JP2000091987A - パケット交換通信システムおよびパケット交換通信する方法 - Google Patents
パケット交換通信システムおよびパケット交換通信する方法Info
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Abstract
ー制御を提供する。 【解決手段】 局が少なくとも1つのユーザと通信する
ダウンリンク通信チャネルからなるパケットスイッチト
通信システムが提供され、このダウンリンク通信チャネ
ルは、複数のフレームへと分割される。各フレームは複
数のデータパケットを備え、各データパケットは、所定
のユーザに送られ、そのユーザの伝送パワー制御情報を
備える。そして、各フレームにおける少なくとも1のデ
ータパケットがこの通信システムの少なくとも1の他の
ユーザの伝送パワー制御情報を備える。このシステム
は、ヌルユーザパケットを備えることができる。これ
は、この通信システムの少なくとも1のユーザの伝送パ
ワー制御情報を備えるような所定のものとは相違する。
Description
し、特に、広帯域符号分割多元接続(W−CDMA)通
信における高速閉ループパワー制御(fast closed loop
power control)の方法およびシステムに関する。
ィックは伝統的に、回路によりスイッチングされ、呼が
セットアップされると、サービス要求の継続時間にわた
って接続が維持されていた。アップリンクとダウンリン
ク両方に対して各アクティブユーザに専用トラフィック
チャネル(Dedicated Traffic Channel:DTCH)が
割り当てられ、各DTCHはユニークな拡散符号によっ
て特徴づけられている。全体のセッションにわたって、
DTCHはアクティブユーザにより排他的に用いられ
る。
堅牢であり、マクロダイバーシチ(ソフトハンドオー
バ)パワー制御をサポートすることにより高いシステム
キャパシティを発揮している。広帯域マルチサービスC
DMAシステムにおいて、非常にバースト的なトラフィ
ックはデータレート、従って、拡散ファクタおよび拡散
符号を調整することによりサポートされる必要がある。
しかし、この拡散符号を迅速に調整する必要性は非常に
複雑な符号割り当てアルゴリズムを必要とさせてしま
う。
な方法として、パケットスイッチされたデータを用いる
ものがある。ETSI UMTS W−CDMAおよびA
RIB W−CDMAは、頻繁ではないバースト的パケ
ットデータ(infrequent bursty packet cata)を送信
するのにランダムアクセスチャネル(Random Access Ch
annel:RACH)およびフォワードアクセスチャネル
(Forward Access Channel:FACH)を用いることを
提案している。このような方式の利点は、セットアップ
時間が迅速であることである。なぜなら、専用チャネル
を必要としないからである。しかし、この伝送メカニズ
ムはオープンループパワー制御のみを用い、マクロダイ
バーシチはサポートしない。
明細書(題:"Time Division Multiple Access Communic
ation System")において、多くのバースト的パケット
データのユーザを同じダウンリンクのDTCH上へと多
重化することが記載されている。この多重化方式は上述
の方式の多くの利点を組み合わせている。すなわち、複
雑さが低い符号割り当て、マクロダイバーシチ、ソフト
ハンドオーバ、低い制御オーバーヘッドのような利点を
組み合わせている。また、この方式は制限された閉ルー
プパワー制御を提供する。
いは、無線フレーム構成に依存する。なぜなら、無線フ
レームにおいてユーザに割り当てられるスロットが増え
ると、閉パワー制御がより改善するからである。しか
し、最悪の場合、すなわち、1フレームにおいてユーザ
に割り当てられたのが1スロットのみである場合、閉ル
ープパワーは弱まり、従って相当なパフォーマンスヒッ
トが存在してしまう。
タの伝送性能を維持するために高速閉ループパワー制御
の必要性がある。
と、局が少なくとも1つのユーザと通信するダウンリン
