JP4611965B2 - ランダムアクセス制御方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、ベーストランシーバステーション及び移動ステーションを含む移動通信ネットワーク、例えば、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム）のようなＷＣＤＭＡ（ワイドバンドコード分割多重アクセス）システムの無線アクセスネットワークにおいて、ランダムアクセスを遂行するための方法及びシステムに係る。

ＷＣＤＭＡは、ＵＭＴＳの対帯域に対する無線技術として選択されている。従って、ＷＣＤＭＡは、第３世代のワイドエリア移動通信に対する共通の無線技術標準である。
ＷＣＤＭＡシステムでは、ランダムアクセスがランダムアクセスバーストのスロット式アロハ送信に基づくような高速で且つ効率的なランダムアクセス手順が定義されている。バーストは、プリアンブル部分を含み、セル特有のプリアンブルコードを使用して、移動ステーションによりランダムにピックアップされたプリアンブルシーケンスが送信される。このプリアンブルシーケンスは、受信器において整合フィルタを使用して検出され、そしてＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャンネル）メッセージ部分に使用されるチャンネル化コード（ショートコード）を定義するコードツリーのサブセットを特定する。

特に、移動ステーションとベーストランシーバステーションとの間のランダムアクセス通信がアップリンクＰＲＡＣＨ（物理的ランダムアクセスチャンネル）及びダウンリンクＡＩＣＨ（獲得指示チャンネル）によって確立され、ここで、ＰＲＡＣＨは、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャンネル）を搬送し、これを通して移動ステーションがベーストランシーバステーションと通信する。移動ステーションは、例えば、スピーチ接続のために専用チャンネルを開始したいとき又は送信されるべき幾つかのパケットデータを有するときに、ＲＡＣＨを経てベーストランシーバステーションへランダムアクセスメッセージを送信する。ベーストランシーバステーションは、ＲＡＣＨプリアンブル符号の確認をＡＩＣＨを経て移動ステーションへ送信し、これに基づいてＲＡＣＨメッセージ送信がスタートされる。

しかしながら、ＷＣＤＭＡシステムの共通の提案においては、考えられる全てのＰＲＡＣＨ及びＡＩＣＨアクセススロットのサブセットしか使用されず、これがＲＡＣＨの容量を制限する。これは、特に、ネットワーク負荷が高い場合には望ましくない。

更に、ＰＲＡＣＨ及びＡＩＣＨのアクセススロットの数は少ない。プリアンブル及び獲得指示子（ＡＩ）は、３つ目又は４つ目ごとのアクセススロットに送信され、ＲＡＣＨ受信に割り当てられるべきハードウェアリソースの量は少ない。容量が限定された単一のＰＲＡＣＨがランダムアクセス手順にとって充分でない場合には、ベーストランシーバステーションのセル当り多数のＰＲＡＣＨ及びＡＩＣＨチャンネルを構成しなければならない。これは、望ましくないほど複雑なランダムアクセス手順を招く。

それ故、本発明の目的は、ランダムアクセスチャンネルをより柔軟に使用できるようにするランダムアクセス方法及びシステムを提供することである。

この目的は、ベーストランシーバステーション及び複数の移動ステーションを有する移動通信ネットワーク内でランダムアクセスを遂行するための方法において、許容アップリンクアクセススロットを定義するパラメータをベーストランシーバステーションから移動ステーションへ送信し、上記パラメータに基づき移動ステーションにおいて上記許容アップリンクアクセススロットを決定し、そしてこの決定された許容アップリンクアクセススロットの少なくとも１つを使用して、ベーストランシーバステーションへのランダムアクセスオペレーションを行うという段階を含む方法によって達成される。

更に、上記目的は、移動通信ネットワーク内でランダムアクセスを遂行するためのシステムにおいて、許容アップリンクアクセススロットを定義するパラメータを送信するように構成されたネットワーク要素と、上記送信されたパラメータを受信し、その受信したパラメータに基づいて上記許容アップリンクアクセススロットを決定し、そしてその決定された許容アップリンクアクセススロットの少なくとも１つを使用して、ベーストランシーバステーションへのランダムアクセスを遂行するように構成された複数の移動ステーションとを備えたシステムによって達成される。

更に、上記目的は、複数の移動ステーションを備えた移動通信ネットワークのためのネットワーク要素において、ランダムアクセスオペレーションを遂行するための許容アップリンクアクセススロットを定義するパラメータを設定するための設定手段と、上記パラメータを複数の移動ステーションに送信するための送信手段とを備えたネットワーク要素によって達成される。

