JP2001502865A - Cdmaシステムにおける並列情報ストリームの多重化方法 - Google Patents

Cdmaシステムにおける並列情報ストリームの多重化方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は複数の可変データ速度を有する複数の情報ストリーム(10)を送信する方法を開示する。複数の情報ストリーム(10)は一緒に共通情報フレーム(25)に多重化される。前記情報は、チャネル符号化され、かつ符号化情報を含むオーバーヘッド・ビット(67)の数と共に多重化フレーム(65)上に多重化される。次いで、前記多重化フレームは、前記第1の符号チャネルが常時前記オーバーヘッド・ビット・データを含むように、個別の符号チャネルを介してそれぞれ送信される少なくとも一つのチャネル・フレーム(75)にデマルチプレックスされる。

Description

【発明の詳細な説明】 CDMAシステムにおける並列情報ストリームの多重化方法 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、符号分割多元接続(CDMA)システムに関し、特にCDMAシス テムにおける複数の可変速度並列情報ストリームを多重化する方法に関する。 関連技術の説明 移動通信システムは発展し続けているので、音声及び映像のようなマルチメデ ィア・サービス、及びインターネット通信は、並列かつ独立したいくつかの情報 ストリームが単一の通信接続を介して移動局とネットワークとの間で転送される ことを必要とする。これらの情報ストリームは、異なるビット速度、異なるビッ ト誤り速度、異なる遅延等を有する。更に、並列情報ストリームは、可変速度の 音声符号及びパケット交換データ通信のようなアプリケーション用に可変ビット 速度を有し得る。これは、情報ストリームがそれらの帯域幅を独立して変更する 能力を有することを必要とする。 直接拡散符号分割多元接続(DS−CDMA:Direct Sequenc e Code Division Multiple Access)は可変速 度情報ストリームの取り扱いに適した多元接続候補のうちの一つである。しかし ながら、DS−CDMA用に現存する構成は、解決を要する大きな制約がある。 IS−95プロトコルにより動作するDS−CDMAシステムは、固定拡散係数 により単独の符号送信を可能にする。従って、各通信接続は固定公称速度による 単一の符号が割り付けられる。IS−95プロトコルを使用すると、3情報スト リーム(信号、一次及び二次トラフィック)まで一緒に多重化することができる 。しかしながら、ビット速度の和は符号チャネル用の公称速度を超えてはならな いので、各データ・ストリームのビット速度を独立して選択することはできない 。ビット速度の和が公称速度より低いときは、不連続送信(DTX:disco ntinous transmission)を使用す る。 IS−95プロトコルは可変ビット速度情報ストリームに関するいくつかの欠 点がある。IS−95プロトコルのビット速度は相対的に低い。その上、異なる データ・ストリームの限定された数の組み合わせのみがプロトコルにより定義さ れるに過ぎない。更に、移動局から送信される情報ストリームの組み合わせに関 する明示情報はネットワークに部分的にしか送信されない。低ビット速度の問題 に対する1解決方法は、マルチ符号送信を含むようにIS−95プロトコルを拡 張することである。しかしながら、これは、平均して、各ストリームが割り付け られた符号を部分的に使用するだけなので、符号の浪費となる。ネットワークに は明示ビット速度情報が送信されないので、可能ビット速度数を増加することは 困難となる。 CODIT解決方法は、可変拡散により単一符号送信を可能にさせる。この解 決方法により、複数の並列可変速度情報ストリームが個別的に符号化され、かつ 物理データ・チャネル(PDCH:physical data channe l)に多重化される。異なる複数の情報ストリームに関する接続の現在特性の情 報は、並列な一定ビット速度の物理制御チャネル(PCCH:physical control channel)を介して送信される。