JP4446641B2 - 無線通信システムにおけるランダム・アクセス・チャネル割当方法及びシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は、第二局から第一局へのデータ伝送用ランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムに関し、特に上記システムにおいて用いられる第一及び第二局と、上記システムの作動方法とに関する。本明細書は、特に新たなユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＵＭＴＳ）を参照してシステムの説明をしているが、説明される技術は他の移動無線システムにおいても等しく適用可能であることは明らかである。本明細書において、ランダム・アクセス・チャネルという語は、ランダム・アクセス伝送が行われる論理チャネルを指し、通常は複数の独立した物理チャネルから成る。
【０００２】
（背景技術）
ランダム・アクセス・チャネルは、無線通信システムの一般的な要素であり、移動局が基地局に短いメッセージを送るのを可能にする。例えば、移動局に電源が入れられた時に基地局に信号を送ったり、移動局が呼接続を許可されない時に基地局にデータ・パケットを送信したり、移動局が用いるリソースの割当を基地局にリクエストしたりすることに用いられる。
【０００３】
移動局が実際に呼接続されていない時にしばしば基地局へのデータ・パケットを送信しなければならないシステムにおいて、標準的なランダム・アクセス・チャネルと同様の特性を有し、但し移動局から基地局への小さい若しくは中間サイズのパケット伝送用のランダム・アクセス・パケット・チャネルを設けることは有益である。
【０００４】
ＵＭＴＳに向けて開発された上記スキームの一実施形態においては、移動局が使用可能な多数のランダム・アクセス・パケット・チャネルが用意される。移動局によって送信される１つのパケット・チャネルへのアクセス要求は、パケット・チャネルの一に対応するランダムに選択されたシグネチャを用いてエンコードされる。チャネルが使用可能であれば、基地局はリクエストした移動局にそれを割り当てる。
【０００５】
シグネチャのランダムな選択によって、移動局は他に使用可能な適当なチャネルが存在する場合であっても、その選択されたパケット・チャネルへのアクセスを拒否され得る。この問題は、移動局にとって、干渉の増加や容量ロスと同様の致命的な遅延を生じさせ得る。
【０００６】
（発明の開示）
本発明の目的は、改善されたランダム・アクセス・チャネルの移動局への割当を提供することである。
【０００７】
本発明の第一の態様によれば、第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムであって、前記第二局は、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを該リソースに対応した第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによってリクエストする手段を有し、前記第一局は、前記リクエストに対するレスポンスを送信する手段を有し、前記第二局は、次いで、第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信する手段を有し、前記第一局は、前記競争解決信号に対して別のレスポンスを送信する手段と、前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択する手段と、該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信する手段とを有する無線通信システムが提供される。
【０００８】
本発明の第二の態様によれば、第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第一局であって、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを要求する前記第二局からの第一のシグネチャでエンコードされた信号の送信を含むリクエストに対するレスポンスを送信する手段と、次いで第二局によって送信された第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号に対する別のレスポンスを送信する手段と、前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択する手段と、該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも１つと同時に送信する手段とを具備する第一局が提供される。
【０００９】
本発明の第三の態様によれば、第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第二局であって、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを該リソースに対応する第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによって要求する手段と、前記第一局からのレスポンスを受信し、次いで第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信する手段と、前記第一局から別のレスポンスを受信する手段と、前記第一局によって前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信されたチャネル割当信号からどのチャネルが割り当てられたのかを判断する手段とを具備する第二局が提供される。
【００１０】
本発明の第四の態様によれば、第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムを作動させる方法であって、前記第二局は、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを該リソースに対応した第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによってリクエストし、前記第一局は、前記リクエストに対するレスポンスを送信し、前記第二局は、次いで、第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信し、前記第一局は、前記競争解決信号に対して別のレスポンスを送信し、前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択し、該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信する方法が提供される。
【００１１】
（本発明を実施するための態様）
ここで、添付図面を参照して、本発明の実施形態を、一例として、説明する。図面において同じ符番は対応する機能を表すのに用いられている。
【００１２】
図１において、無線通信システムは、第一局（基地局）１００と、複数の第二局（移動局）１１０とを有する。基地局１００は、マイクロコントローラ（μＣ）１０２と、アンテナ手段１０６に接続された通信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１０４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１０７と、ＰＳＴＮ若しくは他の適当な網との接続のための接続手段１０８とを有する。各移動局１１０は、マイクロコントローラ（μＣ）１１２と、アンテナ手段１１６に接続された通信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１１４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１１８とを有する。基地局１００から移動局１１０への通信は、下り回線チャネル１２２において行われ、移動局１１０から基地局１００への通信は上り回線チャネル１２４において行われる。