更に、上記目的は、ランダムアクセスオペレーションを許す少なくとも１つのネットワーク要素を有する移動通信ネットワークのための移動ステーションにおいて、上記ネットワーク要素からランダムアクセスオペレーションのための許容アップリンクアクセススロットを定義するパラメータを受信する受信手段と、その受信したパラメータに基づいて上記許容アップリンクアクセススロットを決定するための決定手段と、その決定された許容アップリンクアクセススロットの少なくとも１つを使用してネットワーク要素へランダムアクセスメッセージを送信するための送信手段とを備えた移動ステーションによって達成される。

従って、ランダムアクセスチャンネルの許容アクセススロットを定義して移動ステーションへシグナリングすることができる。同じアルゴリズムを移動ステーション及びベーストランシーバステーションにより使用し、送信又は受信を実行できるアクセススロットを、要求されたパラメータに基づいて決定することができる。従って、許容アクセススロットの数をネットワークにより定義することができ、そしてランダムアクセスメッセージ負荷又はハードウェアパラメータに基づいて動的に変化させることもできる。

本発明によれば、ランダムアクセスチャンネルの許容アクセススロットの数は、ランダムアクセス通信の要件に厳密に一致するように構成することができる。ネットワークが許容アクセススロットを定義するので、許容アクセススロットの数を判断するときにはベーストランシーバステーションのハードウェアリソースを考慮に入れることができる。各プリアンブル送信に対するアップリンクアクセススロットの選択をランダムなものとし、プリアンブルの衝突を減少することができる。ランダムアクセスチャンネルに対する許容アクセススロットの数はネットワーク特有の変数であるから、ランダムアクセス受信及び送信に割り当てねばならないベーストランシーバステーションリソースの量は動的に変化し得る。

好ましくは、ＷＣＤＭＡシステムのＢＣＨチャンネルのようなブロードキャストチャンネルを経てパラメータが送信される。ランダムアクセスは、ＰＲＡＣＨアップリンクチャンネル及びＡＩＣＨダウンリンクチャンネルを経て行うことができる。

パラメータは、移動通信ネットワークの使用可能なアクセススロットのサブセットを定義する。このサブセットは、ベーストランシーバステーションから移動ステーションへ送信される別のパラメータによって決定されてもよく、この場合に、別のパラメータは、アップリンクアクセススロットの送信タイミングを定義するタイミングパラメータである。又、別のパラメータは、ブロードキャストチャンネルを経て送信されてもよい。好ましくは、パラメータのビット数を、他のパラメータに基づいて変更してもよい。

プリアンブル符号又は獲得指示の送信は、パラメータの値に基づいてディスエイブルされる。

更に、許容アップリンクアクセススロットのインデックスは、パラメータの値と、アップリンクアクセススロットを送信するのに使用されるフレームのフレーム番号とに基づいて計算される。この場合に、パラメータは、その計算されたインデックスに加算されるべきオフセットを決定する。

許容ダウンリンクスロットは、受信したアップリンクスロットのインデックスに所定値を加算することにより決定される。この場合に、所定値は、アップリンクスロットの送信タイミングを定義するタイミングパラメータに依存する。

或いは又、許容アップリンクアクセススロットのインデックスは、アップリンクアクセススロットを送信するのに使用されるフレームのフレーム番号に関わりなく、パラメータの値に基づいて決定されてもよい。

更に、パラメータの２進構成が、パラメータの他の値に対して得られる計算されたインデックスの組み合わせを決定することもでき、この場合に、他の値は、２進構成の２進重みに対応する。

ベーストランシーバステーションは、ブロードキャストチャンネルを経てパラメータを送信するように構成された送信手段を備えている。

更に、設定手段は、ランダムアクセスオペレーションにおいてアップリンクアクセススロットの送信タイミングを定義するタイミングパラメータ値に基づいてパラメータを設定するように構成される。

更に、移動ステーションの決定手段は、受信したパラメータ及びタイミングパラメータに基づいて許容アップリンクアクセススロットを決定するように構成される。特に、決定手段は、受信したパラメータの値と、アップリンクアクセススロットを送信するのに使用されるフレームのフレーム番号とに基づいて許容アップリンクアクセススロットのインデックスを計算するように構成される。或いは又、決定手段は、アップリンクアクセススロットを送信するのに使用されるフレームのフレーム番号に関わりなく、パラメータの値に基づいて許容アップリンクアクセススロットのインデックスを決定するように構成されてもよい。

好ましくは、決定手段により決定された許容アクセススロットから、上記ランダムアクセスメッセージのプリアンブルを送信するのに使用されるアップリンクアクセススロットをランダムに選択するための選択手段が移動ステーションに設けられる。この場合に、所定数のアクセススロットだけ離れて次々のプリアンブルが送信される。この所定数は、上記受信手段により受信されるタイミングパラメータに依存する。或いは又、選択手段は、プリアンブルを送信する必要があるときにいつでもランダム選択を遂行するように構成されてもよい。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明による方法及びシステムの好ましい実施形態を、ＷＣＤＭＡシステムに基づいて以下に説明する。

