JP5167357B2 - Ｒａｃｈプリアンブルの構成方法およびｒａｃｈ信号の伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに係り、ランダムアクセスチャネル（Random Access CHannel；ＲＡＣＨ）を構成する方法およびＲＡＣＨ信号の伝送方法に関する。

以下、ＲＡＣＨチャネルの構成方法およびＲＡＣＨ信号の伝送方法について詳細に説明する。

マルチキャリア変調方式（Multi-Carrier Modulation；ＭＣＭ）である直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；ＯＦＤＭ）および離散マルチトーン（Discrete Multi-Tone；ＤＭＴ）などにおいて、サブキャリアの各シンボルがマルチパスチャネルを通じて伝送される間にシンボル間干渉（Inter-Symbol Interference；ＩＳＩ）を防止するための方法が提案されている。

例えば、連続したシンボルの間にチャネルの最大遅延スプレッド（Delay Spread）よりも長い保護区間（Guard Time；ＧＴ）を挿入するが、これを巡回拡張（Cyclic Extension）という。また、このような巡回拡張（Cyclic Extension）にはサイクリックプリフィックス（Cyclic Prefix；ＣＰ）およびサイクリックサフィックス（Cyclic Suffix；ＣＳ）がある。サイクリックプリフィックスは、サブキャリア間の直交性（Orthogonality）の破壊を防止するために、有効シンボル区間の最後の区間の信号を複写して前部に挿入することをいう。サイクリックサフィックスは、有効シンボルの最初の区間の信号を複写して後部に付けることをいう。

一つのＲＡＣＨは、サイクリックプリフィックス（ＣＰ）区間、シーケンス（Sequence）区間および保護区間（ＧＴ）で構成されてもよい。サイクリックプリフィックス区間とは、それぞれ異なる時間遅延をもって受信した信号から引き起こされるサブキャリア間の直交性（Orthogonality）の破壊を防止するために、有効シンボル区間の最後の区間の信号を複写して前部に挿入する部分のことをいう。

シーケンス区間は、ＲＡＣＨにおける有効シンボル区間に該当する部分であり、ＲＡＣＨで定義されたシーケンスが実際に伝送される時間区間をいう。すなわち、シーケンス区間は、ＲＡＣＨで定義されたシーケンスが必要な過程（例えば、オーバサンプリング（over sampling）等）を経た後の実際の伝送端で占める時間を示す。ＲＡＣＨでの保護区間（ＧＴ）は、比較的大きい時間遅延をもって受信した信号による次のシンボルにおける直交性破壊および干渉を防止するためのもので、伝送される信号がない空の区間をいう。

標準ＲＡＣＨ送信構造と周波数オフセットの影響について説明すると、下記の通りである。

ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）は、ユーザ機器（User Equipment；ＵＥ）が初期アップリンク同期を獲得するために使用するチャネルである。すなわち、ＵＥが最初に電源をつけたとき、または、長時間アイドル（idle）モードにあってから再びアクティブ（active）状態に切り替わるとき、アップリンク同期を再び設定する時点で使用されるチャネルで、時間同期や周波数同期を合わせずに使用できるチャネルである。

ＲＡＣＨは、基本的にマルチユーザモードを支援する。各ＵＥは、ＲＡＣＨにアクセスするときに特定プリアンブルシーケンス（preamble sequence）を基地局に送信する。基地局は、ＵＥから受信したプリアンブルシーケンスを認識すると、ダウンリンクで信号を送信する。ＵＥは、基地局からのダウンリンク信号に含まれた情報を用いて自身の時間同期情報を更新する。このとき、基地局が周波数同期情報も一緒にＵＥに伝送する場合、この周波数同期情報も同様にＵＥの情報として用いることができる。

このＲＡＣＨへの基本的な要求事項は、ＵＥの速度、周波数オフセット（Frequency Offset）およびセル半径などに関らずに往復遅延および経路損失に関する条件を満たすのに用いられる。

例えば、現在通信システム関連の標準の一つである３ＧＰＰ ＬＴＥ分野では、１ｍｓの送信時間間隔（Transmission Timing Interval；ＴＴＩ）長を有し、１０２．６μｓのサイクリックプリフィックス（ＣＰ）区間、０．８ｍｓのシーケンス長、そして９７．４μｓの保護区間（ＧＴ）時間長を有するＲＡＣＨ構造が議論されており、ここで、サイクリックプリフィックス（ＣＰ）区間においてチャネル遅延スプレッドを除外した時間長が保護区間（ＧＴ）の長さとして議論されている。

上述したサイクリックプリフィックス（ＣＰ）区間および保護区間（ＧＴ）では約１５ｋｍのセル半径までカバーすることができる。

このとき、セル半径に従って要求されるＣＰおよびＧＴの長さを異ならせる必要がある。ただし、セルサイズは場合によって１５ｋｍよりも大きい場合があり、現在、１００ｋｍ以上をカバーできるような方法について議論がされている。そのためには、追加ＲＡＣＨ構造が望まれる。

本発明は、従来技術の制限や欠点に起因する一つまたは複数の問題点を実質的に防止するＲＡＣＨプリアンブルの構成方法およびＲＡＣＨ信号の伝送方法を対象とする。

本発明の目的は、基地局で要求されるセル半径をカバーできるＲＡＣＨに含まれる所定の固定ＣＰを生成する方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、所定のＣＰおよび所定のシーケンスを用いてＲＡＣＨプリアンブルを生成する方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、上記のＲＡＣＨプリアンブルを各端末に割り当てる方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、保護区間（ＧＴ）に関係なく基地局（ＢＳ）のセル半径に従ってＲＡＣＨプリアンブルを構成する方法と、ＲＡＣＨプリアンブルを割り当てる方法と、を提供することにある。

上記の技術的課題を解決するために、本発明のランダムアクセスチャネルのプリアンブルを構成する方法は、基地局のセル半径に従う所定のサイクリックプリフィックス時間長情報を獲得する段階と、一つのシーケンスまたは反復シーケンスに対するシーケンス時間長情報を獲得する段階と、保護区間の時間長に関係なく、所定のサイクリックプリフィックス時間長情報およびシーケンス時間長情報を用いてプリアンブルを構成する段階と、を有してもよい。

また、上記の方法で、所定のサイクリックプリフィックス時間長情報は、システムが支援できるセル半径、最大遅延スプレッド値および最大往復遅延値を用いて生成されてもよい。

ここで、所定のサイクリックプリフィックス時間長情報は、セル半径に従って３１５２×Ｔ_S、６２２４×Ｔ_Sおよび２１０１２×Ｔ_Sのうち一つの時間長値を有し、Ｔ_Sは、

で表されるサンプリング間隔であってもよい。

また、上記方法で、所定のサイクリックプリフィックス時間長情報は、シーケンス時間長情報によらず、システムが支援できる最大セル半径要求を満たす。

ここで、一つのシーケンスは２４５７６×Ｔ_Sの時間長値を有し、反復シーケンスは２×２４５７６×Ｔ_Sの時間長値を有し、Ｔ_Sは、

で表されるサンプリング間隔でもよい。

また、上記方法で、プリアンブルのうち、第１プリアンブルは、３１５２×Ｔ_Sの時間長のサイクリックプリフィックスおよび２４５７６×Ｔ_Sの時間長のシーケンスを有し、第２プリアンブルは、２１０１２×Ｔ_Sの時間長のサイクリックプリフィックスおよび２４５７６×Ｔ_Sの時間長のシーケンスを有し、第３プリアンブルは、６２２４×Ｔ_Sの時間長のサイクリックプリフィックスおよび２×２４５７６×Ｔ_Sの時間長のシーケンスを有し、第４プリアンブルは、２１０１２×Ｔ_Sの時間長のサイクリックプリフィックスおよび２×２４５７６×Ｔ_Sの時間長のシーケンスを有し、Ｔ_Sは、

で表されるサンプリング間隔でもよい。

本発明の他の様態として、ランダムアクセスチャネル信号を送信する方法は、基地局から所定のプリアンブルフォーマットに関する情報を受信する段階と、所定のプリアンブルフォーマットに含まれたプリアンブルを用いて基地局にランダムアクセスチャネル信号を送信する段階と、を有することができ、所定のプリアンブルフォーマットは、保護区間の時間長に関係なく、基地局のセル半径に従う所定のサイクリックプリフィックスと、一つのシーケンスまたは反復シーケンスのいずれかとを有して構成されてもよい。

