(57)【要約】  無線通信の通信制御を効率的に行えるようにする。  送信装置（１）は、第１の処理に用いられる第１の信号の送信領域（３）に含まれる何れかの領域（＃０〜＃８）を選択し、選択された領域を用いて第１の信号を送信する。領域は、受信装置（２）に伝達可能な複数種類の情報のうち伝達すべき情報の種類に応じて選択される。受信装置（２）は、送信装置（１）が送信した第１の信号を受信し、第１の信号を受信した領域に応じた情報を用いて第２の処理を行う。
2010044156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の処理に用いられる第１の信号の送信領域に含まれる何れかの領域を選択する選択部と、
前記選択部によって選択された領域を用いて、前記第１の信号を送信する送信部と、を有し、
前記選択部は、前記第１の信号の送信相手に伝達可能な複数種類の情報のうち伝達すべき情報の種類に応じて、前記選択を行う、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記複数種類の情報は、前記送信装置に割り当てる帯域を制御する第２の処理に用いられる情報であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の送信装置。
【請求項３】
前記複数種類の情報は、前記送信装置に適用される変調方式を制御する第２の処理に用いられる情報であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の送信装置。
【請求項４】
前記第１の処理は、前記送信装置の送信電力および送信タイミングの少なくとも一方を制御する処理であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の送信装置。
【請求項５】
前記第１の信号は、前記送信装置の識別を可能とする信号であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の送信装置。
【請求項６】
前記選択部は、前記送信装置の識別情報に基づいて、前記伝達すべき情報の種類と前記送信領域に含まれる領域との対応を判断することを特徴とする請求の範囲第１項記載の送信装置。
【請求項７】
前記選択部は、前記送信領域に含まれる領域、および、前記送信領域の属するフレームと異なるフレームに属する他の送信領域に含まれる領域の中から、前記第１の信号を送信する領域を選択することを特徴とする請求の範囲第１項記載の送信装置。
【請求項８】
無線品質を測定する測定部と、
前記測定部で測定した前記無線品質に応じて何れかの送信領域を選択する選択部と、
前記選択部により選択された送信領域を用いて信号を送信する送信部と、
を有することを特徴とする送信装置。
【請求項９】
前記送信部が送信する信号は、前記送信装置の識別を可能とする信号であることを特徴とする請求の範囲第８項記載の送信装置。
【請求項１０】
報知情報により、第１の処理に用いられる信号の送信領域として通知された複数の送信領域のうち、所定の送信領域を用いて、前記第１の処理に用いられる第１の信号を送信する送信部と、
前記複数の送信領域のうち、前記所定の送信領域外の送信領域を用いて、第２の処理に用いられる信号を前記送信部に送信させる制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする送信装置。
【請求項１１】
前記第２の処理には、前記送信装置に割り当てる帯域を制御する処理、および、前記送信装置に適用される変調方式を制御する処理の少なくと一方を含むことを特徴とする請求の範囲第１０項記載の送信装置。
【請求項１２】
第１の処理に用いられる第１の信号の送信領域に含まれる何れかの領域において送信装置が送信した前記第１の信号を受信する受信部と、
複数種類の情報のうち前記受信部が前記第１の信号を受信した領域に応じて特定される情報を用いて第２の処理を行う処理部と、
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項１３】
送信装置からの信号を受信する受信部と、
前記受信部が信号を受信した領域に応じて特定される無線品質に基づいて、前記送信装置との通信を制御する制御部と、
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
第１の処理に用いられる信号の送信領域として通知した複数の送信領域のうち、所定の送信領域を用いて送信された第１の信号を受信する受信部と、
前記第１の信号の受信に応じて、前記第１の処理を行う処理部と、
を有し、
前記受信部は、前記複数の送信領域のうち、前記所定の送信領域外の送信領域を用いて送信された信号を受信し、
前記処理部は、前記所定の送信領域外の送信領域を用いて送信された信号の受信に応じて、第２の処理を行う、
ことを特徴とする受信装置。
【請求項１５】
第１の処理に用いられる第１の信号の送信領域に含まれる複数の領域から、前記第１の信号の送信相手に伝達可能な複数種類の情報のうち伝達すべき情報の種類に応じた領域を選択し、
選択した領域を用いて前記第１の信号を送信する、
ことを特徴とする送信装置の送信方法。
【請求項１６】
無線品質を測定し、
測定した前記無線品質に応じて選択する送信領域を用いて信号を送信する、
ことを特徴とする送信装置の送信方法。
【請求項１７】
報知情報により、第１の処理に用いられる信号の送信領域として通知された複数の送信領域のうち、所定の送信領域を用いて、前記第１の処理に用いられる第１の信号を送信し、
前記複数の送信領域のうち、前記所定の送信領域外の送信領域を用いて、第２の処理に用いられる信号を送信する、
ことを特徴とする送信装置の送信方法。
【請求項１８】
第１の処理に用いられる第１の信号の送信領域に含まれる何れかの領域において送信装置が送信した前記第１の信号を受信し、
複数種類の情報のうち前記第１の信号を受信した領域に応じて特定される情報を用いて第２の処理を行う、
ことを特徴とする受信装置の受信方法。
【請求項１９】
送信装置からの信号を受信し、
前記送信装置からの信号を受信した領域に応じて特定される無線品質に基づいて、前記送信装置との通信を制御する、
ことを特徴とする受信装置の受信方法。
【請求項２０】
第１の処理に用いられる信号の送信領域として通知した複数の送信領域のうち、所定の送信領域を用いて送信された第１の信号を受信すると共に、前記複数の送信領域のうち、前記所定の送信領域外の送信領域を用いて送信された信号を受信し、
前記第１の信号の受信に応じて、前記第１の処理を行い、前記所定の送信領域外の送信領域を用いて送信された信号の受信に応じて、第２の処理を行う、
ことを特徴とする受信装置の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送信装置、受信装置、送信方法および受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。無線通信システムでは、通信装置間で、ユーザデータの他に種々の制御信号や制御情報が送受信されることがある。制御信号や制御情報を用いることで、通信装置は無線通信の制御を行うことができる。【０００３】
例えば、移動局がレンジングコードを基地局に送信し、基地局がレンジングコードの受信結果に基づいて移動局の送信電力や送信タイミングを制御する処理がある。また、移動局が無線品質の測定結果を示す情報を基地局に報告し、基地局が測定結果に基づいてユーザデータの変調方式を決定する処理がある。また、移動局が帯域要求を示す情報を基地局に送信し、基地局が帯域要求に応じて移動局に無線リソースを割り当てる処理がある（例えば、非特許文献１，２参照）。
【非特許文献１】The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), "IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems", IEEE802.16-2004.
