JP2010278684A

JP2010278684A - 移動通信システム、基地局装置、移動局装置、および接続要求検出方法

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Publication number: JP2010278684A
Application number: JP2009128295A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tsubomitsu; 浩行坪光
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: JP5241611B2

Abstract

【課題】マルチキャリア伝送方式を採用しつつ、移動局の基地局への接続成功率を向上させる。
【解決手段】移動局１４は、マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して基地局と無線通信を行う。移動局１４は、帯域内に規定された制御チャネルを介して所定キャリア数で基地局に送信した接続要求が基地局に検出されたか否かを推定する接続要求検出推定部２３１と、接続要求が基地局に検出されなかったと推定される場合に、送信部２５０が所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信するよう接続要求に用いるキャリアの数を減らすキャリア数制御部２３２と、を含む。キャリア数制御部２３２は、送信部２５０が所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信した後に、送信部２５０が所定キャリア数で接続要求を再送信するよう接続要求に用いるキャリアの数を元に戻す。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動通信システム、基地局装置、移動局装置、および接続要求検出方法に関し、特に、マルチキャリア伝送方式における接続要求の検出に関する。

ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式に代表されるマルチキャリア伝送方式は、送信データ（１チャネル分のデータ）を周波数の異なる複数のキャリアに分配して伝送する通信方式である。この伝送方式では、各キャリアの帯域が狭帯域となるため、マルチパスなどによる周波数選択性フェージングの影響を受けにくい。

このようなマルチキャリア伝送方式により複数の移動局と多元接続を行う基地局は、周波数の異なる複数のキャリアを用いて各移動局と通信を行うため、チャネルごとに自動利得制御（Automatic Gain Control：ＡＧＣ）を行うことができず、受信帯域内に規定されたキャリアすべてに対して一括で自動利得制御を行う。

しかし、このような基地局では、その受信ダイナミックレンジがＡ／Ｄコンバータの受信ダイナミックレンジに依存するため、複数の移動局から受信された信号の受信レベルに大きな差があると、受信レベルの低い信号が検出されないことがあるという問題があった。

たとえば、図７に示すように、基地局から遠く離れた（弱電界エリアに位置する）移動局１４−１から受信される信号の受信レベルと、基地局に比較的近い（強電界エリアに位置する）移動局から受信される移動局１４−２の受信レベルと、の差がＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジより大きい場合に上記問題が生じる。この場合、移動局１４−２から受信される信号の調整後の受信レベル（Ａ／Ｄコンバータへの入力レベル）がＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジ内に入るよう（ダイナミックレンジの上限値以下となるよう）全キャリアに対して一括で受信レベルの調整が行われるため、移動局１４−１から受信される信号の調整後の受信レベルがＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジの下限値未満となり、移動局１４−１だけが基地局と通信を行うことができなくなってしまう。

この点、特許文献１には、複数の通信相手装置から受信した信号の受信強度に基づいて受信帯域の周波数特性に傾きを生じさせ、その周波数特性の傾きと複数の通信相手装置から受信した信号の受信強度とに基づいて通信チャネルの再割当てを行うことで、上記問題に対応する無線通信装置が開示されている。

特開２００８−２４５２３２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、移動局が基地局に接続した後に生じる上記問題には対応可能であるが、移動局が基地局に接続する際に起こる上記問題までは考慮されていない。

このため、弱電界エリアに位置する移動局が基地局に接続要求（制御チャネルで送信される制御信号の１つ）を送信したタイミングと同じタイミングで、強電界エリアに位置する他の移動局がその基地局に対して通信信号を送信すると、他の移動局から受信された通信信号の受信レベルに基づいてＡＧＣが行われるため、接続要求の受信レベルがＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジから外れ、基地局が移動局からの接続要求を検出することができない場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア伝送方式を採用しつつ、移動局装置の接続成功率を向上させることができる移動通信システム、基地局装置、移動局装置、および接続要求検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る移動通信システムは、マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して移動局装置と基地局装置とが無線通信を行う移動通信システムであって、前記移動局装置は、前記帯域内に規定された制御チャネルを介して所定キャリア数で前記基地局装置に送信した接続要求が前記基地局装置に検出されたか否かを推定する検出推定手段と、前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定される場合に、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で前記基地局装置に接続要求を送信する送信手段と、を含み、前記基地局装置は、前記制御チャネルを介して前記移動局装置から送信される接続要求を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された接続要求が前記所定キャリア数より少ないキャリア数で送信されたものである場合に、該接続要求とともに受信された通信信号を送信した他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示する指示手段と、を含み、前記送信手段は、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信した後に、前記所定キャリア数で接続要求を再送信する、ことを特徴とする。

