用户装置和随机接入前导码发送方法与流程

本发明涉及无线通信系统中的用户装置。

背景技术：

在lte(longtermevolution：长期演进)中，在用户装置与基站建立连接的情况、或者进行再同步的情况下等，进行随机接入(ra：randomaccess)(非专利文献1)。

此外，在3gpp(3rdgenerationpartnershipproject：第三代合作伙伴计划)中，为了实现系统容量的进一步大容量化、数据传输速度的进一步高速化、无线区间的进一步低延迟化等，开展了称作5g或nr(newradio：新无线)的无线通信方式的研究。以下使用nr。在nr中，为了满足实现10gbps以上的吞吐量(throughput)、同时使无线区间的延迟成为1ms以下这样的要求条件，进行了各种各样的无线技术的研究。

设想在nr中使用从与lte同样低的频带到比lte更高的频带为止的宽范围的频率。特别是，由于在高频带中传播损耗增大，因此为了补偿该损耗，正在研究应用波束宽度窄的波束成型(beamforming)。

此外，在nr中，正在研究使用cp-ofdm和dft-s-ofdm(dft-spreading-ofdm)作为上行链路(uplink)的信号波形(waveform)。

现有技术文献

非专利文献

非特許文献1：3gppts36.321v14.1.0(2016-12)

非特許文献2：3gppts36.211v14.1.0(2016-12)

技术实现要素：

发明所要解决的问题

设想在nr中也进行与lte中的随机接入过程相同的随机接入过程，并且设想在随机接入过程中所使用的信号波形也使用cp-ofdm或dft-s-ofdm。

这里，在随机接入过程中的最初的消息即ra(randomaccess：随机接入)前导码(preamble)的发送中使用dft-s-ofdm的情况下，dft-s-ofdm为单载波，因此，需要使用频率轴上连续的资源，存在无法灵活地使用资源的情况。由此，考虑用户容量(usercapacity)不足等问题。另一方面，在ra前导码的发送中使用cp-ofdm的情况下，通过进行频率复用和/或以子载波(subcarrier)为单位的分离等，能够增大用户容量或进行终端发送波束扫描(beamsweeping)、或者获得频率分集(frequencydiversity)效应等，但是考虑到覆盖范围(coverage)比设想的小的情况。

如上所述，各信号波形存在各自的特性。考虑当在随机接入过程中用户装置自由地选择信号波形时，不会产生信号波形好的特性，系统整体的性能有可能发生劣化。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在具有用户装置和基站的无线通信系统中，用户装置能够使用适当的信号波形来执行随机接入过程的技术。

用于解决问题的手段

根据所公开的技术，提供一种无线通信系统中的用户装置，所述无线通信系统具有基站和所述用户装置，其特征在于，所述用户装置具有：

接收部，其从所述基站接收对所述用户装置用于随机接入前导码的发送的信号波形进行指定的信息；以及

发送部，其使用通过由所述接收部接收到的所述信息指定的所述信号波形来发送随机接入前导码。

发明效果

根据所公开的技术，提供一种在具有用户装置和基站的无线通信系统中，用户装置能够使用适当的信号波形执行随机接入过程的技术。

附图说明

图1是本发明的实施方式的无线通信系统的结构例。

图2是用于说明随机接入过程的例子的图。

图3是用于说明从基站20发送的波束的图。

图4是用于说明ra前导码的发送方法的图。

图5是用于说明ra前导码的发送方法的图。

图6是用于说明重发的例子的图。

图7是用于说明实施例1中的、用户装置10使用的信号波形的指定方法的图。

图8是示出实施例1中的、每次发送ra前导码时指定信号波形的情况下的例子的图。

图9是示出前导码格式(preambleformat)与信号波形的关联的例子的图。

图10是用于说明实施例2中的动作例的图。

图11是示出实施例3中的rach资源的分配例的图。

图12是示出实施例3中的rach资源的分配例的图。

图13是用于说明实施例4中的动作例的图。

图14是示出用户装置10的功能结构的一例的图。

图15是示出基站20的功能结构的一例的图。

图16是示出用户装置10和基站20的硬件结构的一例的图。

具体实施方式

下面，参考附图对本发明的实施方式(本实施方式)进行说明。另外，以下说明的实施方式仅为一例，应用本发明的实施方式不限于以下的实施方式。

在本实施方式的无线通信系统进行动作时，能够适当地使用现有技术。其中，该现有技术例如为现有的lte，但不限于现有的lte。此外，在本说明书中使用的“lte”，只要没有特别指出，广义地包括lte-advanced、以及lte-advanced以后的方式(例：nr)。

此外，在下面说明的实施方式中，使用了现有的lte中使用的随机接入、ra前导码、rar、rar窗口(window)、sib、pusch以及其他术语，但这仅为了便于记载，也可以以其他名称来称呼与这些相同的信号、功能等。

此外，在本实施方式中，将以lte中规定的随机接入过程为基础的随机接入过程为例进行了说明。但是，本发明的应用对象不限于以该lte中规定的随机接入过程为基础的随机接入过程。

此外，在本实施方式中，作为信号波形的例子，列举了cp-ofdm和dft-s-ofdm，但这些仅为一例。本发明还可以应用于除了cp-ofdm和dft-s-ofdm以外的信号波形。

以下，首先，以系统整体结构和随机接入过程的基本动作例为基本例进行说明，然后，说明本发明的实施例即实施例1～4。实施例1～4作为一例，以基本例为基础。但是，实施例1～4也可以以进行除了在以下中说明的基本例以外的动作的随机接入方式为基础。

(基本例)

＜系统整体结构＞

图1示出本实施方式的无线通信系统的结构图。如图1所示，本实施方式的无线通信系统包括用户装置10以及基站20。图1示出了1个基站10以及1个用户装置，这仅为示例，也可以分别为多个。

用户装置10为智能手机、移动电话、平板电脑、可佩带终端、m2m(machine-to-machine，机器对机器)用通信模块等的具有无线通信功能的通信装置，与基站20无线连接，利用由无线通信系统提供的各种通信服务。基站20是提供1个以上的小区且与用户装置10进行无线通信的通信装置。用户装置10与基站20均能够进行波束成型而进行信号的收发。

