CN101184333B - 移动通信系统中的随机接入通信方法和移动通信系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明的随机接入通信方法包括移动站在随机接入数据的发送期间向基站发送请求随机接入数据的发送继续的发送继续请求信号，基站在从移动站接收到发送继续请求信号时，根据当前通信状况判断是否许可随机接入数据的发送继续，基站根据是否许可随机接入数据的发送继续向移动站发送发送继续许可信号或发送继续拒绝信号，以及移动站在从基站接收到发送继续许可信号时，继续随机接入数据的发送。

Description

移动通信系统中的随机接入通信方法和移动通信系统

技术领域

本发明涉及用于提高移动通信系统中用于随机接入(random access)通信的无线电信道的利用效率的技术。

背景技术

目前，信息通过诸如蜂窝电话系统之类的移动通信系统发送的方式的主要变化是从语音向分组数据转移。这是因为蜂窝电话具有更高的功能，并且诸如站点浏览、电子邮件、照相机、音乐/视频再现等功能已被陆续添加，从而与这些功能相关联的大量数据通过网络进行发送。

为了将这些分组数据从诸如蜂窝电话之类的移动站发送到基站，许多移动通信系统使用随机接入通信方案。随机接入通信方案适合于不必连续发送信息的通信，例如语音呼叫。

随机接入通信方案在多个移动站之间共享一个由频率、时隙、扩展码等确定的无线电信道(例如，见JP-A-1996-181645、JP-A-1997-200848、JP-A-1998-173584和JP-A-2005-101990)。

因此，为了防止特定的移动站长时间占用无线电信道，当随机接入数据的大小很大时，移动站将数据划分为预定数据长度的多个部分，并在某一间隔后将划分后的随机接入数据发送到基站。

例如，基于W-CDMA(宽带码分多址)方案的移动通信系统具有被称为PRACH(物理随机接入信道)的无线电信道，作为用于随机接入通信的无线电信道。

这里，将参考图1和图2说明相关移动通信系统中的随机接入通信方法。

参考图1和图2，当在步骤801中产生要发送到基站的随机接入数据时，移动站在步骤802中在发送随机接入数据之前将与基站预先安排的发送开始请求信号发送到基站。

当在步骤803中从移动站接收到发送开始请求信号时，基站在步骤804中判断是否许可随机接入数据的发送，并在步骤805和806中根据判断结果向移动站发送发送开始许可信号或发送开始拒绝信号。

当在步骤807中从基站接收到发送开始拒绝信号时(在图1的状况[A]的情形中)，或者当在步骤809中在经过预定时间之后不能从基站接收到发送开始许可信号时，移动站反复地向基站发送发送开始请求信号，直到其可以接收到发送开始许可信号为止。

另一方面，当在步骤808中从基站接收到发送开始许可信号时(在图1的状况[B]的情形中)，移动站在步骤810开始向基站发送预定数据长度的随机接入数据。基站在步骤811中对随机接入数据执行接收处理。

当在步骤812中预定数据长度的随机接入数据的发送完成时，移动站在步骤813中暂时停止发送。在这种情况下，当在步骤814中在移动站中仍然留有某些随机接入数据时，移动站反复地向基站发送发送开始请求信号，直到其可以从基站接收到发送开始许可信号为止。

接着，重复上述处理，并且在步骤815中当不再留有随机接入数据时来自移动站的随机接入数据的发送完成。

在上述随机接入通信方法中，移动站和基站必须在每次移动站向基站发送预定数据长度的随机接入数据时就发送开始的许可或拒绝进行通信。然而，可能存在这样的情况：在这些交换正在执行的同时没有移动站正在发送随机接入数据。

然而，为了在日常情况下高效地发送更大量的分组数据，有必要高效地使用用于随机接入通信的无线电信道并尽可能地减少没有移动站发送数据的时间。此外，移动站还要求尽可能早地发送随机接入数据。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够提高用于随机接入通信的无线电信道的利用效率的移动通信系统中的随机接入通信方法和移动通信系统。

