(57)【要約】  本発明は、直交周波数分割多重接続方式の移動通信システムに関し、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）を使用し、基地局と加入者端末機との間の上りリンク時間同期及び基地局受信信号の強さを合せて、基地局に加入者端末機が帯域幅要求をするために、前記加入者端末機から前記基地局にレーンジング信号を伝送する広帯域無線接続通信システムであって、レーンジングチャンネルを構成する方法と、前記基地局が前記加入者端末機が使用するレーンジングチャンネルを運営する方法と、前記基地局が前記加入者端末機別に前記レーンジングチャンネルを通じて送る前記レーンジングコードを受信する方法と、を含むことを特徴とする。
2007525929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末機が基地局にレーンジングを試みる直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、前記レーンジングを試みるためのレーンジングチャンネルを割り当てる方法であって、
全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域を使用する、少なくとも２つのレーンジングバンドを決定するステップと、
レーンジングチャンネルを割り当てなかったり、前記少なくとも２つのレーンジングバンドを使用して複数の上りリンクフレームの各々に対する少なくとも１つのレーンジングチャンネルを割り当てるステップとを含み、
前記固定された周波数帯域は、副搬送波の集合であって、前記副搬送波は、周波数軸上で連続的に存在することを特徴とする方法。
【請求項２】
１つの上りリンクフレームに対して少なくとも１つのレーンジングチャンネルが割り当てられた場合、前記少なくとも１つの割り当てられたレーンジングチャンネルを構成するレーンジングバンドは、前記周波数軸上で交互に配置されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも２つのレーンジングバンドの各々が使用する固定された周波数帯域は、前記周波数軸上で一定間隔離隔して配置されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記レーンジングチャンネルを構成する前記レーンジングバンドの数は、２の累乗で決まることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのレーンジングバンドを決定するのに使われる固定された周波数帯域は、データを伝送するために使われる周波数帯域と重複しないことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記上りリンクフレーム別に割り当てられる前記少なくとも１つのレーンジングチャンネルの数は、前記上りリンクフレーム毎に可変であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、端末機が基地局にレーンジング信号を送信する方法であって、
レーンジングを試みる上りリンクフレームを決定するステップと、
前記決定した上りリンクフレームに対して指定されたレーンジングチャンネルを構成する少なくとも１つのレーンジングバンドを通じて希望するレーンジング種類に対応したレーンジングコードを伝送するステップとを含み、
前記レーンジングバンドには全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は、副搬送波の集合であって、前記副搬送波は、周波数軸上で連続的に存在することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記レーンジングチャンネルは、前記基地局により各上りリンクフレーム別に割り当てられることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記基地局から放送される前記割り当てられたレーンジングチャンネルに関する情報を受信するステップを更に備えることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記決定した上りリンクフレームに対して複数のレーンジングチャンネルが指定される際、前記複数のレーンジングチャンネルの中から１つのレーンジングチャンネルを選択するステップを更に備えることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記レーンジングチャンネルを構成する前記少なくとも１つのレーンジングバンドの数は、２の累乗で決まることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１２】
前記上りリンクフレーム別に指定される前記レーンジングチャンネルの数は、前記上りリンクフレーム毎に可変であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１３】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、端末機が基地局にレーンジング信号を送信する装置であって、
希望するレーンジング種類に対応したレーンジングコードを入力し、レーンジングを試みる上りリンクフレームに対して指定されたレーンジングチャンネルを構成する少なくとも１つのレーンジングバンドから前記レーンジングコードを出力するレーンジングバンド割当部と、
前記少なくとも１つのレーンジングバンドから出力されるレーンジングコードを時間領域に変換する逆高速フーリエ変換部とを含み、
前記レーンジングバンドには、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は、副搬送波の集合であって、前記副搬送波は、周波数軸上で連続的に存在することを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記レーンジングバンド割当部は、前記レーンジングを試みる上りリンクフレームに対して複数のレーンジングチャンネルが指定される際、前記複数のレーンジングチャンネルのうち、１つのレーンジングチャンネルを選択することを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記基地局により各上りリンクフレーム別に指定されたレーンジングチャンネルに関する情報を受信する下りリンクプリアンブル受信部を更に備えることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
希望するレーンジング種類に対応したレーンジングコードを生成するレーンジングコード生成部を更に備えることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
前記希望するレーンジング種類を決定するレーンジングモード決定部を更に備えることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、基地局が端末機からのレーンジング信号を受信する方法であって、
各上りリンクフレームに対して指定されたレーンジングチャンネルを構成する少なくとも１つのレーンジングバンドを通じてレーンジングコードを受信するステップと、
前記レーンジングコードに対応したレーンジングを遂行するステップとを含み、
前記レーンジングバンドには、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は、副搬送波の集合であって、前記副搬送波は、周波数軸上で連続的に存在することを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記各上りリンクフレームに対して指定されたレーンジングチャンネルに関する情報を前記端末機に放送するステップを更に備えることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記上りリンクフレームに対して複数のレーンジングチャンネルが指定された際、前記複数のレーンジングチャンネルの各々を通じてレーンジングコードを受信することを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記レーンジングチャンネルを構成する少なくとも１つのレーンジングバンドの数は、２の累乗で決まることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記各上りリンクフレームに対して指定されるレーンジングチャンネルの数は、前記上りリンクフレーム毎に可変であることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、基地局が端末機からのレーンジング信号を受信する装置であって、
