(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線区間上でパケットを符号分割多重して相互に送受信する機能とともにパケット送受信中に送信電力制御を行う機能を有する複数の無線局を含んで構成されるＣＤＭＡパケット通信システムにて実行されるランダムアクセス方法であって、
各無線局は、同時並行で複数のパケットを送信する際、当該複数のパケットの各々に異なる拡散符号を割り当て、当該異なる拡散符号が割り当てられた個々のパケットの送信開始時刻を、前記送信電力制御が行われる周期よりも長く設定された所定時間ずらすことを特徴とし、
各無線局は、受信チャネルにおける総受信電力が予め定められた閾値を超えたか否かを判定し、総受信電力が閾値を超えた場合、パケット送信を規制する所定動作を指示するための送信規制信号を周辺の無線局に報知し、
該周辺の無線局は、パケット送信中に前記送信規制信号を受信した場合、当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は前記送信開始時刻のずらし幅としての前記所定時間を長くする、
ことを特徴とするランダムアクセス方法。
【請求項２】
無線区間上でパケットを符号分割多重して他の無線局と相互に送受信する機能とともにパケット送受信中に送信電力制御を行う機能を有する無線局であって、
同時並行で複数のパケットを送信する際、当該複数のパケットの各々に異なる拡散符号を割り当てる拡散符号割り当て手段と、
当該異なる拡散符号が割り当てられた個々のパケットの送信開始時刻を、前記送信電力制御が行われる周期よりも長く設定された所定時間ずらす開始時刻制御手段と、
受信チャネルにおける総受信電力が予め定められた閾値を超えたか否かを判定する受信電力判定手段と、
前記総受信電力が閾値を超えた場合、パケット送信を規制する所定動作を指示するための送信規制信号を周辺の無線局に報知する信号報知手段と、
パケット送信中に他の無線局から前記送信規制信号を受信した場合、当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は前記送信開始時刻のずらし幅としての前記所定時間を長くするよう制御する第１の送信規制制御手段と、
を備えた無線局。
【請求項３】
請求項２に記載の無線局を複数台含んで構成されたＣＤＭＡパケット通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランダムアクセス方法、無線局及びＣＤＭＡパケット通信システムに係り、より詳しくは、無線区間上でパケットを符号分割多重して相互に送受信する機能とともにパケット送受信中に送信電力制御を行う機能を有する複数の無線局を含んで構成されるＣＤＭＡパケット通信システムにて実行されるランダムアクセス方法、当該ＣＤＭＡパケット通信システム、及び当該システムを構成する無線局に関する。
【０００２】
なお、本明細書における「無線局」は、無線基地局と、移動局（例えばＰＤＡ、携帯電話、ＰＨＳ、携帯型パーソナルコンピュータ等）の両方を含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】
ＣＤＭＡパケット通信においては、従来のＴＤＭＡ又はＦＤＭＡ無線パケット通信と異なり複数のパケットが同時に送信されても、逆拡散後の各々のパケット信号が所要の信号対干渉比を満足していれば受信側で復号することが可能である。ＣＤＭＡのこの性質を生かすためには、各々のパケットに対する干渉電力を閾値以下に抑えること、即ち、同時並行で送信されるパケットを一定数以下に抑えることが必要である。そこで、チャネルロードセンシングを用いてトラヒックを推定し、これに応じてランダムアクセス信号の送信許可確率を無線基地局より送信して制御する方法が一般的に用いられる。
【０００４】
これを応用したランダムアクセス方法の１つとして、ＣＤＭＡ−ＰＲＭＡ（Packet Reservation Multiple Access）がある。この方法では、チャネルはスロットに分割され、複数のスロットによりフレームが形成されている。各パケットは、ランダムに選択されたスロットにおいて最初slotted ALOHAでアクセスを行い、基地局側で受信が成功すると、後続のフレームの同一スロットのリソースが予約され、残りのデータを送信することが可能となる。
【０００５】
ただし、slotted ALOHAで送信されるパケットの集中によって許容干渉量を超えた場合、当該スロットを予約し送信しているパケットの信号対干渉比が規定値を満足できなくなり、誤り率が極端に劣化する。そこで、基地局では、各スロットにおいて予約されているパケット数を基にslotted ALOHAのパケットの送信許可確率をスロット毎に算出し、移動局に報知する。移動局ではこの送信許可確率を基に当該スロットヘのslotted ALOHAによるチャネルアクセスを行うか否かを判断する。
【０００６】
