JP2005536926A - Ａｒｑ通信において、エネルギー再送信を最小化する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】通信に関するシステムと技術が開示される。システムと技術は、リモートロケーションに第１の信号を第１のエネルギーレベルで送信し、続いて第２の信号を第２のエネルギーレベルで送信し、リモートロケーションにおける目標品質パラメーターの関数として目標送信エネルギーレベルを決定し、および目標送信エネルギーレベルと第１エネルギーレベルの関数として第２のエネルギーレベルを計算することを含む。この要約書は、探索者または他の読者が迅速に技術的開示の主題を単独で捜索者あるいは他の読者が技術的な開示の主題を確かめるためにもっぱら提供される。要約書は、要約書が請求項の範囲あるいは意味を解釈または限定するために使用されないであろうという理解で提出される。

Description

３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９にもとづく優先権の請求
この特許出願は、本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより明白にここに組み込まれる、２００２年８月１９日に出願された「フォワードリンクデブースティング」(Forward Link Deboosting)というタイトルの仮出願６０／４０４，３７９の優先権を請求する。本発明は、一般に通信に関し、特に、通信環境におけるデブースティング(deboosting)に関する。

無線通信システムは、複数ユーザーが共通の通信媒体を共有することを可能にするように設計されている。そのような１つのワイヤレス通信システムは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムである。ＣＤＭＡ通信システムは、スペクトラム拡散通信に基づいた変調と多重アクセスのスキームである。ＣＤＭＡ通信システムでは、多くの信号は同じ周波数スペクトルを共有し、その結果、ユーザー容量の増加をもたらす。これは、搬送波を変調する異なるコードで各信号を送信することにより達成され、それにより、スペクトル全体にわたり信号を拡散する。送信された信号は、所望の信号をデスプレッド(de-speread)するために対応するコードを用いた復調プロセスにより受信器内に拡散することができる。コードが一致しない好ましくない信号は、雑音にのみ寄与する。

ＣＤＭＡ通信システムの性能は、順方向誤り修正（ＦＥＣ）能力を促進するために強力なコーディング方法を提供することにより向上させられるかもしれない。コーディングプロセスは、エラーを修正するためにレシーバーが使用する冗長度を提供する。これは、一群のペイロードビットからの系統的なシンボルおよび冗長度シンボルを含んでいるデータパケットの生成により達成されるかもしれない。系統的なシンボルはペイロードビットを模写する。系統的なシンボルを含んでいるサブパケット、および冗長度シンボルの部分は、レシーバーに最初に送信されるかもしれない。レシーバーがデータパケットを解読することができる場合、残る冗長度シンボルはレシーバーに送信される必要がない。他方では、レシーバーがデータパケットを解読することができなければ、異なる冗長度シンボルを備えた新しいサブパケットが再送信上のレシーバーへ送られるかもしれない。前の送信のエネルギーが廃棄されないので、サブパケットは、レシーバーで一緒に結合されかつ復号され、非常に効率的な再送信を結果として生じる。このプロセスはインクリメンタル冗長度(incremental redundancy)として技術的に知られている。

インクリメンタル冗長度技術の欠点は、再送信プロセスが価値のあるリソースを消費するということである。インクリメンタル冗長度を使用する従来システムは、スタンドアロン送信として各サブパケットを再送信するように一般に構成されてきた。すなわち、たとえ、以前の送信が受信されなかったとしても、受信器は依然として再送信を復号することができる十分な可能性を有するように、再送信エネルギーは十分に高い。データパケットをデコードするのに必要なインクリメンタルエネルギーが非常に小さい場合さえ、これはあてはまる。従って、同じデータパケットから派生された以前のサブパケットの送信のエネルギーを考慮する再送信を処理するより効率的で堅固な方法論の必要性がある。

発明の概要

本発明の１つの観点では、通信の方法は最初のエネルギーレベルでリモートロケーションへ最初の信号を送信し、リモートロケーションで目標品質パラメーターの関数として目標送信エネルギーレベルを決定し、目標送信エネルギーレベルおよび最初のエネルギーレベルの関数として第２のエネルギーレベルを計算し、第２のエネルギーレベルでリモートロケーションへ第２の信号を送信することを含む。

本発明の他の観点において、通信装置は、第１のエネルギーレベルで第１の信号をリモートロケーションに送信し、続いて第２の信号エネルギーレベルで第２の信号を送信するように構成された送信器と、リモートロケーションにおいて、目標品質パラメーターの関数として目標送信エネルギーレベルを決定し、目標送信エネルギーレベルの関数と第１のエネルギーレベルの関数として第２のエネルギーレベルを計算する。

さらに本発明の他の観点において、通信装置は、第１のエネルギーレベルで第１の信号をリモートロケーションに送信し、続いて第２のエネルギーレベルで第２の信号を送信する手段と、リモートロケーションにおいて目標品質パラメーターの関数として目標送信エネルギーを決定する決定手段と、目標送信エネルギーレベルと第１レベルの関数として第２のエネルギーレベルを計算する手段を含む。

本発明の他の実施形態は、本発明のいくつかの実施形態のみが実例のために示され記載される、以下の詳細な記載から当業者には容易に明白になるであろう。実現されるように、本発明は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の実施形態および異なる実施形態ができ、そのいくつかの詳細は種々の他の観点において変更することができる。従って、図面および詳細な記述は事実上実例としてみなされるべきであり、限定的であるとみなされるべきでない。

本発明の観点は添付図面において、一例として図解され、限定のために図解されるのではない。

添付した図面に関連して以下に記載する詳細な記述は、本発明の種々の実施形態の記載として意図されており、本発明が実施できる実施形態のみを表すことを意図していない。この開示の全体にわたって記述された実施形態は、例、インスタンスあるいは実例として役立つように意図され、必ずしも他の実施形態に対して好適であるまたは利点があると解釈されるべきでない。詳細な記載は、本発明についての完全な理解を提供する目的で特定の詳細を含んでいる。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細なしで実施してもよいことは当業者には明白であろう。いくつかのインスタンスでは、本発明の概念をあいまいにすることを避けるために、よく知られた構造と装置がブロック図の形態で示される。

