(57)【要約】  ランダムアクセスにおけるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる移動局。この移動局において、移動速度検出部（１０６）は、移動局（１００）の移動速度を検出し、フレーム選択部（１０５）は、配列パタン情報で示される配列パタンおよび移動速度に基づいて、複数のフレームの中からＲＡＣＨデータの送信に用いるいずれか１つのフレームを選択し、選択結果に従って、１ブロック当たりのシンボル数をブロック分割部（１１３）に出力するとともに、各ブロックの複製回数を複製部（１１４）に出力し、ブロック分割部（１１３）は、変調部（１１２）から順次入力されるＲＡＣＨデータシンボルをフレーム選択部（１０５）から入力される１ブロック当たりのシンボル数に従ってブロックに分割してＲＡＣＨデータブロックを生成し、複製部（１１４）は、フレーム選択部（１０５）から入力される複製回数に従ってＲＡＣＨデータブロックを複製する。
2007037414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が互いに異なる複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択する選択手段と、
選択されたフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信する送信手段と、
を具備する無線通信移動局装置。
【請求項２】
前記選択手段は、１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が移動速度に応じて互いに異なる前記複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項１記載の無線通信移動局装置。
【請求項３】
前記複数のフレームは、高速用フレームと、前記高速用フレームが有するサイクリック・プリフィクスおよびパイロットより少数のそれらを有する低速用フレームと、に分けられ、
移動速度を検出する検出手段、をさらに具備し、
前記選択手段は、検出された移動速度に応じて前記高速用フレームおよび前記低速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項２記載の無線通信移動局装置。
【請求項４】
前記選択手段は、選択対象とするフレームを、前記検出された移動速度に応じて変化させる、
請求項３記載の無線通信移動局装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記検出された移動速度がしきい値以上の場合は、選択対象とするフレームを前記高速用フレームに限定する、
請求項４記載の無線通信移動局装置。
【請求項６】
前記選択手段は、
前記検出された移動速度がしきい値以上の場合は、前記高速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択し、
前記検出された移動速度がしきい値未満の場合は、前記低速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項４記載の無線通信移動局装置。
【請求項７】
前記選択手段は、
前記検出された移動速度がしきい値以上の場合は、前記高速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択し、
前記検出された移動速度がしきい値未満の場合は、前記高速用フレームおよび前記低速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項４記載の無線通信移動局装置。
【請求項８】
前記高速用フレームおよび前記低速用フレームは互いに同一のフレーム長を有し、かつ、前記低速用フレームにおける周波数軸上でのＲＡＣＨデータ多重可能数は前記高速用フレームにおけるものより大きい、
請求項３記載の無線通信移動局装置。
【請求項９】
前記高速用フレームと前記低速用フレームの配列パタンを示す制御信号を無線通信基地局装置から受信する受信手段、をさらに具備し、
前記選択手段は、前記配列パタン基づいていずれか１つのフレームを選択する、
請求項３記載の無線通信移動局装置。
【請求項１０】
１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が互いに異なる複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択し、
選択したフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信する、
ＲＡＣＨデータ送信方法。  
【請求項１１】
ＲＡＣＨデータ送信用の複数の周波数帯域の各々に前記複数のフレームの各々を割り当てる、
請求項１０記載のＲＡＣＨデータ送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信移動局装置およびＲＡＣＨデータ送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＡＣＨ（Random Access Channel）は、上り方向の共通チャネルであり、ランダムアクセスが適用される。従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムでは、ＲＡＣＨデータの送信にSlotted ALOHA方式が用いられている（非特許文献１参照）。Slotted ALOHA方式では、ＲＡＣＨデータの送信タイミングが複数の無線通信移動局装置（以下、移動局という）間で同期化されるため、通常のALOHA方式に比べＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムでは、各移動局は、１５通りある送信タイミングの中からいずれか１つをランダムに選択してＲＡＣＨデータを送信する。
【非特許文献１】3GPP TS25.214 V6.6.0(2005-06), 6.Random access procedure
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
移動局がアイドル状態から発呼に移行する際に、Scheduled Channelを確立するために必要な情報（移動局識別情報、データタイプ、データサイズ、Ｑｏｓ情報等）をＲＡＣＨデータとして送信することが検討されている。よって、ＲＡＣＨデータの衝突が発生して無線通信基地局装置（以下、基地局という）が正しいＲＡＣＨデータを受信することができないと、移動局はScheduled Channelを確立することができず通信を行えない。【０００４】
このように、ＲＡＣＨデータは重要なデータであるため、衝突確率をより低減することが望まれている。【０００５】
本発明の目的は、ランダムアクセスにおけるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる移動局およびＲＡＣＨデータ送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の移動局は、１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が互いに異なる複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択する選択手段と、選択されたフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各移動局は、各移動局の状態に合わせた適切なフレームフォーマットを採るフレームの中からＲＡＣＨデータを送信するフレームを選択することができるので、ランダムアクセスにおけるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る移動局のブロック構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係る高速用フレーム
【図３】本発明の実施の形態１に係る低速用フレーム
【図４】本発明の実施の形態１に係る高速用フレームのスペクトル
【図５】本発明の実施の形態１に係る低速用フレームのスペクトル
【図６】本発明の実施の形態１に係るフレーム配列パタン
【図７】本発明の実施の形態２に係る移動局のブロック構成図
【図８】本発明の実施の形態２に係る高速用フレームのスペクトル
【図９】本発明の実施の形態２に係る低速用フレームのスペクトル
【図１０】フレーム配列パタンのバリエーション
【図１１】低速用フレームのバリエーション
