WO2005032006A1

WO2005032006A1 - 移動体通信システム、移動体通信方法、基地局及び移動機

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Publication number: WO2005032006A1
Application number: PCT/JP2004/014662
Authority: WO
Inventors: Taichi Majima
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kenwood
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2005-04-07
Also published as: CN101697638A; CN1856948A; EP1667343A1; EP1667343A4; US7738430B2; EP2106188B1; EP2106188A1; JP4021396B2; RU2006113938A; JP2005101990A; RU2009120630A; US7545779B2; US20070030831A1; US20090201893A1; DE09005330T1; RU2371855C2; DE04788442T1

Abstract

効率の良くスループットの高いランダムアクセス制御を可能する。基地局１１と移動局１２とはスロットアロハ方式で通信を行う。下り通信フレームと上り通信フレームとの間には１．５フレーム分のオフセット時間が設定されている。基地局１１は、上り通信フレーム中の任意のフレームが空線の場合に、送信許可信号Ｉを対応する下りフレームで報知する。各移動機１２は、送信データを有する場合、送信許可信号Ｉを受信状態で受信し、送信状態に切り換えて、１フレーム分の先頭データを上りフレームで送信する。基地局１１は、先頭データの後続データの連続送信を許可する場合、その移動機１２に連続送信許可情報Ｐを送信し、連続送信の間、他の移動機１２に送信禁止信号Ｂを送信する。移動機１２は、連続送信許可信号Ｐを受信し、送信モードに切り換えて、後続データを、上り通信フレームの連続する複数フレームで送信する。

Description

移動体通信システム、移動体通信方法、基地局及び移動機

技術分野

本発明はランダムアクセス制御を実行するための移動体通信シス明

テム、移動体通信方法、基地局及び移動機に関する。

背景技術

書

移動体におけるスロッテドアロハ型ランダムアクセス制御は今までに種々の方式が検討されている。例えば、 T D M A ( Time Division Multiple Access) 方式においては、デジ夕リレ自動車電話方式標準規格（AR I B S TD - 2 7 ) 等で、部分エコー付き空線制御方式（ I C MA _ P E， Idle-Single Casting Multiple Access with Partial Echo) が使われている。尚、 I C MA— P E 自体については、非特許文献 1に詳細が記載されている。

日本における P D C (Personal Digital Cellular) のような T DM Αのランダムアクセス制御では、 T DMAの特性上、移動機では送信と受信が交互に行われる。移動機のデータ送信の後、次の受信タイミングまでに、時間的余裕があるため、基地局では移動機の送信が正確に行われたかを次の移動機の受信に反映することができ、時間的なタイムスロットの喪失は無い。また、移動機は全二重で通信が行えるため、基地局への送信の結果を次の受信で知ることが出来る。

移動機から送信するデータのサイズが大きく、送信が複数ス口ットにまたがった場合、基地局は、先頭スロットのデータに含まれている情報から残りスロットの数を判定し、残りスロットが 0になるまで、他の移動機の送信を禁止することで、先頭スロットを送信した移動機へ優先的に送信を許可する「予約」を行うように構成することもできる。

一方、 F DMA I, frequency Division Multiple Accessノ方式でのスロッテドアロハ型ランダムアクセス制御では、送受信のフレームが時間的に連続している。このため、基地局が、移動機が送信したデータを正確に受信できたか否かを通知する情報を次の移動機の受信タイミングまでに報知（送信）するためには、新たな概念が必要となる。

また、業務用無線機等の低価格化の要求が高いシステムでは、移動機は半二重で構成されることが多い。半二重タイプの移動機の場合、送信中及び送信終了直後は、送受信状態の切り替えなどのため、送信が出来ない。このため、移動機が送信して来た先頭フレームのデータを、基地局が正確に受信できたかを移動機に通知する場合、基地局は、移動機が先頭フレームを送信した後ある程度時間をおいて受信結果を示すデータを送信しなければならない。

F DMAのランダムアクセスは、たとえば、狭帯域デジタル通信方式規格（AR I B S TD - T 6 1 ) に記載されており、また、特許文献 1 には、予約の考え方を用いた制御手法が記載されている。

まず、 AR I B S TD— T 6 1の動作例を説明する。

AR I B S TD - T 6 1では、基地局から移動機への下りフレームには、衝突制御のための情報が含まれている。この衝突制御情報は、以下の内容を含む。

1 ) 次の上りタイミング（フレーム番号は同じ）が空線であるか否 2 ) フレーム番号が 3つ前の上り信号が受信できたか否かを示す R

ZN情報

3 ) フレーム番号が 3つ前の上り信号の部分エコーを示す P E情報 AR I B S TD - T 6 1では、移動機からの送信は、先行 3フレームまでは受信確認無しで送出可能となっている。

第 1 1図は、移動機 M Aと M Bが連続する 4フレームをほぼ同一のタイミングで送信し、衝突が発生している場合の動作例を示す。なお、この動作例では移動機 MAの方が電波環境が良く、移動機 M Bの送信情報は基地局に届かなかったとする。以下に第 1 1図での動作を説明する。

移動機 M Aは基地局からの下り第 1 フレーム # 1 を受信すると、 I ZB (送信許可/禁止情報）が I (許可）であると判別し、送信を開始する。尚、情報長は 4フレームであることが移動機 MAの送信データ内に記録されている。一方、移動機 MBは、下り第 2フレーム # 2を受信し、その I ZBが Iであると判別し、送信を開始する。同様に情報長は 4つであることが送信データ内に記録されている。

基地局は移動機 M Aの送信デ一夕を受信し、連続するデータであつた（情報長が 1より大きく、複数フレームに跨がる）ため、第 4 フレーム # 4で I /Bを Bに切り替える。

移動機 MAは、第 4フレーム # 4を受信した時点で、 R/Nが R、且つ、自局が先頭フレームで送った C R Cと受信した P Eがー致していることを判別し、連続送信が継続可能であると判断して、最終フレーム # 4も送信し、その後、すべてのデ一夕を送信したので、送信終了とする。

一方、移動機 MBは第 3フレーム # 3まで確認無しで送信したが、移動機 M Aの送信と衝突したため、送信データは基地局には届いていなかった。移動機 MBは、第 3フレーム # 3まで送信した後、下りフレーム（例では第 5フレーム # 5 ) を受信した時点で、下りフレ一ム中の P Eが自局が先頭フレームで送った C R Cと一致していないと判別する。移動機 MBは、この時点で、自局の送信データが基地局に届いていないと判別し、送信失敗として、 4フレーム目の送信は行わず、再度ランダム遅延後に再送を試みることとなる。次に、特開 2 0 0 1 - 2 8 5 9 2 8号公報に開示されたランダムアクセス制御方式を第 1 2図を参照して説明する。

このランダムアクセス制御方式では、基地局からの移動局への下りフレームには、衝突制御のための情報がそれ以外のデータと共に格納されてる。衝突制御情報は、以下の内容を含む。

1 ) 上りタイミング（フレーム番号は同じ）での移動機の送信許可 Z禁止を指定する I ZB情報

2 ) フレーム番号が 3つ前の上り信号が受信できたか否かを示す R

/N情報

3 ) 受信した 3つ前のフレーム番号の上り信号がどの移動機のものかを示す移動局情報

なお、特開 2 0 0 1 - 2 8 5 9 2 8号公報に記載の実施の形態では、 I /B情報を 3ビットとして、以下のように詳細な情報を移動機に提供している。

0 0 0 : 送信禁止 1 (同公報の第 8図中「禁 1」） · · 送信権が付与されている移動局からの上り送信フレーム信号が残り 1つ 0 0 1 : 送信禁止 2 (第 8図中「禁 2」） · · 最後の上り送信フレーム信号を受信したか、上り送信フレーム信号が受信エラー 0 1 0 : 送信禁止 3 (第 8図中「禁 3」） · · ある移動局から送信要求を含んだ上り迭信フレームを受信した

