(57)【要約】  既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信するランダムアクセスチャネル送信方法であり、該送信方法は、セルを複数のエリアに区分し、各エリアに１以上のプリアンブルパターンと該プリアンブルパターンの繰り返し数を設定するステップ、基地局から近いエリアに存在するユーザ端末は所定のプリアンブルパターンを１回送信し、基地局から遠いエリアに存在するユーザ端末は所定のプリアンブルパターンを複数回送信するステップを有している。
2008081531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信するランダムアクセスチャネル送信方法において、
基地局から近いエリアに存在するユーザ端末は第１のプリアンブルパターンをＭ回の繰返しにより送信し、基地局から遠いエリアに存在するユーザ端末は第２のプリアンブルパターンをＮ（Ｍ＜Ｎ）回の繰り返しにより送信する、
ことを特徴とするランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項２】
前記Ｍは０である、
ことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項３】
基地局はCAZAC系列により前記各エリアのプリアンブルパターンを設定し、ユーザ端末は該CAZAC系列の巡回シフト間隔を変更することにより、該CAZAC系列を複数のプリアンブルパターンとして使用する、
ことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項４】
繰り返し数の少ないエリアのCAZAC系列の巡回シフト間隔を狭くし、繰り返し数の多いエリアのCAZAC系列の巡回シフト間隔を広くする、
ことを特徴とする請求項３記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項５】
繰り返し数の多いエリアのCAZAC系列としてピーク対平均電力比(PAPR)が小さな系列を設定する、
ことを特徴とする請求項３記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項６】
前記各エリアにおけるプリアンブルパターン、繰り返し数を基地局より報知チャネルでユーザ端末に報知する、
ことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項７】
基地局は送信電力を前記報知チャネルでユーザ端末に報知し、
ユーザ端末は前記送信電力と受信電力の差を求め、該差に基づいて、自分が存在するエリアを識別し、該エリアに割り当てられた所定のプリアンブルパターンを選択し、該プリアンブルパターンを前記繰り返し数に応じた回数、連続して送信する、
ことを特徴とする請求項６記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項８】
ユーザ端末は、送信したプリアンブルパターンが基地局に受信されない場合、おいて繰り返し数を増加して前記プリアンブルパターンを連続して送信する、
ことを特徴とする請求項７記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項９】
基地局において、前記報知したプリアンブルパターン毎に該プリアンブルパターンと受信信号との相関を演算し、繰り返し数が複数のプリアンブルパターンについては複数回の相関演算結果を加算し、相関ピーク値が設定値以上のプリアンブルパターンを検出し、該プリアンブルパターンを受信したことをユーザ端末に通知する、
ことを特徴とする請求項７記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項１０】
基地局は所定のユーザ端末に情報を送信する場合、該ユーザ端末から受信したプリアンブルパターンの繰り返し数に応じた送信電力で該情報を送信する、
ことを特徴とする請求項９記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項１１】
プリアンブルパターンを１回送信するに必要な時間を１アクセススロット、最大の繰り返し数をＭとするとき、繰り返し数が０のエリアに存在するユーザ端末は該エリアに割り当てられた所定のプリアンブルパターンを、（Ｍ＋１）個のアクセススロットのうち所定のアクセススロットにおいて、基地局に送信する、
ことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項１２】
前記各エリアにおける前記プリアンブルパターン、前記繰り返し数、およびホッピングパターンを基地局より報知チャネルでユーザ端末に報知し、
繰り返し数が１以上のエリアに存在するユーザ端末は、前記ホッピングパターンに基づいて所定のプリアンブルパターンを送信周波数を変えて送信する、
ことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項１３】
既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信する無線通信システムの基地局において、
複数のプリアンブルパターンと該複数のプリアンブルパターンのそれぞれについての送信繰り返し数の対応関係をユーザ端末に報知する報知手段、
ユーザ端末から送信されるプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出手段、
前記プリアンブルパターンを受信した場合に、プリアンブル受信確認情報を作成して送信する手段、
備えたことを特徴とする基地局。
【請求項１４】
該基地局から近いエリアに存在するユーザ端末が選択するプリアンブルは、該基地局から遠いエリアに存在するユーザ端末が選択するプリアンブルに対して繰返し数が少ない、ことを特徴とする請求項１３記載の基地局。
【請求項１５】
前記報知手段は、前記プリアンブルパターンとして１以上のCAZAC系列および各CAZAC系列の巡回シフト間隔を指定し、前記ユーザ端末は、所定のCAZAC系列を指定された巡回シフト間隔分シフトしてプリアンブルパターンを生成する、
ことを特徴とする請求項１３記載の基地局。
【請求項１６】
前記プリアンブル検出手段は、
前記報知したプリアンブルパターン毎に該プリアンブルパターンと受信信号との相関を演算する相関部、
繰り返し数が複数のプリアンブルパターンについては複数回の相関演算結果を加算する加算部、
相関のピーク値が設定値以上であるか比較する比較部、
を備え、相関ピーク値が設定値以上のとき、該相関ピーク値に応じたプリアンブルパターンを受信したと判定する、
ことを特徴とする請求項１３記載の基地局。
【請求項１７】
基地局より所定のユーザ端末に情報を送信する際、該ユーザ端末から受信したプリアンブルパターンの繰り返し数に基づいて送信電力を決定する送信電力制御部、
を備えたことを特徴とする請求項１３記載の基地局。
【請求項１８】
既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信する無線通信システムにおいて、
基地局は、
セルを複数のエリアに区分し、各エリアに１以上のプリアンブルパターンと該プリアンブルパターンの送信繰り返し数を設定してユーザ端末に報知する報知手段、
ユーザ端末から送信されるプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出手段、
前記プリアンブルパターンを受信したとき、プリアンブル受信確認情報を作成して送信する手段、
備え、ユーザ端末は、
基地局から送信された報知情報を保存する保存部、
該ユーザ端末が存在するエリアを検出するエリア検出手段、
該エリアに応じたプリアンブルパターンを前記保存部より選択するプリアンブルパターン選択部、
該プリアンブルパターンを生成し、前記エリアに応じた繰り返し数、該プリアンブルパターンを送信するプリアンブル送信部、
備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１９】
前記エリア検出手段は、
基地局より報知される送信電力とユーザ端末の信号受信電力との差を演算する演算手段、
該差に基づいて、自分が存在するエリアを識別するエリア検出手段、
を備えたことを特徴とする請求項１８記載の無線通信システム。
【請求項２０】
前記ユーザ端末は、
基地局より送信されるプリアンブル受信確認情報を受信する受信手段、
自分が送信したプリアンブルパターンが基地局に受信されたか該プリアンブル受信確認情報より判断する受信確認手段、
送信したプリアンブルパターンが基地局に受信されない場合、ユーザパターンの送信繰り返し数を増加する手段、
を備え、前記プリアンブル送信部は該プリアンブルパターンを該送信繰り返し数、連続して送信する、
ことを特徴とする請求項１８記載の無線通信システム。
【請求項２１】
