WO2008016112A1 - Radio transmitting apparatus and radio transmitting method - Google Patents

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Takashi Iwai
Sadaki Futagi
Daichi Imamura
Atsushi Matsumoto
Yoshihiko Ogawa
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/26—Network addressing or numbering for mobility support

Definitions

  • the present invention relates to a no-spring transmission apparatus and no-spring transmission method for transmitting RACH (Random Access Channel).
  • RACH Radio Access Management Function
  • 3GPP RAN LTE Long Term Evolution
  • RACH is an uplink channel used for scheduling requests, etc., when the mobile station moves from the idle state to the calling procedure, that is, when it is desired to establish synchronization on the upper side. Since RACH cannot be scheduled by the base station, the mobile station randomly selects RACH transmission resources (frequency, time slot, code pattern, etc.). If transmission resources overlap among multiple users and RACH collides, the base station cannot receive them correctly, and the mobile station retransmits RACH.
  • the power to include at least a signature as signature information in RACH is being studied.
  • the signature configuration as with W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access), a signature pattern (code pattern) with good correlation characteristics for simultaneous detection of different signatures and C / N improvement by spreading gain. It has been studied to separate the signature number of the mobile device using W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access).
  • W-CDMA Wideband-Code Division Multiple Access
  • code pattern code pattern
  • the conventional RACH signature pattern is based on the correlation characteristics calculated on the receiver side, so it detects signature (terminal identification information), so it has good autocorrelation characteristics and cross-correlation characteristics, and low PAPR. (Peak to Average Power Ratio) code is used.
  • Cyclic shift based CAZAC hereinafter referred to as “CS_CAZA C”
  • CS_CAZA C Cyclic shift based CAZAC
  • CAZAC Constant Amplitude Zero Auto-Correlation
  • Non-Patent Document 1 3GPP, Rl-060046, NTT DoCoMo, "Orthogonal Pilot Channel Structure in E-UTRA Uplink”
  • Non-Patent Document 1 when CS-CAZAC described in Non-Patent Document 1 is used in the signature pattern of RACH, there are the following problems. In other words, only one CAZAC sequence can generate fewer signatures. The number of sig nature that can be generated from one CAZAC sequence is calculated by the following formula (1).
  • Number of signatures Preamble length / ⁇ (1)
  • ⁇ is a cyclic shift value. This amount of cyclic shift needs to be larger than the maximum propagation delay time of the mobile station. This is because when the delay wave of the mobile device exceeds the cyclic shift amount, a correlation with CAZAC with a different shift amount appears within the detection window range of the delay profile created on the receiving side (within the same range as the cyclic shift amount). This is because the signature is erroneously detected.
  • the maximum propagation delay time of this mobile station depends on the cell radius.
  • the number of signatures that can be generated from one CAZAC sequence is determined. Assuming a cell radius of 10 km, the maximum propagation delay time (Round trip delay) is approximately 66 usec. In other words, ⁇ needs to be larger than 66usec. Assuming that the preamble length (CAZ AC length excluding guard time) is 0.4 msec as discussed in LTE, the number of signatures that can be generated from one CAZAC sequence is 6, as shown in Fig. 2. . This number decreases as the cell radius increases and the use of a single CAZAC sequence increases the RACH collision probability5.
  • Fig. 3 different CAZACs are multiplexed as shown in Fig. 3 to show two types of preamble detection performance when CS-CAZAC of the same CAZAC is multiplexed (Fig. 3A) and when different CAZ ACs are multiplexed (Fig. 3B). Then, inter-code interference occurs, and the preamble detection performance deteriorates. In general, as the number of multiplexed different CAZAC sequences increases, the inter-code interference increases. ture detection performance will deteriorate.
  • An object of the present invention is to provide a radio transmission apparatus and a radio transmission method that reduce inter-code interference and prevent deterioration of preamble detection performance.
  • the radio transmission apparatus of the present invention uses an estimation unit that estimates a propagation delay amount based on a downlink signal, and a detection window width that detects a preamble of a random access channel on the communication partner side as a propagation delay amount.
  • a cyclic shift amount for cyclically shifting the code sequence used for the signature is made to correspond to the detection window width so that the signature included in each random access channel does not overlap in the detection window.
  • a transmission means for transmitting is provided.
  • the radio transmission method of the present invention includes an estimation step of estimating a propagation delay amount based on a downlink signal, and a width of a detection window for detecting a preamble of a random access channel in an error state on the communication partner side.
  • the cyclic shift amount for cyclically shifting the code sequence used in the signature is correlated with the detection window width so that the signature included in each random access channel does not overlap in the detection window.
  • FIG. 1 Diagram showing CS-CAZAC described in Non-Patent Document 1.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a signature table held in the signature table storage unit shown in FIG.
  • FIG.6 Diagram showing cyclic shift amount and preamble detection window according to propagation loss level
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a signature table based on the arrangement of preamble detection windows shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a diagram showing a cyclic shift amount and a preamble detection window based on the arrangement of preamble detection windows shown in FIG.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the transmitting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 12 shows a signature table according to the second embodiment.
