JP3351792B2 - 自動再送信要求 - Google Patents

自動再送信要求

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Description

【発明の詳細な説明】 「無線通信システムにおける通信方法」として題して
1993年11月１日に出願された米国特許出願第08/147,254
号の開示を、本出願に引用して組み入れる。
背景 本発明は移動局と中央交換システムの間のメッセージ
の伝送方法に関し、より詳しくは、セルラ電話システム
のエア（air）インターフェースによる、効率的な通信
リンクプロトコルを用いたメッセージの伝送に関する。
一般的なセルラ無線システムでは、都市地域などの地
理的地域を「セル」と呼ぶ幾つかの小さな隣接した無線
カバレージ（coverage）エリアに分割する。セルは、
「基地局」と呼ぶ一連の固定した無線局からサービスを
受ける。基地局は移動局交換センタ（MSC）に接続し制
御される。MSCは陸上線（land line）（有線）の公衆加
入電話網（PSTN）に接続する。セルラ無線システム内の
電話のユーザ（移動加入者）は携帯用（手で持てる）や
可搬用（手で運べる）や移動用（車に乗せる）電話ユニ
ット（移動局）を持ち、近くの基地局を通してMSCと音
声および／またはデータを通信する。MSCは電話線や移
動加入者の間の呼を切り替え、移動局への信号を制御
し、料金を計算し、システムの運用や保全や試験を行
う。
第１図は、高度移動電話サービス（AMPS）標準に従っ
て構築された従来のセルラ無線システムの構造を示す。
第１図では、ある地域が複数の隣接する無線カバレージ
エリア、すなわちセルC1−C10に分割されている。第１
図のシステムには例示としてセルは10個しか示していな
いが、実際にはセルの数は非常に多い。セルC1−C10の
それぞれに関連して、複数の基地局B1−B10の中の対応
する基地局が設けられる。各基地局B1−B10は複数のチ
ャンネルユニットを備え、各チャンネルユニットはよく
知られているように送信機と受信機と制御器を備える。
第１図では、基地局B1−B10はセルC1−C10の中心に設
けられ、全ての方向に均等に送信する全方向性アンテナ
を備える。この場合、各基地局B1−B10内の全チャンネ
ルユニットは１本のアンテナに接続する。しかし他の構
成のセルラ無線システムでは、基地局B1−B10を境界の
近くや、セルC1−C10の中心から離れた別の場所に設
け、セルC1−C10に指向性の無線信号を出す場合もあ
る。例えば第２図に示すように、基地局はそれぞれ120
度のセクタセルをカバーする３本の指向性アンテナを備
えてもよい。この場合は、幾つかのチャンネルユニット
は１つのセクタセルをカバーする１本のアンテナに接続
し、別のチャンネルユニットは別のセクタセルをカバー
する別のアンテナに接続し、残りのチャンネルユニット
は残りのセクタセルをカバーする残りのアンテナに接続
する。従って第２図では、基地局は３セクタセルにサー
ビスする。しかし必ずしも３セクタセルを必要とするわ
けではなく、例えば道路やハイウエイをカバーするには
１セクタセルだけでよい。
第１図に戻って、各基地局B1−B10は音声およびデー
タリンクにより移動局交換センタ（MSC）20に接続し、M
SCは公衆加入電話網（PSTN）や例えば総合システムディ
ジタル網（ISDN）などの同種の施設の中央局（図示せ
ず）に接続する。移動局交換センタMSC20と基地局B1−B
10の間や、移動局交換センタMSC20とPSTNやISDNの間の
関連する接続および伝送モードは当業者による知られて
おり、アナログまたはディジタルモードで動作する撚り
線対や同軸ケーブルや光ファイバーケーブルやマイクロ
波無線チャンネルなどが用いられる。更に音声およびデ
ータリンクは通信事業者から提供され、または電話会社
（telco）からリースされる。
更に第１図において、セルC1−C10の中には複数の移
動局M1−M10を含むものもある。第１図に示す移動局は
やはり10個だけであるが、実際には移動局の数は非常に
多く、一般に基地局の数より多い。またセルC1−C10の
中には移動局M1−M10が含まれていないものがあるが、
任意のセルC1−C10の中に移動局M1−M10が存在するかし
ないかは、セル内の１つの場所から他の場所に、または
１つのセルから近接または隣接するセルに移動する、各
移動加入者のそれぞれの意図によるものである。
よく知られているように、各移動局M1−M10は送信機
と、受信機と、制御器と、ユーザインターフェース例え
ば電話ハンドセット、を備える。各移動局M1−M10には
移動局識別番号（MIN）が割り当てられる。これは米国
では、移動加入者の電話番号をディジタルで表したもの
である。MINは無線経路上の移動加入者の加入を定義す
るもので、移動局からMSC20へは送信開始の時に送ら
れ、MSC20から移動局へは送信終了の時に送られる。ま
た各移動局M1−M10は電子一連番号（ESN）によっても識
別される。ESNは製作時にセットされて「変更できな
い」番号であって、移動局が不当に使用されないように
設計される。例えば送信開始の時に移動局はESNをMSC20
に送る。MSC20は、受信したESNと、盗まれた（stolen）
