(57)【要約】【課題】ＲＡの成功率の向上を図ること。【解決手段】基地局１０は、プリアンブル検出部１０７と、分離チャネル推定部１３３と、復調復号部１１７とを有する。プリアンブル検出部１０７は、ランダムアクセス手順においてランダムアクセスプリアンブルの受信後に受信された受信信号に含まれているパス毎のパスタイミングを検出する。分離チャネル推定部１３３は、受信信号をパス毎のパスタイミング及びチャネルを用いて表した関係式を、異なるサンプル点において少なくともパスの数分複数特定し、特定した複数の関係式の相互関係に基づいて、パス毎にチャネルを特定する。復調復号部１１７は、パス毎に、分離チャネル推定部１３３が特定したチャネルを用いて受信信号に含まれるデータを復調する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムアクセス手順においてランダムアクセスプリアンブルの受信後に受信された受信信号に含まれているパス毎のパスタイミングを検出する検出部と、
前記受信信号を前記パス毎のパスタイミング及びチャネルを用いて表した関係式を、異なるサンプル点において少なくとも前記パスの数分複数特定し、特定した複数の関係式の相互関係に基づいて、前記パス毎にチャネルを特定する特定部と、
前記パス毎に、前記特定部が特定したチャネルを用いて前記受信信号に含まれるデータを復調する復調部と
を有することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記特定部は、
時間領域における前記受信信号を、前記パス毎のパスタイミングと、前記パス毎のチャネルと、前記受信信号に含まれる基準信号のレプリカとを用いて表した関係式を、時間領域における異なるサンプル点において少なくとも前記パスの数分複数特定し、特定した複数の関係式を満たす前記パス毎のチャネルを特定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記特定部は、
複数の異なる期間毎に前記関係式を特定し、それぞれの前記期間において、前記期間に含まれる所定数のサンプル点における受信信号が加算された信号と、前記期間に含まれる所定数のサンプル点における前記パス毎のパスタイミング、前記パス毎のチャネル、及び前記基準信号のレプリカを用いて表わされた受信信号が加算された信号とを用いて前記関係式を特定することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記特定部は、
複数の異なる期間毎、または、複数の異なるサンプル点から特定される関係式を、前記パスの数より多い数分特定し、その中からパス数分選択した関係式を満たす前記パス毎のチャネルを複数特定し、それらを平均して前記パス毎のチャネルを特定することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項５】
前記特定部は、
受信信号の周波数特性を示す合成チャネルを、前記パス毎に遅延プロファイルが周波数領域に変換された信号に該パスのチャネルを乗じた信号の和である第１の信号を用いて表した関係式を、周波数領域における異なる周波数のサンプル点において少なくとも前記パスの数分複数特定し、特定した複数の関係式を満たす前記パス毎のチャネルを特定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
前記特定部は、
複数の異なる周波数帯域毎に前記関係式を特定し、それぞれの前記周波数帯域において、前記周波数帯域に含まれる所定数の周波数のサンプル点における前記合成チャネルの値が加算された信号と、前記周波数帯域に含まれる所定数の周波数のサンプル点における前記第１の信号の値が加算された信号とを用いて前記関係式を特定することを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項７】
前記特定部は、
複数の異なる周波数帯域毎、または、周波数領域における異なる周波数のサンプル点から特定される関係式を、前記パスの数より多い数分特定し、その中からパス数分選択した関係式を満たす前記パス毎のチャネルを複数特定し、それらを平均して前記パス毎のチャネルを特定することを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項８】
基地局と、第一の通信端末と、第二の通信端末とを有する通信システムにおいて、
前記基地局は、
ランダムアクセス手順においてランダムアクセスプリアンブルの受信後に前記第一の通信端末及び前記第二の通信端末から受信した受信信号に含まれているパス毎のパスタイミングを検出する検出部と、
前記受信信号を前記パス毎のパスタイミング及びチャネルを用いて表した関係式を、異なるサンプル点において少なくとも前記パスの数分複数特定し、特定した複数の関係式の相互関係に基づいて、前記パス毎にチャネルを特定する特定部と、
前記パス毎に、前記特定部が特定したチャネルを用いて前記受信信号を復調することにより、前記受信信号から前記第一の通信端末より受信したデータと前記第二の通信端末より受信したデータとを復調する復調部と
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項９】
基地局が、
ランダムアクセス手順においてランダムアクセスプリアンブルの受信後に受信された受信信号に含まれているパス毎のパスタイミングを検出し、
前記受信信号を前記パス毎のパスタイミング及びチャネルを用いて表した関係式を、異なるサンプル点において少なくとも前記パスの数分複数特定し、特定した複数の関係式の相互関係に基づいて、前記パス毎にチャネルを特定し、
前記パス毎に、特定したチャネルを用いて前記受信信号に含まれるデータを復調する
処理を実行することを特徴とする基地局の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局、通信システム及び基地局の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムの標準化団体である３ＧＰＰ（3rd  Generation  Partnership  Project）では、「ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）」と呼ばれる通信規格が策定されている。ＬＴＥでは、基地局（以下では「ｅＮＢ」と呼ぶことがある）へのユーザ端末（以下では「ＵＥ（User  Equipment）」と呼ぶことがある）の初期アクセス時に、「ランダムアクセス手順」が実行される。以下では、ランダムアクセス（Random  Access）を「ＲＡ」と呼ぶことがある。
【０００３】
図１は、関連技術のＲＡ手順の一例を示す図である。ＲＡ手順は、ＵＥとｅＮＢとの間でのメッセージ（以下では「Ｍｓｇ」と呼ぶことがある）１〜４のやりとりを含む。すなわち、ＲＡ手順において、まずＵＥは、ＲＡプリアンブルをＭｓｇ１としてｅＮＢへ送信する。ＲＡプリアンブルには、ＲＡプリアンブルの識別子（identifier：ＩＤ）が含まれる。以下では、プリアンブルを「ＰＡ」と呼び、ＲＡプリアンブルの識別子を「ＰＡ−ＩＤ」と呼ぶことがある。ＲＡプリアンブルに含まれるＰＡ−ＩＤは、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤ（例えばＬＴＥでは６４個のＰＡ−ＩＤ）の中から、ＵＥによってランダムに選択される。
【０００４】
次いで、ＲＡプリアンブルを受信したｅＮＢは、ＲＡプリアンブルに対するＲＡレスポンスをＭｓｇ２としてＵＥへ送信する。ＲＡレスポンスには、ＲＡプリアンブルに含まれていたＰＡ−ＩＤと、上りリンクでのＭｓｇ３の送信用にｅＮＢが割り当てた上りリソースを示す情報（以下では「ＵＬ（UpLink）グラント」と呼ぶことがある）とが含まれる。
【０００５】
次いで、ＲＡレスポンスを受信したＵＥは、受信したＲＡレスポンスに、自端末が選択したＰＡ−ＩＤ、つまり、ＲＡプリアンブルに含めてｅＮＢへ送信したＰＡ−ＩＤが含まれているか否かを確認する。ＵＥは、受信したＲＡレスポンスに自端末が選択したＰＡ−ＩＤが含まれているときは、自端末を一意に特定可能な識別子、つまり、自端末の固有の識別子をデータとして含むＭｓｇ３を、ＵＬグラントに示された上りリソースを用いてｅＮＢへ送信する。以下では、各ＵＥに固有の識別子を「ＵＥ−ＩＤ」と呼ぶことがある。
【０００６】
次いで、ＵＬグラントに示した上りリソースを用いてＭｓｇ３を受信したｅＮＢは、Contention  ResolutionをＭｓｇ４としてＵＥへ送信する。Contention  Resolutionには、ｅＮＢがＭｓｇ３から検出したＵＥ−ＩＤが含まれる。
【０００７】
そして、Contention  Resolutionを受信したＵＥは、Contention  Resolutionの内容に基づいて、ＲＡの成否を判断する。ＵＥは、Contention  Resolutionに自端末のＵＥ−ＩＤが含まれているときはＲＡに成功したと判断し、Contention  Resolutionに自端末のＵＥ−ＩＤが含まれていないときはＲＡに失敗したと判断する。ＲＡに成功したＵＥは、ｅＮＢとユーザデータの通信を開始することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０９８７９号公報
【特許文献２】特開平１０−０９３５２９号公報
【特許文献３】特開平０８−２３７１９０号公報
【特許文献４】特開平０７−０６６７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図２は、課題の説明に供する図である。図２では、一例として、ＵＥ＃１とＵＥ＃２の２つのユーザ端末がｅＮＢに対してＲＡを行う場合について説明する。また、図２は、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とが、互いに同一のＲＡプリアンブルを同一のリソースを用いて送信した場合のＲＡ手順の一例である。
【００１０】
ステップＳ１１では、ＵＥ＃１は、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤの中から何れか一つのＰＡ−ＩＤをランダムに選択し、選択したＰＡ−ＩＤを含むＲＡプリアンブルをＭｓｇ１としてｅＮＢへ送信する。ステップＳ１１では、ＵＥ＃１は、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘを選択したものとする。
【００１１】
ステップＳ１３では、ＵＥ＃２は、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤから何れか一つのＰＡ−ＩＤをランダムに選択し、選択したＰＡ−ＩＤを含むＲＡプリアンブルをＭｓｇ１としてｅＮＢへ送信する。ステップＳ１３では、ＵＥ＃２は、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘを選択したものとする。つまり、ＵＥ＃２は、ＵＥ＃１が選択したＰＡ−ＩＤと同一のＰＡ−ＩＤを選択したものとする。また、ＵＥ＃２からのＲＡプリアンブルの送信は、ＵＥ＃１からのＲＡプリアンブルの送信と同一のリソースを用いて行われたものとする。
【００１２】
よって、ｅＮＢでは、ステップＳ１１でＵＥ＃１から受信したＲＡプリアンブルのＰＡ−ＩＤと、ステップＳ１３でＵＥ＃２から受信したＲＡプリアンブルのＰＡ−ＩＤとが、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘで同一になる。また、ＵＥ＃１からのＲＡプリアンブルの送信と、ＵＥ＃２からのＲＡプリアンブルの送信とは、同一のリソースを用いて行われている。このため、ｅＮＢでは、ＵＥ＃１から受信したＲＡプリアンブルと、ＵＥ＃２から受信したＲＡプリアンブルとが衝突してしまい、２つのＲＡプリアンブルの受信が同一のＲＡプリアンブルの複数回の受信として観測される。
【００１３】
そこで、ステップＳ１５では、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘを含むＲＡプリアンブルを検出したｅＮＢは、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘと、ＵＬグラント＝リソースＡとを含むＲＡレスポンスをＭｓｇ２として送信する。ＵＬグラントによって示される上りリソースは、時間と周波数とで規定される。
【００１４】
ステップＳ１７では、ＵＥ＃１は、受信したＲＡレスポンスに自端末が選択したＰＡ−ＩＤ、つまり、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているので、ＵＥ＃１のＵＥ−ＩＤとしてＵＥ−ＩＤ＝１１１をデータとして含むＭｓｇ３をリソースＡを用いてｅＮＢへ送信する。
【００１５】
ステップＳ１９では、ＵＥ＃２は、受信したＲＡレスポンスに自端末が選択したＰＡ−ＩＤ、つまり、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているので、ＵＥ＃２のＵＥ−ＩＤとしてＵＥ−ＩＤ＝２２２をデータとして含むＭｓｇ３をリソースＡを用いてｅＮＢへ送信する。
【００１６】
ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とは、共にリソースＡを用いて送信されるため、時間的に重なってｅＮＢに到達する。よって、ｅＮＢでは、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突してしまう。このように、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが時間的に重なって衝突している場合、ＵＥ＃２からのＭｓｇ３はＵＥ＃１からのＭｓｇ３に対して干渉となり、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３はＵＥ＃２からのＭｓｇ３に対して干渉となる。このため、ｅＮＢにおいてＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが時間的に重なったままでは、ｅＮＢは、ＵＥ＃１とＵＥ＃２のうち、伝搬環境が良好なＵＥからのＭｓｇ３だけを検出可能である。例えば、ＵＥ＃１の伝搬環境が良く、ＵＥ＃２の伝搬環境が悪い場合、ｅＮＢでは、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３だけが検出可能であり、ＵＥ＃２からのＭｓｇ３を検出することは困難である。
【００１７】
よって、ステップＳ２１では、ｅＮＢは、共にリソースＡで受信したＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３のうち、伝搬環境が良いＵＥ＃１からのＭｓｇ３からＵＥ−ＩＤ＝１１１を検出する。そして、ｅＮＢは、検出したＵＥ−ＩＤ＝１１１を含むContention  ResolutionをＭｓｇ４として送信する。
【００１８】
ステップＳ２３では、Contention  Resolutionを受信したＵＥ＃１は、受信したContention  Resolutionに自端末のＵＥ−ＩＤであるＵＥ−ＩＤ＝１１１が含まれているため、ＲＡに成功したと判断する。
【００１９】
一方で、ステップＳ２５では、Contention  Resolutionを受信したＵＥ＃２は、受信したContention  Resolutionに自端末のＵＥ−ＩＤであるＵＥ−ＩＤ＝２２２が含まれていないため、ＲＡに失敗したと判断する。
