JP2005536114A - 無線通信システムのためのブロードキャストメッセージのセグメント化 - Google Patents

無線通信システムのためのブロードキャストメッセージのセグメント化 Download PDF

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Abstract

【解決手段】性能を改良するためにセグメント化されたブロードキャストメッセージを送受信するための技術。送信器では、無線チャネル上に送信されるブロードキャストメッセージは多くのセグメントに分割される。また、ヘッダーが各セグメントのために形成される。各セグメントヘッダーは(1)シーケンス番号、(2)最初のセグメントインジケータ(indicator)、および/または(3)最後のセグメントインジケータを含んでいるかもしれない。セグメント化されたブロードキャストメッセージは、セグメントとそれらのヘッダーで生成され、信頼度を改善するために複数回送信される。レシーバーでは、1つ以上のメッセージ反復が、セグメント化されたブロードキャストメッセージのために受信されます。ブロードキャストメッセージに対して、各受信されるメッセージ反復は、もしあれば良いセグメントをリカバーするために処理される。その後、受信されるメッセージ反復(複数可)からの良いセグメントは放送メッセージをリカバー(recover)するために組み合わせられる。ブロードキャストメッセージのセグメントがすべてリカバーされた場合は常に、処理は終了するかもしれない。

Description

本発明は、一般に通信に関し、特に、無線(例えば、CDMAS)通信システムにおいてセグメント化されたブロードキャストメッセージを送受信するための技術に関する。
無線通信システムは音声、パケットデータ等のような種々のタイプの通信を提供するために広く展開されている。これらのシステムは複数のユーザとの通信を支援することができる多元接続システムであってもよいし、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)等に基づいていてもよい。
無線多元接続システムにおいて、種々のタイプのメッセージはシステム内の基地局からユーザ端末に送信してもよい。これらのメッセージは、特定の端末に向けられたユーザ固有の(または専用の)メッセージ、および複数の端末により受信されるように意図されたブロードキャスト(または共通)メッセージを含む。各メッセージ・タイプはある特性を持っており、ある必要条件に関係していてもよい。
例えば、ブロードキャストメッセージは、一般的に、基地局のサービスエリア全体にわたって設置してもよいすべての対象とする端末により確実に受信することができるように、送信される必要がある。しかしながら、再送信スキームは、あるレベルの信頼度を保証する専用メッセージのために使用してもよいが、再送信はブロードキャストメッセージには実際的ではない。これは、(1)複数の端末からのフィードバック(例えば、ネガティブアクノレジメント)を送信するのにより多くのリバースリンクリソースが必要になるであろう、および(2)複数の端末のための再送信の実施が基地局と端末にとっていっそう複雑になるであろうからである。
ブロードキャストメッセージ送信の信頼性を改良するために種々の技術が使用されてきた。これらの従来の技術は(1)最も不利な条件に置かれた端末でもメッセージを正しく受信する可能性があるであろうように、低いレートおよび十分な電力でブロードキャストメッセージを送信すること、(2)与えられたメッセージにおけるどんなエラーも受信する可能性が縮小されるように、ブロードキャストメッセージ(送信フレームの単位で)の長さを十分に短くしておくこと、および(3)メッセージの少なくとも1つの送信を正確に受信する可能性を改善するために各ブロードキャストメッセージを複数回(例えば、2度)送信することを含む。性能の所望のレベルは、上述した任意の1つまたは要因の組み合わせの操作により典型的に達成することができる。
いくつかの無線通信システムについては、より長いブロードキャストメッセージが無線で送信される必要があるかもしれない。送信されたメッセージの任意の部分におけるエラーを受信する可能性が、より長いメッセージ長につれて増加することは良く知られている。したがって、長いブロードキャストメッセージの複数の送信でさえ、これらの送信のどれもエラーなしで受信されないかもしれない。この場合、複数の送信をもってしても、ブロードキャストメッセージをリカバーすることは可能ではないかもしれない。
したがって、レシーバーでそれらの正確な受信の可能性を改善するようなやり方で、ブロードキャストメッセージを送受信する技術的必要性がある。
発明の概要
セグメント化されたブロードキャストメッセージを送受信してより良い性能(例えば、より低いメッセージエラーレート)を得るための技術がここに提供される。これらの技術は、種々の無線通信システム(例えば、CDMAシステムとGSMシステム)において使用されてもよい。
一実施形態において、無線(例えば、CDMA)通信システムにおける送信のためにブロードキャストメッセージを処理する方法が提供される。この方法に従って、ブロードキャストメッセージは、無線チャネル上の送信のために最初に受信される。ブロードキャストメッセージは多くのセグメントに分割される。また、ヘッダーが各セグメントのために形成される。各セグメントのヘッダーは、(1)そのセグメントのためのシーケンス番号、(2)そのセグメントがブロードキャストメッセージの第1セグメントか否かのためのインジケータ、(3)そのセグメントがブロードキャストメッセージの最後のセグメントか否かのためのインジケータ、または(4)上述の任意の組み合わせを含んでいてよい。次に、セグメント化されブロードキャストメッセージがそのセグメントとそれらのヘッダーを用いて発生される。セグメント化されたブロードキャストメッセージはさらに処理され、無線チャネルで複数回送信され信頼性が改善される。CDMAシステムの場合、セグメント化は、レイヤ2内のリンクアセスコントロール(LAC)サブレイヤにおいて実行してもよい。
別の実施形態では、無線チャネルを介して受信したブロードキャストメッセージをリカバーする方法が提供される。この方法に従って、1つ以上のメッセージ反復が分節から成る放送メッセージのために受信されます。各受信されるメッセージ反復は、もしあればよいセグメントをリカバーするために放送メッセージのために処理されます。個々のよいセグメントはセグメントのヘッダーに基づいて識別されるかもしれません。その後、1つ以上のメッセージ反復からのよいセグメントは放送メッセージをリカバーするために組み合わせられます。放送メッセージのセグメントがすべてリカバーされた場合は常に、処理は終了するかもしれません。少なくとも1つのセグメントが受信されるメッセージ反復(s)のすべてからリカバーされていなかったなら、ブロードキャストメッセージのための次のメッセージ反復(入手可能なら)が処理される。
