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WO2013031351A1 - 通信装置、通信方法、通信システム、および基地局 - Google Patents

通信装置、通信方法、通信システム、および基地局 Download PDF

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WO2013031351A1
WO2013031351A1 PCT/JP2012/065979 JP2012065979W WO2013031351A1 WO 2013031351 A1 WO2013031351 A1 WO 2013031351A1 JP 2012065979 W JP2012065979 W JP 2012065979W WO 2013031351 A1 WO2013031351 A1 WO 2013031351A1
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WO
WIPO (PCT)
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communication
data
preamble
transmission data
base station
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2012/065979
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English (en)
French (fr)
Inventor
吉澤　淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to BR112014004051A priority patent/BR112014004051A2/pt
Priority to AU2012303304A priority patent/AU2012303304A1/en
Priority to CN201280040913.5A priority patent/CN103748947A/zh
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to EP12827375.2A priority patent/EP2747503A4/en
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W72/0466—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being a scrambling code
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication device, a communication method, a communication system, and a base station.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A LTE-Advanced
  • MTC Machine Type Communications
  • M2M Machine to Machine
  • a UE including the MTC terminal is generally connected to a base station 10 by executing a procedure called random access with a base station such as an eNodeB, and performs data communication with the base station after connecting to the base station 10. It becomes possible.
  • the random access procedure is described in, for example, Patent Document 1.
  • the present disclosure proposes a new and improved communication device, communication method, communication system, and base station for realizing data transmission by transmitting a preamble.
  • a communication apparatus including a resource selection unit that selects a communication resource for transmitting a preamble in random access, and the resource selection unit selects a communication resource corresponding to a value of transmission data.
  • a communication method including selecting a communication resource corresponding to a value of transmission data for transmission of a preamble in random access.
  • the communication apparatus includes a resource selection unit that selects a communication resource for transmitting a preamble in random access, and the resource selection unit selects a communication resource corresponding to a value of transmission data. And a base station that determines the transmission data based on a communication resource in which a preamble is received from the communication device.
  • a receiving unit that receives the preamble from a communication device that selects a communication resource corresponding to a value of transmission data for transmission of a preamble in random access, and a communication resource that receives the preamble And a determination unit that determines the transmission data based on the base station.
  • receiving the preamble from a communication device that selects a communication resource corresponding to a value of transmission data for transmission of a preamble in random access, and based on the communication resource from which the preamble is received And determining the transmission data.
  • data transmission can be realized by transmitting a preamble.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of a UE according to the first embodiment of the present disclosure. It is explanatory drawing which showed the specific example of the transmission data. It is explanatory drawing which showed the specific example of the mapping information which shows the correspondence of data and a signature.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of a base station according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a sequence diagram in which operations according to the first embodiment of the present disclosure are arranged. It is explanatory drawing which showed the change operation
  • Fig. 6 Fig. 6 is a functional block diagram illustrating a configuration of a UE according to a second embodiment of the present disclosure. It is explanatory drawing which showed the specific example of the mapping information which shows the correspondence of data and random access resources. It is explanatory drawing which showed the relationship between a sub-frame, a radio
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration of a base station according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a sequence diagram in which operations according to the first embodiment of the present disclosure are arranged. It is explanatory drawing which showed the change operation
  • Fig. 6 Fig. 6 is a functional
  • FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a configuration of a base station according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a sequence diagram in which operations according to the second embodiment of the present disclosure are arranged.
  • Fig. 9 is a functional block diagram illustrating a configuration of a UE according to a third embodiment of the present disclosure. It is explanatory drawing which showed the data for selection of the signature obtained by dividing
  • FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a configuration of a base station according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a sequence diagram in which operations according to the third embodiment of the present disclosure are arranged. It is explanatory drawing which showed the division
  • a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration may be distinguished by adding different alphabets after the same reference numeral.
  • a plurality of configurations having substantially the same functional configuration are distinguished as UEs 20A, 20B, and 20C as necessary.
  • UE20 when it is not necessary to particularly distinguish each of a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given.
  • UE20 when it is not necessary to distinguish between the UEs 20A, 20B, and 20C, they are simply referred to as UE20.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a communication system 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the communication system 1 includes a base station 10, a core network 12, and UEs (User Equipment) 20A to 20C.
  • UEs User Equipment
  • the UE 20 is a communication device that performs reception processing in the downlink resource block allocated by the base station 10 and performs transmission processing in the uplink resource block.
  • the UE 20 is an information processing device such as a smartphone, a PC (Personal Computer), a home video processing device (DVD recorder, VCR, etc.), a PDA (Personal Digital Assistant), a home game device, or a home appliance. Also good.
  • the UE 20 may be a mobile communication device such as a mobile phone, a portable music playback device, a portable video processing device, or a portable game device.
  • the UE 20 may be an MTC terminal.
  • the MTC terminal is a radio terminal specialized in MTC, which is a communication that is not directly used by humans between machines, which is discussed in 3GPP.
  • MTC terminal collects human electrocardiogram information and transmits the electrocardiogram information in the uplink when a certain trigger condition is satisfied.
  • the vending machine may function as an MTC terminal, and the MTC terminal may transmit the inventory and sales of the vending machine via an uplink.
  • Such an MTC terminal generally has the following characteristics as an example. However, each MTC terminal does not need to have all the following characteristics, and which characteristics are dependent on an application. ⁇ There is almost no movement (Low Mobility) ⁇ Small-capacity data transfer (Online Small Data Transmission) ⁇ Ultra Low Power Consumption ⁇ Grouping and handling each MTC (Group based MTC Features)
  • the base station 10 is a radio base station that communicates with the UE 20 included in the coverage.
  • the base station 10 may be an eNodeB, a relay node, a femtocell base station, a picocell base station, a remote radio head (RRH), or the like.
  • FIG. 1 shows an example in which only one base station 10 is connected to the core network 12, a large number of base stations 10 are actually connected to the core network 12.
  • the core network 12 is a network on the business side including management nodes such as MME (Mobility Management Entity) and Serving GW (Gateway).
  • MME Mobility Management Entity
  • Serving GW Gateway
  • the MME is a device that controls setting, releasing, and handover of a data communication session.
  • This MME is connected to the eNodeB 10 via an interface called S1.
  • S-GW is a device that performs routing and transfer of user data.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a frame format.
  • a 10 ms radio frame is composed of ten 1 ms subframes # 0 to # 9.
  • Each subframe includes 14 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbols.
  • One resource block is composed of 12 OFDM subcarriers of this subframe length and this subframe, and scheduling is allocated in units of this resource block.
  • One OFDM symbol is a unit used in an OFDM modulation communication system, and is a unit for outputting data processed by one FFT (Fast Fourier Transform).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • Each subframe consists of a control area and a data area.
  • the control area consists of the first 1 to 3 OFDM symbols, and is used for transmitting a control signal called PDCCH (Phy DownLink Control Channel).
  • PDCCH Physical DownLink Control Channel
  • the data area following the control area is used for transmission of user data called PDSCH (Phy DownLink Shared Channel).
  • Random access By the way, the UE 20 performs a series of operations called random access with the base station 10. This random access is, for example, down when the UE 20 initially accesses the base station 10 from the idle mode, when a handover is started, when there is a request from the base station 10, or when the transmission system is out of synchronization. This is done when link data is received. Since the technique according to the present disclosure is closely related to this random access, the random access will be described in detail below.
  • Random access is generally divided into contention type and non-contention type.
  • the contention type is a method in which a preamble transmitted at the initial stage of random access allows contention with other terminals.
  • the non-contention type is a method of notifying a predetermined signature in advance so that there is no contention for the preamble.
  • the signature refers to specific information carried by the preamble.
  • the description will proceed mainly assuming the contention type random access, not the non-contention type used for handover or the like, but also for the non-contention type.
  • the technology according to the present disclosure is applicable.
  • preamble formats from 0 to 3 having different preamble lengths are defined in an FDD (frequency multiplexing) system.
  • the preamble length of format 0 is 1 ms
  • the preamble length of formats 1 and 2 is 2 ms
  • the preamble length of format 3 is 3 ms.
  • the preamble may have other formats, and the technology according to the present disclosure can be applied to a TDD (time multiplexing) system or the like. It can be applied to other systems.
  • the UE 20 first receives system information from the base station 10 (S81).
  • This system information includes a PRACH configuration index value indicating a temporal arrangement location of the physical layer random access channel (PRACH), a frequency position in the PRACH system band, a PRACH frequency width, a logical Includes root sequence value and cyclic shift setting value.
  • PRACH physical layer random access channel
  • the logical root sequence value is used to generate a preamble signature
  • the cyclic shift setting value specifies a distance between the signatures.
  • Preamble generation Subsequently, when a random access request is generated, the UE 20 selects one signature from 64 signature candidates generated from the logical route sequence value and the cyclic shift setting value, and generates a preamble having the selected signature. (S82).
  • the logical route sequence value has a value between 0 and 837, and the UE 20 determines the number of physical route sequences from this logical route sequence value using a predetermined mapping table.
  • the mapping table is a table showing a one-to-one correspondence between the logical route sequence value and the number of physical route sequences.
  • Zadoff Chu sequence which is a sequence of 839 complex numbers from the said physical route sequence number and the cyclic shift setting value according to the Zadoff Chu sequence generation algorithm, for example.
  • Zadoff Chu sequences have excellent autocorrelation and cross-correlation characteristics. Further, since the envelope of the transmission signal by the Zadoff Chu sequence has a constant amplitude, transmission distortion in the power amplifier can be reduced.
  • the UE 20 selects one Zadoff Chu sequence from 64 different Zadoff Chu sequences obtained from different numbers of physical route sequences and cyclic shift setting values. Then, the UE 20 generates a preamble using the Zadoff Chu sequence as a signature.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a concept of the preamble generated by the UE 20 in the frequency domain.
  • FIG. 4 shows a format 0 preamble.
  • a cyclic cyclic prefix is added to the preamble symbol generated from the Zadoff Chu sequence.
  • the symbol length of the preamble symbol is 0.8 ms, and the cyclic prefix length is about 0.1 ms. For this reason, as shown in FIG. 4, a guard time of about 0.1 ms is secured between the end of the preamble symbol and the start of the next resource block.
  • the guard time is a time set in consideration of the difference for each UE 20 in the time required from the preamble transmission by the UE 20 to the arrival of the preamble to the base station 10. Note that the guard time is necessary at the time of preamble transmission not using the timing advance value (TA), but the UE 20 uses the TA value obtained from the random access response at the time of transmission of other signals to receive the signal received by the base station. A signal is transmitted so that the time alignment is realized.
  • TA timing advance value
  • the signal subcarrier interval of the preamble is 1.25 kHz, so that a 1.08 MHz wide band corresponding to six resource blocks is occupied for preamble transmission as shown in FIG. Is done.
  • Preamble transmission Then, UE20 transmits a preamble using the resource which comes next among the communication resources (time slot) prescribed
  • the PRACH configuration index value has a value between 0 and 63.
  • the PRACH configuration index values corresponding to format 0 are 0-15.
  • the resource for random access defined by each PRACH configuration index value will be described more specifically with reference to FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing random access resources defined by each PRACH configuration index value.
  • SFN System Frame Number
  • SFN System Frame Number
  • the random access resources defined by each PRACH configuration index value have different periodic patterns such as period and offset.
  • the index values “0”, “1”, “2”, and “15” define the resources of one subframe included in each radio frame having an even SFN.
  • the index values “3” to “5” define the resources of one subframe included in each of all radio frames.
  • a larger index value defines more resources.
  • the base station 10 determines the index value in advance so that random access resources are appropriately secured based on conditions such as the system bandwidth and the number of accommodated users, and includes system information including the index value in each UE 20 in the cell. Is notified.
  • the base station 10 When the base station 10 receives the preamble from the UE 20, the base station 10 acquires correlation values between the received preamble signature (Zadoff Chu sequence) and 64 types of signatures, and identifies the received preamble signature from the correlation value. Can do. Thereafter, the base station 10 transmits a message called a random access response to the UE 20 via the PDCCH (S84).
  • a random access response When the base station 10 receives the preamble from the UE 20, the base station 10 acquires correlation values between the received preamble signature (Zadoff Chu sequence) and 64 types of signatures, and identifies the received preamble signature from the correlation value. Can do. Thereafter, the base station 10 transmits a message called a random access response to the UE 20 via the PDCCH (S84).
  • the random access response includes the ID of the identified preamble signature, a timing advance value (TA) for correcting a transmission delay proportional to the distance between the UE 20 and the base station 10, and a cell that is an identifier of the UE 20.
  • a wireless network temporary ID (C-RNTI), 20-bit transmission permission data, and the like are included.
  • the UE 20 recognizes that the preamble transmission is successful if the signature ID included in the random access response is correct. On the other hand, if the signature ID is not correct, the UE 20 performs a predetermined retransmission procedure.
  • the UE 20 Upon receiving the random access response including the correct signature ID, the UE 20 transmits an L2 / L3 message to the base station 10 (S85).
  • the L2 / L3 message includes control messages such as RRC connection request, tracking area update request, and scheduling request, which are called layer 2 information and layer 3 information, but does not include user data.
  • terminals that communicate small volumes of data at a very low frequency such as MTC terminals
  • Such terminals are desired to have low power consumption in order to minimize battery replacement. Therefore, there is a need for technical specifications that are significantly different from the wideband and high speed that are to be realized by the conventional LTE system.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • WLAN In WLAN, it is possible to communicate with the minimum number of packets when data transmission is necessary. Thereby, low power consumption and communication at a low bit rate can be realized.
  • WLAN is a communication method for a relatively small area, usually about 100 m, it is highly difficult to apply to applications that require communication over a wide area.
  • the cellular method is superior to WLAN in that it can cover a wide area of a kilometer order with one cell.
  • small-capacity data communication using a cellular system is considered as an appropriate means. It is done.
  • the WCDMA system (third generation cellular system) which is an example of a cellular system
  • the random access procedure based on the WCDMA scheme is roughly the same as the above-described random access procedure based on LTE, but there are some differences regarding user message transmission, so the random access procedure based on the WCDMA scheme will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing a random access procedure according to the WCDMA system.
  • the UE transmits a preamble to the base station (S92).
  • the base station transmits a PRACH response (ACK / NACK) to the UE using the AICH channel (S93).
  • UE confirms ACK by AICH and transmits UE message by PUSCH with respect to a base station (S94).
  • the UE can transmit user data of about several hundred bits. Note that, when the UE receives NACK, the UE tries transmission of the preamble again.
  • the WCDMA system is an older generation communication system compared to the LTE system, it is considered that the LTE system, which is excellent in high speed and system capacity, is adopted in many newly developed cellular systems in the future. In addition, it is considered that the cellular system using the WCDMA system currently in operation will gradually shift to the LTE system.
