JP2004507929A

JP2004507929A - ３ｇシステムにおける処理電力を減少させる技術

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Publication number: JP2004507929A
Application number: JP2002522119A
Authority: JP
Inventors: カイラン，　ティー．
Original assignee: サスケン　コミュニケイション　テクノロジーズ　リミテッド; カイラン，　ティー．
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2004-03-11
Also published as: US7310324B2; EP1314275A2; WO2002017549A2; US20030223467A1; WO2002017549A3; AU2002212563A1

Abstract

本発明は、可変データ速度伝送を支援する無線伝送システムの伝送器において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理するための改善された伝送器を提供する。これは、可変データ速度伝送のための受信データブロックを処理する計算的に効果的な技術を用いることによって達成される。改善された伝送器は、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを受信する。伝送器は、次いで、列が可変データ速度伝送に適するセグメンテーションされた無線フレームサイズに基づくように、受信されたデータのビットを用いて、所定の数の行および列を含む矩形アレイを形成する。伝送器は、次いで、形成された列を平均化かつインタリーブして、平均化かつインタリーブされた列毎に、データのビットを読み出す。伝送器は、次いで、可変データ速度伝送のために読み出されたデータのビットを多重化する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、該して、３ＧＰＰに準拠する３Ｇベースステーションおよびモバイルハンドセットの物理層に関し、より詳細には、３ＧＰＰに準拠する３Ｇベースステーションの無線フレーム平均化、インターリービング、および、フレームセグメンテーションブロックを連結させることにより必要とされる処理電力を減少させる技術に関する。
【０００２】
（背景）
無線通信がより広く受け入れられるにつれて、消費者の要求に適合する様々な種類の無線通信サービスを提供することが望ましい。例えば、無線通信システムを介するファクシミリ、ｅメール、ビデオ、インターネットアクセス等の支援が考えられている。例えば、二人のユーザ間のビデオ会議は、スピーチとビデオとの両方の支援に関わる。これらの異なるサービスのうちのいくつかは、無線通信システムによって慣習的に供給されているスピーチサービスと比較して比較的高データ速度を必要とし、一方、他のサービスは、可変データ速度サービスを必要とする。このように、将来の無線通信システムは、高データ速度通信、および、可変データ速度通信を支援可能にする必要があることが予期される。現在の３Ｇワイヤレスシステムは、異なるサービスの質（ＱｏＳ）を必要とするような様々なアプリケーションを支援する。直接シーケンス符号分割多重接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）ベースの３Ｇシステムは、（２Ｍｂｐｓまでの）可変データ速度を与える際に、より大きな柔軟性を有する。このことは、マルチメディアおよびインターネットサービスにとって特に重要である。異なるコーディング（ｃｏｄｉｎｇ）およびインターリービングスキームが必要とされたＱｏＳに適合する物理層に採用される。異なるコーディングおよびインターリービングスキームであるために、３Ｇシステムは、概して、かなり複雑であり、つまり、大きな処理電力を必要とする。インターリービングは、エラー制御コーディングシステムである。このシステムによって、隣接するビットは、異なる距離で伝送されて、また、転送エラー修正コーディング配置を含む。
【０００３】
従って、３Ｇワイヤレスシステムにおける性能が低下せずに、物理層のスキームをコーディングかつインターリービングする際に複雑さを減少させる技術、および、必要な処理電力を減少させる技術が要求される。
【０００４】
（発明の要旨）
本発明は、可変データ速度伝送を支援する無線伝送システムの伝送器において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理するための改善された伝送器を提供する。一実施形態において、これは、可変データ速度伝送のための受信データブロックを処理する計算的に効果的な技術を用いることによって達成される。改善された伝送器は、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを受信する。伝送器は、次いで、列が可変データ速度伝送に適するセグメンテーションされた無線フレームサイズに基づくように、受信されたデータのビットを用いて、所定の数の行および列を含む矩形アレイを形成する。伝送器は、次いで、形成された列をインタリーブし、さらに、形成されたアレイの充填されていない要素に充填することによって列を平均化し、物理層のスキームをコーディングかつインターリービングする際の複雑さを減少させるようにデータのビットを列毎に読み出す。スキームをコーディングかつインターリービングする際の複雑さを減少させることによって、さらに、３Ｇワイヤレスシステムにおける性能の低下なしに必要な処理電力が減少する。伝送器は、次いで、可変データ速度伝送のために読み出されたデータのビットを多重化する。
【０００５】
本発明の別の局面は、可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送器において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理する方法である。この方法は、複数の搬送チャネルの各々に関連するデータのビットを含むデータブロックを受信することによって実施される。次いで、受信されたデータブロックの各々のための所定の数の列およびアレイを含む矩形アレイは、形成されたアレイの要素をデータブロックの各々に関連するデータのビットで充填することによって形成される。次いで、形成されたアレイの各々の列は、充填物ビットをアレイの充填されていない要素に加えることによって平均化される。次いで、相互列置換は、ルックアップテーブルに基づく形成されたアレイの各々に対して実施され、アレイの平均化された列の各々からデータのビットを列毎に読み出す。
