JP2013502810A - 無線通信システムにおける搬送波成分の資源割当方法及びシステム - Google Patents

Abstract

本発明の開示は、多数の搬送波成分（Component Carrier）が存在する無線通信システム、それぞれの搬送波成分に資源を割り当てる方法及びシステムに関する。本発明の開示は、搬送波成分の無線環境を考慮して、それぞれの搬送波成分にセルカバレッジを設定する構想、及び上記設定されたセルカバレッジによってユーザ端末のランダムアクセス手順を制御して優先的な構成に従って資源を割り当てる構想に関する。

Description

本発明は、無線通信システムにおける多数の搬送波成分（Component Carrier）に対して資源を割り当てるシステム及び方法に関する。

通信システムが発展するにつれて、事業体及び個人などの消費者は非常に多様な無線端末機を使用するようになった。

したがって、通信サービス事業者は、無線端末機に関する新たな通信サービス市場を創出し、信頼性あり、かつ低廉なサービスを提供して既存の通信サービス市場を拡大させようとする試みを続けている。

本発明は、無線通信システムにおいて、１つ以上の搬送波成分を効率的に活用できる方法及びシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて、搬送波成分のセルカバレッジ（cell-coverage）を考慮して無線リソース（radio resource）を割り当てる方法及びシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて、端末の無線環境によって設定される搬送波成分のセルカバレッジを考慮して無線リソースを割り当てる方法及びシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて、端末の位置情報を用いて搬送波成分に対する無線リソースを割り当てる方法及びシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて、搬送波成分の数を考慮して端末の無線リソースを割り当てる方法及びシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて、１つ以上の搬送波成分の資源を共有して無線リソースを割り当てる方法及びシステムを提供する。

また、本発明は、無線通信システムにおいて、１つ以上の搬送波成分に対するランダムアクセス手順（random access procedure）を効率的に遂行する方法及びシステムを提供する。

前述した課題を達成するために、本発明の一実施形態による無線通信システムにおける各搬送波成分への資源割当方法は、１つ以上の搬送波成分が存在する環境で、搬送波成分それぞれへの無線環境を考慮して、各搬送波成分のセルカバレッジを設定すること、設定されたセルカバレッジによってユーザ端末（user equipment）のランダムアクセス手順を制御すること、優先的に資源の割当を受けることができる搬送波成分を決定すること、及び優先的に割り当てられた搬送波成分で上記ユーザ端末に資源を割り当てること、を含む無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法を提供する。

本発明の他の実施形態による、無線通信システムにおける基地局（Base Station）によるユーザ端末の各搬送波成分への資源割当方法は、１つ以上の搬送波成分が存在する環境で、搬送波成分それぞれへの無線環境を考慮して、各搬送波成分のセルカバレッジを設定すること、上記セルカバレッジ内に入ってくる搬送波成分の数を考慮して各サービス領域（service region）に使用できる帯域内にランダムアクセス領域の組み合せを配置すること、各サービス領域に対応するように配置されたランダムアクセス領域の優先割当順位を定めること、キャンプオン手順（camp-on procedure）の際に優先順位を有するランダムアクセス領域から任意に１つの構成インデックス（configuration index）を選定すること、該当ＲＡＣＨパラメータを上記ユーザ端末に転送すること、及び優先順位によって割り当てられた搬送波成分を用いて上記端末に資源を割り当てること、を含む。

本発明の更に他の実施形態による無線通信システムにおける端末の通信方法は、キャンプオン手順において基地局からＲＡＣＨパラメータを受信すること、及び受信したＲＡＣＨパラメータによって割り当てられた搬送波成分を用いて上記基地局と通信することを含んでおり、前記基地局との通信を実行することは、ユーザ端末によって各搬送波成分に使用できる帯域内にランダムアクセス領域の組み合せの配列を設定することを含んでおり、前記ランダムアクセス領域の組み合せは、ＲＡＣＨ周波数−時間及びＲＡＣＨプリアンブルのセットのうちの少なくとも一つを考慮して設定される。

本発明の更に他の実施形態による、ユーザ端末による各搬送波成分への資源割当方法は、基地局を有する１つ以上のプリアンブル領域を含むプリアンブルのセットについての情報を共有すること、上記プリアンブルのセットに含まれたプリアンブル領域のうち、プリアンブルを選択すること、及び上記選択したプリアンブルを上記基地局に送信することを含む。

本発明の更に他の実施形態による、基地局による搬送波成分毎の資源割当方法は、ユーザ端末と１つ以上のプリアンブル領域を含むプリアンブルのセットについての情報を共有すること、上記ユーザ端末からプリアンブルを受信すること、及び上記受信したプリアンブルを用いてランダムアクセス応答を送信することを含む。

本発明によれば、搬送波成分の無線環境を考慮して搬送波成分毎のセルカバレッジを設定する構成及び上記設定されたセルカバレッジによって端末のランダムアクセス手順を制御して優先的に資源を割り当てる構成を得ることができる。

本発明の実施形態が適用される無線通信システムを示すブロック図である。 キャリア・アグリゲーションの環境における周波数の拡大概念図である。 アンカーキャリアの概念図である。 伝搬特性（スプリットフィールド型（Spilt Field-type））が相異する各ＣＣのセルカバレッジの概念図である。 伝搬特性（統一フィールド型（Unified Field-type））が相異する各ＣＣのセルカバレッジの概念図である。 ＣＡ環境において伝搬特性の良いＣＣのみがユーザ端末に資源を割り当てる例を図示している。 特定のＣＣのみをユーザ端末が使用する場合に発生するセル間干渉の増加の概念図である。 ユーザ端末のＳＩＮＲの減少に起因して引き起こされる資源の再割当の概念図である。 非対称ＣＡにおけるＲＡＣＨ曖昧性の問題を示す図である。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境における時間−周波数の分割によってランダムアクセス領域を設定する例を図示している。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境におけるプリアンブルのセットの分割によってランダムアクセス領域を設定する例を図示している。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境における時間−周波数及びプリアンブルのセットの同時分割によってランダムアクセス領域を設定する例を図示している。 本発明の一実施形態による無線通信システムにおける各ＣＣの資源割当方法のフローチャートである。 同一のＣＣにおいて考慮される成分に従うセルカバレッジの計算方法の概念図である。 ＣＡ環境におけるＣＣに従って導出された相異するセルカバレッジを示す概念図である。 ダウンリンクＣＣの時間−周波数の共有及びプリアンブルのセットの分割によって、各ＣＣに関するセルカバレッジを考慮したランダムアクセス領域の配置方法を図示している。 アップリンクＣＣの時間−周波数の共有及びプリアンブルのセットの分割によって、各ＣＣに関するセルカバレッジを考慮したランダムアクセス領域の配置方法を図示している。 セルカバレッジに２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてランダムアクセス領域の優先順位の割当の一例を図示している。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてＲＡＣＨパラメータの転送を図示する概念図である。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてユーザ端末に実際に資源の割当がなされる一例を図示している。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてプリアンブルのセットが２つの場合、各ｅＮＢ内にプリアンブルのセット領域を配置する一例を図示している。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてプリアンブルのセットが３個の場合、各ｅＮＢ内にプリアンブルのセット領域を配置する一例を図示している。 ２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてプリアンブルのセットが４個の場合、各ｅＮＢ内にプリアンブルのセット領域を配置する一例を図示している。 本発明の一実施形態によるＲＡＰ（ランダムアクセス手順（Random Access Procedure））の基本動作の手順を示す図である。 本発明の一実施形態による、資源割当手順のフローチャートである。 本発明の一実施形態による、ｅＮＢがＵＥから送信されたプリアンブルを分析するフローチャートである。 本発明の一実施形態によるプライマリセルとセカンダリーセルの割当を示す概略図である。

以下の詳細な説明を添付図面と合わせて用いることにより、本発明の前記及び他の目的、特徴及び優位性は、詳細な説明から更に明らかになるであろう。

以下、本発明の一部の実施形態について、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても、同一の符号によって示されることに留意しなければならない。また、本発明の以下の説明において、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。

