JP2006525753A - ソフトハンドオフ中の通信装置のためのｈａｒｑａｃｋ／ｎａｋ符号化 - Google Patents

Abstract

無線通信システムにおけるソフトハンドオフ中のエンハンスト・アップリンクに対する通信装置によるレート選択方法には、スケジューラから情報を受信する第１の工程が含まれる。この情報には、スケジューリング、レート限界、出力マージン限界、及び持続性のうちの１つ以上が含まれ得る。次の工程には、この情報を用いてソフトハンドオフ中のエンハンスト・アップリンクに対するデータレートを判定することが含まれる。次の工程には、判定する工程にて判定されたデータレートで、サービング基地局に対してエンハンスト・アップリンク・チャネル上で送信することが含まれる。

Description

本発明は、無線通信装置に関し、より詳細には、ハイブリッドな自動再送要求（ＡＲＱ）を結合するソフトハンドオフに関する。

汎用移動通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）（ＵＭＴＳ）において、例えば、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）又はｃｄｍａ２０００等、ＵＭＴＳ地上無線接続ネットワーク（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＵＴＲＡＮ）のための第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）規格の次に提案されている規格では、移動局（ＭＳ）等のユーザ機器（ＵＥ）が、地理的領域に分散した複数の基地局サブシステム（ＢＳＳ）のうちの任意の１つ以上と通信する。典型的には、ＢＳＳ（ＷＣＤＭＡではノードＢとして知られる）は、複数のセクタ（ＷＣＤＭＡではセルとして知られる）に分割されたカバレッジエリアにサービス提供する。そして各セクタは、ＢＳＳ内に含まれる複数の送受信基地局（ＢＴＳ）のうちの１つ以上によってサービス提供される。典型的には、移動局はセルラ通信装置である。各ＢＴＳはダウンリンク・パイロット（Ｐｉｌｏｔ）信号を継続的に送信する。ＭＳはパイロットを監視し、パイロットシンボルの受信エネルギーを測定する。

典型的なセルラ・システムには、ＭＳとＢＳＳとの間の通信用の幾つかの状態及びチャネルが存在する。例えば、ＩＳ９５において、トラフィック状態における移動局制御では、ＢＳＳは順方向リンクの順方向トラフィックチャネルを介してＭＳと通信し、ＭＳは逆方向リンクの逆方向トラフィックチャネルを介してＢＳＳと通信する。呼の間には、ＭＳが４組のパイロットを継続的に監視し、保持する必要がある。この４組のパイロットは、集合的にパイロット・セットと呼ばれ、アクティブセット（Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅｔ）、候補セット（Ｃａｎｄｉｄａｔｅ Ｓｅｔ）、隣接セット（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ｓｅｔ）、及び残余セット（Ｒｅｍａｉｎｉｎｇ Ｓｅｔ）を含んでいる。用語が異なる場合があるが、同じ概念がＷＣＤＭＡシステムに対して一般に適用される。

アクティブセットには、ＭＳに割当てられた順方向トラフィックチャネルに関連するパイロットが含まれる。パイロット及びこのセットに関連する付随データシンボルがＭＳによって全てアクティブに結合され、復調されるという意味で、このセットはアクティブである。候補セットには、現在アクティブセットに存在しないが、関連する順方向トラフィックチャネルの復調に成功し得ることを示すために充分な強度でＭＳによって受信されているパイロットが含まれる。隣接セットには、現在アクティブセット又は候補セットに存在しないが、ハンドオフの候補になり得るパイロットが含まれる。残余セットには、隣接セット、候補セット、及びアクティブセットのパイロットを除き、現在の周波数割当において現在のシステムに可能な全てのパイロットが含まれる。

ＭＳが第１のＢＴＳによりサービス提供されている場合、ＭＳは、隣接ＢＴＳのパイロットチャネルで、閾値よりも充分に強いパイロットを継続的に捜査する。ＭＳは、パイロット強度測定メッセージを使用して第１のサービング（ｓｅｒｖｉｎｇ）ＢＴＳにこのイベントを信号で通知する。第１のＢＴＳによりサービス提供される第１のセクタから第２のＢＴＳによりサービス提供される第２のセクタにＭＳが移動すると、通信システムは、特定のパイロットを候補セットからアクティブセットへ、また隣接セットから候補セットへ昇格させる。サービングＢＴＳは、ハンドオフ指示メッセージを介して、この昇格についてＭＳに報知する。その後、ＭＳが旧いＢＴＳとの通信を止める前に、アクティブセッ
トに追加された新たなＢＴＳとの通信を開始することにより、「ソフトハンドオフ」が行われる。

逆方向リンクでは、典型的には、アクティブセットの各ＢＴＳは、ＭＳから受信した各フレーム又はパケットを独立に復調及び復号化する。次いで、基地局サイト・コントローラ（ＢＳＣ）に通常では配置されている交換センター又は選択分散ユニット（ＳＤＵ）にて、各ＢＴＳの復号化フレームの間で調停が行われる。基地局サイト・コントローラ（ＢＳＣ）は、ＷＣＤＭＡの用語では無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）としても知られている。このようなソフトハンドオフ動作には多くの利点がある。定性的には、この特徴により、ユーザが１つのセクタから隣接セクタへ移動する際のＢＴＳ間のハンドオフが改良され、その信頼性がより高められる。定量的には、ソフトハンドオフによってセルラ・システムでのキャパシティ／カバレッジが改良される。しかしながら、データ転送（帯域幅）に対する需要量の増大に伴い、問題が生じ得る。

データレートの増大に対して予想される需要に応えようとする幾つかの第３世代規格が出現した。これら規格のうちの少なくとも幾つかはシステム要素間の同期通信をサポートしており、他の規格のうちの少なくとも幾つかは非同期通信をサポートする。同期通信をサポートする規格の少なくとも１つの例には、ｃｄｍａ２０００が挙げられる。非同期通信をサポートする規格の少なくとも１つの例には、ＷＣＤＭＡが挙げられる。

同期通信をサポートするシステムは時により、ハンドオーバ捜査の捜査時間を短縮し、可用性を高め、位置特定計算の時間を短縮することが可能であるが、同期通信をサポートするシステムでは一般に、基地局が時間的に同期されている必要がある。基地局を同期させるために用いられる１つのそうした一般的な方法には、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器の使用が挙げられる。全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器は、基地局と、地球の周囲の軌道に配置された１つ以上の衛星との間の見通し（ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ）伝送によって、基地局と同じ場所に配置される。しかしながら、建造物又はトンネル内に配置された基地局、又は地下に配置された基地局に対しては、見通し伝送が常に可能である訳ではないので、基地局の時間同期への対応が常に容易に適応される訳でない場合がある。

しかしながら、非同期伝送自体にも懸案事項がない訳ではない。例えば、個々のＭＳによるＭＳ自律スケジューリング（ＭＳは、送信バッファにデータを有する時はいつでも送信してよく、全てのＭＳは必要に応じて送信することが可能である）をサポートする環境でのアップリング送信のタイミングの性質は、相当に散発的、不規則、又はその両方であり得る。トラフィック量が少ない間は、複数のＭＳにより同時に送信されたデータが衝突する（すなわち、重複する）尤度も低いため、アップリンク送信の自律スケジューリングの問題は少ない。さらに、衝突の場合には、任意の再送信の必要に応じるために利用可能な予備の無線資源が存在する。しかしながら、トラフィック量の増大につれ、データ衝突（重複）の尤度も高くなる。任意の再送信の必要もそれに応じて増えるとともに、増えた再送信量をサポートするための予備の無線資源の可用性もそれに対応して減少する。その結果、スケジューリング・コントローラによる明示的なスケジューリング（これにより、ＭＳはネットワークにより送信すべき時を指示される）の導入が有益であり得る。

しかしながら、明示的なスケジューリングを用いる場合であっても、非同期通信の開始時間及び終了時間の不均衡、より詳細には、各非同期の基地局に対する異なるアップリンク送信セグメントの開始時間及び終了時間に関する開始時間及び終了時間の不均衡により、中断及び重複が依然として発生し得る。データの中断及び重複の両方は、無線資源（ＣＤＭＡシステムにおいて逆方向リンクトラフィック負荷の従来周知の尺度であるライズ・オーバ・サーマル（ｒｉｓｅ ｏｖｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ）（ＲＯＴ）等）管理の非効率
性を表しており、より精密に管理された場合、利用可能な無線資源のより効率的な利用と、ライズ・オーバ・サーマル（ＲＯＴ）の低減とを導き得る。

