(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの基地局を含む通信システムの遠隔端末内でもちいるためのランダムアクセスチャネル（RACH）のアクセス遅延を改善するための方法であって、
送信のためのアクセス信号と関連する持続期間を選択するステップであって、
この持続期間が、実質的に基地局の伝送フレームの長さに等しい値から伝送フレームの長さ以下の値までに及ぶ複数の持続期間の中から選択されるステップと、
該アクセス信号に関連する選択された持続期間を持つ該アクセス信号を該チャネルに関連する選択されたタイムオフセットスロットに割り当てて該ランダムアクセスチャネルによって該基地局へ送信するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記伝送フレームの長さが約１０ミリ秒とされることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
前記アクセス信号のメッセージ部の持続期間が約５ミリ秒あるいは約１０ミリ秒のいずれか一つとされることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項４】
前記通信システムがユニバーサル移動体電気通信システム（UMTS）であることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項５】
前記RACHが前記通信システムと関連する媒体アクセス制御（MAC）層の論理チャネルであることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項６】
さらに、前記アクセス信号を送信する前に、前記基地局に選択された前記持続期間を通知するステップを含むことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項７】
前記アクセス信号がアクセスリクエストを含むことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項８】
前記アクセス信号がデータパケットを含むことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの基地局を含む通信システム内で用いるランダムアクセスチャネル（RACH）のアクセス遅延を改善するための装置であって、
アクセス信号と関連する持続期間を、実質的に基地局の伝送フレームの長さに等しい値から伝送フレームの長さ以下の値までに及ぶ複数の持続期間の中から選択するように構成された遠隔端末であって、さらに、該アクセス信号に関連する選択された持続期間を持つ該アクセス信号を該チャネルに関連する選択されたタイムオフセットスロットに割り当てて該ランダムアクセスチャネルによって該基地局へ送信するように構成された遠隔端末を含むことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記伝送フレームの長さが約１０ミリ秒とされることを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１１】
前記アクセス信号のメッセージ部の持続期間が約５ミリ秒あるいは約１０ミリ秒のいずれか一つとされることを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１２】
前記通信システムがUMTSであることを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１３】
前記RACHが前記通信システムと関連するMAC層の論理チャネルであることを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１４】
前記遠隔端末が、さらに、前記アクセス信号を送信する前に、前記基地局に選択された前記持続期間を通知するように構成されることを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１５】
前記アクセス信号がアクセスリクエストを含むことを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１６】
前記アクセス信号がデータパケットを含むことを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの遠隔端末を含む通信システム内の基地局内で用いるランダムアクセスチャネル（RACH）のアクセス遅延を改善するための方法であって、
RACHと関連する伝送フレームの持続期間を、１つあるいは複数のサポートされる持続期間の中から選択するステップと、
前記遠隔端末から送信されたアクセス信号が成功したことを、該チャネルに関連する選択されたタイムオフセットスロットを用いてランダムアクセスチャネルによって通知するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記伝送フレームの持続期間が約５ミリ秒あるいは約１０ミリ秒のいずれか一つとされることを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記アクセス信号のメッセージ部の持続期間が約５ミリ秒あるいは約１０ミリ秒のいずれか一つとされることを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記通信システムがUMTSであることを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２１】
前記RACHが前記通信システムと関連するMAC層の論理チャネルであることを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２２】
さらに、前記遠隔端末に選択された前記伝送フレームの持続期間を通知するステップを含むことを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２３】
前記アクセス信号がアクセスリクエストを含むことを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２４】
前記アクセス信号がデータパケットを含むことを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２５】
少なくとも１つの遠隔端末を含む通信システム内の基地局内で用いるランダムアクセスチャネル（RACH）のアクセス遅延を改善するための装置であって、
前記RACHと関連する伝送フレームの持続期間を、１つあるいは複数のサポートされる持続期間の中から選択するよう構成された基地局であって、前記遠隔端末から送信されたアクセス信号が成功したことを、該チャネルに関連する選択されたタイムオフセットスロットを用いてランダムアクセスチャネルによって通知するように構成された基地局を含むことを特徴とする装置。
【請求項２６】
前記伝送フレームの持続期間が約５ミリ秒あるいは約１０ミリ秒のいずれか一つとされることを特徴とする請求項２５の装置。
【請求項２７】
前記アクセス信号のメッセージ部の持続期間が約５ミリ秒あるいは約１０ミリ秒のいずれか一つとされることを特徴とする請求項２５の装置。
【請求項２８】
前記通信システムがUMTSであることを特徴とする請求項２５の装置。
【請求項２９】
前記RACHが前記通信システムと関連するMAC層の論理チャネルであることを特徴とする請求項２５の装置。
【請求項３０】
前記基地局が、さらに、前記遠隔端末に選択された前記伝送フレームの持続期間を通知するように構成されることを特徴とする請求項２５の装置。
【請求項３１】
前記アクセス信号がアクセスリクエストを含むことを特徴とする請求項２５の装置。
【請求項３２】
前記アクセス信号がデータパケットを含むことを特徴とする請求項２５の装置。
【請求項３３】
