JP5710629B2 - 広帯域無線接続システムにおいて用途に応じて効率的にレンジング手順を行う方法 - Google Patents

広帯域無線接続システムにおいて用途に応じて効率的にレンジング手順を行う方法 Download PDF

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Description

本発明は、広帯域無線接続システムに係り、特に、端末と基地局がレンジングの目的を考慮して効率的なレンジング手順を行う方法及び装置に関する。
IEEE 802.16作業グループで制定した主要標準には、固定ワイマックス(Fixed WiMAX)と呼ばれるIEEE 802.16−2004、及びモバイルワイマックス(mobile WiMAX)と呼ばれるIEEE 802.16e−2005(以下、16e)がある。IEEE 802.16e−2005は、2005年12月にIEEEから最終的に標準として承認された。現在バージョンのモバイルワイマックス技術の根幹となる標準は、IEEE 802.16−2004、IEEE 802.16e−2005(この文書は、IEEE 802.16−2004のCorrigendaを含んでいる。)、IEEE 802.16−2004/Corrigenda2/D8である。現在、次期バージョンのモバイルワイマックスのためのIEEE 802.16m(以下、16m)の標準化が、IEEE 802.16作業グループ内のTGmで進行中である。
最初のネットワーク登録手順を行う際に、端末が基地局とのアップリンク通信のための転送パラメータ(周波数オフセット、時間オフセット、転送電力)を調整する過程を初期レンジング(initial ranging)といい、ネットワーク登録手順を行った後に、端末は基地局とのアップリンク通信を維持し続くために、周期的レンジング(periodic ranging)を行う。その他にも、レンジングの種類には、端末機がハンドオーバー動作時に手順を簡素化するために行うハンドオーバーレンジング(handover ranging)と、端末が転送するデータが発生した時にアップリンク帯域を要請する過程で行われる帯域要請レンジング(bandwidth−request ranging)がある。
広帯域無線接続システムにおいて、各レンジングの種類によって、レンジング時に使用可能なCDMAコード(または、レンジングプリアンブル:ranging preamble)集合及びCDMAコードを転送する領域が、ネットワークによりシステム情報を放送するチャネル(例えば、UL−MAP)を通じて割り当てられる。そのため、例えば、特定端末がハンドオーバーレンジングを行うためには、ハンドオーバーレンジングのためのCDMAコードから特定コードを選択し、選択されたコードを初期レンジング及びハンドオーバーレンジング領域を通じてネットワークに転送することによってレンジングを要請しなければならない。そのため、ネットワークは、受信したCDMAコード及びCDMAコードの転送された区間を用いてレンジングの種類を区別することができる。
より具体的に、IEEE 802.16m規格の端末(AMS)は、初期レンジングを行うために、レンジングの対象となる基地局とダウンリンク同期を獲得し、アップリンク転送パラメータを受信する。端末は、ランダムバックオフによってレンジングスロット(または、レンジング機会:Ranging Opportunity)を選択し、ランダムに初期レンジングコードを選択して選択したレンジングスロットに転送する。レンジングコードを受信した基地局は、レンジング肯定応答(AAI_RNG−ACK)メッセージを端末に転送する。レンジング肯定応答メッセージは、所定フレームで端末が転送したレンジングコード、コードの受信状態及び受信状態に基づく物理補正値などを含むことができる。
具体的に、基地局は端末からレンジングコードを受信すると、それに対する応答としてAAI_RNG−ACKメッセージの割当情報を、放送マスキングコード(Broadcast Masking Code)を用いた放送割当マップ情報要素(Broadcast assignment A−MAP IE)を通じて端末に転送する。AAI_RNG−ACKメッセージが非要請で特定端末に転送される場合は、ユニキャストSTIDを用いたダウンリンク基本割当マップ情報要素(DL basic assignment A−MAP IE)を通じて割当情報が端末に伝達される。もし、全てのレンジングコードが成功的に受信されたような特定条件では、AAI_RNG−ACKメッセージの転送は省略されてもよい。
端末がレンジング肯定応答メッセージを受信して該メッセージのレンジング肯定応答ビットマップ(RNG−ACK bitmap)などを確認した結果、端末の選択したレンジングスロットで成功的にデコーディングされたレンジングコードがない、または、レンジング肯定応答メッセージに当該端末の初期レンジングの試みに対する応答がないと、端末は、自身が試みた初期レンジングに失敗したと判断できる。そのため、端末は初期レンジング手順を再び行うようになる。
初期レンジング受信に成功した場合に、基地局がAAI_RNG−ACKメッセージを通じて端末に提供する応答としては、次の3種類がある。まず、レンジング状態(ranging status)がコンティニュー(continue)の場合には、物理補正値を当該メッセージに含める。また、レンジング状態が成功(success)の場合には、基地局は端末にレンジング要請メッセージを転送するためのアップリンクリソースを割り当てる。この場合、物理補正値がさらに含まれてもよい。最後に、レンジング状態が中断(abort)の場合には、基地局は端末にレンジング手順を一定期間中断することを要請することができる。
端末は、レンジング状態がコンティニューの場合に、AAI_RNG−ACKメッセージに含まれている物理補正値を用いてレンジング手順を続行し、成功の場合には、基地局からアップリンクリソースを割り当てられ、当該リソースを通じてAAI_RNG−REQメッセージを基地局に転送する。
AAI_RNG−ACKメッセージは、初期レンジングの他、ハンドオーバー/周期的(handover/periodic)レンジングに対する応答としても、あらかじめ定義された時点(すなわち、区間:transmission offset)以内に基地局により転送される。
ハンドオーバー手順は、IEEE 802.16mシステムでは、要求事項によるハンドオーバー中断時間(handover interruption time:30ms)以内に完了しなければならない。
そのため、ハンドオーバー手順に属する動作が最小限のディレイ(delay)で行わねばならない。例えば、基地局は、ハンドオーバー手順で行われる動作の一つである、ハンドオーバーレンジングに対する応答であるAAI_RNG−ACKメッセージの端末への転送を迅速に行い、端末は、自身が転送したハンドオーバーレンジングコードが受信されたか否かをより迅速に確認する必要がある。
ここで、初期/周期的レンジングに対するAAI_RNG−ACKメッセージの転送時点をハンドオーバーレンジングと同一に定義することは、オーバーヘッドの側面で非効率的でありうる。そこで、レンジング用途に応じて差別化したAAI_RNG−ACKメッセージの転送時点及び手順が定義される必要がある。
本発明は上記の一般的な技術の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、より効率的なレンジング手順を提供することにある。
本発明の他の目的は、レンジングの目的に応じてレンジング肯定応答メッセージの転送時点を定義することにある。
本発明で達成しようとする技術的課題は、以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。
上記の一般的技術の問題点を解決するために、本発明の一実施例に係る広帯域無線接続システムにおいて端末がレンジングを行う方法は、レンジング要請のための第1のレンジングコードを、第1のフレームの第1のレンジング機会(ranging opportunity)を通じて基地局に転送すること、及び前記第1のレンジングコードに対する応答を含む第1のメッセージが転送される限界時点を指示するタイマーが満了する前に、前記基地局から前記第1のメッセージが受信されると、該第1のメッセージを用いて、前記レンジング要請に成功したか否かを判断することを含むことができる。
ここで、前記第1のメッセージに、前記第1のレンジングコードに対する応答が含まれていないか、または、前記タイマーが満了するまで前記第1のメッセージが受信されない場合に、前記判断は、前記第1のレンジングコードに対応して、第2のメッセージを前記基地局に転送するためのアップリンク割当情報が、前記タイマーが満了する前に前記基地局から受信されると、前記レンジング要請に成功したと判断するように行われ、前記アップリンク割当情報が、前記タイマーが満了するまで受信されないと、前記レンジング要請に失敗したと判断するように行われるとよい。
また、前記第1のメッセージは、前記第1のメッセージが参照するレンジング機会を含む少なくとも一つのフレームを指示するフレーム指示子、前記フレーム指示子フィールドが指示する各フレームのレンジング機会に受信されたコードのデコーディング状態を指示するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)、及び前記レンジング機会で成功的にデコーディングされた少なくとも一つのレンジングコードを含むことができる。
また、前記判断は、前記受信された第1のメッセージに前記第1のフレームを指示するフレーム指示子フィールドが含まれ、前記第1のフレームに対するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)に前記第1のレンジング機会に対するビットが1に設定され、前記第1のレンジングコードが含まれていると、前記レンジング要請に成功したと判断するように行われるとよい。
好適には、前記第1のメッセージは、レンジング肯定応答(AAI_RNG−ACK)メッセージであり、前記第2のメッセージは、レンジング要請(AAI_RNG−REQ)メッセージであり、前記タイマーは、T31タイマーであればよい。
本発明の一実施例に係る、広帯域無線接続システムにおいて基地局がレンジングを行う方法は、少なくとも一つのレンジング機会を通じてレンジングコードを探知すること、前記探知の結果、少なくとも一つのレンジングコードが探知された各レンジング機会を含むフレームから既に設定されたタイマーが満了する前に、前記レンジングコードの受信状態に対する応答を含む第1のメッセージを、少なくとも一つの端末に転送することを含むことができる。
