JP5048787B2 - 迅速なアクセス・チャネルを用いたアップリンク・コンテンションに基づくアクセス - Google Patents

Description

本発明の実施例は、ワイヤレス通信に関する。いくつかの実施例は、アップリンク・コンテンションに基づくアクセスを提供するための迅速なアクセス・チャネルに関する。

典型的には、第３世代（３Ｇ）を越えるブロードバンド・ワイヤレス通信規格、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥ、ＩＥＥＥ８０２．２０、およびＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５（モバイルＷｉＭＡＸ）は、ユーザの多様性に対処するために、アップリンク（ＵＬ）許可スケジューリングを使用し、サービス品質（ＱｏＳ）のサポートを提供し、および／または、良好なスペクトル効率を提供する。しかしながら、一般に、ＵＬ許可スケジューリングは、いくつかの点において、ダウンリンク（ＤＬ）スケジューリングと相違する。第１に、ＵＬスケジューラは、一般に、ＤＬスケジューラが予め有しているような詳細なバッファ情報を有していない。したがって、各移動局（ＭＳ）は、一般に、効率的なスケジューリングをするために、基地局（ＢＳ）においてバッファ・レベルを更新する必要がある。

第２に、ＵＬバッファ・レベルの更新は、ＤＬバッファ情報と同程度の詳細なグラニュラリティ（granularity）を有しない場合が多い。ＤＬスケジューラは、典型的には、各コネクション識別子（ＣＩＤ）の情報を全て有している。しかしながら、ＵＬスケジューリングに関して、このような詳細なバッファ情報を保持することは、ＵＬ信号チャネルのロードを増加させることになり、結果として重大なオーバーヘッドを招くであろう。

第３に、全てのユーザによって共有される共通のコンテンション・チャネルにおいて、全てのＵＬ許可要求をアレンジすることは典型的であり、その結果、信号のオーバーヘッドは、必要なときにのみ、すなわち、ＭＳがＵＬフレーム中に送るべきデータを有するときにのみ発生する。

さらに、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５に基づくシステム（モバイルＷｉＭＡＸ）におけるＵＬコンテンションに基づくアクセスおよびリソース割り当てのメカニズムは、ランダム・アクセスおよび帯域要求(bandwidth request)ステージを含み、一般に、それは、付加的なアクセス待ち時間になる。現在のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５規格では、ＵＬ許可要求は、コンテンションに基づくレンジング・チャネルで最初に生じる。さらに、成功したコンテンションのときに、ＢＳは、帯域要求に対する許可を割り当て、次に、帯域要求がＭＳによってＢＳへ出される。コンテンションに基づくＵＬ帯域要求は、機器および送受信機のスイッチング時間に依存して、４個、あるいはそれ以上のフレームを必要とする。したがって、そこには遅延が生じ、また、潜在的に、許可要求および帯域要求、特に小さな許可要求に関して大きなオーバーヘッドが生じる。

本発明のいくつかの実施例に従って、ワイヤレス・ネットワークの動作環境を示す。

本発明のいくつかの実施例に従って、コンテンション・コードを示す。

本発明のいくつかの実施例に従って、ワイヤレス・ネットワーク内でリソースを要求する方法を示すメッセージ・シーケンスである。

本発明のいくつかの実施例に従って、スティッキ・コンテンションのための方法を示すフローチャートである。

本発明の様々な実施例に従って、コンテンション・コードを予約するための方法を示すフローチャートである。 本発明の様々な実施例に従って、コンテンション・コードを予約するための方法を示すフローチャートである。

以下の説明および図面は、当業者が本発明の特定の実施例を実行できる程度に十分に開示される。他の実施例によって、構造的、論理的、電気的なプロセスまたは他の変更が組み込まれる。本実施例は、単に実施可能なバリエーションを典型的に示したものであり、個々のコンポーネントおよび機能は、必要であることが明示されない限りオプションであり、また、動作シーケンスを変更することも可能である。いくつかの実施例の一部および構成は、その実施例に含まれてもよく、または、他の実施例の一部および構成の代わりとして用いられてもよい。請求項に記載された本発明の実施例は、それらの請求項に関して利用可能な均等物をすべて包含する。本発明の実施例は、ここでは、個別的または集合的に、単に便宜上、用語「発明」を用いるが、１を超える発明が実際に開示される場合は、本願の範囲を単一の発明あるいは発明概念に制限することを意図するものではない。