【００１３】
図２に、周波数分割多重システムにおいて作動するランダム・アクセス・パケット・チャネルの基本的なスキームを示す。図２において、上側が上り回線チャネル１２４であり、下側が下り回線チャネル１２２である。アクセス段階において、移動局１１０はまずプリアンブル（Ｐ）２０２を送信する。プリアンブル２０２は、１６個の使用可能なシグネチャ群の中からランダムに選択されたシグネチャによってエンコードされ、特定のアクセス・スロットにおいて、低い電力レベルで送信される。
【００１４】
シグネチャは、固有のビット・シーケンスによって変調されたスクランブリング・コード及びチャネライゼーション・コードによって特徴付けられる信号である。互いに直交するシグネチャ群は、互いに直交する変調用ビット・シーケンス群を定義することによって得ることができる。上記シグネチャ群の一例を図３に示す。このシグネチャ群は、１６個のシグネチャＰ０〜Ｐ１５を有する。各シグネチャＰｉは、それぞれがＡ若しくは−Ａである１６個の複素シンボルＳを有する。ここで、Ａ＝１＋ｊとする。各シグネチャのインバースは、Ａ及び−Ａを入れ替えることによって得られる。シグネチャ及びそれらのインバースは、すべて互いに直交する。
【００１５】
異シグネチャ群は、スクランブリング・コード若しくはチャネライゼーション・コード（即ち物理チャネル）を変えることによって、又は、互いに直交する異ビット・シーケンス群を用いることによって、得ることができる。別の方法として、厳密な直交性は無いが低い相互相関を有するように、より大きいシグネチャ群を定義する方法もある。本明細書では１６個のシグネチャから成るシグネチャ群について述べるが、異なるシグネチャ数を有するシグネチャ群を用いる他の実施例も可能である。
【００１６】
この基本的なスキームにおいて、アクセス・プリアンブル２０２をエンコードするためのプリアンブル・シグネチャの選択は、移動局１１０によってリクエストされる物理チャネルを決定し、各プリアンブル・シグネチャは、数の限られた上り回線及び下り回線チャネルに対応している。基地局１００は、プリアンブルを正確に受信及びデコードすると、プリアンブル・アクノレッジメント（Ａ）２０６を送信する。図２に示す例において、第一のプリアンブル２０２が送信された後、アクノレッジメント用に割り当てられた（通常１ｍｓの長さであろう）スロット２０４においてアクノレッジメントが返されていない。よって、移動局１１０は、別のプリアンブルをより高い電力レベルで送信する。スロット２０４において、再びアクノレッジメントが受信されなかったため、移動局１１０は、別のプリアンブル２０２を更に高い電力レベルで送信する。該プリアンブルは基地局１００によって受信及びデコードされ、基地局１００はアクノレッジメント２０６を送信する。これによってアクセス段階は完了する。
【００１７】
移動局１１０にそのプリアンブル２０２が受信されたことを知らせるだけでなく、アクノレッジメント２０６は、正であればリクエストしたチャネルが空いていることを知らせ、負であればリクエストしたチャネルが拒否されたことを移動局に知らせる。負のアクノレッジメント（ＮＡＣＫ）は、基地局１００が（基準信号若しくはパイロット信号に対して）シグネチャの位相を反転させることによって示され得る。別の方法としては、基地局１００によってアクノレッジメント用に用いられているシグネチャがＮＡＣＫとしても用いられるようにすることが考えられる。
【００１８】
基地局１００は、各アクセス・スロットに対してアクノレッジメントを一つだけ送信するが、プリアンブル２０２は数多く送信される。選択の一つの基準は、最も高い電力で受かったプリアンブル２０２を承認するようにすることである。複数のプリアンブル２０２が送信されても、各プリアンブルが異なるシグネチャによってエンコードされていれば、各移動局１１０は、そのプリアンブル２０２が正しく受信されたか否かを知ることができる。しかし、複数の移動局１１０が同じシグネチャを選択し、よってそのプリアンブル２０２が受信されたと信じてしまう可能性もある。これらの移動局１１０がそれぞれデータの送信を開始すると、衝突を来たし、いずれのデータも正確に受信されない結果となるであろう。
【００１９】
これが起きる確率を減らすために、リクエストされたチャネルが空いていることを示すアクノレッジメント２０６の送信後、競争解決（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）段階が始まる。ここで、基地局１００によって承認されたシグネチャに対応するシグネチャによってエンコードされたプリアンブル２０２を送信した各移動局１１０は、更に、競争解決プリアンブル（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｅａｍｂｌｅ；ＣＰ）２０８を送信する。このプリアンブル２０８は、１６個の使用可能なシグネチャから成る別のシグネチャ群からランダムに選択されたシグネチャによってエンコードされる。該別のシグネチャ群は、アクセス・プリアンブル２０２に用いられるシグネチャ群と異なる（ビット・シーケンス、スクランブリング・コード、若しくはチャネライゼーション・コードのいずれかが変えられたことによる）シグネチャ群でもよく、アクセス段階と競争解決段階とで共有されるシグネチャ群であってもよい。次いで、基地局１００は、例えば最も高い電力で受かった、選択されたプリアンブル２０８に対応する競争解決アクノレッジメント（ＣＡ）２１０を発行する。アクノレッジメント２１０は、移動局１１０をデータ送信可能にする。従って、複数の移動局が同じアクセス・プリアンブル２０２を選択した場合であっても、競争解決プリアンブル２０８も同じものが選択される可能性は低い。
【００２０】
この競争解決段階の後、基地局１００は、物理制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ；ＰＣＣＨ）２１２の送信を開始する。物理制御チャネル２１２は、移動局１１０に、必要に応じて送信電力を調整するように指示する電力制御情報を含む。そして、移動局１１０は、通常はプリアンブル送信に用いられたのと異なる物理チャネル上の割り当てられたパケット・チャネルを用いて、一若しくは複数のデータ・パケット（ＰＫＴ）２１４を送信する。ＰＣＣＨ２１２は、データ２１４の送信と同時に開始してもよく、データ送信の前に閉ループ電力制御が確立されるくらい十分に先行して開始してもよい。
【００２１】
上記説明した基本スキーム固有の問題は、移動局１１０が、他に使用可能な適当なチャネルが存在し得るにもかかわらず、選択されたプリアンブル・シグネチャに対応するパケット・チャネルへのアクセスを拒否され得ることである。これは、移動局１１０が、チャネルが使えるようになるのを待つのに大幅な時間を費やすという事態を、特にトラフィック負荷が大きい時に、起こりやすくする。
【００２２】
本発明に係るシステムにおいて、上記問題は、基地局１００がアクセス・アクノレッジメント２０６若しくは競争解決アクノレッジメント２１０を送信するのと同時にパケット・チャネルの割当を知らせることができるようにすることによって、軽減される。上記割当の伝達は、アクノレッジメント２０６、２１０の一部を形成してもよく、好ましくは同じチャネライゼーション・コードで同時に送信されてもよい。図４に図示される本発明の別の実施形態において、基地局１００は、要求されるチャネルが空いているか否かを移動局１１０がアクセスをリクエストする前に判断できるようにするために、更にパケット・チャネル使用可能性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ；ＡＶ）メッセージ４０２を送信する。このような方法は、我々の同時係属英国特許出願第９９２１５４８．５号（我々の参照番号：ＰＨＢ３４３９０）においてより詳細に開示されている。
【００２３】
