JPH08508627A

JPH08508627A - セルラー通信システムにおけるレイヤー２プロトコル

Info

Publication number: JPH08508627A
Application number: JP7513395A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．サンマルコ，アンソニー; ウオルターダイアチャイナ，ジョン; パーソン，ベングト; ケイ．レイス，アレックス; カールエリックホフ，アンデルス
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲツトエルエムエリクソン
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1996-09-10
Also published as: FI953264A0; WO1995012934A1; FI953264A7; BR9405927A; AU1048095A; CA2152946C; NZ276272A; EP0677222A4; CN1116888A; US5655215A; AU681730B2; EP0677222A1; CA2152946A1; FI953264L

Abstract

(57)【要約】セルラー通信システムのエアインターフェイスを介して効率的な通信リンクプロトコルを使用してメッセージを送信する方法（第７図）が開示される。プロトコル内のフレームはヘッダー部（ＢＵ）及びデータ部（ＤＡＴＡ）を含む複数の部分へ分割される。ヘッダー部はフレーム内にどのタイプの情報が含まれているかを示すフィールドを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】セルラー通信システムにおけるレイヤー２プロトコル１９９３年１１月１日に出願された米国特許出願第０８／１４７，２５４号「無線通信システムにおける通信方法」を参照することにより、その開示内容を本明細書に組み入れる。背景本発明は移動局と中央交換システム間のメッセージ送信方法に関し、特にセルラー電話システムのエアインターフェイス（air-interface）を介したより効率的な通信リンクプロトコルを使用したこれらのメッセージの送信方法に関する。代表的なセルラー無線システムでは、大都市エリア等の地理的エリアは”セル ”と呼ばれるいくつかの小さな隣接した無線覆域に分割される。セルは“基地局 ”と呼ばれる一連の固定無線局によりサービスされる。基地局は移動サービス交換局（ＭＳＣ）に接続され制御される。ＭＳＣは陸上回線（有線）公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続されている。セルラー無線システムの電話ユーザ（移動加入者）には携帯（ハンドヘルド）、携行（ハンドキャリド）もしくは移動（車載）電話ユニット（移動局）が提供されそれは近くの基地局を介してＭＳＣと音声及び／もしくはデータを通信する。ＭＳＣは有線及び移動加入者間で呼を交換し、移動局へのシグナリング（signalling）を制御し、請求書送付統計を編集し、システムの運転、保守及びテストを行う。 Advanced Mobile PhoneService（ＡＭＰＳ）標準に従って構築された従来のセルラー無線システムのアーキテクチュアを第１図に示す。第１図では、任意の地理的エリアが複数の隣接する無線覆域エリア、すなわちセルＣ１−Ｃ１０に分割されている。説明の都合上、第１図には１０個のセルしか示されていないが、実際上セル数は遥かに多くすることができる。各セルＣ１−Ｃ１０内に複数の基地局Ｂ１−Ｂ１０の中の対応する一つの基地局が配置されている。各基地局Ｂ１− Ｂ１０は複数のチャネルユニットを含みその各々が、従来技術で周知のように、送信機、受信機及びコントローラを具備している。第１図において、基地局Ｂ１−Ｂ１０は、それぞれ、セルＣ１−Ｃ１０の中心に配置され全方向に同等に送信を行う全方向アンテナを備えている。この場合、各基地局Ｂ１−Ｂ１０のチャネルユニットが一つのアンテナに接続されている。しかしながら、別の構成のセルラー無線システムでは、基地局Ｂ１−Ｂ１０はセルＣ１−Ｃ１０の周辺近くに配置したり中心から離してセルＣ１−Ｃ１０に無線信号を指向的に照射することができる。例えば、第２図に示すように各々が１２０°のセクターを覆域する３つの指向性アンテナを基地局に備えることができる。この場合、いくつかのチャネルユニットは一つのセクターセルに接続され、他のチャネルユニットは他のセクターセルを覆域する他のアンテナに接続され、残りのチャネルユニットは残りのセクターセルを覆域する残りのアンテナに接続される。したがって、第２図では基地局は３つのセクターセルをサービスする。しかしながら、常に３つのセクターセルが存在する必要は無く、例えば、道路や高速道路を覆域するのに使用するセクターセルは一つだけでよい。第１図に戻って、各基地局Ｂ１−Ｂ１０は音声及びデータリンクによりＭＳＣ２０に接続されそれは次に公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）内の（図示せぬ）電話局もしくは、システム統合デジタル網（ＩＳＤＮ）等の、類似施設に接続されている。移動交換局ＭＳＣ２０と基地局Ｂ１−Ｂ１０間、もしくは移動交換局ＭＳＣ２０とＰＳＴＮもしくはＩＳＤＮ間の当該接続及び送信モードは当業者には周知であり撚対線、同軸ケーブル、光ファイバーケーブルあるいはアナログもしくはデジタルモードで作動するマイクロ波無線チャネルを含むことができる。さらに、音声及びデータリンクはオペレータが提供したり電話会社（telco）からリースすることができる。さらに第１図を参照して、セルＣ１−Ｃ１０内には複数の移動局Ｍ１−Ｍ９がいる。ここでも、第１図には９台の移動局しか図示されていないが、実際の移動局の数は遥かに多く一般的には基地局数を越える。さらに、いくつかのセルＣ１ −Ｃ１０では移動局Ｍ１−Ｍ９は見つからないが、任意特定のセルＣ１−Ｃ１０における移動局Ｍ１−Ｍ９の存否はセル内の一つの位置から別の位置あるいは一つのセルから近隣セルへ移動することができる各移動加入者の個別の要望によって決まる。従来技術で周知のように、各移動局Ｍ１−Ｍ９は送信機、受信機、コントローラ及び電話ハンドセット等のユーザインターフェイスを含んでいる。各移動局Ｍ１−Ｍ９に移動体識別番号（ＭＩＮ）力割り当てられ、米国の場合それは移動加入者の電話登録番号のデジタル表現である。ＭＩＮは移動加入者の無線経路を介しての予約を示すものであり呼発生時には移動局からＭＳＣ２０へ送られ呼終止時にはＭＳＣ２０から移動局へ送られる。各移動局Ｍ１−Ｍ９はまた移動局の不正使用を保護するように設計された工場設定“不変数”である電子連番（ＥＳＮ）によっても識別される。例えば、呼発生時に移動局はＭＳＣ２０へＥＳＮを送る。ＭＳＣ２０は受信したＥＳＮを盗難報告されている移動局のＥＳＮの“ブラックリスト”と比較する。一致すれば、盗難された移動局のアクセスは拒絶される。各セルＣ１−Ｃ１０には、例えば、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ）等の、当該政府機関により全セルラーシステムに割り当てられている無線周波数（ＲＦ）のサブセットが分配される。ＲＦチャネルの各サブセットは音声会話を運ぶのに使用されるいくつかの音声すなわち通話チャネル、及び各移動局Ｂ１−Ｂ１０とその覆域内の移動局Ｍ１−Ｍ９間で監視データメッセージを運ぶのに使用される少なくとも一つのページング／アクセスもしくはコントロールチャネルに分割される。各ＲＦチャネルは基地局と移動局間の二重チャネル（双方向無線通信経路）により構成される。ＲＦチャネルは（移動局により受信される）基地局による送信及び（基地局により受信される）移動局による送信に対する一対の別々の周波数からなっている。基地局Ｂ１−Ｂ１０内の各チャネルユニットは通常対応するセルに分配された無線チャネルの中の予め選定された一つのチャネルで作動する、すなわちチャネルユニットの送信機（ＴＸ）及び受信機（ＲＸ）は変化しない一対の送受信周波数に同調されている。しかしながら、各移動局Ｍ１−Ｍ９のトランシーバ（ＴＸ／ＲＸ）はシステム内で指定された任意の無線チャネルに同調することができる。