1 0 0 : 送信権付与（第 8図中「付」） · · 送信要求の上り送信フレーム信号を衝突無く、或いは、誤り無く送信した移動局に対して送信権を付与

1 0 1 : 指定移動局送信許可（第 8図中「許」），特定の移動局に送信権が付与されている状態

1 1 1 : 空き（第 8図中「空」） · · すべての移動局からの上り送信フレーム信号の送信を受け入れる状熊

第 1 2図は、移動機 M Aおよび M Bが連続する 4フレームを送信しょうとしている場合の、上り及び下りフレームの送受信の例を説明するための図である。

以下を第 1 2図を参照して、その動作を具体例に基づいて説明する。

移動機 M Aは、基地局からの下りフレームのあるフレーム（第 1 フレーム # 1 とする）を受信すると、 I / Bが "空き" であることを判別し、送信を開始する。尚、情報長は 4つであることが送信デ一夕に記録されている。

基地局は、移動機 M Aが送信を開始したタイミング T 1で、その信号を検知し、先頭フレームを最後まで受信していないが、 I Z B を "送信禁止 3〃とする。その後、移動機 M Aの先頭送信フレームを最後まで受信し、移動機 M Aの送信データが連続するデータであるか否かを判別する。この例では、情報長が 1より大きく、送信デ一夕が連続するデータであるので、基地局は、タイミング T 2で移動機 MAに送信権を付与して、 I /Bを "送信権付与" とし、移動局情報を移動機 M Aを指定するものとする。移動機 M Aは基地局からのこれらの情報を含む第 3フレーム # 3を受信すると、送信が継続可能であることを判別し、残りの送信フレームをすベて送信する。その後、移動機 MAは、すべての送信フレームを送信し終えた事で、送信終了となる。

一方、移動機 MBは下りの第 2フレーム # 2のタイミングで、送信デ一夕を有していたが、下りフレーム中の I Z Bが" 送信禁止 3 " であった為、待機動作を行い、移動機 M Aの送信した後のタイミング T 3において、 I / Bが "空き" となったことを判別し、送信を開始する。

非特許文献 1 ： "電子情報通信学会論文誌 v o l . J 7 6 - B - I I , n o . 3 , p p . 1 5 7 - 1 6 5 「部分エコー付き空線制御移動通信ランダムアクセス方式」 "

特許文献 1 ：特開 2 0 0 1 - 2 8 5 9 2 8号公報

発明の開示

従来のスロッテドアロハ型ランダムアクセス制御は、 TDMA方式を念頭に設計されているが、例えば、 F DMAでは送信および受信が時間的に連続であるため、移動機からの送信内容を基地局で処理し、次の移動機の送信に反映させるための制御が困難であった。

また、 AR I B S TD— T 6 1 に準拠したシステムでは、移動機は、 3フレームまで基地局の受信確認無しで送信できるため、ある移動機が先頭 3フレームを送信している途中で、他の移動機が送信を開始することが出来、上りフレームでの衝突が多く発生していた。

実際の通信では、移動機のランダムアクセス送信は、 3フレーム以内という場合も多い。 3フレーム以内の送信においては、基地局からの下りフレーム中の I / Bは I のままであるので、事実上、空線制御がされていることが少なかった。

これらの問題は、特許文献 1に開示されているランダムアクセス制御によりある程度は解決可能である。しかし、特許文献 1に開示されているランダムアクセス制御では、基地局が送信権を付与することで特定の移動機が連続的に送信している間は、他の移動機との衝突はないが、送信権を付与するまですべての移動機が送信禁止状態となる。このため、スループットが低いという問題がある。また、この制御方式では、移動機が先頭フレームの送信を開始した時点で、送信信号を検知し、即座に衝突制御情報に反映したり、基地局が 1 つの送信フレームの受信を完了すると、即座に衝突制御情報に反映する必要がある。

従って、基地局の制御負担が大きく、基地局の構成と制御が困難である。

また、 A R I B. S T D— T 6 1 による制御方式と特許文献 1に開示された制御方式では、移動機は、全二重方式で送受信の制御を行う必要がある。しかし、業務用無線機などの低価格での提供を要求される移動機は半二重で構成されることが多い。このため、これら半二重の移動機では、送信と受信の切りかえ時間を考慮したタイミング制御を行わなければならず、これらの制御方式を適用することができない。

このように従来のランダムアクセス制御は、効率が低く、より、高効率なランダムアクセス制御が望まれている。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされてものであり、効率の良くスループットの高いランダムアクセス制御を可能することを目的とする。

また、この発明は、制御負担の小さいランダムアクセス制御を可能することを目的とする。

また、この発明は、半二重構成の移動機にも適用可能なランダムアクセス制御を可能することを目的とする。

課題を解決するための手段

上記目的を達成するため、本発明の第 1の観点に係る移動体通信システムは、

基地局（ 1 1 ) と移動局（ 1 2 ) とがスロットアロハ方式で通信を行う通信システムであって、

基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、

基地局は、上り通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、 1フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号（ I ) を送信し、前記特定のフレームで前記移動機から受信した 1 フレーム分のデータに後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号（P ) を送信し、各移動機は、送信データを有する場合に、基地局からの送信許可信号（ I ) に応答して 1 フレーム分のデータを送信し、送信した 1 フレーム分のデータに対する連続送信許可信号（P ) を受信すると、前記後続データを、前記上り通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、

ことを特徴とする。

例えば、前記移動機から前記基地局への上り通信フレームは、前記基地局から前記移動機への下り通信フレームに対して、 1フレームより長く、 2フレームより短い期間だけ遅れており、前記基地局 ( 1 1 ) は、前記上り通信フレーム中の第 1のフレームが空線の場合に、前記送信許可信号（ I ) を、前記下り通信フレーム中の前記第 1のフレームに対応するフレームで送信し、前記移動機（ 1 2 ) は、送信データを有する場合に、送信許可信号を前記第 1のフレームに対応するフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第 1のフレームで、前記 1 フレーム分のデータを送信し、前記特定のフレームで前記移動機から受信した 1フレーム分のデータに後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレ一ムにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、前記第 1のフレームに対応するフレームより 3フレーム後の第 2のフレームで、前記連続送信許可信号（P ) を送信し、前記移動機は、前記連続送信許可信号（P ) を前記下り通信フレーム内の第 2のフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第 2のフレームに対応するフレームを先頭する連続する複数のフレームで前記後続データを送信する。

例えば、前記移動機（ 1 2 ) は、前記連続送信許可信号（P ) を受信すると、前記後続データを、前記基地局が受信できたことを確認することなく、連続するフレームで送信する。

例えば、前記移動機は、送信処理と受信処理とを選択的に実行可能な半二重型の構成を有し、受信モードにおいて、前記送信許可信号を受信すると、送信対象データが存在する場合には、送信モードに切り替わって上り通信フレームで前記 1 フレーム分のデータを送信し、続いて、受信モードとなって下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信すると、送信モードとなって前記後続デ一タを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する。例えば、前記基地局は、前記移動機からの 1フレーム分のデータを正常に受信したか否かを示す情報 ( R / N、 C R C ) を前記連続送信許可信号（P ) と共に送信し、前記移動機は、基地局が自己が送信した 1 フレーム分のデータを正常に受信しているか否かを判別し、正常に受信していると判別した場合に、前記後続デ一夕を送信する。

例えば、前記基地局は、前記連続送信許可信号（P ) と共に移動機を特定するための移動機特定情報を送信し、前記移動機は、前記移動機特定情報が自己を指定している場合に、前記後続デ一夕を送信する。

例えば、前記移動機（ 1 2 ) は、前記 1フレーム分のデータと共に前記後続データのフレーム数を特定するための情報を送信し、前記基地局（ 1 1 ) は、前記移動機から通知された後続データのフレ —ム数に基づいて、移動機が前記後続データを送信している間、他の起動機のデータ送信を禁止する送信禁止信号（B ) を送信し、前記移動機のうち、前記 1フレ一ム分のデータを送信した移動機は、前記連続送信許可信号に従って前記後続データを連続的に送信し、その間、他の移動機は送信禁止信号に応答して、データの送信を控る。例えば、前記基地局は、前記 1フレーム分のデータの後続データの連続送信を許可しない場合に、連続送信を許可する連続送信許不可情報（D ) を送信し、各移動機は、自己が送信した 1フレーム分のデータを基地局が受信できたか異否かを判別し、受信できたと判定し、且つ連続送信不許可信号（D ) を受信した場合、所定フレーム期間が経過するまで前記後続データの送信を待機して、その間に、送信許可信号（ I ) を受信すると、後続データの内の先頭の 1 フレーム分のデータを送信する。，

