JP2005101990A - 移動体通信システム、移動体通信方法、基地局及び移動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率の良くスループットの高いランダムアクセス制御を可能する。
【解決手段】 基地局１１と移動局１２とはスロットアロハ方式で通信を行う。下り通信フレームと上り通信フレームとの間には１．５フレーム分のオフセット時間が設定されている。基地局１１は、上り通信フレーム中の任意のフレームが空線の場合に、送信許可信号Ｉを対応する下りフレームで報知する。各移動機１２は、送信データを有する場合、送信許可信号Ｉを受信状態で受信し、送信状態に切り換えて、１フレーム分の先頭データを上りフレームで送信する。基地局１１は、先頭データの後続データの連続送信を許可する場合、その移動機１２に連続送信許可情報Ｐを送信し、連続送信の間、他の移動機１２に送信禁止信号Ｂを送信する。移動機１２は、連続送信許可信号Ｐを受信し、送信モードに切り換えて、後続データを、上り通信フレームの連続する複数フレームで送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明はランダムアクセス制御を実行するための移動体通信システム、移動体通信方法、基地局及び移動機に関する。

移動体におけるスロッテドアロハ型ランダムアクセス制御は今までに種々の方式が検討されている。例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ）方式においては、デジタル自動車電話方式標準規格（ＡＲＩＢ ＳＴＤ−２７）等で、部分エコー付き空線制御方式（ＩＣＭＡ−ＰＥ， Ｉｄｌｅ−Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｓｔｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｐａｒｔｉａｌ Ｅｃｈｏ）が使われている。尚、ＩＣＭＡ−ＰＥ自体については、非特許文献１に詳細が記載されている。

日本における ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）のようなＴＤＭＡのランダムアクセス制御では、ＴＤＭＡの特性上、移動機では送信と受信が交互に行われる。移動機のデータ送信の後、次の受信タイミングまでに、時間的余裕があるため、基地局では移動機の送信が正確に行われたかを次の移動機の受信に反映することができ、時間的なタイムスロットの喪失は無い。また、移動機は全二重で通信が行えるため、基地局への送信の結果を次の受信で知ることが出来る。

移動機から送信するデータのサイズが大きく、送信が複数スロットにまたがった場合、基地局は、先頭スロットのデータに含まれている情報から残りスロットの数を判定し、残りスロットが０になるまで、他の移動機の送信を禁止することで、先頭スロットを送信した移動機へ優先的に送信を許可する「予約」を行うように構成することもできる。

一方、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式でのスロッテドアロハ型ランダムアクセス制御では、送受信のフレームが時間的に連続している。このため、基地局が、移動機が送信したデータを正確に受信できたか否かを通知する情報を次の移動機の受信タイミングまでに報知（送信）するためには、新たな概念が必要となる。

また、業務用無線機等の低価格化の要求が高いシステムでは、移動機は半二重で構成されることが多い。半二重タイプの移動機の場合、送信中及び送信終了直後は、送受信状態の切り替えなどのため、送信が出来ない。このため、移動機が送信して来た先頭フレームのデータを、基地局が正確に受信できたかを移動機に通知する場合、基地局は、移動機が先頭フレームを送信した後ある程度時間をおいて受信結果を示すデータを送信しなければならない。

ＦＤＭＡのランダムアクセスは、たとえば、狭帯域デジタル通信方式規格（ＡＲＩＢ ＳＴＤ‐Ｔ６１）に記載されており、また、特許文献１には、予約の考え方を用いた制御手法が記載されている。

まず、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１の動作例を説明する。
ＡＲＩＢ ＳＴＤ‐Ｔ６１では、基地局から移動機への下りフレームには、衝突制御のための情報が含まれている。この衝突制御情報は、以下の内容を含む。

１） 次の上りタイミング（フレーム番号は同じ）が空線であるか否かを示すＩ／Ｂ情報
２） フレーム番号が３つ前の上り信号が受信できたか否かを示すＲ／Ｎ情報
３） フレーム番号が３つ前の上り信号の部分エコーを示すＰＥ情報

ＡＲＩＢ ＳＴＤ‐Ｔ６１では、移動機からの送信は、先行３フレームまでは受信確認無しで送出可能となっている。

図１１は、移動機ＭＡとＭＢが連続する４フレームをほぼ同一のタイミングで送信し、衝突が発生している場合の動作例を示す。なお、この動作例では移動機ＭＡの方が電波環境が良く、移動機ＭＢの送信情報は基地局に届かなかったとする。以下に図１１での動作を説明する。

移動機ＭＡは基地局からの下り第１フレーム＃１を受信すると、Ｉ／Ｂ（送信許可／禁止情報）がＩ（許可）であると判別し、送信を開始する。尚、情報長は４フレームであることが移動機ＭＡの送信データ内に記録されている。一方、移動機ＭＢは、下り第２フレーム＃２を受信し、そのＩ／ＢがＩであると判別し、送信を開始する。同様に情報長は４つであることが送信データ内に記録されている。

基地局は移動機ＭＡの送信データを受信し、連続するデータであった（情報長が１より大きく、複数フレームに跨がる）ため、第４フレーム＃４でＩ／ＢをＢに切り替える。

移動機ＭＡは、第４フレーム＃４を受信した時点で、Ｒ／ＮがＲ、且つ、自局が先頭フレームで送ったＣＲＣと受信したＰＥが一致していることを判別し、連続送信が継続可能であると判断して、最終フレーム＃４も送信し、その後、すべてのデータを送信したので、送信終了とする。

一方、移動機ＭＢは第３フレーム＃３まで確認無しで送信したが、移動機ＭＡの送信と衝突したため、送信データは基地局には届いていなかった。移動機ＭＢは、第３フレーム＃３まで送信した後、下りフレーム（例では第５フレーム＃５）を受信した時点で、下りフレーム中のＰＥが自局が先頭フレームで送ったＣＲＣと一致していないと判別する。移動機ＭＢは、この時点で、自局の送信データが基地局に届いていないと判別し、送信失敗として、４フレーム目の送信は行わず、再度ランダム遅延後に再送を試みることとなる。

次に、特開２００１‐２８５９２８号公報に開示されたランダムアクセス制御方式を図１２を参照して説明する。

このランダムアクセス制御方式では、基地局からの移動局への下りフレームには、衝突制御のための情報がそれ以外のデータと共に格納されてる。衝突制御情報は、以下の内容を含む。

１） 上りタイミング（フレーム番号は同じ）での移動機の送信許可／禁止を指定するＩ／Ｂ情報
２） フレーム番号が３つ前の上り信号が受信できたか否かを示すＲ／Ｎ情報
３） 受信した３つ前のフレーム番号の上り信号がどの移動機のものかを示す移動局情報

なお、特開２００１‐２８５９２８号公報に記載の実施の形態では、Ｉ／Ｂ情報を３ビットとして、以下のように詳細な情報を移動機に提供している。
０００： 送信禁止１（同公報の図８中「禁１」）・・送信権が付与されている移動局からの上り送信フレーム信号が残り１つ
００１： 送信禁止２（図８中「禁２」）・・最後の上り送信フレーム信号を受信したか、上り送信フレーム信号が受信エラー
０１０： 送信禁止３（図８中「禁３」）・・ある移動局から送信要求を含んだ上り迭信フレームを受信した
１００： 送信権付与（図８中「付」）・・ 送信要求の上り送信フレーム信号を衝突無く、或いは、誤り無く送信した移動局に対して送信権を付与
１０１： 指定移動局送信許可（図８中「許」）・特定の移動局に送信権が付与されてい状態
１１１： 空き（図８中「空」）・・すべての移動局からの上り送信フレーム信号の送信を受け入れる状熊