  • FIG. 13 Diagram showing the signature table according to the shift amount with respect to the reference signature pattern.
  • FIG. 14 Diagram showing the signature table using a plurality of CAZAC sequences.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of transmitting apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a propagation loss level measurement unit 101 measures the reception power of a downlink signal (common pilot channel), and subtracts the measured reception power from the known transmission power to obtain a propagation loss level (signal power level). Attenuation [dB]) is calculated. The calculated propagation loss level is output to propagation loss level determination unit 102. Note that the transmission power of the common pilot channel is predetermined by the system, and the common pilot channel is transmitted with a constant power.
  • the propagation loss level determination unit 102 performs threshold determination between the propagation loss level output from the propagation loss level measurement unit 101 and a predetermined threshold set in advance.
  • two different threshold values Thl and threshold Th2 ⁇ ⁇ Thl
  • the propagation loss level is divided into three levels: large, medium and small. Divide it. That is, if the propagation loss level is greater than or equal to the threshold Thl, it is determined that the propagation loss level is high. If the propagation loss level is greater than or equal to the threshold Th2 and less than the threshold Thl, the propagation loss level is determined to be medium, and the propagation loss level is If the threshold is less than Th2, the propagation loss level is determined to be small.
  • the determination result of the propagation loss level (large, medium, and small levels) is output to the signature selection unit 104.
  • the propagation loss level measurement unit 101 and the propagation loss level determination unit 102 function as propagation delay amount estimation means.
  • Signature table storage section 103 stores a table (Signature tape knowledge) in which different preamble detection windows and signatures generated from the respective CAZAC sequences are associated with each of large, medium, and small propagation loss levels. And! Details of the Signature table are described later.
  • Signature selection section 104 reads out one of the signatures according to the propagation loss level determination result output from propagation loss level determination section 102 from signature table storage section 103, and reads the read signature into RACH Output to the generation unit 105.
  • the RACH generation unit 105 generates a RACH signal that uses the signature output from the signature selection unit 104 as a preamplifier, and outputs the generated RACH signal to the modulation unit 106.
  • Modulating section 106 modulates the RACH signal output from RACH generating section 105, and radio section 107 performs predetermined radio transmission processing such as D / A conversion and up-conversion on the modulated RACH signal. And transmit from the antenna 108.
  • FIG. 5 is a diagram showing a signature table held by the signature table storage unit 103 shown in FIG.
  • each of the large, medium, and small propagation loss levels corresponds to the amount of signal power attenuation corresponding to the distance from the base station.
  • a large propagation loss level is a propagation loss assuming a cell radius of 10 km
  • a propagation loss level is a propagation loss assuming a cell radius of 5 km
  • a small propagation loss level is a propagation loss assuming a cell radius of 1.5 km. Carrying loss.
  • the cyclic shift amount for generating Signatured is the same length as the preamble detection window of Sig nature # (nl).
  • the cyclic shift amount for creating sig natures is the length l lusec of the preamble detection window of Signature 1.
  • the reason why the preamble detection window is made shorter as the propagation loss level is smaller is that the propagation delay amount can be estimated from the magnitude of the propagation loss level. That is, when the propagation loss level is small, it can be estimated that the propagation delay amount that is close to the base station is small.
  • the propagation loss level is large, it cannot be determined uniformly that the distance from the base station is long, and estimation is difficult. This is because the propagation loss may be large although the distance from the base station is short, such as when the mobile device is in a building. Therefore, since the propagation delay time cannot be estimated when the propagation loss level is large, it is assumed that the distance from the base station is long, and a large amount of cyclic shift is provided.
  • the signature selection unit 104 uses the medium power of Signature #l to # 3 corresponding to the small preamble detection window, Select the signature pattern (CS-CAZAC series IJ) indicated by the selected signature number.
  • the signature selection unit 104 selects the Sig nature # 7 to # 10 corresponding to the large preamble detection window. Randomly select from the above and obtain the signature pattern (CS-CAZAC series IJ) indicated by the selected signature number.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of receiving apparatus 150 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the radio reception unit 152 performs predetermined radio reception processing such as down-conversion and A / D conversion on the signal received via the antenna 151, and the signal subjected to radio reception processing is subjected to delay profile creation unit 154— ; ⁇ 154- Output to N.
  • the signature table storage unit 153 stores the signature pattern determined and stored in advance between transmission and reception and the corresponding preamble detection window in the delay profile creation unit 154- ;! to 154-N.
  • Delay profile creation unit 154— ;! to 154—N obtains, for each reception timing, a correlation value between the reception signal output from radio reception unit 152 and the signature pattern set by signature table storage unit 153. Calculate and create a delay profile.
  • the creation range of the delay profile is the length of the preamplifier detection window set by the signature table storage unit 153.
  • Preamble detection unit 155 To 155— N searches for the correlation peak in the preamble detection window of the delay profile and compares it with a predetermined threshold value to determine whether or not to detect the preamble (the presence of the desired preamble signal). / None judgment).
