WO2005122616A1

WO2005122616A1 - 通信端末装置、基地局装置及び無線通信システム

Info

Publication number: WO2005122616A1
Application number: PCT/JP2005/010373
Authority: WO
Inventors: Akihiko Nishio
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2006-12-10
Also published as: KR20120016155A; EP2364054A1; RU2006143658A; RU2009140270A; JPWO2005122616A1; BRPI0512001A; JP2011019263A; US20140056285A1; CN102711233A; MXPA06014150A; US8571567B2; EP1744577A4; JP2013165509A; JP5036305B2; RU2503142C2; JP5428119B2; CN1965602B; EP2364054B1; BRPI0512001B1; KR101406626B1

Abstract

自セル内の複数の通信端末装置から同時にアクセス要求信号が送信されても、それらのコリジョンを回避して、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止し、かつ、自セルにおけるスループットを改善する通信端末装置と、アクセス許可信号の送信電力を制御して自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止する基地局装置を開示する。この装置では、使用サブチャネル選択部（２０６）は、等級化されたパイロット信号の受信品質とその各等級に割り当てられたサブチャネルとの対応表を備えており、この対応表に基づいて、受信品質測定部（２０５）から通知されたパイロット信号の受信品質の測定結果に対応付けられたＲＡＣＨのサブチャネル群を選定し、選定されたサブチャネル群の中からアクセス要求信号の送信に使用するサブチャネルを１つランダムに選択する。

Description

明細書

通信端末装置、基地局装置及び無線通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信システム、並びにそのシステムを構成する通信端末装置及び基地局装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、無線通信システムでは、携帯電話等の通信端末装置が無線通信を開始するに際して、基地局装置から周期的に送信されるパイロット信号を通信端末装置が受信し、その受信品質に基づいてオープンループによる送信電力制御（OL— TPC)したアクセス要求信号をランダムアクセスチャネル（RACH : Random Access Channel) を用いて基地局装置に送信する。そして、基地局装置がこのアクセス要求信号を受信したときに前記通信端末装置に対してアクセス許可信号を送信するようになって!/、る。

[0003] 図 1に、従来の無線通信システムの構成を模式的に示す。図 1に示す無線通信システムは、基地局装置 11と複数の通信端末装置 12とを含んで構成される。また、複数の通信端末装置 12について、基地局装置 11の近くに位置し受信状態の良いものを通信端末装置 12— 1とする。また、基地局装置 11による通信エリアの境界、即ち、セルエッジ付近に位置するものを通信端末装置 12— 2とする。

[0004] 図 2に、通信端末装置 12が無線通信を開始するに際して、通信端末装置 12と基地局装置 11との間で送受信される無線信号を時系列で示す。図 2に示すように、先ず、基地局装置 11が下り回線における共通パイロットチャネル（CPICH : Common Pi lot Channel)を用いて複数の通信端末装置 12に向けて一定の電力でパイロット信号を送信する。

[0005] 次いで、通信端末装置 12は、このパイロット信号を受信したときに、その受信品質（図 2では CPICHにおけるパイロット信号の受信電力）に対応付けられた送信電力で上り回線におけるランダムアクセスチャネル（RACH： Random Access Channel)を用 V、て基地局装置 11に対してアクセス要求信号を送信する。この RACHのサブチヤネルとして使用できるリソース、例えば、タイミング、拡散コード及びサブキャリア等は予め決められており、通信端末装置 12は、アクセス要求信号の送信に際して、その決められたリソースの中から 1つをランダムに選択するようになって!/、る。

[0006] 続いて、基地局装置 11は、このアクセス要求信号を受信したときに、フォワードァクセスチャネル（FACH： Forward Access Channel)を用、て通信端末装置 12に向けて一定の電力でアクセス許可信号を送信する。続いて、通信端末装置 12は、このァクセス許可信号を受信したときに、上り回線におけるデータチャネルを用いて基地局装置 11に対して前記パイロット信号の受信品質に対応付けられた送信電力でデータパケットを送信する。なお、図 2において、各チャネルにおける下向きの矢印は下り回線であることを、上向きの矢印は上り回線であることをそれぞれ示す。

[0007] また、このような従来の技術の他に、通信端末装置 12が、先ず基地局装置 11に対して送信電力を徐々に上げながら、プリアンブルと呼ばれる短いパケットを送信し、基地局装置 11がこのプリアンブルを検出したときに、通信端末装置 12が基地局装置 1 1に対してアクセス要求信号を送信する技術も開発されている（例えば、特許文献 1 参照)。

特許文献 1：特表 2002— 528997号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、図 2に示すような従来の技術では、複数の通信端末装置 12がそれぞれ、 CPICHにおけるパイロット信号を同時に受信し、アクセス要求信号を送信する R ACHのサブチャネルをランダムに選択するため、複数の通信端末装置 12が同一のサブチャネルでアクセス要求信号を送信して、基地局装置 11がそれらのアクセス要求信号を受信できなくなるおそれがある。

