JP2009027751A - Ｃｄｍａ通信システムにおける送信レートの送受信方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連続逆チャネル送信を利用するＣＤＭＡ通信システムにおいて、リモート・ユニットの送信レートを送信および受信する方法および装置を提供すること。
【解決手段】ウォルシュ・コードの冗長送信によって連続逆チャネル送信を利用する通信システムにおいて、現送信レートを、ウォルシュ・コードの極性上に変調する。即ち、連続逆チャネル送信を利用して特定の送信レートで動作しているリモート・ユニットが、現在のまたは今後のデータ・トラフィック・チャネル・レートに応じて、各ウォルシュ・コードの極性を設定することによって、送信レートを変調する。基準コヒーレント（ＲＣ）型送信を利用する通信システムでは、基準シンボル（５０１〜５１７）を二進「１」または「０」に等しく設定することによって、基準シンボル（５０１〜５１７）上に特定の送信レートを変調する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、一般的に、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）通信システムに関し、更に特定すれば、ＣＤＭＡ通信システムの送信レートの送信および受信に関するものである。

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム内における通信ユニット間の現在の通信については、TIA/EIA Interim Standard IS-95A，Mobile Station-Base Station Compatibility Standards for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Systems，Telecommunications Industry Association，Washington，DC July 1993(IS-95A)に詳しく記載されている。その内容は、本願でも使用可能である。IS-95Aに記載されているように、フル・レート未満の逆チャネル送信レートを利用する場合、不連続（バースト型）信号が送信される。この信号は、長さが２０ｍｓ（ミリ秒）の論理フレームに分割され、各フレームが個々の送信レートで送信される。フレームは、更に１６個の更に小さな部分（即ち、スロット）に分割される。これらは、パワー制御群と呼ばれる。基地局の復調器は、リモート・ユニットから受信した各パワー制御群のエネルギを推定する。エネルギがスレシホルド（Ｅs）より高い場合、基地局はリモート・ユニットに向けてパワー制御信号を返送し、その送信パワーを減少させる。エネルギがＥs未満である場合、パワー制御信号をリモート・ユニットに発信し、その送信パワーを増大させる。

１／４レートのようなフル・レートでない送信レートにおいて、問題が生ずる。今日、１／４レート送信では、１フレーム内のパワー制御群の１／４、即ち、４つにおいてのみ送信される。フレーム内の残りの１２個のパワー制御群では、何も送信されない。しかしながら、使用されないパワー制御群のエネルギでさえも、測定されＥsと比較される。この測定の結果、基地サイトからリモート・ユニットに、パワー制御信号の送信が行われる。現在、どのパワー制御群を用いたかについて追跡し、使用されなかったパワー制御群のエネルギ測定から得られるパワー制御コマンドを無視するか否かは、リモート・ユニットに委ねられている。

この問題に対する解決策が、Ghosh et al．の米国特許番号第（連番第０８／４９１，３３６号）POWER CONTROL FOR CDMA COMMUNICATION SYSTEMS，およびEnglish et al．の米国特許番号第５，５２８，５９３号METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING POWER IN A VARIABLE RATE COMMUNICATION SYSTEMに記載されている。Ghosh et al.およびEnglish et al.に記載されているように、IS-95Aバースト型送信の代わりに、サブ・レート送信には、連続逆チャネル送信方式が利用されている。

かかる連続送信は、リモート・ユニットがある種のパワー制御コマンドを無視する必要性を解消するが、連続逆チャネル送信は、かかる送信方法を利用するリモート・ユニットの送信レートを決定する代わりの方法を必要とする。したがって、連続逆チャネル送信を利用するＣＤＭＡ通信システムにおいて、リモート・ユニットの送信レートを送信および受信する方法および装置が必要とされている。

概して言えば、連続逆チャネル送信がウォルシュ・コードの冗長送信によって利用される通信システムにおいて、現送信レートを低レート制御チャネル上に変調する。即ち、連続逆チャネル送信方式を利用して特定の送信レートで動作するリモート・ユニットは、現在または今後のデータ・トラフィック・チャネル・レートに応じて、各ウォルシュ・コードの極性を設定することによって、送信レートを変調する。あるいは、基準コヒーレント（ＲＣ：Reference Coherent）型送信を利用する通信システムにおいて、基準シンボルを二進「１」または「０」に設定することによって、基準シンボルを変調する。現送信レートを示すかかる低レート制御チャネルを形成することにより、IS-95Aバースト型送信の代わりに、連続逆チャネル送信方式をサブ・レート送信に利用することが可能となる。