在本实施方式中，双工(duplex)方式可以是tdd(timedivisionduplex：时分双工)方式，也可以是fdd(frequencydivisionduplex：频分双工)方式。

此外，在下面的说明中，使用发送波束来发送信号与发送被乘以预编码矢量(被利用预编码矢量进行了预编码)而得到的信号是同义的。同样地，使用接收波束来接收信号与将规定的权重矢量和接收到的信号相乘是同义的。此外，使用发送波束来发送信号可以表述为通过特定的天线端口来发送信号。同样地，使用接收波束来接收信号可以表述为通过特定的天线端口来接收信号。天线端口是指按照3gpp的标准定义的逻辑天线端口。另外，发送波束以及接收波束的形成方法不限于上述的方法。例如，在具有多个天线的用户装置10/基站20中，可以使用改变各自的天线的角度的方法，也可以使用组合了使用预编码矢量的方法与改变天线的角度的方法而得到的方法，还可以使用其它的方法。

下面，将来自基站20的信号发送中使用的波束称为bs发送波束，将基站20用于信号接收的波束称为bs接收波束，将来自用户装置10的信号发送中使用的波束称为ue发送波束，将用户装置10用于信号接收的波束称为ue接收波束。

＜关于随机接入过程＞

参照图2，对本实施方式中的随机接入过程的示例(基于竞争(contentionbased)的例子)进行说明。在本实施方式中，作为一例，执行与lte中的随机接入过程同样的随机接入过程(非专利文献1)。但是，在随机接入过程的信号的收发中，用户装置10与基站20分别应用发送波束以及接收波束。另外，部分的信号收发可以为全方位(omni)发送/接收。另外，后述的实施例1～4的动作在全部的信号收发为全方位发送/接收的情况下也能够应用。

基站20进行波束扫描(beamsweeping)，按照各个规定的周期，按照每个bs发送波束发送广播信息以及同步信号(ss:synchronizationsignal，以下记载为ss)(步骤s101)。广播信息和同步信号的发送周期可以相同，也可以不同。此外，按照规定的周期，按照每个bs发送波束发送后述的sib(systeminformationblock：系统信息块)。可以将sib称为“系统信息”。

图3示出bs发送波束的图像。在图3的示例中，示出了a、b、c这3个bs发送波束。在3个bs发送波束中分别发送基本广播信息、ss、sib等。在波束扫描中，例如，按照每个时间(例：每个码元(symbol))切换bs发送波束。

基本广播信息例如为通过pbch发送的基本的系统信息(相当于lte中的mib)。ss例如具有p-ss和s-ss这2种信号(码序列)。p-ss例如为以码元定时(timing)同步等为目的的信号，s-ss例如为以无线帧同步等为目的的信号。

用户装置10通过某个bs发送波束接收广播信息、或者ss、或者“广播信息及ss”，由此能够识别该bs发送波束。识别bs发送波束是指例如检测该bs发送波束的识别符(id)。bs发送波束的id可以是天线端编号。例如，bs发送波束的id可以包含在广播信息中，也可以包含在ss中。此外，bs发送波束的id与发送广播信息或者ss的资源(时间和/或频率的资源)关联，用户装置10也可以通过接收到广播信息或者ss的资源来识别bs发送波束。

可以将包含p-ss、s-ss、广播信息中的任意一方的块(block)称为ss块(ss-block)。用户装置10能够接收到从基站20发送的ss块(能够掌握ss块的内容)也可以视为能够识别与该ss块捆绑的bs发送波束。在该情况下，例如，用户装置10根据接收到的ss块的内容、或者接收到ss块的资源来识别bs发送波束的id。

在ss块的资源与bs发送波束捆绑的情况下，用户装置10所识别的“bs发送波束的id”无需是分配给bs发送波束用的id(将其设为“波束id(beamid)”)。例如，上述的ss块的时间位置(例：码元索引(symbolindex))与bs发送波束捆绑，并且与为了发送ra前导码而使用的资源即rach资源子集捆绑。在该情况下，该时间位置(例：码元索引)可以认为是“bs发送波束的id”。在该情况下，用户装置10可以仅识别上述ss块的时间位置(例：码元索引)即可。此外，在该情况下，例如，波束id可以包含在广播信息中。

此外，ss块的资源与bs发送波束捆绑例如是指在存在bs发送波束a和bs发送波束b的情况下，在某个时间单位的周期内，每次在码元a中使用相同的bs发送波束a，在码元b中使用相同的bs发送波束b。

此外，在ss块的资源与bs发送波束未捆绑的情况下，例如，基站20将波束id包含在广播信息中发送给用户装置10，用户装置10读取通过广播信息发送的波束id，从而识别bs发送波束。

本实施方式中的技术能够应用于上述2个模式中的任一方。在图2的步骤s12中，用户装置10使用与在步骤s11中能接够收到的广播信息和/或ss(将其表记为“广播信息/ss”)的bs发送波束对应的资源(将其称为rach资源子集)，发送ra前导码(消息1(message1))。

当检测到ra前导码时，基站20向用户装置10发送作为其应答的ra应答(raresponse)(rar、消息2(message2))(步骤s13)。接收到ra应答的用户装置10向基站20发送包含规定信息的消息3(message3)(步骤s14)。消息3例如为rrc连接请求(rrcconnectionrequest)。

接收到消息3的基站20向用户装置10发送消息4(message4)(例：rrcconnectionsetup：rrc连接建立)。当确认到消息4中含有上述规定信息时，用户装置10识别出该消息4是与上述消息3对应的发给自己的消息4，并完成随机接入过程。另一方面，当在消息4中用户装置10没能确认到规定信息时，视为随机接入失败，再次从ra前导码的发送开始执行过程。

<ra前导码的发送方法>

更加详细地说明上述的步骤s12中的ra前导码的发送方法的例子。

在本实施方式中，用户装置10选择从基站20应用波束扫描而发送的多个广播信息/ss中的已接收到的广播信息/ss。这与选择发送已接收到的广播信息/ss的bs发送波束相同。在此，“已接收到”例如是指以较佳的接收质量接收到的情况，但不限于此。

