KR20090101088A

KR20090101088A - 통신 시스템, 단말 장치 및 통신 방법

Info

Publication number: KR20090101088A
Application number: KR1020090015836A
Authority: KR
Inventors: 도모노리 사또; 도시오 가와사끼; 다까오 나까가와
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2009-09-24
Also published as: JP5029450B2; JP2009232131A; US20090238126A1; CN101541092A; EP2104393A1

Abstract

RACH에서의 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축하는 것이다. 통신 시스템은 단말 장치(200)가, 단말 장치(200)의 위치, 전파로 지연량에 기초하여, 추정 TA 정보를 산출한다. 그리고, 단말 장치(200)는 기지국(100)으로부터 송신되는 TA 정보와 추정 TA 정보를 기초로 하여, TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하고, 판정 결과(자신앞의 TA 정보인 경우)에 따라서, 「Message3」을 기지국(100)에 송신할지의 여부를 판정한다.

기지국, RF부, 복조부, 변조부, RACH 신호 처리부, 단말 장치, TA 검출부, TA 정보 추정부

Description

통신 시스템, 단말 장치 및 통신 방법{COMMUNICATION SYSTEM, MOBILE STATION, AND COMMUNICATION METHOD}

본 발명은, 랜덤 액세스 번호를 이용하여, 기지국과 단말 장치 사이에서 통신을 행하는 통신 시스템 등에 관한 것으로, 특히 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 통신 시스템 및 단말 장치에 관한 것이다.

차세대의 이동체 통신 시스템(예를 들면, LTE(Long Term Evolution)에 기초한 이동체 통신 시스템)은, 패킷 및 디지털 음성, 화상 등을 포함한 각종 데이터를 단말 장치(User Equipment : UE) 사이에서 송수신하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 이 이동체 통신 시스템은, 복수의 단말 장치가 기지국(eNB)에 한번에 액세스함으로써 발생하는 액세스의 실패 등에 대처하기 위해, RACH(Random Access Channel)를 사용하여, 초기 액세스를 행하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2, 3 참조).

도 12는, RACH에 의한 초기 액세스가 완료될 때까지의 시퀀스의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 단말 장치(UE1)는 프리앰블 번호를 랜덤하게 선택하여, 「Message1」을 기지국(eNB)에 송신한다.

기지국은 단말 장치의 신호를 수신하고, 파워 검출을 행하여, 타이밍 정보(이하, TA < Timinge Advance > 정보라고 표기함)를 산출하고, 이 TA 정보를 「Message2」로 단말 장치에 통지한다. 단말 장치는 기지국으로부터 통지된 TA 정보를 사용하여 송신 타이밍을 조정하고, 단말 장치 고유의 정보를 「Message3」으로 기지국에 송신한다.

기지국은 「Message3」을 복호하고, 호의 접속에 필요한 정보를 「Message4」로 단말 장치에 통지한다. 이와 같이, 단말 장치와 기지국 사이에서 「Message1」∼ 「Message4」를 송수신한 후에, 단말 장치는 호의 접속을 행할 수 있다.

여기서, TA 정보에 대해서 설명한다. 도 13은, TA 정보의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 상기의 이동체 통신 시스템에서는, 기지국의 기준 타이밍에 맞추어, 단말 장치의 신호를 착신시킬 필요가 있다. 도 13에 나타낸 예와 같이, 단말 장치의 신호가 타이밍 1에서 기지국에 착신되었다고 하면, 기지국은 기준 타이밍에서 단말 장치의 신호가 착신되도록 기준 타이밍과 타이밍 1과의 차분만큼, 송신 타이밍을 빠르게 하도록 단말 장치에 타이밍 정보를 보낸다. 이 타이밍 정보를 TA 정보라고 부른다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공표 제2002-524990호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2001-326978호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2004-274794호 공보

그러나, 전술한 종래의 기술에서는, RACH에서 이용되는 프리앰블의 수가 적기 때문에, 복수의 단말 장치가 동일한 프리앰블 번호로 「Message1」을 기지국에 송신할 확률이 높아져, 초기 액세스에 시간이 걸린다고 하는 문제가 있었다. 도 14는, 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 도 14에서는, 2개의 단말 장치(단말 장치 A, 단말 장치 B)가 동일한 프리앰블 번호로 「Message1」을 송신한 경우를 예로 들어 설명한다.

도 14에 도시한 바와 같이, 단말 장치 A, B가 동일한 프리앰블 번호로 「Message1」을 송신하면, 기지국에서는 멀티패스와 같이 되고, 「Message1」의 파워 검출을 행하여, TA 정보를 산출하고, 단말 장치 A, B에 TA 정보를 「Message2」로 송신한다.

각 단말 장치 A, B에서는, 자신앞의 TA 정보로서 처리를 계속하고, 단말 장치 개별의 정보를 「Message3」으로 기지국에 송신한다. 여기서, 「Message3」의 충돌이 발생한다. 기지국에서는, 각「Message3」에 포함되는 단말 장치 A와 단말 장치 B의 개별 정보가 서로 다르기 때문에, 각 신호가 서로 간섭하여, 「Message3」을 복조할 수 없게 된다.

그 결과, 단말 장치 A, B에 대해 「Message4」가 송신되지 않기 때문에, 단말 장치 A, B는, 재차 기지국에 대해 「Message3」을 송신한다. 단말 장치 A, B는, 「Message4」를 수신할 때까지, 설정된 최대 재송 횟수만큼, 「Message3」을 재송한다.

단말 장치 A, B는, 최대 재송 횟수만큼 「Message3」을 재송한 후에, 비로소 충돌을 인식하고, 재차 「Message1」을 송신하는 것으로부터 초기 액세스를 개시하므로, 초기 액세스에 시간이 걸리게 된다.

이 개시된 시스템 및 장치는, 전술한 종래 기술에 의한 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 통신 시스템 및 단말 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 이 통신 시스템은 RACH(Random Access Channel)를 이용하여, 기지국과 단말 장치 사이에서 통신을 행하는 통신 시스템으로서, 상기 단말 장치는, 상기 기지국에 제1 신호를 송신하는 제1 송신 수단과, 상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달한 타이밍과의 차분을 나타내는 제1 타이밍 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 수단과, 상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달하는 것으로 추정되는 타이밍과의 차분을 나타내는 제2 타이밍 정보를 산출하는 산출 수단과, 상기 제1 타이밍 정보 및 상기 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 제2 송신 수단을 구비한다.

또한, 이 통신 시스템은, 상기 통신 시스템에서, 상기 산출 수단은, 상기 기지국과 상기 단말 장치의 거리 및/또는 상기 기지국과 상기 단말 장치 사이에서 송수신되는 전파의 지연량에 기초하여 상기 제2 타이밍 정보를 산출할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템은, 상기 통신 시스템에서, 상기 제2 송신 수단은, 자 단말 장치의 이동 속도 및/또는 전파의 수신 강도를 더 이용하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 것을 요건으로 한다.

또한, 이 통신 시스템은, 상기 통신 시스템에서, 상기 제1 송신 수단은, 미리 준비된 복수의 프리앰블 번호 중 어느 하나의 프리앰블 번호를 상기 제1 신호로 설정하여 상기 기지국에 송신하고, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호로 설정된 프리앰블 번호를 변경할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템은, 상기 통신 시스템에서, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 타이밍 정보에 기초하여, 상기 제1 신호를 송신하는 타이밍을 변경할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템은, 상기 통신 시스템에서, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호의 송신 전력을 변경할 수 있다.