また、上記の方法で、所定のプリアンブルフォーマットに関する情報は、所定のサイクリックプリフィックス時間長情報およびシーケンス時間長情報を有してもよい。

また、シーケンス時間長情報が、プリアンブルに含まれるシーケンスが一つのシーケンスであることを示すと、所定のサイクリックプリフィックス時間長情報は、所定のサイクリックプリフィックスが拡張サイクリックプリフィックスに該当するか否かを示すことができる。

ここで、一つのシーケンスは、２４５７６×Ｔ_Sの時間長値を有し、所定のサイクリックプリフィックスは、拡張サイクリックプリフィックスでない場合は３１５２×Ｔ_Sの時間長値を有し、拡張サイクリックプリフィックスある場合は２１０１２×Ｔ_Sの時間長値を有し、Ｔ_Sは

で表されるサンプリング間隔でもよい。

また、シーケンス時間長情報が、プリアンブルに含まれるシーケンスが反復シーケンスであることを示すと、所定のサイクリックプリフィックス時間長情報は、所定のサイクリックプリフィックスが拡張サイクリックプリフィックスであるか、または、中間サイクリックプリフィックスであるかを示すことができる。

ここで、反復シーケンスは、２×２４５７６×Ｔ_S時間長値を有し、所定のサイクリックプリフィックスは、拡張サイクリックプリフィックスである場合は２１０１２×Ｔ_S時間長値を有し、中間サイクリックプリフィックスである場合は６２２４×Ｔ_S時間長値を有し、Ｔ_Sは、

で表されるサンプリング間隔でもよい。

また、上記方法で、保護区間の時間長を、基地局がセル半径に従って任意に調節することができる。

本発明のさらに他の様態として、ランダムアクセスチャネル信号を受信する方法は、所定のプリアンブルフォーマットに関する情報を各端末に伝送する段階と、各端末からランダムアクセスチャネル信号を受信する段階と、を有することができ、所定のプリアンブルフォーマットは、保護区間の時間長に関係なく、セル半径に従う所定のサイクリックプリフィックスと一つのシーケンスまたは反復シーケンスのいずれかとを有して構成されてもよい。

ここで、保護区間の時間長を、セル半径に従って任意に調節することができる。

以下の本発明に関する概略説明とそれに続く詳細説明は、共に、実施例とその説明であり、特許請求の範囲に記載された本発明をさらに説明するためのものであることを理解されたい。

本発明によると、下記のような効果が得られる。

第一に、所定の固定数個のＣＰを使用することによってハードウェアデザインの複雑度を減らすことができ、かつ、少ない数のＲＡＣＨプリアンブルを構成することができる。

第二に、基地局においてカバー可能なセル半径に対して所定のＣＰを使用する場合、セル半径に従ってＣＰの長さを別に考慮する必要がないので、効率的なシステム処理が可能となる。

第三に、保護区間（ＧＴ）に対する情報は端末（ＵＥ）に伝送されずに、基地局がセル半径に従って任意に設定することによって、少ない数のＲＡＣＨバースト構造をもって多様なセルカバレッジの支援が可能となる。

ＲＡＣＨ構造の一例を示す図である。 基地局のセル半径に従って要求されるＣＰ、ＧＴおよびＲＡＣＨの長さの変化量を示すグラフである。 基地局のセル半径に従って要求されるＣＰ、ＧＴおよびＲＡＣＨの長さの変化を示すグラフである。 基地局がカバーすべきセル半径に従って、所定の固定ＣＰおよびシーケンスを用いてＲＡＣＨを構成した場合を示すグラフである。 基地局がカバーすべきセル半径に従って、所定の固定ＣＰおよび固定シーケンスを用いてＲＡＣＨを構成した場合を示すグラフである。 基地局がカバーすべきセル半径に従って、所定の固定ＣＰおよび固定シーケンスを用いてＲＡＣＨを構成した場合を示すグラフである。 基地局がカバーすべきセル半径に従って、所定の固定ＣＰおよび固定シーケンスを用いてＲＡＣＨを構成した場合を示すグラフである。 ＣＰ長が７０８．３３５μｓである場合にセル半径に従って要求されるＧＴの長さおよびＲＡＣＨの長さを示す図である。 ＣＰ長が７０８．３３５μｓである場合にセル半径に従って要求されるＧＴの長さおよびＲＡＣＨの長さを示す図である。 本発明の好ましい実施例によって、保護区間（ＧＴ）の時間長に関係なくＣＰおよびシーケンスのみを用いてＲＡＣＨプリアンブルを構成する一例を示す図である。 セル半径に従って要求されるＣＰ、ＧＴおよびＲＡＣＨの長さの変化量を示すグラフである。 それぞれ、図２Ｂおよび図６で求めた中間ＣＰ値によって、一定の長さのＣＰおよびシーケンスを用いてＲＡＣＨを構成する場合を示すグラフである。 それぞれ、図２Ｂおよび図６で求めた中間ＣＰ値によって、一定の長さのＣＰおよびシーケンスを用いてＲＡＣＨを構成する場合を示すグラフである。

添付図面は、本発明をさらに理解するために包含されており、本発明の実施形態を図示、明細書の記載と共に本明細書の原理を説明するためのものである。

以下、添付の図面に図示された本発明の好適な実施例を参照しながら詳細に説明する。可能な限り、全ての図面を通して同様または類似のものには同一の符号を使用する。

本発明は、無線通信システムに関するもので、保護区間の時間長に関係なく、基地局のセル半径に従ってランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のプリアンブルを構成する方法およびＲＡＣＨ信号の伝送方法に関する。

本発明を説明するに先立って、本発明で開示されるほとんどの用語は、従来技術において周知の一般用語に対応しているが、一部の用語については、必要に応じて本出願人が選定し、本発明の以下の説明で開示するということに留意されたい。したがって、本出願人が定義した用語に関しては、本発明における意味に基づいて理解するのが望ましい。

記載の都合上および本発明のより良い理解のために、当分野において公知の一般的な構造および装置については、記載を省略したり、ブロック図またはフローチャートにおいて従来の意味で使用したりする。可能な限り、全ての図面を通して同様または類似のものには同一の参照符号を使用する。

以下の実施例は、本発明の構成要素と特徴を所定形態で結合したものである。各構成要素または特徴は、別の明示的に言及しない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施することができる。また、一部の構成要素および／または特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、または、他の実施例の対応する構成または特徴に取って代わることもできる。

本明細書で、本発明の実施例は、基地局と端末の間のデータ送受信関係を中心に説明する。ここで、基地局は、端末と直接通信を行うネットワークの終端ノード（terminal node）を意味することがある。本文書で、基地局により行われると説明された特定動作は、場合によっては基地局の上位ノード（upper node）により行われることもある。

すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード（network nodes）からなるネットワークで端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードにより行われてもよいことは自明である。

‘基地局’は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point）などの用語と代替可能である。また、‘ユーザ機器（ＵＥ）’は、端末、移動局（Mobile Station；ＭＳ）、移動加入者局（Mobile Subscriber Station；ＭＳＳ）などの用語に代替可能である。

本発明の実施例は様々な手段を通じて具現されうる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア（firmware）、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせなどにより具現されてもよい。

ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は、一つまたはそれ以上の特定用途向け集積回路（application specific integrated circuits；ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（digital signal processors；ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（digital signal processing devices；ＤＳＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（programmable logic devices；ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate arrays；ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどにより具現されてもよい。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は、以上で説明した機能または動作を行うモジュール、手順または関数などの形態で具現されてもよい。ソフトウェアコードはメモリユニットに記憶されて、プロセッサにより駆動されてもよい。メモリユニットは、プロセッサの内部または外部に設けられ、公知の様々な手段によりプロセッサとデータを交換することができる。

本発明の実施例で使用される特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されるもので、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で他の形態に変更可能である。

