JP3436762B2 - パケット・チャネル帰還 - Google Patents
パケット・チャネル帰還Info
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- JP3436762B2 JP3436762B2 JP51601497A JP51601497A JP3436762B2 JP 3436762 B2 JP3436762 B2 JP 3436762B2 JP 51601497 A JP51601497 A JP 51601497A JP 51601497 A JP51601497 A JP 51601497A JP 3436762 B2 JP3436762 B2 JP 3436762B2
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
(アナログ・モード、ディジタル・モード、デュアル・
モード等)用の、セルラ無線システム、衛星無線システ
ムのような無線通信システム、及び周波数分割多元接続
(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、符号分割多元接続
(CDMA)、ハイブリッドFDMA/TDMA/CDMAのようなアクセ
ス技術に関する。
(multiple access)技術は、ディジタル・アドバンス
ト移動電話サービス(digital advanced mobile pho
ne service;D−AMPS)と呼ばれるディジタル・セルラ
無線電話システムによって現在提供されており、このサ
ービスの特性の或るものは米国電気通信工業会及び電子
工業会(Telecommunications Industry Association
and Electronics Industries Association;TIA/EI
A)によって発行された暫定標準規格TIA/EIA/IS−54,
「デュアル・モード移動局−基地局適合性標準規格(Du
al−Mode Mobile Station−Base Station Compatib
ility Standard)」に指定されており、これは特にこ
こに列挙することによってその内容が本明細書に組み入
れられている。周波数分割多元接続(FDMA)を用いてア
ナログ領域のみで動作する機器の大きな現存する消費者
根拠(consumer base)が理由で、TIA/EIA/IS−54はデ
ュアル・モード(アナログ及びディジタル)標準規格で
あり、アナログ適合性と一緒にディジタル通信適合性に
対処している。例えば、TIA/EIA/IS−54標準規格は、FD
MAアナログ音声チャネル(AVC)及びTDMAデジィタル・
トラフィック・チャネル(DTC)の両方に対処してい
る。AVC及びDTCは周波数変調搬送波信号によって実施さ
れ、これらの信号は各無線チャネルが30キロヘルツ(kH
z)のスペクトル幅を有するように800メガヘルツ(MH
z)に近い周波数を有する。
一連のタイムスロットに分割され、これらのタイムスロ
ットの各々はデータ源、例えば、音声会話のディジタル
符号化部分からの情報のバーストを含む。タイムスロッ
トは、群にまとめられて所定持続時間を有する逐次TDMA
フレームを構成する。各TDMAフレーム内のタイムスロッ
トの数は、無線チャネルを同時に共用することができる
異なる利用者の数に関係している。もしTDMAフレーム内
の各スロットが異なる利用者に割り当てられるならば、
TDMAフレームの持続時間は、同じ利用者に割り当てられ
た逐次タイムスロット間の最少の時間量である。
必ずしも常にその無線搬送波上で連続タイムスロットで
あるとは限らないのであって利用者のディジタル・トラ
フィック・チャネルを構成し、このチャネルはこの利用
者に割り当てられた論理チャネルと考えてよい。下に更
に詳細に説明するように、制御信号を通信するためにデ
ィジタル制御チャネル(DCC)を提供することができ、
かつこのようなDCCはその無線搬送波上の通常不連続な
タイムスロットの逐次出現(succession)によって形成
される論理チャネルである。
ちの単に1つでは、TIA/EIA/IS−54標準規格は、各TDMA
フレームが6連続タイムスロットから構成されかつ40ミ
リ秒(ms)の持続時間を有すると規定した。それゆえ、
各無線チャネルは、会話をディジタル的に符号化するた
めに使用される音声コーダ/デコーダ(コーデック(co
dec))の原始速度(sourcerate)に依存して3から6DT
C(例えば、3から6電話会話)を搬送することができ
る。このような音声コーデックは、通常速度(full ra
te)又は半分速度(half rate)で動作することができ
る。通常速度DTCは所与の時間間隔内に半分速度DTCの2
倍だけのタイムスロットを必要とし、かつTIA/EIA/IS−
54では、各通常速度DTCは各TDMAフレームの2スロッ
ト、すなわち、TDMAレームの6スロットのうち第1と第
4、又は第2と第5、又は第3と第6を使用する。各半
分速度DTCは、各TDMAフレームのうちの1タイムスロッ
トを使用する。各DTCタイムスロット中、324ビットが送
信され、これらのうちの大部分、260ビットはコーデッ
クの音声出力に起因し、音声出力の誤り訂正符号化に起
因するビットを含み、かつ残りのビットは保護時間信号
及び同期のような目的のための付帯信号(overhead si
gnalling)用に使用される。
(buffer−and−burst)で動作する、すなわち、各移動
局がその割り当てられたタイムスロット中に限り送信す
る(又は受信する)ことは、判る。通常速度では、例え
ば、移動局はスロット1中送信し、スロット2中受信
し、スロット3中空き、スロット4中送信し、スロット
5中受信し、及びスロット6中空き、次いで起こるTDMA
フレーム中このサイクルを繰り返すと云ってもよい。し
たがって、電池式であってよい移動局は、送信中でも受
信中でもないタイムスロット中、電力を節約するために
スイッチ・オフ、すなわち、休眠(sleep)させること
ができる。
セルラ無線通信システムは、ページング/アクセス、又
は基地局と移動局との間の呼設定メッセージを搬送する
制御、チャネルを提供する。TIA/EIA/IS−54によれば、
例えば、800MHz近くに配置された伝送及び受信用所定固
定周波数を有する21の専用アナログ制御チャネル(AC
C)がある。これらのACCは、同じ周波数内に常に発見さ
れるので、移動局によって容易に捜し出す及び監視する
ことができる。
されているが、しかし発呼又は受呼しない)とき、TIA/
EIA/IS−54システムにおける移動局は、最強制御チャネ
ル(一般に、移動局がその瞬間にそれ内に位置検出され
ている制御チャネル)に同調しかつこれを規則的に監視
し、かつ対応する基地局を通して呼を受信し又は発信し
てよい。空き状態にある間にセル間を移動するとき、移
動局は「旧」セルの制御チャネル上の無線接続をやがて
は「喪失し」かつ「新」セルに同調する。制御チャネル
への初期同調及びその後の再同調は、既知の周波数にお
ける全ての利用可能な制御チャネルを走査して「最良」
制御チャネルを発見することによって共に自動的に完遂
される。良好な受信品質を備える制御チャネルが発見さ
れると、移動局はその品質が再び劣化するまでこのチャ
ネルに同調したままでいる。このようにして、移動局
は、そのシステムと「接触を保った(in touch)」ま
までいる。
たメッセージをページングするために制御チャネルを監
視しなければならない。例えば、普通電話(陸線)加入
者が移動局を呼び出すとき、その呼は、公衆加入電話網
(PSTN)から移動交換センタ(MSC)へ向けて送られ、M
SCはダイヤルされた番号を分析する。もしダイヤルされ
た番号が妥当性を確認されるならば、MSCは、いくつか
の又は全ての基地局にそれぞれの制御チャネルを通して
被呼移動局の移動識別番号(mobile identification
number);MIN)を含むページング・メッセージを送信す
ることによって被呼移動局をページするようにリクエス
トする。ページング・メッセージを受信する各空き移動
局は、受信したMINをそれ自身の記憶MINと比較する。整
合する記憶MINを備える移動局は、特定の制御チャネル
を通して基地局へページ・レスポンスを送信し、この基
地局はページ・レスポンスをMSCへ転送する。
・レスポンスを受信した基地局に利用可能なAVC又はDTC
を選択し、その基地局内の相当する無線トランシーバを
スイッチ・オンし、かつ、その基地局に、選択された音
声チャネル又はトラフィック・チャネルに同調するよう
に被呼移動局に命令するメッセージを制御チャネルを経
由してこの被呼移動局へ送信させる。いったん移動局が
選択されたAVC又はDTCに同調したら、その呼に対するス
ルー接続(through−connection)が確立される。
システムの性能は、特にここに列挙することによってそ
の内容が本明細書に組み入れられているTIA/EIA/IS−13
6に指定されているディジタル制御チャネル(DCC)を有
するシステム内では改善されている。新書式及び新プロ
セスを備えるDCCを有するこのようなシステムの1例
は、1992年10月5日に出願されかつ列挙することによっ
てその内容が本明細書に組み入れられている「ディジタ
ル制御チャネル(Digital Control Channel)」と題
する米国特許第5,404,355号に説明されている。このよ
うなDCCを使用して、各TIA/EIA/IS−54無線チャネル
は、DTCのみ、DCCのみ、又はDTCとDCCの両方の混合を搬
