JP4743910B2 - 無線通信システム、移動局装置およびランダムアクセス方法 - Google Patents

無線通信システム、移動局装置およびランダムアクセス方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システム、移動局装置およびランダムアクセス方法、特に、異なる通信帯域幅を備える移動局装置が混在し、これらの移動局装置がランダムアクセスする無線通信システム、移動局装置およびランダムアクセス方法に関する。
本願は、２００６年７月６日に、日本に出願された特願２００６−１８６８０２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）方式が第３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３世代無線アクセス技術の進化（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ、以下、ＥＵＴＲＡと称する）が検討されている。ＥＵＴＲＡの下りリンクの通信方式として、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）方式が提案されている。ＥＵＴＲＡ技術として、ＯＦＤＭＡ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 Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）に基づく適応変復調・誤り訂正方式（ＡＭＣＳ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ、以下、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、各移動局装置の伝播路状況に応じて、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の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、伝播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、より高い変調効率の多値変調方式に切り替えることで、移動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（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ａｎｄ Ｃｈｉｐ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒｓ）−ＣＤＭＡ方式やＩＦＤＭＡ（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）−Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ方式のシングルキャリア通信方式が上りリンクに有効な無線通信方式として提案されている。また、下りリンク、及び上りリンクにおいて時間領域・周波数領域の伝播路状況に応じて移動局装置に通信チャネルを割り当てる時間・周波数スケジューリングの適用が提案されている。
ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰでの提案をベースとする上り・下りリンクのチャネル構成を図１８に示す。
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 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の上りリンクは、上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、上りリンク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）から構成されている。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、下りリンクのデータチャネルの復調用、下りリンクのＡＭＣＳ方式及び時間・周波数スケジューリングを行うための下りリンクの無線伝播路特性の推定、及びセルサーチ、上り送信電力制御の伝播路ロス測定、ハンドオーバのための他セルの受信品質測定に使用される。下りリンク個別パイロットチャネルＤＤＰＩＣＨはアダプ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播路特性を有するアンテナから、個別移動局装置に送信されるか、または、必要に応じて受信品質の低い移動局装置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。
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（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）に相当し、移動局装置のセルサーチ、ＯＦＤＭ信号のキャリア周波数オフセット、フレーム、タイムスロットＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）、ＯＦＤＭシンボルタイミング同期に使用される。また、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨは、Ｐ−ＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−ＳＣＨ）、Ｓ−ＳＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−ＳＣＨ）の２種類の同期チャネルから構成される場合もある。
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、ページングインディケーター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を含んでいる。
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、複数の移動局装置が共用し、各移動局装置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（ユーザＩＤ、無線リソース配置）などの送信に使用する。
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装置宛てのパケットデータの送信に使用する。
上りリンクにおいて、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨは、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨ（Ｆａｓｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、上りリンク要求チャネルＲＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、及び上りリンク同期チャネル（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）などから構成される。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。ここで、ＥＵＴＲＡ及びＷ‐ＣＤＭＡの両方において同一の名称、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨが用いられているが、ＥＵＴＲＡのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨは主に、移動局装置の初期無線接続，または通信中の再無線接続処理などに使われるチャネルを指す（以降、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨはＥＵＴＲＡのランダムアクセスチャネルのことを指す）。なお、本明細書では上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨにおける各チャネルの送信のことを総称して、ランダムアクセスと呼ぶ。
上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨは、上りリンク共用制御チャネルＵＳＣＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）と上りリンク共用データチャネルＵＳＤＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）から構成され、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ネルＨＳ‐ＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ｆｏｒ ＨＳ‐ＤＳＣＨ）に相当し、各移動局装置が共用で、移動局装置のパケットデータ送信、下りチャネル伝播路品質情報ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）などのフィードバック情報、上りリンクチャネル制御情報などの伝送に使用する。
上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨは、上りリンクのデータチャネルの復調用、上りリンクのＡＭＣＳ方式及び時間・周波数スケジューリングを行うための上りリンクの無線伝播路特性の推定に使用する。
ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースとする下りリンクフレームの構成例を図１９に示す。
下りリンクフレームは、周波数軸の複数サブキャリアのかたまりであるチャンク（チャンクＣｈｕｎｋ＿１〜チャンクＣｈｕｎｋ＿ｍ）と時間軸のタイムスロットＴＴＩ（タイムスロットＴＴＩ＿１〜タイムスロットＴＴＩ＿ｎ）による２次元で構成される。チャンクは複数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、基地局装置が管理する下りリンクの全体のシステム帯域の周波数帯域幅（システム帯域幅）ＢＷを２０ＭＨｚ、チャンクの周波数帯域幅（チャンク帯域幅）Ｂｃｈを１．２５ＭＨｚ、サブキャリアの周波数帯域幅（サブキャリア帯域幅）Ｂｓｃを１２．５ｋＨｚとする場合、下りリンクでは、１６個のチャンクより構成され、１つのチャンクに１００本サブキャリア、全体で１６００本のサブキャリアが含まれる。また、時間軸では、１つのフレームを１０ｍｓ、タイムスロットＴＴＩを０．５ｍｓとする場合、２０個のタイムスロットＴＴＩが含まれる。つまり、１つのフレームに１６個のチャンク、２０個のタイムスロットＴＴＩ、１つのタイムスロットＴＴＩに複数のＯＦＤＭシンボルが含まれている。ＯＦＤＭシンボル長Ｔｓが０．０５ｍｓの場合、１ＴＴＩに１０個のＯＦＤＭシンボルが含まれる。従って、この例では、移動局装置が使用可能の最小の無線リソース単位としては、１つのチャンク（１００本サブキャリア）と１つのタイムスロットＴＴＩ（０．５ｍｓ）により構成される。また、１つのチャンクの無線リソースをさらに細かく分割し、分割した周波数帯域幅（リソース帯域幅）をＡＭＣＳ方式、周波数スケジューリングの単位とすることができる。なお、この単位により構成されるリソースをリソースブロックと呼ぶ。
図１９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、各タイムスロットＴＴＩの先頭にマッピングする。下りリンク個別パイロットチャネルＤＤＰＩＣＨは、基地局装置のアンテナ使用状況、または移動局装置の伝播路状況に応じて、必要な場合に１つのタイムスロットＴＴＩの適当な位置にマッピングする（例えば、タイムスロットＴＴＩの中心部にマッピングする）。
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、フレームの先頭のタイムスロットＴＴＩにマッピングする（例えば、下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨは下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰＩＣＨの後にマッピングし、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨはタイムスロットＴＴＩの最後尾にマッピングする）。フレーム先頭のタイムスロットＴＴＩにマッピングすることにより、移動局装置はＩｄｌｅモードの場合、フレーム先頭タイムスロットＴＴＩだけ、またはフレーム先頭タイムスロットＴＴＩ内の数ＯＦＤＭシンボルを受信すれば、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。移動局装置はＩｄｌｅ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チャネルＤＣＰＩＣＨと同様に各タイムスロットＴＴＩの前方部分にマッピングする（例えば、フレームの先頭タイムスロットＴＴＩでは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チャネルＤＣＰＩＣＨに続く下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨの後にマッピングし、その他のタイムスロットＴＴＩでは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チャネルＤＣＰＩＣＨの後にマッピングする）。移動局装置がパケット通信中でも各タイムスロットＴＴＩに自装置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。
下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨは、チャンク単位で分割し、各移動局装置の伝播路状況に基づいてチャネルを割り当て、各移動局装置宛てのパケットデータを送信する。一例として、図１９に示したようにタイムスロットＴＴＩ＿１では、移動局装置ＭＳ１に対してチャンクＣｈｕｎｋ＿１にチャネルを割り当て、移動局装置ＭＳ２に対してチャンクＣｈｕｎｋ＿２にチャネルを割り当て、移動局装置ＭＳ３に対してチャンクＣｈｕｎｋ＿３にチャネルを割り当てる。
図１９に示したように、タイムスロットＴＴＩ＿１、タイムスロットＴＴＩ＿２のタイムスロットで、１つのチャンク単位で、１つの移動局装置にチャネルを割り当て、伝播路の特性の良い移動局装置に対しては複数のチャンクに対してチャネルを割り当て、マルチユーザ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周波数スケジューリング方法、また、タイムスロットで、複数のチャンク単位とｓｕｂ−タイムスロットＴＴＩ単位に対して移動局装置にチャネルを割り当て、セル境界や高速移動等で無線伝播路の特性の悪い移動局装置には、複数のチャンクに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周波数スケジューリング方法が提案されている。
ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースとする上りリンクフレームの構成例を図２０に示す。
上りリンクフレームは、周波数軸の複数サブキャリアのかたまりであるチャンク（チャンクＣｈｕｎｋ＿１〜チャンクＣｈｕｎｋ＿ｍ）と時間軸のタイムスロットＴＴＩ（タイムスロットＴＴＩ＿１〜タイムスロットＴＴＩ＿ｎ）による２次元で構成される。例えば、周波数軸では、基地局装置が管理する上りリンクの全体のシステム帯域の周波数帯域幅（システム帯域幅）ＢＷを２０ＭＨｚ、各チャンクの周波数帯域幅（チャンク帯域幅）Ｂｃｈを１．２５ＭＨｚとする場合、上りリンクの周波数軸は、１６個のチャンクより構成される。また、時間軸では、１つのフレームを１０ｍｓ、タイムスロットＴＴＩを０．５ｍｓとする場合、２０個のタイムスロットＴＴＩが含まれる。つまり、１つのフレームに１６個のチャンク、２０個のタイムスロットＴＴＩ、１つのタイムスロットＴＴＩに複数のシンボルが含まれる。従って、この例では、移動局装置が使用可能の最小の無線リソース単位としては、１つのチャンク（１．２５ＭＨｚ）と１つのタイムスロットＴＴＩ（０．５ｍｓ）により構成されている。また、１つのチャンクの無線リソースをさらに細かく分割し、分割した周波数帯域幅（リソース帯域幅）をＡＭＣＳ方式、周波数スケジューリングの単位とすることができる。なお、この単位により構成されるリソースをリソースブロックと呼ぶ。
図２０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の各タイムスロットＴＴＩの先頭と末尾にマッピングする。なお、ここでは上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨの配置について一例として示しているだけであって、その他の配置にマッピングされる構成であってもよい。基地局装置は、各移動局装置からの上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨから無線伝播路の推定や移動局装置と基地局装置間の受信タイミングずれの検出を行う。各移動局装置は、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。
上りリンク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２１Ａ、図２１Ｂの様にＴＤＭ（時分割多重にて配置：図２１Ｂ）や、ＴＤＭ−ＦＤＭのハイブリッド方法（時分割多重と周波数分割多重を併用して配置：図２１Ａ）等で多重して、マッピングする。
上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨは、チャンク単位で分割し、各移動局装置の伝播路状況に基づいて基地局装置がチャネルを割り当て、チャネルを割り当てられた各移動局装置が、基地局装置にパケットデータを送信する。一例として、図２０に示したように、タイムスロットＴＴＩ＿１では、移動局装置ＭＳ１に対してチャンクＣｈｕｎｋ＿１にチャネルを割り当て、移動局装置ＭＳ３に対してチャンクＣｈｕｎｋ＿２にチャネルを割り当て、移動局装置ＭＳ４に対してチャンクＣｈｕｎｋ＿３にチャネルを割り当て、移動局装置ＭＳ２に対してチャンクＣｈｕｎｋ＿ｍにチャネルを割り当てる。
