JP2002528997A - 無線通信システム - Google Patents

無線通信システム

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Abstract

(57)【要約】 無線通信システムを動作させる本方法は、二次側局が一次側局に対してメッセージを送信するのを可能にするためにランダムアクセスチャンネルを使用する。上記二次側局は上記一次側局に対してプリアンブル（102）を送信する。該プリアンブルの成功裏の受信の後、上記一次側局は、上記二次側局に対して、その送信機の出力電力を調整するよう指示する電力制御情報を含むような制御チャンネル（502）を送信する。この方法は、上記二次側局が、上記一次側局によりメッセージ（104）が成功裏に受信されるのに充分な電力で送信を行い、その際、該送信により発生される干渉が最小化されるのを保証する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ランダムアクセスチャンネルを有する無線通信システムを動作させ
る方法に関する。更に、本発明は、上記のようなシステム、並びに斯かるシステ
ムに使用する一次側及び二次側局にも関する。本明細書は、出現中の国際移動体
通信システム（ＵＭＴＳ：Universal Mobile Telecommunication System）に特
に関連してシステムを説明するが、斯かる技術は他の移動体無線システムにも等
しく適用可能であると理解されたい。
【０００２】
【背景技術】
ランダムアクセスチャンネルは、無線通信システムの通常の構成要素であり、
移動局（ＭＳ）が基地局（ＢＳ）に対して短いメッセージを送るのを可能にする
。用途は、ＭＳが電源オンされた場合のＢＳへの通知、ＭＳが通話に関わってい
ない場合のＢＳへのデータパケットの送付、及びＢＳに対するＭＳが使用する資
源を割り付けることの要求を含む。
【０００３】 ランダムアクセスチャンネルの実施化に関する種々の方法が提案されている。
ＵＭＴＳ（広帯域符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）周波数分割二重モードにお
ける）での使用に関する一例が、図２に示されている。ＭＳは、メッセージパケ
ット（ＭＳＧ）104が後続するプリアンブル（Ｐ）102を送信することによりアッ
プリンクチャンネルにアクセスする。ＢＳは、上記プリアンブル102が受信され
た場合に、上記メッセージパケット104の処理を開始することができる。一旦メ
ッセージ104を受信すると、該ＢＳはダウンリンクチャンネル上に肯定応答（Ａ
ＣＫ）106を送出して、メッセージ104が正しく受信され復号されたことを上記Ｍ
Ｓに示す。典型的には、プリアンブルは１ms持続し、これには0.25msの時間間隔
、次いで１０msのメッセージ104が後続する。
【０００４】 この方法の問題は、如何なる電力制御も無いことである。理想的には、ＭＳの
送信電力は、プリアンブル102及びメッセージ104が該メッセージ104の正しい復
号に必要とされる電力レベルにおいてＢＳにより受信されるように、選定される
べきである。ＭＳが高過ぎる電力レベルで送信すると、その信号がＢＳにおいて
受信される他の信号を圧倒してしまう可能性があり、一方、低過ぎる電力レベル
で送信すると、その信号はＢＳによっては全く受信されなくなる可能性がある。
【０００５】 ここで、ＭＳはダウンリンクチャンネルを介してＢＳから受信される電力を測
定し、この測定値を用いてアップリンクにおける経路損失を推定することにより
、送信する電力を決定するとする。しかしながら、このような方法は非常に信頼
性がない。２つの問題は、ＢＳにおける必要とされる受信電力は一定ではなく無
線チャンネルの条件及びＭＳの速度に従い変化する点、及びアップリンク及びダ
ウンリンクチャンネルは必ずしも相互的なものではない点にある。
【０００６】 ＢＳによりメッセージ104が正しく受信されない場合は、なんの肯定応答106も
送信されない。ＭＳは、肯定応答106が無いことから、そのアクセス試行が失敗
したと判断し、或るバックオフ（back-off）期間待った後、試行を繰り返す。こ
の方法は、数度の再送信が必要となる可能性があり、大幅は遅れの可能性を引き
起こすという欠点を有する。
【０００７】 改善された方法が図３に示されている。ＭＳは、先ず、低減された電力レベル
でプリアンブル102を送信する。ＢＳが該プリアンブルを正しく受信し且つ復号
