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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Vielfachzugriffsverfahren, eine
Mobilstation und eine Basisstation für ein CDMA-Mobilkommunikationssystem
(Vielfachzugriff durch Codetrennung), bei dem mehrere Mobilstationen
auf eine Basisstation zu einem optimalen Zeitpunkt unter Verwendung
eines gemeinsamen Kanals zugreifen.
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Hintergrund
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In
herkömmlichen
Mobilkommunikationssystemen wird eine Paketkommunikation bei der Übertragung von
Steuersignalen und Ähnlichem
verwendet. In dem digitalen Fahrzeugtelefondienststandard (RCRSTD-27C)
in Japan ist es vorgeschrieben, dass, wenn eine Mobilstation ruft,
die Mobilstation ein Rufsignal (Rufpaketsignal) unter Verwendung
eines Zugriffskanals überträgt, der
von sämtlichen
Mobilstationen gemeinsam verwendet werden kann. In einem TDMA-Mobilkommunikationssystem
(Vielfachzugriff durch Zeittrennung) können jedoch in dem Fall, in
dem mehrere Mobilstationen das Rufsignal gleichzeitig übertragen, Rufpakete
in dem gemeinsamen Kanal "kollidieren", was bewirkt, dass
sich die Übertragungseffizienz
verschlechtert.
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Ein ähnliches
Problem bei der Verwendung einer anderen Form von einem zeitbasierten
Vielfachzugriffsprotokoll ist in der Patentveröffentlichung EP-A-0621708 erwähnt. Die
EP-A-0621708 beschreibt ein Mediumzugriffsprotokoll, das eine feste
Rahmenstruktur mit Zeittrennung zwischen einer Basisstation und
fernen Stationen verwendet. Die feste Rahmenstruktur besteht aus
drei Perioden (Kanälen):
Periode A (ausgehender Kanal), Periode B (eingehender Kanal), und
Periode C (Steuerkanal). Gemäß diesem
Protokoll ist es einer fernen Station erlaubt, eine Reservierungsanforderung
an die Basisstation während
der Periode C (d.h. über
den Steuerkanal) unter Verwendung eines Slotted-ALOHA-Protokolls
(ALOHA-Protokoll mit Zeitschlitzen) zu übertragen.
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In
dem Fall eines CDMA-Mobilkommunikationssystems, bei dem jeder Kanal
durch Codes getrennt ist, kann die Basisstation jedoch sämtliche
Rufpakete sogar dann empfangen, wenn mehrere Mobilstationen Rufpakete
gleichzeitig übertragen.
Wenn viele Kanäle
gleichzeitig verwendet werden, erhöht sich jedoch die gegenseitige
Interferenz zwischen den Signalen, so dass die Basisstation nicht
sämtliche
Rufpakete empfangen kann. Dieses Phänomen wird als eine "Kollision" in der folgenden
Beschreibung bezeichnet. Daher verschlechtert sich sogar in dem
Fall der CDMA-Mobilkommunikation,
wenn viele Mobilstationen Rufpakete gleichzeitig übertragen,
die Übertragungseffizienz
aufgrund der Kollision auf dieselbe Weise wie in dem Fall der TDMA-Mobilkommunikationssysteme
(siehe beispielsweise digitales CDMA-Mobilkommunikationsverfahren
(TIA IS-95) in den Vereinigten Staaten). Das Problem ist ebenfalls
in einem Artikel mit dem Titel "A
SPREAD SLOTTED RANDOM ACCESS PROTOCOL WITH MULTI-PRIORITY FOR PERSONAL
AND MOBILE COMMUNICATION NETWORK CARRYING INTEGRATED TRAFFIC (D.
Makrakis et al., Electrical and Computer Engineering, 1995, Montreal,
Kanada, 5.–8.
September 1995, New York, NY, IEEE, Seiten 132–136)" erwähnt.
Makrakis et al. diskutieren zwei Typen von Codebasierten Vielfachzugriffsprotokollen:
ein Spread-Slotted-Aloha-Protokoll
bzw. Slotted-Aloha-Protokoll mit Spreizung und ein Spread-Slotted-Random-Access-Protokoll
bzw. Protokoll mit wahlfreiem Zugriff und Zeitschlitzen und Spreizung
mit Vielfachpriorität.
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Wie
es oben beschrieben ist, können
Paketkollisionen sogar in dem Fall der CDMA-Mobilkommunikationen auftreten, so dass,
wenn die Anzahl der Kanäle,
die in dem gemeinsamen Kanal verwendet werden, eine vorgeschriebenen
Anzahl erreicht, neue Paketübertragungen
warten müssen,
bis die Anzahl der Kanäle, die
verwendet werden, sich verringert, d.h. bis die Übertragung der Pakete von anderen
Mobilstationen beendet ist. Es ist jedoch nicht möglich, dass
die Mobilstationen, die darauf warten, zu übertragen, wissen, wann die Übertragung
von Paketen von anderen Mobilstationen beendet ist, so dass die
wartende Mobilstation entweder erneut versuchen muss, die Rufpakete
in festen Intervallen zu übertragen,
oder ständig
die Bedingung des Kanals beobachten muss. In dem Fall des erneuten
Versuchens der Übertragung
zu festen Intervallen verschlechtert sich jedoch die Übertragungseffizienz
aufgrund der Kollision von Paketen. Außerdem ist es in dem Fall,
in dem die Mobilstation die Bedingung des Kanals beobachtet, notwendig,
dass die Mobilstation ein von den anderen Mobilstatio nen übertragenes
Signal empfängt.
Eine konstante Beobachtung ist jedoch nicht möglich, da andere Mobilstationen
häufig
außerhalb
des Bereiches gelangen. Außerdem
wird der Mobilstation eine beachtliche Last sogar dann auferlegt,
wenn die Mobilstation ständig
die Bedingung des Kanals beobachten kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist dementsprechend eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Vielfachzugriffsverfahren, eine Mobilstation und eine Basisstation
für ein
CDMA-Mobilkommunikationssystem zu schaffen, die in der Lage sind,
die Wahrscheinlichkeit der Paketkollision zu verringern, und die
in der Lage sind, effizient und mit geringer Verzögerung zu
kommunizieren.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Daher
ist es in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem möglich, die Paketgröße, die
durch den Zugriffskanal übertragen
wird, der durch Trennen des gemeinsamen Kanals festgelegt wird,
zu verringern, so dass es möglich
ist, die Wahrscheinlichkeit einer Kollision von Paketen auf dem
Zugriffskanal einzuschränken. Außerdem wird
der Übertragungszeitpunkt
der Daten, die für
eine jeweilige Mobilstation zu übertragen
sind, berichtet, so dass die Kollision von Paketen auf dem Nachrichtenkanal,
der durch Trennen bzw. Unterteilen des gemeinsamen Kanals eingestellt
bzw. festgelegt wird, nicht auftritt. Daher ist es möglich, eine
noch effizientere Paketkommunikation als in dem herkömmlichen
Fall zu realisieren. Außerdem
wird das Auftreten von zu übertragenden
Daten durch den Zugriffskanal an die Basisstation berichtet, so
dass, wenn eine Mobilstation Daten unter Verwendung des Nachrichtenkanals überträgt, die
Basisstation stets den Zustand des Auftretens von zu übertragenden
Daten wissen kann. Daher ist es möglich, den Verkehr effektiv
unter Verwendung der Basisstation zu steuern, um eine effiziente
Paketkommunikation zu realisieren.
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Außerdem wird
in einem Paketkommunikationssystem mit Reservierung (SRMA: Reservierungsvielfachzugriff
mit geteiltem Kanal) unter Verwendung von TDMA, PRMA (Paketreservierungsvielfachzugriff)
oder Ähnlichem,
wenn entweder der Verkehr auf dem Zugriffskanal oder der Verkehr
auf dem Nachrichtenkanal die Kapazitätsgrenze überschreitet, die Kapazität des gesamten
Systems abgesenkt. Dementsprechend sind diese Reservierungssysteme
dahingehend problematisch, dass es, um mit diesen eine ausreichende
Wirkung zu erzielen, notwendig wird, die Einstellungen des Zugriffskanals
und des Nachrichtenkanals entsprechend dem Verkehr zu steuern. Im
Gegensatz dazu besteht bei einem CDMA-Mobilkommunikationssystem,
das diese Erfindung anwendet, kein Problem, wenn der Gesamtverkehr
auf dem Zugriffskanal und dem Nachrichtenkanal geringer als die
Kapazitätsgrenze
ist, da CDMA angewendet wird. Demzufolge ist es möglich, dieselbe
Wirkung zu erhalten, die unter Verwendung eines Reservierungssystems
erhalten wird, und zwar ohne die oben genannte spezielle Steuerung
durchzuführen.
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Außerdem ist
in einem System, das TDMA anwendet, eine strikte Steuerung der Rahmensynchronisation
notwendig. Im Gegensatz dazu muss in einem System, das in dieser
Erfindung CDMA anwendet, eine Steuerung nicht so genau wie in dem
Fall TDMA sein. Daher ist es erfindungsgemäß möglich, ein Kommunikationssystem
zu realisieren, das eine große
Kapazität
und Flexibilität
ohne irgendeine spezielle Steuerung aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der
folgenden Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen ersichtlich,
wobei bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung deutlich gezeigt sind.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das ein strukturelles Beispiel eines CDMA-Mobilkommunikationssystems zeigt,
das ein Vielfachzugriffsverfahren gemäß jeder Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet,
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2 ein
Blockdiagramm, das ein strukturelles Beispiel einer Mobilstation
in 1 zeigt.