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。【００１０】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る移動局は、IFDMA構成によるDistributed-FDMAによりＲＡＣＨデータを送信する。また、本実施の形態に係る移動局は、Slotted ALOHA方式によりＲＡＣＨデータを送信する。図１に本実施の形態に係る移動局の構成を示す。【００１１】
図１に示す移動局１００において、無線受信部１０２は、基地局から送信される制御信号をアンテナ１０１を介して受信し、この制御信号に対してダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の無線受信処理を施す。この制御信号には、ＲＡＣＨデータ送信用の各フレームの配列パタンを示す情報（配列パタン情報）と移動速度のしきい値とが含まれる。この制御信号は、復調部１０３で復調され、復号部１０４で復号されてフレーム選択部１０５に入力される。【００１２】
移動速度検出部１０６は、移動局１００の移動速度を検出してフレーム選択部１０５に出力する。【００１３】
フレーム選択部１０５は、配列パタン情報で示される配列パタンおよび移動速度に基づいて、複数のフレームの中からＲＡＣＨデータの送信に用いるいずれか１つのフレームを選択する。また、フレーム選択部１０５は、選択結果に従って、１ブロック当たりのシンボル数（ブロックサイズ）を決定してブロック分割部１０９，１１３に出力するとともに、各ブロックの複製回数を決定して複製部１１０，１１４に出力する。また、フレーム選択部１０５は、選択したフレームの種別を位相ベクトル選択部１０７に出力する。なお、フレーム選択の詳細については後述する。【００１４】
位相ベクトル選択部１０７は、フレーム選択部１０５から入力されるフレーム種別に基づいて複数の位相ベクトルの中からいずれか１つの位相ベクトルを選択して乗算部１１６に出力する。位相ベクトル選択の詳細については後述する。【００１５】
変調部１０８は、パイロットを変調してパイロットシンボルを生成し、ブロック分割部１０９に出力する。【００１６】
ブロック分割部１０９は、変調部１０８から順次入力されるパイロットシンボルをフレーム選択部１０５から入力されるブロックサイズに従ってブロックに分割してパイロットブロックを生成し、複製部１１０に出力する。【００１７】
複製部１１０は、フレーム選択部１０５から入力される複製回数に従ってパイロットブロックを複製して複数の同一パイロットブロックを生成し、多重部１１５に出力する。この複製により、パイロットブロックの周波数軸上におけるスペクトルは複製回数に応じた一定間隔にて周波数軸上に配置されるくしの歯状スペクトルとなるので、周波数軸上において複数の移動局のパイロットの多重（周波数軸上におけるパイロットのユーザ多重）が可能となる。【００１８】
符号化部１１１は、ＲＡＣＨデータを符号化して変調部１１２に出力する。【００１９】
変調部１１２は、符号化後のＲＡＣＨデータを変調してＲＡＣＨデータシンボルを生成し、ブロック分割部１１３に出力する。【００２０】
ブロック分割部１１３は、変調部１１２から順次入力されるＲＡＣＨデータシンボルをフレーム選択部１０５から入力されるブロックサイズに従ってブロックに分割してＲＡＣＨデータブロックを生成し、複製部１１４に出力する。【００２１】
複製部１１４は、フレーム選択部１０５から入力される複製回数に従ってＲＡＣＨデータブロックを複製して複数の同一ＲＡＣＨデータブロックを生成し、多重部１１５に出力する。この複製により、ＲＡＣＨデータブロックの周波数軸上におけるスペクトルは複製回数に応じた一定間隔にて周波数軸上に配置されるくしの歯状スペクトルとなるので、周波数軸上において複数の移動局のＲＡＣＨデータの多重（周波数軸上におけるＲＡＣＨデータのユーザ多重）が可能となる。【００２２】
多重部１１５は、パイロットブロックとＲＡＣＨデータブロックを時間多重して乗算部１１６に出力する。【００２３】
乗算部１１６は、パイロットブロックとＲＡＣＨデータブロックの各々に、位相ベクトル選択部１０７で選択された位相ベクトルを乗算して各ブロックの位相をシフトさせ、サイクリック・プリフィクス（ＣＰ：Cyclic Prefix）付加部１１７に出力する。【００２４】
ＣＰ付加部１１７は、各ブロックの先頭にそのブロックの後端部分をＣＰとして付加して、無線送信部１１８に出力する。各ブロックにＣＰを付加することにより、基地局では、遅延波の遅延時間がＣＰの時間長以内に収まる限り、符号間干渉（ＩＳＩ：IntersymbolInterference）を防止することができる。【００２５】
無線送信部１１８は、ＣＰ付加後の各ブロックに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の無線送信処理を行ってアンテナ１０１から基地局へ送信する。つまり、無線送信部１１８は、フレーム選択部１０５により選択されたフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信することになる。【００２６】
次いで、フレーム選択および位相ベクトル選択の詳細について説明する。【００２７】
まず、本実施の形態では、図２，３に示すように、１フレーム（フレーム長＝Ｔ）に有するＣＰの数およびパイロットブロックの数が互いに異なる２種類のフレームをＲＡＣＨデータの送信に用いる。図２に示すフレームは移動速度が高速な移動局用のフレーム（高速用フレーム）であり、図３に示すフレームは移動速度が低速な移動局用のフレーム（低速用フレーム）である。なお、高速用フレームのフレームフォーマットは、従来のフレームフォーマットと同一であり、移動速度が高速なためフェージングの影響を強く受ける移動局でも品質劣化を十分に抑えることができるフォーマットとなっている。つまり、高速用フレームのフレームフォーマットは、伝搬環境が最も劣悪な移動局を想定して設定される。【００２８】
図２，３に示すように、高速用フレームと低速用フレームはフレーム長が互いに同一であり、低速用フレームが有するＣＰの数およびパイロットブロックの数は高速用フレームのそれらより少ない。すなわち、高速用フレームでは、１フレームにパイロットブロック＃Ａ〜＃ＣおよびＲＡＣＨデータブロック＃１〜＃６の合計９個のブロックが含まれ、それら９個のブロックそれぞれに対しＣＰが付加されるのに対し、低速用フレームでは、１フレームにパイロットブロック＃ＡおよびＲＡＣＨデータブロック＃１，＃２の合計３個のブロックが含まれ、それら３個のブロックそれぞれに対しＣＰが付加される。よって、低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを高速用フレームのものより大きくすることができる。例えば、ここでは、ＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを、高速用フレームでは１２８シンボル、低速用フレームでは３８４シンボルとする。また、パイロットブロックのブロックサイズを、高速用フレームでは６４シンボル、低速用フレームでは３４シンボルとする。【００２９】
ここで、低速用フレームは低速で移動する移動局に使用されるフレームであり、高速用フレームは高速で移動する移動局に使用されるフレームであるため、フェージングの影響により生じる低速用フレームの品質劣化は高速用フレームに生じるものより小さくなる。よって、通信品質劣化を防ぐために低速用フレームに必要とされるパイロットの数およびＣＰの数は、高速用フレームに必要とされるものより少なくて済む。そこで、低速用フレームでは、高速用フレームより、パイロットブロックのブロックサイズを小さくするとともにパイロットブロックの数およびＣＰの数を少なくして、それらの減少分だけＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを大きくする。また、低速用フレームは低速で移動する移動局に使用されるフレームであるため、ＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを大きくしても、フェージングの影響による品質劣化は小さい。【００３０】
次いで、図４に高速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示し、図５に低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示す。高速用フレームおよび低速用フレーム共に、ＲＡＣＨデータ送信用の周波数帯域はＦで同一とする。上記のように低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズは高速用フレームのものより大きいので、低速用フレームでは、ＲＡＣＨデータのサンプル数を高速用フレームより増加させることができる。ＲＡＣＨデータのサンプル数をＮとした場合、周波数領域での１サブキャリアの幅ＳＷはＳＷ＝Ｆ／Ｎと表されるため、サンプル数の増加に伴い、周波数領域では１サブキャリアの幅が小さくなる。つまり、図４，５においてＳＷ２＜ＳＷ１となる。【００３１】