した場合は、該ＢＳはプリアンブルの肯定応答（Ａ）204を送信する。図３に示
す例では、最初のプリアンブルが送信された後、割り当てられたスロット202（
典型的には、１msの長さとすることができる）内で肯定応答が返送されていない
。したがって、ＭＳは、より高い電力レベルで他のプリアンブル102を送信する
。ここでも、スロット202内で肯定応答が受信されないので、ＭＳは更に高い電
力で他のプリアンブル102を送信する。このプリアンブルはＢＳにより受信され
且つ復号され、該ＢＳは肯定応答204を送信する。これを受信すると、ＭＳはメ
ッセージ104を送信することができる。
【０００８】 しかしながら、この改善された方法も依然としてメッセージ104に対しては閉
ループ電力制御を提供しておらず、これは、通常のデータ伝送よりも高いEb/No
（ビット当たりエネルギ／ノイズ密度）を必要とするであろうことを意味する。
かくして、ＭＳは平均して一層大きな送信機電力を使用する必要があり、通常よ
りも多い干渉を生じ、システムのアップリンク能力が浪費されることになる。
【０００９】
【発明の開示】
本発明の一つの目的は、ランダムアクセスチャンネル用の閉ループ電力制御を
提供することにある。
【００１０】 本発明の第１の特徴によれば、二次側局が一次側局に対してメッセージを送信
するのを可能にするランダムアクセスチャンネルを有するような無線通信システ
ムを動作させる方法であって、前記二次側局が署名を用いて符号化されたプリア
ンブルを前記一次側局に対して前記ランダムアクセスチャンネル上に送信すると
共に、次いで前記メッセージを送信するようなステップを有する方法において、
前記一次側局が前記プリアンブルの成功裏の受信の後に電力制御情報を含む制御
チャンネルを送信するステップと、これに応答して前記二次側局が自局の送信機
の出力電力を調整するステップとを有していることを特徴とする方法が提供され
る。
【００１１】 本発明の第２の特徴によれば、一次側局と二次側局と前記二次側局から前記一
次側局へメッセージを送信するためのランダムアクセスチャンネルとを有し、前
記二次側局が前記ランダムアクセスチャンネル上へ署名を用いて符号化されたプ
リアンブルを送信する手段を有するような無線通信システムにおいて、前記一次
側局は前記プリアンブルの成功裏の受信の後に電力制御情報を含む制御チャンネ
ルを送信する手段を有し、前記二次側局は前記制御チャンネルの受信に応答して
自局の送信機の出力電力を調整する手段を有していることを特徴とする無線通信
システムが提供される。
【００１２】 本発明の第３の特徴によれば、無線通信システムに使用する一次側局であって
、該システムは二次側局から前記一次側局へのメッセージの送信のためのランダ
ムアクセスチャンネルを有し、前記一次側局が前記二次側局により送信された前
記ランダムアクセスチャンネル上の署名を用いて符号化されたプリアンブルを受
信する手段と、前記二次側局から受信された伝送の電力を決定する手段とを有す
るような一次側局において、前記プリアンブルの成功裏の受信の後に制御チャン
ネルを送信する手段が設けられ、該制御チャンネルは前記二次側局が自局の送信
機の出力電力を変化させるための電力制御情報を含んでいることを特徴とするよ
うな一次側局が提供される。
【００１３】 本発明の第４の特徴によれば、無線通信システムに使用する二次側局であって
、該システムは一次側局へのメッセージの送信のためのランダムアクセスチャン
ネルを有し、前記二次側局が前記ランダムアクセスチャンネル上へ署名を用いて
符号化されたプリアンブルを送信する手段を有するような二次側局において、前
記二次側局は、前記一次側局により送信された制御チャンネルの受信に応答して
自局の送信機の出力電力を調整する手段を有していることを特徴とするような二
次側局が提供される。
【００１４】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して、例示として、説明する。尚、各
図において同一の符号は対応する特徴部を示すために使用されている。
【００１５】 図１に示すシステムは、一次側局（ＢＳ）５０と、複数の二次側局（ＭＳ）６
０とを有している。ＢＳ５０は、マイクロコントローラ（μＣ）５２と、無線伝
送手段５６に接続された送受信機手段５４と、ＰＳＴＮ又は専用ネットワークに
接続するための接続手段５８とを有している。各ＭＳ６０は、マイクロコントロ
ーラ（μＣ）６２と、無線伝送手段６６に接続された送受信機手段６４と、送信
