JP4083585B2 - 共通送信チャネルを持つネットワーク - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、共通送信チャネル（ｃｏｍｍｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ）を持つネットワークに関する。

文献：「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＦＤＤ）」、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．５．０、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、は複数の端末によってシェアされ、需要に応じた利用が可能な共通送信チャネルを有する無線伝送ネットワークを提案する。このようなチャネルは、例えば、上記引用文献においてＣＰＣＨ（共通パケットチャネル）と呼ばれるチャネルでもよく、該引用文献においてＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）と呼ばれるチャネルでもよい。

この無線伝送ネットワークは、複数の無線セルから成る。各セルは、基地局と、そこに存在する端末若しくは移動局とを有する。基地局は、端末の登録及び同期化後、１以上の共通送信チャネルを要求に応じて端末へ割り当てることができる。これは、端末のメッセージに対する需要が所定の閾値を越えたときにはいつでも行われる。その際、端末は、自局に割り当てられた共通送信チャネルの中から自局の要件に応じて一チャネルを選択し、まずアクセス・プリアンブルを送信する。既知の無線ネットワークは、アクセス・プリアンブルが、肯定応答信号が基地局から端末に送り返されてくるまで送信電力を毎回増やしながら時間間隔を空けて複数回送信されるように設計されている。この肯定応答によって、その端末によって送信された信号は十分な電力レベルで基地局によって受信されたことが該端末に伝えられる。この手順はパワ・ランピング（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）でも示される。

考えられる衝突に対処するため、ＣＰＣＨチャネルは、肯定応答を受信した端末が衝突除去（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ）プリアンブルを送信するように設計されている。この衝突除去プリアンブルはランダムに選択される。衝突除去プリアンブルの受信も肯定応答によって基地局より確認される。端末は、衝突除去プリアンブルに対する肯定応答信号を受信するまで、データ部分の送信が許可されない。このようなチャネルにおいて、衝突は、２つの端末が偶然にも同じ衝突除去プリアンブルを選択した場合のみ発生する。

衝突に対処するため、ＲＡＣＨチャネルの場合にはスロテッドアロハ（ｓｌｏｔｔｅｄ−ＡＬＯＨＡ）アクセス手順が用意されている。この手順によれば、衝突したデータパケットはランダムに選択された待機期間後に再送される。

本発明の目的は異なる種類の衝突への対処を備えたネットワークを提供することである。

本発明の第一の実施形態によれば、上記目的は、ペイロードデータ及び制御データを交換する少なくとも１つの基地局と複数の関連する端末とを備えると共に、複数の端末からのアクセスのために設けられた少なくとも１つの共通送信チャネルを備えるネットワークであって、
前記基地局は前記共通送信チャネルへのアクセスを制御し、
前記端末は前記共通送信チャネルへのアクセスを得るために前記基地局に少なくとも１つのアクセス信号を送信し、
個々のアクセス信号を送信する前記端末に対して少なくとも２つの異なる開始時点（ｓｔａｒｔ ｍｏｍｅｎｔ）を割り当てることができる、ネットワークによって達成される。

アクセス信号は、一般的には、端末が実際のデータ部分の送信を始める前に基地局に送信する信号と理解される。端末は、アクセス信号によって、例えば基地局からの共通送信チャネルを要求する。加えて、アクセス信号は、複数の端末が同じ共通送信チャネルにアクセスすることを欲する場合、衝突を回避するのに用いられてもよい。

一般的なネットワークにおいて、基地局は、該ネットワークの共通送信チャネルへのアクセスを制御する制御局であると理解される。

本発明に係るネットワークは、複数の無線セルと備えた無線ネットワークであると理解される。各無線セルにおいて、基地局及び複数の端末は制御データ及びペイロードデータを無線で送信する。無線送信は、例えば、電波、超音波、又は赤外線リンクなどの情報伝送の代わりになる。しかし、本発明は、少なくとも１つの共通送信チャネルを備えた有線ネットワークに対しても適用可能である。

本発明によれば、アクセス信号を送信するために、基地局に関連付けられた端末に異なる開始時点が割り当てられる。開始時点は、無線ネットワークの参照フレームとの関連で定義される。この参照フレームは、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、及びＣＤＭＡ処理において端末から及び基地局から到来したデータの同期化のために常に必要である。このような参照フレームは、複数のサブフレームを有してもよく、或いは、他の連続したフレームと共にスーパーフレームを構成してもよい。参照フレームは、例えば、ＵＭＴＳシステム（ＵＭＴＳ＝Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）において用いられる１０ｍｓ長のフレームである。

このような異なる開始時点の配置により、基地局はいずれの端末がアクセス信号を送信したかを参照フレーム内でのアクセス信号の時間位置から認識することができる。基地局は、複数の端末が同じアクセス信号を送信し、例えば同じ共通送信チャネルを要求したときであっても、同一のアクセス信号の異なる時間位置に基づいてこれを認識することができるため、衝突が防止される。アクセス信号の送信における異なる開始時点によって、端末によって送信されるアクセス信号を区別する追加的パラメータを実現することが可能である。

これにより、衝突に対処する様々な改善された方法を実現することが可能となる。

請求項２記載の本発明の有益的な実施形態において、共通送信チャネルを通じてメッセージを送信したい端末はまずリクエスト信号を基地局へ送信する。このリクエスト信号によって、端末が共通送信チャネルを使いたがっていることが基地局に伝えられる。このリクエスト信号は、例えば、いずれの共通送信チャネルをリクエストするか、或いは、共通送信チャネルを通じて送信する際の所望データレートなどに関するわずかな情報を含んでもよい。

特に、リクエストは、文献：３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．５．０、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＦＤＤ）」に記載されたアクセスプリアンブルでもよい。これによれば、アクセスプリアンブルは、間隔を空けて複数回送信され、送信電力は基地局から端末へ肯定応答信号が返されるまで増やされる。この肯定応答信号によって、端末によって送信された信号は十分なパワで基地局によって受信されたことが端末へ伝えられる。この方法はパワ・ランピング（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）とも呼ばれる。

所定時間経過後（タイムアウト）、肯定応答信号も否定応答信号も送信されない場合もあり得る。これは、例えば、基地局が送信されたプリアンブルを検出できなかった場合である。肯定応答信号の場合、端末は、このようにして調整された送信電力でメッセージ・パケットのデータ部分を送信することができる。基地局は、例えば、データ部分の送信に利用可能なチャネル容量が全くない又は十分にない場合、或いは、複数の端末が同じ共通送信チャネルへのアクセスを欲している場合に、否定応答信号を送信する。否定応答信号が与えられた場合、所定時間後、新たな送信が試みられ、元の開始時送信電力（その後連続的に増やされる）から開始する。

リクエスト信号を送信するのに異なる時間時点を割り当てることにより、基地局は、リクエスト信号受信後、衝突をはっきりと検出することができる。このように、高速且つ早期の衝突認識が可能であり、衝突管理及び衝突解決に関する様々な可能性を実現することができる。

