JP2012186841A - 処理方法、移動局および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局の状態や実際の送信手順のバリエーションに柔軟に対応可能であり、通信リソースの有効利用も可能な、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した、移動局と基地局との間の新規な上り接続処理を実現する。
【解決手段】補正情報が有効な期間内であって上り回線における制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられているならば上り回線における制御チャネルが使用できると判断し、期間以外では上り回線における制御チャネルが使用できないと判断し、上り回線における制御チャネルが使用できないならばガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを選択し、上り回線における制御チャネルが使用できるならば上り回線における制御チャネルを選択し、選択したチャネルを使用して移動局の送信データの通信リソースの割当て情報を基地局に要求する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、移動局と基地局との間の接続処理方法、移動局および処理装置に関する。

現在、無線アクセス技術であるＲＡＴ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）として、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で規定されているＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、非特許文献１）が第三世代セルラ移動通信方式として標準化され、順次サービスが開始されている。

また、第三世代ＲＡＴの進化（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ、以降ＥＵＴＲＡと称する）および第三世代ＲＡＴアクセスネットワークの進化（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ、以降ＥＵＴＲＡＮと称する）が検討されている。ＥＵＴＲＡでは、通信方式として、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）方式が提案されている（非特許文献２）。

次世代通信の規格であるＥＵＴＲＡは、３Ｇ（第三世代）の技術をベースとして、ＯＦＤＭの採用等によって、移動体通信の大容量化、高速化等を推進するものであり、基本的には、３Ｇの技術が踏襲される部分も多いと考えられるが、その一方、３Ｇの技術では対応できない、解決すべき課題も多々、存在する。

ＥＵＴＲＡにおける、上り回線（アップリンク）のランダムアクセス（ＲＡＣＨ）シーケンスは、移動局と基地局が接続処理を行なうための重要な手順であるが（例えば、非特許文献３には、その重要性が指摘されている）、その手順や意義は、３Ｇの技術とＥＵＴＲＡ規格とでは、大きく異なる。

すなわち、３Ｇの技術では、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ：移動局が基地局に対して任意のタイミングで送信可能なチャネルであり、アップリンクの確立に使用されるチャネルである）は、データチャネルと直交していないために、データチャネルとの間の干渉が生じることがある。このため、基地局が受信可能な状態となるまで、移動局側で送信電力を徐々に増大させるパワーランピングと呼ばれる制御が必要となる（例えば、前掲の非特許文献１の４５頁〜４７頁“２−２−３ランダムアクセス”参照）。

ここで、Ｗ−ＣＤＭＡ方式における上り回線のランダムアクセスについて、図２２を用いて簡単に説明する。図２２は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式における上り回線のランダムアクセスの手順（ＲＡＣＨ送信手順）を示すフローチャートである。

初期送信を行なう移動局、すなわち電源オン直後、または間欠受信中の移動局は、基地局との間の上りリンクの確立のために、まずランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を基地局に送信する必要がある。ＲＡＣＨは、個別の上りリソースが割当てられる前に使用されるため、他の移動局と送信周波数、およびタイミングが同一の場合がある。このとき、他局間干渉による送信信号の劣化により、基地局では正しくＲＡＣＨを受信することができない。

そこで、図２２に示されるように、移動局は、まずＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと呼ばれる送信移動局を特定するデータ信号列をランダムに一つ選択し、基地局に対し送信する（ステップＳ２０）。ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅに対して基地局より送信許可を示すＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）が返ってきた場合（ステップＳ２１）、ＲＡＣＨ ｍｅｓｓａｇｅと呼ばれる実際のデータ送信を開始する（ステップＳ２２）。一方、基地局よりＡＣＫが返ってこない場合（ステップＳ２１）、またはＮＡＣＫ（Ｎｏｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）が返ってきた場合には、ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅの送信電力を増加させ（ステップＳ２５）、再度ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅの送信を行なう。事前に定義されている再送回数が満了したか否かを確認しつつ（ステップＳ２３）、同様の処理を繰り返し、所定の送信回数が満了しても基地局からのＡＣＫを受信できない場合には、ＲＡＣＨ送信失敗と判断して（ステップＳ２４）、一連の手順を終了する。

これに対して、ＯＦＤＭを用いた移動体通信方式（ＥＵＴＲＡの方式）では、ＲＡＣＨはデータチャネルに対して直交しているため、基本的には両者の間で干渉は生じず、上記のようなパワーランピングは不要である。

ただし、その代わりに、ＯＦＤＭ通信では、マルチパスの影響を考慮した、移動局における送信タイミング補正（基地局からの送信タイミング補正情報に基づく、時間的同期を確立するための処理）と、基地局のスケジューリングによる通信リソースの割当て処理と、が必要となる。これらの処理は、ＯＦＤＭを利用した場合の特有の処理であり、３Ｇ技術を援用することはできない。従って、新たな、移動局と基地局との接続処理技術の確立が求められる。

立川敬二著，"Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式"，平成１３年６月２５日初版発行、丸善株式会社 ３ＧＰＰ ＴＲ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ）２５．８１４，Ｖ１．４．１（２００６−５），Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／Ｓｐｅｃｓ／ｈｔｍｌ−ｉｎｆｏ／２５８１４．ｈｔｍ Ｅｒｉｃｓｓｏｎ．"Ｅ−ＵＴＲＡ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ"，３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃４３，Ｓｅｏｕｌ，Ｋｏｒｅａ，７−１１ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００５

ＥＵＴＲＡにおける、移動局と基地局との間の、データ送信を可能とするための上り回線の接続処理では、そもそも、どのようなチャネルを使用すればよいのか、についても規格が定まっていない。特に、基地局との関係における移動局の状態は、常に変化する可能性があり、どのような場合に、どの通信チャネルを用いるのかが明らかでないと、接続処理ができないことになる。

また、移動局から基地局への送信手順や、基地局から移動局への送信手順も、一律に定まっているわけではなく、例えば、２種類の情報（例えば、移動局が基地局に送信する上り同期要求とリソースの割当て要求）が各々、別個のシーケンスで送信されることもあれば、その２種類の情報が同時に（並行的に）送信されることもあり得る。このため、このような送信のバリエーションにも柔軟に対応可能とするために、接続処理の内容の検討が重要である。

また、ＥＵＴＲＡ規格における上り回線の接続処理では、特に、ＯＦＤＭ通信のリソースの利用効率を高め、同時並行的に行なわれるデータ通信等に使用可能なリソースを、無駄に消費しないようにすることも重要である。特に、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを、通信リソースにどのようにマッピングするのかは、重要な問題である。

本発明は、このような考察に基づいてなされたものであり、その目的は、実際の移動局の状態や実際の送信手順のバリエーションに柔軟に対応可能であり、通信リソースの有効利用も可能な、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した、移動局と基地局との間の新規な接続処理を実現することにある。

（１）本発明の接続処理方法は、移動局と基地局との間の接続処理方法であって、移動局と基地局との間で上り回線の時間同期が確立されていない状態で使用されるガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および移動局と基地局との間で上り回線の時間同期が確立されている状態で使用される同期ランダムアクセスチャネルの２種類が設けられていると共に、移動局が基地局に対して上り回線の時間同期を要求するための情報または通信リソースの割当てを要求するための情報を送信するために選択されるチャネルとして、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、前記同期ランダムアクセスチャネル、および上り回線における制御チャネルの３つのチャネルが設けられており、移動局において送信データが発生した時点における上り回線の時間同期の有無および通信リソースの割当ての有無に基づいて、前記３つのチャネルからいずれか一つを選択して移動局と基地局との間の接続処理を行なうことを特徴としている。

本発明の接続処理方法では、移動局と基地局との間で上り回線の時間同期が確立されていない状態で使用されるガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル（非同期ＲＡＣＨ）、および移動局と基地局との間で上り回線の時間同期が確立されている状態で使用される同期ランダムアクセスチャネル（同期ＲＡＣＨ）の２種類が設けられる。ＲＡＣＨは、本来、移動局が任意のタイミングで基地局に送信するチャネルであるため、その時点では基地局との間の時間的な同期は確立していないのが普通と考えられる。音声通話の場合は、このような場合しか想定できない。しかし、データパケット通信の場合は、基地局との間で時間的な同期がとれた状態において、ＲＡＣＨを移動局から基地局に送信するという場合があり得る。例えば、基地局との間で上りリンクが確立された状態、すなわち、送信タイミングずれが補正された状態にて、データの送信がなされた後、そのリンクが消滅する前、つまり、その送信タイミングずれの補正が有効な期間内に、新たなアップリンクのデータ送信が必要となり、移動局が基地局にＲＡＣＨを送信する、というような場合である。このときは、例えば、同期がとれているリンクのフレーム、またはサブフレームやＯＦＤＭシンボルの先頭に合わせたタイミングにてＲＡＣＨを送信すれば、基地局の受信タイミングと合致することになる。従って、この場合のＲＡＣＨは、同期ＲＡＣＨということができる。非同期ＲＡＣＨは、サブキャリアにマッピングして基地局に向けて送信する際に、マルチパスの影響を軽減するためにガードタイム、例えば、ＲＡＣＨに乗算される固有コードを延長した冗長期間を設ける必要があるが、同期ＲＡＣＨの場合はガードタイムが不要である。従って、同期ＲＡＣＨを効果的に使用することによって通信リソースの有効利用が可能となる。また、本発明の接続処理方法では、アップリンクに利用する可能性のあるチャネルとして、同期ＲＡＣＨ、非同期ＲＡＣＨの他、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（例えば、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）がこれに相当する）を想定する。このチャネルは、基地局から割当てられたリソースを用いて送信するための、送信タイミング補正済み（上り同期の）チャネルであり、移動局が基地局に品質情報指標（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：ＣＱＩ）、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ハイブリッドＡＲＱ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等の送信に用いることができる。そして、例えば、基地局からリソースが一旦、割当てられた後、新たに送信データが発生した場合は、現在割当てられているリソースを用いて、かつ、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）を用いて、新たなリソース割当て要求を送信する場合も考えられる。従って、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）もアップリンクの接続処理に使用される可能性のあるチャネルである。結果的に、アップリンクの接続処理に使用される潜在的な可能性のあるチャネルとしては、リソースの割当て前に使用するチャネルとして、非同期ＲＡＣＨ、同期ＲＡＣＨがあり、リソース割当て後に使用されるチャネルとしては、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）があることになり、合計で３本のチャネルがあることになる。なお、「共通利用可能な制御チャネル」の具体的な名称は問わないが、以下の説明では、説明の便宜上、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）と記載する（これに限定されるものではない）。そして、本発明では、特に、リソースの利用効率、移動局の上りリソース割当て状態、および、上り時間同期状態を考慮して、同期ＲＡＣＨと、非同期ＲＡＣＨと、ＵＳＣＣＨと、を適応的に使い分ける。すなわち、移動局において送信データが発生した時点における移動局の状態を、時間同期の有無およびリソース割当ての有無に応じて場合分けし、さらに、必要に応じて、移動局が基地局に対して送信するリソース割当てを要求するための情報の種類を加味して場合分けし（つまり、リソースのスケジュール情報の要求信号としては、送信データの有無を通知する信号、送信データの量を通知する信号、送信データの種別やレートを通知する信号、送信バッファ量を通知する信号等、いろいろな信号が利用され得るため、スケジュール情報の要求に利用される信号の種類も考慮して具体的に場合分けする場合があるということである）、そして、移動局において送信データが実際に発生した場合に、場合分けされた移動局の状態に応じて、上記の３つのチャネルの中から一つを適応的に選択する。これによって、ＥＵＴＲＡの規格に適合し、かつ、リソースの利用効率や移動局の具体的な状態等を考慮した柔軟な対応が可能な、最適な、上り回線の接続処理方法を確立することができる。

（２）また、本発明の接続処理方法は、移動局において送信データが発生した時点における上り回線の同期状態および通信リソースの割当て状態により、上り非同期かつ通信リソース割当て無しの第１の状態と、上り同期かつ通信リソース割当て無しの第２の状態と、上り非同期かつ通信リソース割当て有りの第３の状態と、上り同期かつ通信リソース割当て有りの第４の状態と、場合分けし、前記場合分けされた状態に応じて前記３つのチャネルからいずれか一つを選択して移動局と基地局との間の接続処理を行なうことを特徴としている。

