JP2014022904A

JP2014022904A - 基地局装置および通信システム

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Publication number: JP2014022904A
Application number: JP2012159252A
Authority: JP
Inventors: Taisei Suemitsu; 大成末満
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-02-03

Abstract

【課題】ランダムアクセスプリアンブルの誤検出を抑制することができる基地局装置およびそれを備える通信システムを提供する。
【解決手段】予め用意される複数のランダムアクセスプリアンブルのうち、移動端末装置が選択可能なランダムアクセスプリアンブルの群を示すプリアンブル情報を、報知部１８によって移動端末装置に報知する。このプリアンブル情報に基づいて、検出部１６で検出されたランダムアクセスプリアンブルのプリアンブルインデックス（ＰＩＤ）が正しいか否かを判断部１７によって判断する。検出部１６で検出されたＰＩＤが正しくないと判断部１７で判断されると、推定部１８によって、正しいＰＩＤを推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の移動端末装置と相互に無線通信を行う基地局装置、およびそれを備える通信システムに関する。

移動端末装置は、ランダムアクセスプリアンブル（以下、単に「プリアンブル」という場合がある）を基地局装置に送信することによって、ランダムアクセス処理の開始を要求する（たとえば、特許文献１〜３および非特許文献１〜４参照）。

複数のプリアンブルが予め用意されており、移動端末装置は、複数のプリアンブルの中から、１つのプリアンブルを選択し、選択したプリアンブルを基地局装置に送信する。各プリアンブルには、プリアンブルインデックス（Preamble InDex；略称：ＰＩＤ）が付与されている。

基地局装置は、移動端末装置からプリアンブルを受信すると、受信したプリアンブルのＰＩＤを検出する。また基地局装置は、プリアンブルの受信タイミングに基づいて、下り送信タイミングからの遅延量を表すタイミングアドバンス（Timing Advance；略称：ＴＡ）の値を算出する。基地局装置は、検出したＰＩＤと、算出したＴＡの値とを、ランダムアクセス応答メッセージに含めて、移動端末装置に通知する。

移動端末装置は、通知されたＴＡの値に基づいて送信タイミングを調整し、調整した送信タイミングで、その後の上り信号を送信する。

特表２０１１−５０９５９７号公報特許第４６２５０７９号公報特許第４８９７９１１号公報

３ＧＰＰＴＳ３６．３００Ｖ１０．７．０３ＧＰＰＴＳ３６．２１１Ｖ１０．４．０３ＧＰＰＴＳ３６．２１３Ｖ１０．５．０３ＧＰＰＴＳ３６．３２１Ｖ１０．５．０

基地局装置は、複数のプリアンブルのうち、いずれのＰＩＤのプリアンブルを移動端末装置が送信するかを把握していない。したがって、基地局装置は、いずれのＰＩＤの値を検出しても、検出したＰＩＤの値が全て正しいと判断する。換言すれば、基地局装置は、ＰＩＤの値を誤って検出していたとしても、誤検出したと判断することができない。

基地局装置がＰＩＤの値を誤って検出すると、ＴＡの値が大きくずれてしまい、その大きくずれたＴＡの値をそのまま、移動端末装置に通知することになる。

移動端末装置は、間違ったＴＡの時間情報に基づいて送信タイミングを調整して、次の上り信号を基地局装置に送信することになる。したがって、実際には合っていない送信タイミングで送信することになるので、基地局装置で正しく受信されないおそれがある。

前述の特許文献１〜３および非特許文献１〜４には、基地局装置において、ＰＩＤの誤検出を抑制する技術については開示されていない。

本発明の目的は、ランダムアクセスプリアンブルの誤検出を抑制することができる基地局装置およびそれを備える通信システムを提供することである。

本発明の基地局装置は、予め用意される複数のランダムアクセスプリアンブルを複数の群に分け、前記複数の群のうち、いずれか１つの群を、移動端末装置が選択可能なランダムアクセスプリアンブルの群である選択可能プリアンブル群とし、前記選択可能プリアンブル群を示すプリアンブル情報を含む報知情報を移動端末装置に報知する報知手段と、前記ランダムアクセスプリアンブルを前記移動端末装置から受信すると、受信した前記ランダムアクセスプリアンブルについて、前記ランダムアクセスプリアンブルを識別する情報である識別情報を検出する検出手段と、前記プリアンブル情報に基づいて、前記検出手段によって検出された前記識別情報が、正しいか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって、前記検出手段で検出された前記識別情報が正しくないと判断されると、正しい識別情報を推定する推定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の通信システムは、前記本発明の基地局装置と、前記基地局装置と無線通信可能な移動端末装置とを備えることを特徴とする。

