JP2009219086A - 無線通信システム、無線基地局、移動局及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の移動局が同じ無線資源を用いてメッセージを送信する前に、複数の基地局が同一の無線資源を使用していることを無線基地局が検知することができるシステムを提供する。
【解決手段】本発明に係る無線通信システムは、移動局９が複数の無線資源のうち選択された一の無線資源を用いて無線基地局１０と通信を行う無線通信システムであって、選択された一の無線資源を示す上り信号を無線基地局１０に対して送信する複数の移動局９と、上り信号に基づいて、一の無線資源を選択した移動局９の数を検出する移動局検出部と、移動数検出部によって検出された一の無線資源を選択した移動局の数に応じて、移動局に対し一の無線資源又は他の無線資源の使用の可否を示す下り信号を生成して移動局に送信するチャネル制御部と、を備えた無線基地局と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動局が複数の無線資源のうち選択された一の無線資源を用いて無線基地局と通信を行う無線通信システム、無線基地局、移動局及び無線通信方法に関する。

一般的に、３ＧＰＰ (Third Generation Partnership Project) によって規定された符号分割多元接続（ＣＤＭＡ: Code Division Multiple Access） 方式を用いた無線通信方法であるＷＣＤＭＡ (Wideband CDMA) セルラシステムが知られている。非特許文献１によれば、ＷＣＤＭＡセルラシステムにおける上りランダムアクセス手続きにおいて、上り共通チャネルにて通信を行いたい移動局は、シグネチャ集合の中からランダムに１つのシグネチャを選択し、そのシグネチャを用いてプリアンブル信号を生成する。生成されたプリアンブル信号は、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ: Physical Random Access Channel）を介して無線基地局に伝送される。

無線基地局は、受信された信号と、既知であるシグネチャとの相互相関を計算し、閾値を超えた場合に移動局からのランダムアクセス要求が届いたと認識する。無線基地局は、検出されたシグネチャに対応する無線資源が使用可能な場合には、下りリンクアクセスプリアンブル補足表示チャネル（ＡＩＣＨ: Access Preamble-Acquisition Indicator Channel）の検出シグネチャにて肯定応答（ＡＣＫ: ＡＣＫnowledgement）を送信する。検出されたシグネチャに対応する無線資源が使用できない場合には、ＡＩＣＨの検出シグネチャにて否定応答（ＮＡＣＫ: NonNACK）を送信する。

移動局は、ＡＩＣＨを介して受信された信号を復号することにより、ＰＲＡＣＨで送信したシグネチャに対する通信基地局からの応答を検出し、ＡＣＫが応答されたかＮＡＣＫが応答されたか判定する。ＡＣＫが検出された場合には、プリアンブル信号生成時に使用したシグネチャに対応するチャネライゼーション・コードを使用して、メッセージ・パートを生成し送信する。ＮＡＣＫが検出された場合には、上位レイヤに対してランダムアクセス手続きが失敗したことを通知し、アクセス手続きを終了する。ＡＣＫ、ＮＡＣＫのどちらも検出できなかった場合には、新たにサブチャネル、シグネチャを選択し直し、プリアンブル信号を再送信する。このような技術については、例えば特許文献１にも開示されている。

また、非特許文献２では、メッセージの衝突を防ぐために、共通パケットチャンネル(ＣＰＣＨ: Common PＡＣＫet Channel)を使用する方式が提案されている。移動局においてアクセス・プリアンブル（ＡＰ: Access Preamble; ＰＲＡＣＨにおけるプリアンブル信号に相当）の伝送が成功した後に衝突検出プリアンブル（ＣＤ_Ｐ: Collision Detection Preamble）を送信することにより、無線基地局側がシグネチャの衝突を検出することができる。
特開２００３−３３３６６１号公報 「３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１４ Ｖ６．１１．０」、３ＧＰＰ、２００６ 「３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１４ Ｖ６．５．０」、３ＧＰＰ、２００５

しかしながら、非特許文献１及び特許文献１に開示されたシステムでは、異なる移動局が同一のシグネチャを用いてプリアンブル信号を送信した場合、無線基地局は、受信されたプリアンブル信号から送信元を特定することができず、下りの共通チャネルであるＡＩＣＨを介してＡＣＫを送信してしまう。ＡＣＫを受信した異なる移動局は、ＰＲＡＣＨによって送信したシグネチャを用いてメッセージを作成して伝送してしまう。このように、非特許文献１及び特許文献１に記載されたシステムでは、無線基地局において既に衝突が起こっているにも関わらず、上りメッセージ送信時にはじめて衝突が検出されることとなる。