移動ステーションＭＳがＰＲＡＣＨチャンネルに送信を開始できる前に、ベーストランシーバステーションＢＴＳからブロードキャストチャンネルＣＢＨを経てブロードキャストされたメッセージをデコードすることによって多数のパラメータを獲得することが必要である。特に、ＭＳは、ＰＲＡＣＨ及びＡＩＣＨチャンネルの使用可能なアクセススロットと、ＡＩＣＨ送信タイミングパラメータＴ_AICHとを知る必要がある。これらパラメータは、ＰＲＡＣＨ受信及びＡＩＣＨ送信を形成できるように、ＢＴＳの層１トランシーバでも知られねばならない。

本発明の好ましい実施形態によれば、ＭＳ又はＢＴＳは、ＢＣＨを経て送信されたパラメータＡに基づいて使用可能なアクセススロットを導出することができる。従って、許容アクセススロットは、パラメータＡ及びＴ_AICHに基づいて定義される。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、即ち許容アクセススロットは、パラメータＡのみに基づいて定義されてもよい。

許容アクセススロットがＭＳにおいて決定された後に、ＭＳは、プリアンブル符号が送信されるアクセススロットを選択する。

［第１の例］
図１は、ランダムアクセスチャンネルの考えられるタイミング構成の第１例を示す。この場合に、ランダムアクセスチャンネルの無線フレームは、１０ｍｓの長さを有し、ここで、アップリンク及びダウンリンクの両アクセススロットは、１．２５ｍｓの長さを有し、各無線フレームは、ランダムアクセスオペレーションに対して許容できる８個のアクセススロットを含む。各アップリンクアクセススロットに対し、それに対応するダウンリンクアクセススロットが設けられる。プリアンブル及びＡＩは、アップリンク及びダウンリンクアクセススロットと各々時間整列して送信される。アップリンクアクセススロットは、それに対応するダウンリンクアクセススロットより特定時間周期だけ前に送信される。この時間周期は、Ｔ_AICH＝０及びＴ_AICH＝１に対して各々１．７５ｍｓ又は３ｍｓに等しい。

しかしながら、本発明は、上記タイミングに限定されるものではない。以下に述べる第２例によれば、１５アクセススロット／２０ｍｓのような他のタイミング機構も実施できる。

ＲＡＣＨメッセージは、Ｔ_AICHの値に基づいて、最後に送信されたプリアンブルより３又は４個のアクセススロットだけ後で送信することができる。ＭＳから見て、アップリンク及びダウンリンクのアクセススロット間のタイミングオフセットは、０．５ｍｓに等しい。それ故、アクセススロットは、アップリンク方向の方がダウンリンク方向に比して、０．５ｍｓ早くスタートする。

図１を参照すれば、各フレームＦのアクセススロットがインデックス０ないし７で示され、そして無線フレームＦは、０ないし（Ｎ_F−１）と番号付けされ、ここで、Ｎ_Fは、使用可能な無線フレームインデックスの数を示す。例えば、１５アクセススロット／２０ｍｓの上記別のケース（図示せず）では、アクセススロットが０ないし１４で示される。

一般に、Ｎ_Fは、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）のようなスイッチング手段において選択合成を行い得るに充分な大きさの整数でなければならない。これは、Ｎ_Fが次の条件を満足する場合に達成することができる。
（Ｎ_F−１）モジュロ３＝２、及び
（Ｎ_F／２−１）モジュロ４＝３

図２は、本発明の好ましい実施形態によるＢＴＳ１０及びＭＳ２０の原理的ブロック図である。

ＢＴＳ１０は、対応する無線チャンネルを経てＭＳ２０との間でメッセージをやり取りするためのトランシーバ（ＴＲＸ）１１を備えている。更に、ＢＴＳ１０は、パラメータＡ及びタイミングパラメータＴ_AICHのようなランダムアクセスパラメータを設定するパラメータ設定ユニット１４を備えている。この設定は、ＢＴＳ１０によって制御されるか、又は移動ネットワークから受信される外部コマンドに基づいて制御される。

パラメータ設定ユニット１４は、ＢＣＨ及びＡＩＣＨチャンネルを経てランダムアクセスオペレーションを行うに必要な信号処理を遂行するためのランダムアクセス（ＲＡＣ）制御ユニット１５に接続される。パラメータ設定ユニット１４から受信したパラメータに基づいて、ＲＡＣ制御ユニット１５は、それに対応するブロードキャストメッセージをＴＲＸ１１へ供給し、ＴＲＸ１１は、ＢＴＳ１０により制御される対応無線セルに位置するＭＳにそのブロードキャストメッセージを送信する。