ここで、探知された少なくとも一つのレンジングコードのうち、成功的に受信され、かつ、アップリンク転送パラメータを修正する必要がない第1のレンジングコードを転送した第1の端末に、第2のメッセージの転送のためのアップリンクリソース割当情報を転送することをさらに含み、この場合、前記第1のメッセージでは前記第1のレンジングコードに対する応答が省かれてもよい。
また、前記第1のメッセージは、前記第1のメッセージが参照するレンジング機会を含む少なくとも一つのフレームを指示するフレーム指示子、前記フレーム指示子フィールドが指示する各フレームのレンジング機会に受信されたコードのデコーディング状態を指示するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)、及び前記レンジング機会で成功的にデコーディングされた少なくとも一つのレンジングコードを含むことができる。
一方、前記フレーム指示子は、前記フレーム指示子が指示するフレームを含むスーパーフレームの番号を指示する少なくとも一つのビット、及び前記スーパーフレーム内で前記フレームの番号を指示する少なくとも一つのビットを含むことができる。
好適には、前記第1のメッセージは、レンジング肯定応答(AAI_RNG−ACK)メッセージであり、前記第2のメッセージは、レンジング要請(AAI_RNG−REQ)メッセージであり、前記タイマーは、T31タイマーであればよい。
本発明の一実施例に係る、広帯域無線接続システムにおいてレンジングを行う端末装置は、プロセッサと、前記プロセッサの制御によって外部と無線信号を送受信するための無線通信(RF)モジュールと、を備え、前記プロセッサは、レンジング要請のための第1のレンジングコードを第1のフレームの第1のレンジング機会(ranging opportunity)を通じて基地局に転送し、前記第1のレンジングコードに対する応答を含む第1のメッセージが転送される限界時点を指示するタイマーが満了する前に、前記基地局から前記第1のメッセージが受信されると、該第1のメッセージを用いて前記レンジング要請に成功したか否かを判断するように制御することができる。
ここで、前記第1のメッセージに、前記第1のレンジングコードに対する応答が含まれていないか、または、前記タイマーが満了するまで前記第1のメッセージが受信されない場合に、前記プロセッサは、前記第1のレンジングコードに対応して、第2のメッセージを前記基地局に転送するためのアップリンク割当情報が、前記タイマーが満了する前に前記基地局から受信されると、前記レンジング要請に成功したと判断し、前記アップリンク割当情報が前記タイマーが満了するまで受信されないと、前記レンジング要請に失敗したと判断することができる。
また、前記第1のメッセージは、前記第1のメッセージが参照するレンジング機会を含む少なくとも一つのフレームを指示するフレーム指示子、前記フレーム指示子フィールドが指示する各フレームのレンジング機会に受信されたコードのデコーディング状態を指示するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)、及び前記レンジング機会で成功的にデコーディングされた少なくとも一つのレンジングコードを含むことができる。
また、前記プロセッサは、前記受信された第1のメッセージに前記第1のフレームを指示するフレーム指示子フィールドが含まれ、前記第1のフレームに対するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)に前記第1のレンジング機会に対するビットが1に設定され、前記第1のレンジングコードが含まれていると、前記レンジング要請に成功したと判断することができる。
好適には、前記第1のメッセージは、レンジング肯定応答(AAI_RNG−ACK)メッセージであり、前記第2のメッセージは、レンジング要請(AAI_RNG−REQ)メッセージであり、前記タイマーは、T31タイマーであればよい。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
広帯域無線接続システムにおいて端末がレンジングを行う方法であって、
レンジング要請のための第1のレンジングコードを、第1のフレームの第1のレンジング機会(ranging opportunity)を通じて基地局に転送し、
前記第1のレンジングコードに対する応答を含む第1のメッセージが転送される限界時点を指示するタイマーが満了する前に、前記基地局から前記第1のメッセージが受信されると、該第1のメッセージを用いて、前記レンジング要請に成功したか否かを判断すること、を含む、レンジング方法。
(項目2)
前記第1のメッセージに、前記第1のレンジングコードに対する応答が含まれていないか、または、前記タイマーが満了するまで前記第1のメッセージが受信されない場合に、
前記判断は、
前記第1のレンジングコードに対応して、第2のメッセージを前記基地局に転送するためのアップリンク割当情報が、前記タイマーが満了する前に前記基地局から受信されると、前記レンジング要請に成功したと判断するように行われ、前記アップリンク割当情報が、前記タイマーが満了するまで受信されないと、前記レンジング要請に失敗したと判断するように行われることを特徴とする、項目1に記載のレンジング方法。
(項目3)
前記第1のメッセージは、
前記第1のメッセージが参照するレンジング機会を含む少なくとも一つのフレームを指示するフレーム指示子、前記フレーム指示子フィールドが指示する各フレームのレンジング機会に受信されたコードのデコーディング状態を指示するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)、及び前記レンジング機会で成功的にデコーディングされた少なくとも一つのレンジングコードを含む、項目1に記載のレンジング方法。
(項目4)
前記判断は、
前記受信された第1のメッセージに前記第1のフレームを指示するフレーム指示子フィールドが含まれ、前記第1のフレームに対するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)に前記第1のレンジング機会に対するビットが1に設定され、前記第1のレンジングコードが含まれていると、前記レンジング要請に成功したと判断するように行われることを特徴とする、項目3に記載のレンジング方法。
(項目5)
前記第1のメッセージは、レンジング肯定応答(AAI_RNG−ACK)メッセージであり、
前記第2のメッセージは、レンジング要請(AAI_RNG−REQ)メッセージであり、
前記タイマーは、T31タイマーであることを特徴とする、項目2に記載のレンジング方法。
(項目6)
広帯域無線接続システムにおいて基地局がレンジングを行う方法であって、
少なくとも一つのレンジング機会を通じてレンジングコードを探知し、
前記探知の結果、少なくとも一つのレンジングコードが探知された各レンジング機会を含むフレームから既に設定されたタイマーが満了する前に、前記レンジングコードの受信状態に対する応答を含む第1のメッセージを、少なくとも一つの端末に転送すること、
を含む、レンジング方法。
(項目7)
探知された少なくとも一つのレンジングコードのうち、成功的に受信され、かつ、アップリンク転送パラメータを修正する必要がない第1のレンジングコードを転送した第1の端末に、第2のメッセージの転送のためのアップリンクリソース割当情報を転送することをさらに含み、
前記第1のメッセージでは前記第1のレンジングコードに対する応答が省かれることを特徴とする、項目6に記載のレンジング方法。
(項目8)
前記第1のメッセージは、
前記第1のメッセージが参照するレンジング機会を含む少なくとも一つのフレームを指示するフレーム指示子、前記フレーム指示子フィールドが指示する各フレームのレンジング機会に受信されたコードのデコーディング状態を指示するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)、及び前記レンジング機会で成功的にデコーディングされた少なくとも一つのレンジングコードを含む、項目6に記載のレンジング方法。
(項目9)
前記フレーム指示子は、
前記フレーム指示子が指示するフレームを含むスーパーフレームの番号を指示する少なくとも一つのビット、及び前記スーパーフレーム内で前記フレームの番号を指示する少なくとも一つのビットを含む、項目8に記載のレンジング方法。
(項目10)
前記第1のメッセージは、レンジング肯定応答(AAI_RNG−ACK)メッセージであり、
前記第2のメッセージは、レンジング要請(AAI_RNG−REQ)メッセージであり、
前記タイマーは、T31タイマーであることを特徴とする、項目7に記載のレンジング方法。
(項目11)
広帯域無線接続システムにおいてレンジングを行う端末装置であって、
プロセッサと、
前記プロセッサの制御によって外部と無線信号を送受信するための無線通信(RF)モジュールと、
を備え、
前記プロセッサは、
レンジング要請のための第1のレンジングコードを第1のフレームの第1のレンジング機会(ranging opportunity)を通じて基地局に転送し、前記第1のレンジングコードに対する応答を含む第1のメッセージが転送される限界時点を指示するタイマーが満了する前に、前記基地局から前記第1のメッセージが受信されると、該第1のメッセージを用いて前記レンジング要請に成功したか否かを判断するように制御することを特徴とする、端末装置。
(項目12)
前記第1のメッセージに、前記第1のレンジングコードに対する応答が含まれていないか、または、前記タイマーが満了するまで前記第1のメッセージが受信されない場合に、
前記プロセッサは、
前記第1のレンジングコードに対応して、第2のメッセージを前記基地局に転送するためのアップリンク割当情報が、前記タイマーが満了する前に前記基地局から受信されると、前記レンジング要請に成功したと判断し、前記アップリンク割当情報が前記タイマーが満了するまで受信されないと、前記レンジング要請に失敗したと判断することを特徴とする、項目11に記載の端末装置。
(項目13)
前記第1のメッセージは、
前記第1のメッセージが参照するレンジング機会を含む少なくとも一つのフレームを指示するフレーム指示子、前記フレーム指示子フィールドが指示する各フレームのレンジング機会に受信されたコードのデコーディング状態を指示するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)、及び前記レンジング機会で成功的にデコーディングされた少なくとも一つのレンジングコードを含むことを特徴とする、項目11に記載の端末装置。