例えば、図１は従来技術による通信システム１００のブロック図である。通信システム１００はｃｄｍａ２０００又はＷＣＤＭＡシステムであることが可能である。通信システム１００は複数のセル（７つを示す）を含み、各セルは３つのセクタ（ａ、ｂ、及びｃ）に分割される。各セルに配置されたＢＳＳ１０１〜１０７が、そのセル内の各移動局に通信サービスを提供する。各ＢＳＳ１０１〜１０７は複数のＢＴＳを含み、ＢＴＳは、ＢＳＳがサービス提供するセルのセクタの移動局との無線インタフェースを備える。通信システム１００は、各ＢＳＳに結合された無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）１１０と、ＲＮＣに結合されたゲートウェイ１１２とをさらに備える。ゲートウェイ１１２は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）又はインターネット等の外部ネットワークとのインタフェースを、通信システム１００に提供する。

ＭＳ１１４等のＭＳと、ＢＳＳ１０１等、ＭＳにサービス提供しているＢＳＳとの間の通信リンクの品質は、典型的には、時間及びＭＳの移動に伴って変化する。結果として、ＭＳ１１４とＢＳＳ１０１との間の通信リンクが劣化すると、通信システム１００はソフトハンドオフ（ＳＨＯ）手順を提供することによって、品質が低下した第１の通信リンクから別のより高い品質の通信リンクにＭＳ１１４をハンドオフさせることが可能である。例えば、図１に示すように、セル１のセクタｂにサービス提供するＢＴＳによってサービス提供されるＭＳ１１４は、セル３のセクタｃ及びセル４のセクタａとの３方向のソフトハンドオフ中である。同時にＭＳにサービス提供しているセクタに関連するＢＴＳ、すなわちセクタ１−ｂ、３−ｃ、及び４−ａに関連するＢＴＳは当分野においてＭＳのアクティブセットとして知られている。

これより図２を参照して、通信システム１００が行うソフトハンドオフ手順を示す。図２は、通信システム１００の階層構造のブロック図である。図２に示すように、ＲＮＣ１１０は、ＡＲＱ機能２１０、スケジューラ２１２、及びソフトハンドオフ（ＳＨＯ）機能２１４を備える。図２には複数のＢＴＳ２０１〜２０７をさらに示しており、各ＢＴＳは、対応するＢＳＳ１０１〜１０７とＢＳＳがサービス提供するセクタ内のＭＳとの間に無線インタフェースを提供する。

ソフトハンドオフを行う場合、ＭＳ１１４のアクティブセットの各ＢＴＳ２０１，２０３，２０４は、それぞれの通信チャネル２２１，２２３，２２４の逆方向リンクを介してＭＳ１１４からの送信を受信する。アクティブセットＢＴＳ２０１，２０３，２０４はＳＨＯ機能２１４によって判定される。ＭＳ１１４からの送信を受信すると、各アクティブセットＢＴＳ２０１，２０３，２０４は、受信した無線フレームの内容を関連するフレーム品質情報と共に復調及び復号化する。

この時点で、各アクティブセットＢＴＳ２０１，２０３，２０４は次いで復調及び復号化された無線フレームを、関連するフレーム品質情報と共にＲＮＣ１１０に伝達する。ＲＮＣ１１０は、復調及び復号化された無線フレームを、関連するフレーム品質情報と共に、アクティブセットの各ＢＴＳ２０１，２０３，２０４から受信し、フレーム品質情報に基づいて最良のフレームを選択する。次いで、ＲＮＣ１１０のスケジューラ２１２及びＡＲＱ機能２１０は、同一の予めフォーマットされた無線フレームとしてアクティブセットの各ＢＴＳ２０１，２０３，２０４に分配される、制御チャネル情報を生成する。次いで、アクティブセットＢＴＳ２０１，２０３，２０４は、順方向リンクを介して予めフォーマットされた無線フレームを同時放送する。次いで、ＭＳ１１４は制御チャネル情報を使用してどの送信レートを使用するかを判定する。

これに代えて、ＭＳの駐留する（ｃａｍｐ）現在のセルのＢＴＳ（ＢＴＳ２０２）自体がスケジューラを備え、スケジューリング情報のＭＳへの提供時にＲＮＣ１１０を迂回することが可能である。この手法では、移動局（ＭＳ）に、エンハンスト逆方向リンク送信に対応する制御情報をアクティブセットの送受信基地局（ＢＴＳ）へ通知させることと、ＢＴＳに、以前はＲＮＣによってサポートされていた制御機能を実行させることとによって、スケジューリング機能が分散される。ＳＨＯ領域のＭＳは、複数のアクティブセットＢＴＳからＭＳが受信する複数のスケジューリング割当のうちで、最良の搬送フォーマット及び資源チャネル標識子（ＴＦＲＩ）に対応するスケジューリング割当を選択することが可能である。結果として、ＢＴＳ間の明示的な通信なしでエンハンスト・アップリンク・チャネルをＳＨＯ中にスケジューリングすることが可能である。いずれの場合でも、どの送信レートを使用するかを判定するために、制御チャネル情報と共に、明示的な送信出力制約（これは暗黙的なデータレート制約である）がスケジューラによって提供され、ＭＳ１１４によって使用される。

ＵＭＴＳシステムにおいて提案されているように、ＭＳはエンハンスト・アップリンク専用搬送チャネル（ＥＵＤＣＨ）を使用してアップリンクのデータレートの増大を実現することが可能である。ＭＳは、ＭＳでのローカル測定と、スケジューラ又はＵＴＲＡＮにより提供される情報とに基づいて、エンハンスト・アップリンクに使用するデータレートを判定する必要がある。さらに、逆方向リンクでのスループットの改良を実現するために、通信システム１００等の通信システムには、当分野において知られているハイブリッド自動再送要求（Ｈ−ＡＲＱ）、適応変調符号化（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）（ＡＭＣ）等の技法が採用されている。

適応変調符号化（ＡＭＣ）は、変調順方向誤り訂正（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）（ＦＥＣ）符号化方式を、通信システムがサービス提供する各ユーザすなわちＭＳの現在のチャネル状況に一致させる柔軟性を提供する。ＡＭＣは、ＢＴＳへの近接性又は他の地理的要因のため好適なチャネル品質を有するユーザに対して、平均データレートを大きく上昇させることを保証する。ＡＭＣを使用するエンハンストＧＳＭシステムでは、３８４ｋｂｐｓ程度のデータレートが提供されるが、ＡＭＣなしでは１００ｋｂｐｓである。同じく、５ＭＨｚ ＣＤＭＡシステムでは、ＡＭＣを通じてそれぞれ１０Ｍｂｐｓ及び２Ｍｂｐｓのダウンリンク及びアップリンクの最高データレートを提供可能であるが、ＡＭＣなしでは、典型的には２Ｍｂｐｓ及び３８４ｋｂｐｓであった。

しかしながら、ＡＭＣには幾つかの欠点がある。ＡＭＣはチャネル品質測定誤差及び遅延に敏感である。より精密には、適切な変調を選択するために、スケジューラ２１２等のスケジューラはチャネル品質を認識する必要がある。チャネル推定の誤差は、スケジューラが誤ったデータレートを選択する原因となり、高過ぎる出力レベルでの送信によってシステムのキャパシティを浪費するか、又は低過ぎる出力レベルでの送信によってブロックのエラー率を上昇させる。移動体チャネルは継続的に変化するため、チャネル測定の報告における遅延もチャネル品質推定の信頼性を減少させる。測定遅延を克服するために、チャネル測定の報告の頻度が増大され得る。しかしながら、測定報告の比率を増大させると、データ搬送に使用し得たシステムのキャパシティが消費される。

ハイブリッドＡＲＱは暗黙的なリンク適応技法である。ＡＭＣでは明示的なＣ／Ｉ測定値又は同様の測定値が変調符号化フォーマットの設定に用いられるが、Ｈ−ＡＲＱではリンクレイヤ肯定応答が再送信判定に用いられる。チェイス結合（Ｃｈａｓｅ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）、レート互換パンクチャド・ターボ符号（Ｒａｔｅ Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ Ｔｕｒｂｏ ｃｏｄｅ）、及び増加的冗長性（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）等、Ｈ−ＡＲＱを実施するための多くの技法が開発されて
いる。増加的冗長性すなわちＨ−ＡＲＱのタイプIIは、符号化パケット全体を単純に繰り返したものを送信するのではなく、復号化が最初の試行で失敗した場合に追加の冗長情報を増やして送信されるＨ−ＡＲＱ技法の一実施態様である。