在本实施方式中，来自基站20的bs发送波束、与从用户装置10发送ra前导码而使用的资源即rach资源子集相关联。用户装置10使用所选择的与bs发送波束对应的rach资源子集来发送ra前导码。

作为一例，图4示出了a、b、c作为用户装置10侧的rach资源子集。rach资源子集a、b、c例如分别与图3所示的bs发送波束a、b、c对应。另外，图4通过在时间方向上划分多个rach资源子集而与各bs发送波束相关联，但这仅为一例。也可以通过在频率方向上划分多个rach资源子集而与各bs发送波束相关联，还可以通过按照时间·频率为单位划分多个rach资源子集而与各bs发送波束相关联。

图4的示例中，示出了用户装置10能够接收到通过bs发送波束b发送的广播信息/ss的情况，用户装置10通过与bs发送波束b对应的rach资源子集b来发送ra前导码。另外，在图4的rach资源子集b的框内示出ue发送波束的图像。

基站20能够根据从用户装置10接收到的ra前导码的资源，决定在用户装置10中接收到的广播信息/ss(bs发送波束)。在图4的示例的情况下，由于基站20通过rach资源子集b接收ra前导码，因此可以判断为与rach资源子集b对应的bs发送波束b为能够被用户装置10接收的适当的bs发送波束。例如，在之后的针对用户装置10的信号发送中能够使用该bs发送波束b。另外，在图4中，在基站20侧e、f、g所示的波束表示bs接收波束，在该示例中，如图所示，示出了基站20进行接收侧的波束扫描的情况。

此外，图4示出了rar窗口。在本实施方式中，与现有的lte同样地，发送了ra前导码的用户装置10在rar窗口所示的规定时间内监视ra应答，在未接收到ra应答的情况下，判断为随机接入失败。但是，这仅为一例，作为随机接入成败判定处理，也可以进行与现有的lte不同的处理。

图4的示例示出了用户装置10能够通过1个bs发送波束接收到广播信息/ss的情况。或者，图4的示例示出了用户装置10能够通过多个bs发送波束接收广播信息/ss，选择该多个bs发送波束中能够最佳地接收到广播信息/ss(例：接收质量最佳)的1个bs发送波束的情况。

此外，如图5所示，用户装置10也可以在rach资源子集内的频率和/或时间方向上，复用地发送ra前导码。在图5中，示出如由a、b、c所示地那样对利用不同的ue发送波束进行的多个ra前导码发送进行复用。

此外，图6示出进行重发的情况下的一例。图6示出如下案例(case)：用户装置10在重发时，使用与首次发送(或者上次重发)时的rach资源子集不同的rach资源子集来发送ra前导码。用户装置10也可以使用与首次发送(或者上次重发)时的rach资源子集相同的rach资源子集进行重发。

此外，用户装置10也可以在重发时，使用比首次发送(或者上次重发)时的发送功率大的发送功率。该动作为称作功率增加的动作。

<通知rach资源子集的方法>

在本实施方式中，基站20对用户装置10发送表示与bs发送波束对应的rach资源子集的信息。用户装置10根据该信息，能够获知与接收到的广播信息/ss的bs发送波束对应的rach资源子集。作为一例，当用户装置10从基站20接收到示出rach资源子集a的信息作为与bs发送波束a对应的rach资源子集时，在用户装置10选择bs发送波束a来发送ra前导码的情况下，用户装置10使用rach资源子集a来发送ra前导码。

从基站20向用户装置10通知的“表示rach资源子集的信息”可以是表示该rach资源子集的时间·频率资源的信息(例：资源索引)，也可以是表示该rach资源子集的时间资源(时间位置)的信息，还可以是其它的信息。

例如，按照每个bs发送波束，使用通过bs发送波束所发送的sib来通知上述信息。此外，通过某个bs发送波束所发送的sib中也可以包含与其它的bs发送波束对应的rach资源子集的信息。

以下，作为与用户装置10在随机接入过程中使用哪个信号波形进行发送有关的实施例，说明实施例1～4。下述的各实施例中所说明的处理只要不产生矛盾，则可以与在其他实施例中所说明的处理组合起来实施。

(实施例1)

在实施例1中，基站20对用户装置10指定用于发送ra前导码(消息1)的信号波形(在本实施方式中为cp-ofdm或dft-s-ofdm)。

即，如图7所示，在步骤s101中，从基站20向用户装置10发送用于指定用户装置10用于发送ra前导码的信号波形的信息。在步骤s102中，用户装置10使用在步骤s101中所指定的信号波形来发送ra前导码。

步骤s101中的指定信号波形的信息例如通过广播信息/ss、dci、mac信号或rrc信令来发送。指定信号波形的信息例如可以为表示cp-ofdm或dft-s-ofdm的1比特的信息，也可以为其他信息。基站20可以为小区内的用户装置选择公共的信号波形，也可以为用户装置单独选择信号波形。作为一例，在小区内的用户装置数量大于规定的阈值的情况下，为了容易进行复用，基站20向小区内的用户装置通知cp-ofdm作为公共的信号波形。

例如，用户装置10使用在步骤s101中从基站20指定的信号波形来进行初次的ra前导码发送，并且也使用该信号波形进行重发。但是，如实施例2中所说明的那样，用户装置10也可以与重发次数对应地变更信号波形。

另外，基站20也可以在步骤s101中，在对用户装置10指定信号波形时，通知每个信号波形的初次的ra前导码的发送功率。即，该情况下，图7的步骤s101中的“指定信号波形的信息”中包含表示每个信号波形的初次的ra前导码的发送功率的值。该表示发送功率的值可以是发送功率自身的值，也可以是与预先确定的值的差值(偏移量)，也可以是用于从多个预先确定的值中选择1个值的索引，还可以是其他的信息。此外，作为进行每个信号波形的初次的ra前导码的发送功率的通知的定时，也可以在除了对用户装置10指定信号波形的定时以外的定时进行。