为了实现上述目的，本发明的随机接入通信方法是一种由基站和多个移动站构成的移动通信系统中的随机接入通信方法，所述多个移动站执行与所述基站的随机接入通信，所述方法包括：移动站在随机接入数据的发送期间向基站发送请求随机接入数据的发送继续的发送继续请求信号；当从移动站接收到发送继续请求信号时，基站根据当前通信状况判断是否许可随机接入数据的发送继续；基站根据是否许可随机接入数据的发送继续向移动站发送发送继续许可信号或发送继续拒绝信号；以及当从基站接收到发送继续许可信号时，移动站继续随机接入数据的发送。

为了实现上述目的，本发明的移动通信系统是一种包括基站和多个移动站的移动通信系统，所述多个移动站执行与所述基站的随机接入通信，其中移动站包括用于执行与基站的无线电通信的移动站通信部件以及移动站随机接入控制器，所述移动站随机接入控制器用于在随机接入数据的发送期间控制移动站通信部件向基站发送请求随机接入数据的发送继续的发送继续请求信号，并且当移动站通信部件从基站接收到许可随机接入数据的发送继续的发送继续许可信号时，所述移动站随机接入控制器控制移动站通信部件继续随机接入数据的发送，并且基站包括执行与移动站的无线电通信的基站通信部件以及基站随机接入控制器，所述基站随机接入控制器当基站通信部件从移动站接收到发送继续请求信号时，基于当前通信状况判断是否许可随机接入数据的发送继续，根据是否许可发送继续控制基站通信部件，并向移动站发送发送继续许可信号或发送继续拒绝信号。

本发明的以上和其他的目的、特征和优点将从下面结合附图的描述中变清楚，附图图示了本发明的示例。

附图说明

图1图示了相关移动通信系统中的随机接入通信方法的概况；

图2是图示了相关移动通信系统中的随机接入通信方法的流程的流程图；

图3示出了本发明的移动通信系统的配置；

图4图示了图3所示的移动通信系统中的随机接入通信方法的概况；

图5图示了图3所示的移动通信系统中的随机接入通信方法的概况；

图6是图示了图3所示的移动通信系统中的随机接入通信方法的流程的流程图；

图7是示出了图3所示的基站的配置的框图；以及

图8是示出了图3所示的移动站的配置的框图。

具体实施方式

图3示出了根据本发明示例性实施例的移动通信系统的配置。

参考图3，该示例性实施例的移动通信系统包括基站10和多个移动站20。

图3示出了本发明被应用于基于CDMA方案的一般蜂窝电话系统的示例，但是本发明并不限于蜂窝电话系统。

此外，本发明预先假定移动站20在开始随机接入通信之前已经从基站10接收到包括关于基站10的信息的控制信号。

下文中，将参考图4至图6说明图3中所示的该示例性实施例的移动通信系统中的随机接入通信方法。

参考图4至图6，当在步骤401中产生要发送到基站10的随机接入数据时，移动站20在步骤402中在发送随机接入数据之前将与基站10预先安排的发送开始请求信号发送到基站10。

当在步骤403中从移动站20接收到发送开始请求信号时，基站10在步骤404中判断是否许可随机接入数据的发送，并在步骤405和406中根据判断结果将发送开始许可信号或发送开始拒绝信号发送到移动站20。

当在步骤407中从基站10接收到发送开始拒绝信号时，或者当在步骤409中在经过预定时间之后不能从基站10接收到任何发送开始许可信号时，移动站20反复地向基站10发送发送开始请求信号，直到其可以从基站10接收到发送开始许可信号为止。

另一方面，当在步骤408中从基站10接收到发送开始许可信号时，移动站20在步骤410中开始向基站10发送预定数据长度的随机接入数据。基站10在步骤411中对随机接入数据执行接收处理。

上述处理对于图1和图2中所示的随机接入通信方法来说是公共的。

接着，在步骤412中，移动站20判断即使在当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送已完成之后，在移动站20中是否仍然留有预定数据长度或更长的随机接入数据。当仍然留有预定数据长度或更长的数据时，移动站20在步骤413中在随机接入数据的发送期间将与基站10预先安排的发送继续请求信号发送到基站10。