또한, 이 단말 장치는, RACH(Random Access Channel)를 이용하여, 기지국과 통신을 행하는 단말 장치로서, 상기 단말 장치는, 상기 기지국에 제1 신호를 송신하는 제1 송신 수단과, 상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달한 타이밍과의 차분을 나타내는 제1 타이밍 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 수단과, 상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달하는 것으로 추정되는 타이밍과의 차분을 나타내는 제2 타이밍 정보를 산 출하는 산출 수단과, 상기 제1 타이밍 정보 및 상기 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 제2 송신 수단을 구비한다.

또한, 이 단말 장치는, 상기 단말 장치에서, 상기 산출 수단은, 상기 기지국과 상기 단말 장치의 거리 및/또는 상기 기지국과 상기 단말 장치 사이에서 송수신되는 전파의 지연량에 기초하여 상기 제2 타이밍 정보를 산출할 수 있다.

또한, 이 단말 장치는, 상기 단말 장치에서, 상기 산출 수단은, 자단말 장치의 이동 속도 및/또는 전파의 수신 강도에 기초하여, 제2 타이밍 정보를 보정할 수 있다.

또한, 이 단말 장치는, 상기 단말 장치에서, 상기 제1 송신 수단은, 미리 준비된 복수의 프리앰블 번호 중 어느 하나의 프리앰블 번호를 상기 제1 신호로 설정하여 상기 기지국에 송신하고, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호로 설정된 프리앰블 번호를 변경할 수 있다.

이 통신 시스템에 따르면, 단말 장치가, 제1 타이밍 정보와 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자국의 개별 정보를 기지국에 송신하는 것인지 혹은 제1 신호를 송신하는 것인지를 판정하므로, 자국의 개별 정보와, 타국의 개별 정보가 충돌하게 되는 것을 방지하여, 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템에 따르면, 단말 장치가, 기지국과 자국의 거리 및/또는 기지국과 자국 사이에서 송수신되는 전파의 지연량에 기초하여, 제2 타이밍 정 보를 산출하므로, 제2 타이밍 정보를 정확하게 산출할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템에 따르면, 자국의 이동 속도 및/또는 전파의 수신 강도를 더 이용하여, 자국의 개별 정보를 기지국에 송신하는 것인지 혹은 제1 신호를 송신하는 것인지를 판정하므로, 자국의 개별 정보와 타국의 개별 정보가 충돌하게 되는 것을 보다 정확하게 방지하여, 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템에 따르면, 제1 신호를 송신하는 경우에, 프리앰블 번호를 변경하므로, 자국의 개별 정보와 타국의 개별 정보가 충돌하게 되는 것을 예방할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템에 따르면, 제1 타이밍 정보에 기초하여, 제1 신호를 송신하는 타이밍을 변경하므로, 자국의 개별 정보와 타국의 개별 정보가 충돌하게 되는 것을 예방할 수 있다.

또한, 이 통신 시스템에 따르면, 제2 신호를 송신하는 경우에, 송신 전력을 변경하므로, 자국의 개별 정보와 타국의 개별 정보가 충돌하게 되는 것을 예방할 수 있다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 통신 시스템 및 단말 장치의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다.

<실시예 1>

도 1은, 본 실시예 1에 따른 통신 시스템의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 통신 시스템은 기지국(100)과 단말 장치(200)를 갖고, RACH(Random Access Channel)를 이용하여, 초기 액세스를 행한다. 또한, 여기서는 기지국(100), 단말 장치(200)만을 나타내지만, 이 통신 시스템은, 그 외에도 기지국, 단말 장치를 포함하고 있는 것으로 한다.

기지국(100)은 RF부(101)와, 복조부(102)와, 변조부(103)와, RACH 신호 처리부(104)를 갖는다. RF부(101)는 단말 장치(200)로부터 송신되는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 복조부(102)에 출력함과 함께, 변조부(103)로부터 입력되는 신호를 단말 장치(200)에 송신하는 수단이다.

복조부(102)는 RF부(101)로부터 입력되는 신호를 복조하고, 복조한 신호를 RACH 신호 처리부(104)에 출력하는 수단이다. 변조부(103)는 RACH 신호 처리부(104)로부터 입력되는 신호를 변조하고, 변조한 신호를 RF부(101)에 출력한다.

RACH 신호 처리부(104)는 RACH를 이용하여, 단말 장치(200)(혹은, 그 밖의 단말 장치)로부터의 호의 접속 요구에 응답하는 수단이다. 구체적으로, 이 RACH 신호 처리부(104)는 단말 장치(200)로부터 「Message1」을 수신한 경우에, 파워 검출을 행하여, TA 정보를 산출하고, 이 TA 정보를 「Message2」로 단말 장치(200)에 송신한다.

도 14에서 설명한 바와 같이, 이 TA 정보는 기지국(100)에서 미리 설정되어 있는 기준의 타이밍과, 「Message1」을 수신한 타이밍과의 차분의 정보를 포함하고, 단말 장치(200)는, 이러한 TA 정보를 참조하여, 신호의 송신 타이밍을 조정한다.

그 후, RACH 신호 처리부(104)는 단말 장치(200)로부터 고유 정보를 포함한 「Message3」을 수신한 경우에, 호의 접속에 필요한 정보를 「Message4」로 단말 장치(200)에 송신한다. 또한, RACH 신호 처리부(104)는 Message1을 동일한 프리앰블 번호로 송신한 복수의 단말 장치로부터 동시에, 「Message3」을 수신한 경우에는, 「Message3」의 충돌이 발생하기 때문에, 「Message4」를 해당하는 단말 장치에 송신할 수 없다.

단말 장치(200)는 RF부(201)와, 복조부(202)와, 변조부(203)와, RACH 신호 처리부(204)를 갖는다(단말 장치(200)의 상세한 구성은 후술함). RF부(201)는 기지국(100)으로부터 송신되는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 복조부(202)에 출력함과 함께, 변조부(203)로부터 입력되는 신호를 기지국(100)에 송신하는 수단이다.

복조부(202)는 RF부(201)로부터 입력되는 신호를 복조하고, 복조한 신호를 RACH 신호 처리부(204)에 출력하는 수단이다. 변조부(203)는 RACH 신호 처리부(204)로부터 입력되는 신호를 변조하고, 변조한 신호를 RF부(201)에 출력한다.

RACH 신호 처리부(204)는 RACH를 이용하여, 기지국(100)에 호의 접속 요구를 행하는 수단이다. 구체적으로, 이 RACH 신호 처리부(204)는, 우선 프리앰블 번호를 랜덤하게 선택하고, 「Message1」을 기지국(100)에 송신한다.

그리고, RACH 신호 처리부(204)는 기지국(100)으로부터 「Message2」에 의해, TA 정보를 취득한 경우에, 취득한 TA 정보가 자국(단말 장치(200))에 송신된 것인지의 여부를 판정한다.

RACH 신호 처리부(204)는 기지국(100)부터 단말 장치(200)까지의 거리, 전파로 지연량(단말 장치(200)부터 기지국(100)까지의 전파의 지연량)에 기초하여, TA 정보를 산출한다. 이하, 단말 장치(200)(RACH 신호 처리부(204)) 자신이 산출한 TA 정보를 추정 TA 정보로 표기한다.