【０００６】
本発明の別の局面は、可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送器における複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理するコンピュータで実行可能な命令を有するコンピュータ読み出し可能な媒体である。この方法に従って、複数の搬送チャネルの各々に関連するデータのビットを含むデータブロックが受信され、所定の数の列およびアレイを含む矩形アレイは、形成されたアレイの要素をデータブロックの各々に関連するデータのビットで充填することによって受信されたデータブロックの各々に対して形成される。次いで、アレイの各々にある列は、充填物ビットをアレイにある充填されていない要素に加えることによって平均化される。次いで、相互列置換は、ルックアップテーブルに基づいて、形成されたアレイの各々に対して実施され、データのビットをアレイにある平均化された列の各々から列毎に読み出す。
【０００７】
本発明の別の局面は、可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送器において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理するコンピュータシステムである。このコンピュータシステムは、格納デバイスと、出力デバイスと、方法を繰り返し実施するようにプログラムされたプロセッサとを含む。この方法に従って、複数の搬送チャネルの各々に関連するデータのビットを含むデータブロックは、受信され、所定の数の列およびアレイを含む矩形アレイは、形成されたアレイにある要素をデータブロックの各々に関連するデータのビットで充填することによって受信されたデータブロックの各々に対して形成される。次いで、アレイの各々の列は、充填物ビットをアレイの充填されていない要素に加えることによって平均化される。次いで、相互列置換は、ルックアップテーブルに基づいて、形成されたアレイの各々に対して形成され、データのビットをアレイにある平均化された列の各々から列毎に読み出す。
【０００８】
本発明の他の局面は、本発明の以下の詳細な説明を読み、かつ、その一部を形成する図面を見ることによって明らかである。
【０００９】
（詳細な説明）
本発明は、３Ｇワイヤレスシステムの性能の低下なしに、物理層のスキームをコーディングかつインターリービングする際の複雑さを減少させる技術、ならびに、処理電力要求を減少させる技術を提供する。これは、計算的に効率の良い処理技術を提供することによって達成される。
【００１０】
図１は、主コンポーネントおよびそれらの相互接続を含む従来技術の３ＧＰＰ無線インタフェースプロトコルアーキテクチャ１００を示す。概して、図１は、物理層１５０が媒体アクセス制御（ＭＡＣ）１３０、および、無線リソース制御（ＲＲＣ）１１０に内部接続される方法を示す。また、図１は、論理チャネル１２０、搬送チャネル１４０、物理チャネル１６０および物理層１５０への物理チャネルの内部接続、ＭＡＣ１３０、ならびに、ＲＲＣ１１０を示す。図１に示される基本的なプロトコルアーキテクチャ１００は、モバイルの側面とネットワークの側面との両方に対して同じである。また、ＲＲＣ１１０、ＭＡＣ１３０、および、物理層１５０は、それぞれ、層３（Ｌ３）、層２（Ｌ２）、および、層１（Ｌ１）に関する。ＲＲＣ１１０は、論理および搬送チャネルの動作を定義することによって物理層１５０の挙動を制御する。動作中に、ＲＲＣ１１０は、論理チャネル１２０を介してＭＡＣ１３０と通信し、ＭＡＣ１３０は、搬送チャネル１４０を介して物理層１５０と通信する。ＭＡＣ１３０と物理層１５０との間で交換された基本ユニットは、「搬送ブロック（ＴＢ）」である。一つ以上の搬送ブロックが搬送チャネル１４０を用いて同時にＭＡＣ１３０と物理層１５０との間で交換されるとき、これは、「搬送ブロックセット（ＴＢＳ）」と呼ばれる。搬送ブロックサイズは、ＴＢにあるビットの数として定義される。搬送ブロックサイズは、常に、所与のＴＢＳ内に固定される。つまり、ＴＢＳ内の全てのＴＢは、等しいサイズである。
【００１１】
概して、放送チャネルのような搬送チャネル１４０は、例えば、プロトコルアーキテクチャ１００がアクセスしている、電話の呼出、または、インターネットの閲覧等のサービスの種類に基づいて構成される。動作中に、電話で呼出された場合、ＲＲＣ１１０は、専用チャネルを構成して、ＭＡＣ１３０は、この専用チャネルを介して物理層１５０と通信する。
【００１２】
搬送チャネル１４０の各々は、搬送フォーマット（ＴＦ）を有する。これは、概して、搬送チャネルの搬送時間インターバル（ＴＴＩ）間にＴＢＳの送達のために物理層１５０によってＭＡＣ１３０に（その逆においても）与えられたフォーマットである。ＴＦは、基本的に、ＲＲＣ１１０によって与えられた搬送チャネル１４０の各々のための構造である。ＴＦは、どんな種類の動作がどのチャネルで実施され得るか、といった情報を含むパケットのようなものである。搬送チャネルが構成される前に、ＴＦの情報は、ＲＲＣ１１０によって物理層１５０に送られる。従って、物理層１５０は、どんな動作がどのチャネルで実施され得るかを早めに知る。ＴＦは、一つの搬送チャネルに特定である。
【００１３】
ＴＴＩは、ＴＢＳの相互到着時間として定義され、ＴＢＳが無線インタフェースで物理層１５０によって転送される周期に等しい。これは、常に、複数の最小インターリービング期間（例えば、一つの無線フレームの長さとして１０、２０、４０、および、８０ミリ秒）である。ＭＡＣ１３０は、一つのＴＢＳをＴＴＩ毎に物理層１５０に送達する。ＴＦは、二つの部分を含む。一つは、動的部分であり、他方は、準静的部分である。ＲＲＣ１１０は、１０、２０、４０または８０ミリ秒でＭＡＣ１３０からデータを受信するように搬送チャネルの各々を構成する。各搬送チャネルは、自身のＴＴＩを有し得る。物理層１５０は、各１０ミリ秒毎（一フレーム）に搬送チャンネル１４０の各々からデータを受信する。
【００１４】
動的部分の属性は、
−搬送ブロックサイズ
−搬送ブロックセットサイズ（ＴＢＳＳ）。ＴＢＳＳは、ＴＢＳ中のビット数として定義される。
【００１５】
準静的部分の属性は、
−ＴＴＩ（１０、２０、４０または８０ミリ秒）
−適用するエラー保護スキーム
