WO2004086653A1

WO2004086653A1 - ランダムアクセス制御方法、基地局および端末装置

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Publication number: WO2004086653A1
Application number: PCT/JP2004/003906
Authority: WO
Inventors: Hiroyasu Sano
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2004-10-07
Also published as: KR20050088323A; JP2004289717A

Abstract

本発明のランダムアクセス制御方法は、複数の端末装置（１−１～１−Ｎ）と基地局（３）とが衛星（２）を経由して通信を行い、さらに各端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合を想定し、たとえば、基地局（３）が、所定の遅延時間情報を各端末装置宛てに通知し、つぎに、各端末装置が、それぞれの送信データを同一の拡散符号で拡散し、さらに、前記遅延時間情報に基づいて個別に遅延時間を調整した拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長＞送信データ長）内に配置して送信し、最後に、基地局（３）が、受信信号を個別に逆拡散して各端末装置のデータを抽出する。

Description

明細書ランダムアクセス制御方法、基地局おょぴ端末装置技術分野

この発明は、 C DMA (Code Division Multiple Access) を利用したランダムアクセス制御方法に関するものであり、特に、複数の端末装置が同一の拡散符号を用いて基地局と通信を行うことを想定した場合のランダムァクセス制御方法に関するものである。背景技術

以下、従来の通信システムにおけるランダムアクセス制御方法について説明する。たとえば、無線チャネルを端末（移動局）毎に固定的に割り当てずに、各端末がランダムにバケツトを送出する、基本的なランダムアクセス制御方式として、スロットアロハ（Slotted-ALOHA) 方式（非特許文献 1参照）がある。このスロットアロハ方式では、時間軸を「スロット」と呼ばれる一定の時間間隔に区切り、このスロットを用いてパケットを送信する。時間軸をスロット化するので、各端末では同期を確立することが必要になる。また、スロットアロハ方式は、最も基本的なピュアアロハ（Pure-ALOHA) 方式のように、パケットが部分的に重なることはなく、パケットが完全に重なるか（衝突）、またはまったく重ならないか、のどちらかとなる。

一方、多数の端末が同一の基地局と通信を行う通信システムでは、収容可能な端末数を増やすために、スループット性能が優れた C DMAを用いることが有効となる。

以下では、上記スロットアロハ方式に、優れたスループット特性を有する C D MAを適用した、従来のランダム了クセス制御方式を簡単に説明する。たとえば、送信側の各端末では、個別に割り当てられた拡散符号により送信データを拡散する。そして、拡散信号を、スロットアロハ方式によりスロット時間に同期させて送信する。一方、受信側の基地局では、ス口ットァ口ハ方式によつて送信された信号を個別の拡散符号によって逆拡散し、所望の信号を抽出する。これにより、衝突時においても所望の信号を抽出できる。また、衝突時においても信号を抽出できるので、パケットの再送が減り、結果的にスループット特性が向上する。非特許文献 1.

電子情報通信学会信学技報 DSP 99-65, SST99— 21， CS 99-67 (1 999-07) 図 1，図 2 し力しながら、上記、スロットアロハ方式に CDMAを適用した従来のランダムアクセス制御方式を、複数の端末に同一の拡散符号が割り当てられる状況が想定されるシステムに適用した場合には、パケットの衝突により、所望の信号を抽出することができないことがある。特に、上記従来のランダムアクセス制御方式を、衛星との距離が各端末間でほぼ等しくなるような衛星通信システム（複数の端末が同一の拡散符号を使用する状況が想定されるシステム）に適用した場合には、スロットの受信タイミングがー致する確率が非常に高くなり（チップずれがない）、これにより所望の信号が抽出できなくなる、という問題があった。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の端末に同一の拡散符号が割り当てられる状況が想定される場合であっても、精度よく所望の信号を抽出でき、さらなるスループットの向上を実現可能なランダムアクセス制御方法を提供することを目的としている。発明の開示

本発明にかかるランダム了クセス制御方法にあっては、単一または複数の端末装置と基地局とが衛星を経由して通信を行い、さらに当該各端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合のランダムアクセス制御方法であって、前記基地局が、前記各端末装置が送信データの遅延時間を個別に調整するための所定の遅延時間情報を生成し、当該遅延時間情報を前記各端末装置宛てに通知する遅延時間情報生成ステップと、前記各端末装置が、それぞれの送信データを同一の拡散符号で拡散する拡散ステップと、さらに、前記各端末装置が、前記遅延時間情報に基づいて個別に遅延時間を調整した前記拡散後の送信データを、規定のス口ット（スロット長〉送信データ長）内に配置して送信する遅延時間調整ステップと、前記基地局が、受信信号を個別に逆拡散して前記各端末装置のデータを抽出するデータ抽出ステップと、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、基地局が、たとえば、拡散符号のチップ単位の遅延時間を記載した遅延時間情報を、衛星経由で各端末に通知し、各端末が、当該遅延時間情報に基づいて、送信データを、ガードタイムを含む 1スロットの中でチップ単位かつランダムにずらしながら送信することとした。これにより、スロットの衝突（消滅）を低減する。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明にかかる通信システムの構成を示す図であり、第 2図は、実施の形態 1の遅延時間情報を示す図であり、第 3図は、各端末が送信データを 1 スロットの中で任意にずらしながら送信した場合の一例を示す図であり、第 4図は、端末と基地局の構成を示す図であり、第 5図は、実施の形態 2のランダムァクセス制御方法における処理の一例を示す図であり、第 6図は、実施の形態 2のランダムアクセス制御方法における処理の一例を示す図であり、第 7図は、実施の形態 2のランダムアクセス制御方法における処理の一例を示す図であり、第 8 図は、実施の形態 2のランダムアクセス制御方法における処理の一例を示す図であり、第 9図は、実施の形態 3の遅延時間情報を示す図であり、第 1 0図は、実施の形態 4のランダムアクセス制御方法における処理の一例を示す図であり、第 1 1図は、実施の形態 5のランダムアクセス制御方法を示す図であり、第 1 2図は、実施の形態 5のスロットフォーマットの一例を示す図であり、第 1 3図は、各端末における実施の形態 6のスロットフォーマットの一例を示す図であり、第 1 4図は、実施の形態 7の予約型のランダムアクセス制御方法を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明にかかるランダムアクセス制御方法、基地局おょぴ端末装置の実施の形態を図面に基づ!/、て詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態 1 ·