此外，用户装置10也可以在每次发送ra前导码时，确认从基站20进行的信号波形的指定，依照指定进行ra前导码发送。图8示出该情况下的时序例。如图8所示，用户装置10从基站20接收指定信号波形的信息(步骤s111)，使用所指定的信号波形进行初次的ra前导码发送(步骤s112)。这里，例如，用户装置10由于在rar窗口(window)期间内未接收到rar，因此决定进行ra前导码的重发，从基站20接收指定信号波形的信息(步骤s113)。然后，用户装置10使用所指定的信号波形来进行ra前导码的重发(步骤s114)。然后，在到达重发次数的上限之前，反复进行相同的处理直到ra前导码发送成功为止。

此外，也可以将前导码格式(preambleformat)与信号波形相关联。例如，如图9所示，将表示前导码格式的编号与信号波形相关联。例如，该关联的信息通过标准来规定，由用户装置10和基站20预先保持。此外，也可以通过标准规定多个组合模式(pattern)，基站20通过广播信息等通知应用哪个模式。例如，设图9所示的关联的信息为1个模式，规定多种这样的关联的信息，基站20通过广播信息等通知应用哪个模式。此外，也可以根据不同的频带(例如，小于6ghz/6ghz以上)定义各个关联的信息。

另外，例如，如非专利文献2所记载，除了信号波形的信息以外的前导码格式涉及的信息为cp长度和序列(sequence)长度等。

然后，例如，在图7的步骤s101中，当从基站20通知了用户装置10所使用的前导码格式的编号时，用户装置10根据图9的对应关系掌握使用的信号波形，在步骤s102中，使用该信号波形进行ra前导码的发送。

如实施例1那样，通过从基站20向用户装置10指定信号波形，用户装置10能够使用适当的信号波形进行ra前导码的发送。

另外，在用户装置10能够事先掌握适合ra前导码发送的信号波形的情况下，也可以不应用如实施例1所说明的、从基站20进行的信号波形的指定。

(实施例2)

接着，说明实施例2。在实施例2中，用户装置10从初次(第1次)到第n(n≥1)次的发送(在第2次及之后为重发)为止使用第1信号波形(这里，作为例子，设为cp-ofdm)发送ra前导码。此外，用户装置10使用第2信号波形(这里，作为例子，设为dft-s-ofdm)进行第(n+1)次及之后的发送。

图10示出实施例2中的处理时序。在步骤s201中，用户装置10使用cp-ofdm进行第1次的ra前导码发送。然后，ra前导码发送不成功，反复进行使用cp-ofdm的ra前导码的重发，在步骤s202中，用户装置10使用cp-ofdm进行第n次的ra前导码发送。之后，直到达到重发次数的上限为止，只要ra前导码发送不成功，则使用dft-s-ofdm进行ra前导码发送(步骤s203～)。

n例如为由用户装置10和基站20分别预先保持的值(例：通过标准规格规定的值)。或者，n也可以为从基站20通过广播信息/ss、dci、mac信号或rrc信令向用户装置10通知的值。

如上所述，设想用户装置10在ra前导码的重发时进行功率增加。因此，伴随ra前导码的发送次数增加，ra前导码的发送功率变大。因此，在图10所示的例子中，在ra前导码的发送次数增加的情况下，使用低papr的dft-s-ofdm。

另外，用户装置10也可以与上述的功率增加相关联地保持每个信号波形的功率增加次数。例如，设想用户装置10通过cp-ofdm进行第1次(无功率增加)和第2次(有功率增加)的ra前导码发送，通过dft-s-ofdm进行第3次(无功率增加)和第4次(有功率增加)的ra前导码发送。

用户装置10保持对cp-ofdm中的功率增加次数进行计数的计数器a和对dft-s-ofdm中的功率增加次数进行计数的计数器b。在任一个计数器中初始值均为0。在发送第1次的ra前导码之后，计数器的值为{计数器a＝0，计数器b＝0}。在发送第2次的ra前导码之后，计数器的值为{计数器a＝1，计数器b＝0}。在发送第3次的ra前导码之后，计数器的值为{计数器a＝1，计数器b＝0}。在发送第4次的ra前导码之后，计数器的值为{计数器a＝1，计数器b＝1}。

如上所述，通过保持每个信号波形的功率增加次数，用户装置10能够进行每个信号波形的功率增加的管理。例如，用户装置10能够在进行应用cp-ofdm中的功率增加的发送之前，参考计数器a，决定与该计数器a的值对应的发送功率。此外，用户装置10能够在进行应用dft-s-ofdm中的功率增加的发送之前，参考计数器b，决定与该计数器b的值对应的发送功率。

此外，如参照图5所说明的那样，在进行ra前导码的频率复用的情况下，通过进行频率复用，功率密度变小。因此，考虑用户装置10例如在重发时(例：第(n+1)次及之后的发送)减少复用数而增大功率密度。在这样的情况下，如图10的例子所示，单载波的dft-s-ofdm适合。

另外，在用户装置10进行ra前导码的频率复用的情况下，也可以根据频率复用数而变更ra前导码的发送功率。例如，也可以是，频率复用数越增加，越增大ra前导码的发送功率。

如以上所说明的那样，各实施例能够与其他实施例进行组合。例如，在将实施例2与实施例1进行组合的情况下，用户装置10在接收到cp-ofdm的指定作为图7所示的步骤s101中的信号波形的指定的情况下，执行实施例2的图10所示的动作。但是，这仅为例子。用户装置10也可以在接收到dft-s-ofdm的指定作为图7所示的步骤s101中的信号波形的指定的情况下，进行在第1次～第n次的发送中使用dft-s-ofdm，并且在第n+1次及之后的发送中使用cp-ofdm的动作。

此外，也可以从基站20对用户装置10指示实施例2的动作自身。该情况下，例如，在图7的步骤s101中，从基站20向用户装置10发送指示“第1次～第n次为cp-ofdm，第n+1次及之后为dft-s-ofdm”的信息，用户装置10依照该信息，执行实施例2的动作。

通过如实施例2那样根据发送次数而变更信号波形，例如，能够增加ra前导码成功的可能性。

(实施例3)