−エラー保護の種類（ターボコード、畳み込みコード、または、無チャンネルコーディング）
−コーディング速度（１／２、または、１／３）
−静的速度適合パラメータ
−穿孔限界（Ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ　ｌｉｍｉｔ）（ＦＤＤ：アップリンクのみに対する）
−サイクル冗長性チェック（ＣＲＣ）のサイズ（０、８、１２、１６、または、２４ビット）
例えば、動的部分は、それぞれＴＢＳｉｚｅ、ＴＢＳＳである３２０ビット、６４０ビットを含み得る。準静的部分は、それぞれ、ＴＴＩ、エラー保護の種類、および、ＣＲＣのビットサイズである１０ミリ秒、畳み込みコーディングのみ、静的速度適合パラメータ＝１、１６ビットを含む。
【００１６】
物理層１５０は、一つまたはいくつかの搬送チャネル１４０を多重化し、搬送チャネルの各々に対して、適用可能な搬送フォーマット（搬送フォーマットセット）のリストが存在する。しかしながら、所与の時間において、全ての組み合わせが物理層１５０に提出され得るわけではなく、サブセットのみが搬送フォーマット組み合わせ（ＴＦＣ）に関する。これは、コード化された複合搬送チャネルでの転送のための物理層１５０に同時に提出され得る現在有効なＴＦの認可された組み合わせとして定義される。
【００１７】
例えば、
動的部分　　　　　　　　　　　　　　準静的部分
ＤＣＨ１：［２０ビット、２０ビット］　　　　　［１０ｍｓ、畳み込みコーディング、静的速度適合パラメータ＝３］
ＤＣＨ２：［３２０ビット、１２８０ビット］　　［１０ｍｓ、畳み込みコーディング、静的速度適合パラメータ＝３］
ＤＣＨ３：［３２０ビット、３２０ビット］　　　［４０ｍｓ、ターボコーディング、静的速度適合パラメータ＝２］
搬送フォーマット組み合わせセット（ＴＦＣＳ）は、コード化された複合搬送チャネル上のＴＦＣのセットとして定義される。
【００１８】
例えば：
動的部分
組み合わせ１：ＤＣＨ１：［２０ビット、２０ビット］、ＤＣＨ２：［３２０ビット、１２８０ビット］、ＤＣＨ３：［３２０ビット、３２０ビット］
組み合わせ２：ＤＣＨ１：［４０ビット、４０ビット］、ＤＣＨ２：［３２０ビット、１２８０ビット］、ＤＣＨ３：［３２０ビット、３２０ビット］
組み合わせ３：ＤＣＨ１：［１６０ビット、１６０ビット］、ＤＣＨ２：［３２０ビット、３２０ビット］、ＤＣＨ３：［３２０ビット、３２０ビット］
準静的部分
ＤＣＨ１：［１０ｍｓ、畳み込みコーディングのみ、静的速度適合パラメータ＝１］
ＤＣＨ２：［１０ｍｓ、畳み込みコーディングのみ、静的速度適合パラメータ＝１］
ＤＣＨ３：［４０ｍｓ、ターボコーディング、静的速度適合パラメータ＝２］
ＴＦＣＳが対応するＴＣのＴＦＳによって形成され得る可能性のある全てのＴＦＣが入っている必要がないことは、注意されたい。それは、含まれるＲＲＣ１１０によって許される組み合わせのみである。これにより、コード複合搬送チャネルの全ての搬送チャネルの最大全ビット速度は、適切に設定され得る。搬送フォーマットインジケータ（ＴＦＩ）は、ＴＦＳ内の特定の搬送フォーマットに対するインデックスである。搬送ブロックのセットが搬送チャネルの二つの層間で交換される度にＭＡＣ１３０とＬ１　１５０との間の相互層通信に用いられる。搬送フォーマット組み合わせインジケータ（ＴＦＣＩ）は、現在のＴＦＣの代表である。ＴＦＣＩの特定の値と特定のＴＦＣとの間には一対一の対応がある。ＴＦＣＩは、適切な搬送チャネル１４０での受信されたデータをデコードする、逆多重化する、および、送達する方法を現在の有効なＴＦＣの受信面に知らせるために用いられる。
【００１９】
図２は、図１で示された従来技術の３ＧＰＰ物理層伝送器１００の主コンポーネントを示すブロック図２００である。搬送チャネル１４０、搬送チャネル１４０に結合された物理層１５０、および、物理層１５０に結合された物理チャネル（単数または複数）１６０が図２で示される。図２で示されるように、物理層１５０は、ＣＲＣ取り付けモジュール２１０、ブロック連接／コードブロックセグメンテーションモジュール２１５、チャネルコーディングモジュール２２０、速度適合モジュール２２５、第１のインターリービングモジュール２３０、および、搬送チャネル１４０の各々に関連した無線フレームセグメンテーションモジュール２４０を含む。また、搬送チャネル多重化モジュール２４５を含む物理チャネル１６０、物理チャネルセグメンテーションモジュール２５０、第２のインターリービングモジュール２６０、および、物理チャネルマッピング２６５が図２で示される。
【００２０】
動作中に、搬送チャネル１４０は、データストリームをＭＡＣ１３０から受信して、ＴＴＩ秒毎にそれを物理層１５０に与える。以前に詳細に解説されたように、ＴＴＩは、１０、２０、４０または８０ミリ秒であり得る。図２は、データストリームが拡張され、モジュール化されて、物理チャネル１６０を通って受信器に伝送される前に受信されたデータストリームについて実施される異なる機能を示す。
【００２１】
第１に、ＣＲＣ計算は、伝送されるべきデータブロックの各々のためにＣＲＣ取り付けモジュールによる受信されたデータに実施される。これらのブロックは、次いで、ブロック連接／コードブロックセグメンテーションモジュール２１５および２２０を用いてそれぞれ符号化される（ターボ／畳み込みコーディング）。データブロックは、次いで、穿孔することによって適合された速度、または、必要とされるデータ速度を満たすビットを含む繰り返しである。速度が適合されたデータブロックは、次いで、第１のインターリービングモジュール２３０を用いてインターリーブされ、無線フレームセグメンテーションモジュール２４０を用いてインターリーブされたデータブロックを１０ミリ秒無線フレームに分割するようにさらにセグメンテーションされる。
【００２２】
第１のインターリービングモジュール２３０は、ブロックインターリーバであり、二つの段階の動作で成る。第１の段階において、入力データシーケンスは、行毎に矩形マトリクス内に書き込まれる。第２の段階において、列毎のデータシーケンスを含む書き込まれた矩形マトリクスのオーダが置換される。第２の段階における置換は、相互列置換を含む。以下の例は、第１のインターリービングモジュール２３０の二つの段階の動作を示す。
【００２３】
速度が速度適合モジュール２２５によって適合した後、速度が適合されたデータブロックのサイズが５４ビットである場合、ＴＴＩは４０ミリ秒に等しく、従って、受信された速度に適合された５４ビットのデータブロックに対する列の数「Ｃ」は、以下に示された表を用いて決定される。
