プロセスＰＲＣ１００２）。
移動局装置は、送信したシグネチャＩＤ番号が含まれる基地局装置からの応答を抽出して、以後、上記スケジューリング情報でスケジューリングされた無線リソースでＬ２／Ｌ３メッセージを送信する（プロセスＰＲＣ１００３）。基地局装置は、移動局装置からのこのＬ２／Ｌ３メッセージを受信して、移動局装置間で衝突が起こっているかどうか判断するための競合解消信号であるコンテンションレゾリューションを、移動局装置に送信する（プロセスＰＲＣ１００４）。この技術については、非特許文献３に記載されている。
【００１２】
図２３は、非同期ランダムアクセスの非競合ランダムアクセスの手順例である。
【００１３】
まず、基地局装置が、シグネチャを選択し、移動局装置に通知する（プロセスＰＲＣ２００１）。移動局装置は通知されたシグネチャを使用し、非同期ランダムアクセスチャネルでランダムアクセスプリアンブルを送信する（プロセスＰＲＣ２００２）。基地局装置は、移動局装置からのプリアンブルを受信すると、プリアンブルから移動局装置−基地局装置間の同期タイミングずれを算出し、同期タイミングずれ情報、Ｃ−ＲＮＴＩまたは、ＲＡ−ＲＮＴＩ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｌａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ：アールエー・アールエヌティアイ）を含んだランダムアクセスレスポンスを送信する（プロセスＰＲＣ２００３）。移動局装置は、受信したメッセージ３から同期タイミングずれを補正する（非特許文献３）。Ｃ−ＲＮＴＩやＲＡ−ＲＮＴＩは、一種の識別子である。
【００１４】
上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨは、測定用参照信号（ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ：サウンディング参照信号）と、復調用参照信号（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ：デモジュレーテッド参照信号）の２種類がある。測定用参照信号は、上りリンクのデータスケジューリングのための伝搬路推定用の参照信号として使用される。測定用参照信号は、データスケジューリングを行うために使用されるので、データ送信する帯域よりも広帯域の送信帯域が割り当てられ、データ送信とは別に定期的に送信される。測定用参照信号については後述する。
【００１５】
復調用参照信号は、スケジューリングされたデータ復調のための伝搬路推定用の参照信号として使用される。復調用参照信号は、データ復調のために使用されるので、データと同じ帯域の送信帯域で、データ送信の場合にのみ送信される。
【００１６】
また、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨは、上りリンクでデータを送信している移動局装置と基地局装置間の上りリンクの同期維持のためにも使用することができる。
基地局装置は、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨからランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのプリアンブルと同じように移動局装置−基地局装置間の同期タイミングずれを算出し、同期タイミングずれ情報を移動局装置に通知する。（非特許文献４）
【００１７】
図２４は、上りリンクの同期確立、同期維持、同期外れの各状態遷移を示すものであり、図２５は、同期維持を詳細に図示したものである。
【００１８】
まず、図２４において移動局装置が、競合ランダムアクセスの非同期ランダムアクセスを行い、基地局装置−移動局装置間の上りリンクの同期がとられる（プロセスＰＲＣ３００１）。上りリンクのデータ送信中は、基地局装置のみが上りリンクの同期を管理し、基地局装置が一定期間毎に上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨ、特に、測定用参照信号を測定、同期タイミングずれを算出し、基地局装置が移動局装置に同期タイミングずれ情報を通知することで、上りリンクの同期維持がされる（プロセスＰＲＣ３００２）。データ送信が無くなると、上りリンクの同期の管理は、基地局装置及び移動局装置の両方で行い、ある一定の期間中（プロセスＰＲＣ３００３）は、同期を維持している。一定の期間後（プロセスＰＲＣ３００４）は、同期が外れ、同期をとるためには、移動局装置が、再度、非同期ランダムアクセス（プロセスＰＲＣ３００４）を行う。
【００１９】
上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨは、下りリンクのデータに対するＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｅｌｅｄｇｍｅｎｔ：肯定確認）／ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｅｌｅｄｇｍｅｎｔ：否定確認）を送信したり、下りリンクのデータスケジューリングのための下りリンクＣＱＩを送信したりするために使用される。
【００２０】
また、上りリンク共用チャネルＰＵＳＣＨのデータパケットに対して高速ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）を使用することによって、再送時の誤り訂正能力を向上させ、判定誤りを減らすことで再送回数を低減させることも考慮している。受信したパケットデータに誤りが生じた場合、一般的なＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ：自動再送要求）は、誤りがあった受信パケットを破棄し、同一パケットの再送を要求する。これに対し、高速ハイブリッド自動再送は、誤りのあったパケットデータを保持しておき、再送されたパケットデータを合成することによって誤り回復を行う技術である。高速ハイブリッド自動再送には、Ｃｈａｓｅ合成とＩＲ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）合成の２つがある。
【非特許文献１】
３ＧＰＰ ＴＳ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｙｉｏｎ）３６．２１１、Ｖ１．１０（２００７−０５）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ Ｍｕｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ ８）
【非特許文献２】
３ＧＰＰ ＴＳ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｙｉｏｎ）３６．２１２、Ｖ１．２０（２００７−０５）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ、Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ（Ｒｅｌｅａｓｅ ８）
【非特許文献３】
Ｒ２−０７２３３８ “Ｕｐｄａｔｅ ｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ，Ｓｅｃｕｒｉｔｙ，Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｅｔｃ”，３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ２ Ｍｅｔｔｉｎｇ＃５８ Ｋｏｂｅ，Ｊａｐａｎ，７−１１ Ｍａｙ，２００７
【非特許文献４】
３ＧＰＰ ＴＲ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ）２５．８１４、Ｖ７．０．０（２００６−０６）、Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（ＵＴＲＡ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、従来の技術では、上りリンクのデータ送信中は、上りリンクの同期の管理は、基地局装置のみで行われ、更に同期の更新は一定間隔で行われる。図２５に示すように、非同期状態から同期への引き込みは、移動局装置から基地局装置へ前述のプリアンブルを送信し、これに対して基地局装置がプリアンブル応答をすることにより行われる。
以後、基地局装置の主導の下に、基地局装置は同期タイマーによる所定時間経過前に、同期情報（同期タイミングずれに関する情報）を移動局装置に送信する。移動局装置は、この同期情報により同期補正を行って、データ送信タイミングを調整することにより同期を継続させる。この同期補正を、同期タイマーが所定時間を計時するたびに繰り返し行う。
また、上りリンクの同期が外れたことを検出する方法は、上りリンクのデータ送信後の一定期間を超えた場合のみとなっている。
【００２２】
しかしながら、図２６に示すように、上りリンクのデータ送信中に基地局装置で行われる同期タイミングずれ算出の誤りによる同期外れや種々の要因で上りリンクの同期が外れる場合がある。このような場合、基地局装置及び移動局装置は同期が外れたことに気づかずに移動局装置からのデータ送信は、長い時間間隔で失敗に終わる。図２６は、この様子を示している。移動局装置からのデータ送信が繰り返し失敗し、同期が回復しなくても、基地局装置の同期タイマーが所定時間を計時していない間は、同期引き込みを行わない。
上記所定時間の経過後に、基地局装置及び移動局装置は無線リンクが切れたとして認識し、移動局装置は、下りリンクの同期処理（下りリンク同期チャネルＤＳＣＨの受信）、または、上りリンクの同期処理から開始することになり、基地局装置に再接続し、上りリンクのデータ送信までの時間が無駄に消費される。このような無駄な処理を防ぐためには、上りリンクの同期が外れたことを基地局装置または移動局装置が早期に検出し、早期に同期を回復する手段が必要である。
【００２３】
本発明の目的は、上記問題を解決するものであり、上りリンクの同期が外れた場合でも、基地局装置または移動局装置が早期に同期外れを検出し、同期外れの状態からの同期状態への回復を早期に行うことを目的とした基地局装置、移動局装置、通信システム及び通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
（１） 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による移動局装置は、基地局装置にデータを送信し、前記データに対する応答を否定応答と判断した場合、前記データを再送する移動局装置であって、前記応答を所定回数連続して否定応答と判断した場合、同期タイミングずれを算出するためのプリアンブルをランダムアクセスチャネルで送信する。
