JP2003513592A

JP2003513592A - 無線通信システムにおいてデータを同期し、伝送する方法および装置

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Publication number: JP2003513592A
Application number: JP2001535348A
Authority: JP
Inventors: ケネス、エル．スタンウッド; ゲイリー、リー、サマド、ジュニア; ジャック、ビハー
Original assignee: アンサンブル、コミュニケーション、インコーポレーテッド
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2003-04-08
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: CN1387715A; EP1226685A1; CA2879747A1; CA2387761C; BR0015032A; JP2015084542A; JP5128627B2; JP4660514B2; JP5066213B2; CA2387761A1; JP2010239618A; JP2010226724A; CA2759770C; KR100675235B1; JP5736353B2; CA2569688C; WO2001033772A1; CA2847074C; JP2008042925A; KR100675236B1

Abstract

(57)【要約】【課題】無線通信システムにおいてＭＡＣと物理的通信プロトコル層の間のデータを伝送および同期する方法および装置を得ることである。【解決手段】本発明は無線通信システムにおいてメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）と物理的通信プロトコル層の間のデータの伝送および同期を効率的に行う新規な方法および装置である。送るべきＭＡＣパケットの長さに依存して、本発明は物理的層へマッピングする際にＭＡＣパケットをばらばらにしまたは連結する。ＭＡＣパケットが長すぎて１つのＴＣ／ＰＨＹパケットに適合しない時は、ＭＡＣパケットはばらばらにされ、その結果としての多数のＴＣ／ＰＨＹパケットが同じＴＤＤフレーム内で背中合わせで送られることが好ましい。ＭＡＣパケットが短い時は、例外が適用されなければ（たとえば、アップリンクにおけるＣＰＥの変化またはダウンリンクにおける変調の変化）、次のＭＡＣパケットは現在のＭＡＣパケットに連結されて単一のＴＣ／ＰＨＹパケットにされる。例外が適用されたならば、次のＭＡＣパケットはＣＴＧまたはＭＴＧは後に続いている新しいＴＣ／ＰＨＹパケットで開始される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は無線通信システムに関するものであり、更に詳しくいえば、ＭＡＣお
よび無線通信システムの物理的通信プロトコル層を効率的に同期する方法および
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

本願出願人に譲渡された未決の米国特許出願第０８／９７４３７６号に記述さ
れているように、無線通信システムは複数の加入者無線局または加入者装置（固
定または移動）と固定ネットワーク・インフラストラクチャとの間の双方向通信
を容易にする。通信システムの例には、移動セルラー電話システム、パーソナル
通信システム（ＰＣＳ）、およびコードレス電話が含まれる。それらの無線通信
システムの重要な目的は、加入者装置の利用者を固定ネットワーク・インフラス
トラクチャ（通常は有線システム）に接続するために、複数の加入者装置とそれ
らの装置のそれぞれの基地局の間に通信チャネルを要求に応じて設けることであ
る。多数のアクセス法を有する無線システムでは、基本的な情報伝送単位として
時間「フレーム」が用いられる。各フレームは、複数の時間スロットに細分され
る。

【０００３】ある時間スロットが制御目的のために使用され、またある時間スロットが情報
伝達のために用いられる。加入者装置は、選択された基地局と「多重化」技術を
用いて通常交信して、接続の両方向に情報の交換を行えるようにしている。

【０００４】基地局から加入者装置への伝送は、「ダウンリンク」伝送と一般に呼ばれてい
る。加入者装置から基地局への伝送は、「アップリンク」伝送と一般に呼ばれて
いる。所与のシステムの設計基準に依存して、先行技術の無線通信システムは時
分割多重化（ＴＤＤ）法または周波数分割多重化（ＦＤＤ）法を通常用いて、基
地局と加入者装置との間の情報交換を容易にしている。ＴＤＤ多重化技術とＦＤ
Ｄ多重化技術は、この分野で周知である。

【０００５】最近、音声、データおよび画像などの特に広い帯域のサービスを提供するため
に、広帯域すなわち「ブロードバンド」無線通信ネットワークが提案された。ブ
ロードバンド無線通信システムは、複数の基地局と複数の固定加入者局すなわち
顧客構内機器（ＣＰＥ）との間の双方向通信を容易にする。ブロードバンド無線
通信システムの１つの例が、未決の米国特許出願第０８／９７４３７６号に記述
されており、かつ図１のブロック線図に示されている。図１に示されているよう
に、ブロードバンド無線通信システムの１つの例１００が、複数のセル１０２を
含んでいる。各セル１０２は関連するセル場所１０４を含み、そのセル場所は基
地局１０６と能動アンテナアレイ１０８を主として含んでいる。各セル１０２は
セルの基地局１０６と、セル１０２の有効範囲全体にわたって固定顧客場所１１
２に配置されている複数の顧客構内機器（ＣＰＥ）１１０との間の無線接続を行
う。無線通信システム１００の利用者には、住宅用の顧客と業務用の顧客とが含
まれることがある。したがって、この無線通信システムの利用者のシステムの取
扱い方についての要求や帯域幅に対する要求には種々のものがある。各セルは数
百またはそれ以上もの住宅用ＣＰＥまたは業務用ＣＰＥを取扱うことができる。

【０００６】図１のブロードバンド無線通信システム１００は、複数のＣＰＥ１１０に真の
「需要に応じた帯域幅」を提供する。ＣＰＥ１１０は、ＣＰＥを利用している顧
客により求められるサービスの種類および質を基にして、ＣＰＥのそれぞれの基
地局１０６からの帯域幅割当てを要求する。種々のブロードバンドサービスが、
種々の帯域幅要求および種々の待ち時間要求を有する。顧客が利用できるサービ
スの種類と質は、変更および選択ができる。所与のサービスに専用される帯域幅
の広さは、そのサービスにより求められるサービスの質と情報速度（および帯域
幅の利用可能性その他のシステム・パラメータも考慮して）により決定される。
たとえば、Ｔ１型連続データサービスは、良く制御された配信待ち時間を持つ多
数の帯域幅を通常求める。終了させられるまで、それらのサービスは各フレーム
ごとに一定の帯域幅割当てを求める。対照的に、インターネット・プロトコル・
データサービス（ＴＣＰ／ＩＰ）などのある種のデータサービスは帯域幅要求が
急変し、しばしば休止し（休止の場合には、ある任意の時刻には必要とする帯域
幅は零であることがある）、動作時には遅延の変化にかなり鈍感である。基地局
メディア・アクセス制御（「ＭＡＣ」）は、利用可能な帯域幅をアップリンクお
よびダウンリンクにおける物理的チャネルに割当てる。アップリンク・サブフレ
ームとダウンリンク・サブフレーム内では、基地局ＭＡＣは、種々のサービスの
質（ＱｏＳ）により課される優先順位および規則に依存して、種々のサービスの
間に利用可能な帯域幅を割当てる。ＭＡＣは、ＭＡＣ「層」（ＴＣＰ／ＩＰなど
の情報上部層）と「物理的層」（物理的チャネルにおける情報）の間でデータを
伝送する。

【０００７】ＣＰＥサービス要求は多種多様であり、かつ任意の１つの基地局によりサービ
スされるＣＰＥの数は多いので、図１に示されているブロードバンド無線通信シ
ステムなどの無線通信システムにおける帯域幅割当て過程は、厄介で複雑なもの
になることがある。これは、ＭＡＣと物理的通信プロトコル層の間の同期を維持
しつつ、データを迅速に伝送することに関しては特にそうである。基地局は、多
様なデータ（たとえば、Ｔ１およびＴＣＰ／ＩＰ）をデータプロトコルを用いて
ＭＡＣと物理的層との間で伝送する。通信プロトコルの１つの目的は、ＭＡＣと
物理的層との間で伝送することである。通信プロトコルは、所与の任意の時刻に
最大帯域幅でデータを伝送する必要性と、送っている間にデータが失われた時に
ＭＡＣと物理的層との間の同期を維持する必要性とを釣り合わせなければならな
い。

【０００８】先行技術の通信プロトコルは、無線通信システムでデータを伝送するために提
案されていた。先行技術の１つの通信プロトコルは、ヘッダとペイロードを含ん
でいる可変長データパケットを用いて、ＭＡＣメッセージを物理的層へ伝送する
システムを教示している。ペイロードは、ＭＡＣメッセージ・データタイプ（た
とえば、Ｔ１およびＴＣＰ／ＩＰ）のためのデータを含んでいる。先行技術では
、ヘッダは物理的層境界でスタートし、ペイロードの長さおよび次のデータパケ
ットの場所などの情報を無線通信システムに提供する。通常、通信プロトコルは
、可変長データパケットを介して適切な帯域幅使用法を提供する。しかし、この
種のプロトコルにより行われるＭＡＣと物理的層との間の同期は完全ではない。
その理由は、システムがヘッダを失うと、プロトコルは物理的層境界の初めにお
いて次のヘッダを見付けるまで以後のデータの全てを見落とすからである。その
後でシステムは、その物理的層境界からデータを使用することを始める。そうす
ると、可変長さデータパケット・プロトコルは、受けたデータ（すなわち、失わ
れたヘッダと次の物理的境界の間で受けたデータ）をかなり大量に失う。したが
って、それは無線通信システムで使用するためには効率の低い通信プロトコルで
ある。

【０００９】他の先行技術プロトコルは、固定長データパケットを用いてＭＡＣメッセージ
を伝送するシステムを教示している。それらのシステムに従って、メッセージは
他のメッセージに対して一定の位置で常に始まる。そのシステムがメッセージの
一部を失うと、プロトコルは次のメッセージを次の固定されている位置で見付け
ることができるので、プロトコルはその１つのメッセージを失うだけである。し
たがって、固定長データパケット・プロトコルは、物理的層同期のために適切な
ＭＡＣを提供する。しかし、固定長データパケットは、所与の任意のデータタイ
プから最大のメッセージを受けるために、固定長データパケット・プロトコルは
帯域幅の使用が下手である。ほとんどのメッセージは最大のメッセージよりもは
るかに小さいので、固定長データパケット・プロトコルは広い帯域幅を一定の基
準で通常無駄にする。