本発明では、移動局装置は、所定キャリア数で送信した接続要求が基地局装置に検出されなかったと推定される場合に、所定キャリア数より少ないキャリア数で基地局装置に狭帯域の接続要求を送信する。狭帯域の接続要求は、キャリアあたりの送信レベルが高いため基地局装置に検出されやすい。狭帯域の接続要求が基地局装置に検出されると、基地局装置は、その接続要求とともに受信された通信信号を送信した他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減させる。これにより、基地局装置における移動局装置間の信号（一括で受信レベルが調整される信号）の受信レベル差が小さくなるため、移動局装置が所定キャリア数で接続要求を再送信すると（キャリアあたりの送信レベルを元のレベルに戻すと）、この接続要求は基地局装置に検出される可能性が高くなる。このため、本発明によれば、マルチキャリア伝送方式を採用する基地局装置への移動局装置の接続成功率を向上させることができる。

また、本発明の一態様では、前記基地局装置は、前記検出手段により検出された接続要求の受信レベルと、該接続要求の送信に用いられたキャリア数と、に基づいて、前記移動局装置が前記所定キャリア数で送信する接続要求の受信レベルを予測し、該予測される接続要求の受信レベルに基づいて、前記他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定する低減量決定手段、をさらに含み、前記指示手段は、前記低減量決定手段により決定される低減量だけ、前記他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示する。

この態様によれば、移動局装置から所定キャリア数で送信される接続要求の受信レベル（予測受信レベル）に基づいて、基地局装置が他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定するため、移動局装置の接続成功率を向上させることができる。

また、本発明の一態様では、前記低減量決定手段は、前記検出手段により検出された接続要求とともに受信された通信信号の受信レベルと、前記基地局装置の受信ダイナミックレンジと、さらに基づいて、前記他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定する。

たとえば、基地局装置は、移動局装置から所定キャリア数で送信される接続要求の受信レベル（予測受信レベル）のピーク値と、他の移動局装置から送信される通信信号の受信レベルのピーク値と、の差が基地局装置の受信ダイナミックレンジ以下となるよう、他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定してもよい。こうすれば、他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を抑えつつ、移動局装置の接続成功率をさらに向上させることができる。

また、本発明の一態様では、前記低減量決定手段は、前記検出手段により検出された接続要求の受信レベルにさらに基づいて、前記他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定する。

たとえば、基地局装置は、移動局装置から所定キャリア数で送信される接続要求の受信レベル（予測受信レベル）と、移動局装置から所定キャリア数より少ないキャリア数で送信される狭帯域の接続要求の受信レベルと、の差を、他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量としてもよい。こうしても、移動局装置の接続成功率をさらに向上させることができる。

また、本発明の一態様では、前記移動局装置は、前記制御チャネルを介して前記基地局装置から送信される制御信号の受信レベルに基づいて、前記接続要求の送信レベルを制御する送信レベル制御手段、をさらに含み、前記検出推定手段は、前記制御信号の受信レベルが所定値以上であって、前記接続要求に対する前記基地局装置からの接続応答が受信されない場合に、前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定する。

この態様によれば、移動局装置は、制御チャネルを介して所定キャリア数で送信した接続要求が基地局装置に検出されたか否かをより正確に推定することができる。

また、本発明の一態様では、前記指示手段は、前記移動局装置に対して前記所定キャリア数で接続要求を再送信するようさらに指示し、前記送信手段は、前記基地局装置からの再送信指示に従って、前記所定キャリア数で接続要求を再送信する。

この態様によれば、移動局装置は、基地局装置が他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示した後に、所定キャリア数で接続要求を再送信することができる。

また、本発明の一態様では、前記所定キャリア数での送信は、マルチキャリア送信であり、前記所定キャリア数より少ないキャリア数での送信は、シングルキャリア送信である。

また、本発明の一態様では、前記基地局装置の受信ダイナミックレンジは、前記基地局装置が備えるＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジである。

