JP5268932B2 - 基地局装置及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局装置、移動局及び通信制御方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡやＨＳＤＰＡの後継となる通信方式、すなわちＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が、Ｗ−ＣＤＭＡの標準化団体３ＧＰＰにより検討されている。この中で、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が検討されている（例えば、3GPP TR 25.814 (V7.0.0), "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA," June 2006参照）。

ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式であり、サブキャリアを周波数上に、一部重なりあいながらも互いに干渉することなく密に並べることで、高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。

ＳＣ−ＦＤＭＡは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡでは、送信電力の変動が小さくなる特徴を持つことから、端末の低消費電力化及び広いカバレッジを実現できる。

ところで、一般に、移動通信システムにおいては、上りリンクにおける初期接続を確立するために、ランダムアクセスチャネルが用いられる。すなわち、移動局は、通信を開始する場合に、基地局装置に対してランダムアクセスチャネルを送信する。このランダムアクセスチャネルは、衝突許容チャネル（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）とも呼ばれ、リソース割当を要求する意思表示等を行うためのチャネルである。尚、ランダムアクセスチャネルは、初期接続の確立以外にも、ハンドオーバや上りリンクのスケジューリング要求、上りリンクの同期確立要求等の目的でも用いられる。

ランダムアクセス手順において最初に移動局より送信されるプリアンブルは、その性質上、移動局により任意のタイミングで送信されるため、基地局装置は、どのタイミングでプリアンブルが送信されるかを知ることはできない。この場合、基地局装置は、送信される可能性のある全てのプリアンブルの系列に関する受信電力と干渉電力とを推定し、前記受信電力と前記干渉電力とに基づいて、プリアンブルの各系列の検出を行う。

例えば、Ｗ−ＣＤＭＡの上りリンクは、非直交のシステムであるため、基地局装置は、全帯域の受信レベルを算出することにより、干渉電力の推定を行うことが可能であった。尚、受信電力に関しては、送信される可能性のある全てのプリアンブルの系列に対して、レプリカ系列を用いて相関をとることにより、算出される。

一方、ＬＴＥシステムにおけるプリアンブル系列は、3GPP TS 36.211 (V8.0.0), "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), Physical channels and modulation," June 2006に定義されるように、Ｚｅｒｏ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅを有するＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｚｅｒｏ Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列の１つであるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列により生成される。尚、上記Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列は、１つの系列または２つ以上の系列が用いられる。この場合、同一のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列により生成されるプリアンブル系列は、互いに直交するため、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのような干渉電力の推定を行うことができない。例えば、全てのプリアンブル系列が、同一のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列により生成されている場合、たとえ受信レベルが大きい場合でも、他のプリアンブル系列の信号電力は、直交化されてゼロとなるため、実際の干渉レベルは小さい場合がある。

上述したように、ＬＴＥシステムでは、同一のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列より生成されるプリアンブル系列は互いに直交するため、受信電力を算出しただけでは、干渉電力を推定することができないという問題が生じる。

そこで、本発明は、上述した課題に鑑み、その目的として、無線通信システムの上りリンクにおいて、互いに直交するプリアンブル系列を考慮してランダムアクセスチャネルの干渉量を推定することにより、精度良くプリアンブル系列の検出を行うことのできる基地局装置、移動局及び通信制御方法を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明に係る基地局装置は、
上りリンクにおいて移動局とランダムアクセスチャネルを用いた通信を行う基地局装置であって：
セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定するプリアンブル系列設定手段；及び
セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間を用いて、干渉電力を推定する干渉電力推定手段；
を備えることを特徴の１つとする。

また、本発明に係る通信制御方法は、
上りリンクにおいて移動局とランダムアクセスチャネルを用いた通信を行う基地局装置における通信制御方法であって：
セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定するステップ；及び
セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間を用いて、干渉電力を推定するステップ；
を備えることを特徴の１つとする。

本発明の実施例によれば、無線通信システムの上りリンクにおいて、互いに直交するプリアンブル系列を有するランダムアクセスチャネルの干渉量を正確に測定できる基地局装置、移動局及び通信制御方法を実現できる。