プリアンブルパターンを１回送信するに必要な時間を１アクセススロット、最大の繰り返し数をＭとするとき、繰り返し数が０のエリアに存在するユーザ端末の前記プリアンブル送信部は、（Ｍ＋１）個のアクセススロットのうち所定のアクセススロットにおいて、前記プリアンブルパターンを基地局に送信する、
ことを特徴とする請求項１８記載の無線通信システム。
【請求項２２】
基地局の前記報知手段は、前記各エリアにおけるプリアンブルパターン、繰り返し数に加えて、ホッピングパターンを報知チャネルでユーザ端末に報知し、繰り返し数が１以上のエリアに存在するユーザ端末の前記プリアンブル送信部は、前記ホッピングパターンに基づいて所定のプリアンブルパターンを、送信周波数を変えて送信する、
ことを特徴とする請求項１８記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び基地局並びにランダムアクセスチャネル送信方法に係わり、特に、既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信する無線通信システム及び基地局並びにランダムアクセスチャネル送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
3GPPなどのセルラーシステムでは、ユーザ端末は、電源を入れた直後あるいはハンドオーバした直後にセルサーチし、セルサーチ完了後にランダムアクセスチャネルRACHを用いて基地局と初期通信を行う。基地局はセル内で使用する初期通信用の複数のプリアンブルパターンを報知チャネルで周期的に報知しているから、ユーザ端末は受信した報知情報に含まれる複数のプリアンブルパターンの中から適切なものを１つ選択して基地局に送信する。この場合、同じプリアンブルが複数のユーザから同時に送信される確率が十分小さくなるようにプリアンブルパターンの数が設定される。基地局では受信信号と送信されてくる可能性のある全てのプリアンブルパターンとの相関処理を行い、設定値以上の相関ピークが検出されたかどうかで該当プリアンブルパターンが送信されたかどうかを判断し、返信を行う。ユーザ端末は、基地局にプリアンブルが送達するまで設定回数繰り返し行ない、送達が確認されると、端末番号、データの種別、データ量などのメッセージを基地局に送り、通信リンクを確立する。プリアンブルを設定回数送信しても基地局に送達しなければユーザ端末はプリアンブルの送信を中止する。【０００３】
基地局によるプリアンブルの検出確率は受信電力とプリアンブル長に依存する。3GPPにおける次世代システム3GPP LTEではユーザ端末が基地局からの下り信号の伝搬損失を推定して、その損失量に応じて初回のプリアンブルの送信電力を決める、このため、セル端からの信号もセル中心からの信号も基地局における受信電力がほぼ同じになり、検出確率もほぼ同じになる。
ところで、3GPP LTEではセルの大きさについて少なくとも半径100kmまで対応することとしており、小セルと大セルとでは最大伝搬損失が大きく異なる。一方、ユーザ端末の最大送信電力は小セルと大セルとに関係なく同じである。このため、同じプリアンブル長ではセルの大きさによって検出確率が異なってしまう問題が発生する。
そこで、セルの大きさに応じてプリアンブルの長さを変える方式が提案されている（非特許文献1参照）。具体的には図１７に示すようにセルサイズに基づいてプリアンブルの単位系列C(x)の繰り返し数nを変えて長さを変える。同時に１RACHスロットの大きさも単位アクセススロット×(n＋1)と変えている。TG1はRACHにおけるプリアンブルが直前のチャネルから影響を受けないように設けられたガードタイム（Guard Time）であり、TG2はRACHに続くチャネルに影響を与えないように設けられたガードタイムである。なお、受信時に必要な相関演算を周波数領域処理で実現し易いようにガードタイムTG1を設ける代わりにCyclic Prefixを付けることもできる（非特許文献２参照）。このCyclic Prefixそのものは単位系列の一部の繰り返しである。【０００４】
また、3GPP LTEではプリアンブルパターンを構成する単位系列としてCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列を用いることが考えられている。CAZAC系列は名称の通り理想的な自己相関特性を持つため、系列番号が同じで巡回シフト間隔が異なる系列同士は互いに直交する。CAZAC系列を用いたプリアンブルパターンは系列番号k、巡回シフト間隔s、繰り返し数rの関数としてP(k,s,r)と定義することができる。巡回シフト間隔を変えて同じ系列番号のCAZAC系列を異なるユーザにプリアンブルパターンとして使用可能とするためには、巡回シフト間隔sが各ユーザより送信したプリアンブルの基地局到達時
間の差より大きいことが必須である。巡回シフトによってできるプリアンブルパターンの数が足りない場合には、違う系列番号の系列を用いる。
典型的なCAZAC系列であるZadoff-Chu系列は式(1)で表される（非特許文献３参照）。
【数１】
2008081531.tif 000003
ここで、L，kは互いに素であり、それぞれ系列長、系列番号を表す。nはシンボル番号（0，1，….L-1）で、qは任意の整数、L%2はLを2で割ったときの余りであり、Lmod(2)と表記される場合もある。Lが素数であればCAZAC系列の系列数Mは（L−1）となる。したがって、L=149であればCAZAC系列系列数Mは148、L=73であればM＝72、L=37であればM＝36である。ZCk(n)をsだけ巡回シフトした系列はZCk(n+s)と表される。CAZAC系列は系列番号によってピーク対平均電力比PAPR（Peak to Average Power Ratio）特性が大きく変化する。図１８（A）にL=149，73，37のRaw Cubic Metric （PAPRとほぼ同等の評価指標）、図１８（B）にL=37の場合のRaw Cubic Metric を示す。図ではデータ変調方式（BPSK,QPSK,16QAM）のRaw Cubic Metricが対比のために示されている。また、図１８（B）ではRaw Cubic Metricが小さい順に系列番号を１番から割り振って表示している。【０００５】
非特許文献１，２（3GPP R1-061367、R1-061870）の提案では、セル端ユーザからの送信に必要な繰り返し数や巡回シフト間隔を基準にしてセルのプリアンブルターンが設計される。このため、セル端とセル中心においてユーザ端末が使用するプリアンブルパターンは同じであり、ユーザ端末は位置に応じて送信電力を変えるだけである。しかし、かかるプリアンブルターンの設計法では、以下の問題が発生する。
すなわち、小セルに比べて大セルではプリアンブルパターンの繰り返し数が多いためプリアンブル全体のサイズが長くなり、受信側(基地局)における処理負荷が大きくなる問題が発生する。また、巡回シフト間隔ｓはセル端ユーザからの最大遅延時間以上となるように設定する必要がある。このため、大セルでは巡回シフト間隔を大きくしなければならず、相互干渉が小さい同じ系列番号の母系列から巡回シフトにより取り出せる系列数(プリアンブルパターン数)が少なくなり、相互干渉が大きい異なる系列番号の母系列を多く使わざるを得ない問題が発生する。
従って、本発明の目的は、大セルであっても基地局における処理負荷を軽減することである。
本発明の別の目的は、大セルであっても相互干渉が小さい同じ系列番号の母系列から取り出せる使用可能なプリアンブルパターン数を多くすることである。
本発明の別の目的は、セル端に存在するユーザ端末の送信増幅器から出力する信号の非線形ひずみを防止し、かつ、増幅器の効率を向上することである。
本発明の別の目的は、繰り返し数が少ないプリアンブルパターンの場合、例えば繰り返し回数が０回のプリアンブルパターンの場合、該プリアンブルパターンの送信タイミングが重ならないようにすることにより同一プリアンブルパターンをユーザ端末が同時に使用可能にすることである。
本発明の別の目的は、ユーザ端末から送信したプリアンブルパターンが基地局に送達しなかった後の再送信において、繰り返し数のより大きいプリアンブルパターンを選んで送信することによりプリアンブルパターンが基地局に確実に送達できるようにすることである。
本発明の別の目的は、繰り返し数が１以上のプリアンブルパターンを使用する場合、第１回目のプリアンブルの送信周波数、第２回目のプリアンブルの送信周波数、….を異ならせることにより(ホッピング)、プリアンブル受信電力が周波数ダイバーシチ効果により大きくなって確実に基地局に送達するようにすることである。
【非特許文献１】TSG-RAN WG1 #45、R1-061367
【非特許文献２】TSG-RAN WG1 LTE Ad-Hoc、R1-061870
【非特許文献３】B.M. Popovic, "Generalized Chirp-Like Polyphase Sequences with Optimum Correlation Properties", IEEE Trans. Info. Theory, Vol. 38, pp.1406-1409, July 1992.
