JP2001506066A - 携帯電話環境における高速データ通信の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 携帯電話環境においてデジタルデータを送信する方法と装置。携帯電話システム（１，２Ａ−２Ｆ）の隣接するセルは、データを同時に送信することを避ける。何故なら隣接セルの送信に基づくノイズが主な通信障害であり、出力が限定された基地局（１−３）の通信レートは、隣接セルからのノイズが削減されれば、劇的に増加するからである。各加入者局（６）への送信は、所定の送信レベルで行うべく設定されている。しかし、送信信号のデータレートは、伝送ロスの相違があるため、一つの加入者局（６）と他の加入者局とでは異なっている。第１実施形態においては、シンボルレートを一定に保つべくエンコードレートを選択することで、加入者局（６）への送信のデータレートが決定する。第２実施形態においては、加入者局（６）への送信のデータレートは、加入者局への送信のシンボルレートを直接変える送信信号の変調フォーマットを選択することにより決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 携帯電話環境における高速データ通信の方法及び装置 背景技術 I．技術分野 本発明は、通信システムに関するものである。特に、本発明は、無線携帯電話 通信環境の高速データ通信を行う新規で改善された方法と装置に関するものであ る。 II．関連技術の記載 無線通信技術の進歩に伴い、無線環境においても高速データサービスの要求が 急激に高まってきた。コード分割マルチアクセス（ＣＤＭＡ）変調は、デジタル 信号通信に最も適したデジタル無線送信技術の一つである。デジタル無線送信の 他の方法としては、時分割マルチアクセス（ＴＤＭＡ）と周波数分割マルチアク セス（ＦＤＭＡ）とがある。 しかしながら、ＣＤＭＡの拡張スペクトラム変調技術は、他の変調技術に比べ て非常に有利なものである。マルチアクセス通信システムのＣＤＭＡ技術の使用 は、この発明の譲渡人に譲渡されているＵＳパテントＮｏ．４，９０１，３０７ の“衛星又はテレストリアル・リピータを使用する拡張スペクトラムマルチアク セス通信システム”に開示されている。マルチアクセス通信システムへのＣＤＭ Ａ技術の使用は、更にＵＳパテントＮｏ．５，１０３，４５９の“ＣＤＭＡ携帯 電話システムの信号波形の供給装置とこの方法”に更に開示されているものであ る。 ＣＤＭＡ変調を使用するデジタルワイヤレス通信は、電話信産業協会（ＴＩＡ ）により、デュアル・モード・ワイド・バンド・スプレッド・スペクトラム携帯 電話システムにおけるＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ａ 移動局・基地局コンパ チビリティ標準 （以後、ＩＳ−９５とする）により標準化されている。 現行の無線通信システムは、比較的低い通信レイトでの通信を可能にするだけ である。更にほとんどの現行無線通信システムは、デジタルデータの送信には使 用されず、むしろ音声情報の送信に利用されている。従って、無線環境にてデジ タルデータの高速送信方法が望まれている。 発明の概要 本発明は、携帯電話環境にてデジタルデータの新規な改善された送信装置及び 方法である。本発明においては、携帯電話システムの隣接した複数のセルが、同 時にデータ送信すること阻止するものである。つまり、もしセルの境界の片側に ある第１基地局が発信しているときは、次にセルの境界線のもう片側の第２基地 局は、第１基地局の送信期間の間中、送信を中止する。何故なら、隣接セルから の送信のノイズは干渉の主要な原因となるので、隣接セルからのノイズが削減で きれば、基地局に限定される出力の送信レートを劇的に増加させることができる 。 本発明において、基地局からの全ての送信は固定レベルで送信され、セル内の 各加入者局への送信は、重複することなくこの範囲で行われる。このように基地 局の送信中は、この送信はセル内で一つの加入者局に向けられ、これにより、利 用可能データ率を最大にする加入者局への利用データ率を最大とするデータ送信 に利用可能な出力を実現することが可能となる。 これを明確にするべく、二つの異なるしかし関連したレートが示される。一つ は、ユーザに与えられるビット情報に関連したデータレートである。二つ目は空 中を越えて送信されるビットレートである送信レートである。 送信が固定出力レベルで行われる際、基地局と加入者局との間で送信が可能な 情報量は、従来知られているリンクの予算的要素に伴って変化する。無線システ ムで最も重要なリンクの予算的要素は、基地局と加入者局との間の伝搬ロスであ る。伝搬ロスは、基地局と加入者局との間の距離に強く関連している。 本発明において、各加入者局への送信は固定出力レベルで行われる。しかし、 送信信号情報レートは、加入者局と基地局との距離に対応しているわけではない 。第１実施形態においては、送信レートを一定に保ちながら、加入者局への送信 信号のエンコードレートを選択することにより、加入者局への送信レートが決定 される。