本発明の基地局装置によれば、予め用意される複数のランダムアクセスプリアンブルのうち、移動端末装置が選択可能なランダムアクセスプリアンブルの群である選択可能プリアンブル群を示すプリアンブル情報が、報知手段によって移動端末装置に報知される。このプリアンブル情報に基づいて、検出手段で検出されたランダムアクセスプリアンブルの識別情報が正しいか否かが判断手段によって判断される。検出手段で検出された識別情報が正しくないと判断手段で判断されると、推定手段によって、正しい識別情報が推定される。したがって、ランダムアクセスプリアンブルの誤検出を抑制することができる。

本発明の通信システムによれば、前述のようにランダムアクセスプリアンブルの誤検出を抑制することができる基地局装置と、移動端末装置とを備えて、通信システムが構成される。したがって、基地局装置と移動端末装置との間で、正確に信号の送受を行うことができる。

本発明の実施の一形態における基地局装置１の構成を示すブロック図である。本発明の実施の一形態における移動端末装置２の構成を示すブロック図である。本発明の実施の一形態である通信システム３の構成を模式的に示す図である。ランダムアクセスプリアンブルの一例を示す図である。ランダムアクセスプリアンブルの一例を示す図である。本発明の実施の一形態である通信システム３におけるランダムアクセス処理のシーケンスの一例を示す図である。ランダムアクセス処理に関する基地局装置１の処理手順を示すフローチャートである。ランダムアクセス処理に関する移動端末装置２の処理手順を示すフローチャートである。ＴＡの算出方法を説明するための図である。正しいＰＩＤを推定する方法を説明するための図である。

図１〜図３は、本発明の実施の一形態である通信システム３、ならびに通信システム３を構成する基地局装置１および移動端末装置２の構成を示す図である。本実施の形態の通信システム３は、ロングタームエボリューション（Long Term Evolution；略称：ＬＴＥ）またはＬＴＥアドバンスド（LTE-Advanced）に準拠した通信システムである。

図１は、本発明の実施の一形態における基地局装置１の構成を示すブロック図である。基地局装置１は、移動端末装置２との間で無線通信可能に構成される。基地局装置１は、ＬＴＥにおけるｅＮＢ（Evolved UTRAN NodeB）である。基地局装置１は、基地局側アンテナ１１、基地局側送信部１２、基地局側受信部１３、基地局側制御部１４、報知部１５、検出部１６、判断部１７、推定部１８および算出部１９を備えて構成される。基地局側送信部１２、基地局側受信部１３、報知部１５、検出部１６、判断部１７、推定部１８および算出部１９は、基地局側制御部１４にそれぞれ接続されている。基地局側送信部１２は、送信手段に相当する。報知部１５は、報知手段に相当する。検出部１６は、検出手段に相当する。判断部１７は、判断手段に相当する。推定部１８は、推定手段に相当する。算出部１９は、取得手段に相当する。

基地局側送信部１２は、基地局側アンテナ１１および基地局側制御部１４に接続されている。基地局側送信部１２は、基地局側制御部１４から与えられる送信すべき信号に、誤り訂正符号化などのエンコード処理を行う。基地局側送信部１２は、エンコード処理が行われた信号を、予め定める変調方式に基づいて変調することによって、ベースバンド送信信号を生成する。基地局側送信部１２は、生成したベースバンド送信信号を、アップコンバートおよび増幅する処理を行うことによって、無線周波数信号に変換する。基地局側送信部１２は、無線周波数信号を、基地局側アンテナ１１を介して移動端末装置２に送信する。

基地局側受信部１３は、基地局側アンテナ１１および基地局側制御部１４に接続されている。基地局側受信部１３は、基地局側アンテナ１１を介して受信した受信無線周波数信号を増幅およびダウンコンバートする処理を行うことによって、無線周波数信号を取り出す。基地局側受信部１３は、取り出した無線周波数信号をベースバンド受信信号に変換する。基地局側受信部１３は、ベースバンド受信信号を復調した後、誤り訂正復号化などのデコード処理を行う。基地局側受信部１３は、デコード処理が行われたベースバンド受信信号に含まれるデータを取得し、取得したデータを基地局側制御部１４に与える。

基地局側制御部１４は、たとえば中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称：ＣＰＵ）およびメモリを含んで実現される。基地局側制御部１４は、メモリに記憶される制御プログラムに基づいて、基地局装置１を構成する基地局側送信部１２、基地局側受信部１３、報知部１５、検出部１６、判断部１７、推定部１８および算出部１９を統括的に制御する。

報知部１５は、後述するプリアンブル情報を含む報知情報を、基地局側制御部１４、基地局側送信部１２および基地局側アンテナ１１を介して、移動端末装置２に報知する。検出部１６は、移動端末装置２から送信される、後述のランダムアクセスプリアンブル（Random Access Preamble）（以下、単に「プリアンブル」という場合がある）について、プリアンブルを識別する情報である識別情報を検出する。プリアンブルの識別情報は、本実施の形態では、後述する識別番号であるプリアンブルインデックス（Preamble InDex；略称：ＰＩＤ）で表される。