本発明の実施例にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。 ランダムアクセスチャネルの物理リソースの例を示す図である。 ランダムアクセスチャネルのフレームフォーマットの例である。 ランダムアクセスチャネルに用いられるプリアンブル系列の例である。 ランダムアクセスチャネルの干渉電力推定方法（その１）を説明するための図である。 ランダムアクセスチャネルに用いられるプリアンブル系列の例である。 ランダムアクセスチャネルの干渉電力推定方法（その１）を説明するための図（Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が２つ存在する場合）である。 基地局装置で算出される遅延プロファイルの例である。 ランダムアクセスチャネルの干渉電力推定方法（その２）を説明するための図である。 ランダムアクセスチャネルの干渉電力推定方法（その２）を説明するための図（Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が２つ存在する場合）である。 本発明の一実施例に係る基地局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置のベースバンド信号処理部を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置のＲＡＣＨ受信部を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係る移動局を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係る通信制御方法（その１）を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る通信制御方法（その２）を示すフローチャートである。

符号の説明

５０ セル
１００_１、１００_２、１００_３、１００_ｎ 移動局
１０２ 送受信アンテナ
１０４ アンプ部
１０６ 送受信部
１０８ ベースバンド信号処理部
１１０ 呼処理部
１１２ アプリケーション部
２００ 基地局装置
２０２ 送受信アンテナ
２０４ アンプ部
２０６ 送受信部
２０８ ベースバンド信号処理部
２１０ 呼処理部
２１２ 伝送路インターフェース
２０８１ レイヤー１処理部
２０８２ ＭＡＣ処理部
２０８３ ＲＬＣ処理部
２０８１２ ＲＡＣＨ受信部
２０８１２０ ＤＦＴ部
２０８１２１ 相関部
２０８１２２ ＩＤＦＴ部
２０８１２３ プロファイル算出部
２０８１２４ 信号電力推定部
２０８１２５ 干渉電力推定部
２０８１２６ 検出部
２０８１２７ プリアンブル系列管理部
３００ アクセスゲートウェイ装置
４００ コアネットワーク
１０００ 無線通信システム

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例に係る基地局装置が適用される無線通信システムについて、図１を参照して説明する。

無線通信システム１０００は、例えばＬＴＥ（別名：Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮ，或いは，Ｓｕｐｅｒ ３Ｇ）が適用されるシステムであり、基地局装置（ｅＮＢ： ｅＮｏｄｅ Ｂ）２００と複数の移動局（ＵＥ： Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００_ｎ（１００_１、１００_２、１００_３、・・・１００_ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを備える。基地局装置２００は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００と接続され、アクセスゲートウェイ装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。尚、前記アクセスゲートウェイ装置３００は、ＭＭＥ／ＳＧＷ (Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ／Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ)と呼ばれてもよい。また、移動局ＵＥは、ユーザ装置と呼ばれてもよい。

ここで、移動局１００_ｎの中には、セル５０において基地局装置２００とＬＴＥにより通信を行っている状態の移動局と、セル５０において基地局装置２００とＬＴＥにより通信を行っていない状態の移動局の両方が存在することとする。例えば、セル５０において基地局装置２００とＬＴＥにより通信を行っていない状態の移動局は、ランダムアクセスチャネルを基地局装置２００に送信することにより、通信を開始するための手順を行う。また、セル５０において基地局装置２００とＬＴＥにより通信を行っている状態の移動局も、ハンドオーバや上りリンクのスケジューリング要求、上り同期確立要求等の目的でランダムアクセスチャネルを送ることがある。

以下、移動局１００_ｎ（１００_１、１００_２、１００_３、・・・１００_ｎ）については、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限り移動局１００_ｎとして説明を進める。

無線通信システム１０００は、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。上述したように、ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。

ここで、ＬＴＥにおける通信チャネルについて説明する。

ＬＴＥにおいては、下りリンク及び上りリンクの両方において、周波数方向はリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）単位、時間方向はサブフレーム単位でデータの送受信を行う。ＬＴＥにおいては、１リソースブロックの周波数帯域幅は１８０ｋＨｚである。

下りリンクについては、各移動局１００_ｎで共有して使用される下り共有物理チャネル（ＰＤＳＣＨ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＬＴＥ用の下り制御チャネルとが用いられる。すなわち、下りチャネルは、下り共有物理チャネルとＬＴＥ用の下り制御チャネルとを指す。下りリンクでは、ＬＴＥ用の下り制御チャネルにより、下り共有物理チャネルを用いて通信を行うユーザの情報やそのトランスポートフォーマットの情報、上り共有物理チャネルを用いて通信を行うユーザの情報やそのトランスポートフォーマットの情報、上り共有物理チャネルに関する送達確認情報などが通知され、下り共有物理チャネルによりパケットデータが伝送される。

上りリンクについては、各移動局１００_ｎで共有して使用される上り共有物理チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＬＴＥ用の上り制御チャネルとが用いられる。尚、上り制御チャネルには、上り共有物理チャネルと時間多重されるチャネルと、周波数多重されるチャネルの２種類がある。