代表的な陸上回線システムでは、遠隔局及びコントロールセンターはセルラー電話システムのエアインターフェイスにより提供されるのよりも一般的に著しく良好なデータスループット容量及び性能完全性を有する銅もしくは光ファイバー回路により接続されている。その結果、陸上回線システムの任意の選定通信リンクプロトコルを管理するのに必要なオーバヘッドの簡潔さはあまり重要ではなくなる。セルラー電話システムでは、移動局がセルラー交換システムと通信できるようにするためにエアインターフェイス通信リンクプロトコルが必要である。通信リンクプロトコルはセルラー電話呼を開始し受信するのに使用される。セルラー電話システムが使用することができる電磁スペクトルは制限されチャネルと呼ばれるユニット内へ分配される。個別のチャネルは共有ベースあるいは専用もしくは予約ベースで通信リンクとして使用される。個別のチャネルが共有ベースで通信リンクとして使用される場合、多くの移動局が同じチャネルを傾聴するすなわち競合することがある。競合状況では、各共有チャネルは限定期間だけチャネルを専用するために競合する複数の移動局により使用されることがある。一方、個別のチャネルが専用ベースで通信リンクとして使用される場合、一つの移動局に必要な期間だけチャネルの専用が割り当てられる。既存のアナログだけの移動局をサービスする継続的なニーズがあるため従来のＡＭＰＳもしくは同等のＥＩＡ／ＴＩＡ−５５３標準を引き継いだアナログコントロールチャネル（ＡＣＣ）のＩＳ−５４Ｂの仕様が作られるようになった。ＥＩＡ／ＴＩＡ−５５３によれば、基地局から移動局へのダウンリンクにおけるアナログフォワードコントロールチャネル（ＦＯＣＣ）は第３図に示すフォーマットのメッセージ（語）の連続データ流を運ぶ。いくつかの異種（機能クラス）のメッセージをアナログＦＯＣＣにより送信することができる。これらのメッセージにはシステムパラメータオーバヘッドメッセージ（ＳＰＯＭ）、グローバルアクションオーバヘッドメッセージ（ＧＡＯＭ）、登録識別メッセージ（ＲＥＧＩＤ）、ページングメッセージ等の移動局制御メッセージ、及びコントロール−フィラーメッセージが含まれる。ＳＰＯＭ、ＧＯＡＭ及びＲＥＧＩＤは基地局の覆域内の全移動局により使用されるオーバヘッドメッセージである。オーバヘッドメッセージはオーバヘッドメッセージトレーン（ＯＭＴ）と呼ばれる群として送られる。各ＭＯＴの最初のメッセージは常に０．８±０．３秒毎に送信されるＳＰＯＭでなければならない。第３図に示すアナログＦＯＣＣのフォーマットはＦＯＣＣを傾聴して各ＯＭＴに送信されたメッセージをたとえそれに含まれる情報が一つのＯＭＴから次のＯＭＴへかけて変化していない場合でも全て（ページングメッセージだけではなく）読み取る空き移動局が必要である。この要求により移動局のバッテリ寿命が不要に制限されがちとなる。次世代デジタルセルラーシステムの一つの目標はユーザの“トーク時間”、すなわち、移動局のバッテリ寿命を延ばすことである。このため、米国特許出願第０７／９５６，６４０号（ここで参照することにより本願に組み入れる）にはアナログＦＯＣＣに対して指定されているメッセージのタイプを運ぶことができるが、それは空き移動局がＦＯＣＣへ固定されている時及びその後情報が変化した時だけオーバヘッドメッセージを読み取ることができ、それ以外の時間は“スリープモード”に入るようなフォーマットである。スリープモードでは、移動局は大概の内部回路をオフとしてバッテリ電力を節減する。前記米国特許出願第０７／９５６，６４０号にはＩＳ−５４Ｂで指定されているデジタルトラフィックチャネル（ＤＴＣ）と一緒にデジタルコントロールチャネル（ＤＣＣ）をどのように定義できるかが示されている。第４図を参照して、持続時間４０ミリ秒（msec）の各時分割多元接続（ＴＤＭＡ）フレーム内の６スロットの内の１スロットをハーフレートＤＣＣが占有し、２スロットをフルレートが占有している。付加ＤＣＣ容量を得るために、キャリア上で利用できるスロットがなくなるまでＤＴＣの替わりに付加ハーフレートもしくはフルレートＤＣＣを定義することができる（必要であればＤＣＣを別のキャリアで定義することができる）。したがって、各ＩＳ−５４ＢＲＦチャネルはＤＴＣのみ、ＤＣＣのみ、もしくはＤＴＣとＤＣＣの混合を運ぶことができる。ＩＳ−５４Ｂフレームワーク内で、各ＲＦチャネルはフルレートＤＴＣ／ＤＣＣを３つまで、もしくはハーフレートＤＴＣ／ＤＣＣを６つまで、もしくはその間の任意の組合せ、例えば、一つのフルレートと４つのハーフレートのＤＴＣ／ＤＣＣを有することができる。一般的に、ＤＣＣの送信レートはＩＳ−５４Ｂで指定されたハーフレート及びフルレートと一致する必要はなく、ＤＣＣスロットの長さは均一でなかったりＤＴＣスロットの長さと一致しないことがある。第５図にキャリア周波数で送られる連続タイムスロット１，２，．．．に含まれる一連のタイムスロット１，２，．．．，Ｎ，．．．として構成されるフォワード（すなわち、ダウンリンク）ＤＣＣの一般的な例を示す。これらのＤＣＣスロットはＩＳ−５４Ｂで指定されるような無線チャネルで定義することができ、例えば第５図に示すように、一連の連続スロットの第ｎ番毎のスロットで構成することができる。各ＤＣＣスロットの５持続時間は６．６７msecであってもなくてもよく、それはＩＳ−５４Ｂ標準に従ったＤＴＣの長さである。（各４０msecＴＤＭＡフレーム内に６つのＤＴＣスロットがある。）あるいは（他の代案に制限を加えることなく）、これらのＤＣＣスロットを当業者には周知の他の方法で定義することができる。第５図に示すように、ＤＣＣスロットはスーパーフレーム構成とすることができ各スーパーフレームは多種の情報を運ぶいくつかの論理チャネルを含むことができる。スーパーフレーム内の各論理チャネルに一つ以上のＤＣＣスロットを割り当てることができる。第５図の代表的なダウンリンクスーパーフレームは３つの論理チャネルを含んでおり、オーバヘッドメッセージ用の６つの連続スロットを含む同報コントロールチャネル（ＢＣＣＨ）、ページングメッセージ用の１スロッを含むページングチャネル（ＰＣＨ）、及びチャネル割付け及び他のメッセージ用の１スロットを含むアクセス応答チャネル（ＡＲＣＨ）である。第５図の代表的なスーパーフレーム内の残りのタイムスロットは、付加ページングチャネルＰＣＨその他のチャネル等の、他の論理チャネル専用とすることができる。移動局の数は通常スーパーフレーム内のスロット数よりも遥かに多いため、各ページングスロットは、例えばＭＩＮの最終桁等の、いくつかの一意的な特性を共有するいくつかの移動局をページングするのに使用される。効率的なスリープモード動作及び高速セル選定を行うために、ＢＣＣＨをいくつかのサブチャネルへ分割することができる。米国特許出願第０７／９５６，６４０号には移動局がオンとされたら（ＤＣＣに固定されている場合）再少量の情報を読み取りその後でシステムへアクセス（呼の発信もしくは受信）できるようにするＢＣＣＨ構造が開示されている。オンとされた後で、空き移動局は（通常各サブフレームに一つの）その割り当てられたＰＣＨスロットだけを規則的に監視するだけでよく、他のスロット期間中はスリープすることができる。移動体がページングメッセージの読み出しに使う時間とスリープして過ごす時間の比率は制御することができ呼設定遅延と消費電力とのトレードオフを表している。各ＴＤＭＡタイムスロットはある一定の情報搬送容量を有するため、前記したように各バーストは代表的にはレイヤー３メッセージの一部分しか運ぶことができない。アップリンク方向では、多数の移動局がダウンリンク方向でシステムから送られるレイヤー３メッセージを傾聴する間、コンテンションベースでシステムとの通信を試みる。周知のシステムでは、レイヤー３メッセージ全体を送るのに必要な多くのＴＤＭＡチャネルバーストを使用して任意所与のレイヤー３メッセージを運ばなければならない。通信リンクプロトコルは通信産業内で一般的にレイヤー２プロトコルと呼ばれその機能にはハイレベルメッセージの制限すなわちフレーミングが含まれる。従来のレイヤー２プロトコルフレーミング機構すなわちフラグ文字のビット詰め込みは今日、レイヤー３メッセージと呼ばれる、上位レイヤーメッセージをフレーミングするのに陸上網において広く使用されている。レイヤー３メッセージは移動局内に常駐する通信中のレイヤー３ピアエンティティ（peer entity）とセルラー交換システム間で送信することができる。