ク通信チャネルからなるパケットスイッチト通信システ
ムが提供され、このダウンリンク通信チャネルは、複数
のフレームへと分割される。各フレームは複数のデータ
パケットを備え、各データパケットは、所定のユーザに
送られ、そのユーザの伝送パワー制御情報を備える。そ
して、各フレームにおける少なくとも1のデータパケッ
トがこの通信システムの少なくとも1の他のユーザの伝
送パワー制御情報を備える。
えることができる。これは、この通信システムの少なく
とも1のユーザの伝送パワー制御情報を備えるような所
定のものとは相違する。すべてのフレームにおける少な
くとも1のパケット(データまたはヌルユーザのいずれ
か)は、通信システムの少なくとも1の他のユーザの伝
送パワー制御情報を備える。
も1のユーザの間のパケット交換通信の方法であって、
局が少なくとも1のユーザと上で通信するダウンリンク
通信チャネルを提供するステップと、前記ダウンリンク
通信チャネルをそれぞれが複数のデータパケットを備え
る複数のフレームへと分割するステップと、各データパ
ケットを所定のユーザへと送るステップと、各データパ
ケットにおいて前記ユーザの伝送パワー制御情報を含む
ステップとからなり、各フレームにおける少なくとも1
のデータパケットが通信システムの少なくとも1の他の
ユーザの伝送パワー制御情報を備えることを特徴とする
方法を提供する。
tended Transmission Power Control:ETPC)フィ
ールドを用いる。これは、このパケット交換通信システ
ムの他のユーザのパケット伝送パワー制御情報を含む。
これにより、非常に高速な閉ループパワー制御が可能と
なる。なぜなら、パワー制御情報が共有された単一の物
理的専用トラフィックチャネル上のパケット伝送のため
に、すべてのフレームごとに1度、またパケットごとに
1度更新されるからである。従って、相当にキャパシテ
ィを改善することができる。
ャネル(DTCH)上へと多くのバースト的パケットデ
ータのユーザを多重化する方式が提供される。この方式
は、バースト的パケットデータに対して符号当たり単一
ユーザの仮想回路伝送方式およびランダムアクセスパケ
ットの伝送方式の両方に対して利点を有する。本発明
は、仮想回路伝送の多くの利点を維持しながら(例え
ば、ソフトハンドオーバ、ダイバシチゲイン、閉ループ
パワー制御)、直交拡散符号割り当てを単純化する。
(MS)はスロットおよびフレーム同期を獲得し、符号
グループ識別およびスクランブリング符号識別を行う。
スクランブリング符号が識別された後、プライマリコモ
ン制御物理チャネル(CCPCH)が検出でき、システ
ムおよびセルに特有なBCCH情報が読まれることがで
きる。ランダムアクセスチャネル(RACH)はMSに
知らされる。
トデータ伝送に対して、MSはランダムアクセス要求手
続きを行う。MSからのランダムアクセス要求の成功し
た受け取りに基づいて、基地局(BS)は、MSに対し
パケットデータを送信すべきDTCHに関する情報を教
える。
伝送に対しては、BSは単純にユーザをページングし、
DTCHに対しパケットデータが送られるべきDTCH
を指示し、MSはDTCHセットアップを確認(AC
K)する。これら両方の場合、MSはBSによってそれ
らに割り当てられたDTCHフレームにおけるスロット
の数に関することを知らされる。すなわち、各MSはパ
ケットを受け取るため、DTCHフレームにおけるスロ
ット(もしあれば)の位置を知る。
示すように構成している。1つのDTCHフレームは1
6スロットからなる。第1のスロット(UPF)は、特
定のユーザにアドレス指定されるパケットの位置を示す
ユーザパケットフラグ(UPF:USER PACKET FLAG)を
送信するのに用いられる。フレームにおける残りのスロ
ットはユーザパケットを送信するのに用いられる。
ー制御(TPC)およびレート情報(RI))は専用物
理制御チャネル(DPCCH)上で送信され、データ情
報は、専用物理データチャネル(DPDCH)上で送信
される。これらDPCCHとDPDCHは図1に示すよ
うに時間多重化される。各ユーザに割り当てられたDP
