(57)【要約】マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡにおいてマルチキャリアの特徴を利用して多種多様な情報信号を効率的に伝送する目的のため、複数の移動局の各々から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立ってプリアンブルを基地局へ送信する際に、各移動局は、それぞれ独立に複数のキャリアの中からキャリアを選択し、規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として、基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、選択されたキャリアでプリアンブルを繰り返し送信するとともに、キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させることを特徴とする。
2003041438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、複数の移動局の各々から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立って前記移動局がプリアンブルを前記基地局へ送信するプリアンブル送信方法であって、
前記移動局が、それぞれ独立に複数のキャリアの中からキャリアを選択する第１のキャリア選択工程と、
前記移動局が、規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、前記選択されたキャリアでプリアンブルを繰り返し送信するとともに、キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させる送信制御工程と
を有するプリアンブル送信方法。
【請求項２】
前記第１のキャリア選択工程では、前記移動局が、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、並びに、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、キャリアを選択することを特徴とする請求項１記載のプリアンブル送信方法。
【請求項３】
前記送信制御工程では、前記移動局が、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量、並びに、プリアンブルを送信するキャリアの個数のうち少なくとも１つに基づいて、前記送信電力を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリアンブル送信方法。
【請求項４】
前記送信制御工程では、前記移動局が、送信されるプリアンブルに、拡散符号のパターンを所定規則に基づき割り当てることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のプリアンブル送信方法。
【請求項５】
前記送信制御工程では、前記移動局が、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、前記プリアンブルに割り当てる拡散符号のパターンを変更させることを特徴とする請求項４記載のプリアンブル送信法。
【請求項６】
前記移動局が、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択する第２のキャリア選択工程と、
前記移動局が、選択されたキャリアで情報シンボル系列を送信する情報送信工程と
をさらに有する請求項１〜５の何れか１項に記載のプリアンブル送信方法。
【請求項７】
前記移動局が、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択する第３のキャリア選択工程と、
前記移動局が、選択されたキャリアで、他の移動局との衝突検知用のプリアンブルを送信する衝突検知信号送信工程と
をさらに有する請求項１〜５の何れか１項に記載のプリアンブル送信方法。
【請求項８】
複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、自局から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立って、プリアンブルの送信を行う移動局であって、
各移動局毎に独立に複数のキャリアの中からキャリアを選択するキャリア選択制御手段と、
規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、前記選択されたキャリアでプリアンブルを繰り返し送信する送信制御手段と、
キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させるよう制御する電力制御手段と
を備えた移動局。
【請求項９】
前記キャリア選択制御手段は、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、並びに、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、キャリアを選択することを特徴とする請求項８記載の移動局。
【請求項１０】
前記電力制御手段は、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量、並びに、プリアンブルを送信するキャリアの個数のうち少なくとも１つに基づいて、前記送信電力を変化させるよう制御することを特徴とする請求項８又は９に記載の移動局。
【請求項１１】
送信されるプリアンブルに、拡散符号のパターンを所定規則に基づき割り当てるパターン割当制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の移動局。
【請求項１２】
前記パターン割当制御手段は、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、前記プリアンブルに割り当てる拡散符号のパターンを変更させることを特徴とする請求項１１記載の移動局。
