【手続補正書】
【提出日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  複数のアクセスパケットよりなるランダムアクセス要求を有する無線通信システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムであって、
前記２次局は、
前記アクセス要求において前記１次局に送信することが必要なペイロードデータの量を決定するための手段と、
前記ペイロードデータの量及び前記アクセスパケットの所定の最大データ長に基づいて、前記アクセス要求においてペイロードデータを送信するために必要とされるアクセスパケットの数を決定するための手段と、
前記決定された数のアクセスパケットを生成するための手段と、
前記生成されたアクセスパケットを符号化するための手段と、
前記ランダムアクセスチャネルにおいて前記符号化されたアクセスパケットを送信するための手段と、を有し、
前記１次局は、
受信したアクセス要求が複数のアクセスパケットを有することを検出するための手段と、
前記複数のアクセスパケットから前記ペイロードデータを生成するための手段と、を有すること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用される当該１次局であって、
受信したアクセス要求が複数のアクセスパケットを有することを検出するための手段と、
前記複数のアクセスパケットから前記ペイロードデータを生成するための手段と、
を有することを特徴とする１次局。
【請求項３】
前記複数のアクセスパケットに対して一の受取通知を送信するための手段を有することを特徴とする請求項２記載の１次局。
【請求項４】
１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用される当該２次局であって、
前記アクセス要求において前記１次局に送信することが必要なペイロードデータの量を決定するための手段と、
前記ペイロードデータの量及び前記アクセスパケットの所定の最大データ長に基づいて、前記アクセス要求においてペイロードデータを送信するために必要とされるアクセスパケットの数を決定するための手段と、
前記決定された数のアクセスパケットを生成するための手段と、
前記生成されたアクセスパケットを符号化するための手段と、
前記ランダムアクセスチャネルにおいて前記符号化されたアクセスパケットを送信するための手段と、
を有することを特徴とする２次局。
【請求項５】
１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムを動作させる方法であって、
前記２次局が前記１次局と通信する必要があることを検出し、
前記アクセス要求において前記１次局に送信することが必要なペイロードデータの量を決定し、
前記ペイロードデータの量及び前記アクセスパケットの所定の最大データ長に基づいて、前記アクセス要求においてペイロードデータを送信するために必要とされるアクセスパケットの数を決定し、
前記決定された数のアクセスパケットを生成し、
前記生成されたアクセスパケットを符号化し、
前記ランダムアクセスチャネルにおいて前記符号化されたアクセスパケットを送信し、
前記１次局は、受信したアクセス要求が複数のアクセスパケットを有することを検出して、前記複数のアクセスパケットから前記ペイロードデータを生成すること、
を特徴とする無線通信システムを動作させる方法。
【請求項６】
最初のアクセスパケット以外の前記複数のアクセスパケットの各々の送信時刻は、該複数のアクセスパケットのうちの最初のアクセスパケットが送信される時刻と所定の関係を有することを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記複数のアクセスパケットは、連続して送信されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ペイロードデータは前記複数のアクセスパケットに亘ってインターリーブされていることを特徴とする請求項５乃至７のうちのいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
シグナリング情報が、前記複数のアクセスパケットの１つにのみ含まれていることを特徴とする請求項５乃至８のうちのいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
データの完全性検査用符号が、前記複数のアクセスパケットの１つにのみ含まれていることを特徴とする請求項５乃至９のうちのいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
前記１次局は前記複数のアクセスパケットに関して単一の受取通知を送信することを特徴とする請求項５乃至１０のうちのいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