また、非特許文献２に開示されたシステムでは、移動局が２種類のプリアンブル信号を送信しなければならず、メッセージ送信までにかかるオーバーヘッドが大きくなるという問題点を有する。

本発明に係る無線通信システムは、移動局が複数の無線資源のうち選択された一の無線資源を用いて無線基地局と通信を行う無線通信システムであって、選択された一の無線資源を示す上り信号を前記無線基地局に対して送信する複数の移動局と、前記上り信号に基づいて、前記一の無線資源を選択した移動局の数を検出する移動局検出部と、前記移動数検出部によって検出された前記一の無線資源を選択した移動局の数に応じて、前記移動局に対し前記一の無線資源又は他の無線資源の使用の可否を示す下り信号を生成して前記移動局に送信するチャネル制御部とを備えた無線基地局と、を有することを特徴とする。

本発明に係る無線通信システムによれば、複数の移動局が同じ無線資源を用いてメッセージを送信する前に、複数の基地局が同一の無線資源を使用していることを無線基地局が検知することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの全体構成例を示す図である。この無線通信システムは、移動局９Ａ、９Ｂが複数の無線資源のうち選択された一の無線資源を用いて無線基地局１０と通信を行う。移動局９Ａ、９Ｂは、選択された一の無線資源を示す上り信号を無線基地局１０に対して送信する。

無線基地局１０は、上り信号に基づいて、一の無線資源を選択した移動局９Ａ、９Ｂの数を検出する移動局検出部２０３と、移動数検出部２０３によって検出された一の無線資源を選択した移動局９Ａ、９Ｂの数に応じて、移動局９Ａ、９Ｂに対し一の無線資源又は他の無線資源の使用の可否を示す下り信号を生成して移動局９Ａ、９Ｂに送信するチャネル制御部（例えば、ＡＩＣＨ制御部２０４）とを備えている。

この無線通信システムは、例えば、複数の移動局９Ａ、９Ｂが無線基地局１０に対してランダムアクセスを行う直接拡散符号分割多元接続方式（DS-CDMA: Direct Sequence Code Division Multiple Access）に適用することができる。本無線通信システムにおいては、空いているシグネチャＳｉｇ＿ｋを移動局９に割り当てる方法を採っているため、移動局９と無線基地局１０との間で、シグネチャを割り当てたり解放したりする制御を行う必要がある。

移動局９Ａ、９Ｂは、メッセージを送る前に、予め設定されている複数のシグネチャＳｉｇ＿１〜Ｓｉｇ＿ｎの中から任意に選択した一のシグネチャＳｉｇ＿１を用いて送信要求を示す信号をコード拡散し、プリアンブル信号を生成してＰＲＡＣＨに出力する。ここで、コード拡散される前の送信要求を示す信号を、プリアンブル送信信号とする。

無線基地局１０では、受信された信号を分配し、それぞれの信号に対して予め設定された複数のシグネチャＳｉｇ＿１〜Ｓｉｇ＿ｎに対応するプリアンブル信号との相互相関値を算出する。ここで、受信された信号は移動局９側で使用したシグネチャを用いたプリアンブル信号にマルチパスフェージングが畳み込まれた信号と等しいため、無線基地局１０は、受信信号の波形と、予め既知であるプリアンブル信号の波形の相互相関値を算出することはパス電力を求めることと等しい。従って、パス電力が十分に大きければ移動局９Ａ、９ＢがどのシグネチャＳｉｇ＿ｋを使用して送信要求を行ったかを判別することができる。

図２は、無線基地局１０の更に詳細な構成を示すブロック図である。無線基地局１０は、無線受信処理部２０１、プリアンブル相関器２０２、移動局検出器２０３、ＡＩＣＨ制御部２０４、及び無線送信処理部２０５を備えて構成されている。

無線受信処理部２０１は、所定の無線周波数帯に存在する信号を受信する。無線受信処理部２０１は、受信信号をベースバンド信号に変換し、プリアンブル受信信号を抽出し、プリアンブル相関器２０２に出力する。