される電力レベルを変化させる電力制御手段６８とを有している。ＢＳ５０から
ＭＳ６０への通信はダウンリンクチャンネル７２上でなされ、一方、ＭＳ６０か
らＢＳ５０への通信はアップリンクチャンネル７４上でなされる。
【００１６】 本発明の適用の一例として使用されるＵＭＴＳシステムは、基地及び移動局に
対する伝送チャンネルの割り当てに関してＣＤＭＡシステムを使用する。ダウン
リンクチャンネル７２上では、異なるユーザのための伝送を分離するために多数
のチャンネル化コードが使用され、送信するＢＳ５０を区別するために追加のス
クランブルコードが適用される。したがって、自局用のメッセージを復号するた
めにＭＳ６０は、当該データを送っているＢＳ５０用のコードと、そのチャンネ
ル用のコードとの両方を知る必要がある。
【００１７】 同様に、アップリンク７４上では、ＭＳ６０が送信しようとするチャンネルを
選択するためにチャンネル化コードが使用され、当該ＭＳ６０に固有のスクラン
ブルコードが使用される。プリアンブルの間に、ＭＳ６０は、ランダムに選択さ
れた固有のコード系列であるような署名を送信する。
【００１８】 本発明の基本的な実施化が、図４に図示されている。ＭＳ６０は、メッセージ
パケット104が後続するプリアンブル102を送出することにより、図２に示したの
と同様な方法でアップリンクチャンネル７４にアクセスする。メッセージ104は
、固定長を有するものと規定することもでき、可変長の場合は、長さ指示情報を
含むことができる。ＢＳ５０が上記プリアンブル102を検出すると、該ＢＳはダ
ウンリンクチャンネル７２上に物理的制御チャンネル（ＰＣＣＨ）302を送信す
る。該ＰＣＣＨは、上記ＭＳ６０に対して該ＭＳが送信電力レベルを上昇すべき
か又は低下すべきかを示すための電力制御情報を含み、上記メッセージ104の持
続期間の間継続する。
【００１９】 制御チャンネル302に使用されるチャンネル化コードは、上記電力制御情報を
復号することができるように上記ＭＳ６０により事前に知られていなければなら
ないので、該コードは事前割り当てされる必要がある。該コードは、更に、異な
る移動体からの要求に応じてのダウンリンクチャンネル７２上での競合を最小に
するために、上記プリアンブルの署名に対して固有のものであるべきである。該
事前割り当ては、コードの不足に繋がる可能性がある。
【００２０】 この問題に対する解決策は、主ダウンリンク伝送に使用されるものとは異なる
スクランブルコードを制御チャンネル302に使用することである。ＢＳ５０によ
る斯かる二次スクランブルコードの使用は、システムの能力には無視することが
できる程度の影響しか有さない。何故なら、ビットレート及びデューティサイク
ルは共に低いであろうからである。
【００２１】 上記プリアンブルとメッセージとの間の時間間隔は、制御チャンネル302がメ
ッセージ104の開始時に又は開始前に確立され、これにより該メッセージがエラ
ー無しで受信される機会を最大化するのを保証するために、充分に長くなければ
ならない。この時間は、ＢＳ５０の処理時間及び伝搬遅延を見越したものとする
。例えば、約３８km（典型的な２kmよりも大幅に大きい）までの半径のセルでの
使用を可能にするためには、上記間隔は少なくとも２５０μｓでなければならな
い。
【００２２】 電力制御情報をアップリンク伝送（既にＰＣＣＨを有する）に加えることも可
能であろう。これは、ダウンリンク制御チャンネル302の電力制御を可能にする
であろう。もっとも、実際には、これはビットレートが低いので必要ではなさそ
うである。
【００２３】 プリアンブルの電力傾斜化を採用するシステムでの使用に関する他の実施化例
が、図５に示されている。この方法は、メッセージ104の初期電力レベルが、そ
のレベルが制御チャンネル302内の電力制御情報に応答して調整され得る前に略
正しくなるという利点を有している。ＢＳ５０によるプリアンブル102の正しい
受信を確認するという主たる機能と同様に、肯定応答204は、当該システムがビ
ジー状態である又はアクセスが拒否されたことを示すような他の機能を果たすこ
ともできる。
【００２４】 図６は、この方法の変形例を図示し、該変形例においては肯定応答機能と電力
制御機能とが単一制御チャンネル502に合成されている。このようなシステムに
おいては、制御チャンネル502の開始は、ＢＳ５０によるプリアンブル102の受信
を示すことになるであろう。この場合、制御チャンネル502の中断は、アップリ
ンク伝送が崩れてしまったことを示すために使用することができ、ＭＳ６０が再