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3 eine
konzeptionelle Zeichnung zum Beschreiben des CDMA-Mobilkommunikationsverfahrens,
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4 ein
Zeitdiagramm, das den Betrieb eines CDMA-Mobilkommunikationssystems
zeigt, das das Vielfachzugriffsverfahren gemäß einem Beispiel anwendet,
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5 ein
Zeitdiagramm, das den Betrieb eines CDMA-Mobilkommunikationssystems
zeigt, das das Vielfachzugriffsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet,
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6 ein
Zeitdiagramm, das den Betrieb eines CDMA-Mobilkommunikationssystems
zeigt, das ein modifiziertes Beispiel des Vielfachzugriffsverfahrens
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet,
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7 ein
Zeitdiagramm, das den Betrieb eines CDMA-Mobilkommunikationssystems
zeigt, das das Vielfachzugriffsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet,
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8 einen
Graphen, der die Beziehung zwischen einem Durchsatz und dem ausgeübten Verkehr
(zu betreibender Verkehr) zeigt, bei dem ein Slotted-ALOHA-Verfahren verwendet
wird,
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9 einen
Graphen, der die Beziehung zwischen einem Durchsatz und dem ausgeübten Verkehr zeigt,
bei dem ein ICMA-PE, ein Verfahren eines ICMA, verwendet wird,
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10 ein
Blockdiagramm, das ein strukturelles Beispiel eines CDMA-Mobilkommunikationssystems zeigt,
das das Vielfachzugriffsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet,
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11 ein
konzeptionelles Diagramm, das ein Beispiel einer Umwandlungstabelle
zum Erhalten einer Übertragungswahrscheinlichkeit
P aus Verkehrsinformationen R zeigt, das die Übertragungswahrscheinlichkeitsberechnungsvorrichtung 35 der 10 aufweist,
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12 ein
konzeptionelles Diagramm, das den Übergang von Bedingungen einer
Mobilstation in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem, das in 10 gezeigt
ist, zeigt, und
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13 ein
Blockdiagramm, das ein strukturelles Beispiel eines CDMA-Mobilkommunikationssystems zeigt,
das das Vielfachzugriffsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
folgt eine Erläuterung
eines CDMA-Mobilkommunikationsverfahrens mit Bezug auf 3.
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In
jedem Kanal ch1, ch2 wird ein moduliertes Signal, das einer Phasenmodulation
oder Ähnlichem
unterzogen wurde, erneut an der Sendeseite durch einen Spreizcode
moduliert, der einem jeweiligen Kanal unabhängig zugewiesen wird. Das modulierte
Signal wird dann nach einer Frequenzumwandlung übertragen. Andererseits extrahiert
die Empfangsseite Informationen, die durch einen gewünschten
Kanal übertragen
werden, durch Erfassen der Korrelation zwischen dem empfangenen
Signal und dem Spreizcode, der dem gewünschten Kanal zugewiesen ist,
unter Verwendung eines Standardspreizcodes, der dem Spreizcode entspricht,
der einem jeweiligen Kanal zugewiesen ist.
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Als
der Spreizcode wird beispielsweise ein Code, der eine hohe Orthogonalisierung
zwischen Codes aufweist und der unter Verwendung eines PN-Codes
(Pseudorauschen) in Kombination mit der Walsh-Funktion erhalten
wird, verwendet. Daher ist es möglich, übertragene
Informationen an der Empfangsseite sogar dann genau zu extrahieren,
wenn eine Kommunikation unter Verwendung jedes Kanals ch1, ch2 gleichzeitig durchgeführt wird.
Somit können
die Kanäle
ch1, ch2 sämtliche
Bänder,
die für
die Kommunikation gegeben sind, jeweils zu sämtlichen Zeitpunkten während der
Kommunikation belegen.
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Es
folgt nun eine Erläuterung
der jeweiligen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen.
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Grundlegende
Abschnitte der physikalischen Struktur werden jedoch in jeder Ausführungsform
gemeinsam verwendet, so dass zunächst
eine Erläuterung
der Struktur eines CDMA-Mobilkommunikationssystems mit Bezug auf 1 erfolgt,
die ein Vielfachzugriffsverfahren einer jeden Ausführungsform
anwendet. In der folgenden Beschreibung gibt "Kanal" eine Kommunikationsroute, die durch
einen Code, eine Frequenz oder eine Zeit unterteilt bzw. getrennt
ist, an, und nicht nur eine Kommunikationsroute, die durch eine
Frequenz unterteilt ist.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das ein strukturelles Beispiel eines CDMA-Mobilkommunikationssystems
zeigt, das das Vielfachzugriffsverfahren jeder Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 30 eine Basisstation, die einen Sektor
(Zelle) eines festen Bereiches abdeckt; und die Bezugszeichen 1–4 bezeichnen
Mobilstationen, die in dem Sektor vorhanden sind, der von der Basisstation 30 abgedeckt
wird, wobei jede Mobilstation 1–4 auf die Basisstation 30 zu
einem optimalen Zeitpunkt zugreift. Obwohl in 1 vier
Mobilstationen gezeigt sind, ist die Anzahl der Mobilstationen optional.
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Jedes
Bezugszeichen 10 und 20 bezeichnet einen gemeinsamen
Kanal, der jeweils von jeder Mobilstation 1–4 geteilt
wird. Der gemeinsame Kanal 10 ist ein Umkehrkanal von der
Mobilstationsseite zur Basisstation 30, während der
gemeinsame Kanal 20 ein Sendekanal von der Basisstationsseite 30 zur
Mobilstationsseite 1–4 ist.
Der Umkehrkanal 10 wird in einen Zugriffskanal 10A und
einen Nachrichtenkanal 10B durch jede Mobilstation 1–4 und
Basisstation 30 unterteilt. Unterschiedliche Funktionen
sind jeweils für
jeden Kanal 10A, 10B gegeben. Diese Funktionen
jedes Kanals 10A, 10B werden unten in Verbindung
mit der jeweiligen Ausführungsform
beschrieben.
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In
der Basisstation 30 bezeichnet das Bezugszeichen 31 eine
Sende- und Empfangsvorrichtung, die Signale durch eine Antenne sendet
und empfängt.
Die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 wandelt die Frequenz
des Sendebasisbandsignals mit einem festen Träger um und sendet das Sendebasisbandsignal
durch einen Sendekanal 20. Außerdem wandelt die Sende- und
Empfangsvorrichtung 31 die Frequenz des Emp fangssignals,
das durch den Umkehrkanal 10 empfangen wird, auf der Grundlage
des Trägers
um und gibt das Empfangsbasisbandsignal aus. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet
einen Verkehrsteuerabschnitt, der den Verkehr auf dem Umkehrkanal 10 steuert,
wobei der Verkehrssteuerabschnitt 32 aus einer Speichereinrichtung, einem
Speicher usw. besteht. Der Verkehrssteuerabschnitt 32 überprüft den Zustand
der Verwendung und des Auftretens von Paketen auf dem Nachrichtenkanal 10B auf
der Grundlage des Empfangsbasisbandsignals von der Sende- und Empfangsvorrichtung 31 und
gibt Informationen auf der Grundlage der obengenannten Bedingungen
aus. Es folgt eine Erläuterung
der von dem Verkehrssteuerabschnitt 32 ausgegebenen Informationen in
Verbindung mit jeder Ausführungsform.
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Ein
Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 extrahiert Informationen,
die von der Mobilstation übertragen
werden, durch Erfassen der Korrelation zwischen dem Empfangsbasisbandsignal,
das von der Sende- und Empfangsvorrichtung 31 ausgegeben
wird, und gibt die extrahierten Informationen an die Steuerstation 40 durch
einen anschließenden
Teil wie z. B. einer Multiplex-Vorrichtung oder Ähnlichem (Figur ist weggelassen)
aus. Außerdem
erzeugt der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 ein
Sendebasisbandsignal durch Multiplizieren von Informationen, die
durch die Multiplex-Vorrichtung
zugeführt
werden, mit einem Spreizcode, und gibt das Sendebasisbandsignal
an die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 aus. Der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 positioniert
Informationen, die von dem Verkehrssteuerabschnitt 32 zugeführt werden, an
die feste Bitposition des Sendebasisbandssignals und gibt die Informationen
an die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 aus.
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Es
folgt eine Erläuterung
der Struktur der Mobilstationen 1–4 mit Bezug auf die 2.
In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 51 eine
Sende- und Empfangsvorrichtung, die ein Signal durch eine Antenne
sendet und empfängt.
Die Sende- und Empfangsvorrichtung 51 wandelt die Frequenz
des Sendebasisbandsignals mit einem festen Träger um und sendet das Sendebasisbandsignal
durch die Antenne und den Umkehrkanal 10. Außerdem wandelt
die Sende- und Empfangsvorrichtung 51 die Frequenz eines
empfangenen Signals, das durch den Sendekanal 20 empfangen
wird, auf der Grundlage des Trägers
um und gibt dieses als das Empfangsbasisbandsignal aus.
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Der
Basisbandverarbeitungsabschnitt 53 extrahiert Informationen,
die von der Basisstation 30 übertragen werden, durch Erfassen
der Korrelation zwischen dem Empfangsbasisbandsignal, das von der
Sende- und Empfangsvorrichtung 51 ausgegeben wird, und
dem Spreizcode, und gibt die extrahierten Informationen an einen
anschließenden
Teil wie z. B. eine Sprachcodier-/Decodiervorrichtung oder Ähnliches
(Figur ist weggelassen) aus. Außerdem
erzeugt der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 das
Sendebasisbandsignal durch Multiplizieren von Informationen, die
von der Sprachcodier-/Decodiervorrichtung, etc. zugeführt werden, mit
dem Spreizcode und gibt das Sendebasisbandsignal an die Sende- und
Empfangsvorrichtung 51 aus. Das Bezugszeichen 54 bezeichnet
die Anzeigevorrichtung wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige oder Ähnliches,
und das Bezugszeichen 55 bezeichnet eine Anweisungseingabevorrichtung,
die mit einer Tastatur oder Ähnlichem versehen
ist.
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Der
Steuerabschnitt 52 steuert jeden oben genannten Bestandteil,
und insbesondere steuert er die Sende- und Empfangsvorrichtung 51,
den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 und die Anzeigevorrichtung 54 auf
der Grundlage der Informationen, die von der Anweisungseingabevorrichtung 55 eingegeben
werden, dem voreingestellten Programm und den Informationen, die
von dem Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 extrahiert
werden.
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Die
Basisstation 30 und jede Mobilstation 1–4 besteht
jedoch aus einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einem RAM
(Speicher mit wahlfreiem Zugriff), einem ROM (nur-lesen-Speicher),
einem DSP (digitaler Signalprozessor) und verschiedenen Schnittstellen
und Ähnlichem,
wobei die oben genannten Bestandteile derart realisiert sind, dass
sie gemeinsam mit diesen Abschnitten betrieben werden.
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A. ERSTES BEISPIEL
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Es
folgt eine Erläuterung
des ersten Beispiels mit Bezug auf 4. In 4 gibt
jeder Bereich, der mit einer gestrichelten Linie abgeteilt ist,
einen jeweiligen Kanal an.
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Zum
Realisieren des Betriebs der 4 besteht
ein CDMA-Mobilkommunikationssystem, das das Vielfachzugriffsverfahren
dieses Beispiels verwendet, aus mehreren Nachrichtenkanälen 10B und
weist die unten beschriebenen Funktionen zusätzlich zu den oben genannten
Bestandteilen auf.
