JP3787286B2 - ワイヤレスアップリンクシステムにおける移動局ユニット要求の送信 - Google Patents

Description

【０００１】
【関連出願】
本出願と同時に、米国特許出願番号（R. Laroia - J. Li - S. V. Uppala Case 23-15-8)が提出された。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤレス通信システムに関し、より具体的には移動局ユニットと基地局の間とのワイヤレス通信に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ワイヤレス通信システム内で基地局と１つまたは複数の移動局ユニットが通信するための基本的な機構は、いわゆるセグメントを使用することによってメッセージを交換することである。このようなワイヤレスシステムの１つが、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムである。図１に示されたように、セグメントはタイムスロットインデックスと波形インデックスの組合せである。タイムスロットは、それに関連づけられた固有のタイムスロットインデックスを有する基本的な時間の単位である。任意の特定のタイムスロット間隔の間に、送受信されるいくつかの波形がある場合があり、その波形は直交である場合もあれば直交ではない場合もある。各波形は固有の波形インデックスを有する。ワイヤレス通信システムにおいて特に目的となるメッセージは、アップリンク上の移動局ユニットの要求である。
【０００４】
典型的には、同じアップリンクリソースが複数の移動局ユニットによって共有され、アクセス要求を基地局へ搬送する。図２Ａおよび２Ｂに示されるように、同じタイムスロットインデックスを有するが、波形インデックスは同じである場合もあれば異なる場合もあり、波形は直交でないセグメントに異なる移動局ユニットが割り当てられる場合がある。図２Ａでは、たとえば＃１である１つの移動局ユニットが要求を送信しており、その間たとえば＃２である別の移動局ユニットは送信していない。その結果、移動局ユニット＃１からの要求と移動局ユニット＃２からの要求の間に衝突はない。しかし個別の移動局ユニットからの要求はランダムに基地局に到着する可能性があるので、図２Ｂに示されたように、移動局ユニット＃１からの要求と移動局ユニット＃２からの要求の間には明らかに衝突の可能性がある。その結果、両方の要求を再送信しなければならず、そのため望ましくない遅延が生じる。
【０００５】
さらに、アクセス要求プロセス中に移動局ユニットの電力制御がなく、また要求送信の性質がランダムでバースト性であるため、アップリンク要求プロセスは非常に遅く、その信頼性は望まれるほど高くはない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来の移動局ユニットと基地局のアクセス要求送信の問題および限界は、各移動局ユニットに固有の専用アップリンクリソースを割り当てることによって対処される。具体的には、各移動局ユニットは異なるタイムスロットインデックスおよび／または波形インデックスを伴うセグメントを割り当てられ、異なるインデックスを伴う波形は直交である。
【０００７】
基地局は、専用アップリンクリソースからアクセス要求を行った移動局を識別できる。したがって、アップリンク要求メッセージの中では移動局識別番号は必要でない。ついで、基地局は、要求側移動局ユニットの識別番号を含む可能性のある要求応答メッセージを共有ダウンリンクリソース上で送信し、要求の受信を確認することができる。
【０００８】
移動局ユニットは、共有アップリンクリソース上でダウンリンク要求応答メッセージを受信したことの確認メッセージを送信することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明において使用される可能性のある基地局および移動局ユニットの詳細を簡単な構成図の形で示す。具体的には、基地局３０１および移動局ユニット３０２が示されている。単一の移動局ユニット３０２のみが示されているが、典型的には多くの移動局ユニットを含む組が基地局３０１を共有していることに注意されたい。この例では、基地局３０１は送信器３０３、受信器３０４、コントローラ３０５を含み、アンテナ３０６を介してワイヤレスメッセージを送受信する。コントローラ３０５は、本発明に従って送信器３０３および受信器３０４の動作を制御するために使用されている。同様にこの例では、移動局ユニット３０２は送信器３０７、受信器３０８およびコントローラ３０９を含み、アンテナ３１０を介してワイヤレスメッセージを送受信する。コントローラ３０９は、本発明に従って送信器３０７および受信器３０８の動作を制御するために使用されている。
【００１０】