また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や回順序または順序などが限定されない。１つの構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その第１の構成要素はその第２の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、前記の第１及び第２の構成要素の間に更に第３の構成要素が“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。

図１は、本発明の実施形態が適用される無線通信システムを示すブロック図である。無線通信システムは、音声、パケットデータなどの多様な通信サービスを提供するために広く配置される。

図１を参照すると、無線通信システムは、ユーザ端末１０（User Equipment；ＵＥ）及び基地局２０（Base Station；ＢＳ）を含む。端末１０と基地局２０は、以下において説明される多様な電力割当方法を使用する。

本明細書での端末１０は無線通信でのユーザ端末を意味する包括的な概念であって、ＷＣＤＭＡ、ＬＴＥ及びＨＳＰＡにおけるＵＥ（User Equipment）は勿論、ＧＳＭ（登録商標）でのＭＳ（Mobile Station）、ＵＴ（User Terminal）、ＳＳ（Subscriber Station）、無線機器（wireless device）を全て含む概念として解釈されるべきである。

本明細書での基地局２０またはセル（cell）は、端末１０と通信する固定された地点（fixed station）をいい、ノード−Ｂ（Node-B）、ｅＮＢ（evolved Node-B）、ＢＴＳ（Base Transceiver System）、アクセスポイント（Access Point）等、他の用語として呼ばれることができる。

即ち、本明細書で基地局２０またはセル（cell）は、ＣＤＭＡでのＢＳＣ（Base Station Controller）及びＷＣＤＭＡのＮｏｄｅ−Ｂがカバーする一部の領域を表す包括的な概念として解釈されるべきであり、メガセル、マクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセル等、多様なカバレッジ領域を包括する意味である。

本明細書において、端末１０と基地局２０は、本明細書で記述される技術または技術的思想を具現するために用いられる送受信の主体で、包括的な意味として使われ、特定的に称される用語または単語に限定されない。

無線通信システムに適用される多元接続方式には制限がない。ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡなどの多様な多元接続方式を使用することができる。

アップリンク転送及びダウンリンク転送には、互いに異なる時間を用いる転送に相当するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を用いることができ、または互いに異なる周波数を使用する転送に相当するＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を用いることができる。

本発明の一実施形態による電力割当（power allocation）の技術は、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ、ＨＳＰＡを介して、ＬＴＥ（Long Term Evolution）及びＬＴＥ-advancedへ発展する非同期無線通信と、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ−２０００、及びＵＭＢへ発展する同期式無線通信分野の資源割当に適用できる。本発明は、特定の無線通信分野に限定または制限されて解釈されてはならず、本発明の技術的思想が適用できる全ての技術分野を含むものと解釈されるべきである。

キャリア・アグリゲーション（carrier aggregation；以下、“ＣＡ”という）は、より広い帯域を支援するために無線通信で使われることができる。

端末１０または基地局またはセル２０は、アップリンクとダウンリンクにおいて転送／受信帯域を以前より拡張するために多数の搬送波成分（multiple component carriers）を使用することができる。この際、全ての搬送波成分は、１つの帯域またはキャリアのみが使用されるか或いは全ての帯域またはキャリアが互換性を有する方法で設定することができる。１つの搬送波成分は、キャリア・アグリゲーションを使用する以前の１つの無線通信帯域を意味すると見ることができる。

図２は、キャリア・アグリゲーションの環境における周波数の拡大概念図である。図２は、最大２０ＭＨｚ帯域を有する５個の搬送波成分（Componet carrier；以下、“ＣＣ”という）を同時に使用する場合を図示したものである。

無線通信環境において、ユーザ端末は、基本的に全てのＣＣを通じてキャンプオン（camp-on）することができる。この際、ユーザ端末１０がキャンプオンするということは、ユーザ端末１０が基地局２０と同期して、ＰＢＣＨ（Physical Broadcast channel）のようなＭＩＢ（Master Information Block）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）のようなＳＩＢ（System Information Block）によって、基地局との通信のための基本的な制御情報を受信する過程を通じて、ユーザ端末が特定周波数帯域で通信が可能な状態であることを意味する。

特に、ＳＩＢ２にはアップリンクセル帯域（UL cell bandwidth）、ランダムアクセスパラメータ（randomaccess parameter）、アップリンク電力制御パラメータ（UL power control parameter）が存在する。

したがって、端末１０がｅＮＢにキャンプオンを行うと、ランダムアクセスチャンネル（Random Access Channel；以下、ＲＡＣＨ）を使用するためのパラメータを受信する。ＲＡＣＨパラメータは、ＲＡＣＨスケジューリング情報（時間（サブフレーム）及び周波数（物理的な資源単位）（RACH scheduling information（time（sub-frame）and frequency（Physical Resource Units））、ＲＡＣＨシーケンス（RACH sequences）、アクセスクラス制限（Access class restrictions）、パーシステンス値（Persistence values）、どれくらいの頻度でＲＡＣＨを再転送しなければならないのか、及びＲＡＣＨの再転送は何回許容されるかなどのＲＡＣＨと関連した他のパラメータ（Other parameters related to RACH）、ＲＡＣＨ電力制御パラメータ（RACH power control parameters）などを含むことができる。

また、全ての端末１０は基本的にＣＣへのランダムアクセスを遂行することができる。現在、最も蓋然性の高い状況は、端末１０が、ＣＡ環境でアンカーキャリア（anchor carrier）により成り易いＬＴＥ用ＣＣに、ランダムアクセスを第一に遂行することである。ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）からＳＩＢ（System Information Block）を受信したという意味は、ＰＤＳＣＨ又はＰＤＣＣＨを受信したという意味であるので、各ＣＣに対してそれぞれのＲＡＣＨパラメータを区分することができる。

この際、各ＣＣを区分するために０−３ビットキャリア指示子（0-3 bit carrier indicator）を用いても良い。キャリア指示子は、ＰＤＣＣＨの中に新たなフィールドを生成して追加することを考慮することができる。

ＣＡ環境では多数のＣＣが存在できる時、基準のＣＣは、前述したアンカーキャリア（Anchor Carrier；以下、“アンカーＣＣ”という）になる。即ち、図３に図示した通り、アンカーＣＣは、どのキャリアがアンカーＣＣに基づくＣＡモードで動作するかを知らせる基準である。

図３は、アンカーキャリアの概念図である。

一方、ＬＴＥ−Ａシステムは、拡張された多数のＣＣを使用することができる。また、既存のＬＴＥシステムとの下位互換性（Backward Compatibility）を与えるため、既存のＬＴＥとの互換性を与える少なくとも１つ以上のＣＣを有しており、前記ＬＴＥ−Ａシステムは前記のＬＴＥシステムから大部分のシステムの特性を継承する。

また、多様な中心周波数（Center frequency）を有する周波数帯域が、既存の周波数帯域の拡張とは異なるＣＣに使用できるので、ＣＣ毎の伝搬特性（propagation condition）は異なっていても良い。特に、各ＣＣ別の伝搬特性（一例に、Path-loss特性）は相当に相異する可能性が大きく、これによってＣＣ毎のセルカバレッジも変わることがある。この際、伝搬特性（Path-loss特性）には距離に従う電力減少、陰影などを反映しても良い。

したがって、一般的にＬＴＥシステムの中心周波数（center frequency）は、相対的に低周波である可能性が大きく、拡張されたＣＣ（extended Component Carrier）の場合、中心周波数（center frequency）が高周波である可能性が大きいため、各ＣＣに関するセルカバレッジも、図４及び図５のように相異する可能性が更に大きい。セルカバレッジは、一般的に必須の（required） ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）を満たす領域を意味する。該当領域の中に端末１０が存在すれば、基地局２０との一般的な通話連結（call connection）とデータ転送（data transmission）を遂行することができる。

