JP2002544733A - 複数のアクセスパケットよりなるランダムアクセス要求を有する無線通信システム - Google Patents

複数のアクセスパケットよりなるランダムアクセス要求を有する無線通信システム

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JP2002544733A JP2000617678A JP2000617678A JP2002544733A JP 2002544733 A JP2002544733 A JP 2002544733A JP 2000617678 A JP2000617678 A JP 2000617678A JP 2000617678 A JP2000617678 A JP 2000617678A JP 2002544733 A JP2002544733 A JP 2002544733A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、２次局（１１０）が、時分割多重アクセスプロトコルを採用するランダムアクセスチャネルを使用して、１次局（１００）からのサービスを要求する、無線通信システムに関する。アクセス要求は、所定の最大データ容量を有するアクセスパケット（２００）を含む。２次局が単一アクセスパケットに収容できるよりも多くのペイロード（２０２，２０６）を含むアクセス要求を送信することを要求する場合には、データは複数の部分に副分割され、各部分が別のアクセスパケットで伝送される。１次局は、アクセス要求を構成する複数のアクセスパケット（２００）からデータを結合し、且つ２次局に受取通知を発行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、２次局による１次局へのアクセス要求の送信のためのランダムアク
セスチャネルを有する無線通信システムに関し、更に、システムで使用される１
次局と２次局に関連し、且つシステムを管理する方法に関する。本明細書では、
ユニバーサルモービル通信システム（ＵＭＴＳ）を特に参照したシステムを開示
するが、そのような技術は他の移動無線システムに適用できることは理解される
。
【０００２】 背景技術 無線通信システムでは、一般的には、移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）間の信
号メッセージを交換できることが要求される。（ＢＳからＭＳ）へのダウンリン
ク信号送信は、通常は、ＢＳの物理的な放送チャネルを使用して、受信可能範囲
内のＭＳにアドレスすることで実現される。１つのみの送信器（ＢＳ）がこの放
送チャネルを使用するので、アクセス問題はない。
【０００３】 対照的に、（ＭＳからＢＳへの）アップリンク信号送信は、更に詳細な考慮を
必要とする。ＭＳが既に、音声やデータサービスに対して割り当てられたアップ
リンクチャネルを有する場合には、その信号送信は、ＭＳからＢＳへ送られるデ
ータパケットに添付された信号メッセージ内のピギーバックにより達成できる。
しかし、ＭＳに割り当てられたアップリンクチャネルがない場合には、ピギーバ
ックは可能ではない。この場合は高速アップリンク信号送信機構が、新たなアッ
プリンクチャネルの確立又は再確立に利用できる。
【０００４】 多くのシステムでは、例えば、移動通信のグローバルシステム（ＧＳＭ）標準
に対して動作するシステム及び、提案されたＵＭＴＳ標準では、高速アップリン
クシグナリングが、スロット化されたＡＬＯＨＡ又は同様なプロトコルを使用す
るランダムアクセスチャネルの提供により可能とされる。ＢＳから特定のサービ
スを要求し又は、ＢＳへショートメッセージを送信することを望むＭＳは、アク
セス要求を、ランダムアクセスチャネルで送信する。その要求は要求されたサー
ビス又は、メッセージに関連するデータと共にＭＳを識別する情報を含む（この
データは、しばしばペイロードデータと呼ばれる）。ＢＳが、アクセス要求を成
功的に受け取ると、ＭＳへ受取通知を送る。更なるネゴシエーションが、要求さ
れたサービスを設定するのに要求されるならば、これは、通常は、受取通知で識
別される新たなチャネルで成される。
【０００５】 本発明は、伝送が所定の継続時間を有するタイムスロットで起こることが要求
される、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコルと共に動作するランダムチ
ャネルの実行に関する。ＭＳは、アクセス要求を送信する１つのそのようなタイ
ムスロットを選択する。そのような機構の実行での主な考慮は、予想されるトラ
フィック負荷に対する十分な容量を保証する必要である。実効的な機構の実行に
おける特定の問題は、ランダムアクセスチャネルに対して、各々がＢＳに送信す