本発明の構造及び動作をよく理解するために、デジタルコントロールチャネルＤＣＣを３レイヤー、レイヤー１（物理層）、レイヤー２、及びレイヤー３、へ分割することができる。物理層（Ｌ１）は、例えばＲＦスペーシング、変調特性等の、物理的通信チャネルのパラメを定義する。レイヤー２（Ｌ２）は、例えばエラー修正及び検出等の、物理的チャネルの制約内で情報を正確に送信するのに必要な技術を定義する。レイヤー３（Ｌ３）は物理的チャネルを介して送信される情報の受信及び処理手順を定義する。第６図に複数のレイヤー３メッセージ１１、レイヤー２フレーム１３、及びレイヤー１チャネルバースト、すなわちタイムスロット、１５を略示する。第６図において、各レイヤー３メッセージに対応する各チャネルバースト群は論理チャネルを構成することができ、前記したように、所与のレイヤー３メッセージに対するチャネルバーストは通常ＩＳ−５４Ｂキャリア上の連続スロットではない。一方、チャネルバーストは連続的であることがあり、一つのタイムスロットが終わるとすぐに次のタイムスロットが開始されることがある。各レイヤー１チャネルバースト１５は、例えば、エラー修正情報及びレイヤー１オペレーションで使用される他のオーバヘッド情報等の情報だけでなく完全なレイヤー２フレームを含んでいる。各レイヤー２フレームはレイヤー２オペレーションに使用されるオーバヘッド情報だけでなくレイヤー３メッセージの少なくとも一部を含んでいる。第６図には示されていないが、各レイヤー３メッセージはメッセージのペイロード、各メッセージのタイプを識別するヘッダー部、及び恐らくはパディング（padding）と考えられるさまざまな情報エレメントを含んでいる。各レイヤー１バースト及び各レイヤー２フレームは複数の異なるフィールドへ分割される。特に、各レイヤー２フレーム内の限定長ＤＡＴＡフィールドはレイヤー３メッセージ１１を含んでいる。レイヤー３メッセージはその中に含まれる情報量によって決まる可変長を有するため、一つのレイヤー３メッセージを送信するのに複数のレイヤー２フレームが必要になることがある。その結果、チャネルバーストとレイヤー２フレームとの間に１対１の対応があるためレイヤー３メッセージ全体を送信するのに複数のレイヤー１チャネルバーストが必要になることがある。前記したように、レイヤー３メッセージを送るのに２つ以上のチャネルバーストが必要な場合、いくつかのバーストは通常無線チャネル上で連続バーストとはならない。さらに、いくつかのバーストは通常レイヤー３メッセージを運ぶのに使用される特定論理チャネル専用の連続バーストでもない。セルラー電話環境のチャネル共有状況における個別のチャネルにより得られる一般的に低減されたデータスループット容量及び性能の完全性を考えると、通信リンクの基礎として働く効率的なエウインターフェイスプロトコルの選定は最も重要となる。したがって、タイムスロットに何が含まれ、タイムスロットにどのように含まれ情報をどのように解釈かべきかを記述するレイヤー２ヘッダーに対するニーズがある。要約タイムスロット内に何が含まれ、それがタイムスロット内にどのように含まれかつ情報をどのように解釈すべきかを示す表示をレイヤー２プロトコル内に与えることが本発明の目的である。一実施例では、セルラー交換システムから移動局へ情報を送信する方法が提供されフレームはヘッダー部を含む複数部分へ分割されヘッダー部は次に符号化されてフレーム内に含まれるものが識別される。別の実施例では、セルラー通信システムはＳＰＡＣＨ通告メッセージを使用して移動局をページングすることができる。ＳＰＡＣＨ通告メッセージはメッセージを受信できるかどうか移動局へ尋ねかつどのタイプのメッセージ移動局へ送信されようとしているかを表示する。もう一つの実施例では、グループアイディンティティフィールド（group iden tity field）をＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコルに含めることができる。グループアイディンティティフィールドは移動体がグループの一部であることを表示しかつグループアイディンティティフィールドをＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコル内に含めることによりセルラー通信システムが１ページで複数台の移動体をページングできるようにする。さらに、ＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコルは移動体に特定セルを使わないよう告げるのに使用することができるgo awayフラグ（go aw ay flag）を含むことができる。もう一つの実施例では、移動局はスーパーフレーム内の同報コントロールチャネルＢＣＣＨスロットとＳＰＡＣＨスロットを識別することができる。さまざまなスロットを識別する一つの方法はさまざまなタイプのスロットにさまざまな巡回冗長検査を使用することである。さらにもう一つの実施例では、セルラー通信システムのレイヤー２プロトコルに予約チャネルを提供する方法は予約チャネルがスーパーフレーム内のどこにあるかを示すフィールドを同報コントロールチャネルオーバヘッドメッセージ内に与えるステップを含んでいる。また別の実施例では、グループアイディンティティフィールド（ＧＩＤ）をＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコル内に含めることができる。グループアイディンティティフィールドは移動体がグループの一部であることを示す。このグループアイディンティティを使用することにより、通信システムは１ページで全グループをページングすることができる。図面の簡単な説明次に添付図に示す単なる例にすぎない実施例を参照して本発明の詳細説明をする。添付図において、第１図は従来のセルラー無線システムのアーキテクチュアを示し、第２図は第１図のシステムで使用できる３つのセクターセルを示し、第３図はフォワードアナログコントロールチャネルのフォーマットを示し、第４図はＩＳ−５４Ｂに従ったフォワードＴＤＭＡチャネルの構造を示し、第５図はスーパーフレームグループへ分けられるタイムスロットを有するデジタルコントロールチャネルの一般化された図であり、第６図は通信システムにおける複数のレイヤー３メッセージ、レイヤー２フレーム、及びレイヤー１チャネルバーストを示し、第７図は代表的なセルラー移動無線電話システムのブロック図であり、第８図は一実施例によりデジタルコントロールチャネルを構成する論理チャネルを示し、第９図はハイパーフレーム構造を示し、第１０ａ図一第１０ｏ図は一実施例によるさまざまなＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコルフレームを示し、第１１図はフォワードＤＣＣの代表的なスロットフォーマットを示す。詳細説明以後ＩＳ−５４Ｂに従ったシステムに焦点を絞って説明を行うが、本発明の原理は（アナログ、デジタル、デュアルモード等の）特定の動作モード、（ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ハイブリッドＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ等の）アクセス技術、あるいは（マクロセル、マイクロセル、ピコセル等の）アーキテクチュアに無関係に例えば、セルラー及び衛星無線システム等の、さまざまな無線通信システムに同等に応用することができる。当業者に理解されるように、音声及び／もしくはデータを運ぶ論理チャネルは物理チャネルレベル（レイヤー１）においてさまざまな方法で実現することができる。物理チャネルは、例えば、比較的狭いＲＦ帯域（ＦＤＭＡ）、無線周波数タイムスロット（ＴＤＭＡ）、コードシーケンス（ＣＤＭＡ）、もしくはそれらの組合せとすることができる。本発明において、“チャネル”という用語は音声及び／もしくはデータを運ぶことができる任意の物理チャネルを意味し、任意特定の動作モード、アクセス技術もしくはシステムアーキテクチュアに限定されない。