無線システムのための媒体アクセス制御
移動体通信ネットワークにおける移動局(MS)による実行のための方法であって:該移動局に関わるレンジング動作の間に前記ネットワークから第一のMS識別子を受信する段階と;前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一のMS識別子を使って抽出する段階と;前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一のMS識別子とは異なる第二のMS識別子を使って抽出する段階とを含む、方法。また、基地局による実行のための方法であって:MSに宛てられた第一のメッセージを出力する段階であって、前記第一のメッセージはレンジング動作の間に前記MSが使うための第一の識別子を含む、段階と;前記レンジング動作が完了したことを判別する段階と;前記MSに宛てられた第二のメッセージを出力する段階であって、前記第二のメッセージは、前記ネットワークとのその後の通信において前記MSが使うための第二の識別子を含む、段階とを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は無線通信技術に関する。
【背景技術】
【0002】
2008年4月15日付のドラフトIEEE802.16mシステム記述文書IEEE802.16m-08/003r1は、「本規格[802.16m]はIEEE802.16無線MAN-OFDMA仕様を補正して、ライセンスされた帯域での動作のための高度な無線インターフェースを提供する。これは「IMTアドバンスト」次世代移動体ネットワークのセルラー層要件を満たす。この補正は、レガシーの無線MAN-OFDMA設備のための継続的なサポートを提供する。本規格の目的は、報告書ITU-R M.2072においてITUによって記述されているような将来の高度なサービスおよびアプリケーションをサポートするのに必要なパフォーマンス上の改善を与えることである。」と述べている。
【0003】
また、IEEE802.16mシステム要件文書IEEE802.16m-07/002r4は「制御用の信号伝達のためのオーバーヘッドおよびベアラー・データ転送に関係するオーバーヘッドを含むオーバーヘッドは、あらゆるアプリケーションについて、全体的なパフォーマンスを妥協させることなく、システム機能の適切なサポートを保証しつつ実現可能な限り削減しなければならない。」と述べている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は従来技術の問題を軽減または解消する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第一の広い側面によれば、本発明は、移動体通信ネットワークにおける移動局による実行のための方法を提供しようとする。本方法は、該移動局に関わるレンジング動作の間に前記ネットワークから第一の移動局識別子を受信する段階と;前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って抽出する段階と;前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使って抽出する段階とを含む。
【0006】
第二の広い側面によれば、本発明は、ネットワークからメッセージを受信するよう構成された受信回路であって、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され第一の移動局識別子を含む、受信回路と;前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子に基づいて抽出し、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて抽出するよう構成された処理実体とを有する移動局を提供しようとする。
【0007】
第三の広い側面によれば、本発明は、コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を提供しようとする。前記命令は、移動局内のコンピューティング実体によって実行されたとき、前記移動局に:第一の移動局識別子を使うことに基づいて、レンジング動作の間にネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階と;前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使うことに基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階とを実行させる。
【0008】
第四の広い側面によれば、本発明は、ネットワークからメッセージを受信する手段であって、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され第一の移動局識別子を含む、手段と;前記第一の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出し、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する手段とを有する移動局を提供しようとする。
【0009】
第五の広い側面によれば、本発明は、移動体通信ネットワークにおける基地局による実行のための方法であって:移動局に宛てられた第一のメッセージを出力する段階であって、前記第一のメッセージはレンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を含む、段階と;前記レンジング動作が完了したことを判別する段階と;前記移動局に宛てられた第二のメッセージを出力する段階であって、前記第二のメッセージは、前記ネットワークとのその後の通信において前記移動局が使うための第二の移動局識別子を含む、段階とを含む、方法を提供しようとする。
【0010】
第六の広い側面によれば、本発明は、基地局であって:移動局に宛てられたメッセージを出力するよう構成された送信回路と;移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別すること、前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入すること、および前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を前記メッセージの第二のものに挿入することのために構成された処理実体とを有する基地局を提供しようとする。
【0011】
第七の広い側面によれば、本発明は、コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を提供しようとする。前記命令は、基地局内のコンピューティング実体によって実行されたとき、前記基地局に:レンジング動作に関わる移動局に宛てられた第一のメッセージ中に、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する段階と;前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を、前記移動局に宛てられた第二のメッセージ中に挿入する段階とを実行させる。
【0012】
第八の広い側面によれば、本発明は、基地局であって:移動局に宛てられたメッセージを出力する手段と;移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別する手段と;前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する手段と、前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を前記メッセージの第二のものに挿入する手段とを有する基地局を提供しようとする。
【0013】
第九の広い側面によれば、本発明は、データ送信方法であって:メモリにアクセスして、ある受信者に関して確立されたサービス・フローに関連付けられた、該受信者に送信されるべきある量のデータを取得する段階と;前記メモリにアクセスして、前記サービス・フローを特徴付ける制御情報を取得する段階と;前記データの少なくとも一部をデータグラムのペイロードに入れ、該データグラムのヘッダに前記サービス・フローを特徴付ける制御情報を入れることによってデータグラムを形成する段階であって、前記サービス・フローを特徴付ける制御情報は前記ヘッダのうち16ビットより少ない部分を占める、段階と;前記データグラムで電波周波数(radio frequency)信号を変調し、前記電波周波数信号を無線媒体を通じて放出する段階とを含む方法を提供しようとする。
【0014】
本願の他の側面および特徴は、付属の図面および付録との関連で開示の個別的な実施形態の以下の説明を見れば、当業者には明白となるであろう。
【0015】
本願の諸実施形態について、これから、あくまでも例として、付属の図面を参照しつつ述べる。図面においては、異なる図における同様の要素を表すために同様の参照符号が使われている。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】セルラー通信システムのブロック図である。
【図2】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的な基地局のブロック図である。
【図3】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的な無線端末のブロック図である。
【図4】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的な中継局のブロック図である。
【図5】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的なOFDM送信機構造の論理的な構成のブロック図である。
【図6】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的なOFDM受信機構造の論理的な構成のブロック図である。
【図7】全体的なネットワーク構造の例を示すIEEE802.16m-08/003r1の図1である。
【図8】全体的なネットワーク構造における中継局を示すIEEE802.16m-08/003r1の図2である。
【図9】システム参照モデルを示すIEEE802.16m-08/003r1の図3である。
【図10】IEEE802.16mプロトコル構造を示すIEEE802.16m-08/003r1の図4である。
【図11】IEEE802.16m MS/BSデータ・プレーン処理フローを示す、IEEE802.16m-08/003r1の図5である。
【図12】IEEE802.16m MS/BS制御プレーン処理フローを示すIEEE802.16m-08/003r1の図6である。
【図13】マルチキャリア・システムをサポートするための一般プロトコル構造を示すIEEE802.16m-08/003r1の図7である。
【図14】本発明の個別的な限定しない実施形態に基づく、最初にネットワークにはいる場合の、基地局と該基地局とのレンジング動作に関わる移動局との間のメッセージ・フローを示す流れ図である。
【図15】媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU: medium access control protocol data unit)のヘッダを概念的に示す図である。
【図16】図14の流れ図の変形を示す図である。
【図17】図14の流れ図のもう一つの変形を示す図である。
【図18】本発明の個別的な限定しない実施形態に基づく、移動局がアイドル状態からネットワークに再入する場合の、基地局と該基地局とのレンジング動作に関わる移動局との間のメッセージ・フローを示す流れ図である。
【図19】本発明の個別的な限定しない実施形態に基づく、位置更新の場合の、基地局と該基地局とのレンジング動作に関わる移動局との間のメッセージ・フローを示す流れ図である。
【図20】初期化状態、アクセス状態、接続状態およびアイドル状態を含むいくつかの可能な状態を示す、移動局の状態図である。
【図21】移動局が初期化状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。
【図22】移動局がアクセス状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。
【図23】移動局が接続状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。
【図24】移動局がアイドル状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。 本記述および図面は単に本発明のある種の実施形態を例解するためであって、理解の助けであることははっきりと理解されるものとする。本記述および図面は本発明の限界の定義であることは意図されていない。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本開示では、IEEE802.16およびIEEE802.16mが言及される。以下では、「IEEE802.16」は、これに限られないがIEEE Std 802.16-2004および-2009を含むIEEE Std 802.16-の諸バージョンを包含することが意図されている。一方、「IEEE802.16m」はこれに限られないがIEEE802.16m-08/003rおよび/003r1および/003r9aを含むIEEE802.16m-08の諸バージョンを包含することが意図されている。上記の文書のすべてはここに参照によって本稿に組み込まれるが、郵便番号10016-5997、米国ニューヨーク州ニューヨーク、パーク・アベニュー3 IEEEから入手可能であり、本発明のある種の実施形態が応用を見出しうるコンテキストに関する追加的な背景情報を得るために参照することができる。
【0018】
図面を参照するに、図1は、複数のセル12内の無線通信を制御する基地局コントローラ(BSC: base station controller)10を示している。これらのセルは対応する基地局(BS: base station)14によってサービスされる。いくつかの構成では、各セルはさらに複数のセクター13またはゾーン(図示せず)に分割される。一般に、各BS14は、対応するBS 14に関連付けられたセル12内にある移動局(MS: mobile station)16との通信を容易にする。MS 16は代替的に、移動端末、無線局、無線端末、加入者局、加入者端末などとも称することができる。
【0019】
BS 14に対してMS 16が動くと、チャネル条件の有意な変動を生じることがある。図のように、BS 14およびMS 16は、通信のための空間ダイバーシチを与えるために複数のアンテナを含んでいてもよい。いくつかの構成では、BS 14とMS 16との間の通信においてリレー(または中継局(RS: relay station))15が支援してもよい。MS 16は任意のセル12、セクター13、ゾーン(図示せず)、BS 14またはRS 15から、別のセル12、セクター13、ゾーン(図示せず)、BS 14またはRS 15にハンドオフされることができる。いくつかの構成では、BS 14は、バックホール・ネットワーク11を通じて、互いと、および別のネットワーク(いずれも図示しないコア・ネットワークまたはインターネットのような)と通信する。いくつかの構成では、BSC 10は必要とされない。
【0020】
図2を参照するに、BS 14の例が示されている。BS 14は一般に、制御システム20、ベースバンド・プロセッサ22、送信回路24、受信回路26、複数のアンテナ28およびネットワーク・インターフェース30を含む。受信回路26は、MS 16(図3に示す)およびRS 15(図4に示す)によって提供される一つまたは複数のリモート送信機からの情報を担持する電波周波数信号を受信する。低ノイズ増幅器およびフィルタ(図示せず)が、処理のために該信号を増幅し、該信号から広帯域干渉を除去するために協力してもよい。次いで、下方変換およびデジタル化回路(図示せず)が、フィルタ処理された受信された信号を中間またはベースバンド周波数信号に下方変換し、それが次いでデジタル化されて一つまたは複数のデジタル・ストリームにされる。
【0021】
ベースバンド・プロセッサ22はデジタル化された受信信号を処理して、受信信号において伝達される情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は典型的には、復調、復号および誤り訂正動作を含む。よって、ベースバンド・プロセッサ22は一般に、一つまたは複数のデジタル信号プロセッサ(DSP: digital signal processor)または特定用途向け集積回路(ASIC: application-specific integrated circuit)において実装される。受信された情報は、次いで、直接またはRS 15の支援により、ネットワーク・インターフェース30を介して無線ネットワークを通じて送られる、あるいはBS 14によってサービスされる別のMS 16に送信される。
【0022】
送信側では、ベースバンド・プロセッサ22は、音声、データまたは制御情報を表しうるデジタル化されたデータを、制御システム20の制御のもとでネットワーク・インターフェース30から受け取り、該データを送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは送信回路24に出力され、そこで所望される送信周波数(単数または複数)をもつ一つまたは複数の搬送波信号によって変調される。電力増幅器(図示せず)が変調された搬送波信号を送信のために適切なレベルに増幅し、変調された搬送波信号を整合ネットワーク(matching network)(図示せず)を通じてアンテナ28に届ける。変調および処理の詳細は下記でより詳細に述べる。
【0023】
図3を参照するに、MS 16の例が示されている。BS 14と同様に、MS 16は制御システム32、ベースバンド・プロセッサ34、送信回路36、受信回路38、複数のアンテナ40およびユーザー・インターフェース回路42を含む。受信回路38は、一つまたは複数のBS 14およびRS 15からの情報を担持する電波周波数信号を受信する。低ノイズ増幅器およびフィルタ(図示せず)が、処理のために該信号を増幅し、該信号から広帯域干渉を除去するために協力してもよい。次いで、下方変換およびデジタル化回路(図示せず)が、フィルタ処理された受信された信号を中間またはベースバンド周波数信号に下方変換し、それが次いでデジタル化されて一つまたは複数のデジタル・ストリームにされる。
【0024】
ベースバンド・プロセッサ34はデジタル化された受信信号を処理して、受信信号において伝達される情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は典型的には、復調、復号および誤り訂正動作を含む。ベースバンド・プロセッサ34は一般に、一つまたは複数のデジタル信号プロセッサ(DSP: digital signal processor)および特定用途向け集積回路(ASIC: application-specific integrated circuit)において実装される。送信のために、ベースバンド・プロセッサ34は、音声、ビデオ、データまたは制御情報を表しうるデジタル化されたデータを、制御システム32から受け取り、送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは送信回路36に出力され、そこで所望される送信周波数(単数または複数)にある一つまたは複数の搬送波信号を変調するために変調器によって使われる。電力増幅器(図示せず)が変調された搬送波信号を送信のために適切なレベルに増幅し、変調された搬送波信号を整合ネットワーク(matching network)(図示せず)を通じてアンテナ40に届ける。当業者に利用可能なさまざまな変調および処理技法が、直接または中継局を介した移動端末と基地局の間の信号伝送のために使われる。
【0025】
直交周波数分割多重(OFDM: orthogonal frequency division multiplexing)変調では、伝送帯域が複数の直交する搬送波に分割される。各搬送波は送信されるべきデジタル・データに従って変調される。OFDMは送信帯域を複数の搬送波に分割するので、搬送波当たりの帯域幅は減少し、搬送波当たりの変調時間は増大する。複数の搬送波が並行して伝送されるので、任意の所与の搬送波上でのデジタル・データまたはシンボルの伝送レートは、単一の搬送波が使われるときよりも低い。
【0026】
OFDM変調は、送信されるべき情報に対して逆高速フーリエ変換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)を実行することを利用する。復調のためには、受信信号に対する高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)の実行が送信された情報を回復する。実際上は、IFFTおよびFFTは、それぞれ逆離散フーリエ変換(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)および離散フーリエ変換(DFT: Discrete Fourier Transform)を実行するデジタル信号処理によって提供される。よって、OFDM変調の特徴的な部分は、伝送チャネル内の複数の帯域について直交する搬送波が生成されるということである。変調される信号は比較的低い伝送レートをもち、それぞれの帯域内に留まることのできるデジタル信号である。個々の搬送波がデジタル信号によって直接変調されるのではない。その代わり、すべての搬送波がIFFT処理によって一度に変調される。
【0027】
直交周波数分割多重アクセス(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access)は、OFDM変調方式のマルチユーザー版である。OFDMAでは、多重アクセスは個々のユーザーにサブキャリアのサブセットを割り当てることによって達成される。これは、複数のユーザーからの同時の低データ・レート伝送を可能にする。OFDMと同様、OFDMAは複数の密な間隔のサブキャリアを用いるが、サブキャリアは、サブキャリアのグループに分けられる。各グループはサブチャネルと名付けられる。サブチャネルをなすサブキャリアは隣り合う必要はない。上りリンクでは、送信機は一つまたは複数のサブチャネルを割り当てられてもよい。サブチャネル化(sub-channelization)は、チャネル条件およびデータ要件に依存して、MSに割り当てられることのできるサブチャネルを定義する。サブチャネル化を使って、同じ時間スロット内で、BSは、より低いSNR(Signal-to-Noise Ratio[信号対雑音比])をもつユーザー装置(MS)にはより多くの送信電力を、またより高いSNRをもつユーザー装置にはより少ない電力を割り当てることができる。サブチャネル化はまた、BSが、屋内のMSに割り当てられるサブチャネルにより高い電力を割り当てられるようにする。その結果、建物内のカバー率が改善される。上りリンクにおけるサブチャネル化は、ユーザー装置に割り当てられているある種のサブチャネル(単数または複数)のみに電力を集中できるので、ユーザー装置の送信電力を節約できる。この電力節約機能は、バッテリー電力を使うユーザー装置にとって特に有用である。
【0028】
動作では、OFDMは、少なくともBS 14からMS 16への下りリンク(DL)伝送のために使用できる。各BS 14は「n」個の送信アンテナ28(n≧1)を備え、各MS 16は「m」個の受信アンテナ40(m≧1)を備える。特に、それぞれのアンテナは、適切な二重器(duplexer)またはスイッチを使って受信兼送信用に使用でき、このようにラベル付けされているのは明確のためにすぎない。(RS 15を使う場合、OFDMはBS 14からRS 15への、またRS 15からMS 16への下りリンク伝送のために使用されてもよい。)
上りリンク方向では、MS 16はOFDMAデジタル変調方式を使ってもよい。(RS 15を使う場合、OFDMAはBS 14からRS 15への、またRS 15からMS 16への上りリンク伝送のために使用されてもよい。)
下りリンクにおけるOFDMおよび上りリンクにおけるOFDMAの選択は決して限定するものではなく、他の変調方式を使うこともできることは理解しておくべきである。
【0029】
図4を参照するに、RS 15の例が示されている。BS 14およびMS 16と同様に、RS 15は制御システム132、ベースバンド・プロセッサ134、送信回路136、受信回路138、複数のアンテナ130および中継回路142を含む。中継回路142はRS 15がBS 14とMS 16の間の通信において支援できるようにする。受信回路138は一つまたは複数のBS 14およびMS 16からの情報を担持する電波周波数信号を受信する。低ノイズ増幅器およびフィルタ(図示せず)が、処理のために該信号を増幅し、該信号から広帯域干渉を除去するために協力してもよい。次いで、下方変換およびデジタル化回路(図示せず)が、フィルタ処理された受信された信号を中間またはベースバンド周波数信号に下方変換し、それが次いでデジタル化されて一つまたは複数のデジタル・ストリームにされる。
【0030】
ベースバンド・プロセッサ134はデジタル化された受信信号を処理して、受信信号において伝達される情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は典型的には、復調、復号および誤り訂正動作を含む。ベースバンド・プロセッサ134は一般に、一つまたは複数のデジタル信号プロセッサ(DSP: digital signal processor)および特定用途向け集積回路(ASIC: application-specific integrated circuit)において実装される。
【0031】
送信のためには、ベースバンド・プロセッサ134は、音声、ビデオ、データまたは制御情報を表しうるデジタル化されたデータを、制御システム132から受け取り、該データを送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは送信回路136に出力され、そこで所望される送信周波数(単数または複数)にある一つまたは複数の搬送波信号を変調するよう変調器によって使用される。電力増幅器(図示せず)が変調された搬送波信号を送信のために適切なレベルに増幅し、変調された搬送波信号を整合ネットワーク(matching network)(図示せず)を通じてアンテナ130に届ける。上述したように、当業者に利用可能なさまざまな変調および処理技法が、直接または中継局を介して間接的に、移動端末と基地局の間の信号伝送のために使われる。
【0032】
図5を参照しつつ、論理的なOFDM送信アーキテクチャについて述べる。まず、BSC 10が、直接またはRS 15の支援により、さまざまなMS 16に送信されるべきデータを、BS 14に送る。BS 14は、該データを送信のためにスケジュールするとともに、スケジュールされたデータを送信するための適切な符号化および変調方式を選択するために、移動端末に関連付けられたチャネル品質指標(CQI: channel quality indicator)を使ってもよい。CQIはMS 16から直接であってもよいし、あるいはMS 16によって与えられる情報に基づいてBS 14で決定されてもよい。いずれにせよ、各MS 16についてのCQIは、チャネル振幅(または応答)が当該OFDM周波数帯域を通じて変動する度合いの関数である。
【0033】
ビットのストリームであるスケジュールされたデータ44は、データ・スクランブル論理46を使って、該データに関するピーク対平均電力比を低下させる仕方でスクランブルされる。CRC付加論理48を使って、スクランブルされたデータについての巡回冗長検査(CRC: cyclic redundancy check)が決定され、スクランブルされたデータにアペンドされる。次に、MS 16での復元および誤り訂正を容易にするために該データに冗長性を効果的に加えるよう、チャネル・エンコーダ論理50を使ってチャネル符号化が実行される。ここでもまた、特定のMS 16についてのチャネル符号化はCQIに基づく。いくつかの実装では、チャネル・エンコーダ論理50は既知のターボ符号化(turbo encoding)技法を使う。エンコードされたデータは次いでレート・マッチング論理52によって処理されて、エンコードに伴うデータ拡大が補償される。
【0034】
ビット・インターリーバ論理54は、連続するデータ・ビットの損失を最小限にするために、エンコードされたデータにおけるビットを系統的に並べ替える。結果として得られるデータ・ビットは、マッピング論理56によって、選ばれたベースバンド変調に依存して、対応するシンボルに系統的にマッピングされる。たとえば直交振幅変調(QAM: Quadrature Amplitude Modulation)または直交位相偏移符号化(QPSK: Quadrature Phase Shift Key)変調が使用できる。特定の移動端末について、CQIに基づいて変調度(degree of modulation)を選択できる。周波数選択的なフェージングによって引き起こされる周期的なデータ損失に対して送信されるデータの安全性をさらに強化するために、シンボル・インターリーバ論理58を使って、シンボルが系統的に並べ替えられてもよい。
【0035】
この時点で、ビットのグループが、振幅および位相の配位図〔コンステレーション〕における位置を表すシンボルにマッピングされたことになる。空間的ダイバーシチが所望されるとき、シンボルのブロックが次いで時空間ブロック符号(STC: space-time block code)エンコーダ論理60によって処理される。これは、送信される信号を干渉に対してより耐性にし、MS 16でより容易に復号されるようにする仕方でシンボルを修正する。STCエンコーダ論理60ははいってくるシンボルを処理し、BS 14についての送信アンテナ28の数に対応する「n」個の出力を提供する。図5に関して上述した制御システム20および/またはベースバンド・プロセッサ22がSTCエンコードを制御するためのマッピング制御信号を与える。この時点では、「n」個の出力についてのシンボルは、送信されるべき、MS 16によって復元されることができるデータを表すと想定する。
【0036】
今の例では、BS 14が二つのアンテナ28を有し(n=2)、STCエンコーダ論理60がシンボルの二つの出力ストリームを与えると想定する。したがって、STCエンコーダ論理60によって出力される各シンボル・ストリームは、理解の容易のため別個に図示されている対応するIFFTプロセッサ62に送られる。当業者は、そのようなデジタル信号処理を、単独でまたは本稿に記載される他の処理との組み合わせで提供するために、一つまたは複数のプロセッサが使用されうることを認識するであろう。一例では、IFFTプロセッサ62は、逆フーリエ変換を与えるようそれぞれのシンボルに対して作用する。IFFTプロセッサ62の出力は時間領域のシンボルを提供する。時間領域信号はフレームにまとめられ、フレームはプレフィックス挿入論理64によってプレフィックスに関連付けられる。結果として得られる信号のそれぞれは、対応するデジタル上方変換(DUC: digital up-conversion)およびデジタル‐アナログ(D/A: digital-to-analog)変換回路66を介して、デジタル領域において中間周波数に上方変換され、アナログ信号に変換される。結果として得られる(アナログ)信号は次いで、RF回路68およびアンテナ28を介して、所望されるRF周波数において同時に変調され、増幅され、送信される。特に、意図されるMS 16によって知られているパイロット信号が諸サブキャリアの間に分散される。のちに詳細に論じるMS 16は、該パイロット信号をチャネル推定のために使用できる。
【0037】
ここで、送信された信号を、BS 14から直接またはRS 15の支援によりMS 16が受信することを例解する図6を参照する。送信された信号がMS 16のアンテナ40のそれぞれに到着すると、それぞれの信号は対応するRF回路70によって復調され、増幅される。簡明のため、二つの受信経路のうちの一方しか詳細に説明および図示はしない。アナログ‐デジタル(A/D)変換器兼下方変換回路72は、デジタル処理のためにアナログ信号をデジタル化し、下方変換する。結果として得られるデジタル信号は、受信された信号レベルに基づいてRF回路70における増幅器の利得を制御するために、自動利得制御回路(AGC: automatic gain control circuitry)74によって使用されてもよい。
【0038】
最初、デジタル化された信号は同期論理76に与えられる。同期論理76は、いくつかのOFDMシンボルをバッファリングし、二つの相続くOFDMシンボルの間の自己相関を計算する粗同期論理78を含む。相関結果の最大に対応する結果として得られる時間インデックスが、微細同期の探索窓を決定する。微細同期論理80は、この探索窓を、ヘッダに基づく精密な枠組み開始位置を決定するために使用する。微細同期論理80の出力は、フレーム整列論理84によるフレーム取得を容易にする。その後のFFT処理が時間領域から周波数領域への正確な変換を与えるよう、適正な枠組み整列は重要である。微細同期アルゴリズムは、ヘッダによって担持される受信されたパイロット信号と、既知のパイロット・データのローカルなコピーの間の相関に基づく。ひとたびフレーム整列取得が発生すると、OFDMシンボルのプレフィックスがプレフィックス除去論理86により除去され、結果として得られるサンプルが周波数オフセット補正論理88に送られる。該周波数オフセット補正論理88は、送信機と受信機における整合しない局部発振器によって引き起こされるシステム周波数オフセットを補償する。同期論理76は周波数オフセットおよびクロック推定論理82を含むことができる。これはヘッダに基づき、送信される信号に対するそのような効果を推定し、そうした推定を、OFDMシンボルを適正に処理するよう補正論理88に提供するのを助ける。
【0039】
この時点で、時間領域におけるOFDMシンボルは、FFT処理論理90を使った周波数領域への変換準備ができている。その結果は周波数領域シンボルであり、それが処理論理92に送られる。処理論理92は、分散パイロット抽出論理94を使って、ちりばめられたパイロット信号を抽出し、チャネル推定論理96を使って、抽出されたパイロット信号に基づいてチャネル推定を決定し、チャネル再構成論理98を使って、すべてのサブキャリアについてのチャネル応答を提供する。サブキャリアのそれぞれについてチャネル応答を決定するために、パイロット信号は本質的には、時間および周波数の両方において既知のパターンで諸OFDMサブキャリアを通じてデータ・シンボルの間に分散された複数のパイロット・シンボルである。図6を続けると、処理論理は、受信されたパイロット・シンボルを、ある時点であるサブキャリアにおいて予期されるパイロット信号と比較し、送信されたパイロット・シンボルを含んでいたサブキャリアについてのチャネル応答を決定する。パイロット・シンボルが与えられなかった残りのサブキャリアの全部ではないまでも大半についてのチャネル応答を推定するために、その結果が補間される。実際のチャネル応答および補間されたチャネル応答は、全体的なチャネル応答を推定するために使われる。全体的なチャネル応答は、OFDMチャネルにおけるサブキャリアの全部ではないまでも大半についてのチャネル応答を含む。
