JP2000308148A - 送受信装置及び送受信方法 - Google Patents
送受信装置及び送受信方法Info
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Abstract
ならびに無線通信システムの信号送信及び受信装置にお
ける送受信方法を提供する。 【解決手段】 移動局1は、ランダムアクセスバースト
を送信する送信機3と、ランダムアクセスバーストが正
しく送信されたことを確認する確認情報を受信する受信
機4と、確認情報が受信されたかどうかを判定する判定
器5と、ランダムアクセスバーストを送信しても確認情
報が受信されなかったとき、所定の時間間隔からランダ
ムアクセスバーストを再送信する時刻をランダムに選択
するコントローラ6とを備え、コントローラ6は、ラン
ダムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数に
応じて上記所定の時間間隔の長さを設定する。本発明の
バックオフ機構によれば、ネットワーク側がランダムア
クセスバーストの衝突を検出する必要なく、高性能かつ
安定性のあるシステムを提供することができる。さら
に、本発明のバックオフ機構によれば、ランダムアクセ
スバーストの送信のための異なる優先クラスを定める。
Description
における信号を送受信する送受信装置及び送受信方法に
関する。特に、本発明は、無線通信システムの移動局に
よるランダムアクセスバースト送信におけるバックオフ
機構に関する。
al System for Mobile Communications:以下、GSM
システムという。)のような無線通信システムにおい
て、移動局は、ランダムアクセスチャネル(Random Acc
ess Channel:以下、RACHという。)を用いてラン
ダムアクセスバースト(random access burst)を送信
し、ネットワークから所望のサービスを受信する。移動
セルラシステム(mobile cellular system)の移動局が
ユーザデータを送信するためのデータチャネル、すなわ
ちユーザデータチャネルを必要とするとき、移動局は、
ランダムアクセスチャネルによってランダムアクセスバ
ーストを選択された基地局に送信する。ランダムアクセ
スバーストを受信した基地局は、ランダムアクセスバー
ストが移動局から基地局に正しく送信されたことを確認
する応答情報(acknowledgement message)、すなわち
確認情報(confirmation message)を移動局に送信す
る。基地局から送信された応答情報はアクセス許可情報
でもあり、移動局の要求するサービスの提供の許可を通
知するものである。ランダムアクセスバーストが移動局
から基地局に正しく送信されると、基地局は、移動局の
要求する各サービスをユーザデータチャネルに割り当て
て移動局に送信する。
ーストの送信は競合(contention)に基づいて行われる
ので、ランダムアクセスバーストが衝突することがあ
る。例えば、無線通信システムの一つのセル内の複数の
移動局が同時にランダムアクセスバーストを送信した場
合、ランダムアクセスバーストが衝突(collision)し
て基地局に正しく受信されないことがある。ランダムア
クセスバーストを基地局に送信した後、移動局は、基地
局からの確認情報が受信されたかどうかを判定する。所
定時間経過しても確認情報が受信されてない場合、移動
局は、ランダムアクセスバーストが基地局で正しく受信
されなかった、すなわち正しく送信されなかったと判定
する。このように、ランダムアクセスバーストランダム
を送信した(attempt)にもかかわらずランダムアクセ
スバーストが正しく送信されなかった後に、新たにラン
ダムアクセスバーストを再送信する際、バックオフ機構
(backoff mechanism)がはたらく。このことは、最初
のランダムアクセスバーストの再送信のときだけでな
く、二回目以降のランダムアクセスバーストの再送信の
ときについても同様である。
いる。例えば、いわゆるベイズ(bayesian)バックオフ
機構(backoff mechanism)では、ネットワーク側、す
なわち基地局は、ランダムアクセスバーストが衝突した
とき、すなわちランダムアクセスバーストが正しく送信
されなかったとき、ランダムアクセスチャネルが占有さ
れているかいないかを予想する。この予想によって生成
された予想情報は各移動局に送信され、各移動局は、こ
の予想情報によってそれらのバックオフ機構を設定でき
るようになっている。その他のバックオフ機構として
は、ユーザ側の装置で競合するランダムアクセスバース
トの衝突を検出する機構がある。基地局は、予想情報を
常に移動局に送信しなければならず、また、ランダムア
クセスバーストの衝突を検出するため非常に複雑になっ
ているので、このような周知のバックオフ機構では、ダ
ウンリンクのためにたくさんのリソース(resource)を
必要とする。