図４Ａおよび４Ｂは、移動局ユニットの要求をアップリンク上で競合させることなく送信し、本発明の説明に役立つ要求応答メッセージを送信するための共有ダウンリンクリソースを含む図である、グラフィカルな表現である。具体的には、アップリンクリソース上での移動局ユニットの要求間の衝突の問題を解消するために、各移動局ユニットには専用のアップリンクリソースが割り当てられている。専用のアップリンクリソースは、どの他の移動局ユニットとも共有されていない。図１に示されたように、この目的のために各移動局ユニットはセグメントを割り当てられ、セグメントは異なるタイムスロットインデックスおよび／または波形インデックスを伴い、異なるインデックスを伴う波形は直交である。図４Ａおよび４Ｂに示されているように、これは移動局ユニット＃１および移動局ユニット＃２に２つの異なるタイムスロットを割り当てることによって実現される。
【００１１】
基地局３０１は移動局の要求を受信すると、どの移動局３０２がその要求を送信したのかを識別することができる。これは、アップリンク上で要求を送信した移動局ユニット３０２に割り当てられた専用アップリンクリソースを使用することによって実現される。ついで、基地局３０１はダウンリンク上で要求応答メッセージを送信でき、要求応答メッセージは、アップリンク上で要求を送信した移動局ユニット３０２の識別を含み、要求を確認する場合がある。要求応答メッセージを送信するダウンリンクリソースはどの特定の移動局ユニットまたは複数の移動局ユニットにも専用になってはおらず、基地局３０１を共有するすべての移動局ユニットに関して共有リソースであることに注意されたい。また、基地局３０１からダウンリンク要求応答メッセージを送信するセグメントが必ずしも、移動局ユニット３０２からのアップリンク要求を送信するための専用セグメントに対して１対１のマッピングを有しているわけではないことに注意することも重要である。図４Ａに示されているように、基地局３０１は移動局ユニット＃１から要求を受信した後、要求応答メッセージをダウンリンクセグメント内で送信して返す。図４Ｂに示されたような別の例では、基地局３０１は要求メッセージを移動局ユニット＃２から受信した後に、移動局ユニット＃１に送信された要求応答メッセージと同じダウンリンクセグメントの中で、要求応答メッセージを送信して返す。
【００１２】
図５は、本発明の一態様の説明に役立つ、共有アップリンクリソース上でダウンリンク要求応答メッセージに対する確認メッセージを送信することを示す図である。合計アップリンクリソースの所与の量に対して、個別の移動局ユニット用の専用リソースの量は一般に、従来のコンテンションに基づいた実装で使用可能なリソースの量よりも少ない。その結果、専用移動局ユニットの要求の送信はワイヤレスチャネル内で信頼できない場合がある。特に、アップリンク移動局ユニットの要求が基地局３０１によって受信されない場合、移動局ユニットの要求は再送信されなければねらず、これはコンテンションに基づいた実装における衝突状態に非常に似ている。他方、基地局３０１が、実際には送信されていない何らかの移動局ユニットの要求を受信したと認識した場合、誤り警告のエラーもシステムリソースを無駄に使用する原因となる。
【００１３】
大幅な量のリソースのオーバヘッドを導入せずに信頼性を向上するために、アップリンク上で追加の確認セグメントが各ダウンリンク要求応答メッセージのために追加される。図５に示されたように、アップリンク確認セグメントはダウンリンク要求応答セグメントに対してスレーブである。したがって、確認セグメントはどの特定の移動局ユニットにも専用になっておらず、すべての移動局ユニットによって共有されている。専用アップリンクセグメントで要求を送信し、要求応答メッセージセグメントのうちの１つで自らの識別番号を検出する移動局はすべて、対応する確認セグメント内で確認メッセージを送信する。したがって、共有アップリンクリソース上の各セグメントは、応答メッセージに対して１対１の対応を有する。明らかに、確認セグメントは共有されているが、２つの移動局ユニットが要求を送信し、両方がそれ自体の識別番号を同じ要求応答メッセージセグメント内で検出しない限り、衝突は発生しない。このような場合には、移動局ユニットのうち少なくとも１つは、間違っている要求応答メッセージを復号化していなければならない。共有リソースを使用して確認メッセージを送信することの利点は、大幅なシステムリソースオーバヘッドを引き起こさずに、確認セグメントが必要な信頼性を得るために十分なエネルギを含むように作成できることである。
【００１４】