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、各移動局装置の無線伝播路状況に応じて移動局装置にチャンクに対してチャネルを割り当てるスケジューリング方法としては、周波数領域のチャンク帯域を事前に決定して、時間領域のみに対して各移動局装置の無線伝播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）と、周波数領域と時間領域の両方に対して各移動局装置の無線伝播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、図２２のように、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨの多重方法とは別に、基地局装置が報知情報として上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨの帯域を管理下の移動局装置に対して指定し、移動局装置が指定された上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨの帯域内の一部のチャンクを用いてランダムアクセスを行うことが提案されている（非特許文献４）。図２２の場合、基地局装置は移動局装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対して、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨとして上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ用周波数帯域Ａを用いるように指定し、移動局装置はこの上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ用周波数帯域Ａ内でランダムアクセスを行うチャンクをランダムに選択する。ここでは、一つの移動局装置がランダムアクセスに用いる周波数帯域幅が１．２５ＭＨｚの場合を示している。また、移動局装置は周波数帯域幅をランダムに選択するため、同じチャンクを選択する移動局装置が複数存在する場合がある。図２２では、ＣＢＣＨ用周波数帯域Ａを基準にして、移動局装置Ａが左端のチャンクを選択し、移動局装置Ｂが右端から２番目のチャンクを選択し、移動局装置Ｃが左端から３番目のチャンクを選択し、移動局装置Ｅが右端のチャンクを選択しており、移動局装置Ｄ、Ｆが右端から４番目の同じチャンクを選択している場合を示している。
上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨは、チャンク単位で分割され、基地局装置からスケジューリングされていないユーザデータまたは制御データがある場合、各移動局装置は、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡやＬｏｃａｌｉｚｅｄ ＦＤＭＡまたはＣＤＭＡを利用して、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨを用いてデータを送信する。
次に、本発明が主に対象とするランダムアクセスチャネルＲＡＣＨについて説明する。
初期無線接続確立、または通信中の再無線接続処理などに使われるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨは、基地局装置アンテナ端において，各移動局装置との間の受信タイミングを合わせることを主要な目的の一つとし、各移動局装置について基地局装置と移動局装置間の受信タイミングずれを計測するためのプリアンブル部のみを送信する方法、各移動局装置について基地局装置と移動局装置との間の受信タイミングずれを計測するためのプリアンブル部と無線接続制御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）。なお、いずれの方法においても移動局装置を識別するための情報もランダムアクセスチャネルＲＡＣＨに含まれる。
初期無線接続確立のために、移動局装置は、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを試みる際に、どのチャンクが最も移動局装置が空いている、または受ける移動局装置間のユーザ間干渉が小さいかがわからないため、統計的なランダムアルゴリズムを用いて移動局装置がランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを試みるチャンクを選択したとしても、ランダムアクセスが集中して移動局装置間の衝突が発生し、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスが成功するまで時間を要する場合がある。ここで、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスが成功するということは、基地局装置において移動局装置のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨが正しく検出されるということを指す。通常、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスにおいて衝突が起きると、ある程度時間間隔を空けて再度ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスが行われる。このように、再度ランダムアクセスを行うまでに時間を空けることをランダムバックオフと呼び、その際の時間間隔をランダムバックオフ時間と呼ぶ。上限を設定して、その範囲内でランダムに送信を停止する時間、または再開する時間を設定する。これは、衝突を起こした複数の移動局装置が絶えずランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを再送すると、絶えず衝突を起こし続ける問題を回避するためのものである。
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、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、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クラスの移動局装置のサポートが必要とされている。
Ｒ１−０５０７０７ "Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ"，３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｅｔｉｎｇ＃４２ Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ，Ａｕｇｕｓｔ ２９−Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２，２００５ Ｒ１−０５０８５０ "Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｕｐｌｉｎｋ"，３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｅｔｉｎｇ＃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 Ｍｅｅｔｉｎｇ＃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 Ｍｅｅｔｉｎｇ＃４３ Ｓｅｏｕｌ，Ｋｏｒｅａ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ７−１１，２００５ Ｒ１−０５１４４５ "Ｅ−ＵＴＲＡ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ"，３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｅｔｉｎｇ＃４３ Ｓｅｏｕｌ，Ｋｏｒｅａ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ７−１１，２００５ ３ＧＰＰ ＴＲ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ）２５.９１３、Ｖ７.２.０（２００５−１２）、Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ） ａｎｄ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）
解決しようとする問題点は、ＥＵＴＲＡの提案をベースとするシステムにあっては、比較的早急な無線接続確立が求められる移動局装置のランダムアクセスが、その他の移動局装置からのランダムアクセスと衝突してしまい、再送を繰り返すことで、最初のランダムアクセスを行ってからランダムアクセスに成功するまでのレスポンスタイムが劣化してしまうことがあるという点である。
本発明の無線通信システムは、基地局装置と、前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおいて、前記移動局装置は、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる上限値を設定することを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信システムは、自装置の状態が、早急に無線接続確立が求められる状態の移動局装置については上述の上限値を短くすることで、ランダムバックオフ時間が短くなり、早急に無線接続確立が求められる移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができる。
また、本発明の無線通信システムは、基地局装置と、前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおいて、前記移動局装置は、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときにランダムアクセスを再び行うまでのランダムバックオフ時間を、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる上限値と下限値との間の値とし、前記再び行うランダムアクセスの際に用いる周波数帯域を、自装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる選択候補周波数帯域の中から選択することを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信システムは、自装置の状態が、早急に無線接続確立が求められる状態の移動局装置については上述の上限値を短くし、かつ、上述の上限値と下限値との差が小さいときは再び行うランダムアクセスの際に用いる周波数帯域を広くすることで、ランダムバックオフ時間が短くなり、かつ、再送時の衝突確率が平均化され、早急に無線接続確立が求められる移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができる。
また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記選択候補周波数帯域の合計の帯域幅に応じて、前記上限値と前記下限値との差を決定することを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信システムは、移動局装置の選択候補周波数帯域の合計の帯域幅が狭いときは上限値と下限値との差を大きくし、選択候補周波数帯域の合計の帯域幅が広いときは上限値と下限値との差を小さくすることで、ランダムバックオフ時間をなるべく短くし、かつ、再送時の衝突確率を平均化することができ、早急に無線接続確立が求められる移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができる。
また、本発明の無線通信システムは、上述のいずれかの無線通信システムであって、前記状態は、前記移動局装置と前記基地局装置との通信接続状態であることを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信システムは、早急に無線接続確立が求められる通信接続状態の移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができる。
また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記通信接続状態は、少なくとも、物理層および論理層が接続されていない第１の通信状態と、論理層のみが接続されている第２の通信状態とであることを特徴とする。
また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記第１の通信状態のときより、前記第２の通信状態のときの方が短いことを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信システムは、早急に無線接続確立が求められる第２の通信状態の移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができる。
また、本発明の無線通信システムは、上述のいずれかの無線通信システムであって、前記状態は、前記移動局装置と前記基地局装置間との間で通信する通信サービス種別であることを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信システムは、早急に無線接続確立が求められる通信サービス種別を基地局装置との間で通信する移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができる。
また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記上限値は、前記通信サービス種別の要求サービス品質により決まることを特徴とする。
また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記上限値は、前記通信サービス種別の要求サービス品質が低いときより、前記要求サービス品質が高いときの方が短いことを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信システムは、早急に無線接続確立が求められる要求サービス品質が高い通信サービス種別を基地局装置との間で通信する移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができる。
また、本発明の移動局装置は、基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置において、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる上限値を設定することを特徴とする。
また、本発明のランダムアクセス方法は、基地局装置と、前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおけるランダムアクセス方法において、前記移動局装置が、ランダムアクセスに成功しなかったときに、ランダムバックオフ時間として、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる値より短い時間を選択する第１の過程と、前記移動局装置が、前記ランダムアクセスを行ってから、前記第１の過程にて選択したランダムバックオフ時間が経過したときに、再びランダムアクセスを行う第２の過程とを備えることを特徴とする。
本発明の無線通信システムは、自装置の状態が、早急に無線接続確立が求められる状態の移動局装置についてはランダムバックオフ時間の上限値を短くすることで、ランダムバックオフ時間が短くなり、早急に無線接続確立が求められる移動局装置において優れたレスポンスタイムのランダムアクセスを行うことができるという利点がある。
第１から第４の実施形態に共通のマルチバンド無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 第１から第４の実施形態に共通の上りリンクのフレームの構成例を示す図である。 第１から第４の実施形態に共通の上りリンクのフレームへの上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨおよび上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨの配置例を示す図である。 第１から第４の実施形態に共通の上りリンクのフレームへの上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨおよび上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨの配置例を示す図である。 第１から第４の実施形態に共通の移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の構成を示す概略ブロック図である。 第１から第４の実施形態に共通の変調部１０３の構成を示す概略ブロック図である。 第１から第３の実施形態において、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊにて送信するときの変調部１０３の動作例を説明する概略ブロック図である。 第１から第３の実施形態において、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊにて送信するときのＩＦＦＴ部３２０の出力を説明するスペクトル図である。 第１から第３の実施形態において、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｋにて送信するときの変調部１０３の動作例を説明する概略ブロック図である。 第１から第３の実施形態において、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｋにて送信するときのＩＦＦＴ部３２０の出力を説明するスペクトル図である。 第１から第３の実施形態において、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊ〜ｋにて送信するときの変調部１０３の動作例を説明する概略ブロック図である。 第１から第３の実施形態において、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊ〜ｋにて送信するときのＩＦＦＴ部３２０の出力を説明するスペクトル図である。 第１から第４の実施形態に共通の基地局装置ＢＳの構成を示す概略ブロック図である。 第１から第４の実施形態に共通のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスにおけるチャンクの選択例を示す図である。 第１の実施形態におけるＩｄｌｅモードとＤｏｒｍａｎｔモードのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に関する最大ランダムバックオフ時間を示す図である。 同実施形態におけるＩｄｌｅモード、及びＤｏｒｍａｎｔモードにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送タイミングの例を示す図である。 