JP5036305B2 - 通信端末装置及び通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信端末装置及び通信方法に関する。
従来、無線通信システムでは、携帯電話等の通信端末装置が無線通信を開始するに際して、基地局装置から周期的に送信されるパイロット信号を通信端末装置が受信し、その受信品質に基づいてオープンループによる送信電力制御(OL−TPC)したアクセス要求信号をランダムアクセスチャネル(RACH:Random Access Channel)を用いて基地局装置に送信する。そして、基地局装置がこのアクセス要求信号を受信したときに前記通信端末装置に対してアクセス許可信号を送信するようになっている。
図1に、従来の無線通信システムの構成を模式的に示す。図1に示す無線通信システムは、基地局装置11と複数の通信端末装置12とを含んで構成される。また、複数の通信端末装置12について、基地局装置11の近くに位置し受信状態の良いものを通信端末装置12−1とする。また、基地局装置11による通信エリアの境界、即ち、セルエッジ付近に位置するものを通信端末装置12−2とする。
図2に、通信端末装置12が無線通信を開始するに際して、通信端末装置12と基地局装置11との間で送受信される無線信号を時系列で示す。図2に示すように、先ず、基地局装置11が下り回線における共通パイロットチャネル(CPICH:Common Pilot Channel)を用いて複数の通信端末装置12に向けて一定の電力でパイロット信号を送信する。
次いで、通信端末装置12は、このパイロット信号を受信したときに、その受信品質(図2ではCPICHにおけるパイロット信号の受信電力)に対応付けられた送信電力で上り回線におけるランダムアクセスチャネル(RACH:Random Access Channel)を用いて基地局装置11に対してアクセス要求信号を送信する。このRACHのサブチャネルとして使用できるリソース、例えば、タイミング、拡散コード及びサブキャリア等は予め決められており、通信端末装置12は、アクセス要求信号の送信に際して、その決められたリソースの中から1つをランダムに選択するようになっている。
続いて、基地局装置11は、このアクセス要求信号を受信したときに、フォワードアクセスチャネル(FACH:Forward Access Channel)を用いて通信端末装置12に向けて一定の電力でアクセス許可信号を送信する。続いて、通信端末装置12は、このアクセス許可信号を受信したときに、上り回線におけるデータチャネルを用いて基地局装置11に対して前記パイロット信号の受信品質に対応付けられた送信電力でデータパケットを送信する。なお、図2において、各チャネルにおける下向きの矢印は下り回線であることを、上向きの矢印は上り回線であることをそれぞれ示す。
また、このような従来の技術の他に、通信端末装置12が、先ず基地局装置11に対して送信電力を徐々に上げながら、プリアンブルと呼ばれる短いパケットを送信し、基地局装置11がこのプリアンブルを検出したときに、通信端末装置12が基地局装置11に対してアクセス要求信号を送信する技術も開発されている(例えば、特許文献1参照)。
特表2002−528997号公報
しかしながら、図2に示すような従来の技術では、複数の通信端末装置12がそれぞれ、CPICHにおけるパイロット信号を同時に受信し、アクセス要求信号を送信するRACHのサブチャネルをランダムに選択するため、複数の通信端末装置12が同一のサブチャネルでアクセス要求信号を送信して、基地局装置11がそれらのアクセス要求信号を受信できなくなるおそれがある。
基地局装置11が通信端末装置12からのアクセス要求信号を受信できない場合には、基地局装置11から通信端末装置12にアクセス許可信号が送信されないため、通信端末装置12は、アクセス要求信号の送信から所定時間経過した後に、先に送信したアクセス要求信号が基地局装置11に受信されなかったと判定して、所定のバックオフ時間の経過時に、基地局装置11に対して再度アクセス要求信号を送信する。つまり、このような従来の技術では、複数の通信端末装置12からRACHを用いて送信されるアクセス要求信号がコリジョンによって基地局装置に受信されなくなるおそれがあり、また通信端末装置12が先に送信したアクセス要求信号が基地局装置11に受信されたか判定するまでに時間を要し、さらに通信端末装置12がアクセス要求信号を再送信するまでに所定のバックオフ時間が設定されることから、通信端末装置12が無線通信を開始するまでに要する時間が長期化して、無線通信システムにおけるスループットが低下する問題がある。
また、このような従来の技術では、セルエッジ付近に位置する通信端末装置12−2からアクセス要求信号が大電力で複数回送信されることになるため、そのアクセス要求信号が隣接する他セルにおいて干渉信号となる問題がある。
さらに、このような従来の技術では、基地局装置11がアクセス要求信号を受信したときに、そのアクセス要求信号を送信した通信端末装置12の位置を確認できないため、基地局装置11は、自セル内に位置する全ての通信端末装置12がアクセス許可信号を受信できるように、FACHを用いて送信されるアクセス許可信号を送信電力制御することなく大電力で送信することから、上記同様にアクセス許可信号が隣接する他セルにおいて干渉信号となる問題がある。