本出願にはRaith等の米国特許第５，３５３，３３２号“無線電話システムにおける通信制御方法及び装置”、１９９２年１０月５日に出願された米国特許出願第０７／９５６，６４０号“デジタルコントロールチャネル”、１９９３年４月１９日に出願された米国特許出願第０８／０４７，４５２号“ランダムアクセスチャネル及びアクセス応答チャネルのレイヤー２プロトコル”、１９９３年１１月１日に出願された米国特許出願第０８／１４７，２５４号“無線通信システムにおける通信方法”、１９９２年１０月２７日に出願された米国特許出願第０７／９６７，０２７号“マルチモード信号処理”、及び１９９３年１０月２５日に出願された米国特許出願第０８／１４０，４６７号’“移動無線システムにおけるランダムアクセス方法”に関連した主題を含んでいる。これら６件の同時係属出願はここに参照することにより組み入れる。第７図は一実施例による代表的なセルラー移動無線電話システムのブロック図を示す。このシステムには代表的な基地局１１０及び移動局１２０が示されている。基地局はＭＳＣ１４０に接続された制御及び処理装置１３０を含みＭＳＣ１４０は（図示せぬ）ＰＳＴＮに接続されている。このようなセルラー無線電話システムの一般的な特徴は従来技術で周知である。セルの基地局１１０は制御及び処理装置１３０により制御される音声チャネル受信機１５０により処理される複数の音声チャネルを含んでいる。また、各基地局は２つ以上のコントロールチャネルを処理することができるコントロールチャネルトランシーバ１６０も含んでいる。コントロールチャネルトランシーバ１６０は制御及び処理装置１３０により制御される。コントロールチャネルトランシーバ１６０は基地局もしくはセルのコントロールチャネルを介してそのコントロールチャネルへ固定された移動体へ制御情報を同報する。移動体１２０は空きモードであれば、１１０等の基地局のコントロールチャネルを周期的に操作してどのセルにロックオンもしくはキャンプツーすべかを決定する。移動体１２０は絶対情報（情報が同報されるコントロールチャネルに対応する特定セルに関するそのセルのサービスプロファイル、コントロールチャネル機構、及びセルタイプを含むことができる情報）及びコントロールチャネルを介してその音声及びコントロールチャネルトランシーバ１７０に同報される相対情報（一般的に絶対情報と同種の情報であるが他のセルの特性に関する情報）を受信する。次に処理装置１８０が候補セルの特性を含む受信コントロールチャネル情報を評価して移動体がどのセルにロックオンすべきかを決定する。受信コントロールチャネル情報は関連するセルに関する絶対情報だけでなく、コントロールチャネルが関連するセルに近い他のセルに関する相対情報も含んでいる。本発明では、デジタルコントロールチャネルＤＣＣは第８図に示す論理チャネルを含んでいる。ＤＣＣ論理チャネルは、高速同報コントロールチャネルＦ−ＢＣＣＨ、拡張同報コントロールチャネルＥ−ＢＣＣＨ、及び同報ショート−メッセージ−サービスコントロールチャネルＳ−ＢＣＣＨからなる同報コントロールチャネル（ＢＣＣＨ）、ポイント−ポイントショート−メッセージ−サービスチャネル（ＳＭＳＣＨ）、ページングチャネル（ＰＣＨ）、及びアクセス応答チャネル（ＡＲＣＨ）からなるショート−メッセージ−サービス／ページング／アクセスチャネルＳＰＡＣＨ、ランダムアクセスコントロールチャネル（ＲＡＣＨ）、及び予約チャネルを含んでいる。ＤＣＣスロットは第５図、好ましくは第９図、に示すスーパーフレームと呼ばれるハイレベル構造として構成することができ、そこにはフォワード（基地局から移動局）ＤＣＣのフレーム構造及び、各々が好ましくは１次スーパーフレーム及び２次スーパーフレームからなる、２つの連続ハイパーフレームが示されている。３つの連続スーパーフレームが第９図に示されており、各々が論理チャネルＦ −ＢＣＣＨ、Ｅ−ＢＣＣＨ、Ｓ−ＢＣＣＨ、及びＳＰＡＣＨとして構成された複数のタイムスロットからなっている。一般的に、スーパーフレーム内の各論理チャネルに対して一つ以上のＤＣＣスロットを分配することができる。フォワードＤＣＣ内の各スーパーフレームは好ましくは、必要なできるだけ多くのスロットを使用する、Ｆ−ＢＣＣＨ情報の完全なセット（すなわち、１セットのレイヤー３メッセージ）を含み各スーパーフレームは好ましくはＦ−ＢＣＣＨスロットで開始する。Ｆ−ＢＣＣＨスロットの後の、各スーパーフレーム内の残りのスロットはＥ−ＢＣＣＨ、Ｓ−ＢＣＣＨ、及びＳＰＡＣＨ論理チャネルに対する一つ以上のスロットを含んでいる（あるいは、含んでいない）。第５図の例では６つのＤＣＣスロットを分配されるＢＣＣＨはオーバヘッドメッセージを運ぶ。一つのオーバヘッドメッセージはスーパーフレーム内のＢＣＣＨ部の終りを定義するのに使用される。一つのＤＣＣスロットを分配されるＰＣＨはページングメッセージを運ぶ。やはり一つのＤＣＣスロットを分配されるＡＲＣＨはチャネル割付けその他のメッセージを運ぶ。第５図の代表的なスーパーフレームは第９図に示す付加ページングチャネル等の他の論理チャネルを含むことができる。２つ以上のＰＣＨが定義される場合には、さまざまな特徴により識別される移動局のさまざまなグループをさまざまなＰＣＨへ割り当てることができる。Ｆ−ＢＣＣＨ、Ｅ−ＢＣＣＨ、及びＳ−ＢＣＣＨ論理チャネルを統括して参照するのにＢＣＣＨの頭字が使用される。これら３つの論理チャネルは一般的にジェネリックなシステム関連情報を運ぶのに使用される。これら３つのチャネルの属性は一方向性（ダウンリンク）、共有、ポイント−マルチポイント、及び非肯定応答であることである。高速ＢＣＣＨはタイムクリティカルシステム情報を同報するのに使用される論理チャネルである。拡張ＢＣＣＨはＦ−ＢＣＣＨを介して送られる情報よりも重要ではないシステム情報を同報するのに使用される論理チャネルである。同報ショートメッセージサービスＳ−ＢＣＣＨはＳＭＳ同報サービスに使用されるショートメッセージを同報するのに使用される論理チャネルである。ＳＰＡＣＨチャネルはＳＭＳポイント−ポイント、ページングに関する特定の移動局へ情報を送りアクセス応答チャネルを提供するのに使用される論理チャネルである。ＳＰＡＣＨチャネルはさらに、ＳＭＳＣＨ、ＡＲＣＨ、ＰＣＨの、３つの論理チャネルへ再分割することが考えられる。ページングチャネルＰＣＨはページ及びオーダーを専門に送出するＳＰＡＣＨのサブセットである。アクセス応答チャネルＡＲＣＨはランダムアクセスチャネルを介したアクセスが首尾よく完了した時に移動局が自律的に移行するＳＰＡＣＨのサブセットである。ＡＲＣＨはアナログ音声チャネルやデジタルトラフィックチャネル割付けもしくは移動体アクセス試行に対する他の応答を運ぶのに使用することができる。ＳＭＳポイント−ポイントチャネルＳＭＳＣＨはＳＭＳサービスを受ける特定の移動局へショートメッセージを送るのに使用することができ、メッセージは２つ以上の移動体へアドレスすることもができる。同様に、ＰＣＨを介したページングも２つ以上の移動体へ向けることができる。ＳＰＡＣＨは一方向性（ダウンリンク）、共有、かつ非肯定応答である。ＰＣＨは２つ以上の移動局へページングメッセージを送るのに使用できるため一般的にはポイント−マルチポイントであるが、状況によってはポイント−ポイントとなる。ＡＲＣＨ及びＳＭＳＣＨは一般的にはポイント−ポイントであるが、ＡＲＣＨを介して送られるメッセージは２つ以上の移動局へアドレスすることもできる。移動局から基地局への通信に対して、逆（アップリンク）ＤＣＣは移動体がシステムへのアクセスを要求するのに使用されるランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを含んでいる。ＲＡＣＨ論理チャネルは一方向性、共有、ポイント−ポイント、かつ肯定応答である。アップリンクの全てのタイムスロットが、コンテンションベースもしくは予約ベースで、移動体アクセス要求に使用される。予約ベースアクセスは１９９３年１０月２５日に出願され、ここで参照として本出願に組み入れる、米国特許出願第０８／１４０，４６７号“移動無線システムにおけるランダムアクセス方法”に記載されている。ＲＡＣＨオペレーションの一つの特徴はあるダウンリンク情報の受信を必要とし、移動局はアップリンクを介して送出する各バーストに対してリアルタイムでフィードバックされることである。これはＲＡＣＨを介したレイヤー２ＡＲＱ、すなわち自動繰返し要求として知られ、ダウンリンクサブチャネルを介した共有チャネルフィードバックと呼ばれる情報流により提供される。スーパーフレーム内でＢＣＣＨスロット及びＳＰＡＣＨスロットを識別できることが重要となることがある。例えば、スイッチオンされると、移動局にはどのスロットがＢＣＣＨスロットでどのスロットがＳＰＡＣＨスロットであるかが判らない。