【００２４】
【表１】

上の表を用いると、４０ミリ秒のＴＴＩに対する列の数「Ｃ」は４である。従って、行の数「Ｒ」は、式
Ｋ＜＝Ｒ×Ｃ（ここで、「Ｋ」は速度が適合されたデータブロックのビットの数である）
を用いて最小の整数Ｒを見出すことによって計算される。
【００２５】
上記の式を用いることによって、「Ｒ」に対する値１４が得られる。
【００２６】
データの５４ビットを含む、受信された速度が適合されたデータブロックの速度が適合されたデータビットがＸ_０、Ｘ_１、Ｘ_２．．．Ｘ_５３としてインデックスを付けられる場合、第１のインターリービングに対する入力データシーケンスは、以下の表で示されるように、ＲｘＣ矩形マトリクスに行毎に書き込まれる。以下の表１において影付き部分は、初期化されていない要素に相当する。（ＲｘＣ）がＫより大きいため（５６−５４＝２である）に、最後の行の影付き部分にはデータビットはない。
【００２７】
【表２】

第２の段階は、次いで、ＴＴＩに応じたパターンに基づく相互列置換を含む。これは、上で示された表で示されたパターン｛Ｐ（ｊ）｝（ｊ＝０，１．．．Ｃ−１）（ここで、Ｐ（ｊ）は、ｊ番目に置換された列の元の列の位置である）に基づく相互列置換することを含む。第１のインターリービングの出力は、次いで、相互列置換されたＲ×Ｃマトリクスから列毎に読み出されたシーケンスであり、入力シーケンスに存在しないビットを削除することによって切り取られる。ビットｌの数の削除は、
ｌ＝（Ｒ×Ｃ）−Ｋ
として定義される。
【００２８】
以下の表２は、インターリービング後の上記の表におけるデータマトリクスを示す。
【００２９】
【表３】

有効なデータビットは、表１から列毎に読み出される。インターリービング後のデータビットは、上記の表１で示されるようにＸ_０、Ｘ_４、Ｘ_８．．．Ｘ_５２、Ｘ_２、Ｘ_６、Ｘ_１０．．．Ｘ_５０、Ｘ_１、Ｘ_５、Ｘ_９．．．Ｘ_５３、Ｘ_３、Ｘ_７、Ｘ_１１．．．Ｘ_５１である。表２の２番目と４番目の列にある最後の要素が有効なデータビットではない、つまり読み出されないことに留意されたい。
【００３０】
データブロックが各ＴＴＩ毎に物理層１５０に与えられるが、物理層１５０は、１０ミリ秒毎にデータを伝送する必要がある。１０、２０、４０または８０ミリ秒のＴＴＩを有する各伝送チャネルは、１０ミリ秒の擬似サイズのデータブロック内にセグメンテーションされる。これらのセグメンテーションされたＴＴＩ／１０ブロック（１、２、４または８）は、ブロックに関するオーダにおいて１０ミリ秒毎の多重化に対して物理チャネル（単数または複数）１６０に出力される。
【００３１】
上記で述べたように、Ｋがインターリーブされたデータブロックにおけるデータの数である場合、および、ＫがＴによって割り切れない場合（ここで、Ｔ（「Ｔ」はＴＴＩ／１０に等しい）は、セグメンテーションされたブロック（１、２、４または８）の数である）、充填物ビットは、インターリーブされたデータブロックに加えられる必要がある。この処理は、「無線フレーム平均化」と呼ばれる。加えられた余分なビット数（または、充填物ビットと呼ばれる）は、ｒ＝（Ｌ×Ｔ）−Ｋ（ここで、Ｌは１０ミリ秒フレームに相当するセグメンテーションされた無線ブロックに対するビット数である）に等しい。このインターリーブされたデータストリームは、Ｔデータブロック内にセグメンテーションされる。その結果、第１の（Ｔ−ｒ）データブロックはデータのＬビットを有し、最後のｒデータブロックは、データの（Ｌ−１）ビット、および、一つの充填物ビットを有する。
【００３２】
図３は、図２で示された従来技術の３ＧＰＰ物理層の第１のインターリーバ、および、無線フレームセグメンテーションブロックの機能を示す。図３に示されるように、第１のインターリービングモジュール２３０は、速度適合されたデータブロックのＫビットを受信して、速度適合されたデータブロック３２０の置換されたＫビットを出力する。無線フレームセグメンテーションモジュール２４０は、次いで、データブロック３２０の置換されたＫビットを受信して、それらを１０ミリ秒擬似サイズのデータブロック３３０にセグメンテーションする。図３で示される例の実施形態において、１０ミリ秒フレームに相当する各ブロックのデータのＬビットを含む４つのブロック（ＴＴＩ＝４０ミリ秒）がある。
【００３３】
上記されたインターリーバの出力データストリームは、Ｘ_０、Ｘ_４、Ｘ_８．．．Ｘ_５２、Ｘ_１、Ｘ_６、Ｘ_１０．．．Ｘ_５０、Ｘ_２、Ｘ_５、Ｘ_９．．．Ｘ_５３、Ｘ_３、Ｘ_７、Ｘ_１１．．．Ｘ_５１である。このデータのストリームは、１０ミリ秒無線フレームのデータブロックにセグメンテーションされ、以下に示されるように無線フレームセグメンテーションモジュール２４０を用いてさらに平均化される。
【００３４】
表２において、置換されたデータブロックＫ＝５４、Ｔ＝４、
ｒ＝（Ｌ×Ｔ）−Ｋ＝２、
ここで、Ｌは、Ｋ＜＝Ｌ×Ｔを満たす最小の整数であり、Ｌ＝１４である。Ｋ、Ｔ、ｒおよびＬは、上記されたものと同じ意味を有する。
【００３５】
表２において示された入力ブロックサイズが２ビット短いであるので、第１の二つのセグメンテーションされたデータブロックは、データの１４ビットを有する。しかし、最後の二つは、データの１３ビットを有し、一つの充填物ビットは、以下に示されるような最後の二つのセグメンテーションされたデータブロックの各々に加えられる。
【００３６】
従って、無線フレームセグメンテーションモジュール２４０の出力は、
無線フレーム＃１：Ｘ_０、Ｘ_４、Ｘ_８．．．Ｘ_４８、Ｘ_５２
無線フレーム＃２：Ｘ_２、Ｘ_６、Ｘ_１０．．．Ｘ_５０、Ｘ_１
無線フレーム＃３：Ｘ_５、Ｘ_９、Ｘ_１３．．．Ｘ_５３、ｆ
無線フレーム＃４：Ｘ_３、Ｘ_７、Ｘ_１１．．．Ｘ_５１、ｆ
ここで、「ｆ」は、充填物ビットである。
【００３７】
上記された従来技術において、データストリームは、第１のインターリービングにおけるＴＴＩ／１０列に分割され、次いで、単一のストリームは、列のように読み出すことによって形成される。再度無線フレームセグメンテーション間で、データは、ＴＴＩ／１０無線セグメンテーションに分割される。また、第１のインターリービング間で、有効ではないデータビットを避けるように決定される必要があり、再び、充填物ビットは、セグメンテーション間に挿入される。従って、任意のゲインなしで、同じ動作が２回行われているように理解され得る。また、動作を２回繰り返すことによって、さらなる処理電力を消費することになることが理解され得る。
【００３８】