判断部１７は、検出部１６で検出されたプリアンブルの識別情報、具体的にはＰＩＤが、正しいか否かを判断する。推定部１８は、判断部１７によって、検出部１６で検出されたＰＩＤが正しくないと判断された場合に、検出部１６で検出されたＰＩＤと、ステップＳ１１で報知された報知情報に含まれるプリアンブル情報とに基づいて、正しいＰＩＤを推定する。算出部１９は、移動端末装置２から受信したプリアンブルの受信タイミングに基づいて、後述するタイミングアドバンス（Timing Advance；略称：ＴＡ）の値を算出する。ＴＡは、遅延情報に相当する。

図２は、本発明の実施の一形態における移動端末装置２の構成を示すブロック図である。移動端末装置２は、基地局装置１との間で無線通信可能に構成される。また移動端末装置２は、移動可能に構成される。移動端末装置２は、ＬＴＥにおけるユーザ端末（User Equipment；略称：ＵＥ）である。

移動端末装置２は、端末側アンテナ２１、端末側送信部２２、端末側受信部２３、端末側制御部２４、物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access Channel；略称：ＰＲＡＣＨ）／メッセージ３（Message３；略称：ＭＳＧ３）生成部２５およびタイミング調整部２６を備えて構成される。端末側送信部２２、端末側受信部２３、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５およびタイミング調整部２６は、端末側制御部２４にそれぞれ接続されている。

端末側送信部２２は、端末側アンテナ２１および端末側制御部２４に接続されている。端末側送信部２２は、端末側制御部２４から与えられる送信すべき信号に、誤り訂正符号化などのエンコード処理を行う。端末側送信部２２は、エンコード処理が行われた信号を、予め定める変調方式に基づいて変調することによって、ベースバンド送信信号を生成する。端末側送信部２２は、生成したベースバンド送信信号を、アップコンバートおよび増幅する処理を行うことによって、無線周波数信号に変換する。端末側送信部２２は、無線周波数信号を、端末側アンテナ２１を介して基地局装置１に送信する。

端末側受信部２３は、端末側アンテナ２１および端末側制御部２４に接続されている。端末側受信部２３は、端末側アンテナ２１を介して受信した受信無線周波数信号を増幅およびダウンコンバートする処理を行うことによって、無線周波数信号を取り出す。端末側受信部２３は、取り出した無線周波数信号をベースバンド受信信号に変換する。端末側受信部２３は、ベースバンド受信信号を復調した後、誤り訂正復号化などのデコード処理を行う。端末側受信部２３は、デコード処理が行われたベースバンド受信信号に含まれるデータを取得し、端末側制御部２４に与える。

端末側制御部２４は、たとえばＣＰＵおよびメモリを含んで実現される。端末側制御部２４は、メモリに記憶される制御プログラムに基づいて、移動端末装置２を構成する端末側送信部２２、端末側受信部２３、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５およびタイミング調整部２６を統括的に制御する。

ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、ランダムアクセスプリアンブルを生成し、端末側アンテナ３１および端末側送信部３２を介して、基地局装置１に送信する。具体的には、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、予め用意されている複数のプリアンブルの中から１つのプリアンブルを選択し、選択したプリアンブルを、端末側アンテナ２１および端末側送信部２２を介して、基地局装置１に送信する。またＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、レイヤ３のメッセージであるメッセージ３（ＭＳＧ３）として、ＲＲＣ接続要求メッセージを生成し、端末側アンテナ３１および端末側送信部３２を介して、基地局装置１に送信する。

タイミング調整部２６は、基地局装置１から受信したランダムアクセス応答メッセージに含まれるＴＡに基づいて、無線周波数信号の送信タイミングを調整する。ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、タイミング調整部２６によって調整された送信タイミングで、前述のＲＲＣ接続要求メッセージを基地局装置１に送信する。

また移動端末装置２は、不図示の操作部を備える。移動端末装置２のユーザは、操作部を操作することによって、通信を開始する指示である通信開始指示を入力することができる。

図３は、本発明の実施の一形態である通信システム３の構成を模式的に示す図である。基地局装置１の通信可能な範囲（以下「カバレッジ」という）１０内には、複数の移動端末装置２が存在する。図３では、一例として、基地局装置１のカバレッジ１０内に、２つの移動端末装置２ａ，２ｂが存在している場合を示している。図３では、２つの移動端末装置２を区別するために、参照符号「２」に添字「ａ」、「ｂ」を付している。以下の説明において、不特定の移動端末装置２を示す場合には、添字「ａ」、「ｂ」を省略する。通信システム３は、基地局装置１および移動端末装置２ａ，２ｂを備えて構成される。

