JPH08508628A - 自動再送信要求 - Google Patents

自動再送信要求

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Abstract

(57)【要約】 移動局に送信された全メッセージを含むフレームの状態についての報告を前記移動局から得る方法を開示する。まず基地局から移動局にポーリング要求を送る。次に状態報告が基地局に送られる。ポーリング要求は、移動局が状態報告を予約方式で(予約フレームを用いて)送るか競合方式で(空きフレームを用いて)送るかを指定する。次に移動局はビットマップを通信システムに伝送して、ポーリング要求を受信した時点で移動局がどのフレームを正しく受信したかを示す。

Description

【発明の詳細な説明】 自動再送信要求 「無線通信システムにおける通信方法」として題して1993年11月1日に 出願された米国特許出願第08/147,254号の開示を、本出願に引用して 組み入れる。 背景 本発明は移動局と中央交換システムの間のメッセージの伝送方法に関し、より 詳しくは、セルラ電話システムのエア(air)インターフェースによる、効率的 な通信リンクプロトコルを用いたメッセージの伝送に関する。 一般的なセルラ無線システムでは、都市地域などの地理的地域を「セル」と呼 ぶ幾つかの小さな隣接した無線カバレージ(coverage)エリアに分割する。セル は、「基地局」と呼ぶ一連の固定した無線局からサービスを受ける。基地局は移 動局交換センタ(MSC)に接続し制御される。MSCは陸上線(land line) (有線)の公衆加入電話網(PSTN)に接続する。セルラ無線システム内の電 話のユーザ(移動加入者)は携帯用(手で持てる)や可搬用(手で運べる)や移 動用(車に乗せる)電話ユニット(移動局)を持ち、近くの基地局を通してMS Cと音声および/またはデータを通信する。MSCは電話線や移動加入者の間の 呼を切り替え、移動局への信号を制御し、料金を計算し、システムの運用や保全 や試験を行う。 第1図は、高度移動電話サービス(AMPS)標準に従って構築された従来の セルラ無線システムの構造を示す。第1図では、ある地域が複数の隣接する無線 カバレージエリア、すなわちセルC1−C10に分割されている。第1図のシス テムには例示としてセルは10個しか示していないが、実際にはセルの数は非常 に多い。セルC1−C10のそれぞれに関連して、複数の基地局B1−B10の 中の対応する基地局が設けられる。各基地局B1−B10は複数のチャンネルユ ニットを備え、各チャンネルユニットはよく知られているように送信機と受信機 と制御器を備える。 第1図では、基地局B1−B10はセルC1−C10の中心に設けられ、全て の方向に均等に送信する全方向性アンテナを備える。この場合、各基地局B1− B10内の全チャンネルユニットは1本のアンテナに接続する。しかし他の構成 のセルラ無線システムでは、基地局B1−B10を境界の近くや、セルC1−C 10の中心から離れた別の場所に設け、セルC1−C10に指向性の無線信号を 出す場合もある。例えば第2図に示すように、基地局はそれぞれ120度のセク タセルをカバーする3本の指向性アンテナを備えてもよい。この場合は、幾つか のチャンネルユニットは1つのセクタセルをカバーする1本のアンテナに接続し 、別のチャンネルユニットは別のセクタセルをカバーする別のアンテナに接続し 、残りのチャンネルユニットは残りのセクタセルをカバーする残りのアンテナに 接続する。従って第2図では、基地局は3セクタセルにサービスする。しかし必 ずしも3セクタセルを必要とするわけではなく、例えば道路やハイウエイをカバ ーするには1セクタセルだけでよい。 第1図に戻って、各基地局B1−B10は音声およびデータリンクにより移動 局交換センタ(MSC)20に接続し、MSCは公衆加入電話網(PSTN)や 例えば総合システムディジタル網(ISDN)などの同種の施設の中央局(図示 せず)に接続する。移動局交換センタMSC20と基地局B1−B10の間や、 移動局交換センタMSC20とPSTNやISDNの間の関連する接続および伝 送モードは当業者によく知られており、アナログまたはディジタルモードで動作 する撚り線対や同軸ケーブルや光ファイバーケーブルやマイクロ波無線チャンネ ルなどが用いられる。更に音声およびデータリンクは通信事業者から提供され、 または電話会社(telco)からリースされる。 更に第1図において、セルC1−C10の中には複数の移動局M1−M10を 含むものもある。第1図に示す移動局はやはり10個だけであるが、実際には移 動局の数は非常に多く、一般に基地局の数より多い。またセルC1−C10の中 には移動局M1−M10が含まれていないものがあるが、任意のセルC1−C1 0の中に移動局M1−M10が存在するかしないかは、セル内の1つの場所から 他の場所に、または1つのセルから近接または隣接するセルに移動する、各移動 加入者のそれぞれの意図によるものである。 よく知られているように、各移動局M1−M10は送信機と、受信機と、制御 器と、ユーザインターフェース例えば電話ハンドセット、を備える。各移動局M 1−M10には移動局識別番号(MIN)が割り当てられる。これは米国では、 移動加入者の電話番号をディジタルで表したものである。MINは無線経路上の 移動加入者の加入を定義するもので、移動局からMSC20へは送信開始の時に 送られ、MSC20から移動局へは送信終了の時に送られる。また各移動局M1 −M10は電子一連番号(ESN)によっても識別される。ESNは製作時にセ ットされて「変更できない」番号であって、移動局が不当に使用されないように 設計される。例えば送信開始の時に移動局はESNをMSC20に送る。MSC 20は、受信したESNと、盗まれた(stolen)ことがすでに報告されている移 動局のESNの「ブラックリスト」とを比較する。