RACH 신호 처리부(204)는 기지국(100)으로부터 수신한 TA 정보와 추정 TA 정보를 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 취득한 TA 정보가 자국(단말 장치(200))에 송신된 것인지의 여부를 판정한다. 그리고, 자국앞의 TA 정보인 것으로 판정된 경우에는, 개별 정보를 포함한 「Message4」를 기지국(100)에 송신한다. 한편, 자국앞의 TA 정보가 아닌 것으로 판정된 경우에는, 다시 「Message1」을 기지국(100)에 송신한다.

이와 같이, 본 실시예 1에 따른 통신 시스템은 단말 장치가, TA 정보와 추정 TA 정보를 기초로 하여, 기지국에 송신하는 신호(「Message4」 혹은 「Message1」)를 변경하므로, 기지국(100)에서, 「Message3」의 충돌을 회피하고, 호를 접속하기 위한 초기 액세스 시간을 단축할 수 있다.

도 2는, 본 실시예 1에 따른 통신 시스템에서의 신호의 주고 받음의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 나타낸 예에서는, 단말 장치(200, 300)가 동일한 프리앰블 번호를 포함한 「Message1」을 송신한 것으로 한다. 그러면, 기지국(100)은 TA 정보를 산출하고, 「Message2」를 단말 장치(200, 300)에 송신한다(단말 장치(300)의 구성은, 단말 장치(200)의 구성과 동일한 것으로 함).

「Message2」의 TA 정보는 단말 장치(300)의 정보인 것으로 하면, 단말 장치(200)는 자국앞의 TA 정보가 아닌 것으로 판정하므로, 「Message1」을 기지국(100)에 다시 송신한다. 한편, 단말 장치(300)는 자국앞의 TA 정보인 것으로 판 정하므로, 「Message3」을 기지국(100)에 송신한다.

기지국(100)은 단말 장치(300)로부터 송신된 「Message3」을 복조하여, 호의 접속에 필요한 정보를 「Message4」로 단말 장치(300)에 송신하고, 단말 장치(300)는 「Message4」를 수신하여 복조함으로써, 초기 액세스가 완료된다.

또한, 기지국(100)은, 재차 단말 장치(200)로부터 「Message1」을 수신한 경우에, TA 정보를 산출하여, 「Message2」를 단말 장치(200)에 송신한다. 단말 장치(200)는 수신한 TA 정보가 자국앞의 정보인 것으로 판정하고, 「Message3」을 기지국(100)에 송신한다.

기지국(100)은 단말 장치(200)로부터 송신된 「Message3」을 복조하여, 호의 접속에 필요한 정보를 「Message4」로 단말 장치(200)에 송신하고, 단말 장치(200)는, 그 신호를 수신하여 복조함으로써, 초기 액세스가 완료된다.

이와 같이, 각 단말 장치가, TA 정보와 추정 TA 정보를 비교하여, 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하므로, 「Message3」의 충돌을 회피할 수 있다. 이 때문에, 최대 재송 횟수분만큼, 「Message3」을 송신하는 일이 없어져, 초기 액세스 시간이 짧아진다.

도 3은, 본 실시예 1에 따른 단말 장치(200)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 단말 장치(200)는 RF부(210)와, 복조부(220)와, 변조부(230)와, TA 검출부(240)와, TA 정보 추정부(250)와, TA 타당성 판정 처리부(260)와, RACH 신호 제어부(270)와, RACH 신호 생성부(280)를 구비한다.

이 중, RF부(210)는 기지국(100)으로부터 송신되는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 복조부(220)에 출력함과 함께, 변조부(230)로부터 입력되는 신호를 기지국(100)에 송신하는 수단이다.

복조부(220)는 RF부(210)로부터 입력되는 신호를 복조하는 수단이다. 이 복조부(220)는 복조한 신호에 포함되는 유저 데이터를 다른 처리부(도시 생략)에 출력함과 함께, 복조한 신호를 TA 검출부(240) 및 RACH 신호 제어부(270)에 출력한다.

변조부(230)는 RACH 신호 생성부(280)로부터 입력되는 신호, 다른 처리부로부터 입력되는 유저 데이터, 채널을 추정하기 위한 파일럿 신호에 기초하여, 기지국(100)에 송신하는 신호를 생성(변조)하는 수단이다.

TA 검출부(240)는 복조부(220)로부터 입력되는 신호로부터 TA 정보를 검출하고, 검출한 TA 정보를 TA 타당성 판정 처리부(260)에 출력하는 수단이다.

TA 정보 추정부(250)는 기지국(100)과 단말 장치(200) 사이의 거리 및 전파로 지연량으로부터 단말 장치(200)의 위치(자국의 위치)를 추정하고, 추정 TA 정보를 산출하는 수단이다. 자국의 위치는 주지 기술의 어떤 방법을 이용하여도 무방하지만, 예를 들면 AFLT(Advanced Forward Link Trilateration) 방식 등을 이용하여, 자국의 위치를 산출할 수 있다.

도 4는, 기지국의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서, 기지국 A, B, C의 위치는 기지이며, 각각의 위치 좌표를 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)으로 한다. 또한, 단말 장치의 위치 좌표를 (x, y)로 하고, 기지국 A와 단말 장치의 거리를 r1, 기지국 B와 단말 장치의 거리를 r2, 기지국 C와 단말 장치 의 거리를 r3으로 한다.

기지국과 단말 장치의 거리, 기지국의 위치 좌표, 단말 장치의 위치 좌표의 관계는, 하기의 수학식 1∼ 수학식 3에 의해 표현할 수 있다.

또한, 기지국 A가 통지 신호를 송신한 시간을 tx1, 그 신호를 단말 장치가 수신한 시간을 tx1, 기지국 B가 통지 신호를 송신한 시간을 tx2, 그 신호를 단말 장치가 수신한 시간을 tx2, 기지국 C가 통지 신호를 송신한 시간을 tx3, 그 신호를 단말 장치가 수신한 시간을 tx3으로 한다.

또한, AFLT 방식의 전제 조건으로서, 기지국 A∼C, 단말 장치는 소정의 타이밍에서 동기하고 있기 때문에, 단말 장치는 각 기지국 A∼C가 통지 신호를 송신한 시간 tx1∼3을 기지의 정보로서 취급할 수 있다.

기지국이 통지 신호를 송신한 시간, 단말 장치가 통지 신호를 수신한 시간, 기지국과 단말 장치의 거리의 관계는, 하기의 수학식 4∼수학식 6에 의해 표현할 수 있다. 수학식 4∼수학식 6에 포함되는 「c」는 광속을 나타낸다.

TA 정보 추정부(250)는, 상기의 수학식 1∼수학식 6을 이용하여, 단말 장치의 위치 좌표(x, y)를 산출한다. 그리고, TA 정보 추정부(250)는 자국의 위치 좌표와, 기지국의 위치 좌표를 기초로 하여, 단말 장치(200)와 기지국(100)의 거리를 산출하고, 산출한 거리와 광속을 기초로 하여, 전파가 기지국에 도달하는 시간을 추정하고, 추정한 시간과, 기지국의 기준 타이밍과의 차분을 취함으로써, 추정 TA 시간을 산출한다.

또한, TA 시간 추정부(250)는 기지국(100)과의 사이에서 통신을 행함으로써, 전파의 전파 지연량을 산출하고, 산출한 전파 지연량에 따라서, 추정 TA 시간을 보정한다. 또한, 여기서는 일례로서, 단말 장치(200)의 위치 좌표를 이차원의 좌표로서 구하였지만, 삼차원의 좌표로서 구하여도 된다. 또한, 단말 장치(200)의 위치를 산출하는 방법은, AFLT 방식 이외의 방법(예를 들면, GPS <Global Positioning System>)을 이용하여 산출하여도 된다.

