JP2006525754A - 再送付き多元接続システムにおけるユーザ多重化のための方法、装置及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】再送付き多元接続システムにおけるユーザ多重化のための方法、装置及びシステム
【解決手段】本発明の１つの態様に従って、自動再送要求（ＡＲＱ）などの再送機構を利用するシステム内のユーザのグループがユーザの複数のサブグループに分割される方法が提供される。各ユーザには、情報の伝送のために多くのチャネルが割り当てられる。各ユーザに割り当てられるチャネル数は、少なくとも部分的に、サブグループの数及びシステム内で使用可能なチャネルの数に基づいて決定される。伝送間隔は、ユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔に情報を伝送するのを許されるように複数のサブグループの間で切り換えられる。第１のグループ内のある特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔は、該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用される。

Description

本発明は概して通信の分野に関し、さらに詳細には多元接続通信システム内での効率的なユーザ多重化のための方法、装置及びシステムに関する。

近年、通信システムの性能及び機能は、電気通信網アーキテクチャ、信号処理及びプロトコルに対するいくつかの技術的な進展及び改善の観点から急激に改良され続けている。無線通信の分野においては、システムの容量を増加し、急成長するユーザの需要に対処するために、多様な多元接続の規格とプロトコルが開発されてきた。これらの多様な多元接続方式と規格は時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、及び直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）等を含む。一般的には、ＴＤＭＡ技法を利用するシステムでは、各ユーザは自分の指定された、つまり割り当てられたタイムスロット内に情報を送信することができるのに対し、ＦＤＭＡシステムは、各ユーザがこの特定のユーザに割り当てられる特定の周波数で情報を送信できるようにする。対照的に、ＣＤＭＡシステムは、各ユーザに一意のコードを割り当てることによりさまざまなユーザが、同じ周波数で、同時に情報を送信できるようにするスペクトル拡散システムである。ＯＦＤＭＡシステムでは、高速データストリームが、多くの副搬送波（ここでは副搬送波周波数とも呼ばれる）上で並列で同時に送信される多くの低速データストリームに割られる、つまり分割される。ＯＦＤＭＡシステムにおける各ユーザには情報の伝送のために使用可能な副搬送波の部分集合が与えられる。ＯＦＤＭＡシステム内で各ユーザに与えられる搬送波の部分集合は固定である、あるいは例えば周波数ホッピングＯＦＭＤＡ（ＦＨ−ＯＦＤＭＡ）のケースでは変化する場合がある。ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ及びＣＤＭＡの多元接続技法は図１に示されている。図１に図示されているように、ＦＤＭＡの通信チャネルは、ある特定のチャネルがある特定の周波数に相当する周波数によって分離されている。ＴＤＭＡシステムでは、通信チャネルは、ある特定のチャネルがある特定のタイムスロットに相当する時間で分離される。対照的に、ＣＤＭＡシステムの通信チャネルは、ある特定のチャネルがある特定のコードに相当するコードにより分離される。

無線システムでは、あらゆる単一の伝送で確実なパケット転送を保証することは通常非効率である。該非効率は、基礎を成すチャネル状態が伝送ごとに劇的に変化するシステムにおいて特に顕著である。例えば、ＦＨ−ＯＦＤＭＡシステムでは、フレーム／パケット間の受信信号対雑音比（ＳＮＲ）には大きな変動があり、このようにしてパケット伝送ごとに小さなフレーム誤り率（ＦＥＲ）を保証することを困難且つ非効率にしている。このような困難と非効率は、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ及び直交ＣＤＭＡ等を含むがこれに限定されるものではない直交多元接続技法を利用する他の通信システムにも当てはまる。

このような通信システムにおいては、このような非効率を減少させるのに役立つために、自動再送／反復要求（ＡＲＱ）方式などのパケット再送機構が使用されてよい。しかしながら、これは、各パケットが到達するには平均してさらに長くかかるために高いパケット待ち時間を消費して行われる。一般的に大きなパケット待ち時間はデータトラヒックにとっては重大な問題ではない場合があるが、音声トラヒックまたは情報の伝送で低い待ち時間を必要とする他の種類のアプリケーションにとっては不利となるであろう。さらにパケット伝送待ち時間はシステムのユーザ数が増え続けるにつれて高まると予想される。したがって、（例えばシステムスループット、つまりシステムを同時に使用するユーザ数等に基づいて）システム容量を改善するためには、伝送待ち時間は低く、つまり小さく抑えなければならない。