第２実施形態においては、加入者局への送信レート情報を直接変える送 信信号の変調フォーマットを選択することにより、加入者局への送信のデータレ ートを決定する。 図面の簡単な説明 本発明の特徴、目的、効果は、参照符号で関連づけられた図面と以下に示され た詳細な説明から明らかになるものである。 図１は、地理的な領域の一般的なセル図面の例である。 図２は、基地局コントローラと、基地局と、加入者局との相互関係を示す図で ある。 図３は、本発明の代表的なタイミングダイアグラムと構造フォーマットである 。 図４は、本発明のセルのブロックダイアグラムである。 図５は、本発明の基地局のブロックダイアグラムである。 図６は、本発明の加入者局のブロックダイアグラムである。 図７は、セルを多くの狭いセクタに分割した例を示す図である。 良好な実施形態の詳細な説明 以下の記載において、同一の参照符号がセルと基地局により与えられる領域と 基地局それ自身との記載に用いられる。本発明においては、二つの近接するセル は、同時に送信することを禁止されている。このように、図１において、基地局 １が送信していれば、次に基地局２Ａ−２Ｆは送信が妨げられる。携帯電話環境 の基地局送信により発生するノイズ（Ｎ₀）は、以下の等式(1)により表される。 Ｎ_O＝Ｎ_b＋Ｎ_m＋Ｎ_t＋Ｎ_r （１） ここで、Ｎ_bが近接するセルの基地局からのノイズ、Ｎ_mは、マルチパス反射か らの干渉、Ｎ_tはシステム内の温度ノイズ、Ｎ_rは他の全てのノイズをそれぞれ意 味する。 ノイズ（Ｎ_O）は、一定出力の送信システムの送信可能な情報量を限定する。 本発明は、二つの隣接セルの同時の送信を阻止することにより、隣接するセルか らのノイズを除去するものである。更に、基地局が一時に一つの加入者局だけに 送信することによって、利用可能な全てのエネルギを一つの加入者局への送信に だけ使用することが可能となる。全体のノイズ（Ｎ_O）を減衰し、加入者局に与 えられる送信のための出力を増加することにより、加入者局への送信の利用可能 な情報レートを非常に増加させることができる。 図２について、基地局制御部（ＢＳＣ）４は、地理的な領域内の多くの基地局 の操作を制御している。本発明において、ＢＳＣ４は、基地局１、２Ａ−２Ｆ、 ３Ａ−３Ｆの送信を、隣接しないセルが同時に送信しないように調節するもので ある。本発明においては、ＢＳＣ４は、選択された基地局１，２Ａ−２Ｆ、３Ａ −３Ｌの選択された一つへ、所定時間の間隔の送信を指示すべく、信号を送信す る。 好ましい実施形態として、セルは隣接しないセルのセットとして、このセット で同時に送信するようにグループ化される。例えば、第１の隣接しないセットは 、セル２Ｂ、２Ｄ、２Ｆ、３Ａ、３Ｅ、３Ｉで構成されたセットである。この実 施形態において、ＢＳＣ４は、隣接しない送信可能なセルのサブセットと、フレ ームサイクルの間に送信が可能な隣接しないセルのサブセットを選択するもので ある。 図３のタイミングチャートに関して、ＢＳＣ４は、基地局１に時間０において 送信メッセージを送る。更に好ましくは、ＢＳＣ４は、基地局１を含む隣接して いない基地局のセットの全ての基地局へメッセージを送る。時間Ｔにおいて、Ｂ ＳＣ４は、基地局２Ａへ時間Ｔと時間２Ｔとの間隔の時に送信するように指示メ ッセージを送る。この工程は、図３に示される基地局２Ｂ−２Ｆの各基地局へ繰 り返される。時間７Ｔのとき、ＢＳＣ４は、時間７Ｔと８Ｔとの間隔で送信する 基地局１へメッセージを送る。 基地局２Ａ−２Ｆの一つが送信しているとき、送信のための基地局２Ａ−２Ｆ のサブセットが可能であり、共通のセル境界線を分かち合うことがないものとす る。例えば、基地局２Ａが送信すれば、次に競る１，２Ｂ、３Ｆ、３Ｅ、３Ｄと 、２Ｅは送信ができず、これはこれらがセル２Ａに隣り合っているからである。 しかし、セル２Ｃ−２Ｆは、セル２Ａに隣り合っていないからこの期間に送信が 可能である。更に好ましくは、送信の間隔をシステムの基地局の送信を調整する 管理の困難を軽減するべく、送信の時間間隔を同一のものとする。可能な限り時 間間隔の変更を予見していることに注目して貰いたい。 更に好ましくは図３に示すように、セルの送信サイクルを単純で決定的なパタ ーンとするものである。この簡単で決定的な送信サイクルによれば、各基地局の 送信が所定時間でＢＳＣ４での制御無しに送信が可能なため、ＢＳＣの制御下で の操作が必要なくなる。更に好ましくは、送信サイクルは、図３に示すような簡 単で決定的なパターンで決定されなくとも良い。 この例において、ＢＳＣ４は、基地局で送信すべき列情報の量に応じて、送信 されるべき基地局の隣り合わないセット又は一つの基地局を選択する。更に好ま しくは、ＢＳＣ４は、隣接しない基地局のセット又は一つの基地局により維持さ れる列の中のメッセージ群をモニタし、列のデータ量に基づいて送信を行うべき 基地局を選択する。 各セルは複数の加入者局を含んでおり、各加入者局は、このセルに属する基地 局によって各局へ、送信されるべきデータを必要としている。一般例として、基 地局は、ヘッダにより送信される加入者局の同一性を指定する。図３の第１間隔 （時間ＯからＴ）において、基地局１は、選択された加入者局に送信する。一般 には、各フレームは、連続して２ｍｓである。