請求項１記載の方法であって、該伝送フレーム長は１以上のサポートされる持続期間の中から該基地局によって選択されることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法であって、該遠隔端末は該選択された伝送フレーム長の表示を該基地局から受信することを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項９記載の装置であって、該伝送フレーム長は１以上のサポートされる持続期間の中から該基地局によって選択されることを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３５記載の装置であって、該遠隔端末は該選択された伝送フレーム長の表示を該基地局から受信することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、１９９８年１２月２日に同時に出願された米国出願番号（シリアル番号）０９／２０３,９２４、発明の名称「Methods and Apparatus for Enhanced Power Ramping Via Multi-Threshold Detection（マルチ閾値検出を用いて電力ランピングを改善するための方法および装置）」に関連するものである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システム内で用いるためのＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）を用いてシステムアクセスをリクエストするための方法および装置、より詳細には、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ：ユニバーサル移動体電気通信システム）内で用いる、アクセスリクエストのアクノレッジメントの迅速化を達成するために、短いランダムアクセスチャネルフレームを用意するための方法および装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
過去十年に渡って、マルチメディア能力を移動体通信に統合するための多くの努力が払われてきた。ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ：国際電気通信連合）および他の機関は、将来の移動体通信がマルチメディアアプリケーションを少なくとも現在の固定網と同程度に品質にてサポートできることを目指して様々な標準および勧告を開発してきた。特に、多くの全地球的な研究プロジェクトが、このような次世代（第三世代）の移動体システムを開発するために後援されてきた。ＲＡＣＥ−１（Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｉｎ  Ｅｕｒｏｐｅ−１）およびＲＡＣＥ−２や、ＡＣＴＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）は、欧州におけるこのような努力の一例である。エンドユーザに、マルチメディア通信、インターネットアクセス、ビデオ／ピクチャ転送に対して必要なサービス品質を提供するためには、周知のように、高ビット速度能力が要求される。このような要件を満たすために、第三世代のシステムに対しては、目標ベアラ能力として、フルカバレッジエリアに対しては、３８４キロビット／秒（ｋｂ／ｓ）、ローカルエリアカバレッジに対しては、２メガビット／秒（Ｍｂ／ｓ）が定義されている。
【０００４】
ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ：ユニバーサル移動体電気通信システム）は、５メガヘルツのＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多元アクセス）に基づく新たな無線アクセス網であり、マルチメディア能力を有する移動体通信を含む第三世代のサービスをサポートするように最適化されている。ＵＭＴＳの主要な設計目標は、移動通信と固定通信のインフラストラクチャを統合する広帯域マルチメディア通信システムを提供し、とりわけ、固定および無線通信網によって提供されるのと同レンジのサービスを提供することにあり、このため、ＵＭＴＳは、回路交換サービス並びにパケット交換サービスに加えて、多様なタイプの混合媒体トラヒック（ｍｉｘｅｄ−ｍｅｄｉａ  ｔｒａｆｆｉｃ）サービスや帯域幅オンデマンド（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ−ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）サービスをサポートできることを必要とされる。ところが、マルチメディアをサポートするためには、大きな柔軟性が要求される。つまり、異なるビット速度およびＥｂ／Ｎ０要件を持つ様々なサービスをサポートでき、しかも、これらサービスをマルチサービス環境内で多重化できることを要求される。ＵＭＴＳは、これら要求（需要）をサポートできることを目指して設計されたものである。
【０００５】
図１は、ＵＭＴＳアクセス網の一例をブロック図にて示す。より詳細には、複数の遠隔端末２、４（例えば、移動体端末）が、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元アクセス）無線リンク８を介して、基地局（ＮＯＤＥ−Ｂ）６と通信する様子が示される。遠隔端末は、多様なデバイス、例えば、無線電話機２、あるいは内部あるいは外部モデムを備えた携帯パーソナルコンピュータ４であり得る。ＵＭＴＳ標準においては、基地局は、ノードＢ（ＮＯＤＥ−Ｂ）と呼ばれる。基地局は、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：無線網コントローラ）と呼ばれる網要素と通信するが、ＲＮＣ（無線網コントローラ）は、無線資源を管理する機能を担う。ＵＭＴＳは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムであるために、ソフトハンドオフをサポートする。ソフトハンドオフにおいては、一つの遠隔端末が２つの基地局６によって扱われ、こうして、遠隔端末は、フレームを、これら２つの基地局に送信する。２つの基地局は、フレームを遠隔端末から受信すると、これらフレームを、ＦＳＵ（Ｆｒａｍｅ  Ｓｅｌｅｃｔｏｒ  Ｕｎｉｔ：フレームセレクタユニット）に送信する。ＦＳＵ（フレームセレクタユニット）は、コア網に送信するためにどちらのフレームが適当（良好）であるかを、フレームの品質に基づいて決定する。ＵＭＴＳにおいては、ＦＳＵとＲＮＣは物理的に一体化され、このため、図１においては、ＲＮＣとＦＳＵはブロック１０として示される。ただし、これらは、ブロック１２（ＦＳＵ）とブロック１４（ＲＮＣ）としても示されるように、機能的に別個に実現することもできる。ｘＬＲデータベース２０やＩＷＦ（ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ：インターワーキング機能）ユニット２２などのＵＭＴＳ網内の他の要素は、従来の機能を遂行する。例えば、ｘＬＲデータベース２０は、ホーム位置およびビジティング位置に関する情報を提供し、ＵＭＳＣ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ：ユニバーサル移動体交換センタ）１６は、ＵＭＴＳ内の基地局６に対する移動体交換センタとして機能する。サブ網１８は無線サービスプロバイダの網を表し、ＣＮ１〜ＣＮｎはコア網２４を表し、遠隔端末は、最終的には、コア網２４に接続される。
【０００６】