図６は、基地局３０１内で使用され、移動局ユニットの要求を受信したことを検出し、要求応答メッセージを送信するプロセスにおけるステップを示すフローチャートである。ここで、ステップ６０１は基地局３０１に移動局ユニットの要求タイムスロットを監視させる。ステップ６０２は、移動局ユニットの要求が検出されたかどうかを決定するテストを行う。ステップ６０２のテストの結果がいいえである場合、制御はステップ６０１に戻され、ステップ６０２がはいという結果を生むまでステップ６０１および６０２が反復される。ステップ６０２のはいという結果は、専用アップリンクリソースで移動局ユニットの要求が検出されたことを示す。その後、ステップ６０３ではダウンリンク上で要求応答メッセージを送信させる。要求応答メッセージは、要求を送信した移動局ユニットの識別番号を含む可能性があることに注意されたい。ステップ６０３はまた、トラフィックチャネルを要求側移動局ユニットに割り当てさせる。ついで、ステップ６０４は、要求応答メッセージが向けられた移動局ユニットから確認が受信されたかどうかを決定するテストを行う。ステップ６０４のテスト結果がいいえである場合、割り当てられたトラフィックチャネルは基地局３０１によって撤回され、制御はステップ６０１に戻され、ステップ６０４がはいという結果を生むまでステップ６０１から６０４は反復される。ステップ６０４のはいという結果は、要求応答メッセージが送信された先の移動局ユニットから確認が受信されたことを示す。ステップ６０５は基地局３０１に、たとえば移動局ユニット３０２などの要求側移動局ユニットから、割り当てられたトラフィックチャネルでデータトラフィックを受け取らせる。
【００１５】
図７は、本発明による、移動局ユニット内で使用される、要求を送信し、要求応答メッセージを受信し、確認メッセージを送信するプロセスにおけるステップを示すフローチャートである。ステップ７０１ではたとえば移動局ユニット３０２などの移動局ユニットに、アップリンク上のその移動局ユニット専用のタイムスロット内で要求を、たとえば基地局３０１などの基地局に送信させる。ついで、ステップ７０２は、基地局３０１からの要求応答メッセージが共有要求応答メッセージダウンリンクリソース、すなわちダウンリンクタイムスロット内で受信されているかどうかを決定するテストを行う。ステップ７０２のテスト結果がいいえである場合、制御はステップ７０1に戻され、ステップ７０２がはいという結果を生むまでステップ７０１および７０２は反復される。すなわち、基地局３０１がこの移動局ユニット、すなわち移動局ユニット３０２から要求を受信していることを示す要求応答メッセージは、共有ダウンリンク要求応答メッセージタイムスロット内で受信されている。その後、ステップ７０３は移動局ユニット３０２に、共有確認タイムスロット内で要求応答メッセージを受信したことの確認メッセージを送信させる。ついで、ステップ７０４は移動局ユニット３０２に、基地局３０１によって移動局ユニット３０２に割り当てられたトラフィックチャネル上でデータトラフィックを送信させる。
【００１６】
上述の実施形態はもちろん、本発明の原理を例示するのみである。実際には、当業者は本発明の精神および範囲から離れることなく多くの他の方法または装置を工夫できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の説明に役立つセグメントをグラフィックに表現する図である。
【図２Ａ】従来の、アップリンク上で移動局ユニットの要求をコンテンションに基づいて送信することをグラフィックに表現する図である。
【図２Ｂ】従来の、アップリンク上で移動局ユニットの要求をコンテンションに基づいて送信することをグラフィックに表現する図である。
【図３】本発明が使用される可能性がある基地局および移動局ユニットの詳細を示す、簡単なブロック図である。
【図４Ａ】本発明の説明に役立つ、要求応答メッセージを送信する共有ダウンリンクリソースを含み、アップリンク上で移動局ユニットの要求をコンテンションなく送信することを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の説明に役立つ、要求応答メッセージを送信する共有ダウンリンクリソースを含み、アップリンク上で移動局ユニットの要求をコンテンションなく送信することを示す図である。
【図５】本発明の態様の説明に役立つ、共有アップリンクリソース上でダウンリンク要求応答メッセージに対して確認メッセージを送信することを示す図である。
【図６】基地局内で使用される、移動局ユニットの要求を受信したことを検出し、ダウンリンク要求応答メッセージを送信するプロセスにおけるステップを示すフローチャートである。
【図７】本発明による、移動局ユニット内で使用される、要求を送信し、要求応答メッセージを受信し、確認メッセージを送信するプロセスにおけるステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
＃１ 移動局ユニット
＃２ 移動局ユニット
３０１ 基地局
３０２ 移動局ユニット
３０３ 送信器
３０４ 受信器
３０５ コントローラ
３０６ アンテナ
３０７ 送信器
３０８ 受信器
３０９ コントローラ
３１０ アンテナ

Claims (13)

1. ワイヤレス通信移動局ユニット内で使用する方法であって、