ことがすでに報告されている移動局のESNの「ブラック
リスト」とを比較する。両者が合致すると、盗まれた移
動局はアクセスできない。
各セルC1−C10は、例えば米国連邦通信委員会（FCC）
などの所管の政府当局により全セルラシステムに割り当
てられた無線周波数（RF）の部分集合を割り当てられ
る。RFチャンネルの各部分集合は、通話を搬送する幾つ
かの音声チャンネルと、各基地局B1−B10とそのカバレ
ージエリア内にある移動局M1−M10の間の監視データメ
ッセージを搬送する少なくとも１つのページング／アク
セスすなわち制御チャンネルに分かれる。各RFチャンネ
ルは基地局と移動局の間に二重チャンネル（双方向無線
伝送路）を備える。RFチャンネルは１対の異なる周波数
から成る。その１つは基地局が送信する（移動局が受信
する）ものであり、他の１つは移動局が送信する（基地
局が受信する）ものである。基地局B1−B10内の各チャ
ンネルユニットは、対応するセルに割り当てられた所定
の無線チャンネルで通常は動作する。すなわち、チャン
ネルユニットの送信機（TX）と受信機（RX）は、変化し
ない１対の送信および受信周波数にそれぞれ同調する。
しかし各移動局M1−M10のトランシーバ（TX/RX）は、シ
ステム内で指定されたどの無線チャンネルにも同調す
る。
一般の陸上線システムでは、遠隔局と制御センタとは
銅線または光ファイバ回路で接続されており、そのデー
タ処理能力と総合性能は、セルラ電話システムのエアイ
ンターフェースのデータ処理能力と総合性能より、一般
に非常に優れている。従って、任意の選択された通信リ
ンクプロトコルを管理するのに必要なオーバーヘッドが
簡明であることは、陸上線システムでは余り重要ではな
い。セルラ電話システムでは、移動局がセルラ交換シス
テムと通信するためにはエアインターフェース通信リン
クプロトコルが必要である。通信リンクプロトコルは、
セルラ電話を起動し受信するのに用いられる。
セルラ電話システムで用いる電磁スペクトルは限られ
ており、チャンネルと呼ぶユニットに分割される。各チ
ャンネルは、共用方式か専用方式かまたは予約方式によ
り、通信リンクとして用いられる。個々のチャンネルが
共用方式で通信リンクとして用いられる場合は、多数の
移動局は同じチャンネルを聞くかまたは同じチャンネル
で競合する。競合する場合には各共用チャンネルを複数
の移動局が用いることができるので、各移動局は限られ
た時間チャンネルを独占的に用いようとして争う。他
方、個々のチャンネルを専用方式で通信リンクとして用
いる場合は、１つの移動局は必要な時間だけそのチャン
ネルを独占的に割り当てられる。
セルラ電話環境においてチャンネルを共用する場合に
は、個々のチャンネルに与えられるデータ処理能力と総
合性能が一般に低いので、通信リンクの方式として効率
のよいエアインターフェースプロトコルを選択すること
は非常に重要である。
通信業界では、通信リンクプロトコルを一般にレイヤ
（層）２プロトコルと呼び、その機能性は、より高いレ
ベルのメッセージの範囲を設定すること、すなわちフレ
ームを設定することを含む。現在の陸上線網では、より
高いレイヤのメッセージのフレームを決定する一般的な
方法は、ビットスタフィング（stuffing）とフラグキャ
ラクタという従来の層２プロトコルフレーム設定方式で
あり、これをレイヤ３メッセージと呼ぶ。この層３メッ
セージを、移動局内にある通信層３ピア（peer）機構と
セルラ交換システムの間で送ることができる。
セルラシステムでは、無線チャンネルでメッセージの
送信が成功する可能性はメッセージの長さに逆比例す
る。その理由は、伝送されたメッセージを１ビットでも
誤って受信すれば、メッセージ全体が誤りと見なされる
からである。この問題に対処するため、メッセージをま
ず小さなパケットすなわちフレームに分割する。従って
セルラシステムでは、伝送された全てのパケットを移動
局が正しく受信したかどうかを知ることが重要になる。
概要 本発明では、この決定を行うために基地局は自動再送
信要求（ARQ）を用いて、任意の所定数のフレームを移
動局に送る。すなわち、基地局は移動局に対して、受信
したフレームの現在の状態の報告を送るよう要求し、次
に正しく受信されなかったフレームを再送信する。例え
ば、移動局はARQ方式で送信中の任意の時点に受信した
フレームを識別するよう要求されるか、または移動局は
自動的に受信したフレームを示すメッセージを基地局に
送る。
本発明の一実施態様では、移動局に送った全メッセー
ジを含むフレームの状態について、移動局から報告を受
ける方法を開示する。まずポーリング要求を基地局から
移動局に送る。次に状態報告が基地局に送られる。ポー
リング要求は、移動局が状態報告を予約方式で（すなわ
ち予約フレームを用いて）送るか、競合方式で（すなわ
ち空きフレームを用いて）送るかを指定する。次に移動
局はビットマップを通信システムに伝送し、ポーリング
要求を受けた時点で移動局がどのフレームを正しく受信
したかを示す。
図面の簡単な説明 本発明について、一例として、本発明の望ましい実施
態様と添付の図面を参照して詳細に説明する。
第１図は、従来のセルラ無線システムの構造を示す。
第２図は、第１図に示すシステムで用いることのでき
る３セクタセルを示す。
第３図は、例示のセルラ移動無線電話システムのブロ