【発明の開示】
【０００６】
・ランダムアクセスチャネル送信方法
本発明の第１の態様は、既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信するランダムアクセスチャネル送信方法である。このランダムアクセスチャネル送信方法において、基地局から近いエリアに存在するユーザ端末は、第１のプリアンブルパターンをＭ回の繰返しにより送信し、基地局から遠いエリアに存在するユーザ端末は、第２のプリアンブルパターンをＮ（Ｍ＜Ｎ）回の繰り返しにより送信する
前記送信方法において、基地局はCAZAC系列により前記各エリアのプリアンブルパターンを設定し、ユーザ端末は該CAZAC系列の巡回シフト間隔を変更することにより、該CAZAC系列を複数のプリアンブルパターンとして使用する。
前記送信方法において、繰り返し数の少ないエリアのCAZAC系列の巡回シフト間隔を狭くし、繰り返し数の多いエリアのCAZAC系列の巡回シフト間隔を広くする。また、前記送信方法において、繰り返し数の多いエリアのCAZAC系列としてピーク対平均電力比(PAPR)が小さな系列を設定する。
・基地局
本発明の第２の態様は、既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信する無線通信システムの基地局であり、複数のプリアンブルパターンと該複数のプリアンブルパターンのそれぞれについての送信繰り返し数の対応関係をユーザ端末に報知する報知手段、ユーザ端末から送信されるプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出手段、前記プリアンブルパターンを受信した場合に、プリアンブル受信確認情報を作成して送信する手段を備えている。
前記プリアンブル検出手段は、前記報知したプリアンブルパターン毎に該プリアンブルパターンと受信信号との相関を演算する相関部、繰り返し数が複数のプリアンブルパターンについては複数回の相関演算結果を加算する加算部、相関のピーク値が設定値以上であるか比較する比較部を備え、相関ピーク値が設定値以上のとき、該相関ピーク値に応じたプリアンブルパターンを受信したと判定する。
【０００７】
・無線通信システム
本発明の第３の態様は、既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信する無線通信システムである。この無線通信システムにおいて、基地局は、セルを複数のエリアに区分し、各エリアに１以上のプリアンブルパターンと該プリアンブルパターンの送信繰り返し数を設定してユーザ端末に報知する報知手段、ユーザ端末から送信されるプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出手段、前記プリアンブルパターンを受信したとき、プリアンブル受信確認情報を作成して送信する手段備え、ユーザ端末は、基地局から送信された報知情報を保存する保存部、該ユーザ端末が存在するエリアを検出するエリア検出手段、該エリアに応じたプリアンブルパターンを前記保存部より選択するプリアンブルパターン選択部、該プリアンブルパターンを生成し、前記エリアに応じた繰り返し数、該プリアンブルパターンを送信するプリアンブル送信部備えている。
前記ユーザ端末は、更に、基地局より送信されるプリアンブル受信確認情報を受信する受信手段、自分が送信したプリアンブルパターンが基地局に受信されたか該プリアンブル受信確認情報より判断する受信確認手段、送信したプリアンブルパターンが基地局に受信されない場合、ユーザパターンの送信繰り返し数を増加する手段を備え、前記プリアンブル送信部は該プリアンブルパターンを該送信繰り返し数、連続して送信する。
プリアンブルパターンを１回送信するに必要な時間を１アクセススロット、最大の繰り返し数をＭとするとき、繰り返し数が１のエリアに存在するユーザ端末の前記プリアンブル送信部は、（Ｍ＋１）個のアクセススロットのうち所定のアクセススロットにおいて、前記プリアンブルパターンを基地局に送信する。
基地局の前記報知手段は、前記各エリアにおけるプリアンブルパターン、繰り返し数に加えて、ホッピングパターンを報知チャネルでユーザ端末に報知し、繰り返し数が１以上のエリアに存在するユーザ端末の前記プリアンブル送信部は、前記ホッピングパターンに基づいて所定のプリアンブルパターンを、送信周波数を変えて送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の概略説明図である。
【図２】エリアとプリアンブル繰り返し数との関係図である。
【図３】隣接する３つのセルがそれぞれ２つのエリアに区分されている場合の各エリアに割り当てたプリアンブルパターンの一例説明図である。
【図４】基地局の構成図である。
【図５】基地局がRACHチャンネルでセル内に存在するユーザ端末に報知するプリアンブルパターン情報の説明図である。
【図６】プリアンブル検出部の構成図である。
【図７】ユーザ端末(移動局)の構成図である。
【図８】ユーザ端末におけるRACH制御部の構成図である。
【図９】ユーザ端末におけるプリアンブル生成部の構成図である。
【図１０】RACH制御部の処理フローである。
【図１１】基地局の別の構成図である。
【図１２】第２実施例のユーザ端末におけるRACH制御部の処理フローである。
【図１３】第３実施例の概略説明図である。
【図１４】第３実施例における基地局のプリアンブル検出部の構成図である。
【図１５】第４実施例の説明図である。
【図１６】第４実施例におけるユーザ端末のプリアンブル生成部の構成図である。
【図１７】セルサイズに基づいてプリアンブルの単位系列C(x)の繰り返し数nを変える従来技術説明図である。
【図１８】CAZAC系列のRaw Cubic Metric （PAPRとほぼ同等の評価指標）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（Ａ）本発明の概略
図１は本発明の概略説明図であり、基地局BS、該基地局がカバーするセルCL、ユーザ端末(移動局)MS1〜MS3が示されている。基地局BSは、ユーザ端末までの距離に応じてプリアンブルの送信電力とプリアンブルパターンの繰り返し数を制御する。
図１では、セルCLは、基地局BSに近いエリア１(エリアA)、基地局BSより遠いエリアであり、セル端を含むエリア３(エリアC)、エリアAとエリアBの中間のエリア２(エリアB)に区分されている。図２に示すように、基地局BSは、エリアAにおけるプリアンブルとしてフォーマット１のプリアンブルパターンC(l)を用意し、その繰り返し数を０とし、エリアBにおけるプリアンブルとしてフォーマット２のプリアンブルパターンC(m)を用意し、その繰り返し数を１とし、エリアCにおけるプリアンブルとしてフォーマット３のプリアンブルパターンC(n)を用意し、その繰り返し数を２とする。繰り返し数に応じて、１RACHスロットの大きさは単位アクセススロット×nと変化し、プリアンブルの前後にはそれぞれガードタイムTG1、TG2が設けられる。
各プリアンブルパターンC(l)、C(m)、C(n)は、例えばCAZAC系列であり、系列番号k、巡回シフト間隔s、繰り返し数rの関数としてP(k,s,r)と定義することができ、巡回シフト間隔を変えて同じ系列番号のCAZAC系列を複数のプリアンブルパターンとして異なるユーザに使用可能である。また、各エリアA，B，Cに２以上の CAZAC系列を用意することも可能である。【００１０】