また、特許文献1に記載された技術では、通信端末装置12が基地局装置11に対してプリアンブルを用いて求めた必要十分な電力でアクセス要求信号を送信することになるため、セルエッジ付近に位置する通信端末装置12−2から送信されるアクセス要求信号が隣接する他セルにおいて干渉信号となる問題は改善できるものの、上記アクセス要求信号のコリジョンの発生に由来するスループット低下の問題、並びに基地局装置11の送信するアクセス許可信号が隣接する他セルにおいて干渉信号となる問題については、何ら改善されない。
本発明の目的は、自セル内の複数の通信端末装置から同時にアクセス要求信号が送信されても、それらのコリジョンを回避して、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止し、かつ、自セルにおけるスループットを改善する通信端末装置及び通信方法を提供することである。
本発明に係る通信端末装置は、基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信部と、受信された前記パイロット信号の受信電力を測定する測定部と、それぞれが、前記基地局装置との通信を開始する際の競合チャネルを用いた初期アクセスのために用いられる複数のコードを含む複数のグループであって、それぞれ、異なる前記受信電力及びスループットに関連付けられた前記複数のグループの中から、測定された前記受信電力及びループットに応じて、一つのグループを選択する選択部と、選択された前記グループに含まれる前記複数のコードの中から、ランダムに選択したコードを使用して、前記基地局装置への初期アクセスのための送信を実行する送信部と、を有し、ランダムに選択された前記コードは、前記基地局装置に対して前記受信電力を示す、構成を採る。
本発明によれば、自セル内の複数の通信端末装置から同時にアクセス要求信号が送信されても、それらのコリジョンを回避して、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止し、かつ、自セルにおけるスループットを改善することができ、また、アクセス許可信号の送信電力を制御して自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(実施の形態1)
図3に、本発明の実施の形態1に係る無線通信システムの構成を模式的に示す。本実施の形態に係る無線通信システムは、複数の通信端末装置200及び基地局装置300を含んで構成される。この無線通信システムでは、複数の通信端末装置200が、基地局装置300から、例えばCPICHで、送信されるパイロット信号の受信品質を基準にして3つの等級に区分される。以下、この受信品質の良い方から順に、グループ1、グループ2
及びグループ3と称する。また、グループ1に属するものを通信端末装置200−1と、グループ2に属するものを通信端末装置200−2と、グループ3に属するものを通信端末装置200−3と、表記する。従って、この無線通信システムにおけるセルエッジ付近に存在する通信端末装置200は、グループ3に属することになる。
図4は、本発明の実施の形態1に係る通信端末装置200の構成を示すブロック図である。通信端末装置200は、受信無線部201、チャネル分離部202、復調部203、復号部204、受信品質測定部205、使用サブチャネル選択部206、符号化部207、変調部208、サブチャネル割当部209、送信電力制御部211、送信無線部212及びアンテナ素子213を具備する。
受信無線部201は、後述する基地局装置300からCPICHで送信されたパイロット信号及びFACHで送信されたアクセス許可信号等をアンテナ素子213を介して受信し、それらの受信信号に周波数変換及びアナログ/ディジタル変換等の所定の受信処理を施し、受信処理後の受信信号をチャネル分離部202に入力する。
チャネル分離部202は、受信無線部201から入力された受信信号について使用されたチャネルを判別し、判別したチャネルがCPICHであれば、その受信信号、即ち、パイロット信号を受信品質測定部205に入力する。一方で、CPICH以外、即ち、FACH等であれば、その受信信号を復調部203に入力する。
復調部203は、チャネル分離部202から入力された受信信号を所定の方式で復調し、復調後の受信信号を復号部204に入力する。
復号部204は、復調部203から入力された受信信号を所定の方式で復号して受信データを生成し、生成した受信データを図示しない制御部等に入力する。
受信品質測定部205は、チャネル分離部202から入力されたパイロット信号の受信品質、例えば、信号電力対干渉電力比(SIR:Signal-to-Interference power Ratio)や受信電力レベルを測定し、その測定結果を使用サブチャネル選択部206及び送信電力制御部211にそれぞれ通知する。
使用サブチャネル選択部206は、等級化されたパイロット信号の受信品質とその各等級に割り当てられたサブチャネルとの「対応表」を備えている。そして、この対応表に基づいて、受信品質測定部205から通知されたパイロット信号の受信品質の測定結果に対応付けられたRACHのサブチャネル群を選定し、選定されたサブチャネル群の中からアクセス要求信号の送信に使用するサブチャネルを1つランダムに選択する。使用サブチャネル選択部206は、選択したサブチャネルをサブチャネル割当部209に通知する。なお、この等級化されたパイロット信号の受信品質とその各等級に割り当てられたRACHのサブチャネルとを示す対応表については、後述する。