Ｈ−ＡＲＱのタイプIII もまた、増加的冗長性ＡＲＱ方式の分類に属する。しかしながら、Ｈ−ＡＲＱのタイプIII では、Ｈ−ＡＲＱのタイプIIの場合と違い、各再送信自体が復号化可能である。チェイス結合（冗長性が１のバージョンではＨ−ＡＲＱのタイプIII とも呼ばれる）は、同じ符号化データパケットの送信器による再送信を含む。受信器における復号器は、受信したＳＮＲにより重み付けされた送信パケットの複数のコピーを結合する。こうして、ダイバーシチ（一時的）利得並びに符号化利得（ＩＲのみ）が各再送信後に得られる。複数の冗長性を有するＨ−ＡＲＱのタイプIII では、異なるパンクチャ・ビットが各再送信に使用される。種々のＨ−ＡＲＱ方式の実施方法についての詳細は当分野において一般に知られているため、本明細書において説明しない。

ＡＭＣと組合わせたＨ−ＡＲＱは、ユーザのスループットを大幅に、潜在的にはシステムのキャパシティを２倍又は３倍にも増大させることが可能である。実際には、ハイブリッドＡＲＱは、符号語の冗長性の追加の増加分を送信することによってチャネルに適合されて、符号化レートを増大させるとともに、チャネルに一致するようにデータレートを効果的に低下させる。ハイブリッドＡＲＱは、チャネル推定によるのみならず、ＡＲＱプロトコルによって通知される誤差にもよる。ｃｄｍａ２０００及びＷＣＤＭＡシステムの両方では、ＡＲＱ機能２１０等の逆方向リンクＡＲＱ機能と、スケジューリング機能２１２等のスケジューリング機能とが、ＲＮＣ１１０に属すことも可能であり、ＢＴＳ内に分散されることも可能であるが、分散される場合、ＲＮＣを通じたスケジューリング時に固有の待ち時間が回避され、ソフトハンドオフをより良好にサポートすることが可能である。

エンハンスト・アップリンク用のＢＴＳにて（ストップ・アンド・ウェイト）ハイブリッドＡＲＱを用いた高速の明示及び自律（暗黙的）スケジューリングを可能にするために、効率的なレイヤ１シグナリングが必要である。アップリンクのハイブリッドＡＲＱを可能にするために、肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＫ）のフィードバック符号チャネルを使用することが可能である。ソフトハンドオフ中、ＭＳはスケジューリングＢＴＳにより、ＡＣＫ／ＮＡＫ情報を受信するためにどのダウンリンク符合チャネルをリッスン（ｌｉｓｔｅｎ）する必要があるかを知らされる。しかしながら、ＭＳは、他の非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳから、どの符号チャネルをリッスンする必要があるか分からない。また、ＢＴＳ間の調整が存在しないため、スケジューリング・アクティブセットＢＴＳによって送信される情報は、他のアクティブセットＢＴＳに知らされず、異なるアクティブセットＢＴＳからのマルチキャスト信号をソフト結合する場合に問題が発生する。他の非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳからのＡＣＫ／ＮＡＫフィードバック情報なしでは、マクロ選択ダイバーシチの利点が得られない。

したがって、ソフトハンドオフ中の通信装置のＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫ符号化に対する新規な技法が必要である。この符号化では、マクロ選択ダイバーシチの利点が得られるように、ＭＳに対して非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳからフィードバック情報が提供される。

本発明では、ソフトハンドオフ中の通信装置のＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫ符号化に対する新規な技法を提供する。この符号化によって、マクロ選択ダイバーシチの利点が得られるように、ＭＳに対して非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳからフィードバッ
ク情報を、ＭＳが適切に利用することが可能となる。

逆方向リンク（移動局（ＭＳ）から基地局（ＢＴＳ）へ）でのソフトハンドオフは、いずれのＵＭＴＳシステムにおいても不可欠な構成要素である。典型的には、ソフトハンドオフにおけるＢＴＳは、ＭＳにより送信されたパケット又はフレーム（以下フレームと称する）を復号化する。ソフトハンドオフでは最大で６つの基地局が存在することが可能である。復号化されたフレームに対する品質情報がＢＴＳから無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）又は選択分散ユニット（ＳＤＵ）まで送信される。ＲＮＣは、ＢＴＳから受信したフレームの品質が最高のものを選択する。定量的には、ソフトハンドオフはＣＤＭＡシステムのキャパシティ／カバレッジを改良する。

本発明では、アクティブセット送受信基地局（ＢＴＳ）へのエンハンスト逆方向リンク送信のデータスループットを改良するために、移動局（ＭＳ）がＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫ符号化情報を提供することを可能とすることによって、アクティブセットのハンドオフ及びスケジューリング機能をサポートする。本発明では、適応変調符号化（ＡＭＣ）、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）、及びＡＲＱ遅延を低減した高速スケジューリングを用いて、エンハンスト逆方向リンクチャネルのより効率的な実施を可能とする。ＨＡＲＱ、ＡＭＣ、アクティブセットのハンドオフ、及びスケジューリング機能は、好適には、エンハンスト逆方向リンク送信に対応する制御情報を移動局（ＭＳ）がアクティブセット送受信基地局（ＢＴＳ）に対して信号で通知することと、ＢＴＳが制御機能を実行することを可能とすることとを可能とすることによって、分散型でサポートされる。時間及び信号対雑音比（ＳＮＲ）基準のＨＡＲＱフラッシュ（ｆｌｕｓｈ）機能が、ソフトハンドオフ（ＳＨＯ）中にＢＴＳにてサポートされることによって、スループットを最大にするためにエンハンスト逆方向リンク又はアップリンクのチャネルに対するスケジューリング、ＨＡＲＱ、ＡＭＣ機能をサポートする効率的な制御チャネル構造を提供するとともに、複数のアクティブセットＢＴＳからＭＳが受信する複数のスケジューリング割当から、最良の搬送フォーマット及び資源関連情報（ＴＦＲＩ）に対応するスケジューリング割当を、ＳＨＯ領域のＭＳが選択することを可能とする。結果として、ＨＡＲＱ及びＡＭＣをサポートしながら、ＢＴＳ間の任意の明示的な通信なしで、エンハンスト・アップリンク・チャネルをＳＨＯ中にスケジューリングすることが可能である。

一般に、本発明の一実施形態は、ＵＭＴＳ通信システムにおけるソフトハンドオフ中の通信装置のエンハンスト・アップリンク性能を向上させる方法を包含する。この方法は、特定の通信装置を一意に識別する符号化ビットを規定する工程と、複数の移動局による受信が可能なダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ送信に対して符号化ビットを適用する工程と、符号化ビットを適用する工程による符号化ビットを用いて、特定の移動局宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信と、他の移動局宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信とを弁別する工程と、アップリンク送信において特定の移動局に対して符号化されたＡＣＫ／ＮＡＫ送信の情報を利用する工程とからなる。

本発明の新規であると思われる特徴を添付の特許請求の範囲に詳細に述べる。本発明と本発明のさらなる目的及び利点とは、添付の図面と共に以下の説明を参照することによって最良に理解され得る。添付の図面では、幾つかの図を通じて同様の参照番号は同様の要素を示す。

本発明は図３〜図７を参照しながらより充分に説明することが可能である。図４は、本発明の一実施形態による通信システム１０００のブロック図である。好適には、通信システム１０００は、複数の通信チャネルを含む、ｃｄｍａ２０００又は広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）通信システム等の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムである。当業者
には、通信システム１０００が移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）通信システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）通信システム、又は他の直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭ）通信システム等、様々な無線通信システムのうちの任意の１つに従って動作してよいことが理解される。