本実施の形態では、通信システムの一例として、準天頂衛星システムを用いた場合の、ランダムアクセス制御方法について説明する。ここでは、準天頂衛星システムにおいて、スロットアロハ方式に C DMAを適用したランダムアクセス制御方式を採用し、かつ複数の端末に同一の拡散符号が割り当てられている場合を想定する。

この準天頂衛星システムは、 3機の衛星が所定の軌道を通って 1日で地球を一周し、 3機の衛星の少なくとも 1機が常に日本の上空（天頂）付近に存在する地域限定型の衛星システムである。また、衛星の切り換えを 8時間毎に行えば、常に 6 0度以上の仰角が確保され、ユーザは、常に、ビル等による通信回線の遮断が少ない良好な移動体通信サービス（自動車電話サービス、携帯電話サービス、 G P Sとは別の簡易測位システム等）の提供を受けられる。具体的には、日本の主要地域から見た場合は常に天頂から 2 0度以内に衛星が存在するため、たとえば、車のアンテナを天頂方向に向けておくだけで、車の進行方向が変化しても、常に良好な通信が可能となり、さらに衛星追尾が不要となるため通信装置を簡略化することができる。

第 1図は、本発明にかかる通信システムの構成を示す図であり、たとえば、端末 1— 1 , 1 - 2 , ... 1一 Nと、衛星 2と、基地局 3から構成される。一般的に、衛星を経由する通信システムは、衛星との距離が各端末間でほぼ等しいので、たとえば、複数の端末が同一の拡散符号を使用している場合、基地局では、スロットの受信タイミングが一致する（衝突する）確率が非常に高くなり（チップずれがない）、衝突が発生した場合にはそのパケットが無効になる。そこで、本発明にかかる通信システムは、「送信データ +ガードタイム」を 1スロットとし、たとえば、各端末が、送信データを 1スロットの中で任意にずらしながら送信する。これにより、チップずれが発生し、たとえば、基地局では、 CDMAの特十生 (チップずれによりコード間干渉を低减できる) により所望の受信パケットを抽出できる。

第 2図は、基地局 3が各移動局（1一 1〜1— N) に通知する実施の形態 1の遅延時間情報を示す図である。詳細には、（a) は、基地局が TDM (Time Div ision Multiple) により遅延時間情報を送信する場合のスロットフォーマットを表し、（b) は基地局が CDM (Code Division Multiple) により遅延時間情報を送信する場合のスロットフォーマットを表す。 T DMにより遅延時間情報を送信する場合は、 1スロットにおける特定の時間帯または全部を遅延時間情報用の時間帯として割り当て、 C DMにより遅延時間情報を送信する場合は、特定のチャネル（第 2図では Ch# l) を遅延時間情報用のチャネルとして割り当てる。なお、図示のとおり、下りリンク（基地局→各端末）については、 CDMである必要はない。各端末は、この遅延時間情報に基づいて送信データの送信位置を決定する。

第 3図は、各端末が送信データを 1スロット（T_sl。_t) の中で任意にずらしながら送信した場合の一例を示す図である。なお、図示のスロットは複数のシンボルで構成され、シンボル単位に拡散/逆拡散処理が行われている。

ここで、本実施の形態のランダムアクセス制御方法について説明する。第 4図は、各端末（1_1〜1—N) と基地局 3の構成を示す図であり、各端末は、送信データ Si (t) 〜S_N (t) を同一の拡散符号で拡散する拡散部 11一 1, 1 1-2, 1 1— Nと、後述する所定の処理で拡散信号に遅延を付加する遅延制御部 12— 1， 12-2, 12—Nと、基地局から送られてくる遅延時間商情報とデータを抽出する信号抽出部 13— 1, 13-2, ...13—Nと、を含み、基地局 3は、受信信号を逆拡散して受信データ Z，（t) 〜Z_N (t) を出力する逆拡散部 3 1— 1 , 3 1 - 2 , 3 1—Nと、後述する遅延時間情報を生成する遅延時間情報生成部 3 3と、遅延時間情報と各端末へのデータを多重化して出力する信号生成部 3 2と、を含む構成とする。

たとえば、基地局 3では、遅延時間情報生成部 3 3が、後述する各実施の形態の遅延時間情報を生成し、信号生成部 3 2が、衛星 2経由で、上記遅延時間情報と各端末へのデータとを多重化して送信する。本実施の形態の遅延時間情報には、拡散符号のチップ単位の遅延時間が記載されている。そして、各端末では、それぞれの信号抽出部が、上記遅延時間情報と自身宛てのデータを抽出する。

また、各端末では、各拡散部が、それぞれの送信データを同一の拡散符号で拡散し、各遅延制御部が、上記遅延時間情報に基づいて、拡散後の送信データの送信タイミングをスロット内で制御する。このとき、各端末の遅延制御部では、上記遅延時間情報からチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間が付加された拡散後の送信データを、予め定められたス口ットの中に配置して送信する（第 3図参照）。