(項目14)
前記プロセッサは、
前記受信された第1のメッセージに前記第1のフレームを指示するフレーム指示子フィールドが含まれ、前記第1のフレームに対するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)に前記第1のレンジング機会に対するビットが1に設定され、前記第1のレンジングコードが含まれていると、前記レンジング要請に成功したと判断することを特徴とする、項目13に記載の端末装置。
(項目15)
前記第1のメッセージは、レンジング肯定応答(AAI_RNG−ACK)メッセージであり、
前記第2のメッセージは、レンジング要請(AAI_RNG−REQ)メッセージであり、
前記タイマーは、T31タイマーであることを特徴とする、項目12に記載の端末装置。
本発明の少なくとも一実施例によれば、比較的小さいオーバーヘッドを有しながらより效率的にレンジング手順を行うことができる。
また、レンジングの目的に応じたレンジング肯定応答メッセージ転送時点が適用されるため、システム要求事項を満たすようにハンドオーバー手順まで效率的に行うことができる。
本発明で得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば明確に理解されるであろう。
本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順の他の例を示す図である。 本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順のさらに他の例を示す図である。 本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順のさらに他の例を示す図である。 本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順のさらに他の例を示す図である。 本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順のさらに他の例を示す図である。 本発明の他の実施例に係る初期レンジング手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る初期レンジング手順の他の例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る初期レンジング手順のさらに他の例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例の他の様相に係る初期レンジング手順の一例を示す図である。 本発明の他の実施例の他の様相に係る初期レンジング手順の他の例を示す図である。 本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順及び他の実施例に係る初期レンジング手順が同時に行われる形態の一例を示す図である。 本発明の他の実施例であって、送信端及び受信端の構造の一例を示すブロック図である。
本発明は、無線接続システムに関する。以下、本発明の実施例は、効率的なレンジング手順を行う方法及びその装置の構造を開示する。
以下の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素または特徴は、別に明示しない限り、選択的なものと考慮しなければならない。各構成要素または特徴が他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施してもよく、一部の構成要素及び/または特徴を結合させて本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更してもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成または特徴に代えてもよい。
本明細書では、本発明の実施例を、基地局と端末との間におけるデータ送受信の関係を中心に説明した。ここで、基地局は、端末と通信を直接行うネットワークの終端ノード(terminal node)としての意味を有する。本文書で、基地局により行われるとした特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード(upper node)により行われることもある。
すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる種々の動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードにより行われうるということは自明である。「基地局(BS:Base Station)」は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、アクセスポイント(AP:Access Point)、ABS(Advanced BS)などの用語に代えてもよい。また、「端末(Terminal)」は、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)、AMS(Advanced MS)、SS(Subscriber Station)などの用語に代えてもよい。
本発明の実施例は、様々な手段により具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェアまたはそれらの結合などにより具現することができる。
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、一つまたはそれ以上のASICs(Application Specific Integrated Circuits)、DSPs(Digital Signal Processors)、DSPDs(Digital Signal Processing Devices)、PLDs(Programmable Logic Devices)、FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどにより具現することができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手順または関数などの形態とすることができる。ソフトウェアコードはメモリーユニットに記憶し、プロセッサで駆動することができる。メモリーユニットは、プロセッサの内部または外部に設けられて、既に公知の様々な手段によりプロセッサとデータを授受することができる。
本発明の実施例は、無線接続システムであるIEEE 802システム、3GPPシステム、3GPP LTEシステム及び3GPP2システムの少なくとも一つに開示されている標準文書でサポートできる。すなわち、本発明の実施例において、本発明の技術的思想を明確にするために説明を省略した段階または部分は、上記の文書でサポートできる。また、本文書で開示している用語はいずれも、上記の標準文書により説明することができる。特に、本発明の実施例は、IEEE 802.16システムの標準文書であるP802.16−2004、P802.16e−2005、P802.16Rev2及びIEEE 802.16m文書の少なくとも一つでサーボートできる。
以下の説明で用いられる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されているもので、これらの特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更可能である。
第1の実施例
本発明の一実施例によれば、基地局が端末からレンジングコードを受信した時点を基準にしてレンジング肯定応答メッセージの転送時点を決定するレンジング方法が提供される。
以下、本実施例に係るハンドオーバーレンジング手順を説明する。
まず、端末は、x番目のフレームに割り当てられたレンジングチャネルから一つのレンジングチャネル(すなわち、レンジング機会:ranging opportunity)を選択し、これを通じてハンドオーバーレンジングコードを基地局に転送する。
x番目のフレームにおける該当のレンジング機会を通じてハンドオーバーレンジングコードを受信した基地局は、x番目フレームからハンドオーバーレンジングのために設定された時間(以下、便宜上、「delayHO_RNG_ACK」という。)が経過する前にまたは経過時点に(すなわち、at/in/within xth+delayHO_RNG_ACK)、AAI_RNG−ACKメッセージを端末に転送する。
ここで、ハンドオーバーレンジングコードは、競合ベース(contention based)のハンドオーバーレンジングコードの他、ハンドオーバー目的の専用レンジングコード(dedicated ranging preamble code)も含む。
以下では、本実施例に係るdelayHO_RNG_ACKを定義する。
delayHO_RNG_ACKは、レンジング肯定応答転送時間(RNG_ACK_TX_Time)またはT31タイマー(T31 Timer)と呼ぶこともできる。
これは1フレーム以上に設定し、フレーム単位またはスーパーフレーム単位に決定することができる。
また、delayHO_RNG_ACKは、端末と基地局間にあらかじめ固定された値として定義しておいてもよく、サービング基地局により端末に転送されるハンドオーバー関連媒体接続制御(MAC)メッセージ(例えば、AAI_HO−CMD)を通じて端末に伝達されてもよい。
MACメッセージが用いられる場合に、ハンドオーバー手順においてサービング基地局とターゲット基地局間の情報交換により決定されたdelayHO_RNG_ACK情報を端末に伝達する形態となる。この場合、delayHO_RNG_ACK値に関する情報は、AAI_HO−CMDメッセージにおいてCDMA_RNG_FLAGフィールドが1に設定された場合、すなわち、当該メッセージでハンドオーバーレンジングを行う旨が指示される場合にのみ含まれればよい。この方法により、ターゲット基地局は、AAI_RNG−ACKメッセージの転送時点をトラフィック負荷(traffic load)によって変更することができる。
ターゲット基地局は、ハンドオーバーを行う特定端末(例えば、専用レンジングコードを割り当てる場合)別に異なる値のdelayHO_RNG_ACKを適用することもでき、ハンドオーバーを行う全ての端末(すなわち、専用レンジングコードを割り当てらない場合)に同じ値のdelayHO_RNG_ACKを適用することもできる。