前記システムは符号分割多重アクセス技術を使用することを特徴とする請求項５乃至１１のうちのいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のアクセスパケットは、同一の拡散コードを使用して符号化されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のアクセスパケットは、異なる拡散コードを使用して符号化され、同時に伝送されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、１次局に対して、２次局からのアクセス要求の送信のための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムに関し、更に、システムで使用される１次局と２次局に関連し、且つシステムを管理する方法に関する。本明細書では、ユニバーサルモービル通信システム（ＵＭＴＳ）を特に参照したシステムを開示するが、そのような技術は他の移動無線システムに適用できることは理解される。
【０００２】
【背景技術】
無線通信システムでは、一般的には、移動局（ＭＳ）と基地局（ＢＳ）との間で信号メッセージを交換できることが要求される。（ＢＳからＭＳへの）ダウンリンク信号送信は、通常は、受信可能範囲内のいかなるＭＳをも取り扱うために、ＢＳの物理報知チャネルを使用して実現される。１つのみの送信器（ＢＳ）がこの放送チャネルを使用するので、アクセス問題はない。
【０００３】
対照的に、（ＭＳからＢＳへの）アップリンク信号送信は、更に詳細な考慮を必要とする。ＭＳが既に、音声やデータサービスに対して割り当てられたアップリンクチャネルを有する場合には、その信号送信はピギーバッキング（既存のアップリンクチャネルを使用したデータ転送）により達成され、信号メッセージはＭＳからＢＳへ送られるデータパケットに添付される。しかし、ＭＳに割り当てられたアップリンクチャネルがない場合には、ピギーバッキングは可能ではない。この場合は高速アップリンク信号送信機構が、新たなアップリンクチャネルの確立又は再確立に利用できる。
【０００４】
多くのシステムでは、例えば、Global System for Mobile communication（ＧＳＭ）標準規格、及びＵＭＴＳ標準規格案における動作システムでは、高速アップリンクシグナリングが、スロッテッドアロハ方式又はそれと同様なプロトコルを使用するランダムアクセスチャネルの提供により可能とされる。ＢＳからの特定のサービスを要求し、又はＢＳへショートメッセージを送信することを望むＭＳは、アクセス要求を、ランダムアクセスチャネルで送信し、その要求は要求されたサービス又はメッセージに関連するデータと共にＭＳを識別する情報を含む（このデータは、しばしばペイロードデータと呼ばれる）。ＢＳが、アクセス要求を正常に受け取ると、ＭＳへ受取通知を送る。要求されたサービスを準備するために更なるネゴシエーションが要求されるならば、それは、通常は、受取通知で識別される新たなチャネルで成される。
【０００５】
本発明は、伝送が所定の継続時間を有するタイムスロットで起こることが要求される、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコルで動作するランダムチャネルの実施に関する。ＭＳは、アクセス要求を送信する１つのそのようなタイムスロットを選択する。そのようなスキームの実施における重要な考慮事項は、予想されるトラフィック負荷に対する十分な容量を保証する必要性である。効果的なスキームの実施における特定の問題は、ランダムアクセスチャネルに対して、各々がＢＳに送信すべき異なる量のペイロードを要求する幾つかの異なるユーザがいることである。タイムスロットの長さが全てのアプリケーションの要求を満たすのに十分であるとすると、ランダムアクセスチャネルの容量は、許容できないほど削減されるであろう。一方、タイムスロットの長さが十分なチャネル容量を提供できるように設定されているとすると、アクセス要求内に収容できるよりも多くの量のペイロードデータを要求するサービスの開始は、不必要に複雑となる。
【０００６】
ＵＭＴＳのような符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）では、アクセスパケットの容量は、利用できる最小拡散係数により制限されている。更に、拡散係数は、最大通信範囲も制限し得る。これは、大きなセルでは（又は、少なくともセル境界近傍のＭＳの場合には）最大容量が減少されうることを意味する。
【０００７】
【発明の開示】
本発明の目的は、ランダムアクセスチャネルの容量を最大化する問題と取り組むことである。
【０００８】
本発明の第1の特徴に従って、１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムであって、前記２次局は、前記アクセス要求において前記１次局に送信することが必要なペイロードデータの量を決定するための手段と、前記ペイロードデータの量及び前記アクセスパケットの所定の最大データ長に基づいて、前記アクセス要求においてペイロードデータを送信するために必要とされるアクセスパケットの数を決定するための手段と、前記決定された数のアクセスパケットを生成するための手段と、前記生成されたアクセスパケットを符号化するための手段と、前記ランダムアクセスチャネルにおいて前記符号化されたアクセスパケットを送信するための手段と、を有し、前記１次局は、受信したアクセス要求が複数のアクセスパケットを有することを検出するための手段と、前記複数のアクセスパケットから前記ペイロードデータを生成するための手段と、を有すること、を特徴とする無線通信システムが提供される。
【０００９】
本発明の第２の特徴に従って、１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用される当該１次局であって、受信したアクセス要求が複数のアクセスパケットを有することを検出するための手段と、前記複数のアクセスパケットから前記ペイロードデータを生成するための手段と、を有することを特徴とする１次局が提供される。