基地局 3では、各逆拡散部が、受信信号を逆拡散し、元の送信データを抽出する。このとき、各端末の遅延制御部の処理によって符号間干渉が低減されているので、基地局 3では、シンポノレ毎の逆拡散により所望のデータを抽出できる。このように、本実施の形態では、基地局が、拡散符号のチップ単位の遅延時間を記載した遅延時間情報を、衛星経由で各端末に通知し、各端末が、当該遅延時間情報に基づいて、送信データを、ガードタイムを含む 1スロットの中でチップ単位かつランダムにずらしながら送信することとした。これにより、スロットの衝突（消滅）を低減できるので、結果的にスループットの向上を実現できる。なお、本実施の形態においては、各端末がチップ単位の遅延時間をランダムに選択したが、これに限らず、たとえば、基地局が、拡散符号のチップ単位の遅延時間と端末の識別情報（端末を識別可能であればどのような情報でもかまわない )とを関連付けた遅延時間情報を各端末に通知することとしてもよい。すなわち、基地局が、各端末におけるチップ単位の遅延時間を決定することとしてもよレ、。これにより、スロットの衝突を回避（または低減）できる。

実施の形態 2 .

つぎに、実施の形態 2のランダムアクセス制御方法について説明する。なお、本実施の形態のシステム構成および当該システムを構成する各装置の構成にっレ、ては、先に説明した第 1図および第 4図と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。また、遅延時間情報の送信方法（T DM, C DM) についても先に説明した第 2図と同様である。ここでは、実施の形態 1と異なる動作についてのみ説明する。

本実施の形態においても、基地局 3が、実施の形態 1と同様の処理で、各移動局に対して衛星 2経由で遅延時間情報を送信する。ただし、本実施の形態の遅延時間情報は、遅延時間調整のための時間窓位置（たとえば、第 5図の T_wまたは第 6図の T_w。， T_wl， T_w2に相当）と、その時間窓の範囲においてデータ送信を許可する複数または単一の端末の識別情報と、が関連付けられている。すなわち、基地局 3力 S、各端末を時間窓単位にグループ分けする。

第 5図および第 6図は、実施の形態 2のランダムアクセス制御方法における処理の一例を示す図である。本実施の形態では、各端末の遅延制御部が、上記遅延時間情報に基づいて自端末が属する時間窓のグループ（T_wまたは T_w。， T_wl， T_w2 ) を認識し、指定された時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間を選択し、当該遅延時間が付加された拡散後の送信データをスロットの中に配置して送信する。このように、本実施の形態では、基地局が、各端末を時間窓単位にグループィ匕した遅延時間情報を、衛星経由で各端末に通知し、各端末が、当該遅延時間情報に基づいて、送信データを、指定された時間窓の範囲でチップ単位にずらしながら送信することとした。これにより、スロットの衝突（消滅）を低減できるので、結果的にスループットの向上を実現できる。

なお、本実施の形態においては、第 7図に示すように、時間窓内のトラヒック量に応じて時間窓の大きさを可変（第 7図の T_w0， T_wlに相当）にすることとしてもよレ、。また、第 8図に示すように、時間窓内のトラヒック量に応じて時間窓の数を調整可能な構成としてもよい。これにより、基地局におけるサーチ範囲を調整できる。

また、本実施の形態においては、各端末が、上記遅延時間情報に基づいて、送信データを、指定された時間窓の範囲でチップ単位かつランダムにずらしながら送信することとしてもよい。これにより、各端末による送信タイミングを時間窓内で均一化できるので、さらにスロットの衝突を低減できる。

実施の形態 3 .

つぎに、実施の形態 3のランダムアクセス制御方法について説明する。なお、本実施の形態のシステム構成および当該システムを構成する各装置の構成につ!/ヽては、先に説明した第 1図および第 4図と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態 1または 2と異なる動作についてのみ説明する。

本実施の形態においても、基地局 3が、実施の形態 1と同様の処理で、各移動局に対して衛星 2経由で遅延時間情報を送信する。ただし、本実施の形態の遅延時間情報には、データ送信に関する制限情報（たとえば、トラヒック量に基づく混雑状況）が時間窓毎に設定されている。'

第 9図は、基地局 3が各移動局（1一 1〜1一 N) に通知する実施の形態 3の遅延時間情報を示す図である。詳細には、（a ) は、基地局が T DM (Time Div ision Multiple) により遅延時間情報を送信する場合のス口ットフォーマットを表し、（b ) は基地局が C DM (Code Division Multiple) により遅延時間情報を送信する場合のス口ットフォーマットを表す。 T DMにより遅延時間情報を送信する場合は、 1スロットにおける特定の時間帯または全部を遅延時間情報用の時間帯として割り当て、 C DMにより遅延時間情報を送信する場合は、特定のチャネル（第 9図では C h # 1 ) を遅延時間情報用のチャネルとして割り当てる。そして、上記遅延時間情報には、時間窓毎（遅延時間情報 # 1〜# η ) にデータ送信に関する制限情報（トラヒック量に基づく混雑状況）が設定されている。なお、図示のとおり、下りリンク（基地局→各端末）については、 C DMである必要はない。

つぎに、本実施の形態では、各端末の遅延制御部が、上記遅延時間情報に基づいて、すなわち、各時間窓の混雑状況に応じて、データ送信を行う時間窓をランダムに選択し（たとえば、第 6図の Τ、„。， Τ',.い T_w2の中から選択し）、さらに、選択した時間窓の中でチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間が付加された拡散後の送信データをス口ッ卜の中に配置して送信する。

このように、本実施の形態では、基地局が、遅延時間情報として、時間窓毎にデータ送信に関する制限情報を設定し、当該遅延時間情報を、衛星経由で各端末に通知し、各端末が、当該遅延時間情報に基づいてデータ送信を行う時間窓をランダムに選択し、当該送信データを、選択した時間窓の範囲でチップ単位かつランダムにずらしながら送信することとした。これにより、スロットの衝突（消滅 ) を低減できるので、結果的にスループットの向上を実現できる。

なお、本実施の形態における制限情報としては、上記に限らず、優先度や緊急度の高いユーザのデータ送信が確実に実施されるような制限情報（特定の時間窓のユーザ数の制限，時間窓の拡大，特定の時間窓を選択可能な識別番号の指定等 ) を設定することとしてもよい。

実施の形態 4 .