[0009] 基地局装置 11が通信端末装置 12からのアクセス要求信号を受信できない場合には、基地局装置 11から通信端末装置 12にアクセス許可信号が送信されな!、ため、通信端末装置 12は、アクセス要求信号の送信力所定時間経過した後に、先に送信したアクセス要求信号が基地局装置 11に受信されな力つたと判定して、所定のバックオフ時間の経過時に、基地局装置 11に対して再度アクセス要求信号を送信する。つまり、このような従来の技術では、複数の通信端末装置 12から RACHを用いて送信されるアクセス要求信号がコリジョンによって基地局装置に受信されなくなるおそれがあり、また通信端末装置 12が先に送信したアクセス要求信号が基地局装置 1 1に受信された力判定するまでに時間を要し、さらに通信端末装置 12がアクセス要求信号を再送信するまでに所定のバックオフ時間が設定されることから、通信端末装置 12が無線通信を開始するまでに要する時間が長期化して、無線通信システムにおけるスループットが低下する問題がある。

[0010] また、このような従来の技術では、セルエッジ付近に位置する通信端末装置 12— 2 力もアクセス要求信号が大電力で複数回送信されることになるため、そのアクセス要求信号が隣接する他セルにおいて干渉信号となる問題がある。

[0011] さらに、このような従来の技術では、基地局装置 11がアクセス要求信号を受信したときに、そのアクセス要求信号を送信した通信端末装置 12の位置を確認できなヽため、基地局装置 11は、自セル内に位置する全ての通信端末装置 12がアクセス許可信号を受信できるように、 FACHを用いて送信されるアクセス許可信号を送信電力制御することなく大電力で送信することから、上記同様にアクセス許可信号が隣接する他セルにぉ、て干渉信号となる問題がある。

[0012] また、特許文献 1に記載された技術では、通信端末装置 12が基地局装置 11に対してプリアンブルを用いて求めた必要十分な電力でアクセス要求信号を送信することになるため、セルエッジ付近に位置する通信端末装置 12— 2から送信されるアクセス要求信号が隣接する他セルにぉ、て干渉信号となる問題は改善できるものの、上記アクセス要求信号のコリジョンの発生に由来するスループット低下の問題、並びに基地局装置 11の送信するアクセス許可信号が隣接する他セルにおいて干渉信号となる問題については、何ら改善されない。

[0013] 本発明の目的は、自セル内の複数の通信端末装置力同時にアクセス要求信号が送信されても、それらのコリジョンを回避して、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止し、かつ、自セルにおけるスループットを改善する通信端末装置と、アクセス許可信号の送信電力を制御して自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止する基地局装置と、を提供することである。課題を解決するための手段

[0014] 本発明に係る通信端末装置は、基地局装置と無線通信を行う通信端末装置であつて、前記基地局装置力も送信されたパイロット信号を受信する受信手段と、受信された前記パイロット信号の受信品質を測定する測定手段と、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に応じて、前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチヤネルを選択する選択手段と、選択されたサブチャネルを使用して、前記基地局装置に前記信号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

[0015] 本発明によれば、自セル内の複数の通信端末装置力同時にアクセス要求信号が送信されても、それらのコリジョンを回避して、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止し、かつ、自セルにおけるスループットを改善することができ、また、アクセス許可信号の送信電力を制御して自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止することができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]従来の技術に係る無線通信システムの構成を模式的に示す図

[図 2]従来の技術に係る通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図

[図 3]本発明の実施の形態 1に係る無線通信システムの構成を模式的に示す図

[図 4]本発明の実施の形態 1に係る通信端末装置の構成を示すブロック図

[図 5]本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すブロック図

[図 6]本発明の実施の形態 1において RACHのサブチャネルとして拡散コードを使用する場合に、パイロット信号の受信品質で区分された各グループに対する RACHのサブチャネルの割当態様の例を示す図

[図 7]本発明の実施の形態 1にお!/、て RACHのサブチャネルとしてマルチキャリア信号におけるサブキャリアを使用する場合に、パイロット信号の受信品質で区分された各グループに対する RACHのサブチャネルの割当態様の例を示す図

[図 8]本発明の実施の形態 1にお!/、て RACHのサブチャネルとして OFDM信号のシンボルを使用する場合に、パイロット信号の受信品質で区分された各グループに対する RACHのサブチャネルの割当態様の例を示す図

[図 9]本発明の実施の形態 1においてパイロット信号の受信品質と通信端末装置を区分した各グループとの対応を示す図

[図 10]本発明の実施の形態 1において通信端末装置を区分した各グループとァクセス許可信号の送信電力との対応を示す図

[図 11]本発明の実施の形態 1において通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図

[図 12]本発明の実施の形態 1において通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図

[図 13]本発明の実施の形態 1において通信端末装置が通信開始に際して基地局装置との間で送受信する無線信号を時系列で示す図

[図 14]本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すブロック図

[図 15]本発明の実施の形態 2において通信端末装置を区分した各グループと変調方式及び符号化率のセットとの対応を示す図

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

[0018] (実施の形態 1)

