JPWO2007091420A1 - 基地局及び通信システム - Google Patents

Abstract

互いの信号が干渉し合うのを防止してスループットを向上させる通信システム及び基地局。基地局装置（１００）に、自装置のセル内に存在する端末（ユーザ）の数を監視するユーザ数監視部（１３０）と、前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報（フレーム形式識別情報）を送出するＲＡＣＨ制御部（１４０）と、前記制御情報を前記端末に送信するＲＦ送信部（１６５）と、を設け、ＲＡＣＨ制御部（１４０）が、前記制御情報により、前記端末の数が増えるに従って、その数に対応するフレーム形式のフレームに含まれる制御情報の量が減少するように制御を行うようにした。こうすることにより、ユーザ数に応じて制御情報のデータ量が少なくその分だけ短いフレームを送信することができるようになり、ユーザ数が増えてもＲＡＣＨにおけるフレームの衝突が生じる確率を低減できスループットを向上することができる。

Description

本発明は、基地局とこの基地局との間において無線で通信を行う複数のユーザ端末装置とを具備する通信システム及び基地局に関する。

第３世代におけるセルラー通信では、下り回線におけるアクセス制御方式は、基地局が多くの通信端末装置を制御する集中制御を採用している。基地局は、プロポーショナルフェアネス又はMaxCIRと呼ばれるスケジューラを使用し、通信端末装置ごとのアクセス権管理を行い、効率的なセル内の通信端末装置の収容および制御情報の割り当てを行っている。

上り回線においては、通信端末装置は、自分以外の通信端末装置が上り回線の送信をどのようなタイミングで開始するかの判別を行うことができないため、フレームタイミングに従ってランダムに上り送信を開始するSlotted-ALOHA 方式によるシグナリング(接続の予約)を使用している。

Slotted-ALOHA方式においては、通信端末装置同士が同じ無線リソース(時間、周波数、空間、符号など)を使用して送信を開始した場合に、競合が発生して互いの通信にとって干渉となる。競合または環境要因により上り回線の情報が基地局まで達しなかった場合、通信端末装置は、バックオフタイマを使用して再度上り回線へのランダムアクセスを行う（特許文献１参照）。
特許第３０１６７１８号公報

しかしながら、従来の技術においては、基地局が収容するユーザ数（通信端末装置数）が所定値以上となった時には、通信端末装置同士が同じ無線リソースを使用して送信を行う可能性が大きくなるため、互いの信号が干渉し合うからスループットが低下してしまうという問題がある。

本発明の目的は、互いの信号が干渉し合うのを防止してスループットを向上させることができる通信システム及び基地局を提供することを目的とする。

本発明の基地局は、自装置のセル内に存在する端末の数を監視する端末数監視手段と、
前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報を送出するＲＡＣＨ制御手段と、前記制御情報を前記端末に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の通信システムは、基地局と、前記基地局との間で無線通信を行う複数の端末とを具備する通信システムであって、前記基地局は、自装置のセル内に存在する端末の数を監視する端末数監視手段と、前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報を送出するＲＡＣＨ制御手段と、前記制御情報を前記端末に送信する送信手段と、を具備し、前記端末は、前記制御情報に応じて、ＲＡＣＨの送信フレームのフレーム形式を制御するＲＡＣＨ送信制御手段を具備する構成を採る。

本発明によれば、互いの信号が干渉し合うのを防止してスループットを向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に係るユーザ端末装置の構成を示すブロック図 ＲＡＣＨフレームに含まれる制御情報の内容を示す図 制御情報量を変更した後のＲＡＣＨフレームの一例を示す図 実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 実施の形態２に係るユーザ端末装置の構成を示すブロック図 プリアンブル制御情報により制御されてＰＲＡＣＨプリアンブルが送信されている状態を示す図 図７の状態からプリアンブル制御情報により送信周期および電力を増加させる比率が変更された後の状態を示す図