プリアンブル相関器２０２は、無線受信処理部２０１の出力に対して、プリアンブル送信信号との相互相関値を計算する。プリアンブル相関器２０２によって算出された相互相関値Ｒ＿ｋは、移動局検出器２０３に出力される。

移動局検出器２０３は、プリアンブル相関器２０２から出力される相互相関値Ｒ＿ｋが、予め設定された閾値Ｔｈを超えた場合には、移動局９が送信要求を行ったと判断する。移動局検出器２０３は、相互相関値Ｒ＿ｋが、予め設定された閾値Ｔｈを超えた回数を検出することにより、各シグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９の数を検出する。

ＡＩＣＨ制御部２０４は、移動局検出器２０３によって検出された各シグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９の数に応じて、下りの共通チャネルであるＡＩＣＨ（Acquisition Indicator Channel）を介して移動局９に応答する下り信号を生成する。ＡＩＣＨ制御部２０４は、シグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９が１つの場合には、そのシグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９に対してＡＣＫを返し、１つのシグネチャＳｉｇ＿ｋを２以上の移動局９が使用している場合にはそのシグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９に対してＮＡＣＫを返す。

無線送信処理部２０５は、ＡＩＣＨ制御部２０４によって生成された下り信号を無線周波数帯に周波数変換してＡＩＣＨを介して送信する。具体的には、ＡＩＣＨ制御部２０４によってシグネチャＳｉｇ＿１を使用している移動局９に対してＡＣＫを送信すると設定されると、無線送信処理部２０５は、シグネチャＳｉｇ＿１に対応する信号系列を用いてＡＣＫを生成する。また、ＡＩＣＨ制御部２０４によってシグネチャＳｉｇ＿２を使用している移動局９に対してＮＡＣＫを送信する設定されると、無線送信処理部２０５は、シグネチャＳｉｇ＿２に対応する信号系列を用いてＮＡＣＫを生成する。そして、生成されたすべてのシグネチャに対応するＡＣＫ、ＮＡＣＫを示す信号を多重化してＡＩＣＨに送信する。なお、どの移動局９にも使用されていないシグネチャＳｉｇ＿ｋについては、ＡＣＫ及びＮＡＣＫを生成しない。

図３は、移動局検出器２０３の更に詳細な構成例を示すブロック図である。移動局検出器２０３は、閾値検出器３０１、デクリメンタ３０２、スイッチ３０４、比較器３０３、及び移動局数カウンタ３０５を備えている。閾値検出器３０１には、プリアンブル相関器２０２によって算出された相互相関値Ｒ＿ｋが入力される。閾値検出器３０１は、入力された相互相関値Ｒ＿ｋと予め設定された閾値Ｔｈと比較し、相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えたときにトリガを出力する。

デクリメンタ３０２は、最大遅延時間であるＭａｘ Ｄｅｌａｙを初期値としてロードし、０となるまでデクリメントを行う。デクリメンタ３０２のカウント値は、比較器３０３に出力される。比較器３０３は、デクリメンタ３０２の出力が０と一致するか比較を行い、一致した場合にはイネーブル信号を出力する。イネーブル信号は、閾値検出器３０１とデクリメンタ３０２の間のスイッチ３０４及び移動局数カウンタ３０５に接続されている。

イネーブル信号が有効であるときに、閾値検出器３０１から最初に相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えたことを示すトリガが出力されると、デクリメンタ３０２に最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙがロードされる。そして、デクリメンタ３０２の出力が０になるまで、相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超える度に、移動局数カウンタ３０５がインクリメントされる。なお、移動局数カウンタ３０５の初期値は１に設定されており、順次閾値Ｔｈを超える度にインクリメントされる。すなわち、最初に相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えてから、最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙを経過してから、相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えた回数が移動局９の数としてカウントされる。換言すれば、最初に相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えてから、最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙを経過するまでは、相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えた回数が移動局９の数としてカウントされない。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの移動局の構成例を示すブロック図である。移動局９は、プリアンブル生成器４０１、メッセージ生成器４０６、無線送信処理部４０２、無線受信処理部４０３、ＡＩＣＨ受信処理部４０４を備えて構成されている。