同実施形態におけるＩｄｌｅモード、及びＤｏｒｍａｎｔモードにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送タイミングの例を示す図である。 同実施形態におけるＩｄｌｅモード、及びＤｏｒｍａｎｔモードにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送タイミングの例を示す図である。 第２の実施形態におけるＩｄｌｅモードとＤｏｒｍａｎｔモードとにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に関する最大ランダムバックオフ時間を例示する図である。 同実施形態におけるＩｄｌｅモードにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に用いるチャンクを例示する図である。 同実施形態におけるＤｏｒｍａｎｔモードにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に用いるチャンクを例示する図である。 第３の実施形態におけるチャンクの帯域幅が１．２５ＭＨｚのときの１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４が、ＩｄｌｅモードおよびＤｏｒｍａｎｔモードにあるときにランダムアクセスの再送の配置候補となるチャンクおよびタイムスロットを例示する図である。 第１から第３の実施形態における移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と基地局装置ＢＳとがランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスする際の動作を説明するフローチャートである。 第４の実施形態における移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と基地局装置ＢＳとがファーストアクセスチャネルＦＡＣＨのランダムアクセスする際の動作を説明するフローチャートである。 ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰでの提案をベースとする上り・下りリンクのチャネル構成例を示す図である。 ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースとする下りリンクフレームの構成例を示す図である。 ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースとする上りリンクフレームの構成例を示す図である。 ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースとする上りリンクフレームへの上りリンク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のマッピング例を示す図である。 ＥＵＴＲＡについて、３ＧＰＰの提案をベースとする上りリンクフレームへの上りリンク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のマッピング例を示す図である。 移動局装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆがランダムアクセスを行うチャンクの選択例を示す図である。
符号の説明
ＢＳ…基地局装置
ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３、ＭＳ４…移動局装置
１００…送信部
１０１…チャネル符号化部
１０２…データ制御部
１０３…変調部
１０４…ＵＳＣＨスケジューリング部
１０５…ＣＢＣＨスケジューリング部
１０６…スケジューリング部
１０７…送信タイミング制御部
１１０…受信部
１１１…ＯＦＤＭ復調部
１１２…チャネル推定部
１１３…制御データ抽出部
１１４…チャネル復号化部
１２０…無線制御部
１３０…無線部
２００…送信部
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
２０５…ＤＬスケジューリング部
２０６…ＵＬスケジューリング部
２１０…受信部
２１１…復調部
２１２…チャネル推定部
２１３…制御データ抽出部
２１４…チャネル復号化部
２１５…受信タイミングずれ検出部
２２０…無線部
３００…ＡＭＣ変調部
３０１…１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部
３０２…２．５ＭＨｚ用ＦＦＴ部
３０４…１０ＭＨｚ用ＦＦＴ部
３１０…サブキャリアマッピング部
３２０…ＩＦＦＴ部
以下、図面を参照して、本発明の第１から第３の実施形態について説明する。まず、これらの実施形態に共通する内容について説明する。図１は、各実施形態に共通の無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。ＢＳは、基地局装置である。ＭＳ１〜ＭＳ４は、それぞれの通信能力の通信帯域幅が異なる移動局装置である。各実施形態における下りリンクは、３ＧＰＰで検討されているＥＵＴＲＡと同様に、下りリンクパイロットチャネルＤＰＩＣＨ、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨ、下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨ、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨ、下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨからなる。各実施形態における上りリンクは、３ＧＰＰで検討されているＥＵＴＲＡと同様に、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨ、上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨからなる。
図２、３は、各実施形態における上りリンクのフレームの構成例であり、３ＧＰＰで検討されているＥＵＴＲＡと同様に、上りリンク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が周波数・時間分割多重されている。
上りリンクフレームは、図２の構成例に示すように、周波数軸の複数サブキャリアのかたまりであるチャンク（チャンクＣｈｕｎｋ＿１〜チャンクＣｈｕｎｋ＿ｍ）と時間軸のタイムスロットＴＴＩ（タイムスロットＴＴＩ＿１〜タイムスロットＴＴＩ＿ｎ）による２次元で構成される。また、１つのチャンクの無線リソースをさらに細かく分割し、分割した周波数帯域幅（リソース帯域幅）をＡＭＣＳ方式、周波数スケジューリングの単位とすることができる。なお、この単位により構成されるリソースをリソースブロックと呼ぶ。
図２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の各タイムスロットＴＴＩの先頭と末尾にマッピングする。
なお、ここでは上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨの配置について例として示しているだけであって、その他の配置にマッピングされる構成であってもよい。基地局装置ＢＳは、各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４からの上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨから無線伝播路の推定や移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と基地局装置ＢＳ間の受信タイミングずれの検出を行う。各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４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。
上りリンク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３Ａ、図３Ｂの様にＴＤＭ（時分割多重で配置：図３Ｂ）や、ＴＤＭ−ＦＤＭのハイブリッド方法（時分割多重と周波数分割多重を併用して配置：図３Ａ）等で周波数・時間分割多重して、配置される。
図４は、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の構成を示す概略ブロック図である。
移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、送信部１００、受信部１１０、無線制御部１２０、無線部１３０から構成される。送信部１００は、チャネル符号化部１０１と、データ制御部１０２と、変調部１０３と、ＵＳＣＨスケジューリング部１０４およびＣＢＣＨスケジューリング部１０５を備えるスケジューリング部１０６と、送信タイミング制御部１０７とからなる。受信部１１０は、ＯＦＤＭ復調部１１１と、チャネル推定部１１２と、制御データ抽出部１１３と、チャネル復号化部１１４とからなる。なお、無線制御部１２０、無線部１３０は、送信・受信に共用である。
先ず、送信に関わる構成の説明を行う。
チャネル符号化部１０１は、入力された送信データを、スケジューリング部１０６から入力されたＡＭＣ情報の符号化率を用いて符号化する。
データ制御部１０２は、下りリンクのＣＱＩ情報、入力された制御データとチャネル符号化部１０１にて符号化された送信データを、スケジューリング部１０６からの指示に基づき上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨ、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨで送信するように送信フレームにチャネルを配置する。また、データ制御部１０２は上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨも合わせて配置する。
変調部１０３は、スケジューリング部１０６から入力されたＡＭＣ情報の変調方式を用いてデータを変調して変調データを生成する。また、変調部１０３は、変調データに対してＦＦＴ（高速フーリエ変換：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、スケジューリング部１０６からのマッピング情報に基づいてサブキャリアにＦＦＴされた変調データとヌルデータをマッピングして、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、シングルキャリア変調データを生成する。なお、説明の便宜上、ここでは上りリンクの通信方式としてＤＦＴ−Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭを用いた場合について説明しているが、ＶＳＣＲＦ−ＣＤＭＡのようなその他のシングルキャリア方式、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア方式でもよい。
スケジューリング部１０６は、制御データ抽出部１１３から通知されたＡＭＣ情報に基づき変調方式を決め、さらにスケジュール情報で指定されたチャネル種別と先に決めた変調方式に基づき、各データをフレーム上のどのチャネルに配置するかを決める。なお、フレーム上のチャネルの配置は、スケジュール情報として制御データ抽出部１１３から取得する。また、スケジューリング部１０６は、ＵＳＣＨスケジューリング部１０４とＣＢＣＨスケジューリング部１０５とを備える。上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨで送信する送信データ、制御データ、ＣＱＩ情報については、ＵＳＣＨスケジューリング部１０４にて決定し、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨで送信する送信データ、制御データについては、ＣＢＣＨスケジューリング部１０５にて決定する。
また、ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨで送信したデータに対する応答が該データを送信してから一定時間経過しても制御データ抽出部１１３から得られないときは、ランダムバックオフ時間を決定し、該データを該ランダムバックオフ時間経過後のどのチャンクに配置するかを決める。このときのランダムバックオフ時間および配置するチャンクの決定方法の詳細については、各実施形態の説明にて述べる。
送信タイミング制御部１０７は、制御データ抽出部１１３から入力された送信タイミング情報に基づいてシングルキャリア変調データを無線部１３０に出力する。
無線部１３０は、無線制御部１２０から入力された無線周波数情報に基づいて無線部１３０内の局部発振器の発振周波数を設定しており、入力されたシングルキャリア変調データを局部発振器が生成した発振信号を用いて無線周波数信号にアップコンバートし、図示しないアンテナから基地局装置ＢＳに送信する。
次に、受信に関わる構成の説明を行う。
無線部１３０は、基地局装置ＢＳからの下りリンクのデータを、図示しないアンテナを介して受信し、ベースバンド信号にダウンコンバートして、ＯＦＤＭ復調部１１１およびチャネル推定部１１２に出力する。
チャネル推定部１１２は、下りリンクパイロットチャネルＤＰＩＣＨに相当する受信データから伝播路特性を推定し、伝播路特性推定値をＯＦＤＭ復調部１１１に出力する。また、基地局装置ＢＳに受信状況を通知するために、伝播路特性推定値を基にＣＱＩ情報を生成し、データ制御部１０２、およびスケジューリング部１０６にＣＱＩ情報を出力する。
ＯＦＤＭ復調部１１１は、チャネル推定部１１２より入力された伝播路特性推定値を基に受信データの伝播路変動の補償を行い、制御データ抽出部１１３より入力されたＡＭＣ情報を基に受信データの復調を行う。
制御データ抽出部１１３は、受信データを情報データと制御データ（下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨ、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨ）に分離する。制御データ抽出部１１３は、制御データの中で下りリンクの情報データに対するＡＭＣ情報については、ＯＦＤＭ復調部１１１、チャネル復号化部１１４に出力し、上りリンクのＡＭＣ情報とスケジューリング情報（フレーム上のチャンネル配置）についてはスケジューリング部１０６に出力する。また、制御データの中で上りリンクの送信タイミング情報については送信タイミング制御部１０７に出力する。
チャネル復号化部１１４は、制御データ抽出部１１３より入力された情報データのＡＭＣ情報から復調データの復号を行い、復号データを受信データとして上位レイヤに出力する。なお、制御データは予め所定のＡＭＣが設定されていることを想定しており、ＯＦＤＭ復調部１１１は制御データに対しては予め設定された所定の変調方式で復調を行い、チャネル復号化部１１４は制御データに対しては予め設定された所定の符号化率で復号化を行う。なお、図４では、制御データのチャネル符号化部、およびチャネル復号化部の図示は省略する。
無線制御部１２０は、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選択し、無線周波数情報を無線部１３０に出力する。
次に、変調部１０３の詳細について説明する。これにより、無線部１３０内の局部発振器の発振周波数を変更せずに送信周波数帯域（チャンク）を変更する処理について説明する。本実施形態においては、変調部１０３は、ＤＦＴ‐Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭにおける変調処理を行う。図５は、変調部１０３のＤＦＴ‐Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ変調信号を生成する処理部の構成を示した概略ブロック図である。変調部１０３は、ＡＭＣ変調部３００、使用周波数帯域毎のＦＦＴ部である１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１、２．５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０２、・・・１０ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０４、サブキャリアマッピング部３１０、ＩＦＦＴ部３２０を具備する。
ＡＭＣ変調部３００は、スケジューリング部１０６から入力されたＡＭＣ情報の変調方式を用いて、データ制御部１０２から入力されたデータを変調して変調データを生成する。
１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１、２．５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０２、・・・１０ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０４は、データ送信に用いる使用周波数帯域に応じて選択され、ＡＭＣ変調部３００が生成した変調データを高速フーリエ変換して、サブキャリアにフーリエ変換された変調データ（すなわち、変換結果として得られた各周波数の係数）をサブキャリアマッピング部３１０に出力する。例えば、データ送信に用いる使用周波数帯域が１チャンクの１．２５ＭＨｚのときは、１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１が選択されて、該１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１が変調データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）する。同様に、データ送信に用いる使用周波数帯域が２チャンクの２．５ＭＨｚのときは、２．５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０２が選択され、データ送信に用いる使用周波数帯域が８チャンクの１０ＭＨｚのときは、１０ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０４が選択される。
サブキャリアマッピング部３１０は、スケジューリング部１０６から入力されたマッピング情報に基づいてサブキャリアにＦＦＴされた変調データとヌルデータをサブキャリアにマッピングして、ＩＦＦＴ部３２０に出力する。ＩＦＦＴ部３２０の周波数帯域幅より使用周波数帯域幅（ＦＦＴ部の周波数帯域幅）が小さいときは、この段階で、送信に用いる周波数帯域（チャンク）に変調データをマッピングする。
ＩＦＦＴ部３２０は、サブキャリアマッピング部３１０により各サブキャリアにマッピングされて入力された変調データとヌルデータに対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行う。ここで、ＩＦＦＴ部３２０への入力がマッピングされ得るサブキャリアの数は、移動局クラスに応じて変わる。例えば移動局クラスが１０ＭＨｚの場合は、ＩＦＦＴ３２０への入力は、１０ＭＨｚの周波数帯域幅に属するサブキャリアにマッピングされるのに対し、移動局クラスが５ＭＨｚの場合は、５ＭＨｚの周波数帯域幅に属するサブキャリアにマッピングされるため、マッピングの対象となるサブキャリアの数は１０ＭＨｚの場合の半分となる。
