JPH04371029A - 通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の移動局が中央局
との間でランダムに送信する移動通信方法及び装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】多くの多重アクセスシステムにおいては
、複数の移動局が分割チャネルを用いて中央局と通信で
きるようになっている。これらのシステムはランダム多
重アクセスと呼ばれる。これらのシステムの１つは、移
動局間で完全な調整をすることなく、メッセージを複数
の移動局から中央局にランダムに送信している。

【０００３】例えば、セルラ無線においては、各セルは
、多くの移動局と通信している基地局によって制御され
る。各セルは、１組の無線周波数チャネルを使用する。 少なくとも１つのチャネルが各セルに無線電話呼を設定
する目的に使用される。この設定チャネルは全ての移動
局が基地局と通信するために割り当てられる。この設定
チャネルは順方向（基地局から移動局の方向）と逆方向
（移動局から基地局の方向）では別々の周波数を有する
全二重チャネルとなっている。順方向の設定チャネルは
基地局が全ての移動局にメッセージを送信するために用
いられる。このチャネルは、基地局から送信された全て
のメッセージを全ての移動局が受信できるように、放送
チャネルになっている。逆方向のチャネルは移動局がほ
とんど無調整の状態で基地局にメッセージを送信できる
ようにランダム競合多重アクセスチャネルとなっている
。アクセスは競合に基づいている。　移動局は固定され
た送信スケジュールが割り当てられていないという点で
アクセスはランダムである。送信すべきメッセージを持
った移動局はチャネルを捕まえようとする。もし、複数
の移動局が同時に送信を開始したら、メッセージは衝突
し、相互に破壊される。一方のメッセージが他のメッセ
ージよりもはるかに大きな受信電力である場合には、そ
の受信電力の大きな方のメッセージは基地局で正しく受
信される可能性がある。いずれにしても、移動局から送
信されたメッセージが基地局で正しく受信されないとき
は、その後しばらくして再度送信される必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の従来の多重ア
クセスプロトコルとしては、ＡＬＯＨＡ、ＣＳＭＡ、Ｃ
ＳＭＡ−ＣＤ　等がある。ランダム送信の性質および不
可避の衝突によって、ランダムアクセスプロトコルは１
００％のスループット効率を達成できない。衝突後のラ
ンダム遅延は移動局と中央局間でさらに新たなメッセー
ジ遅延を引き起こす。北アメリカのアナログセルラシス
テムにおいては、基地局と移動局は、全二重チャネルを
構成する異なった周波数で送信する。基地局は全ての移
動局が基地局と周期的に通信できるように多重アクセス
設定チャネルの状態で放送する。基地局から移動局への
送信信号のの各１１ビットごとに挿入された話中／空ビ
ットは、移動局から基地局への多重アクセスチャネルが
最後の周期で話中または”空”であることを示す。この
ように移動局の状況を周期的にフィードバックして、基
地局から送信することによって移動局は再送信する前に
チャネルが”空”であることを確認できる。移動局は送
信中に話中／空ビットを監視し続ける。もし、話中／空
ビットがメッセージ送信の初めの短い時間に”空”から
話中に変化しないとしたら、送信中の移動局は衝突を生
じていると推定され、送信はすぐに切断される。しかし
ながら、このアプローチにおける問題点は、話中／空ビ
ットが衝突状態を示すか、空状態を示すかを区別できな
いことである。そのような情報がなければ、移動局は送
信をいつ開始し又は中止するかをより効率的に決定でき
ない。

【０００５】多くの多重アクセスプロトコルはスロット
の大きさを変動させている。スロットプロトコルにおい
ては、各スロットは固定サイズのメッセージを含むこと
ができるように十分な長さを有する。予約ＡＬＯＨＡと
呼ばれるスロットＡＬＯＨＡは、最初のメッセージワー
ドが完全に送信されるのを中断しないように、多重スロ
ット（ワード）のメッセージ長を変化させて送信する。 予約ＡＬＯＨＡにおいては、もし、移動局が予め定めら
れたタイムスロットを正しく送信したならば、全てのそ
れに続くスロットは、その移動局が送信を停止するまで
、その移動局のために完全に予約される。この方式の問
題点はチャネルの放棄を示すために一つの空スロットが
用いられることである。このようなチャネル資源の使用
は非効率的である。従って、アクセス遅延を減少させる
一方、送信効率を向上させる新たな多重アクセスプロト
コルが必要となる。