  • the propagation loss level that is, the magnitude of the propagation delay amount is divided for each level according to the distance from the base station, and a preamble detection window having a length corresponding to each level. Associate. Then, depending on the measured propagation loss level from the table containing multiple signatures in which Signature # n + 1 is generated by cyclically shifting the Signatured pattern by the cyclic shift amount corresponding to the detection window width corresponding to Signatureto Select a signature and use it for RA CH. This increases the number of CS-CAZACs that can be generated from one CAZAC sequence. Therefore, since the number of multiplexed different CAZAC sequences can be suppressed, inter-code interference can be suppressed and the preamble detection performance can be improved.
  • the preamble detection windows of the signature pattern it is more preferable to arrange the preamble detection windows of the signature pattern as follows. That is, as shown in FIG. 8, when the preamble detection windows are arranged in the order of large, medium, and small with respect to Signature # 1 to # 3, the collision detection performance is improved over the order of small, medium, and large. .
  • the delay time of the received preamble signal from the mobile device having a small propagation loss exceeds the detection window, and appears in the preamble detection window of another delay profile (collision occurs).
  • the collision detection is performed, for example, by comparing the delay difference of the correlation peak of the delay profile with a predetermined threshold value. In other words, if the delay difference is large, it can be regarded as a signal from another mobile device, and a collision can be detected.
  • transmission timing control is performed based on the delay timing of the correlation peak of the delay profile.
  • transmission timing control cannot be performed correctly if transmission timing control is performed based on signals from other mobile devices, and the subsequent data channel interferes with other mobile devices. End up. If a collision can be detected, the above-mentioned interference can be prevented by returning a preamble detection NG to the mobile station.
  • Figs. 5 and 6 are as shown in Figs. 9 and 10, respectively, when the preamble detection windows are arranged in the order of large, medium, and small.
  • Sync-RA random access
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of transmitting apparatus 300 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 differs from FIG. 4 in that a Sync-RA determination unit 301 and a SW control unit 302 are added.
  • the Sync-RA determination unit 301 determines whether or not random access to be transmitted is Sync- based on whether or not the transmission timing is controlled by the base station (whether or not synchronization is established). It is determined whether or not RA, and the determination result is output to the SW control unit 302.
  • the SW control unit 302 does not measure the propagation loss level and fixedly sets the small propagation loss level to the Signature selection unit. Output to 104. If the determination result output from the Sync-RA determination unit 301 is not Sync-RA, the measurement result output from the propagation loss level determination unit 102 is output to the signature selection unit 104. Thus, in the case of Sync-RA, the signature selection unit 104 is shown in FIG. As described above, a signature having a short preamble detection window is selected.
  • Embodiment 2 in the case of Sync-RA, a Signature pattern with a short preamble detection window width is always used. Therefore, since the number of multiplexed different CAZAC sequences can be suppressed, the interference between codes can be suppressed and the ability to improve the preamble detection performance can be reduced.
  • the transmission device described in each of the above embodiments is preferably mounted on a mobile device in a mobile communication system.
  • the threshold used for the threshold determination of the propagation loss level in each of the above embodiments may not be a fixed value. That is, the base station controls the threshold value, and signals the controlled threshold value to the mobile station in the own cell as base station specific information by BCH (broadcast channel), and the mobile station uses the threshold value broadcast from the base station. Also good. This controls the number of mobile units at each propagation loss level and reduces the RACH collision probability transmitted from those mobile units with the force S.
  • BCH broadcast channel
  • a GCL (Generalized Chirp-Like) sequence (the following sequence c (k)) may be used as the code sequence in each of the above embodiments! /.
  • W exp (j27r ⁇ / ⁇ )
  • a Zadoff-Chu sequence (the following system ⁇ IJa (k)) may be used as the code sequence in each of the above embodiments (q is an arbitrary integer, and N and ⁇ are relatively prime) .
  • W exp (j2 7T ⁇ / ⁇ ) .
  • the propagation loss level has been described in three stages of large, medium, and small.
  • the present invention is not limited to this, and the propagation loss level may be two stages or four stages or more.
  • the cyclic shift amount is defined as the shift amount between signatures having adjacent signature numbers.
  • the cyclic shift amount may be defined as the shift amount (absolute value) relative to the reference signature pattern (Signature # l in FIG. 13).