【非特許文献２】The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), "IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems", IEEE802.16e-2005.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような種々の制御を個別に実行すると、多数の制御信号や制御情報が通信装置間で送受信され、そのために多くの無線リソースが消費される。よって、ユーザデータを送受信するために割り当て可能な無線リソースが減少し、無線通信のスループットが低下する原因となる。【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、通信制御を効率的に行うことができる送信装置、受信装置、送信方法および受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の処理に用いられる第１の信号の送信領域に含まれる何れかの領域を選択する選択部と、選択部によって選択された領域を用いて第１の信号を送信する送信部とを有し、選択部は第１の信号の送信相手に伝達可能な複数種類の情報のうち伝達すべき情報の種類に応じて選択を行う送信装置が提供される。【０００７】
また、上記課題を解決するために、無線品質を測定する測定部と、測定部で測定した無線品質に応じて何れかの送信領域を選択する選択部と、選択部により選択された送信領域を用いて信号を送信する送信部とを有する送信装置が提供される。【０００８】
また、上記課題を解決するために、報知情報により、第１の処理に用いられる信号の送信領域として通知された複数の送信領域のうち、所定の送信領域を用いて、第１の処理に用いられる第１の信号を送信する送信部と、複数の送信領域のうち、所定の送信領域外の送信領域を用いて、第２の処理に用いられる信号を送信部に送信させる制御を行う制御部とを有する送信装置が提供される。【０００９】
また、上記課題を解決するために、第１の処理に用いられる第１の信号の送信領域に含まれる何れかの領域において送信装置が送信した第１の信号を受信する受信部と、複数種類の情報のうち受信部が第１の信号を受信した領域に応じて特定される情報を用いて第２の処理を行う処理部とを有する受信装置が提供される。【００１０】
また、上記課題を解決するために、送信装置からの信号を受信する受信部と、受信部が信号を受信した領域に応じて特定される無線品質に基づいて送信装置との通信を制御する制御部とを有する受信装置が提供される。【００１１】
また、上記課題を解決するために、第１の処理に用いられる信号の送信領域として通知した複数の送信領域のうち、所定の送信領域を用いて送信された第１の信号を受信する受信部と、第１の信号の受信に応じて、第１の処理を行う処理部とを有し、受信部は、複数の送信領域のうち、所定の送信領域外の送信領域を用いて送信された信号を受信し、処理部は、所定の送信領域外の送信領域を用いて送信された信号の受信に応じて、第２の処理を行う受信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
上記送信装置、受信装置、送信方法および受信方法によれば、通信制御を効率的に行うことができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】送信装置および受信装置を示す図である。
【図２】移動通信システムのシステム構成を示す図である。
【図３】基地局を示すブロック図である。
【図４】移動局を示すブロック図である。
【図５】無線フレームの構造例を示す図である。
【図６】レンジング領域の第１の構造例を示す図である。
【図７】スロット定義テーブルの第１のデータ構造例を示す図である。
【図８】第１の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図１１】第１の実施の形態のメッセージの流れを示す他のシーケンス図である。
【図１２】スロット定義テーブルの第２のデータ構造例を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図１６】第３の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図１９】スロット定義テーブルの第３のデータ構造例を示す図である。
【図２０】レンジング領域の第２の構造例を示す図である。
【図２１】レンジング領域の第３の構造例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、送信装置および受信装置を示す図である。この通信システムでは、送信装置１は、送信領域３を用いて信号を送信することができる。受信装置２は、送信領域３を介して送信された送信装置１からの信号を受信することができる。送信領域３には、複数の領域が含まれている。図１の例では、領域＃０〜＃８の９つの領域が含まれている。【００１５】
送信装置１は、送信領域３に含まれる領域＃０〜＃８の何れを用いて信号を送信するかによって、受信装置２に対して情報を伝達する。例えば、無線品質と領域＃０〜＃８とを対応付けておくことで、送信装置１で測定された無線品質を、信号を送信する領域をもって受信装置２に伝達することが可能となる。また、帯域サイズと領域＃０〜＃８とを対応付けておくことで、送信装置１から受信装置２への帯域要求を、信号を送信する領域をもって受信装置２に伝達することが可能となる。なお、対応付けは予め静的に決定しておいてもよいし、送信装置１または受信装置２が動的に決定してもよい。【００１６】
その際、送信装置１は、領域＃０〜＃８の何れかで送信する信号として、所定の処理に用いられる信号を送信することも可能である。例えば、レンジング処理を考えた場合、送信装置１は、領域＃０〜＃８の何れかでレンジングコードを送信することができる。言い換えると、第１の処理に用いられる信号を送信するための送信領域３を用いて、第１の処理以外の第２の処理のための情報を受信装置２に伝達することも可能となる。【００１７】
受信装置２は、送信領域３に含まれる領域＃０〜＃８の何れで送信装置１からの信号を受信したか判定する。そして、判定した領域に応じて、送信装置１から伝達された情報を特定する。例えば、無線品質と領域＃０〜＃８とを対応付けておくことで、送信装置１で測定された無線品質を特定し、送信装置１に適用する変調方式を制御することができる。また、帯域サイズと領域＃０〜＃８とを対応付けておくことで、送信装置１からの帯域要求の内容を特定し、送信装置１への帯域割り当てを制御することができる。【００１８】
その際、受信装置２は、領域＃０〜＃８の何れかで受信した信号を用いて他の処理を行うことも可能である。例えば、レンジングコードを受信した場合、受信装置２は、レンジングコードの受信結果に基づいて、送信装置１の送信電力や送信タイミングを制御することができる。言い換えると、第１の処理に用いる信号を送信装置１から受信するための送信領域３を介して、第１の処理以外の第２の処理のための情報を送信装置１から受け取ることも可能となる。【００１９】
なお、送信領域３を、送信装置１を含む複数の送信装置で共有することも可能である。その場合、送信領域３で送信する信号として、各送信装置を識別可能な信号を用いることが考えられる。各送信装置を識別可能な信号は、予め静的に決定しておいてもよいし、受信装置２が動的に割り当ててもよい。同一の領域で複数の送信装置の信号が送信された場合でも、受信装置２が各送信装置からの信号を区別できるようにすることも可能である。送信に用いられる領域の偏りを防ぐため、領域＃０〜＃８と伝達すべき情報との対応付けを、送信装置によって異なるようにしてもよい。【００２０】
このような送信装置１によれば、受信装置２に伝達すべき情報に応じて領域＃０〜＃８の何れかが選択されて信号が送信される。また、受信装置２によれば、送信装置１からの信号を受信した領域に応じて、送信装置１から伝達された情報を判断する。これにより、送信装置１から受信装置２に効率的に情報を伝達することができる。例えば、使用される無線リソース量が抑制され、両装置間の通信のスループットが向上する。【００２１】
なお、受信装置２が、報知情報により、第１の処理に用いる信号の送信領域として複数の送信領域を通知する場合も考えられる。送信装置１は、通知された複数の送信領域のうち所定の送信領域（例えば、受信装置２が送信装置１に対して指定した送信領域）を用いて、第１の処理に用いられる第１の信号を送信する。また、送信装置１は、通知された複数の送信領域のうち所定の送信領域外の送信領域を用いて、第２の処理に用いられる信号（例えば、第１の信号と同じ信号）を送信することもできる。これに対し、受信装置２は、複数の送信領域のうち所定の送信領域で信号を受信したときは、第１の処理を行い、所定の送信領域外で信号を受信したときは、第２の処理を行うことが考えられる。すなわち、第１の処理（例えば、レンジング処理）に用いる送信領域であっても、所定の送信領域外の送信領域は、第２の処理（例えば、無線品質の報告や帯域要求など）のために用いることもできる。【００２２】
次に、上記の通信方法を移動通信システムの上りリンクに適用した場合、すなわち、送信装置１の送信方法を移動局に適用し、受信装置２の受信方法を基地局に適用した場合について更に詳細に説明する。ただし、上記の通信方法は、下りリンクに適用することもでき、また、固定無線通信システムなど他の種類の通信システムに適用することもできる。【００２３】
［第１の実施の形態］
図２は、移動通信システムのシステム構成を示す図である。第１の実施の形態に係る移動通信システムは、基地局１００および移動局２００，２００ａ，２００ｂを有する。【００２４】
基地局１００は、移動局２００，２００ａ,２００ｂと無線通信を行うことができる無線通信装置である。基地局１００は、下りリンク（基地局１００から移動局２００，２００ａ，２００ｂへの方向の無線リンク）によって、移動局２００，２００ａ，２００ｂ宛てのデータを送信する。また、基地局１００は、上りリンク（移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００への方向の無線リンク）によって、移動局２００，２００ａ，２００ｂが送信したデータを受信する。なお、基地局１００は、図示しない上位局（例えば、無線ネットワーク制御装置）や他の基地局と通信することもできる。【００２５】