発明の種々の観点および実施形態は、以下にさらに詳細に記載される。以下にさらに詳細に記載されるように、その発明は発明の種々の観点、実施形態および特徴を実施する方法、プログラムコード、デジタルシグナルプロセッサー、レシーバーユニット、送信器ユニット、端末、基地局、システム、および他の装置および要素をさらに提供する。
本発明の特徴、性質および利点は、同一部に同符号を付した図面とともに以下に述べる詳細な説明からより明白になるであろう。
図1は、セグメント化されたブロードキャストメッセージを送信することができる無線通信システム100の図である。システム100は、多くの端末106と通信する多数の基地局104を含む。基地局は端末に通信するために使用される固定局である。
基地局は、また、ベーストランシーバーシステム(BTS)、アクセスポイント、ノードBあるいはその他の用語で呼んでもよい。
種々の端末106はシステム全体にわたって分散していてよい。端末も、移動局、遠隔局、アクセス端末、ユーザ機器(UE)あるいは他のある用語で呼んでもよい。各端末106は、端末がアクティブか否か、ソフトハンドオフがサポートされているか否か、端末がソフトハンドオフ中であるか否かに応じて、いつなんどきでも、フォワードリンク(ダウンリンク)および/またはリバースリンク(アップリンク)上で1つ以上の基地局104と通信してもよい。もうひとつの方法として、またはさらに、各端末は、各端末が基地局と通信中でなくとも、基地局からのオーバーヘッドチャネルを介して、ページおよび/またはブロードキャストメッセージを受信してもよい。図1に示される例において、端末106a乃至106dは、基地局104aからブロードキャストメッセージを受信し、端末106d乃至106nは、基地局104bからブロードキャストメッセージを受信する。端末106dはオーバーラップするサービスエリアに位置し、基地局104aおよび104bからブロードキャストメッセージを受信する。
システムコントローラー102は基地局104に連結されて、さらに、公衆交換電話網(PSTN)のような他のシステム、パケットデータノードなど(PDN)に接続してもよい。システム・コントローラー102はシステムコントローラー102につながれた基地局に調整と制御を供給する。基地局を介して、システムコントローラー102は、(1)端末の間で、(2)端末とPSTNに接続された他のユーザー(例えば一般的な電話)との間の呼のルーティング(routing)を制御する。システムコントローラー102は、また、基地局コントローラー(BSC)、モバイルスイッチングセンター(MSC)、無線ネットワークコントローラー(RNDC)または他の用語で呼んでもよい。
セグメント化されたブロードキャストメッセージを送受信するためにここに記載される技術は、種々の無線通信システムにおいて実施してもよい。したがって、システム100は、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システムまたはその他のタイプのシステムであってよい。CDMAシステムは、cdma2000、IS−856、W−CDMA、IS−95等のような1つ以上の規格を実施するように設計してもよい。TDMAシステムは、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション(GSM)のような1つ以上の規格を実施するように設計してもよい。これらの規格は、技術的によく知られており、参照することによりここに組み込まれる。
図2Aはセグメント化を有さない例示ブロードキャストメッセージ送信を図解する図である。図2Aの上段は、送信器の時系列を示し、図2Aの下段は、受信器の時系列を示す。この例において、同じブロードキャストメッセージは、信頼度を増加させるために送信器によって2度送信される。ブロードキャストメッセージ(ラベルは反復2として付けられた)の第2の送信は、第1のメッセージ送信後のある量の時間に送られる。ここに使用されるように、メッセージ反復はメッセージの1つの送信インスタンスである。メッセージ反復は、全メッセージに対してまたはメッセージの一部のみでもよい。
レシーバーでは、ブロードキャストメッセージの第1の送信あるいは反復は受信され、メッセージをリカバーすることを試みるために処理される。この例で、エラーが、第1メッセージ送信の一部にエラーが生じる。また、第1の反復のための受信メッセージは、エラーのために廃棄される。ブロードキャストメッセージがリカバーされなかった(すなわち、正しく受信されなかった)ので、ブロードキャストメッセージの第2の送信も受信され、再びメッセージをリカバーしようと試みるために処理される。しかしながら、この例において、エラーが、さらに、第2メッセージ送信の一部に生じる。また、第2反復のための受信メッセージも、このエラーのために廃棄される。この例において、いくつかのエラーが、第1と第2メッセージ送信の部分中に生じるので、ブロードキャストメッセージは、レシーバーによりリカバーすることができない。いくつかのレシーバー設計については、第1と第2メッセージ送信の受信されるシンボルがブロードキャストメッセージをリカバーすることを試みるために組み合わせられ、次に、処理されるかもしれません。
しかしながら、「ソフトな結合」は一般に物理層で生じ、またさらにブロードキャストメッセージのために典型的に使用されない物理層で処理電力を必要とする。
図2Bはセグメント化を有する例示ブロードキャストメッセージを図解する図である。図2Aと同様に、同じブロードキャストメッセージが送信器により2度送信され、信頼性を高める。しかしながら、ブロードキャストメッセージは送信前にNのセグメントに分割される。各セグメントは、レシーバーにより識別することができるようにフォーマットされる。(しかしながら、レシーバーは、反復1のセグメントyおよび反復2のセグメントyを識別する必要はない。
レシーバーでは、ブロードキャストメッセージの第1の送信あるいは反復はメッセージをリカバーすることを試みるために受信され処理される。図2Aと同様に、エラーが第1のメッセージ送信において生じる。しかしながら、ブロードキャストメッセージは、セグメントに分割されたので、エラーを生じた不良のセグメント(複数可)のみが破棄される。良好なセグメントは、バッファーに一時的に格納される。セグメントがよいかか悪いかどうかの決定は以下に記載される。ブロードキャストメッセージ用の紛失したセグメント(複数可)も識別されるかもしれない。