図１２は、移動機ＭＡおよびＭＢが連続する４フレームを送信しようとしている場合の、上り及び下りフレームの送受信の例を説明するための図である。

以下を図１２を参照して、その動作を具体例に基づいて説明する。
移動機ＭＡは、基地局からの下りフレームのあるフレーム（第１フレーム＃１とする）を受信すると、Ｉ／Ｂが“空き” であることを判別し、送信を開始する。尚、情報長は４つであることが送信データに記録されている。

基地局は、移動機ＭＡが送信を開始したタイミングＴ１で、その信号を検知し、先頭フレームを最後まで受信していないが、Ｉ／Ｂを“送信禁止３″とする。その後、移動機ＭＡの先頭送信フレームを最後まで受信し、移動機ＭＡの送信データが連続するデータであるか否かを判別する。この例では、情報長が１より大きく、送信データが連続するデータであるので、基地局は、タイミングＴ２で移動機ＭＡに送信権を付与して、Ｉ／Ｂを“送信権付与”とし、移動局情報を移動機ＭＡを指定するものとする。移動機ＭＡは基地局からのこれらの情報を含む第３フレーム＃３を受信すると、送信が継続可能であることを判別し、残りの送信フレームをすべて送信する。その後、移動機ＭＡは、すべての送信フレームを送信し終えた事で、送信終了となる。

一方、移動機ＭＢは下りの第２フレーム＃２のタイミングで、送信データを有していたが、下りフレーム中のＩ／Ｂが”送信禁止３”であった為、待機動作を行い、移動機ＭＡの送信した後のタイミングＴ３において、Ｉ／Ｂが“空き”となったことを判別し、送信を開始する。
"電子情報通信学会論文誌 ｖｏｌ．Ｊ７６‐Ｂ‐ＩＩ，ｎｏ．３，ｐｐ．１５７−１６５「部分エコー付き空線制御移動通信ランダムアクセス方式」" 特開２００１‐２８５９２８号公報

従来のスロッテドアロハ型ランダムアクセス制御は、ＴＤＭＡ方式を念頭に設計されているが、例えば、ＦＤＭＡでは送信および受信が時間的に連続であるため、移動機からの送信内容を基地局で処理し、次の移動機の送信に反映させるための制御が困難であった。

また、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１に準拠したシステムでは、移動機は、３フレームまで基地局の受信確認無しで送信できるため、ある移動機が先頭３フレームを送信している途中で、他の移動機が送信を開始することが出来、上りフレームでの衝突が多く発生していた。

実際の通信では、移動機のランダムアクセス送信は、３フレーム以内という場合も多い。３フレーム以内の送信においては、基地局からの下りフレーム中のＩ／ＢはＩのままであるので、事実上、空線制御がされていることが少なかった。

これらの問題は、特許文献１に開示されているランダムアクセス制御によりある程度は解決可能である。しかし、特許文献１に開示されているランダムアクセス制御では、基地局が送信権を付与することで特定の移動機が連続的に送信している間は、他の移動機との衝突はないが、送信権を付与するまですべての移動機が送信禁止状態となる。このため、スループットが低いという問題がある。また、この制御方式では、移動機が先頭フレームの送信を開始した時点で、送信信号を検知し、即座に衝突制御情報に反映したり、基地局が１つの送信フレームの受信を完了すると、即座に衝突制御情報に反映する必要がある。従って、基地局の制御負担が大きく、基地局の構成と制御が困難である。

また、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１による制御方式と特許文献１に開示された制御方式では、移動機は、全二重方式で送受信の制御を行う必要がある。しかし、業務用無線機などの低価格での提供を要求される移動機は半二重で構成されることが多い。このため、これら半二重の移動機では、送信と受信の切りかえ時間を考慮したタイミング制御を行わなければならず、これらの制御方式を適用することができない。

このように従来のランダムアクセス制御は、効率が低く、より、高効率なランダムアクセス制御が望まれている。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされてものであり、効率の良くスループットの高いランダムアクセス制御を可能することを目的とする。
また、この発明は、制御負担の小さいランダムアクセス制御を可能することを目的とする。
また、この発明は、半二重構成の移動機にも適用可能なランダムアクセス制御を可能することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る移動体通信システムは、
基地局（１１）と移動局（１２）とがスロットアロハ方式で通信を行う通信システムであって、
基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
基地局は、上り通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号（Ｉ）を送信し、前記特定のフレームで前記移動機から受信した１フレーム分のデータに後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号（Ｐ）を送信し、
各移動機は、送信データを有する場合に、基地局からの送信許可信号（Ｉ）に応答して１フレーム分のデータを送信し、送信した１フレーム分のデータに対する連続送信許可信号（Ｐ）を受信すると、前記後続データを、前記上り通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、
ことを特徴とする。

例えば、前記移動機から前記基地局への上り通信フレームは、前記基地局から前記移動機への下り通信フレームに対して、１フレームより長く、２フレームより短い期間だけ遅れており、前記基地局（１１）は、前記上り通信フレーム中の第１のフレームが空線の場合に、前記送信許可信号（Ｉ）を、前記下り通信フレーム中の前記第１のフレームに対応するフレームで送信し、前記移動機（１２）は、送信データを有する場合に、送信許可信号を前記第１のフレームに対応するフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第１のフレームで、前記１フレーム分のデータを送信し、前記特定のフレームで前記移動機から受信した１フレーム分のデータに後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、前記第１のフレームに対応するフレームより３フレーム後の第２のフレームで、前記連続送信許可信号（Ｐ）を送信し、前記移動機は、前記連続送信許可信号（Ｐ）を前記下り通信フレーム内の第２のフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第２のフレームに対応するフレームを先頭する連続する複数のフレームで前記後続データを送信する。

例えば、前記移動機（１２）は、前記連続送信許可信号（Ｐ）を受信すると、前記後続データを、前記基地局が受信できたことを確認することなく、連続するフレームで送信する。

例えば、前記移動機は、送信処理と受信処理とを選択的に実行可能な半二重型の構成を有し、受信モードにおいて、前記送信許可信号を受信すると、送信対象データが存在する場合には、送信モードに切り替わって上り通信フレームで前記１フレーム分のデータを送信し、続いて、受信モードとなって下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信すると、送信モードとなって前記後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する。

例えば、前記基地局は、前記移動機からの１フレーム分のデータを正常に受信したか否かを示す情報（Ｒ／Ｎ、ＣＲＣ）を前記連続送信許可信号（Ｐ）と共に送信し、前記移動機は、基地局が自己が送信した１フレーム分のデータを正常に受信しているか否かを判別し、正常に受信していると判別した場合に、前記後続データを送信する。

例えば、前記基地局は、前記連続送信許可信号（Ｐ）と共に移動機を特定するための移動機特定情報を送信し、前記移動機は、前記移動機特定情報が自己を指定している場合に、前記後続データを送信する。

例えば、前記移動機（１２）は、前記１フレーム分のデータと共に前記後続データのフレーム数を特定するための情報を送信し、前記基地局（１１）は、前記移動機から通知された後続データのフレーム数に基づいて、移動機が前記後続データを送信している間、他の起動機のデータ送信を禁止する送信禁止信号（Ｂ）を送信し、前記移動機のうち、前記１フレーム分のデータを送信した移動機は、前記連続送信許可信号に従って前記後続データを連続的に送信し、その間、他の移動機は送信禁止信号に応答して、データの送信を控える。

例えば、前記基地局は、前記１フレーム分のデータの後続データの連続送信を許可しない場合に、連続送信を許可する連続送信許不可情報（Ｄ）を送信し、各移動機は、自己が送信した１フレーム分のデータを基地局が受信できたか異否かを判別し、受信できたと判定し、且つ連続送信不許可信号（Ｄ）を受信した場合、所定フレーム期間が経過するまで前記後続データの送信を待機して、その間に、送信許可信号（Ｉ）を受信すると、後続データの内の先頭の１フレーム分のデータを送信する。