プリアンブル生成器４０１は、ＰＲＡＣＨを介して送信されるプリアンブル信号を生成する。メッセージ生成器４０６は、ＰＲＡＣＨを介して送信されるメッセージ信号の生成を行う。無線送信処理部４０２の前段に設けられたスイッチ４０７は、ＡＩＣＨの受信状態に応じて、プリアンブル生成器４０１又はメッセージ生成器４０６を選択的に無線送信処理部４０２に接続する。メッセージを送信する前の初期状態では、スイッチ４０７は、プリアンブル生成器４０１に接続され、プリアンブル生成器４０１が無線送信処理部４０２に接続されている。また、ＡＩＣＨを介してＡＣＫが受信され、メッセージを送信する際には、スイッチ４０７はメッセージ生成器４０６に接続され、メッセージ生成器４０６が無線送信処理部４０２に接続される。

無線送信処理部４０２は、プリアンブル生成器４０１によって生成されたプリアンブル信号をＰＲＡＣＨ信号として無線周波数帯に周波数変換して送信する。また、無線送信処理部４０２は、メッセージ生成器４０６によって生成されたメッセージ信号をＰＲＡＣＨ信号として無線周波数帯に周波数変換して送信する。

無線受信処理部４０３は、受信信号を周波数変換してＡＩＣＨ受信処理部４０４へ出力する。ＡＩＣＨ受信処理部４０４では、無線受信処理部４０３の出力が入力される。ＡＩＣＨ受信処理部４０４は、受信信号からＡＣＫまたはＮＡＣＫを抽出して出力する。ＡＩＣＨ受信処理部４０４は、受信信号からＡＣＫまたはＮＡＣＫが検出されない場合には、何も出力しない。

ＡＩＣＨ受信処理部４０４の後段にあるスイッチ４０５は、ＡＩＣＨの受信状態によって接続先が切り替わる。すなわち、ＡＩＣＨにてＡＣＫが検出された場合には、スイッチ４０５はメッセージ生成器４０６に接続され、ＡＣＫ、ＮＡＣＫともに検出されなかった場合には、スイッチ４０５は、プリアンブル生成器４０１に接続される。ＮＡＣＫが検出された場合には、スイッチ４０５はどちらにも接続されない。

なお、図２の無線受信処理部２０１、無線送信処理部２０５、図４の無線送信処理部４０２及び無線受信処理部４０３は、周知の技術を用いることにより任意に構成することができる。

次に、このように構成された無線通信システムの動作について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの動作を示すフローチャートである。

メッセージを送信したい移動局９は、上位レイヤによって許可されたサブチャネル、シグネチャの集合から１つのサブチャネル、シグネチャを選択する（Ｓ１１）。ここで、サブチャネルとは、ＰＲＡＣＨにおいて使用するタイムスロットである。また、シグネチャとは、ＰＲＡＣＨ信号を生成する際に用いる信号系列である。移動局９は、選択されたサブチャネルにて、選択されたシグネチャを使用してプリアンブル信号を生成し、ＰＲＡＣＨを使用して無線基地局１０へ送信する（Ｓ１２）。

無線基地局１０は、移動局９からＰＲＡＣＨを介して送信されたプリアンブル信号を受信する（Ｓ１３）。無線基地局１０は、受信信号から各シグネチャＳｉｇ＿ｋを抽出し、各シグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９の数を検出する（Ｓ１４）。

そして、各シグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９の数に応じて応答信号を生成する。具体的には、シグネチャＳｉｇ＿１を使用している移動局９の数が１つであると検出された場合には、シグネチャＳｉｇ＿１に対応する信号系列を用いて応答信号であるＡＣＫを生成する。シグネチャＳｉｇ＿２を使用している移動局９の数が２以上あると検出された場合には、シグネチャＳｉｇ＿２に対応する信号系列を用いて応答信号であるＮＡＣＫを生成する。そして、シグネチャＳｉｇ＿１〜Ｓｉｇ＿ｎに対応する応答信号を多重してＡＩＣＨに送信する（Ｓ１５）。

移動局９は、ＡＩＣＨを受信し、プリアンブル信号を生成する際に使用したシグネチャＳｉｇ＿ｋに対応する応答信号を検出する。ここで、応答信号としてＡＣＫが検出された場合には、移動局９は、プリアンブル信号を生成する際に使用したシグネチャに対応するチャネライゼーション・コードを使用してメッセージ信号を生成し、ＡＩＣＨに送信する（Ｓ１６）。そして、メッセージの送信が完了すると、上位レイヤに対して「ランダムアクセス手続き完了通知」を送信する（Ｓ１７）。

