JP4850383B2 - ボイスオーバーインターネットプロトコルパケット転送モードで使用されるｇｓｍｇｐｒｓ／ｅｄｇｅ移動局による高速アップリンクアクセスのための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明はＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムにおけるデータ伝送方法に関しする。より詳細には本発明は、指向型肯定応答を伴う間接的キャリア検知多重アクセス方式を使用する、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムにおけるアップリンクパケットデータ伝送の設定方法に関する。
【０００２】
（発明の背景）
移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）及び大域展開用増強データ方式（ＥＤＧＥ）は、ネットワーク資源を回線交換モードで使用せずに、端末相互間のパケット伝送モードでデータを送受信する能力をサービス加入者に可能とさせるものである。データ伝送特性が、ｉ）パケット式であり、ｉｉ）間欠的かつ非周期的であり、ｉｉｉ）例えば５００オクテット未満などの小さなデータ伝送量が頻繁に行われる可能性があり、又は、ｉｖ）数百キロバイトより多いなど大きなデータ伝送量が頻繁に行われない可能性がある場合には、ＧＰＲＳ，ＥＤＧＥによれば無線資源及びネットワーク資源は効率的に使用可能である。ユーザアプリケーションとしては、インターネットブラウザ、電子メールなどが挙げられる。
【０００３】
現在、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）のワイヤライン概念をサポートする欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）のＧＰＲＳ及びＥＤＧＥ仕様を更に開発する作業が進められている。この作業には、移動局がインターネット上の端点としてＶｏＩＰ発呼を終結かつ発信する機能が含まれる。ＧＰＲＳ及びＥＤＧＥに対する現在の定義はパケット交換無線環境及びパケット交換ネットワーク環境の両者の概念をサポートしている。即ちインターネットのパケット抽出は、無線資源の利用可能性とユーザデータの交換に対する要求とに基づき間欠的にアクセス可能な無線資源の形態のエアインタフェースに対して実行される。
【０００４】
図１は、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ無線環境における完全パケットデータ伝送の概略を示すブロック図である。図１に示されるように、無線環境におけるパケット交換は「一時的ブロックフロー」（ＴＢＦ）と称されるパケットデータ伝送１００の概念を用いて達成される。データ伝送接続確立段階１０２と、データ伝送段階１０４と、データ伝送切断段階１０６とを有した一時的ブロックフロー１００は、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ環境におけるデータ交換の基本単位とみなされる。結果として一時的ブロックフロー１００は概念的に、その３個の構成要素即ちデータ伝送接続設定段階１０２と、データ伝送段階１０４と、データ伝送切断段階１０６とが時間的に順次に生じていると考えられ得る。而してＧＰＲＳに対する一時的ブロックフローの設定に対する時間長は、変動するものであり、且つ、チャネル条件、無線資源の利用可能性、ネットワーク輻輳などに依存するものと理解される。
【０００５】
ＧＰＲＳ及びＥＤＧＥはユーザデータに基づきパケットを交換するという目的により特定されたが、データ交換の殆どに対するアプリケーションはリアルタイム的でない。ボイスオーバーＩＰはＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ領域に対して幾つかの難題を呈するが、そのひとつはアップリンク方向におけるデータ伝送能力の利用可能性である。例えば移動するＶｏＩＰユーザが電話に向かい話すときには、アップリンク方向で一時的ブロックフローが可及的に速やかに設定される必要がある。ところが、音声電話に対して一般的に受け入れられている１２５ｍｓの最大送受信反転遅延と比較した場合、ＧＰＲＳ及びＥＤＧＥがアップリンク一時的ブロックフローを設定するために必要ゴア売る時間は許容できない。更にＶｏＩＰ電話は、任意の所定の時点でそのとき搬送している情報の形式の知見を無線層が有し得るようにする他の機構の付加を必要とする。
【０００６】
より詳細には、データ伝送接続確立段階１０４に対して必要な時間長は過剰に長いことが判明しているため、例えばトランスポート層などの上位（ネットワーク）層で肯定応答を設定するために必要とされるデューティサイクル減少の関数として、往復送受反転時間及びスループットに関する問題が生ずる。
【０００７】
従って、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ環境において移動局がアップリンクパケットデータ伝送を更に迅速に設定し得る方法が必要とされている。
新しいものと確信される本発明の特徴は添付の請求項に詳細に示される。本発明ならびにその目的及び利点は、幾つかの図において同様の参照番号は同様の要素を特定する添付図面に関して以下の説明を参照すれば最適に理解され得る。
【０００８】
（好適実施例の詳細な説明）
本発明は、移動局が指向型肯定応答を伴う間接的キャリア検知多重アクセス（ＩＣＳＭＡ／ＤＡ）を使用することによって、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムで移動局がアップリンクパケットデータ伝送を更に迅速に設定し得る方法に関する。移動局には送信資源が使用されていないときが通知され、ダウンリンク転送が進展しているときにのみ資源に関する移動局の送信が可能となる。その後に媒体に対する移動局のアクセスを直接に肯定応答する。