例えば、前記移動機（１２）は、送信データを有する場合に、所定期間だけ前記送信許可信号を（Ｉ）を受信できない場合には、送信失敗として、遅延時間を定め、遅延時間経過後、前記送信許可信号の受信を待機する処理を再度実行する。

例えば、前記基地局は、トラフィックの状況に基づいて、前記連続送信を許可するか否かを判別する手段を含む。

上記目的を達成するため、この発明の第２の観点にかかる基地局は、
スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の基地局であって、
基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
基地局は、
上り通信フレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号（Ｉ）を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、
前記所定のフレームに対応する上り通信フレーム中のフレームで前記移動機から送信されてくる１フレーム分のデータを前記受信する受信手段と、
受信した１フレーム分のデータに後続する２フレーム分以上のデータが存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可情報（Ｐ）を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送信手段と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第３の観点にかかる移動機は、
スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の移動局であって、
基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
前記移動機は、
基地局からの送信許可信号（Ｉ）を受信する送信許可信号受信手段と、
前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで１フレーム分の先頭データを送信する先頭データ送信手段と
先頭データの送信に続いて、下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信する連続送信許可信号受信手段と、
前記連続送信許可信号に応答して、前記先頭データに後続する後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する連続送信手段と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第４の観点にかかる移動体通信方法は、
第１と第２の通信装置がスロットアロハ方式で通信を行う通信方法であって、
第１の通信装置から第２の通信装置への第１の通信フレームと第２の通信装置から第１の通信装置への第２の通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
第２の通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号（Ｉ）を第１の通信装置から第２の通信装置に送信し、
送信許可信号（Ｉ）に応答して、３フレーム分以上の送信データのうちの１フレーム分のデータを第２の通信装置から第１の通信装置に送信し、
１フレーム分のデータに基づいて、該１フレーム分のデータの後続データについて、複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、
連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可情報（Ｐ）を第１の通信装置から第２の通信装置に送信し、
この連続送信許可信号（Ｐ）に応答して、前記後続データを、前記第２の通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第５の観点にかかるコンピュータプログラムは、
通信機能を有するコンピュータを、
基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間にオフセット時間が設定され、スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の基地局であって、
上り通信フレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号（Ｉ）を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、
前記所定のフレームに対応する上り通信フレーム中のフレームで前記移動機から送信されてくる１フレーム分のデータを前記受信する受信手段と、
受信した１フレーム分のデータに後続する２フレーム分以上のデータが存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可情報（Ｐ）を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送信手段と、
を備える基地局として機能させることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第６の観点にかかるコンピュータプログラムは、
通信機能を有するコンピュータを、
基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間にオフセット時間が設定され、スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の移動局であって、
基地局からの送信許可信号（Ｉ）を受信する送信許可信号受信手段と、
前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで１フレーム分の先頭データを送信する先頭データ送信手段と
先頭データの送信に続いて、下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信する連続送信許可信号受信手段と、
前記連続送信許可信号に応答して、前記先頭データに後続する後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する連続送信手段、
を備える移動機として機能させることを特徴とする。

この発明によれば、効率の良くスループットの高いランダムアクセス制御が可能となる。
また、この発明によれば、制御負担の小さいランダムアクセス制御が可能となる。
さらに、この発明は、半二重構成の移動機にも適用可能である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るランダムアクセス制御を、該ランダムアクセス制御を適用した移動体無線通信システムを例に説明する。

この実施の形態に係るランダムアクセス制御を適用する移動通信システムは、図１に示すように、基地局１１と、基地局１１の通信エリアに存在する複数の移動機（移動局）１２から構成されている。

基地局１１は、他の基地局１１とネットワークを介して接続されている。また、基地局１１と各移動機１２とは、一般の携帯電話通信に関する様々な制御動作を行うが、以下では、ランダムアクセス制御に関連する部分を中心に説明する。

基地局１１は、ＦＤＭ(Frequency Divison Multiplexing)方式の全二重通信方式をサポートする装置であり、図２に示すように、制御部１０１と、記憶部１０２と、受信部１０３と，送信部１０４と，アンテナ１０５と，を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、記憶部１０２に格納されている動作プログラムを実行して、通信制御を行う。

制御部１０１は、ランダムアクセスに関連して、データ送受信部１１１と、ヘッダ情報解析部１１２と、衝突制御情報生成部１１３と、ＣＲＣ（Cycric Redandancy Check）演算部１１４と、予約カウンタ１１５、とを備える。

データ送受信部１１１は、移動機１２との間でデータの送受信を制御する。
ヘッダ情報解析部１１２は、受信フレーム（移動機１２からフレーム単位で送信されてくるデータ）に付されているヘッダ情報を解析し、そのフレームが先頭フレームであるか否か、送信されてくるフレームの総数（データ長）などを求める。

衝突制御情報生成部１１３は、複数の移動機１２が同時にデータの連続送信を行わないように制御するために通信エリア内の全移動機１２に送信する衝突制御情報を生成する。衝突制御情報の詳細は、後述する。
ＣＲＣ演算部１１４は、受信データのＣＲＣコードのチェック等の処理を行う。
予約カウンタ１１５は、特定の移動機１２からデータを複数フレームで連続して受信する場合に、残りデータの受信フレーム数をカウントするためのカウンタである。

記憶部１０２は、制御部１０１の動作プログラム、固定データなどを記憶する。
受信部１０３は、移動機１２からのデータをアンテナ１０５を介して受信し、受信データを復調して、例えば、ベースバンド信号に変換して制御部１０１に提供する。
送信部１０４は、移動機１２に送信するデータ（ベースバンド信号）を制御部１０１より受信し、これを変調・増幅してアンテナ１０５を介して送信する。

各移動機１２は、ＦＤＭＡ(Frequency Divison Multiple Access)方式の半二重通信方式をサポートする装置であり、図３に示すように、制御部２０１と、記憶部２０２と、受信部２０３と，送信部２０４と，アンテナ２０５と，を備える。

制御部２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等から構成され、記憶部２０２に格納されている動作プログラムを実行して、通信制御を行う。
制御部２０１は、ランダムアクセス制御に関連して、データ送受信部２１１と、ヘッダ情報解析部２１２と、送信開始待ちタイマ２１３と、ランダム遅延部２１４と、予約待ちカウンタ２１５と、リサイクルカウンタ２１６と、を備える。

データ送受信部２１１は、基地局１１との間でデータの送受信を制御する。
ヘッダ情報解析部２１２は、受信フレーム（基地局１１からフレーム単位で送信されてくるデータ）に付されているヘッダ情報を解析し、ヘッダ情報に含まれている衝突制御情報などを求める。
送信開始待ちタイマ２１３は、制御部２０１がデータの送信を試み出してからの経過時間をカウントする。
ランダム遅延部２１４は、ランダムな遅延時間を特定するための乱数発生機能と発生した乱数に対応する時間（遅延時間）をカウントするタイマとを備え、この移動機１２が先頭フレームを送信したにもかかわらず、基地局１１がこれを適切に受信できない事態が発生した場合に、先頭フレームの再送信のタイミングを判別する。

予約待ちカウンタ２１５は、送信データが複数フレームにわたる場合に、先頭フレームを送信して基地局１１に適切に受信されてから、残りデータを連続して送信することの「予約」ができるまでのフレーム数をカウントする。
リサイクルカウンタ２１６は、この移動機１２が先頭フレームを送信したにもかかわらず、基地局１１がこれを適切に受信できない事態が連続して発生した場合に、その連続回数をカウントする。