【００１０】したがって、無線通信システムにおいてＭＡＣと物理的層との間でデータを効
率的に伝送するデータを伝送ならびに同期する方法および装置の需要が存在する
。データの伝送ならびに同期のためのこの方法および装置は、無線通信システム
のアップリンクで頻繁に変化する帯域幅割当て要求を出す任意の多数のＣＰＥを
取り扱えなければならない。そのようなデータの伝送および同期のための方法お
よび装置は、アップリンクとダウンリンクの両方での複数の基地局と複数のＣＰ
Ｅとの間のメッセージ交換により使用される帯域幅の広さの点で効率的でなけれ
ばならない。また、データの伝送および同期のためのこの方法および装置は、メ
ッセージの一部が失われた時に大量のデータの喪失を防ぐために、次のデータメ
ッセージに迅速に同期しなければならない。本発明は、そのようなデータ伝送お
よび同期法および装置を提供するものである。

【００１１】

【発明の概要】

本発明は、無線通信システムにおいてＭＡＣと物理的層の間でデータを効率的
に伝送する新規な方法および装置である。この方法および装置は、無線通信シス
テムにおいて使用されない帯域幅の量を減少する。本発明は、データメッセージ
・ヘッダがデータリンクまたは無線リンクで失われた時に、次のデータメッセー
ジに迅速に同期するので有利である。本発明は、データフォーマットとデータ伝
送技術の組合わせを利用して、通信システムでデータを効率的に伝送する。

【００１２】本発明の好適な実施例では、ＭＡＣパケットのデータフォーマットは可変長で
あることが好ましい。伝送すべきＭＡＣパケットの長さに依存して、本発明は物
理的層へのマッピング中のＭＡＣパケットをばらばらにし、または連結する。物
理的層は、固定長ペイロードを持つ伝送集中／物理的（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ
ｎＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ／Ｐｈｙｓｉｃａｌ）（ＴＣ／ＰＨＹ）パケットを
含んでいる。本発明は、可変長ＭＡＣパケットを伝送し、かつＴＣ／ＰＨＹパケ
ットにマッピングする新規な技術を含む。

【００１３】本発明によれば、本発明の方法は、ＭＡＣパケットを得ることによりデータ伝
送および同期技術を開始する。この方法は、ＭＡＣパケットが現在のＴＣ／ＰＨ
Ｙパケットのペイロード中の利用可能なビットよりも長いかどうかを判定する。
もし長ければ、この方法はＭＡＣパケットをばらばらにし、断片を引き続くＴＣ
／ＰＨＹパケットにマップする段階へ進む。この方法および装置は、ＦＤＤ通信
システムまたはＴＤＤ通信システムい使用するようにできる。ＴＤＤシステムに
使用される場合には、引き続くＴＣ／ＰＨＹパケットは同じＴＤＤフレーム内で
連続して伝送されることが好ましい。

【００１４】ＭＡＣパケットが現在のＴＣ／ＰＨＹパケットのペイロード内の利用可能なビ
ットより短いとこの方法が判定したとすると、この方法はＭＡＣパケットをマッ
プする段階へ進む。ＭＡＣパケットをＴＣ／ＰＨＹパケットにマッピングした後
で、この方法は、次のＭＡＣパケットをＴＣ／ＰＨＹパケット内の前のＭＡＣパ
ケットにマップすべきかどうかを判定する。引き続く２つの条件のいずれかが満
たされないと、この方法は次のＭＡＣパケットと前のＭＡＣパケットを連結する
。

【００１５】第１の条件は、ダウンリンクにおける変調の変化である。そのような変化があ
ると、新たな変調における第１のパケットが、変調遷移ギャップ（ＭＴＧ）を伴
う新しいＴＣ／ＰＨＹパケットでスタートする。第２の条件は、アップリンクに
おけるＣＰＥでの変化である。その変化が起きると、次のＣＰＥからの第１のパ
ケットがＣＰＥ遷移ギャップ（ＣＴＧ）を伴う新しいＴＣ／ＰＨＹパケットでス
タートする。いずれの条件も満たされないとすると、この方法は同じＴＣ／ＰＨ
Ｙパケット内の次のＭＡＣパケットと前のＭＡＣパケットを上記のやり方でマッ
プする。

【００１６】

【発明の実施の形態】

この説明全体を通じて、示されている好適な実施例は本発明を限定するもので
はなくて代表例と考えるべきである。本発明の好適な実施例は、ブロードバンド無線通信システムにおいてデータを
伝送および同期する方法および装置である。ブロードバンド無線通信システム、
および複数のユーザーにより共用される物理的通信媒体を有する同様な種類の何
らかの通信システム、の重要な性能基準は、システムが物理的媒体をいかに効率
よく使用するかである。無線通信システムは媒体共用通信システムであるので、
加入者によるアクセスおよびネットワークへの伝送は制御せねばならない。無線
通信システムにおいては、媒体アクセス制御（「ＭＡＣ」）通信プロトコルが物
理的媒体へのユーザーアクセスを通常制御する。ＭＡＣは、加入者が物理的媒体
での伝送を許される時を決定する。また、競合が許されるならば、ＭＡＣは競合
過程を制御して、起きるいかなる衝突も解消する。

【００１７】図１に示されているシステムでは、ＭＡＣは基地局１０６により処理されるソ
フトウエアにより通常実行される（ある実施例では、ソフトウエアは基地局とＣ
ＰＥでプロセッサにより実行できる）。基地局１０６は、権利を伝送する要求を
受け、優先順位、サービスの種類、サービスの質およびＣＰＥ１１０に関連する
その他の要因を考慮に入れて、利用できる時間内にそれらの要求を認める。ＣＰ
Ｅ１１０により提供されるサービスは変化するものであり、ＰＢＸからの音声ト
ランクなどのＴＤＭ情報を含んでいる。サービススペクトラムの他の端では、Ｃ
ＰＥは、周知のワールドワイドウエブすなわちインターネットと通信するために
突然現れるが、しかも遅延を許容するコンピュータデータをアップリンクできる
。

【００１８】基地局ＭＡＣは、アップリンク通信リンクとダウンリンク通信リンクに対して
帯域幅をマップし、割当てる。それらのマップは、基地局により発生されて維持
され、かつアップリンク・サブフレーム・マップおよびダウンリンク・サブフレ
ーム・マップと呼ばれている。ＭＡＣは、Ｔ１，Ｅ１などの高い優先順位の一定
ビット伝送速度（ＣＢＲ）サービスおよび類似の一定ビット伝送速度サービスに
より課される帯域幅要求を満たすために、十分な帯域幅を割当てねばならない。
また、ＭＡＣは、インターネット・プロトコル（ＩＰ）データサービスなどの低
い優先順位のサービスにわたって残りのシステム帯域幅を割当てなければならな
い。ＭＡＣは、公平に重み付けられた待ち合わせまたはラウンドロビン待ち合わ
せなどのＱｏＳに依存する種々の技術を用いて、それらの低い優先順位のサービ
スの間で帯域幅を分配する。

【００１９】図１に示されている通信システムのダウンリンクは、１点−多点基準（すなわ
ち、基地局１０６から複数のＣＰＥ１１０へ）で動作する。未決の関連する米国
特許出願第０８／９７４３７６号に記述されているように、中央基地局１０６は
、いくつかの区画へ同時に送信できる区画されたアクティブなアンテナアレイ１
０８を含んでいる。無線通信システム１００の一実施例では、アクティブなアン
テナアレイ１０８は６つの独立した区画へ同時に送信する。所与の周波数チャネ
ルおよびアンテナ区画内では、全ての局は同じ送信を受ける。基地局は、ダウン
リンク方向で動作する送信機にすぎないから、時間を上流側（アップリンク）送
信期間と下流側（ダウンリンク）送信期間に分割する全体の時分割多重化を除き
、他の基地局との調整を行うことなしに送信する。基地局は、区画（および周波
数）内の全てのＣＰＥに放送する。ＣＰＥは、受信されたメッセージ中のアドレ
スをモニタし、自己に宛てられたアドレスのみを保持する。

【００２０】ＣＰＥ１１０は、基地局ＭＡＣにより制御される要求を基準としてアップリン
クを共用する。ＣＰＥにより利用されるサービスのクラスに依存して、基地局は
選択されたＣＰＥにアップリンクに送信する権利を継続して与えることができ、
またはＣＰＥからの要求を受けた後で、送信権を基地局により与えられる。個々
にアドレスされるメッセージに加えて、メッセージは基地局によりマルチキャス
ト・グループへ送ることができ（制御メッセージおよびビデオ配布がマルチキャ
スト応用の例である）、かつ全てのＣＰＥへ放送できる。

【００２１】フレームマップ−アップリンク・サブフレーム・マッピングおよびダウンリンク・サブフレーム・マッピング本発明の好適な実施例では、基地局１０６は、アップリンク通信リンクおよび
ダウンリンク通信リンクに割当てられた帯域幅のサブフレーム・マップを維持す
る。未決の関連する米国特許出願第０８／９７４３７６号に詳細に記述されてい
るように、アップリンクとダウンリンクは、時分割多重化（すなわち「ＴＤＤ」
）式に多重化することが好ましい。本発明は、ＴＤＤ方式での応用に関して説明
するが、本発明はそれに限定されるものではない。通信技術の当業者は、本発明
の方法および装置をＦＤＤ方式に容易に適合できることを認識できるはずである
。

【００２２】ＴＤＤ方式に使用するようにされている一実施例では、フレームとはＮ個（Ｎ
は一定なままである）の連続する時間期間すなわち時間スロットを含むものとし
て定義される。この「フレームを基準とする」手法に従って、この通信システム
は、ダウンリンク送信のためにのみ最初のＮ１時間スロット（ＮはＮ１より大き
いかＮ１に等しい）を動的に構成する。残りのＮ２時間スロット（Ｎ２はＮ−Ｎ
１に等しい）は、アップリンク送信のみのために動的に構成される。このＴＤＤ
フレームを基準とするやり方の下では、ダウンリンク・サブフレームは最初に送
信されることが好ましく、かつフレーム同期のために必要な情報が前に付けられ
る。

【００２３】図２は、本発明の実施において通信システム（図１に示されているものなど）
が使用できるＴＤＤフレームおよびマルチフレーム構造２００を示す。図２に示
されているように、ＴＤＤフレーム２００は、複数の物理的スロット（ＰＳ）２
０４、２０４′に細分される。図２に示されている実施例では、フレームは持続
時間が１ミリ秒であって、物理的スロットを８００個含んでいる。あるいは、本
発明は持続時間がそれより短いか、長く、かつＰＳをそれより多くか少なく有す
るフレームを使用できる。利用可能な帯域幅は、基地局によりある所定数のＰＳ
の単位で割当てられる。周知のリード‐ソロモン符号化法などのある形式のデジ
タル符号化が、情報要素（ＰＩ）と呼ばれる所定数のビット単位にわたってデジ
タル情報に対して行われる。変調はフレーム内で変わることがあり、選択された
ＰＩを送信するために求められるＰＳの数（したがって、時間の長さ）を決定す
る。

