JP2001526472A - 同期ｃｄｍａ通信方式による固定無線加入者回線システムのための波形及びフレーム構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 開示の発明は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて情報を伝送する方法であり、（ａ）データと制御情報をデータストリームに多重化するステップ（５３）と、（ｂ）該データストリームを符号化して符号化Ｉ／Ｑシンボルペア（６２Ａ、６２Ｂ）を形成するステップ（５４）と、（ｃ）該符号化Ｉ／Ｑシンボルペアのデータストリームに同期情報を挿入するステップと、（ｄ）フレームとして伝送する前に同一の擬似雑音（pn）拡散符号（１４ｅ）を用いて、該符号化Ｉ／Ｑシンボルペア及び該挿入された同期情報を拡散するステップと、を含む。好ましいフレーム構造は、複数の多数バイトデータフィールドを引き続き伴う非符号化同期フィールドを含む。複数のデータフィールド（８０Ａ）の個々の１つは、制御メッセージフィールド（８０Ｂ）により分離される。該制御メッセージフィールドの個々の１つは、制御メッセージフレーム（８２）をなす単一バイトを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、無線ローカルシステムに関し、特に、無線基地ユニットと複数の加
入者ユニットとの間で音声及びデータの通信を提供する固定無線加入者回線シス
テムに関する。

【０００２】

【発明の背景】

伝統的な定義によるローカルループとは、加入者の家庭を中央交換局に接続す
るネットワーク上の当該部分を言う。しかし、デジタルループキャリア（Digita
l Loop Carrier）及びデジタルクロスコネクト（Digital Cross Connects）の手
段によりネットワークがローカルループにまで拡大するにつれて、この定義は正
しさを維持してはいない拡大定義である。本発明の目的にとって、ローカルルー
プとは、その接続の性質に関わらず、加入者の家屋からネットワークの接続ポイ
ント迄の接続と考えられる。

【０００３】 最近迄は殆どの場合、かかるローカルループが遠隔エリア又は通信困難な地域
に対してマイクロ波無線リンクにより補完された銅線路を基礎とするものであっ
た。過去１０年以上に亘って、光学ファイバが該ローカルループ（「アクセス」
網としても引用される）内に著しく浸透し、加入者家庭又は建物近くまでに達し
ている。光同期伝送網（Sonet）ベースのアクセス網は、ファイバをかかる縁に までもたらしている。これらのファイバを基礎とする解決方法は，都市又は大都
市エリアにおける著しい数のビジネスカスタマに対して、非常に大きい帯域幅サ
ービス、信頼性及び対コスト効率性を提供することができる。事実、米国の殆ど
のアクセスプロバイダは、かかるファイバベースの設備を使用して、米国ビジネ
スカスタマに対してアクセスサービスを提供している。

【０００４】 銅線及びファイバを基礎とする解決方法は、多くの状況の中で経済的であるも
のの幾つかの欠点をなお持っている。 例えば、既存ネットワークのインフラストラクチュアの無いエリアにおいて、
新しいネットワークを構築することは時間の浪費且つ不経済である。かかる不経
済性は、主に、労働力、権利取得（通行又は地役権に対する）、及び電子機器設
備（ファイバベースのアクセスの為の）の問題である。全体としたその経過は、
通行権を取得する上において、及び空中及び／又は地下に必要な建設を行う上で
伴う膨れ上がる努力に起因して遅々としたものであった。又、広大であるものの
過密した既存のインフラストラクチャの下では、新たな容量追加は、既にフル状
態にあるダクト及びケーブルに起因してしばしば非常に不経済であり、時には全
体システムを格上げすることに訴えること無しには容量追加は不可能である。加
えて，有線による解決方法は、距離に敏感なコスト体質を持つ傾向があって、元
来散在或いは散乱する傾向のある要望に対して不適である。有線ネットワークは
、又、再配置に対して修正不可能であり、カスタマの要望が移った場合に、不要
設備の残存を招来する。有線ネットワークは、又、緊急の状況において直ちに配
備し得るものではない。

【０００５】 「固定無線ループ」即ちＦＷＬという用語は、固定無線べースのローカルアク
セスを意味する。しかし、より広い意味の用語「無線波アクセス」における限定
された移動通信解決方法と混乱してしばしば用いられる。無線技術のタイプに係
わり無く、全ての固定無線、即ち無線波アクセスシステムは無線手段を用いて、
加入者にネットワークアクセスを提供する。大まかに言って、固定無線の解決方
法には３つの主要なカテゴリが存在する。

【０００６】 固定セルラ（cellular）システムは、主に、ＡＭＰＳ（北米各国）及びＮＭＴ
（北欧各国）の如き既存のアナログセルラシステムを基礎とするものである。 固定コードレスシステムは、主に、デジタルＴＤＭＡ時分割多重技術を用いた
欧州ＤＥＣＴ規格を基礎としたものである。 かかる仕様で仕立てられた２つのシステムは、特に固定無線応用に設計された
ものである。このカテゴリの従来システムは、アナログマイクロ波によるポイン
ト−複数ポイント間システムである。より最近になって配置されたシステムは、
より高い周波数で動作しデジタル技術を用いている。これらのシステムは、類似
のセルラ技術から導かれ得るが、既存の統一化された規格に基づくものではない
。

【０００７】 固定無線システムの３つのカテゴリのうちで、明らかに他より優れている解決
方法は存在しない。もし、システム運用者に対する主要なニーズが、音声品質を
制限的要素とはしない音声指向のサービスであるならば，固定セルラシステムは
しばしば適当であるし、その相対的に低い装置コストの故に望ましくさえある。
非常に高密度の都市の状況にとって、ＤＥＣＴによる解決方法は、その高負荷搬
送容量及びそのピコセルラ・アーキテクチャの故に望ましいであろう。マイクロ
波による解決方法はまばらな人口密度にとって最適である。かかる仕様で仕立て
られたシステムは、広範な状況において良好に機能し、最良の全体的品質と望ま
しい特徴とを有するが、少なくとも近い将来にはより高価になる傾向がある。