【００２０】
そして、ステップＳ２７では、ＵＥ＃２は、ＵＥ−ＩＤ＝２２２を含むContention  Resolutionを受信することなく、ステップＳ１９でのＭｓｇ３の送信から所定時間Ｔ経過したときは、ＰＡ−ＩＤを選択し直してＲＡプリアンブルを再送する。ステップＳ２７では、ＵＥ＃２は、ＰＡ−ＩＤ＝Ｙを選択したものとする。よって、ＵＥ＃２に対して、ＲＡ手順が再度実行される。
【００２１】
以上のように、図２では、ＵＥ＃１が送信したＲＡプリアンブルと、ＵＥ＃２が送信したＲＡプリアンブルとが同一である。このため、ＵＥ＃１からのＲＡプリアンブルの送信と、ＵＥ＃２からのＲＡプリアンブルの送信とが同一のリソースを用いて行われると、ｅＮＢにおいて、ＵＥ＃１からのＲＡプリアンブルとＵＥ＃２からのＲＡプリアンブルとが衝突してしまう。そして、ＲＡプリアンブルの衝突が発生した結果、ｅＮＢにおいて、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突してしまう。その結果、伝搬環境の悪いＵＥ＃２ではＲＡに失敗するため、ＵＥ＃２に対してＲＡ手順が繰り返し実行される。ＵＥ＃２に対するＲＡ手順の繰り返しの実行により、ＵＥ＃２についてのＲＡ手順の処理遅延が発生するとともに、ＵＥ＃２及びｅＮＢの消費電力が増大する。
【００２２】
ここで、選択候補のＰＡ−ＩＤの数には制限があるため（例えば、ＬＴＥでは６４個のＰＡ−ＩＤ）、ＵＥ数が増加するほど、ＲＡプリアンブルが衝突する可能性、及び、Ｍｓｇ３が衝突する可能性が増大するので、ＲＡの成功率は低下する。よって、ＵＥ数が増加するほど、ＲＡ手順の処理遅延時間、及び、ＵＥ及びｅＮＢの消費電力が増大する可能性が大きくなる。
【００２３】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ＲＡの成功率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
開示の態様では、基地局は、検出部と、特定部と、復調部とを有する。検出部は、ランダムアクセス手順においてランダムアクセスプリアンブルの受信後に受信された受信信号に含まれているパス毎のパスタイミングを検出する。特定部は、受信信号をパス毎のパスタイミング及びチャネルを用いて表した関係式を、異なるサンプル点において少なくともパスの数分複数特定し、特定した複数の関係式の相互関係に基づいて、パス毎にチャネルを特定する。復調部は、パス毎に、特定部が特定したチャネルを用いて受信信号に含まれるデータを復調する。
【発明の効果】
【００２５】
開示の態様によれば、ＲＡの成功率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、関連技術のＲＡ手順の一例を示す図である。
【図２】図２は、課題の説明に供する図である。
【図３】図３は、実施例１の通信システムの構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施例１の基地局の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、時間領域における受信信号のモデルを例示する図である。
【図６】図６は、実施例１のユーザ端末の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図８】図８は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図９】図９は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図１０】図１０は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図１１】図１１は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図１２】図１２は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図１３】図１３は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図１４】図１４は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。
【図１５】図１５は、実施例１の基地局の処理例の説明に供するフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施例１の通信システムの処理シーケンスの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、周波数領域における受信信号のモデルを例示する図である。
【図１８】図１８は、チャネル推定の他の例の説明に供する図である。
【図１９】図１９は、チャネル推定の他の例の説明に供する図である。
【図２０】図２０は、基地局のハードウェア構成例を示す図である。
【図２１】図２１は、ユーザ端末のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本願の開示する基地局、通信システム及び基地局の処理方法の実施例を図面に基づいて説明する。なお、この実施例により本願の開示する基地局、通信システム及び基地局の処理方法が限定されるものではない。また、各実施例において同一の機能を有する構成部、及び、同一の処理を行うステップには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【実施例１】
【００２８】
＜通信システムの構成例＞
図３は、実施例１の通信システムの構成の一例を示す図である。図３において、通信システム１は、ｅＮＢと、ＵＥ＃１と、ＵＥ＃２とを有する。ＵＥ＃１とＵＥ＃２とは互いに異なるユーザ端末である。ｅＮＢは、セルＣを形成する。ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、セルＣ内に位置する。ｅＮＢへのＵＥ＃１及びＵＥ＃２の初期アクセス時には、ＲＡ手順が実行される。ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、ＲＡ手順において、Ｍｓｇ１としてＲＡプリアンブルをｅＮＢへ送信する。また、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、ＲＡ手順において、データとしてＵＥ−ＩＤを含むＭｓｇ３をｅＮＢへ送信する。ｅＮＢは、ＲＡ手順において、Ｍｓｇ２としてＲＡレスポンスをＵＥ＃１及びＵＥ＃２へ送信する。また、ｅＮＢは、ＲＡ手順において、Ｍｓｇ４としてContention  ResolutionをＵＥ＃１及びＵＥ＃２へ送信する。以下では、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とを区別しない場合には、ＵＥと総称することがある。
【００２９】
セルＣ内での各ＵＥの識別には、「C-RNTI（Cell  Radio  Network  Temporary  Identifier）」が用いられることがある。C-RNTIは、セルＣ内において各ＵＥの専用の識別子であり、C-RNTIのビット数は、ＵＥ−ＩＤのビット数よりも小さい。また、ＲＡ手順においては、一時的な仮のC-RNTIであるTemporary  C-RNTI（以下では「TC-RNTI」と呼ぶことがある）が用いられることがある。TC-RNTIは、ＲＡ手順においてだけ用いられる仮のC-RNTIである。
【００３０】
ここで、ＵＥは通信端末の一例である。通信端末には、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の移動可能な端末の他に、スマートメータ等のＭＴＣ（Machine  Type  Communication）端末も含まれる。
【００３１】
＜基地局の構成例＞
図４は、実施例１の基地局の構成例を示すブロック図である。図４に示す基地局１０は、図３に示すｅＮＢに相当する。基地局１０は、例えば図４に示すように、アンテナ１０１と、無線受信部１０３と、プリアンブル取得部１０５と、プリアンブル検出部１０７と、プリアンブルタイミング記憶部１０９と、Ｍｓｇ３取得部１１１と、データ記憶部１１３とを有する。また、基地局１０は、チャネル推定部１１５と、復調復号部１１７と、レプリカ生成部１１９と、パスタイミング検出部１２１と、キャンセル部１２３と、タイミング制御部１２５とを有する。また、基地局１０は、メッセージ処理部１２７と、無線送信部１２９と、通信処理部１３１と、分離チャネル推定部１３３とを有する。
【００３２】
無線受信部１０３は、ＵＥからアンテナ１０１を介して受信した信号に対してダウンコンバート及びアナログ−デジタル変換等の無線受信処理を行ってベースバンドの受信信号を得る。無線受信部１０３は、ベースバンドの受信信号を、プリアンブル取得部１０５、Ｍｓｇ３取得部１１１、及び、通信処理部１３１へ出力する。
【００３３】
プリアンブル取得部１０５は、ベースバンドの受信信号からＲＡプリアンブルを取得し、取得したＲＡプリアンブルをプリアンブル検出部１０７へ出力する。ＲＡプリアンブルは、互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤ（例えばＬＴＥでは６４個のＰＡ−ＩＤ）のうちの何れか一つのＰＡ−ＩＤを含む。複数のＰＡ−ＩＤは、同一系列長の複数のプリアンブル系列にそれぞれ対応し、ＰＡ−ＩＤは、当該ＰＡ−ＩＤに対応するプリアンブル系列としてＲＡプリアンブルに含まれている。プリアンブル系列の一例としては、Zadoff−Chu系列がある。ＲＡプリアンブルは、ＲＡ手順において、Ｍｓｇ１としてＵＥから送信される。
【００３４】
プリアンブル検出部１０７は、ＲＡプリアンブルに含まれるＰＡ−ＩＤ、及び、ＲＡプリアンブルのパスタイミングを検出する。以下では、ＲＡプリアンブルのパスタイミングを「プリアンブルタイミング」と呼ぶことがある。また、プリアンブルタイミングを「ＰＡタイミング」と呼ぶことがある。プリアンブル検出部１０７は、検出したＰＡ−ＩＤをメッセージ処理部１２７へ出力し、ＰＡ−ＩＤ毎に検出したＰＡタイミングをプリアンブルタイミング記憶部１０９へ出力する。プリアンブル検出部１０７は、例えば、プリアンブル取得部１０５から入力されたＲＡプリアンブルと、ＰＡ−ＩＤ毎に異なる既知のプリアンブル系列（例えばＬＴＥでは６４個のプリアンブル系列）との相関値をそれぞれ算出する。そして、プリアンブル検出部１０７は、例えば、閾値以上の相関値が得られたプリアンブル系列に対応するＰＡ−ＩＤを、ＲＡプリアンブルに含まれたＰＡ−ＩＤとして検出する。また、プリアンブル検出部１０７は、例えば、閾値以上の相関値が得られたＲＡプリアンブルのタイミングを、該ＲＡプリアンブルのＰＡタイミングとして検出する。
【００３５】
プリアンブルタイミング記憶部１０９は、ＰＡ−ＩＤ毎に、ＰＡタイミングを記憶する。
【００３６】
Ｍｓｇ３取得部１１１は、メッセージ処理部１２７から入力されたＵＬグラントに従って、ベースバンドの受信信号からＭｓｇ３を取得し、取得したＭｓｇ３をデータ記憶部１１３へ出力する。Ｍｓｇ３は、ＲＡ手順において、ＲＡプリアンブルの送信後にＵＥから送信されるデータの一例である。
【００３７】
データ記憶部１１３は、Ｍｓｇ３取得部１１１から入力されたＭｓｇ３、及び、キャンセル部１２３によるキャンセル処理後のデータを記憶する。以下では、Ｍｓｇ３取得部１１１から入力されたＭｓｇ３、及び、キャンセル部１２３でのキャンセル処理後のデータを総称して「復調対象データ」と呼ぶことがある。
【００３８】
チャネル推定部１１５は、データ記憶部１１３に記憶されたＭｓｇ３に付加されているパイロットを取得する。そして、チャネル推定部１１５は、取得したパイロットを用いてチャネルを推定し、推定したチャネルを復調復号部１１７へ出力する。なお、データ記憶部１１３に記憶されたＭｓｇ３には、１つ又は複数のＵＥから送信され異なるパスを介して受信された信号が含まれる場合がある。そのため、データ記憶部１１３から取得したＭｓｇ３に付加されているパイロットを用いて推定されたチャネルは、それぞれのパスのチャネルを含む合成チャネルである。
【００３９】
復調復号部１１７は、タイミング制御部１２５からのタイミング制御に従って、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データを復調する。また、復調復号部１１７は、復調後のデータを復号し、復号後のデータをレプリカ生成部１１９及びメッセージ処理部１２７へ出力する。復調復号部１１７は、チャネル推定部１１５から入力されたチャネル、または、分離チャネル推定部１３３から入力されたチャネルを用いて、復調対象データを復調する。また、復調復号部１１７は、メッセージ処理部１２７から入力されるTC-RNTIを用いて、復調対象データを復号する。
【００４０】
レプリカ生成部１１９は、復調復号部１１７での復号後のデータを符号化及び変調してＭｓｇ３のレプリカを生成する。そして、レプリカ生成部１１９は、生成したレプリカをパスタイミング検出部１２１及びキャンセル部１２３へ出力する。
【００４１】
パスタイミング検出部１２１は、受信されたＭｓｇ３からキャンセルされるデータ（以下では「キャンセルデータ」と呼ぶことがある）のパスタイミング（以下では「キャンセルタイミング」と呼ぶことがある）を検出する。パスタイミング検出部１２１は、例えば、タイミング制御部１２５からのタイミング制御に従って、キャンセルタイミングを検出する。パスタイミング検出部１２１は、検出したキャンセルタイミングを、キャンセル部１２３及びタイミング制御部１２５へ出力する。パスタイミング検出部１２１は、例えば、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データと、レプリカ生成部１１９によって生成されたレプリカとの相関値を算出し、閾値以上の相関値が得られるタイミングをキャンセルタイミングとして検出する。
【００４２】
キャンセル部１２３は、パスタイミング検出部１２１で検出されたキャンセルタイミングに基づいて、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データからキャンセルデータをキャンセルする「キャンセル処理」を行う。キャンセル部１２３は、例えば、レプリカ生成部１１９で生成されたレプリカに、分離チャネル推定部１３３によって推定されたチャネルを乗算することによってキャンセルデータを生成する。そして、キャンセル部１２３は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データを、キャンセル処理後のデータによって更新する。
【００４３】
タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングを参照する。また、タイミング制御部１２５は、キャンセル処理の対象となったキャンセルタイミングを用いて、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングを更新する。タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングに基づいて、復調復号部１１７での復調タイミングを制御する。また、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングに基づいて、パスタイミング検出部１２１でのキャンセルタイミングの検出タイミングを制御する。また、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングに基づいて、各チャネルのパスタイミングを分離チャネル推定部１３３に通知する。