ック図を示す。
第４図は、本発明の一実施態様における、ディジタル
制御チャンネルを構成する論理チャンネルを示す。
第5a−ｂ図は、本発明の一実施態様における、SPACH
ヘッダセクションＡおよびＢをそれぞれ示す。
第6a−ｂ図は、本発明の一実施態様における、基地局
と移動局のためのランダムアクセス手続きを示す。
第7a−ｂ図は、本発明の一実施態様における、移動局
と基地局のためのSPACH ARQモード手続きを示す。
第８図は、本発明の一実施態様における、ARQモード
開始フレームを示す。
第９図は、本発明の一実施態様における、ARQモード
継続フレームを示す。
詳細な説明 以下の説明はIS−54Bに従うシステムおよびその後続
システムに焦点を当てるが、本発明の原理は、特定の動
作モード（アナログ、ディジタル、二重モードなど）
や、アクセス方式（FDMA、TDMA、CDMA、ハイブリッド
FDMA/TDMA/CDMAなど）や、構造（マクロセル、マイクロ
セル、ピコセルなど）にかかわらず、セルラおよび衛星
無線システムなどの各種の無線通信システムに同様に適
用することができる。当業者が理解するように、音声お
よび／またはデータを搬送する論理チャンネルは、物理
レイヤレベルでは違った形で実現してよい。物理的チャ
ンネルは、例えば比較的狭いRF帯域（FDMA）、無線周波
数の時間スロット（TDMA）、ユニークなコードシーケン
ス（CDMA）、またはこれらの組合わせでよい。本発明で
は、「チャンネル」という語は音声および／またはデー
タを搬送することができる任意の物理的チャンネルを意
味し、特定の動作モードやアクセス方式やシステム構造
に限定されない。
本出願に含まれる主題は以下の出願に関連する。すな
わち、「無線電話システムにおける通信制御の方法と装
置」と題して1992年10月２日に出願された現在継続中の
米国特許出願第07/955,591号、「ディジタル制御チャン
ネル」と題して1992年10月５日に出願された継続中の米
国特許出願第07/956,640号、「ランダムアクセスチャン
ネルおよびアクセス応答チャンネル用の層２プロトコ
ル」と題して1993年４月19日に出願された継続中の米国
特許出願第08/047,452号と、「無線通信システムにおけ
る通信方法」と題して1993年11月１日に出願された、継
続中の米国特許出願第08/147,254号「多モード信号処
理」と題して1992年10月27日に出願された継続中の米国
特許出願第07/967,027号、「移動無線システムにおける
ランダムアクセスの実行方法」と題して1993年10月25日
に出願された継続中の米国特許出第08/140,467号であ
る。この６件の継続中の出願を引用して本願の内容に組
み入れる。
第３図は、本発明の一実施態様における、例示のセル
ラ移動無線電話システムのブロック図を示す。このシス
テムは、例示の基地局110と移動局120を示す。基地局は
制御および処理ユニット130を備え、ユニット130は移動
局交換センタMSC140に接続し、MSC140は公衆加入電話網
（図示せず）に接続する。
あるセルの基地局110は音声チャンネル受信機150によ
って処理される複数の音声チャンネルを備え、受信機15
0は制御および処理ユニット130によって制御される。ま
た各基地局は、複数の制御チャンネルを処理することの
できる制御チャンネルトランシーバ160を備える。制御
チャンネルトランシーバ160は制御および処理ユニット1
30によって制御される。制御チャンネルトランシーバ16
0は、基地局またはセルの制御チャンネルを用いて、そ
の制御チャンネルに固定されている移動局に制御情報を
放送する。
移動局120が空きモードの場合は、移動局は基地局110
などの基地局の制御チャンネルを定期的に走査して、ど
の局に固定するかすなわち留まるかを決定する。移動局
120は、制御チャンネルで放送される絶対的および相対
的情報を、その音声および制御チャンネルトランシーバ
170で受信する。次に処理ユニット180が候補のセルの特
性を含む受信制御チャンネル情報を評価して、移動局が
どのセルに固定するかを決定する。受信制御チャンネル
情報は関連するセルに関する絶対的情報を含むだけでな
く、制御チャンネルに関連するセルに近い他のセルに関
する相対的情報も含む。
本発明の構造と動作をよりよく理解するために、ディ
ジタル制御チャンネル（DCC）を３つのレイヤ（層）、
すなわち層１（物理層）、層２、層３に分割する。物理
層は、物理的通信チャンネルのパラメータ、例えばRF間
隔や変調特性などを定義する。層２（L2）は、物理的チ
ャンネルの制約内で情報を正確に伝送するのに必要な技
術、例えば誤りの訂正や検出などを定義する。層３（L
3）は物理的チャンネルで伝送された情報を受信し処理
する手続きを定義する。
本発明では、DCCは第４図に示す論理チャンネルを備
える。DCC論理チャンネルは次のものを含む。すなわち
放送制御チャンネル（BCCH）（これは更に高速放送制御
チャンネルＦ−BCCH、拡張放送制御チャンネルＥ−BCC
H、短メッセージサービス放送制御チャンネルＳ−BCCH
を備える）と、SPACH（これは短メッセージサービス点
対点チャンネル（SMSCH）とページングチャンネル（PC
H）とアクセス応答チャンネル（ARCH）とを備える）
