JP2009055356A

JP2009055356A - 移動通信システムにおける基地局装置、移動局装置および基地局制御方法

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Publication number: JP2009055356A
Application number: JP2007220257A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishii; 暁石井; Hiroyuki Hosono; 博之細野; Shinichi Mori; 慎一森; Tomoyuki Oya; 智之大矢
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-03-12
Also published as: WO2009028258A1; CN101836479A; EP2187696A1; KR20100059849A; US20110051609A1

Abstract

【課題】移動通信システムにおけるランダムアクセス用のチャネルのパラメータの自動初期設定や自動最適化を行なう。
【解決手段】移動通信システムにおける基地局装置であって、移動局装置から送信されたランダムアクセス用チャネルを受信する手段と、受信したランダムアクセス用チャネルの測定もしくは移動局装置からの報告によりランダムアクセス用チャネルの品質を取得する手段と、取得したランダムアクセス用チャネルの品質からランダムアクセス用チャネルパラメータを計算する手段と、得られたランダムアクセス用チャネルパラメータを在圏する全移動局装置へ報知する手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は一般に移動通信の技術分野に関連し、特に移動通信システムにおける基地局装置、移動局装置および基地局制御方法に関連する。

ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）移動通信方式や近年３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化活動が行われているＬＴＥ（Long Term Evolution）では、無線リンクの接続時において移動局はセルサーチで下りリンクにおける無線リンクの確立後、上りリンクのＲＡＣＨ（Random Access Channel：ランダムアクセス用チャネル）を送信して、ランダムアクセスを行う（非特許文献１〜３を参照。）。ＲＡＣＨをデータチャネルと多重する方法としては、ＲＡＣＨとデータチャネルを異なる時間で送信する時間多重、異なる周波数で送信する周波数多重、異なる符号で送信する符号多重がある。各移動局のＲＡＣＨ間は、コンテンションベースである。よって、各基地局に在圏する移動局数や発呼確率に基づいて、要求される成功確率や所要時間を満たす必要最小限の無線リソースを割り当てる必要がある。ＲＡＣＨのための無線リソースの割り当てが多いとデータチャネルのスループットが下がり、少ないと要求される成功確率や所要時間を満たすことができない。この無線リソースとしては、時間、周波数、符号や空間がある。

Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）移動通信方式では、ＲＡＣＨとデータチャネルは符号で多重されている。また、プリアンブルパワーランピングが適用されている。プリアンブルはＲＡＣＨメッセージを送信する前に送信される短い信号であり、所定の拡散コードで拡散されている。基地局はこのプリアンブルを事前に受信することにより、後からくるメッセージ部分の受信タイミングや使用されている拡散コードを事前に知ることができるため、基地局におけるメッセージ部分の受信処理負荷の軽減や受信性能の向上を図ることができる。パワーランピングは、移動局が基地局からのプリアンブルを検出したことを示す受信応答（Ａｃｋ：Acknowledgement）を受信できるまで、複数回プリアンブルを繰り返し送信し、送信する毎に徐々に送信電力を上げていくものである。受信応答を受信した時点でプリアンブルの送信を止め、その時点でのプリアンブル送信電力に対応する電力でメッセージ部分を送信する。プリアンブルは長さ４０９６チップであり、長さ１６チップのシグネチャ（signature）を２５６回繰り返した信号系列から構成される。シグネチャは１６種類である。シグネチャの数を増やすと、繰り返し数が低くなるため、復号特性が劣化する。また、復号時の処理複雑度が増加する。シグネチャの数を減らすと、移動局が同時にランダムアクセスを行った際に、同じシグネチャを使用する衝突確率が増加する。このため、代表的な基地局当たりの在圏移動局数や上り干渉量を想定して、シグネチャの数は決定される。

移動局がプリアンブルを送信できるタイミングは、ランダムアクセスサブチャネルで分割されている。図１は各ランダムアクセスサブチャネルで利用できるアクセススロットを示している。図１の表の行方向はＰ−ＣＣＰＣＨ（Primary Common Control Physical Channel）フレームに対応するＳＦＮ（System Frame Number）の法（modulo 8）であり、列方向はランダムアクセスサブチャネルの番号であり、両者で特定される欄に記載される数字はアクセススロットである。ランダムアクセスサブチャネルは、Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式において上り全アクセススロットの組み合わせからなるサブセットである。アクセススロットとは、２無線フレーム中に５１２０チップ間隔で１５個設けられている予め決められたいくつかの時間オフセットである。ランダムアクセスサブチャネルの数を増やすと、移動局間の衝突確率は低減されるが、プリアンブルの送信間隔が大きくなるため、ランダムアクセスに要する時間が長くなる。よって、代表的な基地局当たりの在圏移動局数を考慮して、ランダムアクセスサブチャネル数は決定される。