図１は、本発明のいくつかの実施例に従って、ワイヤレス・ネットワークの動作環境１００を示す。いくつかの実施例では、ネットワーク動作環境１００は、基地局（ＢＳ）１０２、および、ワイヤレス・ネットワーク１３０を介してＢＳ１０２と通信する１またはそれ以上の移動局（ＭＳ）１２０を含む。ワイヤレス・ネットワーク１３０は、モバイルＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、３ＧＰＰ ＬＴＥ、３ＧＰＰ２ ＡＩＥ、ＩＥＥＥ８０２．２０、または他のワイヤレス・ネットワーク規格に適合したネットワークを含む、任意のタイプのワイヤレス・ネットワークである。いくつかの直交周波数分割多元（ＯＦＤＭ）および直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）の実施例において、基地局１０２および移動局１２０は、複数のサブキャリアを含むマルチキャリア通信信号を使用して通信する。

基地局１０２は、ＭＡＣ（メディア・アクセス制御）コンポーネント１０６を含む。ＭＡＣ１０６は、アップリンク・スケジューラ１１０を含み、それは、ネットワーク・インターフェイス１０４を介してデータを送信および受信するために、アップリンク（例えば、ＭＳからＢＳへの通信）に関係するリソース（バッファ、タイム・スロット等）をスケジュールするために使用される。さらに、いくつかの実施例において、ＭＡＣ１０６は、帯域（ＢＷ）要求履歴１０８を保守する。帯域要求履歴１０８は、移動局に関するデータ、および、ある期間にわたる移動局の帯域要求履歴に関するデータを含む。ＭＡＣ１０６は、他の要素（例えばＤＬスケジューラ）を含むが、それらは実施例を理解するために必要ではなく、したがって、実施例に関する記述を不明瞭にしないために図示しない。

いくつかの実施例において、基地局１０２は、ＷｉＭａｘ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）またはブロードバンド通信局のようなワイヤレス・アクセス・ポイント（ＡＰ）であるが、本発明の範囲はこの点に制限されず、基地局１０２は、ほとんど全てのワイヤレス通信装置の一部である。いくつかの実施例では、基地局１０２は、ＷｉＭａｘまたはブロードバンド・ワイヤレス・アクセス（ＢＷＡ）ネットワーク通信局のような通信局であるが、本発明の範囲はこの点に制限されない。

移動局（ＭＳ）１２０は、ＢＳ１０２を介してワイヤレス・ネットワーク１３０にアクセスすることを望む任意のタイプの装置である。いくつかの実施例において、移動局１２０は、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス通信能力を備えたラップトップまたはポータブル・コンピュータ、ウェブ・タブレット、ワイヤレス電話、ワイヤレス・ヘッドホン、ページャ、インスタント・メッセージング装置、デジタル・カメラ、アクセス・ポイント、テレビ、医療機器（例えば心拍数モニタ、血圧モニタ等）、あるいは情報をワイヤレスで送信および／または受信可能なその他の装置である、ポータブル・ワイヤレス通信装置の一部である。

いくつかの実施例では、基地局１０２を送信局と称し、移動局１２０を受信局と称することがあるが、基地局１０２が受信能力を有し、移動局１２０が送信能力を有する場合もある。基地局１０２および移動局１２０は、いくつかの個別の機能要素を有するように図示されるが、１または以上の機能要素が組み合わされ、また、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含む処理要素のようなソフトウェアで形成された要素、および／または他のハードウェア要素の組み合わせによって実施される。例えば、いくつかの要素は、１またはそれ以上のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および、少なくともここに記述された機能を実行するための様々なハードウェアおよび論理回路の組み合わせを含む。いくつかの実施例において、基地局１０２および移動局１２０の機能要素とは、１またはそれ以上の処理要素上で動作する１またはそれ以上のプロセスを意味する。

いくつかの実施例において、基地局１０２および移動局１２０は、そのバリエーションおよび発展を含めた、ワイヤレス・メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＷＭＡＮ）のためのＩＥＥＥ８０２．１６−２００４およびＩＥＥＥ８０２．１６（ｅ）規格のような特定の通信規格に従って通信するが、本発明の範囲はこの点に制限されず、基地局１０２および移動局１２０は、他の技術および規格に従って通信を送信または受信することも適している。ＩＥＥＥ８０２．１６規格に関する詳細については、「ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」メトロポリタン・エリア・ネットワーク−詳細仕様−１６部：「Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｘｅｄ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ」２００５年５月、および関連する改訂／版を参照されたい。