  • CAZAC # 1 CAZAC # 1
  • CAZAC # 2 CAZAC # 2
  • Each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. Here, it is sometimes called IC, system LSI, super LSI, or unoretra LSI depending on the difference in power integration of LSI.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general-purpose processors is also possible.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the radio transmission apparatus and radio transmission method according to the present invention can reduce inter-code interference and prevent deterioration of preamble detection performance, and can be applied to, for example, radio communication terminal apparatuses.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

明 細 書
無線送信装置及び無線送信方法
技術分野
[0001] 本発明は、 RACH (Random Access Channel)を送信する無泉送信装置及び無泉 送信方法に関する。
背景技術
[0002] 現在、 3GPP RAN LTE (Long Term Evolution)では、 RACH送信方法が検討さ れている。 RACHは、移動機がアイドル状態から発呼手順に移るとき、すなわち、上 りの同期を確立したいとき、スケジューリングリクエスト等に用いる上り回線のチャネル である。 RACHは基地局によってスケジューリングできないため、移動機が RACHの 送信リソース (周波数、時間スロット、コードパターン等）をランダムに選択する。もし、 複数ユーザ間で送信リソースが重なり RACHが衝突すると、基地局はそれらを正しく 受信できず、移動機は RACHを再送することになる。
[0003] LTEでは、 RACHに、少なくとも端末識別情報であるシグネチヤ（Signature)を含め ること力検討されている。また、 Signatureの構成については、 W— CDMA (Wideband - Code Division Multiple Access)と同様に、異なる Signatureの同時検出および拡散 利得による C/N改善のために、相関特性が良い Signatureパターン（コードパターン )を用いて、移動機の Signature番号を分離することが検討されている。
[0004] 従来の RACHの Signatureパターンとしては、受信側で算出する相関特性をもとに Si gnature (端末識別情報)検出を行うため、自己相関特性および相互相関特性が良好 で、かつ、低 PAPR (Peak to Average Power Ratio)のコードが用いられる。この特徴 を有するコード系列として、図 1に示す Cyclic shift based CAZAC (以下、「CS_CAZA C」という）が知られている（非特許文献 1参照）。これは、 CAZACを循環シフトしたコー ド系列であり、 Signature番号と循環シフト量とを対応付けることで、受信側では異なる Signatureを同時に検出することが可能となる。 CAZAC(Constant Amplitude Zero Aut o-Correlation)は、自己相関特性に優れ、同一コードをシフトさせたコード間の相関 がゼロになるという特徴を有する。また、 CAZACでは、相互相関は比較的小さいが、 完全には直交していない。
非特許文献 1 : 3GPP， Rl-060046, NTT DoCoMo, "Orthogonal Pilot Channel Struct ure in E-UTRA Uplink"
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかしながら、上記非特許文献 1に記載の CS-CAZACを RACHの Signatureパター ンに用いた場合、次のような問題がある。すなわち、 1つの CAZAC系列だけでは、生 成できる Signature数が少ないということである。 1つの CAZAC系列から生成できる Sig nature数は、以下の式（1)で算出される。
Signature数 =プリアンブル長/ Δ · · · (1)
[0006] ここで、 Δは循環シフト量（Cyclic shift value)である。この循環シフト量は、移動機 の最大伝搬遅延時間より大きくする必要がある。これは、移動機の遅延波が循環シフ ト量を超えた場合、受信側で作成する遅延プロファイルの検出窓範囲内（循環シフト 量と同一範囲内）に異なるシフト量の CAZACとの相関が出ることにより、 Signatureを 誤検出してしまうためである。この移動機の最大伝搬遅延時間は、セル半径に依存 するものである。
[0007] 1つの CAZAC系列から生成できる Signature数を具体的に求めてみる。セル半径 10 kmを想定すると、最大伝搬遅延時間（Round trip delay)は約 66usecとなる。つまり、 Δは 66usecより大きくする必要がある。また、プリアンブル長（ガードタイムを除く CAZ AC長）を LTEで検討されているように、 0. 4msecと仮定すると、図 2に示すように、 1 つの CAZAC系列から生成できる Signature数は 6となる。この数は、セル半径が大きく なるほど減り、 1つの CAZAC系列の使用だけでは RACHの衝突確率が増加してしま 5。