図４は、伝搬特性が相異する（Spilt Field-type）それぞれのＣＣに関するセルカバレッジの概念図であり、図５は、伝搬特性が相異する（Unified Field-type）ＣＣ別のセルカバレッジの概念図である。

前述したランダムアクセスは、実際のデータ転送のための実質的な資源の割当を意味する。したがって、ＣＣのそれぞれが相異する伝搬特性を有する場合、ランダムアクセス手順自体がＣＡ環境において変化することができ、特定帯域（特定帯域；アンカーキャリア、ＬＴＥ ＣＣ等）に優先的に或いは無作為にＲＡＣＨを送信することができる。実際の端末１０によって資源割当を受け入れることは、実際のデータを送信できるＰＵＳＣＨ、ＰＤＳＣＨの割当を受け入れることを意味する。

ＣＣの一般的な伝搬特性（Path-loss特性）のみを考慮してＲＡＣＨを送る資源が割り当てられるならば、資源の割当を受ける端末１０が特定帯域に集められることがある。即ち、負荷が分散された（load-balance）問題が、生じることがある。例として、特定の帯域が、低周波中心周波数（center frequency）を有するアンカーキャリア（Anchor carrier）または既存のＬＴＥ ＣＣとなる場合がある。これは、前述したＣＣが相対的に良好な伝搬特性を有するためである。

一方、図６のように、ＣＣの伝搬特性のみを考慮する場合、端末１０は特定ＣＣのみにおいて資源の割当を受けることができる。したがって、端末１０のＳＩＮＲを考慮して、後に、他ＣＣへの資源の再割当、またはハンドオーバーを遂行する可能性が大きい。

図６は、ＣＡ環境において伝搬特性の良いＣＣを通じて端末１０に資源を割り当てる例を図示している。ＣＡ環境で伝搬特性の良いＣＣにおいて、端末１０のみに資源が割り当てられる場合、他のＣＣは使用されず、浪費される。

ところが、伝搬特性の良くないＣＣでも、特定の領域内ではＬＴＥ用ＣＣに多少類似する伝搬特性、またはＳＩＮＲ特性を有することができる。このようなＣＣの特性を考慮しない場合、拡張されたＣＣ（extended CC）の活用度は極めて低くなる。

また、セル間の干渉増加によって端末１０のＳＩＮＲが低減し、資源の利用の効率性が多少落ちることがある。以後、他のＣＣへの資源の再割当が要求されたり（ＤＣＡ）、ハンドオーバー手順（Handover手順）が要求される場合がある。即ち、ＣＣの伝搬特性を考慮するのみで端末１０に資源を割り当てる場合、低周波中心周波数のＣＣに端末１０が集められることがある。

したがって、図７に示すように、該当ＣＣのＳＩＮＲ性能が落ちて全体的な転送率減少につながる。

図７は、特定ＣＣにＵＥが集まる場合に発生する、セル間干渉の増加の概念図である。

したがって、端末１０は、ＳＩＮＲの減少によってハンドオーバーまたはＤＣＡのような資源の再割当の手順を要求する。即ち、特定ＣＣの伝搬特性（Path-loss特性）が良いとしても、セル間干渉の増加により端末１０のＳＩＮＲが減少することになる。

図８は、端末１０のＳＩＮＲの減少によって引き起こされる資源再割当の概念図である。図９は、非対称ＣＡにおけるＲＡＣＨ曖昧性の問題を示す図である。

図９から分かるように、ＵＬ／ＤＬ ＣＣが同一で無い環境が存在し、前記環境がＵＬ＿ＣＣ：ＤＬ＿ＣＣの比が不均一である非対称ＣＡ（Asymmetric CA）に相当する場合、ＲＡＣＨプリアンブル受信（RACH preamble受信）に対する対象が不明になる。一般的なＵＬ／ＤＬ ＣＣが同一では無く、ＵＬ＿ＣＣとＤＬ＿ＣＣの割合が不均一である環境が存在する場合、ＲＡＣＨの曖昧性が増加する。それ故、単一ＵＬ ＣＣは、多数のＤＬ ＣＣを支援しなければならない。

前述した問題を解決するため、下記のような基本的な仮定をすることができる。

まず、各基地局２０は、既存の端末１０のＳＩＮＲのような信号品質における情報と位置情報を知ることができる。即ち、端末１０は、周期的に基地局２０に自身のＳＩＮＲをレポーティングする。また、端末１０から転送される位置に関連する内容によって、端末１０だけでなく基地局２０も、各端末１０の位置を知ることができる。

また、基地局２０は、各ＣＣの伝搬特性（Path-loss特性）を知ることができる。即ち、ＣＣの伝搬特性は、相互に異なることがあり、中心周波数（center frequency）の低いＣＣの伝搬特性は、一般的に優れる。

また、既存の端末１０の受信される情報を用いて、ＣＣのそれぞれに関するＳＩＮＲ分布を認識することができる。即ち、ＳＩＮＲ分布は、一般的に、ＡＷＧＮよりも隣接セルの使用された周波数資源の分布と密接な関係を有する。即ち、隣接セルは、多くの周波数資源を使用すればするほど、中心セルに生成された干渉の量が増加して、一般的にＳＩＮＲ性能が低くなる。

また、それぞれのＣＣに関して、距離に従った平均ＳＩＮＲ分布を認識することができる。システムによって要求されるＳＩＮＲしきい値、またはトラフィックタイプ（traffic type）に従うＳＩＮＲしきい値（SINR threshold）によって、近似的な分布を認識することができる。ＣＣの中心周波数間の周波数離隔が大きいほど、各ＣＣの伝搬特性とＳＩＮＲ分布は、異なるであろう。

他の側面において、位置情報レポーティング方法として、端末１０の位置情報を直接的な送信する方法（最終ｅＮＢ転送方法、ＬＴＥのＯＴＤＯＡに基づく位置追跡方法）と基地局２０を通じたＵＥの位置情報を間接的に獲得する方法（既存のＷＣＤＭＡの位置追跡方法、ＬＴＥと異なる位置追跡技法）を考慮することができる。

端末１０の位置情報を直接的に送信する方法は、ＲＡＣＨの周期と同一の周期においてＰＵＳＣＨの一定領域を一時的に割り当てて位置情報を転送する。例えば、ＲＡＣＨプリアンブルインデックス（RACH preamble index）と相応するＰＵＳＣＨの一対の特定領域が存在して、前記特定領域は、前記ＲＡＣＨ周期に合せて一時的に生成され、消去される。

他の例において、ＲＡＣＨの周期と同一な周期でＰＵＣＣＨの一定領域が一時的に端末１０に割り当てられ、前記位置情報を転送しても良い。即ち、ＲＡＣＨプリアンブルインデックスと相応するＰＤＣＣＨの一対の特定領域が存在してＲＡＣＨ周期に合せて一時的に生成され、消去される。

他の例に、転送周期に合せて、ＲＡＣＨ自体に位置情報を多重化して送ることもできる。

周期的に待機モードの端末１０を追跡することによって低信号が検出されると、基地局２０を通じたＵＥ位置情報の間接的な獲得方法は、ページング手順（paging procedure）を用いて電力制御を遂行する。このような端末の信号電力を測定して、端末の概略的な位置を追跡する。即ち、基地局２０は、セル内の他の基地局の信号電力により位置情報に関する情報をそれまでに知り得るので、この情報に基づいて、前記端末が基地局の中心からどれだけ離れているかについての情報を知ることができる。

ＲＡＣＨの主体は、基地局２０になるか、または端末１０になりうる。

基地局２０がＲＡＣＨの主体になる場合、既存のＬＴＥではプリアンブルパラメータ（Preamble parameter）が基地局２０によって決定され、前記の決定されたプリアンブルパラメータがＳＩＢ（system information block）内に送られる。ＲＡＣＨの主体は基地局２０となる。この際、端末１０の位置情報レポーティングが存在する必要がある。また、基地局２０が全ての情報を使って、適切なＲＡＣＨ領域を設定して、ＰＤＳＣＨ内のＳＩＢのＲＡＣＨパラメータを設定して転送する。