【０００８】 発展途上国におけるほとんどの定住者カスタマは、適当な音声サービスに興味
があるが、殆どのビジネスカスタマは、音声に加えてデータ及びファックスサー
ビスを要求する。ホームコンピュータとインターネットアクセスの増大する流行
により、定住カスタマに家庭でも高スピードのデータサービスを提供するニーズ
が発生している。一般的傾向がかかる方向にあることから、定住者及びビジネス
両方の全てのカスタマが高品質の音声及びデータサービスを要請している。

【０００９】 従来の符号分割多重アクセス通信システムにおいて発生する問題は、利用可能
な擬似雑音（ｐｎ）拡散系列の有限な数から課せられるシステム容量制限に関係
する。この問題は、２つのｐｎ系列が、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）シンボルペア
の拡散（及び逆拡散）に１つのチャネルで使用される場合に複雑化する。 従来の通信システムにおける他の問題は、制御メッセージの伝送に関連する。
通常、制御メッセージは、最も早期の送信の為の待ち行例に繋がれ、そしてフレ
ーム構造は、通常、フレームの開始又は最終の何れかの時点で、かかるフレーム
に対する全ての制御メッセージを、単一のブロックで送信するように設計される
。しかし、このアプローチは、フレームの開始又は最終の何れかの時点で、かか
るフレームに対する全ての制御メッセージを単一のブロックで送信する為に遅延
を加える。例えば、もし、新しいフレームが終わった時に待ち行列の先頭に１バ
イトメッセージがあるならば、このメッセージは、次のブロックが送信準備され
る迄の完全なフレームになる間には送信され得ない。この場合、遅延は完全なフ
レームになる迄に及ぶ。

【００１０】

【発明の目的及び利点】

従って、本発明の第１の目的及び利点は、前述の及び他の必要性及び要求を満
足する改善された固定無線ループシステムを提供することである。 本発明の更なる目的と利点は、ｐｎ符号の改良された使用を可能とし、更に遅
延問題に関連する制御メッセージの問題を克服する改善された固定無線ループシ
ステムを提供することである。

【００１１】

【発明の概要】

前述及び他の問題は克服され、かかる目的及び利点は、本発明の実施例に従っ
た方法と装置により実現される。 ＣＤＭＡ通信システムにおいて情報を送信する方法が開示される。該方法は次
のステップを含む。即ち、（ａ）データ及び制御情報をデータストリームに多重
化するステップと、（ｂ）該データストリームを符号化してストターム状の符号
化Ｉ／Ｑシンボルペアを形成するステップと、（ｃ）該ストリーム状の符号化さ
れたＩ／Ｑシンボルペアに同期情報を挿入するステップと、（ｄ）フレームとし
て送信する前に、該符号化されたＩ／Ｑシンボルペア及び該挿入された同期情報
を同一の擬似雑音（ｐｎ）拡散系列により拡散するステップと、からなる。

【００１２】 多重化を行う該ステップは、制御メッセージフィールドをなす単一バイトから
各々なる制御メッセージフィールドにより分離された複数のデータバイトからな
るデータフィールドを有するデータストリームを形成する。該制御メッセージフ
レームは、制御メッセージヘッダフィールドと、複数の制御データフィールドと
、複数のデータ保全フィールドとを含む。

【００１３】 とりわけ、該フレームは、複数のデータバイトから各々なる複数のデータフィ
ールドを引き続き伴う非符号化同期フィールドを含む。複数のデータフィールド
の個々の１つは、制御メッセージフィールドにより分離される。制御メッセージ
フィールドの個々の１つは、多数バイト制御メッセージフレームをなす単一バイ
トからなる。

【００１４】 本発明の好ましい実施例において、符号化ステップは、（ａ）データストリー
ムをレート１／２たたき込み符号化してＩチャネル及びＱチャネルを形成するス
テップと、（ｂ）該Ｉ及びＱチャネルをレート４／５パンクチュア（puncture）
化格子（trellis）符号化するステップとを含む。 本発明の前述の及び他の特徴は、引き続く本発明の詳細な説明において、添付
の図面と共に参照されればより明らかとなる。

【００１５】

【実施例の詳細な説明】

導入説明と図１を参照することにより、本発明の好ましい実施例に従った固定
無線システム（ＦＷＳ）１０は、デジタル無線波技術を基礎として仕立てられた
システムである。特に、ＦＷＳ１０は、直接シーケンス拡散スペクトラムベース
の空中リンクに跨がるＣＤＭＡ技術を用いて、加入者にローカルアクセスを提供
する。これは、有線解決方法に対抗し得るコストで、非常に高い品質と高信頼性
サービスとを提供する。ＦＷＳ１０は、高いスペクトル上の効率を与えることに
よって、限られた使用可能帯域幅において良好な有線品質レベルのサービスを提
供することができる。大きなダイナミックレンジは、ＦＷＳ１０が、混雑した大
都市、都市及び郊外共同体のかかるニーズに経済的に適合し得るピコ、マイクロ
或いはミニ単位のセルラ・アーキテクチャにおいて配備され得ることを可能とす
る。

【００１６】 ＦＷＳ１０の重要な属性としては、３２Ｋｂｐｓにて配信される有線レベルの
音声品質と、３２／６４Ｋｂｐｓスループットのデータ及びファックス応用にお
ける高スループットと、雑音及び進入に対して良好なトレランスを有する信頼性
と、安全な空中リンクと、優先／緊急時における入境及び出境の両方の呼の如き
拡張サービスのサポートとを含む。

