JP5897160B2 - Ｓｃ−ｆｄｍａシステムにおけるアップリンク・ランダム・アクセス・チャネルにアクセスするための方法および装置 - Google Patents

Ｓｃ−ｆｄｍａシステムにおけるアップリンク・ランダム・アクセス・チャネルにアクセスするための方法および装置 Download PDF

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Description

本発明は無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、シングルキャリア周波数分割多元接続（Single Carrier Frequency Division Multiple Access：ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムにおける、コンテンションに基づく（contention-based）アップリンク・ランダム・アクセス・チャネル（Random Access CHannel：ＲＡＣＨ）にアクセスするための方法および装置に関する。
第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）および３ＧＰＰ２は現在、ＵＭＴＳ地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）の発展形（ＬＴＥ）を検討している。ＳＣ−ＦＤＭＡは現在、高度化されたＵＴＲＡのアップリンク無線インタフェースに採用されている。
ＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおいては、複数の直交した副搬送波が同時に送信される。副搬送波は複数の副搬送波ブロック（「リソース・ブロック（ＲＢ）」としても知られる）に分割される。副搬送波ブロックはＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおける基本的リソース単位である。副搬送波ブロックは、局所化された副搬送波ブロックまたは分散された副搬送波ブロックであることができる。局所化された副搬送波ブロックは連続した副搬送波の集合であり、一方、分散された副搬送波ブロックは等間隔の不連続な副搬送波の集合である。
図１は、２つの局所化された副搬送波ブロックを示しており、各搬送波ブロックは４つの連続した副搬送波を含む。局所化された副搬送波ブロックは、局所化形態のＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおけるアップリンク送信に対する基本的なスケジューリング単位である。図２は２つの分散された副搬送波ブロックを示す。この例においては、分散された副搬送波ブロック１が副搬送波１、５、９を含み、一方分散された副搬送波ブロック２が副搬送波３、７、１１を含む。分散された副搬送波ブロックは、分散形態のＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおけるアップリンク送信に対する基本的なスケジューリング単位である。ノードＢは、データ転送速度またはバッファ状態に応じて、無線送受信装置（ＷＴＲＵ）に対するアップリンク送信に対して、少なくとも１つの副搬送波ブロックを割り当てる。
ＷＴＲＵが待機状態から接続された状態に移行する場合に、ＷＴＲＵはコンテンションに基づくチャネルであるＲＡＣＨを使用して基地局（または、ネットワーク）と通信する必要がある。ＷＴＲＵのＲＡＣＨ送信には２つの部分、すなわち、プリアンブル部分およびメッセージ部分がある。従来の広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））システム（リリース６まで）においては、ＲＡＣＨにアクセスするために送信電力ランプアップ（ramping up：傾斜的増大）方式が使用される。ＷＴＲＵは、基地局へのプリアンブルの送信を非常に低い（または最小の）初期送信電力レベルにより開始する。プリアンブルが基地局によって復号化に成功した場合、基地局はＡＩＣＨ（Acquisition Indicator CHannel：アクイジション・インジケータ・チャネル）を介して肯定的な確認応答（ＡＣＫ）をＷＴＲＵに送る。基地局がプリアンブルの復号化に失敗した場合、基地局は否定的な確認応答（ＮＡＣＫ）を送る。ＷＴＲＵがＮＡＣＫを受信した場合または応答を受信しない場合には、ＷＴＲＵは引き続く送信時間間隔（Transmission Time Interval：ＴＴＩ）において、送信電力レベルをランプアップさせた状態でプリアンブルを再送信する。
低いまたは最小の電力により開始するこの電力の傾斜的増大処理は、アップリンク・ランダム・アクセスに対して望ましくない追加的遅延を引き起こす。
本発明は、ＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおいて、コンテンションに基づくアップリンクＲＡＣＨにアクセスするための方法および装置に関する。ＷＴＲＵは、複数の使用可能なＲＡＣＨサブチャネルおよびシグネチャの中から、１つのＲＡＣＨサブチャネルおよび１つのシグネチャをランダムに選択する。ＷＴＲＵは、予め定められた送信電力にて選択されたＲＡＣＨサブチャネルを介して選択されたシグネチャを使用してプリアンブルを送信する。基地局は、プリアンブルを検出するためにＲＡＣＨサブチャネルを監視する。基地局は、シグネチャがＲＡＣＨ上に検出されたときに、ＡＩ（Acquisition Indicator：アクイジション・インジケータ）をＷＴＲＵに送る。ＷＴＲＵがＡＣＫを受信した場合には、ＷＴＲＵは基地局にランダム・アクセス・メッセージを送る。ＷＴＲＵがＮＡＣＫを受信した場合または応答を受信しない場合には、ＷＴＲＵはプリアンブルを再送信する。基地局は、メッセージ部分に対する電力調整値を送り、かつ／またはタイミングおよび周波数修正値を送ることができる。