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Der
Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation entscheidet, ob die
Größe (Gesamtpaketgröße, die
zu verwenden ist) der Informationen, die zu übertragen sind, gleich oder
kleiner als eine feste Größe ist,
bevor die Informationen übertragen
werden. Wenn die Größe der Informationen
gleich oder kleiner als die feste Größe ist, steuert der Steuerabschnitt 52 jeden
Teil derart, dass die Informationen unter Verwendung des Zugriffskanals 10A alleine übertragen
werden. Die feste Größe kann
auf einen optionalen Wert eingestellt werden. Obwohl es möglich ist,
dass die Basisstation 30 dynamisch die feste Größe entsprechend
dem Zustand der Verwendung des Zugriffskanals 10A und sämtlicher
Nachrichtenkanäle 10B einstellt,
ist in diesem Beispiel die feste Größe ein fester Wert, beispielsweise
die Paketgröße, die
im Voraus vorgeschrieben ist.
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Wenn
andererseits die Informationsgröße nicht
gleich oder kleiner als die feste Größe ist, führt der Steuerabschnitt 52 Informationen
wie z. B. die Größe der zu übertragenen
Informationen zu, um die Übertragung
der Informationen zu reservieren. Der Steuerabschnitt 52 bewirkt
dann, dass der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 und
die Sende- und Empfangsvorrichtung 51 ein Übertragungsanforderungssignal
erzeugen, das die Informationen enthält, und dann das Übertragungsanforderungssignal
an die Basisstation 30 über den
Zugriffskanal 10A ausgeben.
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Der
Verkehrssteuerabschnitt 32 der Basisstation 30 speichert
Informationen, die den Zustand des auftretenden Verkehrs zeigen,
unter Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B (d.h.
sämtliche
Zeitpläne
zum Empfangen von Daten, die durch jeden Nachrichtenkanal 10B übertragen
werden), und überprüft den Zustand
der Verwendung (d.h. die Rate oder die verwendete Menge) sämtlicher
Nachrichtenkanäle 10B von dem
empfangenen Basisbandsignal, das durch jeden Nachrichtenka nal 10B und
der Sende- und Empfangsvorrichtung 31 zugeführt wird.
Wenn außerdem
der Verkehrssteuerabschnitt 32 der Basisstation 30 das
Empfangsbasisbandsignal empfängt,
das ein Signal enthält,
das entsprechend dem Übertragungsanforderungssignal übertragen
wird, entscheidet der Verkehrssteuerabschnitt 32 über einen Übertragungszeitpunkt,
um eine Kollision eines Paketes zu vermeiden, und einen Spreizcode
auf der Grundlage des Zustands des auftretenden Verkehrs und der
Verwendung.
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Die
Verkehrssteuerung 32 führt
Informationen, die den Übertragungszeitpunkt
und den Spreizcode ausdrücken,
dem Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 zu und bewirkt,
dass der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 der Sende-
und Empfangsvorrichtung 31 die Informationen nach dem Orten
der festen Bitposition des Sendebasisbandsignals zuführt.
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Demzufolge
werden der Übertragungszeitpunkt
und der Spreizcode, die von dem Verkehrssteuerabschnitt 32 bestimmt
werden, durch den Sendekanal 20 als ein Übertragungserlaubnissignal
für die
Mobilstation, die das Übertragungsanforderungssignal
sendet, von der Sende- und Empfangsvorrichtung 31 gesendet. Der
Verkehrssteuerabschnitt 32 speichert jedoch die Gesamtpaketgröße, die
Zeitpunktverschiebung (Offset) der Übertragung und die Zeit der
Verschiebungseinstellung derart, dass die Beziehung der Entsprechung
zum Übertragungsanforderungssignal 1 PS1_R
verstanden werden kann.
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Außerdem wandelt
der Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation die Frequenz
des Übertragungserlaubnissignals,
das zu dieser über
den Sendekanal 20 übertragen
wird, um und extrahiert dann den Übertragungszeitpunkt und den
Spreizcode aus dem Basisbandsignal, das durch Umwandeln der Frequenz
erhalten wird. Außerdem
steuert der Steuerabschnitt 52 den Basisbandverarbeitungsabschnitt 53,
um Daten an das Übertragungserlaubnissignal
(d.h. Daten, die dem Übertragungsanforderungssignal
entsprechen) unter Verwendung der Spreizcodes zu dem Übertragungszeitpunkt
zu übertragen.
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Im
Folgenden wird der Betrieb des Mobilkommunikationssystems mit Bezug
auf 4 beschrieben. In 4 überträgt die Mobilstation 1 zunächst das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R an die Basisstation 30 über den Zugriffskanal 10A.
Das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R enthält
Informationen, die die Gesamtpaketgröße der Informationen (Daten
PS1_D), die von der Mobilstation 1 zu übertragen sind, zeigen. Wenn
die Basisstation 30 das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R von der Mobilstation 1 empfängt, liest der Verkehrssteuerabschnitt 32 den
Zustand des Auftretens des Verkehrs unter Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B aus
und überprüft dann
die Verwendungs- bzw. Nutzungsbedingung sämtlicher Nachrichtenkanäle 10B.
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In
dem in 4 gezeigten Beispiel erlaubt die Basisstation 30 unmittelbar
die Übertragung
von Daten PS1_D zu dem Zeitpunkt, zu dem das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R extrahiert wird, da keiner der Nachrichtenkanäle 10B verwendet
wird und kein Zeitplan zum Empfangen von Daten über einen beliebigen Nachrichtenkanal 10B vorhanden
ist. Genauer gesagt stellt der Verkehrssteuerabschnitt 32 den
Versatz bzw. die Verschiebung des Übertragungszeitpunktes auf
Null ein und wählt
einen geeigneten Spreizcode (Spreizcode 1 in 4)
aus, und gibt den geeigneten Spreizcode an den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 aus.
Demzufolge überträgt die Basisstation 30 das Übertragungserlaubnissignal
PS1_A, das Informationen enthält,
die den Übertragungszeitpunkt
und den Spreizcode zeigen, die zu verwenden sind, wenn Daten PS1_D übertragen
werden, an die Mobilstation 1 durch den Sendekanal 20.
Zu diesem Zeitpunkt speichert der Verkehrssteuerabschnitt 32 die
Gesamtpaketgröße, den
Versatz des Übertragungszeitpunktes
und die Zeit der Versatzeinstellung derart, dass die Beziehung der
Entsprechung zum Übertragungsanforderungssignal PS1_R
klar ist.
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Wenn
die Mobilstation 1 das Übertragungserlaubnissignal
PS1_A empfängt,
stellt der Steuerabschnitt 52 der Mobilstation 1 den
angegebenen Spreizcode 1 in dem Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 ein und
wartet auf den Zeitpunkt, der durch den angegebenen Versatz gezeigt
ist. In diesem Fall ist der Versatz gleich Null, so dass der Steuerabschnitt 52 den
Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 anweist, unmittelbar
die Informationen, die zu übertragen
sind, und den Spreizcode 1 miteinander zu multiplizieren.
Als Ergebnis werden Daten PS1_D von der Mobilstation 1 unter
Verwendung des Nachrichtenkanals 10B übertragen und dann von der
Basisstation 30 empfangen.
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Wenn
anschließend
die Mobilstation 2 das Übertragungsanforderungssignal
PS2_R an die Basisstation 30 über den Zugriffskanal 10A überträgt und die
Basisstation 30 das Übertragungsanforderungssignal PS2_R
empfängt,
liest der Verkehrssteuerabschnitt 32 den Zustand des auftretenden
Verkehrs unter Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B aus
und überprüft die Verwendungsbedingung
sämtlicher
Nachrichtenkanäle 10B.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Übertragungsanforderungssignal
PS2_R extrahiert wird, ist nur der Empfang der Daten PS1_D geplant,
und der Ver kehr auf sämtlichen
Nachrichtenkanälen 10B ist
gering. Daher wird der Versatz des Übertragungszeitpunktes gleich
Null. Der Spreizcode 2 jedoch, der derzeitig nicht verwendet
wird und nicht für
die Verwendung geplant ist, wird als Spreizcode ausgewählt, der
zum Übertragungszeitpunkt
der Daten PS2_D verwendet wird. Der anschließende Betrieb, der durchgeführt wird,
ist identisch zu demjenigen, der zum Zeitpunkt der Übertragung
der Daten PS2_D durchgeführt
wird. Die Daten PS2_D, die unter Verwendung des Spreizcodes 2 moduliert
wurden, werden von der Mobilstation 2 durch den Nachrichtenkanal 10B übertragen
und von der Basisstation 30 empfangen.
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Anschließend liest
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Mobilstation 3 das Übertragungsanforderungssignal PS3_R
an die Basisstation 30 durch den Zugriffskanal 10A überträgt und die
Basisstation 30 das obige Übertragungsanforderungssignal
PS3_R empfängt,
der Verkehrssteuerabschnitt 30 den Zustand des Auftretens des
Verkehrs unter Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B aus
und überprüft den Zustand
der Verwendung sämtlicher
Nachrichtenkanäle 10B.
Zu dem Zeitpunkt wird das Übertragungsanforderungssignal PS3_R
extrahiert und die Übertragung
der Daten PS1_D und PS2_D wird initiiert, wobei sich der Verkehr
auf sämtlichen
Nachrichtenkanälen 10B erhöht. Während die
Erhöhung
des Verkehrs nicht so stark ist, dass eine Kollision auftritt, besteht
jedoch die Möglichkeit
einer Interferenz. Daher wird der Versatz bzw. die Verschiebung
des Übertragungszeitpunktes
auf eine Zeitdauer eingestellt, bei der erwartet wird, dass sich
der Verkehr auf dem Nachrichtenkanal 10B verringert haben
wird.
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In
diesem Fall ist die Übertragung
der Daten PS1_D, PS2_D für
das Übertragungsanforderungssignal PS1_R,
PS2_R bereits initialisiert, so dass es klar ist, dass danach eine Übertragung
unter Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B nicht
geplant ist. Außerdem
ist die Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen der Mobilstation
und der Basisstation dieselbe, so dass es möglich ist, den Endzeitpunkt
der Übertragung
der jeweiligen Daten PS1_D, PS2_D auf der Grundlage der derzeitigen
Zeit, der Zeit und dem Übertragungszeitpunkt,
der dem Übertragungsanforderungssignal
PS1_R, PS2_R entspricht, und der Gesamtpaketgröße der jeweiligen Daten PS1_D,
PS2_D, die von dem Übertragungsanforderungssignal
PS1_R, PS2_R übertragen
werden, anzunehmen. Daher entscheidet die Basisstation 30 über den
Versatz des Übertragungszeitpunktes
der Daten PS3_D auf der Grundlage des Endzeitpunktes entweder der
Daten PS1_D oder PS2_D und der derzeitigen Zeit.