上りリンクでは、ＬＴＥ用の上り制御チャネルにより、下りリンクにおける共有物理チャネルのスケジューリング、適応変復調・符号化（ＡＭＣＳ： Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）に用いるための下りリンクの品質情報（ＣＱＩ： Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）及び下りリンクの共有物理チャネルの送達確認情報（ＨＡＲＱ ＡＣＫ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が伝送される。また、上り共有物理チャネルによりパケットデータが伝送される。

また、上りリンクでは、ランダムアクセスのためにランダムアクセスチャネルが用いられる。以下に、ＬＴＥシステムにおけるランダムアクセスチャネルの説明を行う。

ＬＴＥシステムにおけるランダムアクセスチャネルは、予め基地局から報知チャネルで通知された周波数帯域、時間区間において送信される。より具体的には、セル毎に６４個のプリアンブル系列（Ｐｒｅａｍｂｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が定義され、前記６４個のプリアンブル系列が、前記ランダムアクセスチャネルにおいて送信される。図２に、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ）の物理リソースの例を示す。ＬＴＥでは、周波数帯域として６個のリソースブロックが割り当てられる。また、時間方向には、様々なセル半径を考慮し、約０．９ｍｓから約２．３ｍｓまでのプリアンブルフォーマットが定義されている。図３では、約０．９ｍｓの場合を示している。図３では、１ｍｓのサブフレームのうち、約０．１ｍｓがＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）に使用され、約０．８ｍｓがプリアンブルに使用され、残りの約０．１ｍｓがガードピリオドになる。尚、前記ランダムアクセスチャネルは、物理チャネルとしては、物理ランダムアクセスチャネルと呼ばれる。

また、ＬＴＥのランダムアクセスチャネルにおいては、個別に割り当てられる個別プリアンブルと、ランダムに送信されるプリアンブルが存在する。個別に割り当てられる個別プリアンブルは、非衝突型のランダムアクセス手順に用いられ、ランダムに送信されるプリアンブルは、衝突型のランダムアクセス手順に用いられる。個別プリアンブルは、例えば、移動局が、ハンドオーバを行う際に用いられる。すなわち、移動局がハンドオーバ先の基地局装置にアクセスする場合に、そのハンドオーバを行う移動局によって用いられる。この個別のプリアンブルは、ハンドオーバ元の基地局装置より前記移動局に対して通知される。この場合、他の移動局が上記個別のプリアンブルを用いることがないため、ランダムアクセスチャネルの衝突が発生せず、結果として、安定した通信を実現することが可能となる。一方、ランダムに送信されるプリアンブルは、通常のランダムアクセスと同様に、複数のプリアンブルの中から、ランダムに選択されて、送信される。この場合、他の移動局が、同一のプリアンブルを選択する可能性があるため、衝突型のランダムアクセスとなる。

個別プリアンブルとランダムに送信されるプリアンブルは、プリアンブルのＩＤで区別される。例えば、６４個のプリアンブル系列が存在し、０から６３のプリアンブルのＩＤが存在する場合に、０〜１５を個別プリアンブルとし、１６〜６３をランダムに送信されるプリアンブルとすることが可能である。以下では、０〜１５のような、個別プリアンブルのＩＤの範囲を、個別プリアンブルの領域と呼び、１６〜６３のような、ランダムに送信されるプリアンブルのＩＤの範囲を、ランダムに送信されるプリアンブルの領域と呼ぶ。

例えば、ある移動局がハンドオーバを行う際に、ハンドオーバ元の基地局装置は、ＩＤが０〜１５の個別プリアンブルのうちの1個のプリアンブルを選択し、上記プリアンブルのＩＤを上記移動局に通知する。そして、上記移動局は、上記指定されたプリアンブルを用いてハンドオーバ先の基地局装置に非衝突型のランダムアクセスを行う。

一方、例えば、ある移動局がイニシャルアクセスを行う際に、移動局は、ＩＤが１６〜６３の、ランダムに送信されるプリアンブルのうちの1個のプリアンブルをランダムに選択し、上記選択されたプリアンブルを用いて衝突型のランダムアクセスを行う。

また、上記ランダムに送信されるプリアンブルの中には、優先度の高いプリアンブルと優先度の低いプリアンブルに分けられることもできる。例えば、６４個のプリアンブル系列が存在し、０から６３のプリアンブルのＩＤが存在する場合に、０〜１５を個別プリアンブルとし、１６〜３１を、優先度の高い、ランダムに送信されるプリアンブルとし、３２〜６３を、優先度の低い、ランダムに送信されるプリアンブルとしてもよい。以下では、１６〜３１のような、優先度の高い、ランダムに送信されるプリアンブルのＩＤの範囲を、優先度の高い、ランダムに送信されるプリアンブルの領域と呼び、３２〜６３のような、優先度の低い、ランダムに送信されるプリアンブルのＩＤの範囲を、優先度の低い、ランダムに送信されるプリアンブルの領域と呼ぶ。