ＳＣ−ＦＤＭＡに対する従来の局所化された副搬送波ブロックを示す図である。 ＳＣ−ＦＤＭＡに対する従来の分散された副搬送波ブロックを示す図である。 本発明に係るＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおけるコンテンションに基づくＲＡＣＨにアクセスするための処理のフロー図である。 本発明に係るＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおけるコンテンションに基づくＲＡＣＨにアクセスするための処理のフロー図である。 本発明に係る基地局においてプリアンブルを処理するための処理のフロー図である。 図３Ａおよび図３Ｂの処理を実施するＷＴＲＵのブロック図である。 図４の処理を実施する基地局のブロック図である。
本明細書において、用語「ＷＴＲＵ」は、限定するものではないが、ユーザ設備（ＵＥ）、移動端末（ＳＴＡ）、固定式または移動式の加入者ユニット、ページャ、または無線環境において動作する能力のある他のいかなる型のデバイスをも含む。また、本明細書において、用語「基地局」は、限定するものではないが、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセス・ポイント（ＡＰ）、または無線環境における他のいかなる型のインタフェース・デバイスをも含む。
本発明の特徴は、集積回路（ＩＣ）に組み込むことができ、または相互接続された複数の部品を備える回路において構成することができる。
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明に係る、ＳＣ−ＦＤＭＡシステムにおけるコンテンションに基づくＲＡＣＨにアクセスする処理３００のフロー図である。セルサーチを実行して成功した後に、ＷＴＲＵはＲＡＣＨ制御パラメータを獲得する（ステップ３０２）。ＲＡＣＨ制御パラメータは、限定するものではないが、以下の内の少なくとも１つを含む。
１）（任意の）プリアンブルに対する予め定められた送信電力またはノードＢでのアップリンク干渉レベル。これはＷＴＲＵがプリアンブルの送信電力を決定する助けになる。
２）ＲＡＣＨにおける送信持続性（persistence）レベル。
３）プリアンブルのスクランブル符号。
４）時間、周波数、または両方のメッセージ長（任意）。
５）ＡＩＣＨ送信タイミング・パラメータ。
６）複数のアクセス・サービス・クラス（ＡＳＣ）のそれぞれに対する使用可能なシグネチャの集合および使用可能なＲＡＣＨサブチャネルの集合。
７）最大限のプリアンブル再送信制限。
８）ランダム・アクセス・メッセージの制御部分の電力とランダム・アクセス・メッセージの残りの電力との間の、ｄＢにて測定された電力オフセットＰp-m（任意）。
９）各トランスポート形式に対するランダム・アクセス・メッセージのデータ部分および制御部分の間の電力オフセットを含む、トランスポート形式パラメータの集合。
１０）ＲＡＣＨとＡＩＣＨの間の時間および周波数位置の一対一の対応付け関係。
ＲＡＣＨは、少なくとも１つのタイムスロットについて、少なくとも１つの副搬送波（または、少なくとも１つの副搬送波ブロック）によって定義することができる。あるいはまたＲＡＣＨは、少なくとも１つの拡散符号を持つ少なくとも１つのタイムスロットについて、少なくとも１つの副搬送波（または、少なくとも１つの副搬送波ブロック）によって定義することができる。ＲＡＣＨがいくつかの副搬送波で定義される場合、当該副搬送波は、連続しているか等間隔であるかのいずれかであることができる。同様に、ＲＡＣＨがいくつかの副搬送波ブロックで定義される場合、当該副搬送波ブロックは、局所化された副搬送波ブロックまたは分散された副搬送波ブロックであることができる。連続した副搬送波および局所化された副搬送波ブロックは、受信機（例えば、ノードＢ）でのタイミング検出において、不明確性がより少ないがために、等間隔である副搬送波および分散された副搬送波ブロックよりも好まれる。
ステップ３０４にて、送信されるデータがあると判定された場合には、ＷＴＲＵは，使用可能なＡＳＣの集合から１つのＡＳＣを選択する（ステップ３０６）。各ＡＳＣは、ＲＡＣＨサブチャネル集合の識別子ｉおよび持続性値Ｐiに関連付けられる。
プリアンブル再送信カウンタがゼロに設定される（ステップ３０８）。プリアンブルの送信を開始する前に、プリアンブル再送信カウンタは１つ増加する（ステップ３１０）。プリアンブル再送信カウンタが最大のプリアンブル再送信制限を超過しているか否かが判定される（ステップ３１２）。再送信カウンタが最大のプリアンブル再送信制限値を超過する場合、最大のプリアンブル再送信制限に到達していることを上位層に示し（ステップ３１４）、処理３００は終了する。
再送信カウンタが最大のプリアンブル再送信制限値を超過しない場合、ＷＴＲＵはいずれかの新規ＲＡＣＨ制御パラメータが受信されているか否かをチェックし、そして受信されている場合、最新のＲＡＣＨ制御パラメータの集合によりＲＡＣＨ制御パラメータを更新する（ステップ３１６）。