移動端末装置２は、基地局装置１を介して、他の通信装置、たとえば他の移動端末装置２と通信可能に構成されている。たとえば、第１の移動端末装置２ａは、基地局装置１を介して、第２の移動端末装置２ｂと通信可能である。

移動端末装置２は、基地局装置１を介して他の通信装置と通信するときには、まず、基地局装置１との間で、通信を開始するための処理であるランダムアクセス処理を実行し、基地局装置１との通信を確立する。移動端末装置２は、基地局装置１に対して、ランダムアクセスプリアンブルと呼ばれる識別子を送信することによって、ランダムアクセス処理の開始を要求する。

複数の移動端末装置２が同時にプリアンブルを送信することができるようにするために、複数のプリアンブルが予め用意されている。基地局装置１は、報知情報によって、複数のプリアンブルを事前に各移動端末装置２に報知する。移動端末装置２は、報知された複数のプリアンブルの中から、１つのプリアンブルを選択し、選択したプリアンブルを基地局装置１に送信する。各プリアンブルは、プリアンブルインデックス（ＰＩＤ）と呼ばれる識別番号で識別される。ＰＩＤは、整数、具体的にはゼロ（０）以上の整数で表される。

図４は、ランダムアクセスプリアンブルの一例を示す図である。図４において、横軸は時間を示す。プリアンブルは、ＬＴＥでは、６ビット分、すなわち６４個が用意されている。このうち、３２個が、移動端末装置２が選択可能なプリアンブルである。残りの３２個は、たとえばハンドオーバ処理において、基地局装置１によって選択されて各移動端末装置２に割り当てられ、移動端末装置２に通知される。図４では、移動端末装置２が選択可能なプリアンブル（以下「相関系列」という場合がある）のみを図示している。相関系列を構成する３２個のプリアンブルには、０〜３１のＰＩＤが付与されている。

図４の参照符号「ｗ０」は、基地局装置１において、プリアンブルを検出するために時間領域に設定されたサンプリング時間窓の幅を示す。また参照符号「ｗ１」は、サンプリング時間窓のうち、各ＰＩＤのプリアンブルを検出するための時間窓（以下「個別時間窓」という場合がある）の幅を示す。各個別時間窓は、基地局装置１において各ＰＩＤのプリアンブルの下り送信タイミングとして設定されている時刻ｔ１を開始点とする所定の幅ｗ１に設定されている。

サンプリング時間窓の幅ｗ０は、相関系列の幅を表しており、８００μｍに定められている。個別時間窓の幅ｗ１は、相関系列をいくつに分割するかによって異なる。移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）によって定められたリリース８版、９版および１０版の規格書では、ＬＴＥについての、相関系列の分割数を示すパラメータである「zeroCorrelationZoneConfig」の値が「５」（zeroCorrelationZoneConfig＝５）に定義されている。

「zeroCorrelationZoneConfig＝５」は、分割パターンを示すパラメータとして３ＧＰＰで定義されている「Ｎｃｓ」の値で「２６」（Ｎｃｓ＝２６）に相当する。zeroCorrelationZoneConfig＝５、すなわちＮｃｓ＝２６の場合、相関系列は、図４に示すように３２個に分割される。この場合、各個別時間窓の幅ｗ１は、２５μｍとなる。

各ＰＩＤのランダムアクセスプリアンブルの下り送信タイミングとして設定されている時刻ｔ１から、ランダムアクセスプリアンブルが実際に検出された時刻ｔ２までの遅延量は、タイミングアドバンス（ＴＡ）と称される。ＴＡの１単位は、３０．７２ＭＨｚ分の１（１／３０．７２ＭＨｚ）の１６倍、すなわち１６×（１／３０．７２ＭＨｚ）であり、約１６×３２．５ｎｓｅｃである。

本実施の形態では、基地局装置１は、移動端末装置２が選択可能な複数のプリアンブルを複数の群に分け、その中の１つの群を、移動端末装置２が選択可能なプリアンブルの群（以下「選択可能プリアンブル群」という場合がある）として、報知情報によって移動端末装置２に報知する。具体的には、基地局装置１は、選択可能プリアンブル群を示すプリアンブル情報を報知情報に含めて、その報知情報を移動端末装置２に報知する。

本実施の形態では、基地局装置１は、移動端末装置２が選択可能な複数のプリアンブルを、偶数のＰＩＤのプリアンブル群と奇数のＰＩＤのプリアンブル群との２つの群に分け、一方の群を、選択可能プリアンブル群として移動端末装置２に報知する。

図４では、奇数のＰＩＤのプリアンブル群を選択可能プリアンブル群として設定される場合の相関系列を示している。図４では、奇数のＰＩＤを、斜線のハッチングを付して示している。奇数のＰＩＤのプリアンブル群が選択可能プリアンブル群として設定される場合、移動端末装置２は、奇数のＰＩＤのうち、いずれか１つのＰＩＤを選択し、選択したＰＩＤのプリアンブルを基地局装置１に送信する。

