(57)【要約】  移動局装置３は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を移動局装置３が基地局装置２から取得するか否かを切り換える切換部１２７と、タイミング補正量を基地局装置２から取得しない場合に、タイミング補正量をゼロに定める、又は基地局装置２が送信する報知情報に含まれる変数の値に応じて決定する上り送信タイミング決定部１２７を備える。
2012172628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局装置であって、
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を前記移動局装置が基地局装置から取得するか否かを切り換える切換部と、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記基地局装置が送信する報知情報に含まれる変数の値に応じて決定する上り送信タイミング決定部と、
を備えることを特徴とする移動局装置。
【請求項２】
前記切替部は、前記基地局装置が送信する報知情報に含まれる前記変数の値に応じて前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の移動局装置。
【請求項３】
前記報知情報に含まれる、上りリンクの無線リソースを指定するリソース情報を検出するリソース情報検出部と、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に送信する上りリンク信号に、前記リソース情報で指定される無線リソースを割り当てるリソース割当部を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動局装置。
【請求項４】
前記切換部は、前記変数の値に応じて特定される前記移動局装置と前記基地局装置との間の信号の伝搬遅延時間に応じて、前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り換えることを特徴とする請求項１ないし３に記載の移動局装置。
【請求項５】
前記切換部は、前記変数により指定される前記基地局装置の種別に応じて、前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り換えることを特徴とする請求項１ないし３に記載の移動局装置。
【請求項６】
基地局装置であって、
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値、及び前記タイミング補正量を該基地局装置から取得しない移動局装置が使用可能な上りリンクチャネルの無線リソースを指定するリソース情報を含む報知情報を送信する送信部と、
前記無線リソース上で伝送される移動局装置からの上りリンク信号を検出する上りリンク信号検出部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
前記基地局装置に接続される移動局装置の位置情報を取得する移動局検出部と、
前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離分布に基づいて前記変数の値を可変制御する変数制御部と、
を備える請求項６に記載の基地局装置。
【請求項８】
基地局装置及び移動局装置を含む通信システムであって、
前記基地局装置は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値を含む報知情報を送信する送信部を備え、
前記移動局装置は、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り換える切換部と、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記変数の値に応じて決定する上り送信タイミング決定部と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を移動局装置が基地局装置から取得するか否かを切り換え、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記基地局装置が送信する報知情報に含まれる変数の値に応じて決定することを特徴とする移動局装置の通信方法。
【請求項１０】
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値、及び前記タイミング補正量を該基地局装置から取得しない移動局装置が使用可能な上りリンクチャネルの無線リソースを指定するリソース情報を含む報知情報を、前記基地局装置から送信し、
前記基地局装置は、前記無線リソース上で伝送される移動局装置からの上りリンク信号を検出することを特徴とする基地局装置の通信方法。
【請求項１１】
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値を含む報知情報を、前記基地局装置から送信し、
前記報知情報を移動局装置が受信し、
移動局装置が前記基地局装置から前記タイミング補正量を取得するか否かを切り換え、
前記移動局装置が前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記変数の値に応じて決定することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で論じられる実施態様は、移動局装置と基地局装置との間の時間同期の確立に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムでは、上りリンク信号を送信する送信タイミングを移動局装置側で調整することにより、各移動局装置から基地局装置へ到来するシンボル間の干渉が回避される。なお、以下の説明において、移動局装置及び基地局装置をそれぞれ「移動局」及び「基地局」と表記する。【０００３】
図１の（Ａ）〜図１の（Ｄ）を参照して、上りリンク送信タイミングの補正タイミング量の調整の一例を説明する。図１の（Ａ）は、基地局から送信される下りリンク信号の送信タイミングを示し、図１の（Ｂ）は、移動局における下りリンク信号の受信タイミングを示す。同様に、図１の（Ｃ）は、移動局から送信される上りリンク信号の送信タイミングを示し、図１の（Ｄ）は、基地局における上りリンク信号の受信タイミングを示す。図示の下りリンク信号及び上りリンク信号の例は、データとサイクリックプレフィックス（ＣＰ: Cyclic Prefix）を含んでいる。【０００４】
基地局から送信された下りリンク信号は、伝搬遅延ｔ１を経過した後に移動局において受信される。移動局から送信された上りリンク信号は、伝搬遅延ｔ２を経過した後に基地局において受信される。移動局は、下りリンク信号の受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングを、伝搬遅延ｔ１及びｔ２に応じて算出されたタイミング補正量ｔ３によって補正することによって、上りリンク送信タイミングを決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６１８０４号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０２０２１３号パンフレット
【特許文献３】特表２００８−５２６０９４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）  ＴＳ（Technical Specification）  ３６．３００、Ｖ８．１２．０、２０１０年３月
【非特許文献２】３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．３２１、Ｖ８．９．０、２０１０年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上りリンク送信タイミングのタイミング補正量が基地局にて決定され、移動局は基地局からタイミング補正量を取得する場合がある。このような通信システムの一例として、３ＧＰＰで規定されるＬＴＥ（Long-term evolution）方式の移動通信システムが挙げられる。タイミング補正量の取得は、セルへの接続を開始するセル接続処理で実施されるため、セル接続処理の処理期間にはタイミング補正量の取得処理のための時間も含まれる。開示の装置及び方法は、セル接続処理の所要時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
装置の一観点による移動局装置は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を移動局装置が基地局装置から取得するか否かを切り換える切換部と、タイミング補正量を基地局装置から取得しない場合に、タイミング補正量をゼロに定める、又は基地局装置が送信する報知情報に含まれる変数の値に応じて決定する上り送信タイミング決定部とを備える。【０００９】
装置の他の一観点による基地局装置は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値、及びタイミング補正量を基地局装置から取得しない移動局装置が使用可能な上りリンクチャネルの無線リソースを指定するリソース情報を含む報知情報を送信する送信部と、無線リソース上で伝送される移動局装置からの上りリンク信号を検出する上りリンク信号検出部とを備える。【００１０】