いて、複数の移動局が同時に基地局にアクセスするとき
に起こるメッセージの衝突を低減させる装置及び方法が
米国特許番号5,544,196号に記載されている。その記載
によれば、移動局は、確認情報が所定時間経過しても受
信されない場合、ランダムに時間をおいてランダムアク
セスバーストを連続して送信する。このランダムな時間
の遅れであるランダム遅延(randam delay)は、所定の
時間間隔の時刻(time point)をランダムに選択するこ
とによって設定される。すなわち、ランダムアクセスバ
ーストを再送信するための新しい時刻が選択される時間
間隔は、事前に固定設定されている。この比較的簡単な
バックオフ機構は、GSMシステムの中でも用いられて
いる。特に、ランダムアクセスチャネルが非常に占有さ
れ、ランダムアクセスバーストが頻繁に衝突するとき
は、ランダムアクセスバーストが正しく送信される可能
性が低いにもかかわらず、ランダムアクセスバーストの
送信が頻繁に行われるので、このバックオフ機構は非常
に非効果的である。
たものであり、無線通信システムにおける信号を送受信
する送受信装置及び送受信方法を提供し、ランダムアク
セスバースト送信における効果的なバックオフ機構を提
供する。
テムにおける信号を送受信する送受信装置において、ラ
ンダムアクセスバーストを送信する送信手段と、上記ラ
ンダムアクセスバーストが正しく送信されたことを確認
する確認情報を受信する受信手段と、上記確認情報が受
信されたかどうかを判定する判定手段と、上記ランダム
アクセスバーストを送信しても上記確認情報が受信され
なかったとき、所定の時間間隔から上記ランダムアクセ
スバーストを再送信する時刻をランダムに選択する制御
手段とを備え、上記制御手段は、上記ランダムアクセス
バーストが正しく送信されなかった回数に応じて上記所
定の時間間隔の長さを設定することを特徴とする送受信
装置を提供する。
る信号を送受信する送受信方法において、ランダムアク
セスバーストを送信するステップと、上記ランダムアク
セスバーストが正しく送信されたことを確認する確認情
報が受信されたかどうかを判定するステップと、上記確
認情報が受信されなかったとき、所定の時間間隔から上
記ランダムアクセスバーストを再送信する時刻をランダ
ムに選択するステップとを有し、上記ランダムアクセス
バーストが正しく送信されなかった回数に応じて上記所
定の時間間隔の長さが設定されることを特徴とする送受
信方法を提供する。
び送受信方法を、図面を参照して詳細に説明する。
ムの端末装置における送受信方法のフローチャートであ
る。
れたランダムアクセスバーストの最初の送信が行われ
る。例えば、無線通信システムの移動局がユーザデータ
を送信するためのチャネルを必要とするとき、移動局
は、サービス要求をランダムアクセスバーストの形式で
選択された基地局に送信する。基地局は、移動局によっ
て送信されたランダムアクセスバーストを正しく受信す
ると、確認情報を生成してこの確認情報を移動局に送り
返す。この確認情報は、例えばアクセス許可情報などで
ある。ステップS2において、移動局は、確認情報を正
しく受信すると、ランダムアクセスバーストの最初の送
信が正しく行われたと判定する。この結果、ステップS
3において、ランダムアクセスバーストの送信は終了す
る。基地局は、確認情報とともに移動局の要求する各サ
ービスをユーザデータチャネルに割り当てて移動局に送
信する。
の最初の送信が行われた後、例えば、移動局は、上述し
たようにステップS2において、確認情報が受信された
かどうかを判定する。確認情報が所定のオフセット時間
(offset time)経過しても受信されない場合、判定は
NOとなり、移動局は、ランダムアクセスバーストが基
地局で正しく受信されなかったと判定する。確認情報が
所定のオフセット時間内に受信された場合、判定はYE
Sとなり、移動局は、ランダムアクセスバーストが基地
局で正しく受信されたと判定する。
ップS4において、ランダムアクセスバーストが基地局
で正しく受信されなかった試行回数、すなわち正しく送
信されなかった回数が累積される。次に、ステップS5
において、ランダムアクセスバーストが正しく送信され
なかった回数が所定の最大回数に達したかどうかが判定
される。ランダムアクセスバーストが正しく送信されな
かった回数の累積が所定の最大回数に達した場合、ステ
ップS6において、ランダムアクセスバーストの送信は
終了する。ランダムアクセスバーストが正しく送信され
なかった回数の累積が所定の最大回数に達していない場
合、ステップS7において、新しい時間間隔が設定され
る。次に、ステップS8において、次のランダムアクセ
スバーストを送信する新しい時刻が選択される。ここ
で、ステップS7で設定された新しい時間間隔は、ラン
ダムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数の
累積に基づいて計算される。すなわち、新しい時間間隔