一方、通信中のリンクの保護を図る技術として、Active Link Protectionがある。前述のように、ＣＤＭＡでは同一の周波数において複数の信号を同時並行で送信することが可能であるが、一方で、自分以外の他の信号は自分にとって干渉電力となる。そのため、ある信号Ａを送信中に、別の新たな信号Ｂが送信された場合、信号Ａに対して信号Ｂが干渉波として加算されることになる。この時、送信中の信号Ａの受信電力と、信号Ｂによる干渉電力が加算された後の干渉波電力との比が、予め定められた閾値を下回った場合、送信中の信号Ａは誤りとなる可能性が高くなる。
【０００７】
Active Link Protectionでは、このような誤りを軽減させるために、以下の２つの手法を取り入れている。１つ目は、所要のＥｂ／Ｎｏ（デジタル変調信号におけるビット当りの電力密度対雑音電力密度比）に対して一定のマージンを加算したターゲットＥｂ／Ｎｏとなるよう、送信電力制御を行う手法である。これにより、干渉電力の変動に対して、ある程度の耐力を各信号に持たせることができる。また、２つ目は、信号の送信開始にあたり、送信電力をステップ状に大きくする手法である。これにより、新たな信号の発生によって干渉が増大した場合でも、通信中のリンクが送信電力制御を行ってＥｂ／Ｎｏが所要値以下になることを防ぐことが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したＣＤＭＡ−ＰＲＭＡでは、パケットの送信許可確率を用いて無線基地局が自局配下の端末からのパケットトラヒック負荷を制御することによって、任意のスロットにおける干渉電力が許容値を超えないように制御することができる。ただし、一般に移動通信では、面的にサービスエリアが広がっており、しかもＣＤＭＡにおいては全てのセルにおいて同一の周波数チャネルが使用されることもあり得ることから、隣接セルからの干渉電力についても考慮する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ＣＤＭＡ−ＰＲＭＡでは、隣接セルに対しては何ら送信制御が行われないため、隣接セルからの干渉によって所要のＥｂ／Ｎｏが確保できないケースが発生するおそれがある。
【００１０】
これに対し、Active Link Protectionでは、各リンクがセル内、セル外を問わず干渉波に対してマージンをもっており、しかも送信電力制御によって干渉波の増減に対応できることから、隣接セルからの干渉によって誤り率が増加することを防ぐことが可能である。
【００１１】
しかしながら、この方法でも端末の送信電力の制約から、干渉電力がある値を超えた場合には所要のＥｂ／Ｎｏが確保できない状態になり得る。特に、パケット通信を考えた場合、短時間に極端に多くのパケットが集中することによって所要のＥｂ／Ｎｏが満足できなくなるケースが発生する。
【００１２】
また、一般に送信電力制御では比較的小さなステップで送信電力が増減されるため、大きな電力で送信されていたパケットの送信が終了すると、他の送信中のパケットは干渉波が大きく減少したにもかかわらず、送信電力制御により段階的に送信電力を低下させるまでの間、必要以上に高い電力で送信を継続することとなり、無線リソースの利用効率を下げる一因になることが考えられる。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、他の送信中のパケットに対する干渉を抑えるとともにパケットの誤り率を低減することができるランダムアクセス方法、無線局及びＣＤＭＡパケット通信システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るランダムアクセス方法は、無線区間上でパケットを符号分割多重して相互に送受信する機能とともにパケット送受信中に送信電力制御を行う機能を有する複数の無線局を含んで構成されるＣＤＭＡパケット通信システムにて実行されるランダムアクセス方法であって、各無線局は、同時並行で複数のパケットを送信する際、当該複数のパケットの各々に異なる拡散符号を割り当て、当該異なる拡散符号が割り当てられた個々のパケットの送信開始時刻を、前記送信電力制御が行われる周期よりも長く設定された所定時間ずらすことを特徴とし、各無線局は、受信チャネルにおける総受信電力が予め定められた閾値を超えたか否かを判定し、総受信電力が閾値を超えた場合、パケット送信を規制する所定動作を指示するための送信規制信号を周辺の無線局に報知し、該周辺の無線局は、パケット送信中に前記送信規制信号を受信した場合、当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は前記送信開始時刻のずらし幅としての前記所定時間を長くすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る無線局は、無線区間上でパケットを符号分割多重して他の無線局と相互に送受信する機能とともにパケット送受信中に送信電力制御を行う機能を有する無線局であって、同時並行で複数のパケットを送信する際、当該複数のパケットの各々に異なる拡散符号を割り当てる拡散符号割り当て手段と、当該異なる拡散符号が割り当てられた個々のパケットの送信開始時刻を、前記送信電力制御が行われる周期よりも長く設定された所定時間ずらす開始