JP3686338B2 - 無線通信システム用の改良したメッセージアクセス - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーションズ・システム（ＵＭＴＳ）などの無線通信システム用の改良したメッセージアクセス装置に関し、特にメッセージ・アクイジション・インジケーションに関する。
【０００２】
ＵＭＴＳシステムに接続を行うために、既知の装置においては、移動電話が第１の電力で自らのプリアンブルを送信し、アクイジション・インジケーション・チャネル（ＡＩＣＨ）上のアクイジション・インジケーションを待つ。インジケーションを受信しない場合には、ＡＩＣＨ上でインジケーションを受信するまで、電力を増大させ、段階的にプリアンブルを再送信する。次にメッセージを送信し、フォワード・アクセス・チャネル（ＦＡＣＨ）を経由して肯定確認応答を受信しない場合には、上記メッセージは不正であると考えられ、再送信される。
【０００３】
上記装置の問題は、検出されるプリアンブルすべてのメッセージ部分が確実に処理できるように、無線基地局が常に十分なレベルのハードウェア冗長性を有していなければいけないことである。これによって、無線基地局に高いコストが加わり、それぞれの無線基地局が所与のメッセージスループットを達成することを許されたアクセススロットやプリアンブルのシグネチャーの数が限定されてしまう。
【０００４】
本発明の目的は、ハードウェア冗長性への要求事項を低減したシステムを提供することである。
【０００５】
本発明によれば、無線移動体通信システムは、少なくとも１つの通信セル内の複数の移動体システムを管理するようになっている無線基地局であって、移動体システムによって無線基地局に送信されたプリアンブル信号の強さが所定レベルに達したことを示す確認応答信号を送信するアクイジション・インジケーション・チャネルを設けるための手段を有する基地局を含み、前記確認応答信号が、移動体システムが直ちにメッセージ信号を送信してはいけないということをさらに示すようになっていることを特徴とする。
【０００６】
図１において、基地局制御装置（ＢＳＣ）２０を有する無線基地局（ＢＴＳ）１８によって制御される通信セルと関連する複数の移動体システム（ＭＳ）１０、１２、１４、１６を含むＵＭＴＳの一部１０が示されている。
【０００７】
１２などの移動体は、電話をかけたいとき、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）に写像されたＵＭＴＳのランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を利用する。このトランスポートチャネルにおける送信は、周知のスロットアロハ方式をベースにしている。すなわち、移動体は、アクセススロットＡＳとして表し図２に示されている多数のきちんと定義された時間オフセットのいずれか１つにおいても、ＰＲＡＣＨの送信を開始することができる。スロット同士は、１．２５ミリ秒の間隔を置いて配置されている。図２におけるスロットのうちのいくつかは、ランダムアクセス送信３０、３２、３４、３６によって満たされた状態で示されている。
【０００８】
図３は、送信３０などのランダムアクセス送信の構造を示す。それぞれ長さが１ミリ秒であるいくつかのプリアンブル部分４０ａ、４０ｂ、４０ｉと、プリアンブル部分プラス長さが１０ミリ秒のメッセージ部分を含む、アクセスバースト４２とがある。
【０００９】
図４は、アクセスバースト４２の構造を示す。プリアンブル４０ｊとメッセージ部分４４との間には、長さ０．２５ミリ秒のアイドル時間がある。このアイドル時間によって、プリアンブル部分の検出と、その次のメッセージ部分のオンライン処理とを行うことができる。
【００１０】
図５は、ＲＡＣＨのメッセージ部分４４が、上り個別物理データチャネル（Dedicated Physical Data Channel：ＤＰＤＣＨ）に対応するデータ部４６と、上り個別物理制御チャネル（Dedicated Physical Control Channel：ＤＰＣＣＨ）に対応する第１層制御部４８とから成っていることを示す。データ部４６および制御部４８は、平行して送信される。
【００１１】
データ部４６は、無線リソースまたはユーザパケットを要求する第２層／第３層のメッセージを保持する。データ部の拡散率は、それぞれ１６、３２、６４、および１２８Ｋｂｐｓのチャネルビットレートに対応して、ＳＦ_ε｛２５６，１２８，６４，３２｝に限定される。制御部４８は、２５６という拡散率を用いて、パイロットビット５０およびレート情報５２を保持する。レート情報は、データ部上で用いられるチャネライゼーションコードの拡散率を示す。
【００１２】
ＲＡＣＨ送信については、プリアンブル電力ランピング技術が用いられ、ランダム要求が用いる手続きは、以下の動作を有する。
【００１３】
