JP6768775B2 - シンプルｒａｃｈ（ｓｒａｃｈ） - Google Patents

Description

本開示は、セルラー通信ネットワークにおけるランダムアクセスに関する。

ランダムアクセスは、あらゆるセルラー通信ネットワークの基本的なコンポーネントである。概して、ランダムアクセスは、３ＧＰＰ（3^rd Generation Partnership Project） ＬＴＥ（Long Term Evolution）標準においてはユーザ機器（ＵＥ）として言及されるワイヤレスデバイスが接続セットアップを要求することを可能にする。ランダムアクセスは、セルラー通信ネットワークへの初期アクセスの際の無線リンクの確立、無線リンク障害の後の無線リンクの再確立、ハンドオーバのための新たなセル向けのアップリンク同期の確立などを含む多様な目的のために使用され得る。図１に示したように、３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて、ランダムアクセス手続は、最初にセルサーチ手続を実行した後に行われる。より具体的には、拡張ノードＢ（ｅＮＢ）１０がプライマリ及びセカンダリ同期信号（ＰＳＳ／ＳＳＳ）並びにシステム情報をブロードキャストする（ステップ１０００）。ＵＥ１２はセルサーチ手続を実行し、それによってＵＥ１２はＰＳＳ／ＳＳＳを検出してｅＮＢ１０によりサービスされるセルのダウンリンクタイミングへ同期する（ステップ１００２）。そして、ＵＥ１２は、システム情報を取得し又は読み取る（ステップ１００４）。システム情報は、ランダムアクセスのためにＵＥ１２により使用されるべき物理的な時間及び周波数リソースを識別する情報を含む多様なタイプの情報を含む。

ランダムアクセス手続に関していうと、ＵＥ１２は、ランダムアクセスプリアンブルを送信する（ステップ１００６）。ランダムアクセスプリアンブルは、論理的なトランスポートチャネルであるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）上で送信される。ＲＡＣＨは物理的なＲＡＣＨ（ＰＲＡＣＨ）へとマッピングされ、ＰＲＡＣＨはｅＮＢ１０によりブロードキャストされるシステム情報により示される時間及び周波数無線リソース上に提供される。ｅＮＢ１０は、ＵＥ１２により送信されるランダムアクセスプリアンブルを検出し、そこで送信されたランダムアクセスシーケンスに基づいて、ＵＥ１２についてのアップリンクタイミングを判定する（ステップ１００８）。そして、ｅＮＢ１０は、ＵＥ１２からのアップリンクのためのタイミング調整値を含むランダムアクセスレスポンスをＵＥ１２へ送信する（ステップ１０１０）。ＵＥ１２は、ランダムアクセスレスポンスにおいて受信されたタイミング調整値に従って自身のアップリンクタイミングを調整する（ステップ１０１２）。そして、ＵＥ１２及びｅＮＢ１０は、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングを用いて、ｅＮＢ１０とＵＥ１２との間の無線リンクの確立を完了させるための情報を交換する（ステップ１０１４及び１０１６）。

図２に示したように、ここではＲＡＣＨプリアンブルともいうランダムアクセスプリアンブルは、時間長Ｔ_ＳＥＱを有するシーケンス（ここではＲＡＣＨシーケンスという）と、時間長Ｔ_ＣＰを有するサイクリックプレフィクス（ＣＰ）とを含む。ＣＰは、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を低減する目的でＲＡＣＨシーケンスへ追加される。ＲＡＣＨシーケンスは、Ｎ_ＺＣポイントのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスであり、ここでＮ_ＺＣ＝８３９である。Ｎ_ＺＣは、ＺＣシーケンスの長さであり、よってＲＡＣＨシーケンスの長さである。３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて、約１５０キロメートル（ｋｍ）（半径）までのセルサイズがサポートされる。このサポートを提供する目的で、ＲＡＣＨシーケンスの時間長（Ｔ_ＳＥＱ）は、最も大きいサポートされるセルサイズについてのラウンドトリップ時間よりも有意に大きくなければならない。具体的には、３ＧＰＰ ＬＴＥは、４つのランダムアクセス構成（コンフィグレーション０〜３）を定義している。各構成について、ＲＡＣＨシーケンスは、１回以上の０．８ミリ秒（ｍｓ）（送信）サイクルにわたる。典型的なランダムアクセス構成はコンフィグレーション０である。コンフィグレーション０ではＲＡＣＨシーケンスは０．８ｍｓのシーケンスであり、そのため、当該ＲＡＣＨシーケンスは１回の０．８ｍｓサイクルのみにわたる。特に、コンフィグレーション０では、Ｔ_ＳＥＱ＝０．８ｍｓ、Ｔ_ＣＰ＝０．１ｍｓ、ガード時間（図示せず）もまた０．１ｍｓに等しい。コンフィグレーション０は、１５ｋｍまでのセルサイズ（半径）を可能とする。より一層大きいセルサイズ（即ち、１５０ｋｍまで）をサポートする目的で、コンフィグレーション１〜３はより長いＣＰを使用し、コンフィグレーション２及び３のケースでは、シーケンス長はより長い（即ち、Ｔ_ＳＥＱ＝１．６ｍｓ）が複数のサブフレームにわたる。例えば、コンフィグレーション２では、Ｔ_ＳＥＱ＝１．６ｍｓ、Ｔ_ＣＰ＝０．２ｍｓ、ガード時間（図示せず）もまた０．２ｍｓに等しい。コンフィグレーション２では、ＲＡＣＨシーケンス（Ｔ_ＳＥＱ＝１．６ｍｓという時間長）は、０．８ｍｓサイクル２回分にわたる。しかしながら、各サイクルは、０．８ｍｓという時間長を有し、１．２５キロヘルツ（ｋＨｚ）のＰＲＡＣＨサブキャリアについてのサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＰＲＡＣＨ}）に対応する（即ち、Δｆ_{ＰＲＡＣＨ}＝１／Ｔ_ＣＹＣ＝１／０．８ｍｓ＝１．２５ｋＨｚであり、ここではＴ_ＣＹＣをサイクル時間という）。

ＲＡＣＨプリアンブルを送信するために使用されるＰＲＡＣＨは、周波数ドメインにおいて６リソースブロック（ＲＢ）である。時間ドメインにおいて、ＰＲＡＣＨは、１サブフレーム（１ｍｓ）（コンフィグレーション０）、２サブフレーム（２ｍｓ）（コンフィグレーション１若しくは２）、又は３サブフレーム（３ｍｓ）（コンフィグレーション３）のいずれかである。図３は、コンフィグレーション０についてのＰＲＡＣＨを示している。図示したように、０．８ｍｓシーケンスを周波数ドメインにおいて６ＲＢへとフィットさせ、及びＰＲＡＣＨサブキャリア間の直交性を提供するために、ＰＲＡＣＨサブキャリアについてのサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＰＲＡＣＨ}）は１．２５キロヘルツ（ｋＨｚ）である（即ち、Δｆ_{ＰＲＡＣＨ}＝１／Ｔ_ＣＹＣ＝１／０．８ｍｓ＝１．２５ｋＨｚ）。よって、図示したように、ＰＲＡＣＨサブキャリアについてのサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＰＲＡＣＨ}）は、１５ｋＨｚである他のアップリンクチャネル（例えば、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ））のサブキャリアについてのサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＴＲＡＦＦＩＣ}）の１／１２である。ＰＲＡＣＨについては、６ＲＢの範囲内に８６４本のＰＲＡＣＨサブキャリアの割り当てがある。これら８６４本のＰＲＡＣＨサブキャリアのうち、８３９本のＰＲＡＣＨサブキャリアが８３９ポイントのＺＣシーケンスの送信のために使用される。

３ＧＰＰ ＬＴＥの旧来のＰＲＡＣＨに伴う１つの課題は、多数のＰＲＡＣＨサブキャリアに起因して、送信機及び受信機の双方におけるＰＲＡＣＨの処理が複雑なことである。具体的には、図４に旧来のＰＲＡＣＨプリアンブル送信機１４が示されている。図示したように、（時間ドメインにおける）ＲＡＣＨプリアンブルのためのＲＡＣＨシーケンスが、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）（例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ））機能１６へと入力され、ＤＦＴ機能１６は、Ｎ_ＺＣポイントのＦＦＴを実行する。あらためて言うと、３ＧＰＰ ＬＴＥについてＮ_ＺＣ＝８３９である。ＲＡＣＨシーケンスは、８３９ポイントのＺＣシーケンスである。ＲＡＣＨシーケンスのサイクル時間又は時間長（Ｔ_ＣＹＣ）は０．８ｍｓであり、そのため、ＦＦＴ機能１６の出力における周波数ビンの周波数間隔は１／Ｔ_ＣＹＣ＝１．２５ｋＨｚである。サブキャリアマッピング機能１８は、ＦＦＴ機能１６の出力を、アップリンクシステム帯域幅のうちの適切なＰＲＡＣＨサブキャリアへとマッピングする。

サブキャリアマッピング機能１８の出力は、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）（例えば、逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ））機能２０の対応する入力へ提供される。ＩＦＦＴ２０のサイズ（ここではＮ_ＤＦＴという）は、Ｔ_ＣＹＣ・ｆ_ｓであり、ここでｆ_ｓはサンプリングレートである。２０メガヘルツ（ＭＨｚ）のシステム帯域幅について、３ＧＰＰ ＬＴＥは、３０．７２ＭＨｚというサンプリングレートを使用し、そのため、ＩＦＦＴ２０のサイズは２４，５７６である。（即ち、Ｎ_ＤＦＴ＝Ｔ_ＣＹＣ・ｆ_ｓ＝８００マイクロ秒（μｓ）・３０．７２ＭＨｚ）。ＩＦＦＴ２０のサイズが大きいことは、ＲＡＣＨプリアンブル送信機１４を実装する際の相当の量のリソース及び複雑さをもたらす。反復機能２２は、ＩＦＦＴ２０により出力される時間ドメインのシーケンスを、ランダムアクセス構成に従って必要な場合に反復する。最後に、ＣＰ挿入機能２４は、ＣＰを挿入し、それにより最終的な時間ドメインのＲＡＣＨプリアンブルが送信のために出力される。

