JP2002523934A - 無線システムのパケット交換データ伝送 - Google Patents
無線システムのパケット交換データ伝送Info
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Abstract
Description
ット交換データを送信する方法とに関する。特に本発明は、送信機と受信機との
間の接続が少なくとも2つの論理チャネルを構成し、一方の論理チャネルが遅延
依存型情報の送信に使用されるシステムおよび方法に関する。
を確立する方法である。送信容量は全ての接続中に該接続によって独占的に使用
される。GSMベースのGSM900/DCS 1800/PCS 1900シ
ステムやCDMA技術を利用した米国IS−95無線システム等の公知の移動体
通信システムは回線交換システムである。 その重要部分のパケット交換は、実際の情報、アドレス情報や制御情報を含む
パケットとしてデータを送信することによってユーザ間の接続を確立する方法で
ある。異なる接続が同一送信リンクを同時に使用できる。過去数年において、パ
ケット交換法は、例えば対話式コンピュータプログラムを使用する場合に必要な
データ伝送に使用できるので、特にデータ伝送におけるパケット交換無線システ
ムの利用が検討されており、これにより送信データはバースト方式で生じる。こ
の場合、データ伝送の接続は常に割当てられる必要はなくパケット送信の間だけ
でよい。従って、ネットワークの構築と運用の両面でコストと容量とを相当低減
できる。
。GSMシステムに関して、GPRS(汎用パケット無線サービス)がしばしば
言及される。パケット伝送を許可する解決法は、特にUMTS(次世代移動体通
信システム)等の第3世代の移動体電話システムに対して計画されている。 遠隔通信において送信接続で生じる誤りを回避し訂正するために、パケット接
続でも同様に一般的に誤り訂正法が利用されている。基本的にこれらの方法とし
ては前進型誤り訂正方式(FEC)と自動くり返し要求方式(ARQ)との2つ
のタイプがある。これらを組合わせためのはハイブリッドARQと呼ばれている
。GPRSは以下のARQプロトコルをその基準形式または改良形式のいづれか
で使用する。
よって送信データの信頼度を高める通信手順のことである。プロトコルに従って
、受信機は受信データが信頼できない場合に送信データの再送要求を送信側に送
る。データの信頼性の欠如は、例えば受信パケットからのチェックサムを調べる
ことによって検出できる。従来このプロトコルは主として固定ネットワークで使
用されている。無線ネットワークの大きな問題は、無線接続の送信チャンネルが
フェージング特性をもっていることである。レイリーフェージングでは、多重伝
播信号成分が受信機へ逆位相で達して部分的にキャンセルし合う。従って受信信
号の出力と品質は相当低下する。通常のバックグラウンドノイズに加えて、同一
チャンネル上や隣接チャンネル上の無線接続の混信によって受信度はさらに悪化
する。混信とレイリーフェージングは時として無線チャンネルが消滅するような
、つまりチャンネル内の送信データが識別できない程その品質が劣化するような
悪影響を及ぼす場合がある。一方で、時折フェージングチャンネルが極めて良好
な品質になる場合もある。
C(自動誤り訂正方式)を組合わせたものである。FECでは送信情報が誤り訂
正符号によって符号化される。ハイブリッドARQから発展した改良型のタイプ
IIハイブリッドARQプロトコルに基づいて、失敗に終わった送信は受信機で再
送号と合成される。この合成は、同一方法で符号化されたデータを再送し、受信
機でソフト判定を組み合わせることによって行うことができる。再送において、
同一データを送信する代わりに別の符号化を使用してもよい。 この方法は再送回数を低減する利点をもたらし、これによって送信容量が相当
大きくなる。しかし、この方法の欠点は、多数の伝送誤りがある場合つまりフレ
ーム誤り率(FER)が約20%の場合に最良に動作することである。しかし、
この時は送信単位の確認通知メッセージ(ACK/NACK)もまた誤りを受け
易くなり、このことはシステムの機能を低下させる。例えば、伝送誤りが各々の
送信で10%とすれば、最初の送信の後では10%の誤りがあり、2回目の後で
は1%であり、3回の送信の後では0.1%の誤りがある等々となる。送信の合
成は誤り量を低減するが、2回目の送信の後でのことである。合成の利益を得る
には、動作ポイントすなわち各々の送信のフレーム誤り率は、例えば20%とい
