СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ, СПОСОБ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ, БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ
MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM, METHOD OF MOBILE COMMUNICATION, BASE STATION AND MOBILE SYSTEM

Настоящее изобретение относится к системе мобильной связи, способу мобильной связи, базовой станции и мобильной станции для выполнения управления произвольным доступом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Были исследованы различные способы управления произвольным доступом ALOHA с разделением на временные интервалы в отношении мобильных узлов. Например, в способе TDMA (множественного доступа с временным разделением каналов), используется множественный доступ с однократной проверкой незанятости и частичным эхо-сигналом (ICMA-PE) в соответствии со стандартом цифровой автомобильной телефонной системы (ARIB STD-27 (стандартом 27 ассоциации радиопромышленности и радиовещания)) или подобного. Сам ICMA-PE описан подробно в непатентном документе 1.
При управлении произвольным доступом в TDMA, таком как PDC (персональная цифровая сотовая связь) в Японии, мобильная станция попеременно выполняет передачу и прием согласно характеристикам TDMA. После передачи данных мобильной станцией базовая станция может задействовать условие в отношении того, корректно или нет была выполнена передача мобильной станцией, которое должно быть отражено при приеме, позже выполняемом базовой станцией, потому что достаточный временной период, для действия таким образом, существует до момента времени, в который прием должен быть впоследствии выполнен мобильной станцией. Следовательно, не происходит никакой потери интервалов по времени. К тому же, мобильная станция может выполнять передачу посредством полного дуплекса и, следовательно, может быть информирована о результатах передачи на базовую станцию в течение следующего приема.
Базовая станция может быть сконфигурирована так, что если размер данных, передаваемых с мобильной станции, настолько велик, что время, требуемое для передачи, распространяется на большое количество интервалов, она определяет количество оставшихся интервалов по информации, содержащейся в данных в головном интервале, задерживает передачу любой другой мобильной станцией до тех пор, пока количество оставшихся интервалов не станет нулевым, и тем самым производит «резервирование», чтобы позволить мобильной станции, которая передала головной интервал, выполнять передачу с приоритетом.
В управлении произвольным доступом ALOHA с разделением на временные интервалы в способе FDMA (множественного доступа с частотным разделением), переданные и принятые кадры возникают непрерывно по времени. Следовательно, требуется новая концепция для уведомления (передачи), до момента времени для следующего приема мобильной станцией, информацией в отношении того, корректно или нет базовая станция приняла данные, переданные мобильной станцией.
В системах, при большой потребности в снижении цены, например системах беспроводной связи для целей деловой деятельности, мобильные станции обычно сконфигурированы для полудуплекса. Мобильная станция полудуплексного типа не может выполнять передачу во время передачи и сразу после завершения передачи вследствие операции переключения между передачей и приемом. Следовательно, когда базовая станция уведомляет такую мобильную станцию о том, корректно или нет базовая станция приняла данные в головном кадре, который передала мобильная станция, она обязана передавать данные, указывающие результат приема после истечения определенного периода времени от передачи головного кадра мобильной станцией.
Произвольный доступ в FDMA описан, например, в стандарте узкополосной цифровой связи (ARIB STD-T61). Также способ управления с использованием концепции резервирования описан в патентном документе 1.
Сначала будет описан пример функционирования в соответствии с ARIB STD-T61.
В ARIB STD-T61 кадр нисходящего потока с базовой станции на мобильную станцию содержит информацию для контроля столкновений. Эта информация контроля столкновений содержит следующий контент.
1) Информацию I/B, указывающую, имеется в распоряжении или нет следующий промежуток времени восходящего потока (по отношению к тому же номеру кадра);
2) Информацию R/N, указывающую принят или нет сигнал восходящего потока, имеющий номер третьего предшествующего кадра; и
3) Информацию PE, указывающую частичный эхо-сигнал сигнала восходящего потока, имеющего номер третьего предшествующего кадра.
В ARIB STD-T61, мобильная станция может передавать три предшествующих кадра без подтверждения приема.
Фиг.11 показывает пример операций в случае, когда каждая мобильная станция MA и MB передает четыре последовательных кадра в моменты времени, в целом совпадающие друг с другом, чтобы послужить причиной столкновения между ними. Предполагается, что в этом примере функционирования радиоволновая среда для мобильной станции MA лучше, а информация, переданная с мобильной станции MB, не достигает базовой станции. Функционирование по фиг.11 будет описано ниже.
Когда мобильная станция MA принимает первый кадр #1 нисходящего потока с базовой станции, она определяет, что I/B (информация о разрешении/сдерживании передачи) имеет значение I (разрешения), и начинает передачу. Число элементов информации в 4 кадра записывается в данные, передаваемые мобильной станцией MA. С другой стороны, когда мобильная станция MB принимает второй кадр #2 нисходящего потока с базовой станции, она определяет, что I/B в нем имеет значение I, и начинает передачу. Число элементов информации в 4 кадра также записывается в передаваемые данные.
Базовая станция принимает данные, переданные с мобильной станции MA, и меняет I/B на B в четвертом кадре #4, поскольку передаваемые данные являются непрерывно следующими друг за другом данными (имеющими число элементов информации, большее чем 1, и содержащимися в большом количестве кадров).
Когда мобильная станция MA принимает четвертый кадр #4, она определяет, что R/N имеет значение R, и что CRC (циклический избыточный код), отправленный в головном кадре с нее самой, и принятый PE, совпадают друг с другом. Затем она определяет, что последовательная передача может быть продолжена, передает заключительный кадр #4 и останавливает передачу, поскольку все данные были переданы.
С другой стороны, мобильная станция MB выполняет передачу без подтверждения до тех пор, пока она не завершит передачу третьего кадра #3. Однако, передаваемые данные не достигают базовой станции из-за столкновения с передачей мобильной станции MA. Когда мобильная станция MB принимает кадр (пятый кадр #5 в примере) нисходящего потока после завершения передачи третьего кадра #3, она определяет, что PE в нисходящем кадре не совпадает с CRC, отправленным в головном кадре с нее самой. В этот момент времени, мобильная станция MB определяет, что данные, переданные с нее самой, не достигли базовой станции, то есть неудачный исход передачи, и пытается повторно передавать после случайной задержки, не передавая четвертый кадр.
Способ управления произвольным доступом, раскрытый в выложенной заявке на выдачу патента Японии, № 2001-285928, затем будет описан со ссылкой на фиг.12.
В этом способе управления произвольным доступом информация для контроля столкновений устанавливается вместе с другими данными в кадре нисходящего потока с базовой станции на мобильную станцию. Эта информация контроля столкновений содержит следующий контент:
1) Информацию I/B, обозначающую разрешение/сдерживание передачи мобильной станцией в промежуток времени восходящего потока (относительно того же самого номера кадра).
2) Информацию R/N, указывающую принят или нет сигнал восходящего потока, имеющий номер третьего предшествующего кадра; и
3) Информацию мобильной станции, указывающую из какой мобильной станции был принят сигнал восходящего потока, имеющий номер третьего предшествующего кадра.
Согласно варианту осуществления, описанному в выложенной заявке на выдачу патента Японии, № 2001-285928, мобильная станция снабжается информацией I/B в трехбитной форме. Детализация этой информации I/B является такой, как описанная ниже.
000: Сдерживание 1 передачи («Сдерживание 1» на фиг.8 этой публикации). Есть только один оставшийся сигнал кадра передачи восходящего потока с мобильной станции, наделенной правом передачи.
001: Сдерживание 2 передачи («Сдерживание 2» на фиг.8). Заключительный кадр восходящий передачи был принят или возникла ошибка при приеме сигнала кадра передачи восходящего потока.
010: Сдерживание 3 передачи («Сдерживание 3» на фиг.8). Кадр восходящей передачи, включающий в себя запрос передачи, был принят с мобильной станции.
100: Предоставление права передачи («Предоставление» на фиг.8). Предоставление права передачи мобильной станции, которая передала сигнал кадра передачи восходящего потока запроса передачи без столкновения или ошибки.
101: Разрешение передачи обозначенной мобильной станции («Разрешение» на фиг.8). Состояние, в котором конкретной мобильной станции предоставлено право передачи.
111: Имеется в распоряжении («Имеется в распоряжении» на фиг.8). Состояние, в котором допущена передача сигнала кадра передачи восходящего потока с любой мобильной станции.
Фиг.12 показывает пример передачи и приема кадров восходящего потока и нисходящего потока в случае, когда каждая мобильная станция MA и MB передает четыре последовательных кадра.