【００４４】
分離チャネル推定部１３３は、データ記憶部１１３に記憶されたＭｓｇ３に付加されているパイロットを取得する。そして、分離チャネル推定部１３３は、取得したパイロットの受信信号と、タイミング制御部１２５から通知されたチャネル毎のパスタイミングとに基づいて、受信信号からパス毎のチャネルを推定する。
【００４５】
ここで、チャネルの推定方法について説明する。ＲＡ手順では、複数のＵＥから同一のＰＡ−ＩＤを有するＲＡプリアンブルが、同一のリソースにおいて送信されると、ＲＡプリアンブルが衝突する。例えば２つのＵＥからのＲＡプリアンブルが衝突した場合、基地局１０で受信されるＭｓｇ３の受信信号ｙsは、例えば下記の式（１）のように表される。
【数１】
2017017487.tif 000003
ここで、ｈiはｉ番目のＵＥのチャネルを示し、ｓiはｉ番目のＵＥからの送信信号を示す。上記式（１）では、ｈ1はＵＥ＃１のチャネルを示し、ｈ2はＵＥ＃２のチャネルを示し、ｓ1はＵＥ＃１からの送信信号を示し、ｓ2はＵＥ＃２からの送信信号を示す。なお、上記式（１）では、マルチパスが省略されている。
【００４６】
例えばＵＥ＃１からの送信信号ｓ1の受信に成功した場合、ＵＥ＃１のチャネルｈ1が正しく推定されていれば、下記の式（２）に示すように、受信信号ｙsから送信信号ｓ1をキャンセルすることにより、ＵＥ＃２からの送信信号ｓ2を復調することができる。
【数２】
2017017487.tif 000004
【００４７】
しかし、ＲＡ手順において複数のＵＥからのＲＡプリアンブルが衝突した場合、各ＵＥが同一の伝搬路推定信号（パイロット信号）を使用しているため、受信信号ｙsからは、例えば下記の式（３）に示すように、各チャネルが合成された合成チャネルが推定される。
【数３】
2017017487.tif 000005
ここで、ｙpは受信パイロット信号を示し、ｐは送信されたパイロット信号を示す。また、ｎ及びｎ’は雑音信号を示し、ｃｈestは推定された合成チャネルを示す。また、ｐ*はパイロット信号ｐの複素共役を示す。
【００４８】
ＣＤＭＡ（Code  Division  Multiple  Access）方式のように拡散コード符号が用いられる場合には、各パスの信号が時間的に重なった場合でも、符号の直交性によりパス毎にチャネルを分離及び推定することができる。また、パイロット信号に直交性の高い波形を用いることで、干渉チャネルを抑圧することも可能である。しかし、例えばＬＴＥの上りリンクで使用されているＳＣ−ＦＤＭＡ方式等では、上記式（３）のように合成チャネルｃｈestが推定される。そのため、分離チャネル推定部１３３は、パス毎のチャネルを推定する。なお、本明細書では、ＬＴＥ仕様をベースに説明を行うが、開示の技術の適用範囲はＬＴＥに限ったものではない。
【００４９】
分離チャネル推定部１３３は、受信信号に含まれる各パスのタイミングをタイミング制御部１２５から取得する。そして、分離チャネル推定部１３３は、各パスのパスタイミング、既知の送信信号のレプリカ、及び、パス毎のチャネル（推定したい分離チャネル）を用いて受信信号を表し、検出したパス数以上のサンプル点の相互の関係から、分離チャネルを算出する。例えば、分離チャネル推定部１３３は、分離チャネルを変数として、受信信号を表す関係式を含む連立方程式を特定する。
【００５０】
図５は、時間領域における受信信号のモデルを例示する図である。図５に示したモデルで示される受信信号は、例えば下記の式（４）で表される。
【数４】
2017017487.tif 000006
上記式（４）において、ｙ（ｔ）は受信パイロット信号を示し、ＤＭＲＳreplica（ｔ）はパイロット信号のレプリカを示し、ｈiはｉ番目のパスにおけるチャネルを示し、τiはｉ番目のパスの遅延時間（パスタイミング）を示し、ｎ（ｔ）は雑音を示す。パイロット信号は、基準信号の一例である。
【００５１】
ＲＡ手順において、ＲＡプリアンブルの受信時の各パスのパスタイミングは、プリアンブル検出部１０７によって検出される。そのため、各パスの遅延時間τiは既知である。また、各ＵＥは基地局１０から指定されたパイロット信号を使用するため、基地局１０は各ＵＥから送信されるパイロット信号ＤＭＲＳreplica（ｔ）も把握している。ｙ（ｔ）は受信信号なので、残りのチャネルｈiが未知の変数となる。ただし、雑音の影響が残るため、本実施例では、複数のサンプルを加算した結果を使用する。なお、複数のサンプルについて時間平均を行った結果を使用してもよい。
【００５２】
パス数が２の場合、分離チャネル推定部１３３は、例えば下記の式（５）に示す複数の関係式を特定する。式（５）には、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの期間のサンプルを加算した結果を用いた関係式、及び、時刻ｔ3から時刻ｔ4までの期間のサンプルを加算した結果を用いた関係式が含まれている。
【数５】
2017017487.tif 000007
【００５３】
上記式（５）は、２つのパスのそれぞれのチャネルであるｈ0及びｈ1を変数とする連立方程式となっている。また、上記式（５）には、受信信号ｙ（ｔ）を、パス毎のパスタイミングτi及びチャネルｈiを用いて表した関係式が複数含まれている。また、上記式（５）には、少なくともチャネルを求めるパスの数分の関係式が含まれている。上記式（５）では、チャネルを求めるパスの数が２であるため、２つの関係式が含まれている。なお、チャネルを求めるパスの数分以上の関係式が含まれていれば、上記式（５）には、３つ以上の関係式が含まれていてもよい。
【００５４】
また、上記式（５）に含まれる各関係式では、時間領域における受信信号ｙ（ｔ）が、パス毎のパスタイミングτiと、パス毎のチャネルｈiと、受信信号ｙ（ｔ）に含まれているパイロット信号のレプリカＤＭＲＳreplica（ｔ）とを用いて表されている。そして、上記式（５）に含まれている各関係式は、時間領域の異なるサンプル点において特定された関係式となっている。
【００５５】
また、上記式（５）では、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの期間、及び、時刻ｔ3から時刻ｔ4までの期間のように、複数の異なる期間毎に関係式が特定される。上記式（５）の左辺は、期間に含まれる所定数のサンプル点における受信信号ｙ（ｔ）が加算された信号を示す。また、上記式（５）の右辺は、期間に含まれる所定数のサンプル点におけるパス毎のパスタイミングτiと、パス毎のチャネルｈiと、基準信号のレプリカＤＭＲＳreplica（ｔ）とを用いて表わされた受信信号が加算された信号を示す。なお、上記式（５）に含まれる各関係式は、サンプル点の数で左辺及び右辺を割ることにより平均化されてもよい。また、各関係式で用いられる期間内のサンプル点は、必ずしも連続するサンプル点でなくてもよい。また、各関係式に用いられるサンプル点が含まれる期間は、互いに一部が重なってもよく、離れていてもよい。
【００５６】
分離チャネル推定部１３３は、上記式（５）に基づいてチャネルｈ0及びｈ1を推定する。これにより、分離チャネル推定部１３３は、ＲＡ手順において複数のＵＥからのＲＡプリアンブルが衝突した場合であっても、それぞれのＵＥから送信された信号のチャネルを精度よく推定することができる。そして、パス毎に推定されたチャネルを用いることにより、復調復号部１１７は、それぞれのＵＥから送信されたＭｓｇ３を精度よく復調及び復号することができる。
【００５７】
メッセージ処理部１２７は、Ｍｓｇ２及びＭｓｇ４を生成する。メッセージ処理部１２７は、プリアンブル検出部１０７で検出されたＰＡ−ＩＤに基づいて、Ｍｓｇ２としてＲＡレスポンスを生成し、生成したＲＡレスポンスを符号化及び変調する。メッセージ処理部１２７は、変調後のＲＡレスポンスを無線送信部１２９へ出力する。また、メッセージ処理部１２７は、Ｍｓｇ３用のＵＬグラントを決定し、決定したＵＬグラントをＲＡレスポンスに含めるとともに、Ｍｓｇ３取得部１１１へ出力する。また、メッセージ処理部１２７は、決定したＵＬグラントに対応するTC-RNTIをＲＡレスポンスに含める。また、メッセージ処理部１２７は、復調復号部１１７での復号後のデータに基づいて、Ｍｓｇ４としてのContention  Resolutionを生成し、生成したContention  Resolutionを符号化及び変調する。そして、メッセージ処理部１２７は、変調後のContention  Resolutionを無線送信部１２９へ出力する。また、メッセージ処理部１２７は、決定したＵＬグラントに対応するTC-RNTIを復調復号部１１７へ出力する。また、メッセージ処理部１２７は、各ＵＥにC-RNTIを割り当て、割り当てたC-RNTIを通信処理部１３１へ出力する。
【００５８】
通信処理部１３１は、ベースバンドの受信信号からユーザデータを取得し、取得したユーザデータをC-RNTIを用いて復調及び復号し、復号後のユーザデータを出力する。また、通信処理部１３１は、送信対象のユーザデータをC-RNTIを用いて符号化及び変調し、変調後のユーザデータを無線送信部１２９へ出力する。
【００５９】
無線送信部１２９は、変調後のＲＡレスポンス、変調後のContention  Resolution、及び、変調後のユーザデータに対してデジタル−アナログ変換及びアップコンバート等の無線送信処理を行って無線信号を得る。無線送信部１２９は、無線信号をアンテナ１０１を介して送信する。
【００６０】
＜ユーザ端末の構成例＞
図６は、実施例１のユーザ端末の構成例を示すブロック図である。図６に示すユーザ端末２０は、図３に示すＵＥ＃１及びＵＥ＃２に相当する。ユーザ端末２０は、例えば図６に示すように、プリアンブル処理部２０１と、メッセージ処理部２０３と、無線送信部２０５と、アンテナ２０７と、無線受信部２０９と、ＲＡ制御部２１１と、通信処理部２１３とを有する。
【００６１】
プリアンブル処理部２０１は、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤ（例えばＬＴＥでは６４個のＰＡ−ＩＤ）の中から何れか一つのＰＡ−ＩＤをランダムに選択し、選択したＰＡ−ＩＤを含むＲＡプリアンブルを生成する。複数のＰＡ−ＩＤは、同一系列長の複数のプリアンブル系列にそれぞれ対応し、プリアンブル処理部２０１は、選択したＰＡ−ＩＤに対応するプリアンブル系列をＲＡプリアンブルに含める。プリアンブル処理部２０１は、生成したＲＡプリアンブルをＭｓｇ１として無線送信部２０５へ出力する。また、プリアンブル処理部２０１は、選択したＰＡ−ＩＤをＲＡ制御部２１１へ出力する。
【００６２】
メッセージ処理部２０３は、Ｍｓｇ３を生成する。メッセージ処理部２０３は、ＲＡ制御部２１１から入力されるTC-RNTIを用いて、ＵＥ−ＩＤを含むＭｓｇ３を符号化及び変調する。メッセージ処理部２０３は、変調後のＭｓｇ３を、ＲＡ制御部２１１から入力されるＵＬグラントに示された上りリソースにマッピングし、マッピング後のＭｓｇ３を無線送信部２０５へ出力する。
【００６３】
無線受信部２０９は、基地局１０からアンテナ２０７を介して受信した信号に対してダウンコンバート及びアナログ−デジタル変換等の無線受信処理を行ってベースバンドの受信信号を得る。そして、無線受信部２０９は、ベースバンドの受信信号をＲＡ制御部２１１及び通信処理部２１３へ出力する。
【００６４】
ＲＡ制御部２１１は、ベースバンドの受信信号からＲＡレスポンスを取得する。ＲＡレスポンスには、ＰＡ−ＩＤ、TC-RNTI及びＵＬグラントが含まれている。ＲＡ制御部２１１は、ＲＡレスポンスからＰＡ−ＩＤ、TC-RNTI及びＵＬグラントを取得する。ＲＡ制御部２１１は、プリアンブル処理部２０１から入力されたＰＡ−ＩＤと、ＲＡレスポンスから取得したＰＡ−ＩＤとが一致するか否かを判断する。ＲＡ制御部２１１は、ＲＡレスポンスから取得したTC-RNTI及びＵＬグラントをメッセージ処理部２０３へ出力する。また、ＲＡ制御部２１１は、ベースバンドの受信信号からContention  Resolutionを取得する。Contention  Resolutionには、ＵＥ−ＩＤ及びC-RNTIが含まれている。ＲＡ制御部２１１は、Contention  ResolutionからＵＥ−ＩＤ及びC-RNTIを取得する。ＲＡ制御部２１１は、Contention  Resolutionから取得したＵＥ−ＩＤに基づいて、ＲＡの成否を判断する。ＲＡ制御部２１１は、ＲＡに成功したと判断したときは、Contention  Resolutionから取得したC-RNTIを通信処理部２１３へ出力する。
【００６５】
通信処理部２１３は、ベースバンドの受信信号からユーザデータを取得し、取得したユーザデータをC-RNTIを用いて復調及び復号し、復号後のユーザデータを出力する。また、通信処理部２１３は、送信対象のユーザデータをC-RNTIを用いて符号化及び変調し、変調後のユーザデータを無線送信部２０５へ出力する。
【００６６】
無線送信部２０５は、ＲＡプリアンブル、変調後のＭｓｇ３、及び、変調後のユーザデータに対してデジタル−アナログ変換及びアップコンバート等の無線送信処理を行って無線信号を得る。そして、無線送信部２０５は、無線信号をアンテナ２０７を介して送信する。
【００６７】
＜基地局及びユーザ端末の動作例＞
図７〜図１４は、実施例１の基地局の動作例の説明に供する図である。以下では、一例として、ＵＥ＃１からのＲＡプリアンブル及びＭｓｇ３が２つのパスを通って基地局１０に到達し、ＵＥ＃２からのＲＡプリアンブル及びＭｓｇ３が、ＵＥ＃１からのパスとは異なる２つのパスを通って基地局１０に到達する場合について説明する。以下に説明する動作例で挙げるＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、図６に示したユーザ端末２０に相当する。
【００６８】
ＵＥ＃１において、プリアンブル処理部２０１は、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤの中から例えばＰＡ−ＩＤ＝Ｘを選択し、無線送信部２０５は、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘを含むＲＡプリアンブルをＭｓｇ１として基地局１０へ送信する。ＵＥ＃１からのＲＡプリアンブルは、パス１及びパス２の２つのパスをそれぞれ通って基地局１０へ到達する。また、ＵＥ＃１のプリアンブル処理部２０１は、ＰＡ−ＩＤ＝ＸをＲＡ制御部２１１へ出力する。
【００６９】
一方、ＵＥ＃２において、プリアンブル処理部２０１は、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤの中から例えばＰＡ−ＩＤ＝Ｘを選択し、無線送信部２０５は、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘを含むＲＡプリアンブルをＭｓｇ１として基地局１０へ送信する。また、ＵＥ＃２のプリアンブル処理部２０１は、ＰＡ−ＩＤ＝ＸをＲＡ制御部２１１へ出力する。ここで、ＵＥ＃２は、ＵＥ＃１がＲＡプリアンブルを送信したリソースと同一のリソースでＲＡプリアンブルを送信したものとする。つまり、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とが、互いに同一のＲＡプリアンブルを同一のリソースを用いて送信したものとする。ＵＥ＃２からのＲＡプリアンブルは、パス３及びパス４の２つのパスをそれぞれ通って基地局１０へ到達する。よって、基地局１０は、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とから同一のリソースで送信され、かつ、互いに異なるパス１、パス２、パス３及びパス４の４つのパスをそれぞれ通った４つのＲＡプリアンブルを受信する。