移動局はＢＣＣＨ部の始めにオーバヘッド情報を見つけてそのページングスロットを決定できる必要がある。また、ＢＣＣＨ部とＳＰＡＣＨ部間の境界はさまざまな理由により変化していることがある。例えば、システムがＢＣＣＨに対する３２スロットスーパーフレームの１２スロットを使用していてＢＣＣＨに対して１３スロットを使用したい場合、ＢＣＣＨの後の最初のページングスロットへ割り当てられた移動局には別のページングスロットを監視すべきことを知らせなければならない。本発明の一つの特徴によれば、ＢＣＣＨスロットとＳＰＡＣＨスロットを識別する一つの方法はこれらのチャネルにさまざまな巡回冗長検査（ＣＲＣ）を使用することである。例えば、ＢＣＣＨスロットで送られるレイヤー２フレーム内のＣＲＣビットは反転することができ、ＳＰＡＣＨスロットで送られるレイヤー２フレーム内のチェックビットは反転されない。したがって、移動体はＣＲＣビットを読み取ると、読み取ったスロットの種別表示が得られる。チェックビットをこのように使用することは移動局を別のページングスロットヘ再割当てする必要のある状況において有利である。移動体は復号されるスロットのタイプを識別する１もしくは２ビットを復号することによりこの情報を得ることができるが、帯域幅が低減する。出願人のシステムでは、移動局は反転されたＣＲＣビットを見つけたら何かが変化したものと認識し、それに応答して新しいＤＣＣ構造及びページングスロット割付を含むＦ−ＢＣＣＨを再度読み込む。さらに、第８図に示すように、ＤＣＣ論理チャネルは通信システムをさらにフレクシブルにする予約チャネルを含むことができ、新しい特徴、サービス、もしくは機能を後日既存の移動体に影響を与えることなく付加することができる。本発明のこの実施例により、ＢＣＣＨオーバヘッドメッセージは予約チャネルがスーパーフレーム内のどこにあるかを示すフィールドを含んでいる。これらの予約チャネルは、特定のシステムオペレータ及び/もしくは移動局メーカへのメッセージを運ぶ等の、潜在的に広範な用途を有している。既存の移動局は予約チャネルに記載された新しい特徴を使用できないかもしれないが、各ページングチャネルの位置を決定する時に予約されたスロットの位置及び数を考慮することができる。ポイント−ポイントＳＭＳ、ページング、もしくはＡＲＣＨ情報を運ぶのにＴＤＭＡバースト、もしくはタイムスロットが使用される時は常にＳＰＡＣＨレイヤー２プルトコルが使用される。シングルＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコルフレームは１２５ビットエンベロープ内に適合されるように構成される。さらに５ビットがテールビットとして予約され、ＳＰＡＣＨのために割り当てられる各スロット内で合計１３０ビットの情報が運ばれる。さまざまな状況の元で可能なある範囲のＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコルフレームを第１０ａ図−第１０ｏ図に示す。可能なＳＰＡＣＨフォーマットの要約を第１表に示す。ＳＰＡＣＨオペレーションに対するレイヤー２プロトコルフレームからなるフィールドの要約を第２表に示す。同様なフレームフォーマットが全てのＳＰＡＣＨチャネルに使用されて全フレームが共通ヘッダーＡを有するようにされる。ヘッダーＡの内容により任意所与のＳＰＡＣＨフレーム内にヘッダーＢが存在するかどうかが決定される。ヘッダーＡは（レイヤー３情報を含まない）ハードページフレーム、ＰＣＨフレーム、ＡＲＣＨフレーム及びＳＭＳＣＨフレームを識別する。３つの３４ビット移動局識別（ＭＳＩＤ）を含むHard Triple PageフレームをＰＣＨ（バースト用途（ＢＵ）＝Hard Triple Page）を介して送ることができる。４つの２０ビットもしくは２４ビットＭＳＩＤを含むHard Quadruple PageフレームをＰＣＨ（ＢＵ＝Har d Quadruple Page）を介して送ることができる。一つ以上のＬ３メッセージを１フレームもしくは多フレームにわたって送信することができる。好ましくは、ＭＳＩＤはバーストタイプ（ＢＴ）＝シングルＭＳＩＤ、ダブルＭＳＩＤ、トリプルＭＳＩＤ、クオドラプルＭＳＩＤ、もしくは自動再送要求ＡＲＱ Mode ＢＥＧＩＮでＢＵ＝ＰＣＨ，ＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨであるフレーム内でのみ運ばれる。移動局アイデンティティタイプＩＤＴフィールドは所与のＳＰＡＣＨフレーム内で運ばれる全てのＭＳＩＤのフォーマットを識別する（すなわち、ＭＳＩＤフォーマットの混合は許されない）。好ましくは、ＰＣＨにより運ばれるページは、プロトコルでは許可されるが、シングルＳＰＡＣＨフレームを越えて継続することは許可されない。他の全てのＰＣＨメッセージはシングルSＰＡＣＨを越えて継続することができる。非ＡＲＱモードオペレーションに対しては、Ｌ２ＳＰＡＣＨプロトコルはＭＳＩＤとＬ３メッセージ間の固定の１対１関係の他に多数のＭＳＩＤへシングルＬ３メッセージを送るのを支援する。Message Mappingフィールド（ＭＭ）はレイヤー２フレームオペレーションのこの局面を制御するのに使用される。有効なＳＰＡＣＨフレームは所与のＬ２フレームに関与する全てのＬ２ヘッダ情ー報がそのフレーム内に完全に含まれる、すなわち、所与のＳＰＡＣＨフレームからのＬ２ヘッダーは別のＳＰＡＣＨフレームへ巻き込まれない、ことを要求する。Offs et Indicatorフィールド（ＯＩ）は前に開始されたレイヤー３メッセージの完了及び新しいレイヤー３メッセージの開始がシングルＳＰＡＣＨフレーム内で生じることができるようにするために使用される。下記の表は可能なＳＰＡＣＨフォーマットを要約したものである。一実施例によるＳＰＡＣＨ Header Ａを第１０ａ図に示す。ＳＰＡＣＨHead er Ａはバースト用途（ＢＵ）情報及びスリープモードの移動局を管理するフラグを含んでいる。ＢＵフィールドはバースト用途のハイレベル表示を提供する。本発明では、各ＳＰＡＣＨチャネルで実施されるオペレーションは予め定められていない。ＢＵフィールドはバーストがページング、アクセス応答、もしくはショートメッセージサービスのいずれに使用されるかを表示する。フラグは同報コントロールチャネル情報だけでなくスリープモードの変化も表示する。このヘッダーは可能な全てのＳＰＡＣＨフレームタイプに常に存在する。一実施例によるＳＰＡＣＨ Header Ｂを第１０ｂ図に示す。ＳＰＡＣＨHead er Ｂはレイヤー２フレームの残りの内容を識別するのに使用される補足ヘッダー情報を含んでいる。このヘッダーはHeaderＡがＰＣＨ、ＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨタイプのバースト用途を示す時に存在する。別の例では、HeaderＢの一部として第１０ｂ図に示すオフセットインジケータＯＩに使用されるビットをＳＰＡＣＨ応答モードＳＲＭインジケータ、すなわち、受信移動局による次のアクセス試行に使用されるレイヤー２アクセスモード（コンテンションもしくは予約）に関する情報として使用することができる。ＳＲＭインジケータは所与のＳＰＡＣＨメッセージに関連する全フレームを受信した時に移動体がどのように応答するかを表示する。第１０ｃ図に Null Frame を示す。Null Frameは任意所与のＳＰＡＣＨバーストに送信するものが他には何もない時にセルラーシステムが必要とすれば送られる。Null Frameには後記する Go Away ＧＡフラグも含まれている。第１０ｄ図、第１０ｅ図にHard Triple Page Frame 及びHard Quadrature Pag e Frameを示す。Hard Triple Pageは３つの３４ビットＭＩＮを含むシングルフレームページメッセージである。Hard Quadrature Pageは移動局アイデンティティタイプによって決まる４つの２０ビットもしくは２４ビットＭＩＮを含むシングルフレームページメッセージである。第１０ｆ図に示すSingle ＭＳＩＤフレームは非ＡＲＱモードでＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨＬ３の送出を開始するのに使用される。