【０００９】
図２は、本発明に係るＧＰＲＳシステムの概念図である。図２に示されるようにＧＰＲＳシステム２００は、インターネットアプリケーション２０４から基地局システム２０８を介して遠隔インターネットアプリケーション２０６へとパケットデータを送受信する移動局２０２を有する。図２では単一の基地局システム２０８及び移動局２０２が示されるが、ＧＰＲＳシステム２００は複数の基地局システム及び移動局を有してもよいことが理解される。移動局２０２は、基地局システム２０８から受信した信号通知メッセージと、トランスポート／ネットワーク層２１２を介してインターネットアプリケーション２０４から受信した信号とを処理するＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０を有する。ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層２１１を有すると共に、サブネットワークコンバージェンス／ダイバージェンスプロトコル（ＳＮＤＣＰ）及び論理リンク制御（ＬＬＣ）に対してヘッダオーバヘッドを付加する。プロトコル制御ユニット２１４は媒体アクセス制御層２１３を有し、基地局システム２０８に接続又は収容されて、トランスポート／ネットワーク層２１６を介して移動局２０２のＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０とインターネットアプリケーション２０６とに対してインタフェースとして機能する。インターネットトランスポート層２１２，２１６は、ストリーム指向ユーザデータをＴＣＰパケット化するトランスミッション制御プロトコル（ＴＣＰ）層２１８と、パケット化されたデータにアドレスを割当てるインターネットプロトコル（ＩＰ）層２２０とを有する。
【００１０】
図３は、ユーザデータストリームがＧＰＲＳシステムの特定の層を通過するときのユーザデータストリームの別例を示す概念図である。図３に示されるように、ユーザデータストリームがＧＰＲＳシステム２００を通過するときには無限長のユーザデータストリームが修正される。例えば図２，３に示されるようにユーザデータストリームがトランスミッション制御プロトコル層２１８及びＲＬＣ層を通過するときにデータストリームは、５３６オクテット長のペイロード２２４と、２０オクテット長のトランスミッション制御プロトコルヘッダパケット２２６とを有する。従ってＴＣＰパケット２２２は合計５５６オクテット長を与える。ＴＣＰパケット２２２が引き続きインターネットプロトコル層２２０を通過するとき、ＴＣＰパケット２２２に対しては付加的な２０オクテットのインターネットプロトコルヘッダ２２８が追加され、合計５７６オクテット長を有するＩＰパケット２３０を形成する。ＩＰパケット２３０に対しては付加的な４オクテットのＳＮＤＣＰヘッダ２３２が追加されることで合計５８０オクテット長のＳＮＤＣＰパケット２３４が形成され、且つ、ＳＮＤＣＰパケット２３４に対しては付加的な４オクテットの論理リンク制御ヘッダ２３６が追加されることで合計５８４オクテット長の論理リンク制御パケット２３８が形成される。結果として、上記ユーザデータストリームが論理リンク制御を抜けるとき、該データストリームは合計５８４オクテット長を有する。
【００１１】
次に、無線リンク制御は５８４オクテットの論理リンク制御パケット２３８を一定個数の無線リンク制御データブロックへと分割するが、その厳密な個数は用いられるチャネル符号化方式に依存する。例えばＣＳ−１チャネル符号化方式において必要とされる無線リンク制御ブロックの個数は（ＬＬＣフレーム長／ＲＬＣペイロード長）＋（ＬＬＣフレーム長 ＭＯＤ ＲＬＣペイロード長）に等しいが、これは５８４オクテットの論理リンク制御フレームに対しては３１個の無線リンク制御ブロックである。またＣＳ−２チャネル符号化方式において必要とされる無線リンク制御ブロックの個数は（ＬＬＣフレーム長／ＲＬＣペイロード長）＋（ＬＬＣフレーム長 ＭＯＤ ＲＬＣペイロード長）に等しいが、これは５８４オクテットの論理リンク制御フレームに対しては２１個の無線リンク制御ブロックである。
【００１２】
図４は、パケットデータチャネルの多重フレーム構造を示す概念図である。単一のタイムスロット転送に対して各々利用可能なブロック期間で送信される１個の無線リンク制御ブロックの完全なスケジュールを想定すると、正味のスループットは、一定個数の無線リンク制御データブロックを送信するに必要な時間の長さに基づいて算出され得る。図５に示されるようにパケットデータ制御チャネルは５２個のフレーム２６２と１２個のデータブロックＢ０〜Ｂ１１とを有する多重フレーム２６０として構成され、各データブロックＢ０〜Ｂ１１は４個の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）フレームを介して配信される。３個毎のデータブロックの後に設けられる「アイドル」もしくは「検索」フレーム２６４によれば移動局は、隣接セル信号測定、隣接セルに関する同期、同期状態の確認、干渉測定などを実施し得る。各データブロックＢ０〜Ｂ１１は４個のフレームから構成されるが、フレームの各々は４．６１５３８ミリ秒のフレーム期間ｆ及び１８．４６１６ミリ秒のブロック期間ｂを有する一方、各アイドルフレーム２６４はフレーム期間ｆ即ち４．６１５３８ミリ秒のアイドルフレーム期間Ｉを有する。パケットデータチャネルの多重フレーム２６０の構造の合計期間は２４０ミリ秒である。
【００１３】
一定個数Ｎ_ｂの無線リンク制御データブロックを送信するために必要な時間の長さＴ_Ｒは次の式を用いて計算される。
Ｔ_R ＝（Ｎ_b ×ｂ）＋（（Ｎ_b ／３）×ｆ） 式１
一方、正味データスループットＲd は次式を用いて計算される。
Ｒ_d ＝（ペイロードオクテット数／Ｔ_R ）×８ 式２