【００２５】
（２） また、本発明の一態様による方法は、基地局装置にデータを送信し、前記データに対する応答を否定応答と判断した場合、前記データを再送する移動局装置における方法であって、前記応答を所定回数連続して否定応答と判断した場合、同期タイミングずれを算出するためのプリアンブルをランダムアクセスチャネルで送信する。
［００３３］
［００３４］
［００３５］
［００３６］
［００３７］
［００３８］
発明の効果
［００３９］
本発明の基地局装置、移動局装置、通信システム及び通信方法によれば、上りリンクの同期が外れた場合でも、基地局または移動局が同期外れを検出し、同期外れの状態からの同期状態への回復を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
［００４０］
［図１］本発明の第１の実施形態の通信システムでの基地局装置の構成を示すブロック図である。
［図２］本発明の第１の実施形態によるＵＬ同期管理部２５ａの状態遷移図である。
［図３］本発明の第１の実施形態の通信システムでの移動局装置の構成を示すブロック図である。
［図４］本発明の第１の実施形態の通信システムでの通信処理の説明に用いるシーケンス図である。
［図５］本発明の第１の実施形態の通信システムでの基地局装置の処理を示すフローチャートである。
［図６］本発明の第２の実施形態の通信システムでの基地局装置の構成を示すブロック図である。
［図７］本発明の第２の実施形態の通信システムでの通信処理の説明に用いるシーケンス図である。
［図８］本発明の第２の実施形態の通信システムでの基地局装置の処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態の通信システムでの基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の通信システムでの通信処理の説明に用いるシーケンス図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の通信システムでの基地局装置の処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態の通信システムでの基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態の通信システムでの移動局装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態によるＵＬ同期管理部６３ｄの状態遷移図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の通信システムでの通信処理の説明に用いるシーケンス図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態の通信システムでの基地局装置の処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第５の実施形態の通信システムでの移動局装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態の通信システムでの通信処理の説明に用いるシーケンス図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態の通信システムでの基地局装置の処理を示すフローチャートである。
【図２０】ＥＵＴＲＡのチャネル構成の説明図である。
【図２１】Ｅ−ＵＴＲＡの上りリンクのランダムアクセスチャネルの説明図である。
【図２２】Ｅ−ＵＴＲＡの非同期ランダムアクセスの競合ランダムアクセスの手順の説明図である。
【図２３】Ｅ−ＵＴＲＡの非同期ランダムアクセスの非競合ランダムアクセスの手順の説明図である。
【図２４】Ｅ−ＵＴＲＡの上りリンクの同期確立、同期維持、同期外れの各状態遷移を示す説明図である。
【図２５】Ｅ−ＵＴＲＡの上りリンクの同期維持を説明図である。
【図２６】Ｅ−ＵＴＲＡの上りリンクの同期外れの状態の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１ａ〜１１ｄ・・・データ制御部、
１２ａ〜１２ｄ・・・ＯＦＤＭ変調部、
１３ａ〜１３ｄ・・・スケジューリング部、
１４ａ〜１４ｄ・・・チャネル推定部、
１５ａ〜１５ｄ・・・ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部、
１６ａ〜１６ｄ・・・制御データ抽出部、
１７ａ〜１７ｄ・・・プリアンブル検出部、
１８ａ〜１８ｄ・・・シグネチャ管理部、
１９ａ〜１９ｄ・・・無線部、
２１ａ〜２１ｄ・・・ＤＬスケジューリング部、
２２ａ〜２２ｄ・・・ＵＬスケジューリング部、
２３ａ〜２３ｄ・・・メッセージ作成部、
２４ａ〜２４ｃ・・・再同期要因検出部、
２５ａ〜２５ｃ・・・ＵＬ同期管理部、
５１ａ、５１ｄ、５１ｅ・・・データ制御部、
５２ａ、５２ｄ、５２ｅ・・・ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部、
５３ａ、５３ｄ、５３ｅ・・・スケジューリング部、
５４ａ、５４ｄ、５４ｅ・・・ＯＦＤＭ復調部、
５５ａ、５５ｄ、５５ｅ・・・チャネル推定部、
５６ａ、５６ｄ、５６ｅ・・・制御データ抽出部、
５７ａ、５７ｄ、５７ｅ・・・同期補正部、
５８ａ、５８ｄ、５８ｅ・・・プリアンブル生成部、
５９ａ、５９ｄ、５９ｅ・・・シグネチャ選択部、
６０ａ、６０ｄ、６０ｅ・・・無線部、
６１ｄ、６１ｄ・・・ＵＬスケジューリング部、
６２ｄ、６２ｅ・・・再同期要因検出部、
６３ｄ、６３ｅ・・・ＵＬ同期管理部、
１０１ａ〜１０１ｅ・・・基地局装置、
１０２ａ〜１０２ｅ・・・移動局装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の通信システムにおける基地局装置１０１ａの構成を示すものである。図１において、基地局装置１０１ａは、データ制御部１１ａと、ＯＦＤＭ変調部１２ａと、スケジューリング部１３ａ、と、チャネル推定部１４ａと、ＤＦＴ−Ｓ（ｓｐｒｅａｄ）−ＯＦＤＭ復調部１５ａと、制御データ抽出部１６ａと、プリアンブル検出部１７ａと、シグネチャ管理部１８ａと、無線部１９ａ（信号受信部、送信部とも称する）とから構成される。スケジューリング部１３ａ、は、ＤＬ（Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ）スケジューリング部２１ａ、ＵＬ（Ｕｐ Ｌｉｎｋ）スケジューリング部２２ａ、メッセージ作成部２３ａ、再同期要因検出部２４ａ、ＵＬ（Ｕｐ Ｌｉｎｋ）同期管理部２５ａ（上りリンク同期管理部とも称する）から構成される。
【００４３】
データ制御部１１ａは、ユーザーデータと制御データをスケジューリング部１３ａからの指示により制御データを共通制御チャネルＣＣＰＣＨ、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨ、下りリンクパイロットチャネルＤＰｉＣＨ、下りリンク共用チャネルＰＤＳＣＨ、下りリンク制御チャネルＰＤＣＣＨにマッピングし、各移動局装置１０２ａに対する送信データを下りリンク共用チャネルＰＤＳＣＨにマッピングする。
【００４４】
ＯＦＤＭ変調部１２ａは、データ制御部１１ａの出力信号を、直列／並列変換し、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）、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。
【００４５】
無線部１９ａ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、アンテナ（図示せず）を介して、移動局装置１０２ａに送信する。なお、無線部１９ａは、スケジューリング部１３ａの再同期要因検出部２５ａが計測する回数が所定回数以上になった場合に、同期回復要求を移動局装置１０２ａに送信する。また、無線部１９ａは、再同期要因検出部２５ａが計測する回数が所定回数未満の場合には、信号の再送要求を移動局装置１０２ａに送信する。すなわち、同期回復要求および再送要求の各信号は、データ制御部１１ａへ出力され、そこで前述の下りリンク共用チャネルや下りリンク制御チャネルにマッピングされ、ＯＦＤＭ変調部１２ａ、無線部１４ａを介して、移動局装置１０２ａに送信される。
また、無線部１９ａは、移動局装置１０２ａが送信する信号を受信する。具体的には、無線部１９ａは、移動局装置１０２ａ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、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部１５ａ、チャネル推定部１４ａ、プリアンブル検出部１７ａに出力する。
【００４６】
チャネル推定部１４ａは、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨの復調用参照信号から無線伝搬路特性を推定し、ＤＦＴ−ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ復調部１５ａに無線伝搬路推定結果を出力する。上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨの測定用参照信号から上りリンクのスケジューリングを行うために無線伝搬路推定結果をスケジューリング部１３ａに出力する。また、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨを定期的に測定して同期タイミングずれを算出し、スケジューリング部１３ａに出力する。なお、上りリンクの通信方式は、ＤＦＴ−ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ等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良い。
【００４７】
制御データ抽出部１６ａでは、受信データの正誤を確認し、確認結果をスケジューリング部１３ａに通知する。受信データが正しい場合、受信データをユーザーデータと制御データに分離する。制御データの中で下りリンクのＣＱＩ情報、下りリンクデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫなどのレイヤー２の制御データはスケジューリング部１３ａに渡され、その他のレイヤー３等の制御データとユーザーデータは上位層に出力する。受信データが誤りの場合、再送データと合成するために保存しておき、再送データを受信した時に合成処理を行う。
【００４８】