10ミリ秒のフレー ム期間にPCCHを介して送信されるビット速度情報は、同一10ミリ秒のフレ ーム期間中にPDCHにより搬送される情報ストリームのことを云う。PCCH 及びPDCHは、個別の2つの符号チャネル上を送信される。閉ループ・パワー 制御のときに、受信機はPCCHのパワーを測定して受信機がパワー制御判断を するために、現在のPDCHビット速度を知るまでもないようにする。 CODIT解決方法は、プロトコルにより限定された数の組み合わせの情報ス トリームのみが定義されるので、全体的には満足できるものでない。新しい組み 合わせ又は形式の情報、例えば可変ビット速度に関する異なるセットの速度を必 要とするときは、仕様を変更する必要がある。 直交符号システムに適用されるときにCODIT解決方法が有する他の問題は 、どのようにしてビット速度情報を受信機に転送するのかに関係している。第1 に、 前のフレームが誤っていても、速度情報をデコードできる必要がある。並列な一 定速度の符号チャネルによるCODIT解決方法は、使用される符号の数を最小 化する必要があるので、限定された数の直交符号によるシステムにとって好まし くない。更に、音声専用端末のときは、1以上の符号を使用すると複雑さが増大 する。 最後の解決方法は、コヒーレントな広帯域CDMA(CW−CDMA)を利用 する。コヒーレントな広帯域CDMAはマルチ符号送信ストリームであり、各接 続はデータ・ストリームに対して固定公称速度によるいくつかの符号のうちの一 つを割り当てる。この概念は、可変速度マルチ符号送信を実行する方法がまだ提 供されていない意味で、完全に展開されていない。トランシーバに対する速度情 報は、情報ストリームに一緒に時間多重されて、同一セットの符号により送信さ れる。CW−CDMA概念に関して並列可変速度情報ストリームのマルチ符号送 信を実施することについては説明されていないが、一つの解決方法は、異なる符 号セットを使用して異なる複数の情報ストリームを送信することである。 しかしながら、これは、各ストリームがそれに割り当てられた符号を部分的に 使用するだけとなるので、符号を浪費することになる。これは、限定された数の 直交符号のみが利用可能になっているダウンリンクにおいて深刻な問題となる。 この概念が有する他の問題は、ビット速度情報が未知であるフレームを受信した ときに、閉ループ・パワー制御が各スロットにおける固定速度オーバーヘッド部 分、例えばDTX可変速度送信用のパイロット・シンボルにのみに基づき得ると いうことである。これは、受信するエネルギを測定するために、送信された全て のビットを使用するときよりも、パフォーマンスが悪くなる。最後に、マルチ符 号送信の場合に、ビット速度が未知であれば、如何なる符号を使用しているのか が判らない。不連続送信(DTX)は、システムの公称情報ビット速度よりも低 いデータ送信を必然的に伴う。不連続送信では、ユーザチャネル時間の100% にわたってデータが送信されない。 発明の概要 本発明は、可変データ速度を有する複数の情報ストリームを送信する方法であ って以上の問題及び他の問題を克服する。複数のデータ・ストリームは一緒に多 重化されて共通情報フレームを形成する。共通情報フレームは、複数の情報スト リームのそれぞれによる単一フレームからなる。前記共通情報フレームに含まれ る各フレーム内のビット数は、二進表示に変換され、かつビット速度情報フレー ムに多重化される。 前記ビット速度情報フレーム及び共通情報フレームは、チャネル符号化され、 かつ単一の多重化フレームに多重化される。次いで、前記多重化フレームは少な くとも1つのチャネル・フレームにデマルチプレックスされる。各チャネル・フ レームは符号チャネル上に送信される。各デマルチプレックス・フレームは、第 1の符号チャネルが常時、多重化フレームのためのビット速度情報を含むように してデマルチプレックスされる。前記多重化フレームの共通情報データは、1フ レーム遅延されて特定グループのデータと共に送信されるビット速度情報が次の フレームのデータに関するものとされてもよい。 図面の簡単な説明 本発明のより完全な理解のために、添付図面に関連させて以下の詳細な説明を 参照する。 図1は移動局と公衆陸上移動ネットワークとの間の通信を示すブロック図であ る。 