符号化部207は、図示しない制御部等から入力された送信データを所定の方式で符号化して送信信号を生成し、生成した送信信号を変調部208に入力する。
変調部208は、符号化部207から入力された送信信号を所定の方式で変調し、変調後の送信信号をサブチャネル割当部209に入力する。
サブチャネル割当部209は、無線通信の開始に際し、図示しない制御部等から入力されたアクセス要求信号に対して、使用サブチャネル選択部206から通知されたRACHのサブチャネルで送信するために所定のリソースを割り当てる。この所定のリソースとし
ては、タイミング、拡散コード又はマルチキャリア信号におけるサブキャリア等が例示される。そして、サブチャネル割当部209は、所定のリソースを割り当てたアクセス要求信号を所定のタイミングで送信電力制御部211に入力する。また、サブチャネル割当部209は、アクセス要求信号を送信電力制御部211に入力してから所定時間内に、基地局装置300からアクセス許可信号が送信されてこないときには、所定のバックオフ時間の経過時に、再びアクセス要求信号に対して使用サブチャネル選択部206から通知されたRACHのサブチャネルを割り当て、割り当てたアクセス要求信号を送信電力制御部211に入力する。一方で、サブチャネル割当部209は、アクセス要求信号を送信電力制御部211に入力してから所定時間内に、基地局装置300からアクセス許可信号が送信されてきたときには、そのアクセス許可信号によって指定されたデータチャネルで変調部208から入力された送信信号を送信するため、その送信信号に所定のリソースを割り当てて、所定のタイミングで送信電力制御部211にその送信信号を入力する。
送信電力制御部211は、サブチャネル割当部209から入力されたアクセス要求信号又は送信信号を、受信品質測定部205から通知されたパイロット信号の受信品質の測定結果に対応付けられた電力となるように増幅し、増幅後のアクセス要求信号又は送信信号を送信無線部212に入力する。
送信無線部212は、送信電力制御部211から入力されたアクセス要求信号又は送信信号に対して、ディジタル/アナログ変換や周波数変換等の所定の送信処理を施した後に、アンテナ素子213を介して基地局装置300に無線送信する。
図5は、本発明の実施の形態1に係る基地局装置300の構成を示すブロック図である。基地局装置300は、受信無線部301、RACH検出部302、復調部303、復号部304、所要送信電力算出部305、符号化部306、変調部307、送信電力制御部308、多重部309、送信無線部311及びアンテナ素子312を具備する。
受信無線部301は、通信端末装置200からRACHで送信されたアクセス要求信号及びデータチャネルで送信された送信信号をアンテナ素子312を介して受信し、それらの受信信号に周波数変換やアナログ/ディジタル変換等の所定の受信処理を施し、受信処理後の受信信号をRACH検出部302に入力する。
RACH検出部302は、受信無線部301から入力された受信信号についてアクセス要求信号を検出し、アクセス要求信号が検出されたときには、そのアクセス要求信号を所要送信電力算出部305に入力し、一方でアクセス要求信号が検出されないときには、受信信号に通常のデータ信号のみが含まれると判断して、その受信信号を復調部303に入力する。
復調部303は、RACH検出部302から入力された受信信号に所定の方式で復調処理を施し、復調後の受信信号を復号部304に入力する。
復号部304は、復調部303から入力された受信信号を所定の方式で復号して受信データを生成し、生成した受信データを図示しない制御部等に入力する。
所要送信電力算出部305は、RACH検出部302から入力されたアクセス要求信号について、その送信に使用されたRACHのサブチャネルを判定する。所要送信電力算出部305は、使用サブチャネル選択部206が備える対応表を有しており、この対応表に基づいて、判定されたRACHのサブチャネルから通信端末装置200におけるパイロット信号の受信品質を把握する。また、所要送信電力算出部305は、判定されたサブチャネルとアクセス許可信号の送信電力とを対応付けた「換算表」も有しており、この換算表
を用いて、判定されたRACHのサブチャネルに対応付けられた送信電力を算出し、算出した送信電力を送信電力制御部308に通知する。なお、この換算表については、後述する。
符号化部306は、図示しない制御部等から入力されたアクセス許可信号又は送信データに対して、所定の方式で符号化処理を施して送信信号を生成し、生成した送信信号を変調部307に入力する。
変調部307は、符号化部306から入力された送信信号を所定の方式で変調し、変調後の送信信号を送信電力制御部308に入力する。
送信電力制御部308は、変調部307から入力された送信信号を、所要送信電力算出部305から通知された電力に増幅し、増幅後の送信信号を多重部309に入力する。
多重部309は、図示しない制御部等からパイロット信号を定期的に入力され、このパイロット信号が入力されるタイミングにおいて、送信電力制御部308から入力された送信信号にこのパイロット信号を多重し、多重後の送信信号を送信無線部311に入力する。なお、多重部309は、パイロット信号が入力されないタイミングでは、送信電力制御部308から入力された送信信号をそのまま送信無線部311に通過させる。