【請求項１３】
前記キャリア選択制御手段は、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択し、
前記送信制御手段は、選択されたキャリアで情報シンボル系列を送信することを特徴とする請求項８〜１２の何れか１項に記載の移動局。
【請求項１４】
前記キャリア選択制御手段は、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択し、
前記送信制御手段は、選択されたキャリアで、他の移動局との衝突検知用のプリアンブルを送信することを特徴とする請求項８〜１２の何れか１項に記載の移動局。
【請求項１５】
基地局と複数の移動局とを含んで構成され、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が前記移動局から前記基地局への上りリンクの伝送に対し適用された移動通信システムであって、
前記移動局が、
各移動局毎に独立に複数のキャリアの中からキャリアを選択するキャリア選択制御手段と、
規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、前記選択されたキャリアでプリアンブルを繰り返し送信する送信制御手段と、
キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させるよう制御する電力制御手段とを備えた構成とされたことを特徴とする移動通信システム。
【請求項１６】
複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、自局から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立ってプリアンブルの送信を行う移動局に内蔵されたコンピュータを、請求項８〜１４の何れか１つに記載した各手段として機能させるためのプリアンブル送信プログラム。
【請求項１７】
複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、自局から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立ってプリアンブルの送信を行う移動局に内蔵されたコンピュータを、請求項８〜１４の何れか１つに記載した各手段として機能させるための、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式（マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡ）が適用された、移動局から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立って移動局がプリアンブルを基地局へ送信するプリアンブル送信方法、当該移動局、基地局と移動局とを含んで構成された移動通信システム、プリアンブル送信プログラム、及びコンピュータデータ信号に関する。なお、プリアンブルとは、送信時間の短い制御信号をいう。
背景技術
移動通信システムの移動局から基地局への通信である上りリンクでは、各移動局が独立に通信を開始するための信号をランダムに送信する、あるいはパケットと呼ばれる単位により移動局が間欠的に信号をランダムに送信する、いわゆるランダムアクセス型の通信が行われる。したがって、複数の移動局が独立に送信した信号が、基地局に同時に受信された場合には、それらの信号の衝突が発生し、基地局で正しく信号を受信できない可能性がある。
そこで、第３世代移動通信方式の無線アクセス方式の１つである広帯域符号分割多元接続方式（Ｗ−ＣＤＭＡ：Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）では、“３ＧＰＰ  ＲＡＮ，３Ｇ  ＴＳ２５．２１１  Ｖ３．５．０，Ｄｅｃ．２０００”に示されるように、ランダムアクセス型の送信を以下のように行う。まず、各移動局は、送信したい情報シンボル系列を含んだパケットを送信する前に、プリアンブルと呼ばれる所定の拡散符号で拡散された時間的に短い信号を送信し、プリアンブルが基地局で検出されるあるいは所定の回数に到達するまで送信を行う。そして、基地局ではプリアンブルの検出を行い、プリアンブルが検出された場合に、対応する受信確認の信号を送信する。さらに、各移動局は、送信したプリアンブルに対応する基地局での受信確認の信号を受信した場合のみ、パケットの送信を行う。
一方、マルチキャリア変調と直接拡散−符号分割多元接続方式（ＤＳ−ＣＤＭＡ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を組み合わせたマルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡの提案および検討がなされている。このマルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡは、与えられた帯域幅を複数に分割し、それぞれの帯域でＤＳ−ＣＤＭＡ伝送することを特徴とする。マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡの例として、第３世代移動通信方式の無線アクセス方式の１つであるｃｄｍａ２０００では、下りリンクにおいて、１．２５ＭＨｚ帯域幅のＤＳ−ＣＤＭＡ信号を３つのキャリアで並列伝送する方式が標準化されている。また、マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡ伝送の検討の例として、“Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ＣＤＭＡ  Ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  Ｑｕａｓｉ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”（Ｖ．ＤａＳｉｌｖａ，Ｅ．Ｓｏｕｓａ：Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＣＵＰＣ’９３，ｖｏｌ．２，ｐｐ．９９５−９９９，１９９３）では、マルチキャリア伝送によりシンボル長が大きくなることを利用して、移動体通信システムの移動局から基地局への通信に適用し、準同期伝送を行う方法を提案している。