【００７０】
プリアンブル検出部１０７は、ＲＡプリアンブルに含まれるＰＡ−ＩＤを検出する。受信された４つのＲＡプリアンブルのＰＡ−ＩＤはすべてＸで同一であるため、プリアンブル検出部１０７は、４つのＲＡプリアンブルのすべてからＰＡ−ＩＤ＝Ｘを検出する。プリアンブル検出部１０７は、４回検出されたＰＡ−ＩＤがすべてＸで同一であるため、４回の検出に対して１回だけＰＡ−ＩＤ＝Ｘをメッセージ処理部１２７へ出力する。
【００７１】
また、プリアンブル検出部１０７は、例えば、図７に示す４つのＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４を検出して、図７に示す遅延プロファイルを取得する。ＰＡタイミングＰＴ１は、ＵＥ＃１からパス１を通って基地局１０に受信されたＲＡプリアンブルのパスタイミングである。ＰＡタイミングＰＴ２は、ＵＥ＃１からパス２を通って基地局１０に受信されたＲＡプリアンブルのパスタイミングである。ＰＡタイミングＰＴ３は、ＵＥ＃２からパス３を通って基地局１０に受信されたＲＡプリアンブルのパスタイミングである。ＰＡタイミングＰＴ４は、ＵＥ＃２からパス４を通って基地局１０に受信されたＲＡプリアンブルのパスタイミングである。例えば、ＰＡタイミングＰＴ１は、基地局１０の基準タイミングＳＴに対してτだけ遅延し、ＰＡタイミングＰＴ２は、ＰＡタイミングＰＴ１に対してτ１だけ遅延している。また、ＰＡタイミングＰＴ３は、ＰＡタイミングＰＴ２に対してτ２だけ遅延し、ＰＡタイミングＰＴ４は、ＰＡタイミングＰＴ３に対してτ３だけ遅延している。
【００７２】
このように、基地局１０では、受信された４つのＲＡプリアンブルのＰＡ−ＩＤはすべてＸで同一であるため、ＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４が、同一のＲＡプリアンブルのマルチパスのタイミングとして観測される。すなわち、ＰＡタイミングＰＴ１は先行波に相当し、ＰＡタイミングＰＴ２は第一遅延波に相当し、ＰＡタイミングＰＴ３は第二遅延波に相当し、ＰＡタイミングＰＴ４は第三遅延波に相当する。
【００７３】
プリアンブル検出部１０７は、遅延τをメッセージ処理部１２７へ出力する。また、プリアンブル検出部１０７は、図７に示す遅延プロファイルを−τだけシフトさせ、シフト後の遅延プロファイルをプリアンブルタイミング記憶部１０９へ出力する。図７に示す遅延プロファイルを−τだけシフトさせることにより、図８に示すように、ＰＡタイミングＰＴ１が基地局１０の基準タイミングＳＴに一致する。よって、プリアンブルタイミング記憶部１０９には、図８に示すＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４が記憶される。プリアンブルタイミング記憶部１０９では、ＰＡタイミングＰＴ１は、基準タイミングＳＴに対して遅延ゼロのタイミングであり、ＰＡタイミングＰＴ２は、基準タイミングＳＴに対して遅延τ１のタイミングである。また、プリアンブルタイミング記憶部１０９では、ＰＡタイミングＰＴ３は、基準タイミングＳＴに対して遅延τ１＋τ２のタイミングであり、ＰＡタイミングＰＴ４は、基準タイミングＳＴに対して遅延τ１＋τ２＋τ３のタイミングである。
【００７４】
このように、プリアンブル検出部１０７は、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２の双方からＲＡ手順において送信された互いに同一の複数のＲＡプリアンブルそれぞれのＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４を検出する。
【００７５】
次いで、プリアンブル検出部１０７からＰＡ−ＩＤ＝Ｘ及び遅延τが入力されると、メッセージ処理部１２７は、Ｍｓｇ３用のＵＬグラントを決定する。メッセージ処理部１２７は、例えば、ＵＬグラントをリソースＡに決定する。そして、メッセージ処理部１２７は、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘと、遅延τに等しい送信タイミング補正値τと、ＵＬグラント＝リソースＡと、リソースＡに対応するTC-RNTI（例えば、TC-RNTI＝０１）とを含むＲＡレスポンスを生成する。生成されたＲＡレスポンスは、ＲＡ手順におけるＭｓｇ２として、無線送信部１２９によって、アンテナ１０１を介して送信される。また、メッセージ処理部１２７は、決定したＵＬグラント＝リソースＡをＭｓｇ３取得部１１１へ出力し、TC-RNTI＝０１を復調復号部１１７へ出力する。
【００７６】
次いで、ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、プリアンブル処理部２０１から入力されたＰＡ−ＩＤ＝Ｘと、ＲＡレスポンスから取得したＰＡ−ＩＤ＝Ｘとの一致を検出する。そして、ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、ＲＡレスポンスから送信タイミング補正値τと、ＵＬグラント＝リソースＡと、TC-RNTI＝０１とを取得する。そして、ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、送信タイミング補正値τと、ＵＬグラント＝リソースＡと、TC-RNTI＝０１とをメッセージ処理部２０３へ出力し、TC-RNTI＝０１を記憶する。ＵＥ＃１のメッセージ処理部２０３は、ＵＥ＃１のＵＥ−ＩＤであるＵＥ−ＩＤ＝１１１をデータ部分に含むＭｓｇ３を生成する。Ｍｓｇ３の生成において、ＵＥ＃１のメッセージ処理部２０３は、Ｍｓｇ３のデータ部分に、TC-RNTI＝０１によってマスキングしたＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check）ビットを付加する。そして、ＵＥ＃１のメッセージ処理部２０３は、ＵＥ−ＩＤ＝１１１を含むデータ部分と、TC-RNTI＝０１によってマスキングされたＣＲＣビットとを含むＭｓｇ３を符号化する。ＵＥ＃１のメッセージ処理部２０３は、符号化後のＭｓｇ３をリソースＡにマッピングし、送信タイミングをτだけ早める（つまり−τだけ調節する）。マッピング後及び送信タイミング調節後のＭｓｇ３は、ＵＥ＃１の無線送信部２０５によって、アンテナ２０７を介して基地局１０へ送信される。
【００７７】
また、ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、プリアンブル処理部２０１から入力されたＰＡ−ＩＤ＝Ｘと、ＲＡレスポンスから取得したＰＡ−ＩＤ＝Ｘとの一致を検出する。そして、ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、ＲＡレスポンスから送信タイミング補正値τと、ＵＬグラント＝リソースＡと、TC-RNTI＝０１とを取得する。そして、ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、送信タイミング補正値τと、ＵＬグラント＝リソースＡと、TC-RNTI＝０１とをメッセージ処理部２０３へ出力し、TC-RNTI＝０１を記憶する。ＵＥ＃２のメッセージ処理部２０３は、ＵＥ＃２のＵＥ−ＩＤであるＵＥ−ＩＤ＝２２２をデータ部分に含むＭｓｇ３を生成する。Ｍｓｇ３の生成において、ＵＥ＃２のメッセージ処理部２０３は、Ｍｓｇ３のデータ部分に、TC-RNTI＝０１によってマスキングしたＣＲＣビットを付加する。そして、ＵＥ＃２のメッセージ処理部２０３は、ＵＥ−ＩＤ＝２２２を含むデータ部分と、TC-RNTI＝０１によってマスキングされたＣＲＣビットとを含むＭｓｇ３を符号化する。ＵＥ＃２のメッセージ処理部２０３は、符号化後のＭｓｇ３をリソースＡにマッピングし、送信タイミングをτだけ早める（つまり−τだけ調節する）。マッピング後及び送信タイミング調節後のＭｓｇ３は、ＵＥ＃２の無線送信部２０５によって、アンテナ２０７を介して基地局１０へ送信される。
【００７８】
次いで、基地局１０のＭｓｇ３取得部１１１は、メッセージ処理部１２７から入力されたＵＬグラント＝リソースＡに従ってＭｓｇ３を取得し、取得したＭｓｇ３をデータ記憶部１１３へ出力する。
【００７９】
ここで、ＲＡプリアンブルの送信からＭｓｇ３の送信までの時間は短いため、Ｍｓｇ３は、ＲＡプリアンブルが通ったパスと同じパスを通って基地局１０に受信される。つまり、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３は、パス１及びパス２の２つのパスを通って基地局１０へ到達し、ＵＥ＃２からのＭｓｇ３は、パス３及びパス４の２つのパスを通って基地局１０へ到達する。また、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２の双方とも、同一のリソースＡを用いてＭｓｇ３を送信する。よって、基地局１０は、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とから同一のリソースで送信され、かつ、互いに異なるパス１、パス２、パス３及びパス４の４つのパスをそれぞれ通った４つのＭｓｇ３を受信する。
【００８０】
遅延τ１＋τ２がＭｓｇ３の時間長未満であった場合、パス１を通ったＭｓｇ３と、パス３を通ったＭｓｇ３とが、時間的に重なってｅＮＢに到達する。また、遅延τ１＋τ２＋τ３がＭｓｇ３の時間長未満であった場合、パス１を通ったＭｓｇ３と、パス４を通ったＭｓｇ３とが、時間的に重なってｅＮＢに到達する。また、遅延τ２がＭｓｇ３の時間長未満であった場合、パス２を通ったＭｓｇ３と、パス３を通ったＭｓｇ３とが、時間的に重なってｅＮＢに到達する。また、遅延τ２＋τ３がＭｓｇ３の時間長未満であった場合、パス２を通ったＭｓｇ３と、パス４を通ったＭｓｇ３とが、時間的に重なってｅＮＢに到達する。つまり、遅延τ２、遅延τ１＋τ２、遅延τ２＋τ３、または、遅延τ１＋τ２＋τ３の何れかがＭｓｇ３の時間長未満であった場合は、基地局１０において、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突する。つまり、基地局１０の無線受信部１０３が受信するＭｓｇ３には、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが含まれ、無線受信部１０３は、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とを含む受信Ｍｓｇ３をＭｓｇ３取得部１１１へ出力する。
【００８１】
よって例えば、Ｍｓｇ３取得部１１１によって取得されるＭｓｇ３の状態は、図９に示すようになる。図９において、「メッセージＭ１１」はＵＥ＃１からパス１を通って受信されたＭｓｇ３であり、「メッセージＭ１２」はＵＥ＃１からパス２を通って受信されたＭｓｇ３である。また、「メッセージＭ２１」はＵＥ＃２からパス３を通って受信されたＭｓｇ３であり、「メッセージＭ２２」はＵＥ＃２からパス４を通って受信されたＭｓｇ３である。よって、メッセージＭ１１の内容と、メッセージＭ１２の内容とは同一になり、メッセージＭ２１の内容と、メッセージＭ２２の内容とは同一になる。また、送信タイミング補正値τに従ってＵＥ＃１及びＵＥ＃２ではＭｓｇ３の送信タイミングが調節される。このため、基地局１０では、図９に示すように、メッセージＭ１１の先頭タイミングＤＴ１（つまり、メッセージＭ１１のパスタイミング）が基地局１０の基準タイミングＳＴに一致する。また、上記のように、Ｍｓｇ３は、ＲＡプリアンブルが通ったパスと同じパスを通って基地局１０に受信される。このため、図９に示すように、メッセージＭ１２の先頭タイミングＤＴ２（つまり、メッセージＭ１２のパスタイミング）は、メッセージＭ１１の先頭タイミングＤＴ１に対してτ１だけ遅延している。また、メッセージＭ２１の先頭タイミングＤＴ３（つまり、メッセージＭ２１のパスタイミング）は、メッセージＭ１２の先頭タイミングＤＴ２に対してτ２だけ遅延している。また、メッセージＭ２２の先頭タイミングＤＴ４（つまり、メッセージＭ２２のパスタイミング）は、メッセージＭ２１の先頭タイミングＤＴ３に対してτ３だけ遅延している。よって、先頭タイミングＤＴ１はＰＡタイミングＰＴ１に一致し、先頭タイミングＤＴ２はＰＡタイミングＰＴ２に一致する。また、先頭タイミングＤＴ３はＰＡタイミングＰＴ３に一致し、先頭タイミングＤＴ４はＰＡタイミングＰＴ４に一致する。つまり、先頭タイミングＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４（図９）はそれぞれ、ＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４（図８）に１対１で対応する。
【００８２】
また、Ｍｓｇ３取得部１１１によって取得されるＭｓｇ３は、メッセージＭ１１と、メッセージＭ１２と、メッセージＭ２１と、メッセージＭ２２とを含み、これらのメッセージは互いに衝突する。メッセージＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を含むＭｓｇ３は、ＲＡ手順において、基地局１０によって、ＲＡプリアンブルの受信後に受信されるデータの一例である。
【００８３】
また、ここでは一例として、パス１の伝搬環境はパス２の伝搬環境よりも良好で、パス２の伝搬環境はパス３の伝搬環境よりも良好で、パス３の伝搬環境はパス４の伝搬環境よりも良好であるとする。よって、メッセージＭ１１の受信電力はメッセージＭ１２の受信電力より大きく、メッセージＭ１２の受信電力はメッセージＭ２１の受信電力より大きい。つまり、メッセージＭ１１の受信電力は、メッセージＭ２１、Ｍ２２の受信電力よりも十分に大きい。
【００８４】
データ記憶部１１３は、メッセージＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を含むＭｓｇ３を復調対象データとして記憶する。
【００８５】
次いで、チャネル推定部１１５は、復調対象データに含まれているパイロットを用いて、受信信号のチャネルを推定し、推定したチャネルを復調復号部１１７へ出力する。なお、ここで推定されるチャネルは、例えば前述の式（３）を用いて説明したように、受信信号に含まれる各パスのチャネルが合成された合成チャネルである。ここで、いずれかのパスの伝搬環境が良好であり受信電力も大きい場合には、そのパスのチャネルの値は、合成チャネルの値に近い値となる。一方、いずれのパスの伝搬環境も良好でなく、受信電力も小さい場合には、各チャネルの値は、合成チャネルの値とは異なる値となる。
【００８６】