以下に添付の図面を参照して説明される本発明の実施例から、本発明の構成、作用および他の特徴が容易にわかる。

図１は、ＲＡＣＨ構造の一例を示す図である。

図１（ａ）を参照すると、標準ＲＡＣＨプリアンブル（Normal RACH Preamble）は、ＣＰ １００、シーケンス（Sequence）１２０およびＧＴ（Guard Time）１６０を含む。ＣＰ １００の長さは、Ｔ_CPで表すことができ、シーケンス１２０の長さは、Ｔ_SEQで表すことができる。また、ＧＴ １６０の長さは、Ｔ_GTで表すことができる。ＲＡＣＨバーストの全体長は、Ｔ_CP、Ｔ_SEQおよびＴ_GTを合わせたＴ_RAで表すことができる。拡張ＲＡＣＨプリアンブル（Extended RACH Preamble）は、ＣＰ １００の長さが拡張されたものを表す。

図１（ｂ）を参照すると、ＲＡＣＨプリアンブルは、ＣＰ １００、第１シーケンス１２０、第２シーケンス１４０およびＧＴ １６０を含んでもよい。基地局が管理すべきセル半径が広い場合、または、チャネル環境がよくない場合は、信頼性あるデータ伝送のために、反復シーケンスを使用することができる。

ＲＡＣＨプリアンブルは様々な形態を有することがある。特に、シーケンスを反復して構成でき、本発明の実施例では、好ましくは、シーケンスを１回反復した場合を説明する。もちろん１回以上反復された反復シーケンスを使用することもできる。ＲＡＣＨプリアンブルは、ＣＰの長さおよびＧＴの長さによって決定されてもよい。ただし、ＧＴは、実際に情報を含む部分でないので、ＣＰによってＲＡＣＨプリアンブルが決定される。

以下では、所定の固定サイクリックプリフィックス（Cyclic Prefix；ＣＰ）長を求める方法を説明する。

図２Ａおよび図２Ｂは、基地局のセル半径に従って要求されるＣＰ、ＧＴおよびＲＡＣＨの長さの変化量を示すグラフである。

本発明の実施例で使用される数値は例示的なものに過ぎず、ユーザの要求事項や通信環境によって可変するということは自明である。

図２Ａおよび図２Ｂで、Ｔ_RACHは、セル半径に従ってＲＡＣＨのために割り当てられたＴＴＩ区間を表す。このとき、１ ＴＴＩは１０００μｓ（１ｍｓ）の長さを有する。Ｔ_CPは、セル半径に従うＣＰの変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQは、Ｔ_CPおよびＴ_SEQの長さの和の変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQ＋Ｔ_GTは、セル半径に従う実際のＲＡＣＨ長の変化量を表す。

一般に、ＣＰは、最大往復遅延（Maximum Round Trip Delay）の長さおよび最大遅延スプレッド（Delay Spread）の長さによって決定されてもよい。ここで、アップリンクデータプリアンブル（Preamble）のために標準ＣＰ（Normal CP）および拡張ＣＰ（Extended CP）を考慮することができる。ただし、いかなるアップリンクデータプリアンブルに利用されるＣＰにおいても安定したＲＡＣＨ使用のために、本発明の実施例では、アップリンクデータプリアンブルのＣＰ長によらず、拡張ＣＰを使用するとする。また、ＲＡＣＨのＣＰ長を求めるために最大遅延スプレッド時間が１６．６７μｓである場合を取り上げて説明する。

図２Ａには、シーケンスの長さが０．８ｍｓである場合に、セル半径に従って要求されるＣＰの長さを示す。もし、基地局がカバー可能なセル半径が１００ｋｍである場合には、ＣＰの長さが６８３．３８１μｓであることがわかり、このときのＲＡＣＨのために３ ＴＴＩが割り当てられる。ただし、実際にＲＡＣＨが占有する区間は３ ＴＴＩ全体でないので、その差分だけ無線リソースの浪費が生じうる。

図２Ｂには、反復シーケンス（Repeated Sequence）を使用してシーケンス全体の長さが１．６ｍｓである場合に、セル半径に従って要求されるＣＰの長さを示す。もし、基地局がカバー可能なセル半径が１００ｋｍである場合には、ＣＰの長さは６８４μｓであることがわかり、このときのＲＡＣＨのために３ ＴＴＩが割り当てられてもよい。

図２Ａおよび図２Ｂを比較すると、一つのシーケンスを使用する場合、２ ＴＴＩでカバーできるセル半径は約８７ｋｍであるが、反復シーケンスを使用する場合は、２ ＴＴＩでカバーできるセル半径は約２８．７５ｋｍである。ただし、１００ｋｍのセル半径をカバーするために３ＴＴＩを割り当てる場合、一つのシーケンスを使用する場合、ＲＡＣＨのために割り当てられた３ ＴＴＩを全て使用するわけではないので、無線リソースの浪費が生じうる。ここで、反復シーケンスを使用する場合には、図２Ａに比べて無線リソースの浪費が少ないことがわかる。

図３Ａ〜図３Ｄは、基地局がカバーすべきセル半径に従って所定の固定ＣＰおよび固定シーケンスを使用してＲＡＣＨを構成した場合を示すグラフである。

図３Ａ〜図３Ｄで、Ｔ_RACHは、セル半径に従ってＲＡＣＨのために割り当てられたＴＴＩ区間を表す。Ｔ_CPは、セル半径に従うＣＰの変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQは、Ｔ_CPおよびＴ_SEQの長さの和の変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQ＋Ｔ_GTは、セル半径に従う実際のＲＡＣＨ長の変化量を表す。

図３Ａには、固定ＣＰが６８３．３８１μｓであり、シーケンスの長さが０．８msである場合を示す。このとき、基地局は２ ＴＴＩを用いて７７．４８kmのセル半径をカバーできる。また、基地局は、３ ＴＴＩを用いると１００ｋｍ以上のセル半径をカバーできる。ただし、基地局が１００ｋｍのセル半径をカバーするために３ ＴＴＩを割り当てると、“Ａ”の分の無線リソースが浪費されることがある。

図３Ｂには、固定ＣＰが６８３．３８１μｓであり、反復シーケンス全体の長さが１．６ｍｓである場合を示す。ここで、基地局は、２ ＴＴＩを用いて所望のセル半径をカバーすることができない。しかし、３ ＴＴＩを使用する場合は、１００ｋｍのセル半径をカバーできる。この場合は、基地局がカバー可能なセル半径と使用されるＴＴＩのサイズとがほとんど一致するので、図３Ａにおけるような無線リソースの浪費を減らすことができる。

図３Ｃには、固定ＣＰが６８４μｓであり、シーケンスの長さが０．８msである場合を示す。この場合、基地局は、２ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てて７７．４８ｋｍのセル半径をカバーすることができる。また、基地局は、３ ＴＴＩを用いると、１００ｋｍのセル半径をカバーできることがわかる。ただし、基地局が１００ｋｍのセル半径をカバーするために３ ＴＴＩを割り当てる場合は、“Ｂ”の分の無線リソースが浪費されることがある。

図３Ｄには、固定ＣＰが６８４μｓであり、反復シーケンス全体の長さが１．６ｍｓである場合を示す。ここで、基地局は２ ＴＴＩを用いて所望のセル半径をカバーできない。しかし、３ ＴＴＩを使用する場合は、１００ｋｍ以上のセル半径をカバーできる。この場合は、基地局がカバー可能なセル半径と使用されるＴＴＩのサイズとがほとんど一致するので、図３Ｃにおけるような無線リソースの浪費を減らすことができる。

図２および図３は、本発明の実施例で簡単なＲＡＣＨ構造を使用するために、特定セル半径に対する所定のＣＰ長を求める方法を示した。すなわち、全てのＲＡＣＨ ＣＰ長は、基地局でカバーできるセル半径を支援する長さにすることが好ましい。例えば、セル半径は１００ｋｍ以上となることがあり、ＲＡＣＨ ＣＰはそれをカバー可能でなければならない。

基地局でカバー可能なセル半径に対して所定個数のＣＰ長を使用する場合には、セル半径に従ってＣＰの長さを別に考慮する必要がないので、ハードウェアデザインの複雑度を減らすことができる。また、セル半径が変わっても少ない数のＲＡＣＨ構成のみを用いればいい。本発明の実施例では、基地局で支援可能なセル半径を約１００ｋｍと約３０ｋｍとしたときにＣＰ長を求める場合を取り上げる。