  • the WCDMA system consumes a large amount of power, and considering the generation as a network, it is considered that using the WCDMA system for realizing small-capacity data communication with low power consumption is not the optimal solution.
  • LTE study Further, in the general random access procedure based on the LTE method described with reference to FIG. 3, transmission of L2 / L3 messages is allowed following the preamble (S85), but transmission of user data is not allowed. . For this reason, in the general random access procedure by the LTE system, it is difficult to realize small-capacity data communication like the WCDMA system.
  • the UE 20-1 selects a preamble signature according to the value of transmission data.
  • the base station 10-1 that has received the preamble can determine transmission data from the preamble signature.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration of the UE 20-1 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the UE 20-1 according to the first embodiment of the present disclosure includes an antenna group 204, a radio processing unit 210, a downlink signal detection unit 230, an uplink signal detection unit 240, and a transmission
  • a data generation unit 250, a mapping storage unit 260, a mapping management unit 264, a signature selection unit 268, and a preamble generation unit 270 are provided.
  • the antenna group 204 receives a radio signal from the base station 10-1, acquires an electrical high-frequency signal, and supplies the high-frequency signal to the radio processing unit 210.
  • the antenna group 204 transmits a radio signal to the base station 10-1 based on the high frequency signal supplied from the radio processing unit 210. Since the UE 20-1 includes the antenna group 204 including a plurality of antennas as described above, it is possible to perform MIMO communication and diversity communication.
  • the radio processing unit 210 converts the high-frequency signal supplied from the antenna group 204 into a baseband signal (downlink signal) by performing analog processing such as amplification, filtering, and down-conversion. Further, the radio processing unit 210 converts a baseband signal (uplink signal) supplied from the uplink signal generation unit 240 or the like into a high frequency signal. As described above, the wireless processing unit 210 functions as a transmission unit and a reception unit together with the antenna group 204. Note that the radio processing unit 210 may have a function of DA converting an uplink signal and a function of AD converting a downlink signal.
  • the downlink signal detection unit 230 detects a control signal such as PDCCH and user data such as PDSCH from the downlink signal supplied from the radio processing unit 210.
  • a control signal such as PDCCH
  • user data such as PDSCH
  • the mapping information may be arranged on the PDCCH or the PDSCH.
  • the uplink signal generator 240 generates an uplink signal for transmission to the base station 10-1. Specifically, the uplink signal generation unit 240 generates a control signal such as PUCCH and a user data signal such as PUSCH. Note that, when the UE 20-1 determines / manages mapping information, the uplink signal generation unit 240 may arrange the mapping information on the PUCCH or the PUSCH.
  • the transmission data generation unit 250 generates transmission data to be transmitted to the base station 10-1.
  • This transmission data includes application data and identification data of the UE 20-1.
  • the transmission data will be described more specifically with reference to FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a specific example of transmission data.
  • the transmission data is composed of, for example, six bits b1 to b6, application data is assigned to bits b1 and b2, and identification data is assigned to bits b3 to b6.
  • Application data is data according to the application that the UE 20-1 has and the role that the UE 20-1 plays.
  • the application data may be data indicating sales of the vending machine and an inventory amount.
  • “1” may be set in the bit b1 or when it is necessary to replenish the vending machine with goods.
  • “1” may be set in the bit b2.
  • various data is assumed as application data.
  • Identification data is data for identifying the UE 20-1.
  • This identification data may be an ID unique to the UE 20-1, but when sufficient bits are not allocated to express the unique ID, the identification data is a local ID unique within the cell. May be. In this case, if the base station 10-1 holds the correspondence between the local ID and unique ID of each UE 20-1, the UE 20-1 can be specified based on this identification data.
  • the identification data may be data indicating a group to which the UE 20-1 belongs. For example, when the business operator wants to know the sales of each vending machine by area rather than the individual sales of the vending machine, the group of UEs 20-1 provided in the vending machine in the same area uses the same identification data. Thus, the above object can be achieved.
  • mapping storage unit 260 shown in FIG. 7 stores mapping information (first mapping information) indicating the correspondence between data and signatures.
  • This mapping information is shared between the base station 10-1 and the UE 20-1. For example, when the base station 10-1 determines / manages mapping information, the base station 10-1 transmits the mapping information to the UE 20-1, thereby sharing the mapping information.
  • a plurality of UEs 20-1 existing in the same cell may have the same mapping information or different mapping information.
  • mapping information will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a specific example of mapping information indicating the correspondence between data and signatures.
  • the mapping information defines a correspondence relationship between each data of 6 bits “000000” to “111111” and any one of the signatures 0 to 63.
  • the signature “2” is associated with the data “000010”.
  • Signature 0 to signature 63 are 64 signatures calculated from the logical route sequence values and cyclic shift setting values broadcast from base station 10-1.
  • the mapping management unit 264 manages such mapping information.
  • the mapping manager 264 may determine the mapping information or may change the mapping information as necessary.
  • the confidentiality of data can be improved by periodically changing the mapping information.
  • the signature selection unit 268 selects a signature corresponding to the transmission data generated by the transmission data generation unit 250 based on the mapping information stored in the mapping storage unit 260. For example, when the transmission data is “000010”, the signature selection unit 268 selects the signature 2 associated with “000010” from 64 signatures calculated from the logical route sequence value and the cyclic shift setting value. select.
  • the preamble generation unit 270 generates a preamble using the signature selected by the signature selection unit 268.
  • the detailed configuration of the preamble generation unit 270 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of the preamble generation unit 270.
  • the preamble generation unit 270 includes an FFT (Fast Fourier Transform) 272, a subcarrier mapping unit 274, an IFFT 276, and a CP insertion unit 278.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the FFT 272 is supplied with the signature (Zadoff Chu sequence) selected by the signature selection unit 268 and performs fast Fourier transform on the signature.
  • the subcarrier mapping unit 274 arranges the frequency domain data obtained by the FFT 272 at the frequency to be transmitted.
  • IFFT 276 converts data arranged on the frequency into time axis data.
  • the CP insertion unit 278 adds a cyclic prefix to the time axis data, thereby generating a preamble.
  • the UE 20-1 As described above, the UE 20-1 according to the first embodiment of the present disclosure generates a preamble having a signature corresponding to transmission data, and the preamble is transmitted to the base station 10- via the radio processing unit 210 and the antenna group 204. 1 to send. Note that the UE 20-1 may transmit a preamble, for example, in the next random access resource among a plurality of random access resources defined by the PRACH configuration index value.
  • FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of the base station 10-1 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the base station 10-1 according to the first embodiment includes an antenna group 104, a radio processing unit 110, a downlink signal generation unit 130, an uplink signal detection unit 140, and a mapping storage.
  • the antenna group 104 receives a radio signal from the UE 20-1, acquires an electrical high-frequency signal, and supplies the high-frequency signal to the radio processing unit 110. Further, the antenna group 104 transmits a radio signal to the UE 20-1 based on the high frequency signal supplied from the radio processing unit 110. Since the base station 10-1 includes the antenna group 104 including a plurality of antennas as described above, it is possible to perform MIMO communication and diversity communication.
  • the radio processing unit 110 converts high-frequency signals supplied from the antenna group 104 into baseband signals (uplink signals) by performing analog processing such as amplification, filtering, and down-conversion. Further, the radio processing unit 110 converts a baseband signal (downlink signal) supplied from the downlink signal generation unit 130 or the like into a high frequency signal. Note that the radio processing unit 110 may have a function of DA converting a downlink signal and a function of AD converting an uplink signal.
  • the downlink signal generation unit 130 generates a downlink signal for transmission from the base station 10-1. Specifically, the downlink signal generation unit 130 generates PDCCH, PDSCH, and the like according to the scheduling information. When the base station 10-1 determines / manages the mapping information, the downlink signal generation unit 130 may arrange the mapping information on the PDCCH or PDSCH.
  • the uplink signal detection unit 140 detects a control signal such as PUCCH and user data such as PUSCH from the uplink signal supplied from the radio processing unit 110.
  • mapping storage unit 150 Similar to the mapping storage unit 260 of the UE 20-1, the mapping storage unit 150 stores mapping information indicating the correspondence between data and signatures. Since this mapping information is as described with reference to FIG. 9, detailed description thereof is omitted here.
  • the mapping management unit 154 manages mapping information. For example, the mapping management unit 154 may determine the mapping information or may change the mapping information as necessary. For example, the confidentiality of data can be improved by periodically changing the mapping information.
  • the signature determination unit 158 determines the signature of the preamble received by the wireless processing unit 110 from the correlation output value.
  • the transmission data determination unit 160 determines transmission data corresponding to the signature determined by the signature determination unit 158 based on the mapping information stored in the mapping storage unit 150. For example, when the signature determined by the signature determination unit 158 is signature 2, the transmission data determination unit 160 determines that the transmission data is “000010” based on the mapping information illustrated in FIG.
  • the identification data storage unit 170 stores the correspondence between the local ID and unique ID of each UE 20-1. Note that the identification data storage unit 170 may continuously hold the identification data of the UE 20-1 that has once transitioned to the active mode even after the UE 20-1 has transitioned to the idle mode.
  • the UE determination unit 174 refers to the identification data storage unit 170 from the identification data included in the transmission data determined by the transmission data determination unit 160, and determines the UE 20-1 that transmitted the preamble. Then, the determined unique ID of the UE 20-1 and application data included in the transmission data are transmitted to the core network 12.
  • FIG. 12 is a sequence diagram in which operations according to the first embodiment of the present disclosure are arranged.
  • the mapping management unit 154 of the base station 10-1 determines mapping information (S304)
  • the base station 10-1 signals the determined mapping information to the UE 20-1 (S308).
  • the base station 10-1 and the UE 20-1 store the mapping information in the mapping storage unit 150 and the mapping storage unit 160, respectively (S312).
  • the signature selection unit 268 displays a signature corresponding to the transmission data. Select (S324). Subsequently, the preamble generation unit 270 generates a preamble having the signature selected by the signature selection unit 268 (S328). Further, the radio processing unit 210 and the antenna group 204 transmit the preamble generated by the preamble generation unit 270 to the base station 10-1 (S332).
  • the base station 10-1 determines the preamble signature (S336). Then, the transmission data determination unit 160 of the base station 10-1 determines transmission data corresponding to the determined preamble signature based on the mapping information (S340). Thereafter, the determined transmission data is transmitted to, for example, a predetermined provider via the core network 12.
  • the base station 10-1 may transmit a random access response in the same manner as a normal random access procedure.
  • the UE 20-1 can recognize that the transmission data has been normally transmitted to the base station 10-1 by receiving the random access response from the base station 10-1.
  • the UE 20-1 may not continue the random access procedure including transmission of the L2 / L3 message. According to such a configuration, since the UE 20-1 can transmit data to the base station 10-1 only by transmitting a preamble, it is possible to suppress power consumption and occurrence of RAN overload.
  • mapping information can be changed as appropriate. Hereinafter, this point will be specifically described with reference to FIG.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an operation of changing mapping information.
  • the mapping management unit 154 of the base station 10-1 determines new mapping information (S358) when a predetermined time has elapsed since the previous determination of mapping information (S354).
  • the base station 10-1 then signals new mapping information to the UE 20-1 (S362), and the base station 10-1 and the UE 20-1 store the mapping information in the mapping storage unit 150 and the mapping storage unit 160, respectively. (S366).
  • FIG. 13 shows an example in which the mapping information is changed after a predetermined time has elapsed
  • the mapping management unit 154 may change the mapping information in response to a request from the UE 20-1, for example.
  • FIG. 13 shows an example in which the base station 10-1 changes the mapping information, but the UE 20-1 may change the mapping information.
  • Second Embodiment >> Heretofore, the first embodiment of the present disclosure has been described. Subsequently, a second embodiment of the present disclosure will be described.
  • the UE 20-2 according to the second embodiment of the present disclosure selects a random access resource for transmitting the preamble according to the value of the transmission data.
  • the base station 10-1 that has received the preamble can determine transmission data from the random access resource that has received the preamble.
  • FIG. 14 is a functional block diagram showing a configuration of the UE 20-2 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the UE 20-2 according to the second embodiment of the present disclosure includes an antenna group 204, a radio processing unit 210, a downlink signal detection unit 230, an uplink signal detection unit 240, and a transmission
  • the data generation unit 250 includes a mapping storage unit 261, a mapping management unit 264, a preamble generation unit 270, and a communication resource selection unit 280.
  • the antenna group 204, the radio processing unit 210, the downlink signal detection unit 230, the uplink signal detection unit 240, the transmission data generation unit 250, and the like are as described in the first embodiment. Description is omitted.
  • the mapping storage unit 261 stores mapping information (second mapping information) indicating the correspondence between data and random access resources. This mapping information is shared between the base station 10-2 and the UE 20-2 as in the first embodiment. Also, a plurality of UEs 20-1 existing in the same cell may have the same mapping information or different mapping information. Hereinafter, such mapping information will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing a specific example of mapping information indicating the correspondence between data and random access resources.
  • the mapping information defines the correspondence between 10-bit data “0000000000” to “1111111111” and one of SFNs 0 to 1023.
  • data “0000000010” is associated with SFN2.
  • the SFN is a serial number assigned to each 10 ms radio frame, as described with reference to FIG.
  • the random access resource used for preamble transmission realizes uplink initial access, and thus a bandwidth of 1.08 MHz corresponding to six resource blocks is occupied only for transmitting Zadoff Chu sequence.
  • the communication resource selection unit 280 selects a random access resource corresponding to the transmission data generated by the transmission data generation unit 250 based on the mapping information stored in the mapping storage unit 261. For example, when the transmission data is “0000000010”, the communication resource selection unit 280 selects SFN2 associated with “0000000010”.
  • Radio processing section 210 transmits the preamble generated by preamble generation section 270 in a prescribed subframe in the SFN selected by communication resource selection section 280.
  • the base station 10-2 that has received the preamble can determine transmission data based on the SFN that has received the preamble.
  • the number of bits of transmission data that the UE 20-2 can express by selecting a random access resource differs according to the PRACH configuration index value assigned to the UE 20-2.
  • PRACH configuration index values “0”, “1”, “2”, and “15” define only even SFNs as random access resources. Therefore, the UE 20-2 to which “0”, “1”, “2”, or “15” is assigned can express 9 bits from 0 to 511 by selecting a random access resource.
  • the mapping information of the UE 20-2 to which “0”, “1”, “2”, or “15” is assigned corresponds to the correspondence between 9-bit data from 0 to 511 and one of the even SFNs. May be defined.