一方、ＲＡＣＨ手順を一部修正して端末１０がＲＡＣＨの主体になる場合、基地局２０は、常時、ＰＢＣＨまたはＰＤＳＣＨを通じて、ユーザ位置に従うＣＣ選択領域と前記ＣＣ選択領域に相応するＲＡＣＨパラメータをブロードキャストする。端末１０は、自身の位置追跡情報を用いてマッチングされるＲＡＣＨプリアンブルを選択して遂行する。この場合、位置に関するＣＣ選択のための情報を全てブロードキャストするべきなので、ＰＢＣＨ、ＰＤＳＣＨ内の修正を行う必要がある。しかし、端末１０は、測定された位置情報をレポーティングする必要がないので、位置情報転送のための資源確保を必要としない。

以下、前述した基本的な仮定に基づいて、前記ＵＥへの資源の割り当ては、ＣＡ環境における優れた伝搬特性を有するＣＣのみに限定されず、それぞれのＣＣの伝搬特性を考慮して拡張されたＣＣ（extended CC）の活用を高めるための方法を具体的に説明する。

即ち、ＵＥが初めにランダムアクセスを実行する場合、前記ＵＥは、それぞれのＣＣのサービス領域が相異するかもしれないことを考慮して、特定ＣＣのみをランダムアクセスできるか、決まったＣＣのみをランダムアクセスの対象に設定よりむしろ、場合によって、ランダムアクセスの対象を変化させて、ＵＥの均等なランダムアクセス性を与えることができる。

より具体的に、同一セルでもＣＣそれぞれに関して、伝搬特性とＳＩＮＲ分布が異なることがある。一般的に、ＳＩＮＲは基地局２０から遠ざかるほど減少するが、それぞれのＣＣに関してその減少幅が各々異なる。

したがって、このような状況を考慮して、それぞれのＣＣについてセルカバレッジを設定する。次に、この設定されたセルカバレッジによって端末１０のランダムアクセス手順を制御して、優先的に資源割当を受けることができるＣＣが選択される。

以後、セルカバレッジに基づく優先順位によって割り当てられるランダムアクセス領域に従う資源割当が行われる。この際、ランダムアクセス領域は、周波数−時間、プリアンブルのセット（Preamble-set）の２つのパラメータの組み合せを含む。

図１０は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境において時間−周波数の分割によるランダムアクセス領域を設定する例を図示している。

図１０を参照すると、図１０の上段に示すように、２つのＣＣが存在するＣＡ環境において、同一のプリアンブルのセットを活用しながら周波数−時間分割を考慮する、ランダムアクセスの設定方法が存在する。前記方法において、図１０の下段の左側に示すように、ＲＡＣＨの６４個のプリアンブルのセットがそのまま利用され、図１０の下段の右側に示すように、既存のＲＡＣＨを送る時間−周波数領域がそれぞれのＣＣに区分される。

図１０の右側の下段は、ＲＡＣＨを送信する時間−周波数領域が２つに区分されて使用されるものを図示するが、下記に説明するように、ＣＣの個数によってＲＡＣＨを送信するための時間−周波数領域を区分しても良い。即ち、時間−周波数領域がそれぞれのＣＣに関して区分される時、前記時間−周波数領域は、ＣＣ数に相応する数に分割することができ、最大５個の領域に分割できる。

図１０の下段の右側に示すように、既存のＲＡＣＨを送る時間−周波数領域をＣＣそれぞれに関して区分する方法であって、ＣＣ数、特定数、周波数再使用係数などに従って分割する方法を含む。

ＣＣ数に従い、ＲＡＣＨを送信するための時間−周波数領域をそれぞれのＣＣに関して区分する方法は、下記の表１の通りである。即ち、ＣＣ数が１つであれば、時間−周波数領域は、既存の方法のように一つのＲＡＣＨ領域に区分される。ＣＣの数が２乃至５個であれば、前記時間−周波数領域は、ＣＣ数に対応するように２乃至５個に区分され、前記の区分されたＲＡＣＨ領域が使用される。

特定の数に従ってＲＡＣＨ領域を分割する方法は、表２の通りである。この際、前記の特定の数によるＲＡＣＨ領域の分割は、ＣＣの数が３個以上の場合（３、４、５）において時間−周波数領域が３個に分割され、ＣＣの数が４以上の場合において、同様に４個に分割できるということを意味する。

また、周波数再使用係数に対応する数に従ってＲＡＣＨ領域を分割する方法は、表３の通りである。

この際、周波数再使用係数は、次の数式（１）に基づいて得ることができる。

・・・ （１）

数式（１）において、Ｋは周波数再使用係数であり、ｉ及びｊはシフトパラメータ（shift parameter）であり、Ｌは使用しないパラメータである。

この際、周波数再使用係数は下記の数式により定義される。即ち、数式（１）により可能な周波数再使用係数は、１、３、４、７．．．であるので、ＣＣの数が３以上であれば、時間−周波数領域は、再使用係数３に対応する領域に分割することができ、ＣＣの数が４個以上であれば、時間−周波数領域は、再使用係数４に対応する領域に分割することができる。この際、周波数再使用の数に一致する周波数再使用係数が存在しない場合、時間−周波数領域は、最も近接した周波数再使用係数に対応する領域数に分割される。

図１１は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてプリアンブルのセットの分割によってランダムアクセス領域を設定する例を図示している。

図１１を参照すると、図１１の上段に示すように２つのＣＣが存在するＣＡ環境において、図１１の下段の右側に示すように、既存のＲＡＣＨを送信する周波数−時間資源は変えること無くそのまま活用しながら、図１１の下段の左側に示すように、プリアンブルのセットがそれぞれのＣＣに関して分割される。

図１１の下段の左側は、プリアンブルのセットが２つのＣＣに従って２つのセットに分割され、前記分割されたプリアンブルのセットが使用されることを図示するが、下記に説明するように、ＣＣの個数によってプリアンブルのセットを分割して、分割されたプリアンブルのセットを使用することができる。即ち、プリアンブルのセットを分割する時、ＣＣ数に対応する数に分割することができ、最大５個まで分割することができる。

図１１の下段の左側に示すように、プリアンブルのセットをそれぞれのＣＣに分割する方法は、ＣＣ数、特定数、周波数再使用係数などに応じてプリアンブルのセットを分割する方法を含む。

ＣＣ数に従ってプリアンブルのセットをそれぞれのＣＣに分離する方法は、下記の表４に示す通りである。即ち、ＣＣ数が１つであれば、プリアンブルのセットを１つに区分される。ＣＣの数が２乃至５個であれば、時間−周波数領域は、ＣＣの数に対応するように２乃至５個に分割され、前記分割されたセットは使用される。

プリアンブルのセットを特定数に従って分割する方法は、表５に示される通りである。

また、プリアンブルのセットを周波数再使用係数に対応する数に従って分割する方法は、下記の表６の通りである。

この際、周波数再使用係数は、次の数式（２）に基づいて得ることができる。

・・・ （２）

（２）式において、Ｋは周波数再使用係数であり、ｉ、ｊはシフトパラメータ（shift parameter）であり、Ｌは使用しないパラメータである。この際、周波数再使用数に対応する周波数再使用係数が存在しない場合、プリアンブルのセットは、最も近接した周波数再使用係数に相当するセット数に分割される。

図１２は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境において、時間−周波数及びプリアンブルのセットの同時分割によってランダムアクセス領域を設定する例を図示している。

図１２を参照すると、図１２の上段に示すように、２つのＣＣが存在するＣＡ環境で周波数−時間及びプリアンブルのセットを同時に考慮する方法がある。前記方法において、図１２の下段の右側に示すように、既存のＲＡＣＨを送る時間−周波数領域は、それぞれのＣＣに関して分割されており、図１２の下段の左側に示すように、ＲＡＣＨの６４プリアンブルのセットがそれぞれのＣＣに区分されて使用される。この際、図１２の下段の左右側は、