同じようにして、小さいＲＡＣＨサブキャリア間隔が旧来のＲＡＣＨプリアンブル受信機における複雑さに帰結する。図５に示したように、旧来の装置２６は、通常トラフィックパス２８とＲＡＣＨパス３０とを含み、ＲＡＣＨパス３０が旧来のＲＡＣＨプリアンブル受信機である。通常トラフィックパス２８は、データ処理部３２を含み、データ処理部３２は、ＣＰ除去機能３４、周波数シフト機能３６及びシンボルＦＦＴ機能３８を含む。ＣＰ除去機能３４は、受信信号のＣＰを除去する。次いで、周波数シフト機能３６は、受信信号の周波数を通常のサブキャリア間隔の１／２（即ち、１５／２ｋＨｚ＝７．５ｋＨｚ）だけシフトさせる。次いで、受信信号は、シンボルとして言及される、１ミリ秒の数分の１（例えば、１／１４又は１／１２）に相当する時間断片へと分割される。次いで、シンボルＦＦＴ機能３８は、シンボルごとにＦＦＴを実行する。具体的には、２０ＭＨｚの帯域幅について、シンボルＦＦＴ機能３８は、２，０４８ポイントのＦＦＴをシンボルごとに実行する。次いで、結果として生じる周波数ドメインの信号断片は、さらなる信号処理のためにアップリンク処理機能４０へと提供される。

ＲＡＣＨパス３０について、“スーパーＦＦＴ”機能４２は、受信信号のサンプルの０．８ｍｓでのＦＦＴを実行する。２０ＭＨｚの帯域幅について、ＦＦＴのサイズは２４，５７６である。よって、ＦＦＴのサイズが大きいことに起因して、ＦＦＴはここでは“スーパーＦＦＴ”として言及される。スーパーＦＦＴ機能４２は、トランスポートすべき多量のデータ及びバッファを包含し、多量の計算を要する。次いで、スーパーＦＦＴ機能４２の出力は、データ処理部４４へと提供される。データ処理部４４は、ＲＡＣＨサブキャリア選択機能４６、相関機能４８、及びＩＦＦＴ機能５０を含む。ＲＡＣＨサブキャリア選択機能４６は、ＲＡＣＨサブキャリアに対応するスーパーＦＦＴ機能４２の８３９個の出力を選択する。次いで、相関機能４８は、ＲＡＣＨサブキャリア選択機能４６の出力と、既知のＺＣシーケンスとの相関演算を行い、それによって送信中のＵＥの一時識別子を抽出する。より具体的には、相関機能４８は、受信したＲＡＣＨサブキャリアと周波数ドメインにおける既知のＺＣシーケンスのうちの１つの共役との乗算を行う。これによって、一度のステップでそのＺＣシーケンスの全ての時間シフトでの相関が効率的に同時に行われる。次いで、ＩＦＦＴ機能５０は、２，０４８ポイントのＩＦＦＴを実行して時間ドメイン信号を生じさせ、当該信号は、次いで、ＲＡＣＨ検出モジュール５２により処理される。ＩＦＦＴ機能５０の出力は、何らかの相関ピークが時間的にどこに位置するかを示す。とりわけ、（周波数ドメインにおける）相関及びＩＦＦＴは、所望のＺＣシーケンスの各々について１回実行される。スーパーＦＦＴ機能４２は記憶空間及び電力の観点で相当な重荷であるのに対し、スーパーＦＦＴ機能４２の出力のほとんどはデータ処理部４４において破棄される。

２０１１年６月１日に出願され、２０１４年１月２１日に発行された“SYMBOL FFT RACH PROCESSING METHODS AND DEVICES”と題された米国特許第８，６３４，２８８号（Ｂ２）は、スーパーＦＦＴを使用することなくＲＡＣＨプリアンブルを抽出するためのシステム及び方法を説明している。米国特許第８，６３４，２８８号（Ｂ２）において開示された装置５４の１つの実施形態が図６に示されている。図示したように、装置５４は、スーパーＦＦＴの必要性を排除するやり方で、受信信号からＲＡＣＨプリアンブルを抽出するためのデバイス５６を含む。具体的には、装置５４は、トラフィックパス及びＲＡＣＨパスを含む。トラフィックパスは、図４のそれと同じである。一方、ＲＡＣＨパスは、（トラフィックパスのためにも使用される）データ処理部３２と、デバイス５６と、ＲＡＣＨパス用のデータ処理部４４と、ＲＡＣＨ検出モジュール５２とを含む。図４の旧来の装置２６とは異なり、図５の装置５４は、トラフィックパスのデータ処理部３２をＲＡＣＨパスの一部として、スーパーＦＦＴ機能４２を排除するためのデバイス５６と共に使用する。結果的に、複雑さが実質的に低減される。

具体的には、ＲＡＣＨパスについて、予め決定される数のシンボル（例えば、１２個）についてのシンボルＦＦＴ機能３８の出力が、１つ１つデバイス５６へ入力される。デバイス５６の中で、デマッピング機能５８は、信号のうちその時点でＲＡＣＨが位置するはずの部分を選択する。より粗いＦＦＴ（即ち、シンボルＦＦＴ機能３８により実行されるＦＦＴ）に起因して、信号のうち選択される部分は、約１ＭＨｚにわたり、シンボルＦＦＴの出力スペクトル内の約７２個の別個の周波数をカバーする。信号のうち選択される部分（全ての他の非ＲＡＣＨ周波数ビンはゼロに設定されている）は、ベースバンドへとシフトされる。

ＩＦＦＴ機能６０は、信号の選択部分に対し２５６ポイントのＩＦＦＴを実行し、それによって信号の選択部分を時間ドメインへ再変換する。位相調整機能６２は、データをベースバンドへ移動させた際のシンボルＣＰギャップの集合遅延を補償するために、位相調整を実行する（ＩＦＦＴ出力の最初のサンプルの位相は、ＣＰ時間の最後の信号の位相に必ずしも等しくなく、ゼロ又は他の値であり得る）。ＣＰゼロ挿入機能６４は、シンボルＣＰ時間へゼロを挿入し、ダウンサンプリング機能６６は、当該信号をファクタ３でダウンサンプリングする。ダウンサンプリングは、ＲＡＣＨプリアンブルに相当するシーケンス内のポイント数を必要且つ関係のあるポイント数へと限定するために生じる（ＩＦＦＴ機能６０において使用される２５６ポイントという数は、３・７２を上回っており、これはデマッピング後のＲＡＣＨ帯域に相当する周波数の数であり、この数はシンボルＣＰの挿入によってさらに増加される）。機能５８〜６６におけるデータ処理は、考慮されるシンボルの各々について実行される（例えば、シンボル数は１２個であり得る）。

ダウンサンプリング機能６６の出力は、蓄積機能６６により蓄積され、次いで、プリアンブル選択機能７０によりＲＡＣＨプリアンブル部分が選択される。次いで、ＦＦＴ機能７２は、１，０２４ポイントのＦＦＴを実行する。ＦＦＴ機能７２の出力ビンの周波数間隔は１．２５ｋＨｚであり、ＦＦＴ機能７２の出力ビンのうちの８３９個が８３９個のＰＲＡＣＨサブキャリアに対応する。次いで、ＦＦＴ機能７２の出力はデータ処理部４４へ入力され、上で議論したやり方で処理が続行される。このようにして、デバイス５６を用いることにより、シンボルＦＦＴ機能３８の出力を、ＲＡＣＨ抽出のために使用することができる。但し、シンボルＦＦＴ機能３８の出力の周波数間隔は１５ｋＨｚであることから、デバイス５６は、１．２５ｋＨｚのサブキャリア間隔を有するＰＲＡＣＨサブキャリアを、１５ｋＨｚの間隔を有するシンボルＦＦＴ機能３８の出力から復元するように動作する。

米国特許第８，６３４，２８８号（Ｂ２）のシステム及び方法は、複雑さの低減の観点において実質的な利益を提供する。しかしながら、図５の装置２６において使用される旧来のＲＡＣＨ受信機及び図６の装置５４に実装されるＲＡＣＨ受信機の双方において、通常のトラフィック（例えば、ＰＵＳＣＨトラフィック）がＲＡＣＨ検出の期間中に干渉をもたらし、逆もまたしかりである。よって、ＲＡＣＨ送信信号と通常のトラフィック送信信号との間の干渉を低減し又は排除するシステム及び方法の必要性が存在する。

セルラー通信ネットワークにおけるランダムアクセスに関するシステム及び方法が開示される。概して、セルラー通信ネットワークは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）ベースのセルラー通信ネットワーク（例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Program） ＬＴＥ（Long Term Evolution）セルラー通信ネットワーク）又は類似の複数サブキャリアベースのセルラー通信ネットワークである。但し、１つの実施形態において、セルラー通信ネットワークは、３ＧＰＰ ＬＴＥセルラー通信ネットワーク又はその何らかの派生である。ランダムアクセスは、アップリンクの１つ以上の他のチャネル（例えば、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ））におけるサブキャリア周波数間隔に等しいサブキャリア周波数間隔を有する複数のサブキャリアを含む物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を用いて行われる。結果として、ＰＲＡＣＨにおけるサブキャリアは、アップリンクの上記他のチャネルにおけるサブキャリアに対し直交的となり、これが転じて、ＰＲＡＣＨサブキャリアとアップリンクの上記他のチャネルのサブキャリアとの間の干渉を低減し又は実質的に排除する。

１つの実施形態において、セルラー通信ネットワークにおいてランダムアクセスを実行するための、ワイヤレスデバイスの動作方法が提供される。１つの実施形態において、上記方法は、上記ワイヤレスデバイスから上記セルラー通信ネットワーク内の無線アクセスノードへ、アップリンクにおいて、ＰＲＡＣＨ上で、ＲＡＣＨプリアンブルを送信すること、を含む。上記ＰＲＡＣＨは、当該アップリンクの１つ以上の他のチャネル（例えば、アップリンクのＰＵＳＣＨ）のサブキャリア周波数間隔に等しいサブキャリア周波数間隔を有する複数のサブキャリアを含む。上記方法は、上記ＲＡＣＨプリアンブルの送信に応じて、上記無線アクセスノードからランダムアクセスレスポンスを受信すること、をさらに含む。

１つの実施形態において、上記セルラー通信ネットワークは、ＯＦＤＭベースのセルラー通信ネットワークである。１つの具体的な実施形態において、上記セルラー通信ネットワークは、ＬＴＥセルラー通信ネットワークである。

１つの実施形態において、上記ＰＲＡＣＨにおける上記複数のサブキャリア及び上記アップリンクの上記１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、１５キロヘルツ（ｋＨｚ）である。他の実施形態において、上記ＰＲＡＣＨにおける上記複数のサブキャリア及び上記アップリンクの上記１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５ｋＨｚである。