一方、ＮＡＣＫを検出した場合には（Ｓ２０）、移動局９は上位レイヤに対して「ランダムアクセス手続き失敗通知」を送信し、処理を終了する（Ｓ２１）。また、移動局９においてＡＣＫ、ＮＡＣＫともに検出されなかった場合には（Ｓ２０）、移動局９はサブチャネル及びシグネチャを再度選択してプリアンブル信号を生成し、ＰＲＡＣＨを介して無線基地局１０に送信する（Ｓ２２）。

図６は、図５における処理を更に詳細に示すフローチャートである。無線基地局１０は、ＰＲＡＣＨを受信すると（Ｓ３１）、受信信号と、シグネチャＳｉｇ＿ｋに対応したプリアンブル信号との相互相関値Ｒ＿ｋを計算する（Ｓ３２）。ここで、相互相関値Ｒ＿ｋは、横軸に時間、縦軸に相互相関値Ｒ＿ｋを設定すると、図７のように示される。

移動局検出器２０３は、予め設定された閾値Ｔｈと相互相関値Ｒ＿ｋを比較する（Ｓ３３）。相互相関値Ｒ＿ｋ≦閾値Ｔｈの時には（Ｎｏ）、相互相関値Ｒ＿ｋを算出するタイミングが合っていないと判断し、プリアンブル受信信号とプリアンブル送信信号との時間差を１ポイントずらして再度ステップＳ３２に戻り相互相関値Ｒ＿ｋを計算しなおす。

ステップＳ３３において、相互相関値Ｒ＿ｋ＞Ｔｈの時には（Ｙｅｓ）、現時間と、最初に相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えた時間との時間差を求める（Ｓ３４）。そして、この時間差が最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙ未満の場合には、同一移動局９によって送信されたプリアンブル受信信号が閾値Ｔｈを超えたものと判断し、プリアンブル受信信号と予め設定された送信要求を示す信号との時間差を１ポイントずらして相互相関値Ｒ＿ｋを計算しなおす。すなわち、最初に相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えた時間に近接した第２の時間において検出された閾値Ｔｈを超えた相互相関値Ｒ＿ｋについては、同一の移動局９によって送信されたプリアンブル受信信号であると判断する。

これは、同一の移動局９から送信されたプリアンブル信号であっても、マルチパスを介することで無線基地局１０に遅延した複数の受信信号として到達することがあるため、時間差が最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙ未満の場合には、はじめに相互相関値Ｒ＿ｋが閾値Ｔｈを超えたプリアンブル受信信号と同一の移動局９によって送信されたものとてカウントしないようにするためである。

そして、時間差が最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙ以上の場合には、異なる移動局９Ａ、９Ｂが同一シグネチャＳｉｇ＿ｋを使用していると判断してｕ＿ｋをインクリメントする（Ｓ３５）。換言すると、最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙを経過した後に閾値Ｔｈを超えた相互相関値Ｒ＿ｋについては、シグネチャを使用している移動局９の数としてカウントする。

ここで、移動局の数を検出するために、閾値Ｔｈ及び最大遅延量Ｍａｘ Ｄｅｌａｙをパラメータとして使用しているが、閾値Ｔｈ、最大遅延量Ｍａｘ Ｄｅｌａｙといったパラメータは、無線基地局１０の環境によって別個に設定することができる。たとえば、都心部では最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙ を小さく設定し、山間部など、遅延スプレッドが大きい環境では最大遅延時間Ｍａｘ Ｄｅｌａｙを大きく設定することができる。

現時間が予め設定された閾値検出探索時間を超えるまで、プリアンブル受信信号とプリアンブル送信信号との時間差を１ポイントずらして相互相関値を計算しなおす（Ｓ３１〜Ｓ３５を繰り返す）。そして、ステップ３６において、現時間が閾値検出探索時間と等しくなると、閾値検出器３０１は処理を終了し、ＡＩＣＨ制御部２０４へ検出された移動局の数ｕ＿ｋを出力する。

図８は、ＡＩＣＨ制御部２０４の更に詳細な処理を示すフローチャートである。ＡＩＣＨ制御部２０４は、検出された移動局９の数ｕ＿ｋが０であるかどうかを判定し（Ｓ４１）、移動局９の数ｕ＿ｋ＝０である場合には（Ｙｅｓ）、シグネチャＳｉｇ＿ｋに対応する応答信号として０を出力する（Ｓ４２）。換言すれば、シグネチャＳｉｇ＿ｋに対応する応答信号として何も出力しない。