スケジューリング部１３ａ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２１ａ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２２ａと、メッセージ作成部２３ａと、再同期要因検出部２４ａ、ＵＬ同期管理部２５ａとから構成される。
ＤＬスケジューリング部２１ａは、移動局装置１０２ａ（図３）から通知されるＣＱＩ情報や自装置の上位層からの通知される各ユーザーのデータ情報、メッセージ作成部２３ａで作成される制御データから、下りリンクの各チャネルにユーザーデータや制御データをマッピングするためのスケジューリングを行う。
【００４９】
ＵＬスケジューリング部２２ａは、チャネル推定部１４ａからの上りリンクの無線伝搬路推定結果と移動局装置１０２ａ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ためのスケジューリングを行う。
メッセージ作成部２３ａは、上りリンクデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫ、プリアンブル応答メッセージ、同期更新要求メッセージなどの制御データを作成する。
【００５０】
再同期要因検出部２４ａは、制御データ抽出部１６ａからの受信データの結果から連続してデータ受信が失敗している場合、移動局装置１０２ａの同期が外れたと判断してＵＬ同期管理部２５ａに同期が外れたことを通知する。
再同期要因検出部２４ａは、無線部１９ａが受信した信号に基づいて、所定条件に該当するか否かについて判定する。本実施形態では、再同期要因検出部２４ａは、所定条件として、移動局装置１０２ａが送信する信号を正常に受信できたか否かついて判定する。この判定は、例えば、誤り訂正符号の復号が可能であるか否かに基づいて行う。
また、再同期要因検出部２４ａは、上記判定結果に基づいて、所定条件に該当しなかった回数を計測する。本実施形態では、再同期要因検出部２４ａは、移動局装置１０２ａが送信する信号を正常に受信できなかった回数を計測する。
ＵＬ同期管理部２５ａは、移動局装置１０２ａの上りリンク同期状態を管理する。また、移動局装置１０２ａに同期更新処理を行わせるために、シグネチャ管理部１８ａにシグネチャを割り当てるように指示する。
【００５１】
図２は、本発明の第１の実施形態によるＵＬ同期管理部２５ａの状態遷移図である。移動局装置１０２ａが基地局装置１０１ａへランダムアクセスを行い、基地局装置１０１ａがプリアンブルを検出する（ステップＡ０１）と同期維持状態に移行する。基地局装置１０１ａと移動局装置１０２ａの通信が終了し、一定期間後（同期タイマー満了後）（ステップＡ０２）と同期非維持状態に移行する。
同期維持状態の中には同期状態と非同期状態があり、ステップＡ０１からの移行時は、同期維持状態の同期状態となる。同期維持状態の同期状態中は、同期タイマーによるタイマー満了前に上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨを測定し、同期情報（同期タイミングずれに関する情報）を移動局装置に送信し、同期状態を維持する。制御データ抽出部１６ａからの受信データの結果から再同期要因検出部２４ａが同期外れと判断すると（ステップＡ０３）と同期維持状態の非同期状態に移行する。
【００５２】
同期維持状態の非同期状態に移行すると同期更新処理を行わせるために、シグネチャ管理部１８ａにシグネチャを割り当てるように指示し、移動局１０２ａに同期更新要求を行う。移動局装置１０２ａが、基地局装置１０１ａが指定したシグネチャＩＤのプリアンブルでランダムアクセスを行い、基地局装置１０１ａが指定したシグネチャＩＤのプリアンブルをプリアンブル１７ａで検出し、プリアンブル応答を移動局１０２ａに送信する（ステップＡ０４）と同期維持状態の同期状態に移行する。
なお、同期維持状態とは、基地局装置１０１ａと移動局装置１０２ａとの間で通信を行い、移動局装置１０２ａが下りリンクのデータ受信（制御データを含む）及び上りリンクのデータ送信（制御データを含む）がある状態、または、同期タイマーによるタイマー満了前まで状態を言う。
【００５３】
プリアンブル検出部１７ａは、移動局装置１０２ａ（図３）から送信されたプリアンブルを検出し、同期タイミングずれ量を算出し、シグネチャＩＤ番号と同期タイミングずれ量とをシグネチャ管理部１８ａに報告する。
シグネチャ管理部１８ａは、スケジューリング部１３ａからの指示により、シグネチャＩＤ番号を選択し、スケジューリング部１３ａに通知する。シグネチャＩＤ番号の選択は、基地局装置１０１ａで現在使用しているシグネチャＩＤ番号を確認し、この使用しているシグネチャを除いた中から選択する。
また、シグネチャ管理部１８ａは、選択されたシグネチャＩＤ番号を現在使用しているとして保存し、プリアンブル検出部１７ａで検出された基地局装置１０１ａが指定したシグネチャＩＤ番号を使用し終わったとして保存内容から削除する。また、シグネチャＩＤ番号と同期タイミングずれ量をスケジューリング部１３ａに通知する。
【００５４】
図３は、本発明の第１の実施形態の通信システムにおける移動局装置１０２ａの構成を示すものである。移動局装置１０２ａは、データ制御部５１ａと、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ａと、スケジューリング部５３ａと、ＯＦＤＭ復調部５４ａと、チャネル推定部５５ａと、制御データ抽出部５６ａと、同期補正部５７ａと、プリアンブル生成部５８ａと、シグネチャ選択部５９ａと、無線部６０ａ（信号送信部、同期回復要求受信部、同期信号送信部、再送要求受信部、信号再送部とも称する）とから構成される。
【００５５】
ユーザーデータと制御データは、データ制御部５１ａに入力され、スケジューリング部５３ａからの指示により下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨ、ユーザーデータや下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ以外の制御データは、上りリンク共用チャネルで送られるように配置される。また、測定用参照信号や復調用参照信号は、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨに配置される。
【００５６】
ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ａは、データ変調を行い、ＤＦＴ変換、サブキャリアマッピング、ＩＦＦＴ変換、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）挿入、フィルタリングなどＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号処理を行い、ＤＦＴ−Ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＤＭ信号を生成する。上りリンクの通信方式は、ＤＦＴ−ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ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良い。
同期補正部５７ａは、制御データ抽出部５６ａから渡された同期情報から送信タイミングを補正し、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６０ａに出力する。
【００５７】
無線部６０ａは、アンテナ（図示省略）を介して、基地局装置１０１ａ（図１）に信号を送信する。具体的には、無線部６０ａは、無線制御部から指示された無線周波数に設定し、変調されたデータをこの無線周波数にアップコンバートして、基地局装置１０１ａに送信する。
また、無線部６０ａは、基地局装置１０１ａ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５４ａに出力する。
なお、無線部６０ａは、基地局装置１０１ａから同期要求を受信した場合に、基地局装置１０１ａに同期信号を送信する。また、無線部６０ａは、基地局装置１０１ａから再送要求を受信した場合に、基地局装置１０１ａに送信した信号を基地局装置１０１ａに再送する。
【００５８】
チャネル推定部５５ａ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５４ａに推定結果を出力する。また、基地局装置１０１ａに無線伝搬路推定結果を通知するためにＣＱＩ情報に変換し、スケジューリング部５３ａにＣＱＩ情報を出力する。
ＯＦＤＭ復調部５４ａは、チャネル推定部５５ａの無線伝搬路推定結果から受信データを復調する。
【００５９】
制御データ抽出部５６ａでは、受信データをユーザーデータと制御データに分離する。
制御データの中で上りリンクの同期情報は同期補正部５７ａに渡され、スケジューリング情報や同期更新要求メッセージやその他のレイヤー２の制御データはスケジューリング部５３ａに、レイヤー３制御データとユーザーデータを上位層に出力する。
スケジューリング部５３ａは、制御データ抽出部５６ａからの制御情報や上位層からのスケジューリング情報に基づいてデータ制御部５１ａを制御する。データ制御部５１ａは、上りリンクで送信するユーザーデータや制御データを各チャネルにマッピングする。また、スケジューリング部５３ａは、上位層からの指示により、ランダムアクセスするようにシグネチャ選択部５９ａに指示する。また、同期更新要求メッセージに含まれてるシグネチャＩＤでランダムアクセスするようにシグネチャ選択部５９ａに指示する。
【００６０】
シグネチャ選択部５９ａは、スケジューリング部５３ａからの指示により、ランダムアクセスで使用するシグネチャＩＤ番号を選択し、選択したシグネチャＩＤ番号をプリアンブル生成部５８ａに出力する。スケジューリング部５３ａからシグネチャＩＤ番号が指示された場合には、指示されたシグネチャＩＤ番号をプリアンブル生成部５８ａに出力する。
プリアンブル生成部５８ａは、シグネチャ選択部５９ａが選択したシグネチャＩＤ番号でプリアンブルを生成し、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ａに出力する。
なお、移動局装置１０２ａには、同期状態と非同期状態の２つの状態があり、スケジューリング部５３ａで同期／非同期の状態を管理する。送信したシグネチャＩＤ番号が含まれるプリアンブル応答を受信すると非同期状態から同期状態に移行する。または、プリアンブル応答の同期タイミングずれ情報を設定した時に非同期状態から同期状態に移行する。そして、基地局装置１０１ａと移動局装置１０２ａとの間で通信を行い、移動局装置１０２ａの上りリンクのデータ送信（制御データを含む）が無くなると一定期間後に非同期状態に移行する。
【００６１】