ＷＴＲＵは次に、持続性チェックを実行し、その持続性チェックに基づきプリアンブルを送信することが許容されるか否かを判定する（ステップ３１８）。持続性値Ｐiに基づき、ＷＴＲＵは、現在のランダム・アクセス間隔中にプリアンブル送信手順を開始するべきか否かを判定する。ランダム・アクセス間隔の持続時間（duration）は、設計パラメータであり、単一のＴＴＩ、複数のＴＴＩ、またはＴＴＩの一部分であることができる。プリアンブルの送信が持続性チェックに基づき許容されない場合、ＷＴＲＵは、次のランダム・アクセス間隔を待ち、次のランダム・アクセス間隔において別の持続性チェックを実行する（ステップ３２０）。送信が許可されるまで持続性チェックは繰り返される。プリアンブルの送信が持続性チェックに基づき許容された場合、ランダム・アクセス処理が開始される（ステップ３２２〜３２８）。
ＷＴＲＵは、選択されたＡＳＣの中の複数の使用可能なＲＡＣＨサブチャネルから１つのＲＡＣＨサブチャネルをランダムに選択する（ステップ３２２）。ＷＴＲＵは、選択されたＡＳＣの中の使用可能なシグネチャの集合から１つのシグネチャをランダムに選択する（ステップ３２４）。ＲＡＣＨサブチャネルおよびシグネチャを選択するための確率関数は、許容される選択のそれぞれが等しい確率で選ばれるようであるべきである。
プリアンブルに対する送信電力レベルは、当該プリアンブルに対する予め定められた送信電力値に設定される。あるいはまたプリアンブルに対する送信電力レベルは、セルからブロードキャスト・チャネル（ＢＣＨ）上で送られる開ループの電力制御および干渉情報を使用して計算することができる（ステップ３２６）。予め定められた値は、基地局での信号対雑音比（ＳＮＲ）が、基地局がプリアンブルの復号化に成功するように定義された閾値を満足することを確実にするために充分な大きさに設定することができる。ＳＣ−ＦＤＭＡの構造により、プリアンブルの大きな送信電力は、自ＲＡＣＨによって使用される副搬送波（群）（または副搬送波ブロック（群））のみに制限され、そして同一セル中の他の副搬送波または副搬送波ブロックに影響を及ぼさない。従来のＷＣＤＭＡシステムにおいては、プリアンブルの初期送信電力は非常に低いレベルに設定され、そしてプリアンブルが再送信される都度、徐々にランプアップ、つまり傾斜的に増大される。このことは、プリアンブルが基地局によって検出されるまでに、重大な遅延を引き起こす。対照的に本発明によると、プリアンブルが十分高い送信電力レベルにて送信され、かつＲＡＣＨサブチャネルおよびシグネチャがランダムに選択されるため、そのような遅延は、排除されるかまたは減少する。
ＷＴＲＵは次に、予め定められた電力レベルまたは計算された電力レベルにて選択されたＲＡＣＨサブチャネルを介して選択されたシグネチャを使用してプリアンブルを送信する（ステップ３２８）。プリアンブルを送信した後に、ＷＴＲＵはＡＩＣＨを監視し、基地局によってプリアンブルに応答して送られるＡＩを検出する（ステップ３３０）。ＡＩＣＨは、ＡＩを伝達するために使用される固定速度の物理チャネルである。ＡＩＣＨは、いくつかの副搬送波にわたって拡散され、周波数ダイバーシティを持たせ、周波数ダイバーシティをより信頼できるようにすることができる。ＡＩＣＨは、ダウンリンクの共有制御チャネルにより多重化することができる。ＡＩはＲＡＣＨ上のシグネチャに対応する。ＲＡＣＨとＡＩＣＨの間には、時間および周波数位置の一意的な、かつ固定的な一対一の対応付け関係がある。シグネチャおよび固定的な一対一の対応付け関係により、ＷＴＲＵはどのＡＩが自身のランダム・アクセスへの応答であるかを判定する。
ＡＩＣＨ上でＡＩが全く検出されない場合、時間領域（time domain）において次のアップリンクＲＡＣＨサブチャネル（群）が使用可能になるまでＷＴＲＵは待ち（ステップ３３２）、そして処理３００はステップ３１０に戻って、プリアンブルを再送信する。プリアンブルの再送信の間、プリアンブルの送信電力レベルを傾斜的に増大させる場合、またはしない場合がある。
ステップ３３０にてＡＩＣＨ上でＮＡＣＫが検出されたと判定した場合、ＷＴＲＵは次のランダム・アクセス間隔まで待つ（ステップ３３４）。ＷＴＲＵは次に、バックオフ・タイマを設定し、そしてバックオフ・タイマの満了まで待つ（ステップ３３６）。バックオフ・タイマは、最小および最大のバックオフ期間の間でランダムに選択される、１０ｍｓの整数倍に設定されることが望ましい。固定的遅延が必要とされる場合には、最小および最大のバックオフ期間を同一と設定することができる。持続性（persistency）によるもの以外の遅延が必要とされない場合には、最小および最大のバックオフ期間をゼロに設定することができる。バックオフ・タイマの満了の後に、処理３００はステップ３１０に戻って、プリアンブルを再送信する。プリアンブルの再送信の間、プリアンブルの送信電力レベルを傾斜的に増大させる場合、またはしない場合がある。
ステップ３３０にてＡＩＣＨ上でＡＣＫが検出されたと判定した場合、ＷＴＲＵは基地局にメッセージ部分を送信する（ステップ３３８）。メッセージ部分は、ユーザが基地局に発信することを欲する情報を含む。メッセージ部分における情報は、限定するものではないが、少なくとも以下のうちの１つを含むことができる。
１）ＷＴＲＵの識別子、データ（トラフィック）の型、データ規模、サービス品質（ＱｏＳ）情報、およびＷＴＲＵ送信電力などのスケジューリング情報。
２）少量のトラフィック・データ（任意）。
３）レイヤ３の制御メッセージ。
４）アップリンクパイロット信号。
５）送信されたメッセージのトランスポート・フォーマット・インジケータ（ＴＦＩ）。