図２は、ＵＭＴＳにおいて用いられる典型的なプロトコルスタックのダイアグラムを示す。ＵＭＴＳにおいては、層１（Ｌ１）は、物理層（ＰＨＹ）であり、これは、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：媒体アクセス制御）層および上位層に、情報転送（トランスファ）サービスを提供する。物理層の情報転送サービスは、どのようにして、どのような特性のデータが、無線インタフェースのトランスポートチャネル（輸送チャネル）上で転送されるかを記述する。層２（Ｌ２）は、複数のサブ層から構成され、これらには、ＭＡＣ（ｍｅｄｉａ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ：媒体アクセス制御）層、ＬＡＣ（Ｌｉｎｋ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：リンクアクセス制御）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：無線リンク制御）層、およびＲＬＣ’が含まれる。ＵＭＴＳにおいては、ＲＬＣ層において遂行される機能は、２つに分割され、このために、２つのＲＬＣプロトコル（ＲＬＣおよびＲＬＣ’）が指定される。ＲＬＣ層とＭＡＣ層は、リアルタイムサービスおよびノンリアルタイムサービスを提供する。ＭＡＣ層は、様々な異なるサービスから発信されるデータストリームの多重化に関して、これを遂行するのではなく、これを制御する。つまり、ＭＡＣ層は、複数の遠隔端末によって共通の物理通信チャネル（例えば、ブロードキャストチャネル）が共有されることを、論理チャネル（ランダムアクセスチャネル）を介して許可（制御）する。ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：インターネットプロトコル）は、ネットワーク層である。
【０００７】
“Ｕｕ”は、ＵＭＴＳに特有な遠隔端末と基地局との間のインタフェースを表し、“Ｉｕｂ”は、ＵＭＴＳに特有な基地局とＲＮＣ／ＦＳＵとの間のインタフェースを表す。無線アクセス網の層２（つまり、プロトコルスタックのＮＯＤＥ−Ｂの左側）は、ＲＬＣ層とＭＡＣ層に分割され、コア網の層２（つまり、プロトコルスタックのＮＯＤＥ−Ｂの右側）は、どちらかというと、ネットワーク層のフレーム、例えば、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ：非同期転送モード）やＦｒａｍｅ  Ｒｅｌａｙ（フレームリレー）を輸送するために用いられる技術と関連する。図面では、トランスポートプロトコルとして、ＩＰ（インターネットプロトコル）が用いられるように示されるが、ただし、ＵＭＴＳの構成は、これに限定されるものではなく、ＵＭＴＳを他のトランスポートプロトコルを用いるように適合化することもできる。これら他のトランスポートプロトコルについては、Ｄａｈｌｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，“ＵＭＴＳ／ＩＭＴ−２０００  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＣＤＭＡ”，ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，ｐｐ．７０￣８０（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９８）、およびＥＴＳＩ  ＳＭＧ２／ＵＭＴＳ  Ｌ２  ＆  Ｌ３  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ，“ＭＳ−ＵＴＲＡＮ  Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ；Ｓｔａｇｅ  ２”，Ｔｄｏｃ  ＳＭＧ２  ＵＭＴＳ−Ｌ２３  １７２／９８（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９８）において詳細に説明されているために、これを参照されたい。
【０００８】
ＵＴＳＭのＭＡＣ（媒体アクセス制御）プロトコルと関連する論理チャネルの一つに、ＲＡＣＨ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｈａｎｎｅｌ：ランダムアクセスチャネル）がある。ＲＡＣＨ（  ランダムアクセスチャネル）は、遠隔端末から制御情報およびショートユーザパケットを運ぶために用いられる登りリンク用の共通のトランスポート（輸送）チャネルである。図３Ａは、ＵＭＴＳの基地局（図１のＮＯＤＥ−Ｂ）において用いられるノンコヒーレントＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）検出アルゴリズムの一例としてのハードウエア実現をブロック図にて示す。ＲＡＣＨ受信機３０は、以下の機能、つまり：検出、復調および復号、およびアクノレッジメントを提供する能力を有する。検出の目的は、ＲＡＣＨバースト（つまり、アクセスリクエスト信号）が遠隔端末によって送信されているか否かを決定すること、および入りバーストの最も強いマルチパス成分を解決（決定）することにある。受信機３０は、さらに対応するＲＡＣＨ内に含まれるメッセージを復調および復号し、遠隔端末の識別子と、リクエストされたサービスを識別する。基地局の受信機３０は、遠隔端末からのＲＡＣＨ送信を復号すると、それを受信した旨のアクノレッジメント信号を生成し、これを、ＦＡＣＨ（Ｆｏｒｗｏｒｄ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ：フォワードアクセスチャネル）を用いて遠隔端末に送り返す。
【０００９】
ＲＡＣＨ受信機３０は、好ましくは、上述の機能を、以下のように遂行する。つまり、ＲＡＣＨ送信バーストが、ミキサ３２によって受信および復調され、フィルタ３４によってフィルタリングされる。次に、この信号は、サンプリングユニット３６によってサンプリングされる。デスプレッダ３８は、この信号を、スプレッディングシーケンス（符号列）、ここでは、５１２  Ｇｏｌｄ符号に従って復号する。復号された信号は、バッファ４０によってバッファリングされた後に、時間シフティングユニット５０に送られる。デスプレッダ３８の出力は、積分器４２にも供給される。積分器４２の出力は、ミキサ４４によって混合されたうえで、タイミング検出器４６に供給され、その後、閾値検出器４８に送られる。閾値検出器４８の出力は、遠隔端末から有効（正常／正当）な信号が受信されたか否かを示し、この結果は、時間シフティングユニット５０に供給される。有効な信号である場合（例えば、所定の閾値より高い場合）は、復号された信号は、次に、ユニット５２によってダウンサンプリングされる。次に、後に説明するプリアンブルに依存して、信号は、１６タップフィルタユニット５４を通してプリアンブルシグニチャサーチャ５６に送られる。サーチャ５６の出力は、基地局に、符号化された遠隔端末の識別子と、遠隔端末によってリクエストされたサービスに関する情報を提供する。こうして得られた符号化された情報は、次に、畳込み復号器５８によって復号され、ＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃａｌ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｈｅｃｋ：巡回冗長検査）復号器５９によってチェックされる。
【００１０】
図３Ｂは、ＵＭＴＳ遠隔端末（例えば、遠隔端末２、４）内で用いる登りリンク送信機６０の一例としてのハードウエア実現をブロック図にて示す。ＵＭＴＳ遠隔端末においては、データ変調には、ジュアルチャネル（二重チャネル）ＱＰＳＫ（ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：直交位相偏移キーシング変調）が用いられる。つまり、ＩチャネルとＱチャネルが、２つの独立なＢＰＳＫ（ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：二進位相偏移キーシング変調）チャネルとして用いられる。登りリンクが単一のＤＰＤＣＨ（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｄａｔａ  ｃｈａｎｎｅｌ：専用の物理データチャネル）とされる場合は、ＤＰＤＣＨ（専用の物理データチャネル）と、ＤＰＣＣＨ（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ：専用の物理制御チャネル）が、それぞれ、ミキサ６２と６４にて、２つの異なるチャネル化符号（ＣＣとＣＤ）を用いてスプレッドされ、それぞれ、ＩブランチとＱブランチに送られる。これらＩブランチとＱブランチは、ＩＱ  ＭＵＸ（ＩＱマルチプレクサ）６６によって多重化される。多重化された総スプレッド信号Ｉ＋ｊＱは、次に、ミキサ６８によって、コネクションスペシフィック複素スクランブリング符号（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ  ｃｏｄｅ）にて複素スクランブリングされる。次に、この信号の実部は、ルートレイズドコサインフィルタ（ｒｏｏｔ−ｒａｉｓｅｄ  ｃｏｓｉｎｅ  ｆｉｌｔｅｒ）７０によってフィルタリングされ、虚部は、ルートレイズドコサインフィルタ７２によってフィルタリングされる。フィルタ７０の出力は、ミキサ７４によって、コサイン（ωｔ）信号にて変調され、フィルタ７２の出力は、ミキサ７６によって、−サイン（ωｔ）信号にて変調される。これら２つの変調された信号は、次に、加算器７８にて加算される。この複合信号は、次に、増幅器８０によって所定の信号強度（つまり、電力レベル）に増幅されたうえで、アンテナ（図示せず）から送信される。遠隔端末と関連するプロセッサからの制御信号にて送信されるべき信号の電力レベルが調節される。類似の構成が基地局においても用いられる。