ＲＡＣＨにおいてＧＴは事実上データを含んでいる区間ではない。したがって、ＵＥにとってはＣＰおよびシーケンスの長さのみを知っていればよく、あえてＧＴに対する情報を知る必要はない。ＧＴの長さは基地局でセル半径に従って調節するだけで足りるわけである。

基地局は、セル半径に従って２ ＴＴＩや３ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てることができる。しかし、ＧＴは実際に伝送される信号がない区間であるため、ＵＥは、ＧＴに対する情報は必要とせず、単にＣＰの長さ、シーケンスの反復の有無およびその長さのみを知るだけで充分である。

図４Ａおよび図４Ｂは、ＣＰ長が７０８．３３５μｓである場合にセル半径に従って要求されるＧＴの長さおよびＲＡＣＨの長さを示す図である。

図４Ａおよび図４Ｂで、Ｔ_RACHは、セル半径に従ってＲＡＣＨのために割り当てられたＴＴＩ区間を表す。ここで、Ｔ_CPは、セル半径に従うＣＰの変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQは、Ｔ_CPおよび_TSEQの長さの和の変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQ＋Ｔ_GTは、セル半径に従う実際のＲＡＣＨ長の変化量を表す。

基地局でカバーできるセル半径はＲＡＣＨＣＰ長とＧＴ値により決定されてもよい。ただし、ＲＡＣＨに３ ＴＴＩを割り当てる場合、実際に、ＲＡＣＨに割り当てられた無線リソースを全て活用するためにＣＰの長さを調節する必要がある。

したがって、本発明の実施例では、ＲＡＣＨ ＣＰの長さを１０３．７４２８３ｋｍに対する往復遅延時間（６９１．６６５μｓ）と最大遅延スプレッド時間（１６．６７μｓ）を合算した値に決定するとする。すなわち、ＣＰの長さが７０８．３３５μｓである場合を考慮する。

図４Ａには、ＣＰの長さが７０８．３３５μｓで、シーケンスの長さが０．８ｍｓである場合に基地局でカバーできるセル半径を示す。基地局は、２ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てることによって７３．７８ｋｍをカバーできる。また、基地局が３ ＴＴＩをＵＥに割り当てると、１００ｋｍ以上の長さを全部カバーできる。しかし、このような場合は、ＲＡＣＨが３ ＴＴＩを全部占めているわけでないので、浪費される無線リソースが生じうる。

図４Ｂには、ＣＰの長さが７０８．３３５μｓで、シーケンスの長さが１．６ｍｓである場合に基地局でカバーできるセル半径を示す。基地局は、ＵＥに２ ＴＴＩを割り当てると、セル半径をカバーできない。しかし、基地局が３ ＴＴＩをＵＥに割り当てると、基地局は、約１０３．７４ｋｍまでセルカバレッジを拡張することができる。この場合、基地局に要求されるセル半径が１００ｋｍであるとしたので、無線リソースの浪費を防止することができる。

以上の図２〜図４の説明から、基地局がカバーすべきセル半径に従って所定のＣＰを固定的に選択できることがわかる。すなわち、基地局の最大セルカバレッジに該当するＣＰを決定し、これを用いてＲＡＣＨプリアンブルを構成すると、セル半径に従って引き続きＣＰの長さを計算してそれによるＲＡＣＨプリアンブルを構成する必要がないので、ハードウェアデザインの複雑度を低減することができる。すなわち、一つまたは少数のＲＡＣＨ構成を用いて基地局に要求されるセルカバレッジを確保することができる。

以下では、図２〜図４で決定した所定のＣＰを用いて追加ＲＡＣＨプリアンブルを構成する方法を説明する。

図５は、本発明の好ましい実施例によって、保護区間（ＧＴ）の時間長に関係なく、ＣＰおよびシーケンスのみを用いてＲＡＣＨプリアンブルを構成する一例を示す図である。

図５を参照すると、図１と違い、ＧＴの時間値をＲＡＣＨプリアンブルに含めない。ＧＴは、事実上データ情報を含まないので、基地局でセル半径に従ってＧＴの長さを任意に調節することができる。したがって、ＵＥは、ＲＡＣＨにアクセスする上でＣＰおよびシーケンス部分の時間長値のみ知っていれば充分であり、また、ＲＡＣＨプリアンブルの構造もＣＰおよびシーケンス部分のみで構成することができる。

図５の（ａ）を参照すると、標準ＲＡＣＨプリアンブル（Normal RACH Preamble）は、ＣＰ ５００、シーケンス５２０を含む。ＣＰ ５００の長さはＴ_CPで表すことができ、シーケンス５２０の長さはＴ_SEQで表すことができる。ＲＡＣＨプリアンブルの全体長さは、Ｔ_CPおよびＴ_SEQを合算した値で表すことができる。拡張ＲＡＣＨプリアンブル（Extended RACH Preamble）は、基本的に標準ＲＡＣＨプリアンブルと同一の構成を有し、ただし、ＣＰ ５００の長さが拡張された点が異なる。

図５の（ｂ）を参照すると、反復ＲＡＣＨプリアンブル（Repeated RACH Preamble）は、ＣＰ ５００、第１シーケンス５２０および第２シーケンス５４０を含んでもよい。反復ＲＡＣＨプリアンブルは、シーケンスを反復して使用することができる。すなわち、反復ＲＡＣＨプリアンブルは、基地局が管理すべきセル半径が広い場合またはチャネル環境がよくない場合であっても、信頼性ある通信をするために使用することができる。

図５で、標準ＲＡＣＨプリアンブルのＣＰは１０２．６μｓの長さを有するとする。また、拡張ＲＡＣＨプリアンブルのＣＰは、６８３．３８１μｓ、６８４μｓまたは７０８．３３５μｓのいずれかの長さを有する場合とする。

したがって、以下では、ＣＰ値およびシーケンス値を有するＲＡＣＨプリアンブルフォーマットについて説明する。以下では、システム帯域幅が２０ＭＨｚであり、サンプリング周波数が３０．７２ＭＨｚである場合を挙げて説明する。このような場合、サンプル間隔であるＴ_Sは

と計算され、約３２．５５２０８３３３ｎｓとなる。

ここで、６８３．３８１μｓのＣＰ長から最大チャネル遅延スプレッド（１６．６７μｓ）値を引いてＳｋｍで割ると、支援可能なセル半径は約１００ｋｍ（９９．９３７４６４７３ｋｍの切り上げ値）となる。ここで、Ｓｋｍは、往復遅延（round trip delay）に対する項で、光がｋｍ当たりに往復するのにかかる時間を表す。

このように、ＣＰ長の計算において使用した光の速度の丸めの程度および計算上の丸め誤差などによってＣＰ長を別々に計算することができる。

また、Ｔ_Sの値が非常に小さいから、このように別々に計算されたＣＰの長さは、Ｔ_S単位で表す時に大きく異なるように見えることがあるが、実際には同一の意味を有する。また、ＣＰ長がＴ_Sの倍数で正確に表現されない場合、四捨五入、切り上げ、切り捨てなどを適用して表現することができる。

下記の表１は、拡張ＲＡＣＨプリアンブルおよびシーケンスが、反復ＲＡＣＨプリアンブル構造において同一のＣＰ（例えば、ＣＰ＝６８３．３８１μｓ）を使用する場合のＲＡＣＨパラメータを表したものである。

表１は、基地局が管理するセル半径が１００ｋｍである場合、ＲＡＣＨ構造のパラメータを表したものである。

表１で、プリアンブルタイプが‘Normal’であると、標準ＲＡＣＨを表すものであり、この場合、ＲＡＣＨにおいてＣＰの長さは３１５２×Ｔ_Sであり、シーケンスの長さは２４５７６×Ｔ_Sを用いることができる。ただし、‘Normal’の場合は、セル半径が約１５ｋｍ未満である場合のためのものである。

プリアンブルタイプが‘Extended’である場合、基地局は、ＲＡＣＨ存続期間を２ ＴＴＩ（例えば、Ｔ_RA＝６１４４０×Ｔ_S）または３ ＴＴＩ（例えば、ＴＲＡ＝９２１６０×Ｔ_S）から選択してＵＥに割り当てることができる。このとき、基地局は、拡張ＣＰを使用することができる。ここで、ＲＡＣＨにおいてＣＰの長さは２０９９３×Ｔ_Sであり、シーケンスの長さは２４５７６×Ｔ_Sを使用することができる。