１つの実施形態において、上記ＲＡＣＨプリアンブルを送信することは、上記ＲＡＣＨプリアンブルのＲＡＣＨシーケンスの１つの送信サイクルについて基本ＲＡＣＨシーケンスを生成することと、上記基本ＲＡＣＨシーケンスを時間ドメインから周波数ドメインへと変換することにより、上記基本ＲＡＣＨシーケンスの周波数ドメイン表現を提供することと、上記基本ＲＡＣＨシーケンスの上記周波数ドメイン表現を、上記アップリンクのシステム帯域幅内の上記ＰＲＡＣＨについての適切な周波数オフセットへとマッピングすることにより、上記基本ＲＡＣＨシーケンスのマッピング後周波数ドメイン表現を提供することと、上記基本ＲＡＣＨシーケンスの上記マッピング後周波数ドメイン表現を周波数ドメインから時間ドメインへと変換することにより、上記ＰＲＡＣＨの１つのシンボルピリオドについての上記ＲＡＣＨプリアンブルのためのＲＡＣＨシーケンスについてのサンプルを提供することと、を含む。上記基本ＲＡＣＨシーケンスの長さは、上記ＰＲＡＣＨにおけるサブキャリア数以下の長さを有する。１つの実施形態において、上記基本ＲＡＣＨシーケンスから生成される上記サンプルは、Ｑを１以上として、上記ＲＡＣＨシーケンスを提供するために合計Ｑ回反復される。

１つの実施形態において、上記ＲＡＣＨプリアンブルを送信することは、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスについての上記サンプルを、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスについての１つ以上の追加的な送信サイクル分反復すること、をさらに含む。

他の実施形態において、１つの送信サイクルについて提供される上記ＲＡＣＨプリアンブルのための上記ＲＡＣＨシーケンスのサンプル数（Ｚ）は、上記基本ＲＡＣＨシーケンスの時間長と上記アップリンクの上記システム帯域幅に依存するシステムサンプルレートとの積として定義され、上記ＲＡＣＨプリアンブルを送信することは、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスの上記Ｚ個のサンプルを、Ｑを２以上として、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスのＱ個の送信サイクル分反復すること、をさらに含む。

他の実施形態において、上記ＲＡＣＨプリアンブルを送信することは、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスの上記１つの送信サイクルについて、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスの上記サンプルの冒頭に、ある数のサイクリッププレフィクス（ＣＰ）サンプルを挿入することと、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスの第２の送信サイクルについて、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスについての上記サンプルを反復することと、当該送信サイクルについて、上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスの上記サンプルの冒頭に、ある数のＣＰサンプルを挿入することと、をさらに含む。上記ＣＰサンプルは、上記ＲＡＣＨ ＣＰの一部ではなく、当該ＣＰサンプルが上記ＲＡＣＨプリアンブルの上記ＲＡＣＨシーケンスの一部を実際に形成するように、ＰＵＳＣＨシンボルのケースでなされることと等価な処理において生成される。

１つの実施形態において、上記方法は、上記ＲＡＣＨプリアンブルの送信中に、上記ＲＡＣＨプリアンブルの送信の早期停止を求めるリクエストを上記無線アクセスノードから受信することと、上記リクエストの受信に応じて、上記ＲＡＣＨプリアンブルの送信を停止することと、をさらに含む。

１つの実施形態において、上記ＰＲＡＣＨの帯域幅は、１．０８メガヘルツ（ＭＨｚ）であり、上記ＰＲＡＣＨにおける上記複数のサブキャリア及び上記アップリンクの上記１つ以上の他のチャネルにおける上記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、１５ｋＨｚであり、上記基本ＲＡＣＨシーケンスの長さは７２以下である。１つの実施形態において、上記基本ＲＡＣＨシーケンスは、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスであり、上記基本ＲＡＣＨシーケンスの長さは７１である。

他の実施形態において、上記ＰＲＡＣＨの帯域幅はＸ・１．０８ＭＨｚであり、上記ＰＲＡＣＨにおける上記複数のサブキャリア及び上記アップリンクの上記１つ以上の他のチャネルにおける上記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５キロヘルツであり、上記ＲＡＣＨシーケンスの長さは７２以下である。１つの実施形態において、上記ＲＡＣＨシーケンスはＺＣシーケンスであり、上記ＲＡＣＨシーケンスの長さは７１である。

他の実施形態において、上記ＰＲＡＣＨの帯域幅はＸ・Ｍ・１５ｋＨｚであり、上記ＰＲＡＣＨにおける上記複数のサブキャリア及び上記アップリンクの上記１つ以上の他のチャネルにおける上記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５ｋＨｚであり、上記ＲＡＣＨシーケンスの長さはＭ以下である。上記ＲＡＣＨシーケンスはＺＣシーケンスであり、上記ＲＡＣＨシーケンスの長さはＭ以下の最大の素数である。

他の実施形態において、上述した実施形態のいずれか１つに従って動作するように構成されるワイヤレスデバイスが開示される。

当業者は、添付図面の図との関連において実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、本開示のスコープを認識し、それらの追加的な側面を理解するであろう。

本明細書に取り入れられ及びその一部をなす添付図面の図は、本開示の複数の観点を描いており、本説明と共に本開示の原理の説明のために供される。

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Program） ＬＴＥ（Long Term Evolution）ネットワークにおける旧来のセルサーチ及びランダムアクセス手続を示している。 旧来のランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブルを示している。 他のアップリンクトラフィックチャネルのサブキャリア周波数間隔に対する旧来の物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）についてのサブキャリア周波数間隔を示している。 旧来のＲＡＣＨプリアンブル送信機を示している。 通常のアップリンクトラフィック処理パス及び旧来のＲＡＣＨプリアンブル受信機を含む装置を示している。 通常のアップリンクトラフィック処理パス及び複雑さの低減されたＲＡＣＨプリアンブル受信機を含む装置を示している。 本開示の１つの実施形態に係るシンプルランダムアクセスチャネル（ＳＲＡＣＨ）を利用するセルラー通信ネットワークを示している。 本開示の１つの実施形態に係る、他のアップリンクトラフィックチャネルのサブキャリア周波数間隔に対する、シンプル物理ランダムアクセスチャネル（ＳＰＲＡＣＨ）の１つの例についてのサブキャリア周波数間隔を示している。 周波数スケーリング型（scaled frequency）のセルラー通信ネットワークについてのアップリンクサブフレームの１つのスロットを示している。 本開示の１つの実施形態に係る、周波数スケーリング型セルラー通信ネットワークにおける他のアップリンクトラフィックチャネルのサブキャリア周波数間隔に対する、ＳＰＲＡＣＨの１つの例についてのサブキャリア周波数間隔を示している。 本開示の１つの実施形態に従ってＳＰＲＡＣＨ上で送信されるＳＲＡＣＨプリアンブルを利用したセルサーチ及びランダムアクセス手続を示している。 本開示の１つの実施形態に従ってＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するための処理を示している。 本開示の１つの実施形態に係る図１２の処理に従ってＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するように動作する、図７のワイヤレスデバイスのブロック図である。 本開示の１つの実施形態に係るワイヤレスデバイスにより生成され及び送信されるＳＲＡＣＨプリアンブルを検出するように動作する、図７の基地局のブロック図である。 本開示の１つの実施形態に従ってＳＲＡＣＨプリアンブルの送信を停止させるための早期停止処理を示している。 本開示の他の実施形態に従ってＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するための処理を示している。 本開示の１つの実施形態に係る、図７の基地局のブロック図である。 本開示の１つの実施形態に係る、図７のワイヤレスデバイスのブロック図である。

以下に説明される実施形態は、当業者がそれら実施形態を実践することを可能とする情報を表現し、それら実施形態の実践の最良の態様を例示している。添付図面を踏まえて以下の説明を読めば、当業者は、本開示の概念を理解し、ここで具体的に明記されていないそれら概念の応用を認識するであろう。それら概念及び応用は、本開示及び添付の特許請求の範囲のスコープの範囲内に入るものと理解されるべきである。

セルラー通信ネットワークにおけるランダムアクセスに関するシステム及び方法が開示される。概して、セルラー通信ネットワークは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）ベースのセルラー通信ネットワーク（例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Program） ＬＴＥ（Long Term Evolution）セルラー通信ネットワーク）又は類似の複数サブキャリアベースのセルラー通信ネットワークである。ランダムアクセスは、アップリンクの１つ以上の他のチャネル（例えば、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ））におけるサブキャリア周波数間隔に等しいサブキャリア周波数間隔を有する複数のサブキャリアを含む物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を用いて行われる。結果として、ＰＲＡＣＨにおけるサブキャリアは、アップリンクの上記他のチャネルにおけるサブキャリアに対し直交的となり、これが転じて、ＰＲＡＣＨサブキャリアとアップリンクの上記他のチャネルのサブキャリアとの間の干渉を低減し又は実質的に排除する。なお、アップリンクチャネルとの用語は、アップリンク信号（例えば、復調リファレンス信号（ＤＲＳ）又はサウンディングリファレンス信号（ＳＲＳ））を含む。ＲＡＣＨサブキャリア間隔の均等性はアップリンク信号についてもその通りとし得るが、簡潔さ及び明瞭さのために、チャネルとの用語がここでは使用されるであろう。

この点に関し、図７は、本開示の１つの実施形態に従ってランダムアクセスのためにＰＲＡＣＨを利用するセルラー通信ネットワーク７４の１つの例を示している。とりわけ、旧来のＰＲＡＣＨ及び旧来のＲＡＣＨからここで開示されるＰＲＡＣＨ及びランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を区別する目的で、ここで開示されるＰＲＡＣＨ及びＲＡＣＨは、以下の議論の大半においてシンプルＰＲＡＣＨ（ＳＰＲＡＣＨ）及びシンプルＲＡＣＨ（ＳＲＡＣＨ）として言及される。これは、単に議論の簡明さ及び容易さのためになされる。“シンプル”との用語は、ここで開示されるＳＰＲＡＣＨ／ＳＲＡＣＨについて使用されるサブキャリア間隔が他のアップリンクチャネルのサブキャリア間隔に等しいという事実を超える何かを意味するものと解釈されるべきではない。

ここで説明される実施形態において、セルラー通信ネットワーク７４は、好適には、第４世代（４Ｇ）、第５世代（５Ｇ）、又は３ＧＰＰ ＬＴＥセルラー通信ネットワークの何らかの将来の世代である。そのため、３ＧＰＰ ＬＴＥの専門用語がここで度々使用される。しかしながら、理解されるべきこととして、ここで開示されるシステム及び方法は３ＧＰＰ ＬＴＥに限定されない。むしろ、ここで開示されるシステム及び方法は、いかなるＯＦＤＭベースのセルラー通信ネットワーク又はいかなる複数サブキャリアベースのセルラー通信ネットワークにおいても使用されてよい（例えば、ＯＦＤＭには限定されない）。