１．セルサーチおよび同期化の後、移動体１２が、報知チャネル（Broadcast Control Channel：ＢＣＣＨ）（図示せず）を読み取って、以下のものについての情報を得る。
ｉ プリアンブル拡散コード
ｉｉ 利用できるシグネチャー
ｉｉｉ 利用できるアクセススロット
ｉｖ メッセージ部分について利用できる拡散率
ｖ セルにおける上り干渉レベル
ｖｉ プライマリＣＣＰＣＨ（Common Control Physical Channel：共通制御物理チャネル）送信電力レベル
【００１４】
２．ＭＳが、プリアンブルの拡散コードを、したがってメッセージのスクランブルコードを選択する。
【００１５】
３．ＭＳが、プリアンブルのシグネチャーを選択し、それを用いて、アクセスバーストのメッセージ部分が用いるチャネライゼーションコードのプライマリノードを決定する。
【００１６】
４．ＭＳが、そのメッセージ部分についてのチャネライゼーションコード（拡散率に対応）を選択する。
【００１７】
５．ＭＳが、下り経路損失を見積もり（プライマリＣＣＰＣＨの送信および受信電力レベルに関する情報を用いて）、必要な上り送信電力を決定する（セルにおける上り干渉レベルに関する情報を用いて）。
【００１８】
６．ＭＳが、以下によって、動的パーシスタンスアルゴリズムを実施する。
・ＢＣＨから、現在の動的パーシスタンス値を読み取る。
・現在の動的パーシスタンス値に対して、ランダム抜き取りを行う。
・ランダム抜き取りの結果が否定である場合には、送信を１フレーム遅らせてステップ６を繰り返し、そうでない場合には、ステップ７へ進む。
【００１９】
７．ＭＳが、利用できるアクセススロットからアクセススロットを１つ、ランダムに選択する。
【００２０】
８．ＭＳが、見積もった上り送信電力に関してマイナスの電力オフセットでそのプリアンブルを送信する。これを図７において参照番号６０で示す。
【００２１】
９．ＭＳが、ネットワーク側からのアクイジション・インジケーション（ＡＩＣＨ上）を待つ。所定のタイムアウト期間内に何も受信しない場合には、ＭＳは再びプリアンブルを送信するが、前よりも電力オフセットを小さくし、プリアンブルのシグネチャーを再選択して行う。これを、より高い電力を示す参照番号６２で示す。
【００２２】
１０．ステップ８を繰り返す。これを、さらなる電力の増大を示す参照番号６４で示す。ネットワーク側から、その電力オフセットでネットワーク側がプリアンブルを受け入れたと言うことを示す、アクイジションインジケータ６６が受信される。アクイジションインジケータ６６は、ＡＩＣＨ上で受信される。
【００２３】
１１．ステップ９において、ＡＩＣＨ上でアクイジションインジケータが受信される場合には、次の利用できるアクセススロットにおいて、ランダムアクセスバーストが送信される。このバーストは、繰り返されたプリアンブル６４Ａと、メッセージ６８とを含む。
【００２４】
１２．点線で示すように、メッセージ６８が不正である場合には、肯定確認応答はなく、動作１ないし１１が繰り返される。これを、参照番号７０ないし７８で示す。メッセージ７８の受信に成功し、ネットワークからＦＡＣＨ上で確認応答８０が送信される。
【００２５】
次に図８に示される本発明の第１の実施形態に移ると、従来技術と同様に、ＭＳ１２は、順に強さが増大していく３つのプリアンブル信号８０、８２、８４を送信する。ＢＴＳ１８は、信号８４を受信すると、ＡＩＣＨ上で確認応答信号８６を送信する。これは異形Ｉであり、プリアンブル８４の強さは許容可能である（すなわち、ＢＴＳ１８において行われる巡回冗長検査（Cyclic Redundancy Check：ＣＲＣ）に合格した）が、そのメッセージを直ちに処理するために利用できるハードウェアはない、ということをＭＳ１２に示す。 これに応答して、ＭＳ１２は、前と同じ強さのプリアンブル８４Ａを再送信する。これを受信しても、ＢＴＳ１８はやはりリソースがなく、異形Ｉである第２の確認応答信号８６Ａを送信する。移動体は、同じ強さの８４Ｂを三度目に(for the third time)送信する。今度はＢＴＳ１８にリソースがあり、確認応答信号８８を送信する。これは異形ＩＩであり、ＭＳ１２が今度はそのメッセージを送信することができることを示す。ＭＳは、８４Ｃであるプリアンブル８４を再び送信し、またそのメッセージ９０を送信する。
【００２６】
確認応答信号８８の異形ＩＩは、図７の信号６６および７６と同一である。
【００２７】
本発明の第２の実施形態を、図９に示す。前と同様に、ＭＳ１２は、順に強さが増大していく３つのプリアンブル信号８０、８２、８４を送信する。ＢＴＳ１８は、信号の強さが受け入れられる信号８４を受信すると、ＡＩＣＨ上で確認応答信号９２を送信する。ＢＴＳ１８がメッセージを直ちに処理するために利用できるハードウェアは現在ないが、リソースが利用できるようになるときを予言することができる場合に、信号９２は送信される。信号９２は、それが終わればハードウェアが利用できるようになる、タイムアウト期間Ｔを含む。するとＭＳ１２は、最後にそのプリアンブルを送信してから期間Ｔだけ待ち、前と同じ強さのプリアンブル８２Ａ、およびそのメッセージ９０を再送信する。すなわち、ランダムアクセスバーストは、タイムアウト後、次に利用できるタイムスロットに送信される。