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Obwohl
der Verkehrssteuerabschnitt 32 den Versatz nach Berücksichtigung
der Datenfortpflanzungsverzögerungszeit
zwischen der Basisstation 30 und der Mobilstation 3 überarbeiten
kann, muss jedoch in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem die Steuerung
des Übertragungszeitpunktes
nicht so genau wie in dem Fall eines TMDA-Systems erfolgen. Dementsprechend
ist der Betrieb in diesem Beispiel derart vereinfacht, dass der Überarbeitungsbetrieb
weggelassen ist.
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Außerdem werden
in 4 die Spreizcodes 2, 3, die
derzeitig nicht verwendet werden und nicht für die Verwendung geplant sind,
als Spreizcodes ausgewählt,
die während
der Übertragung
der Daten PS3_D verwendet werden. Hieraus ist ersichtlich, dass
dann die Nummer des Kanals, der bei einer einzigen Datenübertragung
verwendet wird, optional ist.
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Danach
wird derselbe Betrieb wie bei der Übertragung der Daten PS1_D
durchgeführt,
wobei Daten PS3_D, die unter Verwendung der Spreizcodes 3, 4 moduliert
wurden, von der Mobilstation 3 durch den Nachrichtenkanal 10B übertragen
und von der Basisstation 30 empfangen werden.
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Wenn
die Mobilstation 4 Informationen überträgt, entscheidet der Steuerabschnitt 52 der
Mobilstation 4, dass die Größe der Informationen, die zu übertragen
sind, kleiner als die feste Größe ist,
und steuert jeden Abschnitt unter Verwendung nur des Zugriffskanals 10A,
um Daten PS4_D zu übertragen.
Demzufolge werden Daten PS4_D durch den Zugriffskanal 10A übertragen
und auf dieselbe Weise wie die Daten PS1_D-PS3_D an der Basisstation 30 empfangen,
um die Kommunikation zu beenden.
-
Wie
oben erwähnt
wird gemäß dem ersten
Beispiel nur das kurze Übertragungsanforderungssignal zum
Reservieren der Datenübertragung
in dem Zugriffskanal 10A über tragen, so dass die Wahrscheinlichkeit einer
Paketkollision im Zugriffskanal 10A auf ein sehr niedriges
Maß beschränkt ist.
Außerdem
wird die Datenübertragung
in jedem Nachrichtenkanal 10B zu dem Übertragungszeitpunkt durchgeführt, der
von der Basisstation 30 bestimmt wird, so dass, wenn der
Entscheidungsalgorithmus für
den Über tragungszeitpunkt
angemessen ist, das Paket nicht in irgendeinem der Nachrichtenkanäle 10B kollidiert.
Daher kann eine Übertragung effizient
durchgeführt
werden.
-
Da
außerdem
das System die Übertragung
der Daten zum Übertragungszeitpunkt
reserviert und den Übertragungszeitpunkt
von der Basisstation 30 an die Mobilstation berichtet,
ist es nicht notwendig, eine Übertragung
von der Basisstation 30 an die Mobilstation erneut zu versuchen,
was es möglich
macht, die Wahrscheinlichkeit einer Paketkollision zu verringern.
-
Außerdem kann
das System in der Basisstation 30 unter Verwendung eines
freien Kanals kommunizieren, und zwar durch Angeben des optimalen
Spreizcodes an die Mobilstation nach dem Bestimmen des optimalen
Spreizcodes, der bei der Datenübertragung
verwendet wird. Als Ergebnis ist es möglich, das Problem zu vermeiden,
bei dem das System lange Zeiten wartet, anstatt die kurzen Informationen
(Daten) zu übertragen,
da sie keine Daten übertragen
kann, da der gewünschte
Spreizcode (Kanal) verwendet wird. Das heißt, es ist möglich, das
Problem der Verzögerung
der Übertragungsverzögerung für eine lange
Zeitdauer unabhängig
von der Paketgröße zu vermeiden.
-
Außerdem ist
es bei der Anwendung dieser Ausführungsform
für ein
CDMA-Mobilkommunikationssystem nicht notwendig, den Übertragungszeitpunkt
im Vergleich zu einem TDMA-System genau zu erhalten, so dass es
möglich
ist, die Struktur der Basisstation zu vereinfachen und die Last
für die
Basisstation zu verringen.
-
Außerdem ist
in dem Fall, in dem die Gesamtpaketgröße der Informationen, die zu übertragen
sind, gering genug ist, das System ausgelegt, dass es die Informationen
(Daten) unter Verwendung des Zugriffskanals 10A überträgt, so dass
es möglich
ist, den Overhead ohne Verlust der oben genannten Vorteile zu beschneiden.
-
B: ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
-
Es
folgt eine Erläuterung
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5. Wie es
aus 5 ersichtlich ist, sind in dieser ersten Ausführungsform
Informationen, die den Spreizcode enthalten, in dem Übertragungsanforderungs signal
enthalten, aber das Übertragungserlaubnissignal
ist nicht enthalten. Dieses kommt daher, dass der Spreizcode unverändert jeder
Mobilstation im Voraus zugewiesen wird, und der Nachrichtenkanal,
der von jeder Mobilstation verwendet wird, wird bestimmt und festgelegt.
Es folgt eine Erläuterung
der Unterschiede der Funktionen im Vergleich zum ersten Beispiel,
die aufgrund der zuvor genannten Unterschiede auftreten.
-
Der
Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation gemäß dieser
ersten Ausführungsform
bestimmt, ob die Größe der Informationen,
die zu übertragen
sind, gleich oder kleiner als eine feste Größe ist, bevor die Informationen übertragen
werden. Wenn die Größe der Informationen
gleich oder kleiner als die feste Größe ist, führt der Steuerabschnitt 52 Informationen,
die die Gesamtpaketgröße der Informationen
und den Spreizcode, der ihm selbst im Voraus als fester Wert zugewiesen
ist, dem Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 zu, um
die Übertragung
von Informationen zu reservieren. Der Steuerabschnitt 52 bewirkt
dann, dass der Basisbandverarbeitungsabschnitt 53 und die
Sende- und Empfangsvorrichtung 51 das Übertragungsanforderungssignal
einschließlich
der Informationen erzeugen, und bewirkt, dass das Anforderungssignal
an die Basisstation durch den Zugriffskanal 10A übertragen
wird.
-
Außerdem speichert
der Verkehrssteuerabschnitt 32 der Basisstation 30 Informationen,
die den Zustand des Auftretens des Verkehrs ausdrücken, unter
Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B mit jedem
Kanal (jeder Spreizcode) und überprüft den Zustand
der Verwendung jedes Nachrichtenkanals 10B mit jedem Kanal
auf der Grundlage des Empfangsbasisbandsignals, das durch jeden
Nachrichtenkanal 10B und der Sende- und Empfangsvorrichtung 31 zugeführt wird.
Wenn der Verkehrssteuerabschnitt 32 das Empfangsbasisbandsignal
für das Übertragungsanforderungssignal
empfängt,
extrahiert er den Spreizcode aus den Informationen, die in dem Übertragungsanforderungssignal
enthalten sind, und bestimmt den Übertragungszeitpunkt, um eine
Kollision von Paketen zu vermeiden, auf der Grundlage des Zustands
des auftretenden Verkehrs und der Verwendung für den Spreizcode (Kanal) zu
diesem Zeitpunkt. Der Verkehrssteuerabschnitt 32 führt dann
Informationen, die den Übertragungszeitpunkt
zeigen, dem Basisbandverarbeitungsabschnitt 33 zu und bewirkt,
dass der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 die Informationen
nach der Ortung der Informationen an der festen Bitposition des Übertragungsbasisbandsignals
ausgibt. Der Verkehrssteuerabschnitt 32 speichert jedoch
die Gesamtpaketgröße, den
Zeitpunktversatz der Übertragung
und die Zeit der Versatzeinstellung derart, dass die Beziehung der
Entsprechung mit dem Spreizcode klar ist.
-
Es
folgt eine Erläuterung
des Betriebs des Mobilkommunikationssystems mit Bezug auf 5 mit
dem Fokus auf den Unterschied des Betriebes gegenüber dem
ersten Beispiel.
-
Zuerst überträgt die Mobilstation 1 ein Übertragungsanforderungssignal
PS1_R zur Basisstation 30 durch den Zugriffskanal 10A.
Das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R enthält
Informationen, die die Gesamtpaketgröße der Daten PS1_D ausdrücken, die
von der Mobilstation 1 übertragen
werden, und den Spreizcode 1, der der Mobilstation 1 im
Voraus als fester Wert zugewiesen ist.
-
Wenn
die Basisstation 30 das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R von der Mobilstation 1 zu diesem Zeitpunkt empfängt, liest
der Verkehrssteuerabschnitt 32 den Zustand des Auftretens
des Verkehrs unter Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B aus
und überprüft den Zustand
der Verwendung sämtlicher
Nachrichtenkanäle 10B.
In dem Beispiel der 5 befindet sich zu dem Zeitpunkt,
zu dem das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R extrahiert wird, der Nachrichtenkanal, der durch den Spreizcode 1 gezeigt ist,
nicht in Verwendung, und es gibt keinen Plan, um Daten durch den
Kanal zu empfangen. Außerdem
besteht keine Interferenz von einem Kanal, der anderen Spreizcodes
entspricht, so dass die Basisstation 30 unmittelbar eine Überragung
der Daten PS1_D erlaubt. Genauer gesagt stellt der Verkehrssteuerabschnitt 32 den
Zeitpunktversatz der Übertragung
auf Null ein und gibt den Versatz an den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 aus.
Als Ergebnis überträgt die Basisstation 30 das Übertragungserlaubnissignal
PS1_A zur Mobilstation 1 durch den Sendekanal 20.
Das Übertragungserlaubnissignal
PS1_A enthält
Informationen, die den Übertragungszeitpunkt,
der zu verwenden ist, wenn Daten PS1_D übertragen werden, ausdrücken. Zu
diesem Zeitpunkt speichert der Verkehrssteuerabschnitt 32 jedoch
die Gesamtpaketgröße, den
Zeitpunktversatz der Übertragung
und die Zeit der Versatzeinstellung derart, dass die Beziehung der
Entsprechend zum Spreizcode klar ist.
-
Wenn
die Mobilstation 1 das Übertragungserlaubnissignal
PS1_A empfängt,
weist der Steuerabschnitt 52 der Mobilstation 1 den
Basisbandverarbeitungsabschnitt 53 an, unmittelbar Informationen,
die zu übertragen
sind, mit dem Spreizcode 1 zu multiplizieren. Als Ergebnis
werden Daten PS1_D von der Mobilstation 1 durch den Nachrichtenkanal 10B übertragen
und dann von der Basisstation 30 empfangen. Danach wird
der Betrieb des Rufens von den Mobilstationen 2–4 auf
dieselbe Weise wie in dem ersten Beispiel durchgeführt.