接着，说明实施例3。在实施例3中，按照每个信号波形预先确定用于发送ra前导码的资源集。除此以外，或者替代此，也可以按照每个信号波形预先确定前导码索引集(preambleindexset)。每个信号波形的资源集的信息和/或每个信号波形的前导码索引集的信息可以由用户装置10和基站20预先保持，也可以从基站20通过广播信息/ss、dci、mac信号或rrc信令向用户装置10通知。

图11示出按照每个信号波形确定用于发送ra前导码的资源集的情况下的资源的例子。在图11的例子中，用a表示的时间·频率资源被分配为dft-s-ofdm用的资源集，用b表示的时间·频率资源被分配为cp-ofdm用的资源集。

用户装置10在通过dft-s-ofdm发送ra前导码的情况下，使用由a表示的时间·频率资源中的资源来发送ra前导码。用户装置10在通过cp-ofdm发送ra前导码的情况下，使用由b表示的时间·频率资源中的资源来发送ra前导码。关于dft-s-ofdm用的时间·频率资源和cp-ofdm用的时间·频率资源，如上所述，可以从基站20通过广播信息/ss、dci、mac信号或rrc信令向用户装置10指定，也可以由用户装置10和基站20作为设定信息预先保持。

根据上述的动作，基站20能够利用接收ra前导码的资源，判别用于发送ra前导码的信号波形，能够进行与信号波形对应的信号检测动作。另外，在基站20对用户装置10指定信号波形的情况等基站20掌握了用户装置10使用的信号波形的情况下，基站20也可以不进行基于资源的信号波形判别。

关于与上述的bs发送波束绑定的rach资源子集与图11的关系，例如，存在下述的模式1、模式2、模式3。

<模式1>

图11所示的资源分配表示1个rach资源子集内的分配。该情况下，例如，能够进行如图12所示的资源分配。在图12所示的例子中，作为与bs发送波束1对应的rach资源子集，存在“资源子集1+资源子集2”，资源子集1被分配为dft-s-ofdm用的资源，资源子集2被分配为cp-ofdm用的资源。关于bs发送波束2、3也同样如此。

<模式2>

也可以将信号波形和与bs发送波束绑定的rach资源子集关联起来。例如，在存在与bs发送波束a、b、c绑定的rach资源子集a、b、c的情况下，预先如{rach资源子集a，信号波形1}、{rach资源子集b，信号波形1}、{rach资源子集c，信号波形2}那样确定对应关系。在图11的例子中，例如，用a表示的资源为与bs发送波束a绑定的rach资源子集，用b表示的资源为与bs发送波束b绑定的rach资源子集。该对应关系可以由用户装置10和基站20预先保持，也可以从基站20向用户装置10通知。

而且，例如，用户装置10在通过rach资源子集a发送ra前导码的情况下，使用信号波形1，在通过rach资源子集c发送ra前导码的情况下，使用信号波形2。

<模式3>

也可以组合模式1和模式2。即，将各rach资源子集划分为多个资源，将该多个资源分别与信号波形关联起来。例如，当在存在与bs发送波束a、b、c绑定的rach资源子集a、b、c的情况下，将rach资源子集a划分为资源1和资源2时，如{rach资源子集a，资源1：信号波形1，资源2：信号波形2}那样确定对应关系。关于rach资源子集b、c，也同样进行资源划分和信号波形的关联，但是，资源的划分方法和关联的方法也可以在rach资源子集之间不同。

以上为模式1、模式2、模式3的说明。

关于按照每个信号波形确定前导码索引集的情况，在全体前导码索引(区分前导码的编号)存在0～63这64个的情况下，例如，将0～31这32个前导码索引分配给dft-s-ofdm用，将32～63这32个前导码索引分配给cp-ofdm用。

用户装置10在通过dft-s-ofdm发送ra前导码的情况下，选择索引(index)为0～31这32个前导码中的一个前导码，通过dft-s-ofdm发送该前导码。

用户装置10在通过cp-ofdm发送ra前导码的情况下，选择索引为32～63这32个前导码中的一个前导码，通过cp-ofdm发送该前导码。

如实施例3那样，用户装置10通过根据使用的信号波形而选择ra前导码发送资源和/或ra前导码索引，例如，基站20能够根据ra前导码发送资源和/或ra前导码索引，判别用户装置10所使用的信号波形。

(实施例4)

接着，说明实施例4。实施例4涉及在随机接入过程中，用户装置10接着ra前导码之后通过pusch(physicaluplinksharedchannel：物理上行链路共享信道)发送的数据的信号波形。在基于竞争的随机接入(contentionbasedrandomaccess)的情况下，该数据为消息3(msg3)。此外，在无竞争的随机接入(contentionfreerandomaccess)的情况下，该数据为任意的数据。

例如，作为用于发送上述的数据的信号波形，用户装置10使用用于发送ra前导码的信号波形。“用于发送ra前导码的信号波形”例如为用于初次的ra前导码发送的信号波形。此外，“用于发送ra前导码的信号波形”也可以为在ra前导码发送成功时使用的信号波形。在后者的情况下，例如，初次通过cp-ofdm发送ra前导码失败，通过重发使用dft-s-ofdm发送ra前导码然后成功的情况下，用户装置10使用dft-s-ofdm发送数据。

此外，用户装置10也可以根据通过rar所通知的时间提前(timingadvance)值决定用于发送上述的数据的信号波形。时间提前(timingadvance)值为用于调整用户装置10中的上行链路(uplink)的发送定时的值，也可以将其称作发送定时信息。通常，基站20与用户装置10之间的传播延迟越大(即，基站20与用户装置10之间的距离越大)，通知越大的值作为时间提前(timingadvance)值。

作为一例，如果时间提前(timingadvance)值为预先确定的值x以下，则用户装置10使用cp-ofdm进行数据的发送，如果时间提前(timingadvance)值大于预先确定的值x，则用户装置10使用dft-s-ofdm进行数据的发送。但是，这仅为一例。

上述的x的值可以作为通过规格等所确定的值而由用户装置10和基站20预先保持，也可以从基站20通过广播信息/ss、dci、mac信号或rrc信令向用户装置10指定。x的值也可以通过包含时间提前(timingadvance)值的rar来通知。