端末がMACメッセージからdelayHO_RNG_ACK情報が得られない場合は、端末は、あらかじめ決定されたdelayHO_RNG_ACK値によってAAI_RNG−ACKメッセージが基地局から転送されると判断すればよい。この場合、AAI_HO−CMDメッセージを通じて伝達されるdelayHO_RNG_ACK値は、あらかじめ決定されたdelayHO_RNG_ACK値より小さい、または、同じであると好ましい。
例えば、端末Aは、delayHO_RNG_ACK情報が1フレームに設定されたAAI_HO−CMDメッセージを受信し、端末Bは、当該情報を受信しないことがある。この場合、delayHO_RNG_ACK値が基地局から受信されない時に適用されるあらかじめ決定されたdelayHO_RNG_ACK値は1スーパーフレームであるとする。この場合に、端末Aは、基地局にレンジングコードを転送した次のフレームに、自身が転送したコードを基地局が正常に受信したことを意味するAAI_RNG−ACKメッセージを受信できないと、レンジングを再び試みる。一方、端末Bは、レンジングコードを基地局に転送してから次のスーパーフレームまで、自身が転送したレンジングコードを基地局が正常に受信したことを意味するAAI_RNG−ACKメッセージを受信できないと、レンジングを再び試みる。勿論、上述した例は、各端末に適用されるdelayHO_RNG_ACK値が指示する時点までアップリンク割当情報(UL grant)を端末に与えなかった場合を仮定する。アップリンクリソースを基地局が端末に割り当てるということは、基地局が当該端末の転送したレンジングコードを正常に受信した旨を暗示的に意味するからである。
以下では、本実施例に係るAAI_RNG−ACKメッセージを説明する。
AAI_RNG−ACKメッセージには、特定フレームの各レンジング機会(RNG opportunity)で受信されたレンジングコードのデコーディング状態を指示するビットマップ情報、及び当該フレーム内のレンジング機会を通じて正常に受信された全てのハンドオーバーレンジングコードが含まれる。この時、基地局がAAI_RNG−ACK時点の前にAAI_RNG−REQを転送するためのリソースを割り当てた端末のレンジングコードは省かれてもよい。
本実施例において、delayHO_RNG_ACK値が指示する時点に、あるいは該時点以内に、自身が選択したレンジング機会に転送したコードに対する応答が含まれたAAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信したか否かによって端末の動作を区別することができる。
まず、AAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信したが、1)上述のビットマップ情報が、端末により選択されたレンジング機会に受信されたレンジングコードがない旨を指示したり、2)当該レンジング機会に対して端末の転送したレンジングコードがAAI_RNG−ACKメッセージに含まれていないと共に、基地局からAAI_RNG−REQメッセージの転送のためのアップリンクリソースが割り当てられなかった場合に、端末は、これを明示的否定応答(explicit−NACK)と判断することができる。
逆に、AAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信できなかった他、基地局からAAI_RNG−REQメッセージ転送のためのアップリンクリソースも割り当てられなかった場合に、端末は、これを暗示的否定応答(implicit−NACK)と判断することができる。
一方、AAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信し、上述のビットマップ情報が、端末により選択されたレンジング機会に受信されたレンジングコードがある旨を指示し、当該レンジング機会に対して端末の転送したレンジングコードがAAI_RNG−ACKメッセージに含まれた場合に、端末は、これを肯定応答(ACK)、すなわち、自身の転送したレンジングコードが正常に受信されたと判断することができる。ACKと判断したが、基地局からAAI_RNG−REQメッセージの転送のためのアップリンクリソースが割り当てられなかった場合に、端末は、T3タイマーを始動し、T3タイマーの満了前にアップリンクリソースを割り当てられると、T3タイマーを中止する。T3タイマーが満了するまでアップリンクリソースを割り当てられなかったり、または否定応答(implicit/explicit−NACK)と判断された場合に、端末は、当該レンジング手順に失敗したと判断し、レンジング手順を再開始(restart)することができる。
以下、図1を参照して、上述したdelayHO_RNG_ACK及びAAI_RNG−ACKメッセージに含まれた情報によるレンジング手順を説明する。
図1は、本発明の一実施例に係るレンジング手順の一例を示す図である。
図1で、delayHO_RNG_ACKは1フレームであり、Xth+delayHO_RNG_ACK以内に基地局が端末にAAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンク割当情報を転送しないと仮定する。
図1を参照すると、端末は、X番目のフレームでランダムに選択した(専用レンジングの場合に、専用で割り当てられた)ハンドオーバーレンジング機会を通じて、ハンドオーバーレンジングコードをターゲット基地局に転送する(S101)
端末は、delayHO_RNG_ACKにより指示される時点(すなわち、Xth+delayHO_RNG_ACK)が経過するまで、基地局からAAI_RNG−ACKメッセージを待つ(S102)。
当該時点以内にAAI_RNG−ACKメッセージを受信した場合に、端末は、該メッセージのX番目のフレームに対するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)において、自身がレンジングコードを転送したレンジング機会に対応するビットが1に設定されているか否かを判断する(S103)。
ビットマップにおける該当のビットが1に設定されていると、端末は、自身の転送したレンジングコードが当該メッセージに含まれているか否かを確認する(S104)。
自身の転送したレンジングコードが含まれていると、端末は、レンジングコード転送に成功したと判断(ACK)し、T3タイマーを始動し、AAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンクリソース割当を待つ。
段階S102乃至S104の判断結果のいずれか一方でも否定(no)であれば、端末は、レンジングコードの転送に失敗したと判断し、レンジングコードをターゲット基地局に再転送する。
以下では、delayHO_RNG_ACKパラメータがAAI_HO−CMDメッセージを通じて割り当てられる場合についてより詳細に説明する。
ハンドオーバー準備段階(HO preparation phase)において、レンジングコードを用いたハンドオーバーレンジング(CDMA−based HO ranging)が省略されない限り、ターゲット基地局はサービング基地局に、AAI_RNG−ACKメッセージが転送される時点情報(すなわち、delayHO_RNG_ACK)を知らせ、続いて、サービング基地局はこれをAAI_HO−CMDメッセージに含めて端末に知らせる。
ハンドオーバー実行段階(HO Execution phase)において、端末は、ハンドオーバーレンジングコードをターゲット基地局に転送する。この時、端末は、下記条件のいずれか一つでも満足すると、ハンドオーバーレンジング手順を再開始する。
− 端末がレンジングコードを転送したレンジング機会に当該レンジングコードを含むAAI_RNG−ACKメッセージまたはAAI_RNG−REQメッセージ転送のためのUL_grantをT31タイマーが満了するまで受信できない場合。ここで、AAI_RNG−ACKメッセージを受信できないということは、T31タイマーが満了するまで、端末の選択したレンジング機会に対応するビットがRNG_ACKビットマップに1に設定されたAAI_RNG−ACKメッセージを受信できない場合、または、AAI_RNG−ACKメッセージで該当のビットが1に設定されていても、端末の転送したコードを含んでいない場合を指す。
− レンジングコード転送には成功したが、T3タイマーが満了するまでAAI_RNG−REQメッセージ転送のためのUL_grantを受信できなかった場合、または、AAI_RNG−REQメッセージ転送してからT3タイマーが満了するまで、AAI_RNG−RSPメッセージを受信できなかった場合。
− AAI_RNG−REQ/RSP交換が128フレーム内に完了していない場合。
ハンドオーバー実行段階(HO Execution phase)において、基地局は、少なくとも一つのレンジングコードが検出されたフレームからT31タイマーが満了する前に、AAI_RNG−ACKメッセージを転送しなければならない。もし、基地局が、受信したレンジングコードに対してT31タイマー満了以前にUL grantを転送した場合は、当該レンジングコードに対する応答はAAI_RNG−ACKメッセージにおいて省略されてもよい。もし、成功的に受信したレンジングコードがない場合は、基地局はAAI_RNG−ACKメッセージの転送を省略することもある。
以下、図2乃至図5を参照して、ターゲット基地局がサービング基地局にAAI_RNG−ACKメッセージの転送される時点情報を知らせる場合におけるハンドオーバーレンジング手順について説明する。図2乃至図5では、T31タイマーをレンジング肯定応答転送時間(RNG_ACK_TX_Time)と表示する。
図2は、本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順の他の例を示す図である。
図2を参照すると、端末は、ターゲット基地局へとハンドオーバーを行うために、ハンドオーバー要請(AAI_HO−REQ)メッセージをサービング基地局に転送する(S201)。
これにより、サービング基地局はターゲット基地局とハンドオーバーのためのパラメータ交渉を行う(S202、S203)。この時、ハンドオーバー応答バックボーンメッセージによって、AAI_RNG−ACKメッセージの転送される時間を指示するRNG_ACK_TX_Time情報が、ターゲット基地局からサービング基地局に搬送される(S203)。
サービング基地局は、ターゲット基地局から受信したRNG_ACK_TX_Time情報を、AAI_HO−CMDメッセージを用いて端末に転送する(S204)。