【００１４】
式１，２を用いると、ＣＳ−１符号化方式における論理リンク制御フレームにおける全ての無線リンク制御ブロック（即ち３１個のブロック）を送信するに必要な時間は、０．６１８４６２秒である。スループットは、ペイロードオクテットの個数（５８４）を、それら及びそれらのオーバヘッドを送信するために必要な時間（０．６１８４６２）で除算した商に８ビット／オクテットを乗算した積であり、７０００ビット／秒である。ＣＳ−１符号化方式のオーバヘッド解析に関し、スループットの理論値は約９，０５０ビット／秒である。スケジューリングのオーバヘッド、即ち連続ブロック毎のスケジューリングを妨げるアイドルフレームが存在するという事実により、実効スループットは４／５２だけ低下されて約８，８６１ビット／秒となる。また無線リンク制御ヘッダのオーバヘッド即ち３オクテット／ブロックによれば、実効スループットは３／２２だけ低下されて約７，６５２ビット／秒となる。更に４個のオクテットである論理リンク制御ヘッダのオーバヘッドによれば、実効スループットは４／５８４だけ低下されて約７，５９９ビット／秒となる。最後に、４個のオクテットであるＳＮＤＣＰヘッダのオーバヘッドによれば、実効スループットは４／５８０だけ低下されて約となり、且つ、インターネットプロトコル組即ちＴＣＰ及びＩＰヘッダのオーバヘッドによれば実効スループットは４０／５７６だけ低下されて約７，０００ビット／秒となる。
【００１５】
同様に、ＣＳ−２符号化方式における論理リンク制御フレームにおける全ての無線リンク制御ブロック（即ち２１個のブロック）を送信するに必要な時間は、０．４２秒である。スループットは、ペイロードオクテットの個数（５８４）を、それら及びそれらのオーバヘッドを送信するために必要な時間（０．４２）で除算した商に８ビット／オクテットを乗算した積であり、１０，２０９ビット／秒である。ＣＳ−２におけるチャネルに関するスループット理論値は、約１３，４００ビット／秒である。スケジューリングのオーバヘッド、即ち連続ブロック毎のスケジューリングを妨げるアイドルフレームが存在するという事実により、実効スループットは４／５２だけ低下されて約１２，３６９ビット／秒となる。また無線リンク制御ヘッダのオーバヘッド即ち３オクテット／ブロックによれば、実効スループットは３／３２だけ低下されて約１１，２０９ビット／秒となる。更に４個のオクテットである論理リンク制御ヘッダのオーバヘッドによれば、実効スループットは４／５８４だけ低下されて約１１，１３２ビット／秒となる。最後に、４個のオクテットであるＳＮＤＣＰヘッダのオーバヘッドによれば、実効スループットは４／５８０だけ低下されて約１１，０５５ビット／秒となり、且つ、インターネットプロトコル組即ちＴＣＰ及びＩＰヘッダのオーバヘッドによれば実効スループットは４０／５７６だけ低下されて約１０，２０９ビット／秒となる。
【００１６】
図５は、移動局とネットワークとの間で送信されるストリーム指向データのデータフロー図である。図２，５に示されるように、ダウンリンクを通してデータを送信するダウンリンク期間３００の間に遠隔インターネットアプリケーション２０６から移動局２０２へとストリーム指向データ２１３が送信されるとき、データはまずＴＣＰ層２１８にてパケットへと分割されると共にトランスポート／ネットワーク層２１６のＩＰ層２２０にてアドレスが与えられ、ＴＣＰ／ＩＰパケット３０２として基地局システム２０８のプロトコル制御ユニット２１４へと送信される。
【００１７】
図３，５に示されるようにダウンリンク期間３００の間にＴＣＰ／ＩＰパケット３０２は、論理リンク制御パケット２３８及びＳＮＤＣＰパケット２３４に関連するオーバヘッドを含み、ＴＣＰ／ＩＰパケット３０２毎に、対応する論理リンク制御パケット２３８及びＳＮＤＣＰパケット２３４も在ると仮定される。エアインタフェースを介した情報の送信に関連する動作は、カプセル化されたトランスポート／ネットワーク／ＳＮＤＣＰパケットの形態のユーザ情報を含む論理リンク制御フレームが基地局システム２０８のプロトコル制御ユニット２１４に進入したときに開始する。
【００１８】
図２，５に示されるように、移動局２０２がパケットアイドルモードにおいてネットワークにキャンプオンすると仮定すると、適切なときに基地局システム２０８は移動局２０２のＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０に対してパッケージページング要求２１５を送信することでダウンリンク設定期間２２４の設定シーケンスを開始する。これに応じ、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０からランダムアクセスバースト２１７を受信した後、プロトコル制御ユニット２１４は、例えばどのチャネル上で転送が生ずるか、転送がいつ開始するかなどの割当てのパラメータを詳述する即時割当てメッセージ２１９及びパケットダウンリンクメッセージ２２１を送信する。プロトコル制御ユニット２１４は、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０からパケット制御肯定応答メッセージ２２２を受信した後で、該ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０に対して一連の無線リンク制御データブロック２２６を送信する。
【００１９】
スケジュール可能ブロックの利用可能性に依存し、パケットページング要求メッセージ２１５は８１〜１，７２１ｍｓを必要とし、これに対しては移動局１０２からの典型的には９．６ｍｓを要するランダムアクセスバースト２１７が続く。即時割当てメッセージ２１９は、将来的には３７ｍｓ〜３分に亙り得る開始時間であって典型的には１３〜２５個のＴＤＭＡフレーム期間即ち６０〜１１５ｍｓに亙る開始時間を包含する。ダウンリンク設定期間２２４には、パケットダウンリンク割当てメッセージ２２１及びパケット制御肯定応答メッセージ２２２の交換に伴う付加的な信号通知も含まれる。従ってダウンリンク設定期間２２４は、実際のシステムにおいて実際に観察され得る開始時間に等しいと仮定され得る。結果として、ダウンリンク設定期間２２４に対して必要な時間は、最小で約８４９ｍｓ、最大で約２，６４３ｍｓであり、平均で約１，７４６ｍｓである。