【0040】
各受信経路についてチャネル応答から導出される周波数領域シンボルおよびチャネル再構成情報が、STCデコーダ100に与えられる。STCデコーダ100は、送信されたシンボルを復元するよう、両方の受信経路上でSTC復号を提供する。チャネル再構成情報は、それぞれの周波数領域シンボルを処理するときに伝送チャネルの効果を除去するに十分な等化情報を、STCデコーダ100に提供する。
【0041】
復元されたシンボルは、送信機のシンボル・インターリーバ論理58に対応するシンボル・デインターリーバ論理102を使ってもとの順序に戻される。デインターリーブされたシンボルは次いで、マッピング解除論理104を使って復調またはマッピング解除されて、対応するビット・ストリームにされる。次いでそれらのビットは、送信機アーキテクチャのビット・インターリーバ論理54に対応するビット・デインターリーバ論理106を使ってインターリーブ解除される。インターリーブ解除されたビットは次いで、レート・マッチング解除論理108によって処理され、最初にスクランブルされたデータおよびCRCチェックサムを復元するためのチャネル・デコーダ論理110に提出される。したがって、CRC論理112はCRCチェックサムを除去し、スクランブルされたデータを伝統的な仕方で検査し、該データを、既知の基地局スクランブル解除コードを使ってスクランブル解除してもともと送信されたデータ116を復元するために、スクランブル解除論理114に提供する。
【0042】
データ116を復元するのと並行して、CQIまたは少なくともBS 14においてCQIを生成するのに十分な情報が決定され、BS 14に送信される。上記のように、CQIは搬送波対干渉比(CR: carrier-to-interference ratio)および当該OFDM周波数帯域中でさまざまなサブキャリアを通じてチャネル応答が変動する度合いの関数であってもよい。この実施形態については、情報を送信するために使われているOFDM周波数帯域における各サブキャリアについてのチャネル利得が、互いに対して比較され、当該OFDM周波数帯域を通じてチャネル利得が変動する度合いが決定される。変動の度合いを測定するには数多くの技法が利用可能であるが、一つの技法は、データを送信するために使われているOFDM周波数帯域を通じて各サブキャリアについてのチャネル利得の標準偏差を計算することである。
【0043】
いくつかの実施形態では、中継局は、一つの電波だけを使って時分割の仕方で動作してもよいし、あるいはまた複数の電波を含んでもよい。
【0044】
ここで図7を参照するに、例示的なネットワーク参照モデルが示されている。これは、本発明の限定しない実施形態に基づく、上述したBS 14、MS 16およびRS 15の間の無線通信をサポートするネットワークの論理的な表現である。ネットワーク参照モデルは、機能的な実体およびこれらの機能的な実体の間で相互運用性が達成される参照点を同定する。特に、ネットワーク参照モデルはMS 16、アクセス・サービス・ネットワーク(ASN: Access Service Network)および接続サービス・ネットワーク(CSN: Connectivity Service Network)を含む。
【0045】
ASNは、加入者(たとえばIEEE802.16eまたはIEEE802.16mの加入者)に電波アクセスを提供するために必要とされるネットワーク機能の完全なセットとして定義できる。ASNは一つまたは複数のBS 14および一つまたは複数のASNゲートウェイといったネットワーク要素を有することができる。ASNは、二つ以上のCSNによって共有されてもよい。ASNは以下の機能を提供できる:
・MS 16とのレイヤー1およびレイヤー2の接続性;
・加入者セッションについての認証、許諾およびセッション・アカウント管理のためにAAAメッセージを加入者のホーム・ネットワーク・サービス・プロバイダー(H-NSP: Home Network Service Provider)に転送;
・加入者の好まれるNSPのネットワーク発見および選択;
・MS 16とのレイヤー3(L3)接続性(たとえばIPアドレス割り当て)を確立するための中継機能;
・電波資源管理。
【0046】
上記の機能に加え、ポータブルおよびモバイル環境については、ASNはさらに以下の機能を提供できる:
・ASNにアンカーされた移動性(ANS-anchored mobility);
・CSNにアンカーされた移動性(CSN-anchored mobility);
・ページング;
・ASN-CSNトンネリング。
【0047】
CSNのほうは、加入者にIP接続性サービスを提供するネットワーク機能のセットとして定義できる。CSNは以下の機能を提供できる:
・ユーザーセッションのための、MS IPアドレスおよびエンドポイント・パラメータの割り当て;
・AAAプロキシまたはサーバー;
・ユーザー加入プロファイルに基づくポリシーおよびアドミッション制御;
・ASN-CSNトンネリング・サポート;
・加入者課金および事業者間決済;
・ローミングのためのCSN間トンネリング;
・ASN間の移動性。
【0048】
CSNは、位置ベースのサービス、ピアツーピア・サービスのための接続、プロビジョニング、許諾および/またはIPマルチメディア・サービスへの接続といったサービスを提供できる。CSNはさらに、ルーター、AAAプロキシ/サーバー、ユーザー・データベースおよび連携動作するゲートウェイMS(interworking gateway MSs)といったネットワーク要素を有していてもよい。IEEE802.16mのコンテキストでは、CSNはIEEE802.16m NSPの一部として、あるいは現行のIEEE802.16e NSPの一部として展開されてもよい。
【0049】
さらに、改善されたカバー率および/または容量を提供するためにRS 15が展開されてもよい。図8を参照するに、レガシーRSをサポートできるBS 14は「レガシー・ゾーン」においてレガシーRSと通信する。BS 14は、「16mゾーン」におけるレガシー・プロトコル・サポートを提供することは要求されない。中継プロトコル設計は、IEEE802-16jの設計に基づくことができる。ただし、「レガシー・ゾーン」において使用されるIEEE802-16jプロトコルとは異なっていてもよい。
【0050】
ここで図9を参照するに、MS 16とBS 14の両方に当てはまるシステム参照モデルが示されている。このシステム参照モデルは、媒体アクセス制御(MAC)共通部分サブレイヤー、収束(convergence)サブレイヤー、セキュリティ・サブレイヤーおよび物理(PHY)レイヤーを含むさまざまな機能ブロックを含む。
【0051】
収束サブレイヤーは、CS SAPを通じて受信された外部ネットワーク・データを、MAC SAPを通じてMAC CPSによって受信されるMAC SDU中にマッピングし、外部ネットワークSDUを分類してMAC SFIDおよびCIDに関連付けること、ペイロード・ヘッダ抑制/圧縮(PHS: Payload header suppression/compression)を実行する。
【0052】
セキュリティ・サブレイヤーは、認証および安全な鍵交換および暗号化を実行する。
【0053】
物理レイヤーは物理レイヤー・プロトコルおよび機能を実行する。
【0054】
MAC共通部分サブレイヤーについてこれから詳細に述べる。第一に、媒体アクセス制御(MAC)が接続指向である(connection-oriented)ことは理解されるであろう。すなわち、MS 16上のサービスへのマッピングおよびQoSのさまざまなレベルを関連付ける目的のために、データ通信は「接続」のコンテキストにおいて実行される。具体的には、MS 16がシステムにインストールされるときに「サービス・フロー」がプロビジョニングされてもよい。MS 16の登録後まもなく、接続はこれらのサービス・フローと関連付けられる(サービス・フロー当たり一つの接続)。帯域幅を要求する基準を提供するためである。さらに、顧客のサービス・ニーズが変わるときに、新しい接続が確立されることがある。接続は、MACを利用するピア収束プロセス間のマッピングとサービス・フローの両方を定義する。サービス・フローは、その接続上で交換されるMACプロトコル・データ・ユニット(PDU)についてのQoSパラメータを定義する。このように、サービス・フローは帯域幅割り当てプロセスと一体である。特に、MS 16は上りリンク帯域幅を、接続毎に(暗黙的にサービス・フローを特定して)要求する。帯域幅は、BSによってMSに対して、当該MSからの接続毎要求に応答する承認の集合として、承認されることができる。
【0055】
さらに図10を参照するに、MAC共通部分サブレイヤー(CPS: common part sublayer)は、電波資源制御および管理(RRCM: radio resource control and management)機能および媒体アクセス制御(MAC)機能に分類される。
【0056】
RRCM機能は、電波資源機能に関係するいくつかの機能ブロックを含む。それは次のようなものである。
・電波資源管理
・移動性管理
・ネットワーク入場管理
・位置管理
・アイドル・モード管理
・セキュリティ管理
・システム構成管理
・MBS(Multicast and Broadcasting Service[マルチキャストおよびブロードキャスト・サービス])
・サービス・フローおよび接続管理
・中継機能
・自己組織化
・マルチキャリア。
【0057】
電波資源管理
電波資源管理ブロックは、トラフィック負荷に基づいて電波ネットワーク・パラメータを調整し、付加制御(負荷均衡化)、入場許可制御(admission control)および干渉制御の機能をも含む。
【0058】
移動性管理
移動性管理ブロックは、RAT内/RAT間ハンドオーバーに関係した機能をサポートする。移動性管理ブロックは、公告および測定を含むRAT内/RAT間ネットワーク・トポロジー取得を扱い、候補近隣ターゲットBS/RSを管理し、MSがRAT内/RAT間ハンドオーバー動作のいずれを実行するかを決定する。
【0059】
ネットワーク入場管理
ネットワーク入場管理(Network Entry Management)ブロックは、初期化およびアクセス手順を受け持つ。ネットワーク入場管理ブロックは、アクセス手順、すなわちレンジング(ranging)、基本機能ネゴシエーション、登録などの間に必要とされる管理メッセージを生成しうる。
【0060】
位置管理
位置管理ブロックは位置ベース・サービス(LBS: location based service)をサポートすることを受け持つ。位置管理ブロックは、LBS情報を含むメッセージを生成してもよい。
【0061】
アイドル・モード管理
アイドル・モード管理ブロックは、アイドル・モードの間の位置更新動作を管理する。アイドル・モード管理ブロックは、アイドル・モード動作を制御し、コア・ネットワーク側にあるページング・コントローラからのページング・メッセージに基づいてページング公告メッセージを生成する。
【0062】
セキュリティ管理
セキュリティ管理ブロックは、安全な通信のための認証/許諾および鍵管理を受け持つ。
【0063】
システム構成管理
システム構成管理ブロックは、システム構成(configuration)パラメータと、MSへの送信のためのシステム・パラメータおよびシステム構成情報とを管理する。
【0064】
MBS(Multicast and Broadcasting Service[マルチキャストおよびブロードキャスト・サービス])
MBSブロックは、ブロードキャストおよび/またはマルチキャスト・サービスに関連する管理メッセージおよびデータを制御する。
【0065】
サービス・フローおよび接続管理
サービス・フローおよび接続管理ブロックは、アクセス/ハンドオーバー/サービス・フロー生成手順の間に「移動局識別子」(または局識別子(station identifiers)―STID)および「フロー識別子(flow identifiers)」(FID)を割り当てる。移動局識別子およびFIDについては下記でさらに論じる。
【0066】
中継機能
中継機能ブロックは、マルチホップ中継機構をサポートするための機能を含む。該機能は、BSとアクセスRSとの間の中継経路を維持するための手順を含む。
【0067】
自己組織化
自己組織化ブロックは、自己構成および自己最適化機構をサポートするための機能を実行する。該機能は、自己構成および自己最適化のための測定を報告するようRS/MSに要求し、該RS/MSから該測定を受信する手順を含む。
【0068】
マルチキャリア
マルチキャリア(MC: Multi-carrier)ブロックは、共通MACエンティティが複数の周波数チャネルにまたがるPHYを制御することを可能にする。それらのチャネルは異なる帯域幅であってもよく(たとえば5、10および20MHz)、連続的(contiguous)または非連続的な周波数帯域にあってもよい。それらのチャネルは、同じまたは異なる二重化モード、たとえば周波数分割二重(FDD: Frequency Division Duplexing)、時分割二重(TDD: Time Division Duplexing)または双方向キャリアおよび放送専用キャリアの混合であってもよい。連続的な諸周波数チャネルについては、データ送信のために使われるために、重なり合った保護サブキャリアが周波数領域において整列させられる。
【0069】
媒体アクセス制御(MAC)は、物理レイヤーおよびリンク制御に関係した機能ブロックを含む。それは次のようなものである。
・PHY制御
・制御信号伝達
・スリープ・モード管理
・QoS
・スケジューリングおよび資源多重化
・ARQ
・フラグメンテーション/パッキング
・MAC PDU形成
・複数電波共存
・データ転送
・干渉管理
・BS間調整。
【0070】
PHY制御
PHY制御ブロックは、レンジング、測定/フィードバック(CQI)およびHARQ ACK/NACKのようなPHY信号伝達を扱う。CQIおよびHARQ ACK/NACKに基づいて、PHY制御ブロックはMSが見るチャネル品質を推定し、変調および符号化方式(MCS: modulating and coding scheme)を調整することを介してリンク適応を実行する。レンジング手順では、PHY制御ブロックは、電力調整、周波数オフセットおよびタイミング・オフセット推定を用いて上りリンク同期を行う。
【0071】
制御信号伝達
制御信号伝達(Control Signalling)ブロックは、資源割り当てメッセージを生成する。スリープ・モード管理ブロックはスリープ・モード動作を扱う。
【0072】
スリープ・モード管理
スリープ・モード管理ブロックはまた、スリープ動作に関係したMAC信号伝達を生成してもよく、スリープ期間に従って適正に動作するために、スケジューリングおよび資源多重化ブロックと通信してもよい。
【0073】
QoS
QoSブロックは、各接続について、サービス・フローおよび接続管理ブロックからのQoSパラメータ入力に基づいてQoS管理を扱う。
【0074】
スケジューリングおよび資源多重化
スケジューリングおよび資源多重化ブロックは、接続の属性に基づいて、パケットをスケジュールし、多重化する。接続の属性を反映するために、スケジューリングおよび資源多重化ブロックは、QoSブロックから各接続についてのQoS情報を受け取る。
【0075】
ARQ
ARQブロックはMAC ARQ機能を扱う。ARQを有効にされた接続については、ARQブロックは論理的にMAC SDUをARQブロックに分割し、各論理ARQブロックに番号付けする。ARQブロックはまた、フィードバック・メッセージ(ACK/NACK情報)のようなARQ管理メッセージの生成もする。
【0076】
フラグメンテーション/パッキング
フラグメンテーション/パッキング・ブロックは、スケジューリングおよび資源多重化ブロックからのスケジューリング結果に基づいて、MSDUを断片化またはパッキングすることを実行する。
【0077】
MAC PDU形成
MAC PDU形成ブロックは、BS/MSがユーザー・トラフィックまたは管理メッセージをPHYチャネル中に送信できるよう、MAC PDUを構築する。MAC PDU形成ブロックは、MACヘッダを追加し、サブヘッダを追加してもよい。
【0078】
複数電波共存
複数電波共存ブロックは、同じ移動局上に共通して位置されるIEEE802.16mおよび非IEEE802.16mの電波の同時並行的な動作をサポートするための機能を実行する。
【0079】
データ転送
データ転送ブロックは、BSとMSの間の経路上にRSが存在する場合に転送(forwarding)機能を実行する。データ転送ブロックは、スケジューリングおよび資源多重化ブロックおよびMAC PDU形成ブロックのような他のブロックと協働してもよい。
【0080】
干渉管理
干渉管理ブロックは、セル間/セクタ間干渉を管理する機能を実行する。その動作は下記を含みうる。
【0081】
・MACレイヤー動作
・MAC信号伝達を介して送られる干渉測定/評価報告
・スケジューリングおよび柔軟な周波数再使用による干渉緩和
・PHYレイヤー動作
・送信電力制御
・干渉ランダム化
・干渉打ち消し
・干渉測定
・送信ビーム形成/事前符号化。
【0082】
BS間調整
BS間調整ブロックは、情報、たとえば干渉管理を交換することによって、複数のBSの動作を協調させる機能を実行する。該機能は、バックボーン信号伝達による、およびMS MACメッセージングによるBS間の干渉管理などについての情報を交換する手順を含む。該情報は、干渉特性、たとえば干渉測定結果などを含んでいてもよい。
【0083】
ここで図11を参照する。図11は、ユーザー・トラフィック・データ・フローおよびBS 14およびMS 16における処理を示している。破線の矢印は、ネットワーク・レイヤーから物理レイヤーへの、およびその逆のユーザー・トラフィック・データ・フローを示している。送信側では、ネットワーク・レイヤー・パケットが収束サブレイヤー、ARQ機能(もしあれば)、フラグメンテーション/パッキング機能およびMAC PDU形成機能によって処理されて、物理レイヤーに送られるべきMAC PDU(単数または複数)が形成される。受信側では、物理レイヤーSDUがMAC PDU形成機能、フラグメンテーション/パッキング機能、ARQ機能(もしあれば)および収束サブレイヤー機能によって処理されて、ネットワーク・レイヤー・パケットが形成される。実線の矢印は、ユーザー・トラフィック・データの処理に関係する、CPS機能の間およびCPSとPHYの間の制御プリミティブを示す。
【0084】
ここで図12を参照する。図12はCPS制御プレーン信号伝達フローおよびBS 16およびMS 14における処理を示している。送信側では、破線の矢印は、制御プレーン機能からデータ・プレーン機能への制御プレーン信号伝達のフローおよび空中を送信されるべき対応するMAC信号伝達(たとえばMAC管理メッセージ、MACヘッダ/サブヘッダ)を形成するためのデータ・プレーン機能による制御プレーン信号伝達の処理を示している。受信側では、破線の矢印はデータ・プレーン機能による受信された空中MAC信号伝達の処理ならびに制御プレーン機能による対応する制御プレーン信号伝達の受領を示している。M_SAP/C_SAPとMAC機能ブロックとの間の実線の矢印は、ネットワーク制御および管理システム(NCMS: Network Control and Management System)への/からの制御および管理プリミティブを示している。M_SAP/C_SAPへの/からのプリミティブは、BS間干渉管理、RAT間/RAT内移動性管理などといったネットワーク関連機能および位置管理、システム構成などといった管理関係機能を定義する。
【0085】
MAC管理メッセージの限定しない例は、DL-MAP、UL-MAP、DCDおよびUCDを含む。IEEE802.16および/またはIEEE802.16mからの命名法が採用されているが、いずれの規格に対する厳密な準拠も必須要件ではないこと、当業者は一般的な命名法の使用が本発明の限定ではなく理解を助けるものであることを認識するであろうことは理解しておくべきである。
【0086】
DL-MAPおよびUL-MAPは、それぞれ下りリンクおよび上りリンク情報へのアクセスを定義するために使用できる。DL-MAPは、下りリンク上でバースト開始時間を定義するMAC管理メッセージである。等価に、UL-MAPは、スケジューリング区間の間にすべてのMSについての(上りリンク)アクセス全体を定義する情報の集合である。基本的に、DL-MAPおよびUL-MAPは、BSによってブロードキャストされる、下りリンクおよび上りリンク・フレームのディレクトリと見ることができる。
【0087】
DCD(Downlink Channel Descriptor[下りリンク・チャネル記述子])メッセージは、他の有用な下りリンク・パラメータに加えて、バーストの際に下りリンク物理チャネルが使用できるバースト・プロファイル(物理パラメータ・セット)を提供するために、周期的な時間間隔で、BS 14によって送信される、ブロードキャストされるMAC管理メッセージである。UCD(Uplink Channel Descriptor[上りリンク・チャネル記述子])メッセージは、他の有用な上りリンク・パラメータに加えて、上りリンク物理チャネルが使用できるバースト・プロファイル(物理パラメータ・セット)を提供するために、周期的な時間間隔で、BS 14によって送信される、ブロードキャストされるMAC管理メッセージである。
【0088】
ここで図13を参照する。図13はマルチキャリア・システムをサポートするための一般的なプロトコル・アーキテクチャを示している。共通MACエンティティが複数の周波数チャネルにまたがるPHYを制御してもよい。一つのキャリア上で送られるいくつかのMACメッセージが他のキャリアにも適用されてもよい。これらのチャンネルは異なる帯域幅であってもよく(たとえば5、10または20MHz)、連続的または非連続的な周波数帯域上であってもよい。それらのチャネルは、異なる二重化モード、たとえばFDD、TDDまたは双方向キャリアおよび放送専用キャリアの混合であってもよい。共通MACエンティティは、一時には一つのチャネルのみでの動作または連続的もしくは非連続的チャンネルを横断した総合といった、異なる機能を持つ諸MS 16の同時の存在をサポートしてもよい。
【0089】
図20は、MS 16についての可能な状態遷移図を示している。限定しない例として、この図は、初期化状態、アクセス状態、接続状態およびアイドル状態の4つの状態を示している。
【0090】
初期化状態
初期化状態では(図21参照)、MS 16は、アクセス状態にはいる前にスキャンし、同期し、システム構成情報を取得することによってセル選択を実行する。MS 16が適正にシステム構成状態デコードおよびセル選択を実行できない場合、スキャンおよび下りリンク同期の実行に戻る。MS 16が該情報のデコードに成功し、ターゲットBS 14を選択する場合、MS 16はアクセス状態に遷移する。
【0091】
アクセス状態
アクセス状態では(図22参照)、MS 16は、ターゲットBS 14でのネットワーク入場を実行する。ネットワーク入場(network entry)は、レンジング、認証前の機能ネゴシエーション、認証および許諾、機能交換および登録からなる複数ステップのプロセスである。
【0092】
下りリンク・スキャンおよび同期から接続が確立される点に至るまでのシステム入場手順の内訳は、限定しない例として、次のようであることができる。
・下りリンク・スキャンおよび同期ならびに(上りリンク資源を承認する)承認メッセージの取得および下りリンク・チャネルおよび上りリンク・チャネルの記述の取得;
・初期レンジング;
・機能ネゴシエーション;
・許諾および認証/鍵交換;
・BS 14での登録;
・接続確立。
【0093】
ネットワーク入場を完了できなかったら、MS 16は初期化状態に遷移してもよい。
【0094】
接続状態
接続状態にあるときは、MS 16は、スリープ・モード、アクティブ・モードおよびスキャン・モードの三つのモードのうちの一つで動作しうる(図23参照)。接続状態の間、MS 16は、アクセス状態の間に確立された一つまたは複数の基本的接続を維持することができる。さらに、MS 16およびBS 14は追加的な転送接続を確立してもよい。MS 16はハンドオーバーの間接続状態に留まってもよい。MS 16はBS 14からの指令に際して接続状態からアイドル状態に遷移してもよい。基本的接続(単数または複数)を維持できないことも、MS 16に、初期化状態への遷移を促してもよい。
【0095】
ここで接続状態における動作モードを参照するに、MS 16がアクティブ・モードにあるとき、BS 14は、実装されるプロトコルによって提供される最も早い利用可能な機会に送信および受信するようMS 16をスケジュールしてもよい。すなわち、MSはBS 14にとって「利用可能である」と想定される。MS 16は、アクティブ・モードからスリープまたはスキャン・モードへの遷移を要求してもよい。スリープまたはスキャン・モードへの遷移は、BS 14からのコマンドに基づいて行われることができる。MS 16は、接続状態のアクティブ・モードからアイドル状態に遷移してもよい。
【0096】
スリープ・モードにあるとき、MS 16およびBS 14は、時間的な資源のスリープ窓および傾聴窓への分割について合意する。MS 16は傾聴窓の間にのみBS 14からの送信を受信することができると期待され、いかなるプロトコル交換もその時間の間に開始される必要がある。MS 16のアクティブ・モードへの遷移は、BS 14から受信される制御メッセージによって促される。MS 16は、傾聴区間の間、接続状態のスリープ・モードからアイドル状態に遷移してもよい。
【0097】
スキャン・モードにあるとき、MS 16はBS 14によって指示される測定を実行する。MS 16は、スキャン・モードにある間は、BS 14にとって利用不能である。MS 16は、スキャンのためにBS 14とネゴシエーションされた期間がひとたび満了したら、アクティブ・モードに戻る。
【0098】
アイドル状態
アイドル状態(図24参照)は、限定しない例として、その動作およびMACメッセージ生成に基づいて、ページング利用可能モードおよびページング利用不能モードという二つの別個のモードを含んでいてもよい。アイドル状態の間、MS 16は、ページング利用可能モードとページング利用不能モードの間の切り換えによって電力節約を実行してもよい。
【0099】
アイドル・モードでは、MS 16は一つまたは複数のページング・グループに属してもよい。アイドル・モードにあるとき、MS 16は、ユーザー移動性に基づいて異なる大きさおよび形のページング・グループを割り当てられてもよい。MS 16は、該MSのページング傾聴区間の間、ページング・メッセージをモニタリングする。MSのページング傾聴区間の開始は、ページング・サイクルおよびページング・オフセットに基づいて導出される。ページング・オフセットおよびページング・サイクルは、スーパーフレーム数を使って定義できる。
【0100】
このように、MS 16は、ページング利用可能モードにある間は、BS 14によって(特化したページング・メッセージを使って)ページングされうる。MS 16が接続状態に戻る指示をもってページングされたら、MS 16はそのネットワーク再入場のためにアクセス状態に遷移する。
【0101】
MS 16はまた、アイドル状態の間に位置更新手順をも実行してもよい。
【0102】
ページング利用不能モードの間は、MS 16は、電力消費を減らすために下りリンク・チャネルをモニタリングする必要はない。
【0103】
MSはグローバル・アドレス(またはグローバル識別子)および動作中にMS 16を同定する論理アドレス(または論理識別子)をもつ。具体的には、グローバル・アドレスは、IEEE登録機関によって管理される24ビットの組織毎一意識別子(Organizationally Unique Identifier)(OUI)値に基づく、グローバルに一意的な48ビットのIEEE拡張一意識別子(Extended Unique Identifier)(EUI-48(商標))であることができる。しかしながら、これは本発明の限定や制約ではない。
【0104】
論理識別子に関する限り、これらは一つまたは複数の「フロー識別子」(FID)および一つまたは複数の「移動局識別子」を含むことができる。FIDはMS 16がネットワークと確立した、管理接続および転送接続を一意的に同定できる。いくつかの個別的なFIDが事前割り当てされてもよい。移動局識別子のほうはBS 14のドメイン内でMS 16を一意的に同定する。さまざまな型のSTIDは次のようなものでありうる。
【0105】
アクセスID:レンジング動作を実行するときに(すなわち、アクセス状態にある間のネットワーク入場に際して、またはネットワーク再入場に際して、またはアイドル状態にある間の位置更新の間に)MS 16に割り当てられる一時的な識別子。このIDは、BS 14がMS 16からのレンジング・コード送信を最初に検出したときに、BS 14によってMS 16に割り当てられることができる。
【0106】
MS ID:接続状態における使用のためにMS 16に割り当てられる識別子。MS IDはアクセスIDを置換し、レンジング動作の間にMS 16に送られることができる。特定のMSの専用にされた下りリンク制御情報(たとえば下りリンクPHYバースト/資源割り当て)は、MSIDを使って宛先指定されることができる。MS IDは、必須ではないが、アクセスID識別子と同じ長さであってもよい。
【0107】
アイドルID:アイドル状態で使うためにMSに割り当てられる識別子。信号伝達オーバーヘッドを減らし、位置のプライバシーを提供するために、特定のページング・グループ内にある、アイドル状態のMSを一意的に同定するよう、アイドルIDが割り当てられてもよい。アイドルIDは、MS 16が同じページング・グループ内に留まる限り、そのMS 16にとって有効なままである。アイドルIDはアイドル状態にはいる際、あるいはページング・グループ変更に起因する位置更新の際に割り当てられてもよい。アイドルIDは、ページ応答または位置更新の目的のために、アイドル状態にあるMS 16によって送られるメッセージに含められることができる。
【0108】
例として、上述した移動局識別子は8ビット、10ビットまたは12ビットの長さであることができる。ただし、本発明から外れることなく、より長いまたはより短いSTIDも可能である。異なる移動局識別子は異なる長さであることができる。たとえば、アクセスIDはMS IDと同じ長さであることができ、その両方がアイドルIDより短いのでもよい。しかしながら、これは単に例であり、限定するものと考えられるべきではない。他の移動局識別子が存在してもよく、たとえばブロードキャストまたはマルチキャスト・サービスのためにリザーブされることができる。
【0109】
当業者によって認識されるであろうように、MAC PDUは、ヘッダ、接続アドレスおよびある型の媒体(たとえば電波チャネル)を通じて情報を制御および転送するのに使われるデータ・プロトコル情報を含むデータのパッケージ(データ・ビットのグループまたはデータグラム)である。ここで図15を参照するに、所与の接続に関連して生成されたMAC PDUは、制御情報とともに対応するFIDを保持するヘッダを含む。(制御情報はたとえば、MAC PDUのペイロードの長さを示す長さフィールドおよびセットされればヘッダの拡張部分(図示せず)に追加的情報が現れることを示す拡張ヘッダ(EH: Extended Header)ビットである。)MAC PDUはまた、ヘッダの後に(たとえばユーザー・データに)、データのペイロードおよび誤り検査ビット(CRC)ビットをも有していてもよい。ペイロードは、さまざまなトラフィック接続に関連する管理メッセージおよびデータを担持するために使われてもよい。
【0110】
当該MSにローカルなので、各FIDはIEEE規格802.16-2004やIEEE規格802.16-2009において定義される16ビットのCIDより短い。ある限定しない実施形態では、FIDは4ビットの長さであることができる。別の限定しない実施形態では、FIDは3ビットの長さであることができる。本発明の範囲内で他の可能性も存在する。MACヘッダ内のFIDの使用も、16ビットのCIDが使用されるIEEE802.16-2004やIEEE802.16-2009において提案されているよりも短い全体的なMACヘッダにつながる。
【実施例】
【0111】
以下では、接続を確立するためにMS 16およびBS 14によって実行されることのできるレンジング動作について述べる。レンジング動作は、上記の適切な機能ブロックによって、特に、媒体アクセス制御(MAC)共通部分サブレイヤー(CPS)に属する機能ブロックによって実行される。これらの機能ブロックはたとえば、限定するものではないが、図10との関連で先述した、ネットワーク入場管理ブロックおよびアイドル・モード管理ブロック(電波資源制御および管理――RRCM――機能の一部)ならびにPHY制御ブロック(媒体アクセス制御――MAC――機能の一部)を含んでいてもよい。
【0112】
レンジング動作の三つの限定しないシナリオを述べる。すなわち、MS 16がネットワークへの初期接続を確立しようとする(すなわち、MS 16は電源投入され、初期化状態を経て、アクセス状態からレンジングを実行する)シナリオAと、MS 16がネットワークに再入場する(たとえば、アイドル状態にあったのちに、異なるネットワークを使うためにネットワークを去ってその後戻った(すなわちローミング)のちに、など)際にレンジングを実行するシナリオBと、MS 16がアイドル状態にあったのちに位置更新のコンテキストにおいてレンジングを実行するシナリオCである。
【0113】
シナリオA
シナリオAでは、MS 16はネットワークへの初期接続を確立しようとする。第一に、MS 16は電源投入され、初期化状態を通過する。初期化状態の間に、MS 16はスキャンおよび同期を実行する。換言すれば、MS 16がネットワークに加わりたいときは、まず下りリンク周波数をスキャンして好適なチャンネルを探す。下りリンク・フレームを検出し次第、探索は完了である。次のステップは、BS 14との同期を確立することである。ひとたびMS 16がDL-MAPメッセージおよびDCDメッセージを受信したら、下りリンク同期フェーズは完了であり、MS 16は、DL-MAPおよびDCDメッセージを受信し続ける限り、同期されたままとなる。同期が確立されたのち、MS 16は、上りリンク・チャネル・パラメータを取得するためにUCDメッセージを待つ。
【0114】