送することができる。TIA/EIA/IS−136枠組み内で、各
無線搬送波周波数は、最高3つの通常速度DTC/DCC、又
は6つの半分速度DTC/DCC、又は、例えば、1つの通常
速度DTC/DCCと4つの半分速度DTC/DCCとの間のあらゆる
組合わせを有することができる。
S−54内に指定された半分速度及び通常速度と一致する
には及ばず、かつDCCスロットの長さは均一でなくても
よく、かつDTCスロットの長さと一致しなくてもよい。D
CCはTIA/EIA/IS−54無線チャネル上で定義されてよく、
かつ、例えば、連続TDMAスロットの流れ内の毎第nスロ
ットからなってよい。この場合、各DCCの長さは、TIA/E
IA/IS−54に従うDTCスロットの長さである6.67msに等し
くてもよく、又は等しくなくてもよい。代替的に(かつ
他の可能な代替へ限定を課することなく)、これらのDC
Cスロットは、当業者に知られている他の方法で定義さ
れてよい。
通信することを可能にするためにエア・リンク・プロト
コルが必要とされる。通信リンク・プロトコルは、セル
ラ電話呼を発信及び受信するために使用される。1995年
6月7日に出願されたかつここに列挙することによって
その内容が本明細書に組み入れられている「ランダム・
アクセス・チャネル及びアクセス・レスポンス・チャネ
ル用層2プロトコル(Layer2 Protocol for the Ra
ndom Access Channel and the Access Rasponce
Channel)」と題する米国特許第5,610,917号に説明さ
れているように、層2プロトコルとして通信産業内に、
普通、引用されており、かつその機能性は層3メッセー
ジの限界を定めること(delimiting)、すなわち、フレ
ーム指示(framing)を含む。これら層3メッセージ
は、移動局及びセルラ交換システム内に駐在している通
信する層3同位エンティティ(peer entity)間に送信
されることがある。物理層(層1)は、物理通信チャネ
ル、例えば、無線周波数間隔、変調特性等のパラメータ
を定義する。層2は、例えば、誤り訂正及び誤り検出
等、物理チャネルの制約内での情報の精確伝送に必要な
技術を定義する。層3は、物理層を通して送信された情
報の受信及び処理のための手順を定義する。
間の通信を図1及び2を参照して全体的に説明すること
ができる。図1は、層3メッセージ11、層2フレーム1
3、及び層1チャネル・バースト、すなわち、タイムス
ロット15を概略的に示す。図1で、各層3メッセージに
対応するチャネル・バーストの各群は論理チャネルを構
成することがあり、かつ上に説明したように、所与の層
3メッセージに対するチャネル・バーストはTIA/EIA/IS
−136搬送波上では常に連続スロットであるとは限らな
いであろう。他方、チャネル・バーストは連続的である
こともできる。すなわち、タイムスロットが終端するや
否や、次順タイムスロットが開始することもできる。
ばかりでなく、例えば、誤り訂正情報及び層1動作に使
用される他の付帯情報を含む。各層2フレームは、少な
くとも層3メッセージの部分ばかりでなく層2動作用に
使用される付帯情報を含む。図1に表示されていない
が、各層3メッセージは、そのメッセージのペイロー
ド、それぞれのメッセージの型式を識別するヘッダ部
分、及びことによると詰め込み(padding)と考えるこ
とができる種々の情報要素を含むであろう。
フィールドに分割される。特に各層2フレーム内の限定
長DATAフィールドは、層3メッセージ11を含む。層3メ
ッセージは層3メッセージに含まれた情報の量に依存し
て種々の長さを有するから、復数の層2フレームが単一
層3メッセージの伝送に必要であることがある。その結
果、チャネル・バーストと層2フレームとの間には1対
1の対応があるので、複数の層1チャネル・バーストが
また層3メッセージ全体を送信するために必要なことが
ある。
ャネル・バーストが必要とされるとき、いくつかのバー
ストは無線チャネル上で常に連続バーストであるとは限
らない。更に、いくつかのバーストが層3メッセージを
搬送するために使用される特定論理チャネルに当てられ
た逐次バーストで常にあるとも限らない。各受信された
バーストを受信し、処理し、かつこれに反応するには時
間が必要とされるから、層3メッセージの伝送に必要と
されるバーストは、図2(a)に概略的に示したように
かつTIA/EIA/IS−136標準規格に関連して上に説明した
ように、スタガ書式(staggered format)で常に送信
される。
スロット1、2、…に含まれたタイムスロット1、2、
…N、…の逐次出現として構成された順方向(又はダウ
ンリンク)DCCの一般例を示す。これらのDCCスロット
は、TIA/EIA/IS−136によって指定されたような無線チ
ャネル上に定義されてよく、かつ図2(a)に示された
ように、例えば、一連の連続スロット内の毎第nスロッ
トからなることがある。各DCCスロットは、TIA/EIA/IS
−136標準規格に従うDTCスロットの長さである6.67msで
あってもよいし、又は、でなくてもよい持続時間を有す
る。
レーム(SF)に組織されることがあり、かつ各スーパフ
レームは情報の異なる種類を搬送するいくつもの論理チ
ャネルを含む。2以上のDCCスロットがスーパフレーム
の各論理チャネルへ割り当てられてよい。図2(a)中
の模範的ダウンリンク・スーパフレームは、次の3論理
チャネルを含む。すなわち、付帯メッセージ用6逐次ス
ロットを含む放送制御チャネル(BCCH)、ページング・
メッセージ用1スロットを含むページング・チャネル
(PCH)、及びチャネル割当てメッセージ及びその他の
メッセージ用1スロットを含むアクセス・レスポンス・
チャネル(ARCH)。図2の模範的スーパフレーム内の残
りのタイムスロットは、追加ページング・チャネルPCH
又はその他のチャネルのような、他の論理チャネルに専
用されてよい。移動局の数はスーパフレーム内のスロッ
トの数より、通常、遥かに多いから、各ページング・ス
ロットは或る一意特性、例えば、MINの最終数字を共用
するいくつかの移動局をページするために使用される。
を示す。図2(b)は、各フィールドの上にそのフィー
ルド内のビットの数を表示する。SYNC情報中に送信され
るビットは、CSFPフィールド及びDATAフィールドの精確
受信を助援するために従来のように使用される。SYNC情
報は、そのスロットの開始を発見するために基地局によ
って使用される所定ビット・パターンを携帯する。SCF
情報は、システムへのアクセスをリクエストするために
移動局によって使用されるランダム・アクセス・チャネ
ル(RACH)を制御するために使用される。CSFP情報は、
移動局に各スーパフレームの開始を発見することを可能
とさせる符号化スーパフレーム位相値を輸送する。これ
は、順方向DCCのスロット内の情報書式についてのほん
の一例である。
に、BCCHがいくつものサブチャネルに分割されることが
ある。米国特許第5,404,355号は、移動局がシステムに
アクセス(発呼又は受呼)できるようになる前にスイッ
チ・オンされるとき(移動局がDCC上にロックすると
き)、移動局が最少量の情報を読み取ることを許すBCCH
構造を開示している。スイッチ・オンされた後、空き移
動局はその割り当てられたPCHスロットのみ(通常、各
スーパフレーム内の1つ)を規則的に監視すればよい。
移動局は他のスロット中休眠することができる。移動局
がページング・メッセージを読み取るのに過ごす時間と
それが休眠したまま過ごす時間との比は、制御可能であ
り、かつ呼設定遅延と電力消費との間のトレードオフを
表す。
を有するから、各バーストは上に挙げたように、典型的
に、層3メッセージの部分のみを搬送する。アップリン
ク方向では、多数の移動局は、コンテンション制(cont
ention basis)でシステムと通信することを企図する
一方、多数の移動局がダウンリンク方向でシステムから
送信された層3メッセージを聴取する。既知のシステム
では、いずれか所与の層3メッセージを層3メッセージ
全体を送信するのに必要とされるだけの数のTDMAチャネ
ル・バーストを使用して搬送しなければならない。
は、これらの理由から及び他の理由から望ましく、他の
理由は1993年11月1日に出願されかつ列挙することによ
ってその内容が本明細書に組み入れられている「無線通
信システムにおける通信方法(A Method for Commu
nicating in a Wireless Communication Syste
m)」と題する米国特許第5,603,081号に説明されてい
る。例えば、それらは、移動装置(mobile unit)の長
い休眠を支援し、これが長い電池寿命をもたらす。
制御チャネルは、システム容量を最適化するかつ階層型
(hierarchical)セル構想、すなわち、マクロセル、マ
イクロセル、ピコセル等の構造を支援する機能性を拡張
してきた。用語「マクロセル」は、一般に、従来のセル
ラ電話システム内のセルの寸法(例えば、少なくとも約
1キロメートルの半径)に匹敵する寸法を有するセルを
指し、及び用語「マイクロセル」と用語「ピコセル」
は、一般に、漸次小さいセルを指す。例えば、マイクロ
セルは、公共屋内領域又は公共屋外領域、例えば、従来
の中心街又は繁華街をカーバすると云ってもよく、及び
ピコセルはオフィスの廊下又は高層建築物の階をカバー
すると云ってもよい。無線カバレージの見地から、マク
ロセル、マイクロセル、及びピコセルは、互いに別個で