Операции для этой передачи и приема будут описаны ниже, в качестве примера, со ссылкой на фиг.12.
Когда мобильная станция MA принимает кадр нисходящего потока (предполагается, что он является первым кадром #1 нисходящего потока) с базовой станции, она определяет, что I/B имеет значение «Имеется в распоряжении», и начинает передачу. Число элементов информации в 4 кадра также записывается в передаваемых данных.
Базовая станция обнаруживает сигнал в момент времени T1, в который мобильная станция MA начинает передачу, и делает I/B «Сдерживанием 3 передачи», хотя прием головного кадра не завершен. После приема полного головного кадра передачи с мобильной станции MA базовая станция определяет, являются или нет данные, переданные с мобильной станции МА, непрерывно следующими друг за другом данными. В этом примере, поскольку число элементов информации больше, чем 1, и поскольку передаваемые данные являются последовательными данными, базовая станция предоставляет право передачи мобильной станции MA в момент времени T2 и делает I/B «Выдачей права передачи», и делает информацию мобильной станции обозначающей мобильную станцию МА. Когда мобильная станция МА принимает третий кадр #3, включающий в себя эти элементы информации, с базовой станции, она определяет, что передача может быть продолжена, и передает все оставшиеся кадры. Мобильная станция МА после этого останавливает передачу, поскольку были переданы все кадры передачи.
С другой стороны, приблизительно в промежутке времени для второго кадра #2 нисходящего потока, мобильная станция MB содержит данные, которые должны быть переданы. Однако мобильная станция MB выполняет операцию ожидания, поскольку I/B в кадре нисходящего потока имеет значение «Сдерживание 3 передачи». В промежуток времени Т3, после завершения передачи мобильной станцией МА, мобильная станция МВ определяет, что I/B стал «Имеющимся в распоряжении», и начинает передачу.
Непатентный документ 1: Издания Института инженеров по электронике, информации и связи, том J76-B-II, № 3, стр. 157-165 «Idle-signal casting multiple access with partial echo (ICMA-PE)» («Множественный доступ с однократной проверкой незанятости и с частичным эхо-сигналом (ICMA-PE)»).
Патентный документ 1: Выложенная заявка на выдачу патента Японии, № 2001-285928
Традиционное управление произвольным доступом разделенного на временные интервалы ALOHA спроектировано с подразумеваемым способом TDMA. Однако затруднительно выполнять традиционное управление произвольным доступом разделенного на временные интервалы ALOHA в качестве управления для обработки на базовой станции содержимого данных, переданных с мобильной станции, и предоставления возможности отражения результата обработки при следующей передаче с мобильной станции, потому что передача и прием выполняются в FDMA непрерывно по времени.
В системе, в соответствии с ARIB STD-T61, мобильная станция может передавать три кадра без подтверждения приема базовой станцией. Следовательно, в этой системе мобильная станция может начинать передачу до того, как другая мобильная станция, выполняющая передачу, завершает передачу головных трех кадров, так что между кадрами восходящего потока часто возникает столкновение.
Во многих случаях реальной передачи с произвольным доступом с мобильных станций, количеством кадров является три или меньшее. При передаче трех кадров или менее, I/B кадров нисходящего потока с базовой станции не изменяется c I. Фактически, шансы управления посредством проверки сигнала незанятости ограничены.
Управление произвольным доступом, раскрытое в патентном документе 1, обладает некоторым эффектом в разрешении этих проблем. В управлении произвольным доступом, раскрытом в патентном документе 1, не происходит никаких столкновений между конкретной мобильной станцией и другими мобильными станциями, когда конкретная мобильная станция является непрерывно выполняющей передачу с правом передачи, предоставленным базовой станцией, но все до единой мобильные станции удерживаются в состоянии сдерживания передачи перед тем, как наделяются правом передачи. Следовательно, этот способ управления испытывает проблему в том, что является низкой пропускная способность. К тому же, это способ управления требует обнаружения переданного сигнала, когда мобильная станция начинает передачу головного кадра, немедленного предоставления информации контроля столкновений, отражающей результат этого обнаружения, и немедленного предоставления информации контроля столкновений, отражающей завершение приема одного из кадров передачи базовой станцией после завершения передачи этого кадра передачи.
Таким образом, нагрузка на базовую станцию велика, и существуют трудности в обеспечении конфигурации и управления базовой станции.
В способе управления, в соответствии с ARIB STD-Т61, и способе управления, раскрытом в патентном документе 1, мобильной станции необходимо выполнять управление передачей/приемом полнодуплексным способом. Однако мобильные станции, такие как устройства беспроводной связи для целей деловой деятельности при большой потребности в снижении цены, обыкновенно сконфигурированы для полудуплекса. Необходимо выполнять управление выдержкой времени в таких полудуплексных мобильных станциях, учитывая время переключения передачи-приема. Поэтому вышеописанные способы управления не могут быть применены к таким мобильным станциям.
Таким образом, эффективность традиционного управления произвольным доступом низка. Существует потребность в управлении произвольным доступом более высокой эффективности.
Настоящее изобретение было выполнено, принимая во внимание вышеописанные проблемы традиционной области техники, а цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать возможным управление произвольным доступом высокой эффективности и высокой пропускной способности.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать возможным управление произвольным доступом с пониженной нагрузкой управления.
Еще одна другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы сделать возможным управление произвольным доступом, применимое к мобильной станции полудуплексной конфигурации.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Чтобы достичь вышеописанных целей, согласно первому аспекту настоящего изобретения, предоставлена система мобильной связи, в которой базовая станция (11) и мобильные станции (12) выполняют связь посредством способа ALOHA с разделением на временные интервалы, система отличается тем, что предопределенное время смещения установлено между кадрами связи нисходящего потока с базовой станции на каждую мобильную станцию и кадрами связи восходящего потока с мобильной станции на базовую станцию;
базовая станция передает сигнал (I) разрешения передачи для разрешения передачи одного из кадров данных, когда конкретный один из кадров связи восходящего потока имеется в распоряжении, определяет, должна быть или нет разрешена непрерывная передача последующих данных по множеству кадров, если последующие данные появляются вслед за одним кадром данных, принятых на протяжении конкретного кадра с одной из мобильных станций, и передает сигнал (P) разрешения непрерывной передачи для разрешения непрерывной передачи, когда разрешена непрерывная передача; и
если каждая мобильная станция содержит данные, которые должны быть переданы, она передает один кадр данных в ответ на сигнал (I) разрешения передачи с базовой станции и передает последующие данные на протяжении большого количества следующих друг за другом кадров в кадрах связи восходящего потока, когда принимает сигнал (P) разрешения непрерывной передачи относительно переданного одного кадра данных.
Например, кадры связи восходящего потока с мобильной станции на базовую станцию задерживаются по отношению к кадрам связи нисходящего потока с базовой станции на мобильную станцию на временной период, больший, чем один кадр, и меньший, чем два кадра; базовая станция (11) передает сигнал (I) разрешения передачи на протяжении кадра в кадрах связи нисходящего потока, соответствующих первому кадру в кадрах связи восходящего потока, если первый кадр в кадрах связи восходящего потока имеется в распоряжении; если мобильная станция (12) содержит данные, которые должны быть переданы, она передает один кадр данных на протяжении первого кадра в кадрах связи восходящего потока, при приеме сигнала разрешения передачи на протяжении кадра, соответствующего первому кадру; принимается решение, должна быть разрешена или нет непрерывная передача последующих данных по множеству кадров, если последующие данные появляются вслед за одним кадром данных, принятых на протяжении конкретного кадра с мобильной станции, и сигнал (P) разрешения непрерывной передачи передается на протяжении второго кадра, спустя три кадра после кадра, соответствующего первому кадру, когда непрерывная передача разрешена; и когда мобильная станция принимает сигнал (P) разрешения непрерывной передачи на протяжении второго кадра в кадрах связи нисходящего потока, она передает последующие данные на протяжении множества следующих друг за другом кадров в кадрах связи восходящего потока, один головной из которых соответствует второму кадру.
Например, когда мобильная станция (12) принимает сигнал (P) разрешения непрерывной передачи, она передает последующие данные на протяжении следующих друг за другом кадров, не проверяя, преуспела или нет базовая станция в приеме.