[0008] そこで、 Signature数を増やすために異なる CAZAC系列を用いることが考えられる。
ところ力 図 3に同一 CAZACの CS-CAZACを多重させた場合（図 3A)と、異なる CAZ ACを多重させた場合（図 3B)の 2種類のプリアンブル検出性能を示すように、異なる CAZACを多重すると、コード間干渉が生じ、プリアンブル検出性能が劣化してしまう。 一般に、異なる CAZAC系列の多重数が増えるほど、コード間干渉が大きくなり、 Signa ture検出性能が劣化してしまう。
[0009] 本発明の目的は、コード間干渉を低減し、プリアンブル検出性能の劣化を防止する 無線送信装置及び無線送信方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明の無線送信装置は、下り回線信号に基づいて、伝搬遅延量を推定する推 定手段と、通信相手側においてランダムアクセスチャネルのプリアンブルを検出する 検出窓の幅を伝搬遅延量に応じて予め対応させ、前記検出窓において各ランダムァ クセスチャネルに含む Signatureが重ならないように、 Signatureに用いるコード系列を 循環シフトさせる循環シフト量を前記検出窓幅に対応させ、推定された前記伝搬遅 延量に応じた循環シフト量を用いて生成される Signatureを選択する選択手段と、選 択された前記 Signatureを含めてランダムアクセスチャネル信号を生成する生成手段 と、生成された前記ランダムアクセスチャネル信号を送信する送信手段と、を具備す る構成を採る。
[0011] 本発明の無線送信方法は、下り回線信号に基づいて、伝搬遅延量を推定する推 定工程と、通信相手側にぉレ、てランダムアクセスチャネルのプリアンブルを検出する 検出窓の幅を伝搬遅延量に応じて予め対応させ、前記検出窓において各ランダムァ クセスチャネルに含む Signatureが重ならないように、 Signatureに用いるコード系列を 循環シフトさせる循環シフト量を前記検出窓幅に対応させ、推定された前記伝搬遅 延量に応じた循環シフト量を用いて生成される Signatureを選択する選択工程と、選 択された前記 Signatureを含めてランダムアクセスチャネル信号を生成する生成工程 と、生成された前記ランダムアクセスチャネル信号を送信する送信工程と、を具備す るよつにした。
発明の効果
[0012] 本発明によれば、コード間干渉を低減し、プリアンブル検出性能の劣化を防止する こと力 Sでさる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]非特許文献 1に記載の CS-CAZACを示す図
[図 2]単一の CAZAC系列から 6つの Signatureを生成する様子を示す図 [図 3]プリアンブル検出性能を示す図
[図 4]本発明の実施の形態 1に係る送信装置の構成を示すブロック図
[図 5]図 4に示した Signatureテーブル記憶部が保持する Signatureテーブルを示す図
[図 6]伝搬ロスレベルに応じた循環シフト量及びプリアンブル検出窓を示す図
[図 7]本発明の実施の形態 1に係る受信装置の構成を示すブロック図
[図 8]プリアンブル検出窓の並べ方を示す図
[図 9]図 8に示したプリアンブル検出窓の並べ方に基づく Signatureテーブルを示す図 [図 10]図 8に示したプリアンブル検出窓の並べ方に基づく循環シフト量及びプリアン ブル検出窓を示す図
[図 11]本発明の実施の形態 2に係る送信装置の構成を示すブロック図
[図 12]実施の形態 2に係る Signatureテーブルを示す図
[図 13]基準 Signatureパターンに対するシフト量による Signatureテーブルを示す図 [図 14]複数の CAZAC系列を用いた Signatureテーブルを示す図
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。
[0015] (実施の形態 1)
図 4は、本発明の実施の形態 1に係る送信装置 100の構成を示すブロック図である 。この図において、伝搬ロスレベル測定部 101は、下り回線信号（共通パイロットチヤ ネル)の受信電力を測定し、測定した受信電力を既知の送信電力から差し引くことに より、伝搬ロスレベル (信号電力の減衰量 [dB] )を算出する。算出した伝搬ロスレべ ルは伝搬ロスレベル判定部 102に出力される。なお、共通パイロットチャネルの送信 電力は、システムによって予め決められており、共通パイロットチャネルは一定の電力 で送信される。
[0016] 伝搬ロスレベル判定部 102は、伝搬ロスレベル測定部 101から出力された伝搬ロス レベルと、予め設定された所定の閾値との閾値判定を行う。ここでは、 2つの異なる閾 値 Thlと閾値 Th2 (く Thl)を用いるものとし、伝搬ロスレベルを大中小の 3つにレべ ル分けする。すなわち、伝搬ロスレベルが閾値 Thl以上であれば、伝搬ロスレベルは 大と判定し、伝搬ロスレベルが閾値 Th2以上かつ閾値 Thl未満であれば、伝搬ロス レベルは中と判定し、伝搬ロスレベルが閾値 Th2未満であれば、伝搬ロスレベルは 小と判定する。伝搬ロスレベルの判定結果（大中小レベル）は Signature選択部 104 に出力される。なお、伝搬ロスレベル測定部 101及び伝搬ロスレベル判定部 102は 伝搬遅延量推定手段として機能する。
[0017] Signatureテーブル記憶部 103は、伝搬ロスレベルの大中小の各レベルに、それぞ れ異なるプリアンブル検出窓と、各 CAZAC系列から生成される Signatureとを対応付 けたテーブル（Signatureテープノレ）を記憶して!/、る。 Signatureテーブルの詳細につ!/ヽ ては後述する。