時刻制御手段と、受信チャネルにおける総受信電力が予め定められた閾値を超えたか否かを判定する受信電力判定手段と、前記総受信電力が閾値を超えた場合、パケット送信を規制する所定動作を指示するための送信規制信号を周辺の無線局に報知する信号報知手段と、パケット送信中に他の無線局から前記送信規制信号を受信した場合、当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は前記送信開始時刻のずらし幅としての前記所定時間を長くするよう制御する第１の送信規制制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記の発明によれば、送信開始時刻をずらすことにより、各パケットの送信が重なり合い、送信開始から徐々に、重なるパケット数が増加するため、無線チャネルヘの送信電力を段階的に増加させることができる。このため、他の送信中のパケットに対して過大な干渉を与えることを防ぐことが可能になると同時に、干渉波増大に合わせて送信電力制御を行う時間的余裕を確保することが可能となり、パケットの誤り率を低減することが可能となる。
また、上記の送信開始時刻のずらし幅としての所定時間を、送信電力制御が行われる周期よりも長く設定することで、各パケットの送信電力は送信電力制御の周期より大きいステップで増加／減少することになり、他の送信中パケットは送信電力制御を行うことによって、当該他の送信中パケットに起因した干渉波の影響を、当該干渉波の発生源がセル内にあるかセル外にあるかに関係なく、回避することができる。また、上記送信電力制御を行うことで、任意のパケットの送信後に他の送信中パケットが不必要に強い送信電力で送信され続けることを回避し、周波数効率を高めることができる。
さらに、無線局は、受信チャネルにおける総受信電力が予め定められた閾値を超えた場合に報知される送信規制信号を、パケット送信中に他の無線局から受信すると、当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は送信開始時刻のずらし幅としての所定時間を長くするよう制御するため、無線チャネルヘの干渉量を低減することが可能となる。例えば、送信電力制御によっても回避できないほどの大きな干渉が受信チャネルにかかった場合、当該無線局のトラヒック負荷を適正な値まで下げてパケットの誤り率が著しく劣化することを防ぐことができる。
【００３３】
ところで、本発明は、ランダムアクセス方法、無線局以外に、ＣＤＭＡパケット通信システムの発明として捉えることもできる。即ち、本発明に係るＣＤＭＡパケット通信システムは、上記の無線局を複数台含んで構成されたことを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る各種の実施形態について説明する。
【００３５】
［第１実施形態］
第１実施形態では、請求項１〜３に記載のランダムアクセス方法の発明及びこれらに対応する無線局、ＣＤＭＡ通信システムの発明に係る実施形態を説明する。
【００３６】
図１には、本実施形態のＣＤＭＡ通信システムの構成例を示す。ここでは、基地局機能を持つ無線局１０（例えば無線局１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ等）が、それぞれセル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを形成している。以下では、上記の基地局機能を持つ無線局１０を、説明の便宜上「無線基地局１０」というが、これには、いわゆる無線基地局と基地局機能を持つ移動局の両方を含むものとする。基地局機能を持つ移動局は、受信した信号を他の無線局へ送信する際に、この機能を利用する。
【００３７】
各セルには、１つ又は複数の移動局２０（例えば移動局２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等）が収容され、各移動局２０は、自局が属しているセルを形成している無線基地局１０とＣＤＭＡチャネル上でパケット通信を行っている。ここでＣＤＭＡチャネルは、全てのセルで同じ周波数を用いており、このため例えば無線基地局１０Ａにおいては自セル１１Ａ内の移動局２０Ｂからの所望波Ｓ１に対して隣接セル１１Ｃの移動局２０Ｃから干渉波Ｉ１を受けることがある。また、下り方向（無線基地局から移動局への方向）においても、例えばセル１１Ａに属する移動局２０Ａは、無線基地局１０Ａからの所望波Ｓ２に対して隣接セル１１Ｂの無線基地局１０Ｂからの干渉波Ｉ２を受ける可能性がある。
【００３８】
本発明に係る無線局は、上記図１の通信システムにて無線パケット送信を行うもの全て（無線基地局と移動局の両方を含む）に相当するが、以下の実施形態では、本発明に係るランダムアクセス方法に係る動作として、移動局２０におけるパケット送信制御動作を説明する。
【００３９】