例えば、前記移動機（ 1 2 ) は、送信データを有する場合に、所定期間だけ前記送信許可信号を（ I ) を受信できない場合には、送信失敗として、遅延時間を定め、遅延時間経過後、前記送信許可信号の受信を待機する処理を再度実行する。

例えば、前記基地局は、トラフィックの状況に基づいて、前記連続送信を許可するか否かを判別する手段を含む。

上記目的を達成するため、この発明の第 2の観点にかかる基地局は、

スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の基地局であつて、

基地局は、

上り通信フレームが空線の場合に、 1フレーム分のデ一夕の送信を許可する送信許可信号（ I ) を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、前記所定のフレームに対応する上り通信フレーム中のフレームで前記移動機から送信されてくる 1 フレーム分のデータを前記受信する受信手段と、

受信した 1フレーム分のデータに後続する 2フレーム分以上のデ一夕が存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する塲合に、連続送信を許可する連続送信許可情報（P ) を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送信手段と、

を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第 3の観点にかかる移動機は、

スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の移動局であつて、

前記移動機は、

基地局からの送信許可信号（ I ) を受信する送信許可信号受信手段と、

前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで 1 フレーム分の先頭データを送信する先頭デー夕送信手段と

先頭データの送信に続いて、下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信する連続送信許可信号受信手段と、

前記連続送信許可信号に応答して、前記先頭データに後続する後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する連続送信手段と、

を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第 4の観点にかかる移動体通信方法は、

第 1 と第 2の通信装置がス口ットァロ八方式で通信を行う通信方法であって、

第 1の通信装置から第 2の通信装置への第 1 の通信フレームと第 2の通信装置から第 1の通信装置への第 2の通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、

第 2の通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、 1 フレ —ム分のデータの送信を許可する送信許可信号（ I ) を第 1の通信装置から第 2の通信装置に送信し、

送信許可信号（ I ) に応答して、 3フレーム分以上の送信デ一夕のうちの 1 フレーム分のデータを第 2の通信装置から第 1の通信装置に送信し、

1フレーム分のデ一夕に基づいて、該 1 フレーム分のデータの後続データについて、複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、

連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可情報（P ) を第 1 の通信装置から第 2の通信装置に送信し、

この連続送信許可信号（P ) に応答して、前記後続データを、前記第 2の通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第 5の観点にかかるコンビユー夕プログラムは、

通信機能を有するコンピュータを、

基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間にオフセット時間が設定され、スロットァロハ方式で通信を行う通信システム用の基地局であって、

上り通信フレームが空線の場合に、 1フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号（ I ) を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、

前記所定のフレームに対応する上り通信フレーム中のフレームで前記移動機から送信されてくる 1フレーム分のデータを前記受信する受信手段と、

受信した 1フレーム分のデータに後続する 2フレーム分以上のデ一夕が存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可情報（P ) を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送信手段と、

を備える基地局として機能させることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第 6の観点にかかるコンビユータプログラムは、

通信機能を有するコンピュータを、

基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間にオフセット時間が設定され、スロットァロハ方式で通信を行う通信システム用の移動局であって、

基地局からの送信許可信号（ I ) を受信する送信許可信号受信手段と、前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで 1 フレーム分の先頭データを送信する先頭デー夕送信手段と

前記連続送信許可信号に応答して、前記先頭データに後続する後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する連続送信手段、

を備える移動機として機能させることを特徴とする。

発明の効果

この発明によれば、効率の良くスル一プッ卜の高いランダムァクセス制御が可能となる。

また、この発明によれば、制御負担の小さいランダムアクセス制御が可能'となる。

さらに、この発明は、半二重構成の移動機にも適用可能である。図面の簡単な説明

第 1図は、本実施の形態に係る移動体通信システムの構成図である。

第 2図は、第 1図に示す基地局の構成例を示すプロック図である。第 3図は、第 1図に示す移動機（移動局）の構成例を示すブロック図である。

第 4図は、第 1図に示す移動体通信システムが構成する上り及び下りフレームの構成を示す図である。

第 5図は、基地局の基本動作を説明するためのフローチヤ一卜である。第 6図は、移動機の基本動作を説明するためのフローチヤ一トである。

第 7図は、移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチヤ一トである。

第 8図は、移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチヤ一トである。

第 9図は、移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチヤ一トである。

第 1 0図は、基地局の動作の応用例を説明するためのフローチヤ一卜である。

第 1 1図は、従来の移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチャートである。

第 1 2図は、従来の移動体通信システムの動作例を説明するためのタイミングチャートである。

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るランダムァクセス制御を、該ランダムアクセス制御を適用した移動体無線通信システムを例に説明する。

この実施の形態に係るランダムアクセス制御を適用する移動通信システムは、第 1図に示すように、基地局 1 1 と、基地局 1 1の通信エリアに存在する複数の移動機（移動局） 1 2から構成されている。

基地局 1 1は、他の基地局 1 1 とネットワークを介して接続されている。また、基地局 1 1 と各移動機 1 2 とは、一般の携帯電話通信に関する様々な制御動作を行うが、以下では、ランダムアクセス制御に関連する部分を中心に説明する。

基地局 1 1は、 F D M(Frequency Divison Multiplexing)方式の全二重通信方式をサポートする装置であり、第 2図に示すように、制御部 1 0 1 と、記憶部 1 0 2 と、受信部 1 0 3 と，送信部 1 0 4 と，アンテナ 1 0 5と，を備える。

制御部 1 0 1は、 C P U (Central Processing Unit) 等から構成され、記憶部 1 0 2に格納されている動作プログラムを実行して、通信制御を行う。

制御部 1 0 1は、ランダムアクセスに関連して、データ送受信部 1 1 1 と、ヘッダ情報解析部 1 1 2と、衝突制御情報生成部 1 1 3 と、 C R C (Cycric Redandancy Check) 演算部 1 1 4と、予約力ゥンタ '1 1 5、とを備える。

データ送受信部 1 1 1は、移動機 1 2との間でデータの送受信を制御する。

ヘッダ情報解析部 1 1 2は、受信フレーム（移動機 1 2からフレーム単位で送信きれてくるデータ）に付されているヘッダ情報を解析し、そのフレームが先頭フレームであるか否か、送信されてくるフレームの総数（デ一夕長）などを求める。

衝突制御情報生成部 1 1 3は、複数の移動機 1 2が同時にデータの連続送信を行わないように制御するために通信エリァ内の全移動機 1 2に送信する衝突制御情報を生成する。

衝突制御情報の詳細は、後述する。

C R C演算部 1 1 4は、受信データの C R Cコードのチェック等の処理を行う。

予約カウンタ 1 1 5は、特定の移動機 1 2からデータを複数フレームで連続して受信する場合に、残りデータの受信フレーム数を力ゥントするためのカウン夕である。

記憶部 1 0 2は、制御部 1 0 1の動作プログラム、固定データなどを記憶する。

受信部 1 0 3は、移動機 1 2からのデータをアンテナ 1 0 5を介して受信し、受信データを復調して、例えば、ベースバンド信号に変換して制御部 1 0 1に提供する。

送信部 1 0 4は、移動機 1 2に送信するデータ（ベースバンド信号）を制御部 1 0 1より受信し、これを変調 · 増幅してアンテナ 1 0 5を介して送信する。

各移動機 1 2は、 F D M A (Frequency Divison Multiple Access) 方式の半二重通信方式をサボ一トする装置であり、第 3図に示すように、制御部 2 0 1 と、記憶部 2 0 2 と、受信部 2 0 3と，送信部 2 0 4と，アンテナ 2 0 5 と，を備える。

制御部 2 0 1は、 C P U ( Central Processing Unit) 、 D S P ( Digital Signal Processor) 等から構成され、記憶部 2 0 2に格納されている動作プログラムを実行して、通信制御を行う。

制御部 2 0 1は、ランダムアクセス制御に関連して、データ送受信部 2 1 1 と、ヘッダ情報解析部 2 1 2と、送信開始待ち夕イマ 2 1 3と、ランダム遅延部 2 1 4と、予約待ちカウン夕 2 1 5と、リサイクルカウンタ 2 1 6と、を備える。

デ一夕送受信部 2 1 1は、基地局 1 1 との間でデータの送受信を制御する。

へッダ情報解析部 2 1 2は、受信フレーム（基地局 1 1からフレーム単位で送信されてくるデータ）に付されているヘッダ情報を解析し、へッダ情報に含まれている衝突制御情報などを求める。