図２で示されるように、異なる搬送チャネル１４０からの無線フレームは、次いで、モジュール２４５を多重化する搬送チャネルを用いて多重化される。多重化された無線フレームは、次いで、物理チャネルセグメンテーションモジュール２５０、および、第２のインターリーブするモジュール２６０を用いてインターリーブされた第２のレベルのインターリーブであり、次いで、マッピングされ、かつ、物理チャネルマッピングモジュール２６５を用いるパイロットおよび電力制御ビットと共に関連する物理チャネル１６０に出力される。
【００３９】
図４は、無線フレーム平均化、インターリービング、および、フレームセグメンテーションの従来技術の処理４００を示すフローチャートである。この処理は、データビットを含むデータブロックを受信することによってステップ４１０で開始する。ステップ４２０は、受信されたデータのビットを用いる矩形アレイを形成することを含む。ステップ４３０は、形成されたアレイの相互列置換を実施することを含む。ステップ４４０は、アレイの充填されていないビットの位置を追跡することを含む。ステップ４５０は、データストリームを形成するために置換されたアレイを読み出すことを含む。ステップ４６０は、フレームを形成するデータの読み出しストリームをセグメンテーションすることを含む。ステップ４７０は、アレイの充填されていないビットを充填することによってフレームを平均化することを含む。ステップ４８０は、データ伝送のために平均化されたフレームを多重化することを含む。上記の従来技術のプロセス４００におけるステップ４４０、４５０、４６０および４７０がコーディングスキームおよびインターリービングスキームの際の複雑さを減少するために一つの動作に組み合わせられ得ることが理解され得る。
【００４０】
図５は、可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送器における複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理する処理５００の一つの例示的な実施形態を示すフローチャートである。図５で示される処理５００は、無線フレーム平均化、インターリービング、および、フレームセグメンテーションブロックを結び付け、従来技術の処理におけるスキームをコーディングおよびインターリービングする際の複雑さを減少する。この処理は、複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバル内のデータのビットを含むデータブロックを受信することによってステップ５１０で開始する。搬送時間インターバルは、１０、２０、４０、および／または、８０ミリ秒であり得る。別の実施形態において、搬送時間インターバルは、一つ以上のセグメンテーションされた無線フレームを含む。これらの実施形態において、一つ以上のフレームは、１０ミリ秒の時間インターバルを有する。
【００４１】
ステップ５２０は、形成されたアレイの要素をデータブロックの各々に関連するデータのビットで充填することによって、所定の数の列を含む矩形アレイ、および、受信されたデータブロックの各々のためのアレイを形成することを含む。さらに、所定の数の列は、可変データ速度伝送に適した搬送時間インターバルに基づいて形成される。他の実施形態において、行の数は、列の数、および、無線フレームサイズに依存している。いくつかの実施形態において、矩形アレイを形成することは、複数の搬送チャネルの各々に関連した搬送時間インターバルに基づいたルックアップテーブルを用いて所定の数の列を選択することを含む。従って、所定の数の行を計算することは、Ｋ＜Ｒ×Ｃを満たす最小の整数Ｒを見つけることである。ここで、Ｒは行の所定の数、Ｋはデータブロックにあるデータビットの数、Ｃは選択された列の所定の数である。
【００４２】
ステップ５３０は、アレイの充填されていない要素に充填ビットを加えることによってアレイの各々の列を平均化することを含む。ステップ５４０は、ルックアップテーブルに基づく形成されたアレイの各々のための相互列置換を実施することを含む。いくつかの実施形態において、相互列置換を実施することは、複数の搬送チャネルの各々に関連した搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて、形成されたアレイの各々のための相互置換を実施することを含む。
【００４３】
ステップ５５０は、アレイの平均化された列の各々からデータの列毎のビットを読み出すことを含む。いくつかの実施形態において、読み出し列は、１０ミリ秒の所定の時間インターバルに対応する。ステップ５６０は、可変データ速度伝送のために読み出されたデータビットを多重化することを含む。
【００４４】
図６は、本発明の教示に従う伝送器のブロック図６００である。図６において、受信モジュール６１０、解析器６２０、出力モジュール６３０、メモリ６４０、および、搬送チャネルマルチプレクサ２４５が示される。
【００４５】
動作中に、受信モジュール６１０は、複数の搬送チャネルの各々に関連した搬送時間インターバル内のデータのビットを含むデータブロックを受信する。次いで、受信モジュール６１０に結合された解析器６２０は、データブロックの各々に関連したデータのビットで形成されたアレイの要素を充填することによって、所定の数の列を含む矩形アレイ、および、受信されたデータのブロックの各々のためのアレイを形成する。所定の数の列は、可変データ速度伝送に適した搬送時間インターバルに基づく。次いで、解析器６２０は、アレイの充填されていない要素に充填ビットを加えることによってアレイの各々の列を平均化し、ルックアップテーブルに基づく形成されたアレイの各々のための相互列置換を実施する。次いで、解析器６２０に結合された出力モジュール６３０は、アレイの平均化された列の各々からデータのビットを列毎に読み出し、データの読み出しビットを出力する。搬送チャネルマルチプレクサモジュール２４５は、次いで、出力モジュール６３０からデータのビットを受信し、かつ、可変データ速度伝送のためのデータのビットを多重化する。
【００４６】