ったより高いものでなくてはならない。しかし、このことは合成が引き起こす遅
延に耐えることができない遅延依存型情報に悪影響を及ぼす。
とが本発明の目的である。これは無線システムの送信機と受信機との間でパケッ
ト交換データを伝送する方法によって達成され、この方法において送信機と受信
機との間の接続は少なくとも2つの論理チャネルから構成され、一方の論理チャ
ネルは遅延依存型情報の送信に使用され、送信機と受信機との間で伝送される情
報は所定の送信単位におかれ、誤り保護方式は送信単位の送信に用いられる。こ
の方法によれば、データと遅延依存型情報を送信する際に異なる誤り保護方式が
用いられる。
機とを備え、送信機と受信機との間の接続が少なくとも2つの論理チャネルから
構成され、送信機と受信機とは遅延依存型情報を送信するのに一方の論理チャネ
ルを使用するよう構成され、送信機と受信機とは所定の送信単位におかれた情報
を送信し、送信単位の送信において誤り保護方式を用いるよう構成されている無
線システムに関する。本発明のシステムにおいて、送信機と受信機とはデータと
遅延依存型情報とを送信する際に異なる誤り保護方式を用いるよう構成されてい
る。 本発明の好ましい実施の形態は従属クレームに開示されている。 本発明は、データと遅延依存型情報とが別々に多重化される合成方式を利用し
たハイブリッドARQ方式を用いることに基づくものである。
どのようなフレーム誤り率であってもよく、送信単位の確認通知メッセージ(A
CK/NACK)等の遅延依存型情報は、例えば強力な誤り訂正符号によって高
い伝送品質に保つことができる。データの誤り訂正方式として、送信単位をデコ
ードする前に送信単位と潜在的な再送とを合成するARQベースの方式を使用す
る。本発明によって、会話やパケットデータ等の高品質の高速送信を要求するサ
ービスは多重化により同時に送信できる。 本発明は、添付の図面を参照して好適な実施の形態との関連においてより詳細
に説明される。
、WCDMAやCDMA2000等の広帯域CDMAのセルラー無線システムに
利用するのが好ましいが、このシステムで使用される多重アクセス方式は実質的
に本発明とは関連していない。 「送信単位」という用語は、双方向無線接続で使用される送信単位に関し、こ
の送信単位は、ISOの第7階層OSIモデルにおける階層1、つまり物理的階
層のプロトコルデータ単位である。例えばTDMAシステムにおいて、送信単位
は1つまたはそれ以上のTDMAタイムスロットから構成できる。CDMAシス
テムにおいて、送信単位は1つまたはそれ以上の拡散符号をもつ制限付き時間枠
であってもよい。FDMAシステムにおいて、送信単位は1つまたはそれ以上の
周波数をもつ制限付き時間枠であってもよい。種々の多重アクセス方式を用いる
ハイブリッドシステムにおいて、送信単位は前述の事例のどのような組み合わせ
であってもよい。一般的に、送信単位は確定できる伝送パスの、すなわち無線接
続のあらゆるリソースであると言うことができる。
信機−受信機対の間でパケット交換データを送信するのに使用される。図1は本
発明を適用できる無線システムの1つの実施例を示す。無線システムは、ネット
ワーク部110と一組の加入者端末112、114とを備えている。ネットワー
ク部はネットワーク固定部、例えば基地局116、基地局コントローラー118
、移動体サービス切換センター120またはこれらの種々の組合わせを示す。加
入者端末は、例えば移動体電話、自動車電話またはWLL(無線ローカルループ
)端末である。送信機−受信機対は、ネットワーク部と加入者端末から構成され
ている。ネットワーク部は、送信機と受信機の両方の機能を果たすことができ、
同様に加入者端末も両方の役目を果たす。ネットワーク部と加入者端末との間で
双方向無線接続122、124が行われる。双方向無線接続において、送信単位
はデータ伝送に使用される。
本発明を説明するのに重要な部分のみを示すが、当業者には通常の送信機が本明
細書で詳細に説明する必要がない他の機能と構成を含んでいることは明らかであ
る。基本的に送信機は、例えばGPRSシステムの通常の送信機であり、その送
信機に本発明で必要な変更が加えられている。 図2において、送信機は2つのサービス、すなわち論理チャネルを使用する。
第1のチャネル200でデータが送信され、第2のチャネル202で遅延依存型
情報が送信される。遅延依存型情報は、伝送パス上での再送等の長い遅延が許さ
れないあらゆるデータ送信である。このような接続は、例えば電力調整用メッセ