本発明の第１の実施形態の通信システムでは、基地局装置１０１ａのスケジューリング部１３ａに再同期要因検出部２４ａが設けられており、再同期要因検出部２４ａは、制御データ抽出部１６ａからの受信データの結果から連続してデータ受信が失敗しているかどうかを判断し、連続してデータ受信が失敗している場合には、同期が外れたと判断し、ＵＬ同期管理部２５ａに通知し、ＵＬ同期管理部２５ａは、その移動局装置１０２ａに同期更新処理を行わせるようにしている。
【００６２】
つまり、上りリンクの同期がとれている状態では、移動局装置１０２ａからのデータ送信は、無線伝搬路の急激な変化等で失敗するが、高速ハイブリッド自動再送を使用しているため、数回再送処理を行えば、データ送信は成功する。しかし、同期外れの状態では、送信タイミングがずれているために、何回再送しようともデータ送信は成功しない。このことから、受信データの結果から連続してデータ受信が失敗しているかどうかを判断し、基地局装置１０１ａがデータ受信にｎ回連続して失敗した場合に、同期外れの状態、または、同期が外れかけている状態と判定し、基地局装置主導（Ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ：非競合）のランダムアクセスを行うようにしている。なお、同期処理が必要な状態になった場合に、同期外れの状態、または、同期が外れかけている状態と判定しても良い。基地局装置は、再同期処理が必要かどうかをＵＬ同期管理部２５ａにて判断する。
【００６３】
上述の制御について、図４を参照しながら、以下に詳細に説明する。図４に示すように、移動局装置１０２ａは基地局装置１０１ａに、上りリンクを用いてデータを送信し（プロセスＰＲＣ１０１）、基地局装置１０１ａは、移動局装置１０２ａが送信したデータの受信が失敗すると、否定確認ＮＡＣＫを下りリンクを用いて移動局装置１０２ａに返す（プロセスＰＲＣ１０２）。また、基地局装置１０１ａは送信した否定確認ＮＡＣＫをカウントする。
【００６４】
移動局装置１０２ａは否定確認ＮＡＣＫを受信すると、再送データを基地局装置１０１ａに上りリンクを用いて送信し（プロセスＰＲＣ１０３）、基地局装置１０１ａは、再度移動局装置１０２ａが送信したデータの受信が失敗すると、再度、否定確認ＮＡＣＫを移動局装置１０２ａに下りリンクを用いて返し（プロセスＰＲＣ１０４）、さらに、移動局装置１０２ａは再送データを基地局装置１０１ａに送信し（プロセスＰＲＣ１０５）、基地局装置１０１ａは、再度移動局装置１０２ａが送信したデータの受信が失敗すると、再度、否定確認ＮＡＣＫを移動局装置１０２ａに返す（プロセスＰＲＣ１０６）。
【００６５】
基地局装置１０１ａは、移動局装置１０２ａからのデータをｎ回連続して受信失敗すると、シグネチャＩＤを選択し、シグネチャＩＤとＣ−ＲＮＴＩを含めた同期更新要求メッセージを移動局装置１０２ａに下りリンクを用いて通知する（プロセスＰＲＣ１０７）。
【００６６】
移動局装置１０２ａは、上述の同期更新要求メッセージを受信すると、再送データの送信を中止し、同期更新要求メッセージに含まれているシグネチャを使用して、上りリンクのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨにプリアンブルを送信する（プロセスＰＲＣ１０８）。
基地局装置１０１ａは、基地局装置１０１ａが指定したシグネチャのプリアンブルを検出すると、同期タイミングずれを算出して、移動局装置１０２ａにＣ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報を含んだプリアンブル応答メッセージを下りリンクを用いて送信する（プロセスＰＲＣ１０９）。
【００６７】
移動局装置１０２ａはプリアンブル応答を受信すると、同期タイミングずれ情報から同期補正を行う（プロセスＰＲＣ１１０）。すなわち、移動局装置は、ユーザデータ、制御データを送信するタイミングを同期補正に基づいて補正する。そして、基地局装置−移動局装置間でデータ送受信を再開する。
なお、同期更新要求メッセージには、使用するランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの時間―周波数位置も含めることができる。
【００６８】
図５は、上述の処理を行うための基地局装置１０１ａの処理を示すフローチャートである。上りリンクのデータを受信し（ステップＳ１０１）、受信したデータが正しいか、誤りかを判断する（ステップＳ１０２）。正しい場合、肯定確認ＡＣＫを移動局装置１０２ａに送信する（ステップＳ１０３）。
誤りの場合、否定確認ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ１０４）。否定確認ＮＡＣＫの連続送信回数をカウントし、否定確認ＮＡＣＫの連続送信回数がｎ回以上かどうかを判断し（ステップＳ１０５）、ｎ回未満の場合、上りリンクのデータ受信に戻る。
【００６９】
否定確認ＮＡＣＫの連続送信回数が、ｎ回以上の場合、基地局装置１０１ａは、シグネチャＩＤを選択し（ステップＳ１０６）、シグネチャＩＤとＣ−ＲＮＴＩを含めた同期更新要求メッセージを作成し、移動局装置１０２ａに通知する（ステップＳ１０７）。基地局装置１０１ａは、移動局装置１０２ａからのプリアンブルを待ち、プリアンブルを受信すると（ステップＳ１０８）、同期タイミングずれを算出して（ステップＳ１０９）、移動局装置１０２ａにＣ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報を含んだプリアンブル応答メッセージを送信する（ステップＳ１１０）。次に、上りリンクデータの受信に戻る（ステップＳ１０１）。
【００７０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態の通信システムにおける基地局装置１０１ｂの構成を示すものである。
【００７１】
第２の実施形態の通信システムにおける基地局装置１０１ｂは、図６に示すように、データ制御部１１ｂと、ＯＦＤＭ変調部１２ｂと、スケジューリング部１３ｂと、チャネル推定部１４ｂと、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部１５ｂと、制御データ抽出部１６ｂと、プリアンブル検出部１７ｂと、シグネチャ管理部１８ｂと、無線部１９ｂとから構成される。スケジューリング部１３ｂは、ＤＬスケジューリング部２１ｂと、ＵＬスケジューリング部２２ｂと、メッセージ作成部２３ｂと、再同期要因検出部２４ｂと、ＵＬ同期管理部２５ｂとから構成される。
【００７２】
データ制御部１１ｂ、ＯＦＤＭ変調部１２ｂ、スケジューリング部１３ｂのＤＬスケジューリング部２１ｂ、ＵＬスケジューリング部２２ｂ、メッセージ作成部２３ｂ、チャネル搬送部１４ｂ、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部１５ｂ、制御データ抽出部１６ｂ、プリアンブル検出部１７ｂ、シグネチャ管理部１８ｂ、無線部１９ｂの構成については、第１の実施形態と同様であり、その説明は可能な限り省略する。
【００７３】
チャネル推定部１４ｂは、上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨの復調用参照信号から無線伝搬路特性を推定し、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部１５ｂにこの無線伝搬路推定結果を出力する。上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨの測定用参照信号から上りリンクのスケジューリングを行うために無線伝搬路推定結果をスケジューリング部１３ｂに出力する。また、無線伝搬路推定できなかった上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨをスケジューリング部１３ｂに報告する。
【００７４】
スケジューリング部１３ｂ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２１ｂ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２２ｂと、メッセージ作成部２３ｂと、再同期要因検出部２４ｂ、ＵＬ同期管理部２５ｂから構成される。
【００７５】
ＤＬスケジューリング部２１ｂは移動局装置から通知される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、メッセージ作成部で作成される制御データから下りリンクの各チャネルにユーザーデータと制御データをマッピングするためのスケジューリングを行う。
ＵＬスケジューリング部２２ｂは、チャネル推定部１４ｂからの上りリンクの無線伝搬路推定結果と移動局装置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ためのスケジューリングを行う。
メッセージ作成部２３ｂは、上りリンクデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫ、プリアンブル応答メッセージ、同期更新要求メッセージなどの制御データを作成する。
【００７６】
再同期要因検出部２４ｂは、チャネル推定部１４ｂからの検出結果から連続して上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨの参照信号の検出ができない場合、移動局装置の同期が外れたと判断して、ＵＬ同期管理部２５ｂに同期が外れたことを通知する。
再同期要因検出部２５ｂは、無線部１９ｂが受信した信号に基づいて、所定条件に該当するか否かについて判定する。具体的には、再同期要因検出部２５ｂは、所定条件として、移動局装置が送信した信号から参照信号を検出したか否かについて判定する。
また、再同期要因検出部２５ｂは、上記判定結果に基づいて所定条件に該当しなかった回数を計測する。具体的には、再同期要因検出部２５ｂは、移動局装置が送信した信号から参照信号を検出できなかった回数を計測する。
ＵＬ同期管理部２５ｂは、移動局装置１０２ｂの上りリンク同期状態を管理する。また、移動局装置１０２ｂに同期更新処理を行わせるために、シグネチャ管理部１８ｂにシグネチャを割り当てるように指示する。
なお、移動局装置の構成については、前述の第１の実施形態の移動局装置１０２ａと同様であるので、その説明は省略する。
【００７７】
本発明の第２の実施形態の通信システムでは、基地局装置１０１ｂのスケジューリング部１３ｂに再同期要因検出部２４ｂが設けられており、再同期要因検出部２４ｂは、チャネル推定部１４ｂからの検出結果から連続して参照信号の検出ができないかどうかを判断し、連続して参照信号が検出できない場合には、同期が外れたと判断し、その移動局装置に同期更新処理を行わせるようにしている。
【００７８】