   無線アップリンクにおいて、アクセス要求メッセージを特定の移動局ユニット専用のアップリンクリソース上で基地局に送信するステップであり、特定の移動局の識別を前記基地局に送信する必要のないステップと、
   無線ダウンリンクにおいて、その他の移動局ユニットと共有するダウンリンクリソース上で前記基地局から受信される要求応答メッセージを検出するステップと、
   前記応答メッセージが受信される前記共有ダウンリンク応答リソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブである共有アップリンク確認リソース上で前記基地局に前記要求応答メッセージを受信したことを示す確認メッセージを前記基地局に送信するステップとを備え、
   それによって待ち時間が低減し信頼性が向上する方法。
2. 前記アクセス要求メッセージを送信するステップは、
   前記移動局ユニット専用の指定されたアップリンクリソース上で前記アクセス要求メッセージを送信するステップを含み、それによって前記移動局ユニットの識別番号を前記要求メッセージと共に送信する必要がない請求項１に記載の方法。
3. ワイヤレス通信基地局内で使用する方法であって、
   受信された要求タイムスロットを監視して、タイムスロット上で１つ又は複数の移動局ユニットからの着信要求を検出するステップであり、それぞれの前記タイムスロットが前記１つ又は複数の移動局ユニットと１対１方式で専用化されているステップと、
   要求が受信されているかどうかを決定するステップと、
   少なくとも１つの要求が受信されている場合、要求応答メッセージを前記少なくとも１つの要求に対応する前記１つ又は複数の移動局ユニットへ共有ダウンリンクリソース上で送信するステップと、
   意図された移動局ユニットが前記応答メッセージを受信していることを示す確認メッセージが、前記応答メッセージが送信された前記共有ダウンリンク応答リソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブである共有アップリンク確認リソース上で、受信されているかどうかを決定するステップとを含み、
   それによって待ち時間が低減し信頼性が向上する方法。
4. 前記決定するステップは、少なくとも１つの確認メッセージを共有アップリンクリソース上で受信するステップを含む請求項３に記載の方法。
5. １つまたは複数の基地局および１つまたは複数の移動局ユニットを含むワイヤレス通信システム内で使用する方法であって、
   特定の移動局ユニット内では、
   アクセス要求メッセージを前記特定の移動局ユニット専用のリソース上で基地局に送信するステップであり、特定の移動局の識別を前記基地局に送信する必要のないステップと、
   他の前記１つ又は複数の移動局ユニットと共有される所定のダウンリンクリソースにおいて前記基地局から受信される要求応答メッセージを検出するステップと、
   前記要求応答メッセージを受信したことを示す確認メッセージを所定の共有アップリンクリソース上で前記基地局に送信するステップであり、前記所定の共有アップリンクリソースは前記所定のダウンリンクリソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブであるステップを含み、
   基地局内では、
   受信された要求タイムスロットを監視して、タイムスロット上で前記１つ又は複数の移動局ユニットからの着信要求を検出するステップであり、それぞれの前記タイムスロットが前記１つ又は複数の移動局ユニットと１対１方式で専用化されているステップと、
   要求が受信されているかどうかを決定するステップと、
   少なくとも１つの要求が受信されている場合、要求応答メッセージを前記少なくとも１つの要求に対応する前記１つ又は複数の移動局ユニットへ共有ダウンリンクリソース上で送信するステップと、
   意図された移動局ユニットが前記応答メッセージを受信していることを示す確認メッセージが、前記応答メッセージが送信された前記共有ダウンリンク応答リソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブである共有アップリンク確認リソース上で、受信されているかどうかを決定するステップであり、前記所定の共有アップリンクリソースは前記所定のダウンリンクリソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブであるステップを含み、
   それによって待ち時間が低減し信頼性が向上する方法。
6. 前記アクセス要求メッセージを送信するステップは、
   前記移動局ユニット専用の指定されたアップリンクリソース上で前記アクセス要求メッセージを送信するステップを含み、それによって前記移動局ユニットの識別番号を前記要求メッセージと共に送信する必要がない請求項５に記載の方法。
7. 前記検出するステップは、前記要求応答メッセージを指定された共有ダウンリンクリソース上で受信するステップを含む請求項５に記載の方法。
