JP2006520138A - チャネル適応の方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、通信システム内における送信および再送信に関する。本発明は、特にデータ送信に良く適する導入されたチャネル・サブフレーム構造の下位互換性デコーディングのための方法およびシステムを開示する。本発明は、セルラ移動体無線通信システム、特に欧州次世代移動体通信システムＵＭＴＳによく適する。

Description

本発明は、通信システムにおける送信および再送信に関し、特に本発明は、セルラ移動体無線システム、特に欧州次世代移動体通信システムＵＭＴＳまたはＷＣＤＭＡシステムに関する。

移動局ＭＳまたはユーザ装置ＵＥへ、または移動局ＭＳまたはユーザ装置ＵＥからの送信および再送信は、以前から公知である。また、専用チャネルにおけるアクノリッジ・モードにおいて、ＵＭＴＳプロトコル構造の媒体アクセス制御レイヤおよび無線リンク制御レイヤを用いることも公知である。

アクノリッジ・モードにおいては、再送信は、検出された伝送エラーが転送エラー制御により回復されなかった場合に行われる。これはまた、自動再送要求ＡＲＱとも呼ばれる。ＡＲＱによれば、送信されたメッセージが（肯定的に）アクノリッジされない限り、またはもしそれが否定的にアクノリッジされれば、再送信は行われうる。一般に、肯定的および否定的アクノリッジのそれぞれに対しては、考慮されるべきタイム・リミットが存在する。

本特許出願内においては、無線ネットワーク制御装置ＲＮＣは、無線資源制御装置を含むネットワーク素子として理解すべきである。ノードＢは、１つまたはそれ以上のセルからユーザ装置へ、またユーザ装置から１つまたはそれ以上のセルへの、無線送信／受信に対して責任を負う論理ノードである。基地局ＢＳは、ノードＢを代表する物理的エンティティである。
媒体アクセス制御ＭＡＣおよび無線リンク制御ＲＬＣは、汎用パケット無線サービスＧＰＲＳおよびＵＭＴＳのような無線通信システム内において用いられる。

図１を参照すると、無線通信システムのノードＢ１およびノードＢ２は、１つまたはそれ以上のセルからユーザ装置ＵＥへ、またユーザ装置ＵＥから１つまたはそれ以上のセルへの、無線送信／受信に対して責任を負う論理ノードである。ＢＳ１およびＢＳ２は、ノードＢ１およびノードＢ２のそれぞれを代表する物理的エンティティである。ノードＢ１およびノードＢ２は、ＵＥと、無線ネットワーク制御装置ＲＮＣの近くのそれぞれのノードＢとの間の、ＵＭＴＳ内のＵｕインタフェースと呼ばれる空気インタフェースを成端する。ＵＭＴＳにおいて、ノードＢとＲＮＣとの間のインタフェースは、Ｉｕｂインタフェースと呼ばれる。

第３世代協同プロジェクト（３ＧＰＰ）：技術仕様グループの無線アクセス・ネットワーク、物理レイヤ・プロシージャ、３Ｇ ＴＳ ２５．３０１ ｖ３．６．０、フランス、２０００年９月は、第５章に、ＵＭＴＳシステムの無線インタフェース・プロトコル・アーキテクチャを指定している。以下の、３つのプロトコル・レイヤが存在する。
− 物理レイヤ、レイヤ１またはＬ１、
− データ・リンク・レイヤ、レイヤ２またはＬ２、および
− ネットワーク・レイヤ、レイヤ３またはＬ３。

レイヤ２、Ｌ２、およびレイヤ３、Ｌ３は、制御面およびユーザ面に分割される。レイヤ２は、制御面のための２つのサブレイヤ、ＲＬＣおよびＭＡＣと、ユーザ面のための４つのサブレイヤ、ＢＭＣ、ＰＤＣＰ、ＲＬＣおよびＭＡＣから成る。頭字語ＢＭＣ、ＰＤＣＰ、ＲＬＣおよびＭＡＣは、それぞれブロードキャスト／マルチキャスト制御、パケット・データ・コンバージェンス・プロトコル、無線リンク制御および媒体アクセス制御を意味する。

図２は、Ｕｕ層ＵｕＳ、またはユーザ装置ＵＥと汎用地上無線アクセス・ネットワークＵＴＲＡＮとの間の無線層のための、簡単化されたＵＭＴＳレイヤ１および２のプロトコル構造を示す。

無線アクセス・ベアラＲＡＢは、無線資源（およびサービス）をユーザ・アプリケーションに対して利用可能にする。それぞれの移動局に対し、１つまたはいくつかのＲＡＢが存在する。ＲＡＢからの（セグメントの形式の）データ・フローは、それぞれの無線リンク制御ＲＬＣへ送られ、エンティティは、他のタスクの中でもとりわけ、受信データ・セグメントをバッファする。それぞれのＲＡＢに対し、１つのＲＬＣエンティティが存在する。ＲＬＣレイヤにおいては、ＲＡＢは、それぞれの論理チャネル上にマッピングされる。媒体アクセス制御ＭＡＣのエンティティは、論理チャネル内に送信されたされたデータを受信し、さらに論理チャネルを、トランスポート・チャネルの集合上にマッピングする。３ＧＰＰ技術仕様のサブセクション５．３．１．２によれば、ＭＡＣは、例えば、同じトランスポート・チャネル上にマッピングされるべきＲＬＣサービスのための、サービス多重化をサポートすべきである。この場合、多重化のＩＤは、ＭＡＣプロトコル制御情報内に含まれる。