記憶部２０２は、制御部２０１の動作プログラム、固定データなどを記憶する。
受信部２０３は、基地局１１からのデータをアンテナ２０５を介して受信・復調して、例えば、ベースバンド信号に変換して制御部２０１に提供する。
送信部２０４は、基地局１１に送信するデータ（ベースバンド信号）を制御部２０１より受信し、これを変調・増幅してアンテナ２０５を介して送信する。

このような構成の基地局１１と移動機１２との間で実行されるランダムアクセス方式は、スロッテドアロハ方式とし、ＩＣＭＡ−ＰＥ方式を基本とし、図４のようなフレーム構成をとるＦＤＭ／ＦＤＭＡのシステムとする。

即ち、下り信号（下りフレーム）と上り信号（上りフレーム）との間に、ほぼ１．５フレーム期間に相当する送受信オフセット時間を設け、フレーム番号をそれぞれ付与する。
また、移動機１２は半二重通信であり、送信している間は受信ができず、受信している間は送信ができない。このため、受信動作（受信モード）と送信動作（送信モード）とを切り替え時間を挟んで別のタイミングで行う（設定する）。受信動作の期間は、下りフレームのいずれかのフレーム期間を含み、送信モードの期間は、上りフレームのいずれかのフレーム期間を含むように、切り替え制御される。

基地局１１から移動機１２への送信信号（下りフレーム）は、衝突制御のための情報をそれ以外のデ−夕と共に含む。衝突制御情報は、以下の内容の情報を含む。
１） 上りタイミング（フレーム番号は同じ）が空線であるか否かを示すＩ／Ｂ情報
２） フレーム番号が３つ前の上り信号が受信できたか否かを示すＲ／Ｎ情報
３） 次の上りタイミング（フレーム番号は同じ）から連続送信を許可するか否かを示すＰ／Ｄ情報
４） フレーム番号が３つ前の上り信号の部分エコーを示すＰＥ情報

次に、このようなフレーム構成を用いて、移動機１２と基地局１１との間でデータを送受信する場合の、動作を説明する。

まず、基地局１１の動作を図５のフローチャートを参照して説明する。
基地局１１は、図５に示す処理を繰り返して実行している。
基地局１１は、移動機１２からの送信データをアンテナ１０５を介して受信部１０２で受信して復調し、制御部１０１に供給する。制御部１０１はＣＲＣ演算部１１４でＣＲＣチェックを行い、受信データが正確に受信されているか否かを判別する（ステップＳ１１）。

制御部１０１は、受信があり且つ正確に受信されている場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）には、次の下りフレーム（受信データが第ｎフレームであった場合には、第ｎ＋３フレームとなる）で送信するデータ中のＲ／Ｎを受信ありを示すＲに、ＰＥを受信データのＣＲＣ演算値に設定する（ステップＳ１２）。

一方、ステップＳ１１で、受信が無い又はデータが正確に受信されていないと判別された場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）には、次の下りフレームで送信するデータ中のＲ／Ｎを受信無しを示すＮに、ＰＥに「０」を設定する（ステップＳ１３）。

制御部１０１は、ステップＳ１２又はＳ１３に続いて、受信フレームが先頭フレームで且つ残りフレームがあるか否かをヘッダ情報解析部１１２により受信データのヘッダ情報から判別する（ステップＳ１４）。

受信データが先頭フレームではない、或いは、残りフレームが無いと判断した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）には、次の下りフレームで送信するデータ中のＰ／Ｄを連続受信を許可しないＤ（連続送信不許可信号）に設定する（ステップＳ１５）。

一方、ステップＳ１４で、受信フレームが先頭フレームで且つ残りフレームがあると判別すると（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、既に、次の上りフレームを使用していずれかの移動機がデータ送信を行う旨の予約が設定されているか否かを、残りフレーム数を示す予約カウンタ１１５の値から判別する（ステップＳ１６）。予約があれば（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、予約されている送信を受信するために、前述のステップＳ１５に進む。一方、予約が無ければ（ステップＳ１６；Ｎｏ）、次の下りフレームで送信するデータ中のＰ／Ｄを連続送信を許可するＰ（連続送信許可信号）に設定し（ステップＳ１７）、予約カウンタ１１５に残りフレーム数（ヘッダ情報解析部１１２が取得した総送信フレーム数−１）を設定する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１６又はＳ１８に続いて、改めて、連続送信の予約があるか否かを判定する（ステップＳ１９）。予約がないと判断すれば（ステップＳ１９；Ｎｏ）、次の下りフレームで送信するＩ／ＢをＩ（次フレームは空線）に設定する（ステップＳ２０）。次に、予約があると判断すれば（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、予約カウンタ１１５の値をチェックして（ステップＳ２１）、「１」であれば、次回フレームでの上り方向の送信で予約されているデータの送信が完了するので、予約を解除し（予約カウンタ１１５のカウント値を０にする）（ステップＳ２２）、「１」でなければ、予約カウンタ１１５のカウント値を−１する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２２，Ｓ２３の処理後、次の下りフレームで送信するＩ／ＢをＢに設定（送信禁止）する（ステップＳ２４）。

続いて、次フレーム期間が開始すると、ステップＳ１２又は１３で設定したＲ／Ｎ、ＰＥ、ステップＳ１５又はＳ２４で設定したＩ／Ｂを含む衝突制御情報を送信部１０４を介して送信し（ステップＳ２５）、さらに、次フレームのデータ部分を送信する（ステップＳ２６）。

制御部１０１は、以上の動作を繰り返して実行する。

一方、移動機１２の制御部２０１は、例えば、動作モードが受信モードの期間中に、タイマ割り込みなどに応答して、図６に示すランダムアクセス制御処理を開始する。

まず、制御部２０１は、送信対象のデータが存在するか否かを判別する（ステップＳ３１）。送信データは、予め１フレームで送信される単位であるパケットに分割されて記憶部２０２に格納されている。各パケットはヘッダ情報とペイロードとを含み、ペイロードは、送信対象の実データとＣＲＣ情報とを含む。

送信データがあると判別された場合（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、リサイクルカウンタ２１６に０を設定し、予約待ちカウンタ２１５に所定の初期値を設定する（ステップＳ３２）。続いて、送信開始待タイマ２１３をスタートして経過時間の計時を開始させる（ステップＳ３３）。

続いて、ヘッダ情報解析部２１２により、直前の下りフレームで受信された衝突制御情報中のＩ／ＢがＩ（空線）であるかＢ（送信不可）であるかを判別する（ステップＳ３４）。
Ｉ／Ｂ＝Ｉ、即ち、次の上りフレームが空線（空フレーム）であると判別した場合には、データ送受信部２１１により送信対象データで未送信のデータのうちの最初の１フレーム分のパケットデータを送信部２０４を介して送信する（ステップＳ３５）。さらに、リサイクルカウンタ２１６を＋１する（ステップＳ３５）

続いて、送受信モードを、受信モードに切り替えて、次の下りフレームの受信を待機し、受信する（ステップＳ３６）。

一方、ステップＳ３４で、Ｉ／Ｂ＝Ｂであると判別された場合には、ステップＳ３３でスタートした送信開始待タイマ２１３のカウント値が設定値に達したか否か、すなわち、所定時間が経過したか否かを判別し（ステップＳ３７）、経過していなければ（ステップＳ３７；Ｎｏ）、送受信モードを、受信モードに切り替えて、次の下りフレームの受信を待機し、受信し（ステップＳ３８）、ステップＳ３４に戻る。

ステップＳ３７で、所定時間が経過したと判別した場合（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、送信失敗として、適当な処理を実行する（ステップＳ３９）。