また、本発明の一態様では、前記マルチキャリア伝送方式は、直交周波数分割多元接続方式である。

この態様によれば、直交周波数分割多元接続方式を採用する基地局装置への移動局装置の接続成功率を向上させることができる。

また、本発明に係る基地局装置は、マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して移動局装置と無線通信を行う基地局装置であって、前記帯域内に規定された制御チャネルを介して前記移動局装置から送信される接続要求を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された接続要求が所定キャリア数より少ないキャリア数で送信されたものである場合に、該接続要求とともに受信された通信信号を送信した他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示する指示手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る移動局装置は、マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して基地局装置と無線通信を行う移動局装置であって、前記帯域内に規定された制御チャネルを介して所定キャリア数で前記基地局装置に送信した接続要求が前記基地局装置に検出されたか否かを推定する検出推定手段と、前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定される場合に、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で前記基地局装置に接続要求を送信する送信手段と、を含み、前記送信手段は、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信した後に、前記所定キャリア数で接続要求を再送信する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る接続要求検出方法は、マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して移動局装置と基地局装置とが無線通信を行う移動通信システムにおける接続要求検出方法であって、前記移動局装置が、前記帯域内に規定された制御チャネルを介して所定キャリア数で前記基地局装置に送信した接続要求が前記基地局装置に検出されたか否かを推定するステップと、前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定される場合に、前記移動局装置が、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で前記基地局装置に接続要求を送信するステップと、前記基地局装置が、前記制御チャネルを介して前記移動局装置から送信される接続要求を検出するステップと、前記検出された接続要求が前記所定キャリア数より少ないキャリア数で送信されたものである場合に、前記基地局装置が、該接続要求とともに受信された通信信号を送信した他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示するステップと、前記移動局装置が、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信した後に、前記所定キャリア数で接続要求を再送信するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。本実施形態に係る移動通信システムにおけるチャネル構成を示す図である。本実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。本実施形態に係る移動局の機能ブロック図である。マルチキャリア送信された接続要求の受信レベルとＡＤＣのダイナミックレンジとの関係の一例を示す図である。シングルキャリア送信された接続要求の受信レベルとＡＤＣのダイナミックレンジとの関係の一例を示す図である。通信信号の送信レベルの低減に伴う、ＡＤＣのダイナミックレンジの相対的な低下を示す図である。マルチキャリア送信された接続要求の受信レベルと相対的に低下したＡＤＣのダイナミックレンジとの関係の一例を示す図である。本実施形態に係る接続要求の送信処理の一例を示すフロー図である。移動局から受信される信号の受信レベルとＡＤＣのダイナミックレンジとの関係の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る移動通信システム１０の構成を示す図である。図１に示すように、移動通信システム１０は、基地局１２と、複数の移動局１４（ここでは移動局１４−１，１４−２のみを示す）とを含んで構成される。基地局１２は、ＯＦＤＭＡ方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：時分割多元接続／時分割複信）方式を採用しており、自局のセル１６内に位置する複数の移動局１４と多元接続を行うことができる。

図２は、移動通信システム１０におけるチャネル構成を示す図である。図２に示すように、移動通信システム１０では、ＴＤＭＡフレーム（５ｍｓ）が上りサブフレーム（２．５ｍｓ）と下りサブフレーム（２．５ｍｓ）とに区分され、さらに各サブフレームがそれぞれ４つのタイムスロット（スロット１〜スロット４）に均等に区分されている。また、所定の無線周波数帯域（ここでは帯域幅を８．１ＭＨｚとする）に複数（ここでは９つとする）のＯＦＤＭＡサブチャネルが規定されている。なお、基地局１２と移動局１４との通信に割り当てられるチャネルの最小単位（帯域幅９００ｋＨｚ、時間幅６２５μｓ）はＰＲＵ（Physical Resource Unit）と呼ばれ、８つのタイムスロットのいずれかと複数のサブチャネルのいずれかとに属する。

また、移動通信システム１０では、ある特定のサブチャネル（ここではサブチャネル１）が制御チャネル（Control Channel：ＣＣＨ）用として規定され、その他のサブチャネル（ここではサブチャネル２〜９）が通信チャネル（Traffic Channel：ＴＣＨ）用として規定されている。

移動局１４は、制御チャネルを介して所定数（複数）のサブキャリアで送信（マルチキャリア送信）した接続要求が基地局１２に検出されなかったと推定される場合に、基地局１２に接続要求を単一のサブキャリアで送信（シングルキャリア送信）する。シングルキャリア送信された接続要求は、サブキャリアあたりの送信レベルが高いため、マルチキャリア送信された接続要求に比べて基地局１２に検出されやすい。

シングルキャリア送信された接続要求が基地局１２に検出されると、基地局１２は、その接続要求とともに受信された通信信号を送信した通信中の他の移動局１４に対して通信信号の送信レベルを低減させる。これにより、基地局１２における移動局１４間の信号（一括で受信レベルが調整される信号）の受信レベル差が小さくなる。受信レベルとしては、たとえばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication：受信信号強度）が用いられる。

このため、移動局１４が接続要求を再度マルチキャリア送信すると、サブキャリアあたりの送信レベルは元のレベルに戻るが、接続要求が基地局１２に検出される可能性は前回マルチキャリア送信された接続要求のそれよりも高くなる。つまり、移動局１４の基地局１２への接続成功率が向上する。

続いて、上記処理を実現するために基地局１２および移動局１４が備える構成をより具体的に説明する。

図３は、基地局１２の機能ブロック図である。図３に示すように、基地局１２は、アンテナ１００、受信部１１０、受信信号処理部１２０、制御部１３０、送信信号処理部１４０、および送信部１５０を含んで構成される。

アンテナ１００は、無線信号を受信し、受信された無線信号を受信部１１０に出力する。また、アンテナ１００は、送信部１５０から供給される無線信号を移動局１４に対して送信する。

受信部１１０は、帯域通過フィルタ１１１、低雑音アンプ１１２、ミキサ１１３、帯域通過フィルタ１１５、可変利得アンプ１１４、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１１６、および受信利得制御部１１７を含んで構成される。

帯域通過フィルタ１１１は、アンテナ１００から入力される無線信号の受信帯域外の周波数成分を減衰させ、受信帯域内の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。低雑音アンプ１１２は、帯域通過フィルタ１１１を通過する無線信号を増幅し、ミキサ１１３に出力する。ミキサ１１３は、低雑音アンプ１１２から入力される無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、そのベースバンド信号を可変利得アンプ１１４に出力する。