  • the PRACH configuration index values “3” to “5” define all SFNs as random access resources. Therefore, the UE 20-2 to which any of “3” to “5” is assigned can express 10 bits from 0 to 1023 by selecting the random access resource. Note that the mapping information of the UE 20-2 to which any of “3” to “5” is assigned defines the correspondence between 10-bit data from 0 to 1023 and one of SFNs 0 to 1023 May be.
  • PRACH configuration index values “6” to “14” define a plurality of subframes in all SFNs as random access resources. For this reason, the UE 20-2 to which any one of “6” to “14” is assigned can express data of an integer multiple of 10 bits by selecting the random access resource. Note that the mapping information of UE 20-2 to which any one of “6” to “14” is assigned may define the correspondence between each of 11-bit or more data and any SFN and subframe. .
  • the UE 20-2 to which “14” is assigned can represent 10 bits by selecting an SFN and 3 to 4 bits by selecting a subframe in the SFN. It is possible to represent data close to bits.
  • transmission data is expanded by the degree of freedom of subframe selection in SFN, the degree of freedom of frequency selection, and the like.
  • transmission data can be expanded by other methods.
  • Another method is to define a super system frame for each predetermined number of 10 ms radio frames. Hereinafter, this method will be described more specifically with reference to FIG.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing the relationship between a subframe, a radio frame, and a super system frame.
  • one super system frame is composed of 1023 radio frames, and one cycle of the super system frame number is 0 to 63.
  • the UE 20-2 can further transmit 6-bit data depending on the degree of freedom in selecting the super system frame.
  • selecting the random access resource according to the transmission data in this way also leads to randomization of the preamble transmission timing. For this reason, it is thought that 2nd Embodiment is useful also for cancellation of the PRACH overload of an MTC terminal, when an MTC terminal spreads.
  • the preamble transmission timing can be distributed within about 11 minutes.
  • the data delay time and the number of transmittable data bits have a trade-off relationship, so the number of bits may be determined based on the delay time desired in the MTC.
  • the technology according to the present disclosure is not necessarily intended to eliminate overloading, but as described above, it is expected that the superframe is particularly effective in avoiding RAN congestion. For this reason, the technology according to the present disclosure may be used for the purpose other than the information transmission by the superframe.
  • FIG. 17 is a functional block diagram showing a configuration of the base station 10-2 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the base station 10-2 according to the second embodiment includes an antenna group 104, a radio processing unit 110, a downlink signal generation unit 130, an uplink signal detection unit 140, and a mapping storage.
  • the antenna group 104, the radio processing unit 110, the downlink signal generation unit 130, the uplink signal detection unit 140, and the like are as described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.
  • mapping storage unit 151 Similar to the mapping storage unit 261 of the UE 20-2, the mapping storage unit 151 stores mapping information indicating a correspondence relationship between data and random access resources.
  • the communication resource determination unit 180 determines the random access resource for which the preamble has been received by the wireless processing unit 110. For example, the communication resource determination unit 180 determines the super system frame number, SFN, and subframe number from which the preamble is received.
  • the transmission data determination unit 161 determines transmission data corresponding to the random access resource determined by the communication resource determination unit 180 based on the mapping information stored in the mapping storage unit 151. For example, when the random access resource determined by the communication resource determination unit 180 is SFN2, the transmission data determination unit 161 determines that the transmission data is “0000000010” based on the mapping information illustrated in FIG. .
  • Second Embodiment> The configurations of the base station 10-2 and the UE 20-2 according to the second embodiment of the present disclosure have been described above. Next, the operation according to the second embodiment of the present disclosure will be organized with reference to FIG.
  • FIG. 18 is a sequence diagram in which operations according to the second embodiment of the present disclosure are arranged.
  • the mapping management unit 154 of the base station 10-2 determines mapping information (S404)
  • the base station 10-2 signals the determined mapping information to the UE 20-2 (S408).
  • the base station 10-2 and the UE 20-2 store the mapping information in the mapping storage unit 151 and the mapping storage unit 161, respectively (S412).
  • the communication resource selection unit 280 selects a random number corresponding to the transmission data. An access resource is selected (S424). Subsequently, the preamble generation unit 270 selects an arbitrary signature from the 64 signatures, and generates a preamble using the selected signature (S428). Further, the radio processing unit 210 and the antenna group 204 transmit a preamble to the base station 10-1 using the selected random access resource (S432).
  • the base station 10-2 determines the random access resource that has received the preamble (S436). Then, the transmission data determination unit 161 of the base station 10-1 determines transmission data corresponding to the determined random access resource based on the mapping information (S440). Thereafter, the determined transmission data is transmitted to, for example, a predetermined provider via the core network 12.
  • the base station 10-2 may transmit a random access response in the same manner as a normal random access procedure.
  • the UE 20-2 can recognize that the transmission data is normally transmitted to the base station 10-2 by receiving the random access response from the base station 10-2.
  • the UE 20-2 may not continue the random access procedure including the transmission of the L2 / L3 message. According to such a configuration, since the UE 20-2 can transmit data to the base station 10-1 only by transmitting a preamble, it is possible to suppress power consumption and occurrence of RAN overload.
  • FIG. 19 is a functional block diagram illustrating a configuration of the UE 20-3 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the UE 20-3 according to the third embodiment of the present disclosure includes an antenna group 204, a radio processing unit 210, a downlink signal detection unit 230, an uplink signal detection unit 240, and a transmission A data generation unit 250, a mapping storage unit 262, a mapping management unit 264, a signature selection unit 268, a preamble generation unit 270, and a communication resource selection unit 280 are provided.
  • the antenna group 204, the radio processing unit 210, the downlink signal detection unit 230, the uplink signal detection unit 240, the transmission data generation unit 250, and the like are as described in the first embodiment. Description is omitted.
  • the mapping storage unit 262 displays the mapping information indicating the correspondence between the data and the signature described in the first embodiment, and the correspondence between the data and the random access resource described in the second embodiment.
  • the mapping information shown is stored.
  • the mapping storage unit 262 according to the third embodiment includes a third bit position indicating a bit position used for selecting a signature in transmission data and a bit position used for selecting a random access resource in transmission data.
  • This third mapping information is also shared between the UE 20-3 and the base station 10-3, like the other mapping information, and the mapping storage unit 262 functions as the first to third storage units.
  • the third mapping information will be specifically described with reference to FIG.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing signature selection data and random access resource selection data obtained by dividing transmission data.
  • the third mapping information includes 6 bits used for signature selection out of 20 bits and random access resource selection. Specifies 14 bits used for.
  • bits b1, b6, b18, b12, b9, b2 are defined as signature selection data
  • bits b5, b19, b16... B7, b11 are defined as random access resource selection data. Is done.
  • the transmission data is irregularly divided into signature selection data and random access resource selection data.
  • the UE 20-3 or the base station 10-3 further increases the confidentiality of the transmission data by appropriately changing the third mapping information, that is, by changing the bit position or bit order used for each application. It is possible to increase.
  • the signature selection unit 268 identifies signature selection data with reference to the third mapping information stored in the mapping storage unit 262 from the transmission data generated by the transmission data generation unit 250. Then, the signature selection unit 268 selects a signature corresponding to the identified signature selection data based on the mapping information indicating the correspondence between the data stored in the mapping storage unit 262 and the signature.
  • the preamble generation unit 270 generates a preamble using the signature selected by the signature selection unit 268.
  • the communication resource selection unit 280 refers to the third mapping information stored in the mapping storage unit 262 from the transmission data generated by the transmission data generation unit 250, and identifies random access resource selection data. Then, the communication resource selection unit 280 selects a random access resource corresponding to the specified random access resource selection data based on mapping information indicating a correspondence relationship between the data stored in the mapping storage unit 262 and the random access resource. select.
  • the radio processing unit 210 transmits the preamble generated by the preamble generation unit 270 using the random access resource selected by the communication resource selection unit 280.
  • the base station 10-3 can determine transmission data based on the preamble signature and the random access resource that has received the preamble.
  • FIG. 21 is a functional block diagram showing a configuration of the base station 10-3 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the base station 10-3 according to the third embodiment includes an antenna group 104, a radio processing unit 110, a downlink signal generation unit 130, an uplink signal detection unit 140, and a mapping storage.
  • the antenna group 104, the radio processing unit 110, the downlink signal generation unit 130, the uplink signal detection unit 140, and the like are as described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.
  • the mapping storage unit 152 stores the mapping information indicating the correspondence between the data and the signature described in the first embodiment, and the mapping information indicating the correspondence between the data and the random access resource described in the second embodiment. . Furthermore, the mapping storage unit 152 stores third mapping information indicating a bit position used for selecting a signature in transmission data and a bit position used for selecting a random access resource in transmission data. To do. Such a mapping storage unit 152 functions as first to third storage units.
  • the signature selection unit 158 determines the signature of the preamble received by the wireless processing unit 110 from the correlation output value.
  • the communication resource determination unit 180 determines the random access resource for which the preamble has been received by the wireless processing unit 110. For example, the communication resource determination unit 180 determines the super system frame number, SFN, and subframe number from which the preamble is received.
  • the transmission data determination unit 162 determines the data corresponding to the signature determined by the signature determination unit 158 based on the mapping information indicating the correspondence between the data stored in the mapping storage unit 152 and the signature. In addition, the transmission data determination unit 162 converts the data corresponding to the random access resource determined by the communication resource determination unit 180 into mapping information indicating the correspondence between the data stored in the mapping storage unit 152 and the random access resource. Judgment based on.
  • the transmission data determination unit 162 combines the data determined by the signature determination unit 158 and the data determined by the communication resource determination unit 180 based on the third mapping information stored in the mapping storage unit 153. By doing so, transmission data is determined.
  • FIG. 22 is a sequence diagram in which operations according to the third embodiment of the present disclosure are arranged.
  • the mapping management unit 154 of the base station 10-3 determines three types of mapping information (S504)
  • the three types of mapping information determined by the base station 10-3 are transmitted to the UE 20- 3 (S508).
  • each of the base station 10-3 and the UE 20-3 stores three types of mapping information in the mapping storage unit 152 and the mapping storage unit 162 (S512).
  • the communication resource selection unit 280 selects a random number corresponding to the transmission data. An access resource is selected (S524). Further, the signature selection unit 268 selects a signature corresponding to the transmission data (S528). Then, the preamble generation unit 270 generates a preamble using the signature selected by the signature selection unit 268 (S532). Further, the radio processing unit 210 and the antenna group 204 transmit the preamble generated by the preamble generation unit 270 using the random access resource selected by the communication resource selection unit 280 (S536).
  • the base station 10-3 determines the random access resource that has received the preamble (S540). Also, the signature determination unit 158 of the base station 10-3 determines the preamble signature (S544). Then, the transmission data determination unit 162 of the base station 10-3 determines data corresponding to the determined signature and data corresponding to the determined random access resource, and combines these data to transmit data. Is determined (S548). Thereafter, the determined transmission data is transmitted to, for example, a predetermined provider via the core network 12.
  • the combination of the signature selection according to the first embodiment and the random access resource selection according to the second embodiment is higher than that using a preamble. Capacity data communication can be realized.
  • data encryption by LTE generates a random number called a key stream using a secret key K shared between the USIM of the terminal and the authentication center of the network, and performs exclusive OR of the data and the key stream. This is done by calculating (XOR).
  • the key stream is disposable, and the secret key K is changed as necessary.
  • LTE standardizes two types of encryption algorithms called Snow 3G and AES.
  • Snow 3G is performed in units of 32 bits
  • AES is performed in units of 128 bits.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing division of encrypted data.
  • the transmission data generation unit 250 when the transmission data generation unit 250 generates 32-bit encrypted data including E1 to E32, the transmission data generation unit 250 converts the encrypted data into first transmission data including E1 to E16, and E17 to E16. You may divide
  • the transmission data generation unit 250 buffers the data until it reaches 128 bits, performs block encryption after the data reaches 128 bits, and converts the 128-bit encrypted data into 8 transmission data. It may be divided.
  • the encryption key used for the encryption is delivered in advance through a secure downlink communication path.
  • the transmission data generation unit 250 may add a flag indicating whether the signature or the random access resource corresponds to the transmission data to the transmission data.
  • the base station 10-3 can determine whether transmission data should be determined based on either a signature or a random access resource.
  • the base station 10-3 may specify a time zone in which transmission of transmission data by transmitting a preamble is permitted by system information. For example, the base station 10-3 may recognize the transmission at a predetermined interval such as an interval of 30 minutes or an hour, or may allow the transmission at the end of the month or a specific time zone. In this case, the UE 20-3 performs the transmission only in the time zone designated by the base station 10-3.
  • the UE 20-1 selects a preamble signature according to the value of transmission data.
  • the base station 10-1 that has received the preamble can determine transmission data from the preamble signature.
  • the UE 20-2 selects a random access resource for transmitting a preamble according to the value of transmission data.
  • the base station 10-1 that has received the preamble can determine transmission data from the random access resource that has received the preamble.
  • the UE 20-3 according to the third embodiment of the present disclosure has a higher capacity using a preamble by combining the signature selection according to the first embodiment and the random access resource selection according to the second embodiment. Data communication can be realized.
  • each step in the processing of the base station 10 and the UE 20 in this specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described as a sequence diagram.
  • each step in the processing of the base station 10 and the UE 20 may be processed in an order different from the order described as the sequence diagram or may be processed in parallel.
  • a resource selection unit for selecting a communication resource for transmitting a preamble in random access is a communication device that selects a communication resource corresponding to a value of transmission data.
  • the communication apparatus further includes a storage unit that stores mapping information indicating a correspondence relationship between a plurality of communication resources and data, The communication device according to (1), wherein the resource selection unit selects a communication resource corresponding to a value of the transmission data with reference to the mapping information.
  • the mapping information is shared with a base station that is a transmission destination of the preamble.
  • the said communication apparatus is a communication apparatus as described in said (3) provided with the transmission part which transmits the said mapping information to the said base station.
  • the said communication apparatus is a communication apparatus as described in said (3) provided with the receiving part which receives the said mapping information from the said base station.
  • the resource selection unit selects a communication resource corresponding to a value of the transmission data in a designated time zone.
  • a transmission data generating unit that divides target data into a plurality of divided data and generates a plurality of the transmission data; The communication device according to any one of (1) to (7), wherein the transmission data includes association data indicating an association with the divided data and other transmission data generated from the target data.
  • a super system frame is composed of a predetermined number of radio frames defined in LTE, The communication device according to any one of (1) to (8), wherein the resource selection unit selects a communication resource corresponding to a value of the transmission data from a range of the plurality of super system frames.
  • the communication apparatus according to any one of (1) to (10), wherein the transmission data includes encrypted data.