【００１１】
物理ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）は、Ｓｌｏｔｔｅｄ  ＡＬＯＨＡ（スロッテッドアロハ）アプローチに基づいて設計することが知られている。遠隔端末は、図４Ａに示すように、ランダムアクセスバースト１００を、現セルの受信されたＢＣＣＨ（ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ：ブロードキャスト制御チャネル）のフレーム境界に対して良く定義された８個のタイムオフセット（アクセスタイムスロット）（つまり、アクセススロット＃１，．．．，アクセススロット＃ｉ，．．．，アクセススロット＃８）において送信する。各アクセススロットは、前のスロットから、時間的に、１．２５ミリ秒だけオフセットされる。図４Ｂに示すように、ランダムアクセスバーストは、２つの部分、つまり、長さ１ミリ秒のプリアンブル部１０２と、長さ１０ミリ秒のメッセージ部１０４、およびプリアンブル部とメッセージ部との間の長さ０．２５ミリ秒のアイドル時間（部）１０６から成る。全部で１６個の異なるプリアンブルシグニチャが存在するが、これらは、長さ１６のＯｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｇｏｌｄ（直交ゴールド）符号セット（５１５  Ｇｏｌｄ符号）に基づいて生成される。利用可能なシグニチャおよびタイムスロット（タイムオフセット）に関する情報は、ＢＣＣＨ（ブロードキャスト制御チャネル）を用いてブロードキャストされる。受信機が１２８個（１６個のプリアンブルシグニチャ×８個のタイムスロット）の並列処理ユニットを持つ場合、受信機は、この構成では、１２８個のランダムアクセス試行を同時に検出することが可能となる。換言すれば、基地局が現セルに対して最適となるように構成されている場合、我々は、等価の１２８個のランダムアクセスチャネルを持つこととなり、この構成は、ＵＴＲＡＮ／ＦＤＤ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ，“ＳＭＧ２  ＵＭＴＳ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ＦＤＤ  Ｐａｒｔ”，Ｔｄｏｃ  ＳＭＧ２  ＵＭＴＳ−Ｌ１  ２２１／９８における現在のＬａｙｅｒ  １  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ仕様に適合する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図４Ｃは、従来のＲＡＣＨアクセススロットの構造を示す。図示するように、このフレーム構造（フレーム０、フレーム１、．．．、フレームｎ）は、１０ミリ秒の持続期間を持つように構成される。加えて、受信機は、アクセスバーストを処理するために、最小でも、２．５ミリ秒を要するものと想定される。図示するように、タイムスロット（タイムオフセット）０、１、２、３、４、および５を選択した遠隔端末は、送信してから８．７５ミリ秒以内に（基地局から）ＭＡＣ（媒体アクセス制御）アクノレッジメントを受信する。つまり、遠隔端末からタイムスロット０〜５において送信されたアクセスバースト（リクエスト信号）に対する待ち期間は、最大で、８．７５ミリ秒となる。例えば、遠隔端末は、バースト０を、フレーム０の開始時に送信し、この応答として、アクノレッジメントを、フレーム２の開始時、つまり、８．７５ミリ秒後に受信する。バースト１〜５については、おのおののアクノレッジメントは、後のバーストほど、少しの遅延で受信され、バースト５では、アクノレッジメントは、送信してから、２．５ミリ秒後に受信される。基地局によってある与フレーム期間において返信のために生成されたアクノレッジメントは、典型的には、一つのグループにまとめられ、共通のパケットに入れて、リクエストを送信した遠隔端末に送り返される。
【００１３】
ただし、図から分かるように、タイムスロット（タイムオフセット）６および７を選択した遠隔端末は、送信してからＭＡＣ層アクノレッジメントを受信するまでに、最大で、１１．２５ミリ秒待たされることとなる。つまり、バースト６の場合は１１．２５ミリ秒後に、バースト７の場合は１０ミリ秒後に、アクノレッジメントを受信する。ここでも、このことは、アクセスリクエストを処理するために、少なくとも２．５ミリ秒が必要であるという想定と関係する。つまり、遠隔端末からフレーム１において送信されたアクセスバースト６あるいは７は、この２．５ミリ秒なる最小処理期間のために、フレーム１で処理を終え、フレーム２でアクノレッジメントを送り返すことはできなくなり、このため、遠隔端末は、フレーム３までアクノレッジメントを受信できなくなる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、改良されたＲＡＣＨアクセスバースト構成およびフレーム構造を提供する。つまり、本発明は、ＵＭＴＳアクセスチャネル構造内に一つのみでなく複数のアクセスバースト長をサポートするための方法および装置を提供する。好ましくは、例えば、５ミリ秒と１０ミリ秒の２つのアクセスバースト長がサポートされる。このような構成は、音声や他の形式のリアルタイムトラヒックなどのように短なアクセス遅延が望ましいアプリケーションに対して有効である。加えて、本発明は、複数のフレームサイズをサポートするための方法および装置を提供するが、ＵＭＴＳの物理層が複数のフレームサイズをサポートするようにすることで、アクセス遅延がさらに短縮される。ＵＭＴＳショートメッセージサービスに対してＲＡＣＨが用いられる場合は、遠隔端末からＲＡＣＨにて送信されるアクセスバースト信号は、アクセスリクエストであっても、あるいは、データパケットであっても良い。
【００１５】
本発明の一面においては、少なくとも一つの基地局を含む通信システム内で用いるランダムアクセスチャネルのアクセス遅延を改善するための装置が開示される。この装置は、遠隔端末内に実現され、この遠隔端末は、アクセス信号と関連する持続期間を選択するように構成され、この持続期間は、実質的に基地局の伝送フレームの長さに等しい値から伝送フレームの長さ以下の値までに及ぶ複数の持続期間の中から選択される。好ましくは、遠隔端末は、約１０ミリ秒か、約５ミリ秒のいずれかのメッセージ部を持つアクセスバースト期間を選択する。遠隔端末は、次に、それと関連する選択された持続期間を持つアクセス信号を、基地局に、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）内のそのチャネルと関連する選択されたタイムスロット（タイムオフセット）を用いて送信する。別の方法として、遠隔端末が、基地局に、それが選択した持続期間を、アクセスバーストを送信する前に通知するようにすることもできる。
【００１６】