両者が合致すると、盗まれた 移動局はアクセスできない。 各セルC1−C10は、例えば米国連邦通信委員会(FCC)などの所管の政 府当局により全セルラシステムに割り当てられた無線周波数(RF)の部分集合 を割り当てられる。RFチャンネルの各部分集合は、通話を搬送する幾つかの音 声チャンネルと、各基地局B1−B10とそのカバレージエリア内にある移動局 M1−M10の間の監視データメッセージを搬送する少なくとも1つのページン グ/アクセスすなわち制御チャンネルに分かれる。各RFチャンネルは基地局と 移動局の間に二重チャンネル(双方向無線伝送路)を備える。RFチャンネルは 1対の異なる周波数から成る。その1つは基地局が送信する(移動局が受信する )ものであり、他の1つは移動局が送信する(基地局が受信する)ものである。 基地局B1−B10内の各チャンネルユニットは、対応するセルに割り当てられ た所定の無線チャンネルで通常は動作する。すなわち、チャンネルユニットの送 信機(TX)と受信機(RX)は、変化しない1対の送信および受信周波数にそ れぞれ同調する。しかし各移動局M1−M10のトランシーバ(TX/RX)は 、システム内で指定されたどの無線チャンネルにも同調する。 一般の陸上線システムでは、遠隔局と制御センタとは銅線または光ファイバ回 路で接続されており、そのデータ処理能力と総合性能は、セルラ電話システムの エアインターフェースのデータ処理能力と総合性能より、一般に非常に優れてい る。従って、任意の選択された通信リンクプロトコルを管理するのに必要なオー バーヘッドが簡明であることは、陸上線システムでは余り重要ではない。セルラ 電話システムでは、移動局がセルラ交換システムと通信するためにはエアインタ ーフェース通信リンクプロトコルが必要である。通信リンクプロトコルは、セル ラ電話を起動し受信するのに用いられる。 セルラ電話システムで用いる電磁スペクトルは限られており、チャンネルと呼 ぶユニットに分割される。各チャンネルは、共用方式か専用方式かまたは予約方 式により、通信リンクとして用いられる。個々のチャンネルが共用方式で通信リ ンクとして用いられる場合は、多数の移動局は同じチャンネルを聞くかまたは同 じチャンネルで競合する。競合する場合には各共用チャンネルを複数の移動局が 用いることができるので、各移動局は限られた時間チャンネルを独占的に用いよ うとして争う。他方、個々のチャンネルを専用方式で通信リンクとして用いる場 合は、1つの移動局は必要な時間だけそのチャンネルを独占的に割り当てられる 。 セルラ電話環境においてチャンネルを共用する場合には、個々のチャンネルに 与えられるデータ処理能力と総合性能が一般に低いので、通信リンクの方式とし て効率のよいエアインターフェースプロトコルを選択することは非常に重要であ る。 通信業界では、通信リンクプロトコルを一般にレイヤ(層)2プロトコルと呼 び、その機能性は、より高いレベルのメッセージの範囲を設定すること、すなわ ちフレームを設定することを含む。現在の陸上線網では、より高いレイヤのメッ セージのフレームを決定する一般的な方法は、ビットスタフィング(stuffing) とフラグキャラクタという従来の層2プロトコルフレーム設定方式であり、これ をレイヤ3メッセージと呼ぶ。この層3メッセージを、移動局内にある通信層3 ピア(peer)機構とセルラ交換システムの間で送ることができる。 セルラシステムでは、無線チャンネルでメッセージの送信が成功する可能性は メッセージの長さに逆比例する。その理由は、伝送されたメッセージを1ビット でも誤って受信すれば、メッセージ全体が誤りと見なされるからである。この問 題に対処するため、メッセージをまず小さなパケットすなわちフレームに分割す る。従ってセルラシステムでは、伝送された全てのパケットを移動局が正しく受 信したかどうかを知ることが重要になる。 概要 本発明では、この決定を行うために基地局は自動再送信要求(ARQ)を用い て、任意の所定数のフレームを移動局に送る。すなわち、基地局は移動局に対し て、受信したフレームの現在の状態の報告を送るよう要求し、次に正しく受信さ れなかったフレームを再送信する。例えば、移動局はARQ方式で送信中の任意 の時点に受信したフレームを識別するよう要求されるか、または移動局は自動的 に受信したフレームを示すメッセージを基地局に送る。 本発明の一実施態様では、移動局に送った全メッセージを含むフレームの状態 について、移動局から報告を受ける方法を開示する。まずポーリング要求を基地 局から移動局に送る。次に状態報告が基地局に送られる。ポーリング要求は、移 動局が状態報告を予約方式で(すなわち予約フレームを用いて)送るか、競合方 式で(すなわち空きフレームを用いて)送るかを指定する。次に移動局はビット マップを通信システムに伝送し、ポーリング要求を受けた時点で移動局がどのフ レームを正しく受信したかを示す。 図面の簡単な説明 本発明について、一例として、本発明の望ましい実施態様と添付の図面を参照 して詳細に説明する。 第1図は、従来のセルラ無線システムの構造を示す。 第2図は、第1図に示すシステムで用いることのできる3セクタセルを示す。 第3図は、例示のセルラ移動無線電話システムのブロック図を示す。 第4図は、本発明の一実施態様における、ディジタル制御チャンネルを構成す る論理チャンネルを示す。 第5a−b図は、本発明の一実施態様における、SPACHヘッダセクション AおよびBをそれぞれ示す。 第6a−b図は、本発明の一実施態様における、基地局と移動局のためのラン ダムアクセス手続きを示す。 第7a−b図は、本発明の一実施態様における、移動局と基地局のためのSP ACH ARQモード手続きを示す。 第8図は、本発明の一実施態様における、ARQモード開始フレームを示す。 第9図は、本発明の一実施態様における、ARQモード継続フレームを示す。 