更に、ＲＡＣ制御ユニット１５は、交換機１３に接続され、これにより、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）のような別のネットワーク要素への接続を確立して、例えば、パラメータ設定ユニット１４を外部から制御するための制御コマンドを受信することができる。

ＢＴＳ１０がＰＲＡＣＨチャンネルを経てＭＳ２０からランダムアクセスメッセージを受信する場合には、ＴＲＸ１１は、その受信したメッセージをスロット決定ユニット１２へ供給し、該ユニット１２は、パラメータＡ及びＴ_AICHにより定義された許容アクセススロットからＭＳ２０により選択されたアップリンクアクセススロットのインデックスを検出するように構成される。受信したアップリンクアクセススロットの検出されたインデックスに基づき、スロット決定ユニット１２は、ＭＳ２０に応答メッセージを送信するのに使用されるべきＡＩＣＨチャンネルの許容ダウンリンクスロットのインデックスを決定する。許容ダウンリンクアクセススロットのインデックスの決定は、以下に述べるアルゴリズムに基づいて実行される。

更に、スロット決定ユニット１２は、受信したランダムアクセスメッセージをネットワークへ供給するために交換機１３に接続される。

ＭＳ２０は、対応する無線チャンネルを経てメッセージを送信及び受信するためのＴＲＸ２１を備えている。このＴＲＸ２１は、パラメータ抽出ユニット２２に接続され、ここで、パラメータＡ及びパラメータＴ_AICHのようなランダムアクセスパラメータがＢＣＨチャンネルから抽出される。抽出されたパラメータはスロット決定ユニット２３に供給され、これは、パラメータＴ_AICHの値に依存する以下に述べる規定のアルゴリズムに基づいて許容アップリンクアクセススロットを決定するように構成される。決定された許容アクセススロットは、スロット選択ユニット２４に送られ、ここで、少なくとも１つの所望のアップリンクアクセススロットが選択される。アップリンクアクセススロットは、決定された許容アクセススロットに基づいてランダムに選択される。選択が行われると、パラメータＴ_AICHの値に基づいて３つ又は４つのアクセススロットだけ離れて次々のプリアンブルが送信される。

或いは又、ＭＳ２０は、決定された許容アクセススロットのサブセットを定義する数値をランダムに選択し、これを使用して、ランダムアクセスメッセージを送信するようにしてもよい。

選択されたアクセススロットのインデックスは、ランダムアクセス（ＲＡＣ）制御ユニット２５に供給され、該ユニットは、ＰＲＡＣＨチャンネルを経てランダムアクセスオペレーションを行うのに必要な信号処理を遂行するように構成される。ＲＡＣ制御ユニット２５は、Ｉ／Ｏユニット２７から信号処理ユニット２６を経てＴＲＸ２１へ供給される情報に基づいてランダムアクセスメッセージを発生し、これは、ＰＲＡＣＨチャンネルを経てＢＴＳ１０へ送信される。信号処理ユニット２６は、ＲＡＣ制御ユニット２５とＩ／Ｏユニット２７との間で交換される入力又は出力信号の所要基本帯域シグナリングを遂行するために設けられている。

次いで、図３及び４を参照し、パラメータＡ及びＴ_AICHに基づいて許容アップリンク及びダウンリンクアクセススロットを決定するためにスロット決定ユニット２３及びＲＡＣ制御ユニット１５によって使用されるアルゴリズムについて説明する。

上述したように、各無線フレームＦは、０≦ａ≦７である各インデックスａを各々有する８つのアクセススロットを含む。無線フレームＦのインデックスは、０ないし（Ｎ_F−１）の範囲である。或いは又、２０ｍｓのフレームΓを形成する２つの連続する無線フレーム２・Ｆ及び２・Ｆ＋１が、１５個のアクセススロット、即ち０≦ａ≦１４を含んでもよい。

最初に、ネットワーク、例えば、ＢＴＳ１０は、カバーされた無線エリア内に位置する移動ステーションに、パラメータＴ_AICH及びＡをＢＣＨチャンネルに送信することによりＰＲＡＣＨ及びＡＩＣＨチャンネルの使用可能なアクセススロットを通知し、ここで、パラメータＴ_AICHは、０又は１に等しい。Ｔ_AICH＝０の場合には、Ａの値が０と７との間にある（即ち、０≦Ａ≦７、又は２進表示では０００≦Ａ≦１１１）。Ｔ_AICHの値が１に等しい場合には、パラメータＡの値が０と１５との間である（即ち、０≦Ａ≦１５、又は２進表示では００００≦Ａ≦１１１１）。