【０００６】この発明の１つの目的は、アクセス遅延を
減少させる一方、送信効率を向上させる新たなアクセス
プロトコルを提供することにある。本発明の他の目的は
アクセスチャネルの状態を示すフィードバック情報を中
央局から移動局に送るために短いデータ領域が用いられ
ることにある。さらに本発明の他の目的は、各基地局か
ら移動局へのバースト中で多重アクセスチャネルの放棄
を示すため、およびメッセージ間の必要な空スロットを
消滅させるために、短いデータ領域が用いられる新たな
アクセスプロトコルを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の移動局
と中央局間の送受信チャネルの状態を示す情報を送信す
る移動通信方法において、各移動局は、送信チャネル情
報を自局から中央局へ送信し、中央局は、最後に受信し
た移動局の送信チャネル情報及び移動局から中央局に送
信された最後の移動局の状態を示す情報コードを送信す
る。

【０００８】

【作用】本発明においては、各移動局は、送信チャネル
情報を自局から中央局へ送信すし、中央局は、最後に受
信した移動局の送信チャネル情報及び移動局から中央局
に送信された最後の移動局の状態を示す情報コードを送
信することによって、各移動局がランダムに送信をした
場合の競合時のアクセス遅延が減少し、送信効率を向上
させることができる。

【０００９】

【実施例】セルラ無線においては各セルは、多数の移動
局と通信する基地局によって供給される。チャネルは、
順方向（基地局から移動局）、および逆方向（移動局か
ら基地局）に、それぞれ別々の周波数を用いた全２重方
式によって設定される。この順方向チャネルは基地局が
メッセージを移動局に送信するために用いられる。この
チャネルは、基地局から送信された全てのメッセージを
全ての移動局が受信できるように放送チャネルとなって
いる。逆方向チャネルはランダム競合多重アクセスチャ
ネルであり、移動局がメッセージをほとんど何の調整も
しないで基地局へ送信するようになっている。

【００１０】図１は中央局からのチャネルは順方向チャ
ネル１０によって、移動局からのチャネルは逆方向チャ
ネル１１によって送信される様子を示す。この発明の実
施例においては、チャネル中で新たな多重アクセスプロ
トコルが用いられる。図において、順方向チャネル１０
と逆方向チャネル１１は双方共タイムスロットに分割さ
れている。この順方向チャネル１０と逆方向チャネル１
１のタイムスロットは、移動局が逆方向チャネル１１上
でバースト１２を送信した後に、確認バースト１３が基
地局から送信され、移動局がバースト１４を送信する前
に移動局がその確認バースト１３を受信するというよう
に構成されている。このタイムスロットは完全にチャネ
ルを占有する必要はない。順方向又は逆方向で使用され
ない期間は他のサービス又は時分割多重アクセスチャネ
ルの他の対を形成するために割り当てられる。

【００１１】両方向の各送信バーストに対して、２つの
フィールドが多重アクセスプロトコルを運用するために
用いられる。順方向においては、順方向アクセス／確認
フィールド（ＦＡＡ）１５と順方向モアフィールド（Ｆ
Ｍ）１６がある。逆方向においては、逆方向アクセス／
確認フィールド（ＲＡＡ）１７と逆方向モアフィールド
（ＲＭ）１８がある。逆方向チャネル１１においては、
ＲＡＡフィールドは移動局の省略された識別子（ＩＤ）
が送られる。このＩＤは誤り確認の確率が正常確認の確
率よりも非常に小さい限り移動局を特定する必要はない
。もし、ＲＡＡフィールド中のＩＤが送信移動局を特定
しないとしても、メッセージの残りの部分は移動局を特
定するに十分な識別子を含むにちがいない。いずれかの
方向のメッセージは１つ又はそれ以上のバースト（ワー
ド）を含んでもよい。ＲＭは２進のフィールドであり、
もし現在のメッセージが次のバーストに続かなければ、
このＲＭは”空”に設定され、そうでなければこのＲＭ
は”予約”に設定される。

【００１２】順方向において、ＦＡＡフィールドは逆方
向チャネル中で最後に受信したスロット中のアクセス結
果を返送するために用いられる。もし、逆方向チャネル
中で最後に受信されたスロットが正しく送信されたバー
ストを含む場合は、ＦＡＡは基地局で受信された最後の
スロットのＲＡＡフィールドの内容と同じである確認コ
ードを供給する。もし、最後に受信された逆方向チャネ
ルスロットが”空”であれば、ＦＡＡは移動局が使用可
能な全ての省略ＩＤと異なる別の空コードを含む。もし
、最後の逆方向チャネルスロットで送信された複数の移
動局が相互に衝突し、メッセージが破壊されたとしたら
、移動局が使用可能な全ての省略ＩＤと異なる別の衝突
コードが送信される。