は、ランダムアクセスバーストが正しく送信されなかっ
た回数の累積に関係したタイムスロット(time slot)
数を計算することによって設定される。この新しい時間
間隔は、一連の数字{1、2、...、MW+S×B
PO+NF}によって表される。ここで、各数は、基本単位
としてのタイムスロット数を表す。したがって、タイム
スロットは、無線通信システムの基本的なタイムスロッ
トである。定数MWは時間間隔の最小の長さ、因数Sは
スケーリング要素、因数Bは基本要素、指数POはパワ
ーオフセット要素、指数NFはランダムアクセスバース
トが正しく送信されなかった回数である。ここで、ラン
ダムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数
は、ステップS4で計算されたランダムアクセスバース
トが正しく送信されなかった回数の累積である。全ての
因数は負ではない整数であり、指数NFはランダムアク
セスバーストの送信ごとに変化する。他の因数は、他の
システムパラメータに基づいて予め設定されているか又
は他のパラメータに基づいて変化する。
セスバーストの送信、すなわち再送信のための新しい時
刻がステップS7で設定された時間間隔からランダムに
選択される。ここで、新しい時刻は、均一な確率分布に
基づいてランダムに選択される。上述した式から理解で
きるように、ランダムアクセスバーストの送信の間隔
は、ランダムアクセスバーストが正しく送信されなかっ
た回数とともに増加していく。ランダムアクセスバース
トの衝突によってランダムアクセスバーストが正しく送
信されない確率を著しく低減するために、ランダムアク
セスバーストの送信の間隔は、指数関数的に増加する。
したがって、新しい時刻がランダムに選択される時間間
隔は急速に大きくなり、システム全体の安定度は非常に
増す。
は、ある最小の時間間隔を保証するために例えば10の
タイムスロットと設定される。因数S、B、POは、ラ
ンダムアクセスバーストの異なる優先クラスを定めるた
めに用いられる。すなわち、これらの因数は、優先クラ
スを高くするとき、時間間隔の長さを短く設定するよう
にする。例えば、四つの異なるサービス要求に対して四
つの異なる優先権クラスがあり、これらをランダムアク
セスバーストで送信するとき、因数は、異なる優先クラ
スのための異なる値を取る。ここでは、例えば、異なる
優先クラスのためのスケーリング因数Sのみを変更する
ことで十分である。一番高い優先クラスのために、因数
は、S=1、B=2、PO=0に設定される。二番目の
優先クラスのために、因数は、S=4、B=2、PO=
0に設定される。三番目の優先クラスのために、因数
は、S=8、B=2、PO=0に設定される。四番目の
優先クラスのために、因数は、S=12、B=2、PO
=0に設定される。ところで、シミュレーションした結
果によれば、係数Sのみを変化させることで十分であ
り、その場合、計算を簡単にすることができる。
セスバーストはランダムに選択された時刻で送信され
る。すなわち、ステップS7で設定された時間間隔は、
所定のオフセット時間の最後から始まるタイムスロット
数で決定され、ステップS2において、確認情報が受信
されたかどうかが判定される。このように、ランダムア
クセスバーストの再送信のための絶対時刻(absolute t
imepoint)は、所定のオフセット時間をステップS8で
選択された時刻に加えることによって与えられる。上述
したように、スケーリング係数Sのみを異なる優先クラ
スに対して変更するようにしてもよい。基本パラメータ
B及びパワーオフセットパラメータPOは変化しないの
で、ここでこれらのパラメータが変更されバックアップ
メカニズムに適応し、システムの状態をゆるやかに変更
させる。
ムの端末装置における送受信装置を示すブロック図であ
る。例えば、移動セルラシステムの移動局1は、図1の
フローチャートで示したステップSを実行する。したが
って、図2のブロック図は、本発明に関連する重要な構
成部のみを示す。無線通信システムの移動局1を動作さ
せるのに必要な変調器、復調器、インターリーバ、マイ
クロフォン、ラウドスピーカ等の他の装置は、説明を簡
単にするためにここでは省略する。
信及び受信するためのアンテナ2を備える。アンテナ2
は、送信機3及び受信機4に接続されている。送信機3
はアップコンバータを有し、低周波数信号を高周波数信
号にアップコンバートしてアンテナ2を介して送信す
る。受信機4はダウンコンバータを有し、アンテナ2に
よって受信された高周波数信号を低周波数信号にダウン
コンバートしてベースバンドの信号を再生する。受信機
4は、判定器5に接続されている。送信機3は、ランダ
ムアクセスバーストを生成するランダムアクセスバース
ト生成器7に接続されている。ランダムアクセスバース
ト生成器7及び判定器5は、中央演算処理器からなるコ
ントローラ6に接続されている。
線通信システムの他の基地局に送る必要があるとき、コ
ントローラ6は、この信号をランダムアクセスバースト