移動局に送信すべきデータが生じたときに、移動局が基地局に対して採るべき接続処理シーケンスは、アップリンクの時間的な同期がすでに確立されているか否か、または、リソース情報がすでに基地局から送られてきているか否か、によって異なる点に着目し、時間的な同期／非同期、リソース割当ての有無によって４つの状態（第１〜第４の状態）に大別し、各々の場合において、さらに具体的な検討を行なって、各場合における最適なチャネルを決定するようにしたものである。具体的には、例えば、ＥＵＴＲＡにおける移動局の状態としてはデタッチ（Ｄｅｔａｃｈｅｄ）状態、アイドル（Ｉｄｌｅ）状態、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態の３状態があることから、各状態がどの場合分けに分類されるのかを検討し、各状態における使用に最適なチャネルを決定する。なお、デタッチ（Ｄｅｔａｃｈｅｄ）状態とは、移動局の電源オン直後、または異なるＲＡＴへの遷移直後などの理由で、基地局が移動局の存在を認識していない状態であり、アイドル（Ｉｄｌｅ）状態とは、基地局は移動局の存在を認識しているが、データ通信は行なわれず、基地局は着信のための最低限の下りリソースを移動局に割当て、移動局は割当てられた前記リソースで間欠受信を行なっている状態であり、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態とは、基地局は移動局の存在を認識し、かつ基地局と移動局とでデータ通信が行なわれている状態である。

（３）また、本発明の接続処理方法において、移動局は、前記上り回線の時間同期を要求するための情報を、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを使用して基地局に送信し、前記通信リソースの割当てを要求するための情報を、通信リソースが割当てられている状態では、上り回線における制御チャネルを使用して送信する一方、通信リソースが割当てられていない状態では、同期ランダムアクセスチャネルを使用して送信することを特徴としている。

これにより、ＥＵＲＴＡに適合した、上り接続処理の基本的な手順（シーケンス）を明確化することができる。

（４）また、本発明の接続処理方法は、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報と通信リソースの割当て情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報と前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、基地局に未送信のデータの有無を通知することによって、未送信のデータ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、基地局に未送信のデータの有無を通知することによって、未送信のデータ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成によれば、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることが可能となる。また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、基地局に送信データの有無を通知することによってリソース情報を要求するために使用可能であるため、同期ＲＡＣＨは使用する必要がない。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（５）また、本発明の接続処理方法は、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報と通信リソースの割当て情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報と前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、基地局に送信データ量を通知することによって、データ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記送信データ量に応じた通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、基地局に送信データ量を通知することによって、データ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記移動局の前記送信データ量に応じた通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成によれば、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることが可能となる。また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、基地局に送信データの有無を通知することによってリソース情報を要求するために使用可能であるため、同期ＲＡＣＨは使用する必要がない。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（６）また、本発明の接続処理方法は、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、同期ランダムアクセスチャネルを用いて、基地局に送信データ量を通知することによって、データ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記送信データ量に応じた通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成は、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることができず、また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、リソース割当て要求のために使用されず、また、同期ＲＡＣＨは送信データ量を基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができる、という条件下にある場合に有効である。このような場合に、本発明は、上記第１の状態、第２の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（７）また、本発明の接続処理方法は、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、同期ランダムアクセスチャネルを用いて、基地局に送信データ量を通知することによって、データ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記送信データ量に応じた通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、基地局に送信データ量を通知することによって、データ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記送信データ量に応じた通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成は、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることができず、また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、送信データ量を基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができ、また、同期ＲＡＣＨも同様に、送信データ量を基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができる、という条件下にある場合に有効である。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（８）また、本発明の接続処理方法は、一定の送信間隔と固定の伝送レートで構成されるデータを送信する場合、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、同期ランダムアクセスチャネルを用いて、基地局にデータ種別と伝送レートを通知することによって、所定の送信間隔と伝送レートを保証する通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、基地局にデータ種別と伝送レートを通知することによって、所定の送信間隔と伝送レートを保証する通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成は、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることができず、また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、送信データのデータ種別と伝送レートを基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができ、また、同期ＲＡＣＨも同様に、送信データのデータ種別と伝送レートを基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができる、という条件下で有効である。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（９）また、本発明の接続処理方法は、一定の送信間隔と可変の伝送レートで構成されるデータを送信する場合、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、同期ランダムアクセスチャネルを用いて、基地局にデータ種別と現在の伝送レートを通知することによって、所定の送信間隔と現在の伝送レートを保証する通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、基地局にデータ種別と現在の伝送レートを通知することによって、所定の送信間隔と現在の伝送レートを保証する通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成は、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることができず、また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、送信データのデータ種別と伝送レートを基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができ、また、同期ＲＡＣＨも同様に、送信データのデータ種別と伝送レートを基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができ、かつ、送信データを、所定の送信周期で可変伝送レートによって送信する、という条件下で有効である。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（１０）また、本発明の接続処理方法は、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、同期ランダムアクセスチャネルを用いて、前記移動局に蓄積されているデータバッファ量を通知することによって、前記データバッファ量に応じた通信リソースの割当て情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、前記移動局に蓄積されているデータバッファ量を通知することによって、前記データバッファ量に応じた通信リソースの割当て情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成は、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることができず、また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、移動局における未送信のデータバッファ量を基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができ、また、同期ＲＡＣＨも同様に、移動局における未送信のデータバッファ量を基地局に通知することによってリソース情報を要求するために使用することができる、という条件下で有効である。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（１１）また、本発明の接続処理方法において、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記同期ランダムアクセスチャネルは、それぞれ異なる所定の時間内の全周波数帯域に亘って時分割されて配置されることを特徴としている。

非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨを、時間軸と周波数軸で規定されるリソースにマッピングする（割当てる）場合を示したものである。すなわち、同期ＲＡＣＨと非同期ＲＡＣＨを、時間軸に関しては、異なるサブフレームにマッピングし、周波数軸に関しては、全周波数帯域にマッピングする。この場合、１フレーム期間中のどのサブフレーム期間に、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを割当てるのかを固定的に決めておくことができるため、基地局では、その固定的な配置を利用して、受信した同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを容易に検出することができる、という効果が得られる。

（１２）また、本発明の接続処理方法は、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記同期ランダムアクセスチャネルは、それぞれ同じ所定の時間内の異なる周波数帯域に周波数分割されて配置されることを特徴としている。

同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを、共通のサブフレーム期間における異なる周波数帯域に割当てること、すなわち、周波数帯域を分けることによるＴＴＩ内における多重化を実施することによって、同期ＲＡＣＨまたは非同期ＲＡＣＨのいずれか一方を一つのサブフレーム期間の全周波数帯域に配置する場合と同じリソースにより、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨの双方を送信でき、リソースを有効に利用できるという効果がある。また、各ＲＡＣＨの使用頻度に応じて、各ＲＡＣＨが占有する周波数帯域を適応的に変化させることによって、使用頻度の高い方のＲＡＣＨを、無理なく（周波数帯域における衝突なく）配置することができる。従って、リソースを、さらに有効利用することができる。

（１３）また、本発明の接続処理方法は、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルは、サブフレーム期間内の全周波数帯域に配置されると共に、前記同期ランダムアクセスチャネルは、複数の所定の期間に亘って、かつ、各所定の時間における周波数帯域が重ならないように、一つのリソースユニットの周波数帯域を単位として周期的に周波数帯域をずらしつつ、時分割で配置されることを特徴としている。

このように、同期ＲＡＣＨが時間軸方向に均等に配置される構成を採るため、同期ＲＡＣＨによるデータ送信の要求が生じたとき、大きな待ち時間なく、すぐに同期ＲＡＣＨをリソース（サブキャリア）にマッピングすることができる。従って、同期ＲＡＣＨを送信するまでの処理遅延を抑制できるという効果がある。

（１４）また、本発明の接続処理方法は、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記同期ランダムアクセスチャネルは、同じ所定の時間の同じ周波数帯域に配置されることを特徴としている。

このように、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨが、共通のサブフレーム期間、共通の周波数帯域を共用するマッピング方式を採用する。一つのサブフレーム期間内で、必要に応じて、時分割で同期ＲＡＣＨと非同期ＲＡＣＨを配置するので、無駄なリソースの占有が生じにくくなる、という効果が得られる。

（１５）また、本発明の接続処理方法は、基地局は、上り回線の時間同期情報または通信リソースの割当て情報を、下り回線の制御チャネルを用いて移動局に送信することを特徴としている。

このように、基地局が移動局に、送信タイミング情報（同期情報）やスケジュール情報（リソース割当て情報）を送信するためのチャネルとして、複数の移動局に対して共通に使用可能な制御チャネル（例えば、下り共用制御チャネル（ＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＤＳＣＣＨ）がこれに相当する）を使用する。これにより、新規に制御チャネルを設けることなく、送信タイミング情報やスケジュール情報の送信を行なうことができる。

（１６）また、本発明の移動局は、基地局からの制御信号に含まれる上り回線の時間同期情報または通信リソースの通信リソースの割当て情報を解析する制御信号解析部と、前記制御信号解析部による前記通信リソースの割当て情報の解析結果に基づいて、送信データを上り回線の通信リソースに割当てる制御を実施するスケジュール部と、前記制御信号解析部による前記上り回線の時間同期情報の解析結果に基づいて、上り回線の送信タイミングを、基地局の受信タイミングに同期するように調整するための制御を実施する送信タイミング調整部と、を備え、送信データが発生した時点における上り回線の時間同期の有無および通信リソースの割当ての有無に基づいて、前記同期ランダムアクセスチャネル、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記上り回線における制御チャネルからいずれか一つを選択して基地局との間の接続処理を行なうことを特徴としている。

この構成により、基地局から送られてくる制御信号を解析して、送信タイミング情報やスケジュール情報を抽出する制御信号解析機能と、移動局の状態等に応じて適応的に同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨ／制御チャネルを使い分け、かつ、基地局からのスケジュール情報に基づいてリソースのマッピングを実施するスケジュール制御機能と、基地局からの送信タイミング情報に基づいて送信タイミング補正を実施する送信タイミング制御機能と、を発揮することができる。これにより、ＥＵＴＲＡ規格に適合する移動局装置を提供することが可能となる。

（１７）また、本発明の移動局は、前記同期ランダムアクセスチャネル、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記上り回線における制御チャネルからのいずれか一つの選択は、前記スケジュール部により、または、基地局からの指示に基づいて行なわれることを特徴としている。

この構成により、移動局の状態等に応じて適応的に同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨ／制御チャネルを使い分けるための制御を、移動局が自発的に行ない、または、基地局からの指示（例えば、スケジュール情報に指示情報を挿入しておく）によって行なうことができる。

（１８）また、本発明の基地局は、移動局から要求情報を通知するために用いられる同期ランダムアクセスチャネル、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および上り回線における制御チャネルの少なくとも一つを検出するチャネル検出部と、上り回線の時間同期情報を生成する送信タイミング情報生成部と、通信リソースの割当て情報を生成するスケジュール情報生成部と、前記上り回線の時間同期情報または前記通信リソースの通信リソースの割当て情報を、下り回線の制御チャネルの制御信号として移動局に送信する送信部と、を備えることを特徴としている。

この構成により、移動局から送られてくる信号を受信し、受信信号に含まれる、同期ランダムアクセスチャネル（同期ＲＡＣＨ）、非同期ランダムアクセスチャネル（非同期ＲＡＣＨ）および、各移動局が共通に使用可能な上り回線における制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）の少なくとも一つを検出するチャネル検出機能と、受信信号におけるマルチパスの影響に基づいて送信タイミング情報（時間同期をとるための情報）を生成する機能と、各移動局にリソースを割当てる機能（リソース情報の生成機能）と、送信タイミング情報とリソース情報を制御チャネルに含ませて送信する機能と、を発揮することができる。これにより、ＥＵＴＲＡ規格に適合した基地局を提供することが可能となる。

（１９）また、本発明の通信システムは、上記いずれかの移動局と、上記基地局とから構成されることを特徴としている。

これにより、移動局と基地局との間の新規な接続処理によって上りリンクを確立可能な、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した移動体通信システムを構築することができる。

（２０）また、本発明のランダムアクセスチャネルの割当て方法は、直交周波数分割多重方式を利用した移動体通信方式の上り回線におけるランダムアクセスチャネルの通信リソースの割当て方法であって、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および同期ランダムアクセスチャネルを、それぞれ共通の所定の時間内に配置することを特徴としている。