TA 타당성 판정 처리부(260)는 TA 정보와 추정 TA 정보를 비교하여, 기지 국(100)으로부터의 TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하고, 판정 결과를 RACH 신호 제어부(270)에 출력하는 수단이다.

구체적으로, TA 타당성 판정 처리부(260)는 TA 정보와 추정 TA 정보와의 차분값(이하, TA 차분 정보라고 표기함)을 산출하고, TA 차분 정보와, 제1 임계값, 제2 임계값(제1 임계값 > 제2 임계값)을 비교함으로써, n(n은 2 이상의 자연수 ; 본 실시예 1에서는, 설명의 편의상, n=3으로서 설명함) 종류의 판정 결과를 RACH 신호 제어부(270)에 출력한다.

TA 타당성 판정 처리부(260)는 TA 차분 정보가, 제1 임계값보다도 큰 경우에는, 제1 판정 결과를 RACH 신호 제어부(270)에 출력한다. TA 차분 정보가, 제1 임계값 이하 또한 제2 임계값보다도 큰 경우에는, 제2 판정 결과를 RACH 신호 제어부(270)에 출력한다. 또한, TA 차분 정보가, 제2 임계값 이하인 경우에는, 제3 판정 결과를 RACH 신호 제어부(270)에 출력한다.

여기서, TA 정보가 단말 장치(200)앞의 TA 정보로 될 확률은, 제1 판정 결과, 제2 판정 결과, 제3 판정 결과의 순서로 커진다. 바꿔 말하면, TA 타당성 판정 처리부(260)가, 제1 판정 결과를 출력하는 경우에는, TA 정보가 단말 장치(200)앞의 TA 정보일 가능성이 매우 낮은 것을 나타낸다. 한편, TA 타당성 판정 처리부(260)가, 제3 판정 결과를 출력하는 경우에는, TA 정보가 단말 장치(200)앞의 TA 정보일 가능성이 매우 큰 것을 나타낸다.

RACH 신호 제어부(270)는 RACH 신호 생성부(280)를 제어하여, RACH에 기초한 각종 신호를 기지국(100)에 송신하는 처리부이다. 우선, RACH 신호 제어부(270)는 기지국(100)에 호의 접속 요구를 실행하는 경우에는, 프리앰블 번호를 랜덤하게 선택하고, RACH 신호 생성부(280)를 제어하여, 「Message1」을 기지국(100)에 송신한다.

그 후, RACH 신호 제어부(270)는 「Message2」를 기지국(100)으로부터 수신한 경우에는, TA 타당성 판정 처리부(260)의 판정 결과에 기초하여, 다시 「Message1」을 기지국(100)에 송신할지 혹은 「Message3」을 기지국(100)에 송신할지를 판정한다.

<제1 판정 결과를 취득한 경우>

RACH 신호 제어부(270)는, 제1 판정 결과를 취득한 경우에는, 최대 재송 횟수 m(「Message3」을 재송하는 최대의 횟수 ; m은 자연수)으로부터 임계값 x1을 감산한 결과 얻어지는 횟수(이하, 제1 횟수)만큼, 「Message3」을 기지국(100)에 송신한다.

RACH 신호 제어부(270)는, 제1 횟수만큼 「Message3」을 송신하여도, 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신하지 않는 경우에는, 「Message1」을 기지국(100)에 송신한다. 또한, RACH 신호 제어부(270)는, 제1 판정 결과를 취득한 경우에는, TA 정보가 자국앞의 TA 정보일 가능성이 매우 낮으므로, 「Message3」의 송신을 행하지 않고, 「Message1」을 재송하여도 된다.

<제2 판정 결과를 취득한 경우>

RACH 신호 제어부(270)는, 제2 판정 결과를 취득한 경우에는, 최대 송신 횟수 m으로부터 임계값 x2(단, x1 > x2)를 감산한 결과 얻어지는 횟수(이하, 제2 횟 수)만큼, 「Message3」을 기지국(100)에 송신한다. RACH 신호 제어부(270)는, 제2 횟수만큼 「Message3」을 송신하여도, 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신하지 않는 경우에는, 「Message1」을 기지국(100)에 송신한다.

<제3 판정 결과를 취득한 경우>

RACH 신호 제어부(270)는, 제3 판정 결과를 취득한 경우에는, 최대 송신 횟수 m으로부터 임계값 x3(단, x1 > x2 > x3)을 감산한 결과 얻어지는 횟수(이하, 제3 횟수)만큼, 「Message3」을 기지국(100)에 송신한다. RACH 신호 제어부(270)는, 제3 횟수만큼 「Message3」을 송신하여도, 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신하지 않는 경우에는, 「Message1」을 기지국(100)에 송신한다.

RACH 신호 제어부(270)는, 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신한 경우에는, 「Message4」에 포함되는, 호의 접속에 필요한 정보에 기초하여, 기지국(100)에 호의 접속을 행한다. 또한, RACH 신호 생성부(280)는 RACH 신호 제어부(270)에 제어되고, 「Message1」, 「Message3」등을 생성하는 수단이다.

도 5는, 본 실시예 1에 따른 단말 장치(200)의 처리 수순을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 5의 설명에서는 일례로서, TA의 분해능을 약 150m(0.52μsec)로 하고, 제1 임계값 th1을 「1.04㎲」, 제2 임계값 th2를 「0.52㎲」, 최대 송신 횟수 m을 「4」, 임계값 x1을 「4(최대 송신 횟수 m과 동등한 값)」, 임계값 x2를 「2」, 임계값 x3을 「0」으로 한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 단말 장치(200)는 프리앰블 번호를 선택하고(스텝 S101), 「Message1」을 기지국(100)에 송신하고(스텝 S102), 거리 추정 및 전송로 의 지연량으로부터 자국의 위치를 산출하고, 추정 TA 정보를 생성한다(스텝 S103).

그리고, 단말 장치(200)는 「Message2」를 기지국(100)으로부터 수신하고(스텝 S104), TA 정보와 추정 TA 정보를 비교하여, TA 차분 정보(ΔTA)를 산출한다(스텝 S105). TA 차분 정보가 제1 임계값 「1.04㎲」 이하인 경우에는(스텝 S106, "아니오"), th1(1.04㎲) ≥ ΔTA > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키는지의 여부를 판정한다(스텝 S107).

단말 장치(200)는 th1(1.04㎲) ≥ ΔTA > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키지 않는 경우에는(스텝 S107, "아니오"), 변수 N에, m(4)-x3(0)의 값을 대입하고(스텝 S108), 스텝 S111로 이행한다.

한편, 단말 장치(200)는 th1(1.04㎲) ≥ ΔTA > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키는 경우에는(스텝 S107, "예"), 변수 N에, m(4)-x2(2)의 값을 대입하고(스텝 S109), 스텝 S111로 이행한다.

그런데, 단말 장치(200)는 TA 차분 정보가 제1 임계값 「1.04㎲」보다도 큰 경우에는(스텝 S106, "예"), 변수 N에, m(4)-x1(4)의 값을 대입하고(스텝 S110), 변수 N의 수치가 「0」인지의 여부를 판정한다(스텝 S111).