放送メッセージがリカバーされなかったので、、ブロードキャストメッセージの第2の送信も受信され処理される。この例において、エラーがまた第2のメッセージ送信の一部に生じる。この場合も先と同様に、ブロードキャストメッセージは、セグメントに分割されたので、エラーを生じた不良なセグメント(複数可)を破棄することができ、良好なセグメントをセーブすることができる。もし初期の送信からの紛失したセグメントが識別されたならば、これらのセグメントだけが保存される必要があるであろう。
ブロードキャストメッセージのための要求されたセグメントのすべてがリカバーされた後で、第1メッセージ送信からの良好なセグメントは、ブロードキャストメッセージをリカバーする第2のメッセージ送信からの良好なセグメントと結合される。この例によって示されるように、ブロードキャストメッセージをセグメントに分割し、セグメント化されたブロードキャストメッセージを送信することにより、レシーバーは、例えばエラーが両方のメッセージ送信において生じても、ブロードキャストメッセージをリカバーすることができる。
無線通信システムにおいて、ブロードキャストメッセージは典型的には、より上位の層で発生され、下位層に供給される。下位層は、次に、各ブロードキャストメッセージを1つ以上のフレームに処理して送信する。ここに使用されるように、フレームは送信の1単位であり、各フレームは典型的に特定の期間(例えば、5ミリ秒、10ミリ秒または20ミリ秒)をカバーする。与えられたフレームを不正確に(すなわち、消去された)受信する可能性は、特定のフレームエラーレート(FER))から与えられるかもしれない。NFフレームが与えられたブロードキャストメッセージを送信するために使用される場合、このブロードキャストメッセージを不正確に受信する可能性は次のように表現してもよい。
Figure 2005536114
但し、MER は、ブロードキャストメッセージの単一送信に基づくメッセージエラーレート(すなわち単一メッセージ反復)である。
簡単化のために、方程式(1)および以下の派生が、イベントの統計的独立であると仮定する(例えば、任意の与えられたフレーム内のエラーの確率は、任意の他のフレームのエラーの確率に等しい)。方程式(1)は、さらにブロードキャストメッセージをリカバーするためにNFフレームをすべて正確に受信する必要があると仮定する。方程式(1)中で示されるように、FERの与えられた値については、MERはより長いメッセージ長につれて増加する。
ブロードキャストメッセージおよびセグメントの長さは、送信フレームの単位でしばしば与えられる。各送信フレーム(ビットで)のキャパシティーはフレームのために使用されたデータ割合に依存して、フレーム毎に異なっていてもよい。したがって、2つのセグメントAおよびBは同じフレーム長を有するかもしれないが異なるビット長である。例えば、セグメントAおよびBは、長さにおいて1つのフレームであってもよいが、セグメントAに対して使用されるフレームは、Xビットのキャパシティを有するかもしれないのに対し、セグメントBに対して使用されるフレームは、Yビットのキャパシティを有するかもしれない。セグメントAおよびBは、同じ長さ、それは1フレームを有すると考えられるであろう。
より長い長さのブロードキャストメッセージについては、より多くのフレームがメッセージを送信するために要求される。メッセージをリカバーするためにすべてのフレームが正しく受信する必要があるなら、この場合は、セグメント化を有さないブロードキャストメッセージの場合であるが、そのメッセージに対して送受信するのに必要な大多数のフレームにより、より長いブロードキャストメッセージのためにメッセージエラーレートが増加するであろう。
メッセージエラーレートは同じ放送メッセージを複数回送信することにより縮小されるかもしれない。イベントの独立的統計の仮定で、同じブロードキャストメッセージのN 送信のためのメッセージエラーレートMRER NT は以下のように表してもよい。
Figure 2005536114
同様に、メッセージのN T 送信に基づいて、与えられたブロードキャストメッセージをリカバーする確率は
Figure 2005536114
として与えることができる。
改良された性能(すなわち、より低いメッセージエラーレート)は、セグメント化されたブロードキャストメッセージを送信することにより得てもよいことがわかる。ブロードキャストメッセージはN S セグメントに分割してもよい。また、各セグメントはN SF フレームを使用して送信してもよい。セグメントエラーレートSER 1 は、与えられたセグメントの単一の送信の場合、次のように表現してもよい。
Figure 2005536114
同じセグメントのNT送信用のセグメントエラーレート
Figure 2005536114
は、以下のように表してもよい。
Figure 2005536114
ブロードキャストメッセージをリカバーするために、すべてのNSセグメントが必要であるので、同じセグメント化されたブロードキャストメッセージのNT送信にもとづく、メッセージエラーレート
Figure 2005536114
は、以下のように表してもよい。
Figure 2005536114
セグメント化されたブロードキャストメッセージ送信でのメッセージエラーレートにおける改良は特定の例により図解してもよい。この例において、ブロードキャストメッセージは、4つのセグメントに(すなわち、N S =4)分割され、各セグメントは1つのフレーム(すなわち、N SF =1)を用いて送信される。セグメント化を伴わないと、4つのフレームは、このブロードキャストメッセージ(すなわち、N F =4)を送信するために必要であろう。この例において、ブロードキャストメッセージは2度(すなわち、N T =2)送信され、フレームエラーレートは1パーセント(すなわち、FER=1%)である。
セグメント化を伴わない場合、単一のメッセージ送信を有するMER 1 は、MER 1 =3.94%として計算することができる。また、2つのメッセージ送信を有するMERはMER 2 =0.155%として計算することができる。
セグメント化を用いた場合、単一のセグメント送信を有するSERは、SER=1%として計算することができる。2つのセグメント送信を有するSERは、SER 2 =0.01%として計算することができる。および2つのメッセージ送信を有するMERはMER 2 =0.04%として計算することができる。この特定の例の場合、セグメント化を使用してMERは、0.155%から0.04%まで改善することができる。
MERにおける改善量は、より長いメッセージ長に従って増加する。
例えば、上述の例の場合に、ブロードキャストメッセージ長が2倍となり、他のパラメーターは、同じであるなら、(すなわち、N S =8,N SF =1,N SF =1、N F =8、N T =2、およびFER=1%)、セグメント化をしない2つのメッセージ送信の場合のMERは、MER 2= 0.60%として計算することができる。他方セグメント化を有する2つのメッセージ送信の場合のMERは、MER 2 =0.08%として計算することができる。