メッセージ部分を送信するに際して、ＷＴＲＵは、メッセージ部分の送信電力、並びにタイミングおよび周波数を、それぞれ基地局により生成される、電力調整値、並びにタイミングおよび周波数修正値に従って調整することができるが、このことは、本明細書において図４を参照して説明される。メッセージ部分は、ＡＩＣＨ送信タイミング・パラメータに依存する最後に送信されたプリアンブルのアップリンク・アクセス・スロットの後の送信されたＮ個のアップリンク・アクセス・スロットである。メッセージ部分の制御部分の送信電力は、最後に送信されたプリアンブルの送信電力よりＰp-mｄＢだけ高いはずである。ＮおよびＰp-mは、ともに設計パラメータである。
図４は、本発明による基地局におけるプリアンブルを処理するための処理４００のフロー図である。基地局は、ＲＡＣＨサブチャネルを監視し、プリアンブルを検出する（ステップ４０２）。基地局は、同一のＲＡＣＨサブチャネル上に他のＷＴＲＵからのプリアンブル送信があるか否かを判定する（ステップ４０４）。
あるＷＴＲＵによって使用されたＲＡＣＨサブチャネル上に他のＷＴＲＵからのプリアンブル送信が全くない場合、基地局にて受信されたＳＮＲは、基地局がプリアンブルの復号化に成功することを許容するに充分高い可能性がある。プリアンブルの復号化に成功した後に、基地局はＡＣＫをＷＴＲＵのシグネチャと共にＷＴＲＵに送り返す（ステップ４０６）。従来のＷＣＤＭＡシステムのように、ＡＣＫのシグネチャとのビット毎乗算（bit-wise multiplication）を実行することができる。
基地局は、タイミングおよび周波数修正値を任意に計算し、計算されたタイミングおよび周波数修正値をＷＴＲＵに送信することができる（ステップ４０８）。また任意で、電力調整値を計算し、ＷＴＲＵに信号送信することができる。基地局は、受信されたＳＮＲと、ＷＴＲＵに対する電力調整値を計算するための復号化の成功に必要とされるＳＮＲ閾値との間の差（すなわち、ＷＴＲＵのその後のメッセージ部分の送信に対する送信電力削減値）を計算する。電力調整値Ｐadjustは、式（１）の通り計算されることが望ましい。
Ｐadjust＝ｍａｘ（ＳＮＲreceived−ＳＮＲrequired−Ｍａｒｇｉｎ，０） 式（１）
ここで、式（１）のＭａｒｇｉｎは設計パラメータである。式（１）のすべてのパラメータはｄＢ単位である。電力調整値は、プリアンブルに対するノードＢの応答におけるリソース割り付け情報において黙示的に伝達することができる。
ＳＣ−ＦＤＭＡは、タイミングおよび周波数同期誤りに対して従来のＷＣＤＭＡシステムより敏感であるため、基地局はプリアンブルを処理しＷＴＲＵに対してタイミングおよび周波数修正値を導出し、そして導出したタイミングおよび周波数修正値をＡＩと共にＷＴＲＵに送信することができる。
ステップ４０４にて同一ＲＡＣＨサブチャネル上で他のＷＴＲＵによって送信された少なくとも１つのプリアンブルがあると判定された場合、同一シグネチャを使用して送信されたプリアンブルがあるか否かがさらに判定される（ステップ４１０）。同一シグネチャを使用して送信された少なくとも１つのプリアンブルがある場合、衝突が発生したことになり、基地局は、衝突にかかわったＷＴＲＵにＮＡＣＫを送る（すなわち、該当シグネチャに対してＮＡＣＫを送る）（ステップ４１２）。基地局は、シグネチャと共にＮＡＣＫを送信することができる。例えばＮＡＣＫのシグネチャとのビット毎乗算は、従来のＷＣＤＭＡシステムにおけるように実行することができる。
ステップ４１０にて同一シグネチャを使用して送信されたプリアンブルが全くないと判定された場合、受信されたＳＮＲは、遠近問題またはシグネチャ間の相互相関によって引き起こされる干渉により、復号化の成功のために必要とされるＳＮＲを満足する場合、またはしない場合がある。基地局は、受信されたＳＮＲが必要なＳＮＲを満足するＷＴＲＵに対してＡＣＫを生成し（すなわち、ＷＴＲＵによって使用されたシグネチャに対するＡＣＫ）、そして受信されたＳＮＲが必要なＳＮＲを満足しないＷＴＲＵに対してはＡＣＫまたはＮＡＣＫのいずれをも生成しない（ステップ４１４）。基地局は、受信されたＳＮＲが必要とされるＳＮＲを満足するＷＴＲＵに対して電力調整値、並びにタイミングおよび周波数修正値を計算することができる。
図５は、図３Ａおよび図３Ｂの処理を実施するＷＴＲＵ５００のブロック図である。ＷＴＲＵ５００は、ＲＡＣＨ処理装置５０２および送信機５０４を含む。ＲＡＣＨ処理装置５０２は、複数の使用可能なＲＡＣＨサブチャネルの中から１つのＲＡＣＨサブチャネルをランダムに選択し、そして複数の使用可能なシグネチャの中から１つのシグネチャをランダムに選択するように構成される。送信機５０４は、予め定められた送信電力レベルまたは計算された送信電力レベルにて選択されたＲＡＣＨサブチャネルを介して選択されたシグネチャを使用してプリアンブルを送信するように構成される。ＷＴＲＵ５００は再送信カウンタ５０６を含むことができる。再送信カウンタ５０６はプリアンブルの再送信の数を追跡するものである。再送信カウンタ５０６は、新規プリアンブルの送信時点で初期化され、かつプリアンブルが再送信されるたびにインクリメントされる。送信機５０４は、再送信カウンタ５０６が再送信制限値を超過していない場合にのみ、プリアンブルを送信する。
図６は、図４の処理を実施する基地局６００のブロック図である。基地局６００は、プリアンブル検出器６０２およびＡＩＣＨ処理装置６０４を含む。プリアンブル検出器６０２は、ＲＡＣＨ上でＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルを検出するように構成される。ＡＩＣＨ処理装置６０４は、プリアンブルがＲＡＣＨ上で検出されたとき、ＡＩをＷＴＲＵに送るように構成される。基地局６００は、送信電力制御装置６０６、および／またはタイミングおよび周波数制御装置６０８を含むこともできる。プリアンブル検出器６０２は、選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルがあるか否かを判定し、そして選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルが全くない場合、ＡＩＣＨ処理装置６０４はＡＣＫを送る。