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の基地局装置１００は、ＲＦ受信部１０５と、復調部１１０と、誤り訂正復号部１１５と、誤り検出部１２０と、フレーム処理部１２５と、ユーザ数監視部１３０と、ハンドオーバ検出部１３５と、ＲＡＣＨ制御部１４０と、フレーム形式テーブル１４５と、フレーム生成部１５０と、誤り訂正符号化部１５５と、変調部１６０と、ＲＦ送信部１６５とを有する。

ＲＦ受信部１０５は、アンテナを介して受信した受信信号に所定の無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施して、無線処理後の受信信号を復調部１１０に出力する。

復調部１１０は、ＲＦ受信部１０５からの無線処理後の受信信号に対して、復調処理を施して誤り訂正復号部１１５に出力する。

誤り訂正復号部１１５は、復調後の信号に誤り訂正復号処理を施して、誤り検出部１２０に出力する。

誤り検出部１２０は、誤り訂正復号後の信号に関し誤りがあるか検出し、誤りのない信号をフレーム処理部１２５に出力する。

フレーム処理部１２５は、ＲＡＣＨ制御部１４０から受信フレーム形式変更信号を受け取るタイミングで、現在と異なる形式のフレームに対するフレーム処理方式に切り換える。そして、フレーム処理部１２５は、切り換えたフレーム処理方式で誤り検出部１２０からの信号に対してフレーム処理し、受信データとして出力する。

ユーザ数監視部１３０は、フレーム処理部１２５からの受信データから、その受信データを送信してきた、後述するユーザ端末装置２００の端末識別情報を抽出し、この端末識別情報により自装置のカバーするセル内に存在するユーザ（ユーザ端末装置２００）をカウントする。また、ハンドオーバによりユーザ端末装置２００が他のセルに移動してしまうとネットワーク回線を介して上位局からの通知があり、ハンドオーバ検出部１３５がこの通知を受け取ると検出信号をユーザ監視部１３０に出力するので、ユーザ監視部１３０は、その検出信号を受け取るごとにユーザのカウント数をデクリメントする。また、ハンドオーバによりユーザ端末装置２００が他のセルから自装置がカバーするセルに入ってくると上記上位局からの通知があり、ハンドオーバ検出部１３５がこの通知を受け取ると検出信号をユーザ監視部１３０に出力するので、ユーザ監視部１３０は、その検出信号を受け取るごとにユーザのカウント数をインクリメントする。

そして、ユーザ数監視部１３０は、現在のユーザ数をＲＡＣＨ制御部１４０に出力する。

ＲＡＣＨ制御部１４０は、ユーザ数監視部１３０からのユーザ数情報を受け取り、このユーザ数情報が示すユーザ数に対応するフレーム形式をフレーム形式テーブル１４５から検索し、そのフレーム形式識別情報を取得する。そして、ＲＡＣＨ制御部１４０は、取得したフレーム形式識別情報と、後述するユーザ端末装置２００の送信フレームを当該識別情報が表すフレーム形式に変更するタイミング情報とをフレーム生成部１５０に出力する。ＲＡＣＨ制御部１４０は、フレーム形式識別情報および上記タイミング情報をフレーム生成部１５０に出力してから上記タイミング情報に対応する時間が経過すると、上記フレーム形式識別情報をフレーム処理部１２５に出力する。

フレーム形式テーブル１４５は、ユーザ数と、これに応じたフレーム形式とが対応づけられて格納されている。

具体的には、フレーム形式テーブル１４５には、ユーザ数が多くなるに従って、そのユーザ数に対応するフレーム形式のフレームに含まれる制御情報の量が減少するように、ユーザ数と、これに応じたフレーム形式とが対応づけられて格納されている。制御情報の量を減少させる方法については、後述する。

ここで、後述するユーザ端末装置２００は、ＲＡＣＨ制御部１４０が出力するフレーム形式識別情報を受け取って、そのフレーム形式識別情報に対応するフレーム形式で、ＲＡＣＨ（Random Access CHannel）にてフレームを送信することになる。つまり、後述するユーザ端末装置２００は、ユーザ数に応じて制御情報のデータ量が少なくその分だけ短いフレームを送信することができるようになり、ユーザ数が増えてもフレームの衝突が生じる確率を低減できスループットの低下を防止することができる。