同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨが、共通の所定の時間内に混在する、ＥＵＴＲＡ規格に適合した割当て方法である。同期ＲＡＣＨ（ガードタイム無し）を効率的に使用することによって、リソースの使用効率を高めることができる。

（２１）また、本発明のランダムアクセスチャネルの割当て方法において、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記同期ランダムアクセスチャネルは、それぞれ異なる所定の時間の全帯域に亘って時分割されて配置されることを特徴としている。

同期ＲＡＣＨと非同期ＲＡＣＨを、時間軸に関しては、異なるサブフレームにマッピングし、周波数軸に関しては、全周波数帯域にマッピングする。この場合、１フレーム期間中のどのサブフレーム期間に、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを割当てるのかを固定的に決めておくことができるため、基地局では、その固定的な配置を利用して、受信した同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを容易に検出することができる、という効果が得られる。

（２２）また、本発明のランダムアクセスチャネルの割当て方法において、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記同期ランダムアクセスチャネルは、それぞれ同じ所定の時間内の異なる周波数帯域に周波数分割されて配置されることを特徴としている。

この構成により、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを、共通のサブフレーム期間における異なる周波数帯域に割当てること（つまり、周波数帯域を分けることによる多重化を実施すること）によって、同期ＲＡＣＨまたは非同期ＲＡＣＨのいずれか一方のみを一つのサブフレーム期間の全周波数帯域に配置する場合と同じリソースによって、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨの双方を送信でき、リソースを有効に利用できるという効果がある。また、各ＲＡＣＨの使用頻度に応じて、各ＲＡＣＨが占有する周波数帯域を適応的に変化させることによって、使用頻度の高い方のＲＡＣＨを、無理なく（周波数帯域における衝突なく）配置することができる。従って、リソースを、さらに有効利用することができる。

（２３）また、本発明のランダムアクセスチャネルの割当て方法において、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルは、サブフレーム期間内の全周波数帯域に配置されると共に、前記同期ランダムアクセスチャネルは、複数の所定の時間に亘って、かつ、各所定の時間における周波数帯域が重ならないように、一つのリソースユニットの周波数帯域を単位として周期的に周波数帯域をずらしつつ、時分割で配置されることを特徴としている。

この構成により、同期ＲＡＣＨが時間軸方向に均等に配置される構成を採るため、同期ＲＡＣＨによるデータ送信の要求が生じたとき、大きな待ち時間なく、すぐに同期ＲＡＣＨをリソース（サブキャリア）にマッピングすることができる。従って、同期ＲＡＣＨを送信するまでの処理遅延を抑制できるという効果がある。

（２４）また、本発明のランダムアクセスチャネルの割当て方法において、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および同期ランダムアクセスチャネルは、同じ所定の時間の同じ周波数帯域に配置されることを特徴としている。

このように、本発明では、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨが、共通のサブフレーム期間、共通の周波数帯域を共用するマッピング方式を採用する。すなわち、一つのサブフレーム期間内で、必要に応じて、時分割で同期ＲＡＣＨと非同期ＲＡＣＨを配置する。これにより、無駄なリソースの占有が生じにくくなるという効果が得られる。

（２５）また、本発明の上り接続方法は、移動局から基地局への上り接続処理方法であって、移動局において基地局への送信データが発生した場合に、前記移動局の状態が、上り非同期かつ通信リソース割当て無しの第１の状態であるか、上り同期かつ通信リソース割当て無しの第２の状態であるか、上り非同期かつ通信リソース割当て有りの第３の状態であるか、または、上り同期かつ通信リソース割当て有りの第４の状態であるかを、前記移動局または前記基地局の少なくとも一方が判定する第１のステップと、前記第１のステップにおける前記移動局の状態の判定結果に基づいて、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、同期ランダムアクセスチャネル、および上り回線における制御チャネルの３つのチャネルからいずれか一つを選択する第２のステップと、を含み、前記選択したチャネルを用いて移動局から基地局への上り接続処理を行なうことを特徴としている。

これにより、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した上り接続処理を実現することができる。

（２６）また、本発明の接続処理方法は、移動局と基地局との間の接続処理方法であって、移動局が基地局に、上り回線の時間同期を要求するための情報または通信リソースの割当てを要求するための情報を送信するために選択されるチャネルとして、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および上り回線の時間同期が確立されている状態で使用される上り回線における制御チャネルとが設けられていると共に、前記移動局において送信データが発生した時点における上り回線の時間同期の有無、および通信リソースの割当ての有無に基づいて、前記チャネルからいずれか一つを選択することを特徴としている。

本発明の接続処理方法では、移動局と基地局との間で上り回線の時間同期が確立されていない状態で使用されるガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル（非同期ＲＡＣＨ）が設けられる。ＲＡＣＨは、本来、移動局が任意のタイミングで基地局に送信するチャネルであるため、その時点では基地局との間の時間的な同期は確立していないのが普通と考えられる。音声通話の場合は、このような場合しか想定できない。非同期ＲＡＣＨは、サブキャリアにマッピングして基地局に向けて送信する際に、マルチパスの影響を軽減するためにガードタイム、例えば、ＲＡＣＨに乗算される固有コードを延長した冗長期間を設ける必要がある。また、本発明の接続処理方法では、アップリンクに利用する可能性のあるチャネルとして、非同期ＲＡＣＨの他、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（例えば、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）がこれに相当する）を想定する。このチャネルは、基地局から割当てられたリソースを用いて送信するための、送信タイミング補正済み（上り同期の）チャネルであり、移動局が基地局に品質情報指標（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：ＣＱＩ）、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ハイブリッドＡＲＱ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等の送信に用いることができる。そして、例えば、基地局からリソースが一旦、割当てられた後、新たに送信データが発生した場合は、現在割当てられているリソースを用いて、かつ、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）を用いて、新たなリソース割当て要求を送信する場合も考えられる。従って、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）もアップリンクの接続処理に使用される可能性のあるチャネルである。本発明では、特に、リソースの利用効率、移動局の上りリソース割当て状態、および、上り時間同期状態を考慮して、非同期ＲＡＣＨと、ＵＳＣＣＨとを適応的に使い分ける。すなわち、移動局において送信データが発生した時点における移動局の状態を、時間同期の有無およびリソース割当ての有無に応じて場合分けし、さらに、必要に応じて、移動局が基地局に対して送信するリソース割当てを要求するための情報の種類を加味して場合分けし（つまり、リソースのスケジュール情報の要求信号としては、送信データの有無を通知する信号、送信データの量を通知する信号、送信データの種別やレートを通知する信号、送信バッファ量を通知する信号等、いろいろな信号が利用され得るため、スケジュール情報の要求に利用される信号の種類も考慮して具体的に場合分けする場合があるということである）、そして、移動局において送信データが実際に発生した場合に、場合分けされた移動局の状態に応じて、上記のチャネルの中から一つを適応的に選択する。これによって、ＥＵＴＲＡの規格に適合し、かつ、リソースの利用効率や移動局の具体的な状態等を考慮した柔軟な対応が可能な、最適な、上り回線の接続処理方法を確立することができる。

（２７）また、本発明の接続処理方法は、移動局において送信データが発生した時点における上り回線の同期状態および通信リソースの割当て状態により、上り非同期かつ通信リソース割当て無しの第１の状態と、上り同期かつ通信リソース割当て無しの第２の状態と、上り非同期かつ通信リソース割当て有りの第３の状態と、上り同期かつ通信リソース割当て有りの第４の状態と、場合分けし、前記場合分けされた状態に応じて前記チャネルからいずれか一つを選択して移動局と基地局との間の接続処理を行なうことを特徴としている。

移動局に送信すべきデータが生じたときに、移動局が基地局に対して採るべき接続処理シーケンスは、アップリンクの時間的な同期がすでに確立されているか否か、または、リソース情報がすでに基地局から送られてきているか否か、によって異なる点に着目し、時間的な同期／非同期、リソース割当ての有無によって４つの状態（第１〜第４の状態）に大別し、各々の場合において、さらに具体的な検討を行なって、各場合における最適なチャネルを決定するようにしたものである。具体的には、例えば、ＥＵＴＲＡにおける移動局の状態としてはデタッチ（Ｄｅｔａｃｈｅｄ）状態、アイドル（Ｉｄｌｅ）状態、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態の３状態があることから、各状態がどの場合分けに分類されるのかを検討し、各状態における使用に最適なチャネルを決定する。なお、デタッチ（Ｄｅｔａｃｈｅｄ）状態とは、移動局の電源オン直後、または異なるＲＡＴへの遷移直後などの理由で、基地局が移動局の存在を認識していない状態であり、アイドル（Ｉｄｌｅ）状態とは、基地局は移動局の存在を認識しているが、データ通信は行なわれず、基地局は着信のための最低限の下りリソースを移動局に割当て、移動局は割当てられた前記リソースで間欠受信を行なっている状態であり、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態とは、基地局は移動局の存在を認識し、かつ基地局と移動局とでデータ通信が行なわれている状態である。

（２８）また、本発明の接続処理方法において、移動局は、前記上り回線の時間同期を要求するための情報を、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを使用して基地局に送信し、前記通信リソースの割当てを要求するための情報を、通信リソースが割当てられている状態では、上り回線における制御チャネルを使用して送信する一方、通信リソースが割当てられていない状態では、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを使用して送信することを特徴としている。

これにより、ＥＵＲＴＡに適合した、上り接続処理の基本的な手順（シーケンス）を明確化することができる。

（２９）また、本発明の接続処理方法は、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報と通信リソースの割当て情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報と前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、基地局に未送信のデータの有無を通知することによって、未送信のデータ送信用の通信リソースの割当て情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、基地局に未送信のデータの有無を通知することによって、未送信のデータ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成によれば、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることが可能となる。また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、基地局に送信データの有無を通知することによってリソース情報を要求するために使用可能である。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（３０）また、本発明の接続処理方法は、前記第１の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報と通信リソースの割当て情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報と前記通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第２の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、基地局に送信データ量を通知することによって、データ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記送信データ量に応じた通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知し、前記第３の状態において、移動局は、ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを用いて、上り回線の時間同期情報を基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記上り回線の時間同期情報を前記移動局に通知し、前記第４の状態において、移動局は、上り回線における制御チャネルを用いて、基地局に送信データ量を通知することによって、データ送信用の通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求し、前記基地局は、前記移動局の要求に応じて、前記送信データ量に応じた通信リソースの割当て情報を前記移動局に通知することを特徴としている。

この構成によれば、移動局が、上り同期要求（送信タイミング情報の要求）とリソース割当て要求（スケジュール情報の要求）の双方を、１回のＲＡＣＨ送信に含めることが可能となる。また、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、基地局に送信データの有無を通知することによってリソース情報を要求するために使用可能である。このような場合に、本発明は、上記第１の状態〜第４の状態の各々について、アップリンクの接続処理に使用すべき最適なチャネルを明らかにした。

（３１）また、本発明の接続処理方法は、請求項２６から請求項３０のいずれかに記載の接続処理方法に適用される移動局であって、基地局からの制御信号に含まれる上り回線の時間同期情報または通信リソースの割当て情報を抽出して解析する制御信号解析部と、前記制御信号解析部による前記通信リソースの割当て情報の解析結果に基づいて、送信データを上り回線の通信リソースに割当てる制御を実施するスケジュール部と、前記制御信号解析部による前記上り回線の時間同期情報の解析結果に基づいて、上り回線の送信タイミングを、基地局の受信タイミングに同期するように調整するための制御を実施する送信タイミング調整部と、を備え、送信データが発生した時点における上り回線の時間同期の有無および通信リソースの割当ての有無に基づいて、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および前記上り回線における制御チャネルのいずれか一つを選択して基地局との間の接続処理を行なうことを特徴としている。

この構成により、基地局から送られてくる制御信号を解析して、送信タイミング情報やスケジュール情報を抽出する制御信号解析機能と、移動局の状態等に応じて適応的に非同期ＲＡＣＨ／制御チャネルを使い分け、かつ、基地局からのスケジュール情報に基づいてリソースのマッピングを実施するスケジュール制御機能と、基地局からの送信タイミング情報に基づいて送信タイミング補正を実施する送信タイミング制御機能と、を発揮することができる。これにより、ＥＵＴＲＡ規格に適合する移動局装置を提供することが可能となる。