べき異なる量のペイロードを要求する幾つかの異なるユーザがいることである。
タイムスロットとの長さが全ての可能なアプリケーションに対しての要求を満た
すように十分になされれば、ランダムアクセスチャネルの容量は、許容できない
ほど減少されるであろう。一方、時間スロットの長さが十分なチャネル容量を提
供できるように設定されているならば、アクセス要求内に収容できるよりも多く
の量のペイロードデータを要求するサービスの開始は、不用に複雑となる。
【０００６】 ＵＭＴＳのような符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）では、アクセスパケット
の容量は、利用できる最小拡散ファクタにより制限されている。更に、拡散ファ
クタは、最大通信範囲も制限し得る。これは、大きなセルでは（又は、少なくと
もセル境界近傍のＭＳの場合には）最大容量が減少されうることを意味する。
【０００７】 発明の開示 本発明の目的は、ランダムアクセスチャネルの容量を最大化する問題と取り組
むことである。
【０００８】 本発明の第1の特徴に従って、１次局と複数の２次局を有する無線通信システ
ムであって、システムは、２次局による１次局へのアクセス要求の送信のための
ランダムアクセスチャネルを有し、そのアクセス要求は所定の最大データ容量を
有するアクセスパケットを含み、単一アクセスパケットのフォーマットに収容で
きるよりも多くのペイロードを含むアクセス要求を送信することを要求する２次
局は、データを複数の部分に分割し且つ複数のアクセスパケットより成るアクセ
ス要求を送信する手段を有し、各パケットはペイロードデータの一部を含み且つ
、１次局は、受信されたアクセス要求が複数のアクセスパケットを含むことを決
定するための手段と、複数のアクセスパケットからペイロードデータを結合する
手段とを有する無線通信システムが提供される。
【０００９】 本発明の第２の特徴に従って、２次局による１次局へのアクセス要求の送信の
ためのランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用するための１
次局であって、そのアクセス要求は所定の最大データ容量を有するアクセスパケ
ットを含み、受信されたアクセス要求は複数のアクセスパケットを含むことを決
定するための手段と、複数のアクセスパケットからペイロードデータを結合する
手段が設けられた１次局が提供される。
【００１０】 本発明の第３の特徴に従って、２次局による１次局へのアクセス要求の送信の
ためのランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用するための２
次局であって、そのアクセス要求は所定の最大データ容量を有するアクセスパケ
ットを含み、２次局は、データを複数の部分に分割し且つ、複数のアクセスパケ
ットより成り、各パケットはペイロードデータの一部を含むアクセス要求を送信
するために、２次局が、単一アクセスパケットのフォーマットに収容できるより
も多くのペイロードを含むアクセス要求を送信することを要求することを決定す
るのに応答する手段を有する２次局が提供される。
【００１１】 本発明の第４の特徴に従って、無線通信システムを管理する方法であって、シ
ステムは１次局と複数の２次局を有し且つ、２次局による１次局へのアクセス要
求の送信のためのランダムアクセスチャネルを有し、そのアクセス要求は所定の
最大データ容量を有するアクセスパケットを含み、単一アクセスパケットのフォ
ーマットに収容できるよりも多くのペイロードデータを含むアクセス要求を送信
することを要求する２次局は、データを複数の部分に分割し且つ、複数のアクセ
スパケットより成るアクセス要求を送信し、各パケットはペイロードデータの一
部を含み且つ、１次局は受信されたアクセス要求が複数のアクセスパケットを含
むことを決定し且つ複数のアクセスパケットからペイロードデータを結合する方
法が提供される。
【００１２】 発明を実行するモード 図１を参照すると、無線通信システムは、１次局（ＢＳ）１００複数の２次局
（ＭＳ）１１０を有する。ＢＳ１００は、マイクロコントローラ（μＣ）１０２
、無線伝送手段１０６に接続されたトランシーバ手段１０４、及び、ＰＳＴＮ又
は他の適したネットワークに接続するための接続手段１０８を有する。各ＭＳ１
１０は、マイクロコントローラ（μＣ）１１２、及び、無線伝送手段１１６に接
続されたトランシーバ手段１１４を有する。ＢＳ１００からＭＳ１１０への通信
は、ダウンリンクチャネル１２２で起こり、一方、ＭＳ１１０からＢＳ１００へ
の通信はアップリンクチャネル１２４で起こる。
【００１３】 本発明は、ＭＳ１１０によるアクセス要求を伝送するためのランダムアクセス
アップリンクチャネル１２４に関する。実施例は、符号分割多重アクセス（ＣＤ
