JP3877936B2 - ワイヤレスユニットおよびワイヤレスユニットによるワイヤレス通信システムへのアクセスを制御する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤレス通信に係り、特に、セルラ通信システムのためのアクセス制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、１つの地理的領域内に配置された多数のワイヤレスユニット（例えば、ワイヤレスユニット１２ａ−ｃ）へワイヤレス通信サービスを提供するワイヤレス通信システム１０の構成を示す。ワイヤレスセルラ通信システム１０は、その地理的領域において移動可能または固定であり得るワイヤレスユニット１２ａ−ｃとの間での通信信号の送受信をサポートするように、地理的に分布された多数の基地局１４ａ−ｅを含む。
【０００３】
典型的には、各セルは、１つの基地局を含み、それは、そのセル中のワイヤレスユニットとの通信に基地局が使用する無線送受信機およびアンテナを含む。各基地局１４ａ−ｅは、セルと呼ばれる特定の領域における音声および／またはデータ通信を取り扱い、セルラシステムのための全体的カバレージエリアは、全てのセルサイトについてのセルの連合により定義される。ここで、すぐ隣のセルサイトに対するカバレージエリアは、可能な場合、システムのカバレイジエリアの外側境界内で連続的な通信カバレージを保証するように、ある程度までオーバラップする。
【０００４】
図１に示されているように、各セルは、蜂の巣パターンにおける１つの６角形により示されているが、しかし、実際には、各セルは、セルを取り巻く地帯の形状に依存する不規則な形状を有する。１つのセルサイトは、時々、いくつかのセクタに対するカバレージを提供することができる。この明細書において、セルおよびセクタは、相互に交換可能に使用される。
【０００５】
基地局は、地理的領域に対する移動体交換センタ（ＭＳＣ）と通信するために基地局が使用する送信装置も含む。ＭＳＣ１６は、とりわけ、ワイヤレスユニット間の通話およびワイヤレスユニットとワイアラインユニット（例えば、ワイアラインユニット１８）との間の通話を確立しかつ維持することを受け持つ。このように、ＭＳＣは、地理的領域内のワイヤレスユニットを公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２０と相互接続する。
【０００６】
１つの地理的領域内において、ＭＳＣは、ワイヤレスユニットがセル間を移動するときに、基地局間でリアルタイムに呼びを切り換える。これは、コールハンドオフと呼ばれる。ＭＳＣ１６は、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２２へ接続されるかまたはこれと一体になっている。ＨＬＲ２２は、ＭＳＣ１６の地理的領域中にある全てのワイヤレスユニットに対する加入者情報およびロケーション情報を含む。
【０００７】
ワイヤレスセルラ通信システムにおいて、基地局およびワイヤレスユニットは、順方向（下り）リンクおよび逆方向（上り）リンクを介して音声および／またはデータを通信する。ここで、順方向リンクは、基地局からワイヤレスユニットへの通信信号を運び、逆方向リンクは、ワイヤレスユニットから基地局への通信信号を運ぶ。ワイヤレスユニットおよび基地局がどのようにセルラ通信システム内で通信するかを決定するための多くの異なるスキームがある。例えば、ワイヤレスユニットと基地局との間のワイヤレス通信リンクは、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）およびＣＤＭＡ（符号分割多元接続）を含む異なる無線プロトコルに従って定義され得る。
【０００８】
ワイヤレス通信システムの関係において、加入者アクセス制御は、サービスプロバイダが、ワイヤレスユニットに対する通信リンクの利用可能性を制御することを可能にする。現行のＣＤＭＡシステムにおいて、加入者アクセス制御の背景にある目的は、緊急の過負荷（オーバロード）状態が生じた場合、通信リンクの利用可能性を保証することであった。
【０００９】
例えば、移動体通信システムにおいてアクセス制御を導入することに望ましいと見られている技術的工業標準は、TIA/EIA-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System (March, 1995) ("IS-95-A") および ANSI J-STD-008 Personal Station-Base Station Compatibility Requirements for 1.8 to 2.0 GHz Code Division Multiple Access (CDMA) Personal Communications Systems, (Corrected Version-August 29, 1995)である。
【００１０】
ワイヤレスユニットが、１つの電話番号への呼びを確立するためにワイヤレス通信システムをアクセスできる前に、典型的には、詳細なアクティビティのシーケンスに従う。この技術分野において知られているように、ＣＤＭＡ移動体局と基地局との間の呼びは、典型的には、いくつかの種類のチャネルを使用する。最初に、パイロットチャネルは、他の順方向リンクチャネルを検出するための基準信号として使用される。シンクチャネルは、ワイヤレスユニットにおける時間およびフレームの同期化を確立するために使用される。シンク(sync)チャネルメッセージは、別のクラスのチャネル、ページングチャネルについての情報も提供する。
【００１１】
ページングチャネルは、アクセスパラメータメッセージに含まれる、アクセスチャネル情報を含む様々な制御情報をブロードキャストするために使用される。このアクセスパラメータメッセージは、持続性(persistence)パラメータ（０−９）、持続性パラメータ（１０−１５）、持続性モデファイア(persistence modifier)ＭＳＧ＿ＰＳＩＳＴおよびＲＥＧ＿ＰＳＩＳＴ、初期アクセスパワー要求、アクセスチャネルの数、アクセスアテンプト(access attempt）の数、アクセスメッセージの最大サイズ、様々な過負荷クラスについての値、アクセスアテンプトバックオフ(backoff）パラメータおよび移動体が基地局へのアクセスを求めることに関する他の情報のような情報を含む。
【００１２】
呼びを開始し、かつワイヤレス通信システムへのアクセスを得るために、ユーザは、ワイヤレスユニットに番号を入力またはダイアルし、ワイヤレスユニットは、電話番号を、メモリのような記憶装置に格納する。ユーザが電話番号の入力を終了したとき、ユーザは、典型的には、呼びを開始するためのセンド(send)ボタンを押す。ワイヤレスユニットがワイヤレス通信システムにアクセスできる前に、ワイヤレスユニットは、アクセスパラメータメッセージ中のもののような基地局から受信されたパラメータが通用していることを保証するためにチェックする。ワイヤレスユニットがパラメータを更新するかまたはパラメータが通用していると決定した後、ワイヤレスユニットはアクセス手順を開始する。
【００１３】
アクセスチャネルは、例えば呼びを発するために、ワイヤレス通信システムへのアクセスを得るために、ワイヤレスユニットにより使用される。上記したＩＳ−９５−Ａ標準は、アクセスチャネルを介して基地局にメッセージを送る際に従うべき詳細なアクティビティのシーケンスを提供する。ＩＳ−９５−Ａ標準に基づくシステムにおいて、ＣＤＭＡワイヤレスユニットは、ランダムアクセスプロトコルに従って、アクセスチャネル上を送信する。ここでは、ワイヤレスユニットは、アクセスメッセージを送信し、かつそのアクセスメッセージに対する肯定応答（アクノレッジメント）を受信する（または受信に失敗する）ことにより、ワイヤレス通信システムに対するアクセスを得ることを試みる。
【００１４】
これは、アクセスアテンプトと呼ばれる。図２に示されているように、アクセスアテンプトにおける各送信は、アクセスプローブ(probe)と呼ばれ、アクセスアテンプトにおいてアクセスプローブは、アクセスプローブシーケンスにグループ化される。各アクセスアテンプトは、リクエストアクセス(request access)に対してｍａｘ＿ｒｅｑ＿ｓｅｑ個までまたはレスポンスアクセス(response access）に対してｍａｘ＿ｒｓｑ＿ｓｅｑ個までのアクセスプローブシーケンスを含む。
【００１５】
各アクセスプローブシーケンスは、全て同じアクセスチャネル上を送信される１＋ＮＵＭ＿ＳＴＥＰ個までのアクセスプローブ、例えば１５個までのアクセスプローブからなる。各アクセスプローブシーケンスの第１のアクセスプローブは、通常のパワーレベルに対して特定のパワーレベルで送信され、後続のアクセスプローブの各々は、先行するアクセスプローブよりも高い特定の大きさのパワーレベルで送信される。
【００１６】
アクセスプローブのタイミングおよびアクセスプローブシーケンスは、アクセスチャネルスロットとの関係で表現される。アクセスプローブの送信は、アクセスチャネルスロットの開始において始まる。図３に示されているように、そのようなアクセスプローブの各々は、アクセスチャネルプレアンブルおよびアクセスチャネルメッセージカプセルを含む。プレアンブルの長さ１＋ｐａｍ＿ｓｚおよびメッセージカプセルの長さ３＋ｍａｘ＿ｃａｐ＿ｓｚは、２０ミリ秒のフレームの数との関係で表される。したがって、アクセスプローブ（アクセスチャネルスロット）の期間は、４＋ｐａｍ＿ｓｚ＋ｍａｘ＿ｃａｐ＿ｓｚ個のフレームである。
【００１７】