つぎに、実施の形態 4のランダムアクセス制御方法について説明する。実施の形態 4では、たとえば、実施の形態 1〜 3のランダムアクセス制御方法において、同一コードの時間窓に特定の端末の送信データを収容できない場合に、当該端末の送信データを、別の拡散符号で拡散して送信する。これにより、スロットの衝突（消滅）を低減できるので、結果的にスループットの向上を実現できる。なお、上記別の拡散符号で拡散して送信する場合には、第 1 0図に示すように、拡散符号間の相互相関が小さいところを選択して時間窓を配置することとしてもよい。これにより、さらにスロットの衝突を低減できる。

実施の形態 5 .

つぎに、実施の形態 5のランダムアクセス制御方法について説明する。たとえば、衛星通信システムにおいては、複数の端末が同時にデータを送信する場合が起こり得る。この場合、アロハ方式では、送出された信号がチャネル上で衝突するため、基地局にてそれらのデータを抽出することができないが、このような衝突は、基地局側の制御によってその発生頻度を十分に抑えることができる（ I C MA： Idle-signal Casting Multiple Access)。具体的にいうと、基地局で検知した結果を、下りチャネルを介して空/塞情報として各端末に送信する。そして、各端末では、空/塞情報が「空」となっていることを確認したうえで、データを送信する。

上記 I CMAは、上記のような処理によってスループットの向上を図ることができるので、たとえば、 T DMA (Time Division Multiple Access) の移動体通信システム等に適用されている。しかしながら、複数の端末が同時に「空」を確認して同時にデータを送信した場合には、衝突により基地局側にてデータを抽出することができない。

そこで、本実施の形態では、第 1図に示す C DMAの準天頂衛星システムに、空/塞情報を用いたランダムアクセス制御方法を適用する。なお、ここでは、一例として、複数の端末に同一の拡散符号が割り当てられている場合を想定する力アクセスする端末の多い場合には、異なる拡散符号を使用してもよい。同一の拡散符号を使用した場合は、符号間の干渉を低減できる。

ここで、本実施の形態のランダムアクセス制御方法について説明する。第 1 1 図は、実施の形態 5のランダムアクセス制御方法を示す図である。なお、本実施の形態のシステム構成および当該システムを構成する各装置の構成については、先に説明した第 1図および第 4図と基本的に同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、先に説明した実施の形態 2， 3と異なる動作についてのみ説明する。

たとえば、基地局 3では、遅延時間情報生成部 3 3が、先に説明した実施の形態 2， 3の遅延時間情報と、窓単位の空 Z塞情報（図示の I ZBに相当、実施の形態 3の遅延時間情報の場合には必要なし）と、端末単位の受信/非受信情報（図示の R/Nに相当）と、を生成し、信号生成部 3 2が、衛星 2経由で、上記各情報と各端末へのデータとを多重化して送信する。そして、各端末では、それぞれの信号抽出部が、上記遅延時間情報，上記空/塞情報（実施の形態 3の遅延時間情報の場合には必要なし）および上記受信/非受信情報と、自身宛てのデータとを抽出する。

第 1 2図は、基地局 3が各移動局（ 1一 1〜 1— N) に通知する実施の形態 5 のスロットフォーマットの一例（実施の形態 2の遅延時間情報を適用した場合) を示す図である。詳細には、（a ) は、基地局が T DMにより遅延時間情報を送信する場合のスロットフォーマットを表し、（b ) は基地局が C DMにより遅延時間情報を送信する場合のスロットフォーマットを表す。 T DMの場合は、 1スロットにおける特定の時間帯または全部を、遅延時間情報，時間窓単位の空/塞情報，端末単位の識別情報用として、割り当てる。 C DMの場合は、特定のチヤネル（第 1 2図では C h # l ) を遅延時間情報，時間窓単位の空 Z塞情報，端末単位の識別情報用のチャネルとして割り当てる。このとき、時間窓単位の空/塞情報としては、トラヒック量が記載されており、各端末は、予め規定された基準のしきい値を用いて「空」と「塞」を判断する（なお、実施の形態 3の遅延時間情報には時間窓毎のトラヒック量が含まれているので、この遅延時間情報に基づいて「空」と「塞」を判断する）。また、端末単位の識別情報は、前回の受信処理において正常に受信できた端末の識別情報が記載されており、各端末は、これにより、新規データを送信する力 \再送データを送信するか、を判断する。なお、図示のとおり.、下りリンク（基地局→各端末）については、 C DMである必要はない。