次いで、タイミング制御部１２５は、基準タイミングＳＴでの復調実行指示を復調復号部１１７へ出力する。復調復号部１１７は、この復調実行指示に従い、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ、つまり、メッセージＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図９）を、基準タイミングＳＴを復調タイミングにして復調する。この際、復調復号部１１７は、チャネル推定部１１５によって推定された合成チャネルを用いて、復調対象データ（図９）を復調する。基準タイミングＳＴでの復調により、メッセージＭ１１が復調される。復調復号部１１７は、復調後のメッセージＭ１１を復号する。復調復号部１１７は、復号後のメッセージＭ１１に含まれるＣＲＣビットをTC-RNTI＝０１でデマスキングすることによりＣＲＣを行う。メッセージＭ１１のＣＲＣビットは上記のようにＵＥ＃１によってTC-RNTI＝０１でマスキングされているため、復調及び誤り訂正後のメッセージＭ１１に誤りがなければ、復調復号部１１７は、TC-RNTI＝０１を用いたデマスキングによるＣＲＣに成功する。よって、復調復号部１１７は、メッセージＭ１１の復号に成功し、メッセージＭ１１のデータ部分からＵＥ−ＩＤ＝１１１を検出する。復調復号部１１７は、復号後のメッセージＭ１１をレプリカ生成部１１９へ出力し、検出したＵＥ−ＩＤ＝１１１をメッセージ処理部１２７へ出力する。
【００８７】
次いで、分離チャネル推定部１３３は、復調対象データをデータ記憶部１１３から取得する。そして、分離チャネル推定部１３３は、受信信号である復調対象データと、タイミング制御部１２５から通知されたチャネル毎のパスタイミングとに基づいて、前述の式（５）を特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、式（５）に基づいて、復調対象データから、各パスのチャネルｈiを推定する。分離チャネル推定部１３３は、例えば、メッセージＭ１１、メッセージＭ１２、メッセージＭ２１及びメッセージＭ２２に付加されているパイロットを用いて、パス１のチャネルｈ1、パス２のチャネルｈ2、パス３のチャネルｈ3及びパス４のチャネルｈ4を推定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、パス毎に推定したチャネルｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４をキャンセル部１２３へ出力する。
【００８８】
ここで、パス１の伝搬環境が良好であり受信電力も大きい場合には、パス１のチャネルの値は、チャネル推定部１１５によって推定された合成チャネルの値に近い値となる。そのため、合成チャネルを用いた復調により復調されたパス１のデータには誤りが少なく、誤り訂正処理が実行された結果、復調復号部１１７は、復調されたデータのＣＲＣに成功する。一方、パス１の伝搬環境が悪く受信電力も小さい場合には、パス１のチャネルの値は、チャネル推定部１１５によって推定された合成チャネルの値とは異なる値となる。そのため、合成チャネルを用いた復調により復調されたデータには多くの誤りが含まれ、誤り訂正処理が実行されても、復調復号部１１７は、復調されたデータのＣＲＣに失敗する。
【００８９】
ＣＲＣに失敗した場合、復調復号部１１７は、分離チャネル推定部１３３にチャネルの推定を指示する。分離チャネル推定部１３３は、復調対象データをデータ記憶部１１３から取得し、受信信号である復調対象データと、タイミング制御部１２５から通知されたチャネル毎のパスタイミングとに基づいて、前述の式（５）を特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、式（５）に基づいて、復調対象データから、各パスのチャネルｈiを推定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、推定した各パスのチャネルｈiを復調復号部１１７へ出力する。
【００９０】
次いで、復調復号部１１７は、分離チャネル推定部１３３によって推定された各パスのチャネルｈiを用いて、基準タイミングＳＴを復調タイミングとして復調対象データの復調とＣＲＣとを再度実行する。ＣＲＣに成功した場合、復調復号部１１７は、復号に成功したメッセージＭ１１をレプリカ生成部１１９へ出力し、メッセージＭ１１のデータ部分から抽出したＵＥ−ＩＤ＝１１１をメッセージ処理部１２７へ出力する。そして、分離チャネル推定部１３３は、各パスのチャネルｈiをキャンセル部１２３へ出力する。
【００９１】
次いで、復調復号部１１７からＵＥ−ＩＤ＝１１１が入力されると、メッセージ処理部１２７は、ＵＥ−ＩＤ＝１１１とC-RNTIとをデータ部分に含むContention  Resolutionを生成する。このContention  Resolutionの生成において、メッセージ処理部１２７は、ＵＥ−ＩＤ＝１１１に対して、例えばC-RNTI＝０１を割り当てる。メッセージ処理部１２７は、Contention  Resolutionのデータ部分に、TC-RNTI＝０１によってマスキングしたＣＲＣビットを付加する。そして、メッセージ処理部１２７は、ＵＥ−ＩＤ＝１１１とC-RNTI＝０１とを含むデータ部分と、TC-RNTI＝０１によってマスキングされたＣＲＣビットとを含むContention  Resolutionを符号化する。符号化後のContention  Resolutionは、ＲＡ手順におけるＭｓｇ４として、無線送信部１２９によって、アンテナ１０１を介して送信される。また、メッセージ処理部１２７は、割り当てたC-RNTI＝０１を通信処理部１３１へ出力する。
【００９２】
次いで、ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、Contention  Resolutionを復調及び復号する。ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、復号後のContention  Resolutionに含まれるＣＲＣビットをTC-RNTI＝０１でデマスキングすることによりＣＲＣを行う。Contention  ResolutionのＣＲＣビットは上記のように基地局１０によってTC-RNTI＝０１でマスキングされているため、ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、TC-RNTI＝０１を用いたデマスキングによるＣＲＣに成功する。よって、ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、Contention  Resolutionの復号に成功し、Contention  Resolutionのデータ部分からＵＥ−ＩＤ＝１１１及びC-RNTI＝０１を検出する。ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、Contention  Resolutionから取得したＵＥ−ＩＤと、Ｍｓｇ３に含めたＵＥ−ＩＤとが、ＵＥ−ＩＤ＝１１１で一致するため、ＲＡに成功したと判断する。また、ＵＥ＃１のＲＡ制御部２１１は、ＲＡに成功したので、Contention  Resolutionに含まれていたC-RNTI＝０１を通信処理部２１３へ出力する。そして、ＵＥ＃１の通信処理部２１３は、基地局１０との間で、C-RNTI＝０１を用いたユーザデータの通信を開始する。
【００９３】
一方、基地局１０のレプリカ生成部１１９は、復号後のメッセージＭ１１を符号化及び変調してメッセージＭ１１のレプリカＲ１１を生成し、生成したレプリカＲ１１をパスタイミング検出部１２１及びキャンセル部１２３へ出力する。
【００９４】
次いで、パスタイミング検出部１２１は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ、つまり、メッセージＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図９）と、レプリカＲ１１との相関値を算出する。レプリカＲ１１は、メッセージＭ１１のレプリカである。また、メッセージＭ１１の内容とメッセージＭ１２の内容とは同一である。よって、メッセージＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図９）と、レプリカＲ１１との相関値は、メッセージＭ１１の先頭タイミングＤＴ１と、メッセージＭ１２の先頭タイミングＤＴ２とで閾値以上となる。そこで、パスタイミング検出部１２１は、図１０に示すように、先頭タイミングＤＴ１をキャンセルタイミングＣＴ１として検出し、先頭タイミングＤＴ２をキャンセルタイミングＣＴ２として検出する。パスタイミング検出部１２１は、検出したキャンセルタイミングＣＴ１、ＣＴ２をキャンセル部１２３へ出力する。
【００９５】
ここで、例えば、パスタイミング検出部１２１は、タイミング制御部１２５からのタイミング制御に従って、キャンセルタイミングを検出する。例えば、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶された４つのＰＡタイミングＰＴ１〜ＰＴ４（図８）の各タイミングでの相関値算出指示をパスタイミング検出部１２１へ出力する。この相関値算出指示に従って、パスタイミング検出部１２１は、ＰＡタイミングＰＴ１〜ＰＴ４の各タイミングで、復調対象データとレプリカＲ１１との相関値を算出する。
【００９６】
また、例えば、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶された４つのＰＡタイミングＰＴ１〜ＰＴ４（図８）のうち、閾値ＴＨ１以上の電力を有するタイミングでの相関値算出指示をパスタイミング検出部１２１へ出力する。この相関値算出指示に従って、パスタイミング検出部１２１は、ＰＡタイミングＰＴ１〜ＰＴ４のうち、閾値ＴＨ１以上の電力を有するタイミングでのみ、復調対象データとレプリカＲ１１との相関値を算出する。
【００９７】
次いで、キャンセル部１２３は、レプリカＲ１１に、分離チャネル推定部１３３から入力されたチャネルｈ１を乗算することによってキャンセルデータＣＤ１１を生成する。また、キャンセル部１２３は、レプリカＲ１１に、チャネルｈ２を乗算することによってキャンセルデータＣＤ１２を生成する。そして、キャンセル部１２３は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ、つまり、メッセージＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図９）から、キャンセルデータＣＤ１１とキャンセルデータＣＤ１２とをキャンセルする。キャンセル部１２３は、キャンセルデータＣＤ１１によるキャンセル処理をキャンセルタイミングＣＴ１で行い、キャンセルデータＣＤ１２によるキャンセル処理をキャンセルタイミングＣＴ２で行う。キャンセル部１２３でのキャンセル処理により、メッセージＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図９）から、メッセージＭ１１、Ｍ１２がキャンセルされる。よって、キャンセル部１２３でのキャンセル処理後の復調対象データには、図１１に示すように、メッセージＭ２１、Ｍ２２だけが残る。キャンセル部１２３は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ（図９）を、キャンセル処理後の復調対象データ、つまり、メッセージＭ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図１１）によって更新する。よって、次回の復調対象データには、メッセージＭ２１及びメッセージＭ２２だけが含まれる。
【００９８】
タイミング制御部１２５は、キャンセル処理の対象となったキャンセルタイミングＣＴ１、ＣＴ２を用いて、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングを更新する。例えば、タイミング制御部１２５は、ＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４のうち、キャンセルタイミングＣＴ１、ＣＴ２に対応するＰＡタイミングを削除する。キャンセルタイミングＣＴ１は、ＰＡタイミングＰＴ１と同様に、基準タイミングＳＴに対して遅延ゼロのタイミングであり、キャンセルタイミングＣＴ２は、ＰＡタイミングＰＴ２と同様に、基準タイミングＳＴに対して遅延τ１のタイミングである。つまり、ＰＡタイミングＰＴ１はキャンセルタイミングＣＴ１に対応し、ＰＡタイミングＰＴ２はキャンセルタイミングＣＴ２に対応する。そこで、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４のうち、ＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２を削除する。ＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２の削除により、プリアンブルタイミング記憶部１０９には、図１２に示すように、ＰＡタイミングＰＴ３、ＰＴ４だけが残る。
【００９９】
そして、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に残ったＰＡタイミングＰＴ３、ＰＴ４のうち、最大電力を有するＰＡタイミングであるＰＡタイミングＰＴ３を選択する。そして、タイミング制御部１２５は、ＰＡタイミングＰＴ３での復調実行指示をチャネル推定部１１５及び復調復号部１１７へ出力する。チャネル推定部１１５は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ、つまり、メッセージＭ１１、Ｍ１２がキャンセルされた復調対象データ（図１１）に含まれるパイロットを用いて合成チャネルを推定する。そして、チャネル推定部１１５は、推定した合成チャネルを復調復号部１１７へ出力する。
【０１００】
復調復号部１１７は、タイミング制御部１２５からの復調実行指示に従い、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ（図１１）を、ＰＡタイミングＰＴ３を復調タイミングにして復調する。つまり、復調復号部１１７は、ＰＡタイミングＰＴ３を、メッセージＭ２１、Ｍ２２を送信したＵＥ＃２のＰＡタイミングとして用いて復調処理を行う。この際、復調復号部１１７は、チャネル推定部１１５から入力された合成チャネルを用いて、復調対象データを復調する。ＰＡタイミングＰＴ３での復調により、メッセージＭ２１が復調される。復調復号部１１７は、復調後のメッセージＭ２１を復号する。復調復号部１１７は、復号後のメッセージＭ２１に含まれるＣＲＣビットをTC-RNTI＝０１でデマスキングすることによりＣＲＣを行う。メッセージＭ２１のＣＲＣビットは上記のようにＵＥ＃２によってTC-RNTI＝０１でマスキングされている。ＣＲＣに成功した場合、復調復号部１１７は、復号後のメッセージＭ２１をレプリカ生成部１１９へ出力し、メッセージＭ２１のデータ部分から抽出したＵＥ−ＩＤ＝２２２をメッセージ処理部１２７へ出力する。
【０１０１】
一方、ＣＲＣに失敗した場合、復調復号部１１７は、分離チャネル推定部１３３にチャネルの推定を指示する。分離チャネル推定部１３３は、復調対象データ（図１１）をデータ記憶部１１３から取得し、受信信号である復調対象データと、タイミング制御部１２５から通知されたチャネル毎のパスタイミングとに基づいて、前述の式（５）を特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、式（５）に基づいて、復調対象データ（図１１）から、各パスのチャネルｈiを推定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、推定した各パスのチャネルｈiを復調復号部１１７へ出力する。データ記憶部１１３には、メッセージＭ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図１１）が記憶されているため、分離チャネル推定部１３３は、パス３のチャネルｈ3とパス４のチャネルｈ4とを推定し、推定したチャネルｈ3、ｈ4を復調復号部１１７へ出力する。