詳細な説明 以下の説明はIS−54Bに従うシステムおよびその後続システムに焦点を当 てるが、本発明の原理は、特定の動作モード(アナログ、ディジタル、二重モー ドなど)や、アクセス方式(FDMA、TDMA、CDMA、ハイブリッドFD MA/TDMA/CDMAなど)や、構造(マクロセル、マイクロセル、ピコセ ルなど)にかかわらず、セルラおよび衛星無線システムなどの各種の無線通信シ ステムに同様に適用することができる。当業者が理解するように、音声および/ またはデータを搬送する論理チャンネルは、物理レイヤレベルでは違った形で実 現してよい。物理的チャンネルは、例えば比較的狭いRF帯域(FDMA)、無 線周波数の時間スロット(TDMA)、ユニークなコードシーケンス (CDMA)、またはこれらの組合わせでよい。本発明では、「チャンネル」と いう語は音声および/またはデータを搬送することができる任意の物理的チャン ネルを意味し、特定の動作モードやアクセス方式やシステム構造に限定されない 。 本出願に含まれる主題は以下の出願に関連する。すなわち、「無線電話システ ムにおける通信制御の方法と装置」と題して1992年10月2日に出願された 現在継続中の米国特許出願第07/955,591号、「ディジタル制御チャン ネル」と題して1992年10月5日に出願された継続中の米国特許出願第07 /956,640号、「ランダムアクセスチャンネルおよびアクセス応答チャン ネル用の層2プロトコル」と題して1993年4月19日に出願された継続中の 米国特許出願第08/047,452号と、「無線通信システムにおける通信方 法」と題して1993年11月1日に出願された、継続中の米国特許出願第08 /147,254号、「多モード信号処理」と題して1992年10月27日に 出願された継続中の米国特許出願第07/967,027号、「移動無線システ ムにおけるランダムアクセスの実行方法」と題して1993年10月25日に出 願され た継続中の米国特許出第08/140,467号である。この6件の継続中の出 願を引用として本願の内容に組み入れる。 第3図は、本発明の一実施態様における、例示のセルラ移動無線電話システム のブロック図を示す。このシステムは、例示の基地局110と移動局120を示 す。基地局は制御および処理ユニット130を備え、ユニット130は移動局交 換センタMSC140に接続し、MSC140は公衆加入電話網(図示せず)に 接続する。 あるセルの基地局110は音声チャンネル受信機150によって処理される複 数の音声チャンネルを備え、受信機150は制御および処理ユニット130によ って制御される。また各基地局は、複数の制御チャンネルを処理することのでき る制御チャンネルトランシーバ160を備える。制御チャンネルトランシーバ1 60は制御および処理ユニット130によって制御される。制御チャンネルトラ ンシーバ160は、基地局またはセルの制御チャンネルを用いて、その制御チャ ンネルに固定されている移動局に制御情報を放送する。 移動局120が空きモードの場合は、移動局は基地局110などの基地局の制 御チャンネルを定期的に走査して、どの局に固定するかすなわち留まるかを決定 する。移動局120は、制御チャンネルで放送される絶対的および相対的情報を 、その音声および制御チャンネルトランシーバ170で受信する。次に処理ユニ ット180が候補のセルの特性を含む受信制御チャンネル情報を評価して、移動 局がどのセルに固定するかを決定する。受信制御チャンネル情報は関連するセル に関する絶対的情報を含むだけでなく、制御チャンネルに関連するセルに近い他 のセルに関する相対的情報も含む。 本発明の構造と動作をよりよく理解するために、ディジタル制御チャンネル( DCC)を3つのレイヤ(層)、すなわち層1(物理層)、層2、層3に分割す る。物理層は、物理的通信チャンネルのパラメータ、例えばRF間隔や変調特性 などを定義する。層2(L2)は、物理的チャンネルの制約内で情報を正確に伝 送するのに必要な技術、例えば誤りの訂正や検出などを定義する。層3(L3) は物理的チャンネルで伝送された情報を受信し処理する手続きを定義する。 本発明では、DCCは第4図に示す論理チャンネルを備える。DCC論理チャ ンネルは次のものを含む。すなわち放送制御チャンネル(BCCH)(これは更 に高速放送制御チャンネルF−BCCH、拡張放送制御チャンネルE−BCCH 、短メッセージサービス放送制御チャンネルS−BCCHを備える)と、SPA CH(これは短メッセージサービス点対点チャンネル(SMSCH)とページン グチャンネル(PCH)とアクセス応答チャンネル(ARCH)とを備える)と 、ランダムアクセス制御チャンネル(RACH)である。 頭字語BCCHは、F−BCCH、E−BCCH、S−BCCH論理チャンネ ルを一括して呼ぶのに用いる。一般にこの3論理チャンネルは、一般のシステム に関連する情報を搬送するのに用いる。この3チャンネルの属性には、一方向性 (すなわちダウンリンク)、共用、点対多点(すなわち放送)、無確認などがあ る。高速BCCHは、例えば時間限界のシステム情報の放送に用いる論理チャン ネルである。拡張BCCHは、例えばF−BCCHで送る情報ほど時間限界が厳 しくないシステム情報を放送するのに用いる論理チャンネルである。短メッセー ジサービスBCCHは、例えばSMS放送サービスに用いる短メッセージを放送 するのに用いる論理チャンネルである。 SPACHチャンネルはSMSCH、PCH、ARCHを含む論理チャンネル で、SMS点対点、ページング、アクセス応答のために特定の移動局に情報を送 るのに用いる。ページングチャンネルPCHは、ページと命令を伝えるのに用い る、SPACHの部分集合である。アクセス応答チャンネルARCHはSPAC Hの部分集合であり、ランダムアクセスチャンネルでアクセスが完了すると移動 局は自動的にそれに向かう、ARCHは、アナログ音声チャンネルやディジタル トラヒックチャンネルの割当てや移動局のアクセス試行へのその他の応答を伝え るのに用いてよい。