受信したレーンジング信号から各上りリンクフレーム別に指定されたレーンジングチャンネルを構成する、少なくとも１つのレーンジングバンドを分離し、前記分離した少なくとも１つのレーンジングバンドからサンプル値を抽出するレーンジングバンド分離部と、
前記抽出したサンプル値によりレーンジングコードを検出するレーンジングコード検出部とを含み、
前記レーンジングバンドには、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は、副搬送波の集合であって、前記副搬送波は、周波数軸上で連続的に存在することを特徴とする装置。
【請求項２４】
前記レーンジングコード検出部は、
前記抽出したサンプル値にあらかじめ決定されたレーンジングコードを掛けるレーンジングコード乗算部と、
前記レーンジングコード乗算部からの出力とあらかじめ決定された位相調整値との相関を取り、最大相関値を有する位相調整値を出力する少なくとも１つの同期検出部と、
前記少なくとも１つの同期検出部から出力される複数の位相調整値を比較して最大値をレーンジングコードとして出力する同期比較部と、
を含むことを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記基地局は、前記各上りリンクフレーム別に指定されたレーンジングチャンネルに関する情報を前記端末機に放送する送信器を更に備えることを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２６】
前記レーンジングバンド分離部は、前記上りリンクフレームに対して複数のレーンジングチャンネルが指定された際、前記複数のレーンジングチャンネルの各々を構成する少なくとも１つのレーンジングバンドを分離することを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２７】
前記レーンジングチャンネルを構成する前記少なくとも１つのレーンジングバンドの数は、２の累乗で決まることを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２８】
前記各上りリンクフレーム別に指定されるレーンジングチャンネルの数は、前記上りリンクフレーム毎に可変であることを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２９】
前記各上りリンクフレーム別に指定されたレーンジングチャンネルの数は、前記上りリンクフレーム毎に可変であることを特徴とする請求項２５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重方式を使用する通信システムにおけるレーンジングチャンネル割当及びレーンジング信号を送信／受信するための装置及びそれに係る方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、第３世代（3rd Generation；以下、‘３Ｇ’と称する）通信システムは、比較的劣るチャンネル環境を有する室外環境で約３８４Ｋｂｐｓの伝送速度を支援し、良い条件の室内チャンネル環境では最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送速度を支援する。そして、約１００Ｍｂｐｓの伝送速度と多様なサービス品質（Quality of Service；以下、‘ＱｏＳ’と称する）とを使用者に提供する第４世代（4th Generation;以下、‘４Ｇ’と称する）通信システムに焦点を合せて研究が進行している。
【０００３】
一方、無線近距離通信網（Wireless Local Area Network；以下、‘ＷＬＡＮ’と称する）システム及び無線都市地域網（Wireless Metropolitan Area Network；以下、‘ＷＭＡＮ’と称する）システムは、一般的に、２０Ｍｂｐｓ〜５０Ｍｂｐｓの伝送速度を支援する。しかしながら、比較的高い伝送速度を保障するＷＬＡＮシステム及びＷＭＡＮシステムは、移動性（mobility）及び多様なＱｏＳを十分保障していない。したがって、現在の通信システムを、非常に高い伝送率及び移動性を保障する４Ｇ通信システムに進化させるための研究が活発に進行している。
【０００４】
図１は、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；以下、‘ＯＦＤＭ’と称する）／直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access；以下、‘ＯＦＤＭＡ’と称する）方式を使用する広帯域無線接続通信システムを概略的に示す図である。
【０００５】
前記ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムは、ＷＭＡＮシステムの物理チャンネル（physical channel）に広帯域（broadband）伝送ネットワークを支援する。前記通信システムは、ＷＭＡＮシステムにＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を適用するため、多数のサブキャリア（sub-carrier）を使用して物理チャンネル信号を送信する。前記広帯域無線接続通信システムは、端末機の移動性を考慮するシステムであって、現在、具体的に規定されたところがない。
【０００６】
図１を参照すれば、広帯域無線接続通信システムは、単一セル（single cell）構造を有し、基地局１００と前記基地局１００により管理される多数の端末機１１０、１２０及び１３０とから構成される。前記基地局１００と前記端末機１１０、１２０及び１３０との間の信号送受信は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用して遂行される。
【０００７】
通常、ＯＦＤＭＡ方式は、時間分割接続（Time Division Access；以下、‘ＴＤＡ’と称する）技術と周波数分割接続（Frequency Division Access；以下、‘ＦＤＡ’と称する）技術とを結合する２次元接続方法で定義することができる。したがって、前記ＯＦＤＭＡ方式を使用してデータを伝送する過程において、それぞれのＯＦＤＭＡシンボルは、サブキャリア（sub-carrier）に分けて載せられて所定のサブチャンネル（sub-channel）を介して伝送される。前記サブチャンネルとは、多数のサブキャリアで構成されるチャンネルを意味する。さらに、前記ＯＦＤＭＡ方式を基盤とする通信システム（以下、‘ＯＦＤＭＡ通信システム’と称する）ではシステム状況によって、あらかじめ設定された個数のサブキャリアを含むサブチャンネルを構成する。
【０００８】
図２では、通常ＯＦＤＭＡ通信システムで使われるフレーム構造を概略的に示している。
【０００９】
図２を参照すれば、横軸はＯＦＤＭＡシンボル番号（ＯＦＤＭＡ symbol number）を表し、縦軸はサブチャンネル番号（sub-channel number）を表す。さらに、１つのＯＦＤＭＡフレームは、多数個（例えば、８個）のＯＦＤＭＡシンボルで構成される。また、前記１つのＯＦＤＭＡシンボルは、多数個（例えば、Ｎ個）のサブチャンネルで構成される。
【００１０】
各ＯＦＤＭＡフレームは、レーンジング信号を伝送するための多数個（一例として、４個）のレーンジングスロット（ranging slot）を有する。前記多数個のレーンジングスロットは、レーンジング領域を形成する。参照符号２０１は、第Ｍフレーム内に存在するレーンジング領域（ranging region）を表す。参照符号２０２は、第Ｍ＋１フレーム内に存在するレーンジング領域を表す。前記レーンジング領域は、レーンジングチャンネルを意味する。前記レーンジングチャンネルは、少なくとも１つのサブチャンネルで構成される。但し、前記レーンジングチャンネルは、アップ−リンク（up-link）区間のみに存在する。
【００１１】
結果的に、前記ＯＦＤＭＡ通信システムは、全サブキャリア、特にデータサブキャリアを全周波数帯域に分散させて周波数ダイバシティー利得（frequency diversity gain）を獲得するように具現されなければならない。このようなＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、ＴＤＤ技術を適用することになれば、送信側である端末機と受信側である基地局との間に正確な時間オフセット（offset）を合せて、前記基地局の受信電力を調整するレーンジング（ranging）動作が要求される。