변수 N의 수치가 「0」인 경우에는(스텝 S111, "예"), 스텝 S102로 이행한다. 한편, 변수 N의 수치가 「0」 이외인 경우에는(스텝 S111, "아니오"), 「Message3」을 기지국(100)에 송신하고(스텝 S112), 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신한 경우에는(스텝 S113, "예"), 처리를 종료한다(초기 액세스가 완료됨). 한편, 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신하지 않는 경우에는(스 텝 S113, "아니오"), 변수 N의 수치로부터 1을 감산하고(스텝 S114), 스텝 S111로 이행한다.

또한, 스텝 S103의 처리는, 스텝 S102와 스텝 S104 사이에서 처리할 필요는 없고, 스텝 S105의 처리를 행할 때까지 완료하면 된다.

전술해 온 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 통신 시스템은, 단말 장치(200)가, 단말 장치의 위치, 전파로 지연량에 기초하여, 추정 TA 정보를 산출하고, 기지국(100)으로부터 송신되는 TA 정보와 추정 TA 정보를 기초로 하여, TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라서, 「Message3」을 기지국(100)에 송신할지의 여부를 판정하므로, 다른 단말 장치로부터 송신되는 신호와 자국으로부터 송신되는 신호가 충돌한다고 하는 문제를 해소하여, 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

<실시예 2>

다음으로, 본 실시예 2에 따른 통신 시스템의 단말 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예 2에 따른 단말 장치는, 기지국(100)으로부터 송신되는 전파의 수신 전력을 검출하고, 검출 결과에 기초하여, TA 차분 정보를 보정한다. 그리고, 보정한 TA 차분 정보를 이용하여, 기지국으로부터의 TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정한다.

이와 같이, 단말 장치는 수신 강도의 검출 결과에 기초하여, TA 차분 정보를 보정하므로, 기지국(100)으로부터 송신되는 TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 보다 정확하게 판정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 실시예 2에 따른 통신 시스템의 구성은, 도 1의 시스템 구성과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

다음으로, 본 실시예 2에 따른 단말 장치(400)의 구성에 대해서 설명한다. 도 6은, 본 실시예 2에 따른 단말 장치(400)의 구성의 일례를 나타내는 기능 블록도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 이 단말 장치(400)는 RF부(410)와, 복조부(420)와, 변조부(430)와, TA 검출부(440)와, TA 정보 추정부(450)와, TA 타당성 판정 처리부(460)와, RACH 신호 제어부(470)와, RACH 신호 생성부(480)를 구비한다.

여기서, RF부(410), 복조부(420), 변조부(430), TA 검출부(440), TA 정보 추정부(450), RACH 신호 제어부(470), RACH 신호 생성부(480)에 관한 설명은, 도 3에 나타낸 RF부(210), 복조부(220), 변조부(230), TA 검출부(240), TA 정보 추정부(250), RACH 신호 제어부(270), RACH 신호 생성부(280)에 관한 설명과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

TA 타당성 판정 처리부(460)는 TA 정보, 추정 TA 정보 및 전파의 수신 전력에 기초하여, 기지국(100)으로부터의 TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하는 수단이다. 구체적으로, 우선 TA 타당성 판정 처리부(460)는 TA 정보와 추정 TA 정보와의 차분을 구함으로써, TA 차분 정보를 산출한다.

또한, TA 타당성 판정 처리부(460)는 기지국(100)으로부터 수신하는 전파의 수신 전력의 높이를 검출하고, 검출한 수신 전력에 기초하여, 가중 계수 k를 산출한다. 도 7은, 수신 전력의 높이와 가중 계수 k의 관계를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 가중 계수 k는 0 < k ≤ 1.0의 값이며, 수신 전력이 높을수 록 가중 계수 k는 1에 가까운 값으로 되고, 수신 전력이 낮을수록, 가중 계수 k는 0에 가까운 값으로 된다.

TA 타당성 판정 처리부(460)는 TA 차분 정보의 값을 가중 계수 k로 나눔으로써, 확률 계수 Pk를 산출하고, 확률 계수 Pk와, 제1 임계값, 제2 임계값(제1 임계값 > 제2 임계값)을 비교함으로써, n(n은 2 이상의 자연수 ; 본 실시예 2에서는, 설명의 편의상, n=3으로서 설명함) 종류의 판정 결과를 RACH 신호 제어부(470)에 출력한다.

TA 타당성 판정 처리부(460)는 확률 계수 Pk가, 제1 임계값보다도 큰 경우에는, 제1 판정 결과를 RACH 신호 제어부(470)에 출력한다. 확률 계수 Pk가, 제1 임계값 이하 또한 제2 임계값보다도 큰 경우에는, 제2 판정 결과를 RACH 신호 제어부(470)에 출력한다. 또한, 확률 계수 Pk가, 제2 임계값 이하인 경우에는, 제3 판정 결과를 RACH 신호 제어부(470)에 출력한다.

여기서, TA 정보가 단말 장치(400)앞의 TA 정보로 될 확률은, 제1 판정 결과, 제2 판정 결과, 제3 판정 결과의 순서로 커진다. 바꿔 말하면, TA 타당성 판정 처리부(460)가, 제1 판정 결과를 출력하는 경우에는, TA 정보가 단말 장치(400)앞의 TA 정보일 가능성이 매우 낮은 것을 나타낸다. 한편, TA 타당성 판정 처리부(460)가, 제3 판정 결과를 출력하는 경우에는, TA 정보가 단말 장치(400)앞의 TA 정보일 가능성이 매우 큰 것을 나타낸다.

다음으로, 본 실시예 2에 따른 단말 장치(400)의 처리 수순에 대해서 설명한다. 도 8은, 본 실시예 2에 따른 단말 장치(400)의 처리 수순을 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 8의 설명에서는 일례로서, TA의 분해능을 약 150m(0.52μsec)로 하고, 제1 임계값 th1을 「1.04㎲」, 제2 임계값 th2를 「0.52㎲」, 최대 송신 횟수 m을 「4」, 임계값 x1을 「4(최대 송신 횟수 m과 동등한 값)」, 임계값 x2를 「2」, 임계값 x3을 「0」으로 한다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 단말 장치(400)는 프리앰블 번호를 선택하고(스텝 S201), 「Message1」을 기지국(100)에 송신하고(스텝 S202), 거리 추정 및 전파로의 지연량으로부터 자국의 위치를 산출하고, 추정 TA 정보를 생성한다(스텝 S203).

그리고, 단말 장치(400)는 「Message2」를 기지국(100)으로부터 수신하고(스텝 S204), TA 정보와 추정 TA 정보를 비교하여, TA 차분 정보(ΔTA)를 산출한다(스텝 S205).

단말 장치(400)는 수신 전력을 검출하여, 확률 계수 Pk를 산출하고(스텝 S206), 확률 계수 Pk가 제1 임계값 「1.04㎲」 이하인 경우에는(스텝 S207, "아니오"), th1(1.04㎲) ≥ Pk > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키는지의 여부를 판정한다(스텝 S208).

단말 장치(400)는 th1(1.04㎲) ≥ Pk > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키지 않는 경우에는(스텝 S208, "아니오"), 변수 N에, m(4)-x3(0)의 값을 대입하고(스텝 S209), 스텝 S212로 이행한다.

한편, 단말 장치(400)는 th1(1.04㎲) ≥ Pk > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키는 경우에는(스텝 S208, "예"), 변수 N에, m(4)-x2(2)의 값을 대입하고(스텝 S210), 스텝 S212로 이행한다.

그런데, 단말 장치(400)는 확률 계수 Pk가 제1 임계값 「1.04㎲」보다도 큰 경우에는(스텝 S207, "예"), 변수 N에, m(4)-x1(4)의 값을 대입하고(스텝 S211), 변수 N의 수치가 「0」인지의 여부를 판정한다(스텝 S212).