送信電力制御装置６０６は、プリアンブルの受信電力レベルに基づき電力調整値を計算するように構成される。ＡＩＣＨ処理装置６０４は、ＡＩと共にＷＴＲＵに電力調整値を送り、メッセージ部分の送信電力レベルを調整する。タイミングおよび周波数制御装置６０８は、プリアンブルに基づきタイミングおよび周波数修正値を計算するように構成される。ＡＩＣＨ処理装置６０４は、ＡＩと共にタイミングおよび周波数修正値をＷＴＲＵに送り、タイミングおよび周波数を調整する。
実施形態
１．ＷＴＲＵおよび基地局を含むＳＣ−ＦＤＭＡ無線通信システムにおいて、コンテンションに基づくアップリンクＲＡＣＨにアクセスするための方法。
２．該ＷＴＲＵが、複数の使用可能なＲＡＣＨサブチャネルの中から１つのＲＡＣＨサブチャネルをランダムに選択するステップを含む実施形態１に記載の方法。
３．該ＷＴＲＵが、複数の使用可能なシグネチャの中から１つのシグネチャをランダムに選択するステップを含む実施形態２に記載の方法。
４．該ＷＴＲＵが、プリアンブルの該基地局による復号化の成功を保証するために十分な送信電力レベルにて該選択されたＲＡＣＨサブチャネルを介して該選択されたシグネチャを使用して該プリアンブルを送信するステップを含む実施形態３に記載の方法。
５．該ＷＴＲＵが、複数の使用可能なＡＳＣの中から１つのＡＳＣを選択するステップであって、該複数のＡＳＣのそれぞれに対して該使用可能なシグネチャおよび該使用可能なＲＡＣＨサブチャネルが与えられ、それにより、該ＷＴＲＵが該選択されたＡＳＣに基づき該ＲＡＣＨサブチャネルおよび該シグネチャを選択するステップをさらに含む実施形態２〜４のいずれかに記載の方法。
６．該ＷＴＲＵが、該プリアンブルの最初の送信時点で再送信カウンタを初期化し、該ＷＴＲＵが該プリアンブルを再送信するたびに該再送信カウンタをインクリメントし、かつ該再送信カウンタが再送信制限値を超えない場合にのみ該プリアンブルを送信する実施形態４〜５のいずれかに記載の方法。
７．該ＷＴＲＵが、該プリアンブルの送信の前に持続性チェックを実行するステップであって、それにより、該持続性チェックに基づき該プリアンブルの該送信が許容される場合にのみ該ＷＴＲＵが該プリアンブルを送信するステップをさらに含む実施形態４〜６のいずれかに記載の方法。
８．該持続性チェックに基づき該プリアンブルの該送信が許容されない場合、該ＷＴＲＵが、次のランダム・アクセス間隔を待つステップをさらに含む実施形態７に記載の方法。
９．該基地局が、該プリアンブルを検出するために該ＲＡＣＨサブチャネルを監視するステップをさらに含む実施形態４〜８のいずれかに記載の方法。
１０．該基地局が、シグネチャが該ＲＡＣＨ上で検出された場合にＡＩＣＨ上で該ＷＴＲＵにＡＩを送るステップであって、該ＡＩがＡＣＫおよびＮＡＣＫの１つであるステップをさらに含む実施形態９に記載の方法。
１１．該ＷＴＲＵが、ＡＩを検出するためにＡＩＣＨを監視するステップを含む実施形態９〜１０のいずれかに記載の方法。
１２．ＡＣＫが検出された場合に該ＷＴＲＵが、メッセージ部分を該基地局に送るステップを含む実施形態１１に記載の方法。
１３．該ＡＩＣＨが、ダウンリンク共有制御チャネルと多重化される実施形態１０〜１２のいずれかに記載の方法。
１４．該基地局が、該選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルがあるか否かを判定するステップを含む実施形態１０〜１３のいずれかに記載の方法。
１５．該選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルが全くない場合に、該基地局がＡＣＫを送るステップを含む実施形態１４に記載の方法。
１６．該基地局が、該プリアンブルの受信電力レベルに基づき電力調整値を計算するステップを含む実施形態９〜１５のいずれかに記載の方法。
１７．該基地局が、該ＷＴＲＵに該ＡＩと共に該電力調整値を送るステップであって、それにより、該ＷＴＲＵが該電力調整値に基づき該メッセージ部分の送信電力レベルを調整するステップを含む実施形態１６に記載の方法。
１８．該基地局が、該プリアンブルに基づきタイミングおよび周波数修正値を計算するステップを含む実施形態９〜１７のいずれかに記載の方法。
１９．該基地局が、該ＷＴＲＵに該ＡＩと共に該タイミングおよび周波数修正値を送るステップであって、それにより、該ＷＴＲＵが、該タイミングおよび周波数修正値に基づきタイミングおよび周波数を調整するステップを含む実施形態１８に記載の方法。
２０．該選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信された少なくとも１つのプリアンブルがある場合に、該基地局が別のＷＴＲＵによって送信された該プリアンブルにおいて使用されるシグネチャが該選択されたシグネチャと同一であるか否かを判定するステップを含む実施形態９〜１９のいずれかに記載の方法。
２１．該選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信された少なくとも１つのプリアンブルがある場合に、該基地局がＮＡＣＫを該ＷＴＲＵに送るステップを含む実施形態２０に記載の方法。
２２．別のＷＴＲＵによって使用された該シグネチャが該選択されたシグネチャと異なる場合に、該基地局が、ＳＮＲが必要なＳＮＲを満足するＷＴＲＵにＡＣＫを送り、かつＳＮＲが該必要なＳＮＲを満足しないＷＴＲＵに何も送らないステップを含む実施形態１４〜２１のいずれかに記載の方法。