通信システム１００と同様に、通信システム１０００は複数のセル（７つを示す）を含む。各セルは複数のセクタ（各セルに対して３つ−セクタａ、ｂ、ｃを示す）に分割される。各セルに配置された基地局サブシステム（ＢＳＳ）１００１〜１００７が、そのセル内の各移動局に通信サービスを提供する。各ＢＳＳ１００１〜１００７は、本明細書では送受信基地局（ＢＴＳ）とも称する複数の基地局を含み、送受信基地局はＢＳＳがサービス提供するセルのセクタ内の移動局との無線インタフェースを備える。通信システム１０００は、好適には３ＧＰＰ ＴＳＧ ＵＴＲＡＮ Ｉｕｂインタフェースを通じて各ＢＳＳに結合された無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）１０１０と、ＲＮＣに結合されたゲートウェイ１０１２とをさらに備える。ゲートウェイ１０１２は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）又はインターネット等の外部ネットワークとのインタフェースを通信システム１０００に提供する。

これより図３及び図４を参照すると、通信システム１０００は少なくとも１つの移動局（ＭＳ）１０１４を備える。ＭＳ１０１４は、セルラ電話、携帯電話、無線電話、又はパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）若しくはラップトップ・コンピュータ等のデータ端末機器（ＤＴＥ）に関連する無線モデム等、任意の種類の無線ユーザ機器（ＵＥ）であってよい。なお、ＭＳ、ＵＥ、及びユーザは以下の文を通じて交換可能に用いられる。ＭＳ１０１４は、このＭＳに関連するアクティブセットに含まれる複数の基地局又はＢＴＳによりサービス提供される。ＭＳ１０１４は、順方向リンク（ＢＴＳからＭＳへ）及び逆方向リンク（ＭＳからＢＴＳへ）を含むエアインタフェースを介して、通信システム１０００内の各ＢＴＳと無線通信する。各順方向リンクは、複数の順方向リンク制御チャネル、ページングチャネル、及びトラフィックチャネルを含む。各逆方向リンクは、複数の逆方向リンク制御チャネル、ページングチャネル、及びトラフィックチャネルを含む。しかしながら、従来技術による通信システム１００と異なり、通信システム１０００の各逆方向リンクは、サブフレーム単位で（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ ｂｙ ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ ｂａｓｉｓ）動的な変調及び符号化並びに復調及び復号化が可能なデータ伝送を可能とすることによって高速データ搬送を実現する、別のトラフィックチャネルであるエンハンスト・アップリンク専用搬送チャネル（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）（ＥＵＤＣＨ）をさらに備える。

通信システム１０００は、品質が低下した第１のエアインタフェースから別の品質のより高いエアインタフェースにＭＳ１０１４をハンドオフさせることが可能なソフトハンドオフ（ＳＨＯ）手順を含む。例えば、図４に示すように、セル１のセクタｂにサービス提供するＢＴＳによってサービス提供されるＭＳ１０１４は、セル３のセクタｃ及びセル４のセクタａとの３方向のソフトハンドオフ中である。同時にＭＳにサービス提供しているセクタに関連するＢＴＳ、すなわちセクタ１−ｂ、３−ｃ、及び４−ａに関連するＢＴＳは、そのＭＳのアクティブセットである。換言すれば、ＭＳ１０１４は、ＭＳにサービス提供しているセクタ１−ｂ、３−ｃ、及び４−ａに関連するＢＴＳ３０１，３０３，３０４とソフトハンドオフ（ＳＨＯ）中であり、これらのＢＴＳはＭＳのアクティブセットである。アクティブセットＢＴＳ及びサービングＢＴＳ等、本明細書において使用する用語「アクティブセット」及び「サービング」は交換可能であり、両方とも関連するＭＳのアクティブセットのＢＴＳを指す。さらに、図３及び図４には単一のＭＳにのみサービス提供しているものとしてＢＴＳ３０１，３０３，３０４を示すが、当業者には、各ＢＴＳ３０１〜３０７は同時に複数のＭＳをスケジューリングし、複数のＭＳにサービス提供してもよいこと、すなわち、各ＢＴＳ３０１〜３０７は同時に複数のアクティブセットのメン
バであってもよいことが理解される。

図３には、本発明の一実施形態による通信システム１０００のネットワーク・アーキテクチャ３００を示す。図３に示すように、通信システム１０００は複数のＢＴＳ３０１〜３０７を含み、各ＢＴＳは、対応するＢＳＳ１００１〜１００７とＢＴＳがサービス提供するセクタ内のＭＳとの間に無線インタフェースを提供する。好適には、スケジューリング機能３１６、ＡＲＱ機能３１４、及びＳＨＯ機能３１８は、ＢＴＳ３０１〜３０７の各々に分散されている。ＲＮＣ１０１０は、ＭＳ１０１４等、通信システム１０００がサービス提供している各ＭＳのアクティブセットのメンバを規定することによるモビリティの管理と、マルチキャスト／マルチレシーブ・グループの調整とを行う。通信システム１０００内の各ＭＳについて、インターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットが、ＭＳのアクティブセットの各ＢＴＳ、すなわちＭＳ１０１４のアクティブセットのＢＴＳ３０１，３０３，３０４に直接マルチキャストされる。

好適には、通信システム１０００の各ＢＴＳ３０１〜３０７は、ＳＨＯ機能のうちの少なくとも一部を実行するＳＨＯ機能３１８を含む。例えば、ＭＳ１０１４のアクティブセットの各ＢＴＳ３０１，３０３，３０４のＳＨＯ機能３１８は、フレーム選択及び新しいデータチャネル標識子のシグナリング等のＳＨＯ機能を実行する。各ＢＴＳ３０１〜３０７はスケジューラ、すなわちスケジューリング機能３１６を備えることが可能であるが、これに代えてスケジューリング機能３１６がＲＮＣ１１０に属すことも可能である。ＢＴＳのスケジューリングでは、ＭＳ１０１４に関するＢＴＳ３０１，３０３，３０４等の各アクティブセットＢＴＳは、ＭＳがＢＴＳに信号で通知するスケジューリング情報と、ＢＴＳにて測定される局部的干渉及びＳＮＲ情報とに基づいて他のアクティブセットＢＴＳと通信する必要なく、関連するＭＳ１０１４のスケジューリングを選択することが可能である。スケジューリング機能３０６をＢＴＳ３０１〜３０７に分散させることによって、通信システム１０００ではＥＵＤＣＨのアクティブセットのハンドオフの必要が存在しない。ＡＲＱ機能３１４及びＡＭＣ機能は、通信システム１００のＲＮＣ１１０にも属するが、通信システム１０００のＢＴＳ３０１〜３０７に分散させることも可能である。結果として、特定のハイブリッドＡＲＱチャネルで送信されるデータのブロックのアクティブセットＢＴＳによる復号が成功した場合、ＢＴＳは、ＲＮＣ１０１０にＡＣＫの送信が指示されるのを待機することなく、ソースＭＳ（例えば、ＭＳ１０１４）にＡＣＫを伝達することによって復号化の成功を肯定応答する。

各アクティブセットＢＴＳ３０１，３０３，３０４に各ＥＵＤＣＨフレームの復号化を可能とするように、ＥＵＤＣＨフレームに関連して、ＭＳ１０１４が各アクティブセットＢＴＳに、変調及び復号化情報、増加的冗長性バージョン情報、ＨＡＲＱ状態情報、及びＭＳ１０１４からの搬送ブロック・サイズ情報を伝達する。これら情報を集合的に搬送フォーマット及び資源関連情報（ＴＦＲＩ）と呼ぶ。ＴＦＲＩでは、レート・変調符号化情報及びＨ−ＡＲＱ状態のみが規定される。ＭＳ１０１４はＴＦＲＩを符号化し、ＥＵＤＣＨと同じフレーム区間に渡ってＴＦＲＩを送信する（ＴＦＲＩ及びＥＵＤＣＨのフレーム境界を交互に配列される場合があるという事実を説明する）。

例えば、当分野において知られているように、逆方向リンク通信中、ＭＳ１１１４は複数のＢＴＳ３０１，３０３，３０４にフレームを送信する。フレームの構造には、（ａ）現在のフレームを以前に記憶したフレームと結合する時、又は現在のバッファをフラッシュする時をＢＴＳに示すフラッシュ・ビット、（ｂ）データ、（ｃ）フレームの復号化が成功したか否か（すなわち、フレームが任意のエラーを含んでいたか否か）を示す巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビット、及び（ｄ）チャネル復号器のメモリをフラッシュするためのテール・ビットが含まれる。フレームに含まれる受信情報を、本明細書ではソフト情報と呼ぶ。ＢＴＳは、Ｈ−ＡＲＱ方式を使用して複数の再送信からのフレームを結合することが
可能である。