  • the communication apparatus according to any one of (1) to (11), wherein the communication resource is a radio frame defined in LTE. (13) Selecting a communication resource corresponding to a value of transmission data for transmission of a preamble in random access. (14) A communication device that selects a communication resource for transmitting a preamble in random access, and the resource selection unit selects a communication resource corresponding to a value of transmission data; A base station that determines the transmission data based on communication resources from which a preamble is received from the communication device; A communication system comprising: (15) A receiving unit that receives the preamble from a communication device that selects a communication resource corresponding to a value of transmission data for transmission of the preamble in random access; A determination unit that determines the transmission data based on communication resources from which the preamble is received; A base station.

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Abstract

　プリアンブルの送信によりデータ伝送を実現するための通信装置、通信方法、通信システム、および基地局を提供する。通信装置は、ランダムアクセスにおけるプリアンブルを送信するための通信リソースを選択するリソース選択部を備え、前記リソース選択部は、送信データの値に対応する通信リソースを選択する。

Description

通信装置、通信方法、通信システム、および基地局
　本開示は、通信装置、通信方法、通信システム、および基地局に関する。
　現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、次世代の通信方式であるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式、および、ＬＴＥ方式をさらに高度化したＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ－Ａ）の標準化作業が進められている。ＬＴＥやＬＴＥ－Ａでは、ＷＣＤＭＡ方式のような３Ｇ方式よりも最大通信速度やセルエッジでの品質を向上するための数々の改良が検討されている。これにより、新たなモバイル高速データ通信環境が提供されるようになると考えられる。例えば、ユーザは、Ｗｅｂや動画などの情報量の大きいコンテンツをスマートフォンなどで快適にダウンロードすることが可能となる。
　一方、３ＧＰＰでは、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）に関する議論も進められている。ＭＴＣは、一般的にＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏ　Ｍａｃｈｉｎｅ）と同義であり、機械と機械の間の人間が直接利用しない通信を意味する。このＭＴＣは、主として、サーバと、人間が直接利用しないＭＴＣ端末との間で行われる。
　上記のＭＴＣ端末を含むＵＥは、一般的に、ｅＮｏｄｅＢなどの基地局とランダムアクセスと呼ばれる手順を実行することにより基地局１０と接続され、基地局１０との接続後に基地局とデータ通信を行うことが可能となる。なお、ランダムアクセス手順については例えば特許文献１に記載されている。
特開２０１１－０７１７０６号公報
　しかし、上記のランダムアクセス、およびランダムアクセス後のデータ伝送を行うと、相応の電力が消費される。特に、ＭＴＣ端末は低消費電力が求められるので、データ伝送のための消費電力の削減が強く望まれる。
　そこで、本開示ではプリアンブルの送信によりデータ伝送を実現するための、新規かつ改良された通信装置、通信方法、通信システム、および基地局を提案する。
　本開示によれば、ランダムアクセスにおけるプリアンブルを送信するための通信リソースを選択するリソース選択部を備え、前記リソース選択部は、送信データの値に対応する通信リソースを選択する、通信装置が提供される。
　また、本開示によれば、送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択すること、を含む通信方法が提供される。
　また、本開示によれば、ランダムアクセスにおけるプリアンブルを送信するための通信リソースを選択するリソース選択部を有し、前記リソース選択部は、送信データの値に対応する通信リソースを選択する、通信装置と、前記通信装置からプリアンブルが受信される通信リソースに基づいて前記送信データを判定する基地局と、を備える通信システムが提供される。
　また、本開示によれば、送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択する通信装置から前記プリアンブルを受信する受信部と、前記プリアンブルが受信された通信リソースに基づいて前記送信データを判定する判定部と、を備える基地局が提供される。
　また、本開示によれば、送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択する通信装置から前記プリアンブルを受信することと、前記プリアンブルが受信された通信リソースに基づいて前記送信データを判定することと、を含む通信方法が提供される。
　以上説明したように本開示によれば、プリアンブルの送信によりデータ伝送を実現することが可能である。
本開示の実施形態による通信システムの構成を示した説明図である。 フレームフォーマットを示した説明図である。 ＬＴＥによるランダムアクセスの手順を示す図面である。 ＵＥによって生成されるプリアンブルの周波数領域での概念を示す説明図である。 各ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値により規定されるランダムアクセスリソースを示した説明図である。 ＷＣＤＭＡ方式によるランダムアクセス手順を示したシーケンス図である。 本開示の第１の実施形態によるＵＥの構成を示した機能ブロック図である。 送信データの具体例を示した説明図である。 データとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報の具体例を示した説明図である。 プリアンブル生成部の構成を示した説明図である。 本開示の第１の実施形態による基地局の構成を示した機能ブロック図である。 本開示の第１の実施形態による動作を整理したシーケンス図である。 マッピング情報の変更動作を示した説明図である。 本開示の第２の実施形態によるＵＥの構成を示した機能ブロック図である。 データとランダムアクセスリソースの対応関係を示すマッピング情報の具体例を示した説明図である。 サブフレーム、無線フレーム、およびスーパーシステムフレームの関係を示した説明図である。 本開示の第２の実施形態による基地局の構成を示した機能ブロック図である。 本開示の第２の実施形態による動作を整理したシーケンス図である。 本開示の第３の実施形態によるＵＥの構成を示した機能ブロック図である。 送信データを分割して得られるシグネチャの選択用データおよびランダムアクセスリソースの選択用データを示した説明図である。 本開示の第３の実施形態による基地局の構成を示した機能ブロック図である。 本開示の第３の実施形態による動作を整理したシーケンス図である。 暗号化データの分割を示した説明図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じてＵＥ２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、ＵＥ２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単にＵＥ２０と称する。
　また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　１．無線通信システムの概略
　　　１－１．無線通信システムの構成
　　　１－２．フレーム構成
　　　１－３．ランダムアクセス
　　　１－４．背景
　　２．第１の実施形態
　　　２－１．第１の実施形態によるＵＥの構成
　　　２－２．第１の実施形態による基地局の構成
　　　２－３．第１の実施形態の動作
　　３．第２の実施形態
　　　３－１．第２の実施形態によるＵＥの構成
　　　３－２．第２の実施形態による基地局の構成
　　　３－３．第２の実施形態の動作
　　４．第３の実施形態
　　　４－１．第３の実施形態によるＵＥの構成
　　　４－２．第３の実施形態による基地局の構成
　　　４－３．第３の実施形態の動作
　　　４－４．変形例
　　５．むすび
　　＜＜１．無線通信システムの概略＞＞
　本開示による技術は、一例として「２．第１の実施形態」～「４．第３の実施形態」において詳細に説明するように、多様な形態で実施され得る。また、各実施形態によるＵＥ（通信装置）および基地局は、プリアンブルの送信によりデータ伝送を実現することが可能である。以下では、まず、このような各実施形態において共通する無線通信システムの概略を説明する。
　　　＜１－１．無線通信システムの構成＞
　図１は、本開示の実施形態による通信システム１の構成を示した説明図である。図１に示したように、本開示の実施形態による通信システム１は、基地局１０と、コアネットワーク１２と、ＵＥ（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）２０Ａ～２０Ｃと、を備える。
　ＵＥ２０は、基地局１０により割り当てられたダウンリンク用のリソースブロックにおいて受信処理を行い、アップリンク用のリソースブロックにおいて送信処理を行う通信装置である。
　このＵＥ２０は、例えば、スマートフォン、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。また、ＵＥ２０は、携帯電話、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、携帯用ゲーム機器などの移動通信装置であってもよい。
　さらに、ＵＥ２０は、ＭＴＣ端末であってもよい。ＭＴＣ端末は、３ＧＰＰで議論されている、機械と機械の間の人間が直接利用しない通信であるＭＴＣに特化した無線端末である。例えば、医療系のＭＴＣアプリケーションとして、ＭＴＣ端末が、人間の心電図情報を収集し、あるトリガ条件が満たされた場合に心電図情報をアップリンクで送信することが考えられる。他のＭＴＣアプリケーションとして、自動販売機をＭＴＣ端末として機能させ、ＭＴＣ端末が、自動販売機の在庫や売上をアップリンクで送信することも考えられる。
　このようなＭＴＣ端末は、一例として一般的には以下の特徴を有するが、各ＭＴＣ端末が以下の全ての特徴を有する必要はなく、いずれの特徴を有するかはアプリケーションに依存する。
・移動がほとんどない（Ｌｏｗ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ）
・小容量のデータ転送（Ｏｎｌｉｎｅ　Ｓｍａｌｌ　Ｄａｔａ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）
・超低消費電力（Ｅｘｔｒａ　Ｌｏｗ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）
・各ＭＴＣをグルーピングしてハンドリング（Ｇｒｏｕｐ　ｂａｓｅｄ　ＭＴＣ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ）
　基地局１０は、カバレッジに含まれるＵＥ２０と通信する無線基地局である。なお、基地局１０は、ｅＮｏｄｅＢ、リレーノード、フェムトセル基地局、ピコセル基地局、リモートラジオヘッド（ＲＲＨ）などであってもよい。なお、図１においてはコアネットワーク１２に１つの基地局１０のみが接続される例を示しているが、実際には多数の基地局１０がコアネットワーク１２に接続される。
　コアネットワーク１２は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ）やサービングＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）などの管理ノードを含む事業者側のネットワークである。ＭＭＥは、データ通信用のセッションの設定、開放やハンドオーバーの制御を行う装置である。このＭＭＥは、ｅＮｏｄｅＢ１０とＳ１と呼ばれるインタフェースを介して接続される。Ｓ－ＧＷは、ユーザデータのルーティング、転送などを行う装置である。
　　　＜１－２．フレーム構成＞
　続いて、上述した基地局１０とＵＥ２０との間で共有されるフレームの構成について説明する。
　図２は、フレームフォーマットを示した説明図である。図２に示したように、１０ｍｓの無線フレームは、１０個の１ｍｓのサブフレーム＃０～＃９から構成されている。各サブフレームは、１４ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルからなる。１つのリソースブロックは、このサブフレーム長の１２本のＯＦＤＭサブキャリアと、このサブフレームからなり、スケジューリングの割り当てはこのリソースブロック単位で行われる。なお、１ＯＦＤＭシンボルは、ＯＦＤＭ変調方式の通信方式で用いられる単位であり、１回のＦＦＴ（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）で処理されたデータを出力する単位である。
　また、各サブフレームは制御領域およびデータ領域からなる。制御領域は、先頭の１～３ＯＦＤＭシンボルからなり、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙ　ＤｏｗｎＬｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれる制御信号の送信のために用いられる。また、制御領域に続くデータ領域は、ＰＤＳＣＨ（Ｐｈｙ　ＤｏｗｎＬｉｎｋ　Ｓｈａｒｅｄ　Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれるユーザデータなどの送信のために用いられる。
　　　＜１－３．ランダムアクセス＞
　ところで、ＵＥ２０は、ランダムアクセスと呼ばれる一連の動作を基地局１０との間で行う。このランダムアクセスは、例えば、ＵＥ２０がアイドルモードから基地局１０に初期アクセスする場合、ハンドオーバーを開始する場合、基地局１０からの要求があった場合、送信系の同期が外れているときにダウンリンクデータを受信する場合などに行われる。本開示による技術は、このランダムアクセスと深く関連するので、ランダムアクセスについて以下詳細に説明する。
　　（ランダムアクセスの一般論）
　ランダムアクセスは、一般に、コンテンション型とノン・コンテンション型とに大別される。コンテンション型は、ランダムアクセスの初期に送信されるプリアンブルが他の端末との競合を許容する方法である。また、ノン・コンテンション型は、プリアンブルの競合が起こらないように事前に所定のシグネチャを報知する方法である。なお、シグニチャとは、プリアンブルが担っている特定の情報を指す。
　なお、本開示では、ハンドオーバーなどのために用いられるノン・コンテンション型ではなく、主にコンテンション型のランダムアクセスを主に想定して説明を進めるが、ノン・コンテンション型に対しても本開示による技術を適用可能である。