ＭＡ）技術を採用する時分割二重通信方式の（ＴＤＤ）ＵＭＴＳシステムに関連
して説明されるが、しかし、記載した技術は、ＣＤＭＡ及びＴＤＤ技術を使用す
るか否かに関わらず、ＴＤＭＡランダムアクセスチャネルを有する他のシステム
にも等しく適用可能である。例えば、同様な機構が、ＵＭＴＳのＦＤＤモードと
ＴＤＤモードの間のフレーム構造の細部に差があっても、周波数分割二重通信方
式の（ＦＤＤ）ＵＭＴＳシステムにも適用できる。
【００１４】 特に、本発明は、ＭＳ１１０により伝送されるアクセス要求が、所定の継続時
間のタイムスロットで伝送される所定のフォーマットのアクセスパケットを含む
システムに関する。そのようなシステムの例はＵＭＴＳのＴＤＤモードのランダ
ムアクセスチャネルである。このシステムのアクセスパケットのフォーマットを
図２に示す。アクセスパケットの全継続時間は、３１２．５μｓ（１２８０チッ
プ）であり、このシステムの全タイムスロットの継続時間の半分である。アクセ
スパケット２００は、３３６チップの第１のデータ部分（ＤＡＴ１）２０２、５
１２チップの中間アンブル部分（ＭＩＤ）２０４、３３６チップの第２のデータ
部分（ＤＡＴ２）２０６、及び、９６チップのガード期間（Ｇ）よりなる。
【００１５】 アクセスパケット２００は、幾つかのアクセス要求を同時に送ることが可能な
ようにＭＳ１１０によりランダムに選択された、幾つかの拡散コードのうちの１
つを用いて符号化される。中間アンブル部分２０４の目的は、最悪の場合のチャ
ネルに対しても、データ部分２０２、２０６に含まれるペイロードがエラーなし
に受信できるように、正しいチャネル推定を得ることをＢＳ１００に可能とする
ことである。中間アンブル部分２０４も異なる拡散コードで同時に送られるアク
セスパケット２００の連結した検出を可能とする。
【００１６】 １６の拡散係数で、データ部分２０２、２０６の各々は、２１シンボル（直交
位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調が使用されるなら４２ビット）を収容す
ることができる。既知の問題は、データ容量が、ＭＳ１１０による最初のアクセ
スに対して不充分なことである。しかし、他のアクセス要求は、少ないペイロー
ドを要求し得る。種々の可能性はペイロードを増加するのに考慮される。
【００１７】 −中間アンブル部分２０４のサイズを、２５６チップに減少することが可能で
ある。しかし、これは大きな遅延拡散を有するチャネルの性能を劣化し、且つ、
２５６チップのペイロード（１６シンボル）の増加では、十分でない。
【００１８】 −データ部分２０２，２０６の拡散係数を、例えば、１６から８へ減少するこ
とが可能である。これは、ペイロードサイズを２倍にするが、しかし、同時アク
セス要求の最大数を減少し、それゆえ、ランダムアクセスチャネルの全体の容量
を減少する。
【００１９】 −アクセスパケット２００の長さを全時間スロットの長さに２倍化することが
可能である。しかし、これは、利用できるスロット数を減少し、それによって、
衝突の確立を増加し、且つランダムアクセスチャネルの全体の容量を減少する。
【００２０】 本発明に従ってシステム内では、ペイロードが単一のアクセスパケット２００
内に収容できるよりも大きい場合には、複数のアクセスパケット２００間のペイ
ロードの伝送が分割されることをＭＳ１１０に許すことにより、問題が解決され
る。多くのアクセス要求が、伝送されるべき単一のアクセスパケット２００のみ
を要する場合には、そのようなシステムは、上述のように識別される他の可能な
解決方法に亘って大きな優位性を有する。
【００２１】 システムは、十分なペイロード容量を常に供給するならば、アクセス要求を構
成するアクセスパケット２００の数を例えば、２へ、制限できる。システムは、
利便性のために、複数のアクセスパケット２００が互いに特定の関係で伝送され
ることも要求し得る。例えば、アクセスパケットは、連続する時間スロットで、
又は各パケット間の所定の時間スロットで伝送されるのを要求されそして、アク
セスパケット２００の各々に、ＭＳ１１０により与えられる拡散コードが同じで
あることも要求され得る。代わりに、複数のアクセスパケット２００を、各々が
異なる拡散コードを使用して、同時に伝送することを要求され得る。
【００２２】 アクセスパケット２００のデータ部分２０２、２０６は、アクセスパケット２
００がそれ自身で完全なアクセス要求を示すのか、又は、複数のアクセスパケッ
ト２００より構成されるアクセス要求の一部なのかを示すあるシグナリングを統
合する必要があり、ペイロードデータはＢＳ１００により結合される。複数のア
クセスパケットの各々に対する同じ拡散コードの使用は、この識別を容易にする
。