可変利得アンプ１１４は、受信利得制御部１１７から入力される利得制御信号に応じて利得を変化させるアンプであり、ミキサ１１３から入力されるベースバンド信号を増幅して帯域通過フィルタ１１５に出力する。すなわち、移動局１４から受信される信号の受信レベルは、ＡＤＣ１１６に入力される前に可変利得アンプ１１４により帯域全体（帯域幅８．１ＭＨｚ）で一括調整される。

帯域通過フィルタ１１５は、可変利得アンプ１１４から入力されるベースバンド信号の不要な周波数成分（スプリアス）を減衰させ、所望の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。

ＡＤＣ１１６は、帯域通過フィルタ１１５を通過するアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を受信信号処理部１２０に出力する。

受信利得制御部１１７は、後述する受信信号処理部１２０で検出される受信レベル（各サブチャネルで受信される信号の受信レベル）に基づいて、可変利得アンプ１１４の利得を制御する、つまり自動利得制御を行う。具体的には、受信利得制御部１１７は、移動局１４から受信される信号の受信レベルの最大値がＡＤＣ１１６のダイナミックレンジ内に入るよう（ＡＤＣ１１６のダイナミックレンジの上限値以下となるよう）可変利得アンプ１１４の利得を決定し、可変利得アンプ１１４の利得をここで決定された利得に設定するための利得制御信号を可変利得アンプ１１４に出力する。

受信信号処理部１２０は、たとえばＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、受信部１１０のＡＤＣ１１６から入力されるデジタル信号に対して、ガードインターバルの除去、１次復調（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）、通信チャネルの割当状況に基づく複素シンボル列の結合、２次復調（デジタル復調）、誤り訂正などを行い、各移動局１４からの受信データを取得する。そして、受信信号処理部１２０は、取得された受信データを制御部１３０や図示しない上位層に出力する。

また、受信信号処理部１２０は、上記１次復調（ＦＦＴ）により得られる複素シンボル列の各サブキャリア成分をサブチャネルごとに連結し、各サブチャネルで受信される信号の受信レベルを検出する。そして、受信信号処理部１２０は、検出された受信レベルを受信利得制御部１１７および制御部１３０に順次出力する。なお、受信信号処理部１２０で検出される受信レベルは、受信部１１０の可変利得アンプ１１４で調整された後の受信レベルである。

制御部１３０は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびＣＰＵの動作を制御するプログラムで構成され、基地局１２の各部を制御する。また、制御部１３０は、接続要求検出部１３１、送信レベル低減量決定部１３２、および指示部１３３を含み、移動局１４から送信される接続要求の検出に係る処理を行う。

接続要求検出部１３１は、制御信号の受信タイミング（たとえば２０フレームに１回の周期で到来するタイミング）に、受信信号処理部１２０で検出される受信レベル（各サブチャネルで受信される信号の受信レベル）に基づいて、制御チャネルを介して移動局１４（ここでは移動局１４−１とする）から送信される接続要求を検出する。そして、接続要求検出部１３１は、検出された接続要求が所定数のサブキャリアで送信（マルチキャリア送信）されたものであるか、単一のサブキャリアで送信（シングルキャリア送信）されたものであるかを判定する。なお、接続要求検出部１３１は、たとえば図５Ａに示す接続要求Ａ１のように、可変利得アンプ１１４で調整された後の受信レベルがＡＤＣ１１６のダイナミックレンジの下限値未満である接続要求を検出することはできない。

接続要求検出部１３１で検出された接続要求がマルチキャリア送信されたものである場合、制御部１３０は、検出された接続要求を正規の接続要求であると判断し、その正規の接続要求を送信した移動局１４−１に対して通信チャネルを指定した接続応答を返信するよう、送信信号処理部１４０および送信部１５０を制御する。

一方、図５Ｂに示す接続要求Ａ２のように、接続要求検出部１３１で検出された接続要求がシングルキャリア送信されたものである場合、制御部１３０は、検出された接続要求を「受信利得の増加を求める弱電界エリアに位置する移動局１４−１から送信された接続要求」であると判断する。この場合、制御部１３０は、接続要求の受信タイミングで可変利得アンプ１１４の受信利得が上がるよう、その接続要求と同じタイムスロットで受信された通信信号を送信した他の移動局１４（ここでは移動局１４−２とする）に対して通信信号の送信レベルを低減させる。具体的には、送信レベル低減量決定部１３２および指示部１３３が次のような処理を行う。

送信レベル低減量決定部１３２は、図５Ｂに示す接続要求Ａ２のように、接続要求検出部１３１で検出された接続要求がシングルキャリア送信されたものである場合に、その接続要求の受信レベルと、その接続要求の送信に用いられたサブキャリア数（ここでは１つ）と、に基づいて、移動局１４−１が所定数のサブキャリアでマルチキャリア送信する正規の接続要求の受信レベル（以下「予測受信レベル」という）を予測する（図５Ｂの予測接続要求Ａ３’参照）。そして、送信レベル低減量決定部１３２は、この予測受信レベルに基づいて、移動局１４−２に指示する送信レベルの低減量を決定する。