【００１３】ＦＭフィールドは”空”又は”予約”状態
のいずれかを示す２進数のデータで表わされる。”空”
を示す値又は状態は次の逆方向チャネルスロットが競合
アクセスに使用されることを示す。予約値は次の逆方向
チャネルスロットが移動局のために予約され、省略ＩＤ
が現在の順方向バーストのＦＡＡフィールド中で送信さ
れることを示す。基地局は最後の逆方向スロットの結果
に従って、次のようにＦＡＡ、ＦＭフィールドを設定す
る。 最終逆方向アクセス　　　　　　　　　　ＲＭ　　　　
　　　　ＦＭ　　　　　　　　　　ＦＡＡチャネルスロ
ット状態 　　　　　　空　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ｎ／ａ　　　　　　空　　　　　　　　　　　　空
コード １回の送信成功　　　　　　　　　　　　　　空　　　
　　　　　　　空　　　　　　　　　　　　省略ＩＤ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　予約　　　　　　　　予約　　　　　　　　　　省
略ＩＤ複数送信で１回成功　　　　　　　　　　空　　
　　　　　　　　空　　　　　　　　　　　　省略ＩＤ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　予約　　　　　　　　予約　　　　　　　　　　
省略ＩＤ複数回送信成功なし　　　　　　　　　　ｘ　
　　　　　　　　　空　　　　　　　　　　　　衝突コ
ード無線チャネルエラー　　　　　　　　　　ｘ　　　
　　　　　　　空　　　　　　　　　　　　衝突コード
による送信 　　　　　　　　　　　　　　　ｎ／ａ　　：　　適用
不可を示す　　　　　　　　　　　　　　　ｘ　　　　
　　：　　無視

【００１４】基地局に送信するメッセージを有する移動
局は、送信時に決定される次のようなアルゴリズムが用
いられる。 （１）　　ＦＭフィールドが、次のスロットが競合のた
めに”空”になるのを表示するまで待つ。 （２）　　次の逆方向のスロット中のメッセージの最初
のワードを、移動局の省略ＩＤに設定されたＲＡＡと共
に、送信する。 （３）　　次の順方向バースト中でＦＡＡフィールドが
移動局の省略ＩＤと等しいかをチェックする。 （ａ）　　もし、等しいならば連続した逆方向スロット
中の現在のメッセージを送信し続ける。 （ｂ）　　等しくないならば、残りのメッセージの送信
を中止し、送信アルゴリズムに従ってランダム期間待つ
。 ステップ１に行き再度ステップ１を実行する。

【００１５】実際の例として、ＦＡＡは７ビットフィー
ルドが割り当てられ、０〜１２７（１０進数）の任意の
値を収容できる。短縮ＩＤは移動局の電話番号の最後の
２ディディットが用いられる。従って、有効な短縮ＩＤ
は００（１０進数）から９９（１０進数）までの範囲で
ある。ＦＡＡフィールドに対する空コードおよび衝突コ
ードは９９より大きな数に設定されなければならない。 ００〜９９は短縮ＩＤに予約されているからである。本
実施例においては、空コードフィールドは１２０（１０
進数）衝突コードフィールドは１２７（１０進数）が用
いられる。上記の空コードと衝突コードは任意に異なる
数字が割り当てられるということは、当業者に周知の技
術である。ＲＡＡフィールドはＦＡＡと同じ長さとする
ことができ、有効な短縮ＩＤ範囲は０〜９９（１０進数
）である。ＲＭとＦＭは両方共１ビットフィールドが割
り当てられ、”空”は０、”予約”は１で表示される。

【００１６】図２ａは衝突なしに送信が成功した場合を
示す。順方向チャネル１０において、バースト２１、２
２が送信され、移動局Ａ、Ｂ、Ｃによって受信される。 移動局Ａはバースト２３を基地局に送信する。このバー
スト２３は短縮ＩＤ、例えば、ＲＡＡ＝７２を含む。数
字７２は移動局の電話番号の最後の２ディディットを示
し、逆方向フィールドＲＭ＝０は単に１つのバーストが
送信されたことを示す。順方向チャネル１０上の基地局
によって送信された確認バースト２４において、ＦＡＡ
フィールドは移動局Ａから送信された短縮ＩＤが基地局
によって受信されたことを示す。ＦＭフィールドは０に
設定される。このことは、移動局Ａが単に１つのバース
トを送信したので、次の逆方向チャネルスロットにおい
ては全ての移動局が競合アクセスができることを示す。