以下の詳細な記載では、本発明の種々の観点は、高速データアプリケーションをサポートするＣＤＭＡ通信システムとの関連で記載されるであろう。これらの独創的な観点は、この出願に使用するのによく適しているかもしれないが、当業者は、これらの独創的な観点は、同様に、種々の他の通信環境に使用するのに適用できることを容易に理解するであろう。従って、ＣＤＭＡ通信システムへの任意の参照は、そのような独創的な観点は、広範囲のアプリケーションを有するという理解をもって、独創的な観点を図解するのみを意図している。

図１は、デブースティング能力を備えたＣＤＭＡ通信システムの一実施形態の概念的ブロック図である。

基地局コントローラー１０２（ＢＳＣ）を用いて、無線ネットワーク１０４を既存のネットワークインフラ１０６にインターフェースしてもよい。ネットワークインフラ１０６は、インターネット、企業イントラネットまたは同種のもののようなパケット交換ネットワークであってよい。あるいは、ネットワークインフラ１０６は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）のような回線交換ネットワークであってもよい。ワイヤレスネットワーク１０４は、地理的な領域の至る所で分散した任意の数の基地局を用いて実施してもよい。地理的な領域は、各セルにサービスする基地局を備えたセルとして知られるより小さな領域に再分割してもよい。高いトラフィックアプリケーションでは、セルは、各セクターにサービスする基地局を備えたセクターにさらに分割してもよい。簡単化のために、ＢＳＣ１０２の制御の下に全体のセクターにサービスする１つの基地局１０８が示されている。セクター内で動作する多くの加入者設備１１０ａ−ｌｌＯｄは、互いに通信するか、あるいは１つ以上の基地局を介してネットワーク１０６にアクセスしてもよい。

電力が加入者設備１１０ａに最初に加えられる場合、それは所定のアクセス手続きを使用して、基地局１０８を備えた無線接続を確立しようと試みてもよい。アクセス手続きは、フォワードリンクを介して送信されたパイロットの取得を含む。フォワードリンクは基地局１０８から加入者設備への送信を指し、リバースリンクは、加入者設備から基地局１０８への送信を指す。一旦加入者設備１１０ａがパイロットを得れば、加入者設備はフォワードリンク同期化チャネルをアクセスしてブロードキャストシステム情報を取得し、アクセスチャネルを用いて、リバースリンク上の基地局１０８に登録要求を送信してもよい。次に、基地局１０８は、登録要求をＢＳＣ１０２に送る。これに応答して、ＢＳＣ１０２は、加入者設備１１０ａを登録し、登録を承認する応答を加入者設備１１０ａに返送する。

次に、ＢＳＣ １０２は、ページングチャネル上の加入者設備１１０ａに連絡をつけるように基地局１０８に命令することにより、ネットワーク１０６から加入者設備１１０への呼を始めてもよい。これに応答して、加入者設備１１０ａは、その呼を受信する準備ができていることを示すシグナリングメッセージをアクセスチャネルを介して基地局に返送してもよい。あるいは、加入者設備１１０ａは、アクセスチャンネルを介して基地局１０８に知らせることによりその呼を開始してもよい。いずれにしても、一旦呼が開始されると、論理資源接続は、基地局１０８と加入者設備１１０との間で確立してもよい。また、基地局１０８は、アドレスを加入者設備１１０ａに割り当て、その接続上の加入者設備に向けられた通信を特定してもよい。アドレスは、呼のセットアップの期間中に、基地局１０８から、シグナリングメッセージの交換を備えた加入者設備１１０ａに送信してもよい。次に、その呼をサポートするために、基地局１０８と加入者設備１１０ａとの間トラフィックチャネルを確立してもよい。トラフィックチャネルが確立された加入者設備は、アクティブ加入者設備と言われる。基地局１０８と加入者設備１１０ａとの間で送られるデータ量によって、複数のチャネルをトラヒックチャネルに割り当ててもよい。チャネルアロケーションは、ウォルシュコードとして知られている、直交拡散シーケンスに基づいていてもよい。

呼の期間中に、加入者設備１１０ａは、現在のチャネル条件の下でフォワードリンクの品質に関する情報を基地局１０８にフィードバックしてもよい。後でより非常に詳しく記載される方法では、フィードバックが基地局１０８により使用され、フォワードリンクの送信電力を、所望のサービスの質を得るのに必要な送信電力に制限してもよい。フィードバックは、技術的によく知られている手段によりフォワードリンクパイロットから、加入者設備１１０ａにおいて計算された搬送波対干渉（Ｃ／Ｉ）比に基づいていてもよい。このフィードバック並びにリソース利用可能性および種々の加入者設備１１０ａ−１１０ｄの中でのユーザー優先度に基づいて、基地局１０８は、トラヒックチャネル上の加入者設備１１０ａ上への１つ以上のデータパケットのフォワードリンク送信をスケジュールしてもよい。

基地局１０８によって生成されたフォワードリンク送信は、さらにトラフィックチャネルに関連したデータパケット制御チャネルを含んでいてもよい。すべての加入者設備１１０ａ−ｌｌＯｄに共通であってよいパケットデータ制御チャネルを用いて、個々の加入者設備にアドレスされた情報パケットを運んでもよい。そのそれぞれのトラフィックチャネル上で運ばれた該当データサブパケットを受け取るか解読するために、情報パケットはそれぞれ意図した加入者設備によって使用されてもよい。情報パケットはその該当データサブパケットと同期が取られてもよいし、時間的にずれていてもよい。加入者設備１１０ａが情報パケットをそのアドレスで識別するなら、加入者設備１１０ａは該当データサブパケットを解読することを試みてもよい。意図した加入者設備１１０ａがサブパケットからのデータパケットを解読することができるなら、アクノレジメント（ＡＣＫ）メッセージは、意図した加入者設備１１０ａから基地局１０８にリバースリンクＡＣＫチャネルを介して送信してもよい。他方、データパケットが意図した加入者設備１１０ａで成功裡に解読されない場合、否定応答（ＮＡＫ）メッセージは、基地局１０８が同じデータパケットから別のサブパケットを送信することを要求するリバースリンクＡＣＫチャネル上の基地局に送信してもよい。