また、“Ｏｎ  ｔｈｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ  ＤＳ  ＣＤＭＡ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，”（Ｓ．Ｋｏｎｄｏ  ａｎｄ  Ｌ．Ｂ．Ｍｉｌｓｔｅｉｎ：ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．４４、ｎｏ．２、ｐｐ．２３８−２４６、Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９６）では、狭帯域の干渉が存在する環境での性能評価が行われ、全帯域で１つのキャリアを用いるシングルキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡよりも良好な特性となることが示されている。また、“上りリンクブロードバンド  マルチキャリアＤＳ−ＣＤＭＡパケット無線アクセスにおける１キャリアあたりの最適無線帯域幅”（諏訪、新、安部田、佐和橋：信学技法ＲＣＳ２００１−６、２００１年４月）において、帯域幅を分割したマルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡ伝送を行うことが有効であることが示されている。
しかしながら、マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡにおいては、マルチキャリアを用いたプリアンブルの送信方法は確立されておらず、マルチキャリアの特徴を利用したプリアンブルの送信により多種多様な情報信号を効率的に伝送することが求められていた。
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡに適したプリアンブルの送信が可能であり、マルチキャリアの特徴を利用して多種多様な情報信号を効率的にランダムアクセス信号で伝送することができるプリアンブル送信方法、移動局、移動通信システム、プリアンブル送信プログラム及びコンピュータデータ信号を提供することを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するために、本発明に係るプリアンブル送信方法は、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、複数の移動局の各々から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立って前記移動局がプリアンブルを前記基地局へ送信するプリアンブル送信方法であって、前記移動局が、それぞれ独立に複数のキャリアの中からキャリアを選択する第１のキャリア選択工程と、前記移動局が、規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、前記選択されたキャリアでプリアンブルを繰り返し送信するとともに、キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させる送信制御工程とを有することを特徴とする。
即ち、図１１には、各移動局がそれぞれ独立に実行するプリアンブル送信方法に係る送信制御処理の流れ図を示す。同図に示すように、まずＳ０１にて複数のキャリアの中からキャリアを選択し（第１のキャリア選択工程）、次のＳ０２では、選択されたキャリアでプリアンブルを送信するとともに、キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させる。そして、Ｓ０２の処理は、移動局が基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取る（Ｓ０３で肯定判断される）か、又は送信回数が規定の最大プリアンブル送信回数に到達する（Ｓ０３で肯定判断される）まで、繰り返し実行される。Ｓ０２〜Ｓ０４の処理は、本発明に係る送信制御工程に相当する。
なお、「送信電力を変化させる」とは、図３、図４Ａ、図４Ｂ等に示すように、単に送信電力を徐々に大きくする態様や、全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量、キャリアの個数等に基づいて、プリアンブルの送信電力を増減させたり、当該送信電力を徐々に大きくする際のステップ幅を増減させる態様を含むものとする。
また、上記第１のキャリア選択工程では、移動局が、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、並びに、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、キャリアを選択することが望ましい。
また、上記送信制御工程では、移動局が、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量、並びに、プリアンブルを送信するキャリアの個数のうち少なくとも１つに基づいて、前記送信電力を変化させることが望ましい。
また、上記送信制御工程では、移動局が、送信されるプリアンブルに、拡散符号のパターンを所定規則に基づき割り当てることが望ましい。
また、上記送信制御工程では、移動局が、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、前記プリアンブルに割り当てる拡散符号のパターンを変更させることが望ましい。