图13是根据时间提前(timingadvance)值来决定用于数据发送的信号波形的情况下的时序图。

在步骤s401中，用户装置10发送ra前导码。在步骤s402中，用户装置10从基站20接收包含时间提前(timingadvance)值的rar。该rar中还包含基于pusch的数据发送用的分配资源的信息。

在步骤s403中，用户装置10根据时间提前(timingadvance)值，决定用于数据的发送的信号波形。在步骤s404中，用户装置10使用在步骤s403中所决定的信号波形来发送数据。

另外，基站20也可以根据时间提前(timingadvance)值来决定信号波形，向用户装置10通知所决定的信号波形。

该情况下，基站20根据从用户装置10接收的上行链路(uplink)的信号(例：ra前导码)的接收定时来计算时间提前(timingadvance)值，与上述的用户装置10中的决定方法同样，如果时间提前(timingadvance)值为预先确定的值x以下，则决定使用户装置10使用cp-ofdm，如果时间提前(timingadvance)值大于预先确定的值x，则决定使用户装置10使用dft-s-ofdm。但是，这仅为一例。而且，基站20将所决定的信号波形通知给用户装置10。用于通知的信号例如为rar，但是不限于此。基站20也可以通过广播信息/ss、dci、mac信号或rrc信令向用户装置10通知信号波形。

如实施例4那样，通过根据时间提前(timingadvance)值决定用于数据发送的信号波形，用户装置10能够使用适当的信号波形进行数据发送。另外，实施例4中所说明的基于时间提前(timingadvance)值的信号波形的决定方法也可以应用于不进行ra前导码发送用的信号波形的指定的随机接入过程。

(装置结构)

接着，说明执行目前为止所说明的处理动作的用户装置10和基站20的功能结构例。用户装置10和基站20分别至少包含实施实施例1～4的功能。但是，用户装置10和基站20也可以分别具有实施例1～4中的仅一部分功能。

<用户装置>

图14是示出用户装置10的功能结构的一例的图。如图14所示，用户装置10具有信号发送部101、信号接收部102、设定信息管理部103和ra控制部104。图14所示的功能结构只不过是一例。只要能够执行本实施方式的动作，则功能区分和功能部的名称可以是任意的。

信号发送部101根据发送数据生成发送信号，以无线的方式发送该发送信号。信号接收部102以无线方式接收各种信号，由接收到的物理层的信号取得更高层的信号。

设定信息管理部103存储由信号接收部102从基站20接收到的各种设定信息。此外，设定信息管理部103还存储预先设定的设定信息。设定信息的内容例如为使用的信号波形的信息、实施例2中的n的值、信号波形与资源的对应信息、信号波形与前导码索引的对应信息以及其他参数等。

ra控制部104进行在基本例和实施例1～4中所说明的、用户装置10中的随机接入过程的控制。另外，也可以将ra控制部104中的与信号发送有关的功能部包含在信号发送部101中，将ra控制部104中的与信号接收有关的功能部包含在信号接收部102中。

此外，例如也可以是，信号接收部102构成为从基站20接收对用户装置10用于随机接入前导码的发送的信号波形进行指定的信息，信号发送部101构成为使用通过由信号接收部102接收到的所述信息所指定的所述信号波形来发送随机接入前导码。此外，信号发送部101也可以构成为在进行包含第1次的发送和重发在内的多次的随机接入前导码发送的情况下，使用第1信号波形进行从第1次到第规定次数的随机接入前导码发送，使用第2信号波形进行该第规定次数的下一次及以后的随机访问前导码发送。

此外，信号发送部101也可以构成为使用与使用的信号波形对应的资源来发送随机接入前导码。此外，信号发送部101也可以发送与使用的信号波形对应的索引的随机接入前导码。此外，也可以是，信号接收部102接收包含发送定时信息的随机接入应答，信号发送部101根据所述发送定时信息决定用于发送数据的信号波形。

<基站20>

图15是示出基站20的功能结构的一例的图。如图15所示，基站20具有信号发送部201、信号接收部202、设定信息管理部203和ra控制部204。图15所示的功能结构只不过是一例。只要能够执行本实施方式的动作，功能区分和功能部的名称可以是任意的。

信号发送部201包括生成向用户装置10侧发送的信号并以无线方式发送该信号的功能。信号接收部202包括接收从用户装置10发送的各种信号并从接收到的信号中取得例如更高层的信息的功能。

设定信息管理部203存储预先设定的设定信息和向用户装置10发送的各种设定信息。设定信息的内容例如为各用户装置使用的信号波形的信息、实施例2中的n的值、信号波形与资源的对应信息、信号波形与前导码索引的对应信息以及其他参数等。

ra控制部204进行在基本例、实施例1～4中所说明的、基站20中的随机接入过程的控制。另外，也可以将ra控制部204中的与信号发送有关的功能部包含在信号发送部201中，将ra控制部204中的与信号接收有关的功能部包含在信号接收部202中。

<硬件结构>

用于上述实施方式的说明的框图(图14和图15)示出了以功能为单位的块。这些功能块(构成部)可以通过硬件和/或软件的任意组合来实现。此外，对各功能块的实现手段没有特别限定。即，各功能块可以通过物理地和/或逻辑地结合而成的一个装置来实现，也可以将物理地和/或逻辑地分开的两个以上的装置(例如，通过有线和/或无线)直接连接和/或间接连接，通过这些多个装置来实现。

例如，本发明的一个实施方式的用户装置10、基站20均可以作为进行本实施方式的处理的计算机来发挥功能。图16是示出实施方式的用户装置10和基站20的硬件结构的一例的图。上述用户装置10和基站20可以分别构成为在物理上包含处理器1001、内存(memory)1002、存储器(storage)1003、通信装置1004、输入装置1005、输出装置1006、以及总线1007等的计算机装置。

另外，在下面的说明中，“装置”这一措辞可以替换为“电路”、“设备(device)”、“单元(unit)”等。用户装置10和基站20的硬件结构可以构成为包含1个或多个由图中所示的1001～1006所示的各装置，也可以构成为不包含其中的一部分的装置。

