JPWO2014016944A1 - 基地局装置、移動局装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

基地局装置、移動局装置、通信システム及び通信方法 Download PDF

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Abstract

基地局装置２は、移動局装置３をグループ化するグループ生成部（１０、１１８）と、グループ生成部（１０、１１８）により生成されたグループのうち第１移動局装置（３ａ）から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて、上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量を計算する補正量計算部（１２、１１７）と、第１移動局装置（３ａ）から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を、グループのうち第１移動局装置と異なる第２移動局装置（３ｂ）における上りリンクの送信タイミングの補正量として送信する補正量送信部（１３、１０１、１０２、１０７〜１１０）を備える。

Description

本明細書で論じられる実施態様は、基地局装置、移動局装置、通信システム及び通信方法に関する。
現在、携帯電話システムや無線LAN(Local Area Network)などの無線通信システムが広く利用されている。また、無線通信の分野では、通信速度や通信容量を更に向上させるべく次世代の通信技術について継続的な議論が行われている。次世代の通信技術として、例えばLTE(Long Term Evolution)やLTE-Advancedなどの標準化が完了若しくは検討されている。
LTEやLTE-Advancedでは、基地局装置から移動局装置への下りリンク通信の変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 直交周波数分割多重)方式が採用されている。OFDM方式は、例えば、周波数帯域を多数の周波数帯域又はサブキャリアに分割し、直交する各周波数帯域に情報データなどをマッピングさせる通信方式である。
一方、移動局装置から基地局装置への上りリンク通信の変調方式として、SC-FDMA(Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access: 単一キャリア周波数分割多元接続)方式が採用されている。SC-FDMA方式は、例えば、周波数帯域を分割し、複数の移動局装置間で異なる周波数帯域を用いて送信する通信方式である。SC-FDMA方式は、OFDM方式と比較して、単一キャリア伝送であることからPAPR(Peak to Average Power Ratio: ピーク対平均電力比)を低くすることができる。そのため、SC-FDMA方式はCDMA方式と比較して、増幅器の消費電力を低くすることができ、移動局装置全体の消費電力も削減することができる。
SC-FDMA方式では、例えば、受信側である基地局装置において波形等化処理が行われることで、無線チャネルにおける伝搬歪みを抑制することができる。そして、例えば、移動局装置は、送信信号に周期的にCP(Cyclic Prefix)を挿入することで、基地局装置において周波数領域での波形等化処理を行うことが可能となる。また、CPの挿入により、基地局装置における周波数領域での演算処理量は、時間領域よりも小さくさせることもできる。しかし、各受信信号のタイミング差がCP長よりも大きい場合、例えば、受信信号間で直交性が保てなくなり、信号間で干渉が発生し、各受信信号のタイミング差がCP長以内の場合と比較して受信品質が低下する。そこで、送信局装置では、受信信号のタイミングずれを防止するため、各移動局装置に対して送信タイミング制御を行っている。
図２３は送信タイミング制御の動作例を表すフローチャートである。移動局装置ＵＥ(User Equipment)が基地局装置ｅＮＢ(evolved Node B)に対して、データ信号またはパイロット信号(Sounding Reference Signal: SRS)を送信する（Ｓ１１０）。基地局装置ｅＮＢは、送信フレームと、データ信号などによる受信フレームのフレームタイミング差を測定し（Ｓ１１１）、測定値を送信タイミング補正量ＮTAとし、この送信タイミング補正量ＮTAを制御信号としてフィードバックする（Ｓ１１２）。
図２４では、基地局装置ｅＮＢのフレームタイミング（下りリンク送信タイミング）と、移動局装置ＵＥのフレームタイミング（上りリンク送信タイミング）との差の例を示す図である。基地局装置ｅＮＢからの制御信号を受信した移動局装置ＵＥは、送信タイミング補正量ＮTAに固定値ＮTAoffsetを加算して、更に固定値Ｔｓを乗算した時間分だけ、移動局装置ＵＥ自身の把握するフレームタイミングよりも早く送信する。これにより、基地局ｅＮＢは、フレームタイミングに同期したタイミングで移動局装置ＵＥから送信されたデータ信号などを受信することができる。
3GPP TS 36.211 V9.1.0 3GPP TS 36.212 V9.1.0 3GPP TS 36.213 V9.1.0 3GPP TS 36.913 3GPP TS 36.814
基地局装置に接続する移動局装置の数が増加すると、送信タイミング補正量の測定に使用する上り通信リンクの信号の送信数が増え制御信号のオーバヘッドが増加する恐れがある。本明細書に開示される装置又は方法は、移動局装置の増加数に伴って発生する送信タイミング制御のための制御信号のオーバヘッドの増加を緩和することを目的とする。
装置の一観点によれば基地局装置が与えられる。基地局装置は、移動局装置をグループ化するグループ生成部と、グループ生成部により生成されたグループのうち第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて、上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量を計算する補正量計算部と、第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を、グループのうち第１移動局装置と異なる第２移動局装置における上りリンクの送信タイミングの補正量として送信する補正量送信部を備える。
装置の他の一観点によれば移動局装置が与えられる。移動局装置は、移動局装置と異なる第２移動局装置から送信される観測信号を基地局装置が受信した受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を受信する補正量受信部と、受信されたタイミング補正量に基づいて、上りリンクの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部を備える。
装置の他の一観点によれば移動局装置と基地局装置を備える通信システムが与えられる。通信システムは、移動局装置をグループ化するグループ生成部と、グループ生成部により生成されたグループのうち第１移動局装置から送信される観測信号を基地局装置が受信する受信タイミングに基づいて、上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量を計算する補正量計算部と、第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を、グループのうち第１移動局装置と異なる第２移動局装置における上りリンクの送信タイミングの補正量として送信する補正量送信部を備える。
方法の一観点によれば通信方法が与えられる。通信方法は、移動局装置をグループ化することと、移動局装置のグループのうち第１移動局装置から送信される観測信号を基地局装置が受信する受信タイミングに基づいて、上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量を計算することと、第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を、グループのうち第１移動局装置と異なる第２移動局装置における上りリンクの送信タイミングの補正量として送信する、ことを含む。
本明細書に開示される装置又は方法によれば、移動局装置の増加数に伴って発生する送信タイミング制御のための制御信号のオーバヘッドの増加が緩和される。
本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に示した要素及びその組合せを用いて具現化され達成される。前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の両方は、単なる例示及び説明であり、特許請求の範囲のように本発明を限定するものでないと解するべきである。
図１は、通信システムの構成例の説明図である。 基地局装置及び移動局装置の第１例の機能構成図である。 基地局装置及び移動局装置の第２例の機能構成図である。 基地局装置の第３例の機能構成図である。 移動局装置の第３例の機能構成図である。 ＴＡ値の分布例を表すグラフである。 通信システムの全体動作例を示すシーケンス図である。 基地局装置の動作例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は無線リソースの割り当て例を夫々表す図である。 移動局装置の動作例の説明図である。 一括して送信タイミング制御が行われている様子の例を表す図である。 ＴＡ値の時間変動量ΔＴＡの分布例を表すグラフである。 報知情報の構成例の一部を表す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は無線リソースの割当て例を夫々表す図である。 移動局装置の動作例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は無線リソースの割当て例を夫々表す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は無線リソースの割当て例を夫々表す図である。 通信システムの全体動作例を示すシーケンス図である。 基地局装置の動作例の説明図である。 移動局装置の動作例の説明図である。 基地局装置のハードウエア構成の一例の説明図である。 移動局装置のハードウエア構成の一例の説明図である。 送信タイミング制御の動作例を表すシーケンス図である。 受信フレームと送信フレームとのフレームタイミングの差の例を表す図である。
＜１．第１実施例＞
＜１．１．通信システムの構成例＞
以下、添付される図面を参照して、好ましい実施例について説明する。図１は、通信システムの構成例の説明図である。通信システム１は、基地局装置２と移動局装置３ａ〜３ｆを備える。以下の説明及び添付する図面において、基地局装置及び移動局装置をそれぞれ「基地局」及び「移動局」と表記することがある。また、移動局３ａ〜３ｆを総称して「移動局３」と表記することがある。
基地局２は、移動局３と無線接続して無線通信を行う無線通信装置である。また、基地局２は、１又は複数のセル範囲内において移動局３に対して音声通信や映像配信など種々のサービスを提供できる。さらに、基地局２は、移動局３の送信タイミングを制御することができる。
移動局３は、基地局２と無線接続して無線通信を行う無線通信装置である。移動局３は、例えば携帯電話機や情報携帯端末装置などであってよい。移動局３は、基地局２からデータ信号などを受信し、基地局２へデータ信号などを送信することができる。本明細書において、基地局２から移動局３への通信リンクは下り通信リンク（ＤＬ: Down Link）、移動局３から基地局２への通信リンクは上り通信リンク（ＵＬ: Up Link）と表記することがある。
基地局２は、移動局３ａ〜３ｆをグループ化する。例えば図１に示すように、基地局２は、移動局３ａ〜３ｃを含むグループ４ａと、移動局３ｄ及び３ｅを含むグループ４ｂを形成する。移動局３ｆは、いずれのグループにも属さない移動局である。以下の説明及び添付する図面において、いずれのグループにも属さない移動局を「非メンバ移動局」と表記することがある。