図２（ａ）には、本実施形態の移動局２０における本発明に係る構成を示す。この図２（ａ）に示すように移動局２０は、ＣＤＭＡ方式のパケット通信を行う機能及びパケット送受信中に送信電力制御を行う機能を有しており、以下の構成部を備えている。即ち、移動局２０は、パケット送信に関する所定の指示操作・入力操作等を行うための入力部３０と、送信バッファを内蔵し、送信すべきパケット（送信パケット）を生成して送信バッファに蓄積するパケット生成部２５と、複数のチャネルを備え、無線区間上でパケットを符号分割多重して他の無線局と相互に送受信するパケット送受信部２２と、同時並行で複数のパケットを送信する際、当該複数のパケットの各々に異なる拡散符号を割り当てる拡散符号割り当て部２４と、異なる拡散符号が割り当てられた個々のパケットの送信開始時刻を予め定められた所定時間ずらす制御を行う開始時刻制御部２３Ａと、受信チャネルにおける総受信電力が予め定められた閾値を超えたか否かを判定する受信電力判定部２７と、総受信電力が閾値を超えたと判定された場合、パケット送信を規制する所定動作を指示するための送信規制信号を周辺の無線局に報知する信号報知部２８と、パケット送信中に他の無線局から前記送信規制信号を受信した場合、当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は送信開始時刻のずらし幅としての所定時間を長くするよう制御する第１の送信規制制御部２９Ａと、受信されたパケットデータを蓄積するパケット蓄積部２６と、受信されたパケットデータの内容を表示する表示部２１とを含んで構成されている。
【００４０】
なお、上記開始時刻制御部２３Ａによるパケット送信開始時刻のずらし量に当たる所定時間は、送信電力制御が行われる周期よりも長く設定されていることを特徴とする。
【００４１】
図３には、本実施形態におけるパケット送信の様子を示す。今、図３の上段に示すように移動局２０のパケット生成部２５内の送信バッファに送信パケットＡ〜Ｄが蓄積されているとする。移動局２０は、図３の中段に示すように、まず最初にパケットＡの送信を開始し、所定時間τs後にパケットＢの送信を開始する。以後、同じ所定時間τs間隔でパケットＣ、Ｄの送信を順に開始していく。
【００４２】
ここで、各パケットには個別のコードが割り当てられており、かつ各パケットは比較的低い送信レートで送信されているため、所定時間τsを十分短くとることによって各パケットの送信が重なり合い、移動局２０の送信電力は、図３の下段に示すように、なだらかなステップ状となる。本実施形態では、送信電力制御の周期を上記所定時間τsよりも短く設定しているため、同時並行で送信される他のパケットの送信信号が干渉波となるケースにおいても、送信電力制御において所望波の電力を増加させることによって、Ｅｂ／Ｎｏを所要値以上に維持することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では移動局２０の送信として記述しているが、この送信方法は無線基地局１０からの送信時にも適用可能であることは言うまでもない。
【００４４】
次に、図４、５を用いて、パケット集中による干渉波の異常な増大を防ぐための動作概要を説明する。無線基地局１０からは、図４の上段に示す下り制御チャネルが報知されており、無線基地局１０では、上りチャネルにおける受信電力の強度に応じて、アイドル制御信号５０Ａ、規制１の制御信号５０Ｂ、規制２の制御信号５０Ｃ、規制３の制御信号５０Ｄのうち何れかを選択的に送信する。
【００４５】
移動局２０は、パケットの送信時に報知されている制御信号を参照し、図５に記載された送信許可確率及び送信保留となった場合の保留時間に関する制御情報に基づいて、パケットの送信を制御する。
【００４６】
例えば、図４の下段の送信タイミングｔ１で送信を行おうとした移動局２０は、下り制御チャネルで規制１の制御信号５０Ｂが報知されていることを確認すると、内部で発生させた乱数を基に直ちに送信するか又は送信保留を行うかを判断し、送信保留を行う場合は保留時間（図５に示すように規制１の制御信号については１スロット）だけ待機して再度新たな制御信号に基づいて送信又は保留を判断する。
【００４７】
もちろん、規制２の制御信号５０Ｃ及び規制３の制御信号５０Ｄに対しても、同様の措置がとられる。例えば、送信タイミングｔ２で送信を行おうとした移動局２０は、下り制御チャネルで規制２の制御信号５０Ｃが報知されていることを確認すると、内部で発生させた乱数を基に直ちに送信するか又は送信保留を行うかを判断し、送信保留を行う場合は保留時間（図５に示すように規制２の制御信号については３スロット）だけ待機することとなる。
【００４８】
この結果、移動局２０の送信電力は、図４の中段に示すようにステップ状に変化する。しかも、干渉が大きく規制１〜３の規制信号が報知されている期間では、送信電力は低く抑えられることになる。
【００４９】
次に、図６を用いて移動局２０の送信手順を説明する。パケットの送信を行おうとする移動局２０は、下り制御チャネルの受信を行い（Ｓ１１）、その時点で無線基地局１０から報知されている規制信号に対応する図５の送信確率と自局の発生させた乱数に基づいて、送信を行うか又は保留するかを判断する（Ｓ１２）。ここで、保留すると判断した場合は、上記の規制信号に対応する図５の保留時間だけ待機し（Ｓ１３）、待機後は再びＳ１１へ戻り、下り制御チャネルの信号に基づいて送信動作を繰り返す。