請求項３記載の本発明の有益的実施形態において、端末は、基地局によって受信されたリクエスト信号が衝突を導く場合、衝突除去信号を基地局へ送信する。これは、例えば、複数の端末が同じリクエスト信号を送信した場合などに生じる。これは、リクエストの異なる開始時点に基づいて、基地局によって検出される。多くの異なる衝突除去信号が衝突に対処するために設けられる。これら信号は端末によってランダムに選択され、基地局へ送信される。衝突除去信号は、例えば、文献：３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．５．０、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＦＤＤ）」にＣＰＣＨ用としてより詳細に記載されたＣＲプリアンブル（衝突解決プリアンブル）である。様々な端末による衝突解決（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）信号の送信に対して異なる開始時点が独占的に割り当てられる。衝突解決信号の送信において衝突がもう一度発生した場合、基地局はこれを衝突解決信号の異なる開始時点から認識することができる。このような衝突解決フェーズでの衝突は、例えば２つの端末が偶然にも同じ衝突解決信号又は同じＣＲプリアンブルを選択してしまったときなどに発生し得る。衝突解決フェーズにおいて衝突が検出されると、基地局は、衝突に関わる端末すなわち偶然にも同じ衝突解決信号を選んでしまった端末へ、所定タイムピリオド中に応答信号を送信しない（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を送信する。端末は肯定応答信号を受信しないため、データ部分を送信しない。このようにして、衝突を完全に回避することができる。

請求項４記載の本発明の有益的実施形態によれば、基地局は衝突しているリクエスト信号を検出したときに端末に衝突検出信号を送信する。衝突検出信号により、衝突解決フェーズが開始されなければならず、したがって、端末は衝突解決信号を基地局へ送信するべきである、ことが端末へ伝えられる。衝突解決信号の準備としての別々の衝突検出信号の送信は、それによって衝突解決フェーズが絶対に必要であれば開始されるだけであることが保護され得るという利点を有する。

別々の衝突検出信号は、例えば、文献：３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．５．０、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＦＤＤ）」に準拠し、ＣＲプリアンブルの肯定応答信号又は否定応答信号として設計されたＣＤ／ＣＡ−ＩＣＨチャネル（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）がこの目的のためだけに用いられることによって実現され得る。１チャネルによってＣＲプリアンブルの肯定応答又は否定応答に利用可能なＣＤ／ＣＡ−ＩＣＨチャネルの削減、及び、これに伴う１シンボルによって利用可能なＣＲシンボルの削減は、隠れた衝突が一切発生できないため、相当な限定を構成しない。

請求項５記載の本発明の有益的実施形態は、いずれの基地局が共通送信チャネルへのアクセスを制御できるかによるシンプル且つ確実に命令を表す。この命令を用いることによって、共通送信チャネルへのアクセス中に衝突が発生しない。加えて、十分な受信電力が保護される。無線ネットワークの参照タイムフレームは、個別の固有リクエスト信号が１つの端末のみによって送信されたか否かを判断するために、アクセスタイムフレームへ再分割されるのが有益的である。個別のリクエスト信号が１つの端末のみによって送信されたか否かの判断は、アクセスタイムフレーム内で毎回行われる。

請求項６記載の本発明の有益的実施形態において、各リクエスト信号は明らかに一共通送信チャネルへ割り当てられる。この変形例において、端末は、対応するリクエスト信号を送信することによって、わざと特定の共通送信チャネルをリクエストすることができる。

特定の共通送信チャネルに割り当てられたリクエスト信号が１つの端末のみによって送信され、更に、この特定の共通送信チャネルがいまだ使用されていない場合、基地局は端末に肯定応答信号を送信し、この端末に対してその共通送信チャネルをリリースすることができる。

この特定の共通送信チャネルに割り当てられたリクエスト信号が複数の端末によって異なる開始時点に送信された場合、基地局はこれら端末に否定応答信号を送信し、その共通送信チャネルへのアクセスを防ぐ。これにより、衝突は回避される。その際、個別の端末は、リクエスト信号をもう一度基地局へ送信すべきである。代替的に、端末が衝突解決信号を基地局を送信する衝突解決フェーズを否定応答信号の送信後に設けることも可能である。

請求項７記載の本発明の有益的実施形態において、複数のリクエスト信号は毎回一共通送信チャネルへ割り当てられる。この変形例において、基地局は、リクエスト信号受信後、特定の衝突を既に排除することができる。例えば、１６の異なるリクエスト信号が存在する場合、この１６のリクエスト信号から成る１セットは、それぞれが４のリクエスト信号から成る４つのサブセットへ再分割され得る。すると、４つの異なるリクエスト信号が４つの共通送信チャネルのそれぞれに割り当てられるように、４つの共通送信チャネルを設けることが可能である。

ここで、例えば、２つの異なる端末が同じ共通送信チャネルに割り当てられた２つの異なるリクエスト信号を送信する場合、基地局は、一方の端末に肯定応答信号を送信し、他方の端末に否定応答信号を送信することができる。これにより、衝突リスクは直ちに排除される。

しかし、２つの異なる端末が同じ共通送信チャネルに割り当てられた同じリクエスト信号を選択した場合、基地局は、単に、衝突を認識することができるが、直ちに衝突を解決することはできない。この場合、基地局は、両端末に否定応答信号を送信すべきである。

その際、個別の端末は、リクエスト信号を基地局へもう一度送信すべきである。代替的に、端末が衝突解決信号を基地局を送信する衝突解決フェーズを否定応答信号の送信後に設けることも可能である。

さらに、リクエスト信号が単に基地局が共通送信チャネルを通じて送信したい所定のデータレートを示すことも可能である。この所定の共通送信チャネルは、リクエストされたデータレートに対して基地局によって割り当てられる。

請求項８記載の有益的実施形態において、端末はアクセスタイムフレームの毎先頭においてのみリクエスト信号を送信する。この変形例において、基地局は、リクエストが基地局によって時間的に同時に送信される初期フェーズにおいて衝突を検出できない。すなわち、複数の端末が同じリクエスト信号を送信したか否かが検出できない。

アクセスタイムフレームは、その先頭においてはすべての端末がリクエスト信号の送信が許可されたタイムフレームであると理解される。

アクセスタイムフレームの有益的実現は、それぞれ１０ｍｓ長のＵＭＴＳシステムの２つの連続した参照フレームをそれぞれが５，１２０チップ長の１５のアクセスタイムフレームへ再分割することである。

初期フェーズにおいて衝突を認識できないため、リクエスト信号に肯定応答が返された場合には、第二フェーズとして衝突解決フェーズが自動的に実行される。異なる衝突解決信号から成る１セットが衝突を排除するために設けられる。これら信号は端末によってランダムに選択され、基地局へ送信される。衝突解決信号は、例えば、文献：３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．５．０、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＦＤＤ）」にＣＰＣＨ用としてより詳細に記載されたＣＲプリアンブル（衝突解決プリアンブル）である。個別の衝突解決信号を送信するためにＣＰＣＨのユーザグループに属する様々な端末のそれぞれについて異なり、独占的に割り当てられる開始時点がアクセスタイムフレーム内に設けられる。衝突解決信号の送信において衝突がもう一度発生した場合、基地局はこれを衝突解決信号の異なる開始時点から検出することができる。このような衝突解決フェーズでの衝突は、例えば２つの端末が偶然にも同じ衝突解決信号又は同じＣＲプリアンブルを選択してしまったときなどに発生し得る。衝突解決フェーズにおいて衝突が検出されると、基地局は、偶然にも同じ衝突解決信号を選んでしまった端末へ、所定タイムピリオド中に応答信号を送信しない（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を送信する。端末は肯定応答信号を受信しないため、データ部分を送信しない。これにより、衝突は完全に回避される。