ＭＳ１１１４からのフレームの受信後、ＢＴＳ３０１，３０３，３０４はフレームを処理し、フレームが任意のエラーを含んでいたか否かを順方向制御チャネルを介してＭＳ１１１４に伝達する。フレームにエラーが含まれると全てのＢＴＳが伝達した場合、ＭＳ１１１４は、再送信されるフレームを元の記憶されているフレームと結合するようにＢＴＳに指示するために、フラッシュ・ビットをクリアして、同じフレームを全てのＢＴＳに再送信する。フレームにエラーが含まれていないとＢＴＳのうちの少なくとも１つが伝達した場合、ＭＳ１１１４は、以前のフレームをメモリから消去し、かつ以前のフレームを現在のフレームと結合しないように全てのＢＴＳに指示するために、フラッシュ・ビットを設定して、次のフレームを全てのＢＴＳに送信する。ＭＳは、他の非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳからのどの符号チャネルをリッスンする必要があるかを知らされないため、個々の非スケジューリングＢＴＳを扱うことは不可能であるが、スケジューリングＢＴＳのみを扱うことが可能である。本発明によって問題が解消される。

本発明の第１の好適な実施形態では、特定の符号又は符号語が、ダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルでの各ＡＣＫ／ＮＡＫ送信に対して適用される。この特定の符号語（又は色符号）では、ＭＳが別のＭＳに宛てられた（すなわち、誤った色又は符号語を有する）ＡＣＫ／ＮＡＫ送信を復号化する場合、その送信をＮＡＫとして復号化するように、特定のＭＳが一意に識別される。この種類の送信の識別の弁別は、１つのＭＳに対するＡＣＫ符号語と、他のＭＳに対して送信されたＡＣＫ符号語との間に適切な符号語間距離（ハミング距離、又は任意の他の周知の情報理論尺度として指定される）を指定することによって可能となる。非常に簡単な例は、ＮＡＫを変調布置のゼロ又はヌル（ｎｕｌｌ）位置にマッピングすることである（図６及び図７を参照）。詳細には、チャネル割当において、ＭＳには、アクティブセットの各ＢＴＳに対して２組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネル３２０が割当てられる（この組はアクティブセットの更新時に更新される）。一方の組はＢＴＳがスケジューリングＢＴＳである場合にＭＳによって使用され、他方の組はＢＴＳが非スケジューリングＢＴＳである場合に使用される。

ＭＳは、全ての最良のサービング・アクティブセットＢＴＳによって受信されるアップリンクのレート割当（例えば、ＴＦＲＩ）制御チャネル（Ｅ−ＤＣＣＨとも呼ばれる）に、ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子を含める。

一実施形態では、非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳのみが、（ＳＨＯの）ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子を読取及び使用する（なお、スケジューリング・アクティブセットＢＴＳのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルがダウンリンク・スケジューリング割当メッセージ（ＳＡＭ）で既に示されていることは、当分野では知られている）。ＳＨＯ中、ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルの割当てられた別個のプールからＭＳがＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを選択すると、非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳによる使用のために、このことがＭＳによって示される（ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子を用いて）。換言すれば、ＢＴＳがスケジューリングＢＴＳである場合、複数（例えば２つ）のＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルのプールが使用され、非スケジューリングＢＴＳには複数（例えば２つ）のＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルの別個の（非スケジューリングの）プールが使用される。１つより多くのアクティブセットＢＴＳがＭＳをスケジューリングする場合、ＭＳは、各ダウンリンク・スケジューリング割当メッセージ（ＳＡＭ）のＡＣＫ／ＮＡＫチャネル・ビットにより、各ＢＴＳから（スケジューリングＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのプールから）のどのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルをリッスンする必要があるかを知らされる。選択されたスケジューリング・サブフレーム割当が異なる場合にも、ＭＳは、各ＢＴＳ ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルから、どのＡＣＫ／ＮＡＫ送信区間をリッスンする必要があるかを知らされる。

ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルを非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳに割当てるＭＳによって、ＭＳはＳＨＯ中にどのＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルをリッスンする必要があるかを知らされ、マクロ選択ダイバーシチの利点が得られる。換言すれば、ＭＳは非スケジューリング・セルからのＡＣＫを検出し、送信のための次のパケットに移ることが可能である。非スケジューリングＢＴＳにおけるＳＨＯのＭＳの観点からは、ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル割当エラーが依然として存在し得るが、ＭＳの識別子（ＩＤ）に基づくＡＣＫ／ＮＡＫの色符号化のため有意な影響を生じ得る（ＮＡＫがＡＣＫとして解釈される）エラー状況のみが除去されるので、その影響はあまり大きくない。

代替の一実施形態では、全てのアクティブセットＢＴＳが、別個の非スケジューリングＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルの組から適切なＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを選択するために、ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子を使用する。

別の実施形態では、ＢＴＳが選択されたか否かをＢＴＳが判定することが可能であるように、選択されたスケジューリングＢＴＳの一意なＩＤに基づく色符号がアップリンクＴＦＲＩメッセージに対して適用される。これによって、ＵＥの同時スケジューリングの問題が回避される。多くの可能な色符号の間で各アクティブセットＢＴＳが選ばれる必要があるためにエラーの確率を増大させるＴＦＲＩを、依然として全てのＢＴＳが復号化可能な必要がある。

最後に、別の実施形態では、どのＢＴＳのスケジューリング割当メッセージが選択されたかを示すために、ＳＳＤＴ（サイト選択ダイバーシチ伝送）セルＩＤ符号ビットを使用することが可能である。

動作に際して、図５に、ＭＳ１０１４等の通信システム１０００のＭＳと、ＭＳのアクティブセットに含まれる複数のＢＴＳの各々、すなわちＢＴＳ３０１，３０３，３０４との間での通信の交換を示す、メッセージ・フローの図４００を示す。ＭＳ１０１４は、既知の固定変調符号化レート及び搬送ブロック・サイズを有する第１の逆方向リンク制御チャネル４０６を使用して、各アクティブセットＢＴＳ３０１，３０３，３０４にスケジューリング情報４０２を通信する。第１の逆方向リンク制御チャネルのための対応する符号割当は、半静的（ｓｅｍｉ−ｓｔａｔｉｃ）に行われる。好適には、ＭＳ１０１４は、ＭＳの対応するデータ・キューが空の場合、制御情報を送信しない。

各アクティブセットＢＴＳ３０１，３０３，３０４は、第１の逆方向リンク制御チャネル４０６を介して、ＢＴＳがサービス提供するＭＳ１０１４からスケジューリング情報４０２を受信する。スケジューリング情報４０２は、ＭＳのデータ・キューの状態及び出力状態を含んでもよい。ＢＴＳがサービス提供する各ＭＳから受信したスケジューリング情報４０２に基づいて、各々のサービングＢＴＳすなわちアクティブセットのＢＴＳ３０１，３０３，３０４は、各スケジューリング送信区間４１０に対して、ＢＴＳがサービス提供するＭＳのうちの１つ以上、すなわちＭＳ１０１４をスケジューリングする。

各アクティブセットＢＴＳ３０１，３０３，３０４は、逆方向リンク干渉レベル、ＭＳスケジューリング情報４０２、及び出力制御情報を使用して、ＢＴＳがサービス提供する各ＭＳ１０１４に許容される最大出力マージン目標又は限界を求める。出力マージンは、現在のＤＰＣＣＨ出力レベルと、ＭＳがサポートする最大出力レベルとの間の差として規定されてもよい。あるいは、現在のＤＰＣＣＨ出力レベルと、許容される最大ＥＵＤＣＨ出力レベルとの間の差として規定されてもよい。逆方向リンク・パイロットは、自動周波数制御、同期、及び出力制御等、復調目的で使用される。例えば、ＷＣＤＭＡシステムでは、逆方向リンク・パイロットは逆方向リンクＤＰＣＣＨで搬送される。最後に、出力マ
ージンは、以下の方程式でも規定可能である。