トランスポート・チャネルは、最終的には単一の物理チャネルにマッピングされ、この物理チャネルは、ネットワークにより割り当てられた全帯域幅を有する。周波数分割２重モードにおいては、物理チャネルは、コード、周波数および、アップリンクにおいては相対位相（Ｉ／Ｑ）により定められる。時分割２重モードにおいては、物理チャネルは、コード、周波数、およびタイムスロットにより定められる。ＤＳＣＨは、例えば、ダウンリンク資源の指定された部分が使用されるように、１つまたはいくつかの物理チャネル上にマッピングされる。３ＧＰＰ技術仕様のサブセクション５．２．２にさらに説明されているように、Ｌ１レイヤは、トランスポート・チャネル上のエラー検出および高位レイヤに対するインディケーション、ＦＥＣエンコーディング／デコーディングおよびトランスポート・チャネルのインタリービング／デインタリービングの責任を負う。

ＰＤＣＰは、ネットワーク・プロトコル、例えば、インタネット・プロトコルのネットワークＰＤＵ（プロトコル・データ・ユニット）の間のマッピングを、ＲＬＣエンティティへ提供する。ＰＤＣＰは、冗長ネットワークＰＤＵ制御情報を圧縮および解凍する（ヘッダの圧縮および解凍）。

ポイント−マルチポイントの論理チャネル上の送信においては、ＢＭＣが、ＵＴＲＡＮ側において、ＲＮＣから受信したブロードキャスト・メッセージを記憶し、必要な転送レートを計算し、また適切なチャネル資源を要求する。それは、ＲＮＣからスケジューリング情報を受信し、スケジュール・メッセージを生成する。送信においては、そのメッセージは、ポイント−マルチポイントの論理チャネル上にマッピングされる。ＵＥ側においては、ＢＭＣは、スケジュール・メッセージを評価し、ブロードキャスト・メッセージをＵＥ内の上位レイヤへ配信する。

３Ｇ ＴＳ ２５．３０１はまた、プロトコルの成端、すなわち、ＵＴＲＡＮのいずれのノードにおいて無線インタフェース・プロトコルが成端されるか、換言すればＵＴＲＡＮ内のどこでそれぞれのプロトコル・サービスにアクセスできるかを説明している。

第３世代協同プロジェクト（３ＧＰＰ）：技術仕様グループの無線アクセス・ネットワーク、物理レイヤ・プロシージャ、３Ｇ ＴＳ ２５．３２２ ｖ３．５．０、フランス、２０００年１２月は、ＲＬＣプロトコルを指定している。ＲＬＣレイヤは、高位レイヤに対し、以下の３つのサービスを提供する。
− 透過なデータ転送サービス、
− 非アクノリッジ型データ転送サービス、および
− アクノリッジ型データ転送サービス。

サブセクション４．２．１．３には、アクノリッジ・モード・エンティティ、すなわちＡＭエンティティ、が説明されている（３ＧＰＰ技術仕様の図４．４参照）。アクノリッジ・モードにおいては、自動繰返し要求ＡＲＱが用いられる。ＲＬＣサブレイヤは、使用される無線送信技術と密接に結合したＡＲＱの機能性を提供する。

第３世代協同プロジェクト（３ＧＰＰ）：技術仕様グループの無線アクセス・ネットワーク、物理チャネルおよび物理チャネル上へのトランスポート・チャネルのマッピング（ＦＤＤ）、３Ｇ ＴＳ ２５．２１１ ｖ４．６．０、フランス、２００２年９月は、ＵＴＲＡのＦＤＤモードにおける、レイヤ１のトランスポート・チャネルおよび物理チャネルの特性を説明している。第４章は、以下のような専用および共通トランスポート・チャネルを説明している。
− 専用チャネルＤＣＨ、
− ブロードキャスト・チャネルＢＣＨ、
− 転送アクセス・チャネルＦＡＣＨ、
− ページング・チャネルＰＣＨ、
− ランダム・アクセス・チャネルＲＡＣＨ、
− 共通パケット・チャネルＣＰＣＨ、および
− ダウンリンク共用チャネルＤＳＣＨ。

第５章は、３ＧＰＰ技術仕様による物理チャネル上の無線フレームおよびスロットを、以下のように定めている。
− 無線フレームは、１５スロットから成る処理持続期間である。無線フレームの長さは３８４００チップに対応する。
− スロットは、ビットを含むフィールドから成る持続期間である。スロットの長さは２５６０チップに対応する。

上記仕様は、２つのアップリンク専用物理チャネルを、以下のように定めている。
− アップリンク専用物理データ・チャネル、すなわちアップリンクＤＰＤＣＨ、および
− アップリンク専用物理制御チャネル、すなわちアップリンクＤＰＣＣＨ。

３ＧＰＰ技術仕様は、以下のように説明している。
「アップリンクＤＰＤＣＨは、ＤＣＨトランスポート・チャネルを搬送するために用いられる。それぞれの無線リンク上には、０個、１個、または数個のアップリンクＤＰＤＣＨが存在する。
アップリンクＤＰＣＣＨは、レイヤ１において生成された制御情報を搬送するために用いられる。レイヤ１の制御情報は、コヒーレント検出、送信電力制御（ＴＰＣ）指令、フィードバック情報（ＦＢＩ）、およびオプションのトランスポート・フォーマット結合インディケータ（ＴＦＣＩ）に対するチャネル推定をサポートするための、公知のパイロット・ビットから成る。このトランスポート・フォーマット結合インディケータは、受信機に対し、同時に送信されたアップリンクＤＰＤＣＨ無線フレームへマッピングされたトランスポート・チャネルの瞬間トランスポート・フォーマット結合について知らせる。それぞれの無線リンク上には、１つの、かつ１つのみのアップリンクＤＰＣＣＨが存在する。」