図５で示される方法５００は、図６で示されるように、入力モジュール６１０、解析器６２０、出力モジュール６３０、メモリ６４０、および、搬送チャネルマルチプレクサモジュール２４５としてインプリメントされ得る。本発明の様々な局面は、ソフトウェアでインプリメントされ、このソフトウェアは、図７で示される実施形態において、または、任意の他の計算環境において実行し得る。本発明は、特定の目的、または、多くの他の汎用の計算環境において動作可能である。いくつかの計算環境は、コンピュータ読み出し可能媒体に格納されたコードを実行するパーソナルコンピュータ、汎用コンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、ラップトップデバイス、マルチプロセッサ、マイクロプロセッサ、セットトップボックス、プログラム可能コンピュータエレクトロニクス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、分散コンピュータ等の環境である。本発明は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータ実行可能な命令として、部分的に、または、全体的にインプリメントされ得る。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施する、または、特定の抽象的なデータタイプをインプリメントするルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。分散計算環境において、プログラムモジュールは、局所的に、または、遠隔格納装置に位置され得る。
【００４７】
図７は、図５および６で示されるような、本発明の実施形態をインプリメントする適切な計算システム環境７００の例を示す。本発明の様々な局面は、図７で示される環境、または、任意の他の適切な環境にあるソフトウェアにおいてインプリメントされる。本発明は、多くの他の汎用、または、特定の目的の計算環境において動作可能である。いくつかの計算環境は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、ラップトップデバイス、マルチプロセッサ、マイクロプロセッサ、セットトップボックス、プログラム可能コンピュータエレクトロニクス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、分散コンピュータ等の環境である。本発明は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータ実行可能命令として部分的に、または、全体的にインプリメントされ得る。プログラムモジュールは、概して、特定のタスクを実行する、または、特定の抽象的なデータタイプをインプリメントするルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。分散された計算環境において、プログラムモジュールは、局所的に、または、遠隔格納デバイスに位置され得る。
【００４８】
図７は、コンピュータ７１０の形式において一般的な計算デバイスを示す。コンピュータ７１０は、処理ユニット７０２、メモリ７０４、取り外し可能格納装置７１２、取り外し不可能格納装置７１４を含み得る。メモリ７０４は、揮発性メモリ７０６、および、不揮発性メモリ７０８を含み得る。コンピュータ７１０は、揮発性メモリ７０６および不揮発性メモリ７０８、取り外し可能な格納装置７１２および取り外し不可能な格納装置７１４等の様々なコンピュータ読み出し可能媒体を含み得る、または、揮発性メモリ７０６および不揮発性メモリ７０８、取り外し可能な格納装置７１２および取り外し不可能な格納装置７１４等の様々なコンピュータ読み出し可能媒体を含む計算環境へのアクセスを有し得る。コンピュータ格納装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、または、光ディスク格納装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク格納装置、または、他の磁気格納デバイス、または、コンピュータ読み出し可能命令を格納可能な任意の他の媒体を含む。コンピュータ７１０は、入力７１６、出力７１８、および、通信接続７２０を含む計算環境へのアクセスを含み得る、または、有し得る。コンピュータは、一つ以上の遠隔コンピュータに接続される通信接続を用いてネットワーク化された環境で動作し得る。遠隔コンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイスまたは他の共通のネットワークノード等を含み得る。通信接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）または他のネットワークを含み得る。
（結論）
上記の発明は、３Ｇワイヤレスシステムのパフォーマンスが低下することなく、物理層におけるスキームをコーディングおよびインターリービングする際の複雑さ、ならびに、処理電力の要求を減少するための技術を提供する。
【００４９】
上の記述は、例示的ではあるが、制限的ではないように意図される。多くの他の実施形態は、当業者に明らかである。従って、本発明の範囲は、権利化されたこのような請求項の均等物の範囲に沿って、上掲の請求項によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術の第三世代共同計画（３ＧＰＰ）無線インタフェースプロトコルアーキテクチャのブロック図である。
【図２】図２は、図１に示される従来技術の３ＧＰＰ物理層伝送器の主コンポーネントを含むブロック図である。
【図３】図３は、図２に示される３ＧＰＰ物理層の従来技術の第１のインターリーバおよび無線フレーム無線セグメンテーションブロックの機能を示すブロック図である。
【図４】図４は、図２に示される従来技術の３ＧＰＰ物理層の無線フレーム平均化、インターリービング、および、フレームセグメンテーションの動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の　連結された無線フレーム平均化、インターリービング、および、フレームセグメンテーションブロックの動作の実施形態例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示された実施形態のコンピュータにインプリメントされたシステムの主コンポーネントを示すブロック図である。
【図７】図７は、図５、６に示されるような、本発明の実施形態をインプリメントする適切な計算システム環境のブロック図である。

Claims

可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理するために改善された方法であって、
該複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバル内に、該データのビットを含む該データブロックを受信するステップと、