装置の他の一観点による通信システムは、基地局装置及び移動局装置を含む。この基地局装置は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値を含む報知情報を送信する送信部を備える。またこの移動局装置は、タイミング補正量を基地局装置から取得するか否かを切り換える切換部と、タイミング補正量を基地局装置から取得しない場合に、タイミング補正量をゼロに定める、又は変数の値に応じて決定する上り送信タイミング決定部とを備える。【００１１】
方法の一観点による移動局装置の通信方法は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を移動局装置が基地局装置から取得するか否かを切り換え、タイミング補正量を基地局装置から取得しない場合に、タイミング補正量をゼロに定める、又は基地局装置が送信する報知情報に含まれる変数の値に応じて決定することを含む。【００１２】
方法の他の一観点による基地局装置の通信方法は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値、及びタイミング補正量を基地局装置から取得しない移動局装置が使用可能な上りリンクチャネルの無線リソースを指定するリソース情報を含む報知情報を、基地局装置から送信し、基地局装置が、無線リソース上で伝送される移動局装置からの上りリンク信号を検出することを含む。【００１３】
方法の他の一観点による通信方法は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値を含む報知情報を、基地局装置から送信し、報知情報を移動局装置が受信し、移動局装置が基地局装置からタイミング補正量を取得するか否かを切り換え、移動局装置がタイミング補正量を基地局装置から取得しない場合に、タイミング補正量をゼロに定める、又は変数の値に応じて決定することを含む。
【発明の効果】
【００１４】
開示の装置又は方法によれば、開示の装置及び方法は、セルへの接続処理の所要時間が短縮される。【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、上りリンク送信タイミングの補正タイミング量の調整の説明図である。
【図２】通信システムの全体構成例を示す図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、セルサーチ処理及びセル接続処理の概要の模式図である。
【図４】基地局装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図５】基地局装置の構成例の第１例を示す図である。
【図６】図５に示す下りリンク信号処理部及び下りリンクベースバンド処理部の構成例の一例を示す図である。
【図７】図５に示す上りリンクベースバンド処理部及び上りリンク信号処理部の構成例の一例を示す図である。
【図８】移動局装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図９】移動局装置の構成例の一例を示す図である。
【図１０】図９に示す下りリンク信号処理部及び下りリンクベースバンド処理部の構成例の一例を示す図である。
【図１１】図９に示す上りリンク信号処理部及び上りリンクベースバンド処理部の構成例の一例を示す図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、リソース情報の第１例及び第２例の説明図である。
【図１３】判断条件の成否判定処理の一例の説明図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は、上りリンク送信タイミングの補正の説明図である。
【図１５】セルサーチ処理及びセル接続処理の際の移動局装置の処理の一例の説明図である。
【図１６】セルサーチ処理及びセル接続処理の際の基地局装置の処理の一例の説明図である。
【図１７】基地局装置と移動局装置間の信号シーケンス図（その１）である。
【図１８】基地局装置と移動局装置間の信号シーケンス図（その２）である。
【図１９】往復伝搬遅延時間の計算方法の第２例の説明図である。
【図２０】往復伝搬遅延時間の計算方法の第３例の説明図である。
【図２１】基地局装置の構成例の第２例を示す図である。
【図２２】（Ａ）及び（Ｂ）は移動局装置数のヒストグラム及び累積度数分布図である。
【図２３】補正係数の可変制御処理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜１．通信システムの構成＞
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２は、通信システムの全体構成例を示す図である。通信システム１は、基地局２及び移動局３を備える。参照符号４は、基地局２によりカバーされるセルの範囲を模式的に示す。通信システム１は、例えばＬＴＥ方式の移動通信システムであってよい。以下の説明では、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）  ＬＴＥ無線アクセス技術における実施形態の例を示す。但し、本明細書に開示されるセルサーチ処理及びセル接続処理は、上りリンク信号にサイクリックプレフィクス等のガードインターバルが設けられる無線アクセス技術であれば、他の無線アクセス技術にも適用可能である。
【００１８】
＜２．セルサーチ処理及びセル接続処理の概要＞
続いて、本明細書で開示されるセルサーチ処理及びセル接続処理の概要について説明する。図３の（Ａ）及び図３の（Ｂ）は、セルサーチ処理及びセル接続処理の概要の模式図である。移動局３は、ある判断条件に従って、上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を基地局２から取得するか否かを判断する。
【００１９】
移動局３は、上記判断条件が成立するときタイミング補正量を基地局２から取得しない。移動局３は、上記判断条件が成立しないときタイミング補正量を基地局２から取得する。以下の説明において、上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を基地局２から取得するか否かを判断するための上記判断条件を「判断条件」と表記する。基地局２は、判断条件に使用される変数を報知情報に含めて送信する。以下の説明において、判断条件に使用される変数を「条件変数」と表記する。
【００２０】
ある実施例において判断条件は、基地局２と移動局３との間で見込まれる往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔに関する条件であってよい。例えば判断条件は、往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔが所定長Ｃ以下の場合に成立する条件であってよい。すなわち、判断条件は次式（１）を満たす場合に成立してよい。
【００２１】
ｔｒｔｔ  ≦  Ｃ      （１）
【００２２】
例えば、所定長Ｃは、サイクリックプレフィクス長ｔｃｐに係数αを乗じた以下の値であってよい。係数αは、０．０〜１．０の範囲の値を有する係数であってよい。
【００２３】
所定長Ｃ＝ｔｃｐ×α      （２）
【００２４】
移動局３は、例えば基地局２から移動局３までの伝搬遅延時間ｔ１と移動局３から基地局２までの伝搬遅延時間ｔ２の和を往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔとしてよい。また、移動局３は、例えば基地局２から移動局３までの伝搬遅延時間ｔ１の２倍の値又は移動局３から基地局２までの伝搬遅延時間ｔ２の２倍の値を往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔとしてよい。
【００２５】
また、往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔを見込むために利用可能な様々な変数を条件変数として利用できる。例えば、条件変数は、送信時刻、送信電力、セル半径やセル種別であってよい。
【００２６】
図３の（Ａ）は、判断条件が成立する場合を示す。ある実施例において移動局３は、タイミング補正量をゼロに定める。他の実施例において移動局３は、報知情報に含まれる変数に応じてタイミング補正量を決定する。移動局３は、下りリンク受信タイミングを基準にして上りリンク送信タイミングを定める際に、タイミング補正量によって上りリンク送信タイミングを補正する。
【００２７】
往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔがサイクリックプレフィクス長よりも十分に小さい場合には、上記のようにタイミング補正量を決定しても、シンボル間干渉が生じないため信号品質は低下しない。
【００２８】
上りリンク送信タイミングを定めることにより、移動局３は基地局２と上りリンクにおける同期を確立する。移動局３は、報知情報により指定された無線リソース上で上りリンク信号を送信する。以下の説明において、報知情報で指定された無線リソースを「指定リソース」と表記する。指定リソース上で送信される上りリンク信号は、スケジューリングされた上りリンクチャネル上で移動局３が送信する最初の信号である。以下の説明において、スケジューリングされた上りリンクチャネルを使用して送信する最初の信号を「第１上りリンク信号」と表記する。第１上りリンク信号は、セルに接続する移動局３の識別子や、無線リソース制御接続を要求する無線リソース制御接続要求信号を含む。
【００２９】
図３の（Ｂ）は、判断条件が成立しない場合を示す。この場合に移動局３は、ランダムアクセスチャネルを介してセル接続要求信号を基地局２へ送信する。基地局２は、セル接続要求信号の受信タイミングに基づいてタイミング補正量を決定する。基地局２は、セル接続要求信号に応答するセル接続要求応答信号においてタイミング補正量を指定する。また基地局２は第１上りリンク信号の送信のために無線リソースを割り当て、この無線リソースをセル接続要求応答信号で指定する。以下の説明において、セル接続要求信号を「要求信号」と表記する。セル接続要求応答信号を「応答信号」と表記する。