用户装置10和基站20的各功能通过如下方法实现：在处理器1001、内存1002等硬件上读入预定的软件(程序)，从而处理器1001进行运算，并控制通信装置1004的通信、内存1002及存储器1003中的数据的读出和/或写入。

处理器1001例如使操作系统动作并对计算机整体进行控制。处理器1001可以由包含与周边装置的接口、控制装置、运算装置、寄存器等的中央处理装置(cpu：centralprocessingunit)构成。

此外，处理器1001从存储器1003和/或通信装置1004向内存1002读出程序(程序代码)、软件模块或数据，据此执行各种的处理。作为程序，使用了使计算机执行在上述的实施方式中说明的动作中的至少一部分的程序。例如，可以通过存储在内存1002中并通过处理器1001进行动作的控制程序来实现图14所示的用户装置10的信号发送部101、信号接收部102、设定信息管理部103、ra控制部104。此外，可以通过存储在内存1002中并通过处理器1001进行动作的控制程序来实现图15所示的基站20的信号发送部201、信号接收部202、设定信息管理部203、ra控制部204。虽然说明了通过1个处理器1001执行上述各种处理，但也可以通过2个以上的处理器1001同时或依次执行上述各种处理。处理器1001可以通过1个以上的芯片来安装。另外，程序也可以经由电信线路从网络发送。

内存1002是计算机可读的记录介质，例如可以由rom(readonlymemory：只读存储器)、eprom(erasableprogrammablerom：可擦可编程只读存储器)、eeprom(electricallyerasableprogrammablerom：可电擦除可编程只读存储器)、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)等中的至少一方构成。内存1002可以称为寄存器、高速缓冲存储器、主存储器(主存储装置)等。内存1002可以保存能够执行本发明的一个实施方式的处理的程序(程序代码)、软件模块等。

存储器1003是计算机可读的记录介质，例如可以由cd-rom(compactdiscrom)等的光盘、硬盘驱动器、软盘、磁光盘(例如高密度磁盘、数字多功能磁盘、blu-ray(注册商标)盘、智能卡、闪存(例如卡、棒、键驱动(keydrive))、floppy(注册商标)盘、磁条等中的至少一方构成。存储器1003也可以称为辅助存储装置。上述存储介质可以是例如包含内存1002和/或存储器1003的数据库、服务器等其它适当的介质。

通信装置1004是用于经由有线和/或无线网络进行计算机之间的通信的硬件(收发设备)，例如，也可以称为网络设备、网络控制器、网卡、通信模块等。例如，可以通过通信装置1004实现用户装置10的信号发送部101及信号接收部102。此外，可以通过通信装置1004实现基站20的信号发送部201及信号接收部202。

输入装置1005是受理来自外部的输入的输入设备(例如，键盘、鼠标、麦克风、开关、按键、传感器等)。输出装置1006是实施向外部输出的输出设备(例如，显示器、扬声器、led灯等)。另外，输入装置1005和输出装置1006也可以一体构成(例如，触摸面板)。

此外，处理器1001和内存1002等各装置通过用于对信息进行通信的总线1007来连接。总线1007可以通过单一的总线构成，也可以在装置间由不同的总线构成。

此外，用户装置10和基站20可以分别构成为包含微处理器、数字信号处理器(dsp：digitalsignalprocessor)、asic(applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)、pld(programmablelogicdevice：可编程逻辑器件)、fpga(fieldprogrammablegatearray：现场可编程门阵列)等硬件，可以通过该硬件来实现各功能块的一部分或全部。例如，可以通过这些硬件中的至少1个硬件来安装处理器1001。

(实施方式的总结)

如上所说明，根据本实施方式，提供一种无线通信系统中的用户装置，所述无线通信系统具有基站和所述用户装置，其特征在于，所述用户装置具有：接收部，其从所述基站接收对所述用户装置用于随机接入前导码的发送的信号波形进行指定的信息；以及发送部，其使用通过由所述接收部接收到的所述信息指定的所述信号波形来发送随机接入前导码。

根据上述结构，在具有用户装置和基站的无线通信系统中，用户装置能够使用适当的信号波形执行随机接入过程。

可以是，在所述发送部进行包含第1次的发送和重发在内的多次的随机接入前导码发送的情况下，所述发送部使用第1信号波形进行从第1次到第规定次数的随机接入前导码发送，使用第2信号波形进行该第规定次数的下一次及之后的随机接入前导码发送。根据该结构，例如，能够增加随机接入前导码发送成功的可能性。

也可以是，按照每个信号波形确定用于随机接入前导码发送的资源，所述发送部使用与使用的信号波形对应的资源来发送随机接入前导码。此外，也可以是，按照每个信号波形确定随机接入前导码的索引，所述发送部发送与使用的信号波形对应的索引的随机接入前导码。根据这些结构，例如，基站能够根据接收到随机接入前导码的资源和/或随机接入前导码的索引，判别用户装置中发送随机接入前导码所使用的信号波形。

也可以是，所述接收部接收包含发送定时信息的随机接入应答，所述发送部根据所述发送定时信息决定用于数据发送的信号波形。根据该结构，用户装置能够使用适当的信号波形进行数据发送。

此外，根据本实施方式，提供一种无线通信系统中的用户装置，所述无线通信系统具有基站和所述用户装置，其特征在于，所述用户装置具有发送部，所述发送部发送随机接入前导码，在所述发送部进行包含第1次的发送和重发在内的多次的随机接入前导码发送的情况下，所述发送部使用第1信号波形进行从第1次到第规定次数的随机接入前导码发送，使用第2信号波形进行该第规定次数的下一次及之后的随机接入前导码发送。根据该结构，在具有用户装置和基站的无线通信系统中，用户装置能够使用适当的信号波形执行随机接入过程。

此外，根据本实施方式，提供一种无线通信系统中的用户装置，所述无线通信系统具有基站和所述用户装置，其特征在于，所述用户装置具有：发送部，其向所述基站发送随机接入前导码；以及接收部，其从所述基站接收包含发送定时信息的随机接入应答，所述发送部根据所述发送定时信息决定用于数据发送的信号波形。根据该结构，在具有用户装置和基站的无线通信系统中，用户装置能够使用适当的信号波形执行随机接入过程。