关于发送发送继续请求信号的方法，可以使用利用用于发送随机接入数据的无线电信道在随机接入数据的某个中间点嵌入发送继续请求信号的方法(图4和图5)，或者使用不同无线电信道的方法(无线电信道由使用的频率或扩展码确定)。

当在步骤414中从移动站20接收到发送继续请求信号时，基站10在步骤415中根据当前通信状况判断是否许可随机接入数据的发送的继续，并在步骤416和417中根据判断结果将发送继续许可信号或发送继续拒绝信号发送到移动站20。

在步骤415的判断中，当前通信状况可以例如利用下面的信息(1)至(3)来判断。然而，并一定总要使用所有的下列信息，可以使用其中的任何一个。

(1)来自另一个移动站20的发送开始请求信号的接收状况

(2)从移动站20接收的随机接入数据的接收质量

(3)迄今为止从移动站20接收的随机接入数据的量

使用(1)的情形假定当在每单位时间内从另一个移动站20接收到发送开始请求信号预定次数或更多次时将不许可发送继续，否则将许可发送继续。

使用(2)的情形假定当从移动站20接收的随机接入数据的错误率达到或超过预定值时接收质量被判断为差并且发送继续将不被许可，否则将许可发送继续。

使用(3)的情形假定当从移动站20接收的随机接入数据的量达到或超过预定数据长度时无线电信道被过度占用并且发送继续将不被许可，否则将许可发送继续。

当在步骤418中从基站10接收到发送继续许可信号时，移动站20在步骤419中即使在当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后也继续向基站10发送预定数据长度的随机接入数据。如果即使在预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后在移动站20中也仍然留有预定数据长度或更长的随机接入数据，则移动站20再一次向基站10发送发送继续请求信号。

另一方面，当在步骤420中从基站10接收到发送继续拒绝信号时(在图4的状况[a]的情形中)，或者当在步骤421中在经过预定时间之后不能从基站10接收到发送继续许可信号时(在图5的状况[b]的情形中)，移动站20在步骤422中在当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后停止随机接入数据的发送。

当在当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后仍然留在移动站20中的随机接入数据小于该预定长度时，移动站20并不向基站10发送任何发送继续请求信号，而是在步骤423中发送所有残留的随机接入数据并完成随机接入数据的发送(在图5的状况[c]的情形中)。

下文中将说明实现上述操作的基站10和移动站20的配置。

图7是示出了图3中所示的基站10的配置的框图。

参考图7，基站10具有天线部件11、无线电调制器12、基带信号处理器13和公共控制器14。此外，基带信号处理器13具有定时相关器15、RAKE接收器16、符号速率信号处理器17、扩展器18和基站随机接入控制器19。

即，基站10具有这样的配置，其中基站随机接入控制器19被添加到基于CDMA方案的一般基站的基本配置。

天线部件11、无线电调制器12、定时相关器15、RAKE接收器16、符号速率信号处理器17和扩展器18构成了执行与移动站20的无线电通信的基站通信部件。

基站随机接入控制器19接收从移动站20发送的发送开始请求信号和发送继续请求信号，并基于各种信息执行发送开始许可信号/发送开始拒绝信号、发送继续许可信号/发送继续拒绝信号的发送控制。

在如上所示配置的基站10中，从移动站20发送的各种类型的信号(发送开始许可信号、发送开始拒绝信号等等)被天线部件11接收，被无线电调制器12解调为基带信号，然后受到定时相关器15的检测处理。当检测到信号时，检测的信息经由RAKE接收器16和符号速率信号处理器17被通知给基站随机接入控制器19。基站随机接入控制器19指示符号速率信号处理器17发送被选择用于发送给移动站20的信号(发送开始许可信号、发送开始拒绝信号、发送继续许可信号和发送继续拒绝信号)。这些信号在符号速率信号处理器17处被转换为构成所关注信号的代码串，在扩展器18处受到扩展处理，在无线电调制器12处受到调制处理，然后被从天线部件11发送到移动站20。