ここで、MS 16がアクセス状態にある間にレンジング動作が行われる。図14を参照するに、BS 14は、上りリンク・フレームにおいてMS 16によって使用されるべき初期レンジング区間を定義する上りリンク承認メッセージ1410(たとえば、UL-MAPメッセージ)を発する。上りリンク承認メッセージの内容は、BS 14内の上りリンク・スケジューラによって定式化されてもよい。上りリンク・スケジューラは上りリンク帯域幅を管理し、サービス・フロー(単数または複数)のQoS要求および帯域幅要求に基づいて上りリンク承認を割り当てられるMSをスケジュールする。上りリンク・スケジューラによって割り当てられる上りリンク承認はリザーブされたFIDのほうに向けられ(たとえばブロードキャストされ)、たとえばBPSK 1/2変調/FECをもつあらかじめ定義された堅牢なプロファイルを使用することができる。承認メッセージ1410の送信後、BS 14は通常に動作を続ける(1412)。これは、承認メッセージ1422のような他の承認メッセージの周期的な発行を含む。
【0115】
その間、1412に示されるように、MS 16は承認メッセージの受領を待っており、最終的には承認メッセージ1410を受け取るものと想定される。承認メッセージ1410の受領に際し、MS 16は、一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1416を定式化する。たとえば、MS 16は、ランダムに、一組の擬似ノイズ・レンジング・コードからコードを選択し、それをレンジング・サブチャネル上に変調し、その後それを、上りリンク・フレーム上で、一組の利用可能なレンジング・スロットのうちからのランダムに選択されたレンジング・スロットにおいて送信することができる。MS 16は、レンジング・スロットを選択するために、ランダム選択またはランダム・バックオフを使うことができる。ランダム選択が使われる場合、MS 16は、単一フレーム中のあらゆる利用可能なスロットから一つのレンジング・スロットを、一様ランダム・プロセスを使って選択できる。ただし、他の可能性も存在する。ランダム・バックオフが使われる場合、MS 16は対応するバックオフ窓内のあらゆる利用可能なレンジング・スロットから一つのレンジング・スロットを、たとえば一様ランダム・プロセスを使って選択できる。
【0116】
BS 14が、レンジング・メッセージ1416のレンジング・スロット内にレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14は、MS 16に対してレンジング応答メッセージを発する。たとえば、レンジング応答(ranging response)メッセージは、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-RSPメッセージと同様な形を取ることができる。このイベントを予期して、ステップ1426において、MS 16は、BS 14からRNG-RSPメッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおRNG-RSPメッセージが受信されていない場合には、これは、BS 14がレンジング・メッセージ1416のレンジング・スロット中のレンジング・コードの存在を適正に検出しなかったことを意味する。これは、電力問題、干渉などを含め、多様な理由のためであることができる。その間、MS 16はさらなる承認メッセージの受信についても注意を払っている(ステップ1420)。介在するRNG-RSPメッセージをBS 14から受信することなく、上記承認メッセージ1422が実際に受信された場合、MS 16は上りリンク・フレームにおいて新しいレンジング区間を承認されることになる。
【0117】
応答して、先述したのと同様に、MS 16は、一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1424を定式化する。具体的には、MS 16は、ランダムに、一組の擬似ノイズ・レンジング・コードからコードを選択し、それをレンジング・サブチャネル上に変調し、その後それを、上りリンク・フレーム上で、一組の利用可能なレンジング・スロットのうちからのランダムに選択されたレンジング・スロットにおいて送信し、ステップ1426に戻る。BS 14が、レンジング・メッセージ1424のレンジング・スロット中のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14はレンジング応答メッセージをMS 16に対して発する。このイベントを予期して、ステップ1426において、MS 16は、BS 14からレンジング応答メッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおレンジング応答メッセージがまだ受信されていない場合には、MS 16はさらなる別の承認メッセージをステップ1420で受信する、などとなる。しかしながら、BS 14がレンジング・メッセージ1424のレンジング・スロット中のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合(ステップ1428)、BS 14はレンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1430)。換言すれば、BS 14がMS 16を聞くことができるというだけでは、MS 16が十分な電力、タイミングおよび周波数パラメータを使っていることにはならない。
【0118】
このように、ステップ1430の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功であったと判定したというものであってもよい。その場合、BS 14は、この判定を示すレンジング応答メッセージ1450を発することに進む。他方、ステップ1430の結果が、BS 14がレンジング動作が成功ではなかったと判定したことを示すというものであることもありうる。この場合、BS 14は、ステップ1432に進み、パラメータ調整が計算される。これは、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響しうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数(power, timing and/or frequency)特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1432において、BS 14は、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを計算する。また、ステップ1432において、BS 14は、MS 16についてのアクセスIDを決定する。アクセスIDはまだMS 16には未知である。アクセスIDは、レンジング動作の間にMS 16に宛てられるコンテンツについて、アドレス、暗号化鍵またはスクランブル・コードとして、BS 14によって使用されることができる。
【0119】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1434を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1434は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要な調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1434は、レンジング・メッセージ1424を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを指定する。これは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1434が実際に自分に宛てられていることを認識することを許容する。さらに、レンジング応答メッセージ1434は、次回、MS 16によって使用されるべき、割り当てられたレンジング・コードおよび/または割り当てられたレンジング・スロットを同定する。さらに、レンジング応答メッセージ1434は、上述したアクセスIDを含む。
【0120】
次いで、レンジング応答メッセージ1434がMS 16において受信される。MS 16はステップ1426を実行し、レンジング応答メッセージ1434が実際にそのMSに宛てられたレンジング応答メッセージであることを判定する。具体的には、これは、そのMS 16が前に使ったレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットがレンジング応答メッセージ1434内に存在するという事実に基づいて判定されることができる。したがって、MS 16はステップ1426から出る際に「Y」分枝を取る。また、MS 16は受信されたアクセスIDを、将来の使用のためにメモリに記憶する。また、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1436を定式化することに進む。このときは、MS 16は、レンジング応答メッセージ1434においてBS 14から受信された、割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング・スロットを使う。
【0121】
BS 14はレンジング・メッセージ1436を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1438)。ステップ1438の結果は、BS 14がレンジング動作が成功であったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1448を発することに進む。しかしながら、この段階で、以前の電力/時間/周波数調整が十分でなかったことがありうる。したがって、ステップ1438の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功ではなかったと判定したというものであることもある。この場合、BS 14は、ステップ1440に進み、さらなるパラメータ調整が計算される。これはやはり、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響することがありうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1440において、BS 14は、必須ではないが、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを計算してもよい。
【0122】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1442を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1442は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要なさらなる調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1442は、レンジング応答メッセージ1434においてMS 16に以前に送られたアクセスIDを指定する。このアクセスIDは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1442が自分に宛てられていることを認識することを許容する。したがって、レンジング応答メッセージ1442において、レンジング・メッセージ1436を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを送信することは必要ない。さらに、レンジング応答メッセージ1442は、将来MS 16によって使用されるべき、割り当てられたレンジング・コードおよび/または割り当てられたレンジング・スロットを、もしステップ1440で計算されていれば、同定する。
【0123】
ステップ1444では、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1446を定式化することに進む。MS 16は、過去に自分が使ったレンジング・コードおよびレンジング・スロットを使うか、レンジング応答メッセージ1442においてMS 16によって指定された、割り当てられたレンジング・コードおよび/または割り当てられたレンジング・スロットを使う。BS 14はMS 16からレンジング・メッセージ1446を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1438)。ステップ1438の結果は、BS 14がレンジング動作が成功でなかったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はステップ1440に戻る。しかしながら、何らかの時点で、レンジング動作は成功であったと考えられるであろう。すると、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1448を発することに進む。レンジング応答メッセージ1448は、MS 16を同定するアクセスIDをも含む。しかしながら、長ったらしいMACアドレスは必要とされない。
【0124】
BS 14は次いで、承認メッセージ1452を発する。承認メッセージ1452は、MS 16からの次の上りリンク送信をスケジュールする。この場合、MS 16からの次の上りリンク送信は、MS 16のグローバル・アドレス(たとえば48ビットのMACアドレス)を含むレンジング要求メッセージ1454である。たとえば、レンジング要求(ranging request)メッセージ1454は、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-REQメッセージと同様な形を取ることができる。BS 14によるグローバル・アドレスの受信は、BS 14が、レンジング動作が成功裏に完了したMS 16の真の素性を判別することを許容する。このように、ステップ1456において、BS 14は、グローバル・アドレスに基づいてMS IDを決定する。これは、グローバル・アドレスに基づいて、メモリ内のテーブル中でMS IDを検索することによってできる。あるいはまた、MS IDは、アドレスまたは識別子のプールから割り当てられ、そのグローバル・アドレスと関連付けて記憶されることができる。
【0125】
BS 14は次いで、MS IDおよびMSを同定するアクセスIDを含むレンジング応答メッセージ1458をMS 16に送る。MS 16はレンジング応答メッセージ1458を受信し、自分がこのメッセージの受信者であることを(アクセスIDに基づいて)判定する。MS 16はMS IDを抽出し、それをメモリ内に記憶することに進む。レンジング動作がこれで完了したので、MS 16は接続状態にはいる。MS 16は、接続状態の間、当該ネットワークとの将来の通信において上記MS IDを使う。将来の通信は、管理接続およびトラフィック接続に関連するデータの送信および/または受信を含むことができる。
【0126】
アクセスIDはレンジング動作の間に使うために特に設計されているので、また限られた数の移動局しか任意の所与の時点でレンジングを実行しないであろうから、アクセスIDは少数のビットに、特に16未満のビットに限られることができることが認識されるはずである。例として、8ないし10ビットの範囲がアクセスIDの長さとして好適でありうる。また、同じアクセスIDが、異なる重なり合わない時間にレンジングを実行する異なる移動局によってリサイクルされることも考えられるという事実は、アクセスIDが所与のMSのグローバル・アドレスに対して一対一の対応をもたないということである。これは匿名性を保存し、セキュリティを高める。
【0127】
また、接続状態の間、MS 16はグローバル・アドレスではなくMS IDによって同定できるので、またMS IDはサービスするBSのドメインにローカルなので、同様に少数のビット、特に16未満のビットが使用できる。ここでもまた、例として、8ないし10ビットの範囲が好適でありうる。しかしながら、これはアクセスIDとMSIDが同じ長さである必要があると含意するものではない。
【0128】
アクセスIDおよびMS IDの比較的短い長さは、承認メッセージ(たとえばUL-MAP)、レンジング応答メッセージ(たとえばRNG-RSP)およびレンジング要求メッセージ(たとえばRNG-REQ)の短縮を引き起こすことも認識されるであろう。DL-MAP、DCDおよびUCDメッセージも同様に、短縮した長さの恩恵を受ける。
【0129】
第一の代替的な実施形態について、ここで図16の流れ図を参照して述べる。特に、ステップ1438の結果が、BS 14がレンジング動作が成功でなかったと判定したというものである場合を考える。この場合、BS 14はステップ1640に進み、さらなるパラメータ調整が計算される。これはやはり、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響しうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するためには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1640では、BS 14は、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび新しいレンジング・スロットを計算する。レンジングが続くにつれ、割り当てられたレンジング資源はますます小さくなるタイミング・オフセットをもってレンジング・チャンネルに対応する。たとえば、初期のレンジング試行は、より大きなレンジング・タイミング・オフセットを受け入れるよう意図されている6個のシンボルにまたがるレンジング領域において送られてもよい。レンジングが進行するにつれ、BS 14は、3シンボル、次いで2シンボルなど、ますます短くなる継続時間にまたがるレンジング資源をMS 16に割り当てることができる。割り当てられる最終的なレンジング資源は、OFDM巡回プレフィックス長の範囲内への同期しか受け入れられないことがありうる。(割り当てられる最終的なレンジング資源は周期的なレンジングのためにMS 16によって保持されてもよい。)
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1642を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1642は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要な調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1642は、将来MS 16によって使用されるべき、割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング・スロットを同定する。実際、ステップ1444において、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1646を定式化することに進む。MS 16は、レンジング応答メッセージ1642においてMS 16によって指定された、割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング・スロットを使う。
【0130】
第二の代替的な実施形態についてここで図17の流れ図を参照して述べる。具体的には、この代替的実施形態では、ひとたびレンジング・メッセージにおいて使われたレンジング・コードおよびレンジング・スロットがBS 14によって受信されたら(「聞かれる」)、MS 16は、BS 14がレンジング成功を示すレンジング応答メッセージを生成するまで、同じレンジング・コードおよびレンジング・スロットを使い続ける。
【0131】
代替的に、または追加的に、MS 16およびBS 14は、二つのエンティティの間の通信をスクランブルするためのシーケンス(または「スクランブル・コード」)を使う。第一のそのようなシーケンスは「初期レンジング・シーケンス」であり、第二のそのようなシーケンスは「継続レンジング・シーケンス」である。図17に示されるように、初期レンジング・シーケンスは、MS 16によって、BS 14から最初のレンジング応答メッセージを受け取る前に送るレンジング・メッセージをスクランブルするために使われる。やはり図17に示されるように、初期レンジング・シーケンスは、BS 14によっても、MS 16がアクセスIDを受け取る前にMS 16に送られるメッセージをスクランブル刷るために使われる。やはり図17に示されるように、継続レンジング・シーケンス(または任意的に初期レンジング・シーケンス)は、MS 16によって、BS 14からの最初のレンジング応答メッセージの受信とMS IDの受信の間に送るレンジング・メッセージをスクランブルするために使用されることができる。このように、初期レンジング・シーケンス(そしてもし使われるなら、継続レンジング・シーケンス)はBS 14およびMS 16に知られていることが想定される。やはり図17に示されるように、MS 16がアクセスIDを受信したのちは、BS 14は、アクセスIDを使ってMS 16に宛てられるメッセージをスクランブルする。明らかに、受信側によって適切なスクランブル解除が実行される必要があり、よって、適切なスクランブル・コードの事前の知識が必要である。このため、MS 16に宛てられるメッセージがアクセスIDを使ってスクランブルされることができるのは、MS 16がアクセスIDを通知された後のみである。
【0132】
シナリオB
シナリオBでは、MS 16は、ネットワークに再入場する(たとえば、アイドル状態にあったのちに、異なるネットワークを使うために当該ネットワークを去ってその後戻った(すなわちローミング)のちに、など)際にレンジング動作に関わる。よって、このシナリオでは、同期は維持されてきたと想定される。ここで図18の流れ図を参照する。図18はMS 16がアクセス状態にある間のBS 14とMS 16の動作を示している。レンジングは、自律的に(つまりMSが開始する)、あるいはMS 16がアイドル状態のページング利用可能モードにある間にBS 14からのページング・メッセージ1809に応答して生起できることは理解しておくべきである。ページング・メッセージ1809が受信される場合、ページング・メッセージ1809は、MS 16によって使用されるべき、専用のレンジング・コードおよび専用のレンジング・スロットのような、専用のレンジング資源のセットを指定できる。
【0133】
BS 14は、上りリンク・フレームにおいてMS 16によって使用されるべき初期レンジング区間を定義する上りリンク承認メッセージ1810(たとえばUL-MAPメッセージ)を発する。上りリンク承認メッセージの内容は、BS 14内の上りリンク・スケジューラによって定式化されることができる。上りリンク・スケジューラは、上りリンク帯域幅を管理し、サービス・フロー(単数または複数)のQoS要求および帯域幅要求に基づいて上りリンク承認を割り当てられるMSをスケジュールする。上りリンク・スケジューラによって割り当てられる上りリンク承認は、リザーブされたFIDのほうに向けられ(たとえばブロードキャストされ)、たとえばBPSK 1/2変調/FECをもつあらかじめ定義された堅牢なプロファイルを使用することができる。承認メッセージ1810の送信後、BS 14は通常に動作を続ける(1812)。これは、承認メッセージ1822のような他の承認メッセージの周期的な発行を含む。
【0134】
その間、1812に示されるように、MS 16は承認メッセージの受領を待っており、最終的には承認メッセージ1810を受け取るものと想定される。承認メッセージ1810の受領に際し、MS 16は、ページング・メッセージ1809において指定されている一組の専用のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1816を定式化する。これは専用のレンジング・コードおよび/または専用のレンジング・スロットを含む。
【0135】
BS 14が、レンジング・メッセージ1816の専用のレンジング・スロット内に専用のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14は、MS 16に対してレンジング応答メッセージを発する。たとえば、レンジング応答(ranging response)メッセージは、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-RSPメッセージと同様な形を取ることができる。このイベントを予期して、ステップ1826において、MS 16は、BS 14からRNG-RSPメッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおRNG-RSPメッセージが受信されていない場合には、これは、BS 14がレンジング・メッセージ1816の専用のレンジング・スロット中の専用のレンジング・コードの存在を適正に検出しなかったことを意味する。これは、電力問題、干渉などを含め、多様な理由のためであることができる。その間、MS 16はさらなる承認メッセージの受信についても注意を払っている(ステップ1820)。介在するRNG-RSPメッセージをBS 14から受信することなく、上記承認メッセージ1822が実際に受信された場合、MS 16は上りリンク・フレームにおいて新しいレンジング区間を承認されることになる。
【0136】
応答して、先述したのと同様に、MS 16は、同じ一組の専用のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1824を定式化する。BS 14が、レンジング・メッセージ1824の専用のレンジング・スロット中の専用のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14はレンジング応答メッセージをMS 16に対して発する。このイベントを予期して、ステップ1826において、MS 16は、BS 14からレンジング応答メッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおレンジング応答メッセージがまだ受信されていない場合には、MS 16はさらなる別の承認メッセージをステップ1820で受信する、などとなる。しかしながら、BS 14がレンジング・メッセージ1824の専用のレンジング・スロット中の専用のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合(ステップ1828)、BS 14はレンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1830)。換言すれば、BS 14がMS 16を聞くことができるというだけでは、MS 16が十分な電力、タイミングおよび周波数パラメータを使っていることにはならない。
【0137】
このように、ステップ1830の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功であったと判定したというものであってもよい。その場合、BS 14は、この判定を示すレンジング応答メッセージ1850を発することに進む。他方、ステップ1830の結果が、BS 14がレンジング動作が成功ではなかったと判定したことを示すというものであることもありうる。この場合、BS 14は、ステップ1832に進み、パラメータ調整が計算される。これは、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響しうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1832において、BS 14は任意的に、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを計算する。また、ステップ1832において、MS 14は、MS 16についてのアクセスIDを決定する。アクセスIDはまだMS 16には未知である。アクセスIDは、レンジング動作の間にMS 16に宛てられるコンテンツについて、アドレス、暗号化鍵またはスクランブル・コードとして、BS 14によって使用されることができる。
【0138】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1834を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1834は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要な調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1834は、レンジング・メッセージ1824を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを指定する。これは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1834が実際に自分に宛てられていることを認識することを許容する。さらに、レンジング応答メッセージ1834は任意的に、ステップ1832で決定された新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを同定する。さらに、レンジング応答メッセージ1834は、上述したアクセスIDを含む。
【0139】
次いで、レンジング応答メッセージ1834がMS 16において受信される。MS 16はステップ1826を実行し、レンジング応答メッセージ1834が実際にそのMSに宛てられたレンジング応答メッセージであることを判定する。具体的には、これは、そのMS 16が前に使ったレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットがレンジング応答メッセージ1834内に存在するという事実に基づいて判定されることができる。したがって、MS 16はステップ1826から出る際に「Y」分枝を取る。また、MS 16は受信されたアクセスIDを、将来の使用のためにメモリに記憶する。また、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1836を定式化することに進む。このときは、MS 16は、専用のレンジング・コードおよび専用のレンジング・スロットを、またはレンジング応答メッセージ1834においてBS 14から受信された新しいレンジング・コードおよび新しいレンジング・スロットを使う。
【0140】
BS 14はレンジング・メッセージ1836を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1838)。ステップ1838の結果は、BS 14がレンジング動作が成功であったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1848を発することに進む。しかしながら、この段階で、以前の電力/時間/周波数調整が十分でなかったことがありうる。したがって、ステップ1838の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功ではなかったと判定したというものであることもある。この場合、BS 14は、ステップ1840に進み、さらなるパラメータ調整が計算される。これはやはり、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響することがありうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1840において、BS 14は、必須ではないが、MS 16によって使用されるべきもう一つの新しい(「より新しい」)レンジング・コードおよび/またはもう一つの新しい(「より新しい」)レンジング・スロットを計算してもよい。
【0141】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1842を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1842は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要なさらなる調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1842は、レンジング応答メッセージ1834においてMS 16に以前に送られたアクセスIDを指定する。このアクセスIDは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1842が自分に宛てられていることを認識することを許容する。したがって、レンジング応答メッセージ1842において、レンジング・メッセージ1836を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを送信することは必要ない。さらに、レンジング応答メッセージ1842は、将来MS 16によって使用されるべき、前記より新しいレンジング・コードおよび/または前記より新しいレンジング・スロットを、もしステップ1840で計算されていれば、同定する。
【0142】
ステップ1844では、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1846を定式化することに進む。MS 16は、専用のレンジング・コードおよび専用のレンジング・スロットを使うか、前回自分が使った(ことがありうる)新しいレンジング・コードおよび新しいレンジング・スロットを使うか、レンジング応答メッセージ1842においてMS 16によって指定された、前記より新しいレンジング・コードおよび前記より新しいレンジング・スロットを使う。BS 14はMS 16からレンジング・メッセージ1846を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1838)。ステップ1838の結果は、BS 14がレンジング動作が成功でなかったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はステップ1840に戻る。しかしながら、何らかの時点で、レンジング動作は成功であったと考えられるであろう。すると、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1848を発することに進む。レンジング応答メッセージ1848は、MS 16を同定するアクセスIDをも含む。しかしながら、長ったらしいMACアドレスは必要とされない。
【0143】
BS 14は次いで、承認メッセージ1852を発する。承認メッセージ1852は、MS 16からの次の上りリンク送信をスケジュールする。この場合、MS 16からの次の上りリンク送信は、MS 16のアイドルIDを含むレンジング要求メッセージ1854である。たとえば、レンジング要求(ranging request)メッセージ1854は、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-REQメッセージと同様な形を取ることができる。BS 14によるアイドルIDの受信は、BS 14が、レンジング動作が成功裏に完了したMS 16の真の素性を判別することを許容する。このように、アイドルIDはMS 16に一意的にマッピングされている。ステップ1856において、BS 14は、アイドルIDに基づいてアクセスIDを決定する。これは、アイドルIDに基づいて、メモリ内のテーブル中でMS IDを検索することによってできる。これは、グローバル・アドレスを決定する中間段階を含んでも含まなくてもよい。あるいはまた、MS IDは、アドレスまたは識別子のプールから割り当てられ、そのアイドルIDと関連付けて記憶されることができる。