【００２３】 複数のアクセスパケット２００の各々のペイロードデータのフォーマットは同
じである必要はない。例えば、最初のアクセスパケット２００は、送信するＭＳ
１１０の識別と送信されるアクセスパケットの合計数を示すシグナリング情報を
含むことができる。１つのアクセスパケット２００は、ペイロードデータを完全
にするための、サイクリックリダンダンシーチェック（ＣＲＣ）又は、他の高潔
度チェックを含むことができる。エラー性能を改善するために、完全なペイロー
ドデータを、複数のアクセスパケット２００間でインターリーブすることができ
る。
【００２４】 本発明に従ったランダムアクセスチャネル上での伝送方法を、図３のフローチ
ャートに示す。ＭＳ１１０がＢＳ１００へサービスを要求する又は、ＢＳ１００
へショートメッセージサービスを送信する必要があるときには、３０２で、方法
は開始する。ＭＳ１１０は、送信するのにどのくらいのペイロードデータの量が
必要か、及び、それゆえこのデータを収容するのにどのくらいのアクセスパケッ
ト２００の数Ｎが必要かを、３０４で、決定する。ＭＳ１１０は、そして、適切
な数のアクセスパケット２００を発生し、符号化するための拡散コードを選択し
、且つ、３０６で、ＢＳ１００へのランダムアクセスチャネルでそれらを送信す
る。
【００２５】 そして、ＭＳ１１０は、例えば、共通のダウンリンク信号チャネル上で、ＢＳ
１００が要求の受取通知を発行するのを、３０８で待つ。所定の期間内に受取通
知が受信されない場合には、ＭＳ１１０はＮのアクセスパケット２００を再度送
信する。方法は、３１０で、受取通知を成功的に受信して終了する。その後ＭＳ
１１０とＢＳ１００は、要求されたサービスを開始し、又は、メッセージを扱う
のにどのような動作が必要かを得る。
【００２６】 ＢＳ１００は、各アクセスパケット２００に対して別の受け取り通知を発行す
ることが可能であり、それにより、ＭＳ１１０により送信される複数のアクセス
パケットのうちの１つ又はそれ以上が壊れた場合には、エラーを伴なって受信さ
れたそれらのパケットを再送信することのみが必要とされる。しかし、ＢＳ１０
０にとっては、完全なアクセス要求に対して単一の受取通知を発行するのが簡単
であり、そして、これは、（特定のアクセス要求を伝送するのに必要とされるア
クセスパケットの数と関係のない）上位のプロトコル層への更に一貫したインタ
ーフェースも提供する。
【００２７】 本開示を読めば、当業者には他の変更も明らかである。そのような変更は、無
線通信システム及びその構成部品では既に知られており、既に説明した特徴の代
わりに又は、それに加えて、使用され得る。
【００２８】 本明細書と請求の範囲では、用語”含む”は、他の構成要素又は、ステップの
存在を除外するものではない。
【００２９】 本発明に従った例えば、ＵＭＴＳのような無線通信システムの範囲で適用可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線通信システムの概略ブロック図である。
【図２】 アクセスパケットの１つの可能なフォーマットを示す図である。
【図３】 本発明に従った、ランダムアクセスチャネルで伝送するための方法のフローチ
ャートを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K033 CA12 CC01 DA17 5K067 AA13 CC04 CC08 DD11 EE02 EE10 EE22 EE71 GG03 JJ16

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １次局と複数の２次局を有する無線通信システムであって、
    システムは、２次局による１次局へのアクセス要求の送信のためのランダムアク
    セスチャネルを有し、そのアクセス要求は所定の最大データ容量を有するアクセ
    スパケットを含み、単一アクセスパケットのフォーマットに収容できるよりも多
    くのペイロードを含むアクセス要求を送信することを要求する２次局は、データ
    を複数の部分に分割し且つ複数のアクセスパケットより成るアクセス要求を送信
    する手段を有し、各パケットはペイロードデータの一部を含み且つ、１次局は、
    受信されたアクセス要求が複数のアクセスパケットを含むことを決定するための
    手段と、複数のアクセスパケットからペイロードデータを結合する手段とを有す
    る無線通信システム。
  2. 【請求項２】 ２次局による１次局へのアクセス要求の送信のためのランダ
    ムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用するための１次局であって
    、そのアクセス要求は所定の最大データ容量を有するアクセスパケットを含み、