（３２）また、本発明の移動局は、前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、または前記上り回線における制御チャネルのいずれか一つの選択は、前記スケジュール部により、または、基地局からの指示に基づいて行なわれることを特徴としている。

この構成により、移動局の状態等に応じて適応的に非同期ＲＡＣＨ／制御チャネルを使い分けるための制御を、移動局が自発的に行ない、または、基地局からの指示（例えば、スケジュール情報に指示情報を挿入しておく）によって行なうことができる。

（３３）また、本発明の基地局は、移動局から要求情報を通知するために用いられるガードタイムを備えたランダムアクセスチャネル、および上り回線における制御チャネルの少なくとも一つを検出するチャネル検出部と、上り回線の時間同期情報を生成する送信タイミング情報生成部と、通信リソースの割当て情報を生成するスケジュール情報生成部と、前記上り回線の時間同期情報または前記通信リソースの通信リソースの割当て情報を、下り回線の制御チャネルの制御信号として移動局に送信する送信部と、を備えることを特徴としている。

この構成により、移動局から送られてくる信号を受信し、受信信号に含まれる、非同期ランダムアクセスチャネル（非同期ＲＡＣＨ）および、各移動局が共通に使用可能な上り回線における制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）の少なくとも一つを検出するチャネル検出機能と、受信信号におけるマルチパスの影響に基づいて送信タイミング情報（時間同期をとるための情報）を生成する機能と、各移動局にリソースを割当てる機能（リソース情報の生成機能）と、送信タイミング情報とリソース情報を制御チャネルに含ませて送信する機能と、を発揮することができる。これにより、ＥＵＴＲＡ規格に適合した基地局を提供することが可能となる。

（３４）また、本発明の通信システムは、上記いずれかの移動局と、上記基地局とから構成されることを特徴としている。

これにより、移動局と基地局との間の新規な接続処理によって上りリンクを確立可能な、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した移動体通信システムを構築することができる。

本発明では、リソース割当て前に使用するランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）として、非同期ＲＡＣＨ（ガードタイム有り）／同期ＲＡＣＨ（ガードタイム無し）の２種類を用意し、また、リソース割当て後に、移動局が新たなリソース割当て要求を送信する場合もあり得ることを考慮して、複数の移動局が共通に使用可能な制御チャネル（割当てられたリソースを使用して通信するチャネルであり、例えば、ＵＳＣＣＨが該当する）も使用可能なチャネルに加え、そして、それらの３つのチャネルを、時間同期の有無とリソース割当ての有無によって分類される移動局の状態に応じて（さらには、移動局が基地局に送信する、リソース情報を要求するためのデータの種類も考慮して）、適応的に使い分けするという新規な手法を採用し、これによって、実際の移動局の状態や実際の送信手順のバリエーションに柔軟に対応可能であり、通信リソースの有効利用も可能な、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した、移動局と基地局との間の新規な接続処理を実現することができる。

すなわち、ＥＵＴＲＡにおける、移動局と基地局との間の上り回線の接続処理において、どのような場合に、どの通信チャネルを用いるのがよいのかを、リソースの効率的利用や通信品質等を総合的に考慮して明らかとすることができる。従って、ＥＵＲＴＡ規格のマルチキャリア通信システムにおいて、最適な接続処理が実現される。

また、２種類の情報が同時に送信される場合があったとしても（具体的には、移動局が基地局に、上り同期要求とリソースの割当て要求を同時に送信し、これに応えて、送信タイミング情報とリソース情報が基地局から同時に返信される場合があったとしても）、このことも考慮して最適な使用チャネルが決定されるため、柔軟に対処することができる。

また、ガードタイム無しの同期ＲＡＣＨを効果的に使用することによって、ＯＦＤＭ通信のリソースの利用効率を高めることができ、同時並行的に行なわれるデータ通信等に使用可能なリソースの無駄な消費を抑制することができる。

また、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを、時間軸と周波数軸によって規定されるＯＦＤＭの通信リソースにマッピングする（割当てる）際に、種々のマッピング方式（つまり、サブフレーム分割方式、共通サブフレーム内における周波数帯域分割方式、１フレーム内において同期ＲＡＣＨを周波数帯域を異ならせながら時間軸上に均等に分散配置する方式、共通のサブフレームに双方のＲＡＣＨを割当てる方式）を使い分け、バリエーション豊富なマッピングを適切に使用することによって、リソースのさらなる有効利用が可能となる。

本発明によって、ＥＵＴＲＡにおける、ＲＡＣＨシーケンスを含む上り接続処理の内容を、具体的、客観的に規定することができ、特に、最適なＥＵＴＲＡの上りチャネルの使用方法を提供することができる。

ＥＵＴＲＡ規格（ＯＦＤＭを使用）における、回線のリソース割当てについて説明するための図である。 ＥＵＴＲＡ規格（ＯＦＤＭを使用）における、下り回線のリソースマッピングの一例を示す図である。 ＥＵＴＲＡ規格（ＯＦＤＭを使用）における、上り回線のリソースマッピングの一例を示す図である。 ＥＵＴＲＡ規格におけるＲＡＣＨシーケンスの一例（送信タイミング情報とリソース情報とが別個のシーケンスで送信される例）を示すシーケンスチャートである。 ＥＵＴＲＡ規格におけるＲＡＣＨシーケンスの他の例（送信タイミング情報とリソース情報が同時に送信される例）を示すシーケンスチャートである。 無線フレーム中のリソースユニットへの、非同期ＲＡＣＨのマッピングの一例を示す図である。 無線フレーム中のリソースユニットへの、同期ＲＡＣＨのマッピングの一例を示す図である。 本発明の７つの実施形態の各々の内容を、使用可能なチャネルとリソースの要求方法によって分類した図である。 移動局の構成の一例を示すブロック図である。 基地局の構成の一例を示すブロック図である。 移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の一例を示す図である。 移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。 移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。 移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。 同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングの一例（非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨの各々が異なるＴＴＩに配置されている例）を示す図である。 同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングの他の例（非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨの各々が共通のＴＴＩ内で、周波数領域を異にして配置されている例）を示す図である。 同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングの他の例（非同期ＲＡＣＨが一つのＴＴＩの全周波数帯域にマッピングされ、同期ＲＡＣＨは、リソースユニットの周波数帯域を単位として周波数軸上で分散するようにし、かつ、時間軸上で均等（周期的）に時分割で配置した例）を示す図である。 同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングの他の例（非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨの各々が、ＴＴＩと周波数領域を共有して配置されている例）を示す図である。 移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。 移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。 移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。 Ｗ−ＣＤＭＡ方式における上り回線のランダムアクセスの手順（ＲＡＣＨ送信手順）を示すフローチャートである。

実施形態の具体的な説明に入る前に、ＥＵＴＲＡで採用される技術の概要と、本発明で採用される基本的な技術内容等について、簡単に説明しておく。

図１は、ＥＵＴＲＡ規格（ＯＦＤＭを使用）における、リソースの割当てについて説明するための図である。図示されるように、ＥＵＴＲＡの無線フレームは時間軸と周波数軸によって規定される。使用可能な周波数帯域は、全サブキャリアが占める周波数帯域に一致する。そして、無線フレームは、下り回線においては複数のリソースブロックＲＢ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ、以降ＲＢと記載する場合がある）に分割される。このリソースブロック（ＲＢ）は、基地局が、同じセル内に存在する移動局に通信リソースを割当てる際の単位となる。このリソースブロック（ＲＢ）は、複数のサブキャリアからなる所定の周波数帯域幅（Ｂｃｈ）と、時間軸上のサブフレーム間隔（ＴＴＩ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｖａｌ、以降ＴＴＩと称する。ＴＴＩはサブフレーム期間に相当する）によって規定される。なお、上り回線においては、リソースブロック（ＲＢ）はリソースユニット（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｎｉｔ、以降ＲＵと記載する場合がある）と称される。従って、本明細書では、下り回線については、リソースブロック（ＲＢ）という用語を使用し、上り回線については、リソースユニット（ＲＵ）という用語を使用する。

図２は、ＥＵＴＲＡ規格（ＯＦＤＭを使用）における、下り回線のリソースマッピングの一例を示す図である。なお、ＢＷは周波数帯域幅であり、Ｂｃｈはリソースブロック（ＲＢ）の周波数帯域幅を表す。図２では、基地局が管轄するセル内に位置する、移動局１（ＭＳ１）〜移動局４（ＭＳ４）について、リソースブロック（ＲＢ）が割当てられている。 また、図２では、下り共通パイロットチャネル（Ｄ−ＣＰＩＣＨ）と、下り共用制御チャネル（ＤＳＣＣＨ）と、下り共用データチャネル（ＤＳＤＣＨ）が使用される。

ここで、下り共通パイロットチャネル（Ｄ−ＣＰＩＣＨ）は、下り無線リンクの品質を測定するために使用されるチャネルである。また、下り共有制御チャネル（ＤＳＣＣＨ）は、送信電力制御、受信データ変調方式、スケジュール情報の通知などに使用されるチャネルである。また、下り共用データチャネル（ＤＳＤＣＨ）は下りユーザデータの伝送に使用するチャネルである。なお、本図と異なる下りチャネルのマッピング構成であっても本発明には影響ない。例えば、ＤＳＤＣＨの内部にＤＳＣＣＨが含まれるマッピング構成でもよい。

図３は、ＥＵＴＲＡ規格（ＯＦＤＭを使用）における、上り回線のリソースマッピングの一例を示す図である。図３では、図２と同様に、基地局が管轄するセル内に位置する、移動局１（ＭＳ１）〜移動局４（ＭＳ４）について、リソースユニット（ＲＵ）が割当てられている。

図３において、上り共有制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）は、下りデータチャネルの品質情報指標ＣＱＩ、ＨＡＲＱ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、送信データに関する情報などを基地局へ通知するために使用するチャネルである。

上り共通パイロットチャネル（Ｕ−ＣＰＩＣＨ）は、基地局が上り無線伝搬路の品質推定に使用するチャネルである。上り共有データチャネル（ＵＳＤＣＨ）は、上りユーザデータの伝送に使用するチャネルである。

また、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）は、移動局が送信開始時の上りリソース割当て要求を行なうために使用されるチャネルである。

本例では、あるＴＴＩ（図ではＴＴＩ＿３）において、全周波数帯域（ＢＷ）に亘ってＲＡＣＨが割当てられた例を示しているが、任意のリソースユニット（ＲＵ）に複数割当てられても、任意のサブフレーム間隔（ＴＴＩ）に複数割当てられていてもよい。なお、本図と異なる上りチャネルのマッピング構成であっても本発明には影響ない。例えば、ＵＳＤＣＨの内部にＵＳＣＣＨが含まれるマッピング構成でもよい。

次に、ＥＵＴＲＡ規格におけるＲＡＣＨシーケンスのバリエーションについて説明する。図４は、ＥＵＴＲＡ規格におけるＲＡＣＨシーケンスの一例（送信タイミング情報とリソース情報とが別個のシーケンスで送信される例）を示すシーケンスチャートである。図４では、移動局がＲＡＣＨプリアンブル（ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ）と、上りリソースの割当て要求（送信リクエスト）を個別に送信し、これに応えて、基地局が、上り送信タイミング情報（送信タイミング補正情報）と、上りリソース割当て情報（リソース情報）を個別に返信する。

図４では、上りリソースが未割当ての移動局において、上りデータ送信が発生した場合、移動局はＲＡＣＨとして割当てられているリソースユニット（ＲＵ）をランダムで一つ選択し、選択したリソースユニット（ＲＵ）内でＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅを送信する（ステップＳ１）。ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅを受信した基地局は、実際に受信したタイミングから移動局の送信タイミングのずれを計算し、移動局へ送信タイミングの補正情報（上り送信タイミング情報）を送る（ステップＳ２）。

移動局は、補正情報から送信タイミングを調整し、続いて、「送信リクエスト」を送信する（ステップＳ３）。「送信リクエスト」は、送信データに関する制御情報と共に基地局へ送信される、上りリソース割当て要求のことである。本明細書では、「リソース割当て要求」、「送信リクエスト」といった用語が混在することがあるが、各々同じ意味で使用する。