プリアンブルタイプが‘Repeated’である場合、基地局は、２０９９３×Ｔ_Sの長さ有するＣＰを使用する場合、３ ＴＴＩ区間をＲＡＣＨに割り当てる。ただし、セル半径が小さい場合は、反復ＲＡＣＨにおいて短いＣＰ（例えば、ＣＰ＝３１５２×Ｔ_S）を使用することができる。このとき、基地局は、拡張ＲＡＣＨと同様に、ＲＡＣＨ存続期間を２ ＴＴＩ（例えば、ＴＲＡ＝６１４４０×Ｔ_S）または３ ＴＴＩ（例えば、ＴＲＡ＝９２１６０×Ｔ_S）から選択して使用することができる。ここで、ＲＡＣＨにおいてＣＰの時間長は３１５２×Ｔ_Sまたは２０９９３×Ｔ_Sを使用することができ、シーケンスの時間長は２×２４５７６×Ｔ_Sを使用することができる。

下記の表２は、拡張ＲＡＣＨプリアンブルおよびシーケンスが、反復ＲＡＣＨプリアンブル構造において同一のＣＰ（例えば、ＣＰ＝６８４μｓ）を使用する場合のパラメータを表したものである。

表２は、基本的に表１の構成と似ている。ただし、拡張ＲＡＣＨおよび反復ＲＡＣＨで使用される固定ＣＰの長さが６８４μである場合のＲＡＣＨ構造を表している。

下記の表３は、拡張ＲＡＣＨプリアンブルおよびシーケンスが、反復ＲＡＣＨプリアンブル構造において同一のＣＰ（例えば、ＣＰ＝７０８．３３５μｓ）を使用する場合のパラメータを表したものである。

表３のＲＡＣＨ構造は、基本的に表１と似ている。ただし、表３は、基地局が管理するセル半径が１０３．７４ｋｍで、ＲＡＣＨ ＣＰが７０８．３３５μｓである場合のＲＡＣＨ構造を表している。

したがって、表１〜表３を参照すると、それぞれの要求事項に応じて二つのＣＰ長（３１５２×Ｔ_Sおよび２０９９３×Ｔ_S、３１５２×Ｔ_Sおよび２１０１２×Ｔ_S、または、３１５２×Ｔ_Sおよび２１７６０×Ｔ_S）を用いて全てのＲＡＣＨプリアンブル構造をカバーすることができる。

以下では、表１〜表３に示したＲＡＣＨのタイプの構成情報を、基地局がＵＥに知らせる方法について説明する。

基地局がＲＡＣＨタイプをＵＥに知らせるために様々な方法を用いることができる。その一つとして、単にプリアンブルタイプに順に番号を付け、基地局が、ＵＥが使用するプリアンブルタイプに対する番号を知らせる方法を使用することができる。

下記の表４は、表２のプリアンブルタイプに順に番号を付ける方法の一つを表したものである。

表４を参照すると、基地局は、２ビットを用いてＵＥにプリアンブルフォーマットに関する情報を知らせることができる。例えば、‘００’は、プリアンブルフォーマット０を表し、‘０１'はプリアンブルフォーマット１を、‘１０'はプリアンブルフォーマット２を表すと設定できる。また、‘１１'はプリアンブルフォーマット３を表すと設定できる。

表４は、表２を挙げて説明したものであるが、表１または表３の場合にも適用できる。また、表４で表した方法の他に、プリアンブルフォーマットに番号を付ける他の方法を使用することもできる。

他の方法として、一つ以上のビット（bit）を使用してＲＡＣＨ ＣＰおよびシーケンスに関する情報を知らせる方法がある。すなわち、基地局が所定のビットを用いてＲＡＣＨ ＣＰの長さ（または、ＣＰの拡張有無を表す情報）に関する情報をＵＥに知らせ、他の所定のビットを用いてシーケンスの長さ（または、シーケンスの反復の有無）に関する情報をＵＥに知らせることができる。

下記の表５は、ＲＡＣＨ情報を１ビット以上（例えば、２ビット）を使用して表した一例である。

表５は、表２のＲＡＣＨの構造を挙げて説明する。表５を参照すると、基地局は、ＣＰの長さを表す１ビットとシーケンスの長さを表す１ビットを用いてＲＡＣＨに関する情報をＵＥに知らせることができる。２ビットを‘ＸＸ’で表現するとすれば、前のビットはＣＰの時間長を表し、後のビットはシーケンスの時間長を表すことができる。

すなわち、‘００'の場合は、シーケンスの時間長が２４５７６×Ｔ_Sで、ＣＰの時間長が３１５２×Ｔ_Sである場合を表し、‘１０’の場合は、シーケンスの時間長が２４５７６×Ｔ_Sで、ＣＰの時間長が２１０１２×Ｔ_Sである場合を表すことができる。‘０１’の場合は、チャネル環境がよくない場合に信頼性を高めるために使用される。すなわち、ＣＰは３１５２×Ｔ_Sを使用するが、反復シーケンスとして２×２４５７６×Ｔ_Sを使用してＲＡＣＨの信頼性を高めることができる。また、‘１１’の場合は、反復シーケンスの時間長が２×２４５７６×Ｔ_Sで、ＣＰの時間長が２１０１２×Ｔ_Sである場合を表すことができる。

表５は、表２の場合を挙げて説明したものであるが、表１または表３の場合にも適用可能である。また、表５で表した方法の他に、ＲＡＣＨプリアンブルフォーマットに番号を付ける他の方法を使用することもできる。もちろん、基地局は、上述した方法の他に、他の形態の２ビットを用いてＲＡＣＨのタイプをＵＥに知らせることもできる。

上記の表１〜表３は、Ｔ_CPおよびＴ_SEQ値に基づいて下記の表６〜表８のように簡略に表すことができる。

下記の表６は、上記の表１を簡略に表したものである。

表６は、表１でＴ_RAの長さを明示しないものである。Ｔ_RAの長さは、Ｔ_CPおよびＴ_SEQの長さとＧ_Tの長さを考慮して得られる値である。この場合、Ｇ_Tの時間長の値は基地局で任意に定めることができるので、Ｔ_CPおよびＴ_SEQの時間長値を知っている場合はあえてＴ_RAを明示する必要がない。

下記の表７は、上記の表２を簡略に表したものである。

表７は基本的に表２と同様である。また、表７のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表２で求めた方法と同一の方法で求めることができる。

下記の表８は、上記の表３を簡略に表したものである。

表８のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表３のＴ_CP値およびＴ_SEQ値を求めた条件と同じ条件の下で求めたものである。

図２〜図４で求めた所定個数のＣＰおよびシーケンスの時間長を用いて図５のＲＡＣＨプリアンブルを構成することができる。すなわち、表１〜表８で説明したＴ_CPおよびＴ_SEQ値を用いて図５のＲＡＣＨプリアンブルを構成することができる。

本発明の実施例で、基地局は１００ｋｍ程度のセル半径をカバーできるようにＲＡＣＨのＣＰおよびシーケンスを構成した。しかし、反復シーケンスが使用される場合、セル半径が１４．６１ｋｍ程度の場合よりも大きいセル半径で３ ＴＴＩのＲＡＣＨを使用することは、無線リソースの浪費につながることがある。したがって、以下では、無線リソースの浪費を防止するために、上述したＣＰ長の他に一つの中間ＣＰ値（middle CP）をさらに追加したパラメータを求める方法を説明する。

図６は、セル半径に従って要求されるＣＰ、ＧＴおよびＲＡＣＨの長さの変化量を示すグラフである。

本発明の実施例で使用される数値は例示的なものに過ぎず、ユーザの要求事項や通信環境によって可変であることは自明である。

図６で、Ｔ_RACHは、セル半径に従ってＲＡＣＨのために割り当てられたＴＴＩ区間を表す。ここで、１ ＴＴＩは１０００μｓ（１ｍｓ）の時間長を有する。Ｔ_CPは、セル半径に従うＣＰの変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQは、Ｔ_CPおよびＴ_SEQの時間長の和の変化量を表し、Ｔ_CP＋Ｔ_SEQ＋Ｔ_GTは、セル半径に従う実際のＲＡＣＨの長さの変化量を表す。また、ＲＡＣＨのＣＰの時間長を求めるために最大遅延スプレッド時間が５．２１μｓである場合を挙げて説明する。