図2は情報ストリームを示す。 図3は移動局から公衆陸上移動ネットワークへ送信するために可変ビット情報 ストリームを多重化する方法の好ましい実施例を示すブロック図である。 図4は共通情報フレームに多重化する前に前方誤り訂正符号化及びインタリー ブ処理により複数の情報ストリームに対して付加的な保護を施す方法を示すブロ ック図である。 図5は2つの共通情報ストリームが異なる内部符号化及びインタリーブ処理を 有する本発明の他の実施例を示す。 本発明の詳細な説明 ここで図面、特に図1を参照すると、移動局5及び移動交換局7を含む公衆陸 上移動ネットワーク6のブロック図が示されている。移動局5と公衆陸上移動ネ ットワーク6との間に接続を初期的に確立するときは、予め定められた単一の情 報ストリーム8のみを含む接続をまず確立する。この情報ストリーム8は専用の 制御チャネル(DCCH)であり、これによって他のデータ・ストリームを設定 するための更なる信号処理が実行される。DCCH8を介して、情報ストリーム の数及びビット速度情報フレームのサイズは、最初に判断される。呼の設定中に 、各情報ストリームの符号化及びインタリーブ処理の方法が決定される。 ビット速度情報フレーム内のビット数は、速度セットのサイズにより暗黙的に 与えられる。速度セットのサイズは、それぞれ予め定めた速度セットを有する予 め定めた情報ストリームの組み合わせを選択することにより、設定されてもよい 。代わりに、速度セットは情報ストリームの組みあわせを選ぶことにより選択さ れても良く、そこで速度セットは、ビット速度レベル数、及び各ビット速度レベ ルに関するフレーム毎ビット数に基づいて定められる。 ここで図2を参照すると、情報ストリーム10が示されている。各情報ストリ ーム10は、各フレーム15がTf秒のフレーム区間長を有するように同期され ている。Tfはシステム常数であり、典型的には1〜20msの範囲にある。Ni (ただし、iは情報ストリーム番号iを表す)情報ビットは、情報ストリーム1 0の各フレーム区間内に含まれる。各情報ストリームに関する瞬時ビット速度は 、式Ri=Ni/Tfにより定義される。可変速度データ・ストリームのときは、 Niはフレーム毎に変化する。 ここで更に図3も参照すると、本発明の好ましい実施例が示されている。送信 されるべき各情報ストリーム10のビットは、与えられたフレーム区間Tf中に 到達し、かつマルチプレクサ20によって共通情報フレーム25のストリームに 多重化される。各共通情報フレーム25は、特定のフレーム区間におけて各情報 ストリーム10からの単一フレーム区間Tfからなる。同時に、共通情報フレー ム25内の各情報ストリーム10のためのビット数(Ni)30は、ブロック3 5において二進表示に変換されて、一緒にビット速度情報(BRI:bitra te information)フレーム40に多重化される。従って、BRI フレーム40は、共通情報フレーム25内の情報ストリーム10の各フレームの ために変換され、かつ多重化されたビット数からなる。 共通情報フレーム25及びBRIフレーム40は、ブロック50及び45にお いてそれぞれ独立してチャネル符号化される。チャネル符号化処理は、時多重化 情報ストリームの終端にテール(tail)ビットを付加するステップ、及び/ 又は予め定めた速度で畳み込み符号化器により符号化するステップを含めてもよ い。しかしながら、他の形式のチャネル符号化は、説明したように本発明にも等 しく適用可能であることを認識すべきである。 共通情報フレーム25は、任意選択的にブロック55において1フレームにつ きフレーム遅延され、次いでマルチプレクサにより符号化されたBRIフレーム 40と多重化される。これは、符号化された情報ストリーム・データ66、及び 次に多重化されるフレームの符号化情報ストリームのための符号化BRIデータ 67からなる多重化フレーム65を生成する。符号化された情報フレームをフレ ーム遅延することにより、多重化フレームの符号化BRI部分67は、次の多重 化フレームにおける情報ビット数を表す。これは、受信機が次のフレームから受 信すべき総ビット数を知ることを可能にする。