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
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Description
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、SFε{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)
- 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。
- 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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