図２は、基地局の一実施形態の機能ブロック図である。

基地局は、呼セットアップの期間中に確立された論理資源接続上のＢＳＣ（図示せず）からのデータを受信するように構成してもよい。データは基地局におけるキュー２０６に記憶してもよい。基地局は、加入者設備に送信する前にＢＳＣ（図示せず）からのデータをバッファする。プロセッサ２０８を用いて、固定のレートまたは可変のレートでエンコーダ２１０にキュー２０６からのデータまたはペイロードの一部を解放してもよい。変数データレートを支援するＣＤＭＡ通信システムでは、加入者設備１１０から基地局１０８にフィードバックされたＣ／Ｉ比をプロセッサ２０８により用いて、現在のチャネル条件の下で最高の可能なデータ転送速度でフォワードリンクトラヒックを効率的に送信してもよい。

エンコーダ２１０はターボ(Turbo)コーディングのようなペイロードに反復するコーディングプロセスを適用するために使用されてもよい。コーディングプロセスはプロセッサ２０８によってキュー２０６から解放されたペイロードビットのグループからの系統的なシンボルおよび冗長度シンボルを含んでいるデータパケットを生成するために使用されてもよい。コーディングプロセスから生成された、コード化されたシンボルの数で分割されたペイロードビットの数は、一般に符号化レートと呼ばれる。符号化レートが低いほど、符号化利得は高い。この符号化利得は、基地局１０８が送信エネルギーを低減し、冗長度の増加のために加入者設備における同じビットエラーレート（ＢＥＲ）を得ることを可能にする。ＢＥＲは、最小のサービスの質を定義する設計パラメーターとして当業者により典型的に使用される。

符号化されたシンボルが加入者設備１１０に送られる方法は、基地局が最初の送信あるいはデータパケットの再送信を送っているかどうかに依存する。データパケットが、加入者設備１１０への最初の送信のためにキューイングされるなら、エンコーダ２１０は系統的なシンボル、および冗長度シンボルの一部をサブパケットにパケット化してもよい。他方、データパケットが再送信のためにキューイングされるなら、異なる冗長度シンボルを備えた新しいサブパケットが使用されてもよい。いずれにしても、サブパケット中の符号化されたシンボルをデマルチプレクサーに供給して、複数のトラヒックサブチャネルを発生してもよい。いくつかの実施形態では、サブパケット中の符号化されたシンボルは、デマルチプレクサー２１２に供給される前に長い疑似ランダム雑音（ＰＮ）シーケンスを使用して、インターリーブし、スクランブルしてもよい。

変調器２１４を用いて、各トラフィックサブチャネルからの複数の符号化されたシンボルを、単一の星座内の単一の変調シンボルにマッピングしてもよい。単一の変調シンボルに多数の符号化されたシンボルをマッピングすることによって、帯域幅効率における改良が達成されるかもしれない。変調シンボルによって表わされるかもしれない符号化されたシンボルの数は変調オーダーと呼ばれる。また、そのシンボルは変調スキームの関数である。一例として、ＱＰＳＫ（直交位相シフトキーイング）は、２つの符号化されたシンボルが変調シンボルにマッピングされるかもしれない信号の星座を使用する。１６のＱＡＭのような高位変調スキームは、それをＱＰＳＫより効率的なより多くの帯域幅にする変調シンボルに４つの符号化されたシンボルをマッピングするために使用してもよい。変調器２１４は、技術的に知られている任意の変調スキームを用いて実施してもよい。基地局の少なくとも１つの実施形態において、変調スキームはプロセッサ２０８によってプログラムしてもよい。

変調および送信されている、符号化されたシンボルのセットの組合せとして送信フォーマットを定義することができる。各フォーマットはそれぞれ異なる性能を有していてもよい。各フォーマットは、その目標としているビットあたりのエネルギー（Ｅ_b／Ｎ_t）_target、すなわち与えられたＢＥＲでパケットを復号するのに必要なビットあたりの受信エネルギーにより取得することができる。この性能基準は、与えられたレシーバー実施に緩くリンクされるが、技術的によく知られた手段によって引き出すことができる。

チャネル分離は、プロセッサ２０８によって提供される異なるウォルシュコードを各トラフィックサブチャネルに広げることにより達成してもよい。乗算器２１６を用いて、各変調シンボルとそれぞれのウォルシュコードを乗算し、変調シンボルあたりｎチップを生成してもよい。値ｎは一般に拡散因子と呼ばれる。次に、チャネルは、加算器２１８と結合され、変調されたシンボルレートと拡散因子を乗算したものに等しいチップレートを有するフォワードリンクトラフィックチャネルを生成してもよい。

加算器２１８からのフォワードリンクトラフィックチャネルは利得エレメント２２０に供給してもよい。フォワードリンクトラフィックチャネルの送信エネルギーをコントロールするために、プロセッサ２０８によって計算された利得信号は、利得エレメント２２０に適用してもよい。フォワードリンクトラフィックチャネル（Ｅ_c／Ｉ_or）の送信エネルギーは、基地局の合計電力へのフォワードリンクトラフィックチャネルの送信電力間の比として一般的に表現される。Ｅ_c／Ｉ_orは、加入者設備で選択されたフォーマットを備えた最小のサービス品質必要条件を満たすのに必要な目標のチップ当たりのエネルギー（Ｅ_ｃ／Ｎ_ｔ）_targetを決定し、その値にフォワードリンクに関連したロスを克服するのに十分なエネルギーを加えることにより計算してもよい。（Ｅ_c／Ｎ_t）_targetは以下の式を用いて、（Ｅ_b／Ｎ_t）_targetから形成してもよい。