つぎに、各端末の信号抽出部では、たとえば、遅延時間情報として実施の形態 2の遅延時間情報が適用されている場合、基地局 3にて時間窓単位にグループ化されているので、指定された時間窓の上記空塞情報を確認する。その結果、たとえば、当該空/塞情報が「空（しきい値以下）」で、かつ自端末の受信/非受信情報が「受信（識別情報あり）」または初回のデータ送信の場合、各端末では、上記遅延時間情報に基づいて、新規の送信データを、実施の形態 2と同様の手順 (拡散処理、遅延時間調整等）で、指定の時間窓内で制御する。また、指定された時間窓の上記空/塞情報を確認し、当該空/塞情報が「空（しきい値以下） j で、かつ前回データ送信を行ったにもかかわらず自端末の受信非受信情報が Γ 非受信（識別情報なし）」の場合、各端末では、上記遅延時間情報に基づいて、 - 再送データを、実施の形態 2と同様の手順 (拡散処理、遅延時間調整等) で、指定の時間窓内で制御する。なお、指定された時間窓の空 Z塞情報が「塞（しきい値超過）」の場合は、送信待ち状態となる。

一方、各信号抽出部では、たとえば、遅延時間情報として実施の形態 3の遅延時間情報が適用されている場合、遅延時間情報内の各時間窓の混雑状況（トラヒック量）を確認し、「空（しきい値以下）」と判断した時間窓の中からデータ送信を行う時間窓をランダムに選択する。そして、たとえば、自端末の受信 Z非受信情報が「受信（識別情報あり）」または初回のデータ送信の場合、各端末では、上記遅延時間情報に基づいて、新たな送信データを、実施の形態 3と同様の手順 (拡散処理、遅延時間調整等）で、選択した時間窓内で制御する。また、前回データ送信を行ったにもかかわらず、自端末の受信/非受信情報が「非受信（識別情報なし）」の場合、各端末では、上記遅延時間情報に基づいて、再送データを、実施の形態 3と同様の手順（拡散処理、遅延時間調整等）で、選択した時間窓内で制御する。なお、上記確認処理において、すべての時間窓を「塞（しきい値超過）」と判断した場合は、送信待ち状態となる。

つぎに、基地局 3では、各逆拡散部が、受信信号を逆拡散し、元の送信データを抽出する。このとき、各端末の遅延制御部の処理によって符号間干渉が低減されているので、基地局 3では、シンボル毎の逆拡散により所望のデータを抽出でさる。

このように、本実施の形態では、基地局が、さらに、時間窓単位のトラヒック量，端末単位の受信/非受信情報を、衛星経由で各端末に通知し、各端末が、時間窓単位のトラヒック量および端末単位の受信/非受信情報に基づいて、データ送信を行う時間窓とデータ種別（新規 Z再送）を決定し、前述した実施の形態 2 または 3の遅延時間情報に基づいて、送信データ（新規 Z再送）を、決定した時間窓の範囲でチップ単位かつランダムにずらしながら送信することとした。これにより、スロットの衝突 (消滅) をさらに低減できるので、結果的にスループットの向上を実現できる。

なお、本実施の形態においては、上記空 Z塞情報を 2値としたが、これに限らず、たとえば、 3段階や 5段階に設定することとしてもよい。たとえば、 3段階の場合は、「空」，「混」，「塞」のように時間窓の混雑度を表現する。これにより、さらに適切な時間窓の選択/指定が可能となる。

実施の形態 6 .

つぎに、実施の形態 6のランダムアクセス制御方法について説明する。実施の形態 5のランダムアクセス制御方法においては、送信データを 1つのスロットで送信していたが、このような場合、通信状態によっては所要の S /Nを満たさない場合がある。そこで、本実施の形態のランダムアクセス制御方法では、端末が同一の送信データを複数個送信し、基地局が受信データを合成することによって、品質を改善する。 '

ここで、本実施の形態のランダムアクセス制御方法を具体的に説明する。なお、本実施の形態のシステム構成および当該システムを構成する各装置の構成につ Vヽては、先に説明した第 1図および第 4図と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、先に説明した実施の形態 5と異なる動作についてのみ説明する。

まず、各端末が、基地局 3から送信される既知シンボルを用いて S /Nを測定し、その測定結果に基づいて連送する同一送信データ数を決定する。そして、各端末では、連送する同一送信データの数，時間窓に関する情報、を含めた制御情報を、送信スロットに揷入して基地局 3に対して送信する。第 1 3図は、各端末における実施の形態 6のスロットフォーマツトの一例を示す図である。

なお、上記制御情報には、たとえば、同一の送信データ（誤り訂正の符号化パターンを変えてもよい）を 1つの時間窓に 1チップ長以上シフトさせて割り当てる旨の情報を記載する。または、同一の送信データ (誤り訂正の符号化パターンを変えてもよい）を複数の時間窓に割り当てる旨の情報を記載する。または、送信パワーが不足する場合は、複数のス口ットに同一の送信データ (誤り訂正の符号化パターンを変えてもよい）を割り当てる旨の情報を記载する。なお、複数のスロットに同一の送信データを割り当てる場合の送信時間間隔は、伝送路状況に応じて可変とする。

このように、本実施の形態においては、各端末が、複数個の同一データを送信することとしたため、基地局による合成処理により、どのような伝送路状況であつても通信品質を改善できる。

実施の形態 7 .

つぎに、実施の形態 7のランダムアクセス制御方法について説明する。従来、予約型のランダムアクセス制御方法にぉレ、ては、特定の端末が、アクセススロットを用いてデータスロットの予約を行い、基地局が、アクセススロットによる予約が完了した端末に対して、データ送信に必要な送信タイミングおよび拡散符号を通知し、データ送信を許可する。そして、データ送信を許可された唯一の端末ヽ通知された情報に基づいて拡散後の送信データを、データスロットを用いて送信する。