移動局２００，２００ａ，２００ｂは、基地局１００と無線通信を行うことができる無線端末装置である。移動局２００，２００ａ，２００ｂは、例えば、携帯電話機である。移動局２００，２００ａ，２００ｂは、上りリンクによって、基地局１００にデータを送信する。また、移動局２００，２００ａ，２００ｂは、下りリンクによって、自局宛てのデータを基地局１００から受信する。【００２６】
ここで、第１の実施の形態に係る移動通信システムでは、無線通信の制御を主に基地局１００側で行うとする。すなわち、基地局１００が、移動局２００，２００ａ，２００ｂの送信電力および送信タイミングを制御する。また、基地局１００が、移動局２００，２００ａ，２００ｂで測定された下りリンクの無線品質に応じて、変調方式を制御する。また、基地局１００が、移動局２００，２００ａ，２００ｂからの帯域要求に基づいて、上り無線リソースを割り当てる。【００２７】
なお、基地局１００と移動局２００，２００ａ，２００ｂとは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６の規定に従って無線通信を行うことができる。通信方式として、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いることが考えられる。ただし、他の通信方式を用いるようにしてもよい。【００２８】
図３は、基地局を示すブロック図である。基地局１００は、アンテナ１１１、無線インタフェース１１２、受信処理部１１３、識別部１１４、ＳＤＵ（Service Data Unit）再生部１１５、ネットワークインタフェース１１６、パケットバッファ１１７、ＰＤＵ生成部１１８、送信処理部１１９、記憶部１２０、抽出部１２１、変調方式制御部１２２、送信制御部１２３、帯域要求管理部１２４およびスケジューラ１２５を有する。【００２９】
アンテナ１１１は、送信・受信共用のアンテナである。アンテナ１１１は、移動局２００，２００ａ，２００ｂから受信した無線信号を無線インタフェース１１２に出力する。また、アンテナ１１１は、無線インタフェース１１２から取得した送信信号を無線出力する。ただし、送信用アンテナと受信用アンテナとを別々に設けるようにしてもよい。【００３０】
無線インタフェース１１２は、無線信号処理を行う。すなわち、無線インタフェース１１２は、アンテナ１１１から取得した受信信号をデジタルベースバンド変換し、受信処理部１１３に出力する。また、送信処理部１１９から取得したデジタルベースバンドの送信信号を無線出力する信号に変換し、アンテナ１１１に出力する。無線信号処理のために、無線インタフェース１１２は、例えば、電力増幅器、周波数変換器、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換器などを備える。【００３１】
受信処理部１１３は、無線インタフェース１１２から取得した受信信号から、無線フレームに含まれる上りサブフレームを抽出し、復調および復号する。復号処理には、デインターリーブ、誤り訂正、誤り検出を含む。復調方式および復号方式は、予め静的に決められたものを用いることもあるし、適応的に選択される方式を用いることもある。そして、受信処理部１１３は、得られた復号済みデータを識別部１１４に出力する。【００３２】
識別部１１４は、受信処理部１１３から取得した復号済みデータに含まれているユーザデータと制御情報とを分離する。そして、識別部１１４は、ユーザデータをＳＤＵ再生部１１５に出力する。また、制御情報のうち下り無線品質を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を変調方式制御部１２２に出力すると共に、帯域要求を帯域要求管理部１２４に出力する。また、上りサブフレームに含まれるレンジングコードを送信するための領域（レンジング領域）の信号を、抽出部１２１に出力する。【００３３】
ＳＤＵ再生部１１５は、識別部１１４からユーザデータを取得する。そして、無線区間のパケット形式であるＰＤＵ（Protocol Data Unit）から、上位局や他の基地局との通信区間のパケット形式であるＳＤＵに、形式変換する。その際、必要に応じて、パケットの分割やパッキング、ＭＡＣ（Medium Access Control）ヘッダやＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）の除去などを行う。そして、ＳＤＵ再生部１１５は、ＳＤＵパケットをネットワークインタフェース１１６に出力する。【００３４】
ネットワークインタフェース１１６は、上位局や他の基地局とパケット通信を行うための通信インタフェースである。ネットワークインタフェース１１６は、ＳＤＵ再生部１１５から取得したＳＤＵパケットを上位局や他の基地局に送信する。また、上位局や他の基地局から受信した移動局２００，２００ａ，２００ｂ宛てのＳＤＵパケットを、パケットバッファ１１７に出力する。【００３５】
パケットバッファ１１７は、ネットワークインタフェース１１６から取得したＳＤＵパケットを一時的に保持するバッファメモリである。パケットバッファ１１７では、ＳＤＵパケットが、宛先アドレスやコネクションＩＤに応じて分類される。そして、パケットバッファ１１７は、スケジューラ１２５からの指示に応じて、保持しているＳＤＵパケットを順次ＰＤＵ生成部１１８に出力する。【００３６】
ＰＤＵ生成部１１８は、パケットバッファ１１７からＳＤＵパケットを取得すると共に、スケジューラ１２５から各種制御情報を取得する。ＰＤＵ生成部１１８は、ＳＤＵパケットおよび制御情報が無線フレームに適切に配置されるように制御しつつ、ＳＤＵパケットをＰＤＵパケットに変換する。その際、必要に応じて、ＭＡＣヘッダやＣＲＣの付加、パケットの分割やパッキングなどを行う。そして、ＰＤＵ生成部１１８は、ＰＤＵパケットおよび制御情報を送信処理部１１９に出力する。【００３７】
送信処理部１１９は、ＰＤＵ生成部１１８からＰＤＵ形式のユーザデータと制御情報とを取得し、符号化および変調を行い、無線フレームを生成する。符号化処理には、誤り検出用パリティの負荷、誤り訂正符号化、インターリーブを含む。符号化方式としては、例えば、畳み込み符号やターボ符号を用いる。変調方式としては、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）を用いる。変調方式はスケジューラ１２５によって制御される。そして、送信処理部１１９は、無線フレームの送信信号を、無線インタフェース１１２に出力する。【００３８】
記憶部１２０は、レンジング領域に含まれる領域（スロット）とその意味との対応関係を示す情報を記憶する。対応関係を示す情報は、予め静的に定義されていてもよいし、動的に生成され更新されてもよい。第１の実施の形態では、スロットと下り無線品質を示すＣＱＩとが対応付けられているとする。また、記憶部１２０は、移動局２００，２００ａ，２００ｂと割り当てたレンジングコードとの対応関係を示す情報も記憶する。レンジングコードの割り当ては、静的でもよいし動的に行われてもよい。【００３９】
抽出部１２１は、識別部１１４からレンジング領域の信号を取得し、移動局２００，２００ａ，２００ｂが送信したレンジングコードを抽出する。その際、記憶部１２０に格納された情報を参照して、送信元の移動局を特定すると共に、レンジングコードの送信に使用されたスロットに対応する意味を特定する。そして、抽出部１２１は、特定した移動局および意味を、その意味に応じて、変調方式制御部１２２または帯域要求管理部１２４に通知する。第１の実施の形態では、移動局およびＣＱＩを、変調方式制御部１２２に通知するとする。また、抽出部１２１は、レンジングコードの受信電力レベルおよび受信タイミングを特定し、送信制御部１２３に通知する。【００４０】
変調方式制御部１２２は、識別部１１４または抽出部１２１から取得したＣＱＩに基づいて、移動局２００，２００ａ，２００ｂ宛てのユーザデータの変調方式を決定する。変調方式を適応的に決定するために、変調方式制御部１２２は、例えば、下り無線品質と使用可能な変調方式との対応関係を示す情報を予め保持している。そして、変調方式制御部１２２は、各移動局に適用する変調方式をスケジューラ１２５に通知する。【００４１】
送信制御部１２３は、抽出部１２１から通知された受信電力レベルおよび受信タイミングを、好ましい受信電力レベルおよび受信タイミングと比較し、移動局２００，２００ａ，２００ｂに送信電力および送信タイミングを変更させる制御情報を生成する。例えば、移動局２００からの受信電力レベルが好ましいレベルより低い場合、移動局２００に送信電力を上げさせる制御情報を生成する。そして、送信制御部１２３は、生成した制御情報をスケジューラ１２５に出力する。【００４２】
帯域要求管理部１２４は、移動局２００，２００ａ，２００ｂへの上り無線リソースの割り当てを管理する。帯域要求管理部１２４は、識別部１１４（または抽出部１２１）から帯域要求を取得すると、要求されている無線リソースのサイズ（例えば、バイト数）を特定し、要求元に割り当てる。そして、帯域要求管理部１２４は、上り無線リソースの割り当て状況を、スケジューラ１２５に通知する。【００４３】
スケジューラ１２５は、下り無線リソースの割り当てを管理する。スケジューラ１２５は、パケットバッファ１１７が保持している送信待ちのＳＤＵパケットを確認し、無線フレームに含まれる下りサブフレームへの割り当てを行う。また、スケジューラ１２５は、下りサブフレームおよび上りサブフレームの割り当て情報を生成する。また、スケジューラ１２５は、各種制御情報をＰＤＵ生成部１１８に出力する。【００４４】
図４は、移動局を示すブロック図である。移動局２００は、アンテナ２１１、無線インタフェース２１２、受信処理部２１３、識別部２１４、ＳＤＵ再生部２１５、データ処理部２１６、送信データバッファ２１７、ＰＤＵ生成部２１８、送信処理部２１９、記憶部２２０、測定部２２１、決定部２２２および帯域管理部２２３を有する。なお、移動局２００ａ，２００ｂも同様のモジュール構成によって実現できる。【００４５】
