JP5117776B2

JP5117776B2 - 端末装置、通信方法、プログラム、プロセッサ、記憶媒体

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Publication number: JP5117776B2
Application number: JP2007175507A
Authority: JP
Inventors: 忠久神山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-07-03
Also published as: JP2009017139A

Description

本発明は、無線通信技術に関し、特にチャネルの割当後に通信する端末装置および基地局装置に関する。

第二世代コードレス電話システムのような移動体通信システムにおいては、図１に示すような論理制御チャネル（以下、「ＬＣＣＨ」という）が規定されており、基地局装置（ＣＳ：ＣｅｌｌＳｔａｔｉｏｎ）は、通信の単位となるタイムスロットを端末装置（ＰＳ：ＰｅｒｓｏｎａｌＳｔａｔｉｏｎ）に割り当てることによって、通信を実行する。従来の論理制御チャネルは、群分け数が８の場合、ひとつのシステム情報のスタートを示す報知用チャネル（以下、「ＢＣＣＨ」という）、８つの着信情報チャネル（以下、「ＰＣＨ」という）、３つのチャネル割当制御チャネル（以下、「ＳＣＣＨ」という）の合計１２のチャネルから構成され、基地局装置は、それぞれのチャネルを２０フレーム間隔で間欠的に送信している（例えば、非特許文献１参照）。また、下段に示すように、ひとつのフレームは、８つのタイムスロットにて構成されている。
ＡＲＩＢＳＴＡＮＤＡＲＤＲＣＲＳＴＤ−２８−１「第二世代コードレス電話システム標準規格」，４．１版，（１／２分冊）

従来のＬＣＣＨの構成では、ＢＣＣＨの送信周期が１２００ｍｓであり、ＳＣＣＨの送受信周期が３００ｍｓである。また、ＢＣＣＨの送信周期は、端末装置における基地局装置の補足の迅速性に関連し、ＳＣＣＨの送受信周期は、チャネル割当の迅速性に関連する。通話開始時のレスポンスを向上させるためには、基地局装置の捕捉を早くするとともに、チャネル割当を早くすることが望まれる。チャネル割当を早くするために、端末装置から送信された信号に対する衝突確率の低下が要求される。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、端末装置から送信された信号に対する衝突確率を低下する技術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、本発明のある態様の端末装置は、基地局装置との通信を確立するために、基地局装置へランダムアクセスにて要求信号を送信する要求部と、要求部において送信した要求信号に対する応答信号を受信した後、基地局装置との通信を実行する通信部とを備える。要求部は、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、少なくともひとつのサブキャリアを選択することによって、要求信号を生成する。

本発明の別の態様は、基地局装置である。この装置は、端末装置との通信を確立するために、端末装置からランダムアクセスにて要求信号を受信する手段と、受信した要求信号に対する応答信号を送信する手段とを含む応答部と、応答部において応答信号を送信した後、端末装置との通信を実行する通信部とを備える。応答部は、要求信号として、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、少なくともひとつのサブキャリアが選択された信号を規定しており、複数の要求信号を受信した場合、要求信号に使用されているサブキャリアをもとに、応答信号を送信すべき端末装置を決定する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、端末装置から送信された信号に対する衝突確率を低下できる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、第二世代コードレス電話システムのように、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ−ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式により複数の端末装置を接続する基地局装置である。図２は、複数の基地局装置で構成されるページングエリアの概念図を示す。図２には第１基地局装置（図中、ＣＳ１と表示）から第８基地局装置（図中、ＣＳ８と表示）が含まれている。図２では、各基地局装置によって形成されるサービスエリアを実線楕円で示す。図２には、第１基地局装置から第４基地局装置で構成されるページングエリア（図中、ＰＡ１と表示）と第５基地局装置から第８基地局装置で構成されるページングエリア（図中、ＰＡ２と表示）が含まれる。ページングエリアでは、位置登録のため一斉の呼出がなされる。

図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における論理制御チャネルであるＬＣＣＨの構成を示す図である。図中、「ＩＲＣＨ」はチャネル割当時に用いる初期レンジング用チャネルであり、機能的には図１における「ＳＣＣＨ」に相当するチャネルとしてもよい。さらに、詳しく説明すると、図３（ａ）に示された「ＩＲＣＨ」の中には、「ＴＣＣＨ」と「ＩＲＣＨ」とが含まれており、「ＴＣＣＨ」は、端末装置から基地局装置へ送信される初期レンジングの要求に相当する。また、「ＩＲＣＨ」は、当該初期レンジングの要求に対する応答に相当する。そのため、「ＴＣＣＨ」は、上り回線の信号であり、「ＩＲＣＨ」は、下り回線の信号である。なお、端末装置からのＴＣＣＨを受信した基地局装置は、レンジングの処理を実行するが、レンジングの処理は公知の技術でよいので、ここでは、説明を省略する。

図３（ａ）に示すひとつのＬＣＣＨは、８つのＰＣＨ、８つのＢＣＣＨ、８つのＩＲＣＨの合計２４のチャネルにより構成される。ＰＣＨはひとつのＴＤＭＡフレーム（以下、「フレーム」という）に配置され、ＢＣＣＨとＩＲＣＨは８つのフレームに配置される。図３（ａ）では、便宜上、ＰＣＨ、ＢＣＣＨ、ＩＲＣＨが配置されたフレームも「ＰＣＨ」、「ＢＣＣＨ」、「ＩＲＣＨ」と示される。また、後述のごとく、フレームは複数のタイムスロットに分割されるが、ここでは、タイムスロットの単位、フレームの単位、８フレームの単位のそれぞれに対して区別せずに、「ＰＣＨ」、「ＢＣＣＨ」、「ＩＲＣＨ」という用語を使用する。また、ひとつのＬＣＣＨに含まれる８つのＰＣＨにおいて着信通知される端末装置は、一般的に異なる。

図３（ｂ）にＰＣＨの構成を示す。図３（ｂ）は、ひとつのフレームの構成を示しており、図示のごとく８つのタイムスロットにて構成されている。また、上り回線の４つのタイムスロットが前半の４つに配置され、下り回線の４つのタイムスロットが後半の４つに配置される。図中、「ＰＡ１」は図２で対応するページングエリアＰＡ１に含まれる第１基地局装置から第４基地局装置までの全ての基地局装置がＰＣＨを一斉に送信していることを表す。つまり、同一のページングエリアに含まれる基地局装置は、同一のタイムスロットにおいて、同一内容のＰＣＨを送信する。このようなタイムスロットは、予め定められているものとする。なお、ＰＣＨに含まれる情報については後述する。「ＰＡ２」も同様である。前述のごとく、ひとつのフレームには、４つの下り回線のタイムスロットが含まれているので、最大４つのページングエリアが、それぞれ別のタイムスロットを使用することによって多重化される。

図３（ｃ）にＢＣＣＨとＩＲＣＨの構成を示す。図２のＣＳ１は、ＰＣＨを送信したタイムスロットとフレーム先頭からの位置が同じタイムスロット（図中、ＣＳ１と表示）で、ＢＣＣＨおよびＩＲＣＨを８フレーム間隔で間欠的に送信する。図２の同じページングエリアに属するＣＳ２は、ＣＳ１が送信した次のフレーム（図中、第２フレーム）のタイムスロットのうち、ＰＣＨを送信したタイムスロットとフレーム先頭からの位置が同じタイムスロット（図中、ＣＳ２と表示）で、ＢＣＣＨおよびＩＲＣＨを８フレーム間隔で間欠的に送信する。

なお、異なるページングエリアに属する基地局装置（図２のＣＳ４からＣＳ８）は、フレームを構成するタイムスロットのうち、ページングエリアＰＡ１に属する基地局装置が利用している次のタイムスロットで、ＢＣＣＨとＩＲＣＨを間欠的に送信する。つまり、ＢＣＣＨとＩＲＣＨとは対応づけられている。このような構成により、ページングエリアは４つ、各ページングエリアに属する基地局装置は８つ、最大３２の基地局装置まで多重することができる。つまり、図３（ｂ）のごとく、各タイムスロットとページングエリアとが対応づけられると、当該対応づけにしたがいながら、各ページングエリアに含まれた複数の基地局装置が、異なったフレームにおいてＢＣＣＨおよびＩＲＣＨを送信する。ここで、同一のページングエリアに含まれる複数の基地局装置は、各基地局装置に付与された識別番号の順に、使用すべきフレームを特定する。

また、ＩＲＣＨが配置されるフレームにおける上り回線のタイムスロットには、前述のごとく、端末装置から基地局装置に送信されるＴＣＣＨが配置される。前述したＩＲＣＨの配置より、ＴＣＣＨのあて先となる基地局装置は、タイムスロットによって特定される。例えば、図示のごとく、下り回線の１番目のタイムスロットが、ＩＲＣＨを送信するためにＣＳ１に割り当てられているとすれば、「ＴＣＣＨ」と示された上り回線の１番目のタイムスロットにて、ＣＳ１へのＴＣＣＨが送信される。