送信データは、選択された加入者 局を確認するヘッダを伴って与えられる。 他の例として、各セルは、狭いセクタに分割され、ここで各セクタは、セル内 の他のセクタの独立した送信に送信することができる。これは、高い指向性のア ンテナにより可能であり、従来知られている。図７は、セクタ５００Ａ−５００ Ｏへ分割される基地局５１０により与えられたセル６００を示している。この例 において、同様にセクタ化された通信システムの各セルは、ランダムセクタ又は その中のセクタのサブセットに送信する。同時に隣接するセクタの送信が重なり 合ってしまう可能性は、各セルが十分大きな番号のセクタに分割されていれば、 小さいだろう。 図３において、フォワードリンク送信は、同一のエネルギＥ。で与えられてい る、このエネルギは、一般に政府が許可する最大送信エネルギである。等式（２ ）は、固定された出力（Ｅ_O）をもつ無線通信システムのパラメータの関係を示 す一般リンク予想出力分析を示すものである。 Ｅ_O＝Ｒ（ｂｉｔｓ／ｓ）（ｄＢ）＋（Ｅｂ／Ｎｏ）ｒｅｑ（ｄＢ）＋Ｌ_s（ ｄＢ）＋Ｌ_o（ｄＢ） （２） ここで、Ｅ_Oは、基地局の固定送信エネルギ、Ｒは、送信レート、（Ｅｂ／Ｎ ｏ）ｒｅｑは、与えられたエラーレートのノイズ率へ要求される信号、Ｌ_sは、 デシベルでの通過損失、Ｌ_oは、デシベルでの他の損失をそれぞれ意味している 。通過損失Ｌ_sは、基地局と加入者局との間の距離に非常に依存している。本発 明では、送信レート、Ｒ、又はノイズレートのための送信信号、（Ｅｂ／Ｎｏ） ｒｅｑは、基地局と加入者局との間の距離に基づいて変化する。 図４において、三つの加入者局６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、セル境界線１０の中に設 けられており、基地局１により与えられたものである。加入者局６Ａ、６Ｂ、６ Ｃは、それぞれｒ１，ｒ２，ｒ３である。他の実施形態として、効果的な距離が 用いられ、この実効的な距離とは、基地局と加入者局との距離の伝搬ロスに基づ く長さである。実効的な距離とは、物理的な距離と伝搬距離の両方の作用を意味 する。 式（２）に戻れば、伝搬ロス（Ｌ_s）での距離の効果は、（Ｅｂ／Ｎｏ）ｒｅ ｑの値を変えることで相殺して一定に保つことができる。（Ｅｂ／Ｎｏ）ｒｅｑ の値は、エラー検出と、送信データを保護するための用いられる補正技術に基づ いている。エンコード・レートは、エンコーダから出力された複数の二進法のシ ンボルの率とエンコーダに入力されるビット数を参考とするものである。一般に 、送信システムのエンコードレートが高くなればなる程、（Ｅｂ／Ｎｏ）ｒｅｑ 信号のノイズ率に要求される信号は低くなる。このように、本発明の第１の実施 形態において、加入者局への送信のエンコードレートは、加入者局と基地局との 距離に基づいて選択される。通信システムは、帯域が制限されているので、エン コードレートが高くなると、システムの情報処理量（スループット）は低下して しまう。 式（２）において、伝搬ロス（Ｌ_s）の距離の効果は、送信レートＲの値を変 えることで相殺することができる。 Ｒ＝Ｒ_s・ｌｏｇ₂Ｍ （３） ここで、Ｒ_sは、送信シンボルの数であり、Ｍは変調配置でのシンボルの数で ある。このように、加入者局と基地局との距離が大きいと、送信レートＲが減少 する。本発明において、送信レートは、変調配置におけるシンボル数の大小に伴 い変調フォーマットが変えられる。ところが、基地局と加入者局との距離が小さ いとき、送信レートＲは増加する。第２実施形態において、変調フォーマットの 選択によりシンボルレートは設定される。情報レートは、コード化されていない ユーザ情報の実際のビットが送信されたときのレートである。 物理的な距離と実効的な距離とが密接に関係しているとすると、基地局１は、 加入者局６Ｂに送信するよりも低い情報量で、加入者局６Ａへ送信することにな り、これは、加入者局６Ａの実効的な距離は、加入者局６Ｂの実効的な距離より も長いからである。 一般的な実施形態において、各加入者局は、その所在地を示すメッセージをセ ルに属する基地局へ送信する。代わりの実施形態として、加入者局の場所を推定 するための通信局による従来知られた位置検出方法が用いられる。更に他の例と して、基地局が基地局と加入者局との伝搬ロスの測定に基づいて決定した実効的 距離を使用する。同様に伝搬ロスの測定は、加入者局の既知の出力の信号を送信 し既知の受信出力の測定することで可能である。基地局と加入者局との距離の関 連は、測定した伝搬ロスに基づいて物理的な距離と実効的な距離とにそれぞれ等 しく対応する。 本発明において、初期のエンコードレートや変調フォーマットが選択され処理 のセットアップ期間にこれが与えられられる。次に、距離が求められる。距離に おいて十分な変更があれば、サービス中に、新しいエンコードレート又は変調フ ォーマットが、新たな距離に応じて選択される。 第１の実施形態に応じて、基地局は基地局と加入者局との間の距離に応じて、 エンコードレートを選択する。基地局は、選択エンコードレートの指示を受信し ている加入者局へ送信する。受信している加入者局は、選択されたエンコードレ ートに応じて、選択レートに適したデコードフォーマットを選択する。 