【００５０】
一方、Ｓ１２で送信を行うと判断した場合は、直ちにパケットの送信を開始し（Ｓ１４）、後続パケットが有るか否かを判断する（Ｓ１５）。後続パケットが有る場合は、予め定められた所定時間（シフト時間）だけ待機し（Ｓ１６）、待機後は再びＳ１１へ戻り、下り制御チャネルの信号に基づいて送信動作を繰り返す。
【００５１】
上記図６の動作は、パケットの送信が完了する前に、パケットの送信と同時並行で行われるのが特徴である。なお、Ｓ１５で後続パケットが無い場合は図６の処理を終了する。
【００５２】
以上の第１実施形態により、送信開始時刻をずらすことにより、各パケットの送信が重なり合い、送信開始から徐々に、重なるパケット数が増加するため、無線チャネルヘの送信電力を段階的に増加させることができる。即ち、本実施形態では、保留時間とシフト時間を区別して利用しており、Ｓ１３で保留時間だけ待機することで、パケット送信の集中を回避し他の送信中のパケットに対して過大な干渉を与えることを防ぐことが可能になる、という特有の効果が得られる。また、Ｓ１６でシフト時間だけ待機することで、干渉波増大に合わせた送信電力制御を行う時間的余裕を確保することが可能となり、パケットの誤り率を低減することが可能となる、という特有の効果が得られる。
【００５３】
また、送信時間のずらし量（シフト時間）を、送信電力制御が行われる周期よりも長く設定したことにより、各パケットの送信電力が送信電力制御の周期より大きいステップで増加／減少することになり、他の送信中パケットは送信電力制御を行うことによって、当該他の送信中パケットに起因した干渉波の影響を、当該干渉波の発生源がセル内にあるかセル外にあるかに関係なく、回避することができる。また、任意のパケットの送信後に他の送信中パケットが不必要に強い送信電力で送信され続けることを回避し、周波数効率を高めることができる。
【００５４】
また、規制信号に応じてパケットの送信を保留するか又は送信開始時刻のずらし幅としてのシフト時間を長くすることによって、無線チャネルヘの干渉量を低減することが可能となる。例えば、送信電力制御によっても回避できないほどの大きな干渉が受信チャネルにかかった場合、当該無線局のトラヒック負荷を適正な値まで下げてパケットの誤り率が著しく劣化することを防ぐことができる。
【００５５】
［第２実施形態］
第２実施形態では、請求項４、５に記載のランダムアクセス方法の発明及びこれらに対応する無線局、ＣＤＭＡ通信システムの発明に係る実施形態を説明する。なお、想定するシステム構成例は第１実施形態と同様、図１で示される。
【００５６】
図２（ｂ）には、本実施形態の移動局２０における本発明に係る構成を示す。この図２（ｂ）に示す移動局２０は、前述した第１実施形態の構成に対し、開始時刻制御部２３Ａに代わって、連続的に複数のパケットを送信する際に各パケットの送信レートを徐々に高くする制御を行う送信レート制御部２３Ｂを備えている。また、移動局２０は、第１の送信規制制御部２９Ａに代わって、パケット送信中に他の無線局から送信規制信号を受信した場合に当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は後続のパケットの送信レートを低くするよう制御する第２の送信規制制御部２９Ｂを備えている。
【００５７】
図７には、本実施形態におけるパケット送信の様子を示す。今、図７の上段に示すように移動局２０のパケット生成部２５内の送信バッファに送信パケットＡ〜Ｄが蓄積されているとする。移動局２０は、図７の下段に示すように、まず最初に、予め定められた初期送信レートｒでパケットＡの送信を行う。次にパケットＢの送信を、初期送信レートｒの２倍のレートで送信する。以後、図９で示される最大送信レートに達するまで、直前のパケット送信レートの２倍のレートで徐々に送信レートを上げながらパケットの送信を連続して行う。なお、ここでは、送信パケット１個毎に送信レートを上げているが、送信電力制御の周期を考慮して、送信レートの増加に伴ってパケットの送信時間が短くなることから送信パケットが２個、４個、８個…毎に送信レートを増加させる方法を採用してもよい。
【００５８】
この結果、移動局２０の送信電力は、図７の下段に示すように、第１実施形態と同様に、なだらかなステップ状となる。
【００５９】
なお、本実施形態では移動局２０の送信として記述しているが、この送信方法は無線基地局１０からの送信時にも適用可能であることは言うまでもない。
【００６０】
次に、図８、９を用いて、パケット集中による干渉波の異常な増大を防ぐための動作概要を説明する。無線基地局１０からは、図８の上段に示す下り制御チャネルが報知されており、無線基地局１０では、上りチャネルにおける受信電力の強度に応じて、アイドル制御信号５１Ａ、規制１の制御信号５１Ｂ、規制２の制御信号５１Ｃ、規制３の制御信号５１Ｄのうち何れかを選択的に送信する。
【００６１】
移動局２０は、パケットの送信時に報知されている制御信号を参照し、図９に記載された最大送信レートを超えない範囲で、且つ前述のように直前のパケット送信レートの２倍となるよう送信レートを調整しながらパケット送信を行う。