送信開始待ちタイマ 2 1 3は、制御部 2 0 1がデ一夕の送信を試み出してからの経過時間をカウン卜する。

ランダム遅延部 2 1 4は、ランダムな遅延時間を特定するための乱数発生機能と発生した乱数に対応する時間（遅延時間）をカウントするタイマとを備え、この移動機 1 2が先頭フレームを送信したにもかかわらず、基地局 1 1がこれを適切に受信できない事態が発生した場合に、先頭フレームの再送信のタイミングを判別する。予約待ちカウンタ 2 1 5は、送信データが複数フレームにわたる場合に、先頭フレームを送信して基地局 1 1に適切に受信されてから、残りデータを連続して送信することの「予約」ができるまでのフレーム数をカウントする。

リサイクルカウンタ 2 1 6は、この移動機 1 2が先頭フレームを送信したにもかかわらず、基地局 1 1がこれを適切に受信できない事態が連続して発生した場合に、その連続回数をカウントする。

記憶部 2 0 2は、制御部 2 0 1の動作プログラム、固定デ一夕などを記憶する。

受信部 2 0 3は、基地局 1 1からのデータをアンテナ 2 0 5を介して受信 ·復調して、例えば、ベースバンド信号に変換して制御部 2 0 1に提供する。

送信部 2 0 4は、基地局 1 1 に送信するデータ（ベースパンド信号）を制御部 2 0 1より受信し、これを変調 · 増幅してアンテナ 2 0 5を介して送信する。

このような構成の基地局 1 1 と移動機 1 2との間で実行されるランダムアクセス方式は、スロッテドアロハ方式とし、 I C M A— P E方式を基本とし、第 4図のようなフレーム構成をとる F DM/F DMAのシステムとする。

即ち、下り信号（下りフレーム）と上り信号（上りフレーム）との間に、ほぼ 1. 5フレーム期間に相当する送受信オフセット時間を設け、フレーム番号をそれぞれ付与する。

また、移動機 1 2は半二重通信であり、送信している間は受信ができず、受信している間は送信ができない。このため、受信動作 (受信モード）と送信動作（送信モード）とを切り替え時間を挟んで別のタイミングで行う（設定する）。受信動作の期間は、下りフレームのいずれかのフレーム期間を含み、送信モードの期間は、上りフレームのいずれかのフレーム期間を含むように、切り替え制御される。

基地局 1 1から移動機 1 2への送信信号（下りフレーム）は、衝突制御のための情報をそれ以外のデ一夕と共に含む。衝突制御情報は、以下の内容の情報を含む。

1 ) 上りタイミング（フレーム番号は同じ）が空線であるか否かを示す I /B情報

2 ) フレーム番号が 3つ前の上り信号が受信できたか否かを示す R/N情報

3 ) 次の上りタイミング（フレーム番号は同じ）から連続送信を許可するか否かを示す P/D情報

4) フレーム番号が 3つ前の上り信号の部分ェコ一を示す P E情報

次に、このようなフレーム構成を用いて、移動機 1 2と基地局 1 1 との間でデ一夕を送受信する場合の、動作を説明する。まず、基地局 1 1の動作を第 5図のフローチャートを参照して説明する。

基地局 1 1は、第 5図に示す処理を繰り返して実行している。基地局 1 1は、移動機 1 2からの送信データをアンテナ 1 0 5を介して受信部 1 0 2で受信して復調し、制御部 1 0 1 に供給する。制御部 1 0 1は C R C演算部 1 1 4で C R Cチェックを行い、受信データが正確に受信されているか否かを判別する（ステップ S 1 1 ) 。

制御部 1 0 1は、受信があり且つ正確に受信されている場合（ステツプ S 1 1 ； Y e s ) には、次の下りフレーム（受信データが第 nフレームであった場合には、第 n + 3フレームとなる）で送信するデータ中の R Z Nを受信ありを示すに、 P Eを受信データの C R C演算値に設定する (ステップ S 1 2 ) 。

一方、ステップ S 1 1で、受信が無い又はデータが正確に受信されていないと判別された場合（ステップ S 1 1 ； N o ) には、次の下りフレームで送信するデータ中の R / Nを受信無しを示す Nに、 P Eに「 0」を設定する（ステップ S 1 3 ) 。

制御部 1 0 1は、ステップ S 1 2又は S 1 3に続いて、受信フレームが先頭フレームで且つ残りフレームがあるか否かをヘッダ情報解析部 1 1 2により受信データのへッダ情報から判別する（ステツプ S 1 4 ) 。

受信データが先頭フレームではない、或いは、残りフレームが無いと判断した場合（ステップ S 1 4 ； N 0 ) には、次の下りフレームで送信するデータ中の P Z Dを連続受信を許可しない D (連続送信不許可信号）に設定する（ステップ S 1 5 ) 。一方、ステップ S 1 4で、受信フレームが先頭フレームで且つ残りフレームがあると判別すると（ステップ S 1 4 ； Y e s ) 、既に、次の上りフレームを使用していずれかの移動機がデータ送信を行う旨の予約が設定されているか否かを、残りフレーム数を示す予約力ゥン夕 1 1 5の値から判別する（ステップ S 1 6 ) 。予約があれば (ステップ S 1 6 ; Y e s ) 、予約されている送信を受信するために、前述のステップ S 1 5に進む。一方、予約が無ければ（ステツプ S 1 6 ； N o ) 、次の下りフレームで送信するデータ中の P ZD を連続送信を許可する P (連続送信許可信号）に設定し（ステップ S 1 7 ) 、予約カウンタ 1 1 5に残りフレーム数（へッダ情報解析部 1 1 2が取得した総送信フレーム数一 1 ) を設定する（ステップ S 1 8 ) 。

ステップ S 1 6又は S 1 8に続いて、改めて、連続送信の予約があるか否かを判定する（ステップ S 1 9 ) 。予約がないと判断すれば（ステップ S 1 9 ； N o) 、次の下りフレームで送信する I ZB を I (次フレームは空線) に設定する（ステップ S 2 0 ) 。次に、予約があると判断すれば（ステップ S 1 9 ； Y e s ) 、予約カウンタ 1 1 5の値をチェックして（ステップ S 2 1 ) 、「 1」であれば、次回フレームでの上り方向の送信で予約されているデータの送信が完了するので、予約を解除し（予約カウンタ 1 1 5のカウント値を 0にする） (ステップ S 2 2 ) 、「 1」でなければ、予約カウンタ 1 1 5のカウント値を一 1する（ステップ S 2 3 ) 。

ステップ S 2 2， S 2 3の処理後、次の下りフレームで送信する I ZBを Bに設定（送信禁止）する（ステップ S 2 4) 。

続いて、次フレーム期間が開始すると、ステップ S 1 2又は 1 3 で設定した R/N、 P E、ステップ S I 5又は S 2 4で設定した I ZBを含む衝突制御情報を送信部 1 0 4を介して送信し（ステツプ S 2 5 ) 、さらに、次フレームのデータ部分を送信する（ステップ S 2 6 ) 。

制御部 1 0 1は、以上の動作を繰り返して実行する。

一方、移動機 1 2の制御部 2 0 1は、例えば、動作モードが受信モードの期間中に、タイマ割り込みなどに応答して、第 6図に示すランダムアクセス制御処理を開始する。

まず、制御部 2 0 1は、送信対象のデータが存在するか否かを判別する（ステップ S 3 1 ) 。送信データは、予め 1 フレームで送信される単位であるバケツトに分割されて記憶部 2 0 2に格納されている。各パケットはヘッダ情報とペイロードとを含み、ペイロードは、送信対象の実データと C R C情報とを含む。

送信データがあると判別された場合（ステップ S 3 1 ； Y e s ) 、リサイクルカウン夕 2 1 6に 0を設定し、予約待ちカウンタ 2 1 5 に所定の初期値を設定する（ステップ S 3 2 ) 。続いて、送信開始待タイマ 2 1 3をスタートして経過時間の計時を開始させる（ステップ S 3 3 ) 。

続いて、へッダ情報解析部 2 1 2により、直前の下りフレームで受信された衝突制御情報中の I ZBが I (空線）であるか B (送信不可）であるかを判別する（ステップ S 3 4) 。