図３（ａ）−（ｃ）に示すＬＣＣＨと図１に示す従来のＬＣＣＨとを比較すると、ＢＣＣＨ送信周期は８５ｍｓであり、基地局装置の捕捉に必要な時間が短縮されている。また、ＩＲＣＨの送受信周期は８５ｍｓであり、チャネル割当の所要時間も短縮されている。このため、従来のＬＣＣＨを用いるのに比べ、通話開始に要する時間を改善することができることから、利用者の利便性を向上させることができ、基地局装置間での高速なハンドオーバを実現することが可能となる。

図４は、ＴＤＭＡフレームの構成を示す。第１の実施の形態に係る通信システムでは、第二世代コードレス電話システムと同様、図４に示すように、上り通信（端末装置から基地局装置）について４つのタイムスロット、下り通信（基地局装置から端末装置）について４つのタイムスロットによってフレームが構成され、さらにフレームが連続して配置されている。本実施の形態においては上り通信と下り通信は対称であるため、以下においては、説明の便宜上、送信側を基地局装置とし、受信側を端末装置とする下り通信のみ説明する。なお、図４に示したフレームの構成は、図３（ｂ）−（ｃ）に示されたフレームの構成に対応する。

基地局装置は、これまで説明したＴＤＭＡに加えて、さらに図５に示すように、ＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）も適用し、ひとつのタイムスロットに複数の端末装置を割り当てる。図５は横軸の方向に時間軸上のタイムスロットの配置を示し、縦軸の方向に周波数軸上のサブチャネルの配置を示す。すなわち、横軸の多重化がＴＤＭＡに相当し、縦軸の多重化がＯＦＤＭＡに相当する。図５には１フレームにおける第１タイムスロット（図中、Ｔ１と表示）から第４タイムスロット（図中、Ｔ４と表示）が含まれている。例えば、図５のＴ１からＴ４は、図４の第５タイムスロットから第８タイムスロットにそれぞれ相当する。

また、図５には各タイムスロットにおける第１サブチャネル（図中、ＳＣ１と表示）から第１６サブチャネル（図中、ＳＣ１６と表示）が含まれている。図５では第１タイムスロットの第２サブチャネルに端末装置Ａが、第２タイムスロットの第２サブチャネルから第４サブチャネルに端末装置Ｂが、第３タイムスロットの第１６サブチャネルに端末装置Ｃが、そして第４タイムスロットの第１３サブチャネルから第１５サブチャネルに端末装置Ｄがそれぞれ割り当てられている。また、図５では第１サブチャネルを制御チャネル専用サブチャネルとして確保しており、図中では第１タイムスロットの第１サブチャネルに割り当てた制御チャネルを第１基地局装置が使用している。つまり、ＳＣ１だけに着目したときのフレームの構成、および複数のフレームの集合が、ＬＣＣＨに相当する。

図６は、図５においてタイムスロットとサブチャネルで特定される無線チャネル（以下、サブチャネルブロック）の構成を示す概念図である。図６の横方向は、時間軸であり、縦方向は、周波数軸を示している。「１」から「２９」の番号は、サブキャリアの番号を示す。このようにサブチャネルは、ＯＦＤＭのマルチキャリア信号によって構成されている。図中、「ＴＳ」は、トレーニングシンボルに相当し、図示しない同期検出用のシンボル「ＳＴＳ」、伝送路特性の推定用シンボル「ＬＴＳ」等の既知信号を含む。「ＧＳ」は、ガードシンボルに相当し、ここに実効的な信号は配置されない。「ＰＳ」はパイロットシンボルに相当し、既知信号によって構成される。「ＳＳ」はシグナルシンボルに相当し、制御用の信号が配置される。「ＤＳ」はデータシンボルに相当し、送信すべきデータである。「ＧＴ」はガードタイムに相当し、実効的な信号は配置されない。

図７は、本発明の第１の実施の形態における移動体通信システム２０の構成を示す概念図である。移動体通信システム２０は基地局装置１と端末装置２を含む。図７では端末装置２で総称される第１端末装置２ａ、第２端末装置２ｂおよび第３端末装置２ｃの３台を図示しているが、２台以下、もしくは４台以上の端末装置が存在してもよい。また、基地局装置１が、図２に示された基地局装置のいずれかに相当する。

図８は、図７の基地局装置１の構成を示す概念図である。基地局装置１は、アンテナ１００、無線部１０１、送信部１０２、変調部１０３、受信部１０４、復調部１０５、ＩＦ部１０６、制御部１０７を含み、制御部１０７は、レンジング処理部１１０、割当部１１２を含む。図８において、アンテナ１００は、無線周波数の信号を送受信する。ここで、無線周波数の信号は、図４から図６に対応する。無線部１０１は、受信処理として、アンテナ１００で受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンド信号を導出し、受信部１０４に出力する。また、無線部１０１は、送信処理として、送信部１０２からのベースバンド信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出し、アンテナ１００に出力する。ベースバンド信号は、一般的に、同相成分と直交成分とによって形成されるので、ふたつの信号線が図示されるべきであるが、図を明瞭にするために、ここでは、ひとつの信号線のみを示すものとする。

送信部１０２は、変調部１０３から送られてきた周波数領域信号を時間領域信号に変換し、無線部１０１に出力する。なお、周波数領域信号から時間領域信号への変換にはＩＦＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅｄＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を利用する。変調部１０３は、ＩＦ部１０６からの入力に対して変調を行い、送信部１０２に出力する。変調方式としては、ＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどを用いる。

受信部１０４は、無線部１０１から送られてきた時間領域信号を周波数領域信号に変換し、復調部１０５に出力する。なお、時間領域信号から周波数領域信号への変換にはＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を利用する。復調部１０５は、受信部１０４からの入力に対して復調を行い、ＩＦ部７に出力する。復調は、変調に対応するものとする。ＩＦ部７は、図示していないネットワークに接続され、受信処理として、復調部１０５において復調した信号を図示していないネットワークに出力する。また、ＩＦ部７は、送信処理として、ネットワークからデータを入力し、これを変調部１０３に出力する。

制御部１０７は、基地局装置１全体のタイミングを制御する。また、制御部１０７は、図３（ａ）に示すＬＣＣＨを構成し、端末装置２に間欠送信する。レンジング処理部１１０は、図５のＳＣ１において、図３（ａ）のごとく、図示しない端末装置２への着信を通知するためのＰＣＨの後段に、本基地局装置１に関する情報を報知するためのＢＣＣＨを配置する。また、レンジング処理部１１０は、ＢＣＣＨの後段に、端末装置からのレンジング要求であるＴＣＣＨを受信すべきタイミングと、ＴＣＣＨに対応したＩＲＣＨを送信すべきタイミングとを配置する。また、レンジング処理部１１０は、以上のＰＣＨ、ＢＣＣＨ、ＴＣＣＨ、ＩＲＣＨ（以下、ＴＣＣＨとＩＲＣＨとの組合せもＩＲＣＨというが、ＩＲＣＨ単独の場合と区別せずに使用する）による組合せを周期的に８回繰り返すことによって、ＬＣＣＨのひとつの周期を形成する。

また、レンジング処理部１１０は、図３（ｂ）のごとく、一斉呼出エリア内の図示しない他の基地局装置１と共通のタイミングにてＰＣＨを報知する。また、レンジング処理部１１０は、図３（ｃ）のごとく、一斉呼出エリア内の他の基地局装置１と時分割多重されたタイミングにてＢＣＣＨの報知、ＴＣＣＨの受信、ＩＲＣＨの送信を実行する。つまり、レンジング処理部１１０は、ひとつの組合せにおいて、ＰＣＨ、ＢＣＨをそれぞれ１回報知し、ＴＣＣＨを１回受信し、ＩＲＣＨを１回送信する。

図９は、ＢＣＣＨのメッセージフォーマットの概念図である。ＢＣＣＨは、メッセージの種別を判別するメッセージ識別子と、論理制御チャネルの構造を規定するパラメータ、例えば、インターバル値、着信群分け、バッテリーセービング周期最大値などを表すＬＣＣＨ構造情報とを含む。図１０は、ＰＣＨのメッセージフォーマットの概念図である。ＰＣＨは、メッセージの種別を判別するメッセージ識別子と、着信があった端末装置の番号とを含む。端末装置２は、ＰＣＨにより着信があった旨の通知を受理すると、そのＰＣＨを送信した基地局装置１に対して初期レンジング要求を行う。図８に戻る。