ＡＲＱ方式を利用するシステムにおいては、各伝送肯定応答に関連する無視できない追加の遅延がある。特に、過去に送信されたパケットの肯定応答（ＡＣＫ／ＮＡＫ）が戻ってくる前には複数のパケット伝送回数までかかる可能性がある。リンク活用を改善するためには、ＳチャネルＡＲＱがこれらのシステムで実現できる。用語ＳチャネルＡＲＱは、これらのシステム内で送信機から受信機にＳ個のインタレース（つまりＳ個のインタレースパケットストリーム）があるという事実を指している。例えば、デュアルチャネルＡＲＱは多くの場合これらのシステムで実現される。図２で図示されるように、用語デュアルチャネルは、送信機から受信機に（図２に実線と点線で示されている）２つのインタレースパケットストリームがあるという事実を指している。この種のシステム構成においては、次のパケットを送信する前に肯定応答（ＡＣＫ／ＮＡＫ）が戻ってくるのを待つよりむしろ、送信機は可能なときはつねにパケットを送信し続け、それが到達すると肯定応答に応答する。リソース活用（例えば、リンク活用）はデュアルチャネルＡＲＱシステムで改善される一方、伝送待ち時間は対処することが必要である問題となり続ける。例えば、図２に示されているように、伝送エラー（例えばスロットインデックスｎ＋２におけるパケットインデックス♯２の伝送）があるとき、このようなエラーの肯定応答（例えばＮＡＫ）はスロットインデックスｎ＋３で受信され、それぞれのパケットは１スロット後（スロットインデックスｎ＋４）まで再送されない。

したがって、ＡＲＱなどのパケット再送機構を利用する多元接続システムにおいて伝送待ち時間を削減するための方法、装置及びシステムに対するニーズが存在する。

本発明の１つの態様に従って、再送機構を利用し、情報の伝送のためにユーザの第１のグループによって使用されることが可能な複数のチャネルを有する多元接続通信システムにおいては、ユーザの第１のグループがユーザの複数のサブグループに分割される方法が提供される。各サブグループ内の各ユーザに割り当てられるチャネルの数は、少なくとも部分的にはサブグループの数及び使用可能な複数のチャネルの数に基づいて決定される。決定されるチャネルの数は、情報の伝送のために各サブグループ内の各ユーザに割り当てられる。伝送間隔は、ユーザの複数のサブグループの間で交互に切り換えられる。ユーザの複数のサブグループでは、ユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信することを許されたり、第１のグループ内の特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔が該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用される。

本発明の別の態様に従って、自動再送要求（ＡＲＱ）方式を利用し、情報を送信するためにユーザの第１のグループと第２のグループにより使用されるために得られる複数のチャネルを有する通信システムにおいては、ユーザの第１のグループがユーザの複数のサブグループに分割される方法が提供される。第１のグループの各サブグループの各ユーザに対して割り当てられるチャネルの数は、少なくとも部分的には第１のグループのサブグループの数、及び第１のグループにより情報の伝送のために使用可能なチャネルの数に基づいて決定される。決定されるチャネルの数は、情報の伝送のために第１のグループの各サブグループの各ユーザに割り当てられる。伝送間隔は第１のグループのユーザの複数のサブグループの間で交替して行われ、第１のグループのユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信することを許され、第１のグループ内の特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔は、該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用され、ユーザの第２のグループはユーザの第１のグループと同時に情報を送信することを許される。

本発明のさらなる態様に従って、情報の伝送のために使用可能な複数の通信チャネル、及び情報の伝送のために該複数の通信チャネルを共用する複数のユーザの第１のグループを含む、エラー補正のために再送プロトコルを利用する多元接続通信システムが開示されている。第１のグループの複数のユーザは、ユーザの複数のサブグループに分けられる。各ユーザには、少なくとも部分的に使用可能な通信チャネルの数及びユーザのサブグループ数に基づいて複数の通信チャネルの別個の部分集合が割り当てられる。伝送間隔は第１のグループのユーザの複数のサブグループの間で交替で行われ、第１のグループのユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信するのを許され、第１のグループ内の特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔は、該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用される。

本発明のさらに別の態様に従って、エラー補正のために再送機構を利用するシステムにおいては、多元接続システム内で使用可能な通信チャネルの総数と、システムによって現在サービスを提供されているユーザの第１のグループのユーザ総数が周期的に決定される方法が提供される。ユーザの第１のグループは、グループ内のユーザの総数に基づいてユーザの複数のサブグループに区分される。使用可能な通信チャネルの別個の部分集合が、少なくとも部分的には、使用可能な通信チャネルの総数及び第１グループ内のサブグループの数に基づいて各サブグループの各ユーザに割り当てられる。伝送間隔は、第１のグループの複数のサブグループに交互に割り当てられ、第１のグループのユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信することを許され、第１のグループの特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔が該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用される。

本発明のさらなる態様に従って、機械により実行されるときに機械に情報の伝送のために使用可能なチャネル数、及び再送機構を利用する多元接続通信システム内のユーザの第１のグループのユーザ数を決定するための演算を実行させ、ユーザの第１のグループをユーザの複数のサブグループに分け、少なくとも部分的には、サブグループの数と使用可能なチャネル数に基づいて各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネルの数を決定し、情報の伝送のために各サブグループ内の各ユーザに決定されたチャネルの数を割り当て、ユーザの複数のサブグループの間で伝送間隔を交互にさせる命令を含む機械読み取り可能媒体が提供され、ユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信することを許され、第１のグループの特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔が、該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用される。