【０１０２】
次いで、復調復号部１１７は、分離チャネル推定部１３３によって推定された各パスのチャネルｈiを用いて、ＰＡタイミングＰＴ３を復調タイミングとして復調対象データの復調とＣＲＣとを再度実行する。ＣＲＣに成功した場合、復調復号部１１７は、復号に成功したメッセージＭ２１をレプリカ生成部１１９へ出力し、メッセージＭ２１のデータ部分から抽出したＵＥ−ＩＤ＝２２２をメッセージ処理部１２７へ出力する。そして、分離チャネル推定部１３３は、各パスのチャネルｈiをキャンセル部１２３へ出力する。
【０１０３】
次いで、復調復号部１１７からＵＥ−ＩＤ＝２２２が入力されると、メッセージ処理部１２７は、ＵＥ−ＩＤ＝２２２とC-RNTIとをデータ部分に含むContention  Resolutionを生成する。このContention  Resolutionの生成において、メッセージ処理部１２７は、ＵＥ−ＩＤ＝２２２に対して、例えばC-RNTI＝０２を割り当てる。メッセージ処理部１２７は、Contention  Resolutionのデータ部分に、TC-RNTI＝０１によってマスキングしたＣＲＣビットを付加する。そして、メッセージ処理部１２７は、ＵＥ−ＩＤ＝２２２とC-RNTI＝０２とを含むデータ部分と、TC-RNTI＝０１によってマスキングされたＣＲＣビットとを含むContention  Resolutionを符号化する。符号化後のContention  Resolutionは、ＲＡ手順におけるＭｓｇ４として、無線送信部１２９によって、アンテナ１０１を介して送信される。また、メッセージ処理部１２７は、割り当てたC-RNTI＝０２を通信処理部１３１へ出力する。
【０１０４】
ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、Contention  Resolutionを復調及び復号する。ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、復号後のContention  Resolutionに含まれるＣＲＣビットをTC-RNTI＝０１でデマスキングすることによりＣＲＣを行う。Contention  ResolutionのＣＲＣビットは上記のように基地局１０によってTC-RNTI＝０１でマスキングされているため、ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、TC-RNTI＝０１を用いたデマスキングによるＣＲＣに成功する。よって、ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、Contention  Resolutionの復号に成功し、Contention  Resolutionのデータ部分からＵＥ−ＩＤ＝２２２及びC-RNTI＝０２を検出する。ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、Contention  Resolutionから取得したＵＥ−ＩＤと、Ｍｓｇ３に含めたＵＥ−ＩＤとが、ＵＥ−ＩＤ＝２２２で一致するため、ＲＡに成功したと判断する。また、ＵＥ＃２のＲＡ制御部２１１は、ＲＡに成功したので、Contention  Resolutionに含まれていたC-RNTI＝０２を通信処理部２１３へ出力する。そして、ＵＥ＃２の通信処理部２１３は、基地局１０との間で、C-RNTI＝０２を用いたユーザデータの通信を開始する。
【０１０５】
一方、基地局１０のレプリカ生成部１１９は、復号後のメッセージＭ２１を符号化及び変調してメッセージＭ２１のレプリカＲ２１を生成し、生成したレプリカＲ２１をパスタイミング検出部１２１及びキャンセル部１２３へ出力する。
【０１０６】
次いで、パスタイミング検出部１２１は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ、つまり、メッセージＭ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図１１）と、レプリカＲ２１との相関値を算出する。レプリカＲ２１は、メッセージＭ２１のレプリカである。また、メッセージＭ２１の内容とメッセージＭ２２の内容とは同一である。よって、メッセージＭ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図１１）と、レプリカＲ２１との相関値は、メッセージＭ２１の先頭タイミングＤＴ３と、メッセージＭ２２の先頭タイミングＤＴ４とで閾値以上となる。そこで、パスタイミング検出部１２１は、図１３に示すように、先頭タイミングＤＴ３をキャンセルタイミングＣＴ３として検出し、先頭タイミングＤＴ４をキャンセルタイミングＣＴ４として検出する。パスタイミング検出部１２１は、検出したキャンセルタイミングＣＴ３、ＣＴ４をキャンセル部１２３へ出力する。
【０１０７】
次いで、キャンセル部１２３は、レプリカＲ２１に、分離チャネル推定部１３３から入力されたチャネルｈ３を乗算することによってキャンセルデータＣＤ２１を生成する。また、キャンセル部１２３は、レプリカＲ２１に、分離チャネル推定部１３３から入力されたチャネルｈ４を乗算することによってキャンセルデータＣＤ２２を生成する。そして、キャンセル部１２３は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ、つまり、メッセージＭ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図１１）から、キャンセルデータＣＤ２１とキャンセルデータＣＤ２２とをキャンセルする。キャンセル部１２３は、キャンセルデータＣＤ２１によるキャンセル処理をキャンセルタイミングＣＴ３で行い、キャンセルデータＣＤ２２によるキャンセル処理をキャンセルタイミングＣＴ４で行う。よって、キャンセル部１２３でのキャンセル処理により、メッセージＭ２１、Ｍ２２を含む復調対象データ（図１１）から、メッセージＭ２１、Ｍ２２がキャンセルされて、次回の復調対象データは存在しなくなる。そこで、キャンセル部１２３は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データ（図１１）を削除する。
【０１０８】
タイミング制御部１２５は、キャンセル処理の対象となったキャンセルタイミングＣＴ３、ＣＴ４を用いて、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングを更新する。キャンセルタイミングＣＴ３は、ＰＡタイミングＰＴ３と同様に、基準タイミングＳＴに対して遅延τ１＋τ２のタイミングである。また、キャンセルタイミングＣＴ４は、ＰＡタイミングＰＴ４と同様に、基準タイミングＳＴに対して遅延τ１＋τ２＋τ３のタイミングである。つまり、ＰＡタイミングＰＴ３はキャンセルタイミングＣＴ３に対応し、ＰＡタイミングＰＴ４はキャンセルタイミングＣＴ４に対応する。そこで、例えば、タイミング制御部１２５は、キャンセルタイミングＣＴ３に対応するＰＡタイミングＰＴ３、及び、キャンセルタイミングＣＴ４に対応するＰＡタイミングＰＴ４を削除する。ＰＡタイミングＰＴ３、ＰＴ４の削除により、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されるＰＡタイミングは、図１４に示すように、存在しなくなる。
【０１０９】
つまり、プリアンブルタイミング記憶部１０９に当初記憶されていたＰＡタイミングＰＴ１〜ＰＴ４のすべてがキャンセルタイミングとして用いられたときに、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されるＰＡタイミングが存在しなくなる。キャンセルタイミングＣＴ１は先頭タイミングＤＴ１（つまり、メッセージＭ１１のパスタイミング）に一致し、キャンセルタイミングＣＴ２は先頭タイミングＤＴ２（つまり、メッセージＭ１２のパスタイミング）に一致する。また、キャンセルタイミングＣＴ３は、先頭タイミングＤＴ３（つまり、メッセージＭ２１のパスタイミング）に一致し、キャンセルタイミングＣＴ４は先頭タイミングＤＴ４（つまり、メッセージＭ２２のパスタイミング）に一致する。また、上記のように、先頭タイミングＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４（図９）は、それぞれ、ＰＡタイミングＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４（図８）に１対１で対応する。よって、プリアンブル検出部１０７によって検出された複数のＰＡタイミングのすべてが、以下の「第一のＰＡタイミング」または「第二のＰＡタイミング」に該当するときに、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されるＰＡタイミングが存在しなくなる。「第一のＰＡタイミング」とは、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３のパスタイミングに対応するＰＡタイミングである。また、「第二のＰＡタイミング」とは、ＵＥ＃２のＰＡタイミングである。
【０１１０】
プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されるＰＡタイミングが存在しなくなったため、タイミング制御部１２５は、復調終了指示を復調復号部１１７へ出力する。復調復号部１１７は、この復調終了指示に従い、復調対象データの復調及び復号を終了する。つまり、復調復号部１１７は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されるＰＡタイミングが存在しなくなったときに、復調対象データの復調及び復号を終了する。復調復号部１１７での復調及び復号の終了に伴い、復調復号部１１７からの出力が無くなるため、レプリカ生成部１１９でのレプリカの生成、パスタイミング検出部１２１でのキャンセルタイミングの検出、及び、キャンセル部１２３でのキャンセル処理も終了する。
【０１１１】
＜基地局の処理例＞
図１５は、実施例１の基地局の処理例の説明に供するフローチャートである。図１５に示すフローチャートは、例えば、基地局１０がＲＡプリアンブルを受信した場合に開始される。
【０１１２】
まず、プリアンブル検出部１０７は、ＲＡプリアンブルに含まれるＰＡ−ＩＤ、及び、ＲＡプリアンブルのパスタイミングを検出する（Ｓ１００）。そして、プリアンブル検出部１０７は、検出したＰＡ−ＩＤをメッセージ処理部１２７へ出力し、ＰＡ−ＩＤ毎に検出したパスタイミングをＰＡタイミングとしてプリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶させる。
【０１１３】
次いで、Ｍｓｇ３取得部１１１は、ＲＡプリアンブルの送信後にＵＥから送信されたＭｓｇ３を、メッセージ処理部１２７から入力されたＵＬグラントに従って取得し、取得したＭｓｇ３をデータ記憶部１１３へ出力する。Ｍｓｇ３は、復調対象データとしてデータ記憶部１１３に記憶される。そして、チャネル推定部１１５は、復調対象データを用いて合成チャネルを推定する（Ｓ１０１）。チャネル推定部１１５は、Ｍｓｇ３に付加されているパイロットを用いて、Ｍｓｇ３に含まれる複数のパスのチャネルが合成された合成チャネルを推定する。
【０１１４】
次いで、復調復号部１１７は、タイミング制御部１２５から指示される復調タイミングに従って、チャネル推定部１１５が推定した合成チャネルに基づいて、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データを復調し、復調後のデータを復号する（Ｓ１０２）。そして、復調復号部１１７は、ＣＲＣに成功したか否かを判定することにより、復調後のデータの復号に成功したか否かを判定する（Ｓ１０３）。
【０１１５】
復調復号部１１７が復調後のデータの復号に成功した場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、メッセージ処理部１２７は、Contention  Resolutionを生成する。そして、無線送信部１２９は、メッセージ処理部１２７によって生成されたContention  Resolutionを送信する（Ｓ１０４）。
【０１１６】
次に、分離チャネル推定部１３３は、復調対象データをデータ記憶部１１３から取得する。そして、分離チャネル推定部１３３は、復調対象データと、タイミング制御部１２５から通知されたチャネル毎のパスタイミングとに基づいて、前述の式（５）を特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、式（５）に基づいて、復調対象データから、各パスのチャネルｈiを推定する（Ｓ１０５）。そして、分離チャネル推定部１３３は、パス毎に推定したチャネルｈiをキャンセル部１２３へ出力する。
【０１１７】
次いで、レプリカ生成部１１９は、復号後のＭｓｇ３を符号化及び変調してＭｓｇ３のレプリカを生成する（Ｓ１０６）。そして、パスタイミング検出部１２１は、キャンセルタイミングを検出する（Ｓ１０７）。
【０１１８】
次いで、ループ１の条件下で、ステップＳ１０８及びＳ１０９の処理が繰り返し実行される。すなわち、ステップＳ１０７で検出されたすべてのキャンセルタイミングについて、ステップＳ１０８及びＳ１０９の処理が繰り返し実行される。
【０１１９】
ステップＳ１０８では、キャンセル部１２３は、レプリカ生成部１１９が生成したレプリカに、分離チャネル推定部１３３から入力されたチャネルを乗算することによりキャンセルデータを生成する。そして、キャンセル部１２３は、データ記憶部１１３に記憶されている復調対象データからキャンセルデータをキャンセルする。
【０１２０】
次いで、ステップＳ１０９では、タイミング制御部１２５は、キャンセル部１２３でのキャンセルの対象となったキャンセルタイミングに基づいて、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングを更新する。例えば、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングから、キャンセル対象となったキャンセルタイミングに対応するＰＡタイミングを削除する。
【０１２１】
ループ１の繰り返し処理の終了後、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に残りのＰＡタイミングが存在するか否かを判断する（Ｓ１１０）。プリアンブルタイミング記憶部１０９に残りのＰＡタイミングが存在しない場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、処理は終了する。
【０１２２】
一方、プリアンブルタイミング記憶部１０９に残りのＰＡタイミングが存在する場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、タイミング制御部１２５は、次の処理を実行する。すなわち、タイミング制御部１２５は、プリアンブルタイミング記憶部１０９に記憶されているＰＡタイミングの中から、復調復号部１１７での復調タイミングを選択する（Ｓ１１１）。例えば、タイミング制御部１２５は、ステップＳ１０９においてＰＡタイミングを更新した後に、プリアンブルタイミング記憶部１０９に複数の残りのＰＡタイミングが存在するときは、次のようにして復調タイミングを選択する。すなわち、タイミング制御部１２５は、複数の残りのＰＡタイミングのうち最大電力を有するＰＡタイミングを、次回の復調に用いられる復調タイミングとして選択する。そして、制御部１２５は、選択した復調タイミングを復調復号部１１７へ指示する。ステップＳ１１１の処理後、処理はステップＳ１０１へ戻る。