図３は、アップリンクＤＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨにおける、フレーム構造を示す。ダウンリンク方向のＤＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨは、時分割多重化される。
ＣＰＣＨに関連する、アップリンク・データおよび制御部分のフレーム構造は、アップリンクＤＰＤＣＨおよびアップリンクＤＰＣＣＨのそれぞれのそれに類似している。

第３世代協同プロジェクト（３ＧＰＰ）：技術仕様グループの無線アクセス・ネットワーク、多重化およびチャネル・コーディング（ＦＤＤ）、３Ｇ ＴＳ ２５．２１２ ｖ５．０．０、フランス、２００２年３月は、ＵＴＲＡのＦＤＤモードにおけるレイヤ１の多重化およびチャネル・コーディングの特性を説明している。セクション４．３は、トランスポート・フォーマット検出を説明している。コード化複合トランスポート・チャネル（ＣＣＴｒＣＨ）においては、もしトランスポート・チャネルＴｒＣＨのトランスポート・フォーマットの集合ＴＦＳが１つより多くのトランスポート・フォーマットを含んでいれば、そのトランスポート・フォーマットは、その特定のトランスポート・フォーマットをＴＦＣＩフィールドを用いて知らせることにより、また、チャネル・デコーディングおよびＣＲＣチェックの使用によって、または、少なくとも１つの他の指針となるＴｒＣＨからの指針に示された検出を用いることによって、トランスポート・フォーマットをブラインド検出することにより検出することができる。

第３世代協同プロジェクト（３ＧＰＰ）：技術仕様グループの無線アクセス・ネットワーク、無線資源制御（ＲＲＣ）、プロトコル仕様、３Ｇ ＴＳ ２５．３３１ ｖ４．７．０、フランス、２００２年９月は、ＵＥ−ＵＴＲＡＮインタフェースのためのＲＲＣプロトコルを指定している。セクション１０．３．５．１１は、テーブル・フォーマットのトランスポート・チャネルＴｒＣＨにおいて、送信時間間隔ＴＴＩを含む、セミスタティック・トランスポート・フォーマット情報ＴＦＩに関連するＲＲＣメッセージの情報要素を説明している。ＴＴＩは、あるトランスポート・チャネルにおいてコーディングおよびインタリービングが行われるデータの持続期間である。３ＧＰＰ技術仕様によれば、ＴＴＩは、１０、２０、４０および８０ｍｓの１つである。セクション１０．３．５．８０は、トランスポート・フォーマット結合ＴＦＣ、すなわち、定められたＴＦＣの部分集合が適用される１０ｍｓの倍数のフレームにおける期間を画定する制御持続期間を説明している。セクション１０．３．６．８１は、トランスポート・フォーマット結合インディケータＴＦＣＩ、すなわち、ＴＦＣＩの部分であるＴＦＣＩ２が結合集合の他のＴＦＣＩ２部分とソフトに結合されるべきかどうかを真または偽により表示する結合インディケータを説明している。セクション１０．３．６は、対応する物理チャネルＰｈｙＣＨまたはＰｈＣＨ、すなわち、適用可能である情報要素を説明している。

以上に引用した文書のいずれも、スタティックまたはセミスタティックな送信間隔に適応する、無線インタフェースのための現行のチャネル構造を、交替するＴＴＩがデータ・チャネルに取り入れられるように、矛盾なく拡張する方法およびシステムを開示していない。さらに、この拡張が用いられているか否かが、追加の信号を必要とすることなくブラインド検出できるような方法およびシステムも明らかにされていない。

ＷＣＤＭＡおよびＵＭＴＳは、現在１０、２０、４０または８０ｍｓのＴＴＩのみをサポートする。従来技術によれば、１つのＴＦＣＩは、通常はそれぞれの無線フレーム内において、すなわち１０ｍｓに１回、送信される。

ある状況、例えば、特にＵＥとノードＢとの間のアップリンクにおける、高データ速度での、ＴＣＰ（送信制御プロトコル）による通信においては、現行のチャネル構造における遅延問題が確認されている。

さらに、特にアップリンク方向における送信電力制限は、符号多重化されるべき追加のトランスポート・フォーマットの導入を、もし不可能でないとしても、好ましくないこととする。

従って、本発明の目的は、ＰＡＲ（ピーク対平均電力比）の増大なしに現行よりも短い送信時間間隔を考慮した、下位互換性チャネル構造を導入することである。
さらなる目的は、無線フレーム構造のデータおよびサブフレーム構造のデータのそれぞれの交替送信を考慮したチャネル構造を導入することである。

もう１つの目的は、追加の記号の送信により明示的に知らせなくても、その適用が検出できるサブフレーム構造を導入することである。
最後の目的は、サブフレーム・チャネル構造が適用されているか否かを検出するための明示的方法およびシステムを提供することである。
以下に、例としての本発明の好適実施例を、添付図面を参照しつつ説明する。

ＷＣＤＭＡおよびＵＭＴＳは、現在１０、２０、４０または８０ｍｓのＴＴＩのみをサポートする。通常は、１つのＴＦＣＩはそれぞれの無線フレーム内において、すなわち１０ｍｓに１回、送信される。本特許出願においては、特定の無線フレームＴＦＣＩは、ＴＦＣＩ_sfと呼ばれる特定のサブフレームＴＦＣＩと区別するために、ＴＦＣＩ_rfとも呼ばれる。ＴＴＩが１０ｍｓの整数倍である場合には、同じＴＦＣＩの内容を多重無線フレーム内において繰返して、追加の冗長性を結合させ、信頼性を増大させる。一般に、複数のトランスポート・チャネルが多重化されてコード化され、コード化複合トランスポート・チャネルＣＣＴｒＣＨとされて、物理チャネル上に送信される。それぞれのＣＣＴｒＣＨには、１つのＴＦＣＩが存在する。従来技術によれば、ＴＴＩは、特定のＴｒＣＨにおいて固定されている。