【００１７】 ＦＷＳ１０は、従来の非同期ＣＤＭＡ技術に比して３から５倍の容量上の利点
を有し、現在得られる時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技術に比して、周波数再
利用能力により３から７倍の容量上の利点を有する。 ＦＷＳ１０は同期ＣＤＭＡ（Ｓ−ＣＤＭＡ）通信システムである。ここで、ユ
ーザ即ち加入者ユニット（ＳＵ）１４として引用される複数の送受信機ユニット
に向けた無線基地ユニット（ＲＢＵ）からの進行リンク（ＦＬ）送信は、シンボ
ルであって時間軸上に配置されたチップである。そして、ＳＵ１４は、該ＦＬ送
信を受信して該送信の１つに同期するように動作する。各ＳＵ１４は、又、ＲＢ
Ｕ１２への戻りリンク（ＲＬ）に信号を送信して、そのＲＢＵ１２への送信のタ
イミングに同期し、全体として双方向通信を達成する。ＲＢＵ１２とＳＵ１４と
の間で音声及び／又はデータを搬送する電気通信システムを実現するに使用する
ものとしてはＦＷＳ１０が適する。

【００１８】 ＳＵ１４は、カスタマ構内装置（ＣＰＥ）の１部分を形成する。ＯＰＥは、又
、図１には示されないが、ネットワーク終端ユニット（ＮＴＵ）及び無停電電源
供給器（ＵＰＳ）を含む。 ＲＢＵ１２は、図１には図示されていない複数のユーザ信号（ＵＳＥＲ＿１乃
至ＵＳＥＲ＿ｎ）と、連続的に送信される同期サイドチャネル（ＳＩＤＥ＿ＣＨ
ＡＮ）を発生する回路を含む。これら信号の各々には、対応するｐｎ拡散系列が
割り当てられ、アンテナ１２ｂを有する送信機１２ａに印加される前に、かかる
ｐｎ拡散系列により変調される。ＦＬ上に送信される時に該送信は直交位相変調
され、ＳＵ１４は、かかる信号から同相成分（Ｉ）及び直交成分（Ｑ）を取り出
すに適した復調器を含むものとする。ＲＢＵ１２は、複数の周波数チャネルを送
信することができる。例えば、各周波数チャネルは、１２８までの符号チャネル
を含み、２ＧＨｚから３ＧＨｚの範囲で中心周波数を有する。

【００１９】 ＲＢＵ１２は、又、サイドチャネル受信機１２ｄに接続された出力を有する受
信機１２ｃを含む。サイドチャネル受信機１２ｄは、入力として、受信機１２ｃ
からの拡散信号と、スケールファクタ信号と、サイドチャネル逆拡散ｐｎ系列と
を受信する。後者の２つの信号は、ＲＢＵプロセッサ即ちコントローラ１２ｅか
ら供出される。該スケールファクタ信号は固定され得る、即ち、戻りリンク上に
送信するＳＵ１４の数の関数として最適化され得る。サイドチャネル受信機１２
ｄは、検出／不検出信号をＲＢＵ制御器１２ｅに出力し、ＳＵ１４の１つからの
送信の検出を表示し、又、以下に示す様に電力見積値χを出力する。読出／書込
メモリ（ＭＥＮ）１２ｆがＲＢＵ１２ｅに双方向に接続され、システムパラメー
タ及びＳＵタイミング位相情報及び電力見積値の如き他の情報を記憶する。

【００２０】 ネットワークインタフェースユニット（ＮＩＵ）１３が、ローカル公衆ネット
ワークとの使用に適したアナログ又はデジタル幹線を介して、公衆電話交換ネッ
トワークの如き公衆ネットワークにＲＢＵ１２を接続する。ＲＢＵ１２は、Ｅ１
幹線を用いてＮＩＵ１３に繋がり、そして同軸ケーブルを用いてマスタアンテナ
１２ｂに繋がる。ＳＵ１４は、先に説明したように、該無線波インタフェースを
介してＲＢＵ１２と通信する。

【００２１】 加えて、ＦＷＳ１０は、運用、管理、保守及び準備（ＯＡＭ＆Ｐ）からなる機
能をＮＩＵ１３及びＲＢＵ１２に提供するエレメント管理システム即ちＥＭＳ（
図示せず）を有する。ＥＭＳの機能は、本発明の理解に密接な関係はなく、ここ
では更に詳細には説明されない。 ＮＩＵ１３は、システム１０の公衆ネットワークへのインタフェースであり、
その主要な目的は、公衆ネットワークにより要求されるかかるプロトコル及び信
号発信を提供する。これらのプロトコルは国ごとに変わるはずであり、カスタマ
により、そしておそらくネットワークの接続点によっても変わってくる。

【００２２】 本発明の好ましい実施例において、ＮＩＵ１３は、ＲＢＵ１２当たり１から４
つのＥ１接続を用いて最大１５のＲＢＵ１２と繋がることが出来る。ここで、４
つのＥ１接続はフルに密集したＲＢＵ１２に対して用いられている。加えて、各
ＮＩＵ１３は、例えば１０，０００件までの加入者に対応する大きさとされる。
各Ｅ１幹線のタイムスロット１６は、ＮＩＵ１３と取り付けられたＲＢＵ１２と
の間で制御情報を受け渡すのに用いられるのみならず、制御中のＥＭＳに対して
又はそこから情報を受け渡しするのに用いられる。該プロトコルは、ＨＤＬＣフ
ォーマットを基礎として拡張ＲＢＵ−ＮＩＵ通信に最適化される。