アンテナ１１２およびアンテナ１２２は、例えば、ダイポール・アンテナ、モノポール・アンテナ、パッチ・アンテナ、ループ・アンテナ、マイクロストリップ・アンテナ、またはＲＦ信号の送信に適した他のタイプのアンテナを含む、指向性または全方向性アンテナを含む。いくつかの実施例では、２またはそれ以上のアンテナの代わりに、複数のアパーチャを有する単一のアンテナが使用されてもよい。これらの実施例では、アパーチャのそれぞれが、個別のアンテナであると考えられる。いくつかの実施例では、アンテナ１１２および／またはアンテナ１２２は有効に分離され、基地局１０２の各アンテナ１１２と移動局１２０の各アンテナ１２２との間に生じる空間ダイバーシティ、および、異なるチャネル特性を利用する。

図２は、本発明のいくつかの実施例に従って、コンテンション・コード２０２を示す。いくつかの実施例において、コンテンション・コード２０２は、８ビットの情報を備えた２５６ＰＮ（擬似乱数）コードを含むコード間隔Ｃを有するＣＤＭＡ（符号分割多元接続）コンテンション・コード（ランダム・アクセス・コードとも呼ばれる）であり、１／３はＢＷ要求として指定され、他の１／３はシステム・リエントリのために考慮され、残りはシステム・エントリのために予約される。単純化するために、ｎ＝８ビットのコード間隔指標、すなわち、各コードは８ビットの情報を運搬するものとして、以下で議論される。当業者であれば、他のコード・サイズ（および対応するコード間隔）を使用することができることを理解するであろうが、それも実施例の範囲内である。

いくつかの実施例において、コンテンション・コード２０２は、サブコード・フィールド２０４を含む。サブコード・フィールド２０４は、特別の意味を含むコードのサブスペースを分類および識別するために使用される。例えば、サブコード・フィールド２０４は、粗いグラニュラリティにおける帯域要求のためのバッファ・レベルを示すために使用される。いくつかの実施例では、サブコード・フィールド２０４は、コンテンション・コード２０２のうちの２ビットである。当業者であれば、代替実施例において、より多くのビットの使用も可能であることを理解するであろう。２ビット幅のサブコード・フィールドの例では、
Ｃ_１∪Ｃ_２∪Ｃ_３∪Ｃ_４＝Ｃ
のような４つのコードのサブスペースＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４が設定される。ここでＣは、コンテンション・コード２０２によって定義されたコード間隔である。

いくつかの実施例において、サブコード・フィールド２０４は、以下のようなＭＳバッファ・レベルの推定を表示するために使用される。（ここで、Ｎ_１＜Ｎ_２＜Ｎ_３＜Ｎ_４）

したがって、上掲の例において、サブコード・フィールド２０４内の「００」値を有するコンテンション・コードは、移動局によって要求される帯域幅の推定が、０とＮ_１（包含的）バイトとの間にあることを示す。同様に、サブコード・フィールド２０４内の「０１」値を有するコンテンション・コードは、要求された帯域幅の推定が、Ｎ_１とＮ_２（包含的）との間にあることを示す。当業者ならば、他のコード間隔が、サブコード・フィールド２０４のためのより多くのビットを使用して設定できることを理解するであろう。

多様な実施例では、Ｎ_iに対して様々な値を使用するが、ここで「ｉ」は、サブコード・フィールド２０４のサイズに従って形成されるサブコード間隔の数である。Ｎ_１からＮ_iに対する値の割り当ては、Ｎ_iの値に起因するコード間隔の割り当てを決定するときに、様々な問題を考慮に入れる。例えば、非線形関数（すなわち指数関数的方法）で、Ｎ_１からＮ_iを割り当てることが望ましい。そうすることによって、小さな要求に対するより良い解決が提供され、および／または、不必要なリソース許可を低減することによって効率を改善することができる。したがって、Ｎ_iに対する値を設計するとき、帯域要求および周波数の統計的分配およびアプリケーションの重要性を考慮することが望ましい。

加えて、いくつかの実施例において、Ｎ_１からＮ_ｉ-1への値域は、小さな許可要求に対する付加的なＢＷ要求ＰＤＵのオーバーヘッドを回避するために、帯域幅推定のためのクローズ・アッパ・バウンドが考慮に入れられる。

さらに、各コード間隔の濃度に適合するような典型的なＢＷ要求パターンの経験的な分配を見つけることが望ましい。例えば、図２および表１に示された例を用いると、多くの要求が範囲（Ｎ_１，Ｎ_２]に入る可能性が高い場合は、コード間隔Ｃ_２が大きい。繰り返すが、望ましい濃度は、ＢＷ要求分配に関する統計的研究の助けを借りて決定される。