しかしながら、従来の予約型のランダムアクセス制御方法を、たとえば、衛星通信システムに適用した場合は、複数の端末が同時に予約を行う場合が起こり得る。この場合、アロハ方式では、送出された信号がチャネル上で衝突するため、基地局にてそれらのデータを抽出することができず、予約が完了しない場合ある。そこで、本実施の形態においては、第 1図に示す C DMAの準天頂衛星システムに、本実施の形態の予約型のランダムアクセス制御方法を適用する。第 1 4図は、本実施の形態の予約型のランダムァクセス制御方法を示す図である。ここでは、実施の形態 1〜4のランダムアクセス制御方法を用いて、データスロットの予約を行う。具体的にいうと、各実施の形態における送信データを、データスロットを予約するための情報（予約情報）に置き換え、当該予約情報をアクセススロット（T A_sl。_t) を用いて送信する。そして、データ送信を許可された端末が、送信データを、上記従来と同様に通知された送信タイミングおよび拡散符号に基づいて、データスロット（T_sl。_t) を用いて送信する。

このように、本実施の形態においては、各端末が、前述した実施の形態 1〜4 のいずれかの方法を用いて、データスロットを予約するための情報 (予約情報）を送信することとした。これにより、スロットの衝突（消滅）を低減できるので、結果的にスループットの向上を実現できる。

なお、本実施の形態においては、前述した実施の形態 6と同様に、各端末が複数個の同一予約情報を送信することとしてもよい（第 1 3図参照）。これにより、通信品質を改善できる。

以上、説明したとおり、本発明によれば、基地局が、たとえば、拡散符号のチップ単位の遅延時間を記載した遅延時間情報を、衛星経由で各端末に通知し、各端末が、たとえば、前記遅延時間情報からチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた拡散後の送信データを、規定のスロット内に配置して送信することとした。これにより、スロットの衝突（消滅）を低減できるので、結果的にスループットの向上を実現できる、という効果を奏する。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかるランダムアクセス制御方法は、 C DMAを採用する通信システムに有用であり、特に、複数の端末装置が同一の拡散符号を用いて基地局と通信を行うことを想定した場合に適している。

Claims

請求の範囲

1 . 単一または複数の端末装置と基地局とが衛星を経由して通信を行い、さらに当該各端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合のランダムァクセス制御方法において、

前記基地局が、前記各端末装置が送信データの遅延時間を個別に調整するための所定の遅延時間情報を生成し、当該遅延時間情報を前記各端末装置宛てに通知する遅延時間情報生成ステツプと、

前記各端末装置が、それぞれの送信データを同一の拡散符号で拡散する拡散スさらに、前記各端末装置が、前記遅延時間情報に基づいて個別に遅延時間を調整した前記拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長〉送信データ長 ) 内に配置して送信する遅延時間調整ステツプと、

前記基地局が、受信信号を個別に逆拡散して前記各端末装置のデータを抽出するデータ抽出ステップと、

を含むことを特徴とするランダムアクセス制御方法。

2. 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、拡散符号のチップ単位の遅延時間を設定し、

前記遅延時間調整ステップでは、前記遅延時間情報からチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、前記規定のス口ット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のランダムアクセス制御方法。

3 . 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、拡散符号のチップ単位の遅延時間と前記各端末装置の識別情報とを関連付けて設定し、前記遅延時間調整ステップでは、前記遅延時間情報により指定された遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、前記規定のスロット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のランダムアクセス制御方法。

4 . 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、時間窓単位にグループ分け（指定）された前記各端末装置の識別情報を設定し、前記遅延時間調整ステップでは、前記遅延時間情報に基づレ、て自端末が属する時間窓を認識し、指定された時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間を選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、前記規定のスロット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のランダムアクセス制御方法。

5 . トラヒック量に応じて前記各時間窓の大きさを変更することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のランダムアクセス制御方法。

6 . トラヒック量に応じて前記時間窓の数を調整することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のランダムアクセス制御方法。

7 . 前記遅延時間調整ステップでは、さらに、指定された時間窓の範囲でランダムにチップ単位の遅延時間を選択することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のランダム了クセス制御方法。

8 . 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、データ送信に関する制限情報を時間窓単位に設定し、

前記遅延時間調整ステップでは、前記遅延時間情報に基づいてデータ送信を行う時間窓をランダムに選択し、当該時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、前記規定のス口ット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のランダムアクセス制御方法。

9 . 前記制限情報として、トラヒック量に基づく混雑状況を設定することを特徵とする請求の範囲第 8項に記載のランダムアクセス制御方法。

1 0 . 前記制限情報として、さらに、優先度や緊急度の高いユーザのデータ送信が確実に実施されるように、特定の時間窓のユーザ数を制限することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載のランダムアクセス制御方法。

1 1 . 前記制限情報として、さらに、優先度や緊急度の高いユーザのデータ送信が確実に実施されるように、時間窓を拡大することを特徴とする請求の範囲第

9項に記載のランダムアクセス制御方法。

1 2 . 前記制限情報として、さらに、優先度や緊急度の高いユーザのデータ送信が確実に実施'されるように、特定の時間窓を選択可能な識別番号を予め指定しておくことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載のランダムアクセス制御方法。

1 3 . 同一拡散符号の時間窓に特定の端末装置の送信データを収容できない場合、当該端末装置の送信データを、別の拡散符号で拡散して送信することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のランダムアクセス制御方法。

1 4 . さらに、別の拡散符号で拡散して送信する場合には、拡散符号間の相互相関が小さいところを選択して時間窓を配置することを特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載のランダムァクセス制御方法。

1 5 . 単一または複数の端末装置と基地局とが衛星を経由して通信を行い、さらに当該各端末装置に同一の拡散符号が割り当てられて！/ヽる場 i セス制御方法において、

前記基地局が、時間窓単位にグループ分け（指定）された前記各端末装置の識別情報を設定した遅延時間情報と、時間窓単位に空きの有無（空/塞）を設定した空/塞情報と、前記各端末装置単位に前回の受信処理の結果（識別情報の有無 ) を設定した受信/非受信情報と、を生成し、当該各情報を前記各端末装置宛てに通知する情報生成ステツプと、