ＬＴＥにおいてもＲＡＣＨをデータチャネルと多重する方法として、時間多重、周波数多重や符号多重が検討されている。またＷ−ＣＤＭＡと同様に、プリアンブルは、パワーランピングおよびシグネチャを使った拡散が検討されている。シグネチャの数は、代表的な基地局当たりの在圏移動局数や上り干渉量の他に、ＲＡＣＨに割り当てられる無線リソースの量に応じて、適した数が決定される。また、プリアンブル長は、数サブフレーム長よりも短い値であるが、上りリンクの信号の受信時間の不確定性を考慮したガードタイムとの兼ね合いで決定される。
Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式立川敬二丸善株式会社平成１３年６月２５日発行 3GPP TSG RAN1#44-bis, R1-060885, March 27 - March 30, 2006 3GPP TSG RAN1#44-bis, R1-061041, March 27 - March 30, 2006

移動通信システムにおける無線パラメータの設計・修正は、膨大な基地局数に依存して、稼働が非常に大きい。このため、トラヒック分布や伝搬環境の変化、周辺基地局の新設・撤去等の周辺環境変化に追従して、無線パラメータをリアルタイムに最適化することは困難である。無線パラメータが最適値に設定されていない場合には、セルスループットや呼損率が劣化したり、圏外エリアが発生したりする。これを解決するために、無線パラメータの自動初期設定や自動最適化の方法が検討されているが、従来、ＲＡＣＨに関わるパラメータについては提案されていない。

本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、ＲＡＣＨに関わるパラメータである無線リソースの割り当て量、初期送信電力、パワーランピングにおける送信電力増加幅、最大再送回数、シグネチャ数、サブチャネル数の自動初期設定や自動最適化を行なうことにある。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、移動通信システムにおける基地局装置であって、移動局装置から送信されたランダムアクセス用チャネルを受信する手段と、受信したランダムアクセス用チャネルの測定もしくは移動局装置からの報告によりランダムアクセス用チャネルの品質を取得する手段と、取得したランダムアクセス用チャネルの品質からランダムアクセス用チャネルパラメータを計算する手段と、得られたランダムアクセス用チャネルパラメータを在圏する全移動局装置へ報知する手段と、を備える基地局装置を要旨としている。

また、請求項２に記載されるように、請求項１に記載の基地局装置において、前記ランダムアクセス用チャネルの品質は、ランダムアクセス用チャネルの再送回数、基地局装置におけるランダムアクセス用チャネルの受信が失敗した際にランダムアクセス用チャネルの送信電力を増加していく制御における最大送信電力での再送回数、ランダムアクセスの成功確率、ランダムアクセス用チャネルの検出確率、単位時間当たりのランダムアクセスを試みた移動局数、単位時間当たりのランダムアクセスが成功した移動局数、または単位時間当たりのランダムアクセスが失敗した移動局数のうちの少なくともいずれか一つを含むものとすることができる。

また、請求項３に記載されるように、請求項１または２のいずれか一項に記載の基地局装置において、前記ランダムアクセス用チャネルパラメータは、時間、周波数、符号もしくは空間の割り当て量、初期送信電力、送信電力増加幅、最大再送回数、シグネチャ数、またはサブチャネル数のうちの少なくともいずれか一つを含むものとすることができる。

また、請求項４に記載されるように、移動通信システムにおける移動局装置であって、ランダムアクセス用チャネルの品質を測定する手段と、測定したランダムアクセス用チャネルの品質を基地局装置へ報告する手段と、基地局装置から報知されたランダムアクセス用チャネルパラメータを受信する手段と、ランダムアクセス用チャネルパラメータを制御する手段と、制御されたランダムアクセス用チャネルパラメータでランダムアクセス用チャネルを送信する手段と、を備える移動局装置として構成することができる。

また、請求項５に記載されるように、請求項４に記載の移動局装置において、前記ランダムアクセス用チャネルの品質は、ランダムアクセス用チャネルの再送回数、基地局装置におけるランダムアクセス用チャネルの受信が失敗した際にランダムアクセス用チャネルの送信電力を増加していく制御における最大送信電力での再送回数、ランダムアクセスの成功確率、ランダムアクセス用チャネルの検出確率のうちの少なくともいずれか一つを含むものとすることができる。

また、請求項６に記載されるように、移動通信システムにおける基地局装置で使用される制御方法であって、移動局装置から送信されたランダムアクセス用チャネルを受信するステップと、受信したランダムアクセス用チャネルの測定もしくは移動局装置からの報告によりランダムアクセス用チャネルの品質を取得するステップと、取得したランダムアクセス用チャネルの品質からランダムアクセス用チャネルパラメータを計算するステップと、得られたランダムアクセス用チャネルパラメータを在圏する全移動局装置へ報知するステップと、を備える基地局制御方法として構成することができる。

本発明の移動通信システムにおける基地局装置、移動局装置および基地局制御方法にあっては、移動通信システムにおけるＲＡＣＨのパラメータにつき自動初期設定や自動最適化を行なうことができる。

以下、本発明の好適な実施形態につき、図面を参照しながら説明する。

図２は本発明の一実施形態にかかる基地局装置および移動局装置の構成例を示すブロック図である。簡明化のため在圏する移動局装置は２つしか描かれていないが、実際にはさらに多くの移動局装置が存在してよい。