いくつかの実施例において、Ｎ_１−Ｎ_ｉの定義は、実生活のネットワーク環境が早急に変化しないであろうという事実を考慮して固定される。代替実施例では、１またはそれ以上のＮ_１−Ｎ_ｉが、ダイナミックに変更される。この変更は、ＢＳと通信中のＭＳに送られるメッセージを通して通信される。例えば、いくつかの実施例において、ＢＳは、フレームのＭＡＰコンポーネント中のマッピング情報を周期的にブロードキャストする。

いくつかの実施例では、特定のコードが、固定されたサイズの帯域要求のために予約される。例えば、「００００ ｘｘｘｘ」の全てのコードは、クイックＡＲＱフィードバック・パケットに有用な帯域要求サイズを定義する。同様に、「０００１ ｘｘｘｘ」の全てのコードは、６４バイトのＴＣＰ信号メッセージのために使用される。

図３は、本発明のいくつかの実施例に従って、ワイヤレス・ネットワーク内のリソースを要求する方法を示すメッセージ・シーケンスである。いくつかの実施例では、方法はブロック３０２で開始し、そこで、基地局１０２は、移動局１２０から、帯域要求を示す埋め込みサブコード・フィールドを有するコンテンション・コードを受信する。基地局は、サブコード・フィールドを復号して、帯域要求に関連する範囲を決定し、かつ、帯域要求に応じるために使用すべき適切なリソース（バッファ・サイズ、タイム・スロットなど）をスケジュールする。

ブロック３０４において、基地局１０２は、移動局に許可された帯域幅を通知するために、移動局１２０に対してアップリンク許可メッセージを送信する。

ブロック３０６において、移動局は、基地局１２０に対してアップリンク送信を行なう。

上記からわかるように、ＢＳは、ＢＷ要求パケットをポーリングすることなく推定されたＢＷを割り当てるので、従来のシステムのＢＷ要求メカニズムに関連する遅延を除去または低減することによって、アクセス遅延を減少することができる。

コンテンションに基づくシステムのリエントリ中に様々な情報を伝送するために形成される共通のＭＡＣ ＩＤに基づくコード構造についてさらに記述する。

いくつかの実施例では、ＢＳ１０２および移動局１２０は、オプションの同期、データ／制御／信号フィールド、およびオプションのＣＲＣフィールドを含む、共通コードワードを使用する。これらのフィールドの長さは、展開シナリオに依存して変更される。さらに、同期フィールドまたはＣＲＣフィールド、あるいは両方の長さは、ランダム・アクセス・チャネルの帯域幅に依存して、ゼロ（０）にセットされる。

共通アクセス・コードは、最初のシステム・エントリに続いてＭＳに割り当てられる独自のアクセス・コードによってカバーされる。独自のアクセス・コードは、ＭＳのＭＡＣ―ＩＤから派生し、または任意の直交または疑似直交シーケンスから派生する。ＭＡＣ−ＩＤに基づくカバーは、モバイル・ターミナルを独自に分離／識別するために使用され、システムのより速いリエントリおよびＢＷ要求を可能にする。その結果、いくつかの実施例では、カバーが独自にＭＳを識別するので、ＭＡＣヘッダは必要でない。

上述のコンテンション・コードおよびサブコード・フィールド、ならびにその方法は、ここではクイック・アクセス・チャネル（ＱＡＣＨ）と呼ばれる新規の伝送／物理チャネルを定義するために使用され、移動局は、アクセスを要求するだけでなく、要求された物理リソース（ＢＷ要求）の推定を要求するために、システムのリエントリ中に使用する。ＢＷ要求は、適切な数のビットを使用して、データ／制御／信号フィールドを通って信号で送られる。ＱＡＣＨは、システムのリエントリ中に、アップリンク内の低速データおよび／または制御／信号メッセージ／情報（ＢＷ−ＲＥＱ）の伝送を可能にする。低速データを伝送する能力は、ＶｏＩＰおよび対話型ゲームのような遅延に敏感なアプリケーションのために有益である。オプションの同期フィールド（ＳＹＮＣフィールド）は、ＱＡＣＨ同期シーケンスを含む。

図４は、本発明のいくつかの実施例に従って、スティッキ(sticky)・コンテンションのための方法を示すフローチャートである。一般に、スティッキ・コンテンションは、各ＭＳにおいて自己管理される。それは、本質的に、以前のコンテンション履歴に基づいた、独立していないコンテンション手続である。本方法は、ブロック４０２で開始され、ここで移動局は、コンテンション・コードを使用して、基地局との接続の設定に成功する。ブロック４０４において、移動局１２０は、基地局１０２に対するアクセスの設定に成功したとき使用されたコンテンション・コードを保存する。

