JP2004538713A - Ｃｄｍａシステムにおいて可変データレートをサポートするための方法 - Google Patents

Abstract

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）データ通信システムにおける送信機と受信機との間で可変データレートをサポートするための改良方法（１０）が提供される。本方法には、送信機と受信機との間に制御チャネル及び少なくとも一つのアプリケーションデータチャネルを設け（１２）、送信機からアプリケーションデータチャネルを介し受信機に対して、ユーザデータを送信し（１４）、送信機から制御チャネルを介し受信機に対して、このユーザデータが送信機により送信されるデータレートを示すデータレートインジケータを送信し（１６）、このデータレートインジケータを用いて、受信機でこのユーザデータを復号する（１８）ことが含まれる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）に関し、とりわけ、ＣＤＭＡデータ通信システムにおいて可変データレートをサポートするための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線電気通信システムは、そのシステム信頼性及びシステム収容力の向上に伴って、過去十年間に劇的な成長を遂げてきた。無線通信システムは、陸線ベースのシステムが非実用的又は使用不可能であるような様々な応用分野において利用されている。また、無線通信システムは、老朽化する電話回線及び旧式化した電話機器にとって代わるための、経済的に採算の取れる代替案の一つともなっている。残念ながら、無線通信システムの利用に供することのできる無線周波数帯域部分は、種々のサービスプロバイダ間でシェアされなければならない有限の絶対必要なリソースである。よって、無線通信システムの効率及び収容力を向上させることに対する要望が常にある。
【０００３】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）は、無線通信システムの効率及び収容力を向上させるにあたっては、特段の有望性を示している。ＣＤＭＡはスペクトラム拡散通信の原理に基づくデータ通信技術である。ＣＤＭＡシステムにおいては、周波数スペクトラムの同一部分が全てのシステム加入者単位により通信に用いられる。各々の加入者単位のベースバンドデータ信号に対して、一般に「拡散符号」と呼ばれる、データレートよりも遥かに高いレートを有する符号列が乗算される。この符号化が行なわれることにより、送信スペクトラムはベースバンドデータ信号のスペクトラムよりも遥かに広いものとなることから、この技術は「スペクトラム拡散」と呼ばれる。ユニークな拡散符号が各々の通信リンクに対して割り当てられることにより、加入者単位間及びそれらによる通信間での区別が可能となる。異なる加入者単位からの通信が同一周波数帯域上での送信によりなされることから、ＣＤＭＡでは時分割多元接続又は周波数分割多元接続などの他の従来データ通信技術を用いるよりも多くのユーザが無線ネットワークに同時アクセスすることが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＤＭＡシステムでは、時として、ユーザが異なるデータレートでデータ送信を行なう必要がある場合がある。可変レートサービスでは、アプリケーションに応じて、フレーム間でデータレートを変える場合がある。既知の手法の一つでは、受信機で受信された所与のフレームに対するデータレートを判断するためにブラインドレート検出が用いられる。この手法においては、フレーム処理に先立ち、受信機が受信フレームのデータレートの判断を行なう必要がある。送信機により何れのデータレートが用いられたのかに関する判断がなされる前は、各フレームは各々取り得るデータレートで別々に処理される必要がある。当該サービスにおいてサポートされるデータレート数が大きいほど、受信機側ではより大きな処理力が要され、処理構成がより複雑となる。従って、ＣＤＭＡシステムにおいて可変データレートをサポートするための、複雑さが緩和され信頼性が高い方法が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）データ通信システムにおける送信機と受信機との間で可変データレートをサポートするための改良方法が提供される。本方法には、送信機と受信機との間に制御チャネル及び少なくとも一つのアプリケーションデータチャネルを設け、送信機からアプリケーションデータチャネルを介し受信機に対して、ユーザデータを送信し、送信機から制御チャネルを介し、受信機に対して、このユーザデータが送信機により送信されるデータレートを示すデータレートインジケータを送信し、このデータレートインジケータを用いて、受信機でこのユーザデータを復号することが含まれる。
【０００６】
本発明、及び、その目的と効果は、以下の明細書及び添付図面を参照することにより、より完全に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ＣＤＭＡ技術は一般に、セルラー型の無線ネットワーク通信システムにおいて実施される。セルラー型のシステムにおいて、サービスエリアは、セルと呼ばれる、幾つかの隣接する電波到達区域に地理的に分割される。ネットワークにおける各セルは、セル内又はセル近傍に所在している幾つかの移動局との通信リンクを確立する、少なくとも一つの基地局を有している。基地局及び移動局は、当該技術において周知のように、データ信号を送受信することのできる送受信器であり、移動局が一のセルから隣接セルへと移動するときに、当該移動局との通信リンクが隣接セル内の基地局に引き渡されることにより、このリンクが保持される。このようにして、移動局はその通信リンクの途切れを被ることなく、セル間を移動することができる。以下の記載はセルラー型の無線ネットワークシステムについて言及するものであるが、ＣＤＭＡ技術は他のタイプのデータ通信システムにおいても利用可能であることは容易に理解されるところである。