と、ランダムアクセス制御チャンネル（RACH）である。
頭字語BCCHは、Ｆ−BCCH、Ｅ−BCCH、Ｓ−BCCH論理チ
ャンネルを一括して呼ぶのに用いる。一般にこの３論理
チャンネルは、一般のシステムに関連する情報を搬送す
るのに用いる。この３チャンネルの属性には、一方向性
（すなわちダウンリンク）、共用、点対多点（すなわち
放送）、無確認などがある。高速BCCHは、例えば時間限
界のシステム情報の放送に用いる論理チャンネルであ
る。拡張BCCHは、例えばＦ−BCCHで送る情報ほど時間限
界が厳しくないシステム情報を放送するのに用いる論理
チャンネルである。短メッセージサービスBCCHは、例え
ばSMS放送サービスに用いる短メッセージを放送するの
に用いる論理チャンネルである。
SPACHチャンネルはSMSCH、PCH、ARCHを含む論理チャ
ンネルで、SMS点対点、ページング、アクセス応答のた
めに特定の移動局に情報を送るのに用いる。ページング
チャンネルPCHは、ページと命令を伝えるのに用いる、S
PACHの部分集合である。アクセス応答チャンネルARCHは
SPACHの部分集合であり、ランダムアクセスチャンネル
でアクセスが完了すると移動局は自動的にそれに向か
う、ARCHは、アナログ音声チャンネルやディジタルトラ
ヒックチャンネルの割当てや移動局のアクセス試行への
その他の応答を伝えるのに用いてよい。層２の自動再送
信要求はARCHやSMSCHで可能であって、RACHで送られる
確認フレームを用いる。SMS点対点チャンネルSMSCHはSM
Sサービスを受ける特定の移動局に短メッセージを送る
のに用いる。SPACHの属性は、一方向性（ダウンリン
ク）と共用である。PCHは点対多点および無確認であ
る。ARCHとSMSCHは点対点であり、確認または無確認で
ある。
ランダムアクセスチャンネルRACHは、システムにアク
セスを要求するのに用いる。このチャンネルの属性は、
一方向性（アップリンク）、共用、点対点、確認であ
る。競合の解決および／または衝突の回避の情報は、RA
CHで送られる任意の所定のフレームに対応する順方向
（forward）サブチャンネルで与えられる。
SPACH層２プロトコルは、TDMAバーストを用いて点対
点SMS、ページング、ARCH情報を搬送する場合に用いる
ことができる。単一SPACH層２プロトコルフレームは、
例えば125ビットの枠（envelop）内に納まるように作
る。付加ビット（例えば５ビット）を末尾ビットとして
確保すると、SPACHのために割り当てられる各スロット
で搬送される情報は全部で130ビットになる。可能なSPA
CH形式の概要を次の第１表に示す。SPACH動作の層２プ
ロトコルフレームを備えるフィールドの概要を次の第２
表に示す。
SPACHチャンネルに同じフレーム形式を用いて、各フ
レームが共通のヘッダＡを持つようにすることができ
る。ヘッダＡの内容は、ヘッダＢと呼ぶ追加の情報が任
意の所定のSPACHフレーム内にあるかないかを決定す
る。ヘッダＡは、ハード（専用の）ページフレームとPC
HフレームとARCHフレームとSMSCHフレームとを区別す
る。３つの34ビット移動局識別MSIDを含むハード三重
（hard triple）ページフレームを、PCHで送ることがで
きる（バースト用法BU＝ハード三重ページ）。４つの20
ビットまたは24ビットMSIDを含むハード四重ページフレ
ームも、PCHで送ることができる（BU＝ハード四重ペー
ジ）。
１つまたは複数のL3メッセージを１フレームで、また
は多フレームにわたって継続して伝送することができ
る。MSIDは、BU＝PCH、ARCH、SMSCH（バーストタイプBT
は単一MSID、二重MSID、三重MSID、四重MSIDに設定して
よい）に加えて、BU＝ハード三重ページ、ハード四重ペ
ージ、ARQモード開始フレームでだけ搬送される。移動
局識別タイプ（IDT）フィールドは、所定のSPACHフレー
ムで搬送される全てのMSIDの形式を識別する（すなわち
MSID形式を混合することはできない）。PCHで搬送され
るページは単一SPACHフレームを越えて継続することは
できない（たとえプロトコルがそれを許していても）。
他の全てのPCHメッセージは単一SPACHフレームを越えて
継続してよい。
非ARQモード動作では、L2 SPACHプロトコルは単一L3
メッセージを、MSIDとL3メッセージの間の固定した１対
１関係の他に、多数のMSIDに送ることができる。メッセ
ージマッピングフィールド（MM）は、層２フレーム操作
のこの態様を制御するのに用いる。有効なSPACHフレー
ムは、所定のL2フレームに関する全てのL2ヘッダ情報を
そのフレーム内に完全に含む必要がある。すなわち、所
定のSPACHフレームからのヘッダを他のSPACHフレームに
包むことはできない。オフセット標識フィールド（OI）
は先に開始した層３メッセージの終了と新しい層３メッ
セージの開始を、単一SPACHフレーム内で発生させるの
に用いる。
次の表は、可能なSPACH形式の概要である。
第5a図は、本発明の一実施態様におけるSPACHヘッダ
Ａを示す。SPACHヘッダＡは、バースト用法情報とスリ
ープモードにある移動局を管理するフラグを含む。BUフ
ィールドはバースト用法の高レベル指示を与える。本発