形成されたアレイの要素に該データブロックの各々に関連する該データのビットを充填することによって、該受信されたデータブロックの各々のための所定の数の列およびアレイを含む矩形アレイを形成するステップであって、該所定の数の列の各々は、該可変データ速度伝送に適した搬送時間インターバルに基づく、ステップと、
充填物ビットを該形成されたアレイの充填されていない要素に加えることによって、該アレイの各々における該列を平均化するステップと、
ルックアップテーブルに基づく該アレイの該平均化された列の各々に対して相互列置換を実施するステップと、
データのビットを該アレイ列の該置換された列の各々から列毎に読み出すステップと、
該可変データ速度伝送に対する該読み出されたデータのビットを多重化するステップと
を包含する、方法。
前記搬送時間インターバルは、１０、２０、４０および８０ミリ秒からなる群から選択される時間インターバルである、請求項１に記載の方法。
前記受信されたデータブロックの各々に対して前記所定の数の列およびアレイを含む前記矩形アレイを形成するステップは、
前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて該所定の数の列を選択するステップと、
前記所定の行の数を計算して、Ｋ＜＝Ｒ×Ｃとなるような最小の整数Ｒを見出すステップであって、Ｒは前記所定の列の数、Ｋは前記データブロックにおけるデータビット数、および、Ｃは前記選択された所定の列の数である、ステップと　をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
前記相互列置換を実施するステップは、
前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて前記形成されたアレイの各々に対して前記相互列置換を実施するステップを包含する、請求項３に記載の方法。
前記読み出された列の各々は、１０ミリ秒の前記所定の時間インターバルに対応する、請求項４に記載の方法。
前記搬送時間インターバルは、一つ以上のセグメンテーションされた無線フレームを含む、請求項１に記載の方法。
前記一つ以上のフレームの各々は、１０ミリ秒の時間インターバルを有する、請求項６に記載の方法。
可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送器において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理する改善された方法のためのコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ読み出し可能媒体であって、
該複数の搬送チャネルの各々と関連する搬送時間インターバル内に、該データのビットを含む該データブロックを受信するステップと、
形成されたアレイの要素に該データブロックの各々に関連する該データのビットを充填することによって、該受信されたデータブロックの各々のための所定の数の列およびアレイを含む矩形アレイを形成するステップであって、該所定の数の列の各々は、該可変データ速度伝送に適した搬送時間インターバルに基づく、ステップと、
充填物ビットを該アレイの充填されていない要素に加えることによって、該アレイの各々に該列を平均化するステップと、
ルックアップテーブルに基づく該アレイの該平均化された列の各々に対して相互列置換を実施するステップと、
該アレイの該置換された列の各々からデータのビットを列毎に読み出すステップと、
該可変データ速度伝送に対する該読み出されたデータのビットを多重化するステップと
を包含する、コンピュータ読み出し可能媒体。
前記搬送時間インターバルは、１０、２０、４０および８０ミリ秒からなる群から選択された時間インターバルである、請求項８に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
前記受信されたデータブロックの各々に対して前記所定の数の列およびアレイを含む前記矩形アレイを形成するステップは、
前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて該所定の数の列を選択するステップと、
前記所定の行の数を計算して、Ｋ＜＝Ｒ×Ｃとなるような最小の整数Ｒを見出すステップであって、Ｒは前記所定の列の数、Ｋは前記データブロックにおけるデータビット数、および、Ｃは前記選択された所定の列の数である、ステップと　をさらに包含する、請求項８に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
前記相互列置換を実施するステップは、
前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて前記形成されたアレイの各々に対して前記相互列置換を実施するステップを包含する、請求項１０に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
前記読み出された列の各々は、１０ミリ秒の前記所定の時間インターバルに対応する、請求項１１に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
前記搬送時間インターバルは、一つ以上のセグメンテーションされた無線フレームを含む、請求項８に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
前記一つ以上のフレームの各々は、１０ミリ秒の時間インターバルを有する、請求項１３に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送器において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理する改善された方法のためのコンピュータシステムであって、
格納デバイスと、
出力デバイスと、
方法を繰り返し実行するようにプログラムされたプロセッサであって、該方法は、
該複数の搬送チャネルの各々と関連する搬送時間インターバル内に、該データのビットを含む該データブロックを受信するステップと、
形成されたアレイの要素に該データブロックの各々に関連する該データのビットを充填することによって、該受信されたデータブロックの各々のための所定の数の列および行を含む矩形アレイを形成するステップであって、該所定の数の列の各々は、該可変データ速度伝送に適した搬送時間インターバルに基づく、ステップと、