この場合、優先度の高い移動局、あるいは、優先度の高いランダムアクセス手順を行う移動局により、優先度の高いプリアンブルが送信され、優先度の低い移動局、あるいは、優先度の低いランダムアクセス手順を行う移動局により、優先度の低いプリアンブルが送信される、といった制御が可能となる。すなわち、優先度の高い移動局、あるいは、優先度の高いランダムアクセス手順を行う移動局は、１６〜３１のプリアンブルの中からランダムにプリアンブルを選択して、プリアンブルの送信を行い、優先度の低い移動局、あるいは、優先度の低いランダムアクセス手順を行う移動局は、３２〜６３のプリアンブルの中からランダムにプリアンブルを選択して、プリアンブルの送信を行う。ここで、ランダムアクセス手順とは、イニシャルアクセスや、ハンドオーバ、上りリンクのスケジューリング要求、上り同期確立要求、下りリンクの通信再開等の、ランダムアクセスチャネルを用いた手順のことを指す。

このように、ランダムアクセスプリアンブルの領域を、優先度の高いプリアンブルの領域と優先度の低いプリアンブルの領域とに分けることにより、ランダムアクセスの優先度制御が可能となる。

尚、上述した例では、優先度の種類は、「高い」と「低い」の２種類であったが、３種類以上であってもよい。

尚、上述したような、個別プリアンブルやランダムに送信されるプリアンブル、優先度の高いランダムに送信されるプリアンブル、優先度の低いランダムに送信されるプリアンブルに対する、プリアンブルのＩＤの割り当ては、基地局装置により決定され、報知情報やＲＲＣメッセージを用いて移動局に通知される。

以下に、プリアンブルの信号を記載する(3GPP TS 36.211 (V8.0.0), "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), Physical channels and modulation," June 2006)：

ここで、β_PRACHは、振幅のスケーリングファクタであり、N_zcは、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の系列長であり、パラメータφは、周波数方向の固定のオフセットであり、Ｔ_ｃｐは、ＣＰ長であり、Δf_RAはプリアンブルのサブキャリア間隔であり、Δｆは、通常の上り信号のサブキャリア間隔であり、ｋ_ＲＡはランダムアクセスチャネルのリソースブロックの位置を決定するパラメータであり、Ｎ_ｓｃ ^ＲＢは、１ＲＢあたりのサブキャリア数であり、Ｎ_ＲＢ ^ＵＬはリソースブロックの数であり、νは各プリアンブル系列のサイクリックシフトに関するＩｎｄｅｘであり、Ｎ_ＣＳはサイクリックシフト量である。

＜ランダムアクセスチャネルの干渉電力推定方法（その１）＞
上記のように、ＬＴＥシステムにおけるランダムアクセスチャネルでは、セル毎に定義された６４個のプリアンブル系列が用いられる。６４個のプリアンブル系列は、１つまたは２つ以上のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を用いて生成される。図４Ａは、１つのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列から６４個のプリアンブル系列が生成される例を示している。なお、６４個のプリアンブル系列が２つのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列から生成される場合、それぞれのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を３２回サイクリックシフトすることにより、６４個のプリアンブル系列が生成される。同一のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列をサイクリックシフトして生成されたプリアンブル系列は、互いに直交するという性質がある。

このように互いに直交するプリアンブル系列を考慮して干渉電力を推定するために、基地局装置は、６４個のプリアンブル系列のうちの一部のプリアンブル系列を、信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保する。例えば、６４個のプリアンブル系列のうち６２個のプリアンブル系列が信号送信に用いられ、２個のプリアンブル系列が信号送信に用いられないように確保する。基地局装置は、信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定することができる。尚、上述した例においては、２個のプリアンブル系列を信号送信に用いられないように確保したが、確保されるプリアンブル系列の数は２個に限定される必要はなく、２個以外の値が設定されてもよい。

信号送信に用いられないプリアンブル系列を確保したときの遅延プロファイルの例を図４Ｂに示す。遅延プロファイルは、受信信号を周波数変換し、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列との相関検出を行い、その相関値（チャネル推定値）を時間領域に変換することで算出される。基地局装置は、信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定することができる。また、実際に信号が送信される可能性のあるプリアンブル系列の受信電力は、サイクリックシフト間隔により定義される各プリアンブル系列の領域における受信レベルから推定される。