-
Aus
der obigen Erläuterung
ist ersichtlich, dass gemäß dieser
ersten Ausführungsform
die einzigen Informationen, die von der Basisstation 30 an
die Mobilstation berichtet werden, der Übertragungszeitpunkt ist, so
dass es möglich
ist, die Last für
die Basisstation 30 zu verringern.
-
Es
ist jedoch ebenfalls erlaubt, dass das System mehrere Spreizcodes
einer Mobilstation zuweist, einen Code auswählt, wenn die Informationen übertragen
werden, und dann Informationen, die den ausgewählten Spreizcode ausdrücken, durch
Einschließen
dieser in das Übertragungsanforderungssignal überträgt. In diesem
Fall stellt das System beispielsweise denjenigen Kanal, der durch
einen speziellen Spreizcode ausgedrückt wird, als einen dringenden
Kanal ein. Der dringende Kanal wird als für eine Kommunikation ohne Notfall nicht
zu verwenden eingestellt, d.h. im Allgemeinen, dass wenn der Spreizcode
des dringenden Kanals als bis zum Äußersten nicht in Verwendung
eingestellt wird, ist die Kommunikation in einem Notfall in der
Lage, reibungslos zu funktionieren.
-
(MODIFIKATION DER AUSFÜHRUNGSFORM 1)
-
Es
folgt eine Erläuterung
einer Modifikation der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 6.
Wie es aus 6 ersichtlich ist, gibt es gemäß dieser
Modifikation nur einen Nachrichtenkanal 10B, wobei die
jeweiligen Daten unter Verwendung dieses einen Nachrichtenkanals 10B übertragen
werden. Daher wird gemäß der ersten
Ausführungsform
der Spreizcode, der zum Auswählen
des Nachrichtenkanals verwendet wird, gemäß dieser Ausführungsform
nicht verwendet. Es folgt eine Erläuterung der Funktionsunterschiede,
die aufgrund des zuvor genannten Unterschiedes zwischen der ersten
Ausführungsform
und der Modifikation auftreten.
-
Der
Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation bestimmt, ob die
Größe der Informationen,
die zu übertragen
sind, gleich oder kleiner als die feste Größe ist, bevor die Informationen übertragen
werden. Wenn die Größe der Informationen
gleich oder kleiner als die festen Informationen ist, führt der
Steuerabschnitt 52 Informationen wie z. B. die Gesamtpaketgröße der Informationen
dem Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 zu, um die Übertragung
der Informationen zu reservieren, und bewirkt, dass der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 und
die Sende- und Empfangsvorrichtung 51 das Übertragungsanforderungssignal
einschließlich der
Informationen erzeugen, und bewirkt dann, dass das Übertragungsanforderungssignal
durch den Zugriffskanal 10A übertragen wird.
-
Der
Verkehrssteuerabschnitt 32 der Basisstation 30 speichert
Informationen, die den Zustand des Auftretens des Verkehrs ausdrücken, unter
Verwendung des Nachrichtenkanals 10B und überprüft den Zustand der
Verwendung des Nachrichtenkanals 10B (beispielsweise, ob
der Nachrichtenkanal 10B verwendet wird) anhand des Empfangsbasisbandssignals,
das durch den Nachrichtenkanal 10B und die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 zugeführt wird.
Wenn außerdem
die Basisstation 30 das Empfangsbasisbandsignalempfängt, das
auf das Übertragungsanforderungssignal
antwortet, bestimmt sie den Übertragungszeitpunkt
zur Vermeidung einer Paketkollision auf der Grundlage des Zustands
des auftretenden Verkehrs und der Verwendung zu dem empfangenen
Zeitpunkt und führt
Informationen, die den Übertragungszeitpunkt
zeigen, dem Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 zu.
-
Außerdem extrahiert
der Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation den Übertragungszeitpunkt
aus den Informationen, die von dem Übertragungserlaubnissignal
erhalten werden, das durch den Sendekanal 20 gesendet wird,
und steuert den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53,
um Daten zu dem Übertragungszeitpunkt zu übertragen,
die auf das Übertragungserlaubnissignal
antworten.
-
Es
folgt eine Erläuterung
des Betriebs des Mobilkommunikationssystems mit Bezug auf 6 mit
dem Fokus auf den Unterschied zur ersten Ausführungsform.
-
Zunächst überträgt die Mobilstation 1 das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R an die Basisstation 30 durch den Zugriffskanal 10A.
Das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R enthält
Informationen, die die Gesamtpaketgröße der Informationen (Daten
PS1_D), die von der Mobilstation 1 zu übertragen sind, ausdrücken. Wenn
die Basisstation 30 das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R von der Mobilstation 1 zu diesem Zeitpunkt empfängt, liest
der Verkehrssteuerabschnitt 32 den Zustand des Auftretens
des Verkehrs unter Verwendung des Nachrichtenkanals 10B aus
und überprüft dann
den Zustand der Verwendung des Nachrichtenkanals 10B. In
dem Beispiel der 6 befindet sich zu dem Zeitpunkt,
zu dem das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R extrahiert wird, der Nachrichtenkanal 10B nicht in
Verwendung, und es gibt keinen Plan zum Empfang von Daten durch
den Nachrichtenkanal 10B, so dass die Basisstation 30 unmittelbar
die Übertragung der
Daten PS1_D erlaubt. Zu diesem Zeitpunkt speichert der Verkehrssteuerabschnitt 32 die
Gesamtpaketgröße, den
Versatz des Übertragungszeitpunktes
und die Zeit der Versatzeinstellung.
-
Wenn
die Mobilstation 1 das Übertragungserlaubnissignal
PS1_A empfängt,
weist der Steuerabschnitt 52 der Mobilstation 1 unmittelbar
den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 an, die zu übertragenden
Informationen mit dem Spreizcode 1 zu multiplizieren. Als
Ergebnis werden Daten PS1_D von der Mobilstation 1 unter
Verwendung des Nachrichtenkanals 10B übertragen und dann von der
Basisstation 30 empfangen. Dann wird derselbe Betrieb,
der für
das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R durchgeführt
wird, für
jedes Übertragungsanforderungssignal
PS2_R, PS3_R aufeinanderfolgend wiederholt. Der Versatzzeitpunkt
der Übertragung
für das Übertragungsanforderungssignal
PS2_R drückt
jedoch den Endzeitpunkt der Übertragung
der Daten PS1_D aus. Die Erläuterung
des Betriebs für
das Übertragungsanforderungssignal
PS4_R wird weggelassen, da dieser Betrieb der gleiche wie der Betrieb
des ersten Beispiels und der ersten Ausführungsform ist.
-
Bei
dieser Modifikation ist es möglich,
eine große
Bandbreite für
den Kanal zu übernehmen,
der zur Übertragung
der Daten verwendet wird, so dass es beispielsweise möglich ist,
die Übertragungsgeschwindigkeit
der Daten zu erhöhen.
Wenn die Übertragungsgeschwindigkeit
der Daten sich erhöht;
wird die Zeitdauer von dem Beginn bis zum Ende der Übertragung
kürzer.
Als Ergebnis ist es in dem Fall, in dem die gesamte Paketgröße der jeweiligen
Daten (Informationen) ausreichend klein im Vergleich zum auftretenden
Intervall der jeweiligen Daten ist, wie es anhand des Vergleichs
der 6 und 5 gesehen werden kann, möglich, die Zeitdauer
von dem Beginn der Übertragung
des Übertragungsanforderungssignals
bis zur Beendigung der Übertragung
der Daten zu verkürzen.
-
C. ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
-
Es
folgt eine Beschreibung der zweiten Ausführungsform der Erfindung mit
Bezug auf 7. In der in 7 gezeigten
Ausführungsform
rufen jedoch die Mobilstation 1 und die Mobilstation 2 zum
selben Zeitpunkt, wonach die Basisstationen 3 und 4 aufeinanderfolgend
rufen. Wie es aus der 7 ersichtlich ist, gibt es bei dieser
zweiten Ausführungsform
mehrere Zugriffskanäle 10A,
wobei das System derart eingestellt ist, dass jede Mobilstation
unter Verwendung eines beliebigen Zugriffskanals rufen kann. Es
folgt eine Erläuterung
des Unterschiedes der Funktion, die aufgrund dieses zuvor genannten
Unterschiedes auftritt.
-
Der
Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation bestimmt, ob die
Größe der Informationen,
die zu übertragen
sind, gleich oder kleiner als die feste Größe ist, bevor die Informationen übertragen
werden. Wenn die Größe der Informationen,
die zu übertragen
sind, gleich oder kleiner als die feste Größe ist, führt der Steuerabschnitt 52 Informationen
wie z. B. die Gesamtpaketgröße der Informationen
dem Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 zu, um die Übertragung
der Informationen zu reservieren, und bewirkt, dass der Basisbandverarbeitungsabschnitt 53 und
die Sende- und Empfangsvorrichtung 51 das Übertragungsanforderungssignal einschließlich der
Informationen erzeugen. Außerdem
wählt der
Steuerabschnitt 52 einen Zugriffskanal für die Verwendung
der Übertragung
des Übertragungsanforderungssignals
auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsverteilung, die von der
Basisstation 30 im Voraus berichtet wird, oder der Wahrscheinlichkeitsverteilung, die
im Voraus eingestellt ist, aus und bewirkt dann, dass der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 53 und die
Sende- und Empfangsvorrichtung 51 das Übertragungsanforderungssignal
an die Basisstation 30 durch den ausgewählten Zugriff übertragen.