過大な遅延は、例えば、ＴＣＰ（通信制御プロトコル）に問題を生じさせる。
従って、データ送信の実質的な遅延による問題は特定されている。例えば、ＵＭＴＳまたはＷＣＤＭＡシステムにおいて適用されるべき、この問題の解決法は、現行の仕様により動作する装置と下位互換性を有すべきである。そのような下位互換性は、ソフト・ハンドオーバの可能性を、異なるリリースと、セル境界にあるＵＥに対する増大なき電力要求とにより動作するノードＢの間にも提供する。さらに、従来技術の３ＧＰＰ仕様においては、ＴｒＣＨに対し異なるＴＴＩを指示する手段がないので、例えば、現行のリリース’９９からの制限が存在する。

異なるＴＴＩは、新しいコード多重化データ・チャネルをセットアップすることにより実現されうる。しかし、これは、主としてユーザ装置ＵＥの電力制限により、特にアップリンク方向において問題となる、ＰＡＲ（ピーク対平均電力比）の増大という固有のリスクを伴う、１つより多くのコードの使用を必要とする。

さらなる問題は、４０ｍｓのＴＴＩを必要とする従来技術によるＲＲＣの信号方式である。この間隔の１つの根拠は、セルの境界においても維持すべきＵＥの厳しい電力予算である。

本発明によれば、上述の諸問題は、物理チャネル上に新しい構造を必要とする、別の送信時間間隔、および現行のものよりも短い、対応するサブフレームを導入することにより解決される。チャネル構造は、現行のチャネル構造上に重ね合わされ、現行のデータ・チャネルのＴＴＩ構造を侵害することなく、またＰＡＲを増大させることなく、現行のデータ・チャネルＤＰＤＣＨにおける、より短いＴＴＩの使用を可能にする。

得られた、より小さいブロック・サイズは、個々の送信の信頼性の増大と、それぞれの（再）送信における往復時間の削減との結合効果により、再送信なしに正しい送信の尤度を増大させると共に、再送信が必要とされる時は遅延を削減する。現行の３ＧＰＰ仕様と矛盾しない特定の検出アルゴリズムが提案される。必要とされる（本発明による）短いＴＴＩと、（従来技術による）長いＴＴＩとの間の、ＵＥの自律的スイッチングは、下位互換性およびＲＲＣ信号方式の受信を保証する。

図４は、本発明による好適なチャネル構造を示す。図３に示されている従来技術のチャネル構造と比較すると、本発明の好適な実施例による無線フレームは、整数個の等しいサイズのサブフレームに分割され、それぞれのサブフレームは整数個のスロットを含む。３ＧＰＰ技術仕様による代表的な１５スロット毎フレームは、要素に分解されて、それぞれが３または５スロットの、３つの可能なサブフレーム・サイズを与える。本発明によれば、好ましいサブフレーム・サイズは３スロットを含み、すなわち、無線フレームの５つのサブフレームが存在し、それぞれのサブフレームは、１０／５＝２ｍｓの持続期間を有する。もちろん、無線フレームの不等サイズのサブフレームも可能であるが、あまり好ましくはない。

ＤＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨの双方は、サブフレーム構造に分割される。好ましい５サブフレームの場合は、結果として５つのデータ・ブロック、すなわち＜＜データ＃０＞＞、＜＜データ＃１＞＞、＜＜データ＃２＞＞、＜＜データ＃３＞＞、＜＜データ＃４＞＞が存在する。

好適実施例によれば、サブフレーム・チャネル構造のＴＦＣＩ、すなわちＴＦＣＩ_sfは、ＤＰＣＣＨのどの送信サブフレームにも含まれている。別の実施例においては、ＴＦＣＩ_sfが変化した時にのみ、ＴＦＣＩ_sfを送信する必要がある。しかし、そのような変化は、どのサブフレームにおいても起こりうるので、サブフレーム・チャネル構造は、それぞれのサブフレーム内に少なくとも１つのＴＦＣＩ_sf、すなわち＜＜ＴＦＣＩ_sf＃０＞＞、＜＜ＴＦＣＩ_sf＃１＞＞、＜＜ＴＦＣＩ_sf＃２＞＞、＜＜ＴＦＣＩ_sf＃３＞＞、＜＜ＴＦＣＩ_sf＃４＞＞を考慮する。

本発明によるブラインドＴＴＩ検出は、３ＧＰＰ技術仕様によるＴＦＣＩ検出の公知の技術と共に用いることができる。
３ＧＰＰ技術仕様によるスロット構造のＴＦＣＩフィールドは、２ビット毎スロットを含む。ＴＴＩは、無線フレームの整数倍であるので、ＴＦＣＩ_rfは結果として１５・２＝３０ビットを含む。ＴＦＣＩ_rfビットは、３０ビットが１０情報ビットを表すように、ＦＥＣエンコーディングされる。すなわち、１０２４個のトランスポート・フォーマット結合が、ＴＦＣＩ_rfにより表されうる。３スロットを含むサブフレームの例においては、それぞれのスロットの２ビットがＴＦＣＩビットを搬送するものとすると、ＴＦＣＩ_rfは６ビットを含む。ＦＥＣコーディングによれば、これらのＴＦＣＩビットは、多くて６４個のトランスポート・フォーマット結合を表す。冗長性が含まれる場合は、一般に４個または８個のトランスポート・フォーマット結合を表すことができる。ＴＴＩの明示的信号方式上でＴＦＣＩビットを費やす必要を回避すると、トランスポート・フォーマットの最大の柔軟性が得られる。図６は、本発明の好適実施例による検出を概略的に示すフロー・チャートである。