図示したように、セルラー通信ネットワーク７４は、セル７８へサービスする基地局７６、及びワイヤレスデバイス８０を含み、ワイヤレスデバイス８０は、３ＧＰＰ ＬＴＥではユーザ機器（ＵＥ）として言及される。基地局７６は、マクロ基地局又は高電力基地局であってよく、３ＧＰＰ ＬＴＥでは拡張ノードＢ（ｅＮＢ）として言及される。基地局７６は、代替的に、低電力基地局（例えば、マイクロ、ピコ、フェムト又はホームｅＮＢ）であってもよい。なお、以下に説明する実施形態では基地局７６が使用されるものの、それら実施形態はランダムアクセスプリアンブルの送信を処理するいかなる無線アクセスノードにも等しく適用可能である。

ワイヤレスデバイス８０は、例えばセルラー通信ネットワーク７４への初期アクセスの際の無線リンクの確立、無線リンク障害の後の基地局７６との無線リンクの再確立、ハンドオーバのための基地局７６によりサービスされるセル７８とのアップリンク同期の確立などを含む多様な目的のためにランダムアクセスを実行する。ランダムアクセスの期間中に、ワイヤレスデバイス８０は、ＳＰＲＡＣＨ上でＳＲＡＣＨプリアンブルを送信する。旧来の３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークにおいて、大規模なセルサイズ（即ち、半径１５キロメートル（ｋｍ）より大きく、半径約１５０ｋｍまで）をサポートする目的で、旧来のＲＡＣＨプリアンブルは、０．８ミリ秒（ｍｓ）サイクル（即ち、Ｔ_ＣＹＣ＝０．８ｍｓ）１回以上にわたって送信されるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスを含む。１回のサイクルについてのＺＣシーケンスの長さは、Ｎ_ＺＣとして言及される。最も一般的なＲＡＣＨ構成（コンフィグレーション０）について、ＲＡＣＨプリアンブルは、１サイクル上で送信されるＮ_ＺＣポイントのＺＣシーケンスを含み、Ｎ_ＺＣは８３９に等しく（即ち、ＺＣシーケンスは長さ８３９）、ＺＣシーケンスの時間長は０．８ｍｓである（即ち、時間長はＴ_ＣＹＣ＝０．８ｍｓに等しい）。ここではＰＲＡＣＨサブキャリアとして言及される旧来のＰＲＡＣＨ内の複数のサブキャリアの間の直交性を維持する目的で、旧来のＰＲＡＣＨ内のサブキャリア周波数間隔は１．２５キロヘルツ（ｋＨｚ）である（即ち、１／Ｔ_ＣＹＣ＝１／０．８ｍｓ＝１．２５ｋＨｚ）。しかし、１．２５ｋＨｚのサブキャリア周波数間隔は旧来のＰＲＡＣＨサブキャリア間の直交性を維持するものの、ＰＲＡＣＨのこの１．２５ｋＨｚのサブキャリア周波数間隔は、アップリンクの他のチャネル（例えば、ＰＵＳＣＨ）についての１５ｋＨｚのサブキャリア間隔とは異なる。従って、旧来のＰＲＡＣＨサブキャリアは、アップリンクの他のチャネルについてのサブキャリア（例えば、ＰＵＳＣＨサブキャリア）とは直交的でない。結果として、１つのワイヤレスデバイスからの旧来のＰＲＡＣＨ送信は、他のワイヤレスデバイスからの例えばＰＵＳＣＨ送信に対する干渉を引き起こし、逆もまたしかりである。

対照的に、ＳＰＲＡＣＨは、アップリンクの１つ以上の他のチャネル（例えば、ＰＵＳＣＨ）のサブキャリア間隔（Δｆ_{ＴＲＡＦＦＩＣ}）に等しいサブキャリア間隔（Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}）を用いる。アップリンクの当該１つ以上の他のチャネルは、ここでは通常のトラフィックチャネルとして言及される場合がある。３ＧＰＰ ＬＴＥを一例として用いると、Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝Δｆ_{ＴＲＡＦＦＩＣ}＝１５ｋＨｚである。ＳＰＲＡＣＨ及び他のアップリンクチャネルの双方について同じサブキャリア周波数間隔を用いることにより、ＳＰＲＡＣＨサブキャリアは、アップリンクの他のチャネル（例えば、ＰＵＳＣＨ）のサブキャリアに対して直交的となり、これが転じて、ＳＲＡＣＨプリアンブル送信信号とアップリンクトラフィック送信信号との間の干渉を、完全にまでは排除しないとしても実質的に排除する。

旧来のＲＡＣＨプリアンブルと同様に、ＳＲＡＣＨプリアンブルは、時間長Ｔ_ＣＰを有するサイクリックプレフィクス（ＣＰ）と、時間長Ｔ_ＳＥＱを有するシーケンス（例えば、ＺＣシーケンス）とを含む。ＳＲＡＣＨプリアンブルのためのシーケンスは、ここではＳＲＡＣＨシーケンスとして言及される。ＳＲＡＣＨシーケンスは、ここでは基本ＳＲＡＣＨシーケンスとして言及される同じＳＲＡＣＨシーケンスの１回以上の反復を含む。１つの通常のトラフィックシンボル時間（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥでは６６．７マイクロ秒（μｓ））よりもかなり長いサイクル時間あるいは時間長（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥでは０．８ｍｓ）を有する３ＧＰＰ ＬＴＥの旧来のＲＡＣＨプリアンブルとは異なり、ＳＲＡＣＨプリアンブルは、１つの通常のトラフィックシンボル時間に等しいサイクル時間あるいは時間長（Ｔ_ＣＹＣ）を有する。よって、３ＧＰＰ ＬＴＥを一例として用いると、ＳＲＡＣＨは、１／１５ｋＨｚ＝６６．７μｓに等しいサイクル時間（Ｔ_ＣＹＣ）を有する。言い換えれば、基本ＳＲＡＣＨシーケンスは、Ｔ_ＣＹＣに等しい時間長を有し、その時間長はそれ自体が通常のトラフィックシンボル時間に等しい。

１つの実施形態において、ＳＲＡＣＨプリアンブルは、時間ドメインにおいてはＳＲＡＣＨサイクルの１つのインスタンスを、周波数ドメインにおいてはいくつかの定義された数のリソースブロック（ＲＢ）（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥでは６ＲＢ）を含む。他の実施形態において、ＳＲＡＣＨプリアンブルは、ＳＲＡＣＨサイクルの複数回の反復を含み、複数のサブフレーム（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥのランダムアクセスコンフィグレーション１〜３のように２又は３個のサブフレーム）にわたり得る。その反復は、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの複数回の反復の送信を可能とし、それにより、基地局７６における受信時の感度及び時間判別性（time discrimination）が向上する。

とりわけ、旧来のＲＡＣＨサイクルと比較してＳＲＡＣＨサイクルの長さが短いことは、セル７８のサイズが旧来のＲＡＣＨプリアンブルを用いてサポートされるよりも小さいサイズに限定されることを意味する。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークにおいてＳＲＡＣＨサイクルの長さを６６．７μｓへ減少させることにより、セル７８のサイズは１０ｋｍへ限定される。特に、ＳＲＡＣＨプリアンブルを使用可能な一義的なセル半径は、３ＧＰＰ ＬＴＥについてはＸ＝１、３ＧＰＰ ＬＴＥの周波数スケーリングバージョンについてはＸ＞１として、０．５・３００・６６．７／Ｘメートルであり、３００はメートル毎秒での電磁伝播速度であり、係数０．５は双方向の送信時間を計上している。よって、Ｘ＝１ならば最大セルサイズは１０ｋｍであり、例えばＸ＝１０ならば最大セルサイズは１ｋｍである。より小さいセルサイズは、特に新しい将来のＬＴＥの世代（及び他のタイプのセルラー通信ネットワーク）にとっては、課題としては見られない。ＬＴＥの新しい将来の世代は、より小さいセルサイズを使用し、又は使用することを計画している。例えば、多くの小さい低電力セルを含み得るヘテロジーニアスネットワーク配備が使用されてもよい。また、小さいセルサイズは、（例えば都市での）高いトラフィック負荷をサポートする目的で小規模基地局の高密度配備を使用することが予期される将来の５Ｇネットワークについて特に有望である。

図８は、本開示の１つの実施形態に係る、ＳＰＲＡＣＨの周波数ドメイン表現である。この例は、３ＧＰＰ ＬＴＥについてのものである。但し、あらためて言うと、本開示は、それに限定されない。この例において、ＳＰＲＡＣＨサブキャリアのサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}）は１５ｋＨｚであり、これはＰＵＳＣＨサブキャリアのサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＰＵＳＣＨ}）に等しい。さらに、この例において、ＳＰＲＡＣＨは、各ＲＢが１２本のサブキャリアを含む周波数ドメインにおいて、６ＲＢにわたる。よって、ＳＰＲＡＣＨは、７２本のＳＰＲＡＣＨサブキャリアからなり（即ち、６ＲＢ・１２ＳＰＲＡＣＨサブキャリア／ＲＢ＝７２ＳＰＲＡＣＨサブキャリア）、１．０８ＭＨｚの総帯域幅にわたる（即ち、７２ＳＰＲＡＣＨサブキャリア・１５ｋＨｚ／ＳＰＲＡＣＨサブキャリア＝１．０８ＭＨｚ）。この例において、基本ＳＲＡＣＨシーケンスは、７１ポイントＺＣシーケンス（即ち、Ｎ_ＺＣ＝７１）である。但し、当業者により理解されるように、他のタイプのシーケンスが使用されてもよいことに留意されたい。７２ポイントではなく７１ポイントのシーケンスが使用されることから、ＳＰＲＡＣＨサブキャリアのうちの１本は未使用である。