【0144】
BS 14は次いで、MS IDおよびMSを同定するアクセスIDを含むレンジング応答メッセージ1858をMS 16に送る。MS 16はレンジング応答メッセージ1858を受信し、自分がこのメッセージの受信者であることを(アクセスIDに基づいて)判定する。MS 16はMS IDを抽出し、それをメモリ内に記憶することに進む。レンジング動作がこれで完了したので、MS 16は接続状態にはいる。MS 16は、接続状態の間、当該ネットワークとの将来の通信において上記MS IDを使う。将来の通信は、管理接続およびトラフィック接続に関連するデータの送信および/または受信を含むことができる。
【0145】
第一の代替的な実施形態は、図16において流れ図を修正したものと同様の変更を図18に組み込むことができる。
【0146】
第二の代替的な実施形態は、図17において流れ図を修正したものと同様の変更を図18に組み込むことができる。
【0147】
シナリオC
シナリオCでは、MS 16は、アイドル状態にある間に位置更新を実行するためにレンジング動作に関わる。位置更新は自律的(つまりMSが開始する)、あるいはMS 16がアイドル状態のページング利用可能モードにある間にBS 14からのページング・メッセージに応答して生起できる。特に、アイドル・モードにあるMSは、下記の位置更新トリガー条件の一つが満たされる場合に位置更新プロセス動作を実行できる。
【0148】
・ページング・グループ位置更新:MS 14がページング・グループにおける変化を検出したときに、MS 16は位置更新プロセスを実行する。MS 16は、BS 14によって送信されるページング・グループIDをモニタリングすることによって、ページング・グループの変化を検出する;
・タイマー・ベースの位置更新:MS 16は、定期的に、アイドル・モード・タイマーの満了前に、位置更新プロセスを実行する;
・パワー・ダウン〔電力切断〕位置更新:MS 14は、位置更新を、一度、その秩序立ったパワー・ダウン手順の一環として完遂しようと試みる;
・マルチキャスト/ブロードキャスト(MBS)位置更新:MBSゾーン遷移の間にアイドル状態にあるMBSデータを受信するとき、MS 16はMBSデータの連続的な受信のためにMBSゾーン情報を取得するよう、MBS位置更新プロセスを実行してもよい。
【0149】
ここで図19の流れ図を参照する。これはアイドル状態にある間にMS 16が位置更新を実行する間のBS 16およびMS 16の動作を示している。特に、参照符号1809からMS 16が該MS 16のアイドルIDを含むレンジング要求メッセージ1854を発する点までの記述は、図18を参照して上で述べたのと同一である。レンジング要求メッセージ1854は、それが位置更新であり、ネットワーク入場のコンテキストにおいて起こるのではないことを示すよう定式化されてもよい。ステップ1956では、レンジング要求メッセージ1854を受信したBS 14は位置更新をアクノレッジする。これは、位置更新アクノレッジメントおよびMSを同定するアクセスIDを含むレンジング応答メッセージ1958をMS 16に対して発することによってできる。MS 16はこのレンジング応答メッセージ1958を受信し、自分がこのメッセージの受信者であることを(アクセスIDに基づいて)判別する。これでレンジング動作が完了したので、MS 16は、さらなる位置更新が必要とされるまで、または接続状態にはいるよう指令されるまで、アイドル状態に戻る。MS 16は、アイドル状態にある間、ネットワークとの将来の通信において、上記アイドルIDを使う。
【0150】
第一の代替的な実施形態は、図16において流れ図を修正したものと同様の変更を図19に組み込むことができる。
【0151】
第二の代替的な実施形態は、図17において流れ図を修正したものと同様の変更を図19に組み込むことができる。
【0152】
上述した実施形態の多くの変形が可能であることは理解しておくべきである。特に、メッセージはいかなる所望の仕方でスクランブルされ、エンコードされ、あるいは暗号化されてもよい。特に、図17を参照して述べたスクランブル技法は、セキュリティを高めるため、ピーク電力を減らすため、あるいは他の理由のために、他のメッセージ・フロー図のいずれに適用されることもできる。
【0153】
さらに、上記のメッセージはIEEE802.16およびIEEE802.16m移動体通信規格のコンテキストで述べてきたが、本発明はより広く、第三世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP)によって発布されているロング・ターム・エボルーション(LTE)規格などの他の移動体通信規格に従って実装または設計されたものを含む他の通信システムにも適用できることを理解しておくべきである。
【0154】
さらに、上記の記述はアクセスIDおよびMS IDを使った初期レンジングに焦点を当ててきたが、MS 16はこれらの識別子の一方または両方を使って定期的なレンジングを実施してもよいことは理解しておくべきである。
【0155】
さらに、上記の記述は、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)PHYレイヤーを使ったポイントツーマルチポイント(PMP)実装に焦点を当ててきたが、本発明の諸実施形態は、メッシュ実装ならびに単一キャリア(SC: single carrier)PHY、単一キャリア・アクセス(SCa: single-carrier access)および直交周波数分解多重(OFDM)PHYを含む、他の実装およびPHYレイヤーにも適用されうることを理解しておくべきである。たとえば、SC、SCaおよびOFDM PHYレイヤーでは、レンジング・コードを送るのではなく、MSは初期レンジング区間において、RNG-REQメッセージを送ってもよい。また、使用されるMACプロトコルは時分割二重(TDD)および/または周波数分割二重(FDD)をサポートしてもよい。
【0156】
さらに、本発明の諸実施形態が中継局(RS: relay station)に適用できることを理解しておくべきである。より具体的には、RSは、MSが、BSと対話しているかのように対話することを許容するような振る舞いをするとともに、BSが、MSと対話しているかのように対話することを許容するよう振る舞うことができる。一方、RSは初期レンジングに関する上記の特徴の一つまたは複数を実装してもよい。
【0157】
以上の図面および説明は、本願の実施形態を実装するために使用できる通信システムの一つの個別的な例を提供する。本願の実施形態が、この個別的な例とは異なるアーキテクチャをもつが本稿に記載される実施形態の実装と整合する仕方で動作する通信システムをもって実装できることは理解しておくべきである。
【0158】
当業者は、いくつかの実施形態では、MS 16および/またはBS 14が、一つまたは複数のコンピューティング装置の動作のための、よって上記の機能の一つまたは複数が実行されることを許容するコンピュータ可読プログラム・コード(命令)を記憶するコード・メモリ(図示せず)へのアクセスをもつ一つまたは複数のコンピューティング装置を有していてもよいことを理解するであろう。コンピュータ可読プログラム・コードは、固定された、有形で、前記一つまたは複数のコンピューティング装置によって直接読み取り可能な媒体(たとえば、リムーバブルディスケット、CD-ROM、ROM、固定ディスク、USBドライブ)上に記憶されることができる。あるいは、コンピュータ可読プログラム・コードはリモートに記憶され、ネットワーク(これに限らないがインターネットを含む)に接続されたモデムまたは他のインターフェース・デバイス(たとえば通信アダプター)を介して、非無線媒体(たとえば光学的またはアナログの通信線)または無線媒体(たとえばマイクロ波、赤外線または他の伝送方式)またはそれらの組み合わせのいずれかであってもよい伝送媒体を通じて、前記一つまたは複数のコンピューティング装置に伝送されることができてもよい。他の実施形態では、MS 16および/またはBS 14は、事前プログラムされたハードウェアまたはファームウェア要素(たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC)、電気的に消去可能なプログラム可能型読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリなど)または上記の機能の一つまたは複数が実行されることを許容する他の関係したコンポーネントを有していてもよい。
【技術分野】
【0001】
本願は無線通信技術に関する。
【背景技術】
【0002】
2008年4月15日付のドラフトIEEE802.16mシステム記述文書IEEE802.16m-08/003r1は、「本規格[802.16m]はIEEE802.16無線MAN-OFDMA仕様を補正して、ライセンスされた帯域での動作のための高度な無線インターフェースを提供する。これは「IMTアドバンスト」次世代移動体ネットワークのセルラー層要件を満たす。この補正は、レガシーの無線MAN-OFDMA設備のための継続的なサポートを提供する。本規格の目的は、報告書ITU-R M.2072においてITUによって記述されているような将来の高度なサービスおよびアプリケーションをサポートするのに必要なパフォーマンス上の改善を与えることである。」と述べている。
【0003】
また、IEEE802.16mシステム要件文書IEEE802.16m-07/002r4は「制御用の信号伝達のためのオーバーヘッドおよびベアラー・データ転送に関係するオーバーヘッドを含むオーバーヘッドは、あらゆるアプリケーションについて、全体的なパフォーマンスを妥協させることなく、システム機能の適切なサポートを保証しつつ実現可能な限り削減しなければならない。」と述べている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は従来技術の問題を軽減または解消する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第一の広い側面によれば、本発明は、移動体通信ネットワークにおける移動局による実行のための方法を提供しようとする。本方法は、該移動局に関わるレンジング動作の間に前記ネットワークから第一の移動局識別子を受信する段階と;前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って抽出する段階と;前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使って抽出する段階とを含む。
【0006】
第二の広い側面によれば、本発明は、ネットワークからメッセージを受信するよう構成された受信回路であって、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され第一の移動局識別子を含む、受信回路と;前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子に基づいて抽出し、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて抽出するよう構成された処理実体とを有する移動局を提供しようとする。
【0007】
第三の広い側面によれば、本発明は、コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を提供しようとする。前記命令は、移動局内のコンピューティング実体によって実行されたとき、前記移動局に:第一の移動局識別子を使うことに基づいて、レンジング動作の間にネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階と;前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使うことに基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階とを実行させる。
【0008】
第四の広い側面によれば、本発明は、ネットワークからメッセージを受信する手段であって、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され第一の移動局識別子を含む、手段と;前記第一の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出し、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する手段とを有する移動局を提供しようとする。
【0009】
第五の広い側面によれば、本発明は、移動体通信ネットワークにおける基地局による実行のための方法であって:移動局に宛てられた第一のメッセージを出力する段階であって、前記第一のメッセージはレンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を含む、段階と;前記レンジング動作が完了したことを判別する段階と;前記移動局に宛てられた第二のメッセージを出力する段階であって、前記第二のメッセージは、前記ネットワークとのその後の通信において前記移動局が使うための第二の移動局識別子を含む、段階とを含む、方法を提供しようとする。
【0010】
第六の広い側面によれば、本発明は、基地局であって:移動局に宛てられたメッセージを出力するよう構成された送信回路と;移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別すること、前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入すること、および前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を前記メッセージの第二のものに挿入することのために構成された処理実体とを有する基地局を提供しようとする。
【0011】
第七の広い側面によれば、本発明は、コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を提供しようとする。前記命令は、基地局内のコンピューティング実体によって実行されたとき、前記基地局に:レンジング動作に関わる移動局に宛てられた第一のメッセージ中に、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する段階と;前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を、前記移動局に宛てられた第二のメッセージ中に挿入する段階とを実行させる。
【0012】
第八の広い側面によれば、本発明は、基地局であって:移動局に宛てられたメッセージを出力する手段と;移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別する手段と;前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する手段と、前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を前記メッセージの第二のものに挿入する手段とを有する基地局を提供しようとする。
【0013】
第九の広い側面によれば、本発明は、データ送信方法であって:メモリにアクセスして、ある受信者に関して確立されたサービス・フローに関連付けられた、該受信者に送信されるべきある量のデータを取得する段階と;前記メモリにアクセスして、前記サービス・フローを特徴付ける制御情報を取得する段階と;前記データの少なくとも一部をデータグラムのペイロードに入れ、該データグラムのヘッダに前記サービス・フローを特徴付ける制御情報を入れることによってデータグラムを形成する段階であって、前記サービス・フローを特徴付ける制御情報は前記ヘッダのうち16ビットより少ない部分を占める、段階と;前記データグラムで電波周波数(radio frequency)信号を変調し、前記電波周波数信号を無線媒体を通じて放出する段階とを含む方法を提供しようとする。
【0014】
本願の他の側面および特徴は、付属の図面および付録との関連で開示の個別的な実施形態の以下の説明を見れば、当業者には明白となるであろう。
【0015】
本願の諸実施形態について、これから、あくまでも例として、付属の図面を参照しつつ述べる。図面においては、異なる図における同様の要素を表すために同様の参照符号が使われている。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】セルラー通信システムのブロック図である。
【図2】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的な基地局のブロック図である。
【図3】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的な無線端末のブロック図である。
【図4】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的な中継局のブロック図である。
【図5】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的なOFDM送信機構造の論理的な構成のブロック図である。
【図6】本願のいくつかの実施形態を実装するために使用されうる例示的なOFDM受信機構造の論理的な構成のブロック図である。
【図7】全体的なネットワーク構造の例を示すIEEE802.16m-08/003r1の図1である。
【図8】全体的なネットワーク構造における中継局を示すIEEE802.16m-08/003r1の図2である。
【図9】システム参照モデルを示すIEEE802.16m-08/003r1の図3である。
【図10】IEEE802.16mプロトコル構造を示すIEEE802.16m-08/003r1の図4である。
【図11】IEEE802.16m MS/BSデータ・プレーン処理フローを示す、IEEE802.16m-08/003r1の図5である。
【図12】IEEE802.16m MS/BS制御プレーン処理フローを示すIEEE802.16m-08/003r1の図6である。
【図13】マルチキャリア・システムをサポートするための一般プロトコル構造を示すIEEE802.16m-08/003r1の図7である。
【図14】本発明の個別的な限定しない実施形態に基づく、最初にネットワークにはいる場合の、基地局と該基地局とのレンジング動作に関わる移動局との間のメッセージ・フローを示す流れ図である。
【図15】媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU: medium access control protocol data unit)のヘッダを概念的に示す図である。
【図16】図14の流れ図の変形を示す図である。
【図17】図14の流れ図のもう一つの変形を示す図である。
【図18】本発明の個別的な限定しない実施形態に基づく、移動局がアイドル状態からネットワークに再入する場合の、基地局と該基地局とのレンジング動作に関わる移動局との間のメッセージ・フローを示す流れ図である。
【図19】本発明の個別的な限定しない実施形態に基づく、位置更新の場合の、基地局と該基地局とのレンジング動作に関わる移動局との間のメッセージ・フローを示す流れ図である。
【図20】初期化状態、アクセス状態、接続状態およびアイドル状態を含むいくつかの可能な状態を示す、移動局の状態図である。
【図21】移動局が初期化状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。
【図22】移動局がアクセス状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。
【図23】移動局が接続状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。
【図24】移動局がアイドル状態に出入りする遷移を行う様子をより詳細に示す図である。 本記述および図面は単に本発明のある種の実施形態を例解するためであって、理解の助けであることははっきりと理解されるものとする。本記述および図面は本発明の限界の定義であることは意図されていない。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本開示では、IEEE802.16およびIEEE802.16mが言及される。以下では、「IEEE802.16」は、これに限られないがIEEE Std 802.16-2004および-2009を含むIEEE Std 802.16-の諸バージョンを包含することが意図されている。一方、「IEEE802.16m」はこれに限られないがIEEE802.16m-08/003rおよび/003r1および/003r9aを含むIEEE802.16m-08の諸バージョンを包含することが意図されている。上記の文書のすべてはここに参照によって本稿に組み込まれるが、郵便番号10016-5997、米国ニューヨーク州ニューヨーク、パーク・アベニュー3 IEEEから入手可能であり、本発明のある種の実施形態が応用を見出しうるコンテキストに関する追加的な背景情報を得るために参照することができる。
【0018】
図面を参照するに、図1は、複数のセル12内の無線通信を制御する基地局コントローラ(BSC: base station controller)10を示している。これらのセルは対応する基地局(BS: base station)14によってサービスされる。いくつかの構成では、各セルはさらに複数のセクター13またはゾーン(図示せず)に分割される。一般に、各BS14は、対応するBS 14に関連付けられたセル12内にある移動局(MS: mobile station)16との通信を容易にする。MS 16は代替的に、移動端末、無線局、無線端末、加入者局、加入者端末などとも称することができる。
【0019】
BS 14に対してMS 16が動くと、チャネル条件の有意な変動を生じることがある。図のように、BS 14およびMS 16は、通信のための空間ダイバーシチを与えるために複数のアンテナを含んでいてもよい。いくつかの構成では、BS 14とMS 16との間の通信においてリレー(または中継局(RS: relay station))15が支援してもよい。MS 16は任意のセル12、セクター13、ゾーン(図示せず)、BS 14またはRS 15から、別のセル12、セクター13、ゾーン(図示せず)、BS 14またはRS 15にハンドオフされることができる。いくつかの構成では、BS 14は、バックホール・ネットワーク11を通じて、互いと、および別のネットワーク(いずれも図示しないコア・ネットワークまたはインターネットのような)と通信する。いくつかの構成では、BSC 10は必要とされない。
【0020】
図2を参照するに、BS 14の例が示されている。BS 14は一般に、制御システム20、ベースバンド・プロセッサ22、送信回路24、受信回路26、複数のアンテナ28およびネットワーク・インターフェース30を含む。受信回路26は、MS 16(図3に示す)およびRS 15(図4に示す)によって提供される一つまたは複数のリモート送信機からの情報を担持する電波周波数信号を受信する。低ノイズ増幅器およびフィルタ(図示せず)が、処理のために該信号を増幅し、該信号から広帯域干渉を除去するために協力してもよい。次いで、下方変換およびデジタル化回路(図示せず)が、フィルタ処理された受信された信号を中間またはベースバンド周波数信号に下方変換し、それが次いでデジタル化されて一つまたは複数のデジタル・ストリームにされる。
【0021】
ベースバンド・プロセッサ22はデジタル化された受信信号を処理して、受信信号において伝達される情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は典型的には、復調、復号および誤り訂正動作を含む。よって、ベースバンド・プロセッサ22は一般に、一つまたは複数のデジタル信号プロセッサ(DSP: digital signal processor)または特定用途向け集積回路(ASIC: application-specific integrated circuit)において実装される。受信された情報は、次いで、直接またはRS 15の支援により、ネットワーク・インターフェース30を介して無線ネットワークを通じて送られる、あるいはBS 14によってサービスされる別のMS 16に送信される。
【0022】
送信側では、ベースバンド・プロセッサ22は、音声、データまたは制御情報を表しうるデジタル化されたデータを、制御システム20の制御のもとでネットワーク・インターフェース30から受け取り、該データを送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは送信回路24に出力され、そこで所望される送信周波数(単数または複数)をもつ一つまたは複数の搬送波信号によって変調される。電力増幅器(図示せず)が変調された搬送波信号を送信のために適切なレベルに増幅し、変調された搬送波信号を整合ネットワーク(matching network)(図示せず)を通じてアンテナ28に届ける。変調および処理の詳細は下記でより詳細に述べる。
【0023】
図3を参照するに、MS 16の例が示されている。BS 14と同様に、MS 16は制御システム32、ベースバンド・プロセッサ34、送信回路36、受信回路38、複数のアンテナ40およびユーザー・インターフェース回路42を含む。受信回路38は、一つまたは複数のBS 14およびRS 15からの情報を担持する電波周波数信号を受信する。低ノイズ増幅器およびフィルタ(図示せず)が、処理のために該信号を増幅し、該信号から広帯域干渉を除去するために協力してもよい。次いで、下方変換およびデジタル化回路(図示せず)が、フィルタ処理された受信された信号を中間またはベースバンド周波数信号に下方変換し、それが次いでデジタル化されて一つまたは複数のデジタル・ストリームにされる。
【0024】
ベースバンド・プロセッサ34はデジタル化された受信信号を処理して、受信信号において伝達される情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は典型的には、復調、復号および誤り訂正動作を含む。ベースバンド・プロセッサ34は一般に、一つまたは複数のデジタル信号プロセッサ(DSP: digital signal processor)および特定用途向け集積回路(ASIC: application-specific integrated circuit)において実装される。送信のために、ベースバンド・プロセッサ34は、音声、ビデオ、データまたは制御情報を表しうるデジタル化されたデータを、制御システム32から受け取り、送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは送信回路36に出力され、そこで所望される送信周波数(単数または複数)にある一つまたは複数の搬送波信号を変調するために変調器によって使われる。電力増幅器(図示せず)が変調された搬送波信号を送信のために適切なレベルに増幅し、変調された搬送波信号を整合ネットワーク(matching network)(図示せず)を通じてアンテナ40に届ける。当業者に利用可能なさまざまな変調および処理技法が、直接または中継局を介した移動端末と基地局の間の信号伝送のために使われる。
【0025】
直交周波数分割多重(OFDM: orthogonal frequency division multiplexing)変調では、伝送帯域が複数の直交する搬送波に分割される。各搬送波は送信されるべきデジタル・データに従って変調される。OFDMは送信帯域を複数の搬送波に分割するので、搬送波当たりの帯域幅は減少し、搬送波当たりの変調時間は増大する。複数の搬送波が並行して伝送されるので、任意の所与の搬送波上でのデジタル・データまたはシンボルの伝送レートは、単一の搬送波が使われるときよりも低い。
【0026】
OFDM変調は、送信されるべき情報に対して逆高速フーリエ変換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)を実行することを利用する。復調のためには、受信信号に対する高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)の実行が送信された情報を回復する。実際上は、IFFTおよびFFTは、それぞれ逆離散フーリエ変換(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)および離散フーリエ変換(DFT: Discrete Fourier Transform)を実行するデジタル信号処理によって提供される。よって、OFDM変調の特徴的な部分は、伝送チャネル内の複数の帯域について直交する搬送波が生成されるということである。変調される信号は比較的低い伝送レートをもち、それぞれの帯域内に留まることのできるデジタル信号である。個々の搬送波がデジタル信号によって直接変調されるのではない。その代わり、すべての搬送波がIFFT処理によって一度に変調される。
【0027】
直交周波数分割多重アクセス(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access)は、OFDM変調方式のマルチユーザー版である。OFDMAでは、多重アクセスは個々のユーザーにサブキャリアのサブセットを割り当てることによって達成される。これは、複数のユーザーからの同時の低データ・レート伝送を可能にする。OFDMと同様、OFDMAは複数の密な間隔のサブキャリアを用いるが、サブキャリアは、サブキャリアのグループに分けられる。各グループはサブチャネルと名付けられる。サブチャネルをなすサブキャリアは隣り合う必要はない。上りリンクでは、送信機は一つまたは複数のサブチャネルを割り当てられてもよい。サブチャネル化(sub-channelization)は、チャネル条件およびデータ要件に依存して、MSに割り当てられることのできるサブチャネルを定義する。サブチャネル化を使って、同じ時間スロット内で、BSは、より低いSNR(Signal-to-Noise Ratio[信号対雑音比])をもつユーザー装置(MS)にはより多くの送信電力を、またより高いSNRをもつユーザー装置にはより少ない電力を割り当てることができる。サブチャネル化はまた、BSが、屋内のMSに割り当てられるサブチャネルにより高い電力を割り当てられるようにする。その結果、建物内のカバー率が改善される。上りリンクにおけるサブチャネル化は、ユーザー装置に割り当てられているある種のサブチャネル(単数または複数)のみに電力を集中できるので、ユーザー装置の送信電力を節約できる。この電力節約機能は、バッテリー電力を使うユーザー装置にとって特に有用である。
【0028】
動作では、OFDMは、少なくともBS 14からMS 16への下りリンク(DL)伝送のために使用できる。各BS 14は「n」個の送信アンテナ28(n≧1)を備え、各MS 16は「m」個の受信アンテナ40(m≧1)を備える。特に、それぞれのアンテナは、適切な二重器(duplexer)またはスイッチを使って受信兼送信用に使用でき、このようにラベル付けされているのは明確のためにすぎない。(RS 15を使う場合、OFDMはBS 14からRS 15への、またRS 15からMS 16への下りリンク伝送のために使用されてもよい。)
上りリンク方向では、MS 16はOFDMAデジタル変調方式を使ってもよい。(RS 15を使う場合、OFDMAはBS 14からRS 15への、またRS 15からMS 16への上りリンク伝送のために使用されてもよい。)
下りリンクにおけるOFDMおよび上りリンクにおけるOFDMAの選択は決して限定するものではなく、他の変調方式を使うこともできることは理解しておくべきである。
【0029】
図4を参照するに、RS 15の例が示されている。BS 14およびMS 16と同様に、RS 15は制御システム132、ベースバンド・プロセッサ134、送信回路136、受信回路138、複数のアンテナ130および中継回路142を含む。中継回路142はRS 15がBS 14とMS 16の間の通信において支援できるようにする。受信回路138は一つまたは複数のBS 14およびMS 16からの情報を担持する電波周波数信号を受信する。低ノイズ増幅器およびフィルタ(図示せず)が、処理のために該信号を増幅し、該信号から広帯域干渉を除去するために協力してもよい。次いで、下方変換およびデジタル化回路(図示せず)が、フィルタ処理された受信された信号を中間またはベースバンド周波数信号に下方変換し、それが次いでデジタル化されて一つまたは複数のデジタル・ストリームにされる。
【0030】
ベースバンド・プロセッサ134はデジタル化された受信信号を処理して、受信信号において伝達される情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は典型的には、復調、復号および誤り訂正動作を含む。ベースバンド・プロセッサ134は一般に、一つまたは複数のデジタル信号プロセッサ(DSP: digital signal processor)および特定用途向け集積回路(ASIC: application-specific integrated circuit)において実装される。
【0031】
送信のためには、ベースバンド・プロセッサ134は、音声、ビデオ、データまたは制御情報を表しうるデジタル化されたデータを、制御システム132から受け取り、該データを送信のためにエンコードする。エンコードされたデータは送信回路136に出力され、そこで所望される送信周波数(単数または複数)にある一つまたは複数の搬送波信号を変調するよう変調器によって使用される。電力増幅器(図示せず)が変調された搬送波信号を送信のために適切なレベルに増幅し、変調された搬送波信号を整合ネットワーク(matching network)(図示せず)を通じてアンテナ130に届ける。上述したように、当業者に利用可能なさまざまな変調および処理技法が、直接または中継局を介して間接的に、移動端末と基地局の間の信号伝送のために使われる。
【0032】
図5を参照しつつ、論理的なOFDM送信アーキテクチャについて述べる。まず、BSC 10が、直接またはRS 15の支援により、さまざまなMS 16に送信されるべきデータを、BS 14に送る。BS 14は、該データを送信のためにスケジュールするとともに、スケジュールされたデータを送信するための適切な符号化および変調方式を選択するために、移動端末に関連付けられたチャネル品質指標(CQI: channel quality indicator)を使ってもよい。CQIはMS 16から直接であってもよいし、あるいはMS 16によって与えられる情報に基づいてBS 14で決定されてもよい。いずれにせよ、各MS 16についてのCQIは、チャネル振幅(または応答)が当該OFDM周波数帯域を通じて変動する度合いの関数である。
【0033】