なお、２つのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が用いられる場合には、１つのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が用いられる場合に比べてサイクリックシフト間隔が２倍になる。この場合も同様に、基地局装置は、２つのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列との相関を行うときに、信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定することが可能になる。

図５Ａに、２つのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列、すなわち、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列α及びＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βが定義される場合を示す。図５Ａに示すように、各Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列において、一部のプリアンブル系列を、信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保する。例えば、各Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列において、３２個のプリアンブル系列のうち３０個のプリアンブル系列が信号送信に用いられ、２個のプリアンブル系列が信号送信に用いられないように確保する。そして、基地局装置は、信号送信に用いられるプリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定することができる。

Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が２個の場合において、各Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列において信号送信に用いられないプリアンブル系列を確保したときの遅延プロファイルの例を図５Ｂに示す。この場合、基地局装置は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列αの干渉電力に関しては、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列αにおける信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定し、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βの干渉電力に関しては、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βにおける信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定する。あるいは、基地局装置は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列α及びＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βの干渉電力として、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列αにおける信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて算出された干渉電力と、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βにおける信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて算出された干渉電力との平均値を用いてもよい。

あるいは、基地局装置は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列αに関してのみ、一部のプリアンブル系列を、信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保し、上記信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列α及びＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βにおける干渉電力を推定してもよい。

尚、上述した例においては、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が２個の場合に関して示したが、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が３個以上の場合にも、同様の干渉電力推定方法を適用することが可能である。

＜ランダムアクセスチャネルの干渉電力推定方法（その２）＞
互いに直交するプリアンブル系列を考慮して干渉電力を推定するために、基地局装置は、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定してもよい。

図６に示すように、基地局装置が信号を受信する可能性のある期間（伝搬遅延）は、セルの半径より計算することができる。サイクリックシフト間隔がこのセルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい場合には、実際に信号が受信されない期間がサイクリックシフト間隔内に存在する。基地局装置は、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間を用いて、干渉電力を推定することができる。このような干渉電力の推定が可能となるように、プリアンブル系列が設定される。プリアンブル系列を生成するために用いられるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の数を増やすと、サイクリックシフト間隔が大きくなるという関係がある。この関係を用いて、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間が存在するように、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列の数が設定される。

セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定したときの遅延プロファイルの例を図７Ａに示す。基地局装置は、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間（Ｂ）を用いて、干渉電力を推定することができる。また、この干渉電力を用いて、セルの半径より計算される伝搬遅延で信号が受信される可能性のある期間（Ａ）から、プリアンブル系列の受信電力を推定することができる。

Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が２個の場合において、上述したように、各Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列において信号送信に用いられないプリアンブル系列を確保したときの遅延プロファイルの例を図７Ｂに示す。この場合、基地局装置は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列αの干渉電力に関しては、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列αにおけるセルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間（Ｂ）を用いて、干渉電力を推定し、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βの干渉電力に関しては、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βにおけるセルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間（Ｂ）を用いて、干渉電力を推定する。あるいは、基地局装置は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列α及びＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βの干渉電力として、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列αにおけるセルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間（Ｂ）と、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列βにおけるセルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間（Ｂ）を用いて算出された干渉電力との平均値を用いてもよい。

尚、上述した例においては、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が２個の場合に関して示したが、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が３個以上の場合にも、同様の干渉電力推定方法を適用することが可能である。

＜基地局装置の構成＞
次に、本発明の実施例に係る基地局装置２００について、図８を参照して説明する。

本実施例に係る基地局装置２００は、送受信アンテナ２０２と、アンプ部２０４と、送受信部２０６と、ベースバンド信号処理部２０８と、呼処理部２１０と、伝送路インターフェース２１２とを備える。

下りリンクにより基地局装置２００から移動局１００_ｎに送信されるパケットデータは、基地局装置２００の上位に位置する上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００から伝送路インターフェース２１２を介してベースバンド信号処理部２０８に入力される。

ベースバンド信号処理部２０８では、パケットデータの分割・結合、ＰＤＣＰ ｌａｙｅｒの送信処理、ＲＬＣ（ｒａｄｉｏ ｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ）再送制御の送信処理などのＲＬＣ ｌａｙｅｒの送信処理、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）再送制御、例えばＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ： Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理が行われて、送受信部２０６に転送される。

送受信部２０６では、ベースバンド信号処理部２０８から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部２０４で増幅されて送受信アンテナ２０２より送信される。