【００２４】未決の米国特許出願第０８／９７４３７６号により詳しく記述されているよう
に、図１に示されているブロードバンド無線通信システムの一実施例では、ＴＤ
Ｄフレーミングは適応性のあることが好ましい。すなわち、ダウンリンクに割当
てられたＰＳの数対アップリンクに割当てられたＰＳの数が時間と共に変化する
。本発明のデータを伝送および同期する方法および装置はＦＤＤ通信システムと
ＴＤＤ通信システムで使用できる。更に、本発明は、図２に示されているフレー
ムおよびマルチフレーム構造に類似するフレームおよびマルチフレーム構造を用
いる適応ＴＤＤシステムおよび固定ＴＤＤシステムに使用できる。図２に示され
ているように、周期的な機能を支援するために、多数のフレーム２０２がマルチ
フレーム２０６にまとめられ、多数のマルチフレーム２０６がハイパーフレーム
２０８にまとめられる。一実施例では、各マルチフレーム２０６は２つのフレー
ム２０２を含み、各ハイパーフレーム２０８は２２のマルチフレーム２０６を含
んでいる。フレームの他の構造と、マルチフレームの他の構造およびハイパーフ
レームの他の構造を本発明で使用できる。たとえば、本発明の他の実施例では、
各マルチフレーム２０６は１６のフレーム２０２を含み、各ハイパーフレーム２
０８は３２のマルチフレーム２０６を含む。本発明の実施に使用されるダウンリ
ンク・サブフレームおよびアップリンク・サブフレームそれぞれの例が、図３と
図４にそれぞれ示されている。

【００２５】ダウンリンク・サブフレーム・マップ図３は、情報を複数のＣＰＥ１１０へ送るために基地局１０６により使用でき
るダウンリンク・サブフレーム３００の１つの例を示す。基地局は、ダウンリン
ク帯域幅割当てを反映するダウンリンク・サブフレーム・マップを保持すること
が好ましい。ダウンリンク・サブフレーム３００はフレーム制御ヘッダ３０２と
、変調の形式によってグループにまとめられて、異なる形式で変調されているデ
ータを分離するために用いられる組み合わされた変調遷移間隙（ＭＴＧ）３０６
により分離される複数のダウンリンクデータＰＳ３０４（たとえば、ＰＳ３０４
データはＱＡＭ‐４を用いて変調され、ＰＳ３０４′データはＱＡＭ‐１６を用
いて変調されている、等）と、送信／受信遷移間隙３０８とを含むことが好まし
い。選択された任意のダウンリンク・サブフレームには、異なる変調形式で変調
されたデータブロックの任意の１つまたは複数のものがなくてもよい。一実施例
では、変調遷移間隙（ＭＴＧ）３０６の持続時間は０ＰＳである。図３に示され
ているように、フレーム制御ヘッダ３０２は、同期および等化のために物理的制
御層（またはＰＨＹ）により使用されるプリアンブル３１０を含んでいる。フレ
ーム制御ヘッダ３０２は、ＰＨＹ（３１２）とＭＡＣ（３１４）のための制御セ
クションも含んでいる。

【００２６】ダウンリンクデータＰＳはデータとメッセージをＣＰＥ１１０へ送るために使
用される。このデータは符号化し（たとえば、リードソロモン符号化法を用いて
）、選択されたＣＰＥにより用いられる現在の動作変調で送信することが好まし
い。データは、ＱＡＭ‐４、それに続いてＱＡＭ‐１６、その後にＱＡＭ‐６４
などの所定の変調順序で送ることが好ましい。変調遷移間隙３０６は、もし存在
するならば、データを伝送するために用いられる異なる形式で変調されたセクシ
ョンを分離するために用いられる。フレーム制御ヘッダ３０２のＰＨＹ制御部３
１２は、変調形式が変化するＰＳ３０４の同一性を示す放送メッセージを含むこ
とが好ましい。最後に、図３に示されているように、Ｔｘ／Ｒｘ遷移間隙３０８
はダウンリンク・サブフレームをアップリンク・サブフレームから分離する。

【００２７】アップリンク・サブフレーム・マップ図４は、データを伝送し、同期する本発明に使用するようにされているアップ
リンク・サブフレーム４００の一例を示す。このデータを伝送し、同期する方法
および装置に従って、ＣＰＥ１１０（図１）は、アップリンク・サブフレーム４
００を用いて情報（帯域幅要求を含んでいる）をそれに関連する基地局１０６に
送る。図４に示されているように、アップリンク・フレーム中にＣＰＥ１１０に
より送られる３つの主なクラスのＭＡＣ制御メッセージ、（１）ＣＰＥ位置決め
のために保留されている競合スロット（位置決め競合スロット４０２）内で送ら
れるＭＡＣ制御メッセージ、（２）帯域幅割当てのためにマルチキャスト・ポー
ルおよび放送ポールに応答するために保留されている競合スロット（帯域幅要求
競合スロット４０４）内で送られるＭＡＣ制御メッセージ、（３）個々のＣＰＥ
に特に割当てられた帯域幅で送られるＭＡＣ制御メッセージ（ＣＰＥがスケジュ
ールしたデータスロット４０６）、がある。

【００２８】競合スロット（すなわち、競合スロット４０２と４０４）のために保留されて
いる帯域幅は一緒にグループにまとめられ、所定の変調形式を用いて送られる。

【００２９】たとえば、図４に示されている実施例では、競合スロット４０２と４０４はＱ
ＡＭ‐４変調を用いて送られる。残りの帯域幅は、ＣＰＥによってグループにま
とめられる。それのスケジュールされた帯域幅の間、ＣＰＥ１１０は、ＣＰＥと
それに関連する基地局１０６の間の伝送における環境要因の影響により決定され
る固定された変調で送る。アップリンク・サブフレーム４００は、図３を参照し
て上で説明した変調遷移間隙（ＭＴＧ）３０６の機能に類似する機能を実行する
複数のＣＰＥ遷移間隙（ＣＴＧ）４０８を含んでいる。すなわち、ＣＴＧ４０８
は、アップリンク・サブフレーム４００の間は種々のＣＰＥ１１０からの送信を
分離する。一実施例では、ＣＴＧ４０８の持続時間は物理的層２つ分である。送
信ＣＰＥは、ＣＴＧ４０８の第２のＰＳ中に１ＰＳプリアンブルを送ることによ
り、基地局が新しいＣＰＥ１１０に同期できるようにすることが好ましい。多数
のＣＰＥ１１０が位置決め競合期間中に同時に送信して衝突が起きる結果となる
ことがある。衝突が起きると基地局は応答しないことがある。ダウンリンク・サ
ブフレームとアップリンクサブフレームは、無線通信システムにおいて層状にさ
れているデータ伝送のためのメカニズムを提供する。

【００３０】ブロードバンド無線通信システムにおける層状のデータ伝送アーキテクチャ本発明の重要な特徴は、より高い通信プロトコル層（連続許可（「ＣＧ」）お
よび需要を割当てられた多重アクセス（「ＤＡＭＡ」））を要約できることであ
る。本発明の一実施例では、基地局１０６はＭＡＣを介するサービス・アクセス
ポイント（ＳＡＰ）と物理的データの間の層状伝送アーキテクチャを保持する。
種々のＳＡＰが、種々の通信プロトコルと待ち時間要求を有する。要約の最高レ
ベルにおいては、Ｔ１などのＣＧデータサービスが良く制御された配信待ち時間
を持つ非常に広い帯域幅を通常要求する。対照的に、インターネット・プロトコ
ル・データサービス（ＴＣＰ／ＩＰ）などのＤＡＭＡデータサービスは突発的（
ｂｕｒｓｔｙ）で、しばしば無通話（これは１つの任意の時刻には零帯域幅であ
る）で、かつ動作している時も遅延の変化にかなり鈍感である、層状データ伝送
アーキテクチャはブロードバンド無線通信システムにおいて種々のＳＡＰとイン
タフェースするためのメカニズムを提供する。

【００３１】図５は、本発明に使用するデータ送りアーキテクチャの好適な実施例を示す。
図５に示されているように、収束サブプロセス（ＣＳ）層５０２とＭＡＣ層５０
４が、ブロードバンド無線通信システムにおいてデータを送るためにインタフェ
ースする。収束サブプロセスとそれのアクセスポイントが、サービスに特化した
接続の設定および保守とデータ伝送のためにより高い通信プロトコル層に対する
インタフェースを行う。データの収束サブプロセスは、この技術において周知で
ある。１つのそのような収束サブプロセスが、ＨａｒｒｙＪ．Ｒ．Ｄｕｔｔｏ
ｎおよびＰｅｔｅｒＬｅｎｈａｒｄ著「同期転送モード（ＡＴＭ）、技術的概
観（ＡＳｙｎｃｈｒｏ第ｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ（ＡＴＭ），Ｔｅ
ｃｈｎｉｃａｌＯｖｅｒｖｉｅｗ）」第２版、３‐２１〜３‐２４ページ、Ｐ
ｒｅｎｔｉｃｅＨａｌｌ、１９９５年１０月、に記載されている。ＭＡＣは、
時分割多重化（ＴＤＭ）、高次層制御メッセージ（ＨＬＣＭ）、継続許可（ＣＧ
）および需要割当てマルチアクセス（ＤＡＭＡ）などの通信プロトコルの高次層
にＳＡＰを提供する。図５に示されているように、ＭＡＣは、高レベルメディア
・アクセス仲裁（ＨＬ‐ＭＡＡ）層５０２と低レベルメディア・アクセス仲裁（
ＬＬ‐ＭＡＡ）層５０４との２つの層を有することが好ましい。

【００３２】一実施例では、ＨＬ‐ＭＡＡ５０２は多数の機能を行う。ＨＬ‐ＭＡＡ５０２
は、基地局（ＢＳ）制御機能、ＣＰＥ位置決めデータ接続の設定および保守機能
、および負荷平準化機能のために、高次プロトコル層とインタフェースすること
が好ましい。収束サブ層を介して、ＢＳＨＬ‐ＭＡＡはＢＳ中の高次層とイン
タフェースし、帯域幅の利用可能性と、接続に特有の帯域幅限界とを基にして、
レベルが変化するサービスで提供される接続に対する要求を受け、または受けな
い。ＨＬ‐ＭＡＡ５０２は、データの物理的チャネルに提供する負荷のレベルを
平準化することが好ましい。ＭＡＣのＢＳＨＬ‐ＭＡＡサブ層は、帯域幅割当
ておよび物理的チャネルにおける負荷レベルの平準化を制御することも好ましい
。ＢＳＨＬ‐ＭＡＡは、このＭＡＣドメイン内の全ての物理的チャネルに付加
することに気付いている。既存の接続を、別の物理的チャネルへ移動させてセク
タ内の帯域幅の使用を一層良く平衡させることができる。