本発明の多様な態様及び特徴は、以下の詳細な説明及び添付図面の参照により開示される。

以下の詳細な説明には、多数の特殊な詳細が述べられている。しかしながら、本発明の多様な実施形態はこれらの特殊な詳細なしで実践されてよいことが理解される。後述される本発明の多様な実施形態が例示的であり、限定的となるよりむしろ本発明を例証することを目的としていることが当業者により、認識され理解されるべきである。

ここに説明されているように、本発明の一実施形態に従って、自動反復／再送（ＡＲＱ）方式などの再送機構を利用する多元接続システムにおいて効率的なユーザ多重化を可能にするための方法が提供される。以下に示されている例では、２個のインタレースのあるデュアルチャネルＡＲＱシステムが説明及び図解の目的で説明されているが、本発明の教示が２個のインタレースのある多元接続システムに限定されるのではなく、異なる数のインタレースを利用する他の多元システムにも等しく適用可能であることが当業者により理解され認識されるべきである。

さらに詳細に後述されるように、本発明の一実施形態においては、システムによりサービスを提供されているユーザのグループが複数のサブグループに分割される、情報の伝送のために使用可能なチャネルの集合を有する多元接続システム内の効率的なユーザ多重化のための方法が開示されている。一実施形態においては、サブグループの数はシステム内のインタレース数またはインタレースパケットストリームの数に基づいて決定される。例えば、システムがＳ−チャネルＡＲＱ機構（例えば、Ｓ個のインタレース）を利用する場合には、サブグループの数はインタレースの数に相当するであろう（例えば、サブグループ数＝インタレース数＝Ｓ）。使用可能なチャネルの別個の部分集合は、少なくとも部分的には、使用可能なチャネル数とユーザのサブグループ数に基づいて、情報の伝送のために各ユーザによって使用される各サブグループの各ユーザに割り当てられる。伝送間隔は複数のサブグループの間で交替に切り換えられ、複数のサブグループの１つのユーザだけが任意の伝送間隔の間に対応する割り当てられたチャネル上で情報を送信するのを許される。ここに説明されるユーザ多重化のための方法及び技法は、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、及びＯＦＤＭＡ等を含むがこれに限定されるものではない直交多元接続技法とチャネル化（ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ）技法を利用する、多様な多元接続システムに適用可能である。

図３は、本発明の一実施形態による例示的な多元接続システム３００を示す図である。図３に図示されているように、多元接続システム３００は、Ｋ人のユーザ３２０のグループにより情報の伝送のために使用可能なＮ個のチャネル３１０の集合を有する。一実施形態においては、Ｋ人のユーザのグループは、現在システムによりサービスを提供されている、あるいはサポートされているユーザの数を表し、Ｎ個のチャネルの集合は、情報の伝送のために使用される使用可能な直交チャネルの数を表す。多元接続システム３００により利用されている多元接続技法及びチャネル化技法に応じて、チャネル３１０とユーザ３２０は（例えば、ＴＤＭＡ方式でのように）時間、（例えば、ＦＤＭＡ方式とＯＦＤＭＡ方式でのように）周波数、または（例えば直交ＣＤＭＡ方式でのように）符号により分離つまり差別化される。従来、従来の技術の多元接続システムでは、各ユーザは固定数のチャネル（例えばＮ／Ｋ個の重複しないチャネル）を割り当てられる。したがって、すべてのユーザは自らのそれぞれのＮ／Ｋ個のチャネルを使用して同時に情報を送信できる。

対照的に、図３に図示されるように、Ｋ人のユーザ３２０のグループが複数のサブグループに分けられる新規の効率的なユーザ多重化技法が示されている。この例では、図解及び説明のために、システムはデュアルチャネルＡＲＱ機構を利用し、したがってＫ人のユーザ３２０のグループが２つのサブグループ、つまり第１のサブグループ３２０（Ａ）と第２のサブグループ３２０（Ｂ）に分けられると仮定される。しかしながら、本発明の教示は、サブグループの異なる数が使用される（例えばＳ個のインタレースを有するシステムのためのＳ個のサブグループ）他のシステムの構成及び応用例にも等しく適用可能であることが当業者により理解され認識されるべきである。

本説明を続けると、一実施形態においては、各ユーザに、少なくとも部分的には、情報の伝送のために使用可能なチャネルの総数とユーザのサブグループ数に基づいて重複しないチャネルの数が割り当てられる。一実施形態では、各ユーザには以下の式に基づいて情報の伝送のために使用されるＭ個のチャネルが割り当てられ、
Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／Ｓ）
ここでＭは各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネル総数に相当し、Ｋはユーザ総数に相当し、Ｓはサブグループ数に相当する。