受信機は、送信機により使用され た各スロットのポート用に受信したパワー及び/又はSIRを測定して閉ループ ・パワー制御することにより、基地局で所望のパワー・レベルを受信するために 、この情報を使用して受信した信号のパワーを予測し、移動局からのパワーを制 御する。代わって、符号化された情報フレームは、それ自身のBRI部67によ り多重化されてもよい。 多重化フレーム65は、ブロック70において固定長のNfビットを有する複 数の符号チャネル・フレーム75にデマルチプレックスされる。しかしながら、 異なる拡散比による異なる形式の符号チャネルが存在し得る。従って、1形式の 符号チャネルのチャネル・フレームは固定長Nnを有し得ると共に、他形式の符 号チャネルのチャネル・フレームは長さNf2を有する。チャネル・フレームの長 さが正確にNfの倍数でないときは、最後のチャネル・フレーム75にゼロ・パ ッディグ・ビットを付加してもよい。符号化された各チャネル・フレーム75は 、割り付けられた符号チャネルを介する送信のために10msフレーム区間内で 個別にインタリーブされる。ブロック80において、パイロット・シンボル及び パワー制御コマンドのような付加的な情報及びオーバーヘッドは、インタリーブ 処理の前又は後のいずれかでチャネル・フレームに多重化されてもよい。 ブロック81において、インタリーブされた各チャネル・フレームは、固有の 拡散符号が適用され、ブロック82において、基地局からの送信用の搬送波にの るよう変調される。最後のフレーム対してゼロ・パッディグがされるときは、ゼ ロ・パッディグを含む、符号チャネル75の対応する部分は、送信されない。各 チャネル・フレームは、個別な符号チャネル上で送信される。 複数のチャネル・フレーム75を送信するために1以上の符号チャネルが使用 されるときは、ブロック70において、多重化フレーム65を複数のチャネル・ フレームにデマルチプレックスすることにより、BRIフィールド67が、常に 、第1の符号チャネルに割り当てられる。BRIフィールド67は、基地局にお いていくつの、かつ可能性としてどの符号チャネルが使用されているのかについ て受信機に知らせる情報、及び次のフレームに含まれるビット数を含むので、こ の符号チャネルは、一次符号チャネルと云われる。二次符号チャネルをうまく利 用するために、BRIフィールド67は、使用される第1の二次符号チャネルの 識別と、使用される二次符号チャネルの数とを含むように拡張されてもよい。こ れは、連続するブロックにおいて符号チャネルのダイナミックな割り当てを可能 にする。これは、特定の時点で占有される符号チャネル数が使用される符号チャ ネル数に等しくなることを保証する。このようにして、不必要な符号チャネルの 使用は、前方向及び逆方向リンクの両方で実質的に減少される。 図3の実施例は、同一の符号チャネル機構による各情報ストリーム10のチャ ネル符号化を示す。特定の情報ストリーム10について更なる保護を必要とする ときは、図4に示すように、マルチプレクサ20において、情報ストリームを多 重化する前に、前方誤り符号化(forward error coding) 85の形式による付加的な符号化、及び付加的なインタリーブ処理90を付加し てもよい。付加的な符号化及びインタリーブ処理は、特定のストリームについて 個別に実行され、次いで符号化されていない情報ストリームと共に、共通情報フ レーム25に多重化される。 図5は、本発明の他の実施例を示し、異なる内部符号化及びインタリーブ処理 を必要とするM共通情報フレーム10a及び10bがマルチプレクサ60におい て組み合わせられる。図3の実施例のフレキシビリティは、全ての情報ストリー ム10が同一のインタリーブ処理及び符号化機構を通す必要があるという犠牲の もとに達成される。これは、長い内部インタリーブ処理によりパフォーマンスが 得られる情報ストリーム10について限定する可能性がある。この問題は、別個 の符号化、及び多分、マルチフレーム・インタリーブ処理後に、共通情報ストリ ームと組み合わせられた少数の並列ストリームを有することにより、解決され得 る。20aにおいて、1セットの情報フレーム10aが多重化され、かつ80に おいて、1フレーム・インタリーブ処理により第1の内部チャネル符号化50が 行われる。