【００３３】好適な実施例では、ＬＬ‐ＭＡＡ５０４はＣＰＥとＢＳＭＡＣの間のインタ
フェースを行う。ＬＬ‐ＭＡＡ５０４は、個々の物理的チャネルに対する帯域幅
割当てを行うことが好ましい。各物理的チャネルは、ＢＳＬＬ‐ＭＡＡの対応
する例を有する。同様に、各ＣＰＥは、ＣＰＥＬＬ‐ＭＡＡの対応する例を有
する。

【００３４】したがって、ＬＬ‐ＭＡＡは、伝送収束（ＴＣ）層５０６と物理的（ＰＨＹ）
層５０８に、ＨＬ‐ＭＡＡがそれらの層に結合されているよりも一層緊密に結合
されている。ＢＳＬＬ‐ＭＡＡは、帯域幅要求と、制御メッセージの需要と、
各ＣＰＥと通信するために使用される特定の変調とを基にして行われる、所与の
任意の時刻に利用できる実際の帯域幅量の決定において、ＢＳＨＬ‐ＭＡＡと
協働することが好ましい。ＢＳＬＬ‐ＭＡＡは、ＣＰＥに送るダウンリンクデ
ータをパケットにすることが好ましい。ＣＰＥＬＬ‐ＭＡＡはＢＳＬＬ‐Ｍ
ＡＡをパケットにする際に使用する帯域幅割当てアルゴリズムと同じアルゴリズ
ムを用いてアップリンクデータをパケットにすることが好ましいが、範囲はＣＰ
Ｅの割当てられた帯域幅に限られる。ＬＬ‐ＭＡＡ５０４は、メッセージを多数
の時分割多重化（ＴＤＤ）フレームにわたって断片にできる。

【００３５】データを送りかつ同期する本発明は、物理的（ＰＨＹ）層５０８から相対的に
切り離されている可変長ＭＡＣパケットを送るために、固定長伝送収束／物理的
ＴＣ／ＰＨＹパケットに依存する。伝送収束（ＴＣ）層５０６は、ＭＡＣ層５０
２、５０４とＰＨＹ層５０８を結合させない手段を提供する。ＴＣ／ＰＨＹパケ
ット・フォーマットの部とＭＡＣパケットおよびヘッダ・フォーマットの部で詳
しく説明するように、本発明の好適な実施例は可変長ＭＡＣパケットと固定長Ｔ
Ｃ／ＰＨＹパケットを使用する。本発明の好適な実施例は、ＢＳから種々のＣＰ
Ｅの１つへデータを送る際にダウンリンク・サブフレームマップとアップリンク
・サブフレームマップを使用することも好ましい。好適な実施例では、ＭＡＣは
上で説明し、かつ未決の米国特許第０９／３１６５１８号に記載されているよう
に、データを転送するために適応フレーム構造を使用することが好ましい。適応
フレーム構造により送られるデータはフォーマットされたデータのセットすなわ
ち「パケット」を含む。本発明に使用するのに適する１つのパケット・フォー
マットが以下に述べられている。この分野の当業者は、本発明の要旨を逸脱する
ことなく代わりのＭＡＣフォーマットを使用できることを理解されるであろう。

【００３６】ＭＡＣパケット・フォーマット‐ヘッダおよびペイロードＭＡＣパケットデータは、無線通信システムにおける高次通信プロトコル層
（たとえば、ＣＧとＤＡＭＡ）と低次通信プロトコル層（たとえば、ＴＣとＰＨ
Ｙ）の間で交換されたデータを表す。本発明の好適な実施例では、、全ての用途
のためのデータは、接続ＩＤと各種の状態ビットを含んでいるヘッダが前に付さ
れているパケットで送られる。接続ＩＤは、基地局により加入者局へ送られるデ
ータを認識するためのメカニズムを、加入者局に提供する。加入者局は、接続Ｉ
Ｄにより参照される情報を基にして、パケットを適切に処理する。

【００３７】ＭＡＣデータは、ＴＤＤフレーム２００を通じてばらばらにできる。好適な実
施例では、この断片化はＭＡＣヘッダを用いて行われる。ＭＡＣヘッダは、ＴＤ
Ｄフレーム２００を通じる断片化の制御と制御問題および経路指定問題を取扱う
ために用いられる。好適な最小断片サイズと断片化ステップサイズは、「位置決
め結果」メッセージ中のＣＰＥに与えられる。「開始」断片と「継続」断片は、
少なくとも最小断片サイズにすべきことが好ましい。もしそれより大きいとする
と、付加サイズは、断片ステップサイズの倍数にすべきことが好ましい。終了断
片とばらばら美されていないＭＡＣパケットは、断片化最小サイズ要求と断片化
ステップサイズ要求を免れることが好ましい。

【００３８】ＴＤＤフレーム２００内では、ＭＡＣにより接続へ送られたデータは断片化し
ないことができ（単一のＴＤＤフレームで送られる）、またはある数の継続パケ
ットにより分離されている開始パケットと終了パケットを含むことができる。本
発明の好適な実施例では、ＭＡＣパケットのフォーマットはヘッダとペイロード
を有する。ＭＡＣヘッダは、標準ＭＡＣヘッダと短縮ＭＡＣヘッダとの２つの異
なるフォーマットを有することとが好ましい。基地局とＣＰＥとの特定のネット
ワークは、標準ＭＡＣヘッダのみまたは短縮ＭＡＣヘッダのみを使用することが
好ましいので、それら２つのヘッダ・フォーマットは単独で使用することが好ま
しい。標準ＭＡＣヘッダは、データまたは無線インタフェースにおいて固定長デ
ータパケットを支持する。好適なダウンリンクＭＡＣは、好適なアップリンクＭ
ＡＣヘッダから僅かに変化する。

【００３９】図６Ａは、本発明に使用するようにされている標準ＭＡＣダウンリンク・パケ
ット・フォーマット６００ａの好適な実施例のフォーマットを示す。特定のフィ
ールド、特定のフィールド長、および特定のフィールド構成について図６Ａを参
照して説明するが、通信技術の当業者は本発明の実施に際して代わりの構成を使
用できることを理解されるはずである。標準ＭＡＣダウンリンク・パケット・フ
ォーマット６００ａは、標準ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ６４０と可変長ペイロ
ード６２２を含むことが好ましい。標準ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ６４０は、
全体の長さが６バイトになる９つの異なるフィールドを含むことが好ましい。標
準ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ６４０は、長さが１ビットであることとが好まし
いヘッダ・フラッグ・フィールド６０４で始まる。図示の実施例では、ヘッダ・
フラッグ・フィールド６０４は、可変長パケットを許すのみであるシステムでは
論理１にセットされる。したがって、標準ＭＡＣヘッダは可変長データパケット
をサポートするので、ヘッダ・フラッグ・フィールド６０４は標準ＭＡＣダウン
リンク・ヘッダ６４０に対しては論理１に常にセットされる。ヘッダ・フラッグ
・フィールド６０４の後にパワー制御（ＰＣ）フィールド６０６が続く。

【００４０】パワー制御フィールド６０６は、ＣＰＥのパワーを迅速に微調整するものであ
って、長さは２ビットが好ましい。パワー制御フィールド６０６はＣＰＥのパワ
ーを絶対量ではなくて相対的に調整することが好ましい。好適な実施例では、パ
ワー制御フィールド６０６の２ビットには、００「パワーを変化しない」、０１
「パワーを少し増加する」、１１「パワーを少し減少する」、１０「将来の使用
のために保留する」、ということを表す論理値が割当てられる。暗号（Ｅ）ビッ
トフィールド６０８は、パワー制御フィールド６０６に続くことが好ましい。暗
号ビットフィールド６０８はペイロードについての情報を提供し、長さは１ビッ
トである。ペイロードが暗号化されると、暗号ビットフィールド６０８は論理１
にセットされ、さもなければ論理０にセットされる。ＭＡＣヘッダは、暗号化さ
れないで常に送信される。暗号ビットフィールド６０８の後には、接続ＩＤ保留
フィールド６１０が続く。接続ＩＤ保留フィールド６１０は、接続ＩＤ（ＣＩＤ
）フィールド６１２（後で説明する）の将来の拡張のための手段を提供するもの
で、長さは８ビットである。接続ＩＤフィールド６１２は、接続ＩＤ保留フィー
ルド６１０の後に続き、識別情報をＣＰＥに提供する。接続ＩＤフィールド６１
２の長さは、１６ビットである。接続ＩＤは、基地局とＣＰＥの間の接続時に設
定される宛先識別子であって、ＣＰＥを一意に特定するものである。断片化制御
フィールド６１４は、接続ＩＤフィールド６１２の後に続く。

【００４１】断片化制御（フラッグ）フィールド６１４は、断片化情報を提供するものであ
って、長さは３ビットである。あるシステムが可変長パケット（すなわち、標準
ＭＡＣダウンリンク・フォーマット）をサポートすると、ＭＡＣは断片化を実行
して無線リンク帯域幅を効率的に使用する。好適な実施例では、断片化制御フィ
ールド６１４の３ビットには、０１０「断片化されるメッセージの断片化を開始
する」、０００「断片化されるメッセージの断片化を継続する」、１００「断片
化されるメッセージの断片化を終了する」、１１０「断片化されないメッセージ
」、ということを表す値を割当てることが好ましい。パケット喪失優先順位（Ｐ
ＬＰ）フィールド６１６が、断片化制御フィールド６１４の後に続く。パケット
喪失優先順位フィールド６１６は混雑に関する情報を提供し、長さが１ビットで
ある。混雑状況では、無線通信システムは低い優先順位のパケットを最初に捨て
る。無線通信システムは、パケット喪失優先順位フィールド６１６を低い優先順
位のパケットに対して論理１にセットする。逆に、高い優先順位のパケットに対
してはパケット喪失優先順位フィールド６１６は論理０にセットされる。長さを
保留された（Ｌｅｎ）フィールド６１８はパケット喪失優先順位フィールドの後
に続く。