ＲＡＣＨを送るための時間−周波数領域及びプリアンブルのセットが、２つのＣＣに従って各々２つの領域及びセットに分割されて使用されることを図示しているが、下記に説明される通り、ＲＡＣＨを送信する時間−周波数領域及びプリアンブルのセットは、ＣＣの個数に従って、分割することができる。即ち、時間−周波数領域及びプリアンブルのセットがそれぞれのＣＣに分割される時、前記領域及びセットは、ＣＣ数に対応する領域及びセットの数に分割することができ、最大５個の領域及びセットに分割することができる。

ＲＡＣＨを送信する時間−周波数領域及びプリアンブルのセットをそれぞれのＣＣに区分する方法は、ＣＣ数、特定数、周波数再使用係数などに従って、ＲＡＣＨを送る時間−周波数領域及びプリアンブルのセットを分割する方法を含む。

ＣＣ数によってそれぞれのＣＣに対してＲＡＣＨを送信するための時間−周波数領域及びプリアンブルのセットを分割する方法は、下記の表７の通りである。即ち、ＣＣ数が１つであれば、従来技術と同一にＲＡＣＨを送る時間−周波数領域及びプリアンブルのセットは、１つに分割される。ＣＣの数が２乃至５個であれば、前記時間−周波数領域及びプリアンブルのセットは、ＣＣ数に対応するように２乃至５個に分割され、その分割された領域及びセットが使用される。

ＲＡＣＨを送信する時間−周波数領域及びプリアンブルのセットを特定数に従って分割する方法は、表８の通りである。

また、時間−周波数領域及びプリアンブルのセットを周波数再使用係数に対応する数に従って分割する方法は、下記の表９の通りである。

この際、周波数再使用係数は、次の数式（３）に基づいて導出することもできる。

・・・（３）

数式（３）において、Ｋは周波数再使用係数であり、ｉ、ｊはシフトパラメータ（shift parameter）であり、Ｌは使用しないパラメータである。この際、周波数再使用の数に対応する周波数再使用係数が存在しない場合、時間−周波数領域及びプリアンブルのセットは、最も近接した周波数再使用係数に対応する領域及びセットの数に分割される。

以下、搬送波成分の伝搬特性に従って変化する搬送波成分の伝搬特性を考慮してセルサービス領域を設定し、設定されたセルサービス領域によってランダムアクセス手順（random access procedure）を制御して資源割当を行なう方法を図面を参照して詳細に説明する。

図１３は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおけるそれぞれのＣＣに対する資源割当方法の流れ図である。

図１３を参照すると、本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいてそれぞれのＣＣに対する資源割当方法は、ＣＣ別のセルカバレッジの計算ステップ（Ｓ１０）、ＣＣ別のセルカバレッジを考慮したランダムアクセス領域の配置ステップ（Ｓ２０）、ランダムアクセス領域の優先順位の割当ステップ（Ｓ３０）、ＲＡＣＨパラメータの転送ステップ（Ｓ４０）、該当ＣＣによる端末への資源割当ステップ（Ｓ５０）を含む。

図１４は、同一のＣＣにおいて考慮される成分に従うセルカバレッジ計算方法の概念図である。

ＣＣ別のセルカバレッジ計算ステップ（Ｓ１０）は、基地局２０がそれぞれのＣＣに関してセルカバレッジを計算するステップである。それぞれのＣＣに関してセルカバレッジを計算する方法は、図１４に順次に図示したように、それぞれのＣＣに関して伝搬特性（Path-loss）のみを考慮する方法と、それぞれのＣＣに関してＳＩＮＲ分布のみを考慮する方法（ＵＥによってレポーティングされるＳＩＮＲと位置情報を用いてセルカバレッジが計算される）と、それぞれのＣＣに関する伝搬特性とＳＩＮＲ分布の組み合わせを考慮する方法と、を含む。

以後、基地局２０は各ＣＣに関するセルカバレッジを統合する。これを通じてＣＣそれぞれへの要求を満たすＣＣの領域が導出される。

図１５は、ＣＡ環境においてＣＣに従って相異するセルカバレッジが導出される概念図である。

例えば、図１５に示すように、各ＣＣに対する要求を満たすＣＣの領域を導出する場合、基地局２０に基づいてＣＣ２のセルカバレッジが最も狭く、ＣＣ１、及びＣＣ０のセルカバレッジが順次に広い。このように、ＣＣ別に区分されたセルカバレッジは、ランダムアクセス領域を選択する基準となる。

上記図１３を参照すると、ＣＣ別にセルカバレッジを考慮したランダムアクセス領域の配置ステップ（Ｓ２０）は、基地局２０がセルカバレッジ内に入ってくるＣＣの数によって各領域別に使用できる帯域におけるランダムアクセス領域の組み合せを配置するステップに対応する。

図１６は、ダウンリンクＣＣの時間−周波数の共有及びプリアンブルのセットの分割によってＣＣ別のセルカバレッジを考慮したランダムアクセス領域の配置方法を図示している。一方、図１７は、アップリンクＵＬ ＣＣの時間−周波数共有及びプリアンブルのセットの分割によってＣＣ別のセルカバレッジを考慮したランダムアクセス領域の配置方法を図示している。

ここに、上記図１３を参照すると、ランダムアクセス領域の優先順位の割当ステップ（Ｓ３０）は、各サービス領域に従って配置されたランダムアクセス領域の割当の優先順位を定めるステップである。

図１８は、セルカバレッジに２つのＣＣが存在するＣＡ環境におけるランダムアクセス領域の優先順位を割り当てる一例を図示している。

図１８を参照すると、このステップにおいて、時間−周波数、プリアンブルのセットの組み合せによって、前述した方法により生成したランダムアクセス領域のセル毎に割当順序が定められる。

前述した図１３をまた参照すると、ＲＡＣＨパラメータの転送ステップ（Ｓ４０）は、基地局２０が、キャンプオン手順において優先順位を有するランダムアクセス領域の構成インデックス（configuration index）（Time-Frequency Information、Preamble Index）を任意に１つ選定して、ＳＩＢを通じて該当パラメータを端末１０に転送するステップである。この際、構成インデックスは、合計６４個含むこともできる。

図１９は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてＲＡＣＨパラメータを転送する概念図である。

図１９を参照すると、２つのＣＣが存在するＣＡ環境において、ｅＮＢ−０は、ＲＡＣＨ領域の上段領域（RA Region 0）を使用してインデックス２０に対するＲＡＣＨパラメータを端末に転送する。また、ｅＮＢ−２は、ＲＡＣＨ領域の下段領域（RA Region 1）を使用してインデックス４０に対するＲＡＣＨパラメータを端末に転送する。

前述した図１３をまた参照すると、端末に該当ＣＣを用いる資源割当ステップ（Ｓ５０）は、基地局２０が端末に該当ＣＣを用いて資源を割り当てるステップに相当する。このステップ（Ｓ５０）は、ＵＬ／ＤＬ状況のいずれに対しても同様に適用できる。

図２０は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境において端末１０に実際に資源割当する一例を図示している。

図２０を参照すると、２つのＣＣが存在するＣＡ環境において、端末１０に実際に資源が、例えばＰＵＳＣＨ、ＰＤＳＣＨが割り当てられる。

即ち、２つのＣＣが存在するＣＡ環境において、ｅＮＢ−０からインデックス２０に対するＲＡＣＨパラメータを受信した端末は、インデックス２０に対するＲＡＣＨパラメータを用いて、ＣＣ０のインデックス２０に対応する周波数資源（周波数帯域）にＰＵＳＣＨまたはＰＤＳＣＨを割り当てる。