明では、各SPACHで実行される動作は予め定められてい
ない。BUフィールドは、バーストが用いられているのが
ページングか、アクセス応答か、短メッセージサービス
かを示す。フラグは、スリープモード構成と放送制御チ
ャンネル情報の変化を示す。このヘッダは全ての可能な
SPACHフレームタイプに存在してよい。第5b図は、本発
明の一実施態様におけるSPACHヘッダＢを示す。SPACHヘ
ッダＢは、層２フレームの残りの内容を識別するのに用
いられる補助的ヘッダ情報を含む。このヘッダは、ヘッ
ダＡがPCH、ARCH、SMSCHのタイプのバースト用法を示す
ときに存在する。
次の表は、SPACH層２プロトコルフィールドの概要で
ある。
本発明では、移動局（MS）は複数の状態をとることが
できる。ランダムアクセスにより伝送されるメッセージ
の第１ユニットが送信される前は、移動局は「ランダム
アクセス開始」状態になる。予約方式アクセスにより伝
送されるメッセージの第１ユニットが送信される前は、
移動局は「予約アクセス開始」状態になる。現在のアク
セスイベントに関連するユニットがまだ送信されずに残
っている場合は、移動局は「ユニット残存」状態にな
る。アクセスイベントの最終ユニットが送信された場合
は、移動局は「最終バーストの後」状態になる。最後
に、全てのメッセージの伝送が完了した場合は、移動局
は「完了」状態になる。
層２プロトコルも複数のフラグを含む。順方向共用制
御フィードバック（SCF）は、RACHでの伝送の制御に用
いる。話中／予約／空き（BRI）フラグは、対応するア
ップリングRACHスロットが話中か予約か空きかを示すの
に用いる。このフラグには６ビットを用いて、異なる条
件を次の表に示すように符号化する。
受信／受信せず（R/N）フラグは、最後に送信された
バーストを基地局が受信したかどうかを示すのに用い
る。このフラグを符号化するには、下の表に示すように
５回反復コードを用いる。
本発明では、ランダムアクセスの開始バーストを送っ
た後でどのMSを正しく受信したか、または予約したRACH
スロットにアクセスさせようとするMSはどれか、を識別
するのに、部分エコー（PE）情報を用いる。例えば、部
分エコー情報として、IS−54B MINの最下位ビットLSB
の７ビットを用いることができる。
次の表は、移動局がその層２状態に従って受信したフ
ラグを復号する方法を示す。この表には、その層２状態
に関するフラグだけを示す。「ランダムアクセス開始」
状態では、BRIフラグだけが関係する。多重バーストメ
ッセージの伝送中は、BRIとR/Nフラグが関連する。次の
表の合計表示において、biはビット値である。
受信した符号化部分エコー（CPE）値と正しく符号化
された部分エコーとの違いが３ビットより小さい場合
は、移動局はこの符号化部分エコーを正しく復号したと
見なす。これをPEマッチと呼ぶ。
移動局は、最大Ｙ＋１（Ｙ＝0...7）回のアクセス試
行を行った後に、メッセージ送信試行が失敗したと見な
すことができる。アクセス試行の第１バーストが送信可
のときにBRI＝「空き」が見つからない場合の後や、送
信試行が失敗した後に、移動局が用いるランダムな遅れ
時間は、6.667ms刻み（時間スロットの長さ）で０から2
00msの間に一様に分布する。アクセス試行中は、移動局
は連続してＺ（Ｚ＝0...3）回より多く個々のバースト
を反復することはできない。
「ランダムアクセス」開始状態にある場合は、現在の
DCCのサブチャンネルにかかわらず、移動局はダウンリ
ンクDCCスロットが最初に発生したときのBRI情報を見
る。BRI＝「空き」を見つけると、移動局は対応するサ
ブチャンネルアップリンクRACHでそのメッセージの第１
バーストユニットを送る。BRI＝「話中」または「予
約」の場合は、移動局はランダムな遅れ時間を発生す
る。ランダムな遅れ時間が終わると、移動局は前に述べ
た手続きを繰り返す。送信試行の度に、BRI＝「空き」
の探索を最大Ｘ＋１（Ｘ＝0...9）回繰り返す。開始の
場合以外は、MSはランダムアクセス手続き中にそのPCH
を依然として監視する。
「予約アクセス開始」状態にある場合は、サブチャン
ネルにかかわらず、移動局は現在のDCCの全てのダウン
リンクスロット内のBRIおよびPE情報を見て、BRI＝「予
約」でかつPEマッチが起こっているスロットを探す。こ
れについて以下に説明する。基地局（BS）は、MSが前に
どのサブチャンネルを使用したかにかかわらず、所定の
移動局MSに予約スロットを割り当てることができる。こ
のスロットを見つけると、移動局は対応するアップリン
クRACHサブチャンネルでこのメッセージの第１ユニット
を送る。所定の時間切れ期間（Ｔ）内にこのスロットが
見つからない場合は、移動局は「ランダムアクセス開
始」状態に入る。ランダムアクセスの第１バーストを伝
送した後で、移動局はそのRACHサブチャンネルに対応す
る現在のDCCの次のダウンリンクスロット内の部分エコ
ーフィールドを読む。PEマッチが見つかりかつR/N＝１
の場合は、移動局はそのアクセス試行の第１バーストを
BSが正しく受信したと見なして、「最終バーストの後」
状態、または「ユニット残存」状態に入る。PEマッチが
見つからない場合は、移動局はランダムな遅れ時間を発
生して、「ランダムアクセス開始」状態に入る。