【００４２】長さを保留されたフィールド６１８は長さが５ビットであることが好ましく、
長さフィールド６２０（下でより詳しく説明する）の将来の拡張の手段を提供す
る。長さフィールド６２０は長さを保留されたフィールド６１８の後に続き、Ｍ
ＡＣパケット・ペイロードについての情報を提供する。長さフィールド６２０は
長さが１１ビットで、ＭＡＣパケット・ペイロードにおけるバイトの数を指示す
る。長さフィールド６２０の後にペイロードフィールド６２２が続く。ペイロー
ドフィールド６２２は、長さフィールド６２０により決定される可変長フィール
ドである。ペイロードフィールド６２２は、データ・サービスタイプ特定（たと
えば、Ｔ１，ＴＣＰ／ＩＰ）からのデータ要素の一部を含む。それらのデータ要
素は、接続ＩＤフィールド６１２により特定されたＣＰＥへ送られる。短縮ＭＡ
Ｃダウンリンク・パケット・フォーマット６００ｂは、標準ＭＡＣダウンリンク
・パケット・フォーマット６００ａに類似する。

【００４３】図６Ｂは、本発明に使用するようにされている短縮ＭＡＣダウンリンク・パケ
ット・フォーマット６００ｂの好適な実施例のフォーマットを示す。通信技術の
当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく代わりの構成を使用できることを理
解できるはずである。短縮ＭＡＣダウンリンク・パケット・フォーマット６００
ｂは、短縮ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ６５０と、固定長ペイロード６２３とを
含むことが好ましい。短縮ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ６５０は、全長が４バイ
トになる７つの異なるフィールドを含むことが好ましい。短縮ＭＡＣダウンリン
ク・ヘッダ６５０は、長さが１バイトであるヘッダ・フラッグ・フィールド６０
４で始まる。ヘッダ・フラッグ・フィールド６０４はシステムにおいて論理０に
セットされる。それは、固定長パケットを許すだけである。したがって、図示の
実施例においては、短縮ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ６５０は固定長データパケ
ットをサポートするので、ヘッダ・フラッグ・フィールド６０４は短縮ＭＡＣヘ
ッダに対して論理０に常にセットされる。ヘッダ・フラッグ・フィールド６０４
の後に、パワー制御フィールド６０６と、暗号化ビットフィールド６０８と、保
留接続ＩＤフィールド６１０と、接続ＩＤフィールド６１２とが続く。それらの
フィールドは、図６Ａの標準ＭＡＣダウンリンク・パケットおよびヘッダ・フォ
ーマット６００ａの説明において上で説明したものと同じである。接続ＩＤフィ
ールド６１２の後に、帰路（ｂａｃｋｈａｕｌ）保留断片化（ＢＲＦ）フィール
ド６１５が続き、長さは３ビットが好ましい。ＢＲＦフィールド６１５は帰路断
片化のために保留され、帰路に特有の断片化情報を送るために使用することが好
ましい。上記ＰＬＰフィールド６１６は、ＢＲＦフィールド６１５の後に続く。
標準ＭＡＣアップリンク・パケット・フォーマット６００ｃは、標準ＭＡＣダウ
リンク・パケット・フォーマット６００ａに類似している。それについては、以
下で説明する。

【００４４】図６Ｃは、本発明に使用されるようにされている標準ＭＡＣアップリンク・パ
ケット・フォーマット６００ｃの好適な実施例のフォーマットを示す。通信技術
の当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく代わりの構成を使用できることを
理解できるはずである。図６Ｃの標準ＭＡＣアップリンク・パケット・フォーマ
ット６００ｃは標準ＭＡＣアップリンク・ヘッダ６６０と、可変長ペイロード６
２２とを含むことが好ましい。標準ＭＡＣアップリンク・ヘッダ６６０のフォー
マット（図６Ｃ）は、１つの例外を除き、標準ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ６４
０のフォーマット（図６Ａ）と同じである。すなわち、標準ＭＡＣアップリンク
・ヘッダ６６０では、ヘッダ・フラッグ６０４の後に、パワー制御フィールド６
０６（図６Ａ）ではなくて、ポール・ミー（ＰＭ）フィールド６０５が続く。ポ
ール・ミーフィールド６０５は長さが３ビットで、帯域幅のために要求をポール
すべきである時を示す。ポール・ミーフィールド６０５は、パケットに関連する
ＣＰＥから接続要求が受けられた時も示す。好適な実施例では、ポール・ミーフ
ィールド６０５には、第１の選択されたレベルと２５５の間のサービスの質（Ｑ
ｏＳ）を持つ接続に対してポールすべき要求を表す、０１と、１と第２の選択さ
れたレベルの間のＱｏＳを持つ接続に対してポールすべき要求を表す、１０と、
の論理値が割当てられる。図６Ｄに示されている短縮ＭＡＣアップリンク・パケ
ット・フォーマット６００ｄは図６Ｂの短縮ＭＡＣダウンリンク・パケット・フ
ォーマット６００ｂに類似する。

【００４５】図６Ｄは、本発明に使用されるようにされている短縮ＭＡＣアップリンク・パ
ケット・フォーマット６００ｄの好適な実施例のフォーマットを示す。短縮ＭＡ
Ｃアップリンク・パケット・フォーマット６００ｄは、短縮ＭＡＣアップリンク
・ヘッダ６７０と、固定長ペイロード６２３とを含むことが好ましい。短縮ＭＡ
Ｃアップリンク・ヘッダ６７０のフォーマットは、１つの例外を除き、図６Ｂの
短縮ＭＡＣアップリンク・ヘッダ６５０のフォーマットと同じである。とくに、
図６Ｄの短縮準ＭＡＣアップリンク・ヘッダ６７０では、短縮ＭＡＣダウンリン
ク・ヘッダ６５０のフォーマット（図６Ｂ）のパワー制御フィールド６０６の代
わりにポール・ミー（ＰＭ）フィールド６０５が用いられる。図６Ｄに示されて
いるように、ポール・ミーフィールド６０５はヘッダフラッグ６０４の後に続く
。ポール・ミーフィールド６０５は、図６Ｃの標準ＭＡＣアップリンク・パケッ
ト６００ｃのフォーマットを参照して上で説明した。

【００４６】図６Ａ〜図６Ｄを参照して、上で説明したアップリンク・パケット６００ａ、
６００ｃと、ダウンリンク・パケット６００ｂ、６００ｄとのフォーマットは、
本発明に使用するようにされている無線通信システムにおいてＣＰＥと基地局の
間でデータを伝送するための好適なメカニズムである。しかし、これは本発明を
限定することを意味しない。この技術の当業者は、ＭＡＣパケット６００ａ、６
００ｃ、６００ｂ、６００ｄのフォーマットの他の種類を本発明の範囲を逸脱す
ることなく使用できることを理解できるはずである。

【００４７】本発明の好適な実施例では、ＭＡＣアップリンク・パケットとＭＡＣダウンリ
ンク・パケットは、ＴＣ層５０６（図５）を介して物理的層５０８（図５）とイ
ンタフェースする。ＴＣ層５０６はＭＡＣメッセージを無線インタフェースに適
合できるパケットにまとめる。ＴＣ層５５０６は、要求に応じてＭＡＣメッセー
ジをＴＣ／ＰＨＹパケットの間に分配できる。通信技術の当業者は、データをＴ
Ｃ／ＰＨＹパケットで送るために非常に多数のフォーマットが存在することを理
解されるはずである。次に、本発明に使用されるようにされている１つのＴＣ／
ＰＨＹパケット・フォーマットを、図７を参照して説明する。

【００４８】ＴＣ／ＰＨＹパケット・フォーマット図７は、本発明に使用するようにされているＴＣ／ＰＨＹパケット７００の好
適な実施例のフォーマットを示す。ＴＣ／ＰＨＹパケット７００のフォーマット
は全長が２２８ビットである５つの異なるフィールドを有することが好ましい。
ＴＣ／ＰＨＹパケット７００は、「ＴＣデータユニット」（ＴＤＵ）とも呼ばれ
る。図７に示されているように、ＴＣ／ＰＨＹパケット７００は８ビットヘッダ
７０２と、２０８ビット・ペイロード・フィールド７１２と、１２ビットＣＲＣ
フィールド７１２とを有する。ヘッダ７０２は、ヘッダ存在（ＨＰ）フィールド
７０４と、ヘッダ保留（Ｒ）フィールド７０６と、位置フィールド（Ｐｏｓ）フ
ィールド７０８とを有することも好ましい。ヘッダ存在フィールド７０４の長さ
は１ビットであって、ＴＣ／ＰＨＹパケット７００内に存在するＭＡＣヘッダの
スタートの存在（または不存在）についての情報を提供する。ＭＡＣヘッダはＴ
Ｃ／ＰＨＹパケット７００内のどこかでスタートすると、ヘッダ存在フィールド
７０４は論理１にセットされ、さもなければ論理０にセットされる。保留フィー
ルド７０６はヘッダ存在フィールド７０４の後に続く。保留フィールド７０６は
長さが２ビットであって、将来の使用のために選択により保留される。位置フィ
ールド７０８は保留フィールド７０６の後に続く。位置フィールド７０８は長さ
が５ビットであって、ペイロード内のＭＡＣヘッダ、がスタートするバイト位置
を示すことが好ましい。ＴＣ／ＰＨＹパケット７００は２０８ビット（すなわち
、２６バイト）のペイロードを有することが好ましい。ペイロード７１２は下で
詳細に説明するＭＡＣパケット情報を含む。図７に示されているＣＲＣフィール
ド７１０はペイロード７１２の後に続く。ＣＲＣフィールド７１０の長さは１２
ビットである。ＣＲＣフィールド７１０は周知の周期的冗長性検査技術を用いて
誤り訂正機能を行う。ＴＣ／ＰＨＹパケット・フォーマット７００（ＴＤＵ）
はＭＡＣ実体（パケット）をＰＨＹ要素へマッピングするために機構を提供する
。以下にこの機構について詳しく説明する。

【００４９】ＰＨＹ要素へのＭＡＣ実体のマッピング本発明の一実施例では、ＢＳＬＬ‐ＭＡＡは、物理的チャネルの利用可能な
帯域幅の割当てとマッピングの全てを、高次通信プロトコル層から受けた要求の
サービス要求の優先順位および質を基にして行う。また、帯域幅の利用可能性は
、ＢＳと個々のＣＰＥの間の許容ビット誤り率（ＢＥＲ）を達成するために求め
られる変調を基にすることが好ましい。ＢＳＭＡＣは、ＰＨＹからの、特定の
ＣＰＥに対して求められる変調を決定するための信号の質、すなわち、利用でき
る帯域幅、についての情報を使用することが好ましい。ＢＳＬＬ‐ＭＡＡがア
ップリンク帯域幅をＣＰＥにひとたび割当てると、各ＣＰＥのＬＬ‐ＭＡＡはそ
れが突出しているアップリンク要求にその帯域幅を割当てる。

