JP2003529275A - 無線通信システム - Google Patents
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Abstract
Description
つ無線通信システムに関し、更に、斯様なシステムにおいて用いる一次局及び二
次局、並びに斯様なシステムを動作させる方法に関する。本明細書は、とりわけ
先端のユニバーサル移動電話システム(UMTS)に関するシステムについて記
載しているが、記載されている技術は、他の移動式無線システムにおける使用に
等しく適用可能であることを理解されたい。この明細書において、ランダムアク
セスパケットチャネルという用語は、ランダムアクセスパケット伝送が行われる
論理チャネルを指し、前記ランダムアクセスパケットチャネルは、典型的には多
数の異なる物理チャネルから成る。
動局(MS)が基地局(BS)にショートメッセージを送ることを可能にする。
用途には、MSがオン状態にされる場合のBSへの信号の送信(signalling)、M
Sが通話でふさがっていない場合のBSへのデータのパケットの送信、及びBS
へのMSが使用する資源の割振りの要求が含まれる。
るための要求を頻繁に行うシステムにおいて、MSからBSへの小さいパケット
及び中程度の大きさのパケットの伝送用の標準的なランダムアクセスチャネルと
類似した特性をランダムアクセスパケットチャネルに与えることは有利である。
のランダムアクセスパケットチャネルがある。MSによって送られるパケットチ
ャネル資源へのアクセスの要求は、16個の利用可能な署名のうちの1つで符号
化される。各署名は、MSにより要求される特定の資源、例えば特定のビットレ
ートを持つチャネルの要求に対応する。適切な資源が使用可能である場合には、
BSが、要求しているMSに前記資源を割り当てる。
とから、アクセスプロシージャの間に伝達され得る情報の量が限られることにあ
る。この問題は、システムにおける資源割り当ての効率を低下させる。
を提供することにある。
セスチャネルを有する無線通信システムであって、前記二次局が、署名の第1の
組から選択された第1の署名を用いて符号化されたアクセスプリアンブルの伝送
によりランダムアクセスチャネル資源の割り当てを要求する手段を有し、前記一
次局が、前記アクセスプリアンブルを受け取り、前記第1の署名を決定し、前記
要求された資源が利用可能かをどうかを示す、署名の第2の組から選択された第
2の署名を用いて符号化されたアクセス肯定応答を伝送する手段を有し、前記第
1の署名の選択が、前記資源割り当て要求に関する他の情報を供給し、前記第2
の組のそれぞれの署名が、前記第1の組の中の複数の署名に対応する、無線通信
システムが提供される。
セスチャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる一次局であって、前
記二次局により伝送された、署名の第1の組から選択された第1の署名を用いて
符号化されたアクセスプリアンブルを受け取り、前記第1の署名を決定し、前記
アクセスプリアンブルから、どのランダムアクセスチャネル資源が割り当てられ
ることを前記二次局が要求しているかを決定し、前記要求された資源が利用可能
かどうかを示す、署名の第2の組から選択された第2の署名を用いて符号化され
たアクセス肯定応答を伝送する手段が設けられており、前記第1の署名の選択が
、前記資源割り当て要求に関する他の情報を供給し、前記第2の組のそれぞれの
署名が、前記第1の組の中の複数の署名に対応する、一次局が提供される。
ルを有する無線通信システムにおいて用いられる二次局であって、署名の第1の
組から選択された第1の署名を用いて符号化されたアクセスプリアンブルの伝送
により、ランダムアクセスチャネル資源の割り当てを要求し、前記要求された資
源が利用可能かどうかを示す、署名の第2の組から選択された第2の署名を用い
て符号化されたアクセス肯定応答を受け取る手段が設けられており、前記第1の
署名の選択が、前記資源割り当て要求に関する他の情報を供給し、前記第2の組
のそれぞれの署名が、前記第1の組の中の複数の署名に対応する、二次局が提供
される。
セスチャネルを有する無線通信システムを動作させる方法であって、前記方法は