また、移動局が、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択する第２のキャリア選択工程と、移動局が、選択されたキャリアで情報シンボル系列を送信する情報送信工程とをさらに有することが望ましい。
即ち、図１２には、上記の情報シンボル系列の送信に関する送信制御処理の流れ図を示す。同図に示すように、まずＳ１１において、前述した図１１の基本の送信制御処理を行う。この処理にてプリアンブル受信確認の信号を受信した場合（Ｓ１２で肯定判断の場合）、Ｓ１３にて、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択し（第２のキャリア選択工程）、そして、Ｓ１４にて、選択されたキャリアで情報シンボル系列を送信する（情報送信工程）。
また、移動局が、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択する第３のキャリア選択工程と、移動局が、選択されたキャリアで、他の移動局との衝突検知用のプリアンブルを送信する衝突検知信号送信工程とをさらに有することが望ましい。
即ち、図１３には、上記の衝突検知用プリアンブルの送信に関する送信制御処理の流れ図を示す。同図に示すように、まずＳ２１において、前述した図１１の基本の送信制御処理を行う。この処理にてプリアンブル受信確認の信号を受信した場合（Ｓ２２で肯定判断の場合）、Ｓ２３にて、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択し（第３のキャリア選択工程）、そして、Ｓ２４にて、選択されたキャリアで、他の移動局との衝突検知用のプリアンブルを送信する（衝突検知信号送信工程）。
詳細は図面を用いて後に説明するが、上記のような本発明によれば、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式（マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡ）に適したプリアンブルの送信が可能であり、マルチキャリアの特徴を利用して多種多様な情報信号を効率的にランダムアクセス信号で伝送することができる。
上記のプリアンブル送信方法に係る本発明は、以下のように移動局の発明として捉えることもできる。
即ち、本発明に係る移動局は、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、自局から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立って、プリアンブルの送信を行う移動局であって、各移動局毎に独立に複数のキャリアの中からキャリアを選択するキャリア選択制御手段と、規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、前記選択されたキャリアでプリアンブルを繰り返し送信する送信制御手段と、キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させるよう制御する電力制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、上記キャリア選択制御手段は、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、並びに、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、キャリアを選択する構成とすることが望ましい。
また、上記電力制御手段は、前記基地局から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量、並びに、プリアンブルを送信するキャリアの個数のうち少なくとも１つに基づいて、前記送信電力を変化させるよう制御する電力制御手段を含む構成とすることが望ましい。
また、送信されるプリアンブルに、拡散符号のパターンを所定規則に基づき割り当てるパターン割当制御手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
また、上記パターン割当制御手段は、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量のうち少なくとも１つに基づいて、前記プリアンブルに割り当てる拡散符号のパターンを変更させる構成とすることが望ましい。
また、上記キャリア選択制御手段は、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択し、送信制御手段は、選択されたキャリアで情報シンボル系列を送信する構成とすることが望ましい。
また、上記キャリア選択制御手段は、前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたキャリアの中からキャリアを選択し、送信制御手段は、選択されたキャリアで、他の移動局との衝突検知用のプリアンブルを送信する構成とすることが望ましい。
なお、基地局と複数の移動局とを含んで構成された移動通信システムの視点から本発明を捉え、以下のように記述することもできる。即ち、本発明に係る移動通信システムは、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が前記移動局から前記基地局への上りリンクの伝送に対し適用された移動通信システムであって、移動局が、各移動局毎に独立に複数のキャリアの中からキャリアを選択するキャリア選択制御手段と、規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として前記基地局からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、前記選択されたキャリアでプリアンブルを繰り返し送信する送信制御手段と、キャリア毎に各送信にて用いる送信電力を変化させるよう制御する電力制御手段とを備えた構成とされたことを特徴とする。