制御部２０１は、ステップＳ３６で次の下りフレームを受信部２０３を介して受信すると、ヘッダ情報解析部２１２により、受信した衝突制御情報中のＲ／ＮがＲ（基地局１１がデータを受信）であるかＮ（基地局受信せず）であるかを判別する（ステップＳ４０）。

Ｒ／Ｎ＝Ｒ、即ち、先の上りフレームで基地局１１が何らかのデータを受信している場合（ステップＳ４０；Ｒ）には、受信フレームに含まれているＰＥと、ステップＳ３５で先の上りフレームで送信した先頭フレームのデータのＣＲＣ演算値が一致するか否かを判別する（ステップＳ４１）。

「受信ＰＥ＝送信したＣＲＣ演算値」であると判別した場合（ステップＳ４１；Ｙｅｓ）は、ステップＳ３５で送信した先頭フレームを基地局１１が正常に受信し（Ｒ／Ｎ＝Ｒ）、これに対応する応答を送信して来たことを意味する。即ち、今回受信した下りフレームのデータの宛先が自局であることを意味する。

次に、制御部２０１は、送信データが残っているか否かを判別し（ステップＳ４２）、残っていなければ（ステップＳ４２；Ｎｏ）、送信完了となる。

一方、送信データが残っている場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）には、受信フレームに含まれていたＰ／ＤがＰ（連続送信許可）であるか、Ｄ（連続送信不許可）であるかを判別し（ステップＳ４３）、Ｐであれば、動作モードを送信モードに切り替え、次フレームのデータを送信する（ステップＳ４４）。続いて、送信データが残っているか否かを判別し（ステップＳ４５）、残っていなければ（ステップＳ４５；Ｎｏ）、送信完了となる。一方、送信データが残っていれば、ステップＳ４４に戻って次の上りフレームで順次データを送信する。この場合、移動機１２の動作モードは送信モードが連続することになる。

一方、ステップＳ４３で、Ｐ／Ｄ＝Ｄと判別した場合、次の上りフレームではデータを送信せず、受信モードのまま、次の下りフレームを受信し（ステップＳ４６）、受信フレーム中の衝突制御情報中のＩ／ＢがＩ（空線）であるかＢ（送信不可）であるかを判別する（ステップＳ４７）。Ｉ／Ｂ＝Ｉ、即ち、次の上りタイミングが空線であると判別した場合には、前述のステップＳ３５に戻って、先頭フレームのデータを送信する。

一方、ステップＳ４７で、Ｉ／Ｂ＝Ｂであると判別された場合には、データの送信をできない回数が予め設定されている回数、即ち、予約待ちカウンタ２１５に設定されている回数に達したか否かを判別する（ステップＳ４８）。達していなければ（ステップＳ４８；Ｎｏ）、予約待ちカウンタ２１５の値を−１し（ステップＳ４９）、ステップＳ４６に戻る。一方、ステップＳ４８で、データの送信をできない回数が予め設定されている回数、即ち、予約待ちカウンタ２１５に当初設定された回数に達したと判別した場合には（ステップＳ４８；Ｙｅｓ）、送信失敗として、所定の処理を実行する（ステップＳ５０）。

なお、ステップＳ４０でＲ／Ｎ＝Ｎ、又は、ステップＳ４１で受信したＰＥが送信したＣＲＣ値に一致しないと判定された場合には、何らかの理由で、ステップＳ３５で送信した先頭フレームのデータは基地局１１に正常に受信されていない。即ち、Ｒ／Ｎ＝Ｎならば、全く受信されておらず、受信したＰＥが送信したＣＲＣ値に一致しないならば、他の移動機からのデータが受信されたから、或いは、ステップＳ３５で送信したデータが誤った内容で受信されている。この場合には、リサイクルカウンタ２１６のカウント値、即ち、先頭フレームの送信回数（リサイクル数）が予め設定されている回数に達したか否かを判別する（ステップＳ５１）。
先頭フレームの送信回数が、予め設定されている回数に達していれば（ステップＳ５１；Ｙｅｓ）、送信失敗とし、所定の処理を行う（ステップＳ３９）。

一方、リサイクルカウンタ２１６のカウント値が設定値に達していなければ、再度先頭フレームを送信するため、ランダム遅延部２１４により、乱数を発生してランダムに遅延時間を決定し、この遅延時間を計測し（ステップＳ５２）、その後、ステップＳ３３にリターンする。

基地局１１及び移動機１２を上記構成とし、基地局１１と移動機１２との間で、上述のランダムアクセス動作を行うことにより、送信及び受信が時間的に連続であるＦＤＭＡにおいても、連続送信を許可するか否かを示すＰ／Ｄ情報を移動局１２が参照し、移動機１２が送信を待機できる。従って、基地局１１の制御に時間的余裕ができ、制御が簡易化する。
移動機１２は、送信した先頭フレーム(または、連続許可が出る前の単一フレーム)の送信が、基地局１１で受け付けられたか否かを確認し、受け付けられたことを確認した場合に、後続データを送信する。従って、複数の移動機１２間で、無駄な衝突が発生しない。
ある移動機１２の先頭フレームを受信した直後の２フレームの間でも、すべての移動機１２が基地局１１にデータを送信可能である。従って、スループットが高い。
半二重のような送信と受信を同時に行うことが出来ない移動機１２に対しても、切替時間まで含めたタイミングで制御が可能である。

なお、上述のランダムアクセス制御を実行するための諸条件をまとめると主に次のようになる。
１）前提条件
１−１）移動体通信のスロッテドアロハランダムアクセス制御方式である。
１−２）基地局１１がＦＤＭ、移動機がＦＤＭＡである。
１−３）基地局１１と移動機１２が構成するフレーム構造には送信から受信までに送受信オフセット時間がある。
１−４）基地局で送信される下り制御データのフレーム内に衝突制御情報が配置される。
１−５）基地局は衝突制御情報をすべての移動機に報知する。
１−６）衝突制御情報は、上りフレームが空線であるか送信禁止であるかの“空線/禁止"情報（Ｉ／Ｂ）を含む。
１−７）衝突制御情報は、上りフレーム信号を基地局１１が受信出来たか否かを示す“受信/非受信”情報（Ｒ／Ｎ）を含む。
１−８）衝突制御情報は、どの移動機に対しての情報であるかを示す“受信データ”情報（ＰＥ）を含む
１−９）移動機は、衝突制御情報の“受信/非受信”と”受信データ”情報を解析することで、自局が送信したデータが基地局にて正常に受信できたかどうかを判定可能である。
１−10） 移動機１２が送信するデータの中には、全情報を送信するまでの何フレーム数（全フレーム数、残りフレーム数等）を示すデータを含む。
１−11）“受信データ”情報は、移動機が送信したフレームデータを基地局でＣＲＣ判定した結果である。

２）本実施の形態での条件
２−１）衝突制御情報は、上りフレームの送信を連続的に行っても良いか否かを示す“連続許可/非許可”情報を含む。
２−２）衝突制御情報の、“空線/禁止”情報は、その衝突制御情報を報知するフレームと同一番号の上りフレームに対する情報である。
２−３）衝突制御情報の”受信／非受信”情報は、その情報を報知するフレーム番号より３つ前フレームの上り信号に対する情報である
２−４）衝突制御情報の、“連続許可/非許可”情報は、その情報を送信するフレームと同一番号の上りフレームに対する情報である。
２−５）衝突制御情報の“受信データ情報”は、その衝突制御情報を報知するフレームの番号より３つ前フレームの上り信号に対する情報である。
２−６）移動機１２は、“空線/禁止"情報が空線を示している場合、単一フレーム（パケット）を送信できる。
２−７）移動機１２は、自局が送信した単一フレームが基地局にて受信出来たと判定し、且つ“連続許可／非許可”情報が連続許可を示していた場合、次の送信から連続したフレームを送信できる。
２−８）移動機１２は、自局が送信した単一フレームが基地局にて受信できたと判定し、且つ”連続許可／非許可”情報が連続不許可を示していた場合、１フレーム毎に変更される”予約待ちカウンタ”を起動し、“予約待ちカウン夕”が満了するまで送信を待機できる。
２−９）“予約待ちカウン夕"が満了した場合は、ランダムアクセス失敗として、再度ランダムアクセスを試みる