【００１２】
前記レーンジング動作は、初期レーンジング（Initial Ranging）と維持管理レーンジング（Maintenance Ranging）とに分けられる。一方、前記維持管理レーンジングは、周期的レーンジング（Periodic Ranging）と帯域要求レーンジング（Bandwidth Request Ranging）とに分けられる。
【００１３】
以下、通常広帯域無線接続通信システムで共通に使われるレーンジング（ranging）について説明する。
【００１４】
まず、初期レーンジングは、基地局が端末機と同期を獲得するために基地局の要請により遂行される。前記初期レーンジングは、端末機と基地局との間に正確な時間オフセット（offset）を合せて、送信電力（transmit power）を調整するために遂行される。即ち、端末機は、パワーオンした後、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージ及びＵＬ＿ＭＡＰメッセージ／ＵＣＤメッセージを受信して基地局との同期を獲得する。その後、端末機は、時間オフセットと送信電力とを調整するために基地局との初期レーンジングを遂行する。
【００１５】
周期的レーンジングは、基地局との初期レーンジングを通じて時間オフセット及び送信電力を調整した端末機が、基地局との時間オフセット追跡（Tracking）及びチャンネル状態などを調整するために周期的に遂行される。前記端末機は、割り当てられたレーンジングコードを利用して周期的レーンジングを遂行する。
【００１６】
帯域要求レーンジングは、基地局との初期レーンジングを通じて時間オフセット及び送信電力を調整した端末機が、基地局との実際の通信を遂行するために帯域幅（band width）割当を要請するレーンジングである。
【００１７】
ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する通信システムの場合は、レーンジング動作のためにレーンジングサブチャンネル（sub-channel）とレーンジングコード（ranging code）とが必要である。これは、図２を参照して説明したことである。そして、基地局は、目的によって区分されるレーンジング種類に対応して各々使用可能なレーンジングコードを割り当てる。これを具体的に説明すれば、次の通りである。
【００１８】
レーンジングコードは、所定の長さを有するシーケンスを所定単位でセグメンテーション（segmentation）して生成される。前記レーンジングコードを生成するためのシーケンスの一例として、２１５−１ビット（bits）長さを有する疑似ランダム雑音（Psuedo random Noise；以下、‘ＰＮ’と称する）シーケンスを使うことができる。一般的に、５３ビット長さを有する２つのレーンジングサブチャンネルが１つのレーンジングチャンネルを構成する。そして、１０６ビット長さのレーンジングチャンネルを通じてＰＮコードをセグメンテーションしてレーンジングコードを構成する。このように構成されたレーンジングコードは、最大４８個（ＲＣ＃１〜ＲＣ＃４８）まで端末機に割り当てることができ、デフォルト（default）値で端末機当たり少なくとも２つのレーンジングコードがレーンジング種類別に適用される。したがって、レーンジング種類別に相異するレーンジングコードが割り当てられる。
【００１９】
一例として、Ｎ個のレーンジングコードが初期レーンジングのために割当てられ （Ｎ ＲＣ（Ranging Code）s for initial ranging）、Ｍ個のレーンジングコードが周期的レーンジングのために割当てられ（Ｍ ＲＣｓ for maintenance ranging）、Ｌ個のレーンジングコードが帯域要求レーンジングに割当られる（Ｌ ＲＣｓ for BW-request ranging）ことを仮定する。このように割り当てられたレーンジングコードは、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージを通じて端末機に送信される。前記端末機は、前記ＤＬ＿ＭＡＰメッセージに含まれているレーンジングコードをその目的に合うように使用してレーンジング手順を遂行する。
【００２０】
しかしながら、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、端末機は、初期レーンジング、周期的レーンジング及び帯域幅要求レーンジングのためのレーンジングスロット及びレーンジングコードをランダムに選択する。したがって、レーンジングコードの衝突がよく発生することになる。このようにレーンジングコード衝突が発生することになれば、基地局は、端末機のレーンジングコードを認識することに失敗する可能性が大きくなる。これは、端末機と基地局との間の接続遅延を誘発する原因となる。前記接続遅延は、結局、ＯＦＤＭＡ方式を基盤とする通信システムの性能劣化をもたらすことになる。
【００２１】
また、ＯＦＤＭＡ方式では周期的なレーンジングと帯域幅要求レーンジングとを遂行する過程において、任意のレーンジングスロットに任意のレーンジングコードを伝送する任意接続（Random Access）方式を使用する。したがって、レーンジングコードの衝突が発生する確率が高く、前記レーンジングコードの衝突が発生すれば、エキスポネンシャルランダムバックオフ（exponential random back-off）の後、再接続過程を遂行する。このような場合、接続遅延時間が長くなって、最大接続遅延時間を保障することができない。特に、コード衝突確率が大きいほど接続遅延時間が長くなって、システムの性能劣化をもたらすことになる。
【００２２】
したがって、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、端末機が基地局に無線接続を試みる場合、下記のような点を考慮しなければならない。
【００２３】
第１に、各端末機は、レーンジングコードを任意選択した後、任意レーンジングを試みるため、競争的レーンジングとみなすことができる。ここで、競争的レーンジングとは、同一な伝送時間（time slot）と、同一な周波数及び同一なコードが多数の端末機により共同に使用できることを意味する。したがって、レーンジングコードを相互間の衝突により初期接続時、またはハンドオーバー時、接続時間遅延をもたらす。また、周期的な時間同期オフセット（time offset）追跡（tracking）の失敗によるデータの受信性能劣化が発生する。
【００２４】
第２に、レーンジングコードのための使用周波数（レーンジング副搬送波の周波数位置）がセル別に異なるため、セル間にはレーンジング信号とデータ信号との間の干渉が発生する。例えば、基地局Ａに位置する端末機Ａと基地局Ｂに位置する端末機Ｂとが同一レーンジング伝送周波数を使用しないため、前記端末機Ａのレーンジング信号は、前記基地局Ｂに干渉として作用する。また、前記端末機Ｂのレーンジング信号は前記基地局Ａに干渉として作用する。
【００２５】
もし、前記端末機Ａが送出したレーンジング信号の強さが前記基地局Ｂに過度な干渉として作用することになると（Near-Far Problem）、前記端末機Ａの送出電力の調節が極めて制約的になる。したがって、前記端末機Ａは、前記基地局Ａがレーンジング信号を受信することができる信号強さレベルに調整するまで、相当な時間がかかり、結局、初期システム接続時間が長くなってしまう。
【００２６】
第３に、レーンジングコードとしてＰＮコードを使用する。前記ＰＮコードは、コード間のＸ−相関（X-correlation）特性が直交性（Orthogonality）を有することを保障しない。即ち、ＰＮコードが伝送時間スロット及び伝送周波数を共有する場合、レーンジングコード間の直交性が足りないことによりコード干渉が発生し、結局、レーンジング性能の劣化につながる。
【００２７】
第４に、レーンジングのための周波数（レーンジング副搬送波の周波数位置）が全可用帯域にランダムに分布しているため、レーンジングコード間でコード相関特性が維持できない。これは、コード干渉の増加をもたらすことがある。即ち、無線接続チャンネルが多重経路（multipath）の場合、チャンネル応答が周波数によって変わる周波数選択性（frequency selectivity）を表すため、これによって、コード相関特性が劣化してレーンジングコード間の干渉が進む。結局、コード干渉が進むとレーンジングを試みた全ての端末機のレーンジングが失敗することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