また、本発明は、移動局に内蔵されたコンピュータに実行させるためのプリアンブル送信プログラムに係る発明、及び移動局に内蔵されたコンピュータに実行させるための搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号に係る発明として捉え、以下のように記述することもできる。
即ち、本発明に係るプリアンブル送信プログラムは、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、自局から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立ってプリアンブルの送信を行う移動局に内蔵されたコンピュータを、前述した移動局の各手段として機能させるためのプリアンブル送信プログラムであることを特徴とする。
例えば、図１４に示すように、プリアンブル送信プログラム４０は、移動局に内蔵されたコンピュータを、前述したキャリア選択制御手段として機能させるためのキャリア選択制御モジュール４２と、前述した送信制御手段として機能させるための送信制御モジュール４３と、前述した電力制御手段として機能させるための電力制御モジュール４４と、前述したパターン割当制御手段として機能させるためのパターン割当制御モジュール４５と、処理を統括するメインモジュール４１とを備えて構成される。
本発明に係るプリアンブル送信プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記録媒体（例えば、磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等）に記録可能とされている。また、プリアンブル送信プログラムは、その一部若しくは全部を他の機器から通信回線等の伝送媒体を介して、本発明に係る移動局により受信され記憶される構成にしてもよい。また、プリアンブル送信プログラムは、本発明に係る移動局から伝送媒体を介して他の移動局に伝送され、インストールされる構成にしてもよい。
また、本発明に係るコンピュータデータ信号は、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式が適用された、自局から基地局への上りリンクの伝送において、情報シンボル系列の送信に先立ってプリアンブルの送信を行う移動局に内蔵されたコンピュータを、前述した移動局の各手段として機能させるための、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号であることを特徴とする。
例えば、図１５に示すように、コンピュータデータ信号４０Ｓは、移動局に内蔵されたコンピュータを、前述したキャリア選択制御手段として機能させるためのキャリア選択制御モジュール４２と、前述した送信制御手段として機能させるための送信制御モジュール４３と、前述した電力制御手段として機能させるための電力制御モジュール４４と、前述したパターン割当制御手段として機能させるためのパターン割当制御モジュール４５と、処理を統括するメインモジュール４１とを備えて構成され、搬送波５０に埋め込まれていることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
まず、本発明が適用された移動通信システムの構成を説明する。図１に示すように、本発明の実施形態における移動通信システム１は、基地局１０と、基地局１０が形成する無線ゾーン３０に在圏する複数の移動局２０とを含んで構成される。なお、移動局２０は単数でもよい。
ここで、図２を用いて、移動局２０に設けられた本発明に係る構成を説明する。図２に示すように、移動局２０には、本発明に係る構成として、後述の制御動作を司る制御手段２１が設けられており、この制御手段２１には、プリアンブルの送信で用いるキャリア数Ｎ（Ｎは１以上の自然数）を基地局からの報知情報（全送信パケット量、キャリア毎の送信パケット量等）や情報シンボル系列情報（送信される情報シンボル系列の優先度、情報量等）に基づいて決定し、複数のキャリアの中からＮ個のキャリアを選択するキャリア選択制御手段２２と、選択されたＮ個のキャリアでＮ個のプリアンブルを送信部２６により送信するよう制御する送信制御手段２３と、上記報知情報、情報シンボル系列情報、キャリアの個数Ｎ等に基づいて、電源２７から供給される送信電力を変化させるよう制御する電力制御手段２４と、情報シンボル系列情報に基づいてプリアンブルに割り当てる拡散符号のパターンを変更させながら当該パターンの割当を行うパターン割当制御手段２５とが設けられている。このうちパターン割当制御手段２５はメモリ２５Ａを内蔵しており、このメモリ２５Ａには、後述する複数の拡散符号のパターン情報が予め格納されている。
なお、図２は、移動局２０の構成要素のうち本発明に係る構成のみを示したものであり、操作ボタン等の通常の移動局の構成要素も備えていることは言うまでもない。
次に、図１の移動通信システム１において実行されるプリアンブル送信方法の実施態様を順に説明する。
［第１の実施態様］
図３は、複数個（Ｎｃ個、Ｎｃ≧２）のキャリアを用いるマルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡにおいて、図１の移動局２０が基地局１０にプリアンブルを送信してランダムアクセスする様子が示されている。この図３では、移動局２０は、情報シンボル系列を含んだパケットの送信に先立って、規定の最大プリアンブル送信回数を上限回数として、基地局１０からプリアンブルの受信確認の信号を受け取るまで、送信制御手段２３及び電力制御手段２４によって、Ｎｃ個のキャリアでプリアンブルを基地局１０へ繰り返し送信するとともに、プリアンブルの送信電力を変化させる（ここでは、徐々に上げる）様子が示されている。