層2の自動再送信要求はARCHやSMSCHで可能であっ て、RACHで送られる確認フレームを用いる。SMS点対点チャンネルSMS CHはSMSサービスを受ける特定の移動局に短メッセージを送るのに用いる。 SPACHの属性は、一方向性(ダウンリンク)と共用である。PCHは点対多 点および無確認である。ARCHとSMSCHは点対点であり、確認または無確 認である。 ランダムアクセスチャンネルRACHは、システムにアクセスを要求するのに 用いる。このチャンネルの属性は、一方向性(アップリンク)、共用、点対点、 確認である。競合の解決および/または衝突の回避の情報は、RACHで送られ る任意の所定のフレームに対応する順方向(forward)サブチャンネルで与えら れる。 SPACH層2プロトコルは、TDMAバーストを用いて点対点SMS、ペー ジング、ARCH情報を搬送する場合に用いることができる。単一SPACH層 2プロトコルフレームは、例えば125ビットの枠(envelope)内に納まるよう に作る。付加ビット(例えば5ビット)を末尾ビットとして確保すると、SPA CHのために割り当てられる各スロットで搬送される情報は全部で130ビット になる。可能なSPACH形式の概要を次の第1表に示す。SPACH動作の層 2プロトコルフレームを備えるフィールドの概要を次の第2表に示す。 SPACHチャンネルに同じフレーム形式を用いて、各フレームが共通のヘッ ダAを持つようにすることができる。ヘッダAの内容は、ヘッダBと呼ぶ追加の 情報が任意の所定のSPACHフレーム内にあるかないかを決定する。ヘッダA は、ハード(専用の)ページフレームとPCHフレームとARCHフレームとS MSCHフレームとを区別する。3つの34ビット移動局識別MSIDを含むハ ード三重(hard triple)ページフレームを、PCHで送ることができる(バー スト用法BU=ハード三重ページ)。4つの20ビットまたは24ビットMSI Dを含むハード四重ページフレームも、PCHで送ることができる(BU=ハー ド四重ページ)。 1つまたは複数のL3メッセージを1フレームで、または多フレームにわたっ て継続して伝送することができる。MSIDは、BU=PCH、ARCH、SM SCH(バーストタイプBTは単一MSID、二重MSID、三重MSID、四 重MSIDに設定してよい)に加えて、BU=ハード三重ページ、ハード四重ペ ージ、ARQモード開始フレームでだけ搬送される。移動局識別タイプ(IDT )フィールドは、所定のSPACHフレームで搬送される全てのMSIDの形式 を識別する(すなわちMSID形式を混合することはできない)。PCHで搬送 されるページは単一SPACHフレームを越えて継続することはできない(たと えプロトコルがそれを許していても)。他の全てのPCHメッセー ジは単一SPACHフレームを越えて継続してよい。 非ARQモード動作では、L2 SPACHプロトコルは単一L3メッセージ を、MSIDとL3メッセージの間の固定した1対1関係の他に、多数のMSI Dに送ることができる。メッセージマッピングフィールド(MM)は、層2フレ ーム操作のこの態様を制御するのに用いる。有効なSPACHフレームは、所定 のL2フレームに関する全てのL2ヘッダ情報をそのフレーム内に完全に含む必 要がある。すなわち、所定のSPACHフレームからのヘッダを他のSPACH フレームに包むことはできない。オフセット標識フィールド(OI)は先に開始 した層3メッセージの終了と新しい層3メッセージの開始を、単一SPACHフ レーム内で発生させるのに用いる。 次の表は、可能なSPACH形式の概要である。 第5a図は、本発明の一実施態様におけるSPACHヘッダAを示す。SPA CHヘッダAは、バースト用法情報とスリープモードにある移動局を管理するフ ラグを含む。BUフィールドはバースト用法の高レベル指示を与える。本発明で は、各SPACHで実行される動作は予め定められていない。BUフィールドは 、バーストが用いられているのがページングか、アクセス応答か、短メッセージ サービスかを示す。フラグは、スリープモード構成と放送制御チャンネル情報の 変化を示す。このヘッダは全ての可能なSPACHフレームタイプに存在してよ い。第5b図は、本発明の一実施態様におけるSPACHヘッダBを示す。SP ACHヘッダBは、層2フレームの残りの内容を識別するのに用いられる補助的 ヘッダ情報を含む。このヘッダは、ヘッダAがPCH、ARCH、SMSCHの タイプのバースト用法を示すときに存在する。 次の表は、SPACH層2プロトコルフィールドの概要である。 本発明では、移動局(MS)は複数の状態をとることができる。ランダムアク セスにより伝送されるメッセージの第1ユニットが送信される前は、移動局は「 ランダムアクセス開始」状態になる。予約方式アクセスにより伝送されるメッセ ージの第1ユニットが送信される前は、移動局は「予約アクセス開始」状態にな る。現在のアクセスイベントに関連するユニットがまだ送信されずに残っている 場合は、移動局は「ユニット残存」状態になる。アクセスイベントの最終ユニッ トが送信された場合は、移動局は「最終バーストの後」状態になる。最後に、全 てのメッセージの伝送が完了した場合は、移動局は「完了」状態になる。 層2プロトコルも複数のフラグを含む。順方向共用制御フィードバック(SC F)は、RACHでの伝送の制御に用いる。話中/予約/空き(BRI) フラグは、対応するアップリンクRACHスロットが話中か予約か空きかを示す のに用いる。このフラグには6ビットを用いて、異なる条件を次の表に示すよう に符号化する。 受信/受信せず(R/N)フラグは、最後に送信されたバーストを基地局が受 信したかどうかを示すのに用いる。このフラグを符号化するには、下の表に示す ように5回反復コードを用いる。 