他のセットの情報フレーム10bは、20bにおいて、多重化され、 第2のチャネル符号化速度105及びマルチフレーム・インタリーブ処理110 に進む。次いで、ブロック60において、先に述べたように、2つの個別に符号 化された情報フレームを一緒に多重化する。 本発明の方法及び装置の好ましい実施例を添付した図面に示し、かつ以上の詳 細な説明により説明したが、本発明は開示した実施例に限定されず、以下の請求 の範囲に記載し、かつ定義したように、本発明の精神から逸脱することなく、多 数の再配列、変更及び置換が可能なことを理解すべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ヤマル,カリム 東京都渋谷区代々木5―33―2 パラシオ ビラ ビスタ 302

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.固定されたフレーム間隔で可変数のビットを有する情報フレームのストリ ームを送信する方法であって、 前記情報フレームのストリームからの情報フレームを少なくとも一つのチャネ ル・フレームにデマルチプレックスするステップであって、チャネル・フレーム のうちの1チャネル・フレームを除く全てチャネル・フレームが同一数のビットを 含み、かつ前記1チャネル・フレームが前記少なくとも一つのチャネル・フレーム に含まれていない前記情報フレームからの残りのビットを含むステップと、 前記少なくとも一つのチャネル・フレームのそれぞれ及び前記1チャネル・フ レーム内にブロック・インタリーブ処理をするステップと、 個別の符号チャネルを介して前記少なくとも一つのチャネル・フレーム及び前 記1チャネル・フレームを送信するステップと、を備えた方法。 2.複数の可変データ速度を有する複数の情報ストリームを送信する方法であ って、 前記複数の情報ストリームを多重化して共通情報フレームを形成するステップ であって、前記共通情報フレームは前記複数の情報ストリームのそれぞれからの フレームを含むステップと、 前記共通情報フレームをチャネル符号化するステップと、 固定された数のオーバーヘッド・ビットを前記チャネル符号化された共通情報 フレームに多重化して多重化フレームを形成するステップと、 前記多重化フレームを固定された数のビットを含む少なくとも一つのチャネル ・フレーム、及び前記少なくとも一つのフレームに含まれない前記多重化フレー ムの残りのビットを含む1チャネル・フレームにデマルチプレックスするステッ プと、 別々の符号チャネルを介して前記少なくとも一つのチャネル・フレーム及び前 記チャネル・フレームを送信するステップと、を備えた方法。 3.多重化する前に少なくとも一つの情報ストリームを処理するステップを更 に含む請求項2記載の方法。 4.前記処理するステップは、前方誤り符号化を備えている請求項3記載の方 法。 5.前記処理するステップは、インタリーブ処理を備えている請求項3記載の 方法。 6.予め定めた速度で前記共通情報フレームを畳み込み符号化するステップを 更に備えている請求項2記載の方法。 7.前記チャネル符号化するステップは、前記共通情報フレーム内の多重化フ レームの終端にビットを付加するステップを更に備えている請求項2記載の方法 。 8.前記オーバーヘッド・ビットは、前記多重化フレームを複数の情報ストリ ームにデマルチプレックスするためのビット速度情報を含む請求項2記載の方法 。 9.前記ビット速度情報は、次の多重化フレーム内の各情報ストリームのため のビット数を備えている請求項8記載の方法。 10.次の情報フレームのためのビット速度情報は、次のフレーム内の閉ルー プ・パワー制御を改善するために使用される請求項9記載の方法。 11.前記共通情報フレームから独立して前記ビット速度情報を符号化するス テップを更に含む請求項8記載の方法。 12.前記符号化するステップは、畳み込み符号化するステップを備えている 請求項11記載の方法。 13.前記チャネル符号化するステップは、前記共通情報フレーム内の前記多 重化フレームの終端にビットを付加するステップを更に備えている請求項10記 載の方法。 14.