基地局は、受信した送信リクエスト内の制御情報から必要な上りリソースのスケジューリングを行ない、そのスケジューリングに従って割当てた上りリソース割当て情報を、移動局へ送信する（ステップＳ４）。

以上の手順を経ることによって、上り回線の同期が確立され、かつ、移動局がデータを送信するためのリソースが割当てられた状態となる。従って、移動局は、割当てられた上りリソースを使用してデータ送信を開始する（ステップＳ５）。

図５は、ＥＵＴＲＡ規格におけるＲＡＣＨシーケンスの他の例（上り送信タイミング情報と上りリソース割当て情報が同時に送信される例）を示すシーケンスチャートである。図５において、上りリソースが未割当ての移動局において、上りデータ送信が発生した場合、移動局は、ＲＡＣＨとして割当てられているリソースユニット（ＲＵ）をランダムで一つ選択し、選択したリソースユニット（ＲＵ）にＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと送信リクエストを含めて送信する（ステップＳ１０）。

ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅおよび送信リクエストを受信した基地局は、実際に受信したタイミングから移動局の送信タイミングのずれを計算し、送信タイミングの補正情報（上り送信タイミング情報）を移動局へ送る（ステップＳ１１）。また、送信リクエスト内の情報から必要な上りリソースのスケジューリングを行ない、そのスケジューリングに従って割当てた上りリソース割当て情報を移動局へ送信する（ステップＳ１２）。ここで、送信タイミング補正情報（上り送信タイミング情報）と上りリソース割当て情報は、基地局から同時に送信されることもある。

そして、移動局は、送信タイミングの補正情報（上り送信タイミング情報）に従って送信タイミングを調整し、割当てられた上りリソースを使用して、データ送信を開始する（ステップＳ１３）。

また、本発明では、移動局が任意のタイミングで送信することが可能なランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）として、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨの２種類を用意し、各ＲＡＣＨを移動局の実際の状態に応じて使い分ける。

以下、簡単に、非同期ＲＡＣＨ／同期ＲＡＣＨについて説明する。非同期ＲＡＣＨは、基地局から上りタイミングの補正情報を取得しておらず、上り送信タイミングが補正されていない状態で使用されるＲＡＣＨである。これに対して、同期ＲＡＣＨは、上り送信タイミングが補正されている状態で使用されるＲＡＣＨである。

ＲＡＣＨは、本来、移動局が任意のタイミングで基地局に送信するチャネルであるため、その時点では基地局との間の時間的な同期は確立していないのが普通と考えられるが（音声通話の場合は、このような場合しか想定できない）、データパケット通信の場合は、基地局との間で時間的な同期がとれた状態において、ＲＡＣＨを移動局から基地局に送信する、という場合があり得る。例えば、基地局との間で上りリンクが確立された状態（送信タイミングずれが補正された状態）にてデータの送信がなされた後、そのリンクが消滅する前（つまり、その送信タイミングずれの補正が有効な期間内）に、新たなアップリンクのデータ送信が必要となり、移動局が基地局にＲＡＣＨを送信する、というような場合であり、このときは、例えば、同期がとれているリンクのフレームの先頭に合わせたタイミングにてＲＡＣＨを送信すれば、基地局の受信タイミングと合致することになる。従って、この場合のＲＡＣＨは、同期ＲＡＣＨということができる。

非同期ＲＡＣＨは、サブキャリアにマッピングして基地局に向けて送信する際に、マルチパスの影響を軽減するためにガードタイム（ＲＡＣＨに乗算される固有コードを延長した冗長期間）を設ける必要があるが、同期ＲＡＣＨの場合はガードタイムが不要である。従って、同期ＲＡＣＨを効果的に使用することによって通信リソースの有効利用が可能となる。

図６は、無線フレーム中のリソースユニットへの、非同期ＲＡＣＨのマッピングの一例を示す図である。図示されるように、非同期ＲＡＣＨはガードタイムを伴っており、ガードタイムを含めた非同期ＲＡＣＨは、一つのサブフレーム間隔（ＴＴＩ＝０．５ｍｓ）を占有している。

図７は、無線フレーム中のリソースユニットへの、同期ＲＡＣＨのマッピングの一例を示す図である。図示されるように、同期ＲＡＣＨは、ガードタイムが不要であり、かつ、同期が確保されていることから、同期ＲＡＣＨの最小時間幅はＯＦＤＭシンボルの時間幅に一致する。つまり、冗長なガードタイムがない分、時間幅が大幅に短縮される。従って、サブフレーム間隔（ＴＴＩ＝０．５ｍｓ）の空いている部分を、データチャネルや制御チャネルに割当てることができる。このように、同期ＲＡＣＨを効率的に使用すれば、通信リソースを有効に利用することができる。

また、ＲＡＣＨは、リソース割当ての前において（リソース割当て要求のために）使用されるチャネルであるが、リソースが割当てられた後であっても、新たなリソース割当て要求を送信する必要が生じる場合もあり、この場合には、ＲＡＣＨではなく、例えば、上り共用制御チャネルＵＳＣＣＨ（割当てられたリソースを用いて送信するためのチャネル）を用いた方がよいとも考えられる。

そこで、本発明の接続処理方法では、アップリンクに利用する可能性のあるチャネルとして、同期ＲＡＣＨ、非同期ＲＡＣＨの他、複数の移動局が共通に利用可能な制御チャネル（例えば、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）がこれに相当する）を想定する。

ＵＳＣＣＨは、基地局から割当てられたリソースを用いて送信するための、送信タイミング補正済み（上り同期の）チャネルであり、移動局が基地局に品質情報指標（ＣＱＩ）、ＨＡＲＱ（ハイブリッドＡＲＱ）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等の送信に用いることができる。上記のとおり、基地局からリソースが一旦、割当てられた後、新たに送信データが発生した場合は、現在割当てられているリソースを用いて、かつ、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）を用いて、新たなリソース割当て要求を送信する場合も考えられる。従って、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）もアップリンクの接続処理に使用される可能性のあるチャネルである。

従って、結果的に、アップリンクの接続処理に使用される潜在的な可能性のあるチャネルとしては、リソースの割当て前に使用するチャネルとして、非同期ＲＡＣＨ、同期ＲＡＣＨがあり、リソース割当て後に使用されるチャネルとして、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）があることになり、合計で３本のチャネルがあることになる。なお、「共通利用可能な制御チャネル」の具体的な名称は問わないが、本明細書の説明では、説明の便宜上、上り共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）と記載する（その名称のチャネルに限定されるものではなく、ＥＵＴＲＡにおいて、他の制御チャネルの使用が認められた場合には、その制御チャネルを使用することもできる）。

また、本発明では、特に、リソースの利用効率、移動局の上りリソース割当て状態、および、上り時間同期状態を考慮して、同期ＲＡＣＨと、非同期ＲＡＣＨと、ＵＳＣＣＨと、を適応的に使い分ける。すなわち、移動局において送信データが発生した時点における移動局の状態を、時間同期の有無およびリソース割当ての有無に応じて場合分けし、さらに、必要に応じて、移動局が基地局に対して送信するリソース割当てを要求するための情報の種類を加味して場合分けし（つまり、リソースのスケジュール情報の要求信号としては、送信データの有無を通知する信号、送信データの量を通知する信号、送信データの種別やレートを通知する信号、送信バッファ量を通知する信号等、いろいろな信号が利用され得るため、スケジュール情報の要求に利用される信号の種類も考慮して具体的に場合分けする場合があるということである）、そして、移動局において送信データが実際に発生した場合に、場合分けされた移動局の状態に応じて、上述の３つのチャネルの中から一つを適応的に選択する。

すなわち、以下の実施形態では、ＯＦＤＭ移動体通信の現実的場面を具体的に想定し、接続処理が行なわれる環境の条件を設定する。そして、その条件設定の下で、上記の４つの各場合について、最適な使用チャネルを決定する。以下の各実施形態において設定される基本的な条件は、以下のとおりである。
（ａ）条件パターン１（実施の形態１、実施の形態２）
（１）上り同期要求信号とリソース割当て要求信号は、同時に送信可能。
（２）同期ＲＡＣＨは使用しない。
（３）ＵＳＣＣＨは、リソース割当て要求に使用可能。
（ｂ）条件パターン２（実施の形態３）
（１）上り同期要求信号とリソース割当て要求信号は、同時に送信不可（個別に送信）。
（２）ＵＳＣＣＨは使用しない。
（３）同期ＲＡＣＨは、リソース割当て要求に使用可能。
（ｃ）条件パターン３（実施の形態４〜実施の形態７）
（１）上り同期要求信号とリソース割当て要求信号は、同時に送信不可（個別に送信）。
（２）同期ＲＡＣＨは、リソース割当て要求に使用可能。
（３）ＵＳＣＣＨも、リソース割当て要求に使用可能。

ここで、条件パターン３が最重要な条件であり、この条件パターン３に即して考えると、アップリンクの基本的な使用法は以下のようになる。つまり、タイミング補正情報の要求には非同期ＲＡＣＨを使用する。また、リソース割当て要求に際しては、リソース有りのときはＵＳＣＣＨを使用し、リソース無しのときは同期ＲＡＣＨを使用する。

次に、以下の実施形態の説明（実施形態１〜実施形態７）で示される内容の分類について、簡単に説明する。図８は、本発明の７つの実施形態の各々の内容を、使用可能なチャネルとリソースの要求方法によって分類した図である。

図８において、左側に示される（１）〜（７）は各々、実施形態１〜実施形態７を示している。中央には、リソースのリクエストに使用可能なチャネルが示されている。そして、右側には、リソースのリクエストの方法（リクエストに使用されるデータの種類等）が示されている。つまり、以下のようになる。
（１）実施形態１では、非同期ＲＡＣＨとＵＳＣＣＨを使用し、移動局が送信データの有無を知らせる情報を基地局に送信することによって、リソースの割当て要求が行なわれる。
（２）実施形態２では、非同期ＲＡＣＨとＵＳＣＣＨを使用し、移動局が送信データのデータ量を知らせる情報を基地局に送信することによって、リソースの割当て要求が行なわれる。
（３）実施形態３では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨを使用し、移動局が送信データのデータ量を知らせる情報を基地局に送信することによって、リソースの割当て要求が行なわれる。
（４）実施形態４では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨとＵＳＣＣＨとを使用し、移動局が送信データのデータ量を知らせる情報を基地局に送信することによって、リソースの割当て要求が行なわれる。
（５）実施形態５では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨとＵＳＣＣＨとを使用し、移動局が送信データの種別や固定の送信レートを知らせる情報を基地局に送信することによって、リソースの割当て要求が行なわれる。
（６）実施形態６では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨとＵＳＣＣＨとを使用し、移動局が送信データの種別や可変の送信レートを知らせる情報を基地局に送信することによって、リソースの割当て要求が行なわれる。
（７）実施形態７では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨとＵＳＣＣＨとを使用し、移動局が未送信のデータバッファ量を基地局に送信することによって、リソースの割当て要求が行なわれる。

また、以下の実施形態は、上り同期／非同期と、上りリソース情報の有無によって、移動局の状態を分類し、各々の場合毎に、最適なチャネルは何かを考察し、決定する。すなわち、本発明では、ＥＵＴＲＡにおける移動局が送信リクエストを送信する際の状態として、（１）上りリソース情報なし・上り非同期、（２）上りリソース情報なし・上り同期、（３）上りリソース情報あり・上り非同期、（４）上りリソース情報あり・上り同期の４つに分類する。

ここで、「上りリソース情報なし」とは、送信リクエストをＵＳＣＣＨで送信するための上りリソースが移動局に割当てられていない状態を示す。例えば、ＥＵＴＲＡにおけるアイドル（Ｉｄｌｅ）状態が相当する。またはアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態であって、送信データの伝送レートが一定などの理由により、送信リクエストを一度送るだけでリソース割当てが可能な場合が相当する（この場合は、新たに生じる送信データについては、リソースがないことになる）。または、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態であって、移動局がある送信データの送信を終了した後、アイドル（Ｉｄｌｅ）状態に遷移する前に次の送信を開始するような場合が相当する（この場合も、新たに生じた送信データについては、リソースがないことになる）。