そして、１サブキャリアの幅が小さくなるほど周波数帯域Ｆに含めることができるサブキャリア数は多くなる。図４，５の例では、高速用フレームでは周波数帯域Ｆに１６個のサブキャリアｆ１〜ｆ１６を含めることができるのに対し、低速用フレームでは周波数帯域Ｆに２０個のサブキャリアｆ１〜ｆ２０を含めることができる。そして増加した分のサブキャリアを他の新たな移動局のＲＡＣＨデータに割り当てることが可能となる。例えば、図４では、移動局＃１にサブキャリアｆ１,ｆ５,ｆ９,ｆ１３、移動局＃２にサブキャリアｆ２,ｆ６,ｆ１０,ｆ１４、移動局＃３にサブキャリアｆ３,ｆ７,ｆ１１,ｆ１５、移動局＃４にサブキャリアｆ４,ｆ８,ｆ１２,ｆ１６を割り当てることができるのに対し、図５では、移動局＃１にサブキャリアｆ１,ｆ６,ｆ１１,ｆ１６、移動局＃２にサブキャリアｆ２,ｆ７,ｆ１２,ｆ１７、移動局＃３にサブキャリアｆ３,ｆ８,ｆ１３,ｆ１８、移動局＃４にサブキャリアｆ４,ｆ９,ｆ１４,ｆ１９を割り当て、さらにサブキャリアｆ５,ｆ１０,ｆ１５,ｆ２０を新たな移動局＃５に割り当てることができるようになる。このように、低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを高速用フレームのものより大きくすることにより、周波数軸上において低速用フレームには高速用フレームより多くのＲＡＣＨデータを多重することができ、低速用フレームにおける周波数軸上でのＲＡＣＨデータ多重可能数を高速用フレームにおけるものより大きくすることができる。つまり、周波数軸上において、低速用フレームでのＲＡＣＨデータのユーザ多重可能数を高速用フレームでのものより増加させることができる。図４，５に示す例では、ユーザ多重可能数を、高速用フレームでの４から低速用フレームでの５に増加させることができる。【００３２】
なお、同一移動局に対して割り当てるサブキャリア間の間隔は、フレーム選択部１０５にて決定されるブロックの複製回数により制御される。例えば、高速用フレームでは複製回数を３回（同一ブロックを４個）にすることにより、図４に示すように同一ブロックに対するスペクトルを４サブキャリア毎に配置することができる。一方、低速用フレームでは複製回数を４回（同一ブロックを５個）にすることにより同一ブロックに対するスペクトルを５サブキャリア毎に配置することができる。【００３３】
次いで、配列パタン情報で示される配列パタンの一例を図６に示す。この例では、フレーム＃１，＃４が高速用フレームであり、フレーム＃２，＃３，＃５，＃６が低速用フレームである。高速用フレームと低速用フレームの割合は、基地局が、その設置エリアの状況や時間帯等に応じて決定する。例えば、歩行者等の低速移動ユーザが多いエリアに設置された基地局は低速用フレームの割合を大きくし、高速道路付近等で高速移動ユーザが多いエリアに設置された基地局は低速用フレームの割合を小さくする。つまり、低速移動ユーザが多いほど低速用フレームの割合をより大きくする。一般に低速移動ユーザの数は高速移動ユーザの数より多いと考えられるため、図６に示す例では、低速用フレームの数を高速用フレームの数の２倍に設定した。このように、基地局が設置エリア等の状況に応じて高速用フレームと低速用フレームの割合を決めることにより、設置エリア等の状況に応じた最低の衝突確率を達成することができる。なお、上記のように従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムでは、ＲＡＣＨデータの送信において移動局が選択可能な送信タイミングは１５通りあるが、ここでは説明を簡単にするためにフレーム＃１〜＃６の６通りとした。【００３４】
フレーム選択部１０５は、図６に示す配列パタンに基づいて、いずれか１つのフレームを選択する。すなわち、フレーム選択部１０５は、図６に示すような配列パタンを採る高速用フレーム＃１，＃４および低速用フレーム＃２，＃３，＃５，＃６の中から、移動速度検出部１０６で検出された移動速度に応じて、いずれか１つのフレームをランダムに選択する。フレーム選択部１０５は、移動速度検出部１０６で検出された移動速度を移動速度のしきい値と比較し、検出された移動速度がしきい値以上の場合は高速用フレーム＃１，＃４の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択し、検出された移動速度がしきい値未満の場合は低速用フレーム＃２，＃３，＃５，＃６の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択する。つまり、フレーム選択部１０５は、選択対象とするフレームを検出された移動速度に応じて変化させ、検出された移動速度がしきい値以上の場合は、選択対象とするフレームを高速用フレームに限定する。【００３５】
そして、フレーム選択部１０５は、選択したフレーム種別に応じて決定したパイロットブロックのブロックサイズおよびＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズをブロック分割部１０９，１１３に出力するとともに、選択したフレーム種別に応じて決定した複製回数を複製部１１０，１１４に出力する。また、フレーム選択部１０５は、選択したフレーム種別を位相ベクトル選択部１０７に出力する。【００３６】
位相ベクトル選択部１０７は、ユーザ多重可能数分用意された複数の位相ベクトルの中からいずれか１つの位相ベクトルをランダムに選択して乗算部１１６に出力する。上記のようにユーザ多重可能数は高速用フレームと低速用フレームとで異なるため、選択対象となる位相ベクトルの数も高速用フレームと低速用フレームとで異なる。すなわち、図４の例では周波数軸上におけるシフト量は０，ＳＷ１，２×ＳＷ１，３×ＳＷ１の４つであるため、位相ベクトル選択部１０７は、フレーム選択部１０５において高速用フレームが選択された場合は、これら４つのシフト量にそれぞれ対応する４つの位相ベクトルの中からいずれか１つの位相ベクトルをランダムに選択する。一方、図５の例では周波数軸上におけるシフト量は０，ＳＷ２，２×ＳＷ２，３×ＳＷ２，４×ＳＷ２の５つであるため、位相ベクトル選択部１０７は、フレーム選択部１０５において低速用フレームが選択された場合は、これら５つのシフト量にそれぞれ対応する５つの位相ベクトルの中からいずれか１つの位相ベクトルをランダムに選択する。【００３７】
このように、本実施の形態によれば、低速用フレームでのユーザ多重可能数を増加させることができるため、低速移動する移動局から低速用フレームを用いてランダムに送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。【００３８】
また、一般に、高速移動する移動局の数は低速移動する移動局の数に比べて少ないと考えられるため、高速用フレームでのユーザ多重可能数を増加させなくても、高速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率は増加しない。むしろ、高速用フレームではフェージングの影響を強く受けるため、図２に示すように、低速用フレームよりもＲＡＣＨデータのブロックサイズを小さくするとともに、１フレーム当たりのパイロット数を多くすることが重要である。さらに、上記のように高速移動する移動局が選択可能なフレーム数を低速移動する移動局が選択可能なフレーム数より少なくしても、そもそも高速移動する移動局の数は低速移動する移動局の数に比べて少ないと考えられるため、高速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率は増加しない。【００３９】
つまり、本実施の形態によれば、各移動局の状態に合わせた適切なフレームフォーマットを採るフレームの中からＲＡＣＨデータを送信するフレームを選択することができるので、ＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。【００４０】