具体的には、送信レベル低減量決定部１３２は、予測受信レベルと、接続要求検出部１３１で検出された接続要求とともに受信された通信信号の受信レベルと、ＡＤＣ１１６のダイナミックレンジと、に基づいて、移動局１４−２に指示する送信レベルの低減量を決定してもよい。たとえば、図５Ｂに示すように、送信レベル低減量決定部１３２は、予測受信レベルのピーク値と（予測接続要求Ａ３’参照）、移動局１４−２から送信される通信信号の受信レベルのピーク値と（通信信号Ｂ１参照）、の差（ピーク差）がＡＤＣ１１６のダイナミックレンジ以下となるよう、移動局１４−２に指示する送信レベルの低減量ΔＰを決定してもよい。

こうして決定された低減量ΔＰだけ移動局１４−２が通信信号の送信レベルを低減すると、図５Ｃに示すように、移動局１４−２から送信される通信信号の基地局１２における受信レベルが低下するため（通信信号Ｂ２参照）、受信利得制御部１１７が可変利得アンプ１１４の利得を増加させ、移動局１４−１から送信される接続要求の受信レベルに対してＡＤＣ１１６のダイナミックレンジが相対的に低下する。

この結果、図５Ｄに示すように、移動局１４−１が基地局１２に対して接続要求をマルチキャリア送信したとしも（接続要求Ａ３参照）、可変利得アンプ１１４で調整された後の接続要求の受信レベルはＡＤＣ１１６のダイナミックレンジ内に入る。このため、接続要求検出部１３１は、移動局１４−１からの正規の接続要求を検出できるようになる。

また、送信レベル低減量決定部１３２は、予測受信レベルと、接続要求検出部１３１で検出された接続要求の受信レベルと、に基づいて、移動局１４−２に指示する送信レベルの低減量を決定してもよい。たとえば、送信レベル低減量決定部１３２は、予測受信レベルのピーク値と、接続要求検出部１３１で検出された接続要求の受信レベルのピーク値と、の差を、移動局１４−２に指示する送信レベルの低減量ΔＰとしてもよい。こうすれば、移動局１４−１が基地局１２に対して接続要求をマルチキャリア送信したとしても、可変利得アンプ１１４で調整された後の接続要求の受信レベルはＡＤＣ１１６のダイナミックレンジ内に入る。このため、接続要求検出部１３１は、移動局１４−１から送信される正規の接続要求を検出できるようになる。

指示部１３３は、送信レベル低減量決定部１３２により決定される低減量だけ、移動局１４−２に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示する。すなわち、指示部１３３は、送信レベル低減量決定部１３２により決定される低減量を指定した指示メッセージを生成し、その指示メッセージを移動局１４−２に対して送信するよう送信信号処理部１４０および送信部１５０を制御する。なお、指示部１３３は、送信レベルの低減量に代えて、その低減量だけ送信レベルを低減させるために必要となるサブキャリアの増加数を指示メッセージに指定してもよい。

さらに、指示部１３３は、移動局１４−１に対して所定数のサブキャリアで接続要求を再送信（接続要求を再度マルチキャリア送信）するよう指示する。すなわち、指示部１３３は、接続要求の再送信を指示する指示メッセージを生成し、その指示メッセージを移動局１４−１に対して送信するよう送信信号処理部１４０および送信部１５０を制御する。

送信信号処理部１４０は、たとえばＤＳＰで構成され、制御部１３０や図示しない上位層から入力されるデジタル信号に対して、誤り訂正符号化、１次変調（デジタル変調）、通信チャネルの割当状況に基づく複素シンボル列の分割、２次変調（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）、ガードインターバルの付加などを行い、得られたデジタル信号（ＯＦＤＭ信号）を送信部１５０に出力する。

送信部１５０は、ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）１５１、帯域通過フィルタ１５２、アンプ１５３、ミキサ１５４、パワーアンプ１５５、および帯域通過フィルタ１５６を含んで構成される。

ＤＡＣ１５１は、送信信号処理部１４０から入力されるデジタル信号をアナログのベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を帯域通過フィルタ１５２に出力する。帯域通過フィルタ１５２は、ＤＡＣ１５１から入力されるベースバンド信号の不要な周波数成分（スプリアス）を減衰させ、所望の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。

アンプ１５３は、帯域通過フィルタ１５２を通過するベースバンド信号を増幅し、ミキサ１５４に出力する。ミキサ１５４は、アンプ１５３から入力されるベースバンド信号を無線信号にアップコンバートし、その無線信号をパワーアンプ１５５に出力する。

パワーアンプ１５５は、ミキサ１５４から入力される無線信号を送信出力レベルまで増幅し、帯域通過フィルタ１５６に出力する。帯域通過フィルタ１５６は、パワーアンプ１５５から入力される無線信号の送信帯域外の周波数成分を減衰させ、送信帯域内の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。帯域通過フィルタ１５６を通過する無線信号は、アンテナ１００に供給される。