次に、上述の動作を、具体例に基づいて、説明する。
まず、ある移動機が、他の移動機との衝突無く１フレーム分のデータを送信する場合の動作例を図７を参照して説明する。
ここで、下りフレーム内に図示したアルファベットはそれぞれＩ／Ｂ、Ｒ／Ｎ、Ｐ／Ｄ、及びＰＥの内容を示し、例えば「Ｉ，Ｎ，Ｄ，０」と記されている場合は、Ｉ／Ｂ＝Ｉ（上りタイミングが空線）、Ｒ／Ｎ＝Ｎ（フレーム番号が３つ前の上り信号を受信できていない）、Ｐ／Ｄ＝Ｄ（次の上りタイミングからの連続送信を許可しない）、およびＰＥの内容が０、と言う意味である。

図７の例では、下りフレーム＃０で受信した衝突制御情報に含まれるＩ／ＢがＩ、即ち、上りのフレーム＃０は空線である。制御部２０１は、送信したい情報をＣＲＣの結果（Ａ）と共に送信部２０４を介して送信する。このときヘッダ情報は、総データ数（スロット数；ここでは１）、等の情報を含む。

基地局１１は、移動機１２から送信されたデータをアンテナ１０５を介して受信し、受信部１０３で復調して制御部１０１に供給する。

制御部１０１は、受信データを解析し、ＣＲＣチェックを行う等し、受信がエラー無くできたことを確認する。ここで、正常に受信できていれば、衝突制御情報のＲ／ＮをＲ，ＰＥを受信したデータのＣＲＣ演算結果とし、下りの第３フレーム＃３に含めて、送信する。

移動機１２は、下りフレーム＃３を受信し、これを復調し、これを解析し、Ｒ／Ｎから基地局１１が受信できたか否かを判別する。図７の例では、制御部２０１は、Ｒ／ＮがＲであるため、基地局１１がデータを受信したことを判定し、さらに、基地局１１が正確なデータを受領したことを、ＰＥがＡであること、送信したデータのＣＲＣがやはりＡであることから判別し、送信が成功したことを知る。

次に、移動機１２が、１フレーム分のデータを送信するが、他の移動機１２との送信データの衝突や、無線状況によって、基地局１２に送信が届かなかった場合の動作の例を図８を参照して説明する。

まず、場面とし、移動機ＭＡはＴ１のタイミングで受信したＩ／ＢがＩであったため送信を開始する。一方、移動機ＭＢも同時に送信を開始し、衝突が発生し、移動機ＭＢのデータが基地局１１に届いてしまった、とする。

基地局１１は、Ｒ／ＮをＲ、ＰＥを移動機Ｂが送信したＣＲＣ演算値と同じ「Ｂ」として、３フレーム後のＴ２のタイミングで報知（送信）する。
移動機ＭＡおよびＭＢは、それぞれ、タイミングＴ２で衝突制御情報を受信し、移動機ＭＡは送信失敗、移動機ＭＢは送信成功と判別する。

移動機ＭＡは、送信失敗のため、ランダム遅延をして、タイミングＴ３で再び送信を行ったが、無線状態が悪くこれも基地局１１に届かなかった。このため、タイミングＴ４で、基地局１１はＲ／ＮをＮ、ＰＥを０としてて報知する。移動機ＭＡは、これにより、送信失敗を知り、再度、ランダム遅延後のタイミングＴ５で再送し、タイミングＴ６においてＲ／ＮがＲ、ＰＥのＣＲＣが「Ａ」となって一致したため送信成功となりランダムアクセスが終了する。

次に、移動機ＭＡとＭＢとが４つの連続したデータを送信する場合の衝突制御の例を図９を参照して説明する。
なお、この例では、基地局１１が特定の移動機１２にデータを送信する場合には、その宛先を示す情報を送信データに含めるものとする。

まず、基地局１１は、第０フレーム＃０〜第２フレーム＃２で、３フレーム前に受信がないので、Ｒ／Ｎ＝Ｎ、ＰＥ＝０とし（ステップＳ１３）、また、予約もないとして、Ｐ／Ｄ＝Ｐとする（ステップＳ１７）。

移動機ＭＡは、送信データを所有しており（図６ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、受信した第０フレーム＃０のＩ／ＢがＩであるため（ステップＳ３４；Ｉ）、未送信４フレーム分のデータパケットのうちの先頭フレームのパケットを送信する（ステップＳ３５）。このパケットは、ヘッダ情報に、送信元がＭＡであること、先頭フレームであること、総情報長が４で残りが３フレーム分あるという情報を含み、ＣＲＣ情報として１_１が付加されている。

基地局１１は、移動機ＭＡの送信データを受信し、これを解析する。基地局１１は、送信データが先頭フレームであること、残りデータが３フレームあること等を求め、さらに、ＣＲＣチェックを行う（ここでは、ＣＲＣ＝１_１で正しかったとする）。

基地局は、データを受信し、ＣＲＣチェックが正しかったため、図５のステップＳ１１でＹｅｓと判定し、第３フレーム＃３のＲ／ＮをＲに，ＰＥにＣＲＣの値の１_１をセットする（ステップＳ１２）。受信データが先頭フレームで、残りフレームが存在するため、ステップＳ１４でＹｅｓと判定され、ステップＳ１６で予約の有無を判定する。この例では、予約は無いと判定し（ステップＳ１６；Ｎｏ）、第３フレームのＰ／ＤをＰとし（ステップＳ１７）、予約カウンタ１１５に予約有りと残りフレーム数の「３」をセットする（ステップＳ１８）。

続いて、ステップＳ１９で予約があるか否かを判別し、ステップＳ１８で予約がセットされているので、Ｙｅｓとなって、予約カウンタ１１５のカウント値が３から２に更新され（ステップＳ２３）、Ｉ／Ｂ＝Ｂにセットされる（ステップＳ２４）。続いて、第３フレーム＃３のデータを送信される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。この第３フレーム＃３のヘッダ情報は、宛先として移動機ＭＡを特定する情報を含む。

下り第４フレーム＃４のタイミングで、基地局１１の予約カウンタ１１５のカウント値が２から１に更新され（ステップＳ２３）、第５フレーム＃５で、予約がリセットされる（ステップＳ２２）。また、第４，第５フレーム＃４，＃５でも、Ｉ／Ｂ＝Ｂとなる（ステップＳ２４）。

移動機ＭＡは、自己宛の下り第３フレーム＃３を受信し（ステップＳ３６）、Ｒ／ＮがＲで（ステップＳ４０；Ｒ）、ＰＥが自分が送ったＣＲＣ＝１_１に一致し（ステップＳ４１；Ｙｅｓ）、Ｐ／ＤがＰである（ステップＳ４３；Ｐ）ので、残りの３フレーム分のデータを上りの第３、第４、第５フレーム＃３，＃４，＃５の３フレーム連続でデータを送信する（ステップＳ４４，Ｓ４５）。移動機ＭＡはすべてのデータを送信した後、送信終了とする。