ージ、データチャネル関連の伝送速度情報、パケットの確認通知メッセージ(A
CK/NACK)または例えば会話情報である。複数の送信単位からなるデータ
情報200は、最初に第1のチャンネル符号器204に入り、その後、送信単位
は潜在的な再送のためにメモリ206に格納される。その後、データは所望のデ
ータ送信速度に調整(balance)する第1の送信速度アダプタ208に入
る。
号化信号は第2の送信速度アダプタ214に入り送信速度が調整される。 送信単位は、第1および第2の送信速度アダプタ208、214からマルチプ
レクサ210に入り、そこで送信単位は互いに多重化されて送信される。合成さ
れた信号は、マルチプレクサから第3の送信速度アダプタ216に入り、そこで
必要であれば共通の送信速度が変更される。最後に送信信号はインターリーバ2
18に入り、伝送品質を改善するためのインターリーブが行われる。信号は送信
チャンネルへの送信のためにインターリーバからさらに送信機の無線周波部(図
示せず)に入る。 また、メモリ206は第1のチャンネル符号器204の前側や送信速度アダプ
タ208の後側に配置できるが、いずれの場合もマルチプレクサの前側である。
を説明するのに重要な部分のみを示すが、当業者には、通常の送信機が本明細書
で詳細に説明する必要がない他の機能と構成を含んでいることは明らかである。
基本的に受信機は、例えばGPRSシステムの通常の受信機であり、その受信機
に本発明で必要な変更が加えられている。
線周波部302に入る。無線周波部において信号は中間周波数またはベースバン
ド周波数に変換されて復調器306に入り、復調信号がデインターリーバ(de
interleaver)308に入る。この構成要素は当業者には公知の方式
で実現できる。 デインターリーブされた信号は、第1の送信速度アダプタ310とデマルチプ
レクサ312に入る。デマルチプレクサにおいて、信号は送信に使用される2つ
のチャンネルに分割される。第1のチャンネル314ではデータが送信され、第
2のチャンネル316では制御情報や会話等の遅延依存型情報が送信される。
入る。合成器において、先に送信され受信機のメモリ322に格納されている送
信単位がこの送信単位と合成される。合成された送信単位は潜在的な再送のため
にメモリに再度格納される。送信単位は、第1のチャンネルデコーダ324に入
り、そこで同様に誤りが訂正される。送信単位が正しく受信されたことを誤り訂
正が示す場合、送信単位はさらに受信機の他の部分へ入る。誤り訂正が送信単位
に誤りがあることを示す場合、送信機に再送を要求する必要がある。このことは
、例えば再送要求を受信機のコントロールユニット326に通知することで実現
でき、このコントロールユニットは、受信機の別の部分の作動を制御して送信と
は逆方向の制御チャンネルを使って送信機に対して再送要求に関する情報を伝送
する。また、合成器320とメモリ322とは第2の送信速度アダプタ318の
前側に配置できるが、いずれの場合もデマルチプレクサの後側である。また、メ
モリ322はチャンネルデコーダ324の後側に配置でき、このことは再送を必
要とする送信単位のみを格納する利点をもたらすが、その場合はソフト合成は使
用できない。
タ328へ入り、さらにそこから第2のチャンネルデコーダ330へ入る。送信
機と受信機における送信速度アダプタの個数は前述のものと異なっていても良い
ことに留意されたい。 つまり、本発明の送信機と受信機において、データ情報と遅延依存型情報とに
対して異なる誤り訂正手順が適用される。必要であれば、遅延依存型情報に対し
てより強力なチャンネル符号化を用いてもよく、それによってデータ情報に比べ
て誤りの影響を受け難くなる。 次に図4aのフローチャートは本発明の受信機におけるデータ処理を詳細に示
す。 ステップ400:受信機が送信単位を受信して復調する。 ステップ408:それが再送を処理するものであるかどうか、すなわち先に送
信された送信単位がメモリ内にあるか否かを調べる。メモリ内にあれば送信単位
はステップ410で合成される。
ルにある場合、このアルゴリズムは終了して次の送信単位の受信へ進む。 ステップ414:品質が良好でない場合、送信単位を格納する。品質が非常に
悪い場合、送信単位は完全に放棄されることもある。 ステップ418:送信単位の品質に基づいて形成される再送要求を送信する。
送信元は、品質レベルが要求品質レベルに達していない同一の送信単位を即座に
再送することが要求される。送信単位を受信するようステップ400へ進む。