図４ａおよび４ｂは、ＩＳ−９５−Ａ標準に従うアクセス手順の一例を示す。ワイヤレス通信システムへのアクセスを得るための試みにおいて、２つのタイプのメッセージが、典型的には、アクセスチャネルにおいて送られる。即ち、レスポンスメッセージ（基地局メッセージへのレスポンスであるもの）、またはリクエストメッセージ（移動体により自律的に送信されるもの）である。
【００１８】
ブロック３０において、カウンタＰＲＯＢＥおよびＳＥＱは、アクセスプローブシーケンス番号およびアクセスプローブをカウントするために初期化される。アクセスプローブの送信は、アクセスチャネルスロットの開始において始まる。アクセスアテンプトにおけるアクセスチャネルスロット送信の正確なタイミングは、ＰＮランダム化と呼ばれる手順により決定される。各アクセスアテンプトの期間に対して、移動体局は、その電子シリアル番号ＥＳＮに基づく非ランダムハッシュ(nonrandon hash)関数を使用して、遅延ＲＮ、０から２probe_pn_ran個までのＰＮチップ、をブロック３２において演算する。
【００１９】
各アクセスプローブシーケンスに対して使用されるアクセスチャネル番号ＲＡは、ブロック３４に示されているように、現在のページングチャネルと関連づけられた全てのアクセスチャネルの間で、０からａｃｃ−ｃｈａｎまで擬似ランダム的に選択される。一旦選ばれると、このアクセスチャネル番号は、現在のアクセスプローブシーケンス中の全てのアクセスプローブに対して、ワイヤレスユニットにより使用される。
【００２０】
各アクセスプローブシーケンスの第１のアクセスプローブが、ブロック３６に示されているように、通常のオープンループパワーレベルに関して特定のパワーレベルで送信される。移動体局は、各アクセスプローブシーケンス中の第１のプローブを、オープンループパワー推定値、アクセスｉｎｉｔ＿ｐｗｒに対する初期パワーオフセットおよび公称送信パワーオフセットｎｏｍ＿ｐｗｒに依存して、１．２３ＭＨｚの公称ＣＤＭＡチャネル帯域幅と呼ばれる平均出力パワーレベルで送信する。
【００２１】
移動体局はブロック３８に示されているように、各アクセスプローブの送信タイミングを、ＲＮ個のＰＮチップだけ遅延させる。アクセスプローブシーケンスのアクセスプローブ間のタイミングは、擬似ランダム的にも生成される。各アクセスプローブの送信の後に、移動体は、ブロック４０および４２に示されているように、基地局からの肯定応答を受信するために、スロットの終わりから特定の期間、ＴＡ＝８０ｘ（２＋ａｃｃ＿ｔｍｏ）ミリ秒待つ。肯定応答が受信される場合、アクセスアテンプトは、ブロック４４において示されているように、成功する。
【００２２】
肯定応答が時間ＴＡ内に受信されない場合、ブロック４６−５２により示されているように、アクセスプローブシーケンス中の次のアクセスプローブが、１から１＋ｐｒｏｂｅ＿ｂｋｏｆｆ個のスロットの追加的なバックオフ遅れＲＴの後に送信される。ブロック５４に示されているように、次のアクセスプローブおよび後続のアクセスプローブの各々が、ブロック４８において決定されるように、肯定応答レスポンスが得られるまでまたはシーケンスが終了するまで、先行するアクセスプローブよりも高いｐｗｒ＿ｓｔｅｐから決定される特定の大きさＰＩｄＢのパワーレベルで送信される。
【００２３】
各アクセスアテンプトは、ブロック５６および５８により示されているように、リクエストアクセスに対してｍａｘ＿ｒｅｑ＿ｓｅｑ個までまたはレスポンスアクセスに対してｍａｘ＿ｒｓｐ＿ｓｅｑ個までのアクセスプローブシーケンスを含む。最後のアクセスプローブシーケンスが送信された後に肯定応答が受信されなかった場合、アクセスアテンプトはブロック６０において示されているように失敗する。１つのアクセスプローブシーケンスの後に、ブロック６２および６４により示されているように、０から１＋ｂｋｏｆｆ個のスロットのバックオフ遅れＲＳが、擬似ランダム的に生成されかつ適用される。
【００２４】
アクセスアテンプトが、ブロック６６において決定されるように、アクセスチャネルリクエストである場合、各アクセスプローブシーケンス中のアクセスプローブを送信する前に、ワイヤレス局は、全てのアクセスチャネルスロットに対して、持続性テスト６８を実行する。ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニットがそのスロットに対する持続性テストをパスした場合（持続性テストに合格した場合）にのみ、スロット中のアクセスプローブシーケンスの第１のアクセスプローブを送信する。
【００２５】
持続性テストを実行するために、ワイヤレスユニットは、ランダム数ＲＰ（０＜ＲＰ＜１）を生成し、ブロック７０および７２に示されているように、これを所定のしきい値Ｐと比較する。生成されたランダム数ＲＰが所定のしきい値Ｐよりも小さい場合、ステップ３４において、アクセスプローブシーケンスの送信が開始される。持続性テストが失敗した場合（持続性テストに不合格になった場合）、アクセスプローブシーケンスは、少なくとも次のスロットまで、延期される。
【００２６】
したがって、アクセスチャネルリクエストの場合、追加的な遅延ＰＤが、持続性テストにより各アクセスプローブシーケンスの前に、負わされ得る。予め演算されたしきい値Ｐが、リクエストの性質、アクセス過負荷クラスｎ、基地局からのアクセスパラメータメッセージ中に見いだされる過負荷クラスに対する持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）、およびメッセージ送信に対するその持続性モディファイアｍｓｇ＿ｐｓｉｓｔまたはレジストレーションに対するｒｅｇ＿ｐｓｉｓｔに依存して変化する。
【００２７】
最大の持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）は、アクセス過負荷クラス０ないし９に対して６３であり、アクセス過負荷クラス１０ないし１５に対して７である。最大の持続性値が、ワイヤレスユニットに割当てられる場合、Ｐ＝０であり、ワイヤレスユニットはアクセスアテンプトを終了させる。アクセス過負荷クラス０ないし９（非緊急性）のワイヤレスユニットによるアクセスチャネルリクエストに対して、ｐｓｉｓｔ（ｎ）が６３に等しくない場合、Ｐは、適切な持続性モディファイアである場合、ｐｓｉｓｔ（ｎ）の単調減少関数である。
【００２８】
例えば、アクセスチャネルリクエストが、メッセージリクエストであり、かつｐｓｉｓｔ（ｎ）が６３に等しくない場合、Ｐは、Ｐ＝２-psist(n)/4*２-msg_psistにより演算される。ｐｓｉｓｔ（ｎ）に対する値が大きくなると、Ｐに対する値は小さくなり、アクセスプローブシーケンスを開始する確立は小さくなる。Ｐに対するより大きな値は、アクセスプローブシーケンスを開始する確率がより高いことを意味する。アクセス過負荷クラス１０ないし１５（緊急性）のワイヤレスユニットによるアクセスチャネルリクエストに対してｐｓｉｓｔ（ｎ）が７に等しくない場合、Ｐは２-psist(n)*２-msg_psistにより演算される。
【００２９】
過負荷にある場合、基地局は、高優先度および／または緊急性クラス（例えば、クラス１０−１５）に対するアクセスプローブ間の遅れではなく、ワイヤレスユニットの通常の過負荷クラス（例えば、クラス０−９）に対するアクセスプローブ間の遅れを増大させるように試みる。過負荷状態において、基地局は、通常の過負荷クラスに対する持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）を増大させるので、Ｐは減少し、持続性テストに合格することをより困難にさせる。したがって、過負荷状態において、緊急性クラスのワイヤレスユニットがアクセスプローブシーケンスを開始する確率は、非緊急性クラスのワイヤレスユニットよりも遙かに高い。
【００３０】
表１は、ＩＳ−９５−Ａ標準に基づくシステム中で使用される様々なタイプのリクエストおよびアクセス過負荷クラスに対する持続性テストしきい値をまとめたものである。表１は、最大の持続性値が、アクセス過負荷クラス０ないし９に対して６３であり、アクセス過負荷クラス１０ないし１５に対して７であることを示す。最大の持続性値が移動体局に割り当てられる場合、アクセスアテンプトは失敗する。
【表１】
【００３１】
表２は、ＩＳ−９５−Ａ標準に基づくシステム中で知られた様々なタイプのアクセスチャネルリクエストに対する平均持続性遅れをまとめたものである。
【表２】
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、過負荷状態において、通常の過負荷クラス（例えば、過負荷クラス０−９）にあるワイヤレスユニットは、緊急性呼びのような高い優先度の呼びをなす場合にさえ、かなり大きな遅れを受け得る。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワイヤレスユニットが、緊急呼びのような高優先度呼びでワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みている場合、ワイヤレスユニットが高優先度ワイヤレスユニットとして取り扱われる高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムに関する。例えば、過負荷アクセス制御システムは、ワイヤレスユニットが、緊急番号に対する呼びを開始しようと試みているかどうかを認識することができる。
【００３４】