【０００８】
図１はＣＤＭＡデータ通信システムにおける送信機と受信機との間での可変データレート送信をサポートするための改良方法について示すフローチャートである。通信リンクはステップ１２に記されるように送信機と受信機との間に個別制御チャネル及び少なくとも一つのアプリケーションデータトラフィックチャネルが設けられるよう構成されている。制御チャネルは固定データレートで運用されるのに対して、アプリケーションデータチャネルは可変データレートをサポートすることができるように想定されている。
【０００９】
データはフレームと呼ばれるビットのブロックで送信され、データレートはフレーム当たりで送信されるビット数として規定される。可変レート送信をサポートするために、送信機により制御チャネルを介してデータレートインジケータが受信機に対して送信され（１４）、これと同時に、送信機によりアプリケーションデータチャネルを介してユーザデータが受信機に対して送信される（１６）。本発明によれば、制御チャネルに用いられるフレームサイズはアプリケーションデータチャネルに用いられるフレームサイズよりも短いものである。
【００１０】
受信機にデータレートを送信するにあたっては、好ましくは４ビットのバイナリインジケータが用いられる。インジケータの値は特定のデータレート（すなわち、フレーム当たりのビット数）及び対応するフレーム期間との相関関係を有する。本例では、インジケータの値が「００００」の場合にはサポートされる最も高いデータレートを、値が「１１１１」の場合にはサポートされる最も低いデータレートを示す。データレートインジケータ並びに対応するデータレート及びフレーム期間は、受信機に備えられた参照テーブルに保存される。参照テーブルにはデータレートが最も高いものから最も低いものまで順に並べられていることを想定する。これに代わる実施の形態では、データレートインジケータは送信機により用いられた実際のデータレートを表わすようにしても良い。
【００１１】
送信機からのデータレートインジケータを受信すると、受信機はこれを復号する。データレートが判断されると、受信機はステップ１８に示されるように送信機からアプリケーションデータチャネルを介して受信されたユーザデータを復号することができる。このようにして、ユーザデータペイロードをフレーム間で異ならせることができる。データレートインジケータはデータレートが変わるときにのみ送信される必要があるが、データレートインジケータは送信機と受信機との間で送信されるユーザデータペイロードの各々のために送信することもできるものと想定する。
【００１２】
セルラー型のネットワークシステムにおいては、基地局及び移動局はその各々が送受信機能を果たす能力を有する。基地局から移動局への送信はダウンリンク又はフォワードチャネル通信リンクと呼ばれるのに対して、移動局から基地局への送信はアップリンク又はリバースチャネル通信リンクと呼ばれる。よって、上述の手法は何れの方向の送信に対しても適用され得るものであることが理解される。
【００１３】
第三世代無線パーソナル通信システムに用いられる様々な広帯域ＣＤＭＡ規格が提案されている。初期のＣＤＭＡ規格（例えば、ＩＳ−９５）と異なり、提案されている広帯域ＣＤＭＡ規格は、データレートインジケータを送信するために用いられ得る、一又はそれより多くの個別制御チャネルを含む。米国電気通信工業会により提案されている広帯域ＣＤＭＡ規格（一般に「ＣＤＭＡ２０００」と呼ばれている）はそのような広帯域ＣＤＭＡ規格の一つである。以下にさらに説明するように、本発明の改良手法は特にＣＤＭＡ２０００と用いるのに適したものである。以下の記載はＣＤＭＡ２０００について言及されているものであるが、本発明は、ＡＲＩＢ及びＥＴＳＩにより提案されている広帯域ＣＤＭＡ規格並びにＥＴＲＩにより提案されている広帯域ＣＤＭＡ規格を含む（但し、これらに限られない）他のＣＤＭＡ規格においても実施され得るものであることは容易に理解される。
【００１４】
図２はＣＤＭＡ２０００のために提案されている四つの異なる個別上りチャネルを示す。ファンダメンタルチャネル２２並びに一又はそれ以上のサプリメンタルチャネル２４及び２６はユーザデータを伝送するためのものである。個別制御チャネル２８は制御情報を伝送するためのものであり、パイロットチャネル３０は上り同期検波のためのタイミング信号を伝送する。四本の上りチャネルは当該技術において良く知られるようにウォルシュコードにより分けられる。
【００１５】
本発明の好適な実施の形態では、ユーザデータはファンダメンタルチャネル２２又はサプリメンタルチャネル２４及び２６の一方の何れかにより、２０ｍｓのフレーム長で送信される。さらに個別制御チャネル２８がデータレートインジケータを送信するのに用いられる。好ましくは、個別制御チャネル２８は固定データレートを有する５ｍｓのフレーム長を用いる。
【００１６】
同様に、三本の個別下りチャネルがＣＤＭＡ２０００に提案されている。ファンダメンタルチャネル及びサプリメンタルチャネルはユーザデータを伝送し、個別制御チャネルは制御情報を伝送する。本発明においては、個別制御チャネルはデータレートインジケータを送信するのに用いられる。
【００１７】
本発明は現時点における好適な形態で記載されているものであるが、添付の特許請求の範囲に示されるような発明の本旨から逸脱することのない限度において変更可能であることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る可変データレートをサポートするための方法を示すフローチャート
【図２】ＣＤＭＡ２０００のために提案されている、四つの異なる個別上りチャネルを示す図