[0018] Signature選択部 104は、伝搬ロスレベル判定部 102から出力された伝搬ロスレべ ル判定結果に応じた Signatureのうちいずれかを Signatureテーブル記憶部 103からラ ンダムに読み出し、読み出した Signatureを RACH生成部 105に出力する。
[0019] RACH生成部 105は、 Signature選択部 104から出力された Signatureをプリアンプ ルとする RACH信号を生成し、生成した RACH信号を変調部 106に出力する。
[0020] 変調部 106は、 RACH生成部 105から出力された RACH信号を変調し、無線部 1 07は、変調された RACH信号に D/A変換、アップコンバート等の所定の無線送信 処理を施し、アンテナ 108から送信する。
[0021] 図 5は、図 4に示した Signatureテーブル記憶部 103が保持する Signatureテーブル を示す図である。この図において、伝搬ロスレベルの大中小の各レベルは基地局か らの距離に応じた信号電力の減衰量に相当するものとする。例えば、伝搬ロスレベル 大は、セル半径 10kmまでを想定した伝搬ロス、伝搬ロスレベル中は、セル半径 5km までを想定した伝搬ロス、伝搬ロスレベル小は、セル半径 1. 5kmまでを想定した伝 搬ロスである。
[0022] そして、伝搬ロスレベルの大中小の各レベルには、それぞれ異なるプリアンブル検 出窓が対応付けられている。プリアンブル検出窓の長さは、伝搬ロスレベルから推定 される伝搬遅延時間に対応する長さに予め設定される。よって、プリアンブル検出窓 の長さは、伝搬ロスレベルが大きいほど長ぐ伝搬ロスレベルが小さいほど短くなる。 [0023] また、 Signaturedを生成するための循環シフト量は、図 5及び図 6に示すように、 Sig nature#(n-l)のプリアンブル検出窓と同じ長さとする。例えば、図 5を参照するに、 Sig naturesを作成するための循環シフト量は、 Signature 1のプリアンブル検出窓の長さ l lusecとする。これにより、伝搬ロスレベルに応じたプリアンブル検出窓において各 S ignatureが重なることを回避することができる。よって、受信プリアンブル信号が予め 設定されたプリアンブル検出窓を超えない限り、受信側でのプリアンブル検出にぉレ、 て、他の Signatureと干渉することはない。
[0024] ここで、伝搬ロスレベルが小さいほどプリアンブル検出窓を短くしている理由は、伝 搬ロスレベルの大小から伝搬遅延量が推定できるためである。すなわち、伝搬ロスレ ベルが小さい場合、基地局からの距離が近ぐ伝搬遅延量は小さいと推定できる。一 方、伝搬ロスレベルが大きい場合は、基地局からの距離が遠いと一律に判定すること はできず、推定は困難となる。これは、移動機が建物内にいる場合など、基地局から の距離は近いものの、伝搬ロスは大きくなることがあるためである。よって、伝搬ロスレ ベルが大きい場合には、伝搬遅延時間を推定することができないため、基地局から の距離が遠いものと仮定し、循環シフト量を多く設けるようにしている。
[0025] 次に、図 5に示した Signatureテーブルから Signature選択部 104力 ^Signatureを選択 する方法について説明する。例えば、 Signature選択部 104が伝搬ロスレベル判定部 102から伝搬ロスレベル小を示す判定結果を取得した場合、 Signature選択部 104は 、プリアンブル検出窓小に対応する Signature#l〜#3の中力、らランダムに選択し、選択 した Signature番号が示す Signatureパターン（CS-CAZAC系歹 IJ)を取得する。逆に、 Si gnature選択部 104が伝搬ロスレベル判定部 102から伝搬ロスレベル大を示す判定 結果を取得した場合、 Signature選択部 104は、プリアンブル検出窓大に対応する Sig nature#7〜#10の中からランダムに選択し、選択した Signature番号が示す Signatureパ ターン（CS-CAZAC系歹 IJ)を取得する。
[0026] 図 7は、本発明の実施の形態 1に係る受信装置 150の構成を示すブロック図である 。この図において、無線受信部 152は、アンテナ 151を介して受信した信号にダウン コンバート、 A/D変換などの所定の無線受信処理を施し、無線受信処理を施した 信号を遅延プロファイル作成部 154—；!〜 154— Nに出力する。 [0027] Signatureテーブル記憶部 153は、予め送受信間で定めて記憶した Signatureパター ンと、対応するプリアンブル検出窓とを遅延プロファイル作成部 154— ;!〜 154— N に E¾疋 ' o。
[0028] 遅延プロファイル作成部 154—；!〜 154— Nは、無線受信部 152から出力された受 信信号と Signatureテーブル記憶部 153によって設定された Signatureパターンとの相 関値を受信タイミング毎に算出し、遅延プロファイルを作成する。ここで、遅延プロフ アイルの作成範囲は、 Signatureテーブル記憶部 153によって設定されたプリアンプ ル検出窓の長さとする。
[0029] プリアンブル検出部 155— ;!〜 155— Nは、遅延プロファイルのプリアンブル検出 窓内の相関ピークを検索し、所定の閾値と大小比較することにより、プリアンブル検 出判定 (所望プリアンブル信号のあり/なし判定)を行う。
[0030] このように実施の形態 1によれば、伝搬ロスレベル、すなわち伝搬遅延量の大きさを 基地局からの距離に応じたレベル毎に分け、各レベルに応じた長さのプリアンブル 検出窓を対応付ける。そして、 Signaturetoに対応する検出窓幅に相当する循環シフ ト量で Signaturedのパターンを循環シフトして Signature#n+1が生成された複数の Sign atureを含むテーブルから、測定した伝搬ロスレベルに応じた Signatureを選択して RA CHに用いる。これにより、 1つの CAZAC系列から生成できる CS-CAZAC数が増加す る。よって、異なる CAZAC系列の多重数を抑制することができるので、コード間干渉 を抑えることができ、プリアンブル検出性能を向上させることができる。