    受信されたアクセス要求は複数のアクセスパケットを含むことを決定するための
    手段と、複数のアクセスパケットからペイロードデータを結合する手段が設けら
    れた１次局。
  3. 【請求項３】 複数のアクセスパケットに対して単一の受取通知を送信する
    手段が設けられたを特徴とする請求項２記載の１次局。
  4. 【請求項４】 ２次局による１次局へのアクセス要求の送信のためのランダ
    ムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用するための２次局であって
    、そのアクセス要求は所定の最大データ容量を有するアクセスパケットを含み、
    ２次局は、データを複数の部分に分割し且つ、複数のアクセスパケットより成り
    、各パケットはペイロードデータの一部を含むアクセス要求を送信するために、
    ２次局が、単一アクセスパケットのフォーマットに収容できるよりも多くのペイ
    ロードを含むアクセス要求を送信することを要求することを決定するのに応答す
    る手段を有する２次局。
  5. 【請求項５】 無線通信システムを管理する方法であって、システムは１次
    局と複数の２次局を有し且つ、２次局による１次局へのアクセス要求の送信のた
    めのランダムアクセスチャネルを有し、そのアクセス要求は所定の最大データ容
    量を有するアクセスパケットを含み、単一アクセスパケットのフォーマットに収
    容できるよりも多くのペイロードデータを含むアクセス要求を送信することを要
    求する２次局は、データを複数の部分に分割し且つ、複数のアクセスパケットよ
    り成るアクセス要求を送信し、各パケットはペイロードデータの一部を含み且つ
    、１次局は受信されたアクセス要求が複数のアクセスパケットを含むことを決定
    し且つ複数のアクセスパケットからペイロードデータを結合する方法。
  6. 【請求項６】 第１のアクセスパケット以外の複数のアクセスパケットの各
    々の送信の時間は、複数のアクセスパケットのうちの第１のアクセスパケットが
    送信される時間と所定の関係を有することを特徴とする、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 複数のアクセスパケットは、隣接するシーケンスで送信され
    ることを特徴とする請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 ペイロードデータは複数のアクセスパケットに亘ってインタ
    ーリーブされていることを特徴とする請求項５乃至７のうちのいずれか一項記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 シグナリング情報は、複数のアクセスパケットの１つにのみ
    含まれていることを特徴とする請求項５乃至８のうちのいずれか一項記載の方法
    。
  10. 【請求項１０】 データ高潔性チェックは、複数のアクセスパケットの１つ
    にのみ含まれていることを特徴とする請求項５乃至９のうちのいずれか一項記載
    の方法。
  11. 【請求項１１】 １次局は複数のアクセスパケットに関して単一の受取通知
    を送信することを特徴とする請求項５乃至１０のうちのいずれか一項記載の方法
    。
  12. 【請求項１２】 システムは符号分割多重アクセス技術を採用することを特
    徴とする請求項５乃至１１のうちのいずれか一項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 複数のアクセスパケットは、同じ拡散コードを使用して符
    号化されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 複数のアクセスパケットは、異なる拡散コードを使用して
    符号化され、且つ、同時に伝送されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
JP2000617678A 1999-05-07 2000-04-18 複数のアクセスパケットよりなるランダムアクセス要求を有する無線通信システム Expired - Lifetime JP5173091B2 (ja)

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DE (1) DE60037862T2 (ja)
GB (1) GB9910449D0 (ja)
TW (1) TW504914B (ja)
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