以上のように、基地局BSに近いエリアのプリアンブルパターンの繰り返し数を０あるいは１とすることにより、基地局BSに近いエリアに存在するユーザ端末のプリアンブルサイズを短くできる。この結果、基地局BSは繰り返し数に応じた受信処理が可能となり、基地局における繰り返し数が少ないプリアンブルの受信処理が簡単になる。尚、好ましくは、基地局BSに最も近いエリアのプリアンブルパターンの繰り返し数を０とする。
ユーザ端末は、基地局BSからの距離あるいは自分が存在するエリアを下りリンク信号の伝搬損失から推定する。すなわち、基地局BSより各エリアのプリアンブルパターンと下り信号送信電力値が定期的にセル内に報知されるから、ユーザ端末は実際の下り信号受信電力と報知された下り信号送信電力値の差（伝搬損失）を求め、該伝搬損失より自分が存在するエリアを判断し、該エリアに基づいて送信するプリアンブルパターンを選択すると共に送信繰り返し数nを認識し、該プリアンブルパターンをn回繰り返し送信する。
即ち、基地局ＢＳは、複数のプリアンブルパターンと各プリアンブルパターンに対応する繰返し数の情報を報知することで、ユーザ端末が選択するプリアンブルパターン及び繰返し数を制御する。
尚、プリアンブルパターンに対応する繰返し数の情報は、ユーザ端末に予め記憶させておくことで、基地局ＢＳからの報知しないようにすることもできる。
即ち、ユーザ端末は、基地局ＢＳからその基地局ＢＳで使用するプリアンブルパターンの種類の情報を報知情報により取得し、記憶内容に従って、各プリアンブルパターンについての繰返し数を特定し、基地局ＢＳに近い場合は、繰返し数が少ないプリアンブルパターンを選択して使用するのである。
伝搬損失が予め決められた閾値より小さいエリア、すなわち、基地局に近いエリアでは、各ユーザ端末から基地局までのプリアンブルの到達遅延時間差が小さいため、巡回シフト間隔を小さくできる。巡回シフト間隔を小さくすれば、同じCAZAC系列の母系列から巡回シフトによって取り出せるプリアンブルパターン数を多くできるので、複数のプリアンブルパターンが複数のユーザ端末より同時に送信されても、平均的な相互干渉が小さくなり、検出確率が向上する。【００１１】
（Ｂ）第１実施例
（ａ）プリアンブルパターンの一例
図３は、隣接する３つのセルがそれぞれ２つのエリアに区分されている場合の各エリア
に割り当てたプリアンブルパターンの一例説明図である。プリアンブルパターンの母系列にCAZAC系列を適用し、系列番号kと巡回シフト量sの任意の組み合わせに対して繰り返し数rを一つのみ定義し、そのプリアンブルパターンをP(k, s, r)で表現する。
セルＡ〜Ｃの中心(基地局)に近いエリアＡ１〜Ｃ１におけるプリアンブルパターンは、
P(30，si，０)、P(31，si，０)、P(32，si，０)
である。すなわち、エリアＡ１〜Ｃ１においてプリアンブルパターンの繰り返し数は０であり、その場合に使用するCAZAC系列の系列番号は３０，３１，３２であり、巡回シフト量はsiである。CAZAC系列の系列長をLとすれば、エリアＡ１〜Ｃ１において系列番号３０，３１，３２の母系列より、[L/si]個のプリアンブルパターンを取り出して使用することができ、各エリアの繰り返し数の種類（＝１）と使用可能なプリアンブルパターン数（＝[L/si]）の比は１：[L/si]である。ただし、[L/si ]はL/si より大きい最小の整数である。J＝[L/si]とすれば
、
si＝i×［L/J］  i=0,1,….I-1
である。【００１２】
セルＡ〜Ｃの中心(基地局)から遠いエリアＡ２〜Ｃ２におけるプリアンブルパターンは、
P(1，sj，１)、P(2，sj，１)、P(3，sj，１)
である。すなわち、エリアＡ２〜Ｃ２おいてプリアンブルパターンの繰り返し数は１であり、その場合に使用するCAZAC系列の系列番号は１，２，３であり、巡回シフト量はsjである。CAZAC系列の系列長をLとすれば、エリアＡ２〜Ｃ２において系列番号１，２，３の母系列より、[L/sj]個のプリアンブルパターンを取り出して使用することができ、各エリアの繰り返し数の種類（＝１）と使用可能なプリアンブルパターン数（＝[L/sj]）の比は１：[L/sj]である。J＝[L/sj]とすれば、
sj＝j×［L/J］  j=0,1,….J-1
である。
以上のように、基地局に近いエリアのプリアンブルパターンの繰り返し数を０とすることにより、基地局に近いエリアに存在するユーザ端末のプリアンブルサイズを短くできる。この結果、基地局BSは繰り返し数に応じた受信処理が可能となり、基地局における繰り返し数が少ないプリアンブルの受信処理が簡単になる。【００１３】
・エリアにおける巡回シフト間隔の制御
基地局に近いエリアＡ１〜Ｃ１では、各ユーザ端末から基地局までのプリアンブルの到達遅延時間差が小さいため、巡回シフト間隔を小さくでき、同じ母系列から巡回シフトによって取り出せるプリアンブルパターン数を多くできる。この結果、複数のプリアンブルが複数のユーザ端末より同時に送信されても、平均的な相互干渉が小さくなり、検出確率が向上する。【００１４】
・PAPRを考慮したCAZAC系列の割り当て
また、CAZAC系列は系列番号によってピーク対平均電力比PAPR（Peak to Average Power
Ratio）特性が異なるから(図１８参照)、送信電力を大きくして送信するプリアンブルパターンにはPAPRが小さいCAZAC系列を割り当てる。基地局より遠いほど送信電力が大きくなるから、繰り返し数が多いプリアンブルパターンにPAPRが小さいCAZAC系列を割り当てる。このようにすることにより、セル端ユーザからのプリアンブルパターンの検出特性を向上させることができる。図３ではPAPRが小さい系列番号１，２，３のCAZAC系列が繰り返し数２のプリアンブルパターンとして割り当てられている。【００１５】
・ユーザ端末の存在エリアの識別
各セルにおいて使用できるプリアンブルパターンとともに下り信号送信電力値が基地局
から定期的にセル内に報知される。ユーザ端末は実際の下り信号の受信電力Prと送信電力を比較し、その差が小さい場合、ユーザ端末は基地局に近いエリアＡ１〜Ｃ１に存在するものと判断し、繰り返し数が０のプリアンブルパターンを選択し、そうでない場合、繰り返し数が１のプリアンブルパターンを選択して送信する。
なお、下り信号受信電力基準値THaを基地局から受信し、実際の下り信号の受信電力Prと該受信電力基準値THaとを比較し、Pr>THaの場合、ユーザ端末は基地局に近いエリアＡ１〜Ｃ１に存在するものと判断し、繰り返し数が０のプリアンブルパターンを選択し、そうでない場合、繰り返し数が１のプリアンブルパターンを選択して送信するように構成することもできる。【００１６】
（ｂ）基地局
図４は基地局の構成図である。下り信号ベースバンド処理部１１は定期的に報知チャンネルで報知情報を無線部１２を介してセル内のユーザ端末に報知すると共に、所定のユーザ端末へデータチャネルでデータ/制御情報を送信する。報知情報には、ユーザ端末が電源を入れた直後あるいはハンドオーバした直後に基地局と初期通信を行うために必要なRACH情報（プリアンブルパターン（好ましくは、プリアンブルパターンに対応する繰返し数情報を含める）、プリアンブル送信周期等）や基地局の送信電力情報が含まれている。  また、無線部１２は、ユーザ端末から受信した無線信号をベースバンド信号に変換し、分離部１３は該受信信号を通信中受信データと初期通信時のプリアンブル信号に分離し、データ処理部１４とプリアンブル検出部１５に入力する。データ処理部１４はユーザ端末から送られてきた信号に復号処理を施し、得られたデータ/制御情報を出力する。プリアンブル検出部１５は、受信プリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関演算によりユーザ端末が送信したプリアンブルを検出し、検出結果をプリアンブル受信確認部１６に通知する。プリアンブル受信確認部１６は検出されたプリアンブルを特定するデータを含むプリアンブル受信確認情報を作成し、該受信確認情報を下り信号ベースバンド処理部１１、無線部１２を介して送信する。【００１７】