【００２０】
開始時間に到達した後でプロトコル制御ユニット２１８はＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０に対し、無線リンク制御データブロック２２６を含む一時的ブロックフローを送信する。ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０が全てのダウンリンクブロックを受信したなら、該ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０は結果的な単一のデータパケット２２８を組立て、処理し且つトランスポート／ネットワーク層２１２のＩＰ層２２０に送信すると、該ＩＰ層はデータパケット２２８をトランスポート／ネットワーク層２１２のＴＣＰ層２１８に送信する。
【００２１】
データが単一のタイムスロットにおける全てのスケジュール可能ダウンリンクブロック上で送信され得るような完全に利用可能な無線資源を仮定すると、５３６オクテットのユーザデータペイロードに対してデータ伝送期間２２５の間に全てのブロックを送信するための時間は、ＣＳ−１符号化方式に対しては０．６１８４６２秒、ＣＳ−２符号化方式に対しては０．４２０秒に略々等しい。プロトコル制御ユニット２１４上で送信を行う無線リンク制御が送信すべき更なるデータを有さず、且つ、論理リンク制御から送信されるべき更なるデータを無線リンク制御が受信する前に無線リンク制御器タイマＴ３１９２が満了したなら、最後の無線リンク制御データブロックが送信された後でダウンリンク一時的ブロックフローは終結するが、これはトランスミッション制御プロトコルの送信が「混雑制御」（低速開始）モードで開始した場合である。一時的ブロックフローは、最初のトランスミッション制御プロトコルパケットを構成するブロックが送信された後で常に設定解除されることから、上記ダウンリンク一時的ブロックフローによれば引き続くブロックに対して一時的ブロックフローが再び設定されるというオーバヘッドが引き起こされる。
【００２２】
トランスポート／ネットワーク層２１２のＴＣＰ層２１８は、冗長検査を実施すると共に、データパケット２２８が適切に受信されたとの決定を行う。そのときにトランスポート／ネットワーク層２１２のＩＰ層２２０は、ストリーム指向出力２３０内においてインターネットアプリケーション２０４に対するパケットデータを含み、且つ、仮想回線の遠位端におけるトランスポート／ネットワーク層２１６のＴＣＰ層２１８に対してＴＣＰ肯定応答（ＴＣＰ ＡＣＫ）メッセージ２３２を発行する。ＴＣＰ ＡＣＫメッセージ２３２は前述と同様にＳＮＤＣＰ／ＬＬＣ及びＲＬＣ層で処理されるが、アップリンク方向においてである。
【００２３】
遠隔トランスポート／ネットワーク層２１６のＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０の無線リンク制御器はＴＣＰ ＡＣＫメッセージ２３２を含むＴＣＰ／ＩＰ／ＳＮＤＣＰ／ＬＬＣパケットを受信するが、プロトコル制御ユニット１１４の無線リンク制御タイマＴ３１９２が満了するまではＴＣＰ ＡＣＫメッセージ２３２の送信に対するアップリンク設定期間２３４に対応する設定シーケンスを開始し得ない。結果として、最初に送信されたＴＣＰ／ＩＰパケット３０２を担持するダウンリンク期間３００に対応するダウンリンク一時的ブロックフローは、ＴＣＰ ＡＣＫメッセージ２３２を設定するアップリンク期間２３４が開始し得る前に完全に設定解除されねばならない。
【００２４】
例えばＴＣＰ ＡＣＫメッセージ２３２の受信時にＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０はプロトコル制御ユニット２１４に対してチャネル要求アクセスバースト２３６を送信し、該ユニットは即時割当てメッセージ２３８を送信することで応答する。次にＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０はプロトコル制御ユニット２１４に対してパケット資源要求メッセージ２４０を送信することで、一時的ブロックフローに対する資源を要求する。プロトコル制御ユニット２１４はパケットアップリンク割当てメッセージ２４２により応答し、これはＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０によりパケット制御肯定応答メッセージ２４４において肯定応答される。次に、ＴＣＰ ＡＣＫメッセージ２３２を含むデータブロック２４６及び設定解除は、肯定応答データ伝送期間２４８の間においてＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０からプロトコル制御ユニット２１４へと送信される。次にプロトコル制御ユニット２１４は、ＴＣＰ肯定応答メッセージ３０４においてデータブロック２４６をトランスポート／ネットワーク層２１６へと送信する。結果としてアップリンク設定期間２３４及び肯定応答データ伝送期間２４８は、対応するＴＣＰ肯定応答メッセージ３０４においてＴＣＰ肯定応答メッセージ２３２がトランスポート／ネットワーク層２１６に到達するために必要なアップリンク期間３０６を形成する。必要なＴＣＰ肯定応答メッセージがトランスポート／ネットワーク層２１６により受信されたなら、トランスポート／ネットワーク層２１６からは次のＴＣＰ／ＩＰデータパケットメッセージ２５０がプロトコル制御ユニット２１４を介してＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム２１０へと送信される。