さらに、このフレームは定義により非ＡＲＱであるＬ３ＰＣＨメッセージ（ページその他）を送るのに使用することができる。Single ＭＳＩＤフレームを使用して送られるページメッセージは別のフレームへ継続することができない。ＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨＬ３メッセージが長すぎてSingle ＭＳＩＤフレーム内に適合しない場合には必要に応じて付加ＣＯＮＴＩＮＵＥフレームもしくはＭＳＩＤフレームを使用して残りのＬ３情報が運ばれる。完全なＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨＬ３メッセージがSingle ＭＳＩＤフレーム内に適合する場合には、必要に応じてフィラー、すなわち、ゼロ等の所定値を有するビット、によりパディングされる。非ページＰＣＨＬ３メッセージが長すぎてSingle ＭＳＩＤフレーム内に適合しない場合には必要に応じて付加ＣＯＮＴＩＮＵＥフレームもしくはＭＳＩＤフレームを使用して残りのＬ３情報が運ばれる。完全なＰＣＨＬ３メッセージがSingle ＭＳＩＤフレーム内に適合する場合には、必要に応じてＦＩＬＬＥＲによりパディングされる。第１０ｇ図に示すように、Double ＭＳＩＤフレームは非ＡＲＱモードの２つのＡＲＣＨメッセージすなわち２つのＰＣＨＬ３メッセージの送出を開始するのに使用される。ＭＳＩＤの数は両方の場合に使用されるのと同じＩＤＴフォーマットによりＢＴ内に表示される。Double ＭＳＩＤフレームを使用して送られるページメッセージは他のフレームへ継続することはできない。続きのあるDoubleＭＳＩＤフレームを第１０ｈ図に示す。第１０ｉ図にＣＯＮＴＩＮＵＥフレームを示す。第１０ｊ図にOffset Single ＭＳＩＤフレームを示す。第１０ｋ図に示すTriple ＭＳＩＤフレームは非ＡＲＱモードの３つのＡＲＣＨＬ３メッセージすなわち３つのＰＣＨＬ３メッセージの送出を開始するのに使用される。ＭＳＩＤの数はＭＳＩＤのあらゆる場合に使用されるのと同じ移動局アイデンティティタイプによりＢＴフィールド内に表示される。Triple ＭＳＩＤフレームを使用して送られるページメッセージは他のフレームへ継続することができない。Quadruple ＭＳＩＤフレームは非ＡＲＱモードの４つのＡＲＣＨＬ３メッセージすなわち４つのＰＣＨＬ３メッセージの送出を開始するのに使用される。ＭＳＩＤの数はＭＳＩＤのあらゆる場合に使用されるのと同じ移動局アイデンティティタイプフォーマットによりＢＴフィールド内に表示される。 Quadruple ＭＳＩＤフレームを使用して送られるページメッセージは他のフレームへ継続することができない。第１０ｌ図に示すＣＯＮＴＩＮＵＥフレームは前のフレーム内に適合させるのに長すぎるＬ３メッセージを継続するのに使用される。任意所与のＳＰＡＣＨフレームに特定的なＬ２ヘッダーは常に全体をそのフレーム内で運ばなければならない（すなわち、所与のＳＰＡＣＨフレームに関連するＬ２ヘッダーは後続するＳＰＡＣＨフレームを使用して完結されることはない）ことを理解されたい。第１０ｍ図に示すＡＲＣＨ Mode ＢＥＧＩＮはＡＲＱモードのＬ３ＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨメッセージの送出を開始するのに使用される。ＡＲＱ Mode ＢＥＧＩＮフレームはＬ３メッセージ自体の一部の他にはそのＬ２ヘッダー内の一つのＭＳＩＤしか含んでいない。Ｌ３メッセージが長すぎて一つのＡＲＱ Mo de ＢＥＧＩＮフレーム内に適合できない場合には、必要に応じて付加ＡＲＱ Mode ＢＥＧＩＮフレームを使用して残りのＬ３情報が運ばれる。Ｌ３メッセージが一つのＡＲＱ Mode ＢＥＧＩＮフレーム内に適合する場合には、必要に応じてフィラーによりパディングされる。ＰＥフィールドはトランザクションアイデンティティＴＩＤフィールドと共にＡＲＱ Mode ＢＥＧＩＮフレームにより開始されるトランザクションを識別し後続するＡＲＱ Mode ＣＯＮＴＩＮＵＥフレームをこの同じトランザクションに関連ずける。ＡＲＱ Mode ＢＥＧＩＮフレームにはゼロの暗示的フレーム番号ＦＲＮＯ値が付随している。第１０ｎ図に示すＡＲＱ Mode ＣＯＮＴＩＮＵＥフレームは前のＡＲＱ Mode フレーム（ＢＥＧＩＮもしくはＣＯＮＴＩＮＵＥ）内に適合するのに長すぎるＬ３ＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨメッセージを継続するのに使用される。フレーム番号FＲＮＯフィールドは全体Ｌ３メッセージの文脈内のＣＯＮＴＩＮＵＥフレームを識別する。ＦＲＮＯフィールド値は所与のトランザクションを支援するために送られる各ＣＯＮＴＩＮＵＥフレームに対して増分される（すなわち、多数のＣＯＮＴＩＮＵＥフレームを送ってＡＲＱ Mode ＢＥＧＩＮフレームにより開始されるトランザクションを完了することができる）。ＡＲＱ Mode Continue フレームは移動局から誤って受信された任意の前に送られたＡＲＱ Mode ＣＯＮＴＩＮＵＥフレームを繰り返すのにも使用される。一実施例では、グループアイデンティティフィールド（ＧＩＤ）はＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコルに含むことができる。グループアイデンティティフィールドは移動体がグループの一部であることを示す。このグループアイデンティティを使用すれば、通信システムは１ページを使用して全グループをページングすることができる。GroupＩＤフレームを第１０ｏ図に示す。GroupＩＤフレームは非ＡＲＱモードのＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨＬ３メッセージの送出を開始するのに使用される。さらに、このフレームは定義により非ＡＲＱであるＬ３ＰＣＨメッセージ（ページその他）を送るのにも使用される。GroupＩＤフレームを使用して送られるページメッセージは他のフレームへ継続することができない。ＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨＬ３メッセージもしくは非ページＰＣＨＬ３メッセージが長すぎてGroupＩＤフレーム内に適合できない場合には、必要に応じてＥＮＤフレームや付加ＣＯＮＴＩＮＵＥフレームを使用して残りのＬ３情報が送られる。完全なＡＲＣＨもしくはＳＭＳＣＨＬ３メッセージもしくは非ページＰＣＨＬ３メッセージがGroupＩＤフレーム内に適合する場合には、必要に応じてフィラーによりパディングされる。別の実施例では、go-awayフラグＧＡをＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコル例えば第１０ｃ図のNull Frame に含むことができる。ＧＡフラグは移動局があるセルの使用を試行すべきではないことを表示するのにセルラーシステムで使用することができる。例えば、これによりシステムオペレータは移動局がロックオンを試みるリスク無しで基地局をテストすることができる。下記の表はＳＰＡＣＨレイヤー２プロトコルフィールドの要約である。本発明では、移動局は複数の任意の状態とすることができる。例えば、ランダムアクセスにより送信されるメッセージの最初のユニットが送信される前は移動局は“ランダムアクセス開始”状態とすることができる。移動局は予約ベースアクセスにより送信されるメッセージの最初のユニットが送信される前は“予約アクセス開始”状態とすることができる。同じ未送信イベントに関連するユニットがまだある場合には移動局は“moreunit”状態とすることができる。アクセスイベントの最終ユニットが送信されておれば移動局は“after lastburst”状態となる。最後にメッセージが首尾よく送られた後で移動局は“success”状態となる。レイヤー２プロトコルは複数のフラグに対しても準備されている。フォワード共有コトロールフィードバック（ＳＣＦ）フラグは、前記したように、逆チャネルすなわちＲＡＣＨを制御するのに使用される。これらのＳＦＣフラグは各ダウンリンクスロット（レイヤー１）の２フィールドでインターリーブされ送信されるＢＲＩフラグ、Ｒ／Ｎフラグ、及びＣＰＥフラグであり、２フィールドの総長は２２ビビットである。