　また、大小様々なセルサイズに対応できるように、ＦＤＤ（周波数多重）システムにおいては、プリアンブル長が異なる０～３までの４種類のプリアンブルフォーマットが定義されている。フォーマット０のプリアンブル長は１ｍｓ、フォーマット１および２のプリアンブル長は２ｍｓ、フォーマット３のプリアンブル長は３ｍｓである。なお、本開示では、プリアンブルがＦＤＤシステムにおけるフォーマット０を有する例を主に説明するが、プリアンブルは、他のフォーマットを有してもよいし、本開示による技術はＴＤＤ（時間多重）システムなどの他のシステムにも適用可能である。
　以下、このようなランダムアクセスの具体的な手順について、ＬＴＥによるランダムアクセスの手順を示す図３を参照して説明する。なお、以下で説明する手順はある観点によるランダムアクセスの手順であり、本開示による実施形態では、詳細については「２．第１の実施形態」以降で説明するように、ランダムアクセスを他の方法、用途で行うことも可能である。
　（システム情報の取得）
　図３に示したように、ＵＥ２０は、まず基地局１０からシステム情報を受信する（Ｓ８１）。このシステム情報は、物理層ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）の時間的な配置場所を示すＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値、ＰＲＡＣＨのシステム帯域内での周波数的な位置、ＰＲＡＣＨの周波数上の幅、論理ルートシーケンス値、およびサイクリックシフト設定値などを含む。論理ルートシーケンス値は、プリアンブルのシグネチャの生成に用いられ、サイクリックシフト設定値は、シグネチャ間の距離を指定する。
　（プリアンブルの生成）
　続いて、ＵＥ２０は、ランダムアクセスの要求が発生すると、論理ルートシーケンス値およびサイクリックシフト設定値から生成される６４個のシグネチャ候補から１つのシグネチャを選択し、選択したシグネチャを有するプリアンブルを生成する（Ｓ８２）。
　より詳細に説明すると、論理ルートシーケンス値は０～８３７の間の値を有し、ＵＥ２０は、この論理ルートシーケンス値から、所定のマッピング表を用いて物理ルートシーケンス数を決定する。なお、マッピング表は、論理ルートシーケンス値と物理ルートシーケンス数の一対一の対応関係を示す表である。
　そして、ＵＥ２０は、上記の物理ルートシーケンス数、およびサイクリックシフト設定値から、例えばＺａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンス生成アルゴリズムに従って、８３９個の複素数のシーケンスであるＺａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスを生成する。Ｚａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスは、自己相関および相互相関特性が優れている。また、Ｚａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスによる送信信号の包絡線は一定の振幅になるので、パワーアンプでの送信ひずみを小さくすることができる。続いて、ＵＥ２０は、異なる物理ルートシーケンス数とサイクリックシフト設定値から求められる６４この異なるＺａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスから１つのＺａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスを選択する。そして、ＵＥ２０は、Ｚａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスをシグネチャとして用いてプリアンブルを生成する。
　図４は、ＵＥ２０によって生成されるプリアンブルの周波数領域での概念を示す説明図である。なお、図４においては、フォーマット０のプリアンブルを示している。図４に示したように、プリアンブルは、Ｚａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスから生成されたプリアンブルシンボルに、サイクリックサイクリックプリフィックスが付加される。
　また、プリアンブルシンボルのシンボル長は０．８ｍｓであり、サイクリックプリフィックス長が約０．１ｍｓである。このため、図４に示したように、プリアンブルシンボルの終端から次のリソースブロックの始端との間に、約０．１ｍｓのガードタイムが確保されている。ガードタイムは、ＵＥ２０によるプリアンブルの送信から基地局１０へのプリアンブルの到着までに要する時間のＵＥ２０ごとの相違を考慮して設けられた時間である。なお、ガードタイムはタイミングアドバンス値（ＴＡ）を用いていないプリアンブル送信時に必要であるが、ＵＥ２０は、その他の信号の送信時、ランダムアクセスレスポンスから得られるＴＡ値を用いて、基地局による受信信号のタイムアライメントが実現されるように信号を送信する。
　また、ＦＤＤのフォーマット０では、プリアンブルの信号サブキャリア間隔が１．２５ｋＨｚであるので、図４に示したように、６つのリソースブロックに相当する１．０８ＭＨｚ幅の帯域がプリアンブル送信のために占有される。
　（プリアンブルの送信）
　その後、ＵＥ２０は、ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値で規定される通信リソース（タイムスロット）のうち、次に到来するリソースを用いてプリアンブルを送信する（Ｓ８３）。
　より詳細に説明すると、ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値は、０～６３の間の値を有する。このうち、フォーマット０に対応するＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値は０～１５である。以下、図５を参照し、各ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値により規定されるランダムアクセスのためのリソースをより具体的に説明する。
　図５は、各ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値により規定されるランダムアクセスリソースを示した説明図である。図５において、ＳＦＮ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆｒａｍｅ　Ｎｕｍｂｅｒ）は無線フレームの通し番号であり、ＳＦＮには０～１０２３が定義されている。
　図５に示したように、各ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値により規定されるランダムアクセスリソースは、周期およびオフセットなどの周期的パターンが異なる。例えば、インデックス値「０」、「１」、「２」、「１５」は、ＳＦＮが偶数である各無線フレームに含まれる１つのサブフレームのリソースを規定する。一方、インデックス値「３」～「５」は、全ての無線フレームの各々に含まれる１つのサブフレームのリソースを規定する。以下同様に、大きなインデックス値ほどより多くのリソースを規定する。基地局１０は、システム帯域や、収容ユーザ数などの条件に基づき、ランダムアクセスリソースが適切に確保されるようにこのインデックス値を事前に決定し、セル内の各ＵＥ２０にインデックス値を含むシステムインフォメーションを報知する。
　（ランダムアクセスリスポンス）
　基地局１０は、プリアンブルをＵＥ２０から受信すると、受信したプリアンブルのシグネチャ（Ｚａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンス）と、６４種類のシグネチャとの相関値を取得し、この相関値から、受信したプリアンブルのシグネチャを特定することができる。その後、基地局１０は、ランダムアクセスリスポンスと呼ばれるメッセージをＰＤＣＣＨによりＵＥ２０に送信する（Ｓ８４）。
　より詳細に説明すると、ランダムアクセスリスポンスは、特定したプリアンブルのシグネチャのＩＤ、ＵＥ２０および基地局１０間の距離に比例する伝送遅延を補正するためのタイミングアドバンス値（ＴＡ）、ＵＥ２０の識別子であるセル無線ネットワークテンポラリＩＤ（Ｃ－ＲＮＴＩ）、および２０ビットの送信許可データなどを含む。ＵＥ２０は、ランダムアクセスリスポンスに含まれるシグネチャのＩＤが正しければ、プリアンブル送信が成功したと認識する。一方、ＵＥ２０は、シグネチャのＩＤが正しくなければ、所定の再送手続きを行う。
　（Ｌ２／Ｌ３メッセージ）
　ＵＥ２０は、正しいシグネチャのＩＤを含むランダムアクセスリスポンスを受信すると、Ｌ２／Ｌ３メッセージを基地局１０に送信する（Ｓ８５）。Ｌ２／Ｌ３メッセージは、レイヤー２情報、レイヤー３情報と呼ばれる、ＲＲＣ接続要求、トラッキングエリア更新要求、およびスケジューリング要求などの制御メッセージを含むが、ユーザデータを含まない。
　（コンテンション・リゾリューション・メッセージ）
　そして、基地局１０が、ＵＥ２０からＬ２／Ｌ３メッセージを受信して、ＵＥ２０にコンテンション・リゾリューション・メッセージを送信すると（Ｓ８６）、基地局１０とＵＥ２０との接続が確立される。その後、ＵＥ２０は、基地局１０と任意のユーザデータを通信することが可能となる。
　　　＜１－４．背景＞
　以上、無線通信システム１の概要を説明した。続いて、本開示の各実施形態の詳細な説明に先立ち、本開示の各実施形態に至る背景を説明する。
　将来、ＭＴＣ端末のように、小容量のデータを極めて低い頻度で通信する端末が普及すると考えられる。このような端末は、電池の交換を最小限に抑えるために、低消費電力であることが望まれる。したがって、従来のＬＴＥ方式で実現しようとしている広帯域、高速化とは大幅に異なる技術仕様が求められる。
　上記の小容量データ通信を実現するための通信技術として、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、および、セルラー方式が挙げられる。
　ＷＬＡＮでは、データ送信の必要な時に、最小パケット数で通信を行うことが可能である。これにより、低消費電力、かつ、低ビットレートでの通信を実現することができる。しかし、ＷＬＡＮは、通常１００ｍ程度の比較的狭いエリアを対象とした通信方式であるので、広域に渡る通信が求められる用途に適用する困難性が高い。
　一方、セルラー方式は、１つのセルによってキロメートルオーダーの広域なエリアをカバーできる点でＷＬＡＮよりも優れる。例えば、広域に渡ってセンサ機能を有するＭＴＣ端末を配置し、ＭＴＣ端末がセンサデータを基地局に無線伝送するシステムには、セルラー方式を用いた小容量のデータ通信が適切な手段であると考えられる。
　具体的には、セルラー方式の一例であるＷＣＤＭＡ方式（第三世代セルラーシステム）によれば、ランダムアクセスチャネルを用いて小容量のデータ通信を行うことが可能である。ＷＣＤＭＡ方式によるランダムアクセス手順は、上述したＬＴＥによるランダムアクセス手順と概略同じであるが、ユーザメッセージ送信に関して若干異なる点があるので、図６を参照し、ＷＣＤＭＡ方式によるランダムアクセス手順を説明する。
　　（ＷＣＤＭＡ方式によるランダムアクセス）
　図６は、ＷＣＤＭＡ方式によるランダムアクセス手順を示したシーケンス図である。まず、ＵＥは、基地局からランダムアクセスに用いる基本的なシステム情報の報知を受けた後（Ｓ９１）、基地局に対してプリアンブルを送信する（Ｓ９２）。
　その後、基地局は、ＡＩＣＨチャネルを用いてＵＥにＰＲＡＣＨレスポンス（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を送信する（Ｓ９３）。そして、ＵＥは、ＡＩＣＨでＡＣＫを確認すると、基地局に対してＰＵＳＣＨによりＵＥメッセージを送信する（Ｓ９４）。ここで、ＷＣＤＭＡでは、ＵＥは、数百ビット程度のユーザデータを送信することが可能である。なお、ＵＥは、ＮＡＣＫを受信した場合、プリアンブルの送信を再度試みる。
　　（ＷＣＤＭＡ方式の課題）
　上記のように、ＷＣＤＭＡ方式では、ランダムアクセス手順により小容量のデータ通信を実現できる。しかし、セルラー方式は、ＷＬＡＮよりも複雑なプロトコルや信号処理を用いること、および、より大きな送信電力レベルを有する送信回路を用いることなどから、ＷＣＤＭＡ方式での上記データ通信のための消費電力はＷＬＡＮの消費電力よりも大きい。このため、ＷＣＤＭＡ方式のランダムアクセス手順を用いたデータ通信では、ＷＬＡＮと同程度のバッテリ駆動時間を得ることは難しいと考えられる。
　また、別の観点からのＷＣＤＭＡ方式の課題として、ＬＴＥ方式へのシステム移行が挙げられる。ＷＣＤＭＡ方式は、ＬＴＥ方式に対して古い世代の通信方式であるので、今後新たに展開されるセルラーシステムの多くには、高速性、システム容量に優れるＬＴＥ方式が採用されると考えられる。また、現在運用されているＷＣＤＭＡ方式を用いるセルラーシステムも、順次にＬＴＥ方式に移行すると考えられる。
　このように、ＷＣＤＭＡ方式は、消費電力が大きく、かつ、ネットワークとしての世代を考慮すると、小容量データ通信を低消費電力で実現するためにＷＣＤＭＡ方式を用いることは最適解でないと考えられる。
　　（ＬＴＥ方式の検討）
　また、図３を参照して説明したＬＴＥ方式による一般的なランダムアクセス手順では、プリアンブルに続いてＬ２／Ｌ３メッセージの送信が許容されているが（Ｓ８５）、ユーザデータの送信が許容されていない。このため、ＬＴＥ方式による一般的なランダムアクセス手順では、ＷＣＤＭＡ方式のように小容量データ通信を実現することが困難である。
　この点について、ＬＴＥ方式においても、Ｌ２／Ｌ３メッセージの送信と共にユーザデータの送信を許容するアイデアも考えられる。この場合、ＬＴＥ方式においてもＷＣＤＭＡ方式のように小容量データ通信を実現することが可能となる。しかし、Ｌ２／Ｌ３メッセージの送信と共にユーザデータの送信が許容されても、ＷＣＤＭＡ方式と同程度の消費電力が想定されるので、ＷＣＤＭＡ方式と同様に、十分なバッテリ駆動時間を確保することが困難である。
　また、上記のようなバッテリ駆動時間に加え、ＲＡＮ（Ｒａｄｉｏ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）のオーバーロードが懸念される。すなわち、極めて多数のＵＥが存在するセルラーシステムで多数のＵＥが一斉にランダムアクセスを開始する場合、基地局とＵＥ間の無線区間が混雑し、著しい性能低下を起こすことが知られている。将来のセルラーシステムでは、ＭＴＣ端末がセル内に極めて多数存在することが想定されることから、ＲＡＮオーバーロードの発生は極めて重要になる。このようなＲＡＮのオーバーロードに対する懸念は、Ｌ２／Ｌ３メッセージにユーザデータを付加する方法では十分に解決されない。
　　（本開示の意義）
　本開示の各実施形態は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、本開示の各実施形態によれば、プリアンブルの送信によりデータ伝送を実現することが可能である。これにより、低消費電力を実現すると共に、ＲＡＮオーバーロードの発生を抑制することが可能となる。以下、このような本開示の各実施形態について順次詳細に説明する。
　　＜＜２．第１の実施形態＞＞
　本開示の第１の実施形態によるＵＥ２０－１は、プリアンブルのシグネチャを送信データの値に応じて選択する。これにより、プリアンブルを受信した基地局１０－１は、プリアンブルのシグネチャから送信データを判定することが可能となる。
　　　＜２－１．第１の実施形態によるＵＥの構成＞
　図７は、本開示の第１の実施形態によるＵＥ２０－１の構成を示した機能ブロック図である。図７に示したように、本開示の第１の実施形態によるＵＥ２０－１は、アンテナ群２０４と、無線処理部２１０と、ダウンリンク信号検出部２３０と、アップリンク信号検出部２４０と、送信データ生成部２５０と、マッピング記憶部２６０と、マッピング管理部２６４と、シグネチャ選択部２６８と、プリアンブル生成部２７０と、を備える。
　アンテナ群２０４は、基地局１０－１から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号を無線処理部２１０へ供給する。また、アンテナ群２０４は、無線処理部２１０から供給される高周波信号に基づいて無線信号を基地局１０－１に送信する。ＵＥ２０－１は、このように複数のアンテナからなるアンテナ群２０４を備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