-
Es
folgt eine Erläuterung
von Beispielen für
die Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Bei diesen Beispielen beträgt die Gesamtwahrscheinlichkeit
für jeden
Kanal gleich 1; p, q und r sind jeweils reelle Zahlen von gleich
oder größer als
Null, aber kleiner als oder gleich 1; und es gilt p+q+r=1. (Erstes
Beispiel)
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des ersten Zugriffskanals: | 1/3 |
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des zweiten Zugriffskanals: | 1/3 |
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des dritten Zugriffskanals: | 1/3 |
(Zweites
Beispiel)
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des ersten Zugriffskanals: | 1/5 |
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des zweiten Zugriffskanals: | 2/5 |
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des dritten Zugriffskanals: | 2/5 |
(Drittes
Beispiel)
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des ersten Zugriffskanals: | p |
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des zweiten Zugriffskanals: | q |
| Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung des dritten Zugriffskanals: | r |
-
In
dem ersten Beispiel der Wahrscheinlichkeitsverteilung ist die Wahrscheinlichkeit
für die
Verwendung eines jeweiligen Zugriffskanals in jeder Mobilstation
dieselbe, und die Kollisionswahrscheinlichkeit der Pakete in jedem
Zugriffskanal beträgt
1/3. In dem zweiten Beispiel der Wahrscheinlichkeitsverteilung bildet jede
Mobilstation eine Gruppe für
jede Dienstklasse (Typ des Vertragsdienstes), und die Wahrscheinlichkeitsverteilung
der Mobilstation wird ausgedrückt,
wenn die unterschiedliche Wahrscheinlichkeitsverteilung der jeweiligen
Gruppe berichtet wird. Für
jede Mobilstation, die zu einer anderen Gruppe als die Gruppen gehört, zu denen
die Mobilstationen, die in dieser Ausführungsform gezeigt sind, gehören, wird
die Wahrscheinlichkeit für die
Verwendung des zweiten und dritten Zugriffskanals niedrig eingestellt
(beispielsweise auf 0). In diesem Fall kann jede Mobilstation, die
zu der Gruppe, die in dem zweiten Beispiel gezeigt ist, gehört, ausschließlich die zweiten
und dritten Zugriffskanäle
verwenden. Wenn daher die Anzahl der Mobilstationen, die zu derselben Gruppe
gehören,
geeig net eingestellt ist, kann jede Mobilstation Dienste empfangen,
bei denen die Kollisionswahrscheinlichkeit von Paketen in dem Zugriffskanal
kleiner als diejenige der Mobilstationen, die zu den anderen Gruppen
gehören,
ist.
-
In
dem dritten Beispiel der Wahrscheinlichkeitsverteilung sind die
Wahrscheinlichkeitsverteilungen änderbar,
d.h. jeder Wert von p, q und r ändert
sich entsprechend verschiedenen Bedingungen. Diese Wahrscheinlichkeitsverteilungen
werden verwendet, wenn eine noch effizientere Kommunikation realisiert
wird, bei der unterschiedliche Charakteristika vorhanden sind, beispielsweise Übertragungsgeschwindigkeit,
Trägerfrequenz,
die zwischen dem ersten, zweiten und dritten Zugriffskanal vorhanden
ist, etc. In diesem Fall wird eine effiziente Kommunikation durch
dynamisches Ändern
der Wahrscheinlichkeitsverteilung entsprechend der Menge an Verkehr
auf jedem Zugriffskanal, der Bedingung der elektrischen Wellen,
der Funktion einer jeweiligen Mobilstation usw. realisiert.
-
Diese
zweite Ausführungsform übernimmt
das erste Beispiel der Wahrscheinlichkeitsverteilung, wobei der
Verkehrssteuerabschnitt 32 der Basisstation 30 jede
Wahrscheinlichkeitsverteilung unter Verwendung jedes Zugriffskanals 10A in
den Mobilstationen 1–4 auf
1/3, 1/3 und 1/3 einstellt und Informationen an den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 ausgibt,
die die Wahrscheinlichkeitsverteilungen ausdrücken. Der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 ortet
die Informationen an der festen Bitposition des Sendekanals 20 und
gibt die Informationen an die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 aus.
Als Ergebnis wird jede Wahrscheinlichkeitsverteilung den Mobilstationen 1–4 jeweils
durch den Sendekanal 20 berichtet.
-
Es
folgt eine Erläuterung
des Betriebs des Mobilkommunikationssystems mit Bezug auf 7 mit
dem Fokus auf den Unterschied zum ersten Beispiel. Dieses Beispiel
nimmt jedoch an, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung (1/3, 1/3,
1/3) für
die Verwendung eines jeweiligen Zugriffskanals 10A von
der Basisstation 30 an die Mobilstationen 1–4 im
Voraus berichtet wird.
-
In
dem oben beschriebenen Zustand überträgt dann,
wenn die Mobilstation 1 das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R an die Basisstation 30 durch den ersten Zugriffskanal 10A überträgt, die
Mobilstation 2 zu demselben Zeitpunkt das Übertra gungsanforderungssignal
PS2_R an die Basisstation 30 durch den zweiten Zugriffskanal 10A.
Die Zugriffskanäle,
die von beiden Mobilstationen verwendet werden, sind auf der Grundlage
der Wahrscheinlichkeitsverteilung, die von der Basisstation 30 berichtet
wird, ausgewählte
Kanäle.
-
In
dem Nachrichtensteuerabschnitt 32 der Basisstation 30 werden
die Übertragungsanforderungssignale
PS1_R und PS2_R extrahiert und in der Reihenfolge verarbeitet mit
der sie ankommen. In 7 werden das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R und das Übertragungsanforderungssignal
PS2_R in dieser Reihenfolge verarbeitet. Genauer gesagt liest zu
dem Zeitpunkt, zu dem das Übertragungsanforderungssignal PS1_R
extrahiert wird, der Verkehrssteuerabschnitt 32 den Zustand
des Auftretens des Verkehrs unter Verwendung eines beliebigen Nachrichtenkanals 10B aus
und überprüft den Zustand
der Verwendung sämtlicher Nachrichtenkanäle 10B.
-
In
der Ausführungsform
der 7 wird zu dem Zeitpunkt, zu dem das Übertragungsanforderungssignal
PS1_R extrahiert wird, der Nachrichtenkanal 10B, der durch
den Spreizcode 1 gezeigt ist, nicht verwendet, und es gibt
keinen Plan zum Empfang von Daten durch diesen Nachrichtenkanal 10B.
Außerdem
besteht keine Interferenz von anderen Kanälen, die anderen Spreizcodes
entsprechen, so dass die Basisstation 30 unmittelbar die Übertragung
der Daten PS1_D erlaubt. Anschließend liest der Verkehrssteuerabschnitt 32 den
Zustand des Auftretens des Verkehrs unter Verwendung eines beliebigen
Nachrichtenkanals 10B durch Antwort auf das Übertragungsanforderungssignal
PS2_R aus und überprüft dann
den Zustand der Verwendung sämtlicher
Nachrichtenkanäle 10B.
In 7 ist zu dem Zeitpunkt, zu dem das Übertragungsanforderungssignal PS2_R
extrahiert wird, nur der Empfang der Daten PS1_D geplant, so dass
der Verkehr auf dem Nachrichtenkanal 10B gering ist. Daher
erlaubt die Basisstation 30 unmittelbar die Übertragung
der Daten PS2_D.
-
Demzufolge
existiert, obwohl die Übertragungserlaubnissignale
PS1_A und PS2_A von der Basisstation 30 an die Mobilstation 1–4 übertragen
werden, nur ein Sendekanal 20, so dass die Übertragungserlaubnissignale
PS1_A und PS2_A in der Reihenfolge übertragen werden. Diese Übertragungserlaubnissignale
beinhalten Informationen, die den Spreizcode, der bei der Datenübertragung
verwendet wird, und den Übertragungszeitpunkt
ausdrücken,
wie in der ersten Ausführungsform.
-
Die
Erläuterung
des Betriebs zur Übertragung
der Daten PS1_D, PS2_D wird hier weggelassen, da dieser Betrieb
derselbe wie derjenige des ersten Beispiels ist.
-
Anschließend übertragen
die Mobilstationen 3, 4 aufeinanderfolgend Übertragungsanforderungssignale
PS3_R, PS4_R unter Verwendung eines Zugriffkanals, der auf der Grundlage
der Wahrscheinlichkeitsverteilung ausgewählt wird, die jeweils von der
Basisstation 30 berichtet wird. Der Betrieb für diese Übertragungsanforderungssignale
PS3_R, PS4_R ist derselbe wie derjenige des ersten Beispiels, so
dass eine Erläuterung
des Betriebes weggelassen wird.
-
Wie
es anhand der vorherigen Erläuterung
ersichtlich ist, gibt es gemäß der zweiten
Ausführungsform mehrere
Zugriffskanäle 10A,
so dass eine Kollision von Paketen sogar dann nicht auftritt, wenn
mehrere Mobilstationen Übertragungsanforderungssignale
gleichzeitig übertragen.
Außerdem
ist, vorausgesetzt, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung für jeden
Zugriffskanal 10A geeignet eingestellt ist, eine noch effizientere Übertragung
möglich.
-
Die
oben genannte zweite Ausführungsform
kann jedoch nur in dem Fall angewendet werden, in dem mehrere Zugriffskanäle eingestellt
werden können.
Daher ist es wie bei dem ersten Beispiel oder der ersten Ausführungsform
in dem Fall, in dem das System nur einen Zugriffskanal aufweist,
unmöglich,
eine ausreichende Effizienz zu erzielen. Das heißt, obwohl viele Vielfachzugriffsverfahren,
die eine Paketkollision vermeiden, wenn nur ein gemeinsamer Kanal
vorhanden ist, bis jetzt vorgeschlagen wurden, war es bisher nicht
möglich,
ausreichende Ergebnisse mit herkömmlichen
Systemen zu erzielen.
-
Im
Folgenden wird ein Beispiel des Slotted-ALOHA-Verfahrens, bei dem
die Mobilstation unmittelbar Pakete, die zu übertragen sind, überträgt, betrachtet.
Gemäß diesem
Verfahren erhöht
sich, wie es anhand der 8 zu sehen ist, der Durchsatz
mit der Erhöhung
des Verkehrs in einem Bereich, in dem der Verkehr auf dem Kanal
gering ist. Wenn ein beachtlicher Verkehr auf dem Kanal vorhanden
ist, verschlechtert sich jedoch die Übertragungseffizienz, da die
Kollisionsfrequenz der Pakete hoch wird. "Zu übertragende
Pakete", auf die hier
Bezug genommen wird, entsprechen hier dem Ü bertragungsanforderungssignal
in den ersten und zweiten Ausführungsformen.
Das heißt,
wenn das Slotted-ALOHA-Verfahren für das erste Beispiel und die
zweite Ausführungsform
angewendet wird, verschlechtert sich die Übertragungseffizienz, wenn
der Verkehr auf dem gemeinsamen Kanal beachtlich hoch ist.
-
Genauer
gesagt berichtet gemäß dem ICMA-Verfahren
(Idle-signal Casting Multiple Access) und dem ISMA-Verfahren (Idle
Signal Multiple Access) die Basisstation ein Leerlaufsignal, wenn
der gemeinsame Kanal nicht verwendet wird, und berichtet ein Belegt-Signal,
wenn der gemeinsame Kanal verwendet wird. Die Mobilstation erkennt
die Bedingung des gemeinsamen Kanals für den Empfang eines Signals,
die von der Basisstation berichtet wird, und wenn der gemeinsame
Kanal belegt ist, wenn zu übertragende
Pakete auftreten, wartet die Mobilstation, bis ein Leerlaufzustand
auftritt und überträgt dann
die Pakete.