また、ｅＮＢ−２からインデックス４０に対するＲＡＣＨパラメータを受信した端末は、インデックス４０に対するＲＡＣＨパラメータを用いて、ＣＣ１のインデックス２０に対応する周波数資源（周波数帯域）にＰＵＳＣＨまたはＰＤＳＣＨを割り当てる。この際、該当するＣＣにおいて端末１０に割り当てられる資源がなければ、他のＣＣの空の帯域を探して割り当てる。

前述したＣＣ別の資源割当方法は、ＬＴＥとの互換性（backward compatibility）を考慮して既存の通話接続手順を修正しない。

また、端末１０の位置情報を用いたランダムアクセス領域を割り当てる方法において、端末１０のＲＡＣＨパラメータは、ＵＥ−特異的方法により転送できる。即ち、該当するランダムアクセス領域の適用環境は、端末１０によって異なっていても良い。

したがって、ＵＥのそれぞれに他のランダムアクセス領域方法を適用していても、基地局２０は、適用された方法を識別することができる。

端末１０の位置情報は、周期的に基地局２０にレポーティングすることもできる。この際、待機モードにある全ての端末１０は、該当する情報をＰＵＳＣＨの一部予約された資源に周期的にレポーティングすることができるが、本発明はこれに制限されない。即ち、基地局２０は、周期的にＰＵＳＣＨの特定区域のみを見ることによって、セル内の全てのユーザの位置を知ることができる。

一方、端末１０が移動する場合、基地局２０は、端末１０が送るプリアンブルを獲得することが困難になる。したがって、ランダムアクセス領域を選択するに当たって、端末１０のセルカバレッジの移動環境に対応するように、前記選択を行っても良い。

一方、全てのＣＣの伝搬特性が類似な場合、全ての基地局２０のセルカバレッジが重複するＣＡ環境においてプリアンブルのセット領域を割り当てることができる。

図２１は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてプリアンブルのセットが２つ存在する場合、それぞれの基地局２０内にプリアンブルのセット領域を配置する一例を図示している。

図２２は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてプリアンブルのセットが３個存在する場合、それぞれの基地局２０内にプリアンブルのセット領域を配置する一例を図示している。

図２３は、２つのＣＣが存在するＣＡ環境においてプリアンブルのセットが４個存在する場合、それぞれの基地局２０にプリアンブルのセット領域を配置する一例を図示している。

即ち、プリアンブルのセットの個数が１つの場合、前記プリアンブルのセット領域の配置は、既存のＬＴＥの配置と同一である。一方、プリアンブルのセットの個数が２つの場合、前記プリアンブルのセットは、図２１に示すように１つ置きに１つずつ配置することもできる。

また、プリアンブルのセットの個数が３個の場合、図２２に示すように、周波数再使用係数３に基づいて前記プリアンブルのセットを配置することもできる。

また、プリアンブルのセットの個数が４個の場合、図２３に示すように、周波数再使用係数４に基づいて前記プリアンブルのセットを配置することもできる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したものである。上記実施形態の長所は次の通りであるが、これに制限されるものではない。

第１に、ＵＥの分布及びＳＩＮＲに基づいてＣＣの伝搬特性を考慮した柔軟な資源割当が可能である。即ち、特性ＣＣにおいてユーザが集められているので、ＵＥのＳＩＮＲ性能が急に下落することを防止できる。また、ＣＣのセルカバレッジが類似すると判断されれば、資源割当における状況に応じて、セル間の干渉を考慮した資源割当方法を適用することができる。特に、全てのＣＣの伝搬特性が類似している場合、一般的な周波数再使用パターンを考慮したランダムアクセス領域の設定が可能である。

第２に、それぞれのｅＮＢは、実際のＵＥに資源割当を分離して行なうことができるので、最初の資源割当は容易である。ＣＣの伝搬特性が必要条件を満たすので、ＣＣの周波数特性に起因した性能差が一定基準の中に収束する場合、一般的な周波数活用方法（周波数再使用、干渉制御等）を適用することができる。

第３に、全てのｅＮＢにおいて特定ＣＣにＵＥが集中するLoad-balance問題を解決することができる。

第４に、プリアンブルのセット領域（Preamble-set Region）のセル別の指定によってセル配置方法の使用が可能であるので、セル間の干渉を制御する間接的な効果を得ることができる。

最後に、それぞれのｅＮＢにプリアンブルのセットの割り当てる方法を、アンカーキャリアの位置を設定する方法に拡張することが可能である。

一方、上述したように、本発明において、資源割当を要求する主体は基本的にｅＮＢとＵＥの両方にすることができ、ＲＡＰ（Random Access Procedure）の基本動作は、図２４に示される通りである。

ここで、Ｓ２４１０とＳ２４２０は本発明において追加された手順であり、残りのステップＳ２４１５、Ｓ２４２５、Ｓ２４３０、Ｓ２４３５は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて決定されたコンテンションベースのＲＡＰ（contention-based Random Access Procedure）に対応する。

Ｓ２４１５は、ＵＥが６４個のうちの１つのプリアンブルを選択して転送する処理に対応する。Ｓ２４２５は、Physical Downlink Shared Channel（ＰＤＳＣＨ）を通じてｅＮＢによって送信されるRandom Access Response（ＲＡＲ）に対応する。ここで、Random Access Radio Network Temporary Identifier（ＲＡ−ＲＮＴＩ）が前記ＲＡＲに割り当てられ、ＵＥから転送されたプリアンブルが検出される時間−周波数スロットを前記ＲＡ−ＲＮＴＩによって確認することができる。

また、ＲＡＲメッセージにはステップ３（Ｓ２４３０）で使われるTemporary Cell-RNTI（Ｃ−ＲＮＴＩ）が含まれている。Ｓ２４３０は、Layer 2/Layer 3 Messageを転送するステップに相当する。前記メッセージの転送は、Physical Uplink Shared Channel（ＰＵＳＣＨ）を通じてなされるスケジューリングされた最初のアップリンク転送であり、Hybrid Automatic Repeat Request（Ｈ−ＡＲＱ）を用いる。

基本的に、Ｌ２／Ｌ３メッセージは、RRC connection request、tracking area update、またはScheduling Request（ＳＲ）などの実際のＲＡＰ動作メッセージを伝達する。最後に、Ｓ２４３５は、Ｃ−ＲＮＴＩまたはTemporary C-RNTI（UE-identity）が確定されるステップである。コンテンションベースのＲＡＰでは、同一のUE-identity（または、Ｃ−ＲＮＴＩ）が複数のＵＥに割り当てられて衝突が発生する。

したがって、競合解決（contention resolution）メッセージ内でＡＣＫを有するＵＥは、ＲＡＰ手順を終了し、衝突に関係する問題が含まれているＵＥは、ＲＡＰを再び実行する。

ＲＡＣＨプリアンブル資源選択（Preamble Resource Selection）（Ｓ２４１０）において、動作主体はＵＥ（２４００）またはｅＮＢ（２４０５）のうちの１つである。これによって、ＲＡＣＨプリアンブル資源選択（Preamble Resource Selection）操作の主体が異なる。例えば、図１０のように、ｅＮＢとＵＥとの間にプリアンブル資源の設定及び情報交換がなされた後、搬送波成分ＣＣ０と搬送波成分ＣＣ１に対する資源要請におけるＵＥの判断によって、前記ＵＥがＣＣ０またはＣＣ１領域のPreambleのうちの１つを選択する時、資源割当を要求する主体は、ＵＥとなる（以上、資源割当要請主体ＵＥ）。

一方、ｅＮＢがＲＲＣシグナリング（Signaling）等を通じてプリアンブル（Preamble）の選択領域を予めＵＥに転送して、該当領域内の１つのプリアンブル（Preamble）を選択すると、資源割当要請の主体はｅＮＢとなる（以上、資源割当要請主体ｅＮＢ）。

したがって、本発明は、既存のＲＡＰ（Random Access Procedure）の基本動作に従うとともに、ＵＥとｅＮＢとの間に転送されるプリアンブル資源の設定及び解析の手順を既存のＲＡＰ（Random Access Procedure）に加える構成を有する。