請求項９記載の異なる開始時点の独占的割当により、基地局は参照フレーム内でのアクセス信号の時間位置からいずれの端末がアクセス信号を送信したのかを認識することができるようになる。複数の端末が同じアクセス信号を送信し、よって例えば同じ共通送信チャネルを要求する場合であっても、基地局はこれを依然としてこれら同一のアクセス信号の異なる時間位置から検出することができるため、衝突を防ぐことができる。「独占的割当」という語は、ここでは、各個別の開始時点が１つの端末のみに独占的に割り当てられることを意味する。

請求項１０記載の本発明の有益的実施形態において、少なくとも２つの衝突解決プリアンブルと少なくとも１つの開始時点との組み合わせが端末に割り当てられ、同様に、少なくとも１つの開始時点又はアクセスサブフレームが共通送信チャネルへのアクセスに割り当てられる。このような組み合わせられた割当により、柔軟性及び可能な端末数が向上し、複数のアクセス処理が可能となる。

請求項１１の２つの異なる衝突解決プリアンブルは、２つの端末が同時に同じＣＲプリアンブルを送信する可能性を低減する。この可能性は、衝突解決プリアンブルの１つの個別の組み合わせが各端末に割り当てられる請求項１２記載の本発明の有益的実施形態において更に低減される。

請求項１３記載の本発明の有益的実施形態において、共通送信チャネルへのアクセスの性質は該共通送信チャネルと関連付けられた端末数に応じて修正される。共通送信チャネルに関連付けられた端末数が利用可能なプリアンブル数より大きくない場合、それら端末のそれぞれに一プリアンブルが割り当てられることが有益的である。

端末数がプリアンブル数を越えている場合、まず開始時点又はアクセスサブフレームの独占的割当により、開始時点又はアクセスサブフレームの時間間隔が小さくなりすぎないようにすることが有益的となり得る。その際、開始時点とプリアンブルの１セットとの組み合わせは、端末数が比較的多い場合に有益的である。

請求項１４は本発明に係る基地局に関し、請求項１５は本発明に係る端末に関し、請求項１６は本発明に係る方法に関する。

本発明の目的は、請求項１７記載のネットワークによって本発明の別の実施形態においても達成される。

本実施形態においては、共通送信チャネルに関連付けられた端末数が使用可能とされるプリアンブル数より多い。これにより、プリアンブルの独占的割当が可能となる。これにより、衝突は完全に防止される。

本発明のいくつかの実施形態を図１〜５に概略的に示し、これら図面を参照してより詳細に説明する。

図１は、複数の基地局１〜３と、複数の端末４〜１４とを備えた無線ネットワーク（例えばラジオ伝送ネットワーク）を示す。特定の端末４〜１４は基地局１〜３に割り当てられている。図１に示す例では、端末４〜７は基地局１に割り当てられており、端末８〜１０は基地局２に割り当てられており、さらに端末１１〜１４は基地局３に割り当てられている。少なくとも基地局と端末との間では、制御データがやり取りされる。ペイロードデータの交換は、基地局〜端末間と、直接的に端末間との双方で行われてもよい。いずれにしても、ペイロードデータ送信用の接続は、基地局によって構築される。端末４〜１４は、通常、固定基地局１〜３によって制御される移動局である。しかし、基地局１〜３は、特定の場合には、移動可能な局又は移動局でもあってもよい。

例えばＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、又はＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式又はこれら方式の組み合わせに準拠した無線信号が無線ネットワークにおいて送信される。

特殊な符号拡散プロトコルであるＣＤＭＡ方式において、ユーザから発せられた大量のバイナリ情報（データ信号）は、その都度異なるコードシーケンスによって変調される。このコードシーケンスは、擬似ランダム方形波信号（擬似雑音コード）から成る。チップレートと呼ばれるこの擬似ランダム方形波信号のレートは、通常、バイナリ情報のレートよりもはるかに高い。擬似ランダム方形波信号の方形波パルスの長さは、チップインターバルＴ_Ｃで示される。１／Ｔ_Ｃがチップレートである。擬似ランダム方形波信号によるデータ信号の多重化又は変調は、拡散係数Ｎ_Ｃ＝Ｔ／Ｔ_Ｃでのスペクトラム拡散をもたらす。ここで、Ｔはそのデータ信号の方形波パルスのパルス長である。

ペイロードデータ及び制御データは、基地局によって割り当てられたチャネルを通じて、少なくとも一端末と基地局との間で送信される。チャネルは、周波数レンジ、タイムレンジ、例えばＣＤＭＡ方式では拡散コード、などによって定義される。基地局から端末への無線リンクは、ダウンリンクと呼ばれ、端末から基地局への無線リンクは、アップリンクと呼ばれる。このように、基地局から端末へのデータはダウンリンク・チャネルを通じて送信され、端末から基地局へのデータはアップリンク・チャネルを通じて送信される。例えば、接続確立前に、基地局からの制御データを全端末へブロードキャストするのに用いられるダウンリンク制御チャネルが設けられてもよい。このようなチャネルは、報知制御チャネル又はダウンリンク分配制御チャネルと呼ばれる。接続確立前に端末から基地局へ制御データを送信するためには、例えば、基地局によって割り当てられたアップリンク制御チャネルが用いられ得る。しかし、このチャネルには他の端末２〜９もできる。複数の又はすべての端末が用いることができるアップリンク・チャネルは、共通アップリンク・チャネルと呼ばれる。例えば端末と基地局との間に接続が確立された後、ペイロードデータは、ダウンリンク及びアップリンク・ペイロード・チャネルを通じて、送信される。一送信器と一受信器との間のみに構築されたチャネルは専用チャネルと呼ばれる。通常、ペイロード・チャネルは、専用チャネルであり、この専用チャネルは、その接続固有の制御データ送信用専用制御チャネルを伴うことが可能である。

無線ネットワークは、基地局と端末との間のデータ伝送用の共通送信チャネルを有する。このチャネルは、需要に応じて、複数の端末によって共有使用されるように設けられる。このような共通送信チャネルは、例えば、文献：「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＦＤＤ）」、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．５．０、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）においてＣＰＣＨ（共通パケットチャネル）と呼ばれるチャネルでもよく、或いはＲＡＣＨチャネル（ランダムアクセスチャネル）でもよい。これら共通送信チャネルへのアクセスは、基地局によって制御される。