【００２８】
前の異形とは異なり、こういった確認応答信号は今度は、そのメッセージバーストをいつ送信するかをＭＳに示す、さらなるタイミング情報を含んでいる。本発明の適用において、違いは、ステップ１１における手続きを次のように解釈する、ということである。
【００２９】
「ステップ９において、ＡＩＣＨ上でアクイジションインジケータが受信される場合には、この確認応答信号の異形に現在含まれているタイミング情報によって示される次に利用できるアクセススロットにおいて、ランダムアクセスバーストが送信される。このバーストは、プリアンブルを繰り返したもの６４Ａと、メッセージ６８とを含む。」
【００３０】
本発明を使用することによって、利用できるハードウェアのリソースが効率的に用いられ、呼接続までの遅延が最小限になる。
【００３１】
さらに、同日に出願した我々の同時係属出願番号（？）において開示しているように、メッセージ９０の受信がＢＴＳ１８において行われるＣＲＣに合格しない場合に、ＡＩＣＨを用いて否定確認応答をＭＳ１２に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面において、従来技術を図１ないし７に示す。
【図１】 無線通信システムの一部の概略図である。
【図２】 物理ランダムアクセスチャネルのスロットの構造を示す。
【図３】 ランダムアクセス送信の構造を示す。
【図４】 移動体からのアクセスバーストの構造を示す。
【図５】 ランダムアクセスバーストのメッセージ部分を示す。
【図６】 メッセージの確認応答に関係する各層を示す。
【図７】 ランダムアクセスチャネルと、アクイジション・インジケーション・チャネルと、フォワード・アクセス・チャネルとがどのように相互作用して、移動体からのプリアンブル信号およびメッセージ信号を確認するかを示す。
本発明を図８および９を参照して説明する。
【図８】 本発明の１実施形態におけるＲＡＣＨのメッセージおよびＡＩＣＨのメッセージを示す。
【図９】 本発明の第２の実施形態におけるＲＡＣＨのメッセージおよびＡＩＣＨのメッセージを示す。

Claims (2)

1. 少なくとも１つの通信セル内で複数の移動体システム（１２、１４、１６）を管理する無線基地局（１８）を含む移動通信システムであって、該無線基地局（１８）は、１つのアクイジション・インジケーション・チャネルを設ける手段を備え、移動体システム（１２）によって該無線基地局（１８）に送信され順次強さが増大していくプリアンブル信号（８０、８２、８４）の強さが所定の許容可能なレベル（８４）に達したことを示す第１の確認応答信号（８６）を該アクイジション・インジケーション・チャネルを介して送信し、該移動体システム（１２）が、メッセージ信号を送信してはいけないが、許容可能な同じ強さのレベルでさらなるプリアンブル（８４Ａ、８４Ｂ）送信する必要があるということを該第１の確認応答信号（８６）はさらに示しており、該移動体システム（１２）がメッセージを送信することを許可されたことを示すさらなるプリアンブル（８４Ｂ）に応答して、他の確認応答信号（８８）を送信する手段を該無線基地局（１８）が備えている移動通信システム。
2. 無線移動通信システムを動作させる方法であって、
   強さが順次増大していくと共に互いに間隔を置いた複数のプリアンブル（８０、８２、８４）を移動体（１２）から無線基地局（１８）に送信するステップと、
   プリアンブル（８４）が許容可能な強さに達すると、アクイジション・インジケーション・チャネル上で、該無線基地局（１８）から該移動体（１２）にプリアンブル確認応答信号（８６）を送信するステップとを含み、該移動体（１２）がメッセージ信号（９０）を送信することを許可されてはいないが、許容可能な同じ強さのレベルでさらなるプリアンブル（８４Ａ、８４Ｂ）を送信する必要があるということを該プリアンブル確認応答信号（８６）は示しており、該方法は、さらに、
   該移動体（１２）から該無線基地局（１８）に該さらなるプリアンブル（８４Ｂ）を送信するステップと、
   該移動体（１２）がメッセージ信号（９０）を送信することを許可されたということを示す第２の種類のプリアンブル確認応答信号（８８）を該無線基地局（１８）から送信するステップと、
   該移動体（１２）から該無線基地局（１８）に該メッセージ信号（９０）を送信するステップとを含む方法。

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