２３．該基地局が、ＳＮＲが該必要なＳＮＲを満足する該ＷＴＲＵの該プリアンブルの受信電力レベルに基づき、電力調整値を計算するステップをさらに含む実施形態２２に記載の方法。
２４．該基地局が該電力調整値を該ＷＴＲＵに送るステップであって、それにより、該ＷＴＲＵが該電力調整値に基づき該メッセージ部分の送信電力レベルを調整するステップをさらに含む実施形態２３に記載の方法。
２５．該電力調整値が、該プリアンブルへの応答におけるリソース割り付け情報中に黙示的に伝達されることを特徴とする実施形態１６〜２４のいずれかに記載の方法。
２６．該基地局が、ＳＮＲが該必要なＳＮＲを満足する該ＷＴＲＵの該プリアンブルに基づきタイミングおよび周波数修正値を計算するステップをさらに含む実施形態２２〜２５のいずれかに記載の方法。
２７．該基地局が、該ＷＴＲＵに該ＡＩと共に該タイミングおよび周波数修正値を送るステップであって、それにより、該ＷＴＲＵが該タイミングおよび周波数修正値に基づきタイミングおよび周波数を調整するステップを含む実施形態２６に記載の方法。
２８．ＡＩが全く検出されない場合に、該ＷＴＲＵが、該プリアンブルを再送信するために次の使用可能なランダム・アクセス間隔まで待つステップをさらに含む実施形態１１〜２７のいずれかに記載の方法。
２９．ＮＡＣＫが検出された場合に、該ＷＴＲＵが、バックオフ・タイマが満了したときに該プリアンブルを再送信するようにバックオフ・タイマを設定するステップであって、該プリアンブルの再送信のための送信電力は増大されないステップをさらに含む実施形態１１〜２８のいずれかに記載の方法。
３０．該バックオフ・タイマが、最小および最大のバックオフ期間の間でランダムに選択される１０ｍｓの整数倍に設定される実施形態２９に記載の方法。
３１．該最小および最大のバックオフ期間が同一に設定される実施形態３０に記載の方法。
３２．該最小および最大のバックオフ期間がゼロに設定される実施形態３０に記載の方法。
３３．該ＲＡＣＨサブチャネルが、少なくとも１つのタイムスロット上で少なくとも１つの副搬送波によって定義される実施形態１〜３２のいずれかに記載の方法。
３４．該ＲＡＣＨサブチャネルが、少なくとも１つのタイムスロット上で複数の副搬送波を含む少なくとも１つの副搬送波ブロックによって定義される実施形態１〜３２のいずれかに記載の方法。
３５．該副搬送波ブロックが、分散された副搬送波ブロックおよび局所化された副搬送波ブロックの１つである実施形態３４に記載の方法。
３６．該ＲＡＣＨサブチャネルが、少なくとも１つの拡散符号を有する少なくとも１つのタイムスロット上で少なくとも１つの副搬送波によって定義される実施形態１〜３２のいずれかに記載の方法。
３７．該プリアンブルの該送信電力レベルが予め定められる実施形態４〜３６のいずれかに記載の方法。
３８．該プリアンブルの該送信電力レベルが該ＷＴＲＵによって計算される実施形態４〜３６のいずれかに記載の方法。
３９．ＷＴＲＵおよび基地局を含むＳＣ−ＦＤＭＡ無線通信システムにおいて、コンテンションに基づくアップリンクＲＡＣＨにアクセスするＷＴＲＵ。
４０．複数の使用可能なＲＡＣＨサブチャネルの中から１つのＲＡＣＨサブチャネルをランダムに選択し、かつ複数の使用可能なシグネチャの中から１つのシグネチャをランダムに選択するように構成されるＲＡＣＨ処理装置を含むことを特徴とする実施形態３９に記載のＷＴＲＵ。
４１．プリアンブルの該基地局による復号化の成功を保証するために十分な送信電力レベルにて該選択されたＲＡＣＨサブチャネルを介して該選択されたシグネチャを使用して該プリアンブルを送信するように構成される送信機を含む実施形態４０に記載のＷＴＲＵ。
４２．該ＲＡＣＨ処理装置が複数の使用可能なＡＳＣの中から１つのＡＳＣを選択するように構成され、該複数のＡＳＣのそれぞれに対して該使用可能なシグネチャおよび該使用可能なＲＡＣＨサブチャネルが与えられ、それにより、該ＲＡＣＨ処理装置が該選択されたＡＳＣに基づき該ＲＡＣＨサブチャネルおよび該シグネチャを選択する実施形態４０〜４１のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
４３．該プリアンブルの再送信の数を追跡する再送信カウンタを含み、該再送信カウンタが再送信制限値を超えない場合にのみ該送信機が該プリアンブルを送信する実施形態４０〜４２のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
４４．該ＲＡＣＨ処理装置が、該プリアンブルの送信の前に持続性チェックを実行するように構成され、それにより、該プリアンブルの該送信が該持続性チェックに基づき許容される場合にのみ該送信機が該プリアンブルを送信する実施形態４０〜４３のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
４５．該持続性チェックに基づき該プリアンブルの該送信が許容されない場合に、該ＲＡＣＨ処理装置が次のランダム・アクセス間隔を待つ実施形態４４に記載のＷＴＲＵ。
４６．該ＲＡＣＨ処理装置が、ＡＩを検出するためにＡＩＣＨを監視し、かつＡＣＫが検出された場合に、メッセージ部分を該基地局に送る実施形態４０〜４５のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
４７．該ＡＩＣＨがダウンリンク共有制御チャネルと多重化される実施形態４６に記載のＷＴＲＵ。