フレーム生成部１５０は、ユーザデータ並びにＲＡＣＨ制御部１４０からのフレーム形式識別情報およびタイミング情報を入力し、これらの情報からフレームを形成して誤り訂正符号化部１５５に出力する。

誤り訂正符号化部１５５は、フレーム生成部１５０にて生成されたフレームに対して誤り訂正符号化処理を施して変調部１６０に出力する。

変調部１６０は、誤り訂正符号化後のフレームに変調処理を施してＲＦ送信部１６５に出力する。

ＲＦ送信部１６５は、変調処理後のフレームに対して所定の無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施して、アンテナを介して送信する。

図２に示すように本実施の形態のユーザ端末装置２００は、ＲＦ受信部２０５と、復調部２１０と、誤り訂正復号部２１５と、誤り検出部２２０と、ＲＡＣＨ送信制御部２２５と、フレーム形式テーブル２３０、フレーム生成部２３５と、誤り訂正符号化部２４０と、変調部２４５と、ＲＦ送信部２５０とを有する。

ＲＦ受信部２０５は、アンテナを介して受信した受信信号に所定の無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施して、無線処理後の受信信号を復調部２１０に出力する。

復調部２１０は、ＲＦ受信部２０５からの無線処理後の受信信号に対して、復調処理を施して誤り訂正復号部２１５に出力する。

誤り訂正復号部２１５は、復調後の信号に誤り訂正復号処理を施して、誤り検出部２２０に出力する。

誤り検出部２２０は、誤り訂正復号後の信号に関し誤りがあるか検出し、誤りのない信号を出力する。

ＲＡＣＨ送信制御部２２５は、誤り検出部２２０からの信号を入力し、この信号からフレーム形式識別情報およびタイミング情報を抽出する。そして、ＲＡＣＨ送信制御部２２５は、フレーム形式識別情報に対応するフレーム形式情報をフレーム形式テーブル２３０から取得する。そして、ＲＡＣＨ送信制御部２２５は、タイミング情報が示すタイミングに、取得したフレーム形式情報をフレーム生成部２３５に出力してＲＡＣＨにおけるフレームの形式を制御する。

フレーム生成部２３５は、ＲＡＣＨ送信制御部２２５から直近に受け取ったフレーム形式情報に対応するフレーム形式で、入力するユーザデータからフレームを形成する。そして、形成したフレームを誤り訂正符号化部２４０に出力する。

誤り訂正符号化部２４０は、フレーム生成部２３５からのフレームに対して誤り訂正符号化を施して変調部２４５に出力する。

変調部２４５は、誤り訂正符号化処理後のフレームに変調処理を施して、ＲＦ送信部２５０に出力する。

ＲＦ送信部２５０は、変調処理後のフレームに所定の無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施して、アンテナを介して送信する。

次にフレームにおける制御情報の量を減少させる方法について説明する。

図３に示すように、ＲＡＣＨフレームには、その各構成部に各種の制御情報が含められている。

制御情報の量を減少させるパタンとしては、次のものが考えられる。（１）ＲＡＣＨ後に使用されるチャネルの制御に利用されるビットを減らす、具体的には、ＴＦＣＩやｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎのビットを減らす。（２）クローズドループの電力制御を行っている場合の送信電力制御情報のビットを減らす。（３）誤り処理に利用する制御情報（具体的には、ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｅｒｒｏｒ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）のビット、予約ビット（具体的には、ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｃａｕｓｅ、ｉｎｉｔｉａｌ ｕｅ ｉｄｅｎｔｉｔｙ、ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｅｒｒｏｒ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎなどの一部）、ＲＡＣＨチャネルのためのものではあるが必ずしも通信に必要でない制御情報（具体的には、ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｃａｕｓｅ）のビットを減らす。以上のパタンによりビットを減らした制御情報の一例を図４に示す。

このように実施の形態１によれば、基地局装置１００に、自装置のセル内に存在する端末（ユーザ）の数を監視するユーザ数監視部１３０と、前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報（フレーム形式識別情報）を送出するＲＡＣＨ制御部１４０と、前記制御情報を前記端末に送信するＲＦ送信部１６５と、を設けた。