基地局装置１００は、ＲＡＣＨ受信部１０１、ＲＡＣＨ品質受信部１０２、ＲＡＣＨ品質取得部１０３、ＲＡＣＨパラメータ計算部１０４、ＲＡＣＨパラメータ変更指示報知部１０５を有する。移動局装置２００は、ＲＡＣＨパラメータ変更指示受信部２０１、ＲＡＣＨパラメータ制御部２０２、ＲＡＣＨ送信部２０３、ＲＡＣＨ品質測定部２０４、ＲＡＣＨ品質送信部２０５を有する。

基地局装置１００において、ＲＡＣＨ受信部１０１は、移動局装置２００から送信されたＲＡＣＨを受信する機能を有している。

ＲＡＣＨ品質受信部１０２は、移動局装置２００から送信されたＲＡＣＨの品質（ＲＡＣＨ品質）に関する情報を受信する機能を有している。

ＲＡＣＨ品質取得部１０３は、ＲＡＣＨ品質受信部１０２で受信したＲＡＣＨ品質の情報を取得するとともに、ＲＡＣＨ受信部１０１で受信されたＲＡＣＨからその品質を一定期間観測することによりＲＡＣＨ品質を測定する機能を有している。

ＲＡＣＨパラメータ計算部１０４は、ＲＡＣＨ品質取得部１０３におけるＲＡＣＨの測定結果もしくはＲＡＣＨ品質受信部１０２により受信した移動局装置２００側で測定されたＲＡＣＨ品質を取得し、変更すべきＲＡＣＨ用のパラメータ（ＲＡＣＨパラメータ）を割り出し、そのパラメータに対する処理を計算する機能を有している。

ＲＡＣＨパラメータ変更指示報知部１０５は、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を在圏する全移動局装置２００に報知する機能を有している。

移動局装置２００において、ＲＡＣＨパラメータ変更指示受信部２０１は、基地局装置１００のＲＡＣＨパラメータ変更指示報知部１０５が報知するＲＡＣＨパラメータの変更指示を受信する機能を有している。

ＲＡＣＨパラメータ制御部２０２は、ＲＡＣＨパラメータ変更指示受信部２０１で受信したＲＡＣＨパラメータの変更指示に基づいて、指定されたＲＡＣＨパラメータの制御を行う機能を有している。

ＲＡＣＨ送信部２０３は、制御されたＲＡＣＨパラメータでＲＡＣＨの送信を行う機能を有している。

ＲＡＣＨ品質測定部２０４は、ＲＡＣＨの再送回数、基地局装置１００におけるＲＡＣＨの受信が失敗した際にＲＡＣＨの送信電力を増加していく制御における最大送信電力での再送回数、ランダムアクセスの成功確率、ＲＡＣＨの検出確率のうちの少なくともいずれか一つを測定する機能を有している。

ＲＡＣＨ品質送信部２０５は、ＲＡＣＨ品質測定部２０４で測定されたＲＡＣＨ品質を在圏する基地局装置１００へ送信する機能を有している。

＜実施例１＞
図３はプリアンブルパワーランピングの動作についての説明図である。基地局装置１００は、移動局装置２００から送信されるＲＡＣＨを正常に受信できた場合には、移動局装置２００へ受信応答（Ａｃｋ）を送信する。移動局装置２００では、受信応答を受信するまでプリアンブルの送信電力を徐々に増加して、プリアンブルを再送する。移動局装置２００が最大送信電力でプリアンブルを送信して基地局装置１００が正常に受信できない場合には、他の移動局装置２００のＲＡＣＨと衝突している可能性が高い。

基地局装置１００においてランダムアクセスのプリアンブルの受信電力レベルが低い場合や干渉電力が大きい場合には、送信した移動局装置２００、プリアンブルの送信電力レベルやプリアンブルの再送回数を識別することはできない。このため、プリアンブルの再送回数、プリアンブルの最大送信電力での再送回数、ランダムアクセスの成功確率、ＲＡＣＨの検出確率、ランダムアクセスを試みた回数、ランダムアクセスに失敗した回数を移動局装置２００が基地局装置１００に報告して、それを基にしてＲＡＣＨパラメータの計算を行う。

図４は上記の実施形態におけるＲＡＣＨリソース制御の処理例を示すシーケンス図である。

基地局装置１００では、所定の観測期間を計るためにタイマを開始する（ステップＳ１）。

その後、移動局装置２００ではランダムアクセスを行うためのＲＡＣＨを送信し（ステップＳ２）、基地局装置１００はそのＲＡＣＨを受信する（ステップＳ３）。

また、移動局装置２００ではＲＡＣＨ品質に関係する様々な量を観測して測定する（ステップＳ４）。そのような量の具体例には、プリアンブルの再送回数、プリアンブルの最大送信電力での再送回数、ランダムアクセスの成功確率、ＲＡＣＨの検出確率、ランダムアクセスを試みた回数、ランダムアクセスに失敗した回数等が含まれてよい。