、前記二次局が、署名の第1の組から選択された第1の署名を用いて符号化され
たアクセスプリアンブルの伝送によりランダムアクセスチャネル資源の割り当て
を要求し、前記一次局が、前記アクセスプリアンブルを受け取り、前記第1の署
名を決定し、前記要求された資源が利用可能かどうかを示す、署名の第2の組か
ら選択された第2の署名を用いて符号化されたアクセス肯定応答を伝送すること
を含み、前記第1の署名の選択が、前記資源割り当て要求に関する他の情報を供
給し、前記第2の組のそれぞれの署名が、前記第1の組の中の複数の署名に対応
する、方法が提供される。
る。
次局(MS)110を有する。BS100は、マイクロコントローラ(μC)1
02と、アンテナ手段106に接続される送受信機手段(Tx/Rx)104と
、伝送出力レベル(transmitted power level)を変える出力制御手段(PC)1
07と、PSTN又は他の適切なネットワークに対する接続のための接続手段1
08とを有する。各MS110は、マイクロコントローラ(μC)112と、ア
ンテナ手段116に接続される送受信機手段(Tx/Rx)114と、伝送出力
レベルを変える出力制御手段(PC)118とを有する。BS100からMS1
10への通信はダウンリンクチャネル122において行われる一方で、MS11
0からBS100への通信はアップリンクチャネル124において行われる。
作するランダムアクセスパケットチャネルの基本的な方式は、アップリンクチャ
ネル124がダウンリンクチャネル122の上に描かれている図2に示されてい
る。アクセスフェーズにおいては、まず、MS110が、特定のアクセススロッ
ト中に低出力レベルにおいて16個の署名の候補(possible signature)のうちの
1つで符号化されたプリアンブル(P)を伝送する。署名は、特定ビットシーケ
ンス(specific bit sequence)により変調される該署名のスクランブルコード(sc
rambling code)及びチャネルコード(channelisation code)によって特徴づけら
れる信号である。相互に直交する署名の組は、相互に直交する変調のためのビッ
トシーケンスの組を規定することにより得られる。それ故、別の署名の組は、ス
クランブルコード若しくはチャネルコード(即ち、物理チャネル)を変えること
により、又は別の相互に直交するビットシーケンスの組を用いることにより得ら
れる。図2に示される基本のシステムにおいて、プリアンブル署名と、肯定応答
(206)との間には1対1のマッピングがあり、従って、MS110による肯
定応答の受け取りは、どの署名が肯定応答されているかを一義的に決定する。本
明細書は16個の署名の組に言及しているが、別の実施例は異なる数の署名を持
つ組を使用し得る。
してマップ(map)される。署名とビットレートとの間のマッピング、及び利用可
能な署名の組は、予め決定されていても良く、又はBS100により定期的にブ
ロードキャストされても良い。MS110は、該MS110の要求ビットレート
に対応するプリアンブル202を符号化するための署名を選択する。要求ビット
レートに対応する利用可能な署名が2つ以上ある場合には、MS110は無作為
に1つを選択する。BS100がプリアンブルを正しく受信し、復号する場合に
、BS100はプリアンブル肯定応答(A)206を伝送する。図2に示されて
いる例において、最初のプリアンブル202が伝送された後の肯定応答は、該肯
定応答のために割り当てられている(例えば長さが1msでありうる)スロット
204においては返されない。それ故、MS110は、より高い出力レベルで別
のプリアンブル202を伝送する。この別のプリアンブル202はBS100に
より受信され、復号され、BS100は肯定応答206を伝送し、それによりア
クセスフェーズを終了する。
110に知らせるばかりでなく、要求資源が利用可能であることを伝えるために
肯定的であっても良く、又は要求資源が使用中であり、MS110に対するアク
セスが拒否されることを伝えるために否定的であっても良い。否定応答(NAC
K)は、BS100により(何らかの基準信号又はパイロット信号に対して)署
名の位相(phase)を逆にして示され得る。他の例においては、BS100により