【００１０】
本発明の第３の特徴に従って、１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムで使用される当該２次局であって、前記アクセス要求において前記１次局に送信することが必要なペイロードデータの量を決定するための手段と、前記ペイロードデータの量及び前記アクセスパケットの所定の最大データ長に基づいて、前記アクセス要求においてペイロードデータを送信するために必要とされるアクセスパケットの数を決定するための手段と、前記決定された数のアクセスパケットを生成するための手段と、前記生成されたアクセスパケットを符号化するための手段と、前記ランダムアクセスチャネルにおいて前記符号化されたアクセスパケットを送信するための手段と、を有することを特徴とする２次局が提供される。
【００１１】
本発明の第４の特徴に従って、１次局と複数の２次局とを有し、該１次局に対して、該２次局からのアクセス要求を所定の最大データ長を有するアクセスパケットで送信するための、ランダムアクセスチャネルを有する無線通信システムを動作させる方法であって、前記２次局が前記１次局と通信する必要があることを検出し、前記アクセス要求において前記１次局に送信することが必要なペイロードデータの量を決定し、前記ペイロードデータの量及び前記アクセスパケットの所定の最大データ長に基づいて、前記アクセス要求においてペイロードデータを送信するために必要とされるアクセスパケットの数を決定し、前記決定された数のアクセスパケットを生成し、前記生成されたアクセスパケットを符号化し、前記ランダムアクセスチャネルにおいて前記符号化されたアクセスパケットを送信し、前記１次局は、受信したアクセス要求が複数のアクセスパケットを有することを検出して、前記複数のアクセスパケットから前記ペイロードデータを生成すること、を特徴とする無線通信システムを動作させる方法が提供される。
【００１２】
【発明を実行するモード】
図１を参照すると、無線通信システムは、１次局（ＢＳ）１００と複数の２次局（ＭＳ）１１０とを有する。ＢＳ１００は、マイクロコントローラ（μＣ）１０２、無線伝送手段１０６に接続されたトランシーバ手段１０４、及びＰＳＴＮ又は他の適切なネットワークに接続するための接続手段１０８を有する。各ＭＳ１１０は、マイクロコントローラ（μＣ）１１２、及び無線伝送手段１１６に接続されたトランシーバ手段１１４を有する。ＢＳ１００からＭＳ１１０への通信は、ダウンリンクチャネル１２２で行なわれ、一方、ＭＳ１１０からＢＳ１００への通信はアップリンクチャネル１２４で行なわれる。
【００１３】
本発明は、ＭＳ１１０によるアクセス要求を伝送するためのランダムアクセスアップリンクチャネル１２４に関する。実施例は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）技術を採用する時分割二重通信方式（ＴＤＤ）のＵＭＴＳシステムに関連して説明されるが、しかし、記載された技術は、ＣＤＭＡ及びＴＤＤ技術を使用するか否かに関わらず、ＴＤＭＡランダムアクセスチャネルを有する他のシステムにも等しく適用可能である。例えば、ＵＭＴＳのＦＤＤモードとＴＤＤモードの間のフレーム構造の細部が異なっていたとしても、同様なスキームが周波数分割二重通信方式の（ＦＤＤ）ＵＭＴＳシステムにも適用できる。
【００１４】
特に、本発明は、ＭＳ１１０により伝送されるアクセス要求が、所定の継続時間のタイムスロットにおいて伝送される所定のフォーマットのアクセスパケットを有するシステムに関する。そのようなシステムの例はＵＭＴＳのＴＤＤモードのランダムアクセスチャネルである。このシステムのアクセスパケットのフォーマットを図２に示す。アクセスパケットの総継続時間は、３１２．５μｓ（１２８０チップ）であり、このシステムの正規のタイムスロットの継続時間の半分である。アクセスパケット２００は、３３６チップの第１のデータ部分（ＤＡＴ１）２０２、５１２チップの中間アンブル部分（ＭＩＤ）２０４、３３６チップの第２のデータ部分（ＤＡＴ２）２０６、及び、９６チップのガード期間（Ｇ）よりなる。
【００１５】
アクセスパケット２００は、幾つかのアクセス要求を同時に送ることを可能とするために、ＭＳ１１０によりランダムに選択された、幾つかの拡散コードのうちの１つを用いて符号化される。中間アンブル部分２０４の目的は、データ部分２０２、２０６に含まれるペイロードがエラーなしに受信され得るように、最悪の状態のチャネルに対しても、正確なチャネル評価をＢＳ１００に可能とさせることである。中間アンブル部分２０４も異なる拡散コードで同時に送られるアクセスパケット２００のジョイント・デテクション（コード間干渉の除去）を可能とする。
【００１６】
拡散係数１６で、データ部分２０２、２０６の各々は、２１シンボル（直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調が使用されるなら４２ビット）を収容することができる。既知の問題は、このデータ容量が、ＭＳ１１０による最初のアクセスに対して不充分なことである。しかし、他のアクセス要求は、少ないペイロードを要求し得る。種々の可能性がペイロードを増加するのに考慮された。
−中間アンブル部分２０４のサイズを、２５６チップに減少させることが可能である。しかし、これは大きな遅延拡散を有するチャネルの性能を劣化させるし、２５６チップのペイロード（１６シンボル）の増加では、十分でない。