【００１７】順方向チャネル１０からバースト２４を受
信すると、移動局Ｂは逆方向チャネル１１が使用でき、
ＲＡＡ＝３７、ＲＭ＝１のＩＤを持ったバースト２５を
送ることができる。ＲＭ＝１を有するフィールドは少な
くとも１つの他のバーストがその後送信されることを示
す。基地局によって順方向チャネル１０上で送られた次
のバースト２６はＦＡＡ＝３７の確認フィールドを含む
。予約フィールドＦＭ＝１は全ての移動局が次のバース
トはＩＤ３７を持った移動局のために予約されているこ
とを示す。バースト２６を受信すると、移動局Ｂは基地
局による直前のバースト受信が成功したことを確認し、
ＲＡＡ＝３７、予約フィールドＲＭ＝１のＩＤを含むバ
ースト２７を送信する。基地局は同様のバースト２８を
有する順方向チャネルを送信する。移動局Ｂはそのメッ
セージに対して最終バースト２９を送信する。このバー
スト２９は、同じＩＤフィールド番号（ＲＡＡ＝３７）
を含むが、フィールドＲＭ＝０となる。これは次の逆チ
ャネルスロットが競合状態で使用できることを示す。基
地局はバースト３０を送信し、次の逆方向チャネルスロ
ットにおいて全ての移動局は競合アクセスできることを
示す。もし、どの移動局もバーストを送信しない場合は
、基地局から送信される次の２つのバースト３０、３１
はチャネルが”空”であることを示す。

【００１８】図２ｂは移動局Ｂ、Ｃからのメッセージが
衝突によって破壊される場合のバースト送信の手順を示
す。さらに、それに続くメッセージが再送信されること
によって送信が成功する手順も同時に示される。基地局
からバースト４０を受信すると、チャネルは”空”（Ｆ
Ｍ＝０）であるので、移動局Ｂはバースト４１を、移動
局Ｃはバースト４２を送信する。バースト４１、　　４
２は同時に送信されるので、その結果衝突が生じ、バー
ストは破壊される。基地局では、バースト４３を送信す
る。このバースト４３は衝突が発生したことを示してい
る。その後ランダムに選ばれた遅延の後、両移動局はそ
れぞれバーストを再送信する。図２ｂの例では、移動局
Ｃはチャネルが”空”になっていることを確認した後に
バーストを再送信する。この例では、１ワードのメッセ
ージ（例えば、バースト４６）が移動局Ｃによって送信
される。あるランダム遅延の後移動局Ｂは２ワードから
なるメッセージ（例えば、バースト４４、４５）を送信
する。

【００１９】図２ｃは移動局Ａ、Ｂから両メッセージが
同時に送信された場合、すなわち、両メッセージが衝突
した時に、移動局Ａの送信は成功し、移動局Ｂの送信は
失敗に終った場合のバースト送信を示している。この場
合基地局によって送信されるバースト中のＦＡＡコード
は移動局の送信が成功した場合の短縮ＩＤが設定される
。この例の場合は、移動局Ａの送信が成功したのでＦＡ
Ａ＝７２となる。　　これは、１つの移動局のバースト
の出力が他の移動局の出力よりも非常に大きい場合に発
生する。出力の小さい移動局からのバーストは基地局で
はノイズとして捨てられる。図２ｃにおいて、移動局Ａ
はバースト５０を送信し、移動局Ｂはバースト５１を送
信する。基地局はＩＤ７２を含むバーストを確認し、移
動局Ａは送信が成功したと判断される。しかしながら、
移動局Ｂは送信が失敗に終ったものと判断され、２回目
のバーストの送信が行われる。ランダム遅延の後、移動
局Ｂはメッセージ（例えば、バースト５２、５３）を再
送信する。