レンジング処理部１１０は、端末装置２からのＴＣＣＨを受信すると、公知の技術によって、端末装置２の送信電力や送信タイミングを調節する。また、レンジング処理部１１０は、調節の結果が含まれたレンジング応答、例えば、ＩＲＣＨを送信するようなレンジング処理を複数回数繰り返し実行する。このような処理を詳しく説明するために、ここでは、図１１（ａ）−（ｂ）を使用する。図１１（ａ）−（ｂ）は、移動体通信システム２０において段階的な初期レンジングのタイムチャートを示す。ここで、説明の便宜上、フレームに対して前から順に番号を付与しており、フレーム１からフレーム９が「Ｆ１」から「Ｆ９」と示される。また、図面を明瞭にするために、図３（ｃ）に示された各フレームのうち、上り回線と下り回線のそれぞれの最初のタイムスロットのみが示されている。

ここで、図３（ｃ）や図１１（ａ）のごとく、レンジング処理部１１０は、端末装置２からのＴＣＣＨを初回に受信すべきタイミングを予め規定している。つまり、図３（ａ）−（ｃ）における組合せごとに、ＴＣＣＨを初回に受信すべきタイミングが、図示しないＢＣＣＨと対応づけられるように、図１１（ａ）のＦ１のごとく規定されている。さらに、レンジング処理部１１０は、ＩＲＣＨを送信すべきタイミングもＦ１にて規定する。一方、異なった基地局装置１であるＣＳ２がＴＣＣＨを初回に受信すべきタイミングは、Ｆ２のように規定されている。その結果、図示しない端末装置２は、Ｆ１あるいはＦ２を選択することによって、ＴＣＣＨの送信先となる基地局装置１を選択できる。また、レンジング処理部１１０は、各基地局装置１に対するＰＣＨ、ＢＣＣＨが周期的に割り当てられる周波数帯、つまり図５のＳＣ１において、ＴＣＣＨ初回に受信すべきタイミングおよびＩＲＣＨに送信すべきタイミングとを規定する。

ＴＣＣＨは、波形パターンとして複数種類規定されている。つまり、複数のサブキャリアの中から、一部が選択されることによって波形パターンが規定され、選択されるサブキャリアが変わることによって、複数種類の波形パターンが規定される。そのため、レンジング処理部１１０は、複数の端末装置２から同時にＴＣＣＨを受信する場合であっても、それらの間の波形パターンが異なっていれば、複数の端末装置２を認識できる。つまり、ＴＣＣＨの衝突確率が低減される。なお、図示しない端末装置２は、複数種類規定された波形パターンの中のいずれかをＴＣＣＨの送信単位に選択する。その結果、同一の端末装置２から送信されるＴＣＣＨは、送信の都度、異なる場合もある。ここでは、図示しない端末装置２は、複数種類規定された波形パターンのうち、いずれかをランダムに選択する。

図１２は、初期レンジング要求の応答であるＩＲＣＨのメッセージフォーマットの概念図である。ＩＲＣＨは、メッセージの種別を判別するメッセージ識別子と、初期レンジング要求を行った送信元を識別するための情報と、送信元の識別情報を初回の初期レンジング要求と異なった値に変更するよう指示する送信元識別情報変更指示と、２回目のＴＣＣＨを送信すべきデータ転送用チャネル（以下、ＴＣＨ）を指定する情報（スロット番号およびサブチャネル番号）とを含む。ここで、ＴＣＨは、図５のＣＳ１以外のサブチャネルに相当する。また、後段では、通信に使用する通信チャネルもＴＣＨと示すが、これらを区別せずに使用する。送信元識別情報は、複数の端末装置２から同時に初期レンジング要求があった場合でも、基地局装置１が送信元識別情報に所定の演算を施すことで、これら複数の端末装置２を識別できるよう、予め規定された値である。図１１（ｂ）に戻る。

つまり、レンジング処理部１１０は、端末装置２からのＴＣＣＨを２回目以降に受信すべきタイミングを前回のレンジング応答、例えば、ＩＲＣＨにて規定する。また、レンジング処理部１１０は、各基地局装置１に対してＴＣＨとが適応的に割り当てられる周波数帯、例えば図５のＳＣ２からＳＣ１６において、ＴＣＣＨを２回目以降に受信すべきタイミングおよびレンジング応答を２回目以降に送信すべきタイミングとを規定する。図１１（ｂ）は、ＩＲＣＨによって指定されたサブチャネルでのタイムチャートに相当し、レンジング処理部１１０は、Ｆ３においてＴＣＣＨを受信し、レンジング応答としてＲＣＨを送信する。

図１３は、２回目の初期レンジング要求の応答であるレンジングチャネル（以下、ＲＣＨ）の概念図である。ＲＣＨは、メッセージの種別を判別するメッセージ識別子と、同期を合わせるための制御情報（タイミングアライメント制御と送信出力制御）と、無線リソース割当要求の開始時期を示すＳＣＣＨの送受信タイミングとを含む。端末装置２は、タイミングアライメント制御により時間のずれを、送信出力制御により送信電力を補正することにより、基地局装置１と同期を確立した後、無線リソース割当要求を行う。図１１（ｂ）に戻る。

図１１（ｂ）に示されたように、ＲＣＨにおいてＦ５およびＦ６でのＳＣＣＨが指定されたとする。図８の割当部１１２は、レンジング処理部１１０におけるレンジング処理の終了後、図示しない端末装置２からのＳＣＣＨを受信すると、当該端末装置２に対して通信チャネルＴＣＨを割り当てる。割当部１１２は、図１１（ｂ）のＦ６において、割当の結果をＳＣＣＨに含めて送信する。このように割当部１１２は、レンジング処理部１１０においてＢＣＣＨ、ＰＣＨ等を配置している周波数帯とは異なった周波数帯にて、ＩＲＣＨを送信した端末装置２に対するチャネル割当の処理を実行する。

図１４は、無線リソース割当要求の応答であるＳＣＣＨのメッセージフォーマットの概念図である。ＳＣＣＨは、メッセージの種別を判別するメッセージ識別子と、端末装置２に割り当てたサービスフローの識別子と、端末装置２に割り当てたＴＣＨを指定する情報（スロット番号およびサブチャネル番号）とを含む。図１に示す従来のＬＣＣＨを用いて初期レンジングおよびチャネル割当を行おうとすると、端末装置が初期レンジングを要求した別の基地局装置が初期レンジング応答を行ったり、初期レンジング動作と他の基地局装置のＴＣＨが衝突することがあったため、本実施の形態では、初期レンジング要求を段階的に処理することにし、初回の初期レンジング要求の応答までＬＣＣＨで応答し、それ以降の２回目の初期レンジング要求および無線リソース割当は、ＴＣＨで応答することとした。これにより、一度に複数の端末装置にチャネル割当を実施することができ、送信元識別情報を多数用意することがなくても、端末装置を的確に分離することができる。図１１（ｂ）に戻る。図１１（ｂ）に示されたように、ＳＣＣＨにおいてＦ８以降のＴＣＨが指定されたとする。制御部１０７は、割当部１１２におけるＴＣＨの割当後、端末装置２と通信する。

図７に戻る。レンジング処理部１１０は、ＴＣＣＨを受信すべきタイミングにおいて、少なくともふたつ以上の種類の波形パターンを受信した場合に、ふたつ以上の端末装置２の存在を認識する。レンジング処理部１１０は、ふたつ以上の端末装置２の存在を認識した場合、ふたつ以上の端末装置２のそれぞれに対して、互いに異なった周波数帯、つまり互いに異なったサブチャネルを割り当てる。レンジング処理部１１０は、割り当てたサブチャネルに関する情報をＩＲＣＨに含めて送信する。なお、レンジング処理部１１０は、ふたつ以上の端末装置２の存在を認識した場合、それぞれに対して送信電力等を調節する。

以降の処理は、別のサブチャネルにおいて、並行になされる。つまり、割当部１１２は、レンジング処理部１１０において割り当てたサブチャネルにて、ふたつ以上の端末装置２のそれぞれに対して、チャネルを割り当てるための処理を実行する。割当部１１２は、レンジング処理部１１０において認識したふたつ以上の端末装置２のそれぞれに対して別のＴＣＨを割り当てる。制御部１０７は、別のＴＣＨを割り当てたふたつ以上の端末装置２のそれぞれと通信する。

図１５は、本実施の形態における段階的な初期レンジング処理のタイミングチャートである。図中、Ｆ１からＦ９は１フレーム期間を表す。なお、ＴＣＣＨは、メッセージ識別子、送信元識別情報を含む初期レンジング要求である。以下、図１５を参照しながら段階的な初期レンジング処理およびチャネル割当処理の動作を説明する。端末装置ＰＳ１はＴＣＣＨに送信元識別情報ＵＩＤ「１」を、端末装置ＰＳ２は送信元識別情報ＵＩＤ「２」を格納し、フレームＦ１の上り期間に基地局装置ＣＳ１へ送信し、初回の初期レンジング要求を行う。基地局装置ＣＳ１は、重畳された端末装置ＰＳ１の送信元識別情報ＵＩＤと端末装置ＰＳ２の送信元識別情報ＵＩＤに所定の演算を行って分離し、空いているＴＣＨの中から端末装置ＰＳ１に通信チャネル１を、端末装置ＰＳ２に通信チャネル２を割り当てる。そして、割り当てたＴＣＨのスロット番号とサブチャネル番号をＩＲＣＨに格納し、フレームＦ１の下り期間に端末装置ＰＳ１と端末装置ＰＳ２へ送信する。