基地局と端末との間でペイロードデータが交換される必要がある場合、端末は基地局と同期が取れていることが必要である。例えばＦＤＭＡ及びＴＤＭＡ方式の組み合わせが用いられるＧＳＭシステム（ＧＳＭ＝Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）から、適切な周波数レンジが決定された後、所定のパラメータに基づいてフレームの時間位置が決定される（フレーム同期）ことが知られている。フレーム同期によって、データ送信の時系列が得られる。このようなフレームは、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、及びＣＤＭＡ方式の場合、端末と基地局のデータ同期に常に必要である。このようなフレームは、複数のサブフレームを含んでもよく、複数の他の連続フレームと共にスーパーフレームを構成してもよい。以下の説明は、便宜上参照フレームと呼ばれる一フレームに基づいている。この参照フレームは、例えば、ＵＭＴＳシステム（ＵＭＴＳ＝Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）において１０ｍｓ長を有するフレームである。

フレーム同期が実行されなければならない場合、すべての端末は基地局によって送信されたパルスを用いて基地局と同期を取るべきである。符号拡散方式（例えばＣＤＭＡ方式）が用いられていない場合（例えばＴＤＭＡ方式が用いられている場合）、パルス長は１ビットの送信に必要なタイムインターバルにちょうど相当する。符号拡散方式が用いられている場合、パルス長は１チップインターバルに相当する。すると、１ビットは複数のチップインターバルと等しい。基地局による特殊なパルスシーケンスの送信がフレーム同期に必要である。パルスシーケンスの開始時点は、フレームの開始時点に相当する。

図２は、ＵＭＴＳ規格に準拠した２つの連続無線送信フレーム２０及び２１を示す。各フレームは１０ｍｓ長である。これらは、ダブル送信フレーム２２を形成する。これら２つの送信フレーム２０及び２１は、一緒に、１５のアクセスフレーム＃０〜＃１４へ再分割される。送信フレーム２０は、アクセスフレーム＃０〜＃６と、アクセスフレーム＃７の前半とを有する。送信フレーム２１は、アクセスフレーム＃８〜＃１４と、アクセスフレーム＃７の後半とを有する。アクセスフレーム＃０〜＃１４のそれぞれは、５，１２０チップ長である。

図３ａ〜３ｃは、図２の３つの連続アクセスフレーム＃０〜＃２を示す。これらアクセスフレームは、それぞれ、２０のアクセスサブフレームに再分割される。図３ａのアクセスフレーム＃０は、２０のアクセスサブフレーム＊０〜＊１９へ再分割され、図３ｂのアクセスフレーム＃１は、２０のアクセスサブフレーム＊２０〜＊３９へ再分割され、図３ｃのアクセスフレーム＃２は、２０のアクセスサブフレーム＊４０〜＊５９へ再分割される。これらアクセスサブフレームは、それぞれ、アクセス信号の送信のために個々の端末へ割り当てることができる。したがって、例えば、端末４は、図１のシステムにおいて、アクセスサブフレーム＊０へ加えられ、端末５はアクセスサブフレーム＊１に加えられ、端末６はアクセスサブフレーム＊２に加えられ、端末７はアクセスサブフレーム＊３に加えられ、同様に、端末８〜１０はアクセスサブフレーム＊４〜＊６に加えられ、端末１１〜１４はアクセスサブフレーム＊７〜＊１０に加えられる。

よって、この例では６０のアクセスサブフレームが設けられるため、６０の異なる端末に対してそれぞれアクセスサブフレーム（すなわち、アクセス信号を送信するために独占的に個々に予約された開始時点）を提供することができる。

アクセスサブフレームの割当は、連続するアクセスフレーム＃３〜＃５、＃６〜＃８、＃９〜＃１１、及び＃１２〜＃１４において、対応した方法で周期的に繰り返される。すなわち、アクセスフレーム＃３は２０のアクセスサブフレーム＊０〜＊１９へ再分割され、アクセスフレーム＃４は２０のアクセスサブフレーム＊２０〜＊３９へ再分割され、アクセスフレーム＃５は２０のアクセスサブフレーム＊４０〜＊５９へ再分割され、アクセスフレーム＃６は２０のアクセスサブフレーム＊０〜＊１９へ再分割され・・・と続く。このように、個々のアクセスサブフレームは３アクセスフレームごとに周期的に再登場する。これにより、全長２０ｍｓの２つの無線送信フレーム２０及び２１の１周期の間にアクセスサブフレーム＊０〜＊５９を５回繰り返すことが可能となる。

これは、いわゆるパワ・ランピング（ｐｏｗｅｒ ｒａｍｐｉｎｇ）に必要である。アクセス信号の送信電力は、基地局に到達した受信電力が十分に高くなるまで、２無線送信フレーム内で３アクセスフレーム経過ごとに（すなわち４回）増加させることができる。所望であれば、後続の送信フレームにおいても、パワ・ランピングを続けてもよい。

本発明の第一の実施形態においては、個々の端末がリクエスト信号を送信し、端末はこのリクエスト信号を用いて該端末に割り当てられたアクセスサブフレーム中に基地局からの共通送信チャネルを要求する。この送信されたリクエスト信号は、例えばアクセスプリアンブルである。アクセスプリアンブルは、特定の共通送信チャネルに対して割り当てられてもよく、或いは、１セットのアクセスプリアンブルが個々の共通送信チャネルに毎回割り当てられてもよい。

上記例のように図１の端末４がアクセスサブフレーム＊０に関連付けられている場合、この端末はアクセスフレーム＃０、＃３、＃６、＃９、及び＃１２のアクセスサブフレーム＊０において（すなわち５回）、各ステップにおいて送信電力が連続的に増やされるように、アクセスプリアンブルを送信することができる。このように、この例ではトータルで５回のパワ・ランピング・ステップが可能である。

本発明の第一の実施形態において、評価を簡素化するために、端末が２０ｍｓ長のダブル送信フレームの先頭すなわちアクセスフレーム＃０〜＃２においてのみアクセスプリアンブルを送信し始めることが好ましい。

ネットワークによってＣＰＣＨで示される共通送信チャネルのユーザ・グループに割り当てられた端末が、同期後、ＣＰＣＨを通じてメッセージを送信したいとき、本発明の第一の実施形態に関する図４のフローチャートに示されたような様々な工程が端末を通じて実行される。

図４のブロック３０は、フローチャートのスタートを示す。ブロック３１において、基地局は、端末からの送信が求められるデータが所定のデータ量を超えているか否かを判断する。越えている場合、基地局は、考えられるアクセス用に１又は複数の共通送信チャネルを該当端末へ割り当てる。これにより、端末は所望であれば１又は複数の共通送信チャネルへアクセスすることが許可される。同時に、基地局は、該当端末にアクセスサブフレームを割り当てる。この端末は、このアクセスサブフレーム内で共通送信チャネルを要求するリクエスト信号を基地局へ送信することができる。各端末がリクエスト信号を送信する個々の開始時点は無線送信フレーム内に置かれる。

端末が割り当てられた共通送信チャネルの一を利用したい場合、該端末は、ブロック３２において、リクエスト信号を通じてアクセスプリアンブルを基地局へ送信する。

ブロック３２において、アクセスプリアンブルは、送信電力が連続的に増やされる３つのアクセスフレームのタイムインターバルの度に５回まで送信されるものとする。それによって、基地局が端末からの信号を十分なパワで受信することが保護される（パワ・ランピング）。