ブロック４０６において、新しいコンテンション事象が発生する。新しいコンテンション事象とは、システムのリエントリ、移動局１２０における新しいアプリケーション、または、新しいコンテンションを引き起こすような他の事象である。移動局１２０は、ブロック４０４（またはブロック４１０）で保存されたコンテンション・コードを再使用して、基地局１０２に対するアクセスの設定または再設定を試みる。

ブロック４０８において、使用されたコンテンション・コードが基地局１０２に対するアクセスの設定に成功したかどうかを判定するために、チェックが行なわれる。

試みが成功した場合は、ブロック４１０において、移動局１２０は使用されたコンテンション・コードを保存し、基地局１０２との通信を続行する。その後、制御は、次のコンテンション事象を待つためにブロック４０６に戻る。

ブロック４０８において、基地局１０２に対するアクセスを設定または再設定する試みが失敗した場合、例えば、衝突が生じ、または基地局１０２の応答がない場合は、次に、いくつかの実施例では、移動局１２０は、ブロック４１２，４１４において、それぞれ可能性Ｐ１，Ｐ２を具備する動作を行なう。ブロック４１２では、移動局は、ブロック４０４で保存された最後に成功したコンテンション・コードを使用して、基地局に対するアクセスをやり直す。ブロック４１４では、移動局は、基地局１０２に対するアクセスの設定または再設定を試みる際に使用するための新しいコードをランダムに生成する。次に、本方法は、ブロック４０６に戻り、次のコンテンション事象に対して、保存されたコードまたは新しく生成されたコードを使用する。

いくつかの実施例では、Ｐ１およびＰ２の可能性は同じ、すなわちＰ１＝０．５およびＰ２＝０．５である。しかしながら、本実施例は、Ｐ１およびＰ２のいかなる可能性の値にも制限されない。他の実施例では、Ｐ１＝０であり、その結果、移動局は、以前に成功したコンテンション・コードを再使用するという１つの試みのみを行なう。その試みが失敗した場合は、ランダムに生成された新しいコンテンション・コードが選択される。

システムがオーバーロードでない場合、競合する移動局は、以前のコンテンション・コードを再使用するために予約されたスロットに適宜割り当てられ、したがって、コンテンション・レベルが効果的に低減されるので、いくつかの実施例において性能が改善される。他方、システムが極めてオーバーロードである場合、それはランダム・コンテンションのように動作するであろうが、あらゆる場合においてランダム・コンテンションより悪くならないであろう。

図５Ａ，５Ｂは、本発明の様々な実施例に従って、コンテンション・コードを予約するための方法を示すフローチャートである。概説すると、図５Ａ，５Ｂに示された適応性のあるコード予約は、図４に関して上述された「スティッキ・コンテンション」といくつかの点で類似するが、それはＢＳ１０２によって管理される。それは、ＢＳ１０２における集中的管理を伴ったコード間隔区分および予約であると考えることができる。

図５Ａは、本発明の様々な実施例に従って、コンテンション・コードを予約するための方法５００を示すが、ここでは、コンテンション・パターンが分析される。本方法は、ブロック５０２で始まり、ここで、基地局１０２は、ある期間にわたって１またはそれ以上の移動局１２０から帯域要求を受信する。ブロック５０４において、その帯域要求は、基地局１０２によって、帯域要求履歴データ１０８（図１）に保存される。いくつかの実施例において、そのコンテンション履歴データは、要求された帯域幅サイズと共に要求を行なったＭＳを含む。

コンテンション・パターンは、１またはそれ以上のコンテンションに基づくアクセスのセットであり、例えば要求された帯域幅のような、類似する特性を示す。各コンテンション・パターンは、唯一のコードが割り当てられる。いくつかの実施例において、既存の移動局は、全コード間隔からコードをランダムに選択するので、衝突を回避するためには、このような「コード予約を伴ったクイック・アクセス・レンジング・チャネル」を、正規のレンジング・チャネルから物理的に（時間／周波数またはコードに基づいて）分離することが望ましい。

ブロック５０６において、特定のコンテンション・パターンを有する移動局１２０が選択される。例えば、特定の帯域幅サイズのアクティブな再使用を示すコンテンション・パターンを有する移動局１２０が識別される。

ブロック５０８において、基地局１０２は、選択された移動局に対して、基地局１０２が１またはそれ以上のコードを予約したことを示すメッセージを送るが、各コードは推定された帯域要求量を表わす。あるコードは、単純なパターンまたは帯域要求の履歴を有するアプリケーションを実行する移動局の場合には十分である。例えば、約１００バイトまたはそれ以下のバイト・サイズを有するアップリンクにおいて、頻繁なＴＣＰパケットを用いてゲーム・セッションを実行している移動局は、その移動局がそのＴＣＰパケット用に使用するために、特定のコンテンション・コードが基地局によって予約される結果となる。