受信機は最初、受信したＴＦＣＩフィールドがＴＦＣＩ_sfデータを含むことを予期し、第１のサブフレームに対応するＤＰＤＣＨ上の第１のスロットを、もしあれば、デコードすることにより、受信された送信のサブフレームが存在するか否かを検出する。それぞれのデータ・チャネルのサブフレームは、転送エラー制御のコーディングにより保護される。これは、受信機が伝送エラーを訂正しかつ／または検出することを可能にする。ある記号結合のみが、有効なコードワードをなす。もし記号結合がデコーディング後に、考えられている正しいコードワードの中に存在しなければ、伝送エラーを検出することができる。しかし、もし例えば、第１のスロット内にサブフレーム・コードワードを含まない、無線フレーム・コードワードが送信されれば、これは、サブフレーム・コードワードが送信されると想定しているデコーダにとっては、伝送エラーを生じた送信のように見える。この関係は、サブフレーム構造が従来技術の無線フレーム構造上に重ね合わされているか否かを決定するために、図６のフロー・チャートにより動作する受信機の実施例において利用される。

もしデコーディングが成功すれば、重ね合わされたサブフレーム構造およびデコードされたシーケンスは、有効なコードワードとして容認される確率が大きい。ＤＰＤＣＨ上のサブフレームにより送信されたデータ（図４参照）は、ＴＦＣＩ_sf情報を用いてデコードされ、高位のレイヤに送られる。いったんサブフレーム構造が検出されると、デコーディングは、無線フレームの全てのサブフレームに対して継続される。無線フレームの最後のサブフレームの後、その無線フレームに対するプロセスは停止される。このプロセスは、次に受信された１つまたはそれ以上の無線フレームに対し繰返される。

しかし、もし最初に仮定されたＤＰＤＣＨ上のサブフレームのデコーディングが成功せず、全ての仮定されたサブフレームがデコードされ終えていなければ、送信時における重ね合わされたサブフレーム構造の最初の仮定は拒否され、従来技術による無線フレーム構造であると仮定される。この仮定は、受信されたＴＦＣＩが、ＤＰＤＣＨ上の無線フレーム構造を有する送信のＴＦＣＩ_rfデータに関連しているものと仮定して、全ＴＴＩをデコードすることにより検査され、また、もしＤＰＤＣＨのデコーディングが成功すれば、ＴＦＣＩにより示されている送信時間間隔のために、１つまたはそれ以上のＤＰＤＣＨ無線フレームがデコーディングされる。もしＴＴＩが１無線フレームであれば、ＤＰＤＣＨ無線フレームがデコードされた時、それは高位レイヤへ送られて、デコーディング・プロセスは一時停止され、かつ次の１つまたはそれ以上の無線フレームのために再開される。もしＴＴＩが１無線フレームよりも大きければ、ＤＰＤＣＨ上の全ＴＴＩがデコードされて高位レイヤへ送られた後、プロセスは一時停止され、かつ次の１つまたはそれ以上の無線フレームのために再開される。その他の場合は、データは高位レイヤへ送られず、プロセスは次の１つまたはそれ以上の無線フレームのための再開をやめる。

重ね合わされたサブフレーム構造が存在しない時は、プロセスを次の１つまたはそれ以上の無線フレームのために再開する前に、送信時間間隔の全ての無線フレームをデコードすることにより、サブフレームのデコーディングをその場合には省略できるので、デコーディングが迅速化される利点が得られる。

第２の実施例によれば、サブフレームおよび無線フレームのデコーディングは非排他的である。これは、図７に示されており、図６の＜＜無線フレームの終わりか？＞＞という条件が除外され、かつ＜＜無線フレームのＴＦＣＩ_rfをデコードする＞＞というステップが、無線フレームの全てのサブフレームがデコードされる候補であった時に、無条件で入れられることに反映されている。サブフレームおよび全無線フレームのそれぞれのデコーディングの結果は、重み付けされて比較され、最大尤度の正しい結果（全無線フレームまたは、１つまたはそれ以上のサブフレーム）が、ステップ＜＜高位レイヤの候補を選択し、高位レイヤへ送る＞＞において選択される。１回のそのような比較は、どちらの選択肢が最小数の伝送エラーに対応しているかにより、サブフレーム・チャネル構造が重ね合わされているか否かを選択する。図７において、複数の無線フレームを含むＴＴＩは、第１の無線フレームを超えての候補の選択を含まない。しかし、ＴＴＩのより多くの無線フレームは、バッファリングの増大という犠牲を払えば、含ませることができる。無線フレームがＴＦＣＩ検出される時は、ＴＴＩの１つの無線フレーム（第１のもの）のみが検出される必要がある。

第３の実施例によれば、受信無線フレームのサブフレーム・デコーディングの試みについての多数決が、全無線フレームのデコーディングの試みに先立って決定される。もし、例えば、５個のサブフレームのうちの３−５個が正しくデコードされれば、送信はサブフレーム構造によるものと考えられる。フォールス・アラーム率およびミス率により、採決の闘値は調整され、例えば、データがサブフレーム構造により送信されたと考えるためには、４−５個の正しくデコードされたサブフレームが必要となる。

上述の好適な第２および第３の実施例は、ブラインド検出と呼ばれる。しかし、本発明によれば、ＴＴＩ検出のみがブラインドであることに注意すべきである。いったんＴＴＩが決定されると、ＴＦＣＩ_rfおよびＴＦＣＩ_sfはそれぞれ受信機に、制御情報、例えば、コード・レートについて知らせるのに用いられる。