図５を用いて、本発明のより細部を説明する。図５は、移動局１１０へのランダム・アクセス・チャネルの割当を向上させるための本発明に係る方法をまとめたフローチャートである。該方法は、工程５０２から、ランダム・アクセス・パケット・チャネルで送信すべきデータを有する移動局１１０と共に開始する。移動局１１０は、工程５０４において、空きチャネル及びビットレートに関する情報を与えるＡＶメッセージ４０２を受信する。該メッセージ用に考えられるフォーマットの一つは、０ｋｂｐｓ、６０ｋｂｐｓ、１２０ｋｂｐｓ、２４０ｋｂｐｓ、４８０ｋｂｐｓ、９６０ｋｂｐｓ、及び１９２０ｋｂｐｓの中から使用可能な最速のビットレートを表し、１０ｍｓフレーム毎に送信される３ビットワードである。特にＵＭＴＳに適用される場合にこのメッセージ用に便利な配置は、例えばフレーム毎に使用されない１２ビットを有するページング指示チャネル（ＰＩＣＨ）などの、チャネル内の他に使用されていない部分である。ＰＩＣＨと同じチャネライゼーション・コードを有し、ＰＩＣＨにおける使用されないビットによって開けられたスペースだけを占める物理チャネル内でもよい。
【００２４】
移動局１１０は、工程５０６において、要求されるビットレートが使用可能であるか否か判断する。使用可能ビットレートが零（ゼロ）の場合、又は、移動局１１０が使用可能ビットレートが充分でないと判断する場合、処理は工程５０４から再スタートする。使用可能ビットレートが充分である場合、移動局１１０は、処理を先に進め得る。先へ進む前に、移動局１１０は、複数の移動局１１０が同じリソースが空いているという判断を同時にした場合の過剰な衝突の確率を減らすために、好ましくは一フレームまでの短いランダム・バックオフ区間の間待機するようにしてもよい。
【００２５】
処理を先に進める場合、移動局１１０は、（現在使用可能な最大値以下である）ビットレートを選択し、送信電力を最小電力レベルに設定する。該電力レベルは、通常、移動局１１０が基地局１００のより近くにいる別の移動局１１０と比較して不利益を被らないように、開ループ電力制御を用いる移動局１１０によって決定される。次いで、移動局１１０は、工程５０８において、選択されたビットレートに対応するシグネチャを用いてエンコードされたアクセス・プリアンブル２０２を送信する。使用可能シグネチャはそれぞれ、パケット・チャネル用のビットレートの一及び対応するＰＣＣＨにマッピングされている。使用可能シグネチャ群、及びシグネチャとビットレートとのマッピングは、例えば基地局１００から定期的に配信されてもよい。要求されるビットレートに対応する使用可能シグネチャが複数ある場合、移動局１１０は、そのうちの一つをランダムに選択する。
【００２６】
次いで、移動局１１０は、工程５１０において、基地局１００からアクノレッジメント２０６を受信したか否かを判断する。アクノレッジメントが受信されていない場合、移動局１１０は工程５１２において送信電力を上げ、工程５０８へ戻る。アクノレッジメントが受信されている場合、移動局１１０は、工程５１４において、アクノレッジメントが正か負かを判断する。正であれば、処理を継続し、負であれば、移動局１１０はランダム・バックオフ区間の間待機し、工程５０４へ戻る。
【００２７】
次に、移動局１１０は、工程５１６において、ランダムに選択されたシグネチャを用いて競争解決プリアンブル２０８を送信する。基地局１００は、最大で１つの競争解決プリアンブル２０８を承認（acknowledge）し、同時に、ＰＣＣＨ２１２用のチャネライゼーション・コードとアップリンク・パケット・チャネル用のスクランブリング・コードとを示す。１６個のシグネチャ及びそれらのインバースの選択によって、一つのコード・ワードで１６個までの異なるプリアンブル・シグネチャを承認することが可能であり、同時に、１６個までの異なるチャネライゼーション・コードの一つを表す別のコード・ワードを送ることも可能である。シグネチャ及びそのインバースを同時に送信することが必要になる状況を回避するために、シグネチャは２つの群に分割される。第一群及びそのインバースは、アクノレッジメント２１０用に用いられ、第二群及びそのインバースはチャネル割当用に用いられる。
【００２８】
最後に、移動局１１０は、工程５１８において、競争解決アクノレッジメント２１０を基地局１００から受信した否かを判定する。競争解決アクノレッジメント２１０が受信されていた場合、移動局１１０は、送信処理を先に進めることができ、工程５２０において、割り当てられたチャネルを用いてデータ・パケット２１４を送信し、ランダム・バックオフ期間待機し、工程５０４へ戻る。この場合、基地局１００によって承認されたことが明らかと成った原プリアンブル２０２と同じレベルに設定された送信電力を維持することが移動局１１０にとって好ましい。
【００２９】
上記説明した本発明に係る方法は、多くの利点を有する。上り回線のビットレートのいかなる組み合わせも使用することが（基地局１００の能力、若しくはパケット・チャネルに割り当てられたリソースの限界の範囲内で）可能であるため、システムの柔軟性が向上する。既知のシステムにおいてこの柔軟性を実現するためには、ブロードキャスト・パラメータの頻繁な更新が必要となる。チャネル割当と同時に競争解決アクノレッジメント２１０を送信することは、使用可能なチャネルのほとんどが使用中であるにもかかわらず移動局１１０がパケット・チャネルへのアクセスを得ることができる可能性を増やすだけでなく、遅延を最小化す。
【００３０】
競争解決に使用可能なシグネチャ群が限定されたものであっても、２以上の競争解決プリアンブル２０８及び対応するアクノレッジメント２１０を送信することを含む段階的処理を用いることが可能である。継続的なプリアンブル２０８用のシグネチャは、同じシグネチャ群若しくは別のシグネチャ群から選択され得る。このような処理は、我々の同時係属英国出願第９９１４９２６．２号（我々の参照番号：ＰＨＢ３４３５２）に記載されている。この場合、チャネル割当情報は、競争解決段階間で分割され得る。その際、アクセス・アクノレッジメント２０６と共有されてもよい。別の方法として、チャネル割当情報は、各アクノレッジメント２０６、２１０において繰り返されてもよい。
【００３１】
パケット・チャネル使用可能性メッセージ４０２は、各フレームにおいて３ビットを用いるのみであり、高負荷時の下り回線送信における節約を考えるととても低いオーバヘッドである。各フレームにつき１度更新するという頻度は、下り回線オーバヘッドと遅延との間の妥当な妥協点である。なぜなら、送信全体での遅延（通常は数フレーム分）はデータ・パケット２１４を送信するために掛かる時間によって決定されるからである。移動局１１０が適当なリソースが使用可能であるという指示を有するまで送信することを試みるのを防ぐことによって、干渉は最小化され、移動局１１０は電力を節約できる。これらの改良は、高負荷状況下でのパケット・チャネル全体のスループットを増やす。
【００３２】
使用可能性メッセージ４０２を有する代わりに、移動局１１０はどのパケット・チャネルが空きそうかを判断するために、システム動作を監視するようにしてもよい。しかし、これは移動局１１０に送信前に長期間監視することを要求するものであり、得られる情報は完全に信頼できるものではない。よって、低いオーバヘッドを用いる使用可能性メッセージ４０２が好ましい。
【００３３】
上記説明したように、パケット送信に用いられる物理チャネルに対応付けられたパラメータ（例えば、ビットレート、上り及び下り回線用スクランブリング及びチャネライゼーション・コード）は、上り回線において送信されたプリアンブル・シグネチャを参照することによって決定され得る。別の向上として、これらのパラメータはプリアンブル送信用のタイムスロットを部分的に若しくは全体的に参照して決定され得る。よって、マッピングは、プリアンブル・シグネチャ群（及び／若しくはタイムスロット）と、システムによって移動局１１０用に割り当てられた対応する物理チャネル群との間で定義され得る。上記のような一又は複数のマッピングを表す情報は、基地局１００によってブロードキャストされ得る。
【００３４】
下記の用いられ得るマッピングは、区別され得る。
（ａ）１つのシグネチャ → １つの物理チャネル
（ｂ）複数のシグネチャ → １つの物理チャネル