前記オーバーヘッド・ビットは、このオーバーヘッド・ビットが前記少 なくとも一つのチャネル・フレームのうちの第1のチャネル・フレームを備える ように、前記チャネル符号化されたビットに多重化される請求項2記載の方法。 15.前記符号チャネル上の送信の前に、前記少なくとも一つのチャネル・フ レーム及び前記チャネル・フレームをインタリーブ処理するステップを更に含む 請求項2記載の方法。 16.セルラ呼の設定中に前記複数の情報ストリームの数を予め定めるステッ プを更に含む請求項2記載の方法。 17.可変データ速度を有する複数の情報ストリームを送信する方法であって 、 前記複数の情報フレームを一緒に多重化して共通情報フレームを形成するステ ップであって、前記共通情報フレームは複数の情報ストリームのそれぞれからの フレームを含むステップと、 前記共通情報フレームに含まれている前記フレームのそれぞれのビット数を表 す値をビット速度情報フレームに多重化するステップと、 前記共通情報フレーム及び前記ビット速度情報フレームをチャネル符号化する ステップと、 前記共通情報フレームを前記ビット速度情報フレームと多重化して多重化フレ ームを形成するステップと、 前記多重化フレームを少なくとも一つのチャネル・フレームにデマルチプレッ クスするステップと、 別々の符号チャネルを介して前記少なくとも一つのチャネル・フレームのそれ ぞれを送信するステップであって、前記符号チャネルはビット速度情報を内包す る一次符号チャネルを含むステップと、を備えた方法。 18.多重化の前に、前記共通情報フレームに含まれているフレームのための ビット数を表す値を二進表示に変換するステップを更に含む請求項17項記載の 方法。 19.多重化処理の前に前記情報ストリームのうちの少なくとも一つを処理す るステップを更に含む請求項17記載の方法。 20.前記ビット速度情報は、前記次の多重化フレームにおける各情報ストリ ームのためのビット数を備えた請求項17項記載の方法。 21.前記共通情報フレームから別々に前記ビット速度情報を符号化するステ ップを更に含む請求項17項記載の方法。 22.前記多重化処理は、 前記複数の情報ストリームの第1の部分を第1の共通情報フレームに多重化す るステップと、 前記複数の情報ストリームの第2の部分を第2の共通情報フレームに多重化す るステップとを、備えた請求項17項記載の方法。 23.前記チャネル符号化のステップは、 第1のチャネル符号化速度に従って前記第1の共通情報フレームをチャネル符 号化するステップと、 第2のチャネル符号化速度に従って前記第2の共通情報フレームをチャネル符 号化するステップと、を備えた請求項22項記載の方法。 24.前記第2の共通情報フレームをマルチフレーム・インタリーブ処理する ステップを更に含む請求項23項記載の方法。 25.複数の可変データ速度を有する複数の情報ストリームを送信する方法で あって、 前記複数の情報フレームの第1の部分を第1の共通情報フレームに多重化する ステップと、 前記複数の情報ストリームの第2の部分を第2の共通情報フレームに多重化す るステップと、 前記第1のチャネル符号化速度に従って前記第1の共通情報フレームをチャネ ル符号化するステップと、 前記第2のチャネル符号化速度に従って前記第2の共通情報フレームをチャネ ル符号化するステップと、 前記第2の共通情報フレームをマルチフレーム・インタリーブ処理するステッ プと、 前記第1の共通情報フレームを前記第2の共通情報フレーム及び固定された数 のオーバーヘッド・ビットと多重化して多重化フレームを形成するステップと、 前記多重化フレームを少なくとも一つのチャネル・フレームにデマルチプレッ クスするステップと、 別々な符号チャネルを介して前記少なくとも一つのチャネル・フレームのそれ ぞれを送信するステップであって、一次符号チャネルは常時ビット速度情報フレ ームを含むステップと、を備えた方法。 26.前記オーバーヘッド・ビットは、前記多重化フレームを複数の情報スト リームにデマルチプレックスするためのビット速度情報を含む請求項25記載の 方法。 27.前記ビット速度情報は、前記次の多重化フレームにおける各情報ストリ ームのためのビット数を備えている請求項26記載の方法。
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