図3Aは、ブロードキャストメッセージ区分化および送信器300(例えば、基地局)による送信のための処理の簡単化されたブロック図である。メッセージ生成エンティティ310(これはアプリケーションまたはより上位層におけるサービスであってよい)は、レシーバー(例えば、端末)への送信のためのブロードキャストメッセージを生成する。メッセージ区分化/トランスポート輸送エンティティ320は放送メッセージを受信し、各メッセージのためのトランスポート機能を実行し、さらに、そのメッセージについてセグメント化を実行する。トランスポート機能は、例えば、(1)各メッセージの適切なヘッダーおよび恐らくトレーラーを生成し付加し、(2)エラー制御のためのフォワードエラー訂正(FEC)フィールドを追加することを含んでいてもよい。次に、メッセージ送信エンティティ330は、無線通信チャネル上の送信のためのセグメント化されたブロードキャストメッセージを受信し処理する。
図3Bは、レシーバー350(例えば、端末)の放送メッセージ受信およびアセンブリーのための処理の単純化されたブロック図である。エンティティ360を受信するメッセージは、ブロードキャストメッセージの無線送信受信し処理する。メッセージアセンブリー/トランスポートエンティティ370はエンティティ360からデータを受信し、各受信されるメッセージに対してトランスポート機能を実行し、メッセージの各セグメントが正しく受信されたかあるいはエラーで受信されたかどうかを決定し、1つ以上のメッセージ送信から得た良好なセグメントの組み立てを実行し、ブロードキャストメッセージをリカバーする。次に、メッセージ処理エンティティ380(例えば、上位層における)が各リカバーされたブロードキャストメッセージを受信して処理する。
ここに記載されるブロードキャストメッセージセグメント化は、種々の無線通信システムにおいて使用してもよく、また、種々の方法で実施してもよい。明確化のために、ブロードキャストメッセージセグメント化は、特にcdma2000システムの場合について以下に記載される。
図4は、cdma2000リリースCにより定義されたレイヤ構造の図である。レイヤ構造400は、(1)ISO/OSI規範モデルのレイヤ3にほぼ相当するアプリケーションおよび上位層プロトコル、(2)レイヤ2(リンク層)に相当するプロトコルおよびサービス、および(3)レイヤ1(物理層)に相当するプロトコルおよびサービスを含む。
レイヤ3は、シグナリングサービス412、パケットデータサービス414、音声サービス416、回路データアプリケーション等のような種々のアプリケーションおよび上位層プロトコルを含む。レイヤ3におけるシグナリングサービス412は、基地局と端末との間の通信プロトコルのセマンティックおよびタイミングに従って、シグナリングメッセージ(例えば、ブロードキャストメッセージ)を開始し、終了する。レイヤ3は、レイヤ2によって提供されるサービスを利用する。
レイヤ2は、レイヤ3により生成されたシグナリングメッセージの配信をサポートする。レイヤ2は2つのサブレイヤを含む。リンクアクセス制御(LAC)サブレイヤ420およびミディアムアクセス制御(MAC)サブレイヤ430である。LACサブレイヤは、レイヤ3により生成されたシグナリングメッセージの正しいトランスポートと配信を供給するデータリンクプロトコルを実施する。LACサブレイヤは、MACサブレイヤおよびレイヤ1により供給されるサービスを利用する。MACサブレイヤはミディアムアクセスプロトコルを実施し、レイヤ1によって提供されるサービスを利用して、LACプロトコルデータユニットをトランスポートすることに対して責任がある。
レイヤ1(物理層400)は、基地局と端末の間の無線信号の送信および受信を供給する。
LACサブレイヤは、文献TIA/EIA/IS−2000.4Cであって「cdma2000スペクトル拡散システムのためのシグナリングリンクアクセスコントロール(LAC)規格」(Signaling Link Access Control (LAC) Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems)というタイトルのリリースCに詳細に記載されている。MACサブレイヤは、TIA/EIA/IS−2000.3−Cの「cdma2000スペクトル拡散システムのためのミディアムアクセスコントロール(MAC)規格」(Medium Access Control (MAC) standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems)というタイトルのリリースCに詳細に記載されている。これらの文献は、参照することによってここに組込まれる。
図4に示すcdma2000レイヤ構造の場合、ブロードキャストメッセージは、レイヤ3内のシグナリングサービス412によりLACサブレイヤに供給される。従って、ブロードキャストメッセージのセグメント化は、LACサブレイヤ内で便宜的に実行することができる。あるいは、ブロードキャストメッセージセグメント化は、また、MACサブレイヤまたは物理層の中で実行してもよい。LACサブレイヤ内のブロードキャストメッセージのセグメント化はさらに以下に詳述する。
図5は、LACサブレイヤ内のブロードキャストメッセージセグメント化の処理の特定の実施形態を図解する図である。レイヤ3は、基地局から端末へ送信のためのブロードキャストメッセージを生成する。各メッセージはシグナリングデータユニットを表し、レイヤ3プロトコルデータユニット(L3 PDU)としてレイヤ3により供給される。LACサブレイヤはL3 PDUsを受信し、各L3 PDUは、LACサービスデータユニット(SDU)に付託される。LACサブレイヤは各LAC SDUのためのヘッダーとトレーラーを生成する。ヘッダーは(1)LACプロトコルバージョンを識別するための使用されるプロトコルフィールド、(2)LAC SDUのメッセージアクションまたは使用(例えば、認証、パラメーターの構成、等)のために使用されるメッセージIDフィールド、(3)LAC SDUが暗号化されるか否かのための暗号インジケーターフィールド、および(4)LAC SDUのシーケンス番号を含んでいてもよい。トレーラーはパディングビットを含んでいてもよい。LAC SDUとそのヘッダーおよびトレーラーとの組み合わせは、LAC PDUと呼ばれる。この時点までのLACはcdma2000により定義される。
ブロードキャストメッセージセグメント化を実行するために、LAC PDUは最初にNsセグメント510a乃至510nに分割される。但し、Nsは、2またはそれより大きい任意の整数であり、一方のLAC PDUから他方のLAC PDUに対して異なっていてもよい。次に、LACサブレイヤは、はセグメントヘッダー(SH)520を生成して各セグメントに付加する。セグメント化されたLAC PDU500は、Nsセグメントおよびそれらのヘッダーを用いた各LAC PDUに対して発生される。