一方、「上りリソース情報あり」とは、送信リクエストをＵＳＣＣＨで送信するための上りリソースが移動局に既に割当てられている状態を示す。例えば、ＥＵＴＲＡにおけるアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態であって、伝送レートや送信バッファ量が増減するなどの理由により、データ送信に必要なリソースを適応的に割当てる必要がある場合が相当する。

また、「上り非同期」とは、移動局が補正情報によって、送信タイミングのずれを補正する前、または補正情報を一定時間受信しないことで前記補正情報の有効期間が満了し、上り同期が外れたとみなされる状態である。

一方、「上り同期」とは、移動局が補正情報によって、送信タイミングのずれを補正している状態で、かつ補正情報が有効期間内である状態である。

また、以下の実施形態では、移動局の実際の状態が、適宜、考慮される。すなわち、ＥＵＴＲＡにおける移動局の具体的な状態としては、「デタッチ（Ｄｅｔａｃｈｅｄ）状態」、「アイドル（Ｉｄｌｅ）状態」、「アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態」の３つの状態が考えられる。

「デタッチ（Ｄｅｔａｃｈｅｄ）状態」とは、移動局の電源オン直後、または異なるＲＡＴ（無線アクセステクノロジ）への遷移直後などの理由で、基地局が移動局の存在を認識していない状態である。

「アイドル（Ｉｄｌｅ）状態」とは、基地局は移動局の存在を認識しているが、データ通信は行なわれず、基地局は着信のための最低限の下りリソースを移動局に割当て、移動局は割当てられたリソースで間欠受信を行なっている状態である。

「アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態」とは、基地局は移動局の存在を認識し、かつ基地局と移動局とでデータ通信が行なわれている状態である。

以上の事項を考慮しつつ、以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。

（実施の形態１）
本発明における実施の形態１について以下に説明する。図９は、移動局の構成の一例を示すブロック図である。移動局５０は、ＥＵＴＲＡ（ＯＦＤＭ使用）に対応しており、図示されるように、移動局５０は、受信系として、アンテナＡＮ１と、受信部３０と、チャネル復調部３２と、制御信号解析部３４と、復号化部３６と、チャネル測定部３８と、を有しており、また、送信系として、アンテナＡＮ２と、送信部４０と、チャネル復調部４２と、符号化部４４と、スケジュール部４６と、送信タイミング調整部４７と、を有している。また、各部の動作は、上位レイヤとしての制御部４８によって統括的に制御される。

次に、図９の移動局の動作を説明する。基地局からの信号は、アンテナＡＮ１を経由して受信部３０で受信される。受信信号はチャネル復調部３２へと送られ、受信信号の種類や内容に応じた復調処理が行なわれる。復調された受信信号は、受信したチャネル種別に応じた各処理部（参照符号３４〜３８）へと送られる。

すなわち、制御チャネルは制御信号解析部３４に、データチャネルは復号化部３６に、測定チャネルはチャネル測定部３８に送信される。ここで、「制御チャネル」とはＤＳＣＣＨや報知情報チャネルなどであり、「データチャネル」とはＤＳＤＣＨなどであり、測定チャネルとはＤ−ＣＰＩＣＨなどである。制御信号解析部３４は、制御チャネルより制御データ、下りチャネル情報、送信タイミング情報、スケジューリング情報をそれぞれ抽出する。

下りチャネル情報は、復号および復調に必要な情報を含んでおり、この下りチャネルの情報は、復号化部３６とチャネル復調部３２の各々に供給される。また、送信タイミング情報は送信タイミング調整部４７に送られる。また、スケジューリング情報はスケジュール部４６に送られる。

復号化部３６は、下りチャネル情報を基に、データチャネルからユーザデータを取り出す。チャネル測定部３８は、測定チャネルから測定品質を取り出す。制御データ、ユーザデータ、測定品質は上位レイヤとしての制御部４８に送られる。

一方、制御部４８（上位レイヤ）からの送信要求を契機として、ユーザデータと制御データが符号化部４４に入力され、符号化される。符号化されたユーザデータと制御データはチャネル変調部４２に入力され、変調される。ユーザデータと制御データの符号化、および変調に必要な上りチャネル情報は、スケジュール部４６から指定される。

また、スケジュール部４６から送信されるスケジューリング情報によって、各送信データは適切な上りチャネル（ＲＡＣＨ、ＵＳＣＣＨ、ＵＳＤＣＨなど）にマッピングされる。また、送信部４０は、送信タイミング調整部から得られる補正情報を基に、基地局の受信タイミングに同期するように送信タイミングが調整される。なお、その他の移動局の構成要素は本発明に関係ないため省略してある。

図１０は、基地局の構成の一例を示すブロック図である。基地局７０は、ＥＵＴＲＡ（ＯＦＤＭ使用）に対応しており、図示されるように、アンテナＡＮ３と、受信部７２と、チャネル検出部７４と、スケジューリング部７６と、送信タイミング情報生成部７８と、ＤＳＣＣＨ（下り共用制御チャネル）生成部８０と、送信部８２と、を有する。

チャネル検出部７４は、受信信号から、ＲＡＣＨ（同期ＲＡＣＨ、非同期ＲＡＣＨ）または、ＵＳＣＣＨ（上り共用制御チャネル）を検出し、移動局からの送信タイミング情報の要求、リソース割当ての要求を検出する。スケジューリング部７６は、スケジュール情報（リソース割当て情報）を生成し、また、送信タイミング情報生成部７８は、送信タイミング情報（送信タイミング補正情報）を生成する。ＤＳＣＣＨ生成部８０は、ＤＳＣＣＨを含めた送信フレームを構成し、送信部８２は、スケジュール情報と送信タイミング情報をＤＳＣＣＨにマッピングし、アンテナＡＮ４から移動局に向けて送信する。

図１１は、移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の一例を示す図である。図１１において、上段は基地局であり、また、ＵＬと示されるのは、基地局からみた上り回線（基地局から移動局に向かう回線）を示しており、ＤＬは、基地局からみた下り回線（移動局から基地局に向かう回線）を示している。また、図１１の中段は移動局であり、ＵＬは、移動局からみた上り回線（移動局から基地局に向かう回線）であり、ＤＬは、移動局からみた下り回線（基地局から移動局に向かう回線）である。また、図１１の下段のフレームナンバーは、送信フレームの通し番号を示している。この点は、図１２以降の図についても同様である。

図１１に示される接続処理の通信手順は、以下の条件（１）〜（３）を満たす場合に好適である。
（１）ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと送信リクエストは一回のＲＡＣＨ送信で同時に含めることができる。
（２）ＵＳＣＣＨは、送信データの有無を通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。
（３）同期ＲＡＣＨは使用しない。

このとき、移動局は、「上りリソース情報なし・上り非同期の状態」、および「上りリソース情報なし・上り同期の状態」からの送信リクエスト（リソース割当て要求）には「非同期ＲＡＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報あり・上り同期の状態」からの送信リクエストには、送信データが継続する限り、毎回、「ＵＳＣＣＨ」を使用する。

以下に、図１１の送信手順について詳細に説明する。初期送信時、すなわち上りリソース情報なし・上り非同期のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、初期送信時には非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム１）。

初期送信以後の送信リクエストは、送信タイミング情報とスケジュール情報を受信した後に送信する。すなわち、上りリソース情報あり・上り同期のとき、移動局は、前記送信タイミング情報とスケジュール情報によって上りリソースが割当てられるため、他局間干渉が生じる可能性のある非同期ＲＡＣＨの使用はリソースの利用効率が悪い。そのため、送信リクエストにはＵＳＣＣＨが最適である（図中のフレーム６、１１）。移動局は、基地局からＤＳＣＣＨで通知されるスケジュール情報（図中フレーム５、１０）に従い、ＵＳＤＣＨを用いてデータを送信する。なお、ＵＳＣＣＨとＵＳＤＣＨを同時に送信してもよい。

移動局は、送信データがあるうちは「送信データあり」を示す情報を、送信データが無くなったときには「送信データなし」を示す情報を、ＵＳＣＣＨを用いて基地局へ毎回通知する。なお、「送信データなし」を通知する代わりに「送信データあり」を通知しないことで、送信データが無いことを暗黙的に示してもよい。

また、送信データ終了後で、上り同期が外れる前に新たな送信データが発生したときなど、すなわち上りリソース情報なし・上り同期のとき、上りリソースが割当てられていないため、ＵＳＣＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム２１）。

また、ハンドオーバー実行直後などにより、基地局は移動局に上りリソースを割当てているが、移動局の送信タイミングがまだ補正されていない状態、すなわち上りリソース情報あり・上り非同期のとき、基地局よりタイミング情報を受信するまでＵＳＣＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム３１）。

（実施の形態２）
本発明における実施の形態２について以下に説明する。移動局および基地局の構成は実施の形態１と同じでよい。図１２は、移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。図１２の通信手順は、以下の条件（１）〜（３）を満たす場合に好適である。
（１）ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと送信リクエストを、一回のＲＡＣＨ送信で同時に含めることができる。
（２）ＵＳＣＣＨは、送信データ量を通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。
（３）同期ＲＡＣＨは使用しない。

このとき、移動局は、「上りリソース情報なし・上り非同期の状態」、および「上りリソース情報なし・上り同期の状態」からの送信リクエストには「非同期ＲＡＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報あり・上り同期の状態」からの送信リクエストには、送信データ発生時に「ＵＳＣＣＨ」を使用する。

以下に、図１２の送信手順について詳細に説明する。初期送信時、すなわち上りリソース情報なし・上り非同期のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、初期送信時には非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム１）。

初期送信以後の送信リクエストは、送信タイミング情報とスケジュール情報を受信した後に送信する。すなわち、上りリソース情報あり・上り同期のとき、移動局は、送信タイミング情報とスケジュール情報によって上りリソースが割当てられるため、他局間干渉が生じる可能性のある非同期ＲＡＣＨは、リソースの利用効率が悪い。そのため、送信リクエストにはＵＳＣＣＨが最適である（図中フレーム６、１４）。移動局は、送信リクエストとして、これから送信するデータの総量をＵＳＣＣＨに含めて一度だけ送信する（図中フレーム６）。また、新たな送信データが発生するたびに、送信リクエストとして、送信するデータの総量をＵＳＣＣＨに含めて一度だけ送信する（図中フレーム１４）。送信リクエストの通知時以外は、基地局からＤＳＣＣＨで通知されるスケジュール情報（図中フレーム１０、１１など）に従い、ＵＳＤＣＨを用いてデータを送信する。なお、このときＵＳＣＣＨとＵＳＤＣＨを同時に送信してもよい。

また、送信データ終了後で、上り同期が外れる前に新たな送信データが発生したときなど、すなわち上りリソース情報なし・上り同期のとき、上りリソースが割当てられていないため、ＵＳＣＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム２１）。

また、ハンドオーバー実行直後などにより、基地局は移動局に上りリソースを割当てているが、移動局の送信タイミングがまだ補正されていない状態、すなわち上りリソース情報あり・上り非同期のとき、基地局よりタイミング情報を受信するまでＵＳＣＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム３１）。

（実施の形態３）
本発明における実施の形態３について以下に説明する。移動局の構成は実施の形態１と同じでよい。図１３は、移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。図１３の通信手順は、以下の条件（１）〜（３）を満たす場合に好適である。
（１）ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと送信リクエストは、同じＲＡＣＨ送信に含めることができない。
（２）ＵＳＣＣＨはリソース割当て要求のために使用されない。
（３）同期ＲＡＣＨは、送信データ量を通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。

このとき、移動局は、「上りリソース情報なし・上り非同期の状態」からの送信リクエスト（リソース割当て要求）には「非同期ＲＡＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報なし・上り同期の状態」からの送信リクエストには「同期ＲＡＣＨ」を使用する。なお、上りリソース情報あり・上り同期の状態、および上りリソース情報あり・上り非同期の状態は、上記の条件の下では考慮する必要がない。

以下に、図１３の送信手順について詳細に説明する。初期送信時、すなわち上りリソース情報なし・上り非同期のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、初期送信時には非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム１）。

送信リクエストは、送信タイミング情報のみを受信した後に送信する。すなわち、上りリソース情報なし・上り同期の状態のとき、移動局は、前記送信タイミング情報によって上り同期が補正されるため、送信リクエストには同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム６、１２）。