(实施方式的补充)

以上说明了本发明的各实施方式，但所公开的发明不限于这样的实施方式，本领域普通技术人员应当理解各种变形例、修正例、代替例、置换例等。为了促进发明的理解而使用具体的数值例进行了说明，但只要没有特别指出，这些数值仅为一例，也可以使用适当的任意值。上述的说明中的项目的区分对于本发明而言并不是本质性的，既可以根据需要组合使用在2个以上的项目中记载的事项，也可以将在某一项目中记载的事项应用于在其它项目中记载的事项(只要不矛盾)。功能框图中的功能部或处理部的边界未必对应于物理性部件的边界。既可以通过物理上的1个部件来执行多个功能部的动作，或者也可以通过物理上的多个部件执行1个功能部的动作。实施方式中所述的处理过程在不矛盾的情况下可以替换处理顺序。为了便于说明，使用功能性的框图说明了用户装置10和基站20，而这样的装置也可以通过硬件、软件或它们的组合来实现。按照本发明的实施方式由用户装置10所具有的处理器进行动作的软件以及按照本发明的实施方式由基站20所具有的处理器进行动作的软件也可以分别被保存于随机存取存储器(ram)、闪速存储器、只读存储器(rom)、eprom、eeprom、寄存器、硬盘(hdd)、可移动盘、cd－rom、数据库、服务器以及其它适当的任意存储介质中。

信息的通知不限于本说明书中说明的形式/实施方式，也可以通过其它方法进行。例如，信息的通知可以通过物理层信令(例如，dci(downlinkcontrolinformation：下行链路控制信息)、uci(uplinkcontrolinformation：上行链路控制信息))、高层信令(例如，rrc(radioresourcecontrol：无线电资源控制)信令、mac信令、广播信息(mib(masterinformationblock，主信息块)、sib(systeminformationblock：系统信息块))、其它信号或这些的组合来实施。此外，rrc消息也可以称为rrc信令，例如，可以是rrc连接建立(rrcconnectionsetup)消息、rrc连接重建(rrcconnectionreconfiguration)消息等。

本说明书中说明的各形态/实施方式也可以应用于lte(longtermevolution，长期演进)、lte-a(lte-advanced)、super3g、imt-advanced、4g、5g、fra(futureradioaccess：未来的无线接入)、w-cdma(注册商标)、gsm(注册商标)、cdma2000、umb(ultramobilebroadband：超移动宽带)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、uwb(ultra-wideband：超宽带)、bluetooth(注册商标)、使用其它适当的系统的系统和/或据此扩展的下一代系统。

对于本说明书中说明的各形态/实施方式的处理过程、时序、流程等，在不矛盾的情况下，可以更换顺序。例如，对于本说明书中说明的方法，通过例示的顺序提示各种各样的步骤的要素，但不限于所提示的特定的顺序。

对于在本说明书中由基站20进行的特定动作，有时根据情景可由其上位节点(uppernode)来进行。在由具有基站20的1个或多个网络节点(networknodes)构成的网络中，对于为了进行与用户装置10的通信而进行的各种各样的动作，可以由基站20和/或基站20以外的其它网络节点(例如，可以考虑mme或s-gw等，但不限于此)来进行，这是显而易见的。上述例示了基站20以外的其它网络节点为1个的情况，但也可以是多个其它网络节点的组合(例如，mme和s-gw)。

本说明书中说明的各形态/实施方式可以单独使用，也可以组合使用，还可以根据执行情况切换使用。

对于用户装置10，本领域技术人员有时也用下述术语来称呼：订户站、移动单元(mobileunit)、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理(useragent)、移动客户端、客户端、或一些其它适当的术语。

对于基站20，本领域技术人员有时也用下述术语来称呼：nb(nodeb)、enb(enhancednodeb)、基站(basestation)、或一些其它适当的术语。

本说明书中使用的“判断(determining)”、“决定(determining)”这样的术语有时也包含多种多样的动作的情况。“判断”、“决定”例如可以包括将进行了判定(judging)、计算(calculating)、算出(computing)、处理(processing)、导出(deriving)、调查(investigating)、搜索(lookingup)(例如，在表格、数据库或其它数据结构中的搜索)、确认(ascertaining)的事项视为“判断”、“决定”的事项等。此外、“判断”、“决定”可以包括将进行了接收(receiving)(例如，接收信息)、发送(transmitting)(例如，发送信息)、输入(input)、输出(output)、接入(accessing)(例如，访问内存中的数据)的事项视为“判断”、“决定”的事项。此外，“判断”、“决定”可以包括将进行了解决(resolving)、选择(selecting)、选定(choosing)、建立(establishing)、比较(comparing)等的事项视为“判断”、“决定”的事项。即，“判断”、“决定”可以视为“判断”、“决定”了任何动作的事项。

本说明书中使用的“根据”这样的记载，除非另有说明，否则不是“仅根据”的意思。换而言之，“根据”这样的记载的意思是“仅根据”和“至少根据”双方。

另外，当在本说明书或者权利要求书中使用“包括(include)”、“包含(including)”、及其变形的术语时，这些术语与“具有(comprising)”同样地意在表示“包括性的”。另外，在本说明书或者权利要求书中使用的术语“或者(or)”意为不是异或。

在本公开的整体中，例如，在通过翻译增加了英语中的a、an以及the这样的冠词的情况下，除非从上下文中明确地表示并非如此，否则这些冠词也可以包括复数个的情况。

以上对本实施方式进行了详细说明，但对本领域技术人员来说，显而易见的是本发明不限于本说明书中说明的实施方式。本发明能够在不脱离通过权利要求书的记载所确定的本发明的主旨和范围内实施为修正和变更形态。因此，本说明书的记载的目的在于例示说明，对本发明不具有任何限制性的意思。

标号说明

10：用户装置；101：信号发送部；102：信号接收部；103：设定信息管理部；104：ra控制部；20：基站；201：信号发送部；202：信号接收部；203：设定信息管理部；204：ra控制部；1001：处理器；1002：内存；1003：存储器；1004：通信装置；1005：输入装置；1006：输出装置。