前記各端末装置が、前記各情報に基づいて、送信データを収容可能な時間窓およびデータ種別（新規または再送）を決定する決定手段と、

さらに、前記各端末装置が、それぞれの送信データ（新規または再送）を同一の拡散符号で拡散する拡散ステップと、

さらに、前記各端末装置が、前記遅延時間情報に基づいて、指定された時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間を選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長 >送信データ長）内に配置して送信する遅延時間調整ステツプと、

を含むことを特徴とするランダムアクセス制御方法。

1 6 . 前記決定手段では、

前記空 Z塞情報において、前記遅延時間情報にて指定された時間窓が「空（じきい値以下）」で、かつ前記受信 Z非受信情報における自端末装置の設定が「受信（識別情報あり）」または初回のデータ送信の場合、データ種別を新規データとし、

前記空/塞情報において、前記指定された時間窓が「空 (しきい値以下)」で、かつ前記受信 Z非受信情報における自端末装置の設定が「非受信（識別情報なし ) 」の場合、データ種別を再送データとし、

前記空 Z塞情報において、前記指定された時間窓が「塞（しきい値超過）」の場合、送信待ち状態とすることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載のランダムアクセス制御方法。

1 7 . 前記遅延時間調整ステップでは、さらに、指定された時間窓の範囲でランダムにチップ単位の遅延時間を選択することを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載のランダムアクセス制御方法。

1 8. 単一または複数の端末装置と基地局とが衛星を経由して通信を行い、さらに当該各端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合のランダムァクセス制御方法において、

前記基地局が、データ送信に関する制限情報として時間窓単位に空きの有無（空/塞）を設定した遅延時間情報と、前記各端末装置単位に前回の受信処理の結果（識別情報の有無）を設定した受信/非受信情報と、を生成し、当該各情報を前記各端末装置宛てに通知する情報生成ステツプと、

さらに、前記各端末装置が、前記遅延時間情報に基づいてデータ送信を行う時間窓をランダムに選択し、当該時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長〉送信データ長）内に配置して送信する遅延時間調整ステップと、

を含むことを特徴とするランダムァクセス制御方法。

1 9 . 前記決定手段では、

前記遅延時間情報を確認し、「空（しきい値以下）」と判断した時間窓の中からデータ送信を行う時間窓をランダムに選択し、

前記受信/非受信情報における自端末装置の設定が「受信（識別情報あり）」または初回のデータ送信の場合、データ種別を新規データとし、

前記受信 Z非受信情報における自端末装置の設定が「非受信 (識別情報なし) 」の場合、データ種別を再送データとし、

前記確認処理において、すべての時間窓を「塞（しきい値超過）」と判断した場合、送信待ち状態とすることを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 0 . 前記時間窓単位に空きの有無は、トラヒック量に基づく混雑状況から判断することを特徴とする請求の範囲第 1 9項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 1 . さらに、前記基地局から送られてくる信号を用いて S /N (Signal to Noise ratio)を測定し、その測定結果に基づいて連送する同一送信データの数を決定し、当該連送数および連送方法を含めた制御情報を、前記スロットに挿入して前記基地局に通知することを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 2 . さらに、前記基地局から送られてくる信号を用いて S ZN (Signal to Noise ratio)を測定し、その測定結果に基づいて連送する同一送信データの数を決定し、当該連送数および連送方法を含めた制御情報を、前記スロットに挿入して前記基地局に通知することを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 3 . 単一または複数の端末装置と基地局とが衛星を経由して通信を行う通信システムを想定し、前記各端末装置が同一の拡散符号を用いてデータ送信の予約を行レ、、データ送信を許可された端末装置だけが前記基地局から通知される個別の拡散符号を用 1/ヽてデ一タ送信を行う予約型のランダムアクセス制御方法にぉレヽて、

前記基地局が、前記各端末装置が予約情報の遅延時間を個別に調整するための所定の遅延時間情報を生成し、当該遅延時間情報を前記各端末装置宛てに通知する遅延時間情報生成ステツプと、

前記各端末装置が、それぞれの予約情報を同一の拡散符号で拡散する拡散ステップと、

さらに、前記各端末装置が、前記遅延時間情報に基づいて個別に遅延時間を調整した前記拡散後の予約情報を、規定のスロット（スロット長 >予約情報長）内に配置して送信する遅延時間調整ステツプと、

前記基地局が、受信信号を個別に逆拡散して前記各端末装置の予約情報を抽出し、予約が完了した全ての端末装置に対して、データ送信に必要な個別の拡散符号を通知するデータ抽出ステップと、

を含むことを特徴とするランダムアクセス制御方法。

2 4 . 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、拡散符号のチップ単位の遅延時間を設定し、

前記遅延時間調整ステップでは、前記遅延時間情報からチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の予約情報を、前記規定のスロット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 5 . 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、拡散符号のチップ単位の遅延時間と前記各端末装置の識別情報とを関連付けて設定し、前記遅延時間調整ステップでは、前記遅延時間情報により指定された遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の予約情報を、前記規定のスロット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 6 . 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、時間窓単位にグループ分け（指定）された前記各端末装置の識別情報を設定し、前記遅延時間調整ステツプでは、前記遅延時間情報に基づいて自端末が属する時間窓を認識し、指定された時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間を選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の予約情報を、前記規定のスロット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 7 . 前記遅延時間調整ステップでは、さらに、指定された時間窓の範囲でランダムにチップ単位の遅延時間を選択することを特徴とする請求の範囲第 2 6項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 8 . 前記遅延時間情報生成ステップでは、前記所定の遅延時間情報として、予約情報に関する制限情報を時間窓単位に設定し、