前記ＲＡＣＨ制御部１４０は、前記制御情報により、前記端末の数が増えるに従って、その数に対応するフレーム形式のフレームに含まれる制御情報の量が減少するように制御を行う。

こうすることにより、ユーザ数に応じて制御情報のデータ量が少なくその分だけ短いフレームを送信することができるようになり、ユーザ数が増えてもフレームの衝突が生じる確率を低減できスループットを向上することができる。特に、ユーザ数が増えてくると、低レートで通信されるＲＡＣＨにおけるスループットの低下が問題となるが、上述のとおり、ユーザ数に応じて制御情報のデータ量が少なくその分だけ短いフレームを送信することでフレーム衝突確率を低減でき、システム全体のスループットを向上することができる。

（実施の形態２）
図５に示すように実施の形態２の基地局装置３００は、ＲＡＣＨ制御部３１０を有する。このＲＡＣＨ制御部３１０は、実施の形態１のＲＡＣＨ制御部１４０と同様の機能を有し、更にユーザ数監視部１３０からのユーザ数に応じた内容のプリアンブル制御情報を生成し、フレーム生成部１５０、誤り訂正符号化部１５５、変調部１６０、およびＲＦ送信部１６５を介して、自装置のセルに存在するユーザ端末装置４００に対して一定の周期で送信する。

このプリアンブル制御情報には、ＰＲＡＣＨプリアンブルの送信周期（一定の期間内において、基地局装置３００からのＡＩＣＨを受け取るまで繰り返される）およびＰＲＡＣＨプリアンブルの送信電力をランピングするときの前回と今回の電力の比率（以下、ランピング電力情報と呼ぶことがある）の少なくとも一方が含まれる。

図６に示すように実施の形態２のユーザ端末装置４００は、ＲＡＣＨ送信制御部４１０を有する。このＲＡＣＨ送信制御部４１０は、実施の形態１のＲＡＣＨ送信制御部２２５と同様の機能を有し、更に基地局装置３００にＰＲＡＣＨメッセージを送る前に送信するＰＲＡＣＨプリアンブルを基地局装置３００からのプリアンブル制御情報に従って送信する。

すなわち、上述のとおりプリアンブル制御情報には、ＰＲＡＣＨプリアンブルの送信周期およびランピング電力情報の少なくとも一方が含まれているので、送信周期が含まれている場合には、その送信周期でＰＲＡＣＨプリアンブルを送信し、ランピング電力情報が含まれている場合には、そのランピング電力情報に応じた比率で電力を増加させながらＰＲＡＣＨプリアンブルを送信する。図７には或るタイミングにおけるプリアンブル制御情報により制御されてＰＲＡＣＨプリアンブルが送信されている状態を示している。これに対して図８では、プリアンブル制御情報により送信周期および電力を増加させる比率が変更された後の状態を示している。

このように実施の形態２によれば、基地局装置１００に、自装置のセル内に存在する端末（ユーザ）の数を監視するユーザ数監視部１３０と、前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報（フレーム形式識別情報）を送出するＲＡＣＨ制御部３１０と、前記制御情報を前記端末に送信するＲＦ送信部１６５と、を設けた。

ＲＡＣＨ制御部３１０は、前記端末の数に応じて、ＲＡＣＨのプリアンブルの送信周期または送信電力ランピングを制御する他の制御情報を送出する。

こうすることにより、プリアンブルの送信周期を端末数に応じて長くすることにより、ユーザ数が増えてもフレーム（プリアンブル）の衝突が生じる確率を低減できスループットの低下を防止することができる。

２００６年２月６日出願の特願２００６−０２９０５５の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、互いの信号が干渉し合うのを防止してスループットを向上させることができる効果を有し、基地局及び通信システムとして有用である。