【００２３】 ＮＩＵ１３により提供されるかかる機能としては、ＲＢＵ１２の初期化と、Ｓ
Ｕ１４へのダイアルトーン及びＤＴＭＦの準備と、音声及びデータ呼の設定と切
断、呼詳細記録（ＣＤＲ）データの保守と、ＨＤＬＣプロトコル（ＲＢＵリンク
制御プロセッサへのデータリンクプロトコル）と、課金システムインタフェース
と、呼び出し音発生及びオンフック／オフフック検出のための共通チャネル信号
処理（ＯＣＳ）と、ＮＩＵ、ＲＢＵ及びＳＵにおける輝（glare）検出と、呼優 先度管理と、呼継続中におけるチャネル再割り当てと、簡易旧式トレランスサー
ビス（ＰＯＴＳ）及び拡張ＰＯＴＳ呼び出し機能を有効とするフックフラッシュ
の検出と、３２／６４Ｋｂｐｓレート変更初期化と、硬貨投入式公衆電話対応機
能（１２／１６ＫＨｚトーン検出、回線反転）と、優先及び緊急番号呼び出しと
、Ｅ＆Ｍ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ２無効、及びＣ７の如き国別信号処理インタフェース
の収容と、システムモジュラリティと、回線側及び幹線側の両方に対するアナロ
グ／デジタル選択と、を含む。

【００２４】 ＳＵ１４動作のノーマルモードは、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７２１規格に従ったＡＤ ＰＣＭ符号化処理を用いた話モードである。この有料品質、即ち３２Ｋｂｐｓサ
ービスは、ＲＢＵ１２と間で非Ｘ．２１チャネルが確立した時には常に用いられ
る標準設定である（Ｘ．２１チャネルは、ＥＭＳ／ＮＩＵにより仕立てられた時
には当然に構成される）。該３２Ｋｂｐｓチャネルは、所望であれば９６００ｂ
ｐｓに到る音声帯域データに用いられる。チャネルレートが、ファックス／モデ
ム開始トーンの検出に起因して６４ＫｂｐｓＰＣＭ符号化音声／データに上昇し
た場合にも、少なくとも３３．６Ｋｂｐｓのファックス及びモデムレートが可能
である。

【００２５】 ＳＵ−ＲＢＵ空中リンクは、帯域幅９１ＭＨｚ又は１１９ＭＨｚの何れかによ
り分離される各々の方向に別々の２．７２ＭＨｚチャネル（保護帯域を含めば３
．５ＭＨｚ）を提供する。運用の基準スペクトラムは、２．１−２．３ＧＨｚ又
は２．５−２．７ＧＨｚである。しかし、もし、送信周波数と受信周波数との間
のスペクトル上の遮蔽及び分離がＩＴＵ２３３．５仕様に従って維持されるなら
ば、該システムは、周波数を１．８から５ＧＨｚに変化せしめ得るように設計さ
れる。ＩＴＵ２３３．５仕様に従えば、図２に示されるように総計９６の許容周
波数ペアが存在する。例えば、ＲＢＵ１２は、周波数帯域３’で送信し、周波数
帯域３で受信する。そして、ＳＵ１４は、周波数帯域３で送信し、周波数帯域３
’で受信する。

【００２６】 ＲＢＵ１２は、２．７２ＭＨｚの帯域幅を用いて１２８の同時３４Ｋｂｐｓチ
ャネルをサポートすることができ、ＲＢＵ１２に１．６ビット／Ｈｚのスペクト
ル効率を与える。この総計容量のうち、８チャネルはＦＷＳ１０により用いられ
、チャネル当たりの付加的な２Ｋｂｐｓはシステムオーバヘッドである。従って
、有効トラヒック搬送容量は３２Ｋｂｐｓにおいて１２０チャネルである。

【００２７】 ＦＷＳ１０のスペクトル効率は、従来のＣＤＭＡシステムの効率の３から５倍
であり、これは、主にＦＷＳ１０が双方向同期ＣＤＭＡを用いているが故である
。ＩＳ−９５を基礎とするものを含む競合システムは、単一の方向のみの非同期
又は同期方式である。双方向の非同期性は、ＦＷＳ１０が近直交拡散系列を用い
ることを可能とし、最大可能データ搬送容量を得ることを可能とする。

【００２８】 無線波の放出は、長距離に亘って空気中を伝搬するにつれてエネルギを失う。
遠方の加入者からの受信信号エネルギが近辺の加入者からの信号エネルギにより
完全にかぶされないことを保証する為に、ＲＢＵ１２はＳＵ１４の電力レベルを
制御する。好ましい実施例においては、戻りチャネルのみの電力（ＳＵ１４から
ＲＢＵ１２への電力）がＲＢＵ１２により制御される。該電力制御は、主にＳＵ
１４の初期化において達成される。

【００２９】 以後の電力調整は不定期であり、過渡的環境状態に応じてなされる。閉ループ
電力制御は、所望の電力レベルに対する比較をなし該所望のレベルが達成される
まで増分修正をなすことにより達成される。 進行チャネルの電力制御は、各ＳＵ１４が全信号をただ１つのレベルにて受信
する故に必要ではない。ＲＢＵ１２は、最遠のＳＵ１４による受信信号強度がそ
のアプリケーション実行の十分であるかを保証する必要があるだけである。

【００３０】 拡大されたレンジを有することは、常に望ましいものではない。混雑する都市
或いは郊外の設営においてでさえ、以下に示すようなセルラアーキテクチャによ
り該システムを配備することが必要となる。かかる配備においてセクタ間及びセ
ル間の干渉を低減するために、該ＲＢＵのレンジは、全体としてのみならず、特
定の方向に選択的に限られている。かようなレンジ制御は、ＲＢＵ１２における
指向性主アンテナ１２ｂを用いて達成され得るし、全体的なＲＢＵ電力を制御す
ることによっても達成され得る。

【００３１】 ＳＵ１４の１つがオフフック（該ユーザが受話器を上げる）を検出した時、Ｓ
Ｕ１４は、６つの戻り同期サイドチャネルのうちの１つに外信呼要求をスロット
化アロハ（ＡＬＯＨＡ）方式にて送信する。該サイドチャネルはランダムに選ば
れる。ＲＢＵ１２は該要求を処理し、利用可能なアクティブなチャネルを与えて
ＳＵ１４に外信呼への返答を送る。この返答には、該アクティブチャネルコード
（進行及び戻りの両方）を含む。その間、ＲＢＵ１２は、該新しくアクティブと
されたチャネル上に進行サイドチャネルデータの送信を開始し、所与の間に該ア
クティブ呼データの送信を開始する。該進行サイドチャネルを聴取しているＳＵ
１４は、該アクティブチャネル割り当てを受信し、該アクティブコードとのスー
パフレーム境界に切り換える。ＳＵ１４は、該サイドチャネルデータの受信を開
始し、そしてアクティブな呼データの受信を開始する。