図 3に、本発明の実施の形態 1に係る無線通信システムの構成を模式的に示す。本実施の形態に係る無線通信システムは、複数の通信端末装置 200及び基地局装置 300を含んで構成される。この無線通信システムでは、複数の通信端末装置 200 力基地局装置 300から、例えば CPICHで、送信されるパイロット信号の受信品質を基準にして 3つの等級に区分される。以下、この受信品質の良い方力も順に、ダループ 1、グループ 2及びグループ 3と称する。また、グループ 1に属するものを通信端末装置 200— 1と、グループ 2に属するものを通信端末装置 200— 2と、グループ 3に属するものを通信端末装置 200— 3と、表記する。従って、この無線通信システムにおけるセルエッジ付近に存在する通信端末装置 200は、グループ 3に属することになる。

[0019] 図 4は、本発明の実施の形態 1に係る通信端末装置 200の構成を示すブロック図である。通信端末装置 200は、受信無線部 201、チャネル分離部 202、復調部 203 、復号部 204、受信品質測定部 205、使用サブチャネル選択部 206、符号化部 207 、変調部 208、サブチャネル割当部 209、送信電力制御部 211、送信無線部 212及びアンテナ素子 213を具備する。

[0020] 受信無線部 201は、後述する基地局装置 300から CPICHで送信されたパイロット信号及び FACHで送信されたアクセス許可信号等をアンテナ素子 213を介して受信し、それらの受信信号に周波数変換及びアナログ Zディジタル変換等の所定の受信処理を施し、受信処理後の受信信号をチャネル分離部 202に入力する。

[0021] チャネル分離部 202は、受信無線部 201から入力された受信信号について使用されたチャネルを判別し、判別したチャネル力CPICHであれば、その受信信号、即ち、パイロット信号を受信品質測定部 205に入力する。一方で、 CPICH以外、即ち、 F ACH等であれば、その受信信号を復調部 203に入力する。

[0022] 復調部 203は、チャネル分離部 202から入力された受信信号を所定の方式で復調し、復調後の受信信号を復号部 204に入力する。

[0023] 復号部 204は、復調部 203から入力された受信信号を所定の方式で復号して受信データを生成し、生成した受信データを図示しな!、制御部等に入力する。

[0024] 受信品質測定部 205は、チャネル分離部 202から入力されたパイロット信号の受信品質、例えば、信号電力対干渉電力比（SIR: Signa卜 to- Interference power Ratio)や受信電力レベルを測定し、その測定結果を使用サブチャネル選択部 206及び送信電力制御部 211にそれぞれ通知する。

[0025] 使用サブチャネル選択部 206は、等級化されたパイロット信号の受信品質とその各等級に割り当てられたサブチャネルとの「対応表」を備えている。そして、この対応表に基づいて、受信品質測定部 205から通知されたパイロット信号の受信品質の測定結果に対応付けられた RACHのサブチャネル群を選定し、選定されたサブチャネル群の中力アクセス要求信号の送信に使用するサブチャネルを 1つランダムに選択する。使用サブチャネル選択部 206は、選択したサブチャネルをサブチャネル割当部 209に通知する。なお、この等級化されたパイロット信号の受信品質とその各等級に割り当てられた RACHのサブチャネルとを示す対応表については、後述する。

[0026] 符号ィ匕部 207は、図示しない制御部等力も入力された送信データを所定の方式で符号化して送信信号を生成し、生成した送信信号を変調部 208に入力する。

[0027] 変調部 208は、符号ィ匕部 207から入力された送信信号を所定の方式で変調し、変調後の送信信号をサブチャネル割当部 209に入力する。

[0028] サブチャネル割当部 209は、無線通信の開始に際し、図示しない制御部等力も入力されたアクセス要求信号に対して、使用サブチャネル選択部 206から通知された R ACHのサブチャネルで送信するために所定のリソースを割り当てる。この所定のリソースとしては、タイミング、拡散コード又はマルチキャリア信号におけるサブキャリア等が例示される。そして、サブチャネル割当部 209は、所定のリソースを割り当てたァクセス要求信号を所定のタイミングで送信電力制御部 211に入力する。また、サブチヤネル割当部 209は、アクセス要求信号を送信電力制御部 211に入力して力も所定時間内に、基地局装置 300からアクセス許可信号が送信されてこないときには、所定のノックオフ時間の経過時に、再びアクセス要求信号に対して使用サブチャネル選択部 206から通知された RACHのサブチャネルを割り当て、割り当てたアクセス要求信号を送信電力制御部 211に入力する。一方で、サブチャネル割当部 209は、ァクセス要求信号を送信電力制御部 211に入力して力も所定時間内に、基地局装置 300 力もアクセス許可信号が送信されてきたときには、そのアクセス許可信号によって指定されたデータチャネルで変調部 208から入力された送信信号を送信するため、その送信信号に所定のリソースを割り当てて、所定のタイミングで送信電力制御部 211 にその送信信号を入力する。

[0029] 送信電力制御部 211は、サブチャネル割当部 209から入力されたアクセス要求信号又は送信信号を、受信品質測定部 205から通知されたパイロット信号の受信品質の測定結果に対応付けられた電力となるように増幅し、増幅後のアクセス要求信号又は送信信号を送信無線部 212に入力する。