【００５０】図８は、可変長ＭＡＣメッセージの流れから２２８ビットＴＣデータユニット
（ＴＤＵ）、ＴＣ／ＰＨＹパケットとしても知られている、７００と、３００
ビットＰｌと、最後に２５記号ＰＳ（ＰｌとＰＳは図２を参照して先に説明した
）とへの４段マッピングの好適な実施例を示す。図８に示されており、かつ以下
に説明するように、本発明はＰＳ通信プロトコルレベルからＭＡＣ通信プロトコ
ルレベルへ、およびＭＡＣ通信プロトコルレベルからＰＳ通信プロトコルレベル
へ、マップすることが好ましい。ＬＬ‐ＭＡＡが割当てる好適な最小の物理的ユ
ニットは２５記号ＰＳ８０２である。ＬＬ‐ＭＡＡが割当てる好適な最小の論理
的ユニットは、２２８ビットＴＣデータユニット（ＴＤＵ）７００の２０８ビッ
ト（２６バイト）ペイロード７１２である。通信技術の当業者は、本発明の範
囲を逸脱することなく、物理的ユニットと論理的ユニットの別の最小を使用でき
ることを理解できるであろう。２２８ビットのＴＤＵは３００ビットＰｌ８０
４を作成するために周知のリード‐ソロモン符号化技術を用いて符号化すること
が好ましい。種々の遷移間隙などの、符号化を要しない帯域幅需要は１ＰＳの単
位で割当てることが好ましい。符号化（たとえば、リード‐ソロモン符号化技術
を用いて）を要する帯域幅需要はＴＤＵ７００で割当てることが好ましく、各変
調（ダウンリンクの場合）と、各ＣＰＥ（送信アップリンクの場合）、がＴＤ
Ｕ７００の整数倍に付加されてＰｌ８０４の整数倍を作成する。好適な実施例に
おけるこの付加については以下に詳しく説明する。Ｐｌを送信するために要する
ＰＳ８０２の数は使用される変調形式で変化する。

【００５１】ＭＡＣからＰＨＹへのダウンリンク・マッピング上で説明し、かつ未決の米国特許出願第０９／３１６５１８号に記載されてい
るように、本発明に使用されるようにされているダウンリンク・サブフレーム３
００の好適な実施例（図３）は、固定長のプリアンブル３１０と、ＰＨＹ制御部
３１２と、ＭＡＣ制御部３１４とを含んでいるフレーム制御ヘッダ３０２でスタ
ートする。このフレーム制御ヘッダ３０２によってＣＰＥをダウンリンクに同期
させること、およびアップリンクとダウンリンクとのマッピングを決定すること
を許す。

【００５２】図９は、本発明の好適な実施例における利用者のダウンリンク需要への好適な
ダウンリンク・サブフレーム３００のボデーのマッピングを示す。変調遷移間隙
（ＭＴＧ）３０６は、変化する変調技術との同期を確実に行うための１ＰＳプリ
アンブルの目的を果たす。ダウンリンク・サブフレーム３００内では変調（たと
えば、ＱＡＭ‐４、ＱＡＭ‐１６、およびＱＡＭ‐６４）によりグループにまと
めることが好ましい。変調ブロック内では、パケットをＣＰＥによってグループ
にまとめることができるが、そのようにまとめる必要はない。個々のＣＰＥのた
めの全てのメッセージ（フレーム・ヘッダ内のもの以外の）は同じ変調形式を用
いて送信することが好ましい。好適な実施例のマッピング法では特定の変調での
各ＭＡＣパケット列をＴＤＵ７００の整数倍であるように付加すべきである。こ
の付加は符号化の後でＰｌの整数倍を得るために使用される。付加は充填バイト
０ｘ５５を使用することが好ましい。アップリンク・マッピングの構造はダウン
リンク・マッピングの構造とは僅かに異なる。以下に、この構造を図４と図１０
を参照して説明する。

【００５３】ＭＡＣからＰＨＹへのアップリンク・マッピング本発明に使用するようにされているアップリンク・サブフレーム４００（図４
）は、図４を参照して上で説明したように、アップリンク競合アクセス・スロッ
トを有することが好ましい。アップリンク・サブフレーム４００は、選択により
使用できる位置決め競合スロット４０２で始まることが好ましい。局の位置決め
中に使用するために、いくつかの位置決め競合スロット４０２がＰＨＹに定期的
に割当てられることが好ましい。好適な一実施例では、位置決めメッセージは１
ＰＳプリアンブルの後に続き、単独で送られることが好ましい。また、他のＭＡ
Ｃ制御メッセージは同じＭＡＣパケットにパックしないことが好ましい。帯域幅
要求競合スロット４０４は、帯域幅要求のためのマルチキャスト・ポールおよび
放送ポールに応答するために割当てることが好ましい。好適な一実施例では、帯
域幅要求メッセージは、帯域幅要求競合期間中に送られる時は、１ＰＳプリアン
ブルを先行させて、全ＴＤＵに付加することが好ましい。ＣＰＥは他の接続に対
する付加帯域幅要求を同じＭＡＣパケットに全ＴＤＵへのパディングの一部とし
てパックできる。次に、アップリンク・マッピングについて説明する。

【００５４】図１０は、本発明に使用するようにされているアップリンク・サブフレーム４
００の計画された部分の、本発明の一実施例における加入者のアップリンク需要
へのマッピングを示す。図９のＭＴＧ３０６と同様に、ＣＰＥ遷移間隙（ＣＴＧ
）４０８は、新しいＣＰＥとの同期を確実に行うようにする１ＰＳプリアンブ
ルを含むことが好ましい。サブフレーム４００内では、ＴＣ／ＰＨＹパケット７
００は、ＣＰＥによりグループにまとめることが好ましい。個々のＣＰＥからの
、帯域幅要求競合スロットで送られる帯域幅要求以外の、全てのメッセージは同
じ変調形式を用いて送ることが好ましい。好適な実施例では、符号化の後でＰｌ
の整数倍を提供するために、ＣＰＥの送信はＴＤＵの整数倍であるようにパッド
されることが好ましい。パディングは充填タイプ０ｘ５５を使用することが好ま
しい。

【００５５】アップリンク・マッピングとダウンリンク・マッピングは、データをＰＨＹ層
５０８に送るために高次通信プロトコル層（ＣＧとＤＡＭＡ）にある機構を提供
する。

【００５６】本発明のデータを伝送し、同期する技術を使用することにより、計画されたア
ップリンクデータとダウンリンクデータはＭＡＣ層５０２、５０４（図５）と物
理的層５０８（図５）の間で伝送および同期される。計画されたアップリンクデ
ータとダウンリンクデータは、ＣＰＥ１１０により使用される変調形式を基にし
て、アップリンク・サブフレーム４００とダウンリンク・サブフレーム３００内
でそれぞれ送られることが好ましい。本発明は、アップリンクデータとダウンリ
ンクデータをＭＡＣ層５０２、５０４と物理的層５０８の間で送るために、ＭＡ
Ｃパケット６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、６００ｄ（それぞれ図６ａ〜６ｄ）
のフォーマットとＴＣ／ＰＨＹパケット・フォーマット７００（図７）を使用す
ることが好ましい。ＰＨＹ要素へのＭＡＣ実体のマッピングは、上で説明した
（図８〜図１０）４段階のアップリンク・マッピングおよびダウンリンク・マッ
ピングに従って行うことが好ましい。本発明および以下でより詳細に説明するや
り方に従って、ＭＡＣパケットデータは可変長のようにしてＴＣ／ＰＨＹパケッ
ト・フォーマット７００へマップされる。したがって、ＴＣ／ＰＨＹパケット７
００より大きいＭＡＣパケットはばらばらにされる。ＴＣ／ＰＨＹパケット７０
０より小さいＭＡＣパケットは、２つの条件の１つが適用されなければ、１つの
ＴＣ／ＰＨＹパケット７００内の次のＭＡＣパケットに連結される。それらの条
件については、以下で詳細に説明する。

【００５７】本発明の方法および装置は、無線通信システムにおいてＭＡＣと物理的通信プ
ロトコル層との間でデータを効率的に送る。本発明に従って帯域幅は効率的に使
用される。その理由は、多数の可変長メッセージが多数のＴＣ／ＰＨＹパケット
７００にわたって連結される。本発明は、データメッセージ・ヘッダがデータま
たは無線リンクにわたって失われた時に、次のデータメッセージに迅速に同期す
るので有利である。失われたデータまたは無線リンクが再設定された後で、本発
明は迅速な同期を行えるようにする。その理由は、次のＭＡＣヘッダ６４０、６
５０、６６０、または６７０（図６ａ〜６ｄ）を見出すために、無線通信システ
ムは、受けられたＴＣ／ＰＨＹパケット７００のヘッダ存在フィールド７０４を
走査する必要があるのみだからである。したがって、データまたは無線リンクが
再設定された時に、ほんの僅かな情報（１ＭＡＣメッセージより少ない）が失わ
れる。この技術を、図１１を参照して以下に詳細に説明する。

【００５８】データ伝送および同期技術本発明の好適な実施例では、図６ａ〜６ｄを参照して説明したように、ペイロ
ードは可変長ＭＡＣパケット６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、６００ｄのフォー
マットを送ることが好ましい。ＭＡＣパケット６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、
６００ｄの長さに依存して、本発明は、物理的層５０８（図５）にマッピングし
た時にＭＡＣパケット６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、６００ｄをばらばらにし
、または連結する。本発明の好適な実施例では、ＴＣ／ＰＨＹパケット７００は
、最大容量が２０８ビットであるペイロード７１２（図７）を有する。好適な最
大である２０８ビットは単なる例であって、他のＴＣ／ＰＨＹパケット・フォー
マットを使用できること、および種々の最大ペイロードを持つことができること
をこの分野の当業者は理解されるであろう。時にはＴＣ／ＰＨＹ７００は、ＭＡ
Ｃパケット６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、６００ｄをマッピングするために利
用できる最大容量より小さい容量を持つことができる。この状況は、以前のＭＡ
ＣパケットまたはＭＡＣパケットの断片が現在のＴＣ／ＰＨＹパケット７００に
既にマップされている時に起きる。たとえば、好適な実施例では、９６ビットの
ＭＡＣパケットがＴＣ／ＰＨＹパケット７００にマップされたとすると、次のＭ
ＡＣパケット６００を連結技術を用いてマッピングするために、１１２ビットを
ＴＣ／ＰＨＹパケット７００のペイロード７１２において利用できる。可変長Ｍ
ＡＣパケットを送り、かつこのようにしてＴＣ／ＰＨＹパケット７００にマッピ
ングする手順が図１１に示されており、以下に詳細に説明する。