【００２５】
アップリンク設定期間２３４の初期設定に対して必要な期間は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）の周期的発生、即時割当てメッセージ２３８で送信される開始時間、及び、パケットアップリンク割当てメッセージ２４２で送信される開始時間などの構成要素に依存する。ランダムアクセスチャネルの周期的発生は、４１個のフレーム期間即ち１９０ｍｓの場合を想定すると４１個〜２１７個のＴＤＭＡフレーム期間に亙り得る。即時割当てメッセージ２３８で送信される開始時間は９個のＴＤＭＡフレーム期間ないし３分間に亙り得るが典型的には９〜２５個のＴＤＭＡフレーム期間即ち４２〜１１５ｍｓである一方、パケットアップリンク割当てメッセージ２４２で送信される開始時間は９個のＴＤＭＡフレーム期間ないし３分間に亙り得るが典型的には約２０個のＴＤＭＡ期間即ち９２ｍｓである。結果として、アップリンク設定期間２３４の初期設定は典型的には最小で約３２０ｍｓ、最大で約４８０ｍｓであり、且つ、平均で約３２０ｍｓである。これは、一般的に受け入れられる最大で１２５ミリ秒の端末相互間遅延を超えている。
【００２６】
ＴＣＰ肯定応答メッセージ２３２は４０オクテットの長さを有するが、これは論理リンク制御ヘッダ２３６及びＳＮＤＣＰヘッダ２３２の両者のオーバヘッドと組合されると４８オクテットに等しい。単一のタイムスロット上で各々スケジュール可能なダウンリンクブロック上でデータが送信され得る如き完全に利用可能な無線資源を想定すると、４０オクテットのＴＣＰ／ＩＰ ＡＣＫペイロードに対して肯定応答データ伝送期間２４８の間に全てのデータブロック２４６を送信するための時間は、ＣＳ−１符号化方式に対しては６０ｍｓ（３個のＲＬＣデータブロック）に等しく且つＣＳ−２符号化方式に対しては３７ｍｓ（２個のＲＬＣデータブロック）に等しい。
【００２７】
移動局２０２は、動的タイムスロット割当て媒体アクセス制御（ＭＡＣ）モード又は固定タイムスロット割当て媒体アクセス制御モードのいずれかを用いてアップリンク上で送信を行う権利を受信する。図６は、媒体アクセス制御に対する動的タイムスロット割当てを示す概念図である。図６に示されるように動的タイムスロット割当てにおいて移動局３００は、基地局３０４からのダウンリンク無線リンク制御／媒体アクセス制御（ＲＬＣ／ＭＡＣ）制御ブロック３０２であってアップリンク状態フラグ（ＵＳＦ）３０６と称される特定アドレスを含むブロック３０２をＲＬＣ／ＭＡＣデータ３０８と共に受信する。ＵＳＦ３０６（３ビット量）が移動局３００に割当てられたＵＳＦのそれと同一の場合には、移動局３００は次の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）フレームにおいて送信する権利を有する。第２移動局３１０に対して宛てられたデータブロックは、移動局３００に対するＵＳＦ情報を有することもある。
【００２８】
図７は、媒体アクセス制御に対する固定タイムスロット割当てを示す概念図である。図７に示されるように固定タイムスロット割当てにおいて移動局３１２は、移動局が送信を行うべき将来的なタイムスロットの基点及びオフセットを夫々表す開始時間及びビットマップ３１４を基地局３１６から周期的に受信する。この様にして移動局３１２は、一時的ブロックフローが開始する時間を知らされると共に、その開始時間に対して該移動局３１２が送信を行うべきタイムスロットを表すビットマップ３１４を受信することから、移動局３１２は開始時間及び割当てビットマップにより割当てられたタイムスロットにて送信を行う。
【００２９】
以下に記載するようにＵＳＦ値は異なる意味を有するが、本発明では移動局がアップリンク一時的ブロックフローに関与しないときに、固定割当てと動的割当てとのＭＡＣモードの両方に対してＵＳＦフィールドを利用する。本発明は、ＲＬＣ／ＭＡＣ制御ブロックにおいて既に存在するＵＳＦアドレスを利用する衝突回避（ＣＡ）メカニズムであって、既にダウンリンク一時的ブロックフローが進行しているときにアップリンク一時的ブロックフローの迅速な生成を可能とするメカニズムを有する。ＵＳＦ値は無線資源上の複数の移動局により受信可能なので、ＵＳＦ値割当ては上記資源上における間接的ロックの役割を果たす。
【００３０】
本発明に依れば上記ＵＳＦフィールドは、有効なダウンリンク一時的ブロックフローの間において、「チャネル利用可能性」インジケータ及び「指向型肯定応答フィールド」として認識される。図８は、本発明に従いアップリンクパケットデータ伝送を確立する信号通知ロジックを示す概念図である。本発明に依れば移動局は、ダウンリンク一時的ブロックフローから成るブロックを受信しているときに、該移動局がアップリンク一時的ブロックフローにおいて送信すべき情報を有する場合にＵＳＦフィールドを検証する。ＵＳＦがゼロである場合は、そのチャネルは「利用可能」と評価されることから、移動局はその新たなアップリンクＴＢＦ情報の送信を開始し得る。
【００３１】
図５，８により詳細に示されるように基地局３２０及び移動局３２２がダウンリンク設定期間２２４のダウンリンク一時的ブロックフロー設定３２４の間に、基地局３２０は媒体アクセス制御層２１３を介して移動局３２２にＵＳＦアドレスを送信する。ダウンリンク設定期間２２４には例えば「１１０」などの移動局ＵＳＦアドレスの割当てを含む。移動局３２２は、移動局３２２が送信を行い得る偶発的アップリンクタイムスロット番号と共に、ダウンリンク一時的ブロックフロー設定３２４から帰着するデータ伝送期間２２５に対するダウンリンク一時的ブロックフローの存続時間に対して特定される。データ伝送期間２２５中にダウンリンク方向にＧＰＲＳ／ＥＤＧＥデータが流れたなら、基地局３２０は媒体アクセス層２１３を介し、値ＵＳＦ＝０００を送信することで移動局３２２に対してアップリンクチャネル利用可能性３２６を表す。移動局３２２がアップリンク上で送信するデータを有する場合には、移動局３２２は基地局３２０により偶発的アップリンクタイムスロット番号として示されたタイムスロット上で第１アップリンク無線リンク制御データブロック３２８を送信する。