上記課題を解決するための本発明の目的は、データに及ぼす信号干渉を最小化するために効果的なセル共用周波数帯域をレーンジングチャンネルに割り当てる装置及び方法を提供することにある。
【００２９】
また、本発明の他の目的は、レーンジング信号間の衝突は許容するが、レーンジング信号とデータ信号との間の干渉が生じないようにするレーンジングチャンネル構造を提供することにある。
【００３０】
また、本発明の更に他の目的は、レーンジング信号間の衝突は許容するが、レーンジング信号とデータ信号との間の干渉が生じないようにレーンジング信号を受信する装置及び方法を提供することにある。
【００３１】
また、本発明の更に他の目的は、レーンジング信号間の衝突は許容するが、レーンジング信号とデータ信号との間の干渉が生じないようにレーンジング信号を送信する装置及び方法を提供することにある。
【００３２】
また、本発明の更に他の目的は、信号干渉を最小化できるように、上りリンク同期を獲得するためのレーンジングチャンネルを受信する装置及び方法を提供することにある。
【００３３】
また、本発明の更に他の目的は、初期システム接続時間を最小化できるように、レーンジング信号を送信／受信する装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記課題を解決するための本発明は、端末機が基地局にレーンジングを試みる直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域を使用する、少なくとも２つのレーンジングバンドを決定するステップと、各上りリンクフレームに対し、レーンジングチャンネルを割り当てなかったり、前記少なくとも２つのレーンジングバンドにより少なくとも１つのレーンジングチャンネルを割り当てるステップとを含み、前記レーンジングバンドに使用する固定された周波数帯域は、１つの副搬送波、または、周波数軸上で連続する２つ以上の副搬送波の集合であることを特徴とするレーンジングチャンネルを割り当てる方法を提案する。
【００３５】
上記課題を解決するための本発明は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、レーンジングを試みる上りリンクフレームを決定するステップと、前記決定した上りリンクフレームに対して指定されたレーンジングチャンネルを構成する１つ以上のレーンジングバンドを通じて希望するレーンジング種類に対応したレーンジングコードを伝送するステップとを含み、前記レーンジングバンドには、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は、１つの副搬送波、または、周波数軸上で連続する２つ以上の副搬送波の集合であることを特徴とするレーンジング信号送信方法を提案する。
【００３６】
上記課題を解決するための本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）方式の通信システムにおいて、希望するレーンジング種類に対応したレーンジングコードを入力し、レーンジングを試みる上りリンクフレームに対して指定されたレーンジングチャンネルを構成する１つ以上のレーンジングバンドで前記レーンジングコードを出力するレーンジングバンド割当部と、前記１つ以上のレーンジングバンドから出力されるレーンジングコードを時間領域に変換する逆高速フーリエ変換部とを含み、前記レーンジングバンドには、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は、１つの副搬送波、または、周波数軸上で連続する２つ以上の副搬送波の集合であることを特徴とするレーンジング信号送信装置を提案する。
【００３７】
上記課題を解決するための本発明は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、上りリンクフレーム毎に指定されたレーンジングチャンネルを構成する１つ以上のレーンジングバンドを通じてレーンジングコードを受信するステップと、前記レーンジングコードに対応したレーンジングを遂行するステップとを含み、前記レーンジングバンドには、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は１つの副搬送波、または、周波数軸上で連続する２つ以上の副搬送波の集合であることを特徴とするレーンジング信号受信方法を提案する。
【００３８】
上記課題を解決するための本発明は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）の通信システムにおいて、受信したレーンジング信号から各上りリンクフレーム別に指定されたレーンジングチャンネルを構成する１つ以上のレーンジングバンドを分離し、前記分離しレーンジングバンドからサンプル値を抽出するレーンジングバンド分離部と、前記抽出したサンプル値によりレーンジングコードを検出するレーンジングコード検出部とを含み、前記レーンジングバンドには、全周波数帯域内で基地局に関係なく固定された周波数帯域が使われ、前記固定された周波数帯域は１つの副搬送波、または、周波数軸上で連続する２つ以上の副搬送波の集合であることを特徴とするレーンジング信号受信装置を提案する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
前述したように、本発明は、セルラー通信環境でレーンジングを試みる際、セルラーチャンネル特性に適合したレーンジングチャンネル構造及びレーンジング受信器を提案することによって、端末機の初期無線接続遅延とハンドオーバーレータンシ（Latency）とを減らすことができる。即ち、レーンジングバンド（連続的な副搬送波の集合）では、チャンネルの周波数応答が類似するという原理を用いてレーンジングチャンネルを通じて伝送されたレーンジングコード間の相互信号干渉が減るので、基地局は、伝送された全てのレーンジングコードを識別することができる。
【００４０】
したがって、本発明の場合、非常に短い接続遅延時間を有する利点がある。併せて、本発明は、前記基地局からレーンジングコードの誤り検出によって、誤った情報を基地局が端末機に放送することにより発生する下りリンクリソース（時間／周波数資源）の浪費を減らすことができる。それによって、レーンジング信号を２つのレーンジングバンドに伝送することで、レーンジングコードの確認過程が可能であるように設計された。その結果、本発明のレーンジングチャンネル構造とレーンジング受信器を通じてレーンジング性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明では本発明に係る動作を理解するのに必要な部分のみ説明され、その以外の部分の説明は本発明の要旨を曖昧にしない範囲で適宜省略されることに留意しなければならない。
【００４２】
本発明は、直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；以下、‘ＯＦＤＭＡ’と称する）方式を使用する通信システム（以下、‘ＯＦＤＭＡ通信システム’と称する）において、無線接続遅延時間を最小化するためにレーンジング信号の受信性能を向上させることができるレーンジングチャンネル構造を提案する。
【００４３】
以下、本発明での実施形態で提案しようとするところを項目別に要約すれば、次の通りである。
【００４４】
第１に、従来、レーンジング副搬送波の周波数位置がセル別に違うため、隣接セル間にはレーンジング信号とデータ信号との間に信号干渉が発生した。本発明ではデータに及ぼす信号干渉を最小化するために、効果的なセル共用レーンジング周波数帯域を提案する。これは、基地局Ａの端末機Ａと基地局Ｂの端末機Ｂは、共用レーンジング周波数帯域を使用するようにして、隣接セル間のレーンジング信号同士の衝突は許容するが、レーンジング信号とデータ信号との間の干渉は発生しない。
【００４５】
第２に、従来にはレーンジングのための周波数（レーンジング副搬送波の周波数位置）が全体の可用帯域にランダム分布と類似するように分布しているため、チャンネルによってレーンジングコード間でコード相関特性が維持できないので、コード干渉が増加することがあった。したがって、本発明では周波数によってチャンネル応答の変化が激しい周波数選択性（frequency selectivity）を表すチャンネルでも効果的なレーンジング性能を表すだけでなく、チャンネルダイバシティー（channel diversity）効果を得ることができ、ファールスコードアラーム（False Code Alarm）確率を低減できるように、レーンジング周波数帯域を割り当てる方式を提案する。