一方、移動機ＭＣは、１フレーム分の送信データを有しており、第１フレーム＃１でＩ／ＢがＩであるので、データを送信する。

基地局１１は、移動機ＭＣの送信データを受信し、これを解析する。基地局１１は、送信元がＭＣであること、送信データが先頭フレームであること、残りデータが０フレームあること等を求め、さらに、ＣＲＣチェックを行う（ここでは、ＣＲＣ＝３_１で正しかったとする）。

基地局１１は、受信データのＣＲＣチェックが正しかったため、図５のステップＳ１１でＹｅｓと判定し、第４フレーム＃４のＲ／ＮをＲに，ＰＥにＣＲＣの値の３_１をセットする（ステップＳ１２）。

受信データが先頭フレームであるが、残りフレームが存在しないため、ステップＳ１４でＮｏと判定され、ステップＳ１５で、第４フレームのＰ／ＤをＤとする。一方、第３フレームで、予約カウンタ１１５は予約ありの状態になっており（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、予約カウンタ１１５のカウント値を２から１に更新し（ステップＳ２３）、Ｉ／Ｂ＝Ｂとして（ステップＳ２４）、第４フレーム＃４を移動機ＭＣ宛に送信する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。

移動機ＭＣは、基地局１１からの第４フレーム＃４を受信し（ステップＳ３６）、Ｒ／Ｎ＝Ｒ，ＰＥ＝３_１であると判別する（ステップＳ４０；Ｒ，Ｓ４１；Ｙｅｓ）。そして、残りデータが無いため（ステップＳ４２；Ｎｏ）、送信完了となる。

一方、移動機ＭＢも、送信データを所有しており（図６ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、受信した第２フレーム＃２のＩ／ＢがＩであるため（ステップＳ３４；Ｉ）、先頭フレームのパケットを送信する（ステップＳ３５）。このパケットは、ヘッダに先頭フレームであること、総情報長が４で残りが３フレーム分あるという情報を含み、ＣＲＣ情報として２_１が付加されている。

基地局１１は、移動機ＭＢの送信データを受信し、これを解析する。基地局１１は、送信データが先頭フレームであること、残りデータが３フレームあること等を求め、さらに、ＣＲＣチェックを行う（ここでは、ＣＲＣ＝２_１で正しかったとする）。

基地局１１は、データを受信し、ＣＲＣチェックが正しかったため、図５のステップＳ１１でＹｅｓと判定し、第５フレーム＃５のＲ／ＮをＲに，ＰＥにＣＲＣの値の２_１をセットする（ステップＳ１２）。受信データが先頭フレームで、残りフレームが存在するため、ステップＳ１４でＹｅｓと判定され、ステップＳ１６で予約の有無を判定する。この例では、予約があるため（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、第５フレームのＰ／ＤをＤとする（ステップＳ１５）。続いて、予約カウンタ１１５に予約有りがセットされているか否かを判別する（ステップＳ１９）。この例では、予約があり（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、予約カウンタ１１５の値が「１」であるため（ステップＳ２１；＝１）、予約を解除し（ステップＳ２２）、Ｉ／Ｂ＝Ｂとし（ステップＳ２４）、第５フレームを移動機ＭＢ宛に送信する。

移動機ＭＢは、下り第５フレーム＃５を受信し（ステップＳ３６）、Ｒ／ＮがＲで（ステップＳ４０；Ｒ）、ＰＥが自分が送ったＣＲＣ＝２_１に一致し（ステップＳ４１；Ｙｅｓ）、残りデータがあるので（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、Ｐ／Ｄを判別し（ステップＳ４３）、Ｄであるので、ステップＳ４６で次フレーム、即ち、第６フレーム＃６を受信する。

第６フレーム＃６は、Ｉ／Ｂ＝Ｉであるので、ステップＳ３５に戻り、残りデータのうちの先頭フレームのデータを送信すると共にリサイクルカウンタの値を＋１する。この例では、第２フレーム＃２で１フレーム分のデータを送信してあるので、残り３フレーム分のデータのうちの先頭フレームである第２フレームのデータを送信する。

基地局１１は、移動機ＭＢの送信データを受信し、送信データが先頭フレームであること、残りデータが３フレームあること等を求め、さらに、ＣＲＣチェックを行う（ここでは、ＣＲＣ＝２_２で正しかったとする）。

基地局１１は、図５のステップＳ１１でＹｅｓと判定し、第９フレーム＃９のＲ／ＮをＲに，ＰＥにＣＲＣの値の２_２をセットする（ステップＳ１２）。さらに、ステップＳ１４でＹｅｓと判定され、ステップＳ１６で予約がないと判定され（ステップＳ１６；Ｎｏ）、Ｐ／ＤをＰとする（ステップＳ１７）。続いて、予約カウンタ１１５に残りフレーム数「２」をセットする（ステップＳ１８）。

続いて、ステップＳ１９で予約があるか否かを判別し、ステップＳ１８で予約がセットされているので、Ｙｅｓとなって、予約カウンタ１１５のカウント値が２から１に更新され（ステップＳ２３）、Ｉ／Ｂ＝Ｂにセットされて（ステップＳ２４）、第３フレーム＃３のデータが送信される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。

移動機ＭＢは、基地局１１から第９フレーム＃９をステップＳ３６で受信し、Ｒ／Ｎ＝Ｒ、ＰＥ＝２_２で一致し、受信したＰ／ＤがＰであることから（ステップＳ４３；Ｐ）、第９，第１０フレーム＃９，＃１０を送信する（ステップＳ４４，Ｓ４５）。
ここで、図示するように、仮に送信データのうちの第４フレーム目のデータが何らかの原因により正常に受信されなくても、移動機ＭＢの今回のデータ送信は終了する。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施の形態では、移動機１２半二重の場合を示したが、移動機が全二重のみ、または全二重と半二重が混在するネットワークにも、この発明のランダムアクセス制御をそのまま適用可能である。

また、下りフレームに対する上りフレームの遅延時間を１．５フレーム期間としたが、その期間は１フレーム期間より長ければ、移動局１２の処理能力に応じて任意である。例えば、１．２フレーム期間としてもよく、２．５フレーム期間、３．５フレーム期間、或いは３フレーム期間としてもよい。基地局１１はこのフレーム遅延の設定に応じて、下りフレームの各フレーム期間に、適宜情報を設定する。

また、上記実施の形態では、ＩＣＭＡ−ＰＥ方式を基本として説明したが、衝突制御情報Ｉ／Ｂ、Ｒ／Ｎ、Ｐ／Ｄは各々明示的に指定する必要はなく、たとえばすべての移動機の送信可能を“状態１”、特定の移動機への連続送信許可を“状態２”、特定の移動機が連続送信中を“状態３”というように分けても良い。

なお、本実施の形態において、基地局１１は、例えば、通信トラフィックが多く、移動機１２の連続的な送信を時間的に分散させたい場合に、Ｐ／ＤをＤに指定して、“予約待ちカウン夕”を基地局１１よりの指示で適当な値に設定することで、移動機１２の連続的な送信を時間的に分散させることが可能である。

例えば、トラフィックが多い状況で、基地局１１が移動機１２からの連続的な送信を禁止したい場合には、Ｐ／ＤをＤとするように制御し、逆に、トラフィックが少ない状況では、連続的な送信を認めることが可能な場合に、Ｐ／Ｄを必ずＰとするように制御してもよい。

例えば、図１０に示すように、トラフィックを測定し（ステップＳ６１）、測定したトラフィック量が第２の基準量より多い場合には（ステップＳ６１；Ｙｅｓ）、Ｐ／Ｄに占めるＤの割合をＫ１％、予約待ちカウンタの初期値をＫ２，とする（ステップＳ６３）。一方、測定したトラフィック量が第１の基準量〜第２の基準量の範囲の場合には（ステップＳ６２；Ｎｏ、ステップＳ６４；Ｙｅｓ）、Ｐ／Ｄに占めるＤの割合をＭ１％、予約待ちカウンタの初期値をＭ２とし（Ｋ１＞Ｍ１，Ｋ２＞Ｍ２；ステップＳ６５）、トラフィック量が第１の基準量未満の場合には（ステップＳ６２、Ｓ６４；Ｎｏ）、トラフィックの制御を行わないようにすればよい。