（Ｅ_c／Ｎ_t）_target＝（Ｅ_b／Ｎ_t）_target（サブパケット符号化レート）（変調オーダー）／（拡散因子） （１）
フォワードリンクに関連した損失は、技術的によく知られた手段によって、加入者設備１１０からの基地局１０８へフィードバックされたＣ／Ｉ比に基づいて評価してもよい。

次に、送信に必要なＥc／Ｉorは以下の式から計算してもよい。

Ｅ_c／Ｉ_orｄＢ＝（Ｅ_c／Ｎ_t）_targetｄＢ−（Ｃ／Ｉ比）ｄＢ＋（Ｅ_cp／Ｉ_or）ｄＢ （２）
ここでＥ_cp／Ｉ_orは、基地局（典型的に１０と２０％の間の）の合計電力へのフォワードリンクパイロットの送信電力間の比である。

利得エレメント２２０からのフォワードリンクトラヒックチャネルを第２の加算器２２２に供給し、フォワードリンクトラヒックチャネルを、パケットデータ制御チャネルのような他のオーバーヘッドチャネルと結合しても良い。各オーバーヘッドチャネルはその独自の固有のウォルシュコードで、符号化され、変調され、拡散され、チャネルの分離を維持する。次に、結合された信号は、乗算器２２４に供給される。乗算器２２４において、結合された信号は、短いＰＮコードを用いて直交拡散してもよい。短いＰＮコードは、一方のセクターを他方のセクターと分離させるために使用されるコーディングの第２層である。この手法は、すべてのセクターにおいてウォルシュコードの再使用を可能にする。

次に、直交変調された信号は、トランシーバー２２６に供給され、フィルタリングされ、アップコンバートされ、増幅され、アンテナ２２８を介してフォワードリンクを加入者設備に送信する。

図３は、加入者設備の一実施形態の機能ブロック図である。

フォワードリンク送信は、アンテナ３０２を備えた加入者設備で受信してもよく、トランシーバー３０４に接続されてもよい。トランシーバー３０４はフォワードリンク送信をフィルターして増幅し、およびベースバンドにダウンコンバートするように構成してもよい。復調器３０６を用いて、フォワードリンク送信を直交復調してもよく、次に、逆拡散プロセスを介してトラヒックサブチャネルを分離して、パケットデータ制御チャネルを抽出してもよい。パケットデータ制御チャネルは、オーバーヘッドチャネルプロセッサ３０８に供給して、種々の信号処理機能を実行し、パケットデータ制御チャネルが加入者設備にアドレスされるかどうかを決定してもよい。パケットデータ管理チャネル上で運ばれた情報パケットが加入者設備にアドレスされることをオーバーヘッドチャネルプロセッサ３０８が決定すると仮定すると、情報は、復調器３０６により使用され、各トラヒックサブチャネルからの変調されたシンボルのシーケンスを逆マッピングしてもよい。次に、トラフィックサブチャネルからの復調されたシンボルは逆多重化され、さらなる処理のためにデコーダー３１０に供給してもよい。いくつかの実施形態において、符号化されたシンボルは長いＰＮコードを用いて逆スクランブルしてもよいし、およびデコーダー３１０に供給される前にデイタンーリーブしてもよい。いずれにしても、デコーダー３１０に供給されるシンボルは、同じデータパケットからの前の送信と結合し、共同で、パケットデータ制御チャネルからの情報を使用してデコードしてもよい。データパケットが成功裡にデコードされたかどうか示すために、ＡＣＫまたはＮＡＫのメッセージはデコーダー３１０によって生成してもよい。

フォワードリンクパイロットは典型的にエンコードされず、したがって、復調器３０８から推定器３１２に直接接続してもよい。パイロットシンボルシーケンスが周知なので、演繹的に、パイロットシンボルシーケンスを、加入者設備のメモリ（図示せず）に記憶することができる。フォワードリンクパイロット、およびメモリに記憶されたパイロットシンボルシーケンスから復調されたシンボルに基づいて、推定器３１２はＣ／Ｉ比を計算してもよい。Ｃ／Ｉ比の計算は、平均二乗誤差（ＭＳＥ）アルゴリズムあるいは他の適用可能なアルゴリズムも含む技術的に知られた任意の手段によって行なってもよい。

エンコーダ３１４は、反復するコーディングおよびインターリービングのような１本以上のリバースリンクトラヒックチャネル上で様々な信号処理機能を行なうために使用されてもよい。デコーダー３１０からのＡＣＫメッセージまたはＮＡＫメッセージと一緒の符号化されたトラヒック、および推定器３１２からのＣ／Ｉ比を変調器３１８に供給してもよい。Ｃ／Ｉ比およびＡＣＫメッセージまたはＮＡＫメッセージは、アンテナ３０２を介してリバースリンクで基地局に送信する前に、適切なチャネル上に置いてもよく、トラヒックチャネルと結合し、長いＰＮコードで拡散し、短いＰＮコードで直交変調し、アップコンバージョン、フィルタリングおよび増幅のためにトランシーバー３０４に供給してもよい。

図２に戻ると、基地局におけるリバースリンク送信はアンテナ２２８からトランシーバー２２６に接続してよい。トランシーバーにおいて、変調器２３０に供給する前に、リバースリンク送信を増幅し、フィルターし、ベースバンドにダウンコンバートしてもよい。復調器２３０は、復調プロセスに関連して以前に述べた種々の機能のいくつかを実行するとともに、リバースリンク送信からＡＣＫメッセージまたはＮＡＫメッセージおよびＣ／Ｉ比を抽出するように構成してもよい。ＡＣＫメッセージまたはＮＡＫメッセージは、Ｃ／Ｉ比とともに、プロセッサ２０８に供給して、フォワードリンク上の種々の制御およびスケジューリング機能を実行するようにしてもよい。