I /B = I、即ち、次の上りフレームが空線 (空フレーム) であると判別した場合には、デ一夕送受信部 2 1 1により送信対象デー夕で未送信のデータのうちの最初の 1 フレーム分のパケットデータを送信部 2 0 4を介して送信する（ステップ S 3 5 ) 。さらに、リサイクルカウン夕 2 1 6を + 1する（ステップ S 3 5 ) 続いて、送受信モードを、受信モードに切り替えて、次の下りフレームの受信を待機し、受信する（ステップ S 3 6 ) 。

一方、ステップ S 3 4で、 I /B = Bであると判別された場合には、ステップ S 3 3でスタートした送信開始待タイマ 2 1 3のカウント値が設定値に達したか否か、すなわち、所定時間が経過したか否かを判別し（ステップ S 3 7 ) 、経過していなければ（ステップ S 3 7 ； N o) 、送受信モードを、受信モードに切り替えて、次の下りフレームの受信を待機し、受信し（ステップ S 3 8 ) 、ステツプ S 3 4に戻る。

ステップ S 3 7で、所定時間が経過したと判別した場合（ステツプ S 3 7 ; Y e s ) 、送信失敗として、適当な処理を実行する（ステツプ S 3 9 ) 。

制御部 2 0 1は、ステップ S 3 6で次の下りフレームを受信部 2 0 3を介して受信すると、へッダ情報解析部 2 1 2により、受信した衝突制御情報中の RZNが R (基地局 1 1がデ一夕を受信）であるか N (基地局受信せず）であるかを判別する（ステップ S 4 0 ) 。

R/N= R、即ち、先の上りフレームで基地局 1 1が何らかのデ一夕を受信している場合（ステップ S 4 0 ； R) には、受信フレームに含まれている P Eと、ステップ S 3 5で先の上りフレームで送信した先頭フレームのデータの C R C演算値が一致するか否かを判別する（ステップ S 4 1 ) 。

「受信 P E=送信した C R C演算値」であると判別した場合（ステツプ S 4 1 ； Y e s ) は、ステップ S 3 5で送信した先頭フレームを基地局 1 1が正常に受信し（R/N = R) 、これに対応する応答を送信して来たことを意味する。即ち、今回受信した下りフレームのデータの宛先が自局であることを意味する。

次に、制御部 2 0 1は、送信データが残っているか否かを判別し (ステップ S 4 2 ) 、残っていなければ（ステップ S 4 2 ； N o ) 、送信完了となる。

一方、送信データが残っている場合（ステップ S 4 2 ； Y e s ) には、受信フレームに含まれていた PZDが P (連続送信許可）であるか、 D (連続送信不許可）であるかを判別し（ステップ S 4 3 ) 、 Pであれば、動作モードを送信モードに切り替え、次フレームのデ一夕を送信する（ステップ S 44) 。続いて、送信データが残っているか否かを判別し（ステップ S 4 5 ) 、残っていなければ

(ステップ S 4 5 ； N o ) 、送信完了となる。

一方、送信データが残っていれば、ステップ S 44に戻って次の上りフレームで順次データを送信する。この場合、移動機 1 2の動作モードは送信モードが連続することになる。

一方、ステップ S 4 3で、 P ZD = Dと判別した場合、次の上りフレームではデ一夕を送信せず、受信モードのまま、次の下りフレームを受信し（ステップ S 4 6 ) 、受信フレーム中の衝突制御情報中の I ZBが I (空線）であるか B (送信不可）であるかを判別する（ステップ S 4 7 ) 。 I /B = I、即ち、次の上りタイミングが空線であると判別した場合には、前述のステツプ S 3 5に戻って、先頭フレームのデータを送信する。

一方、ステツプ S 4 7で、 I ZB = Bであると判別された場合には、データの送信をできない回数が予め設定されている回数、即ち、予約待ちカウンタ 2 1 5に設定されている回数に達したか否かを判別する（ステップ S 4 8 ) 。達していなければ（ステップ S 4 8 ； N o ) 、予約待ちカウン夕 2 1 5の値を _ 1 し（ステップ S 4 9 ) 、ステップ S 4 6に戻る。一方、ステップ S 4 8で、データの送信をできない回数が予め設定されている回数、即ち、予約待ちカウンタ 2 1 5に当初設定された回数に達したと判別した場合には（ステツプ S 4 8 ； Y e s ) 、送信失敗として、所定の処理を実行する（ステツプ S 5 0 ) 。

なお、ステップ S 4 0で R / N = N、又は、ステップ S 4 1で受信した P Eが送信した C R C値に一致しないと判定された場合には、何らかの理由で、ステップ S 3 5で送信した先頭フレームのデータは基地局 1 1に正常に受信されていない。即ち、 R Z N = Nならば、全く受信されておらず、受信した P Eが送信した C R C値に一致しないならば、他の移動機からのデータが受信されたから、或いは、ステップ S 3 5で送信したデータが誤った内容で受信されている。この場合には、リサイクルカウンタ 2 1 6のカウント値、即ち、先頭フレームの送信回数（リサイクル数）が予め設定されている回数に達したか否かを判別する（ステップ S 5 1 ) 。

先頭フレームの送信回数が、予め設定されている回数に達していれば（ステップ S 5 1 ； Y e s ) 、送信失敗とし、所定の処理を行う（ステップ S 3 9 ) 。

一方、リサイクルカウンタ 2 1 6のカウント値が設定値に達していなければ、再度先頭フレームを送信するため、ランダム遅延部 2 1 4により、乱数を発生してランダムに遅延時間を決定し、この遅延時間を計測し（ステップ S 5 2 ) 、その後、ステップ S 3 3にリターンする。基地局 1 1及び移動機 1 2を上記構成とし、基地局 1 1と移動機 1 2との間で、上述のランダムアクセス動作を行うことにより、送信及び受信が時間的に連続である F D M Aにおいても、連続送信を許可するか否かを示す P / D情報を移動局 1 2が参照し、移動機 1 2が送信を待機できる。従って、基地局 1 1の制御に時間的余裕ができ、制御が簡易化する。

移動機 1 2は、送信した先頭フレーム（または、連続許可が出る前の単一フレーム）の送信が、基地局 1 1で受け付けられたか否かを確認し、受け付けられたことを確認した場合に、後続データを送信する。従って、複数の移動機 1 2間で、無駄な衝突が発生しない。

ある移動機 1 2の先頭フレームを受信した直後の 2フレームの間でも、すべての移動機 1 2が基地局 1 1にデータを送信可能である。従って、スループットが高い。

半二重のような送信と受信を同時に行うことが出来ない移動機 1 2に対しても、切替時間まで含めたタイミングで制御が可能である。なお、上述のランダムアクセス制御を実行するための諸条件をまとめると主に次のようになる。

1 ) 前提条件

1 一 1 ) 移動体通信のスロッテドアロハランダムアクセス制御方式である。 .

1 - 2 ) 基地局 1 1が F D M、移動機が F D M Aである。

1— 3 ) 基地局 1 1 と移動機 1 2が構成するフレーム構造には送信から受信までに送受信オフセット時間がある。

1一 4 ) 基地局で送信される下り制御データのフレーム内に衝突制御情報が配置される。 1 - 5 ) 基地局は衝突制御情報をすベての移動機に報知する。 1一 6 ) 衝突制御情報は、上りフレームが空線であるか送信禁止であるかの "空線/禁止"情報（ I ZB) を含む。

1一 7 ) 衝突制御情報は、上りフレーム信号を基地局 1 1が受信出来たか否かを示す "受信/非受信" 情報（R/N) を含む。

1一 8 ) 衝突制御情報は、どの移動機に対しての情報であるかを示す "受信データ" 情報（P E) を含む

1 - 9 ) 移動機は、衝突制御情報の "受信/非受信" と" 受信デ —夕" 情報を解析することで、自局が送信したデータが基地局にて正常に受信できたかどうかを判定可能である。