基地局２は、グループ毎に共通の送信タイミング補正量を定めて、グループに属する移動局３に送信する。グループに属する移動局３は、このグループについて定められた送信タイミング補正量に従って、基地局２に送信する無線信号の送信タイミングを制御する。
＜１．２．機能構成＞
図２は、基地局２及び移動局３の第１例の機能構成図である。基地局２は、グループ生成部１０と、受信部１１と、補正量計算部１２と、送信部１３を備える。移動局３ａは、観測信号送信部２０と、受信部２１と、送信タイミング制御部２２を備える。移動局３ｂ及び３ｃの構成は移動局３ａと同様であってよい。
グループ生成部１０は、同一の送信タイミング補正量で制御可能な複数の移動局３ａ〜３ｃをグループ化する。受信部１１は、同じグループのいずれかの移動局３ａから送信された観測信号を受信する。補正量計算部１２は、観測信号の受信タイミングに基づいて送信タイミング補正量を計算する。送信部１３は、移動局３ａから送信された観測信号に基づいて計算された送信タイミング補正量を、グループ化した複数の移動局装置３ａ〜３ｃに送信する。
移動局３ａの観測信号送信部２０は、基地局２に観測信号を送信する。移動局３ｂの受信部２１は、移動局３ａから送信された観測信号に基づいて計算された送信タイミング補正量を、基地局２から受信する。送信タイミング制御部２２は、受信した送信タイミング補正量に従って、基地局２に送信する無線信号の送信タイミングを制御する。移動局３ａ及び３ｃも移動局３ｂと同様に動作する。
＜１．３．効果＞
基地局２は、グループ化した複数の移動局３のうちのいずれかの移動局３ａから送信された観測信号の送信タイミングに基づいて、グループで共通に使用される送信タイミング補正量を決定する。このためグループの移動局３が各々観測信号を送信する場合と比較して、上り通信リンクにおける制御信号のオーバヘッドが低減される。観測信号を送信しない移動局３ｂ及び３ｃは、送信タイミング補正量の計算に使用される観測信号を送信しなくても送信タイミング補正量を受け取ることができ、上り通信リンクの同期を維持することができる。
また、観測信号を送信する移動局３が低減されるため移動局３の消費電力も低減される。なお、観測信号を送信する移動局３の数は必ずしも１台でなくともよく、グループに属する移動局３の総数より少なければよい。
Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）通信のように移動局数が多い通信形態において、移動局３が送信する上り通信リンクにおける制御信号のオーバヘッドの増大を軽減することができる。また、Ｍ２Ｍ通信では移動局３の移動速度が小さいため形成済みのグループが持続し易い。このため、グループ内で同じ観測信号を共通に使用することで、上り通信リンクの送信タイミング制御のための制御信号のオーバヘッドを効率良く低減することができる。
＜２．第２実施例＞
次に、通信システム１の他の実施例について説明する。図３は、基地局２及び移動局３の第２例の機能構成図である。図２に示す構成要素と同様の構成要素には図２で使用した参照符号と同じ参照符号を付し同一の機能については説明を省略する。
基地局２は、指定部１４と、指示信号生成部１５を備える。指定部１４は、グループ生成部１０が生成したグループ毎に、グループに属するいずれかの移動局３を指定する。指示信号生成部１５は、指定部１４により指定された移動局３に観測信号を送信させる指示信号を生成する。送信部１３は指示信号を送信する。
指示信号は、例えば、移動局３に対して、指定部１４により指定された移動局３ａを知らせる移動局３ａの識別子であってよい。他の例の指示信号は、指定部１４により指定された移動局３ａ宛に個別に送信され、移動局３ａに観測信号を送信させる命令信号であってもよい。移動局３ａの受信部２１が指示信号を受信する。移動局３ａの観測信号送信部２０は、指示信号に応じて観測信号を送信する。
本実施例によれば、観測信号を送信させる移動局３ａを基地局２が明示的に指定するため、他の移動局３ｂ及び３ｃは、送信タイミング補正量の計算のための観測信号の送信を停止することができる。このためグループの移動局３が各々観測信号を送信する場合と比較して、ＵＬにおける制御信号のオーバヘッドが低減される。また、観測信号を送信しない移動局３ｂ及び３ｃの消費電力も低減される。
＜３．第３実施例＞
＜３．１．機能構成＞
次に、通信システム１の他の実施例について説明する。図４は、基地局２の第３例の機能構成図である。基地局２は、無線リソース制御部１０１、ＭＡＣ（Media Access Control）制御部１０２、パケット生成部１０３、ＭＡＣスケジューリング部１０４、符号化部１０５、変調部１０６、多重部１０７を備える。基地局２は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０８、無線処理部１０９、送信アンテナ１１０、受信アンテナ１１１、無線処理部１１２、ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、復号部１１５、ＲＬＣ（Radio Link Control）部１１６を備える。基地局２は、ＴＡ（Timing Advance）値計算部１１７、グループ生成部１１８、指定部１１９及び指示信号生成部１２０を備える。
なお、グループ生成部１１８は、図２及び図３のグループ生成部１０の一例である。ＴＡ値計算部１１７は補正量計算部１２の一例である。無線リソース制御部１０１、ＭＡＣ制御部１０２、多重部１０７、ＩＦＦＴ部１０８、無線処理部１０９及び送信アンテナ１１０は、送信部１３の一例である。受信アンテナ１１１、無線処理部１１２、ＦＦＴ部１１１３は、受信部１１の一例である。指定部１１９及び指示信号生成部１２０は、指定部１４及び指示信号生成部１５の一例である。
無線リソース制御部１０１は、移動局３の下りリンク通信や上りリンク通信に対する無線リソース（例えば周波数と時間など）の割り当てを行う。また、無線リソース制御部１０１は、各種ＲＮＴＩ（Radio Network Temporary ID）の割り当てを行う。例えば、無線リソース制御部１０１は、グループ生成部１１８から出力されたグループに関する情報に基づいて、グループ生成部１１８が生成したグループにＧ−ＲＮＴＩ（Group - RNTI）を割り当てる。Ｇ−ＲＮＴＩは、例えば、同一グループに属する複数の移動局３に割り当てる送信タイミング制御用のＲＮＴＩであり、グループ生成部１１８が生成したグループを識別するグループ識別子の一例である。Ｇ−ＲＮＴＩの詳細は後述する。
なお、無線リソース制御部１０１は、割り当てた無線リソースに関するリソース割当情報などをＭＡＣ制御部１０２に出力する。また、無線リソース制御部１０１は、例えば、生成したＧ−ＲＮＴＩをＲＲＣ（Radio Resource Control）制御情報としてパケット生成部１０３に出力する。この場合、Ｇ−ＲＮＴＩは、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）チャネルを用いて移動局３に送信される。更に、無線リソース制御部１０１は、報知情報やページング情報を生成し、パケット生成部１０３に出力することができる。報知情報やページング情報については第５実施例及び第６実施例で説明する。
ＭＡＣ制御部１０２は、無線リソース制御部１０１から出力されたリソース割当情報に基づいて個別制御情報を生成し、多重部１０７へ出力する。個別制御情報は、例えば、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）チャネルなどの制御チャネルを利用して制御信号として移動局３に送信される。
また、ＭＡＣ制御部１０２は、ランダムアクセス手順において移動局３から送信されたランダムアクセスプリアンブルを、ＦＦＴ部１１３から受信する。ＭＡＣ制御部１０２は、ランダムアクセス手順において定められた移動局３への送信メッセージを多重部１０７に出力する。
また、ＭＡＣ制御部１０２は、無線リソース制御部１０１から出力されたＧ−ＲＮＴＩを受け取る場合があり、かかる場合、Ｇ−ＲＮＴＩを個別制御情報として多重部１０７に出力することができる。さらに、ＭＡＣ制御部１０２は、グループ生成部１１８で生成されたグループに関する情報を、無線リソース制御部１０１を介して受け取ることもでき、かかる情報を受けたとき、グループＴＡ値を生成してＴＡコマンドを生成することができる。グループＴＡ値は、例えば、同一グループに属する複数の移動局３に与えるＴＡ値である。その詳細については後述する。
また、ＭＡＣ制御部１０２は、指示信号生成部１２０で生成された指示信号を、無線リソース制御部１０１を介して受け取ることもできる。指示信号は、例えば、各グループに属する移動局３のうちグループを代表する代表移動局を指定する信号である。無線リソース制御部１０１は、指示信号をパケット生成部１０３に出力する。
パケット生成部１０３は、ユーザデータや各種制御情報、グループＴＡ値、指示信号などを入力し、送信パケットを生成する。送信パケットは、ユーザデータなどを含み、例えばＰＤＳＣＨチャネルを用いて送信される。パケット生成部１０３は、生成したパケットをＭＡＣスケジューリング部１０４に出力する。
ＭＡＣスケジューリング部１０４は、ＭＡＣ制御部１０２から出力されたリソース割当情報に基づいて、ユーザデータなどをスケジューリングする。例えば、ＭＡＣスケジューリング部１０４は、ＰＤＳＣＨやＰＵＳＣＨなどの共有チャネルの無線リソース上にユーザデータなどを割り当てるなどして、スケジューリングを行う。ＭＡＣスケジューリング部１０４は、スケジューリングした送信パケットを符号化部１０５に出力する。
符号化部１０５は、パケット内のユーザデータや制御情報などに対して誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化の符号化方式や符号化率などは無線リソース制御部１０１が生成したリソース割当情報に含まれており、例えば、符号化部１０５は無線リソース制御部１０１からかかる情報を受け取って誤り訂正符号化を行うことができる。符号化部１０５は、誤り訂正符号化を行ったパケットを変調部１０６に出力する。
変調部１０６は、誤り訂正符号化されたパケット内のユーザデータや各制御情報などに対して、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの変調処理を行う。変調方式についてもリソース割当情報に含まれており、変調部１０６は無線リソース制御部１０１からリソース割当情報を受け取って変調処理を行うことができる。変調部１０６は変調後のパケットを多重部１０７に出力する。
多重部１０７は、変調部１０６からの出力と、パイロット信号、個別制御情報及びランダムアクセス手順用の送信メッセージを多重化し、多重化した多重化情報をＩＦＦＴ部１０８に出力する。なお、パイロット信号には、例えば、基地局２と移動局３とで既知のプリアンブルパターンが用いられる。
ＩＦＦＴ部１０８は、多重化信号に対して逆高速フーリエ変換処理を行い、周波数領域の多重化信号を時間領域の多重化信号に変換し、時間領域の多重化信号を無線処理部１０９に出力する。無線処理部１０９は、ベースバンド帯域の多重化信号を無線帯域の無線信号に変換して出力する。送信アンテナ１１０は、無線処理部１０９から出力された無線信号を移動局３に送信する。これにより、ユーザデータや個別制御情報などが夫々データ信号や制御信号として移動局３に送信される。
一方、受信アンテナ１１１は移動局３から送信された無線信号を受信する。無線処理部１１２は、受信アンテナ１１１で受信した無線帯域の無線信号をベースバンド帯域の受信信号に変換する。
ＦＦＴ部１１３は、無線処理部１１２から出力された受信信号に対して、高速フーリエ変換を行うことで、時間領域の受信信号を周波数領域の受信信号に変換する。ＦＦＴ部１１３は、高速フーリエ変換後の受信信号を復調部１１４とＴＡ値計算部１１７に出力する。
復調部１１４は、受信信号に対して復調処理を行う。復調方式は、移動局３が送信した無線信号に対する変調方式に対応しており、例えば、無線リソース制御部１０１によるリソース割当情報に従う。例えば、復調部１１４は、無線リソース制御部１０１からリソース割当情報を受け取り、このリソース割当情報に従って復調を行うことができる。