[0031] なお、 Signatureパターンのプリアンブル検出窓は以下のように並べるのがより好まし い。すなわち、図 8に示すように、 Signature#l〜#3に対してプリアンブル検出窓を大、 中、小の順になるように並べると、小、中、大の順よりも衝突検出性能が向上する。
[0032] ここで、伝搬ロス小（プリアンブル検出窓小）の移動機からの受信プリアンブル信号 の遅延時間がその検出窓を超えて、他の遅延プロファイルのプリアンブル検出窓内 に現れてしまう（衝突する）場合、その衝突が検出しやすくなる。衝突検出は、例えば 、遅延プロファイルの相関ピークの delay差とある所定閾値とを比較することにより行う 。つまり、 delay差が大きければ、他の移動機からの信号と見なすことができ、衝突を 検出できる。 [0033] 受信側では、遅延プロファイルの相関ピークの delayタイミングをもとに、送信タイミ ング制御を行う。もし、衝突が生じ、それを検出できない場合、他の移動機からの信 号をもとに送信タイミング制御を行うと正しく送信タイミング制御を行えず、その後のデ ータチャネルが他の移動機への干渉となってしまう。衝突が検出できれば、プリアン ブル検出 NGを移動機へ返すことにより、前述した干渉の発生を防止することができ
[0034] 図 5、図 6の Signatureはプリアンブル検出窓を大、中、小の順になるように並べると、 それぞれ図 9、図 10のようになる。
[0035] なお、伝搬ロスレベルに対する受信信号の最大遅延時間がプリアンブル検出窓を 超えなければ、プリアンブル検出窓の並べ方による性能差はなレ、。
[0036] (実施の形態 2)
LTEでは、上りの送信タイミングの同期が取れている状態で移動機から送信するラ ンダムアクセス（Sync-RA)が検討されている。 Sync-RAでは、上り同期が確立してい るため、基地局からの距離及び伝搬ロスレベルによらず、受信信号のタイミング誤差 が小さい。よって、本発明の実施の形態 2では、 Sync-RAの場合は、伝搬ロスレベル によらず、伝搬ロスレベル小に相当する（循環シフト量が小さレ、） Signatureを選択する
[0037] 図 11は、本発明の実施の形態 2に係る送信装置 300の構成を示すブロック図であ る。図 11が図 4と異なる点は、 Sync-RA判定部 301と、 SW制御部 302とを追加した 点である。
[0038] 図 11において、 Sync-RA判定部 301は、基地局によって送信タイミングが制御され ているか否力、（同期が確立しているか否力、）に基づいて、送信するランダムアクセスが Sync-RAであるかどうかを判定し、判定結果を SW制御部 302に出力する。
[0039] SW制御部 302は、 Sync-RA判定部 301から出力された判定結果が Sync-RAであ れば、伝搬ロスレベルを測定せずに、伝搬ロスレベル小を固定的に Signature選択部 104に出力する。また、 Sync-RA判定部 301から出力された判定結果が Sync-RAで なければ、伝搬ロスレベル判定部 102から出力された測定結果を Signature選択部 1 04に出力する。これにより、 Sync-RAの場合、 Signature選択部 104は、図 12に示す ように、プリアンブル検出窓の短い Signatureを選択することになる。
[0040] このように実施の形態 2によれば、 Sync-RAの場合はプリアンブル検出窓幅が短い S ignatureパターンを必ず使用する。よって、異なる CAZAC系列の多重数を抑制するこ とができるので、コード間干渉を抑えることができ、プリアンブル検出性能を向上させ ること力 Sでさる。
[0041] なお、上記各実施の形態で説明した送信装置は、移動通信システムにおける移動 機に搭載することが好ましい。
[0042] また、上記各実施の形態における伝搬ロスレベルの閾値判定に用いる閾値は、固 定値でなくてもよい。すなわち、基地局が閾値を制御し、制御した閾値を BCH (報知 チャネル）によって基地局固有情報として自セル内の移動機にシグナリングし、移動 機は基地局から報知された閾値を用いるようにしてもよい。これにより、各伝搬ロスレ ベルの移動機数を制御し、それらの移動機から送信された RACHの衝突確率を低 減すること力 Sでさる。
[0043] また、上記各実施の形態におけるコード系列として、 GCL (Generalized Chirp-Like )系列（以下の系列 c (k) )を用いてもよ!/、。
國 c(k)= (k)b(k mod m\ = 0,1，… -1 · · · (2) ただし、 Nはコード長、 N = sm2(s、 mは整数）、あるいは、 N = tm(t、 mは整数）と する。また、 a(k)は以下の Zadoff-Chu系列である（qは任意の整数、 Nと γは互いに 素の関係）。
[数 2] a(k) = W^k+Nmod2V2+qk, "0,1,… - 1 · · · (3) ただし、 W =exp(j27r γ/Ν)、 b(k) (k=0, ···, m)は振幅一定の任意の系列と
N
する。
[0044] さらに、上記各実施の形態におけるコード系列として、 Zadoff-Chu系列（以下の系 歹 IJa(k))を用いてもよい（qは任意の整数、 Nと γは互いに素の関係)。 國 a(k) ^ W^k+Nmod 2)2+≠, = 0,1,.· ·, - 1 · . · ( 4 ) ただ'し、 W =exp (j2 7T γ /Ν)とする。
Ν
[0045] また、上記各実施の形態では、伝搬ロスレベルを大中小の 3段階に分けて説明した 。しかし、本発明はこれに限らず、伝搬ロスレベルは 2段階でも、 4段階以上でもよい