（ｃ）複数のシグネチャ → 複数の物理チャネル
（ｄ）１つのシグネチャ → 複数の物理チャネル
（ａ）及び（ｂ）の場合、物理チャネルはシグネチャによって１つに定まる。よって、チャネル割当メッセージは不要である。
【００３５】
（ｃ）及び（ｄ）の場合、いずれの物理チャネルが移動局によって用いられるべきかを示すために、チャネル割当メッセージは必要である。これらの場合において、ビットレートは一マッピング内ですべての物理チャネルに対して同じであることを要求するなどの簡素化する制約を更に加えることも可能である。
【００３６】
別の拡張として、いかなる関連した実施制約の下であってもシグネチャと物理チャネルとの間のマッピングのあらゆる組み合わせを許容することは、配置におけるより柔軟な柔軟性を提供する。一例として、下記マッピングは一システム構成において定義され得る。
シグネチャ１ → チャネル１、ビットレート：４８０ｋｂｐｓ
シグネチャ２ → チャネル２、ビットレート：４８０ｋｂｐｓ
シグネチャ３及び４ → チャネル３、ビットレート：２４０ｋｂｐｓ
シグネチャ５及び６ → チャネル４、５、６、及び７、ビットレート：６０ｋｂｐｓ
シグネチャ７ → チャネル８及び９、ビットレート：１２０ｋｂｐｓ
上記説明したように、チャネル割当メッセージは、移動局１１０によるシグネチャの選択が物理チャネルを一義的に決定しない場合にのみ必要となる。マッピングを相互排他的なチャネル群に対して制限する必要はない。そこで、所定の物理チャネルは一つ以上のマッピングを経由してアクセスされてもよい。一例として、このようなことを行うことには必ずしも明白な実益は無いが、新しいシグネチャ８からチャネル６へのマッピングを加えてもよい。更なる改良として、同じ下り回線チャネライゼーション・コードが１つ以上のビットレートをサポートするために用いられてもよい。即ち、上り回線ビットレート及び下り回線チャネライゼーション・コードは、１つ以上のチャネルによって使用され得る（但し、同時にではない）。
【００３７】
ステータス又は使用可能性情報がブロードキャストされた場合、該情報は、対応するチャネルのいずれが使用可能であるかを各マッピングについて表し得る。上記例では、５つのマッピングを表すために５ビット必要になる。別の方法として、各チャネルの使用可能性を送信するようにしてもよい。この場合、９チャネルに対して９ビット必要となる。更に別の方法として、使用可能な最高ビットレートを表すようにしてもよい。この場合、５つのビットレートに対して３ビット必要となる。
【００３８】
上記述べたように本発明をＦＤＤシステムに適用するのと同様に、本発明は他の種類の通信システムにおいても適用され得る。例えば、上り回線の送信が下り回線の送信とは異なるタイムスロットで行われる時分割多重（ＴＤＭＡ）方式においても使用可能である。
【００３９】
上記述べた実施形態は、パケット送信に関する。しかし、同じ原理はデータ送信用に設定された回路を有するシステムに対しても等しく適用され得る。
【００４０】
本開示を読めば、当業者には他の変形例も明らかであろう。そのような変形例は、無線通信システム及びその構成部品の設計、製造、及び使用において既に知られ、本明細書で既に説明された機能の代わり若しくは加えて使用され得る機能を含み得る。本願において請求項は機能の特定の組み合わせに対して作成されたものであるが、本願の開示の範囲は、いずれの請求項において現在請求されているのと同じ発明であってもなくても、本発明と同じ技術的課題の一部若しくは全部を緩和するものであってもなくても、明示若しくは暗示若しくはそれらの一般化によってここに開示された新規な機能若しくは新規な機能の組み合わせを含み得ることは明らかである。この結果、本願は、上記のような機能、及び／若しくは、本発明の又はそこから引き出されるあらゆる別の適用の実施中の機能の組み合わせに対して、新しい請求項を作成し得ることを示している。
【００４１】
本明細書及び請求項において、要素に先立つ「ａ」若しくは「ａｎ」という語は、そのような要素が複数個存在する場合を除外しない。更に、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（有する、含む）」という語は、リストアップされた以外の要素若しくは工程の存在を除外しない。
【００４２】
（産業上の適用性）
本発明は、例えばＵＭＴＳなどの無線通信システムの範囲に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線通信システムの概略ブロック図である。
【図２】 基本的なランダム・アクセス・パケット・チャネル案を図示する図である。
【図３】 １６個のプリアンブル・シグネチャから成る一つの考え得るシグネチャ群を示す表である。
【図４】 パケット・チャネル使用可能性メッセージを有する強化されたランダム・アクセス・パケット・チャネル案を図示する図である。
【図５】 本発明に従ってランダム・アクセス・パケット・チャネルの割当を改善する方法を図示するフローチャートである。
（技術分野）
本発明は、第二局から第一局へのデータ伝送用ランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムに関し、特に上記システムにおいて用いられる第一及び第二局と、上記システムの作動方法とに関する。本明細書は、特に新たなユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＵＭＴＳ）を参照してシステムの説明をしているが、説明される技術は他の移動無線システムにおいても等しく適用可能であることは明らかである。本明細書において、ランダム・アクセス・チャネルという語は、ランダム・アクセス伝送が行われる論理チャネルを指し、通常は複数の独立した物理チャネルから成る。
【０００２】
（背景技術）
ランダム・アクセス・チャネルは、無線通信システムの一般的な要素であり、移動局が基地局に短いメッセージを送るのを可能にする。例えば、移動局に電源が入れられた時に基地局に信号を送ったり、移動局が呼接続を許可されない時に基地局にデータ・パケットを送信したり、移動局が用いるリソースの割当を基地局にリクエストしたりすることに用いられる。
【０００３】
移動局が実際に呼接続されていない時にしばしば基地局へのデータ・パケットを送信しなければならないシステムにおいて、標準的なランダム・アクセス・チャネルと同様の特性を有し、但し移動局から基地局への小さい若しくは中間サイズのパケット伝送用のランダム・アクセス・パケット・チャネルを設けることは有益である。
【０００４】
ＵＭＴＳに向けて開発された上記スキームの一実施形態においては、移動局が使用可能な多数のランダム・アクセス・パケット・チャネルが用意される。移動局によって送信される１つのパケット・チャネルへのアクセス要求は、パケット・チャネルの一に対応するランダムに選択されたシグネチャを用いてエンコードされる。チャネルが使用可能であれば、基地局はリクエストした移動局にそれを割り当てる。
【０００５】
シグネチャのランダムな選択によって、移動局は他に使用可能な適当なチャネルが存在する場合であっても、その選択されたパケット・チャネルへのアクセスを拒否され得る。この問題は、移動局にとって、干渉の増加や容量ロスと同様の致命的な遅延を生じさせ得る。
【０００６】
（発明の開示）
本発明の目的は、改善されたランダム・アクセス・チャネルの移動局への割当を提供することである。
【０００７】
本発明の第一の態様によれば、第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムであって、前記第二局は、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを該リソースに対応した第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによってリクエストする手段を有し、前記第一局は、前記リクエストに対するレスポンスを送信する手段を有し、前記第二局は、次いで、第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信する手段を有し、前記第一局は、前記競争解決信号に対して別のレスポンスを送信する手段と、前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択する手段と、該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信する手段とを有する無線通信システムが提供される。