復号部１１５は、復調された受信信号に対して誤り訂正復号化を行う。誤り訂正復号の復号方式や符号化率についても、例えば、無線リソース制御部１０１から受け取ったリソース割当情報に従って行われる。ＲＬＣ部１１６は、復号後の受信信号からユーザデータなどを抽出する。抽出されたユーザデータは、上位制御装置への送信など、他の処理部に出力される。
ＴＡ値計算部１１７は、ＦＦＴ部１１３から出力された受信信号から、移動局３から送信された観測信号を抽出し、観測信号の受信タイミングに基づいて移動局３のＴＡ（Timing Advance）値を計算する。観測信号は、例えば、パイロット信号や、データ信号や、コンテンションフリーランダムアクセスプリアンブルや、スケジューリング要求信号などであってよい。例えばパイロット信号はSRS信号であってよい。スケジューリング要求信号は、上り送信データが発生した場合に、基地局２にスケジューリングを依頼するために移動局３から送信される信号である。
ＴＡ値は、例えば基地局２における送信フレームのフレームタイミングと、受信した無線フレームのフレームタイミングとの差を表す値である。ＴＡ値計算部１１７は、移動局３から受信した上りリンクの無線フレームタイミングと基地局２の送信フレームタイミングとの差を演算することで、移動局３のＴＡ値を測定する。複数の移動局３があれば、ＴＡ値計算部１１７は複数のＴＡ値を測定する。例えば、ＴＡ値計算部１１７は計算したＴＡ値をタイミング補正量ＮTAとしてグループ生成部１１８に出力する。グループ生成部１１８は、複数のＴＡ値を受け取り、ＴＡ値が一定の範囲内にある移動局３をグループ化してグループを生成する。
図６は、ＴＡ値の分布例を示すグラフであり、縦軸は移動局数、横軸はＴＡ値を夫々表している。図６に示すように、ＴＡ値がある値のところでは移動局３の数が他よりも多くなっているところがある。例えば、電車内に複数の移動局３がある場合、各移動局３のフレームタイミングはその誤差量が一定の範囲内にあるため、例えば図６に示すような分布となる。
グループ生成部１１８は、例えば、このようにＴＡ値が一定の範囲内にある移動局３を１つのグループとしてグループ化する。又は、グループ生成部１１８は、例えば、同一の送信タイミング制御量で制御可能な複数の移動局３をグループとしてグループ化している。図６の例では、グループ生成部１１８は「グループ１」と「グループ２」とを生成している。
グループ生成部１１８は、グループを生成すると、例えば、グループの識別情報とグループに属する移動局３の識別情報とをグループに関する情報として内部メモリに保持したり、無線リソース制御部１０１を介してＭＡＣ制御部１０２に出力できる。また、グループ生成部１１８は、グループに関する情報を指定部１１９へ出力する。なお、移動局３の識別情報は、例えば、移動局３から受信した受信信号に含まれている場合や、無線リソース制御部１０１が割り当てたＲＮＴＩなどの識別情報に基づいて移動局３の識別情報とする場合などがある。
指定部１１９は、グループ生成部１１８から受信したグループに関する情報に基づいて、各グループに属する移動局３のうちグループを代表する代表移動局を指定する。例えば指定部１１９は、グループに属する複数の移動局３から代表移動局として選択する移動局を時間的に順次変更してもよい。後述の通り、代表移動局は観測信号を送信するため他の移動局よりも消費電力が大きくなるが、このように代表移動局を変更することによって電力消費の増大を複数の移動局３の間で分散することができる。
また指定部１１９は、上り通信リンクのスケジューリング要求信号を送信した移動局３を、スケジューリング要求信号の送信後の一定期間、代表移動局として指定してもよい。基地局２は、スケジューリング要求信号によってＴＡ値を求めることができるため、スケジューリング要求信号を送信した移動局３が代表移動局になることで、他の移動局から別の観測信号を送信する必要がなくなる。以下の説明では、移動局３ａが代表移動局に指定された場合を想定する。
指示信号生成部１２０は、指定部１１９により指定された移動局３ａに観測信号を送信させる指示信号として、移動局３ａの移動局識別子を生成する。指示信号により指定された代表移動局３ａは、指示信号を受信すると、反復的に観測信号を基地局２に送信することによって、基地局２が継続的にＴＡ値を計算することを可能にする。
次に移動局３について説明する。図５に表されるように移動局３は、アンテナ２０１と、無線処理部２０２、ＦＦＴ部２０３、復調部２０４、復号部２０５、制御チャネル復調部２０６、制御情報処理部２０７を備える。移動局３は、データ処理部２０８、多重部２０９、シンボルマッピング部２１０、多重部２１１、ＦＦＴ部２１２、周波数マッピング部２１３、ＩＦＦＴ部２１４、送信タイミング制御部２１５、無線処理部２１６を備える。また、移動局３は、パイロット生成部２１７及びプリアンブル生成部２１８を備える。
なお、アンテナ２０１、無線処理部２０２、ＦＦＴ部２０３、復調部２０４、復号部２０５及び制御情報処理部２０７は、図２及び図３の受信部２１の一例である。送信タイミング制御部２１５は、送信タイミング制御部２２の一例である。パイロット生成部２１７、プリアンブル生成部２１８、多重部２１１、ＦＦＴ部２１２、周波数マッピング部２１３、ＩＦＦＴ部２１４、送信タイミング制御部２１５、無線処理部２１６及びアンテナ２０１は、観測信号送信部２０の一例である。
アンテナ２０１は、基地局２から送信された無線信号を受信して無線処理部２０２に出力する。また、アンテナ２０１は無線処理部２１６から出力された無線信号を基地局２に送信することもできる。無線処理部２０２は、アンテナ２０１で受信した無線信号をベースバンド帯域の受信信号に変換して出力する。
ＦＦＴ部２０３は、無線処理部２０２から出力された受信信号に対して高速フーリエ変換を行うことで、時間領域の受信信号を周波数領域の受信信号に変換する。復調部２０４は、ＦＦＴ部２０３から出力された受信信号に対して復調処理を行う。復調処理の方式は、例えば、ＰＤＣＣＨなどを利用して受信したリソース割当情報に含まれており、そのため、復調部２０４は制御チャネル復調部２０６から出力されたリソース割当情報に従って復調処理を行う。
復号部２０５は、復調後の受信信号に対して誤り訂正復号化を行う。誤り訂正復号化を行うときの復号方式と符号化率などは、制御チャネル復調部２０６から出力されたリソース割当情報に従うことになる。復号部２０５は、誤り訂正復号化により、誤り訂正符号化前のユーザデータやＲＲＣ制御情報などの各種制御情報などを復号することができる。
制御チャネル復調部２０６は、ＰＤＣＣＨなどの制御チャネルを利用して送信された制御信号を復調する。復調後の制御情報には、例えば、リソース割当情報などが含まれており、制御チャネル復調部２０６は復調部２０４と復号部２０５にリソース割当情報を出力する。また、制御チャネル復調部２０６は、制御情報処理部２０７から出力されたＧ−ＲＮＴＩが、制御チャネルで送信されたＧ−ＲＮＴＩと一致するかを判別し、一致するとき、Ｇ−ＲＮＴＩに付随する制御情報からリソース割当情報を抽出することができる。抽出したリソース割当情報は復調部２０４と復号部２０５に出力されることで、移動局３は自局あてのグループＴＡ値や、指示信号として受信された代表移動局３ａの移動局識別子を復調及び復号することができる。詳細は後述する。
制御情報処理部２０７は、復号部２０５の出力から各種制御情報を抽出する。例えば、制御情報処理部２０７は、復調及び復号されたＲＲＣ制御情報からＧ−ＲＮＴＩを抽出し、抽出したＧ−ＲＮＴＩを制御チャネル復調部２０６に出力する。制御情報処理部２０７は、例えば、復号部２０５の出力からグループＴＡ値を抽出し、送信タイミング制御部２１５に出力することもできる。制御情報処理部２０７は、例えば、復号部２０５の出力から指示信号として受信された代表移動局３ａの移動局識別子を抽出し、パイロット生成部２１７に出力することもできる。
また、制御情報処理部２０７は、ランダムアクセス手順において定められた基地局２への送信メッセージを多重部２０９に出力する。プリアンブル生成部２１８は、コンテンションベースランダムプリアンブル及びコンテンションフリーランダムアクセスプリアンブルを生成し、多重部２１１に入力する。
移動局識別子によりこの移動局３が代表移動局３ａとして指定されている場合には、パイロット生成部２１７は、観測信号としてのパイロット信号を反復的に生成し、多重部２１１に入力してもよい。例えば、パイロット生成部２１７は、上りリンク同期外れを検出する基地局２のＴＡタイマの満了前のいずれかの時期にパイロット信号を生成する。例えば、パイロット生成部２１７は、ＴＡタイマがリセットされてから満了するまでの期間よりも短い周期で、パイロット信号を生成してもよい。
なお、代表移動局３ａが反復的に又は周期的に送信する観測信号は、パイロット信号以外の信号であってもよい。代表移動局３ａは反復的に又は周期的にダミーのユーザデータが生成し、このデータを送信するためのスケジューリング要求信号を観測信号としてもよい。
データ処理部２０８は、ユーザデータに対して圧縮符号化などの各種処理を行う。処理後のデータは多重部２０９に出力される。多重部２０９は、データ処理部２０８から出力されるユーザデータ、各種制御情報及びランダムアクセス手順用の送信メッセージを多重化する。制御情報は、例えばＲＲＣ制御情報やＭＡＣ−ＣＥ（Medium Access Control -Control Element）制御情報であってよい。多重部２０９は多重化された多重化信号をシンボルマッピング部２１０に出力する。
シンボルマッピング部２１０は、多重化信号に対して、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどの変調処理を行う。変調方式は、リソース割当情報として基地局２において指定されているため、例えば、シンボルマッピング部２１０は制御チャネル復調部２０６からリソース割当情報を受け取って変調処理を行うことができる。
多重部２１１は、シンボルマッピング部２１０からの出力信号、パイロット信号及びランダムアクセスプリアンブルを多重化して多重化信号として出力する。パイロット信号には、例えば、移動局３と基地局２とで既知のプリアンブルパターンが含まれている。ＦＦＴ部２１２は、多重部２１１から出力された多重化信号に対して高速フーリエ変換を行うことで、時間領域の多重化信号を周波数領域の多重化信号に変換する。
周波数マッピング部２１３は、ＦＦＴ部２１２から出力された周波数領域の多重化信号に対して、所定の周波数帯域にマッピングする処理を行う。例えば、周波数マッピング部２１３は、移動局３に割り当てられた周波数帯域に対して多重化信号をマッピングし、それ以外の周波数帯域に「０」をマッピングするなどの処理を行う。このような処理は、例えば、サブキャリアマッピングと呼ばれることもある。移動局３に割り当てられた周波数波は、例えば、リソース割当情報に含まれ、周波数マッピング部２１３は制御チャネル復調部２０６からリソース割当情報を受け取ることができる。周波数マッピング部２１３は、マッピングされた多重化信号を含む信号をＩＦＦＴ部２１４に出力する。
ＩＦＦＴ部２１４は、周波数マッピング部２１３からの出力信号に対して、逆高速フーリエ変換処理を行うことで、周波数領域の出力信号を時間領域の出力信号に変換する。送信タイミング制御部２１５は、ＩＦＦＴ部２１４からの出力信号に対して、無線処理部２１６に出力するタイミングを制御することで、移動局３から送信される無線信号の送信タイミングを制御する。送信タイミング制御部２１５は、制御情報処理部２０７から出力されたグループＴＡ値を受け取り、例えば以下の式を計算することで、送信タイミングを決定する。
（ＮTA＋ＮTAoffset）・Ｔｓ （１）
数（１）は、例えば図２４に示す送信タイミングに対応する。送信タイミング制御部２１５は、例えば、自局の送信タイミングより、数（１）で計算した計算したタイミング分早くＩＦＦＴ部２１４からの出力信号を無線処理部２１６に出力する。自局の送信タイミングは、例えば、制御チャネル復調部２０６で復調したリソース割当情報に含まれているため、送信タイミング制御部２１５はこの情報を利用して自局の送信タイミングとすることができる。
数（１）において、グループＴＡ値が数（１）の「ＮTA」に対応し、送信タイミング制御部２１５の内部メモリに「ＮTAoffset」及び「Ｔｓ」が保持され、送信タイミング制御部２１５は固定値を適宜読み出して処理を行うことができる。