【００５９】図１１に示されているように、本発明の方法はステップ１５０においてＭＡＣ
パケット６００をまず得ることにより、データ送りおよび同期技術を開始する。
この方法は、ＭＡＣパケット６００が現在のＴＣ／ＰＨＹパケット７００のペイ
ロード７１２より長いかどうかを判定するステップ１５２へ進む。もし長ければ
、この方法はステップ１５４へ進み、そのステップではＭＡＣパケット６００を
ばらばらにし、長くなければこの方法はステップ１６０へ進み、そのステップで
はＭＡＣパケット６００をＴＣ／ＰＨＹパケットにマップする。

【００６０】ステップ１５４では、この方法はＭＡＣパケット６００を「断片ＭＡＣパケッ
ト」と呼ばれる小ビット長パケットにばらばらにする。ばらばらにされたＭＡＣ
パケット６００は第１の断片ＭＡＣパケットと第２の断片ＭＡＣパケットを少な
くとも有する。その第１の断片ＭＡＣパケットは、現在のＴＣ／ＰＨＹパケット
７００の残りの利用可能なビットを充たすために構成されることが好ましい。こ
の方法は、ステップ１５４で第１の断片ＭＡＣパケットを上記のように現在のＴ
Ｃ／ＰＨＹパケット７００にマップする。その後で、この方法は、ステップ１５
６へ進む。ステップ１５６では、この方法は、全ての断片がマップされるまで、
残りの断片を次の引き続くＴＣ／ＰＨＹパケットへマップする。本発明の好適な
実施例に従って、この方法は、同じＴＤＤフレーム２００におけるＭＡＣパケッ
トから全ての断片を送ることが好ましい。その後で、この方法は、ステップ１５
０へ戻って他のＭＡＣパケットを得る。

【００６１】ステップ１６０では、この方法は、ＭＡＣパケットを上記のようにＴＣ／ＰＨ
Ｙパケットにマップする。その後で、この方法は、判定ステップ１６２へ進んで
、ＴＣ／ＰＨＹパケット７００のペイロードに利用できるビットが存在するかど
うかを判定する。マップされたＭＡＣパケットが、ＴＣ／ＰＨＹパケット７００
の中間で（すなわち、ペイロード全体を充たす前）終らされたとすると、ビット
は利用可能なままである。ペイロード内のビットが利用可能なままであるとする
と、この方法は判定ステップ１６６へ進み、利用可能でなければ、ステップ１６
４へ進み、そこからステップ１５０へ戻って上記のように別のＭＡＣパケットを
得る。判定ステップ１６６では、この方法はダウンリンクで変調の変化があった
かどうかを判定する。もしあったならば、この方法はステップ１６８へ進んで、
ＭＴＧ３０６、３０６′が後に続く新しいＴＣ／ＰＨＹパケット７００を得、も
しなかったならば、この方法は判定ステップ１７０へ進む。したがって、ステッ
プ１６８の後で新しい変調の第１のＭＡＣパケットが、ＭＴＧ３０６、３０６′
が後に続く新しいＴＣ／ＰＨＹパケット７００にマップされる。ステップ１６８
の後では、この方法はステップ１６４へ進み、そのステップでこの方法はステッ
プ１５０へ戻って上記のように別のＭＡＣパケットを得る。次のＭＡＣパケット
は新しい変調形式を用いて送られる。

【００６２】判定ステップ１７０では、この方法は、アップリンクでＣＰＥの変化があった
かどうかを判定する。もしあったならば、この方法はステップ１７２へ進んで、
ＣＴＧ４０８，４０８′，４０８″が後に続く新しいＴＣ／ＰＨＹパケット７０
０を得、もしなかったならば、この方法は判定ステップ１７４へ進む。したがっ
て、ステップ１７２では、次のＣＰＥの第１のＭＡＣパケットが、ＣＴＧ４０８
，４０８′，４０８″が後に続く新しいＴＣ／ＰＨＹパケット７００にマップさ
れる。ステップ１７２の後では、この方法はステップ１６４へ進み、そのステッ
プでこの方法はステップ１５０へ戻って、新しいＣＰＥになるであろう別のＭＡ
Ｃパケットを得る。ステップ１７４では、この方法は、もしあれば次のＭＡＣパ
ケット、を現在のＴＣ／ＰＨＹパケット７００にマップする。その後で、この方
法は、ステップ１５２へ戻って上記のように機能する。

【００６３】要約要約すれば、データを伝送および同期する本発明の方法および装置は無線通信
システムでデータを伝送および同期する強力で、非常に効率的な手段を含む。デ
ータを伝送および同期するこの方法および装置はデータフォーマットとデータ伝
送技術の組合わせを用いて、通信システムにおいてデータを効率的に伝送する。
有利なことに、本発明はデータの喪失が起きた時に層を迅速に同期する。この迅
速な同期は、データまたは無線リンクの再設定時に２つ以上のＭＡＣメッセージ
のデータ喪失を阻止する。また、多数のＭＡＣパケットは本発明の技術を用いて
多数のＴＣ／ＰＨＹパケット７００にマップすることが好ましい。

【００６４】本発明のいくつかの実施例を説明した。しかし、本発明の要旨および範囲を逸
脱することなく種々の変更を行うことができることを理解されるであろう。たと
えば、本発明の方法および装置をＴＤＤ無線通信システムで使用されるものとし
て上で説明したが、ＦＤＤ無線通信システムにも全く同様に容易に使用される。
更に、本発明の方法および装置は、ほぼいかなる種類の通信システムにも使用で
きる。それの用途は、無線通信システムに限定されるものではない。１つのその
ような例は、衛星通信システムに本発明を使用することである。そのような通信
システムでは、衛星は上記基地局の代わりをする。また、ＣＰＥは、衛星から一
定の距離にもはや配置されていない。あるいは、本発明は、有線通信システムに
使用できる。有線システムと無線システムとの唯一の違いは、チャネル特性が両
者の間で異なることである。しかし、データの伝送および同期は、２つの種類の
システムの間で変化はない。したがって、本発明は、説明した特定の実施例によ
って限定されるのではなく、添付した特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用するようにされているブロードバンド無線通信システムの簡略化
したブロック線図である。

【図２】本発明の実施において、図１の通信システムにより使用できるＴＤＤフレーム
およびマルチフレーム構造を示す。

【図３】図１の無線通信システムにおいて、複数のＣＰＥへ情報を送るために基地局に
より使用できるダウンリンク・サブフレームの例を示す。

【図４】本発明のデータ伝送および同期に使用するようにされているアップリンク・サ
ブフレームの例を示す。

【図５】本発明の実施において、図１の通信システムにより使用するためのデータ送り
アーキテクチャの例を示す。

【図６ａ】本発明の実施において、図１の通信システムにより使用するための可変長ＭＡ
Ｃダウンリンク・パケット・フォーマットの例を示す。

【図６ｂ】本発明の実施において、図１の通信システムにより使用するための固定長ＭＡ
Ｃダウンリンク・パケット・フォーマットの例を示す。

【図６ｃ】本発明の実施において、図１の通信システムにより使用するための可変長ＭＡ
Ｃアップリンク・パケット・フォーマットの例を示す。

【図６ｄ】本発明の実施において、図１の通信システムにより使用するための固定長ＭＡ
Ｃアップリンク・パケット・フォーマットの例を示す。

【図７】本発明に使用されるようにされているＴＣ／ＰＨＹパケットの例を示す。

【図８】本発明によるＰＨＹ層へのＭＡＣパケットの４段マッピングの例を示す。

【図９】本発明によるＰＨＹ要素へのＭＡＣメッセージのダウンリンク・マッピングの
例を示す。

【図１０】本発明によるＰＨＹ要素へのＭＡＣメッセージのアップリンク・マッピングの
例を示す。

【図１１】本発明の好適なデータ伝送および同期法を示す流れ図である。

【符号の説明】

１０６基地局１０８アンテナアレイ１１０ＣＰＥ２００ＴＤＤフレーム２０２フレーム２０４，２０４′ 物理的スロット３０４ダウンリンク・サブフレーム３０６変調遷移間隙３０８送信／受信遷移間隙３１０プリアンブル３１２ＰＨＹ制御部４００アップリンク・サブフレーム４０２位置決め競合スロット４０４帯域幅要求競合スロット４０６ＣＰＥ予定されたデータスロット４０８ＣＰＥ遷移間隙５０２，５０４ＭＡＣ層５０６伝送収束層５０８物理的（ＰＨＹ）層６００可変長ＭＡＣパケット６０４ヘッダ・フラッグ・フィールド６０５ポールミー・フィールド６０６パワー制御フィールド６０８暗号化ビットフィールド６１０ＩＤ保留フィールド６１２接続ＩＤフィールド６１４断片化制御フィールド６１６パケット喪失優先順位フィールド６１８長さ保留フィールド６２０長さフィールド６２２ぺイロード・フィールド６２３固定長ペイロード６４０，６５０，６６０，６７０ＭＡＣダウンリンク・ヘッダ７００ＴＣ／ＰＨＹパケット