なお、フレーム選択部１０５が、移動局１００の移動速度がしきい値以上の場合は高速用フレーム＃１，＃４の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択し、しきい値未満の場合は全フレーム＃１〜＃６の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択するようにすることにより、移動速度が低速な場合に選択対象となるフレームを増加させることができるため、低速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率をさらに低減することができる。【００４１】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る移動局は、DFT-s-OFDMA構成によるLocalized-FDMAによりＲＡＣＨデータを送信する点において実施の形態１と相違する。図７に本実施の形態に係る移動局の構成を示す。図７において、実施の形態１（図１）と同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。【００４２】
図７に示す移動局３００において、フレーム選択部３０１は、配列パタン情報で示される配列パタンおよび移動速度に基づいて、複数のフレームの中からＲＡＣＨデータの送信に用いるいずれか１つのフレームを選択する。フレーム選択の詳細については実施の形態１と同様であるため説明を省略する。また、フレーム選択部３０１は、選択結果に従って、１ブロック当たりのシンボル数を決定しブロック分割部１０９，１１３に出力するとともに、サンプル数Ｍを決定しＩＤＦＴ（Inverse Desecrate Fourier Transform）部３０４，３０７に出力する。また、フレーム選択部３０１は、選択したフレームの種別をマッピング部３０３，３０６に出力する。【００４３】
ＤＦＴ（Desecrate Fourier Transform）部３０２は、パイロットブロックに対してＬ点ＤＦＴ（Ｌ＜Ｍ）を行ってパイロットブロックをＬ個のパイロット周波数成分に分解する。これらのＬ個のパイロット周波数成分はマッピング部３０３に並列に出力される。【００４４】
マッピング部３０３は、フレーム選択部３０１から入力されるフレーム種別に基づいてＩＤＦＴのＭ点に対する複数のマッピング範囲の中からいずれか１つのマッピング範囲を選択して、その範囲にＬ個のパイロット周波数成分をマッピングし、残りの範囲（Ｍ−Ｌ点）には０（ゼロ）をマッピングする。【００４５】
ＩＤＦＴ部３０４は、Ｌ個のパイロット周波数成分がいずれかの範囲にマッピングされたＭ点に対しＩＤＦＴを行ってパイロットブロック生成し、多重部１１５に出力する。【００４６】
ＤＦＴ部３０５は、ＲＡＣＨデータブロックに対してＬ点ＤＦＴ（Ｌ＜Ｍ）を行ってＲＡＣＨデータブロックをＬ個のＲＡＣＨデータ周波数成分に分解する。これらのＬ個のＲＡＣＨデータ周波数成分はマッピング部３０６に並列に出力される。【００４７】
マッピング部３０６は、フレーム選択部３０１から入力されるフレーム種別に基づいてＩＤＦＴのＭ点に対する複数のマッピング範囲の中からいずれか１つのマッピング範囲を選択して、その範囲にＬ個のＲＡＣＨデータ周波数成分をマッピングし、残りの範囲（Ｍ−Ｌ点）には０（ゼロ）をマッピングする。【００４８】
ＩＤＦＴ部３０７は、Ｌ個のＲＡＣＨデータ周波数成分がいずれかの範囲にマッピングされたＭ点に対しＩＤＦＴを行ってＲＡＣＨデータブロック生成し、多重部１１５に出力する。【００４９】
ここで、図８に高速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示し、図９に低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示す。図８，９において実施の形態１（図４，５）との相違点は、各移動局に割り当てられるサブキャリアが、実施の形態１では分散配置されるのに対し、本実施の形態では移動局毎にまとまって配置される点である。すなわち、本実施の形態では、例えば、図８では、移動局＃１にサブキャリアｆ１〜ｆ４、移動局＃２にサブキャリアｆ５〜ｆ８、移動局＃３にサブキャリアｆ９〜ｆ１２、移動局＃４にサブキャリアｆ１３〜ｆ１６を割り当てることができるのに対し、図９では、さらにサブキャリアｆ１７〜ｆ２０を新たな移動局＃５に割り当てることができる。このように、低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを高速用フレームのものより大きくすることにより、実施の形態１同様、周波数軸上において低速用フレームには高速用フレームより多くのＲＡＣＨデータを多重することができ、低速用フレームにおける周波数軸上でのＲＡＣＨデータ多重可能数を高速用フレームにおけるものより大きくすることができる。つまり、周波数軸上において、低速用フレームでのＲＡＣＨデータのユーザ多重可能数を高速用フレームでのものより増加させることができる。図８，９に示す例では、実施の形態１（図４，５）同様、ユーザ多重可能数を、高速用フレームでの４から低速用フレームでの５に増加させることができる。なお、図８，９に示す例によれば、フレーム選択部３０１は、高速用フレームを選択した場合はＩＤＦＴ部３０４，３０７にサンプル数Ｍ＝１６を出力し、低速用フレームを選択した場合はＩＤＦＴ部３０４，３０７にサンプル数Ｍ＝２０を出力する。【００５０】
また、マッピング部３０３，３０６でのマッピング範囲の選択は以下のようにして行われる。すなわち、上記のようにユーザ多重可能数は高速用フレームと低速用フレームとで異なるため、選択対象となるマッピング範囲の数も高速用フレームと低速用フレームとで異なる。すなわち、図８の例ではサブキャリアｆ１〜ｆ４、ｆ５〜ｆ８、ｆ９〜ｆ１２、ｆ１３〜ｆ１６の４つのマッピング範囲が存在するため、マッピング部３０３，３０６は、フレーム選択部３０１において高速用フレームが選択された場合は、これら４つのマッピング範囲の中からいずれか１つをランダムに選択する。一方、図９の例ではサブキャリアｆ１〜ｆ４、ｆ５〜ｆ８、ｆ９〜ｆ１２、ｆ１３〜ｆ１６、ｆ１７〜ｆ２０の５つのマッピング範囲が存在するため、マッピング部３０３，３０６は、フレーム選択部３０１において低速用フレームが選択された場合は、これら５つのマッピング範囲の中からいずれか１つをランダムに選択する。【００５１】
このようして、本実施の形態でも、実施の形態１同様の効果を得ることができる。【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明した。【００５３】
なお、上記実施の形態ではＲＡＣＨデータ送信用の周波数帯域が１つである場合について説明したが、図１０に示すようにＲＡＣＨデータ送信用の周波数帯域が複数（図１０ではＦＡ〜ＦＣの３つ）ある場合は、それら複数の周波数帯域の各々に高速用フレームと低速用フレームを各々割り当てる。つまり、いずれの送信タイミングにおいても、高速用フレームと低速用フレームの双方を送信可能とする。このような割当は、高速移動する移動局がかなり多い状況において有効であり、そのような状況において、高速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。【００５４】
また、上記実施の形態では、周波数軸上での多重数を増加させる場合について説明したが、図１１に示すように、低速用フレームにおいてパイロット減少分およびＣＰ減少分だけフレーム長を縮めることにより時間軸上での多重数を増加させることができる。例えば、図１１に示すように、低速フレームのフレーム長を高速フレームのフレーム長の５分の４とすることにより、所定時間当たりに送信可能な低速フレーム数を１.２５倍にすることができるため、時間軸上での多重数を増加させることができる。【００５５】
また、上記実施の形態の説明に用いたフレームは、サブフレームと称されることもある。【００５６】
また、上記実施の形態の説明に用いたＣＰはガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）と称されることもある。【００５７】
また、１ブロック当たりのシンボル数（ブロックサイズ）が２のべき乗である場合は、上記実施の形態の説明に用いたＤＦＴ，ＩＤＦＴに代えて、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform），ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を用いて処理を高速化することができる。【００５８】
また、上記実施の形態では説明を簡単にするためにフレーム種別を２種類としたが、これに限定されず、フレーム種別は３種類以上であっても上記同様にして本発明を実施することができる。【００５９】
また、無線通信移動局装置はUE、無線通信基地局装置はNode Bと表されることがある。【００６０】
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。【００６１】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。【００６２】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。【００６３】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。【００６４】