【０００８】
本発明の第二の態様によれば、第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第一局であって、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを要求する前記第二局からの第一のシグネチャでエンコードされた信号の送信を含むリクエストに対するレスポンスを送信する手段と、次いで第二局によって送信された第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号に対する別のレスポンスを送信する手段と、前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択する手段と、該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも１つと同時に送信する手段とを具備する第一局が提供される。
【０００９】
本発明の第三の態様によれば、第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第二局であって、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを該リソースに対応する第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによって要求する手段と、前記第一局からのレスポンスを受信し、次いで第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信する手段と、前記第一局から別のレスポンスを受信する手段と、前記第一局によって前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信されたチャネル割当信号からどのチャネルが割り当てられたのかを判断する手段とを具備する第二局が提供される。
【００１０】
本発明の第四の態様によれば、第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムを作動させる方法であって、前記第二局は、ランダム・アクセス・チャネル・リソースへのアクセスを該リソースに対応した第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによってリクエストし、前記第一局は、前記リクエストに対するレスポンスを送信し、前記第二局は、次いで、第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信し、前記第一局は、前記競争解決信号に対して別のレスポンスを送信し、前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択し、該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信する方法が提供される。
【００１１】
（本発明を実施するための態様）
ここで、添付図面を参照して、本発明の実施形態を、一例として、説明する。図面において同じ符番は対応する機能を表すのに用いられている。
【００１２】
図１において、無線通信システムは、第一局（基地局）１００と、複数の第二局（移動局）１１０とを有する。基地局１００は、マイクロコントローラ（μＣ）１０２と、アンテナ手段１０６に接続された通信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１０４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１０７と、ＰＳＴＮ若しくは他の適当な網との接続のための接続手段１０８とを有する。各移動局１１０は、マイクロコントローラ（μＣ）１１２と、アンテナ手段１１６に接続された通信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１１４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１１８とを有する。基地局１００から移動局１１０への通信は、下り回線チャネル１２２において行われ、移動局１１０から基地局１００への通信は上り回線チャネル１２４において行われる。
【００１３】
図２に、周波数分割多重システムにおいて作動するランダム・アクセス・パケット・チャネルの基本的なスキームを示す。図２において、上側が上り回線チャネル１２４であり、下側が下り回線チャネル１２２である。アクセス段階において、移動局１１０はまずプリアンブル（Ｐ）２０２を送信する。プリアンブル２０２は、１６個の使用可能なシグネチャ群の中からランダムに選択されたシグネチャによってエンコードされ、特定のアクセス・スロットにおいて、低い電力レベルで送信される。
【００１４】
シグネチャは、固有のビット・シーケンスによって変調されたスクランブリング・コード及びチャネライゼーション・コードによって特徴付けられる信号である。互いに直交するシグネチャ群は、互いに直交する変調用ビット・シーケンス群を定義することによって得ることができる。上記シグネチャ群の一例を図３に示す。このシグネチャ群は、１６個のシグネチャＰ０〜Ｐ１５を有する。各シグネチャＰｉは、それぞれがＡ若しくは−Ａである１６個の複素シンボルＳを有する。ここで、Ａ＝１＋ｊとする。各シグネチャのインバースは、Ａ及び−Ａを入れ替えることによって得られる。シグネチャ及びそれらのインバースは、すべて互いに直交する。
【００１５】
異シグネチャ群は、スクランブリング・コード若しくはチャネライゼーション・コード（即ち物理チャネル）を変えることによって、又は、互いに直交する異ビット・シーケンス群を用いることによって、得ることができる。別の方法として、厳密な直交性は無いが低い相互相関を有するように、より大きいシグネチャ群を定義する方法もある。本明細書では１６個のシグネチャから成るシグネチャ群について述べるが、異なるシグネチャ数を有するシグネチャ群を用いる他の実施例も可能である。
【００１６】
この基本的なスキームにおいて、アクセス・プリアンブル２０２をエンコードするためのプリアンブル・シグネチャの選択は、移動局１１０によってリクエストされる物理チャネルを決定し、各プリアンブル・シグネチャは、数の限られた上り回線及び下り回線チャネルに対応している。基地局１００は、プリアンブルを正確に受信及びデコードすると、プリアンブル・アクノレッジメント（Ａ）２０６を送信する。図２に示す例において、第一のプリアンブル２０２が送信された後、アクノレッジメント用に割り当てられた（通常１ｍｓの長さであろう）スロット２０４においてアクノレッジメントが返されていない。よって、移動局１１０は、別のプリアンブルをより高い電力レベルで送信する。スロット２０４において、再びアクノレッジメントが受信されなかったため、移動局１１０は、別のプリアンブル２０２を更に高い電力レベルで送信する。該プリアンブルは基地局１００によって受信及びデコードされ、基地局１００はアクノレッジメント２０６を送信する。これによってアクセス段階は完了する。
【００１７】
移動局１１０にそのプリアンブル２０２が受信されたことを知らせるだけでなく、アクノレッジメント２０６は、正であればリクエストしたチャネルが空いていることを知らせ、負であればリクエストしたチャネルが拒否されたことを移動局に知らせる。負のアクノレッジメント（ＮＡＣＫ）は、基地局１００が（基準信号若しくはパイロット信号に対して）シグネチャの位相を反転させることによって示され得る。別の方法としては、基地局１００によってアクノレッジメント用に用いられているシグネチャがＮＡＣＫとしても用いられるようにすることが考えられる。