DCHがユーザパケットを搬送するが、UPFのDPD
CHは代わりにユーザパケットフラグ(UPF)情報を
搬送する。
すように、ユーザパケットによりすべてのフレームスロ
ットが埋められるわけではないものが多い。1つのDT
CHフレームが各ユーザからのすべてのアクティブパケ
ットを収容することができない場合、2以上のDTCH
フレームが用いられる。図3にこの場合を示した。ここ
で、この場合では1つのDTCHチャネル(複数のフレ
ームであるが1つのみのコードチャネル)のみが用いら
れることに留意されたい。この方式は、サービス品質
(QOS)条件に従って遅延が許される場合に用いられ
る。
図4に示した複数DTCHをセットアップするのにマル
チコード方式が用いられる。
フィールドからなり、これらは1つのフレームにおける
ユーザパケットに対して高々15スロットに対応する。 UPF=[UPF1,UPF2,UPF
3,.....,UPF15]
タス(特定のユーザに対しパケットがあるかないか)を
示す。 UPFi=[ステータス] ここで、
あり、通常、Lは15+1(第1ビット=0を永続的に
含む)に等しい。なぜなら、DTCHからバーストパケ
ットデータを受信するのに高々15のユーザが割り当て
られているからである。MSがUPFを受けとるとす
ぐ、MSは、フレームにおいてパケットが含まれている
かを識別することが可能となる。もし含まれていれば、
MSは受け取りを行うことができる。図5にはUPFの
例を示した。
H)は、次のユーザ(USER)がフレームにパケットを有す
ることを示している。ユーサ゛ 1、ユーサ゛2、ユーサ゛4、ユーサ゛6、ユーサ゛8、ユーサ゛11、ユーサ゛15 次のユーザは、フレームにパケットを有さない。ユーサ゛ 3、ユーサ゛5、ユーサ゛7、ユーサ゛9、ユーサ゛10、ユーサ゛12、ユーサ゛1
3、ユーサ゛14
意されたい。堅牢さを増すため、繰り返しないし単純な
エンコードを用い、図6に示すようにダイバシチゲイン
を得る。
DTCH上のすべてのスロットにて、空のスロット(そ
のスロットにデータパケットが埋められていないもの)
にても送信される。従って、ソフトハンドオーバ機構、
そして制限された閉ループパワー制御の機構が保持され
る。
各ユーザはユニークな拡散符号を割り当てられ、従って
符号多重化される。アップリンクにおける各ユーザに対
して制御チャネルが連続的に送信されるので、基地局は
受信したパワーを連続的にモニタリングすることが可能
となる。しかし、BTSは、各ユーザに送ることができ
るパワー制御シンボルの数において制限される。実際
に、BTSは、個々のユーザに関連するTPCシンボル
をそのユーザ(例えば、図7に示したユーザ1)に割り
当てられたスロットの間に、送信するだけである。結果
的に、そのユーザは、1フレームにおいて1スロットの
みがユーザに割り当てられるような最悪の場合において
フレーム当たり1のTPCシンボルしか受信しない。ア
ップリンクパワー制御は、情報の品質においてのみ出な
く、情報が送信される頻度においても制限される。
(RACH)およびコード当たり1ユーザの方式上での
伝送の両方よりもバーストパケットデータに対して有利
であるが、パワー制御情報がフレームごとに1回のみし
か更新されない場合にはパワー制御が遅くなってしま
う。
しパワー制御情報を備えさせるためにTPCフィールド
を拡張することによって、すべてのMSユーザは、それ
らがダウンリンク伝送においてアイドル状態であった場
合でも、すべてのスロットにおけるTPC情報を受け取
ることができる。MSユーザは従って、パワー割り当て
における変化に応答して、それらのアップリンク伝送パ
ワーを迅速に調整することができる。
データ伝送レートでインターネットから画像をダウンロ
ードすることを考えてみる。1つの無線フレームにおい
て、0.625msのスロット内で、約60ビットのペ
イロード+8パイロットビット、および2のTPCビッ
ト(1シンボル)がある。図8に示すように、TPCフ
ィールドシンボルの数を1から物理チャネル上のユーザ
の数へと拡張することが適切である。