生成器7に供給し、必要なランダムアクセスバーストを
生成する。次に、このランダムアクセスバーストは、送
信機3によって送信される。判定器5は、対応する確認
情報が受信機4によって所定のオフセット時間間隔内に
受信されたかどうかを判定する。すなわち、コントロー
ラ6は、判定器5に時間生成器によって与えられた実際
の時間とランダムアクセスバーストの送信時刻から開始
する所定のオフセット時間間隔と比較することができる
ように、送信機3がランダムアクセスバーストを送信す
る時刻を判定器5に通知する。確認情報が受信機4によ
って所定のオフセット時間間隔内に受信されたとき、ラ
ンダムアクセスバーストの再送信の必要はない。所定の
オフセット時間経過しても確認情報が受信されない場
合、コントローラ6は、所定の時間間隔からランダムア
クセスバーストを送信するための時刻をランダムに選択
する。そして、所定の時間間隔は、ランダムアクセスバ
ーストが正しく送信されなかった回数に応じて設定され
る。コントローラ6は、図1のステップS7及びステッ
プS8で示したように、次のランダムアクセスバースト
の送信の時刻を設定する。
ば、従来に比べて高性能の安定した無線通信システムの
信号送信及び受信装置におけるランダムアクセスバース
ト送信のバックオフ機構を提供することができる。特
に、スループットは、高い負荷、例えば密集の範囲でま
だ相当に高い。さらに、ダウンリンクチャネル上のバッ
クオフ機構の特別のリソースは要求されず、ネットワー
ク側の検出の必要はない。
無線通信システムの端末装置における送受信装置及び送
受信方法によれば、ランダムアクセスバーストの送信に
おいて効果的かつ安定した簡単な構成のバックオフ機構
を提供することができる。特に、本発明に係る送受信装
置及び送受信方法によれば、ネットワーク側は、ランダ
ムアクセスバーストの衝突を検出又は予想する必要がな
く、同時にバックオフ機構を現在のランダムアクセスチ
ャネルの環境に柔軟に適応させることができる。ランダ
ムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数に応
じて、ランダムアクセスバーストを再送信する時刻をラ
ンダムに選択する時間間隔の長さを設定することによっ
て、ランダムアクセスバーストが正しく送信されるまで
の送信されない回数を減らすことができる。したがっ
て、無線通信システムの性能、及び安定度は向上する。
同時に、ランダムアクセスチャンネル上で、ランダムア
クセスバーストの高く効果的なスループットが達成され
る。本発明は、無線通信システムの移動局に適用される
が、他のシステムの端末装置にも適用することができ
る。
トが正しく送信されなかった回数が増加したとき時間間
隔を長く設定することができる。ここで、ランダムアク
セスバーストが競合してたくさんのランダムアクセスバ
ーストが衝突するとき、ランダムアクセスバーストを再
送信する時刻が遅らされ、ランダムアクセスバーストが
正しく送信される確率が著しく増える。ここで、時間間
隔の長さは、ランダムアクセスバーストが正しく送信さ
れなかった回数によって指数関数的に決定される。
セット時間経過後にランダムアクセスバーストを再送信
する時刻をランダムに選択することができる。ランダム
アクセスバーストの送信又は再送信の後に、選択された
基地局からの確認情報が所定のオフセット時間経過後に
受信されたかどうかが判定される。
ーストが正しく送信されなかった回数が所定の最大回数
より小さいと判定されたときのみ上記ランダムアクセス
バーストを再送信する時刻を選択することができる。ラ
ンダムアクセスバーストを送信する最大回数を設定する
ことによって、ランダムアクセスバーストが無限回数送
信されることを避けることができる。本発明によれば、
時間間隔の長さは、ランダムアクセスバーストが正しく
送信されなかった回数によって決定されるので、ランダ
ムアクセスバーストの再送信の回数が最大回数になる可
能性が減少される。
バーストとともに伝送されたサービス要求のための異な
る優先度を割り当てることができる。ここで、時間間隔
の長さは、ランダムアクセスバーストの異なる優先クラ
スに応じて決定される。優先クラスが高いとき、時間間
隔の長さを短く設定することができる。したがって、高
い優先サービス要求のランダムアクセスバーストが送信
されるまでには、平均して非常に短い時間がかかり、低
い優先サービス要求のランダムアクセスバーストが送信
されるまでには、平均して非常に長い時間がかかる。
タイムスロットを表す一連の数字によって表すことがで
きる。
めのフローチャートである。
無線通信システムの端末装置のブロック図である。
5 判定器、6 コントローラ、7 ランダムアクセス
バースト生成器7
Claims (16)
- 【請求項1】無線通信システムにおける信号を送受信す
る送受信装置において、 ランダムアクセスバーストを送信する送信手段と、 上記ランダムアクセスバーストが正しく送信されたこと