図４は、移動局１４の機能ブロック図である。図４に示すように、移動局１４は、アンテナ２００、受信部２１０、受信信号処理部２２０、制御部２３０、送信信号処理部２４０、および送信部２５０を含んで構成される。

アンテナ２００は、無線信号を受信し、受信された無線信号を受信部２１０に出力する。また、アンテナ２００は、送信部２５０から供給される無線信号を基地局１２に対して送信する。

受信部２１０は、帯域通過フィルタ２１１、低雑音アンプ２１２、ミキサ２１３、帯域通過フィルタ２１５、アンプ２１４、およびＡＤＣ２１６を含んで構成される。

帯域通過フィルタ２１１は、アンテナ２００から入力される無線信号の受信帯域外の周波数成分を減衰させ、受信帯域内の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。低雑音アンプ２１２は、帯域通過フィルタ２１１を通過する無線信号を増幅し、ミキサ２１３に出力する。ミキサ２１３は、低雑音アンプ２１２から入力される無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、そのベースバンド信号をアンプ２１４に出力する。

アンプ２１４は、ミキサ２１３から入力されるベースバンド信号を増幅して帯域通過フィルタ２１５に出力する。帯域通過フィルタ２１５は、アンプ２１４から入力されるベースバンド信号の不要な周波数成分（スプリアス）を減衰させ、所望の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。

ＡＤＣ２１６は、帯域通過フィルタ２１５を通過するアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を受信信号処理部２２０に出力する。

受信信号処理部２２０は、たとえばＤＳＰで構成され、受信部２１０のＡＤＣ２１６から入力されるデジタル信号に対して、ガードインターバルの除去、１次復調（ＦＦＴ）、２次復調（デジタル復調）、誤り訂正などを行い、基地局１２からの受信データを取得する。そして、受信信号処理部２２０は、取得された受信データを制御部２３０や図示しない上位層に出力する。

また、受信信号処理部２２０は、上記１次復調（ＦＦＴ）により得られる複素シンボル列の各サブキャリア成分をサブチャネルごとに連結し、各サブチャネルで受信される信号の受信レベルを検出する。そして、受信信号処理部２２０は、検出された受信レベルを送信利得制御部２５７および制御部２３０に順次出力する。

制御部２３０は、たとえばＣＰＵおよびＣＰＵの動作を制御するプログラムで構成され、移動局１４の各部を制御する。また、制御部２３０は、接続要求検出推定部２３１およびキャリア数制御部２３２を含み、基地局１２に対する接続要求の送信に係る処理を行う。

接続要求検出推定部２３１は、制御チャネルを介して所定数のサブキャリアで基地局１２に送信（マルチキャリア送信）した接続要求が基地局１２に検出されたか否かを推定する。たとえば、接続要求検出推定部２３１は、接続要求に対する基地局１２からの接続応答が受信されない場合に、接続要求が基地局１２に検出されなかったと推定してもよい。

本実施形態では、送信部２５０が、制御チャネルを介して基地局１２から送信される報知信号の受信レベルに基づいて、接続要求の送信レベルを制御する。このため、接続要求検出推定部２３１は、基地局１２から送信される報知信号の受信レベルが所定値以上であって（つまり基地局１２と移動局１４との距離が比較的近いにもかかわらず）、接続要求に対する基地局１２からの接続応答が受信されない場合に、その接続要求が基地局１２に検出されなかったと推定してもよい。こうすれば、接続要求が基地局１２の受信ダイナミックレンジから外れているために基地局１２に検出されなかった場合をより正確に推定することができる。

キャリア数制御部２３２は、送信部２５０が接続要求の送信に用いるサブキャリアの数を制御する。具体的には、接続要求検出推定部２３１によりマルチキャリア送信された接続要求が基地局１２に検出されなかったと推定される場合、キャリア数制御部２３２は、接続要求の送信に用いるサブキャリアの数を所定数から１つに減らす。こうすれば、サブキャリアあたりの送信レベルが上昇するため、基地局１２に接続要求が検出されやすくなる。逆に、シングルキャリア送信された接続要求に対して基地局１２から接続要求の再送信を指示する指示メッセージが受信された場合、キャリア数制御部２３２は、接続要求の送信に用いるサブキャリアの数を１つから所定数に戻す。

送信信号処理部２４０は、たとえばＤＳＰで構成され、制御部２３０や図示しない上位層から入力されるデジタル信号に対して、誤り訂正符号化、１次変調（デジタル変調）、２次変調（ＩＦＦＴ）、ガードインターバルの付加などを行い、得られたデジタル信号（ＯＦＤＭ信号）を送信部２５０に出力する。

送信部２５０は、ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）２５１、帯域通過フィルタ２５２、可変利得アンプ２５３、ミキサ２５４、パワーアンプ２５５、および帯域通過フィルタ２５６を含んで構成される。

ＤＡＣ２５１は、送信信号処理部２４０から入力されるデジタル信号をアナログのベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を帯域通過フィルタ２５２に出力する。帯域通過フィルタ２５２は、ＤＡＣ２５１から入力されるベースバンド信号の不要な周波数成分（スプリアス）を減衰させ、所望の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。