あることもあり、或は異なるトラフィック・パターン又
は無線環境をハンドルするために互いに重なり合うこと
がある。
テムである。六角形によって表されたアンブレラ(umbr
ella)マクロセル10は、オーバライング(overlying)
セルラ構造を作り上げる。各アンブレラ・セルは、アン
ダライング(underlying)マイクロセル構造を含むこと
がある。アンブレラ・セル10は、点線に囲まれた領域に
よって表されたマイクロセル20及び市外に沿う領域に相
当する破線に囲まれた領域によって表されたマイクロセ
ル30、及び建築物の個々の階をカバーするピコセル40、
50、及び60を含む。マイクロセル20及び30によってカバ
ーされた2つの市街の交差点は濃密トラフィック集中の
領域であると云ってよく、それゆえホット・スポットを
表すこともある。
模範的セルラ移動無線電話システムのブロック図であ
る。基地局は制御及び処理装置130を含み、この装置はM
SC140に接続されており、後者は、立ち代わって、PSTN
(図示されていない)に接続されている。このようなセ
ルラ無線電話システムの一般態様は、上に挙げた米国特
許出願によって、及び共に列挙することによってその内
容が本明細書に組み入れられているワイケ(Wejke)他
に発行された、「セルラ通信システム内隣接助援ハンド
オフ(Neighbor−Assisted Handoff in a Cellula
r Communication System)」と題する米国特許第5,17
5,867号、及び1992年10月27日に出願された「マルチモ
ード信号処理(Multi−Mode Signal Procesing)」と
題する米国特許出願第07/957,027号によって説明されて
いるように、技術的に既知である。
チャネルをハンドルし、このトランシーバは制御及び処
理装置130によって制御される。また、各基地局は制御
チャネル・トランシーバ160を含み、このトランシーバ
は2以上の制御チャネルをハンドルする能力を有するこ
とがある。制御チャネル・トランシーバ160は、制御及
び処理装置130によって制御される。制御チャネル・ト
ランシーバ160は、その制御チャネルにロックした移動
局へ基地局又はセルの制御チャネルを通して制御情報を
放送する。云うまでもなく、トランシーバ150及び160
は、同じ無線搬送波周波数を共用するDCC及びDCTに使用
されるために、音声及び制御トランシーバ170のよう
に、単一装置として実施することができる。
の音声及び制御チャネル・トランシーバ170に受信す
る。次いで、処理装置180が受信された制御チャネル情
報を評価する。この情報は、この移動局がそれへロック
する候補であるセルの特性を含み、かつこの移動局がロ
ックするべきセルを判定する。有利であるためには、そ
の内容が本明細書に組み入れられている、レイス(Rait
h)他に発行された、「無線電話システム内通信制御方
法及び装置(Method and Apparatus for Communica
tion Controll in a Radiotelephone System)」
と題する米国特許第5,353,332号に説明されているよう
に、受信された制御チャネル情報が、それが関連してい
るセルに関する絶対情報を含むだけでなく、この制御チ
ャネルが関連しているセルに近接している他のセルに関
する相対情報もまた含む。
動局の電池寿命を延長するために、米国特許第5,404,35
5号は(基地局から移動局への)ディジタル順方向制御
チャネルを開示しており、このチャネルは現在のアナロ
グ順方向制御チャネル(FOCC)に対して指定されたメッ
セージの型式を搬送することができ、しかし、これらの
型式はFOCCへロックするとき及びその後は情報を変化し
たときに限り空き移動局に付帯メッセージを読み取るこ
とを可能にする書式にある。移動局は、その他の全ての
時間は休眠する。このようなシステムでは、メッセージ
の或る型式は、他の型式のものよりも頻繁に基地局によ
って放送され、かつ移動局はことごとくのメッセージ放
送を読み取るには及ばない。
格によって指定されたシステムは回路交換(circuit−s
witched)技術であり、これは物理呼接続を確立しかつ
通信端システム(communicating end−system)が交換
するデータを有する限りその接続を維持する「コネクシ
ョン型(connection − oriented)」通信の型式であ
る。回路スイッチの直接接続は、開放型パイプラインと
して働き、端システムにこれらのシステムが適当である
とみなした何に対しても回路を利用できるようにする。
回路交換データ通信は、固定帯域幅応用には充分適して
いると云ってよいが、しかし狭帯域幅応用又は「バース
トの多い(busty)」応用には比較的非効率である。
レス型(connectionless)」(例えば、インターネット
・プロトコル、「IP」)であってよいパケット交換技術
は、物理接続の設定(set−up)及び切断(tear−dow
n)を必要とせず、このことが回路交換技術と著しい対
照を呈する。このことが、データ待ち時間を短縮し、か
つ比較的短い、バーストの多いトランザクション、又は
対話型トランザクションをハンドルするに当たってチャ
ネルの効率を高める。コネクションレス・パケット交換
網は、経路選択機能を多数の経路選択サイトに分散し、
それによって、集中交換ハブを使用するとき起こるおそ
れのあるトラフィック隘路を回避する。データは、適当
な端システム・アドレス指定で以て「パケット化(pack
etized)」され、次いで、データ経路に沿う従属装置内
を伝送される。通信端システム間に配置された、ときに
は「ルータ(router)」と呼ばれる、中継システムが毎
パケット制で取る最適経路に関して判定を行う。経路選
択判定は、いくつもの特性に基づいており、これらの特
性には、最低コスト経路又はコスト測定基準(cost me
tric)、リンクの容量、伝送を待機するパケットの数、
リンクの安全要件、及び中継システム(節点)動作状況
を含む。
経路に沿うパケット伝送は、応用及び通信融通性を提供
する。それはまた、いかにほとんどの標準的な地域内通
信網(local area network;LAN)及び広域通信網(wi
de area network;WAN)が企業環境(corporate envi
ronment)の内で発達してきたかと云うことである。パ
ケット交換は、その応用及びキーボート端末のような使
用される装置の多くが対話型でありかつバースト内でデ
ータを転送すると云う理由から、データ通信に適してい
る。利用者が端末に多くのデータを入力する又は問題に
ついて思案している間にチャネルが空いている代わり
に、パケット交換は、いくつかの端末からの多数の伝送
をチャネル上へインタリーブする。
際に代替経路を選択するルータの能力に起因していっそ
うの網堅牢性を提供する。したがって、パケット交換
は、網線路のいっそう効率的な使用を可能にする。パケ
ット技術は、接続時間でなく伝送されたデータの量に基
づいて、最終利用者に料金請求するオプションを提供す
る。もし最終利用者の応用がエア・リンクを効率的に使
用するように設計されているならば、伝送されるパケッ
トの数は最小になる。もし各個々の利用者のトラフィッ
クが最少に保たれるならば、サービス提供者は網容量を
効率的に増加している。
I)モデル又はTCP/IPプロトコル・スタックのような全
産業的データ標準規格(industry−wide data standa
rds)上でかつこれに基づいて、通常、設計される。こ
れらの標準規格は、多年にわたり、正式にしろ又は業界
で(defacto)によってにしろ発展してきており、これ
らのプロトコルを使用する応用は容易に利用可能であ
る。標準規格に基づく網の主要目的は、他の網との相互
接続性を達成することである。インターネットは、この
目標を追跡するこのような標準規格に基づく網の今日の
最も明確な例である。
は、今日のビジネス環境と通信環境の統合部分である。
これらの環境内に移動計算が行きわたるに従って、TIA/
EIA/IS−136を使用するような無線サービス提供者は、
これらの網へのアクセスを提供するのに最良の位置を占
めている。それにもかかわらず、セルラ・システムによ
って又はこれらに対して提供されたデータ・サービス
は、各能動移動使用者毎に専用無線チャネルを使用する
回路交換動作モードに、一般に、基づいている。
S)と移動データ中継システム(MD−IS)との間に接続
性を提供するプロトコルを含むエア・リンクを横断する
通信に使用されるアーキテクチャを示す。図5に示され
た素子の模範的な説明及び代替RF技術を考慮するときの
このような素子への推奨アプローチは、下記のようであ
る。
ロトコル(Internet Protocol/Connectionless Netwo
rk Protocol;IP/CLNP)は、コネクションレスでありか
つ伝来のデータ網共同体全体を通して広く支援されてい
る。これらのプロトコルは、物理層に無関係であり、か
つ好適にはRF技術が変わるに従って修正されることはな
い。
ol;SMP)は、エア・リンク・インタフェースを横断して
安全サービスを提供する。供給されるサービスには、デ
ータ・リンク機密性、M−ES認証、キー管理、アクセス
制御、及びアルゴリズム高度化/交換がある。SMPは、
代替RF技術を実施するときでも、もとのままである。
agement Protocol;RRMP)は、移動装置のRFリソースの
使用について管理及び制御を行う。RRMP及びその関連手
順は、AMPS RF下部構造(infrastructure)に特定であ