つまり、上りリンクでデータ送信をしていないが、データ送信の可能性のある移動局装置は、同期維持やデータスケジューリングの準備を上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨの測定用参照信号をある一定間隔で送信する。上りリンクの同期がとれている状態では、移動局装置からの測定用参照信号は、基地局装置１０１ｂで検出できるような送信電力で送信するため、ほとんどが検出可能である。しかし、同期外れの状態では、送信タイミングがずれているために、何回再送しようとも測定用参照信号は検出できない。
【００７９】
このことから、同期外れの判定を基地局装置１０１ｂが測定用参照信号をｎ回連続して検出しない場合に、同期外れの状態、または、同期が外れかけている状態と判定し、基地局装置主導（Ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ：非競合）のランダムアクセスを行うようにする。なお、同期処理が必要な状態になった場合に、同期外れの状態、または、同期が外れかけている状態と判定しても良い。基地局装置は、再同期処理が必要かどうかをＵＬ同期管理部２５ｂにて判断する。
【００８０】
上述の制御について、図７を参照しながら、以下に詳細に説明する。図７に示すように、移動局装置は測定用参照信号を定期的に上りリンクを用いて送信し（プロセスＰＲＣ２０１〜ＰＲＣ２０３）、基地局装置１０１ｂは、移動局装置が送信した測定用参照信号の検出に失敗すると、検出失敗をカウントする。図７では、プロセスＰＲＣ２０１、ＰＲＣ２０２、ＰＲＣ２０３において、測定用参照信号の受信に失敗して、検出エラーが発生している。
基地局装置１０１ｂは、移動局装置からの測定用参照信号をｎ回連続して検出失敗すると、シグネチャＩＤを選択し、シグネチャＩＤとＣ−ＲＮＴＩを含めた同期更新要求メッセージを移動局装置に下りリンクを用いて通知する（プロセスＰＲＣ２０４）。
【００８１】
移動局装置は、同期更新要求メッセージを受信すると、測定用参照信号の送信を中止し、同期更新要求メッセージに含まれているシグネチャを使用して、上りリンクのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨにプリアンブルを送信する（プロセスＰＲＣ２０５）。基地局装置１０１ｂは、基地局装置１０１ｂが指定したシグネチャのプリアンブルを検出すると、同期タイミングずれを算出して、移動局装置にＣ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報を含んだプリアンブル応答メッセージを下りリンクを用いて送信する（プロセスＰＲＣ２０６）。移動局装置はプリアンブル応答を受信すると、同期タイミングずれ情報から同期補正を行う（プロセスＰＲＣ２０７）。そして、測定用参照信号の送信を再開する。
なお、同期更新要求メッセージには、使用するランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの時間―周波数位置も含めることができる。
【００８２】
図８は、上述の処理を行うための基地局装置１０１ｂの処理を示すフローチャートである。上りリンクのデータを受信し、測定用参照信号の検出処理を行う（ステップＳ２０１）。そして、測定用参照信号を検出したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。検出した場合、上りリンクＣＱＩを測定し（ステップＳ２０３）、同期タイミングずれを算出する（ステップＳ２０４）。
【００８３】
検出できない場合、検出失敗の連続送信回数をカウントし、検出失敗の連続送信回数が、連続してｎ回以上かどうかを判断する（ステップＳ２０５）。ｎ回未満の場合、測定用参照信号の検出に戻る。
検出失敗の連続送信回数が、ｎ回以上の場合、シグネチャＩＤを選択し（ステップＳ２０６）、シグネチャＩＤとＣ−ＲＮＴＩを含めた同期更新要求メッセージを作成し、移動局装置に通知する（ステップＳ２０７）。移動局装置からのプリアンブルを待ち、プリアンブルを受信すると（ステップＳ２０８）、プリアンブルから同期タイミングずれ情報を検出して、同期タイミングずれを算出して（ステップＳ２０９）、移動局装置にＣ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報を含んだプリアンブル応答メッセージを送信する（ステップＳ２１０）。次に、測定用参照信号の受信に戻る（ステップＳ２０１）。
【００８４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態の通信システムにおける基地局装置１０１ｃの構成を示すものである。
【００８５】
第３の実施形態の通信システムにおける基地局装置１０１ｃは、図９に示すように、データ制御部１１ｃと、ＯＦＤＭ変調部１２ｃと、スケジューリング部１３ｃと、チャネル推定部１４ｃと、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部１５ｃと、制御データ抽出部１６ｃと、プリアンブル検出部１７ｃと、シグネチャ管理部１８ｃと、無線部１９ｃとから構成される。スケジューリング部１３ｃは、ＤＬスケジューリング部２１ｃと、ＵＬスケジューリング部２２ｃと、メッセージ作成部２３ｃと、再同期要因検出部２４ｃと、ＵＬ同期管理部２５ｃとから構成される。
【００８６】
データ制御部１１ｃ、ＯＦＤＭ変調部１２ｃ、スケジューリング部１３ｃのＤＬスケジューリング部２１ｃ、ＵＬスケジューリング部２２ｃ、メッセージ作成部２３ｃ、チャネル搬送部１４ｃ、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部１５ｃ、制御データ抽出部１６ｃ、プリアンブル検出部１７ｃ、シグネチャ管理部１８ｃ、無線部１９ｃの構成については、第１の実施形態と同様であり、その説明は可能な限り省略する。
【００８７】
制御データ抽出部１６ｃは、受信データの正誤を確認し、確認結果をスケジューリング部１３ｃに通知する。受信データが正しい場合、受信データをユーザーデータと制御データに分離する。制御データの中で下りリンクＣＱＩ情報、下りリンクデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫなどのレイヤー２の制御データはスケジューリング部に渡され、その他のレイヤー３等の制御データとユーザーデータは上位層に出力する。受信データが誤りの場合、再送データと合成するために保存しておき、再送データを受信した時に合成処理を行う。また、下りリンクＣＱＩを検出できない場合は、検出結果をスケジューリング部に報告する。
【００８８】
スケジューリング部１３ｃ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２１ｃ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２２ｃと、メッセージ作成部２３ｃと、再同期要因検出部２４ｃと、ＵＬ同期管理部２５ｃとから構成される。
ＤＬスケジューリング部２１ｃは、移動局装置から通知される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、メッセージ作成部２３ｃで作成される制御データから下りリンクの各チャネルにユーザーデータと制御データをマッピングするためのスケジューリングを行う。
【００８９】
ＵＬスケジューリング部２２ｃは、チャネル推定部１４ｃからの上りリンクの無線伝搬路推定結果と移動局装置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ためのスケジューリングを行う。
メッセージ作成部２３ｃは、上りリンクデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫ、プリアンブル応答メッセージ、同期更新要求メッセージなどの制御データを作成する。
【００９０】
再同期要因検出部２４ｃは、制御データ抽出部１６ｃからの下りリンクＣＱＩの検出結果から連続して検出失敗している場合、移動局装置１０２ｃの同期が外れたと判断して、ＵＬ同期管理部２５ｃに同期が外れたことを通知する。
再同期要因検出部２４ｃは、無線部１９ｃが受信した信号に基づいて所定条件に該当するか否かについて判定する。具体的には、再同期要因検出部２４ｃは、所定条件として、移動局装置が送信した信号から制御信号を検出したか否かについて判定する。
また、再同期要因検出部２４ｃは、上記の判定結果に基づいて所定条件に該当しなかった回数を計測する。具体的には、再同期要因検出部２４ｃは、移動局装置が送信した信号から制御信号を検出できなかった回数を計測する。
ＵＬ同期管理部２５ｃは、移動局装置１０２ｃの上りリンク同期状態を管理する。また、移動局装置１０２ｃに同期更新処理を行わせるために、シグネチャ管理部１８ｃにシグネチャを割り当てるように指示する。
なお、移動局装置の構成については、前述の第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００９１】
本発明の第３の実施形態の通信システムでは、基地局装置１０１ｃのスケジューリング部１３ｃｃに再同期要因検出部２４ｃが設けられており、再同期要因検出部２４ｃは、制御データ抽出部１６ｃからの下りリンクＣＱＩの検出結果から連続して下りリンクＣＱＩか検出できないかどうかを判断し、連続して下りリンクＣＱＩが検出できない場合には、その移動局装置に同期更新処理を行わせるようにしている。
【００９２】
つまり、上りリンクでデータ送信をしていないが、下りリンクのデータを受信している移動局装置は、上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨで下りリンクのデータスケジューリングのための下りリンクＣＱＩを送信する。または、下りリンクの受信データのＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する。上りリンクの同期がとれている状態では、移動局装置からの下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ほとんどが検出可能である。しかし、同期外れの状態では、送信タイミングがずれているために、何回再送しようとも下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは検出できない。
【００９３】
このことから、同期外れの判定を基地局装置１０１ｃが下りリンクＣＱＩをｎ回連続して検出しない場合に、同期外れの状態、または、同期が外れかけている状態と判定し、基地局装置主導（Ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ：非競合）のランダムアクセスを行うようにする。なお、同期処理が必要な状態になった場合に、同期外れの状態、または、同期が外れかけている状態と判定しても良い。基地局装置は、再同期処理が必要かどうかをＵＬ同期管理部２５ｃにて判断する。
【００９４】