【００４６】
以下、添付した図面を参照しつつ本発明の実施形態のために新しく提案されたレーンジングチャンネルの構造と前記レーンジングチャンネルの運用方法について具体的に説明する。後述されるレーンジングチャンネル構造及び運用方法に対する説明は、ＴＤＤシステムを基準とする。しかしながら、当業者によりＦＤＤシステムでも同一に適用できることは明らかである 。
【００４７】
前記ＴＤＤシステムで使われるフレームは、時間軸上で下りリンクフレームと上りリンクフレームとが交互に使われる構造を有する。そして、上りリンクフレームに対してのみ割り当てられるレーンジングチャンネルの数は基地局によってフレーム毎に可変的に調整することができる。
【００４８】
前記上りリンクフレーム別レーンジングチャンネルの割当は、基地局で放送されるＵＬ−ＭＡＰによりなされる。したがって、前記ＵＬ−ＭＡＰには各上りリンクフレームで使用することができる第１レーンジングチャンネル（primary raging channel）及び第２レーンジングチャンネル（secondary raging channel）に対する情報が含まれる。前記第２レーンジングチャンネルは、セルの特定状況によって第１レーンジングチャンネルの他に追加的に使用することができるレーンジングチャンネルである。
【００４９】
前記基地局は、レーンジングチャンネルの割り当てにおいて、第１レーンジングチャンネルを割り当てた後、第２レーンジングチャンネルを更に割り当てることができる。もし、基地局により第２レーンジングチャンネルの使用が許されていない上りリンクフレーム区間の間にレーンジングを試みようとする端末機は、第１レーンジングチャンネルのみを使用してレーンジングコードを伝送しなければならない。そうでなくて、基地局により第２レーンジングチャンネルの使用が許された上りリンクフレーム区間の間にレーンジングを試みようとする端末機は第１レーンジングチャンネルと第２レーンジングチャンネルのうち、１つを選択してレーンジングコードを伝送する。しかしながら、基地局は、特定の上りリンクフレームに対してレーンジングチャンネルを割り当てないこともある。勿論、基地局が特定の上りリンクフレームに第１レーンジングチャンネル及び第２レーンジングチャンネル全てを許さない場合であれば、いかなる端末機も前記上りリンクフレームを介してはレーンジングコードを送ることができない。
【００５０】
図３Ａ乃至図３Ｃは、ＴＤＤシステムを基準とする際、本発明の実施形態を具現するために新しく提案されたレーンジングチャンネルの構造を示している図である。
【００５１】
図３Ａは、ＴＤＤシステムで使われる上／下リンクフレーム構造において、周波数及び時間領域でのレーンジングチャンネル配置を示している。
【００５２】
より具体的に、Ｋ番目の上りリンクフレーム及びＫ＋３番目の上りリンクフレームには第１レーンジングチャンネル（primary raging channel）のみ割り当てられた。そして、Ｋ＋１番目の上りリンクフレームには第１レーンジングチャンネル（primary raging channel）及び第２レーンジングチャンネル（secondary raging channel）が割り当てられた。
【００５３】
したがって、前記Ｋ番目の上りリンクフレーム及び前記Ｋ＋３番目の上りリンクフレームにアクセスする端末機は、第１レーンジングフレームを通じてのみレーンジングコードを伝送することができる。そして、前記Ｋ＋１番目の上りリンクフレームにアクセスする端末機は、第１レーンジングチャンネル及び第２レーンジングチャンネルのうち１つを選択してレーンジングコードを伝送することができる。
【００５４】
前記第１レーンジングチャンネル及び前記第２レーンジングチャンネルの各々は、周波数領域で１つまたは連続する２つ以上の副搬送波の集合（以下、“レーンジングバンド”と称する）３０１、３０３、３０５及び３０７から構成される。前記図３Ａでは、１つのレーンジングチャンネルが２つのレーンジングバンド（第１及び第２レーンジングバンド）から構成された例のみを示している。しかしながら、複数のレーンジングバンドによりレーンジングチャンネルが構成できることは当業者にとって明らかなことである。
【００５５】
この際、１つの上りリンクフレーム内で第１レーンジングチャンネルのレーンジングバンド（以下、“第１レーンジングバンド”と称する）３０１及び３０３は、周波数軸上で一定の間隔で離隔して配置される。また、１つの上りリンクフレーム内で第２レーンジングチャンネルのレーンジングバンド（以下、“第２レーンジングバンド”と称する）３０５及び３０７も周波数軸上で一定の間隔で離隔して配置される。そして、前記第１レーンジングチャンネル及び前記第２レーンジングチャンネルが全て割り当てられた上りリンクフレーム内では、前記第１レーンジングバンド１１０１及び１１０３と前記第２レーンジングバンド１１０５及び１１０７とが交互に配置される。これは、前記Ｋ＋１番目の上りリンクフレームの構造でよく示されている。しかしながら、第１レーンジングバンドが連続的に存在し、第２レーンジングバンドが連続的に存在するように配置することができる。
【００５６】
一方、前記Ｋ番目のフレーム、前記Ｋ＋１番目のフレーム、及び前記Ｋ＋３番目のフレームに割り当てられた第１レーンジングバンドの各々は、同一な周波数領域に存在する。これは、第２レーンジングバンドもまた同一であるはずである。即ち、互いに異なる上りリンクフレームに割り当てられるレーンジングバンドの場合でも同一な周波数領域を使用するようにする。
【００５７】
しかしながら、Ｋ＋２番目の上りリンクフレームにはいかなるレーンジングチャンネルも割り当てられなかった。したがって、前記Ｋ＋２番目の上りリンクフレーム区間間にレーンジングを試みようとする端末機は、レーンジングコードを伝送することができない。
【００５８】
図３Ｂでは、前記図３Ａで第１レーンジングチャンネル及び第２レーンジングチャンネルが全て割り当てられた上りリンクフレームであるＫ＋１番目のフレームでのレーンジングチャンネル構造を拡大して示している。
【００５９】
図３Ｂを参照すれば、第１及び第２レーンジングバンド３０１、３０３、３０５及び３０７の各々は、３つのＯＦＤＭシンボルから構成される。しかしながら、２つのＯＦＤＭシンボルで構成することも可能である。前記レーンジングバンドが２つのＯＦＤＭシンボルで構成された場合、前記２つのＯＦＤＭシンボルは、該当上りリンクフレームの最初のシンボル及び２番目のシンボルに該当する。
【００６０】
図３Ｃでは、割り当てられたレーンジングチャンネルのレーンジングバンド３０１、３０３、３０５及び３０７に初期レーンジング／ハンドオーバーレーンジングと帯域要請／周期的レーンジングとが配置された例を示している。
【００６１】
前記図３Ｃを参照すれば、レーンジングバンドを構成する副搬送波中の一部は、初期レーンジング（initial ＲＮＧ）とハンドオーバーレーンジング（ＨＯ ＲＮＧ）に使用し、残りの副搬送波は帯域要求レーンジング（ＢＲ ＲＮＧ）及び周期的レーンジング（ＰＲ ＲＮＧ）に使われる。前記初期レーンジング及び前記ハンドオーバーレーンジング（ＨＯ ＲＮＧ）のためには２つのシンボルが使われる。前記２つのシンボルは同一周波数帯域を使用するが、前記シンボルは、レーンジングコードとして区分される。しかしながら、前記帯域要求レーンジング（ＢＲ ＲＮＧ）及び前記周期的レーンジング（ＰＲ ＲＮＧ）のためにはただ１つのシンボルが使われる。同一なレーンジングバンドに存在する２つのシンボルは、同一周波数帯域を使用するが、前記シンボルは、異なるレーンジングコードによって区分される。
【００６２】
したがって、２つのシンボル区間での初期レーンジング及びハンドオーバーレーンジングは、レーンジング試みが一回許される。しかしながら、帯域要求レーンジング及び周期的レーンジングは、端末機が２回のレーンジング機会のうち、択一して試みることができる。前記各レーンジングバンドは、Ｋ個の副搬送波から構成される。しかしながら、各端末機は、２つのレーンジングバンドを使用するため、２Ｋ個の副搬送波を使用することになる。このため、レーンジングコードの長さは２Ｋである。
【００６３】