重要なこととして、図８の実施形態は一例に過ぎない。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークの将来の世代又は他のＯＦＤＭベースのセルラーネットワークが、周波数ドメインにおいてＳＰＲＡＣＨチャネルに６ＲＢより多くの割り当て又はより少ない割り当てを行ってもよい。他の例として、１５ｋＨｚ以外のサブキャリア周波数間隔が使用されてもよい。さらに、ＳＰＲＡＣＨチャネル及びＳＲＡＣＨプリアンブルが、周波数スケーリング型セルラー通信ネットワーク（例えば、周波数スケーリング型ＬＴＥネットワーク）において使用されてもよく、それらネットワークでは、周波数がスケーリングファクタＸで乗算され（例えば、ＳＰＲＡＣＨサブキャリア間隔は１５ｋＨｚ・Ｘに等しい）、時間はそのスケーリングファクタＸで分割される（例えば、ＳＲＡＣＨサイクルの長さは６６．７μｓ／Ｘに等しい）。例えば、２０ギガヘルツ（ＧＨｚ）キャリアについて、スケーリングファクタＸは、例えば１０であってよい。これが図９及び図１０に示されており、中でも図９は周波数スケーリング型ネットワークにおけるアップリンクフレーム構造の１つのスロットを示し、図１０は周波数スケーリング型ネットワークにおけるＳＰＲＡＣＨを示している。とりわけ、１つの実施形態において、周波数スケーリング型ネットワークにおけるＳＰＲＡＣＨは、ＭをＳＰＲＡＣＨサブキャリア数（Ｍ＞１）、Ｘをスケーリングファクタ（Ｘ＞１）として、Ｘ・Ｍ・１５ｋＨｚの帯域幅と（アップリンクの他のチャネルのサブキャリア周波数間隔に等しい）Ｘ・１５ｋＨｚのサブキャリア周波数間隔とを有し、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの長さはＭ以下である。なお、Ｍ＝７２かつＸ＝１が３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークにおけるＳＰＲＡＣＨの１つの実施形態である。１つの実施形態において、基本ＳＲＡＣＨシーケンスは、Ｎ_ＺＣをＭ以下の最大の素数であるものとして、Ｎ_ＺＣポイントのＺＣシーケンスである。

図１１は、本開示の１つの実施形態に係る図７のセルラー通信ネットワーク７４に関するセルサーチ及びランダムアクセス手続を示している。なお、図１１及び他のいくつかの図面は“ステップ”を示しているものの、“ステップ”との用語は関連付けられるアクションの実行のための何らの具体的な順序を要するものと解釈されるべきではないことに留意すべきである。実際、特定の順序が必要であると明記されておらず特定の順序が動作のために必要である訳でもなければ、それらステップはいかなる所望の順序で実行されてもよい。さらに、それらステップのいくつかが同時に実行されてもよい。

図示したように、基地局７６は、プライマリ及びセカンダリ同期信号（ＰＳＳ／ＳＳＳ）並びにシステム情報をブロードキャストする（ステップ２０００）。ワイヤレスデバイス８０は、セルサーチ手続を実行し、それによりワイヤレスデバイス８０はＰＳＳ／ＳＳＳを検出して、セル７８のダウンリンクタイミングへ同期する（ステップ２００２）。次いで、ワイヤレスデバイス８０は、システム情報を取得し又は読み取る（ステップ２００４）。システム情報は、ワイヤレスデバイス８０によりランダムアクセスのために使用されるべき物理的な時間及び周波数リソースを識別する情報を含む多様なタイプの情報を含む。より具体的には、システム情報は、ＳＲＡＣＨプリアンブル送信のために使用されるべきリソースを識別する（即ち、ＳＰＲＡＣＨを識別する）情報を含む。

次いで、ワイヤレスデバイス８０は、ＳＲＡＣＨプリアンブルを送信する（ステップ２００６）。ＳＲＡＣＨプリアンブルは、ＳＰＲＡＣＨへマッピングされる論理チャネルであるＳＲＡＣＨ上で送信される。基地局７６は、ワイヤレスデバイス８０により送信されるＳＲＡＣＨプリアンブルを検出し、ワイヤレスデバイス８０についてのアップリンクタイミングを判定する（ステップ２００８）。この時点から、本手続は旧来のやり方で進行する。具体的には、基地局７６は、ワイヤレスデバイス８０からのアップリンクについてのタイミング調整値を含むランダムアクセスレスポンスをワイヤレスデバイス８０へ送信する（ステップ２０１０）。次いで、ワイヤレスデバイス８０は、ランダムアクセスレスポンスに従って自身のアップリンクタイミングを調整する（ステップ２０１２）。次いで、ワイヤレスデバイス８０及び基地局７６は、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングを用いて、基地局７６とワイヤレスデバイス８０との間の無線リンクの確立を完了させるための情報を交換する（ステップ２０１４及び２０１６）。

図１２は、本開示の１つの実施形態に従ってワイヤレスデバイス８０により送信されることになるＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するための処理を示している。この処理は、ワイヤレスデバイス８０により実行される。まず、時間ドメインにおいて基本ＳＲＡＣＨシーケンスが生成される（ステップ３０００）。但し、基本ＳＲＡＣＨシーケンスは代替的に周波数ドメインにおいて生成されてもよいことに留意されたい。その場合、ステップ３００２はスキップされてよい。基本ＳＲＡＣＨシーケンスは、ＺＣシーケンス又は良好な相互相関、自己相関及び周波数ドメイン特性を有する他のシーケンスのＮ_ＺＣ個の複素値からなる。不可欠ではないものの、１つの代替的な実施形態において、基本ＳＲＡＣＨシーケンスは、“Complex Spreading Sequences with a Wide Range of Correlation Properties”（Ian Oppermann et al., IEEE Transactions on Communications, Vol. 45, No. 3, March 1997, pages 365-375）において開示されたシーケンスであり、同文書は基本ＳＲＡＣＨシーケンスに適したシーケンスについての教示について参照によりここに取り入れられる。既存の３ＧＰＰ ＬＴＥ標準とのインターワーキングのために、基本ＳＲＡＣＨは、１つの実施形態において、周波数ドメインにおいて６ＲＢ（即ち、７２ＳＰＲＡＣＨサブキャリア）であってよく、１５ｋＨｚのサブキャリア間隔を有する。このケースにおいて、Ｎ_ＺＣ（より一般的には、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンス内の複素値の数）は７１である。なお、特にＺＣシーケンスについては、当該シーケンスについての複素値の個数が素数であることが好ましい。

次いで、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）（例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ））を時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスについて実行することにより、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスが当該基本ＳＲＡＣＨシーケンスの周波数ドメイン表現へ変換される（ステップ３００２）。ＦＦＴにおけるポイント数は、好適には、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスにおける複素値の数に等しい。よって、例えば、基本ＳＲＡＣＨシーケンスがＮ_ＺＣポイントのＺＣシーケンスである場合、ＦＦＴにおけるポイント数はＮ_ＺＣに等しい。ＦＦＴの出力周波数ビンの周波数間隔は１／Ｔ_ＣＹＣに等しく、ここでＴ_ＣＹＣは基本ＳＲＡＣＨシーケンスの１つのサイクルの長さあるいは時間長である。よって、Ｔ_ＣＹＣは、アップリンクの他のトラフィックチャネルについてのシンボル長に等しく、そのためにＦＦＴの出力周波数ビンの周波数間隔は（よって、ＳＰＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔も）アップリンクの他のチャネルのサブキャリア周波数間隔に等しい。１つの実施形態において、Ｔ_ＣＹＣ＝６６．７μｓかつＮ_ＺＣ＝７１である。そのため、ＦＦＴは７１ポイントＦＦＴであり、ＦＦＴの出力周波数ビンの周波数間隔は１５ｋＨｚに等しく（即ち、１／０．０６６７ｍｓ＝１５ｋＨｚ）、これが他の３ＧＰＰ ＬＴＥチャネルについての所望のサブキャリア周波数間隔に適合する。

次いで、ＳＰＲＡＣＨサブキャリアであるＤＦＴの出力は、アップリンク内のＳＰＲＡＣＨについての適切な周波数オフセットへマッピングされる（ステップ３００４）。より具体的には、アップリンクについてＬ本のサブキャリアが存在し、Ｌはアップリンクの帯域幅に依存する。３ＧＰＰ ＬＴＥ及び３ＧＰＰ ＬＴＥの周波数スケーリングバージョンにおいて、Ｌ＝１２００・ＢＷ／（２０・Ｘ）である。ＤＦＴにより出力されるＳＰＲＡＣＨサブキャリアは、アップリンクのＬ本のサブキャリアの範囲内のサブキャリアの適切なセット（即ち、ＰＲＡＣＨに割り当てられるサブキャリア群）へマッピングされる

重要なこととして、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスの長さ（即ち、サイクル時間Ｔ_ＣＹＣ）は、ＦＦＴの出力ビンの間の周波数間隔、よってＳＰＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔がアップリンクの他のチャネル（例えば、ＰＵＳＣＨ、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）など）のサブキャリア周波数間隔に等しくなるように選択される。従って、ＳＰＲＡＣＨサブキャリアは、基地局７６における他のアップリンクチャネルのサブキャリアに対し直交的となる。他のアップリンクチャネルのサブキャリアに対するこの直交性が、周波数ドメインにおけるＳＰＲＡＣＨの外縁における保護帯域の必要性を排除まではしないとしても低減する。そうした保護帯域は、旧来の３ＧＰＰ ＬＴＥ ＰＲＡＣＨにとっては必要とされる。保護帯域の排除は、データ／制御サブキャリアとＳＰＲＡＣＨサブキャリアとの間の漏洩が無いために可能であり得る。加えて、ＳＰＲＡＣＨサブキャリアの直交性は、信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）並びにシステム性能の改善をもたらすであろう。

マッピング後に、Ｚポイントの逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）（例えば、Ｚポイントの逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ））を周波数ドメインサンプルについて実行することにより、周波数ドメインサンプルがＺ個の時間ドメインサンプルへ変換される（ステップ３００６）。Ｚの値は、サンプリングレートに依存する。具体的には、Ｆ_ｓをサンプリングレートとして、Ｚ＝Ｔ_ＣＹＣ・ｆ_ｓである。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて、２０メガヘルツ）ＭＨｚ）の帯域幅を用いる際のサンプリングレートは３０．７２メガサンプル毎秒（Ｍｓｐｓ）である。よって、Ｔ_ＣＹＣ＝６６．７かつｆ_ｓ＝３０．７２ＭｓｐｓならばＺは２，０４８に等しい。ＩＤＦＴの出力は、適切なＳＰＲＡＣＨサブキャリア周波数におけるＯＦＤＭ変調後の基本ＰＲＡＣＨシーケンスの長さＴ_ＣＹＣの時間ドメイン表現であり、ＰＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔はアップリンクの他のチャネルのそれに等しい。