各端末は、基地局によって自局に割り当てられたアクセスサブフレーム内でアクセスプリアンブルを送信するが、評価を簡素化するために、端末は２０ｍｓ長のダブル送信フレームの先頭すなわち図２のアクセスフレーム＃０〜＃２内においてのみ送信を開始することが許可されることが好ましい。

基地局は、ブロック３３において、少なくとも１つの十分なパワのアクセスプリアンブルが受信されたか否かを判断する。

受信された場合、次のブロック３４において、個々のアクセスプリアンブルは該当アクセスフレーム内において一度だけ発生したか否かが確認される。

この条件も満たした場合、基地局は、例えば２アクセスフレーム後に、肯定応答信号を該当端末へ送信し、この端末へのアクセスプリアンブルに属する共通送信チャネルをリリースする。これはブロック３５で表される。

上記例において、端末４がアクセスフレーム＃０のアクセスサブフレーム＊０において十分な送信電力のアクセスプリアンブルを送信し、このアクセスプリアンブルがアクセスサブフレーム＊１〜＊１９中のアクセスフレーム＃０において別の端末によって送信されていない場合、基地局は、例えば２アクセスフレーム後すなわちアクセスフレーム＃２中に、肯定応答信号を端末４へ送信する。この場合、端末４は、送信電力が増加された新たなアクセスプリアンブルの送信が想定されるとき、アクセスフレーム＃３前に肯定応答信号を既に受信している。この結果、端末４は、そのアクセスプリアンブルに割り当てられた共通送信チャネルを通じてデータ部分の送信を開始することができる。

アクセスフレーム＃０〜＃２内でアクセスプリアンブルが十分なパワで受信されない場合、端末は基地局から肯定応答信号も否定応答信号も受信せず、ブロック３２へのリターン・ループが行われる。したがって、端末は、後続のアクセスフレーム＃０〜＃５内で増加されたパワレベルでアクセスプリアンブルをもう一度送信する。これは、毎回、その端末に割り当てられたアクセスサブフレーム＊０〜＊５９内で行われる。

この送信電力の段階的な増加は、アクセスフレーム＃６〜＃８、＃９〜＃１１、及び＃１２〜＃１４の間、必要であれば繰り返される。

１又は複数の十分なパワのアクセスプリアンブルが受信されたが個々のアクセスプリアンブルが個々のアクセスフレーム内で少なくとも２度発生している場合、すなわちアクセスタイムフレーム内で少なくとも２つの異なる端末によって異なる開始時点に送信された場合、衝突解決フェーズが開始されなければならない。

衝突解決フェーズが必要であるか否かに関する決定は基地局によって行われる。基地局がアクセスプリアンブルの受信中に一旦衝突を検出したために衝突解決フェーズが実行されなければならないとき、基地局は衝突検出信号を端末へ送信する。これはブロック３６において行われる。ブロック３６において送信された衝突認識信号によって、衝突解決フェーズの開始が必要であり、端末は衝突解決信号を基地局へ送信しなければならないことが端末に伝えられる。

個々の衝突検出信号は、例えば、文献：３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．５．０、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＦＤＤ）」、に準拠したＣＤ／ＣＡ−ＩＣＨチャネル（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）が用いられることによって実現され得る。このＣＤ／ＣＡ−ＩＣＨチャネルはＣＲプリアンブルの肯定応答又は否定応答（所定のタイムピリオド内で送信電力ゼロ）用に設計されている。１チャネルによってＣＲプリアンブルの肯定応答又は否定応答に利用可能なＣＤ／ＣＡ−ＩＣＨチャネルの削減、及び、これに伴う１シンボルによって利用可能なＣＲシンボルの削減は、隠れた衝突が一切発生できないため、相当な限定を表さない。

次のブロック３７において、各端末は、衝突解決信号を基地局へ送信する。１セットの衝突解決信号が衝突除去のために用意され、端末はこの中から基地局へ送信するものをランダムに選択する。衝突解決信号は、例えば、ＣＲプリアンブル（衝突解決プリアンブル）である。衝突解決信号を送信するために、再び、様々な端末のそれぞれに対して異なる開始時点が予約される。次いで、ブロック３８において、衝突解決信号の送信中に衝突が再び発生したか否かが基地局によって判断される。基地局は、これを衝突解決信号の異なる開始時点から検出することができる。なぜなら、各開始時点は独占的且つ明らかに一端末に割り当てられているからである。このような衝突解決フェーズでの衝突は、例えば、２つの端末が偶然にも同じ衝突解決信号又は同じＣＲプリアンブルを選択してしまったときに発生し得る。

衝突解決フェーズでの衝突の認識中、基地局は、ブロック３９において、衝突に関わる端末すなわち同じ衝突解決信号を偶然にも選んだ端末へ所定のタイムピリオド内で応答信号を送信しない（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を送信する。肯定応答信号を受信しないため、端末は共通送信チャネル上でデータを送信しない。このようにして衝突は完全に回避され得る。この場合、衝突に関わった端末は、アクセス信号若しくはアクセスプリアンブルを繰り返し送信することによって、共通送信チャネルをもう一度要求しなければならない。

衝突解決フェーズにおいて衝突が発生しなかった場合、基地局は、ブロック４０において、ＣＲプリアンブルの一に対しては肯定応答信号を送信し、残りのＣＲプリアンブルに対しては所定のタイムピリオド内で応答信号を送信しない（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を送信する。よって、肯定応答されたＣＲプリアンブルを送信した端末は、共通送信チャネルを使用することが許可される。所定のタイムピリオド内で応答信号を受信しなかった（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を受信したＣＲプリアンブルを持つ端末は、アクセス信号又はアクセスプリアンブルをもう一度送信して共通送信チャネルをもう一度要求しなければならない。

この第一の実施形態により、原則として、特定の状況下では、２以上の端末が衝突を発生させずに送信されたＣＲプリアンブルへの応答として肯定応答信号を受信することができるため、２以上の端末がそれぞれのデータ部分の送信を進めることができる。例えば、端末Ａ及び端末Ｂが同じアクセスプリアンブルＰ１を、端末Ｃ及び端末Ｄが同じアクセスプリアンブルＰ２をそれぞれの個別の独占的アクセスサブフレームへ送信する場合、２つのアクセスプリアンブルに肯定応答信号が与えられ、同時に衝突解決フェーズに入ることが示され得る。ここで、基地局は、アクセスプリアンブルが送信されたフェーズから、いずれの端末が同じ共通送信チャネル（ＵＭＴＳのＣＰＣＨ）について互いに競合しているのかを知っている。同じ共通送信チャネルについて競合する端末（ここでは端末Ａ及びＢと、端末Ｃ及びＤ）が衝突解決フェーズにおいて異なる衝突解決プリアンブルを送信した場合（例えば、端末ＡはプリアンブルＫ１を、端末ＢはプリアンブルＫ２を、端末ＣはプリアンブルＫ２を、端末ＤはプリアンブルＫ３をそれぞれ送信した場合）、基地局は、例えば、端末Ｂ及びＣに向けて衝突解決プリアンブルＫ２について肯定応答を返し、Ｋ１及びＫ３については認めないとすることができる。端末Ｂ及びＣは同じ共通送信チャネルについて競合していないため、それらは２つのデータ部分を同時に送信することができる。別の方法として、基地局は、端末Ａ及び端末Ｄにそれらのデータ部分を異なる共通送信チャネル上で送信することを許すために、Ｋ１及びＫ２について肯定応答を返し、Ｋ２について認めないとすることもできる。