この図３に示すように、移動局２０は、送信電力上昇過程の３段階目で基地局１０からのプリアンブルの受信確認信号を受け取り、パケットの送信へ移行している。各キャリアに関する情報を利用してキャリア毎にプリアンブルの送信電力を変化させる、即ち、キャリアが複数存在するという特徴を利用したプリアンブルの送信を行うことで、以下に示されるような、柔軟でかつ効率的なランダムアクセスを実現することができる。
また、図３のように、プリアンブルの送信電力を徐々に上げるよう制御することで、移動局−基地局間の送信電力制御の誤差を軽減でき、結果として、他の移動局への干渉を小さくすることができる、という効果がある。
殊に、本発明は、上記のような態様において、複数個（Ｎｃ個、Ｎｃ≧２）のキャリアを用いるマルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡにおいて、移動局２０が、キャリア選択制御手段２２によって、それぞれ独立にＮｃ個のキャリアの中からＮ個（Ｎは１以上の自然数）のキャリアを選択することを特徴とし、送信制御手段２３によって上記選択されたＮ個のキャリアでＮ個のプリアンブルを送信する。以下、これについて図４Ａ、図４Ｂを用いて説明する。
図４Ａ、図４Ｂは、複数個（Ｎｃ個、Ｎｃ≧２）のキャリアを用いるマルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡにおいて、移動局２０が、キャリア選択制御手段２２によって、それぞれ独立にＮｃ個のキャリアの中からＮ個（Ｎは１以上の自然数）のキャリアを選択し、送信制御手段２３によって、上記選択したＮ個のキャリアでＮ個のプリアンブルを送信する方法を示している。
ここでは、図４Ａ、図４ＢともＮｃ＝４を仮定している。このうち図４ＡではＮ＝１の場合を示しており、移動局２０はそれぞれ１つのキャリアでしかプリアンブルの送信を行わないため、プリアンブルの衝突を低減することができる。また、キャリアに送出されるプリアンブルの個数が減少するため、同一の周波数帯域を用いる他の信号への干渉を低減することができる。
一方、図４ＢではＮ＝４の場合を示しており、移動局２０は多数のキャリアを用いてプリアンブルを送信するため、基地局１０によりプリアンブルが検出される確率が高くなり、その後のパケット送信までの遅延時間をより小さくすることができる。また、基地局１０により検出されたプリアンブルが送信されたキャリアは、移動局２０と基地局１０間の伝搬路の状況が良い場合である可能性が高いため、多数のキャリアを用いてプリアンブルの送信を行うことで、多数のキャリアの中から伝搬路の状況の良いキャリアを選択し、その後のパケット送信に充当することが可能となる。これにより、パケット送信の伝送品質を良好に維持することができる。
［第２の実施態様］
図５Ａ、図５Ｂは、各移動局２０が、基地局１０から報知された全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度や情報量等に基づいて、選択するキャリアの個数Ｎの決定及びＮ個のキャリアの選択を行う場合の一例を示している。
図５Ａは、基地局１０からの報知情報に基づいて、移動局２０が選択するキャリアの選択方法及び選択個数Ｎを適応的に変化させる場合の一例である。この図５Ａでは、基地局１０からの報知情報として、すべてのキャリアで送信されているパケット量情報（全送信パケット量情報）、及び各キャリアで送信されているパケット量情報（キャリア毎のパケット量情報）が含まれているものとする。
移動局２０は、ステップＳ４１で基地局１０からの報知情報を受信すると、ステップＳ４２において、報知情報に含まれた全送信パケット量情報に応じてキャリアの個数Ｎを決定する。具体的には、当該全送信パケット量が多いほどキャリアの個数Ｎを減少させるよう個数Ｎを決定する。
ステップＳ４３では、キャリア選択制御手段２２によって、報知情報に含まれたキャリア毎のパケット量情報に基づきキャリアの選択を行う。具体的には、送信されているパケット量がより少ないキャリアを優先的に選択する。そして、ステップＳ４４では、移動局２０は、送信制御手段２３によって、上記決定されたキャリア個数Ｎのキャリアを用いてプリアンブルの送信を行う。なお、図５Ａでは、全送信パケット量情報及びキャリア毎のパケット量情報を基に、プリアンブルを送信するキャリア個数Ｎやキャリアを決定しているが、これらの判断基準は任意の組み合わせを用いてよい。図５Ａの処理を行うことで、同一の周波数帯域を用いて送信されているパケットへの干渉を低減させ、プリアンブルの検出確率が高くなるように制御することができる。
また、図５Ｂは、送信される情報シンボル系列の優先度や情報量に応じて、選択個数Ｎを適応的に変化させる場合の一例である。移動局２０は、ステップＳ４５で、送信される情報シンボル系列の優先度又は情報量を把握する（情報を得る）と、ステップＳ４６において、情報シンボル系列の優先度又は情報量に応じてキャリアの個数Ｎを決定する。具体的には、当該優先度が高いかあるいは当該情報量が多いほどキャリアの個数Ｎを増加させるよう個数Ｎを決定する。このように情報シンボル系列の優先度が高いかあるいは情報量が多い場合に個数Ｎを増加させることで、プリアンブルの検出確率を高くし、その後の情報シンボル系列の送信までの遅延時間を短縮することができる、という効果がある。
一方、情報シンボル系列の優先度が低いかあるいは情報量が少ない場合には、個数Ｎを減少させることで他のパケットへの干渉を低減することができる、という効果がある。なお、優先度と情報量の組み合わせから個数Ｎを決定してもよい。
なお、その後は、図５Ａと同様に、ステップＳ４７では、キャリア選択制御手段２２によって、上記決定された個数Ｎのキャリアを、例えば報知情報に含まれたキャリア毎のパケット量情報に基づき選択する。具体的には、送信されているパケット量がより少ないキャリアを優先的に選択する。そして、ステップＳ４８では、移動局２０は、送信制御手段２３によって、上記決定されたキャリア個数Ｎのキャリアを用いてプリアンブルの送信を行う。
［第３の実施態様］
図６は、複数のキャリアを選択してプリアンブルを送信する際に、全送信パケット量及びキャリア毎の送信パケット量を含む報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量、キャリアの個数Ｎ等に基づき、プリアンブルの送信電力制御を行う場合の一例を示している。