好ましい実施形態によれば、パラメータＡの２進表示の各ビットは、許容アクセススロットのセットに対してアクセススロットのサブセットを包含するか又は除外するかを指示する。

図３は、パラメータＴ_AICHの値が０に等しい場合に、パラメータＡ及びフレームインデックスＦに基づいてアクセススロットの許容サブセットを示すテーブルである。

Ａが０（２進表示では０００）に等しい場合には、プリアンブル符号即ちＡＩの送信が全てのアクセススロットにおいて禁止され即ちディスエイブルされる。というのは、２進表示の各ビットが０だからである。
Ａが１（２進表示では００１）に等しいときには、いかなる無線フレームＦにおける許容アップリンクアクセススロットのインデックスも次の式で得られる。
ｉ＝３・Ｎ＋（Ｆモジュロ３）
但し、０≦Ｎ≦２であり、Ｎは整数であり、ｉは許容アクセススロットのインデックスを示し、０ないし７の範囲内のインデックスをもつアクセススロットだけが有効である。上記式に基づき、図３のテーブルの欄Ａ＝１に示された値が得られる。

パラメータＡの各ビットは、アクセススロットのサブセットの包含又は除外を指示するので、サブセットは、２進表示の２進重みを反映するＡ＝１（００１）、Ａ＝２（０１０）及びＡ＝４（１００）によって定義される。

基本的に、Ａ＝２に対するサブセットは、Ａ＝１に対するサブセットのインデックスを１だけ増加することにより得られ、ここで、値８が削除されそして値０として次の無線フレームＦ＋１へ転送される。同様に、Ａ＝４に対する許容アクセススロットのサブセットは、Ａ＝２に対するサブセットから、そのインデックスを１だけ増加しそして得られた値８を値０としてその後の無線フレームに転送することにより得られる。従って、基本的サブセット（Ａ＝１）に加算されるオフセットは、パラメータＡの値によって決定される。

パラメータＡの残りの値に対する許容アクセススロットの他のセットは、パラメータＡの２進表示のビット値に基づいて図３のテーブルに示されたサブセットの各々を加算することにより決定できる。例えば、パラメータＡが、２進表示１１１を有する７に等しく、従って、全ての２進重みを含む場合には、Ａ＝１、Ａ＝２及びＡ＝４に対する全てのサブセットが、許容アクセススロットのセットに含まれ、これは、最大許容スロット数を生じさせる。更に、Ａが、２進表示１０１を有する５に等しい場合には、Ａ＝１及びＡ＝４で定義されたサブセットが加算されて、許容アクセススロットのセットが得られ、等々となる。

以下、アクセススロットのインデックスを対（Ｆ、ａ）で表わし、ここで、Ｆ（０≦Ｆ≦（Ｎ_F−１））は、フレームインデックスを表わし、そしてａ（０≦ａ≦７）は、アクセススロットインデックス（フレームＦ内）を表わす。例えば、図３に示すＡ＝１及びＦ＝０の場合の許容アクセススロットを、（０、０）、（０、３）及び（０、６）として表わすことができる。

（Ｆ¹ _u、ａ¹ _u）₀は、Ａ＝１及びＴ_AICH＝０に対するアップリンクアクセススロットを表わす。ＢＴＳ１０のスロット決定ユニット１２によって決定される対応ダウンリンクアクセススロットは、（Ｆ¹ _d、ａ¹ _d）₀により与えられ、ここで、８個のアクセススロット／無線フレームの上記ケースでは、Ｆ¹ _d＝（Ｆ¹ _u＋ａ¹ _d／８）モジュロＮ_F及びａ¹ _d＝（ａ¹ _u＋１）モジュロ８である。Ｆ¹ _dの式において、"／"は、整数の除算即ち裁断を意味する。従って、一般に、ダウンリンクアクセススロットは、Ａ＝ｘ及びＴ_AICH＝０の場合、（Ｆ^x _d、ａ^x _d）₀＝（Ｆ^x _u、ａ^x _u）₀＋１によって与えられる。

従って、Ａが２（２進表示で０１０）に等しいときに、許容アップリンクアクセススロットは、（Ｆ² _u、ａ² _u）₀＝（Ｆ¹ _u、ａ¹ _u）₀＋１により定義される。同様に、（Ｆ⁴ _u、ａ⁴ _u）₀＝（Ｆ² _u、ａ² _u）₀＋１である。

フレームインデックスＦに対するモジュロ３演算のために、許容アクセススロットは、３つの連続する無線フレームにわたって変更される。その理由は、ＰＲＡＣＨアクセススロットタイミングのサイクルが３０ｍｓで、３つの無線フレームに対応するからである。