-
Durch
die Verwendung des ICMA-Verfahrens und des ISMA-Verfahrens ist es
möglich,
eine Kollision von Paketen im Voraus während der Periode zu vermeiden,
wenn berichtet wird, dass sich der gemeinsame Kanal in Verwendung
befindet. Wenn außerdem
die Mobilstation das Paket nicht unmittelbar überträgt, wenn der gemeinsame Kanal
leer wird, sondern stattdessen eine zufällige Zeitdauer von dem Zeitpunkt
an, zu dem der gemeinsame Kanal leer wird, wartet, bevor das Paket übertragen
wird, oder wenn die Mobilstation eine Wahrscheinlichkeit für die Übertragung
unmittelbar zu dem Zeitpunkt, zu dem der gemeinsame Kanal den Leerlaufzustand
annimmt, im Voraus einstellt, wird es möglich, die Wahrscheinlichkeit
einer Paketkollision unmittelbar nachdem das berichtete Signal sich
von einem Belegt-Signal zu einem Leerlaufsignal ändert, zu verringern.
-
Bei
dem ICMA-Verfahren und dem ISMA-Verfahren ändert die Basisstation jedoch
das berichtete Signal von einem Leerlaufsignal in ein Belegt-Signal
durch Erfassen des ersten Schlitzes des Paketsignals, das von der
Mobilstation übertragen
wird, so dass eine Verzögerung
für die
Zeitdauer auftritt, von der an sich der gemeinsame Kanal tatsächlich in
Verwendung befindet, bis das Belegt-Signal berichtet wird. Während dieser Verzögerungszeit
ist es unmöglich,
die Kollision von Paketen zu vermeiden. Wenn insbesondere die Größe des Pakets,
das von der Mobilstation übertragen
wird, gering ist, wird das Verhältnis
der Verzögerungszeit
zu einer Übertragungszeit
des Paketsignals groß,
so dass es unmöglich
ist, auf effektive Weise eine Paketkollision zu vermeiden.
-
Im
Allgemeinen überträgt die Mobilstation
nur das minimale Signal, um zu versuchen, den Kanal effektiv zu
verwenden. Somit gibt es eine große Anzahl von Fällen, in
denen Pakete, die eine vergleichsweise geringe Größe aufweisen, übertragen
werden. Insbesondere in dem Fall, in dem es möglich ist, Pakete mit nur einem
Schlitz zu übertragen,
besteht kaum eine Verringerung der Möglichkeit einer Paketkollision.
Demzufolge ist die Übertragungseffizienz äquivalent
zu derjenigen des Slotted-ALOHA-Verfahrens.
-
Der
oben genannte Zustand ist in 9 gezeigt,
die die Beziehung zwischen dem ausgeübten Verkehr und einem Durchsatz
in einem ICMA-PE (ICMA mit Teilecho) zeigt. In 9 bezeichnet
td die Nummer des Schlitzes, der aus einem Paket besteht. In dem
Fall, in dem die Paketgröße groß ist, d.h.
in einem Fall, in dem td groß ist,
ist der Durchsatz hoch. Aber, wie es anhand der 9 ersichtlich
ist, ist in dem Fall, in dem td = 1 gilt, d.h. in dem Fall, in dem
Pakete mit nur einem Schlitz übertragen
werden, der Durchsatz äquivalent
zur Übertragungseffizienz
in dem Slotted-ALOHA-Verfahren.
-
Es
folgt eine Erläuterung
der dritten und vierten Ausführungsformen,
bei dem sich der Durchsatz sogar dann nicht verringert, wenn sich
der ausgeübte
Verkehr erhöht
oder die Paketgröße niedrig
wird. In den dritten und vierten Ausführungsformen entspricht jedoch
der "Umkehrkanal", der der gemeinsame
Kanal ist, dem Umkehrkanal in dem ersten Beispiel sowie in den ersten
und zweiten Ausführungsformen.
Der Umkehrkanal ist jedoch nur ein einziger Kanal und wird nicht
in einen Zugriffskanal und einen Nachrichtenkanal unterteilt. Es ist
selbstverständlich
möglich,
die dritten und vierten Ausführungsformen
mit noch größerer Effizienz
als in diesem Fall für
eine Paketkommunikation zu verwenden, bei der Pakete durch den Zugriffskanal,
der durch Unterteilen des Umkehrkanals erhalten wird, übertragen
werden.
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D. DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
folgt eine Erläuterung
der Struktur eines CDMA-Mobilkommunikationssystems, das das Vielfachzugriffsverfahren
der dritten Ausführungsform
verwendet, mit Bezug auf 10. In 10 werden
jedoch dieselben Bezugszeichen für
Teile, die identisch zu denjenigen in 1 sind,
verwendet, wobei eine Erläuterung dieser
weggelassen wird. Aber in 10 ist
nur ein einziger Umkehrkanal 10 vorhanden, der verwendet
wird, ohne dass er unterteilt ist. Außerdem unterscheidet sich der
Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation 1–4 von demjenigen
des ersten Beispiels und der ersten Ausführungsform. Das heißt, der
Steuerabschnitt 52 besteht aus einer Speichereinrichtung
wie z. B. einem Speicher oder Ähnlichem,
die die Übertragungswahrscheinlichkeit,
eine Funktion zum Erneuern der Übertragungswahrscheinlichkeit,
die in der Speichereinrichtung gespeichert ist, und eine Funktion
zum Durchführen
des Übertragungsprozesses
entsprechend der erneuerten Übertragungswahrscheinlichkeit
aufzeichnet bzw. speichert. Wenn Informationen, die zu übertragen
sind, vorhanden sind, weist die Übertragungswahrscheinlichkeit
einen Wert auf, der der mittleren Wartezeit bis zur Initiierung
der Übertragung
der Informationen entspricht. Unmittelbar nach dem Auftreten von
zu übertragenden
Informationen meint die Übertragungswahrscheinlichkeit
die Wahrscheinlichkeit für
die sofortige Übertragung der
Informationen.
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Die
in 10 gezeigte Struktur unterscheidet sich von derjenigen
der 1 darin, dass die Basisstation aus einem Verkehrsmessabschnitt 34 und
einem Wahrscheinlichkeitsberechnungsabschnitt 35 anstelle des
Verkehrssteuerabschnitts 32 besteht. Die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 gibt
das Empfangsbasisbandsignal an den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 und
den Verkehrsmessabschnitt 34 aus. Der Verkehrsmessabschnitt 34 misst
die effektiv empfangene Paketanzahl innerhalb einer Einheitszeit
oder die elektrische Interferenzleistung in dem zugeführten Empfangsbasisbandsignal
und gibt Verkehrsinformationen R, die das Messergebnis zeigen, an
den Übertragungswahrscheinlichkeitsberechnungsabschnitt 35 aus.
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Der Übertragungswahrscheinlichkeitsberechnungsabschnitt 35 berechnet
eine Übertragungswahrscheinlichkeit
P, die den Verkehrsinformationen R (effektive Empfangspaketanzahl)
entspricht, die von dem Verkehrsmessabschnitt 34 ausgegeben
werden, unter Verwendung der in 11 gezeigten
Tabelle und gibt die Übertragungswahrscheinlichkeit
P an den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 aus.
Die Tabelle ist z. B. in einem Speicher gespeichert, der in dem Übertragungswahrscheinlichkeitsberechnungsabschnitt 35 vorgesehen
ist.
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In
der Tabelle gilt Th1 < Th2 < Th3 < Th4 und 1,0 > = P1 > P2 > P3 > P4 > P5 > 0,0. Die Tabelle schreibt vor,
dass, wenn Verkehrsinformationen R (effektive Empfangspaketanzahl)
dem niedrigsten Wert entsprechen und R < Th1 gilt, die Übertragungswahrscheinlichkeit
P (P1) auf 1,0 eingestellt wird, wobei die Wahrscheinlichkeit geringer
wird, wenn die Verkehrsinformationen R größer werden.
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Weiterhin
ortet der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 33 die Übertragungswahrscheinlichkeit
P, die von dem Übertragungswahrscheinlichkeitsberechnungsabschnitt 35 ausgegeben
wird, an einer festen Bitposition des Sendebasisbandsignals und
gibt dann die Übertragungswahrscheinlichkeit
an die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 aus. Der Verkehrssteuerabschnitt 34 und
der Übertragungswahrscheinlichkeitsberechnungsabschnitt 35 werden
jedoch in Synchronisation in festen Intervallen betrieben, so dass
die Übertragungswahrscheinlichkeit
P ebenfalls an die Mobilstationen 1–4 durch den Sendekanal 20 in
einem festen Intervall übertragen
wird.
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Es
folgt eine Erläuterung
des Betriebs dieses Systems im Hinblick auf die Seite der Mobilstation.
Hier wird angenommen, dass jede Mobilstation 1–4 jeweils
eine Wartezeit T speichert, die im Voraus in der Speichereinrichtung
in dem Steuerabschnitt 52 bestimmt wird.
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Die
Mobilstationen 1–4 befinden
sich normalerweise in einem Leerlaufzustand (Zustand S10). Wenn die
Mobilstationen 1–4 ein
Signal einschließlich
einer Übertragungswahrscheinlichkeit
P, die durch den Sendekanal 20 übermittelt werden, empfangen,
beseitigen die Mobilstationen 1–4 die Übertragungswahrscheinlichkeit,
die im Voraus aufgezeichnet bzw. gespeichert wurde, und zeichnen
die Übertragungswahrscheinlichkeit
P einschließlich
des empfangenen Signals (Zustand S11) neu auf und kehren zum Leerlaufzustand
(Zustand S10) zurück.
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Wenn
eine zu übertragende
Information (Paket) erzeugt wird, erzeugen die Mobilstationen 1–4 eine Zufallszahl
RND, die einheitlich innerhalb des Bereiches von Null oder größer bis
1 oder kleiner auftritt (Zustand S30), und vergleichen die Größe der erzeugten
Zufallszahl RND und die Übertragungswahrscheinlichkeit
P (Zustand S40) miteinander. Im Zustand S40 übertragen, wenn RND < P gilt, die Mobilstationen 1–4 Informationen,
die zu übertragen
sind (Zustand S50) und kehren dann zum Leerlauf zustand zurück. Als
Ergebnis werden zu übertragende
Informationen zu einem Zeitpunkt übertragen, der auf einer Übertragungswahrscheinlichkeit
P basiert.