もしそうである場合、ワイヤレスユニットは、ワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みる際に、緊急クラス（例えば、過負荷クラス１０−１５）ワイヤレスユニットとして持続性テストを実行することができる。したがって、ワイヤレスユニットは、持続性テストをパスする確率が増大し、緊急呼びでワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みる際に、持続性遅れを減少させることになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の原理による高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムの例示的な実施形態が、周知のＩＳ−９５−Ａ標準に基づくＣＤＭＡワイヤレス通信システムに関して説明される。これは、本発明の教示の適用可能性も、または特許請求の範囲も限定するものとして考えられるべきでない。
【００３６】
図５は、本発明の原理による、通常の過負荷クラス、例えば過負荷クラス０ないし９のワイヤレスユニットの処理回路において実行される高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムの一実施形態８０を示す。過負荷アクセス制御システムは、持続性テストを実行する図４のアクセス手順に含まれる。他の実施形態では、異なる方法でアクセス手順の一部として含まれうる。ブロック８２において、アクセスチャネルリクエストが、ワイヤレスユニットによりなされているので、緊急および／または高優先度持続性テスト８０が開始される。
【００３７】
アクセスチャネルレスポンスがなされている場合、例えば、ワイヤレスユニットが呼びを受信している場合、持続性テストは、典型的にはバイパスされる。ワイヤレスユニットのアクセス制御システムが、アクセスチャネルリクエストがワイヤレスユニットによりなされるべきであると決定する場合、例えば、電話番号をダイアルし、かつ典型的なワイヤレスユニット上のセンドボタンを押した後、過負荷アクセス制御システムは、ブロック８４において、ワイヤレスユニットにダイアルされた電話番号が緊急番号または高優先度番号またはコードに一致するかを決定する。
【００３８】
例えば、ワイヤレスユニットが緊急番号９１１をダイアルした場合、過負荷アクセス制御システムは、緊急番号がダイアルされたと認識する。この実施形態において、ダイアルされた番号が緊急番号でない場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック８６において示されているように、持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）で計算されたＰを使用して持続性テストを進める。ここで、ｎは、通常の過負荷クラス０ないし９に対応する。
【００３９】
この実施形態において、ワイヤレスユニットが、ブロック８４において、ダイアルされた番号が緊急番号に対応すると決定する場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック８８に示されているように、持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）で計算されたＰを使用して持続性テストを進める。ここで、ｎは、高優先度および／または緊急過負荷クラスに対応し、例えば、過負荷クラス１１は、緊急クラスワイヤレスユニットに対応する。代替的に、ダイアルされた番号が、緊急および／または高優先度番号に対応する場合、ライン８５により示されているように、持続性テストはバイパスされ得る。
【００４０】
過負荷アクセス制御システムは、ブロック９０において、アクセスチャネルスロットの開始において、ランダム番号ＲＰを生成する。ブロック９２において、ＲＰがＰより小さくない場合、持続性テストは不合格になり、過負荷アクセス制御システムは、次のアクセスチャネルスロットの開始において別のランダム番号を生成するために、ブロック９０に進む。ＲＰがＰよりも小さい場合、これは、Ｐが緊急過負荷クラスに対して持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）を使用して生成される場合にあり得ることであり、その場合、持続性テストはブロック９４においてパスされ、例示的アクセス手順の残りに従って、ワイヤレスユニットは、アクセスプローブシーケンスを送信するように進む。
【００４１】
上述した過負荷アクセス制御システムの実施形態は、ＩＳ−９５−Ａ標準のためのアクセス手順に過負荷アクセス制御システムを適合させることにおいて使用される論理を反映している。過負荷アクセス制御システムの代替的な実施形態は、高優先度および／または緊急番号が、システムにアクセスすることを試みることにおいて、ワイヤレスユニット中の過負荷アクセス制御システムに高優先度および／または緊急パラメータを使用させることにより、アクセス手順および／または持続性テストを偏向するために、過負荷アクセス制御システムにより認識され得る場合にも可能である。
【００４２】
過負荷アクセス制御システムを以下に説明する例示的なアクセス手順または他のアクセス手順に適合させる構成および方法における他の偏向も可能である。例えば、高優先度および／または緊急アクセス制御システムの部分は、ダイアルされた番号が緊急または高優先度番号であるかどうかに基づいて、Ｐ値を計算しおよび／またはどのＰ値を使用するまたは計算するかについての決定を行うために、例示的なアクセス手順または他のアクセス手順内および／または前における異なる点に挿入され得る。
【００４３】
また、実施形態に依存して、異なる過負荷クラスに対する複数のＰ値が、最初に計算され、電話番号のクラスが認識された後に、適切なＰ値が持続性テストにおいて使用される。代替的に、Ｐ値は、新しい持続性値が基地局から受信されたときに更新され、または更新された持続性パラメータがＰ値を計算するために使用されることを保証するために、持続性テストをパスするたびに再計算され得る。
【００４４】
アクセスアテンプトのたびにまたは持続性テストをパスする度に、新しいＰ値が決定され、またはダイアルされた電話番号の比較が行われて、更新された情報が使用されることを保証する。また、過負荷アクセス制御システムは、記憶装置から緊急および／または高優先度番号を得ることができる。この記憶装置は、ワイヤレスユニットに最初にプログラムされ、周期的に更新され、または基地局からのメッセージにより更新される。
【００４５】
図６は、本発明の原理による緊急および／または高優先度アクセス制御システムの代替的な、即ちより詳細な実施形態を示す。ブロック９６において、ワイヤレスユニットは、緊急および／または高優先度番号を得て、即ち、ワイヤレスユニットに格納された緊急および／または高優先度番号が通用しているものであるかどうかを決定する。所定の実施形態において、基地局は、緊急番号および／または高優先度番号をブロードキャストする。これは、ワイヤレスユニットが緊急および／または高優先度呼びを発するために使用されているかどうかを決定するために、ワイヤレスユニットが、獲得し、格納し、かつ使用することができるものである。
【００４６】
緊急番号および／または高優先度番号は、アクセスパラメータメッセージの一部として、ページングチャネルまたは他のチャネルを介して送られる他のオーバヘッドメッセージの一部として、または他の可能な方法でワイヤレスユニットに基地局から送られるメッセージとして、ワイヤレスユニットに送信され得る。ユーザが呼びを開始する場合、ワイヤレスユニットは、緊急および／または高優先度番号が現在通用しているかどうかを決定することができる。
【００４７】
また、ブロック９８において、過負荷アクセス制御システムは、持続性パラメータを得るか、またはワイヤレスユニットに格納された持続性パラメータが現在通用しているものかどうかを決定する。同様に、ワイヤレスユニットは、アクセスパラメータメッセージの一部として、基地局から持続性パラメータを受信する。ユーザがワイヤレスユニットにおいて呼びを発する場合、ワイヤレスユニットは、持続性パラメータおよび他のパラメータが現在通用しているものかどうかをチェックする。実施形態に依存して、ブロック９６および９８は、同時に、異なる順序で、または持続性テスト１００の間に実行される。
【００４８】
上述したように、ワイヤレスユニットがワイヤレス通信システムへのアクセスを得ることを試みる場合、ワイヤレスユニットは、アクセスアテンプトが、アクセスチャネルレスポンスであるかアクセスチャネルリクエストであるかを決定する。この実施形態において、ブロック６６において、アクセスアテンプトがアクセスチャネルレスポンスである場合、持続性テスト１００はバイパスされる。アクセスアテンプトがアクセスチャネルリクエストである場合、例えば、緊急呼びを発するために、持続性テスト１００が、本発明の原理により実行される。
【００４９】
ブロック１０２において、過負荷アクセス制御システムが、ダイアルされた番号が緊急番号、例えば９１１に一致するかどうかを決定する。この実施形態において、ダイアルされた番号が緊急番号である場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック１０４において、ｐａｉｓｔ（ｎ）＝７であるかどうかを決定する。ここで、ｎ＝１１であり、これは緊急クラスワイヤレスユニットに対応する。緊急クラスのワイヤレスユニットがアクセスチャネル上にリクエストを送信することを防止するために、基地局がアクセスパラメータメッセージのｐｓｉｓｔ（１１）フィールドをセットしたことを示すｐｓｉｓｔ（１１）＝７である場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック１０６において、アクセスアテンプトを終了する。