前述したことにより、基地局が第１レーンジングチャンネル及び第２レーンジングチャンネルの周波数帯域を割り当てるためには考慮しなければならない事項がある。代表的に、第１レーンジングバンド及び第２レーンジングバンドが基地局に関係なく指定された固定周波数帯域を使用するようにしなければならない点が挙げられる。しかしながら、他の基地局と遠く離れて信号干渉が発生しない孤立した基地局では周波数帯域を区分して使用することができる。このような周波数帯域割当方法は、周波数を区分して使用することによって、隣接したセル間のレーンジング信号が隣接基地局のデータ信号に干渉として作用することを防止するためのものである。
【００６４】
さらに、本発明で使われるレーンジングチャンネルと前記レーンジングチャンネルを構成するレーンジングバンドとの間の関係に対して、より具体的に説明すれば、次の通りである。
【００６５】
前記レーンジングチャンネルは、Ｎ個のレーンジングバンドから構成することができる。この際、前記Ｎは２の累乗である。即ち、Ｎ=１、２、４、８、１６、・・・Ｋとなる。前記レーンジングチャンネルに割り当てられた副搬送波の個数がＫであれば、Ｎ＝１である時は１つのレーンジングバンドにＫ個の副搬送が割り当てられ、Ｋ＝２である時は１つのレーンジングバンドにＫ／２の副搬送波が割り当てられる。また、Ｋ＝４である時は１つのレーンジングバンドにＫ／４の副搬送波が割り当てられ、Ｋ＝Ｎである時は１つのバンドに１つの副搬送波が割り当てられる。
【００６６】
本発明の実施形態でのレーンジングチャンネルは、特定の端末機がレーンジングを試みるために使用する可用周波数帯域であり、レーンジングバンドは、前記レーンジングチャンネルを構成する要素であって、連続的なレーンジング副搬送波の可用周波数帯域を意味する。
【００６７】
以下、添付された図面を参照しつつ本発明の実施形態のために基地局に備えられる受信器の構造、及び前記構造による動作について具体的に説明する。前記受信器は、レーンジングコードを受信して上りリンク同期を獲得するための受信器と、帯域要求レーンジングを検出するための受信器とに区分して説明することができる。したがって、後述される詳細な説明ではこれを区分して説明する。
【００６８】
端末機によりレーンジングコードが伝送され、上りリンク同期を獲得するためのレーンジングコードを受信する受信器と、基地局により受信されて上りリンク同期が獲得される。後述される受信器は、基地局に備えることができる。
【００６９】
図４では、本発明の実施形態に係るレーンジング信号で上りリンク同期を獲得する受信器の構造を示している。より具体的に、図４に示している受信器は、直／並列変換部４０１、ＦＦＴ部４０３、初期レーンジングバンド分離部４０５、多数のレーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂ、多数の同期検出部４０９ａ乃至４０９ｂ及び同期比較部４１１から構成される。
【００７０】
図４を参照すれば、加入者端末機から受信されるレーンジング信号は、直／並列変換部４０１に提供される。前記直／並列変換部４０１は、前記レーンジング信号を並列信号に変換して出力する。前記並列レーンジング信号は、ＦＦＴ部４０３に提供される。前記ＦＦＴ部４０３は、前記並列レーンジング信号に対して高速フーリエ変換を遂行して時間領域のレーンジング信号を周波数領域のレーンジング信号で出力する。前記周波数領域に変換された並列レーンジング信号は、初期レーンジングバンド分離部４０５に提供される。前記初期レーンジングバンド分離部４０５は、前記周波数領域に変換された並列レーンジング信号の各々から初期レーンジングに割り当てられたレーンジングバンドを分離する。そして、前記分離されたレーンジングバンドからサンプル値のみを取って出力する。前記サンプル値は、対応するレーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂに提供される。前記レーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂの各々は、提供されるサンプル値にあらかじめ決定されたレーンジングコードを掛けて出力する。前記レーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂから出力されて対応する同期検出部４０９ａ乃至４０９ｂに提供される信号は、チャンネルの周波数特性を表すことになる。前記同期検出部４０９ａ乃至４０９ｂは、入力される信号とあらかじめ決定された位相調整値に対する相関を取り、最大相関値を有する位相調整値を同期測定値（Δｔ１、Δｔ２）に出力する。前記同期検出部４０９ａ乃至４０９ｂの各々から出力される同期測定値Δｔ１、Δｔ２は、同期比較部４１１に提供される。前記同期比較部４１１は、前記同期測定値Δｔ１、Δｔ２を比較して最大値を最終同期測定値に出力する。
【００７１】
図５では、前記図４に示しているレーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂの具体例を示している。
【００７２】
図５を参照すれば、初期レーンジングバンド分離部４０５から提供される複数の出力信号の各々を、対応する乗算器に入力する。初期レーンジングコード生成器５０１は、基地局で管理する初期レーンジングコードを生成し、前記初期レーンジングコードを対応する乗算器の他の入力で提供する。前記乗算器は、前記初期レーンジングバンド分離部４０５から提供される信号と前記初期レーンジングコード生成器５０１から提供される初期レーンジングコードとを掛けて出力する。即ち、前記乗算器は、前記初期レーンジングバンド分離部４０５から出力される周波数領域の出力信号に複素乗算を遂行する。前記出力信号のうち、特定の初期レーンジングコード成分を有する出力信号の場合には前記特定の初期レーンジングコード成分が除去される。
【００７３】
図６では、前記図４に示している同期検出部４０９ａ乃至４０９ｂの具体例を示している。
【００７４】
図６を参照すれば、レーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂからの出力信号は対応する乗算器に入力される。以下、説明の便宜のため、初期レーンジング乗算部４０７ａ乃至４０７ｂの出力のうち、参照番号４０７ａである初期レーンジング乗算部の出力が、参照番号４０９ａである同期検出部に入力されると仮定する。しかしながら、参照番号４０７ｂである初期レーンジング乗算部の出力が、参照番号４０９ｂである同期検出部に入力されるとしても、後述される動作が同様に適用できることは当業者にとって明らかなことである。
【００７５】
前記乗算器は、自身に入力される出力信号に特定位相情報を複素乗算する。これは、前記出力信号と副搬送波インデックス別に提供される特定の位相情報との間の相関を取る動作に対応することができる。前記特定の位相情報は、下記の数式１にて定義されることができる。
【００７６】
【数１】
2007525929.tif 000003
【００７７】
前記数式１で使われるパラメータは、
Ｎ：ＩＦＦＴ部、または、ＦＦＴ部の出力サンプルサイズ
ｋ：初期レーンジングバンド分離部から出力されるサンプルの副搬送波インデックス
Δｔ：レーンジング信号の実際タイミングオフセット（timing offset）値を推定するためにブルータルフォース（brutal force）される任意の正数値（−Ｎ＜Δｔ＜Ｎ）のように定義される。
【００７８】
一方、前記乗算器に入力される前記特定の位相情報は、前記レーンジングコード乗算部４０７ａからの出力サンプルの副搬送波インデックス別に生成される。前記副搬送波インデックスは、ｋからｋ＋ｋ−１の範囲で決まる。ここで、Ｋは初期レーンジングバンドに割り当てられた副搬送波の数である。
【００７９】
前記副搬送波インデックス別に生成される特定の位相情報は、前記の数式１にて定義した。しかしながら、前記特定の位相情報を生成するために、位相調整値生成部６０１は、あらかじめ決定された全ての位相調整値を順次に生成する。即ち、前記位相調整値は、前記数式１に適用されて前記副搬送波インデックス別の特定の位相情報に出力される。前記特定の位相情報は、前記乗算器のうち１つの乗算器に入力される。
【００８０】
前記各乗算器から位相調整された信号は、加算器６０３に入力される。前記加算器６０３は、前記位相調整された信号を加算して１つの位相調整された信号として出力する。位相調整値Δｔがレーンジング信号のタイミングオフセットと一致する場合、前記加算器６０３から出力される位相調整された信号は、ピーク値を有することになる。
【００８１】