ここで、アンテナ２１１、無線インタフェース２１２、受信処理部２１３、識別部２１４、ＳＤＵ再生部２１５、ＰＤＵ生成部２１８および送信処理部２１９の機能は、それぞれ、前述の基地局１００のアンテナ１１１、無線インタフェース１１２、受信処理部１１３、識別部１１４、ＳＤＵ再生部１１５、ＰＤＵ生成部１１８および送信処理部１１９と同様である。【００４６】
データ処理部２１６は、ＳＤＵ再生部２１５から取得したＳＤＵパケットを用いてデータ処理を行う。データ処理部２１６では、例えば、音声再生や画像表示などを行う種々のアプリケーションプログラムが実行される。また、データ処理部２１６は、必要に応じてＳＤＵパケットを生成し、送信データバッファ２１７に出力する。【００４７】
送信データバッファ２１７は、データ処理部２１６から取得したＳＤＵパケットを一時的に保持するバッファメモリである。送信データバッファ２１７は、帯域管理部２２３からの指示に応じて、保持しているＳＤＵパケットを順次ＰＤＵ生成部２１８に出力する。【００４８】
記憶部２２０は、レンジング領域に含まれるスロットとその意味との対応関係を示す情報を記憶する。この情報は、基地局１００の記憶部１２０が記憶するものと同じである。対応関係を示す情報は、予め静的に定義されていてもよいし、基地局１００から受信したものでもよい。第１の実施の形態では、スロットと下り無線品質を示すＣＱＩとが対応付けられているとする。【００４９】
測定部２２１は、受信処理部２１３からプリアンブル信号を取得し、下り無線品質を測定する。無線品質の指標としては、例えば、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）を用いることが考えられる。そして、測定部２２１は、測定結果をＣＱＩにマッピングし、決定部２２２および帯域管理部２２３に通知する。【００５０】
決定部２２２は、記憶部２２０に格納された情報を参照して、レンジング領域に含まれる何れのスロットを用いてレンジングコードを送信するか決定する。スロットの決定は、測定部２２１から通知されるＣＱＩまたは送信データバッファ２１７が保持している送信待ちのＳＤＵパケットの量に基づいて行う。第１の実施の形態では、下り無線品質のＣＱＩに応じてスロットを選択するとする。また、決定部２２２は、識別部２１４から、自局に割り当てられたレンジングコードや送信すべきタイミングを示す制御情報を取得する。そして、決定部２２２は、帯域管理部２２３にレンジングコードの送信を依頼する。【００５１】
帯域管理部２２３は、移動局２００に割り当てられた上り無線リソースを示す制御情報を識別部２１４から取得し、ＰＤＵパケットおよび制御情報の無線フレームのマッピングを制御する。また、帯域管理部２２３は、送信データバッファ２１７が保持している送信待ちのＳＤＵパケットを確認し、帯域要求を示す制御情報を生成してＰＤＵ生成部２１８に出力する。【００５２】
また、帯域管理部２２３は、測定部２２１で得られたＣＱＩを基地局１００に報告する処理を制御する。具体的には、レンジング処理と併せてＣＱＩの報告を行う場合、決定部２２２からの依頼に応じてレンジングコードの送信を送信処理部２１９に指示する。レンジング処理とは別個にＣＱＩの報告を行う場合、測定部２２１から取得したＣＱＩを示す制御情報をＰＤＵ生成部２１８に出力する。なお、後述するように、レンジング処理と併せて帯域要求を行うことも可能である。【００５３】
図５は、無線フレームの構造例を示す図である。図５に示す無線フレームが、基地局１００と移動局２００，２００ａ，２００ｂとの間の無線通信に用いられる。横軸が時間方向を示し、縦軸が周波数方向を示している。時間方向の最小単位はシンボル、周波数方向の最小単位はサブチャネルである。この例では、上りと下りの多重化方式として、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）が用いられている。無線フレームは、前半に下り（ＤＬ：DownLink）サブフレーム、後半に上り（ＵＬ：UpLink）サブフレームを含む。【００５４】
下りサブフレームには、プリアンブル、ＦＣＨ（Frame Control Header）、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰおよびＤＬバースト（DownLink Burst）が含まれる。プリアンブルは、無線フレームの先頭を識別するための既知信号を含む。ＦＣＨは、ＤＬ−ＭＡＰを認識するための情報である。ＤＬ−ＭＡＰは、下りサブフレームのリソースの割り当て状態を示す。ＵＬ−ＭＡＰは、上りサブフレームのリソースの割り当て状態を示す。ＤＬバーストでは、移動局２００，２００ａ，２００ｂ宛てのユーザデータや制御情報を送信できる。【００５５】
上りサブフレームには、レンジング領域、フィードバックチャネル（Fast Feedback Channel）およびＵＬバースト（UpLink Burst）が含まれる。レンジング領域では、レンジングコードを送信できる。フィードバックチャネルでは、移動局２００，２００ａ，２００ｂが基地局１００にフィードバックする制御情報（例えば、ＣＱＩ）を送信できる。ＵＬバーストでは、ユーザデータや制御情報を送信できる。なお、レンジング領域やフィードバックチャネルは、毎フレーム設定してもよいし、数フレームおきに設定してもよい。【００５６】
レンジングの種別には、移動局２００，２００ａ，２００ｂが基地局１００への接続時に行う初期レンジングや、その後に行う定期レンジングなどがある。レンジング領域では、レンジング種別毎に使用可能な領域が分かれていてもよいし、複数のレンジング種別に共通に使用可能な領域が設けられていてもよい。【００５７】
図６は、レンジング領域の第１の構造例を示す図である。この例では、レンジング領域にスロット＃０〜＃１５の１６個のスロットが含まれている。各スロットは、Ｎ1シンボル（例えば、２シンボル）とＮ2サブチャネル（例えば、１サブチャネル）とで特定される無線リソースである。レンジング領域に設けるスロット数や、各スロットのシンボル数およびサブチャネル数は、基地局１００が任意に設定することが可能である。【００５８】
移動局２００，２００ａ，２００ｂは、スロット＃０〜＃１５から何れかを選択して、自局に割り当てられたレンジングコードを送信することができる。レンジングコードとして、例えば、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）コードを用いる。すなわち、複数の移動局のレンジングコードを、１つのスロットでコード多重して送信することができる。なお、スロットでは、レンジングコード以外の他の信号を含めて送信してもよい。【００５９】
本実施の形態では、図６に示したようなスロットを、定期レンジング用の領域内に設けることとする。以下では、定期レンジングと併せて、各種制御情報を移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００に伝達することを考える。ただし、他のレンジング種別用の領域を用いて、各種制御情報を伝達することも可能である。【００６０】
図７は、スロット定義テーブルの第１のデータ構造例を示す図である。スロット定義テーブル１２０ａは、基地局１００の記憶部１２０に格納される。また、スロット定義テーブル１２０ａと同様のテーブルが、移動局２００の記憶部２２０にも格納される。スロット定義テーブル１２０ａには、スロット番号およびＣＱＩの項目が設けられている。【００６１】
スロット番号の項目には、レンジング領域内に設けられたスロットを識別する番号が設定される。ＣＱＩの項目には、下り無線品質の測定結果に対応する４ビットのビット列が設定される。このビット列は、測定結果を直接表現したもの（例えば、「００００」＝−１０ｄＢ，「０００１」＝−８ｄＢ，・・・，「１１１１」＝＋２０ｄＢ）でもよいし、測定結果から決まる変調符号化方式を示したものでもよい。この例では、スロット＃０に対し「００００」、スロット＃１５に対し「１１１１」が対応付けられている。ただし、スロット番号とＣＱＩとの対応は、任意に設定できる。【００６２】
図８は、第１の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。ここでは、移動局２００が基地局１００に対して定期レンジングのためレンジングコードを送信する場合を考える。以下、図８に示す処理をステップ番号に沿って説明する。【００６３】
［ステップＳ１１］受信処理部２１３は、基地局１００から受信した無線フレームのプリアンブルを抽出する。測定部２２１は、プリアンブル信号から下り無線品質を測定し、測定結果に対応するＣＱＩを決定する。【００６４】
［ステップＳ１２］決定部２２２は、記憶部２２０に格納された情報（例えば、前述のスロット定義テーブル１２０ａと同様のテーブル）を参照して、ステップＳ１１で決定したＣＱＩに対応するスロット番号を特定する。特定した番号のスロットを、レンジングコードを送信するスロットと決定する。【００６５】
［ステップＳ１３］帯域管理部２２３は、次の定期レンジングのタイミングまで待つ。定期レンジングのタイミングは、例えば、基地局１００から受信する制御情報によって予め指定されている。自局の定期レンジングのタイミングになると、帯域管理部２２３は、ＵＬ−ＭＡＰを参照して、上りサブフレームに定期レンジングのためのレンジング領域が設けられていることを確認する。【００６６】
［ステップＳ１４］送信処理部２１９は、ステップＳ１２で決定されたスロットにおいて、レンジングコードを送信する。使用可能なレンジングコードは、例えば、基地局１００から受信する制御情報によって予め指定されている。【００６７】
このようにして、移動局２００は、定期的にレンジングコードを基地局１００に送信して、送信電力や送信タイミングの調整を行う。その際、移動局２００は、送信に用いるスロットを選択することで、下り無線品質を基地局１００に報告することができる。なお、上記ステップＳ１２ではステップＳ１１の測定結果に対応するスロットを選択することとしたが、前回報告した測定結果との差分に対応するスロットを選択することもできる。例えば、前回報告したＣＱＩが「０１０１（５）」で、今回報告するＣＱＩが「１０００（８）」の場合、差分「３」に対応するスロットを選択することもできる。【００６８】