図２５は、プリアンブル（Preamble）資源割当の主体に従って要求される搬送波成分ＣＣを選択する手順と、前記ＣＣの選択に対応するプリアンブル（Preamble）領域及びその領域内の資源を選択する一連の手順を表している。

図２５を参照すると、ＵＥまたはｅＮＢにおいて下記の手順を行うことができる。資源の割当（例えば、新たな搬送波成分ＣＣの割当）が要求されていることを確認する（Ｓ２５０５）。上記資源割当要請主体がＵＥであるかを確認する（Ｓ２５１０）。

ここで、資源割当要請の主体がＵＥの場合、Ｓ２５１５乃至Ｓ２５４５の手順が実行される。即ち、ＵＥは搬送波成分ＣＣを選択し（Ｓ２５１５）、搬送波成分ＣＣのプリアンブル領域（Preamble領域）を選択する（Ｓ２５２５）。前述したように、それぞれの搬送波成分ＣＣに割り当てることができるプリアンブル領域に対するセットが予めＵＥとｅＮＢとの間に共有されているので、ＵＥは該当する搬送波成分ＣＣから選択可能なプリアンブル領域を選択する。そして、前記ＵＥは、該当プリアンブル領域内でプリアンブルを選択する（Ｓ２５３５）。プリアンブル領域内にも多数のプリアンブルが含まれることがあるので、ＵＥは前記複数のプリアンブルから１つを選択する。そして、選択したプリアンブルをＵＥはｅＮＢに転送する（Ｓ２５４５）。

一方、Ｓ２５１０においてｅＮＢが資源割当を行なう場合について説明すると、ｅＮＢも搬送波成分ＣＣを選択する（Ｓ２５２０）。前記ｅＮＢは、選択した搬送波成分ＣＣに対するプリアンブル領域を選択する（Ｓ２５３０）。前述したように、それぞれの搬送波成分ＣＣに割り当てることが可能なプリアンブル領域に対するセットが、予めＵＥとｅＮＢとの間に共有されているので、ｅＮＢは該当搬送波成分ＣＣから選択できるプリアンブル領域を選択する。そして、ＵＥに選択したプリアンブルに関する領域情報を転送する（Ｓ２５４０）。以後、ＵＥはｅＮＢから受信したプリアンブルに関する領域情報に基づいて該当領域内でプリアンブルを選択する（Ｓ２５３５）。ｅＮＢは、ＵＥが選択したプリアンブルをＵＥから受信する（Ｓ２５４５）。その結果、ｅＮＢは、該当プリアンブルを用いて該当する搬送波成分ＣＣに資源を割り当てることができる。

図２６は、本発明の一実施形態によるｅＮＢがＵＥから送信されたプリアンブルを解析する過程を示す図である。一例に、図２６は反対に、図２５に従って選択されてＵＥから転送されたプリアンブル（Preamble）をｅＮＢが解析する手順を示している。

図２６を参照すると、ｅＮＢは、ＵＥからプリアンブルを受信する（Ｓ２６０５）。上記プリアンブルは、前述したそれぞれの搬送波成分ＣＣに割り当てられた領域用のプリアンブルのセットと比較することができる。即ち、受信されたプリアンブルがどの領域であるか、領域に関する情報が検出される（Ｓ２６１０）。検出の結果、プリアンブル領域に該当する搬送波成分ＣＣが検出されれば（Ｓ２６１５）、ｅＮＢは該当搬送波成分ＣＣの範囲内でＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨを割り当てる（Ｓ２６２０）。

一方、本発明によれば、基本的にＵＥは１つ以上のＲＡＰ（Random Access Procedure）を支援しており、ＲＲＣシグナリング経路が設定されたプライマリセル（Primary Cell）（以下、Ｐ−Ｃｅｌｌという）と残りのセコンダリーセル（Secondary Cell）（以下、Ｓ−Ｃｅｌｌという）の設定と複雑なＵＬ／ＤＬリンケージ（linkage）環境を同時に支援することができる。

基本的に、ＲＡＰ（Random Access Procedure）は、Ｐ−Ｃｅｌｌを行うことができるが、Ｐ−Ｃｅｌｌ設定とＵＬ／ＤＬリンケージ（linkage）自体がＵＥ−特異的（UE-specific）であり、図２７（それぞれのＵＥに対するＰ−Ｃｅｌｌ設定方式とＵＬ／ＤＬリンケージとの関係）のように、クロスリンケージ（Cross-linkage）を形成することができるので、ランダムアクセス（Random Access）の曖昧性が存在する余地が相変らず残っている。

したがって、３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ（Ｒｅｌ−１０以上）において基本的に言及しているＵＬ／ＤＬリンケージ（Linkage）に基づいてランダムアクセス（Random Access）の混同を防止するために、本発明に従って搬送波成分ＣＣ毎にプリアンブル領域を設定すれば、それぞれのＵＥに関するＰ−Ｃｅｌｌ設定とＵＬ／ＤＬリンケージ（linkage）に関わらず、ＲＡＰ（Random Access Procedure）の曖昧性を解決することができる。

例えば、図２７において、ＵＥ１はＣＣ１をＰ−Ｃｅｌｌとして設定し、ＵＥ２はＣＣ２をＰ−Ｃｅｌｌとして設定した状況でプリアンブルを同時に転送すれば、クロスリンケージ（Cross linkage）を形成したＵＬ ＣＣ１またはＰＵＳＣＨ ｏｆ ＣＣ１によってＵＥ１とＵＥ２のプリアンブルが同時にｅＮＢに送信される。

この際、ｅＮＢはプリアンブルを受信した後、いずれのＵＥからも未知の状況が発生することがある。この際、プリアンブルの資源を本発明に従ってＰ−Ｃｅｌｌに基づいて予め設定（Predefine）すれば、ランダムアクセス（Random Access）の曖昧性の問題を解決することができる。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるのではない。本発明の保護範囲は請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

本特許出願は、２００９年８月２０日付で韓国に出願した特許出願番号第１０−２００９−００７７３３８号に対し、米国特許法１１９（ａ）条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９（ａ））により優先権を主張すれば、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。併せて、本特許出願は、米国以外の国家に対しても上記と同一な理由により優先権を主張すれば、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。

Claims (28)