Например, мобильная станция имеет конфигурацию полудуплексного типа, допускающую выборочное выполнение обработки передачи и обработки приема; и, когда мобильная станция принимает сигнал разрешения передачи в режиме приема, и если данные, которые должны быть переданы, существуют, она передает один кадр данных в кадре связи восходящего потока посредством выбора режима передачи вместо режима приема, после этого принимает кадр связи нисходящего потока посредством выбора режима приема, и, когда принимает сигнал разрешения непрерывной передачи, непрерывно передает последующие данные на протяжении множества кадров в кадрах связи восходящего потока посредством выбора режима передачи.
Например, базовая станция передает, вместе с сигналом (P) разрешения непрерывной передачи, информацию (R/N, CRC) в отношении того, нормально или нет принят один кадр данных с мобильной станции; и мобильная станция определяет, нормально или нет принят один кадр данных, переданных с мобильной станции, и передает последующие данные, если она определяет, что базовая станция принимает данные нормально.
Например, базовая станция передает информацию идентификации мобильной станции для идентификации одной из мобильных станций вместе с сигналом (P) разрешения непрерывной передачи; и мобильная станция передает последующие данные, когда информация идентификации мобильной станции обозначает мобильную станцию.
Например, мобильная станция (12) передает информацию для идентификации количества кадров последующих данных вместе с одним кадром данных; базовая станция (11) передает сигнал (B) сдерживания передачи для сдерживания передачи данных с других мобильных станций во время передачи последующих данных мобильной станцией на основе количества кадров последующих данных, сообщенного с мобильной станции; и мобильная станция, которая передала один кадр данных, среди мобильных станций, непрерывно передает последующие данные согласно сигналу разрешения непрерывной передачи, другие мобильные станции удерживают сами себя, в ответ на сигнал сдерживания передачи, от выполнения передачи данных во время передачи последующих данных.
Например, базовая станция передает сигнал (D) неразрешения непрерывной передачи, когда она не разрешает непрерывную передачу данных, последующих за одним кадром данных; и каждая мобильная станция определяет, приняла или нет базовая станция один кадр данных, переданных с мобильной станции, продолжает находиться в режиме ожидания передачи последующих данных после истечения предопределенного периода кадра, если она определяет, что базовая станция приняла данные, и если она приняла сигнал (D) неразрешения непрерывной передачи, и передает один головной кадр данных в последующих данных, если она принимает сигнал (I) разрешения передачи во время режима ожидания.
Например, если мобильная станция (12) не может принять сигнал (I) разрешения передачи во время предопределенного периода времени в случае, когда она содержит данные, которые должны быть переданы, она распознает неудачу при передаче, устанавливает время задержки, и снова выполняет обработку для ожидания приема сигнала разрешения передачи после истечения времени через время задержки.
Например, базовая станция включает в себя средство для определения, должна быть или нет разрешена непрерывная передача на основе условия потока обмена.
Чтобы достичь вышеописанных целей, согласно второму аспекту настоящего изобретения, предоставлена базовая станция для использования в системе беспроводной связи, в которой связь выполняется посредством способа ALOHA с разделением на временные интервалы, базовая станция отличается тем, что предопределенное время смещения установлено между кадрами связи нисходящего потока с базовой станции на мобильную станцию и кадрами связи восходящего потока с мобильной станции на базовую станцию, базовая станция содержит:
средство передачи сигнала разрешения передачи для передачи, на протяжении предопределенного кадра в кадрах связи нисходящего потока, сигнала (I) разрешения передачи для разрешения передачи одного кадра данных, когда один из кадров связи восходящего потока имеется в распоряжении;
средство приема для приема одного кадра данных, переданных с мобильной станции на протяжении одного из кадров связи восходящего потока, соответствующих предопределенному кадру; и
средство передачи сигнала разрешения непрерывной передачи для определения, должна быть разрешена или нет непрерывная передача следующих друг за другом двух или более кадров данных, если последующие кадры данных появляются вслед за принятым одним кадром данных, и передачи, на протяжении кадра связи нисходящего потока, информации (P) разрешения непрерывной передачи для разрешения непрерывной передачи, когда непрерывная передача разрешена.
Чтобы достичь вышеописанных целей, согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предоставлена мобильная станция для использования в системе мобильной связи, в которой связь выполняется посредством способа ALOHA с разделением на временные интервалы, мобильная станция отличается тем, что предопределенное время смещения установлено между кадрами связи нисходящего потока с базовой станции на мобильную станцию и кадрами связи восходящего потока с мобильной станции на базовую станцию, мобильная станция содержит:
средство приема сигнала разрешения передачи для приема сигнала (I) разрешения передачи с базовой станции;
средство передачи головных данных для передачи одного кадра головных данных на протяжении одного из кадров связи восходящего потока в ответ на сигнал разрешения передачи, если данные, которые должны быть переданы, существуют;
средство приема сигнала разрешения непрерывной передачи для приема одного из кадров связи нисходящего потока вслед за передачей головных данных, чтобы принимать сигнал разрешения непрерывной передачи; и
средство непрерывной передачи для непрерывной передачи последующих данных, последующих за головными данными, на протяжении большого количества кадров в кадрах связи восходящего потока в ответ на сигнал разрешения непрерывной передачи.
Чтобы достичь вышеописанных целей, согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предоставлен способ мобильной связи, в котором первое и второе устройство связи выполняют связь посредством способа ALOHA с разделением на временные интервалы, способ отличается тем, что предопределенное время смещения установлено между первыми кадрами связи из первого устройства связи во второе устройство связи и вторыми кадрами связи из второго устройства связи в первое устройство связи, и сигнал (I) разрешения передачи для разрешения передачи одного кадра данных, когда конкретный один из вторых кадров связи имеется в распоряжении, передается из первого устройства связи во второе устройство связи;
один кадр данных в трех или более кадрах данных, которые должны быть переданы, передается из второго устройства связи в первое устройство связи в ответ на сигнал (I) разрешения передачи;
принимается решение на основе одного кадра данных в отношении того, должна быть разрешена или нет непрерывная передача данных, последующих за одним кадром данных, по большому количеству кадров;
информация (P) разрешения непрерывной передачи для разрешения непрерывной передачи передается из первого устройства связи во второе устройство связи, когда непрерывная передача разрешена; и
последующие данные передаются на протяжении большого количества следующих друг за другом кадров во вторых кадрах связи в ответ на сигнал (P) разрешения непрерывной передачи.
Чтобы достичь вышеописанных целей, согласно пятому аспекту настоящего изобретения, предоставлен носитель, на котором записана компьютерная программа, компьютерная программа дает возможность компьютеру, обладающего функцией связи, функционировать в качестве базовой станции для использования в системе мобильной связи, в которой время смещения установлено между кадрами связи нисходящего потока с базовой станции на мобильную станцию и кадрами связи восходящего потока с мобильной станции на базовую станцию, и в которой связь выполняется посредством способа ALOHA с разделением на временные интервалы, причем базовая станция содержит:
средство передачи сигнала разрешения передачи для передачи, на протяжении предопределенного кадра в кадрах связи нисходящего потока, сигнала (I) разрешения передачи для разрешения передачи одного кадра данных, когда один из кадров связи восходящего потока имеется в распоряжении;
средство приема для приема одного кадра данных, переданного с мобильной станции на протяжении одного из кадров связи восходящего потока, соответствующих предопределенному кадру; и
средство передачи сигнала разрешения непрерывной передачи для определения, должна быть разрешена или нет непрерывная передача следующих друг за другом двух или более кадров данных, если последующие кадры данных появляются вслед за принятым одним кадром данных, и передачи, на протяжении кадра связи нисходящего потока, информации (P) разрешения непрерывной передачи для разрешения непрерывной передачи, когда непрерывная передача разрешена.
Чтобы достичь вышеописанных целей, согласно шестому аспекту настоящего изобретения, предоставлен носитель, на котором записана компьютерная программа, компьютерная программа дает возможность компьютеру, обладающего функцией связи, функционировать в качестве мобильной станции для использования в системе мобильной связи, в которой время смещения установлено между кадрами связи нисходящего потока с базовой станции на мобильную станцию и кадрами связи восходящего потока с мобильной станции на базовую станцию, и в которой связь выполняется посредством способа ALOHA с разделением на временные интервалы, причем мобильная станция содержит:
средство приема сигнала разрешения передачи для приема сигнала (I) разрешения передачи с базовой станции;
средство передачи головных данных для передачи одного кадра головных данных на протяжении одного из кадров связи восходящего потока в ответ на сигнал разрешения передачи, если данные, которые должны быть переданы, существуют;
средство приема сигнала разрешения непрерывной передачи для приема одного кадра связи нисходящего потока вслед за передачей головных данных, чтобы принимать сигнал разрешения непрерывной передачи; и
средство непрерывной передачи для непрерывной передачи последующих данных, следующих за головными данными, на протяжении множества кадров в кадрах связи восходящего потока в ответ на сигнал разрешения непрерывной передачи.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению может быть достигнуто управление произвольным доступом высокой эффективности и высокой пропускной способности.