Claims (10)

1. 送信機と受信機との間に、固定データレートを有する制御チャネルを設けると共に少なくとも一つのアプリケーションデータチャネルを設け、
   前記送信機から前記アプリケーションデータチャネルを介し前記受信機に対して、スペクトラム拡散データ信号の形態を採ったユーザデータを送信し、
   前記送信機から前記制御チャネルを介し前記受信機に対して、前記ユーザデータが前記送信機により送信されるデータレートを示すデータレートインジケータを送信し、
   前記受信機で受信された前記データレートインジケータの一部に基づいて前記ユーザデータを復号する、
   ことを有する、データ通信システムにおける送信機と受信機との間で可変データレートをサポートするための方法。
2. ユーザデータを送信するためのステップは、前記ユーザデータが前記受信機に送信される前記データレートを変化させることをさらに有する、請求項１記載の方法。
3. データレートインジケータを送信するためのステップは、ユーザデータを送信するためのステップと同時に行なわれる、請求項１記載の方法。
4. 前記データレートインジケータは、前記ユーザデータを送信するために用いられるデータパケットの固定長未満の固定長を有するデータパケットにより送信される、請求項３記載の方法。
5. 前記ユーザデータを復号するためのステップは、前記ユーザデータに対応するデータレートを取り出し、前記データレートを前記受信機に備えられたメモリ領域に保存し、前記データレートを用いて前記ユーザデータを復号することをさらに有する、請求項１記載の方法。
6. データレートインジケータを送信するためのステップは、ＣＤＭＡ２０００規格により定義される個別制御チャネルを用いることをさらに有する、請求項１記載の方法。
7. アプリケーションデータチャネルを介して、スペクトラム拡散データ信号の形態を採ったユーザデータを送信し、
   制御チャネルを介して、前記ユーザデータが送信されるデータレートを示すデータレートインジケータを送信し、
   受信機で受信された前記データレートインジケータの一部に基づいて前記ユーザデータを復号する、
   ことを有する、広帯域符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式を用いたデータ通信システムにおいて可変データレートをサポートするための方法。
8. ユーザデータを送信するためのステップは、ＣＤＭＡ２０００規格により定義される個別ファンダメンタルチャネル及び個別サプリメンタルチャネルの少なくとも一つを用いることをさらに有する、請求項７記載の方法。
9. データレートインジケータを送信するためのステップは、ＣＤＭＡ２０００規格により定義される個別制御チャネルを用いることをさらに有する、請求項７記載の方法。
10. 前記広帯域ＣＤＭＡ方式は、ＴＩＡの提案によるＣＤＭＡ２０００規格、ＡＲＩＢ及びＥＴＳＩの提案によるＷＣＤＭＡ規格、並びに、ＥＴＲＩの提案によるＴＴＡ I及びＴＴＡ II規格を有する群より選択される、請求項７記載の方法。

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