図５は基地局がRACHチャンネルでセル内に存在するユーザ端末に報知するプリアンブルパターン情報の説明図であり、セルが図１に示すように３つのエリアA，B，Cに区分されている場合である。セルに例えば、合計で６４個のプリアンブルパターンを報知するものとすれば、繰り返し数ｒ＝０のセルAの２０個のプリアンブルパターンとしてC(1)〜C(20)を報知し、繰り返し数ｒ＝１のセルＢの２０個のプリアンブルパターンとしてC(21)〜C(40) を報知し、繰り返し数ｒ＝２のセルＣの２４個のプリアンブルパターンとしてプリアンブルパターンC(41)〜C(64)を報知する。
具体的にプリアンブルパターンの報知は以下のようにする。CAZAC系列の系列番号をｋ、系列長をＬ、巡回シフト間隔をｓ、繰り返し数をｒとするときのプリアンブルパターンをＰ（ｋ，Ｌ，ｓ，ｒ）と表現し、64組のｋ，Ｌ，ｓ，ｒを特定することにより上記64個のプリアンブルを特定する。図５（Ｂ）はかかる場合のプリアンブルパターン報知方法の説明図であり、ｒ＝０のプリアンブルパターンＰ（k01，L01，i×s0，０）、Ｐ（k02，L02，i×s0，０）をそれぞれ、
k01，L01，i×s0，０   i=0,1,….[L01/s0]
k02，L02，i×s0，０   i=0,1,….[L02/s0]
により報知する。【００１８】
また、ｒ＝１のプリアンブルパターンＰ（k11，L11，j×s1，１）、Ｐ（k12，L12，j×s1，１）をそれぞれ、
k11，L11，j×s1，１   j=0,1,….[L11/s1]
k12，L12，j×s1，１        j=0,1,….[L12/s1]
により報知する。
さらに、ｒ＝２のプリアンブルパターンＰ（k21，L21，m×s2，２）、Ｐ（k22，L22，m
×s2，２）をそれぞれ、
k21，L21，j×s2，２   m=0,1,….[L21/s2]
k22，L22，j×s2，２   m=0,1,….[L22/s2]
により報知する。図5(B)では繰り返し数ｒ=０、１、２のそれぞれに２つのCAZAC系列を報知する場合であるが、適宜、１つのCAZAC系列を報知したり３個以上報知することができる。図5（Ｃ）は図３のセルＡのプリアンブルパターン報知方法説明図であり、系列長Ｌ＝３７のCAZAC系列(図１８（Ｂ）参照)を使用する場合である。ｒ＝０のプリアンブルパターンＰ（30，37，i×［Ｌ/Ｉ］，０）を、
30，37，i×[L/I]，０        i=0,1,….I−1
により報知し、ｒ＝１のプリアンブルパターンＰ（1，37，j×[L/J]，１）を、
1，37，j×[L/J]，１  j=0,1,….J-1
により報知する。【００１９】
図６はプリアンブル検出部の構成図であり、繰り返し数ｒ＝０のセルAの２０個のプリアンブルパターンとしてC(1)〜C(20)を報知し、繰り返し数ｒ＝１のセルＢの２０個のプリアンブルパターンとしてC(21)〜C(40) を報知し、繰り返し数ｒ＝２のセルＣの２４個のプリアンブルパターンとしてプリアンブルパターンC(41)〜C(64)を報知した場合の構成例である。
繰り返し数０用の第１のプリアンブル部１５Ａ、繰り返し数１用の第２のプリアンブル部１５Ｂ、繰り返し数２用の第３のプリアンブル部１５Ｃとプリアンブル検出信号出力部１５Ｄが設けられている。繰り返し数０用の第１のプリアンブル部１５Ａは、受信プリアンブル信号と繰り返し数r=０のプリアンブルパターンC(1)〜C(20)との相関演算を行なう相関器21a01〜21a20、各相関器出力のピークを検出するピーク検出部22a01〜22a20、各検出されたピーク値が設定値TH以上かどうか比較して出力する比較部23a01〜23a20を有している。プリアンブル検出信号出力部１５DはプリアンブルパターンC(i)（ｉ＝１〜２０）の相関器出力のピーク値が設定値TH以上の場合、該プリアンブルパターンC(i)が所定のユーザ端末から送信されたと判断し、その旨を示すプリアンブル検出信号をプリアンブル受信確認部１６(図４)に入力する。【００２０】
繰り返し数１用の第２のプリアンブル部１５Ｂは、受信プリアンブル信号と繰り返し数r=１のプリアンブルパターンC(21)〜C(40)との相関演算を行なう相関器21b01〜21b20、相関器結果を２回累積加算する累積加算部22b01〜22b20、各累積加算部から出力する各相関器出力のピークを検出するピーク検出部23b01〜23b20、各検出されたピーク値が設定値TH以上かどうか比較して出力する比較部24b01〜24b20を有している。プリアンブル検出信号出力部１５DはプリアンブルパターンC(j)（ｊ＝21〜40）の相関器出力のピーク値が設定値TH以上の場合、該プリアンブルパターンC(j)が所定のユーザ端末から送信されたと判断し、その旨を示すプリアンブル検出信号をプリアンブル受信確認部１６に入力する。
繰り返し数２用の第３のプリアンブル部１５Ｃは、受信プリアンブル信号と繰り返し数r=２のプリアンブルパターンC(41)〜C(64)との相関演算を行なう相関器21c01〜21c24、相関器結果を３回累積加算する累積加算部22c01〜22c24、各累積加算部から出力する各相関器出力のピークを検出するピーク検出部23c01〜23c24、各検出されたピーク値が設定値TH以上かどうか比較して出力する比較部24c01〜24c24を有している。プリアンブル検出信号出力部１５DはプリアンブルパターンC(m)（ｍ＝41〜64）の相関器出力のピーク値が設定値TH以上の場合、該プリアンブルパターンC(m)が所定のユーザ端末から送信されたと判断し、その旨を示すプリアンブル検出信号をプリアンブル受信確認部１６に入力する。【００２１】
（ｃ）ユーザ端末(移動局)
図７はユーザ端末(移動局)の構成図、図８はユーザ端末におけるRACH制御部の構成図、図９はユーザ端末におけるプリアンブル生成部の構成図である。
無線部５１は基地局から送信された無線信号を受信し、無線信号をベースバンド信号に
変換し、分離部（図示せず）はRACH情報やデータ/制御信号,その他の情報を受信データ処理部５２に入力し、パイロット信号を伝搬路推定部５３に入力する。受信データ処理部５２は、チャネル推定値に基づいて受信信号にチャネル補償処理を施し、しかる後、復調、復号処理を行い復号結果を出力する。受信データ処理部５２は、初期通信時、基地局から受信したRACH情報や基地局送信電力情報をRACH制御部５４に入力し、プリアンブル受信確認情報をプリアンブル送達確認部５５に入力する。伝搬路推定部５３は入力するパイロット信号に基づいてチャネル推定すると共に、下り信号受信電力を測定してRACH制御部５４に入力する。【００２２】
RACH制御部５４は図８に示す構成を備えている。プリアンブルパターン管理部５４aは基地局から報知チャネルで送られてくるRACH情報に含まれるプリアンブルパターン情報(図５参照)を保存する。プリアンブルパターン情報は、前述のようにセルを構成するエリア毎に、繰り返し数rとCAZAC系列(系列番号、系列長)と巡回シフト量を規定する。伝搬損失量算出部５４ｂは基地局から報知チャネルで送られてくる基地局送信電力情報Ptを保存し、伝搬路推定部５３より下り信号受信電力Prが入力すると、次式