無線処理部２１６は、送信タイミング制御部２１５から出力された出力信号に対して、無線帯域の無線信号に変換する。無線処理部２１６から出力された無線信号は、例えば、シングルキャリア信号としてアンテナ２０１を介して基地局２に送信される。
＜３．２．全体動作＞
次に通信システム１や基地局２、及び移動局３の動作例について夫々説明する。最初に全体動作例を説明し、次に基地局２と移動局３の動作例について夫々説明することにする。
図７は通信システム１の全体動作例を示すシーケンス図である。オペレーションＡＡにおいて、移動局３と基地局２は各々ランダムアクセス手順を実行する。オペレーションＡＢにおいて基地局２は、ランダムアクセス手順で受信したメッセージ、又はその後に移動局３から受信したデータ又はパイロット信号に基づいて移動局３のＴＡ値を測定する。例えば、ＴＡ値計算部１１７がＴＡ値を測定する。基地局２は、測定したＴＡ値をタイミング補正量ＮTAとする。
オペレーションＡＣにおいて基地局２は、測定したＴＡ値からグループを生成する。例えば、グループ生成部１１８は、一定の範囲内にあるＴＡ値を有する移動局３どうしをグループ化する。また基地局２は、必要に応じて既に形成されたグループの更新を行う。本例では、移動局３ａ〜３ｃによりグループ４ａが形成され、移動局３ｆが非メンバ移動局であると想定する。
オペレーションＡＤにおいて基地局２は、生成したグループに対してＧ−ＲＮＴＩをグループ識別子として割り当て、割り当てたＧ−ＲＮＴＩを移動局３に送信する。例えば、図６の例では、基地局２は、識別情報「グループ１」のグループに、「Ｇ−ＲＮＴＩ−１」などのＧ−ＲＮＴＩを割り当てる。基地局２は、割り当てたＧ−ＲＮＴＩを、例えばＰＤＳＣＨチャネルの無線リソースを用いてＲＲＣ制御情報として移動局３に送信する。
オペレーションＡＥにおいて基地局２は、各グループ毎に代表移動局を選択する。また基地局２は、必要に応じて以前に代表移動局が選択されたグループについて代表移動局の更新を行う。例えば、指定部１１９が代表移動局の選択又は更新を行う。本例では移動局３ａが代表移動局として選択された場合を想定する。オペレーションＡＦにおいて基地局２は、代表移動局３ａに指示信号を送信する。例えば、指示信号生成部１２０が指示信号を生成し、指示信号は、パケット生成部１０３により生成されるパケットに格納されて送信される。
オペレーションＡＧにおいて代表移動局３ａは、観測信号を送信する。例えば、パイロット生成部２１７は、パイロット信号を観測信号として生成し、パイロット信号は、多重部２１１により上りリンク信号に多重化されて基地局２に送信される。オペレーションＡＨにおいて基地局２は、観測信号に基づいて代表移動局３ａのＴＡ値を測定する。例えば、ＴＡ値計算部１１７がＴＡ値を測定する。基地局２は、測定したＴＡ値をタイミング補正量ＮTAとする。
オペレーションＡＩにおいて基地局２は、Ｇ−ＲＮＴＩが割り当てられた移動局３ａ〜３ｃに対して、グループＴＡ値として測定したＴＡ値をマルチキャストで送信する。移動局３は、グループＴＡ値を受信すると、数（１）を計算して送信タイミングを決定し、この送信タイミングでデータなどを送信する。これにより、基地局２では移動局３からのデータなどの受信タイミングをフレームタイミングに一致させることができ、例えば、各移動局３からのデータなどの受信タイミングの差がＣＰ長以内となるようになる。従って、基地局２では受信タイミングのずれを防止し、受信品質を保つことができる。
オペレーションＡＪにおいて、非メンバ移動局３ｆに対して個別ＴＡ値を生成して移動局３ｆに送信することで、非メンバ移動局３ｆの送信タイミング制御の補正を行う。なお、グループ４ａに属する移動局３ｃの同期ずれがある閾値より大きくなった場合に、基地局２は、この移動局３ｃに対しても個別ＴＡ値を生成して移動局３ｃに送信することで、移動局３ｃの送信タイミング制御の補正を行う。グループ４ａ内の移動局３ｃに対しては、グループＴＡ値により送信タイミングが行われるが、その後、グループＴＡ値に基づいて送信タイミングが補正された移動局３ｃからの信号の受信フレームタイミングのずれが閾値より大きくなる場合がある。このような場合に基地局２は移動局３ｃに対して個別に送信タイミングの補正を行う。なお、更に同期ずれが継続する場合は、基地局２は移動局３ｃを他のグループに編入させるか、非メンバ移動局として個別に送信タイミング制御を行う。詳細は後述する。
＜３．３．基地局２の動作＞
次に基地局２の動作例について説明する。図８は基地局２の動作例の説明図である。基地局２は、以下のオペレーションＢＡ〜ＢＩのループを繰り返す。オペレーションＢＡにおいて基地局２は、代表移動局３ａから送信された観測信号に基づいてＴＡ値を計算する。例えば、ＴＡ値計算部１１７がＴＡ値を計算する。また基地局２は、前回のループのオペレーションＢＡから今回のループのオペレーションＢＡまでの間に観測信号を送信した、代表移動局３ａ以外の移動局３から送信された観測信号に基づいてＴＡ値を計算する。
オペレーションＢＢにおいて基地局２は、グループの生成を行う。例えば、グループ生成部１１８は、ＴＡ値計算部１１７からの各移動局３のＴＡ値に基づいて、ＴＡ値が一定の範囲にある移動局３ａ〜３ｃをグループ化してグループ４ａを形成する。オペレーションＢＣにおいて基地局２はグループメンバ３ａ〜３ｃに対するグループ識別子の新規割り当てを行う。本実施例ではグループ識別子としてＧ−ＲＮＴＩを割り当てる。例えば、無線リソース制御部１０１は、グループ生成部１１８から出力されたグループに関する情報に基づいて、同一グループ４ａに属する移動局３ａ〜３ｃに対して同一のＧ−ＲＮＴＩを新規に割り当てる。
オペレーションＢＤにおいて基地局２は、新規に割り当てたＧ−ＲＮＴＩを移動局３ａ〜３ｃに送信する。例えば、無線リソース制御部１０１は、割り当てたＧ−ＲＮＴＩをＲＲＣ制御情報としてパケット生成部１０３に出力する。これにより、新規に割り当てたＧ−ＲＮＴＩは、同一のグループ４ａに属する各移動局３ａ〜３ｃに送信される。他のグループ４ｂが生成されていれば、基地局２は、他のグループ４ｂに対応する他のＧ−ＲＮＴＩを更に新規に割り当てて送信することができる。
図９の（Ａ）は、Ｇ−ＲＮＴＩに対する無線リソースの割り当て例を示す図である。縦軸は周波数領域、横軸は時間領域を表し、制御情報などはＰＤＣＣＨの無線リソースを利用して制御信号として送信され、データなどはＰＤＳＣＨの無線リソースを用いてデータ信号などとして送信される。例えば、無線リソース制御部１０１は、ＰＤＳＣＨの無線リソース上にＧ−ＲＮＴＩを割り当てることで、ＰＤＳＣＨのチャネルによりＧ−ＲＮＴＩが送信されることになる。
図８を参照する。オペレーションＢＥにおいて基地局２は、代表移動局３ａを指定する。例えば、指定部１１９が代表移動局３ａを指定する。オペレーションＢＦにおいて基地局２は、代表移動局３ａから受信した観測信号に基づいてグループＴＡ値を計算する。例えば、ＴＡ値計算部１１７がＴＡ値を計算する。
オペレーションＢＧにおいて基地局２は、グループＴＡ値を移動局３ａ〜３ｃにマルチキャストで送信する。例えば、ＭＡＣ制御部１０２は、ＴＡ値計算部１１７で計算された代表移動局３ａのＴＡ値を、グループ生成部１１８と無線リソース制御部１０１を介してグループＴＡ値として受け取る。ＭＡＣ制御部１０２は、複数のグループが生成されたときは、制裁されたグループの個数分のグループＴＡ値を計算する。なお、無線リソース制御部１０１は、例えば、ＭＡＣ制御部１０２からグループＴＡ値を計算したことを通知されたとき、グループＴＡ値に対する無線リソースの割り当てを行う。
図９の（Ｂ）はグループＴＡ値の無線リソースの割り当て例を表す図である。無線リソース制御部１０１は、例えば、グループＴＡ値の送信先のグループ４ａを特定し、割り当て済みのＧ−ＲＮＴＩの中からこのグループに対するＧ−ＲＮＴＩを抽出する。また、無線リソース制御部１０１は、Ｇ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を生成し、この制御情報にグループＴＡ値のリソース割当情報を含ませるようにする。Ｇ−ＲＮＴＩとＧ−ＲＮＴＩに付随する制御情報とは、グループＴＡ値の送信に付随する制御信号の一例である。
無線リソース制御部１０１は、ＰＤＣＣＨの無線リソース上にグループ固有のサーチスペースを設定し、このサーチスペース内の無線リソースをＧ−ＲＮＴＩ及びＧ−ＲＮＴＩに付随する制御情報に割り当てる。無線リソース制御部１０１は、グループＴＡ値をＰＤＳＣＨの無線リソース上に割り当てる。無線リソース制御部１０１は、抽出したＧ−ＲＮＴＩとＧ−ＲＮＴＩに付随する制御情報とを多重部１０７に出力する。これにより、例えば、図９の（Ｂ）で表すような無線リソースによりグループＴＡ値が移動局３に送信される。
図９の（Ｂ）の無線リソースの割り当て例に着目すると、ＰＤＣＣＨに割り当てられたＧ−ＲＮＴＩ及び制御情報は、同一グループ４ａ内における複数の移動局３ａ〜３ｃ宛のものであり、１つの無線リソース（又は無線リソースブロック）により共有できる。例えば、Ｇ−ＲＮＴＩ及び制御情報は、１つの無線リソースブロックにより共有できる。
また、グループＴＡ値が割り当てられたＰＤＳＣＨの無線リソースも、複数の移動局３ａ〜３ｃで共有して使用される無線リソースである。よって、無線リソース制御部１０１は、グループＴＡ値に対して、複数の移動局３ａ〜３ｃ毎に異なる無線リソースを割り当てるのではなく、グループ単位で共通の無線リソースを割り当てることができる。これにより、基地局２は、グループ内の各移動局３にマルチキャストでグループＴＡ値を送信することができる。
図８に戻り、オペレーションＢＨにおいて基地局２は、非メンバ移動局３ｆに対して、個別ＴＡ値を送信する。またグループ４ａの移動局３ｃの同期ずれがある閾値より大きくなった場合に、基地局２は移動局３ｃに対しても個別ＴＡ値を送信する。
本処理では、非メンバ移動局３ｆに対する個別ＴＡ値の送信と、グループ４ａに帰属しながら個別に補正が行われる移動局３ｃに対する個別ＴＡ値の送信の２つの処理がある。非メンバ移動局３ｆに対しては、基地局２はＣ−ＲＮＴＩ（Cell-Radio Network Temporary ID）を用いて個別ＴＡ値を送信するようにする。個別ＴＡ値は、例えば、ＴＡ値計算部１１７が個々の移動局３毎に個々に計算されたＴＡ値のことである。グループ４ａに帰属する移動局３ｃに対しては、ＭＡＣ制御部１０２は、例えば移動局３ｃのＴＡ値とグループＴＡ値とのずれが個別補正閾値より大きいとき、移動局３ｃの個別補正を行うことを決定する。
オペレーションＢＩにおいてＭＡＮ制御部１０２は、非メンバ移動局３ｆのＴＡ値や移動局３ｃのＴＡ値を個別ＴＡ値としてパケット生成部１０３に出力し、無線リソース制御部１０１は、個別ＴＡ値の送信を行うよう無線リソースの割り当てを行う。
例えば、無線リソース制御部１０１は、個別ＴＡ値をＰＤＳＣＨのチャネルにより送信されるよう、個別ＴＡ値に対する無線リソースの割り当てを行い、個別ＴＡ値をパケット生成部１０３に出力する。この場合の個別ＴＡ値も、例えば、ＰＤＳＣＨを利用して送信されるが、個別ＴＡ値の無線リソース上のリソース割当情報は、Ｃ−ＲＮＴＩに付随する制御情報に含まれる。例えば、無線リソース制御部１０１は、この制御情報とＣ−ＲＮＴＩを生成して、ＰＤＣＣＨを利用して送信されるよう制御情報とＣ−ＲＮＴＩとを多重部１０７に出力する。その後に動作はオペレーションＢＡに戻り、基地局２は上述の処理を繰り返す。
なお、基地局２は、グループ４ａに属する移動局３ｃに対して個別補正を行った後、同期ずれが継続する移動局３ｃに対しては割り当てたグループ４ａから削除して別のグループに編入させるか、Ｃ−ＲＮＴＩによる個別制御を行う。
そのため、例えば、オペレーションＢＡで移動局３ｃのＴＡ値が計算され、移動局３ｃのＴＡ値とグループＴＡ値とのずれが個別補正閾値より大きい場合、オペレーションＢＢで基地局２は移動局３ｃをグループメンバから削除する。例えば、グループ生成部１１８は、移動局３ｃのＴＡ値とグループＴＡ値とのずれが個別補正閾値より大きければ、移動局３ｃをグループメンバから削除する。また、グループ生成部１１８は、移動局３ｃのＴＡ値が他のグループ４ｂのグループＴＡ値に対して一定範囲内に含まれるか否かを判別し、含まれる場合は移動局３ｃを他のグループ４ｂに編入させる。