基地局装置１００においても、ＲＡＣＨ品質に関係する様々な量を観測して測定する（ステップＳ５）。そのような量の具体例には、プリアンブルの復号確率、ＲＡＣＨ用リソースブロックで送信された既知シンボルのＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio：ここではＲＡＣＨ受信電力レベル対干渉電力レベルと雑音電力の比）、プリアンブルの受信回数等が含まれる。プリアンブルの復号確率は、一定期間にプリアンブルの復号に成功した回数をプリアンブルの受信回数で割った値となる。ここで、プリアンブルの復号に成功した場合以外では、移動局装置２００がプリアンブルを送信したことを特定できないが、ＲＡＣＨ用リソースブロックで受信される信号の受信電力レベルが閾値以上である場合には、プリアンブルを受信したとみなして、プリアンブルの受信回数を算出する。また、移動局装置２００がＲＡＣＨ用リソースブロックで既知シンボルを送信して、そのリソースブロックのＳＩＲを測定して、それをＲＡＣＨ品質としてもよい。

その後も同様にＲＡＣＨの送信（ステップＳ６）、ＲＡＣＨの受信（ステップＳ７）、ＲＡＣＨ品質の観測（ステップＳ８、Ｓ９）が行なわれ、基地局装置１００からＲＡＣＨの受信に成功したことを示す応答である受信応答が送信されて、移動局装置２００において受信されるまで、繰り返し行われる。

その後、移動局装置２００は基地局装置１００へＲＡＣＨ品質の報告を行い（ステップＳ１０）、基地局装置１００はその報告を受信する（ステップＳ１１）。

これらの処理はタイマが満了（ステップＳ１２）するまで繰り返し行われる。

タイマが満了すると、基地局装置１００は移動局装置２００からのＲＡＣＨ品質の測定結果を受けるとともに、基地局装置１００側で測定したＲＡＣＨ品質に基づいて、ＲＡＣＨパラメータを計算する（ステップＳ１３）。ここで、ＲＡＣＨ品質が予め規定した品質よりも良好であれば、ＲＡＣＨに割り当てるリソースを減少させる。ＲＡＣＨリソースの減少は、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を増加させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を減少させることで行う。また、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を減少させて、ＲＡＣＨリソースを減少させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を減少してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を減少してもよい。これらＲＡＣＨリソースの減少は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。ＲＡＣＨ品質が予め規定した品質よりも悪ければ、ＲＡＣＨに割り当てるリソースを増加させる。ＲＡＣＨリソースの増加は、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を減少させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を増加させることで行う。また、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を増加させて、ＲＡＣＨリソースを増加させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を増加してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を増加してもよい。これらＲＡＣＨリソースの増加は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。

そして、基地局装置１００はＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００へ報知し（ステップＳ１４）、移動局装置２００は基地局装置１００から報知されたＲＡＣＨパラメータの変更指示を受信する（ステップＳ１５）。

移動局装置２００は受信したＲＡＣＨパラメータの変更指示に従い、ＲＡＣＨパラメータの変更を行う（ステップＳ１６）。

その後、移動局装置２００は変更されたＲＡＣＨパラメータでＲＡＣＨの送信を行い（ステップＳ１７）、基地局装置１００はＲＡＣＨの受信を行う（ステップＳ１８）。以後もタイマ開始（ステップＳ１）から同様の処理を繰り返す。

＜実施例２＞
図５は移動局装置からの最大送信電力での再送回数の報告を基にしたＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。移動局装置２００では、ランダムアクセスの処理が始まると、まず再送回数Ｒを０に初期化する（ステップＳ１０１）。そして、プリアンブルを送信する（ステップＳ１０２）。次いで、プリアンブルの送信電力が最大送信電力であるか否か判断し（ステップＳ１０３）、最大送信電力であれば、再送回数Ｒを１増加する（ステップＳ１０４）。その後、基地局装置１００から一定期間内に受信応答を受信したか否か判断し（ステップＳ１０５）、受信しなければ、プリアンブルの送信電力が最大でない場合には、送信電力を増加する。そして、再度プリアンブルの送信を行う（ステップＳ１０２）。基地局装置１００から一定期間内に受信応答を受信した場合には、ランダムアクセスのメッセージ部を基地局装置１００へ送信する（ステップＳ１０６）。このメッセージ部に含ませるかまたは別の信号で、測定した再送回数Ｒを基地局装置１００へ報告するとともに（ステップＳ１０７）、再送回数Ｒを初期化する（ステップＳ１０１）。