변수 N의 수치가 「0」인 경우에는(스텝 S212, "예"), 스텝 S202로 이행한다. 한편, 변수 N의 수치가 「0」 이외인 경우에는(스텝 S212, "아니오"), 「Message3」을 기지국(100)에 송신하고(스텝 S213), 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신한 경우에는(스텝 S214, "예"), 처리를 종료한다(초기 액세스가 완료됨). 한편, 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신하지 않는 경우에는(스텝 S214, "아니오"), 변수 N의 수치로부터 1을 감산하고(스텝 S215), 스텝 S212로 이행한다.

또한, 스텝 S203의 처리는, 스텝 S202와 스텝 S204 사이에서 처리할 필요는 없고, 스텝 S205의 처리를 행할 때까지 완료하면 된다. 또한, 스텝 S212에서 "예"인 경우에, 다시 Message1을 송신하지만, 이 경우 스텝 S203의 처리를 반드시 행할 필요는 없다.

또한, 스텝 S206의 수신 전력의 검출은 확률 계수 Pk를 산출할 때까지 완료하면 된다. 또한, 스텝 S212에서 "예"인 경우, 다시 Message1을 송신한 경우, 수신 전력이 변하지 않은 경우에는, 반드시 확률 계수 Pk를 산출할 필요는 없다.

전술해 온 바와 같이, 본 실시예 2에 따른 통신 시스템은, 단말 장치(400)가, 단말 장치(400)의 위치, 전파 지연량에 기초하여, 추정 TA 정보를 산출하고, 기지국(100)으로부터 송신되는 TA 정보, 추정 TA 정보, 전파의 수신 전력의 높이를 기초로 하여, TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라서, 「Message3」을 기지국(100)에 송신할지의 여부를 판정하므로, 다른 단말 장치로부터 송신되는 신호와 자국으로부터 송신되는 신호가 충돌한다고 하는 문제를 해소하여, 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 실시예 2에서는, TA 차분 정보를 가중 계수 k로 나눔으로써, 확률 계수 Pk를 산출하고, TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 가중 계수 k를 제1 임계값 및 제2 임계값에 적응하여도 된다.

그 경우, 수신 전력이 낮은 경우에는, 제1, 제2 임계값의 값은, 가중 계수를 적응하기 전과 비교하여, 작아지는 것이 바람직하고, 수신 전력이 높은 경우에는, 적응 전과 비교하여 동등하거나 혹은 커지는 것이 바람직하다.

예를 들면, 제1, 제2 임계값에 가중 계수를 적응하면, 제1, 제2 임계값은, 하기의 수학식으로 표현할 수 있다.

<실시예 3>

다음으로, 본 실시예 3에 따른 통신 시스템의 단말 장치(500)에 대해서 설명한다. 본 실시예 3에 따른 단말 장치는 자국의 이동 속도를 검출하고, 검출 결과에 기초하여, TA 차분 정보를 보정한다. 그리고, 보정한 TA 차분 정보를 이용하 여, 기지국으로부터의 TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정한다.

이와 같이, 단말 장치는 이동 속도의 검출 결과에 기초하여, TA 차분 정보를 보정하므로, 기지국(100)으로부터 송신되는 TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 보다 정확하게 판정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 실시예 3에 따른 통신 시스템의 구성은, 도 1의 시스템 구성과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

다음으로, 본 실시예 3에 따른 단말 장치(500)의 구성에 대해서 설명한다. 도 9는, 본 실시예 3에 따른 단말 장치(500)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 이 단말 장치(500)는 RF부(510)와, 복조부(520)와, 변조부(530)와, TA 검출부(540)와, TA 정보 추정부(550)와, TA 타당성 판정 처리부(560)와, RACH 신호 제어부(570)와 RACH 신호 생성부(580)를 구비한다.

여기서, RF부(510), 복조부(520), 변조부(530), TA 검출부(540), TA 정보 추정부(550), RACH 신호 제어부(570), RACH 신호 생성부(580)에 관한 설명은, 도 3에 나타낸 RF부(210), 복조부(220), 변조부(230), TA 검출부(240), TA 정보 추정부(250), RACH 신호 제어부(270), RACH 신호 생성부(280)에 관한 설명과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

TA 타당성 판정 처리부(560)는 TA 정보, 추정 TA 정보 및 자국(단말 장치(500))의 이동 속도에 기초하여, 기지국으로부터의 TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하는 수단이다. 또한, TA 타당성 판정 처리부(560)는, 주지의 기술을 이용하여, 이동 속도를 산출하는 것으로 한다.

구체적으로, 우선 TA 타당성 판정 처리부(560)는 TA 정보와 추정 TA 정보와 의 차분을 구함으로써, TA 차분 정보를 산출한다. 그리고, TA 타당성 판정 처리부(560)는 자국의 이동 속도를 검출하고, 검출한 이동 속도에 기초하여, 가중 계수 v를 산출한다.

도 10은, 이동 속도와 가중 계수 v의 관계를 나타내는 도면이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 가중 계수 v는 0 < v ≤ 1.0의 값이며, 자국의 이동 속도가 낮을(느릴)수록 가중 계수 v는 1에 가까운 값으로 되고, 자국의 이동 속도가 높을(빠를)수록 가중 계수 v는 0에 가까운 값으로 된다.

TA 타당성 판정 처리부(560)는 TA 차분 정보의 값을 가중 계수 v로 나눔으로써, 확률 계수 Pv를 산출하고, 확률 계수 Pv와, 제1 임계값, 제2 임계값(제1 임계값 > 제2 임계값)을 비교함으로써, n(n은 2 이상의 자연수 ; 본 실시예 3에서는, 설명의 편의상, n=3으로서 설명함) 종류의 판정 결과를 RACH 신호 제어부(570)에 출력한다.

TA 타당성 판정 처리부(560)는 확률 계수 Pv가, 제1 임계값보다도 큰 경우에는, 제1 판정 결과를 RACH 신호 제어부(570)에 출력한다. 확률 계수 Pv가, 제1 임계값 이하 또한 제2 임계값보다도 큰 경우에는, 제2 판정 결과를 RACH 신호 제어부(570)에 출력한다. 또한, 확률 계수 Pv가, 제2 임계값 이하인 경우에는, 제3 판정 결과를 RACH 신호 제어부(570)에 출력한다.

여기서, TA 정보가 단말 장치(500)앞의 TA 정보로 될 확률은, 제1 판정 결과, 제2 판정 결과, 제3 판정 결과의 순서로 커진다. 바꿔 말하면, TA 타당성 판정 처리부(560)가, 제1 판정 결과를 출력하는 경우에는, TA 정보가 단말 장치(500) 앞의 TA 정보일 가능성이 매우 낮은 것을 나타낸다. 한편, TA 타당성 판정 처리부(560)가, 제3 판정 결과를 출력하는 경우에는, TA 정보가 단말 장치(500)앞의 TA 정보일 가능성이 매우 큰 것을 나타낸다.