本発明は、基地局とこの基地局との間において無線で通信を行う複数のユーザ端末装置とを具備する通信システム及び基地局に関する。

第３世代におけるセルラー通信では、下り回線におけるアクセス制御方式は、基地局が多くの通信端末装置を制御する集中制御を採用している。基地局は、プロポーショナルフェアネス又はMaxCIRと呼ばれるスケジューラを使用し、通信端末装置ごとのアクセス権管理を行い、効率的なセル内の通信端末装置の収容および制御情報の割り当てを行っている。

上り回線においては、通信端末装置は、自分以外の通信端末装置が上り回線の送信をどのようなタイミングで開始するかの判別を行うことができないため、フレームタイミングに従ってランダムに上り送信を開始するSlotted-ALOHA 方式によるシグナリング(接続の予約)を使用している。

Slotted-ALOHA方式においては、通信端末装置同士が同じ無線リソース(時間、周波数、空間、符号など)を使用して送信を開始した場合に、競合が発生して互いの通信にとって干渉となる。競合または環境要因により上り回線の情報が基地局まで達しなかった場合、通信端末装置は、バックオフタイマを使用して再度上り回線へのランダムアクセスを行う（特許文献１参照）。
特許第３０１６７１８号公報

しかしながら、従来の技術においては、基地局が収容するユーザ数（通信端末装置数）が所定値以上となった時には、通信端末装置同士が同じ無線リソースを使用して送信を行う可能性が大きくなるため、互いの信号が干渉し合うからスループットが低下してしまうという問題がある。

本発明の目的は、互いの信号が干渉し合うのを防止してスループットを向上させることができる通信システム及び基地局を提供することを目的とする。

本発明の基地局は、自装置のセル内に存在する端末の数を監視する端末数監視手段と、
前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報を送出するＲＡＣＨ制御手段と、前記制御情報を前記端末に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の通信システムは、基地局と、前記基地局との間で無線通信を行う複数の端末とを具備する通信システムであって、前記基地局は、自装置のセル内に存在する端末の数を監視する端末数監視手段と、前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報を送出するＲＡＣＨ制御手段と、前記制御情報を前記端末に送信する送信手段と、を具備し、前記端末は、前記制御情報に応じて、ＲＡＣＨの送信フレームのフレーム形式を制御するＲＡＣＨ送信制御手段を具備する構成を採る。

本発明によれば、互いの信号が干渉し合うのを防止してスループットを向上させることができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の基地局装置１００は、ＲＦ受信部１０５と、復調部１１０と、誤り訂正復号部１１５と、誤り検出部１２０と、フレーム処理部１２５と、ユーザ数監視部１３０と、ハンドオーバ検出部１３５と、ＲＡＣＨ制御部１４０と、フレーム形式テーブル１４５と、フレーム生成部１５０と、誤り訂正符号化部１５５と、変調部１６０と、ＲＦ送信部１６５とを有する。

ＲＦ受信部１０５は、アンテナを介して受信した受信信号に所定の無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施して、無線処理後の受信信号を復調部１１０に出力する。

復調部１１０は、ＲＦ受信部１０５からの無線処理後の受信信号に対して、復調処理を施して誤り訂正復号部１１５に出力する。

誤り訂正復号部１１５は、復調後の信号に誤り訂正復号処理を施して、誤り検出部１２０に出力する。

誤り検出部１２０は、誤り訂正復号後の信号に関し誤りがあるか検出し、誤りのない信号をフレーム処理部１２５に出力する。

フレーム処理部１２５は、ＲＡＣＨ制御部１４０から受信フレーム形式変更信号を受け取るタイミングで、現在と異なる形式のフレームに対するフレーム処理方式に切り換える。そして、フレーム処理部１２５は、切り換えたフレーム処理方式で誤り検出部１２０からの信号に対してフレーム処理し、受信データとして出力する。