PLOSS=Pt−Pr      (2)
により、伝搬損失量PLOSSを計算してプリアンブルパターン選択部５４ｃに入力する。プリアンブルパターン選択部５４cは、伝搬損失量PLOSSに基づいてユーザ端末が存在するエリアを決定する。すなわち、伝搬損失量PLOSSが大きいほど基地局からユーザ端末までの距離が大きくなるから、該伝搬損失量PLOSSからユーザ端末が存在するエリアを決定することができる。具体的には、伝搬損失量PLOSSとエリアの対応テーブルを備え、該テーブルを参照してユーザ端末が存在するエリアを決定する。【００２３】
ついで、プリアンブルパターン選択部５４ｃは、プリアンブルパターン管理部５４aに保持されているプリアンブルパターンのうち、ユーザ端末が存在するエリアに応じた複数のプリアンブルパターンの中から１つ選択し、プリアンブル生成部５６に入力すると共に、プリアンブル送達確認部５５に送信プリアンブルを特定するプリアンブル特定データを入力する。送信回数カウント部５４ｄはプリアンブル送信回数をカウントして記憶し、プリアンブルパターン選択部５４ｃは、基地局よりプリアンブルの受信確認が来なければ所定周期で同じプリアンブルあるいは別のプリアンブルを基地局に送信するようにプリアンブルパターンをプリアンブル生成部５６に入力する。プリアンブルパターン選択部５４ｃは、基地局よりプリアンブルの受信確認が来れば、あるいはプリアンブル送信回数が設定回数と等しくなっても基地局よりプリアンブルの受信確認が来なければプリアンブルの送信を中止する。【００２４】
プリアンブル生成部５６は、RACH制御部５４からプリアンブルパターンP(k,L,i×s,r)を特定するパラメータk，L，i×s，rが入力すると、系列番号k、系列長LのCAZAC系列をi×s巡回シフトしたプリアンブルパターンr回繰り返し発生し、無線部５１を介して基地局に向けて送信する。すなわち、CAZAC系列系列生成部５６aは系列番号k、系列長LのCAZAC系列ZCk(n)を発生し、巡回シフト部５６bはCAZAC系列ZCk(n)をi×s、巡回シフトしたプリアンブルパターンZCk(n−i×s)を発生し、繰り返し処理部５６ｃはプリアンブルパターンZCk(n−i×s)をｒ回繰り返して無線部５１に入力する。
プリアンブル送達確認部５５は、基地局から受信したプリアンブル受信確認情報に含まれるプリアンブル特定データと送信したプリアンブル特定データとを比較し、一致すれば送信したプリアンブルが基地局に到達したものと判断し、チャネル選択部５７に通知する。チャネル選択部５７は直ちにRACH制御部５４のプリアンブルパターン選択部５４ｃとデータチャネル処理部５８にプリアンブル送達確認信号を入力する。プリアンブルパターン選択部５４ｃはプリアンブル送達確認信号を受信すれば直ちにプリアンブルパターンの送出を停止し、また、データチャネル処理部５８は無線通信リンクを確立するために必要な端末番号やデータの種別、データ量などを基地局に送信する。【００２５】
図１０はRACH制御部５４の処理フローである。
RACH制御部５４は基地局から報知チャネルで送られてくるRACH情報に含まれるプリアンブルパターン情報および送信電力情報Ptを保存し(ステップ１０１)、ついで、(2)式により伝搬損失量PLOSSを計算し(ステップ１０２)、該伝搬損失量PLOSSに基づいてユーザ端末が存在するエリアを決定する(ステップ１０３)。ユーザ端末が存在するエリアを決定すれば、RACH制御部５４は該エリアに応じた複数のプリアンブルパターンの中から１つを選択してプリアンブル生成部５６に入力し、基地局に送信する(ステップ１０４)。以後、基地局よりプリアンブルの受信確認情報が送られてきたかチェクし(ステップ１０５)、プリアンブルの受信確認情報が送られて来ればプリアンブルの送信を終了する。
しかし、所定時間待ってもプリアンブルの受信確認情報が送られて来なければ、送信回数Cが予め設定されている規定回数Cendになったかチェクし、C=Cendであれば、プリアンブルの送信を中止し(ステップ１０７)、プリアンブル送信処理を終了する。一方、ステップ１０６で、プリアンブル送信回数が設定回数になっていなければ(Cend<C)、プリアンブル送信回数Cをカウントアップし(C+1→C、ステップ１０８)、ステップ１０２以降の処理を繰り返す。【００２６】
図１１は基地局の別の構成図であり、図４の基地局と同一部分には同一符号を付している。異なる点はユーザ端末への送信電力を制御する送信電力制御部１７を備えた点である。プリアンブルパターンの繰り返し数rに基づいてユーザ端末の伝搬路状態を推定できる。すなわち、ｒ＝０であればユーザ端末は基地局に近くのエリアに存在するため、該ユーザ端末と基地局間の伝搬路状態は良好であると推定でき、ｒ＝２であればユーザ端末は基地局から遠くのエリアに存在するため、該ユーザ端末と基地局間の伝搬路状態は悪いと推定でき、ｒ＝１であれば伝搬路状態は普通であると推定できる。そこで、基地局の送信電力制御部１７は、所定のユーザ端末からプリアンブルパターンを受信したとき、該プリアンブルパターンの繰り返し数ｒに基づいて、以後、該ユーザ端末に送信する電力を決定する。すなわち、繰り返し数ｒが小さければ送信電力を小さくし、大きければ送信電力を大きくする。このようにすれば送信電力制御を簡単に行うことができる。【００２７】
第１実施例によれば、セルを複数のエリアに区分し、それぞれのエリアにおけるプリアンブルパターンの繰り返し数を制御するようにしたから、大セルであっても基地局における処理負荷を軽減することが可能になった。また、第１実施例によれば、基地局に近いエリアでは巡回シフト間隔を小さくできるため大セルであっても相互干渉が小さい同じ系列番号の母系列から取り出せる使用可能な系列数を多くすることができる。また、第１実施例によれば、セル端に存在するユーザ端末にPAPRの小さな系列のプリアンブルパターンを割り当てるため、該ユーザ端末の送信増幅器から出力する信号の非線形ひずみを防止し、かつ、増幅器の効率を向上することができる。【００２８】
（Ｃ）第２実施例
第１実施例において、ユーザ端末は送信したプリアンブルが基地局で受信できなかった場合、繰り返し数rが同じプリアンブルパターンを送信した。第２実施例では、プリアンブルパターンが所定回数連続して基地局で受信できなかった場合、ユーザ端末は繰り返し数rを増加し、該増加した繰り返し数のプリアンブルパターンをr回繰り返して送信する。このように繰り返し数rを大きくすると、基地局のプリアンブル検出確率を大きくすることができる。
図１２は第２実施例のユーザ端末におけるRACH制御部の処理フローである。なお、ユーザ端末及びRACH制御部、プリアンブル生成部の構成は第１実施例と同じである。なお、連続してR回プリアンブルの受信に失敗したとき繰り返し数rを１増加するものとする。
RACH制御部５４は基地局から報知チャネルで送られてくるRACH情報に含まれるプリアンブルパターン情報および送信電力情報Ptを保存し(ステップ２０１)、ついで、(2)式によ
り伝搬損失量PLOSSを計算し(ステップ２０２)、該伝搬損失量PLOSSに基づいてユーザ端末が存在するエリア及び繰り返し数rを決定する(ステップ２０３)。ユーザ端末が存在するエリアを決定すれば、RACH制御部５４は送信回数CがRの倍数になったかチェックし(ステップ２０４)、送信回数CがRの倍数でなければ、ステップ２０３で決定したエリアに応じた複数のプリアンブルパターンの中から１つを選択してプリアンブル生成部５６に入力し、基地局に送信する(ステップ２０５)。以後、基地局よりプリアンブルの受信確認情報が送られてきたかチェクし(ステップ２０６)、プリアンブルの受信確認情報が送られて来ればプリアンブルの送信を終了する。【００２９】