一方、上りリンクにより移動局１００_ｎから基地局装置２００に送信されるデータについては、送受信アンテナ２０２で受信された無線周波数信号がアンプ部２０４で増幅され、送受信部２０６で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０８に入力される。

ベースバンド信号処理部２０８では、入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御等の受信処理、ＲＬＣ ｌａｙｅｒの受信処理、ＰＤＣＰ ｌａｙｅｒの受信処理等がなされ、伝送路インターフェース２１２を介してアクセスゲートウェイ装置３００に転送される。

また、後述するように、ベースバンド信号処理部２０８は、ランダムアクセスチャネルの受信処理を行う。

呼処理部２１０は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局２００の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

次に、ベースバンド信号処理部２０８の構成について、図９を参照して説明する。

ベースバンド信号処理部２０８は、レイヤー１処理部２０８１と、ＭＡＣ処理部２０８２と、ＲＬＣ処理部２０８３とを備える。レイヤー１処理部２０８１は、ＤＬ−ＳＣＨ／ＵＬ−ＳＣＨ処理部２０８１０とＲＡＣＨ受信部２０８１２とにより構成される。ベースバンド信号処理部２０８におけるレイヤー１処理部２０８１内のＤＬ−ＳＣＨ／ＵＬ−ＳＣＨ処理部２０８１０とＲＡＣＨ受信部２０８１２とＭＡＣ処理部２０８２とＲＬＣ処理部２０８３と呼処理部２１０とは、互いに接続されている。

レイヤー１処理部２０８１におけるＤＬ−ＳＣＨ／ＵＬ−ＳＣＨ処理部２０８１０では、下りリングで送信されるデータのチャネル符号化やＩＦＦＴ処理、上りリンクで送信されるデータのチャネル復号化やＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理などが行われる。

レイヤー１処理部２０８１におけるＲＡＣＨ受信部２０８１２では、移動局１００_ｎが送信する上りリンクのランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）、すなわち、プリアンブルの検出を行う。ＲＡＣＨ受信部２０８１２におけるプリアンブルの検出処理は後述する。

ＭＡＣ処理部２０８２は、下りデータのＭＡＣ再送制御、例えばＨＡＲＱの送信処理や、スケジューリング、伝送フォーマットの選択等を行う。また、ＭＡＣ処理部２０８２は、上りデータのＭＡＣ再送制御の受信処理等やスケジューリング、伝送フォーマットの選択等を行う。

ＲＬＣ処理部２０８３では、下りリンクのパケットデータに関する、分割・結合、ＲＬＣ再送制御の送信処理等のＲＬＣ ｌａｙｅｒの送信処理や、上りリンクのデータに関する、分割・結合、ＲＬＣ再送制御の受信処理等のＲＬＣ ｌａｙｅｒの受信処理が行われる。尚、ＲＬＣ処理部２０８３において、上記ＲＬＣ ｌａｙｅｒの送信処理、受信処理に加えて、ＰＤＣＰ ｌａｙｅｒの送信処理、受信処理がが行われてもよい。

次に、ＲＡＣＨ受信部２０８１２の構成について、図１０を参照して説明する。

ＲＡＣＨ受信部２０８１２は、ＤＦＴ部２０８１２０と、相関部２０８１２１と、ＩＤＦＴ部２０８１２２と、プロファイル算出部２０８１２３と、信号電力推定部２０８１２４と、干渉電力推定部２０８１２５と、検出部２０８１２６と、プリアンブル系列管理部２０８１２７とにより構成される。

ＤＦＴ部２０８１２０は、送受信部２０６で周波数変換されたベースバンド信号に対して、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行う。なお、ＤＦＴ処理の代わりに、ＦＦＴ処理が行われてもよい。

相関部２０８１２１は、ＤＦＴ処理により、周波数領域の信号に変換された受信信号とＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列との相関検出を行い、周波数領域の相関値、すなわち、チャネル推定値を取得する。

ＩＤＦＴ部２０８１２２は、上記チャネル推定値を逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ： Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理して時間領域に変換する。なお、ＩＤＦＴ処理の代わりに、ＩＦＦＴ処理が行われてもよい。

プロファイル算出部２０８１２３は、ＩＤＦＴ部２０８１２２の処理結果を遅延プロファイルとして出力する。プロファイル算出部２０８１２３は、例えば図４Ｂ、図５Ｂ、図７Ａ又は図７Ｂに示すような遅延プロファイルを出力する。