ユーザ数監視部１３０は、フレーム処理部１２５からの受信データから、その受信データを送信してきた、後述するユーザ端末装置２００の端末識別情報を抽出し、この端末識別情報により自装置のカバーするセル内に存在するユーザ（ユーザ端末装置２００）をカウントする。また、ハンドオーバによりユーザ端末装置２００が他のセルに移動してしまうとネットワーク回線を介して上位局からの通知があり、ハンドオーバ検出部１３５がこの通知を受け取ると検出信号をユーザ監視部１３０に出力するので、ユーザ監視部１３０は、その検出信号を受け取るごとにユーザのカウント数をデクリメントする。また、ハン
ドオーバによりユーザ端末装置２００が他のセルから自装置がカバーするセルに入ってくると上記上位局からの通知があり、ハンドオーバ検出部１３５がこの通知を受け取ると検出信号をユーザ監視部１３０に出力するので、ユーザ監視部１３０は、その検出信号を受け取るごとにユーザのカウント数をインクリメントする。

そして、ユーザ数監視部１３０は、現在のユーザ数をＲＡＣＨ制御部１４０に出力する。

ＲＡＣＨ制御部１４０は、ユーザ数監視部１３０からのユーザ数情報を受け取り、このユーザ数情報が示すユーザ数に対応するフレーム形式をフレーム形式テーブル１４５から検索し、そのフレーム形式識別情報を取得する。そして、ＲＡＣＨ制御部１４０は、取得したフレーム形式識別情報と、後述するユーザ端末装置２００の送信フレームを当該識別情報が表すフレーム形式に変更するタイミング情報とをフレーム生成部１５０に出力する。ＲＡＣＨ制御部１４０は、フレーム形式識別情報および上記タイミング情報をフレーム生成部１５０に出力してから上記タイミング情報に対応する時間が経過すると、上記フレーム形式識別情報をフレーム処理部１２５に出力する。

フレーム形式テーブル１４５は、ユーザ数と、これに応じたフレーム形式とが対応づけられて格納されている。

具体的には、フレーム形式テーブル１４５には、ユーザ数が多くなるに従って、そのユーザ数に対応するフレーム形式のフレームに含まれる制御情報の量が減少するように、ユーザ数と、これに応じたフレーム形式とが対応づけられて格納されている。制御情報の量を減少させる方法については、後述する。

ここで、後述するユーザ端末装置２００は、ＲＡＣＨ制御部１４０が出力するフレーム形式識別情報を受け取って、そのフレーム形式識別情報に対応するフレーム形式で、ＲＡＣＨ（Random Access CHannel）にてフレームを送信することになる。つまり、後述するユーザ端末装置２００は、ユーザ数に応じて制御情報のデータ量が少なくその分だけ短いフレームを送信することができるようになり、ユーザ数が増えてもフレームの衝突が生じる確率を低減できスループットの低下を防止することができる。

フレーム生成部１５０は、ユーザデータ並びにＲＡＣＨ制御部１４０からのフレーム形式識別情報およびタイミング情報を入力し、これらの情報からフレームを形成して誤り訂正符号化部１５５に出力する。

誤り訂正符号化部１５５は、フレーム生成部１５０にて生成されたフレームに対して誤り訂正符号化処理を施して変調部１６０に出力する。

変調部１６０は、誤り訂正符号化後のフレームに変調処理を施してＲＦ送信部１６５に出力する。

ＲＦ送信部１６５は、変調処理後のフレームに対して所定の無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施して、アンテナを介して送信する。

図２に示すように本実施の形態のユーザ端末装置２００は、ＲＦ受信部２０５と、復調部２１０と、誤り訂正復号部２１５と、誤り検出部２２０と、ＲＡＣＨ送信制御部２２５と、フレーム形式テーブル２３０、フレーム生成部２３５と、誤り訂正符号化部２４０と、変調部２４５と、ＲＦ送信部２５０とを有する。

ＲＦ受信部２０５は、アンテナを介して受信した受信信号に所定の無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施して、無線処理後の受信信号を復調部２１０に出力する。