図９は、第１の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。以下、図９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ２１］識別部１１４は、上りサブフレームのレンジング領域を抽出する。定期レンジング用の領域に設けられているスロット毎に、以下のステップＳ２２〜Ｓ２６の処理を実行する。【００６９】
［ステップＳ２２］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているレンジングコードの割り当て情報を参照して、移動局２００，２００ａ，２００ｂに割り当てたレンジングコードの検出を試みる。【００７０】
［ステップＳ２３］抽出部１２１は、レンジングコードを検出できたか判断する。少なくとも１つのレンジングコードを検出できた場合、処理をステップＳ２４に進める。レンジングコードを検出できなかった場合、次のスロットについて処理を行う。なお、１つのスロットで複数のレンジングコードが検出される場合がある。その場合、レンジングコード毎に、以下のステップＳ２４〜２６の処理を行う。【００７１】
［ステップＳ２４］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているレンジングコードの割り当て情報を参照して、検出したレンジングコードの送信元の移動局を特定する。
［ステップＳ２５］抽出部１２１は、レンジングコードに基づいて、受信電力レベルおよび受信タイミングを測定する。送信制御部１２３は、測定された受信電力レベルおよび受信タイミングと、基地局１００にとって好ましい受信電力レベルおよび受信タイミングとを比較する。そして、ステップＳ２４で特定した移動局の送信電力および送信タイミングの調整量を決定する。【００７２】
［ステップＳ２６］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているスロット定義テーブル１２０ａを参照して、レンジングコードを検出したスロットに対応するＣＱＩを特定する。変調方式制御部１２２は、ＣＱＩに応じて、ステップＳ２４で特定された移動局に適用する変調方式を決定する。なお、特定したＣＱＩを他の用途に使用してもよい。【００７３】
［ステップＳ２７］送信制御部１２３は、ステップＳ２５で決定した送信電力や送信タイミングの調整量を含む制御情報を、レンジングコードに対する応答（ＲＮＧ−ＲＳＰ：Ranging Response）として送信する。レンジング応答は、例えば、レンジングコードを受信した無線フレームから所定フレーム数後のタイミングで送信する。【００７４】
このようにして、基地局１００は、移動局２００，２００ａ，２００ｂに定期的にレンジングコードを送信させて、送信電力や送信タイミングを調整させる。その際、基地局１００は、レンジングコードの送信に用いられたスロットを特定することで、下り無線品質を知ることができる。なお、スロット番号が前回報告された下り無線品質との差分を示している場合、ステップＳ２６では、前回のＣＱＩも考慮して今回のＣＱＩを特定する。【００７５】
図１０は、第１の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。ここでは、基地局１００と移動局２００との間の通信を考える。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。【００７６】
［ステップＳ３１］基地局１００は、移動局２００にレンジングコードとしてコード＃１を割り当て、移動局２００に通知する。レンジングコードの通知は、定期レンジングのタイミングの通知と併せて行ってもよいし、別個に行ってもよい。基地局１００は、その後、割り当てるレンジングコードや定期レンジングのタイミングを変更してもよい。【００７７】
［ステップＳ３２］移動局２００は、基地局１００からの受信信号（例えば、プリアンブル信号）に基づいて、下り無線品質を測定する。ここでは、測定結果から、ＣＱＩ＝「０１０１（５）」と決定されたとする。【００７８】
［ステップＳ３３］移動局２００は、次の定期レンジングのタイミングになると、自局に割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃５（ＣＱＩ＝「０１０１」に対応するスロット）で送信する。【００７９】
［ステップＳ３４］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃５からＣＱＩ＝「０１０１」であることを知る。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【００８０】
［ステップＳ３５］移動局２００は、ステップＳ３２と同様、基地局１００からの受信信号に基づいて、下り無線品質を測定する。ここでは、測定結果から、ＣＱＩ＝「１０００（８）」と決定されたとする。【００８１】
［ステップＳ３６］移動局２００は、次の定期レンジングのタイミングになると、自局に割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃８（ＣＱＩ＝「１０００」に対応するスロット）で送信する。【００８２】
［ステップＳ３７］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃８からＣＱＩ＝「１０００」であることを知る。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【００８３】
このようにして、移動局２００は、定期レンジングと併せて、基地局１００にＣＱＩを報告することができる。なお、定期レンジングの周期は、静的に決めておいてもよいし、移動局２００，２００ａ，２００ｂの移動状況などに応じて動的に決めてもよい。また、移動局毎に異なっていてもよい。周期は、例えば、１０００ｍｓ（ミリ秒）や１００ｍｓとすることができる。なお、定期レンジングの周期と異なる周期で、ＣＱＩを報告することも可能である。【００８４】
図１１は、第１の実施の形態のメッセージの流れを示す他のシーケンス図である。図１０の場合と同様、基地局１００と移動局２００との間の通信を考える。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。【００８５】
［ステップＳ４１］基地局１００は、移動局２００にレンジングコードとしてコード＃１を割り当て、移動局２００に通知する。
［ステップＳ４２］移動局２００は、基地局１００からの受信信号（例えば、プリアンブル信号）に基づいて、下り無線品質を測定する。ここでは、測定結果から、ＣＱＩ＝「０１０１（５）」と決定されたとする。【００８６】
［ステップＳ４３］移動局２００は、次の定期レンジングのタイミングになると、自局に割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃５（ＣＱＩ＝「０１０１」に対応するスロット）で送信する。【００８７】
［ステップＳ４４］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃５からＣＱＩ＝「０１０１」であることを知る。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【００８８】
［ステップＳ４５］移動局２００は、ステップＳ４２と同様、基地局１００からの受信信号に基づいて、下り無線品質を測定する。ここでは、測定結果から、ＣＱＩ＝「０１１０（６）」と決定されたとする。【００８９】
［ステップＳ４６］移動局２００は、ステップＳ４５で決定したＣＱＩを、フィードバックチャネル内のＣＱＩ用チャネル（ＣＱＩＣＨ）を用いて基地局１００に通知する。ＣＱＩＣＨには、例えば、３シンボル×１サブチャネルのスロットが４つ設けられている。移動局２００は、ＣＱＩＣＨの何れかのスロットを用いる。基地局１００は、ＣＱＩＣＨを受信して、ＣＱＩ＝「０１１０」であることを知る。【００９０】
［ステップＳ４７］移動局２００は、ステップＳ４２，Ｓ４５と同様、基地局１００からの受信信号に基づいて、下り無線品質を測定する。ここでは、測定結果から、ＣＱＩ＝「１０００（８）」と決定されたとする。【００９１】
［ステップＳ４８］移動局２００は、次の定期レンジングのタイミングになると、自局に割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃８（ＣＱＩ＝「１０００」に対応するスロット）で送信する。【００９２】
［ステップＳ４９］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃８からＣＱＩ＝「１０００」であることを知る。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【００９３】
このようにして、移動局２００は、レンジング領域を用いたＣＱＩの報告と、フィードバックチャネルを用いたＣＱＩの報告とを併用することができる。すなわち、定期レンジング以外のタイミングでも、フィードバックチャネルを用いてＣＱＩを報告することができる。図１１の例では、レンジング領域を用いた報告とフィードバックチャネルを用いた報告とを、交互に行っている。これは、無線品質の変動が大きく、短周期でＣＱＩを報告したい場合に特に有効である。なお、基地局１００は、フィードバックチャネルでＣＱＩが報告された場合は、レンジング処理を行わなくてよい。よって、ＣＱＩが短周期で報告されることによる基地局１００の処理負担が抑制される。【００９４】
第１の実施の形態に係る移動通信システムによれば、定期レンジングの際に併せて下り無線品質を移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００に伝達できる。下り無線品質は、レンジングコードの送信に使用されたスロットから特定できるため、下り無線品質を伝達するための無線リソースを節約することができる。よって、下り無線品質の報告を効率的に行うことができ、移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００へのデータ送信のスループットを向上させることができる。【００９５】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第２の実施の形態に係る移動通信システムでは、定期レンジングの際に併せて帯域要求を行うことができる。第２の実施の形態に係る移動通信システムは、図２と同様のシステム構成で実現できる。また、第２の実施の形態に係る基地局および移動局は、図３，４と同様のモジュール構成で実現できる。以下、第２の実施の形態を、図２〜４と同様の符号を用いて説明する。【００９６】