本発明のもう一面においては、少なくとも一つの遠隔端末を含む通信システム内で用いるランダムアクセスチャネルのアクセス遅延を改善するための装置が開示される。この装置は、基地局内に実現され、基地局は、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）と関連する伝送フレームの持続期間を選択するように構成され、この伝送フレームの持続期間は、一つあるいは複数のサポートされる持続期間の中から選択される。好ましくは、基地局は、約１０ミリ秒か、約５ミリ秒のいずれかのフレームサイズを選択する。基地局は、さらに、遠隔端末から送信されたアクセス信号が成功したことを、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）内のそのチャネルと関連する選択されたタイムスロット（タイムオフセット）を用いてアクノレッジング（通知）するように構成される。別の方法として、基地局が、遠隔端末に、それが選択した伝送フレームの持続期間を事前に通知するようにすることもできる。
【００１７】
本発明のこれらおよびその他の目的、特徴、および長所が、本発明の様々な実施例についての以下の詳細な説明を付録の図面と合わせて読むことで明らかになるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明について、ＵＭＴＳのＭＡＣ層の背景内で、特に、ＲＡＣＨ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｈａｎｎｅｌ：ランダムアクセスチャネル）を用いて送信されるランダムアクセスリクエスト信号の検出との関連で説明するが、ただし、ここに開示される本発明の教示は、これに限られるものではない。つまり、本発明のアクセス手法は、遠隔端末が基地局や通信システムの他のアクセスポイントに信号（例えば、データや制御信号）を送信あるいはこれらから信号を受信するような、他の様々な通信システムにも同様に適用するものである。さらに、上述のように、アクセス信号は、必ずしもアクセスリクエストである必要はない。つまり、ＵＭＴＳショートメッセージサービスの場合は、短なデータパケットがアクセスバースト信号としてＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）を用いて伝送される。さらに、ここに開示される遠隔端末あるいは基地局内で用いるための手法は、おのおのと関連する一つあるいは複数のプロセッサによって実行されるものと解されるべきである。ここで用いられる“プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）”なる用語は、任意の処理デバイスを含むものと解されるべきであり、これには、例えば、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｅｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ：中央演算ユニット）、マイクロプロセッサ、および関連するメモリが含まれる。ここで用いられる“メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）”なる用語は、プロセッサもしくはＣＰＵと関連する任意のメモリを含むものと解されるべきであり、これには、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、固定メモリデバイス（例えば、ハードデバイス）、取外し可能なメモリデバイス（例えば、ディスケット）などが含まれる。加えて、処理ユニットは、データを処理ユニットに入力するための一つあるいは複数の入力デバイス、例えば、キーパッドやキーボード、並びに、処理ユニットからの結果を出力するための一つあるいは複数の出力デバイス、例えば、ＣＲＴデバイスを含むものと解されるべきであり、本発明の手法を実現するためのソフトウエアインストラクションすなわちコードは、これら入／出力デバイスを介して、関連するメモリ内に格納され、必要に応じて、該当するＣＰＵによって取り出され、実行される。さらに、ここで用いられる“遠隔端末（ｒｅｍｏｔｅ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）”なる用語は、基地局と通信する能力を持つ任意のデバイスを指すものと解されるべきであり、例えば、遠隔端末は、移動端末（例えば、無線電話機や、無線モデムを備える携帯パーソナルコンピュータ）でも、あるいは、固体端末（例えば、無線モデムを備える固定パーソナルコンピュータ）でもあり得る。さらに、“基地局（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）”なる用語と“ＮＯＤＥ−Ｂ（ノード＿ｂ）”なる用語は、ここでは互換的に用いられることに注意する。
【００１９】
図１に戻り、上述のように、遠隔端末２、４は、基地局６との無線インタフェースを通じてＵＭＴＳアクセス網に結合（接続）される。通信を設定するためには、遠隔端末は、ＭＡＣ（ｍｅｄｉａ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ：媒体アクセス制御）フレームを無線インタフェースを通じて基地局６に送信あるいはこれを基地局から受信する。遠隔端末４の場合は、基地局との無線接続を達成するために内部あるいは外部モデムを用いる。遠隔端末２などの遠隔端末は、典型的には、自身の内部モデムを備える。ただし、遠隔端末においては、パケットは、典型的には、バースト的、かつ、ランダムなベースにて、生成あるいは受信される。これらパケットは、登り方向に、基地局へと送信されるまで、遠隔端末の所に緩衝される。基地局６は、周知のように、広域無線カバレッジを提供し、各カバレッジエリアから来る遠隔端末のトラヒックを多重化し、これをシステムの移動体交換センタ、例えば、図１のＵＭＳＣ１６に送信する。基地局は、加えて、自身のセル内の一つあるいは複数の遠隔端末に向けて（下りリンク方向に）パケットをブロードキャストする。ＵＭＴＳマルチアクセススキームは、タイムスロッテッド系（ｔｉｍｅ−ｓｌｏｔｔｅｄ  ｓｙｓｔｅｍ）（つまり、Ｓｌｏｔｔｅｄ  ＡＬＯＨＡアプローチ）であり、このアプローチにおいては、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）とパケット伝送チャネルが、スロット・バイ・スロットベースにて（タイムスロット毎に）形成される。各チャネルのタイムスロット持続期間は、実現されるシステムの特定の要件に基づいて選択される。一般的には、送信すべきパケットを持つ遠隔端末は、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）用いてアクセスリクエストを基地局に送信する。
【００２０】
図５Ａは、本発明において用いられる遠隔端末（例えば、遠隔端末２、４）のブロック図を示す。遠隔端末は、プロセッサ４０２を備える。プロセッサ４０２は、遠隔端末に関する動作を、関連するメモリ４０４と協力して制御し、メモリ４０４は、後に詳細に説明する本発明の手法を格納する。遠隔端末は、さらに、受信機セクション４０６と、送信機セクション４０８を備える。受信機セクション４０６の要素の細部は、本発明には特に重要ではなく、ここでは、詳細には説明しない。つまり、Ｗ−ＣＤＭＡタイプの信号を復調および復号する能力を持つ従来のタイプの受信機が用いられる。送信機セクション４０８も、Ｗ−ＣＤＭＡタイプの信号を符号化および変調する能力を持つ従来のタイプであり得るが、送信機セクションには、例えば、図３Ｂに示すような送信機が用いられる。より詳細には、プロセッサ４０２はアクセスリクエスト信号を生成し、この信号が、送信機セクション４０８によって、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）内の特定のタイムスロット（タイムオフセット）を用いて基地局に送信される。受信機セクション４０６は、基地局からアクノレッジメント信号を受信し、これを、プロセッサ４０２に供給する。
【００２１】
図５Ｂは、本発明において用いられる基地局（例えば、基地局６）のブロック図を示す。基地局は、プロセッサ４１０を備える。プロセッサ４１０は、基地局に関する動作を、関連するメモリ４１２と協力して制御し、メモリ４１２は、後に詳細に説明する本発明の手法を格納する。基地局は、さらに、受信機セクション４１４と、送信機セクション４１６を備える。送信機セクション４１６の要素の細部は、本発明には特に重要ではなく、ここでは、詳細には説明しない。つまり、Ｗ−ＣＤＭＡタイプの信号を符号化および変調する能力を持つ従来の送信機セクションが用いられる。例えば、送信機セクションには、図３Ｃに示すそれと類似の送信機が用いられる。受信機セクション４１４も、Ｗ−ＣＤＭＡタイプの信号を復調および復号する能力を持つ従来のタイプとされる。例えば、受信機セクション４１４には、図３Ａに示すようなＲＡＣＨ受信機が用いられる。こうして、受信機セクション４１４は、アクセスリクエスト信号を受信し、これを、プロセッサ４１０に供給する。すると、プロセッサ４１０は、ＭＡＣアクノレッジメント信号を生成し、これが、次に、送信機セクション４１６によって遠隔端末に送り返される。