この実施形態においてＩＤＦＴにより出力されるＺ個の時間ドメインサンプルは、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの合計Ｑ回の反復を提供するために随意的に反復されてよく、それにより、最終的なＳＲＡＣＨシーケンスが提供される（ステップ３００８）。言い換えれば、本実施形態において、ＳＲＡＣＨプリアンブルのＳＲＡＣＨシーケンスは、Ｑを１以上として、基本ＳＲＡＣＨシーケンスのＱ回の反復である。複数回の反復の使用は、基地局７６におけるＳＲＡＣＨ処理後の感度（例えば、ＳＩＮＲ）及び時間判別性（例えば、時間分解能）を向上させる。例えば、Ｑ＝１２及びＴ_ＣＹＣ＝６６．７μｓである場合、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの反復の全ての合計の長さは約０．８ｍｓであり、これは３ＧＰＰ ＬＴＥのコンフィグレーション０についての旧来のＲＡＣＨシーケンスの長さと等価である。１つの実施形態において、３ＧＰＰ ＬＴＥについてはＸ＝１、３ＧＰＰ ＬＴＥの周波数スケーリングバージョンについてはＸ＞１として、Ｑ＝Ｘ・１２である。反復を用いて、ＳＲＡＣＨプリアンブルのＳＲＡＣＨシーケンスをＺ・Ｑ個のサンプルについて連続的に生成し、基地局７６において実効的に抽出することができる。最後に、基本ＳＲＡＣＨシーケンスのＱ回の反復の冒頭にＣＰを挿入することにより、送信用のＳＲＡＣＨプリアンブルが提供される（ステップ３０１０）。

１つの実施形態において、時間ドメインのＳＲＡＣＨプリアンブルｓ（ｔ）は、０≦ｔ≦Ｑ・Ｔ_ＣＹＣ＋Ｔ_ＣＰとして、次のように定義される：

ここで、β_{ＰＲＡＣＨ}は、例えば旧来のＰＲＡＣＨの電力を設定するための既存の手続に従って設定され得るＳＰＲＡＣＨ向けの送信電力（Ｐ_{ＳＰＲＡＣＨ}）を確実にする目的の振幅スケーリングファクタである。ｘ_ｕ，ｖ（ｎ）は、ｕ番目のルートＺＣシーケンスのｖ番目のサイクリックシフトである（３ＧＰＰ ＬＴＥ標準の通り又はそれに類似）。φは、Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}の分解能における物理的なＲＢ境界に対して相対的な固定オフセットである（例えば、０又は１）。Ｋは、ＳＲＡＣＨについて１に等しい。Ｔ_ＣＰは、ＳＲＡＣＨプリアンブルのＣＰの長さである。ｋ_０は、次の通り定義される：

ここで、パラメータｎ^ＲＡ _ＰＲＢは周波数ドメインにおける位置を制御し、Ｎ^ＲＢ _ＳＣはＲＢ別のサブキャリア数であり、Ｎ^ＵＬ _ＲＢはアップリンクにおけるＲＢ数である。さらに、ｕ番目のルートＺＣシーケンスは、０≦ｎ≦Ｎ_ＺＣ−１について次のように定義される。

ここで、ｕはＺＣ物理ルートシーケンスのインデックスである。１つの実施形態において、ＳＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}）は、非周波数スケーリング型ネットワークにおける何らかの値Δｆに等しく（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークにおいて、Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝Δｆ＝１５ｋＨｚ）、Δｆはアップリンクの他のチャネルのサブキャリア間隔に等しい。他の実施形態において、ＳＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}）は、周波数スケーリング型ネットワークにおいて、Ｘ・Δｆに等しく（例えば、１０というスケーリングファクタ（Ｘ）を有する３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークの周波数スケーリングバージョンについて、Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝Ｘ・Δｆ＝１０・１５ｋＨｚ＝１５０ｋＨｚ）、Ｘ・Δｆは周波数スケーリング型ネットワークにおけるアップリンクの他のチャネルのサブキャリア間隔である。とりわけ、値Ｋは、非周波数スケーリング型ネットワークについてはΔｆ／Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝１に等しく、周波数スケーリング型ネットワークについてはＸ・Δｆ／Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝１に等しい。いずれのケースでも、ＳＰＲＡＣＨとアップリンクの他のチャネルとの間でサブキャリア間隔の均等性が達成されるように、Ｋ＝１である。

図１３は、本開示の１つの実施形態に係る図１２の処理に従ってＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するように動作するワイヤレスデバイス８０のブロック図である。とりわけ、図１３は、ワイヤレスデバイス８０のＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するように動作する部分のみを示している。ワイヤレスデバイス８０は、図１３には示していない他のコンポーネントを含む。図１３に示したブロックは、ハードウェアで実装されてもよく、又はソフトウェアとハードウェアとの組合せで実装されてもよい。図示したように、ワイヤレスデバイス８０は、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスのＤＦＴを実行するように動作するＤＦＴ機能８２を含む。上で議論したように、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスの長さ（Ｔ_ＣＹＣ）は、（１／Ｔ_ＣＹＣである）出力周波数ビンの周波数間隔が所望のＳＰＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔に等しくなるようになされ、その場合、所望のＳＰＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔はアップリンクの他のチャネルのサブキャリア周波数間隔に等しい。サブキャリアマッピング機能８４は、ＤＦＴの出力を適切なＳＰＲＡＣＨサブキャリアへマッピングする。次いで、ＩＤＦＴ機能８６は、サブキャリアマッピング機能８４の出力のＩＤＦＴを実行して、上で議論したようにＺ個の時間ドメインサンプルを提供する。次いで、反復機能８８は、上記Ｚ個の時間ドメインサンプルを、合計Ｑ回にわたって反復する。最後に、ＣＰ挿入機能９０は、ＣＰを挿入してＳＲＡＣＨプリアンブルを完成させる。なお、機能８２〜９０は、ハードウェアで実装されてもよく、又はハードウェアとソフトウェアとの組合せで実装されてもよい。

図１４は、本開示の１つの実施形態に係るワイヤレスデバイス８０により送信されるＳＲＡＣＨシーケンスを検出するように動作する基地局７６の１つの実施形態を示している。とりわけ、当業者により理解されるように、基地局７６は、図１４には示していない他のコンポーネントを含む。図示したように、基地局７６は、データ処理部９２及びアップリンク処理機能９４により形成される通常トラフィックパスと、データ処理機能９２、ＳＲＡＣＨプリアンブル抽出機能９５、データ処理機能９６、及びＳＲＡＣＨ検出機能９８により形成されるＳＲＡＣＨパスとを含む。データ処理機能９２は、ＣＰ除去機能１００、周波数シフト機能１０２及びシンボルＦＦＴ機能１０４を含む。いくつかの実施形態においては、周波数シフト機能１０２は含まれなくてもよい。ＣＰ除去機能１００は、受信信号のＣＰを除去する。次いで、周波数シフト機能１０２は、受信信号の周波数を通常のサブキャリア間隔の１／２（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥについて、１５／２ｋＨｚ＝７．５ｋＨｚ）だけシフトさせる。次いで、受信信号は、シンボルとして言及される、（３ＧＰＰ ＬＴＥについては１ｍｓである）サブフレームの数分の１（例えば、１／１４又は１／１２）に相当する時間断片へと分割される。次いで、シンボルＦＦＴ機能１０４は、２０ＭＨｚの３ＧＰＰ ＬＴＥ帯域幅についてはシンボルごとに２，０４８ポイントのＦＦＴを用いて、シンボル別ＦＦＴを実行する。次いで、結果として生じる周波数ドメインの信号断片は、さらなる信号処理のためにアップリンク処理機能９４へと提供される。

ＳＲＡＣＨパスについて、予め決定される数のシンボル（例えば、１２）についてシンボルＦＦＴ機能１０４の出力は、ＳＲＡＣＨプリアンブル抽出機能９５へ入力される。ＳＲＡＣＨプリアンブル抽出機能９５の詳細は、図６のデバイス５６に関して上述したものと同様だが、この例では、（８３９本のサブキャリアではなく）７１本のサブキャリアのみが利用される。ＳＲＡＣＨプリアンブル抽出機能９５の出力シンボルは、１つ１つデータ処理機能９６へ入力される。データ処理機能９６の範囲内で、ＳＰＲＡＣＨサブキャリア選択機能１０６は、使用されるＳＰＲＡＣＨサブキャリアに対応するシンボルＦＦＴ機能１０４の（例えば、７１個の）出力を選択する。次いで、相関機能１０８は、ＳＰＲＡＣＨサブキャリア選択機能１０６の出力と既知のＺＣシーケンスとの相関演算を行うことにより、送信中のワイヤレスデバイス８０の一時識別子を抽出する。次いで、ＩＦＦＴ機能１１０は、２，０４８ポイントのＩＦＦＴを実行して、結果的に時間ドメイン信号を生成し、時間ドメイン信号は次いでＳＲＡＣＨ検出機能９８により処理される。とりわけ、図１４の機能９４及び９８〜１１０は、ハードウェアで実装されてもよく、又はハードウェアとソフトウェアとの組合せで実装されてもよい。

上で議論したように、いくつかの実施形態において、基本ＳＲＡＣＨシーケンスは、例えば基地局７６における感度及び時間判別性を向上させる目的で、Ｑ回反復されて、ＳＲＡＣＨプリアンブルのＳＲＡＣＨシーケンスを提供する。しかしながら、いくつかのケースにおいて、基地局７６は、基本ＳＲＡＣＨシーケンスのＱ回全ての反復が送信される前にＳＲＡＣＨプリアンブルを検出することが可能であってもよい。この点において、図１５は、本開示の１つの実施形態に係るワイヤレスデバイス８０によるＳＲＡＣＨプリアンブルの送信の早期停止を提供するための、基地局７６及びワイヤレスデバイス８０の動作を示している。図示したように、ワイヤレスデバイス８０は、ＳＲＡＣＨプリアンブルを送信する（ステップ４０００）。ＳＲＡＣＨプリアンブルの送信の期間中であって基本ＳＲＡＣＨシーケンスのＱ回全ての反復が送信される前に、基地局７６は、基本ＳＲＡＣＨシーケンスを検出する（ステップ４００２）。基本ＳＲＡＣＨシーケンスを検出すると、基地局７６は、ＳＲＡＣＨプリアンブルの送信の早期停止を求めるリクエストをワイヤレスデバイス８０へ送信する（ステップ４００４）。当該リクエストに応じて、ワイヤレスデバイス８０は、ＳＲＡＣＨシーケンスのＱ回全ての反復が送信される前に、ＳＲＡＣＨプリアンブルの送信を停止する（ステップ４００６）。