【００３２】
基地局３２０は第１アップリンクデータブロック３２８を受信すると共に、移動局３２２のＵＳＦ値に対して一時的フロー識別子（ＴＦＩ）を結合する方法を認識する。基地局３２０は、次のダウンリンク無線リンク制御データブロック３３０のヘッダに移動局３２２のＵＳＦ値（これは移動局を間接的にアドレスする役割を果たす）を挿入することで、次のダウンリンク無線リンク制御データブロック３３０において移動局３２２のＵＳＦアドレスを承認する。本発明に依れば、挿入されたＵＳＦ値は、送信している移動局３２２に対する肯定応答として、且つ、送信を望む他の移動局に対する“チャネルビジー”表示として機能する。移動局３２２は媒体アクセス層２１１を介し、無線リンク制御データブロック３３０の開始時にヘッダ内に配置されたＵＳＦ値により無線リンク制御データブロック３３０を、第１アップリンクデータブロック３２８が基地局３２０により正しく受信されたとの肯定応答として解釈し、且つ、移動局３２２は引き続くアップリンク無線リンク制御ブロック３３２を送信する。この処理はその後、最後の数個の無線リンク制御データブロックにおけるカウントダウン処理により通常の方式で基地局３２０に対して示されるアップリンク一時的ブロックフロー２４８の終わりまで、アップリンク一時的ブロックフロー２４８の残存部分３４３に対して継続される。カウントダウン処理において移動局３２２は、最後の数個のデータブロック２４６を送信する間、データブロック２４６のヘッダ内の変数をデクリメントすることで、アップリンクデータブロックフローが終了間近であることを基地局３２０に知らせる。この情報は、基地局３２０が別の移動局に割当てを行うことを促進する。
【００３３】
結果として本発明によれば移動局３２２はダウンリンク一時的ブロックフローから成るブロックを受信するときに、移動局３２２がアップリンク一時的ブロックフローにおいて送信すべき情報を有する場合には、ＵＳＦフィールドを検証する。ＵＳＦ値がゼロであれば、そのチャネルは移動局３２２により「利用可能」と評価されることから、移動局３２２は新たなアップリンク一時的ブロックフロー情報の送信を開始し得る。基地局３２０は、それぞれのダウンリンク無線リンク制御ブロック３３０，３３４，３３８，３４２などにおいて指向型肯定応答を送信することで、アップリンクデータブロック３２８，３３２，３３６，３４０などの受信を肯定応答する。真の「ランダムアクセス」方法とは異なり、本発明では、移動局３２２と基地局３２０との間の同期は既知であるため、ランダムアクセスチャネルではなくパケットデータトラフィックチャネル（ＰＤＴＣＨ）を利用する。従って特別に短縮されたＧＳＭの「アクセスバースト」を使用する必要はない。結果として、最初の無線リンク制御ブロックデータブロック（故にユーザ情報）はアップリンクアクセス処理と共に送信され得ることから、アップリンクアクセスが更に効率化される。一般的に用いられるＧＳＭアップリンクアクセス方法が図５に示される。この方法は、チャネル要求アクセスバースト２３６、即時割当てメッセージ２３８、パケット資源要求２４０及びパケットアップリンク割当て２４２の交換を含んでいる。しかし本発明は上記の様にして、この交換に対する必要性を排除する。
【００３４】
図９は、移動局での本発明による指向型肯定応答を伴う間接的キャリア検知多重アクセスを示すフローチャートである。図８，９に示されるようにステップ３４２にて、ダウンリンク一時的ブロックフロー設定３２４の完了時に移動局３２２は、該移動局３２２がアップリンク上で送信すべく利用可能なデータを有するか否かを決定する。アップリンク上で送信するデータを移動局３２２が有するなら、ステップ３４４にて該移動局３２２はダウンリンク一時的ブロックフロー設定３２４が完了されたか否かを決定する。もしダウンリンク一時的ブロックフロー設定３２４が完了されていなければ、ステップ３４０にて移動局３２２はダウンリンク一時的ブロックフロー設定３２４が完了されるまで待機する。
【００３５】
ステップ３４４にてダウンリンク一時的ブロックフローが完了していれば、ステップ３４６にて移動局３２２はダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６が受信されているか否かを決定する。ダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６が受信されていなければ、処理はステップ３４０に戻ることから、移動局３２２はダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６が受信されるまで待機する。ダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６が受信されていれば、ステップ３４８にて移動局３２２は、アップリンクチャネルが利用可能であって他の移動局により利用されてはいないことを該移動局に対して基地局３２０が表示するためにダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６に包含されたＵＳＦがゼロに等しいか否かを決定する。アップリンクチャネルが利用可能、即ちステップ３４８においてダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６に包含されるＵＳＦがゼロに等しい場合には、ステップ３５４にて移動局３２２はアップリンクチャネルを用いて第１アップリンク無線リンク制御ブロック３２８を基地局に送信する。ステップ３５４にて移動局３２２がアップリンク無線リンク制御ブロック３２８を基地局３２０に送信したなら、処理はステップ３４０に戻ると共に該処理は次のアップリンク無線リンク制御ブロックに対して継続する。