【０１２３】
また、復調復号部１１７が復調後のデータの復号に失敗した場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、分離チャネル推定部１３３は、復調対象データをデータ記憶部１１３から取得する。そして、分離チャネル推定部１３３は、復調対象データのパイロット信号と、タイミング制御部１２５から通知されたチャネル毎のパスタイミングとに基づいて、前述の式（５）を特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、式（５）に基づいて、復調対象データのパイロット信号から、各パスのチャネルｈiを推定する（Ｓ１１２）。そして、分離チャネル推定部１３３は、パス毎に推定したチャネルｈiを復調復号部１１７へ出力する。
【０１２４】
復調復号部１１７は、分離チャネル推定部１３３によって推定された各パスのチャネルｈiを用いて復調対象データを復調し、復調後のデータを復号する（Ｓ１１３）。そして、復調復号部１１７は、復調後のデータの復号に成功したか否かを判定する（Ｓ１１４）。復調復号部１１７が復調後のデータの復号に成功した場合（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）、メッセージ処理部１２７は、Contention  Resolutionを生成する。そして、無線送信部１２９は、メッセージ処理部１２７によって生成されたContention  Resolutionを送信する（Ｓ１１５）。そして、ステップＳ１０６に示した処理が実行される。一方、復調復号部１１７が復調後のデータの復号に失敗した場合（Ｓ１１４：Ｎｏ）、処理は終了する。
【０１２５】
＜通信システムの処理例＞
図１６は、実施例１の通信システムの処理シーケンスの一例を示す図である。図１６には、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とが、互いに同一のＲＡプリアンブルを同一のリソースで送信した場合のＲＡ手順の一例が示されている。
【０１２６】
まず、ＵＥ＃１は、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤの中から何れか一つのＰＡ−ＩＤをランダムに選択し、選択したＰＡ−ＩＤを含むＲＡプリアンブルをＭｓｇ１としてｅＮＢへ送信する（Ｓ４０１）。ステップＳ４０１において、ＵＥ＃１は、例えばＰＡ−ＩＤ＝Ｘを選択したものとする。
【０１２７】
一方、ＵＥ＃２は、予め用意された互いに異なる複数のＰＡ−ＩＤから何れか一つのＰＡ−ＩＤをランダムに選択し、選択したＰＡ−ＩＤを含むＲＡプリアンブルをＭｓｇ１としてｅＮＢへ送信する（Ｓ４０３）。ステップＳ４０３において、ＵＥ＃２は、例えばＰＡ−ＩＤ＝Ｘを選択したものとする。また、ステップＳ４０３において、ＵＥ＃２は、ＵＥ＃１がＲＡプリアンブルを送信したリソースと同一のリソースを用いてＲＡプリアンブルを送信したものとする。つまり、ＵＥ＃２は、ＵＥ＃１が送信したＲＡプリアンブルと同一のＲＡプリアンブルを、ＵＥ＃１と同一のリソースを用いて送信したものとする。
【０１２８】
よって、ｅＮＢでは、ＵＥ＃１から受信したＲＡプリアンブルと、ＵＥ＃２から受信したＲＡプリアンブルとが衝突してしまい、２つのＲＡプリアンブルの受信が同一のＲＡプリアンブルの複数回の受信として観測される。
【０１２９】
ＰＡ−ＩＤ＝Ｘを含むＲＡプリアンブルを検出したｅＮＢは、ＲＡプリアンブルに対するＲＡレスポンスをＭｓｇ２として送信する（Ｓ４０５）。ここで、ＲＡレスポンスは、ＲＡプリアンブルに含まれていたＰＡ−ＩＤ、TC-RNTI、及び、ＵＬグラントを含む。ＵＬグラントによって示される上りリソースは、時間及び周波数で規定される。例えば、ｅＮＢは、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘに対して、TC-RNTI＝０１及びＵＬグラント＝リソースＡを割り当てる。よって例えば、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘを含むＲＡプリアンブルを検出したｅＮＢは、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘと、TC-RNTI＝０１と、ＵＬグラント＝リソースＡとを含むＲＡレスポンスをＭｓｇ２として送信する。つまり、ＰＡ−ＩＤ＝Ｘと、TC-RNTI＝０１と、ＵＬグラント＝リソースＡとが互いに対応する。ステップＳ４０５においてｅＮＢから送信されたＲＡレスポンスは、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２に受信される。
【０１３０】
ＲＡレスポンスを受信したＵＥ＃１は、受信したＲＡレスポンスに、ステップＳ４０１で選択したＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているか否かを確認する（Ｓ４０７）。受信したＲＡレスポンスにＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているため、ＵＥ＃１は、ＲＡレスポンスに含まれているTC-RNTI＝０１を記憶する（Ｓ４０９）。
【０１３１】
ＲＡレスポンスを受信したＵＥ＃２は、受信したＲＡレスポンスに、ステップＳ４０３で選択したＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているか否かを確認する（Ｓ４１１）。受信したＲＡレスポンスにＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているため、ＵＥ＃２は、ＲＡレスポンスに含まれているTC-RNTI＝０１を記憶する（Ｓ４１３）。
【０１３２】
次いで、ＵＥ＃１は、受信したＲＡレスポンスにＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているため、Ｍｓｇ３をリソースＡを用いてｅＮＢへ送信する（Ｓ４１５）。ＵＥ＃１から送信されるＭｓｇ３には、ＵＥ＃１のＵＥ−ＩＤ（例えばＵＥ−ＩＤ＝１１１）と、TC-RNTI＝０１でマスキングされたＣＲＣビットとが含まれる。
【０１３３】
また、ＵＥ＃２は、受信したＲＡレスポンスにＰＡ−ＩＤ＝Ｘが含まれているため、Ｍｓｇ３をリソースＡを用いてｅＮＢへ送信する（Ｓ４１７）。ＵＥ＃２から送信されるＭｓｇ３には、ＵＥ＃２のＵＥ−ＩＤ（例えばＵＥ−ＩＤ＝２２２）と、TC-RNTI＝０１でマスキングされたＣＲＣビットとが含まれる。
【０１３４】
ステップＳ４１９、Ｓ４２１では、ｅＮＢはステップＳ４０５で割り当てたリソースＡにおいてＭｓｇ３の受信を試みる。ｅＮＢが割り当てた上りリソースと、ｅＮＢが割り当てたTC-RNTIとは１対１で対応するため、ｅＮＢは、リソースＡで受信したＭｓｇ３を、リソースＡに対応するTC-RNTI＝０１を用いて復号する。
【０１３５】
ここで、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とは、共にリソースＡを用いて送信される。つまり、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とは、同一のリソースで送信されるため、時間的に重なってｅＮＢに到達する。よって、ｅＮＢでは、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突してしまう。そこで、ｅＮＢは、まず、受信信号から推定した合成チャネルを用いてＭｓｇ３の復調及び復号を試行する。合成チャネルを用いてＭｓｇ３の復調及び復号に成功した場合、ｅＮＢは、復号に成功したＭｓｇ３のデータを受信信号からキャンセルし、キャンセル後の受信信号について、さらに合成チャネルを推定して復調及び復号を試行する。合成チャネルを用いた復調及び復号に失敗した場合、ｅＮＢは、前述の式（５）に基づいて、パス毎のチャネルを推定する。そして、ｅＮＢは、推定したパス毎のチャネルを用いて受信信号の復調及び復号を再度試行する。
【０１３６】
ｅＮＢは、前述の図１５に示したステップＳ１００〜Ｓ１１５の処理を実行することにより、共にリソースＡで受信したＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とをそれぞれ復調及び復号する。そして、ｅＮＢは、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３のデータ部分に含まれるＵＥ−ＩＤ＝１１１を検出し（Ｓ４１９）、ＵＥ＃２からのＭｓｇ３のデータ部分に含まれるＵＥ−ＩＤ＝２２２を検出する（Ｓ４２１）。
【０１３７】
ｅＮＢは、ステップＳ４１９において検出したＵＥ−ＩＤ＝１１１に対してC-RNTI＝０１を割り当てる。そして、ｅＮＢは、ＵＥ−ＩＤ＝１１１と、C-RNTI＝０１と、TC-RNTI＝０１でマスキングしたＣＲＣビットとを含むContention  Resolutionを送信する（Ｓ４２３）。また、ｅＮＢは、ステップＳ４２１において検出したＵＥ−ＩＤ＝２２２に対してC-RNTI＝０２を割り当てる。そして、ｅＮＢは、ＵＥ−ＩＤ＝２２２と、C-RNTI＝０２と、TC-RNTI＝０１でマスキングしたＣＲＣビットとを含むContention  Resolutionを送信する（Ｓ４２５）。
【０１３８】
ＵＥ＃１は、受信したContention  Resolutionを、ステップＳ４０９で記憶したTC-RNTI＝０１を用いて復号する。ステップＳ４２３においてｅＮＢから送信されたContention  Resolutionには、ＵＥ−ＩＤ＝１１１と、C-RNTI＝０１と、TC-RNTI＝０１でマスキングされたＣＲＣビットとが含まれる。よって、TC-RNTI＝０１を用いて復号を行うＵＥ＃１は、ステップＳ４２３においてｅＮＢから送信されたContention  Resolutionの復号に成功し、Contention  Resolutionのデータ部分に含まれるＵＥ−ＩＤ＝１１１を検出する（Ｓ４２７）。
【０１３９】
次いで、ＵＥ＃１は、ステップＳ４２７において検出したＵＥ−ＩＤが自端末のＵＥ−ＩＤであるか否かを判断する。ステップＳ４２７において検出されたＵＥ−ＩＤ＝１１１はＵＥ＃１のＵＥ−ＩＤであるため、ＵＥ＃１は、ＲＡに成功したと判断する（Ｓ４２９）。そして、ＵＥ＃１は、ステップＳ４２７において復号に成功したContention  ResolutionからC-RNTI＝０１を取得する（Ｓ４３１）。
【０１４０】
一方、ＵＥ＃２は、受信したContention  Resolutionを、ステップＳ４１３で記憶したTC-RNTI＝０１を用いて復号する。ステップＳ４２５においてｅＮＢから送信されたContention  Resolutionには、ＵＥ−ＩＤ＝２２２と、C-RNTI＝０２と、TC-RNTI＝０１でマスキングされたＣＲＣビットとが含まれる。よって、TC-RNTI＝０１を用いて復号を行うＵＥ＃２は、ステップＳ４２５においてｅＮＢから送信されたContention  Resolutionの復号に成功し、Contention  Resolutionのデータ部分に含まれるＵＥ−ＩＤ＝２２２を検出する（Ｓ４３３）。
【０１４１】
次いで、ＵＥ＃２は、ステップＳ４３３において検出したＵＥ−ＩＤが自端末のＵＥ−ＩＤであるか否かを判断する。ステップＳ４３３において検出されたＵＥ−ＩＤ＝２２２はＵＥ＃２のＵＥ−ＩＤであるため、ＵＥ＃２は、ＲＡに成功したと判断する（Ｓ４３５）。そして、ＵＥ＃２は、ステップＳ４３３において復号に成功したContention  ResolutionからC-RNTI＝０２を取得する（Ｓ４３７）。
【０１４２】
ＲＡに成功したと判断したＵＥ＃１は、ステップＳ４３１において取得したC-RNTI＝０１を用いて、ｅＮＢとユーザデータの通信を開始する（Ｓ４３９）。また、ＲＡに成功したと判断したＵＥ＃２は、ステップＳ４３７において取得したC-RNTI＝０２を用いて、ｅＮＢとユーザデータの通信を開始する（Ｓ４４１）。
【０１４３】
以上のように、本実施例１の基地局１０は、プリアンブル検出部１０７と、復調復号部１１７と、分離チャネル推定部１３３とを有する。プリアンブル検出部１０７は、ＲＡ手順においてＲＡプリアンブルの受信後に受信された受信信号から、受信信号に含まれる各パスのパスタイミングを検出する。分離チャネル推定部１３３は、受信信号をパス毎のパスタイミング及びチャネルを用いて表した関係式を、例えば前述の式（５）に示すように、異なるサンプル点において少なくともパスの数分複数特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、特定した複数の関係式の相互関係に基づいて、パス毎にチャネルを特定する。復調復号部１１７は、パス毎に、分離チャネル推定部１３３が特定したチャネルを用いて受信信号からＭｓｇ３を復調する。Ｍｓｇ３は、ＲＡ手順において、基地局１０がＲＡプリアンブルの受信後に受信するデータの一例である。
【０１４４】
このようにすることで、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とが同一のＲＡプリアンブルを同一のリソースで送信した結果、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突した場合でも、ｅＮＢは、各ＵＥから送信された信号のパスのチャネルを高い精度で推定できる。そのため、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突した場合でも、ｅＮＢは、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３及びＵＥ＃２からのＭｓｇ３の双方の復号に成功することができる。このため、ｅＮＢは、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２に、それぞれ固有の情報を含むContention  Resolutionを送信することができる。従って、実施例１によれば、ＲＡの成功率の向上を図ることができる。
【０１４５】
また、分離チャネル推定部１３３は、時間領域における受信信号を、パス毎のパスタイミングと、パス毎のチャネルと、受信信号に含まれる基準信号のレプリカとを用いて表した関係式を、時間領域における異なるサンプル点において少なくともパスの数分複数特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、特定した複数の関係式を満たすパス毎のチャネルを特定する。こうすることで、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突した場合でも、ｅＮＢは、時間領域における演算により、各ＵＥから送信された信号の各パスのチャネルを高い精度で推定することができる。
【０１４６】