【００３２】 ローカルループにおけるＳＵ１４の１つに対する入信呼がＮＩＵ１３により受
信された時、ＲＢＵ１４にはＥ１リンクを介して通知される。ＲＢＵ１２が、先
ず、意図されたＳＵ１４がビジーであるかを判定するチェックを行う。もしビジ
ーでなければ、ＲＢＵ１４は、ＳＵ１４に向けたメッセージを進行サイドチャネ
ル上に送信する。該メッセージは、該アクティブチャネルコードを含んでいる。
そして、呼処理が上記にて説明した外信呼処理と同様の方式にて継続する。

【００３３】 全てのチャネルがビジーであり、且つ、ＮＩＵ１３がビジーでないＳＵ１４に
対する入信呼を受信したならば、ＮＩＵ１３は、加入者ビジートーンを呼び出し
方に供給する。これは、呼び出されたＳＵが入境（inbound）アクセスの優先度 （病院、消防署又は警察の如き）が無い場合であり、ＮＩＵ１３は、最低優先度
の呼を切断し、該呼び出されたＳＵ１４のためにチャネルを空けるようにＲＢＵ
１２に指令する。同様に、もしＳＵ１４がサービス要求を初期化し、何らチャネ
ルが空いていない場合には、ＲＢＵ１２は、ダイヤルトーンをテンポラリトラヒ
ックチャネルに供給し、該ダイヤル番号を受信する。もしダイヤルされた番号が
緊急番号の場合には、ＲＢＵ１２は最低優先度の呼を切断してトラヒックチャネ
ルを空け、該空きチャネルをＳＵ１４に接続する。もし、ダイヤルされた番号が
緊急番号でない場合は、ＳＵ１４にはサービス状態への「待ち」を示す特別のビ
ジートーンが供給される。

【００３４】 ここで、ＲＢＵ１２及びＳＵ１４をより詳細に示す図３を参照する。 ＰＳＴＮ１３ａからの入信呼がＮＩＵ１３を通してチャネル当たり６４Ｋｂｐ
ｓのＥ１幹線へと渡され、更にＲＢＵ内蔵Ｅ１インタフェース２０に渡される。
Ｅ１インタフェース２０は、６４Ｋｂｐｓチャネルを、ＰＰＣＭハイウェイ２１
のタイムスロットに配置される３２Ｋｂｐｓチャネルに圧縮する為のＡ規則ＡＤ
ＰＣＭアルゴリズムを選択的に実行する。もし、Ａ規則ＡＤＰＣＭ圧縮が迂回さ
れた場合には、６４ｋｂｐｓチャネルは、２つの３２Ｋｂｐｓチャネルに分割さ
れ、ＰＰＣＭハイウェイ２１上に配置される。好ましい実施例において、ＲＢＵ
１２は、１２８個までの３２Ｋｂｐｓチャネルを収容でき、各ＳＵ１４は、４つ
までの３２Ｋｂｐｓチャネルを収容できる。ＰＰＣＭハイウェイ２１は、１６ｍ
ｓ毎に発生される主タイミングパルスを表すフレーム同期（フレームシンク）信
号２０ａと結びついて動作する。ＲＢＵ１２への及びＲＢＵからの全ての呼は、
ＰＰＣＭハイウェイ及びＥ１インタフェース２０を通過する。入信呼の場合、該
信号は、ベースバンド合成器（ＢＢＣ）２２に、更にＤ／Ａ変換器２４に、そし
て送信無線波周波数フロントエンド（ＲＦＦＥ）２６に印加される。これらは、
ＳＵ１４に向けて送信するアンテナ１２ｂに印加される前になされる。ＳＵ１４
において、入信呼信号は、アンテナ１４ａにより受信され、受信ＲＦＦＥ３４、
Ａ／Ｄ３６、復調器３８及び受信機４０に印加される。ＳＵ１４は、パルス符号
変調（ＰＣＭ）ハイウェイ４３をネットワーク終端ユニット（ＮＴＵ）５２に接
続する加入者回線インタフェース回路（ＳＬＩＣ）４２を含む。戻り方向のリン
クにおいて、呼がＮＴＵ５２において発生し、ＳＬＩＣ４２と、送信機４４への
ＰＣＭハイウェイと、変調器４６と、Ｄ／Ａ変換器４８と、送信ＲＦＦＥ５０と
を通過する。該信号は、ＳＵアンテナ１４ａに印加され、ＲＢＵアンテナ１２ｂ
により受信される。該受信信号は、受信ＲＦＦＥ２８と、Ａ／Ｄ変換器３０と、
復調器及び同期ユニット３２とに印加され、そしてＰＰＣＭハイウェイ２１と、
Ｅ１幹線１３ｂ及びＮＩＵ１３のうちの１つを介してＰＳＴＮ１３ａとを接続す
るＥ１インタフェース２０とに印加される。

【００３５】 ＲＢＵ１２は、ＦＷＳ１０全体の主タイミングを制御する。ＦＷＳ１０全体を
通したタイミングは、ＰＰＣＭハイウェイ２１において発生された周期的タイミ
ングパルス、即ちフレームシンク信号２０ａとして参照される。ＦＷＳ１０にお
いて、全てのデータは、フレームと称する等サイズのパケットにまとめられる。
これは、例えば、１つのスーパフレームを作るのに３つのフレームでスーパフレ
ームにまとめられる。