４８．ＡＩが全く検出されない場合に、該ＲＡＣＨ処理装置がプリアンブルを再送信するために次の使用可能なＲＡＣＨまで待つ実施形態４６〜４７のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
４９．バックオフ・タイマをさらに含み、ＮＡＣＫが検出された場合に、該ＲＡＣＨ処理装置が、該バックオフ・タイマが満了したときに該プリアンブルを再送信するように該バックオフ・タイマを設定し、該プリアンブルの再送信のための送信電力は増大されないこと実施形態４６〜４８のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
５０．該バックオフ・タイマが、最小および最大のバックオフ期間の間でランダムに選択される、１０ｍｓの整数倍に設定される実施形態４９に記載のＷＴＲＵ。
５１．該最小および最大のバックオフ期間が同一に設定される実施形態５０に記載のＷＴＲＵ。
５２．該最小および最大のバックオフ期間がゼロに設定される実施形態５０に記載のＷＴＲＵ。
５３．該ＲＡＣＨサブチャネルが、少なくとも１つのタイムスロット上で少なくとも１つの副搬送波によって定義される実施形態３９〜５２のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
５４．該ＲＡＣＨサブチャネルが、少なくとも１つのタイムスロット上で複数の副搬送波を含む少なくとも１つの副搬送波ブロックによって定義される実施形態３９〜５２のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
５５．該副搬送波ブロックが、分散された副搬送波ブロックおよび局所化された副搬送波ブロックの１つである実施形態５４に記載のＷＴＲＵ。
５６．該ＲＡＣＨサブチャネルが、少なくとも１つの拡散符号を有する少なくとも１つのタイムスロット上で少なくとも１つの副搬送波によって定義される実施形態３９〜５２のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
５７．該プリアンブルの該送信電力レベルが予め定められる実施形態４１〜５６のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
５８．該プリアンブルの該送信電力レベルが該ＷＴＲＵによって計算される実施形態４１〜５６のいずれかに記載のＷＴＲＵ。
５９．ＷＴＲＵおよび基地局を含むＳＣ−ＦＤＭＡ無線通信システムにおいて、コンテンションに基づくアップリンクＲＡＣＨ送信を処理するための基地局。
６０．ＲＡＣＨ上でＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルを検出するように構成されるプリアンブル検出器を含む実施形態５９に記載の基地局。
６１．該ＲＡＣＨ上でプリアンブルが検出された場合に、該ＷＴＲＵへＡＩＣＨを介してＡＩを送るように構成されるＡＩＣＨ処理装置であって、該ＡＩがＡＣＫおよびＮＡＣＫの１つであるＡＩＣＨ処理装置を含む実施形態６０に記載の基地局。
６２．該プリアンブル検出器が該選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルがあるか否かを判定し、かつ該選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信されたプリアンブルが全くない場合には、該ＡＩＣＨ処理装置がＡＣＫを送る実施形態６０〜６１のいずれかに記載の基地局。
６３．該プリアンブルの受信電力レベルに基づき電力調整値を計算するように構成される送信電力制御装置をさらに含み、該ＡＩＣＨ処理装置が該ＷＴＲＵに該電力調整値を送り、かつ該ＷＴＲＵが該電力調整値に基づき該メッセージ部分の送信電力レベルを調整する実施形態６０〜６２のいずれかに記載の基地局。
６４．該電力調整値が、該プリアンブルへの応答におけるリソース割り付け情報中に黙示的に伝達される実施形態６３に記載の基地局。
６５．該プリアンブルに基づきタイミングおよび周波数修正値を計算するように構成されるタイミングおよび周波数制御装置であって、該ＡＩＣＨ処理装置が該ＷＴＲＵに該ＡＩと共に該タイミングおよび周波数修正値を送り、かつ該ＷＴＲＵが該タイミングおよび周波数修正値に基づきタイミングおよび周波数を調整するタイミングおよび周波数制御装置をさらに含む実施形態６０〜６４のいずれかに記載の基地局。
６６．該選択されたＲＡＣＨサブチャネル上で別のＷＴＲＵによって送信された少なくとも１つのプリアンブルがある場合に、該プリアンブル検出器が、別のＷＴＲＵによって送信された該プリアンブルにおいて使用されたシグネチャが該選択されたシグネチャと同一であるか否かを判定するように構成され、かつ同一であると判定された場合に、該ＡＩＣＨ処理装置がＮＡＣＫを該ＷＴＲＵに送る実施形態６０〜６５のいずれかに記載の基地局。
６７．別のＷＴＲＵによって使用された該シグネチャが該選択されたシグネチャと異なる場合に、該ＡＩＣＨ処理装置がＳＮＲが必要なＳＮＲを満足するＷＴＲＵにＡＣＫを送り、かつＳＮＲが該必要なＳＮＲを満足しないＷＴＲＵに何も送らない実施形態６６に記載の基地局。
６８．ＳＮＲが該必要なＳＮＲを満足する該ＷＴＲＵの該プリアンブルの受信電力レベルに基づき電力調整値を計算するように構成される送信電力制御装置であって、該ＡＩＣＨ処理装置が該ＷＴＲＵに該ＡＩと共に該電力調整値を送り、かつ該ＷＴＲＵが該電力調整値に基づき該メッセージ部分の送信電力レベルを調整する送信電力制御装置を含む実施形態６７に記載の基地局。