送ろうとする追加のバーストがある場合は、移動局は
「ユニット移動」状態に入り、各バーストを送った後で
R/Nをチェックする。あるバーストを送った後でR/N＝
「受信」を見つけると、移動局はBSがこのバーストを正
しく受信したと見なす。そうでない場合は、BSがこのバ
ーストを受信しなかったと見なす。BRI＝「予約」また
は「空き」を見つけると、移動局はやはりBSがこのバー
ストを受信しなかったと見なす。BRIの読みが連続して
Ｓ＋１（Ｓ＝０、１）回より多く「話中でない」場合
は、移動局はメッセージの送信を中止し、ランダムな遅
れの後に別の送信試行を開始する。所定のバーストが受
信されたと見なした場合は、移動局はサブチャンネルの
次のスロットでメッセージの次のバーストを送信する。
あるバーストが受信されなかったことが分かると、移動
局はこれを再送信する。
現在のアクセス試行の最後のバーストを送信した後、
移動局は現在用いているサブチャンネルのSCFフラグを
読む。R/N＝「受信」の場合は、移動局はメッセージが
正しく伝送されたと見なす。R/N＝「受信せず」でかつB
RI＝「予約」または「空き」の場合は、MSが最後のバー
ストが受信されなかったと見なす。連続してＳ＋１（Ｓ
＝０、１）回より多くR/N＝「受信せず」でかつBRI＝
「話中でない」と読むと、移動局はそのメッセージの送
信を中止して、ランダムな遅れの後に別の送信試行を開
始する。R/N＝「受信せず」でかつBRI＝「話中」の場合
は、移動局は最後に送信したバーストを再送信する。
上述のランダムアクセス手続きを第6a−ｂ図に示す。
第6a図は移動局のランダムアクセス手続きを示し、第6b
図は基地局のランダムアクセス手続きを示す。以下に、
第6a図に示す流れ図内の真理値表の使い方を項目別に説
明する。
1. 競合方式アクセスの初めに、ブロック10で真理値表
を調べる。BRI＝「予約」または「話中」の場合は、移
動局は「話中／空き」カウンタを増分してＸと比較す
る。BRI＝「空き」の場合は、移動局はUnit_ctrを１に
セットして、そのアクセス試行の第１バーストを送る。
2. アクセス試行の任意の所定の中間バーストを送った
後で、少なくとももう１つのバーストを保留にしたま
ま、ブロック20で真理値表を調べる。BRI＝「空き」ま
たは「予約」の場合は、移動局はStop_ctrおよびPB_ctr
を増分した後、Stop_ctrをＳと比較する。BRI＝「話
中」でかつR/N＝「受信せず」の場合は、移動局はPB_ct
rを増分した後、Ｚと比較する。BRI＝「話中」およびR/
N＝「受信」の場合は、移動局はUnit_ctrを増分し、PB_
ctrをゼロにセットする。
3. アクセス試行の最後のバーストを送った後で、ブロ
ック30で真理値表を調べる。R/N＝「受信」の場合は、
移動局はメッセージの送信が完了したと見なす。BRI＝
「予約」でかつR/N＝「受信せず」の場合は、移動局はS
top_ctrとPB_ctrを増分した後、Stop_ctrをＳと比較す
る。BRI＝「話中」でかつR/N＝「受信せず」の場合は、
移動局はアクセス試行の最後のバーストを再送信する。
4. 予約方式アクセスの初めに、ブロック40で真理値表
を調べる。BRI＝「話中」または「空き」の場合は、移
動局は予約タイマーを調べる。BRI＝「受信」でかつPE
がマッチしない場合は、移動局は予約タイマーを調べ
る。BRI＝「予約」でかつPEがマッチする場合は、移動
局はUnit_ctrを１にセットして、アクセス試行の第１バ
ーストを送る。
本発明の一実施態様で、移動局に送ったフレームの状
態を決定するユニークな方法を開示し、これを第7a−ｂ
図に示す。BMI（基地局、移動電話サービスセンタ、網
間機能）は、第８図に示す自動再送信要求（ARQ）モー
ド開始フレームを送ることにより、ARQモードトランザ
クションを開始する。ARQモード開始フレームは、ARQモ
ードで、L3 ARCHまたはSMSCHメッセージの伝送を開始
するのに用いる。L3メッセージが長すぎて１つのARQモ
ード開始フレームに入らない場合は、残りのL3情報は、
必要に応じて追加のARQモード継続フレームを用いて送
る。L3メッセージが１つのARQモード開始フレーム内に
納まる場合は、必要に応じて充てん文字をつめる。ARQ
モード開始フレームはヘッダＡとヘッダＢを含み、ヘッ
ダＡとヘッダＢは各種の層２オーバーヘッド情報を含
む。この例では、ヘッダＡ部はこのフレームが点対点SM
Sチャンネルであると示しているが、本発明はこれに限
られるものではない。ARQモード開始フレームは移動局
識別（MSID）および部分エコー（PE）フィールドを含
み、PEフィールドは或る値、例えば移動局のIS−54B移
動局識別番号（MIN）の最下位７ビットにセットする。
またトランザクション識別子（TID）フィールドが含ま
れており、これはARQモードトランザクションのどの事
例を移動局に送っているかをユニークに識別する。PEフ
ィールドとトランザクション識別TIDは、ARQモード開始
フレームが始動したトランザクションを識別し、任意の
その後のARQモード継続フレームを同じトランザクショ
ンに関連づける役目をする。L3長さ標識（L3LI）は、AR
Qモード開始フレームの後に続くARQモード継続の数を移
動局が計算するのに用いる。最後に、ARQモード開始フ