前記遅延時間調整ステップでは、前記遅延時間情報に基づいて予約情報を送信するための時間窓をランダムに選択し、当該時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の予約情報を、前記規定のス口ット内に配置することを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のランダムアクセス制御方法。

2 9 . 前記制限情報として、トラヒック量に基づく混雑状況を設定することを特徴とする請求の範囲第 2 8項に記載のランダムアクセス制御方法。

3 0 · 同一拡散符号の時間窓に特定の端末装置の予約情報を収容できない場合、当該端末装置の予約情報を、別の拡散符号で拡散して送信することを特徴とする請求の範囲第 2 6項に記載のランダムアクセス制御方法。

3 1 . さらに、別の拡散符号で拡散して送信する場合には、拡散符号間の相互相関が小さいところを選択して時間窓を配置することを特徴とする請求の範囲第 3 0項に記載のランダムアクセス制御方法。

3 2 . 衛星を経由して、同一の拡散符号が割り当てられている単一または複数の端末装置と通信を行う基地局において、

拡散符号のチップ単位の遅延時間を設定した遅延時間情報を生成し、当該遅延時間情報を前記各端末装置宛てに通知する遅延時間情報生成手段、

を備えることを特徴とする基地局。

3 3 . 衛星を経由して、同一の拡散符号が割り当てられている単一または複数の端末装置と通信を行う基地局において、

拡散符号のチップ単位の遅延時間と前記各端末装置の識別情報とを関連付けて設定した遅延時間情報を生成し、当該遅延時間情報を前記各端末装置宛てに通知する遅延時間情報生成手段、

を備えることを特徴とする基地局。

3 4 . 衛星を経由して、同一の拡散符号が割り当てられている単一または複数の端末装置と通信を行う基地局において、

時間窓単位にグループ分けされた前記各端末装置の識別情報を設定した遅延時間情報を生成し、当該遅延時間情報を前記各端末装置宛てに通知する遅延時間情報生成手段、

を備えることを特徴とする基地局。

3 5 . トラヒック量に応じて前記各時間窓の大きさを変更可能な構成とすることを特徴とする請求の範囲第 3 4項に記載の基地局。

3 6 . トラヒック量に応じて前記時間窓の数を調整可能な構成とすることを特徴とする請求の範囲第 3 4項に記載の基地局。

3 7 . 衛星を経由して、同一の拡散符号が割り当てられている単一または複数の端末装置と通信を行う基地局において、

データ送信に関する制限情報を時間窓単位に設定した遅延時間情報を生成し、当該遅延時間情報を前記各端末装置宛てに通知する遅延時間情報生成手段、を備えることを特 ί敷とする基地局。

3 8 . 前記制限情報として、トラヒック量に基づく混雑状況を設定することを特徴とする請求の範囲第 3 7項に記載の基地局。

3 9 . 前記制限情報として、さらに、優先度や緊急度の高いユーザのデータ送信が確実に実施されるように、特定の時間窓のユーザ数を制限することを特徴とする請求の範囲第 3 8項に記載の基地局。

4 0 . 前記制限情報として、さらに、優先度や緊急度の高いユーザのデータ送信が確実に実施されるように、時間窓を拡大することを特徴とする請求の範囲第 3 8項に記載の基地局。

4 1 . 前記制限情報として、さらに、優先度や緊急度の高いユーザのデータ送信が確実に実施されるように、特定の時問窓を選択可能な識別番号を予め指定しておくことを特徴とする請求の範囲第 3 8項に記載の基地局。

4 2 . 衛星を経由して基地局と通信を行い、さらに自装置を含めた複数の端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合の端末装置において、

送信データを前記拡散符号で拡散する拡散手段と、

「拡散符号のチップ単位の遅延時間が設定された遅延時間情報」からチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長 >送信データ長）内に配置して送信する遅延制御手段と、

を備えることを特徴とする端末装置。 4 3 . 衛星を経由して基地局と通信を行い、さらに自装置を含めた複数の端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合の端末装置にお!/、て、

送信データを前記拡散符号で拡散する拡散手段と、

「拡散符号のチップ単位の遅延時間と前記各端末装置の識別情報とが関連付けられた遅延時間情報」により指定された遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長〉送信データ長）内に配置して送信する遅延制御手段と、

を備えることを特 ί敷とする端末装置。

4 4 . 衛星を経由して基地局と通信を行い、さらに自装置を含めた複数の端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合の端末装置において、

送信データを前記拡散符号で拡散する拡散手段と、

「時間窓単位にグループ分け（指定）された前記各端末装置の識別情報が設定された遅延時間情報」に基づいて自端末が属する時間窓を認識し、指定された時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間を選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長 >送信データ長）内に配置して送信する遅延制御手段と、

を備えることを特 ί敷とする端末装置。

4 5 . 前記遅延制御手段では、さらに、指定された時間窓の範囲- チップ単位の遅延時間を選択することを特徴とする請求の範囲第 4 4項に記載の

4 6 . 衛星を経由して基地局と通信を行い、さらに自装置を含めた複数の端末装置に同一の拡散符号が割り当てられている場合の端末装置において、

送信データを前記拡散符号で拡散する拡散手段と、

「データ送信に関する制限情報が時間窓単位に設定された遅延時間情報」に基づいてデータ送信を行う時間窓をランダムに選択し、当該時間窓の範囲でチップ単位の遅延時間をランダムに選択し、当該遅延時間分だけ遅らせた前記拡散後の送信データを、規定のスロット（スロット長 >送信データ長）内に配置して送信する遅延制御手段と、

を備えることを特徴とする端末装置。