ステップＳ４３において、検出された移動局の数ｕ＿ｋ＝１のときには（Ｙｅｓ）、ＡＩＣＨにてシグネチャＳｉｇ＿ｋに対する応答としてＡＣＫを送信する（Ｓ４４）。ステップＳ４３において、検出された移動局の数ｕ＿ｋ＞１のときには（Ｎｏ）、ＡＩＣＨにてシグネチャＳｉｇ＿ｋに対する応答としてＮＡＣＫを送信する(Ｓ４５)。

そして、全シグネチャＳｉｇ＿ｋに対して同様の処理を行い、すべてのシグネチャＳｕｇ＿ｋに対して応答信号ＡＣＫ、ＮＡＣＫ又は０を生成し、多重してＡＩＣＨを送信する。

このように、本実施形態に係る無線通信システムによれば、各移動局９が送信するプリアンブル信号の最大遅延を設定することで、無線基地局１０においてメッセージ信号を受信する時よりも以前に複数の移動局９が同一のシグネチャＳｉｇ＿ｋを用いていることを検出することができる。

また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、前記衝突検出結果を利用して無線基地局のＡＩＣＨ制御部２０４がＮＡＣＫ信号を送信することで、移動局９Ａ、９Ｂはメッセージ信号を送信する必要がなくなり、伝送効率の向上につなげることもできる。

また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、１つの移動局９から送信されたプリアンブル信号が到達する最大遅延Ｍａｘ Ｄｅｌａｙを設定することで、同一の移動局９によって送信された複数のプリアンブル受信信号を、他の移動局９から送られたプリアンブル受信信号であると判断しないため、正確にシグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局９の数を検出することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態においては、無線基地局１０におけるＡＩＣＨ制御部２０４の処理について第１の実施形態と異なっている。なお、基本的な構成については、第１の実施形態と同じであるためその説明を省略する。以下に、第２の実施形態に係るＡＩＣＨ制御部２０４の処理について説明する。

図９は、第２の実施形態に係る無線通信システムのＡＩＣＨ制御部２０４の処理を示すフローチャートである。図９に示すように、検出された移動局の数ｕ＿ｋ＝０の場合には（Ｓ５１においてＹｅｓ）、第１の実施形態と同様に応答信号として０（何も出力しない）を生成する（Ｓ５２）。一方、検出された移動局の数ｕ＿ｋ＞０（Ｓ５３においてＮｏ）である場合には、ステップＳ５３に進む。そして、現サブチャネル（タイムスロット）において使用されなかったシグネチャＳｉｇ＿ｋの数が、全てのシグネチャＳｉｇ＿ｋにおいて検出された移動局の総数以上である場合には（Ｙｅｓ）、現サブチャネルにて使用されなかったシグネチャＳｉｇ＿ｋの集合から、シグネチャを最大ｕ＿ｋ個選択し、メッセージ・パートのチャネライゼーション・コードに使用可能なコード集合を示す情報としてＡＩＣＨにてＡＣＫと共に送信する。

具体的に説明すると、シグネチャＳｉｇ＿１を使用する移動局９の数が２つであり、シグネチャＳｉｇ＿２〜Ｓｉｇ＿ｎ（ｎは３以上）が現サブチャネルにて使用されなかった場合には、ＡＩＣＨ制御部２０４は、使用できる最大のシグネチャＳｉｇ＿２〜Ｓｉｇ＿ｎを選択し、メッセージ信号の拡散コードとして使用可能なコード集合を示す情報としてＡＣＫと共に送信する。

一方、検出された移動局の数ｕ＿ｋ＞０であり（ステップＳ５１にてＮｏ）、かつ現サブチャネルにて使用されなかったシグネチャ数が検出された移動局の数ｕ＿ｋ未満の場合には（ステップＳ５３にてＮｏ）、ＡＩＣＨにてシグネチャＳｉｇ＿ｋに対する応答としてＮＡＣＫを送信する（Ｓ５５）。

図１０は、第２の実施形態に係る無線通信システムの移動局の処理を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１１〜Ｓ２２に到るまでの処理は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。第２の実施形態の移動局９においては、ステップＳ１７において、ＡＣＫが検出された場合の処理が異なっている。