レームは層３データフィールド（L3DATA）を含む。
ARQモード開始フレームを送った結果、BMIは移動局か
らの確認を待ってよい。というのは、このフレームはAR
Qモードトランザクションの可能な完了に関連する情報
を含むからである。BMIが移動局の確認を待たないこと
に決定した場合は、次に進んで、後で説明するARQモー
ド継続フレームを送る。しかしBMIが確認を待つことに
決定した場合は、BMIは次のように行う。予約方式確認
を所定のダウンリンクスロットで行う場合は、BMIはBRI
フラグ（SCFの一部）を「予約」にセットすることによ
り、またPEフィールド（SCFの一部）を目標の移動局に
対応する値にセットすることにより、移動局をポーリン
グする。次にBMIは、移動局をポーリングしたのと同じ
アクセス経路でアップリンクARQ状態フレームを待つ。A
RQ状態メッセージが予約したアクセススロットで受信さ
れない場合、または受信しても主な（outstanding）フ
レームが正しくないと示されている場合は、BMIはARQモ
ード開始フレームを所定の回数まで再送信する。ある回
数試行しても正しいARQ状態メッセージを受信しない場
合は、BMIはARQモードトランザクションを終了する。あ
る回数試行した後でBMIが正しいARQ状態フレームを受信
した場合は、次に進んでARQモード継続フレームを送
る。
BMIは、始動したARQモードトランザクションを完了す
るのに必要な数のARQモード継続フレームを送る。第９
図に示すARQモード継続フレームは、部分エコー（PE）
フィールドとトランザクション識別子（TID）を含み、
この両者により、ARQモードトランザクションのどの事
例を移動局に送っているかをユニークに識別する。また
ARQモード継続フレームは、個々の継続フレームを識別
する継続フレーム番号（FRNO）フィールドと、L3データ
（L3DATA）の一部を含む。ARQモード開始フレームは０
というフレーム番号FRNOの値を暗に持ち、ARQモード継
続フレームは１に始まって１から31の範囲のFRNO値を明
示して持つ。FRNO値は、特定のARQモードトランザクシ
ョンを支援して、新しいARQモード継続フレームがBMIか
らMSに送られる度に増分される。
任意の中間のARQモード継続フレームを送っている間
に、BMIは移動局をポーリングしてよい。BMIが中間のポ
ーリングを行うことを決定した場合は、次のように行
う。所定のダウンリンクスロットで、BMIはBRIフラグを
「予約」にセットし、PEフィールドを目標の移動局に対
応する値にセットする。次にBMIは、移動局をポーリン
グしたのと同じアクセス経路でアップリンクARQ状態フ
レームを待つ。予約したアクセススロットでARQ状態フ
レームを受信しない場合は、BMIは所定の回数まで現在
のARQモード継続フレームを再送信する。ある回数試行
しても正しいARQ状態フレームを受信しない場合は、BMI
はARQモードトランザクションを終了する。何度か試行
した後に正しいARQ状態フレームを受信した場合は、BMI
は、移動局がまだ正しく受信していないARQモード継続
フレームは引き続き送る。BMIが最後のARQモード継続フ
レームを送ると、BMIは以下に説明するように進む。
最後のARQモード継続フレームを送っている間に、BMI
は次のように移動局をポーリングする。予約方式確認を
所定のダウンリンクスロットで行う場合は、BMIはBRIフ
ラグを「予約」にセットし、PEフィールドを目標の移動
局に対応する値にセットする。次にBMIは、移動局をポ
ーリングしたのと同じアクセス経路でアップリンクARQ
状態フレームを待つ。ARQ状態フレームが予約したアク
セススロットで受信されない場合は、BMIは所定の回数
まで現在のARQモード継続フレームを再送信する。ある
回数試行しても正しいARQ状態フレームを受信しない場
合は、BMIはARQモードトランザクションを終了する。BM
IがARQ状態フレームを受信し、かつFRNO MAPが「全て
正しい」ことを示した場合は、ARQモードトランザクシ
ョンは首尾よく完了したと見なされる。BMIがARQ状態フ
レームを受信し、しかもFRNO MAPが「全て正しい」こ
とを示さない場合は、BMIは、移動局がまだ正しく受信
していないARQモード継続フレームを再送信する。BMIは
所定の最大回数まで任意の所定のARQモード継続フレー
ムを再送信した後、ARQモードトランザクションを終了
する。
移動局のSPACH ARQモードの動作について以下に説明
する。移動局がRACHでメッセージの伝送を首尾よく完了
すると（これはSCFフラグで示される）、RACHメッセー
ジ伝送の完了後40ms経ってから、移動局は所定数までの
SPACHフレームを読む。自分のMSIDとマッチしたARQモー
ド開始フレームを受信すると、移動局は次のように進
む。移動局はARQモードトランザクション識別のためにT
IDを記憶する。次に受信したL3LIに基づいて、ペンディ
ングのARQモード継続フレームの数を計算する。ビット
マップであるFRNO MAPを、FRNOがゼロ（ARQモード開始
に対応する）の場合は「受信」にセットし、全てのペン
ディングのARQモード継続フレームの場合は「受信せ
ず」にセットする。本発明の一実施態様では、１はフレ