位の品質は直ちにステップ402で調べられる。品質が良好であればステップ4
08へ進み前述のように続行される。そうでなければ送信単位はステップ404
で格納される。品質が非常に劣化している場合、送信単位は完全に放棄されるこ
ともある。ステップ406において、送信単位の品質に基づいて形成される再送
要求を送信する。送信元は、品質レベルが要求品質レベルに達していない同一の
送信単位の即座に再送することが要求され。送信単位を受信するようステップ4
00へ進む。 基本的に、前述の方法は累積送信単位の品質が充分に良好である限り同一の送
信単位が信号識別の前に累積される点で、標準的なARQプロトコルの改良型で
ある。これは単にデータ誤り訂正の1つの例であることに留意されたい。本発明
の解決法において、当業者には他のARQをベースとした解決法も同様に適用可
能であることは明らかである。
て、CRCのエラーチェックサムは、送信単位およびパケットの両方に対して別
々に生成でき、これらのチェックサムに基づいて受信の送信単位とパケット、ま
たはそのいづれかの誤りが検査される。同様にエラーチェックサムを生成する他
の方法も利用できる。また、品質は送信単位に対するビット誤り率を形成するこ
とによっても定義できる。また、受信された送信単位の品質は、トレーニングシ
ーケンスによって送信単位についてのC/I比(キャリア/混信)を形成するこ
とによっても定義できる。本明細書では送信単位やパケットの品質を定義するい
くつかの例を説明したが、公知の他の方法も品質を評価するのに使用できる。
平均品質レベルを適応品質しきい値と比較することによって決定される。平均品
質レベルは、例えば平均値をカウントするか、または要求品質レベルに達した送
信単位のパケットの総量に対して数値制限を規定することによって形成される。
適応とは、システムが自己学習型であり、条件に適合し且つ送信容量を最大に有
効利用するよう品質限界を変更することによって、システムが自身の作動を最適
化することを意味している。 本発明は添付図面に基づき実施例を参照して説明されているが、本発明はこれ
に限定されるものでなく請求項で開示された発明思想の範囲内で種々の方法でも
って変更できることは明らかである。
Claims (17)
- 【請求項1】 送信機と受信機との間の接続は少なくとも2つの論理チャネ
ルから構成され、一方の論理チャネルを遅延依存型情報の送信に使用され、前記
送信機と前記受信機との間で伝送される情報は所定の送信単位におかれ、誤り保
護方式が送信単位の送信に用いられる、無線システムの送信機と受信機との間で
パケット交換データを伝送する方法であって、前記データと前記遅延依存型情報
とを送信する際、異なる誤り保護方式が用いられることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 信号送信において、データを含む送信単位がチャンネル符号
化され、前記送信単位がメモリに格納され、その後、送信速度の第1の適合が行
われ、その後、データから含む前記送信単位が前記遅延依存型情報を含む送信単
位と多重化され、さらに多重化された送信単位に対して送信速度の第2の適合と
インターリーブとが行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 信号送信において、遅延依存型情報を含む送信単位がチャン
ネル符号化され、その後、送信速度の第1の適合が行われ、その後、遅延依存型
情報を含む前記送信単位がデータを含む前記送信単位と多重化され、さらに多重
化された送信単位に対して送信速度の第2の適合とインターリーブとが行われる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 信号受信において、受信された送信単位に対してデインター
リーブと送信速度の第1の適合とが行われ、その後、遅延依存型情報を含む送信
単位とデータを含む送信単位とが別々に多重化されることを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項5】 遅延依存型情報以外の情報の送信チャンネルで受信された送
信単位の品質を評価し、最初に送信された送信単位と、1回またはそれ以上の再
送された送信単位とから構成される合成された送信単位についての品質評価が再
送が必要ないことを示すまで、前記品質評価に基づいて少なくとも1回の送信再
送を要求し、その後、前記送信単位が検出される受信機を特徴とする請求項4に