図５は、本発明の第二の実施形態を示すフローチャートである。この本発明の第二の実施形態において、アクセスプリアンブルは、アクセスフレームの先頭においてのみ、すべての端末から一様に送信される。この第二の実施形態においては、アクセスフレーム内で個々の端末にアクセスプリアンブル送信の開始時点が割り当てられない。この第二の実施形態におけるすべての場合において衝突解決フェーズが設けられる。ここで、衝突解決信号の送信については、アクセスフレーム内の異なる開始時点が個々の端末に独占的に割り当てられる。図５のブロック５０は、フローチャートのスタートを示す。ブロック５１において、基地局は、端末が送信したいデータ量が所定のデータ量を超えているか否かを判断する。越えている場合、基地局は、考えられるアクセス用に１又は複数の共通送信チャネルを個々の端末へ割り当てる。これにより、端末は所望であれば割り当てられた共通送信チャネルへアクセスすることが可能となる。同時に、基地局は、個々の端末にアクセスサブフレームを割り当てる。この端末は、このアクセスサブフレーム内で衝突解決信号を基地局へ送信することが許可される。よって、各端末が衝突解決信号を送信する個々の開始時点は無線送信フレーム内に固定される。このような方法は、例えば、文献：「ＣＰＣＨ Ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、Ｇｏｌｄｅｎ Ｂｒｉｄｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｔｄｏｃ ＴＳＧＲ２＃５（９９）５９８、ＴＳＧ−ＲＡＮ−ＷＧ２＃５、Ｓｏｐｈｉａ Ａｎｔｉｐｏｌｉｓ、Ｆｒａｎｃｅ、１９９９年７月５〜９日、などに記載されている。

端末が割り当てられた共通送信チャネルの一にアクセスしたい場合、該端末は、ブロック５２において、アクセスプリアンブルをリクエスト信号として基地局へ送信する。

ブロック５２は、送信電力が連続的に増やされる３つのアクセスフレームのタイムインターバルの度にアクセスプリアンブルを５回まで送信する可能性を提供する。それによって、基地局が端末からの信号を十分なパワで受信することが保護される（パワ・ランピング）。

この本発明の第二の実施形態に係る各端末は、図２のアクセスフレーム＃０〜＃１４の一の各先頭においてのみアクセスプリアンブルの送信が許可される。したがって、本実施形態では、アクセスプリアンブルを送信するための個々の開始時点はアクセスフレーム内で端末に割り当てられるというわけではない。

ブロック５３において、基地局は、アクセスプリアンブルが十分なパワで受信されたか否かを各アクセスフレームの先頭において判断するする。

十分な電力で受信された場合、基地局は、ブロック５４において、例えば２アクセスフレーム後に、該当端末へ肯定応答信号を送信する。

アクセスプリアンブルが十分なパワレベルで受信されなかった場合、端末は基地局から肯定応答信号を受信せず、ブロック５２へのリターン・ループが行われる。したがって、端末は、３アクセスフレーム後に増加されたパワでアクセスプリアンブルをもう一度送信する。

この送信電力の増加は、必要であれば４回まで繰り返される。

アクセスプリアンブルが送信されたアクセス手順の第一フェーズにおいて端末の送信時点が均一であったために衝突が検出されなかったため、アクセスプリアンブルの肯定応答の場合、衝突解決フェーズが第二フェーズとして自動的に実行されるものとする。衝突検出信号の送信を通じた基地局による衝突解決フェーズの開始は、この本発明の第二の実施形態においては必要ない。

アクセスプリアンブルを送信後肯定応答信号を受信した端末は、ブロック５５において、衝突解決信号を基地局へ自動的に送信する。１セットの様々な衝突解決信号が衝突除去のために用意され、端末はこの中から基地局へ送信するものをランダムに選択する。衝突解決信号は、例えば、ＣＲプリアンブル（衝突解決プリアンブル）である。これら様々な端末は、アクセスフレーム内でそれらに利用可能な衝突解決信号を送信するための例えば２０の異なる開始時点を有する。一開始時点は独占的に一端末に割り当てられる。

ブロック５６において、衝突解決信号の送信において衝突がもう一度発生したか否かが基地局によって判断される。基地局は、これを衝突解決信号の異なる開始時点から求めることができる。このような衝突解決フェーズでの衝突は、例えば、２つの端末が偶然にも同じ衝突解決信号又は同じＣＲプリアンブルを選択してしまったときに発生し得る。

衝突解決フェーズにおいて衝突を検出した後、基地局は、ブロック５７において、衝突に関わる端末すなわち同じ衝突解決信号を偶然にも選んだ端末へ応答信号を送信しない（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を送信する。肯定応答信号を受信しないため、端末は共通送信チャネル上でデータを送信しない。このようにして衝突は完全に防止され得る。この場合、衝突に関わった端末は、アクセス信号若しくはアクセスプリアンブルを繰り返し送信することによって、共通送信チャネルをもう一度要求しなければならない。

衝突解決フェーズにおいて衝突が発生しなかった場合、基地局は、ブロック５８において、ＣＲプリアンブルの一に対しては肯定応答信号を送信し、残りのＣＲプリアンブルに対しては所定のタイムピリオド内で応答信号を送信しない（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を送信する。これにより、ＣＲプリアンブルを送信し肯定応答を得た端末は、共通送信チャネルの利用が許可される。所定のタイムピリオド内で応答信号を受信しなかった（送信電力ゼロ）又は否定応答信号を受信したＣＲプリアンブルを持つ端末は、アクセス信号又はアクセスプリアンブルの送信を繰り返すことによって共通送信チャネルをもう一度要求しなければならない。

本発明の別の実施形態は、アクセスサブフレームの数はそのままで、より多くの端末を１つ又は１セットの共通送信チャネルに割り当てることができるネットワークに関する。

１つの可能性は、例えば１６の利用可能な衝突解決プリアンブルを８個ずつ２つのサブセットに再分割する、又は、４個ずつ４つのサブセットに再分割する、又は、２個ずつ８つのサブセットに再分割する、ことである。衝突解決プリアンブルのサブセット及び開始時点若しくはアクセスサブフレームは、次いで、本実施形態において衝突解決プリアンブルを送信する各端末へ割り当てられる。このように、本実施形態によれば、異なるサブセットが与えられた複数の端末が衝突解決プリアンブルを同じ開始時点又は同じアクセスサブフレームを用いて送信することが可能となる。この結果、アクセスサブフレームが２０とすると、４０、８０、又は１６０の端末に対して１つ又は１セットの共通送信チャネルの使用を許可することができる。

以下の表は、１セットの共通送信チャネル（ＣＰＣＨ）の使用が割り当てられた端末の数が２０、４０、８０、及び１６０の場合の個々の端末の開始時点若しくはアクセスサブフレームと衝突解決プリアンブルのサブセットとへの割当の例を示す。個々の端末は、ユーザ機器（ＵＥ）で表した。