しかし、所定時間待ってもプリアンブルの受信確認情報が送られて来なければ、送信回数Cが予め設定されている規定回数Cendになったかチェクし(ステップ２０７)、C=Cendであれば、プリアンブルの送信を中止し(ステップ２０８)、プリアンブル送信処理を終了する。一方、ステップ２０７で、プリアンブル送信回数が設定回数になっていなければ(Cend<C)、プリアンブル送信回数Cをカウントアップし(C+1→C、ステップ２０９)、ステップ２０２以降の処理を繰り返す。
ステップ２０４において、送信回数CがRの倍数になれば、繰り返し数rが最大値になったかチェクし(ステップ２１０)、「YES」であれば、ステップ２０５以降の処理を行い、繰り返し数rが最大値になっていなければ、繰り返しrを１だけ増加し（ステップ２１１)、以後、ステップ２０５以降の処理を繰り返す。
第２実施例においてユーザ端末がプリアンブルパターンを変えずに繰り返し数rのみを増加した場合、基地局はユーザ端末が繰り返し数rを増加したか知らない。そこで、プリアンブル検出部１５の相関器(図６参照)は全て、最大繰り返し数だけ相関演算して、演算結果を加算してピーク検出するように構成する必要がある。一方、送信回数CがRの倍数になったときに繰り返し数が１つ多いエリアのプリアンブルを使うようにすれば、プリアンブル検出部15の相関器を図6の構成のままにしておくことができる。
第２実施例によれば、基地局が連続してR回プリアンブルパターンの受信に失敗したとき、繰り返し数rを増加することにより基地局のプリアンブル検出確率を大きくすることができる。【００３０】
（Ｄ）第３実施例
第１実施例では図１、図２を参照すれば、セルが３つのエリアＡ〜Ｃに区分され、エリアAにおけるプリアンブルとしてフォーマット１のプリアンブルパターンC(l)を設定し、その繰り返し数を０とし、エリアBにおけるプリアンブルとしてフォーマット２のプリアンブルパターンC(m)を設定し、その繰り返し数を１とし、エリアCにおけるプリアンブルとしてフォーマット３のプリアンブルパターンC(n)を設定し、その繰り返し数を２とする。そして、ユーザ端末は、繰り返し数ｒに関係なくプリアンブルを所定時間Ｔに１回だけ基地局に向けて送信し、その間に基地局からプリアンブル受信確認情報が来なければ、プリアンブルを再送信するものであった。
図１３は第３実施例の概略説明図であり、第３実施例では、繰り返し数が少ないプリアンブル、例えば繰り返し数ｒ＝０のプリアンブルを送信できるアクセススロットを所定時間Ｔの間に複数設ける。図では繰り返し数ｒ＝０のプリアンブルC(1)を、第１、第２、第３のアクセススロットASLにおいて送信する場合の例である。このように繰り返し数が少ないプリアンブルの送信機会を増やすことで、同じタイミングで同じプリアンブルが複数のユーザ端末から送信される可能性を減らすことができ、干渉を減らすことが可能になる。【００３１】
図１４は基地局のプリアンブル検出部１５（図４参照）の構成図であり、繰り返し数０用の第１のプリアンブル検出部１５Ａのみ詳細構成を示し、繰り返し数１用の第２のプリアンブル検出部１５Ｂ、繰り返し数２用の第３のプリアンブル検出部１５Ｃの詳細は省略している。なお、第２、第３のプリアンブル検出部１５Ｂ、１５Ｃは図６と同一構成を備
えている。
繰り返し数０用の第１のプリアンブル検出部１５Ａは、第１のアクセススロットにおいてプリアンブル検出処理を行なう第１プリアンブル部１５Ａ1、第２のアクセススロットにおいてプリアンブル検出処理を行なう第２プリアンブル部１５Ａ2、第３のアクセススロットにおいてプリアンブル検出処理を行なう第３プリアンブル部１５Ａ3を備えている。
第１プリアンブル部１５Ａ1は、第１のアクセススロットにおいて受信プリアンブル信号と繰り返し数r=０のプリアンブルパターンC(1)〜C(20)との相関演算を行なう相関器21a01〜21a20、各相関器出力のピークを検出するピーク検出部22a01〜22a20、各検出されたピーク値が設定値TH以上かどうか比較し、比較結果を出力する比較部23a01〜23a20を有している。
第２プリアンブル部１５Ａ2は、第２のアクセススロットにおいて受信プリアンブル信号と繰り返し数r=０のプリアンブルパターンC(1)〜C(20)との相関演算を行なう相関器24a01〜24a20、各相関器出力のピークを検出するピーク検出部25a01〜25a20、各検出されたピーク値が設定値TH以上かどうか比較し、比較結果を出力する比較部26a01〜26a20を有している。
第３プリアンブル部１５Ａ3は、第３のアクセススロットにおいて受信プリアンブル信号と繰り返し数r=０のプリアンブルパターンC(1)〜C(20)との相関演算を行なう相関器27a01〜27a20、各相関器出力のピークを検出するピーク検出部28a01〜25820、各検出されたピーク値が設定値TH以上かどうか比較し、比較結果を出力する比較部29a01〜29a20を有している。
プリアンブル検出信号出力部１５Dは第1〜第3アクセススロットにおいてプリアンブルパターンC(i)（ｉ＝１〜２０）の相関器出力のピーク値が設定値TH以上の場合、アクセススロット番号とプリアンブルパターンC(i)を有するプリアンブル検出信号をプリアンブル受信確認部１６(図４)に入力する。
第３実施例によれば、繰り返し数ｒが少ないプリアンブルの送信機会を増やすことで、同じタイミングで同じプリアンブルが複数のユーザ端末から送信される可能性を減らすことができ、干渉を減らすことが可能になる。【００３２】
（Ｅ）第４実施例
第１実施例では繰り返し数ｒが１以上の場合であっても同一の周波数キャリアでプリアンブルパターンを基地局に送信するものである。第４実施例ではプリアンブルパターンの繰り返し数ｒが１以上の場合、第１番目、第２番目、．．．に送るプリアンブルパターンの送信周波数を異ならせている（ホッピング）。
図１５は第４実施例の説明図であり、繰り返し数ｒ＝２のプリアンブルパターンC（k，sj）を送信する場合、ユーザ端末は、第１アクセススロットにおいて送信する第１のプリアンブルパターンC（k，sj）を周波数f3で送信し、第２アクセススロットにおいて送信する第２のプリアンブルパターンC（k，sj）を周波数f４で送信し、第３アクセススロットにおいて送信する第３のプリアンブルパターンC（k，sj）を周波数f１で送信する。かかる周波数ホッピングする場合には、基地局より報知チャンネルによりホッピングパターン情報h1を含めてプリアンブル情報を報知する必要がある。図１５の場合、プリアンブル情報は
P(k，sj，２，h1)， h1＝f3，f4，f１
である。【００３３】
図１６はユーザ端末のプリアンブル生成部５６（図７）の構成図であり、図９の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、送信周波数切り替え部５６dを設けた点である。送信周波数切り替え部５６dはホッピングパターンh1に基づいて、第１アクセススロットにおいて送信する第１のプリアンブルパターンC（k，sj）を周波数f3で変調し、第２アクセススロットにおいて送信する第２のプリアンブルパターンC（k，sj）