Согласно настоящему изобретению также может быть достигнуто управление произвольным доступом с пониженной нагрузкой управления.
Настоящее изобретение также может быть применено к мобильной станции полудуплексной конфигурации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - диаграмма, показывающая конфигурацию системы мобильной связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - структурная схема, показывающая пример конфигурации базовой станции, показанной на фиг.1.
Фиг.3 - структурная схема, показывающая пример конфигурации мобильной станции, показанной на фиг.1.
Фиг.4 - диаграмма, показывающая структуры кадров восходящего потока и нисходящего потока, сформированных системой мобильной связи, показанной на фиг.1.
Фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа для разъяснения основного функционирования базовой станции.
Фиг.6 - блок-схема алгоритма последовательности операций способа для разъяснения основного функционирования мобильной станции.
Фиг.7 - временная диаграмма для разъяснения примера функционирования системы мобильной связи.
Фиг.8 - временная диаграмма для разъяснения примера функционирования системы мобильной связи.
Фиг.9 - временная диаграмма для разъяснения примера функционирования системы мобильной связи.
Фиг.10 - блок-схема алгоритма последовательности операций способа для разъяснения примера применения функционирования базовой станции.
Фиг.11 - временная диаграмма для разъяснения примера функционирования традиционной системы мобильной связи; и
Фиг.12 - временная диаграмма для разъяснения примера функционирования традиционной системы мобильной связи.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Управление произвольным доступом согласно варианту осуществления настоящего изобретения будет описано со ссылкой на чертежи касательно примера системы мобильной беспроводной связи, к которой применяется это управление произвольным доступом.
Система мобильной беспроводной связи, к которой применено управление произвольным доступом согласно этому варианту осуществления, составлена из, как показано на фиг. 1, базовой станции 11 и большого количества мобильных станции 12, продолжающих находиться в зоне связи вокруг базовой станции 11.
Базовая станция 11 соединена с другими базовыми станциями 11 через сеть. Базовая станция 11 и каждая мобильная станция 12 выполняют различные операции управления, относящиеся к связи обыкновенных портативных телефонов. Однако, следующее описание выполнено главным образом из частей, относящихся к управлению произвольным доступом.
Базовая станция 11 является устройством, поддерживающим способ полнодуплексной связи в способе FDM (мультиплексирования с частотным разделением). Как показано на фиг. 2, базовая станция 11 содержит секцию 101 управления, секцию 102 хранения, секцию 103 приема, секцию 104 передачи и антенну 105.
Секция 101 управления состоит из ЦП (центрального процессора, CPU) и других компонентов. Секция 101 управления выполняет управление связью посредством исполнения рабочей программы, хранимой в секции 102 хранения.
Секция 101 управления содержит, в качестве компонентов, относящихся к произвольному доступу, секцию 111 передачи/приема данных, секцию 112 анализа информации заголовка, секцию 113 формирования информации контроля столкновений, секцию 114 вычисления CRC и счетчик 115 резервирования.
Секция 111 передачи/приема данных управляет передачей/приемом данных между базовой станцией и мобильными станциями 12.
Секция 112 анализа информации заголовка, например, анализирует информацию заголовка, вставленную в принятый кадр (данные, переданные на покадровой основе с мобильной станции 12) и определяет, является кадр или нет головным кадром, и общее количество кадров, которые должны быть переданы (число элементов данных).
Секция 113 формирования информации контроля столкновений формирует информацию контроля столкновений, которая должна быть передана всем мобильным станциям 12 в зоне связи, чтобы управлять мобильными станциями 12, с тем чтобы, постоянно, мобильные станции не передавали данные одновременно. Информация контроля столкновений будет описана подробно.
Секция 114 вычисления CRC, например, выполняет обработку для проверки CRC-кода в принятых данных.
Счетчиком 115 резервирования является счетчик для подсчета количества принятых кадров оставшихся данных, когда большое количество кадров данных подряд принимаются одной конкретной из мобильных станций 12.
Секция 102 хранения хранит рабочую программу, постоянные данные, и тому подобное, для секции 101 управления.
Секция 103 приема принимает данные с каждой мобильной станции 12 через антенну 105, выполняет демодуляцию для восстановления данных, например, посредством преобразования данных в основнополосный сигнал, и поставляет данные в секцию 101 управления.
Секция 104 передачи принимает из секция 101 управления данные (основнополосный сигнал), которые должны быть переданы на мобильные станции 12, модулирует сигнал, который должен быть передан этими данными, усиливает сигнал и передает сигнал через антенну 105.
Каждая мобильная станция 12 является устройством, поддерживающим способ полнодуплексной связи в способе FDMА. Как показано на фиг.3, каждая мобильная станция 12 содержит секцию 201 управления, секцию 202 хранения, секцию 203 приема, секцию 204 передачи и антенну 205.
Секция 201 управления состоит из ЦП (центрального процессора), ЦСП (цифрового сигнального процессора, DSP) и других компонентов. Секция 201 управления выполняет управление связью посредством исполнения рабочей программы, хранимой в секции 202 хранения.
Секция 201 управления содержит, в качестве компонентов, относящихся к произвольному доступу, секцию 211 передачи/приема данных, секцию 212 анализа информации заголовка, таймер 213 ожидания начала передачи, секцию 213 случайной задержки, счетчик 215 ожидания резервирования и счетчик 216 повторного цикла.
Секция 211 передачи/приема данных управляет передачей/приемом данных между мобильной станцией и базовой станцией 11.
Секция 212 анализа информации заголовка анализирует информацию заголовка, вставленную в принимаемый кадр (данные, переданные на покадровой основе с базовой станции 11), и получает, например, информацию контроля столкновений, содержащуюся в информации заголовка.
Таймер 23 ожидания начала передачи отсчитывает время, истекшее после начала попытки передачи данных секцией 201 управления.
Секция 214 случайной задержки содержит функцию формирования случайных чисел для определения времени случайной задержки и таймер для измерения времени (времени задержки), соответствующего сформированному случайному числу. Когда происходит событие, при котором, после передачи головного кадра мобильной станцией 12, базовая станция 11 не может должным образом принять этот кадр, секция 214 случайной задержки определяет момент времени для повторной передачи головного кадра.
Счетчик 215 ожидания резервирования отсчитывает, в случае, когда данные, которые должны быть переданы, являются множеством кадров, количество кадров до тех пор, пока не произведено «резервирование» для непрерывной передачи оставшихся данных после передачи головного кадра и после того, как базовая станция 11 должным образом приняла головной кадр.
Счетчик 216 повторного цикла отсчитывает количество следующих друг за другом возникновений события, в котором после передачи головного кадра мобильной станцией 12 базовая станция 11 не может должным образом принять кадр.
Секция 202 хранения хранит рабочую программу, постоянные данные, и тому подобное, для секции 201 управления.
Секция 203 приема принимает данные с базовой станции 11 через антенну 205, выполняет демодуляцию для восстановления данных, например, посредством преобразования данных в основнополосный сигнал, и поставляет данные в секцию 201 управления.
Секция 204 передачи принимает из секции 201 управления данные (основнополосный сигнал), которые должны быть переданы на базовые станции 11, модулирует сигнал, который должен быть передан этими данными, усиливает сигнал и передает сигнал через антенну 205.
Способ произвольного доступа, выполняемый между таким образом скомпонованными базовой станцией 11 и мобильными станциями 12, предполагается способом ALOHA с разделением на временные интервалы, основанным на способе ICMA-PE в системе FDM/FDMA, воспринимающей структуру кадра, такую как показанная на фиг.4.
То есть, время смещения передачи-приема, в целом соответствующее периоду в 1,5 кадра, обеспечено между сигналом нисходящего потока (кадром нисходящего потока) и сигналом восходящего потока (кадром восходящего потока), а номера кадров назначены кадрам соответственно.
Мобильная станция 12 принадлежит к полудуплексному типу связи, не допускающему выполнение приема при выполнении передачи и не допускающему выполнение передачи при выполнении приема. Следовательно, мобильная станция 12 выполняет (устанавливает) операцию приема (режим приема) и операцию передачи (режим передачи) в разные моменты времени, между которыми вставлено время переключения, и является переключаемой так, что период для операции приема включает в себя некоторые из периодов кадров для кадров нисходящего потока, а период режима передачи включает в себя некоторые из периодов кадров для кадров восходящего потока.