前述したように、現サブチャネル（タイムスロット）において使用されなかったシグネチャの数が、全てのシグネチャＳｉｇ＿ｋにおいて検出された移動局の総数以上である場合には、無線基地局１０からは、現サブチャネルにて使用されなかったシグネチャＳｉｇ＿ｋの集合から、シグネチャを最大ｕ＿ｋ個選択し、メッセージ・パートのチャネライゼーション・コードに使用可能なコード集合を示す情報としてＡＩＣＨにてＡＣＫと共に送信される。そのため、移動局９においては、ステップＳ１７において、無線基地局１０から受信された応答信号がＡＣＫだった場合には、受信された情報に含まれる使用可能なチャネライゼーション・コードの集合から、任意に一のチャネライゼーション・コードを選択する（Ｓ６１）。選択されたチャネライゼーション・コードを用いてメッセージ信号を生成し送信する（Ｓ６２）。そして、上位レイヤに対してランダムアクセス手続き完了通知を送信する（Ｓ１９）。

なお、応答信号が検波できなかった場合、及びＮＡＣＫを検出した場合の動作は第１の実施形態と同様である。

このように、第２の実施形態では、使用していないシグネチャＳｉｇ＿ｋを、衝突が生じた移動局９に割り当てることで、移動局９のプリアンブル信号の再送信が不要となり、移動局９の電力消費を抑えることができる。また、第１の実施形態と同様に、メッセージを送信する前に、同一のシグネチャを複数の移動局９が使用していることを検出できるため、無線資源を有効利用することができる。また、第１の実施形態と同様に、移動局９の衝突確率を下げることができ、伝送効率の向上につなげることができる。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの無線基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの無線基地局の有する移動局検出器の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの移動局の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの処理を示すフローチャートである。 図５における処理を更に詳細に示すフローチャートである。 時間と相互相関値Ｒ＿ｋとの関係を示す図である。 ＡＩＣＨ制御部２０４の更に詳細な処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る無線通信システムのＡＩＣＨ制御部２０４の処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る無線通信システムの移動局の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

９ 移動局
１０ 無線基地局
２０１ 無線受信処理部
２０２ プリアンブル相関器
２０３ 移動局検出部
２０３ 移動数検出部
２０３ 移動局検出器
２０４ 制御部
２０５ 無線送信処理部
３０１ 閾値検出器
３０２ デクリメンタ
３０３ 比較器
３０４ スイッチ
３０５ 移動局数カウンタ
４０１ プリアンブル生成器
４０２ 無線送信処理部
４０３ 無線受信処理部
４０４ 受信処理部
４０５ スイッチ
４０６ メッセージ生成器
４０７ スイッチ
４１０ プリアンブル生成器
Ｒ＿ｋ 相互相関値
Ｔｈ 閾値
ｕ＿ｋ シグネチャＳｉｇ＿ｋを使用している移動局の数

Claims (21)