本発明では、ランダムアクセスの開始バーストを送った後でどのMSを正しく 受信したか、または予約したRACHスロットにアクセスさせようとするMSは どれか、を識別するのに、部分エコー(PE)情報を用いる。例えば、部分エコ ー情報として、IS−54B MINの最下位ビットLSBの7ビットを用いる ことができる。 次の表は、移動局がその層2状態に従って受信したフラグを復号する方法を示 す。この表には、その層2状態に関するフラグだけを示す。「ランダムアクセス 開始」状態では、BRIフラグだけが関係する。多重バーストメッセージの伝送 中は、BRIとR/Nフラグが関連する。次の表の合計表示において、biはビ ット値である。 受信した符号化部分エコー(CPE)値と正しく符号化された部分エコーとの 違いが3ビットより小さい場合は、移動局はこの符号化部分エコーを正しく復号 したと見なす。これをPEマッチと呼ぶ。 移動局は、最大Y+1(Y=0...7)回のアクセス試行を行った後に、メ ッセージ送信試行が失敗したと見なすことができる。アクセス試行の第1バース トが送信可のときにBRI=「空き」が見つからない場合の後や、送信試行が失 敗した後に、移動局が用いるランダムな遅れ時間は、6.667ms刻み(時間 スロットの長さ)で0から200msの間に一様に分布する。アクセス試行中は 、移動局は連続してZ(Z=0...3)回より多く個々のバーストを反復する ことはできない。 「ランダムアクセス」開始状態にある場合は、現在のDCCのサブチャンネル にかかわらず、移動局はダウンリンクDCCスロットが最初に発生したときのB RI情報を見る。BRI=「空き」を見つけると、移動局は対応するサブチャン ネルアップリンクRACHでそのメッセージの第1バーストユニットを送る。B RI=「話中」または「予約」の場合は、移動局はランダムな遅れ時間を発生す る。ランダムな遅れ時間が終わると、移動局は前に述べた手続きを繰り返す。送 信試行の度に、BRI=「空き」の探索を最大X+1(X=0...9)回繰り 返す。開始の場合以外は、MSはランダムアクセス手続き中にそのPCHを依然 として監視する。 「予約アクセス開始」状態にある場合は、サブチャンネルにかかわらず、移動 局は現在のDCCの全てのダウンリンクスロット内のBRIおよびPE情報を見 て、BRI=「予約」でかつPEマッチが起こっているスロットを探す。これに ついて以下に説明する。基地局(BS)は、MSが前にどのサブチャンネルを使 用したかにかかわらず、所定の移動局MSに予約スロットを割り当てることがで きる。このスロットを見つけると、移動局は対応するアップリンクRACHサブ チャンネルでこのメッセージの第1ユニットを送る。所定の時間切れ期間(T) 内にこのスロットが見つからない場合は、移動局は「ランダムアクセス開始」状 態に入る。ランダムアクセスの第1バーストを伝送した後で、移動局はそのRA CHサブチャンネルに対応する現在のDCCの次のダウンリンクスロット内の部 分エコーフィールドを読む。PEマッチが見つかりかつR/N=1の場合は、移 動局はそのアクセス試行の第1バーストをBSが正しく受信したと見なして、「 最終バーストの後」状態、または「ユニット残存」状態に入る。PEマッチが見 つからない場合は、移動局はランダムな遅れ時間を発生して、「ランダムアクセ ス開始」状態に入る。 送ろうとする追加のバーストがある場合は、移動局は「ユニット移動」状態に 入り、各バーストを送った後でR/Nをチェックする。あるバーストを送った後 でR/N=「受信」を見つけると、移動局はBSがこのバーストを正しく受信し たと見なす。そうでない場合は、BSがこのバーストを受信しなかったと見なす 。BRI=「予約」または「空き」を見つけると、移動局はやはりBSがこのバ ーストを受信しなかったと見なす。BRIの読みが連続してS+1(S=0、1 )回より多く「話中でない」場合は、移動局はメッセージの送信を中止し、ラン ダムな遅れの後に別の送信試行を開始する。所定のバーストが受信されたと見な した場合は、移動局はサブチャンネルの次のスロットでメッセージの次のバース トを送信する。あるバーストが受信されなかったことが分かると、移動局はこれ を再送信する。 現在のアクセス試行の最後のバーストを送信した後、移動局は現在用いている サブチャンネルのSCFフラグを読む。R/N=「受信」の場合は、移動局はメ ッセージが正しく伝送されたと見なす。R/N=「受信せず」でかつBRI=「 予約」または「空き」の場合は、MSは最後のバーストが受信されなかったと見 なす。連続してS+1(S=0、1)回より多くR/N=「受信せず」でかつB RI=「話中でない」と読むと、移動局はそのメッセージの送信を中止して、ラ ンダムな遅れの後に別の送信試行を開始する。R/N=「受信せず」でかつBR I=「話中」の場合は、移動局は最後に送信したバーストを再送信する。 上述のランダムアクセス手続きを第6a−b図に示す。第6a図は移動局のラ ンダムアクセス手続きを示し、第6b図は基地局のランダムアクセス手続きを示 す。以下に、第6a図に示す流れ図内の真理値表の使い方を項目別に説明する。 1. 競合方式アクセスの初めに、ブロック10で真理値表を調べる。BRI= 「予約」または「話中」の場合は、移動局は「話中/空き」カウンタを増分して Xと比較する。BRI=「空き」の場合は、移動局はUnit ctrを1にセ ットして、そのアクセス試行の第1バーストを送る。 2. アクセス試行の任意の所定の中間バーストを送った後で、少なくとももう 1つのバーストを保留にしたまま、ブロック20で真理値表を調べる。BRI= 「空き」または「予約」の場合は、移動局はstop ctrおよびPB_ct rを増分した後、Stop_ctrをSと比較する。BRI=「話中」でかつR /N=「受信せず」の場合は、移動局はPB_ctrを増分した後、Z と比較する。BRI=「話中」およびR/N=「受信」の場合は、移動局はUn it_ctrを増分し、PB_ctrをゼロにセットする。 