【００１８】
基地局１００は、各アクセス・スロットに対してアクノレッジメントを一つだけ送信するが、プリアンブル２０２は数多く送信される。選択の一つの基準は、最も高い電力で受かったプリアンブル２０２を承認するようにすることである。複数のプリアンブル２０２が送信されても、各プリアンブルが異なるシグネチャによってエンコードされていれば、各移動局１１０は、そのプリアンブル２０２が正しく受信されたか否かを知ることができる。しかし、複数の移動局１１０が同じシグネチャを選択し、よってそのプリアンブル２０２が受信されたと信じてしまう可能性もある。これらの移動局１１０がそれぞれデータの送信を開始すると、衝突を来たし、いずれのデータも正確に受信されない結果となるであろう。
【００１９】
これが起きる確率を減らすために、リクエストされたチャネルが空いていることを示すアクノレッジメント２０６の送信後、競争解決（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）段階が始まる。ここで、基地局１００によって承認されたシグネチャに対応するシグネチャによってエンコードされたプリアンブル２０２を送信した各移動局１１０は、更に、競争解決プリアンブル（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｅａｍｂｌｅ；ＣＰ）２０８を送信する。このプリアンブル２０８は、１６個の使用可能なシグネチャから成る別のシグネチャ群からランダムに選択されたシグネチャによってエンコードされる。該別のシグネチャ群は、アクセス・プリアンブル２０２に用いられるシグネチャ群と異なる（ビット・シーケンス、スクランブリング・コード、若しくはチャネライゼーション・コードのいずれかが変えられたことによる）シグネチャ群でもよく、アクセス段階と競争解決段階とで共有されるシグネチャ群であってもよい。次いで、基地局１００は、例えば最も高い電力で受かった、選択されたプリアンブル２０８に対応する競争解決アクノレッジメント（ＣＡ）２１０を発行する。アクノレッジメント２１０は、移動局１１０をデータ送信可能にする。従って、複数の移動局が同じアクセス・プリアンブル２０２を選択した場合であっても、競争解決プリアンブル２０８も同じものが選択される可能性は低い。
【００２０】
この競争解決段階の後、基地局１００は、物理制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ；ＰＣＣＨ）２１２の送信を開始する。物理制御チャネル２１２は、移動局１１０に、必要に応じて送信電力を調整するように指示する電力制御情報を含む。そして、移動局１１０は、通常はプリアンブル送信に用いられたのと異なる物理チャネル上の割り当てられたパケット・チャネルを用いて、一若しくは複数のデータ・パケット（ＰＫＴ）２１４を送信する。ＰＣＣＨ２１２は、データ２１４の送信と同時に開始してもよく、データ送信の前に閉ループ電力制御が確立されるくらい十分に先行して開始してもよい。
【００２１】
上記説明した基本スキーム固有の問題は、移動局１１０が、他に使用可能な適当なチャネルが存在し得るにもかかわらず、選択されたプリアンブル・シグネチャに対応するパケット・チャネルへのアクセスを拒否され得ることである。これは、移動局１１０が、チャネルが使えるようになるのを待つのに大幅な時間を費やすという事態を、特にトラフィック負荷が大きい時に、起こりやすくする。
【００２２】
本発明に係るシステムにおいて、上記問題は、基地局１００がアクセス・アクノレッジメント２０６若しくは競争解決アクノレッジメント２１０を送信するのと同時にパケット・チャネルの割当を知らせることができるようにすることによって、軽減される。上記割当の伝達は、アクノレッジメント２０６、２１０の一部を形成してもよく、好ましくは同じチャネライゼーション・コードで同時に送信されてもよい。図４に図示される本発明の別の実施形態において、基地局１００は、要求されるチャネルが空いているか否かを移動局１１０がアクセスをリクエストする前に判断できるようにするために、更にパケット・チャネル使用可能性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ；ＡＶ）メッセージ４０２を送信する。このような方法は、我々の同時係属英国特許出願第９９２１５４８．５号（我々の参照番号：ＰＨＢ３４３９０）においてより詳細に開示されている。
【００２３】
図５を用いて、本発明のより細部を説明する。図５は、移動局１１０へのランダム・アクセス・チャネルの割当を向上させるための本発明に係る方法をまとめたフローチャートである。該方法は、工程５０２から、ランダム・アクセス・パケット・チャネルで送信すべきデータを有する移動局１１０と共に開始する。移動局１１０は、工程５０４において、空きチャネル及びビットレートに関する情報を与えるＡＶメッセージ４０２を受信する。該メッセージ用に考えられるフォーマットの一つは、０ｋｂｐｓ、６０ｋｂｐｓ、１２０ｋｂｐｓ、２４０ｋｂｐｓ、４８０ｋｂｐｓ、９６０ｋｂｐｓ、及び１９２０ｋｂｐｓの中から使用可能な最速のビットレートを表し、１０ｍｓフレーム毎に送信される３ビットワードである。特にＵＭＴＳに適用される場合にこのメッセージ用に便利な配置は、例えばフレーム毎に使用されない１２ビットを有するページング指示チャネル（ＰＩＣＨ）などの、チャネル内の他に使用されていない部分である。ＰＩＣＨと同じチャネライゼーション・コードを有し、ＰＩＣＨにおける使用されないビットによって開けられたスペースだけを占める物理チャネル内でもよい。
【００２４】
移動局１１０は、工程５０６において、要求されるビットレートが使用可能であるか否か判断する。使用可能ビットレートが零（ゼロ）の場合、又は、移動局１１０が使用可能ビットレートが充分でないと判断する場合、処理は工程５０４から再スタートする。使用可能ビットレートが充分である場合、移動局１１０は、処理を先に進め得る。先へ進む前に、移動局１１０は、複数の移動局１１０が同じリソースが空いているという判断を同時にした場合の過剰な衝突の確率を減らすために、好ましくは一フレームまでの短いランダム・バックオフ区間の間待機するようにしてもよい。
【００２５】
処理を先に進める場合、移動局１１０は、（現在使用可能な最大値以下である）ビットレートを選択し、送信電力を最小電力レベルに設定する。該電力レベルは、通常、移動局１１０が基地局１００のより近くにいる別の移動局１１０と比較して不利益を被らないように、開ループ電力制御を用いる移動局１１０によって決定される。次いで、移動局１１０は、工程５０８において、選択されたビットレートに対応するシグネチャを用いてエンコードされたアクセス・プリアンブル２０２を送信する。使用可能シグネチャはそれぞれ、パケット・チャネル用のビットレートの一及び対応するＰＣＣＨにマッピングされている。使用可能シグネチャ群、及びシグネチャとビットレートとのマッピングは、例えば基地局１００から定期的に配信されてもよい。要求されるビットレートに対応する使用可能シグネチャが複数ある場合、移動局１１０は、そのうちの一つをランダムに選択する。
【００２６】
次いで、移動局１１０は、工程５１０において、基地局１００からアクノレッジメント２０６を受信したか否かを判断する。アクノレッジメントが受信されていない場合、移動局１１０は工程５１２において送信電力を上げ、工程５０８へ戻る。アクノレッジメントが受信されている場合、移動局１１０は、工程５１４において、アクノレッジメントが正か負かを判断する。正であれば、処理を継続し、負であれば、移動局１１０はランダム・バックオフ区間の間待機し、工程５０４へ戻る。
【００２７】