−データ部分２０２，２０６の拡散係数を、例えば、１６から８へ減少させることが可能である。これは、ペイロードサイズを２倍にするが、しかし、同時アクセス要求の最大数を減少させ、それゆえ、ランダムアクセスチャネルの全体の容量を減少させる。
−アクセスパケット２００の長さを、正規のタイムスロットの長さである２倍にすることが可能である。しかし、これは、利用できるスロット数を減少させ、それによって、コリジョンの確率を増加させ、且つランダムアクセスチャネルの全体の容量を減少させる。
【００１７】
本発明によるシステムでは、ペイロードが単一のアクセスパケット２００内に収容できるよりも大きい場合には、複数のアクセスパケット２００にペイロードの伝送を分割することをＭＳ１１０に許すことにより、問題が解決される。アクセス要求の大部分が、単一のアクセスパケット２００のみを伝送されるべきものとして要求する場合には、そのようなシステムは、上述した他の可能な解決方法に勝る大きな優位性を有する。
【００１８】
本システムは、当該システムが十分なペイロード容量を常に供給するとするならば、アクセス要求を構成するアクセスパケット２００の数を例えば、２へ、制限できる。本システムは、利便性のために、複数のアクセスパケット２００が互いに特定の関係を持って伝送されることも要求し得る。例えば、アクセスパケットは、連続するタイムスロットで、又は各パケットの所定番号のタイムスロットで伝送されることを要求され得るし、アクセスパケット２００の各々に、ＭＳ１１０によって同一の拡散コードが適用されることも要求され得る。代わりに、複数のアクセスパケット２００が、各々が異なる拡散コードを使用して、同時に伝送されることを要求され得る。
【００１９】
アクセスパケット２００のデータ部分２０２、２０６は、アクセスパケット２００がそれ自身で完全なアクセス要求を示すのか、又は、複数のアクセスパケット２００より構成されるアクセス要求の一部なのかを示すあるシグナリングを組み込む必要があり、ペイロードデータはＢＳ１００により結合される。複数のアクセスパケットの各々に対する同じ拡散コードの使用は、この識別を容易にする。
【００２０】
複数のアクセスパケット２００の各々のペイロードデータのフォーマットは同じである必要はない。例えば、最初のアクセスパケット２００は、送信するＭＳ１１０の識別と送信されるアクセスパケットの合計数を示すシグナリング情報を含むことができる。あるアクセスパケット２００は、ペイロードデータを完全にするための、サイクリックリダンダンシーチェック（ＣＲＣ）又は、他のデータの完全性検査用符号を含むことができる。エラー性能を改善するために、完全なペイロードデータは、複数のアクセスパケット２００間でインターリーブされ得る。
【００２１】
本発明におけるランダムアクセスチャネル上での伝送方法を、図３のフローチャートに示す。ＭＳ１１０がＢＳ１００へサービスを要求する、又はＢＳ１００へショートメッセージを送信する必要があるときには、３０２において本方法が開始する。ＭＳ１１０は、送信するのにどのくらいのペイロードデータの量が必要か、及び、それゆえこのデータを収容するのにどのくらいのアクセスパケット２００の数Ｎが必要かを、３０４で、決定する。ＭＳ１１０は、そして、適切な数のアクセスパケット２００を生成し、アクセスパケットを符号化するための拡散コードを選択し、且つ、３０６で、ＢＳ１００へのランダムアクセスチャネルでそれらを送信する。
【００２２】
そして、ＭＳ１１０は、例えば、共通のダウンリンク信号チャネル上で、ＢＳ１００が要求の受取通知を発行するのを、３０８で待つ。所定の期間内に受取通知が受信されない場合には、ＭＳ１１０はＮのアクセスパケット２００を再度送信する。本方法は、３１０で、受取通知を正常に受信して終了する。その後ＭＳ１１０とＢＳ１００は、要求されたサービスを開始し、又は、メッセージを扱うのにどのような動作が必要かを得る。
【００２３】
ＢＳ１００は、各アクセスパケット２００に対して別個の受け取り通知を発行することが可能であり、それにより、ＭＳ１１０により送信される複数のアクセスパケットのうちの１つ又はそれ以上が壊れた場合には、エラーを伴って受信されたそれらのパケットを再送信することのみが必要とされる。しかし、ＢＳ１００にとっては、完全なアクセス要求に対して単一の受取通知を発行するのが簡単であり、そして、これは、（特定のアクセス要求を伝送するのに必要とされるアクセスパケットの数を問題としない）上位のプロトコル層への更に一貫したインターフェースも提供する。
【００２４】
本開示を読めば、他の変更が、当業者にとって明らかとなるであろう。そのような変更は、無線通信システムにおいて及びその構成部品としては既に知られた他の機能を含むかも知れず、その機能は、既に説明した機能の代わりに、又はそれに加えて、使用され得る。
【００２５】
本明細書と請求の範囲では、用語"含む"は、他の構成要素又は、ステップの存在を除外するものではない。
【００２６】
本発明は、例えばＵＭＴＳのような無線通信システムの分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
無線通信システムの概略ブロック図である。
【図２】
アクセスパケットの１つの可能なフォーマットを示す図である。
【図３】
本発明に従った、ランダムアクセスチャネルで伝送するための方法のフローチャートを示す図である。