1. 移動局が複数の無線資源のうち選択された一の無線資源を用いて無線基地局と通信を行う無線通信システムであって、
   選択された一の無線資源を示す上り信号を前記無線基地局に対して送信する複数の移動局と、
   前記上り信号に基づいて、前記一の無線資源を選択した移動局の数を検出する移動局検出部と、前記移動数検出部によって検出された前記一の無線資源を選択した移動局の数に応じて、前記移動局に対し前記一の無線資源又は他の無線資源の使用の可否を示す下り信号を生成して前記移動局に送信するチャネル制御部と、を備えた無線基地局と、を有する
   無線通信システム。
2. 前記移動局検出部は、受信された信号に前記一の無線資源を示す上り信号が含まれているか否かを判断するための相関値を算出し、
   前記相関値が所定の期間内に閾値を超えた回数を測定することにより、前記一の無線資源を選択した移動局の数を検出する
   請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記所定の期間は、前記相関値が閾値を超えた第１の時間から、予め設定された時間を経過するまでの時間である
   請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記チャネル制御部は、
   前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えない場合には、前記移動局に対して前記一の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信し、
   前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えた場合には、前記一の無線資源を利用することを非許可とする下り信号を送信する
   請求項２又は３に記載の無線通信システム。
5. 前記チャネル制御部は、
   前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えない場合には、前記移動局に対して前記一の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信し、
   前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えた場合には、利用可能な前記他の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信する
   請求項２又は３に記載の無線通信システム。
6. 前記チャネル制御部は、
   前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えた場合、且つ、利用可能な前記他の無線資源の数が、前記一の無線資源を利用する前記移動局の数よりも多い時には、
   前記利用可能な前記他の無線資源を利用することを許可する下り信号に、前記利用可能な他の無線資源を示す情報を付加して送信する
   請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記移動局検出部は、前記所定の期間内に前記第１の時間に近接した第１の時間よりも大きい第２の時間において前記相関値が閾値を超えた場合には、前記第２の時間から前記相関値が閾値を超えた回数を検出する
   請求項２乃至６のうちいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 前記無線通信システムは、直接拡散符号分割多元接続方法を用いたシステムである
   請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の無線通信システム。
9. 移動局が複数の無線資源のうち選択された一の無線資源を用いて無線基地局と通信を行う無線通信システムの無線基地局であって、
   前記移動局によって選択された一の無線資源を示す上り信号を受信する受信部と、
   前記上り信号に基づいて、前記一の無線資源を選択した移動局の数を検出する移動局検出部と、
   前記移動数検出部によって検出された前記一の無線資源を選択した移動局の数に応じて、前記移動局に対し前記一の無線資源又は他の無線資源の使用の可否を示す下り信号を生成して前記移動局に送信するチャネル制御部と、を有する
   無線基地局。
10. 前記移動局検出部は、受信された信号に前記一の無線資源を示す上り信号が含まれているか否かを判断するための相関値を算出し、
    前記相関値が所定の期間内に閾値を超えた回数を測定することにより、前記一の無線資源を選択した移動局の数を検出する
    請求項９に記載の無線基地局。
11. 前記チャネル制御部は、
    前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えない場合には、前記移動局に対して前記一の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信し、
    前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えた場合には、前記一の無線資源を利用することを非許可とする下り信号を送信する
    請求項９又は１０に記載の無線基地局。
12. 前記チャネル制御部は、
    前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えない場合には、前記移動局に対して前記一の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信し、
    前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えた場合には、利用可能な前記他の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信する
    請求項９又は１０に記載の無線基地局。
13. 前記移動局検出部は、前記所定の期間内に前記第１の時間に近接した第１の時間よりも大きい第２の時間において前記相関値が閾値を超えた場合には、前記第２の時間から前記相関値が閾値を超えた回数を検出する
    請求項９乃至１２のうちいずれか１項に記載の無線基地局。
14. 請求項９乃至１３のうちいずれか１項に記載の無線基地局と通信を行う移動局。
15. 移動局が複数の無線資源のうち選択された一の無線資源を用いて無線基地局と通信を行う無線通信方法であって、
    選択された一の無線資源を示す上り信号を送信し、
    前記上り信号に基づいて、前記一の無線資源を選択した移動局の数を検出し、
    前記検出された前記一の無線資源を選択した移動局の数に応じて、前記移動局に対し前記一の無線資源又は他の無線資源の使用の可否を示す下り信号を生成して前記移動局に送信する
    無線通信方法。
16. 受信された信号に前記一の無線資源を示す上り信号が含まれているか否かを判断するための相関値を算出し、
    前記相関値が所定の期間内に閾値を超えた回数を測定することにより、前記一の無線資源を選択した移動局の数を検出する
    請求項１５に記載の無線通信方法。
17. 前記所定の期間は、前記相関値が閾値を超えた第１の時間から、予め設定された時間を経過するまでの時間である
    請求項１６に記載の無線通信方法。
18. 前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えない場合には、前記移動局に対して前記一の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信し、
    前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えた場合には、前記一の無線資源を利用することを非許可とする下り信号を送信する
    請求項１６又は１７に記載の無線通信方法。
19. 前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えない場合には、前記移動局に対して前記一の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信し、
    前記所定の期間内に、前記相関値が閾値を超えた場合には、利用可能な前記他の無線資源を利用することを許可する下り信号を送信する
    請求項１６又は１７に記載の無線通信方法。
20. 前記移動局検出部は、前記所定の期間内に前記第１の時間に近接した第１の時間より大きい第２の時間において前記相関値が閾値を超えた場合には、前記第２の時間から前記相関値が閾値を超えた回数を検出する
    請求項１６乃至１９のうちいずれか１項に記載の無線通信方法。
21. 前記無線通信方法は、直接拡散符号分割多元接続方法を用いた通信方法である
    請求項１５乃至２０のうちいずれか１項に記載の無線通信方法。

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