ブロック５１０において、予約コードの満了を設定するために、タイマがセット（またはリセット）される。いくつかの実施例では、満了時期は、基地局および移動局の両方によって自己計測される。

ブロック５１２において、予約更新事象が生じる。予約更新事象の例としては、予約コードを使用する移動局を代表してなされる、成功した帯域要求である。この場合、タイマはリセットされる。いくつかの実施例では、タイマは、基地局および移動局の両方でリセットされる。

ブロック５１４において、基地局は、予約終了事象が生じたかどうかを判断する。予約終了事象の１つの例は、予約タイマの満了である。他の例は、基地局が、予約コードに関連する要求とは異なる帯域要求許可を返した場合である。例えば、ＢＳが、予約されたアクセス・コードのために交渉されたけれども、１００バイトの許可の代わりに６バイトの帯域要求許可を返した場合、ＭＳは、予約が終了し、もはや存在しないと仮定するであろう。

ブロック５１６において、予約コードは終了したものとみなされる。コンテンション・パターンが特定の移動局で識別された場合は、そのコードは将来の使用のためにリサイクルされてもよい。

図５Ｂは、本発明の様々な実施例に従って、コンテンションを予約するための方法５５０が示すが、そこではコンテンション・パターンが予測される。方法５５０は、方法５００に類似する。本方法はブロック５０１で始まり、ここで、基地局１０２は、移動局１２０で実行されているアプリケーションに基づいて帯域要求を予測する。いくつかの実施例では、アプリケーションは、アプリケーションによって生成されたデータ・パケット・タイプを検討することにより決定される。帯域要求のパターンは、ＢＳ１０２によって予測される。予測されたパターンは、方法５００で使用された分析されたパターンの代わりに、あるいは、それに加えて使用される。

ブロック５０６−５１６は、図５Ａに関して上述した動作と同様に動作する。

図５Ａおよび図５Ｂの方法５００，５５０に関する動作の例として、全コード間隔のうち、２５６コードをサポートし、１２８コードを予約するネットワークについて考察する。１２８の進行中のフローが帯域幅を頻繁に要求していると仮定する。典型的なフローにおいてＢＷ要求による衝突が起こる確率は、平均して、１―（２５５／２５６）^１２７＝０．４である。コード予約によって、各フローは、それぞれ自身のコードが割り当てられるので、衝突は低減されか、あるいは排除されるであろう。２つのＭＳが同一スロット中のＢＷ要求を送信することにより衝突を導くことに注意されたい。その結果は、図４に関して上述した「スティッキ・コンテンション」の集中点と同じである。しかしながら、予約コードがＢＳによって管理される場合は、ＢＳはコンテンション管理においてより柔軟にアレンジすることができる。例えば、いくつかの実施例では、ＢＳは、正規のコンテンションを継続するために、予約コードその他を使用するためにいくつかのＭＳを割り当てる。ネットワークの性能利得は、コンテンション・パターンがどの程度異種混合しているか、または、どこでコンテンション要求が異なるＱｏＳクラスに属しているのかによって影響される。

上述されたシステムおよび方法は、組み合わせることも可能であり、また、互いに別個に実施することも可能であることに注意されたい。例えば、図４に示されたスティッキ・コンテンションに関する方法は、サブコード・フィールドを有するコンテンション・コードと共に、あるいは当該コンテンション・コードなしに、使用することができる。コードワード用のＭＡＣ−ＩＤに基づくカバーは、アップリンク・リソース要求を示すサブコードを含むコンテンション・コードと共に、あるいは当該コードなしで使用することができる。