第２の実施形態に応じて、基地局は、基地局と加入者局との間の距離に基づく フォーマットを選択する。基地局は次に、選択された変調フォーマットを受信中 の加入者局に送信する。加入者局は、選択された変調フォーマットで変調された 変調信号の受信に適合する復調部を、選択された変調フォーマットに応じて確立 する。 基地局１の一般的な実施形態のブロック図は、図５に示されている。一般的な 加入者局６Ａのブロック図は、図６に示されている。 第１実施形態において、基地局と加入者局との間の距離に応じて選択された加 入者局に応じた送信のためのエンコードレートが選択される。このように、情報 レートは、複数のエンコードレートの一つを選択することで決定される送信レー トＲにより変えられる。最初に、加入者局６Ａが基地局１によって記録する。こ の登録工程において、移動局６Ａは、その場所の基地局１を監視し、従来知られ ているように基本システムセットアップタスクを実行する。装置の登録の実施形 態は、“移動通信装置の登録方法”のタイトルの、この出願の譲渡人に譲渡され ているＵＳパテントＮｏ．５，２８９，４２７に詳細に記述されている。 代表的な実施形態として、加入者局６Ａの信号ジェネレータ２１８は、位置を 示すメッセージを発生し、送信サブシステム２１６にこのメッセージを供給する 。送信システム２１６は、エンコードし、変調し、アップコンバートし、メッセ ージを増幅し、アンテナ２００を通じた送信のためのデュプレクタを介してメッ セージを供給する。位置メッセージはアンテナ２０により受信され、受信サブシ ステム１１８に供給される。受信サブシステム１１８は、受信した位置情報を増 幅しダウンコンバートし復調しデコードして、これを送信制御部１０４に供給す る。 本発明の実施形態として、移動局６Ａは、位置を表示するメッセージを、登録 工程の期間中に基地局１に送信する。更に実施形態において、加入者局６Ａはこ の移動を追跡し、距離が少なくとも一定の量だけ変われば、加入者局６Ａは新し い位置の指示を送信する。既に述べたように、加入者局駅の位置を決定する代わ りの方法、又は伝送ロスの測定に基づく方法を用いることができる。一般的な実 施形態として、位置情報が基地局１の送信制御部１０４に与えられ、基地局と加 入者局との間の距離を計算する。 送信制御部１０４は、基地局と加入者局との間の距離に応じてエンコーダレー トを選択する。好ましい例として、基地局と加入者局との間の距離は、図４に示 されるように値を量子化する。図４において、局基地局３と加入者局７Ａとの間 に設けられた全ての加入者局は、第１第１エンコードレートにて情報を受信する 。円７Ａと円７Ｂとの間に位置する全ての加入者局は、第２エンコードレートに て情報を受信する。円７Ｂと円７Ｃとの間に位置する全ての加入者局は、第３ エンコードレートにて情報を受信する。例えば図４において、基地局１に近い加 入者局６Ｂに送信するとき、基地局は１／２コードレートを使用する。しかしな がら、基地局１から遠い加入者局６Ａに送信するときは、１／８コードレートを 使用する。 もし加入者局と基地局との距離が非常に大きければ、より高いエンコードレー トのコードが選ばれる。ところが、基地局と加入者局との距離が短かった場合、 低いエンコードレートが選ばれる。加入者局６Ａに用いられるエラー補正と検出 方法は、与えられたエラーレートに対して、ノイズ率と、（ＥｂＮＯ）ｒｅｑの 低い要求信号が許されるだろう。コードのレートが低くなると、訂正できるエラ ーが増え、ノイズレート（Ｅｂ／ＮＯ）ｒｅｑへの要求信号の数が減っていく。 第１実施形態において、送信制御部１０４は、上記したようにエンコードレー トを選び、加入者局６Ａに選択されたレートの指示を送る。好ましくは、エンコ ードレートを示したメッセージが、登録工程の間に、ページングチャンネルを越 えて送信される。ページングチャンネルは、基地局から加入者局への短いメッセ ージを送るための無線通信システムに用いられる。好ましくは、無線通信システ ムは、基地局１により、通信チャネルで送信される次のメッセージによりエンコ ードレートが変えることで、エンコードレートを変更するものである。エンコー ドレートを変える一つの理由は、加入者局６Ａの位置の変更を可能にできること である。 実施形態において、選択エンコードレートを示すメッセージが送信制御部１０ ４からメッセージをエンコードするエンコーダ１０６により与えられる。エンコ ーダ１０６からのエンコードされたシンボルは、インタリーバ１０８に供給され 、インタリーバは、所定の再構成フォーマットに応じてシンボルを再構成するも のである。実施形態において、目印（インターリーブド）のシンボルが、インタ ーリーブト信号を、ＵＳパテントＮｏ．４，９０１，３０７やＮｏ．５，１０３ ，４５９に開示されたＣＤＭＡ拡張フォーマットに応じてスクランブルするスク ランブラ１１０に供給される。 スピスクランブルドレッド（spscrambledread）信号は、所定の変調フォーマ ットに応じて変調する変調部１１２に供給される。実施形態において、ページン グチャネルのための変調フォーマットは、直交変調（ＱＰＳＫ）である。