本発明の別の実施形態において、利用可能な衝突解決プリアンブルは、利用可能な衝突解決プリアンブルの数が１つ又は１セットの共通送信チャネル（ＣＰＣＨ）が割り当てられる端末数以下の場合、直接且つ独占的に端末へ割り当てられる。例えば、１６の衝突解決プリアンブルが利用可能な場合、１つの衝突解決プリアンブルは、ＣＰＣＨセットのユーザグループに１６以上の端末が存在しない場合、各端末に独占的に割り当てられる。これは、端末数が少ない場合に衝突解決の実施を簡素化する。

本発明の別の実施形態において、アクセスフレームはそれぞれ少数の（例えば、２、３、又は４の）サブフレームへ再分割される。これにより、アクセスサブフレームに関して送信器と受信器との間での同期が取りやすくなる。

例えば、２つのアクセスサブフレームが設けられる場合、３２の端末がそれぞれ１６端末ずつの２つのサブセットへ再分割される。ここで、第一のサブセットの１６端末には、第一のアクセスサブフレームとそれぞれに個別の独占的衝突解決サブフレームとが割り当てられ、同様に、第二のサブセットの１６端末には、第二のアクセスサブフレームとそれぞれに個別の独占的衝突解決サブフレームとが割り当てられる。

２つの端末が１つの衝突解決プリアンブルを共通して持つこと（すなわち１端末が第一のサブセットから１端末が第二のサブセットから）は実際に有り得る。これら２つの端末は偶然にも同時に共通送信チャネルを必要とする場合、結果として生じる衝突は異なるアクセスサブフレーム又は開始時点から認識可能であるが、解決できない。これは、共通送信チャネルへのアクセスは両端末に対して拒絶されなければならないことを意味する。

本発明の一実施形態においては、ランダム化の可能性を同時に利用可能にしつつ、共通送信チャネルのユーザグループにおける端末数が２倍となること、すなわち少なくとも２つの衝突解決プリアンブルが各端末に対して選択に利用可能であること、を実現するために、少なくとも４つのアクセスサブフレームが設けられる。４つのアクセスサブフレームのそれぞれは、１組の衝突解決プリアンブルが各端末に割り当てられるように、割り当てられる端末を８つずつ持つ。各アクセスサブフレームは、関連する端末とこれら端末に割り当てられる衝突解決プリアンブルと共に、１セットを構成する。個々の端末に属する衝突解決プリアンブルのペアは、それらがすべての他のペアと異なるように選ばれると有益的である。これにより、ランダム化が改善され、よって衝突が起こる見込みが減る。改善されたランダム化は、以下の例から明らかとなるであろう。無線セルの２つの端末Ａ及びＢが高データレートで共通送信チャネルへアクセスすることを繰り返し試みている。これら端末Ａ及びＢに同じ衝突解決プリアンブルのペアＣＲ１及びＣＲ２が与えられている場合、それら双方がＣＲ１又はＣＲ２を選ぶと発生している衝突は一切解決できない。

しかし、ＣＲ１及びＣＲ２が端末Ａに割り当てられ、ＣＲ２及びＣＲ３が端末Ｂに割り当てられている場合、端末Ａ及び端末Ｂ双方がＣＲ１を選ぶ状況においてのみ、衝突は解決できない。ＣＲ３は追加的に別の端末に割り当てられる。

４つのアクセスサブフレームの一例を表４に示す。端末ＵＥ１〜ＵＥ８は、第一のアクセスサブフレームと関連付けられ、セット１を構成しており、端末ＵＥ９〜ＵＥ１６は、第二のアクセスサブフレームと関連付けられ、セット２を構成しており、端末ＵＥ１７〜ＵＥ２４は、第三のアクセスサブフレームと関連付けられ、セット３を構成しており、端末ＵＥ２５〜ＵＥ３２は、第四のアクセスサブフレームと関連付けられ、セット４を構成している。端末１〜３２のそれぞれには、衝突解決プリアンブルの区別できるペアが割り当てられている。

８アクセスサブフレームの同様の再分割を表５に示す。アクセスサブフレームが８の場合、トータルで６４端末が割り当てられ得る。各端末は２つの衝突解決プリアンブルの中から選ぶことができる。

複数の基地局及び端末を備えた無線ネットワークを示す図である。 ＵＭＴＳ規格に準拠した２つの連続した送信フレーム（１送信フレームは１０ｍｓ長であり、これら送信フレームは１５のアクセスフレーム（１アクセスフレームは５，１２０チップ長）へ再分割される）を示す図である。 ３つの連続したアクセスフレーム（各アクセスフレームは２０のアクセスサブフレーム（１アクセスサブフレームは２５６チップ長であり、アクセス信号を送信する一端末へそれぞれ割り当てられる）へ再分割される）の１つを示す図である。 ３つの連続したアクセスフレームの１つを示す図である。 ３つの連続したアクセスフレームの１つを示す図である。 本発明の第一の実施形態において端末からのデータパケット送信用の共通送信チャネルの割当を明確にするフローチャートである。 本発明の第二の実施形態において端末からのデータパケット送信用の共通送信チャネルの割当を明確にするフローチャートである。

Claims (18)