を確認する確認情報を受信する受信手段と、 上記確認情報が受信されたかどうかを判定する判定手段
と、 上記ランダムアクセスバーストを送信しても上記確認情
報が受信されなかったとき、所定の時間間隔から上記ラ
ンダムアクセスバーストを再送信する時刻をランダムに
選択する制御手段とを備え、 上記制御手段は、上記ランダムアクセスバーストが正し
く送信されなかった回数に応じて上記所定の時間間隔の
長さを設定することを特徴とする送受信装置。 - 【請求項2】上記所定の時間間隔の長さは、上記ランダ
ムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数が増
えるにつれて長くなることを特徴とする請求項1に記載
の送受信装置。 - 【請求項3】上記所定の時間間隔の長さは、上記ランダ
ムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数によ
って指数関数的に決定されることを特徴とする請求項2
に記載の送受信装置。 - 【請求項4】上記制御手段は、所定のオフセット時間経
過後に上記ランダムアクセスバーストを再送信する時刻
をランダムに選択することを特徴とする請求項1乃至3
に記載の送受信装置。 - 【請求項5】上記制御手段は、上記ランダムアクセスバ
ーストが正しく送信されなかった回数が所定の最大回数
より小さいと判定されたときのみ上記ランダムアクセス
バーストを再送信する時刻を選択することを特徴とする
請求項1乃至4に記載の送受信装置。 - 【請求項6】上記所定の時間間隔の長さは、さらに、上
記ランダムアクセスバーストの異なる優先クラスによっ
て決定されることを特徴とする請求項1乃至5に記載の
送受信装置。 - 【請求項7】上記所定の時間間隔の長さは、優先クラス
が高いほど短くなることを特徴とする請求項6に記載の
送受信装置。 - 【請求項8】上記所定の時間間隔の長さは、無線通信シ
ステムのタイムスロットを表す一連の数字によって表さ
れることを特徴とする請求項6に記載の送受信装置。 - 【請求項9】無線通信システムにおける信号を送受信す
る送受信方法において、 ランダムアクセスバーストを送信するステップと、 上記ランダムアクセスバーストが正しく送信されたこと
を確認する確認情報が受信されたかどうかを判定するス
テップと、 上記確認情報が受信されなかったとき、所定の時間間隔
から上記ランダムアクセスバーストを再送信する時刻を
ランダムに選択するステップとを有し、 上記ランダムアクセスバーストが正しく送信されなかっ
た回数に応じて上記所定の時間間隔の長さが設定される
ことを特徴とする送受信方法。 - 【請求項10】上記所定の時間間隔の長さは、上記ラン
ダムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数が
増えるにつれて長くなることを特徴とする請求項9に記
載の送受信方法。 - 【請求項11】上記所定の時間間隔の長さは、上記ラン
ダムアクセスバーストが正しく送信されなかった回数に
よって指数関数的に決定されることを特徴とする請求項
10に記載の送受信方法。 - 【請求項12】所定のオフセット時間経過後に上記ラン
ダムアクセスバーストを再送信する時刻がランダムに選
択されることを特徴とする請求項9乃至11に記載の送
受信方法。 - 【請求項13】上記ランダムアクセスバーストが正しく
送信されなかった回数が所定の最大回数より小さいと判
定されたときのみ上記ランダムアクセスバーストを再送
信する時刻が選択されることを特徴とする請求項9乃至
12に記載の送受信方法。 - 【請求項14】上記所定の時間間隔の長さは、さらに、
上記ランダムアクセスバーストの異なる優先クラスによ
って決定されることを特徴とする請求項9乃至13に記
載の送受信方法。 - 【請求項15】上記所定の時間間隔の長さは、優先クラ
スが高いほど短くなることを特徴とする請求項9乃至1
4に記載の送受信方法。 - 【請求項16】上記所定の時間間隔の長さは、無線通信
システムのタイムスロットを表す一連の数字によって表
されることを特徴とする請求項9乃至15に記載の送受
信方法。
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|---|---|---|---|
| EP99104766A EP1035745B1 (en) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | Random access burst transmission scheme |
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Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JP (2) | JP4342683B2 (ja) |
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