【００５０】
ｐｓｉｓｔ（１１）が７に等しくない場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック１０８に示されているように、持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）から計算されたＰを使用する。持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）は、ワイヤレスユニットに対する緊急クラスに対応する。ブロック１１０において、過負荷アクセス制御システムは、アクセスチャネルスロットの開始において、ランダム番号ＲＰを生成する。
【００５１】
ブロック１１２において、ＲＰが適切なＰ値よりも小さくない場合、持続性テストは失敗し（不合格になり）、過負荷アクセス制御システムはブロック１１０に行き、この実施形態において、アクセスチャネルスロットの開始において新しいランダム番号ＲＮを生成する。ブロック１１２において、ＲＰがＰよりも小さい場合、即ち、Ｐが緊急過負荷クラスに対する持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）を使用して生成される可能性が高い場合、持続性テストはパスし、ブロック１１４に示されているように、ワイヤレスユニットはアクセスチャネルにアクセスプローブを送信するように進む。
【００５２】
ブロック１０２において、ダイアルされた番号が緊急番号でない場合、この実施形態において、ＩＳ−９５−Ａのアクセス手順に従って、持続性テストが進む。代替的な実施形態において、ダイアルされた場合は、他の緊急および／または高優先度番号と比較されるので、ライン１１６は破線で示されおり、当業者により理解されるように、対応する持続性パラメータを使用して決定されたＰは、比較１１２において使用されることになる。
【００５３】
ブロック１１８において、ダイアルされた番号が緊急および／または高優先度番号でない場合、過負荷アクセス制御システムはｐｓｉｓｔ（ｎ）＝６３であるかどうかを決定する。ここで、ｎは０ないし９の通常の過負荷クラスである。このクラスのワイヤレスユニットがアクセスチャネル上にリクエストを送信することを防止するために、アクセスパラメータメッセージのｐｓｉｓｔ（０−９）フィールドを基地局がセットしたことを示すｐｓｉｓｔ（０−９）＝６３である場合、アクセスアテンプトは、ブロック１２０において終了させられる。
【００５４】
ｐｓｉｓｔ（０−９）が６３に等しくない場合、ブロック１２２において、過負荷アクセス制御システムは、アクセスパラメータメッセージから得られたｐｓｉｓｔ（０−９）に対する持続性値から計算されたＰを使用する。ブロック１１０において、過負荷アクセス制御システムは、アクセスチャネルスロットの開始において、ランダム数ＲＰを生成する。
【００５５】
ブロック１１２に対して上述したように、ＲＰが適切なＰよりも小さい場合、持続性テストはパスし、ブロック１１４に示されているように、ワイヤレスユニットは、アクセスチャネル上にアクセスプローブを送信するように進む。ＲＰがＰよりも小さくない場合、持続性テストは失敗し、過負荷アクセス制御システムはブロック１１０に戻って、この実施形態において、アクセスチャネルスロットの開始において、新しいランダム数ＲＮを生成する。
【００５６】
上述した実施形態に加えて、本発明の原理による緊急および／または高優先度過負荷アクセス制御システムは、特定のシステムと共に説明されたが、過負荷アクセス制御システムは、ここで説明されたシステムの構成部品を除去および／または追加し、および／またはその部分の変形を使用する構成および異なるセルラシステムと共に使用され得る。
【００５７】
例えば、過負荷アクセス制御システムは、ＩＳ−９５−Ａ標準を使用するワイヤレス通信システム中のＣＤＭＡワイヤレスユニットに特に関して説明されたが、しかし、（TIA/EIA-95-B Mobile Stantion-Base Station Compatibility Standard For Dual Mode Spread Spectrum Systems (October 1, 1998) ("IS-95-B")のような）異なる標準を使用する他のワイヤレスシステム、および／または時分割多元接続（ＴＤＭＡ）のような無線プロトコルも、過負荷アクセス制御システムを使用することができる。
【００５８】
異なる名称、参照および様々な送信の特性、パラメータおよび／またはアーキテクチャブロックが使用され得ることが理解されなければならない。例えば、ＩＳ−９５−Ｂにおいて、アクセスアテンプトは、アクセスサブアテンプトに分割され、過負荷アクセス制御システムは、アクセスアテンプトおよび／またはアクセスサブアテンプトとの関係で使用され得る。
【００５９】
また、開示されたシステムおよび／またはその部分は、異なる方法で、例えば、アクセスチャネル手順に含まれないが、ワイヤレスユニットおよび／またはワイヤレス通信システム内で動作する別のプロセスと共に構成され得る。また、過負荷アクセス制御システムおよびその部分は、特定用途向け集積回路、ソフトウェアドリブン処理回路、ファームウェアまたはワイヤレスユニット中の構成部品の他の配置、例えばセルラ電話機、基地局および／またはＭＳＣにおいて構成され得る。
【００６０】
ここに説明したものは本発明の原理の適用の単なる例示である。当業者は、様々な他の変形、構成および方法が、本発明の精神および範囲から離れることなしにここに開示されたものに厳密に従うことなしに、本発明になされうることを容易に理解するであろう。
【００６１】
【発明の効果】
したがって、本発明によれば、持続性テストをパスする確率が増大し、緊急呼びでワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みる際に、持続性遅れを減少させることを可能にするワイヤレスユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムを使用することができるワイヤレス通信システムを示す図。
【図２】例示的なアクセスプローブシーケンスのタイミングを示す図。
【図３】典型的なワイヤレスユニットからのアクセスリクエストを示す図。
【図４】本発明の原理による過負荷アクセス制御システムに適合できる例示的なアクセス手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の原理による図４のアクセス手順に適合されるべき過負荷アクセス制御システムの一実施形態を示す図。
【図６】本発明の原理による過負荷アクセス制御システムのより詳細な実施形態を示す図。
【符号の説明】
１０ ワイヤレスセルラ通信システム
１２ａ ワイヤレスユニット
１４ａ 基地局
１６ 移動体交換センタ
１８ ワイアラインユニット
２０ 公衆交換電話網
２２ ホームロケーションレジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤレス通信に係り、特に、セルラ通信システムのためのアクセス制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、１つの地理的領域内に配置された多数のワイヤレスユニット（例えば、ワイヤレスユニット１２ａ−ｃ）へワイヤレス通信サービスを提供するワイヤレス通信システム１０の構成を示す。ワイヤレスセルラ通信システム１０は、その地理的領域において移動可能または固定であり得るワイヤレスユニット１２ａ−ｃとの間での通信信号の送受信をサポートするように、地理的に分布された多数の基地局１４ａ−ｅを含む。
【０００３】
典型的には、各セルは、１つの基地局を含み、それは、そのセル中のワイヤレスユニットとの通信に基地局が使用する無線送受信機およびアンテナを含む。各基地局１４ａ−ｅは、セルと呼ばれる特定の領域における音声および／またはデータ通信を取り扱い、セルラシステムのための全体的カバレージエリアは、全てのセルサイトについてのセルの連合により定義される。ここで、すぐ隣のセルサイトに対するカバレージエリアは、可能な場合、システムのカバレイジエリアの外側境界内で連続的な通信カバレージを保証するように、ある程度までオーバラップする。
【０００４】
図１に示されているように、各セルは、蜂の巣パターンにおける１つの６角形により示されているが、しかし、実際には、各セルは、セルを取り巻く地帯の形状に依存する不規則な形状を有する。１つのセルサイトは、時々、いくつかのセクタに対するカバレージを提供することができる。この明細書において、セルおよびセクタは、相互に交換可能に使用される。
【０００５】
基地局は、地理的領域に対する移動体交換センタ（ＭＳＣ）と通信するために基地局が使用する送信装置も含む。ＭＳＣ１６は、とりわけ、ワイヤレスユニット間の通話およびワイヤレスユニットとワイアラインユニット（例えば、ワイアラインユニット１８）との間の通話を確立しかつ維持することを受け持つ。このように、ＭＳＣは、地理的領域内のワイヤレスユニットを公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２０と相互接続する。
【０００６】