を周波数f４で変調し、第３アクセススロットにおいて送信する第３のプリアンブルパターンC（k，sj）を周波数f１で変調して無線部に入力する。
第４実施例によれば、繰り返し数が１以上のプリアンブルパターンを使用する場合、第１回目のプリアンブルパターンの送信周波数、第２回目のプリアンブルパターンの送信周波数、….を異ならせることにより、プリアンブル受信電力が周波数ダイバーシチ効果により大きくなって確実に基地局に送達するようになる。【００３４】
・発明の効果
以上本発明によれば、セルを複数のエリアに区分し、それぞれのエリアにおけるプリアンブルパターンの繰り返し数を制御するようにしたから、大セルであっても基地局における処理負荷を軽減することが可能になった。
本発明によれば、基地局に近いエリアでは巡回シフト間隔を小さくできるため大セルであっても相互干渉が小さい同じ系列番号の母系列から取り出せる系列数を多くすることができる。
本発明によれば、セル端に存在するユーザ端末にPAPRの小さな系列のプリアンブルパターンを割り当てるため、該ユーザ端末の送信増幅器から出力する信号の非線形ひずみを防止し、かつ、増幅器の効率を向上することができる
本発明によれば、基地局が連続してR回プリアンブルパターンの受信に失敗したとき、繰り返し数rを増加することにより基地局のプリアンブル検出確率を大きくすることができる。
本発明によれば、繰り返し数が少ないプリアンブルパターンの送信機会を増やすことで、同じタイミングで同じプリアンブルパターンが複数のユーザ端末から送信される可能性を減らすことができ、干渉を減らすことが可能になる。
本発明によれば、繰り返し数が１以上のプリアンブルパターンを使用する場合、第１回目のプリアンブルパターンの送信周波数、第２回目のプリアンブルパターンの送信周波数、….を異ならせることにより、プリアンブル受信電力が周波数ダイバーシチ効果により大きくなって確実に基地局に送達するようになる。
【図１】
2008081531.tif 000004
【図２】
2008081531.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2008081531.tif 000020
【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月5日(2009.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信するランダムアクセスチャネル送信方法において、
基地局から近いエリアに存在するユーザ端末は第１のプリアンブルパターンをＭ回の繰返しにより送信し、基地局から遠いエリアに存在するユーザ端末は第２のプリアンブルパターンをＮ（Ｍ＜Ｎ）回の繰り返しにより送信する、
ことを特徴とするランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項２】
前記Ｍは０である、
ことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項３】
基地局はCAZAC系列により前記各エリアのプリアンブルパターンを設定し、ユーザ端末は該CAZAC系列の巡回シフト間隔を変更することにより、該CAZAC系列を複数のプリアンブルパターンとして使用する、
ことを特徴とする請求項１記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項４】
繰り返し数の少ないエリアのCAZAC系列の巡回シフト間隔を狭くし、繰り返し数の多いエリアのCAZAC系列の巡回シフト間隔を広くする、
ことを特徴とする請求項３記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項５】
繰り返し数の多いエリアのCAZAC系列としてピーク対平均電力比(PAPR)が小さな系列を設定する、
ことを特徴とする請求項３記載のランダムアクセスチャネル送信方法。
【請求項６】
既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信する無線通信システムの基地局において、
複数のプリアンブルパターンと該複数のプリアンブルパターンのそれぞれについての送信繰り返し数の対応関係をユーザ端末に報知する報知手段、
ユーザ端末から送信されるプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出手段、
前記プリアンブルパターンを受信した場合に、プリアンブル受信確認情報を作成して送信する手段、
備えたことを特徴とする基地局。
【請求項７】
前記プリアンブル検出手段は、
前記報知したプリアンブルパターン毎に該プリアンブルパターンと受信信号との相関を演算する相関部、
繰り返し数が複数のプリアンブルパターンについては複数回の相関演算結果を加算する加算部、
相関のピーク値が設定値以上であるか比較する比較部、
を備え、相関ピーク値が設定値以上のとき、該相関ピーク値に応じたプリアンブルパターンを受信したと判定する、
ことを特徴とする請求項６記載の基地局。
【請求項８】
既知の複数のプリアンブルパターンの中からユーザ端末が一つのプリアンブルパターンを選んで基地局に送信する無線通信システムにおいて、
基地局は、
セルを複数のエリアに区分し、各エリアに１以上のプリアンブルパターンと該プリアンブルパターンの送信繰り返し数を設定してユーザ端末に報知する報知手段、
ユーザ端末から送信されるプリアンブルパターンを検出するプリアンブル検出手段、
前記プリアンブルパターンを受信したとき、プリアンブル受信確認情報を作成して送信する手段、
備え、ユーザ端末は、
基地局から送信された報知情報を保存する保存部、
該ユーザ端末が存在するエリアを検出するエリア検出手段、
該エリアに応じたプリアンブルパターンを前記保存部より選択するプリアンブルパターン選択部、
該プリアンブルパターンを生成し、前記エリアに応じた繰り返し数、該プリアンブルパターンを送信するプリアンブル送信部、
備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
前記ユーザ端末は、
基地局より送信されるプリアンブル受信確認情報を受信する受信手段、
自分が送信したプリアンブルパターンが基地局に受信されたか該プリアンブル受信確認情報より判断する受信確認手段、
送信したプリアンブルパターンが基地局に受信されない場合、ユーザパターンの送信繰り返し数を増加する手段、
を備え、前記プリアンブル送信部は該プリアンブルパターンを該送信繰り返し数、連続して送信する、
ことを特徴とする請求項８記載の無線通信システム。
【請求項１０】
プリアンブルパターンを１回送信するに必要な時間を１アクセススロット、最大の繰り返し数をＭとするとき、繰り返し数が０のエリアに存在するユーザ端末の前記プリアンブル送信部は、（Ｍ＋１）個のアクセススロットのうち所定のアクセススロットにおいて、前記プリアンブルパターンを基地局に送信する、
ことを特徴とする請求項８記載の無線通信システム。
【請求項１１】
基地局の前記報知手段は、前記各エリアにおけるプリアンブルパターン、繰り返し数に加えて、ホッピングパターンを報知チャネルでユーザ端末に報知し、繰り返し数が１以上のエリアに存在するユーザ端末の前記プリアンブル送信部は、前記ホッピングパターンに基づいて所定のプリアンブルパターンを、送信周波数を変えて送信する、
ことを特徴とする請求項８記載の無線通信システム。
【国際調査報告】
2008081531.tif 000022
2008081531.tif 000023