【００３６】
ステップ３４８において、アップリンクチャネルが利用不能、即ち、ダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６に包含されたＵＳＦがゼロでない場合は、移動局３２２は、該移動局３２２が次のデータブロックを転送し得ることを表すためにダウンリンク無線リンク制御ブロックのＵＳＦが該移動局３２２の識別子に等しいか否かを決定する。
【００３７】
図１０は、基地局での本発明による指向型肯定応答を伴う間接的キャリア検知多重アクセスを示すフローチャートである。図１０に示されるようにダウンリンク一時的ブロックフロー設定期間の間、ステップ３６２にて基地局３２０はアップリンク一時的ブロックフローにおいて移動局３２２に対しチャネルが割当てられるか否かを決定する。チャネルが既に割当てられていれば、処理はステップ３６０の開始時に戻る。チャネルが割当てられていなければ、ステップ３６４にて基地局３２０は、アップリンク無線リンク制御ブロック３２８が移動局３２２により受信されたか否かを決定する。アップリンク無線リンク制御ブロック３２８が受信されていなければ、ステップ３７０にて基地局３２０はダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６内の上記ＵＳＦをゼロに設定し、且つ、ステップ３７２にてダウンリンク無線リンク制御ブロック３２６を送信する。次に処理はステップ３６０に戻ることから、基地局３２０により偶発的アップリンクタイムスロット番号として割当てられたタイムスロット上で最初のアップリンク無線リンク制御データブロックを基地局３２０が受信するまで、該基地局３２０は引き続くダウンリンク無線制御ブロックにおいて移動局３２２に対するアップリンクチャネル利用可能性の表示を送信し続ける。
【００３８】
アップリンク無線リンク制御ブロック３２８が受信されたことをステップ３６４にて基地局３２０が決定したなら、ステップ３６６にて基地局３２０は、有効なダウンリンク一時的ブロックフローを有する移動局と等しいＵＳＦ値をアップリンク無線リンク制御ブロック３２８が有するか否かに関する決定を行う。有効なダウンリンク一時的ブロックフローを有する移動局と等しいＵＳＦ値をアップリンク無線リンク制御ブロック３２８が有していなければ、処理はステップ３７０に戻る。基地局３２０により偶発的アップリンクタイムスロット番号として割当てられたタイムスロット上で次のアップリンク無線リンク制御データブロックを基地局３２０が受信するまで、基地局３２０は引き続くダウンリンク無線制御ブロックにおいて移動局３２２に対するアップリンクチャネル利用可能性の表示を送信し続ける。但しステップ３６６にて、有効なダウンリンク一時的ブロックフローを有する移動局と等しいＵＳＦ値をアップリンク無線リンク制御ブロック３２８が有する場合は、基地局３２０はダウンリンク無線リンク制御データブロック３３０におけるＵＳＦ値を移動局３２２におけるＵＳＦの値に設定する。図８に示された例においてはダウンリンク一時的ブロックフロー設定３２４により示されるように移動局３２２におけるＵＳＦ値は「１１０」である。基地局は次に、移動局３２２のＵＳＦの指向型肯定応答として「１１０」に等しいＵＳＦを備えたダウンリンク無線リンク制御データブロック３３０を送信する。次に処理はステップ３６０に戻る。基地局３２０はステップ３６４における引き続くアップリンク無線リンク制御データブロック３２２の受信を待機し、且つ、当該処理は、移動局３２２によるアップリンクデータ伝送の最後の数個の無線リンク制御データブロックにおけるカウントダウン処理により表される関連アップリンク一時的ブロックフローの最後まで、又は、送信するデータを移動局３２２が有さなくなるまで、継続される。
【００３９】
本発明の特定の実施例が図示及び記述されたが、改変は為され得る。故に添付の各請求項には、本発明の真の精神及び範囲内に収まる変更及び改変の全てが包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線環境における完全なパケットデータ伝送の概略を示すブロック図。
【図２】 本発明によるＧＰＲＳシステムを示す概念図。
【図３】 ユーザデータストリームがＧＰＲＳシステムの特定の層を通過するときのユーザデータストリームの変更例を示す概念図。
【図４】 パケットデータチャネルに対する多重フレーム構造の概念図。
【図５】 移動局とネットワークとの間におけるストリーム指向データのデータフロー図。
【図６】 媒体アクセス制御に対する動的タイムスロット割当てを示す概念図。
【図７】 媒体アクセス制御に対する固定タイムスロット割当てを示す概念図。
【図８】 本発明に従いアップリンクパケットデータ伝送を確立する信号通知ロジックの概念図。
【図９】 移動局での本発明による指向型肯定応答を伴う間接的キャリア検知多重アクセスを示すフローチャート。
【図１０】 基地局での本発明による指向型肯定応答を伴う間接的キャリア検知多重アクセスを示すフローチャート。

Claims (10)

1. アップリンク一時的ブロックフローにおいて基地局（２０８）に対して複数のアップリンク無線リンク制御データブロックを送信し、ダウンリンク一時的ブロックフローにおいて前記基地局から複数のダウンリンク無線リンク制御データブロックを受信する移動局（２０２）を有する通信システム（２００）と、同通信システムは、
   前記ダウンリンク一時的ブロックフローの設定の間において識別子を送信するとともに、前記複数のダウンリンク無線リンク制御データブロック（３０２）の最初の１個のブロックにおいてチャネル利用可能性を表示するアップリンク状態フラグ（３０６）を送信する基地局側媒体アクセス制御層（２１３）を有した、前記基地局（２０８）内のプロトコル制御ユニット（２１４）と、