[0030] 送信無線部 212は、送信電力制御部 211から入力されたアクセス要求信号又は送信信号に対して、ディジタル Zアナログ変換や周波数変換等の所定の送信処理を施した後に、アンテナ素子 213を介して基地局装置 300に無線送信する。

[0031] 図 5は、本発明の実施の形態 1に係る基地局装置 300の構成を示すブロック図である。基地局装置 300は、受信無線部 301、 RACH検出部 302、復調部 303、復号部 304、所要送信電力算出部 305、符号化部 306、変調部 307、送信電力制御部 30 8、多重部 309、送信無線部 311及びアンテナ素子 312を具備する。

[0032] 受信無線部 301は、通信端末装置 200から RACHで送信されたアクセス要求信号及びデータチャネルで送信された送信信号をアンテナ素子 312を介して受信し、それらの受信信号に周波数変換やアナログ Zディジタル変換等の所定の受信処理を施し、受信処理後の受信信号を RACH検出部 302に入力する。

[0033] RACH検出部 302は、受信無線部 301から入力された受信信号についてアクセス要求信号を検出し、アクセス要求信号が検出されたときには、そのアクセス要求信号を所要送信電力算出部 305に入力し、一方でアクセス要求信号が検出されないときには、受信信号に通常のデータ信号のみが含まれると判断して、その受信信号を復調部 303に入力する。

[0034] 復調部 303は、 RACH検出部 302から入力された受信信号に所定の方式で復調処理を施し、復調後の受信信号を復号部 304に入力する。

[0035] 復号部 304は、復調部 303から入力された受信信号を所定の方式で復号して受信データを生成し、生成した受信データを図示しな!、制御部等に入力する。

[0036] 所要送信電力算出部 305は、 RACH検出部 302から入力されたアクセス要求信号について、その送信に使用された RACHのサブチャネルを判定する。所要送信電力算出部 305は、使用サブチャネル選択部 206が備える対応表を有しており、この対応表に基づ、て、判定された RACHのサブチャネル力通信端末装置 200におけるパイロット信号の受信品質を把握する。また、所要送信電力算出部 305は、判定されたサブチャネルとアクセス許可信号の送信電力とを対応付けた「換算表」も有しており、この換算表を用いて、判定された RACHのサブチャネルに対応付けられた送信電力を算出し、算出した送信電力を送信電力制御部 308に通知する。なお、この換算表については、後述する。

[0037] 符号ィ匕部 306は、図示しない制御部等力も入力されたアクセス許可信号又は送信データに対して、所定の方式で符号化処理を施して送信信号を生成し、生成した送信信号を変調部 307に入力する。

[0038] 変調部 307は、符号ィ匕部 306から入力された送信信号を所定の方式で変調し、変調後の送信信号を送信電力制御部 308に入力する。

[0039] 送信電力制御部 308は、変調部 307から入力された送信信号を、所要送信電力算出部 305から通知された電力に増幅し、増幅後の送信信号を多重部 309に入力する。

[0040] 多重部 309は、図示しない制御部等からパイロット信号を定期的に入力され、このノィロット信号が入力されるタイミングにおいて、送信電力制御部 308から入力された送信信号にこのパイロット信号を多重し、多重後の送信信号を送信無線部 311に入力する。なお、多重部 309は、パイロット信号が入力されないタイミングでは、送信電力制御部 308から入力された送信信号をそのまま送信無線部 311に通過させる。

[0041] 送信無線部 311は、多重部 309から入力された送信信号に対して、ディジタル Zァナログ変換や周波数変換等の送信処理を施し、送信処理後の送信信号をアンテナ素子 312を介して通信端末装置 200に無線送信する。

[0042] 次いで、通信端末装置 200及び基地局装置 300の動作について、図 6〜図 13を用いて具体的に説明する。

[0043] 図 6に、通信端末装置 200が RACHのサブチャネルのリソースとして拡散コードを使用する場合において、パイロット信号の受信品質を基準として等級化されたグループ 1、グループ 2又はグループ 3に対する拡散コードの割り当て態様を示す。図 6では、ノィロット信号の受信品質が最も良いグループ 1には 2つの拡散コード # 1、 # 2が割り当てられ、その受信品質が中位のグループ 2には 3つの拡散コード # 3、 # 4、 # 5が割り当てられ、その受信品質が最も悪いグループ 3には使用可能な残り全ての拡散コード # 6〜 # n (nは 10以上の自然数）が割り当てられて、る。

[0044] また、図 7に、通信端末装置 200が RACHのサブチャネルのリソースとしてマルチキャリア信号におけるサブキャリアを使用する場合において、ノィロット信号の受信品質を基準として等級化されたグループ 1、グループ 2又はグループ 3に対するサブキャリアの割り当て態様を示す。図 7では、パイロット信号の受信品質が最も良いグループ 1には 2つのサブキャリア # 1、 # 2が割り当てられ、その受信品質が中位のグループ 2には 3つのサブキャリア # 3、 # 4、 # 5が割り当てられ、その受信品質が最も悪いグループ 3には使用可能な残り全てのサブキャリア # 6〜# n (nは 10以上の自然数）が割り当てられている。