1 -10) 移動機 1 2が送信するデータの中には、全情報を送信するまでの何フレーム数（全フレーム数、残りフレーム数等）を示すデータを含む。

1 - 11) "受信データ" 情報は、移動機が送信したフレームデ —夕を基地局で C R C判定した結果である。

2 ) 本実施の形態での条件

2 - 1 ) 衝突制御情報は、上りフレームの送信を連続的に行っても良いか否かを示す "連続許可/非許可" 情報を含む。

2— 2 ) 衝突制御情報の、 "空線/禁止" 情報は、その衝突制御情報を報知するフレームと同一番号の上りフレームに対する情報である。

2 - 3 ) 衝突制御情報の" 受信/非受信" 情報は、その情報を報知するフレーム番号より 3つ前フレームの上り信号に対する情報である

2 - 4) 衝突制御情報の、 "連続許可/非許可" 情報は、その情報を送信するフレームと同一番号の上りフレームに対する情報である。

2— 5 ) 衝突制御情報の "受信データ情報" は、その衝突制御情報を報知するフレームの番号より 3つ前フレームの上り信号に対する情報である。

2— 6 ) 移動機 1 2は、 "空線/禁止"情報が空線を示している場合、単一フレーム（パケット）を送信できる。

2 - 7 ) 移動機 1 2は、自局が送信した単一フレームが基地局にて受信出来たと判定し、且つ "連続許可 Z非許可" 情報が連続許可を示していた場合、次の送信から連続したフレ一ムを送信できる。

2 - 8 ) 移動機 1 2は、自局が送信した単一フレームが基地局にて受信できたと判定し、且つ" 連続許可ノ非許可" 情報が連続不許可を示していた場合、 1フレーム毎に変更される" 予約待ちカウン夕" を起動し、 "予約待ちカウン夕" が満了するまで送信を待機できる。

2— 9 ) "予約待ち力ゥン夕"が満了した場合は、ランダムァクセス失敗として、再度ランダムアクセスを試みる

次に、上述の動作を、具体例に基づいて、説明する。

まず、ある移動機が、他の移動機との衝突無く 1 フレーム分のデ一夕を送信する塲合の動作例を第 7図を参照して説明する。

ここで、下りフレーム内に図示したアルファべッ卜はそれぞれ I ZB、 RZN、 P/D、及び P Eの内容を示し、例えば「 I， N， D , 0」と記されている場合は、 I ZB = I (上りタイミングが空線）、 RZN = N (フレーム番号が 3つ前の上り信号を受信できていない）、 PZD = D (次の上りタイミングからの連続送信を許可しない）、および P Eの内容が 0、と言う意味である。

第 7図の例では、下りフレーム # 0で受信した衝突制御情報に含まれる I /Bが I、即ち、上りのフレーム # 0は空線である。制御部 2 0 1は、送信したい情報を C R Cの結果（A) と共に送信部 2

0 4を介して送信する。このときヘッダ情報は、総デ一夕数（スロット数；ここでは 1 ) 、等の情報を含む。

基地局 1 1は、移動機 1 2から送信されたデータをアンテナ 1 0

5を介して受信し、受信部 1 0 3で復調して制御部 1 0 1に供給する。

制御部 1 0 1は、受信データを解析し、 C R Cチェックを行う等し、受信がエラ一無くできたことを確認する。ここで、正常に受信できていれば、衝突制御情報の RZNを R, P Eを受信したデータの C R C演算結果とし、下りの第 3フレーム # 3に含めて、送信する。

移動機 1 2は、下りフレーム # 3を受信し、これを復調し、これを解析し、 R/Nから基地局 1 1が受信できたか否かを判別する。第 7図の例では、制御部 2 0 1は、 RZNが Rであるため、基地局 1 1がデータを受信したことを判定し、さらに、基地局 1 1が正確なデ一タを受領したことを、 P Eが Aであること、送信したデータの C R Cがやはり Aであることから判別し、送信が成功したことを知る。

次に、移動機 1 2が、 1フレーム分のデ一夕を送信するが、他の移動機 1 2との送信データの衝突や、無線状況によって、基地局 1 2に送信が届かなかった場合の動作の例を第 8図を参照して説明する。まず、場面とし、移動機 MAは T 1のタイミングで受信した I / Bが Iであったため送信を開始する。一方、移動機 MBも同時に送信を開始し、衝突が発生し、移動機 MBのデータが基地局 1 1 に届いてしまった、とする。

基地局 1 1は、 RZNを R、 P Eを移動機 Bが送信した C R C演算値と同じ「B」として、 3フレーム後の T 2のタイミングで報知 (送信）する。

移動機 M Aおよび MBは、それぞれ、タイミング T 2で衝突制御情報を受信し、移動機 MAは送信失敗、移動機 MBは送信成功と判別する。

移動機 MAは、送信失敗のため、ランダム遅延をして、タイミング T 3で再び送信を行ったが、無線状態が悪くこれも基地局 1 1に届かなかった。このため、タイミング T 4で、基地局 1 1は RZN を N、 P Eを 0 として報知する。移動機 MAは、これにより、送信失敗を知り、再度、ランダム遅延後のタイミング T 5で再送し、夕イミング T 6において RZNが R、 P Eの C R Cが「A」となって一致したため送信成功となりランダムアクセスが終了する。

次に、移動機 MAと MBとが 4つの連続したデータを送信する場合の衝突制御の例を第 9図を参照して説明する。

なお、この例では、基地局 1 1が特定の移動機 1 2にデータを送信する場合には、その宛先を示す情報を送信データに含めるものとする。

まず、基地局 1 1は、第 0フレーム # 0〜第 2フレーム # 2で、 3フレーム前に受信がないので、 R/N = N、 P E = 0 とし（ステップ S 1 3 ) 、また、予約もないとして、 PZD = Pとする（ステップ S 1 7 ) 。

移動機 MAは、送信データを所有しており（第 6図ステップ S 3 1 ； Y e s ) 、受信した第 0フレーム # 0の I /Bが Iであるため (ステップ S 3 4 ; I ) 、未送信 4フレ一ム分のデータパケットのうちの先頭フレームのパケットを送信する（ステップ S 3 5 ) 。このパケットは、ヘッダ情報に、送信元が M Aであること、先頭フレームであること、総情報長が 4で残りが 3フレーム分あるという情報を含み、 C R C情報として 1 が付加されている。

基地局 1 1は、移動機 MAの送信データを受信し、これを解析する。基地局 1 1は、送信デ一夕が先頭フレームであること、残りデ —夕が 3フレームあること等を求め、さらに、 C R Cチェックを行う（ここでは、じ 1 0= 1 ₁ で正しかったとする）。

基地局は、データを受信し、 C R Cチェックが正しかったため、第 5図のステップ S 1 1で Y e s と判定し、第 3フレーム # 3の R ZNを Rに， P Eに C R Cの値の 1 丄をセットする（ステップ S 1 2 ) 。受信デ一夕が先頭フレームで、残りフレームが存在するため、ステップ S 1 4で Y e s と判定され、ステップ S 1 6で予約の有無を判定する。この例では、予約は無いと判定し（ステップ S 1 6 ； N o) 、第 3フレームの P /Dを Pとし（ステップ S 1 7 ) 、予約カウンタ 1 1 5に予約有りと残りフレーム数の「 3」をセットする (ステップ S 1 8 ) 。'

続いて、ステップ S 1 9で予約があるか否かを判別し、ステップ S 1 8で予約がセットされているので、 . Y e s となって、予約カウン夕 1 1 5のカウント値が 3から 2に更新され（ステップ S 2 3 ) 、 I /B = Bにセットされる（ステップ S 2 4 ) 。続いて、第 3フレーム # 3のデータを送信される（ステップ S 2 5 , S 2 6 ) 。この第 3フレーム # 3のヘッダ情報は、宛先として移動機 MAを特定する情報を含む。

下り第 4フレーム # 4のタイミングで、基地局 1 1の予約カウン夕 1 1 5のカウント値が 2力、ら 1に更新され（ステップ S 2 3 ) 、第 5フレーム # 5で、予約がリセットされる（ステップ S 2 2 ) 。また、第 4 , 第 5フレーム # 4， # 5でも、 I ZB = Bとなる（ステツプ S 2 4 ) 。

移動機 MAは、自己宛の下り第 3フレーム # 3を受信し（ステツプ S 3 6 ) 、 Rノ Nが Rで（ステップ S 4 0 ； R ) 、 P Eが自分が送った C R C = 1 丄に一致し (ステップ S 4 1 ； Y e s ) 、 P/D が Pである（ステップ S 4 3 ； P) ので、残りの 3フレーム分のデ —タを上りの第 3、第 4、第 5フレーム # 3 , # 4， # 5の 3フレ —ム連続でデータを送信する（ステップ S 44 , S 4 5 ) 。移動機 MAはすべてのデータを送信した後、送信終了とする。