例えば、選択したキャリア個数Ｎが多い場合には、基地局１０でのプリアンブルの検出確率が高くなるという利点はあるが、同一の帯域で送信されているパケットへの干渉が懸念される。そこで、プリアンブルの送信電力を小さくする、あるいはプリアンブルの送信電力を徐々に大きくする際のステップ幅を小さくするよう制御する。これにより、上記パケットへの干渉を低減することができる。
具体的には、プリアンブルの送信キャリア数をＮ（自然数）、全キャリア分のプリアンブルの総送信電力をＰ（実数）とすると、各キャリア毎のプリアンブルの送信電力Ｐｓｕｂ（実数）をＮに応じて以下のように設定する。
Ｐｓｕｂ＝Ｐ／Ｎ
１キャリア送信時のステップ幅をΔｍａｘ（実数）とすると、ステップ幅Δ（実数）をＮに応じて以下のように設定する。なお、αは定数（実数）を表す。
Δ＝Δｍａｘ−（Ｎ−１）×α
また、基地局からの報知情報に含まれたキャリア毎の送信パケット量情報に基づき、送信パケット量の多いキャリアについては、プリアンブルの送信電力およびステップ幅を小さくするよう制御する。これにより、他のパケットへの干渉を低減することができる。
具体的には、キャリアｋ（自然数）の送信パケット量をＧｋ（実数）とすると、キャリアｋのプリアンブル送信電力Ｐｋ（実数）をＧｋに応じて以下のように設定する。なお、Ｐｍａｘは最大送信電力、βは定数（実数）を表す。
Ｐｋ＝Ｐｍａｘ−Ｇｋ×β
また、キャリアｋのステップ幅Δｋ（実数）をＧｋに応じて以下のように設定する。なお、Δｍａｘは最大送信電力で送信する場合に用いるステップ幅、γは定数（実数）を表す。
Δｋ＝Δｍａｘ−Ｇｋ×γ
一方、送信パケット量の多いキャリアについて、早期に送信を完了させることに重点を置く場合には、プリアンブルの送信電力およびステップ幅を大きくするよう制御する。これにより、基地局１０によるプリアンブルの検出確率を高くし、その後のパケットの送信までの遅延時間を短縮することができる。
具体的には、キャリアｋ（自然数）の送信パケット量をＧｋ（実数）とすると、キャリアｋのプリアンブル送信電力Ｐｋ（実数）をＧｋに応じて以下のように設定する。なお、Ｐ０は最低レートで送信する場合に用いるプリアンブルの送信電力、βは定数（実数）を表す。
Ｐｋ＝Ｐ０＋Ｇｋ×β
また、キャリアｋのステップ幅Δｋ（実数）をＧｋに応じて以下のように設定する。なお、Δ０は最低レートで送信する場合に用いるステップ幅、γは定数（実数）を表す。
Δｋ＝Δ０＋Ｇｋ×γ
さらに、送信される情報シンボル系列の優先度が高い場合には、プリアンブルの送信電力及びステップ幅を大きくするよう制御する。これにより、基地局１０によるプリアンブルの検出確率を高くし、その後のパケットの送信までの遅延時間を短縮することができる。
具体的には、送信パケットの優先度をｐ（ｐは自然数であり、ｐが大きいほど優先度が高いことを表す）とすると、キャリア毎のプリアンブル送信電力Ｐｓｕｂをｐに応じて以下のように設定する。なお、Ｐｐ＝１は、ｐ＝１の場合のキャリア毎のプリアンブル送信電力とし、λは定数（実数）を表す。
Ｐｓｕｂ＝Ｐｐ＝１＋（ｐ−１）×λ
また、キャリア毎のステップ幅Δをｐに応じて以下のように設定する。なお、Δｐ＝１はｐ＝１の場合のキャリア毎のステップ幅、μは定数（実数）を表す。
Δｋ＝Δｐ＝１＋（ｐ−１）×μ
［第４の実施態様］
図７Ａ、図７Ｂは、移動局２０がパターン割当制御手段２５によって、送信される複数のプリアンブルに、拡散符号のパターンを所定規則に基づき割り当てる様子を示している。図７Ａ、図７Ｂでは、Ｎｃ＝４およびＮ＝４を仮定している。図７Ａでは、移動局２０から送信するＮ個のキャリアすべてで同一の拡散符号を割り当てる様子を示している。この方法では、移動局２０が一度に用いる拡散符号が１種類であるため、移動局２０における制御が簡単となるという利点がある。
一方、図７Ｂでは、移動局２０から送信するＮ個のキャリアで互いに異なる拡散符号を割り当てる様子を示している。この方法では、同一のタイミングで受信される移動局が複数存在する場合でも、ランダムに拡散符号が割り当てられていれば、それらをお互いに識別することが可能となり、信号の衝突の発生確率を低減できるという利点がある。
［第５の実施態様］
図８Ａ〜図８Ｃは、送信される情報シンボル系列の優先度や情報量に基づいて、プリアンブルに割り当てる拡散符号のパターンを変更させる場合の一例を示している。即ち、図８Ａに示す基地局１０と移動局２０Ａ及び２０Ｂとの間で、情報シンボル系列の優先度が高い場合及び情報量が多い場合に対応したプリアンブルの拡散符号のパターンＡと、情報シンボル系列の優先度が低い場合及び情報量が少ない場合に対応したプリアンブルの拡散符号のパターンＢとを予め定めておく。これにより、例えば、移動局２０Ａは、情報シンボル系列の優先度が高い場合及び情報量が多い場合、図８ＢのようにパターンＡを用いてプリアンブルの送信を行う。また、移動局２０Ｂは、情報シンボル系列の優先度が低い場合及び情報量が少ない場合、図８ＣのようにパターンＢを用いてプリアンブルの送信を行う。これにより、基地局１０は、各移動局のプリアンブルの拡散符号のパターンを検出した際に、当該パターンがパターンＡと検出された移動局２０Ａは、優先度が高いあるいは情報量の多い情報シンボル系列を持つ移動局２０Ａと判断できるので、当該移動局２０Ａを優先的にランダムアクセスさせるような制御を実現することができる。
［第６の実施態様］
図９に示すように、移動局２０は、基地局１０からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたＭ個のキャリアの中からＫ個（ＫはＭ以下の自然数）のキャリアをキャリア選択制御手段２２によって選択し、送信制御手段２３によって上記選択したＫ個のキャリアで情報シンボル系列をパケットにより送信する様子を示している。ここでは、Ｎｃ＝４、Ｎ＝４、Ｍ＝３、Ｋ＝２の場合を一例として示している。