プロセッサ２０８はそのセクターですべての加入者設備１１０ａ−１１０ｄ（図１を参照）への基地局のフォワードリンク送信を調整するために使用されてもよい。基地局の少なくとも１つの実施形態では、プロセッサ２０８は、フォワードリンク上の各アクティブな加入者設備に送信されるデータ量を示すキュー２０６から情報を受信する。この情報に基づいて、Ｃ／Ｉ比、最小のサービスの質の要件と遅延制約と組み合わせて、プロセッサ２０８は、複数の加入者設備の中で公正のある形態を維持しながら、最大データスループットを得るためにフォワードリンク送信をスケジュールしてもよい。

フォワードリンク送信が加入者設備のためにスケジュールされるとき、プロセッサ２０８はさらに各サブパケットのための送信フォーマットを選択してもよい。一例として、プロセッサ２０８は、フォワードリンクの質に基づいてデータレート、符号化レートおよび変調フォーマットを選択してもよい。送信されるデータ量によって、プロセッサ２０８はペイロードサイズを選択し、選択されたデータレート、符号化レートおよび変調フォーマットでペイロードをサポートするためにウォルシュチャネルの適切な数を割り当ててもよい。一例として、ほとんどまたは全く干渉の無い相対的に歪の無い環境において、プロセッサ２０８は、相対的にわずかなウォルシュコードを用いて、１６−ＱＡＭ変調フォーマットで高いデータレートと低いコーディング利得で大きなペイロードを送信してもよい。反対に、フォワードリンクの質が貧弱な場合、プロセッサ２０８は、ＱＰＳＫ変調フォーマットを備えた、低データレートおよび高いコーディング利得で小さなペイロードを送信するために多くのウォルシュチャネルを使用してもよい。基地局のいくつかの実施形態において、サブパケットの長さを変えてもよい。一例として、今日の多くのＣＤＭＡ通信システムは、サブパケット送信に１つの、２つの、４つのあるいは８つの １．２５ミリセカンド（ｍｓ）スロットを供給する。

インクリメンタルな冗長度を用いたＣＤＭＡ通信システムでは、プロセッサ２０８は、再送信フォーマットを選択する時、同じデータパケットに対して以前に送信されたエネルギーを考慮するデブーストアルゴリズムを採用してもよい。このアプローチで、最小のサービスの質要件を満たすために必要とされるインクリメンタルなエネルギーだけが送信されるであろう。次に、再送信からのエネルギーは、加入者設備で、同じデータパケットのための、および共同でデコードされた以前の送信からのエネルギーと結合する前の送信からのエネルギーと結合することもあり得る。１つのデブースティングアプローチは、同じデータパケットから以前に送信されたエネルギー量を考慮し、この量により合計再送信エネルギーを低減する。このアプローチを実施するとき、閾値関数は、シンボル当たりのエネルギー（ＥS／Ｎt）が所定のレベル以下に落ちないことを保証するために適用されなければならない。あるいは、合計の再送信エネルギーは、十分に高いＥ_s／Ｎ_tを維持するために符号化利得を減少することにより低減してもよい。

この後者の概念の簡単化された図解は、図４を参照して説明されるであろう。最初に、ｘビットを持っているペイロード４０２は反復するコーディングプロセスを使用して、選択されエンコードされてもよい。１／３の符号化レートを用いて、３ｘシンボルを含むデータパケット４０４を生成するために使用されてもよい。これは利用可能な最小の符号化レート、すなわち最大の符号化利得を表わす。普及しているチャネル条件のために、最初の送信は、１／２のコーディングレートで行われる。サブパケットは、ペイロードビットの２倍のシンボル、すなわち２ｘシンボルを含んでいる。サブパケット４０６は、データパケット４０４からのすべての系統的なシンボルおよび冗長度シンボルの１／２を含む。

再送信においては、レシーバーで最小の符号化レートを達成するために必要とされたより多くのシンボルを送る必要はない。従って、第２のサブパケット４０８が、わずかｘシンボル（すなわち、残りの冗長度シンボル）で、データパケット４０４から構成しなければならない。しかしながら、合計の再送信エネルギーは、レシーバーに見られるような両方のサブパケット用の結合した符号化レートで計算してもよい。言いかえれば、第２のサブパケット４０８は、１のコーディングレートをサポートするために極めて高いエネルギーレベルでスタンドアロン送信として送信されない。代わりに、合計の再送信エネルギーは、両方のサブパケット送信からのシンボルの合計数に基づいて計算してもよい。

この場合、ｘシンボルを備えた第２のサブパケット４０８の送信は、レシーバー４１０で結合した３ｘシンボルに帰着するであろう。従って、第２のサブパケット４０８の合計の再送信エネルギーは１／３符号化レートで計算してもよい。

図５は、プロセッサ（図２参照）により実行されるデブ−スト動作の詳細な例を図解するフローチャートである。以下の例において、プロセッサを用いて第１のエネルギーレベルで第１の信号を加入者設備に送信するように制御し、続いて、第２の信号エネルギーレベルで第２の信号を送信するように制御してもよい。第２のエネルギーレベルは、目標送信エネルギーレベルおよび最初の送信エネルギーレベルの関数としてプロセッサによって計算してもよい。ターゲット伝送レベルは加入者設備において、目標品質パラメーターの関数としてプロセッサによって計算してもよい。あるいは、これらのデブースティング関数は、複数のプロセッサにより実行してもよい。各プロセッサは１つ以上のデブースティング関数を実行する。