【００６２】
例えば、図８の下段の送信タイミングｔ４で送信を行おうとした移動局２０は、下り制御チャネルで規制１の制御信号５１Ｂが報知されていることを確認すると、図９より最大送信レートが２ｒと規定されているので、直前のパケット送信レートが２ｒであるにもかかわらず、引き続き送信レート２ｒでパケットを送信する。
【００６３】
また、送信タイミングｔ５で規制２の制御信号５１Ｃが報知されていることを確認すると、図９より最大送信レートがｒと規定されているので、直前のパケット送信レートが４ｒであるにもかかわらず、送信レートを４ｒからｒへ落として送信する。
【００６４】
また、送信タイミングｔ６で規制３の制御信号５１Ｄが報知されていることを確認すると、図９より、送信レートに加えて送信許可確率が考慮され、第１実施形態と同様に、内部で発生させた乱数を基に直ちに送信するか又は送信保留を行うかを判断し、送信保留を行う場合は保留時間（図９に示すように規制３の制御信号については３スロット）だけ待機して再度新たな制御信号に基づいて送信又は保留を判断する。
【００６５】
次に、図１０を用いて移動局２０の送信手順を説明する。パケットの送信を行おうとする移動局２０は、先ず初期送信レートｒの設定を行い（Ｓ２１）、下り制御チャネルの受信を行い（Ｓ２２）、その時点で無線基地局１０から報知されている規制信号に対応する図９の送信確率と自局の発生させた乱数に基づいて、送信を行うか又は保留するかを判断する（Ｓ２３）。ここで、保留すると判断した場合は、上記の規制信号に対応する図９の保留時間（規制３の制御信号については３スロット）だけ待機し（Ｓ２４）、待機後は再びＳ２１へ戻り、初期送信レートの設定から送信動作を繰り返す。
【００６６】
一方、Ｓ２３で送信を行うと判断した場合は、当該時点で設定されている送信レート（ｒ）が最大送信レートを超えているか否かを判断する（Ｓ２５）。ここで送信レート（ｒ）が最大送信レートを超えていれば、送信レート（ｒ）を図９で規定される最大送信レートに設定する（Ｓ２６）。これにより、送信レート（ｒ）が最大送信レートを超えることを回避できる。
【００６７】
そして、当該時点で設定されている送信レート（ｒ）でパケットの送信を開始し（Ｓ２７）、後続パケットが有るか否かを判断する（Ｓ２８）。後続パケットが有る場合は、送信レートを、当該時点で設定されている送信レート（ｒ）の２倍に設定し（Ｓ２９）、設定後は再びＳ２２へ戻り、下り制御チャネルの信号に基づいて送信動作を繰り返す。なお、Ｓ２８で後続パケットが無い場合は図１０の処理を終了する。
【００６８】
以上の第２実施形態によれば、ＣＤＭＡパケットでは送信レートに応じて所要送信電力が変化することを利用し、送信レートを徐々に高くしていくことによって、無線チャネルヘの送信電力を段階的に増加させることができる。このため、他の送信中のパケットに対して過大な干渉を与えることを防ぐことが可能になると同時に、干渉波増大に合わせて送信電力制御を行う時間的余裕を確保することが可能となり、パケットの誤り率を低減することが可能となる。
【００６９】
また、パケットの送信そのものを保留するか又は送信レートを調整する制御を行うことによって、無線チャネルヘの干渉量を低減することが可能となる。例えば、送信電力制御によっても回避できないほどの大きな干渉が受信チャネルにかかった場合、移動局のトラヒック負荷を適正な値まで下げてパケットの誤り率が著しく劣化することを防ぐことができる。
【００７０】
［第３実施形態］
第３実施形態では、請求項６、７に記載のランダムアクセス方法の発明及びこれらに対応する無線局、ＣＤＭＡ通信システムの発明に係る実施形態を説明する。なお、想定するシステム構成例は第１実施形態と同様、図１で示される。
【００７１】
図２（ｃ）には、本実施形態の移動局２０における本発明に係る構成を示す。この図２（ｃ）に示す移動局２０は、前述した第１実施形態の構成に対し、開始時刻制御部２３Ａに代わって、同時並行で連続的に複数のパケットを送信する際、同時並行で送信されるパケットの個数を徐々に増加させる送信個数制御部２３Ｃを備えている。また、移動局２０は、第１の送信規制制御部２９Ａに代わって、パケット送信中に他の無線局から送信規制信号を受信した場合に当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は同時に送信されるパケットの個数を減少させるよう制御する第３の送信規制制御部２９Ｃを備えている。
【００７２】
図１１には、本実施形態におけるパケット送信の様子を示す。今、図１１の上段に示すように移動局２０のパケット生成部２５内の送信バッファに送信パケットＡ〜Ｄが蓄積されているとする。移動局２０は、図１１の中段に示すように、まず最初に、パケット多重数を予め定められた初期送信パケット数（ここでは１個）としてパケットＡの送信を開始し、所定時間τs後に、パケット多重数を「初期送信パケット数＋１」としてパケット（パケットＢ、Ｃ）の送信を開始する。以後、図１３で示される最大同時パケット送信数に達するまで、直前のパケット多重数に１を加算した数だけパケットをコード多重し、徐々にパケット多重数を上げながらパケットの送信を連続して行う。なお、ここではパケット送信１個毎にパケット多重数を上げているが、送信電力制御の周期を考慮して、ｎ個毎（ｎは２よりも大きい整数）に送信レートを増加させる方法を採用してもよい。