１つの地理的領域内において、ＭＳＣは、ワイヤレスユニットがセル間を移動するときに、基地局間でリアルタイムに呼びを切り換える。これは、コールハンドオフと呼ばれる。ＭＳＣ１６は、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）２２へ接続されるかまたはこれと一体になっている。ＨＬＲ２２は、ＭＳＣ１６の地理的領域中にある全てのワイヤレスユニットに対する加入者情報およびロケーション情報を含む。
【０００７】
ワイヤレスセルラ通信システムにおいて、基地局およびワイヤレスユニットは、順方向（下り）リンクおよび逆方向（上り）リンクを介して音声および／またはデータを通信する。ここで、順方向リンクは、基地局からワイヤレスユニットへの通信信号を運び、逆方向リンクは、ワイヤレスユニットから基地局への通信信号を運ぶ。ワイヤレスユニットおよび基地局がどのようにセルラ通信システム内で通信するかを決定するための多くの異なるスキームがある。例えば、ワイヤレスユニットと基地局との間のワイヤレス通信リンクは、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）およびＣＤＭＡ（符号分割多元接続）を含む異なる無線プロトコルに従って定義され得る。
【０００８】
ワイヤレス通信システムの関係において、加入者アクセス制御は、サービスプロバイダが、ワイヤレスユニットに対する通信リンクの利用可能性を制御することを可能にする。現行のＣＤＭＡシステムにおいて、加入者アクセス制御の背景にある目的は、緊急の過負荷（オーバロード）状態が生じた場合、通信リンクの利用可能性を保証することであった。
【０００９】
例えば、移動体通信システムにおいてアクセス制御を導入することに望ましいと見られている技術的工業標準は、TIA/EIA-95-A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System (March, 1995) ("IS-95-A") および ANSI J-STD-008 Personal Station-Base Station Compatibility Requirements for 1.8 to 2.0 GHz Code Division Multiple Access (CDMA) Personal Communications Systems, (Corrected Version-August 29, 1995)である。
【００１０】
ワイヤレスユニットが、１つの電話番号への呼びを確立するためにワイヤレス通信システムをアクセスできる前に、典型的には、詳細なアクティビティのシーケンスに従う。この技術分野において知られているように、ＣＤＭＡ移動体局と基地局との間の呼びは、典型的には、いくつかの種類のチャネルを使用する。最初に、パイロットチャネルは、他の順方向リンクチャネルを検出するための基準信号として使用される。シンクチャネルは、ワイヤレスユニットにおける時間およびフレームの同期化を確立するために使用される。シンク(sync)チャネルメッセージは、別のクラスのチャネル、ページングチャネルについての情報も提供する。
【００１１】
ページングチャネルは、アクセスパラメータメッセージに含まれる、アクセスチャネル情報を含む様々な制御情報をブロードキャストするために使用される。このアクセスパラメータメッセージは、持続性(persistence)パラメータ（０−９）、持続性パラメータ（１０−１５）、持続性モデファイア(persistence modifier)ＭＳＧ＿ＰＳＩＳＴおよびＲＥＧ＿ＰＳＩＳＴ、初期アクセスパワー要求、アクセスチャネルの数、アクセスアテンプト(access attempt）の数、アクセスメッセージの最大サイズ、様々な過負荷クラスについての値、アクセスアテンプトバックオフ(backoff）パラメータおよび移動体が基地局へのアクセスを求めることに関する他の情報のような情報を含む。
【００１２】
呼びを開始し、かつワイヤレス通信システムへのアクセスを得るために、ユーザは、ワイヤレスユニットに番号を入力またはダイアルし、ワイヤレスユニットは、電話番号を、メモリのような記憶装置に格納する。ユーザが電話番号の入力を終了したとき、ユーザは、典型的には、呼びを開始するためのセンド(send)ボタンを押す。ワイヤレスユニットがワイヤレス通信システムにアクセスできる前に、ワイヤレスユニットは、アクセスパラメータメッセージ中のもののような基地局から受信されたパラメータが通用していることを保証するためにチェックする。ワイヤレスユニットがパラメータを更新するかまたはパラメータが通用していると決定した後、ワイヤレスユニットはアクセス手順を開始する。
【００１３】
アクセスチャネルは、例えば呼びを発するために、ワイヤレス通信システムへのアクセスを得るために、ワイヤレスユニットにより使用される。上記したＩＳ−９５−Ａ標準は、アクセスチャネルを介して基地局にメッセージを送る際に従うべき詳細なアクティビティのシーケンスを提供する。ＩＳ−９５−Ａ標準に基づくシステムにおいて、ＣＤＭＡワイヤレスユニットは、ランダムアクセスプロトコルに従って、アクセスチャネル上を送信する。ここでは、ワイヤレスユニットは、アクセスメッセージを送信し、かつそのアクセスメッセージに対する肯定応答（アクノレッジメント）を受信する（または受信に失敗する）ことにより、ワイヤレス通信システムに対するアクセスを得ることを試みる。
【００１４】
これは、アクセスアテンプトと呼ばれる。図２に示されているように、アクセスアテンプトにおける各送信は、アクセスプローブ(probe)と呼ばれ、アクセスアテンプトにおいてアクセスプローブは、アクセスプローブシーケンスにグループ化される。各アクセスアテンプトは、リクエストアクセス(request access)に対してｍａｘ＿ｒｅｑ＿ｓｅｑ個までまたはレスポンスアクセス(response access）に対してｍａｘ＿ｒｓｑ＿ｓｅｑ個までのアクセスプローブシーケンスを含む。
【００１５】
各アクセスプローブシーケンスは、全て同じアクセスチャネル上を送信される１＋ＮＵＭ＿ＳＴＥＰ個までのアクセスプローブ、例えば１５個までのアクセスプローブからなる。各アクセスプローブシーケンスの第１のアクセスプローブは、通常のパワーレベルに対して特定のパワーレベルで送信され、後続のアクセスプローブの各々は、先行するアクセスプローブよりも高い特定の大きさのパワーレベルで送信される。
【００１６】
アクセスプローブのタイミングおよびアクセスプローブシーケンスは、アクセスチャネルスロットとの関係で表現される。アクセスプローブの送信は、アクセスチャネルスロットの開始において始まる。図３に示されているように、そのようなアクセスプローブの各々は、アクセスチャネルプレアンブルおよびアクセスチャネルメッセージカプセルを含む。プレアンブルの長さ１＋ｐａｍ＿ｓｚおよびメッセージカプセルの長さ３＋ｍａｘ＿ｃａｐ＿ｓｚは、２０ミリ秒のフレームの数との関係で表される。したがって、アクセスプローブ（アクセスチャネルスロット）の期間は、４＋ｐａｍ＿ｓｚ＋ｍａｘ＿ｃａｐ＿ｓｚ個のフレームである。
【００１７】
図４ａおよび４ｂは、ＩＳ−９５−Ａ標準に従うアクセス手順の一例を示す。ワイヤレス通信システムへのアクセスを得るための試みにおいて、２つのタイプのメッセージが、典型的には、アクセスチャネルにおいて送られる。即ち、レスポンスメッセージ（基地局メッセージへのレスポンスであるもの）、またはリクエストメッセージ（移動体により自律的に送信されるもの）である。
【００１８】
ブロック３０において、カウンタＰＲＯＢＥおよびＳＥＱは、アクセスプローブシーケンス番号およびアクセスプローブをカウントするために初期化される。アクセスプローブの送信は、アクセスチャネルスロットの開始において始まる。アクセスアテンプトにおけるアクセスチャネルスロット送信の正確なタイミングは、ＰＮランダム化と呼ばれる手順により決定される。各アクセスアテンプトの期間に対して、移動体局は、その電子シリアル番号ＥＳＮに基づく非ランダムハッシュ(nonrandon hash)関数を使用して、遅延ＲＮ、０から２probe_pn_ran個までのＰＮチップ、をブロック３２において演算する。
【００１９】
各アクセスプローブシーケンスに対して使用されるアクセスチャネル番号ＲＡは、ブロック３４に示されているように、現在のページングチャネルと関連づけられた全てのアクセスチャネルの間で、０からａｃｃ−ｃｈａｎまで擬似ランダム的に選択される。一旦選ばれると、このアクセスチャネル番号は、現在のアクセスプローブシーケンス中の全てのアクセスプローブに対して、ワイヤレスユニットにより使用される。
【００２０】
各アクセスプローブシーケンスの第１のアクセスプローブが、ブロック３６に示されているように、通常のオープンループパワーレベルに関して特定のパワーレベルで送信される。移動体局は、各アクセスプローブシーケンス中の第１のプローブを、オープンループパワー推定値、アクセスｉｎｉｔ＿ｐｗｒに対する初期パワーオフセットおよび公称送信パワーオフセットｎｏｍ＿ｐｗｒに依存して、１．２３ＭＨｚの公称ＣＤＭＡチャネル帯域幅と呼ばれる平均出力パワーレベルで送信する。
【００２１】
移動体局はブロック３８に示されているように、各アクセスプローブの送信タイミングを、ＲＮ個のＰＮチップだけ遅延させる。アクセスプローブシーケンスのアクセスプローブ間のタイミングは、擬似ランダム的にも生成される。各アクセスプローブの送信の後に、移動体は、ブロック４０および４２に示されているように、基地局からの肯定応答を受信するために、スロットの終わりから特定の期間、ＴＡ＝８０ｘ（２＋ａｃｃ＿ｔｍｏ）ミリ秒待つ。肯定応答が受信される場合、アクセスアテンプトは、ブロック４４において示されているように、成功する。