図５は、ランダムアクセスプリアンブルの一例を示す図である。図５において、横軸は時間を示す。図５では、偶数のＰＩＤのプリアンブル群を選択可能プリアンブル群として設定される場合の相関系列を示している。図５では、偶数のＰＩＤを、斜線のハッチングを付して示している。偶数のＰＩＤのプリアンブル群が選択可能プリアンブル群として設定される場合、移動端末装置２は、偶数のＰＩＤのうち、いずれか１つのＰＩＤを選択し、選択したＰＩＤのプリアンブルを基地局装置１に送信する。

図６は、本発明の実施の一形態である通信システム３におけるランダムアクセス処理のシーケンスの一例を示す図である。図６に示すシーケンスは、基地局装置１および移動端末装置２によって実行される。

ステップＳ１において、基地局装置１は、選択可能プリアンブル群を示すプリアンブル情報を、移動端末装置２に送信する。移動端末装置２は、ステップＳ１で送信されたプリアンブル情報を受信すると、ステップＳ２において、受信したプリアンブル情報に基づいて、ランダムアクセスプリアンブルを選択し、物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access Channel；略称：ＰＲＡＣＨ）を用いて基地局装置１に送信する。

基地局装置１は、ステップＳ２で送信されたランダムアクセスプリアンブルを受信すると、ランダムアクセスプリアンブルを送信してきた移動端末装置２に、ステップＳ３において、ランダムアクセス応答（Random Access Response）メッセージを送信する。ランダムアクセス応答メッセージは、移動端末装置２から送信され基地局装置１で受信されたプリアンブルと、ＴＡとを含む。基地局装置１は、物理下り制御チャネル（Physical Downlink Control Channel；略称：ＰＤＣＣＨ）と物理下り共有チャネル（Physical Downlink Shared Channel；略称：ＰＤＳＣＨ）とを用いて、ランダムアクセス応答メッセージを移動端末装置２に送信する。ランダムアクセス応答メッセージは、ＰＤＳＣＨに含まれる。ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨの無線リソース割当て情報などを含む。

移動端末装置２は、ＰＤＳＣＨにランダムアクセス応答メッセージが含まれていないかを確認するために、ＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨ（以下、まとめて「ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ」と記載する場合がある）上のランダムアクセス無線ネットワーク一時的識別子（Random Access-Radio Network Temporary Identifier；略称：ＲＡ−ＲＮＴＩ）を用いて、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨを受信する必要がある。ＲＡ−ＲＮＴＩとは、移動端末装置２が、ランダムアクセス応答メッセージを受信するために用いる識別子である。

移動端末装置２は、「３ＧＰＰＴＳ３６．３２１Ｖ１０．５．０５．１．４章」に記載のＲＡ−ＲＮＴＩ値の計算方法に基づいて、送信したプリアンブル（Preamble）のタイミングなどからＲＡ−ＲＮＴＩの値を把握している。移動端末装置２は、受信したＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨに重畳されたＲＮＴＩが、ＲＡ−ＲＮＴＩの値を有するか否かに基づいて、受信したＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨがランダムアクセス応答メッセージを含むか否かを識別する。

移動端末装置２は、このようにしてＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨを受信してランダムアクセス応答メッセージを受信すると、ステップＳ４において、ＴＡに基づいて調整した送信タイミングで、メッセージ３として、ＲＲＣ接続要求（RRC Connection Request）メッセージを、基地局装置１に送信する。ＲＲＣ接続要求メッセージは、基地局装置１のレイヤ３のところへのユーザ登録を要求する要求信号を含む。移動端末装置２は、ランダムアクセス応答メッセージで割当てられた物理上り共有チャネル（Physical Uplink Shared Channel；略称：ＰＵＳＣＨ）を用いて、ＲＲＣ接続要求メッセージを基地局装置１に送信する。

基地局装置１は、ステップＳ４で送信されたＲＲＣ要求メッセージを受信すると、ステップＳ５において、メッセージ４として、コンテンションレゾリューション（Contention Resolution）メッセージ、およびＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージを、移動端末装置２に送信する。

図７は、ランダムアクセス処理に関する基地局装置１の処理手順を示すフローチャートである。図７に示す各処理は、基地局装置１の基地局側制御部１４、報知部１５、検出部１６、判断部１７、推定部１８および算出部１９によって実行される。図７に示すフローチャートの処理は、基地局装置１の電源が投入されると開始され、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、報知部１５は、プリアンブル情報を含む報知情報を、基地局側制御部１４、基地局側送信部１２および基地局側アンテナ１１を介して、移動端末装置２に報知する。報知情報を報知すると、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、基地局側制御部１４は、基地局側アンテナ１１および基地局側受信部１３を介して、移動端末装置２から、ランダムアクセスプリアンブルを受信したか否かを判断する。ステップＳ１２において、ランダムアクセスプリアンブルを受信したと判断された場合は、ステップＳ１３に移行し、ランダムアクセスプリアンブルを受信していないと判断された場合は、受信するまで待機する。