図４は、Ｔ_AICHの値が１の場合に許容アクセススロットとパラメータＡとの関係を示すテーブルである。

この場合に、許容アクセススロットは、いかなる無線フレームにおいても等しく、即ちフレームインデックスＦに関わりなく決定が実行される。これは、ＰＲＡＣＨアクセススロットタイミングのサイクルが、Ｔ_AICH＝１の場合に１無線フレームであるためである。
Ｔ_AICH＝１のときには、パラメータＡが０ないし１５の範囲であり、即ち２進表示に４ビットを含む。それ故、許容アクセススロットの４つの異なるセットが定義され、ここで、パラメータＡの各ビットは、許容アクセススロットの対応セットを包含するか除外するかを指示する。

Ａが０（２進表示で００００）に等しいときには、プリアンブル符号又はＡＩの送信が全てのアクセススロットにおいて禁止される。

Ａが１（２進表示で０００１）に等しいときには、許容アクセススロットのインデックスがいかなるＦの値に対しても０及び４である。Ａが２（２進表示で００１０）に等しいときには、許容アクセススロットのインデックスがいかなるＦの値に対しても１及び５である。Ａが４（０１００）及び８（１０００）に等しいときには、許容アクセススロットのインデックスがいかなるＦの値に対しても各々２、６及び３、７である。

パラメータＡの他の値に対するインデックスは、Ｔ_AICH＝０の場合と同様にＡの２進表示におけるビットコンステレーションに基づいて決定される。従って、Ａ＝１５（２進表示で１１１１）の場合には、使用可能な全てのスロットが許される。

一般的に、許容ダウンリンクアクセススロットは、Ａ＝ｘ及びＴ_AICH＝１の場合に、（Ｆ^x _d、ａ^x _d）₁＝（Ｆ^x _u、ａ^x _u）₁＋２によって決定される。従って、基本的に、ダウンリンクアクセススロットのインデックスは、アップリンクアクセススロットのインデックスを２だけ増加することにより得られる。

従って、許容ＰＲＡＣＨアップリンクアクセススロット及びＡＩＣＨダウンリンクアクセススロットの数は、ＢＴＳ１０におけるランダムアクセス通信又はハードウェアリソースの要求に基づいて構成することができる。

［第２の例］
好ましい実施形態の第２例によれば、２０ｍｓごとに１５個のアクセススロットが与えられ、ここで、２つの連続する無線フレーム２・Ｆ及び２・Ｆ＋１（０≦Ｆ≦（Ｎ_F／２−１））は、各々インデックスａを有する１５個のＰＲＡＣＨ又はＡＩＣＨアクセススロットを含む。ここで、０≦ａ≦１５である。ここに示すケースでは、２つの連続する無線フレーム２・Ｆ及び２・Ｆ＋１が、長さ２０ｍｓのＰＲＡＣＨ又はＡＩＣＨフレームを示すΓによって表わされる。従って、Γは、ほぼ１．３３ｍｓ（２０ｍｓ／１５）の長さを有する１５個のアクセススロットを含む。フレームインデックスΓは、０ないし（Ｎ_F／２−１）の範囲である。

図５は、Ｔ_AICHの値が０の場合に許容アクセススロットとパラメータＡとの間の関係を示すテーブルである。

Ｔ_AICH＝０、即ち０≦Ａ≦７の場合には、Ａが０（２進表示で０００）に等しければ、プリアンブル符号即ちＡＩの送信が全てのアクセススロットにおいて禁止される。

Ａが１（２進表示で００１）に等しいときには、許容アクセススロットが０、３、６、９及び１２であり、即ちいかなるΓに対しても（Γ¹ _u、０）₀、（Γ¹ _u、３）₀、（Γ¹ _u、６）₀、（Γ¹ _u、９）₀及び（Γ¹ _u、１２）₀である。というのは、ＰＲＡＣＨアクセススロットタイミングのサイクルが１無線フレームだからである。

Ａが２（２進表示で０１０）に等しいときには、使用可能な全てのアクセススロット（Γ¹ _u、ａ¹ _u）₀に対して（Γ¹ _u、ａ¹ _u）₀＋１により許容アクセススロット（Γ² _u、ａ² _u）₀が得られ、即ち許容アクセススロットインデックスは、１、４、７、１０及び１３である。ここで、（Γ¹、ａ¹）＝（Γ、ａ）＋１は、Γ¹＝（Γ＋ａ¹／１５）モジュロＮ_F／２及びａ¹＝（ａ＋１）モジュロ１５によって定義される。従って、許容アクセススロットは、いかなるΓに対しても、（Γ² _u、１）₀、（Γ² _u、４）₀、（Γ² _u、７）₀、（Γ² _u、１０）₀及び（Γ² _u、１３）₀である。