Ｐ_{ｍａｒｇｉｎ}＝Ｐ_{ｅｕｄｃｈ}＝Ｐ_ｍａｘ−Ｐ_{ｄｐｃｃｈ}（１＋β_{ｄｐｄｃｈ}＋β_{ｈｓ−ｄｐｃｃｈ}） （１）
ここで、β_{ｈｓ−ｄｐｃｃｈ}は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ／ＤＰＣＣＨの出力比である。高速専用物理制御チャネル（ＨＳ−ＤＰＣＣＨ）は、３ＧＰＰのリリース５においてＨＳＤＰＡ用に導入された物理チャネルである。このチャネルは、Ｈ−ＡＲＱ及び高速スケジューリング並びにレート割当をサポートするために、チャネル品質標識子（ＣＱＩ）情報及びＡＣＫ／ＮＡＫ情報を搬送する。β_{ｄｐｄｃｈ}＝ＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨの出力比である。

スケジューリングされるＭＳ（例えば、ＭＳ１０１４）を選択すると、各アクティブセットＢＴＳ３０１，３０３，３０４は、スケジューリング割当４１８を第１の順方向リンク制御チャネル４２６で、ＭＳ１０１４等、選択されたＭＳに伝達する。第１の順方向リンク制御チャネル４２６は、図５に示す１０ｍｓのフレーム・フォーマットを使用することが可能である。このフォーマットには、スケジューリング割当４１８、テール・ビット、及びＣＲＣが含まれる。これに代えて、第１の順方向リンク制御チャネル４２６のフレームサイズに、２ｍｓのフレーム・フォーマットが用いられてもよい。待ち時間の追加を回避するために、第１の順方向リンク制御チャネル４２６が交互に配列されてもよい。スケジューリング割当４１８は、許容される最大「出力マージン」限界又は目標と、第１の順方向リンク制御チャネル４２６を用いる次の１０ｍｓ送信区間（スケジューリング区間としても知られる）における２ｍｓサブフレーム区間等、許容されるＥＵＤＣＨサブフレーム送信区間のマップとからなる。なお、送信区間がサブフレーム送信区間と同じである場合、マップは必要ない。

各アクティブセットＢＴＳ３０１，３０３，３０４は、第２の順方向リンク制御チャネル４２０も使用して、本発明によって、また上述したように、ＡＣＫ／ＮＡＫ情報をＭＳのＥＵＤＣＨサブフレーム送信に関連するＭＳに伝達する。各ＭＳ１０１４には、そのＭＳの「色」符号を生成するための一意な識別子（ＩＤ）がＲＮＣによって割当てられる。ＢＴＳはＭＳの色符号をそのＭＳのＡＣＫ／ＮＡＫ情報に対して適用する。

詳細には、図６及び図７に、ＭＳのＩＤに基づいて色符号化されたＡＣＫ／ＮＡＫ送信の場合の、ＡＣＫ／ＮＡＫコヒーレントＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ符号割当を示す。ＳＨＯ中、別のユーザに宛てられたＡＣＫ／ＮＡＫチャネルをＭＳが復号化する場合、色符号の不一致によって、復号化の際、ＮＡＫとして解釈される低い相関が生じる。ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルの別個のプールが非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳによってＳＨＯ中に使用される場合にも、それらのチャネルはＳＨＯにおいて複数のＭＳの間で共有されるため、衝突の機会が存在する。アップリンクのタイミングの非同期性も、以下で述べるように、ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル割当における衝突の尤度の低減を補助する。

ＭＳ１０１４等、ＳＨＯ領域のＭＳが、１つ以上のアクティブセットＢＴＳすなわちサービングＢＴＳ３０１，３０３，３０４から、１つ以上のスケジューリング割当４１８を受信する場合がある。ＭＳが１つより多くのスケジューリング割当を受信する場合、ＭＳは最良のレートに対応するスケジューリング割当４１８を選択してもよい。最良のレートは最高のアップリンクのデータレートを表すレートであり得るか、あるいは、最良のレートは、全てのＢＴＳにおいて許容可能な干渉レベルを生じる最高のデータレートを表すことがあり得る。ＭＳは、選択されたスケジューリング割当４１８からの干渉情報（許容される最大出力マージン限界）と、ＭＳにて測定された現在のスケジューリング情報４０２、すなわち、現在のバッファ占有率及び出力状態又は出力マージンとに基づいて、各ＥＵＤＣＨサブフレーム４２２のＴＦＲＩを判定する。ＭＳは高速出力制御機能を使用し、フィードバック・レートがスロット単位（ｓｌｏｔ ｂｙ ｓｌｏｔ ｂａｓｉｓ）で、た
とえば３ＧＰＰのＵＭＴＳの場合では１５００Ｈｚで行われる。次いで、ＭＳは、判定されたＴＦＲＩを使用してＥＵＤＣＨサブフレーム４２２をアクティブセットＢＴＳ３０１，３０３，３０４に送信する。

ＭＳ１０１４は、ＡＣＫ／ＮＡＫ送信を受信すると、その情報を使用してアップリンク送信アクティビティを判定する。例えば、ＡＣＫを受信した場合、ＭＳは対応するパケットを再送信する必要はない。ＮＡＣＫを受信した場合、ＭＳは、明示的なスケジューリングモードでは、後続のスケジューリング割当の受信時に、対応するパケットを再送信し、自律モードでは、適切な時にパケットを再送信する。

図７には、アップリンクでの非同期タイミングによってＡＣＫ／ＮＡＫチャネル割当の衝突の尤度を低減することを示す。なお、ＵＥ１のＡＣＫ／ＮＡＫ送信は、ＵＥ（ＭＳ）と、選択されたアップリンク・スケジューリング送信割当との間の非同期タイミングのため、この例においては、ＵＥ２からのＡＣＫ／ＮＡＫ送信とほぼ時間的に直交する。したがって、異なるＵＥのＡＣＫ／ＮＡＫが同じチャネルで送信された場合にも（送信の重複により、この例では常に可能である訳ではない）、競合が低減される。

上記の解決策が好適であるが、他の折衷案を用いることも可能な、本発明に包含される他の技法もある。したがって、本発明の第２の実施形態では、ＡＣＫ／ＮＡＫ情報又はスケジューリング割当情報が、関連するダウンリンク物理制御チャネル（ＤＰＣＨ）で搬送される。これは符号効率的であるとともに、ＳＨＯの複雑さを回避するが、関連するＤＰＣＨチャネルで搬送される他のサービスを劣化させる。

この場合、エンハンスト・アップリンクをサポートするために、明示的なスケジューリングにおいてスケジューリング割当メッセージ及びＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫ情報を搬送し、自律スケジューリングにおいて持続性情報及びＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫを搬送するＤＰＣＨに関連するダウンリンクに、新たなフィールドを提示する。これに代えて、ＤＰＣＨにおいて符号化ビットをパンクチャすることが可能である。新たなＤＰＣＨフィールドをＥＵフィールドと呼ぶ。ＥＵフィールドは、ＳＨＯ中の非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳによって不連続送信（ＤＴＸ）される。アクティブセットＢＴＳによる同時スケジューリングでは、何の問題も生じない。ＤＰＤＣＨ Ｎｄａｔａ２フィールド、ＤＰＣＣＨパイロットフィールド、又はその両方からビットを取り、ＥＵフィールドを作成することによって、新たなダウンリンク・スロットのフォーマットが作成される。これに代えて、ＤＰＤＣＨ Ｎｄａｔａ１フィールドからビットを取り、ＥＵフィールドを作成することが可能である。新たなＥＵフィールドで送信するように選択されたレイヤ１シグナリングデータを、可能な限り少ないビットに最適化して、２ｍｓ、４ｍｓ、５ｍｓ、６ｍｓ、１０ｍｓ、又はタイミング制約によりＮチャネルのストップ・アンド・ウェイトＨＡＲＱに必要なチャネル数（Ｎ）の低減を補助する、より大きなフレームサイズにマッピングすることが可能である。

ＭＳ（ＵＥ）がエンハンスト・アップリンク・チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）を使用するように明示的にスケジューリングされる（明示モード）場合、スケジューリングＢＴＳによってスケジューリング割当メッセージ（ＳＡＭ）がスケジューリング割当チャネルでＵＥに送信される必要がある。なお、Ｅ−ＤＣＨ及びＥＵＤＣＨは以下の文において交換可能に使用される。また、ダウンリンクチャネルは、受信した送信毎に、ＢＴＳによる肯定応答又は否定応答をＵＥに信号で通知する必要がある。このダウンリンクチャネルはＡＣＫ／ＮＡＫチャネルと呼ばれる。ＡＣＫ／ＮＡＫ送信をＳＡＭに組み込むことも可能である。