復調部２１０は、ＲＦ受信部２０５からの無線処理後の受信信号に対して、復調処理を施して誤り訂正復号部２１５に出力する。

誤り訂正復号部２１５は、復調後の信号に誤り訂正復号処理を施して、誤り検出部２２０に出力する。

誤り検出部２２０は、誤り訂正復号後の信号に関し誤りがあるか検出し、誤りのない信号を出力する。

ＲＡＣＨ送信制御部２２５は、誤り検出部２２０からの信号を入力し、この信号からフレーム形式識別情報およびタイミング情報を抽出する。そして、ＲＡＣＨ送信制御部２２５は、フレーム形式識別情報に対応するフレーム形式情報をフレーム形式テーブル２３０から取得する。そして、ＲＡＣＨ送信制御部２２５は、タイミング情報が示すタイミングに、取得したフレーム形式情報をフレーム生成部２３５に出力してＲＡＣＨにおけるフレームの形式を制御する。

フレーム生成部２３５は、ＲＡＣＨ送信制御部２２５から直近に受け取ったフレーム形式情報に対応するフレーム形式で、入力するユーザデータからフレームを形成する。そして、形成したフレームを誤り訂正符号化部２４０に出力する。

誤り訂正符号化部２４０は、フレーム生成部２３５からのフレームに対して誤り訂正符号化を施して変調部２４５に出力する。

変調部２４５は、誤り訂正符号化処理後のフレームに変調処理を施して、ＲＦ送信部２５０に出力する。

ＲＦ送信部２５０は、変調処理後のフレームに所定の無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施して、アンテナを介して送信する。

次にフレームにおける制御情報の量を減少させる方法について説明する。

図３に示すように、ＲＡＣＨフレームには、その各構成部に各種の制御情報が含められている。

制御情報の量を減少させるパタンとしては、次のものが考えられる。
（１）ＲＡＣＨ後に使用されるチャネルの制御に利用されるビットを減らす、具体的には、ＴＦＣＩやｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎのビットを減らす。
（２）クローズドループの電力制御を行っている場合の送信電力制御情報のビットを減らす。
（３）誤り処理に利用する制御情報（具体的には、ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｅｒｒｏｒ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）のビット、予約ビット（具体的には、ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｃａｕｓｅ、ｉｎｉｔｉａｌ ｕｅ ｉｄｅｎｔｉｔｙ、ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｅｒｒｏｒ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎなどの一部）、ＲＡＣＨチャネルのためのものではあるが必ずしも通信に必要でない制御情報（具体的には、ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｃａｕｓ
ｅ）のビットを減らす。以上のパタンによりビットを減らした制御情報の一例を図４に示す。

このように実施の形態１によれば、基地局装置１００に、自装置のセル内に存在する端末（ユーザ）の数を監視するユーザ数監視部１３０と、前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報（フレーム形式識別情報）を送出するＲＡＣＨ制御部１４０と、前記制御情報を前記端末に送信するＲＦ送信部１６５と、を設けた。

前記ＲＡＣＨ制御部１４０は、前記制御情報により、前記端末の数が増えるに従って、その数に対応するフレーム形式のフレームに含まれる制御情報の量が減少するように制御を行う。

こうすることにより、ユーザ数に応じて制御情報のデータ量が少なくその分だけ短いフレームを送信することができるようになり、ユーザ数が増えてもフレームの衝突が生じる確率を低減できスループットを向上することができる。特に、ユーザ数が増えてくると、低レートで通信されるＲＡＣＨにおけるスループットの低下が問題となるが、上述のとおり、ユーザ数に応じて制御情報のデータ量が少なくその分だけ短いフレームを送信することでフレーム衝突確率を低減でき、システム全体のスループットを向上することができる。

（実施の形態２）
図５に示すように実施の形態２の基地局装置３００は、ＲＡＣＨ制御部３１０を有する。このＲＡＣＨ制御部３１０は、実施の形態１のＲＡＣＨ制御部１４０と同様の機能を有し、更にユーザ数監視部１３０からのユーザ数に応じた内容のプリアンブル制御情報を生成し、フレーム生成部１５０、誤り訂正符号化部１５５、変調部１６０、およびＲＦ送信部１６５を介して、自装置のセルに存在するユーザ端末装置４００に対して一定の周期で送信する。

このプリアンブル制御情報には、ＰＲＡＣＨプリアンブルの送信周期（一定の期間内において、基地局装置３００からのＡＩＣＨを受け取るまで繰り返される）およびＰＲＡＣＨプリアンブルの送信電力をランピングするときの前回と今回の電力の比率（以下、ランピング電力情報と呼ぶことがある）の少なくとも一方が含まれる。