此外，从移动站20发送的随机接入数据在天线部件11处被接收，并在无线电调制器12处被解调为基带信号，然后在定时相关器15处受到检测处理。随机接入数据的路径定时信息在RAKE接收器16中被设置。此后，随机接入数据在RAKE接收器16处受到解扩处理和路径分集接收处理，在符号速率信号处理器17处受到纠错处理和解交织处理等，然后经由公共控制器14被发送到更高层装置。

图8是示出了图3中所示的移动站20的配置的框图。

参考图8，移动站20具有天线部件21、无线电调制器22、基带信号处理器23和公共控制器24。此外，基带信号处理器23具有定时相关器25、RAKE接收器26、符号速率信号处理器27、扩展器28和移动站随机接入控制器29。

即，移动站20具有这样的配置，其中移动站随机接入控制器29被添加到基于CDMA方案的一般移动站的基本配置。

天线部件21、无线电调制器22、定时相关器25、RAKE接收器26、符号速率信号处理器27和扩展器28构成了执行与基站10的无线电通信的移动站通信部件。

移动站随机接入控制器29接收从基站10发送的发送开始许可信号/发送开始拒绝信号以及发送继续许可信号/发送继续拒绝信号，并基于各种信息对发送开始请求信号、发送继续请求信号和随机接入数据执行发送控制。

关于如上所示配置的移动站20，从基站10发送的各种信号(发送开始许可信号、发送开始拒绝信号、发送继续许可信号、发送继续拒绝信号等)在天线部件21处被接收，在无线电调制器22处被解调为基带信号，然后在定时相关器25处受到检测处理。当检测到信号时，检测的信息经由RAKE接收器26和符号速率信号处理器27被通知给移动站随机接入控制器29。移动站随机接入控制器29指示符号速率信号处理器27发送被选择用于发送给基站10的信号(发送开始请求信号、发送继续请求信号等)，并发送经由公共控制器24从更高层处理器接收的随机接入数据。这些信号等在符号速率信号处理器27处被转换为构成所关注信号的代码串，在扩展器28处受到扩展处理，在无线电调制器22处受到调制处理，然后被从天线部件21发送到基站10。

如上所述，根据图1和图2中所示的随机接入通信方法，移动站必须在每次其向基站发送预定数据长度的随机接入数据时与基站交换许可/拒绝发送开始的信号，因此在随机接入数据的发送期间产生了浪费的延迟。

另一方面，根据该示例性实施例，移动站20在随机接入数据的发送期间向基站10发送发送继续请求信号，基站10根据当前通信状况判断是否许可发送继续，当许可发送继续时向移动站20发送发送继续许可信号，并且当从基站10接收到发送继续许可信号时，移动站20继续随机接入数据的发送。

因此，可以根据当前通信状况使得从移动站20发送到基站10的随机接入数据的数据长度可变，从而还可以例如连续地从移动站20向基站10发送随机接入数据。

因此，可以高效地使用无线电信道来进行随机接入，从而最小化在图1和图2所示的移动通信系统中产生的浪费的延迟。

本发明并不限于上述蜂窝电话系统，而是也可适用于基于其他方案的移动通信系统。此外，由于本发明的一个特征在于对随机接入数据的“发送继续”的控制，因此本发明也可适用于这样的通信方案，其中随机接入数据被突然地发送，而不在其前一阶段对“发送开始”进行控制。

尽管已经参考示例性实施例具体图示并描述了本发明，但是本发明并不限于这些示例性实施例。本领域普通技术人员将会理解，可以对其进行各种形式和细节上的变化，而不会脱离由权利要求定义的本发明的精神和范围。

本申请基于并要求2006年11月13日提交的日本专利申请No.2006-306552的优先权，该申请的公开内容通过引用全部结合于此。

Claims (12)