　無線処理部２１０は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、アンテナ群２０４から供給される高周波信号をベースバンド信号（ダウンリンク信号）に変換する。また、無線処理部２１０は、アップリンク信号生成部２４０などから供給されるベースバンド信号（アップリンク信号）を高周波信号に変換する。このように、無線処理部２１０は、アンテナ群２０４と共に、送信部および受信部として機能する。なお、無線処理部２１０は、アップリンク信号をＤＡ変換する機能、および、ダウンリンク信号をＡＤ変換する機能を有してもよい。
　ダウンリンク信号検出部２３０は、無線処理部２１０から供給されるダウンリンク信号から、ＰＤＣＣＨのような制御信号や、ＰＤＳＣＨのようなユーザデータを検出する。なお、送信データの値とシグネチャの対応関係を示すマッピング情報を基地局１０－１が決定／管理する場合、当該マッピング情報はＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨに配置されてもよい。
　アップリンク信号生成部２４０は、基地局１０－１に送信するためのアップリンク信号を生成する。具体的には、アップリンク信号生成部２４０は、ＰＵＣＣＨのような制御信号や、ＰＵＳＣＨのようなユーザデータ信号を生成する。なお、マッピング情報をＵＥ２０－１が決定／管理する場合、アップリンク信号生成部２４０は、当該マッピング情報をＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨに配置してもよい。
　送信データ生成部２５０は、基地局１０－１に伝送する送信データを生成する。この送信データは、アプリケーションデータ、および、ＵＥ２０－１の識別データを含む。以下、図８を参照し、この送信データについてより具体的に説明する。
　図８は、送信データの具体例を示した説明図である。図８に示したように、送信データは例えばビットｂ１～ビットｂ６の６ビットからなり、ビットｂ１およびｂ２にアプリケーションデータが割り当てられ、ビットｂ３～ｂ６に識別データが割り当てられる。
　アプリケーションデータは、ＵＥ２０－１の有するアプリケーションや、ＵＥ２０－１が担う役割に応じたデータである。例えば、ＵＥ２０－１が自動販売機に設けられ、自動販売機の状況、売上を報告する役割を担う場合、アプリケーションデータは、自動販売機の売り上げや在庫量を示すデータであってもよい。具体的には、自動販売機の一日の売り上げが所定値を上回っていた場合にビットｂ１に「１」が設定されてもよいし、自動販売機への商品の補充が必要になった場合にビットｂ２に「１」が設定されもよい。その他、本実施形態は多様なアプリケーションに適用可能であるので、多様なデータがアプリケーションデータとして想定される。
　識別データは、ＵＥ２０－１を識別するためのデータである。この識別データは、ＵＥ２０－１にユニークなＩＤであってもよいが、ユニークなＩＤを表現するために十分なビットが割り当てられていない場合、識別データは、セル内でユニークなローカルＩＤであってもよい。この場合、基地局１０－１が各ＵＥ２０－１のローカルＩＤとユニークＩＤとの対応関係を保持していれば、この識別データに基づいてＵＥ２０－１を特定することが可能である。または、識別データは、ＵＥ２０－１が属するグループを示すデータであってもよい。例えば、自動販売機の個々の売り上げでなく、自動販売機の地区ごとの売り上げを事業者が知りたい場合、同一地区の自動販売機に設けられたＵＥ２０－１のグループが同一の識別データを用いることにより上記目的を達成することが可能である。
　また、図７に示したマッピング記憶部２６０は、データとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報（第１のマッピング情報）を記憶する。このマッピング情報は、基地局１０－１とＵＥ２０－１との間で共有される。例えば、基地局１０－１がマッピング情報を決定／管理する場合、基地局１０－１がマッピング情報をＵＥ２０－１に送信することにより、マッピング情報が共有される。なお、同一セル内に存在する複数のＵＥ２０－１は同一のマッピング情報を有してもよいし、異なるマッピング情報を有してもよい。以下、図９を参照し、このようなマッピング情報について具体的に説明する。
　図９は、データとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報の具体例を示した説明図である。図９に示したように、マッピング情報は、６ビットの「００００００」～「１１１１１１」の各データと、シグネチャ０～シグネチャ６３のうちのいずれかのシグネチャとの対応関係を規定する。例えば、データ「００００１０」にはシグネチャ２が対応付けられている。なお、シグネチャ０～シグネチャ６３は、基地局１０－１から報知される論理ルートシーケンス値およびサイクリックシフト設定値から算出される６４個のシグネチャである。
　マッピング管理部２６４は、このようなマッピング情報を管理する。例えば、マッピング管理部２６４は、マッピング情報を決定してもよいし、マッピング情報を必要に応じて変更してもよい。マッピング情報を例えば定期的に変更することにより、データの秘匿性を向上することが可能である。
　シグネチャ選択部２６８は、送信データ生成部２５０により生成された送信データに対応するシグネチャを、マッピング記憶部２６０に記憶されているマッピング情報に基づいて選択する。例えば、送信データが「００００１０」である場合、シグネチャ選択部２６８は、論理ルートシーケンス値およびサイクリックシフト設定値から算出される６４個のシグネチャから、「００００１０」に対応付けられているシグネチャ２を選択する。
　プリアンブル生成部２７０は、シグネチャ選択部２６８により選択されたシグネチャを用いてプリアンブルを生成する。以下、図１０を参照し、プリアンブル生成部２７０の詳細な構成を説明する。
　図１０は、プリアンブル生成部２７０の構成を示した説明図である。図１０に示したように、プリアンブル生成部２７０は、ＦＦＴ（ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）２７２と、サブキャリアマッピング部２７４と、ＩＦＦＴ２７６と、ＣＰ挿入部２７８と、を備える。
　ＦＦＴ２７２は、シグネチャ選択部２６８により選択されたシグネチャ（Ｚａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンス）が供給され、当該シグネチャを高速フーリエ変換する。サブキャリアマッピング部２７４は、ＦＦＴ２７２により得られた周波数ドメインデータを送信すべき周波数に配置する。ＩＦＦＴ２７６は、周波数上に配置されたデータを時間軸データに変換する。そして、ＣＰ挿入部２７８が、時間軸データにサイクリックプリフィックスを付加することにより、プリアンブルが生成される。
　上記のように、本開示の第１の実施形態によるＵＥ２０－１は、送信データに対応するシグネチャを有するプリアンブルを生成し、このプリアンブルを無線処理部２１０およびアンテナ群２０４を介して基地局１０－１に送信する。なお、ＵＥ２０－１は、ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値により規定される複数のランダムアクセスリソースのうちの例えば次に到来するランダムアクセスリソースにおいてプリアンブルを送信してもよい。
　　　＜２－２．第１の実施形態による基地局の構成＞
　以上、本開示の第１の実施形態によるＵＥ２０－１の構成を説明した。続いて、図１１を参照し、本開示の第１の実施形態による基地局１０－１の構成を説明する。
　図１１は、本開示の第１の実施形態による基地局１０－１の構成を示した機能ブロック図である。図１１に示したように、第１の実施形態による基地局１０－１は、アンテナ群１０４と、無線処理部１１０と、ダウンリンク信号生成部１３０と、アップリンク信号検出部１４０と、マッピング記憶部１５０と、マッピング管理部１５４と、シグネチャ判定部１５８と、送信データ判定部１６０と、識別データ記憶部１７０と、ＵＥ判定部１７４と、を備える。
　アンテナ群１０４は、ＵＥ２０－１から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号を無線処理部１１０へ供給する。また、アンテナ群１０４は、無線処理部１１０から供給される高周波信号に基づいて無線信号をＵＥ２０－１に送信する。基地局１０－１は、このように複数のアンテナからなるアンテナ群１０４を備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
　無線処理部１１０は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、アンテナ群１０４から供給される高周波信号をベースバンド信号（アップリンク信号）に変換する。また、無線処理部１１０は、ダウンリンク信号生成部１３０などから供給されるベースバンド信号（ダウンリンク信号）を高周波信号に変換する。なお、無線処理部１１０は、ダウンリンク信号をＤＡ変換する機能、および、アップリンク信号をＡＤ変換する機能を有してもよい。
　ダウンリンク信号生成部１３０は、基地局１０－１から送信するためのダウンリンク信号を生成する。具体的には、ダウンリンク信号生成部１３０は、スケジューリング情報に従い、ＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨなどを生成する。なお、マッピング情報を基地局１０－１が決定／管理する場合、ダウンリンク信号生成部１３０は、当該マッピング情報をＰＤＣＣＨまたはＰＤＳＣＨに配置してもよい。
　アップリンク信号検出部１４０は、無線処理部１１０から供給されるアップリンク信号から、ＰＵＣＣＨのような制御信号や、ＰＵＳＣＨのようなユーザデータを検出する。
　マッピング記憶部１５０は、ＵＥ２０－１のマッピング記憶部２６０と同様に、データとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報を記憶する。このマッピング情報については図９を参照して説明した通りであるので、ここでの詳細な説明を省略する。
　マッピング管理部１５４は、マッピング情報を管理する。例えば、マッピング管理部１５４は、マッピング情報を決定してもよいし、マッピング情報を必要に応じて変更してもよい。マッピング情報を例えば定期的に変更することにより、データの秘匿性を向上することが可能である。
　シグネチャ判定部１５８は、無線処理部１１０により受信されたプリアンブルのシグネチャを相関出力値から判定する。
　送信データ判定部１６０は、シグネチャ判定部１５８によって判定されたシグネチャに対応する送信データを、マッピング記憶部１５０に記憶されているマッピング情報に基づいて判定する。例えば、シグネチャ判定部１５８によって判定されたシグネチャがシグネチャ２であった場合、送信データ判定部１６０は、例えば図９に示したマッピング情報に基づいて送信データが「００００１０」であると判定する。
　識別データ記憶部１７０は、各ＵＥ２０－１のローカルＩＤとユニークＩＤとの対応関係を記憶する。なお、識別データ記憶部１７０は、一度アクティブモードに遷移したＵＥ２０－１の識別データは、当該ＵＥ２０－１がアイドルモードに遷移した後も継続的に保持してもよい。
　ＵＥ判定部１７４は、送信データ判定部１６０により判定された送信データに含まれる識別データから、識別データ記憶部１７０を参照して、プリアンブルを送信したＵＥ２０－１を判定する。そして、判定されたＵＥ２０－１のユニークＩＤおよび送信データに含まれるアプリケーションデータはコアネットワーク１２へ送信される。
　　　＜２－３．第１の実施形態の動作＞
　以上、本開示の第１の実施形態による基地局１０－１およびＵＥ２０－１の構成を説明した。続いて、図１２を参照して本開示の第１の実施形態による動作を整理する。
　図１２は、本開示の第１の実施形態による動作を整理したシーケンス図である。図１２に示したように、まず、基地局１０－１のマッピング管理部１５４がマッピング情報を決定すると（Ｓ３０４）、基地局１０－１が決定されたマッピング情報をＵＥ２０－１にシグナリングする（Ｓ３０８）。そして、基地局１０－１およびＵＥ２０－１が各々マッピング情報をマッピング記憶部１５０およびマッピング記憶部１６０に記憶する（Ｓ３１２）。
　そして、基地局１０－１がシステム情報を報知した後（Ｓ３１６）、ＵＥ２０－１の送信データ生成部２５０が送信データを生成すると（Ｓ３２０）、シグネチャ選択部２６８が、送信データに対応するシグネチャを選択する（Ｓ３２４）。続いて、プリアンブル生成部２７０が、シグネチャ選択部２６８により選択されたシグネチャを有するプリアンブルを生成する（Ｓ３２８）。さらに、無線処理部２１０およびアンテナ群２０４が、プリアンブル生成部２７０により生成されたプリアンブルを基地局１０－１に送信する（Ｓ３３２）。
　一方、基地局１０－１は、ＵＥ２０－１からプリアンブルを受信すると、プリアンブルのシグネチャを判定する（Ｓ３３６）。そして、基地局１０－１の送信データ判定部１６０は、判定されたプリアンブルのシグネチャに対応する送信データをマッピング情報に基づいて判定する（Ｓ３４０）。その後、判定された送信データはコアネットワーク１２を介して例えば所定の事業者に送信される。
　なお、基地局１０－１は、プリアンブルの受信に成功した場合、通常のランダムアクセス手順と同様にランダムアクセスリスポンスを送信してもよい。この場合、ＵＥ２０－１は、基地局１０－１からのランダムアクセスリスポンスの受信により、送信データが正常に基地局１０－１に伝送されたことを認識することができる。一方、ＵＥ２０－１は、ランダムアクセスリスポンスを受信した後、Ｌ２／Ｌ３メッセージの送信を含むランダムアクセス手順を継続しなくてもよい。かかる構成によれば、ＵＥ２０－１は、プリアンブルの送信のみで基地局１０－１にデータを伝送できるので、消費電力、およびＲＡＮオーバーロードの発生を抑制することが可能である。
　また、マッピング情報は適宜変更することが可能である。以下、この点について図１３を参照して具体的に説明する。
　図１３は、マッピング情報の変更動作を示した説明図である。図１３に示したように、基地局１０－１のマッピング管理部１５４は、前回のマッピング情報の決定から所定時間が経過した場合（Ｓ３５４）、新たなマッピング情報を決定する（Ｓ３５８）。そして、基地局１０－１は、新たなマッピング情報をＵＥ２０－１にシグナリングし（Ｓ３６２）、基地局１０－１およびＵＥ２０－１は各々マッピング情報をマッピング記憶部１５０およびマッピング記憶部１６０に記憶する（Ｓ３６６）。
　なお、図１３には所定時間の経過によりマッピング情報を変更する例を示したが、マッピング管理部１５４は、例えばＵＥ２０－１からの要求によってマッピング情報を変更してもよい。また、図１３にはマッピング情報の変更を基地局１０－１が行う例を示したが、ＵＥ２０－１がマッピング情報を変更してもよい。
　　＜＜３．第２の実施形態＞＞
　以上、本開示の第１の実施形態を説明した。続いて、本開示の第２の実施形態を説明する。本開示の第２の実施形態によるＵＥ２０－２は、プリアンブルを送信するランダムアクセスリソースを送信データの値に応じて選択する。これにより、プリアンブルを受信した基地局１０－１は、プリアンブルを受信したランダムアクセスリソースから送信データを判定することが可能となる。
　　　＜３－１．第２の実施形態によるＵＥの構成＞
　図１４は、本開示の第２の実施形態によるＵＥ２０－２の構成を示した機能ブロック図である。図１４に示したように、本開示の第２の実施形態によるＵＥ２０－２は、アンテナ群２０４と、無線処理部２１０と、ダウンリンク信号検出部２３０と、アップリンク信号検出部２４０と、送信データ生成部２５０と、マッピング記憶部２６１と、マッピング管理部２６４と、プリアンブル生成部２７０と、通信リソース選択部２８０と、を備える。アンテナ群２０４、無線処理部２１０、ダウンリンク信号検出部２３０、アップリンク信号検出部２４０、および送信データ生成部２５０などについては第１の実施形態で説明した通りであるので、ここでの詳細に説明を省略する。
　第２の実施形態によるマッピング記憶部２６１は、データとランダムアクセスリソースの対応関係を示すマッピング情報（第２のマッピング情報）を記憶する。このマッピング情報は、第１の実施形態と同様に基地局１０－２とＵＥ２０－２との間で共有される。また、同一セル内に存在する複数のＵＥ２０－１は同一のマッピング情報を有してもよいし、異なるマッピング情報を有してもよい。以下、図１５を参照し、このようなマッピング情報について具体的に説明する。