【００７３】
この結果、移動局２０の送信電力は、図１１の下段に示すように、第１実施形態と同様に、なだらかなステップ状となる。
【００７４】
なお、本実施形態では移動局２０の送信として記述しているが、この送信方法は無線基地局１０からの送信時にも適用可能であることは言うまでもない。
【００７５】
次に、図１２、１３を用いて、パケット集中による干渉波の異常な増大を防ぐための動作概要を説明する。無線基地局１０からは、図１２の上段に示す下り制御チャネルが報知されており、無線基地局１０では、上りチャネルにおける受信電力の強度に応じて、アイドル制御信号５２Ａ、規制１の制御信号５２Ｂ、規制２の制御信号５２Ｃ、規制３の制御信号５２Ｄのうち何れかを選択的に送信する。
【００７６】
移動局２０は、パケットの送信時に報知されている制御信号を参照し、図１３に記載された最大同時パケット送信数を超えない範囲で、且つ前述のように直前のパケットの「同時パケット送信数＋１」となるよう同時パケット送信数を調整しながらパケット送信を行う。
【００７７】
例えば、図１２の下段の送信タイミングｔ７で送信を行おうとした移動局２０は、下り制御チャネルで規制１の制御信号５２Ｂが報知されていることを確認すると、図１３より最大同時パケット送信数が２と規定されているので、直前の同時パケット送信数が３であるにもかかわらず、図１３の規則に基づいて同時パケット送信数を２としてパケットを送信する。
【００７８】
また、送信タイミングｔ８で規制２の制御信号５２Ｃが報知されていることを確認すると、図１３より最大同時パケット送信数が１と規定されているので、直前の同時パケット送信数が３であるにもかかわらず、図１３の規則に基づいて同時パケット送信数を１としてパケットを送信する。
【００７９】
また、送信タイミングｔ９で規制３の制御信号５２Ｄが報知されていることを確認すると、図１３より、送信レートに加えて送信許可確率が考慮され、第１実施形態と同様に、内部で発生させた乱数を基に直ちに送信するか又は送信保留を行うかを判断し、送信保留を行う場合は保留時間（図１３に示すように規制３の制御信号については３スロット）だけ待機して再度新たな制御信号に基づいて送信又は保留を判断する。
【００８０】
次に、図１４を用いて移動局２０の送信手順を説明する。パケットの送信を行おうとする移動局２０は、先ず初期送信パケット数ｎの設定を行い（Ｓ３１）、下り制御チャネルの受信を行い（Ｓ３２）、その時点で無線基地局１０から報知されている規制信号に対応する図１３の送信確率と自局の発生させた乱数に基づいて、送信を行うか又は保留するかを判断する（Ｓ３３）。ここで、保留すると判断した場合は、上記の規制信号に対応する図１３の保留時間（規制３の制御信号については３スロット）だけ待機し（Ｓ３４）、待機後は再びＳ３１へ戻り、初期送信パケット数の設定から送信動作を繰り返す。
【００８１】
一方、Ｓ３３で送信を行うと判断した場合は、当該時点で設定されている同時パケット送信数（ｎ）が最大同時パケット送信数を超えているか否かを判断する（Ｓ３５）。ここで同時パケット送信数（ｎ）が最大同時パケット送信数を超えていれば、同時パケット送信数（ｎ）を図１３で規定される最大同時パケット送信数に設定する（Ｓ３６）。これにより、同時パケット送信数（ｎ）が最大同時パケット送信数を超えることを回避できる。
【００８２】
そして、当該時点で設定されている同時パケット送信数（ｎ）でパケットの送信を開始し（Ｓ３７）、後続パケットが有るか否かを判断する（Ｓ３８）。後続パケットが有る場合は、同時パケット送信数（ｎ）に１を加算することで同時パケット送信数（ｎ）を再設定し（Ｓ３９）、設定後は再びＳ３２へ戻り、下り制御チャネルの信号に基づいて送信動作を繰り返す。なお、Ｓ３８で後続パケットが無い場合は図１４の処理を終了する。
【００８３】
以上の第３実施形態によれば、同時並行で送信するパケットの個数を徐々に増加させることによって、無線チャネルヘの送信電力を段階的に増加させることができる。このため、他の送信中のパケットに対して過大な干渉を与えることを防ぐことが可能になると同時に、干渉波増大に合わせて送信電力制御を行う時間的余裕を確保することが可能となり、パケットの誤り率を低減することが可能となる。
【００８４】
また、パケットの送信そのものを保留するか又は同時に送信するパケットの個数を減少させる制御を行うことによって、無線チャネルヘの干渉量を低減することが可能となる。例えば、送信電力制御によっても回避できないほどの大きな干渉が受信チャネルにかかった場合、移動局のトラヒック負荷を適正な値まで下げてパケットの誤り率が著しく劣化することを防ぐことができる。
【００８５】