[0046] また、上記各実施の形態では、循環シフト量を、 Signature番号が隣り合う Signature 間のシフト量と定義して説明した。しかし、循環シフト量を、図 13に示すように、基準 S ignatureパターン（図 13では、 Signature#l)に対するシフト量（絶対値）と定義してもよ い。
[0047] また、 Signatureパターンとして用いる全ての CAZAC系列を、 1つの CAZAC系列（C AZAC#1)の異なる循環シフト量と必ずしも対応させる必要はない。図 14に示すように 、他の CAZAC系列（CAZAC#2，#3)を用いて、これらの各系列にそれぞれ単一の循 環シフト量を対応させるようにしてもよい。
[0048] また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって 説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
[0049] 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チップ化されてもよい。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、ゥノレトラ LSIと呼称されることもある。
[0050] 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 .プロセッサを利用してもよ!/、。
[0051] さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術により LSIに置き換わる集積回 路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行って もよい。ノ ィォ技術の適用等が可能性としてありえる。 [0052] 2006年 8月 3日出願の特願 2006— 212546の日本出願に含まれる明細書、図面 および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
産業上の利用可能性
[0053] 本発明にかかる無線送信装置及び無線送信方法は、コード間干渉を低減し、プリ アンブル検出性能の劣化を防止することができ、例えば、無線通信端末装置に適用 できる。

Claims

請求の範囲
[1] 下り回線信号に基づいて、伝搬遅延量を推定する推定手段と、
通信相手側においてランダムアクセスチャネルのプリアンブルを検出する検出窓の 幅を伝搬遅延量に応じて予め対応させ、前記検出窓において各ランダムアクセスチ ャネルに含む Signatureが重ならないように、 Signatureに用いるコード系列を循環シフ トさせる循環シフト量を前記検出窓幅に対応させ、推定された前記伝搬遅延量に応 じた循環シフト量を用いて生成される Signatureを選択する選択手段と、
選択された前記 Signatureを含めてランダムアクセスチャネル信号を生成する生成 手段と、
生成された前記ランダムアクセスチャネル信号を送信する送信手段と、
を具備する無線送信装置。
[2] 前記選択手段は、 Signature番号 nの Signatureと、前記 Signature番号 nの Signature パターンを当該 Signatureに対応するプリアンブル検出窓分循環シフトして生成される
Signature番号 n+ 1の Signatureとから選択する請求項 1に記載の無線送信装置。
[3] 前記推定手段は、下り回線信号である共通パイロットチャネル信号の送信電力及 び受信電力から伝搬ロスレベルを測定し、測定した伝搬ロスレベルに基づいて、伝 搬遅延量を推定する請求項 1に記載の無線送信装置。
[4] 前記推定手段は、測定した伝搬ロスレベルと所定の閾値との閾値判定を行い、測 定した伝搬ロスレベルを所定のレベル毎にレベル分けする請求項 3に記載の無線送 信装置。
[5] 前記推定手段は、無線通信基地局装置によって制御された閾値を取得し、取得し た閾値を用いて閾値判定を行う請求項 4に記載の無線送信装置。
[6] 通信相手との同期が確立しているか否かに基づいて、送信するランダムアクセスが Sync-RAであるか否かを判定する判定手段と、
前記選択手段は、判定結果が Sync-RAである場合、最も短い検出窓幅に対応する 循環シフト量を用いて生成される Signatureを選択し、判定結果が Sync-RA以外であ る場合、推定された前記伝搬遅延量に応じた循環シフト量を用いて生成される Signat ureを選択する請求項 1に記載の無線送信装置。
[7] 前記コード系列は、 CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列であ る請求項 1に記載の無線送信装置。
[8] 前記コード系列は、 GCL (Generalized Chirp Like)系列である請求項 1に記載の無 線送信装置。
[9] 前記コード系列は、 Zadoff-Chu系列である請求項 1に記載の無線送信装置。
[10] 下り回線信号に基づいて、伝搬遅延量を推定する推定工程と、
通信相手側においてランダムアクセスチャネルのプリアンブルを検出する検出窓の 幅を伝搬遅延量に応じて予め対応させ、前記検出窓において各ランダムアクセスチ ャネルに含む Signatureが重ならないように、 Signatureに用いるコード系列を循環シフ トさせる循環シフト量を前記検出窓幅に対応させ、推定された前記伝搬遅延量に応 じた循環シフト量を用いて生成される Signatureを選択する選択工程と、
選択された前記 Signatureを含めてランダムアクセスチャネル信号を生成する生成 工程と、
生成された前記ランダムアクセスチャネル信号を送信する送信工程と、 を具備する無線送信方法。
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