基地局装置１００では、タイマを開始して（ステップＳ１０８）、各移動局装置２００から再送回数Ｒの報告を受信する（ステップＳ１０９）。その後、タイマが満了したか否か判断し（ステップＳ１１０）、満了していない場合は各移動局装置２００からの再送回数Ｒの報告を受信する（ステップＳ１０９）。タイマが満了した場合は、ランダムアクセス当たりの最大送信電力での再送回数の平均値もしくは中央値Ｒaveを計算する（ステップＳ１１１）。そして、Ｒaveを所定の閾値と比較する（ステップＳ１１２、Ｓ１１３）。Ｒaveが目標範囲の最小値Ｒmin以上であり、目標範囲の最大値Ｒmax以下であれば、タイマの開始（ステップＳ１０８）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ１０９）。ＲaveがＲminよりも小さければ、移動局装置２００間の衝突が少なくて、ＲＡＣＨリソースが余剰であると考えられる。このため、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を減少させたり、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を減少させたりして、ＲＡＣＨリソースを減少させ（ステップＳ１１４）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ１１６）。その後、タイマの開始（ステップＳ１０８）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ１０９）。

時間については、例えばＲＡＣＨに割り当てるタイムスロットやサブフレームを減少させる。

周波数については、例えばＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）やＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）においては、ＲＡＣＨに割り当てるサブキャリアや複数のサブキャリアの集合である周波数ブロックを減少させる。

符号については、例えば符号を用いてＲＡＣＨとデータチャネルを多重化するシステムにおいて、ＲＡＣＨに割り当てる符号を減少させる。

シグネチャ数については、例えば符号の系列長を短くしてシグネチャの種類を減少する。このとき、シグネチャの繰り返し数は増加する。

これらＲＡＣＨリソースの減少は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。

図６はランダムアクセスサブチャネル数を１１に減少した例を示している。従来のランダムアクセスサブチャネル数が１２の例は、図１に示している。図６のように、ランダムアクセスサブチャネル数を減少した場合には、各ランダムアクセスサブチャネルが使用するアクセススロットはシフトする。ランダムアクセスサブチャネル数が１２のとき、各ランダムアクセスサブチャネルには８無線フレームに５アクセススロットが割り当てられる。つまり、１無線フレーム当たり０．６２５のアクセススロットが割り当てられる。ランダムアクセスサブチャネル数が１１のとき、各ランダムアクセスサブチャネルには２２無線フレームに１５アクセススロットが割り当てられる。つまり、１無線フレーム当たり約０．６８２のアクセススロットが割り当てられる。このように、ランダムアクセスサブチャネル数を減少すると、移動局装置２００間の衝突確率が増加するが、各移動局装置２００がプリアンブルを送信する間隔が短くなりランダムアクセスに要する時間が減少する。

一方、図５において、ＲaveがＲmaxよりも大きければ、移動局装置２００間の衝突が多くて、ＲＡＣＨリソースが不足していると考えられる。このため、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を増加させたり、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を増加させたりして、ＲＡＣＨリソースを増加させ（ステップＳ１１５）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ１１６）。その後、タイマの開始（ステップＳ１０８）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ１０９）。

時間については、例えばＲＡＣＨに割り当てるタイムスロットやサブフレームを増加させる。

周波数については、例えばＯＦＤＭＡやＳＣ−ＦＤＭＡにおいては、ＲＡＣＨに割り当てるサブキャリアや複数のサブキャリアの集合である周波数ブロックを増加させる。

符号については、例えば符号を用いてＲＡＣＨとデータチャネルを多重化するシステムにおいて、ＲＡＣＨに割り当てる符号を増加させる。

シグネチャ数については、例えば符号の系列長を長くしてシグネチャの種類を増加する。このとき、シグネチャの繰り返し数は減少する。

図７はランダムアクセスサブチャネル数を１３に増加した例を示している。従来のランダムアクセスサブチャネル数が１２の例は、図１に示している。図７のように、ランダムアクセスサブチャネル数を増加した場合には、各ランダムアクセスサブチャネルが使用するアクセススロットはシフトする。ランダムアクセスサブチャネル数が１２のとき、各ランダムアクセスサブチャネルには８無線フレームに５アクセススロットが割り当てられる。つまり、１無線フレーム当たり０．６２５のアクセススロットが割り当てられる。ランダムアクセスサブチャネル数が１３のとき、各ランダムアクセスサブチャネルには２６無線フレームに１５アクセススロットが割り当てられる。つまり、１無線フレーム当たり約０．５７７のアクセススロットが割り当てられる。このように、ランダムアクセスサブチャネル数を増加すると、移動局装置２００間の衝突確率が減少するが、各移動局装置２００がプリアンブルを送信する間隔が長くなりランダムアクセスに要する時間が増加する。

これらＲＡＣＨリソースの増加は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。

＜実施例３＞
図８は移動局装置からの再送回数の報告を基にしたＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。移動局装置２００では、ランダムアクセスの処理が始まると、まず再送回数Ｒを０に初期化する（ステップＳ２０１）。そして、プリアンブルを送信して（ステップＳ２０２）、再送回数Ｒを１増加する（ステップＳ２０３）。その後、基地局装置１００から一定期間内に受信応答を受信したか否か判断し（ステップＳ２０４）、受信しなければ、プリアンブルの送信電力が最大でない場合には、送信電力を増加する。そして、再度プリアンブルの送信を行う（ステップＳ２０２）。基地局装置１００から一定期間内に受信応答を受信した場合には、ランダムアクセスのメッセージ部を基地局装置１００へ送信する（ステップＳ２０５）。このメッセージ部に含ませるかまたは別の信号で、測定した再送回数Ｒを基地局装置１００へ報告するとともに（ステップＳ２０６）、再送回数Ｒを初期化する（ステップＳ２０１）。