可変利得アンプ２５３は、送信利得制御部２５７から入力される利得制御信号に応じて利得を変化させるアンプであり、帯域通過フィルタ２５２を通過するベースバンド信号を増幅しミキサ２５４に出力する。ミキサ２５４は、可変利得アンプ２５３から入力されるベースバンド信号を無線信号にアップコンバートし、その無線信号をパワーアンプ２５５に出力する。

パワーアンプ２５５は、ミキサ２５４から入力される無線信号を送信出力レベルまで増幅し、帯域通過フィルタ２５６に出力する。帯域通過フィルタ２５６は、パワーアンプ２５５から入力される無線信号の送信帯域外の周波数成分を減衰させ、送信帯域内の周波数成分だけを通過させる通過帯域幅８．１ＭＨｚのフィルタである。帯域通過フィルタ２５６を通過する無線信号は、アンテナ２００に供給される。

送信利得制御部２５７は、受信信号処理部２２０で検出される受信レベル（各サブチャネルで受信される信号の受信レベル）に基づいて、可変利得アンプ２５３の利得を制御する。具体的には、送信利得制御部２５７は、制御チャネルを介して基地局１２から送信される報知信号の受信レベルに基づいて、可変利得アンプ２５３の利得を決定し、可変利得アンプ２５３の利得をここで決定された利得に設定するための利得制御信号を可変利得アンプ２５３に出力する。これにより、接続要求の送信レベルは、報知信号の受信レベルに基づいて制御されるようになる。

次に、移動局１４の動作を説明する。図６は、移動局１４における接続要求の送信処理の一例を示すフロー図である。

図６に示すように、移動局１４は、制御チャネルを介して基地局１２から送信される報知信号を定期的に受信している（Ｓ３００）。基地局１２との通信を開始する場合、移動局１４は、制御チャネルを介して正規の接続要求を基地局１２にマルチキャリア送信する（Ｓ３０２）。

その後、移動局１４は、マルチキャリア送信した接続要求が基地局１２に検出されたか否かを推定する（Ｓ３０４）。たとえば、移動局１４は、Ｓ３００で受信された報知信号の受信レベルが所定値以上であって、Ｓ３０２でマルチキャリア送信した接続要求に対する基地局１２からの接続応答が受信されない場合に、その接続要求が基地局１２に検出されなかったと推定する。

ここで、接続要求が基地局１２に検出されなかったと推定される場合（Ｓ３０４：Ｎ）、移動局１４は、サブキャリアあたりの送信レベルを上昇させるため、基地局１２に対して接続要求をシングルキャリア送信する（Ｓ３０６）。その後、シングルキャリア送信した接続要求に対する基地局１２から接続要求の再送信を指示する指示メッセージが受信されると（Ｓ３０８：Ｙ）、移動局１４は、基地局１２に対して正規の接続要求を再度マルチキャリア送信する（Ｓ３１０）。この指示メッセージは、他の移動局１４に通信信号の送信レベルの低減させることにより、基地局１２の受信利得が上昇した（基地局１２の受信ダイナミックレンジが相対的に低下した）ことを意味している。これにより、移動局１４から送信される正規の接続要求が基地局１２に検出される可能性が高くなる。

一方、Ｓ３０４において接続要求が基地局１２に検出されたと推定される場合（Ｓ３０４：Ｙ）、またはＳ３０８において基地局１２から接続要求の再送信を指示する指示メッセージが受信されなかった場合（Ｓ３０８：Ｎ）、接続要求のさらなる送信を行うことなく本処理を終了する。

以上説明した移動通信システム１０によれば、ＯＦＤＭＡ方式を採用する基地局１２への移動局１４の接続成功率を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、次のような変形例も考えられる。

たとえば、上記実施形態では、所定数のサブキャリアで送信（マルチキャリア送信）された正規の接続要求が基地局１２に検出されなかったと推定される場合に、接続要求を単一のサブキャリアで送信（シングルキャリア送信）する例を示したが、シングルキャリア送信の代わりに、所定数よりもサブキャリア数で接続要求をマルチキャリア送信してもよい。

また、上記実施形態では、基地局の受信ダイナミックレンジがＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジと等しい例を示したが、基地局の受信ダイナミックレンジはその受信系を構成する回路要素（Ａ／Ｄコンバータを含む）の全部または一部によって決定されてもよい。

さらに、本発明は、ＯＦＤＭＡ方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動通信システムだけでなく、マルチキャリア伝送方式を採用する移動通信システムに広く適用可能である。

１０移動通信システム、１２基地局、１４移動局、１６セル、１００，２００アンテナ、１１０，２１０受信部、１１１，１１５，１５２，１５６，２１１，２１５，２５２，２５６帯域通過フィルタ、１１２，２１２低雑音アンプ、１１３，１５４，２１３，２５４ミキサ、１１４，２５３可変利得アンプ、１１６，２１６ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）、１１７受信利得制御部、１２０，２２０受信信号処理部、１３０，２３０制御部、１３１接続要求検出部、１３２送信レベル低減量決定部、１３３指示部、１４０，２４０送信信号処理部、１５０，２５０送信部、１５１，２５１ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）、１５３，２１４アンプ、１５５，２５５パワーアンプ、２３１接続要求検出推定部、２３２キャリア数制御部、２５７送信利得制御部。