以下、端末装置ＰＳ１と端末装置ＰＳ２の動作は同じであるため、端末装置ＰＳ１を例にとり説明する。他基地局装置の論理制御チャネルとの衝突を避けるため、端末装置ＰＳ１は、フレームＦ２で待機をする。端末装置ＰＳ１は、送信元識別情報ＵＩＤ「１」をＴＣＣＨに格納し、割り当てられた通信チャネル１を用いて、フレームＦ３の上り期間に基地局装置ＣＳ１へ送信し、２回目の初期レンジング要求を行う。基地局装置ＣＳ１は、通信チャネル１を用いてレンジング処理を実行し、タイムアライメント制御と送信出力制御とＳＣＣＨの送受信タイミングとをＲＣＨに格納して、フレームＦ３の下り期間に端末装置ＰＳ１へ送信する。他基地局装置に対する初期レンジング要求との衝突を避けるため、端末装置ＰＳ１は、フレームＦ４で待機をする。端末装置ＰＳ１は、通信チャネル１を用いて、フレームＦ５の上り期間に基地局装置ＣＳ１に対して無線リソース割当要求を行う。

基地局装置ＣＳ１は、端末装置ＰＳ１からの無線リソース割当要求メッセージにＦＥＣ（ＦｏｒｗａｒｄＥｒｒｏｒＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）復号処理などを行ってから、端末装置ＰＳ１に空いているＴＣＨを割り当てる。ＦＥＣ復号処理には時間を要することから、割り当てたＴＣＨのスロット番号とサブチャネル番号をＳＣＣＨに格納し、フレームＦ６の下り期間に端末装置ＰＳ１へ送信する。ＦＥＣ復号処理を高速化できれば、フレームＦ５の下り期間に端末装置ＰＳ１へＳＣＣＨを送信してもよい。基地局装置ＣＳ１のＦＥＣ処理に時間を要する場合、端末装置ＰＳ１は、フレームＦ５の上り期間に基地局装置ＣＳ１に対する無線リソース割当要求をフレームＦ６の上り期間に繰り返してもよい。基地局装置ＣＳ１がアダプティブアレイ処理を行っている場合、ウエイトベクトルの演算精度を向上させることができるからである。端末装置ＰＳ１は、基地局装置ＣＳ１からのＳＣＣＨに対してＦＥＣ復号処理などを行い、基地局装置ＣＳ１との同期をフレームＦ８で確立する。以降、同期を確立したＴＣＨを用いて、基地局装置ＣＳ１との間においてデータを送受信する。

以上、複数の端末装置２から初期レンジング要求があった場合、それぞれの端末装置２に空いているＴＣＨを割り当て、２回目の初期レンジング処理以降を行う場合について説明したが、２回目の初期レンジング処理をひとつのＴＣＨで実現することも考えられる。図７に戻る。

なお、レンジング処理部１１０は、ふたつ以上の端末装置２の存在を認識した場合、ふたつ以上の端末装置２のそれぞれに対して、同一のサブチャネルにおける互いに異なったタイミングを割り当ててもよい。つまり、ふたつ以上の端末装置２のそれぞれにおけるＴＣＣＨ、ＲＣＨは、互いに異なったフレームに配置される。割当部１１２は、レンジング処理部１１０において割り当てたタイミングにて、ふたつ以上の端末装置２のそれぞれに対して、チャネルを割り当てるための処理を実行する。例えば、図示しないＰＳ１に対するＴＣＣＨ、ＲＣＨ、ＳＣＣＨが配置された後に、図示しないＰＳ２に対するＴＣＣＨ、ＲＣＨ、ＳＣＣＨが配置される。

図１６は、ひとつのＴＣＨで行う段階的な初期レンジング処理のタイミングチャートである。以下、図１５を参照しながらひとつのＴＣＨで行う段階的な初期レンジング処理およびチャネル割当処理の動作を説明する。端末装置ＰＳ１はＴＣＣＨに送信元識別情報ＵＩＤ「１」を、端末装置ＰＳ２は送信元識別情報ＵＩＤ「１」を格納し、フレームＦ１の上り期間に基地局装置ＣＳ１へ送信し、初回の初期レンジング要求を行う。基地局装置ＣＳ１は、重畳された端末装置ＰＳ１の送信元識別情報ＵＩＤと端末装置ＰＳ２の送信元識別情報ＵＩＤに所定の演算を行う。しかし、これらＵＩＤは同じであり分離できない。基地局装置ＣＳ１は、空いているＴＣＨの中から端末装置ＰＳ１と端末装置ＰＳ２に通信チャネル１を割り当てる。割り当てたＴＣＨのスロット番号とサブチャネル番号をＩＲＣＨに格納するとともに、送信元識別情報の変更を指示し、フレームＦ１の下り期間に端末装置ＰＳ１と端末装置ＰＳ２へ送信する。

他基地局装置の論理制御チャネルとの衝突を避けるため、端末装置ＰＳ１と端末装置ＰＳ２は、フレームＦ２で待機をする。端末装置ＰＳ１は、送信元識別情報ＵＩＤ「１」をＴＣＣＨに格納し、割り当てられた通信チャネル１を用いて、フレームＦ３の上り期間に基地局装置ＣＳ１へ送信し、２回目の初期レンジング要求を行う。一方、送信元識別情報の変更指示を受理した端末装置ＰＳ２は、送信元識別情報ＵＩＤ「２」をＴＣＣＨに格納し、割り当てられた通信チャネル１を用いて、フレームＦ３の上り期間に基地局装置ＣＳ１へ送信し、２回目の初期レンジング要求を行う。

基地局装置ＣＳ１は、重畳された端末装置ＰＳ１の送信元識別情報ＵＩＤと端末装置ＰＳ２の送信元識別情報ＵＩＤに所定の演算を行ってこれらを分離する。そして、通信チャネル１を用いてレンジング処理を実行し、タイムアライメント制御と送信出力制御とＳＣＣＨの送受信タイミングとをＲＣＨに格納して、フレームＦ３の下り期間に端末装置ＰＳ１へ送信する。ここで、ＳＣＣＨの送受信タイミングは開始時期として「Ｔ５」を指定することにする。同じく、通信チャネル２を用いてレンジング処理を実行し、タイムアライメント制御と送信出力制御とＳＣＣＨの送受信タイミングとをＲＣＨに格納して、フレームＦ３の下り期間に端末装置ＰＳ２へ送信する。ここで、ＳＣＣＨの送受信タイミングは開始時期として「Ｆ７」を指定することにする。他基地局装置に対する初期レンジング要求との衝突を避けるため、端末装置ＰＳ１と端末装置ＰＳ２は、フレームＦ４で待機をする。

端末装置ＰＳ１は、通信チャネル１を用いて、フレームＦ５の上り期間に基地局装置ＣＳ１に対して無線リソース割当要求を行う。基地局装置ＣＳ１は、端末装置ＰＳ１からの無線リソース割当要求メッセージにＦＥＣ復号処理などを行ってから、端末装置ＰＳ１に空いているＴＣＨから通信チャネル２を割り当てる。ＦＥＣ復号処理には時間を要することから、割り当てたＴＣＨのスロット番号とサブチャネル番号をＳＣＣＨに格納し、フレームＦ６の下り期間に端末装置ＰＳ１へ送信する。ＦＥＣ復号処理を高速化できれば、フレームＦ５の下り期間に端末装置ＰＳ１へＳＣＣＨを送信してもよい。

基地局装置ＣＳ１のＦＥＣ処理に時間を要する場合、端末装置ＰＳ１は、フレームＦ５の上り期間に基地局装置ＣＳ１に対する無線リソース割当要求をフレームＦ６の上り期間に繰り返してもよい。基地局装置ＣＳ１がアダプティブアレイ処理を行っている場合、ウエイトベクトルの演算精度を向上させることができるからである。端末装置ＰＳ１は、基地局装置ＣＳ１からのＳＣＣＨに対してＦＥＣ復号処理などを行い、基地局装置ＣＳ１との同期をフレームＦ８で確立する。以降、同期を確立したＴＣＨを用いて、基地局装置ＣＳ１との間においてデータを送受信する。

一方、端末装置ＰＳ２は、通信チャネル１を用いて、フレームＦ７の上り期間に基地局装置ＣＳ１に対して無線リソース割当要求を行う。基地局装置ＣＳ１は、端末装置ＰＳ２からの無線リソース割当要求メッセージにＦＥＣ復号処理を行ってから、端末装置ＰＳ２に空いているＴＣＨを割り当てる。ＦＥＣ復号処理には時間を要することから、割り当てたＴＣＨのスロット番号とサブチャネル番号をＳＣＣＨに格納し、フレームＦ８の下り期間に端末装置ＰＳ２へ送信する。ＦＥＣ復号処理を高速化できれば、フレームＦ７の下り期間に端末装置ＰＳ２へＳＣＣＨを送信してもよい。