【００３６】 ここで、現在において好適なＳ−ＣＤＭＡ波形発生回路を示している図５Ａ及
び図５Ｂを参照する。ＲＢＵ１２において、データ（３２Ｋｂｐｓ）及び制御メ
ッセージ（１．５Ｍｂｐｓ）の両方は、多重化器（ＭＵＸ）５３を用いて単一の
ビットストリーム（３４Ｋｂｐｓ）に多重化される。該データストリームは、ブ
ロック５４においてレート１／２たたき込み符号化処理され、ブロック５４にお
いて４／５次パクチュア化格子符号化処理されて、これによりＩ及びＱシンボル
ペアを生成する。非符号化シンク（ＳＹＮＣ）ワード（３１２．５Ｋシンボル／
秒、Ｉシンク及びＱシンク）がシンク挿入ＭＵＸ５８において各フレームの始め
に挿入される。結果として得られるＩ／Ｑシンボルペア（２１．２５Ｋシンボル
／秒）は、本発明の特徴に従ってＩ及びＱの両方について同一のｐｎ系列を用い
て拡散器６０Ａ及び６０Ｂにおいて各々拡散される。結果として得られるチップ
（chip）波形（２．７２Ｍチップ／秒）は、該波形が送信周波数に変換されると
ころのＤ／Ａ変換器２４及び送信ＲＦＦＥ２６に与えられる。

【００３７】 該波形は、進行（ダウンリンク）及び戻り（アップリンク）チャネルの両方に
ついて同一であるが、進行方向においては全ての第３シンクワードは反転される
。該反転されたシンクワードは、どこでスーパフレームの境界が発生するかをＳ
Ｕ１４をして判別せしめる。戻り方向においては、ＲＢＵ１２が既にどこでスー
パフレームの境界が発生したかの知見を有していることから、該シンクワードは
反転されない。しかし、該戻りチャネルかスーパフレーム同期であることから、
サイドチャネルはスロット化アロハ（ＡＬＯＨＡ）多重アクセスプロトコルを用
いて動作し得る。該戻りチャネルサイドチャネルのバーストは、常にスーパフレ
ーム境界に従って開始及び終了する。

【００３８】 図５ＢのＲＦ受信機は受信信号をベースバンドにダウンコンバート処理する。
該ベースバンド信号は、再び同一のｐｎ系列を用いて逆拡散器６２Ａ及び６２Ｂ
において逆拡散され、累算器６４Ａ及び６４Ｂにおいてシンボル周期の間で累算
処理されて、Ｉ及びＱソフト（soft）シンボル判定の結果を得る。かかるＩ及び
Ｑソフト（soft）シンボル判定の結果は、シンク検出及び除去回路ブロック６６
に与えられる。ブロック６６の回路は、復パンクチュア処理ブロック６８及びビ
テルビ復号器７０においてフレーム同期の為に用いられるフレーム同期信号を発
生する。Ｉ及びＱソフト（soft）シンボル判定の結果は、パンクチュア処理され
たデータが再挿入される復パンクチュアブロック６８に与えられる。復パンクチ
ュアブロック６８のＩ／Ｑ出力は、Ｉ／Ｑシンボルを受け付けて受信されたデー
タ及び制御を出力するビテルビ復号器７０に入力される。フレーム同期信号から
、制御フレーム同期信号がブロック７２により発生される。この信号は、復多重
化器（ＤＥＭＵＸ）７４で用いられて該制御メッセージからデータを分離する。

【００３９】 Ｉ及びＱチャネルの両方に対して同一のｐｎ系列を用いることにより、ＦＷＳ
１０の容量は、別々にＩ及びＱのｐｎ系列を用いるシステムに比較して倍加され
る。 図４を参照すると、データ及び制御メッセージは、１６ｍｓ長のフレーム８０
中に含まれる。各１６ｍｓフレームは、４つの１６バイトブロック即ちデータフ
ィールド８０Ａ及び３つの１バイトの制御（コントロール）ブロック即ちフィー
ルド８０Ｂからなる。単一の制御メッセージフレーム８２は、複数の１バイトフ
ィールドからなり、具体的には、制御メッセージのタイプを識別するに用いられ
得る制御メッセージヘッダと、２つの制御データフィールドと、２つのＣＲＣ（
排他的論理和暗号処理）データ保全フィールドからなる。フィールドの数は変え
られても良い。制御メッセージフレーム８２は、１つ以上のデータフレーム８０
が完全に送信されることを要求する。各データフレーム８０は、１バイトの同期
（シンク）ワード８０Ｂで始まる。該シンクワード８０Ｃは符号化されない。逆
に、これはシンク挿入ＭＵＸ５８においてシンボルレートにて挿入され、バンク
チュア処理後、シンク検出及び除去ブロック６６において、復パンクチュア処理
及び復号処理前に除去される。シンクワード８０Ｃは、ＲＢＵ受信機によりフレ
ーム同期を得るために用いられる。シンクワード８０Ｃは、又、ビテルビ復号器
７０により用いられて、ＲＦにおけるアップ及びダウンコンバージョン処理の結
果として生じるＩ／Ｑ位相の不確定性を解消する。

【００４０】 先に説明した様に、従来のアプローチにおいては、制御メッセージは、最も早
期の伝送の為に待ち行列に繋がれ、該フレーム構造は、通常、かかるフレームに
ついての全ての制御を該フレームの開始又は終了の何れかの時点で単一のブロッ
クにて送信するように設計される。しかし、このアプローチは、かかるフレーム
についての全ての制御を該フレームの開始又は終了の何れかの時点で単一のブロ
ックにて送信するために遅延を加え、結果として受信機におけるメッセージ及び
音声データに遅延を加える。

【００４１】 図４に示されるフレーム構造に従えば、制御メッセージは、全フレーム迄遅延
されることはない。その代わりに、制御メッセージは、フレームデータフィール
ド８０Ａにより散在された１バイト制御ブロックの３分の１にて送信され得て、
著しい潜在的な低減を得る。これは、又、音声データか被る遅延を最小化する効
果を有する。即ち、データフレーム８０内のパケット状で制御メッセージを送信
することで音声データには遅延がない。この特徴は、ＦＷＳ１０をして緊密な制
御ループを実現せしめるのみならず、チャネル接続の確立及び切断に要求される
時間を短縮する。