다음으로, 본 실시예 3에 따른 단말 장치(500)의 처리 수순에 대해서 설명한다. 도 11은, 본 실시예 3에 따른 단말 장치(500)의 처리 수순을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 11의 설명에서는 일례로서, 제1 임계값 th1을 「1.04㎲」, 제2 임계값 th2를 「0.52㎲」, 최대 송신 횟수 m을 「4」, 임계값 x1을 「4(최대 송신 횟수 m과 동등한 값)」, 임계값 x2를 「2」, 임계값 x3을 「0」으로 한다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 단말 장치(500)는 프리앰블 번호를 선택하고(스텝 S301), 「Message1」을 기지국(100)에 송신하고(스텝 S302), 거리 추정 및 전파로의 지연량으로부터 자국의 위치를 산출하고, 추정 TA 정보를 생성한다(스텝 S303).

그리고, 단말 장치(500)는 「Message2」를 기지국(100)으로부터 수신하고(스텝 S304), TA 정보와 추정 TA 정보를 비교하여, TA 차분 정보(ΔTA)를 산출한다(스텝 S305).

단말 장치(500)는 이동 속도를 검출하여, 확률 계수 Pv를 산출하고(스텝 S306), 확률 계수 Pv가 제1 임계값 「1.04㎲」 이하인 경우에는(스텝 S307, "아니오"), th1(1.04㎲) ≥ Pv > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키는지의 여부를 판정한다(스텝 S308).

단말 장치(500)는 th1(1.04㎲) ≥ Pv > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키지 않 는 경우에는(스텝 S308, "아니오"), 변수 N에, m(4)-x3(0)의 값을 대입하고(스텝 S309), 스텝 S312로 이행한다.

한편, 단말 장치(500)는 th1(1.04㎲) ≥ Pv > th2(0.52㎲)의 조건을 충족시키는 경우에는(스텝 S308, "예"), 변수 N에, m(4)-x2(2)의 값을 대입하고(스텝 S310), 스텝 S312로 이행한다.

그런데, 단말 장치(500)는 확률 계수 Pv가 제1 임계값 「1.04㎲」보다도 큰 경우에는(스텝 S307, "예"), 변수 N에, m(4)-x1(4)의 값을 대입하고(스텝 S311), 변수 N의 수치가 「0」인지의 여부를 판정한다(스텝 S312).

변수 N의 수치가 「0」인 경우에는(스텝 S312, "예"), 스텝 S302로 이행한다. 한편, 변수 N의 수치가 「0」 이외인 경우에는(스텝 S312, "아니오"), 「Message3」을 기지국(100)에 송신하고(스텝 S313), 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신한 경우에는(스텝 S314, "예"), 처리를 종료한다(초기 액세스가 완료됨). 한편, 기지국(100)으로부터 「Message4」를 수신하지 않는 경우에는(스텝 S314, "아니오"), 변수 N의 수치로부터 1을 감산하고(스텝 S315), 스텝 S312로 이행한다.

또한, 스텝 S303의 처리는, 스텝 S302와 스텝 S304 사이에서 처리할 필요는 없고, S305의 처리를 행할 때까지 완료하면 된다. 또한, 이동 속도에 따라서 스텝 S303의 처리의 횟수를 증가시켜도 된다(예를 들면, 이동 속도가 빠른 경우에는, 횟수를 증가시킴).

또한, 스텝 S312에서 "예"인 경우, 다시 Message1을 송신하지만, 이 경우 스 텝 S303의 처리를 반드시 행할 필요는 없다. 또한, 스텝 S306의 이동 속도 검출은, 확률 계수 Pv를 산출할 때까지 완료하면 된다. 예를 들면, 스텝 S312에서 "예"인 경우, 다시 Message1을 송신한 경우, 단말기가 이동하지 않은 경우, 반드시 확률 계수 Pv를 산출할 필요는 없다.

전술해 온 바와 같이, 본 실시예 3에 따른 통신 시스템은, 단말 장치(500)가, 단말 장치(500)의 위치, 전파 지연량에 기초하여, 추정 TA 정보를 산출하고, 기지국(100)으로부터 송신되는 TA 정보, 추정 TA 정보, 자국의 이동 속도를 기초로 하여, TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라서, 「Message3」을 기지국(100)에 송신할지의 여부를 판정하므로, 다른 단말 장치로부터 송신되는 신호와 자국으로부터 송신되는 신호가 충돌한다고 하는 문제를 해소하여, 초기 액세스에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 실시예 3에서는, TA 차분 정보를 가중 계수 v로 나눔으로써, 확률 계수 Pv를 산출하고, TA 정보가 자국앞의 TA 정보인지의 여부를 판정하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 가중 계수 v를 제1 임계값 및 제2 임계값에 적응하여도 된다.

그 경우, 이동 속도가 높은(빠른) 경우에는, 제1, 제2 임계값의 값은, 가중 계수를 적응하기 전과 비교하여, 작아지는 것이 바람직하고, 이동 속도가 낮은(느린) 경우에는, 적응 전과 비교하여 동등하거나 혹은 커지는 것이 바람직하다.

<실시예 4>

개시된 기술은, 전술한 실시예 1∼실시예 3 이외에도, 다양한 서로 다른 형태로 실시되어도 되는 것이다. 따라서, 이하에서는, 실시예 4로서, 본 발명에 포함되는 다른 실시예를 설명한다.

(1) 자국앞의 TA 정보가 아닌 것으로 판정된 경우의 처리

예를 들면, 상기의 실시예 1∼실시예 3에서는, 기지국(100)으로부터의 TA 정보가 자국앞의 TA 정보가 아닌 것으로 판정된 경우에, 재차 「Message1」을 기지국(100)에 송신하고 있었다. 그러나, 「Message1」을 기지국(100)에 재송하는 경우에, RACH 신호 제어부(270, 470, 570)는, 각종 처리를 실행하여도 된다.

예를 들면, 전술한 RACH 신호 제어부(270, 470, 570)는 「Message1」을 기지국(100)에 재송하는 경우에, 「Message1」에 포함되는 프리앰블 번호를 변경하여도 되고, TA 정보를 기초로 하여, 「Message1」을 재송하는 타이밍(송신 타이밍)을 변경하여도 된다.

예를 들면, RACH 신호 제어부(270, 470, 570)는 TA 정보를 기초로 하여, 기지국(100)의 기준 타이밍과 「Message1」과의 타이밍이 동일하게 되도록 하여, 「Message1」을 송신하여도 되고, 기준 타이밍으로부터 소정 시간 어긋나도록 하여, 「Message1」을 송신하여도 된다. 또한, RACH 신호 제어부(270, 470, 570)는 「 Message1」을 재송하는 경우에, 「Message1」을 송신하는 송신 전력을 변경하여도 된다.

이와 같이, RACH 신호 제어부(270, 470, 570)는 「Message1」을 재송하는 경우에, 프리앰블 번호, 송신 타이밍, 송신 전력을 변경함으로써, 다른 단말 장치로부터 송신되는 신호와 충돌하는 것을 미리 방지할 수 있다.

이상의 실시예 1∼4를 포함하는 실시 형태에 관하여, 이하의 부기를 더 개시한다.

<부기 1>

기지국과 단말 장치 사이에서 통신을 행하는 통신 시스템으로서,

상기 단말 장치는,

상기 기지국에 프리앰블 번호를 포함하는 제1 신호를 송신하는 제1 송신 수단과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달한 타이밍과의 차분을 나타내는 제1 타이밍 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 수단과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달하는 것으로 추정되는 타이밍과의 차분을 나타내는 제2 타이밍 정보를 산출하는 산출 수단과,

상기 제1 타이밍 정보 및 상기 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하 는 제2 송신 수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 통신 시스템.

<부기 2>

상기 산출 수단은, 상기 기지국과 상기 단말 장치의 거리 혹은 상기 기지국과 상기 단말 장치 사이에서 송수신되는 전파의 지연량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 타이밍 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 통신 시스템.