ステップＳ１３において、検出部１６は、受信したランダムアクセスプリアンブルのＰＩＤを検出する。ＰＩＤを検出すると、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４において、判断部１７は、検出部１６によってステップＳ１３で検出されたランダムアクセスプリアンブルのＰＩＤが正しいか否かを判断する。ステップＳ１４において、検出されたランダムアクセスプリアンブルのＰＩＤが正しいと判断された場合は、ステップＳ１６に移行し、検出されたランダムアクセスプリアンブルのＰＩＤが正しくないと判断された場合は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５において、推定部１８は、ステップＳ１３で検出されたランダムアクセスプリアンブルのＰＩＤと、ステップＳ１１で報知された報知情報に含まれるプリアンブル情報とに基づいて、正しいＰＩＤを推定する。正しいＰＩＤを推定すると、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６において、算出部１９は、タイミングアドバンス（ＴＡ）を算出する。算出部１９は、ステップＳ１４から直接ステップＳ１６に移行した場合には、ステップＳ１３で検出されたランダムアクセスプリアンブルのＰＩＤに基づいて、ＴＡを算出する。算出部１９は、ステップＳ１４からステップＳ１５を経てステップＳ１６に移行した場合には、ステップＳ１５で推定したＰＩＤに基づいて、ＴＡを算出する。ＴＡを算出すると、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７において、基地局側制御部１４は、ステップＳ１３で検出されたＰＩＤまたはステップＳ１５で推定されたＰＩＤと、ステップＳ１６で算出されたＴＡとを含むランダムアクセス応答メッセージを、基地局側アンテナ１１および基地局側送信部１２を介して移動端末装置２に送信する。ランダムアクセス応答メッセージを送信すると、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８において、基地局側制御部１４は、基地局側アンテナ１１および基地局側受信部１３を介して、移動端末装置２からＲＲＣ接続要求メッセージを受信したか否かを判断する。ステップＳ１８において、ＲＲＣ接続要求メッセージを受信したと判断された場合は、ステップＳ１９に移行し、ＲＲＣ接続要求メッセージを受信していないと判断された場合は、受信するまで待機する。

ステップＳ１９において、基地局側制御部１４は、コンテンションレゾリューションメッセージおよびＲＲＣ接続セットアップメッセージを、基地局側アンテナ１１および基地局側送信部１２を介して移動端末装置２に送信する。コンテンションレゾリューションメッセージおよびＲＲＣ接続セットアップメッセージを送信すると、全ての処理手順を終了する。

図８は、ランダムアクセス処理に関する移動端末装置２の処理手順を示すフローチャートである。図８に示す各処理は、移動端末装置２の端末側制御部２４、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５およびタイミング調整部２６によって実行される。図８に示すフローチャートの処理は、移動端末装置２のユーザによって、通信開始指示が移動端末装置２に入力されると開始され、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１において、端末側制御部２４は、端末側アンテナ２１および端末側受信部２３を介して、基地局装置１から、プリアンブル情報、具体的にはプリアンブル情報を含む報知情報を受信したか否かを判断する。ステップＳ２１において、プリアンブル情報を受信したと判断された場合は、ステップＳ２２に移行し、プリアンブル情報を受信していないと判断された場合は、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２２において、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、基地局装置１から受信したプリアンブル情報に基づいて、予め用意されている複数のランダムアクセスプリアンブルのうち、選択可能プリアンブル群のプリアンブルの中から、１つのプリアンブルを選択する。

具体的には、プリアンブル情報が、選択可能プリアンブル群が偶数のＰＩＤのプリアンブル群であることを示す情報である場合には、ステップＳ２２において、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、予め用意されている複数のプリアンブルのうち、偶数のＰＩＤのプリアンブルの中から、任意のプリアンブルを選択する。

プリアンブル情報が、選択可能プリアンブル群が奇数のＰＩＤのプリアンブル群であることを示す情報である場合には、ステップＳ２２において、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、予め用意されている複数のプリアンブルのうち、奇数のＰＩＤのプリアンブルの中から、任意のプリアンブルを選択する。ランダムアクセスプリアンブルを選択すると、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２１からステップＳ２３に移行した場合には、ステップＳ２３において、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、移動端末装置２が選択可能なプリアンブルとして予め用意されている複数のランダムアクセスプリアンブルの中から、任意のプリアンブルを選択する。任意のランダムアクセスプリアンブルを選択すると、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４において、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、ステップＳ２２またはステップＳ２３で選択したランダムアクセスプリアンブルを、端末側アンテナ２１および端末側送信部２２を介して基地局装置１に送信する。