[0045] また、図 8に、通信端末装置 200が RACHのサブチャネルのリソースとして OFDM

(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号のシンポノレを使用する場合において、パイロット信号の受信品質を基準として等級化されたグループ 1、グループ 2又はグループ 3に対する OFDM信号のシンボルの割り当て態様を示す。図 8では、ノィロット信号の受信品質が最も良いグループ 1には最初の 2つの OFDM信号のシンボルが割り当てられ、その受信品質が中位のグループ 2には続く 3つの OFDM信号のシンボルが割り当てられ、その受信品質が最も悪、グループ 3には使用可能な残り全ての OFDM信号のシンボルが割り当てられている。なお、 RACHのサブチャネルのリソースを通信方式で規格されたタイムスロットとしても、 OFDM信号のシンボルと同様に割り当てることができる。

[0046] 図 9に、使用サブチャネル選択部 206が備える対応表の一例を示す。この対応表では、受信品質測定部 205によるパイロット信号の受信品質としての受信 SIRの測定結果が 15dB以上の場合をグループ 1とし、 5〜15dBの場合をグループ 2とし、—3 〜5dBの場合をグループ 3としている。図 9に示すグループ 1、グループ 2及びグループ 3にはそれぞれ、図 6〜図 8に示すような態様で RACHのサブチャネルが割り当てられている。従って、使用サブチャネル選択部 206は、この対応表に基づいて、受信品質測定部 205から通知されたパイロット信号の受信品質の測定結果に対応して図 6〜図 8に示すような態様で割り当てられた RACHのサブチャネルを選定し、選定された複数のサブチャネルの中力アクセス要求信号の送信に使用するサブチャネルを 1つランダムに選択する、ことになる。なお、図 9に示す対応表では、受信品質測定部 205によるパイロット信号の受信品質の測定結果が 3dB未満の場合が、ずれのグループにも対応付けされていない。これは、パイロット信号の受信品質の測定結果が― 3dB未満であれば伝搬路状況が劣悪に過ぎるため、通信端末装置 200がァクセス要求信号を送信しても基地局装置 300に受信されな、おそれが高、ことから、隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止するため、通信端末装置 200が不必要なアクセス要求信号の送信を行わないようにするものである。なお、この場合、通信端末装置 200は、伝搬路上におけるフェージング又はシャドウイング等による減衰が回復して、パイロット信号の受信品質の測定結果が— 3dB以上になれば、基地局装置 300にアクセスすることができる。

[0047] また、図 10に、所要送信電力算出部 305が有する換算表の一例を示す。この換算表は図 9に示す対応表と相関があり、通信端末装置 200におけるアクセス許可信号の所要受信 SIRが OdBと仮定して、基地局装置 300におけるアクセス許可信号の送信電力がパイロット信号の送信電力を基準としてデシベルで表現されている。具体的には、グループ 1については、通信端末装置 200—1におけるパイロット信号の受信品質の測定結果が 15dB以上であることから、通信端末装置 200— 1におけるァクセス許可信号の受信品質が OdB以上となるように、基地局装置 300におけるアクセス許可信号の送信電力はパイロット信号の送信電力を基準として— 15dBに設定される。同様に、グループ 2については、通信端末装置 200— 2におけるパイロット信号の受信品質の測定結果が 5dB以上であることから、基地局装置 300におけるアクセス許可信号の送信電力はパイロット信号の送信電力を基準として 5dBに設定される。同様に、グループ 3については、通信端末装置 200— 3におけるパイロット信号の受信品質の測定結果が 3dB以上であることから、基地局装置 300におけるアクセス許可信号の送信電力はパイロット信号の送信電力を基準として 3dBに設定される。

[0048] 図 11に、グループ 1に属する通信端末装置 200— 1が通信開始に際して基地局装置 300との間で送受信する無線信号を時系列で示す。同様に、図 12にグループ 2に属する通信端末装置 200— 2が通信開始に際して基地局装置 300との間で送受信する無線信号を、また図 13にグループ 3に属する通信端末装置 200— 3が通信開始に際して基地局装置 300との間で送受信する無線信号を、時系列で示す。なお、図 11〜図 13では、パイロット信号の受信品質としてその受信電力レベルを使用する。図 11〜図 13に示すように、通信端末装置 200— 1〜200— 3はいずれも、ノィロット信号の受信品質の測定結果を基準として、 RACHで送信するアクセス要求信号及びデータチャネルで送信するデータパケットの送信電力制御を行う。一方で、基地局装置 300は、通信端末装置 200の使用した RACHのサブチャネルを判定することにより、通信端末装置 200におけるパイロット信号の受信品質の測定結果を間接的に把握して、換言すればその通信端末装置 200がグループ 1〜3のいずれに属するか把握して、 FACHで送信するアクセス許可信号の送信電力制御を行うことになる。従つて、図 11〜図 13を比較すれば、アクセス許可信号を送信する FACHの送信電力力 Sそれぞれ異なっており、かつ、パイロット信号の受信品質が最も低い通信端末装置 200 3を示す図 13の FACHの送信電力が最も高くなつて!/、ることが判る。