変調さ れた信号は、信号をアップコンバートし増幅しアンテナから発信する送信部１１ ４に供給される。 レートのエンコードを指示する送信されたメッセージは、アンテナ２００で受 信され、受信部（ＲＣＶＲ）２０２に供給される。受診部２０２では、この受信 信号をダウンコンバートし増幅して、復調部２０４に供給する。復調部２０４は 、受信信号を復調する。実施形態において、ページチャンネルのための復調フォ ーマットは、ＱＰＳＫ復調フォーマットである。実施形態において、復調された 信号はイコライザ２０５に供給される。イコライザ２０５は、例えば複数通路の 影響（マルチパス・エフェクト）などの伝搬環境の影響を減少させるチャンネル ・イコライザである。チャネルイコライザは、従来から知られているものである 。チャネルイコライザの原理と実施形態は、本発明の譲渡人に譲渡されているＵ ＳパテントＮｏ．０８／５０９，７２２の“適用性のあるデスプレッド(desprea d)”に記載されている。 イコライズされた信号は、前述したＵＳパテントＮｏ．４，９０１，３０７と Ｎｏ．５，１０３，４５９に記載されたＣＤＭＡのフォーマットに応じて信号を デスクランブル（スクランブルされた信号を復元する）デスクランブラ２０６に 供給される。デスプレッドシンボルは、デインタリーバ２０８に供給され、所定 選択したのデインタリーバフォーマットに応じて再構成される。再構成されたシ ンボルは、選択されたエンコーディングレートを示すメッセージをデコードし、 デコードされたメッセージを制御プロセッサ２１２に供給する。 デコードされたメッセージに応じて、制御プロセッサ２１２は、デコーダ２１ ０に、高速データ送信に用いるデコーディングフォーマットを指示する信号を供 給する。この実施形態で、デコーダ２１０は、異なるエンコードフォーマットに デコードフォーマットが対応する複数の格子（trellis）デコーディングフォー マットを用いて、受信信号をデコードすることができる。 図５に戻って、セル１（加入者局６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）中の加入者局は、送信さ れるべきデータが列１００に供給される。加入者局６Ａへのデータは、メモリ１ ０２Ａに保存され、加入者局６Ｂのデータはメモリ１０２Ｂに格納され、加入者 局６Ｃのデータは、メモリ１０２Ｃに格納され、以下同様となる。異なるメモリ 素子（１０２Ａ−１０２Ｎ）は、単に図示された目的のためのものであり、この 素子列は一般的な一つのメモリデバイスと、デバイス中のメモリロケーションに 対応して分離したメモリデバイスとからなっている。 図３において、第１の間隔（ｔ＝０）では、ＢＳＣ４は、送信を基地局に指示 するメッセージを送信制御部１０４に送る。これに応じて、送信制御部１０４は 、列内に設定された時間間隔とサービスエリア内にある受信している加入者局を 選択する。実施形態において、受信している加入者局の選択は、サービスエリア 内の加入者局への送信のためのデータ列に基づくものであろ。送信制御部１０４ は、受信している加入者局の選択に基づきメモリ素子１０２Ａ−１０２Ｎの一つ に信号を選択的に供給する。更に受信している加入者局の選択に応じて、送信制 御部１０４は、選択された加入者局への送信に用いられるエンコードレートを示 すエンコーダ１０６へ信号を供給する。 送信制御部１０４は、エンコーダ１０６に、受信している加入者局を特定する ヘッダメッセージを供給する。エンコーダ１０６は、全ての加入者局への送信の ためのヘッダをエンコードするエンコードフォーマットを使用してヘッダメッセ −ジをエンコードする。更に好ましくは、ヘッダ情報を、データの残りから分離 して暗号化することにより、加入者局は、それが加入者局のためのものでないの なら、送信時に大量の送信データをデコードする必要がなくなる。 送信制御部１０４は、次に、メモリ素子１０２Ａに信号を供給することで、デ ータの供給を指示し、所定の時間間隔で、受信している加入者局６Ａへ送信する ことができるデータの最大値を特定する。所定の最大値とは、以下の式（４）に 示すように固定された送信レートＲで選択されたエンコードレート（Ｒ_enc）に よって時間間隔Ｔにおいて加入者局へ送信できる最大の情報量を意味する。 ＭａｘＤａｔａ＝（Ｒ・Ｔ）／Ｒ_enc （４） 送信制御部１０４からの信号に応じて、メモリ素子１０２Ａは、エンコーダ１ ０６へのＭａｘＤａｔａに少ないか同じの量のデータを供給する。 エンコーダ１０６は、選択されたフォーマットを用いてデータをエンコードし 、エンコードされたデータのシンボルとヘッダメッセージのエンコードされたシ ン ボルとを合成する。実施形態において、エンコーダ１０６は、大量の渦を巻くエ ンコードレートによりデータのエンコードを行う。例えば、エンコーダ１０６は 、レート１／２，１／３，１／４，１／５、従来のエンコードフォーマットを用 いてデータのエンコードを行う。エンコードレートは、データパンクチャリング とエンコーダの一般的な使用とのコンビネーションによって、実質的に色々なレ ートに変更させることができる。エンコーダ１０６は、インタリーバ１０８にエ ンコードされたシンボルを供給する。 