送を試みる前に当該メッセージ104の送信を終了するのを可能にする。アップリ
ンク伝送の崩れを示す斯様な方法は、上述した何れの他の方法からも独立に又は
、それらとの組み合わせで使用することもできる。
【００２５】 本開示を読むことにより、当業者にとっては他の変形例が明らかとなるであろ
う。このような変形例は、無線通信システム及びそれらの構成部品において既知
であり、且つ、ここで既述した特徴の代わりに又は加えて使用することができる
ような他の特徴を含むことができる。
【００２６】 本明細書及び特許請求の範囲において、単数で記載された構成要素は複数の斯
かる構成要件の存在を除外するものではない。更に、“有する”なる用語は、掲
載されたもの以外の構成要素又はステップの存在を除外するものではない。
【００２７】 本発明は、例えばＵＭＴＳのような無線通信システムの分野に適用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による無線通信システムのブロック図である。
【図２】 図２は、前述した、電力制御の無い基本的ランダムアクセスチャンネル方法を
図示する。
【図３】 図３は、前述した、プリアンブル電力の傾斜化及び高速肯定応答を伴うランダ
ムアクセスチャンネル方法を図示する。
【図４】 図４は、本発明による電力制御を有する基本的ランダムアクセスチャンネル方
法を図示する。
【図５】 図５は、本発明による電力制御を有するプリアンブル電力傾斜を伴うランダム
アクセスチャンネル方法を図示する。
【図６】 図６は、本発明による肯定応答及び電力制御を有するプリアンブル電力傾斜を
伴うランダムアクセスチャンネル方法を図示する。
【符号の説明】
５０…一次側局（基地局） ６０…二次側局（移動局） １０２…プリアンブル １０４…メッセージ １０６…肯定応答 ３０２、５０２…制御チャンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １， 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ Ｆターム(参考） 5K060 BB05 CC04 CC12 DD04 LL01 LL25 5K067 AA03 CC10 EE02 EE10 GG01 GG08 GG11 HH21

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二次側局が一次側局に対してメッセージを送信するのを可能
    にするランダムアクセスチャンネルを有するような無線通信システムを動作させ
    る方法であって、前記二次側局が署名を用いて符号化されたプリアンブルを前記
    一次側局に対して前記ランダムアクセスチャンネル上に送信すると共に、次いで
    前記メッセージを送信するようなステップを有する方法において、 前記一次側局が前記プリアンブルの成功裏の受信の後に電力制御情報を含む制
    御チャンネルを送信するステップと、これに応答して前記二次側局が自局の送信
    機の出力電力を調整するステップとを有していることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記一次側局が前記制御チ
    ャンネル用のチャンネル化コードを前記プリアンブルの前記署名を参照して選択
    することを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、プリアンブルの署名に対応
    する前記チャンネル化コードが予め決められていることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３の何れか一項に記載の方法において、前記
    一次側局が、幾つかの他のダウンリンク伝送に使用されるものとは異なるスクラ
    ンブルコードを前記制御チャンネル用に選択することを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４の何れか一項に記載の方法において、前記
    二次側局は、前記一次側局から肯定応答が受信されるまで順次のプリアンブルを
    増加する電力レベルで且つ所定の間隔で送信し、前記肯定応答の後に前記メッセ
    ージが送信されることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、前記一次側局による前記制