ことに留意されたい。明らかに、フレーム当たりのユー
ザが少ないと、オーバヘッドが少なくなり、データ伝送
の効率は上がる。他方、フレーム当たりのユーザが少な
いと、符号利用度の効率は下がる。従って、フレーム上
に多重化されるユーザの数と符号利用度の効率との間で
明確なトレードオフが存在する。TPCシンボルのオー
バヘッドが大きすぎれば(例えば、1符号チャネル上の
ユーザが多すぎれば)、別の符号チャネルを採用するこ
とを考えるべきである。
成が図9、10(例として8ユーザを用いている)に示
される。図9において、ユーザ4パケットは、アップリ
ンク伝送上のすべてのユーザに対するパワー制御情報を
含む拡張TPCフィールドを備える。ユーザ4に加え
て、各ユーザがこのフィールドを膨張し、それら自身の
TPCシンボルをピックアップする。ユーザパケットが
送信されないアイドルスロットにおいても、パイロット
信号と共に用いられる拡張TPCフィールドが送信され
る。各ユーザは、ユーザパケットフィールドがヌル
(空)である場合であってもそれら自身のTPC情報を
ピックアップする。このことは図10に示してある。
shortage problem)がないので、各パケットデータユ
ーザが1つのDTCHを保持することと想定することが
できる。各時間スロットにおいて、ユーザパケットデー
タは特定のユーザのみを宛先とする。しかし、すべての
ユーザがパイロットシンボルを用いる。従って、パイロ
ットシンボルのダウンリンク伝送パワーは一定であって
すべてのユーザが適切に受信するために十分に高くなけ
ればならない。各ユーザに対してデータ部分を調整する
ことができる。各ユーザの連続的アップリンク制御チャ
ネルは専用トラフィックチャネルに対して定められたす
べてのダウンリンクパワー制御シンボルを含む。このよ
うにして、図1に示すように、ダウンリンクがユーザデ
ータのパワーレベルを適切に調整することができる。
造。
構造。
アル伝送。
レル伝送。
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)少なくとも1つのユーザと局が通
信するダウンリンク通信チャネルを備え、 (B)前記ダウンリンク通信チャネルは、複数のデータ
パケットをそれぞれ含む複数のフレームへと分けられ、 (C)各データパケットは、所定のユーザを宛先とし、
そのユーザに対する伝送パワー制御情報を備え、 (D)すべてのフレームにおける少なくとも1つのデー
タパケットは、当該パケット交換通信システムの少なく
とも1つの他のユーザに対する伝送パワー制御情報を備
えることを特徴とするパケット交換通信システム。 - 【請求項2】 前記フレームは、いずれの所定のユーザ
を宛先としないヌルユーザパケットを含み、前記ヌルユ
ーザパケットは、当該パケット交換通信システムの少な
くとも1つのユーザに対する伝送パワー制御情報を含む
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 【請求項3】 すべてのフレームにおける少なくとも1
つのパケット(データパケットもしくはヌルユーザパケ
ット)は、当該パケット交換通信システムの少なくとも
1つの他のユーザに対する伝送パワー制御情報を含むこ
とを特徴とする請求項1または2記載のシステム。 - 【請求項4】 少なくとも1つのユーザと局の間でパケ
ット交換通信する方法であって、 (A)前記局が前記少なくとも1つのユーザと通信する
ダウンリンク通信チャネルを用意するステップと、 (B)複数のデータパケットをそれぞれ含む複数のフレ
ームへと前記ダウンリンク通信チャネルを分けるステッ
プと、 (C)各データパケットに対し所定のユーザを宛先とす
るステップと、 (D)各データパケットにおいて、前記ユーザに対する
データパケット制御情報を含ませるステップとからな
り、 (E)すべてのフレームにおける少なくとも1つのデー
タパケットは、少なくとも1つの他のユーザに対する伝
送パワー制御情報を含むことを特徴とするパケット交換
通信する方法。
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