送信無線部311は、多重部309から入力された送信信号に対して、ディジタル/アナログ変換や周波数変換等の送信処理を施し、送信処理後の送信信号をアンテナ素子312を介して通信端末装置200に無線送信する。
次いで、通信端末装置200及び基地局装置300の動作について、図6〜図13を用いて具体的に説明する。
図6に、通信端末装置200がRACHのサブチャネルのリソースとして拡散コードを使用する場合において、パイロット信号の受信品質を基準として等級化されたグループ1、グループ2又はグループ3に対する拡散コードの割り当て態様を示す。図6では、パイロット信号の受信品質が最も良いグループ1には2つの拡散コード#1、#2が割り当てられ、その受信品質が中位のグループ2には3つの拡散コード#3、#4、#5が割り当てられ、その受信品質が最も悪いグループ3には使用可能な残り全ての拡散コード#6〜#n(nは10以上の自然数)が割り当てられている。
また、図7に、通信端末装置200がRACHのサブチャネルのリソースとしてマルチキャリア信号におけるサブキャリアを使用する場合において、パイロット信号の受信品質を基準として等級化されたグループ1、グループ2又はグループ3に対するサブキャリアの割り当て態様を示す。図7では、パイロット信号の受信品質が最も良いグループ1には2つのサブキャリア#1、#2が割り当てられ、その受信品質が中位のグループ2には3つのサブキャリア#3、#4、#5が割り当てられ、その受信品質が最も悪いグループ3には使用可能な残り全てのサブキャリア#6〜#n(nは10以上の自然数)が割り当てられている。
また、図8に、通信端末装置200がRACHのサブチャネルのリソースとしてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号のシンボルを使用する場合において、パイロット信号の受信品質を基準として等級化されたグループ1、グループ2又はグループ3に対するOFDM信号のシンボルの割り当て態様を示す。図8では、パイロット信号の受信品質が最も良いグループ1には最初の2つのOFDM信号のシンボルが割り当てられ、その受信品質が中位のグループ2には続く3つのOFDM信号のシンボルが割
り当てられ、その受信品質が最も悪いグループ3には使用可能な残り全てのOFDM信号のシンボルが割り当てられている。なお、RACHのサブチャネルのリソースを通信方式で規格されたタイムスロットとしても、OFDM信号のシンボルと同様に割り当てることができる。
図9に、使用サブチャネル選択部206が備える対応表の一例を示す。この対応表では、受信品質測定部205によるパイロット信号の受信品質としての受信SIRの測定結果が15dB以上の場合をグループ1とし、5〜15dBの場合をグループ2とし、−3〜5dBの場合をグループ3としている。図9に示すグループ1、グループ2及びグループ3にはそれぞれ、図6〜図8に示すような態様でRACHのサブチャネルが割り当てられている。従って、使用サブチャネル選択部206は、この対応表に基づいて、受信品質測定部205から通知されたパイロット信号の受信品質の測定結果に対応して図6〜図8に示すような態様で割り当てられたRACHのサブチャネルを選定し、選定された複数のサブチャネルの中からアクセス要求信号の送信に使用するサブチャネルを1つランダムに選択する、ことになる。なお、図9に示す対応表では、受信品質測定部205によるパイロット信号の受信品質の測定結果が−3dB未満の場合がいずれのグループにも対応付けされていない。これは、パイロット信号の受信品質の測定結果が−3dB未満であれば伝搬路状況が劣悪に過ぎるため、通信端末装置200がアクセス要求信号を送信しても基地局装置300に受信されないおそれが高いことから、隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止するため、通信端末装置200が不必要なアクセス要求信号の送信を行わないようにするものである。なお、この場合、通信端末装置200は、伝搬路上におけるフェージング又はシャドウイング等による減衰が回復して、パイロット信号の受信品質の測定結果が−3dB以上になれば、基地局装置300にアクセスすることができる。
また、図10に、所要送信電力算出部305が有する換算表の一例を示す。この換算表は図9に示す対応表と相関があり、通信端末装置200におけるアクセス許可信号の所要受信SIRが0dBと仮定して、基地局装置300におけるアクセス許可信号の送信電力がパイロット信号の送信電力を基準としてデシベルで表現されている。具体的には、グループ1については、通信端末装置200−1におけるパイロット信号の受信品質の測定結果が15dB以上であることから、通信端末装置200−1におけるアクセス許可信号の受信品質が0dB以上となるように、基地局装置300におけるアクセス許可信号の送信電力はパイロット信号の送信電力を基準として−15dBに設定される。同様に、グループ2については、通信端末装置200−2におけるパイロット信号の受信品質の測定結果が5dB以上であることから、基地局装置300におけるアクセス許可信号の送信電力はパイロット信号の送信電力を基準として−5dBに設定される。同様に、グループ3については、通信端末装置200−3におけるパイロット信号の受信品質の測定結果が−3dB以上であることから、基地局装置300におけるアクセス許可信号の送信電力はパイロット信号の送信電力を基準として3dBに設定される。