3. アクセス試行の最後のバーストを送った後で、ブロック30で真理値表を 調べる。R/N=「受信」の場合は、移動局はメッセージの送信が完了したと見 なす。BRI=「予約」でかつR/N=「受信せず」の場合は、移動局はSto p_ctrとPB_ctrを増分した後、Stop_ctrをSと比較する。B RI=「話中」でかつR/N=「受信せず」の場合は、移動局はアクセス試行の 最後のバーストを再送信する。 4. 予約方式アクセスの初めに、ブロック40で真理値表を調べる。BRI= 「話中」または「空き」の場合は、移動局は予約タイマーを調べる。BRI=「 受信」でかつPEがマッチしない場合は、移動局は予約タイマーを調べる。BR I=「予約」でかつPEがマッチする場合は、移動局はUnit_ctrを1に セットして、アクセス試行の第1バーストを送る。 本発明の一実施態様で、移動局に送ったフレームの状態を決定するユニークな 方法を開示し、これを第7a−b図に示す。BMI(基地局、移動電話サービス センタ、網間機能)は、第8図に示す自動再送信要求(ARQ)モード開始フレ ームを送ることにより、ARQモードトランザクションを開始する。ARQモー ド開始フレームは、ARQモードで、L3 ARCHまたはSMSCHメッセー ジの伝送を開始するのに用いる。L3メッセージが長すぎて1つのARQモード 開始フレームに入らない場合は、残りのL3情報は、必要に応じて追加のARQ モード継続フレームを用いて送る。L3メッセージが1つのARQモード開始フ レーム内に納まる場合は、必要に応じて充てん文字をつめる。ARQモード開始 フレームはヘッダAとヘッダBを含み、ヘッダAとヘッダBは各種の層2オーバ ーヘッド情報を含む。この例では、ヘッダA部はこのフレームが点対点SMSチ ャンネルであると示しているが、本発明はこれに限られるものではない。ARQ モード開始フレームは移動局識別(MSID)および部分エコー(PE)フィー ルドを含み、PEフィールドは或る値、例えば移動局のIS−54B移動局識別 番号(MIN)の最下位7ビットにセットする。またトランザクション識別子( TID)フィールドが含まれており、これはARQモードトランザクションの どの事例を移動局に送っているかをユニークに識別する。PEフィールドとトラ ンザクション識別TIDは、ARQモード開始フレームが始動したトランザクシ ョンを識別し、任意のその後のARQモード継続フレームを同じトランザクショ ンに関連づける役目をする。L3長さ標識(L3LI)は、ARQモード開始フ レームの後に続くARQモード継続の数を移動局が計算するのに用いる。最後に 、ARQモード開始フレームは層3データフィールド(L3DATA)を含む。 ARQモード開始フレームを送った結果、BMIは移動局からの確認を待って よい。というのは、このフレームはARQモードトランザクションの可能な完了 に関連する情報を含むからである。BMIが移動局の確認を待たないことに決定 した場合は、次に進んで、後で説明するARQモード継続フレームを送る。しか しBMIが確認を待つことに決定した場合は、BMIは次のように行う。予約方 式確認を所定のダウンリンクスロットで行う場合は、BMIはBRIフラグ(S CFの一部)を「予約」にセットすることにより、またPEフィールド(SCF の一部)を目標の移動局に対応する値にセットすることにより、移動局をポーリ ングする。次にBMIは、移動局をポーリングしたのと同じアクセス経路でアッ プリンクARQ状態フレームを待つ。ARQ状態メッセージが予約したアクセス スロットで受信されない場合、または受信しても主な(outstanding)フレーム が正しくないと示されている場合は、BMIはARQモード開始フレームを所定 の回数まで再送信する。ある回数試行しても正しいARQ状態メッセージを受信 しない場合は、BMIはARQモードトランザクションを終了する。ある回数試 行した後でBMIが正しいARQ状態フレームを受信した場合は、次に進んでA RQモード継続フレームを送る。 BMIは、始動したARQモードトランザクションを完了するのに必要な数の ARQモード継続フレームを送る。第9図に示すARQモード継続フレームは、 部分エコー(PE)フィールドとトランザクション識別子(TID)を含み、こ の両者により、ARQモードトランザクションのどの事例を移動局に送っている かをユニークに識別する。またARQモード継続フレームは、個々の継続フレー ムを識別する継続フレーム番号(FRNO)フィールドと、L3データ(L3D ATA)の一部を含む。ARQモード開始フレームは0というフレーム 番号FRNOの値を暗に持ち、ARQモード継続フレームは1に始まって1から 31の範囲のFRNO値を明示して持つ。FRNO値は、特定のARQモードト ランザクションを支援して、新しいARQモード継続フレームがBMIからMS に送られる度に増分される。 任意の中間のARQモード継続フレームを送っている間に、BMIは移動局を ポーリングしてよい。BMIが中間のポーリングを行うことを決定した場合は、 次のように行う。所定のダウンリンクスロットで、BMIはBRIフラグを「予 約」にセットし、PEフィールドを目標の移動局に対応する値にセットする。次 にBMIは、移動局をポーリングしたのと同じアクセス経路でアップリンクAR Q状態フレームを待つ。予約したアクセススロットでARQ状態フレームを受信 しない場合は、BMIは所定の回数まで現在のARQモード継続フレームを再送 信する。ある回数試行しても正しいARQ状態フレームを受信しない場合は、B MIはARQモードトランザクションを終了する。何度か試行した後に正しいA RQ状態フレームを受信した場合は、BMIは、移動局がまだ正しく受信してい ないARQモード継続フレームを引き続き送る。BMIが最後のARQモード継 続フレームを送ると、BMIは以下に説明するように進む。 