Ｋ人のユーザのグループが図３に図示されるように２つのサブグループ３２０（Ａ）と３２０（Ｂ）に分けられると仮定すると、各ユーザにはＭ個のチャネル＝Ｎ（Ｋ／Ｓ）＝Ｎ（Ｋ／２）＝２Ｎ／Ｋチャネルが割り当てられるであろう。例えば、Ｎ＝８、Ｋ＝８、及びＳ＝２である場合には、各ユーザには２Ｎ／Ｋ＝２×８／８＝２チャネルが割り当てられるであろう。

同じサブグループ内のユーザは重複しない（つまり別個の）チャネル割り当てを有するであろう。しかしながら、チャネルはさまざまなサブグループの間で再利用されてよい。例えば、第１のサブグループが４人のユーザＵ１、Ｕ２、Ｕ３及びＵ４を含み、第２のサブグループも４人のユーザＵ５、Ｕ６、Ｕ７及びＵ８を含み、８つのチャネルｎ１、ｎ２．．．、ｎ８があると仮定すると、ユーザＣ（Ｕｉ）ごとにチャネル割り当てが以下のとおりになってよい。

Ｃ（Ｕ１）＝｛ｎ１，ｎ２｝
Ｃ（Ｕ２）＝｛ｎ３，ｎ４｝
Ｃ（Ｕ３）＝｛ｎ５，ｎ６｝
Ｃ（Ｕ４）＝｛ｎ７，ｎ８｝
Ｃ（Ｕ５）＝｛ｎ１，ｎ４｝
Ｃ（Ｕ６）＝｛ｎ２，ｎ８｝
Ｃ（Ｕ７）＝｛ｎ３，ｎ５｝
Ｃ（Ｕ８）＝｛ｎ６，ｎ７｝
一実施形態においては、ユーザの複数のサブグループが伝送間隔を交互に切り換える。言い換えると、いつでもＫ／Ｓ人のユーザだけが自らの割り当てられたチャネルで情報を送信するのを許されている。再び、この例では２つのサブグループＡとＢがあると想定すると、２つのサブグループＡとＢが伝送間隔を交互に切り換えられる。したがって、サブグループＡのユーザまたはサブグループＢのユーザだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信するのを許される。この例では、ここでは各ユーザがさらに短い時間内（例えば、２つのサブグループがあるときに時間の半分）で同じ量の情報を送信する必要があることが暗示される。しかしながら、現在各ユーザには、それぞれのユーザに割り当てられている（タイムスロットとも呼ばれる）伝送間隔の間の情報の伝送のためにさらに多くのチャネル（例えば、それぞれのユーザが従来のシステムで割り当てられていたであろうチャネル数の２倍）が割り当てられているため、これは可能且つ容易である。一実施形態においては、特定のユーザが通信リンクを閉じるほど十分なリンク予算を有していない場合、それらのユーザはここに説明されるユーザ多重化方式に含まれない場合がある。

再び図３を参照すると、ユーザの２つのサブグループＡとＢは伝送間隔を交互に切り換えられる。例えば、サブグループＡのユーザはタイムスロットＴ１、Ｔ３、Ｔ５等で情報を送信するのに対し、サブグループＢのユーザはタイムスロットＴ２、Ｔ４、Ｔ６等で情報を送信する。したがって、あるタイムスロットつまり伝送間隔の間には情報を送信することを許されたより少ないユーザ（例えばユーザの半分）がいる。しかしながら、各ユーザは情報を送信するためにさらに多くのチャネル（例えば、チャネル数の２倍）を有している。前述された例では、Ｋが偶数であると仮定されることが注意されるべきである。Ｎが奇数であるケースでは、（Ｋ＋１）／２人のユーザがサブグループＡに割り当てられ、残りの（Ｋ−１）／２人のユーザはサブグループＢに割り当てられる。したがって、各ユーザには２Ｎ／（Ｋ＋１）個のチャネルが割り当てられる。類似した修正または変型は、例えばＮをＫで割ることができないときなど他の例で使用できる。ここに説明されている概念及び方法ならびにその変型が本発明の範囲内で多様な応用例及びシステム環境で利用できることが、当業者に理解され認識されるべきである。

図４は、本発明の一実施形態による多元接続システムにおけるパケット伝送を示す図である。再び、図解及び説明のために、この例のシステムは、デュアルチャネルＡＲＱを利用し、前述されたようなＫ人のユーザのグループはユーザの２つのサブグループＡとＢに分けられると仮定される。この例では、２つのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信するのを許されている。言い換えると、ユーザの２つのサブグループＡとＢは時間多重化される。図４に図示されているように、サブグループＡのユーザが各タイムスロットｎ、ｎ＋１、ｎ＋２等の前半（つまり第１の期間）で自らの割り当てられたチャネル上で情報を送信するのを許されているのに対し、サブグループＢのユーザは各タイムスロットｎ、ｎ＋１、ｎ＋２等の後半（つまり第２の期間）で自らの割り当てられたチャネル上で情報を送信するのを許されている。サブグループＡのユーザ（例えば、送信機）が各タイムスロットの前半で情報を送信するのに対し、サブグループＢのユーザ（例えば、送信機）がタイムスロットの後半で情報を送信することが分かる。