【００４２】 本発明が、好ましい実施例に関連して説明されたが、本発明の範囲と精神から
離れることなく形状及び詳細について改変が当業者によりなされ得ることが理解
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った同期ＤＳ−ＣＤＭＡ固定無線通信システムの簡易ブロ
ック図であり、該システムは、無線基地ユニット（ＲＢＵ）と、複数の送受信機
即ち加入者ユニット（ＳＵ）とを含む。該ＲＢＵは、サイドチャネルを該ＳＵに
向けて送信し、又、本質的に非同期にて該ＳＵから送信されるサイドチャネルを
受信する。

【図２】図１のシステムの例示的な周波数割り当てダイヤグラムである。

【図３】図１のＲＢＵ及びＳＵをより詳細に示すブロック図である。

【図４】現在において好ましいフレーム構造であり、制御メッセージフレーム
フィールドにより散在されるデータフィールドを示す図である。

【図５Ａ】ＲＢＵの送信回路部分を示す図である。

【図５Ｂ】ＲＢＵの受信回路部分を示す図である。

【符号の簡単な説明】

１０ 固定無線システム（ＦＷＳ） １２ 無線基地ユニット（ＲＢＵ） １３ ＮＩＵ １４ 加入者ユニット（ＳＵ） ８０ フレーム ８０Ａ データフィールド ８０Ｂ 制御フィールド ８０Ｃ 同期フィールド ８２ 制御メッセージフレーム

【手続補正書】

【提出日】平成１２年７月２５日（２０００．７．２５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項２】請求項１に記載の方法であって、前記制御メッセージフレーム
が、制御メッセージヘッダフィールドと、複数の制御データフィールドと、少な くとも１つ のデータ保全フィールドと、からなることを特徴とする方法。

【請求項３】請求項１に記載の方法であって、前記符号化ステップが、 前記データストリームをレート１／２たたき込み符号化してＩチャネル及びＱ
チャネルを形成するステップと、 前記たたき込み符号化されたＩチャネル及びＱチャネルをレート４／５パンク
チュア（puncture）化するステップと、 を含むことを特徴とする方法。

【請求項４】符号分割多重アクセス通信システムにおいて情報を伝送する方
法であって、 単一のバイト状の多数バイト制御メッセージフレームから各々なる制御メッセ
ージフィールドにより分離されている複数のデータバイトからなるデータフィー
ルドを有するデータフレームにデータ及び制御情報を多重化する多重化ステップ
と、 前記データフレームを符号化する符号化ステップと、 前記データフレームに非符号化フレーム境界同期フィールドを挿入する挿入ス
テップと、 前記データフレームを拡散系列を用いて拡散する拡散ステップと、 前記拡散されたデータフレームを受信機に向けて伝送する伝送ステップと、 を含むことを特徴とする方法。

【請求項５】請求項４に記載の方法であって、 前記伝送されたデータフレームを受信して逆拡散するステップと、 前記同期フィールドに同期するステップと、 前記データフレームを符号化するステップと、 前記制御メッセージフィールドから前記データフィールドを復多重化（de-mul
tiplex）するステップと、 を更に含むことを特徴とする方法。

【請求項６】請求項５に記載の方法であって、前記制御メッセージフレーム
が、制御メッセージヘッダフィールドと、複数の制御データフィールドと、複数
のデータ保全フィールドと、を含むをことを特徴とする方法。

【請求項７】請求項４に記載の方法であって、前記符号化ステップが、 前記データフレームをレート１／２たたき込み符号化してＩチャネル及びＱチ
ャネルを形成するステップと、 前記Ｉチャネル及びＱチャネルをレート４／５パンクチュア化格子符号化する
ステップと、 を含むことを特徴とする方法。

【請求項８】電気通信ネットワークと、ＣＤＭＡ無線チャネルに超えて通信
する複数の加入者装置（ＳＵ）と、に接続された無線基地装置（ＲＢＵ）を含む
同期ＣＤＭＡ固定無線システムであって、前記ＲＢＵが、 多数バイト制御メッセージフレームをなす単一バイトから各々なる制御メッセ
ージフィールドにより分離されている複数のデータバイトからなるデータフィー
ルドを有するデータフレームに、１つのＳＵに向けたデータ及び制御情報を多重
化する第１多重器と、 前記データフレームを符号化して符号化Ｉ／Ｑシンボルペアを形成する符号器
と、 前記符号化Ｉ／Ｑシンボルペアに、フレーム境界同期フィールドの非符号化Ｉ
／Ｑシンボルペアを挿入して多重化Ｉ／Ｑシンボルペアストリームを形成する第
２多重器と、 前記多重化Ｉ／Ｑシンボルペアストリームを１つのＰＮ拡散系列を用いて拡散
する拡散器と、 前記拡散された多重化Ｉ／Ｑシンボルペアストリームを前記ＳＵに向けたフレ
ームとして送信する送信機と、 を含むことを特徴とするシステム。

【請求項９】請求項８に記載のシステムであって、前記符号器が、 レート１／２たたき込み符号器と、 レート４／５パンクチュア化格子符号器と、 を含むことを特徴とするシステム。