　図１５は、データとランダムアクセスリソースの対応関係を示すマッピング情報の具体例を示した説明図である。図１５に示したように、マッピング情報は、１０ビットの「００００００００００」～「１１１１１１１１１１」の各データと、ＳＦＮ０～１０２３のうちのいずれかのＳＦＮとの対応関係を規定する。例えば、データ「００００００００１０」にはＳＦＮ２が対応付けられている。なお、ＳＦＮは、図５を参照して説明したように、１０ｍｓ無線フレームの各々に付される通し番号である。ＬＴＥでは、プリアンブルの送信に用いられるランダムアクセスリソースは、アップリンクの初期アクセスを実現するため、６つのリソースブロックに相当する１．０８ＭＨｚの帯域幅が、Ｚａｄｏｆｆ　Ｃｈｕシーケンスを送信するためだけに占有される。したがって、ユーザデータの送信を目的として、ＵＥ２０－２に例えばランダムアクセスを連続して複数回行わせることは、無線リソースの多大な浪費となるため、回避することが望まれる。この点について、第２の実施形態による方法では、ＳＦＮとデータのマッピングが定義されるだけであるので、このような実際上の無線資源の浪費に関する懸念はない。
　通信リソース選択部２８０は、送信データ生成部２５０により生成された送信データに対応するランダムアクセスリソースを、マッピング記憶部２６１に記憶されているマッピング情報に基づいて選択する。例えば、通信リソース選択部２８０は、送信データが「００００００００１０」である場合、「００００００００１０」に対応付けられているＳＦＮ２を選択する。
　無線処理部２１０は、プリアンブル生成部２７０により生成されたプリアンブルを、通信リソース選択部２８０により選択されたＳＦＮ中の規定のサブフレームにおいて送信する。これにより、プリアンブルを受信した基地局１０－２が、プリアンブルを受信したＳＦＮに基づいて送信データを判定することが可能となる。
　　（補足）
　なお、ＵＥ２０－２に割り当てられたＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値に応じ、ＵＥ２０－２がランダムアクセスリソースの選択により表現できる送信データのビット数は異なる。例えば、図５に示したように、ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値「０」、「１」、「２」、および「１５」は、偶数のＳＦＮのみをランダムアクセスリソースとして規定する。このため、「０」、「１」、「２」、または「１５」が割り当てられたＵＥ２０－２は、０～５１１までの９ビットをランダムアクセスリソースの選択により表現することができる。なお、「０」、「１」、「２」、または「１５」が割り当てられたＵＥ２０－２のマッピング情報は、０～５１１までの９ビットのデータと、偶数のＳＦＮのいずれかとの対応関係を規定してもよい。
　一方、図５に示したように、ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値「３」～「５」は、全てのＳＦＮをランダムアクセスリソースとして規定する。このため、「３」～「５」のいずれかが割り当てられたＵＥ２０－２は、０～１０２３までの１０ビットをランダムアクセスリソースの選択により表現することができる。なお、「３」～「５」のいずれかが割り当てられたＵＥ２０－２のマッピング情報は、０～１０２３まで１０ビットのデータと、ＳＦＮ０～１０２３のうちのいずれかのＳＦＮとの対応関係を規定してもよい。
　また、図５に示したように、ＰＲＡＣＨコンフィギュレション・インデックス値「６」～「１４」は、全てのＳＦＮ中の、複数のサブフレームをランダムアクセスリソースとして規定する。このため、「６」～「１４」のいずれかが割り当てられたＵＥ２０－２は、１０ビットの整数倍のデータをランダムアクセスリソースの選択により表現することができる。なお、「６」～「１４」のいずれかが割り当てられたＵＥ２０－２のマッピング情報は、１１ビット以上のデータの各々と、いずれかのＳＦＮおよびサブフレームとの対応関係を規定してもよい。
　さらに、同一の時間帯で周波数上に複数のランダムアクセスリソースが配置される場合、周波数方向の自由度によりさらに高ビットを表現することが可能となる。例えば、「１４」が割り当てられたＵＥ２０－２は、ＳＦＮの選択により１０ビット、ＳＦＮ内のサブフレームの選択により３～４ビットを表現できるので、周波数方向の自由度を加味すると、合計で２０ビット近いデータを表現することが可能である。
　　（応用例）
　上記では、ＳＦＮ内のサブフレーム選択の自由度や、周波数選択の自由度などにより送信データの拡大を図る例を説明したが、他の方法によっても送信データの拡大を図ることが可能である。他の方法の一つとして、所定数の１０ｍｓ無線フレームごとにスーパーシステムフレームを定義する方法が挙げられる。以下、この方法について図１６を参照してより具体的に説明する。
　図１６は、サブフレーム、無線フレーム、およびスーパーシステムフレームの関係を示した説明図である。図１６に示した例では、１スーパーシステムフレームが１０２３無線フレームから構成され、スーパーシステムフレーム番号の１周期は０～６３である。この場合、ＵＥ２０－２は、スーパーシステムフレームの選択の自由度により、さらに６ビットのデータを伝達することが可能となる。
　また、このようにランダムアクセスリソースを送信データに応じて選択することは、プリアンブル送信タイミングのランダム化にもつながる。このため、第２の実施形態は、ＭＴＣ端末が普及した場合に、ＭＴＣ端末のＰＲＡＣＨオーバーロードの解消にも有用であると考えられる。
　例えば、図１６に示したようにスーパーシステムフレームを定義した場合、１スーパーシステムフレームは１０．２４秒であるので、スーパーシステムフレームの１周期は約６５５秒、すなわち約１１分である。したがって、図１６に示したスーパーシステムフレームを定義した場合、プリアンブルの送信タイミングを約１１分の間に分散させることが可能である。このようにスーパーフレームを構成することにより、データの遅延時間と、送信可能データビット数はトレードオフの関係を有するので、ＭＴＣにおいて望まれる遅延時間に基づいてビット数を決定してもよい。なお、本開示による技術は、必ずしもオーバーロードの解消を目的としたものではないが、上述したように、スーパーフレームを構成した場合は、特にＲＡＮの混雑回避に効果的であると期待される。このため、本開示による技術は、スーパーフレームによる情報伝達以外に、当該目的のために使用されてもよい。
　　　＜３－２．第２の実施形態による基地局の構成＞
　以上、本開示の第２の実施形態によるＵＥ２０－２の構成を説明した。続いて、図１７を参照し、本開示の第２の実施形態による基地局１０－２の構成を説明する。
　図１７は、本開示の第２の実施形態による基地局１０－２の構成を示した機能ブロック図である。図１７に示したように、第２の実施形態による基地局１０－２は、アンテナ群１０４と、無線処理部１１０と、ダウンリンク信号生成部１３０と、アップリンク信号検出部１４０と、マッピング記憶部１５１と、マッピング管理部１５４と、送信データ判定部１６１と、識別データ記憶部１７０と、ＵＥ判定部１７４と、通信リソース判定部１８０と、を備える。アンテナ群１０４、無線処理部１１０、ダウンリンク信号生成部１３０、およびアップリンク信号検出部１４０などについては第１の実施形態で説明した通りであるので、ここでの詳細な説明を省略する。
　マッピング記憶部１５１は、ＵＥ２０－２のマッピング記憶部２６１と同様に、データとランダムアクセスリソースの対応関係を示すマッピング情報を記憶する。
　通信リソース判定部１８０は、無線処理部１１０によりプリアンブルが受信されたランダムアクセスリソースを判定する。例えば、通信リソース判定部１８０は、プリアンブルが受信されたスーパーシステムフレーム番号、ＳＦＮおよびサブフレーム番号を判定する。
　送信データ判定部１６１は、通信リソース判定部１８０により判定されたランダムアクセスリソースに対応する送信データを、マッピング記憶部１５１に記憶されているマッピング情報に基づいて判定する。例えば、通信リソース判定部１８０により判定されたランダムアクセスリソースがＳＦＮ２であった場合、送信データ判定部１６１は、例えば図１５に示したマッピング情報に基づいて送信データが「００００００００１０」であると判定する。
　　　＜３－３．第２の実施形態の動作＞
　以上、本開示の第２の実施形態による基地局１０－２およびＵＥ２０－２の構成を説明した。続いて、図１８を参照して本開示の第２の実施形態による動作を整理する。
　図１８は、本開示の第２の実施形態による動作を整理したシーケンス図である。図１８に示したように、まず、基地局１０－２のマッピング管理部１５４がマッピング情報を決定すると（Ｓ４０４）、基地局１０－２が決定されたマッピング情報をＵＥ２０－２にシグナリングする（Ｓ４０８）。そして、基地局１０－２およびＵＥ２０－２が各々マッピング情報をマッピング記憶部１５１およびマッピング記憶部１６１に記憶する（Ｓ４１２）。
　そして、基地局１０－２がシステム情報を報知した後（Ｓ４１６）、ＵＥ２０－２の送信データ生成部２５０が送信データを生成すると（Ｓ４２０）、通信リソース選択部２８０が、送信データに対応するランダムアクセスリソースを選択する（Ｓ４２４）。続いて、プリアンブル生成部２７０が、６４個のシグネチャから任意のシグネチャを選択し、選択したシグネチャを用いてプリアンブルを生成する（Ｓ４２８）。さらに、無線処理部２１０およびアンテナ群２０４が、選択されたランダムアクセスリソースでプリアンブルを基地局１０－１に送信する（Ｓ４３２）。
　一方、基地局１０－２は、ＵＥ２０－２からプリアンブルを受信すると、プリアンブルを受信したランダムアクセスリソースを判定する（Ｓ４３６）。そして、基地局１０－１の送信データ判定部１６１は、判定されたランダムアクセスリソースに対応する送信データをマッピング情報に基づいて判定する（Ｓ４４０）。その後、判定された送信データはコアネットワーク１２を介して例えば所定の事業者に送信される。
　なお、基地局１０－２は、プリアンブルの受信に成功した場合、通常のランダムアクセス手順と同様にランダムアクセスリスポンスを送信してもよい。この場合、ＵＥ２０－２は、基地局１０－２からのランダムアクセスリスポンスの受信により、送信データが正常に基地局１０－２に伝送されたことを認識することができる。一方、ＵＥ２０－２は、ランダムアクセスリスポンスを受信した後、Ｌ２／Ｌ３メッセージの送信を含むランダムアクセス手順を継続しなくてもよい。かかる構成によれば、ＵＥ２０－２は、プリアンブルの送信のみで基地局１０－１にデータを伝送できるので、消費電力、およびＲＡＮオーバーロードの発生を抑制することが可能である。
　　＜＜４．第３の実施形態＞＞
　以上、本開示の第２の実施形態を説明した。続いて、本開示の第３の実施形態を説明する。本開示の第３の実施形態では、第１の実施形態によるシグネチャの選択と、第２の実施形態によるランダムアクセスリソースの選択との組み合わせにより、プリアンブルを用いたより高容量のデータ通信を実現することが可能となる。
　　　＜４－１．第３の実施形態によるＵＥの構成＞
　図１９は、本開示の第３の実施形態によるＵＥ２０－３の構成を示した機能ブロック図である。図１９に示したように、本開示の第３の実施形態によるＵＥ２０－３は、アンテナ群２０４と、無線処理部２１０と、ダウンリンク信号検出部２３０と、アップリンク信号検出部２４０と、送信データ生成部２５０と、マッピング記憶部２６２と、マッピング管理部２６４と、シグネチャ選択部２６８と、プリアンブル生成部２７０と、通信リソース選択部２８０と、を備える。アンテナ群２０４、無線処理部２１０、ダウンリンク信号検出部２３０、アップリンク信号検出部２４０、および送信データ生成部２５０などについては第１の実施形態で説明した通りであるので、ここでの詳細に説明を省略する。
　第３の実施形態によるマッピング記憶部２６２は、第１の実施形態で説明したデータとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報、および、第２の実施形態で説明したデータとランダムアクセスリソースの対応関係を示すマッピング情報を記憶する。さらに、第３の実施形態によるマッピング記憶部２６２は、送信データ中でシグネチャの選択のために用いるビット位置、および、送信データ中でランダムアクセスリソースの選択のために用いるビット位置を示す第３のマッピング情報を記憶する。この第３のマッピング情報も、他のマッピング情報と同様に、ＵＥ２０－３と基地局１０－３との間で共有され、マッピング記憶部２６２は、第１～第３の記憶部として機能する。以下、図２０を参照して、当該第３のマッピング情報について具体的に説明する。
　図２０は、送信データを分割して得られるシグネチャの選択用データおよびランダムアクセスリソースの選択用データを示した説明図である。図２０に示したように、送信データがビットｂ１～ｂ２０の２０ビットで構成される場合、第３のマッピング情報は、２０ビットのうちで、シグネチャ選択に用いる６ビット、および、ランダムアクセスリソース選択に用いる１４ビットを規定する。図２０に示した例では、ビットｂ１、ｂ６、ｂ１８、ｂ１２、ｂ９、ｂ２がシグネチャ選択用データとして規定され、ビットｂ５、ｂ１９、ｂ１６・・・ｂ７、ｂ１１がランダムアクセスリソース選択用データとして規定される。
　このように、第１の実施形態によるシグネチャの選択と、第２の実施形態によるランダムアクセスリソースの選択とを組み合わせる場合に、送信データをシグネチャ選択用データとランダムアクセスリソース選択用データに不規則に分割することにより、送信データの秘匿性を高めることが可能である。なお、ＵＥ２０－３または基地局１０－３は、この第３のマッピング情報を適宜変更することにより、すなわち、各用途に用いるビット位置またはビット順序を変更することにより、送信データの秘匿性をさらに高めることが可能である。
　シグネチャ選択部２６８は、送信データ生成部２５０により生成された送信データから、マッピング記憶部２６２に記憶されている第３のマッピング情報を参照し、シグネチャ選択用データを特定する。そして、シグネチャ選択部２６８は、特定したシグネチャ選択用データに対応するシグネチャを、マッピング記憶部２６２に記憶されているデータとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報に基づいて選択する。プリアンブル生成部２７０は、シグネチャ選択部２６８により選択されたシグネチャを用いてプリアンブルを生成する。
　通信リソース選択部２８０は、送信データ生成部２５０により生成された送信データから、マッピング記憶部２６２に記憶されている第３のマッピング情報を参照し、ランダムアクセスリソース選択用データを特定する。そして、通信リソース選択部２８０は、特定したランダムアクセスリソース選択用データに対応するランダムアクセスリソースを、マッピング記憶部２６２に記憶されているデータとランダムアクセスリソースとの対応関係を示すマッピング情報に基づいて選択する。
　無線処理部２１０は、プリアンブル生成部２７０により生成されたプリアンブルを、通信リソース選択部２８０により選択されたランダムアクセスリソースで送信する。これにより、基地局１０－３において、プリアンブルのシグネチャ、およびプリアンブルを受信したランダムアクセスリソースに基づいて送信データを判定することが可能となる。
　　　＜４－２．第３の実施形態による基地局の構成＞
　続いて、図２１を参照し、本開示の第３の実施形態による基地局１０－３の構成を説明する。
　図２１は、本開示の第３の実施形態による基地局１０－３の構成を示した機能ブロック図である。図２１に示したように、第３の実施形態による基地局１０－３は、アンテナ群１０４と、無線処理部１１０と、ダウンリンク信号生成部１３０と、アップリンク信号検出部１４０と、マッピング記憶部１５２と、マッピング管理部１５４と、シグネチャ判定部１５８と、送信データ判定部１６２と、識別データ記憶部１７０と、ＵＥ判定部１７４と、通信リソース判定部１８０と、を備える。アンテナ群１０４、無線処理部１１０、ダウンリンク信号生成部１３０、およびアップリンク信号検出部１４０などについては第１の実施形態で説明した通りであるので、ここでの詳細な説明を省略する。
　マッピング記憶部１５２は、第１の実施形態で説明したデータとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報、および、第２の実施形態で説明したデータとランダムアクセスリソースの対応関係を示すマッピング情報を記憶する。さらに、マッピング記憶部１５２は、送信データ中でシグネチャの選択のために用いられるビット位置、および、送信データ中でランダムアクセスリソースの選択のために用いられるビット位置を示す第３のマッピング情報を記憶する。このようなマッピング記憶部１５２は、第１～第３の記憶部として機能する。