前記加算器６０３からの位相調整された信号は、比較器６０５に入力される。前記比較器６０５は、前記位相調整された信号をあらかじめ決定されたしきい値（ｔｈｒ）と比較する。前記比較により、前記位相調整された信号が前記あらかじめ決定されたしきい値（ｔｈｒ）以上であれば、前記比較器６０５は、前記位相調整された信号をバッファー６０７に伝達する。前記位相調整された信号を得るために前記位相調整値生成部６０１から生成された位相調整値Δｔも共に前記バッファー６０７に提供される。しかしながら、前記比較により前記位相調整された信号が前記あらかじめ決定されたしきい値（ｔｈｒ）より小さければ、前記比較器６０５は、前記位相調整された信号を削除する。
【００８２】
前述した動作は、前記位相調整値生成部６０１から生成できる全ての位相調整値に対してなされる。したがって、前記比較器６０５から出力される位相調整された信号は、対応する位相調整値と共に前記バッファー６０７に格納される。
【００８３】
前記バッファー６０７は、前記全ての位相調整値に対して前述した動作が完了する時点で格納されている位相調整された信号及び位相調整値をインデックス検出器６０９に出力する。前記インデックス検出器６０９は、前記位相調整された信号のうち、最大値を有する位相調整された信号を検出する。そして、前記検出された位相調整された信号に対応した位相調整値を確認して、これを同期測定値として出力する。
【００８４】
図７では、前記図４に示している同期比較部４１１の動作に係る制御フローを示している。前記同期比較部４１１は、同期検出部から提供される同期測定値を用いて、最終の同期測定値を決定することによって、上りリンク同期を獲得する動作を遂行する。
【００８５】
図７を参照すれば、同期比較部４１１は、ステップ７１０で複数の同期検出部４０９ａ乃至４０９ｂからの同期測定値（Δｔ１、Δｔ２）を入力する。前記同期検出部４１１は、ステップ７１２で前記同期測定値の差に対する絶対値（|Δｔ１、Δｔ２|）が所定のしきい値（Allowed time-offset）より小さいか否かを判断する。前記条件を満足すれば、前記同期比較部４１１は、ステップ７１４に進行する。しかしながら、前記条件が満足できなければ、同期推定に失敗したと判断して初期レーンジング動作を終了する。
【００８６】
前記同期比較部４１１は、前記ステップ７１４で数式２を使用して最終同期測定値を計算し、前記計算された最終の同期測定値を出力する。
【００８７】
【数２】
2007525929.tif 000004
【００８８】
前記数式２により出力される最終の同期測定値は、タイミングオフセットである。前記獲得されたタイミングオフセットは、ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含まれて放送される。その後、初期レーンジング動作を終了する。
【００８９】
前述した初期レーンジングのタイミングオフセットを調整する動作は、ハンドオーバーレーンジング及び周期的レーンジングのタイミングオフセットを調整する過程と同一である。但し、ハンドオーバーレーンジングの場合は、前記図４の初期レーンジングバンド分離部４０５がハンドオーバーレーンジングバンド分離部に取り替えられ、初期レーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂがハンドオーバーレーンジングコード乗算器に取り替えられなければならない。また、前記図５の初期レーンジングコード生成器５０１がハンドオーバーレーンジングコード生成に取り替えられる。
【００９０】
一方、周期的レーンジングの場合は、前記図４の初期レーンジングバンド分離部４０５が周期的レーンジングバンド分離部に取り替えられなければならない。また、前記図４の初期レーンジングコード乗算部４０７ａ乃至４０７ｂが周期的レーンジングコード乗算部に取り替えられなければならなくて、前記図５の初期レーンジングコード生成器５０１が周期的レーンジングコード生成器に取り替えられなければならない。
【００９１】
図８では、本発明の実施形態に係る帯域要求レーンジングを検出する受信器を示している。図８において、受信器は、直／並列変換部８０１、ＦＦＴ部８０３、帯域要求レーンジングバンド分離部８０５、多数のレーンジングコード相関部８０７ａ乃至８０７ｂ、多数のピーク検出部８０９ａ乃至８０９ｂ及びレーンジングコード比較部８１１から構成される。
【００９２】
図８を参照すれば、端末機から受信される帯域要求レーンジング信号は直／並列変換部８０１に提供される。前記直／並列変換部８０１は、前記帯域要求レーンジング信号を並列信号に変換して出力する。前記並列帯域要求レーンジング信号は、ＦＦＴ部８０３に提供される。前記ＦＦＴ部８０３は、前記並列帯域要求レーンジング信号に対して高速フーリエ変換を遂行して時間領域の帯域要求レーンジング信号を周波数領域の帯域要求レーンジング信号として出力する。前記周波数領域に変換された並列帯域要求レーンジング信号は、帯域要求レーンジングバンド分離部８０５に提供される。
【００９３】
前記帯域要求レーンジングバンド分離部８０５は、前記周波数領域に変換された並列帯域要求レーンジング信号の各々から帯域要求レーンジングに割り当てられたレーンジングバンドを分離する。そして、前記分離されたレーンジングバンドからサンプル値のみを取って出力する。前記サンプル値は、対応するレーンジングコード相関部８０７ａ乃至８０７ｂに提供される。
【００９４】
前記レーンジングコード相関部８０７ａ乃至８０７ｂの各々は、提供されるサンプル値にあらかじめ決定された帯域要求レーンジングコードを掛けた後、加算して前記サンプル値別に相関値を出力する。即ち、前記レーンジングコード相関部８０７ａ乃至８０７ｂでは、全ての許された帯域要求レーンジングコードと受信された信号との相関関係を求めるため、前記レーンジングコード相関部８０７ａ乃至８０７ｂからの出力値はそれぞれの帯域要求レーンジングコードと受信レーンジング信号との相関値である。したがって、前記レーンジングコード相関部８０７ａ乃至８０７ｂから出力される相関値は、受信された帯域要求レーンジングコードとあらかじめ知っているレーンジングコードとの一致の可否により決まる。例えば、受信された帯域要求レーンジングコードとあらかじめ知っているレーンジングコードとが一致する場合、両コード間の自己相関関係が大きいため、相関値もピーク値を有する。しかしながら、受信された帯域要求レーンジングコードとあらかじめ知っているレーンジングコードとが不一致な場合、両コード間の自己相関関係が小さいため、相関値はピーク値を有しない。
【００９５】
前記レーンジングコード相関部８０７ａ乃至８０７ｂからの相関値は、対応するピーク検出部８０９ａ乃至８０９ｂに提供される。前記ピーク検出部８０９ａ乃至８０９ｂは、入力される相関値の中から、あらかじめ決定された所定のしきい値を超過する相関値に該当するレーンジングコードのインデックスを検出する。そして、前記検出したレーンジングコードのインデックスをレーンジングコード比較部８１１に提供する。
【００９６】
前記レーンジングコード比較部８１１は、複数の帯域要求バンドから同一のレーンジングコードが検出されたか否かを確認する。もし、同一のレーンジングコードが検出されたならば、前記レーンジングコード比較部８１１は、前記帯域要求レーンジングを確認したと端末機に応答する。しかしながら、同一のレーンジングコードが検出されないと、前記レーンジングコード比較部８１１は、端末機に前記帯域要求レーンジングを確認したことを応答しない。
【００９７】
図９では、図８に示しているレーンジングコード比較部８１１のための制御フローを示している。前記図９に示しているレーンジングコード比較部８１１は、ピーク検出部から提供されるレーンジングコードにより帯域要求レーンジングの確認の可否を決定する。
【００９８】
図９を参照すれば、レーンジングコード比較部８１１は、ステップ９１０において、第１帯域要求バンドでピーク値として決定された第１レーンジングコードインデックスと、第２帯域要求バンドでピーク値として決定された第２レーンジングインデックスとをピーク検出部８０９ａ乃至８０９ｂから提供を受ける。その後、前記レーンジングコード比較部８１１は、ステップ９１２に進行して、前記第１レーンジングコードインデックスと前記第２レーンジングコードインデックスとが同一であるか否かを確認する。もし、前記第１レーンジングコードインデックスと前記第２レーンジングコードインデックスとが同一であれば、前記レーンジングコード比較部８１１は、ステップ９１４に進行して、帯域要求レーンジングの確認に成功したことを決定する。しかしながら、前記第１レーンジングコードインデックスと前記第２レーンジングコードインデックスが同一でなければ、前記レーンジングコード比較部８１１は、ステップ９１６に進行して、帯域要求レーンジング確認に失敗したことを決定する。