[0049] このように、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、通信端末装置 200がパイロット信号の受信品質の測定結果を等級化して、その各等級に専用の RACHのサブチャネルを予め割り当てておき、実際の測定結果に応じて、アクセス要求信号の送信に使用する RACHのサブチャネルを選択するため、複数の通信端末装置 200 が同一の RACHのサブチャネルを同時に使用する確率を低下させることができる。その結果、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、アクセス要求信号が基地局装置 300に確実に受信されるようになり、アクセス要求信号の再送信回数が減るため、通信端末装置 200が無線通信を短期間で開始でき、かつ、自セルにおけるスループットが改善し、かつ、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を抑 ff¾することができる。

[0050] また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、基地局装置 300が、通信端末装置 200— 1〜200— 3それぞれにおけるアクセス要求信号の受信品質に応じて必要十分な送信電力でアクセス許可信号を送信するため、自セルに隣接する他セルにおいてアクセス許可信号が干渉信号となることを抑制することができる。

[0051] また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、通信端末装置 200における使用サブチャネル選択部 206の備える対応表にぉヽて、等級化されたパイロット信号の受信品質の上位等級 (例えばグループ 1)よりも下位等級 (例えばグループ 3)に多くのサブチャネルが割り当てられて!/ヽるため、セルエッジ付近に位置する通信端末装置 200ほど同一の RACHのサブチャネルを同時に使用する確率が低下してァクセス要求信号の再送信回数が減ることから、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を効果的に防止することができる。 [0052] また、本実施の形態に係る無線通信システムでは、通信端末装置 200における使用サブチャネル選択部 206の備える対応表にぉヽて、等級化されたパイロット信号の受信品質に関し、上位等級よりも下位等級の受信品質の範囲の方が狭くなつている。具体的には、グループ 1の受信品質の範囲は 15dB以上と上限がなぐグループ 2の受信品質の範囲は 5〜15dBの 10dBとなっており、グループ 3の受信品質の範囲は— 3〜5dBの 8dBとなっている。従って、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、パイロット信号の受信品質の範囲が狭い下位等級ほどより多くのサブチヤネルが割り当てられて!/、ることになるため、セルエッジ付近に位置する通信端末装置 200のアクセス要求信号の再送信回数を一層効果的に減らせることから、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生をより効果的に防止することができる。

[0053] なお、本実施の形態について、以下のように変形したり、応用したりしてもよい。

[0054] 本実施の形態に係る基地局装置 300では、所要送信電力算出部 305がアクセス要求信号の送信に使用された RACHのサブチャネルを判定し、判定されたサブチヤネルに対応付けられた送信電力を送信電力制御部 308に通知する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えば、所要送信電力算出部 305がアクセス要求信号の受信品質を測定する要求信号測定部を具備し、この要求信号測定部によって測定された受信品質と通信端末装置 200における所要受信品質、即ち、送信電力制御における目標受信品質とを比較して、それらの受信品質の差が所定値よりも大きければ、 RACHのサブチャネルに対応付けられた送信電力を増減し、増減後の送信電力を送信電力制御部 308に通知するようにしてもよい。

[0055] この所要送信電力算出部 305におけるアクセス許可信号の送信電力の算出は、ァクセス要求信号の受信品質に基づくクローズドループによる算出であるため、通信端末装置 200においてパイロット信号の受信力もアクセス要求信号の送信までに時間を要する場合、或いは伝搬路状況の変化が速い場合等には、クローズドループによる送信電力の算出では、算出された送信電力に実際の伝搬路状況が的確に反映されていないおそれがある。そこで、所要送信電力算出部 305において、クローズドループによる送信電力の算出に加えて、アクセス要求信号の受信品質を測定するォープンループによる送信電力の算出を行えば、アクセス許可信号の送信電力制御を一層正確に行うことができるようになる。

[0056] (実施の形態 2)

本発明の実施の形態 2では、基地局装置が RACHの使用リソースに基づいて FA CHに対して符号化率及び変調方式を適応的に変化させる場合について説明する。なお、本実施の形態に係る通信端末装置の構成は、図 4と同じなので、図 4を援用して説明する。

[0057] 図 14は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装置 400の構成を示すブロック図である。基地局装置 400は、受信無線部 301、 RACH検出部 302、復調部 303、復号部 304、適応制御部 413、符号化部 406、変調部 407、多重部 309、送信無線部 31 1及びアンテナ素子 312を具備する。

[0058] 適応制御部 413は、 RACH検出部 302から入力されたアクセス要求信号について、その送信に使用された RACHのサブチャネルを判定し、判定されたサブチャネルとアクセス許可信号の送信パラメータ、即ち、変調方式と符号化率のセットとを対応付けた換算表を用いて、変調方式及び符号化率を設定し、設定した変調方式及び符号ィ匕率を符号ィ匕部 406及び変調部 407に入力する。

[0059] 符号ィ匕部 406は、図示しない制御部等力も入力されたアクセス許可信号又は送信データに対して、適応制御部 413から入力された送信パラメータ (符号化率及び変調方式の情報）に従った符号化率又は符号化方法で符号化処理を施して送信信号を生成し、生成した送信信号を変調部 407に入力する。