図１２は、スロット定義テーブルの第２のデータ構造例を示す図である。スロット定義テーブル１２０ｂは、基地局１００の記憶部１２０に格納される。また、スロット定義テーブル１２０ｂと同様のテーブルが、移動局２００の記憶部２２０にも格納される。スロット定義テーブル１２０ｂにはスロット番号および要求サイズの項目が設けられている。【００９７】
スロット番号の項目には、レンジング領域内に設けられたスロットを識別する番号が設定される。要求サイズの項目には、要求される上り無線リソースの大きさを示す数値（例えば、バイト数）が設定される。または、要求元の移動局で送信待ちとなっているＳＤＵパケットのデータ量やパケット数を示したものでもよい。この例では、スロット＃１に対し「１００バイト」、スロット＃１５に対し「１５００バイト」が対応付けられている。スロット＃０は、帯域要求なしを意味する。ただし、スロット番号と要求サイズとの対応は、任意に設定できる。【００９８】
図１３は、第２の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。ここでは、移動局２００が基地局１００に対して定期レンジングのためレンジングコードを送信する場合を考える。以下、図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。【００９９】
［ステップＳ５１］決定部２２２は、送信データバッファ２１７が保持する送信待ちのＳＤＵパケットを確認する。送信待ちのＳＤＵパケットが１以上ある場合、そのデータ総量を確認する。【０１００】
［ステップＳ５２］決定部２２２は、ステップＳ５１で確認したＳＤＵパケットのデータ総量に応じて、基地局１００に要求する上り無線リソースのサイズ（例えば、バイト数）を決定する。上り無線リソースを要求しない場合、要求サイズ＝０とする。要求サイズの決定に際しては、ＰＤＵ生成時に付与するヘッダの大きさなども考慮する。【０１０１】
［ステップＳ５３］決定部２２２は、記憶部２２０に格納された情報（例えば、前述のスロット定義テーブル１２０ｂと同様のテーブル）を参照して、ステップＳ５２で決定した要求サイズに対応するスロット番号を特定する。上り無線リソースを要求しない場合、要求サイズ＝０に対応するスロット番号を特定する。特定した番号のスロットを、レンジングコードを送信するスロットと決定する。【０１０２】
［ステップＳ５４］帯域管理部２２３は、次の定期レンジングのタイミングまで待つ。自局の定期レンジングのタイミングになると、帯域管理部２２３は、ＵＬ−ＭＡＰを参照して、上りサブフレームに定期レンジングのためのレンジング領域が設けられていることを確認する。【０１０３】
［ステップＳ５５］送信処理部２１９は、ステップＳ５３で決定されたスロットにおいて、レンジングコードを送信する。使用可能なレンジングコードは、例えば、基地局１００から受信する制御情報によって予め指定されている。【０１０４】
このようにして、移動局２００は、定期的にレンジングコードを基地局１００に送信して、送信電力や送信タイミングの調整を行う。その際、移動局２００は、送信に用いるスロットを選択することで、要求する上り無線リソースのサイズを伝達することができる。なお、上記ステップＳ５３では要求サイズに対応するスロットを選択することとしたが、前回要求したサイズとの差分に対応するスロットを選択することもできる。【０１０５】
図１４は、第２の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。以下、図１４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ６１］識別部１１４は、上りサブフレームのレンジング領域を抽出する。定期レンジング用の領域に設けられているスロット毎に、以下のステップＳ６２〜Ｓ６６の処理を実行する。【０１０６】
［ステップＳ６２］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているレンジングコードの割り当て情報を参照して、移動局２００，２００ａ，２００ｂに割り当てたレンジングコードの検出を試みる。【０１０７】
［ステップＳ６３］抽出部１２１は、レンジングコードを検出できたか判断する。少なくとも１つのレンジングコードを検出できた場合、処理をステップＳ６４に進める。レンジングコードを検出できなかった場合、次のスロットについて処理を行う。【０１０８】
［ステップＳ６４］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているレンジングコードの割り当て情報を参照して、検出したレンジングコードの送信元の移動局を特定する。
［ステップＳ６５］抽出部１２１は、レンジングコードに基づいて、受信電力レベルおよび受信タイミングを測定する。送信制御部１２３は、測定された受信電力レベルおよび受信タイミングに基づいて、送信電力および送信タイミングの調整量を決定する。【０１０９】
［ステップＳ６６］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているスロット定義テーブル１２０ｂを参照して、レンジングコードを検出したスロットに対応する上り無線リソースの要求サイズを特定する。【０１１０】
［ステップＳ６７］帯域要求管理部１２４は、ステップＳ６６で特定された要求サイズに応じて、ステップＳ６４で特定された各移動局にＵＬバーストの無線リソースを割り当てる。ただし、要求サイズ＝０の場合は、割り当てを行わなくてよい。なお、複数の移動局から帯域要求を調整した結果、要求されたサイズより少ない無線リソースを割り当てる場合や、次以降の無線フレームのリソースを割り当てる場合も考えられる。【０１１１】
［ステップＳ６８］送信制御部１２３は、ステップＳ６５で決定した送信電力や送信タイミングの調整量を含む制御情報をレンジング応答（ＲＮＧ−ＲＳＰ）として送信する。  このようにして、基地局１００は、移動局２００，２００ａ，２００ｂに定期的にレンジングコードを送信させて、送信電力や送信タイミングを調整させる。その際、基地局１００は、レンジングコードの送信に用いられたスロットを特定することで、移動局２００，２００ａ，２００ｂが要求している上り無線リソースのサイズを知ることができる。なお、スロット番号が前回の要求サイズとの差分を示している場合、ステップＳ６６では、前回の要求サイズも考慮して今回の要求サイズを特定する。【０１１２】
図１５は、第２の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。ここでは、基地局１００と移動局２００との間の通信を考える。以下、図１５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。【０１１３】
［ステップＳ７１］基地局１００は、移動局２００にレンジングコードとしてコード＃１を割り当て、移動局２００に通知する。
［ステップＳ７２］移動局２００は、上り送信データを検知し、基地局１００に要求する上り無線リソースのサイズを決定する。ここでは、要求サイズ＝「１５００バイト」と決定されたとする。【０１１４】
［ステップＳ７３］移動局２００は、次の定期レンジングのタイミングになると、自局に割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃１５（要求サイズ＝「１５００バイト」に対応するスロット）で送信する。【０１１５】
［ステップＳ７４］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃１５から要求サイズ＝「１５００バイト」であることを知り、ＵＬバーストの無線リソースを移動局２００に割り当てる。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【０１１６】
［ステップＳ７５］移動局２００は、基地局１００から割り当てられた上り無線リソースを用いて、ステップＳ７２で検知したデータを送信する。上り無線リソースが割り当てられていることは、例えば、下りサブフレームのＵＬ−ＭＡＰを参照することで知ることができる。【０１１７】
［ステップＳ７６］移動局２００は、ステップＳ７２と同様に、上り送信データを検知し、基地局１００に要求する上り無線リソースのサイズを決定する。ここでは、要求サイズ＝「６００バイト」と決定されたとする。【０１１８】
［ステップＳ７７］移動局２００は、次の定期レンジングのタイミングになると、自局に割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃６（要求サイズ＝「６００バイト」に対応するスロット）で送信する。【０１１９】
［ステップＳ７８］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃６から要求サイズ＝「６００バイト」であることを知り、ＵＬバーストの無線リソースを移動局２００に割り当てる。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【０１２０】
［ステップＳ７９］移動局２００は、基地局１００から割り当てられた上り無線リソースを用いて、ステップＳ７６で検知したデータを送信する。
このようにして、移動局２００は、定期レンジングと併せて、基地局１００に帯域要求を行うことができる。なお、定期レンジングの周期は、静的に決めておいてもよいし、移動局２００，２００ａ，２００ｂの移動状況などに応じて動的に決めてもよい。また、移動局毎に異なっていてもよい。【０１２１】