図11に、グループ1に属する通信端末装置200−1が通信開始に際して基地局装置300との間で送受信する無線信号を時系列で示す。同様に、図12にグループ2に属する通信端末装置200−2が通信開始に際して基地局装置300との間で送受信する無線信号を、また図13にグループ3に属する通信端末装置200−3が通信開始に際して基地局装置300との間で送受信する無線信号を、時系列で示す。なお、図11〜図13では、パイロット信号の受信品質としてその受信電力レベルを使用する。図11〜図13に示すように、通信端末装置200−1〜200−3はいずれも、パイロット信号の受信品質の測定結果を基準として、RACHで送信するアクセス要求信号及びデータチャネルで送信するデータパケットの送信電力制御を行う。一方で、基地局装置300は、通信端末装置200の使用したRACHのサブチャネルを判定することにより、通信端末装置200におけるパイロット信号の受信品質の測定結果を間接的に把握して、換言すればその通
信端末装置200がグループ1〜3のいずれに属するか把握して、FACHで送信するアクセス許可信号の送信電力制御を行うことになる。従って、図11〜図13を比較すれば、アクセス許可信号を送信するFACHの送信電力がそれぞれ異なっており、かつ、パイロット信号の受信品質が最も低い通信端末装置200−3を示す図13のFACHの送信電力が最も高くなっていることが判る。
このように、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、通信端末装置200がパイロット信号の受信品質の測定結果を等級化して、その各等級に専用のRACHのサブチャネルを予め割り当てておき、実際の測定結果に応じて、アクセス要求信号の送信に使用するRACHのサブチャネルを選択するため、複数の通信端末装置200が同一のRACHのサブチャネルを同時に使用する確率を低下させることができる。その結果、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、アクセス要求信号が基地局装置300に確実に受信されるようになり、アクセス要求信号の再送信回数が減るため、通信端末装置200が無線通信を短期間で開始でき、かつ、自セルにおけるスループットが改善し、かつ、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、基地局装置300が、通信端末装置200−1〜200−3それぞれにおけるアクセス要求信号の受信品質に応じて必要十分な送信電力でアクセス許可信号を送信するため、自セルに隣接する他セルにおいてアクセス許可信号が干渉信号となることを抑制することができる。
また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、通信端末装置200における使用サブチャネル選択部206の備える対応表において、等級化されたパイロット信号の受信品質の上位等級(例えばグループ1)よりも下位等級(例えばグループ3)に多くのサブチャネルが割り当てられているため、セルエッジ付近に位置する通信端末装置200ほど同一のRACHのサブチャネルを同時に使用する確率が低下してアクセス要求信号の再送信回数が減ることから、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を効果的に防止することができる。
また、本実施の形態に係る無線通信システムでは、通信端末装置200における使用サブチャネル選択部206の備える対応表において、等級化されたパイロット信号の受信品質に関し、上位等級よりも下位等級の受信品質の範囲の方が狭くなっている。具体的には、グループ1の受信品質の範囲は15dB以上と上限がなく、グループ2の受信品質の範囲は5〜15dBの10dBとなっており、グループ3の受信品質の範囲は−3〜5dBの8dBとなっている。従って、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、パイロット信号の受信品質の範囲が狭い下位等級ほどより多くのサブチャネルが割り当てられていることになるため、セルエッジ付近に位置する通信端末装置200のアクセス要求信号の再送信回数を一層効果的に減らせることから、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生をより効果的に防止することができる。
なお、本実施の形態について、以下のように変形したり、応用したりしてもよい。
本実施の形態に係る基地局装置300では、所要送信電力算出部305がアクセス要求信号の送信に使用されたRACHのサブチャネルを判定し、判定されたサブチャネルに対応付けられた送信電力を送信電力制御部308に通知する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、所要送信電力算出部305がアクセス要求信号の受信品質を測定する要求信号測定部を具備し、この要求信号測定部によって測定された受信品質と通信端末装置200における所要受信品質、即ち、送信電力制御における目標受信品質とを比較して、それらの受信品質の差が所定値よりも大きければ、RACHのサブチャネルに対応付けられた送信電力を増減し、増減後の送信電力を送信電力制