送信側においては、端末は好ましくは、必要および無線環境により、サブフレーム・チャネル構造を利用するか否かを決定する。この決定は、利用可能な送信電力、サブフレーム・チャネル構造なしの無線フレーム・チャネル構造を必要とするチャネル上での送信活動、のような１つまたはそれ以上の特徴に基づく。

サブフレーム構造が重ね合わされているか否かをブラインド検出するための代案として、これは、ＴＦＣＩ_rfとＴＦＣＩ_sfとの間の差により知らされうる。十分に高い信頼性を達成するために、距離測度が考えられる。距離が大きいほど、信頼性は高くなる。ＴＦＣＩとＴＦＣＩ_sfとの間の最小距離は、異なる桁の数により決定される。従来技術によるＴＦＣＩフィールドが単独で考慮に入れている距離を越えて距離を増大させるための、２つの非排他的選択肢は以下のように考えられる。
＊ 距離は、ＴＦＣＩ_sfのためのスロットＦＢＩフィールドのビットを利用することにより増大させられる。
＊ 距離は、サブフレーム構造が課せられるか否かにより、異なるパイロット・シ−ケンスを用いることにより増大させられる。

代案として、距離の増大が小さくなる犠牲を払って、より多くのトランスポート・フォーマット結合を許容するために、上述のＴＦＣＩ_sfフィールド・サイズの増大を、全体的または部分的に用いることができる。

検出（ブラインド検出またはＴＦＣＩの差）のために、どの方法が用いられるかにかかわらず、サブフレーム構造が重ね合わされている時は、それぞれの受信サブフレームは、好ましくは、受信機により（肯定的または否定的に）アクノリッジされる。以前に発売された送信機は、そのような未公知だったアクノリッジは、ただ単に無視する。

ハイブリッドＡＲＱに関連する問題、信頼性を高めるための後のデコーディングの結合は、重ね合わされたサブフレーム構造に関連する別の問題を生じさせる。好適実施例によれば、無線フレームの全てのサブフレームが受信されるまで決定を変更するための容量を有する、重ね合わされたサブフレーム構造をも記憶するデュアル・バッファの必要は、解消される。エラー検出コードの高い信頼性と、無線フレームの全てのサブフレームのサブフレーム・サイズが好ましく一定していることとにより、ＤＰＤＣＨデータに関する決定は、第１のサブフレームから行われる。もしこのサブフレームが有効なコードワードであることが示されれば、サブフレーム構造は全無線フレームにわたって維持され、またハイブリッドＡＲＱバッファはサブフレーム結合のために確保される。この解決法の欠点は、明らかに、もし送信のサブフレーム・チャネル構造が存在しなければ、１つのサブフレームのみに基づいた誤った決定が、全無線フレームを破綻させうることである。

この問題に対する別の解決法は、ハイブリッドＡＲＱのための無線フレームの持続期間の整数倍であるＴＴＩを除いて、サブフレームＴＴＩの間の連続する送信のソフトな結合を許容することのみである。対称性の理由のために、バッファの節減は、無線フレームの整数倍であるＴＴＩにわたるハイブリッドＡＲＱを許容することによってのみ別に実現できる。これらの、どちらかを選ぶべき解決法の双方の欠点は、もしデータの再送信を、サブフレーム・チャネル構造を用いて再送信する可能性なしに、行う必要があれば、再送信をソフトに結合させえないことである。これは、例えば、移動性による場合である（あるノードＢがサブフレーム・チャネル構造を実施していないか、またはＵＥが、もしセルの境界近くに移動すれば厳しく電力を制限される）。

Ｌ２のＭＡＣレイヤは、誤って受信された送信ユニットの再送信を要求できる。最新の再送信との適正な結合により、送信ユニットの以前の送信から得られる情報を利用するＡＲＱは、好ましくは、再送信を求めるＬ２のＭＡＣレイヤの要求に先立って用いられる。

受信の終了時に、図８のレイヤＬ２のＲＬＣにより、エラー検出もまた行われる。もしＲＬＣのプロトコル・データ・ユニットＰＤＵが誤って受信され、またはＰＤＵが欠けていれば、ＲＬＣレイヤにより状態レポートが作られた時点において、再送信が要求される。ＲＬＣのＰＤＵは、ＭＡＣレイヤのＳＤＵへ／から転送される。ＭＡＣのＳＤＵは、ことによるとＲＬＣのＰＤＵ内に含まれないヘッダを含む。ネットワーク・レイヤのＰＤＵ、またはＬ３のＰＤＵは、図８に示されているように、いくつかの、ＲＬＣのＰＤＵを含むことができる。ＲＬＣのＰＤＵは、高位レイヤのＰＤＵへの配信の前に、ＲＬＣのサービス・データ・ユニット、すなわちＲＬＣのＳＤＵ、へ再組立てされる。Ｌ３のプロトコルは、例えば、インタネット・プロトコルＩＰでありうる。Ｌ３からの受信時に、ＲＬＣのＳＤＵは、ＲＬＣのＰＤＵにセグメント化される。

図１に示されているように、高速ハイブリッドＡＲＱをノードＢにおいて成端する１つの理由は、それをＲＮＣにおいて成端するのと比較して往復の遅延が削減されるからである。もう１つの理由は、ノードＢは、多重送信されたデータ・パケットのソフトな結合を用いることができるが、一方ＲＮＣは、一般にハードに量子化されたビットを受信するのみであるからである。

好ましくは、無線通信システムの全てのノードＢおよびＵＥは、優れた性能を実現するために、本発明により動作する。しかし、本発明はまた、本発明による動作をしないノードＢをも含むシステムにおいても、用いることができる。