６９．ＳＮＲが該必要なＳＮＲを満足する該ＷＴＲＵの該プリアンブルに基づきタイミングおよび周波数修正値を計算するように構成されるタイミングおよび周波数制御装置であって、該ＡＩＣＨ処理装置が該ＷＴＲＵに該ＡＩと共に該タイミングおよび周波数修正値を送り、かつ該ＷＴＲＵが該タイミングおよび周波数修正値に基づきタイミングおよび周波数を調整するタイミングおよび周波数制御装置を含む実施形態６７〜６８のいずれかに記載の基地局。
７０．該ＡＩＣＨが、ダウンリンク共有制御チャネルと多重化される実施形態６１〜６９のいずれかに記載の基地局。
本発明の特徴および要素が好適な実施形態において特定の組み合わせにて記述されているが、それぞれの特徴または要素は、好適な実施形態の他の特徴および要素なしで単独で、または本発明の他の特徴および要素のあるなしにかかわらず、様々な組み合わせにて使用可能である。

Claims (14)

  1. 無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
    ランダムアクセスプリアンブルを、第１の電力レベルにてシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）信号として送信し、
    前記ランダムアクセスプリアンブルへの応答が前記ＷＴＲＵによって検出されないという条件で、
    （１）再送信制限に達したかどうかを判定し、
    （２）前記再送信制限に達しなかったという条件で前記ランダムアクセスプリアンブルを第２の電力レベルにて再送信し、
    前記ランダムアクセスプリアンブルへの前記応答が前記ＷＴＲＵによって受信されるという条件で、
    タイミングアドバンス、電力コマンドおよびリソースアロケーションを前記受信された応答から獲得し、
    前記ＷＴＲＵの識別を含むランダムアクセスメッセージを、前記タイミングアドバンスから少なくとも導出されるタイミングを有し、前記電力コマンドから少なくとも導出される送信電力レベルを有し、かつ少なくとも前記リソースアロケーションから導出されるリソースを利用するＳＣ−ＦＤＭＡ信号として送信する
    ように構成されたプロセッサおよび送信機を備えたＷＴＲＵ。
  2. 前記プロセッサは、前記ランダムアクセスプリアンブルを電力オフセットにて送信するように構成される、請求項１のＷＴＲＵ。
  3. 前記プロセッサは、前記ランダムアクセスプリアンブルが送信された回数に基づいて再送信制限に達したかどうかを判定するように構成される、請求項１のＷＴＲＵ。
  4. 前記リソースアロケーションは、前記ランダムアクセスメッセージを後続のサブフレーム内で送信するリソースブロックまたはサブキャリアを示す、請求項１のＷＴＲＵ。
  5. 前記示されたサブキャリアは、連続したサブキャリアである、請求項４のＷＴＲＵ。
  6. 前記送信機は、サイズにおいて可変である持続時間を有する前記ランダムアクセスプリアンブルを送信するように構成される、請求項１のＷＴＲＵ。
  7. 前記プロセッサは、前記ランダムアクセスプリアンブルの電力レベルを開ループ電力制御を使用して設定するように、かつ前記ランダムアクセスプリアンブルへの前記応答が受信されるという条件で後続の送信電力レベルを閉ループ電力制御を使用して設定するように構成される、請求項１のＷＴＲＵ。
  8. ランダムアクセスプリアンブルを、第１の電力レベルにてシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）信号として送信することと、
    前記ランダムアクセスプリアンブルへの応答が前記ＷＴＲＵによって検出されないという条件で、
    再送信制限に達したかどうかを判定することと、
    前記再送信制限に達しなかったという条件で前記ランダムアクセスプリアンブルを第２の電力レベルにて再送信することと、
    前記ランダムアクセスプリアンブルへの前記応答が前記ＷＴＲＵによって受信されるという条件で、
    タイミングアドバンス、電力コマンドおよびリソースアロケーションを前記受信された応答から獲得することと、
    前記ＷＴＲＵの識別を含むランダムアクセスメッセージを、前記タイミングアドバンスから少なくとも導出されるタイミングを有し、前記電力コマンドから少なくとも導出される送信電力レベルを有し、かつ少なくとも前記リソースアロケーションから導出されるリソースを利用するＳＣ−ＦＤＭＡ信号として送信することと
    を備える方法。
  9. 前記ランダムアクセスプリアンブルの送信は、前記ランダムアクセスプリアンブルを電力オフセットにて送信することを含む、請求項８の方法。
  10. 前記再送信制限に達したかどうかの判定は、前記ランダムアクセスプリアンブルが送信された回数に基づく、請求項８の方法。
  11. 前記リソースアロケーションは、前記ランダムアクセスメッセージを後続のサブフレーム内で送信するリソースブロックまたはサブキャリアを示す、請求項８の方法。
  12. 前記示されたサブキャリアは、連続したサブキャリアである、請求項１１の方法。
  13. 前記ランダムアクセスプリアンブルの送信は、サイズにおいて可変である持続時間を有する前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することを含む、請求項８の方法。
  14. 最初に前記ランダムアクセスプリアンブルの電力レベルを開ループ電力制御を使用して設定することと、
    前記ランダムアクセスプリアンブルへの前記応答が受信されるという条件で、その後送信電力レベルを閉ループ電力制御を使用して設定することと
    をさらに備える、請求項８の方法。
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