り、かつ実施されたRF技術に基づく変化を必要とする。
ion Protocol;MNRP)は、適正な登録及び移動端システ
ムの認証を可能にするために移動網位置検出プロトコル
(Mobile Network Location Protocol;MNLP)と直列
(tandem)に使用される。MNRPは、代替RF技術を使用す
るときでも、もとのままである。
nk Protocol;MDLP)は、MD−ISとM−ESとの間に効率
的なデータ転送を行う。MDLPは、効率的移動システム運
動、移動システム電力節約、RFチャネル・リソース共
用、及び効率的誤り回復を支援する。MDLPは、代替RF技
術を使用するときでも、もとのままである。
プロトコル及びその関連手順は、RFチャネルへの共用ア
クセスを管理するために方法論M−ES使用(methodolog
y M−ESs use)を制御する。このプロトコル及びそ
の機能性は、代替RF技術によって供給してやらなければ
ならない。
れらの方式は採用されたRF技術に特定であり、したがっ
て、代替RF技術に適した方式と交換されるべきである。
代替RF技術の採択は、CDPDシステム・アーキテクチャへ
の最少限の量の変化を伴うだけで実施することができ
る。必要とされる変化は、無線リソース管理プロトコ
ル、MAC、及び物理層に限定され、全ての他の網サービ
ス及び支援サービスはもとのままである。
るデータ・サービスの少数の例外が下記の文書に説明さ
れている。これらは、パケット・データ構想を含む。
システムにおけるパケット交換」、第38回米国電気通信
学会車両技術会議資料、414〜418頁(1988年6月)
(“Packet Switching in Digital Cellular Syst
ems"、Proc.38th IEEE Vehicular Technology Con
f.,pp.414−418(June 1988))は、各々が多数データ
呼に適応する能力がある、共用パケット・データ無線チ
ャネルを提供するセルラ・システムを説明している。パ
ケット・データ・サービスをリクエストする移動局は、
基本的には正規セルラ信号を使用して、特定データ・チ
ャネルを割り当てられる。このシステムは、パケット・
データ網とインタフェースするパケット・アクセス点
(packetaccess points;PAPS)を含むことがある。各
パケット・データ無線チャネルは、1特定PAPに接続さ
れ、それゆえ、そのPAPに関連したデータ呼を多重化す
る能力がある。ハンドオーバは、音声呼用の同様のシス
テムに使用されるハンドオーバに極めて類似している。
パケット・チャネルの容量が不充分であるとき、これら
の状況に新型式のハンドオーバが追加される。
であってかつ正規音声呼についてと同じようにシステム
起動ハンドオーバを使用することに基づいている。これ
らの原理をTDMAセルラ・システムにおける汎用パケット
・データ・サービスを提供するのに適用すると、スペク
トル効率上の欠点を生じることになろう。
ルラ無線システム及び(音声及び/又はデータ)パケッ
トを移動局へ経路選択する新手順を説明している。基地
局、トランク・インタフェース装置を経由しての公衆交
換、及びセルラ制御装置はWANを経由して一緒にリンク
される。経路選択手順は、移動局起動ハンドオーバと、
(呼中に)移動局から送信されたいずれかのパケットの
ヘッダにそのパケットが通過する基地局の識別子を付加
することとに基づいている。移動局からの後続利用者情
報パケット間に延長時間間隔がある場合、移動局は、セ
ル位置情報を輸送する目的のためにエキストラ制御パケ
ットを送信してよい。
り当てるとき、呼確立に主として係わる。次いで、セル
ラ制御装置は、呼制御番号を移動局に通知し、呼制御番
号をトランク・インタフェース装置に通知し、及び初期
基地局を識別子に通知する。したがって、呼中、パケッ
トはトランク・インタフェース装置と現在サービス中の
基地局との間に、直接、経路選択される。
Aセルラ・システムにおいてパケット・データを供給す
る特定問題に、直接には、関係していない。
M)」、欧州電気通信標準化機構(European Telecommu
nications Standards Institute;ETSI)T Doc SMG
4 58/93(1993年12月)及びフィンランド、ヘルシンキ
(1993年10月13日)での「将来競争環境におけるGSM(G
SM ina Future Competitive Environment)」と題
するセミナ中に提出された「GSM用に提案された公衆パ
ケット無線サービス(A General Packet Radio Se
rvice Proposed for GSM)」は、GSMにおける音声及
びデータ用の可能なパケット・アクセス・プロトコルを
概活している。これらの文書はTDMAセルラ・システム、
すなわち、GSMに直接関係し、かつ、これらは最適化共
用パケット・データ・チャネルの可能な組織を概括して
いるものの、これらは総合システム解決のなかでパケッ
ト・データ・チャネルを統合する態様は取り扱っていな
い。
verGSM Network)」、T Doc SMG 1 238/93、ETS
I(1993年9月28日)は、パケット移動局とパケット・
データ・サービスへのアクセスをハンドルする「機能体
(agent)」との間の仮想チャネルを確立するためにま
ず正規GSM信号及び認証を使用することに基づいてGSM内
にパケット・データ・サービスを提供する構想を説明し
ている。高速チャネル設定及び解放用に修正された正規
信号を用いて、正規トラフィック・チャネルがパケット
転送に使用される。この文書は、直接、TDMAセルラ・シ
ステムに関係するが、しかし、その構想は現存するGSM
トラフィック・チャネルの「高速交換」版を使用するこ
とに基づいているから、それは最適化共用パケット・デ
ータ・チャネルに基づく構想に比較して(特に短メッセ
ージに対して)ペクトル効率及びパケット転送遅延の面
で欠点を有する。
入れられているセルラ・ディジタル・パケット・データ
(CDPD)システム仕様、公表(Release)1.0(1993年7
月)は、現在の高度移動電話サービス(AMPS)システ
ム、すなわち、北米アナログ・セルラ・システム上で利
用可能な無線チャネルを利用するパケット・データ・サ
ービスを提供する構想を説明している。CDPDは、米国の
セルラ運営者のグループによって是認された包括的な、
開放仕様(open specification)である。取扱い範囲
に入る事項には、外部インタフェース、エア・リンク・
インタフェース、網アーキテクチャ、網管理(network
management)、及び管理(administration)がある。
無関係である下部構造に大幅に基づいている。AMPSシス
テムとの共通性(commonalities)は、無線周波数チャ
ネルの同じ型式と同じ基地局サイト(CDPDによって使用
される基地局は新しくかつCDPD特定であると云ってよ
い)とを利用すること及びこれら2つのシステム間で信
号割当てを適切に調整することに限定される。
動局アドレスに基づいてホーム・ロケーション・レジス
タ(HLR)を備えたホーム網節点(ホーム移動データ中
継システム、MD−IS)へ経路選択し、次いで、必要なと
き、HLR情報に基づいてビジットされた、サービス中のM
D−ISへパケットを経路選択し、最後に、移動局がその
セル位置をそのサービス中のMD−ISに通知するのに基づ
いて、現在基地局を経由してサービス中のMD−ISからパ
ケットを転送する。
・システムにおいてパケット・データ・サービスを提供
する特定問題に、直接には、関係していないが、CDPDシ
ステム仕様に説明された網態様及び構想は、この発明に
よるエア・リンク・プロトコルに必要な網態様に対する
基礎として使用することができる。
延長であるように設計される。現存するコネクションレ
ス網プロトコルは、CDPD網をアクセスするために使用さ
れてよい。その網は、発展しつつあると常に考えられる
ので、適当なときに新網層プロトコルの追加を許す開放
型網設計を使用する。CDPD網サービス及びプロトコル
は、OSIモデルの網層以下に限定される。そうすること
が、アンダライングCDPD網を変化させることなく、上位
層プロトコル及び上位層応用の発展を可能にする。
に、伝来の網の無線移動拡張である。CDPDサービス提供
者の網サービスを使用することによって、加入者は、そ
の多くが伝来のデータ網に駐在すると云ってよいデータ
応用にシームレスにアクセスすることができる。CDPDシ
ステムは、2つの相互に関係したサービス・セット、す
なわち、CDPD網支援サービス及びCDPD網サービスである
と見ることができる。
ために必要な義務を遂行する。これらのサービスは、会
計サーバ、網管理システム、メッセージ転送サーバ、及
び認証サーバである。これらのサービスは、サービス提
供者間に相互運用性を可能にするために定義される。CD
PD網はその元のAMPS下部構造を超えて技術的に発展する
ので、これらの支援サービスをもとのままにしておくこ
とが期待される。網支援サービスの機能は、どの移動網
にも必要でありかつ無線周波数(RF)技術に無関係であ
る。
能にするデータ転送サービスである。更に、データ通信
の一端又は両端は、移動性であってよい。
するアグレッシブ・パケット予約多元接続(Aggressive
Packet Reservation Multiple Access Using Si
gnatures)」に、シグナチェアを使用するパケット予約