図６を参照すると、２０００μｓ（２ ＴＴＩ）のＲＡＣＨ存続期間（duration）で支援可能な最大のセル半径である２９．６ｋｍに対するＣＰを求めることができる。すなわち、中間ＣＰ値として２０２．６μｓを求めることができる。したがって、基地局は、約２９．６ｋｍまでのセル半径に対して反復シーケンスを用いながらも２ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てることができる。

図６と異なる方法で中間ＣＰ値を求めることもできる。図２Ｂを参照すると、基地局でＲＡＣＨに２ ＴＴＩを割り当てることによって支援可能な最大のセル半径は約２８．７５ｋｍである。このときのＣＰ値は、約２０８．３３５μｓであることがわかる（このとき、図２Ｂでは、最大遅延スプレッド時間が１６．６７μｓである）。

図７Ａおよび図７Ｂはそれぞれ、図２Ｂおよび図６で求めた中間ＣＰ値によって、一定の長さのＣＰおよびシーケンスを用いてＲＡＣＨを構成する場合を示すグラフである。

図７Ａは、最大チャネル遅延スプレッド（５．２１μｓ）を考慮して、中間ＣＰ値を２０２．６μｓとした場合である。このとき、中間ＣＰ値は、拡張ＣＰに比べて支援可能なセル半径が小さいので、拡張ＣＰで考慮した最大チャネル遅延スプレッドよりも短い最大チャネル遅延スプレッドを考慮することが可能である。

シーケンスの長さは、反復シーケンスを使用する場合を仮定して、１．６ｍｓに設定することができる。したがって、基地局は、反復シーケンスを使用し、２ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てても無線リソースを效率的に使用することができる。また、基地局は、図７ＡでＧＴ値をセル半径に従って弾力的に調節することができる。

図７Ｂは、最大チャネル遅延スプレッド（１６．６７μｓ）を考慮して、中間ＣＰ値を２０８．３３５μｓに設定した場合である。このとき、シーケンスの時間長は１．６ｍｓであって、図７Ａと同様に、反復シーケンスを使用することができる。基地局が２ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てることによってカバーできる最大セル半径は約２８．７５ｋｍになりうる。

図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、基地局は、２ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てて約３０ｋｍに該当するセル半径をカバーすることができる。図２〜図４で、基地局が１００ｋｍのセル半径をカバーするように設定したＣＰ値およびシーケンスを用いる場合、３ ＴＴＩを利用しなければならない。このとき、セル半径が１００ｋｍよりも遥かに小さい場合（例えば、セル半径が３０ｋｍ以下である場合）にも、ＲＡＣＨに連続する３ＴＴＩを割り当てることは無線リソースの浪費になりうる。

したがって、図７Ａおよび図７Ｂのように、中間ＣＰ値を求めてこれを用いてＲＡＣＨを構成すると、約３０ｋｍまでのセル半径は、反復シーケンスを使用しながらも２ ＴＴＩをＲＡＣＨ区間に用いることができる。すなわち、基地局は、無線リソースの浪費を最小にしながら約３０ｋｍに該当するセル半径をカバーすることができる。

下記の表９は、本発明の実施例において中間ＣＰ値を含んで構成されたＲＡＣＨプリアンブルフォーマットの一例を表したものである。

表９は、基本的に表１と似ており、基地局がカバーするセル半径が約１００ｋｍである場合に、ＲＡＣＨプリアンブルのパラメータを表したものである。ただし、表９は、特に、セル半径が約３０ｋｍである場合のためのＲＡＣＨプリアンブル（Repeated 2）を含む点が表１と異なる。

表９で、プリアンブルタイプが‘Normal’であると、標準ＲＡＣＨを表す。この場合、ＲＡＣＨでＣＰの時間長は３１５２×Ｔ_Sであり、シーケンスの時間長は２４５７６×Ｔ_Sを使用することができる。

プリアンブルタイプが‘Extended’である場合、基地局は、ＲＡＣＨ存続期間は２ ＴＴＩ（例えば、６１４４０×Ｔ_S）または３ ＴＴＩ（例えば、９２１６０×Ｔ_S）から選択してＵＥに割り当てることができる。このとき、基地局は、拡張ＣＰ（例えば、２０９９３×Ｔ_S）を使用することができる。このとき、ＲＡＣＨでＣＰの長さは２０９９３×Ｔ_S（すなわち、ＣＰ＝６８３．３８１）であり、シーケンスの長さは２４５７６×Ｔ_Sを使用することができる。

プリアンブルタイプが‘Repeated 1’である場合、基地局は、２０９９３×Ｔ_Sの長さを有するＣＰを使用することができ、３ ＴＴＩ区間をＲＡＣＨに割り当てる。ただし、反復ＲＡＣＨで短いＣＰ（例えば、ＣＰ＝３１５２×Ｔ_S）を使用する場合は、基地局は、拡張ＲＡＣＨと同様に、ＲＡＣＨ存続期間を２ ＴＴＩ（２ｍｓ）または３ ＴＴＩ（３ｍｓ）から選択して使用することができる。この場合、ＲＡＣＨにおいてＣＰの長さは３１５２×Ｔ_Sまたは２０９９３×Ｔ_Sを使用することができ、シーケンスの長さは２×２４５７６×Ｔ_Sを使用することができる。

プリアンブルタイプが'Repeated 2'である場合、基地局がＲＡＣＨ ＣＰ値として中間ＣＰ値を使用する場合を表す。すなわち、ＣＰ値として６４００×Ｔ_Sの長さを有するＲＡＣＨ構造を表す。このような場合、基地局は、ＲＡＣＨ構成時に、反復シーケンスを使用しながらも、２ ＴＴＩをＲＡＣＨに割り当てることによって、３０ｋｍに該当するセル領域をカバーすることができる。すなわち、‘Repeated 2’タイプのＲＡＣＨは、セルカバレッジが約３０ｋｍ以内の場合に效率的に使用することができる。

下記の表１０は、本発明の実施例で中間ＣＰ値を含んで構成されたＲＡＣＨプリアンブルフォーマットの他の例を表したものである。

表１０は、ＲＡＣＨに使用されるＣＰの値が６８３．３８１μｓ（セル領域が約１００ｋｍである場合）および２０２．６μｓ（セル半径が約３０ｋｍである場合）の長さを有する場合のＲＡＣＨパラメータを含む。

表１０のＲＡＣＨパラメータは基本的に表１と似ている。ただし、セル半径が約３０ｋｍである場合に無線リソースを效率的にＲＡＣＨに割り当てるために、‘Repeated 2’のプリアンブルタイプを新しく設定している。すなわち、２０２．０６μｓに該当する中間ＣＰ値（６２２４×Ｔ_Sまたは２０２．６μｓ）を新しく設定し、それによるＲＡＣＨに対するパラメータを定義した点が異なる。

下記の表１１は、本発明の実施例で中間ＣＰ値を含んで構成されたＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのさらに他の例を表したものである。

表１１は、ＲＡＣＨに使用されるＣＰの値が６８４μｓ（セル領域が約１００ｋｍである場合）および２０８．３３５μｓ（セル半径が約３０ｋｍである場合）の長さを有する場合のＲＡＣＨパラメータを表している。

表１１は、表２と似ている。ただし、表１１では、‘Repeated 2’のプリアンブルタイプを新しく設定することによって、セル半径が約３０ｋｍである場合に效率的にＲＡＣＨを活用することができる。

下記の表１２は、本発明の実施例で中間ＣＰ値を含んで構成されたＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのさらに他の例を表したものである。

表１２は、ＲＡＣＨに使用されるＣＰの値が６８４μｓ（セル領域が約１００ｋｍである場合）および２０２．６μｓ（セル半径が約３０ｋｍである場合）の長さを有する場合のＲＡＣＨプリアンブルのパラメータを含む。

表１２は、基本的に表２と似ている。ただし、表１２では、セル半径が約３０ｋｍに該当する場合のＲＡＣＨプリアンブルを效率的に使用するために、中間ＣＰ値を含むプリアンブルタイプ（Repeated 2）を新しく定義した点が異なる。

下記の表１３は、本発明の実施例で中間ＣＰ値を含んで構成されたＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのさらに他の例を表したものである。