このように、受信確認されたプリアンブルが送信されたＭ個のキャリアの中から、移動局２０が情報シンボル系列の送信に必要とするキャリアＫ個を選択して送信することで、複数の移動局２０でキャリアを共有する際の送信処理の効率を上げることができる。また、Ｍ個のキャリアでは移動局２０が必要とする情報シンボル系列を伝送することができない場合には、先行的にＫ個のキャリアを用いて送信を行うこともできる。
［第７の実施態様］
図１０に示すように、移動局２０は、基地局１０からプリアンブルの受信確認の信号を受信した場合、受信確認されたプリアンブルが送信されたＭ個のキャリアの中からＬ個（ＬはＭ以下の自然数）のキャリアをキャリア選択制御手段２２によって選択し、送信制御手段２３によって上記選択したＬ個のキャリアで、他の移動局との衝突検知用のＬ個のプリアンブルを送信する様子を示している。ここでは、Ｎ＝４、Ｍ＝３、Ｌ＝２の一例を示している。
この処理は、複数の移動局２０から同一のタイミングで受信された同一のプリアンブルを、基地局１０が検出した場合には、その後のパケットの送信において、それら複数の移動局２０の信号が衝突する欠点を補うものである。即ち、この処理では、プリアンブルが検出された移動局２０のみが衝突検知用のプリアンブルの送信を行うため、複数の移動局２０のプリアンブル同士が再び同一の受信タイミングで基地局１０により検出される可能性が小さくなり、この後、衝突検知用のプリアンブルの受信確認がされたキャリアで情報シンボル系列の送信を行うことで、複数の移動局２０間でのパケットが衝突する確率を低減することができる。
なお、上記の図３〜図１０の実施態様は任意に組み合わせて実施してもよく、相乗的な効果が期待できる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明によれば、複数のキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式（マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡ）における複数のキャリアを持つという特徴を利用したプリアンブルの送信を行うことで、柔軟でかつ効率的なランダムアクセスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、各実施態様における移動通信システムの構成図である。
図２は、移動局の構成を示すブロック図である。
図３は、マルチキャリア／ＤＳ−ＣＤＭＡにおいて移動局が基地局にプリアンブルを送信してランダムアクセスする様子を示す図である。
図４Ａは、４個のキャリアの中から１個のキャリアを選択し１個のプリアンブルを送信する方法を示す図である。
図４Ｂは、４個のキャリアの中から４個のキャリアを選択し４個のプリアンブルを送信する方法を示す図である。
図５Ａは、基地局からの報知情報に基づいて、移動局によるキャリア選択方法及び選択個数を適応的に変化させる例を示す図である。
図５Ｂは、送信される情報シンボル系列の優先度や情報量に応じて選択個数を適応的に変化させる例を示す図である。
図６は、報知情報、送信される情報シンボル系列の優先度及び情報量、キャリアの個数等に基づき、プリアンブルの送信電力制御を行う例を示す図である。
図７Ａは、移動局から送信するキャリアすべてで同一の拡散符号を割り当てる様子を示す図である。
図７Ｂは、移動局から送信するキャリアで互いに異なる拡散符号を割り当てる様子を示す図である。
図８Ａは、第５の実施態様における移動通信システムの概略図である。
図８Ｂは、基地局−移動局間で予め定めたプリアンブルの拡散符号のパターンＡが用いられた状態を示す図である。
図８Ｃは、基地局−移動局間で予め定めたプリアンブルの拡散符号のパターンＢが用いられた状態を示す図である。
図９は、移動局が、受信確認されたプリアンブルのキャリアの中から選択されたキャリアで情報シンボル系列を送信する様子を示す図である。
図１０は、移動局が、受信確認されたプリアンブルのキャリアの中から選択されたキャリアで衝突検知用プリアンブルを送信する様子を示す図である。
図１１は、各移動局がそれぞれ独立に実行するプリアンブル送信方法に係る送信制御処理の流れ図である。
図１２は、情報シンボル系列の送信に関する送信制御処理の流れ図である。
図１３は、衝突検知用プリアンブルの送信に関する送信制御処理の流れ図である。
図１４は、プリアンブル送信プログラムの構成を示す機能ブロック図である。
図１５は、コンピュータデータ信号の構成を示す機能ブロック図である。
【図１】
2003041438.tif 000003
【図２】
2003041438.tif 000004
【図３】
2003041438.tif 000005
【図４Ａ】
2003041438.tif 000006
【図４Ｂ】
2003041438.tif 000007
【図５Ａ】
2003041438.tif 000008
【図５Ｂ】
2003041438.tif 000009
【図６】
2003041438.tif 000010
【図７Ａ】
2003041438.tif 000011
【図７Ｂ】
2003041438.tif 000012
【図８Ａ】
2003041438.tif 000013
【図８Ｂ】
2003041438.tif 000014
【図８Ｃ】
2003041438.tif 000015
【図９】
2003041438.tif 000016
【図１０】
2003041438.tif 000017
【図１１】
2003041438.tif 000018
【図１２】
2003041438.tif 000019
【図１３】
2003041438.tif 000020
【図１４】
2003041438.tif 000021
【図１５】
2003041438.tif 000022
【国際調査報告】
2003041438.tif 000023
2003041438.tif 000024
2003041438.tif 000025
2003041438.tif 000026