複数回の反復に関して、上の図１２は、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの反復が連続的な信号として生成される処理を説明している。図１６は、本開示の他の実施形態に従って、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの各反復についてＣＰを挿入するためにシンボル別トラフィック処理が使用される、ＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するための処理を示している。上で議論したように、基本ＳＲＡＣＨシーケンスが時間ドメインにおいて生成され（ステップ５０００）、次いで、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスについてＤＦＴ（例えば、ＦＦＴ）を実行することにより、時間ドメインの基本ＳＲＡＣＨシーケンスが、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの周波数ドメイン表現へと変換される（ステップ５００２）。次いで、ＳＲＡＣＨサブキャリアであるＤＦＴの出力は、アップリンク内のＳＰＲＡＣＨについての適切な周波数オフセットへマッピングされる（ステップ５００４）。マッピングの後に。ＺポイントのＩＤＦＴ（例えば、ＺポイントのＩＦＦＴ）を周波数ドメインサンプルについて実行することにより、周波数ドメインサンプルがＺ個の時間ドメインサンプルへ変換される（ステップ５００６）。

本実施形態において、Ｎ_ｃｐ，ｑサンプルのＣＰが、Ｚ個の時間ドメインサンプルへ追加される（ステップ５００８）。Ｎ_ｃｐ，ｑは、ＳＲＡＣＨシーケンスのｑ番目の反復についてのＣＰ内のサンプルの個数である。とりわけ、Ｎ_ｃｐ，ｑは、全ての反復について同一であってもよく又は異なる反復について異なってもよい。重要なこととして、Ｎ_ｃｐ，ｑサンプルのＣＰは、ＳＲＡＣＨプリアンブルのＣＰの一部ではない。むしろ、Ｎ_ｃｐ，ｑサンプルは、当該Ｎ_ｃｐ，ｑサンプルのＣＰがＳＲＡＣＨプリアンブルのＳＲＡＣＨシーケンスの一部を実際に形成するように、通常のアップリンクトラフィックシンボル（例えば、ＰＵＳＣＨシンボル）についてなされることと等価な処理で生成される。次いで、ＳＲＡＣＨシーケンスについて生成された時間ドメインサンプルの総数がＱ・Ｚ以上であるかに関する判定が行われる（ステップ５０１０）。Ｑは、１以上の値である（即ち、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの反復／インスタンスが１つであれば１に等しく、基本ＳＲＡＣＨシーケンスの反復／インスタンスが１つより多ければ１より大きい）。時間ドメインサンプルの総数がＱ・Ｚ以上でない場合、カウンタｑがインクリメントされ（ステップ５０１２）、処理はステップ５００８へ戻り、ＳＲＡＣＨシーケンスの反復と、当該反復についてのＣＰの追加が行われる。時間ドメインサンプルの総数がＱ・Ｚ以上になると、ＳＲＡＣＨシーケンスの生成は完了する。そして、とりわけ、ＳＲＡＣＨプリアンブルのＣＰがＳＲＡＣＨプリアンブルを完成させるために追加される。

１つの実施形態において、時間ドメインのＳＲＡＣＨプリアンブルｓ（ｔ_ｓ，ｑ）は、０≦ｑ＜Ｑ、０≦ｔ≦Ｑ・Ｔ_ＣＹＣ＋Ｔ_ＣＰとして、次のように定義される：

ここで、β_{ＰＲＡＣＨ}は、例えば旧来のＰＲＡＣＨの電力を設定するための既存の手続に従って設定され得るＳＰＲＡＣＨ向けの送信電力（Ｐ_{ＳＰＲＡＣＨ}）を確実にする目的の振幅スケーリングファクタである。ｘ_ｕ，ｖ（ｎ）は、ｕ番目のルートＺＣシーケンスのｖ番目のサイクリックシフトである（３ＧＰＰ ＬＴＥ標準の通り又はそれに類似）。φは、Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}の分解能における物理的なＲＢ境界に対して相対的な固定オフセットである（例えば、０又は１）。Ｋは、ＳＲＡＣＨについて１に等しい。Ｔ_ＣＰは、ＳＲＡＣＨプリアンブルのＣＰの合計長さである。Ｔ_ＣＰ，ｑは、ＳＲＡＣＨプリアンブルを生成するために使用されるｑ番目のトラフィックシンボルについてのＮ_ｃｐ，ｑサンプルのＣＰの時間長である。

ここで、パラメータｎ^ＲＡ _ＰＲＢは周波数ドメインにおける位置を制御し、Ｎ^ＲＢ _ＳＣはＲＢ別のサブキャリア数であり、Ｎ^ＵＬ _ＲＢはアップリンクにおけるＲＢ数である。さらに、ｕ番目のルートＺＣシーケンスは、０≦ｎ≦Ｎ_ＺＣ−１について次のように定義される。

ここで、ｕはＺＣ物理ルートシーケンスのインデックスである。１つの実施形態において、ＳＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}）は、非周波数スケーリング型ネットワークにおける何らかの値Δｆに等しく（例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークにおいて、Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝Δｆ＝１５ｋＨｚ）、Δｆはアップリンクの他のチャネルのサブキャリア間隔に等しい。他の実施形態において、ＳＲＡＣＨサブキャリア周波数間隔（Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}）は、周波数スケーリング型ネットワークにおいて、Ｘ・Δｆに等しく（例えば、１０というスケーリングファクタ（Ｘ）を有する３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークの周波数スケーリングバージョンについて、Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝Ｘ・Δｆ＝１０・１５ｋＨｚ＝１５０ｋＨｚ）、Ｘ・Δｆは周波数スケーリング型ネットワークにおけるアップリンクの他のチャネルのサブキャリア間隔である。とりわけ、値Ｋは、非周波数スケーリング型ネットワークについてはΔｆ／Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝１に等しく、周波数スケーリング型ネットワークについてはＸ・Δｆ／Δｆ_{ＳＰＲＡＣＨ}＝１に等しい。いずれのケースでも、ＳＰＲＡＣＨとアップリンクの他のチャネルとの間でサブキャリア間隔の均等性が達成されるように、Ｋ＝１である。とりわけ、上のｓ（ｔ_ｓ，ｑ）についての等式において、追加的な項Σ^ｑ _ｑ＝０Ｔ_ＣＰ，ｑは、ＣＰサンプルの追加に起因するＺ個の時間ドメインサンプルのブロックの不連続性を補償するために追加される位相シフトである。

図１７は、本開示の１つの実施形態に係る、図７の基地局７６のブロック図である。本説明は、他のタイプの無線アクセスノード（即ち、セルラー通信ネットワーク７４の無線アクセスネットワーク内のノード）にも等しく適用可能である。図示したように、基地局７６は、１つ以上のプロセッサ１１４、メモリ１１６及びネットワークインタフェース１１８を含むベースバンドユニット１１２と、１つ以上のアンテナ１２４へ連結される送受信機１２２を含む無線ユニット１２０と、を含む。１つの実施形態において、上述した基地局７６のＳＲＡＣＨ処理の機能性は、プロセッサ１１４により実行されるソフトウェアの形式で、少なくとも部分的にベースバンドユニット１１２内に実装され、それらプロセッサは、ベースバンドユニット１１２内にあり若しくはベースバンドユニット１１２に関連付けられ、又は、それらプロセッサは２つ以上のネットワークノード（例えば、ベースバンドユニット１１２及び他のネットワークノード）をまたいで分散されてもよい。他の例において、プロセッサ１１４は、上述したＳＲＡＣＨ処理の機能性のいくつか又は全てを提供する１つ以上のハードウェアコンポーネント（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits））を含む。他の実施形態において、プロセッサ１１４は、１つ以上のハードウェアコンポーネント（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Units））を含み、上述したＳＲＡＣＨ処理の機能性のいくつか又は全てが、例えばメモリ１１６内に記憶されるソフトウェアで実装され、プロセッサ１１４により実行される。

図１８は、本開示の１つの実施形態に係る、図７のワイヤレスデバイス８０のブロック図である。図示したように、ワイヤレスデバイス８０は、プロセッサ１２６、メモリ１２８及び１つ以上のアンテナ１３２へ連結される送受信機１３０を含む。プロセッサ１２６は、例えば１つ以上のＣＰＵ又は１つ以上のＡＳＩＣなどといった１つ以上のハードウェア処理コンポーネントを含む。１つの実施形態において、上述したワイヤレスデバイス８０のＳＲＡＣＨ処理の機能性は、少なくとも部分的にプロセッサ１２６内に実装される。例えば、１つの実施形態において、プロセッサ１２６は、上述したＳＲＡＣＨ処理の機能性のいくつか又は全てを提供する１つ以上のハードウェアコンポーネント（例えば、１つ以上のＡＳＩＣ）を含む。他の実施形態において、プロセッサ１２６は、１つ以上のハードウェアコンポーネント（例えば、ＣＰＵ又はそれ自体複数のプロセッサからなるもの）を含み、上述したＳＲＡＣＨ処理の機能性のいくつか又は全てが、例えばメモリ１２８内に記憶されるソフトウェアで実装され、プロセッサ１２６により実行される。

ＳＲＡＣＨプリアンブルの送信及びＳＲＡＣＨシーケンスの受信／検出のためのシステム及び方法がここで開示されている。限定ではなく、具体的な恩恵又は利点に関し、ここで説明した実施形態の少なくともいくつかの非限定的な恩恵及び利点は次の通りである。上で議論したように、ＳＰＲＡＣＨのサブキャリア周波数間隔は、アップリンクの他のチャネルのサブキャリア周波数間隔に等しい。結果として、ＳＰＲＡＣＨサブキャリアは、アップリンクの他のチャネルのサブキャリアに対し直交的となる。他のアップリンクチャネルのサブキャリアに対するこの直交性が、改善されたＳＩＮＲ及びシステム性能を提供する。加えて、旧来の３ＧＰＰ ＬＴＥのＲＡＣＨより小さいサブキャリア周波数間隔よりもむしろ、他のアップリンクチャネルと同じサブキャリア周波数間隔を使用することで、スーパーＦＦＴ／ＩＦＦＴの必要性を排除することによって、送信側でのＳＲＡＣＨプリアンブル生成及び受信側のＳＲＡＣＨシーケンス検出／受信の複雑さが実質的に低減される。他の例として、他のアップリンクチャネル（例えば、ＰＵＳＣＨ）を生成するために利用されるソフトウェア及び／又はハードウェアを、ＳＰＲＡＣＨを生成するために使用することができる。