次に、移動局１１０は、工程５１６において、ランダムに選択されたシグネチャを用いて競争解決プリアンブル２０８を送信する。基地局１００は、最大で１つの競争解決プリアンブル２０８を承認（acknowledge）し、同時に、ＰＣＣＨ２１２用のチャネライゼーション・コードとアップリンク・パケット・チャネル用のスクランブリング・コードとを示す。１６個のシグネチャ及びそれらのインバースの選択によって、一つのコード・ワードで１６個までの異なるプリアンブル・シグネチャを承認することが可能であり、同時に、１６個までの異なるチャネライゼーション・コードの一つを表す別のコード・ワードを送ることも可能である。シグネチャ及びそのインバースを同時に送信することが必要になる状況を回避するために、シグネチャは２つの群に分割される。第一群及びそのインバースは、アクノレッジメント２１０用に用いられ、第二群及びそのインバースはチャネル割当用に用いられる。
【００２８】
最後に、移動局１１０は、工程５１８において、競争解決アクノレッジメント２１０を基地局１００から受信した否かを判定する。競争解決アクノレッジメント２１０が受信されていた場合、移動局１１０は、送信処理を先に進めることができ、工程５２０において、割り当てられたチャネルを用いてデータ・パケット２１４を送信し、ランダム・バックオフ期間待機し、工程５０４へ戻る。この場合、基地局１００によって承認されたことが明らかと成った原プリアンブル２０２と同じレベルに設定された送信電力を維持することが移動局１１０にとって好ましい。
【００２９】
上記説明した本発明に係る方法は、多くの利点を有する。上り回線のビットレートのいかなる組み合わせも使用することが（基地局１００の能力、若しくはパケット・チャネルに割り当てられたリソースの限界の範囲内で）可能であるため、システムの柔軟性が向上する。既知のシステムにおいてこの柔軟性を実現するためには、ブロードキャスト・パラメータの頻繁な更新が必要となる。チャネル割当と同時に競争解決アクノレッジメント２１０を送信することは、使用可能なチャネルのほとんどが使用中であるにもかかわらず移動局１１０がパケット・チャネルへのアクセスを得ることができる可能性を増やすだけでなく、遅延を最小化す。
【００３０】
競争解決に使用可能なシグネチャ群が限定されたものであっても、２以上の競争解決プリアンブル２０８及び対応するアクノレッジメント２１０を送信することを含む段階的処理を用いることが可能である。継続的なプリアンブル２０８用のシグネチャは、同じシグネチャ群若しくは別のシグネチャ群から選択され得る。このような処理は、我々の同時係属英国出願第９９１４９２６．２号（我々の参照番号：ＰＨＢ３４３５２）に記載されている。この場合、チャネル割当情報は、競争解決段階間で分割され得る。その際、アクセス・アクノレッジメント２０６と共有されてもよい。別の方法として、チャネル割当情報は、各アクノレッジメント２０６、２１０において繰り返されてもよい。
【００３１】
パケット・チャネル使用可能性メッセージ４０２は、各フレームにおいて３ビットを用いるのみであり、高負荷時の下り回線送信における節約を考えるととても低いオーバヘッドである。各フレームにつき１度更新するという頻度は、下り回線オーバヘッドと遅延との間の妥当な妥協点である。なぜなら、送信全体での遅延（通常は数フレーム分）はデータ・パケット２１４を送信するために掛かる時間によって決定されるからである。移動局１１０が適当なリソースが使用可能であるという指示を有するまで送信することを試みるのを防ぐことによって、干渉は最小化され、移動局１１０は電力を節約できる。これらの改良は、高負荷状況下でのパケット・チャネル全体のスループットを増やす。
【００３２】
使用可能性メッセージ４０２を有する代わりに、移動局１１０はどのパケット・チャネルが空きそうかを判断するために、システム動作を監視するようにしてもよい。しかし、これは移動局１１０に送信前に長期間監視することを要求するものであり、得られる情報は完全に信頼できるものではない。よって、低いオーバヘッドを用いる使用可能性メッセージ４０２が好ましい。
【００３３】
上記説明したように、パケット送信に用いられる物理チャネルに対応付けられたパラメータ（例えば、ビットレート、上り及び下り回線用スクランブリング及びチャネライゼーション・コード）は、上り回線において送信されたプリアンブル・シグネチャを参照することによって決定され得る。別の向上として、これらのパラメータはプリアンブル送信用のタイムスロットを部分的に若しくは全体的に参照して決定され得る。よって、マッピングは、プリアンブル・シグネチャ群（及び／若しくはタイムスロット）と、システムによって移動局１１０用に割り当てられた対応する物理チャネル群との間で定義され得る。上記のような一又は複数のマッピングを表す情報は、基地局１００によってブロードキャストされ得る。
【００３４】
下記の用いられ得るマッピングは、区別され得る。
（ａ）１つのシグネチャ → １つの物理チャネル
（ｂ）複数のシグネチャ → １つの物理チャネル
（ｃ）複数のシグネチャ → 複数の物理チャネル
（ｄ）１つのシグネチャ → 複数の物理チャネル
（ａ）及び（ｂ）の場合、物理チャネルはシグネチャによって１つに定まる。よって、チャネル割当メッセージは不要である。
【００３５】
（ｃ）及び（ｄ）の場合、いずれの物理チャネルが移動局によって用いられるべきかを示すために、チャネル割当メッセージは必要である。これらの場合において、ビットレートは一マッピング内ですべての物理チャネルに対して同じであることを要求するなどの簡素化する制約を更に加えることも可能である。
【００３６】
別の拡張として、いかなる関連した実施制約の下であってもシグネチャと物理チャネルとの間のマッピングのあらゆる組み合わせを許容することは、配置におけるより柔軟な柔軟性を提供する。一例として、下記マッピングは一システム構成において定義され得る。
シグネチャ１ → チャネル１、ビットレート：４８０ｋｂｐｓ
シグネチャ２ → チャネル２、ビットレート：４８０ｋｂｐｓ
シグネチャ３及び４ → チャネル３、ビットレート：２４０ｋｂｐｓ
シグネチャ５及び６ → チャネル４、５、６、及び７、ビットレート：６０ｋｂｐｓ
シグネチャ７ → チャネル８及び９、ビットレート：１２０ｋｂｐｓ
上記説明したように、チャネル割当メッセージは、移動局１１０によるシグネチャの選択が物理チャネルを一義的に決定しない場合にのみ必要となる。マッピングを相互排他的なチャネル群に対して制限する必要はない。そこで、所定の物理チャネルは一つ以上のマッピングを経由してアクセスされてもよい。一例として、このようなことを行うことには必ずしも明白な実益は無いが、新しいシグネチャ８からチャネル６へのマッピングを加えてもよい。更なる改良として、同じ下り回線チャネライゼーション・コードが１つ以上のビットレートをサポートするために用いられてもよい。即ち、上り回線ビットレート及び下り回線チャネライゼーション・コードは、１つ以上のチャネルによって使用され得る（但し、同時にではない）。
【００３７】
ステータス又は使用可能性情報がブロードキャストされた場合、該情報は、対応するチャネルのいずれが使用可能であるかを各マッピングについて表し得る。上記例では、５つのマッピングを表すために５ビット必要になる。別の方法として、各チャネルの使用可能性を送信するようにしてもよい。この場合、９チャネルに対して９ビット必要となる。更に別の方法として、使用可能な最高ビットレートを表すようにしてもよい。この場合、５つのビットレートに対して３ビット必要となる。
【００３８】
上記述べたように本発明をＦＤＤシステムに適用するのと同様に、本発明は他の種類の通信システムにおいても適用され得る。例えば、上り回線の送信が下り回線の送信とは異なるタイムスロットで行われる時分割多重（ＴＤＭＡ）方式においても使用可能である。
【００３９】
上記述べた実施形態は、パケット送信に関する。しかし、同じ原理はデータ送信用に設定された回路を有するシステムに対しても等しく適用され得る。
【００４０】