一方、移動機 MCは、 1 フレーム分の送信データを有しており、第 1フレーム # 1で I /Bが Iであるので、データを送信する。基地局 1 1は、移動機 MCの送信データを受信し、これを解析する。基地局 1 1は、送信元が MCであること、送信デ一夕が先頭フレームであること、残りデータが 0フレームあること等を求め、さらに、 C R Cチェックを行う（ここでは、 C R C- S i で正しかつたとする）。

基地局 1 1は、受信データの C R Cチェックが正しかったため、第 5図のステップ S 1 1で Y e s と判定し、第 4フレーム # 4の R /Nを Rに， P Eに C R Cの値の 3 をセットする（ステップ S 1 2 ) 。

受信データが先頭フレームであるが、残りフレームが存在しないため、ステップ S 1 4で N oと判定され、ステップ S 1 5で、第 4 フレームの P /Dを Dとする。一方、第 3フレームで、予約カウン夕 1 1 5は予約ありの状態になっており（ステップ S 1 9 ； Y e s ) 、予約カウンタ 1 1 5のカウント値を 2から 1に更新し（ステップ S 2 3 ) 、 I /B = Bとして (ステップ S 2 4 ) 、第 4フレーム # 4を移動機 MC宛に送信する（ステップ S 2 5， S 2 6 ) 。移動機 M Cは、基地局 1 1からの第 4フレーム # 4を受信し（ステツプ S 3 6 ) 、 R/N = R, £ = 3 であると判別する（ステップ S 4 0 ； R， S 1 ； Y e s ) 。そして、残りデ一夕が無いため（ステップ S 4 2 ； N o ) 、送信完了となる。

一方、移動機 MBも、送信データを所有しており（第 6図ステツプ S 3 1 ； Y e s ) 、受信した第 2フレーム # 2の I ZBが Iであるため（ステップ S 3 4 ; I ) 、先頭フレームのパケットを送信する（ステップ S 3 5 ) 。このパケットは、ヘッダに先頭フレームであること、総情報長が 4で残りが 3フレーム分あるという情報を含み、 C R C情報として 2 i が付加されている。

基地局 1 1は、移動機 MBの送信データを受信し、これを解析する。基地局 1 1は、送信データが先頭フレームであること、残りデ一夕が 3フレームあること等を求め、さらに、 C R Cチェックを行う（ここでは、〇尺じ = 2 ₁ で正しかったとする）。

基地局 1 1は、データを受信し、 C R Cチエッケが正しかったため、第 5図のステップ S 1 1で Y e s と判定し、第 5フレーム # 5 の R/Nを Rに， P Eに C R Cの値の 2 i をセットする（ステップ S 1 2 ) 。受信デ一夕が先頭フレームで、残りフレームが存在するため、ステップ S 1 4で Y e s と判定され、ステップ S 1 6で予約の有無を判定する。この例では、予約があるため（ステップ S 1 6 ； Y e s ) 、第 5フレームの P ZDを Dとする（ステップ S 1 5 ) 。続いて、予約カウンタ 1 1 5に予約有りがセットされているか否かを判別する（ステップ S 1 9 ) 。この例では、予約があり (ステップ S 1 9 ； Y e s ) 、予約カウンタ 1 1 5の値が「 1」であるため（ステップ S 2 1 ； = 1 ) 、予約を解除し（ステップ S 2 2 ) 、 I /B = Bとし（ステップ S 2 4) 、第 5フレームを移動機 M B宛に送信する。

移動機 M Bは、下り第 5 フレーム # 5を受信し（ステップ S 3 6 ) 、 R / Nが Rで（ステップ S 4 0 ； R) 、 P Eが自分が送った C R C = 2 ！に一致し (ステップ S 4 1 ； Y e s ) 、残りデータがあるので（ステップ S 4 2 ； Y e s ) 、 P / Dを判別し（ステップ S 4 3 ) 、 Dであるので、ステップ S 4 6で次フレーム、即ち、第 6フレーム # 6を受信する。

第 6フレーム # 6は、 I /B = Iであるので、ステップ S 3 5に戻り、残りデータのうちの先頭フレームのデータを送信すると共にリサイクルカウンタの値を + 1する。この例では、第 2フレーム # 2で 1フレ一ム分のデ一夕を送信してあるので、残り 3フレーム分のデータのうちの先頭フレームである第 2フレームのデータを送信する。

基地局 1 1は、移動機 MBの送信データを受信し、送信データが先頭フレームであること、残りデータが 3フレームあること等を求め、さらに、 C R Cチェックを行う（ここでは、 C R C = 2₂ で正しかったとする）。

基地局 1 1は、第 5図のステツプ S 1 1で Y e s と判定し、第 9 フレーム # 9の R/Nを Rに， P Eに C R Cの値の 2₂ をセットする（ステップ S 1 2 ) 。さらに、ステップ S 1 4で Y e s と判定され、ステップ S 1 6で予約がないと判定され（ステップ S 1 6 ； N o ) 、 P/Dを Pとする（ステップ S 1 7 ) 。続いて、予約カウン夕 1 1 5に残りフレーム数「 2」をセットする（ステップ S 1 8 ) 。続いて、ステップ S 1 9で予約があるか否かを判別し、ステップ S 1 8で予約がセットされているので、 Y e s となって、予約カウンタ 1 1 5のカウント値が 2から 1 に更新され（ステップ S 2 3 ) 、 I ZB = Bにセットされて（ステップ S 2 4) 、第 3フレーム # 3 のデ一夕が送信される（ステップ S 2 5， S 2 6 ) 。

移動機 MBは、基地局 1 1から第 9フレーム # 9をステップ S 3 6で受信し、 RZN = R、 P E = 2₂ で一致し、受信した P ZDが Pであることから（ステップ S 4 3 ； P ) 、第 9，第 1 0フレーム # 9， # 1 0を送信する（ステップ S 44， S 4 5 ) 。 ' ここで、図示するように、仮に送信デ一夕のうちの第 4フレーム目のデータが何らかの原因により正常に受信されなくても、移動機 M Bの今回のデータ送信は終了する。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施の形態では、移動機 1 2半二重の場合を示したが、移動機が全二重のみ、または全二重と半二重が混在するネットワークにも、この発明のランダムアクセス制御をそのまま適用可能である。

また、下りフレームに対する上りフレ一ムの遅延時間を 1. 5フレーム期間としたが、その期間は 1 フレーム期間より長ければ、移動局 1 2の処理能力に応じて任意である。例えば、 1. 2フレーム期間としてもよく、 2. 5フレーム期間、 3. 5フレーム期間、或いは 3フレーム期間としてもよい。基地局 1 1はこのフレーム遅延の設定に応じて、下りフレームの各フレーム期間に、適宜情報を設定する。

また、上記実施の形態では、 I CMA— P E方式を基本として説明したが、衝突制御情報 I ZB、 R/N, P/Dは各々明示的に指定する必要はなく、たとえばすべての移動機の送信可能を "状態 1 " 、特定の移動機への連続送信許可を "状態 2 " 、特定の移動機が連続送信中を "状態 3 " というように分けても良い。

なお、本実施の形態において、基地局 1 1は、例えば、通信トラフィックが多く、移動機 1 2の連続的な送信を時間的に分散させたい場合に、 PZDを Dに指定して、 "予約待ちカウン夕" を基地局 1 1よりの指示で適当な値に設定することで、移動機 1 2の連続的な送信を時間的に分散させることが可能である。

例えば、トラフィックが多い状況で、基地局 1 1が移動機 1 2からの連続的な送信を禁止したい場合には、 P/Dを Dとするように制御し、逆に、トラフィックが少ない状況では、連続的な送信を認めることが可能な場合に、 P/Dを必ず Pとするように制御してもい。

例えば、第 1 0図に示すように、トラフィックを測定し（ステツプ S 6 1 ) 、測定したトラフイツク量が第 2の基準量より多い場合には（ステップ S 6 1 ； Y e s ) 、 P /Dに占める Dの割合を K 1 %、予約待ちカウン夕の初期値を K 2 , とする（ステップ S 6 3 ) 。