AAI_HO−CMDメッセージを受信した端末は、ターゲット基地局にハンドオーバーレンジングコードを転送し、RNG_ACK_TX_Time情報が指示する時点が満了するまでAAI_RNG−ACKメッセージを待つ(S205)。
端末は、ターゲット基地局から、自身が転送したレンジングコードに対する応答として、レンジング状態が成功(success)である旨を指示するAAI_RNG−ACKメッセージを受信する(S206)。
ここで、AAI_RNG−ACKメッセージには、端末がレンジングコードを転送したフレームに対するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)において、端末がレンジングコードを転送したレンジング機会に対応するビットが1に設定されており、かつ、転送したレンジングコードが当該メッセージに含まれる。
その後、ターゲット基地局は端末にAAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンクリソースを割り当て(S207)、端末は、当該リソースを用いてAAI_RNG−REQメッセージをターゲット基地局に転送する(S208)。
図3は、本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順の他の例を示す図である。
図3で、S301段階乃至S305段階は、図2におけるS201段階乃至S205段階とそれぞれ類似しており、明細書の簡明さのために重複説明は省略する。
S306段階で、RNG_ACK_TX_Time情報が指示する時点が満了する前に、ターゲット基地局は、AAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンクリソース割当情報を、端末に転送する(S306)。
そのため、端末は、AAI_RNG−ACKメッセージを受信しなくとも、当該アップリンクリソース割当情報の転送を、自身が転送したハンドオーバーレンジングコードに対する暗示的なACKと判断し、割り当てられたアップリンクリソースを通じてAAI_RNG−REQメッセージをターゲット基地局に転送する(S307)。
図4は、本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順のさらに他の例を示す図である。
図4で、S401段階乃至S405段階は、図2におけるS201段階乃至S205段階とそれぞれ類似しており、明細書の簡明さのために重複説明は省略する。
端末は、ターゲット基地局から、レンジング状態がコンティニュー(continue)である旨を指示するAAI_RNG−ACKメッセージを受信する(S406)。
ここで、AAI_RNG−ACKメッセージには、端末がレンジングコードを転送したフレームに対するビットマップ(RNG−ACK Bitmap)のビットのうち、端末がレンジングコードを転送したレンジング機会に対応するビットが1に設定されており、かつ、転送したレンジングコードが当該メッセージに含まれる。また、レンジング状態がコンティニューである旨を指示するAAI_RNG−ACKメッセージには、物理パラメータ補正値情報がさらに含まれてもよい。
そのため、端末は、物理補正値情報を適用してターゲット基地局にレンジングコードを再転送することができる(S407)。
図5は、本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順のさらに他の例を示す図である。
図5で、S501段階乃至S505段階は、図2におけるS201段階乃至S205段階とそれぞれ類似しており、明細書の簡明さのために重複説明は省略する。
RNG_ACK_TX_Time情報が指示する時点まで端末が基地局からAAI_RNG−ACKメッセージを受信できなかった場合に、AAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンクリソースも割り当てられなかったため、端末は、当該レンジング手順に失敗したと判断することができる(S506)。
そのため、端末はレンジング手順を再開始する(S507)。
図6は、本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順のさらに他の例を示す図である。
図6では、図2におけるS201段階乃至S205段階が行われた後の状況を仮定する。
端末はターゲット基地局に38番のハンドオーバーレンジングコードを転送する(S601)。
RNG_ACK_TX_Time情報が指示する時点が経過する前に基地局からAAI_RNG−ACKメッセージを受信し、かつ端末の選択したレンジング機会に対応するRNG−ACKビットマップのビットが1であるが、該メッセージに5、16及び35番のコードが含まれる場合がある(S602)。
このような場合を、端末は明示的否定応答(explicit−NACK)と判断し、レンジング手順を再開始し、ランダムに選択された57番のハンドオーバーレンジングコードをターゲット基地局に転送することができる(S603)。
第2の実施例
本発明の他の実施例では、端末から転送されたレンジングコードに対する応答としてAAI_RNG−ACKメッセージが転送される時点を定義し、これを用いる効率的な初期レンジング手順が提供される。
以下、本実施例に係る初期レンジング手順について説明する。
まず、端末は、X番目のフレームにおいて初期レンジング用途のレンジング機会からランダムに選択されたレンジング機会を通じて初期レンジングコードを基地局に転送する。
基地局は、当該フレームで少なくとも一つの初期レンジングコードが探知されると、X番目のフレームから初期レンジングに対して設定された所定時間(以下、便宜上、delayINITIAL_RNG_ACKと称する。)が経過する前に、AAI_RNG−ACKメッセージを転送する。
この時、delayINITIAL_RNG_ACKは、フレーム単位(例えば、4フレーム以上)あるいはスーパーフレーム単位に設定することができる。すなわち、delayINITIAL_RNG_ACK値が1スーパーフレームであれば、任意のスーパーフレーム内に割り当てられた初期レンジング機会のいずれか一つでも初期レンジングコードが検出されると、基地局は、そのスーパーフレームが終わる前にAAI_RNG−ACKメッセージを転送しなければならない。
もし、基地局がハンドオーバーに対するAAI_RNG−ACKを転送するとすれば、ハンドオーバーレンジングコードに対する応答に加えて、探知された当該初期レンジングコードに対する応答も転送することができる。
以下、本実施例に係るAAI_RNG−ACKメッセージについて説明する。
AAI_RNG−ACKメッセージには、少なくとも一つのフレーム内の各レンジング機会(RNG opportunity)で受信したレンジングコードのデコーディング状態を指示するビットマップ情報、及び各フレーム内のレンジング機会を通じて正常に受信した全ての初期レンジングコードが含まれる。この時、基地局がAAI_RNG−ACK転送時点の前にAAI_RNG−REQを転送するためのリソースを割り当てた端末のレンジングコードは省略されてもよい。
AAI_RNG−ACKメッセージに複数のフレーム内のレンジング機会を通じて受信された初期レンジングコードに対する応答が含まれる場合に、AAI_RNG−ACKメッセージには、各フレームを指示するためにフレームインデックス(あるいはフレーム指示子(frame indicator))情報を含むことができる。初期レンジングの場合にも、delayINITIAL_RNG_ACK値が指示する時点以前にAAI_RNG−REQを転送するためのリソースを割り当てたレンジングコードが存在する場合に、該コードに対する応答情報はAAI_RNG−ACKメッセージから省かれてもよい。
本実施例でdelayINITIAL_RNG_ACK値が指示する時点にあるいは該時点内に、端末自身が選択したレンジング機会に転送した初期レンジングコードに対する応答が含まれているAAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信したか否かによって、端末の動作を区別することができる。
まず、AAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信したが、1)上述のビットマップ情報が、端末により選択されたレンジング機会に受信されたレンジングコードがないことを指示したり、2)当該レンジング機会に対して端末が転送したレンジングコードがAAI_RNG−ACKメッセージに含まれていないと共に、基地局からAAI_RNG−REQメッセージ転送のためのアップリンクリソースを割り当てられなかった場合に、端末はこれを明示的否定応答(explicit−NACK)と判断することができる。
逆に、AAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信できなかった他、基地局からAAI_RNG−REQメッセージ転送のためのアップリンクリソースも割り当てられなかった場合に、端末はこれを暗示的否定応答(implicit−NACK)と判断することができる。
一方、AAI_RNG−ACKメッセージを端末が受信し、上述のビットマップ情報が、端末により選択されたレンジング機会に受信されたレンジングコードがある旨を指示し、当該レンジング機会に対して端末の転送したレンジングコードがAAI_RNG−ACKメッセージに含まれている場合に、端末はこれを肯定応答(ACK)、すなわち、自身が転送したレンジングコードが正常に受信されたと判断することができる。ACKと判断されたが、基地局からAAI_RNG−REQメッセージ転送のためのアップリンクリソースを割り当てられなかった場合に、端末は、T3タイマーを始動させ、T3タイマー満了前にアップリンクリソースを割り当てられると、T3タイマーを中止させる。T3タイマーが満了するまでアップリンクリソースを割り当てられなかった場合に、または、否定応答(implicit/explicit−NACK)と判断された場合に、端末は、当該レンジング手順に失敗したと判断し、レンジング手順を再開始(restart)することができる。
以下、図7乃至図9を参照して、本実施例に係る初期レンジング手順を説明する。
図7は、本発明の他の実施例に係る初期レンジング手順の一例を示すフローチャートである。