ランダムアクセスのように、１つのチャンクを用いて送信するときの変調部１０３における送信に用いるチャンク選択の動作について、説明する。図６Ａに、送信に用いるチャンクとして、無線部１３０内の局部発振器の発振周波数をある値に設定した状態で、ＩＦＦＴ部３２０が扱える周波数帯域の中で、最も周波数が小さいチャンクＣｈｕｎｋ＿ｊをスケジューリング部１０６が指定したときのマッピング例を示す。送信に用いるチャンクの数は、１つなので、１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１が選択され、１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１は、ＡＭＣ変調部３００が生成した変調データをＦＦＴする。
サブキャリアマッピング部３１０は、スケジューリング部１０６からマッピング先としてチャンクＣｈｕｎｋ＿ｊの指定を受けると、１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１がＦＦＴした変調データを、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊに所属するサブキャリアに等間隔にマッピングし、ＩＦＦＴ部３２０に出力する。すなわち、サブキャリアマッピング部３１０は、ＩＦＦＴ部３２０への入力の中で最も周波数の小さいチャンクに所属するサブキャリアにマッピングして入力する。さらに、サブキャリアマッピング部３１０は、ＦＦＴした変調データをマッピングしていないサブキャリアについては、ヌルデータをマッピングして、ＩＦＦＴ部３２０に出力する。ＩＦＦＴ部３２０は、サブキャリアマッピング部３１０からの入力をＩＦＦＴする。
これにより、ＩＦＦＴ部３２０の出力は、図６Ｂに示すように、１０ＭＨｚ周波数帯域中の最も小さな周波数の１．２５ＭＨｚ周波数帯域（チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊ）において等間隔の飛び飛びのスペクトルとなる。
次に、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊを用いて送信した後に、送信に用いるチャンクとして、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊの最小周波数から最大周波数が１０ＭＨｚ離れたチャンクＣｈｕｎｋ＿ｋをスケジューリング部１０６が指定したときのマッピング例を図７Ａに示す。送信に用いるチャンクの数は、１つなので、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｊのときと同様に、１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１が選択され、１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１は、ＡＭＣ変調部３００が生成した変調データをＦＦＴする。
サブキャリアマッピング部３１０は、スケジューリング部１０６からマッピング先としてチャンクＣｈｕｎｋ＿ｋの指定を受けると、１．２５ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０１がＦＦＴした変調データを、チャンクＣｈｕｎｋ＿ｋに所属するサブキャリアに等間隔にマッピングし、ＩＦＦＴ部３２０に出力する。すなわち、サブキャリアマッピング部３１０は、ＩＦＦＴ部３２０への入力の中で最も周波数の大きいチャンクに所属するサブキャリアにマッピングして入力する。さらに、サブキャリアマッピング部３１０は、ＦＦＴした変調データをマッピングしていないサブキャリアについては、ヌルデータをマッピングして、ＩＦＦＴ部３２０に出力する。ＩＦＦＴ部３２０は、サブキャリアマッピング部３１０からの入力をＩＦＦＴする。
これにより、ＩＦＦＴ部３２０の出力は、図７Ｂに示すように、１０ＭＨｚ周波数帯域中の最も大きな周波数の１．２５ＭＨｚ周波数帯域（チャンクＣｈｕｎｋ＿ｋ）において等間隔の飛び飛びのスペクトルとなる。
図７Ａに示すように、サブキャリアマッピング部３１０において図６Ａとは異なるポイント群に対して変調データをマッピングすることにより、図７Ｂに示すように、１０ＭＨｚ周波数帯域中の図６Ｂとは異なる周波数位置の１．２５ＭＨｚ周波数帯域において等間隔の飛び飛びのスペクトルとなる。
このようにＩＦＦＴ部３２０の入力がマッピングされ得るサブキャリアの周波数帯域内であれば、サブキャリアマッピング部３１０によるマッピング内容の切り替えのみで、異なるチャンクに変更して送信することができるので、局部発振器の発振周波数を変更するときのような遅延は発生しない。
次に、複数チャンクを用いて送信するときの変調部１０３の動作について説明する。
例として、移動局クラスが１０ＭＨｚの移動局装置において、使用周波数帯域が１０ＭＨｚの場合について示す。図８Ａに、使用周波数帯域が１０ＭＨｚのときのサブキャリアマッピング部３１０によるマッピングの例を示す。ＦＦＴ部は、１０ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０４が選択され、１０ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０４は、変調データをＦＦＴして出力する。サブキャリアマッピング部３１０は、１０ＭＨｚ用ＦＦＴ部３０４の出力を、ＩＦＦＴ部３２０のＩＦＦＴポイントに対して均等にマッピングし、さらに、その間にはヌルデータをマッピングする。図８Ｂに、使用周波数帯域が１０ＭＨｚの場合のスペクトル例を示す。図８Ｂに示すように、１０ＭＨｚ周波数帯域において等間隔の飛び飛びのスペクトルとなる。
図９は、基地局装置ＢＳの構成を示す概略ブロック図である。
基地局装置ＢＳは、送信部２００、受信部２１０、無線部２２０から構成される。送信部２００は、チャネル符号化部２０１と、データ制御部２０２と、ＯＦＤＭ変調部２０３と、ＤＬスケジューリング部２０５およびＵＬスケジューリング部２０６を備えるスケジューリング部２０４とからなる。受信部２１０は、復調部２１１と、チャネル推定部２１２と、制御データ抽出部２１３と、チャネル復号化部２１４と、受信タイミングずれ検出部２１５とからなる。なお、無線部２２０は送信・受信に共用である。
先ず、送信に関わる構成の説明を行う。
チャネル符号化部２０１は、入力された送信データを、スケジューリング部２０４から入力されたＡＭＣ情報の符号化率を用いて符号化する。
データ制御部２０２は、スケジューリング部２０４からの指示に基づき制御データを下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨ、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、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨにマッピングし、各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に対する情報データを下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨにマッピングする。
ＯＦＤＭ変調部２０３は、データ変調、入力信号の直並列変換、拡散符号およびスクランブリングコードを乗算し、ＩＦＦＴ、ＧＩ（Ｇｕｒａｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）付加、フィルタリングなどのＯＦＤＭ信号処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成する。なお、スケジューリング部２０４から入力された各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の情報データのＡＭＣ情報の変調方式で各サブキャリアの情報データの変調を行う。
無線部２２０は、ＯＦＤＭ変調部２０３により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、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４にデータを送信する。
次に、受信に関わる構成の説明を行う。
無線部２２０は、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４からの上りリンクのデータを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２１１、チャネル推定部２１２、受信タイミングずれ検出部２１５に出力する。
チャネル推定部２１２は、上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨから伝播路特性を推定し、復調部２１１に伝播路特性推定値を出力する。また、上りリンクのスケジューリング、情報データのＡＭＣの算出を行う為に伝播路特性の推定結果をスケジューリング部２０４に出力する。
受信タイミングずれ検出部２１５は、上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨ、またはランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのプリアンブルから移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のデータの受信タイミングのずれを検出し、受信タイミングのずれに関する情報を復調部２１１、データ制御部２０２に出力する。
復調部２１１は、受信タイミングずれ検出部２１５より入力された受信タイミングのずれに関する情報、チャネル推定部２１２より入力された伝播路特性推定値、制御データ抽出部２１３より入力された上りリンクのＡＭＣ情報から各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４より送信された受信信号の復調を行う。ここで、復調部２１１は、受信信号に対してＦＦＴを行ない、スケジューリング部２０４からのマッピング情報に基づいて移動局装置毎に割り当てたサブキャリアを分離して、周波数等化を行なった後、ＩＦＦＴを行ない、シングルキャリア復調データを検出する。なお、説明の便宜上、ここでは上りリンクの通信方式としてＤＦＴ−Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭを用いた場合について説明しているが、ＶＳＣＲＦ−ＣＤＭＡのようなその他のシングルキャリア方式、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア方式でもよい。
制御データ抽出部２１３は、復調部２１１にて検出した復調データのうち上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨ区間に相当するデータを受信データ（ＵＳＤＣＨ）と制御データ（ＵＳＣＣＨ）に分離する。制御データ抽出部２１３は、制御データの中で上りリンクの情報データのＡＭＣ情報は復調部２１１、チャネル復号化部２１４に出力し、下りリンクのＣＱＩ情報はスケジューリング部２０４に出力する。
なお、上りリンクの受信データのＡＭＣは基本的に基地局装置ＢＳが移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の上りリンクパイロットチャネルＵＰＩＣＨより推定した伝播路状況より判断して設定して、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に通知して、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がその通知されたＡＭＣを用いてチャネル符号化、変調を行うので、基地局装置ＢＳは移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に通知したＡＭＣを記憶保持しておき、上りリンクの制御データにＡＭＣ情報を構成せずに、復調、チャネル復号化を行う構成とすることもできる。
チャネル復号化部２１４は、制御データ抽出部２１３からのＡＭＣ情報に基づいて復調データのチャネル復号化を行ない、情報データを上位レイヤに出力する。
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なうＤＬスケジューリング部２０５と上りリンクのスケジューリングを行なうＵＬスケジューリング部２０６から構成される。
ＤＬスケジューリング部２０５は、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４から通知されるＣＱＩ情報や上位レイヤから通知される各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４への送信データに基づき、下りリンクの各チャンク、タイムスロットＴＴＩに対して移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のチャネルを割り当て、情報データをマッピングするためのスケジューリングや、各チャネルのデータを符号化、変調するためのＡＭＣを算出する。
ＵＬスケジューリング部２０６は、チャネル推定部２１２からの上りリンクの各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の伝播路特性の推定結果と移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４からのリソース割り当て要求から上りリンクの各チャンク、タイムスロットＴＴＩに対して移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のチャネルを割り当て、情報データをマッピングするためのスケジューリングや、各チャネルのデータを符号化、変調するためのＡＭＣを算出する。
なお、制御データは予め所定のＡＭＣが設定されており、復調部２１１は制御データに対しては予め設定された所定の変調方式で復調を行い、チャネル復号化部２１４は制御データに対しては予め設定された所定の符号化率で復号化を行う。図９では、制御データのチャネル符号化部、およびチャネル復号化部の図示は省略する。
上りリンクの初期無線接続確立時に、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。本実施形態は、初期無線接続確立のために必要なデータは最小送信周波数帯域のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨで基本的に構成されることを前提としている。例えば、１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１の場合、基本的に初期無線接続確立時のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨは１．２５ＭＨｚで構成される。５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３は、初期無線接続確立のためのデータを複製して、複数の最小送信周波数帯域のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを用いてランダムアクセスを行うことにより、接続成功確率を上げることもできる。例えば、５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３は、４つの最小送信周波数帯域のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを同時に行うことができる。
ここで、移動局装置の通信能力の周波数帯域幅とは、自装置の状態を変更しないまま通信可能な周波数帯域の帯域幅、つまり、送受信するチャンクとして選択可能な全てのチャンクを合計した帯域幅である。自装置の状態としては、自装置への設定、つまり、移動局装置の無線部１３０内の局部発振器の発振周波数などの自装置に対する設定が挙げられる。例えば、通信能力の周波数帯域幅が５ＭＨｚである５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置は、５ＭＨｚより狭帯域のチャンクを送信する際に、自装置の状態を変更することなしに、サブキャリアマッピング部３１０によるマッピング内容を変更することにより、５ＭＨｚの帯域幅を持つ所定の周波数帯域の中から、任意のチャンクを選択して送信することができる。
図１０に、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスにおけるチャンク選択例を示す。ここでは、図１０の（１）前提システムＰ１に示すように、システム帯域幅が２０ＭＨｚ、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ用の周波数帯域幅が５ＭＨｚのシステムを前提に説明を行うが、本発明はこのようなシステムに限定されるものではない。なお、ここでは、上りリンクがシングルキャリアとマルチキャリアの両方の場合の説明を行うために、周波数スペクトルを図示するのではなく、その周波数帯域を用いるチャンクを概念的に図示した。なお、一つのチャンク帯域幅は１．２５ＭＨｚの場合を示している。
図１０に、（２）１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１の選択例Ｐ２を示す。この例では、１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１は、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ用の５ＭＨｚの周波数帯域の中から、任意に１つのチャンク（ここでは、チャンクＣ８）を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。
なお、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスに用いるチャンクの初期選択の方法は、任意の方法を用いることができる。
また、図１０に、（３）２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２の選択例１Ｐ３を示す。この例では、２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２は、（２）１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１の選択例Ｐ２と同様に、任意に１つのチャンク（ここでは、チャンクＣ９）を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。