本開示を読めば、当業者には他の変形例も明らかであろう。そのような変形例は、無線通信システム及びその構成部品の設計、製造、及び使用において既に知られ、本明細書で既に説明された機能の代わり若しくは加えて使用され得る機能を含み得る。本願において請求項は機能の特定の組み合わせに対して作成されたものであるが、本願の開示の範囲は、いずれの請求項において現在請求されているのと同じ発明であってもなくても、本発明と同じ技術的課題の一部若しくは全部を緩和するものであってもなくても、明示若しくは暗示若しくはそれらの一般化によってここに開示された新規な機能若しくは新規な機能の組み合わせを含み得ることは明らかである。この結果、本願は、上記のような機能、及び／若しくは、本発明の又はそこから引き出されるあらゆる別の適用の実施中の機能の組み合わせに対して、新しい請求項を作成し得ることを示している。
【００４１】
本明細書及び請求項において、要素に先立つ「ａ」若しくは「ａｎ」という語は、そのような要素が複数個存在する場合を除外しない。更に、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（有する、含む）」という語は、リストアップされた以外の要素若しくは工程の存在を除外しない。
【００４２】
（産業上の適用性）
本発明は、例えばＵＭＴＳなどの無線通信システムの範囲に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線通信システムの概略ブロック図である。
【図２】 基本的なランダム・アクセス・パケット・チャネル案を図示する図である。
【図３】 １６個のプリアンブル・シグネチャから成る一つの考え得るシグネチャ群を示す表である。
【図４】 パケット・チャネル使用可能性メッセージを有する強化されたランダム・アクセス・パケット・チャネル案を図示する図である。
【図５】 本発明に従ってランダム・アクセス・パケット・チャネルの割当を改善する方法を図示するフローチャートである。
Claims (16)
- 第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムであって、
前記第二局は、
ランダム・アクセス・チャネルへのアクセスを第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによってリクエストする手段を有し、
前記第一局は、
前記リクエストに対するレスポンスを送信する手段を有し、
前記第二局は、
前記レスポンスの受信に応じて、ランダムに選択された第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信する手段を有し、
前記第一局は、
前記競争解決信号に対して別のレスポンスを送信する手段と、
前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択する手段と、
該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信する手段とを有する無線通信システム。 - 請求項１記載のシステムであって、
前記ランダム・アクセス・チャネルは、パケット・データ送信用であることを特徴とするシステム。 - 第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第一局であって、
ランダム・アクセス・チャネルへのアクセスを要求する前記第二局からの第一のシグネチャでエンコードされた信号の送信を含むリクエストに対するレスポンスを送信する手段と、
前記レスポンスの受信に応じて第二局によって送信された、ランダムに選択された第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号に対する別のレスポンスを送信する手段と、
前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択する手段と、
該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも１つと同時に送信する手段とを具備する第一局。 - 請求項３記載の第一局であって、
前記第二局によって送信された別の競争解決信号に対する別のレスポンスを送信する手段を具備することを特徴とする第一局。 - 請求項３又は４記載の第一局であって、
前記レスポンスの各々と同時に前記チャネル割当信号を送信する手段を具備することを特徴とする第一局。 - 請求項３又は４記載の第一局であって、
前記チャネル割当信号を複数の部分に分割する手段と、
前記部分の各々を、前記レスポンスのうちの対応する一のレスポンスと同時に送信する手段とを具備することを特徴とする第一局。 - 請求項３乃至６のいずれか一記載の第一局であって、
前記チャネル割当信号を前記レスポンス若しくは前記各レスポンスの一部として含める手段を具備することを特徴とする第一局。 - 請求項３乃至７のいずれか一記載の第一局であって、
前記ランダム・アクセス・チャネルにおいて使用可能な最高データ・レートをあらわすランダム・アクセス・チャネル・ステータス・メッセージを送信する手段を具備することを特徴とする第一局。 - 第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第二局であって、
ランダム・アクセス・チャネルへのアクセスを第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによって要求する手段と、
前記要求に応答して前記第一局から送信されたレスポンスを受信し、当該レスポンスに応じて、ランダムに選択された第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信する手段と、
前記競争解決信号に応答して前記第一局から送信された別のレスポンスを受信する手段と、
前記第一局によって前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信されたチャネル割当信号から、どのランダム・アクセス・チャネルが割り当てられたのかを特定する手段とを具備する第二局。 - 請求項９記載の第二局であって、ランダム・アクセス・チャネルの使用可能性を表すランダム・アクセス・チャネル・ステータス・メッセージを前記第一局から受信する手段と、
最初のデータ送信前に、前記ステータス・メッセージを用いて前記チャネル割当信号をチェックする手段とを具備することを特徴とする第二局。 - 第二局から第一局へのデータ送信用のランダム・アクセス・チャネルを有する無線通信システムを作動させる方法であって、
前記第二局は、
ランダム・アクセス・チャネルへのアクセスを第一のシグネチャでエンコードされた信号を送信することによってリクエストし、
前記第一局は、
前記リクエストに対するレスポンスを送信し、
前記第二局は、
前記レスポンスに応じて、ランダムに選択された第二のシグネチャでエンコードされた競争解決信号を送信し、
前記第一局は、
前記競争解決信号に対して別のレスポンスを送信し、
前記第二局にアクセスが許可されるランダム・アクセス・チャネルを選択し、
該チャネルを特定するチャネル割当信号を前記レスポンスのうちの少なくとも一つと同時に送信する各工程を含む方法。 - 請求項１１記載の方法であって、
前記第二局は、
別の競争解決信号を送信し、
前記第一局は、
別のレスポンスを送信することを特徴とする方法。 - 請求項１１又は１２記載の方法であって、
前記第一局は、
前記レスポンスの各々と同時に前記チャネル割当信号を送信することを特徴とする方法。 - 請求項１１又は１２記載の方法であって、
前記第一局は、
前記チャネル割当信号を複数の部分に分割し、
前記部分の各々を、前記レスポンスのうちの対応する一のレスポンスと同時に送信することを特徴とする方法。 - 請求項１１乃至１４のいずれか一記載の方法であって、
前記第一局は、
前記チャネル割当信号を前記レスポンス若しくは前記各レスポンスの一部として含めることを特徴とする方法。 - 請求項１１乃至１５のいずれか一記載の方法であって、
前記第一局は、
前記ランダム・アクセス・チャネルにおいて使用可能な最高データ・レートをあらわすランダム・アクセス・チャネル・ステータス・メッセージを送信することを特徴とする方法。
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