図7では、delayINITIAL_RNG_ACK値が1スーパーフレームであり、X番目のスーパーフレーム内の任意の初期レンジングのためのレンジング機会を通じて、端末が初期レンジングコードを基地局に転送し、Xth+delayINITIAL_RNG_ACK以内に、基地局が端末にAAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンク割当情報を転送しないと仮定する。なお、基地局がdelayINITIAL_RNG_ACK情報が指示する時点までAAI_RNG−ACKメッセージの転送を延ばさず、当該初期レンジングコード情報を含むことができる場合を仮定する。
図7を参照すると、端末は、X番目のスーパーフレームでランダムに選択した初期レンジング機会を通じて初期レンジングコードを基地局に転送する(S701)
端末は、delayINITIAL_RNG_ACKにより指示される時点(すなわち、Xth+delayINITIAL_RNG_ACK)が経過する(すなわち、現在スーパーフレーム+1スーパーフレーム)まで、基地局からAAI_RNG−ACKメッセージを待つ(S702)。
この時点以内にAAI_RNG−ACKメッセージを受信した場合(S703)に、端末は、当該メッセージのビットマップ(RNG−ACK Bitmap)に、自身がレンジングコードを転送したレンジング機会に対応するビットが1に設定されているか否かを判断する(S704)。
ビットマップの該当ビットが1に設定されている場合に、端末は、自身の転送したレンジングコードが当該メッセージに含まれているか否かを確認する(S705)。
自身の転送したレンジングコードが含まれている場合に、端末は、レンジングコード転送に成功したと判断(ACK)し、T3タイマーを始動させ、AAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンクリソース割当を待つ(S706)。
段階S702乃至S705の判断結果のいずれか一つでも否定(no)であれば、現在のスーパーフレームがX+1番目のスーパーフレームであり、かつ最後のダウンリンクフレームであれば(S710)、当該初期レンジング手順に失敗したと判断し、既に設定された再試行回数を考慮して、初期レンジング手順を再開始する。そのために、端末は基地局に、ランダムに選択された初期レンジングコードを転送する(S711)。
段階S710の判断において、現在のスーパーフレームがX番目のフレームである、または、X+1番目のフレームではあるが、最後のダウンリンクフレームではないと、端末は再びS702段階を行う。
図8は、本発明の他の実施例に係る初期レンジング手順の他の例を示すフローチャートである。
図8でも、delayINITIAL_RNG_ACK値が1スーパーフレームであり、X番目のスーパーフレーム内の任意の初期レンジングのためのレンジング機会を通じて、端末が初期レンジングコードを基地局に転送し、Xth+delayINITIAL_RNG_ACK以内に基地局が端末にAAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンク割当情報を転送しないと仮定する。ただし、基地局がdelayINITIAL_RNG_ACK情報が指示する時点までAAI_RNG−ACKメッセージの転送を延ばさず、当該初期レンジングコード情報を必ず含む場合を仮定する。
図8を参照すると、端末は、X番目のスーパーフレームでランダムに選択した初期レンジング機会を通じて初期レンジングコードを基地局に転送する(S801)。
端末は、delayINITIAL_RNG_ACKにより指示される時点(すなわち、Xth+delayINITIAL_RNG_ACK)が経過する(すなわち、現在スーパーフレーム+1スーパーフレーム)まで、基地局からAAI_RNG−ACKメッセージを待つ(S802)。
この時点以内にAAI_RNG−ACKメッセージを受信していない場合(S803)に、端末は、現在のスーパーフレームがX番目のフレームである場合、または、X+1番目のフレームではあっても最後のダウンリンクフレームではない場合に、端末は再びS802段階を行う。逆に、現在のスーパーフレームがX+1番目のスーパーフレームであり、かつ最後のダウンリンクフレームであれば、当該初期レンジング手順に失敗したと判断し、既に設定された再試行回数を考慮して、初期レンジング手順を再開始する。そのために、端末は基地局に、ランダムに選択された初期レンジングコードを転送する(S810、S811)。
delayINITIAL_RNG_ACKにより指示される時点以内にAAI_RNG−ACKメッセージを受信した場合に、端末は、当該メッセージのビットマップ(RNG−ACK Bitmap)に、自身がレンジングコードを転送したレンジング機会に対応するビットが1に設定されているか否かを判断する(S804)。
ビットマップの該当ビットが1に設定されている場合に、端末は、自身の転送したレンジングコードが当該メッセージに含まれているか否か確認する(S805)。
自身の転送したレンジングコードが含まれていると、端末は、レンジングコード転送に成功したと判断(ACK)し、T3タイマーを始動させ、AAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンクリソース割当を待つ(S806)。
端末は、受信したAAI_RNG−ACKメッセージにおいて、自身がレンジングコードを転送したレンジング機会に対応するビットが1に設定されていない場合、または、該ビットが1に設定されていても、自身の転送したコードが含まれていない場合は、当該レンジング手順に失敗したと判断する。この場合、端末は、既に設定された再試行回数を考慮して、初期レンジングを再開始することができる(S811)。
一方、本実施例に係る初期レンジング手順では、端末と基地局の処理時間をさらに考慮することができる。基地局の処理時間が3サブフレームであるとすれば、3サブフレームが経過する前に受信されたAAI_RNG−ACKメッセージには、端末の転送したレンジングコードに対する応答が含まれないことがあり、よって、基地局あるいは端末の側面での制約条件が必要である。そのために、本実施例では、基地局はAAI_RNG−ACKメッセージを該当のスーパーフレームの最後のダウンリンクサブフレームに常にスケジューリングすることを提案する。または、端末は、初期レンジングコードを基地局に転送したサブフレームから3サブフレーム以前にAAI_RNG−ACKメッセージを受信すると、これを無視するようにする。これについて、図9を参照して説明する。
図9は、本発明の他の実施例に係る初期レンジング手順のさらに他の例を示すフローチャートである。
図9でも、delayINITIAL_RNG_ACK値が1スーパーフレームであり、X番目のスーパーフレーム内の任意の初期レンジングのためのレンジング機会を通じて、端末が初期レンジングコードを基地局に転送し、Xth+delayINITIAL_RNG_ACK以内に基地局が端末にAAI_RNG−REQメッセージを転送するためのアップリンク割当情報を転送しないと仮定する。なお、基地局がdelayINITIAL_RNG_ACK情報が指示する時点までAAI_RNG−ACKメッセージの転送を延ばさず、当該初期レンジングコード情報を必ず含む場合を仮定する。
図9を参照すると、図9の各段階は図8の各段階に類似しており、ただし、S904段階で3サブフレームが経過したか否かを判断する。これは、基地局の初期レンジングコード処理時間(processing time)を考慮したもので、基地局の処理時間を3サブフレームとすれば、端末は、初期レンジングコードを基地局に転送したサブフレームから3サブフレーム以前にAAI_RNG−ACKメッセージを受信すると、これを無視し、再びS902段階に戻る。
図9は、S904段階が追加された以外は、図8と略同様であり、重複説明は省略する。
本実施例の他の様相では、AAI_RNG−ACKメッセージの転送が省略される場合に、これを端末が暗黙的な肯定応答(implicit−ACK)と認識することを提案する。
以下、本実施例の他の様相に係る基地局と端末の動作について説明する。
まず、基地局では、少なくとも一つの初期レンジングコードが探知されたフレームからdelayINITIAL_RNG_ACK値が指示する時点以内に、AAI_RNG−ACKメッセージを転送する。AAI_RNG−ACKメッセージには、フレーム指示子フィールドが指示するフレームにおいて各レンジング機会(RNG opportunity)で受信したレンジングコードのデコーディング状態を指示するビットマップ情報、及び当該フレーム内のレンジング機会を通じて正常に受信した全ての初期レンジングコードが含まれる。この時、基地局がAAI_RNG−ACK転送時点前にAAI_RNG−REQを転送するためのリソースを割り当てた端末のレンジングコードは省略することができる。
もし、いかなる成功的に受信したレンジングコードに対する応答もAAI_RNG−ACKメッセージに含めない場合は、基地局は、当該メッセージの転送を省略することができる。
また、フレーム指示子フィールドが指示するフレームにおいて各レンジング機会(RNG opportunity)で探知されたレンジングコードのレンジング状態がいずれも「成功(success)」である場合にも、基地局は、AAI_RNG−ACKメッセージの転送を省略することができる。ただし、これは、AAI_RNG−ACKメッセージ内に含まれた探知されたレンジングコードにハンドオーバーレンジングコードが存在しない場合に限って適用可能である。
端末は、AAI_RNG−ACKメッセージに、自身が初期レンジングコードを転送したレンジング機会に成功的に受信されたレンジングコードがない旨が指示されている場合、または、自身の転送したレンジングコードが存在しない場合に、当該レンジング手順に失敗したと判断し、初期レンジング手順を再開始することができる。その他の場合は、端末は、当該レンジングコードの転送に成功したと判断する。
基地局がAAI_RNG−ACKメッセージの転送を省略することができるため、該当の転送時点以内に自身に該当するRNG−ACKを受信しなくとも、初期レンジングコードを転送した端末は、自身が転送したコードに対する基地局の応答を暗黙的肯定応答(implicit−ACK)と判断することができる。したがって、この場合、端末は該当の転送時点以内にAAI_RNG−ACKを受信しなくてもレンジングコードを再転送しない。
上述の方法を用いると、初期レンジングはハンドオーバーレンジングとは違い、迅速な手順の完了に敏感性が大きくないため、シグナリングオーバーヘッドが減少する効果がある。以下、上述の方法を、図10及び図11を参照して説明する。
図10は、本発明の他の実施例の他の様相に係る初期レンジング手順の一例を示す図である。
図10を参照すると、端末は、まず、初期レンジングコードを基地局に転送する(S1010)。