基地局装置１００では、タイマを開始して（ステップＳ２０７）、各移動局装置２００から再送回数Ｒの報告を受信する（ステップＳ２０８）。その後、タイマが満了したか否か判断し（ステップＳ２０９）、満了していない場合は各移動局装置２００からの再送回数Ｒの報告を受信する（ステップＳ２０８）。タイマが満了した場合は、１移動局装置当たりの最大送信電力での再送回数の平均値もしくは中央値Ｒaveを計算する（ステップＳ２１０）。そして、Ｒaveを所定の閾値と比較する（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。Ｒaveが目標範囲の最小値Ｒmin以上であり、目標範囲の最大値Ｒmax以下であれば、タイマの開始（ステップＳ２０７）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ２０８）。ＲaveがＲminよりも小さければ、ＲＡＣＨ受信品質が過剰に良い状態である。その原因は、同時にランダムアクセスを試みる移動局数が少ない、他セル干渉が少ない、基地局装置１００での受信電力レベルが高い等であると考えられる。このため、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を増加させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を減少させたりして、ＲＡＣＨリソースを減少させ（ステップＳ２１３）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ２１５）。また、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を減少させたりして、ＲＡＣＨリソースを減少させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を減少してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を減少してもよい。これらＲＡＣＨリソースの減少は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。その後、タイマの開始（ステップＳ２０７）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ２０８）。

一方、ＲaveがＲmaxよりも大きければ、ＲＡＣＨ受信品質が悪い状態である。その原因は、同時にランダムアクセスを試みる移動局数が多い、他セル干渉が多い、基地局装置１００での受信電力レベルが低い等であると考えられる。このため、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を減少させて受信品質を向上させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を増加させたりして、ＲＡＣＨリソースを増加させ（ステップＳ２１４）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ２１５）。もしくは、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を増加させたりして、ＲＡＣＨリソースを増加させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を増加してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を増加してもよい。これらＲＡＣＨリソースの増加は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。その後、タイマの開始（ステップＳ２０７）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ２０８）。

＜実施例４＞
図９は移動局装置からの成功確率の報告を基にしたＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。移動局装置２００では、ランダムアクセスの処理が始まると、まずランダムアクセスの成功回数Ｓと失敗回数Ｆを０に初期化し（ステップＳ３０１）、タイマを開始する（ステップＳ３０２）。そして、ランダムアクセスを起動する（ステップＳ３０３）。その後、ランダムアクセスに成功したか否か判断し（ステップＳ３０４）、ランダムアクセスに失敗したら、失敗回数Ｆを１増加して（ステップＳ３０５）、必要に応じて再度ランダムアクセスを起動する（ステップＳ３０３）。ランダムアクセスを起動するトリガは、システムに依存する。ランダムアクセスに成功したら、成功回数Ｓを１増加する（ステップＳ３０６）。そして、タイマが満了したか否か判断し（ステップＳ３０７）、満了していない場合は、必要に応じて再度ランダムアクセスを起動する（ステップＳ３０３）。タイマが満了した場合は、基地局装置１００へ成功回数Ｓと失敗回数Ｆを報告するとともに（ステップＳ３０８）、成功回数Ｓおよび失敗回数Ｆを初期化する（ステップＳ３０１）。

基地局装置１００では、タイマを開始して（ステップＳ３０９）、各移動局装置２００から成功回数Ｓと失敗回数Ｆの報告を受信する（ステップＳ３１０）。その後、タイマが満了したか否か判断し（ステップＳ３１１）、満了していない場合は各移動局装置２００からの成功回数Ｓと失敗回数Ｆの報告を受信する（ステップＳ３１０）。タイマが満了した場合は、各移動局装置２００の成功回数Ｓの総和を各移動局装置２００のランダムアクセスの回数（成功回数Ｓと失敗回数Ｆの和）の総和で割って、ランダムアクセスの成功確率Ｒaveを計算する（ステップＳ３１２）。ただし、ランダムアクセスの成功確率の代わりに、Ｒaveとしてプリアンブルの復号確率を用いてもよい。プリアンブルの復号確率とは、ランダムアクセスの成功確率に、各ランダムアクセスの再送回数の総和を掛けた値である。また、ランダムアクセスの成功確率の代わりに、Ｒaveとして一定期間における各移動局装置２００のランダムアクセスの回数もしくは各移動局装置２００の失敗回数Ｆの総和やその一定期間における平均値を用いてもよい。