表１３は、ＲＡＣＨに使用されるＣＰの値が７０８．３３５μｓ（セル領域が約１０３ｋｍである場合）および２０８．３３５μｓ（セル半径が約３０ｋｍである場合）の長さを有する場合のＲＡＣＨパラメータを含む。

表１３は、基本的に表３と似ている。ただし、表１３では、セル半径が約３０ｋｍに該当する場合のＲＡＣＨプリアンブルを效率的に使用するために、中間ＣＰ値を含むプリアンブルタイプ（Repeated 2）を新しく定義した点が異なる。

下記の表１４は、本発明の実施例で中間ＣＰ値を含んで構成されたＲＡＣＨプリアンブルフォーマットのさらに他の例を表したものである。

表１４は、ＲＡＣＨに使用されるＣＰの値が７０８．３３５μｓ（セル領域が約１０３ｋｍである場合）および２０２．６μｓ（セル半径が約３０ｋｍである場合）の長さを有する場合のＲＡＣＨパラメータを含む。

表１４は基本的に表３と似ている。ただし、表１４では、セル半径が約３０ｋｍに該当する場合のＲＡＣＨプリアンブルを效率的に使用するために、中間ＣＰ値を含むプリアンブルタイプ（Repeated 2）を新しく定義した点が異なる。

以下では、表９〜表１４に示すＲＡＣＨプリアンブルタイプの構成情報を、基地局がＵＥに知らせる方法について説明する。

基地局がＲＡＣＨプリアンブルタイプをＵＥに知らせる方法には様々なものがある。第一の方法として、単にプリアンブルタイプに順に番号を付け、基地局が、ＵＥが使用するプリアンブルタイプに対する番号を知らせる方法を用いることができる。

下記の表１５は、表１２のプリアンブルタイプに順に番号を付ける方法の一つを表したものである。

表１５を参照すると、基地局は、２ビットを用いてＵＥにプリアンブルフォーマットに関する情報を知らせることができる。例えば、‘００’は、プリアンブルフォーマット０を表し、‘０１’はプリアンブルフォーマット１を、‘１０’はプリアンブルフォーマット２を表すと設定することができる。‘１１’は、プリアンブルフォーマット３を表すと設定することができる。

表１５は、表１２を挙げて説明したものであるが、表９、表１１、表１３〜表１４の場合にも適用可能である。また、表１５で示すビット構成の他に、プリアンブルフォーマットに番号を付ける他の方法を使用することもできる。

第二の方法として、１以上のビット（bit）を使用してＲＡＣＨ ＣＰおよびシーケンスに関する情報を知らせる方法を用いることができる。すなわち、基地局が所定のビットを用いてＲＡＣＨ ＣＰの時間長（または、ＣＰの拡張有無を表す情報）に関する情報をＵＥに知らせ、他の所定のビットを用いてシーケンスの反復の有無（または、シーケンスの時間長）に関する情報をＵＥに知らせることができる。

下記の表１６は、ＲＡＣＨ情報を１以上のビット（例えば、２ビット）を用いて表した一例である。

表１６は、一例として表１２のＲＡＣＨプリアンブルのタイプをＣＰの時間長およびシーケンスの反復の有無によって設定したものである。この場合、シーケンスの反復の有無を示すビットからシーケンスの時間長がわかる。また、シーケンスの反復の有無によってＣＰの時間長を表すビットの解釈が変わることがある。

表１６を参照すると、基地局は、ＣＰの時間長を知らせる１ビットとシーケンスの長さを表す１ビットとを用いてＲＡＣＨに関する情報をＵＥに知らせることができる。２ビットを‘ＸＸ’で表現するとすれば、前のビットはＣＰの時間長を表し、後のビットはシーケンスの反復の有無を表すことができる。

例えば、‘００’は一つのシーケンスが使用され、ＣＰの時間長が短い場合を表す。すなわち、シーケンスは反復されないので、シーケンスの時間長が２４５７６×Ｔ_Sであることがわかり、ＣＰの時間長は３１５２×Ｔ_Sであることがわかる。‘１０’の場合は、シーケンスは反復されず、ＣＰの時間長は２１０１２×Ｔ_Sである場合を表す。また、‘１１’の場合は、反復シーケンスが使用されることを表すことができる。したがって、シーケンスの時間長が２×２４５７６×Ｔ_Sで、ＣＰの時間長は２１０１２×Ｔ_Sであることを表す。プリアンブルタイプが‘０１’の場合は、シーケンスが反復されることを表し、ＣＰの時間長は６２２４×Ｔ_Sである場合を表すことができる。

したがって、表１６では、ＣＰの時間長が３つ表されているが、条件付きで選択することによって、シーケンスの反復の有無を表す１ビットとＣＰの時間長を表す１ビットで全ての組合せを表現することができる。

表１６は表１２を挙げて説明したが、表９〜表１４の場合にも適用可能である。

上記の表９〜表１４は、Ｔ_CPおよびＴ_SEQ値に基づいて下記の表１７〜表２２のように簡略に表すことができる。すなわち、Ｔ_GTの時間長は、基地局が任意に決定でき、Ｔ_CPおよびＴ_SEQによってＴ_RAの長さが決定されてもよい。したがって、Ｔ_RAの長さを除くＴ_CPおよびＴ_SEQのみでもＲＡＣＨプリアンブルを構成することができる。

下記の表１７は、上記の表９を簡略に表したものである。

表１７は基本的に表９と同一である。また、表１７のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表９で求めた方法と同一の方法で求めることができる。

下記の表１８は、上記の表１０を簡略に表したものである。

表１８のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表１０のＴ_CP値およびＴ_SEQ値を求めた条件と同一の条件の下で求めたものである。

下記の表１９は、上記の表１１を簡略に表したものである。

表１９は基本的に表１１と同一である。また、表１９のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表１１で求めた方法と同一の方法で求めることができる。

下記の表２０は、上記の表１２を簡略に表したものである。

表２０は、基本的に表１２と同一である。また、表２０のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表１２で求めた方法と同一の方法で求めることができる。

下記の表２１は、上記の表１３を簡略に表したものである。

表２１は基本的に表１３と同一である。また、表２１のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表１３で求めた方法と同一の方法で求めることができる。

下記の表２２は、上記の表１４を簡略に表したものである。

表２２のＴ_CP値およびＴ_SEQ値は、表１４のＴ_CP値およびＴ_SEQ値を求めた条件と同一の条件の下で求めたものである。

以上の実施例では、好ましい所定のＣＰ時間長および種類を設定する方法について説明した。ただし、様々なシステム帯域幅を簡便に支援する側面でそして／またはハードウェアの問題によってＣＰの時間長が変更されることがある。しかし、ＣＰの時間長がある程度変更されても本発明の思想に影響を及ぼさない。

例えば、サンプリング周波数の関係によってＣＰの時間長を調整することが可能である。以上の例ではサンプリング周波数が３０．７２ＭＨｚの場合を挙げて説明したが、１．９２ＭＨｚおよび３．８４ＭＨｚなどのサンプリング周波数でも動作可能である。このとき、サンプリング周波数は互いに倍数の関係を有する。１．９２ＭＨｚの１６倍が３０．７２ＭＨｚとなり、１．９２ＭＨｚの２倍が３．８４ＭＨｚとなり、また、３．８４ＭＨｚの８倍が３０．７２ＭＨｚとなる。

このような場合、様々な動作帯域でサンプリング周波数の倍数関係と同様に、ＣＰのサンプル数が倍数で表されることが好ましい。したがって、ＣＰのサンプル数は、８あるいは１６の倍数で表されることが好ましい。

サンプリング周波数の関係によってＣＰの時間長が調整される場合、表１１における２１０１２×Ｔ_Sサンプルは８あるいは１６の倍数でないので修正が必要である。表１１のパラメータをサンプリング周波数の関係のために調整した例を、下記の表２３に示す。

本発明のさらに他の実施例として、上記に加えて、ＲＡＣＨシーケンスのサンプリング周波数（例えば、ｆ_IFFT）との関係を考慮して修正することが可能である。

ＲＡＣＨシーケンスは、ハイブリッド周波数／時間領域生成（hybrid frequency/time domain generation）によって生成されてもよい。具体的には、まず、小さいＩＤＦＴを行い、システム帯域へのアップ−サンプリング（up-sampling）をした後に、時間領域で要求される中心周波数に周波数変換（frequency-conversion）をして生成することができる。