最後のARQモード継続フレームを送っている間に、BMIは次のように移動 局をポーリングする。予約方式確認を所定のダウンリンクスロットで行う場合は 、BMIはBRIフラグを「予約」にセットし、PEフィールドを目標の移動局 に対応する値にセットする。次にBMIは、移動局をポーリングしたのと同じア クセス経路でアップリンクARQ状態フレームを待つ。ARQ状態フレームが予 約したアクセススロットで受信されない場合は、BMIは所定の回数まで現在の ARQモード継続フレームを再送信する。ある回数試行しても正しいARQ状態 フレームを受信しない場合は、BMIはARQモードトランザクションを終了す る。BMIがARQ状態フレームを受信し、かつFRNO MAPが「全て正し い」ことを示した場合は、ARQモードトランザクションは首尾よく完了したと 見なされる。BMIがARQ状態フレームを受信し、しかもFRNO MAPが 「全て正しい」ことを示さない場合は、BMIは、移動局がまだ正しく受信して いないARQモード継続フレームを再送信する。BMIは所定の最大回数まで任 意の所定のARQモード継続フレームを再送信した後、ARQモードトランザク ションを終了する。 移動局のSPACH ARQモードの動作について以下に説明する。移動局が RACHでメッセージの伝送を首尾よく完了すると(これはSCFフラグで示さ れる)、RACHメッセージ伝送の完了後40ms経ってから、移動局は所定数 までのSPACHフレームを読む。自分のMSIDとマッチしたARQモード開 始フレームを受信すると、移動局は次のように進む。移動局はARQモードトラ ンザクション識別のためにTIDを記憶する。次に受信したL3LIに基づいて 、ペンディングのARQモード継続フレームの数を計算する。ビットマップであ るFRNO MAPを、FRNOがゼロ(ARQモード開始に対応する)の場合 は「受信」にセットし、全てのペンディングのARQモード継続フレームの場合 は「受信せず」にセットする。本発明の一実施態様では、1はフレームを受信し たことを示し、0はフレームを受信しなかったことを示すのに用いる。FRNO MAPは最大32個のARQモードフレーム(1個の開始フレームと31個の継 続フレーム)の長さまでのBMI伝送を支援する。L3DATAで搬送されるL 3メッセージの部分を記憶する。次に移動局は以下に説明するように動作する。 当業者がもちろん理解するように、FRNOビットマップを拡張または縮小して 、BMIから伝送される、より多いまたはより少ない数のフレームを支援するこ とができる。 移動局はSPACHフレームを読んで次のように応答する。ポーリングが起こ ると、すなわちPEマッチが起こりBRIフラグが「予約」にセットされると、 移動局はARQ状態フレームを、現在のARQモードトランザクションの時点ま で正しく受信した全てのARQフレームの受信状態を示すFRNO MAPを備 えるBMIに送る。FRNO MAPが「全て正しい」状態であることを示すと 、移動局は対応するARQモードトランザクションが首尾よく完了したと見なす 。そうではなくて、あるARQモード継続フレームを或る主なARQモードトラ ンザクションに対して正しく受信した場合(すなわち、そのARQモード継続フ レームで送られたPEとTIDがマッチした場合)は、移動局はこれに含まれる L3DATAを記憶して、対応するFRNO MAP位置を「受信」にセットす る。 所定の時間、ARQモード継続フレームもポーリングも受信しない場合は、移動 局は競合方式ランダムアクセスを用いてARQ状態フレームを自動的に送信する ことができる。最大数のこのような自動ARQ状態フレーム送信を行った後、対 応するARQモードトランザクションを終了する。 本発明の特定の実施態様について説明し図示したが、当業者により修正を行う ことができるので、本発明はこれに限定されるものではない。本出願は、ここで 説明し特許を請求した本発明の精神と範囲内にある全ての修正を含むものである 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AU,BR,CA,CN,F I,JP,KR,NZ (72)発明者 ペルソン,ベングト スウェーデン国 エス ― 182 05 ド ュルショルム,ボックス 42

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.遠隔局に伝送されたメッセージを含むフレームの状態の報告を得る方法で あって、 基地局から前記遠隔局にポーリング要求を送る段階と、 前記基地局に状態報告を送る段階とを含み、前記ポーリング要求は、前記遠隔 局が前記状態報告を予約方式で送るか競合方式で送るかを指定する、 前記方法。 2.前記ポーリング要求は層1ビットを用いて、前記状態報告を予約方式で送 るか競合方式で送るかを示す、請求項1記載の方法。 3.前記層1ビットは共用チャンネルフィードバックの話中/予約/空きの部 分である、請求項2記載の方法。 4.セルラ通信システムから遠隔局へ伝送されたメッセージを含むフレームの 状態の報告を得る方法であって、 前記遠隔局にポーリング要求を送る段階と、 前記移動局から基地局に、前記遠隔局が複数のフレームのどれを正しく受信し たかを示すビットマップを伝送する段階と、 を含む方法。 5.前記ビットマップは、前記遠隔局が最大32フレームまでを正しく受信し たかどうかを示す、請求項4記載の方法。 6.前記ポーリング要求は層1ビットを用いて、前記ポーリング要求が送られ た前記遠隔局を識別する、請求項1記載の方法。 7.前記層1ビットは、共用チャンネルフィードバックの部分エコー(PE) 部である、請求項6記載の方法。 