そして、Ｒaveを所定の閾値と比較する（ステップＳ３１３、Ｓ３１４）。Ｒaveが目標範囲の最小値Ｒmin以上であり、目標範囲の最大値Ｒmax以下であれば、タイマの開始（ステップＳ３０９）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ３１０）。ＲaveがＲminよりも小さければ、ＲＡＣＨ受信品質が過剰に良い状態である。その原因は、同時にランダムアクセスを試みる移動局数が少ない、他セル干渉が少ない、基地局装置１００での受信電力レベルが高い等であると考えられる。このため、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を増加させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を減少させたりして、ＲＡＣＨリソースを減少させ（ステップＳ３１５）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ３１７）。また、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を減少させたりして、ＲＡＣＨリソースを減少させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を減少してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を減少してもよい。これらＲＡＣＨリソースの減少は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。その後、タイマの開始（ステップＳ３０９）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ３１０）。

一方、ＲaveがＲmaxよりも大きければ、ＲＡＣＨ受信品質が悪い状態である。その原因は、同時にランダムアクセスを試みる移動局数が多い、他セル干渉が多い、基地局装置１００での受信電力レベルが低い等であると考えられる。このため、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を減少させて受信品質を向上させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を増加させたりして、ＲＡＣＨリソースを増加させ（ステップＳ３１６）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ３１７）。もしくは、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を増加させたりして、ＲＡＣＨリソースを増加させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を増加してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を増加してもよい。これらＲＡＣＨリソースの増加は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。その後、タイマの開始（ステップＳ３０９）を経て再度各移動局装置２００よりＲＡＣＨ品質の報告を受信する（ステップＳ３１０）。

＜実施例５＞
図１０は基地局装置でのＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。基地局装置１００は所定の観測期間を計るためにタイマを開始する（ステップＳ４０１）。そして、ＲＡＣＨ品質の観測を行い（ステップＳ４０２）、タイマが満了したか否か判断し（ステップＳ４０３）、タイマが満了するまで、ＲＡＣＨ品質の観測を行う（ステップＳ４０２）。そして、タイマが満了すると、ＲＡＣＨ品質の計算を行なう（ステップＳ４０４）。

ＲＡＣＨ品質には、プリアンブルの復号確率Ｒave、ＲＡＣＨ用リソースブロックで送信された既知シンボルのＳＩＲ、プリアンブルの受信回数が含まれる。プリアンブルの復号確率Ｒaveは、一定期間にプリアンブルの復号に成功した回数をプリアンブルの受信回数で割った値となる。ここで、プリアンブルの復号に成功した場合以外では、移動局装置２００がプリアンブルを送信したことを特定できないが、ＲＡＣＨ用リソースブロックで受信される信号の受信電力レベルが閾値以上である場合には、プリアンブルを受信したとみなして、プリアンブルの受信回数を算出する。また、移動局装置２００がＲＡＣＨ用リソースブロックで既知シンボルを送信して、そのリソースブロックのＳＩＲを測定して、それをＲＡＣＨ品質としてもよい。ここでは、ＲＡＣＨ品質としてプリアンブルの復号確率Ｒaveを採用したものとする。

次いで、Ｒaveを所定の閾値と比較する（ステップＳ４０５、Ｓ４０６）。プリアンブルの復号確率Ｒaveが目標範囲の最小値Ｒmin以上であり、目標範囲の最大値Ｒmax以下であれば、タイマの開始（ステップＳ４０１）を経て再度ＲＡＣＨ品質の観測を行う（ステップＳ４０２）。

ＲaveがＲminよりも小さければ、ＲＡＣＨ受信品質が過剰に良い状態である。ＲＡＣＨ品質としてリソースブロックのＳＩＲを採用した場合には、ＳＩＲが目標値よりも大きければ、ＲＡＣＨ受信品質が過剰に良い状態である。その原因は、同時にランダムアクセスを試みる移動局数が少ない、他セル干渉が少ない、基地局装置１００での受信電力レベルが高い等であると考えられる。このため、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を増加させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を減少させたりして、ＲＡＣＨリソースを減少させ（ステップＳ４０７）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ４０９）。また、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を減少させたりして、ＲＡＣＨリソースを減少させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を減少してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を減少してもよい。これらＲＡＣＨリソースの減少は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。その後、タイマの開始（ステップＳ４０１）を行なう。

ＲaveがＲmaxよりも大きければ、ＲＡＣＨ受信品質が悪い状態である。ＲＡＣＨ品質としてリソースブロックのＳＩＲを採用した場合には、ＳＩＲが目標値よりも小さければ、ＲＡＣＨ受信品質が悪い状態である。その原因は、同時にランダムアクセスを試みる移動局数が多い、他セル干渉が多い、基地局装置１００での受信電力レベルが低い等であると考えられる。このため、適応変復調により１シンボル当たりの伝送速度を減少させて受信品質を向上させて、ＲＡＣＨに割り当てる時間、周波数、符号または空間を増加させたりして、ＲＡＣＨリソースを増加させ（ステップＳ４０８）、ＲＡＣＨパラメータの変更指示を移動局装置２００に報知する（ステップＳ４０９）。もしくは、シグネチャ数やランダムアクセスサブチャネル数を増加させたりして、ＲＡＣＨリソースを増加させてもよい。ＲＡＣＨの初期送信電力を増加してもよい。パワーランピングにおける送信電力増加幅を増加してもよい。これらＲＡＣＨリソースの増加は、上記制御が単独で行われてもよいし、その組み合わせでもよい。その後、タイマの開始（ステップＳ４０１）を行なう。