各セグメントヘッダーは、関連するセグメントのための適切な情報を含む。
セグメントヘッダーは端末が各セグメントを識別することを可能にする十分な情報を含むように定義される。これは複数のブロードキャストメッセージ送信からセグメントの組み立て/結合を容易にするために必要である。セグメントヘッダーのためのいくつかの設計は、以下にさらに詳細に記載される。
与えられたLAC PDUのためのNsセグメントは等しい長さを有していても良い(ここで、長さは、送信フレームの単位で与えることができる)。これは、その処理を簡単にすることができる。あるいは、これらのNsセグメントは異なる長さを持っていてもよい。
また、セグメント長は、次の下位レベルにおいてデータユニットの長さに一致するように選択してもよい。特定の実施形態において、また、図5に示すように、各セグメントは単一のMAC SDUに相当するように定義される。これはLACサブレイヤによりMACサブレイヤに供給されるデータユニットである。他の実施形態において、各セグメントは、複数のMAC SDUに、あるいはMAC SDUの小片に相当するように定義してもよい。
MACサブレイヤは正常な方法でLACサブレイヤからMAC SDUsを受信して処理する。MACCサブ層は、LACサブ層によって行なわれたメッセージのセグメント化に気づいている必要はない。MACサブレイヤは、各MAC SDUの物理層に1つのMACフレームを供給する。物理層は、さらに各MACフレームを処理して対応する送信フレームを生成する。各MACフレームの物理層による処理は(1)制御ビットを備えたヘッダーを付加すること、および(2)MACフレームのためにCRC値を生成して付加することを含んでいてよい。フレームが正確にあるいはエラーで受信されたかどうか決定するために、CRC値はレシーバーによって使用されてもよい。次に、各送信フレームが無線で送信される。
図6A乃至6Cは、セグメントヘッダーの3つの実施形態を示す図である。図6Aに示す実施形態において、セグメントヘッダー520xは3つのフィールドを含む。最初のセグメントインジケーターフィールド522、最後のセグメントインジケーターフィールド524およびセグメントシーケンス番号フィールド526である。第1のセグメントインジケーターフィールドは、イチ(「1」)に設定して関連するセグメントがブロードキャストメッセージの第1のセグメントであることを示してもよいし、そうでなければ、ゼロ(「0」)に設定してもよい。最後のセグメントインジケーターフィールドは、イチ(「1」)に設定して、関連するセグメントがブロードキャストメッセージの最後のセグメントであることを示してもよいし、そうでなければゼロ(「0」)に設定してもよい。セグメントシーケンス番号フィールドは、ユニークに関連するセグメントを識別するために使用される値(すなわち、シーケンス番号)を含む。シーケンス番号は、ブロードキャストメッセージの最初のセグメントのための特定の初期値で開始し、その後、同じブロードキャストメッセージの各次のセグメントに対して1だけインクリメントする。
セグメントヘッダー520xについては、端末は、最初のセグメントインジケーターおよび最後のセグメントインジケーターに基づいて各ブロードキャストメッセージの開始と終了を決定することができる。この場合、シーケンス番号は各ブロードキャストメッセージに対する任意の値で開始することができる。従って、ブロードキャストメッセージのための各セグメントは、そのセグメントのためのシーケンス番号、および最初のセグメントのためのシーケンス番号により定義することができる。端末は、シーケンス番号とともにこれらのインジケーターを使用して、各メッセージ送信のためのセグメントを識別し、複数のメッセージ送信からのセグメントを結合することができる。
図6Bに示す実施形態において、セグメントヘッダー520yは2つのフィールドを含む。最後のセグメントインジケーターフィールド524およびセグメントシーケンス番号フィールド526である。これらのフィールドは上に記述される。セグメントヘッダー520yが第1のセグメントインジケーターを含んでいないので、シーケンス番号は各ブロードキャストメッセージの第1のセグメントのために既知の値(例えば、0)に設定してもよい。その後、端末は、シーケンス番号に基づいた各ブロードキャストメッセージの開始を決定することができるであろう。
図6Cに示す実施形態において、セグメントヘッダー520zは1つのフィールドを含む:すなわち、セグメントシーケンス番号フィールド526である。この場合も先と同様に、シーケンス番号は、各ブロードキャストメッセージの最初のセグメントのための既知の値(例えば、0)に設定してもよい。その結果、これは、端末が各ブロードキャストメッセージの開始を決定することを可能にするであろう。その他の機構を用いて、全体のメッセージが所定のメッセージ送信に対して受信されたか否かを決定してもよい。
他の設計もセグメントヘッダーのために使用されてもよい。また、これは発明の範囲内である。例えば、セグメントヘッダーは第1のセグメントインジケーターフィールドおよび最後のセグメントインジケーターフィールドだけを含んでいてもよい。この場合、与えられた放送メッセージの各セグメントを識別するために、他の情報に依存してもよい。例えば、各放送メッセージのセグメントが等しい長さであり、連続して送信される場合、このヘッダー設計が使用されてもよい。一般に、より多くの構造化した送信計画がブロードキャストメッセージに対して使用される場合、より少ない情報を含んでいる、より単純なセグメントヘッダーを使用してもよい。
図7は、送信器(例えば、基地局)でブロードキャストメッセージセグメント化を行なうプロセス700のフローチャートである。プロセス700は、例えば、CDMAシステムでのLACサブレイヤ内で実行してもよい。
最初に、ブロードキャストメッセージは無線通信チャネル上の送信のために(例えば、レイヤ3から)受信される(ステップ712)。次に、ブロードキャストメッセージは多数セグメントに分割される(ステップ714)。セグメントは同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。ブロードキャストメッセージのために形成されるセグメントの数は、ブロードキャストメッセージの長さおよび/または他のいくつかの要因により決定してもよい。次に、ヘッダーが各セグメントのために形成される(ステップ716)。各ヘッダーは、図6Aに示す情報のような種々のタイプの情報を含んでいてもよい。次に、セグメント化されたブロードキャストメッセージがセグメントおよびそれらのヘッダーを用いて生成される(ステップ718、例えば図5に示される)。次に、セグメント化されたブロードキャストメッセージは、さらなる処理および次の送信のために(例えば、MACサブレイヤ)供給されるかもしれない。