【００３０】
応答信号を受信した移動局３は、応答信号からタイミング補正量を取得し、上りリンク送信タイミングを補正する。移動局３は、応答信号にて指定された無線リソース上で第１上りリンク信号を送信する。
【００３１】
＜３．基地局の構成＞
続いて、基地局２及び移動局３の構成について説明する。図４は、基地局２のハードウエア構成の一例を示す図である。基地局２はプロセッサ１０と、記憶装置１１と、ベースバンド処理回路１２と、無線周波数信号処理回路１３と、デュプレクサ１４と、アンテナ１５と、時刻情報所得装置１６を備える。なお、添付図面においてベースバンド、無線周波数、及びデュプレクサを「ＢＢ」、「ＲＦ」及び「ＤＵＸ」と表記する。なお、図４に示すハードウエア構成は、あくまで基地局２を実現するハードウエア構成の１つである。本明細書において以下に記載される処理を実行するものであれば、他のどのようなハードウエア構成が採用されてもよい。
【００３２】
ベースバンド処理回路１２は、移動局３と基地局２との間で送受信される信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化に関するベースバンド信号の処理を実施する。プロセッサ１０は、ベースバンド処理回路１２による処理以外の制御信号生成やスケジューリング等のベースバンド信号の処理を実行する。記憶装置１１には、プロセッサ１０によるベースバンド信号処理のための制御プログラムが格納される。またこれらのプログラムの実行中に使用される各データ及び一時データも記憶装置１１に格納される。
【００３３】
無線周波数信号処理回路１３は、デュプレクサ１４及びアンテナ１５を介して移動局３と基地局２との間で送受信される無線信号のデジタルアナログ変換、アナログデジタル変換、周波数変換、信号増幅及びフィルタリングを行う。時刻情報所得装置１６は、現在時刻を取得する。ある実施例において時刻情報所得装置１６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信してＧＰＳ時刻を取得するＧＰＳ受信機であってよい。
【００３４】
図５は、基地局２の構成例の第１例を示す図である。基地局２は、デュプレクサ１４と、アンテナ１５と、上位層プロトコル処理部２０と、下りリンク信号処理部２１と、下りリンクベースバンド処理部２２と、無線送信部２３を備える。基地局２は、無線受信部２４と、上りリンクベースバンド処理部２５と、上りリンク信号処理部２６と、スケジューラ２７と、時刻取得部２８を備える。
【００３５】
上位層プロトコル処理部２０、下りリンク信号処理部２１、上りリンク信号処理部２６及びスケジューラ２７による信号処理は、図４に示すプロセッサ１０によって実行される。下りリンクベースバンド処理部２２及び上りリンクベースバンド処理部２５による信号処理は、ベースバンド処理回路１２によって実行される。無線送信部２３及び無線受信部２４による信号処理は、無線周波数信号処理回路１３によって実行される。また、時刻取得部２８による処理は、時刻情報取得装置１６により実行される。
【００３６】
上位層プロトコル処理部２０は、ユーザの通信目的に応じたユーザデータの処理を行うために、上りリンク信号処理部２６から上りリンクのユーザデータを入力し、下りリンク信号処理部２１へ下りリンクのユーザデータを出力する。上位層プロトコル処理部２０は、基地局２が移動局３へ通知される所定の制御信号を含んだ報知情報を生成し、下りリンク信号処理部２１へ出力する。
【００３７】
下りリンク信号処理部２１及び下りリンクベースバンド処理部２２は、下りリンクにて移動局３へ送信する信号を処理する。図６は、図５に示す下りリンク信号処理部２１及び下りリンクベースバンド処理部２２の構成例の一例を示す図である。
【００３８】
下りリンク信号処理部２１は、データリンク層チャネル多重部３０と、報知情報多重化部３１と、応答信号生成部３２と、送達確認応答生成部３３を備える。下りリンクベースバンド処理部２２は、符号化部４０〜４２と、変調部４３〜４５と、パイロット信号生成部４６と、物理層チャネル多重部４７と、逆高速フーリエ変換部４８と、サイクリックプレフィクス挿入部４９を備える。なお、添付図面においてデータリンク層チャネル、物理層チャネル、逆高速フーリエ変換を、それぞれ「Ｌ２ＣＨ」、「Ｌ１ＣＨ」及び「ＩＦＦＴ」と表記する。
【００３９】
データリンク層チャネル多重部３０は、移動局３へ送信される下りリンク信号をデータリンク層で規定される各チャネルへ振り分けることにより送信データの多重化を行う。データリンク層チャネル多重部３０は、上位層プロトコル処理部２０から入力される下りリンクのユーザデータ、報知情報多重化部３１から出力される報知情報、及びを応答信号生成部３２が生成する応答信号を多重化する。データリンク層チャネル多重部３０は、多重化したデータを符号化部４０へ出力する。
【００４０】
報知情報多重化部３１は、条件変数及び指定リソースを示す情報をスケジューラ２７から取得する。報知情報多重化部３１は、条件変数及び指定リソースを示す情報を、上位層プロトコル処理部２０から入力される報知情報に多重化する。応答信号生成部３２は、基地局２が移動局３から要求信号を受信した場合に、スケジューラ２７の指示に応じて応答信号を生成する。送達確認応答生成部３３は、移動局３から自動再送要求プロトコルにより送信される信号を受信した場合に、スケジューラ２７の指示に応じて肯定応答又は否定応答を生成する。送達確認応答生成部３３は、肯定応答又は否定応答を符号化部４１へ出力する。
【００４１】
符号化部４０及び４１は、それぞれデータリンク層チャネル多重部３０、送達確認応答生成部３３からの出力を符号化する。符号化部４２は、物理下り制御チャネルＰＤＣＣＨ上で伝送される制御信号をスケジューラ２７から受信する。符号化部４２は、受信した制御信号を符号化する。変調部４３〜４５は、符号化部４０〜４２により符号化された信号を１次変調する。１次変調された信号は、それぞれ物理層チャネル多重部４７へ入力される。
【００４２】
パイロット信号生成部４６は、下りリンクパイロット信号を生成して物理層チャネル多重部４７へ出力する。物理層チャネル多重部４７は、変調部４３〜４５からの入力信号及び下りリンクパイロット信号を物理チャネルへ振り分けることにより、送信信号の多重化を行う。
【００４３】
逆高速フーリエ変換部４８は、物理層チャネル多重部４７によって多重化された信号のシンボルを逆フーリエ変換することにより時間領域信号へ変換する。サイクリックプレフィクス挿入部４９は、時間領域信号へサイクリックプレフィクスを挿入し、無線送信部２３へ出力する。
【００４４】
図５を参照する。無線送信部２３は、下りリンクベースバンド処理部２２からの出力信号をアナログ信号へ変換する。無線送信部２３は、変換後のアナログ信号の周波数を無線周波数へ変換する。無線周波数信号はデュプレクサ１４及びアンテナ１５を介して移動局３へ送信される。
【００４５】
移動局３から送信される上りリンク信号は、アンテナ１５で受信され、デュプレクサ１４を介して無線受信部２４へ入力される。無線受信部２４は、無線周波数信号である受信信号の周波数を変換して、受信信号をアナログベースバンド信号に変換し、更に、ディジタルベースバンド信号へ変換する。ディジタルベースバンド信号は、上りリンクベースバンド処理部２５へ入力される。
【００４６】
上りリンクベースバンド処理部２５及び上りリンク信号処理部２６は、上りリンクにて移動局３から受信される信号を処理する。図７は、図５に示す上りリンクベースバンド処理部２５及び上りリンク信号処理部２６の構成例の一例を示す図である。
【００４７】
上りリンクベースバンド処理部２５は、フィルタ５０と、上り送信タイミング推定部５１と、サイクリックプレフィクス除去部５２と、高速フーリエ変換部５３と、物理層チャネル分離部５４と、復調部５５及び５６と、復号化部５７及び５８を備える。上りリンク信号処理部２６は、データリンク層チャネル分離部６０と、信号多重化部６１とを備える。
【００４８】
フィルタ５０は、上りリンクのランダムアクセスチャネルで伝送される要求信号を検出する。上り送信タイミング推定部５１は、要求信号を検出するタイミングに基づいて、移動局３の上りリンク送信タイミングの補正量を算出し、スケジューラ２７へ供給する。
【００４９】
サイクリックプレフィクス除去部５２は、上りリンク信号に挿入されたサイクリックプレフィクスを除去する。高速フーリエ変換部５３は、サイクリックプレフィクスが除去された上りリンク信号を周波数領域信号へ変換し、各サブキャリア上で伝送されたシンボルを抽出する。高速フーリエ変換部５３は、抽出した各シンボルを物理層チャネル分離部５４へ入力する。
【００５０】
物理層チャネル分離部５４は、スケジューラ２７からリソースの割当て情報を取得し、指定リソースにより伝送される第１上りリンク信号と、物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨで伝送される上りリンク信号とを分離する。指定リソースにより伝送される第１上りリンク信号は、復調部５６及び復号化部５８によって復調及び復号される。物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨの上りリンク信号は、復調部５５及び復号化部５７によって復調及び復号される。
【００５１】