ビットのストリームであるスケジュールされたデータ44は、データ・スクランブル論理46を使って、該データに関するピーク対平均電力比を低下させる仕方でスクランブルされる。CRC付加論理48を使って、スクランブルされたデータについての巡回冗長検査(CRC: cyclic redundancy check)が決定され、スクランブルされたデータにアペンドされる。次に、MS 16での復元および誤り訂正を容易にするために該データに冗長性を効果的に加えるよう、チャネル・エンコーダ論理50を使ってチャネル符号化が実行される。ここでもまた、特定のMS 16についてのチャネル符号化はCQIに基づく。いくつかの実装では、チャネル・エンコーダ論理50は既知のターボ符号化(turbo encoding)技法を使う。エンコードされたデータは次いでレート・マッチング論理52によって処理されて、エンコードに伴うデータ拡大が補償される。
【0034】
ビット・インターリーバ論理54は、連続するデータ・ビットの損失を最小限にするために、エンコードされたデータにおけるビットを系統的に並べ替える。結果として得られるデータ・ビットは、マッピング論理56によって、選ばれたベースバンド変調に依存して、対応するシンボルに系統的にマッピングされる。たとえば直交振幅変調(QAM: Quadrature Amplitude Modulation)または直交位相偏移符号化(QPSK: Quadrature Phase Shift Key)変調が使用できる。特定の移動端末について、CQIに基づいて変調度(degree of modulation)を選択できる。周波数選択的なフェージングによって引き起こされる周期的なデータ損失に対して送信されるデータの安全性をさらに強化するために、シンボル・インターリーバ論理58を使って、シンボルが系統的に並べ替えられてもよい。
【0035】
この時点で、ビットのグループが、振幅および位相の配位図〔コンステレーション〕における位置を表すシンボルにマッピングされたことになる。空間的ダイバーシチが所望されるとき、シンボルのブロックが次いで時空間ブロック符号(STC: space-time block code)エンコーダ論理60によって処理される。これは、送信される信号を干渉に対してより耐性にし、MS 16でより容易に復号されるようにする仕方でシンボルを修正する。STCエンコーダ論理60ははいってくるシンボルを処理し、BS 14についての送信アンテナ28の数に対応する「n」個の出力を提供する。図5に関して上述した制御システム20および/またはベースバンド・プロセッサ22がSTCエンコードを制御するためのマッピング制御信号を与える。この時点では、「n」個の出力についてのシンボルは、送信されるべき、MS 16によって復元されることができるデータを表すと想定する。
【0036】
今の例では、BS 14が二つのアンテナ28を有し(n=2)、STCエンコーダ論理60がシンボルの二つの出力ストリームを与えると想定する。したがって、STCエンコーダ論理60によって出力される各シンボル・ストリームは、理解の容易のため別個に図示されている対応するIFFTプロセッサ62に送られる。当業者は、そのようなデジタル信号処理を、単独でまたは本稿に記載される他の処理との組み合わせで提供するために、一つまたは複数のプロセッサが使用されうることを認識するであろう。一例では、IFFTプロセッサ62は、逆フーリエ変換を与えるようそれぞれのシンボルに対して作用する。IFFTプロセッサ62の出力は時間領域のシンボルを提供する。時間領域信号はフレームにまとめられ、フレームはプレフィックス挿入論理64によってプレフィックスに関連付けられる。結果として得られる信号のそれぞれは、対応するデジタル上方変換(DUC: digital up-conversion)およびデジタル‐アナログ(D/A: digital-to-analog)変換回路66を介して、デジタル領域において中間周波数に上方変換され、アナログ信号に変換される。結果として得られる(アナログ)信号は次いで、RF回路68およびアンテナ28を介して、所望されるRF周波数において同時に変調され、増幅され、送信される。特に、意図されるMS 16によって知られているパイロット信号が諸サブキャリアの間に分散される。のちに詳細に論じるMS 16は、該パイロット信号をチャネル推定のために使用できる。
【0037】
ここで、送信された信号を、BS 14から直接またはRS 15の支援によりMS 16が受信することを例解する図6を参照する。送信された信号がMS 16のアンテナ40のそれぞれに到着すると、それぞれの信号は対応するRF回路70によって復調され、増幅される。簡明のため、二つの受信経路のうちの一方しか詳細に説明および図示はしない。アナログ‐デジタル(A/D)変換器兼下方変換回路72は、デジタル処理のためにアナログ信号をデジタル化し、下方変換する。結果として得られるデジタル信号は、受信された信号レベルに基づいてRF回路70における増幅器の利得を制御するために、自動利得制御回路(AGC: automatic gain control circuitry)74によって使用されてもよい。
【0038】
最初、デジタル化された信号は同期論理76に与えられる。同期論理76は、いくつかのOFDMシンボルをバッファリングし、二つの相続くOFDMシンボルの間の自己相関を計算する粗同期論理78を含む。相関結果の最大に対応する結果として得られる時間インデックスが、微細同期の探索窓を決定する。微細同期論理80は、この探索窓を、ヘッダに基づく精密な枠組み開始位置を決定するために使用する。微細同期論理80の出力は、フレーム整列論理84によるフレーム取得を容易にする。その後のFFT処理が時間領域から周波数領域への正確な変換を与えるよう、適正な枠組み整列は重要である。微細同期アルゴリズムは、ヘッダによって担持される受信されたパイロット信号と、既知のパイロット・データのローカルなコピーの間の相関に基づく。ひとたびフレーム整列取得が発生すると、OFDMシンボルのプレフィックスがプレフィックス除去論理86により除去され、結果として得られるサンプルが周波数オフセット補正論理88に送られる。該周波数オフセット補正論理88は、送信機と受信機における整合しない局部発振器によって引き起こされるシステム周波数オフセットを補償する。同期論理76は周波数オフセットおよびクロック推定論理82を含むことができる。これはヘッダに基づき、送信される信号に対するそのような効果を推定し、そうした推定を、OFDMシンボルを適正に処理するよう補正論理88に提供するのを助ける。
【0039】
この時点で、時間領域におけるOFDMシンボルは、FFT処理論理90を使った周波数領域への変換準備ができている。その結果は周波数領域シンボルであり、それが処理論理92に送られる。処理論理92は、分散パイロット抽出論理94を使って、ちりばめられたパイロット信号を抽出し、チャネル推定論理96を使って、抽出されたパイロット信号に基づいてチャネル推定を決定し、チャネル再構成論理98を使って、すべてのサブキャリアについてのチャネル応答を提供する。サブキャリアのそれぞれについてチャネル応答を決定するために、パイロット信号は本質的には、時間および周波数の両方において既知のパターンで諸OFDMサブキャリアを通じてデータ・シンボルの間に分散された複数のパイロット・シンボルである。図6を続けると、処理論理は、受信されたパイロット・シンボルを、ある時点であるサブキャリアにおいて予期されるパイロット信号と比較し、送信されたパイロット・シンボルを含んでいたサブキャリアについてのチャネル応答を決定する。パイロット・シンボルが与えられなかった残りのサブキャリアの全部ではないまでも大半についてのチャネル応答を推定するために、その結果が補間される。実際のチャネル応答および補間されたチャネル応答は、全体的なチャネル応答を推定するために使われる。全体的なチャネル応答は、OFDMチャネルにおけるサブキャリアの全部ではないまでも大半についてのチャネル応答を含む。
【0040】
各受信経路についてチャネル応答から導出される周波数領域シンボルおよびチャネル再構成情報が、STCデコーダ100に与えられる。STCデコーダ100は、送信されたシンボルを復元するよう、両方の受信経路上でSTC復号を提供する。チャネル再構成情報は、それぞれの周波数領域シンボルを処理するときに伝送チャネルの効果を除去するに十分な等化情報を、STCデコーダ100に提供する。
【0041】
復元されたシンボルは、送信機のシンボル・インターリーバ論理58に対応するシンボル・デインターリーバ論理102を使ってもとの順序に戻される。デインターリーブされたシンボルは次いで、マッピング解除論理104を使って復調またはマッピング解除されて、対応するビット・ストリームにされる。次いでそれらのビットは、送信機アーキテクチャのビット・インターリーバ論理54に対応するビット・デインターリーバ論理106を使ってインターリーブ解除される。インターリーブ解除されたビットは次いで、レート・マッチング解除論理108によって処理され、最初にスクランブルされたデータおよびCRCチェックサムを復元するためのチャネル・デコーダ論理110に提出される。したがって、CRC論理112はCRCチェックサムを除去し、スクランブルされたデータを伝統的な仕方で検査し、該データを、既知の基地局スクランブル解除コードを使ってスクランブル解除してもともと送信されたデータ116を復元するために、スクランブル解除論理114に提供する。
【0042】
データ116を復元するのと並行して、CQIまたは少なくともBS 14においてCQIを生成するのに十分な情報が決定され、BS 14に送信される。上記のように、CQIは搬送波対干渉比(CR: carrier-to-interference ratio)および当該OFDM周波数帯域中でさまざまなサブキャリアを通じてチャネル応答が変動する度合いの関数であってもよい。この実施形態については、情報を送信するために使われているOFDM周波数帯域における各サブキャリアについてのチャネル利得が、互いに対して比較され、当該OFDM周波数帯域を通じてチャネル利得が変動する度合いが決定される。変動の度合いを測定するには数多くの技法が利用可能であるが、一つの技法は、データを送信するために使われているOFDM周波数帯域を通じて各サブキャリアについてのチャネル利得の標準偏差を計算することである。
【0043】
いくつかの実施形態では、中継局は、一つの電波だけを使って時分割の仕方で動作してもよいし、あるいはまた複数の電波を含んでもよい。
【0044】
ここで図7を参照するに、例示的なネットワーク参照モデルが示されている。これは、本発明の限定しない実施形態に基づく、上述したBS 14、MS 16およびRS 15の間の無線通信をサポートするネットワークの論理的な表現である。ネットワーク参照モデルは、機能的な実体およびこれらの機能的な実体の間で相互運用性が達成される参照点を同定する。特に、ネットワーク参照モデルはMS 16、アクセス・サービス・ネットワーク(ASN: Access Service Network)および接続サービス・ネットワーク(CSN: Connectivity Service Network)を含む。
【0045】
ASNは、加入者(たとえばIEEE802.16eまたはIEEE802.16mの加入者)に電波アクセスを提供するために必要とされるネットワーク機能の完全なセットとして定義できる。ASNは一つまたは複数のBS 14および一つまたは複数のASNゲートウェイといったネットワーク要素を有することができる。ASNは、二つ以上のCSNによって共有されてもよい。ASNは以下の機能を提供できる:
・MS 16とのレイヤー1およびレイヤー2の接続性;
・加入者セッションについての認証、許諾およびセッション・アカウント管理のためにAAAメッセージを加入者のホーム・ネットワーク・サービス・プロバイダー(H-NSP: Home Network Service Provider)に転送;
・加入者の好まれるNSPのネットワーク発見および選択;
・MS 16とのレイヤー3(L3)接続性(たとえばIPアドレス割り当て)を確立するための中継機能;
・電波資源管理。
【0046】
上記の機能に加え、ポータブルおよびモバイル環境については、ASNはさらに以下の機能を提供できる:
・ASNにアンカーされた移動性(ANS-anchored mobility);
・CSNにアンカーされた移動性(CSN-anchored mobility);
・ページング;
・ASN-CSNトンネリング。
【0047】
CSNのほうは、加入者にIP接続性サービスを提供するネットワーク機能のセットとして定義できる。CSNは以下の機能を提供できる:
・ユーザーセッションのための、MS IPアドレスおよびエンドポイント・パラメータの割り当て;
・AAAプロキシまたはサーバー;
・ユーザー加入プロファイルに基づくポリシーおよびアドミッション制御;
・ASN-CSNトンネリング・サポート;
・加入者課金および事業者間決済;
・ローミングのためのCSN間トンネリング;
・ASN間の移動性。
【0048】
CSNは、位置ベースのサービス、ピアツーピア・サービスのための接続、プロビジョニング、許諾および/またはIPマルチメディア・サービスへの接続といったサービスを提供できる。CSNはさらに、ルーター、AAAプロキシ/サーバー、ユーザー・データベースおよび連携動作するゲートウェイMS(interworking gateway MSs)といったネットワーク要素を有していてもよい。IEEE802.16mのコンテキストでは、CSNはIEEE802.16m NSPの一部として、あるいは現行のIEEE802.16e NSPの一部として展開されてもよい。
【0049】
さらに、改善されたカバー率および/または容量を提供するためにRS 15が展開されてもよい。図8を参照するに、レガシーRSをサポートできるBS 14は「レガシー・ゾーン」においてレガシーRSと通信する。BS 14は、「16mゾーン」におけるレガシー・プロトコル・サポートを提供することは要求されない。中継プロトコル設計は、IEEE802-16jの設計に基づくことができる。ただし、「レガシー・ゾーン」において使用されるIEEE802-16jプロトコルとは異なっていてもよい。
【0050】
ここで図9を参照するに、MS 16とBS 14の両方に当てはまるシステム参照モデルが示されている。このシステム参照モデルは、媒体アクセス制御(MAC)共通部分サブレイヤー、収束(convergence)サブレイヤー、セキュリティ・サブレイヤーおよび物理(PHY)レイヤーを含むさまざまな機能ブロックを含む。
【0051】
収束サブレイヤーは、CS SAPを通じて受信された外部ネットワーク・データを、MAC SAPを通じてMAC CPSによって受信されるMAC SDU中にマッピングし、外部ネットワークSDUを分類してMAC SFIDおよびCIDに関連付けること、ペイロード・ヘッダ抑制/圧縮(PHS: Payload header suppression/compression)を実行する。
【0052】
セキュリティ・サブレイヤーは、認証および安全な鍵交換および暗号化を実行する。
【0053】
物理レイヤーは物理レイヤー・プロトコルおよび機能を実行する。
【0054】
MAC共通部分サブレイヤーについてこれから詳細に述べる。第一に、媒体アクセス制御(MAC)が接続指向である(connection-oriented)ことは理解されるであろう。すなわち、MS 16上のサービスへのマッピングおよびQoSのさまざまなレベルを関連付ける目的のために、データ通信は「接続」のコンテキストにおいて実行される。具体的には、MS 16がシステムにインストールされるときに「サービス・フロー」がプロビジョニングされてもよい。MS 16の登録後まもなく、接続はこれらのサービス・フローと関連付けられる(サービス・フロー当たり一つの接続)。帯域幅を要求する基準を提供するためである。さらに、顧客のサービス・ニーズが変わるときに、新しい接続が確立されることがある。接続は、MACを利用するピア収束プロセス間のマッピングとサービス・フローの両方を定義する。サービス・フローは、その接続上で交換されるMACプロトコル・データ・ユニット(PDU)についてのQoSパラメータを定義する。このように、サービス・フローは帯域幅割り当てプロセスと一体である。特に、MS 16は上りリンク帯域幅を、接続毎に(暗黙的にサービス・フローを特定して)要求する。帯域幅は、BSによってMSに対して、当該MSからの接続毎要求に応答する承認の集合として、承認されることができる。
【0055】
さらに図10を参照するに、MAC共通部分サブレイヤー(CPS: common part sublayer)は、電波資源制御および管理(RRCM: radio resource control and management)機能および媒体アクセス制御(MAC)機能に分類される。
【0056】
RRCM機能は、電波資源機能に関係するいくつかの機能ブロックを含む。それは次のようなものである。
・電波資源管理
・移動性管理
・ネットワーク入場管理
・位置管理
・アイドル・モード管理
・セキュリティ管理
・システム構成管理
・MBS(Multicast and Broadcasting Service[マルチキャストおよびブロードキャスト・サービス])
・サービス・フローおよび接続管理
・中継機能
・自己組織化
・マルチキャリア。
【0057】
電波資源管理
電波資源管理ブロックは、トラフィック負荷に基づいて電波ネットワーク・パラメータを調整し、付加制御(負荷均衡化)、入場許可制御(admission control)および干渉制御の機能をも含む。
【0058】
移動性管理
移動性管理ブロックは、RAT内/RAT間ハンドオーバーに関係した機能をサポートする。移動性管理ブロックは、公告および測定を含むRAT内/RAT間ネットワーク・トポロジー取得を扱い、候補近隣ターゲットBS/RSを管理し、MSがRAT内/RAT間ハンドオーバー動作のいずれを実行するかを決定する。
【0059】
ネットワーク入場管理
ネットワーク入場管理(Network Entry Management)ブロックは、初期化およびアクセス手順を受け持つ。ネットワーク入場管理ブロックは、アクセス手順、すなわちレンジング(ranging)、基本機能ネゴシエーション、登録などの間に必要とされる管理メッセージを生成しうる。
【0060】
位置管理
位置管理ブロックは位置ベース・サービス(LBS: location based service)をサポートすることを受け持つ。位置管理ブロックは、LBS情報を含むメッセージを生成してもよい。
【0061】
アイドル・モード管理
アイドル・モード管理ブロックは、アイドル・モードの間の位置更新動作を管理する。アイドル・モード管理ブロックは、アイドル・モード動作を制御し、コア・ネットワーク側にあるページング・コントローラからのページング・メッセージに基づいてページング公告メッセージを生成する。
【0062】
セキュリティ管理
セキュリティ管理ブロックは、安全な通信のための認証/許諾および鍵管理を受け持つ。
【0063】
システム構成管理
システム構成管理ブロックは、システム構成(configuration)パラメータと、MSへの送信のためのシステム・パラメータおよびシステム構成情報とを管理する。
【0064】
MBS(Multicast and Broadcasting Service[マルチキャストおよびブロードキャスト・サービス])
MBSブロックは、ブロードキャストおよび/またはマルチキャスト・サービスに関連する管理メッセージおよびデータを制御する。
【0065】
サービス・フローおよび接続管理
サービス・フローおよび接続管理ブロックは、アクセス/ハンドオーバー/サービス・フロー生成手順の間に「移動局識別子」(または局識別子(station identifiers)―STID)および「フロー識別子(flow identifiers)」(FID)を割り当てる。移動局識別子およびFIDについては下記でさらに論じる。
【0066】
中継機能
中継機能ブロックは、マルチホップ中継機構をサポートするための機能を含む。該機能は、BSとアクセスRSとの間の中継経路を維持するための手順を含む。
【0067】
自己組織化
自己組織化ブロックは、自己構成および自己最適化機構をサポートするための機能を実行する。該機能は、自己構成および自己最適化のための測定を報告するようRS/MSに要求し、該RS/MSから該測定を受信する手順を含む。
【0068】
マルチキャリア
マルチキャリア(MC: Multi-carrier)ブロックは、共通MACエンティティが複数の周波数チャネルにまたがるPHYを制御することを可能にする。それらのチャネルは異なる帯域幅であってもよく(たとえば5、10および20MHz)、連続的(contiguous)または非連続的な周波数帯域にあってもよい。それらのチャネルは、同じまたは異なる二重化モード、たとえば周波数分割二重(FDD: Frequency Division Duplexing)、時分割二重(TDD: Time Division Duplexing)または双方向キャリアおよび放送専用キャリアの混合であってもよい。連続的な諸周波数チャネルについては、データ送信のために使われるために、重なり合った保護サブキャリアが周波数領域において整列させられる。
【0069】
媒体アクセス制御(MAC)は、物理レイヤーおよびリンク制御に関係した機能ブロックを含む。それは次のようなものである。
・PHY制御
・制御信号伝達
・スリープ・モード管理
・QoS
・スケジューリングおよび資源多重化
・ARQ
・フラグメンテーション/パッキング
・MAC PDU形成
・複数電波共存
・データ転送
・干渉管理
・BS間調整。
【0070】
PHY制御
PHY制御ブロックは、レンジング、測定/フィードバック(CQI)およびHARQ ACK/NACKのようなPHY信号伝達を扱う。CQIおよびHARQ ACK/NACKに基づいて、PHY制御ブロックはMSが見るチャネル品質を推定し、変調および符号化方式(MCS: modulating and coding scheme)を調整することを介してリンク適応を実行する。レンジング手順では、PHY制御ブロックは、電力調整、周波数オフセットおよびタイミング・オフセット推定を用いて上りリンク同期を行う。
【0071】
制御信号伝達
制御信号伝達(Control Signalling)ブロックは、資源割り当てメッセージを生成する。スリープ・モード管理ブロックはスリープ・モード動作を扱う。
【0072】
スリープ・モード管理
スリープ・モード管理ブロックはまた、スリープ動作に関係したMAC信号伝達を生成してもよく、スリープ期間に従って適正に動作するために、スケジューリングおよび資源多重化ブロックと通信してもよい。
【0073】
QoS
QoSブロックは、各接続について、サービス・フローおよび接続管理ブロックからのQoSパラメータ入力に基づいてQoS管理を扱う。
【0074】
スケジューリングおよび資源多重化
スケジューリングおよび資源多重化ブロックは、接続の属性に基づいて、パケットをスケジュールし、多重化する。接続の属性を反映するために、スケジューリングおよび資源多重化ブロックは、QoSブロックから各接続についてのQoS情報を受け取る。
【0075】
ARQ
ARQブロックはMAC ARQ機能を扱う。ARQを有効にされた接続については、ARQブロックは論理的にMAC SDUをARQブロックに分割し、各論理ARQブロックに番号付けする。ARQブロックはまた、フィードバック・メッセージ(ACK/NACK情報)のようなARQ管理メッセージの生成もする。
【0076】
フラグメンテーション/パッキング
フラグメンテーション/パッキング・ブロックは、スケジューリングおよび資源多重化ブロックからのスケジューリング結果に基づいて、MSDUを断片化またはパッキングすることを実行する。
【0077】
MAC PDU形成
MAC PDU形成ブロックは、BS/MSがユーザー・トラフィックまたは管理メッセージをPHYチャネル中に送信できるよう、MAC PDUを構築する。MAC PDU形成ブロックは、MACヘッダを追加し、サブヘッダを追加してもよい。
【0078】
複数電波共存
複数電波共存ブロックは、同じ移動局上に共通して位置されるIEEE802.16mおよび非IEEE802.16mの電波の同時並行的な動作をサポートするための機能を実行する。
【0079】
データ転送
データ転送ブロックは、BSとMSの間の経路上にRSが存在する場合に転送(forwarding)機能を実行する。データ転送ブロックは、スケジューリングおよび資源多重化ブロックおよびMAC PDU形成ブロックのような他のブロックと協働してもよい。
【0080】
干渉管理
干渉管理ブロックは、セル間/セクタ間干渉を管理する機能を実行する。その動作は下記を含みうる。
【0081】
・MACレイヤー動作
・MAC信号伝達を介して送られる干渉測定/評価報告
・スケジューリングおよび柔軟な周波数再使用による干渉緩和
・PHYレイヤー動作
・送信電力制御
・干渉ランダム化
・干渉打ち消し
・干渉測定
・送信ビーム形成/事前符号化。
【0082】
BS間調整
BS間調整ブロックは、情報、たとえば干渉管理を交換することによって、複数のBSの動作を協調させる機能を実行する。該機能は、バックボーン信号伝達による、およびMS MACメッセージングによるBS間の干渉管理などについての情報を交換する手順を含む。該情報は、干渉特性、たとえば干渉測定結果などを含んでいてもよい。
【0083】
ここで図11を参照する。図11は、ユーザー・トラフィック・データ・フローおよびBS 14およびMS 16における処理を示している。破線の矢印は、ネットワーク・レイヤーから物理レイヤーへの、およびその逆のユーザー・トラフィック・データ・フローを示している。送信側では、ネットワーク・レイヤー・パケットが収束サブレイヤー、ARQ機能(もしあれば)、フラグメンテーション/パッキング機能およびMAC PDU形成機能によって処理されて、物理レイヤーに送られるべきMAC PDU(単数または複数)が形成される。受信側では、物理レイヤーSDUがMAC PDU形成機能、フラグメンテーション/パッキング機能、ARQ機能(もしあれば)および収束サブレイヤー機能によって処理されて、ネットワーク・レイヤー・パケットが形成される。実線の矢印は、ユーザー・トラフィック・データの処理に関係する、CPS機能の間およびCPSとPHYの間の制御プリミティブを示す。
【0084】
ここで図12を参照する。図12はCPS制御プレーン信号伝達フローおよびBS 16およびMS 14における処理を示している。送信側では、破線の矢印は、制御プレーン機能からデータ・プレーン機能への制御プレーン信号伝達のフローおよび空中を送信されるべき対応するMAC信号伝達(たとえばMAC管理メッセージ、MACヘッダ/サブヘッダ)を形成するためのデータ・プレーン機能による制御プレーン信号伝達の処理を示している。受信側では、破線の矢印はデータ・プレーン機能による受信された空中MAC信号伝達の処理ならびに制御プレーン機能による対応する制御プレーン信号伝達の受領を示している。M_SAP/C_SAPとMAC機能ブロックとの間の実線の矢印は、ネットワーク制御および管理システム(NCMS: Network Control and Management System)への/からの制御および管理プリミティブを示している。M_SAP/C_SAPへの/からのプリミティブは、BS間干渉管理、RAT間/RAT内移動性管理などといったネットワーク関連機能および位置管理、システム構成などといった管理関係機能を定義する。
【0085】
MAC管理メッセージの限定しない例は、DL-MAP、UL-MAP、DCDおよびUCDを含む。IEEE802.16および/またはIEEE802.16mからの命名法が採用されているが、いずれの規格に対する厳密な準拠も必須要件ではないこと、当業者は一般的な命名法の使用が本発明の限定ではなく理解を助けるものであることを認識するであろうことは理解しておくべきである。
【0086】
DL-MAPおよびUL-MAPは、それぞれ下りリンクおよび上りリンク情報へのアクセスを定義するために使用できる。DL-MAPは、下りリンク上でバースト開始時間を定義するMAC管理メッセージである。等価に、UL-MAPは、スケジューリング区間の間にすべてのMSについての(上りリンク)アクセス全体を定義する情報の集合である。基本的に、DL-MAPおよびUL-MAPは、BSによってブロードキャストされる、下りリンクおよび上りリンク・フレームのディレクトリと見ることができる。
【0087】
DCD(Downlink Channel Descriptor[下りリンク・チャネル記述子])メッセージは、他の有用な下りリンク・パラメータに加えて、バーストの際に下りリンク物理チャネルが使用できるバースト・プロファイル(物理パラメータ・セット)を提供するために、周期的な時間間隔で、BS 14によって送信される、ブロードキャストされるMAC管理メッセージである。UCD(Uplink Channel Descriptor[上りリンク・チャネル記述子])メッセージは、他の有用な上りリンク・パラメータに加えて、上りリンク物理チャネルが使用できるバースト・プロファイル(物理パラメータ・セット)を提供するために、周期的な時間間隔で、BS 14によって送信される、ブロードキャストされるMAC管理メッセージである。
【0088】
ここで図13を参照する。図13はマルチキャリア・システムをサポートするための一般的なプロトコル・アーキテクチャを示している。共通MACエンティティが複数の周波数チャネルにまたがるPHYを制御してもよい。一つのキャリア上で送られるいくつかのMACメッセージが他のキャリアにも適用されてもよい。これらのチャンネルは異なる帯域幅であってもよく(たとえば5、10または20MHz)、連続的または非連続的な周波数帯域上であってもよい。それらのチャネルは、異なる二重化モード、たとえばFDD、TDDまたは双方向キャリアおよび放送専用キャリアの混合であってもよい。共通MACエンティティは、一時には一つのチャネルのみでの動作または連続的もしくは非連続的チャンネルを横断した総合といった、異なる機能を持つ諸MS 16の同時の存在をサポートしてもよい。
【0089】
図20は、MS 16についての可能な状態遷移図を示している。限定しない例として、この図は、初期化状態、アクセス状態、接続状態およびアイドル状態の4つの状態を示している。
【0090】
初期化状態
初期化状態では(図21参照)、MS 16は、アクセス状態にはいる前にスキャンし、同期し、システム構成情報を取得することによってセル選択を実行する。MS 16が適正にシステム構成状態デコードおよびセル選択を実行できない場合、スキャンおよび下りリンク同期の実行に戻る。MS 16が該情報のデコードに成功し、ターゲットBS 14を選択する場合、MS 16はアクセス状態に遷移する。
【0091】
アクセス状態
アクセス状態では(図22参照)、MS 16は、ターゲットBS 14でのネットワーク入場を実行する。ネットワーク入場(network entry)は、レンジング、認証前の機能ネゴシエーション、認証および許諾、機能交換および登録からなる複数ステップのプロセスである。
【0092】
下りリンク・スキャンおよび同期から接続が確立される点に至るまでのシステム入場手順の内訳は、限定しない例として、次のようであることができる。
・下りリンク・スキャンおよび同期ならびに(上りリンク資源を承認する)承認メッセージの取得および下りリンク・チャネルおよび上りリンク・チャネルの記述の取得;
・初期レンジング;
・機能ネゴシエーション;
・許諾および認証/鍵交換;
・BS 14での登録;
・接続確立。
【0093】
ネットワーク入場を完了できなかったら、MS 16は初期化状態に遷移してもよい。
【0094】
接続状態
接続状態にあるときは、MS 16は、スリープ・モード、アクティブ・モードおよびスキャン・モードの三つのモードのうちの一つで動作しうる(図23参照)。接続状態の間、MS 16は、アクセス状態の間に確立された一つまたは複数の基本的接続を維持することができる。さらに、MS 16およびBS 14は追加的な転送接続を確立してもよい。MS 16はハンドオーバーの間接続状態に留まってもよい。MS 16はBS 14からの指令に際して接続状態からアイドル状態に遷移してもよい。基本的接続(単数または複数)を維持できないことも、MS 16に、初期化状態への遷移を促してもよい。
【0095】
ここで接続状態における動作モードを参照するに、MS 16がアクティブ・モードにあるとき、BS 14は、実装されるプロトコルによって提供される最も早い利用可能な機会に送信および受信するようMS 16をスケジュールしてもよい。すなわち、MSはBS 14にとって「利用可能である」と想定される。MS 16は、アクティブ・モードからスリープまたはスキャン・モードへの遷移を要求してもよい。スリープまたはスキャン・モードへの遷移は、BS 14からのコマンドに基づいて行われることができる。MS 16は、接続状態のアクティブ・モードからアイドル状態に遷移してもよい。
【0096】
スリープ・モードにあるとき、MS 16およびBS 14は、時間的な資源のスリープ窓および傾聴窓への分割について合意する。MS 16は傾聴窓の間にのみBS 14からの送信を受信することができると期待され、いかなるプロトコル交換もその時間の間に開始される必要がある。MS 16のアクティブ・モードへの遷移は、BS 14から受信される制御メッセージによって促される。MS 16は、傾聴区間の間、接続状態のスリープ・モードからアイドル状態に遷移してもよい。
【0097】
スキャン・モードにあるとき、MS 16はBS 14によって指示される測定を実行する。MS 16は、スキャン・モードにある間は、BS 14にとって利用不能である。MS 16は、スキャンのためにBS 14とネゴシエーションされた期間がひとたび満了したら、アクティブ・モードに戻る。
【0098】
アイドル状態
アイドル状態(図24参照)は、限定しない例として、その動作およびMACメッセージ生成に基づいて、ページング利用可能モードおよびページング利用不能モードという二つの別個のモードを含んでいてもよい。アイドル状態の間、MS 16は、ページング利用可能モードとページング利用不能モードの間の切り換えによって電力節約を実行してもよい。
【0099】
アイドル・モードでは、MS 16は一つまたは複数のページング・グループに属してもよい。アイドル・モードにあるとき、MS 16は、ユーザー移動性に基づいて異なる大きさおよび形のページング・グループを割り当てられてもよい。MS 16は、該MSのページング傾聴区間の間、ページング・メッセージをモニタリングする。MSのページング傾聴区間の開始は、ページング・サイクルおよびページング・オフセットに基づいて導出される。ページング・オフセットおよびページング・サイクルは、スーパーフレーム数を使って定義できる。
【0100】
このように、MS 16は、ページング利用可能モードにある間は、BS 14によって(特化したページング・メッセージを使って)ページングされうる。MS 16が接続状態に戻る指示をもってページングされたら、MS 16はそのネットワーク再入場のためにアクセス状態に遷移する。
【0101】
MS 16はまた、アイドル状態の間に位置更新手順をも実行してもよい。
【0102】