多元接続方式が開示されている。開示された方式は、音
声パケットとデータ・パケットとの間の衝突を解決する
ために、パケット予約優先権を音声利用者に付与する。
各パケット型式はシグナチュアを備えており、かつフレ
ーム内のタイムスロットは分類型式を付与されており、
その1つはスロットを音声利用者のみに使用することを
許す。予約されたスロットにアクセスするには、音声利
用者はそのシグナチュアを基地局へ送信し、次いで、基
地局は衝突するデータ利用者にそのパケット伝送を停止
するように命令する。
パケット・データ・チャネルを提供することに基いて、
D−AMPSセルラ・システムにおける汎用パケット・デー
タ・サービスを提供するシステムの必要がある。本願
は、TIA/EIA/IS−136標準規格によって指定されたよう
なコネクション型網とコネクションレス・パケット・デ
ータ網との組合わせ利点を提供するシステム及び方法を
目指している。更に、本発明は、例えば、低複雑性及び
高処理能力を備えた現存するコネクションレス網プロト
コルによって、CDPD網をアクセスすることを目指してい
る。
システムと通信する移動局へパケット・チャネル帰還情
報を供給する。
スすることを企図しているか又はこのシステムに既にア
クセスしておりかつパケット・データ情報を送信するプ
ロセスにあるかどちらかである他の移動局からの伝送を
可能にするように伝送を中断する手段を提供することに
よってパケット・データ・チャネルの最高効率をもたら
すことである。本発明によれば、パケット・チャネル帰
還情報は、次のいくつかのフラグを含む。すなわち、話
中−予約/空き(Busy−Reserved/Idle;BRI)、着信/
未着信(Received/Not Received;R/N)、部分エコー
(Partial Echo;PE)、及び部分エコー修飾子(Partia
l Echo Qualifier;PEQ)。PEQにより、通信システム
は、ある移動局からの伝送を中断し、他の移動局からの
伝送を可能にすることができる。PEQを種々の値にセッ
トすることによって、通信システムは、RACHサブチャネ
ルの所有権をダイナミックに配分することができ、それ
によって、移動局にそれら移動局のサブチャネル所有権
の同一移動局への帰属が一時的に中断されかつ他の移動
局へ再割り当てされたか否か表示することができる。す
なわち、第1の移動局からの通信が、PEQフィールドの
特定の値に応答して、割り込み期間のあいだ、割り込ま
れる。その割り込み期間の間、パケット・データ・チャ
ネルは、第2の移動局に割り当てられる。第1の移動局
は割り込み期間の終了時に通信を再開する。
タ・チャネルは3サブチャネルからなり、これらは、RA
CH上のランダム・アクセス事象に関連して、移動局及び
基地局の両方に充分な処理時間を提供するように配分さ
れている。
この説明を読むことによって理解される。これらの図面
において、 図1は複数の層3メッセージ、層2フレーム、及び層
1チャネル・バースト、すなわち、タイムスロットを概
略的に示す。
ロットに含まれたタイムスロットの逐次出現として構成
された順方向DCCを示す。
の例を示す。
ムを示す。
動無線電話システムのブロック図である。
ーキテクチャを示す。
した一連の副次状態(sub−state)を示す。
を示す。
す。
通信を示す。
ルを示す。
ステムと移動局との間の伝送用スロット書式に関する。
本発明の理解を助けるために、論理チャネルのA−AMPS
セットの構造を図6に示す。示されたように、ディジタ
ル制御チャネル(DCCH)は、逆方向の逆アクセス・チャ
ネル(RACH)、及び順方向の放送制御チャネル(BCC
H)、SPACHチャネル(ページング・チャネル、短メッセ
ージ・サービス・チャネル、アクセス・レスポンス・チ
ャネル)、共用チャネル帰還(SCF)、及び予約チャネ
ル(RSVD)を有する。パケット・データ・チャネル(PD
CH)は、逆方向のパケット・ランダム・アクセス・チャ
ネル(PRACH)、及び順方向のパケット放送制御チャネ
ル(PBCCH)、PSACHチャネル(パケット・ページング・
チャネルPPCH及びパケット・アクセス・レスポンス・チ
ャネルPARCH)、パケット・チャネル帰還(PCF)、予約
チャネルを有する。
2フレーム内へマップするかについての専用PDCH例、タ
イムスロット上への層2フレーム・マッピングの例、及
びPDCHチャネル上へのタイムスロット・マッピングの例
を示す。FPDCHタイムスロット及びPRACHバーストの長さ
は固定している。PRACHバーストの3つの可能な型式
(正規、短縮、及び補助)があり、これらは異なる固定
長さを有する。通常速度PDCH上のFPDCHスロットは、図
8中の物理層上にあると想定される。本発明では、TDMA
フレーム構造は、IS−136DCCH及びDTC用と同じである。
多重速度チャネル(倍速度PDCH及び三倍速度PDCH)が使
用されるときの最大処理能力のためを計って、追加FPDC
Hスロット書式が指定される。
式を示す。図8は、パケット・データ・チャネル上での
通信システムと移動局との間の伝送用スロット書式を示
す。この実施例で、スロット書式は、次の7フィールド
に分割される。すなわち、移動局へ同期情報を提供する
同期フィールド(SYNC)、パケット・チャネル帰還フィ
ールド(PCF)、第1データ(DATA)フィールド、符号
化スーパフレーム位相/パケット・チャネル帰還(CSFP
/PCF)フィールド、第2データ・フィールド、第2パケ
ット・チャネル帰還(PCF)フィールド、及び予約(RSV
D)フィールド。
セスを制御しかつ次のいくつかのフラグで構成される。
すなわち、IS−136に説明されているように、話中−予
約/空き(BRI)、着信/未着信(R/N)、部分エコー
(PE)。しかしながら、この発明では、パケット・チャ
ネル帰還フィールドはまた、部分エコー修飾子(PEQ)
フラグを含む。BRIフラグは、PRACHチャネルが話中か、
予約されているか、又は空いているかどうか表示するた
めに使用される。このフラグは、長さが合計6ビットで
あってよく、かつ他のPCFフラグで以てインタリーブさ
れる。R/Nフラグは、PRACH上を基地局へ送信された個々
のビットの着信/未着信状況を輸送するために使用され
る。部分エコー・フラグは、コンテンション制アクセス
を企図中のどの移動局がその初期バーストを通信システ
ムによって正しく受信されたかを表示するために使用さ
れる。この目的のために、通信システムは、移動局アク
セス企図の部分として送信された移動局識別情報(iden
tity)の7最下位ビットに等しいPEをセットすることが
できる。部分エコー・フラグはまた、移動局が自動再伝
送リクエスト・モード伝送を受信するプロセスにある間
にこの移動局からのレスポンスを要請(solcite)又は
ポールするために使用される。この目的のために、通信
システムは、所与の自動再伝送リクエスト(ARQ)モー
ド伝送の状況の中で移動局へ送信された第1スロット内
に移動局へ割り当てられたPE(PEA)と等しくPEをセッ
トすることができる。部分エコー・フラグはまた、ARQ
に関係しない予約制アクセスを企図する移動局がいつそ
のメッセージ伝送を開始するべきであるか表示するため
に使用される。この目的のために、通信システムは、移
動局へメッセージを送信するに当たってこの通信システ
ムによって使用された移動局識別情報の7最下位ビット
に等しくPEをセットすることができる。
スーパフレーム位相に関する情報を輸送し(それである
から移動局がそのスーパフレームの開始を発見すること
ができ)かつ部分エコー修飾子情報を供給するために使
用される。1実施例によれば、CSFP/PCFフィールドは、
12ビット(D0〜D11)を含む。PEQフラグは、通信システ
ムによって、第1移動局の伝送を中断し、それによっ
て、このシステムにアクセスすることを企図しているか
又はこのシステムに既にアクセスしておりかつパケット
・データ情報を送信するプロセスにあるかどちらかであ
るの他の移動局からの伝送を可能にする様にPRACHのサ
ブチャネルをダイナミックに割り当てるために、使用さ
れる。PEQフラグに12ビットCSFP/PCFフィールド内の2
ビットを割り当てることができる。例えば、PEQフラグ
にビットD6及びD5を割り当てることができるが、しかし
本発明はこれに限定されない。ここで、PEQフラグに対
する符号化規則を説明しかつ表1に示す。ビットD6及び
D5が零にセットされるとき、サブチャネル管理活動は定
義されず、かつPEフラグは無関連である。ビットD6及び
D5が、それぞれ、零及び1にセットされるとき、サブチ
ャネル所有権の同一移動局への帰属がアクセス企図の第
1バーストの後に中断され、かつ先行サブチャネルの所
有者に再割り当てされる。この場合、PEフラグはR/Nフ
ラグに関連している。ビットD6及びD5が、それぞれ、1
及び零にセットされるとき、サブチャネル所有権がアク
セス企図の第2又は後続バーストの後に割り込まれ、か
つPEに一致する移動局に再割り当てされる。この場合、
PEフラグはBRIフラグに関連している。最後に、ビットD
6及びD5の両方が1にセットされるとき、サブチャネル
所有権はアクセス企図の第1バースト又は後続バースト
の後に中断されず、したがって所有権は現在サブチャネ
ル所有者に割り当てられたままである。この場合、PEフ
ラグはR/Nフラグ及びBRIフラグの両方に関連している。
他のビット対を使用してもよいこと及びこの発明は上に
説明したビット対(D6及びD6)に限定されないことは、
当業者に認められよう。
つRDCCH上を先に伝送されたバーストの通信システムに