御部308に通知するようにしてもよい。
この所要送信電力算出部305におけるアクセス許可信号の送信電力の算出は、アクセス要求信号の受信品質に基づくクローズドループによる算出であるため、通信端末装置200においてパイロット信号の受信からアクセス要求信号の送信までに時間を要する場合、或いは伝搬路状況の変化が速い場合等には、クローズドループによる送信電力の算出では、算出された送信電力に実際の伝搬路状況が的確に反映されていないおそれがある。そこで、所要送信電力算出部305において、クローズドループによる送信電力の算出に加えて、アクセス要求信号の受信品質を測定するオープンループによる送信電力の算出を行えば、アクセス許可信号の送信電力制御を一層正確に行うことができるようになる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2では、基地局装置がRACHの使用リソースに基づいてFACHに対して符号化率及び変調方式を適応的に変化させる場合について説明する。なお、本実施の形態に係る通信端末装置の構成は、図4と同じなので、図4を援用して説明する。
図14は、本発明の実施の形態2に係る基地局装置400の構成を示すブロック図である。基地局装置400は、受信無線部301、RACH検出部302、復調部303、復号部304、適応制御部413、符号化部406、変調部407、多重部309、送信無線部311及びアンテナ素子312を具備する。
適応制御部413は、RACH検出部302から入力されたアクセス要求信号について、その送信に使用されたRACHのサブチャネルを判定し、判定されたサブチャネルとアクセス許可信号の送信パラメータ、即ち、変調方式と符号化率のセットとを対応付けた換算表を用いて、変調方式及び符号化率を設定し、設定した変調方式及び符号化率を符号化部406及び変調部407に入力する。
符号化部406は、図示しない制御部等から入力されたアクセス許可信号又は送信データに対して、適応制御部413から入力された送信パラメータ(符号化率及び変調方式の情報)に従った符号化率又は符号化方法で符号化処理を施して送信信号を生成し、生成した送信信号を変調部407に入力する。
変調部407は、符号化部406から入力された送信信号を適応制御部413から入力された送信パラメータに従った変調方式で変調し、変調後の送信信号を多重部309に入力する。
図15に、適応制御部413が有する換算表の一例を示す。この換算表は図9に示す対応表と相関があり、通信端末装置200における受信品質が高いほど、高い変調レベル及び符号化率となっている。例えば、グループ1では受信品質が15dB以上であるため、所要SIRが15dBである送信パラメータ、つまり受信SIRが15dB以上であれば十分低い誤り率で受信できる最も伝送効率の高い送信パラメータである16QAM、R=3/4を用い、グループ2では、受信SIRが5dB〜15dBであるため、所要SIRが5dBである送信パラメータのQPSK、R=1/2を用いる。グループ3についても同様である。
伝送効率の高い送信パラメータであるほど、基地局装置400はアクセス許可信号の送信を短時間で終わらせることができる。
このように本実施の形態によれば、基地局装置400が、通信端末装置200−1〜200−3それぞれにおけるアクセス要求信号の受信品質に応じて十分に低い誤り率で受信
できる最も伝送効率の高い送信パラメータを用いてアクセス許可信号を送信するため、アクセス許可信号の送信時間を短縮することができ、他セルにおいてアクセス許可信号が干渉信号となることを抑制することができる。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
なお、上記各実施の形態に係る無線通信システムでは、パイロット信号の受信品質の等級に対応させて複数の通信端末装置200を3つのグループに区分する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、さらにグループの数を増やしてもよい。
また、アクセス許可信号は、例えば3GPP規格では、AICH(Acknowledge Indicator Channel)、FACH(Forward Access Channel)、S−CCPCH(Secondary-Common Control Physical Channel)、HS−SCCH(High Speed-Shared Control Channel)、DPCH(Dedicated Physical Channel)を用いて送信してもよい。
また、上記各実施の形態においては、RACHによるアクセス要求、FACHによるアクセス許可を行い、その後データパケットを送信するものとして説明したが、RACHをアクセス要求信号、FACHをアクセス許可信号以外のデータの送信に用いても同様の効果を得ることができる。例えば、短いパケットや遅延要求の厳しいパケット等では、上り回線のデータパケットをRACHで、下り回線のデータパケットをFACHで送信するようにしてもよい。
また、上記各実施の形態におけるRACHは、あらかじめユーザ個別のリソースが割り当てられない競合チャネルであればその他のものでもよい。
また、上記の実施の形態において、受信品質は受信SIRから推定するものとして説明したが、受信SNR、受信CIR、受信SINR、受信CINR、受信電力、干渉電力、ビット誤り率、スループット、所定の誤り率を達成できるMCS(変調方式と符号化率の組み合わせ)、などにより推定してもよい。また、基地局装置はNode B、通信端末装置はUEと表現されることもある。