充填物ビットを該アレイの充填されていない要素に加えることによって、該アレイの各々に該列を平均化するステップと、
ルックアップテーブルに基づくアレイの該平均化された列の各々に対して相互列置換を実施するステップと、
該アレイの該置換された列の各々からデータのビットを列毎に読み出すステップと、
該可変データ速度伝送に対する該読み出されたデータのビットを多重化するステップとを包含する、プロセッサと
を含む、コンピュータシステム。
前記搬送時間インターバルは、１０、２０、４０および８０ミリ秒からなる群から選択された時間インターバルである、請求項１５に記載のシステム。
前記受信されたデータブロックの各々に対して前記所定の数の列およびアレイを含む前記矩形アレイを形成するステップは、
前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて該所定の数の列を選択するステップと、
前記所定の行の数を計算して、Ｋ＜＝Ｒ×Ｃとなるような最小の整数Ｒを見つけるステップであって、Ｒは前記所定の列の数、Ｋは前記データブロックにおけるデータビット数、および、Ｃは前記選択された所定の列の数である、ステップと
をさらに包含する、請求項１５に記載のシステム。
前記相互列置換を実施するステップは、
前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて前記形成されたアレイの各々に対して前記相互列置換を実施するステップを包含する、請求項１７に記載のシステム。
前記読み出された列の各々は、１０ミリ秒の前記所定の時間インターバルに対応する、請求項１８に記載のシステム。
前記搬送時間インターバルは、一つ以上のセグメンテーションされた無線フレームを含む、請求項１４に記載のシステム。
前記一つ以上のフレームの各々は、１０ミリ秒の時間インターバルを有する、請求項２０に記載のシステム。
可変データ速度伝送を支援する無線通信システムの伝送において、複数の搬送チャネルからのデータのビットを含むデータブロックを処理するために改善された伝送器であって、
該複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバル内に、該データのビットを含む該データブロックを受信する受信モジュールと、
該データブロックを受信し、かつ、形成されたアレイの要素に該データブロックの各々に関連する該データのビットを充填することによって、該受信されたデータブロックの各々のための所定の数の列およびアレイを含む矩形アレイを形成する該受信モジュールに結合された解析器であって、充填物ビットを該形成されたアレイの充填されていない要素に加えることによって、該アレイの各々に該列を平均化し、ルックアップテーブルに基づく該形成されたアレイの各々に対して相互列置換をさらに実施する、解析器と、
該配置されたアレイを受信し、かつ、該アレイの該置換された列の各々からデータのビットを列毎に読み出す該解析器に結合された出力モジュールと、
該可変データ速度伝送に対する該読み出されたデータのビットを多重化するために該出力モジュールに結合された搬送チャネル多重化モジュールと
を含む、伝送器。
前記ルックアップテーブルを格納するメモリをさらに含む、請求項２２に記載の伝送器。
前記所定の数の列は、前記可変データ速度伝送に適した搬送時間インターバルに基づく、請求項２２に記載の伝送器。
前記搬送時間インターバルは、１０、２０、４０および８０ミリ秒からなる群から選択された時間インターバルである、請求項２２に記載の伝送器。
前記解析器は、前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて該所定の数の列を選択することによって、かつ、さらに、前記所定の行の数を計算して、Ｋ＜＝Ｒ×Ｃ（ここで、Ｒは前記所定の列の数、Ｋは前記データブロックにおけるデータビット数、および、Ｃは前記選択された所定の列の数）となるような最小の整数Ｒを見つけることによって前記矩形アレイを形成する、請求項２２に記載の伝送器。
前記解析器は、前記複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバルに基づくルックアップテーブルを用いて前記形成されたアレイの各々に対して前記相互列置換を実施する、請求項２６に記載の伝送器。
前記読み出された列の各々は、１０ミリ秒の前記所定の時間インターバルに対応する、請求項２７に記載の伝送器。
前記搬送時間インターバルは、一つ以上のセグメンテーションされた無線フレームを含む、請求項２２に記載の伝送器。
前記一つ以上のフレームの各々は、１０ミリ秒の時間インターバルを有する、請求項２９に記載の伝送器。
無線通信システムの伝送器において、複数の搬送チャネルからのデータブロックを処理する方法であって、
該複数の搬送チャネルの各々に関連する搬送時間インターバル内に、該データのビットを含む該データブロックを受信するステップと、
該データブロックの各々に関連する該データのビットを形成されたアレイの要素に充填することによって、該受信されたデータブロックの各々のための所定の数の列およびアレイを含む矩形アレイを形成するステップであって、該所定の数の列の各々は、該可変データ速度伝送に適したセグメンテーションされた無線フレームサイズに基づく、ステップと、
充填物ビットを該形成されたアレイの充填されていない要素に加えることによって、該アレイの各々に該列を平均化するステップと、
該アレイの該平均化された列の各々に対して相互列置換を実施するステップと、
該可変データ速度伝送に対する該置換された列を多重化するステップと
を包含する、方法。
前記可変データ速度伝送に適した、セグメンテーションされた無線フレームサイズは、前記可変データ速度伝送に適した搬送時間インターバルを含む、請求項３１に記載の方法。
前記相互列置換を実施するステップは、前記ルックアップテーブルに基づいたアレイの前記平均化された列の各々のために該相互列置換を実施するステップを包含する、請求項３２に記載の方法。
前記ルックアップテーブルは、前記複数の伝送チャネルの各々に関連した搬送時間インターバルに基づく、請求項３３に記載の方法。
前記置換された列からの前記データを多重化するステップは、
前記アレイの前記置換された列の各々からデータのビットを列毎に読み出すステップと、
前記可変データ速度伝送のために該読み出されたデータのビットを多重化するステップと
をさらに包含する、請求項３２に記載の方法。
前記読み出された列の各々は、１０ミリ秒の前記所定の時間インターバルに対応する、前記所定の請求項３５に記載の方法。