フォワードＤＣＣのスロット内の好ましい情報フォーマットを第１１図に示す。このフォーマットはＩＳ−５４Ｂ標準の元でＤＴＣに使用したフォーマットと実質的に同じであるが、出願人の発明により各スロットのフィールドに新しいファンクショナリティが与えられる。第１１図において、各フィールド内のビット数がそのフィールドの上に示されている。ＳＹＮＣフィールドに送られるビットは従来の方法でＣＳＦP及びＤＡＴＡフィールドの正確な受信を保証するのを助けるために使用され、ＳＹＮＣフィールドはＩＳ−５４Ｂに従ったＤＴＣのそれと同じであり基地局がスロットの始めを見つけるのに使用する所定のビットパターンを運ぶ。各ＤＣＣスロット内のＣＳＦＰフィールドは移動局が各スーパーフレームの始めを見つけられるようにする符号化されたスーパーフレームフェーズ（ＳＦＰ）値を運ぶ。話中／予約/空き（ＢＲＩ）フラグは予約ベースアクセスに対して対応するアップリンクＲＡＣＨスロットがBusy，ReservedもしくはIdleのいずれであるかを表示するのに使用され、それは米国特許出願第０８／１４０，４６７号に記載されている。これらのフラグに対して６ビットが使用され下記の表に示すようにさまざまな状態が符号化される。受信／非受信（Ｒ／Ｎ）フラグは基地局が最終送信バーストを受信しているか否かを表示するのに使用される。下記の表に示すようにこのフラグを符号化するのに５回繰返符号が使用される。本発明では、部分エコー情報を使用してランダムアクセスの初期バーストの後でどの移動局が正しく受信されているか及び／もしくはどの移動局が予約されたスロットへのアクセスを得るつもりであるかが識別される。例えば、ＩＳ−５４Ｂ型ＭＩＮの最下位７ビットを部分エコー情報として割り当てることができ、好ましくはこれらはデジタル検証カラーコード（ＤＶＣＣ）がＩＳ−５４Ｂの元で符号化される、すなわち、（１２，８）コード、のと同様な方法で符号化されて１１ビットの符号化部分エコー情報を発生する。移動体がレイヤー２状態に従って受信フラグをどのように復号するかを下記の表に示す。レイヤー２状態に関連するフラグしか表示されていないことを理解されたい。“start random access”状態では、ＢＲＩフラグが唯一の関連フラグである。マルチバーストメッセージ送信中は、ＢＲＩ及びＲ／Ｎフラグは共に関連する。下表の要約において、ｂ₁はビット値である。受信された符号化部分エコー値の正しい符号化部分エコー（ＣＰＥ）からの違いが２ビット以下であれば移動局は正しく符号化されているものと解釈する。これはＰＥ整合と呼ばれる。移動局はメッセージの転送を失敗と考える前に最高Ｙ＋１回、Ｙ＝（０，１，．．，７），の送信を試行することができる。Not Idle状態もしくは送信試行の後で移動局において使用されるランダム遅延期間は６．６６７msecの粒度（タイムスロットの持続時間）で０msec及び２００msec間に均一に分布される。好ましくは、移動局は個別バーストの連続Z回、Ｚ＝（０，１，．．．，３）、以上の繰り返しは許されない。一実施例では、ＢＭＩ（基地局、移動交換局及びインターワーク機能）はＳＰＡＣＨ通告を使用して移動局をページングしてある状況においてシステム帯域幅を大きく節減することができる。例えば、第１図に示すシステムにおける移動体へＳＰＡＣＨメッセージを送出する場合、システムはどのセルに移動体がいるかを一般的には知らないため１０の基地局全部がそれを送信する。ＳＰＡＣＨメッセージが合計１０スロットの送信を要求する場合、ＳＰＡＣＨメッセージを送るのに基地局ごとに１０スロットの１００スロットがシステムにより使用される。この無駄を省くために、全ＳＰＡＣＨメッセージではなくＳＰＡＣＨ通告メッセージが１０セル全部、もしくは移動局の適切な数のセル、へ同報される。本質的に、ＳＰＡＣＨ通告メッセージは移動局にメッセージを受信できるか尋ねる。移動局が（ＲＡＣＨを介して）応答すると、ＢＭＩはどのセルに移動局がいるかを決定することができしたがってそのセルの基地局を介してＳＰＡＣＨメッセージを送ることができる。さらに、ＳＰＡＣＨ通告メッセージは移動局へどのタイプのＳＰＡＣＨメッセージが送られるかをも表示することができる。例えば、ＳＳＤ（Shared SecretD ata）Updateが到来することを示すＳＰＡＣＨ通告を受信すると、移動局はＳＰＡＣＨ確認を含む応答を発してタイマーを始動させる。次にＢＭＩはＳＳＤUpda te Orderメッセージを送信する。メッセージを受信すると、移動体はタイマーを停止してＳＳＤ Update Proceding Stateへ入る。しかしながら、ＳＳＤUpdate Orderメッセージを受信する前にタイマーが切れると、移動体はＤＣＣＨキャンピング状態へ戻る。ＳＰＡＣＨ通告は移動体にＳＭＳメッセージの到来を知らせるのにも使用することができる。本発明の別の側面において、システムは一時的移動局アイデンティティ（ＴＭＳＩ）を移動局へダイナミックに割り当てることができる。このようなＴＭＳＩはエアインターフェイスを介してシステムから移動体へ送られる２０ビットもしくは２４ビットＭＳＩＤである。ＴＭＳＩはネットワークが使用してＳＰＡＣＨにより対応する移動局へメッセージをページングしたり送出することができ、ＴＭＳＩは移動局がＲＡＣＨによりアクセスするのに使用することができる。２４ビットＭＳＩＤを使用すれば３４ビットＭＩＮを使用するのに較べてページング容量が増大するのと同様に（例えば、第１０ｅ図と第１０ｄ図を比較されたい）、２０ビットＴＭＳＩを使用すればアドレススペース、すなわち、ページングできる移動体の数、は低減されるが２４ビットＴＭＳＩを使用するのに較べてページング容量が増大する。第１０ｅ図に示すように、シングルレイヤー２ページングフレームにより４つの２４ビットＴＭＳＩ（もしくはＭＳＩＤ）ではなく５つの２０ビットＴＭＳＩを運ぶことができる。複数のＴＭＳＩフォーマットを提供することにより、ページング容量に対してアドレススペースをトレードオフするフレキシビリティが得られる。現在ＢＭＩが移動体の登録に応答して移動体にＴＭＳＩを割り当てるようにされており、その場合ＴＭＳＩはＳＰＡＣＨを介して送られるRegistration Acc eptメッセージに含まれるＭＳＩＤ Assignmentと呼ばれる情報エレメントの中に与えることができる。移動局はオフとされるかもしくは次のシステムアクセスのいずれかを実施すると決めるまで割り当てられたＴＭＳＩを有効として処理する。新しいシステム登録、強制登録、パワーアップ登録、ＴＭＳＩタイムアウト登録、登録解除登録、もしくは登録拒絶メッセージ等のさまざまな他のメッセージの受信後になされる任意の種類の最初のシステムアクセス。ＡＲＱモードを使用してＢＭＩから送られる登録受け入れメッセージにＴＭＳＩを割り当てた移動局はＡＲＱトランザクションがレイヤー２perspectiveから首尾よく完了しておれば割り当てられたＴＭＳＩを有効として処理するだけである。特定実施例について本発明を説明し図示してきたが、当業者であれば修正が可能であるため本発明はそれらに制約されるものではないことを理解されたい。ここに開示し請求する発明の精神及び範囲内に入るいかなる修正も全て包含するものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＦＩ，ＪＰ，ＫＲ，ＮＺ (72)発明者パーソン，ベングトスウェーデン国エス ― 18205 ドュルショルム，ボックス 42 (72)発明者レイス，アレックスケイ. アメリカ合衆国 27713 ノースカロライナ州ダーハム，パークリッジロード，805 ― エイ５ (72)発明者ホフ，アンデルスカールエリックスウェーデン国エス ― 12670 ハーゲルステン，セルメダルスリンゲン８

Claims