基地局装置ＣＳ１のＦＥＣ処理に時間を要する場合、端末装置ＰＳ２は、フレームＦ８の上り期間に基地局装置ＣＳ１に対する無線リソース割当要求をフレームＦ８の上り期間に繰り返してもよい。基地局装置ＣＳ１がアダプティブアレイ処理を行っている場合、ウエイトベクトルの演算精度を向上させることができるからである。端末装置ＰＳ２は、基地局装置ＣＳ１からのＳＣＣＨに対してＦＥＣ復号処理を行い、基地局装置ＣＳ１との同期をフレームＦ９で確立する。以降、同期を確立したＴＣＨを用いて、基地局装置ＣＳ１との間においてデータを送受信する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による移動体通信システム２０の動作を説明する。図１７は移動体通信システム２０のＴＣＨ同期確立を示すシーケンス図である。基地局装置１は、端末装置２の端末番号を格納し、ページングエリアに属する他の基地局装置と一斉にＰＣＨを送信する（Ｓ１００）。基地局装置１は、予め定められたタイミングにてＢＣＣＨを送信する（Ｓ１０２）。ＰＣＨを受信した端末装置２は、ＰＣＨに自己の端末番号が含まれていると、ＢＣＣＨをもとに基地局装置１を特定した後に、ＴＣＣＨに送信元識別情報を格納し、基地局装置ＣＳ１へ送信して、初回の初期レンジング要求を行う（Ｓ１０４）。基地局装置ＣＳ１は、受信したＴＣＣＨより端末装置２の送信元識別情報ＵＩＤを分離し、端末装置２を空いているＴＣＨに割り当てる。そして、割り当てたＴＣＨのスロット番号とサブチャネル番号をＩＲＣＨに格納して端末装置２へ送信し、２回目の初期レンジングを行うＴＣＨを端末装置２に通知する（Ｓ１０６）。端末装置２は、送信元識別情報をＴＣＣＨに格納し、割り当てられた初期レンジング用のＴＣＨを用いて、基地局装置１へ送信し、２回目の初期レンジング要求を行う（Ｓ１０８）。

基地局装置１は、端末装置２に割り当てたＴＣＨを用いてレンジング処理を実行し、タイムアライメント制御と送信出力制御とＳＣＣＨの送受信タイミングとをＲＣＨに格納して、端末装置２へ送信し、送信出力などの補正を要求する（Ｓ１１０）。端末装置２は、受信したＲＣＨより基地局装置１から要求された補正値を抽出し、送信出力などを補正する。次に、割り当てられた初期レンジング用のＴＣＨを用いて基地局装置１に無線リソース割当要求を行う（Ｓ１１２）。基地局装置１は、端末装置ＰＳ１からの無線リソース割当要求メッセージにＦＥＣ復号処理などを行ってから、端末装置２に空いているＴＣＨを割り当てる。そして、割り当てたＴＣＨのスロット番号とサブチャネル番号をＳＣＣＨに格納し、端末装置２へ送信する（Ｓ１１４）。ここまでのステップによりＴＣＨの同期が確立するため、これ以降、基地局装置１と端末装置２は同期を確立したＴＣＨを用いて、データを送受信する（Ｓ１１６）。

図１８は、基地局装置１におけるＴＣＨ同期確立手順を示すフローチャートである。受信部１０４、復調部１０５を介して、レンジング処理部１１０がＴＣＣＨを受けつけなければ（Ｓ１０のＮ）、待機する。ＴＣＣＨを受けつけたとき（Ｓ１０のＹ）、ＴＣＣＨが複数種類の波形パターンでなければ（Ｓ１２のＮ）、レンジング処理部１１０は、周波数帯およびタイミングをＩＲＣＨにて指定する（Ｓ１４）。レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２を介して、ＩＲＣＨを送信する。受信部１０４、復調部１０５を介して再び受けつけたＴＣＣＨが、複数種類の波形パターンでなければ（Ｓ１６のＮ）、レンジング処理部１１０は、ＳＣＣＨの送受信タイミングをＲＣＨにて指定する（Ｓ１８）。レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２を介して、ＲＣＨを送信する。さらに、受信部１０４、復調部１０５を介して、ＳＣＣＨを受けつけると、割当部１１２は、ＳＣＣＨによるチャネルの割当を実行し（Ｓ２０）、変調部１０３、送信部１０２を介して、割当結果をＳＣＣＨとして送信する。その後、基地局装置１は、端末装置２との間においてＴＣＨによって通信する（Ｓ２２）。

一方、受信部１０４、復調部１０５を介して再び受けつけたＴＣＣＨが、複数種類の波形パターンであれば（Ｓ１６のＹ）、レンジング処理部１１０は、受けつけた波形パターンごとに、時分割したＳＣＣＨの送受信タイミングをＲＣＨにて指定する（Ｓ２４）。レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２を介して、ＲＣＨを送信する。さらに、受信部１０４、復調部１０５を介して、ＳＣＣＨを受けつけると、割当部１１２は、ＳＣＣＨによるチャネルの割当を実行し（Ｓ２６）、変調部１０３、送信部１０２を介して、割当結果をＳＣＣＨとして送信する。なお、以上のＳＣＣＨによるチャネルの割当は、端末装置２の数に応じて時分割しながら、複数回数なされる。その結果、複数の端末装置２のそれぞれに対してチャネルが割り当てられる。その後、基地局装置１は、複数の端末装置２のそれぞれとの間においてＴＣＨによって通信する（Ｓ２８）。

また、ＴＣＣＨが複数種類の波形パターンであれば（Ｓ１２のＹ）、レンジング処理部１１０は、受けつけた波形パターンごとに、異なった周波数帯をＩＲＣＨにて指定する（Ｓ３０）。レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２を介して、ＩＲＣＨを送信する。受信部１０４、復調部１０５を介して、各周波数帯において再び受けつけたＴＣＣＨが、複数種類の波形パターンでなければ（Ｓ３２のＮ）、レンジング処理部１１０は、ＳＣＣＨの送受信タイミングをＲＣＨにて指定する（Ｓ３４）。レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２を介して、ＲＣＨを送信する。さらに、受信部１０４、復調部１０５を介して、ＳＣＣＨを受けつけると、割当部１１２は、ＳＣＣＨによるチャネルの割当を実行し（Ｓ３６）、変調部１０３、送信部１０２を介して、割当結果をＳＣＣＨとして送信する。その後、基地局装置１は、複数の端末装置２のそれぞれとの間においてＴＣＨによって通信する（Ｓ３８）。なお、ステップ３２からステップ３６は、複数の周波数帯にて並行になされる。

一方、受信部１０４、復調部１０５を介して再び受けつけたＴＣＣＨが、複数種類の波形パターンであれば（Ｓ３２のＹ）、レンジング処理部１１０は、受けつけた波形パターンごとに、時分割したＳＣＣＨの送受信タイミングをＲＣＨにて指定する（Ｓ４０）。レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２を介して、ＲＣＨを送信する。さらに、受信部１０４、復調部１０５を介して、ＳＣＣＨを受けつけると、割当部１１２は、ＳＣＣＨによるチャネルの割当を実行し（Ｓ４２）、変調部１０３、送信部１０２を介して、割当結果をＳＣＣＨとして送信する。なお、以上のＳＣＣＨによるチャネルの割当は、端末装置２の数に応じて時分割しながら、複数回数なされる。その結果、複数の端末装置２のそれぞれに対してチャネルが割り当てられる。その後、基地局装置１は、複数の端末装置２のそれぞれとの間においてＴＣＨによって通信する（Ｓ４４）。つまり、ステップ４０、ステップ４２は、複数の周波数帯のそれぞれにおいて時分割にてなされる。

図１９は、端末装置２におけるＴＣＨ同期確立手順を示すフローチャートである。端末装置２は、ＰＣＨにて着信を認識しなければ（Ｓ５０のＮ）、待機する。ＰＣＨにて着信を認識すれば（Ｓ５０のＹ）、端末装置２は、ＢＣＣＨにて基地局装置１を特定する（Ｓ５２）。端末装置２は、特定した基地局装置１にＴＣＣＨを送信する（Ｓ５４）。端末装置２は、基地局装置１からＩＲＣＨを受信する（Ｓ５６）。端末装置２は、ＴＣＣＨのパターンを変更し（Ｓ５８）、基地局装置１にＴＣＣＨを送信する（Ｓ６０）。端末装置２が、基地局装置１からＲＣＨを受信した（Ｓ６２）後、ＳＣＣＨによるチャネルの割当がなされる（Ｓ６４）。その後、端末装置２は、基地局装置１とＴＣＨにて通信する（Ｓ６６）。