第２の実施の形態に係る移動通信システムによれば、定期レンジングの際に併せて移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００に帯域要求を行うことができる。要求サイズは、レンジングコードの送信に使用されたスロットから特定できるため、無線リソースを節約することができる。よって、帯域要求を効率的に行うことができ、移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００へのデータ送信のスループットを向上させることができる。【０１２２】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１および第２の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第３の実施の形態に係る移動通信システムでは、レンジング領域を用いて下り無線品質の報告および帯域要求の両方を行うことができる。第３の実施の形態に係る移動通信システムは、図２と同様のシステム構成で実現できる。また、第３の実施の形態に係る基地局および移動局は、図３，４と同様のモジュール構成で実現できる。以下、第３の実施の形態を、図２〜４と同様の符号を用いて説明する。【０１２３】
移動局２００，２００ａ，２００ｂは、定期レンジングのタイミングのレンジング領域を用いて、無線品質をフィードバックすることができる。一方、定期レンジングのタイミング以外のレンジング領域を用いて、帯域要求を行うことができる。基地局１００の記憶部１２０には、例えば、前述のスロット定義テーブル１２０ａ，１２０ｂが記憶される。移動局２００，２００ａ，２００ｂでも、同様のテーブルが記憶されている。【０１２４】
図１６は、第３の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。この処理は、図８の第１の実施の形態の移動局処理（ＣＱＩを報告する処理）と並行して実行される。以下、図１６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。【０１２５】
［ステップＳ８１］決定部２２２は、送信データバッファ２１７が保持する送信待ちのＳＤＵパケットを確認する。送信待ちのＳＤＵパケットが１以上ある場合、そのデータ総量を確認する。【０１２６】
［ステップＳ８２］決定部２２２は、ステップＳ８１で確認したＳＤＵパケットのデータ総量に応じて、基地局１００に要求する上り無線リソースのサイズを決定する。
［ステップＳ８３］決定部２２２は、記憶部２２０に格納された情報を参照して、ステップＳ８２で決定した要求サイズに対応するスロット番号を特定する。特定した番号のスロットを、レンジングコードを送信するスロットと決定する。【０１２７】
［ステップＳ８４］帯域管理部２２３は、次のレンジング領域のタイミングまで待つ。帯域管理部２２３は、ＵＬ−ＭＡＰを参照して、上りサブフレームにレンジング領域が設けられていることを確認する。【０１２８】
［ステップＳ８５］帯域管理部２２３は、現在のタイミングが、自局の定期レンジングのタイミングであるか判断する。定期レンジングのタイミングの場合、処理をステップＳ８４に進める。それ以外のタイミングの場合、処理をステップＳ８６に進める。【０１２９】
［ステップＳ８６］送信処理部２１９は、ステップＳ８３で決定されたスロットにおいて、レンジングコードを送信する。
このようにして、移動局２００は、定期レンジングの際にはＣＱＩに応じたスロットを選択することで、基地局１００にＣＱＩを報告することができる。一方、定期レンジング以外のタイミングでは要求サイズに応じたスロットを選択することで、基地局１００に対して帯域要求を行うことができる。【０１３０】
なお、送信データがない場合、要求サイズ＝０に対応するスロットでレンジングコードを送信してもよいし、レンジングコードを送信しなくてもよい。帯域要求を意味するレンジングコードは、基地局１００が指定した条件を具備するタイミングでのみ送信するようにしてもよいし、定期レンジングを除いた任意のタイミングで送信してもよい。定期レンジングのタイミングは、全移動局に共通でもよいし、移動局毎に異なっていてもよい。【０１３１】
図１７は、第３の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。以下、図１７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ９１］識別部１１４は、上りサブフレームのレンジング領域を抽出する。レンジング領域に設けられているスロット毎に、以下のステップＳ９２〜Ｓ９８の処理を実行する。【０１３２】
［ステップＳ９２］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているレンジングコードの割り当て情報を参照して、移動局２００，２００ａ，２００ｂに割り当てたレンジングコードの検出を試みる。【０１３３】
［ステップＳ９３］抽出部１２１は、レンジングコードを検出できたか判断する。少なくとも１つのレンジングコードを検出できた場合、処理をステップＳ９４に進める。レンジングコードを検出できなかった場合、次のスロットについて処理を行う。【０１３４】
［ステップＳ９４］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているレンジングコードの割り当て情報を参照して、検出したレンジングコードの送信元の移動局を特定する。
［ステップＳ９５］抽出部１２１は、現在のタイミングが、ステップＳ９４で特定した移動局の定期レンジングのタイミングか判断する。定期レンジングのタイミングの場合、処理をステップＳ９６に進める。それ以外のタイミングの場合、処理をステップＳ９８に進める。【０１３５】
［ステップＳ９６］抽出部１２１は、レンジングコードに基づいて、受信電力レベルおよび受信タイミングを測定する。送信制御部１２３は、測定された受信電力レベルおよび受信タイミングに基づいて、送信電力および送信タイミングの調整量を決定する。【０１３６】
［ステップＳ９７］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているスロット定義テーブル１２０ａを参照して、レンジングコードを検出したスロットに対応するＣＱＩを特定する。変調方式制御部１２２は、ＣＱＩに応じて変調方式を決定する。【０１３７】
［ステップＳ９８］抽出部１２１は、記憶部１２０に格納されているスロット定義テーブル１２０ｂを参照して、レンジングコードを検出したスロットに対応する上り無線リソースの要求サイズを特定する。【０１３８】
［ステップＳ９９］送信制御部１２３は、ステップＳ９６で決定した送信電力や送信タイミングの調整量を含む制御情報をレンジング応答（ＲＮＧ−ＲＳＰ）として送信する。また、帯域要求管理部１２４は、ステップＳ９８で特定された要求サイズに応じてＵＬバーストの無線リソースを割り当てる。【０１３９】
このようにして、基地局１００は、レンジングコードを検出すると、送信元の移動局とスロット番号とを特定する。そして、送信元の移動局にとって定期レンジングのタイミングの場合、スロット番号がＣＱＩを意味すると解釈すると共に、レンジング処理を行う。一方、送信元の移動局にとって定期レンジングのタイミングでない場合、スロット番号が帯域要求の要求サイズを意味すると解釈してＵＬバーストを割り当てる。なお、定期レンジング以外のタイミングでもレンジング処理を行うようにすることも可能である。【０１４０】
図１８は、第３の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。この例では、定期レンジング用の領域が２フレームに１つ設定されており、移動局２００は１０フレームに１回定期レンジングを行うとする。すなわち、移動局２００は、定期レンジング用の領域５つに対して１回の割合で定期レンジングを行う。以下、図１８に示す処理をステップ番号に沿って説明する。【０１４１】
［ステップＳ１０１］基地局１００は、移動局２００にレンジングコードとしてコード＃１を割り当て、移動局２００に通知する。なお、１０フレーム周期の定期レンジングのタイミングも、基地局１００から移動局２００に通知される。【０１４２】
［ステップＳ１０２］移動局２００は、基地局１００からの受信信号に基づいて、下り無線品質を測定する。ここでは、測定結果から、ＣＱＩ＝「０１０１（５）」と決定されたとする。【０１４３】
［ステップＳ１０３］移動局２００は、次の自局の定期レンジングのタイミングになると、割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃５（ＣＱＩ＝「０１０１」に対応するスロット）で送信する。【０１４４】
［ステップＳ１０４］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃５からＣＱＩ＝「０１０１」であることを知る。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【０１４５】
［ステップＳ１０５］移動局２００は、上り送信データを検知し、基地局１００に要求する上り無線リソースのサイズを決定する。ここでは、要求サイズ＝「８００バイト」と決定されたとする。【０１４６】
［ステップＳ１０６］移動局２００は、定期レンジング用の領域が設けられたタイミングのうち自局が定期レンジングを行わないタイミングが到来すると、割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃８（要求サイズ＝「８００バイト」に対応するスロット）で送信する。【０１４７】
［ステップＳ１０７］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定すると共に、スロット＃８から要求サイズ＝「８００バイト」であることを知り、ＵＬバーストの無線リソースを割り当てる。移動局２００は、基地局１００から割り当てられた上り無線リソースを用いて、ステップＳ１０５で検知したデータを送信する。【０１４８】
［ステップＳ１０８］移動局２００は、ステップＳ１０２と同様、基地局１００からの受信信号に基づいて、下り無線品質を測定する。ここでは、測定結果から、ＣＱＩ＝「１０００（８）」と決定されたとする。【０１４９】