　シグネチャ選択部１５８は、無線処理部１１０により受信されたプリアンブルのシグネチャを相関出力値から判定する。
　通信リソース判定部１８０は、無線処理部１１０によりプリアンブルが受信されたランダムアクセスリソースを判定する。例えば、通信リソース判定部１８０は、プリアンブルが受信されたスーパーシステムフレーム番号、ＳＦＮおよびサブフレーム番号を判定する。
　送信データ判定部１６２は、シグネチャ判定部１５８によって判定されたシグネチャに対応するデータを、マッピング記憶部１５２に記憶されているデータとシグネチャの対応関係を示すマッピング情報に基づいて判定する。また、送信データ判定部１６２は、通信リソース判定部１８０により判定されたランダムアクセスリソースに対応するデータを、マッピング記憶部１５２に記憶されているデータとランダムアクセスリソースとの対応関係を示すマッピング情報に基づいて判定する。
　さらに、送信データ判定部１６２は、マッピング記憶部１５３に記憶されている第３のマッピング情報に基づき、シグネチャ判定部１５８によって判定されたデータと、通信リソース判定部１８０により判定されたデータとを結合することにより、送信データを判定する。
　　　＜４－３．第３の実施形態の動作＞
　以上、本開示の第３の実施形態による基地局１０－３およびＵＥ２０－３の構成を説明した。続いて、図２２を参照して本開示の第３の実施形態による動作を整理する。
　図２２は、本開示の第３の実施形態による動作を整理したシーケンス図である。図２２に示したように、まず、基地局１０－３のマッピング管理部１５４が３種のマッピング情報を決定すると（Ｓ５０４）、基地局１０－３が決定された３種のマッピング情報をＵＥ２０－３にシグナリングする（Ｓ５０８）。そして、基地局１０－３およびＵＥ２０－３が各々３種のマッピング情報をマッピング記憶部１５２およびマッピング記憶部１６２に記憶する（Ｓ５１２）。
　そして、基地局１０－３がシステム情報を報知した後（Ｓ５１６）、ＵＥ２０－３の送信データ生成部２５０が送信データを生成すると（Ｓ５２０）、通信リソース選択部２８０が、送信データに対応するランダムアクセスリソースを選択する（Ｓ５２４）。また、シグネチャ選択部２６８が、送信データに対応するシグネチャを選択する（Ｓ５２８）。そして、プリアンブル生成部２７０が、シグネチャ選択部２６８により選択されたシグネチャを用いてプリアンブルを生成する（Ｓ５３２）。さらに、無線処理部２１０およびアンテナ群２０４が、プリアンブル生成部２７０により生成されたプリアンブルを、通信リソース選択部２８０により選択されたランダムアクセスリソースで送信する（Ｓ５３６）。
　一方、基地局１０－３は、ＵＥ２０－３からプリアンブルを受信すると、プリアンブルを受信したランダムアクセスリソースを判定する（Ｓ５４０）。また、基地局１０－３のシグネチャ判定部１５８は、プリアンブルのシグネチャを判定する（Ｓ５４４）。そして、基地局１０－３の送信データ判定部１６２は、判定されたシグネチャに対応するデータ、および、判定されたランダムアクセスリソースに対応するデータを判定し、これらのデータを結合することにより送信データを判定する（Ｓ５４８）。その後、判定された送信データはコアネットワーク１２を介して例えば所定の事業者に送信される。
　以上説明したように、本開示の第３の実施形態によれば、第１の実施形態によるシグネチャの選択と、第２の実施形態によるランダムアクセスリソースの選択との組み合わせにより、プリアンブルを用いたより高容量のデータ通信を実現することが可能となる。
　　　＜４－４．変形例＞
　続いて、以上説明した実施形態のいくつかの変形例を説明する。
　　（第１の変形例）
　一般に、送信データには、受信側にデータが正しく伝達されたか否かを判定する巡回冗長検査（ＣＲＣ）のための符号ビットが付加される。また、データの秘匿性の観点から、データは暗号化して送信されることが多い。
　ＬＴＥによるデータの暗号化は、３Ｇと同様に、端末のＵＳＩＭとネットワークの認証センターとで共有される秘密鍵Ｋを用いてキーストリームと呼ばれる乱数を生成し、データとキーストリームの排他的論理和（ＸＯＲ）を演算することで行われる。キーストリームは使い捨てであり、秘密鍵Ｋは必要に応じて変更される。
　より具体的には、ＬＴＥでは、Ｓｎｏｗ　３Ｇ、およびＡＥＳと呼ばれる２種類の暗号化アルゴリズムを標準化している。Ｓｎｏｗ　３Ｇは３２ビット単位、ＡＥＳは１２８ビット単位で行われる。
　このため、仮に１回のプリアンブルの送信により伝達できるビット長が２０ビットである場合、上記のような暗号化アルゴリズムを用いて暗号化した暗号化データを１回のプリアンブル送信により伝達することは困難である。そこで、第１の変形例として、暗号化データを複数の送信データに分割し、複数回にわたってプリアンブルを送信する手法を提案する。以下、図２３を参照してより具体的に説明する。
　図２３は、暗号化データの分割を示した説明図である。送信データ生成部２５０は、図２３に示したように、Ｅ１～Ｅ３２からなる３２ビットの暗号化データを生成した場合、暗号化データを、Ｅ１～Ｅ１６を含む第１の送信データと、Ｅ１７～Ｅ３２を含む第２の送信データに分割してもよい。また、第１の送信データおよび第２の送信データは、第１の送信データと第２の送信データの紐付けを示す関連付けデータＣ１～Ｃ４を含んでもよい。かかる構成により、基地局１０－３において第１の送信データと第２の送信データを結合して、Ｅ１～Ｅ３２からなる暗号化データを得ることが可能となる。
　なお、ＡＥＳ１２８ビットが用いられる場合、送信データ生成部２５０は、データを１２８ビットに達するまでバッファし、データが１２８ビットに達した後にブロック暗号化し、１２８ビットの暗号化データを８つの送信データに分割してもよい。これら暗号化のために用いられる暗号キーは、セキュアな下り通信路により事前に配送される。
　　（第２の変形例）
　第３の実施形態においては、シグネチャの選択、およびランダムアクセスリソースの選択により送信データを表現する例を説明したが、シグネチャの選択、またはランダムアクセスリソースの選択のいずれかにより送信データを表現してもよい。この場合、送信データ生成部２５０は、シグネチャまたはランダムアクセスリソースのいずれが送信データに対応しているかを示すフラグを送信データに付加してもよい。かかる構成により、基地局１０－３においてシグネチャまたはランダムアクセスリソースのいずれに基づいて送信データを判定すべきかを判断することが可能となる。
　　（第３の変形例）
　基地局１０－３は、プリアンブルの送信による送信データの伝送を認める時間帯をシステム情報で指定してもよい。例えば、基地局１０－３は、３０分間隔または１時間間隔のように所定間隔で上記伝送を認めてもよいし、月末や特定の時間帯で上記伝送を認めてもよい。この場合、ＵＥ２０－３は、基地局１０－３から指定された時間帯においてのみ上記伝送を行う。
　　＜＜５．むすび＞＞
　以上説明したように、本開示の第１の実施形態によるＵＥ２０－１は、プリアンブルのシグネチャを送信データの値に応じて選択する。これにより、プリアンブルを受信した基地局１０－１は、プリアンブルのシグネチャから送信データを判定することが可能となる。
　また、本開示の第２の実施形態によるＵＥ２０－２は、プリアンブルを送信するランダムアクセスリソースを送信データの値に応じて選択する。これにより、プリアンブルを受信した基地局１０－１は、プリアンブルを受信したランダムアクセスリソースから送信データを判定することが可能となる。
　さらに、本開示の第３の実施形態によるＵＥ２０－３は、第１の実施形態によるシグネチャの選択と、第２の実施形態によるランダムアクセスリソースの選択との組み合わせにより、プリアンブルを用いたより高容量のデータ通信を実現することが可能である。
　このように、本開示の各実施形態によれば、プリアンブルの送信によりデータ伝送を実現できるので、ＵＥ２０の消費電力を大幅に削減すると共に、ＲＡＮオーバーロードの発生を抑制することが可能である。
　なお、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、本明細書の基地局１０およびＵＥ２０の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、基地局１０およびＵＥ２０の処理における各ステップは、シーケンス図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
　また、基地局１０およびＵＥ２０に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した基地局１０およびＵＥ２０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。
　また、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　ランダムアクセスにおけるプリアンブルを送信するための通信リソースを選択するリソース選択部を備え、
　前記リソース選択部は、送信データの値に対応する通信リソースを選択する、通信装置。
（２）
　前記通信装置は、複数の通信リソースとデータとの対応関係を示すマッピング情報を記憶する記憶部をさらに備え、
　前記リソース選択部は、前記マッピング情報を参照して前記送信データの値に対応する通信リソースを選択する、前記（１）に記載の通信装置。
（３）
　前記マッピング情報は、前記プリアンブルの送信先である基地局との間で共有される、前記（２）に記載の通信装置。
（４）
　前記通信装置は、前記マッピング情報を前記基地局に送信する送信部を備える、前記（３）に記載の通信装置。
（５）
　前記通信装置は、前記マッピング情報を前記基地局から受信する受信部を備える、前記（３）に記載の通信装置。
（６）
　前記通信装置は、前記マッピング情報を変更するマッピング変更部を備える、前記（２）～（４）のいずれか一項に記載の通信装置。
（７）
　前記リソース選択部は、指定された時間帯において前記送信データの値に対応する通信リソースを選択する、前記（１）～（６）のいずれか一項に記載の通信装置。
（８）
　対象データを複数の分割データに分割して複数の前記送信データを生成する送信データ生成部を備え、
　前記送信データは、前記分割データ、および前記対象データから生成された他の送信データとの関連を示す関連付けデータを含む、前記（１）～（７）のいずれか一項に記載の通信装置。
（９）
　ＬＴＥにおいて規定される所定数の無線フレームからスーパーシステムフレームが構成され、
　前記リソース選択部は、複数の前記スーパーシステムフレームの範囲内から前記送信データの値に対応する通信リソースを選択する、前記（１）～（８）のいずれか一項に記載の通信装置。
（１０）
　前記送信データは、前記通信装置の識別データを含む、前記（１）～（９）のいずれか一項に記載の通信装置。
（１１）
　前記送信データは、暗号化データを含む、前記（１）～（１０）のいずれか一項に記載の通信装置。
（１２）
　前記通信リソースは、ＬＴＥにおいて規定される無線フレームである、前記（１）～（１１）のいずれか一項に記載の通信装置。
（１３）
　送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択すること、を含む、通信方法。
（１４）
　ランダムアクセスにおけるプリアンブルを送信するための通信リソースを選択するリソース選択部を有し、前記リソース選択部は、送信データの値に対応する通信リソースを選択する、通信装置と；
　前記通信装置からプリアンブルが受信される通信リソースに基づいて前記送信データを判定する基地局と；
を備える、通信システム。
（１５）
　送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択する通信装置から前記プリアンブルを受信する受信部と；
　前記プリアンブルが受信された通信リソースに基づいて前記送信データを判定する判定部と；
を備える、基地局。
（１６）
　送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択する通信装置から前記プリアンブルを受信することと；
　前記プリアンブルが受信された通信リソースに基づいて前記送信データを判定することと；
を含む、通信方法。
　１０　　　基地局
　１２　　　コアネットワーク
　２０　　　ＵＥ
　１５０、１５１、１５２、１６０、１６１、１６２　マッピング記憶部
　１５４、２６４　マッピング管理部
　１５８　　シグネチャ判定部
　１６０、１６１、１６２　送信データ判定部
　１８０　　通信リソース判定部
　２５０　　送信データ生成部
　２６８　　シグネチャ選択部
　２７０　　プリアンブル生成部
　２８０　　通信リソース選択部
 

Claims (16)

  1. 　ランダムアクセスにおけるプリアンブルを送信するための通信リソースを選択するリソース選択部を備え、
    　前記リソース選択部は、送信データの値に対応する通信リソースを選択する、通信装置。
  2. 　前記通信装置は、複数の通信リソースとデータとの対応関係を示すマッピング情報を記憶する記憶部をさらに備え、
    　前記リソース選択部は、前記マッピング情報を参照して前記送信データの値に対応する通信リソースを選択する、請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記マッピング情報は、前記プリアンブルの送信先である基地局との間で共有される、請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記通信装置は、前記マッピング情報を前記基地局に送信する送信部を備える、請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記通信装置は、前記マッピング情報を前記基地局から受信する受信部を備える、請求項３に記載の通信装置。
  6. 　前記通信装置は、前記マッピング情報を変更するマッピング変更部を備える、請求項２に記載の通信装置。
  7. 　前記リソース選択部は、指定された時間帯において前記送信データの値に対応する通信リソースを選択する、請求項１に記載の通信装置。
  8. 　対象データを複数の分割データに分割して複数の前記送信データを生成する送信データ生成部を備え、
    　前記送信データは、前記分割データ、および前記対象データから生成された他の送信データとの関連を示す関連付けデータを含む、請求項１に記載の通信装置。
  9. 　ＬＴＥにおいて規定される所定数の無線フレームからスーパーシステムフレームが構成され、
    　前記リソース選択部は、複数の前記スーパーシステムフレームの範囲内から前記送信データの値に対応する通信リソースを選択する、請求項１に記載の通信装置。
  10. 　前記送信データは、前記通信装置の識別データを含む、請求項１に記載の通信装置。
  11. 　前記送信データは、暗号化データを含む、請求項１に記載の通信装置。
  12. 　前記通信リソースは、ＬＴＥにおいて規定される無線フレームである、請求項１に記載の通信装置。
  13. 　送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択すること、を含む、通信方法。
  14. 　ランダムアクセスにおけるプリアンブルを送信するための通信リソースを選択するリソース選択部を有し、前記リソース選択部は、送信データの値に対応する通信リソースを選択する、通信装置と；
    　前記通信装置からプリアンブルが受信される通信リソースに基づいて前記送信データを判定する基地局と；
    を備える、通信システム。
  15. 　送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択する通信装置から前記プリアンブルを受信する受信部と；
    　前記プリアンブルが受信された通信リソースに基づいて前記送信データを判定する判定部と；
    を備える、基地局。
  16. 　送信データの値に対応する通信リソースをランダムアクセスにおけるプリアンブルの送信のために選択する通信装置から前記プリアンブルを受信することと；
    　前記プリアンブルが受信された通信リソースに基づいて前記送信データを判定することと；
    を含む、通信方法。
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    　
     
     
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