[0060] 変調部 407は、符号化部 406から入力された送信信号を適応制御部 413から入力された送信パラメータに従った変調方式で変調し、変調後の送信信号を多重部 309 に入力する。

[0061] 図 15に、適応制御部 413が有する換算表の一例を示す。この換算表は図 9に示す対応表と相関があり、通信端末装置 200における受信品質が高いほど、高い変調レベル及び符号ィ匕率となっている。例えば、グループ 1では受信品質が 15dB以上であるため、所要 SIRが 15dBである送信パラメータ、つまり受信 SIRが 15dB以上であれば十分低い誤り率で受信できる最も伝送効率の高い送信パラメータである 16QAM 、 R= 3Z4を用い、グループ 2では、受信 SIRが 5dB〜15dBであるため、所要 SIR が 5dBである送信パラメータの QPSK、 R= 1/2を用いる。グループ 3についても同様である。

[0062] 伝送効率の高い送信パラメータであるほど、基地局装置 400はアクセス許可信号の送信を短時間で終わらせることができる。

[0063] このように本実施の形態によれば、基地局装置 400が、通信端末装置 200— 1〜2 00— 3それぞれにおけるアクセス要求信号の受信品質に応じて十分に低い誤り率で受信できる最も伝送効率の高、送信パラメータを用いてアクセス許可信号を送信するため、アクセス許可信号の送信時間を短縮することができ、他セルにおいてァクセス許可信号が干渉信号となることを抑制することができる。

[0064] 上記各実施の形態では、本発明をノヽードウエ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。

[0065] また、上記各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チップィ匕されてもよい。ここでは、 LSIとした力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。

[0066] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ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 Progra mmable 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ユラブル'プロセッサーを利用してもよい。

[0067] 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ィ匕を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

[0068] なお、上記各実施の形態に係る無線通信システムでは、ノィロット信号の受信品質の等級に対応させて複数の通信端末装置 200を 3つのグループに区分する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えば、さらにグループの数を増やしてもよ、。

[0069] また、アクセス許可信号は、例えば 3GPP規格では、 AICH(Acknowledge Indicator

Channel) ^ FACH(Forward Access し hannel)、 s— Cし Pし H(¾econdarv—し ommon Co ntrol Physical Channel) ^ HS― SCCH(High Speed-Shared Control Channel) ^ DPC H(Dedicated Physical Channel)を用いて送信してもよい。

[0070] また、上記各実施の形態においては、 RACHによるアクセス要求、 FACHによるァクセス許可を行い、その後データパケットを送信するものとして説明した力 RACHをアクセス要求信号、 FACHをアクセス許可信号以外のデータの送信に用いても同様の効果を得ることができる。例えば、短いパケットや遅延要求の厳しいパケット等では、上り回線のデータパケットを RACHで、下り回線のデータパケットを FACHで送信するようにしてちょい。

[0071] また、上記各実施の形態における RACHは、あら力じめユーザ個別のリソースが割り当てられな、競合チャネルであればその他のものでもよ、。

[0072] また、上記の実施の形態にお!、て、受信品質は受信 SIRから推定するものとして説明したが、受信 SNR、受信 CIR、受信 SINR、受信 CINR、受信電力、干渉電力、ビット誤り率、スループット、所定の誤り率を達成できる MCS (変調方式と符号化率の組み合わせ）、などにより推定してもよい。また、基地局装置は Node B、通信端末装置は UEと表現されることもある。

[0073] 本発明の第 1の態様は、基地局装置と無線通信を行う通信端末装置であって、前記基地局装置力も送信されたパイロット信号を受信する受信手段と、受信された前記パイロット信号の受信品質を測定する測定手段と、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に応じて、前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する選択手段と、選択されたサブチャネルを使用して、前記基地局装置に前記信号を送信する送信手段と、を具備する通信端末装置である。

[0074] 本発明の第 2の態様は、前記発明において、前記送信手段は、ランダムアクセスチャネルを用いて前記信号を送信する通信端末装置である。

[0075] 本発明の第 3の態様は、前記発明において、前記送信手段は、アクセス要求信号を送信する通信端末装置である。

[0076] 本発明の第 4の態様は、前記選択手段は、等級化された受信品質の上位等級よりも下位等級に多くのサブチャネルを割り当てておき、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に対応する等級に割り当てられているサブチャネルの中から前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する通信端末装置である。

[0077] 本発明の第 5の態様は、前記発明において、前記選択手段は、等級化された受信品質について上位等級よりも下位等級の受信品質の範囲を狭くして各等級にサブチャネルを割り当てておき、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に対応する等級に割り当てられているサブチャネルの中から前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する通信端末装置である。

[0078] 本発明の第 6の態様は、通信端末装置と無線通信を行うものであって、前記通信端末装置から送信された信号を受信する受信手段と、受信された前記信号の送信に使用されたサブチャネルを検出する検出手段と、検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力、又は検出された前記サブチャネルに対応付けられた変調方式及び符号化率によって、前記通信端末装置に対して信号を送信する送信手段と、を具備する基地局装置である。