記載の方法。 - 【請求項6】 遅延依存型情報以外の情報を送信するチャンネル上で、信号
受信に関して、 各々の受信された送信単位の品質を互いに独立して調べ(202); 前記受信された送信単位を格納し(204); 前記送信単位の品質に基づいて生成される再送要求を送信し(206); 合成された送信単位を生成し(208); 合成された各々の送信単位の品質を調べ(210); 合成された送信単位の品質が所定の品質レベルに到達するまで、先行ステップ
を繰返し(212); 信号を出する(214); ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 【請求項7】 エラーチェックサムを生成し、これに基づいて受信に関する
送信単位の品質を調べることを特徴とする請求項4または5に記載の方法。 - 【請求項8】 送信単位のトレーニングシーケンスのビット誤り率を生成す
ることによって、受信された送信単位の品質を定義することを特徴とする請求項
4または5に記載の方法。 - 【請求項9】 送信単位の平均品質レベルを適応品質しきい値と比較するこ
とによって、合成された送信単位の品質レベルを決定することを特徴とする請求
項4または5に記載の方法。 - 【請求項10】 遅延依存型情報が制御情報であることを特徴とする前記請
求項のいづれか1項に記載の方法。 - 【請求項11】 遅延依存型情報が会話情報であることを特徴とする前記請
求項のいづれか1項に記載の方法。 - 【請求項12】 遅延依存型情報が回線交換情報であることを特徴とする前
記請求項のいづれか1項に記載の方法。 - 【請求項13】 パケット交換データを送信するよう構成された送信機(1
12、114)と受信機(116)とを備え、前記送信機と受信機との間の接続
(122、124)が少なくとも2つの論理チャネルから構成され、前記送信機
と受信機とは遅延依存型情報を送信するために一方の論理チャネルを使用するよ
う構成され、前記送信機と受信機とは所定の送信単位におかれた前記情報を送信
し、前記送信単位の送信において誤り保護方式を用いるよう構成されている無線
システムであって、前記送信機と受信機とはデータと遅延依存型情報とを送信す
る際に異なる誤り保護方式を用いるよう構成されていることを特徴とする無線シ
ステム。 - 【請求項14】 前記システムの前記送信機は、データを含む送信単位を符
号化するよう構成されているチャンネル符号器204と、前記送信単位をメモリ
に格納するよう構成されている前記メモリ206と、第1の送信速度アダプター
208と、データを含む前記送信単位を遅延依存型情報を含む前記送信単位と多
重化するよう構成されているマルチプレクサ210と、前記マルチプレクサの出
力と機能的に接続されている第2の送信速度アダプター216と、前記アダプタ
ーの出力と機能的に接続されているインターリーバ218とを備えることを特徴
とする請求項13に記載のシステム。 - 【請求項15】 前記システムの送信機は、遅延依存型情報を含む送信単位
を符号化するよう構成されているチャンネル符号器212と、送信速度アダプタ
ー214と、データを含む前記送信単位を遅延依存型情報を含む前記送信単位と
多重化するよう構成されているマルチプレクサ210と、前記マルチプレクサの
出力と機能的に接続されている第2の送信速度アダプター216と、前記アダプ
ターの出力と機能的に接続されているインターリーバ218とを備えることを特
徴とする請求項13に記載のシステム。 - 【請求項16】 前記システムの前記受信機は、デインターリーバ308と
、遅延依存型情報を含む前記送信単位とデータを含む前記送信単位とに分離する
(demultiplex)よう構成されているデマルチプレクサ312とを備
えることを特徴とする請求項13に記載のシステム。 - 【請求項17】 前記システムの前記受信機は、遅延依存型情報以外の情報
の送信チャンネルで受信される前記送信単位の品質を評価するよう構成されてい
るデコーダ324と、前記品質評価に基づいて少なくとも1回の前記送信単位の
再送要求を行うよう構成されている制御ユニット326と、遅延依存型情報以外
の情報の送信チャンネル上で受信される前記送信単位を格納するよう構成されて
いるメモリ322と、受信された前記送信単位と再送された送信単位とを合成す
るよう構成されている合成器320とを備えることを特徴とする請求項16に記
載のシステム。
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