移動局は、送信リクエストとして、これから送信するデータ量を同期ＲＡＣＨに含めて一度だけ送信する（図中フレーム６）。送信リクエストのためのリソース割当てがないため、移動局は送信データが発生するたびに送信するデータ量を同期ＲＡＣＨに含めて一度だけ送信する（図中フレーム１２）。図１３では、フレーム６で通知した総データ量ａを基に、基地局でスケジューリングが行なわれ、ＤＳＣＣＨで移動局にスケジュール情報が通知され（図中フレーム１０）、スケジュール情報に従ってＵＳＤＣＨでデータが送信された（図中フレーム１１）ことを示している。

なお、本実施の形態では送信リクエストのためにＵＳＣＣＨを使用しないため、上りリソース情報あり・上り同期、および上りリソース情報あり・上り非同期という状態は存在しないため、移動局は上記２つの状態は考慮しなくて良い。

本実施形態では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨを併用するため、この２つのチャネルを無線フレーム（通信リソース）にどのようにマッピングするか（つまり、チャネルマッピングの仕方）が問題となる。

そこで、以下、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングの仕方について、説明する。図１５〜図１８は各々、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングの例を示す図である。なお、各図において、非同期ＲＡＣＨにおけるガードバンドは省略してある。また、図では簡略化のために同期ＲＡＣＨの時間軸は１ＴＴＩ全てを占有しているように記述しているが、実際は任意のＯＦＤＭシンボルにマッピングしてもよく、また、その数も１ＴＴＩ以内の任意のＯＦＤＭシンボル数であってもよい。

図１５では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨの各々が異なるＴＴＩ（サブフレーム期間）に配置されている。非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨは、周波数軸については、全周波数帯域（ＢＷ）にマッピングされ、時間軸については、異なるＴＴＩにマッピングされる。図では非同期ＲＡＣＨの後に同期ＲＡＣＨが配置されているが、逆でもよい。

また、別のフレームに配置されていてもよいし、それぞれが連続して配置されていてもよい。本マッピング方法は、１フレーム期間における各ＲＡＣＨの送信タイミングを固定的に決めることができるため、基地局での受信処理が容易化される、という利点がある。

図１６では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨが同じＴＴＩ（サブフレーム期間）内の異なる周波数帯域に配置されている。非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨは、時間軸に関しては、同一のＴＴＩ内においてマッピングされる。また、周波数軸に関しては、リソースユニット（ＲＵ）の周波数帯域幅（Ｂｃｈ）を単位として、同期ＲＡＣＨと非同期ＲＡＣＨが重ならないように配置される（つまり、周波数帯域を異にして、共通のＴＴＩ内に両チャネルが多重される）。

本マッピング方法では、共通のＴＴＩ内に、非同期ＲＡＣＨ／同期ＲＡＣＨの双方を含めることができるため、各チャネルを別個のＴＴＩに割当てる場合に比べて、通信リソースを削減することができる。つまり、非同期ＲＡＣＨのみをＴＴＩに割当てるときと同じリソースで、双方のチャネルの割当てが完了するという利点がある。また、各ＲＡＣＨの使用頻度によって周波数帯域の分割の比率を変えることで、リソースをさらに有効に利用することができる。また、各ＲＡＣＨの使用頻度に応じて、各ＲＡＣＨに割当てる帯域を適応的に変化させることによって、リソースの利用効率がさらに向上する。例えば、同期ＲＡＣＨの使用頻度が多い場合には、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨの比率を、例えば、４：６にすることで、同期ＲＡＣＨを使用する際の衝突確率が減少し、リソースの有効利用につながる。

図１７では、非同期ＲＡＣＨは、１つのＴＴＩ内に配置され、同期ＲＡＣＨは、リソースユニットの帯域幅（Ｂｃｈ）単位で、時分割されて配置される。つまり、非同期ＲＡＣＨは１サブフレーム期間内の全周波数帯域に配置され、同期ＲＡＣＨは、複数のサブフレーム期間に亘って、かつ、各サブフレーム期間における周波数帯域が重ならないように、一つのリソースユニットの周波数帯域（Ｂｃｈ）を単位として周波数帯域をずらしつつ、１フレーム期間内で周期性をもって、時分割で配置される。なお、同期ＲＡＣＨの配置は連続したＴＴＩでも、複数ＴＴＩ間隔で配置されてもよいが、１フレーム内に均等に配置されなければならない。

図１７のマッピングによれば、同期ＲＡＣＨが時間軸方向に均等に配置されるため、同期ＲＡＣＨによるデータ送信の要求が生じたとき、大きな待ち時間なく、すぐに同期ＲＡＣＨをリソース（サブキャリア）にマッピングすることができる。従って、同期ＲＡＣＨを送信するまでの処理遅延を抑制できるという効果がある。

図１８では、非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨが同一のＴＴＩ内に配置される。非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨはそれぞれ同一の周波数帯域とＴＴＩを共用する。つまり、両チャネルは、同じサブフレーム期間の同じ周波数帯域に配置される。同期ＲＡＣＨと非同期ＲＡＣＨは、一つのサブフレーム期間内で、必要に応じて時分割で配置される。これにより、無駄なリソースの占有が生じにくくなる、という効果が得られる。例えば、同期ＲＡＣＨ用として占有される上りリソースが不要となる。

なお、図１５〜図１８におけるチャネルマッピングの方法は、移動通信システム内で事前に定義されていても、基地局からの報知情報によってセル毎に指定されてもよい。また、図１５〜図１８に示されるチャネルマッピング方法は、以下の実施形態においても同様に適用可能である。

（実施の形態４）
本発明における実施の形態４について以下に説明する。移動局および基地局の構成は実施の形態１と同じでよい。図１４は、移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。図１４の通信手順は、以下の条件（１）〜（３）を満たす場合に好適である。
（１）ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと送信リクエストは、同じＲＡＣＨ送信に含めることができない。
（２）ＵＳＣＣＨは、送信データ量を通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。
（３）同期ＲＡＣＨは、送信データ量を通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。

このとき、移動局は、「上りリソース情報なし・上り非同期の状態」からの送信リクエストには「非同期ＲＡＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報なし・上り同期の状態」からの送信リクエストには「同期ＲＡＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報あり・上り同期の状態」からの送信リクエストには「ＵＳＣＣＨ」を使用する。

以下に、図１４の送信手順について詳細に説明する。初期送信時、すなわち上りリソース情報なし・上り非同期のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、初期送信時には非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム１）。

送信リクエスト（リソースの割当て要求）は、送信タイミング情報のみを受信した後に送信する。すなわち、上りリソース情報なし・上り同期の状態のとき、移動局は、前記送信タイミング情報によって上り同期が補正されるため、同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム６）。移動局は、送信リクエストとして、これから送信するデータ量を同期ＲＡＣＨに含めて一度だけ送信する（図中のフレーム６）。

また、送信データが発生するたびに、同様に送信するデータ量を通知する必要があるが、このときは上りリソースの割当てが行なわれているため、同期ＲＡＣＨを使う必要は無い。すなわち、上りリソース情報あり・上り同期の状態のとき、送信リクエストにはＵＳＣＣＨが最適である（図中のフレーム１２）。

移動局は、基地局からＤＳＣＣＨで通知されるスケジュール情報（図中フレーム１０）に従い、ＵＳＤＣＨを用いてデータを送信する（図中のフレーム１１、１２）。以降、新たな送信データが発生するたびに、送信するデータ量をＵＳＣＣＨに含めて一度だけ送信する。なお、このときＵＳＣＣＨとＵＳＤＣＨを同時に送信してもよい。

また、送信データ終了後で、上り同期が外れる前に新たな送信データが発生したときなど、すなわち上りリソース情報なし・上り同期のとき、上りリソースが割当てられていないため、ＵＳＣＣＨは使用できない。そのため、このときは同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム２１）。

また、ハンドオーバー実行直後などにより、基地局は移動局に上りリソースを割当てているが、移動局の送信タイミングがまだ補正されていない状態、すなわち上りリソース情報あり・上り非同期のとき、基地局よりタイミング情報を受信するまでＵＳＣＣＨと同期ＲＡＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム３１）。

実施の形態４における非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングは、実施の形態３に示した図１５〜図１８のいずれの方法も用いることができる。

（実施の形態５）
本発明における実施の形態５について以下に説明する。移動局および基地局の構成は実施の形態１と同じでよい。図１９は、移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。

図１９の通信手順は、一定の送信周期と固定の伝送レートで構成される送信データ（例えば音声通信）を送信する場合において最適であり、特に、以下の条件（１）〜（３）を満たす場合に好適である。
（１）ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと送信リクエストは、同じＲＡＣＨ送信に含めることができない。
（２）ＵＳＣＣＨは、データ種別と伝送レートを通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。
（３）同期ＲＡＣＨは、データ種別と伝送レートを通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。

このとき、移動局は、「上りリソース情報なし・上り非同期の状態」からの送信リクエストには「非同期ＲＡＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報あり・上り同期の状態」からの送信リクエストには「ＵＳＣＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報なし・上り同期の状態」からの送信リクエストには、「同期ＲＡＣＨ」を使用する。

以下に、図１９の送信手順について詳細に説明する。初期送信時、すなわち上りリソース情報なし・上り非同期のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、初期送信時には非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム１）。

送信リクエストは、送信タイミング情報のみを受信した後に送信する。すなわち、上りリソース情報なし・上り同期の状態のとき、移動局は、前記送信タイミング情報によって上り同期が補正されるため、送信リクエストには同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム６）。移動局は、送信リクエストとして、これから送信するデータの種別と伝送レートを同期ＲＡＣＨに含めて一度だけ送信する（図中のフレーム６）。

ここで、データの種別が一定の送信周期と固定の伝送レートで構成される場合、基地局は上りリソースを一定周期で割当てるスケジューリングを行ない、ＤＳＣＣＨを用いてスケジュール情報を移動局に通知する（図中フレーム１０）。移動局は、スケジューリング情報に従い、一定周期で割当てられた上りリソースで送信を行なう（図中のフレーム１１、１４）。なお、このとき基地局は、移動局に対して送信リクエストをＵＳＣＣＨで送信するための上りリソースを割当てる場合と割当てない場合が考えられる。上りリソースを割当てることで、トラフィックの増加などの変動に即座に対応できる一方、伝送レートが変わらないときはリソースの無駄となる。割当てない場合はその逆である。ここでは両方の場合について示す。

送信リクエストのためのリソース割当てがある場合、すなわち、上りリソース情報あり・上り同期の状態のとき、送信リクエストにはＵＳＣＣＨが最適である（図中フレーム１１）。なお、このときＵＳＣＣＨとＵＳＤＣＨを同時に送信してもよい。一方、送信リクエストのためのリソース割当てがない場合、すなわち、上りリソース情報なし・上り同期の状態のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、送信リクエストには同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム２１）。

また、ハンドオーバー実行直後などにより、基地局は移動局に上りリソースを割当てているが、移動局の送信タイミングがまだ補正されていない状態、すなわち上りリソース情報あり・上り非同期のとき、基地局よりタイミング情報を受信するまでＵＳＣＣＨと同期ＲＡＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム３１）。

実施の形態５における非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングは、実施の形態３に示した図１５〜図１８のいずれの方法も用いることができる。

（実施の形態６）
本発明における実施の形態６について以下に説明する。移動局および基地局の構成は実施の形態１と同じでよい。図２０は、移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。図２０の通信手順で想定する条件は実施の形態５と同様である。但し、図２０の手順は、特に、一定の送信周期と可変の伝送レートで構成される送信データ（例えば可変ビットレートの映像通信）を送信する場合に最適である。

すなわち、図２０の手順では、移動局は、「上りリソース情報なし・上り非同期の状態」からの送信リクエストには「非同期ＲＡＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報あり・上り同期の状態」からの送信リクエストには「ＵＳＣＣＨ」を使用する。また、「上りリソース情報なし・上り同期の状態」からの送信リクエストには「同期ＲＡＣＨ」を使用する。

以下に、図２０の送信手順について詳細に説明する。初期送信時、すなわち上りリソース情報なし・上り非同期のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、初期送信時には非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム１）。

送信リクエストは、送信タイミング情報のみを受信した後に送信する。すなわち、上りリソース情報なし・上り同期の状態のとき、移動局は、前記送信タイミング情報によって上り同期が補正されるため、送信リクエストには同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム６）。