本発明の第1の態様は、基地局装置と無線通信を行う通信端末装置であって、前記基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信手段と、受信された前記パイロット信号の受信品質を測定する測定手段と、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に応じ
て、前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する選択手段と、選択されたサブチャネルを使用して、前記基地局装置に前記信号を送信する送信手段と、を具備する通信端末装置である。
本発明の第2の態様は、前記発明において、前記送信手段は、ランダムアクセスチャネルを用いて前記信号を送信する通信端末装置である。
本発明の第3の態様は、前記発明において、前記送信手段は、アクセス要求信号を送信する通信端末装置である。
本発明の第4の態様は、前記選択手段は、等級化された受信品質の上位等級よりも下位等級に多くのサブチャネルを割り当てておき、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に対応する等級に割り当てられているサブチャネルの中から前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する通信端末装置である。
本発明の第5の態様は、前記発明において、前記選択手段は、等級化された受信品質について上位等級よりも下位等級の受信品質の範囲を狭くして各等級にサブチャネルを割り当てておき、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に対応する等級に割り当てられているサブチャネルの中から前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する通信端末装置である。
本発明の第6の態様は、通信端末装置と無線通信を行うものであって、前記通信端末装置から送信された信号を受信する受信手段と、受信された前記信号の送信に使用されたサブチャネルを検出する検出手段と、検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力、又は検出された前記サブチャネルに対応付けられた変調方式及び符号化率によって、前記通信端末装置に対して信号を送信する送信手段と、を具備する基地局装置である。
本発明の第7の態様は、前記発明において、前記送信手段は、アクセス許可信号を送信する基地局装置である。
本発明の第8の態様は、前記発明において、前記受信手段によって受信された信号の受信品質を測定する要求信号測定手段を具備し、前記送信手段は、前記要求信号測定手段によって測定された受信品質と送信電力制御における目標受信品質との差に応じて、前記検出手段によって検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力を増減し、増減された送信電力で前記通信端末装置に対して信号を送信する基地局装置である。
本発明の第9の態様は、前記発明において、前記受信手段は、ランダムアクセスチャネルを用いて送信された信号を受信する基地局装置である。
本発明の第10の態様は、通信端末装置及び基地局装置を含んで構成され、前記通信端末装置は、前記基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する端末側受信手段と、受信された前記パイロット信号の受信品質を測定する測定手段と、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に応じて、前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する選択手段と、選択されたサブチャネルを使用して、前記基地局装置に前記信号を送信する端末側送信手段と、を具備し、前記基地局装置は、前記通信端末装置から送信された前記信号を受信する基地局側受信手段と、受信された前記信号の送信に使用されたサブチャネルを検出する検出手段と、検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力で、前記通信端末装置に対して信号を送信する基地局側送信手段と、を具備する無線通信システムである。
本発明の第11の態様は、前記発明において、前記端末側送信手段は、アクセス要求信号を送信する無線通信システムである。
本発明の第12の態様は、前記発明において、前記基地局側送信手段は、アクセス許可信号を送信する無線通信システムである。
本明細書は、2004年6月10日出願の特願2004−173017に基づくものである。この内容は全てここに含めておく。
本発明に係る通信端末装置及び通信方法は、自セル内におけるアクセス要求信号のコリジョンの発生率を低下させることにより、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止し、かつ、自セルにおけるスループットを改善するという効果を有し、無線通信システム等に有用である。