[0079] 本発明の第 7の態様は、前記発明において、前記送信手段は、アクセス許可信号を送信する基地局装置である。

[0080] 本発明の第 8の態様は、前記発明において、前記受信手段によって受信された信号の受信品質を測定する要求信号測定手段を具備し、前記送信手段は、前記要求信号測定手段によって測定された受信品質と送信電力制御における目標受信品質との差に応じて、前記検出手段によって検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力を増減し、増減された送信電力で前記通信端末装置に対して信号を送信する基地局装置である。

[0081] 本発明の第 9の態様は、前記発明において、前記受信手段は、ランダムアクセスチャネルを用いて送信された信号を受信する基地局装置である。

[0082] 本発明の第 10の態様は、通信端末装置及び基地局装置を含んで構成され、前記通信端末装置は、前記基地局装置力も送信されたパイロット信号を受信する端末側受信手段と、受信された前記パイロット信号の受信品質を測定する測定手段と、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に応じて、前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する選択手段と、選択されたサブチャネルを使用して、前記基地局装置に前記信号を送信する端末側送信手段と、を具備し、前記基地局装置は、前記通信端末装置から送信された前記信号を受信する基地局側受信手段と、受信された前記信号の送信に使用されたサブチャネルを検出する検出手段と、検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力で、前記通信端末装置に対して信号を送信する基地局側送信手段と、を具備する無線通信システムである。

[0083] 本発明の第 11の態様は、前記発明において、前記端末側送信手段は、アクセス要求信号を送信する無線通信システムである。

[0084] 本発明の第 12の態様は、前記発明において、前記基地局側送信手段は、アクセス許可信号を送信する無線通信システムである。

[0085] 本明細書は、 2004年 6月 10日出願の特願 2004— 173017に基づくものである。

この内容は全てここに含めておく。

産業上の利用可能性

[0086] 本発明に係る通信端末装置及び基地局装置は、自セル内におけるアクセス要求信号のコリジョンの発生率を低下させることにより、自セルに隣接する他セルにおける干渉信号の発生を防止し、かつ、自セルにおけるスループットを改善するという効果を有し、無線通信システム等に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 基地局装置と無線通信を行う通信端末装置であって、

前記基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信手段と、受信された前記パイロット信号の受信品質を測定する測定手段と、

前記パイロット信号の受信品質の測定結果に応じて、前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する選択手段と、

選択されたサブチャネルを使用して、前記基地局装置に前記信号を送信する送信手段と、を具備する通信端末装置。

[2] 前記送信手段は、ランダムアクセスチャネルを用いて前記信号を送信する請求項 1 記載の通信端末装置。

[3] 前記送信手段は、アクセス要求信号を送信する請求項 1記載の通信端末装置。

[4] 前記選択手段は、等級化された受信品質の上位等級よりも下位等級に多くのサブチャネルを割り当てておき、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に対応する等級に割り当てられているサブチャネルの中から前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する、請求項 1記載の通信端末装置。

[5] 前記選択手段は、等級化された受信品質につ!、て上位等級よりも下位等級の受信品質の範囲を狭くして各等級にサブチャネルを割り当てておき、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に対応する等級に割り当てられているサブチャネルの中から前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する、請求項 1記載の通信端末装置。

[6] 通信端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、

前記通信端末装置から送信された信号を受信する受信手段と、

受信された前記信号の送信に使用されたサブチャネルを検出する検出手段と、検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力、又は検出された前記サブチャネルに対応付けられた変調方式及び符号化率によって、前記通信端末装置に対して信号を送信する送信手段と、を具備する基地局装置。

[7] 前記送信手段は、アクセス許可信号を送信する請求項 6記載の基地局装置。

[8] 前記受信手段によって受信された信号の受信品質を測定する要求信号測定手段を具備し、

前記送信手段は、前記要求信号測定手段によって測定された受信品質と送信電力制御における目標受信品質との差に応じて、前記検出手段によって検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力を増減し、増減された送信電力で前記通信端末装置に対して信号を送信する、請求項 6記載の基地局装置。

[9] 前記受信手段は、ランダムアクセスチャネルを用いて送信された信号を受信する請求項 6記載の基地局装置。

[10] 通信端末装置及び基地局装置を含んで構成される無線通信システムであって、前記通信端末装置は、

前記基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する端末側受信手段と、受信された前記パイロット信号の受信品質を測定する測定手段と、前記パイロット信号の受信品質の測定結果に応じて、前記基地局装置への信号の送信に使用するサブチャネルを選択する選択手段と、

選択されたサブチャネルを使用して、前記基地局装置に前記信号を送信する端末側送信手段と、

を具備し、

前記基地局装置は、

前記通信端末装置から送信された前記信号を受信する基地局側受信手段と、受信された前記信号の送信に使用されたサブチャネルを検出する検出手段と、検出された前記サブチャネルに対応付けられた送信電力で、前記通信端末装置に対して信号を送信する基地局側送信手段と、

を具備する、無線通信システム。

[11] 前記端末側送信手段は、アクセス要求信号を送信する請求項 10記載の無線通信システム。

[12] 前記基地局側送信手段は、アクセス許可信号を送信する請求項 10記載の無線通信システム。