また、図１０に、（４）２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２の選択例２Ｐ４を示す。この例では、２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２は、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ用の５ＭＨｚの周波数帯域の中から、任意に２つのチャンク（ここでは、チャンクＣ９、Ｃ１０）を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行なう。なお、（４）２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２の選択例２Ｐ４では、隣接するチャンクを選択した場合について示しているが、そのような場合に限定されるものではない。
また、図１０に、（５）５，１０ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３、ＭＳ４の選択例１Ｐ５を示す。この例では、（２）１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１の選択例Ｐ２、（３）２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２の選択例１Ｐ３と同様に、任意に１つのチャンク（ここでは、チャンクＣ７）を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。
また、図１０に、（６）５，１０ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３、ＭＳ４の選択例２Ｐ６を示す。この例では、（４）２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２の選択例２Ｐ４と同様に、任意に２つのチャンク（ここでは、チャンクＣ７、Ｃ８）を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。
また、図１０に、（７）５，１０ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３、ＭＳ４の選択例３Ｐ７を示す。この例では、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ用の５ＭＨｚの周波数帯域の中から、任意に３つのチャンク（ここでは、チャンクＣ７、Ｃ８、Ｃ９）を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。
また、図１０に、（８）５，１０ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３、ＭＳ４の選択例４Ｐ８を示す。この例では、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ用の５ＭＨｚの周波数帯域の全ての、４つのチャンク（チャンクＣ７〜Ｃ１０）を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。
なお、図１０の（５）５，１０ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３、ＭＳ４の選択例１Ｐ５〜（８）５，１０ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３、ＭＳ４の選択例４Ｐ８については、５ＭＨｚか５ＭＨｚを超える移動局クラスであればよく、例えば、１５ＭＨｚや２０ＭＨｚの移動局クラスであってもよい。
ここで、複数のチャンクを用いてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う場合に、一つのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ用の信号を複数コピーして各チャンクでそれぞれ同様のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ用の信号を送信する方法と、広帯域用のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ用の信号を複数のチャンクを用いて送信する方法があるが、以下では主として前者の方法について説明する。
なお、前者は基地局装置ＢＳにおいて一つのチャンクのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを検出することで移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４を検出することができるが、後者は特定の移動局装置より送信された全てのチャンクのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを検出する必要がある。また、広帯域の移動局クラスの移動局装置、例えば５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３は複数のチャンクを用いてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行なうことにより接続成功確率を上げることができるが、狭帯域の移動局クラスの移動局装置、例えば１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１にとっては衝突確率が上がってしまう。
そのため、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ：サービス品質）、セル内の接続移動局装置数などに応じて予め基地局装置ＢＳが、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスに選択可能なチャンク数を決めて、その情報を下りリンクにおいてセル内の移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に報知する形態が望ましい。移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は報知された基準情報を基に、チャンク数を選択してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。
例えば、セル内に１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１が多く存在するとき、５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ３はＱｏＳが余り高くなければ、できる限り１つのチャンクを用いてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行なう。
なお、ここでは初期無線接続確立時のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの最小周波数帯域幅を１．２５ＭＨｚとして説明しているが、システムの構成によっては２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚなどにしてもよい。例えば、１．２５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ１のサポートを行なわず、通信可能な最小移動局クラスを２．５ＭＨｚ移動局クラスの移動局装置ＭＳ２にしているシステムでは、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの最小周波数帯域幅を２．５ＭＨｚにしてもよい。
しかしながら、各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスに用いるチャンクをランダムに選択するが、統計的にランダムになるような方法を用いていても、瞬時的にあるチャンクに複数の移動局装置のランダムアクセスが集中し、移動局装置間の信号が衝突する場合がある。初期無線接続確立時のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスは、移動局装置側からの送信開始となり、基地局装置ＢＳと移動局装置とで通信してチャンクの位置の指定を行うことはできないので、統計的にランダムになるような方法しか用いることができない。
通常、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスにおいて衝突が起きると、ある程度時間間隔を空けて再度ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスが行われる。このように、再度ランダムアクセスを行うまでに時間を空けることをランダムバックオフと呼び、その際の時間間隔をランダムバックオフ時間と呼ぶ。このランダムバックオフ時間の上限を設定して、その範囲内でランダムに送信を停止する時間、または再開する時間を設定する。これは、衝突を起こした複数の移動局装置が絶えずランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを再送すると、絶えず衝突を起こし続ける問題を回避するためのものである。
しかしながら、長いランダムバックオフ時間が設定されると、直ぐにランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行うことができない。そこで、第１から第４の実施形態では、早急なランダムアクセスの再送が求められる移動局装置に対して衝突確率を増加させることなく、ランダムアクセスの再送を直ぐに行えるようにする。
初期無線接続確立のためのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスは、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間の無線リンクを接続するための手順である。言い換えれば、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間通信の物理層を接続するための手順である。その一方、現在提案されているシステムのＭＡＣ層（物理層の上位にある論理層）においては物理層の接続がされていない場合のモードが複数種類ある。その１つは、Ｉｄｌｅモード（第１の通信状態）と呼ばれ、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間のＭＡＣ層の接続がされていない状態である。他に、Ｄｏｒｍａｎｔモード（第２の通信状態）と呼ばれるモードがあり、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間のＭＡＣ層の接続がされている状態である。両モードの違いは、データの送受信を開始する時の速さであり、ＤｏｒｍａｎｔモードはＭＡＣ層の接続が維持されている状態なのでＭＡＣ層の接続手順を踏む必要がなく、Ｉｄｌｅモードと比較して直ぐにデータの送受信を開始することができる。これは、ウェブブラウジングのようなサービスを利用しているユーザの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に適したＭＡＣモードである。
例えば、ユーザは基地局装置ＢＳから画像データをダウンロードし、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の表示画面に映し出された画像を見て、見終わった後に次の画像データをダウンロードする。ユーザが画像を見ている間はデータをダウンロードしないので、無線リンクを確保し続けるのはリソースの無駄を生ずる。しかしながら、このようなサービスはある程度時間間隔が開いた後、再度データをダウンロードするという処理が繰り返されるので、データをダウンロードするたびにＭＡＣ層の接続処理を行っていては、長い接続時間がかかり、ユーザに満足なサービスを提供することができない。そこで、そのような状態の移動局装置はＤｏｒｍａｎｔモードに入り、データのダウンロードがない場合は無線リンクのみを切断した状態で待機する。
これは、システム側においても有効であり、ＭＡＣ層の接続処理のためのメッセージをやり取りするための無線リソースをその都度割り当てる必要がなくなり、システム全体の限られた無線リソースを有効に使用することができる。なお、システムがＭＡＣ層の接続を維持できる移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４にも限りがあるため、上記のようなサービスを提供中でない移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はＩｄｌｅモードの状態で待機する。また、Ｄｏｒｍａｎｔモードを要約すると、ＭＡＣ層において動作状態であるアクティブモード中にＤＲＸ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ：非連続受信）／ＤＴＸ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：非連続送信）区間により構成されている状態を指す。
［第１の実施形態］
本実施形態においては、Ｄｏｒｍａｎｔモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、ランダムバックオフの上限をＩｄｌｅモードのときの設定値よりも短い値に設定し、その時間間隔の範囲内でランダムバックオフ時間が設定されるようにする。このようにすることにより、Ｄｏｒｍａｎｔモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は再送を行う時間を短縮でき、つまり、無線接続確立に要する時間をＩｄｌｅモードの移動局装置と比較して短縮でき、本来のＤｏｒｍａｎｔモードの効果を向上させることができ、好適なサービスを提供することができる。
Ｄｏｒｍａｎｔモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４とＩｄｌｅモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送方法を、図面を用いて説明する。
図１１に、ＩｄｌｅモードとＤｏｒｍａｎｔモードのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に関する最大ランダムバックオフ時間を示す。Ｉｄｌｅモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４では、ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、スケジュール情報として自装置がＩｄｌｅモードにあることを取得している。ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、ランダムアクセスを行ってから一定時間経過しても、基地局装置ＢＳからの応答を制御データ抽出部１１３より得られないときは、最大ランダムバックオフ時間をＴＩｍａｘとして、この時間間隔内でランダムアルゴリズムによりランダムバックオフ時間を設定して、ランダムアクセスを再度行うタイムスロットＴＴＩを選択する。
Ｄｏｒｍａｎｔモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４では、上述と同様にして、ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、スケジュール情報として自装置がＤｏｒｍａｎｔモードにあることを取得している。ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、ランダムアクセスを行ってから一定時間経過しても、基地局装置ＢＳからの応答を制御データ抽出部１１３より得られないときは、最大ランダムバックオフ時間をＴＤｍａｘとして、この時間間隔内でランダムアルゴリズムによりランダムバックオフ時間を設定して、ランダムアクセスを再度行うタイムスロットＴＴＩを選択する。
ここで、各モードにおける最大ランダムバックオフ時間は、ＴＩｍａｘ＞ＴＤｍａｘという関係となるように予め設定しておくことで、平均的にはＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４より早く再送を行う。
図１２Ａ〜図１２Ｃに、本実施形態によるＩｄｌｅモード、及びＤｏｒｍａｎｔモードにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送タイミングの例を示す。なお、ここでは例として、図１２Ａに示すように、１フレームが１つの連続する上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ区間と１つの連続する上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨ区間から構成される場合について示す。
図１２Ｂと図１２Ｃは、Ｉｄｌｅモードの最大ランダムバックオフ時間ＴＩｍａｘが６フレーム分の長さで、Ｄｏｒｍａｎｔモードの最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘが２フレーム分の長さのときの、Ｉｄｌｅモードの移動局装置とＤｏｒｍａｎｔモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４とのランダムアクセスがＣＢＣＨ区間Ｃ１にて衝突したときのランダムアクセスの再送タイミングの例を示した図である。
図１２Ｂに例示したＩｄｌｅモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ区間Ｃ１にてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスに失敗すると、最大ランダムバックオフ時間ＴＩｍａｘより短い時間である３フレーム分の時間をランダムバックオフ時間Ｔ１として設定され、３フレーム後の上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ区間Ｃ４でランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行う。
一方、図１２Ｃに例示したＤｏｒｍａｎｔモードの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ区間Ｃ１にてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスに失敗すると、最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘより短い時間である１フレーム分の時間をランダムバックオフ時間Ｔ１として設定され、１フレーム後の上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ区間Ｃ２でランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行う。