Сигнал, переданный с базовой станции 11 на мобильную станцию 12 (кадр нисходящего потока), включает в себя информацию для контроля столкновений, а также другие элементы данных. Эта информация контроля столкновений содержит следующий контент:
1) информацию I/B, указывающую, имеется в распоряжении или нет время восходящего потока (относительно того же номера кадра);
2) информацию R/N, указывающую, принят или нет сигнал восходящего потока, имеющий номер третьего предшествующего кадра;
3) информацию P/D, указывающую, разрешена или нет непрерывная передача со следующего промежутка времени восходящего потока (относительно того же номера кадра); и
4) информацию PE, указывающую частичный эхо-сигнал сигнала восходящего потока, имеющего номер третьего предшествующего кадра.
Далее будут описаны операции в случае, когда передача/прием данных выполняется между мобильными станциями 12 и базовой станцией 11 посредством использования такой структуры кадра.
Функционирование базовой станции 11 будет описано со ссылкой на блок-схему алгоритма последовательности операций способа по фиг.5.
Базовая станция 11 многократно выполняет обработку, показанную на фиг.5.
В базовой станции 11 секция 102 приема принимает данные, переданные с одной из мобильных станций 12, через антенну 105, восстанавливает данные посредством демодуляции и поставляет данные в секцию 101 управления. Секция 101 управления проверяет CRC в секции 114 вычисления CRC, чтобы определить корректно или нет приняты принимаемые данные (этап S11).
Если какие-либо данные приняты, и если данные приняты корректно (этап S11; Да), секция 101 управления устанавливает R/N в данных, которые должны быть переданы в следующем кадре ((n+3)-ем кадре, если принятые данные являются n-ым кадром) нисходящего потока, в R, указывающее, что данные были приняты, и устанавливает PE в данных в вычисленное значение CRC принятых данных (этап S12).
Если секция 101 управления определяет на этапе S11, что не принято никаких данных или данные не были приняты корректно (этап S11; Нет), она устанавливает RN в данных, которые должны быть переданы в следующем кадре нисходящего потока, в N, указывающее, что не принято никаких данных, и устанавливает PE в данных в «0» (этап S13).
Вслед за этапом S12 или S13 секция 101 управления определяет, посредством секции 112 анализа информации заголовка, по информации заголовка в принятых данных, является или нет принятый кадр головным кадром и есть или нет какой-либо оставшийся кадр (этап S14).
Если секция 101 управления определяет, что принятые данные не являются головным кадром или что нет оставшегося кадра (этап S14; Нет), она устанавливает P/D в данных, которые должны быть переданы в следующем кадре нисходящего потока, в D для неразрешения последующего приема (сигнал неразрешения непрерывной передачи) (этап S15).
Если секция 101 управления определяет на этапе S14, что принятые данные являются головным кадром, и существует один или более оставшихся кадров (этап S14; Да), она определяет, по значению счетчика 115 резервирования, указывающему количество оставшихся кадров, установлено или нет резервирование для передачи данных одной из мобильных станций с использованием следующего кадра восходящего потока (этап S16). Если есть резервирование (этап S16; Да), секция 101 управления продвигает последовательность операций до вышеупомянутого этапа S15 для приема зарезервированной передачи. Если нет резервирования (этап S16; Нет), секция 101 управления устанавливает P/D в данных, которые должны быть переданы в следующем кадре нисходящего потока, в P, для разрешения непрерывной передачи (этап S17) и устанавливает количество оставшихся кадров (общее количество кадров передачи, полученное секцией 112 анализа информации заголовка - 1) в счетчике 115 резервирования (этап S18).
Вслед за этапом S16 или S18 секция 101 управления снова определяет существует или нет резервирование для непрерывной передачи (этап S19). Если секция управления определяет, что нет резервирования (этап S19; Нет), она устанавливает I/B, которая должна быть передана в следующем нисходящем кадре, в I (следующий кадр имеется в распоряжении) (этап S20). Если секция 101 управления определяет, что существует резервирование (этап S19; Да), она проверяет значение счетчика 115 резервирования (этап S21). Если значением счетчика 115 резервирования является «1», секция 101 управления отменяет резервирование (посредством установления значения счета счетчика 115 резервирования в 0), поскольку зарезервированная передача данных завершается передачей восходящего потока в следующем кадре (этап S22). Если значением счетчика 115 резервирования является не «1», секция 101 управления уменьшает значение счета счетчика 115 резервирования на 1 (этап S23).
После обработки на этапе S22 или S23 секция 101 управления устанавливает I/B, которая должна быть передана в следующем нисходящем кадре, в B (сдерживание передачи) (этап S24).
После начала периода следующего кадра секция 101 управления передает через секцию 104 передачи информацию контроля столкновений, включающую в себя R/N и PE, установленные на этапе S12 или 13, и I/B, установленную на этапе S15 или S24 (этап S25), и дополнительно передает порцию данных в следующем кадре (этап S26).
Секция 101 управления многократно выполняет вышеописанную операцию.
С другой стороны, секция 201 управления в мобильной станции 12 начинает обработку управления произвольным доступом, показанную на фиг. 6, например, в ответ на прерывание таймера, или тому подобное, в течение периода, когда режимом работы является режим приема.
Секция 201 управления сначала определяет, есть или нет какие-нибудь данные, которые должны быть переданы (этап S31). Данные, которые должны быть переданы, сохранены заранее в секции 202 хранения, будучи разделенными на пакеты, каждый из которых является блоком, который должен быть передан в одном кадре. Каждый пакет включает в себя информацию заголовка и полезную нагрузку. Полезная нагрузка включает в себя фактические данные, которые должны быть переданы, и информацию CRC.
Если секция 201 управления определяет, что есть данные, которые должны быть переданы (этап S31; Да), она устанавливает 0 в счетчике 216 повторного цикла и устанавливает предопределенное значение в счетчике 215 ожидания резервирования (этап S32). Впоследствии секция 201 управления активирует таймер 213 ожидания начала передачи и заставляет этот таймер начать измерение истечения времени (этап S33).
Впоследствии секция 201 управления определяет, имеет ли I/B в информации контроля столкновений, принятой в непосредственно предшествующем кадре нисходящего потока, значение I (имеется в распоряжении) или B (неразрешение передачи) посредством секции 212 анализа информации заголовка (этап S34).
Если секция 201 управления определяет, что I/B=I, то есть, следующий кадр восходящего потока имеется в распоряжении (пустой кадр), она заставляет секцию 211 передачи/приема данных передавать, через секцию 204 передачи, пакетные данные, соответствующие первому одному кадру в данных, еще не переданных в данных, которые должны быть переданы (этап S35). Кроме того, секция 201 управления увеличивает счетчик 216 повторного цикла на 1 (этап S35).
Впоследствии секция 210 управления меняет режим передачи/приема на режим приема, ожидает приема следующего кадра нисходящего потока и принимает следующий кадр нисходящего потока (этап S36).
Если секция 201 управления определяет, что I/B=B на этапе S34, она определяет, достигло или нет заданного значения значение счета таймера 213 ожидания начала передачи, активированного на этапе S33, то есть истек ли предопределенный период времени (этап S37). Если предопределенный период времени не истек (этап S37; Нет), секция 201 управления меняет режим передачи/приема на режим приема, ожидает приема следующего кадра нисходящего потока, принимает следующий кадр нисходящего потока (этап S38) и возвращается на этап S34.
Если секция 201 управления определяет на этапе S37, что предопределенный период времени истек (этап S37; Да), она распознает несостоятельность передачи и выполняет подходящую обработку (этап S39).
Когда секция 201 управления принимает следующий кадр нисходящего потока через секцию 203 приема на этапе S36, она определяет, имеет ли R/N, в принятой информации управления столкновением, значение R (базовая станция 11 содержит принятые данные) или N (базовая станция 11 не содержит принятых данных), посредством секции 212 анализа информации заголовка (этап S40).
Если R/N=R, то есть, базовая станция 11 приняла некоторые данные в предыдущем кадре восходящего потока (этап S40; R), секция 201 управления определяет, совпадают или нет друг с другом PE, содержащаяся в принятом кадре, и вычисленное значение CRC данных головного кадра, переданных в предыдущем кадре восходящего потока на этапе S35 (этап S41).