［ステップＳ１０９］移動局２００は、次の自局の定期レンジングのタイミングになると、割り当てられたコード＃１を、レンジング領域内のスロット＃８（ＣＱＩ＝「１０００」に対応するスロット）で送信する。【０１５０】
［ステップＳ１１０］基地局１００は、コード＃１から送信元の移動局２００を特定し、レンジング応答を行う。また、基地局１００は、スロット＃８からＣＱＩ＝「１０００」であることを知る。移動局２００は、基地局１００からのレンジング応答に従って、送信電力や送信タイミングを調整する。【０１５１】
このようにして、移動局２００は、自局の定期レンジングのタイミングではＣＱＩに応じたスロットを選択し、それ以外のタイミングでは帯域要求の要求サイズに応じたスロットを選択して、レンジングコードを送信する。基地局１００は、定期的に設けるレンジング領域のうち何れのタイミングのレンジング領域であるかに応じて、スロット番号の意味を解釈する。【０１５２】
なお、下り無線品質を報告するタイミングと帯域要求を行うタイミングとを逆にしてもよい。すなわち、定期レンジングのタイミングでは帯域要求の要求サイズに応じたスロットを選択し、それ以外のタイミングでは下り無線品質に応じたスロットを選択することもできる。これは、上り送信データが継続的に発生している場合や、下り無線品質の変動が小さく定期的に報告しなくてもよい場合などに特に有効である。また、定期レンジングのタイミングで下り無線品質の報告と帯域要求の何れを行うかを、通信状況に応じて動的に決定するようにしてもよい。【０１５３】
第３の実施の形態に係る移動通信システムによれば、レンジング領域を用いて、移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００に下り無線品質を報告することができると共に、要求する上り無線リソースのサイズを伝達することができる。これにより、無線リソースを節約することができる。よって、帯域要求を効率的に行うことができ、移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局１００へのデータ送信のスループットを向上させることができる。【０１５４】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１〜第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第４の実施の形態に係る移動通信システムでは、スロット番号とＣＱＩ（または、要求サイズ）との対応関係を、移動局毎に変えることができる。第４の実施の形態に係る移動通信システムは、図２と同様のシステム構成で実現できる。また、第４の実施の形態に係る基地局および移動局は、図３，４と同様のモジュール構成で実現できる。【０１５５】
図１９は、スロット定義テーブルの第３のデータ構造例を示す図である。スロット定義テーブル群１２０ｃは、基地局１００の記憶部１２０に格納される。スロット定義テーブル群１２０ｃと同様のテーブル群が、移動局２００の記憶部２２０にも格納される。スロット定義テーブル群１２０ｃに含まれる各テーブルの構造は、第１の実施の形態に係るスロット定義テーブル１２０ａと同様である。ただし、各テーブルでは、オフセットが設定されている。すなわち、スロット番号とＣＱＩとの対応関係がテーブルによって異なる。【０１５６】
この例では、１６通りの対応関係が定義されている。例えば、オフセット＝０のテーブルでは、スロット＃０にＣＱＩ＝「００００」、スロット＃１にＣＱＩ＝「０００１」が対応付けられている。オフセット＝１のテーブルでは、スロット＃０にＣＱＩ＝「１１１１」、スロット＃１にＣＱＩ＝「００００」が対応付けられている。オフセット＝１５のテーブルでは、スロット＃０にＣＱＩ＝「０００１」が、スロット＃１にＣＱＩ＝「００１０」が対応付けられている。【０１５７】
各移動局には、何れかのオフセット（０〜１５）が適用される。移動局２００，２００ａ，２００ｂは、自局に適用されたオフセットに対応するテーブルを参照して、レンジングコードの送信に用いるスロットを決定することができる。基地局１００は、送信元の移動局に適用されたオフセットに対応するテーブルを参照して、通知されたＣＱＩを特定することができる。なお、移動局２００，２００ａ，２００ｂに適用されるオフセットは、レンジングコードの識別番号やコネクションＩＤなど他の情報から決定してもよいし、基地局１００が任意に選択して移動局２００，２００ａ，２００ｂに通知してもよい。【０１５８】
第４の実施の形態に係る移動通信システムによれば、第１〜第３の実施の形態と同様の効果を得られる。更に、第４の実施の形態に係る移動通信システムを用いることで、スロットの使用率を平滑化することができる。その結果、各スロットにおいて多重化されるレンジングコード数が減少し、基地局１００でのレンジングコードの検出精度が向上する。なお、図１９ではスロット番号とＣＱＩとの対応関係の例を示したが、スロット番号と帯域要求の要求サイズとの対応関係も同様に複数通り定義することができる。【０１５９】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１〜第４の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第５の実施の形態に係る移動通信システムでは、ＣＱＩや帯域要求の要求サイズと対応付ける複数のスロットが複数の無線フレームに分散配置される。第５の実施の形態に係る移動通信システムは、図２と同様のシステム構成で実現できる。また、第５の実施の形態に係る基地局および移動局は、図３，４と同様のモジュール構成で実現できる。【０１６０】
図２０は、レンジング領域の第２の構造例を示す図である。この例では、ＣＱＩや帯域要求の要求サイズに対応付ける１６個のスロット（スロット＃０〜＃１５）が、４つの無線フレームに分散配置されている。すなわち、第１の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃０〜＃３が配置される。第２の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃４〜＃７が配置される。第３の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃８〜＃１１が配置される。第４の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃１２〜＃１５が配置される。【０１６１】
図２１は、レンジング領域の第３の構造例を示す図である。この例では、ＣＱＩや帯域要求の要求サイズに対応付ける６４個のスロット（スロット＃０〜＃６３）が、４つの無線フレームに分散配置されている。すなわち、第１の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃０〜＃１５が配置される。第２の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃１６〜＃３１が配置される。第３の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃３２〜＃４７が配置される。第４の無線フレームのレンジング領域に、スロット＃４８〜＃６３が配置される。【０１６２】
なお、図２０，２１の例ではレンジング領域に設けるスロット数を全ての無線フレームで同一としたが、無線フレームによってスロット数が異なってもよい。また、図２０，２１の例では連続する４つの無線フレームにそれぞれスロットを配置したが、スロットが配置されない無線フレームが間に挿入されていてもよい。スロットの配置方法は、予め静的に決めておいてもよいし、動的に変更してもよい。後者の場合、例えば、４フレームで１つのスーパーフレームを形成し、各スーパーフレームの先頭フレームで、スロットの配置方法を定義した制御情報を送信することも考えられる。【０１６３】
第５の実施の形態に係る移動通信システムによれば、第１〜第４の実施の形態と同様の効果を得られる。更に、第５の実施の形態に係る移動通信システムを用いることで、より適切な通信制御が実現される。例えば、スロットを複数の無線フレームに分散配置することで、より多くの上り無線リソースを上りデータ送信のために割り当てることができる。また、ＣＱＩや帯域要求の要求サイズに対応付けるスロット数を増やすことで（例えば、１６個から６４個にすることで）、より精度の高い情報を移動局２００，２００ａ，２００ｂから基地局に通知することができ、細かな通信制御を実現できる。【０１６４】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【０１６５】
１  送信装置
２  受信装置
３  送信領域
【図１】
2010044156.tif 000003
【図２】
2010044156.tif 000004
【図３】
2010044156.tif 000005
【図４】
2010044156.tif 000006
【図５】
2010044156.tif 000007
【図６】
2010044156.tif 000008
【図７】
2010044156.tif 000009
【図８】
2010044156.tif 000010
【図９】
2010044156.tif 000011
【図１０】
2010044156.tif 000012
【図１１】
2010044156.tif 000013
【図１２】
2010044156.tif 000014
【図１３】
2010044156.tif 000015
【図１４】
2010044156.tif 000016
【図１５】
2010044156.tif 000017
【図１６】
2010044156.tif 000018
【図１７】
2010044156.tif 000019
【図１８】
2010044156.tif 000020
【図１９】
2010044156.tif 000021
【図２０】
2010044156.tif 000022
【図２１】
2010044156.tif 000023
【国際調査報告】
2010044156.tif 000024
2010044156.tif 000025