グループ生成部１１８は、移動局３ｃのＴＡ値がどのグループの範囲内にも含まれない場合、移動局３ｃを非メンバ移動局にする。このようにオペレーションＢＢでグループが更新された場合には、グループ生成部１１８は更新したグループに関する情報及び非メンバ移動局に関する情報をＭＡＣ制御部１０２に出力する。
オペレーションＢＣにおいてＭＡＣ制御部１０２は、更新されたグループに基づいてＧ−ＲＮＴＩを割り当てる。これにより更新されたグループメンバに対して、変更されたＧ−ＲＮＴＩが割り当てられることになる。なお、ＭＡＣ制御部１０２は、例えば、非メンバ移動局３ｆに対して個別の送信タイミング制御を行うべく、計算したＴＡ値を多重部１０７に出力する。例えば、無線リソース制御部１０１は、Ｃ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を生成し、この制御情報にＰＤＣＣＨの無線リソース上に割り当てられた個別ＴＡ値のリソース割当情報を含ませるようにする。これにより、無線リソース制御部１０１は、ＰＤＣＣＨの無線リソースを利用して、個別ＴＡ値を送信することができる。
＜３．４．移動局３の動作＞
次に移動局３の動作例について説明する。図１０は移動局３の動作例を示すフローチャートである。図１０に表された処理は、例えば、移動局３がデータ信号又はパイロット信号を基地局２に送信した後など、基地局２との間で、無線信号の送信が行われているときに行われるものとする。
オペレーションＣＡにおいて移動局３は、Ｇ−ＲＮＴＩの割り当てがあるか否かを判別する。例えば制御情報処理部２０７が、復号部２０５の出力からＧ−ＲＮＴＩを抽出できたか否かにより判別できる。この場合、Ｇ−ＲＮＴＩは、例えばＰＤＳＣＨを利用して受信したものである。Ｇ−ＲＮＴＩの割り当てがある場合（オペレーションＣＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＢへ進む。Ｇ−ＲＮＴＩの割り当てがない場合（オペレーションＣＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＤへ進む。
オペレーションＣＢにおいて移動局３は、Ｇ−ＲＮＴＩでアドレッシングされたグループＴＡ値を受信する。例えば、制御チャネル復調部２０６はＰＤＣＣＨなどの制御チャネルにより受信したＧ−ＲＮＴＩを受信し、制御情報処理部２０７から受け取ったＧ−ＲＮＴＩと一致しているか否かを判別する。そして、例えば、制御チャネル復調部２０６は、一致していると判別したとき、受信したＧ−ＲＮＴＩに付随した制御情報から、グループＴＡ値のリソース割当情報を抽出し、このリソース割当情報を復調部２０４と復号部２０５に出力する。これにより、移動局３は、Ｇ−ＲＮＴＩでアドレッシングされて、ＰＤＳＣＨにより送信されたグループＴＡ値を復調及び復号することができる。
オペレーションＣＣにおいて移動局３は、受信したグループＴＡ値で送信タイミング制御を行う。例えば、制御情報処理部２０７は復調及び復号されたグループＴＡ値を送信タイミング制御部２１５に出力し、送信タイミング制御部２１５はグループＴＡ値に従って数（１）を計算する。送信タイミング制御部２１５は、例えば、数（１）の計算値分だけ自局の送信フレームタイミングより早めて、ＦＦＴ処理後のデータなどを無線処理部２１６に出力する。
オペレーションＣＤにおいて移動局３は、Ｃ−ＲＮＴＩでアドレッシングされた個別ＴＡ値を受信する。例えば、制御チャネル復調部２０６は自局宛のＣ−ＲＮＴＩを受信すると、Ｃ−ＲＮＴＩに付随する制御情報から個別ＴＡ値のリソース割当情報を抽出する。そして、制御チャネル復調部２０６は、抽出したリソース割当情報を復調部２０４と復号部２０５に出力する。これにより、移動局３宛の個別ＴＡ値が復調及び復号される。
オペレーションＣＥにおいて、受信した個別ＴＡ値で受信タイミング制御を行う。例えば、制御情報処理部２０７は、復調及び復号された個別ＴＡ値を送信タイミング制御部２１５に出力し、送信タイミング制御部２１５では個別ＴＡ値をタイミング補正量ＮTAとして再び数（１）を計算し、送信タイミングを調整する。これにより、同期ずれが大きくなった移動局３ｃや非メンバ移動局３ｆの送信タイミングが制御され、基地局２における受信タイミングがフレームタイミングに同期することができる。その後に処理は再びオペレーションＣＡに移行して、移動局３は上述した動作を繰り返すことができる。
なお、移動局３ｃにおいて同期ずれが継続する場合、基地局２から更新されたＧ−ＲＮＴＩを受け取るか、又はＣ−ＲＮＴＩによる個別制御が行われることになる。更新されたＧ−ＲＮＴＩを受け取った場合、移動局３は再度オペレーションＣＡの動作を行う。
一方、Ｃ−ＲＮＴＩによる個別制御が行われる場合は、再度オペレーションＣＡの動作に移行して、オペレーションＣＡの判断が「Ｎ」になり、動作はオペレーションＣＤへ進む。オペレーションＣＤにおいて、移動局３はＣ−ＲＮＴＩでアドレッシングされた個別ＴＡ値を受信することになるが、この場合、Ｃ−ＲＮＴＩに付随する制御情報にはＰＤＣＣＨ上のリソース割当情報となっている。例えば、移動局３の制御チャネル復調部２０６はこのリソース割当情報に従ってＰＤＣＣＨから個別ＴＡ値を復調し、制御情報処理部２０７を介して、送信タイミング制御部２１５に出力する。これにより、移動局３で個別ＴＡ値による個別の送信タイミング制御が行われる。
＜３．５．効果＞
第３実施例では、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対する送信タイミング制御に、代表移動局３が送信した観測信号を共用する。このためグループの移動局３が各々観測信号を送信する場合と比較して上り通信リンクにおける制御信号のオーバヘッドが低減される。また代表移動局３以外の移動局３の消費電力が低減される。
また、第３実施例の通信システム１では、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対して、送信タイミング制御を一括で行うことができる。図１１は一括で送信タイミング制御が行われている様子の例を表す図である。複数の移動局３が同じ電車内で配置されるとき、移動速度は同じであるため、基地局２で測定したＴＡ値はそれぞれ一定の範囲内に存在する。基地局２は、このような複数の移動局３をグループ化して、同一のＴＡ値（又はグループＴＡ値）により一括して送信タイミング制御を行うようにしている。
また、移動局３毎に個別に送信タイミング制御が行われる場合には、図８の（Ｂ）において点線で示すように、移動局３毎に個別に割り当てたＰＤＣＣＨを利用してＴＡコマンドが送信される。この結果、ＰＤＣＣＨにおける複数の無線リソース（又は無線リソースブロック）が利用されることになる。
しかし、第３実施例では、基地局２が複数の移動局３をグループ化又はグループ化しているため、グループＴＡ値の送信単位はグループ単位であり、ＰＤＣＣＨにおいてグループ単位に１つの無線リソースが用いられる。このため、個別に送信タイミング制御が行われる場合と比較して、下り通信リンクの制御信号の送信によるオーバヘッドを削減することができる。
＜３．６．変形例＞
なお、基地局２から移動局３へ送信するグループＴＡ値や個別ＴＡ値の値は、ＴＡ値そのものの値であってもよく、以前に送信したＴＡ値との差分であってもよい。差分値が送信されることで、ＴＡ値そのものを送信する場合と比較して制御信号のオーバヘッドを削減することができる。グループＴＡ値の場合、例えば、ＭＡＣ制御部１０２は、以前に計算したグループＴＡ値を保持し、ＴＡ値計算部１１７から受け取った代表移動局３ａのＴＡ値と保持したグループＴＡ値との差分値を更に計算する。そして、ＭＡＣ制御部１０２は、この差分値をグループＴＡ値としてパケット生成部１０３に出力する。ＭＡＣ制御部１０２では、例えば、以前に計算したグループＴＡ値そのものの値などを内部メモリなどに記憶することができる。ＭＡＣ制御部１０２は、個別ＴＡ値についても、同様に差分値を計算しパケット生成部１０３に出力してよい。
他方、移動局３においても、制御情報処理部２０７は以前に計算したＴＡ値そのものを保持しており、受信した差分値と加算又は減算することで、現在のＴＡ値を得ることができ、これを送信タイミング制御部２１５に出力できる。以下の実施例についても、基地局２は、ＴＡ値そのものに代えて差分値を移動局３に送信してよい。
＜４．第４実施例＞
次に通信システム１の他の実施例について説明する。第３実施例では、例えば図５に表されるように、ＴＡ値に基づいて移動局３のグループ化が行われた。ＴＡ値はある各時刻における値であり、例えば、基地局２から等距離にあり移動速度が等しいバス内と電車内の各々に移動局３が配置されていれば、これらの移動局３のＴＡ値は等しくなる。このような場合、バス内の複数の移動局３と電車内の複数の移動局３とで同じグループが割り当てられる。
第４実施例では、ＴＡ値についてある一定期間における時間変動量ΔＴＡが一定範囲内にある複数の移動局３をグループ化することで、第２の実施の形態よりも細かい送信タイミング制御を行うことができ、基地局２における受信タイミングのずれを防止できる。
図１２は、ＴＡ値の時間変動量ΔＴＡの分布例を表すグラフであり、縦軸は移動局数、横軸は時間変動量ΔＴＡを表している。例えば、バスと電車では移動速度の変化量は、時間経過により大きく異なり、バス内と電車内の各移動局３の基地局２における受信タイミング誤差量も時間経過に伴って異なるものとなる。従って、例えば図１２に示すように、バス内における複数の移動局３の時間変動量ΔＴＡはある範囲内にあり、電車内における複数の移動局３の時間変動量ΔＴＡは他の範囲内に分布することになる。
時間変動量ΔＴＡは、例えば、基地局２における受信タイミング誤差の変化量と言うこともできる。図１１の例では、バス内の複数の移動局３が「グループ１」としてグループ化され、電車内の複数の移動局３が「グループ２」としてグループ化される。そして、２つのグループで夫々一括して送信タイミング制御が行われる。これにより、例えばある時刻でＴＡ値が近いが異なる移動速度で移動している移動局３を別個のグループに分けることが可能になり、時間経過によりＴＡ値のずれが大きくなる移動局３に同じタイミング補正量が与えられるという問題を回避することができる。
第４実施例では、図４に示すＴＡ値計算部１１７がある一定時間ＴＡ値の計算をすることでＴＡ値の時間変動量ΔＴＡを計算し、グループ生成部１１８が時間変動量ΔＴＡによりグループを生成することができる。また、図７のオペレーションＡＣにおいて、基地局２はＴＡ値の時間変動量ΔＴＡに基づいてグループの生成や更新を行う。
また、図８のオペレーションＢＡにおいてＴＡ値計算部１１７は、一定期間を隔てた複数時刻でそれぞれＴＡ値を計算する。例えば、移動局３は無線フレーム毎に参照信号を送信するため、ＴＡ値計算部１１７は、１無線フレーム期間を隔てた複数時刻のＴＡ値を測定する。
ＴＡ値計算部１１７は、２つのＴＡ値の差を計算することで、ＴＡ値の時間変動量ΔＴＡを計算する。例えば、ＴＡ値計算部１１７は、測定したＴＡ値と１無線フレーム経過後のＴＡ値との差を計算することで時間変動量ΔＴＡを得る。例えば、ＴＡ値計算部１１７は、１無線フレーム経過後のＴＡ値ではなく、例えば複数フレーム時間経過後のＴＡ値を用いてもよい。ＴＡ値計算部１１７は、１または複数シンボルタイミング、１又は複数スロットタイミング、或いは、最初に測定したＴＡ値からの一定時間を測定して一定時間経過後のＴＡ値を用いてもよい。
オペレーションＢＢにおいてグループ生成部１１８は、ＴＡ値の時間変動量ΔＴＡからグループを生成する。例えば、ＴＡ値計算部１１７は計算した時間変動量ΔＴＡをグループ生成部１１８に出力し、グループ生成部１１８は時間変動量ΔＴＡが一定範囲内にある複数の移動局３をグループ化してグループを形成する。
第４実施例においても、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対する送信タイミング制御に、代表移動局３が送信した観測信号を共用する。このためグループの移動局３が各々観測信号を送信する場合と比較して、上り通信リンクにおける制御信号のオーバヘッドが低減される。また代表移動局３以外の移動局３の消費電力が低減される。