ＳＡＭ及びＡＣＫ／ＮＡＫ情報の送信には、幾つかのベアラオプションが存在する。すなわち、（１）ＳＡＭ及びＡＣＫ／ＮＡＫに対する別個の符号チャネル（２又は１０ｍｓ
Ｅ−ＤＣＨフレームサイズ又は送信時間区間（ＴＴＩ）、（２）結合ＳＡＭ及びＡＣＫ／ＮＡＫに対する別個の符号チャネル（２又は１０ｍｓＥ−ＤＣＨ ＴＴＩ）、（３）１０ｍｓＴＴＩ（１０ｍｓＥ−ＤＣＨを使用することによるＤＰＣＨに関するダウンリンクでのレート一致ＳＡＭ、（４）ＳＡＭに対するＤＰＣＨに関連するダウンリンクでの別個のＤＰＣＣＨフィールド（２又は１０ｍｓＥ−ＤＣＨ）、（５）ＡＣＫ／ＮＡＫに対するＤＰＣＨに関連するダウンリンクでの別個のＤＰＣＣＨフィールド（２又は１０ｍｓＥ−ＤＣＨ）、及び（６）ＤＰＣＨに関連するダウンリンクでのＡＣＫ／ＮＡＫ情報を示すためのＴＦＣＩスプリット・モードの再使用（１０ｍｓＥ−ＤＣＨ）。

第１のオプションは、最も柔軟であるが、最も符号非効率的であり、ＵＥが非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳからのソフトハンドオフ（ＳＨＯ）中にどのＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルをリッスンする必要があるかを知らされる必要がある。別の利点は、ＳＨＯ中の音声サービスに対してより柔軟なことである。第２のオプションは、第１のオプション１における符号非効率性の低減を補助するが、柔軟性は失われ、Ｎチャネルのストップ・アンド・ウェイトＨＡＲＱプロトコルのために、おそらくより多くのＮを必要とする。第３のオプションは符号効率的であるが、ソフトハンドオフ中にＢＳＳ間の通信が存在せず、さらにＢＴＳ間の通信さえ存在しない場合もあり、ＵＥでの復調及び復号化はソフト結合が生じた後に行われるため、実際には、Ｅ−ＤＣＨ ＴＴＩが１０ｍｓの場合と、ＵＥがソフトハンドオフ中でない場合とでしか機能しない。ＴＦＣＩは、ＳＡＭがレート一致されるか否かを示す（ＳＨＯ中でない場合のみ）。また、サービングＢＴＳがＵＥのＳＨＯ状態を知る必要がある。第４のオプションは符号効率的であり、２又は１０ｍｓＥ−ＤＣＨを含む任意のサイズのＴＴＩで機能することが可能である。ＳＨＯ中、全ての他の非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳは、ＳＡＭフィールドを不連続送信する必要がある。また、サービングＢＴＳがＵＥのＳＨＯを知る必要がある。新たなＢＴＳが追加又は削除される時に各アクティブセットＢＴＳにＵＥのＳＨＯ状態の変化を信号で通知するために、解決策を使用することが可能である。第５のオプションは符号効率的であり、柔軟性があり、ＡＣＫ／ＮＡＫ ＳＨＯ符号チャネル問題を回避するが、関連するＤＰＣＨで搬送される発話又は他のサービスに影響を与えるので、第４のオプションと同様である。第６のオプションは符号効率的であるが、Ｅ−ＤＣＨ ＴＴＩが１０ｍｓ以上の場合しか実際に機能せず、より大きな出力オフセットをＴＦＣＩフィールドに使用することが必要である。ＴＦＣＩを１０ｍｓのＤＰＣＨに分割することにより、１５ビットのみが利用可能になる。したがって、第６のオプションは、実際には、ＡＣＫ／ＮＡＫ情報の転送にのみ有用である。

第４及び第５のオプションをさらに考察することが可能である。この実施態様においてＵＥがＥ−ＤＣＨを使用する必要がある場合、隣接するＤａｔａ２ ＤＰＤＣＨフィールドからビットを取ることによって作成される、ＥＵフィールドと呼ばれる新たなＤＰＣＣＨフィールドを各ＤＰＣＣＨスロットが常に含むように、スロット・フォーマット・ダウンリンク・チャネル再構成が行われる。ＵＥがＥ−ＤＣＨを使用するようにＢＴＳがスケジューリングしていない場合、ＢＴＳはＥＵフィールドを不連続送信する。これに代えて、ハードＴＦＣＩスプリットを用いることによってＥＵフィールドが存在するか否かを示すために、ＴＦＣＩを使用することが可能である。すなわち、フレーム又はサブフレーム当たりのスロットのうちの１つにおける１つのＴＦＣＩビット（ＥＵ標識ビット）を、ＥＵフィールドの有無を示すために使用し、フレーム又はサブフレーム当たりの残りのスロットの各ＴＦＣＩフィールドにおける他のビットを、ＴＦＣＩを表すためにさらに使用する。このＥＵ標識ビットは、ＥＵがソフトハンドオフ中でない場合のみ使用され、ＳＨＯ中には、全てのアクティブセットＢＴＳによって不連続送信されるか、又はスプリットＴＦＣＩがＳＨＯ中に使用されないように、全く使用されない。いずれの場合でも、ＳＨＯ中、ＥＵフィールドは常に存在するが、非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳによって不連続送信される。

ＵＥがソフトハンドオフモードでない場合、レート一致を使用することが可能である。レート一致は、３ＧＰＰダウンリンクにおいて１０ｍｓフレーム全体に渡って生じる。サブフレーム期間が２ｍｓである場合、レート一致アルゴリズムは、どのスロットがＥＵフィールドを含むかを事前に知らされていない。したがって、レート一致では、Ｎｄａｔａ２に対して固定値を仮定する必要がある。次いで、要求されたスロットにＥＵフィールドを作成するために、レート一致アルゴリズムの出力がスロット単位でパンクチャ又は繰り返される。例えば、ＥＵフィールドが存在する場合、Ｄａｔａ２のビットをパンクチャすることが可能であり、ＤＰＤＣＨのレート一致では、長さゼロのＥＵフィールドを有するスロット・フォーマットが仮定される。これに代えて、ＤＰＤＣＨのレート一致では、ＥＵフィールドが常に存在すると仮定することも可能であり、実際にはＥＵデータが存在しない場合には、幾つかのＤａｔａ２のビットが繰り返されて、より信頼性が高まる。これらの間の手法も可能である。例えば、Ｎ_ＥＵ＝８の場合、ＤＰＤＣＨに対するレート一致では、ＥＵが存在する場合には４つのデータ・ビットをパンクチャし、ＥＵが存在しない場合には４つのデータ・ビットが繰り返されるように、Ｄａｔａ２の値を仮定することが可能である。この場合、レート一致によって仮定されるＤａｔａ２の値は、ＥＵが存在する場合と、存在しない場合との実際のＤａｔａ２の値の中間となる。いずれの場合でも、ＥＵ標識ビットは、ＥＵフィールドが存在するか否かを、すなわち、チャネル・ビットがＤａｔａ２のビットであるか、ＥＵビットであるかを示す。

図９には、第４及び第５のオプションにおける、ＤＰＣＨベアラに関連するＳＡＭ及びＡＣＫ／ＮＡＫの従来技術による詳細を示す。ＳＡＭにおいて搬送される情報は、（１）最大出力マージン限界（又はレート限界又はＴＦＣＳ限界）、４ビット、（２）ビット・マップ（複数のフレーム又はサブフレーム区間をスケジューリングする場合）、各区間に対して１ビット、及び（３）ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル符号割当（別個の符号チャネルの場合）、２ビットである。ダウンリンクＤＰＣＨフレーム構造は｛［ＮＤ１］、［ＴＰＣ］、［ＴＦＣＩ］、［ＮＤ２］、［Ｐｉｌｏｔ］｝として与えられる。

本発明によれば、ＡＣＫ／ＮＡＫを搬送するために、新たなＤＰＣＣＨフィールドと共に、ダウンリンクＤＰＣＨスロットフォーマットの新たな組が必要であり、ＳＡＭ情報は｛［ＮＤ１］、［ＴＰＣ］、［ＴＦＣＩ］、［ＮＤ２］、［ＥＵ］、［Ｐｉｌｏｔ］｝として与えられ、図１０に示される。このＡＣＫ／ＮＡＫ＋ＳＡＭフィールド又はＥＵフィールドは、ＤＰＤＣＨフィールド及びＤＰＣＣＨフィールドを示した以下のテーブル１に示すようにＤａｔａ２のフィールドからビットを取る。