図６に示すように実施の形態２のユーザ端末装置４００は、ＲＡＣＨ送信制御部４１０を有する。このＲＡＣＨ送信制御部４１０は、実施の形態１のＲＡＣＨ送信制御部２２５と同様の機能を有し、更に基地局装置３００にＰＲＡＣＨメッセージを送る前に送信するＰＲＡＣＨプリアンブルを基地局装置３００からのプリアンブル制御情報に従って送信する。

すなわち、上述のとおりプリアンブル制御情報には、ＰＲＡＣＨプリアンブルの送信周期およびランピング電力情報の少なくとも一方が含まれているので、送信周期が含まれている場合には、その送信周期でＰＲＡＣＨプリアンブルを送信し、ランピング電力情報が含まれている場合には、そのランピング電力情報に応じた比率で電力を増加させながらＰＲＡＣＨプリアンブルを送信する。図７には或るタイミングにおけるプリアンブル制御情報により制御されてＰＲＡＣＨプリアンブルが送信されている状態を示している。これに対して図８では、プリアンブル制御情報により送信周期および電力を増加させる比率が変更された後の状態を示している。

このように実施の形態２によれば、基地局装置１００に、自装置のセル内に存在する端末（ユーザ）の数を監視するユーザ数監視部１３０と、前記端末の数に対応する、ＲＡＣ
Ｈのフレーム形式を制御する制御情報（フレーム形式識別情報）を送出するＲＡＣＨ制御部３１０と、前記制御情報を前記端末に送信するＲＦ送信部１６５と、を設けた。

ＲＡＣＨ制御部３１０は、前記端末の数に応じて、ＲＡＣＨのプリアンブルの送信周期または送信電力ランピングを制御する他の制御情報を送出する。

こうすることにより、プリアンブルの送信周期を端末数に応じて長くすることにより、ユーザ数が増えてもフレーム（プリアンブル）の衝突が生じる確率を低減できスループットの低下を防止することができる。

２００６年２月６日出願の特願２００６−０２９０５５の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、互いの信号が干渉し合うのを防止してスループットを向上させることができる効果を有し、基地局及び通信システムとして有用である。

本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に係るユーザ端末装置の構成を示すブロック図 ＲＡＣＨフレームに含まれる制御情報の内容を示す図 制御情報量を変更した後のＲＡＣＨフレームの一例を示す図 実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 実施の形態２に係るユーザ端末装置の構成を示すブロック図 プリアンブル制御情報により制御されてＰＲＡＣＨプリアンブルが送信されている状態を示す図 図７の状態からプリアンブル制御情報により送信周期および電力を増加させる比率が変更された後の状態を示す図

Claims (4)

1. 自装置のセル内に存在する端末の数を監視する端末数監視手段と、
   前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報を送出するＲＡＣＨ制御手段と、
   前記制御情報を前記端末に送信する送信手段と、
   を具備する基地局。
2. 前記ＲＡＣＨ制御手段は、前記制御情報により、前記端末の数が増えるに従って、その数に対応するフレーム形式のフレームに含まれる制御情報の量が減少するように制御を行う請求項１記載の基地局。
3. 前記ＲＡＣＨ制御手段は、前記端末の数に応じて、ＲＡＣＨのプリアンブルの送信周期または送信電力ランピングを制御する他の制御情報を送出する請求項１記載の基地局。
4. 基地局と、前記基地局との間で無線通信を行う複数の端末とを具備する通信システムであって、
   前記基地局は、
   自装置のセル内に存在する端末の数を監視する端末数監視手段と、
   前記端末の数に対応する、ＲＡＣＨのフレーム形式を制御する制御情報を送出するＲＡＣＨ制御手段と、
   前記制御情報を前記端末に送信する送信手段と、
   を具備し、
   前記端末は、
   前記制御情報に応じて、ＲＡＣＨの送信フレームのフレーム形式を制御するＲＡＣＨ送信制御手段を具備する通信システム。

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