ステップＳ２５において、端末側制御部２４は、端末側アンテナ２１および端末側受信部２３を介して、基地局装置１からランダムアクセス応答メッセージを受信したか否かを判断する。ステップＳ２５において、ランダムアクセス応答メッセージを受信したと判断された場合は、ステップＳ２６に移行し、ランダムアクセス応答メッセージを受信していないと判断された場合は、受信するまで待機する。

ステップＳ２６において、タイミング調整部２６は、受信したランダムアクセス応答メッセージに含まれるＴＡに基づいて、端末側送信部２２からの無線周波数信号の送信タイミングを調整する。送信タイミングを調整すると、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７において、ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部２５は、タイミング調整部２６によって調整された送信タイミングで、ＲＲＣ接続要求メッセージを、端末側アンテナ２１および端末側送信部２２を介して基地局装置１に送信する。

ステップＳ２８において、端末側制御部２４は、端末側アンテナ２１および端末側受信部２３を介して、コンテンションレゾリューションメッセージおよびＲＲＣ接続セットアップメッセージを受信したか否かを判断する。ステップＳ２８において、コンテンションレゾリューションメッセージおよびＲＲＣ接続セットアップメッセージを受信したと判断された場合は、ステップＳ２９に移行し、コンテンションレゾリューションメッセージおよびＲＲＣ接続セットアップメッセージのいずれか、または両方を受信していないと判断された場合は、両方を受信するまで待機する。

ステップＳ２９において、端末側制御部２４は、基地局装置１との通信を開始する。基地局装置１との通信を開始すると、全ての処理手順を終了する。

図９は、ＴＡの算出方法を説明するための図である。図９に示すピークは、下り送信タイミングと、ランダムアクセスプリアンブルの検出タイミングとの相関を示す相関ピークである。ＴＡは、各個別時間窓の開始点と相関ピークの位置との時間間隔として求められる。

図１０は、正しいＰＩＤを推定する方法を説明するための図である。前述の図７のステップＳ１４において、ステップＳ１３で検出部１６によって検出されたプリアンブルのＰＩＤが正しくないと判断された場合、ステップＳ１５において、推定部１８によって、正しいＰＩＤが推定される。推定部１８は、ＴＡの値を使って、正しいＰＩＤを推定する。

ＴＡの値には、範囲がある。このＴＡの範囲を、たとえば０〜１００とする。この範囲内の整数値が、ＴＡの値となる。選択可能プリアンブル群として、前述の図４に示すように奇数のＰＩＤのプリアンブル群が設定された場合に、たとえば、ＰＩＤ＝３０のプリアンブルが検出されたとする。

このとき、推定部１８は、ＴＡの値が０以上４９以下であれば、正しいＰＩＤを「３１」と推定し、ＴＡの値が５０以上１００以下であれば、正しいＰＩＤを「２９」と推定する。図１０に示す例では、ＰＩＤ＝３０のプリアンブルのＴＡの値が２０となっているので、推定部１８は、正しいＰＩＤを「３１」と推定する。

また、選択可能プリアンブル群として、前述の図５に示すように偶数のＰＩＤのプリアンブル群が設定された場合に、たとえば、ＰＩＤ＝３１のプリアンブルが検出されたとする。このとき、推定部は、ＴＡの値が０以上４９以下であれば、正しいＰＩＤを「０」と推定し、ＴＡの値が５０以上１００以下であれば、正しいＰＩＤを「３０」と推定する。図１０に示す例では、ＰＩＤ＝３１のプリアンブルのＴＡの値が６０となっているので、推定部１８は、正しいＰＩＤを「３０」と推定する。

他のＰＩＤが検出された場合も同様にして、推定部１８によって、正しいＰＩＤを推定することができる。ＴＡの値の範囲は、０〜１００に限定されるものではなく、任意に設定可能である。推定部１８は、ＴＡの値が、ＴＡの値の範囲の半分以下の場合には、検出されたＰＩＤの１つ前のＰＩＤを、正しいＰＩＤとして推定する。推定部１８は、ＴＡの値が、ＴＡの値の範囲の半分を超える場合には、検出されたＰＩＤの１つ後のＰＩＤを、正しいＰＩＤとして推定する。

以上のように本実施の形態によれば、予め用意される複数のプリアンブルのうち、移動端末装置２が選択可能なプリアンブルの群である選択可能プリアンブル群を示すプリアンブル情報が、報知部１５によって移動端末装置２に報知される。このプリアンブル情報に基づいて、検出部１６で検出されたＰＩＤが正しいか否かが判断部１７によって判断される。検出部１６で検出されたＰＩＤが正しくないと判断部１７で判断されると、推定部１８によって、正しいＰＩＤが推定される。したがって、プリアンブルの誤検出を抑制することができる。