肯定応答のために用いられる署名の幾つかがNACKとして用いられてもよい。
セススロットについて1つの肯定応答しか伝送しないであろう。この選択の1つ
の基準は、最も高い出力で受信されたプリアンブル202を肯定応答することで
あり得る。MS110がプリアンブル202を伝送する最初の出力レベルは、典
型的には、MS110により開ループ出力制御を用いて決定され、故に、MS1
10は、よりBS100に近い別のMS110と比べて不利ではない。2つ以上
のプリアンブル202が伝送されたが、各プリアンブルが異なる署名で符号化さ
れた場合に、各MS110は、該MS110のプリアンブル202が正しく受信
されたか否かを知るであろう。しかしながら、2つ以上のMS110が、同一の
署名を選択し、それ故、該MS110のプリアンブル202が受信されていると
信じるということがあり得る。これらの移動局110の各々が該移動局110の
データを伝送し始める場合には、結果として衝突し、恐らくどのデータも正しく
受信されないであろう。
phase)が、要求資源が利用可能であることを示した肯定応答206の伝送に後
続しても良い。BS100によって肯定応答されたプリアンブル202に対応す
る署名で符号化されたプリアンブル202を伝送した各MS110は、ここでは
、他の競合解決プリアンブル(CP)208を伝送する。このプリアンブル20
8は、別の16個の署名の候補の組から無作為に選択された署名で符号化される
。この組は、(変調ビットシーケンスの組、スクランブルコード又はチャネルコ
ードのいずれかを変えることにより)アクセスプリアンブル202のために用い
られた組と異なっても良く、又は他の例において、署名の組は、アクセスフェー
ズと競合解決フェーズとの間で共用されても良い。その場合に、BS100は、
選択プリアンブル208、例えば最も高い出力で受信したプリアンブルに対応す
る競合解決肯定応答(CA)210を送出し、前記肯定応答210は、MS11
0が該MS110のデータを伝送することを可能にする。それ故、2つ以上のM
S110が同一のアクセスプリアンブル202を選択した場合に、同一の競合解
決プリアンブル208がまた選択されるおそれは小さい。チャネル割り振りメッ
セージ(channel assignment message)は、同一出願人により出願されている国際
特許出願番号第PCT/EP00/06988号(出願人整理番号:PHGB000003)において開示
されているように、任意に、競合解決肯定応答210と実質的に同時に、又はそ
れどころか該肯定応答210の一部として伝送され得る。
S110の伝送出力を調整するよう命令する出力制御情報を含む物理的制御チャ
ネル(Physical Control CHannel)(PCCH)212の伝送を開始し、MS11
0は、通常、プリアンブル伝送のために用いられる物理チャネルと異なる物理チ
ャネル上にある割り当てられたパケットチャネルにおいて1つ又は複数のデータ
パケット(PKT)214を伝送する。PCCH212は、データ214の伝送
と同時に開始しても良く、又は前記データの伝送の前に閉ループ出力制御が確立
されるように該データの伝送に十分に先行しても良い。
ンブル202に利用可能な選択肢の数により制限されることにある。例えば、U
MTSのための方式の実施例においては、合計196の自由度(degree of freed
om)を与える利用可能な12個のランダムアクセスサブチャネル及び16個の署
名がある。
組を規定することにより、本発明により得られるシステムにおいて解決される。
このような署名の組は、署名を規定するために使用されるビットシーケンスを変
更するか、異なるスクランブルコードを使用するか、又は両方の技法の組み合わ
せにより規定されうる。多くのダウンリンクチャネルコードを割り当てる必要を
回避するために、プリアンブル署名の規定された組の任意のものに応じて、図2
の同じ肯定応答(206)が伝送されうる。これは、衝突の可能性を高めうるが
、一般にはシステムの他の利点と比較して許容できる欠点である。
例えば、チャネルの割り振りの場合には、より多くのビットレートを可能にする
。
することができる。署名、チャネル、(ゼロでない)タイミングオフセットのそ
れぞれの組み合わせについて起こりうる割り振りは、以下(個別又は組み合わせ