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ゲイリー、リー、サマド、ジュニアアメリカ合衆国カリフォルニア州、サンディエゴ、ラ、トルトラ、12625 (72)発明者ジャック、ビハーアメリカ合衆国カリフォルニア州、サンディエゴ、アーランガー、5823 Ｆターム(参考） 5K033 AA01 CB15 CC01 DA01 DA17 5K067 AA13 BB21 EE02 EE10 【要約の続き】Ｃ／ＰＨＹパケットで開始される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組合わされている対応する基地局と交信する複数の顧客構内機器（ＣＰＥ）を
含んでいる無線通信システムにおいてデータを同期し、伝送する方法であって、
基地局はアップリンク通信リンクとダウンリンク通信リンクとにおける帯域幅割
当てを表すアップリンク・サブフレームマップおよびダウンリンク・サブフレー
ムマップを保持し、各基地局は組合わされている対応するメディア・アクセス・
コントロール（ＭＡＣ）を含み、ＭＡＣは複数のデータメッセージを有し、かつ
ＭＡＣはＭＡＣデータメッセージを、層状にされたデータ・トランスポート・ア
ーキテクチャで少なくともＴＣ／ＰＨＹパケットにマップされているＭＡＣデー
タパケットで伝送する、無線通信システムにおいてデータを同期し、伝送する方
法において、（ａ）ＭＡＣデータパケットを得るステップと、（ｂ）ステップ（ａ）で得られたＭＡＣデータパケットを第１のＴＣ／ＰＨＹ
パケットにマップするために第１のＴＣ／ＰＨＹパケットに十分な利用可能ビッ
トが存在するかどうかを判定するステップと、（ｃ）十分なビットを利用できることがステップ（ｂ）で判定されたならば、
ステップ（ｄ）へ進み、さもなければ得られたＭＡＣデータパケットをばらばら
にし、第１の断片を第１のＴＣ／ＰＨＹパケットにマッピングし、その後で残り
の断片を引き続くＴＣ／ＰＨＹパケットにマッピングし、その後でステップ（ｃ
）へ戻るステップと、（ｄ）得られたＭＡＣデータパケットを第１のＴＣ／ＰＨＹパケットにマッピ
ングするステップと、（ｅ）第１のＴＣ／ＰＨＹパケット中に利用可能なビットが残っているかどう
かを判定するステップと、（ｆ）十分なビットが残っていることがステップ（ｅ）で判定されたならば、
ステップ（ｇ）へ進み、さもなければステップ（ａ）へ戻るステップと、（ｇ）ダウンリンクに変調の変化が存在するかどうかを判定するステップと、（ｈ）変調の変化が存在することがステップ（ｇ）で判定されたならば、新た
な変調を有する第１のＭＡＣパケットをＭＴＧを従えている新たなＴＣ／ＰＨＹ
パケットにマッピングし、さもなければステップ（ｉ）へ進むステップと、（ｉ）アップリンクにＣＰＥの変化が存在するかどうかを判定するステップと
、（ｊ）変調の変化が存在することがステップ（ｉ）で判定されたならば、次の
ＣＰＥの第１のＭＡＣパケットをＣＴＧを従えている新たなＴＣ／ＰＨＹパケッ
トにマッピングし、さもなければステップ（ｋ）へ進むステップと、（ｋ）次のＭＡＣパケットが存在するならば、そのパケットを第１のＴＣ／Ｐ
ＨＹパケット内にマッピングするステップと、を備えている無線通信システムにおいてデータを同期し、伝送する方法。
【請求項２】請求項１記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ＭＡＣデータパケットはＭＡＣヘッダと、ｎビットの長さを持つＭＡＣペイロ
ードを備えている、データを同期し、伝送する方法。
【請求項３】請求項２記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ｎは変数である、データを同期し、伝送する方法。
【請求項４】請求項２記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ｎは一定である、データを同期し、伝送する方法。
【請求項５】請求項２記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ＭＡＣヘッダは断片化制御フィールドを更に備え、断片化制御フィールドはＭ
ＡＣデータメッセージの断片化についての情報を含んでいる、データを同期し、
伝送する方法。
【請求項６】請求項２記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ＴＣ／ＰＨＹパケットは、（ａ）ＴＣ／ＰＨＹペイロードと、（ｂ）ヘッダ提示フィールドを更に備えているＴＣ／ＰＨＹヘッダと、を更に備えており、ヘッダ提示フィールドは、ＭＡＣヘッダがＴＣ／ＰＨＹペイ
ロード内に存在する時は、論理１にセットされる、データを同期し、伝送する方
法。
【請求項７】請求項６記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ＴＣ／ＰＨＹヘッダは位置フィールドを更に備え、位置フィールドは、ＭＡＣ
ヘッダが存在するならば、ＴＣ／ＰＨＹパケット内のＭＡＣヘッダのバイト位置
についての情報を提供する、データを同期し、伝送する方法。
【請求項８】請求項１記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ステップ（ｄ）のＴＣ／ＰＨＹパケット内へのＭＡＣデータパケットのマッピ
ングはＴＣ／ＰＨＹパケットを符号化することを備えている、データを同期し、
伝送する方法。
【請求項９】請求項８記載のデータを同期し、伝送する方法であって、ＴＣ／ＰＨＹパケットはリード‐ソロモン符号化を用いて符号化される、デー
タを同期し、伝送する方法。
【請求項１０】組合わされている対応する基地局と交信する複数の顧客構内機器（ＣＰＥ）を
含んでいる無線通信システムにおいてデータを同期し、伝送する方法であって、
基地局はアップリンク通信リンクとダウンリンク通信リンクにおいて帯域幅割当
てを表すアップリンク・サブフレーム・マップおよびダウンリンク・サブフレー
ム・マップを保持し、各基地局は組合わされている対応するメディア・アクセス
・コントロール（ＭＡＣ）を含み、ＭＡＣは複数のデータメッセージを有し、Ｍ
ＡＣはＭＡＣデータメッセージを、層状にされたデータ・トランスポート・アー
キテクチャで少なくともＴＣ／ＰＨＹパケットにマップされているＭＡＣデータ
パケットで伝送する、無線通信システムにおいてデータを同期し、伝送する方法
において、（ａ）ＭＡＣデータパケットを得る手段と、（ｂ）ＭＡＣデータパケットをＴＣ／ＰＨＹパケットにマップするためにＴＣ
／ＰＨＹパケットに十分な利用可能ビットが存在するかどうかを判定する手段と
、（ｃ）ＭＡＣデータパケットをばらばらにする手段と、（ｄ）ＭＡＣデータパケットをＴＣ／ＰＨＹパケットにマッピングする手段と
、（ｅ）ＴＣ／ＰＨＹパケット中に利用可能なビットが残っているかどうかを判
定する手段と、（ｆ）ダウンリンクに変調の変化が存在するかどうかを判定する手段と、（ｇ）新しい変調の第１のＭＡＣパケットをＭＴＧを従えている新たなＴＣ／
ＰＨＹパケットにマッピングする手段と、（ｈ）アップリンクにＣＰＥの変化が存在するかどうかを判定する手段と、（ｉ）次のＣＰＥの第１のＭＡＣパケットをＣＴＧを従えている新たなＴＣ／
ＰＨＹパケットにマッピングする手段と、を備えている無線通信システムにおいてデータを同期し、伝送する装置。
【請求項１１】汎用コンピューティング装置で実行可能なコンピュータ・プログラムであって
、プログラムは無線通信システムで同期することおよび伝送することができ、無
線通信システムは組合わされている対応する基地局と交信する複数の顧客構内機
器（ＣＰＥ）を含んでおり、基地局はアップリンク通信リンクとダウンリンク通
信リンクにおいて帯域幅割当てを表すアップリンク・サブフレーム・マップおよ
びダウンリンク・サブフレーム・マップを保持し、各基地局は組合わされている
対応するメディア・アクセス・コントロール（ＭＡＣ）を含み、ＭＡＣは複数の
データメッセージを有し、ＭＡＣはＭＡＣデータメッセージを、層状にされたデ
ータ・トランスポート・アーキテクチャで少なくともＴＣ／ＰＨＹパケットにマ
ップされているＭＡＣデータパケットで伝送する、汎用コンピューティング装置
で実行可能なコンピュータ・プログラムにおいて、（ａ）ＭＡＣデータパケットを得るための第１の命令セットと、（ｂ）ＭＡＣデータパケットを第１のＴＣ／ＰＨＹパケットにマップするため
にＴＣ／ＰＨＹパケットに十分な利用可能ビットが存在するかどうかを判定する
ための第２の命令パケットと、（ｃ）ＭＡＣデータパケットをマップするために十分な利用できるビットが存
在しなければ、ＭＡＣデータパケットをばらばらにし、ばらばらにされたＭＡＣ
データパケットをＴＣ／ＰＨＹパケットにマッピングするための第３の命令セッ
トと、（ｄ）ＭＡＣデータパケットをＴＣ／ＰＨＹパケットにマッピングするための
第４の命令セットと、（ｅ）ＴＣ／ＰＨＹパケット中に利用可能なビットが残っているかどうかを判
定するための第５の命令セットと、（ｆ）ダウンリンクに変調の変化が存在するかどうかを判定するための第６の
命令セットと、（ｇ）新しい変調の第１のＭＡＣパケットをＭＴＧを従えている新たなＴＣ／
ＰＨＹパケットにマッピングするための第７の命令セットと、（ｈ）アップリンクにＣＰＥの変化が存在するかどうかを判定するための第８
の命令セットと、（ｉ）次のＣＰＥの第１のＭＡＣパケットをＣＴＧを従えている新たなＴＣ／
ＰＨＹパケットにマッピングするための第９の命令セットと、（ｊ）次のＭＡＣデータパケットが存在するならば、そのパケットをＴＣ／Ｐ
ＨＹパケット内にマッピングするための第１０の命令セットと、を備えている汎用コンピューティング装置で実行可能なコンピュータ・プログラ
ム。
【請求項１２】複数の顧客構内機器（ＣＰＥ）をそれぞれ持つアップリンク通信リンクとダウ
ンリンク通信リンクを有する組合わされている対応する基地局と交信する複数の
ＣＰＥを含んでいる無線通信システムにおいてデータを再同期する方法であって
、基地局はアップリンク通信リンクとダウンリンク通信リンクとにおける帯域幅
割当てを表すアップリンク・サブフレーム・マップおよびダウンリンク・サブフ
レーム・マップを保持し、各基地局は組合わされている対応するメディア・アク
セス・コントロール（ＭＡＣ）を含み、ＭＡＣは複数のデータメッセージを有し
、かつＭＡＣはＭＡＣデータメッセージを、層状にされたデータ・トランスポー
ト・アーキテクチャで少なくともＴＣ／ＰＨＹパケットにマップされているＭＡ
Ｃデータパケットで送り、各ＴＣ／ＰＨＹパケットはヘッダ提示フィールドを含
み、少なくとも１つの通信リンクをデータ伝送中に間欠的に絶たれることがある
、無線通信システムにおいてデータを再同期する方法において、（ａ）データ伝送中に通信リンクの間欠的な遮断を検出するステップと、（ｂ）ステップ（ａ）において遮断されたことが検出された通信リンクを再び
接続するステップと、（ｃ）ＴＣ／ＰＨＹパケットを受信するステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）で受信されたＴＣ／ＰＨＹパケットのヘッダ提示フィー
ルドを検出し、ヘッダ提示フィールドが論理１を含んでいるならば、ステップ（
ｅ）へ進み、さもなければステップ（ｃ）へ戻るステップと、（ｅ）遮断された通信リンクで伝送を再開するステップと、を備え、ステップ（ｂ）における通信リンクの再接続の後ではたかだかただ１つ
のＭＡＣデータメッセージが失われる、無線通信システムにおいてデータを再同
期する方法。