例えば、ＲＡＣＨで使用されるシーケンス自体のサンプル長を８３９個とする。ここで、シーケンス自体のサンプル長は、シーケンス生成式によって生成されるシーケンス自体の長さを意味する。１番目のＩＦＦＴサイズが１０２４個であれば、サンプリング周波数（ｆ_IFFT）は１．２８Ｍｓｐｓである。上述した理由を適用すると、ＣＰのサンプル数は２４の倍数にならなければならない。したがって、２つの倍数条件を同時に満たすために、ＣＰのサンプル数は４８の倍数にならなければならない。したがって、サンプリング周波数およびＲＡＣＨシーケンスのサンプリング周波数によってＣＰの長さが調整されてもよい。

下記の表２４は、表１１をＲＡＣＨプリアンブルのサンプリング周波数に対する関係を考慮して修正したパラメータを示す。

本発明の実施例は、少ない数のＣＰを使用することによってハードウェアデザインの複雑度を減らすことができ、基地局は、少ない数のＲＡＣＨ構成により所望の範囲のセル半径をカバーすることができる。また、ＧＴに対する情報は基地局が任意に設定することによって一つのＲＡＣＨプリアンブル構造を用いて様々なセルカバレッジを支援することができる。

本発明で開示されたほとんどの用語は、本発明の機能を考慮して定義され、当業者の意図または通常の用法と異なる場合があることに留意されたい。したがって、上述した用語は、本発明で開示された全ての内容に基づいて理解されることが望ましい。

本発明は、本発明の精神および必須特徴を逸脱しない範囲で様々な形態に具体化することができる。したがって、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の合理的解釈により定められなければならないし、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、または、出願後における補正により新しい請求項として含んだりしてもよい。

本発明は、通信技術を用いる産業全般に用いることができ、特に、広帯域無線通信システムで用いることができる。本発明のＲＡＣＨバースト構造を用いることによって效率的にシステム処理が可能になる。

Claims (16)

1. ユーザ装置が、ランダムアクセスのための予め定められたプリアンブルに関連付けられた情報を基地局から受信することと、
   前記ユーザ装置が、前記情報を考慮して前記予め定められたプリアンブルから選択したランダムアクセスプリアンブルを前記基地局へ送信することと、を有し、
   前記ランダムアクセスプリアンブルは、予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値とによって定義されるプリアンブルフォーマットを有し、
   前記第２シーケンスの時間長値は、前記第１シーケンスの時間長値の２倍であり、
   前記選択されたランダムアクセスプリアンブルは、保護区間の時間長を有せずに前記予め定められたサイクリックプリフィックスと前記第１シーケンスまたは前記第２シーケンスのいずれかとのみで構成される、ランダムアクセスプリアンブルを送信する方法。
2. 前記ユーザ装置は、前記予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスのいずれが使用されるかの指示と、を前記情報に基づいて取得する、請求項１に記載の方法。
3. 前記プリアンブルフォーマットは、１つの送信時間間隔、２つの送信時間間隔または３つの送信時間間隔に関して定義される、請求項１に記載の方法。
4. 前記サイクリックプリフィックスの時間長値は、３１６８×Ｔ_s、２１０２４×Ｔ_sまたは６２４０×Ｔ _s であり、
   前記第１シーケンスの時間長値は、２４５７６×Ｔ_s であり、
   前記第２シーケンスの時間長値は、２×２４５７６×Ｔ_sであり、
   Ｔ _s は基本時間単位であるサンプリング間隔である、請求項１に記載の方法。
5. 基地局が、ランダムアクセスのための予め定められたプリアンブルに関連付けられた情報をブロードキャストすることと、
   前記基地局が、前記情報を考慮して前記予め定められたプリアンブルから選択したランダムアクセスプリアンブルをユーザ装置から受信することと、を有し、
   前記ランダムアクセスプリアンブルは、予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値とによって定義されるプリアンブルフォーマットを有し、
   前記第２シーケンスの時間長値は、前記第１シーケンスの時間長値の２倍であり、
   前記選択されたランダムアクセスプリアンブルは、保護区間の時間長を有せずに前記予め定められたサイクリックプリフィックスと前記第１シーケンスまたは前記第２シーケンスのいずれかとのみで構成される、ランダムアクセスプリアンブルを受信する方法。
6. 前記ユーザ装置は、前記予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスのいずれが使用されるかの指示と、を前記情報に基づいて取得する、請求項５に記載の方法。
7. 前記プリアンブルフォーマットは、１つの送信時間間隔、２つの送信時間間隔または３つの送信時間間隔に関して定義される、請求項５に記載の方法。
8. 前記サイクリックプリフィックスの時間長値は、３１６８×Ｔ_s、２１０２４×Ｔ_sまたは６２４０×Ｔ _s であり、
   前記第１シーケンスの時間長値は、２４５７６×Ｔ_s であり、
   前記第２シーケンスの時間長値は、２×２４５７６×Ｔ_sであり、
   Ｔ _s は基本時間単位であるサンプリング間隔である、請求項５に記載の方法。
9. ランダムアクセスのための予め定められたプリアンブルに関連付けられた情報を基地局から受信し、
   前記情報を考慮して前記予め定められたプリアンブルから選択したランダムアクセスプリアンブルを前記基地局へ送信するように構成され、
   前記ランダムアクセスプリアンブルは、予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値とによって定義されるプリアンブルフォーマットを有し、
   前記第２シーケンスの時間長値は、前記第１シーケンスの時間長値の２倍であり、
   前記選択されたランダムアクセスプリアンブルは、保護区間の時間長を有せずに前記予め定められたサイクリックプリフィックスと前記第１シーケンスまたは前記第２シーケンスのいずれかとのみで構成される、ランダムアクセスプリアンブルを送信するユーザ装置。
10. 前記ユーザ装置は、前記予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスのいずれが使用されるかの指示と、を前記情報に基づいて取得する、請求項９に記載のユーザ装置。
11. 前記プリアンブルフォーマットは、１つの送信時間間隔、２つの送信時間間隔または３つの送信時間間隔に関して定義される、請求項９に記載のユーザ装置。
12. 前記サイクリックプリフィックスの時間長値は、３１６８×Ｔ_s、２１０２４×Ｔ_sまたは６２４０×Ｔ _s であり、
    前記第１シーケンスの時間長値は、２４５７６×Ｔ_s であり、
    前記第２シーケンスの時間長値は、２×２４５７６×Ｔ_sであり、
    Ｔ _s は基本時間単位であるサンプリング間隔である、請求項９に記載のユーザ装置。
13. ランダムアクセスのための予め定められたプリアンブルに関連付けられた情報をブロードキャストし、
    前記情報を考慮して前記予め定められたプリアンブルから選択したランダムアクセスプリアンブルをユーザ装置から受信するように構成され、
    前記ランダムアクセスプリアンブルは、予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値とによって定義されるプリアンブルフォーマットを有し、
    前記第２シーケンスの時間長値は、前記第１シーケンスの時間長値の２倍であり、
    前記選択されたランダムアクセスプリアンブルは、保護区間の時間長を有せずに前記予め定められたサイクリックプリフィックスと前記第１シーケンスまたは前記第２シーケンスのいずれかとのみで構成される、ランダムアクセスプリアンブルを受信する基地局。
14. 前記ユーザ装置は、前記予め定められたサイクリックプリフィックスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスの時間長値と、前記第１シーケンスまたは第２シーケンスのいずれが使用されるかの指示と、を前記情報に基づいて取得する、請求項１３に記載の基地局。
15. 前記プリアンブルフォーマットは、１つの送信時間間隔、２つの送信時間間隔または３つの送信時間間隔に関して定義される、請求項１３に記載の基地局。
16. 前記サイクリックプリフィックスの時間長値は、３１６８×Ｔ_s、２１０２４×Ｔ_sまたは６２４０×Ｔ _s であり、
    前記第１シーケンスの時間長値は、２４５７６×Ｔ_s であり、
    前記第２シーケンスの時間長値は、２×２４５７６×Ｔ_sであり、
    Ｔ _s は基本時間単位であるサンプリング間隔である、請求項１３に記載の基地局。

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