図３と図４で前述されたようなシステム構成では、各ユーザのアイドル期間が従来のシステムと比較して特定の改善を実現することが注意されるべきである。例えば、アイドル期間中のユーザはシステムリソースを消費せず、このようにしてアクティブユーザ（例えば情報を送信中のユーザ）に、限られたシステムリソースに対するさらに多くのアクセス及び限られたシステムリソースのさらに多くの使用量を与える。加えて、図４に示されているように、アイドル期間は、応答／肯定応答（ＡＣＫまたはＮＡＫ）信号が受信機から戻るための待機期間として使用できる。受信される肯定応答に基づき、ユーザ（例えば送信機）は、次回のアクティブ間隔（例えば、ユーザに割り当てられている次の間隔）で過去に送信されたデータ（例えばパケット）を再送するのか、あるいは新しいデータ（例えば新しいパケット）を送信するのかを決定できる。したがって、本発明の多様な態様に従ってここに説明されているような新規の方法は、従来のシステムまたは既存のシステムに比較して待ち時間統計という点でかなりの改善を実現してよい。

前記に示された説明から、本発明の教示を利用する提案されているシステムが、リソースの活用に関して、従来の（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ）デュアルチャネルＡＲＱシステムの効率に比較して平均して同じ効率または同程度の効率を達成できることが分かる。しかしながら、パケット待ち時間（例えば、待ち行列遅延＋再送遅延）に関しては、提案されているシステムの方が優れている。例えば、パケット伝送エラーがあるとき、それぞれのパケットはデュアルチャネルＡＲＱを利用する従来のシステムにおいて１スロット後（つまり１スロットの追加遅延）まで再送されないであろう。対照的に、本発明の教示を利用するシステムにおいては、パケットは以後のタイムスロットで（つまり追加遅延なしで）再送できる。したがって、全体的なパケット待ち時間は提案されているシステムで削減できる。

図５は、従来のシステムと本発明の一実施形態に従って提案されているシステムの待ち時間統計を比較する例示的なシミュレーションの図を示す。この例では、待ち時間の単位はパケットである。代わりに、タイムスロットは比較の目的で待ち時間の単位としても使用できる。図５に示されているように、２つのシステムの待ち時間統計はＣＤＦ（累積密度関数）を使用して示されている。ＣＤＦのギザギザの（階段状の）外観が、有限数の異なる遅延だけがシステムパラメータの特定の集合について可能であるという事実からであることが注意されるべきである。したがって、図５に図示されているＣＤＦのこのような外観はシミュレーションアーチファクトではない。図５から、提案されているシステムの待ち時間統計が、デュアルチャネルＡＲＱ方式を利用する従来のシステムの待ち時間統計に比較して一貫してさらに優れていることが分かる。例えば、１パケット待ち時間点を考慮すると、提案されるシステムにおいては、パケットの約９０％が１パケットより小さな待ち時間を有する。対照的に、デュアルチャネルＡＲＱを利用する従来のシステムでは、パケットの約８０％だけが１パケットより小さい待ち時間を有している。前述されたように、特定の種類のトラフィックとアプリケーション（例えば音声トラフィック）について、さらに小さいまたはさらに低いパケット待ち時間がさらに高いシステム容量（例えばシステム音声容量）に直接的に変換できる。

図６は、本発明の一実施形態に従って多元接続システムにおけるチャネル割り当てのための方法の図を示している。この例のシステムは、ブロック６１０に図示されるように、伝送のために使用可能なＮ個の直交チャネル、及びＫ人のユーザのグループを有している。この例では、システムがデュアルチャネルＡＲＱを利用すると仮定される。ブロック６２０では、Ｋが偶数である場合、方法はブロック６３０に進む。それ以外の場合、方法はブロック６５０に進む。ブロック６３０では、Ｋ人のユーザのグループはユーザの２つのサブグループＡとＢに等しく分けられ、それぞれのサブグループはＫ／２人のユーザを有している。ブロック６４０では、各ユーザにはＮ（Ｋ／２）＝２Ｎ／Ｋチャネルが割り当てられている。ブロック６５０では、Ｋが奇数であるとき、Ｋ人のユーザのグループは２つのサブグループＡとＢに分けられ、Ａは（Ｋ＋１）／２人のユーザを有し、Ｂは（Ｋ−１）／２人のユーザを有している。このケースでは、次に各ユーザはブロック６６０で２Ｎ／（Ｋ＋１）チャネルを割り当てられる。この方法はブロック６４０またはブロック６６０から、ブロック６７０に進む。ブロック６７０では、伝送間隔がサブグループＡとＢに交互に割り当てられる。言い換えると、１つのサブグループだけが所与の時間に情報を送信するのを許される。例えば、サブグループＡのユーザはスロット１、３、５．．．等で伝送するが、サブグループＢのユーザはスロット２、４、６．．．等で送信する。