このような本発明の実施の形態によれば、以下の通りの作用効果を享受することができる。
（１）制御部１０７は、ＰＣＨを同じページングエリアに属する基地局装置とともに一斉に送信し、ＢＣＣＨとＩＲＣＨを同じページングエリアに属する基地局装置と異なる送信タイミングで個別に送信してＬＣＣＨを構成しているため、従来のＬＣＣＨに比べ通基地局装置の捕捉に必要な時間を短縮することができる。

（２）制御部１０７は、複数の端末装置２から初回の初期レンジング要求があると、端末装置２ごとに空いているＴＣＨを割り当て、２回目の初期レンジング処理およびチャネル割当処理をその割り当てたＴＣＨを使用するので、一度に複数の端末装置にチャネル割当を実施するができる。
（３）制御部１０７は、複数の端末装置２から初回の初期レンジング要求があると、複数の端末装置２にひとつの空いているＴＣＨを割り当て、２回目の初期レンジング処理およびチャネル割当処理をその割り当てたＴＣＨを使用するので、一度に複数の端末装置にチャネル割当を実施するができる。

また、ＢＣＣＨ、ＰＣＨのような周期的な信号を割り当てる周波数帯であって、複数の基地局装置を時分割多重するような周波数帯に、初回のＴＣＣＨおよびＩＲＣＨを配置するので、ＴＣＣＨの衝突および他の基地局装置のＴＣＨとの衝突を回避できる。また、以上の配置によって、初期レンジング用専用サブチャネルを省略できる。また、初期レンジング用専用サブチャネルを省略するので、伝送効率を向上できる。また、初回のＴＣＣＨを割り当てるべきタイミングは、ＢＣＣＨの送信タイミングに対応づけられているので、送信先となる基地局装置を特定しながらＴＣＣＨを送信できる。また、送信先となる基地局装置を特定しながらＴＣＣＨが送信されるので、複数の基地局装置によるＴＣＣＨの受信処理を回避できる。

また、複数のレンジング処理を段階的に実行するので、ＴＣＣＨの多重処理に対応できる。また、複数のレンジング処理を段階的に実行するので、複数の端末装置にチャネルを割り当てることができる。また、チャネル割当処理を時分割多重にてスケジューリングするので、複数の端末装置にチャネルを割り当てることができる。また、チャネル割当処理を時分割多重にてスケジューリングするので、アダプティブアレイ送信を実行できる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、図３に示すＬＣＣＨを構成し、制御部１０７は、端末装置２に、構成したＬＣＣＨを間欠的に送信していた。図３に示すＬＣＣＨは、従来のＬＣＣＨに比べ基地局装置の捕捉に必要な時間が短縮され、また、チャネル割当の所要時間も短縮されているが、重畳できるページングエリア数が制限されることがある。既存の第二世代コードレス電話システムを置きかえるための基地局装置であることを考慮すると、ページングエリア数の制限をうけたくない場合もある。そこで、第２の実施の形態では、ページングエリア数の制限をうけないＬＣＣＨを構成する。つまり、第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは異なったタイプのＬＣＣＨを送信するような通信システムおよび基地局装置に関する。しかしながら、第２の実施の形態に係る移動体通信システム２０の構成は、図７と同様のタイプであり、第２の実施の形態に係る移動体通信システム２０の構成は、図８と同様のタイプである。そのため、ここでは、これらと異なる部分を中心に説明する。

レンジング処理部１１０は、図５のＳＣ１において、周期的に配置された報知信号の間のそれぞれに、図示しない端末装置２からのＴＣＣＨを受信すべきタイミングと、ＩＲＣＨを送信すべきタイミングとを配置する。ここで、報知信号として、前述のごとく、ＢＣＣＨと、ＰＣＨとのいずれかが配置される。例えば、ＢＣＣＨ、ＰＣＨ、ＰＣＨの組合せが繰り返し配置されている。その際、ＢＣＣＨとＰＣＨとの間、ＰＣＨとＰＣＨとの間、ＰＣＨとＢＣＣＨとの間に、上り回線のＴＣＣＨおよび下り回線のＩＲＣＨとが対になって配置される。このようなＬＣＣＨの構成のもと、端末装置２と基地局装置１との間における接続のための処理は、これまでと同様である。

レンジング処理部１１０は、ＢＣＣＨを受信した端末装置２からのＴＣＣＨを受信すると、送信電力等を調節した後に、ＩＲＣＨを送信する。その際、レンジング処理部１１０は、ＳＣ１とは別のサブチャネルを指定する。レンジング処理部１１０は、ＢＣＣＨ、ＰＣＨ、初回のＴＣＣＨ、ＩＲＣＨを配置している周波数帯とは異なった周波数帯にＳＣＣＨを配置することによって、端末装置２に対するチャネル割当の処理を実行する。その後、制御部１０７は、ＴＣＨを使用しながら端末装置２と通信する。

図２０は、本発明の第２の実施の形態におけるＬＣＣＨの構成を示す図である。図２０に示すように論理制御チャネルは、４つのＢＣＣＨ、１２のＩＲＣＨ、８つのＰＣＨの合計２４のチャネルにより構成される。ＢＣＣＨとＩＲＣＨとＰＣＨは８つのフレームで構成される。なお、前述のごとく、ＩＲＣＨは、上り回線のＴＣＣＨと下り回線のＩＲＣＨとを含む。図２のＣＳ１は、フレームを構成するタイムスロットのうち、論理制御チャネルを割り当てたタイムスロット（図中、ＣＳ１と表示）で、ＢＣＣＨとＩＲＣＨとＰＣＨを８フレーム間隔で間欠的に送信する。図２のＣＳ２は、基地局装置１が送信した次のフレーム（図中、第２フレーム）のタイムスロットのうち、基地局装置１が利用しているタイムスロットとフレーム先頭からの位置が同じタイムスロット（図中、ＣＳ２と表示）で、ＢＣＣＨとＩＲＣＨとＰＣＨを８フレーム間隔で間欠的に送信する。このような構成により、フレームを構成する下り４つのタイムスロットごとに、８つの基地局装置、最大３２基地局装置まで多重することができる。

図２１は、本発明の第１の実施の形態と第２の実施の形態との比較結果を示す。ここでは、現行の第二世代コードレス電話システム、第２の実施の形態、第１の実施の形態とを比較する。ＬＣＣＨ周期、送信周期、ＢＣＣＨ送信周期、ＰＣＨ受信周期、ＳＣＣＨ／ＩＲＣＨ送受信周期のそれぞれは、第二世代コートレス電話システムにおいて、「１２００ｍｓ」、「１００ｍｓ」、「１２００ｍｓ」、「１２００ｍｓ」、「３００ｍｓ」となっている。一方、それらは、第２の実施の形態において、「９６０ｍｓ」、「４０ｍｓ」、「２４０ｍｓ」、「９６０ｍｓ」、「８０ｍｓ」であり、第１の実施の形態において、「６８０ｍｓ」、「８５ｍｓ」、「８５ｍｓ」、「６８０ｍｓ」、「８５ｍｓ」となっている。

これらのうち、ＢＣＣＨ送信周期が短くなれば、基地局補足時間の短縮が実現される。また、ＢＣＣＨ送信周期、ＰＣＨ受信周期、ＳＣＣＨ／ＩＲＣＨ送受信周期の短さおよび配置によって、ＰＣＨ着信応答時間の短縮が実現される。その結果、基地局補足時間、ＰＣＨ着信応答時間は、第二世代コードレス電話システムにおいて、「１２００ｍｓ」、「１００−５００ｍｓ」である。一方、それらは、第２の実施の形態において、「９６０ｍｓ」、「４０ｍｓ」であり、第１の実施の形態において、「８５ｍｓ」、「４５−８５ｍｓ」である。つまり、第１の実施の形態および第２の実施の形態における基地局補足時間、ＰＣＨ着信応答時間は、第二世代コードレス電話システムでの値と比較して、短縮されている。これは、レスポンス性の向上ともいえる。

図２０に示すＬＣＣＨと図１に示す従来のＬＣＣＨとを比較すると、ＢＣＣＨ送信周期は２４０ｍｓであり、基地局装置の捕捉に必要な時間が短縮されている。また、ＩＲＣＨの送受信周期は８０ｍｓであり、チャネル割当の所要時間も短縮されている。このため、従来のＬＣＣＨを用いるのに比べ、通話開始に要する時間を改善することができる。また、図２０に示すＬＣＣＨと図３に示すＬＣＣＨとを比較すると、基地局装置の捕捉に必要な時間は図３に示すＬＣＣＨの方が短いが、チャネル割当の所要時間は、図２０に示すＬＣＣＨの方が短く、チャネル割当の所要時間を改善する点では、有利である。また、図３では、ページングエリアごとに利用するタイムスロットの位置が決まっているが、図２０ではそのような制限はなく、ページングエリア数の制限をうけたくない場合は有利である。