【００２２】
肯定応答が時間ＴＡ内に受信されない場合、ブロック４６−５２により示されているように、アクセスプローブシーケンス中の次のアクセスプローブが、１から１＋ｐｒｏｂｅ＿ｂｋｏｆｆ個のスロットの追加的なバックオフ遅れＲＴの後に送信される。ブロック５４に示されているように、次のアクセスプローブおよび後続のアクセスプローブの各々が、ブロック４８において決定されるように、肯定応答レスポンスが得られるまでまたはシーケンスが終了するまで、先行するアクセスプローブよりも高いｐｗｒ＿ｓｔｅｐから決定される特定の大きさＰＩｄＢのパワーレベルで送信される。
【００２３】
各アクセスアテンプトは、ブロック５６および５８により示されているように、リクエストアクセスに対してｍａｘ＿ｒｅｑ＿ｓｅｑ個までまたはレスポンスアクセスに対してｍａｘ＿ｒｓｐ＿ｓｅｑ個までのアクセスプローブシーケンスを含む。最後のアクセスプローブシーケンスが送信された後に肯定応答が受信されなかった場合、アクセスアテンプトはブロック６０において示されているように失敗する。１つのアクセスプローブシーケンスの後に、ブロック６２および６４により示されているように、０から１＋ｂｋｏｆｆ個のスロットのバックオフ遅れＲＳが、擬似ランダム的に生成されかつ適用される。
【００２４】
アクセスアテンプトが、ブロック６６において決定されるように、アクセスチャネルリクエストである場合、各アクセスプローブシーケンス中のアクセスプローブを送信する前に、ワイヤレス局は、全てのアクセスチャネルスロットに対して、持続性テスト６８を実行する。ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニットがそのスロットに対する持続性テストをパスした場合（持続性テストに合格した場合）にのみ、スロット中のアクセスプローブシーケンスの第１のアクセスプローブを送信する。
【００２５】
持続性テストを実行するために、ワイヤレスユニットは、ランダム数ＲＰ（０＜ＲＰ＜１）を生成し、ブロック７０および７２に示されているように、これを所定のしきい値Ｐと比較する。生成されたランダム数ＲＰが所定のしきい値Ｐよりも小さい場合、ステップ３４において、アクセスプローブシーケンスの送信が開始される。持続性テストが失敗した場合（持続性テストに不合格になった場合）、アクセスプローブシーケンスは、少なくとも次のスロットまで、延期される。
【００２６】
したがって、アクセスチャネルリクエストの場合、追加的な遅延ＰＤが、持続性テストにより各アクセスプローブシーケンスの前に、負わされ得る。予め演算されたしきい値Ｐが、リクエストの性質、アクセス過負荷クラスｎ、基地局からのアクセスパラメータメッセージ中に見いだされる過負荷クラスに対する持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）、およびメッセージ送信に対するその持続性モディファイアｍｓｇ＿ｐｓｉｓｔまたはレジストレーションに対するｒｅｇ＿ｐｓｉｓｔに依存して変化する。
【００２７】
最大の持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）は、アクセス過負荷クラス０ないし９に対して６３であり、アクセス過負荷クラス１０ないし１５に対して７である。最大の持続性値が、ワイヤレスユニットに割当てられる場合、Ｐ＝０であり、ワイヤレスユニットはアクセスアテンプトを終了させる。アクセス過負荷クラス０ないし９（非緊急性）のワイヤレスユニットによるアクセスチャネルリクエストに対して、ｐｓｉｓｔ（ｎ）が６３に等しくない場合、Ｐは、適切な持続性モディファイアである場合、ｐｓｉｓｔ（ｎ）の単調減少関数である。
【００２８】
例えば、アクセスチャネルリクエストが、メッセージリクエストであり、かつｐｓｉｓｔ（ｎ）が６３に等しくない場合、Ｐは、Ｐ＝２-psist(n)/4*２-msg_psistにより演算される。ｐｓｉｓｔ（ｎ）に対する値が大きくなると、Ｐに対する値は小さくなり、アクセスプローブシーケンスを開始する確立は小さくなる。Ｐに対するより大きな値は、アクセスプローブシーケンスを開始する確率がより高いことを意味する。アクセス過負荷クラス１０ないし１５（緊急性）のワイヤレスユニットによるアクセスチャネルリクエストに対してｐｓｉｓｔ（ｎ）が７に等しくない場合、Ｐは２-psist(n)*２-msg_psistにより演算される。
【００２９】
過負荷にある場合、基地局は、高優先度および／または緊急性クラス（例えば、クラス１０−１５）に対するアクセスプローブ間の遅れではなく、ワイヤレスユニットの通常の過負荷クラス（例えば、クラス０−９）に対するアクセスプローブ間の遅れを増大させるように試みる。過負荷状態において、基地局は、通常の過負荷クラスに対する持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）を増大させるので、Ｐは減少し、持続性テストに合格することをより困難にさせる。したがって、過負荷状態において、緊急性クラスのワイヤレスユニットがアクセスプローブシーケンスを開始する確率は、非緊急性クラスのワイヤレスユニットよりも遙かに高い。
【００３０】
表１は、ＩＳ−９５−Ａ標準に基づくシステム中で使用される様々なタイプのリクエストおよびアクセス過負荷クラスに対する持続性テストしきい値をまとめたものである。表１は、最大の持続性値が、アクセス過負荷クラス０ないし９に対して６３であり、アクセス過負荷クラス１０ないし１５に対して７であることを示す。最大の持続性値が移動体局に割り当てられる場合、アクセスアテンプトは失敗する。
【表１】
表２は、ＩＳ−９５−Ａ標準に基づくシステム中で知られた様々なタイプのアクセスチャネルリクエストに対する平均持続性遅れをまとめたものである。
【表２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、過負荷状態において、通常の過負荷クラス（例えば、過負荷クラス０−９）にあるワイヤレスユニットは、緊急性呼びのような高い優先度の呼びをなす場合にさえ、かなり大きな遅れを受け得る。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワイヤレスユニットが、緊急呼びのような高優先度呼びでワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みている場合、ワイヤレスユニットが高優先度ワイヤレスユニットとして取り扱われる高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムに関する。例えば、過負荷アクセス制御システムは、ワイヤレスユニットが、緊急番号に対する呼びを開始しようと試みているかどうかを認識することができる。
【００３４】
もしそうである場合、ワイヤレスユニットは、ワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みる際に、緊急クラス（例えば、過負荷クラス１０−１５）ワイヤレスユニットとして持続性テストを実行することができる。したがって、ワイヤレスユニットは、持続性テストをパスする確率が増大し、緊急呼びでワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みる際に、持続性遅れを減少させることになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の原理による高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムの例示的な実施形態が、周知のＩＳ−９５−Ａ標準に基づくＣＤＭＡワイヤレス通信システムに関して説明される。これは、本発明の教示の適用可能性も、または特許請求の範囲も限定するものとして考えられるべきでない。
【００３６】
図５は、本発明の原理による、通常の過負荷クラス、例えば過負荷クラス０ないし９のワイヤレスユニットの処理回路において実行される高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムの一実施形態８０を示す。過負荷アクセス制御システムは、持続性テストを実行する図４のアクセス手順に含まれる。他の実施形態では、異なる方法でアクセス手順の一部として含まれうる。ブロック８２において、アクセスチャネルリクエストが、ワイヤレスユニットによりなされているので、緊急および／または高優先度持続性テスト８０が開始される。
【００３７】
アクセスチャネルレスポンスがなされている場合、例えば、ワイヤレスユニットが呼びを受信している場合、持続性テストは、典型的にはバイパスされる。ワイヤレスユニットのアクセス制御システムが、アクセスチャネルリクエストがワイヤレスユニットによりなされるべきであると決定する場合、例えば、電話番号をダイアルし、かつ典型的なワイヤレスユニット上のセンドボタンを押した後、過負荷アクセス制御システムは、ブロック８４において、ワイヤレスユニットにダイアルされた電話番号が緊急番号または高優先度番号またはコードに一致するかを決定する。
【００３８】
例えば、ワイヤレスユニットが緊急番号９１１をダイアルした場合、過負荷アクセス制御システムは、緊急番号がダイアルされたと認識する。この実施形態において、ダイアルされた番号が緊急番号でない場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック８６において示されているように、持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）で計算されたＰを使用して持続性テストを進める。ここで、ｎは、通常の過負荷クラス０ないし９に対応する。