なお、通常の基地局や移動機に、上述のランダムアクセス制御を実行させるようプログラムを作成し、これを通常の基地局や移動機にインストールして実行させるようにしてもよい。

本実施の形態に係る移動体通信システムの構成図であるである。 図１に示す基地局の構成例を示すブロック図である。 図１に示す移動機（移動局）の構成例を示すブロック図である。 図１に示す移動体通信システムが構成する上り及び下りフレームの構成を示す図である。 基地局の基本動作を説明するためのフローチャートである。 移動機の基本動作を説明するためのフローチャートである。 移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチャートであ 移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチャートである。 移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチャートである。 基地局の動作の応用例を説明するためのフローチャートである。 従来の移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチャートである。 従来の移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１１ 基地局
１２ 移動機（携帯端末）

Claims (15)

1. 基地局と移動機とがスロットアロハ方式で通信を行う通信システムであって、
   基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
   基地局は、上り通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号を送信し、前記特定のフレームで前記移動機から受信した１フレーム分のデータに後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号を送信し、
   各移動機は、送信データを有する場合に、基地局からの送信許可信号に応答して１フレーム分のデータを送信し、送信した１フレーム分のデータに対する連続送信許可信号を受信すると、前記後続データを、前記上り通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、
   ことを特徴とする移動体通信システム。
2. 前記移動機から前記基地局への上り通信フレームは、前記基地局から前記移動機への下り通信フレームに対して、１フレームより長い所定期間だけ遅れており、
   前記基地局は、前記上り通信フレーム中の第１のフレームが空線の場合に、前記送信許可信号を、前記下り通信フレーム中の前記第１のフレームに対応するフレームで送信し、
   前記移動機は、送信データを有する場合に、送信許可信号を前記第１のフレームに対応するフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第１のフレームで、前記１フレーム分のデータを送信し、
   前記特定のフレームで前記移動機から受信した１フレーム分のデータに後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、前記第１のフレームに対応するフレームより所定フレーム後の第２のフレームで、前記連続送信許可信号を送信し、
   前記移動機は、前記連続送信許可信号を前記下り通信フレーム内の第２のフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第２のフレームに対応するフレームを先頭する連続する複数のフレームで前記後続データを送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
3. 前記移動機は、前記連続送信許可信号を受信すると、前記後続データを、前記基地局が受信できたことを確認することなく、連続するフレームで送信する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体通信システム。
4. 前記移動機は、
   送信処理と受信処理とを選択的に実行可能な半二重型の構成を有し、
   受信モードにおいて、前記送信許可信号を受信すると、送信対象データが存在する場合には、送信モードに切り替わって上り通信フレームで前記１フレーム分のデータを送信し、続いて、受信モードとなって下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信すると、送信モードとなって前記後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する、
   ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の移動体通信システム。
5. 前記基地局は、前記移動機からの１フレーム分のデータを正常に受信したか否かを示す情報を前記連続送信許可信号と共に送信し、
   前記移動機は、基地局が自己が送信した１フレーム分のデータを正常に受信しているか否かを判別し、正常に受信していると判別した場合に、前記後続データを送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移動体通信システム。
6. 前記基地局は、前記連続送信許可信号と共に移動機を特定するための移動機特定情報を送信し、
   前記移動機は、前記移動機特定情報が自己を指定している場合に、前記後続データを送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の移動体通信システム。
7. 前記移動機は、前記１フレーム分のデータと共に前記後続データのフレーム数を特定するための情報を送信し、
   前記基地局は、前記移動機から通知された後続データのフレーム数に基づいて、移動機が前記後続データを送信している間、他の起動機のデータ送信を禁止する送信禁止信号を送信し、
   前記移動機のうち、前記１フレーム分のデータを送信した移動機は、前記連続送信許可信号に従って前記後続データを連続的に送信し、その間、他の移動機は送信禁止信号に応答して、データの送信を控える、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の移動体通信システム。
8. 前記移動機は、送信データを有する場合に、所定期間だけ前記送信許可信号を受信できない場合には、送信失敗として、遅延時間を定め、遅延時間経過後、前記送信許可信号の受信を待機する処理を再度実行する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の移動体通信システム。
9. 前記基地局は、前記１フレーム分のデータの後続データの連続送信を許可しない場合に、連続送信を許可する連続送信不許可信号を送信し、
   各移動機は、自己が送信した１フレーム分のデータを基地局が受信できたか異否かを判別し、受信できたと判定し、且つ連続送信不許可信号を受信した場合、所定フレーム期間が経過するまで前記後続データの送信を待機して、その間に、送信許可信号を受信すると、後続データの内の先頭の１フレーム分のデータを送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の移動体通信システム。
10. 前記基地局は、トラフィックの状況に基づいて、前記連続送信を許可するか否かを判別する手段を含む、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の移動体通信システム。
11. スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の基地局であって、
    基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
    基地局は、
    上り通信フレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、
    前記所定のフレームに対応する上り通信フレーム中のフレームで前記移動機から送信されてくる１フレーム分のデータを前記受信する受信手段と、
    受信した１フレーム分のデータに後続する２フレーム分以上のデータが存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送信手段と、
    を備えることを特徴とする基地局。
12. スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の移動機であって、
    基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
    前記移動機は、
    基地局からの送信許可信号を受信する送信許可信号受信手段と、
    前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで１フレーム分の先頭データを送信する先頭データ送信手段と
    先頭データの送信に続いて、下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信する連続送信許可信号受信手段と、
    前記連続送信許可信号に応答して、前記先頭データに後続する後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する連続送信手段と、
    を備えることを特徴とする移動機。
13. 第１と第２の通信装置がスロットアロハ方式で通信を行う通信方法であって、
    第１の通信装置から第２の通信装置への第１の通信フレームと第２の通信装置から第１の通信装置への第２の通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、
    第２の通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号を第１の通信装置から第２の通信装置に送信し、
    送信許可信号に応答して、３フレーム分以上の送信データのうちの１フレーム分のデータを第２の通信装置から第１の通信装置に送信し、
    １フレーム分のデータに基づいて、該１フレーム分のデータの後続データについて、複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、
    連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号を第１の通信装置から第２の通信装置に送信し、
    この連続送信許可信号に応答して、前記後続データを、前記第２の通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、
    ことを特徴とする移動体通信方法。
14. 通信機能を有するコンピュータを、
    基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間にオフセット時間が設定され、スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の基地局であって、
    上り通信フレームが空線の場合に、１フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、
    前記所定のフレームに対応する上り通信フレーム中のフレームで前記移動機から送信されてくる１フレーム分のデータを前記受信する受信手段と、
    受信した１フレーム分のデータに後続する２フレーム分以上のデータが存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送信手段と、
    を備える基地局として機能させるコンピュータプログラム。
15. 通信機能を有するコンピュータを、
    基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間にオフセット時間が設定され、スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の移動機であって、
    基地局からの送信許可信号を受信する送信許可信号受信手段と、
    前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで１フレーム分の先頭データを送信する先頭データ送信手段と
    先頭データの送信に続いて、下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信する連続送信許可信号受信手段と、
    前記連続送信許可信号に応答して、前記先頭データに後続する後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する連続送信手段、
    を備える移動機として機能させるコンピュータプログラム。
    

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