これにより、基地局は、delayINITIAL_RNG_ACK値が指示する時点以内にAAI_RNG−ACKメッセージを端末に転送する(S1020)。
ここで、AAI_RNG−ACKメッセージでは当該レンジングコードに対する応答として、レンジング状態がコンティニューである旨を指示するので、端末は、該メッセージに含まれた物理パラメータ補正値を適用して初期レンジングコードを再転送する(S1030)。
図11は、本発明の他の実施例の他の様相に係る初期レンジング手順の他の例を示す図である。
図11を参照すると、端末は、まず、初期レンジングコードを基地局に転送する(S1110)。
ここで、基地局は、該当の時点でハンドオーバーレンジングコードが受信されなかったし、探知された全ての初期レンジングコード(S1110段階で端末が転送したコードも含む)の受信状態が成功であれば、AAI_RNG−ACKメッセージの転送を省略する(S1120)。
そのため、端末は、delayINITIAL_RNG_ACK値が指示する時点が経過するまでAAI_RNG−ACKメッセージを基地局から受信できなくても、自身が転送したコードに対する基地局の応答が暗黙的肯定応答(implicit−ACK)であると判断することができる。
一方、本実施例に係る上述の初期レンジング手順は、周期的レンジングにも同様に適用することができる。
以下では、図12を参照して、上述した実施例が共に行われる形態を説明する。
図12は、本発明の一実施例に係るハンドオーバーレンジング手順及び他の実施例に係る初期レンジング手順が同時に行われる形態の一例を示す図である。
図12で、ハンドオーバーのためのdelayHO_RNG_ACK値は1フレーム、初期/周期的レンジングのためのdelayINITIAL_RNG_ACK値は1スーパーフレームとあらかじめ定義しておいたとする。
図12を参照すると、X番目のスーパーフレームの2番目のフレームにおいて、1番目のアップリンクサブフレームで専用ハンドオーバーレンジングコードと、3番目のアップリンクサーバーフレームでハンドオーバーレンジングコード及び初期レンジングコードが受信される。ハンドオーバーレンジングコードの場合、delayHO_RNG_ACK値が1フレームであるから、3番目のサブフレームのダウンリンクサブフレームでAAI_RNG−ACKメッセージが転送される。AAI_RNG−ACKメッセージには、以前フレームで受信されたハンドオーバーレンジングコードに対する応答が含まれる。この時、以前フレームで受信された初期レンジングコードに対する応答も含まれてもよい。
その後、3番目のフレームの3番目のアップリンクサブフレームで初期レンジングコードが検出されるが、初期/周期的レンジングのためのdelayINITIAL_RNG_ACK値は1スーパーフレームであるから、該初期レンジングコードに対する応答がX番目のスーパーフレーム内で必ず転送される必要はなく、X+1番目のスーパーフレーム以内に転送されれば十分である。X+1番目のスーパーフレームの4番目のフレームでは、AAI_RNG−ACKメッセージが転送され、転送時点前の2つの初期レンジングコード(X番目のスーパーフレームの3番目のフレーム、及びX+1番目のスーパーフレームの2番目のフレーム)に対する応答を含むことができる。
一方、専用レンジングコードに対する応答を含むAAI_RNG−ACKメッセージは、放送マスキングコード(Broadcast Masking Code)を用いた放送割当マップ情報要素(Broadcast assignment A−MAP IE)ではなく、ユニキャストSTIDを用いたダウンリンク基本割当マップ情報要素(DL basic assignment A−MAP IE)を通じて割当情報を端末に伝達することができる。また、AAI_RNG−REQ及びAAI_RNG−RSPメッセージはそれぞれ、ユニキャストSTIDを用いたアップリンク基本割当マップ情報要素(UL basic assignment A−MAP IE)及びダウンリンク基本割当マップ情報要素(DL basic assignment A−MAP IE)を通じて割当情報を端末に伝達することができる。
以下では、表1乃至表3を参照して、本実施例に係るAAI_RNG−ACKメッセージのフォーマットを説明する。
まず、下記の表1は、delayINITIAL_RNG_ACK値が1スーパーフレームの場合におけるAAI_RNG−ACKメッセージフォーマットの一例を示す。
表1を参照すると、delayINITIAL_RNG_ACK値を1スーパーフレームと仮定したため、AAI_RNG−ACKメッセージには、最大8フレーム内のレンジング機会で受信されたコードに対する応答情報を含むことができる。そのために、フレームインデックス(フレーム指示子)フィールドは3ビットで構成され、1番目のビットが0の場合に以前スーパーフレームを、1の場合に現在スーパーフレームを指示することができる。
次に、下記の表2は、delayINITIAL_RNG_ACK値が1スーパーフレームの場合におけるAAI_RNG−ACKメッセージフォーマットの他の例を示す。
表2でも、delayINITIAL_RNG_ACK値が1スーパーフレームの場合を仮定したため、AAI_RNG−ACKメッセージには、最大8フレーム内のレンジング機会で受信されたコードに対する応答情報を含むことができる。そのために、フレームインデックス(フレーム指示子)フィールドは3ビットで構成され、1番目のビットはスーパーフレーム番号のLSB値を表す方法で各フレームを指示することができる。
次に、下記の表3は、delayINITIAL_RNG_ACK値が2スーパーフレーム以上である場合におけるAAI_RNG−ACKメッセージフォーマットの他の例を示す。
表3でも、delayINITIAL_RNG_ACK値が2スーパーフレーム以上である場合を仮定したため、AAI_RNG−ACKメッセージでは、delayINITIAL_RNG_ACK値のサイズによってフレームフィールドのビット数が変更することがある。この場合、最後のビット及びその直前のビットは共にスーパーフレーム内でのフレーム番号を指示し、それら以外のビットは、スーパーフレームのLSB値を指示することができる。
一方、感知された専用レンジングコードのインデックス(index)が64以上の場合は、基地局は、それに対するAAI_RNG−ACKを端末に転送する時に、コードインデックスが64以上であることを知らせなければならない。そのため、AAI_RNG−ACKメッセージにはレンジングコードインデックスサイズフィールド(Size of the ranging preamble code index)が含まれるとよい。
レンジングコードインデックスサイズフィールド(Size of the ranging preamble code index)は、下記のように設定することができる。
すなわち、0b0に設定される場合は、コードインデックスのサイズが6ビットであり、0b1に設定される場合は、コードインデックスのサイズが8ビットであることをそれぞれ表すことができる。もし、レンジングコードインデックスサイズフィールド値が1であれば、当該レンジング機会内の全てのレンジングコードインデックスフィールドのサイズは8ビットとなる。
端末及び基地局の構造
以下、本発明のさらに他の実施例として、上述した本発明の実施例を実行できる端末及び基地局(FBS、MBS)について説明する。
端末は、アップリンクでは送信機として動作し、ダウンリンクでは受信機として動作できる。また、基地局は、アップリンクでは受信機として動作し、ダウンリンクでは送信機として動作できる。すなわち、端末及び基地局は、情報またはデータの転送のために送信機及び受信機を含むことができる。
送信機及び受信機は、本発明の実施例を実行するためのプロセッサ、モジュール、部分及び/または手段などを含むことができる。特に、送信機及び受信機は、メッセージを暗号化するためのモジュール(手段)、暗号化したメッセージを解析するためのモジュール、メッセージを送受信するためのアンテナなどを備えることができる。このような送信端と受信端の一例を、図13を参照して説明する。
図13は、本発明の他の実施例であって、送信端及び受信端の構造の一例を示すブロック図である。
図13を参照すると、左側は送信端の構造を示し、右側は受信端の構造を示している。送信端及び受信端のそれぞれは、アンテナ5,10、プロセッサ20,30、転送モジュール(Tx module)40,50、受信モジュール(Rx module)60,70及びメモリー80,90を備えることができる。各構成要素は、互いに対応する機能を実行することができる。以下、各構成要素についてより詳細に説明する。
アンテナ5,10は、転送モジュール40,50で生成された信号を外部に転送したり、外部から無線信号を受信して受信モジュール60,70に伝達する機能を担う。多重アンテナ(MIMO)機能が支援される場合には、2個以上が設けられてもよい。
アンテナ、転送モジュール及び受信モジュールは共に、無線通信(RF)モジュールを構成することができる。
プロセッサ20,30は、通常、移動端末機の全般動作を制御する。例えば、上述した本発明の実施例を実行するためのコントローラ機能、サービス特性及び伝播環境に応じたMAC(Medium Access Control)フレーム可変制御機能、ハンドオーバー(HandOver)機能、認証及び暗号化機能などを実行することができる。より具体的に、プロセッサ20,30は、上述したシステム情報の転送/更新手順を実行するための制御全般を行うことができる。
特に、端末のプロセッサは、レンジングコードを選択し、選択されたレンジングコードをレンジング用途に合うレンジング機会を通じて基地局に転送するように制御する。また、該当のレンジング用途に基づくAAI_RNG−ACKメッセージを既に設定された時点まで待ち、該メッセージを基地局から受信すると、それを用いて、転送したレンジングコードの受信状態を確認し、後続動作を判断することができる。
その他にも、端末のプロセッサは、上述した実施例に開示された動作の全般的な制御動作を行うことができる。
転送モジュール40,50は、プロセッサ20,30からスケジューリングされて外部に転送されるデータに、所定の符号化(coding)及び変調(modulation)を行った後、アンテナ10に伝達することができる。
受信モジュール60,70は、外部からアンテナ5,10を介して受信された無線信号に復号(decoding)及び復調(demodulation)を行って原本データの形態に復元し、プロセッサ20,30に伝達することができる。