【００２０】図３は上述のプロトコルを使用できる多く
のシステムを図示したものである。例えば、本発明のプ
ロトコルはセルラ通信システムの基地局６０と移動局６
１間の設定チャネル中で使用できる。同様に、このプロ
トコルは基地局６０とＭＴＸスイッチ６３間のトランク
回線６２の通信アクセスチャネル中で使用することもで
きる。さらに、ＭＴＸスイッチ６３と中央局（ＣＯ）６
４間、又は中央局６４と衛星地球局６５間でも使用する
ことができる。セルラ通信システムにおいては、このプ
ロトコルは衛星地球局６５と衛星６６間の無線通信アク
セスチャネルにおいても使用することができる。なお、
本発明は、無線チャネル、セルラ無線チャネル、衛星無
線チャネル、パケット無線チャネル、有線チャネルを問
わず使用できる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクセスチャネルの状態を示す情報を移動局から中央局
に、及び中央局から移動局に送信するように構成したた
めに、使用データ領域を短くすることができ、チャネル
資源の効率的使用が可能となる。さらに、競合時のアク
セス遅延が減少し、送信効率を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】中央局からのチャネルは順方向チャネルによっ
て、移動局からのチャネルは逆方向チャネルによって送
信される様子を示す。

【図２ａ】移動局からの複数の送信が衝突がなく成功し
た場合の手順を示す。

【図２ｂ】移動局Ｂ、Ｃからのメッセージが衝突によっ
て破壊される場合のバースト送信の手順を示す。

【図２ｃ】移動局Ａ、Ｂから両メッセージが同時に送信
された場合、すなわち、両メッセージが衝突した時に、
移動局Ａの送信は成功し、移動局Ｂの送信は失敗に終っ
た場合のバースト送信を示す。

【図３】本発明のプロトコルを使用できる多くのシステ
ムを図示したものである。

【符号の説明】

１０　　順方向チャネル １１　　逆方向チャネル １２〜１４　　バースト １５　　順方向アクセス／確認フィールド（ＦＡＡ）１
６　　順方向モアフィールド（ＦＭ）１７　　逆方向ア
クセス／確認フィールド（ＲＡＡ）１８　　逆方向モア
フィールド（ＲＭ）２１〜３２　　バースト ４０〜４６　　バースト ５０〜５３　　バースト ６０　　基地局 ６１　　移動局 ６２　　トランク回線 ６３　　ＭＴＸスイッチ ６４　　中央局（ＣＯ） ６５　　衛星地球局 ６６　　衛星

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の移動局と中央局間の送受信チャネル
   の状態を示す情報を送信する多重アクセス移動通信方法
   において、前記各移動局は、送信チャネル情報を自局か
   ら中央局へ送信し、前記中央局は、最後に受信した移動
   局の送信チャネル情報及び移動局から中央局に送信され
   た最後の移動局の状態を示す情報コードを送信すること
   を特徴とする多重アクセス移動通信方法。
2. 【請求項２】前記情報コードは、前記チャネルが”空”
   であるか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項
   １記載の多重アクセス移動通信方法。
3. 【請求項３】前記情報コードは、さらに１つの移動局と
   他の移動局間でデータの衝突があったか否かを示す情報
   を含むことを特徴とする請求項２記載の多重アクセス移
   動通信方法。
4. 【請求項４】前記情報コードは、さらに前記移動局から
   中央局への送信が成功したか否かを示す情報を含むこと
   を特徴とする請求項３記載の多重アクセス移動通信方法
   。
5. 【請求項５】前記情報コードは、さらに前記複数の移動
   局のどの局の送信が成功したかを示す情報を含むことを
   特徴とする請求項４記載の多重アクセス移動通信方法。
6. 【請求項６】前記情報コードは、前記複数の移動局のど
   の局の送信が成功したかを確認する情報を含むことを特
   徴とする請求項５記載の多重アクセス移動通信方法。
7. 【請求項７】前記情報コードは、さらに送信を成功した
   移動局に予約される情報を次のタイムスロットが含むこ
   とを特徴とする請求項６記載の多重アクセス移動通信方
   法。
8. 【請求項８】複数の移動局と中央局間の送受信チャネル
   の状態を示す情報を送信する移動通信装置において、前
   記各移動局から中央局へ送信されるバーストは、送信チ
   ャネル情報である逆方向モアフィールド（ＲＭ）及び移
   動局から中央局に送信された最後の移動局の状態を示す
   情報コードである逆方向アクセス／確認フィールド（Ｒ
   ＡＡ）を含み、前記中央局から移動局へ送信されるバー
   ストは、最後に受信した移動局の送信チャネル情報であ
   る順方向モアフィールド（ＦＭ）、及び移動局から中央
   局に送信された最後の移動局の状態を示す情報コードで
   ある順方向アクセス／確認フィールド（ＦＡＡ）を含む
   ことを特徴とする多重アクセス移動通信装置。