)を含む。 ・特定のビットレートの要求として。 ・(関連付けられた優先度をもつ)特定のアクセスクラスの要求として。 ・付加的な資源(例えばダウンリンク共有チャネル)の要求として。 ・メッセージの優先度を示すため。 ・送信されるべきパケットの長さ(又は最小若しくは最大長)を示すため。 ・特定のMS110による使用のため。 ・共通の上位レイヤのメッセージの組の1つを使用するMS110による使用の
ため。
上位レイヤの情報の量を低減しうる。例えば、特定のMS110に、起こりうる
アップリンク信号のサブセットの独占的な使用が割り振られる場合、そのアイデ
ンティティは、BS100により自動的に知られることになり、データパケット
214に含まれる必要がなくなる。パケット伝送におけるオーバヘッドのこのよ
うな低減は、低データレートのアプリケーションについて特に有用でありうる。
同じ原理が、より上位のレイヤの情報の他の通常使用される項目に適用されうる
。他の割り振りは、システムの応答性を改善することができる。例えば、送信さ
れるべきパケットの最小長を示すことにより、BS100は、それが少なくとも
示された最小長を受け取らない場合にARQ(Automatic Repeat reQuest,自動
再送要求)をMS110に送信することができる。パケットの最大長を示すこと
により、BS100は、その計画された資源割り当てを改善することができる。
どのように拡張されうるかを示している。アクセスプリアンブル202の伝送の
時間は、アクセススロットの境界302に対してToffだけオフセットされても良
い(前記境界自体は、BS100によって伝送されるタイミング信号に対して規
定される)。アクセスプリアンブル202及び競合解決プリアンブル208の両
方が4096チップ(chips)を有する一方で、アクセススロットの長さは5120チッ
プである。256チップの倍数のタイミングオフセットToffを与えることにより、
どのスロットがプリアンブル202又は208を収容したのかについてを不明確
にすることなくToffの19個までの異なる非零値が可能である。Toff = 0である場
合に、このシステムの動作は、タイミングオフセットの可能性のないシステムの
動作と同一である。
適当なタイムスロットにおいてアクセス肯定応答206を伝送すべく時間内に該
プリアンブルを検出することが出来なくなることを意味し得ることから、タイミ
ングオフセットToffは、好ましくはプリアンブル202及び208の伝送時間を
早める。
110から来ていると容易に識別することが出来るように、競合解決プリアンブ
ル208に対するタイミングオフセットは、アクセスプリアンブル202に対す
るタイミングオフセットと同じである。
セットに関係なく同じであるように、ダウンリンクチャネル122におけるタイ
ミングオフセットはないのが好ましい。このことは、オフセット伝送とオフセッ
トのない(non-offset)伝送との間の衝突が競合解決フェーズの間に解決されるこ
とを可能にする。タイミングオフセットの使用は、競合解決フェーズの間の使用
のために利用可能な異なる信号の数を増大させるという他の利点を持ち、それに
より、未解決の衝突の確率(probability)を減少させる。
に対する識別子として作用し得る一方で、資源割り当て要求に関する情報は、M
S110によって選択されるサブチャネル及びタイミングオフセットにより搬送
され得る。
することを試みるための本発明による方法を要約したフローチャートが図4に示
されている。この方法は、ステップ402において、MS110がランダムアク
セスパケットチャネルにおける伝送のためのデータを持つ場合に開始する。MS
110は最初に、ステップ404において、要求資源、例えば要求ビットレート
に対応する署名を選択する。次に、MS110は、ステップ406において、例
えば伝送のためのデータの緊急度又は該MS110のアイデンティティを示すた
めに、適当なタイミングオフセットToffを決定する。これらのパラメータを選択
した場合に、MS110は、ステップ408において、上記のように1つ又は複
数のアクセスプリアンブル202及び競合解決プリアンブル208を伝送するこ
とによりパケットチャネルにアクセスすることを試みる。