同様に、Ａが４（２進表示で１００）に等しいときには、許容アクセススロットインデックスは、２、５、８、１１及び１４となる。というのは、（Γ⁴ _u、ａ⁴ _u）₀＝（Γ² _u、ａ² _u）₀＋１だからである。

一般的に、ダウンリンクアクセススロットは、（Γ^x _d、ａ^x _d）₀＝（Γ^x _u、ａ^x _u）₀＋１から得られる。

図６は、パラメータＴ_AICHの値が１に等しい場合にパラメータＡ及びフレームインデックスΓに基づくアクセススロットの許容サブセットを示すテーブルである。
Ｔ_AICH＝１、即ち０≦Ａ≦１５の場合にも、Ａが０（２進表示で０００）に等しい限り、プリアンブル符号即ちＡＩの送信が全てのアクセススロットにおいて禁止される。

Ａが１（２進表示で０００１）に等しいときには、いかなるフレームΓに対する許容アクセススロットインデックスも次の式から得られる。
ｉ＝４・Ｎ＋（Γモジュロ４）
但し、０≦Ｎ≦３であり、Ｎは整数であり、ｉは許容アクセススロットのインデックスを表わし、そして０ないし１４の範囲内のインデックスを有するアクセススロットだけが有効である。

Ａが２、４又は８に等しいときには、許容アクセススロットが（Γ²ⁿ _u、ａ²ⁿ _u）₁＝（Γⁿ _u、ａⁿ _u）₁＋１から得られる。従って、Ａ＝２の場合のアクセススロットインデックスは、Ａ＝１の場合に得られるインデックスから計算することができ、等々となる。
一般的に、ダウンリンクアクセススロットは、（Γ^x _d、ａ^x _d）₁＝（Γ^x _u、ａ^x _u）₁＋２から得られる。

又、第２の例でも、図５及び６のテーブルに示されたサブセットを、第１の例で述べたように、残りのパラメータ値の各２進表示のビット値に基づいて合成（加算）することにより、パラメータＡの他の値に対して許容アクセススロットのセットが決定されることに注意されたい。

ＭＳ２０のスロット選択ユニット２４による１つ又は複数のアクセススロットの選択について以下に詳細に説明する。

スロット選択ユニット２４は、例えば、第１又は第２の例で述べたアルゴリズムの１つに基づきスロット決定ユニット２３により決定された許容アップリンクアクセススロットの１つをランダムに選択するように構成される。選択が行われると、Ｔ_AICHの値に基づき３つ又は４つのアクセススロットだけ離れて（プリアンブル対プリアンブルタイミング）次々のプリアンブルが送信される。それ故、ＭＳ２０は、ＭＳ２０により使用されるアクセススロットのサブセットを定義する数値ｘをランダムにピックアップする。Ｔ_AICH＝０及びＴ_AICH＝１の場合には、ｘの値がセット｛１、２、４｝及び｛１、２、４、８｝から各々取り上げられる。次いで、選択されたアップリンクアクセススロットは、全て（Ｆ^x _u、ａ^x _u）又は（Γ^x _u、ａ^x _u）によって各々定義される。

或いは又、ＭＳ２０のスロット選択ユニット２４は、プリアンブル符号を送信する必要があるときに許容アップリンクアクセススロットをランダムに選択するように構成されてもよい。アクセススロットが選択されると、ＰＲＡＣＨ及びＡＩＣＨタイミングに従うようにされる。それ故、プリアンブル符号を送信する必要があるたびに、ＭＳ２０のスロット選択ユニット２４は、（Ｔ_AICHの値に基づいて）セット｛１、２、４｝及び｛１、２、４、８｝から数値ｘをランダムに選択し、そして（Ｆ^x _u、ａ^x _u）又は（Γ^x _u、ａ^x _u）の次の許容アクセススロットを各々使用して送信を行う。この場合に、プリアンブル対プリアンブルタイミングは、ｘの値に基づいて３、４又は５つのアクセススロットとなる（Ｔ_AICH＝０の場合）。Ｔ_AICH＝１の場合には、プリアンブル対プリアンブルタイミングは、ｘの値に基づいて４、５、６又は７つのスロットとなる。

好ましい実施形態で説明したランダムアクセス方法及びシステムは、移動ターミナルと固定ネットワーク要素との間にランダムアクセス機能を有するいかなる無線ネットワークにも適用できることを指摘しておく。更に、ＭＳ２０及びＢＴＳ１０の個別ハードウェアユニットは、ＢＴＳ１０又はＭＳ２０に設けられたＣＰＵを制御する制御プログラムの対応するソフトウェア特徴と置き換えられてもよい。好ましい実施形態の上記説明及び添付図面は、本発明を例示するものに過ぎない。本発明の好ましい実施形態は、特許請求の範囲内で種々変更し得るものである。