また本実施の形態では、算出部１９は、検出されたＰＩＤが正しい場合には、検出されたＰＩＤに基づいてＴＡを算出し、検出されたＰＩＤが正しくない場合には、推定部１８で推定されたＰＩＤに基づいてＴＡを算出する。したがって、より正確なＴＡの値を算出することができる。

また本実施の形態では、プリアンブル情報は、プリアンブルインデックスで表されるので、判断部１７によって、プリアンブルが正しいか否かを容易に判断することができる。特に本実施の形態では、偶数の群と奇数の群とに分けて、一方の群を選択可能プリアンブル群として報知するので、判断部１７によって、プリアンブルが正しいか否かをより容易に判断することができる。

また本実施の形態の通信システム３は、前述のようにプリアンブルの誤検出を抑制することができる基地局装置１と、移動端末装置２とを備えて構成される。したがって、本実施の形態では、基地局装置１と移動端末装置２との間で、正確に信号の送受を行うことができる。

以上のように本実施の形態の基地局装置１は、予め用意される複数のプリアンブルを、偶数のＰＩＤの群と奇数のＰＩＤの群との２つに分けて、一方の群を選択可能プリアンブル群として報知するように構成されている。基地局装置１は、これに限定されず、予め用意される複数のプリアンブルを３つ以上の群に分けて、そのうちのいずれか１つの群を選択可能プリアンブル群として報知するように構成されてもよい。この場合、判断部１７は、検出部１６で検出されたＰＩＤが、選択可能プリアンブル群として報知された群に属するか否かを判断し、属すると判断すると、検出部１６で検出されたＰＩＤが正しいと判断し、属さないと判断すると、検出部１６で検出されたＰＩＤが正しくないと判断するように構成されればよい。

１基地局装置、２，２ａ，２ｂ移動端末装置、３通信システム、１２基地局側送信部、１３基地局側受信部、１４基地局側制御部、１５報知部、１６検出部、１７判断部、１８推定部、１９算出部、２２端末側送信部、２３端末側受信部、２４端末側制御部、２５ＰＲＡＣＨ／ＭＳＧ３生成部、２６タイミング調整部。

Claims

予め用意される複数のランダムアクセスプリアンブルを複数の群に分け、前記複数の群のうち、いずれか１つの群を、移動端末装置が選択可能なランダムアクセスプリアンブルの群である選択可能プリアンブル群とし、前記選択可能プリアンブル群を示すプリアンブル情報を含む報知情報を移動端末装置に報知する報知手段と、
前記ランダムアクセスプリアンブルを前記移動端末装置から受信すると、受信した前記ランダムアクセスプリアンブルについて、前記ランダムアクセスプリアンブルを識別する情報である識別情報を検出する検出手段と、
前記プリアンブル情報に基づいて、前記検出手段によって検出された前記識別情報が、正しいか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって、前記検出手段で検出された前記識別情報が正しくないと判断されると、正しい識別情報を推定する推定手段とを備えることを特徴とする基地局装置。
前記ランダムアクセスプリアンブルの受信タイミングに基づいて、前記移動端末装置の送信タイミングの遅延量に関する遅延情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記遅延情報を、前記移動端末装置に送信する送信手段とを備え、
前記取得手段は、
前記判断手段によって、前記検出手段で検出された前記識別情報が正しいと判断されると、前記検出手段で検出された前記識別情報に基づいて、前記遅延情報を取得し、
前記判断手段によって、前記検出手段で検出された前記識別情報が正しくないと判断され、前記推定手段によって正しい識別情報が推定されると、前記推定手段によって推定された識別情報に基づいて、前記遅延情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記プリアンブル情報は、前記識別情報を表す識別番号であるプリアンブルインデックスで表されることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局装置。
前記プリアンブルインデックスは、整数で表され、
前記複数の群は、偶数のプリアンブルインデックスのランダムアクセスプリアンブルを含む偶数群と、奇数のプリアンブルインデックスのランダムアクセスプリアンブルを含む奇数群との２つであり、
前記報知手段は、前記偶数群および前記奇数群のうちの一方の群を示す前記プリアンブル情報を、前記選択可能プリアンブル群を示すプリアンブル情報として報知し、
前記検出手段は、前記識別情報として、前記プリアンブルインデックスを検出し、
前記判断手段は、
前記検出手段によって検出された前記プリアンブルインデックスが、前記一方の群の前記プリアンブルインデックスであると判断すると、前記検出手段によって検出された前記プリアンブルインデックスが正しいと判断し、
前記検出手段によって検出された前記プリアンブルインデックスが、前記偶数群および前記奇数群のうちの他方の群の前記プリアンブルインデックスであると判断すると、前記検出手段によって検出された前記プリアンブルインデックスが正しくないと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基地局装置。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の基地局装置と、
前記基地局装置と無線通信可能な移動端末装置とを備えることを特徴とする通信システム。