<부기 3>

상기 제2 송신 수단은, 자단말 장치의 이동 속도 혹은 전파의 수신 강도 중 적어도 하나를 더 이용하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재된 통신 시스템.

<부기 4>

상기 제1 송신 수단은, 미리 준비된 복수의 프리앰블 번호 중 어느 하나의 프리앰블 번호를 상기 제1 신호로 설정하여 상기 기지국에 송신하고, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호로 설정된 프리앰블 번호를 변경하는 것을 특징으로 하는 부기 1, 2 또는 3에 기재된 통신 시스템.

<부기 5>

상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상 기 제1 타이밍 정보에 기초하여, 상기 제1 신호를 송신하는 타이밍을 변경하는 것을 특징으로 하는 부기 1∼4 중 어느 하나에 기재된 통신 시스템.

<부기 6>

상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호의 송신 전력을 변경하는 것을 특징으로 하는 부기 1∼5 중 어느 하나에 기재된 통신 시스템.

<부기 7>

기지국과 통신을 행하는 단말 장치로서,

상기 단말 장치는,

상기 제1 타이밍 정보 및 상기 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 제2 송신 수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 단말 장치.

<부기 8>

상기 산출 수단은, 상기 기지국과 상기 단말 장치의 거리 혹은 상기 기지국과 상기 단말 장치 사이에서 송수신되는 전파의 지연량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 타이밍 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 부기 7에 기재된 단말 장치.

<부기 9>

상기 산출 수단은, 자단말 장치의 이동 속도 혹은 전파의 수신 강도 중 적어도 하나에 기초하여, 제2 타이밍 정보를 보정하는 것을 특징으로 하는 부기 7 또는 8에 기재된 단말 장치.

<부기 10>

상기 제1 송신 수단은, 미리 준비된 복수의 프리앰블 번호 중 어느 하나의 프리앰블 번호를 상기 제1 신호로 설정하여 상기 기지국에 송신하고, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호로 설정된 프리앰블 번호를 변경하는 것을 특징으로 하는 부기 7, 8 또는 9에 기재된 단말 장치.

<부기 11>

상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 타이밍 정보에 기초하여, 상기 제1 신호를 송신하는 타이밍을 변경하는 것을 특징으로 하는 부기 7∼10 중 어느 하나에 기재된 단말 장치.

<부기 12>

상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호의 송신 전력을 변경하는 것을 특징으로 하는 부기 7∼11 중 어느 하나에 기재된 단말 장치.

도 1은 본 실시예 1에 따른 통신 시스템의 구성의 일례를 나타내는 도면.

도 2는 본 실시예 1에 따른 통신 시스템에서의 신호의 주고 받음의 일례를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 실시예 1에 따른 단말 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면.

도 4는 기지국의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 실시예 1에 따른 단말 장치의 처리 수순을 나타내는 플로우차트.

도 6은 본 실시예 2에 따른 단말 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면.

도 7은 수신 전력의 높이와 가중 계수 k의 관계를 나타내는 도면.

도 8은 본 실시예 2에 따른 단말 장치의 처리 수순을 나타내는 플로우차트.

도 9는 본 실시예 3에 따른 단말 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면.

도 10은 이동 속도와 가중 계수 v의 관계를 나타내는 도면.

도 11은 본 실시예 3에 따른 단말 장치의 처리 수순을 나타내는 플로우차트.

도 12는 RACH에 의한 초기 액세스가 완료될 때까지의 시퀀스를 나타내는 도면.

도 13은 TA 정보를 설명하기 위한 도면.

도 14는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기지국

101, 201, 210, 410, 510 : RF부

102, 202, 220, 420, 520 : 복조부

103, 203, 230, 430, 530 : 변조부

104, 204 : RACH 신호 처리부

200, 300, 400, 500 : 단말 장치

240, 440, 540 : TA 검출부

250, 450, 550 : TA 정보 추정부

260, 460, 560 : TA 타당성 판정 처리부

270, 470, 570 : RACH 신호 제어부

280, 480, 580 : RACH 신호 생성부

Claims

기지국과 단말 장치 사이에서 통신을 행하는 통신 시스템으로서,

상기 단말 장치는,

상기 기지국에 프리앰블 번호를 포함하는 제1 신호를 송신하는 제1 송신 수단과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달한 타이밍과의 차분을 나타내는 제1 타이밍 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 수단과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달하는 것으로 추정되는 타이밍과의 차분을 나타내는 제2 타이밍 정보를 산출하는 산출 수단과,

상기 제1 타이밍 정보 및 상기 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자(自)단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 제2 송신 수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 산출 수단은, 상기 기지국과 상기 단말 장치의 거리 혹은 상기 기지국과 상기 단말 장치 사이에서 송수신되는 전파의 지연량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 타이밍 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제2 송신 수단은, 자단말 장치의 이동 속도 혹은 전파의 수신 강도 중 적어도 하나를 더 이용하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 송신 수단은, 미리 준비된 복수의 프리앰블 번호 중 어느 하나의 프리앰블 번호를 상기 제1 신호로 설정하여 상기 기지국에 송신하고, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호로 설정된 프리앰블 번호를 변경하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 타이밍 정보에 기초하여, 상기 제1 신호를 송신하는 타이밍을 변경하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상 기 제1 신호의 송신 전력을 변경하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
기지국과 통신을 행하는 단말 장치로서,

상기 단말 장치는,

상기 기지국에 프리앰블 번호를 포함하는 제1 신호를 송신하는 제1 송신 수단과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달한 타이밍과의 차분을 나타내는 제1 타이밍 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 수단과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달하는 것으로 추정되는 타이밍과의 차분을 나타내는 제2 타이밍 정보를 산출하는 산출 수단과,

상기 제1 타이밍 정보 및 상기 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 제2 송신 수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제7항에 있어서,

상기 산출 수단은, 상기 기지국과 상기 단말 장치의 거리 혹은 상기 기지국과 상기 단말 장치 사이에서 송수신되는 전파의 지연량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 타이밍 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제7항에 있어서,

상기 산출 수단은, 자단말 장치의 이동 속도 혹은 전파의 수신 강도 중 적어도 하나에 기초하여, 제2 타이밍 정보를 보정하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제7항에 있어서,

상기 제1 송신 수단은, 미리 준비된 복수의 프리앰블 번호 중 어느 하나의 프리앰블 번호를 상기 제1 신호로 설정하여 상기 기지국에 송신하고, 상기 제2 송신 수단은, 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 경우에, 상기 제1 신호로 설정된 프리앰블 번호를 변경하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
기지국과 단말 장치 사이에서 통신을 행하기 위한 통신 방법으로서,

상기 단말 장치에서,

상기 기지국에 프리앰블 번호를 포함하는 제1 신호를 송신하는 제1 송신 공정과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달한 타이밍과의 차분을 나타내는 제1 타이밍 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 공정과,

상기 기지국의 기준 타이밍과, 상기 제1 신호가 상기 기지국에 도달하는 것 으로 추정되는 타이밍과의 차분을 나타내는 제2 타이밍 정보를 산출하는 산출 공정과,

상기 제1 타이밍 정보 및 상기 제2 타이밍 정보를 기초로 하여, 자단말 장치 고유의 개별 정보를 포함한 제2 신호 혹은 상기 제1 신호를 상기 기지국에 송신하는 제2 송신 공정

을 구비한 것을 특징으로 하는 통신 방법.