Результат определения «принятая PE = Переданное значение вычисленного CRC» (этап S41; Да) означает, что базовая станция 11 нормально приняла головной кадр, переданный на этапе S35 (R/N=R), и передала соответствующий ответ. То есть, пунктом назначения данных в кадре нисходящего потока, принятом сейчас, является эта мобильная станция.
Впоследствии секция 201 управления определяет, есть или нет какие-нибудь оставшиеся данные, которые должны быть переданы (этап S42). Если нет никаких данных, которые должны быть переданы (этап S42; Нет), последовательность операций передачи завершается.
Если есть какие-то оставшиеся данные, которые должны быть переданы (этап S42; Да), секция 201 управления определяет, имеет ли P/D, содержащаяся в принятом кадре, значение P (разрешение непрерывной передачи), или D (неразрешение непрерывной передачи) (этап S43). Если результатом решения является Р, секция 201 управления меняет режим работы на режим передачи и передает следующий кадр данных (этап S44). После этого секция 201 управления определяет, есть или нет какие-нибудь оставшиеся данные, которые должны быть переданы (этап S45). Если нет никаких данных, которые должны быть переданы (этап S45; Нет), последовательность операций передачи завершается.
Если есть некоторые оставшиеся данные, которые должны быть переданы, секция 201 управления возвращается на этап S44 и подряд передает данные в следующем кадре восходящего потока. В этом случае режим передачи поддерживается в качестве режима работы мобильной станции 12.
Если секция 201 управления определяет на этапе S43, что P/D=D, она принимает следующий кадр нисходящего потока посредством поддержания в рабочем состоянии режима приема (этап S46), не передавая никакие данные в следующем кадре восходящего потока, и определяет, имеет ли I/B в информации контроля столкновений в принятом кадре значение I (имеется в распоряжении) или B (неразрешение передачи) (этап S47). Если секция 201 управления определяет, что I/B=B, то есть следующее время восходящего потока имеется в распоряжении, она возвращается на вышеописанный этап S35, чтобы передавать данные в головном кадре.
Если секция 201 управления определяет на этапе S47, что I/B=B, она определяет, достигло или нет количество раз, когда обработка имеет результатом неудачу, количества, заданного заранее, то есть количества, заданного в счетчике 215 ожидания резервирования (этап S48). Если заданное количество не было достигнуто (этап S48; Да), секция 201 управления уменьшает значение счетчика 215 ожидания резервирования на 1 (этап S49) и возвращается на этап S46. Если секция 201 управления определяет, что количество раз, когда обработка имеет результатом неудачу в передаче данных, достигло количества, заданного заблаговременно, то есть количества, установленного в счетчике 215 ожидания резервирования (этап S46; Да), она распознает несостоятельность передачи и выполняет предопределенную обработку (этап S50).
Если результатом решения на этапе S40 является R/N=N, или, если результатом решения на этапе S41 является то, что принятая PE не совпадает с переданным значением CRC, она указывает, что данные в головном кадре, переданном на этапе S35, по какой-то причине не были нормально приняты базовой станцией 11. То есть, R/N=N указывает, что все данные не были приняты, и результат, что принятая PE не совпадает с переданным значением CRC, указывает, что были приняты данные от одной из других мобильных станций, или были приняты данные, переданные на этапе S35, наряду с тем, что некоторое количество из содержимого данных является распознанным ошибочно. В этом случае секция 201 управления определяет, достигло или нет значение счета счетчика 216 повторного цикла, то есть количество раз, когда передается головной кадр (время повторного цикла), количества, заданного заранее (этап S51).
Если количество раз, когда передан головной кадр, достигло количества, заданного заранее (этап S51; Да), секция 201 управления распознает несостоятельность передачи и выполняет предопределенную обработку (этап S39).
Если значение счета счетчика 216 повторного цикла не достигло заданного значения, секция 201 управления произвольным образом определяет время задержки формированием случайного числа посредством секции 215 случайной задержки для того, чтобы снова передавать головной кадр, измеряет время задержки (этап S52) и после этого возвращается на этап S33.
Вышеописанные конфигурации базовой станции 11 и мобильных станций 12 и вышеописанная операция произвольного доступа, выполненная между базовой станцией 11 и мобильными станциями 12, гарантируют, что даже в FDMA, в котором передача и прием выполняются непрерывно по времени, каждая мобильная станция 12 может обратиться к информации P/D, указывающей, разрешена или нет непрерывная передача, и может находиться в режиме ожидания передачи. Следовательно, может быть предоставлено достаточное время для управления на базовой станции 11, а последовательность операций управления может быть упрощена.
Мобильная станция 12 проверяет, была или нет согласована базовой станцией 11 передача переданного головного кадра (или единственного кадра перед тем, как выдано разрешение непрерывной передачи). Если мобильная станция 12 определяет, что передача была согласована, она передает последующие данные. Поэтому не происходит никаких бесполезных столкновений между множеством мобильных станций 12.
Даже в течение периода времени для двух кадров непосредственно после приема головного кадра с одной из мобильных станций 12 все мобильные станции 12 могут передавать данные на базовую станцию 11. Следовательно, пропускная способность является высокой.
Возможно управлять, относительно промежутков времени, включающих в себя время переключения, даже мобильной станцией 12, скомпонованной в качестве полудуплексного типа, или тому подобного, неспособного выполнять передачу и прием одновременно.
Основные виды различных условий для выполнения вышеописанного управления произвольным доступом совокупно описаны ниже.
1) Предусловия
1-1) Используется способ ALOHA управления произвольным доступом с разделением на временные интервалы для мобильной связи.
1-2) Базовая станция 11 относится к FDM, в то время как каждая мобильная станция относится к FDMA.
1-3) Время смещения передачи-приема задано между передачей и приемом в структуре кадра, сформированной базовой станцией 11 и мобильной станцией 12.
1-4) Информация контроля столкновений размещена в кадре управляющих данных нисходящего потока, передаваемых с базовой станции.
1-5) Базовая станция уведомляет информацией контроля столкновений все мобильные станции.
1-6) Информация контроля столкновений включает в себя информацию «наличия в распоряжении/сдерживания» (I/B) в отношении того, является или нет имеющимся в распоряжении кадр восходящего потока или запрещенным для передачи.
1-7) Информация контроля столкновений включает в себя информацию «приема/неприема» (R/N), указывающую, принят или нет базовой станцией 11 сигнал восходящего потока.
1-8) Информация контроля столкновений включает в себя информацию «принятых данных» (PE), указывающую, какой мобильной станции доставляется информация.
1-9) Мобильная станция может определять, нормально или нет приняты базовой станцией данные, переданные с нее самой, посредством анализа информации «приема/неприема» и информации «принятых данных» в информации контроля столкновений.
1-10) Данные, переданные с мобильной станции 12, включают в себя данные, указывающие количество кадров (например, общее количество кадров и количество оставшихся кадров) перед завершением передачи полной информации.
1-11) Информация «принятых данных» является результатами решения CRC, произведенного в базовой станции 11 над данными кадра, переданными с мобильных станций.
2) Условия в этом варианте осуществления
2-1) Информация контроля столкновений включает в себя информацию «разрешения/неразрешения непрерывной передачи», указывающую, разрешена или нет непрерывная передача кадров восходящего потока.
2-2) Информация «наличия в распоряжении/сдерживания» в информации контроля столкновений является информацией по кадру восходящего потока, имеющему тот же номер, как и у кадра, посредством которого уведомляется информация контроля столкновений.
2-3) Информация «приема/неприема» в информации контроля столкновений является информацией по сигналу восходящего потока, имеющему номер третьего предшествующего кадра относительно номера кадра, посредством которого информация уведомляется.
2-4) Информация «разрешения/неразрешения непрерывной передачи» в информации контроля столкновений является информацией по кадру восходящего потока, имеющему тот же номер кадра, как и у кадра, посредством которого передается информация.
2-5) Информация «принятых данных» в информации контроля столкновений является информацией по сигналу восходящего потока, имеющему номер третьего предшествующего кадра относительно номера кадра, посредством которого уведомляется информация контроля столкновений.
2-6) Мобильная станция 12 может передавать единственный кадр (пакет), когда информация «наличия в распоряжении/сдерживания» обозначает наличие в распоряжении.
2-7) Если мобильная станция 12 определяет, что единственный кадр, переданный с нее самой, принят базовой станцией, и, если информация «разрешения/неразрешения непрерывной передачи» обозначает разрешение непрерывной передачи, мобильная станция 12 может непрерывно передавать кадры со следующей передачи.