なお、上記第１〜第３実施形態では、本発明に係るランダムアクセス方法に係る動作として、移動局２０におけるパケット送信制御動作を説明したが、かかる動作は、ＣＤＭＡパケット通信システムにおいてパケット送信する全ての無線局（無線基地局１０も含む）に対し適用可能であり、同様の作用・効果を得ることができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、セル内、セル外で周波数を共有するＣＤＭＡパケット通信システムにおいて、チャネルヘの送信電力を段階的に増加させることができるため、送信中のパケットに対して過大な干渉を与えることを防ぐことが可能になると同時に、干渉波増大に合わせて送信電力制御を行う時間的余裕を確保することが可能となるため、パケットの誤り率を低減することが可能となる。
【００８７】
また、パケットトラヒックを制御する手段を提供することによって、短時間にパケットが極端に集中し、干渉の増大によって最大出力で送信しても信号が通らなくなる状態を防ぐことが可能となる。
【００８８】
また、本発明では、パケット送信開始時のみではなく、パケット送信終了時にも段階的に送信電力が低減されていくため、これに合わせて各無線局が送信電力制御を行うことにより必要以上に送信出力が高い状態となることを抑えることができ、チャネル効率を向上させることが可能となる。
また、上記の送信開始時刻のずらし幅としての所定時間を、送信電力制御が行われる周期よりも長く設定することで、各パケットの送信電力は送信電力制御の周期より大きいステップで増加／減少することになり、他の送信中パケットは送信電力制御を行うことによって、当該他の送信中パケットに起因した干渉波の影響を、当該干渉波の発生源がセル内にあるかセル外にあるかに関係なく、回避することができる。また、上記送信電力制御を行うことで、任意のパケットの送信後に他の送信中パケットが不必要に強い送信電力で送信され続けることを回避し、周波数効率を高めることができる。
さらに、無線局は、受信チャネルにおける総受信電力が予め定められた閾値を超えた場合に報知される送信規制信号を、パケット送信中に他の無線局から受信すると、当該送信規制信号で示される内容に基づいて新たなパケットの送信を保留するか又は送信開始時刻のずらし幅としての所定時間を長くするよう制御するため、無線チャネルヘの干渉量を低減することが可能となる。例えば、送信電力制御によっても回避できないほどの大きな干渉が受信チャネルにかかった場合、当該無線局のトラヒック負荷を適正な値まで下げてパケットの誤り率が著しく劣化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１〜第３実施形態におけるシステム構成図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態における移動局の構成図であり、（ｂ）は第２実施形態における移動局の構成図であり、（ｃ）は第３実施形態における移動局の構成図である。
【図３】第１実施形態におけるパケット送信動作を示す図である。
【図４】第１実施形態におけるパケット送信規制の動作を示す図である。
【図５】第１実施形態における信号種別とパケット送信許可確率及び保留時間との関係を示す表である。
【図６】第１実施形態における移動局の送信動作を示す図である。
【図７】第２実施形態におけるパケット送信動作を示す図である。
【図８】第２実施形態におけるパケット送信規制の動作を示す図である。
【図９】第２実施形態における信号種別と最大送信レート及び送信許可確率との関係を示す表である。
【図１０】第２実施形態における移動局の送信動作を示す図である。
【図１１】第３実施形態におけるパケット送信動作を示す図である。
【図１２】第３実施形態におけるパケット送信規制の動作を示す図である。
【図１３】第３実施形態における信号種別と最大同時パケット送信数及び送信許可確率との関係を示す表である。
【図１４】第３実施形態における移動局の送信動作を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…無線基地局、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…セル、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…移動局、２１…表示部、２２…パケット送受信部、２３Ａ…開始時刻制御部、２３Ｂ…送信レート制御部、２３Ｃ…送信個数制御部、２４…拡散符号割り当て部、２５…パケット生成部、２６…パケット蓄積部、２７…受信電力判定部、２８…信号報知部、２９Ａ…第１の送信規制制御部、２９Ｂ…第２の送信規制制御部、２９Ｃ…第３の送信規制制御部、３０…入力部、５０Ａ、５１Ａ、５２Ａ…アイドル制御信号、５０Ｂ、５１Ｂ、５２Ｂ…規制１の制御信号、５０Ｃ、５１Ｃ、５２Ｃ…規制２の制御信号、５０Ｄ、５１Ｄ、５２Ｄ…規制３の制御信号、Ｉ１、Ｉ２…干渉波、ｎ…初期送信パケット数、ｒ…初期送信レート、Ｓ１、Ｓ２…所望波、τs…所定時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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