よる受信状況を表示するために働く。PCFフラグはま
た、それらの対応するPRACHバーストの可用度状況、す
なわち、話中/予約/空きを表示するために使用され
る。アクセスを保留中の移動局は、いつそれがアクセス
を企図を開始するべきか判定するためにPCFフラグを読
み取る。
ィブ(PRACH Request primitive)を層2へ送信する
又はARQ状況フレーム(ARQ Status Frame)がARQモー
ド(ARQ Mode)トランザクション中通信システムによ
って要請(solicite)されるときは常に、移動局がPRAC
H上でアクセス企図を開始する。層2でアクセス企図を
処理中の移動局に関連した副次状態の列を図9に示す。
いときは常に、移動局は空き状態にあると考えられる。
空き状態から、移動局は予約したアクセス又はランダム
・アクセスのどちらかを開始することができる。次の条
件のどれかが起こるとき、移動局はランダム・アクセス
開始状態に入る。すなわち、移動局は、非応答型(unso
licited)システム・アクセスを行うように決定する。
移動局は、SRM=0を有する完全FPDCHメッセージを成功
裡に受信する結果として、応答型(solicited)システ
ム・アクセスを行うように要求される。移動局がPI=1
かつARM=0を有するARQフレームを受信する場合、移動
局は、ARQモード・トランザクションの結果として、応
答型システム・アクセスを行うように要求される。又は
移動局が予約制アクセス企図の第1バーストを送信した
後R/N=未着信を受信した結果として応答型システム・
アクセスを行うように要求される。
セス開始状態に入る。すなわち、PSPACHメッセージを送
信するのに使用された全てのL2フレーム内でSRM=1の
場合及び受信されたPSPACHメッセージがPRACH上の移動
局レスポンスを要請する場合移動局がPSPACHメッセージ
の最終L2フレームを成功裡に受信した後100秒。又は、
移動局がPI=1かつARM=1を有するARQモードBEGINフ
レーム又はARQモードCONTINUEフレームを成功裡に受信
した後直ちに。
功裡に送信した後に、伝送を依然要求する1以上の追加
バーストがあるならば、移動局はモア・バースト(More
Burst)状態に入る。移動局は、それがそのアクセス
企図の全てのバーストを送信してしまうまでモア・バー
スト・モードに残るが、しかし少なくともその最終に送
信されたバーストに対するPCF帰還を依然待機する。し
かしながら、移動局は、ダイナミックPRACHサブチャネ
ル配分のゆえにその最終に送信したバースト以外対して
もPCF帰還を待機してよい。もしダイナミックRPDCHサブ
チャネル割当てがアクセス企図中に行われるならば、そ
の結果バーストが通信システムに無秩序に受信される。
したがって、最終に受信されたバーストは、PRACHリク
エスト・プリミティブ内の層3情報を受信する層2の結
果として、初期的に書式化された最終層2フレームを含
むバーストで必ずあるとは限らない。
制アクセス企図を行うのに使用される。これらの手順
は、F−PBCH上を送信されるアクセス・パラメータ(Ac
cess Prameters)メッセージに含まれたかつ表2にま
とめてあるランダム・アセクス・パラメータに任せられ
る。
は予約制のどちらかでアクセスを行うことを企図するこ
とができる。アクセスは、移動局がF−PBCCH上でアク
セス・パラメータ・メッセージを読み取った後に限り企
図される。いずれか所与のアクセスに対して、移動局
は、アクセスが失敗したことを宣言する前に最多でMax
Retries+1回のアクセス企図を許される。もし移動
局が1企図(Max Busy/Reseved=0)又は10企図(Max
Busy/Reseved=1)の後にBRIを空きとして復号しな
いならば、又は移動局がコンテンション制アクセス企図
の第1バーストを送信した後R/N=着信と一緒にPE整合
を発見しないならば、所与のアクセス企図は失敗したと
考えられる。更に、もし移動局がMax Repetitions繰返
しより多くいずれか所与のバーストの伝送を繰り返した
後にこのバーストを成功裡に送信しない、又は移動局が
PCF条件のどれかについてMax Stop Counter+1連続
生起の合計を検出するならば、Stop_ctrを増分させる結
果をもたらし、アクセス企図は失敗したと考えられる。
順を進める。もしMax Retries=0ならば、移動局はそ
のアクセスが失敗したと考える。もしMax Retries=1
ならば、移動局はその次順アクセス企図を行う前に1デ
ータ(DATA)ブロックの粒度で以て均一に分散された第
1ランダム遅延を適用する。もしMax Retries>1なら
ば、移動局はその第2アクセス企図を行う前に1データ
・ブロックの粒度で以て均一に分散された第2ランダム
遅延を適用する。もしMax Retries>1ならば、移動局
はその第3アクセス企図又は後続アクセス企図を行う前
に1データ・ブロックの粒度で以て均一に分散された第
3ランダム遅延を適用する。
(Triple Page Frame)又は可変ページ・フレーム(V
ariable Page Frame)を受信する結果としてページ・
レスポンス(Page Response)を送信するためにランダ
ム・アクセスを企図するならば、移動局は、BRI=空き
を捜す前に1データ・ブロックの粒度で以て均一に分散
され、PDCHチャネル速度(例えば、通常速度PDCH)に依
存するランダム遅延をまず適用する。
を企図しかつ通信システムが或る形式のアクセス過負荷
制御を可能としているならば、移動局は、BRI=空きを
捜す前に1データ・ブロックの粒度で以て均一に分散さ
れたランダム遅延を適用する。次いで、移動局は、その
帯域幅選好に従って移動局が読み取るように決定するそ
の現在PDCHの全てのFPDCHスロット上のBRI=空きを捜
す。所与のアクセス企図中BRI=空きを読み取ることに
失敗した後、移動局はMax Busy/Reservedに基づいてそ
の現在アクセス企図を続行するか否か判定する。もし移
動局がその現在アクセス企図を続行するならば、移動局
は、もう一度BRI=空きを捜す前に1データ・ブロック
の粒度で以て均一に分散されたランダム遅延を適用す
る。
応するPRACHサブチャネルを使用してそのアクセス企図
の第1バーストを送信する。次いで、移動局は、その第
1送信されたバーストに対応するPCFを読み取りかつ受
信されたPE値に下記のように応答する。もしPE整合が起
こらないならば、移動局はアクセス企図が失敗したと考
え、試行カウンタを増分し、かつMax Retriesに基づい
て他のアクセス企図を行うか否か判定する。もしPE整合
が起こりかつ送信するべきバーストがもはやないなら
ば、移動局は表3に従って手順を進める。もしPE整合が
起こりかつ送信するべきバーストがなおあるならば、移
動局は表4に従って手順を進める。
信するために通信システムによって選択された特定FPDC
Hスロットは、どのPRACHサブチャネルを移動局が先に使
用したかに完全に無関係である。PI=1、ARM=1を有
するARQ Mode BEGINフレーム又はARQ Mode CONTINU
Eフレームを受信する結果として予約アクセス開始(Sta
rt Reserved Access)状態にある移動局は、それがAR
Qフレームを受信するEPDCHスロットで以て開始して、PE
整合を発見する努力を通じて全てのPRACHサブチャネル
のFPDCHスロットを見守ることを始めるものとする。SRM
=1に応答する結果としてこの状態にある移動局は、PE
整合を発見する努力を通じて全てのPRACHサブチャネル
のFPDCHスロットを見守ることを直ちに始めるものとす
る。
ものとする。もし、予約制でARQ STATUSフレームを送
信するように企図するとき、移動局が8TDMAブロック内
にBRI=予約と一緒にPE整合を発見しないならば、移動
局は、ランダム・アクセス開始状態に入り、かつランダ
ム・アクセス開始手順を呼び出す。もし、予約制で層3
メッセージを送信するように企図するとき、移動局が32
TDMAブロック内にBRI=予約と一緒にPE整合を発見しな
いならば、移動局は、ランダム・アクセス開始状態に入
り、かつランダム・アクセス開始手順を呼び出す。もし
移動局が期待するタイムフレーム内にBRI=予約と一緒
にPE整合を発見するならば、移動局は、PE整合及びBRI
=予約がそれ内で検出されたFPDCHスロットに対応するP
RACHの次順生起を使用して、(もしアクセス企図を開始
するならば)そのアクセス企図の第1バーストを送信す
るか又は(もし割込みアクセス企図を再開するならば)
そのアクセス企図の次順バーストを送信する。
PCFを読み取る。もし送信するべきバーストがもはやな
ければ、移動局は特定PCF情報に基づいて表5に従って
進む。もし送信するべきバーストがなおあるならば、移
動局は特定PCF情報に基づいて表6に従って手順を進め
る。
び表6に従ってその関連PCFに応答した後、かつなおバ
ーストが送信される必要があるならば、移動局は「モア
・バースト」モードに入る。モア・バースト手順では、
移動局は、それがその上で動作することのできるPDCH上
の全てのPRACHサブチャネルについてFPDCHスロットの検
査を開始する。移動局は、その第1送信バーストに対応
するPCFを含むFPDCHスロットを読み取った後直ちにこれ
らの追加FPDCHスロットのPCFの検査を開始する。移動局
は、これらの追加FPDCHスロット内で読み取ったPCF情報