これにより、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４よりも短いランダムバックオフ時間を設定し、早急にランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を適切に行うことで、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのレスポンスタイムを抑えて無線接続確立までの時間を抑えることができる。
なお、本実施形態では、ランダムバックオフ時間の上限値のみをＭＡＣモードに応じて変更したが、下限値も変更してもよい。これにより、Ｉｄｌｅモードにおける最小ランダムバックオフ時間を、Ｄｏｒｍａｎｔモードにおける最大ランダムバックオフ時間以上の値にしておくことで、常にＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４よりも短いランダムバックオフ時間を設定して、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行うことでＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのレスポンスタイムを抑えて無線接続確立までの時間を抑えることができる。
また、本実施形態では基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４との状態の一例として通信接続状態であるＭＡＣモードに応じてランダムバックオフ時間を制御してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを再送する場合について説明したが、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４との状態として通信する通信サービス種別に応じて制御することもできる。通信する通信サービス種別がテレビ電話などの要求ＱｏＳの高い通信サービス種別である移動局装置は、最大ランダムバックオフ時間を短くなるようにし、パケット通信などの要求ＱｏＳの低い通信サービス種別である移動局装置よりも接続確立までの時間が早くなるようにして、的確に要求ＱｏＳに応じたサービスを提供できる好適なシステムを実現することができる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態において、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４はランダムバックオフ時間がＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４と比較して平均的に短くなるようにし、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４はランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行うチャンクの選択肢をＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４と比較して広くとれるようにして分散させる。このようにすることにより、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４間のランダムアクセスの衝突確率を低減し、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４は再送を行う時間を短縮できる。つまり、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４は、無線接続確立に要する時間を短縮でき、本来のＤｏｒｍａｎｔモードの効果を向上させることができ、好適なサービスを提供することができる。
本実施形態におけるＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４とＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送方法を、図面を用いて説明する。図１３に、ＩｄｌｅモードとＤｏｒｍａｎｔモードとにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に関する最大ランダムバックオフ時間を例示し、図１４Ａ、図１４ＢにＩｄｌｅモードとＤｏｒｍａｎｔモードとにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に用いるチャンクを例示する。
図１３に示すように、本実施形態では、Ｉｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４は最大ランダムバックオフ時間をＴＩｍａｘとして、この時間間隔内でランダムアルゴリズムによりランダムバックオフ時間を設定する。Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４は最大ランダムバックオフ時間をＴＤｍａｘとして、この時間間隔内でランダムアルゴリズムによりランダムバックオフ時間を設定する。ここで、ＴＩｍａｘ＞ＴＤｍａｘとなるように設定し、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４がＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４より早く再送を行う確率を上げる。
このままでは、最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘが短いため、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４同士でランダムアクセスが衝突し、これらの移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４が再送するランダムアクセスの衝突確率が高くなる。これを避けて再送時の衝突確率を下げるために、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送時のチャンクの選択肢を増やす。
図１４Ａに例示するように、Ｉｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４が、周波数ｆ１のチャンクにてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを送信し、一定時間経過しても基地局装置ＢＳからの応答を得られなかったとき、該移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４のＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、上記最大ランダムバックオフ時間ＴＩｍａｘ以下となるランダムバックオフ時間を選択する。次に、ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、応答が得られなかったランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを、初期の送信と同じ周波数ｆ１のチャンクであり、該ランダムバックオフ時間経過後の上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ区間に配置する。
一方、図１４Ｂに例示するように、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４が、周波数ｆ１のチャンクにてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを送信し、一定時間経過しても基地局装置ＢＳからの応答を得られなかったとき、該移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４のＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、上記最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘ以下となるランダムバックオフ時間を選択する。次に、ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、所定の選択候補のチャンク（ここでは、周波数ｆ０とｆ１のチャンク）の中から、例えば周波数ｆ０のチャンクを選択し、応答が得られなかったランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを、該チャンクであり、該ランダムバックオフ時間経過後の上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨ区間に配置する。
例えば、Ｄｏｒｍａｎｔモードの最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘをＩｄｌｅモードの最大ランダムバックオフ時間ＴＩｍａｘの半分にすると、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４同士の衝突確率はＩｄｌｅモード同士の２倍になるが、ＤｏｒｍａｎｔモードのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送時のチャンクの選択肢をＩｄｌｅモードの２倍にすると衝突確率が半分になり、全体としてＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４間の衝突確率をＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４の時と同じにすることができる。
これにより、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４がＩｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４よりも短いランダムバックオフ時間を設定し、かつ、選択候補のチャンク数を増やすことで再送時の衝突確率を下げているので、早急にランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を適切に行うことができ、かつ、再送時に衝突を繰り返すことを防ぐことができ、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのレスポンスタイムを抑えて無線接続確立までの時間を抑えることができる。
なお、本実施形態においても、Ｉｄｌｅモード、及びＤｏｒｍａｎｔモードにおけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送タイミングは、図１３に示した第１の実施形態と同様である。つまり、ＭＡＣモードにより、最大ランダムバックオフ時間を変更してもよいし、最大ランダムバックオフ時間と最小ランダムバックオフ時間を変更してもよい。このとき、衝突確率は、最大ランダムバックオフ時間と最小ランダムバックオフ時間との差、および、選択候補となるチャンク数に反比例する。
例えば、Ｉｄｌｅモードにおける最大ランダムバックオフ時間を４Ｔ、最小ランダムバックオフ時間をＴ、つまり、最大ランダムバックオフ時間と最小ランダムバックオフ時間との差を４Ｔ−Ｔ＝３Ｔとする。さらに、Ｄｏｒｍａｎｔモードにおける最大ランダムバックオフ時間をＴ、最小ランダムバックオフ時間を０、つまり、最大ランダムバックオフ時間と最小ランダムバックオフ時間との差をＴ−０＝Ｔとし、選択候補となるチャンク数を３とする。このようにすると、Ｄｏｒｍａｎｔモードのランダムバックオフ時間をＩｄｌｅモードより短くし、全体としてＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４間の衝突確率を、Ｉｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４間と同じにすることで、Ｄｏｒｍａｎｔモードにおいて、ランダムアクセスを開始してから成功するまでの時間を抑えることができる。
また、上記説明では、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４のみにランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行うチャンクの選択候補を複数持たせているが、Ｉｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４にも同様にランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行うチャンクの選択候補を複数持たせ、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４は、Ｉｄｌｅモードにある移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４よりもランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を行うチャンクの選択候補を多く持たせるような形態とすることもできる。
また、本実施形態では基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４との状態の一例として通信接続状態であるＭＡＣモードに応じてランダムバックオフ時間および再送を行うチャンクの選択候補の数を制御してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを再送する場合について説明したが、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４との状態として通信する通信サービス種別に応じて制御することもできる。通信する通信サービス種別がテレビ電話などの要求ＱｏＳの高い通信サービス種別である移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４は、最大ランダムバックオフ時間を短くかつ選択候補となるチャンクの数が多くなるようにし、パケット通信などの要求ＱｏＳの低い通信サービス種別である移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４よりも接続確立までの時間が早くなるようにして、的確に要求ＱｏＳに応じたサービスを提供できる好適なシステムを実現することができる。
［第３の実施形態］
第３の実施形態では、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送時に選択可能なチャンク数に応じてＤｏｒｍａｎｔモードの最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘの制御を行う。
ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送時に選択可能なチャンク数、周波数範囲は、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の移動局クラス、または動作モードにより異なる。
移動局クラスは、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４の無線部１３０において一度に送受信可能な周波数帯域幅を示す。移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はその周波数帯域内であればチャンクを変調部１０３またはＯＦＤＭ復調部１１１のベースバンド処理により選択するこができるが、その周波数帯域外のチャンクを選択するためには無線部１３０が備える局部発振器の発振周波数を変更しなければならない。この変更のために、デジタル部からアナログ部に対して変更を設定するための制御遅延、発振周波数のぶれが安定するまでの遅延が生じる。そのため、この周波数帯域外にて送信する場合は、送信を再開するまでに時間を要してしまい、直ぐにランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを再度試みることができない。本実施形態では、これを避けるため、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がランダムアクセスの再送に用いる可能性のある選択候補のチャンクを、移動局クラスに応じた周波数帯域内のチャンクに制限する。
また、移動局クラスとは異なり、動作モードとして複数の周波数帯域幅の送受信を制御する場合がある。つまり、無線部１３０の能力としては広帯域な送受信が可能な移動局装置に対して、能力より小さい周波数帯域幅で動作させる場合である。例えば、全ての移動局装置が１０ＭＨｚ移動局クラスの移動通信システムにおいて、動作モードとして１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚで送信、または受信するように設定し、移動局装置は設定された動作モードより広帯域な送信、または受信を行わないようにする。これは、移動通信システムの都合上、サービス体系の違いにより周波数帯域を限定する場合に行われることが想定される。このとき、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置がランダムアクセスの再送に用いる可能性のある選択候補のチャンクは、動作モードに応じた周波数帯域内のチャンクに制限する。
なお、本実施形態においては、動作モードが１．２５ＭＨｚの移動局装置についても移動局クラスが１．２５ＭＨｚの移動局装置と区別せずに移動局装置ＭＳ１と表記し、同様にして、動作モードが２．５ＭＨｚの移動局装置を移動局装置ＭＳ２、動作モードが５ＭＨｚの移動局装置を移動局装置ＭＳ３、動作モードが１０ＭＨｚの移動局装置を移動局装置ＭＳ４と表記する。
本実施形態においては、上述のように、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送時に選択可能なチャンク数は、移動局クラス、または動作モードにより異なる。選択可能なチャンク数が異なるということは、周波数領域でのランダム性という観点から衝突確率が異なると言え、選択可能なチャンク数が多い時の衝突確率は選択可能なチャンク数が少ない時の衝突確率より小さくなる。よって、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送時に選択可能なチャンク数に応じてＤｏｒｍａｎｔモードの最大ランダムバックオフ時間の制御を行うことにより、適切にＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間の衝突確率を制御することができる。