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Wenn
im Gegensatz dazu RND > =
P gilt, übertragen
die Mobilstationen 1–4 die
zu übertragenden
Informationen nicht, sondern warten eine Wartezeitdauer T (Zustand
S60). Die Mobilstationen 1–4 erzeugen dann erneut
eine einheitliche Zufallszahl RND (Zustand S30) nach dem Warten.
Danach wird der zuvor genannte Prozess wiederholt durchgeführt, bis
schließlich
die Beziehung zwischen der Zufallszahl RND und der Übertragungswahrscheinlichkeit
P in einem Zustand S40 RND < P
entspricht. Dann übertragen
die Mobilstationen 1–4 die
zu übertragenden
Informationen (Zustand S50). In dem Fall jedoch, in dem die Mobilstationen 1–4 eine
neue Übertragungswahrscheinlichkeit
P empfangen, während
sie die Wartezeit T warten, erneuern die Mobilstationen 1–4 die Übertragungswahrscheinlichkeit
P auf dieselbe Weise wie bei dem Erneuerungsprozess in dem Leerlaufzustand
(Zustand S70).
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Außerdem ist
im Allgemeinen der Übertragungsprozess
der Pakete im Zustand S50 beendet, nachdem die Mobilstationen 1–4 ein
Empfangsbestätigungssignal
(ACK) von der Basisstation empfangen haben. Wenn die Mobilstationen 1–4 kein
ACK-Signal von der Basisstation empfangen, übertragen sie die Pakete erneut.
Selbstverständlich
wird, wenn die Mobilstationen 1–4 eine Übertragungswahrscheinlichkeit
P während des
Neuübertragungsprozesses
empfangen, die Übertragungswahrscheinlichkeit
P erneuert (Zustand S80).
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Obwohl
die Wartezeit T in dieser Ausführungsform
ein fester Wert ist, kann sie ebenfalls derart beschaffen sein,
dass sie sich zufällig ändert. Genauer
gesagt wird beispielsweise eine maximale Wartezeit Tmax im Voraus
in der Speichereinrichtung des Steuerabschnitts 52 in jeder
Mobilstation 1–4 gespeichert.
Im Zustand S60 erzeugen zunächst
die Mobilstationen 1–4 eine
einheitliche Zufallszahl RND und bestimmen die Wartezeit T auf der
Grundlage von T = Tmax × RND.
Wie oben beschrieben ist es möglich,
die Wahrscheinlichkeit der wiederholten Kollisionen durch zufälliges Ändern der
Wartezeit zu verringern.
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Außerdem ist
es möglich,
die Wartzeit T entsprechend einer vorbestimmten Regel zu ändern. Genauer gesagt
wird beispielsweise eine Liste der Wartezeiten T(1), T(2), ... T(N)
im Voraus in der Speichereinrichtung des Steuerabschnitts 52 in
jeder Mobilstation 1–4 aufgezeichnet.
Während
der ersten Wartezeitdauer warten die Mobilstationen 1–4 eine
Wartezeitdauer T(1). In der n-ten Wartezeitdauer (n < N) wartet die Mobilstation 1–4 die
Wartezeitdauer T(n). Jenseits der N-ten Wartezeitdauer warten die
Mobilstationen 1–4 die
Wartezeitdauer T(N). Außerdem
ist es möglich,
nur die Wartezeit der ersten Wartezeitdauer in der Speichereinrichtung im
Voraus aufzuzeichnen, wobei die Wartezeitdauer der n-ten Zeit (1 < n) die Hälfte der
Wartezeitdauer der n-1-ten
Zeitdauer beträgt.
Außerdem
kann beispielsweise die maximale Wartezeitdauer Tmax regelmäßig geändert werden,
während
sich außerdem
die Wartezeit T innerhalb der maximalen Wartezeitdauer Tmax zufällig ändert.
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Obwohl
es verschiedene Prozeduren zum Ändern
der Wartezeit gibt, ist es grundsätzlich möglich, den Aufbruch der Verzögerungszeit
für jede
Information durch Kürzen
der Wartezeit und Erhöhen
der Anzahl der erneuten Übertragungen
zu verringern.
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Außerdem ist
es möglich,
ebenfalls die Übertragungswahrscheinlichkeit
P durch die zuvor genannten Prozeduren zu ändern. Beispielsweise wird
eine Liste der Übertragungswahrscheinlichkeiten
P(1), P(2), ... P(N) erstellt und in der Speichereinrichtung des
Steuerabschnitts 52 in jeder Mobilstation 1–4 im
Voraus aufgezeichnet. Das erste Mal übertragen die Mobilstationen 1–4 mit
der Übertragungswahrscheinlichkeit
P(1), während
zum n-ten Zeitpunkt die Mobilstationen 1–4 mit
der Übertragungswahrscheinlichkeit
P(n) übertragen. Außerdem ist
es möglich,
ein Verfahren anzuwenden, bei dem eine Regel zum Ändern der Übertragungswahrscheinlichkeit
P im Voraus aufgezeichnet ist. Beispielsweise ist es möglich, eine Übertragungswahrscheinlichkeit
P(n) für
den n-ten Zeitpunkt entsprechend der Formel P(n) = (1 + P(n – 1))/2
durch Aufzeichnen nur der Übertragungswahrscheinlichkeit
P(1) für
das erste Mal im Voraus zu erhalten.
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Obwohl
es verschiedene Prozeduren zum Ändern
der Übertragungswahrscheinlichkeit
gibt, ist es grundsätzlich
möglich,
den Aufbruch der Verzögerungszeit
für jede
Information durch Einstellen einer großen Übertragungswahrscheinlichkeit,
während
die Anzahl der erneuten Übertragungen
verringert wird, zu verringern.
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E. VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
folgt eine Erläuterung
der Struktur eines CDMA-Mobilkommunikationssystems, das das Vielfachzugriffsverfahren
der vierten Ausführungsform
verwendet, mit Bezug auf die 13. In 13 werden
jedoch dieselben Bezugszeichen für
Abschnitte verwendet, die identisch zu denjenigen der 1 sind,
wobei eine Erläuterung
dieser weggelassen ist. Die in 13 gezeigte
Struktur unterscheidet sich von derjenigen der
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13 darin,
dass die Informationen, die von der Basisstation 30 an
jede Mobilstation 1–4 berichtet werden,
keine Übertragungswahrscheinlichkeiten
P, sondern Verkehrsinformationen R sind, wobei jede Mobilstation 1–4 die Übertragungswahrscheinlichkeit
P auf der Grundlage der Verkehrsinformationen R, die von der Basisstation 30 berichtet
werden, bestimmt.
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Daher
besteht die Basisstation 30 nicht aus dem Übertragungswahrscheinlichkeitsberechnungsabschnitt 33 und
ist aufgebaut, Verkehrsinformationen R direkt von dem Verkehrsmessabschnitt 34 an
den Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 36 auszugeben.
Außerdem
ortet der Basisbandsignalverarbeitungsabschnitt 36 die
Verkehrsinformationen R, die von dem Verkehrsmessabschnitt 32 ausgegeben
werden, an einer festen Bitposition des Übertragungsbasisbandsignals
an und gibt dann diese an die Sende- und Empfangsvorrichtung 31 aus.
Andererseits zeichnet der Steuerabschnitt 52 jeder Mobilstation 1–4 dieselbe
Tabelle wie diejenige in 11 gezeigte
im Voraus auf und extrahiert Verkehrsinformationen R aus einem berichteten
Signal. Außerdem
erhält
der Steuerabschnitt 52 eine Übertragungswahrscheinlichkeit
P aus den Verkehrsinformationen R unter Verwendung der Tabelle und
erneuert die Übertragungswahrscheinlichkeit
P, die im Voraus aufgezeichnet wurde. Das heißt, diese vierte Ausführungsform
unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform darin, dass jede
Mobilstation 1–4 unabhängig eine Übertragungswahrscheinlichkeit
P erhält,
und diese nicht von der Basisstation 30 erhält. Daher
sind, wenn der Betrieb dieses Systems im Hinblick auf die Mobilstation
betrachtet wird, Prozeduren hinzugefügt, um die Übertragungswahrscheinlichkeit
P unter Verwendung der Tabelle in den Zuständen S20, S70 und S80 der 12 zu
erhalten. Diese Prozeduren bilden die einzigen Unterschiede dieser
Ausführungsform
zu der dritten Ausführungsform.
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Gemäß der vierten
Ausführungsform
ist es möglich,
die Übertragungswahrscheinlichkeit
jeder Mobilstation zu ändern.
Als Ergebnis ist es möglich,
eine Priorität
für den
Zugriff auf jede Mobilstation hinzuzufügen. Außerdem ist es sogar in dem
Fall, in dem ein neuer Algorithmus zum Bestimmen der Übertragungswahrscheinlichkeit
entwickelt wird, möglich,
den neuen Algorithmus auf nur die neu hergestellte Mobilstation
anzuwenden, ohne die Struktur der Basisstation zu ändern. Daher
ist es möglich,
das Verkehrssteuerverfahren des gesamten Systems zu ändern, ohne
die Zuverlässigkeit
der Kommunikationen der vorhanden Mobilstation zu beeinträchtigen.
Wie es anhand der obigen Erläuterung
verdeutlicht ist, ist es durch Durchführen der Steuerung zum Erhöhen der Übertragungswahrscheinlichkeit,
wenn der Verkehr gering ist, oder durch Durchführen der Steuerung zum Verringern
der Übertragungswahrscheinlichkeit,
wenn der Verkehr beachtlich groß ist, möglich, eine
hohen Durchsatz aufrechtzuerhalten, und die Wahrscheinlichkeit,
dass die Kollision von Paketen auftritt, zu verringern. Als Ergebnis
ist es möglich,
eine Verschlechterung des Durchsatzes zu verhindern, wenn sich der
ausgeübte
Verkehr erhöht.
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Außerdem können das
Verfahren der dritten und vierten Ausführungsform und das Verfahren
des ersten Beispiels und der ersten und zweiten Ausführungsform
optional kombiniert werden. Insbesondere ist die Paketgröße auf dem
Zugriffskanal notwendigerweise gering, so dass es durch Anwenden
des Verfahrens der dritten und vierten Ausführungsform möglich ist,
eine Übertragungseffizienz
des Paketes im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren beachtlich
zu verbessern.
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Diese
Erfindung kann auf andere Weisen ausgeführt und praktiziert werden.
Daher sind die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
nur beispielhaft und nicht einschränkend, wobei der Bereich der Erfindung
durch die zugehörigen
Ansprüche
angegeben ist und sämtliche
Variationen, die innerhalb der Bedeutung der Ansprüche liegen,
hiervon umfasst sind.