図７は、本発明の一実施形態による方法のフローチャートを示す。ブロック７１０では、多元接続システムでの情報の伝送のために使用可能なチャネル（例えば直交チャネル）の数が決定される。ブロック７２０では、システム内のユーザのグループのユーザ数が決定される。一実施形態では、使用可能なチャネル数及びシステム内のユーザの数の決定は周期的に実行できる。別の実施形態では、このような決定は、特定のシステム構成及び環境に応じて所定の回数で実行できる。ブロック７３０では、ユーザのグループがユーザの複数のサブグループに分割される。一実施形態では、前述されたように、ユーザのサブグループの数が、インタレース数（システム内のインタレースパケットストリームとも呼ばれる）に基づいて決定される。したがって、システムがＳ−チャネルＡＲＱ方式（Ｓインタレース）を利用する場合、サブグループ数はインタレース数に相当するように選ばれてよい（例えば、サブグループ数＝インタレース数＝Ｓ）。例えば、システムがデュアルチャネルＡＲＱ方式（２個のインタレース）を利用すると仮定すると、ユーザのグループは、それぞれがほぼ等しい数のユーザを含むユーザの２つのサブグループに分けることができる。ブロック７４０では、各ユーザに、少なくとも部分的には使用可能なチャネル数とサブグループ数に基づいて情報の伝送のために各ユーザによって使用される使用可能なチャネルの部分集合が割り当てられる。例えば、使用可能なＮ個のチャネル、グループ内にＫ人のユーザがあり、Ｋ人のユーザのグループがユーザのＳ個のサブグループに分けられると仮定すると、各ユーザは情報の伝送のためにＭ＝Ｎ／（Ｋ／Ｓ）チャネルを割り当てられる。ブロック７５０では、伝送間隔は複数のサブグループの間で交互に切り換えられる。例えば、サブグループ１のユーザはタイムスロット、つまり伝送間隔（期間とも呼ばれる）Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５．．．等内に、自分達の割り当てられたチャネルで情報を送信するであろう。同様に、サブグループ２のユーザはＴ２、Ｔ４、Ｔ６．．．等内に自分達の割り当てられたチャネル上で情報を送信するであろう。

本発明の教示による多様なシステム応用例及び実施において、システム内のすべてのユーザが前述されたような方法で多重化される必要はないことが注記されるべきである。多様なシステム構成においては、特定のユーザはまったく多重化される必要がない。このケースでは、これらのユーザはつねに情報を送信し続け、休止する必要はない。例えば、再び本発明の一実施形態によるシステムが使用可能なＮ個のチャネルとＫ人のユーザを有すると仮定すると、すべてのユーザが多重化される必要はない。このシナリオでは、（Ｊ人のユーザなどの）数人のユーザは前述された多重化方式に含まれないであろう。したがって、多重化される必要のあるユーザのグループはＧ＝Ｋ−Ｊ人のユーザを含んでいる。システムがＳ−チャネルＡＲＱを利用すると仮定すると、Ｇ人のユーザのこのグループはインタレースの数（例えばＳ個のサブグループ）に相当するサブグループの数に分割される。このケースでは、多重化方式に含まれないＪ人のユーザは別個のサブグループと見なされる。したがって、このシナリオでは事実上ユーザのＳ＋１個のサブグループがある。Ｎ個のチャネルの部分集合はＪ人のユーザのサブグループに割り当てられてよい。Ｎ個のチャネルの残りは前述されたようにユーザのＳ個のサブグループに割り当てられてよい。Ｓ個のサブグループのユーザは、自らの割り当てられたチャネル上で情報を送信する際に順番を交替する（つまり交互に行う）が、Ｊ人のユーザは自らの割り当てられたチャネル上でつねに送信できる。この例では、Ｊ人のユーザのこのサブグループは、それらの割り当てられたチャネルに対してリンク活用を改善するためにＳ−チャネルＡＲＷを使用する必要があるであろう。

本発明の多様な態様及び特徴は、特定の実施形態に関して前述されてきた。ここに使用されるように、用語「備える」、「備えている」またはその他の変型は、それらの用語に続く要素または制限を非排他的に含むと解釈されることが目的とされる。したがって、要素の集合を備えるシステム、方法、または他の実施形態はそれらの要素だけに限定されず、明示的に一覧表示されていない、あるいは請求されている実施形態に固有ではない他の要素を含んでよい。

本発明は特定の実施形態を参照して説明されてきたが、実施形態が例示的であること、及び本発明の範囲がこれらの実施形態に限定されないことが理解されるべきである。前述された実施形態に対する多くの変形、変型、追加及び改善策が考えられる。これらの変形、変型、追加及び改善策が、以下の請求項の中で詳説されるように本発明の範囲に該当することが熟慮される。