本明細書は、２００５年９月３０日出願の特願２００５−２８７６１９に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。
【図１】
2007037414.tif 000003
【図２】
2007037414.tif 000004
【図３】
2007037414.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月17日(2008.4.17)
【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】
１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が互いに異なる複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択する選択手段と、
選択されたフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信する送信手段と、
を具備する無線通信移動局装置。
【請求項２】
前記選択手段は、１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が移動速度に応じて互いに異なる前記複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項１記載の無線通信移動局装置。
【請求項３】
前記複数のフレームは、高速用フレームと、前記高速用フレームが有するサイクリック・プリフィクスおよびパイロットより少数のそれらを有する低速用フレームと、に分けられ、
移動速度を検出する検出手段、をさらに具備し、
前記選択手段は、検出された移動速度に応じて前記高速用フレームおよび前記低速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項２記載の無線通信移動局装置。
【請求項４】
前記選択手段は、選択対象とするフレームを、前記検出された移動速度に応じて変化させる、
請求項３記載の無線通信移動局装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記検出された移動速度がしきい値以上の場合は、選択対象とするフレームを前記高速用フレームに限定する、
請求項４記載の無線通信移動局装置。
【請求項６】
前記選択手段は、
前記検出された移動速度がしきい値以上の場合は、前記高速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択し、
前記検出された移動速度がしきい値未満の場合は、前記低速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項４記載の無線通信移動局装置。
【請求項７】
前記選択手段は、
前記検出された移動速度がしきい値以上の場合は、前記高速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択し、
前記検出された移動速度がしきい値未満の場合は、前記高速用フレームおよび前記低速用フレームの中からいずれか１つのフレームを選択する、
請求項４記載の無線通信移動局装置。
【請求項８】
前記高速用フレームおよび前記低速用フレームは互いに同一のフレーム長を有し、かつ、前記低速用フレームにおける周波数軸上でのＲＡＣＨデータ多重可能数は前記高速用フレームにおけるものより大きい、
請求項３記載の無線通信移動局装置。
【請求項９】
前記高速用フレームと前記低速用フレームの配列パタンを示す制御信号を無線通信基地局装置から受信する受信手段、をさらに具備し、
前記選択手段は、前記配列パタン基づいていずれか１つのフレームを選択する、
請求項３記載の無線通信移動局装置。
【請求項１０】
１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が互いに異なる複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択し、
選択したフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信する、
ＲＡＣＨデータ送信方法。  
【請求項１１】
ＲＡＣＨデータ送信用の複数の周波数帯域の各々に前記複数のフレームの各々を割り当てる、
請求項１０記載のＲＡＣＨデータ送信方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信移動局装置およびＲＡＣＨデータ送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＡＣＨ（Random Access Channel）は、上り方向の共通チャネルであり、ランダムアクセスが適用される。従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムでは、ＲＡＣＨデータの送信にSlotted ALOHA方式が用いられている（非特許文献１参照）。Slotted ALOHA方式では、ＲＡＣＨデータの送信タイミングが複数の無線通信移動局装置（以下、移動局という）間で同期化されるため、通常のALOHA方式に比べＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムでは、各移動局は、１５通りある送信タイミングの中からいずれか１つをランダムに選択してＲＡＣＨデータを送信する。
【非特許文献１】3GPP TS25.214 V6.6.0(2005-06), 6.Random access procedure
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
移動局がアイドル状態から発呼に移行する際に、Scheduled Channelを確立するために必要な情報（移動局識別情報、データタイプ、データサイズ、Ｑｏｓ情報等）をＲＡＣＨデータとして送信することが検討されている。よって、ＲＡＣＨデータの衝突が発生して無線通信基地局装置（以下、基地局という）が正しいＲＡＣＨデータを受信することができないと、移動局はScheduled Channelを確立することができず通信を行えない。
【０００４】
このように、ＲＡＣＨデータは重要なデータであるため、衝突確率をより低減することが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、ランダムアクセスにおけるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる移動局およびＲＡＣＨデータ送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の移動局は、１フレームに有するサイクリック・プリフィクスの数およびパイロットの数が互いに異なる複数のフレームの中からいずれか１つのフレームを選択する選択手段と、選択されたフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各移動局は、各移動局の状態に合わせた適切なフレームフォーマットを採るフレームの中からＲＡＣＨデータを送信するフレームを選択することができるので、ランダムアクセスにおけるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る移動局は、IFDMA構成によるDistributed-FDMAによりＲＡＣＨデータを送信する。また、本実施の形態に係る移動局は、Slotted ALOHA方式によりＲＡＣＨデータを送信する。図１に本実施の形態に係る移動局の構成を示す。
【００１０】
図１に示す移動局１００において、無線受信部１０２は、基地局から送信される制御信号をアンテナ１０１を介して受信し、この制御信号に対してダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の無線受信処理を施す。この制御信号には、ＲＡＣＨデータ送信用の各フレームの配列パタンを示す情報（配列パタン情報）と移動速度のしきい値とが含まれる。この制御信号は、復調部１０３で復調され、復号部１０４で復号されてフレーム選択部１０５に入力される。
【００１１】
移動速度検出部１０６は、移動局１００の移動速度を検出してフレーム選択部１０５に出力する。
【００１２】