プリアンブル系列管理部２０８１２７は、ランダムアクセスチャネルに用いられるプリアンブル系列を決定する。プリアンブル系列管理部２０８１２７は、ランダムアクセスチャネルに用いられる複数のプリアンブル系列のうちの一部のプリアンブル系列を、信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保してもよい。また、プリアンブル系列管理部２０８１２７は、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定してもよい。

信号送信に用いられないプリアンブル系列を確保する場合には、ランダムアクセスチャネルに用いるためのプリアンブル系列に関する情報が、呼処理部２１０からベースバンド信号処理部２０８、送受信部２０６、アンプ部２０４、アンテナ２０２を介して、移動局に報知情報またはＲＲＣメッセージとして通知されてもよい。このときのランダムアクセスチャネルに用いるためのプリアンブル系列は、信号送信に用いられないプリアンブル系列以外のプリアンブル系列に相当する。

あるいは、信号送信に用いられないプリアンブル系列として、個別プリアンブル系列の一部を確保してもよい。この場合、基地局装置が、信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保された個別プリアンブル系列を、移動局に通知しない限り、上記個別プリアンブル系列は送信されない。結果として、上記信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保された個別プリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定することができる。この場合、基地局装置は、ハンドオーバなど、通常の個別プリアンブル系列を使用する際に、上記信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保された個別プリアンブル系列以外の個別プリアンブル系列を使用する。すなわち、基地局装置は、上記信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保された個別プリアンブル系列以外の個別プリアンブル系列を、移動局に通知する。

干渉電力推定部２０８１２５は、プリアンブル系列を検出するためのランダムアクセスチャネルの干渉電力を推定する。信号送信に用いられないプリアンブル系列が確保されている場合には、干渉電力推定部２０８１２５は、信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて干渉電力を推定してもよい。セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列が設定されている場合には、干渉電力推定部２０８１２５は、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間を用いて干渉電力を推定してもよい。

信号電力推定部２０８１２４は、プリアンブル系列の受信電力を推定する。信号送信に用いられないプリアンブル系列が確保されている場合には、信号電力推定部２０８１２４は、実際に信号が送信される可能性のあるプリアンブル系列の受信電力を推定してもよい。セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列が設定されている場合には、信号電力推定部２０８１２４は、セルの半径より計算される伝搬遅延で信号が受信される可能性のある期間の受信電力を推定してもよい。尚、信号電力推定部２０８１２４は、より具体的には、前記遅延プロファイルにおいて、所定の電力以上のパスの電力を足し合わせることにより、受信電力を算出してもよい。

検出部２０８１２６は、干渉電力推定部２０８１２５で推定された干渉電力と、信号電力推定部２０８１２４で推定された受信電力とに基づいて、各プリアンブル系列を検出する。例えば、検出部２０８１２６は、受信電力のピークと干渉電力の比を算出し、上記受信電力のピークと干渉電力の比が閾値を超えたときに信号が送信されたことを判定してもよい。また、検出部２０８１２６は、サイクリックシフト間隔により決定される、当該プリアンブル系列の受信ウィンドウの中で平均化された受信電力と干渉電力とを比較して、比較結果が閾値を超えたときに信号が送信されたことを判定してもよい。また、検出部２０８１２４は、信号が送信されたと検出した場合には、受信信号のピークに基づいて、信号の送信タイミングを推定する。

＜移動局の構成＞
次に、本発明の実施例に係る移動局１００_ｎについて、図１１を参照して説明する。

同図において、移動局１００_ｎは、送受信アンテナ１０２と、アンプ部１０４と、送受信部１０６と、ベースバンド信号処理部１０８と、呼処理部１１０と、アプリケーション部１１２とを具備する。

下りリンクのデータについては、送受信アンテナ１０２で受信された無線周波数信号がアンプ部１０４で増幅され、送受信部１０６で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０８でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされた後、アプリケーション部１１２に転送される。

一方、上りリンクのパケットデータについては、アプリケーション部１１２からベースバンド信号処理部１０８に入力される。ベースバンド信号処理部１０８では、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ （Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））の送信処理や、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理等が行われて送受信部１０６に転送される。送受信部１０６では、ベースバンド信号処理部１０８から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部１０４で増幅されて送受信アンテナ１０２より送信される。