また、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対して、送信タイミング制御を一括で行うことができる。また、グループＴＡ値は、ＰＤＣＣＨにおいてグループ単位に１つの無線リソースブロックにより送信することができる。従って、移動局３毎に個別にＴＡ値を送信する場合と比較して、ＰＤＣＣＨにおける無線リソースの消費を少なくすることができる。
＜５．第５実施例＞
次に通信システム１の他の実施例について説明する。第３実施例及び第４実施例では、グループＴＡ値がＧ−ＲＮＴＩなどによりマルチキャストで送信された。第５実施例では、グループＴＡ値が報知情報として送信される。
図１３は、報知情報の構成例の一部を表す図である。報知情報は、グループＩＤとグループＴＡ値とを１つの組として、基地局２が生成したグループの個数分の組を含んでいる。グループＩＤは、グループ識別子の一例である。
報知情報は、例えばＳＩＢ（System Information Block）単位で８０ｍｓ以上の周期で基地局２から送信される。図１４の（Ａ）は報知情報に対する無線リソースの割り当て例を示す図である。図１４の（Ａ）の例では、ＳＩＢはＰＤＳＣＨの無線リソース上に割り当てられ、ＳＩ−ＲＮＴＩ（System Information RNTI）は、ＰＤＣＣＨの無線リソース上に割り当てられている。移動局３では、予め割り当てられたＳＩ−ＲＮＴＩと一致するＳＩ−ＲＮＴＩをＰＤＣＣＨの無線リソースから得たとき、ＳＩ−ＲＮＴＩに付随した制御情報に含まれるＳＩＢのリソース割当情報を抽出する。
移動局３は、抽出したリソース割当情報に基づき、ＳＩＢに含まれる報知情報を受信し、報知情報からグループＴＡ値を取得することができる。なお、移動局３に割り当てられるＳＩ−ＲＮＴＩは、例えば、基地局２が予め送信したものを受信したもので、制御チャネル復調部２０６の内部メモリなどに保持されている。ＳＩ−ＲＮＴＩは、例えば、ＳＩＢによる送信された報知情報を移動局３において受信するための識別子である。
＜５．１．全体動作例＞
図７を参照して通信システム１の全体動作例を説明する。オペレーションＡＡ〜ＡＣの動作は第３実施例におけるオペレーションＡＡ〜ＡＣの動作と同様である。オペレーションＡＤにおいて基地局２は、グループにグループＩＤを割り当てて、グループに属する各移動局３にグループＩＤを送信する。例えば、グループＩＤは、ＭＡＣ−ＣＥ（Media Access Control - Control Element）制御情報として送信される。この場合、グループＩＤは、例えば図１４の（Ｂ）に示すようにＰＤＳＣＨの無線リソースを用いて送信される。
オペレーションＡＥ〜ＡＨの動作は第３実施例におけるオペレーションＡＥ〜ＡＨの動作と同様である。オペレーションＡＩにおいて基地局２はグループＴＡ値を報知情報として送信する。基地局２は、例えば、図１４の（Ａ）に示すようにＰＤＣＣＨの無線リソース上にＳＩ−ＲＮＴＩを割り当てて、ＰＤＳＣＨ上の無線リソース上にグループＩＤとクタスタＴＡ値とを割り当てることで送信する。報知情報を受信した移動局３ａ〜３ｃは、グループ４ａのグループＴＡ値を受信し、グループＴＡ値に従って送信タイミング制御を行うことができる。オペレーションＡＪの動作は第３実施例におけるオペレーションＡＪの動作と同様である。
＜５．２．基地局２の動作＞
図８を参照して基地局２の動作を説明する。オペレーションＢＡ及びＢＢの動作は第３実施例におけるオペレーションＢＡ及びＢＢの動作と同様である。オペレーションＢＣにおいて基地局２は、グループメンバ３ａ〜３ｃに対するグループＩＤの新規割り当てを行う。例えば、ＭＡＣ制御部１０２は、グループ生成部１１８からグループに関する情報を受け取り、同一グループ４ａに属する移動局３ａ〜３ｃにグループＩＤを割り当てる。
オペレーションＢＤにおいて基地局２は割り当てたグループＩＤをグループ４に属する各移動局３ａ〜３ｃに送信する。例えば、ＭＡＣ制御部１０２は、グループＩＤをＭＡＣ−ＣＥ制御情報としてパケット生成部１０３に出力する。また、無線リソース制御部１０１は、例えば、ＭＡＣ制御部１０２からグループＩＤの割り当てについて通知を受けると、ＰＤＳＣＨの無線リソース上にグループＩＤを割り当てる。オペレーションＢＥ及びＢＦの動作は第３実施例におけるオペレーションＢＥ及びＢＦの動作と同様である。
オペレーションＢＧにおいて基地局２は、グループＩＤとグループＴＡ値とを報知情報として送信する。例えばＭＡＣ制御部１０２はグループＴＡ値とＳ６２で生成したグループＩＤとを報知情報としてパケット生成部１０３に出力する。ＭＡＣ制御部１０２は、例えば、複数のグループを生成したときは、生成したグループの個数分のグループＩＤとグループＴＡ値とを出力する。無線リソース制御部１０１は、例えば、ＭＡＣ制御部１０２からグループＴＡ値を計算したことを通知されたとき、グループＴＡ値に対する無線リソースの割り当てを行う。
無線リソース制御部１０１は、ＳＩ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を生成し、この制御情報に報知情報のリソース割当情報を含ませるようにする。無線リソース制御部１０１は、図１４の（Ａ）に示すように、ＳＩ−ＲＮＴＩとＳＩ−ＲＮＴＩに付随する制御情報をＰＤＣＣＨの無線リソース上に割り当てる。また、無線リソース制御部１０１は、報知情報として送信するグループＩＤとグループＴＡ値とをＰＤＳＣＨの無線リソース上に割り当てる。無線リソース制御部１０１は、ＳＩ−ＲＮＴＩに付随する制御情報とＳＩ−ＲＮＴＩとを多重部１０７に出力する。これにより、例えば、報知情報が移動局３にブロードキャストで送信される。オペレーションＢＨ及びＢＩの動作は第３実施例におけるオペレーションＢＨ及びＢＩの動作と同様である。
＜５．３．移動局３の動作＞
図１５は移動局３の動作例の説明図である。オペレーションＤＡにおいて移動局３は、グループＩＤの割り当てがあるか否かを判別する。グループＩＤの割り当ての有無は、例えば、制御情報処理部２０７がＭＡＣ−ＣＥ制御情報として送信されたグループＩＤを受信したか（又は入力したか）否かにより判別できる。グループＩＤの割り当てがある場合（オペレーションＤＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＤＢへ進む。グループＩＤの割り当てがない場合（オペレーションＤＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＤＤへ進む。
オペレーションＤＢにおいて移動局３は、報知情報で通知されたグループＴＡ値を受信する。例えば、制御チャネル復調部２０６は、ＰＤＣＣＨにより送信された制御情報を受信し、ＳＩ−ＲＮＴＩを抽出して、予め自局に割り当てられたＳＩ−ＲＮＴＩと一致するとき、ＳＩ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を抽出する。制御チャネル復調部２０６は、ＳＩ−ＲＮＴＩに付随する制御情報に含まれる報知情報のリソース割当情報を読み出し、このリソース割当情報を復調部２０４及び復号部２０５に出力する。
これにより、例えば、移動局３はＰＤＳＣＨの無線リソース上に割り当てられた報知情報を抽出できる。そして、制御情報処理部２０７は、例えば、報知情報からグループＩＤとグループＴＡ値を読み出し、移動局３に割り当てられたグループＩＤと一致するグループＩＤを報知情報から見つけ出し、このグループＩＤに対応するグループＴＡ値を抽出する。抽出されたグループＴＡ値は、例えば、送信タイミング制御部２１５に出力されて、送信タイミング制御が行われる。オペレーションＤＣ〜ＤＥの動作は、図１０のオペレーションＣＣ〜ＣＥの動作と同様である。
＜５．４．効果＞
第５実施例においても、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対する送信タイミング制御に、代表移動局３が送信した観測信号を共用する。このためグループの移動局３が各々観測信号を送信する場合と比較して、上り通信リンクにおける制御信号のオーバヘッドが低減される。また代表移動局３以外の移動局３の消費電力が低減される。
また、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対して、送信タイミング制御を一括で行うことができる。また、グループＴＡ値は、ＰＤＣＣＨにおいてグループ単位に１つの無線リソースブロックにより送信することができる。従って、移動局３毎に個別にＴＡ値を送信する場合と比較して、ＰＤＣＣＨにおける無線リソースの消費を少なくすることができる。
＜６．第６実施例＞
次に通信システム１の他の実施例について説明する。第６実施例では、グループＴＡ値がページングチャネルとして送信される。ページングチャネルは、例えば、移動局３宛の呼着信が発生した場合など、移動局３に対するイベントが発生したときに送信されるチャネルである。また、ページングチャネルは、例えば、基地局２からブロードキャストで報知されるチャネルでもある。
第６の実施の形態は、ページングチャネルにより送信される報知情報の一部を利用してグループＴＡ値を送信する。ページングチャネルによる報知情報の送信は、ＳＩＢによる送信よりも頻繁に行われるため、第６実施例では第５実施例よりも、送信タイミング制御が行われる回数を増やすことができる。
図１６の（Ａ）及び図１６の（Ｂ）は、グループＩＤ及びページングチャネルによる報知情報に対する無線リソースの割り当てを夫々表す図である。図１６の（Ａ）に示すように、割り当てが行われたグループＩＤはＭＡＣ−ＣＥ制御情報としてＰＤＳＣＨの無線リソースを利用して送信される。
図１６の（Ｂ）に表されるように、ＰＤＣＣＨの無線リソース上にＰ−ＲＮＴＩ（Paging - RNTI）とＰ−ＲＮＴＩに付随する制御情報が割り当てられ、ＰＤＳＣＨの無線リソース上にページングチャネルによる報知情報が夫々割り当てられている。Ｐ−ＲＮＴＩは、例えば、ページングチャネルにより送信される報知情報の識別子であり、移動局３に予め割り当てられて保持されているものとする。そして、移動局３では、保持したＰ−ＲＮＴＩと受信したＰ−ＲＮＴＩとが一致するとき、Ｐ−ＲＮＴＩに付随する制御情報からリソース割当情報を抽出する。
移動局３は、抽出したリソース割当情報から、ＰＤＳＣＨの無線リソースに割り当てられたページングチャネルによる報知情報を受信することができる。報知情報には、図１３の例と同様に、グループＩＤとグループＴＡ値が含まれ、複数のグループが生成されたときは複数の組が含まれる。
＜６．１．全体動作例＞
図７を参照して通信システム１の全体動作例を説明する。オペレーションＡＡ〜ＡＣの動作は第３実施例におけるオペレーションＡＡ〜ＡＣの動作と同様である。オペレーションＡＤの動作は第５実施例におけるオペレーションＡＤの動作と同様である。オペレーションＡＥ〜ＡＨの動作は第３実施例におけるオペレーションＡＥ〜ＡＨの動作と同様である。
オペレーションＡＩにおいて基地局２は、グループＴＡ値と割り当てたグループＩＤとをページングチャネルにより報知情報としてブロードキャストにより送信する。例えば、無線リソース制御部１０１は、ＭＡＣ制御部１０２からグループＴＡ値の生成についての通知を受けると、予め送信したＰ−ＲＮＴＩの中からグループＴＡ値の送信先を抽出する。そして、無線リソース制御部１０１は、Ｐ−ＲＮＴＩをＰＤＣＣＨ、グループＩＤとグループＴＡ値とをＰＤＳＣＨの無線リソース上に夫々割り当てる。
さらに、無線リソース制御部１０１は、例えば、Ｐ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を生成し、グループＴＡ値のリソース割当情報を当該制御情報に含めるようにする。無線リソース制御部１０１は、Ｐ−ＲＮＴＩと制御情報とを多重部１０７に、グループＩＤとグループＴＡ値とをパケット生成部１０３に夫々出力する。これにより、例えば、図１６の（Ｂ）に示すような無線リソースの割り当てが行われ、グループＩＤとグループＴＡ値とが移動局３に送信される。オペレーションＡＪの動作は第３実施例におけるオペレーションＡＪの動作と同様である。
＜６．２．基地局２の動作＞
図８を参照して基地局２の動作を説明する。オペレーションＢＡ及びＢＢの動作は第３実施例におけるオペレーションＢＡ及びＢＢの動作と同様である。オペレーションＢＣ及びＢＤの動作は第５実施例におけるオペレーションＢＣ及びＢＤの動作と同様である。オペレーションＢＥ及びＢＦの動作は第３実施例におけるオペレーションＢＥ及びＢＦの動作と同様である。