このような本発明の実施の形態によれば、以下の通りの作用効果を享受することができる。
（４）制御部１０７は、ＳＣＣＨをひとつおきに送信するとともに、ＳＣＣＨを送信しないタイミングでは、ＢＣＣＨ、ＰＣＨ、ＰＣＨの順に繰り返し送信してＬＣＣＨを構成するため、従来のＬＣＣＨに比べチャネル割当の所要時間を短縮することができる。

また、ＢＣＣＨやＰＣＨといった報知信号の間に初回のＴＣＣＨやＩＲＣＨを配置するので、初回のＴＣＣＨやＩＲＣＨの送受信間隔を短縮できる。また、初回のＴＣＣＨやＩＲＣＨの送受信間隔が短縮されるので、ＰＣＨにて着信を認識してから、通信を介するまでの期間を短縮できる。また、ＰＣＨにて着信を認識してから、通信を介するまでの期間が短縮されるので、着信に対するレスポンス性を向上できる。また、初回のＴＣＣＨやＩＲＣＨの送受信間隔が短縮されるので、チャネル割当の高速化を実現できる。

（第３の実施の形態）
これまでの第１の実施の形態および第２の実施の形態において、端末装置２から基地局装置１へ送信されるＴＣＣＨは、波形パターンとして規定されている。また、ＴＣＣＨの波形パターンは複数種類規定されている。さらに、ＴＣＣＨを受信した基地局装置１は、端末装置２に対してＩＲＣＨを送信している。第３の実施の形態では、ＴＣＣＨの構成、ＴＣＣＨの選択手順、基地局装置１におけるＴＣＣＨの受付処理を具体的に説明する。ここで、ＴＣＣＨは、ＯＦＤＭ信号のうちの少なくともひとつのサブキャリアが選択されるように規定されている。

また、端末装置２は、新たにＴＣＣＨを送信する際、使用しているサブキャリア数の少ないＴＣＣＨを選択して送信し、ＴＣＣＨに対するＩＲＣＨを受信しない場合に、サブキャリア数が段階的に多くなっていくようにＴＣＣＨを選択して送信する。一方、基地局装置１は、複数種類規定されているＴＣＣＨのうち、選択の優先度が高いパターンを予め規定している。特に、ＴＣＣＨにおいて使用されているサブキャリア数が多くなるほど高くなるような優先度が規定されている。このような規定によって、再送回数の多いＴＣＣＨに対するＩＲＣＨが送信されやすくなり、ＴＣＣＨの再送回数の増加が抑制される。

本発明の第３の実施の形態に係る移動体通信システム２０の構成は、図７に示された移動体通信システム２０と同様のタイプである。図２２は、本発明の第３の実施の形態に係る端末装置２の構成を示す。端末装置２は、アンテナ２００、無線部２０２、送受信部２０４、変復調部２０６、ＩＦ部２０８、制御部２１０を含む。また、制御部２１０は、パターン決定部２１２を含む。

アンテナ２００は、図８のアンテナ１００に対応し、無線部２０２は、図８の無線部１０１に対応し、送受信部２０４は、図８の送信部１０２および受信部１０４に対応し、変復調部２０６は、図８の変調部１０３および復調部１０５に対応し、ＩＦ部２０８は、図８のＩＦ部１０６に対応する。そのため、これらの説明は省略される。制御部２１０は、端末装置２の動作を制御する。ここでは、特に、基地局装置１との通信を確立するためになされるＴＣＣＨの送信を中心に説明する。端末装置２から送信される信号、つまり変復調部２０６、送受信部２０４、無線部２０２、アンテナ２００から送信される信号は、前述のごとく、ＯＦＤＭ信号であり、複数のサブキャリアによって構成される。

一方、ＴＣＣＨは、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、少なくともひとつのサブキャリアを選択することによって構成される。また、ＴＣＣＨのために選択されるサブキャリア数は、複数種類存在しており、さらに、同一のサブキャリア数に対しても、選択されるサブキャリアのパターンは、複数種類存在する。なお、使用されるサブキャリアが異なると、一般的に、波形のパターンも異なる。その結果、ＴＣＣＨとして、複数の波形のパターンが規定されているといえる。なお、アンテナ２００、無線部２０２、送受信部２０４、変復調部２０６を介して、ＢＣＣＨ等を受信することによって、制御部２１０は、ＴＣＣＨを送信すべきタイミングを取得する。

しかしながら、当該タイミングは、ひとつの端末装置２に独占的に割り当てられていない。そのため、同一のタイミングにおいて、他の端末装置２からもＴＣＣＨが送信される可能性がある。つまり、ＴＣＣＨは、基地局装置１へランダムアクセスにて送信される。その際、使用されているサブキャリアが異なっていれば、あるいは使用されているサブキャリア間の重なりが少なければ、複数のＴＣＣＨの送信タイミングが重なっていても、それらの間の衝突が回避される。制御部２１０のうちのパターン決定部２１２は、予め規定された複数の波形のパターンから、ＴＣＣＨのために使用される波形のパターンを選択する。

図２３（ａ）−（ｂ）は、端末装置２から送信されるＴＣＣＨの概要を説明するための図である。図２３（ａ）−（ｂ）は、別の端末装置２から同一の送信タイミングにおいて送信されるＴＣＣＨのサブキャリア、あるいは同一の端末装置２から異なった送信タイミングにおいて送信されるＴＣＣＨのサブキャリアを示す。ここでは、説明を簡潔にするために，ＯＦＤＭ信号を形成するサブキャリアの数を「７」とする。図２３（ａ）−（ｂ）は、図６に対応するように示されている。ここで、図２３（ａ）の場合、サブキャリア番号「１」、「２」、「６」、「７」のサブキャリアが使用されており、図２３（ｂ）の場合、サブキャリア番号「２」、「５」のサブキャリアが使用されている。

図２３（ａ）に示されたＴＣＣＨと、図２３（ｂ）に示されたＴＣＣＨとが、同一の送信タイミングにおいて送信された場合、サブキャリア番号「２」のサブキャリアは重複する。しかしながら、その他のサブキャリアは異なるので、両者の識別が可能になる。特に、図２３（ａ）のＴＣＣＨは、重複していないサブキャリアが３つ存在するので、さらに他にＴＣＣＨが存在しても、それらとの間においても重複しない可能性が高くなる。図２２に戻る。

パターン決定部２１２は、最初にＴＣＣＨを送信する場合、複数の種類規定された波形パターンのうち、使用されているサブキャリア数の少ないパターンを選択する。また、パターン決定部２１２は、変復調部２０６、送受信部２０４、無線部２０２、アンテナ２００を介して、選択したパターンのＴＣＣＨを送信した後、当該ＴＣＣＨに対するＩＲＣＨを受信しなければ、サブキャリア数を増加させながらパターンを再び選択する。また、ＩＲＣＨを受信するまで、パターン決定部２１２は、ＩＲＣＨを受信するまで段階的にサブキャリア数を増加させていく。なお、サブキャリア数が最大になった場合、パターン決定部２１２は、パターンの種類を変更する。一方、ＩＲＣＨを受信すれば、制御部２１０は、チャネル割当のための次のステップに進むが、当該ステップは、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態と同様であるので、ここでは、説明を省略する。最終的に、アンテナ２００からＩＦ部２０８は、基地局装置１との通信を実行する。

本発明の第３の実施の形態に係る基地局装置１の構成は、図８に示された基地局装置１と同様のタイプである。ここでは、図８と異なる部分を中心に説明する。レンジング処理部１１０は、アンテナ１００、無線部１０１、受信部１０４、復調部１０５を介して、端末装置２からＴＣＣＨを受信する。ここで、レンジング処理部１１０は、前述のごとく、複数種類の波形パターンをＴＣＣＨとして規定している。また、レンジング処理部１１０は、複数種類の波形パターンのうち、所定のパターンの優先度を高くしている。例えば、レンジング処理部１１０は、使用されているサブキャリア数が多いＴＣＣＨほど高い優先度を設定する。

そのため、複数のＴＣＣＨを受信した場合、優先度の高いＴＣＣＨに対して、つまりＴＣＣＨに使用されているサブキャリアをもとに、ＩＲＣＨを送信すべき端末装置２を決定する。ここで、レンジング処理部１１０は、優先度の高いＴＣＣＨに対するパターンと、受信した信号との相関値を計算し、相関値の高いＴＣＣＨを選択すればよい。また、レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２、無線部１０１、アンテナ１００を介して、決定した端末装置２に対してＩＲＣＨを送信する。これ以降の処理は、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態と同様であるので、ここでは、説明を省略する。最終的に、基地局装置１は、端末装置２との通信を実行する。