上述の制御について、図１０を参照しながら、以下に詳細に説明する。図１０に示すように、移動局装置は下りリンクＣＱＩを基地局装置１０１ｃに定期的に送信し（プロセスＰＲＣ３０１〜ＰＲＣ３０３）、基地局装置１０１ｃは、移動局装置が送信した下りリンクＣＱＩの検出に失敗すると、検出失敗をカウントする。図１０では、プロセスＰＲＣ３０１、ＰＲＣ３０２、ＰＲＣ３０３において、ＣＱＩの受信に失敗して検出エラーが発生している。
基地局装置１０１ｃは、移動局装置からの下りリンクＣＱＩをｎ回連続して検出失敗すると、シグネチャＩＤ番号を選択し、シグネチャＩＤ番号とＣ−ＲＮＴＩを含めた同期更新要求メッセージを移動局装置に通知する（プロセスＰＲＣ３０４）。
【００９５】
移動局装置は、同期更新要求メッセージを受信すると、下りリンクＣＱＩの送信を中止し、同期更新要求メッセージに含まれているシグネチャを使用して、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨにプリアンブルを送信する（プロセスＰＲＣ３０５）。基地局装置１０１ｃは、基地局装置１０１ｃが指定したシグネチャのプリアンブルを検出すると、同期タイミングずれを算出して、移動局装置にＣ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報を含んだプリアンブル応答メッセージを送信する（プロセスＰＲＣ３０６）。移動局装置はプリアンブル応答を受信すると、同期タイミングずれ情報から同期補正を行う（プロセスＰＲＣ３０７）。そして、下りリンクＣＱＩの送信を再開する。
なお、同期更新要求メッセージには、使用するランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの時間―周波数位置も含めることができる。
【００９６】
図１１は、上述の処理を行うための基地局装置１０１ｃの処理を示すフローチャートである。下りリンクの信号を受信して、下りリンクＣＱＩの検出処理を行う（ステップＳ３０１）。そして、下りリンクＣＱＩを検出したか否かを判断する（ステップＳ３０２）。
検出した場合、下りリンクスケジューリングを行う（ステップＳ３０３）。
【００９７】
検出できない場合、検出失敗の連続送信回数をカウントし、検出失敗の連続送信回数がｎ回以上かどうかを判断する（ステップＳ３０４）。検出失敗の連続送信回数がｎ回未満の場合、下りリンクＣＱＩの検出に戻る（ステップＳ３０１）。
検出失敗の連続送信回数が、ｎ回以上の場合、シグネチャＩＤを選択し（ステップＳ３０５）、シグネチャＩＤとＣ−ＲＮＴＩを含めた同期更新要求メッセージを作成し、移動局装置に通知する（ステップＳ３０６）。移動局装置からのプリアンブルを待ち、プリアンブルを受信すると（ステップＳ３０７）、プリアンブルから同期タイミングずれ情報を算出して、同期タイミングずれを算出して（ステップＳ３０８）、移動局装置にＣ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報を含んだプリアンブル応答メッセージを送信する（ステップＳ３０９）。次に、下りリンクＣＱＩの受信に戻る（ステップＳ３０１）。
【００９８】
第１〜第３の実施形態のように基地局装置が同期維持状態の移動局装置にもかかわらず、同期維持状態の移動局装置の同期外れを検出し、同期回復要求信号を送信することにより、同期維持状態の移動局装置が同期外れになった場合において、早期に同期を回復することができる。
また、基地局装置が同期回復要求信号を送信することにより、移動局装置は同期外れを認識し、移動局装置は同期状態から非同期状態に移行する。非同期状態に移行することで、同期タイマーを停止（又はリセット）し、同期が外れた状態でのランダムアクセスチャネル以外のチャネルへのデータ送信（制御データを含む）を禁止することができる。
更に、基地局装置がシグネチャを指定し、非競合ランダムアクセスを移動局に行わせることにより更に早く同期回復の処理を終了することができ、早期に同期が回復させることができる。
【００９９】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第４の実施形態の通信システムにおける基地局装置１０１ｄの構成を示すものである。
【０１００】
第４の実施形態の通信システムにおける基地局装置１０１ｄは、図１２に示すように、データ制御部１１ｄと、ＯＦＤＭ変調部１２ｄと、スケジューリング部１３ｄと、チャネル推定部１４ｄと、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ復調部１５ｄと、制御データ抽出部１６ｄと、プリアンブル検出部１７ｄと、シグネチャ管理部１８ｄと、無線部１９ｄとから構成される。スケジューリング部１３ｄは、ＤＬスケジューリング部２１ｄと、ＵＬスケジューリング部２２ｄと、メッセージ作成部２３ｄとから構成される。これらの構成については、第１の実施形態と同様であり、その説明は可能な限り省略する。
なお、基地局装置１０１ｄには、同期状態と非同期状態の２つの状態があり、スケジューリング部１３ｄで同期／非同期の状態を管理する。プリアンブル応答を送信すると非同期状態から同期状態に移行する。そして、基地局装置１０１ｄと移動局装置１０２ｄとの間で通信を行い、同期タイマーによる所定時間経過前に、同期情報を移動局装置１０２ｄに送信し、同期を維持する。移動局装置１０２ｄからの上りリンクのデータ送信（制御データを含む）が無くなると一定期間後に非同期状態に移行する。
【０１０１】
図１３は、本発明の第４の実施形態の通信システムにおける移動局装置１０２ｄの構成を示すものである。第４の実施形態の通信システムにおける移動局装置１０２ｄは、図１３に示すように、データ制御部５１ｄと、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ｄと、スケジューリング部５３ｄと、ＯＦＤＭ復調部５４ｄと、チャネル推定部５５ｄと、制御データ抽出部５６ｄと、同期補正部５７ｄと、プリアンブル生成部５８ｄと、シグネチャ選択部５９ｄと、無線部６０ｄ（信号受信部、送信部とも称する）とから構成される。スケジューリング部５３ｄは、ＵＬスケジューリング部６１ｄと、再同期要因検出部６２ｄと、ＵＬ同期管理部６３ｄ（上りリンク同期管理部とも称する）とから構成される。
【０１０２】
ユーザーデータと制御データは、データ制御部５１ｄに入力され、スケジューリング部５３ｄからの指示により下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨ、ユーザーデータや下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ以外の制御データは、上りリンク共用チャネルＰＵＳＣＨで送られるように配置する。また、測定用参照信号や復調用参照信号を上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨに配置する。
【０１０３】
ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ｄは、データ変調を行い、ＤＦＴ変換、サブキャリアマッピング、ＩＦＦＴ変換、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）挿入、フィルタリングなどＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号処理を行い、ＤＦＴ−Ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＤＭ信号を生成する。上りリンクの通信方式は、ＤＦＴ−ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ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良い。
【０１０４】
同期補正部５７ｄは、制御データ抽出部５６ｄから渡された同期情報から送信タイミングを補正し、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６０ｄに出力する。
無線部６０ｄは、無線制御部から指示された無線周波数に設定し、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、アンテナ（図示省略）を介して、基地局装置１０１ｄに送信する。なお、無線部６０ｄは、再同期要因検出部６２ｄが計測する回数が所定回数以上になった場合に同期信号を基地局装置１０１ｄに送信する。
また、無線部６０ｄは、基地局装置が送信する信号を受信する。具体的には、無線部６０ｄは、基地局装置１０１ｄ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５４ｄに出力する。
【０１０５】
チャネル推定部５５ｄ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５４ｄに推定結果を出力する。また、基地局装置１０１ｄに無線伝搬路推定結果を通知するためにＣＱＩ情報に変換し、スケジューリング部５３ｄにＣＱＩ情報を出力する。
【０１０６】
ＯＦＤＭ復調部５４ｄは、チャネル推定部５５ｄの無線伝搬路推定結果から受信データを復調する。
制御データ抽出部５６ｄでは、受信データをユーザーデータと制御データに分離する。
制御データの中で上りリンクの同期情報は同期補正部５７ｄに渡され、スケジューリング情報やその他のレイヤー２の制御データはスケジューリング部５３ｄに、レイヤー３制御データとユーザーデータを上位層に出力する。また、否定確認ＮＡＣＫを受信した場合、スケジューリング部５３ｄに通知する。
【０１０７】
スケジューリング部５３ｄは、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６１ｄと、再同期要因検出部６２ｄ、ＵＬ同期管理部６３ｄとから構成される。
上りリンクスケジューリング部６１ｄは、制御データ抽出部５６ｄから制御情報や上位層からのスケジューリング情報から、上りリンクで送信するユーザーデータや制御データを各チャネルにマッピングする。また、上位層からの指示からの情報により、ランダムアクセスするようにシグネチャ選択部５９ｄに指示する。
【０１０８】
再同期要因検出部６２ｄは、制御データ抽出部５６ｄの否定確認ＮＡＣＫの検出結果をカウントし、否定確認ＮＡＣＫを連続してｎ回受信した場合、移動局装置１０２ｄの同期が外れたと判断して、ＵＬ同期管理部６３ｄに同期が外れたことを通知する。
つまり、再同期要因検出部６２ｄは、無線部６０ｄが受信した信号が再送要求であるか否かについて判定する。具体的には、再同期要因検出部６２ｄは、所定条件として、基地局装置１０１ｄが送信した信号が受信不可を示す信号であるか否かを判定する。
また、再同期要因検出部６２ｄは、無線部６０ｄが受信した信号を再送要求であると判定した回数を計測する。具体的には、再同期要因検出部６２ｄは、基地局装置１０１ｄが送信した受信不可を示す信号の回数を計測する。