2-8) Если мобильная станция 12 определяет, что единственный кадр, переданный с нее самой, принят базовой станцией, и, если информация «разрешения/неразрешения непрерывной передачи» обозначает неразрешение непрерывной, мобильная станция 12 может активировать «счетчик ожидания резервирования», изменяемый на покадровой основе, и может быть в режиме ожидания передачи до завершения работы «счетчика ожидания резервирования».
2-9) После завершения работы «счетчика ожидания резервирования» распознается несостоятельность произвольного доступа и произвольный доступ подвергается повторной попытке.
Вышеописанные операции будут описаны на основе конкретного примера.
Сначала, со ссылкой на фиг.7, будет описан пример операций в случае, когда одна мобильная станция передает один кадр данных без столкновения с другими мобильными станциями.
Буквы алфавита, соответственно показывающие в кадрах нисходящего потока указанные обозначения I/B, R/N, P/D и PE. Например, «I, N, D, 0», введенные здесь, означают, что I/B=I (время восходящего потока имеется в распоряжении); R/N=N (восходящий сигнал, имеющий номер третьего предшествующего кадра, не был принят); P/D=D (непрерывная передача со следующего промежутка времени восходящего потока не разрешена); и содержимым PE является 0.
В примере, показанном на фиг.7, I/B, содержащаяся в информации контроля столкновений, принятой на протяжении кадра #0 нисходящего потока, имеет значение I, то есть, кадр #0 восходящего потока имеется в распоряжении. Секция 201 управления передает через секцию 204 передачи информацию, которая должна быть передана, а также результат (А) CRC. В это время информация заголовка включает в себя общее количество групп данных (количество временных интервалов: 1, в этом случае).
Базовая станция 11 принимает через антенну 105 данные, переданные с мобильной станции 12, восстанавливает данные посредством демодуляции в секции 103 приема и поставляет данные в секцию 101 управления.
Секция 101 управления анализирует принятые данные и подтверждает, был ли прием завершен без ошибки, например, посредством выполнения проверки CRC. Если прием был завершен корректно, секция 101 управления устанавливает R/N в информации управления столкновением в R, задает результат вычисления CRC по принятым данным в качестве PE и передает третий кадр #3 нисходящего потока при включении в состав этих информационных элементов.
Мобильная станция 12 принимает кадр #3 нисходящего потока, демодулирует и анализирует принятый кадр и определяет по R/N, преуспела или нет базовая станция 11 в приеме. В примере, показанном на фиг.7, секция 201 управления определяет, что базовая станция 11 приняла данные, поскольку R/N имеет значение R. Кроме того, секция 201 управления определяет, что базовая станция 11 приняла данные корректно, по информации, указывающей, что PE имеет значение A, и что CRC по переданным данным также имеет значение А, и, тем самым, различает, что передача закончилась успешно.
Пример операций в случае, когда мобильная станция 12 передает один кадр данных, но, вследствие столкновения передаваемых данных с другой мобильной станцией 12 и определенного условия радиосвязи, результатом является неудача передачи на базовую станцию 11, далее будет описан со ссылкой на фиг.8.
Будет рассмотрена ситуация, в которой мобильная станция МА принимает I/B в момент времени T1; принятая I/B имеет значение I; поэтому мобильная станция MA начинает передачу; мобильная станция MB одновременно тоже начинает передачу; происходит столкновение между мобильными станциями; данные с мобильной станции MB достигают базовой станции 11.
Базовая станция 11 устанавливает R/N в R, устанавливает PE в «B», которое является таким же, как вычисленное значение CRC, переданное с мобильной станции B, и уведомляет (передает) в момент времени T2, спустя три кадра.
Мобильные станции MA и MB принимают информацию столкновения в момент времени T2. Мобильная станция MA определяет несостоятельность передачи, тогда как мобильная станция MB определяет успех передачи.
Из-за несостоятельности передачи мобильная станция МА задает случайную задержку, выполняет повторную передачу в момент времени T3, и тоже законченную неудачей в достижении передачи базовой станции 11, вследствие плохих условий радиосвязи. Соответственно, базовая станция 11 уведомляет в момент времени T4 посредством установления R/N в N, а PE - в 0. Мобильная станция МА, тем самым, различает несостоятельность передачи, снова выполняет повторную передачу в момент времени T5 после произвольной задержки и преуспевает в передаче в момент времени T6, в который R/N становится R, а CRC в PE становится «А» в качестве совпадающего результата, таким образом завершая произвольный доступ.
Далее, со ссылкой на фиг.9, будет описан пример контроля столкновений в случае, когда мобильные станции МА и МВ передают четыре следующих друг за другом группы данных.
Предполагается, что в этом примере, когда базовая станция 11 передает данные конкретной мобильной станции 12, информация, указывающая мобильную станцию 12 в качестве пункта назначения, включена в передаваемые данные.
Базовая станция 11 сначала устанавливает R/N=N и РЕ=0 в с 0-го по второй кадрах с #0 по #2, поскольку нет события приема тремя кадрами ранее (этап S13), а также устанавливает P/D=P согласно определению, что нет резервирования (этап S17).
Мобильная станция МА имеет в распоряжении данные, которые должны быть переданы (этап S31 на фиг.6; Да), а I/B в принятом 0-ом кадре #0 имеет значение I (этап S34; I). Поэтому мобильная станция MA передает пакет головного кадра в пакетах данных, соответствующих четырем кадрам, не переданным до сих пор (этап S35). Этот пакет включает в себя, в качестве информации в информации заголовка, информацию, указывающую, что отправителем является МА, информацию, указывающую, что пакет является головным кадром, и информацию, указывающую, что общим числом элементов информации является 4 и есть три оставшихся кадра. К тому же 11 добавляется в качестве информации CRC к информации заголовка.
Базовая станция 11 принимает и анализирует данные, переданные с мобильной станции МА. Базовая станция 11 получает информацию, в том числе информацию, указывающую, что передаваемые данные являются головным кадром, и информацию, указывающую, что есть три оставшихся кадра данных, и выполняет проверку CRC (предполагается, что корректность подтверждается по CRC=11, в этом примере).
Базовая станция принимает данные, подтверждает корректность посредством проверки CRC, следовательно, определяет Да на этапе S11 по фиг.5 и устанавливает R/N в третьем кадре #3 в R, и устанавливает значение 11 CRC в PE (этап S12). Поскольку принятые данные являются головным кадром и поскольку есть оставшиеся данные, результатом определения на этапе S14 является Да, и принимается решение на этапе S16 в отношении того, есть или нет резервирование. В этом примере определено, что нет резервирования (этап S16; Нет), P/D в третьем кадре установлена в P (этап S17) и условие резервирования и количество оставшихся кадров «3» устанавливаются в счетчике 115 резервирования (этап S18).
После этого на этапе S19 принимается решение в отношении того, есть или нет резервирование. Поскольку резервирование задается на этапе S18, результатом решения на этапе S19 является Да, и значение счета счетчика 115 резервирования обновляется с 3 на 2 (этап S23), и устанавливается I/B=В (этап S24). Впоследствии, в третьем кадре #3 передаются данные (этапы S25 и S26). Информация заголовка в третьем кадре #3 включает в себя информацию для идентификации мобильной станции МА в качестве пункта назначения.
В промежутке времени, соответствующем четвертому кадру #4 нисходящего потока, значение счета счетчика 115 резервирования базовой станции 11 обновляется с 2 на 1 (этап S23), и резервирование сбрасывается относительно пятого кадра #5 (этап S22). К тому же в четвертом и пятом кадрах #4 и #5, I/B=В (этап S24).
Мобильная станция МА принимает третий кадр #3 нисходящего потока, адресованный ей самой (этап S36). R/N имеет значение R (этап S40; R), PE совпадает с CRC=11, который передала мобильная станция MA (этап S41; Да), P/D имеет значение P (этап S43; P). Поэтому мобильная станция МА передает оставшиеся три кадра данных в следующих друг за другом третьем, четвертом и пятом кадрах #3, #4 и #5 восходящего потока (этапы S44 и S45). По завершении передачи всех данных мобильная станция MA останавливает передачу.
Мобильная станция MC имеет в распоряжении один кадр данных, которые должны быть переданы, и передает данные, поскольку I/B в первом кадре #1 имеет значение I.
Базовая станция 11 принимает и анализирует данные, переданные с мобильной станции МC. Базовая станция 11 получает информацию, в том числе информацию, указывающую, что отправителем является MC, информацию, указывающую, что передаваемые данные являются головным кадром, и информацию, что нет оставшихся кадров данных, и выполняет проверку CRC (предполагается, что корректность подтверждена по CRC=31, в этом примере).