8. 前記確認メッセージを送信するステップは、前記確認メッセージを指定された共有アップリンクリソース上で送信するステップを含む請求項５に記載の方法。
9. 前記応答メッセージを送信するステップは、前記応答メッセージを指定された共有ダウンリンクリソース上で送信するステップを含む請求項５に記載の方法。
10. ワイヤレス通信移動局ユニット内で使用する装置であって、
    無線アップリンクにおいて、アクセス要求メッセージを特定の移動局ユニット専用のアップリンクリソース上で基地局に送信する制御可能送信器であり、特定の移動局の識別を前記基地局に送信する必要のない送信器と、
    無線ダウンリンクにおいて、他の移動局ユニットと共有するダウンリンクリソース上で前記基地局から受信される要求応答メッセージを検出するための制御可能受信器であり、前記送信器は前記応答メッセージが受信された前記共有ダウンリンク応答リソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブである共有アップリンク確認リソース上で前記基地局に前記要求応答メッセージを受信したことを示す確認メッセージを前記基地局に送信し、
    それによって待ち時間が低減し信頼性が向上する装置。
11. 前記アクセス要求メッセージは前記移動局ユニット専用の指定されたアップリンクリソース上で送信され、それによって前記移動局ユニットの識別番号を前記要求メッセージと共に送信する必要がない請求項１０に記載の装置。
12. ワイヤレス通信基地局内で使用する装置であって、
    受信された要求タイムスロットを監視して、１つ又は複数の移動局ユニットと１対１方式で専用化されているタイムスロット上で前記１つ又は複数の移動局ユニットからの着信要求を検出する制御可能な受信器と、
    要求が受信されているかどうかを決定するコントローラと、
    少なくとも１つの要求が受信されていることの決定に応答して、要求応答メッセージを前記少なくとも１つの要求に対応する前記１つ又は複数の移動局ユニットへ共有ダウンリンクリソース上で送信する制御可能な送信器とを備え、
    前記コントローラは、前記応答メッセージが送信された前記ダウンリンク応答リソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブである共有アップリンク確認リソース上において、前記応答メッセージが送信された前記共有ダウンリンク応答リソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブである共有アップリンク確認リソース上で前記意図した移動局ユニットが前記応答メッセージを受信したことを示す確認メッセージが受信されたか否かを決定するものであり、
    それによって待ち時間が低減し信頼性が向上する装置。
13. １つまたは複数の基地局および１つまたは複数の移動局ユニットを含むワイヤレス通信システム内で使用する装置であって、
    特定の移動局ユニット内では、
    アクセス要求メッセージを前記特定の移動局ユニット専用のリソース上で基地局に送信する制御可能な送信器であり、特定の移動局の識別を前記基地局に送信する必要のない制御可能な送信器と、
    他の前記１つ又は複数の移動局ユニットと共有される所定のダウンリンクリソース上で前記基地局から受信される要求応答メッセージを検出する制御可能な受信器を備え、
    前記送信器は、前記要求応答メッセージを受信したことを示す確認メッセージを所定の共有アップリンクリソース上で前記基地局に送信するものであり、
    基地局内では、
    受信された要求タイムスロットを監視して、タイムスロット上で前記１つ又は複数の移動局ユニットからの着信要求を検出するステップであり、それぞれの前記タイムスロットが前記１つ又は複数の移動局ユニットと１対１方式で専用化されている制御可能な受信器と、
    少なくとも１つの要求が受信されているかどうかを決定するコントローラと、
    少なくとも１つの要求が受信されていることの決定に応答して、要求応答メッセージを前記少なくとも１つの要求に対応する前記１つ又は複数の移動局ユニットへ共有ダウンリンクリソース上で送信する制御可能な送信器とを備え、 前記コントローラは、意図された移動局ユニットが前記応答メッセージを受信していることを示す確認メッセージが、前記応答メッセージが送信された前記共有ダウンリンク応答リソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブである共有アップリンク確認リソース上で受信されているかどうかを決定し、前記所定の共有アップリンクリソースは前記所定のダウンリンクリソースに対して１対１の対応を有する、すなわちスレーブであり、
    それによって待ち時間が低減し信頼性が向上する装置。

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