従来の技術に係る無線通信システムの構成を模式的に示す図 従来の技術に係る通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図 本発明の実施の形態1に係る無線通信システムの構成を模式的に示す図 本発明の実施の形態1に係る通信端末装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1においてRACHのサブチャネルとして拡散コードを使用する場合に、パイロット信号の受信品質で区分された各グループに対するRACHのサブチャネルの割当態様の例を示す図 本発明の実施の形態1においてRACHのサブチャネルとしてマルチキャリア信号におけるサブキャリアを使用する場合に、パイロット信号の受信品質で区分された各グループに対するRACHのサブチャネルの割当態様の例を示す図 本発明の実施の形態1においてRACHのサブチャネルとしてOFDM信号のシンボルを使用する場合に、パイロット信号の受信品質で区分された各グループに対するRACHのサブチャネルの割当態様の例を示す図 本発明の実施の形態1においてパイロット信号の受信品質と通信端末装置を区分した各グループとの対応を示す図 本発明の実施の形態1において通信端末装置を区分した各グループとアクセス許可信号の送信電力との対応を示す図 本発明の実施の形態1において通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図 本発明の実施の形態1において通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図 本発明の実施の形態1において通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図 本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態2において通信端末装置を区分した各グループと変調方式及び符号化率のセットとの対応を示す図

Claims (10)

  1. 基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信部と、
    受信された前記パイロット信号の受信電力を測定する測定部と、
    それぞれが、前記基地局装置との通信を開始する際の競合チャネルを用いた初期アクセスのために用いられる複数のコードを含む複数のグループであって、それぞれ、異なる前記受信電力及びスループットに関連付けられた前記複数のグループの中から、測定された前記受信電力及びスループットに応じて、一つのグループを選択する選択部と、
    選択された前記グループに含まれる前記複数のコードの中から、ランダムに選択したコードを使用して、前記基地局装置への初期アクセスのための送信を実行する送信部と、
    を有し、
    ランダムに選択された前記コードは、前記基地局装置に対して前記受信電力を示す、通信端末装置。
  2. 前記受信電力に関連付けられたグループに関する情報が、前記基地局装置と前記通信端末装置との間で共有されている、
    請求項1に記載の通信端末装置。
  3. 前記送信部は、アクセス要求信号の送信を実行する、
    請求項1又は請求項2に記載の通信端末装置。
  4. 前記複数のコードは、前記基地局装置において、前記複数のグループに割り当てられる、
    請求項1から請求項3のいずれかに記載の通信端末装置。
  5. 一定値未満の前記受信電力は、いずれのグループにも関連付けられていない、
    請求項1から請求項4のいずれかに記載の通信端末装置。
  6. 通信端末装置から基地局装置へのランダムアクセスチャネルを用いた通信方法であって、
    前記基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信工程と、
    受信された前記パイロット信号の受信電力を測定する測定工程と、
    それぞれが、前記基地局装置との通信を開始する際の競合チャネルを用いた初期アクセスのために用いられる複数のコードを含む複数のグループであって、それぞれ、異なる前記受信電力及びスループットに関連付けられた前記複数のグループの中から、測定された前記受信電力及びスループットに応じて、一つのグループを選択する選択工程と、
    選択された前記グループに含まれる前記複数のコードの中から、ランダムに選択したコードを使用して、前記基地局装置への初期アクセスのための送信を実行する送信工程と、
    を有し、
    ランダムに選択された前記コードは、前記基地局装置に対して前記受信電力を示す、通信方法。
  7. 前記受信電力に関連付けられたグループに関する情報が、前記基地局装置と前記通信端末装置との間で共有されている、
    請求項6に記載の通信方法。
  8. 前記送信工程は、アクセス要求信号の送信を実行する、
    請求項6又は請求項7に記載の通信方法。
  9. 前記複数のコードは、前記基地局装置において、前記複数のグループに割り当てられる、
    請求項6から請求項8のいずれかに記載の通信方法。
  10. 一定値未満の前記受信電力は、いずれのグループにも関連付けられていない、
    請求項6から請求項9のいずれかに記載の通信方法。
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