8.ARQモード開始および継続フレームの所有権を決定する方法であって、 遠隔局において、前記遠隔局に関連する識別子を持つARQモード開始フレー ムを受信し、前記ARQモード開始フレームに含まれる部分エコーおよびトラン ザクション識別子を記憶する段階と、 前記遠隔局において、前記記憶した値とマッチする部分エコーおよびトランザ クション識別子の値を持つ、少なくとも1つの後続のARQモード継続フレーム を受信する段階と、 を含む方法。 9.無線通信システムで通信する方法であって、 遠隔局において、部分的に完了したARQモードトランザクションを受信する 段階と、 現在のARQモードトランザクションに対して、前記遠隔局が基地局からAR Qモード継続フレームのポーリング要求を受けないまま或る時間が過ぎると、A RQ状態フレームを発生する段階と、 を含む方法。 10.無線通信システムで通信する方法であって、 基地局から、ARQモード開始またはARQモード継続フレームと一致する共 用チャンネルフィードバックビットを用いてポーリング要求を送る段階と、 を含む方法。 11.無線通信システムで通信する方法であって、 遠隔局から、ARQモード開始またはARQモード継続フレームとは時間的に 独立した共用チャンネルフィードバックビットを用いてポーリング要求を送る段 階と、 を含む方法。 12.無線通信システムで通信する方法であって、 ARQモード開始フレーム内に、遠隔局への部分エコー値を割り当てる段階と 、 そのARQモードトランザクション時間中に、前記部分エコー値を含むフレー ムを送信する段階と、 を含む方法。 13.無線通信システムで通信する方法であって、 ARQモード開始フレーム内に、遠隔局への部分エコー値を割り当てる段階と 、 後続の部分エコー値が、前記割り当てられた部分エコー値とは所定のビット数 だけ異なる場合は、前記後続の部分エコー値は前記割り当てられた部分エコー値 とマッチすると見なす段階と、 を含む方法。 14.セルラ通信システムで用いる基地局であって、 移動局にポーリング要求を送信する手段と、 前記ポーリング要求に応答して前記移動局から状態報告を受信する手段とを備 え、前記ポーリング要求は、前記移動局が前記状態報告を予約方式で送るか競合 方式で送るかを指定する、 前記基地局。 15.前記ポーリング要求は層1ビットを用いて、前記状態報告を予約方式で送 るか競合方式で送るかを示す、請求項13記載の基地局。 16.前記層1ビットは共用チャンネルフィードバックの話中、予約、空きの部 分である、請求項14記載の基地局。 17.セルラ通信システムで用いる基地局であって、 移動局にポーリング要求を送信する手段と、 前記ポーリング要求に応答して、前記移動局からビットマップを受信する手段 と、 前記ビットマップを解釈して、ポーリング要求を受信したときに前記移動局が 複数のフレームのどれを正しく受信したかを決定する手段と、 を備える基地局。 18.前記ビットマップは、前記移動局が最大32フレームまでを正しく受信し たかどうかを示す、請求項16記載の基地局。 19.前記ポーリング要求は層1ビットを用いて、どの移動局にポーリング要求 が送られているかを示す、請求項13記載の基地局。 20.前記層1ビットは共用チャンネルフィードバックの部分エコー部である、 請求項18記載の基地局。 21.前記ポーリング要求は層1ビットを用いて、どの移動局にポーリング要求 が送られているかを示す、請求項16記載の基地局。 22.前記層1ビットは共用チャンネルフィードバックの部分エコー部である、 請求項20記載の基地局。 23.セルラ通信システムで用いる移動局であって、 前記セルラシステムからポーリング要求を受信する手段と、 前記ポーリング要求に応答して前記セルラシステムに状態報告を送信する手段 とを備え、前記ポーリング要求は、前記移動局が前記状態報告を予約方式で送る か競合方式で送るかを指定する、 前記移動局。 24.前記ポーリング要求は層1ビットを用いて、前記状態報告を予約方式で送 るか競合方式で送るかを示す、請求項22記載の移動局。 25.前記層1ビットは共用チャンネルフィードバックの話中、予約、空きの部 分である、請求項23記載の移動局。 26.前記移動局は前記セルラシステム内の基地局に前記状態報告を送る、請求 項22記載の移動局。 27.前記ポーリング要求は、どの移動局にポーリング要求が送られているかを 示す層1ビットを含む、請求項22記載の移動局。 28.前記層1ビットは共用チャンネルフィードバックの部分エコー部である、 請求項26記載の移動局。 29.セルラ通信システムに用いる移動局であって、 前記セルラシステムからポーリング要求を受信する手段と、 前記ポーリング要求を受信したときに前記移動局が複数のフレームのどれを正 しく受信したかを示す、ビットマップを形成する手段と、 前記ビットマップを前記セルラシステムに送信する手段と、 を備える移動局。 30.前記ビットマップは、前記移動局が最大32フレームまでを正しく受信し たかどうかを示す、請求項28記載の移動局。 31.前記ポーリング要求は層1ビットを用いて、どの移動局にポーリング要求 が送られているかを示す、請求項28記載の移動局。 32.前記層1ビットは共用チャンネルフィードバックの部分エコー部である、 請求項30記載の移動局。 33.前記移動局は前記ビットマップを前記セルラシステム内の基地局に送信す る、請求項28記載の移動局。 34.セルラ通信システムにおいて、複数のリンクされたフレームがどの移動局 に送られているかを識別する方法であって、 移動局において開始フレームを受信する段階と、 前記移動局の移動局識別を前記開始フレーム内の移動局識別と比較する段階と 、 マッチする移動局識別を持つ前記開始フレームに含まれる部分エコーおよびト ランザクション識別子を記憶する段階と、 少なくとも1つの組合わせフレームを受信する段階とを含み、前記フレームは 前記記憶した値とマッチする部分エコーおよびトランザクション識別子を含む、 前記方法。
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