Claims

マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して移動局装置と基地局装置とが無線通信を行う移動通信システムであって、
前記移動局装置は、
前記帯域内に規定された制御チャネルを介して所定キャリア数で前記基地局装置に送信した接続要求が前記基地局装置に検出されたか否かを推定する検出推定手段と、
前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定される場合に、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で前記基地局装置に接続要求を送信する送信手段と、
を含み、
前記基地局装置は、
前記制御チャネルを介して前記移動局装置から送信される接続要求を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された接続要求が前記所定キャリア数より少ないキャリア数で送信されたものである場合に、該接続要求とともに受信された通信信号を送信した他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示する指示手段と、
を含み、
前記送信手段は、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信した後に、前記所定キャリア数で接続要求を再送信する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１に記載の移動通信システムにおいて、
前記基地局装置は、
前記検出手段により検出された接続要求の受信レベルと、該接続要求の送信に用いられたキャリア数と、に基づいて、前記移動局装置が前記所定キャリア数で送信する接続要求の受信レベルを予測し、該予測される接続要求の受信レベルに基づいて、前記他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定する低減量決定手段、
をさらに含み、
前記指示手段は、前記低減量決定手段により決定される低減量だけ、前記他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項２に記載の移動通信システムにおいて、
前記低減量決定手段は、前記検出手段により検出された接続要求とともに受信された通信信号の受信レベルと、前記基地局装置の受信ダイナミックレンジと、さらに基づいて、前記他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項２に記載の移動通信システムにおいて、
前記低減量決定手段は、前記検出手段により検出された接続要求の受信レベルにさらに基づいて、前記他の移動局装置に指示する送信レベルの低減量を決定する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１から４のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記移動局装置は、
前記制御チャネルを介して前記基地局装置から送信される制御信号の受信レベルに基づいて、前記接続要求の送信レベルを制御する送信レベル制御手段、
をさらに含み、
前記検出推定手段は、前記制御信号の受信レベルが所定値以上であって、前記接続要求に対する前記基地局装置からの接続応答が受信されない場合に、前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１から５のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記指示手段は、前記移動局装置に対して前記所定キャリア数で接続要求を再送信するようさらに指示し、
前記送信手段は、前記基地局装置からの再送信指示に従って、前記所定キャリア数で接続要求を再送信する、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１から６のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記所定キャリア数での送信は、マルチキャリア送信であり、
前記所定キャリア数より少ないキャリア数での送信は、シングルキャリア送信である、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項３に記載の移動通信システムにおいて、
前記基地局装置の受信ダイナミックレンジは、前記基地局装置が備えるＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジである、
ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１から８のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記マルチキャリア伝送方式は、直交周波数分割多元接続方式である、
ことを特徴とする移動通信システム。
マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して移動局装置と無線通信を行う基地局装置であって、
前記帯域内に規定された制御チャネルを介して前記移動局装置から送信される接続要求を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された接続要求が所定キャリア数より少ないキャリア数で送信されたものである場合に、該接続要求とともに受信された通信信号を送信した他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示する指示手段と、
を含むことを特徴とする基地局装置。
マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して基地局装置と無線通信を行う移動局装置であって、
前記帯域内に規定された制御チャネルを介して所定キャリア数で前記基地局装置に送信した接続要求が前記基地局装置に検出されたか否かを推定する検出推定手段と、
前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定される場合に、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で前記基地局装置に接続要求を送信する送信手段と、
を含み、
前記送信手段は、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信した後に、前記所定キャリア数で接続要求を再送信する、
ことを特徴とする移動局装置。
マルチキャリア伝送方式を採用し、所定の帯域内に規定された複数のチャネルのいずれかを介して移動局装置と基地局装置とが無線通信を行う移動通信システムにおける接続要求検出方法であって、
前記移動局装置が、前記帯域内に規定された制御チャネルを介して所定キャリア数で前記基地局装置に送信した接続要求が前記基地局装置に検出されたか否かを推定するステップと、
前記接続要求が前記基地局装置に検出されなかったと推定される場合に、前記移動局装置が、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で前記基地局装置に接続要求を送信するステップと、
前記基地局装置が、前記制御チャネルを介して前記移動局装置から送信される接続要求を検出するステップと、
前記検出された接続要求が前記所定キャリア数より少ないキャリア数で送信されたものである場合に、前記基地局装置が、該接続要求とともに受信された通信信号を送信した他の移動局装置に対して通信信号の送信レベルを低減するよう指示するステップと、
前記移動局装置が、前記所定キャリア数より少ないキャリア数で接続要求を送信した後に、前記所定キャリア数で接続要求を再送信するステップと、
を含むことを特徴とする接続要求検出方法。