に次のように応答する。先に送信したバーストに対する
PCF情報を搬送する現在の関連PRACHサブチャネルについ
てFPDCHスロットを読み取ると、移動局は特定PCF情報に
基いて表7に表示されたように応答する。現在割り当て
られていないPRACHサブチャネルについてFPDCHスロット
を読み取ると、移動局は特定PCF情報に基いて表8に表
示されたように応答する。送信を要求する1つ以上のバ
ーストを有しかつ割り当てられたPRACHサブチャネルを
現在有さない移動局は、もしそれがPCFの32TDMAブロッ
ク内にPRACHサブチャネル割当てを受信しないならば、
その現在アクセス企図が失敗したと考える。
再送信するように決定するならば、移動局は、次順FPDC
Hスロット、すなわち、最終バーストを送信するその決
定をもたらすPCE情報を移動局がそれから読み取るFPDCH
スロットに続くFPDCHスロットで以て開始してその期待
するPRACHを直ちに捜し始める。もし移動局がその最終
バーストを成功裡に再送信するのに先立ち期待するPRAC
Hを受信するならば、移動局は、アクセス企図が成功裡
に完了したと考える。(最終バーストを再送信すること
を企図した後)そのアクセス企図が失敗したと考える移
動局は、その期待するPRACHレスポンスを捜すのを直ち
に停止する。
は、図10に示したように3つの別個のアクセス経路を創
出する。FPDCH内の経路1(P1)が、そのPRACH内の次順
P1バーストが利用可能であり、すなわち、空いており、
かつアクセス企図のために選択されていると表示すると
想定すると、移動局は、(そのFPDCH内の完全(full)P
1スロットを受信した後)その時刻にそのアクセスの第
1バーストを送信する。次いで、移動局は、通信システ
ムが移動局の初期バーストを受信したか否か判定するた
めにそのアクセス・バーストの伝送を完了した後に次順
P1 FPDCHスロット内のPCFフラグの読取りを開始する。
関係を示し、ここでは、移動局は、コンテンション式ア
クセスを行いかつ合計2バーストを送信する。矢印は、
アクセス企図に関連した順番又は事象を示す。それゆ
え、PRACHサブチャネルP1上の左から右への矢印に従
い、PCFフラグのBRI部分は、PRACH内の次順P1バースト
の可用度を表示する。もし或る1つのバーストがPRACH
バースト内に送信されるならば、移動局は、通信システ
ムがその移動局の送信したバーストを成功裡に受信した
か否か判定するために次順P1 FPDCHスロット内のPCFフ
ラグのR/N部分を読み取る。ランダム・アクセスの第1
バーストについては、移動局はまた、その移動局の特定
アクセスが捕獲されたか否か判定するためにPCFフラグ
のPE部分を読み取る。通信システムは、捕獲した移動局
アクセスを反映するようにPEフラグの値をセットする、
例えば、PEフラグの値を移動局の識別(identificatio
n)の最下位ビットを反映するようにセットすることが
できる。もし移動局がPEフラグに基づいてそのアクセス
が捕獲されたと判定し、かつR/Nフラグがそのバースト
が受信されたと表示するならば、移動局はPRACH内の次
順P1バーストで以て開始するのを保留してそれが有する
なんらかの追加バーストを送信することへ進む。
信することを許されるか、いつ移動局が送信することを
リクエストされるか、及び先に送信されたバーストの通
信状況、及び部分エコー関連に関して移動局に情報を提
供する。PDCHチャネルは多重速度チャネル(通常速度、
倍速度、及び三倍速度)であってよいので、多くの移動
局が異なる速度を使用してこのチャネル上で動作してよ
い。PCF動作は、全ての移動伝送速度に対して同じであ
る。それゆえ、多重速度PDCHは、通常速度伝送、倍速度
伝送、及び三倍速度伝送に対する専用帯域幅に区分され
ることはない。
表示を提供する。これらの実例はこの発明の例であるこ
と及びこの発明はこれらの実例だけに限定されないこと
は、当業者に明らかであろう。図12〜14で、PEQマーカ
は、PEQフラグによって決定されPEフラグのBRI及び/又
はR/Nフラグとの関連又は無関連を示すために使用され
る。次では、話中(Busy)条件は、1)ランダム・アク
セス後話中として、及び2)「連続話中(Continued B
usy)」として定義される。第1ランダム・アクセス・
バーストが成功裡に受信されたランダム・アクセス後話
中の場合では、通信システムはBRIフラグが話中にセッ
トされ、R/Nフラグが着信にセットされ、かつPEQフラグ
がR/NとBRIの両方に関連したPEを表示する。更に、同じ
アクセス経路上の次順アップリンク・スロットが、移動
局が第2バーストを送信するために予約される。連続話
中条件では、移動局にそのアクセス企図の第1バースト
に対する話中条件を今しがた受信したのと同じアクセス
経路上で追加バーストを送信することを可能にするよう
に、BRIフラグがPE関連を伴う(PEQ=NO_INT)話中にセ
ットされる。連続話中条件はまた、中間バーストの成功
伝送の結果として起こり、ここでBRIが話中にセットさ
れかつR/N=着信である。PE関連はこの場合必要とされ
ず、それは、連続話中条件が、このスロット上のランダ
ム・アクセスの後、第1場所内で話中表示を受信した移
動局を暗に指すからである。
す。ダウンリンク時刻nで、移動局MS1は空き条件を検
出し、この条件においてBRIフラグは空きにセットされ
る。ダウンリンク時刻n+1で、基地局はそのチャネル
を空きにセットし、かつこのチャネルを捕捉するプロセ
スにある移動局はない。アップリンク時刻n+1で、移
動局MS1はその第1バーストD11を送信する。ダウンリン
ク時刻n+2で、基地局はこのチャネルを空きにセット
する。ダウンリンク時刻n+3で、第1バーストD11を
正しく受信した基地局は、そのバースト内の長さ標識に
よって、完全データ転送が4バーストを含むと判定す
る。その結果、基地局は、BRIフラグを話中にかつR/Nフ
ラグを着信にセットする。更に、基地局はPEQフラグを
1、1にセットし、それであるからPEがR/Nフラグ及びB
RIフラグに関連している。アップリンク時刻n+4で、
連続話中条件が移動局MS1によって検出される。次い
で、移動局MS1は、これがその上で動作することのでき
る全てのRPDCHサブチャネルについてFPDCHスロットを検
査し始め、かつBRI=話中を有するスロットにその残り
のバーストD12、D13、及びD14を送信する。ダウンリン
ク時刻n+4及びn+5で、基地局はこのチャネルが話
中であることを表示する。ダウンリンク時刻n+6で、
基地局はバーストD12が受信されたことを表示する。そ
のスロットは移動局MS1に予約されたから、PE関連は必
要でない。ダウンリンク時刻n+7で、基地局はバース
トD13が受信されたことを表示し、かつそのスロットが
移動局MS1に予約されたから、やはりPE関連は必要でな
い。最後に、ダウンリンク時刻n+8で、基地局はバー
ストD14が受信されたことを表示し、かつそのスロット
が移動局MS1に予約されたから、やはりPE関連は必要で
ない。それゆえ、全4バーストが基地局によって成功裡
に受信されている。
す。ダウンリンク時刻nで、基地局が第1バーストD3を
第3移動局MS3へ送信する。更に、第1移動局MS1が空き
条件を検出し、他方、ダウンリンク時刻n+1で、第2
移動局MS2は空き条件を検出する。更に、ダウンリンク
時刻n+1で、基地局は第2バーストD32を第3移動局M
S3へ送信する。アップリンク時刻n+1で、第1移動局
MS1はその第1バーストD11を基地局へ送信する。ダウン
リンク時刻n+2で、基地局は、第3バーストを第3移
動局MS3へ送信し、かつそのチャネルを空きにセットす
る。ダウンリンク時刻n+3で、基地局は第4バースト
を第3移動局MS1へ送信する。更に、MS1から第1バース
トを正しく受信した基地局は、そのバースト内の長さ標
識によって完全転送が4バーストを含むと判定する。そ
の結果、基地局は、BRIフラグを話中にかつ着信/未着
信フラグを着信にセットする。更に、基地局は、PEQフ
ラグを1、1にセットしてPEがR/Nフラグ及びBRIフラグ
に関連していることを表示する。アップリンク時刻n+
2で、第2移動局MS2はその第1バーストD21を送信す
る。ダウンリンク時刻n+4で、基地局は第5バースト
を第3移動局MS3へ送信する。更に、基地局はR/Nフラグ
を着信にセットすることによって第2移動局MS2を保持
(hold)に置き、PEフラグは第2移動局に割り当てられ
たPEにセットされ、かつBRIフラグは話中にセットされ
る。更に、PEQフラグは、0、1にセットされてPEがR/N
フラグと関連していることを表示する。このRCFのセッ
チングはまた、第1移動局MS1が送信するべきことを表
示する。アップリンク時刻n+4、n+5、及びn+6
で、連続話中条件が第1移動局によって検出される。そ
の結果、この移動局は、話中にセットされたBRIフラグ
を有するスロットにその残りのバーストD12、D13、及び
D14を送信する。ダウンリンク時刻n+5で、基地局
は、移動局MS1からの最終バーストDI4に対してBRI=話
中を表示する。ダウンリンク時刻n+6で、基地局は、
R/Nを未着信にセットすることによってバーストD12が受
信されなかったことを表示する。そのスロットは第1移
動局に予約されたから、PE関連は必要でない。更に、基
地局は、第3移動局MS3がバーストD31、D32、…D35の順
方向リンク転送に肯定応答するために、BRIフラグを予
約にセットすることによってスロットを予約する。ダウ