プロセッサは、電子ハードウェア、コンピューターソフトウェアあるいは２つの組合せにより実施してもよい。プロセッサは、汎用プロセッサまたは特定用途向け一プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジック、ディスクリートゲートまたはトランジスターロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、それらの任意の組み合わせ、または１つ以上のデブースティング関数を実行するように設計された任意の他の均等なまたは非均等な構造用いて実施してもよい。

図５を参照して、プロセッサは、ステップ５０２において、あるリソースが新しいデータパケットの最初の送信または以前に成されたスケジューリング決定に基づいて以前にキューイングされたデータパケットの再送信をサポートするために使用されるべきかどうかを決定してもよい。新しいデータパケットの最初の送信がなされなければならないことをプロセッサが決定するなら、次に、ステップ５０４において、プロセッサは符号化されたシンボルの数、およびすべての送信フォーマットによりサポートすることができるコーディングレートを計算してもよい。様々な送信フォーマットは、ペイロードサイズ、データレート、変調オーダー、サブパケットあたりのウォルシュチャネルの数、および基地局がサポートすることができるサブパケットあたりのスロットの数を含んでいなければならない。符号化されたシンボルの数は以下の式から計算してもよい。

符号化されたシンボルの数＝Ｗ_Traffic（チップレート）／（Ｗ_Total（変調オーダー） （３）
但しＷ_Trafficは送信フォーマットに割り当てられたウォルシュコードの数である。

また、Ｗ_Totalは基地局にとって利用可能なフォワードリンクウォルシュコードの合計数である。符号化レートは、各送信フォーマットの符号化されたシンボルの数でペイロードビットの数を割ることにより計算してもよい。計算された符号化レートが最小の符号化レートより低い場合、最小の符号化レートが使用されるべきである。

ステップ５０６のうち、各送信フォーマットは関連するターゲットＥ_ｂ／Ｎ_ｔにマッピングしてもよい。目標Ｅ_ｂ／Ｎ_ｔに基づいて、各送信フォーマットをサポートするために必要とされる送信エネルギーＥ_ｃ／Ｉ_ｏｒは、ステップ５０８において、式（１）および（２）から計算してもよい。計算されたＥ_ｃ／Ｉ_ｏｒが任意の送信フォーマット用の合計利用可能電力を超過するなら、その送信フォーマットは、ステップ５１０で最初の送信をサポートする可能な選択として除去してもよい。Ｅ_ｃ／Ｉ_ｏｒがフォワードリンクトラフィックチャネルのための利用可能な電力範囲内にある、最も高いデータレートの送信フォーマットは、ステップ５１２で選択してもよい。次に、ステップ５１４において、サブパケットは選択された送信フォーマットを使用して、フォワードリンクを通して送信してもよい。

ステップ５１６において、プロセッサは、最初の送信からの応答を待つ。ＡＣＫメッセージが受け取られるか、無応答が所定時間内に受け取られるので、ＮＡＫメッセージが受信されないなら、プロセッサはステップ５０２にループバックするかもしれない。反対に、ＮＡＫメッセージが受信されるなら、最初の送信フォーマット用のパラメーターは、再送信中の後の使用のために、ステップ５１８で、基地局で記録してもよい。具体的には、記録されたパラメーターは、送信された符号化されたシンボルの数並びに送信エネルギーＥ_c／Ｉ_orを含んでいてもよい。次に、プロセッサはステップ５０２にループバックしてもよい。

再送信をサポートするためにあるリソースが使用されることをプロセッサがステップ５０２において、決定する場合、プロセッサは、ステップ５２０において、再送信のためにキューイングされたデータパケットを識別してもよい。次に、プロセッサは、ステップ５２２において、同じデータパケットからのすべての以前の送信に対して加入者設備により受信されたと予想されるエネルギーを計算してもよい。これは、そのようなデータパケットの送信毎に記録された、Ｅ_c／Ｉ_orから加入者設備により受信されたチップあたりの累積されたエネルギー（Ｅ_c／Ｎ_t）_accumulatedを計算することにより得てもよい。累積された受信エネルギーの計算は、関連する送信の間に累積されたシンボル当たりの受信エネルギー（Ｅ_s／Ｎ_t）_accumulatedに基づいた、潜在的なデマッピングを考慮に入れてもよい。デマッピング損失は、以下のような事実により一般により高いオーダーの変調（例えば８ＰＳＫまたは１６ＱＡＭ）の場合に生じる。すなわち、複数の送信を結合することは、符号化されたシンボルレベルで生じ、所定のレシーバーの実施に対して技術的によく知られた手段により推定してもよい。累積された（Ｅ_s／Ｎ_t）_accumulatedは、以下の式から計算することができる。

（Ｅ_s／Ｎ_t）_accumulated＝（Ｅ_c／Ｎ_t）_accumulated／（拡散因子） （５）
デマッピング損失が計算されると、累積されたシンボルあたりのエネルギー（Ｅ_s／Ｎ_t）_accumulatedは、デマッピング損失により調節してもよい。次に、累積されたチップあたりのエネルギー（Ｅ_c／Ｎ_t)は調節された（Ｅ_s／Ｎ_t）_accumulatedから計算してもよい。

プロセッサは送信の時にＣ／Ｉ推定を使用してもよく、受信エネルギーを評価するために完全に安定したフォワードリンク無線チャネルを仮定してもよい。送信イベントに時間的に接近して測定されたＣ／Ｉ情報が利用可能になるなら、これをリンククオリティの評価として使用してもよい。高速フェーディングチャネルの場合、フォワードリンク品質の平均はより適切な基準かもしれない。どちらにしても、補正因子を、Ｃ／Ｉ比内のエラーを説明するために付け加えてもよい。補正因子が使用されるなら、その値は、加入者設備の速度を決定することができるなら、加入者設備の速度に依存してもよい。