ページング利用不能モードの間は、MS 16は、電力消費を減らすために下りリンク・チャネルをモニタリングする必要はない。
【0103】
MSはグローバル・アドレス(またはグローバル識別子)および動作中にMS 16を同定する論理アドレス(または論理識別子)をもつ。具体的には、グローバル・アドレスは、IEEE登録機関によって管理される24ビットの組織毎一意識別子(Organizationally Unique Identifier)(OUI)値に基づく、グローバルに一意的な48ビットのIEEE拡張一意識別子(Extended Unique Identifier)(EUI-48(商標))であることができる。しかしながら、これは本発明の限定や制約ではない。
【0104】
論理識別子に関する限り、これらは一つまたは複数の「フロー識別子」(FID)および一つまたは複数の「移動局識別子」を含むことができる。FIDはMS 16がネットワークと確立した、管理接続および転送接続を一意的に同定できる。いくつかの個別的なFIDが事前割り当てされてもよい。移動局識別子のほうはBS 14のドメイン内でMS 16を一意的に同定する。さまざまな型のSTIDは次のようなものでありうる。
【0105】
アクセスID:レンジング動作を実行するときに(すなわち、アクセス状態にある間のネットワーク入場に際して、またはネットワーク再入場に際して、またはアイドル状態にある間の位置更新の間に)MS 16に割り当てられる一時的な識別子。このIDは、BS 14がMS 16からのレンジング・コード送信を最初に検出したときに、BS 14によってMS 16に割り当てられることができる。
【0106】
MS ID:接続状態における使用のためにMS 16に割り当てられる識別子。MS IDはアクセスIDを置換し、レンジング動作の間にMS 16に送られることができる。特定のMSの専用にされた下りリンク制御情報(たとえば下りリンクPHYバースト/資源割り当て)は、MSIDを使って宛先指定されることができる。MS IDは、必須ではないが、アクセスID識別子と同じ長さであってもよい。
【0107】
アイドルID:アイドル状態で使うためにMSに割り当てられる識別子。信号伝達オーバーヘッドを減らし、位置のプライバシーを提供するために、特定のページング・グループ内にある、アイドル状態のMSを一意的に同定するよう、アイドルIDが割り当てられてもよい。アイドルIDは、MS 16が同じページング・グループ内に留まる限り、そのMS 16にとって有効なままである。アイドルIDはアイドル状態にはいる際、あるいはページング・グループ変更に起因する位置更新の際に割り当てられてもよい。アイドルIDは、ページ応答または位置更新の目的のために、アイドル状態にあるMS 16によって送られるメッセージに含められることができる。
【0108】
例として、上述した移動局識別子は8ビット、10ビットまたは12ビットの長さであることができる。ただし、本発明から外れることなく、より長いまたはより短いSTIDも可能である。異なる移動局識別子は異なる長さであることができる。たとえば、アクセスIDはMS IDと同じ長さであることができ、その両方がアイドルIDより短いのでもよい。しかしながら、これは単に例であり、限定するものと考えられるべきではない。他の移動局識別子が存在してもよく、たとえばブロードキャストまたはマルチキャスト・サービスのためにリザーブされることができる。
【0109】
当業者によって認識されるであろうように、MAC PDUは、ヘッダ、接続アドレスおよびある型の媒体(たとえば電波チャネル)を通じて情報を制御および転送するのに使われるデータ・プロトコル情報を含むデータのパッケージ(データ・ビットのグループまたはデータグラム)である。ここで図15を参照するに、所与の接続に関連して生成されたMAC PDUは、制御情報とともに対応するFIDを保持するヘッダを含む。(制御情報はたとえば、MAC PDUのペイロードの長さを示す長さフィールドおよびセットされればヘッダの拡張部分(図示せず)に追加的情報が現れることを示す拡張ヘッダ(EH: Extended Header)ビットである。)MAC PDUはまた、ヘッダの後に(たとえばユーザー・データに)、データのペイロードおよび誤り検査ビット(CRC)ビットをも有していてもよい。ペイロードは、さまざまなトラフィック接続に関連する管理メッセージおよびデータを担持するために使われてもよい。
【0110】
当該MSにローカルなので、各FIDはIEEE規格802.16-2004やIEEE規格802.16-2009において定義される16ビットのCIDより短い。ある限定しない実施形態では、FIDは4ビットの長さであることができる。別の限定しない実施形態では、FIDは3ビットの長さであることができる。本発明の範囲内で他の可能性も存在する。MACヘッダ内のFIDの使用も、16ビットのCIDが使用されるIEEE802.16-2004やIEEE802.16-2009において提案されているよりも短い全体的なMACヘッダにつながる。
【実施例】
【0111】
以下では、接続を確立するためにMS 16およびBS 14によって実行されることのできるレンジング動作について述べる。レンジング動作は、上記の適切な機能ブロックによって、特に、媒体アクセス制御(MAC)共通部分サブレイヤー(CPS)に属する機能ブロックによって実行される。これらの機能ブロックはたとえば、限定するものではないが、図10との関連で先述した、ネットワーク入場管理ブロックおよびアイドル・モード管理ブロック(電波資源制御および管理――RRCM――機能の一部)ならびにPHY制御ブロック(媒体アクセス制御――MAC――機能の一部)を含んでいてもよい。
【0112】
レンジング動作の三つの限定しないシナリオを述べる。すなわち、MS 16がネットワークへの初期接続を確立しようとする(すなわち、MS 16は電源投入され、初期化状態を経て、アクセス状態からレンジングを実行する)シナリオAと、MS 16がネットワークに再入場する(たとえば、アイドル状態にあったのちに、異なるネットワークを使うためにネットワークを去ってその後戻った(すなわちローミング)のちに、など)際にレンジングを実行するシナリオBと、MS 16がアイドル状態にあったのちに位置更新のコンテキストにおいてレンジングを実行するシナリオCである。
【0113】
シナリオA
シナリオAでは、MS 16はネットワークへの初期接続を確立しようとする。第一に、MS 16は電源投入され、初期化状態を通過する。初期化状態の間に、MS 16はスキャンおよび同期を実行する。換言すれば、MS 16がネットワークに加わりたいときは、まず下りリンク周波数をスキャンして好適なチャンネルを探す。下りリンク・フレームを検出し次第、探索は完了である。次のステップは、BS 14との同期を確立することである。ひとたびMS 16がDL-MAPメッセージおよびDCDメッセージを受信したら、下りリンク同期フェーズは完了であり、MS 16は、DL-MAPおよびDCDメッセージを受信し続ける限り、同期されたままとなる。同期が確立されたのち、MS 16は、上りリンク・チャネル・パラメータを取得するためにUCDメッセージを待つ。
【0114】
ここで、MS 16がアクセス状態にある間にレンジング動作が行われる。図14を参照するに、BS 14は、上りリンク・フレームにおいてMS 16によって使用されるべき初期レンジング区間を定義する上りリンク承認メッセージ1410(たとえば、UL-MAPメッセージ)を発する。上りリンク承認メッセージの内容は、BS 14内の上りリンク・スケジューラによって定式化されてもよい。上りリンク・スケジューラは上りリンク帯域幅を管理し、サービス・フロー(単数または複数)のQoS要求および帯域幅要求に基づいて上りリンク承認を割り当てられるMSをスケジュールする。上りリンク・スケジューラによって割り当てられる上りリンク承認はリザーブされたFIDのほうに向けられ(たとえばブロードキャストされ)、たとえばBPSK 1/2変調/FECをもつあらかじめ定義された堅牢なプロファイルを使用することができる。承認メッセージ1410の送信後、BS 14は通常に動作を続ける(1412)。これは、承認メッセージ1422のような他の承認メッセージの周期的な発行を含む。
【0115】
その間、1412に示されるように、MS 16は承認メッセージの受領を待っており、最終的には承認メッセージ1410を受け取るものと想定される。承認メッセージ1410の受領に際し、MS 16は、一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1416を定式化する。たとえば、MS 16は、ランダムに、一組の擬似ノイズ・レンジング・コードからコードを選択し、それをレンジング・サブチャネル上に変調し、その後それを、上りリンク・フレーム上で、一組の利用可能なレンジング・スロットのうちからのランダムに選択されたレンジング・スロットにおいて送信することができる。MS 16は、レンジング・スロットを選択するために、ランダム選択またはランダム・バックオフを使うことができる。ランダム選択が使われる場合、MS 16は、単一フレーム中のあらゆる利用可能なスロットから一つのレンジング・スロットを、一様ランダム・プロセスを使って選択できる。ただし、他の可能性も存在する。ランダム・バックオフが使われる場合、MS 16は対応するバックオフ窓内のあらゆる利用可能なレンジング・スロットから一つのレンジング・スロットを、たとえば一様ランダム・プロセスを使って選択できる。
【0116】
BS 14が、レンジング・メッセージ1416のレンジング・スロット内にレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14は、MS 16に対してレンジング応答メッセージを発する。たとえば、レンジング応答(ranging response)メッセージは、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-RSPメッセージと同様な形を取ることができる。このイベントを予期して、ステップ1426において、MS 16は、BS 14からRNG-RSPメッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおRNG-RSPメッセージが受信されていない場合には、これは、BS 14がレンジング・メッセージ1416のレンジング・スロット中のレンジング・コードの存在を適正に検出しなかったことを意味する。これは、電力問題、干渉などを含め、多様な理由のためであることができる。その間、MS 16はさらなる承認メッセージの受信についても注意を払っている(ステップ1420)。介在するRNG-RSPメッセージをBS 14から受信することなく、上記承認メッセージ1422が実際に受信された場合、MS 16は上りリンク・フレームにおいて新しいレンジング区間を承認されることになる。
【0117】
応答して、先述したのと同様に、MS 16は、一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1424を定式化する。具体的には、MS 16は、ランダムに、一組の擬似ノイズ・レンジング・コードからコードを選択し、それをレンジング・サブチャネル上に変調し、その後それを、上りリンク・フレーム上で、一組の利用可能なレンジング・スロットのうちからのランダムに選択されたレンジング・スロットにおいて送信し、ステップ1426に戻る。BS 14が、レンジング・メッセージ1424のレンジング・スロット中のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14はレンジング応答メッセージをMS 16に対して発する。このイベントを予期して、ステップ1426において、MS 16は、BS 14からレンジング応答メッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおレンジング応答メッセージがまだ受信されていない場合には、MS 16はさらなる別の承認メッセージをステップ1420で受信する、などとなる。しかしながら、BS 14がレンジング・メッセージ1424のレンジング・スロット中のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合(ステップ1428)、BS 14はレンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1430)。換言すれば、BS 14がMS 16を聞くことができるというだけでは、MS 16が十分な電力、タイミングおよび周波数パラメータを使っていることにはならない。
【0118】
このように、ステップ1430の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功であったと判定したというものであってもよい。その場合、BS 14は、この判定を示すレンジング応答メッセージ1450を発することに進む。他方、ステップ1430の結果が、BS 14がレンジング動作が成功ではなかったと判定したことを示すというものであることもありうる。この場合、BS 14は、ステップ1432に進み、パラメータ調整が計算される。これは、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響しうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数(power, timing and/or frequency)特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1432において、BS 14は、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを計算する。また、ステップ1432において、BS 14は、MS 16についてのアクセスIDを決定する。アクセスIDはまだMS 16には未知である。アクセスIDは、レンジング動作の間にMS 16に宛てられるコンテンツについて、アドレス、暗号化鍵またはスクランブル・コードとして、BS 14によって使用されることができる。
【0119】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1434を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1434は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要な調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1434は、レンジング・メッセージ1424を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを指定する。これは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1434が実際に自分に宛てられていることを認識することを許容する。さらに、レンジング応答メッセージ1434は、次回、MS 16によって使用されるべき、割り当てられたレンジング・コードおよび/または割り当てられたレンジング・スロットを同定する。さらに、レンジング応答メッセージ1434は、上述したアクセスIDを含む。
【0120】
次いで、レンジング応答メッセージ1434がMS 16において受信される。MS 16はステップ1426を実行し、レンジング応答メッセージ1434が実際にそのMSに宛てられたレンジング応答メッセージであることを判定する。具体的には、これは、そのMS 16が前に使ったレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットがレンジング応答メッセージ1434内に存在するという事実に基づいて判定されることができる。したがって、MS 16はステップ1426から出る際に「Y」分枝を取る。また、MS 16は受信されたアクセスIDを、将来の使用のためにメモリに記憶する。また、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1436を定式化することに進む。このときは、MS 16は、レンジング応答メッセージ1434においてBS 14から受信された、割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング・スロットを使う。
【0121】
BS 14はレンジング・メッセージ1436を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1438)。ステップ1438の結果は、BS 14がレンジング動作が成功であったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1448を発することに進む。しかしながら、この段階で、以前の電力/時間/周波数調整が十分でなかったことがありうる。したがって、ステップ1438の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功ではなかったと判定したというものであることもある。この場合、BS 14は、ステップ1440に進み、さらなるパラメータ調整が計算される。これはやはり、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響することがありうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1440において、BS 14は、必須ではないが、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを計算してもよい。
【0122】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1442を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1442は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要なさらなる調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1442は、レンジング応答メッセージ1434においてMS 16に以前に送られたアクセスIDを指定する。このアクセスIDは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1442が自分に宛てられていることを認識することを許容する。したがって、レンジング応答メッセージ1442において、レンジング・メッセージ1436を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを送信することは必要ない。さらに、レンジング応答メッセージ1442は、将来MS 16によって使用されるべき、割り当てられたレンジング・コードおよび/または割り当てられたレンジング・スロットを、もしステップ1440で計算されていれば、同定する。
【0123】
ステップ1444では、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1446を定式化することに進む。MS 16は、過去に自分が使ったレンジング・コードおよびレンジング・スロットを使うか、レンジング応答メッセージ1442においてMS 16によって指定された、割り当てられたレンジング・コードおよび/または割り当てられたレンジング・スロットを使う。BS 14はMS 16からレンジング・メッセージ1446を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1438)。ステップ1438の結果は、BS 14がレンジング動作が成功でなかったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はステップ1440に戻る。しかしながら、何らかの時点で、レンジング動作は成功であったと考えられるであろう。すると、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1448を発することに進む。レンジング応答メッセージ1448は、MS 16を同定するアクセスIDをも含む。しかしながら、長ったらしいMACアドレスは必要とされない。
【0124】
BS 14は次いで、承認メッセージ1452を発する。承認メッセージ1452は、MS 16からの次の上りリンク送信をスケジュールする。この場合、MS 16からの次の上りリンク送信は、MS 16のグローバル・アドレス(たとえば48ビットのMACアドレス)を含むレンジング要求メッセージ1454である。たとえば、レンジング要求(ranging request)メッセージ1454は、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-REQメッセージと同様な形を取ることができる。BS 14によるグローバル・アドレスの受信は、BS 14が、レンジング動作が成功裏に完了したMS 16の真の素性を判別することを許容する。このように、ステップ1456において、BS 14は、グローバル・アドレスに基づいてMS IDを決定する。これは、グローバル・アドレスに基づいて、メモリ内のテーブル中でMS IDを検索することによってできる。あるいはまた、MS IDは、アドレスまたは識別子のプールから割り当てられ、そのグローバル・アドレスと関連付けて記憶されることができる。
【0125】
BS 14は次いで、MS IDおよびMSを同定するアクセスIDを含むレンジング応答メッセージ1458をMS 16に送る。MS 16はレンジング応答メッセージ1458を受信し、自分がこのメッセージの受信者であることを(アクセスIDに基づいて)判定する。MS 16はMS IDを抽出し、それをメモリ内に記憶することに進む。レンジング動作がこれで完了したので、MS 16は接続状態にはいる。MS 16は、接続状態の間、当該ネットワークとの将来の通信において上記MS IDを使う。将来の通信は、管理接続およびトラフィック接続に関連するデータの送信および/または受信を含むことができる。
【0126】
アクセスIDはレンジング動作の間に使うために特に設計されているので、また限られた数の移動局しか任意の所与の時点でレンジングを実行しないであろうから、アクセスIDは少数のビットに、特に16未満のビットに限られることができることが認識されるはずである。例として、8ないし10ビットの範囲がアクセスIDの長さとして好適でありうる。また、同じアクセスIDが、異なる重なり合わない時間にレンジングを実行する異なる移動局によってリサイクルされることも考えられるという事実は、アクセスIDが所与のMSのグローバル・アドレスに対して一対一の対応をもたないということである。これは匿名性を保存し、セキュリティを高める。
【0127】
また、接続状態の間、MS 16はグローバル・アドレスではなくMS IDによって同定できるので、またMS IDはサービスするBSのドメインにローカルなので、同様に少数のビット、特に16未満のビットが使用できる。ここでもまた、例として、8ないし10ビットの範囲が好適でありうる。しかしながら、これはアクセスIDとMSIDが同じ長さである必要があると含意するものではない。
【0128】
アクセスIDおよびMS IDの比較的短い長さは、承認メッセージ(たとえばUL-MAP)、レンジング応答メッセージ(たとえばRNG-RSP)およびレンジング要求メッセージ(たとえばRNG-REQ)の短縮を引き起こすことも認識されるであろう。DL-MAP、DCDおよびUCDメッセージも同様に、短縮した長さの恩恵を受ける。
【0129】
第一の代替的な実施形態について、ここで図16の流れ図を参照して述べる。特に、ステップ1438の結果が、BS 14がレンジング動作が成功でなかったと判定したというものである場合を考える。この場合、BS 14はステップ1640に進み、さらなるパラメータ調整が計算される。これはやはり、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響しうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するためには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1640では、BS 14は、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび新しいレンジング・スロットを計算する。レンジングが続くにつれ、割り当てられたレンジング資源はますます小さくなるタイミング・オフセットをもってレンジング・チャンネルに対応する。たとえば、初期のレンジング試行は、より大きなレンジング・タイミング・オフセットを受け入れるよう意図されている6個のシンボルにまたがるレンジング領域において送られてもよい。レンジングが進行するにつれ、BS 14は、3シンボル、次いで2シンボルなど、ますます短くなる継続時間にまたがるレンジング資源をMS 16に割り当てることができる。割り当てられる最終的なレンジング資源は、OFDM巡回プレフィックス長の範囲内への同期しか受け入れられないことがありうる。(割り当てられる最終的なレンジング資源は周期的なレンジングのためにMS 16によって保持されてもよい。)
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1642を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1642は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要な調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1642は、将来MS 16によって使用されるべき、割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング・スロットを同定する。実際、ステップ1444において、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1646を定式化することに進む。MS 16は、レンジング応答メッセージ1642においてMS 16によって指定された、割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング・スロットを使う。
【0130】
第二の代替的な実施形態についてここで図17の流れ図を参照して述べる。具体的には、この代替的実施形態では、ひとたびレンジング・メッセージにおいて使われたレンジング・コードおよびレンジング・スロットがBS 14によって受信されたら(「聞かれる」)、MS 16は、BS 14がレンジング成功を示すレンジング応答メッセージを生成するまで、同じレンジング・コードおよびレンジング・スロットを使い続ける。
【0131】
代替的に、または追加的に、MS 16およびBS 14は、二つのエンティティの間の通信をスクランブルするためのシーケンス(または「スクランブル・コード」)を使う。第一のそのようなシーケンスは「初期レンジング・シーケンス」であり、第二のそのようなシーケンスは「継続レンジング・シーケンス」である。図17に示されるように、初期レンジング・シーケンスは、MS 16によって、BS 14から最初のレンジング応答メッセージを受け取る前に送るレンジング・メッセージをスクランブルするために使われる。やはり図17に示されるように、初期レンジング・シーケンスは、BS 14によっても、MS 16がアクセスIDを受け取る前にMS 16に送られるメッセージをスクランブル刷るために使われる。やはり図17に示されるように、継続レンジング・シーケンス(または任意的に初期レンジング・シーケンス)は、MS 16によって、BS 14からの最初のレンジング応答メッセージの受信とMS IDの受信の間に送るレンジング・メッセージをスクランブルするために使用されることができる。このように、初期レンジング・シーケンス(そしてもし使われるなら、継続レンジング・シーケンス)はBS 14およびMS 16に知られていることが想定される。やはり図17に示されるように、MS 16がアクセスIDを受信したのちは、BS 14は、アクセスIDを使ってMS 16に宛てられるメッセージをスクランブルする。明らかに、受信側によって適切なスクランブル解除が実行される必要があり、よって、適切なスクランブル・コードの事前の知識が必要である。このため、MS 16に宛てられるメッセージがアクセスIDを使ってスクランブルされることができるのは、MS 16がアクセスIDを通知された後のみである。
【0132】
シナリオB
シナリオBでは、MS 16は、ネットワークに再入場する(たとえば、アイドル状態にあったのちに、異なるネットワークを使うために当該ネットワークを去ってその後戻った(すなわちローミング)のちに、など)際にレンジング動作に関わる。よって、このシナリオでは、同期は維持されてきたと想定される。ここで図18の流れ図を参照する。図18はMS 16がアクセス状態にある間のBS 14とMS 16の動作を示している。レンジングは、自律的に(つまりMSが開始する)、あるいはMS 16がアイドル状態のページング利用可能モードにある間にBS 14からのページング・メッセージ1809に応答して生起できることは理解しておくべきである。ページング・メッセージ1809が受信される場合、ページング・メッセージ1809は、MS 16によって使用されるべき、専用のレンジング・コードおよび専用のレンジング・スロットのような、専用のレンジング資源のセットを指定できる。
【0133】
BS 14は、上りリンク・フレームにおいてMS 16によって使用されるべき初期レンジング区間を定義する上りリンク承認メッセージ1810(たとえばUL-MAPメッセージ)を発する。上りリンク承認メッセージの内容は、BS 14内の上りリンク・スケジューラによって定式化されることができる。上りリンク・スケジューラは、上りリンク帯域幅を管理し、サービス・フロー(単数または複数)のQoS要求および帯域幅要求に基づいて上りリンク承認を割り当てられるMSをスケジュールする。上りリンク・スケジューラによって割り当てられる上りリンク承認は、リザーブされたFIDのほうに向けられ(たとえばブロードキャストされ)、たとえばBPSK 1/2変調/FECをもつあらかじめ定義された堅牢なプロファイルを使用することができる。承認メッセージ1810の送信後、BS 14は通常に動作を続ける(1812)。これは、承認メッセージ1822のような他の承認メッセージの周期的な発行を含む。
【0134】
その間、1812に示されるように、MS 16は承認メッセージの受領を待っており、最終的には承認メッセージ1810を受け取るものと想定される。承認メッセージ1810の受領に際し、MS 16は、ページング・メッセージ1809において指定されている一組の専用のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1816を定式化する。これは専用のレンジング・コードおよび/または専用のレンジング・スロットを含む。
【0135】
BS 14が、レンジング・メッセージ1816の専用のレンジング・スロット内に専用のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14は、MS 16に対してレンジング応答メッセージを発する。たとえば、レンジング応答(ranging response)メッセージは、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-RSPメッセージと同様な形を取ることができる。このイベントを予期して、ステップ1826において、MS 16は、BS 14からRNG-RSPメッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおRNG-RSPメッセージが受信されていない場合には、これは、BS 14がレンジング・メッセージ1816の専用のレンジング・スロット中の専用のレンジング・コードの存在を適正に検出しなかったことを意味する。これは、電力問題、干渉などを含め、多様な理由のためであることができる。その間、MS 16はさらなる承認メッセージの受信についても注意を払っている(ステップ1820)。介在するRNG-RSPメッセージをBS 14から受信することなく、上記承認メッセージ1822が実際に受信された場合、MS 16は上りリンク・フレームにおいて新しいレンジング区間を承認されることになる。
【0136】
応答して、先述したのと同様に、MS 16は、同じ一組の専用のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージ1824を定式化する。BS 14が、レンジング・メッセージ1824の専用のレンジング・スロット中の専用のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合、BS 14はレンジング応答メッセージをMS 16に対して発する。このイベントを予期して、ステップ1826において、MS 16は、BS 14からレンジング応答メッセージが受信されているかどうかを判定する。ある長さの時間が経過してなおレンジング応答メッセージがまだ受信されていない場合には、MS 16はさらなる別の承認メッセージをステップ1820で受信する、などとなる。しかしながら、BS 14がレンジング・メッセージ1824の専用のレンジング・スロット中の専用のレンジング・コードの存在を適正に検出する場合(ステップ1828)、BS 14はレンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1830)。換言すれば、BS 14がMS 16を聞くことができるというだけでは、MS 16が十分な電力、タイミングおよび周波数パラメータを使っていることにはならない。
【0137】
このように、ステップ1830の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功であったと判定したというものであってもよい。その場合、BS 14は、この判定を示すレンジング応答メッセージ1850を発することに進む。他方、ステップ1830の結果が、BS 14がレンジング動作が成功ではなかったと判定したことを示すというものであることもありうる。この場合、BS 14は、ステップ1832に進み、パラメータ調整が計算される。これは、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響しうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1832において、BS 14は任意的に、MS 16によって使用されるべき新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを計算する。また、ステップ1832において、MS 14は、MS 16についてのアクセスIDを決定する。アクセスIDはまだMS 16には未知である。アクセスIDは、レンジング動作の間にMS 16に宛てられるコンテンツについて、アドレス、暗号化鍵またはスクランブル・コードとして、BS 14によって使用されることができる。