    御チャンネルの送信が、所要の前記確認応答を構成していることを特徴とする方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載の方法において、前記一次側局による前記制
    御チャンネルの中断が、前記メッセージが崩れた状態で受信されたことを示すこ
    とを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 一次側局と二次側局と前記二次側局から前記一次側局へメッ
    セージを送信するためのランダムアクセスチャンネルとを有し、前記二次側局が
    前記ランダムアクセスチャンネル上へ署名を用いて符号化されたプリアンブルを
    送信する手段を有するような無線通信システムにおいて、 前記一次側局は前記プリアンブルの成功裏の受信の後に電力制御情報を含む制
    御チャンネルを送信する手段を有し、前記二次側局は前記制御チャンネルの受信
    に応答して自局の送信機の出力電力を調整する手段を有していることを特徴とす
    る無線通信システム。
  9. 【請求項９】 無線通信システムに使用する一次側局であって、該システム
    は二次側局から前記一次側局へのメッセージの送信のためのランダムアクセスチ
    ャンネルを有し、前記一次側局が前記二次側局により送信された前記ランダムア
    クセスチャンネル上の署名を用いて符号化されたプリアンブルを受信する手段と
    、前記二次側局から受信された伝送の電力を決定する手段とを有するような一次
    側局において、 前記プリアンブルの成功裏の受信の後に制御チャンネルを送信する手段が設け
    られ、該制御チャンネルは前記二次側局が自局の送信機の出力電力を変化させる
    ための電力制御情報を含んでいることを特徴とする一次側局。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の一次側局において、前記プリアンブルの
    前記署名を参照して前記制御チャンネル用のチャンネル化コードを選択する手段
    が設けられていることを特徴とする一次側局。
  11. 【請求項１１】 請求項９又は請求項１０に記載の一次側局において、前記
    プリアンブルの成功裏の受信の後に肯定応答を送信する手段が設けられているこ
    とを特徴とする一次側局。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の一次側局において、所要の前記肯定応
    答を供給するために前記制御チャンネルの送信を開始する手段が設けられている
    ことを特徴とする一次側局。
  13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の一次側局において、前記メッセージの
    少なくとも一部が崩れた状態で受信されたことを示すために前記制御チャンネル
    の送信を中断する手段が設けられていることを特徴とする一次側局。
  14. 【請求項１４】 無線通信システムに使用する二次側局であって、該システ
    ムは一次側局へのメッセージの送信のためのランダムアクセスチャンネルを有し
    、前記二次側局が前記ランダムアクセスチャンネル上へ署名を用いて符号化され
    たプリアンブルを送信する手段を有するような二次側局において、 前記二次側局は、前記一次側局により送信された制御チャンネルの受信に応答
    して自局の送信機の出力電力を調整する手段を有していることを特徴とする二次
    側局。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の二次側局において、順次のプリアンブ
    ルを増加する電力レベルで且つ所定の間隔で送信し、前記一次側局から肯定応答
    を受信し、及び該肯定応答の受信の後に前記メッセージを送信する手段が設けら
    れていることを特徴とする二次側局。
JP2000578925A 1998-10-28 1999-09-20 無線通信システム Expired - Lifetime JP4271374B2 (ja)

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GBGB9823467.7A GB9823467D0 (en) 1998-10-28 1998-10-28 Radio communication system
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