指定リソースにより伝送される第１上りリンク信号の復調、復号及びスクランブル解除に必要なＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）及び一時移動局識別子は、スケジューラ２７から復調部５６及び復号化部５８へ供給される。復号された指定リソースにより伝送される第１上りリンク信号は、信号多重化部６１及びスケジューラ２７へ出力される。
【００５２】
復調部５５及び復号化部５７により復調及び復号される物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨの信号は、データリンク層チャネル分離部６０に入力される。データリンク層チャネル分離部６０は、指定リソースを経由して第１上りリンク信号を送信した移動局３と異なる他の移動局からＰＵＳＣＨ上のリソースを経由して送信された第１上りリンク信号を、他の上りリンク信号から分離する。信号多重化部６１は、復調部５６及び復号化部５８によって復調及び復号される指定リソースにより伝送される第１上りリンク信号と、データリンク層チャネル分離部６０により分離されたＰＵＳＣＨ上のリソースを経由して送信された第１上りリンク信号を多重化して上位層プロトコル処理部２０へ通知する。
【００５３】
図５を参照する。スケジューラ２７は、上りリンクチャネル及び下りリンクチャネルにおける無線リソースの割当て及び伝送フォーマットを決定する。また、スケジューラ２７は、条件変数及び指定リソースを指定し報知情報多重化部３１へ出力する。本実施例において条件変数は、報知情報の送信時刻である。時刻取得部２８は現在時刻を取得し、時刻情報をスケジューラ２７へ出力する。
【００５４】
スケジューラ２７は、移動局３からの要求信号が基地局２で受信された場合に、上り送信タイミング推定部５１から移動局３の上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を受信する。スケジューラ２７は、移動局３が判断条件を満たした場合に、第１上りリンク信号を送信する指定リソースを割り当てる。スケジューラ２７は、タイミング補正量と無線リソースのリソース情報を含む応答信号の生成を、応答信号生成部３２に指示する。セルサーチ処理及びセル接続処理に関する基地局２の各構成要素の処理については、更に詳しく後述する。
【００５５】
＜４．移動局の構成＞
図８は、移動局３のハードウエア構成の一例を示す図である。移動局３は、プロセッサ１１０と、記憶装置１１１と、ベースバンド処理回路１１２と、無線周波数信号処理回路１１３と、デュプレクサ１１４と、アンテナ１１５と、時刻情報所得装置１１６を備える。なお、図８に示すハードウエア構成は、あくまで移動局３を実現するハードウエア構成の１つである。本明細書において以下に記載される処理を実行するものであれば、他のどのようなハードウエア構成が採用されてもよい。
【００５６】
ベースバンド処理回路１１２は、移動局３と基地局２との間で送受信される信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化に関するベースバンド信号の処理を実施する。プロセッサ１１０は、ベースバンド処理回路１１２による処理以外の制御信号生成やスケジューリング等のベースバンド信号の処理や、ユーザデータを処理するアプリケーションプログラムを実行する。記憶装置１１１には、プロセッサ１１０によるベースバンド信号処理のための制御プログラム及びアプリケーションプログラムが格納される。またこれらのプログラムの実行中に使用される各データ及び一時データも記憶装置１１１に格納される。
【００５７】
無線周波数信号処理回路１１３は、デュプレクサ１１４及びアンテナ１１５を介して移動局３と基地局２との間で送受信される無線信号のデジタルアナログ変換、アナログデジタル変換、周波数変換、信号増幅及びフィルタリングを行う。時刻情報所得装置１１６は、現在時刻を取得する。時刻情報所得装置１１６はＧＰＳ受信機であってよい。
【００５８】
図９は、移動局３の構成例の一例を示す図である。移動局３は、デュプレクサ１１４と、アンテナ１１５と、無線受信部１２０と、下りリンクベースバンド処理部１２１と、下りリンク信号処理部１２２と、上位層プロトコル処理部１２３を備える。移動局３は、上りリンク信号処理部１２４と、上りリンクベースバンド処理部１２５と、無線送信部１２６と、スケジューラ１２７と、時刻取得部１２８を備える。
【００５９】
下りリンク信号処理部１２２、上位層プロトコル処理部１２３、上りリンク信号処理部１２４及びスケジューラ１２７による信号処理は、図８に示すプロセッサ１１０によって実行される。下りリンクベースバンド処理部１２１及び上りリンクベースバンド処理部１２５による信号処理は、ベースバンド処理回路１１２によって実行される。無線受信部１２０及び無線送信部１２６による信号処理は、無線周波数信号処理回路１１３によって実行される。また、時刻取得部１２８による処理は、時刻情報取得装置１１６により実行される。
【００６０】
無線受信部１２０は、アンテナ１１５で受信された下りリンク信号を、デュプレクサ１１１４を介して入力する。無線受信部１２０は、受信信号をアナログベースバンド信号に変換し、更に、ディジタルベースバンド信号へ変換する。ディジタルベースバンド信号は、下りリンクベースバンド処理部１２１へ入力される。
【００６１】
下りリンクベースバンド処理部１２１及び下りリンク信号処理部１２２は、下りリンクにて基地局２から受信される信号を処理する。図１０は、図９に示す下りリンク信号処理部１２１及び下りリンクベースバンド処理部１２２の構成例の一例を示す図である。
【００６２】
下りリンクベースバンド処理部１２１は、フィルタ１３０と、下り受信タイミング推定部１３１と、サイクリックプレフィクス除去部１３２と、高速フーリエ変換部１３３と、物理層チャネル分離部１３４と、復調部１３５及び１３６と、復号化部１３７及び１３８と、受信電力測定部１３９を備える。下りリンク信号処理部１２２は、データリンク層チャネル分離部１４０と、報知情報分離部１４１と、応答信号検出部１４２を備える。
【００６３】
フィルタ１３０は、下り同期パイロットチャネル上の下りリンクパイロット信号を検出する。下り受信タイミング推定部１３１は、下りリンクパイロット信号の検出タイミングに従って、下りリンク信号の受信タイミングである下りリンク受信タイミングを推定する。下り受信タイミング推定部１３１は、下りリンク受信タイミングを、サイクリックプレフィクス除去部１３２及びスケジューラ１２７へ出力する。サイクリックプレフィクス除去部１３２は、下りリンク受信タイミングに従って下りリンク信号に挿入されたサイクリックプレフィクスを特定し、下りリンク信号からサイクリックプレフィクスを除去する。
【００６４】
高速フーリエ変換部１３３は、サイクリックプレフィクスが除去された下りリンク信号を周波数領域信号へ変換し、各サブキャリア上で伝送されたシンボルを抽出する。高速フーリエ変換部１３３は、抽出した各シンボルを物理層チャネル分離部１３４へ入力する。
【００６５】
物理層チャネル分離部１３４は、スケジューラ１２７からリソースの割当て情報と下りリンク受信タイミングを取得し、物理下り共有チャネルＰＤＳＣＨ及び物理下り制御チャネルＰＤＣＣＨ上の信号を分離する。物理下り共有チャネルＰＤＳＣＨ上の信号は、復調部１３５及び復号化部１３７により復調及び復号される。物理下り制御チャネルＰＤＣＣＨ上の信号は、復調部１３６及び復号化部１３８により復調及び復号される。
【００６６】
復号化部１３７により復号されたユーザデータは、データリンク層チャネル分離部１４０に入力される。復号化部１３８により復号された制御情報は、スケジューラ１２７へ入力される。スケジューラ１２７へ入力される制御情報は、例えば、物理下り共有チャネルＰＤＳＣＨの割り当てリソース情報、基地局２が移動局３にセル接続処理を起動させるセル接続処理起動要求信号である。受信電力測定部１３９は、下りパイロット信号の受信強度を測定する。受信電力測定部１３９は、受信電力情報をスケジューラ１２７へ入力する。
【００６７】
データリンク層チャネル分離部１４０は、スケジューラ１２７から下りリンク受信タイミングを取得し、他の下りリンクデータから報知情報及び応答情報を分離する。報知情報及び応答情報は、それぞれ報知情報分離部１４１及び応答信号検出部１４２に入力される。他の下りリンク信号は上位層プロトコル処理部１２３へ入力される。
【００６８】
報知情報分離部１４１は、基地局２から報知情報に多重化されて送信された条件変数と指定リソースの情報を分離する。報知情報分離部１４１は、条件変数と指定リソースの情報をスケジューラ１２７へ出力し、残りの報知情報を上位層プロトコル処理部１２３へ出力する。応答信号検出部１４２は、データリンク層チャネル分離部１４０から入力した信号から応答信号を検出する。応答信号検出部１４２は、検出した応答信号をスケジューラ１２７へ出力する。
【００６９】
図９を参照する。上位層プロトコル処理部１２３は、ユーザの通信目的に応じたユーザデータの処理を行うために、下りリンク信号処理部１２２から下りリンクのユーザデータを入力し、上りリンク信号処理部１２４へ上りリンクのユーザデータを出力する。また、上位層プロトコル処理部１２３は、第１上りリンク信号を生成する。上位層プロトコル処理部１２３は、報知情報に含まれる制御信号に従って上位層プロトコルを実施する。
【００７０】
上りリンク信号処理部１２４及び上りリンクベースバンド処理部１２５は、上りリンクにて基地局２へ送信する信号を処理する。図１１は、図９に示す上りリンク信号処理部１２４及び上りリンクベースバンド処理部１２５の構成例の一例を示す図である。
【００７１】
上りリンク信号処理部１２４は、データリンク層チャネル多重部１５０と、リソース切換部１５１を備える。上りリンクベースバンド処理部１２５は、符号化部１６０及び１６１と、変調部１６２及び１６３と、物理層チャネル多重部１６４と、逆高速フーリエ変換部１６５と、サイクリックプレフィクス挿入部１６６を備える。また上りリンクベースバンド処理部１２５は、要求信号生成部１６７と、セレクタ１６８と、上り送信タイミング調整部１６９を備える。