一方、測定したトラフィック量が第 1の基準量〜第 2の基準量の範囲の場合には（ステップ S 6 2 ; N o、ステップ S 6 4 ; Y e s ) 、 PZDに占める Dの割合を M l %、予約待ちカウンタの初期値を M 2 とし（K 1 >M 1， K 2 >M 2 ; ステップ S 6 5 ) 、卜ラフイツク量が第 1の基準量未満の場合には（ステップ S 6 2、 S 6 4 ； N o ) 、トラフィックの制御を行わないようにすればよい。

なお、通常の基地局や移動機に、上述のランダムアクセス制御を実行させるようプログラムを作成し、これを通常の基地局や移動機にインストールして実行させるようにしてもよい。

Claims

請求の範囲

1 . 基地局と移動機とがスロットアロハ方式で通信を行う通信システムであって、

基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されてお Ό、

基地局は、上り通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、 1 フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号を送信し、前記特定のフレームで前記移動機から受信した 1フレーム分のデータに後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号を送信し、

各移動機は、送信データを有する場合に、基地局からの送信許可信号に応答して 1フレーム分のデータを送信し、送信した 1 フレーム分のデータに対する連続送信許可信号を受信すると、前記後続デ —夕を、前記上り通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、

ことを特徴とする移動体通信システム。

2 . 前記移動機から前記基地局への上り通信フレームは、前記基地局から前記移動機への下り通信フレームに対して、 1 フレームより長い所定期間だけ遅れており、

前記基地局は、前記上り通信フレーム中の第 1のフレームが空線の場合に、前記送信許可信号を、前記下り通信フレーム中の前記第 1のフレームに対応するフレームで送信し、前記移動機は、送信データを有する場合に、送信許可信号を前記第 1 のフレームに対応するフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第 1のフレームで、前記 1フレーム分のデータを送信し、

前記特定のフレームで前記移動機から受信した 1 フレーム分のデ一夕に後続データが存在する場合に、該後続データの複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、前記第 1 のフレームに対応するフレームより所定フレーム後の第 2のフレームで、前記連続送信許可信号を送信し、

前記移動機は、前記連続送信許可信号を前記下り通信フレーム内の第 2のフレームで受信すると、前記上り通信フレーム中の前記第 2のフレームに対応するフレームを先頭する連続する複数のフレ一ムで前記後続データを送信する、

ことを特徴とする請求項 1に記載の移動体通信システム。

3 . 前記移動機は、前記連続送信許可信号を受信すると、前記後続デ一夕を、前記基地局が受信できたことを確認することなく、連続するフレームで送信する、ことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の移動体通信システム。

4 . 前記移動機は、

送信処理と受信処理とを選択的に実行可能な半二重型の構成を有し、

受信モードにおいて、前記送信許可信号を受信すると、送信対象データが存在する場合には、送信モードに切り替わって上り通信フレームで前記 1 フレーム分のデータを送信し、続いて、受信モードとなって下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信すると、送信モードとなって前記後続データを前記上り通信フレームの複数のフレームで連続して送信する、

ことを特徴とする請求項 1 、 2又は 3に記載の移動体通信システム。

5 . 前記基地局は、前記移動機からの 1フレーム分のデータを正常に受信したか否かを示す情報を前記連続送信許可信号と共に送信し、

前記移動機は、基地局が自己が送信した 1フレーム分のデータを正常に受信しているか否かを判別し、正常に受信していると判別した場合に、前記後続データを送信する、

ことを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の移動体 m システム。

6 . 前記基地局は、前記連続送信許可信号と共に移動機を特定するための移動機特定情報を送信し、

前記移動機は、前記移動機特定情報が自己を指定している場合に、前記後続データを送信する、

ことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載の移動体 ¾ システム。

7 . 前記移動機は、前記 1フレーム分のデータと共に前記後続デ —夕のフレーム数を特定するための情報を送信し、

前記基地局は、前記移動機から通知された後続データのフレーム数に基づいて、移動機が前記後続データを送信している間、他の起動機のデータ送信を禁止する送信禁止信号を送信し、

前記移動機のうち、前記 1フレーム分のデータを送信した移動機は、前記連続送信許可信号に従って前記後続データを連続的に送信し、その間、他の移動機は送信禁止信号に応答して、データの送信を控える、

ことを特徴とする請求項 1乃至 6の何れか 1項に記載の移動体通信システム。

8 . 前記移動機は、送信データを有する場合に、所定期間だけ前記送信許可信号を受信できない場合には、送信失敗として、遅延時間を定め、遅延時間経過後、前記送信許可信号の受信を待機する処理を再度実行する、

ことを特徴とする請求項 1乃至 7の何れか 1項に記載の移動体通システム。

9 . 前記基地局は、前記 1 フレーム分のデータの後続デ一夕の違続送信を許可しない場合に、連続送信を許可する連続送信不許可信号を送信し、

各移動機は、自己が送信した 1フレーム分のデ一夕を基地局が受信できたか異否かを判別し、受信できたと判定し、且つ連続送信不許可信号を受信した場合、所定フレーム期間が経過するまで前記後続データの送信を待機して、その間に、送信許可信号を受信すると、後続データの内の先頭の 1 フレーム分のデータを送信する、

ことを特徴とする請求項 1乃至 8のいずれか 1項に記載の移動体通信システム。

1 0 . 前記基地局は、トラフィックの状況に基づいて、前記連続送信を許可するか否かを判別する手段を含む、ことを特徴とする請求項 1乃至 9のいずれか 1項に記載の移動体通信システム。

1 1 . スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の基地局であって、基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、

基地局は、

上り通信フレームが空線の場合に、 1 フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、

受信した 1フレーム分のデータに後続する 2フレーム分以上のデ一夕が存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連竊送信許可信号を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送ィ言手段と、

を備えることを特徴とする基地局。

1 2 . スロットアロハ方式で通信を行う通信システム用の移動機であって、

前記移動機は、

基地局からの送信許可信号を受信する送信許可信号受信手段と、前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで 1 フレーム分の先頭データを送信する先頭デー夕送信手段と

先頭デ一夕の送信に続いて、下り通信フレームを受信し、連続送信許可信号を受信する連続送信許可信号受信手段と、

を備えることを特徴とする移動機。

1 3 . 第 1 と第 2の通信装置がスロットアロハ方式で通信を行う通信方法であって、

第 1の通信装置から第 2の通信装置への第 1の通信フレームと第 2の通信装置から第 1の通信装置への第 2の通信フレームとの間には所定のオフセット時間が設定されており、第 2 の通信フレーム中の特定のフレームが空線の場合に、 1 フレーム分のデ一夕の送信を許可する送信許可信号を第 1の通信装置から第 2 の通信装置に送信し、

送信許可信号に応答して、 3フレーム分以上の送信データのうちの 1フレーム分のデ一タを第 2の通信装置から第 1 の通信装置に送信し、

1 フレーム分のデータに基づいて、該 1フレーム分のデータの後続デ一夕について、複数フレームにわたる連続送信を許可するか否かを判別し、

連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号を第 1の通信装置から第 2の通信装置に送信し、

この連続送信許可信号に応答して、前記後続データを、前記第 2 の通信フレームのうちの連続する複数のフレームで送信する、ことを特徴とする移動体通信方法。

1 4 . 通信機能を有するコンピュータを、

上り通信フレームが空線の場合に、 1フレーム分のデータの送信を許可する送信許可信号を、前記下り通信フレーム中の所定フレームで送信する送信許可信号送信手段と、

前記所定のフレームに対応する上り通信フレーム中のフレームで前記移動機から送信されてくる 1 フレーム分のデ一夕を前記受信する受信手段と、

受信した 1 フレーム分のデータに後続する 2 フレーム分以上のデ一夕が存在する場合に、該後続データの連続送信を許可するか否かを判別し、連続送信を許可する場合に、連続送信を許可する連続送信許可信号を下り通信フレームで送信する連続送信許可信号送信手段と、

を備える基地局として機能させるコンピュータプログラムを記録した媒体。

1 5 . 通信機能を有するコンピュータを、

基地局から移動機への下り通信フレームと移動機から基地局への上り通信フレームとの間にオフセット時間が設定され、スロットァロハ方式で通信を行う通信システム用の移動機であって、

基地局からの送信許可信号を受信する送信許可信号受信手段と、前記送信許可信号に応答し、送信対象データが存在する場合には、上り通信フレームで 1 フレーム分の先頭デ一タを送信する先頭デー夕送信手段と

を備える移動機として機能させるコンピュータプログラムを記録媒体。