1. 少なくとも１つの基地局と、
   前記少なくとも１つの基地局に関連する複数の端末と、
   複数の端末からアクセスされる少なくとも１つの共通送信チャネルと、を備え、
   前記基地局と前記複数の端末は、ペイロードデータ及び制御データを交換し、
   前記基地局は、前記共通送信チャネルへのアクセスを制御するように構成され、
   前記複数の端末は、前記共通送信チャネルへのアクセスを得るために、少なくとも１つのリクエスト信号を前記基地局へ送信するように構成され、
   前記基地局は、前記複数の端末へ応答信号を返送することによって前記リクエスト信号に応答するように構成された、ネットワークであって、
   前記複数の端末には、利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの少なくとも１つのサブセット又はフルセットが割り当てられ、
   前記衝突解決プレアンブルは、前記リクエスト信号が衝突したときに用いられ、
   前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つのサブセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記複数の端末は、その割り当てられたサブセットから選ばれた複数の衝突解決プレアンブルの中の１つを、該１つの衝突解決プレアンブルを含む無線フレームの所定の開始時点において、前記基地局へ送信し、
   前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのフルセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記複数の端末が、前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルの全部の中から選ばれた複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つの送信を開始する時点が異なるようにする、ことを特徴とするネットワーク。
2. 請求項１記載のネットワークであって、
   前記複数の端末のうち、前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの同じサブセットを持つ端末については、衝突解決プレアンブルの送信を開始する時点を異なるものとし、
   前記複数の端末のうち、前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの異なるサブセットを持つ端末については、衝突解決プレアンブルの送信を開始する時点を同じにする、ことを特徴とするネットワーク。
3. 請求項１又は２記載のネットワークであって、
   前記複数の端末の各々には、前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうち、互いに素である１つのサブセットが割り当てられ、
   前記基地局が異なる衝突解決プレアンブルを同時に受信できるように、前記複数の端末は、割り当てられた衝突解決プレアンブルのセットに応じて割り当てられた時点において、複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つの送信を開始する、ことを特徴とするネットワーク。
4. 請求項１記載のネットワークであって、
   前記複数の端末の各々に割り当てられたリクエスト信号の送信を開始する時点はそれぞれ異なる、ことを特徴とするネットワーク。
5. 請求項４記載のネットワークであって、
   前記複数の端末は、リクエスト信号同士が衝突した場合に、衝突解決プリアンブルを送信するように設計され、
   前記複数の端末の各々に割り当てられた衝突解決プリアンブルの送信を開始する時点はそれぞれ異なる、ことを特徴とするネットワーク。
6. 請求項５記載のネットワークであって、
   前記基地局は、リクエスト信号同士が衝突した場合に、前記複数の端末に衝突解決プリアンブルの送信が必要であることを知らせる衝突検出信号を前記複数の端末へ送信する、ことを特徴とするネットワーク。
7. 請求項４記載のネットワークであって、
   前記基地局は、一端末からのリクエスト信号が十分なパワレベルで受信され、且つ、１アクセスタイムフレーム内で受信されたすべてのリクエスト信号が１つの端末のみから送 信されたものであるとき、前記一端末へ肯定応答信号を送信する、ことを特徴とするネットワーク。
8. 請求項５記載のネットワークであって、
   各リクエスト信号は、１つの共通送信チャネルへ割り当てられる、ことを特徴とするネットワーク。
9. 請求項４記載のネットワークであって、
   複数のリクエスト信号が１つの共通送信チャネルへ割り当てられる、ことを特徴とするネットワーク。
10. 請求項１記載のネットワークであって、
    前記複数の端末は、アクセスタイムフレームの先頭ごとに、前記基地局へリクエスト信号を送信するように設計され、
    前記基地局は、個々の端末へ応答信号を送信するように設計され、
    前記複数の端末のうち肯定応答信号を受信した端末は、衝突解決プリアンブルを送信するように設計され、
    前記複数の端末の各々に割り当てられた衝突解決プリアンブルの送信を開始する時点はそれぞれ異なる、ことを特徴とするネットワーク。
11. 請求項１記載のネットワークであって、
    前記複数の端末は、各々に独占的に割り当てられた時点において、それぞれのアクセス信号の送信を開始する、ことを特徴とするネットワーク。
12. 請求項１記載のネットワークであって、
    前記複数の端末は、各々に割り当てられた衝突解決プリアンブルの１セット及び少なくとも１つの開始時点を用いて、前記共通送信チャネルへアクセスする、ことを特徴とするネットワーク。
13. 請求項１記載のネットワークであって、
    少なくとも４つの開始時点を用意し、
    複数の端末を各開始時点へ割り当て、
    少なくとも２つの異なる衝突解決プレアンブルからなる衝突解決プレアンブルの１セットが各端末に割り当てられる、ことを特徴とするネットワーク。
14. 請求項１２記載のネットワークであって、
    個々の端末に割り当てられた衝突解決プリアンブルの複数のセットの各々は、他のすべての端末の衝突解決プレアンブルの複数のセットと異なるように選ばれる、ことを特徴とするネットワーク。
15. 請求項１記載のネットワークであって、
    個々の端末への衝突解決プリアンブル及び／又は開始時点の割当のあり方は、共通送信チャネルへのアクセスが許可された端末数に応じて選ばれる、ことを特徴とするネットワーク。
16. ワイヤレスネットワークにおける基地局であって、
    前記ワイヤレスネットワークは、
    少なくとも１つの前記基地局と、
    前記少なくとも１つの基地局に関連する複数の端末と、
    複数の端末からアクセスされる少なくとも１つの共通送信チャネルと、を備え、
    前記基地局と前記複数の端末は、ペイロードデータ及び制御データを交換し、
    前記基地局は、前記共通送信チャネルへのアクセスを制御するように構成され、
    前記基地局は、前記共通送信チャネルへのアクセスを得ようとする前記複数の端末から少なくとも１つのリクエスト信号を受信するように構成され、
    前記基地局は、前記複数の端末へ応答信号を返送することによって前記リクエスト信号に応答するように構成され、
    前記基地局は、利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの少なくとも１つのサブセット又はフルセットを前記複数の端末に割り当て、
    前記衝突解決プレアンブルは、前記リクエスト信号が衝突したときに用いられ、
    前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つのサブセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記基地局は、前記複数の端末から送信された、割り当てられたサブセットから選ばれた複数の衝突解決プレアンブルの中の１つを、該１つの衝突解決プレアンブルを含む無線フレームの所定の開始時点において、受信し、
    前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのフルセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記基地局は、前記複数の端末に、該複数の端末が前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルの全部の中から選ばれた複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つの送信を開始する時点が異なるように割り当てる、ことを特徴とする基地局。
17. ワイヤレスネットワーク用の端末であって、
    前記ワイヤレスネットワークは、
    少なくとも１つの基地局と、
    前記少なくとも１つの基地局に関連する複数の前記端末と、
    前記基地局によって制御され、複数の端末からアクセスされる少なくとも１つの共通送信チャネルと、を備え、
    前記基地局と前記複数の端末は、ペイロードデータ及び制御データを交換し、
    前記複数の端末は、前記共通送信チャネルへのアクセスを得るために、少なくとも１つのリクエスト信号を前記基地局へ送信し、応答信号を前記基地局から受信するように構成され、
    前記複数の端末には、利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの少なくとも１つのサブセット又はフルセットが割り当てられ、
    前記衝突解決プレアンブルは、前記リクエスト信号が衝突したときに用いられ、
    前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つのサブセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記複数の端末は、その割り当てられたサブセットから選ばれた複数の衝突解決プレアンブルの中の１つを、該１つの衝突解決プレアンブルを含む無線フレームの所定の開始時点において、前記基地局へ送信し、
    前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのフルセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記複数の端末が、前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルの全部の中から選ばれた複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つの送信を開始する時点が異なるようにする、ことを特徴とする端末。
18. ネットワークにおいて、少なくとも１つの基地局と前記少なくとも１つの基地局に関連する複数の端末との間で、複数の端末からアクセス可能な少なくとも１つの共通送信チャネルを通じて、ペイロードデータ及び制御データを交換する方法であって、
    前記基地局が前記共通送信チャネルへのアクセスを制御する工程と、
    前記複数の端末が、前記共通送信チャネルへのアクセスを得るために、少なくとも１つのリクエスト信号を前記基地局へ送信する工程と、
    前記基地局が、前記複数の端末へ応答信号を返送する工程と、
    前記複数の端末に、前記リクエスト信号が衝突したときに用いられる、利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの少なくとも１つのサブセット又はフルセットを割り当てる工程と、
    前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つのサブセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記複数の端末が、その割り当てられたサブセットから選ばれた複数の衝突解決プレアンブルの中の１つを、該１つの衝突解決プレアンブルを含む無線フレームの所定の開始時点において、前記基地局へ送信する工程と、
    前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルのフルセットが前記複数の端末に割り当てられた場合、前記複数の端末が、前記利用可能な複数の衝突解決プレアンブルの全部の中から選ばれた複数の衝突解決プレアンブルのうちの１つの送信を開始する時点が異なるようにする工程と、を有することを特徴とする方法。

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