メモリー80,90は、プロセッサ20,30の処理及び制御のためのプログラムを格納することもでき、入/出力されるデータを臨時記憶する機能を担うこともできる。また、メモリー80,90は、フラッシュメモリータイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリー(例えば、SDまたはXDメモリーなど)、RAM(Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、ROM(Read−Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、PROM(Programmable Read−Only Memory)、磁気メモリー、磁気ディスク、光ディスクの少なくとも一タイプの記憶媒体を含むことができる。
一方、基地局及び中継局は、上述した本発明の実施例を実行するためのコントローラ機能、直交周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)パケットスケジューリング、時分割デュプレックス(TDD:Time Division Duplex)パケットスケジューリング及びチャネル多重化機能、サービス特性及び伝播環境に応じたMACフレーム可変制御機能、高速トラフィック実時間制御機能、ハンドオーバー(Handover)機能、認証及び暗号化機能、データ転送のためのパケット変復調機能、高速パケットチャネルコーディング機能、及び実時間モデム制御機能などを、上述したモジュールの少なくとも一つにより行ったり、これらの機能を実行するための別の手段、モジュールまたは部分などをさらに備えることができる。
本発明は、本発明の精神及び必須特徴から逸脱することなく、他の特定の形態に具体化できる。そのため、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈により定めなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めることができる。
上述した本発明の実施例は、様々な無線接続システムに適用することができる。様々な無線接続システムの一例には、3GPP(3rd Generation Partnership Project)システム、IEEE 802.xxシステムなどがある。上述した本発明の実施例は、上記のシステムの他、これらシステムが適用されるいずれの技術分野にも適用することができる。

Claims (9)

  1. 広帯域無線接続システムにおいてレンジングを行うための端末の方法であって、
    前記方法は、
    レンジング手順のための第1のレンジングプリアンブルコードを、第1のフレームの第1のレンジング機会を通じて基地局に転送することと、
    タイマーと、レンジング肯定応答(RNG−ACK)メッセージと、レンジング要請(RNG−REQ)メッセージを前記基地局に転送するためのアップリンクリソース割当情報とのうちの少なくとも一つに基づいて、前記レンジング手順が成功したか否かを判断することであって、前記RNG−ACKメッセージは、前記第1のレンジングプリアンブルコードに対する応答を含み、前記タイマーは、前記RNG−ACKメッセージを受信するための限界時点を指示する、ことと、
    前記レンジング手順が成功した場合に、前記RNG−REQメッセージを転送することと、
    前記RNG−REQメッセージに応答して、レンジング応答(RNG−RSP)メッセージを受信することと
    を含み、
    前記RNG−ACKメッセージは、前記RNG−ACKメッセージが参照するレンジング機会を含むフレームを指示するフレームインデックスと、前記フレームインデックスにより指示される前記フレーム内の前記レンジング機会のデコーディング状態を指示するビットマップと、前記レンジング機会から成功的にデコーディングされたレンジングプリアンブルコードの少なくとも一つのインデックスとを含み、
    前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージが前記基地局から受信されたが、前記RNG−ACKメッセージ内に含まれる前記レンジングプリアンブルコードの前記少なくとも一つのインデックスが前記端末により転送された前記第1のレンジングプリアンブルコードに対応しない場合に、前記レンジング手順は、失敗したと判断され、
    前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージを受信せずに前記アップリンクリソース割当情報のみが受信された場合に、前記レンジング手順は、成功したと判断される、方法。
  2. 前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージが前記基地局から受信された場合に、前記レンジング手順は、前記フレームインデックスが前記第1のフレームを指示し、前記ビットマップ内の第1の機会に対するビットが1に設定され、前記少なくとも一つのインデックスが前記第1のレンジングプリアンブルコードに対応する場合にのみ、成功したと判断される、請求項1に記載の方法。
  3. 記タイマーは、T31タイマーである請求項に記載方法。
  4. 広帯域無線接続システムにおいてレンジングを行うための基地局の方法であって、
    前記方法は、
    フレーム内のレンジング機会をデコーディングすることにより、レンジング手順に対する少なくとも一つのレンジングプリアンブルコードを探知することと、
    前記探知の結果に基づいて、レンジング機会を含む前記フレームから、タイマーが満了する前に、レンジング肯定応答(RNG−ACK)メッセージと、レンジング要請(RNG−REQ)メッセージを受信するためのアップリンクリソース割当情報とのうちの少なくとも一つを前記少なくとも一つの探知されたレンジングプリアンブルコードを転送した少なくとも一つの端末に転送すること
    前記RNG−REQメッセージを受信することと、
    前記RNG−REQメッセージに応答して、レンジング応答(RNG−RSP)メッセージを転送することと
    を含み、
    前記RNG−ACKメッセージは、前記フレームを指示するフレームインデックスと、前記フレーム内の前記レンジング機会のデコーディング状態を指示するビットマップと、前記レンジング機会からデコーディングされた前記少なくとも一つのレンジングプリアンブルコードの各インデックスとを含み、
    前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージが第1の端末において受信されたが、前記RNG−ACKメッセージ内に含まれる前記少なくとも一つのレンジングプリアンブルコードの各インデックスが前記第1の端末により転送された第1のレンジングプリアンブルコードに対応しない場合に、前記第1の端末のレンジング手順は、失敗したと判断され、
    前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージを受信せずに前記アップリンクリソース割当情報のみが前記第1の端末において受信された場合に、前記第1の端末の前記レンジング手順は、成功したと判断される、方法。
  5. 前記フレームインデックスは、前記フレームを含むスーパーフレームを指示する少なくとも一つのビットと、前記スーパーフレーム内のフレームの中の前記フレームを指示する少なくとも一つのビットとを含む、請求項4に記載の方法。
  6. 記タイマーは、T31タイマーである請求項に記載方法。
  7. 広帯域無線接続システムにおいてレンジングを行うための末であって、
    前記端末は、
    プロセッサと、
    前記プロセッサの制御によって外部と無線周波数信号を送受信するように構成されたRF(Radio Frequency)モジュールと
    を備え、
    前記プロセッサは、
    レンジング手順のための第1のレンジングプリアンブルコードを第1のフレームの第1のレンジング機会を通じて基地局に転送することと、
    タイマーと、レンジング肯定応答(RNG−ACK)メッセージと、レンジング要請(RNG−REQ)メッセージを前記基地局に転送するためのアップリンクリソース割当情報とのうちの少なくとも一つに基づいて、前記レンジング手順が成功したか否かを判断することであって、前記RNG−ACKメッセージは、前記第1のレンジングプリアンブルコードに対する応答を含み、前記タイマーは、前記RNG−ACKメッセージを受信するための限界時点を指示する、ことと、
    前記レンジング手順が成功した場合に、前記RNG−REQメッセージを転送することと、
    前記RNG−REQメッセージに応答して、レンジング応答(RNG−RSP)メッセージを受信することと
    を実行し、
    前記RNG−ACKメッセージは、前記RNG−ACKメッセージが参照するレンジング機会を含むフレームを指示するフレームインデックスと、前記フレームインデックスにより指示される前記フレーム内の前記レンジング機会のデコーディング状態を指示するビットマップと、前記レンジング機会から成功的にデコーディングされたレンジングプリアンブルコードの少なくとも一つのインデックスとを含み、
    前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージが前記基地局から受信されたが、前記RNG−ACKメッセージ内に含まれる前記レンジングプリアンブルコードの前記少なくとも一つのインデックスが前記端末により転送された前記第1のレンジングプリアンブルコードに対応しない場合に、前記レンジング手順は、失敗したと判断され、
    前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージを受信せずに前記アップリンクリソース割当情報のみが受信された場合に、前記レンジング手順は、成功したと判断される、末。
  8. 前記タイマーが満了する前に前記RNG−ACKメッセージが前記基地局から受信された場合に、前記レンジング手順は、前記フレームインデックスが前記第1のフレームを指示し、前記ビットマップ内の第1の機会に対するビットが1に設定され、前記レンジングプリアンブルコードの前記少なくとも一つのインデックスが前記第1のレンジングプリアンブルコードに対応する場合にのみ、成功したと判断される、請求項7に記載の端末。
  9. 記タイマーは、T31タイマーである請求項に記載端末
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