移動局は、送信リクエストとして、これから送信するデータの種別と伝送レートを同期ＲＡＣＨに含めて一度だけ送信する（図中のフレーム６）。ここで、データの種別が一定の送信周期と可変の伝送レートで構成される場合、基地局は上りリソースを一定周期で割当てるスケジューリングを行ない、ＤＳＣＣＨを用いてスケジュール情報を移動局に通知する（図中フレーム１０）。移動局は、前記スケジューリング情報に従い、一定周期で割当てられた上りリソースで送信を行なう（図中のフレーム１１、１３）。

なお、このとき基地局は、移動局に対して送信リクエストをＵＳＣＣＨで送信するための上りリソースを割当てる場合と割当てない場合が考えられる。上りリソースを割当てることで、トラフィックの増加などの変動に即座に対応できる一方、伝送レートが変わらないときはリソースの無駄となる。割当てない場合はその逆である。ここでは両方の場合について示す。

送信リクエストのためのリソース割当てがある場合、すなわち、上りリソース情報あり・上り同期の状態のとき、送信リクエストにはＵＳＣＣＨが最適である（図中のフレーム１１）。なお、このときＵＳＣＣＨとＵＳＤＣＨを同時に送信してもよい。一方、送信リクエストのためのリソース割当てがない場合、すなわち、上りリソース情報なし・上り同期の状態のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、送信リクエストには同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム２１）。

また、ハンドオーバー実行直後などにより、基地局は移動局に上りリソースを割当てているが、移動局の送信タイミングがまだ補正されていない状態、すなわち上りリソース情報あり・上り非同期のとき、基地局よりタイミング情報を受信するまでＵＳＣＣＨと同期ＲＡＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム３１）。

実施の形態６における非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングは、実施の形態３に示した図１５〜図１８のいずれの方法も用いることができる。

（実施の形態７）
本発明における実施の形態７について以下に説明する。移動局および基地局の構成は実施の形態１と同じでよい。図２１は、移動局と基地局との間の上り接続処理の一連の手順（とその内容）の他の例を示す図である。図２１の通信手順は、以下の条件（１）〜（３）を満たす場合に好適である。
（１）ＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅと送信リクエストは、同じＲＡＣＨ送信に含めることができない。
（２）ＵＳＣＣＨは、移動局の未送信のデータバッファ量を通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。
（３）同期ＲＡＣＨは、移動局の未送信のデータバッファ量を通知する機能を有し、リソース割当て要求のために使用される。

このとき、移動局は、上りリソース情報なし・上り非同期の状態からの送信リクエストには非同期ＲＡＣＨを使用する。また、上りリソース情報あり・上り同期の状態からの送信リクエストにはＵＳＣＣＨを使用する。また、上りリソース情報なし・上り同期の状態からの送信リクエストには同期ＲＡＣＨを使用する。

以下に、図２１の送信手順について詳細に説明する。初期送信時、すなわち上りリソース情報なし・上り非同期のとき、ＵＳＣＣＨは上りリソースが割当てられていないため使用できない。そのため、初期送信時には非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム１）。

送信リクエストは、送信タイミング情報のみを受信した後に送信する。すなわち、上りリソース情報なし・上り同期の状態のとき、移動局は、送信タイミング情報によって上り同期が補正されるため、送信リクエストには同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム６）。移動局は、初回の送信リクエストとして、現在蓄積されているデータバッファ量を同期ＲＡＣＨに含めて一度だけ送信する（図中のフレーム６）。

図２１では、フレーム６で通知したデータバッファ量Ｂ１を基に、基地局でスケジューリングが行なわれ、ＤＳＣＣＨで移動局にスケジュール情報が通知され（図中のフレーム１０）、スケジュール情報に従ってＵＳＤＣＨでデータが送信された（図中のフレーム１１）ことを示している。

移動局は、初回以降の送信リクエストとして、データバッファ量がゼロとなるまで毎回データバッファ量を基地局へ通知する必要があるが、このときは上りリソースの割当てが行なわれているため、同期ＲＡＣＨを使う必要は無い。よって、上りリソース情報あり・上り同期の状態のとき、初回以外の送信リクエストはＵＳＣＣＨが最適である（図中フレーム１１）。なお、このときＵＳＣＣＨとＵＳＤＣＨを同時に送信してもよい。

また、データバッファ量がゼロとなった後、上り同期が外れる前に新たな送信データが発生したとき、すなわち、上りリソース情報なし・上り同期のとき、上りリソースが割当てられていないため、ＵＳＣＣＨは使用できない。そのため、このときは同期ＲＡＣＨが最適である（図中フレーム２１）。

また、ハンドオーバー実行直後などにより、基地局は移動局に上りリソースを割当てているが、移動局の送信タイミングがまだ補正されていない状態、すなわち上りリソース情報あり・上り非同期のとき、基地局よりタイミング情報を受信するまでＵＳＣＣＨと同期ＲＡＣＨは使用できない。そのため、このときは非同期ＲＡＣＨが最適である（図中のフレーム３１）。

実施の形態７における非同期ＲＡＣＨと同期ＲＡＣＨのチャネルマッピングは、実施の形態３に示した図１５〜図１８のいずれの方法も用いることができる。

以上、本発明を実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で、種々、変形、応用が可能である。

例えば、リソースが割当てられている状態において、移動局が新たなリソース割当て要求を基地局に発信するときの制御チャネルは、上りの共用制御チャネル（ＵＳＣＣＨ）に必ずしも限定されるものではなく、移動局が共通に使用でき、データの種類等の情報を送信できるものであれば、他の制御チャネルを利用してもよく、また、状況に応じて、複数の制御チャネルを使い分けたり、併用したりすることもできる。

また、図１５〜図１８に示される同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨのチャネルマッピング方法を、移動局の状況に応じて適応的に使い分けることによって、リソースの利用効率が向上する場合もあり得る。また、サブキャリア数が多い場合と少ない場合に応じて、同期ＲＡＣＨや非同期ＲＡＣＨの割当てに使用するＴＴＩの配置の周期を変化させる、といったバリエーションも考えられる。

以上説明したように、本発明によれば、実際の移動局の状態や実際の送信手順のバリエーションに柔軟に対応可能であり、通信リソースの有効利用も可能な、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した、移動局と基地局との間の新規な接続処理を実現することができる。

すなわち、ＥＵＴＲＡにおける、移動局と基地局との間の上り回線の接続処理において、どのような場合に、どの通信チャネルを用いるのがよいのかを、リソースの効率的利用や通信品質等を総合的に考慮して明らかとすることができる。従って、ＥＵＲＴＡ規格のマルチキャリア通信システムにおいて、最適な接続処理が実現される。

また、２種類の情報が同時に送信される場合があったとしても（具体的には、移動局が基地局に、上り同期要求とリソースの割当て要求を同時に送信する場合があったとしても）、このことも考慮して最適な使用チャネルが決定されるため、柔軟に対処することができる。

また、ガードタイム無しの同期ＲＡＣＨを効果的に使用することによって、ＯＦＤＭ通信のリソースの利用効率を高めることができ、同時並行的に行なわれるデータ通信等に使用可能なリソースの無駄な消費を抑制することができる。

また、同期ＲＡＣＨ／非同期ＲＡＣＨを、時間軸と周波数軸によって規定されるＯＦＤＭの通信リソースにマッピングする（割当てる）際に、種々のマッピング方式（つまり、サブフレーム分割方式、共通サブフレーム内における周波数帯域分割方式、１フレーム内において同期ＲＡＣＨを、周波数帯域を異ならせながら時間軸上に均等に分散配置する方式、共通のサブフレームに双方のＲＡＣＨを割当てる方式）を使い分け、バリエーション豊富なマッピングを適切に使用することによって、リソースのさらなる有効利用が可能となる。

本発明によって、ＥＵＴＲＡにおける、ＲＡＣＨシーケンスを含む上り接続処理の内容を、具体的、客観的に規定することができ、特に、最適なＥＵＴＲＡの上りチャネルの使用方法を提供することができる。

以上説明したように、本発明は、実際の移動局の状態や実際の送信手順のバリエーションに柔軟に対応可能であり、通信リソースの有効利用も可能な、ＥＵＴＲＡ規格に準拠した、移動局と基地局との間の新規な接続処理を実現するという効果を奏する。従って、移動局と基地局との間の接続処理方法、移動局（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、携帯可能なパーソナルコンピュータ端末を含む）、基地局、マルチキャリア移動体通信システムおよびランダムアクセスチャネルのマッピング方法として好適である。

３０ 受信部
３２ チャネル復調部
３４ 制御信号解析部
３６ 復号化部
３８ チャネル測定部
４０ 送信部
４２ チャネル復調部
４４ 符号化部
４６ スケジュール部
４７ 送信タイミング調整部
４８ 制御部（上位レイヤ）
５０ 移動局
７０ 基地局
７２ 受信部
７４ チャネル検出部
７６ スケジューリング部
７８ 送信タイミング情報生成部
８０ ＤＳＣＣＨ生成部
８２ 送信部
ＡＮ１、ＡＮ２、ＡＮ３、ＡＮ４ アンテナ

Claims (3)

1. 移動局が基地局に、送信データの通信リソースの割当て情報を要求するために使用するチャネルとして、前記移動局から前記基地局への上り回線における制御チャネルとガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルが使用可能な通信システムにおける前記移動局の処理方法において、
   前記移動局が前記上り回線の送信タイミングのずれを補正する為に前記基地局から取得した補正情報が有効な期間内において、前記移動局に対して前記上り回線における前記制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられている状態および割当てられていない状態を含み、
   前記期間内であって前記上り回線における制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられていないならば前記上り回線における制御チャネルが使用できないと判断し、
   前記期間以外では前記上り回線における制御チャネルが使用できないと判断し、
   前記期間内であって前記上り回線における制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられているならば前記上り回線における制御チャネルが使用できると判断し、
   前記上り回線における制御チャネルが使用できないならば前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを選択し、
   前記上り回線における制御チャネルが使用できるならば前記上り回線における制御チャネルを選択し、
   前記選択したチャネルを使用して前記移動局の送信データの通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求することを特徴とする処理方法。
2. 移動局が基地局に、送信データの通信リソースの割当て情報を要求するために使用するチャネルとして、前記移動局から前記基地局への上り回線における制御チャネルとガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルが使用可能な通信システムにおける前記移動局において、
   前記移動局が前記上り回線の送信タイミングのずれを補正する為に前記基地局から取得した補正情報が有効な期間内において、前記移動局に対して前記上り回線における前記制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられている状態および割当てられていない状態を含み、
   前記期間内であって前記上り回線における制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられていないならば前記上り回線における制御チャネルが使用できないと判断し、
   前記期間以外では前記上り回線における制御チャネルが使用できないと判断し、
   前記期間内であって前記上り回線における制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられているならば前記上り回線における制御チャネルが使用できると判断し、
   前記上り回線における制御チャネルが使用できないならば前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを選択し、
   前記上り回線における制御チャネルが使用できるならば前記上り回線における制御チャネルを選択し、
   前記選択したチャネルを使用して前記移動局の送信データの通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求することを特徴とする移動局。
3. 移動局が基地局に、送信データの通信リソースの割当て情報を要求するために使用するチャネルとして、前記移動局から前記基地局への上り回線における制御チャネルとガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルが使用可能な通信システムにおける前記移動局の処理装置において、
   前記移動局が前記上り回線の送信タイミングのずれを補正する為に前記基地局から取得した補正情報が有効な期間内において、前記移動局に対して前記上り回線における前記制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられている状態および割当てられていない状態を含み、
   前記期間内であって前記上り回線における制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられていないならば前記上り回線における制御チャネルが使用できないと判断し、
   前記期間以外では前記上り回線における制御チャネルが使用できないと判断し、
   前記期間内であって前記上り回線における制御チャネルを送信するための通信リソースが割当てられているならば前記上り回線における制御チャネルが使用できると判断し、
   前記上り回線における制御チャネルが使用できないならば前記ガードタイムを備えたランダムアクセスチャネルを選択し、
   前記上り回線における制御チャネルが使用できるならば前記上り回線における制御チャネルを選択し、
   前記選択したチャネルを使用して前記移動局の送信データの通信リソースの割当て情報を前記基地局に要求する処理を前記移動局に実行させることを特徴とする処理装置。

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