【００２２】
上でも触れられたが、以下に詳細に説明するように、本発明は、従来のアクセスバースト長と比較して、より短いアクセスバースト長を用意することで、ＵＭＴＳ  ＲＡＣＨのアクセス遅延を改善する。加えて、本発明は、後に詳細に説明するように、従来のＵＭＴＳ  ＲＡＣＨの場合のように単一のフレームサイズのみでなく、複数のフレームサイズをサポートすることで、遅延の追加の改善を達成する。このような迅速な検出手法および装置を用いると、従来のＵＭＴＳアプローチと比較してアクセスリクエストとアクノレッジメントが迅速に交換できるために、ＵＭＴＳのスループットが改善されることに注意する。
【００２３】
図６は、本発明の一つの実施例によるＵＭＴＳ  ＲＡＣＨに用いる一例としてのアクセススロットの構造を示す。この実施例においては、遠隔端末は、５ミリ秒（短いバースト長）あるいは１０ミリ秒（通常のバースト長）のいずれかの長さのアクセスリクエストバーストを送信する。つまり、図４Ｂのランダムアクセスバーストのプリアンブル部（１ミリ秒）とアイドル部（０．２５ミリ秒）は、そのままとされるが、本発明においては、メッセージ部１０４は、５ミリ秒あるいは１０ミリ秒のいずれかとされ、従って、ランダムアクセスバーストの全長は、６．２５ミリ秒あるいは１１．２５ミリ秒のいずれかとなる。一つの実施例においては、遠隔端末は、事前に、基地局に、それがどちらのバースト長（持続期間）を送信する予定であるかを通知し、これは、一つの方法においては、遠隔端末と基地局との間に設定された登りリンク制御チャネルを用いて行なわれる。別の方法として、遠隔端末は、バースト長（持続期間）を動的に、つまり、基地局に明示的に通知することなく、選択することもできる。この場合は、基地局は、最初は、バーストを５ミリ秒のバーストであるものとみなして処理し、メッセージの該当する部分が最初の５ミリ秒の部分ではないことが見つかった場合に、次の５ミリ秒を、そのアクセスバーストが通常のバースト長（１０ミリ秒）であるものとみなして処理する。図６においては、バースト０、１、３、５、６は、短いバーストとして示され、バースト２、４、７は、通常のバーストとして示される。点線は、各１０ミリ秒のフレームの５ミリ秒の期間を示す。ここでは、アクセスリクエストが成功した場合について（つまり、アクセスリクエストが基地局によって検出および復号され、アクノレッジメント信号が基地局によって生成され、遠隔端末によって受信された場合について）示される。さらに、基地局の受信機は、アクセスバーストを処理するために、少なくとも（最小で）、２．５ミリ秒は要するものと想定される。例えば、バースト０とバースト１との関連で説明すると、これらバーストは、短いバーストであり、フレーム０において開始されるため、アクノレッジメント信号は、最大でも、３．７５ミリ秒以内に、つまり、フレーム１において受信される。換言すれば、バースト０とバースト１との関連では、各バーストの終端とフレーム０の終端との間には、バースト１の場合は、２．５ミリ秒、バースト０の場合はそれ以上（３．７５ミリ秒）の余裕があり、このため、このリクエストは、基地局によって処理することができ、従って、そのアクノレッジメントをフレーム１において送り返すことができる。この場合も、ある与えられたフレーム期間内に生成され、送り返されるアクノレッジメントは、好ましくは、一つのグループにまとめて共通のパケットに入れて、そのリクエストを送信した遠隔端末に返信される。
【００２４】
上の説明から理解できるように、あるアクセスバーストが少なくとも２．５ミリ秒では終了せず、そのバーストがそれが終端する特定のフレームまで持続する場合は、アクノレッジメントは、続く第二のフレームまで待つことが必要となる。例えば、バースト３の場合は、ちょうどフレーム０の終端の所で終了し、このため、そのアクノレッジメントは、フレーム２まで待つことが必要となる。ただし、短いバースト長と通常のバースト長を併用した場合は、個々の遠隔端末との関連並びにシステム全体として、アクセス遅延を改善すること、つまり、アクノレッジメントより迅速化することが可能となる。
【００２５】
本発明のもう一面によると、ＵＭＴＳ物理層が複数のフレームサイズをサポートできるようにすることで、アクセス遅延のさらなる改善が実現される。これは、好ましくは、基地局が端末に対してそれが現在どのようなフレームサイズを採用しているかを、メッセージを下りリンクＢＣＣＨ（ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ：ブロードキャスト制御チャネル）を用いて送信することで示すようにすることで達成される。好ましくは、２つの異なるフレームサイズ、例えば、５ミリ秒（短いフレームサイズ）と、１０ミリ秒（通常のフレームサイズ）がサポートされる。図７および図８は、本発明によるフレームサイズの構造の一例を示す。図７は、５ミリ秒のフレームと、短いアクセスバーストを用いる場合を示す。５ミリ秒のフレーム構造と短いアクセスバーストが用いられる場合は、タイムスロット（タイムオフセット）０〜５を選択した端末は、送信してから３．７５ミリ秒以内にＭＡＣ層アクノレッジメントを受信し、タイムスロット（タイムオフセット）６、７を選択した端末は、送信してから６．２５ミリ秒以内にアクノレッジメントを受信する。ここでも、アクノレッジメント遅延に対して示されている遅延時間は、成功したバーストに対するものである。図８は、５ミリ秒（短い）バーストアクセスと１０ミリ秒（通常の）バーストアクセスの併用と、５ミリ秒のフレームを用いる場合を示す。この場合は、任意のＭＡＣ層アクノレッジメントを受信するまでの最悪の場合の遅延時間は、送信してから、６．２５ミリ秒となる。
【００２６】
別の方法として、遠隔端末がそのアクセスバーストの長さを動的に変更する（選択する）のと類似するやり方で、基地局が、変更を遠隔端末にブロードキャストすることなく、異なるフレームサイズを動的に選択するようにすることもできる。この場合は、遠隔端末は、フレームを５ミリ秒のフレームであるものとみなして処理し、アクノレッジメントの該当する部分が第一の５ミリ秒の部分でない場合は、次の５ミリ秒を基地局が１０ミリ秒のフレーム構造にて動作しているものとみなして処理する。
【００２７】
図９Ａは、本発明の一つの実施例による遠隔端末で用いるアクセスリクエスト方法の流れ図を示す。ステップ９０２において、遠隔端末が、信号を、基地局に登り制御チャネルを用いて送信することで、選択された長さのアクセスバーストを送信する予定であることを示す。例えば、上述の実施例のように、遠隔端末は、それが、短いバースト（５ミリ秒のメッセージ持続期間）を送信する予定であるか、あるいは、通常のバースト（１０ミリ秒のメッセージ持続期間）を送信する予定であるかを示す。勿論、アクセスバースト長が動的に選択される場合は、遠隔端末は、これを基地局に明示的に通知する必要はない。遠隔端末は、次に、ステップ９０４において、事前に示した持続期間を持つアクセスリクエスト信号を、ＲＡＣＨを用いて、基地局に送信する。次に、ステップ９０６において、遠隔端末は、リクエストが成功したことを示す基地局からのアクノレッジメントを待つ。遠隔端末は、次に、ステップ９０８において、肯定的なアクノレッジメントを受信した後に、所望のデータパケットを送信する。ステップ９０４において送信されたアクセスバーストがＵＭＴＳショートメッセージサービスと関連するデータパケットを含む場合は、ステップ９０８は不要である。
【００２８】