   前記識別子と前記アップリンク状態フラグ（３０６）とを受信し、及びチャネル利用可能性を示す前記アップリンク状態フラグに応じて複数のアップリンク無線リンク制御データブロックのうちの最初の１個のブロックにおいてアップリンクデータを前記基地局（２０８）に送信する移動局側媒体アクセス制御層（２１１）を有した、前記移動局内のＧＰＲＳ／ＥＤＧＥサブシステム（２１０）とからなることと、
   前記基地局側媒体アクセス制御層（２１３）は、前記移動局（２０２）からの前記アップリンクデータの受信に応じて前記複数のダウンリンク無線リンク制御データブロック（３０２）のうちの次の１個のブロックにおいて前記移動局に割り当てられたアドレスに対応する値を有した前記アップリンク状態フラグを通じて指向型肯定応答を送信することによって前記複数のアップリンク無線リンク制御データブロックのうちの最初の１個のブロックにおいて前記アップリンクデータが前記基地局によって正確に受信されたことを肯定応答し、及び、前記移動局（２０２）は、前記指向型肯定応答に応じて前記複数のアップリンク無線リンク制御データブロックのうちの第２のブロックにおいてアップリンクデータを送信することとからなる通信システム。
2. アップリンク一時的ブロックフローにおいて第１の局（２０８）に対して複数のアップリンクデータブロックを送信し、ダウンリンク一時的ブロックフローにおいて前記第１の局から複数のダウンリンクデータブロックを受信する第２の局（２０２）を有する通信システム（２００）と、同通信システムは、
   前記ダウンリンク一時的ブロックフローの設定の間において識別子を送信するとともに、前記複数のダウンリンクデータブロック（３０２）の最初の１個のブロックにおいてチャネル利用可能性を表示するアップリンク状態フラグ（３０６）を送信する媒体アクセス制御層（２１３）を有した、前記第１の局（２０８）内のプロトコル制御ユニット（２１４）と、
   前記識別子と前記アップリンク状態フラグ（３０６）とを受信し、及びチャネル利用可能性を示す前記アップリンク状態フラグに応じて複数のアップリンクデータブロックのうちの最初の１個のブロックにおいてアップリンクデータを前記第１の局（２０８）に送信する媒体アクセス制御層（２１１）を有した、前記第２の局内のパケットデータサブシステム（２１０）とからなることと、
   前記媒体アクセス制御層（２１３）は、前記第２の局（２０２）からの前記アップリンクデータの受信に応じて前記複数のダウンリンクデータブロック（３０２）のうちの次の１個のブロックにおいて前記第２の局に割り当てられたアドレスに対応する値を有した前記アップリンク状態フラグを通じて指向型肯定応答を送信することによって前記複数のアップリンクデータブロックのうちの最初の１個のブロックにおいて前記アップリンクデータが前記第１の局によって正確に受信されたことを肯定応答し、及び、前記第２の局（２０２）は、前記指向型肯定応答に応じて前記複数のアップリンクデータブロックのうちの第２のブロックにおいてアップリンクデータを送信することとからなる通信システム。
3. 前記第１の局（２０２）は移動局であり、前記第２の局（２０８）は無線通信システム（２００）の基地局である、請求項２に記載の通信システム。
4. 前記無線通信システムは汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）及び大域展開用増強データ方式（ＥＤＧＥ）を用いるグローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）である、請求項３に記載の通信システム。
5. 前記ダウンリンクデータブロックはダウンリンク無線リンク制御データブロックからなり、前記アップリンクデータブロックはアップリンク無線リンク制御データブロックからなる、請求項２に記載の通信システム。
6. 前記ダウンリンクデータブロックとアップリンクデータブロックの少なくとも一部はパケット化音声データである、請求項２に記載の通信システム。
7. 第１の局と第２の局を有する通信システムに置いて迅速なアップリンクアクセスを提供するための方法において、前記第１の局で、
   前記第１の局が送信すべきアップリンクデータを有するか否かを判定するステップと、
   前記第１の局が送信すべきアップリンクデータを有する場合には、アップリンク一時的ブロックフローのセットアップが設定されているか否かを判定するステップと、
   アップリンク状態フラグを含むダウンリンクデータブロックを受信するステップと、
   前記アップリンク状態フラグの値を前記アップリンクチャネルが利用可能であることを表示する値と比較し、及び、前記第１の局に割り当てられたアドレスに対応する値と比較するステップと、
   前記アップリンク状態フラグの値が前記第１の局に割り当てられたアドレスに対応する値であるか、又は前記アップリンク状態フラグの値が前記アップリンクチャネルを利用可能と表示する値である場合には、前記第１の局から前記第２の局へアップリンクデータブロックを送信するステップとを行う、方法。
8. 前記アップリンク状態フラグの値を比較するときに、前記アップリンク状態フラグの値が前記第１の局に割り当てられたアドレスに対応する場合には、アップリンクデータブロックを送信した後に、前記第１の局から送信すべきデータブロックを次のアップリンクデータブロックにインクリメントする、請求項７に記載の方法。
9. 前記アップリンクデータブロック及びダウンリンクデータブロックは無線リンクを解して受信される、請求項７に記載の方法。
10. 前記アップリンクデータブロックはアップリンク無線リンク制御データブロックからなり、前記ダウンリンクデータブロックはダウンリンク無線リンク制御データブロックからなる、請求項７に記載の方法。

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