図8Aは、レシーバー(例えば、端末)で、セグメント化を備えたブロードキャストメッセージを受信するための総括的なプロセス800aのフローチャートである。
最初に、セグメント化されたブロードキャストメッセージのための1つ以上のメッセージ送信が受信される(ステップ802)。各受信されるメッセージ送信は、処理されて、もしあればよいセグメントをブロードキャストメッセージのためにリカバーする(ステップ804)。一旦ブロードキャストメッセージのための要求されたセグメントがすべてリカバーされたならば、受信されるメッセージ送信(複数可)の処理は早く終了させることができる。次に、1つ以上のメッセージ送信からの良いセグメントは結合され、ブロードキャストメッセージをリカバーする(ステップ806)。
図8Bは、レシーバーでセグメント化を備えたブロードキャストメッセージを受け取るための特定のプロセス800bのフローチャートである。
プロセス800bは、セグメント化されたブロードキャストメッセージのためのレシーバー処理のための特定の実施を表わす。
最初に、ブロードキャストメッセージのセグメントのための1つ以上の受信されるフレームが処理される(ステップ812)。その後、セグメントが良い(すなわち、リカバーされた)か、悪いか(すなわち、消去された)にかかわらず、決定は成される(ステップ814)。各セグメントは1つのフレームで送信してもよい。この場合、各フレームに対して物理層によって生成されたCRCを用いて与えられたセグメントが良いかか悪いかどうか決めてもよい。セグメントが悪い場合、それは廃棄され(ステップ816)、プロセスはステップ830に進む。
そうでなければ、セグメントがステップ814でよいと決定されるなら、それがブロードキャストメッセージの最初のセグメントか否かの決定が行われる(ステップ818)。この決定は、セグメントヘッダー中の第1のセグメントインジケーターまたはシーケンス番号に基づくことができる。答えがノーなら、プロセスは、ステップ822に進む。そうでなければ、この第1のセグメントのためのシーケンス番号を用いて現在のメッセージ送信のすべてのセグメントを識別する(ステップ820)。特に、各メッセージ送信の第1のセグメントに対する既知の値(例えば、0)にシーケンス番号がリセットされないヘッダー実施については、現在のメッセージ送信でのすべてのセグメントのためのシーケンス番号は第1のセグメントのシーケンス番号に対して決定してもよい。次に、プロセスはステップ822に進む。
ステップ822において、受信されるフレーム(複数可)からちょうどリカバーされた良いセグメントが、バッファーに記憶される。同じセグメントが既に初期メッセージ送信からリカバーし、バッファーにセーブされていたなら、ステップ822はスキップしてもよい。初期のメッセージ送信からリカバーし、バッファーの中で保存しました。次に、このセグメントがブロードキャストメッセージの最後のセグメントか否かにかかわらず、決定がなされる。図8Bに示す実施形態の場合、最後のセグメントが受信された(あるいは、悪いセグメントが受信され、また、それが最後のセグメントだったかどうかが知られていない)後だけ、セグメントは組み立てられるか組み合わせられる。したがって、次に、現在のセグメントが最後のセグメントでないなら、プロセスはステップ812に帰り、次のセグメントのための受信フレーム(複数可)を処理する。
ステップ824で決定されるように、最後のセグメントが受信されたなら、現在のメッセージ送信が最初のメッセージ反復か否かの決定が行われる(ステップ830)。答えがイエスであるなら、ブロードキャストメッセージのすべてのセグメントが第1のメッセージ反復からリカバーされたか否かの決定が行われる。すべてのセグメントがリカバーされなかったなら、プロセスはステップ812に戻り、第2メッセージ送信のためのフレームを処理する。そうでなければ、すべてのセグメントがリカバーされたなら、セグメントは組み立てられ、ブロードキャストメッセージが(例えば、レイヤ3に)供給される(ステップ842)。次に、プロセスは、ステップ860に進む。
現在のメッセージ送信が(ステップ830で決定される)ブロードキャストメッセージの最初の反復でないなら、ブロードキャストメッセージのすべてのセグメントが、これまで受信したすべての反復からリカバーしたか否かの決定が成される(ステップ850)。この決定は、各良いセグメントのヘッダー中のセグメントシーケンス番号に基づいていてもよい。答えがノーなら、ブロードキャストメッセージに対する別の送信があるか否かの決定がおこなわれる(ステップ852)。ブロードキャストメッセージのためのすべての反復が受信された場合、ブロードキャストメッセージは、リカバーできず(ステップ854)、プロセスはステップ860に進むであろうことの表示を設けてもよい。そうでなければ、ブロードキャストメッセージに対して別の送信が来つつあるなら、、プロセスは、ステップ812に戻り、次のメッセージ送信のためのフレームを処理する。
ステップ850に戻って、すべてのセグメントがリカバーされたと決定されるなら、複数の反復からの良いセグメントが結合され、ブロードキャストメッセージが供給される(ステップ856)。次に、プロセスは、ステップ860に進む。
ステップ860において、現在のブロードキャストメッセージがリカバーされたか否かに関係なく、バッファがクリアされ次のブロードキャストメッセージのために準備される。その後、プロセスは終了する。
メッセージをセグメント化する技術は、また、本発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、2001年8月16日に出願した米国特許出願番号09/932,121(発明の名称:「無線通信システムにおけるメッセージセグメント化のための方法および装置」(Method and Apparatus for Message Segmentation in a Wireless Communication System)に詳細に記載されている。
図9は、基地局104xおよび端末106xの実施形態のブロック図である。基地局おおよび端末は、セグメント化されたブロードキャストメッセージを送信することができる。端末106xは、携帯電話、送受話器、モデムまたはその他の装置または設計であってよい。
基地局104xにおいて、ブロードキャストメッセージ発生器912は、端末に送信すべきブロードキャストメッセージを発生する。各ブロードキャストメッセージについては、トランスポート/セグメント化装置914は、ブロードキャストメッセージのトランスポートおよびセグメント化を実行し、対応するセグメント化されたブロードキャストメッセージを供給する。メッセージバッファー924を用いて送信のために処理されるブロードキャストメッセージおよび複数回送信されるセグメント化されたブロードキャストメッセージを記憶してもよい。