上記のシステムおよび方法は、多くのネットワーク環境およびアプリケーションに応用することができる。上述の迅速なＵＬアクセスおよびリソース分配によって利益を得ることができるアプリケーションの例は、下記のものを含むが、これらに制限されない。
１．ＴＣＰ ＡＣＫ／ＳＹＮメッセージ：これらは比較的小さいパケットである。しかし、それらの配信は、ＴＣＰの性能が極めて依存する全ラウンド・トリップ・タイム（ＲＴＴ）に寄与する。ＴＣＰ中のジッタ・ソースの半分まで、システムがＴＣＰ信号メッセージの配信を高速で（潜在的に決定される遅延で）提供することができるならば、ＲＴＴは低減または除去される。これらのＴＣＰ信号メッセージは、固定サイズであることに注意すること。
２．ＡＲＱ ＮＡＣＫ：ＰＨＹ層Ｈ−ＡＲＱフィード・バック・エラーを訂正するために、ＡＲＱ ＮＡＣＫパケットはできるだけ速く配信されることが望ましい。適切に設計される場合、これらのＡＲＱ ＮＡＣＫメッセージは、上述のシステムおよび方法によって利益を得ることができる固定サイズを有するように設計される。
３．ネットワーク・エントリ（リエントリ）中の初期レンジング：典型的には、ＭＳは、ネットワーク・エントリを終了した後に帯域幅を要求する。そのような動作は、ＭＳがアイドル／スリープ・モードからアクティブ・モードに切り替わるときに、非常に頻繁に起こるが、それは、信号オーバーヘッドをネットワークに追加し、クライアントのためのコールの初期化を遅延させる。
４．プッシュ・オーバ・セルラ（ＰｏＣ）サービス（プッシュ・ツー・トークとしても知られている）：ＰｏＣの一方向会話のアプリケーションは、典型的には長期的な（数秒間）トラフィックのオン・オフ期間を示す。初期遅延は、そのようなサービス品質に影響を与える。
５．ゲーム・アプリケーション：ゲーム・アプリケーションは、典型的には長いセッションにわたって発生する爆発的な帯域要求を行なう。各稼働期間において、帯域要求は頻繁／定期的であり、同様の要求されたリソース・サイズを伴う。
６．ボイス・オーバＩＰ（ＶｏＩＰ）：ＶｏＩＰは、アクティブ・スピーチ期間中および断続的なインアクティブ期間中に、小さい音声パケットの連続送信を伴う、遅延に敏感なサービスである。遅延に敏感であり、かつ爆発的であるという音声サービスの特性は、増強されたリエントリ・メカニズムを要求し、その結果、ＵＬにおけるより短いアクセス・タイムおよびより短いエンド・ツー・エンドの遅延になる。

様々な実施例によって、固定サイズおよび小さいパケットのために比較的速いＵＬ帯域要求を達成する方法が提供された。これらの実施例のシステムおよび方法は、システム性能にとって有益である。本システムおよび方法は、従来のＢＷ要求パケットを使用せずに、ＢＳによってサイズ情報が推定または推論される場合に、ＵＬリソースの使用を回避することによって信号オーバーヘッドを低減させた効率性を提供する。

特に明記されない限り、処理、演算、計算、決定、表示等の用語は、１またはそれ以上の処理またはコンピューティング・システム、あるいは同様の装置の動作および／またはプロセスに関するものであり、それは、処理システムのレジスタおよびメモリ内の物理（例えば、電子）量として表わされるデータを、処理システムのレジスタまたはメモリ、あるいは他の同様の情報格納装置、送信または表示装置内の物理量として同様に表わされる他のデータに、操作および変形する。さらに、ここに使用されるように、コンピューティング装置は、揮発性または不揮発性メモリ、あるいはそれらの組み合わせであるコンピュータによって読取り可能なメモリに結合された１またはそれ以上の処理要素を含む。

本発明のいくつかの実施例は、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェア、およびそれらの組み合わせにおいて実施される。本発明の実施例は、さらに、機械読取り可能な媒体上に格納された命令として実施され、それは、ここに記述された動作を実行するために、少なくとも１つのプロセッサによって読取られ、かつ実行される。機械読取り可能な媒体は、機械（例えばコンピュータ）によって読取り可能な形式で情報を格納および送信するための、あらゆるメカニズムを含む。例えば、機械読取り可能な媒体は、リードオンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク格納媒体、光格納媒体、フラッシュ・メモリ装置、およびその他のものを含む。

要約書は、読者が技術的な開示の性質および要点を確認するために、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．セクション１．７２（ｂ）に基づいて要求される要約に適合するために提供される。それは、請求項の範囲または意味を制限または解釈するために使用されないという理解の下に提出される。以下の特許請求の範囲は、個別の実施例として独立している各請求項と共に、本発明の詳細な説明に組み入れられる。

Claims (18)