また、分離チャネル推定部１３３は、複数の異なる期間毎に上記式（５）に含まれる関係式を特定する。分離チャネル推定部１３３は、各期間において、期間内の所定数のサンプル点における受信信号が加算された信号と、期間内の所定数のサンプル点におけるパス毎のパスタイミング、パス毎のチャネル、及び基準信号のレプリカとを用いて表わされた受信信号が加算された信号とを用いて関係式を特定する。こうすることで、ｅＮＢは、各ＵＥから送信された信号の各パスのチャネルを推定する際の雑音の影響を低減することができ、各パスのチャネルをより高い精度で推定することができる。
【実施例２】
【０１４７】
前述の実施例１におけるｅＮＢは、時間領域における処理により、各パスのチャネルを推定する。これに対し、本実施例２におけるｅＮＢは、周波数領域における処理により、各パスのチャネルを推定する。本実施例のｅＮＢにおける各機能ブロックは、以下に説明する点を除き、図４を用いて説明した実施例１のｅＮＢにおける各機能ブロックと同様であるため、重複する説明を省略する。
【０１４８】
図１７は、周波数領域における受信信号のモデルを例示する図である。図１７では、ＵＥ＃１とＵＥ＃２とが同一のＲＡプリアンブルを同一のリソースを用いて送信した結果、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突した場合を想定している。例えば、所定のタイミングを基準として、遅延時間が０となるパス１と、遅延時間がτとなるパス２とが検出されたと仮定する。パス１がＵＥ＃１からのＭｓｇ３が送信されたパス、パス２がＵＥ＃２からのＭｓｇ３が送信されたパスと仮定する。ｅＮＢで受信される信号は、各パスタイミングにおける振幅１となる遅延プロファイルが高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast  Fourier  Transform）され、変換後の信号に各パスのチャネルｈiが乗算され、雑音が付加されて合成された信号と考えることができる。ｅＮＢにおいて受信される信号において推定される周波数領域における合成チャネルを、合成チャネル推定値Ｈest（ｆ）と定義する。
【０１４９】
本実施例では、ｅＮＢの分離チャネル推定部１３３は、各パスタイミングにおける振幅１となる遅延プロファイルを生成する。各パスタイミングは、ｅＮＢのプリアンブル検出部１０７によって検出される。そして、分離チャネル推定部１３３は、各パスタイミングの遅延プロファイルを高速フーリエ変換することにより、周波数領域のデータに変換する。ここで、例えば図１７の破線で囲まれたサブキャリアが、各ＵＥに割り当てられた上りリンクのリソースであると仮定する。分離チャネル推定部１３３は、ＵＥに割り当てられた周波数リソースの中のサブキャリアに各パスのチャネルｈiを乗じ、雑音を付加して合成することにより、合成チャネル推定値Ｈest（ｆ）を算出する。また、分離チャネル推定部１３３は、受信信号を高速フーリエ変換することにより、合成チャネル推定値Ｈest（ｆ）を算出する。そして、分離チャネル推定部１３３は、例えば下記の式（６）を特定する。
【数６】
2017017487.tif 000008
ここで、上記式（６）に示した各要素は、以下の式（７）に示す通りである。なお、ＦＦＴ［ｘ］は、ｘの高速フーリエ変換の結果を示す。
【数７】
2017017487.tif 000009
【０１５０】
上記式（６）は、２つのパスのそれぞれのチャネルであるｈ0及びｈ1を変数とする連立方程式となっている。また、上記式（６）には、受信信号を変換した信号を、パス毎のパスタイミングτi及びチャネルｈiを用いて表した関係式が複数含まれている。また、上記式（６）には、少なくともチャネルを求めるパスの数分の関係式が含まれている。上記式（６）では、チャネルを求めるパスの数が２であるため、２つの関係式が含まれている。なお、チャネルを求めるパスの数分以上の関係式が含まれていれば、上記式（６）には、３つ以上の関係式が含まれていてもよい。
【０１５１】
また、上記式（６）に含まれる各関係式では、受信信号の周波数特性を示す合成チャネル推定値Ｈest（ｆ）が、パス毎に遅延プロファイルが周波数領域に変換された信号であるＦＦＴ［δ（ｔ−τi）］に該パスのチャネルｈiを乗じた信号の和である第１の信号を用いて表わされている。また、上記式（６）に含まれている各関係式は、上りリンクのリソースとして割り当てられたいくつかのサブキャリアを用いて特定された関係式となっている。ＵＬグラントによりＭｓｇ３のリソースとして割り当てられたサブキャリアは、周波数領域における異なる周波数のサンプル点の一例である。
【０１５２】
このように、本実施例の分離チャネル推定部１３３は、受信信号の周波数特性を示す合成チャネルを、パス毎に遅延プロファイルが周波数領域に変換された信号に該パスのチャネルを乗じた信号の和を用いて表した関係式を、周波数領域における異なるサンプル点において少なくともパスの数分複数特定する。そして、分離チャネル推定部１３３は、特定した複数の関係式を満たすパス毎のチャネルを特定する。こうすることで、ＵＥ＃１からのＭｓｇ３とＵＥ＃２からのＭｓｇ３とが衝突した場合でも、ｅＮＢは、周波数領域における演算により、各ＵＥから送信された信号の各パスのチャネルを高い精度で推定することができる。
【０１５３】
また、上記式（６）では、周波数ｆ1からｆ2までの周波数帯域、及び、周波数ｆ3からｆ4までの周波数帯域のように、複数の異なる周波数帯域毎に関係式が特定される。上記式（６）の左辺は、周波数帯域に含まれる所定数の周波数のサンプル点における合成チャネル推定値の値が加算された信号を示す。また、上記式（６）の右辺は、周波数帯域に含まれる所定数の周波数のサンプル点における上記第１の信号の値が加算された信号を示す。こうすることで、ｅＮＢは、各ＵＥから送信された信号の各パスのチャネルを推定する際の雑音の影響を低減することができ、各パスのチャネルをより高い精度で推定することができる。なお、上記式（６）に含まれる各関係式は、サンプル点の数で左辺及び右辺を割ることにより平均化されてもよい。また、各関係式で用いられる周波数帯域内のサンプル点、すなわちサブキャリアは、必ずしも隣接するサブキャリアでなくてもよい。また、各関係式に用いられるサブキャリアが含まれる周波数帯域は、互いに一部が重なってもよく、離れていてもよい。
【０１５４】
［その他の実施例］
［１］上記した実施例１において、分離チャネル推定部１３３は、複数の異なる期間毎に、期間内の所定数のサンプル点における関係式の値を加算または平均化することにより、チャネル推定における雑音の影響を低減するが、開示の技術はこれに限られない。例えば、分離チャネル推定部１３３は、サンプル点毎に関係式を１つずつ特定し、特定した関係式から各パスのチャネルを推定する処理を複数回実行し、推定された複数のチャネルをパス毎に平均することにより、各パスのチャネルを推定するようにしてもよい。
【０１５５】
例えば、前述の式（４）において、例えばサンプル点として時刻ｔ1及びｔ2の値を用いると、以下の式（８）が得られる。
【数８】
2017017487.tif 000010
【０１５６】
上記式（８）において、受信信号ｙ（ｔ）、パイロット信号のレプリカＤＭＲＳreplica（ｔ）、及び、パスの遅延時間τiは、いずれも既知である。そのため、上記式（８）に示した連立方程式を解くことにより、各パスのチャネルｈ1及びｈ2を推定することができる。ただし、雑音ｎ（ｔ1）及びｎ（ｔ2）は不明なので０とみなす。これにより、上記式（８）から算出された各パスのチャネルｈ1及びｈ2には誤差が含まれ、理想値からずれた値となる。
【０１５７】
同様に、前述の式（４）において、例えば時刻ｔ1及びｔ2とは異なる値のサンプル点として時刻ｔ3及びｔ4の値を用いると、以下の式（９）が得られる。
【数９】
2017017487.tif 000011
【０１５８】
上記式（９）に示した連立方程式を解くことにより、各パスのチャネルｈ1及びｈ2を推定することができる。ただし、雑音ｎ（ｔ3）及びｎ（ｔ4）は、前述式（８）に示した雑音ｎ（ｔ1）及びｎ（ｔ2）とは異なる値である。そのため、上記式（９）から算出された各パスのチャネルｈ1及びｈ2の値は、前述の式（８）から算出された各パスのチャネルｈ1及びｈ2の値とは異なる値となる。
【０１５９】
このように、異なるサンプル点から各パスのチャネルを推定すると、推定されたチャネルの値は、異なる雑音の影響により、例えば図１８に示すように、理想値（図１８に示す白○）を中心とした複数の解（黒×）として得られる。図１８は、チャネル推定の他の例の説明に供する図である。図１８に示した各値は、複素平面におけるチャネルの理想値及び推定値を示している。白色雑音の平均値は０となるため、推定した複数の解の平均値（図１８に示す黒●）を算出することで、雑音の影響を相殺し、各パスのチャネルの推定精度を改善することが可能となる。
【０１６０】
［２］上記した実施例１では、複数のサンプルが含まれる期間を所定長の期間に分割し、分割期間毎の関係式を分割期間内のいくつかのサンプル数分加算することにより、各パスのチャネルを推定する際の雑音の影響を低減するが、開示の技術はこれに限られない。例えば、複数の異なる分割期間の組合せを用いて各パスのチャネルを推定し、パス毎に複数推定されたチャネルを平均することにより、各パスのチャネルを推定してもよい。
【０１６１】
例えば、１シンボルのパイロット信号が２００サンプルで構成されていると仮定する。前述の式（５）における加算サンプル数を、連続する１０サンプルと仮定すると、１シンボルの信号は、例えば図１９に示すように、受信されたシンボルの先頭タイミングから１０サンプルずつ２０個のブロックに分けられる。図１９は、チャネル推定の他の例の説明に供する図である。なお、図１９では、ブロック間で選択されるサンプルが重複しない場合を想定している。
【０１６２】
直接波と、τの遅延を有する遅延波との２つのパスが検出された場合、先頭のブロック＃０は、前のシンボルとの干渉が発生するため除外される。そして、残りの１９個のブロックから任意の２つのブロックを選択し、ブロック内で加算処理を行えば、分離チャネル推定部１３３は、式（５）の連立方程式を生成することができる。さらに、１９個のブロックから任意の２つのブロックを抽出する組合せは、19Ｃ2＝１７１通りあるため、１７１通りのそれぞれの組合せについて推定した各パスのチャネルの値を平均することで、さらにチャネルの推定精度を改善することが可能である。
【０１６３】
［３］時間領域における処理を示した式（５）と、周波数領域における処理を示した式（６）とは、以下の関係を有する。すなわち、式（５）における受信信号ｙ（ｔ）は、式（６）における合成チャネル推定値Ｈest（ｆ）に対応する。また、式（５）におけるパイロット信号のレプリカＤＭＲＳreplica（ｔ−τi）は、式（６）におけるパス遅延プロファイルＦＦＴ［δ（ｔ−τi）］に対応する。そして、対象となる区間については、時間領域における処理を示した式（５）ではパイロット信号のシンボル内のサンプル点であり、周波数領域における処理を示した式（６）では割り当てられた周波数リソースのサブキャリアである。そのため、式（５）と式（６）とは等価な式である。従って、２つのサンプル点の各々について特定した２つの関係式から２つのパスのチャネルを推定する推定処理を、異なるサンプル点のペアについて複数回実行する上記［１］の方法を、周波数領域における処理を示した式（６）に対しても適用することができる。また、複数の異なる分割期間の組合せを用いて各パスのチャネルを推定し、パス毎に複数推定されたチャネルを平均することにより各パスのチャネルを推定する上記［２］の方法を、周波数領域における処理を示した式（６）に対しても適用することができる。
【０１６４】
［４］基地局１０は、例えば次のようなハードウェア構成により実現することができる。図２０は、基地局のハードウェア構成例を示す図である。図２０に示すように、基地局１０は、ハードウェアの構成要素として、プロセッサ１０ａと、メモリ１０ｂと、無線通信モジュール１０ｃと、ネットワークインタフェースモジュール１０ｄとを有する。プロセッサ１０ａの一例としては、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等が挙げられる。また、基地局１０は、プロセッサ１０ａと周辺回路とを含むＬＳＩ（Large  Scale  Integrated  circuit）を有してもよい。メモリ１０ｂの一例としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等のＲＡＭ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ等が挙げられる。
【０１６５】
アンテナ１０１と、無線受信部１０３と、無線送信部１２９とは、無線通信モジュール１０ｃにより実現される。プリアンブル取得部１０５と、プリアンブル検出部１０７と、Ｍｓｇ３取得部１１１と、チャネル推定部１１５と、復調復号部１１７と、レプリカ生成部１１９とは、プロセッサ１０ａにより実現される。また、パスタイミング検出部１２１と、キャンセル部１２３と、タイミング制御部１２５と、メッセージ処理部１２７と、通信処理部１３１と、分離チャネル推定部１３３とは、プロセッサ１０ａにより実現される。プリアンブルタイミング記憶部１０９と、データ記憶部１１３とは、メモリ１０ｂにより実現される。
【０１６６】
［５］ユーザ端末２０は、例えば次のようなハードウェア構成により実現することができる。図２１は、ユーザ端末のハードウェア構成例を示す図である。図２１に示すように、ユーザ端末２０は、ハードウェアの構成要素として、プロセッサ２０ａと、メモリ２０ｂと、無線通信モジュール２０ｃとを有する。プロセッサ２０ａの一例としては、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ等が挙げられる。また、ユーザ端末２０は、プロセッサ２０ａと周辺回路とを含むＬＳＩを有してもよい。メモリ２０ｂの一例として、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。
【０１６７】
アンテナ２０７と、無線送信部２０５と、無線受信部２０９とは、無線通信モジュール２０ｃにより実現される。プリアンブル処理部２０１と、メッセージ処理部２０３と、ＲＡ制御部２１１と、通信処理部２１３とは、プロセッサ２０ａにより実現される。
【符号の説明】
【０１６８】
１  通信システム
ｅＮＢ  基地局
１０  基地局
１０１  アンテナ
１０３  無線受信部
１０５  プリアンブル取得部
１０７  プリアンブル検出部
１０９  プリアンブルタイミング記憶部
１１１  Ｍｓｇ３取得部
１１３  データ記憶部
１１５  チャネル推定部
１１７  復調復号部
１１９  レプリカ生成部
１２１  パスタイミング検出部
１２３  キャンセル部
１２５  タイミング制御部
１２７  メッセージ処理部
１３１  通信処理部
１３３  分離チャネル推定部
２０  ユーザ端末
２０１  プリアンブル処理部
２０３  メッセージ処理部
２０５  無線送信部
２０７  アンテナ
２０９  無線受信部
２１１  ＲＡ制御部
２１３  通信処理部
【図１】
2017017487.tif 000012
【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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【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】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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