【００７２】
データリンク層チャネル多重部１５０は、基地局２へ送信されるユーザデータ及び制御信号をデータリンク層で規定される各チャネルへ振り分けることにより、送信データの多重化を行う。リソース切換部１５１は、上位層プロトコル処理部１２３から第１上りリンク信号を入力する。スケジューラ１２７が判断条件の成否を判断する場合に、リソース切換部１５１は、判断条件の成否の判断結果に応じて、第１上りリンク信号を送信する無線リソースを切り換える。
【００７３】
判断条件が成立する場合、リソース切換部１５１は、第１上りリンク信号を符号化部１６１へ入力する。符号化部１６１及び変調部１６３は、スケジューラ１２７から指定リソースのリソース情報を取得する。第１上りリンク信号は、符号化部１６１及び変調部１６３によってスクランブル、符号化及び変調される。
【００７４】
判断条件が成立しない場合、リソース切換部１５１は、第１上りリンク信号をデータリンク層チャネル多重部１５０へ入力する。データリンク層チャネル多重部１５０は、第１上りリンク信号を他の上りリンクデータに多重化する。データリンク層チャネル多重部１５０により多重化された上りリンク信号は、符号化部１６０及び変調部１６２によってスクランブル、符号化及び変調される。
【００７５】
物理層チャネル多重部１６４は、変調部１６２及び１６３からの入力信号を多重化する。このとき物理層チャネル多重部１６４は、スケジューラ１２７から指定リソースのリソース情報を取得し、変調部１６３から入力した第１上りリンク信号に指定リソースを割り当てる。
【００７６】
逆高速フーリエ変換部１６５は、物理層チャネル多重部１６４によって多重化された信号のシンボルを逆フーリエ変換することにより時間領域信号へ変換する。サイクリックプレフィクス挿入部１６６は、時間領域信号へサイクリックプレフィクスを挿入する。要求信号生成部１６７は、スケジューラ１２７の指示に従って要求信号を生成する。
【００７７】
セレクタ１６８は、送信信号の入力元を、サイクリックプレフィクス挿入部１６６及び要求信号生成部１６７のいずれかに切り換える。上り送信タイミング調整部１６９は、スケジューラ１２７から上り送信タイミング補正量を取得し、取得した補正量に応じて上り送信タイミングを調整する。
【００７８】
図９を参照する。無線送信部１２６は、上りリンクベースバンド処理部１２５からの出力信号をアナログ信号へ変換する。無線送信部１２６は、変換後のアナログ信号の周波数を無線周波数へ変換する。無線周波数信号はデュプレクサ１１４及びアンテナ１１５を介して基地局２へ送信される。
【００７９】
スケジューラ１２７は、基地局２のスケジューラ２７により決定された無線リソースの割当て及び伝送フォーマットに従い、下りリンクベースバンド処理部１２１及び下りリンク信号処理部１２２における信号の復調、復号化及び分離を制御する。また、スケジューラ１２７は、スケジューラ２７により決定された無線リソースの割当て及び伝送フォーマットに従って、上りリンク信号処理部１２４及び上りリンクベースバンド処理部１２５における信号の符号化、変調及び多重化を制御する。
【００８０】
スケジューラ１２７は、報知情報分離部１４１から、報知情報として基地局２から送信された条件変数と指定リソースの情報を取得する。スケジューラ１２７は、条件変数として基地局２から受信した報知情報の送信時刻と、報知情報を受信した受信時刻に基づいて往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔを算出する。時刻取得部１２８は現在時刻を取得し、時刻情報をスケジューラ１２７へ供給する。
【００８１】
スケジューラ１２７は、上記の条件式（１）にて指定される判断条件の成否を判断する。判断条件が成立する場合においてスケジューラ１２７は、上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を基地局２から取得しないと判断する。判断条件が成立しない場合においてスケジューラ１２７は、タイミング補正量を基地局２から取得すると判断する。
【００８２】
タイミング補正量を基地局２から取得しない場合、スケジューラ１２７は、移動局３はタイミング補正量をゼロに定める。他の実施例においてスケジューラ１２７は、条件変数に応じてタイミング補正量を決定する。スケジューラ１２７は、タイミング補正量を、上り送信タイミング調整部１６９へ出力する。またリソース切換部１５１は、第１上りリンク信号を符号化部１６１へ入力する。
【００８３】
タイミング補正量を基地局２から取得する場合、スケジューラ１２７は、要求信号生成部１６７に要求信号の生成を指示する。要求信号によって基地局２は、タイミング補正量を測定し、タイミング補正量と第１上りリンクを送信する無線リソースの指定を含む応答信号を移動局３へ送信する。スケジューラ１２７は、応答信号検出部１４２にて検出された応答信号から、タイミング補正量と無線リソースを取得する。スケジューラ１２７は、上り送信タイミング調整部１６９へタイミング補正量を出力する。またリソース切換部１５１は、第１上りリンク信号をデータリンク層チャネル多重部１５０へ入力する。セルサーチ処理及びセル接続処理に関する移動局３の各構成要素の処理については、更に詳しく後述する。
【００８４】
＜５．基地局及び移動局によるセルサーチ処理及びセル接続処理＞
続いて、セルサーチ処理における基地局２及び移動局３におけるそれぞれの処理について説明する。図６に示す基地局２のパイロット信号生成部４６により、下りリンクパイロット信号が生成され、下りリンクパイロット信号は周期的に移動局３へ送信される。図１０に示す移動局３の下り受信タイミング推定部１３１は、下りリンクパイロット信号の受信タイミングに従って下りリンク受信タイミングを推定することにより、報知情報の受信タイミングを取得する。
【００８５】
図５に示す時刻取得部２８は、現在時刻を取得しスケジューラ２７に時刻情報を出力する。スケジューラ２７は、時刻取得部２８による時刻取得から報知情報の送信までの処理遅延のオフセットを時刻情報に加算した後、時刻情報を報知情報多重化部３１へ出力する。報知情報多重化部３１は、スケジューラ２７から受信した時刻情報と指定リソースの情報と上位層プロトコル処理部２０から通知される報知情報とを多重し、周期的に移動局３へ送信する。
【００８６】
報知情報に多重化される指定リソースのリソース情報の第１例を図１２の（Ａ）に示す。図１２の（Ａ）の例は、複数の移動局３の指定リソースを指定する。図示の例では、所定のＮａ個の移動局３に対する指定リソースが指定されている。リソース情報は、例えば、移動局３の「移動局識別子」、基地局２により移動局３に割り当てられる「一時移動局識別子」、移動局３に割り当てられた指定リソースの「リソース情報」及び指定リソースにて送信される信号の「ＭＣＳ」を含んでいてよい。
【００８７】
図１２の（Ａ）に示すリソース情報の例は、例えば、基地局２に接続される移動局３の識別子が既知である場合に使用してよい。このような基地局２の例は、例えば、CSG(Closed Subscriber Group)セルをカバーするフェムト基地局である。また、不特定多数の移動局３が基地局２に接続する場合には、情報要素「移動局識別子」が省略されてもよい。この場合に移動局３のスケジューラ１２７は、Ｎａ個の指定リソースのいずれかを選択して、第１上りリンク信号の送信リソースとして使用する。すなわち、基地局２に対しセル接続を開始する移動局３は、共通の複数の指定リソースを共用する。
【００８８】
指定リソースのリソース情報の第２例を図１２の（Ｂ）に示す。図１２の（Ｂ）の例は、単数の移動局３の指定リソースを指定する。リソース情報は、例えば、基地局２により移動局３に割り当てられる「一時移動局識別子」、移動局３に割り当てられた指定リソースの「リソース情報」及び指定リソースにて送信される信号の「ＭＣＳ」を含んでいてよい。基地局２に対しセル接続を開始する移動局３は、共通の１つの指定リソースを共用する。
【００８９】
図９に示す移動局３のスケジューラ１２７は、上式（１）の判断条件の成否を判断する。図１３は、判断条件の成否判定処理の一例の説明図である。他の実施態様においては、下記のオペレーションＡＡ〜ＡＦの各オペレーションはステップであってもよい。
【００９０】
オペレーションＡＡにおいてスケジューラ１２７は、図１０に示す報知情報分離部１４１から、報知情報として基地局２から送信された報知情報の送信時刻ｔｂを取得する。オペレーションＡＢにおいて時刻取得部１２８は、現在時刻を取得しスケジューラ１２７に時刻情報を出力する。スケジューラ１２７は、報知情報の受信及び時刻取得部１２８による時刻取得の処理遅延のオフセットを報知情報の受信時に時刻取得部１２８から入力した時刻情報から減算することによって、報知情報の受信時刻ｔｍを取得する。
【００９１】
オペレーションＡＣにおいてスケジューラ１２７は、次式（２）により、基地局２と移動局との間の往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔを推定する。
【００９２】
ｔｒｔｔ＝（報知情報の受信時刻ｔｍ−報知情報の送信時刻ｔｂ）×２      （２）
【００９３】
オペレーションＡＤにおいてスケジューラ１２７は、往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔが条件式（１）を満たすか否か、すなわち往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔが所定長Ｃ以下か否かを判断する。条件式（１）が満たされる場合（オペレーションＡＤ：Ｙ）には、オペレーションＡＥにおいてスケジューラ１２７は判断条件が成立すると判断する。条件式（１）が満たされない場合、（オペレーションＡＤ：Ｎ）には、オペレーションＡＦにおいてスケジューラ１２７は判断条件が成立しないと判断する。