オペレーションＢＧにおいて基地局２は、グループＩＤとグループＴＡ値とをページングチャネルにより報知情報として送信する。例えばＭＡＣ制御部１０２はグループＴＡ値とＳ６２で生成したグループＩＤとを報知情報としてパケット生成部１０３に出力する。無線リソース制御部１０１は、ＭＡＣ制御部１０２からグループＴＡ値を計算したことを通知されたとき、グループＴＡ値に対する無線リソースの割り当てを行う。
無線リソース制御部１０１は、Ｐ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を生成し、この制御情報に報知情報のリソース割当情報を含ませるようにする。無線リソース制御部１０１は、Ｐ−ＲＮＴＩとＰ−ＲＮＴＩに付随する制御情報をＰＤＣＣＨの無線リソース上に割り当てる。また、無線リソース制御部１０１は、報知情報として送信するグループＩＤとグループＴＡ値とをＰＤＳＣＨの無線リソース上に割り当てる。無線リソース制御部１０１は、Ｐ−ＲＮＴＩに付随する制御情報とＰ−ＲＮＴＩとを多重部１０７に出力する。これにより、例えば、報知情報が移動局３にブロードキャストで送信される。オペレーションＢＨ及びＢＩの動作は第３実施例におけるオペレーションＢＨ及びＢＩの動作と同様である。
＜６．３．移動局３の動作＞
図１５を参照して、基地局２の動作を説明する。オペレーションＤＡの動作は第５実施例におけるオペレーションＤＡの動作と同様である。オペレーションＤＢにおいて移動局３は、ページングチャネルにより報知情報として通知されたグループＴＡ値とグループＩＤとを受信する。
例えば、制御チャネル復調部２０６はＰ−ＲＮＴＩを受信すると、当該Ｐ−ＲＮＴＩと保持したＰ−ＲＮＴＩとが一致するとき、自局宛のＰ−ＲＮＴＩであることを認識し、このＰ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を抽出する。そして、制御チャネル復調部２０６は、制御情報からページングチャネルにより報知された報知情報の割当情報を抽出し、復調部２０４及び復号部２０５に出力する。
復調部２０４及び復号部２０５は、ページングチャネルにより送信された報知情報を復調及び復号し、報知情報として制御情報処理部２０７に出力する。例えば、制御情報処理部２０７は、移動局３に割り当てられたグループＩＤと一致するグループＩＤを報知情報から抽出し、このグループＩＤに対応するグループＴＡ値を報知情報から読み出す。そして、グループＴＡ値は送信タイミング制御部２１５に出力され、送信タイミング制御が行われる。オペレーションＤＣ〜ＤＥの動作は、図１０のオペレーションＣＣ〜ＣＥの動作と同様である。
＜６．４．効果＞
第６実施例においても、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対する送信タイミング制御に、代表移動局３が送信した観測信号を共用する。このためグループの移動局３が各々観測信号を送信する場合と比較して、上り通信リンクにおける制御信号のオーバヘッドが低減される。また代表移動局３以外の移動局３の消費電力が低減される。
また、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対して、送信タイミング制御を一括で行うことができる。また、グループＴＡ値は、ＰＤＣＣＨにおいてグループ単位に１つの無線リソースブロックにより送信することができる。従って、移動局３毎に個別にＴＡ値を送信する場合と比較して、ＰＤＣＣＨにおける無線リソースの消費を少なくすることができる。
また、ページングチャネルを使用することにより、第５実施例よりも高い頻度で送信タイミング制御を行うことができる。
＜７．第７実施例＞
次に通信システム１の他の実施例について説明する。第７実施例では、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩをグループ４ａの移動局３ａ〜３ｃに通知する。代表移動局３ａ以外の、グループ４ａの移動局３ｂ及び３ｃは、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩを用いて、基地局２が代表移動局３ａに送信したＴＡ値を受信する。移動局３ｂ及び３ｃは、代表移動局３ａのＴＡ値で送信タイミング制御を行う。
図１７の（Ａ）及び図１７の（Ｂ）は、Ｃ−ＲＮＴＩ及びＴＡ値に対する無線リソースの割り当てを夫々表す図である。図１７の（Ａ）に示すように、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩは、ＲＲＣ制御情報としてＰＤＳＣＨの無線リソースを利用して送信される。
図１７の（Ｂ）に表されるように、ＰＤＣＣＨの無線リソース上にＣ−ＲＮＴＩとＣ−ＲＮＴＩに付随する制御情報が割り当てられる。また、代表移動局３ａのＴＡ値は、ＭＡＣ−ＣＥ制御情報としてＰＤＳＣＨの無線リソースを利用して送信される。代表移動局３ａは、代表移動局３ａに割り当てられたＣ−ＲＮＴＩと受信したＣ−ＲＮＴＩとが一致するとき、Ｃ−ＲＮＴＩに付随する制御情報からＴＡ値のリソース割当情報を抽出する。代表移動局３ａ以外の移動局３ｂ及び３ｃは、ＲＲＣ制御情報として受信した代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩとＰＤＣＣＨの無線リソースで受信したＣ−ＲＮＴＩとが一致するとき、Ｃ−ＲＮＴＩに付随する制御情報からＴＡ値のリソース割当情報を抽出する。移動局３は、抽出したリソース割当情報から、ＰＤＳＣＨの無線リソースに割り当てられたＴＡ値を受信することができる。
＜７．１．全体動作例＞
図１８は、通信システム１の全体動作例を示すシーケンス図である。オペレーションＥＡ〜ＥＤの動作は、図７のオペレーションＡＡ〜ＡＣ及びＡＥの動作と同様である。
オペレーションＥＥにおいて基地局２は、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩを、代表移動局３ａの識別子として移動局３ａ〜３ｃに送信する。基地局２は、割り当てたＣ−ＲＮＴＩを、例えばＰＤＳＣＨチャネルの無線リソースを用いてＲＲＣ制御情報として移動局３に送信する。自局のＣ−ＲＮＴＩを受信した移動局３ａは、自局が代表移動局３ａであると判断する。例えば、移動局３ａの制御情報処理部２０７は、自局のＣ−ＲＮＴＩを受信した場合に、自局が代表移動局３ａであると判断する。
オペレーションＥＦにおいて代表移動局３ａは、観測信号を送信する。例えば、制御情報処理部２０７は、パイロット生成部２１７に、パイロット信号を観測信号として反復的に生成させる。例えば、制御情報処理部２０７は、上りリンク同期外れを検出する基地局２のＴＡタイマの満了前のいずれかの時期に、パイロット生成部２１７にパイロット信号を生成する。制御情報処理部２０７は、例えば、ＴＡタイマがリセットされてから満了するまでの期間よりも短い周期で、パイロット生成部２１７にパイロット信号を生成してもよい。パイロット信号は、多重部２１１により上りリンク信号に多重化されて基地局２に送信される。オペレーションＥＧにおいて基地局２は、観測信号に基づいて代表移動局３ａのＴＡ値を測定する。
オペレーションＥＨにおいて基地局２は、代表移動局３ａにＴＡ値を送信する。移動局３ａ〜３ｃは、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩでアドレッシングされたＴＡ値を受信する。代表移動局３ａは、自局のＣ−ＲＮＴＩに付随する制御情報をＰＤＣＣＨ上から抽出し、制御情報に含まれるリソース割当情報に基づいてＰＤＳＣＨの無線リソースに割り当てられたＴＡ値を受信する。移動局３ｂ及び３ｃは、ＲＲＣ制御情報として受信した代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩに付随する制御情報をＰＤＣＣＨ上から抽出し、制御情報に含まれるリソース割当情報に基づいてＴＡ値を受信する。オペレーションＥＩの動作は、図７のオペレーションＡＪの動作と同様である。
＜７．２．基地局２の動作＞
図１９は、基地局２の動作例の説明図である。オペレーションＦＡ〜ＦＤは、図８のオペレーションＢＡ〜ＢＣ及びＢＥと同様である。オペレーションＦＥにおいて基地局２は、代表移動局３ａの識別子として、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩを移動局３ａ〜３ｃに送信する。例えば、無線リソース制御部１０１は、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩをＲＲＣ制御情報としてパケット生成部１０３に出力する。これにより、Ｃ−ＲＮＴＩは、同一のグループ４ａに属する各移動局３ａ〜３ｃに送信される。
オペレーションＦＦにおいて基地局２は、代表移動局３ａのＴＡ値を送信する。例えば、ＭＡＣ制御部１０２は、ＴＡ値計算部１１７で計算された代表移動局３ａのＴＡ値を、グループ生成部１１８と無線リソース制御部１０１を介して受け取る。なお、無線リソース制御部１０１は、例えば、ＭＡＣ制御部１０２からＴＡ値を計算したことを通知されたとき、ＴＡ値に対する無線リソースの割り当てを行う。
無線リソース制御部１０１は、例えば、Ｃ−ＲＮＴＩに付随する制御情報を生成し、この制御情報にＴＡ値のリソース割当情報を含ませるようにする。無線リソース制御部１０１は、ＰＤＣＣＨの無線リソース上に移動局固有のサーチスペースを設定し、このサーチスペース内の無線リソースをＣ−ＲＮＴＩ及びＣ−ＲＮＴＩに付随する制御情報に割り当てる。無線リソース制御部１０１は、ＴＡ値をＰＤＳＣＨの無線リソース上に割り当てる。無線リソース制御部１０１は、Ｃ−ＲＮＴＩとＣ−ＲＮＴＩに付随する制御情報とを多重部１０７に出力する。オペレーションＦＧ及びＦＨの動作は図８のオペレーションＢＨ及びＢＩと同様である。
＜７．３．移動局３の動作＞
図２０は、移動局３の動作例の説明図である。オペレーションＧＡにおいて移動局３は、代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩをＲＲＣ制御情報として受信したか否かを判別する。例えば制御情報処理部２０７が、復号部２０５の出力から代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩを抽出できたか否かにより判別できる。Ｃ−ＲＮＴＩの受信がある場合（オペレーションＧＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＧＢへ進む。Ｃ−ＲＮＴＩの割り当てがない場合（オペレーションＧＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＧＤへ進む。
オペレーションＧＢにおいて移動局３は、Ｃ−ＲＮＴＩでアドレッシングされたグループＴＡ値を受信する。代表移動局３ａの制御チャネル復調部２０６は、ＰＤＣＣＨなどの制御チャネルにより受信したＣ−ＲＮＴＩと自局のＣ−ＲＮＴＩと一致しているか否かを判断する。一致していると判別したとき、例えば、制御チャネル復調部２０６は、受信したＣ−ＲＮＴＩに付随した制御情報から、ＴＡ値のリソース割当情報を抽出し、このリソース割当情報を復調部２０４と復号部２０５に出力する。代表移動局３ａは、Ｃ−ＲＮＴＩでアドレッシングされて、ＰＤＳＣＨにより送信されたＴＡ値を復調及び復号することができる。
代表移動局３ａ以外の移動局３ｂ及び２ｃの制御チャネル復調部２０６はＰＤＣＣＨなどの制御チャネルにより受信したＣ−ＲＮＴＩを受信し、制御情報処理部２０７から受け取った代表移動局３ａのＣ−ＲＮＴＩと一致しているか否かを判別する。一致していると判別したとき、例えば、制御チャネル復調部２０６は、受信したＣ−ＲＮＴＩに付随した制御情報から、代表移動局３ａのＴＡ値のリソース割当情報を抽出し、このリソース割当情報を復調部２０４と復号部２０５に出力する。移動局３ｂ及び３ｃは、Ｃ−ＲＮＴＩでアドレッシングされて、ＰＤＳＣＨにより送信されたＴＡ値を復調及び復号することができる。オペレーションＧＣにおいて移動局３は、受信したＴＡ値で送信タイミング制御を行う。オペレーションＧＤ及びＧＥの動作は、図１０のオペレーションＣＤ及びＣＥの動作と同様である。
＜７．４．効果＞