1.一种由基站和多个移动站构成的移动通信系统中的随机接入通信方法，所述多个移动站执行与所述基站的随机接入通信，所述方法包括：

所述移动站在开始预定数据长度的随机接入数据的发送后、在该预定数据长度的随机接入数据的发送期间，在判断即使当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后所述移动站中仍留有预定数据长度或更长的随机接入数据的情况下，向所述基站发送请求继续发送随机接入数据的发送继续请求信号；

当从所述移动站接收到所述发送继续请求信号时，所述基站根据当前通信状况判断是否许可所述移动站继续发送随机接入数据；

所述基站根据是否许可所述移动站继续发送随机接入数据向所述移动站发送发送继续许可信号或发送继续拒绝信号；以及

当从所述基站接收到所述发送继续许可信号时，所述移动站在所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后，继续发送随机接入数据。

2.如权利要求1所述的随机接入通信方法，其中所述发送继续请求信号是利用除了用于发送所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的无线电信道之外的其他无线电信道发送的。

3.如权利要求1所述的随机接入通信方法，其中所述发送继续请求信号是利用用于发送所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的无线电信道通过嵌入在所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的某个中间点而发送的。

4.如权利要求1所述的随机接入通信方法，其中所述当前通信状况是基于发送开始请求信号的接收状况而判断的，所述发送开始请求信号请求从除了发送所述发送继续请求信号的移动站之外的其他移动站开始随机接入数据的发送。

5.如权利要求1所述的随机接入通信方法，其中所述当前通信状况是基于从已发送所述发送继续请求信号的移动站接收的随机接入数据的接收质量而判断的。

6.如权利要求1所述的随机接入通信方法，其中所述当前通信状况是基于从已发送所述发送继续请求信号的移动站接收的随机接入数据的量而判断的。

7.一种移动通信系统，包括：

基站；和

执行与所述基站的随机接入通信的多个移动站；

其中所述移动站包括：

用于执行与所述基站的无线电通信的移动站通信部件；以及

移动站随机接入控制器，所述移动站随机接入控制器用于在所述移动站开始预定数据长度的随机接入数据的发送后、在该预定数据长度的随机接入数据的发送期间、在判断即使当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后所述移动站中仍留有预定数据长度或更长的随机接入数据的情况下，控制所述移动站通信部件向所述基站发送请求继续发送随机接入数据的发送继续请求信号，并且当所述移动站通信部件从所述基站接收到许可继续发送随机接入数据的发送继续许可信号时，在所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的发送完成之后，所述移动站随机接入控制器控制所述移动站通信部件继续发送随机接入数据，并且

所述基站包括：

执行与所述移动站的无线电通信的基站通信部件；以及

基站随机接入控制器，所述基站随机接入控制器当所述基站通信部件从所述移动站接收到所述发送继续请求信号时，基于当前通信状况判断是否许可所述移动站继续发送随机接入数据，根据是否许可所述移动站继续发送来控制所述基站通信部件，并向所述移动站发送发送继续许可信号或发送继续拒绝信号。

8.如权利要求7所述的移动通信系统，其中所述移动站随机接入控制器控制所述移动站通信部件，并利用除了用于发送所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的无线电信道之外的其他无线电信道来发送所述发送继续请求信号。

9.如权利要求7所述的移动通信系统，其中所述移动站随机接入控制器控制所述移动站通信部件，并利用用于发送所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的无线电信道来发送嵌入在所述当前正发送的预定数据长度的随机接入数据的某个中间点的发送继续请求信号。

10.如权利要求7所述的移动通信系统，其中所述基站随机接入控制器基于发送开始请求信号的接收状况来判断所述当前通信状况，所述发送开始请求信号请求从除了发送所述发送继续请求信号的移动站之外的其他移动站开始随机接入数据的发送。

11.如权利要求7所述的移动通信系统，其中所述基站随机接入控制器基于从已发送所述发送继续请求信号的移动站接收的随机接入数据的接收质量来判断所述当前通信状况。

12.如权利要求7所述的移动通信系统，其中所述基站随机接入控制器基于从已发送所述发送继续请求信号的移动站接收的随机接入数据的量来判断所述当前通信状况。

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