より詳細には、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの衝突確率をある程度均等に保ち、できる限りＤｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を早く行えるようにするために、移動局クラスが高い、もしくは、動作モードが大きい移動局装置の最大ランダムバックオフ時間は短くし、移動局クラスが低い、もしくは、動作モードが小さくなるにつれてその移動局装置に対してはより長い最大ランダムバックオフ時間を設定するようにする。また、Ｉｄｌｅモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４を基準として、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は選択可能なチャンク数に比例して最大ランダムバックオフ時間短くするようにして、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの衝突確率をより均等に保つことができる。
図１５は、チャンクの帯域幅が１．２５ＭＨｚのときの１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４が、ＩｄｌｅモードおよびＤｏｒｍａｎｔモードにあるときにランダムアクセスの再送の配置候補となるチャンクおよびタイムスロットの例を示した図である。
図１５では、全ての移動局クラスの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、Ｉｄｌｅモードにあるとき、初期のランダムアクセスを配置したチャンクと同一で、最大ランダムバックオフ時間ＴＩｍａｘまでのチャンク、タイムスロットである領域Ａ１を、ランダムアクセスの再送の配置候補とする。すなわち、Ｉｄｌｅモードにあるときは、ＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、この領域Ａ１内にランダムアクセスの再送を配置する。
１．２５ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ１は、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるとき、初期のランダムアクセスを配置したときの局部発振器の発振周波数を変更せずに送受信できるチャンク（周波数帯域幅は１．２５ＭＨｚ）で、最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘ１までのチャンク、タイムスロットである領域Ａ２を、ランダムアクセスの再送の配置候補とする。すなわち、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるときは、１．２５ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ１のＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、この領域Ａ２内にランダムアクセスの再送を配置する。
２．５ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ２は、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるとき、初期のランダムアクセスを配置したときの局部発振器の発振周波数を変更せずに送受信できる２チャンク（周波数帯域幅は２．５ＭＨｚ）で、最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘ２までのチャンク、タイムスロットである領域Ａ３を、ランダムアクセスの再送の配置候補とする。すなわち、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるときは、２．５ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ２のＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、この領域Ａ３内にランダムアクセスの再送を配置する。
５ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ３は、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるとき、初期のランダムアクセスを配置したときの局部発振器の発振周波数を変更せずに送受信できる４チャンク（周波数帯域幅は５ＭＨｚ）で、最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘ３までのチャンク、タイムスロットである領域Ａ４を、ランダムアクセスの再送の配置候補とする。すなわち、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるときは、５ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ３のＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、この領域Ａ４内にランダムアクセスの再送を配置する。
１０ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ４は、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるとき、初期のランダムアクセスを配置したときの局部発振器の発振周波数を変更せずに送受信できる８チャンク（周波数帯域幅は１０ＭＨｚ）で、最大ランダムバックオフ時間ＴＤｍａｘ４までのチャンク、タイムスロットである領域Ａ５を、ランダムアクセスの再送の配置候補とする。すなわち、Ｄｏｒｍａｎｔモードにあるときは、１０ＭＨｚの移動局クラスの移動局装置ＭＳ４のＣＢＣＨスケジューリング部１０５は、この領域Ａ５内にランダムアクセスの再送を配置する。
これにより、Ｄｏｒｍａｎｔモードにある移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、選択候補のチャンク数に応じてランダムバックオフ時間の上限値を設定しているので、衝突確率を平均化しつつ、ランダムバックオフ時間をできるだけ短い時間とすることができる。このため、早急にランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送を適切に行い、かつ、再送時に衝突を繰り返すことを防ぐので、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのレスポンスタイムを抑えて無線接続確立までの時間を抑えることができる。
また、第３の実施形態は第１、第２の実施形態と同様に、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４との状態の一例として通信接続状態であるＭＡＣモードに応じて再送を行うチャンクの選択候補の数およびランダムバックオフ時間を制御してランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを再送する場合について説明したが、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４との状態として通信する通信サービス種別に応じて制御することもできる。通信する通信サービス種別がテレビ電話などの要求ＱｏＳの高い通信サービス種別である移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、再送を行うチャンクの選択候補の数を多く、最大ランダムバックオフ時間を短くし、パケット通信などの要求ＱｏＳの低い通信サービス種別である移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４よりも接続確立までの時間が早くなるようにして、的確に要求ＱｏＳに応じたサービスを提供できる好適なシステムを実現することができる。
次に、第１から第３の実施形態におけるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う際の移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と基地局装置ＢＳ間のシーケンスについて説明する。
移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、電源投入後、ＰＬＭＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）選択、セルサーチを行う。基地局装置ＢＳは、下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰＩＣＨ、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨ、下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨを定期的に送信されている。移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰＩＣＨ、下りリンク同期チャネルＤＳＣＨから接続を試みるセルの選択を行ない、報知情報として下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨからシステム帯域幅、ＣＢＣＨ用周波数帯域幅、周波数位置等の基地局装置情報を取得する。基地局装置情報を取得後、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、位置登録を経て、Ｉｄｌｅモードに入る。
移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、再位置登録、パケット発着信のための初期接続、またはパケット通信中の再接続などのときに、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨを用いて基地局装置ＢＳへランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを行う。図１６に、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と基地局装置ＢＳ間のランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセス処理のフローチャートを示す。
まず、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、任意の統計的にランダムな選択アルゴリズムにより、初期接続確立、または再接続のためのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを試みるチャンクをＣＢＣＨ用周波数帯域の中から選択し（Ｓａ１）、該ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを送信する（Ｓａ２）。ここで、初期接続確立のためのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスで移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４が基地局装置ＢＳに送信するデータは、Ｗ−ＣＤＭＡでシグネチャと呼ばれる各移動局装置を識別するための情報（シグネチャと称する）、基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間の同期を合わせるための情報（プリアンブルと称する）を含む。また、各移動局装置個別の情報、無線接続関連情報も併せて含まれる構成をとっても、後の処理の中で基地局装置ＢＳに送信される構成でもよい。ここでは、説明を簡易にするため、初期接続確立のためのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスでプリアンブルのみを送信する場合について説明する。
基地局装置ＢＳは、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨを受信し（Ｓａ３）、該上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨに移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４が送信したランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを検出すると（Ｓａ４）、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨにおいて移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４にデータを送信するためのチャネルを割り当てるスケジューリングを行ない、プリアンブルから基地局装置ＢＳと移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４間の受信タイミングのずれを検出し、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨを用いて移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４から送信されたシグネチャ、同期情報、及びスケジューリング情報を下りリンクで移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に送信する（Ｓａ５）。または、以降のフレームの先頭の下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨで前記の情報を送信する。基地局装置ＢＳは、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨを受信しても移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４からのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを検出しなかった場合は（Ｓａ４）、上記ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨに関する処理を行なわない。
移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨ、または予め周波数帯域の決められた下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨを受信して自装置が送信したシグネチャが含まれているかを監視し、一定期間以内に自装置宛のデータがない場合（Ｓａ６）、第１または第３の実施形態にて説明したように、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを再送するチャンク、ランダムバックオフ時間を選択する（Ｓａ９）。
すなわち、第１の実施形態においては、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はランダムバックオフ時間の生成アルゴリズムの上限値である最大ランダムバックオフ時間をＩｄｌｅモードのときと比較して短い値に設定する。第２の実施形態においては、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４はランダムバックオフ時間の生成アルゴリズムの上限値である最大ランダムバックオフ時間をＩｄｌｅモードのときと比較して短い値に設定し、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に用いるチャンクを選択候補の中から選択する。第３の実施形態においては、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はランダムバックオフ時間の生成アルゴリズムの上限値である最大ランダムバックオフ時間をＩｄｌｅモードのときと比較して短い値に設定し、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に用いるチャンクを複数の候補チャンクの中から選択するが、その際、選択候補のチャンク数と最大ランダムバックオフ時間との関係が一定に保たれるように設定する。
各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、ステップＳａ９にて選択したチャンク、ランダムバックオフ時間のタイムスロットにて、該ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスを再試行する（Ｓａ２）。
そして、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨにおいて自装置が送信したシグネチャがあった場合（Ｓａ６）、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨを復調し、同期情報、スケジューリング情報を抽出する。次に、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、移動局クラス等の自装置情報と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。基地局装置ＢＳは、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４から送信された移動局クラス等の自装置情報とＱｏＳやデータ量等のスケジューリングに必要な情報を基にスケジューリングを行ない、スケジューリング情報を移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に送信する。移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４への上りリンクのスケジューリングが行なわれると、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４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。位置登録では、一時的な加入者識別情報（ＩＭＳＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ、ＩＭＥＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、例えばＴＭＳＩ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、ＴＭＥＩ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）や一時的なＩＰアドレスなど、を位置登録の承認とともに移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に送信する。また、同時に鍵交換プロトコルや認証処理が実行される。これらにより、無線接続処理が完了する（Ｓａ７、Ｓａ８）。