次に、プロセッサは、各再送信フォーマットの目標送信エネルギーレベルを計算してもよい。これは、ステップ５２４の各再送信フォーマットの全面的な符号化レートを最初に計算することにより達成されるかもしれない。ペイロードサイズが最初の送信によって固定されるので可能な再送信フォーマットの数が著しく縮小されるべきであることに注意する必要がある。個々の可能な再送信フォーマットの全面的な符号化レートは、同じデータパケット用の加入者設備によって受信された、符号化されたシンボルの蓄積された数とその再送信フォーマットにサポートされた、符号化されたシンボルの数に基づく。シンボルの蓄積された数は、前の送信の記録されたパラメーターから決定してもよい。一旦、全面的な符号化レートが計算されると、再送信フォーマット毎に、ステップ５２６において、そのそれぞれの全面的な符号化レートが、技術的によく知られた手段によりＢＥＲの関数としてビットあたりの目標送信エネルギー（Ｅ_b／Ｎ_t）_targetにマッピングしてもよく、チップあたりの目標送信エネルギー（Ｅ_c／Ｎ_t）_accumulatedに変換してもよい。

次に、（ステップ５２２において計算された）、加入者設備により受信された累積されたエネルギー（Ｅ_c／Ｎ_t）_accumulatedは、ステップ５２８において可能な再送信フォーマット毎にチップあたりの目標送信エネルギー（Ｅ_c／Ｎ_t）_targetから減算してもよい。結果として生じる計算は、可能な再送信フォーマット毎に、チップあたりの再送信エネルギー（Ｅ_c／Ｎ_t）_{retransmission}を生じる。可能な再送信フォーマットごとの（Ｅ_c/Ｎ_ｔ)_{retransmission}は、ステップ５３０において、複数の送信から受信したシンボルの共同でコーディングに関連するインクリメンタルな冗長度損失に対して調節してもよい。一般にフォワードエラー訂正コード、特に、ターボコードの性能が順方向誤り修正の性能がシンボルの全域にわたって配信エネルギーにより影響を及ぼされるので、多少のデコーディング損失を適用することは思慮深いかもしれない。デコーディング損失は、全体のコーディングレートおよびデータパケットの全域にわたる信号対雑音比（ＳＮＲ）分配の関数であろう、そして技術的によく知られた手段により計算してもよい。より高次の変調の場合には、各（Ｗ_c／Ｎ_t）_{retransmission}は、再送信のために予測されるシンボルあたりの受信エネルギーＥ_s／Ｎ_tに対応するデマッピング損失に対してさらに調節してもよい。いずれにしても、各再送信フォーマットをサポートするのに必要な再送信エネルギーＥc／Ｉorは、ステップ５３４において、式（２）に従ってそれぞれの（Ｅ_c／Ｎ_t）_{retransmission}から計算してもよい。次に、利用可能な電力を超える計算したＥc／Ｉorを有する再送信フォーマットは、ステップ５３６において消去してもよい。Ｅ_c／Ｉ_orがフォワードリンクトラヒックチャネルのための利用可能な電力範囲内にある最も高いデータレートを有する再送信フォーマットをステップ５３８において選択してもよい。次に、サブパケットは選択された再送信フォーマットを使用して、ステップ５４０でフォワードリンクを通して送信してもよい。

ステップ５４２において、プロセッサは、再送信からの応答を待つ。ＡＣＫメッセージが受信されるか、無応答が所定時間内に受け取られるので、ＮＡＫメッセージが受信されないなら、プロセッサはステップ５０２にループバックするかもしれない。反対に、ＮＡＫメッセージが受信されるなら、選択された再送信フォーマット用のパラメーターはステップ５４４で、後の再送信中に後のために使用するために、基地局で記録してもよい。次に、プロセッサはステップ５０２にループバックするかもしれない。

ここに開示されている実施形態に関連して説明された多様な例示的な論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックデバイス、離散ゲートまたはトランジスタ論理、離散ハードウェア構成要素、あるいはここに説明される機能を実行するように設計されたその任意の組み合わせをもって実現または実行されてよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、代替策ではプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラー、マイクロコントローラーまたは状態機械であってよい。プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１台または複数台のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のこのような構成など計算装置の組み合わせとして実現されてもよい。

ここに開示された実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア内、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内、あるいは２つの組み合わせの中で直接的に具体化されてよい。ソフトウェアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に既知である任意の他の形式の記憶媒体に常駐してよい。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替策では、記憶媒体はプロセッサに一体化してよい。プロセッサ及び記憶媒体はＡＳＩＣに常駐してよい。ＡＳＩＣはユーザー端末に常駐してよい。代替策では、プロセッサ及び記憶媒体はユーザー端末内に別々の構成要素として常駐してよい。

開示された実施形態の上述の説明は、当業者が本発明を製造するまたは使用することができるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な修正は、当業者に容易に明らかになり、ここに定義される一般的な原則は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてよい。したがって、本発明はここに示されている実施形態に制限されるのではなく、ここに説明される原則及び新規な特徴と一貫する最も幅広い範囲が許容されるべきである。

図１は、ＣＤＭＡ通信システムの一実施形態の概念ブロック図である。 図２は、基地局の一実施形態の機能ブロック図である。 図３は、加入者設備の一実施形態の機能ブロック図である。 図４は、デブースティング機能の簡単化された例を図解するグラフィック表示である。 図５は、デブースティング機能の詳細な例を図解するフロー図である。

Claims (27)