【００９９】
前記帯域要求レーンジング確認の可否が決定されれば、前記レーンジングコード比較部８１１は、ステップ９１８で検索する帯域要求バンドが存在するか否かを確認する。検索する帯域要求バンドが存在すれば、前記レーンジングコード比較部８１１は、前記ステップ９１２にリターンして前述した動作を繰り返して遂行する。そうでなくて、検索する帯域要求バンドが存在しなければ帯域要求レーンジングを確認するための動作を終了する。
【０１００】
図１０では、本発明の実施形態に係る送信器を示している。前記図１０での送信器は、下りリンクプリアンブル受信部１０１０、基地局識別子検出部１０１２、レーンジングモード決定部１０１４、レーンジングコード生成部１０１６、直／並列変換部１０１８、レーンジングバンド割当部１０２０、ＩＦＦＴ部１０２２及び並／直列変換部１０２４から構成される。
【０１０１】
図１０を参照すれば、下りリンクプリアンブル受信部１０１０は、基地局からの受信信号からプリアンブル信号を抽出し、これを基地局識別子検出部１０１２に提供する。前記基地局識別子検出部１０１２は、前記プリアンブル信号から前記基地局に対応した識別子情報を獲得して出力する。前記基地局識別子情報は、レーンジングコード生成部１０１６に提供される。
【０１０２】
レーンジングモード決定部１０１４は、伝送しようとするレーンジング種類（class）に関する情報を決定し、前記決定した情報を前記レーンジングコード生成部１０１６に提供する。通常端末機に伝送できるレーンジングの種類として、初期レーンジング、周期的レーンジング、ハンドオーバーレーンジング及び帯域要求レーンジングが存在する。したがって、前記レーンジングモード決定部１０１４は、前述した４つのレーンジング種類のうち、伝送するための１つのレーンジング種類を選択することになる。ここで、前記レーンジングモード決定部１０１４は、前記選択したレーンジング種類に対応するインデックスを前記レーンジングコード生成部１０１６に提供することができる。例えば、前記初期レーンジングのインデックスには“１”を使用し、前記周期的レーンジングのインデックスには“２”を使用する。前記ハンドオーバーレーンジングのインデックスには“３”を使用し、前記帯域要求レーンジングのインデックスには“４”を使用する。
【０１０３】
前記レーンジングコード生成部１０１６は、前記基地局識別子情報と前記レーンジング種類に関する情報とで使用するレーンジングコードを生成する。前記レーンジングコード生成部１０１６により生成された前記レーンジングコードは、直／並列変換部１０１８に提供される。前記直／並列変換部１０１８は、前記レーンジングコードを並列信号に変換して出力する。前記並列レーンジングコードは、レーンジングバンド割当部１０２０に提供される。前記レーンジングバンド割当部１０２０は、上りリンクフレームで自身がレーンジングチャンネルとして使用する少なくとも２つのレーンジングバンドを割り当てる。したがって、前記並列レーンジングコードは、前記割り当てられたレーンジングバンドで前記レーンジングバンド割当部１０２０から出力される。前記レーンジングバンド割当部１０２０から出力される並列レーンジングコードは、ＩＦＦＴ部１０２２に入力される。前記ＩＦＦＴ部１０２２には前記並列レーンジングコードの他にナルデータが入力される。前記ナルデータは、前記上りリンクフレームで前記並列レーンジングコードが伝送されない領域に挿入される。または、前記ナルデータは、前記レーンジングコードが前記レーンジングバンドを通じて伝送できる大きさより小さい場合、これを満足させるためのデータとして使用されうる。
前記ＩＦＦＴ部１０２２は、前記レーンジングコードと前記ナルデータとを入力して逆高速フーリエ変換を遂行することによって、周波数領域の信号を時間領域の信号で出力する。前記時間領域に変換された信号は、並／直列変換部１０２４に提供される。前記並／直列変換部１０２４は、前記並列信号を直列信号に変換して前記基地局に伝送する。
【０１０４】
図１１では、本発明の実施形態によってレーンジングコードを伝送するための制御フローを示している。
【０１０５】
図１１を参照すれば、端末機はステップ１１１０で、基地局からの信号を受信し、前記受信信号からプリアンブル信号を抽出する。前記端末機はステップ１１１２で、前記抽出したプリアンブル信号を使用して前記基地局に対応した識別子情報を推定する。
【０１０６】
前記端末機は、ステップ１１１４で、自身が伝送することができるレーンジング種類のうち、伝送しようとするレーンジング種類（class）を選択する。前記端末機に伝送されうるレーンジング種類として、前述したように、初期レーンジング、周期的レーンジング、ハンドオーバーレーンジング及び帯域要求レーンジングがある。したがって、前記ステップ１１１４では、前述した４つのレーンジング種類のうち、伝送するための１つのレーンジング種類が選択されるはずである。
【０１０７】
前記端末機は、ステップ１１１６で、前記推定された基地局識別子と前記レーンジング情報とで使用するレーンジングコードを生成する。前記端末機は、ステップ１１１８に進行して、前記レーンジング種類によりレーンジング副搬送波（レーンジングチャンネル、または、少なくとも２つのレーンジングバンド）を前記レーンジングコードに割り当てる。但し、レーンジングコード割当に使われない副搬送波に対してはナルデータである“０”を割り当てる。
【０１０８】
前記端末機は、ステップ１１２０で前述したことにより構成されたレーンジング信号を逆高速フーリエ変換により時間領域の信号で出力する。その後、前記端末機は、ステップ１１２２で前記時間領域の信号に対してＩＦ／ＲＦ処理を遂行し、ステップ１１２４で前記ＩＦ／ＲＦ処理されたレーンジング信号を基地局に伝送する。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムを概略的に示す図である。
【図２】ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムのフレーム構造を時間−周波数領域上で示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用するＴＤＤ広帯域無線接続通信システムにおいて、レーンジングチャンネル構造を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用するＴＤＤ広帯域無線接続通信システムにおいて、レーンジングチャンネル構造を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用するＴＤＤ広帯域無線接続通信システムにおいて、レーンジングチャンネル構造を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムにおいて、レーンジング受信器を示す図である。
【図５】図１２でのレーンジング乗算部の詳細構成を示す図である。
【図６】図４で同期検出部の詳細構成を示す図である。
【図７】図４で同期比較部の動作に係る制御流れを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムにおいて、帯域要求レーンジング受信器を示す図である。
【図９】図８でレーンジングコード比較部の動作に係る制御流れを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムにおいて、レーンジング送信器を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムにおいて、レーンジング受信器が遂行する制御流れを示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  基地局
１１０  端末機
４０１  直／並列変換部
４０３  ＦＦＴ部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2007525929.tif 000008
【図３Ｃ】
2007525929.tif 000009
【図４】
2007525929.tif 000010
【図５】
2007525929.tif 000011
【図６】
2007525929.tif 000012
【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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【国際調査報告】
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