［第４の実施形態］
また、本発明は、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ以外の通常時の上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨのランダムアクセスの再試行にも適用することができる。
本実施形態においては、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、送信データがあり、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨが割り当てられなかった場合、または非常に少量のデータを基地局装置ＢＳに送信する場合、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨのランダムアクセスを試みる。ここでは、上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨの中で、上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨにおいてチャネル割り当てを要求するための上りリンク要求チャネルＵＲＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を送信するために、または少量のデータからなるファーストアクセスチャネルＦＡＣＨ（Ｆａｓｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）を送信するために行なう。
上りリンク要求チャネルＵＲＣＨを送信する場合、すなわち、チャネル割り当てを要求する場合、初期無線接続確立のためのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスと同様、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のＣＢＣＨスケジューリング部１０５が上りリンク要求チャネルＵＲＣＨのランダムアクセスに用いるチャンクを選択し、基地局装置ＢＳよりスケジューリング情報を受信して上りリンクスケジューリングチャネルＵＳＣＨを用いたデータ送信を行なうまでの手順を移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と基地局装置ＢＳで行う。
ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨを送信する場合について、図１７に、通常時の少量のデータ送信用のチャネルＦＡＣＨのランダムアクセスのシーケンスを示す。この場合も、初期接続確立のためのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのランダムアクセスと同様、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４のＣＢＣＨスケジューリング部１０５はファーストアクセスチャネルＦＡＣＨのランダムアクセスに用いるチャンクを選択し（Ｓｂ１）、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨのランダムアクセスを試みる（Ｓｂ２）。ここで、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨにて送信するデータはシグネチャ、プリアンブルと共に送信データを含む。基地局装置ＢＳは、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４がランダムアクセスした送信データを伴うファーストアクセスチャネルＦＡＣＨを検出すると（Ｓｂ３）、データの復調などのデータ処理を行ない、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨを用いてファーストアクセスチャネルＦＡＣＨ中の送信データに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫなどの応答情報を下りリンクで移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４に送信する（Ｓｂ４）。または、以降のフレームの先頭の下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨで前記の情報を送信する。移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４からのファーストアクセスチャネルＦＡＣＨを検出しなかった場合は（Ｓｂ３）、データ処理を行わずに、スケジューリングチャネル区間の処理に移行する。
移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は、下りリンク共通制御チャネルＤＣＣＣＨ、または予め周波数帯域の決められた下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨを受信して応答情報が含まれているかを監視し、一定期間以内に自装置宛のデータがない場合（Ｓｂ５）、第１から第３の実施形態にてランダムアクセスチャネルＲＡＣＨについて説明したのと同様に、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨを再送するランダムバックオフ時間の制御、チャンクの切り替え選択を行う。（Ｓｂ６）。
第１の実施形態においては、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はランダムバックオフ時間の生成アルゴリズムの時間間隔の上限値をＩｄｌｅモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と比較して短い値に設定する。第２の実施形態においては、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４はランダムバックオフ時間の生成アルゴリズムの時間間隔の上限値をＩｄｌｅモードのときの移動局装置ＭＳ２〜ＭＳ４と比較して短い値に設定し、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に用いるチャンクを複数の候補チャンクの中から選択する。第３の実施形態においては、Ｄｏｒｍａｎｔモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４はランダムバックオフ時間の生成アルゴリズムの時間間隔の上限値をＩｄｌｅモードのときの移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４と比較して短い値に設定し、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの再送に用いるチャンクを複数の候補チャンクの中から選択し、その際、候補チャンク数とランダムバックオフ時間の上限値との関係を一定に保ちつつ設定、選択する。
そして、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳ４は下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨにおいて自装置宛の応答情報があった場合（Ｓｂ５）、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨのランダムアクセスの処理を終了する。また、応答情報がＮＡＣＫであった場合、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨのランダムアクセスを再試行するようにしてもよい。
これにより、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨのみでなく、ファーストアクセスチャネルＦＡＣＨや上りリンク要求チャネルＵＲＣＨなどの通常の上りリンクコンテンションベースチャネルＣＢＣＨのランダムアクセスにおいても、第１から第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第１から第４の実施形態において、図４の送信部１００、受信部１１０、無線制御部１２０、および、図９の送信部２００、受信部２１０は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、各部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態を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変更等も含まれる。
通信規格が異なるなどのために、異なる通信帯域幅を備える携帯電話機が混在し、これらの携帯電話機が基地局にランダムアクセスするマルチバンド無線通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。

Claims (21)

  1. 基地局装置と、物理層の接続がされていない場合に前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおいて、
    前記移動局装置は、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、自装置と前記基地局装置との論理層の接続状態に応じて決まる上限値を設定する部を備えること
    を特徴とする無線通信システム。
  2. 前記接続状態は、論理層が接続されていない通信状態と、論理層が接続されている通信状態であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記論理層が接続されている通信状態は、さらに物理層が接続されていない通信状態であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
  4. 前記上限値は、前記論理層が接続されていない通信状態のときより、前記論理層が接続されている通信状態のときの方が短いことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無線通信システム。
  5. 基地局装置と、前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおいて、
    前記移動局装置は、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、前記移動局装置と前記基地局装置間との間で通信する通信サービス種別に応じて決まる上限値を設定する部を備えることを特徴とする無線通信システム。
  6. 前記上限値は、前記通信サービス種別の要求サービス品質により決まることを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
  7. 前記上限値は、前記通信サービス種別の要求サービス品質が低いときより、前記要求サービス品質が高いときの方が短いこと
    を特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
  8. 基地局装置と、前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおいて、
    前記移動局装置は、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときにランダムアクセスを再び行うまでのランダムバックオフ時間を、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる上限値と下限値であって、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる選択候補周波数帯域の合計の帯域幅に応じて前記ランダムバックオフ時間の前記上限値と前記下限値の差を決定した上限値と下限値との間の値とし、前記再び行うランダムアクセスの際に用いる周波数帯域を、前記選択候補周波数帯域の中から選択する部を備えることを特徴とする無線通信システム。
  9. 前記状態は、物理層の接続がされていない場合において、前記移動局装置と前記基地局装置との論理層の接続状態であることを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
  10. 前記接続状態は、論理層が接続されていない通信状態と、論理層が接続されている通信状態であることを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
  11. 前記論理層が接続されている通信状態は、さらに物理層が接続されていない通信状態であることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
  12. 前記上限値は、前記論理層が接続されていない通信状態のときより、前記論理層が接続されている通信状態のときの方が短いことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の無線通信システム。
  13. 前記状態は、前記移動局装置と前記基地局装置間との間で通信する通信サービス種別であることを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
  14. 前記上限値は、前記通信サービス種別の要求サービス品質により決まることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信システム。
  15. 前記上限値は、前記通信サービス種別の要求サービス品質が低いときより、前記要求サービス品質が高いときの方が短いことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信システム。
  16. 物理層の接続がされていない場合に基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置において、
    ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、当該装置と前記基地局装置との論理層の接続状態に応じて決まる上限値を設定し、再びランダムアクセスを行うチャネルを決めるスケジューリング部と、
    データを前記決められたチャネルに配置するデータ制御部と、
    を備えることを特徴とする移動局装置。
  17. 基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置において、
    ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、時間当該装置と前記基地局装置間との間で通信する通信サービス種別に応じて決まる上限値を設定し、再びランダムアクセスを行うチャネルを決めるスケジューリング部と、
    データを前記決められたチャネルに配置するデータ制御部と、
    を備えることを特徴とする移動局装置。
  18. 基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置において、
    ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときにランダムアクセスを再び行うまでのランダムバックオフ時間を、当該装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる上限値と下限値であって、当該装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる選択候補周波数帯域の合計の帯域幅に応じて前記ランダムバックオフ時間の前記上限値と前記下限値の差を決定した上限値と下限値との間の値とし、前記上限値と前記下限値の間の値に決定し、前記再び行うランダムアクセスの際に用いる周波数帯域を、前記選択候補周波数帯域の中から選択するスケジューリング部と、
    データを前記選択された周波数帯域に配置するデータ制御部と、
    を備えることを特徴とする移動局装置。
  19. 基地局装置と、物理層の接続がされていない場合に前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおけるランダムアクセス方法において、
    前記移動局装置が、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、自装置と前記基地局装置との論理層の接続状態に応じて決まる上限値を設定する第１の過程と、
    前記移動局装置が、前記ランダムアクセスを行ってから、前記第１の過程にて選択したランダムバックオフ時間が経過したときに、再びランダムアクセスを行う第２の過程と
    を備えることを特徴とするランダムアクセス方法。
  20. 基地局装置と、前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおけるランダムアクセス方法において、
    前記移動局装置が、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときに再びランダムアクセスを行うまでのランダムバックオフ時間について、前記移動局装置と前記基地局装置間との間で通信する通信サービス種別に応じて決まる上限値を設定する第１の過程と、
    前記移動局装置が、前記ランダムアクセスを行ってから、前記第１の過程にて選択したランダムバックオフ時間が経過したときに、再びランダムアクセスを行う第２の過程と
    を備えることを特徴とするランダムアクセス方法。
  21. 基地局装置と、前記基地局装置へのランダムアクセスを行う移動局装置とからなる無線通信システムにおけるランダムアクセス方法において、
    前記移動局装置が、ランダムアクセスを行ってから該ランダムアクセスに成功しなかったときにランダムアクセスを再び行うまでのランダムバックオフ時間を、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる上限値と下限値であって、当該移動局装置と前記基地局装置との状態に応じて決まる選択候補周波数帯域の合計の帯域幅に応じて前記ランダムバックオフ時間の前記上限値と前記下限値の差を決定した上限値と下限値との間の値とし、前記再び行うランダムアクセスの際に用いる周波数帯域を、前記選択候補周波数帯域の中から選択する第１の過程と、
    前記移動局装置が、前記ランダムアクセスを行ってから、前記第１の過程にて選択したランダムバックオフ時間が経過したときに、再びランダムアクセスを行う第２の過程と
    を備えることを特徴とするランダムアクセス方法。
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