【0138】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1834を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1834は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要な調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1834は、レンジング・メッセージ1824を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを指定する。これは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1834が実際に自分に宛てられていることを認識することを許容する。さらに、レンジング応答メッセージ1834は任意的に、ステップ1832で決定された新しいレンジング・コードおよび/または新しいレンジング・スロットを同定する。さらに、レンジング応答メッセージ1834は、上述したアクセスIDを含む。
【0139】
次いで、レンジング応答メッセージ1834がMS 16において受信される。MS 16はステップ1826を実行し、レンジング応答メッセージ1834が実際にそのMSに宛てられたレンジング応答メッセージであることを判定する。具体的には、これは、そのMS 16が前に使ったレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットがレンジング応答メッセージ1834内に存在するという事実に基づいて判定されることができる。したがって、MS 16はステップ1826から出る際に「Y」分枝を取る。また、MS 16は受信されたアクセスIDを、将来の使用のためにメモリに記憶する。また、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1836を定式化することに進む。このときは、MS 16は、専用のレンジング・コードおよび専用のレンジング・スロットを、またはレンジング応答メッセージ1834においてBS 14から受信された新しいレンジング・コードおよび新しいレンジング・スロットを使う。
【0140】
BS 14はレンジング・メッセージ1836を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1838)。ステップ1838の結果は、BS 14がレンジング動作が成功であったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1848を発することに進む。しかしながら、この段階で、以前の電力/時間/周波数調整が十分でなかったことがありうる。したがって、ステップ1838の結果は、BS 14が、レンジング動作が成功ではなかったと判定したというものであることもある。この場合、BS 14は、ステップ1840に進み、さらなるパラメータ調整が計算される。これはやはり、MS 16によって使用される信号伝達を特徴付ける周波数、タイミングおよび電力の一つまたは複数に影響することがありうる。上りリンク信号の電力、タイミングおよび/または周波数特性の調整を決定するには、さまざまなアルゴリズムが使用できる。また、ステップ1840において、BS 14は、必須ではないが、MS 16によって使用されるべきもう一つの新しい(「より新しい」)レンジング・コードおよび/またはもう一つの新しい(「より新しい」)レンジング・スロットを計算してもよい。
【0141】
BS 14は次いで、レンジング応答メッセージ1842を定式化することに進み、これがMS 16に送られる。レンジング応答メッセージ1842は、レンジングが継続することを指定し、上りリンク信号のタイミング/周波数/電力特性に対する任意の必要なさらなる調整を提供する。さらに、レンジング応答メッセージ1842は、レンジング応答メッセージ1834においてMS 16に以前に送られたアクセスIDを指定する。このアクセスIDは、MS 16が、レンジング応答メッセージ1842が自分に宛てられていることを認識することを許容する。したがって、レンジング応答メッセージ1842において、レンジング・メッセージ1836を送信するためにMS 16によって使用されたレンジング・コードおよび/またはレンジング・スロットを送信することは必要ない。さらに、レンジング応答メッセージ1842は、将来MS 16によって使用されるべき、前記より新しいレンジング・コードおよび/または前記より新しいレンジング・スロットを、もしステップ1840で計算されていれば、同定する。
【0142】
ステップ1844では、MS 16は、上りリンク方向で自らが使用する電力/時間/周波数特性に対する必要な調整を行う。MS 16は次いで、一組のレンジング資源(およびまた調整された時間/周波数/電力)特性によって特徴付けられる別のレンジング・メッセージ1846を定式化することに進む。MS 16は、専用のレンジング・コードおよび専用のレンジング・スロットを使うか、前回自分が使った(ことがありうる)新しいレンジング・コードおよび新しいレンジング・スロットを使うか、レンジング応答メッセージ1842においてMS 16によって指定された、前記より新しいレンジング・コードおよび前記より新しいレンジング・スロットを使う。BS 14はMS 16からレンジング・メッセージ1846を受信し、レンジング動作が成功かどうかを判定する(ステップ1838)。ステップ1838の結果は、BS 14がレンジング動作が成功でなかったと判定したというものでありうる。その場合、BS 14はステップ1840に戻る。しかしながら、何らかの時点で、レンジング動作は成功であったと考えられるであろう。すると、BS 14はこの判定を示すレンジング応答メッセージ1848を発することに進む。レンジング応答メッセージ1848は、MS 16を同定するアクセスIDをも含む。しかしながら、長ったらしいMACアドレスは必要とされない。
【0143】
BS 14は次いで、承認メッセージ1852を発する。承認メッセージ1852は、MS 16からの次の上りリンク送信をスケジュールする。この場合、MS 16からの次の上りリンク送信は、MS 16のアイドルIDを含むレンジング要求メッセージ1854である。たとえば、レンジング要求(ranging request)メッセージ1854は、IEEE802.16または802.16mにおいて定義されるRNG-REQメッセージと同様な形を取ることができる。BS 14によるアイドルIDの受信は、BS 14が、レンジング動作が成功裏に完了したMS 16の真の素性を判別することを許容する。このように、アイドルIDはMS 16に一意的にマッピングされている。ステップ1856において、BS 14は、アイドルIDに基づいてアクセスIDを決定する。これは、アイドルIDに基づいて、メモリ内のテーブル中でMS IDを検索することによってできる。これは、グローバル・アドレスを決定する中間段階を含んでも含まなくてもよい。あるいはまた、MS IDは、アドレスまたは識別子のプールから割り当てられ、そのアイドルIDと関連付けて記憶されることができる。
【0144】
BS 14は次いで、MS IDおよびMSを同定するアクセスIDを含むレンジング応答メッセージ1858をMS 16に送る。MS 16はレンジング応答メッセージ1858を受信し、自分がこのメッセージの受信者であることを(アクセスIDに基づいて)判定する。MS 16はMS IDを抽出し、それをメモリ内に記憶することに進む。レンジング動作がこれで完了したので、MS 16は接続状態にはいる。MS 16は、接続状態の間、当該ネットワークとの将来の通信において上記MS IDを使う。将来の通信は、管理接続およびトラフィック接続に関連するデータの送信および/または受信を含むことができる。
【0145】
第一の代替的な実施形態は、図16において流れ図を修正したものと同様の変更を図18に組み込むことができる。
【0146】
第二の代替的な実施形態は、図17において流れ図を修正したものと同様の変更を図18に組み込むことができる。
【0147】
シナリオC
シナリオCでは、MS 16は、アイドル状態にある間に位置更新を実行するためにレンジング動作に関わる。位置更新は自律的(つまりMSが開始する)、あるいはMS 16がアイドル状態のページング利用可能モードにある間にBS 14からのページング・メッセージに応答して生起できる。特に、アイドル・モードにあるMSは、下記の位置更新トリガー条件の一つが満たされる場合に位置更新プロセス動作を実行できる。
【0148】
・ページング・グループ位置更新:MS 14がページング・グループにおける変化を検出したときに、MS 16は位置更新プロセスを実行する。MS 16は、BS 14によって送信されるページング・グループIDをモニタリングすることによって、ページング・グループの変化を検出する;
・タイマー・ベースの位置更新:MS 16は、定期的に、アイドル・モード・タイマーの満了前に、位置更新プロセスを実行する;
・パワー・ダウン〔電力切断〕位置更新:MS 14は、位置更新を、一度、その秩序立ったパワー・ダウン手順の一環として完遂しようと試みる;
・マルチキャスト/ブロードキャスト(MBS)位置更新:MBSゾーン遷移の間にアイドル状態にあるMBSデータを受信するとき、MS 16はMBSデータの連続的な受信のためにMBSゾーン情報を取得するよう、MBS位置更新プロセスを実行してもよい。
【0149】
ここで図19の流れ図を参照する。これはアイドル状態にある間にMS 16が位置更新を実行する間のBS 16およびMS 16の動作を示している。特に、参照符号1809からMS 16が該MS 16のアイドルIDを含むレンジング要求メッセージ1854を発する点までの記述は、図18を参照して上で述べたのと同一である。レンジング要求メッセージ1854は、それが位置更新であり、ネットワーク入場のコンテキストにおいて起こるのではないことを示すよう定式化されてもよい。ステップ1956では、レンジング要求メッセージ1854を受信したBS 14は位置更新をアクノレッジする。これは、位置更新アクノレッジメントおよびMSを同定するアクセスIDを含むレンジング応答メッセージ1958をMS 16に対して発することによってできる。MS 16はこのレンジング応答メッセージ1958を受信し、自分がこのメッセージの受信者であることを(アクセスIDに基づいて)判別する。これでレンジング動作が完了したので、MS 16は、さらなる位置更新が必要とされるまで、または接続状態にはいるよう指令されるまで、アイドル状態に戻る。MS 16は、アイドル状態にある間、ネットワークとの将来の通信において、上記アイドルIDを使う。
【0150】
第一の代替的な実施形態は、図16において流れ図を修正したものと同様の変更を図19に組み込むことができる。
【0151】
第二の代替的な実施形態は、図17において流れ図を修正したものと同様の変更を図19に組み込むことができる。
【0152】
上述した実施形態の多くの変形が可能であることは理解しておくべきである。特に、メッセージはいかなる所望の仕方でスクランブルされ、エンコードされ、あるいは暗号化されてもよい。特に、図17を参照して述べたスクランブル技法は、セキュリティを高めるため、ピーク電力を減らすため、あるいは他の理由のために、他のメッセージ・フロー図のいずれに適用されることもできる。
【0153】
さらに、上記のメッセージはIEEE802.16およびIEEE802.16m移動体通信規格のコンテキストで述べてきたが、本発明はより広く、第三世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP)によって発布されているロング・ターム・エボルーション(LTE)規格などの他の移動体通信規格に従って実装または設計されたものを含む他の通信システムにも適用できることを理解しておくべきである。
【0154】
さらに、上記の記述はアクセスIDおよびMS IDを使った初期レンジングに焦点を当ててきたが、MS 16はこれらの識別子の一方または両方を使って定期的なレンジングを実施してもよいことは理解しておくべきである。
【0155】
さらに、上記の記述は、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)PHYレイヤーを使ったポイントツーマルチポイント(PMP)実装に焦点を当ててきたが、本発明の諸実施形態は、メッシュ実装ならびに単一キャリア(SC: single carrier)PHY、単一キャリア・アクセス(SCa: single-carrier access)および直交周波数分解多重(OFDM)PHYを含む、他の実装およびPHYレイヤーにも適用されうることを理解しておくべきである。たとえば、SC、SCaおよびOFDM PHYレイヤーでは、レンジング・コードを送るのではなく、MSは初期レンジング区間において、RNG-REQメッセージを送ってもよい。また、使用されるMACプロトコルは時分割二重(TDD)および/または周波数分割二重(FDD)をサポートしてもよい。
【0156】
さらに、本発明の諸実施形態が中継局(RS: relay station)に適用できることを理解しておくべきである。より具体的には、RSは、MSが、BSと対話しているかのように対話することを許容するような振る舞いをするとともに、BSが、MSと対話しているかのように対話することを許容するよう振る舞うことができる。一方、RSは初期レンジングに関する上記の特徴の一つまたは複数を実装してもよい。
【0157】
以上の図面および説明は、本願の実施形態を実装するために使用できる通信システムの一つの個別的な例を提供する。本願の実施形態が、この個別的な例とは異なるアーキテクチャをもつが本稿に記載される実施形態の実装と整合する仕方で動作する通信システムをもって実装できることは理解しておくべきである。
【0158】
当業者は、いくつかの実施形態では、MS 16および/またはBS 14が、一つまたは複数のコンピューティング装置の動作のための、よって上記の機能の一つまたは複数が実行されることを許容するコンピュータ可読プログラム・コード(命令)を記憶するコード・メモリ(図示せず)へのアクセスをもつ一つまたは複数のコンピューティング装置を有していてもよいことを理解するであろう。コンピュータ可読プログラム・コードは、固定された、有形で、前記一つまたは複数のコンピューティング装置によって直接読み取り可能な媒体(たとえば、リムーバブルディスケット、CD-ROM、ROM、固定ディスク、USBドライブ)上に記憶されることができる。あるいは、コンピュータ可読プログラム・コードはリモートに記憶され、ネットワーク(これに限らないがインターネットを含む)に接続されたモデムまたは他のインターフェース・デバイス(たとえば通信アダプター)を介して、非無線媒体(たとえば光学的またはアナログの通信線)または無線媒体(たとえばマイクロ波、赤外線または他の伝送方式)またはそれらの組み合わせのいずれかであってもよい伝送媒体を通じて、前記一つまたは複数のコンピューティング装置に伝送されることができてもよい。他の実施形態では、MS 16および/またはBS 14は、事前プログラムされたハードウェアまたはファームウェア要素(たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC)、電気的に消去可能なプログラム可能型読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリなど)または上記の機能の一つまたは複数が実行されることを許容する他の関係したコンポーネントを有していてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体通信ネットワークにおける移動局による実行のための方法であって:
該移動局に関わるレンジング動作の間に前記ネットワークから第一の移動局識別子を受信する段階と;
前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って抽出する段階と;
前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使って抽出する段階とを含む、
方法。
【請求項2】
前記第一の移動局識別子が前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信される第一のメッセージに含まれる、請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記第一のメッセージの受信に先立ち:
一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージを前記ネットワークに送信する段階をさらに含む、
請求項2記載の方法。
【請求項4】
前記第一のメッセージがさらに、前記一組のレンジング資源を同定する、請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記第一のメッセージにおいて同定されている前記一組のレンジング資源に基づいて、前記第一のメッセージが前記移動局に宛てられていることを判別する段階をさらに含む、
請求項4記載の方法。
【請求項6】
前記一組のレンジング資源がレンジング・コードおよびレンジング時間スロットを含む、請求項3記載の方法。
【請求項7】
前記レンジング・コードおよび前記レンジング時間スロットの少なくとも一つが前記移動局によって選択される、請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記レンジング・コードおよび前記レンジング時間スロットの少なくとも一つがランダムに選択される、請求項7記載の方法。
【請求項9】
前記レンジング時間スロットが、前記ネットワークから受信された、以前のメッセージにおいて同定されているレンジング領域内から選択される、請求項6記載の方法。
【請求項10】
前記以前のメッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に
基づくUL-MAPメッセージを含む、請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記第一のメッセージが一組の割り当てられたレンジング資源を含む、請求項6記載の方法。
【請求項12】
一組の割り当てられたレンジング資源によって特徴付けられる第二のレンジング・メッセージを前記ネットワークに送信する段階をさらに含む、請求項11記載の方法。
【請求項13】
前記一組の割り当てられたレンジング資源が割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング時間スロットを含む、請求項12記載の方法。
【請求項14】
前記第一のメッセージがさらにパラメータ調整を含む、請求項12記載の方法。
【請求項15】
前記パラメータ調整に基づいて前記第二のレンジング・メッセージの特性を調整する段階をさらに含む、請求項14記載の方法。
【請求項16】
前記特性が、前記第二のレンジング・メッセージの電力、タイミングおよび周波数の少なくとも一つを含む、請求項15記載の方法。
【請求項17】
前記第一のメッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に
基づくRNG-RSPメッセージである、請求項1記載の方法。
【請求項18】
前記第一の移動局識別子を受信したのち:
一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージを前記ネットワークに送信する段階をさらに含む、
請求項1記載の方法。
【請求項19】
前記一組のレンジング資源がレンジング・コードおよびレンジング時間スロットを含む、請求項18記載の方法。
【請求項20】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つが、前記レンジング・コードおよび前記レンジング時間スロットを含む、請求項19記載の方法。
【請求項21】
前記移動局が、一意的な媒体アクセス制御(MAC)アドレスによって他の移動局に比して一意的にアドレス指定可能であり、前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの前記少なくとも一つが、前記移動局の前記MACアドレスを欠く、請求項20記載の方法。
【請求項22】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの前記少なくとも一つがパラメータ調整を含む、請求項20記載の方法。
【請求項23】
前記パラメータ調整に基づいて前記レンジング・メッセージの特性を調整する段階をさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項24】
前記特性が、前記レンジング・メッセージの電力、タイミングおよび周波数のうちの少なくとも一つを含む、請求項23記載の方法。
【請求項25】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つが前記レンジング動作の完了の指標を含む、請求項21記載の方法。
【請求項26】
前記第二の移動局識別子が、前記レンジング動作の間に受信される特定のメッセージ中に含められる、請求項1記載の方法。
【請求項27】
前記特定のメッセージが前記移動局に宛てられていることを、前記特定のメッセージ中の前記第一の移動局識別子の存在に基づいて判定する段階をさらに含む、
請求項26記載の方法。
【請求項28】
前記特定のメッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項16記載の方法。
【請求項29】
前記特定のメッセージが前記第一の移動局識別子をもってスクランブルされており、当該方法がさらに:
前記特定のメッセージを、前記第一の移動局識別子を使ってスクランブル解除する段階をさらに含む、
請求項26記載の方法。
【請求項30】
前記特定のメッセージが、媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU)のペイロード中に埋め込まれる、請求項26記載の方法。
【請求項31】
前記MAC PDUがさらにヘッダを含んでおり、前記ヘッダが前記MAC PDUの宛先アドレスを指定するフィールドを含み、前記フィールドは少なくとも3ビットでありかつ16ビットより少ないビットを有する、請求項30記載の方法。
【請求項32】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項1記載の方法。
【請求項33】
前記レンジング動作の間、前記移動局がIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくアクセス状態にある、請求項1記載の方法。
【請求項34】
前記移動局が、一意的な識別子によって他の移動局に比して一意的にアドレス指定可能であり、当該方法がさらに、前記第二の移動局識別子を受信するのに先立って:
前記一意的な識別子を含むメッセージを前記ネットワークに送信する段階を含む、
請求項1記載の方法。
【請求項35】
前記一意的な識別子が媒体アクセス制御(MAC)アドレスである、請求項34記載の方法。
【請求項36】
前記一意的な識別子が、アイドル状態の間に使うためにリザーブされている識別子である、請求項34記載の方法。
【請求項37】
前記一意的な識別子を含む前記メッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-REQメッセージである、請求項34記載の方法。
【請求項38】
前記一意的な識別子を含む前記メッセージが上りリンク・パラメータに従って送られ、当該方法がさらに、前記第二の移動局識別子の受信後、かつ前記一意的な識別子を含む前記メッセージの送信前に、さらに:
前記ネットワークから、前記一意的な識別子を含む前記メッセージの送信のための前記上りリンク・パラメータを示す承認メッセージを受信する段階を含む、
請求項34記載の方法。
【請求項39】
前記承認メッセージが前記第一の移動局識別子を含む、請求項38記載の方法。
【請求項40】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つが前記承認メッセージを含む、請求項39記載の方法。
【請求項41】
前記承認メッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくUL-MAPメッセージである、請求項38記載の方法。
【請求項42】
前記第一のメッセージが、先験的に前記移動局および前記ネットワークに知られているレンジング・シーケンスをもってスクランブルされており、当該方法はさらに:
前記レンジング・シーケンスを使って前記第一のメッセージをスクランブル解除する段階を含む、
請求項2記載の方法。
【請求項43】
前記第一の移動局識別子の受信元になると期待される前記ネットワーク中の基地局を同定するためにスキャンおよび同期プロセスを実行する段階をさらに含む、
請求項1記載の方法。
【請求項44】
前記第一の移動局識別子および前記第二の移動局識別子が同数のビットをもつ、請求項1記載の方法。
【請求項45】
前記第一の移動局識別子および前記第二の移動局識別子がそれぞれ16ビットより少ないビットをもつ、請求項1記載の方法。
【請求項46】
前記第二の移動局識別子が前記第一の移動局識別子とは異なる数のビットをもつ、請求項1記載の方法。
【請求項47】
前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される前記少なくとも一つのメッセージが、管理メッセージおよびトラフィック・メッセージを含む、請求項1記載の方法。
【請求項48】
前記レンジング動作が完了したのちの前記少なくとも一つのメッセージが、媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU)中に埋め込まれたメッセージを含む、請求項1記載の方法。
【請求項49】
前記第一のメッセージが、媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU)のペイロード中に埋め込まれる、請求項2記載の方法。
【請求項50】
前記MAC PDUがさらにヘッダを含んでおり、前記ヘッダが前記MAC PDUの宛先アドレスを指定するフィールドを含み、前記フィールドは少なくとも3ビットだが16ビットより少ないビットを有する、請求項49記載の方法。
【請求項51】
前記第一の移動局識別子を使って前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記第一の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージを復号することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項52】
前記第一の移動局識別子を使って前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記第一の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージをスクランブル解除することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項53】
前記第一の移動局識別子が前記移動局をアドレス指定するための論理的識別子であり、前記第一の移動局識別子を使って前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記少なくとも一つのメッセージのヘッダ部分から、前記少なくとも一つのメッセージが前記移動局に宛てられていることを認識し、前記少なくとも一つのメッセージのペイロードから前記内容を取得することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項54】
前記レンジング動作ののちに受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って判別することが、前記第二の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージを復号することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項55】
前記レンジング動作ののちに受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って判別することが、前記第二の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージをスクランブル解除することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項56】
前記第二の移動局識別子が前記移動局をアドレス指定するための論理的識別子であり、前記第二の移動局識別子を使って前記レンジング動作ののちに受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記少なくとも一つのメッセージのヘッダ部分から、前記少なくとも一つのメッセージが前記移動局に宛てられていることを認識し、前記少なくとも一つのメッセージのペイロードから前記内容を取得することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項57】
前記レンジング動作の完了後、前記移動局がIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づく接続状態にはいる、請求項1記載の方法。
【請求項58】
前記レンジング動作の完了後、前記移動局がIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくアイドル状態にはいる、請求項1記載の方法。
【請求項59】
受信回路および処理エンティティを有する移動局であって、
前記受信回路は、ネットワークからメッセージを受信するよう構成され、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され、第一の移動局識別子を含み;
前記処理エンティティは、前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子に基づいて抽出し、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて抽出するよう構成されている、
移動局。
【請求項60】
コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、移動局内のコンピューティング・エンティティによって実行されたとき、前記移動局に:
第一の移動局識別子を使うことに基づいて、レンジング動作の間にネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階と;
前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使うことに基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階とを実行させる、
コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項61】
ネットワークからメッセージを受信する手段であって、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され第一の移動局識別子を含む、手段と;
前記第一の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する手段と;
前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する手段とを有する、
移動局。
【請求項62】
移動体通信ネットワークにおける基地局による実行のための方法であって:
移動局に宛てられた第一のメッセージを出力する段階であって、前記第一のメッセージはレンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を含む、段階と;
前記レンジング動作が完了したことを判別する段階と;
前記移動局に宛てられた第二のメッセージを出力する段階であって、前記第二のメッセージは、前記ネットワークとのその後の通信において前記移動局が使うための第二の移動局識別子を含む、段階とを含む、
方法。
【請求項63】
前記第一のメッセージを出力する段階が、前記移動局からレンジング・メッセージを受信した後に実行され、前記レンジング・メッセージは一組のレンジング資源によって特徴付けられる、請求項62記載の方法。
【請求項64】
前記第一のメッセージが前記一組のレンジング資源を同定する、請求項63記載の方法。
【請求項65】
前記一組のレンジング資源がレンジング・コードおよびレンジング時間スロットを含む、請求項64記載の方法。
【請求項66】
前記移動局に宛てられた承認メッセージを出力する段階をさらに含み、前記承認メッセージは前記レンジング時間スロットを含むレンジング領域を同定する、請求項65記載の方法。
【請求項67】
前記承認メッセージが前記第一のメッセージに先立って送信される、請求項66記載の方法。
【請求項68】
前記承認メッセージがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくUL-MAPメッセージである、請求項66記載の方法。
【請求項69】
前記レンジング・メッセージを送信する際に前記移動局によって使用されるべき前記一組のレンジング資源を割り当てる段階をさらに含む、請求項63記載の方法。
【請求項70】
前記第一のメッセージの出力後:
第二のレンジング・メッセージを受信する段階と;
前記レンジング動作が完了かどうかを判定するために前記第二のレンジング・メッセージを処理する段階とをさらに含む、
請求項69記載の方法。
【請求項71】
前記第二のレンジング・メッセージが第二の組のレンジング資源によって特徴付けられる、請求項70記載の方法。
【請求項72】
前記第二のレンジング・メッセージを送信する際に前記移動局によって使用されるべき前記第二の組のレンジング資源を割り当てる段階をさらに含む、請求項71記載の方法。
【請求項73】
前記第二の組のレンジング資源が前記第一の組のレンジング資源とは異なる、請求項72記載の方法。
【請求項74】
前記第二の組のレンジング資源が前記第一の組のレンジング資源よりも小さなタイミング・オフセットを含む、請求項73記載の方法。
【請求項75】
前記移動局に宛てられた第三のメッセージを出力する段階をさらに含み、前記第三のメッセージは前記第二の組のレンジング資源を含む、請求項74記載の方法。
【請求項76】
前記第三のメッセージがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項75記載の方法。
【請求項77】