フレーム選択部１０５は、配列パタン情報で示される配列パタンおよび移動速度に基づいて、複数のフレームの中からＲＡＣＨデータの送信に用いるいずれか１つのフレームを選択する。また、フレーム選択部１０５は、選択結果に従って、１ブロック当たりのシンボル数（ブロックサイズ）を決定してブロック分割部１０９，１１３に出力するとともに、各ブロックの複製回数を決定して複製部１１０，１１４に出力する。また、フレーム選択部１０５は、選択したフレームの種別を位相ベクトル選択部１０７に出力する。なお、フレーム選択の詳細については後述する。
【００１３】
位相ベクトル選択部１０７は、フレーム選択部１０５から入力されるフレーム種別に基づいて複数の位相ベクトルの中からいずれか１つの位相ベクトルを選択して乗算部１１６に出力する。位相ベクトル選択の詳細については後述する。
【００１４】
変調部１０８は、パイロットを変調してパイロットシンボルを生成し、ブロック分割部１０９に出力する。
【００１５】
ブロック分割部１０９は、変調部１０８から順次入力されるパイロットシンボルをフレーム選択部１０５から入力されるブロックサイズに従ってブロックに分割してパイロットブロックを生成し、複製部１１０に出力する。
【００１６】
複製部１１０は、フレーム選択部１０５から入力される複製回数に従ってパイロットブロックを複製して複数の同一パイロットブロックを生成し、多重部１１５に出力する。この複製により、パイロットブロックの周波数軸上におけるスペクトルは複製回数に応じた一定間隔にて周波数軸上に配置されるくしの歯状スペクトルとなるので、周波数軸上において複数の移動局のパイロットの多重（周波数軸上におけるパイロットのユーザ多重）が可能となる。
【００１７】
符号化部１１１は、ＲＡＣＨデータを符号化して変調部１１２に出力する。
【００１８】
変調部１１２は、符号化後のＲＡＣＨデータを変調してＲＡＣＨデータシンボルを生成し、ブロック分割部１１３に出力する。
【００１９】
ブロック分割部１１３は、変調部１１２から順次入力されるＲＡＣＨデータシンボルをフレーム選択部１０５から入力されるブロックサイズに従ってブロックに分割してＲＡＣＨデータブロックを生成し、複製部１１４に出力する。
【００２０】
複製部１１４は、フレーム選択部１０５から入力される複製回数に従ってＲＡＣＨデータブロックを複製して複数の同一ＲＡＣＨデータブロックを生成し、多重部１１５に出力する。この複製により、ＲＡＣＨデータブロックの周波数軸上におけるスペクトルは複製回数に応じた一定間隔にて周波数軸上に配置されるくしの歯状スペクトルとなるので、周波数軸上において複数の移動局のＲＡＣＨデータの多重（周波数軸上におけるＲＡＣＨデータのユーザ多重）が可能となる。
【００２１】
多重部１１５は、パイロットブロックとＲＡＣＨデータブロックを時間多重して乗算部１１６に出力する。
【００２２】
乗算部１１６は、パイロットブロックとＲＡＣＨデータブロックの各々に、位相ベクトル選択部１０７で選択された位相ベクトルを乗算して各ブロックの位相をシフトさせ、サイクリック・プリフィクス（ＣＰ：Cyclic Prefix）付加部１１７に出力する。
【００２３】
ＣＰ付加部１１７は、各ブロックの先頭にそのブロックの後端部分をＣＰとして付加して、無線送信部１１８に出力する。各ブロックにＣＰを付加することにより、基地局では、遅延波の遅延時間がＣＰの時間長以内に収まる限り、符号間干渉（ＩＳＩ：IntersymbolInterference）を防止することができる。
【００２４】
無線送信部１１８は、ＣＰ付加後の各ブロックに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の無線送信処理を行ってアンテナ１０１から基地局へ送信する。つまり、無線送信部１１８は、フレーム選択部１０５により選択されたフレームを用いてＲＡＣＨデータを送信することになる。
【００２５】
次いで、フレーム選択および位相ベクトル選択の詳細について説明する。
【００２６】
まず、本実施の形態では、図２，３に示すように、１フレーム（フレーム長＝Ｔ）に有するＣＰの数およびパイロットブロックの数が互いに異なる２種類のフレームをＲＡＣＨデータの送信に用いる。図２に示すフレームは移動速度が高速な移動局用のフレーム（高速用フレーム）であり、図３に示すフレームは移動速度が低速な移動局用のフレーム（低速用フレーム）である。なお、高速用フレームのフレームフォーマットは、従来のフレームフォーマットと同一であり、移動速度が高速なためフェージングの影響を強く受ける移動局でも品質劣化を十分に抑えることができるフォーマットとなっている。つまり、高速用フレームのフレームフォーマットは、伝搬環境が最も劣悪な移動局を想定して設定される。
【００２７】
図２，３に示すように、高速用フレームと低速用フレームはフレーム長が互いに同一であり、低速用フレームが有するＣＰの数およびパイロットブロックの数は高速用フレームのそれらより少ない。すなわち、高速用フレームでは、１フレームにパイロットブロック＃Ａ〜＃ＣおよびＲＡＣＨデータブロック＃１〜＃６の合計９個のブロックが含まれ、それら９個のブロックそれぞれに対しＣＰが付加されるのに対し、低速用フレームでは、１フレームにパイロットブロック＃ＡおよびＲＡＣＨデータブロック＃１，＃２の合計３個
のブロックが含まれ、それら３個のブロックそれぞれに対しＣＰが付加される。よって、低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを高速用フレームのものより大きくすることができる。例えば、ここでは、ＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを、高速用フレームでは１２８シンボル、低速用フレームでは３８４シンボルとする。また、パイロットブロックのブロックサイズを、高速用フレームでは６４シンボル、低速用フレームでは３４シンボルとする。
【００２８】
ここで、低速用フレームは低速で移動する移動局に使用されるフレームであり、高速用フレームは高速で移動する移動局に使用されるフレームであるため、フェージングの影響により生じる低速用フレームの品質劣化は高速用フレームに生じるものより小さくなる。よって、通信品質劣化を防ぐために低速用フレームに必要とされるパイロットの数およびＣＰの数は、高速用フレームに必要とされるものより少なくて済む。そこで、低速用フレームでは、高速用フレームより、パイロットブロックのブロックサイズを小さくするとともにパイロットブロックの数およびＣＰの数を少なくして、それらの減少分だけＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを大きくする。また、低速用フレームは低速で移動する移動局に使用されるフレームであるため、ＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを大きくしても、フェージングの影響による品質劣化は小さい。
【００２９】
次いで、図４に高速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示し、図５に低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示す。高速用フレームおよび低速用フレーム共に、ＲＡＣＨデータ送信用の周波数帯域はＦで同一とする。上記のように低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズは高速用フレームのものより大きいので、低速用フレームでは、ＲＡＣＨデータのサンプル数を高速用フレームより増加させることができる。ＲＡＣＨデータのサンプル数をＮとした場合、周波数領域での１サブキャリアの幅ＳＷはＳＷ＝Ｆ／Ｎと表されるため、サンプル数の増加に伴い、周波数領域では１サブキャリアの幅が小さくなる。つまり、図４，５においてＳＷ２＜ＳＷ１となる。
【００３０】
そして、１サブキャリアの幅が小さくなるほど周波数帯域Ｆに含めることができるサブキャリア数は多くなる。図４，５の例では、高速用フレームでは周波数帯域Ｆに１６個のサブキャリアｆ１〜ｆ１６を含めることができるのに対し、低速用フレームでは周波数帯域Ｆに２０個のサブキャリアｆ１〜ｆ２０を含めることができる。そして増加した分のサブキャリアを他の新たな移動局のＲＡＣＨデータに割り当てることが可能となる。例えば、図４では、移動局＃１にサブキャリアｆ１,ｆ５,ｆ９,ｆ１３、移動局＃２にサブキャリアｆ２,ｆ６,ｆ１０,ｆ１４、移動局＃３にサブキャリアｆ３,ｆ７,ｆ１１,ｆ１５、移動局＃４にサブキャリアｆ４,ｆ８,ｆ１２,ｆ１６を割り当てることができるのに対し、図５では、移動局＃１にサブキャリアｆ１,ｆ６,ｆ１１,ｆ１６、移動局＃２にサブキャリアｆ２,ｆ７,ｆ１２,ｆ１７、移動局＃３にサブキャリアｆ３,ｆ８,ｆ１３,ｆ１８、移動局＃４にサブキャリアｆ４,ｆ９,ｆ１４,ｆ１９を割り当て、さらにサブキャリアｆ５,ｆ１０,ｆ１５,ｆ２０を新たな移動局＃５に割り当てることができるようになる。このように、低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを高速用フレームのものより大きくすることにより、周波数軸上において低速用フレームには高速用フレームより多くのＲＡＣＨデータを多重することができ、低速用フレームにおける周波数軸上でのＲＡＣＨデータ多重可能数を高速用フレームにおけるものより大きくすることができる。つまり、周波数軸上において、低速用フレームでのＲＡＣＨデータのユーザ多重可能数を高速用フレームでのものより増加させることができる。図４，５に示す例では、ユーザ多重可能数を、高速用フレームでの４から低速用フレームでの５に増加させることができる。