ＵＬ同期管理部６３ｄは、移動局装置１０２ｄの上りリンク同期状態を管理する。また、移動局装置１０２ｄに同期更新処理を行わせるために、シグネチャ管理部１８ｄにランダムアクセスするようにシグネチャ選択部５９ｄに指示する。
【０１０９】
図１４は、本発明の第４の実施形態によるＵＬ同期管理部６３ｄの状態遷移図である。
移動局装置１０２ｄが基地局装置１０１ｄへランダムアクセスを行い、基地局装置１０１ｄからのランダムアクセス応答を受信すると（ステップＢ０１）と同期維持状態に移行する。
基地局装置１０１ｄと移動局装置１０２ｄの通信が終了し、一定期間後（同期タイマー満了後）（ステップＢ０２）と同期非維持状態に移行する。同期維持状態の中には同期状態と非同期状態があり、ステップＢ０１からの移行時は、同期維持状態の同期状態となる。
同期維持状態の同期状態中は、基地局装置１０１ｄから同期タイマーによるタイマー満了前に同期タイミングずれ情報を受信し、同期状態を維持する。制御データ抽出部５６ｄの否定確認ＮＡＣＫの検出結果から再同期要因検出部６２ｄが同期外れと判断すると（ステップＢ０３）と同期維持状態の非同期状態に移行する。
【０１１０】
同期維持状態の非同期状態に移行すると同期更新処理を行うために、シグネチャ選択部５９ｄにランダムアクセスするように指示する。移動局装置１０２ｄが、シグネチャＩＤを選択し、選択したシグネチャＩＤのプリアンブルでランダムアクセスを行い、基地局装置１０１ｄがプリアンブルを検出し、プリアンブル応答を移動局１０２ｄに送信する。移動局１０２ｄがプリアンブル応答を受信し同期タイミングずれ情報から同期を更新する（ステップＢ０４）と同期維持状態の同期状態に移行する。
なお、同期維持状態とは、基地局装置と移動局装置との間で通信を行い、移動局装置が下りリンクのデータ受信（制御データを含む）及び上りリンクのデータ送信（制御データを含む）がある状態、または、同期タイマーによるタイマー満了前まで状態を言う。
【０１１１】
シグネチャ選択部５９ｄは、スケジューリング部５３ｄからの指示により、ランダムアクセスで使用するシグネチャＩＤ番号を選択し、選択したシグネチャＩＤ番号をプリアンブル生成部５８ｄに出力する。スケジューリング部５３ｄからシグネチャＩＤ番号が指示された場合には、指示されたシグネチャＩＤ番号をプリアンブル生成部５８ｄに出力する。
プリアンブル生成部５８ｄは、シグネチャ選択部５９ｄが選択したシグネチャＩＤ番号でプリアンブルを生成し、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ｄに出力する。
【０１１２】
前述の第１の実施形態から第３の実施形態では、基地局装置１０１ｄが同期外れを検出した場合について示したが、この実施形態では、移動局装置１０２ｄが同期外れを検出する場合について示す。
上りリンクの同期がとれている状態では、移動局装置１０２ｄからのデータ送信は、無線伝搬路の急激な変化等で失敗するが、高速ハイブリッド自動再送を使用しているため、数回再送処理を行えば、データ送信は成功する。しかし、同期外れの状態では、送信タイミングがずれているために、何回再送しようともデータ送信は成功しない。
【０１１３】
このことから、同期外れの判定を移動局装置１０２ｄが送信したデータに対する基地局装置１０１ｄからの応答がｎ回連続して否定確認ＮＡＣＫの場合に、上りリンクの同期外れの状態、または、上りリンクの同期が外れかけている状態と判定し、移動局装置主導（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ：競合）のランダムアクセスを行うようにする。なお、同期処理が必要な状態になった場合に、同期外れの状態、または、同期が外れかけている状態と判定しても良い。移動局装置は、再同期処理が必要かどうかをＵＬ同期管理部６２ｄにて判断する。
【０１１４】
上述の制御について、図１５を参照しながら、以下に詳細に説明する。図１５に示すように、移動局装置１０２ｄは基地局装置１０１ｄに上りリンクを用いてデータを送信し（プロセスＰＲＣ４０１）、基地局装置１０１ｄは、移動局装置１０２ｄが送信したデータの受信が失敗すると、否定確認ＮＡＣＫを移動局装置１０２ｄに下りリンクを用いて返す（プロセスＰＲＣ４０２）。
【０１１５】
移動局装置１０２ｄは否定確認ＮＡＣＫを受信すると、再送データを基地局装置１０１ｄに送信し（プロセスＰＲＣ４０３）、基地局装置１０１ｄは、再度移動局装置１０２ｄが送信したデータの受信が失敗すると、再度、否定確認ＮＡＣＫを移動局装置１０２ｄに返し（プロセスＰＲＣ４０４）、さらに、移動局装置１０２ｄは再送データを基地局装置１０１ｄに送信し（プロセスＰＲＣ４０５）、再度移動局装置１０２ｄが送信したデータの受信が失敗すると、再度、否定確認ＮＡＣＫを移動局装置１０２ｄに返す（プロセスＰＲＣ４０６）。
【０１１６】
移動局装置１０２ｄは否定確認ＮＡＣＫを受信すると、その否定確認ＮＡＣＫをカウントしており、移動局装置１０２ｄは、移動局装置１０２ｄから送信したデータの否定確認ＮＡＣＫをｎ回連続して受信すると、再送データの送信を中止し、移動局装置１０２ｄは、シグネチャを選択し、上りリンクのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨにプリアンブルを送信する（プロセスＰＲＣ４０７）。
【０１１７】
基地局装置１０１ｄは、プリアンブルを検出すると、同期タイミングずれを算出して、移動局装置１０２ｄがＬ２／Ｌ３メッセージを送信するためのスケジューリングを行い、移動局装置１０２ｄにＲＡ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報、Ｌ２／Ｌ３メッセージのスケジューリング情報を含んだプリアンブル応答メッセージを送信する（プロセスＰＲＣ４０８）。
【０１１８】
移動局装置１０２ｄはプリアンブル応答を受信すると、同期タイミングずれ情報から同期補正を行い、同期を更新した旨のＬ２／Ｌ３メッセージを送信する（プロセスＰＲＣ４０９）。
基地局装置１０１ｄは、Ｌ２／Ｌ３メッセージを受信すると移動局装置１０２ｄにコンテンションレゾリューションを送信する（プロセスＰＲＣ４１０）。移動局装置１０２ｄは、コンテンションレゾリューションを受信すると基地局装置−移動局装置間でデータ送受信を再開する。
【０１１９】
図１６は、上述の処理を行うための移動局装置１０２ｄの処理を示すフローチャートである。上りリンクの送信データの応答を受信する（ステップＳ４０１）。基地局装置１０１ｄからの応答が肯定確認ＡＣＫか、否定確認ＮＡＣＫかを判断する（ステップＳ４０２）。肯定確認ＡＣＫの場合、新しいデータを基地局装置１０１ｄに送信する（ステップＳ４０３）。
【０１２０】
否定確認ＮＡＣＫの場合、再送データを送信し、否定確認ＮＡＣＫの連続送信回数をカウントし、否定確認ＮＡＣＫの連続送信回数がｎ回以上かどうかを判断する（ステップＳ４０４）。否定確認ＮＡＣＫの連続送信回数が、ｎ回未満の場合、再送データを送信する（ステップＳ４０５）。次に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの受信に戻る（ステップＳ４０１）。
【０１２１】
否定確認ＮＡＣＫの連続送信回数が、ｎ回以上の場合、シグネチャを選択し（ステップＳ４０６）、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨにプリアンブルを送信する（ステップＳ４０７）。プリアンブル応答を待ち、プリアンブル応答を受信すると（ステップＳ４０８）、プリアンブル応答に含まれている同期タイミングずれ情報を使用して同期補正を行い（ステップＳ４０９）、同期を更新した旨のＬ２／Ｌ３メッセージを作成し、基地局装置１０１ｄにＬ２／Ｌ３メッセージを送信する（ステップＳ４１０）。そして、コンテンションレゾリューションを待ち、コンテンションレゾリューションを受信し（ステップＳ４１１）、データ送信を再開する。そして、再送データを送信する（ステップＳ４０５）。
【０１２２】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１７は、本発明の第５の実施形態の通信システムにおける移動局装置１０２ｅの構成を示すものである。
【０１２３】
第５の実施形態における移動局装置１０２ｅは、図１７に示すように、データ制御部５１ｅと、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ｅと、スケジューリング部５３ｅと、ＯＦＤＭ復調部５４ｅと、チャネル推定部５５ｅと、制御データ抽出部５６ｅと、同期補正部５７ｅと、プリアンブル生成部５８ｅと、シグネチャ選択部５９ｅと、無線部６０ｅ（信号受信部、送信部とも称する）とから構成される。スケジューリング部５３ｅは、ＵＬスケジューリング部６１ｅと、再同期要因検出部６２ｅと、ＵＬ同期管理部６３ｅとから構成される。
【０１２４】
ユーザーデータと制御データは、データ制御部５１ｅに入力され、スケジューリング部５３ｅからの指示により下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨ、ユーザーデータや下りリンクＣＱＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ以外の制御データは、上りリンク共用チャネルで送られるように配置する。また、測定用参照信号や復調用参照信号を上りリンクパイロットチャネルＵＰｉＣＨに配置する。
【０１２５】
ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ｅは、データ変調を行い、ＤＦＴ変換、サブキャリアマッピング、ＩＦＦＴ変換、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）挿入、フィルタリングなどＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ信号処理を行い、ＤＦＴ−Ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＤＭ信号を生成する。上りリンクの通信方式は、ＤＦＴ−ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ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良い。
【０１２６】
同期補正部５７ｅは、制御データ抽出部５６ｅから渡された同期情報から送信タイミングを補正し、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６０ｅに出力する。
無線部６０ｅは、無線制御部から指示された無線周波数に設定し、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、アンテナ（図示省略）を介して、基地局装置１０１ｅに送信する。無線部６０ｅは、再同期要因検出部６２ｅが計測する回数が所定回数以上になった場合に、同期信号を基地局装置１０１ｅに送信する。