当業者は、ＢＳまたはＵＥの受信機および送信機の性質が、実質的に一般的なものであることを容易に理解するであろう。本特許出願内におけるＢＳ、ＵＥまたはＲＮＣのような概念の使用は、これらの頭字語に関連する装置にのみ本発明を制限しようと意図するものではない。本発明は、それに対応して動作する全ての装置にかかわり、または本発明に関連する当業者により、明らかにそれらの装置に適応する。明示的かつ非排他的な例として、本発明は、加入者個人情報モジュールＳＩＭなしの移動局、ならびに１つまたはそれ以上のＳＩＭを含むユーザ装置に関連する。さらに、プロトコルおよびレイヤは、ＵＭＴＳの用語との密接な関連において言及された。しかし、これは、類似した機能性の他のプロトコルおよびレイヤを有する他のシステムにおける、本発明の適用可能性を排除するものではない。

本発明を、以上に詳述した実施例のみに制限する意図はない。本発明から逸脱することなく、変更および改変を行うことはできる。本発明は、以下の特許請求の範囲内に含まれる全ての改変に及ぶ。

ＵＥと、ＲＮＣとＵＥとの間の接続内に含まれる基地局との間の、本発明による通信を示す。 無線通信システムにおける、従来技術による階層化プロトコル構造を示す。 従来技術による、アップリンクＤＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨにおけるフレーム構造を示す。 本発明による、ＤＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨにおける好適なフレームおよびサブフレーム・チャネル構造を示す。 無線通信システムにおける、本発明による階層化プロトコル構造を示す。 本発明の好適実施例による検出を概略的に示すフロー・チャートである。 本発明の別の実施例による検出を概略的に示すフロー・チャートである。 多層プロトコル構造における、ＭＡＣおよびＲＬＣプロトコル・レイヤを概略的に示す。

Claims (45)