インタリーバ１０８は、所定の再構成フォーマットに応じてシンボルを再構成 し、再構成したシンボルをスクランブラ１１０に供給する。スクランブラはこの シンボルを所定のＣＤＭＡ拡張フォーマットに応じてスクランブルし、この拡張 したシンボルを変調部１１２に供給する。一つの加入者局６Ａだけが信号を送信 されるので、スクランブラ１１０の使用は、マルチアクセス通信の目的ではなく 、セキュリティ目的のスクランブルであり、狭いバンドノイズへの免疫性を高め るものであることに注目されたい。 変調部１１２は、所定の変調フォーマットに応じて広がったシンボルを変調す る。実施形態において、変調部１１２は、１６のＱＡＭ変調部である。変調部１ １２は、変調したシンボルを送信部（ＴＭＴＲ）１１４に供給する。送信部１１ ４は、信号をアップコンバートしアンテナ１１６を介して送信する。 送信された信号は、加入者局６Ａでアンテナ２００により受信される。受信さ れ信号は、受信部（ＲＣＶＲ）２０２に供給される。受診部２０２は、受信信号 をダウンコンバートし増幅する。受信信号は、所定復調フォーマットに応じて信 号を復調する復調部２０４に供給される。復調された信号は、上述されたチャン ネルイコライザであるイコライザ２０５に供給される。チャンネルイコライザ信 号は、上述したデスプレッディングされた所定のＣＤＭＡフォーマットに応じて 信号をデスクランブルするデスクランブラ２０６に供給される。デインタリーバ ２０８は、デスプレッドされたシンボルを再構成し、デコーダ２１０に供給する 。 実施形態において、デコーダ２１０は、最初に再構成されたシンボル内に含ま れるヘッダメッセージをデコードする。ヘッダメッセージは、加入者局６Ａへ意 図された送信された情報を確認するヘッダチェック手段２１４に供給される。も しデータが加入者局６Ａへ意図されたものなら、次に、データの残りがデコード される。ヘッダが、データが加入者局６Ａのユーザを意図していることを示して いるなら、ヘッダチェック２１４が残った情報をデコードすべきと指示するべく デコード２１０に信号を供給する。他の実施形態として、情報はデコードされ、 デコード処理の後にヘッダがチェックされるものであつてもよい。 デコーダ２１０は、制御プロセッサ２１２からの選択されたデコーディングフ ォーマットに応じてシンボルをデコードする。デコーダ２１０は、再構成された シンボルを、選択されたエンコーディングレートに基づいて選択された複数の格 子（trellis）デコードフォーマットの一つに応じてデコードする。デコードさ れたシンボルは次に加入者局６Ａのユーザに供給される。 第２実施形態において、送信制御部１０４は、基地局と加入者局との間の距離 に応じて変調フォーマットを選択する。基地局１は、加入者局へ選択された変調 フォーマットをの指示を送信する。変調フォーマットは直接、送信レートＲに影 響を及ぼす。式（２）において、伝搬ロスＬ_sと送信レートＲ以外の全てのパラ メータが、この場合に決定される。高い送信レート（Ｒ）が、変調シンボルの沢 山のセットを含む変調フォーマットを使用して送信される。例えば、２８の直交 周波数変調（ＱＡＭ）が、基地局に近い加入者局への送信に使用することができ る。ところが、１６のＱＡＭ変調は、基地局から更に遠い加入者局への送信に使 用される。 実施形態において、加入者局６Ａは、基地局１への場所を示すメッセージを送 信する。これに応じて、基地局１は、変調フォーマットを選択する。先の実施形 態に関して上述したように、送信制御部１０４により計算された距離は、量子化 された。変調フォーマットは、量子化された距離に応じて選択される。図４に応 じて、基地局１と領域７Ａとの間に位置する全ての加入者局は、第１変調フォー マットを用いて情報を受信する。領域７Ａと領域７Ｂとの間に位置する全ての加 入者局は、第２変調フォーマットを用いて情報を受信する。領域７Ｂと領域７Ｃ との間に位置する全ての加入者局は、第３変調フォーマットを用いて情報を受信 する。例えば図４において、基地局１は、基地局１に近い加入者局６Ｂに送信す るとき、ＱＰＳＫ変調フォーマットを使用する。反対に、基地局１は、基地局１ から遠い加入者局６Ａに送信するときに、６４の直交周波数変調（ＱＡＭ）を用 いる。実施形態において、登録工程の間に、選択された変調フォーマットを示す メッセージがページングチャンネルを越えて送信される。再び、良好な実施形態 において、通信システムが、基地局１に対して、ページングチャンネル上の続く メッセージにより変調フォーマットを変更させる。 変調フォーマットを示す送信された信号は、上述された加入者局６Ａにより受 信され、制御プロセッサ２１２に供給される。制御プロセッサ２１２は、復調フ ォーマットが使用されることを示す信号を復調部２０４に供給する。復調器２０ ４は、第２の実施形態において、複数の復調フォーマットに応じて受信した信号 を復調することができる。制御プロセッサ２１２からの信号に応じて、適当な復 調フォーマットが選択される。 図５に戻って、セル内の加入者局（加入者局６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）に送信される 信号は、列１００に供給される。