らない。例えば、内側ループのアップリンク出力制御は必須でなくても良く、故
にPCCH212はなくても良い。衝突解決部は必須でなくても良く、この場合
に、競合解決プリアンブル208及び肯定応答210のメッセージはなくても良
い。これらの変更の結果として、実施はより簡単になるであろうが、Eb/Noのパ
フォーマンスの悪化及びメッセージ部の衝突確率の増大という犠牲を払うであろ
う。場合によっては、必要とされる信号情報(signalling information)の全てが
、アクセスサブチャネル及び署名の選択により伝達されても良く、この場合に、
メッセージ部は必要とされず、省かれ得る。プリアンブルの署名を参照すること
によりビットレートを選択する代わりとして、該ビットレートは、MS110に
より決定され、メッセージ部214中の信号により示されても良い。
の通信システムにおいても適用され得る。例えば、本発明は、アップリンク伝送
がダウンリンク伝送と異なるタイムスロットにおいて行われるという条件で時分
割多元接続(Time Division Multiple Access)(TDMA)システムにおいて用
いられ得る。
ータ伝送のためにセットアップされているシステムに等しく良く適用され得る。
ろう。斯かる変形例は、無線通信システム及び該無線通信システムの構成要素の
設計、製造並びに使用において既知であり、且つ、上述した特徴の代わりに又は
それらに追加して使用することが出来るような他の特徴を含むことが出来る。本
出願においては請求項は特定の特徴の組み合わせに対して記載されているが、本
出願の開示の範囲は、何れかの請求項において現在記載されている発明と同一の
発明に関するものであるか否かに拘わらず、且つ、本発明が解決するものと同一
の課題の何れか又は全てを解決するか否かに拘わらず、本明細書で明示的に又は
暗示的に開示された如何なる新規な特徴若しくはこれら特徴の如何なる新規な組
み合わせ又はそれらの如何なる一般化をも含むものと理解されるべきである。出
願人は、斯かる特徴及び/又は特徴の組み合わせに関しても、本出願又は本出願
から派生する全ての他の出願の審査の間に、新しい請求項を記載することがある
ことを注記する。
の存在を除外しない。更に、「有する、含む」という用語は、記載されている要
素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。
れ得る拡張されたランダムアクセスチャネル方式を示す図。
にアクセスすることを試みるための本発明による方法を例示するフローチャート
。
Claims (13)
- 【請求項1】二次局から一次局への伝送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あって、前記二次局が、署名の第1の組から選択さ
れた第1の署名を用いて符号化されたアクセスプリアンブルの伝送によりランダ
ムアクセスチャネル資源の割り当てを要求する手段を有し、前記一次局が、前記
アクセスプリアンブルを受け取り、前記第1の署名を決定し、前記要求された資
源が利用可能かどうかを示す、署名の第2の組から選択された第2の署名を用い
て符号化されたアクセス肯定応答を伝送する手段を有し、前記第1の署名の選択
が、前記資源割り当て要求に関する他の情報を供給し、前記第2の組のそれぞれ
の署名が、前記第1の組の中の複数の署名に対応する、システム。 - 【請求項2】前記署名の第1の組を含む署名のすべてが相互に直交するわけ
ではなく、前記署名の第1の組に含まれる署名の任意の対が低い相互相関を有す
ることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項3】二次局から一次局への伝送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おいて用いられる一次局であって、前記二次局によ
り伝送された、署名の第1の組から選択された第1の署名を用いて符号化された
アクセスプリアンブルを受け取り、前記第1の署名を決定し、前記アクセスプリ
アンブルから、どのランダムアクセスチャネル資源が割り当てられることを前記
二次局が要求しているかを決定し、前記要求された資源が利用可能かどうかを示
す、署名の第2の組から選択された第2の署名を用いて符号化されたアクセス肯