1. 下記を具備する通信の方法：
   第１の信号を第１のエネルギーレベルでリモートロケーションに送信する；
   前記リモートロケーションにおいて、目標品質パラメーターの関数として目標送信エネルギーレベルを決定する；
   前記目標送信エネルギーレベルおよび前記第１のエネルギーレベルの関数として第２のエネルギーレベルを計算する；および
   第２の信号を第２のエネルギーレベルで前記リモートロケーションに送信する。
2. 前記ターゲット送信エネルギーレベルの決定は、前記第１および第２の信号の関数である、請求項１の方法。
3. 前記第１および第２の信号は各々複数のシンボルを具備し、前記目標送信エネルギーレベルの前記決定は、前記第１および第２の信号内のシンボルの合計数の関数である、請求項２の方法。
4. 前記第２のエネルギーレベルは、さらに、前記第１および第２の信号を共同でデコードすることに関連するリモートロケーションにおいて予測される損失の関数として調節される、請求項１の方法。
5. 第２のエネルギーレベルは、さらに、前記第２の信号をデマッピングすることに関連するリモートロケーションにおいて、予測される損失の関数として調節される、請求項１の方法。
6. 前記第１の信号は、データパケットからの第１のサブパケットを具備し、前記第２の信号は、前記同じデータパケットからの第２のサブパケットを具備し、目標送信エネルギーレベルの前記決定は、前記結合された第１および第２のサブパケットのコーディングレートの関数である、請求項１の方法。
7. 前記第１の信号は第１のコーディングレートで送信され、前記第２の信号は、前記第１のコーディングレートより高い第２のコーディングレートで送信される、請求項１の方法。
8. 前記第２のエネルギーレベルの計算は、さらに無線のチャネル品質に関係のあるリモートロケーションからのフィードバックの関数である、請求項１の方法。
9. 前記第２のエネルギーレベルの計算は、前記第１の信号をデマッピングすることに関連する前記リモートロケーションにおいて予測される損失により調節される前記目標送信エネルギーレベルおよび前記第１エネルギーレベルの関数である、請求項１の方法。
10. 前記第２のエネルギーレベルの計算は、前記目標送信エネルギーレベルから前記調節された第１のエネルギーレベルを減算することを具備する、請求項９の方法。
11. 前記品質パラメーターは、前記リモートロケーションにおけるエラーレートを具備する、請求項１の方法。
12. 下記を具備する通信装置：
    第１の信号を第１のエネルギーレベルで送信し、続いて第２の信号を第２のエネルギーレベルで送信するように構成された送信器；および
    前記リモートロケーションにおいて目標品質エネルギーレベルを決定し、前記目標送信エネルギーレベルおよび前記第１エネルギーレベルの関数として前記第２のエネルギーレベルを計算するように構成されたプロセッサ。
13. 前記プロセッサは、前記第１および第２の信号の関数として前記目標送信エネルギーレベルを決定するようにさらに構成される、請求項１２の通信装置。
14. 前記第１および第２の信号は各々複数のシンボルを具備し、前記プロセッサはさらに前記目標送信エネルギーレベルを、前記第１および第２の信号内のシンボルの合計数の関数として決定するように構成される、請求項１３の通信装置。
15. 前記プロセッサは、前記第１および第２の信号を共同でデコードすることに関連するリモートロケーションにおいて予測される損失の関数として前記第２のエネルギーレベルを調節するようにさらに構成される、請求項１２の通信装置。
16. 前記プロセッサは、前記第２の信号をデマッピングすることに関連するリモートロケーションにおいて予測される損失の関数として前記第２のエネルギーレベルを調節するようにさらに構成される、請求項１２の通信装置。
17. 前記第１の信号はデータパケットからの第１のサブパケットを具備し、前記第２の信号は、前記同じデータパケットからの第２のサブパケットを具備し、前記プロセッサは、さらに前記結合された第１および第２のサブパケットのコーディングレートの関数として前記目標送信エネルギーレベルを決定するように構成される、請求項１２の通信装置。
18. 前記第１の信号を第１のコーディングレートでエンコードし、前記第２の信号を前記第１のコーディングレートより高い第２のコーディングレートでエンコードするように構成されるエンコーダをさらに具備する、請求項１２の通信装置。
19. 前記プロセッサは、無線のチャネル品質に関連する前記リモートロケーションからのフィードバックの関数として前記第２のエネルギーレベルを計算するように構成される、請求項１２の通信装置。
20. 前記プロセッサは、前記第１の信号をデマッピングすることに関連する前記リモートロケーションにおいて予測される損失により調節される前記目標送信エネルギーレベルおよび前記第１のエネルギーレベルの関数として前記第２のエネルギーレベルを計算するように構成される、請求項１２の通信装置。
21. 前記プロセッサは、前記目標エネルギーレベルから前記調節された第１のエネルギーレベルを減算することにより、前記第２エネルギーレベルを計算するようにさらに構成される、請求項２０の通信装置。
22. 前記品質パラメーターは、前記リモートロケーションにおいてエラーレートを具備する、請求項１２の通信装置。
23. 下記を具備する通信装置：
    第１の信号を第１のエネルギーレベルでリモートロケーションに送信し、続いて、第２の信号を第２のエネルギーレベルで送信する手段；
    前記リモートロケーションにおいて、目標品質パラメーターの関数として目標送信エネルギーレベルを決定する決定手段；および
    前記目標送信エネルギーレベルと前記第１のエネルギーレベルの関数として前記第２のエネルギーレベルを計算する手段。
24. 前記決定手段による前記目標送信エネルギーレベルの前記決定はさらに前記第１および第２の信号の関数である、請求項２３の通信装置。
25. 前記第１および第２信号は各々複数のシンボルを具備し、前記決定手段による前記目標送信エネルギーレベルの決定は、さらに、前記第１および第２の信号内のシンボルの合計数の関数である、請求項２４の通信装置。
26. 前記第１の信号は、データパケットからの第１のサブパケットを具備し、前記第２の信号は、前記同じデータパケットからの第２のサブパケットを具備し、さらに前記決定手段による前記目標送信エネルギーの決定は、前記結合された第１および第２のサブパケットのコーディングレートの関数である、請求項２３の通信装置。
27. 前記第１の信号を第１のコーディングレートでエンコードし、前記第２の信号を、前記第１のコーディングレートより高い第２のコーディングレートでエンコードする手段をさらに具備する、請求項２３の通信装置。

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