【００３１】
なお、同一移動局に対して割り当てるサブキャリア間の間隔は、フレーム選択部１０５
にて決定されるブロックの複製回数により制御される。例えば、高速用フレームでは複製回数を３回（同一ブロックを４個）にすることにより、図４に示すように同一ブロックに対するスペクトルを４サブキャリア毎に配置することができる。一方、低速用フレームでは複製回数を４回（同一ブロックを５個）にすることにより同一ブロックに対するスペクトルを５サブキャリア毎に配置することができる。
【００３２】
次いで、配列パタン情報で示される配列パタンの一例を図６に示す。この例では、フレーム＃１，＃４が高速用フレームであり、フレーム＃２，＃３，＃５，＃６が低速用フレームである。高速用フレームと低速用フレームの割合は、基地局が、その設置エリアの状況や時間帯等に応じて決定する。例えば、歩行者等の低速移動ユーザが多いエリアに設置された基地局は低速用フレームの割合を大きくし、高速道路付近等で高速移動ユーザが多いエリアに設置された基地局は低速用フレームの割合を小さくする。つまり、低速移動ユーザが多いほど低速用フレームの割合をより大きくする。一般に低速移動ユーザの数は高速移動ユーザの数より多いと考えられるため、図６に示す例では、低速用フレームの数を高速用フレームの数の２倍に設定した。このように、基地局が設置エリア等の状況に応じて高速用フレームと低速用フレームの割合を決めることにより、設置エリア等の状況に応じた最低の衝突確率を達成することができる。なお、上記のように従来のＷ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムでは、ＲＡＣＨデータの送信において移動局が選択可能な送信タイミングは１５通りあるが、ここでは説明を簡単にするためにフレーム＃１〜＃６の６通りとした。
【００３３】
フレーム選択部１０５は、図６に示す配列パタンに基づいて、いずれか１つのフレームを選択する。すなわち、フレーム選択部１０５は、図６に示すような配列パタンを採る高速用フレーム＃１，＃４および低速用フレーム＃２，＃３，＃５，＃６の中から、移動速度検出部１０６で検出された移動速度に応じて、いずれか１つのフレームをランダムに選択する。フレーム選択部１０５は、移動速度検出部１０６で検出された移動速度を移動速度のしきい値と比較し、検出された移動速度がしきい値以上の場合は高速用フレーム＃１，＃４の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択し、検出された移動速度がしきい値未満の場合は低速用フレーム＃２，＃３，＃５，＃６の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択する。つまり、フレーム選択部１０５は、選択対象とするフレームを検出された移動速度に応じて変化させ、検出された移動速度がしきい値以上の場合は、選択対象とするフレームを高速用フレームに限定する。
【００３４】
そして、フレーム選択部１０５は、選択したフレーム種別に応じて決定したパイロットブロックのブロックサイズおよびＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズをブロック分割部１０９，１１３に出力するとともに、選択したフレーム種別に応じて決定した複製回数を複製部１１０，１１４に出力する。また、フレーム選択部１０５は、選択したフレーム種別を位相ベクトル選択部１０７に出力する。
【００３５】
位相ベクトル選択部１０７は、ユーザ多重可能数分用意された複数の位相ベクトルの中からいずれか１つの位相ベクトルをランダムに選択して乗算部１１６に出力する。上記のようにユーザ多重可能数は高速用フレームと低速用フレームとで異なるため、選択対象となる位相ベクトルの数も高速用フレームと低速用フレームとで異なる。すなわち、図４の例では周波数軸上におけるシフト量は０，ＳＷ１，２×ＳＷ１，３×ＳＷ１の４つであるため、位相ベクトル選択部１０７は、フレーム選択部１０５において高速用フレームが選択された場合は、これら４つのシフト量にそれぞれ対応する４つの位相ベクトルの中からいずれか１つの位相ベクトルをランダムに選択する。一方、図５の例では周波数軸上におけるシフト量は０，ＳＷ２，２×ＳＷ２，３×ＳＷ２，４×ＳＷ２の５つであるため、位相ベクトル選択部１０７は、フレーム選択部１０５において低速用フレームが選択された場合は、これら５つのシフト量にそれぞれ対応する５つの位相ベクトルの中からいずれか
１つの位相ベクトルをランダムに選択する。
【００３６】
このように、本実施の形態によれば、低速用フレームでのユーザ多重可能数を増加させることができるため、低速移動する移動局から低速用フレームを用いてランダムに送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。
【００３７】
また、一般に、高速移動する移動局の数は低速移動する移動局の数に比べて少ないと考えられるため、高速用フレームでのユーザ多重可能数を増加させなくても、高速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率は増加しない。むしろ、高速用フレームではフェージングの影響を強く受けるため、図２に示すように、低速用フレームよりもＲＡＣＨデータのブロックサイズを小さくするとともに、１フレーム当たりのパイロット数を多くすることが重要である。さらに、上記のように高速移動する移動局が選択可能なフレーム数を低速移動する移動局が選択可能なフレーム数より少なくしても、そもそも高速移動する移動局の数は低速移動する移動局の数に比べて少ないと考えられるため、高速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率は増加しない。
【００３８】
つまり、本実施の形態によれば、各移動局の状態に合わせた適切なフレームフォーマットを採るフレームの中からＲＡＣＨデータを送信するフレームを選択することができるので、ＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。
【００３９】
なお、フレーム選択部１０５が、移動局１００の移動速度がしきい値以上の場合は高速用フレーム＃１，＃４の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択し、しきい値未満の場合は全フレーム＃１〜＃６の中からいずれか１つのフレームをランダムに選択するようにすることにより、移動速度が低速な場合に選択対象となるフレームを増加させることができるため、低速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率をさらに低減することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る移動局は、DFT-s-OFDMA構成によるLocalized-FDMAによりＲＡＣＨデータを送信する点において実施の形態１と相違する。図７に本実施の形態に係る移動局の構成を示す。図７において、実施の形態１（図１）と同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
図７に示す移動局３００において、フレーム選択部３０１は、配列パタン情報で示される配列パタンおよび移動速度に基づいて、複数のフレームの中からＲＡＣＨデータの送信に用いるいずれか１つのフレームを選択する。フレーム選択の詳細については実施の形態１と同様であるため説明を省略する。また、フレーム選択部３０１は、選択結果に従って、１ブロック当たりのシンボル数を決定しブロック分割部１０９，１１３に出力するとともに、サンプル数Ｍを決定しＩＤＦＴ（Inverse Desecrate Fourier Transform）部３０４，３０７に出力する。また、フレーム選択部３０１は、選択したフレームの種別をマッピング部３０３，３０６に出力する。