このテーブルでは、本発明により提案される新規なスロット・フォーマットは、スロット・フォーマット２Ｃ、３Ｃ〜３Ｍ、４Ｃ〜４Ｊ、８Ｃ、９Ｃ〜９Ｐ、及び１１Ｃ〜１１Ｆである。

本発明は、各スロットにおいて１つ〜３つのデータ・ビットをパンクチャする可能性についても構想し、必要な情報を１つのフレーム（２ｍｓ）にわたって累積する。しかしながら、この技法は高いエラー及び待ち時間を有する場合があり、スロットあたり３ビットまでに制限される。

本発明について本発明の特定の実施形態を参照して特に図示し説明したが、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく各種変更を行うことが可能であり、また均等物で置換可能であることが当業者により理解されるであろう。したがって、本明細書及び図面は限定ではなく例示の意味で受け止められるべきであり、このような変更及び置換は全て本発明の範囲内に含まれることが意図される。

長所、他の利点、及び問題に対する解決策について特定の実施形態に関連して上述した。しかしながら、長所、利点、問題に対する解決策、及び任意の長所、利点、又は解決策を発生させる、若しくはより明らかにさせることが可能である任意の要素は、請求項のいずれか又は全ての極めて重要、要求される、又は本質的な特徴又は要素として解釈されるべきではない。本明細書において使用する用語「含む」、「含んでいる」、又はこの任意の変形は非排他的な包含を含むことを意図するため、要素リストを含むプロセス、方法、物品、又は装置はこれら要素のみを備えるのではなく、明示的に列挙されない、又はこのようなプロセス、方法、物品、又は装置に固有の他の要素を含み得る。

従来技術による例示的な通信システムのブロック図。 図１の通信システムの階層構造のブロック図。 本発明の一実施形態による分散型ネットワーク・アーキテクチャを示す図。 本発明の一実施形態による通信システムのブロック図。 本発明の一実施形態によるメッセージ・フローの図。 本発明による、ＢＰＳＫ変調に対するＡＣＫ／ＮＡＫ色符号化の例示的な図。 本発明による、ＱＰＳＫ変調に対するＡＣＫ／ＮＡＫ色符号化の例示的な図。 本発明によるタイミング図。 ＤＰＣＨにおける従来技術のタイミング図。 本発明の第２の実施形態のタイミング図。

Claims (20)

1. 無線通信システムにおける通信装置のアップリンク性能の改良方法において、
   特定の通信装置を一意に識別する符号化ビットを規定する符号化ビット規定工程と、
   複数の通信装置による受信が可能なダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ送信に対して符号化ビットを適用する符号化ビット適用工程と、
   符号化ビット適用工程による符号化ビットを用いて、特定の通信装置宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信と、他の通信装置宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信とを弁別する送信弁別工程と、
   アップリンク送信アクティビティの判定の際、特定の通信装置に対して符号化されたＡＣＫ／ＮＡＫ送信の情報を利用する情報利用工程とからなる方法。
2. 符号化ビットはダウンリンク物理制御チャネルのフィールドに対して適用される請求項１に記載の方法。
3. 符号化ビットはダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルに対して適用される請求項１に記載の方法。
4. 各ＢＴＳに対して２組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを割当てるチャネル割当工程を含む請求項３に記載の方法。
5. 第１のＢＴＳが通信装置をスケジューリングする時、第１の組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのうちの１つのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを使用する工程と、第１のＢＴＳ以外が通信装置をスケジューリングする時、第１のＢＴＳによる第２の組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのうちの１つのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを随意で使用する工程とを含む請求項４に記載の方法。
6. 通信装置は非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳのみが使用するＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子をアップリンク制御チャネルに含める請求項３に記載の方法。
7. 通信装置は、ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルの組から適切なＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを選択するために全てのアクティブセットＢＴＳが使用するＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子を、アップリンク制御チャネルに含める請求項３に記載の方法。
8. 符号化ビット規定工程は選択されたスケジューリングＢＴＳの一意なＩＤに基づいて第２の符号ビットを規定する工程を含み、情報利用工程はＢＴＳが選択されたか否かの判定が可能であるようにアップリンク通信に対して第２の符号ビットを適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
9. 符号化ビット規定工程はサイト選択ダイバーシチ送信セルＩＤ符号ビットを受信する工程を含み、情報利用工程はセルＩＤ符号ビットを利用して、どのＢＴＳが選択されるかを示す工程を含む請求項１に記載の方法。
10. 無線通信システムにおける通信装置のアップリンク性能の改良方法において、
    特定の通信装置を一意に識別する符号化ビットを規定する符号化ビット規定工程と、
    複数の通信装置による受信が可能なダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルのダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ送信に対して符号化ビットを適用する符号化ビット適用工程と、
    符号化ビット適用工程による符号化ビットを用いて、特定の通信装置宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信と、他の通信装置宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信とを弁別する送信弁別工程と、
    アップリンク送信アクティビティの判定の際、特定の通信装置に対して符号化されたＡＣＫ／ＮＡＫ送信の情報を利用する情報利用工程とからなる方法。
11. 各ＢＴＳに対して２組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを割当てるチャネル割当工程を含む請求項１０に記載の方法。
12. 第１のＢＴＳが通信装置をスケジューリングする時、第１の組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのうちの１つのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを使用する工程と、第１のＢＴＳ以外が通信装置をスケジューリングする時、第１のＢＴＳによる第２の組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのうちの１つのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを随意で使用する工程とを含む請求項１１に記載の方法。
13. 通信装置は非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳのみが使用するＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子をアップリンク制御チャネルに含める請求項１２に記載の方法。
14. 通信装置は、ＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルの組から適切なＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを選択するために全てのアクティブセットＢＴＳが使用するＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子を、アップリンク制御チャネルに含める請求項１１に記載の方法。
15. 符号化ビット規定工程は選択されたスケジューリングＢＴＳの一意なＩＤに基づいて第２の符号ビットを規定する工程を含み、情報利用工程はＢＴＳが選択されたか否かの判定が可能であるようにアップリンク通信に対して第２の符号ビットを適用する工程を含む請求項１０に記載の方法。
16. 符号化ビット規定工程はサイト選択ダイバーシチ送信セルＩＤ符号ビットを受信する工程を含み、情報利用工程はセルＩＤ符号ビットを利用して、どのＢＴＳが選択されるかを示す工程を含む請求項１０に記載の方法。
17. ＵＭＴＳ通信システムにおける通信装置のソフトハンドオフ中のエンハンスト・アップリンク性能の改良方法において、
    特定の通信装置を一意に識別する符号化ビットを規定する符号化ビット規定工程と、
    複数の通信装置による受信が可能なダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネルのダウンリンクＡＣＫ／ＮＡＫ送信に対して符号化ビットを適用する符号化ビット適用工程と、
    符号化ビット適用工程による符号化ビットを用いて、特定の通信装置宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信と、他の通信装置宛のＡＣＫ／ＮＡＫ送信とを弁別する送信弁別工程と、
    各ＢＴＳに対して２組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを割当てるチャネル割当工程と、
    第１のＢＴＳが通信装置をスケジューリングする時、第１の組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのうちの１つのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを使用する工程と、
    第１のＢＴＳ以外が通信装置をスケジューリングする時、第１のＢＴＳによる第２の組のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのうちの１つのＡＣＫ／ＮＡＫチャネルを随意で使用する工程とからなる方法。
18. 通信装置は非スケジューリング・アクティブセットＢＴＳのみが使用するＡＣＫ／ＮＡＫ符号チャネル標識子をアップリンク制御チャネルに含める請求項１７に記載の方法。
19. 符号化ビット規定工程は選択されたスケジューリングＢＴＳの一意なＩＤに基づいて第２の符号ビットを規定する工程を含み、情報利用工程はＢＴＳが選択されたか否かの判定が可能であるようにアップリンク通信に対して第２の符号ビットを適用する工程を含む請求項１７に記載の方法。
20. 符号化ビット規定工程はサイト選択ダイバーシチ送信セルＩＤ符号ビットを受信する工程を含み、情報利用工程はセルＩＤ符号ビットを利用して、どのＢＴＳが選択されるかを
    示す工程を含む請求項１７に記載の方法。

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