前記第二のメッセージがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項75記載の方法。
【請求項78】
前記移動局からグローバルに一意的な識別子を受信する段階と;
前記グローバルに一意的な識別子に基づいてメモリを参照して前記第二の移動局識別子を取得する段階とを含む、
請求項62記載の方法。
【請求項79】
前記グローバルに一意的な識別子が前記移動局からのメッセージにおいて受信される、請求項78記載の方法。
【請求項80】
前記移動局からの前記メッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-REQメッセージを含む、請求項79記載の方法。
【請求項81】
前記一意的な識別子は前記移動局の媒体アクセス制御(MAC)アドレスである、請求項78記載の方法。
【請求項82】
前記グローバルに一意的な識別子は、アイドル状態の間、前記移動局によって使用されるためにリザーブされている識別子である、請求項78記載の方法。
【請求項83】
前記レンジング動作の完了前に、前記第一の移動局識別子を使う前記移動局への少なくとも一つのメッセージを送る段階をさらに含む、請求項62記載の方法。
【請求項84】
前記少なくとも一つのメッセージが前記第一の移動局識別子によってスクランブルされる、請求項83記載の方法。
【請求項85】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第一の移動局識別子によって暗号化される、請求項83記載の方法。
【請求項86】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第一の移動局識別子を指定するヘッダを含む、請求項83記載の方法。
【請求項87】
前記レンジング動作の完了後に、前記第二の移動局識別子を使う前記移動局への少なくとも一つのメッセージを送る段階をさらに含む、請求項62記載の方法。
【請求項88】
前記少なくとも一つのメッセージが前記第二の移動局識別子によってスクランブルされる、請求項87記載の方法。
【請求項89】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第二の移動局識別子によって暗号化される、請求項87記載の方法。
【請求項90】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第二の移動局識別子を指定するヘッダを含む、請求項87記載の方法。
【請求項91】
移動局に宛てられたメッセージを出力するよう構成された送信回路と;
移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別すること、前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入すること、および前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を前記メッセージの第二のものに挿入することのために構成された処理エンティティとを有する、
基地局。
【請求項92】
コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、基地局内のコンピューティング実体によって実行されたとき、前記基地局に:
レンジング動作に関わる移動局に宛てられた第一のメッセージ中に、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する段階と;
前記移動局に宛てられた第二のメッセージ中に、前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を挿入する段階とを実行させる、
コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項93】
移動局に宛てられたメッセージを出力する手段と;
移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別する手段と;
前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する手段と;
前記メッセージの第二のものに、前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を挿入する手段とを有する、
基地局。
【請求項94】
データ送信方法であって:
メモリにアクセスして、ある受信者と確立されたサービス・フローに関連付けられた、該受信者に送信されるべきある量のデータを取得する段階と;
前記メモリにアクセスして、前記サービス・フローを特徴付ける制御情報を取得する段階と;
前記データの少なくとも一部をデータグラムのペイロードに入れ、該データグラムのヘッダに前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報を入れることによってデータグラムを形成する段階であって、前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報は前記ヘッダの16より少ないビットを占める、段階と;
前記データグラムで電波周波数信号を変調し、前記電波周波数信号を無線媒体を通じて放出する段階とを含む、
方法。
【請求項95】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダのちょうど3ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項96】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダの少なくとも3ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項97】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダのちょうど4ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項98】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダの少なくとも4ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項99】
前記ヘッダの第二のフィールド中に、前記ペイロード中のデータの量を示す情報を入れる段階をさらに含む、請求項94記載の方法。
【請求項100】
移動局によって実装される、請求項94記載の方法。
【請求項101】
基地局によって実装される、請求項94記載の方法。
【請求項102】
前記受信者が基地局である、請求項94記載の方法。
【請求項103】
前記受信者が移動局である、請求項94記載の方法。
【請求項104】
請求項94記載の方法を実装するよう構成された移動局。
【請求項105】
請求項94記載の方法を実装するよう構成された基地局。
【請求項1】
移動体通信ネットワークにおける移動局による実行のための方法であって:
該移動局に関わるレンジング動作の間に前記ネットワークから第一の移動局識別子を受信する段階と;
前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って抽出する段階と;
前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使って抽出する段階とを含む、
方法。
【請求項2】
前記第一の移動局識別子が前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信される第一のメッセージに含まれる、請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記第一のメッセージの受信に先立ち:
一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージを前記ネットワークに送信する段階をさらに含む、
請求項2記載の方法。
【請求項4】
前記第一のメッセージがさらに、前記一組のレンジング資源を同定する、請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記第一のメッセージにおいて同定されている前記一組のレンジング資源に基づいて、前記第一のメッセージが前記移動局に宛てられていることを判別する段階をさらに含む、
請求項4記載の方法。
【請求項6】
前記一組のレンジング資源がレンジング・コードおよびレンジング時間スロットを含む、請求項3記載の方法。
【請求項7】
前記レンジング・コードおよび前記レンジング時間スロットの少なくとも一つが前記移動局によって選択される、請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記レンジング・コードおよび前記レンジング時間スロットの少なくとも一つがランダムに選択される、請求項7記載の方法。
【請求項9】
前記レンジング時間スロットが、前記ネットワークから受信された、以前のメッセージにおいて同定されているレンジング領域内から選択される、請求項6記載の方法。
【請求項10】
前記以前のメッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に
基づくUL-MAPメッセージを含む、請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記第一のメッセージが一組の割り当てられたレンジング資源を含む、請求項6記載の方法。
【請求項12】
一組の割り当てられたレンジング資源によって特徴付けられる第二のレンジング・メッセージを前記ネットワークに送信する段階をさらに含む、請求項11記載の方法。
【請求項13】
前記一組の割り当てられたレンジング資源が割り当てられたレンジング・コードおよび割り当てられたレンジング時間スロットを含む、請求項12記載の方法。
【請求項14】
前記第一のメッセージがさらにパラメータ調整を含む、請求項12記載の方法。
【請求項15】
前記パラメータ調整に基づいて前記第二のレンジング・メッセージの特性を調整する段階をさらに含む、請求項14記載の方法。
【請求項16】
前記特性が、前記第二のレンジング・メッセージの電力、タイミングおよび周波数の少なくとも一つを含む、請求項15記載の方法。
【請求項17】
前記第一のメッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に
基づくRNG-RSPメッセージである、請求項1記載の方法。
【請求項18】
前記第一の移動局識別子を受信したのち:
一組のレンジング資源によって特徴付けられるレンジング・メッセージを前記ネットワークに送信する段階をさらに含む、
請求項1記載の方法。
【請求項19】
前記一組のレンジング資源がレンジング・コードおよびレンジング時間スロットを含む、請求項18記載の方法。
【請求項20】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つが、前記レンジング・コードおよび前記レンジング時間スロットを含む、請求項19記載の方法。
【請求項21】
前記移動局が、一意的な媒体アクセス制御(MAC)アドレスによって他の移動局に比して一意的にアドレス指定可能であり、前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの前記少なくとも一つが、前記移動局の前記MACアドレスを欠く、請求項20記載の方法。
【請求項22】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの前記少なくとも一つがパラメータ調整を含む、請求項20記載の方法。
【請求項23】
前記パラメータ調整に基づいて前記レンジング・メッセージの特性を調整する段階をさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項24】
前記特性が、前記レンジング・メッセージの電力、タイミングおよび周波数のうちの少なくとも一つを含む、請求項23記載の方法。
【請求項25】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つが前記レンジング動作の完了の指標を含む、請求項21記載の方法。
【請求項26】
前記第二の移動局識別子が、前記レンジング動作の間に受信される特定のメッセージ中に含められる、請求項1記載の方法。
【請求項27】
前記特定のメッセージが前記移動局に宛てられていることを、前記特定のメッセージ中の前記第一の移動局識別子の存在に基づいて判定する段階をさらに含む、
請求項26記載の方法。
【請求項28】
前記特定のメッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項16記載の方法。
【請求項29】
前記特定のメッセージが前記第一の移動局識別子をもってスクランブルされており、当該方法がさらに:
前記特定のメッセージを、前記第一の移動局識別子を使ってスクランブル解除する段階をさらに含む、
請求項26記載の方法。
【請求項30】
前記特定のメッセージが、媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU)のペイロード中に埋め込まれる、請求項26記載の方法。
【請求項31】
前記MAC PDUがさらにヘッダを含んでおり、前記ヘッダが前記MAC PDUの宛先アドレスを指定するフィールドを含み、前記フィールドは少なくとも3ビットでありかつ16ビットより少ないビットを有する、請求項30記載の方法。
【請求項32】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項1記載の方法。
【請求項33】
前記レンジング動作の間、前記移動局がIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくアクセス状態にある、請求項1記載の方法。
【請求項34】
前記移動局が、一意的な識別子によって他の移動局に比して一意的にアドレス指定可能であり、当該方法がさらに、前記第二の移動局識別子を受信するのに先立って:
前記一意的な識別子を含むメッセージを前記ネットワークに送信する段階を含む、
請求項1記載の方法。
【請求項35】
前記一意的な識別子が媒体アクセス制御(MAC)アドレスである、請求項34記載の方法。
【請求項36】
前記一意的な識別子が、アイドル状態の間に使うためにリザーブされている識別子である、請求項34記載の方法。
【請求項37】
前記一意的な識別子を含む前記メッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-REQメッセージである、請求項34記載の方法。
【請求項38】
前記一意的な識別子を含む前記メッセージが上りリンク・パラメータに従って送られ、当該方法がさらに、前記第二の移動局識別子の受信後、かつ前記一意的な識別子を含む前記メッセージの送信前に、さらに:
前記ネットワークから、前記一意的な識別子を含む前記メッセージの送信のための前記上りリンク・パラメータを示す承認メッセージを受信する段階を含む、
請求項34記載の方法。
【請求項39】
前記承認メッセージが前記第一の移動局識別子を含む、請求項38記載の方法。
【請求項40】
前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの少なくとも一つが前記承認メッセージを含む、請求項39記載の方法。
【請求項41】
前記承認メッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくUL-MAPメッセージである、請求項38記載の方法。
【請求項42】
前記第一のメッセージが、先験的に前記移動局および前記ネットワークに知られているレンジング・シーケンスをもってスクランブルされており、当該方法はさらに:
前記レンジング・シーケンスを使って前記第一のメッセージをスクランブル解除する段階を含む、
請求項2記載の方法。
【請求項43】
前記第一の移動局識別子の受信元になると期待される前記ネットワーク中の基地局を同定するためにスキャンおよび同期プロセスを実行する段階をさらに含む、
請求項1記載の方法。
【請求項44】
前記第一の移動局識別子および前記第二の移動局識別子が同数のビットをもつ、請求項1記載の方法。
【請求項45】
前記第一の移動局識別子および前記第二の移動局識別子がそれぞれ16ビットより少ないビットをもつ、請求項1記載の方法。
【請求項46】
前記第二の移動局識別子が前記第一の移動局識別子とは異なる数のビットをもつ、請求項1記載の方法。
【請求項47】
前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される前記少なくとも一つのメッセージが、管理メッセージおよびトラフィック・メッセージを含む、請求項1記載の方法。
【請求項48】
前記レンジング動作が完了したのちの前記少なくとも一つのメッセージが、媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU)中に埋め込まれたメッセージを含む、請求項1記載の方法。
【請求項49】
前記第一のメッセージが、媒体アクセス制御プロトコル・データ・ユニット(MAC PDU)のペイロード中に埋め込まれる、請求項2記載の方法。
【請求項50】
前記MAC PDUがさらにヘッダを含んでおり、前記ヘッダが前記MAC PDUの宛先アドレスを指定するフィールドを含み、前記フィールドは少なくとも3ビットだが16ビットより少ないビットを有する、請求項49記載の方法。
【請求項51】
前記第一の移動局識別子を使って前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記第一の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージを復号することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項52】
前記第一の移動局識別子を使って前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記第一の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージをスクランブル解除することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項53】
前記第一の移動局識別子が前記移動局をアドレス指定するための論理的識別子であり、前記第一の移動局識別子を使って前記レンジング動作の間に受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記少なくとも一つのメッセージのヘッダ部分から、前記少なくとも一つのメッセージが前記移動局に宛てられていることを認識し、前記少なくとも一つのメッセージのペイロードから前記内容を取得することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項54】
前記レンジング動作ののちに受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って判別することが、前記第二の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージを復号することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項55】
前記レンジング動作ののちに受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子を使って判別することが、前記第二の移動局識別子を用いて前記少なくとも一つのメッセージをスクランブル解除することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項56】
前記第二の移動局識別子が前記移動局をアドレス指定するための論理的識別子であり、前記第二の移動局識別子を使って前記レンジング動作ののちに受信される前記少なくとも一つのメッセージの内容を判別することが、前記少なくとも一つのメッセージのヘッダ部分から、前記少なくとも一つのメッセージが前記移動局に宛てられていることを認識し、前記少なくとも一つのメッセージのペイロードから前記内容を取得することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項57】
前記レンジング動作の完了後、前記移動局がIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づく接続状態にはいる、請求項1記載の方法。
【請求項58】
前記レンジング動作の完了後、前記移動局がIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくアイドル状態にはいる、請求項1記載の方法。
【請求項59】
受信回路および処理エンティティを有する移動局であって、
前記受信回路は、ネットワークからメッセージを受信するよう構成され、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され、第一の移動局識別子を含み;
前記処理エンティティは、前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子に基づいて抽出し、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を、前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて抽出するよう構成されている、
移動局。
【請求項60】
コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、移動局内のコンピューティング・エンティティによって実行されたとき、前記移動局に:
第一の移動局識別子を使うことに基づいて、レンジング動作の間にネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階と;
前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子を使うことに基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信される少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する段階とを実行させる、
コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項61】
ネットワークからメッセージを受信する手段であって、前記メッセージの少なくとも一つはレンジング動作の間に受信され第一の移動局識別子を含む、手段と;
前記第一の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作の間に前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する手段と;
前記第一の移動局識別子とは異なる第二の移動局識別子に基づいて、前記レンジング動作が完了したのちに前記ネットワークから受信された少なくとも一つのメッセージの内容を抽出する手段とを有する、
移動局。
【請求項62】
移動体通信ネットワークにおける基地局による実行のための方法であって:
移動局に宛てられた第一のメッセージを出力する段階であって、前記第一のメッセージはレンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を含む、段階と;
前記レンジング動作が完了したことを判別する段階と;
前記移動局に宛てられた第二のメッセージを出力する段階であって、前記第二のメッセージは、前記ネットワークとのその後の通信において前記移動局が使うための第二の移動局識別子を含む、段階とを含む、
方法。
【請求項63】
前記第一のメッセージを出力する段階が、前記移動局からレンジング・メッセージを受信した後に実行され、前記レンジング・メッセージは一組のレンジング資源によって特徴付けられる、請求項62記載の方法。
【請求項64】
前記第一のメッセージが前記一組のレンジング資源を同定する、請求項63記載の方法。
【請求項65】
前記一組のレンジング資源がレンジング・コードおよびレンジング時間スロットを含む、請求項64記載の方法。
【請求項66】
前記移動局に宛てられた承認メッセージを出力する段階をさらに含み、前記承認メッセージは前記レンジング時間スロットを含むレンジング領域を同定する、請求項65記載の方法。
【請求項67】
前記承認メッセージが前記第一のメッセージに先立って送信される、請求項66記載の方法。
【請求項68】
前記承認メッセージがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくUL-MAPメッセージである、請求項66記載の方法。
【請求項69】
前記レンジング・メッセージを送信する際に前記移動局によって使用されるべき前記一組のレンジング資源を割り当てる段階をさらに含む、請求項63記載の方法。
【請求項70】
前記第一のメッセージの出力後:
第二のレンジング・メッセージを受信する段階と;
前記レンジング動作が完了かどうかを判定するために前記第二のレンジング・メッセージを処理する段階とをさらに含む、
請求項69記載の方法。
【請求項71】
前記第二のレンジング・メッセージが第二の組のレンジング資源によって特徴付けられる、請求項70記載の方法。
【請求項72】
前記第二のレンジング・メッセージを送信する際に前記移動局によって使用されるべき前記第二の組のレンジング資源を割り当てる段階をさらに含む、請求項71記載の方法。
【請求項73】
前記第二の組のレンジング資源が前記第一の組のレンジング資源とは異なる、請求項72記載の方法。
【請求項74】
前記第二の組のレンジング資源が前記第一の組のレンジング資源よりも小さなタイミング・オフセットを含む、請求項73記載の方法。
【請求項75】
前記移動局に宛てられた第三のメッセージを出力する段階をさらに含み、前記第三のメッセージは前記第二の組のレンジング資源を含む、請求項74記載の方法。
【請求項76】
前記第三のメッセージがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項75記載の方法。
【請求項77】
前記第二のメッセージがIEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-RSPメッセージである、請求項75記載の方法。
【請求項78】
前記移動局からグローバルに一意的な識別子を受信する段階と;
前記グローバルに一意的な識別子に基づいてメモリを参照して前記第二の移動局識別子を取得する段階とを含む、
請求項62記載の方法。
【請求項79】
前記グローバルに一意的な識別子が前記移動局からのメッセージにおいて受信される、請求項78記載の方法。
【請求項80】
前記移動局からの前記メッセージが、IEEE802.16およびIEEE802.16mの少なくとも一方に基づくRNG-REQメッセージを含む、請求項79記載の方法。
【請求項81】
前記一意的な識別子は前記移動局の媒体アクセス制御(MAC)アドレスである、請求項78記載の方法。
【請求項82】
前記グローバルに一意的な識別子は、アイドル状態の間、前記移動局によって使用されるためにリザーブされている識別子である、請求項78記載の方法。
【請求項83】
前記レンジング動作の完了前に、前記第一の移動局識別子を使う前記移動局への少なくとも一つのメッセージを送る段階をさらに含む、請求項62記載の方法。
【請求項84】
前記少なくとも一つのメッセージが前記第一の移動局識別子によってスクランブルされる、請求項83記載の方法。
【請求項85】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第一の移動局識別子によって暗号化される、請求項83記載の方法。
【請求項86】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第一の移動局識別子を指定するヘッダを含む、請求項83記載の方法。
【請求項87】
前記レンジング動作の完了後に、前記第二の移動局識別子を使う前記移動局への少なくとも一つのメッセージを送る段階をさらに含む、請求項62記載の方法。
【請求項88】
前記少なくとも一つのメッセージが前記第二の移動局識別子によってスクランブルされる、請求項87記載の方法。
【請求項89】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第二の移動局識別子によって暗号化される、請求項87記載の方法。
【請求項90】
前記少なくとも一つのメッセージが、前記第二の移動局識別子を指定するヘッダを含む、請求項87記載の方法。
【請求項91】
移動局に宛てられたメッセージを出力するよう構成された送信回路と;
移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別すること、前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入すること、および前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を前記メッセージの第二のものに挿入することのために構成された処理エンティティとを有する、
基地局。
【請求項92】
コンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、基地局内のコンピューティング実体によって実行されたとき、前記基地局に:
レンジング動作に関わる移動局に宛てられた第一のメッセージ中に、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する段階と;
前記移動局に宛てられた第二のメッセージ中に、前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を挿入する段階とを実行させる、
コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項93】
移動局に宛てられたメッセージを出力する手段と;
移動局に関わるレンジング動作が完了したときを判別する手段と;
前記レンジング動作の間に送信されるメッセージの第一のものに、前記レンジング動作の間に前記移動局が使うための第一の移動局識別子を挿入する手段と;
前記メッセージの第二のものに、前記レンジング動作が完了した後に前記移動局が使うための第二の移動局識別子を挿入する手段とを有する、
基地局。
【請求項94】
データ送信方法であって:
メモリにアクセスして、ある受信者と確立されたサービス・フローに関連付けられた、該受信者に送信されるべきある量のデータを取得する段階と;
前記メモリにアクセスして、前記サービス・フローを特徴付ける制御情報を取得する段階と;
前記データの少なくとも一部をデータグラムのペイロードに入れ、該データグラムのヘッダに前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報を入れることによってデータグラムを形成する段階であって、前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報は前記ヘッダの16より少ないビットを占める、段階と;
前記データグラムで電波周波数信号を変調し、前記電波周波数信号を無線媒体を通じて放出する段階とを含む、
方法。
【請求項95】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダのちょうど3ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項96】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダの少なくとも3ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項97】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダのちょうど4ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項98】
前記サービス・フローを特徴付ける前記制御情報が前記ヘッダの少なくとも4ビットを占める、請求項94記載の方法。
【請求項99】
前記ヘッダの第二のフィールド中に、前記ペイロード中のデータの量を示す情報を入れる段階をさらに含む、請求項94記載の方法。
【請求項100】
移動局によって実装される、請求項94記載の方法。
【請求項101】
基地局によって実装される、請求項94記載の方法。
【請求項102】
前記受信者が基地局である、請求項94記載の方法。
【請求項103】
前記受信者が移動局である、請求項94記載の方法。
【請求項104】
請求項94記載の方法を実装するよう構成された移動局。
【請求項105】
請求項94記載の方法を実装するよう構成された基地局。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図2】
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【図6】
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【図10】
【図11】
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【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【公表番号】特表2013−502092(P2013−502092A)
【公表日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−518712(P2012−518712)
【出願日】平成22年7月6日(2010.7.6)
【国際出願番号】PCT/CA2010/001066
【国際公開番号】WO2011/003195
【国際公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【出願人】(511225310)ロックスター ビーアイディーシーオー,エルピー (26)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月6日(2010.7.6)
【国際出願番号】PCT/CA2010/001066
【国際公開番号】WO2011/003195
【国際公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【出願人】(511225310)ロックスター ビーアイディーシーオー,エルピー (26)
【Fターム(参考)】
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