【００４２】
ＤＦＴ（Desecrate Fourier Transform）部３０２は、パイロットブロックに対してＬ点ＤＦＴ（Ｌ＜Ｍ）を行ってパイロットブロックをＬ個のパイロット周波数成分に分解する。これらのＬ個のパイロット周波数成分はマッピング部３０３に並列に出力される。
【００４３】
マッピング部３０３は、フレーム選択部３０１から入力されるフレーム種別に基づいてＩＤＦＴのＭ点に対する複数のマッピング範囲の中からいずれか１つのマッピング範囲を選択して、その範囲にＬ個のパイロット周波数成分をマッピングし、残りの範囲（Ｍ−Ｌ点）には０（ゼロ）をマッピングする。
【００４４】
ＩＤＦＴ部３０４は、Ｌ個のパイロット周波数成分がいずれかの範囲にマッピングされたＭ点に対しＩＤＦＴを行ってパイロットブロック生成し、多重部１１５に出力する。
【００４５】
ＤＦＴ部３０５は、ＲＡＣＨデータブロックに対してＬ点ＤＦＴ（Ｌ＜Ｍ）を行ってＲＡＣＨデータブロックをＬ個のＲＡＣＨデータ周波数成分に分解する。これらのＬ個のＲＡＣＨデータ周波数成分はマッピング部３０６に並列に出力される。
【００４６】
マッピング部３０６は、フレーム選択部３０１から入力されるフレーム種別に基づいてＩＤＦＴのＭ点に対する複数のマッピング範囲の中からいずれか１つのマッピング範囲を選択して、その範囲にＬ個のＲＡＣＨデータ周波数成分をマッピングし、残りの範囲（Ｍ−Ｌ点）には０（ゼロ）をマッピングする。
【００４７】
ＩＤＦＴ部３０７は、Ｌ個のＲＡＣＨデータ周波数成分がいずれかの範囲にマッピングされたＭ点に対しＩＤＦＴを行ってＲＡＣＨデータブロック生成し、多重部１１５に出力する。
【００４８】
ここで、図８に高速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示し、図９に低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのスペクトルを示す。図８，９において実施の形態１（図４，５）との相違点は、各移動局に割り当てられるサブキャリアが、実施の形態１では分散配置されるのに対し、本実施の形態では移動局毎にまとまって配置される点である。すなわち、本実施の形態では、例えば、図８では、移動局＃１にサブキャリアｆ１〜ｆ４、移動局＃２にサブキャリアｆ５〜ｆ８、移動局＃３にサブキャリアｆ９〜ｆ１２、移動局＃４にサブキャリアｆ１３〜ｆ１６を割り当てることができるのに対し、図９では、さらにサブキャリアｆ１７〜ｆ２０を新たな移動局＃５に割り当てることができる。このように、低速用フレームのＲＡＣＨデータブロックのブロックサイズを高速用フレームのものより大きくすることにより、実施の形態１同様、周波数軸上において低速用フレームには高速用フレームより多くのＲＡＣＨデータを多重することができ、低速用フレームにおける周波数軸上でのＲＡＣＨデータ多重可能数を高速用フレームにおけるものより大きくすることができる。つまり、周波数軸上において、低速用フレームでのＲＡＣＨデータのユーザ多重可能数を高速用フレームでのものより増加させることができる。図８，９に示す例では、実施の形態１（図４，５）同様、ユーザ多重可能数を、高速用フレームでの４から低速用フレームでの５に増加させることができる。なお、図８，９に示す例によれば、フレーム選択部３０１は、高速用フレームを選択した場合はＩＤＦＴ部３０４，３０７にサンプル数Ｍ＝１６を出力し、低速用フレームを選択した場合はＩＤＦＴ部３０４，３０７にサンプル数Ｍ＝２０を出力する。
【００４９】
また、マッピング部３０３，３０６でのマッピング範囲の選択は以下のようにして行われる。すなわち、上記のようにユーザ多重可能数は高速用フレームと低速用フレームとで異なるため、選択対象となるマッピング範囲の数も高速用フレームと低速用フレームとで異なる。すなわち、図８の例ではサブキャリアｆ１〜ｆ４、ｆ５〜ｆ８、ｆ９〜ｆ１２、ｆ１３〜ｆ１６の４つのマッピング範囲が存在するため、マッピング部３０３，３０６は、フレーム選択部３０１において高速用フレームが選択された場合は、これら４つのマッピング範囲の中からいずれか１つをランダムに選択する。一方、図９の例ではサブキャリアｆ１〜ｆ４、ｆ５〜ｆ８、ｆ９〜ｆ１２、ｆ１３〜ｆ１６、ｆ１７〜ｆ２０の５つのマッピング範囲が存在するため、マッピング部３０３，３０６は、フレーム選択部３０１において低速用フレームが選択された場合は、これら５つのマッピング範囲の中からいずれか１つをランダムに選択する。
【００５０】
このようして、本実施の形態でも、実施の形態１同様の効果を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００５２】
なお、上記実施の形態ではＲＡＣＨデータ送信用の周波数帯域が１つである場合について説明したが、図１０に示すようにＲＡＣＨデータ送信用の周波数帯域が複数（図１０ではＦＡ〜ＦＣの３つ）ある場合は、それら複数の周波数帯域の各々に高速用フレームと低速用フレームを各々割り当てる。つまり、いずれの送信タイミングにおいても、高速用フレームと低速用フレームの双方を送信可能とする。このような割当は、高速移動する移動局がかなり多い状況において有効であり、そのような状況において、高速移動する移動局から送信されるＲＡＣＨデータの衝突確率を低減することができる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、周波数軸上での多重数を増加させる場合について説明したが、図１１に示すように、低速用フレームにおいてパイロット減少分およびＣＰ減少分だけフレーム長を縮めることにより時間軸上での多重数を増加させることができる。例えば、図１１に示すように、低速フレームのフレーム長を高速フレームのフレーム長の５分の４とすることにより、所定時間当たりに送信可能な低速フレーム数を１.２５倍にすることができるため、時間軸上での多重数を増加させることができる。
【００５４】
また、上記実施の形態の説明に用いたフレームは、サブフレームと称されることもある。
【００５５】
また、上記実施の形態の説明に用いたＣＰはガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）と称されることもある。
【００５６】
また、１ブロック当たりのシンボル数（ブロックサイズ）が２のべき乗である場合は、上記実施の形態の説明に用いたＤＦＴ，ＩＤＦＴに代えて、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform），ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を用いて処理を高速化することができる。
【００５７】
また、上記実施の形態では説明を簡単にするためにフレーム種別を２種類としたが、これに限定されず、フレーム種別は３種類以上であっても上記同様にして本発明を実施することができる。
【００５８】
また、無線通信移動局装置はUE、無線通信基地局装置はNode Bと表されることがある。
【００５９】
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００６０】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００６１】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【００６２】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００６３】
本明細書は、２００５年９月３０日出願の特願２００５−２８７６１９に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る移動局のブロック構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係る高速用フレーム
【図３】本発明の実施の形態１に係る低速用フレーム
【図４】本発明の実施の形態１に係る高速用フレームのスペクトル
【図５】本発明の実施の形態１に係る低速用フレームのスペクトル
【図６】本発明の実施の形態１に係るフレーム配列パタン
【図７】本発明の実施の形態２に係る移動局のブロック構成図
【図８】本発明の実施の形態２に係る高速用フレームのスペクトル
【図９】本発明の実施の形態２に係る低速用フレームのスペクトル
【図１０】フレーム配列パタンのバリエーション
【図１１】低速用フレームのバリエーション
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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