1. コンテンション・コード間隔内に複数のサブコード間隔を決定する段階において、前記サブコード間隔はサブコード間隔識別子を有する、段階と、
   コンテンション・コードを受信する段階において、前記コンテンション・コードは前記サブコード間隔識別子を含む、段階と、
   前記サブコード間隔識別子に従って、データ・ストリームに対してアップリンク・リソースを分配する段階と、
   基地局へのアクセスに成功したコンテンション・コードを保存する段階と、
   前記基地局への後続のコンテンションに基づくアクセスに対して前記保存されたコンテンション・コードを再使用する段階と、
   から構成されることを特徴とする方法。
2. 前記複数のサブコード間隔は、４つのサブコード間隔を含み、前記サブコード間隔識別子は、前記コンテンション・コードの２ビットを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記アップリンク・リソースは、アップリンク帯域幅を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記サブコード間隔は、アップリンク帯域幅量に関連し、前記アップリンク帯域幅量は非線形であることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記コンテンション・コードを再使用する段階が成功しなかった場合は、第１の可能性に基づいて前記コンテンション・コードを再試行する段階、または、第２の可能性に基づいて新しいコンテンション・コードを生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 移動局に対するコンテンション・パターンを決定する段階であって、前記コンテンション・パターンは、前記移動局に対する帯域要求の履歴に基づく、段階と、
   １またはそれ以上のコンテンション・コードを予約する段階であって、前記コンテンション・コードのそれぞれは、異なる帯域要求に関連している、段階と、
   前記移動局に前記１またはそれ以上の予約されたコンテンション・コードを通知する段階と、
   から構成されることを特徴とする方法。
7. 前記コンテンション・パターンを決定する段階は、前記移動局によって帯域要求を格納する段階を含み、前記コンテンション・パターンは、前記格納された帯域要求から決定されることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記コンテンション・パターンを決定する段階は、
   前記移動局によって実行されるアプリケーションを決定する段階と、
   前記アプリケーションに基づいて前記コンテンション・パターンを予測する段階と、
   を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
9. 移動局を識別するために前記移動局に割り当てるアクセス・コードを決定する段階をさらに含み、前記アクセス・コードは、前記移動局に対するＭＡＣ（メディア・アクセスおよび制御）識別子から得られることを特徴とする請求項１記載の方法。
10. コンテンション・コードを受信するためのＭＡＣコンポーネントであって、前記コンテンション・コードはサブコードを有する、ＭＡＣコンポーネントと、
    複数の帯域要求および関連する基地局の識別子を有する帯域要求履歴と、
    前記サブコードに基づいてアップリンク・リソースをスケジュールするためのアップリンク・スケジューラと、
    から構成され、
    前記ＭＡＣコンポーネントは、前記帯域要求履歴からコンテンション・パターンを識別し、かつ、前記コンテンション・パターンに関連する１またはそれ以上のコンテンション・コードを予約するために動作可能である、
    ことを特徴とする機器。
11. 前記アップリンク・リソースは、帯域幅割付けを含むことを特徴とする請求項１０記載の機器。
12. 前記ＭＡＣコンポーネントは、コンテンション・パターンを予測し、かつ、前記コンテンション・パターンに関連する１またはそれ以上のコンテンション・コードを予約するために動作可能であることを特徴とする請求項１０記載の機器。
13. 前記ＭＡＣコンポーネントは、移動局で実行するアプリケーションに基づいて前記コンテンション・パターンを予測するために動作可能であることを特徴とする請求項１２記載の機器。
14. 方法を実行するための機械実行可能な命令を有する機械読取り可能な媒体であって、前記方法は、
    コンテンション・コード間隔内に複数のサブコード間隔を決定する段階において、前記サブコード間隔はサブコード間隔識別子を有する、段階と、
    コンテンション・コードを受信する段階において、前記コンテンション・コードは前記サブコード間隔識別子を含む、段階と、
    前記サブコード間隔識別子に従って、データ・ストリームに対してアップリンク・リソースを分配する段階と、
    基地局へのアクセスに成功したコンテンション・コードを保存する段階と、
    前記基地局への後続のコンテンションに基づくアクセスに対して前記保存されたコンテンション・コードを再使用する段階と、
    を含むことを特徴とする機械読取り可能な媒体。
15. 前記複数のサブコード間隔は、４つのサブコード間隔を含み、前記サブコード間隔識別子は、前記コンテンション・コードの２ビットを含むことを特徴とする請求項１４記載の機械読取り可能な媒体。
16. 前記アップリンク・リソースは、アップリンク帯域幅を含むことを特徴とする請求項１４記載の機械読取り可能な媒体。
17. 前記方法は、
    移動局に対するコンテンション・パターンを決定する段階と、
    １またはそれ以上のコンテンション・コードを予約する段階と、
    前記移動局に前記１またはそれ以上の予約されたコンテンション・コードを通知する段階と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１４記載の機械読取り可能な媒体。
18. 前記コンテンション・パターンを決定する段階は、前記移動局によって帯域要求を格納する段階を含み、前記コンテンション・パターンは、前記格納された帯域要求から決定されることを特徴とする請求項１７記載の機械読取り可能な媒体。

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