多様な多元接続システムにおける多様なチャネル化方式を示す図である。 デュアルチャネルＡＲＱシステム内に２個のインタレースパケットストリームがあるパケット伝送を示す図である。 本発明の一実施形態による多元接続システムを示す図である。 本発明の一実施形態による多元接続システム内でのパケット伝送を示す図である。 本発明の一実施形態による従来のシステムと提案されているシステムの間の待ち時間統計を比較するシミュレーション例の図を示す。 本発明の一実施形態による方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による方法を示すフローチャートを示す。

Claims (37)

1. 再送機構を利用し、情報の伝送のためにユーザの第１のグループにより使用されるために得られる複数のチャネルを有する多元接続通信システムにおける情報の伝送のための方法であって、
   ユーザの第１のグループをユーザの複数のサブグループに分割することと、
   少なくとも部分的には、サブグループ数と使用可能な複数のチャネル数に基づき、各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数を決定することと、
   情報の伝送のために各サブグループの各ユーザに決定されたチャネル数を割り当てることと、
   ユーザの複数のサブグループの間で伝送間隔を交替に行い、ユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信することを許され、第１のグループの特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔（idle interval）が該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用されることと、
   を備える、方法。
2. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は、以下の式に従って決定され、
   Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／Ｓ）＝ＳＮ／Ｋ
   ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネル数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当し、Ｓはサブグループの数に相当することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ユーザの前記第１のグループは偶数のユーザを含み、前記複数のサブグループは等しい数のユーザを有する第１のサブグループ及び第２のサブグループを備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネルの数は以下の式に従って決定され、
   Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／２）＝２Ｎ／Ｋ
   ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために利用可能なチャネル数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. ユーザの前記第１のグループは奇数のユーザを含み、前記複数のサブグループは第１のサブグループと第２のサブグループを備え、前記第１のサブグループは第１の数のユーザを有し、前記第２のサブグループは、第１の数のユーザより一人少ない第２の数のユーザを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は以下の式に従って決定され、
   Ｍ＝２Ｎ／（Ｋ＋１）
   ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネルの数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネルの数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 各サブグループのユーザに重複しないチャネルが割り当てられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 前記チャネルは複数のサブグループの間で再利用されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 過去の伝送の肯定応答に基づいて、情報の新しいパケットを送信するのか、あるいは情報の過去のパケットを再送するのかを決定することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
10. 前記システムのチャネル化（ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ）は直交ベースに基づいて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
11. 前記システムのチャネル化は周波数分割多重（ＦＤＭ）方式に従って実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記システムのチャネル化は符号分割多重（ＣＤＭ）方式に従って実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 前記システムのチャネル化は直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式に従って実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
14. 通信システムによって利用される前記再送機構は、自動再送要求（ＡＲＱ）プロトコルに従って動作することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
15. 自動再送要求（ＡＲＱ）方式を利用し、情報を伝送するためにユーザの第１のグループとユーザの第２のグループによって使用されるために得られる複数のチャネルを有する通信システムであって、
    ユーザの第１のグループをユーザの複数のサブグループに分割することと、
    少なくとも部分的には、第１のグループのサブグループ数と第１のグループによる情報の伝送のために使用可能なチャネル数に基づいて、第１のグループの各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネルの数を決定することと、
    情報の伝送のために第１のグループの各サブグループの各ユーザに決定されたチャネル数を割り当てることと、
    第１のグループのユーザの複数のサブグループの間で伝送間隔を交互に切り換え、第１のグループのユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信することを許され、第１のグループの特定のユーザが情報を伝送しないアイドル間隔が、特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用され、ユーザの第２のグループがユーザの第１のグループと同時に情報を送信するのを許されることと、
    を備える、方法。
16. 第１のグループの各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は以下の式によって決定され、
    Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／Ｓ）＝ＳＮ／Ｋ
    ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられたチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネル数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当し、Ｓはサブグループの数に相当することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. ユーザの前記第１のグループは偶数のユーザを含み、前記複数のサブグループは、等しい数のユーザを有する第１のサブグループと第２のサブグループを備えることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
18. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は以下の式によって決定され、
    Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／２）＝２Ｎ／Ｋ
    ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネル数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当することを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. ユーザの前記第１のグループは奇数のユーザを含み、前記複数のサブグループは第１のサブグループと第２のサブグループを備え、前記第１のサブグループは第１の数のユーザを有し、前記第２のサブグループは、第１の数のユーザより１つ少ない第２の数のユーザを有することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
20. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は以下の式に従って決定され、
    Ｍ＝２Ｎ／（Ｋ＋１）
    ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネルの数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 過去の伝送の肯定応答に基づいて、情報の新しいパケットを送信するのか、あるいは情報の過去のパケットを再送するのかを決定することをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
22. エラー補正のために再送プロトコルを利用する多元接続通信システムであって、
    情報の伝送のために使用可能な複数の通信チャネルと、
    情報の伝送のために複数の通信チャネルを共用するための複数のユーザの第１のグループとを備え、
    第１のグループの前記複数のユーザはユーザの複数のサブグループに分けられ、各ユーザは、少なくとも部分的に、使用可能な通信チャネルの数とユーザのサブグループ数に基づいて、複数の通信チャネルの別個の部分集合を割り当てられ、伝送間隔が第１のグループのユーザの複数のサブグループの間で交互に切り換え、第１のグループのユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間で情報を送信するのを許され、第１のグループの特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔が、該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用されること、
    を特徴とする、システム。
23. 第１のグループの各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は、以下の式に従って決定され、
    Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／Ｓ）＝ＳＮ／Ｋ
    ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネル数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当し、Ｓはサブグループ数に相当することを特徴とする、請求項２２に記載のシステム。
24. ユーザの前記第１のグループは偶数のユーザを含み、前記複数のサブグループは、等しい数のユーザを有する第１のサブグループと第２のサブグループを備えることを特徴とする、請求項２２に記載のシステム。
25. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は以下の式に従って決定され、
    Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／２）＝２Ｎ／Ｋ
    ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネル数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当することを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
26. ユーザの前記第１のグループは奇数のユーザを含み、前記複数のサブグループは第１のサブグループと第２のサブグループを備え、前記第１のサブグループは第１の数のユーザを有し、前記第２のサブグループは第１の数のユーザより一人少ない第２の数のユーザを有することを特徴とする、請求項２２に記載のシステム。
27. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は以下の式に従って決定され、
    Ｍ＝２Ｎ／（Ｋ＋１）
    ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネル数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当することを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記特定のユーザは、過去の伝送の肯定応答に基づき、情報の新しいパケットを送信するのか、あるいは情報の過去のパケットを再送するのかを決定することを特徴とする、請求項２２に記載のシステム。
29. システムのチャネル化が直交ベースに基づいて実行されることを特徴とする、請求項２２に記載のシステム。
30. 前記システムのチャネル化は、周波数分割多重（ＦＤＭ）方式に従って実行されることを特徴とする、請求項２９に記載のシステム。
31. 前記システムのチャネル化は、符号分割多重（ＣＤＭ）方式に従って実行されることを特徴とする、請求項２９に記載のシステム。
32. 前記システムのチャネル化は直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式に従って実行されることを特徴とする、請求項２９に記載のシステム。
33. 多元接続システムで使用可能な通信チャネルの総数と、システムにより現在サービスを提供されているユーザの第１のグループのユーザの総数を周期的に決定し、前記システムはエラー補正のために再送機構を利用することと、
    グループ内のユーザの総数に基づいてユーザの第１のグループをユーザの複数のサブグループに区分することと、
    少なくとも部分的には、使用可能な通信チャネルの総数と第１のグループのサブグループ数に基づいて、各サブグループの各ユーザに使用可能な通信チャネルの別個の部分集合を割り当てることと、
    第１のグループの複数のサブグループに伝送間隔を交互に割り当て、第１のグループのユーザのサブグループの１つだけが任意の伝送間隔の間に情報を送信するのを許され、第１のグループの特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔が、該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用されることと、
    を備える、方法。
34. 過去の伝送の肯定応答に基づいて、情報の新しいパケットを送信するのか、あるいは情報の過去のパケットを再送するのかを決定することをさらに備える、請求項３３に記載の方法。
35. 機械によって実行されるときに、機械に、
    情報の伝送のために使用可能なチャネル数と、再送機構を利用する多元接続通信システムのユーザの第１のグループのユーザ数を決定することと、
    ユーザの第１のグループをユーザの複数のサブグループに分割することと、
    少なくとも部分的には、サブグループ数及び使用可能なチャネル数に基づいて、各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数を決定することと、
    情報の伝送のために各サブグループの各ユーザに決定されたチャネル数を割り当てることと、
    ユーザの複数のサブグループの間で伝送間隔を交互に切り換え、ユーザのサブグループの１つだけが、任意の伝送間隔の間に情報を送信するのを許され、第１のグループの特定のユーザが情報を送信しないアイドル間隔が、該特定のユーザによる過去の伝送の肯定応答のための待機期間として使用されることと、
    を含む動作を実行させる命令を備える、機械読み取り可能媒体。
36. 各サブグループの各ユーザに割り当てられる前記チャネル数は以下の式に従って決定され、
    Ｍ＝Ｎ／（Ｋ／Ｓ）＝ＳＮ／Ｋ
    ここでＭは各サブグループの各ユーザに割り当てられるチャネル数に相当し、Ｎは伝送のために使用可能なチャネルの数に相当し、Ｋは第１のグループのユーザ数に相当し、Ｓはサブグループの数に相当することを特徴とする、請求項３５に記載の機械読み取り可能媒体。
37. 前記実行される動作は、
    過去の伝送の肯定応答に基づいて、情報の新しいパケットを送信するのか、あるいは情報の過去のパケットを再送するのかを決定することと、
    をさらに備えることを特徴とする、請求項３５に記載の機械読み取り可能媒体。

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