【特許請求の範囲】１．レイヤー２プロトコルを備えるセルラー通信システムにおける情報送信方法であって、フレームをヘッダー部を含む複数の部分へ分割し、前記フレーム内にどのタイプの情報があるかを識別するように前記ヘッダー部を符号化するステップを有する、情報送信方法。２．第１項記載の方法であって、前記フレームはページング、アクセス応答、もしくはショートメッセージサービスに使用することができる、情報送信方法。３．レイヤー２プロトコルを備えるセルラー通信システムにおけるスーパーフレーム内の同報コントロールチャネルとＳＰＡＣＨチャネルの識別方法であって、前記ＳＰＡＣＨフレームへ第１の巡回冗長検査を割り当て、前記同報コントロールチャネルフレームへ第２の巡回冗長検査を割り当て、移動局が前記巡回巡回検査を調べることにより前記フレーム間の識別を行う、ステップからなる、情報送信方法。４．第３項記載の方法であって、前記第２の巡回冗長検査は前記第１の巡回冗長検査を反転させたものである、情報送信方法。５．セルラー通信システムにおける複数の移動局のページング方法であって、前記複数の移動局にユーザグループ識別コードを割り当て、レイヤー２プロトコルオーバーヘッド情報内に前記ユーザグループ識別コードを含むページングメッセージを同報する、ステップを有する、ページング方法。６．セルラー通信システムにおけるレイヤー２プロトコル内に予約チャネルを提供する方法であって、同報コントロールチャネルオーバーヘッドメッセージ内にフィールドを設け、前記フィールドがスーパーフレーム内の予約チャネルの位置を表示する、ステップを有する、予約チャネル提供方法。７．セルラー通信システムにおける移動局のセル使用禁止方法であって、レイヤー２プロトコルのフレーム内に、移動局がセルの使用を締め出されているかどうかを示す、フラグを与え、前記フラグをイネーブルする、ステップからなる、セル使用禁止方法。８．第７項記載の方法であって、前記フラグがgo awayフラグである、セル禁止方法。９．セルラー通信システムにおける移動局へのメッセージ送出方法であって、移動局にメッセージを受信できるかどうか尋ねさらにどのタイプのメッセージが送信されるかをも移動局へ表示するページを、複数のセル内の前記移動局へ同報し、前記移動局が前記メッセージを受信できる時は前記移動局から基地局へ肯定応答を送信し、前記肯定応答を調べてどのセルに移動局がいるかを決定し、移動局がいるセル内の前記移動局へ前記メッセージを送る、ステップを有する、メッセージ送出方法。 10．第９項記載の方法であって、前記ページがＳＰＡＣＨ通告である、メッセージ送出方法。 11．セルラー通信システムにおいて使用される移動局であって、複数のフレームを含む信号を前記セルラーシステムから受信する手段と、前記セルラーシステムにより各フレームへ割り当てられる巡回冗長検査を調べることによりさまざまなタイプのフレーム間の識別を行う手段と、を具備する、移動局。 12．第11項記載の移動局であって、第１の巡回冗長検査がＳＰＡＣＨフレームへ割り当てられ第２の巡回冗長検査が同報コントロールチャネルフレームへ割り当てられる、移動局。 13．第１２項記載の移動局であって、前記第２の巡回冗長検査は前記第１の巡回冗長検査を反転させたものである、移動局。 14．複数の移動局及び少なくとも一つの基地局のあるセルラー通信システムであって、さまざまなタイプのフレームにさまざまな巡回冗長検査を割り当てる手段と、前記巡回冗長検査を調べることにより前記さまざまなフレームを識別する前記移動局へレイヤー２プロトコルを使用して複数の異なるフレームを送信する手段と、を具備する、セルラー通信システム。 15．第１４項記載のセルラー通信システムであって、第１の巡回冗長検査がＳＰＡＣＨフレームへ割り当てられ第２の巡回冗長検査が同報コントロールチャネルフレームへ割り当てられる、セルラー通信システム。 16．第１５項記載のセルラー通信システムであって、前記第２の巡回冗長検査は前記第１の巡回冗長検査を反転させたものである、セルラー通信システム。 17．複数の移動局及び少なくとも一つの基地局のあるレイヤー２プロトコルを使用するセルラー通信システムであって、複数のフレームを含む信号を送受信する手段と、ヘッダー部及び情報部を含む複数の部分へフレームを分割する手段と、前記ヘッダー部を符号化して前記フレーム内にどのタイプの情報があるかを識別する手段と、を具備する、セルラー通信システム。 18．第１７項記載のセルラー通信システムであって、前記フレームはページング、アクセス応答、もしくはショートメッセージサービスに使用することができる、セルラー通信システム。 19．第１７項記載のセルラー通信システムであって、前記フレームがＳＰＡＣＨフレームである、セルラー通信システム。 20．複数の移動局及び少なくとも一つの基地局のあるセルラー通信システムであって、移動局グループにユーザグループ識別コードを割り当てる手段と、前記ユーザグループ識別コードを前記移動局内に記憶する手段と、前記ユーザグループ識別コードを含むページングメッセージを前記ページングメッセージのレイヤー２プロトコルオーバーヘッド情報内に同報する手段と、を具備する、セルラー通信システム。 21．セルラー通信システムに使用する移動局であって、前記移動局を移動局グループのメンバーとして識別するユーザグループ識別コードを記憶する手段と、レイヤー２プロトコルオーバーヘッド情報内のユーザグループ識別コードを含むページングメッセージを受信する手段と、前記記憶されたユーザグループ識別コードを前記受信されたユーザグループ識別コードと比較する手段と、前記ユーザグループ識別コードが一致する時に前記ページングメッセージに応答する手段と、を具備する、移動局。 22．セルラー通信システムにおいてレイヤー２プロトコルにチャネルを提供する方法であって、スーパーフレームを複数の異なるタイプのチャネルへ分割し、スーパーフレーム内のさまざまなタイプ間の境界を示すフィールドを同報コントロールチャネルオーバーヘッドメッセージ内に設ける、ステップを有する、チャネル提供方法。 23．第２２項記載の方法であって、前記スーパーフレームが同報コントロールチャネル及びＳＰＡＣＨチャネルへ分割される、チャネル提供方法。 24．第２２項記載の方法であって、前記スーパーフレームが同報コントロールチャネル、予約チャネル及びＳＰＡＣＨチャネルへ分割される、チャネル提供方法。 25．レイヤー２プロトコルを使用するセルラー通信システムであって、スーパーフレームを複数の異なるタイプのチャネルへ分割する手段と、スーパーフレーム内のさまざまなタイプのチャネル間の境界を表示する手段と、を具備する、セルラー通信システム。 26．第２５項記載のセルラー通信システムであって、同報コントロールチャネルオーバーヘッドメッセージ内のフィールドがさまざまなタイプのチャネル間の境界を示す、セルラー通信システム。 27．第２５項記載のセルラー通信システム法であって、前記スーパーフレームが同報コントロールチャネル及びＳＰＡＣＨチャネルへ分割される、セルラー通信システム。 28．第２５項記載の方法であって、前記スーパーフレームが同報コントロールチャネル、予約チャネル及びＳＰＡＣＨチャネルへ分割される、セルラー通信システム。 29．複数の移動局及び少なくとも一つの基地局があるセルラー通信システムであって、移動局にメッセージを受信できるかどうか尋ねさらにどのタイプのメッセージが送信されるかをも移動局へ表示するページを、複数のセル内の移動局へ同報する手段と、前記移動局が前記メッセージを受信できる時は前記移動局から基地局へ肯定応答を送信する手段と、前記肯定応答を調べてどのセルに移動局がいるかを決定する手段と、移動局がいるセル内の前記移動局へ前記メッセージを送る手段と、を具備する、セルラー通信システム。 30．第２９項記載のセルラー通信システムであって、前記ページがＳＰＡＣＨ通告である、セルラー通信システム。 31．第２９項記載のセルラー通信システムであって、同報手段が一時的移動局アイデンティティ（ＴＭＳＩ）を移動局へダイナミックに割り当てかつ各移動局へＴＭＳＩを送り、各ＴＭＳＩが所定長を有する、セルラー通信システム。 32．第３１項記載のセルラー通信システムであって、同報手段はページングフレームに構成されたページを同報し、各ページングフレームが４つのＴＭＳＩを運ぶ、セルラー通信システム。 33．第３１項記載のセルラー通信システムであって、同報手段はページングフレームに構成されたページを同報し、各ページングフレームが５つのＴＭＳＩを運ぶ、セルラー通信システム。 34．セルラー通信システムにおいてレイヤー２プロトコルにより情報を送信する方法であって、フレームをヘッダー部を含む複数の部分へ分割し、移動局が次のアクセス試行において使用するアクセスモードを識別するように前記ヘッダー部を符号化する、ステップを有する、情報送信方法。 35．第３４項記載の方法であって、前記ヘッダー部はコンテンションベースアクセスモードと予約ベースアクセスモードの一方を識別するように符号化される、情報送信方法。