1. １つ以上の搬送波成分が存在する環境において、搬送波成分毎の無線環境を考慮して、各搬送波成分のセルカバレッジを設定することと、
   設定されたセルカバレッジに従ってユーザ端末のランダムアクセス手順を制御して、優先的に資源の割当を受けることができる搬送波成分を決定することと、
   優先的に割り当てられた搬送波成分で前記ユーザ端末に資源を割り当てることと、
   を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法。
2. 前記搬送波成分毎の無線環境は、
   搬送波成分それぞれの伝搬特性、信号品質情報分布、及び前記搬送波成分それぞれの伝搬特性と前記信号品質情報分布の組み合せのうち、少なくとも１つ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における搬送波成分毎の資源割当方法。
3. 前記搬送波成分を区分することは、
   前記セルカバレッジ内に入ってくる搬送波成分の数によって各領域に使用することができる帯域のランダムアクセス領域の組み合せを配置することと、
   前記各サービス領域に対応するように配置されたランダムアクセス領域の優先割当順位を定めることと、
   キャンプオン手順で優先順位ランダムアクセス領域から任意に１つの構成インデックス（configuration index）を選定することと、
   前記選ばれたＲＡＣＨパラメータを前記端末に転送することと、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法。
4. 前記ＲＡＣＨパラメータは、
   システム情報ブロック（System Information Block）を通じて前記端末に転送されることを特徴とする、請求項３に記載の無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法。
5. 前記ランダムアクセス領域の組み合せを配置することは、前記ランダムアクセス領域の組み合せをＲＡＣＨ周波数−時間及びＲＡＣＨプリアンブルのセットのうち、少なくとも１つを考慮して設定するものであることを特徴とする、請求項３に記載の無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法。
6. 前記優先順位に割り当てられた搬送波成分で前記端末に資源を割り当てることは、
   前記割り当てられた搬送波成分に割り当てる周波数資源がない場合、他の搬送波成分の周波数資源を前記端末に割り当て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における搬送波成分毎の資源割当方法。
7. 各サービス領域に対応するように配置されたランダムアクセス領域の優先割当順位を定めることは、
   前記端末の位置情報を用いて前記ランダムアクセス領域の優先割当順位を定めることを含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法。
8. 前記端末の位置情報は、
   前記端末により周期的または非周期的にレポーティングされた端末自身の位置情報を通じて獲得されることを特徴とする、請求項７に記載の無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法。
9. 前記ランダムアクセス領域の組み合せを配置することは、
   搬送波成分の個数または特定数、周波数再使用係数に対応する数によって前記ランダムアクセス領域の組み合せを配置するものであ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における搬送波成分毎の資源割当方法。
10. 前記ＲＡＣＨパラメータは、
    ＲＡＣＨスケジューリング情報（RACH scheduling information）及びＲＡＣＨシーケンス（RACH sequences）、アクセスクラス制限（Accessclass restrictions）、ＲＡＣＨ電力制御パラメータ（RACH power controlparameters）のうち、少なくとも１つを含むものであることを特徴とする、請求項３に記載の無線通信システムにおける搬送波成分毎の資源割当方法。
11. １つ以上の搬送波成分が存在する環境で、搬送波成分毎の無線環境を考慮して搬送波成分毎のセルカバレッジを設定することと、
    前記セルカバレッジ内に入ってくる搬送波成分の数を考慮して各サービス領域別に使用することができる帯域のランダムアクセス領域の組み合せを配置することと、
    各サービス領域に対応するように配置されたランダムアクセス領域の優先割当順位を定めることと、
    キャンプオン手順の際に優先順位ランダムアクセス領域から任意に１つの構成インデックス（configuration index）を選定して該当ＲＡＣＨパラメータを前記端末に転送することと、
    優先順位に割り当てられた搬送波成分によって前記端末に資源を割り当てることと、
    を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける基地局で端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
12. 前記キャンプオン手順は、
    前記端末によって基地局と同期を形成し、ＰＢＣＨ（Broadcast channel）からＭＩＢ（Master Information Block）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）からＳＩＢ（System Information Block）を受信することを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の無線通信システムにおける基地局で端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
13. キャンプオン手順で基地局からＲＡＣＨパラメータを受信することと、
    受信したＲＡＣＨパラメータによって割り当てられた搬送波成分によって前記基地局と通信することと、を含み、
    前記基地局と通信することは、前記端末がそれぞれの搬送波成分領域に使用することができる帯域のランダムアクセス領域の組み合せ配置を確認することを含み、前記ランダムアクセス領域の組み合せがＲＡＣＨ周波数−時間及びＲＡＣＨプリアンブルのセットのうちの少なくとも１つを考慮して設定されることを確認することを特徴とする、無線通信システムにおける端末の通信方法。
14. 前記キャンプオン手順は、
    前記端末によって前記基地局と同期を形成し、ＰＢＣＨ（Broadcast channel）からＭＩＢ（Master Information Block）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）からＳＩＢ（System Information Block）を受信す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における端末の通信方法。
15. ユーザ端末の搬送波成分毎の資源割当方法であって、
    基地局と１つ以上のプリアンブル領域で構成されたプリアンブルのセットに関する情報を共有することと、
    前記プリアンブルのセットに含まれたプリアンブル領域のうち、任意のプリアンブルを選択することと、
    前記選択したプリアンブルを前記基地局に送信することと、
    を含むことを特徴とする、ユーザ端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
16. 前記プリアンブルを選択することより前に特定搬送波成分を選択することと、
    前記選択した搬送波成分に該当し、前記プリアンブルのセットに含まれたプリアンブル領域を選択することと、
    を更に含むことを特徴とする、請求項１５に記載のユーザ端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
17. 前記プリアンブルを選択することより前に前記基地局から前記プリアンブル領域情報を受信することを更に含むことを特徴とする、請求項１５に記載のユーザ端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
18. 前記プリアンブルを前記基地局に送信することより後に前記基地局からランダムアクセス応答を受信することを更に含むことを特徴とする、請求項１５に記載のユーザ端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
19. 前記プリアンブルを選択することは、
    前記プリアンブルのセットを周波数再使用係数で分割して獲得した該当搬送波成分のサービス領域に該当するプリアンブルを選択することを更に含むことを特徴とする、請求項１５に記載のユーザ端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
20. 前記プリアンブルを選択することは、
    前記プリアンブルのセットを、最も近接した周波数再使用係数を用いて分割して獲得した該当搬送波成分のサービス領域に該当するプリアンブルを選択することを更に含むことを特徴とする、請求項１９に記載のユーザ端末の搬送波成分毎の資源割当方法。
21. 基地局の搬送波成分毎の資源割当方法であって、
    ユーザ端末と１つ以上のプリアンブル領域で構成されたプリアンブルのセットに関する情報を共有することと、
    前記ユーザ端末からプリアンブルを受信することと、
    前記受信したプリアンブルを用いてランダムアクセス応答を送信することと、
    を含むことを特徴とする、基地局の搬送波成分毎の資源割当方法。
22. 前記プリアンブルを受信することより前に搬送波成分を選択することと、
    前記選択した搬送波成分に該当し、前記プリアンブルのセットに含まれた前記プリアンブル領域を選択することと、
    前記選択したプリアンブル領域を前記ユーザ端末に送信することと、
    を更に含むことを特徴とする、請求項２１に記載の基地局の搬送波成分毎の資源割当方法。
23. 前記プリアンブルを前記ユーザ端末から受信することより後に前記受信されたプリアンブルの領域に該当する搬送波成分に資源を割り当てることを更に含むことを特徴とする、請求項２２に記載の基地局の搬送波成分毎の資源割当方法。
24. 前記プリアンブルを選択することは、
    前記プリアンブルのセットを周波数再使用係数で分割して獲得した該当搬送波成分のサービス領域に該当するプリアンブルを選択することを更に含むことを特徴とする、請求項２１に記載の基地局の搬送波成分毎の資源割当方法。
25. 前記プリアンブルを選択することは、
    前記プリアンブルのセットを、最も近接した周波数再使用係数を用いて分割して獲得した該当搬送波成分のサービス領域に該当するプリアンブルを選択することを更に含むことを特徴とする、請求項２４に記載の基地局の搬送波成分毎の資源割当方法。
26. 無線環境を考慮して構成された搬送波成分毎のセルカバレッジを設定し、前記設定されたセルカバレッジによって端末のランダムアクセス手順を制御することによって端末へ優先的に資源の割当を受けることができる搬送波成分を決定して前記端末に転送する基地局と、
    前記基地局から転送された情報を獲得して各搬送波成分領域別に使用することができる帯域のランダムアクセス領域の組み合せ配置を確認し、前記ランダムアクセス領域の組み合せがＲＡＣＨ周波数−時間及びＲＡＣＨプリアンブルのセットのうち、少なくとも１つを考慮して設定されることを確認する前記端末を含むことを特徴とする、搬送波成分毎の資源割当を遂行する無線通信システム。
27. 前記端末は、
    前記基地局と１つ以上のプリアンブル領域で構成されたプリアンブルのセットに関する情報を共有し、前記プリアンブルのセットに含まれたプリアンブル領域のうち、任意のプリアンブルを選択し、前記選択したプリアンブルを前記基地局に送信することを特徴とする、請求項２６に記載の搬送波成分毎の資源割当を遂行する無線通信システム。
28. 前記端末は、
    前記ランダムアクセス領域の組み合せが前記端末に設定された搬送波成分の個数または周波数再使用係数に対応する数によって設定されることを確認することを特徴とする、請求項２６に記載の搬送波成分毎の資源割当を遂行する無線通信システム。