本開示を通じて、以下の頭字語が使用されている。
・３ＧＰＰ 3rd Generation Partnership Project
・４Ｇ 4th Generation
・５Ｇ 5th Generation
・ＡＳＩＣ Application Specific Integrated Circuit
・ＣＰ Cyclic Prefix
・ＣＰＵ Central Processing Unit
・ＤＦＴ Discrete Fourier Transform
・ＤＲＳ Demodulation Reference Signal
・ｅＮＢ Evolved Node B
・ＦＦＴ Fast Fourier Transform
・ＧＨｚ Gigahertz
・ＩＤＦＴ Inverse Discrete Fourier Transform
・ＩＦＦＴ Inverse Fast Fourier Transform
・ＩＳＩ Inter-Symbol Interference
・ｋＨｚ Kilohertz
・ｋｍ Kilometer
・ＬＴＥ Long Term Evolution
・ＭＨｚ Megahertz
・ｍｓ Millisecond
・Ｍｓｐｓ Mega samples per Second
・ＯＦＤＭ Orthogonal Frequency Division Multiplexing
・ＰＲＡＣＨ Physical Random Access Channel
・ＰＳＳ Primary Synchronization Signal
・ＰＵＣＣＨ Physical Uplink Control Channel
・ＰＵＳＣＨ Physical Uplink Shared Channel
・ＲＡＣＨ Random Access Channel
・ＲＢ Resource Block
・ＲＲＣ Radio Resource Control
・ＳＩＮＲ Signal-to-Interference plus Noise Ratio
・ＳＰＲＡＣＨ Simple Physical Random Access Channel
・ＳＲＡＣＨ Simple Random Access Channel
・ＳＲＳ Sounding Reference Signal
・ＳＳＳ Secondary Synchronization Signal
・ＵＥ User Equipment
・μｓ Microsecond
・ＺＣ Zadoff-Chu

当業者は、本開示の実施形態に対する改善及び修正を認識するであろう。そうした全ての改善及び修正は、ここで開示された概念及び後に続く特許請求の範囲のスコープ内にあるものと見なされる。

Claims (23)

1. セルラー通信ネットワーク（７４）においてランダムアクセスを実行するための、ワイヤレスデバイス（８０）の動作方法であって、
   前記ワイヤレスデバイス（８０）から前記セルラー通信ネットワーク（７４）内の無線アクセスノード（７６）へ、アップリンクにおいて、当該アップリンクの１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリア周波数間隔に等しいサブキャリア周波数間隔を有する複数のサブキャリアを含む物理ランダムアクセスチャネル上で、ランダムアクセスプリアンブルを送信することと、
   前記ランダムアクセスプリアンブルの送信に応じて、前記無線アクセスノード（７６）からランダムアクセスレスポンスを受信することと、を含み、
   前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、
   前記物理ランダムアクセスチャネルにおけるサブキャリア数以下の長さを有する基本ランダムアクセスシーケンスを生成することと、
   前記基本ランダムアクセスシーケンスを時間ドメインから周波数ドメインへと変換することにより、前記基本ランダムアクセスシーケンスの周波数ドメイン表現を提供することと、
   前記基本ランダムアクセスシーケンスの前記周波数ドメイン表現を、前記アップリンクのシステム帯域幅内の前記物理ランダムアクセスチャネルについての適切な周波数オフセットへとマッピングすることにより、前記基本ランダムアクセスシーケンスのマッピング後周波数ドメイン表現を提供することと、
   前記基本ランダムアクセスシーケンスの前記マッピング後周波数ドメイン表現を周波数ドメインから時間ドメインへと変換することにより、前記物理ランダムアクセスチャネルの１つのシンボルピリオドについての前記ランダムアクセスプリアンブルのためのランダムアクセスシーケンスのＺ個のサンプルを提供することと、を含む方法。
2. 前記セルラー通信ネットワーク（７４）は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）セルラー通信ネットワークである、請求項１に記載の方法。
3. 前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルは、物理アップリンク共有チャネルを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、１５キロヘルツである、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５キロヘルツである、請求項１又は２に記載の方法。
6. 前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、前記ランダムアクセスプリアンブルのための前記ランダムアクセスシーケンスの前記Ｚ個のサンプルを、前記物理ランダムアクセスチャネルの１つ以上の追加的なシンボルピリオド分反復すること、をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ランダムアクセスプリアンブルのための前記ランダムアクセスシーケンスのサンプル数Ｚは、前記基本ランダムアクセスシーケンスの時間長と前記アップリンクの前記システム帯域幅に依存するシステムサンプルレートとの積として定義され、
   前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、前記ランダムアクセスプリアンブルのための前記ランダムアクセスシーケンスの前記Ｚ個のサンプルを、Ｑを２以上として、前記物理ランダムアクセスチャネルのＱ個のシンボルピリオド分反復すること、をさらに含む、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、
   前記物理ランダムアクセスチャネルの前記１つのシンボルピリオドについて、前記ランダムアクセスプリアンブルのための前記ランダムアクセスシーケンスの前記Ｚ個のサンプルの冒頭に、ある数のサイクリッププレフィクスサンプルを挿入することと、前記数のサイクリックプレフィクスサンプルは、前記ランダムアクセスプリアンブルのためのサイクリックプレフィクスよりもむしろ、前記ランダムアクセスプリアンブルの前記ランダムアクセスシーケンスの一部であることと、
   前記物理ランダムアクセスチャネルの第２のシンボルピリオドについて、前記ランダムアクセスプリアンブルのための前記ランダムアクセスシーケンスの前記Ｚ個のサンプルを反復することと、
   前記物理ランダムアクセスチャネルの前記第２のシンボルピリオドについて、前記ランダムアクセスプリアンブルのための前記ランダムアクセスシーケンスの前記Ｚ個のサンプルの冒頭に、ある数のサイクリッププレフィクスサンプルを挿入することと、
   をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記ランダムアクセスプリアンブルの送信中に、
   前記ランダムアクセスプリアンブルの送信の早期停止を求めるリクエストを前記無線アクセスノード（７６）から受信することと、
   前記リクエストの受信に応じて、前記ランダムアクセスプリアンブルの送信を停止することと、
   をさらに含む、請求項６又は７に記載の方法。
10. 前記物理ランダムアクセスチャネルの帯域幅は、１．０８メガヘルツであり、前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおける前記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、１５キロヘルツであり、前記ランダムアクセスシーケンスの長さは７２以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記基本ランダムアクセスシーケンスはＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスであり、前記ランダムアクセスシーケンスの長さは７１である、請求項１０に記載の方法。
12. 前記物理ランダムアクセスチャネルの帯域幅はＸ・１．０８メガヘルツであり、前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおける前記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５キロヘルツであり、前記基本ランダムアクセスシーケンスの長さは７２以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記基本ランダムアクセスシーケンスは、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスであり、前記基本ランダムアクセスシーケンスの長さは７１である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記物理ランダムアクセスチャネルの帯域幅はＸ・Ｍ・１５キロヘルツであり、前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおける前記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５キロヘルツであり、前記基本ランダムアクセスシーケンスの長さはＭ以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記基本ランダムアクセスシーケンスは、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスであり、前記基本ランダムアクセスシーケンスの長さはＭ以下の最大の素数である、請求項１４に記載の方法。
16. 送受信機（１３０）と、
    前記送受信機（１３０）に関連付けられるプロセッサ（１２６）と、
    を備えるワイヤレスデバイス（８０）であって、
    前記プロセッサ（１２６）は、
    前記送受信機（１３０）を介して、前記ワイヤレスデバイス（８０）からセルラー通信ネットワーク（７４）内の無線アクセスノード（７６）へ、アップリンクにおいて、当該アップリンクの１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリア周波数間隔に等しいサブキャリア周波数間隔を有する複数のサブキャリアを含む物理ランダムアクセスチャネル上で、ランダムアクセスプリアンブルを送信し、
    前記送受信機（１３０）を介して、前記ランダムアクセスプリアンブルの送信に応じて、前記無線アクセスノード（７６）からランダムアクセスレスポンスを受信する、ように構成され、
    前記ランダムアクセスプリアンブルを送信するために、前記プロセッサ（１２６）は、
    前記物理ランダムアクセスチャネルにおけるサブキャリア数以下の長さを有する基本ランダムアクセスシーケンスを生成し、
    前記基本ランダムアクセスシーケンスを時間ドメインから周波数ドメインへと変換することにより、前記基本ランダムアクセスシーケンスの周波数ドメイン表現を提供し、
    前記基本ランダムアクセスシーケンスの前記周波数ドメイン表現を、前記アップリンクのシステム帯域幅内の前記物理ランダムアクセスチャネルについての適切な周波数オフセットへとマッピングすることにより、前記基本ランダムアクセスシーケンスのマッピング後周波数ドメイン表現を提供し、
    前記基本ランダムアクセスシーケンスの前記マッピング後周波数ドメイン表現を周波数ドメインから時間ドメインへと変換することにより、前記物理ランダムアクセスチャネルの１つのシンボルピリオドについての前記ランダムアクセスプリアンブルのランダムアクセスシーケンスのサンプルを提供する、ように構成される、
    ワイヤレスデバイス（８０）。
17. 前記セルラー通信ネットワーク（７４）は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）セルラー通信ネットワークである、請求項１６に記載のワイヤレスデバイス（８０）。
18. 前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、１５キロヘルツである、請求項１６又は１７に記載のワイヤレスデバイス（８０）。
19. 前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおけるサブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５キロヘルツである、請求項１６又は１７に記載のワイヤレスデバイス（８０）。
20. 前記ランダムアクセスプリアンブルを送信することは、前記ランダムアクセスプリアンブルの前記ランダムアクセスシーケンスの前記サンプルを、前記物理ランダムアクセスチャネルの１つ以上の追加的なシンボルピリオドにわたって反復すること、をさらに含む、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のワイヤレスデバイス（８０）。
21. 前記プロセッサ（１２６）は、前記ランダムアクセスプリアンブルの送信中に、
    前記送受信機（１３０）を介して、前記ランダムアクセスプリアンブルの送信の早期停止を求めるリクエストを前記無線アクセスノード（７６）から受信し、
    前記リクエストの受信に応じて、前記ランダムアクセスプリアンブルの送信を停止する、
    ようにさらに構成される、請求項２０に記載のワイヤレスデバイス（８０）。
22. 前記物理ランダムアクセスチャネルの帯域幅は、１．０８メガヘルツであり、前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおける前記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、１５キロヘルツであり、前記基本ランダムアクセスシーケンスの長さは７２以下である、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のワイヤレスデバイス（８０）。
23. 前記物理ランダムアクセスチャネルの帯域幅はＸ・１．０８メガヘルツであり、前記物理ランダムアクセスチャネルにおける前記複数のサブキャリア及び前記アップリンクの前記１つ以上の他のチャネルにおける前記サブキャリアの双方のサブキャリア周波数間隔は、Ｘ＞１として、Ｘ・１５キロヘルツであり、前記基本ランダムアクセスシーケンスの長さは７２以下である、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のワイヤレスデバイス（８０）。

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