また、移動局１００_ｎは、初期アクセスや上り同期確立要求、ハンドオーバ、スケジューリング要求等を行う場合に、上りリンクにおいてランダムアクセスチャネルを送信する。例えば、アプリケーション部１１２が、上記初期アクセスや上り同期確立要求、ハンドオーバ、スケジューリング要求等を行うと決定し、上記決定に基づき、ベースバンド信号処理部１０８が、ランダムアクセスチャネルの送信処理を行う。ここで、ランダムアクセスチャネルの送信処理とは、ランダムアクセスチャネルのプリアンブル系列の選択やその系列の作成処理、上記ランダムアクセスチャネルにマッピングされる品質情報の測定等である。ベースバンド信号処理部１０８で送信処理が行われたランダムアクセスチャネルは、送受信部１０６、アンプ部１０４、送受信アンテナ１０２を介して、基地局２００に送信される。また、ベースバンド信号処理部１０８において、下りリンクのデータに含まれる報知情報やＲＲＣメッセージの受信処理を行う。

移動局１００_ｎのベースバンド信号処理部１０８は、ランダムアクセスチャネルに用いるためのプリアンブル系列に関する情報を、報知情報やＲＲＣメッセージを介して受信した場合に、上記情報に基づいて、プリアンブル系列の選択やその系列の作成処理を行う。ここで、基地局装置２００より、ランダムアクセスチャネルに用いるためのプリアンブル系列として、信号送信に用いられないプリアンブル系列以外のプリアンブル系列に関する情報を受信した場合には、前記信号送信に用いられないプリアンブル系列以外のプリアンブル系列の中から、送信するプリアンブル系列を選択し、その系列の作成処理を行う。

呼処理部１１０は、基地局２００との通信の管理等を行い、アプリケーション部１１２は、物理レイヤーやＭＡＣレイヤーより上位のレイヤーに関する処理等を行う。

＜基地局装置における通信制御方法＞
次に、一実施例に係る基地局装置２００における通信制御方法（その１）について、図１２を参照して説明する。

まず、基地局装置２００は、ランダムアクセスチャネルに用いられるプリアンブル系列のうちの一部のプリアンブル系列を、信号送信に用いられないプリアンブル系列として確保する（Ｓ１０１）。基地局装置２００は、送信信号に用いられないプリアンブル系列以外のプリアンブル系列を移動局に通知してもよい。

基地局装置２００は、ランダムアクセスチャネルのプリアンブル系列を検出するときに、信号送信に用いられないプリアンブル系列を用いて、干渉電力を推定する（Ｓ１０３）。更に、基地局装置２００は、ランダムアクセスチャネルのプリアンブル系列の受信電力を推定する（Ｓ１０５）。基地局装置２００は、推定された受信電力と推定された干渉電力とから、干渉電力に対する受信電力の比を求め、プリアンブル系列を検出する（Ｓ１０７）。

次に、一実施例に係る基地局装置２００における通信制御方法（その２）について、図１３を参照して説明する。

まず、基地局装置２００は、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定する（Ｓ２０１）。このように設定されたプリアンブル系列を受信すると、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間では、実際に信号が受信されない。

基地局装置２００は、セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間を用いて、干渉電力を推定する（Ｓ２０３）。更に、基地局装置２００は、ランダムアクセスチャネルのプリアンブル系列の受信電力を推定する（Ｓ２０５）。基地局装置２００は、推定された受信電力と推定された干渉電力とから、干渉電力に対する受信電力の比を求め、プリアンブル系列を検出する（Ｓ２０７）。

尚、上述した実施例においては、ＬＴＥが適用されるシステムにおける例を記載したが、本発明は、上りリンクのランダムアクセスチャネルで直交するプリアンブル系列を用いる如何なる無線通信システムにも適用可能である。例えば、プリアンブル系列として、ＣＡＺＡＣ系列の１つであるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列から生成される例について説明したが、他の直交系列が用いられてもよい。

本国際出願は２００７年１０月３０日に出願した日本国特許出願２００７−２８２４３９号に基づく優先権を主張するものであり、２００７−２８２４３９号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims (3)

1. 上りリンクにおいて移動局とランダムアクセスチャネルを用いた通信を行う基地局装置であって：
   セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定するプリアンブル系列設定手段；及び
   セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間を用いて、干渉電力を推定する干渉電力推定手段；
   を備える基地局装置。
2. 前記ランダムアクセスチャネルのプリアンブル系列の受信電力を推定する受信電力推定手段；及び
   前記干渉電力と、前記受信電力とに基づいて、前記プリアンブル系列を検出するプリアンブル系列検出手段；
   を更に備える、請求項１に記載の基地局装置。
3. 上りリンクにおいて移動局とランダムアクセスチャネルを用いた通信を行う基地局装置における通信制御方法であって：
   セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延を仮定してプリアンブル系列を設定するステップ；及び
   セルの半径より計算される伝搬遅延よりも大きい伝搬遅延に相当する期間を用いて、干渉電力を推定するステップ；
   を備える通信制御方法。

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