定応答を伝送する手段が設けられており、前記第1の署名の選択が、前記資源割
り当て要求に関する他の情報を供給し、前記第2の組のそれぞれの署名が、前記
第1の組の中の複数の署名に対応する、一次局。 - 【請求項4】複数の利用可能な時間オフセットのうちのどれにおいて前記ア
クセスプリアンブルが伝送されたかを決定する手段が設けられており、前記オフ
セットが、前記資源割り当て要求に関する他の情報を供給することを特徴とする
、請求項3に記載の一次局。 - 【請求項5】前記アクセス肯定応答の受け取りに応じて前記二次局により伝
送された競合解決プリアンブルを受け取り、複数の利用可能な時間オフセットの
うちのどれにおいて前記競合解決プリアンブルが伝送されたかを決定し、前記二
次局が前記要求された資源へのアクセスを許されたかどうかを示す競合解決肯定
応答を伝送する手段が設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の一次
局。 - 【請求項6】一次局への伝送のためのランダムアクセスチャネルを有する無
線通信システムにおいて用いられる二次局であって、署名の第1の組から選択さ
れた第1の署名を用いて符号化されたアクセスプリアンブルの伝送によりランダ
ムアクセスチャネル資源の割り当てを要求し、前記要求された資源が利用可能か
どうかを示す、署名の第2の組から選択された第2の署名を用いて符号化された
アクセス肯定応答を受け取る手段が設けられており、前記第1の署名の選択が、
前記資源割り当て要求に関する他の情報を供給し、前記第2の組のそれぞれの署
名が、前記第1の組の中の複数の署名に対応する、二次局。 - 【請求項7】前記アクセスプリアンブルが、複数の利用可能な時間オフセッ
トのうちの1つにおいて伝送され、前記オフセットが、前記資源割り当て要求に
関する他の情報を供給することを特徴とする、請求項6に記載の二次局。 - 【請求項8】前記アクセスプリアンブルの受け取りが成功したことを示すア
クセス肯定応答を前記一次局から受け取り、これに応じて、前記複数の利用可能
な時間オフセットのうちの1つにおいて競合解決プリアンブルを伝送する手段が
設けられていることを特徴とする、請求項7に記載の二次局。 - 【請求項9】前記複数の利用可能な時間オフセットのうちのいずれか1つを
使用する結果として、前記プリアンブルは、該プリアンブルが前記オフセットな
しで伝送される時間より前に伝送されることを特徴とする、請求項8に記載の二
次局。 - 【請求項10】前記アクセスプリアンブル及び前記競合解決プリアンブルの
伝送のために使用される時間オフセットが同じであることを特徴とする、請求項
8又は請求項9に記載の二次局。 - 【請求項11】二次局から一次局への伝送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を動作させる方法であって、前記方法は、前記二次
局が、署名の第1の組から選択された第1の署名を用いて符号化されたアクセス
プリアンブルの伝送によりランダムアクセスチャネル資源の割り当てを要求し、
前記一次局が、前記アクセスプリアンブルを受け取り、前記第1の署名を決定し
、前記要求された資源が利用可能かどうかを示す、署名の第2の組から選択され
た第2の署名を用いて符号化されたアクセス肯定応答を伝送することを含み、前
記第1の署名の選択が、前記資源割り当て要求に関する他の情報を供給し、前記
第2の組のそれぞれの署名が、前記第1の組の中の複数の署名に対応することを
特徴とする方法。 - 【請求項12】前記署名の第1の組を含む署名のすべてが相互に直交するわ
けではなく、前記署名の第1の組に含まれる署名の任意の対が低い相互相関を有
することを特徴とする、請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】前記アクセスプリアンブルが、複数の利用可能な時間オフセ
ットの1つにおいて伝送され、前記一次局が、その時間オフセットを決定し、前
記アクセスプリアンブルの伝送時間オフセットが、前記資源割り当て要求に関す
る他の情報を供給することを特徴とする、請求項11又は請求項12に記載の方
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