ンリンク時刻n+7で、基地局は、R/Nフラグを着信に
セットすることによってバーストD13が受信されたこと
を表示する。更に、基地局は、第2移動局MS2がその次
順バーストを送信するために、BRIフラグを予約にセッ
トすることによってスロットを予約する。ダウンリンク
時刻n+8で、基地局は、R/Nフラグを着信にセットす
ることによってバーストD14が受信されたことを表示す
る。更に、先に受信されなかった未着信バーストD12を
第1移動局に送信することを可能にするように、BRIフ
ラグを予約にセットしかつPEを第1移動局のPEAにセッ
トすることによって第2移動局からの連続転送を割り込
む。アップリンク時刻n+7で、第3移動局MS3は、ダ
ウンリンク時刻n+6中の予約アクセス・リクエストの
結果としてバーストを送信する。アップリンク時刻n+
9で、基地局は、BRIフラグを予約にセットしかつPEQフ
ラグを1、0にセットしてPEがBRIフラグに関連してお
りかつPEが第2移動局MS2のPEAにセットされていること
を表示することによって、第2移動局からの連続転送を
開始させる。基地局はまた、R/Nフラグを着信にセット
することによって第3移動局MS3が送信したバーストの
正しい受信を表示する。これは予約でありかつランダム
・アクセスでなかったから、PE整合は必要とされない。
アップリンク時刻n+8で、第2移動局MS2はその第2
バーストD22を送信する。アップリンク時刻n+9で、
第1移動局はその第2バーストD12を再送信する。最後
に、アップリンク時刻n+10で、第2移動局はその第3
バーストD23を送信する。
す。この例では、基地局は、チャネル・ステータス(ch
annel status)をBRI=予約にセットすることによって
そのチャネルへのアクセスを容認する。ダウンリンク時
刻nで、移動局MS1は空き条件を検出する。ダウンリン
ク時刻n+1で、基地局はそのチャネルを空きにセット
する。アップリンク時刻n+1で、移動局MS1はその第
1バーストを送信する。スロット1中にアップリンク時
刻n+3で、第1バーストを正しく受信した基地局は、
このバースト内の長さ標識を介して、完全転送単位が4
バーストを含むと判定する。レスポンスに当たって、基
地局は、BRIフラグを話中にセットしかつR/Nフラグを着
信にセットする。更に、PEQフラグが1、1にセットさ
れてPEがBRIとR/Nの両方に関連していることを表示す
る。タイムスロット2及び3に、基地局は、そのチャネ
ルをBRI=予約にセットしかつPEQフラグを1、0にセッ
トしてPEがBRIフラグに関連していることを表示する。
アップリンク時刻n+4で、移動局MS1は、予約にセッ
トされたBRI及びPEAに等しいPEを有するスロット上でそ
の残りのバーストDI2、D13、及びD14を送信する。スロ
ット1〜3内に、ダウンリンク時刻n+6で、基地局
は、R/NフラグをRにセットすることによって、DI2、D1
3、及びD14が受信されたことを表示する。
クセス・チャネル(PRACH)は、サブチャネルに分割さ
れる。各サブチャネルは通信間に遅延を付加し、それゆ
え、ランダム・アクセス事象との関連において移動局及
び基地局の両方に充分な処理時間を許す。その結果、PR
ACHが多くのサブチャネルに分割されるほど、遅延はま
すます長くなる。パケット・データにとって、伝送が非
常に高速で起こることが極めて重要である。その結果、
PDCHは、IS−136に従うDCCHにおける6サブチャネルで
はなくて、3PRACHサブチャネルで構成されるように定義
されている。
送信されたバーストの受信状況を表示するように働く。
PCFフラグはまた、それらの対応するRDCCHバーストの可
用度状況(すなわち、話中/予約/空き)を表示するた
めに使用される。アクセスを保留中の移動局は、PCFフ
ラグを読み取って、いつそのアクセス企図を開始するべ
きか判定する。
ット及びFDCCHスロットは、図10に示したように3つの
別個のアクセス経路を創出するように多重化される。FD
CCH内の経路1(P1)がRDCCH内の次順P1バーストが利用
可能(すなわち、空き)でありかつアクセス企図のため
に選択されることを表示すると想定すると、移動局は、
その時刻(FDCCH内の完全P1スロットを受信した後(24.
8ms)にそのアクセスの第1バーストを送信し始めるも
のとする。次いで、移動局は、その初期アクセス・バー
ストのBMI受信状況を判定するために次順P1 FDCCHスロ
ット(そのアクセス・バーストの伝送を完了した後(2
1.8ms)内にPCFフラグを読み取り始めるものとする。図
10と対照的に、図15は、IS−136に従う通常速度DCCHに
よって使用されるサブチャネルを示す。図10と15を比較
することから明らかなように、矢印によって表された3
バーストを伝送するのにIS−136においては2倍だけ長
くかかる。同様な利点はまた、倍速度及び三倍速度PDCH
についても得られる。
RCH目的のために割り当てられた帯域幅から完全に分離
された帯域幅を占領するので、いずれか所与のFDCCHス
ロット内に搬送されるPCF情報は、このスロット内に搬
送される層3情報と完全に無関係である。
関係を示す。矢印は、アクセス企図に関連した事象の順
番を示す。それゆえ、PRACHサブチャネルP1上左から右
への矢印に従って、PCFフラグのBRI部分は、まずRDCCH
内の次順P1バーストの可用度を表示する。もしバースト
がそのRDCCHバースト内に送信されるならば、移動局
は、その送信したバーストのBMI受信状況を判定するめ
に次順P1 FDCCHスロット内のSCFフラグのR/N部分を読
み取る。ランダム・アクセスの第1バーストの場合、移
動局はまた、その特定アクセスが捕獲されたか否か判定
するためにPCFフラグのPE部分を読み取る。BMIは、PE値
を捕獲された移動局アクセスを反映するようにセットす
る。もし移動局がPEに基づいてそのアクセスが捕獲され
たと判定しかつR/Nフラグが着信を表示すると判定する
ならば、移動局は、RDCCH内の次順P1バーストで以て開
始するのを保留してそれが有するなんらかの追加バース
トを送信する。
で実現できることは、当業者に認められよう。したがっ
て、現在開示された実施例は全ての点で解説のためであ
って限定のためではない。本発明の範囲は、上の説明で
はなく添付の請求の範囲によって表示され、かつこれら
の実施例の等価実施例の意味及び範囲に入る全ての変化
はこの請求の範囲に包含される。
Claims (8)
- 【請求項1】通信システムにおいてパケット・データ・
チャネルを通して情報を送信する方法であって、 第1通信装置が前記パケット・データ・チャネル上に情
報を送信するように、前記第1通信装置に前記パケット
・データ・チャネルのアクセスを容認するステップと、 前記通信システムの基地局からの制御メッセージに応答
して前記第1通信装置からの伝送を中断し、他の通信装
置からのパケット・データ・チャネル伝送を可能にする
ステップと、 第2通信装置が前記中断期間中に情報を送信するよう
に、前記第2通信装置に前記パケット・データ・チャネ
ルのアクセスを容認するステップと を包含し、 前記制御メッセージは、パケット・チャネル帰還(PC
F)情報に含まれ、 前記パケット・チャネル帰還(PCF)情報は、部分エコ
ー修飾子(PEQ)フィールドを含み、 前記部分エコー修飾子(PEQ)フィールドに、チャネル
管理活動が定義されていない事を示す第1の値(RSV
D)、パケット・データ・チャネル所有権の現通信装置
への帰属が前記第2通信装置による第1のアクセス企図
の第1バーストの後に中断されることを示す第2の値
(INT1)、又はパケット・データ・チャネル所有権の現
通信装置への帰属が前記第1のアクセス企図の第1バー
ストの後に前記第2通信装置により中断されない事を示
す第3の値(NO_INT)がセットされ得ることを特徴とす
る、前記方法。 - 【請求項2】請求項1記載の方法において、前記部分エ
コー修飾子(PEQ)フィールドに、パケット・データ・
チャネル所有権の現通信装置への帰属が前記第2通信装
置による第1のアクセス企図の第2または後続バースト
の後に中断されることを示す第4の値(INT2)がセット
され得ることを特徴とする、前記方法。 - 【請求項3】請求項1記載の方法において、前記第2の
値(INT1)において、パケット・データ・チャネル所有
権が先行パケット・データ・チャネルの所有者に再割り
当てされることを特徴とする、前記方法。 - 【請求項4】請求項2記載の方法において、前記第4の
値(INT2)において、パケット・データ・チャネル所有
権が前記パケット・チャネル帰還(PCF)情報内の部分
エコー(PE)に一致する通信装置に再割り当てされるこ
とを特徴とする、前記方法。 - 【請求項5】請求項1記載の方法において、前記通信シ
ステムが移動通信システムであり、かつ前記第1通信装
置と前記第2通信装置とが移動端末である方法。 - 【請求項6】請求項1記載の方法において、前記パケッ
ト・データ・チャネルが複数のサブチャネルに分割され
た通常速度パケット・データ・チャネルであり、各サブ
チャネルが相当する遅延期間を情報の伝送間に起こさせ
る方法。 - 【請求項7】請求項6記載の方法において、前記通常速
度パケット・データ・チャネルが3サブチャネルに分割
される方法。 - 【請求項8】請求項1記載の方法において、前記中断期
間の終了後に前記第1通信装置が前記パケット・データ
・チャネルで、通信を再開する方法。
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