【００３９】
この実施形態において、ワイヤレスユニットが、ブロック８４において、ダイアルされた番号が緊急番号に対応すると決定する場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック８８に示されているように、持続性値ｐｓｉｓｔ（ｎ）で計算されたＰを使用して持続性テストを進める。ここで、ｎは、高優先度および／または緊急過負荷クラスに対応し、例えば、過負荷クラス１１は、緊急クラスワイヤレスユニットに対応する。代替的に、ダイアルされた番号が、緊急および／または高優先度番号に対応する場合、ライン８５により示されているように、持続性テストはバイパスされ得る。
【００４０】
過負荷アクセス制御システムは、ブロック９０において、アクセスチャネルスロットの開始において、ランダム番号ＲＰを生成する。ブロック９２において、ＲＰがＰより小さくない場合、持続性テストは不合格になり、過負荷アクセス制御システムは、次のアクセスチャネルスロットの開始において別のランダム番号を生成するために、ブロック９０に進む。ＲＰがＰよりも小さい場合、これは、Ｐが緊急過負荷クラスに対して持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）を使用して生成される場合にあり得ることであり、その場合、持続性テストはブロック９４においてパスされ、例示的アクセス手順の残りに従って、ワイヤレスユニットは、アクセスプローブシーケンスを送信するように進む。
【００４１】
上述した過負荷アクセス制御システムの実施形態は、ＩＳ−９５−Ａ標準のためのアクセス手順に過負荷アクセス制御システムを適合させることにおいて使用される論理を反映している。過負荷アクセス制御システムの代替的な実施形態は、高優先度および／または緊急番号が、システムにアクセスすることを試みることにおいて、ワイヤレスユニット中の過負荷アクセス制御システムに高優先度および／または緊急パラメータを使用させることにより、アクセス手順および／または持続性テストを偏向するために、過負荷アクセス制御システムにより認識され得る場合にも可能である。
【００４２】
過負荷アクセス制御システムを以下に説明する例示的なアクセス手順または他のアクセス手順に適合させる構成および方法における他の偏向も可能である。例えば、高優先度および／または緊急アクセス制御システムの部分は、ダイアルされた番号が緊急または高優先度番号であるかどうかに基づいて、Ｐ値を計算しおよび／またはどのＰ値を使用するまたは計算するかについての決定を行うために、例示的なアクセス手順または他のアクセス手順内および／または前における異なる点に挿入され得る。
【００４３】
また、実施形態に依存して、異なる過負荷クラスに対する複数のＰ値が、最初に計算され、電話番号のクラスが認識された後に、適切なＰ値が持続性テストにおいて使用される。代替的に、Ｐ値は、新しい持続性値が基地局から受信されたときに更新され、または更新された持続性パラメータがＰ値を計算するために使用されることを保証するために、持続性テストをパスするたびに再計算され得る。
【００４４】
アクセスアテンプトのたびにまたは持続性テストをパスする度に、新しいＰ値が決定され、またはダイアルされた電話番号の比較が行われて、更新された情報が使用されることを保証する。また、過負荷アクセス制御システムは、記憶装置から緊急および／または高優先度番号を得ることができる。この記憶装置は、ワイヤレスユニットに最初にプログラムされ、周期的に更新され、または基地局からのメッセージにより更新される。
【００４５】
図６は、本発明の原理による緊急および／または高優先度アクセス制御システムの代替的な、即ちより詳細な実施形態を示す。ブロック９６において、ワイヤレスユニットは、緊急および／または高優先度番号を得て、即ち、ワイヤレスユニットに格納された緊急および／または高優先度番号が通用しているものであるかどうかを決定する。所定の実施形態において、基地局は、緊急番号および／または高優先度番号をブロードキャストする。これは、ワイヤレスユニットが緊急および／または高優先度呼びを発するために使用されているかどうかを決定するために、ワイヤレスユニットが、獲得し、格納し、かつ使用することができるものである。
【００４６】
緊急番号および／または高優先度番号は、アクセスパラメータメッセージの一部として、ページングチャネルまたは他のチャネルを介して送られる他のオーバヘッドメッセージの一部として、または他の可能な方法でワイヤレスユニットに基地局から送られるメッセージとして、ワイヤレスユニットに送信され得る。ユーザが呼びを開始する場合、ワイヤレスユニットは、緊急および／または高優先度番号が現在通用しているかどうかを決定することができる。
【００４７】
また、ブロック９８において、過負荷アクセス制御システムは、持続性パラメータを得るか、またはワイヤレスユニットに格納された持続性パラメータが現在通用しているものかどうかを決定する。同様に、ワイヤレスユニットは、アクセスパラメータメッセージの一部として、基地局から持続性パラメータを受信する。ユーザがワイヤレスユニットにおいて呼びを発する場合、ワイヤレスユニットは、持続性パラメータおよび他のパラメータが現在通用しているものかどうかをチェックする。実施形態に依存して、ブロック９６および９８は、同時に、異なる順序で、または持続性テスト１００の間に実行される。
【００４８】
上述したように、ワイヤレスユニットがワイヤレス通信システムへのアクセスを得ることを試みる場合、ワイヤレスユニットは、アクセスアテンプトが、アクセスチャネルレスポンスであるかアクセスチャネルリクエストであるかを決定する。この実施形態において、ブロック６６において、アクセスアテンプトがアクセスチャネルレスポンスである場合、持続性テスト１００はバイパスされる。アクセスアテンプトがアクセスチャネルリクエストである場合、例えば、緊急呼びを発するために、持続性テスト１００が、本発明の原理により実行される。
【００４９】
ブロック１０２において、過負荷アクセス制御システムが、ダイアルされた番号が緊急番号、例えば９１１に一致するかどうかを決定する。この実施形態において、ダイアルされた番号が緊急番号である場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック１０４において、ｐａｉｓｔ（ｎ）＝７であるかどうかを決定する。ここで、ｎ＝１１であり、これは緊急クラスワイヤレスユニットに対応する。緊急クラスのワイヤレスユニットがアクセスチャネル上にリクエストを送信することを防止するために、基地局がアクセスパラメータメッセージのｐｓｉｓｔ（１１）フィールドをセットしたことを示すｐｓｉｓｔ（１１）＝７である場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック１０６において、アクセスアテンプトを終了する。
【００５０】
ｐｓｉｓｔ（１１）が７に等しくない場合、過負荷アクセス制御システムは、ブロック１０８に示されているように、持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）から計算されたＰを使用する。持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）は、ワイヤレスユニットに対する緊急クラスに対応する。ブロック１１０において、過負荷アクセス制御システムは、アクセスチャネルスロットの開始において、ランダム番号ＲＰを生成する。
【００５１】
ブロック１１２において、ＲＰが適切なＰ値よりも小さくない場合、持続性テストは失敗し（不合格になり）、過負荷アクセス制御システムはブロック１１０に行き、この実施形態において、アクセスチャネルスロットの開始において新しいランダム番号ＲＮを生成する。ブロック１１２において、ＲＰがＰよりも小さい場合、即ち、Ｐが緊急過負荷クラスに対する持続性値ｐｓｉｓｔ（１１）を使用して生成される可能性が高い場合、持続性テストはパスし、ブロック１１４に示されているように、ワイヤレスユニットはアクセスチャネルにアクセスプローブを送信するように進む。
【００５２】
ブロック１０２において、ダイアルされた番号が緊急番号でない場合、この実施形態において、ＩＳ−９５−Ａのアクセス手順に従って、持続性テストが進む。代替的な実施形態において、ダイアルされた場合は、他の緊急および／または高優先度番号と比較されるので、ライン１１６は破線で示されおり、当業者により理解されるように、対応する持続性パラメータを使用して決定されたＰは、比較１１２において使用されることになる。
【００５３】
ブロック１１８において、ダイアルされた番号が緊急および／または高優先度番号でない場合、過負荷アクセス制御システムはｐｓｉｓｔ（ｎ）＝６３であるかどうかを決定する。ここで、ｎは０ないし９の通常の過負荷クラスである。このクラスのワイヤレスユニットがアクセスチャネル上にリクエストを送信することを防止するために、アクセスパラメータメッセージのｐｓｉｓｔ（０−９）フィールドを基地局がセットしたことを示すｐｓｉｓｔ（０−９）＝６３である場合、アクセスアテンプトは、ブロック１２０において終了させられる。
【００５４】