また、無線部６０ｅは、基地局装置１０１ｅが送信する信号を受信する。具体的には、基地局装置１０１ｅ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５４ｅに出力する。
【０１２７】
チャネル推定部５５ｅ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５４ｅに推定結果を出力する。また、基地局装置１０１ｅに無線伝搬路推定結果を通知するためにＣＱＩ情報に変換し、スケジューリング部５３ｅにＣＱＩ情報を出力する。
ＯＦＤＭ復調部５４ｅは、チャネル推定部５５ｅの無線伝搬路推定結果から受信データを復調する。制御データ抽出部５６ｅでは、受信データをユーザーデータと制御データに分離する。制御データの中で上りリンクの同期情報は同期補正部５７ｅに渡され、スケジューリング情報やその他のレイヤー２の制御データはスケジューリング部５３ｅに、レイヤー３制御データとユーザーデータを上位層に出力する。また、報知チャネルが受信失敗した場合、スケジューリング部５３ｅに報告する。
【０１２８】
スケジューリング部５３ｅは、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６１ｅと、再同期要因検出部６２ｅと、ＵＬ同期管理部６３ｅとから構成される。
ＵＬスケジューリング部６１ｅは、制御データ抽出部５６ｅから制御情報や上位層からのスケジューリング情報から、上りリンクで送信するユーザーデータや制御データを各チャネルにマッピングする。また、上位層からの指示からの情報により、ランダムアクセスするようにシグネチャ選択部５９ｅに指示する。
再同期要因検出部６２ｅは、制御データ抽出部５６ｅの結果をカウントし、報知チャネルを連続してｎ回受信失敗した場合、移動局装置１０２ｅの同期が外れたと判断して、ＵＬ同期管理部６３ｅに同期が外れたことを通知する。
再同期要因検出部６２ｅは、無線部６０ｅ基地局装置１０１ｅから受信した信号が再送要求であるか否かについて判定する。具体的には、再同期要因検出部６２ｅは、所定条件として、基地局装置１０１ｅが送信した信号から報知チャンネルの信号を検出したか否かについて判定する。
また、再同期要因検出部６２ｅは、無線部６０ｅが基地局装置１０１ｅから受信した信号を再送要求であると判定した回数を計測する。具体的には、再同期要因検出部６２ｅは、基地局装置１０１ｅが送信した信号から報知チャンネルの信号を検出できなかった回数を計測する。
ＵＬ同期管理部６３ｅは、移動局装置１０２ｅの上りリンク同期状態を管理する。また、移動局装置１０２ｅに同期更新処理を行わせるために、シグネチャ管理部１８ｅにランダムアクセスするようにシグネチャ選択部５９ｅに指示する。
【０１２９】
シグネチャ選択部５９ｅは、スケジューリング部５３ｅからの指示により、ランダムアクセスで使用するシグネチャＩＤ番号を選択し、選択したシグネチャＩＤ番号をプリアンブル生成部５８ｅに出力する。スケジューリング部５３ｅからシグネチャＩＤ番号が指示された場合には、指示されたシグネチャＩＤ番号をプリアンブル生成部５８ｅに出力する。
プリアンブル生成部５８ｅは、シグネチャ選択部５９ｅが選択したシグネチャＩＤ番号でプリアンブルを生成し、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調部５２ｅに出力する。
【０１３０】
第１〜第４の実施形態では、上りリンクの同期外れを検出した場合について示したが、この実施形態では、下りリンクの同期外れを検出した場合について示す。
下りリンクで同期が外れた場合には、上りリンクの同期は、下りリンクを基準にしているため、外れたことになる。このことから、上りリンク同期外れの判定を、下りリンクの同期が外れた場合に上りリンクの同期外れの状態と判定し、移動局装置主導（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ：競合）のランダムアクセスを行うようにする。なお、同期外れの状態とは、同期処理が必要な状態と同義である。移動局装置は、再同期処理が必要かどうかをＵＬ同期管理部６２ｅにて判断する。下りリンク共通制御チャネルＣＣＰＣＨの中の報知チャネル（ＢＣＨ：Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）は、２０ｍｓの間隔である。すなわち、報知チャネルＢＣＨは、２０ｍｓの間隔で送られてくる。
ので、下りリンクの同期外れは、下りリンク共通制御チャネルＣＣＰＣＨの報知チャネルを連続して受信失敗した場合とする。
【０１３１】
上述の制御について、図１８を参照しながら、以下に詳細に説明する。図１８に示すように、移動局装置１０２ｅは、上りリンクのデータの送信を行っており（プロセスＰＲＣ５００）、基地局装置からの報知チャンネルの受信を定期的に行う（プロセスＰＲＣ５０１〜ＰＲＣ５０３）。図１８において、プロセスＰＲＣ５０１、ＰＲＣ５０２、ＰＲＣ５０３において、報知チャネルＢＣＨの受信に失敗している。報知チャネルの受信に失敗すると、移動局装置１０２ｅは、受信失敗の回数をカウントする。
【０１３２】
移動局装置１０２ｅは、報知チャネルをｎ回連続して受信すると、移動局装置１０２ｅは、下りリンクの同期を行い、下りリンクの同期を終えた後（プロセスＰＲＣ５０４）、シグネチャを選択し、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨにプリアンブルを送信する（プロセスＰＲＣ５０５）。
基地局装置１０１ｅは、プリアンブルを検出すると、同期タイミングずれを算出して、移動局装置１０２ｅがＬ２／Ｌ３メッセージを送信するためのスケジューリングを行い、移動局装置１０２ｅにＲＡ−ＲＮＴＩと同期タイミングずれ情報、Ｌ２／Ｌ３メッセージのスケジューリング情報を含んだプリアンブル応答メッセージを送信する（プロセスＰＲＣ５０６）。
【０１３３】
移動局装置１０２ｅはプリアンブル応答を受信すると、同期タイミングずれ情報から同期補正を行い、同期を更新した旨のＬ２／Ｌ３メッセージを送信する（プロセスＰＲＣ５０７）。基地局装置１０１ｅは、Ｌ２／Ｌ３メッセージを受信すると移動局装置１０２ｅにコンテンションレゾリューションを送信する（プロセスＰＲＣ５０８）。移動局装置１０２ｅは、コンテンションレゾリューションを受信すると基地局装置−移動局装置間でデータ送受信を再開する。
【０１３４】
図１９は、上述の処理を行うための移動局装置１０２ｅの処理を示すフローチャートである。下りリンクの報知チャネルを受信し（ステップＳ５０１）、報知チャネルのデータのＣＲＣチェックを行い、受信成功か受信失敗かを判断する（ステップＳ５０２）。受信成功の場合、受信処理を続ける。
【０１３５】
受信失敗の場合、受信失敗の回数をカウントし、受信失敗の連続回数がｎ回以上かどうかを判断する（ステップＳ５０３）。受信失敗の連続回数が、ｎ回未満の場合、受信処理を続ける。
受信失敗の連続回数が、ｎ回以上の場合、下りリンクの同期処理を行い、下りリンクの同期が完了後、シグネチャを選択し（ステップＳ５０４）、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨにプリアンブルを送信する（ステップＳ５０５）。プリアンブル応答を待ち、プリアンブル応答を受信すると（ステップＳ５０６）、プリアンブル応答に含まれている同期タイミングずれ情報を使用して同期補正を行い（ステップＳ５０７）、同期を更新した旨のＬ２／Ｌ３メッセージを作成し、基地局装置１０１ｅにＬ２／Ｌ３メッセージを送信する（ステップＳ５０８）。そして、コンテンションレゾリューションを待ち、コンテンションレゾリューションを受信し、データ送信を再開する（ステップＳ５０９）。次に、報知チャネルＢＣＨの受信に戻る（ステップＳ５０１）。
尚、実施例５では下りリンク共通制御チャネルＣＣＰＣＨの報知チャネルの受信状況を見て下りリンクの同期外れ（上りリンクの同期外れ）を検出したが、下りリンク共用チャネルＰＤＳＣＨで送られる移動局装置宛のデータの受信状況を見て下りリンクの同期外れ（上りリンクの同期外れ）を検出しても良い。また、下りリンクパイロットチャネルＤＰｉＣＨの受信状況を見て、下りリンクの同期外れを検出することもできる。この場合、下りリンクパイロットチャネルＤＰｉＣＨを連続失敗することで下りリンクの同期外れを検出しても良い、また、下りリンクパイロットチャネルＤＰｉＣＨまたは、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨから下りリンクの同期ずれを観測し、同期ずれ量が大きくなった場合に下りリンクの同期外れとしても良い。
実施例４〜５のように移動局装置が同期維持状態にもかかわらず、同期外れを検出し、基地局装置に同期信号を送信することで、同期維持状態の移動局装置が同期外れになった場合において、早期に同期を回復することができる。また、移動局装置が同期信号を送信することにより、基地局装置は同期外れを認識することができ、同期情報を送信するための同期タイマーを停止（又はリセット）する。
【０１３６】
なお、以上説明した実施形態において、図１、図６、図９、図１２の基地局装置の各部、図３、図１３、図１７の移動局装置の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより基地局装置又は移動局装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１３７】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１３８】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、上りリンクの同期が外れた場合でも、基地局装置または移動局装置が同期外れを検出し、同期外れの状態からの同期状態への回復を行う基地局装置、移動局装置、通信システム及び通信方法に適用できる。

Claims (2)

1. 基地局装置にデータを送信し、
   前記データに対する応答を否定応答と判断した場合、前記データを再送する移動局装置であって、
   前記応答を所定回数連続して否定応答と判断した場合、同期タイミングずれを算出するためのプリアンブルをランダムアクセスチャネルで送信することを特徴とする移動局装置。
2. 基地局装置にデータを送信し、
   前記データに対する応答を否定応答と判断した場合、前記データを再送する移動局装置における方法であって、
   前記応答を所定回数連続して否定応答と判断した場合、同期タイミングずれを算出するためのプリアンブルをランダムアクセスチャネルで送信することを特徴とする方法。

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