第７実施例においても、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対する送信タイミング制御に、代表移動局３が送信した観測信号を共用する。このためグループの移動局３が各々観測信号を送信する場合と比較して、上り通信リンクにおける制御信号のオーバヘッドが低減される。また代表移動局３以外の移動局３の消費電力が低減される。
また、同一のグループ内に属する複数の移動局３に対して、送信タイミング制御を一括で行うことができる。また、グループＴＡ値は、ＰＤＣＣＨにおいてグループ単位に１つの無線リソースブロックにより送信することができる。従って、移動局３毎に個別にＴＡ値を送信する場合と比較して、ＰＤＣＣＨにおける無線リソースの消費を少なくすることができる。
＜８．ハードウエア構成＞
最後に、上記の基地局２及び移動局３を実現するハードウエア構成の一例について説明する。図２１は基地局２のハードウエア構成の一例の説明図である。基地局２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５０と、メモリ１５１と、ＬＳＩ（Large Scale Integration）１５２と、無線通信回路１５３及び１５４と、送信アンテナ１１０と、受信アンテナ１１１を備える。メモリ１５１は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリ（ROM: Read Only Memory）やランダムアクセスメモリ（RAM: Random Access Memory）等を含んでいてよい。ＬＳＩ（Large Scale Integration）１５２は、FPGA（Field-Programming Gate Array）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やDSP(Digital Signal Processing)等を含んでいてよい。無線通信回路１５３は、デジタル・アナログ変換回路や、周波数変換回路などを含んでいてよい。無線通信回路１５４は、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路などを含んでいてよい。
図４に示す基地局２の無線処理部１０９及び無線処理部１１２の上記動作は、例えば、無線通信回路１５３及び１５４によって実行される。無線リソース制御部１０１、ＭＡＣ制御部１０２、パケット生成部１０３、ＭＡＣスケジューリング部１０４、符号化部１０５、変調部１０６、多重部１０７、ＩＦＦＴ部１０８の上記動作は、ＣＰＵ１５０とＬＳＩ１５２とが協働することにより実行される。ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、復号部１１５、ＲＬＣ部１１６、ＴＡ値計算部１１７、グループ生成部１１８、指定部１１９、指示信号生成部１２０の上記動作は、ＣＰＵ１５０とＬＳＩ１５２とが協働することにより実行される。
図２２は移動局３のハードウエア構成の一例の説明図である。移動局３は、ＣＰＵ２５０と、メモリ２５１と、ＬＳＩ２５２と、無線通信回路２５３及び２５４と、アンテナ２０１を備える。メモリ１５１は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリを含んでいてよい。ＬＳＩ１５２は、FPGA、ASICやDSP等を含んでいてよい。無線通信回路２５３は、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路などを含んでいてよい。無線通信回路２５４は、デジタル・アナログ変換回路や、周波数変換回路などを含んでいてよい。
図４の無線処理部２０２及び無線処理部２１６の上記動作は、例えば、無線通信回路１５３及び１５４によって実行される。ＦＦＴ部２０３、復調部２０４、復号部２０５、制御チャネル復調部２０６、制御情報処理部２０７、データ処理部２０８、多重部２０９、シンボルマッピング部２１０の上記動作は、ＣＰＵ２５０とＬＳＩ２５２とが協働することにより実行される。多重部２１１、ＦＦＴ部２１２、周波数マッピング部２１３、ＩＦＦＴ部２１４、送信タイミング制御部２１５、パイロット生成部２１７及びプリアンブル生成部２１８の上記動作は、ＣＰＵ２５０とＬＳＩ２５２とが協働することにより実行される。
なお、図２１及び図２２に示すハードウエア構成は実施例の説明のための例示にすぎない。以下に記載される動作を実行するものであれば、本明細書に記載される基地局２及び移動局３は他のどのようなハードウエア構成を採用してもよい。
また、図２〜５の機能構成図は、本明細書において説明される基地局２及び移動局３の機能に関係する構成を中心に示している。基地局２及び移動局３は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。
図７、図８、図１０、図１５、図１８〜図２０を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してもよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。
ここに記載されている全ての例及び条件的な用語は、読者が、本発明と技術の進展のために発明者により与えられる概念とを理解する際の助けとなるように、教育的な目的を意図したものであり、具体的に記載されている上記の例及び条件、並びに本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する本明細書における例の構成に限定されることなく解釈されるべきものである。本発明の実施例は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であると解すべきである。
１ 通信システム
２ 基地局装置
３ａ〜３ｆ 移動局装置
１０、１１８ グループ生成部
１２ 補正量計算部
１４、１１９ 指定部
１５、１２０ 指示信号生成部
２０ 観測信号送信部
２２、２１５ 送信タイミング制御部
１１７ ＴＡ値計算部
２１７ パイロット生成部

Claims (15)

  1. 移動局装置をグループ化するグループ生成部と、
    前記グループ生成部により生成されたグループのうち第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて、上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量を計算する補正量計算部と、
    第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を、前記グループのうち第１移動局装置と異なる第２移動局装置における上りリンクの送信タイミングの補正量として送信する補正量送信部と、
    を備えることを特徴とする基地局装置。
  2. 前記グループのうちいずれかの移動局装置を第１移動局装置として指定する指定部と、
    第１移動局装置に前記観測信号を送信させる指示信号を送信する指示信号送信部と、
    を備えることを特徴とする基地局装置。
  3. 前記グループを識別するグループ識別子を前記グループに属する移動局装置に送信するグループ識別子送信部を備え、
    前記補正量送信部は、第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量の宛先を前記グループ識別子により指定する、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
  4. 第１移動局装置を識別する移動局識別子を前記グループに属する移動局装置に送信する移動局識別子送信部を備え、
    前記補正量送信部は、第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量の宛先を前記移動局識別子により指定する、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
  5. 前記指定部は、第１移動局装置として指定する移動局装置を、前記グループに属する移動局装置の間で時間的に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
  6. 前記指定部は、上りリンクのスケジューリング要求を送信した移動局装置を第１移動局装置として指定することを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
  7. 第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量の送信に付随する制御信号に、前記グループに固有に割り当てられたサーチスペースの無線リソースを割り当てるリソース制御部を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の基地局装置。
  8. 前記グループ生成部は、移動局装置毎に算出した上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量に応じて、移動局装置をグループ化することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の基地局装置。
  9. 移動局装置であって、
    前記移動局装置と異なる第２移動局装置から送信される観測信号を基地局装置が受信した受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を受信する補正量受信部と、
    受信された前記タイミング補正量に基づいて、上りリンクの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、
    を備えることを特徴とする移動局装置。
  10. 前記観測信号を前記移動局装置に送信させる指示信号を受信する指示信号受信部と、
    前記指示信号に応答し、前記指示信号を受信した場合に前記観測信号を反復的に送信する観測信号送信部と、
    を備えることを特徴とする請求項９に記載の移動局装置。
  11. 移動局装置のグループを識別するグループ識別子を基地局装置から受信するグループ識別子受信部を備え、
    前記補正量受信部は、前記グループ識別子を宛先に指定して送信された前記タイミング補正量を受信することを特徴とする請求項９又は１０に記載の移動局装置。
  12. 第２移動局装置を識別する移動局識別子を基地局装置から受信する移動局識別子受信部を備え、
    前記補正量受信部は、前記移動局識別子を宛先に指定して送信された前記タイミング補正量を受信することを特徴とする請求項９又は１０に記載の移動局装置。
  13. 前記観測信号送信部は、上りリンク参照信号を反復的に送信することを特徴とする請求項１０に記載の移動局装置。
  14. 移動局装置と基地局装置を備える通信システムであって、
    移動局装置をグループ化するグループ生成部と、
    前記グループ生成部により生成されたグループのうち第１移動局装置から送信される観測信号を基地局装置が受信する受信タイミングに基づいて、上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量を計算する補正量計算部と、
    第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を、前記グループのうち第１移動局装置と異なる第２移動局装置における上りリンクの送信タイミングの補正量として送信する補正量送信部と、
    を備える通信システム。
  15. 移動局装置をグループ化し、
    移動局装置のグループのうち第１移動局装置から送信される観測信号を基地局装置が受信する受信タイミングに基づいて、上りリンクの送信タイミングのタイミング補正量を計算し、
    第１移動局装置から送信される観測信号の受信タイミングに基づいて計算されたタイミング補正量を、前記グループのうち第１移動局装置と異なる第２移動局装置における上りリンクの送信タイミングの補正量として送信する、ことを特徴とする通信方法。
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