初めの間隔（ｔ＝０）において、ＢＳＣ４は、 基地局１の送信を行うべく送信制御部１０４にメッセージを送る。信号に応じて 、送信制御部１０４は、上記した受信加入者局を選択する。送信制御１０４は、 それぞれにメモリ素子１０２Ａ−１０２Ｎへの信号の供給を加入者局の選択に応 じて行う。更に、加入者局の選択に応じて、送信制御部は、選択された変調フォ ーマットを示す信号を変調器１１２へ供給する。 送信制御部１０４は、データが送られた加入者局を特定するヘッダメッセージ をエンコーダ１０６へ供給する。送信制御部１０４は、次に、データを供給し、 所定時間の間隔において、受信している加入者局６Ａへ送信できる信号の最大量 を特定するべく、信号をメモリ素子１０２Ａへ供給する。所定の最大値は、式（ ４）に示すように選択されたレートにて所定時間間隔にて加入者局６Ａへ送信で きる情報の最大を意味している。 ＭａｘＤａｔａ＝Ｍ・Ｒ_s・Ｔ （５） ここで、Ｍは、選択された変調フォーマットで使用されたシンボルの数であり 、Ｒ_sは、シンボルレートである。送信制御部１０４からの信号に応じて、メモ リ素子１０２Ａは、エンコーダ１０６へＭａｘＤａｔａと同じかそれ以下のデー タを供給する。 第２実施形態において、エンコーダ１０６は、固定エンコードレートでデータ をエンコードし、ヘッダメッセージのエンコードされたシンボルとデータのエン コードされたシンボルとをコンバインさせる。エンコーグ１０６は、インタリー バ１０８へエンコードされたシンボルを供給する。インタリーバ１０８は、所定 の再構成フォーマットに応じてシンボルを再構成し、スクランブラ１１０に再構 成シンボルを供給する。スクランブラ１１０は、所定のＣＤＭＡ拡張フォーマッ トに応じてシンボルをスクランブルし、スクランブルしたシンボルを変調部１１ ２へ供給する。 変調器１１２は、スクランブルしたシンボルを選択した変調フォーマットに応 じて変調する。実施形態において、変調部１１２は、スクランブルしたシンボル を、複数の変調フォーマットに応じて変調シンボルへとマッピングする。変調部 １１２は、変調したシンボルを送信部（ＴＭＴＲ）１１４に供給する。送信部１ １４は、信号をアップコンバートし増幅しアンテナ１１６を介して送信する。 送信信号は、加入者局６Ａによりアンテナ２００で受信される。受信信号は、 受診部（ＲＣＶＲ）２０２に供給される。受診部２０２は、受信信号をダウンコ ンバートし増幅する。受信信号は、選択された復調フォーマットに応じて信号を 復調する復調部２０４に供給される。復調信号は、上述したように受信信号をチ ャネルイコライズするイコライザ２０５へ供給される。平均化された信号は、措 定のＣＤＭＡフォーマットに応じてデスクランブルするデスクランブラ２０６に 供給される。デインタリーバ２０８は、デスクランブル信号を再構成し、これら をデコーダ２１０に供給する。 更に好ましくは、デコーダ２１０は、最初、再構成されたシンボルに含まれる ヘッダメッセージをデコードする。ヘッダメッセージは、送信された情報が加入 者局６Ａを意図したものかを確認するヘッダチェック手段２１４へ、信号を供給 する。もしデータが加入者局６Ａを意図したものなら、データの残りがデコード される。ヘッダが加入者局６Ａのユーザを意図したデータを示したら、ヘッダチ ェック２１４が、残りの情報をデコードすべきであることを示す信号をデコーダ ２１０へ送信する。他の実施形態として、デコーディング工程が完了した後に、 全ての情報がデコードされ、そしてヘッダがチェックされるものであってもよい 。 デコーダ２１０は、シンボルをデコードする。デコードされたシンボルは、次に 加入者局６Ａのユーザに供給される。 更に、エンコードレートの変更と、変調フォーマットの変更の技術の使用とを 同時に行うシステムが考えられることに注目されたい。 良好な実施形態の前述した記載は、本発明を使用しようとする当業者に与えら れるものである。これらの実施形態の様々な変形例は、当業者であればこれが可 能であり、包括的な原理が他の実施形態の対して特別な能力を要することなく可 能となる。従って、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、上述した原 理と新規な特徴に矛盾することのない広い範囲に及ぶものである。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＺＥ)，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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １.第１通信局から第２通信局へデジタルデータの通信を行う方法であって 、 前記第１通信局と前記第２通信局との間の距離を決定する工程と、 前記距離に応じて送信のための情報レートを選択する工程と、 前記デジタルデータを前記送信レートで送信する工程とを有するデジタルデ ータ通信方法。 ２．前記情報レートを選択する工程は、前記デジタルデータのエンコードレ ートを選択する工程を有することを特徴とする請求項１に記載された方法。 ３．前記情報レートを選択する工程は、前記デジタルデータの変調フォーマ ットを選択する工程を有することを特徴とする請求項１に記載された方法。 ４．前記エンコードレートを選択する工程は、所定の渦巻き型のエンコード レートの所定のセットの一つを選択する工程を有することを特徴とする請求項１ に記載された方法。 ５．前記距離を決定する工程は、 第１通信局からの位置メッセージを前記第２通信局へ送信する通信工程と、 前記通信メッセージに応じて前記距離を決定する工程とを有することを特徴 とする請求項１に記載された方法。 ６．前記距離を決定する工程は、 知られた出力にて関連信号を送信する工程と、 前記知られた出力に応じて距離の値と前記受信した出力とを計算する工程と を有することを特徴とする請求項１に記載された方法。 ７．前記デジタルデータを前記データレートで送信する工程は、決定された 最大送信エネルギーで行われることを特徴とする請求項１に記載された方法。 ８．前記第１通信局が送信しているとき、少なくとも一つの隣り合った第１ 通信局が送信することを阻止する工程を更に有することを特徴とする請求項１に 記載された方法。 ９．第１通信局が第２通信局にデジタルデータを送信する通信システムにお いて、前記デジタルデータの情報レートは、前記第１通信局と前記第２通信局と の間の伝搬ロスに応じて決定され、前記デジタルデータの受信方法は、 前記情報レートを示している信号を、前記第２通信において受信する工程と 、 前記第２通信局にて受信フォーマットを前記データレートに応じて選択する 工程と、 前記選択された受信フォーマットに応じて前記デジタルデータを受信する工 程とを有することを特徴とするデジタルデータの受信方法。 １０．前記受信フォーマットを選択する工程がデコーディングフォーマット を選択する工程を有することを特徴とする請求項９に記載された方法。 １１．前記受信フォーマットを選択する工程が格子（trellis）デコーディ ングフォーマットを選択する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載さ れた方法。 １２．前記受信フォーマットを選択する工程が復調フォーマットを選択する 工程を有することを特徴とする請求項９に記載された方法。 １３．第１通信局から第２通信局へデジタルデータの通信を行う装置であっ て、 前記第１通信局と前記第２通信局との間の距離に応じて送信フォーマットを 選択し、前記選択された前記送信フォーマットを示す送信フォーマット信号を供 給する送信コントローラと、 前記デジタルデータと前記送信フォーマット信号とを受け、前記選択された 送信フォーマットに応じて前記デジタルデータを送信する送信システムとを有す る装置。 １４．前記送信コントローラは、前記デジタルデータのエンコードレートを 選択する請求項１３に記載された装置。 １５．前記送信コントローラは、前記デジタルデータの変調フォーマットを 選択する請求項１３に記載された装置。 １６．前記エンコードレートを選択する工程は、所定の渦巻き型のエンコー ドレートの所定のセットの一つを選択する請求項１４に記載された装置。 １７．第１通信局からの位置メッセージを前記第２通信局へ送信する受信サ ブシステムを更に有し、 前記送信コントローラは、前記位置メッセージを受け、前記位置メッセージ に応じて前記第１通信局と前記第２通信局との間の距離を計算する請求項１３に 記載された装置。 １８．前記第２通信局から通信エネルギを報せる信号を受け取る受信サブシ ステムを更に有し、 前記通信コントローラは、前記受信信号のエネルギを測定し、前記受信信号 のエネルギに応じて、前記第１通信局と第２通信局との距離を測定する請求項１ ３に記載された装置。 １９．前記送信システムは、前記デジタルデータを決定された最大送信エネ ルギーで送信する請求項１３に記載された装置。 ２０．前記第１通信局は、第１セルに仕える携帯電話基地局であり、前記送 信コントローラは、更に送信のための時間間隔を示す送信信号を受信し、更に前 記送信信号は、前記第１通信局が、前記第１セルに隣接したセルに仕える他の基 地局に送信しているとき、送信を妨げるべく与えられていることを特徴とする請 求項１３に記載された装置。 ２１．第１通信局が第２通信局にデジタルデータを送信する通信システムに おいて、前記デジタルデータの情報レートは、前記第１通信局と前記第２通信局 との間の伝搬ロスに応じて決定され、前記デジタルデータの受信装置は、 前記情報レートを示している信号を、前記第２通信において受信する受信サ ブシステムと、 前記第２通信局にて受信フォーマットを前記データレートに応じて選択する 制御プロセッサとを有しており、 前記受信サブシステムは、更に前記選択された受信フォーマットに応じて前 記デジタルデータを受信することを有することを特徴とする受信装置。 ２２．前記制御プロセッサは、デコーディングフォーマットを選択する請求 項２１に記載された装置。 ２３．前記制御プロセッサは、格子（trellis）デコーディングフォーマッ トを選択する請求項２２に記載された装置。 ２４．前記制御プロセッサは、復調フォーマットを選択する請求項２１に記 載された装置。