【請求項１０】請求項８に記載のシステムであって、前記伝送されたフレー
ムが、複数のデータバイトから各々なる複数のデータフィールドが後続する非符
号化フレーム境界同期フィールドを含み、前記複数のデータフィールドの各々が
、多数制御メッセージフレームをなす単一バイトから各々なる制御メッセージフ
ィールドにより分離されていることを特徴とするシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，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，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ハリス ジョニー エム． アメリカ合衆国 ユタ州 84014 センタ ービル ウエスト70サウス 80 (72)発明者 バターフィールド リー エイ． アメリカ合衆国 ユタ州 84088 ウエス トジョーダン ウエストグリーンエーカー ドライブ 3093 (72)発明者 ハースト マイケル ジェイ． アメリカ合衆国 ユタ州 84095 サウス ジョーダン サウスヘヴンリーサークル 9862 (72)発明者 グリフィン ダン アメリカ合衆国 ユタ州 84010 バウン ティフル オークリッジレーン 1086 (72)発明者 トンプソン ロルフ アメリカ合衆国 ユタ州 84097 オレム イースト470ノース 1142 Ｆターム(参考） 5K014 AA01 BA10 EA06 GA04 5K022 EE02 EE11 EE25 EE36 5K052 AA01 BB15 CC06 5K067 AA22 AA41 BB04 CC10 EE02 EE10

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】符号分割多重アクセス通信システムにおいて情報を伝送する方
   法であって、 データ及び制御情報をデータストリームに多重化する多重化ステップと、 前記データストリームを符号化してストリーム状の符号化Ｉ／Ｑシンボルペア
   を形成する符号化ステップと、 前記ストリーム状の符号化Ｉ／Ｑシンボルペアに同期情報を挿入する挿入ステ
   ップと、 フレームとしての伝送に先立って、同一の擬似雑音（ｐｎ）拡散系列を用いて
   、前記符号化Ｉ／Ｑシンボルペア及び前記挿入された同期情報を拡散する拡散ス
   テップと、 を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法であって、前記多重化ステップが、制御
   メッセージフレームをなす単一バイトから各々なる制御メッセージフィールドに
   より分離された複数のデータバイトからなるデータフィールドを有するデータス
   トリームを形成することを特徴とする方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の方法であって、前記制御メッセージフレーム
   が、制御メッセージヘッダフィールドと、複数の制御データフィールドと、複数
   のデータ保全フィールドと、からなることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】請求項１に記載の方法であって、前記フレームが、複数のデー
   タバイトから各々なる複数のデータフィールドを引き続き伴う非符号化同期フィ
   ールドを含み、前記複数のデータフィールドの個々の１つが、多数バイト制御メ
   ッセージフレームをなす単一バイトから各々なる制御メッセージフィールドによ
   り分離されることを特徴とする方法。
5. 【請求項５】請求項１に記載の方法であって、前記符号化ステップが、 レート１／２たたき込み符号化してＩチャネル及びＱチャネルを形成するステ
   ップと、 前記Ｉチャネル及びＱチャネルをレート４／５パンクチュア（puncture）化格
   子（trellis）符号化するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
6. 【請求項６】符号分割多重アクセス通信システムにおいて情報を伝送する方
   法であって、 単一のバイト状の多数バイト制御メッセージフレームから各々なる制御メッセ
   ージフィールドにより分離される複数のデータバイトからなるデータフィールド
   を有するデータフレームにデータ及び制御情報を多重化する多重化ステップと、 前記データフレームを符号化する符号化ステップと、 前記データフレームに非符号化同期フィールドを挿入する挿入ステップと、 前記データフレームを拡散系列を用いて拡散する拡散ステップと、 前記拡散されたデータフレームを受信機に向けて伝送する伝送ステップと、 を含むことを特徴とする方法。
7. 【請求項７】請求項６に記載の方法であって、 前記伝送されたデータフレームを受信して逆拡散するステップと、 前記同期フィールドに同期するステップと、 前記データフレームを符号化するステップと、 前記制御メッセージフィールドから前記データフィールドを復多重化（de-mul
   tiplex）するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
8. 【請求項８】請求項７に記載の方法であって、前記制御メッセージフレーム
   が、制御メッセージヘッダフィールドと、複数の制御データフィールドと、複数
   のデータ保全フィールドと、を含むをことを特徴とする方法。
9. 【請求項９】請求項６に記載の方法であって、前記符号化ステップが、 前記データフレームをレート１／２たたき込み符号化してＩチャネル及びＱチ
   ャネルを形成するステップと、 前記Ｉチャネル及びＱチャネルをレート４／５パクチュア化格子符号化するス
   テップと、 を含むことを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】電気通信ネットワークと、ＣＤＭＡ無線チャネルに超えて通
    信する複数の加入者装置（ＳＵ）と、に接続された無線基地装置（ＲＢＵ）を含
    む同期ＣＤＭＡ固定無線システムであって、前記ＲＢＵが、 多数バイト制御メッセージフレームをなす単一バイトから各々なる制御メッセ
    ージフィールドにより分離される複数のデータバイトからなるデータフィールド
    を有するデータフレームに、１つのＳＵに向けたデータ及び制御情報を多重化す
    る第１多重器と、 前記データフレームを符号化して符号化Ｉ／Ｑシンボルペアを形成する符号器
    と、 前記符号化Ｉ／Ｑシンボルペアに、同期フィールドの非符号化Ｉ／Ｑシンボル
    ペアを挿入して多重化Ｉ／Ｑシンボルペアストリームを形成する第２多重器と、 前記多重化Ｉ／Ｑシンボルペアストリームを１つのＰＮ拡散系列を用いて拡散
    する拡散器と、 前記拡散された多重化Ｉ／Ｑシンボルペアストリームを前記ＳＵに向けたフレ
    ームとして送信する送信機と、 を含むことを特徴とするシステム。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載のシステムであって、前記符号器が、 レート１／２たたき込み符号器と、 レート４／５パクチュア化格子符号器と、 を含むことを特徴とするシステム。
12. 【請求項１２】請求項１０に記載のシステムであって、前記伝送されたフレ
    ームが、複数のデータバイトから各々なる複数のデータフィールドを引き続き伴
    う非符号化同期フィールドを含み、前記複数のデータフィールドの個々の１つが
    、多数制御メッセージフレームをなす単一バイトから各々なる制御メッセージフ
    ィールドにより分離されることを特徴とするシステム。