1. サブフレーム・チャネル構造によりデータを送信する方法であって、該方法は、
   データ・チャネルおよび制御チャネルの無線フレーム・チャネル構造において、
   − 第１の送信時間間隔は無線フレームの持続期間の整数倍であり、かつ、
   − 第２の送信時間間隔は第１の送信時間間隔よりも小さく、かつサブフレームの持続期間に対応している、
   と定められていることと、
   前記サブフレーム・チャネル構造は、前記第１の送信時間間隔が適用されるものと同じデータ・チャネル上の前記第２の送信時間間隔に対して適用され、前記第１および第２の送信時間間隔が前記同じデータ・チャネルの異なる無線フレームにおいて交互に現れることを可能にすることと、
   を特徴とする、前記方法。
2. 前記サブフレーム・チャネル構造は前記無線フレーム・チャネル構造上に重ね合わされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 送信時間間隔は、前記制御チャネル上に、第２の時間間隔についての情報を含む明示的制御信号を送信することなく変更されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記サブフレーム・チャネル構造によるトランスポート・フォーマット結合情報は、もしトランスポート・フォーマット結合情報が最も最近の送信時間間隔以来変化していれば送信され、もしトランスポート・フォーマット結合情報が変化していなければ送信されないことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
5. 前記無線フレーム・チャネル構造によりトランスポート・フォーマット結合を表すスロットの記号間隔に対応する記号間隔は、前記サブフレーム・チャネル構造によりトランスポート・フォーマット結合情報を表していることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
6. フィードバック情報の１つまたはそれ以上の記号間隔または、１つまたはそれ以上の無線フレーム・チャネル構造スロットのパイロット・シ−ケンスは、前記サブフレーム・チャネル構造についてのトランスポート・フォーマット結合情報を表すために再割り当てされることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 受信されたサブフレームは、データ送信機に対しアクノリッジされることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
8. サブフレーム・チャネル構造送信時間間隔を検出する方法であって、
   データ・チャネルにおいてサブフレーム・チャネル構造の送信時間間隔に対応する１つまたはそれ以上のスロットが受信され、また制御チャネルにおいて前記データ・チャネルのスロットに対応する１つまたはそれ以上のスロットの１つまたはそれ以上の送信フォーマット制御記号が受信されることと、
   第１のデータ・チャネル・サブフレームの候補デコーディングは、トランスポート・フォーマット制御情報が、前記サブフレーム・チャネル構造の対応する制御チャネル・サブフレームのトランスポート・フォーマット制御情報と一致していると仮定して行われることと、
   を特徴とする、前記方法。
9. 前記方法は、同じデータ・チャネルの異なる無線フレームにおける第１および第２の送信時間間隔の交替の検出を可能にし、サブフレームの持続期間に対応する前記第２の送信時間間隔は前記第１の送信時間間隔より小さいことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. サブフレーム・チャネル構造送信時間間隔は、前記制御チャネル上に、第２の時間間隔についての情報を含む明示的制御信号を送信することなく検出されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 候補デコードされたサブフレーム・データは記憶されることを特徴とする、請求項８から請求項１０のいずれかに記載の方法。
12. 無線フレームの全てのサブフレームは候補デコードされることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 無線フレームの全ての１つまたはそれ以上のサブフレームが候補デコードされ終わった時に、前記データ・チャネルにおいて前記無線フレームは、トランスポート・フォーマット制御情報が、前記無線フレーム・チャネル構造の対応する制御チャネル無線フレームのトランスポート・フォーマット制御情報と一致していると仮定して候補デコードされることを特徴とする、請求項８から請求項１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記データ・チャネルにおける前記候補の、１つまたはそれ以上のデコーディングの結果に依存して、メトリックまたはコスト関数により送信無線フレームが選択されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記メトリックまたはコスト関数は、選択されたデータが送信されている確率を反映していることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 前記メトリックまたはコスト関数は、デコードされたデータが受信データにより調整されている確率を反映していることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
17. 前記メトリックまたはコスト関数は、無線フレームの成功裏にデコードされたサブフレームの割合を反映していることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
18. 前記割合のメトリックまたはコスト関数は多数決であることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. もしデータが、無線フレーム構造を有するデータであり、サブフレーム構造のものでないと考えられるならば、送信時間間隔は前記無線フレーム構造によるトランスポート・フォーマット結合情報から決定され、またもし送信時間間隔が無線フレームの持続期間よりも大きければ、前記送信時間間隔の残りの１つまたはそれ以上の無線フレームは、前記無線フレーム・チャネル構造に従って受信され、かつデコードされることを特徴とする、請求項１４から請求項１６のいずれかに記載の方法。
20. 前記送信時間間隔の前記残りの無線フレームのために、サブフレーム・チャネル構造を仮定した候補デコーディングは行われないことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. もし前記データ・チャネル・サブフレームの前記サブフレーム候補デコーディングが成功すれば、候補デコードされたサブフレーム・データは高位レイヤへ送られることを特徴とする、請求項８から請求項１０のいずれかに記載の方法。
22. 無線フレームのその後のサブフレームは、サブフレームの候補デコーディングが失敗するまで、または受信無線フレームの全てのサブフレームがデコードされ終わるまで候補デコードされることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
23. 失敗したデコーディングは、候補デコードされたデータが、前記サブフレーム・チャネル構造によるサブフレームの有効データではないことを示していることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. もし前記データ・チャネル・サブフレームの前記サブフレーム候補デコーディングが成功しなければ、前記データ・チャネルにおいて前記無線フレームは、トランスポート・フォーマット制御情報が、前記無線フレーム・チャネル構造の対応する制御チャネル無線フレームのトランスポート・フォーマット制御情報に一致していると仮定して候補デコードされることを特徴とする、請求項８から請求項１０のいずれかに記載の方法。
25. もし無線フレーム構造を有するデータの候補デコーディングがサブフレーム構造を有すると仮定されていなければ、送信時間間隔は、前記無線フレーム構造によりトランスポート・フォーマット結合情報から決定されることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
26. もし送信時間間隔が無線フレームの持続期間よりも大きければ、前記送信時間間隔の残りの１つまたはそれ以上の無線フレームは、前記無線フレーム・チャネル構造に従って受信され、かつデコードされることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
27. 前記送信時間間隔の前記残りの無線フレームのために、サブフレーム・チャネル構造が実行されると仮定した候補デコーディングは行われないことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
28. デコードされたデータは高位レイヤへ送られることを特徴とする、請求項２６または請求項２７に記載の方法。
29. データおよび制御信号を送信するための信号フォーマットであって、該信号フォーマットは、無線フレーム構造および重ね合わされたサブフレーム構造を含み、前記無線フレームは第１の持続期間を有し、前記サブフレームは前記第１の持続期間より短い第２の持続期間を有し、前記データ部分は、送信が前記重ね合わされたサブフレーム構造に従っているか否かを決定するのに十分な情報を含むことを特徴とする、前記信号フォーマット。
30. もしトランスポート・フォーマット制御情報が、前記第２の持続期間、または前記第１の持続期間の整数倍に対応する、以前の送信時間間隔から変化していれば、前記サブフレーム構造は前記トランスポート・フォーマット制御情報を含むことを特徴とする、請求項２９に記載の信号フォーマット。
31. 前記データおよび制御信号は、データ・チャネルおよび制御チャネル上にそれぞれ送信されることを特徴とする、請求項２９または請求項３０に記載の信号フォーマット。
32. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の前記方法によりデータを送信する回路を含むことを特徴とする、無線送信機。
33. 請求項２９から請求項３１のいずれかに記載の前記信号フォーマットによりデータおよび制御信号を送信する送信回路を特徴とする、無線送信機。
34. 前記無線送信機は、ユーザ装置内に含まれるか、またはユーザ装置であることを特徴とする、請求項３２または請求項３３に記載の無線送信機。
35. 前記無線送信機は、無線基地局内に含まれるか、または無線基地局であることを特徴とする、請求項３２または請求項３３に記載の無線送信機。
36. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の前記方法により送信されたデータを受信する回路を特徴とする、無線受信機。
37. 請求項８から請求項２８のいずれかに記載の前記方法による検出のための回路を特徴とする無線受信機。
38. 請求項２９から請求項３１のいずれかに記載の前記信号フォーマットによりデータおよび制御信号を受信する受信回路を特徴とする、無線受信機。
39. 前記無線受信機は、無線基地局内に含まれるか、または無線基地局であることを特徴とする、請求項３６から請求項３８のいずれかに記載の無線受信機。
40. 前記無線受信機は、ユーザ装置内に含まれるか、またはユーザ装置であることを特徴とする、請求項３６から請求項３８のいずれかに記載の無線受信機。
41. 請求項１から請求項２８のいずれかに記載の前記方法を行う手段を特徴とする、無線通信システム。
42. 請求項２９から請求項３１のいずれかに記載の前記信号フォーマットによる無線送信を特徴とする、無線通信システム。
43. 請求項３２から請求項３５のいずれかによる複数の無線送信機を特徴とする、無線通信システム。
44. 請求項３６から請求項４０のいずれかによる複数の無線受信機を特徴とする、無線通信システム。
45. 前記無線通信システムはＵＭＴＳまたはＷＣＤＭＡシステムであることを特徴とする、請求項４１から請求項４４のいずれかに記載の無線通信システム。

Images