図２４は、端末装置２におけるチャネル割当処理の手順を示すフローチャートである。パターン決定部２１２は、サブキャリア数の最も少ないＴＣＣＨを選択する（Ｓ２００）。変復調部２０６、送受信部２０４、無線部２０２、アンテナ２００は、ＴＣＣＨを送信する（Ｓ２０２）。アンテナ２００、無線部２０２、送受信部２０４、変復調部２０６を介して、制御部２１０がＴＣＣＨに対するＩＲＣＨを受信しない場合（Ｓ２０４のＮ）、パターン決定部２１２は、サブキャリア数を増加可能であれば（Ｓ２０６のＹ）、サブキャリア数を増加し（Ｓ２０８）、パターンを選択する（Ｓ２１０）。一方、パターン決定部２１２は、サブキャリア数を増加可能でなければ（Ｓ２０６のＮ）、ステップ２０８をスキップして、ステップ２１０を実行する。ステップ２１０の後、ステップ２０２に戻る。アンテナ２００、無線部２０２、送受信部２０４、変復調部２０６を介して、制御部２１０がＴＣＣＨに対するＩＲＣＨを受信する場合（Ｓ２０４のＹ）、割当処理を続行する（Ｓ２１２）。

図２５は、本発明の第３の実施の形態における基地局装置１によるチャネル割当処理の手順を示すフローチャートである。レンジング処理部１１０は、アンテナ１００、受信部１０４、復調部１０５を介して、複数のＴＣＣＨを受信する（Ｓ２２０）。レンジング処理部１１０は、受信したＴＣＣＨと優先度の高いパターンとの相関値を計算し、相関値の大きいＴＣＣＨを選択する（Ｓ２２２）。レンジング処理部１１０は、変調部１０３、送信部１０２、無線部１０１、アンテナ１００を介して、選択したＴＣＣＨに対するＩＲＣＨを送信する（Ｓ２２４）。

このような本発明の実施の形態によれば、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、少なくともひとつのサブキャリアを選択することによって、ＴＣＣＨが生成されるので、異なった波形パターンのＴＣＣＨを生成できる。また、異なった波形パターンのＴＣＣＨが生成されることによって、端末装置から送信された信号に対する衝突確率を低下できる。また、サブキャリア数の多いＴＣＣＨに対する優先度を高く設定し、再送回数が増加するほどサブキャリア数を増加させることによって、再送回数が増加するとＴＣＣＨを受信されやすくできる。また、再送回数が増加するとＴＣＣＨを受信されやすくなるので、再送回数の増加を抑制できる。また、再送回数が抑制されるので、チャネルの割当処理を短縮できる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について説明をしてきたが、本発明は、この実施の形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定された本発明の適用範囲にあり、上述した実施の形態の構成が備える機能を達成可能であれば、いろいろな変形が可能である。

例えば、本発明の第１の実施の形態において複数の端末装置２からレンジング要求があったとき、それぞれの端末装置２にＴＣＨを割り当てて段階的な初期レンジングを行う場合と、複数の端末装置２に対してひとつのＴＣＨを割り当てて段階的な初期レンジングを行う場合を説明したが、これらを組み合わせてもよい。

本発明の実施の形態１から３において、レンジング処理部１１０は、ＴＣＣＨを受信した後に、ＩＲＣＨやＲＣＨのようなレンジング応答を送信するというレンジング処理を２回繰り返している。しかしながらこれに限らず例えば、レンジング処理部１１０は、レンジング処理を３回以上繰り返してもよい。本変形例によれば、ＴＣＣＨが完全に同一の波形パターンになる確率を低減でき、複数の端末装置２の分離精度を向上できる。

本発明の実施の形態の１から３において、ＴＣＣＨは、ひとつのサブチャネルを構成している複数のサブキャリアのうちの少なくともひとつを選択するように規定されている。つまり、ＴＣＣＨは、マルチキャリア信号の使用を前提として規定されている。しかしながらこれに限らず例えば、ＴＣＣＨは、シングルキャリア信号として規定されていてもよい。この場合、ＴＣＣＨは、少なくともひとつのサブチャネルの帯域幅に応じた帯域幅を有する。また、基地局装置１は、マルチキャリア信号としてのＴＣＣＨを受信すべきサブチャネルとは別のサブチャネルにおいて、シングルキャリア信号としてのＴＣＣＨを受信する。図５の場合、例えば、ＳＣ１に対して、マルチキャリア信号としてのＴＣＣＨが配置され、ＳＣ５に対して、シングルキャリア信号としてのＴＣＣＨが配置される。本変形例によれば、マルチキャリア信号としてのＴＣＣＨの他に、シングルキャリア信号としてのＴＣＣＨが規定されている場合であっても、両者の間の衝突確率を低下できる。

本発明の実施の形態１から３の任意の組合せも有効である。本変形例によれば、本発明の実施の形態１から３を任意に組み合わせた場合の効果が得られる。

従来の第二世代コードレス電話システムにおける論理制御チャネルの構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係るページングエリアの構成を示す図である。図３（ａ）−（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態における論理制御チャネルの構成を示す図である。図３（ａ）−（ｃ）におけるＴＤＭＡフレームの構成を示す図である。図４におけるＯＦＤＭＡサブチャネルの構成を示す図である。図５におけるサブチャネルブロックの構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す図である。図７の基地局装置の構成を示す図である。図８の基地局装置から送信されるＢＣＣＨのメッセージフォーマットを示す図である。図８の基地局装置から送信されるＰＣＨのメッセージフォーマットを示す図である。図１１（ａ）−（ｂ）は、図７の通信システムにおいて段階的な初期レンジングのタイムチャートを示す図である。図８の基地局装置から送信されるＩＲＣＨのメッセージフォーマットを示す図である。図８の基地局装置から送信されるＲＣＨのメッセージフォーマットを示す図である。図８の基地局装置から送信されるＳＣＣＨのメッセージフォーマットを示す図である。図１５（ａ）−（ｃ）は、図７の通信システムにおいて複数のＴＣＨを用いた段階的な初期レンジングのタイムチャートを示す図である。図１６（ａ）−（ｃ）は、図７の通信システムにおいてひとつのＴＣＨを用いた段階的な初期レンジングのタイムチャートを示す図である。図７の通信システムにおけるＴＣＨ同期確立手順を示すシーケンス図である。図８の基地局装置におけるＴＣＨ同期確立手順を示すフローチャートである。図７の端末装置におけるＴＣＨ同期確立手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態における論理制御チャネル構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態と第２の実施の形態との比較結果を示す図である。本発明の第３の実施の形態に係る端末装置の構成を示す図である。図２３（ａ）−（ｂ）は、図２２の端末装置から送信されるＴＣＣＨの概要を説明するための図である。図２２の端末装置におけるチャネル割当処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態における基地局装置によるチャネル割当処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１基地局装置、２端末装置、２０移動体通信システム、１００アンテナ、１０１無線部、１０２送信部、１０３変調部、１０４受信部、１０５復調部、１０６ＩＦ部、１０７制御部、１１０レンジング処理部、１１２割当部、２００アンテナ、２０２無線部、２０４送受信部、２０６変復調部、２０８ＩＦ部、２１０制御部、２１２パターン決定部。

Claims

基地局装置と通信を行う端末装置であって、
前記基地局装置との通信を確立するために、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、複数のサブキャリアを用いたランダムアクセスにより、基地局装置へ要求信号を送信する送信部を含み、
前記要求信号は、あらかじめ規定された密度に基づき送信することを特徴とする端末装置。
基地局装置と通信を行う端末装置における通信方法であって、
前記基地局装置との通信を確立するために、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、複数のサブキャリアを用いたランダムアクセスにより、基地局装置へ要求信号を送信するよう送信部を制御するステップを含み、
前記要求信号は、あらかじめ規定された密度に基づき送信することを特徴とする通信方法。
基地局装置と通信を行う端末装置にて実行されるプログラムであって、
前記基地局装置との通信を確立するために、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、複数のサブキャリアを用いたランダムアクセスにより、基地局装置へ要求信号を送信するステップを含み、
前記要求信号は、あらかじめ規定された密度に基づき送信することを特徴とするプログラム。
基地局装置と通信を行う端末装置に搭載されるプロセッサであって、
前記基地局装置との通信を確立するために、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、複数のサブキャリアを用いたランダムアクセスにより、基地局装置へ要求信号を送信するよう送信部を制御するステップを含み、
前記要求信号を、あらかじめ規定された密度に基づき送信するよう制御することを特徴とするプロセッサ。
基地局装置と通信を行う端末装置にて実行される命令を記憶する記憶媒体であって、前記命令は、
前記基地局装置との通信を確立するために、複数のサブキャリアにて形成されるマルチキャリア信号のうち、複数のサブキャリアを用いたランダムアクセスにより、基地局装置へ要求信号を送信するよう送信部を制御する命令を含み、
前記要求信号を、あらかじめ規定された密度に基づき送信するよう制御することを特徴とする命令を記憶する記憶媒体。