ームを受信したことを示し、０はフレームを受信しなか
ったことを示すのに用いる。FRNO MAPは最大32個のARQ
モードフレーム（１個の開始フレームと31個の継続フレ
ーム）の長さまでのBMI伝送を支援する。L3DATAで搬送
されるL3メッセージの部分を記憶する。次に移動局は以
下に説明するように動作する。当業者がもちろん理解す
るように、FRNOビットマップを拡張または縮小して、BM
Iから伝送される、より多いまたはより少ない数のフレ
ームを支援することができる。
移動局はSPACHフレームを読んで次のように応答す
る。ポーリングが起こると、すなわちPEマッチが起こり
BRIフラグが「予約」にセットされると、移動局はARQ状
態フレームを、現在のARQモードトランザクションの時
点まで正しく受信した全てのARQフレームの受信状態を
示すFRNO MAPを備えるBMIに送る。FRNO MAPが「全て
正しい」状態であることを示すと、移動局は対応するAR
Qモードトランザクションが首尾よく完了したと見な
す。そうではなくて、あるARQモード継続フレームを或
る主なARQモードトランザクションに対して正しく受信
した場合（すなわち、そのARQモード継続フレームで送
られたPEとTIDがマッチした場合）は、移動局はこれに
含まれるL3DATAを記憶して、対応するFRNO MAP位置を
「受信」にセットする。所定の時間、ARQモード継続フ
レームもポーリングも受信しない場合は、移動局は競合
方式ランダムアクセスを用いてARQ状態フレームを自動
的に送信することができる。最大数のこのような自動AR
Q状態フレーム送信を行った後、対応するARQモードトラ
ンザクションを終了する。
本発明の特定の実施態様について説明し図示したが、
当業者により修正を行うことができるので、本発明はこ
れに限定されるものではない。本出願は、ここで説明し
特許を請求した本発明の精神と範囲内にある全ての修正
を含むものである。
フロントページの続き (72)発明者 ペルソン，ベングト スウェーデン国 エス ― 182 05 ドュルショルム，ボックス 42 (56)参考文献 特開 平２−186733（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38 H04L 1/16

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】セルラ通信システムから遠隔局へ伝送され
    たメッセージを含むフレームの状態の報告を得る方法で
    あって、 前記遠隔局にポーリング要求を送る段階と、 前記遠隔局から基地局に、前記遠隔局が複数のフレーム
    のどれを正しく受信したかを示すビットマップを伝送す
    る段階と、 を含み、 前記ポーリング要求は共用チャンネルフィードバックの
    部分エコー部を用い、前記ポーリング要求が送られた前
    記遠隔局を識別する、方法。
  2. 【請求項２】前記ビットマップは、前記遠隔局が最大32
    フレームまでを正しく受信したかどうかを示す、請求項
    １記載の方法。
  3. 【請求項３】前記ポーリング要求は層２ビットを用い
    る、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】セルラ通信システムで用いる基地局であっ
    て、 移動局にポーリング要求を送信する手段と、 前記ポーリング要求に応答して、前記移動局からビット
    マップを受信する手段と、 前記ビットマップを解釈して、ポーリング要求を受信し
    たときに前記移動局が複数のフレームのどれを正しく受
    信したかを決定する手段と、 を備え、 前記ポーリング要求は共用チャンネルフィードバックの
    部分エコー部を用い、どの移動局にポーリング要求が送
    られているかを示す、基地局。
  5. 【請求項５】前記ビットマップは、前記移動局が最大32
    フレームまでを正しく受信したかどうかを示す、請求項
    ４記載の基地局。
  6. 【請求項６】前記ポーリング要求は層２ビットを用い
    る、請求項４記載の基地局。
  7. 【請求項７】セルラ通信システムに用いる移動局であっ
    て、 前記セルラシステムからポーリング要求を受信する手段
    と、 前記ポーリング要求を受信したときに前記移動局が複数
    のフレームのどれを正しく受信したかを示す、ビットマ
    ップを形成する手段と、 前記ビットマップを前記セルラシステムに送信する手段
    と、 を備え、 前記ポーリング要求は共用チャンネルフィードバックの
    部分エコー部であり、どの移動局にポーリング要求が送
    られているかを示す、移動局。
  8. 【請求項８】前記ビットマップは、前記移動局が最大32
    フレームまでを正しく受信したかどうかを示す、請求項
    ７記載の移動局。
  9. 【請求項９】前記ポーリング要求は層２ビットを用いて
    いる、請求項７記載の移動局。
  10. 【請求項１０】前記移動局は前記ビットマップを前記セ
    ルラシステム内の基地局に送信する、請求項７記載の移
    動局。
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