ｐｓｉｓｔ（０−９）が６３に等しくない場合、ブロック１２２において、過負荷アクセス制御システムは、アクセスパラメータメッセージから得られたｐｓｉｓｔ（０−９）に対する持続性値から計算されたＰを使用する。ブロック１１０において、過負荷アクセス制御システムは、アクセスチャネルスロットの開始において、ランダム数ＲＰを生成する。
【００５５】
ブロック１１２に対して上述したように、ＲＰが適切なＰよりも小さい場合、持続性テストはパスし、ブロック１１４に示されているように、ワイヤレスユニットは、アクセスチャネル上にアクセスプローブを送信するように進む。ＲＰがＰよりも小さくない場合、持続性テストは失敗し、過負荷アクセス制御システムはブロック１１０に戻って、この実施形態において、アクセスチャネルスロットの開始において、新しいランダム数ＲＮを生成する。
【００５６】
上述した実施形態に加えて、本発明の原理による緊急および／または高優先度過負荷アクセス制御システムは、特定のシステムと共に説明されたが、過負荷アクセス制御システムは、ここで説明されたシステムの構成部品を除去および／または追加し、および／またはその部分の変形を使用する構成および異なるセルラシステムと共に使用され得る。
【００５７】
例えば、過負荷アクセス制御システムは、ＩＳ−９５−Ａ標準を使用するワイヤレス通信システム中のＣＤＭＡワイヤレスユニットに特に関して説明されたが、しかし、（TIA/EIA-95-B Mobile Stantion-Base Station Compatibility Standard For Dual Mode Spread Spectrum Systems (October 1, 1998) ("IS-95-B")のような）異なる標準を使用する他のワイヤレスシステム、および／または時分割多元接続（ＴＤＭＡ）のような無線プロトコルも、過負荷アクセス制御システムを使用することができる。
【００５８】
異なる名称、参照および様々な送信の特性、パラメータおよび／またはアーキテクチャブロックが使用され得ることが理解されなければならない。例えば、ＩＳ−９５−Ｂにおいて、アクセスアテンプトは、アクセスサブアテンプトに分割され、過負荷アクセス制御システムは、アクセスアテンプトおよび／またはアクセスサブアテンプトとの関係で使用され得る。
【００５９】
また、開示されたシステムおよび／またはその部分は、異なる方法で、例えば、アクセスチャネル手順に含まれないが、ワイヤレスユニットおよび／またはワイヤレス通信システム内で動作する別のプロセスと共に構成され得る。また、過負荷アクセス制御システムおよびその部分は、特定用途向け集積回路、ソフトウェアドリブン処理回路、ファームウェアまたはワイヤレスユニット中の構成部品の他の配置、例えばセルラ電話機、基地局および／またはＭＳＣにおいて構成され得る。
【００６０】
ここに説明したものは本発明の原理の適用の単なる例示である。当業者は、様々な他の変形、構成および方法が、本発明の精神および範囲から離れることなしにここに開示されたものに厳密に従うことなしに、本発明になされうることを容易に理解するであろう。
【００６１】
【発明の効果】
したがって、本発明によれば、持続性テストをパスする確率が増大し、緊急呼びでワイヤレス通信システムにアクセスすることを試みる際に、持続性遅れを減少させることを可能にするワイヤレスユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による高優先度および／または緊急過負荷アクセス制御システムを使用することができるワイヤレス通信システムを示す図。
【図２】例示的なアクセスプローブシーケンスのタイミングを示す図。
【図３】典型的なワイヤレスユニットからのアクセスリクエストを示す図。
【図４】本発明の原理による過負荷アクセス制御システムに適合できる例示的なアクセス手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の原理による図４のアクセス手順に適合されるべき過負荷アクセス制御システムの一実施形態を示す図。
【図６】本発明の原理による過負荷アクセス制御システムのより詳細な実施形態を示す図。
【符号の説明】
１０ ワイヤレスセルラ通信システム
１２ａ ワイヤレスユニット
１４ａ 基地局
１６ 移動体交換センタ
１８ ワイアラインユニット
２０ 公衆交換電話網
２２ ホームロケーションレジスタ
Claims (14)
- 無線ユニットの無線通信システムへのアクセスを制御する方法であって、
該無線ユニットに入力された呼の番号が高い優先度を有しているか否かを決定するステップと、
該呼の番号が高い優先度を有しているということを決定した場合に、通常の過負荷クラスに対する持続性値のかわりに高優先度及び／又は緊急過負荷クラスに対する持続性値を使用して１つの値Ｐを決定するステップと、
該１つの値Ｐに関する比較の結果に基づいてアクセスチャネルを介した送信を開始するステップとを含む方法。 - 請求項１に記載の方法において、該決定するステップは、
該無線ユニットに格納されるべき少なくとも１つの高優先度番号を提供するステップと、
該無線ユニットに入力された呼の番号と該無線ユニットに格納された該少なくとも１つの高優先度番号とを比較して、該無線ユニットに入力された呼の番号が高優先度を有するということを決定するステップとをさらに含む方法。 - 請求項２に記載の方法において、該提供するステップは、該無線ユニットに格納されるべき該少なくとも１つの高優先度番号として少なくとも１つの緊急番号を提供するステップをさらに含む方法。
- 請求項２に記載の方法において、基地局から該少なくも１つの高優先度番号を取得するステップをさらに含む方法。
- 請求項２に記載の方法において、該呼の番号が高い優先度を有しているか否かを決定するステップ、該１つの値Ｐを決定するステップ、及び該送信を開始するステップは、
該比較するステップが該無線ユニットに入力された呼の番号が高優先度を有していることを示している場合に、該高優先度クラスの無線ユニットに対する持続性値から算出された該１つの値Ｐ値を決定するステップと、
持続性テストに対するランダム数を生成するステップと、
該１つの値Ｐと該ランダム数とを比較するステップと、
該比較の結果が該持続性テストに合格したことを示している場合に、アクセスチャネルを介した送信を開始するステップとをさらに含む方法。 - 請求項５に記載の方法において、該生成するステップを反復するステップと、該持続性テストに不合格になったか否かを比較するステップとを含む方法。
- 請求項５に記載の方法において、該無線ユニットに入力された呼の番号が高優先度を有していないことを該比較するステップが示している場合に、異なる優先度の持続性値から算出された１つの値Ｐを決定するステップをさらに含む方法。
- 無線ユニットであって、
該無線ユニットに入力された呼の番号が高優先度を有しているか否かを決定し、該無線ユニットに入力された呼の番号が高優先度を有していると決定した場合に、通常の過負荷クラスに対する持続性値のかわりに高優先度及び／又は緊急過負荷クラスに対する持続性値を使用して１つの値Ｐを決定し、該１つの値Ｐに関する比較の結果に基づいてアクセスチャネルを介した送信を開始するように構成されたアクセス制御システムを含む無線ユニット。 - 請求項８に記載された無線ユニットにおいて、該アクセス制御システムは、少なくとも１つの高優先度番号を該無線ユニットに格納し、該無線ユニットに入力された該呼の番号と該無線ユニットに格納された該少なくとも１つの高優先度番号とを比較して該無線ユニットに入力された該呼の番号が高優先度を有しているか否かを決定する無線ユニット。
- 請求項９に記載された無線ユニットにおいて、該少なくとも１つの高優先度番号は、緊急番号である無線ユニット。
- 請求項９に記載の無線ユニットにおいて、該無線ユニットは、基地局から該少なくとも１つの高優先度番号を取得するように構成される無線ユニット。
- 請求項９に記載の無線ユニットにおいて、該アクセス制御システムは、該無線ユニットに入力された該呼の番号が高優先度を有している場合に、該高優先度クラスの持続性値から算出された該１つの値Ｐを決定し、持続性テストに対するランダム数を生成するように構成され、該生成されたランダム数は、アクセスチャネルを介した送信を開始するために該１つの値Ｐと比較される無線ユニット。
- 無線ユニットの無線通信システムへのアクセスを制御する方法であって、
該無線ユニットが高優先度を有する呼を発しているか否かを決定するステップと、
該無線ユニットが高優先度を有する呼を発していないと決定した場合に、通常の過負荷クラスに対する持続性値を使用して１つの値Ｐを決定するステップと、
該無線ユニットが高優先度を有する呼を発していると決定した場合に、通常の過負荷クラスに対する持続性値の代わりに高優先度及び／又は緊急過負荷クラスに対する持続性値を使用して１つの値Ｐを決定するステップと、
該１つの値Ｐに関する比較の結果に基づいてアクセスチャネルを介した送信を開始するステップとを含む方法。 - 無線ユニットであって、
該無線ユニットが高優先度を有する呼を発しているか否かを決定し、該無線ユニットが高優先度を有する呼を発していないということを決定した場合に、通常の過負荷クラスに対する持続性値を使用して１つの値Ｐを決定し、該無線ユニットが高優先度を有する呼を発していると決定した場合に、通常の過負荷クラスに対する持続性値のかわりに高優先度及び／又は緊急過負荷クラスに対する持続性値を使用して１つの値Ｐを決定し、該１つの値Ｐに関する比較の結果に基づいてアクセスチャネルを介した送信を開始するように構成された回路を含む無線ユニット。
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