Базовая станция 11 подтверждает корректность принятых данных посредством проверки CRC, поэтому определяет Да на этапе S11 по фиг.5 и устанавливает R/N в четвертом кадре #4 в R, и устанавливает значение CRC 31 в PE (этап S12).
Принятые данные являются головным кадром, но никаких оставшихся кадров не существует. Соответственно, результатом решения на этапе S14 является Нет, и P/D в четвертом кадре устанавливается в D на этапе S15. Счетчик 115 резервирования находится в значении условия резервирования относительно третьего кадра (этап S19; Да). Значение счета счетчика 115 резервирования обновляется с 2 на 1 (этап S23). Устанавливается I/B=B (этап S24). Четвертый кадр #4 передается на мобильную станцию MC (этапы S25 и S26).
Мобильная станция MC принимает четвертый кадр #4 нисходящего потока с базовой станции 11 (этап S36). Определяется, что R/N имеет значение R, и PE=31 (этап S40; R, этап S41; Да). Нет оставшихся данных (этап S42; Нет), и передача завершается.
Мобильная станция МВ также содержит данные, которые должны быть переданы (этап S31 по фиг.6; Да), и I/B в принятом втором кадре #2 имеет значение I (этап S34; I). Поэтому мобильная станция передает пакет головного кадра (этап S35). Этот пакет включает в себя, в заголовке, информацию, указывающую, что пакет является головным кадром, и информацию, указывающую, что общим числом элементов информации является 4, и есть три оставшихся кадра. К тому же 21 добавляется в качестве информации CRC.
Базовая станция 11 принимает и анализирует данные, переданные с мобильной станции МВ. Базовая станция 11 получает информацию, в том числе информацию, указывающую, что переданные данные являются головным кадром, и информацию, указывающую, что есть три оставшихся кадра данных, и выполняет проверку CRC (предполагается, что корректность подтверждается по CRC=21, в этом примере).
Базовая станция 11 принимает данные, подтверждает корректность посредством проверки CRC, следовательно, определяет Да на этапе S11 по фиг.5 и устанавливает R/N в пятом кадре #5 в R, и устанавливает значение 21 CRC в PE (этап S12). Поскольку принятые данные являются головным кадром, и поскольку существуют оставшиеся данные, результатом решения на этапе S14 является Да, и принимается решение на этапе S16 в отношении того, есть или нет резервирование. В этом примере есть резервирование (этап S16; Да), P/D в пятом кадре устанавливается в D (этап S15). Впоследствии принимается решение в отношении того, задано ли условие резервирования в счетчике 115 резервирования (этап S19). В этом примере есть резервирование (этап S19; Да), и значением счетчика 115 резервирования является «1» (этап S21; =1). Соответственно резервирование отменяется (этап S22), устанавливается I/B=В (этап S24), и пятый кадр передается на мобильную станцию MB.
Мобильная станция MB принимает пятый кадр #5 нисходящего потока (этап S36). R/N имеет значение R (этап S40; R), PE совпадает с CRC=21, который передала мобильная станция MB (этап S41; Да). Есть оставшиеся кадры (этап S42; Да). Поэтому определяется P/D (этап S43). Поскольку P/D имеет значение D, следующий кадр, то есть шестой кадр #6, принимается на этапе S46.
I/B в шестом кадре #6 имеет значение IB=I. Соответственно, последовательность операций возвращается на этап S35, данные в головном кадре в оставшихся данных передаются, а значение счетчика повторного цикла увеличивается на 1. В этом примере, поскольку один кадр данных был передан во втором кадре #2, передаются данные во втором кадре, то есть головном кадре в оставшихся трех кадрах данных.
Базовая станция 11 принимает информацию, переданную с мобильной станции MB, получает информацию, в том числе, информацию, указывающую, что передаваемые данные являются головным кадром, и информацию, указывающую, что есть три оставшихся кадра данных, и выполняет проверку CRC (предполагается, что корректность подтверждается по CRC=22, в этом примере).
Базовая станция определяет Да на этапе S11 по фиг.4 и устанавливает R/N в девятом кадре #9 в R, и устанавливает значение 22 CRC в PE (этап S12). Кроме того, Да определяется на этапе S14, на этапе S16 определяется, что нет резервирования (этап S16; Нет), и P/D устанавливается в P (этап S17). Впоследствии количество оставшихся кадров «2» устанавливается в счетчике 115 резервирования (этап S18).
После этого принимается решение на этапе S19 в отношении того, существует или нет резервирование. Поскольку резервирование устанавливается на этапе S18, результатом решения на этапе S19 является Да, и значение счета счетчика 115 резервирования обновляется с 2 на 1 (этап S23). Устанавливается I/B=B (этап S24), и данные в третьем кадре #3 передаются (этапы S25 и S26).
Мобильная станция MB принимает девятый кадр #9 с базовой станции 11 на этапе S36, R/N=R, PE=22 в качестве совпадающего результата, и принятая P/D имеет значение P (этап S43; P). Поэтому мобильная станция MB передает девятый и десятый кадры #9 и #10 (этапы S44 и S45).
Даже если данные в четвертом кадре в данных, которые должны быть переданы, не принимаются нормально по какой-либо причине, представленная передача данных мобильной станцией MB может быть прекращена, как показано на чертеже.
Настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления. Возможны различные модификации и применения. Например, несмотря на то, что вариант осуществления был описан касательно случая, когда мобильные станции 12 полудуплексного типа, управление произвольным доступом в соответствии с настоящим изобретением также может быть применено, будучи немодифицированым, к сети, в которой существуют только полнодуплексные мобильные станции, или как полнодуплексные, так и полудуплексные мобильные станции.
Несмотря на то, что период в 1,5 кадра упомянут выше в качестве времени задержки, на которое задерживаются кадры восходящего потока по отношению к кадрам нисходящего потока, время задержки может быть установлено в любой период времени, более продолжительный, чем период в один кадр, согласно производительности обработки мобильной станции 12. Например, оно может быть установлено в период в 1,2 кадра, период в 2,5 кадра, период в 3,5 кадра или период в 3 кадра. Базовая станция 11 задает информацию касательно каждого из периодов кадров для кадров нисходящего потока, как требуется согласно настройке задержки этого кадра.
Несмотря на то, что вариант осуществления был описан касательно разновидности, основанной на способе ICMA-PE, не является необходимым точно задавать каждый из элементов I/B, R/N и P/D информации контроля столкновений. Например, могут быть определены разные состояния, такие как «состояние 1», в котором все мобильные станции могут выполнять передачу, «состояние 2», в котором конкретной одной из мобильных станций разрешено выполнять непрерывную передачу, и «состояние 3», в котором конкретная одна из мобильных станций непрерывно выполняет передачу.
В варианте осуществления в случае, когда интенсивность потока обмена связи велика, и когда базовая станция 11 должна рассредоточить непрерывную передачу мобильных станций 12 по времени, базовая станция может рассредоточивать непрерывную передачу мобильных станций 12 по времени посредством обозначения D в качестве P/D и посредством установления «счетчика ожидания резервирования» в подходящее значение согласно указанию с базовой станции 11.
Например, базовая станция может выполнять управление посредством установления P/D в D, когда базовая станция 11 должна сдерживать непрерывную передачу с мобильных станций 12 в ситуации, где интенсивность потока обмена велика, и может выполнять управление посредством установления без исключения P/D в P, если непрерывная передача может быть разрешена в ситуации, когда интенсивность потока обмена невелика.
Например, со ссылкой на фиг.10, поток обмена измеряется (этап S61). Когда измеренная интенсивность потока обмена является большей, чем вторая контрольная интенсивность (этап S61; Да), пропорция D в P/D устанавливается в K1%, а начальное значение счетчика ожидания резервирования устанавливается в K2 (этап S63).
Когда измеренная интенсивность потока обмена находится в пределах диапазона от первой контрольной интенсивности до второй контрольной интенсивности (этап S62; Нет, этап S64; Да), пропорция D в P/D устанавливается в M1%, а начальное значение счетчика ожидания резервирования устанавливается в M2 (K1>M1, K2>M2; этап S65). Когда интенсивность потока обмена является меньшей, чем первая контрольная интенсивность (этапы S62 и S64; Нет), поток обмена может быть оставлен без управления.
Программа для предоставления обыкновенным базовой станции и мобильным станциям возможности выполнять вышеописанное управление произвольным доступом, может быть подготовлена и установлена для выполнения на обыкновенных базовой станции и мобильных станциях.