図９Ｂは、本発明の一つの実施例による基地局で用いるアクセスリクエスト方法の流れ図を示す。ステップ９２２において、基地局は、それがサポートする選択されたフレームサイズをブロードキャストする。例えば、上述の実施例のように、基地局は、それが、５ミリ秒のフレームをサポートするか、あるいは１０ミリ秒のフレームをサポートするかを示す。勿論、フレームサイズが動的に選択される場合は、基地局は、これを明示的に遠隔端末に通知する必要はない。基地局は、次に、ステップ９２４において、アクセスリクエスト信号を待ち、ステップ９２６において、受信した信号を処理する。受信したアクセスリクエストが有効（正常／正当）である場合は、基地局は、次に、ステップ９２８において、アクノレッジメント信号をそのリクエストを送信した遠隔端末に送り返し、その遠隔端末が現在データパケットを送信できることを示す。
【００２９】
図１０は、後に説明するマルチ閾値検出アルゴリズムを用いる本発明の一つの実施例によるアクセススロット構造（Ｂとして示される）と、ＵＭＴＳ  ＲＡＣＨにおいて現在用いられているアクセススロット構造（Ａとして示される）とを比較して示す。本発明の迅速検出アルゴリズムを、このマルチ閾値検出アルゴリズムと共に用いると、アクセスリクエスト信号の受信が成功したか否かを決定するために要する時間期間（遅延時間）がさらに短縮される。従来のＲＡＣＨ受信機の場合、あるアクセスリクエスト信号（Ｘとして示される）が別の遠隔端末から送信されたアクセスリクエスト信号（Ｙとして示される）と同一のタイムスロット（タイムオフセット）において送信された場合、アクセスリクエスト信号を受信することに失敗することがある。さらに、２つのバースト信号が、それら信号の一つを捕捉するのに十分に離れて到着するが、ただし、その信号強度が、それらを正しく復号するためには不十分であり、単一の検出閾値を用いる従来のＲＡＣＨ受信機では、一方あるいは両方（ＸおよびＹ）の信号を、その信号強度がその単一の検出閾値以下となるために検出できなくなることがある。図１０は、この状況について、従来の構成（Ａ）と、本発明の構成（Ｂ）とを対比して示す。ここでは、両方のケースにおいて、バーストＸとバーストＹは、アクセスタイムスロット（タイムオフセット）２において送信されるものと想定される。ただし、本発明の構成の長所について解説する前に、以下では、はじめに、マルチ閾値検出アルゴリズムについて説明する。
【００３０】
マルチ閾値検出アルゴリズム
以下では、本発明による基地局のＲＡＣＨ受信機と遠隔端末の送信機で用いるマルチ閾値検出方法について説明するが、このアルゴリズムについては、本発明と同時に出願された“Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｍｐｉｎｇ  Ｖｉａ  Ｍｕｌｔｉ−ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（マルチ閾値検出を用いて電力ランピングを改善するための方法および装置）”なる名称の特許出願において詳しく開示されているため、これについても参照されたい。
【００３１】
図１１と１３は、マルチ閾値検出方法の流れ図を示す。図１１のステップ（ステップ１１０２〜１１２０）は基地局において遂行され、図１３のステップ（ステップ１３０２〜１３２０）は遠隔端末において遂行される。最初に、ステップ１１０２において、基地局が、信号、恐らくは、（ステップ１３０２において）遠隔端末から基地局を介しての通信システムへのアクセスを求めて送信されたリクエスト信号を受信する。次に、基地局は、ステップ１１０４において、その信号が、ＤＴＨＲＥＳＨ１（検出閾値レベル１）を超えるか否か決定する。ＤＴＨＲＥＳＨ１（検出閾値レベル１）は、例えば、約７ｄＢとされる。この決定は、例えば、閾値検出器４８（図３Ａ）を用いて達成され、閾値検出器４８は、この結果をプロセッサ４１０（図５Ｂ）に通知する。基地局は、次に、ステップ１１０６において、ＣＲＣが正常（合格／有効）であるか否か決定する。この決定は、例えば、ＣＲＣ複号器５９（図３Ａ）によって決定され、ＣＲＣ複号器５９も、結果を、プロセッサ４１０（図５Ｂ）に通知する。
【００３２】
信号がＤＴＨＲＥＳＨ１（検出閾値レベル１）を超え、ＣＲＣが正常（合格／有効）であることが決定された場合は、基地局は、ステップ１１０８において、（プロセッサ４１０を介して）“正常受信（ｃｏｒｒｅｃｔ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）”メッセージを生成し、これを（その送信機セクション４１６を通じて）遠隔端末に送信する。遠隔端末は、ステップ１３０４において、（その受信機セクション４０６を介して）“正常受信（ｃｏｒｒｅｃｔ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）”メッセージを受信すると、遠隔端末は、ステップ１３０６において、そのアクセスリクエストが成功したことを知り、遠隔端末は、所望のデータを基地局に送信することができる。
【００３３】
ただし、基地局の説明に戻り、ＣＲＣが正常（合格／有効）でなかった場合は、基地局は、ステップ１１１０において、“検出閾値レベル１超過（ｅｘｃｅｅｄｓ  ＤＴＨＲＥＳＨ１）”メッセージを送信し、そのアクセスリクエスト信号は、十分な電力を持つが、ただし、ＣＲＣが正常（合格）でなかったことを示す。
【００３４】
遠隔端末は、ステップ１３０８において、このメッセージを受信すると、遠隔端末は、ステップ１３１０において、信号の電力レベルを増加することなく、リクエスト信号を再送する。
【００３５】
ここでの説明は、元のアクセスリクエスト信号が送信および受信されるとき、遠隔端末と基地局においてどのような動作が遂行されるかについて説明するが、ただし、基地局が（再送されたあるいは元の信号を）受信する度に、この検出アルゴリズムは、ステップ１１０２に戻り、この検出プロセスを反復することに注意する。
【００３６】
基地局におけるステップ１１０４に戻り、遠隔端末から送信された元の信号が、ＤＴＨＲＥＳＨ１（検出閾値レベル１）を超えないことが決定された場合は、基地局（閾値検出器）は、ステップ１１１２において、その信号が、ＰＴＨＲＥＳＨ１（電力閾値レベル１）を超えるか否か決定する。ＰＴＨＲＥＳＨ１（電力閾値レベル１）は、好ましくは、約５ｄＢとされる。元の受信された信号の信号強度がＰＴＨＲＥＳＨ１（電力閾値レベル１）を超える場合は、基地局は、ステップ１１１４において、“電力閾値レベル１超過（ｅｘｃｅｅｄｓ  ＰＴＨＲＥＳＨ１）”メッセージを遠隔端末に送信する。遠隔端末は、ステップ１３１２において、このメッセージを受信すると、遠隔端末は、次に、ステップ１３１４において、信号強度を約１ｄＢだけ増加したうえで、アクセスリクエスト信号を再送する。遠隔端末は、これをプロセッサ４０２を用いて遂行する。より詳細には、プロセッサ４０２は、その受信機セクション４０６からメッセージを受信し、送信信号の電力レベルを増加することを指令する制御信号を送信機セクション４０８、より具体的には、出力増幅器８０に送信することで、これを達成する。
【００３７】
基地局におけるステップ１１１２に戻り、遠隔端末から送信された元の信号が、ＰＴＨＲＥＳＨ１（電力閾値レベル１）を超えない場合は、基地局（閾値検出器）は、ステップ１１１６において、その信号がＰＴＨＲＥＳＨ２（電力閾値レベル２）を超えるか否か決定する。ＰＴＨＲＥＳＨ２（電力閾値レベル２）は、好ましくは、約３ｄＢとされる。元の受信された信号の信号強度が、ＰＴＨＲＥＳＨ２（電力閾値レベル２）を超える場合は、基地局は、次に、ステップ１１１８において、“電力閾値レベル２超過（ｅｘｃｅｅｄｓ  ＰＴＨＲＥＳＨ２）”メッセージを遠隔端末に送信する。遠隔端末は、ステップ１３１６において、このメッセージを受信すると、ステップ１３１８において、信号強度を約２ｄＢだけ増加したうえで、アクセスリクエスト信号を再送する。
【００３８】
ただし、元の信号がＰＴＨＲＥＳＨ２（電力閾値レベル２）を超えない場合は、基地局は、ステップ１１２０において、メッセージは送信しない。遠隔端末は、元の信号を送信してもメッセージを受信しないために、ステップ１３０２において、信号強度を約３ｄＢだけ増加したうえで、アクセスリクエストを再送する。
【００３９】