【００９４】
次に、セル接続処理における基地局２及び移動局３におけるそれぞれの処理について説明する。図９を参照する。判断条件が成立しない場合、スケジューラ１２７は、要求信号生成部１６７に要求信号の生成を指示する。移動局３は基地局２へ要求信号を送信する。要求信号を受信した基地局２の上り送信タイミング推定部５１は、移動局３の上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を算出する。応答信号生成部３２は、タイミング補正量と第１リンク信号を送信する無線リソースの情報を含む応答信号を生成する。基地局２は移動局３へ応答信号を送信する。
【００９５】
移動局３のスケジューラ１２７は、応答信号からタイミング補正量と第１上りリンク信号を送信する無線リソースの情報を取得する。スケジューラ１２７は、取得したタイミング補正量を上り送信タイミング調整部１６９へ出力する。上り送信タイミング調整部１６９は、スケジューラ１２７から取得したタイミング補正量に基づき、上りリンク信号を送信する上りリンク送信タイミングを補正する。また、スケジューラ１２７は無線リソースの情報を物理層チャネル多重部１６４へ出力する。
【００９６】
リソース切換部１５１は、第１上りリンク信号をデータリンク層チャネル多重部１５０へ入力する。物理層チャネル多重部１６４は、応答信号により指定された物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨ上の無線リソースを第１上りリンク信号に割当てる。第１上りリンク信号を物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨ上を経由して基地局２へ送信される。
【００９７】
判断条件が成立する場合、スケジューラ１２７は、要求信号の送信及び応答信号の受信を行わずにタイミング補正量を決定する。図１４の（Ａ）〜図１４の（Ｃ）は、判断条件が成立する場合における上りリンク送信タイミングの補正の説明図である。各図のパルスは、上りリンク信号及び下りリンク信号のシンボルタイミングを示す。
【００９８】
ある実施例では、図１４の（Ａ）に示すように、スケジューラ１２７は往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔをタイミング補正量としてよい。上り送信タイミング調整部１６９は、移動局３にて受信される下りリンク信号の下りリンク受信タイミングｔ１よりも、タイミング補正量ｔｒｔｔ分早い時刻ｔ２を、上りリンク送信タイミングとして決定する。
【００９９】
他の実施例では、図１４の（Ｂ）に示すように、スケジューラ１２７は往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔをゼロとしてよい。上り送信タイミング調整部１６９は、移動局３にて受信される下りリンク信号の下りリンク受信タイミングｔ１を、上りリンク送信タイミングとして決定する。往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔがサイクリックプレフィクス長Ｃｐよりも十分小さければ、シンボル間干渉は生じない。
【０１００】
また、他の実施例では図１４の（Ｃ）に示すように、基地局２において下りリンク信号のシンボルタイミングと上りリンク信号のシンボルタイミングとの間に時間差Δｔを設けてもよい。この場合、スケジューラ１２７は、下りリンク受信タイミングｔ０に基づいて定めた上りリンク送信タイミングの基準時刻ｔ１を、タイミング補正量ｔｒｔｔだけ補正した時刻ｔ２を上りリンク送信タイミングとして決定してもよい。なお、図１４の（Ｃ）の補正方法において、タイミング補正量ｔｒｔｔをゼロとしてもよい。
【０１０１】
図９を参照する。スケジューラ１２７は、報知情報として受信した指定リソースの情報の一時移動局識別子、ＭＣＳ及びリソース情報を、符号化部１６１、変調部１６３及び物理層チャネル多重部１６４へ出力する。リソース切換部１５１は、第１上りリンク信号を符号化部１６１へ入力する。符号化部１６１及び変調部１６３は、指定リソースの情報の一時移動局識別子及びＭＣＳに従い、符号化、スクランブル及び変調を行う。物理層チャネル多重部１６４は、指定リソースに第１上りリンク信号に割り当てる。上り送信タイミング調整部１６９は、スケジューラ１２７から取得したタイミング補正量に基づき、上りリンク信号を送信する上りリンク送信タイミングを補正する。
【０１０２】
図５に示す基地局２のスケジューラ２７は、移動局３から送信される第１上りリンク信号の受信を監視する。第１上りリンク信号の受信を検出した場合、復号化部５７及び５８における誤り検出結果にしたがって第１上りリンク信号の受信の成否を判断する。第１上りリンク信号の受信が成功した場合にスケジューラ２７は、物理層におけるセル接続処理を完了し、送達確認応答生成部３３に肯定応答を生成させ、移動局３へ送信する。信号多重化部６１は、第１上りリンク信号を上位層プロトコル処理部２０へ出力する。
【０１０３】
第１上りリンク信号の受信が失敗した場合にスケジューラ２７は、送達確認応答生成部３３に否定応答を生成させ移動局３へ送信する。なお、複数の移動局３が指定リソースを共用する場合には否定応答の送信が省略されてもよい。第１上りリンク信号の受信の失敗が、複数の移動局３から同時に送信された第１上りリンク信号の衝突に起因する場合には、否定応答の送信を省略することにより再度の衝突を避けることができる。
【０１０４】
図１５は、セルサーチ処理及びセル接続処理の際の移動局３の処理の一例の説明図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＢＡ〜ＢＬの各オペレーションはステップであってもよい。
【０１０５】
オペレーションＢＡにおいてフィルタ１３０は、下り同期パイロットチャネル上の下りリンクパイロット信号を検出する。下り受信タイミング推定部１３１は、下りリンクパイロット信号を受信する。オペレーションＢＢにおいて下り受信タイミング推定部１３１は、下りリンクパイロット信号の検出タイミングに従って下りリンク受信タイミングを推定する。下りリンク受信タイミングを推定によって下りリンクにおける同期が確立する。
【０１０６】
オペレーションＢＣにおいて移動局３は報知情報を受信する。報知情報分離部１４１は、報知情報から条件変数と指定リソースの情報を分離する。オペレーションＢＤにおいてスケジューラ１２７は、判断条件が成立するか否かを判断する。判断条件が成立する場合（オペレーションＢＤ：Ｙ）には処理はオペレーションＢＥへ進む。判断条件が成立する場合（オペレーションＢＤ：Ｎ）には処理はオペレーションＢＧへ進む。
【０１０７】
オペレーションＢＥにおいてスケジューラ１２７は、タイミング補正量をゼロにする。又はスケジューラ１２７は、タイミング補正量を往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔにする。上り送信タイミング調整部１６９は、スケジューラ１２７が定めたタイミング補正量で上りリンク送信タイミングを調整し、上りリンクの同期を確立する。オペレーションＢＦにおいてリソース切換部１５１は、第１上りリンク信号を送信する無線リソースとして指定リソースを選択する。その後処理はオペレーションＢＫへ進む。
【０１０８】
オペレーションＢＧにおいてスケジューラ１２７は、要求信号生成部１６７に要求信号の生成を指示する。移動局３は基地局２へ要求信号を送信する。オペレーションＢＨにおいて移動局３は基地局２から送信された応答信号を受信する。スケジューラ１２７は、応答信号からタイミング補正量と第１上りリンク信号を送信する無線リソースの情報を取得する。
【０１０９】
オペレーションＢＩにおいて上り送信タイミング調整部１６９は、応答信号から取得したタイミング補正量で上りリンク送信タイミングを調整し、上りリンクの同期を確立する。オペレーションＢＪにおいてリソース切換部１５１は、第１上りリンク信号を送信する無線リソースとして物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨを選択する。オペレーションＢＫにおいて移動局３は、判断条件が成立している場合、指定リソースを使用し、自動再送要求プロトコルにより第１上りリンク信号を送信する。判断条件が成立していない場合、物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨを使用し、自動再送要求プロトコルにより第１上りリンク信号を送信する。
【０１１０】
オペレーションＢＭにおいて移動局３は、第１上りリンク信号について肯定応答を受信したか否かを判断する。肯定応答が受信された場合には（オペレーションＢＭ：Ｙ）処理は終了する。肯定応答が受信されない場合には（オペレーションＢＭ：Ｎ）には、処理はオペレーションＢＬへ進む。オペレーションＢＬにおいて移動局３は、第１上りリンク信号を再送し、処理をオペレーションＢＭに戻す。
【０１１１】
図１６は、セルサーチ処理及びセル接続処理の際の基地局２の処理の一例の説明図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＣＡ〜ＣＪの各オペレーションはステップであってもよい。
【０１１２】