＜総括＞
以上説明したように、移動通信システムにおけるＲＡＣＨパラメータにつき自動初期設定や自動最適化を行なうことができ、膨大な基地局数であっても、トラヒック分布や伝搬環境の変化、周辺基地局の新設・撤去等の周辺環境変化に追従して、無線パラメータをリアルタイムに最適化することができる。ひいては、セルスループットや呼損率が劣化したり、圏外エリアが発生したりすることを防止することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

各ランダムアクセスサブチャネルで利用できるアクセススロットを示す説明図（その１）である。本発明の一実施形態にかかる基地局装置および移動局装置の構成例を示すブロック図である。プリアンブルパワーランピングの動作についての説明図である。ＲＡＣＨリソース制御の処理例を示すシーケンス図である。移動局装置からの最大送信電力での再送回数の報告を基にしたＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。各ランダムアクセスサブチャネルで利用できるアクセススロットを示す説明図（その２）である。各ランダムアクセスサブチャネルで利用できるアクセススロットを示す説明図（その３）である。移動局装置からの再送回数の報告を基にしたＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。移動局装置からの成功確率の報告を基にしたＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。基地局装置でのＲＡＣＨ品質の観測とＲＡＣＨパラメータの計算の処理例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００基地局装置
１０１ＲＡＣＨ受信部
１０２ＲＡＣＨ品質受信部
１０３ＲＡＣＨ品質取得部
１０４ＲＡＣＨパラメータ計算部
１０５ＲＡＣＨパラメータ変更指示報知部
２００移動局装置
２０１ＲＡＣＨパラメータ変更指示受信部
２０２ＲＡＣＨパラメータ制御部
２０３ＲＡＣＨ送信部
２０４ＲＡＣＨ品質測定部
２０５ＲＡＣＨ品質送信部

Claims

移動通信システムにおける基地局装置であって、
移動局装置から送信されたランダムアクセス用チャネルを受信する手段と、
受信したランダムアクセス用チャネルの測定もしくは移動局装置からの報告によりランダムアクセス用チャネルの品質を取得する手段と、
取得したランダムアクセス用チャネルの品質からランダムアクセス用チャネルパラメータを計算する手段と、
得られたランダムアクセス用チャネルパラメータを在圏する全移動局装置へ報知する手段と、
を備えたことを特徴とする基地局装置。
請求項１に記載の基地局装置において、
前記ランダムアクセス用チャネルの品質は、ランダムアクセス用チャネルの再送回数、基地局装置におけるランダムアクセス用チャネルの受信が失敗した際にランダムアクセス用チャネルの送信電力を増加していく制御における最大送信電力での再送回数、ランダムアクセスの成功確率、ランダムアクセス用チャネルの検出確率、単位時間当たりのランダムアクセスを試みた移動局数、単位時間当たりのランダムアクセスが成功した移動局数、または単位時間当たりのランダムアクセスが失敗した移動局数のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする基地局装置。
請求項１または２のいずれか一項に記載の基地局装置において、
前記ランダムアクセス用チャネルパラメータは、時間、周波数、符号もしくは空間の割り当て量、初期送信電力、送信電力増加幅、最大再送回数、シグネチャ数、またはサブチャネル数のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする基地局装置。
移動通信システムにおける移動局装置であって、
ランダムアクセス用チャネルの品質を測定する手段と、
測定したランダムアクセス用チャネルの品質を基地局装置へ報告する手段と、
基地局装置から報知されたランダムアクセス用チャネルパラメータを受信する手段と、
ランダムアクセス用チャネルパラメータを制御する手段と、
制御されたランダムアクセス用チャネルパラメータでランダムアクセス用チャネルを送信する手段と、
を備えたことを特徴とする移動局装置。
請求項４に記載の移動局装置において、
前記ランダムアクセス用チャネルの品質は、ランダムアクセス用チャネルの再送回数、基地局装置におけるランダムアクセス用チャネルの受信が失敗した際にランダムアクセス用チャネルの送信電力を増加していく制御における最大送信電力での再送回数、ランダムアクセスの成功確率、ランダムアクセス用チャネルの検出確率のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする移動局装置。
移動通信システムにおける基地局装置で使用される制御方法であって、
移動局装置から送信されたランダムアクセス用チャネルを受信するステップと、
受信したランダムアクセス用チャネルの測定もしくは移動局装置からの報告によりランダムアクセス用チャネルの品質を取得するステップと、
取得したランダムアクセス用チャネルの品質からランダムアクセス用チャネルパラメータを計算するステップと、
得られたランダムアクセス用チャネルパラメータを在圏する全移動局装置へ報知するステップと、
を備えたことを特徴とする基地局制御方法。