要約すれば、本発明は、移動ステーションと、ベーストランシーバステーションのようなネットワーク要素との間でランダムアクセスオペレーションを実行するための方法及びシステムであって、ランダムアクセスチャンネルのための許容アクセススロットがネットワークによって定義されて移動ステーションへシグナリングされるような方法及びシステムに係る。許容アクセススロットの定義は、ベーストランシーバステーションにより設定されて移動ステーションへ送信されたパラメータに基づいて実行され、移動ステーションは、そのパラメータに基づいて許容アクセススロットを決定する。従って、許容アクセススロットの数は、ネットワークにより定義することができ、そしてランダムアクセスメッセージ負荷及びハードウェア要件に基づいて動的に変更することができる。

本発明の好ましい実施形態の第１例に基づいてランダムアクセスチャンネルに使用されるランダムアクセスタイミングを示す図である。 本発明の好ましい実施形態に基づくベーストランシーバステーション及び移動ステーションの原理的ブロック図である。 本発明の好ましい実施形態の第１例に基づき、許容アクセススロットと、無線フレームインデックスと、受信したパラメータとの間の関係を示すテーブルである。 本発明の好ましい実施形態の第１例に基づき、許容アクセススロットと、受信したパラメータとの間の関係を示すテーブルである。 本発明の好ましい実施形態の第２例に基づき、許容アクセススロットと、受信したパラメータとの間の関係を示すテーブルである。 本発明の好ましい実施形態の第２例に基づき、許容アクセススロットと、無線フレームインデックスと、受信したパラメータとの間の関係を示すテーブルである。

Claims (4)

1. ベーストランシーバステーション及び複数の移動ステーションを有する移動通信ネットワーク内でランダムアクセスを遂行するための方法において、
   ａ）上記ベーストランシーバステーションと移動ステーションとの間に使用される、物理的に存在する１つのランダムアクセスチャンネルの許容アクセススロットのセットを定義するパラメータを上記移動ステーションへ送信し、
   ｂ）上記パラメータに基づいて上記移動ステーションにおいて上記許容アクセススロットを決定し、そして
   ｃ）上記決定された許容アクセススロットの少なくとも１つを使用して、上記ベーストランシーバステーションへのランダムアクセスオペレーションを行う、という段階を含み、
   上記パラメータは、無線フレーム内のアクセススロット数より少ないビット数で、上記移動通信ネットワークの使用可能なアクセススロットのサブセットを定義することを特徴とする方法。
2. 移動通信ネットワーク内でランダムアクセスを遂行するためのシステムにおいて、
   ａ）物理的に存在する１つのランダムアクセスチャンネルの許容アクセススロットのセットを定義するパラメータを送信するように構成されたネットワーク要素(10)と、
   ｂ）上記送信されたパラメータを受信し、その受信したパラメータに基づいて上記許容アクセススロットを決定し、そしてその決定された許容アクセススロットの少なくとも１つを使用して、上記ネットワーク要素(10)へのランダムアクセスオペレーションを遂行するように構成された複数の移動ステーション(20)と、
   を備え、
   上記パラメータは、無線フレーム内のアクセススロット数より少ないビット数で、上記移動通信ネットワークの使用可能なアクセススロットのサブセットを定義することを特徴とするシステム。
3. 複数の移動ステーション(20)を備えた移動通信ネットワークのためのネットワーク要素において、
   ａ）ランダムアクセスオペレーションを遂行するための、物理的に存在する１つのランダムアクセスチャンネルの許容アクセススロットのセットを定義するパラメータを設定するための設定手段(14)と、
   ｂ）上記パラメータを上記複数の移動ステーション(20)に送信するための送信手段(11)と、
   を備え、
   上記パラメータは、無線フレーム内のアクセススロット数より少ないビット数で、上記移動通信ネットワークの使用可能なアクセススロットのサブセットを定義することを特徴とするネットワーク要素。
4. ランダムアクセスオペレーションを許す少なくとも１つのネットワーク要素(10)を有する移動通信ネットワークのための移動ステーションにおいて、
   ａ）上記ネットワーク要素(10)から上記ランダムアクセスオペレーションのための、物理的に存在する１つのランダムアクセスチャンネルの許容アクセススロットのセットを定義するパラメータを受信する受信手段(21)と、
   ｂ）上記受信したパラメータに基づいて上記許容アクセススロットを決定するための決定手段(23)と、
   ｃ）上記決定された許容アクセススロットの少なくとも１つを使用して、上記ネットワーク要素(10)へランダムアクセスメッセージを送信するための送信手段(21)と、
   を備え、
   上記パラメータは、無線フレーム内のアクセススロット数より少ないビット数で、上記移動通信ネットワークの使用可能なアクセススロットのサブセットを定義することを特徴とする移動ステーション。

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