オペレーションＣＡにおいてパイロット信号生成部４６は、下りリンクパイロット信号を生成する。基地局２は、下りリンクパイロット信号を移動局３へ送信する。オペレーションＣＢにおいて上位層プロトコル処理部２０は所定の報知情報を生成する。スケジューラ２７は、条件変数及び指定リソースを指定し報知情報多重化部３１へ出力する。報知情報多重化部３１は、条件変数及び指定リソースを示す情報を、上位層プロトコル処理部２０から入力される報知情報に多重化する。基地局２は報知情報を移動局３へ送信する。
【０１１３】
その後オペレーションＣＣにおいてスケジューラ２７は、移動局３から要求信号を受信するか否かを監視する。要求信号が受信された場合（オペレーションＣＣ：Ｙ）には処理はオペレーションＣＤへ進む。要求信号が受信されない場合（オペレーションＣＣ：Ｎ）には処理はオペレーションＣＦへ進む。オペレーションＣＤにおいて応答信号生成部３２が応答信号を生成する。基地局２は応答信号を移動局３へ送信する。オペレーションＣＥにおいて、スケジューラ２７は、移動局３から物理上り共有チャネルＰＵＳＣＨ上で第１リンク信号を受信するか否かを監視する。第１リンク信号が受信された場合（オペレーションＣＥ：Ｙ）には、処理はオペレーションＣＧへ進む。第１リンク信号が受信されない場合（オペレーションＣＥ：Ｎ）には、処理はオペレーションＣＣへ戻る。
【０１１４】
オペレーションＣＦにおいて、スケジューラ２７は、移動局３から物理上り指定リソース上で第１リンク信号を受信するか否かを監視する。第１リンク信号が受信された場合（オペレーションＣＦ：Ｙ）には、処理はオペレーションＣＧへ進む。第１リンク信号が受信されない場合（オペレーションＣＦ：Ｎ）には、処理はオペレーションＣＣへ戻る。
【０１１５】
オペレーションＣＧにおいてスケジューラ２７は、第１上りリンク信号の受信に成功したか否かを監視する。受信に成功した場合（オペレーションＣＧ：Ｙ）には処理はオペレーションＣＪへ進む。受信に失敗した場合（オペレーションＣＧ：Ｎ）には処理はオペレーションＣＨへ進む。
【０１１６】
オペレーションＣＨにおいて送達確認応答生成部３３は否定応答を生成する。基地局２は否定応答を移動局３へ送信する。オペレーションＣＩにおいて基地局２は、移動局３から再送される第１上りリンク信号を受信する。その後処理はオペレーションＣＧへ戻る。オペレーションＣＪにおいて送達確認応答生成部３３は肯定応答を生成する。基地局２は肯定応答を移動局３へ送信する。その後処理は終了する。
【０１１７】
次に、図１５及び図１６の処理中における基地局２と移動局３と間の信号シーケンスを示す。図１７は、判断条件が成立する場合における信号シーケンス図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＤＡ〜ＤＦの各オペレーションはステップであってもよい。
【０１１８】
オペレーションＤＡにおいて基地局２から移動局３へ下りリンクパイロット信号が周期的に送信される。オペレーションＤＢにおいて移動局３が、下りリンクパイロット信号に基づいて下りリンク受信タイミングを推定することにより、下りリンクの同期が確立する。オペレーションＤＣにおいて基地局２は、条件変数と指定リソースの情報を含んだ報知情報を移動局３へ送信する。移動局３は、条件変数に従って判断条件の成否を判断する。
【０１１９】
判断条件が成立する場合、オペレーションＤＤにおいて移動局３は、上りリンク送信タイミングを調整する。これによって上りリンクの同期が確立する。オペレーションＤＥにおいて移動局３は、第１上りリンク信号を基地局２へ送信する。第１上りリンク信号の受信が成功した場合、オペレーションＤＦにおいて基地局２は、肯定応答信号を移動局３へ送信する。
【０１２０】
図１８は、判断条件が成立しない場合における信号シーケンス図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＥＡ〜ＥＨの各オペレーションはステップであってもよい。
【０１２１】
オペレーションＥＡにおいて基地局２から移動局３へ下りリンクパイロット信号が送信される。オペレーションＥＢにおいて移動局３が、下りリンク受信タイミングを推定する。オペレーションＥＣにおいて基地局２は、条件変数と指定リソースの情報を含んだ報知情報を移動局３へ送信する。移動局３は、条件変数に従って判断条件の成否を判断する。
【０１２２】
判断条件が成立しない場合、オペレーションＥＤにおいて移動局３は要求信号を送信する。オペレーションＥＥにおいて基地局２は、上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の情報を含んだ応答信号を移動局３へ送信する。オペレーションＥＦにおいて移動局は、受信したタイミング補正量によって上りリンク送信タイミングを調整する。オペレーションＥＧにおいて移動局３は、第１上りリンク信号を基地局２へ送信する。第１上りリンク信号の受信が成功した場合、オペレーションＥＨにおいて基地局２は、肯定応答信号を移動局３へ送信する。
【０１２３】
本実施例によれば、基地局２と移動局３の往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔが十分小さい場合に、要求信号及び応答信号の送受信処理を行わなくてもセル接続処理を行うことが可能となる。このためセル接続処理時間を短縮することが可能となる。特に、マクロセルよりも高品質、低遅延のサービスが求められるフェムトセルは、マクロセルよりも往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔが小さい。このため、フェムトセルにおけるセル接続処理において本実施例が利用されることにより、フェムトセルにおける高品質、低遅延のサービスを提供することが可能となる。
【０１２４】
なお、上記の説明では、移動局３の上位層プロトコル処理部１２３によってセル接続処理が起動するコンテンション（Contention）方式におけるセル接続処理の場合について説明した。これに加え、基地局２からの物理下り制御チャネルＰＤＣＣＨの制御情報によりセル接続処理が起動する非コンテンション（Non-Contention）方式におけるセル接続処理においても、同様に上りリンク送信タイミングを調整することができる。
【０１２５】
＜６．往復伝搬遅延時間の他の計算方法＞
続いて、往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔの他の計算方法の例について説明する。往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔは、基地局２と移動局３との間のパスロスから推定することもできる。図１９は、往復伝搬遅延時間の計算方法の第２例の説明図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＦＡ〜ＦＦの各オペレーションはステップであってもよい。
【０１２６】
オペレーションＦＡにおいて基地局２のスケジューラ２７は、基地局２におけるパイロット信号の下り送信電力Ｐｂを取得する。オペレーションＦＢにおいて基地局２は、下り送信電力Ｐｂの情報を条件変数として移動局３へ送信する。オペレーションＦＣにおいて移動局３の受信電力測定部１３９は、下りリンクパイロット信号の受信電力Ｐｍを取得する。オペレーションＦＤにおいて移動局３のスケジューラ１２７は、基地局２と移動局３との間のパスロスＬ＝Ｐｂ−Ｐｍを算出する。
【０１２７】
オペレーションＦＥにおいてスケジューラ１２７は、パスロスＬを基地局２と移動局３との間の距離Ｒに変換する。スケジューラ１２７は、例えば変換式Ｌ＝ａ＋ｂ×（ｌｏｇ10Ｒ）に従ってパスロスＬを距離Ｒに変換してよい。変換式のａ及びｂは、伝搬路に依存する定数である。また、スケジューラ１２７は、例えばパスロスの既知の距離特性に応じて、パスロスＬから距離Ｒを決定してよい。オペレーションＦＦにおいてスケジューラ１２７は、計算式ｔｒｔｔ＝（Ｒ／ｖ）×２により往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔを算出する。ここで定数ｖは伝送路における電波の速度である。
【０１２８】
図２０は、往復伝搬遅延時間の計算方法の第３例の説明図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＧＡ〜ＧＢの各オペレーションはステップであってもよい。オペレーションＧＡにおいて基地局２のスケジューラ２７は、基地局２のセル半径ｒを条件変数として移動局３へ送信する。オペレーションＧＢにおいて移動局３のスケジューラ１２７は、計算式ｔｒｔｔ＝（ｒ／ｖ）×２により往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔを算出する。なお、基地局２はセル半径ｒに代えて基地局２がカバーするセルの種別を移動局３へ送信してもよい。セルの種別は、例えばマクロセルとフェムトセルとを区別するような種別であってよい。移動局３のスケジューラ１２７は、セルの種別に応じてセル半径ｒを推定することにより、往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔを算出してよい。また、スケジューラ１２７は、単にセルの種別に応じてタイミング補正量を基地局２から取得するか否かを判断してよい。
【０１２９】
なお、上記の往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔの計算例はあくまでも例示であり、往復伝搬遅延時間ｔｒｔｔを決定する様々な方法が採用可能である。
【０１３０】
＜７．他の実施例＞
続いて基地局２及び移動局３の他の実施例について説明する。上式（２）補正係数αを増加させて判断条件（１）を緩和すると、要求信号及び応答信号の送受信を省略してセル接続処理を行う移動局３の数が増大する。このためセル、接続時間が短縮される移動局３の数が増加するが、同時に、指定リソースを利用する移動局３の数が増加するため、指定リソースにおける移動局３同士の衝突が増大する。