図１２Ａは、上述の様々な閾値（ＤＴＨＲＥＳＨ１、ＰＴＨＲＥＳＨ１、ＰＴＨＲＥＳＨ２）をグラフ的に示す。これより、多数あるいは少数の閾値レベルを用いることで、それぞれ、より細かなあるいはより粗い検出を達成することもできる。さらに、他の閾値を採用することも可能であり、例えば、上述のように信号がある閾値を超えた場合ではなく、信号がある閾値に等しい場合に上述のメッセージの伝送をトリガ（起動）するようにすることもできる。上述のマルチ閾値検出方法を用いる受信機では、長所として、典型的な検出レベル以下のアクセスリクエスト信号でも検出することができ、これら弱い信号を衝突に起因する信号やノイズと区別することが可能となる。つまり、従来の検出アルゴリズムを用いる受信機では、図１２Ａの信号１しか検出することができないが、本発明によるマルチ閾値検出アルゴリズムを用いる受信機では、信号１、信号２、および信号３を検出することが可能となる。最後に、図１２Ｂは、図１１および図１３との関連で上に説明した送信側（遠隔端末）と受信側（基地局）との間ので伝送されるメッセージの様子をグラフ的に示す。メッセージ１、メッセージ２、およびメッセージ３は、それぞれ、受信側（基地局）から送信される上述の“検出閾値１超過（ｅｘｃｅｅｄｓ  ＤＴＨＲＥＳＨ１）”メッセージ、“電力閾値レベル１超過（ｅｘｃｅｅｄｓ  ＰＴＨＲＥＳＨ１）”メッセージ、および“電力閾値レベル２超過（ｅｘｃｅｅｄｓ  ＰＴＨＲＥＳＨ２）”メッセージと対応する。Ａとラベルされた第一の影の付いたメッセージは、送信側（遠隔端末）から送信される元の信号を表す。その後の各再送信号（ｒｅｔｘ）は、受信側（基地局）からのメッセージに応答して、送信側（遠隔端末）から再送される信号に対応する。各再送されるメッセージの規模（振幅）は、信号強度の増加に比例するように示されている。元の信号（影の付いた信号）の規模（振幅）も、比較の目的で、再送される信号と共に示される。他の電力増分を用いることもできることに注意する。
【００４０】
図１０に戻り、従来のＲＡＣＨ手続きが用いられる場合（Ａとして示される）、フレームｎにおいてアクセスバーストを開始した各遠隔端末は、フレームｎ＋２まで待たないと、アクセスリクエストの送信が失敗したことを知ることはできない。図１０において、下りリンクの際に受信されるアクノレッジメントメッセージの（タイムスロット／タイムオフセット２に対応する）第二番目のアクノレッジメントフィールド内の零（０）なる値は、各遠隔端末に対して、そのアクセスバーストの受信が成功しなかったこと、つまり、失敗したことを示す。アクセスバースト信号が失敗する理由には、いろいろ考えられるが、典型的には、図１０に例Ａとして示すように、２つの遠隔端末がアクセスバーストを同一のタイムスロット（タイムオフセット）において送信し、バーストが衝突することによる。反対に、下りリンクの際に受信されるアクノレッジメントメッセージの同じフィールド内の１なる値は、遠隔端末に対して、そのアクセスバーストが正しく受信されたこと、つまり、成功したことを示す。このように、例Ａとして示す従来の方法を用いる遠隔端末では、アクセスバーストが失敗したことを、基地局からのアクノレッジメント指標は下りリンクフレーム全体が受信された後に処理されるために、フレームｎ＋３まで知ることができない。
【００４１】
反対に、本発明の検出アルゴリズムを用いた場合は、長所として、バーストが失敗した際のアクノレッジメント遅延が短縮される。図１０に示すように、短いタイプのバーストＸとバーストＹが、同一のタイムスロット（タイムオフセット）（例えば、タイムスロット／タイムオフセット２）において（同時に）送信されたため、これらが衝突し、結果として、信号強度が５ｄＢより小さく、ただし、３ｄＢよりは大きくなった場合、遠隔端末は、“電力閾値レベル２超過（ｅｘｃｅｅｄｓ  ＰＴＨＲＥＳＨ２）”メッセージを受信し、信号強度を対応するだけ（２ｄＢだけ）増加したうえで、再送することとなる。例Ｂのアクノレッジメント信号は、（タイムスロット／タイムオフセット２に対応する）第二番目のアクノレッジメントフィールドに、３なる値を持つ。この３なる値は、受信された信号が、ＰＴＨＲＥＳＨ２（電力閾値レベル２）は超えるが、ただし、復号するには不十分なことを示す。他方、このフィールド内の０なる値は、アクセスバーストが成功したことを示し；１なる値は、受信された信号はＤＴＨＲＥＳＨ１（検出閾値レベル１）を超えるが、これも、失敗したことを示し；２なる値は、ＰＴＨＲＥＳＨ１（電力閾値レベル１）を超えるが、これも、失敗したことを示しす。ただし、このアクノレッジメントメッセージは、続くフレーム（フレームｎ＋１）において送り返されるために、遠隔端末は、そのフレームが終端する前あるいは次のフレームにおいて再送することが可能となる。
【００４２】
以上、本発明の様々な実施例について付属の図面を用いて説明してきたが、理解できるように、本発明は、これら具体的な実施例に限定されるものではなく、当業者においては、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、様々な他の変更および修正が可能であると思われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＵＭＴＳアクセス網のブロック図である。
【図２】ＵＭＴＳと関連するプロトコルスタックの略図である。
【図３Ａ】ＵＭＴＳにおいて用いるノンコヒーレントＲＡＣＨ受信機のブロック図である。
【図３Ｂ】ＵＭＴＳにおいて用いる送信機のブロック図である。
【図４Ａ】ＵＭＴＳ  ＲＡＣＨにおいて用いるアクセススロットおよびランダムアクセスバーストの構造を示す図である。
【図４Ｂ】ＵＭＴＳ  ＲＡＣＨにおいて用いるアクセススロットおよびランダムアクセスバーストの構造を示す図である。
【図４Ｃ】ＵＭＴＳ  ＲＡＣＨにおける現存のアクセススロット構造を示す図である。
【図５Ａ】本発明に用いられる遠隔端末のブロック図である。
【図５Ｂ】本発明に用いられる基地局のブロック図である。
【図６】本発明の一つの実施例によるＵＭＴＳ  ＲＡＣＨに用いる一例としてのアクセススロットの構造を示す図である。
【図７】本発明のもう一つの実施例によるＵＭＴＳ  ＲＡＣＨに用いる一例としてのフレームサイズの構造を示す図である。
【図８】本発明のさらにもう一つの実施例によるＵＭＴＳ  ＲＡＣＨに用いる一例としてのフレームサイズの構造を示す図である。
【図９Ａ】本発明の一つの実施例による遠隔端末において用いるアクセスリクエスト方法の流れ図である。
【図９Ｂ】本発明の一つの実施例による基地局において用いるアクセスリクエスト方法の流れ図である。
【図１０】マルチ閾値検出法を用いる本発明の一つの実施例によるＵＭＴＳ  ＲＡＣＨに用いるアクセススロット構造と、従来のアクセススロット構造を比較して示す図である。
【図１１】基地局で遂行されるマルチ閾値検出方法の流れ図である。
【図１２Ａ】図１１のマルチ閾値検出方法を図解するグラフである。
【図１２Ｂ】図１１のマルチ閾値検出方法を図解するグラフである。
【図１３】遠隔端末で遂行されるマルチ閾値検出方法の流れ図である。
【符号の説明】
２、４  遠隔端末
６  基地局（ＮＯＤＥ−Ｂ）
８  Ｗ−ＣＤＭＡ無線リンク
１６  ＵＭＳＣ（ユニバーサル移動体交換センタ）
１８  サブ網
２０  ｘＬＲデータベース
２２  ＩＷＦ（インターワーキング機能）ユニット
２４  コア網
３０  ＲＡＣＨ受信機
３２  ミキサ
３４  フィルタ
３６  サンプリングユニット
３８  デスプレッダ
４０  バッファ
４２  積分器
４４  ミキサ
４６  タイミング検出器
４８  閾値検出器
５０  時間シフティングユニット
５２  ダウンサンプリングユニット
５４  １６タップフィルタユニット
５６  プリアンブルシグニチャサーチャ
５８  畳込み復号器
５９  ＣＲＣ復号器
６０  送信機
６２、６４  ミキサ
６６  ＩＱマルチプレクサ
７０  ルートレイズドコサインフィルタ
７２  ルートレイズドコサインフィルタ
７４、７６  ミキサ
７８  加算器
８０  増幅器
１０２  プリアンブル部
１０４  メッセージ部
１０６  アイドル（時間）部
４０２  プロセッサ
４０４  メモリ
４０６  受信機セクション
４０８  送信機セクション
４１０  プロセッサ
４１２  メモリ
４１４  受信機セクション
４１６  送信機セクション
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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