送信される各セグメント化されるブロードキャストメッセージのために、フレーミング装置916はさらにメッセージを処理して、一連のフレームを発生する。次に、エンコーダ/変調器918は、調整されたデータを提供するために各フレームをコード化し、インターリーブし、変調する。送信器装置(TMTR)920は、変調されたデータを処理し(例えば、増幅し、フィルターし、周波数変換する)、アンテナ922から送信のための変調された信号を発生する。変調された信号は、各セグメント化されたブロードキャストメッセージの複数の送信(または反復)を含んでいてもよい。
端末106xにおいて、送信された信号はアンテナ952により受信され、レシーバーユニット(RCVR)954に供給される。レシーバーユニット954は、受信した信号を条件づけし(例えば、フィルターし、増幅し、周波数変換する)、条件付けされた信号をデジタル化し、サンプルを供給する。次に、復調器/デコーダ956は、サンプルを復調し、デインターリーブし、デコードして復号されたデータを供給する。デフレーミング(deframing)ユニット956は、各受信したメッセージ反復に対して受信したフレームのすべてからデータを連結させ、受信したメッセージ反復を供給する。トランスポート/アセンブリユニット960は、各受信したメッセージ反復内のセグメントを識別し、各セグメントが良いか悪いか決定し、1つ以上の受信したメッセージ反復から良いセグメントのアセンブリ/結合を実行し、リカバーしたブロードキャストメッセージを供給する。ブロードキャストメッセージプロセッサー962は次に、各リカバーしたブロードキャストメッセージを処理する。メッセージバッファー964を用いて、次のアセンブリ/結合のために、各受信した反復からの良いセグメントを記憶してもよい。
復調器/デコーダー956、デフレーミングユニット958、およびトランンスポート/アセンブリユニット960による処理は、それぞれエンコーダー/変調器918、フレーミングユニット916、およびトランスポート/セグメント化ユニット914により実行される処理と相補的である。ユニット912および962は、レイヤ3のための処理を実行してもよく、ユニット914および960は、LACサブレイヤのための処理を実行してもよく、およびユニット916および958は、MACサブレイのための処理を実行してもよく、およびユニット918および956は、物理層のための処理を実行してもよい。
コントローラー930および970は、音声、データおよびメッセージング通信のための種々の機能を実行してもよく、および基地局104xおよび端末106x内の種々の処理ユニットのオペレーションをさらに指図してもよい。メモリユニット932および972は、基地局104xおよび端末106x内の種々の処理ユニットによって使用されるデータとプログラムのコードをそれぞれ格納してもよい。各々の基地局104xおよび端末106x内の種々の処理ユニット間のインターフェースは、バスで提供してもよい。
セグメント化されたブロードキャストメッセージを送信し受信するためにここに記述された技術は、種々の手段によって実施されてよい。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェアあるいはそれの組み合わせにおいて実施してもよい。ハードウェア実施については、技術のいずれかまたは組み合わせを実施するために使用されるユニット(例えば、送信器の場合、ユニット912、914、および916、および受信器の場合ユニット958、960、および962)は、1つ以上の特定用途向け集積回路(ASICs)、デジタルシグナルプロセッサ(DSPs)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)プロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、ここに記載した機能を実行するように設計された他の電子装置内で実施してもよい。
ソフトウェア実施については、セグメント化されたブロードキャストメッセージを送受信する技術は、ここに記載した機能を実行するモジュール(例えば、手続き、機能、等)を用いて実施してもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニット(例えば図9のメモリユニット932および972)に記憶してもよく、プロセッサー(例えば、コントローラー930および970)により実行してもよい。メモリユニットはプロセッサー内で実施してもよいし、ブロセッサー外部で実施してもよい。プロセッサー外部で実施する場合、メモリユニットは、技術的に知られた種々の手段を介してプロセッサーに通信可能に接続することができる。
開示された実施形態の上述の記載は、当業者が本発明を制作または使用可能とするために提供される。これらの実施形態への種々の修正は当業者に容易に明白である。また、ここに定義された総括的な法則は、発明の精神または範囲から外れずに、他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明は、ここに開示された実施形態に制限されたようには意図されないが、ここに開示された原理と新規な特徴に一致する最も広い範囲が与えられるべきである。
図1は、セグメント化されたブロードキャストメッセージを送信することができる無線通信システムを示す。 図2Aは、セグメント化のない例示ブロードキャストメッセージ送信を図解する。 図2Bはセグメント化のある例示ブロードキャストメッセージを送信を図解する。 図3Aは、ブロードキャストメッセージセグメント化/送信のための処理を示す。 図3Bは、ブロードキャストメッセージ受信/アセンブリのための処理を示す。 図4は、cdma2000リリースCにより定義されたレイヤ構造を示す。 図5は、LACサブレイヤー内のブロードキャストメッセージセグメント化のための処理を図解する。 図6Aは、セグメントヘッダーの一実施形態を示す。 図6Bは、セグメントヘッダーの一実施形態を示す。 図6Cは、セグメントヘッダーの一実施形態を示す。 図7は、送信器でブロードキャストメッセージセグメント化を実行するための包括的なプロセスを示す。 図8Aは、送信器でセグメント化されたブロードキャストメッセージを受信するための包括的なプロセスを示す。 図8Bは、送信器でセグメント化されたブロードキャストメッセージを受信するための特定のプロセスを示す。 ]図9は基地局と端末のブロック図である。

Claims (27)

  1. 無線通信システムにおいて、下記を具備する、無線チャネルを介した送信のためのブロードキャストメッセージを処理するための方法:
    送信のためのブロードキャストメッセージを受信する;
    前記ブロードキャストメッセージを複数のセグメントに分割する;
    各セグメントに対してヘッダーを形成する;
    複数のセグメント、および関連するヘッダーを備えた、セグメント化されたブロードキャストメッセージを発生する。
  2. 各ヘッダーは、前記関連するセグメントのためのシーケンス番号を含む、請求項1の方法。
  3. 各ヘッダーはさらに前記関連するセグメントが前記ブロードキャストメッセージの最初のセグメントか否かのためのインジケーターを含む請求項2の方法。
  4. 各ヘッダーは、さらに前記関連するセグメントが前記ブロードキャストメッセージの最後のセグメントか否かのためのインジケーターを含む、請求項2の方法。
  5. 前記複数のセグメントは等しい長さを有する、請求項1の方法。
  6. 前記セグメント化されたブロードキャストメッセージを複数回、前記無線チャネルで送信することをさらに具備する、請求項1の方法。
  7. 前記無線通信システムはCDMAシステムである、請求項1の方法。
  8. 前記分割、形成、および発生は、リンクアクセス制御(LAC)サブレイヤ内で実行される、請求項7の方法。
  9. 前記分割、形成、および発生は、前記無線通信システム内の基地局において実行される、請求項1の方法。
  10. 無線通信システムにおいて、下記を具備する、無線チャネルを介して受信されるブロードキャストメッセージをリカバーするための方法:
    複数のセグメントに分割されたブロードキャストメッセージのための1つ以上のメッセージ反復を受信する;
    各受信したメッセージ反復を処理し、もしあれば、前記ブロードキャストメッセージのために良いセグメントをリカバーする;および
    前記1つ以上のメッセージ反復から良いセグメントを結合し、前記ブロードキャストメッセージをリカバーする。
  11. 各良いセグメントは、関連するヘッダーに基づいて識別される、請求項10の方法。
  12. 各セグメントのための前記ヘッダーは、そのセグメントのシーケンス番号を含む、請求項11の方法。
  13. 下記をさらに具備する、請求項10の方法:
    処理されている現在のメッセージ反復のための最後のセグメントを識別する;および
    そして、前記ブロードキャストメッセージのために処理されたすべてのメッセージ反復から前記ブロードキャストメッセージメッセージの複数のセグメントがすべてリカバーされたかどうか決定する。
  14. さらに下記を具備する、請求項10の方法:
    前記ブロードキャストメッセージの複数のセグメントがすべて最初のメッセージ反復からリカバーされたなら、前記処理を終了する。
  15. さらに下記を具備する請求項10の方法:
    少なくとも1つのセグメントが前記ブロードキャストメッセージのために処理されたすべてのメッセージ反復からリカバーされていなかったなら、次のメッセージ反復を処理する。
  16. 前記無線通信システムはCDMAシステムである、請求項10の方法。
  17. 下記を実行するようにデジタル情報を解釈することができる、デジタルシグナルプロセッシングデバイス(DSPD)に通信可能に接続されたメモリ:
    送信のためのブロードキャストメッセージを受信する;
    前記ブロードキャストメッセージを複数のセグメントに分割する;
    各セグメントのヘッダーを形成する;および
    複数のセグメントおよび前記関連するヘッダーを備えたセグメント化されたブロードキャストメッセージを発生する。
  18. 下記を具備する無線通信システム内の装置:
    送信のためのブロードキャストメッセージを受信する手段;
    前記ブロードキャストメッセージを複数のセグメントに分割する手段;
    各セグメントのヘッダーを形成する手段;および
    前記複数のセグメントおよび前記関連するヘッダーを備えたセグメント化されたブロードキャストメッセージを発生する手段。
  19. 下記を具備する、無線通信システム内の送信器ユニット:
    送信のためのブロードキャストメッセージを発生するように動作可能なブロードキャストメッセージ発生器;および
    各ブロードキャストメッセージを複数のセグメントに分割し、各セグメントのためのヘッダーを形成し、前記複数のセグメントおよび前記関連するヘッダーを備えた前記ブロードキャストメッセージのためにセグメント化されたブロードキャストメッセージを発生するように動作可能なセグメント化ユニット。
  20. 各セグメント化されたブロードキャストメッセージに対して1つ以上のフレームを発生するように動作可能なフレーミングユニットをさらに具備する、請求項19の送信器ユニット。
  21. 各セグメント化されたブロードキャストメッセージは、複数回、無線チャネルで送信される、請求項19の送信器ユニット。
  22. 請求項19の送信器ユニットを含む基地局。
  23. 下記を具備する、無線通信システムにおける装置:
    複数のセグメントに分割されたブロードキャストメッセージのための1つ以上のメッセージ反復を受信する手段;
    もしあれば、前記ブロードキャストメッセージのためのよいセグメントをリカバーするために各受信されるメッセージ反復を処理する手段;および
    前記ブロードキャストメッセージをリカバーするために1つ以上のメッセージ反復からのよいセグメントを組み合わせるための手段。
  24. 下記を具備する、無線通信システム内のレシーバーユニット:
    無線チャネルを介して受信したフレームを処理し、複数のセグメントに分割されたブロードキャストメッセージのための1つ以上のメッセージ反復を供給するように動作可能なデフレーミングユニット;および
    各受信したメッセージ反復を処理し、もしあれば、前記ブロードキャストメッセージのためのよいセグメントをリカバーし、前記1つ以上のメッセージ反復から良いセグメントを結合して前記ブロードキャストメッセージをリカバーするように動作可能なアセンブリユニット。
  25. 次の結合のために1つ以上の受信したメッセージ反復からリカバーした良いセグメントを記憶するように動作可能なバッファーをさらに具備する、請求項24のレシーバーユニット。
  26. 前記デフレーミングユニットおよびアセンブリユニットは、少なくとも1つのセグメントがブロードキャストメッセージのために処理されたすべてのメッセージ反復からリカバーされていなかったなら、次のメッセージ反復を処理するように動作可能である、請求項24のレシーバーユニット。
  27. 請求項24のレシーバーユニットを含む端末。
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