【０１３１】
一方で、上式（２）補正係数αを低減して判断条件（１）を厳しくすると、指定リソースにおける移動局３同士の衝突は減るが、同時に接続時間が短縮される移動局３の数も低減する。以下の実施例では、移動局３の分布に応じて補正係数αの値を可変制御する。
【０１３２】
図２１は、基地局２の構成例の第２例を示す図である。図５に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付する。同一の参照符号が付された構成要素の動作は、特に説明しない限り同じである。基地局２は、移動局検出部２９−１及び補正係数決定部２９−２を備える。移動局検出部２９−１及び補正係数決定部２９−２の処理は、プロセッサ１０により実行される。
【０１３３】
移動局検出部２９−１は、基地局２に接続されている移動局３の位置情報を収集し、各移動局３の位置情報を補正係数決定部２９−２に出力する。補正係数決定部２９−２は、基地局２から距離Ｄの位置に存在する移動局数Ｎ１［Ｄ］のヒストグラムを生成する。図２２の（Ａ）に移動局数Ｎ１［Ｄ］のヒストグラムを示す。
【０１３４】
補正係数決定部２９−２は、移動局数Ｎ１［Ｄ］のヒストグラムから累積頻度分布を生成することにより、基地局２から距離Ｄ内の位置に存在する移動局数Ｎ２［Ｄ］を決定する。図２３の（Ｂ）は移動局数Ｎ２［Ｄ］を示す累積度数分布図である。補正係数決定部２９−２は、移動局数Ｎ２［ｄ］が所定の数値範囲となる距離ｄを決定し、片道の伝搬遅延時間ｔｒｔｔ／２が距離ｄ以下であるか否かに応じて上式（１）の判断条件の成否が定まるように補正係数αの値を可変制御する。補正係数αは、判断条件に使用される変数であるので条件変数の一つとなる。
【０１３５】
図２３は、補正係数αの可変制御処理の説明図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＨＡ〜ＨＧの各オペレーションはステップであってもよい。
【０１３６】
オペレーションＨＡにおいて移動局検出部２９−１は、基地局２に接続されている移動局３の位置情報を収集する。補正係数決定部２９−２は、基地局２から距離Ｄの位置に存在する移動局数Ｎ１［Ｄ］のヒストグラムを生成する。オペレーションＨＢにおいて補正係数決定部２９−２は、基地局２から距離Ｄ内の位置に存在する移動局数Ｎ２［Ｄ］を決定する。
【０１３７】
オペレーションＨＣにおいて補正係数決定部２９−２は、変数ｄの値を「０」に初期化する。オペレーションＨＤにおいて補正係数決定部２９−２は、基地局２から距離ｄ内の位置に存在する移動局数Ｎ２［ｄ］が、指定リソースが用意される移動局数Ｎａに補正係数βを乗じた値Ｎａ×βを超えるか否かを判断する。移動局数Ｎ２［ｄ］が値Ｎａ×βを超えた場合（オペレーションＨＤ：Ｙ）には処理はオペレーションＨＦへ進む。移動局数Ｎ２［ｄ］が値Ｎａ×βを超えない場合（オペレーションＨＤ：Ｎ）には処理はオペレーションＨＥに進む。オペレーションＨＥにおいて補正係数決定部２９−２は、変数ｄの値を所定ステップ幅Δｄだけ増加し、処理をオペレーションＨＤへ戻す。
【０１３８】
オペレーションＨＦにおいて補正係数決定部２９−２は、次式（３）に従って補正係数αを決定する。次式（３）により、補正係数αは、片道の伝搬遅延時間ｔｒｔｔ／２が距離ｄ以下であるか否かに応じて上式（１）が成否が定まるように補正係数αが決定される。補正係数決定部２９−２は、補正係数αをスケジューラ２７へ通知する。
【０１３９】
α＝（ｄ×２）／（ｖ×ｔｃｐ）      （３）
【０１４０】
オペレーションＨＧにおいてスケジューラ２７は、補正係数αを条件変数の一つとして報知情報に含めて移動局３へ通知する。移動局３は、上式（１）の判断条件を判断する際に通知された補正係数αを使用する。
【０１４１】
本実施例によれば、移動局３の分布に応じて補正係数αの値を可変制御されるため、他の指定リソースにおける移動局３同士の衝突を抑制しつつ、接続時間が短縮される移動局３を適切な数まで増加させることができる。
【０１４２】
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。
【符号の説明】
【０１４３】
１    通信システム
２    基地局装置
３    移動局装置
２７、１２７    スケジューラ
２８、１２８    時刻取得部
３１    報知情報多重化部
４６    パイロット信号生成部
１３１    下り受信タイミング推定部
１４１    報知情報分離部
１５１    リソース切り換え部
１６９    上り送信タイミング調整部
【図１】
2012172628.tif 000003
【図２】
2012172628.tif 000004
【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】
2012172628.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年11月15日(2013.11.15)
【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】
移動局装置であって、
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を前記移動局装置が基地局装置から取得するか否かを切り換える切換部と、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記基地局装置が送信する報知情報に含まれる変数の値に応じて決定する上り送信タイミング決定部と、
を備えることを特徴とする移動局装置。
【請求項２】
前記切替部は、前記基地局装置が送信する報知情報に含まれる前記変数の値に応じて前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の移動局装置。
【請求項３】
前記報知情報に含まれる、上りリンクの無線リソースを指定するリソース情報を検出するリソース情報検出部と、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に送信する上りリンク信号に、前記リソース情報で指定される無線リソースを割り当てるリソース割当部を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動局装置。
【請求項４】
前記切換部は、前記変数の値に応じて特定される前記移動局装置と前記基地局装置との間の信号の伝搬遅延時間に応じて、前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動局装置。
【請求項５】
前記切換部は、前記変数により指定される前記基地局装置の種別に応じて、前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動局装置。
【請求項６】
基地局装置であって、
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値、及び前記タイミング補正量を該基地局装置から取得しない移動局装置が使用可能な上りリンクチャネルの無線リソースを指定するリソース情報を含む報知情報を送信する送信部と、
前記無線リソース上で伝送される移動局装置からの上りリンク信号を検出する上りリンク信号検出部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
基地局装置及び移動局装置を含む通信システムであって、
前記基地局装置は、下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値を含む報知情報を送信する送信部を備え、
前記移動局装置は、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得するか否かを切り換える切換部と、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記変数の値に応じて決定する上り送信タイミング決定部と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量を移動局装置が基地局装置から取得するか否かを切り換え、
前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記基地局装置が送信する報知情報に含まれる変数の値に応じて決定することを特徴とする移動局装置の通信方法。
【請求項９】
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値、及び前記タイミング補正量を該基地局装置から取得しない移動局装置が使用可能な上りリンクチャネルの無線リソースを指定するリソース情報を含む報知情報を、前記基地局装置から送信し、
前記基地局装置は、前記無線リソース上で伝送される移動局装置からの上りリンク信号を検出することを特徴とする基地局装置の通信方法。
【請求項１０】
下りリンク受信タイミングを基準に定める上りリンク送信タイミングのタイミング補正量の決定に用いられる変数の値を含む報知情報を、前記基地局装置から送信し、
前記報知情報を移動局装置が受信し、
移動局装置が前記基地局装置から前記タイミング補正量を取得するか否かを切り換え、
前記移動局装置が前記タイミング補正量を前記基地局装置から取得しない場合に、前記タイミング補正量をゼロに定める、又は前記変数の値に応じて決定することを特徴とする通信方法。
【国際調査報告】
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