本発明は、サブ・レート送信に連続送信方式を利用するマルチ・レート通信システムにおいて、送信レートを送信する方法を含む。即ち、この送信方式は、データを送信するためにフレームを利用し、フレームの各々は、特定の送信レートで送信される。本方法は、第１通信ユニットと第２通信ユニットとの間で送信する多数のフレームについて送信レートを判定する段階と、次いでこの多数のフレームの送信レートを示す低レート制御チャネルと共に、多数のフレームを第１通信ユニットから第２通信ユニットに送信するステップから成る。好適実施例では、低レート制御チャネルは、正常に送信するチャネル上に変調され、前述のように、これを利用して、多数のフレームの送信レートを示す。

本発明の第１実施例では、低レート制御チャネルは、フレームの送信レートを拡散コードの極性上に変調することによって形成する。即ち、連続逆チャネル送信方式を利用し特定の送信レートで動作しているリモート・ユニットが、現在または今後のデータ・トラフィック・チャネル・レートに応じて、各ウォルシュ・コードの極性（または位相）を設定することによって、送信レートを変調する。基準コヒーレント送信方式を利用する（即ち、インターリーブ・データ・シンボル間に基準シンボルを分散させる）本発明の第２実施例では、基準シンボルを二進「１」または「０」に等しく設定することによって、特定の送信レートを基準シンボル上に変調する。

前述の本発明は、現送信レートを示す低レート制御チャネルの送信を例示したが、本発明は、更に、先の送信した低レート制御チャネルの受信，およびその後のデコードも含む。即ち、連続送信方式をサブ・レート逆チャネル送信に利用するマルチ・レート通信システムにおいて送信レートを判定する方法を提供する。この送信方式は、データを送信するためにフレームを利用し、フレームの各々は特定の送信レートで送信される。この方法は、多数のフレームを低レート制御チャネルと共に第１通信ユニットから受信する段階を含む。先に論じたように、低レート制御チャネルは、正常に送信されるチャネル上に変調され、これを用いて、多数のフレームの送信レートを示す。低レート制御チャネルから、多数のフレームの送信レートを判定する。

先に論じたように、第１実施例では、低レート制御チャネルは、多数の拡散コードの極性上に送信レートを変調することによって形成され、この低レート制御チャネルを受信する。第２実施例では、低レート制御チャネルは、基準シンボルを二進「１」または「０」に等しく設定することによって、基準シンボル上に変調する。

本発明の第１実施例にしたがって、かかる低レート制御チャネルを送信するために、本発明は、サブ・レート送信に連続送信方式を利用するマルチ・レート通信システムにおいて送信レートを送信する装置を提供する。この装置は、データを入力として有し、第１通信ユニットと第２通信ユニットとの間で送信する複数のフレームの送信レートを出力するエンコーダを含む。この装置は、更に、多数のフレームおよび送信レートを入力として有し、拡散コードまたはその逆のいずれかで多数のフレームを拡散することによって変調した送信レートと共に、多数のフレームを出力し、拡散データ・シーケンスを利用して送信レートを示す瞬時トラフィック・チャネル利得計算部を含む。更に、本装置は、多数のフレームを、その上に変調された送信レートと共に入力として有し、第１通信ユニットから第２通信ユニットに多数のフレームを送信する送信機を含む。

本発明の第２実施例にしたがって（即ち、ＲＣ型送信を利用して）かかる低レート制御チャネルを送信するために、本発明は、サブ・レート送信に連続送信方式を利用するマルチ・レート通信システムにおいて送信レートを送信する装置を提供する。この装置は、データを入力として有し、第１通信ユニットと第２通信ユニットとの間で送信する複数のフレームの送信レートを出力するエンコーダと、多数のフレームおよび送信レートを入力として有し、インターリーブ・フレームの間に基準シンボルを分散させた多数のフレームを出力し、基準シンボルを変化させることにより、基準シンボル上に追加的に送信レートを変調し、基準シンボルのシーケンスを利用して送信レートを示す、瞬時トラフィック・チャネル利得計算部とを含む。最後に、この装置は、多数のフレームを、その上に変調された送信レートと共に入力として有し、第１通信ユニットから第２通信ユニットに多数のフレームを送信する送信機を含む。

本発明の第１実施例にしたがってかかる低レート制御チャネルを受信するために、本発明は、サブ・レート逆チャネル送信に連続送信方式を利用するマルチ・レート通信システムにおいて送信レートを受信する装置を提供する。この装置は、送信レートが変調された多数のフレームを入力として有し、拡散コードまたはその逆のいずれかによって多数のフレームを拡散し、拡散データ・シーケンスを生成する受信機を含む。この拡散データ・シーケンスを利用して送信レートを示す。更に、受信機は多数のフレームを出力する。また、この装置は、前述のフレームを入力として有し、送信レートを出力するレート計算部も含む。

本発明の第２実施例にしたがってかかる低レート制御チャネルを受信するために、本発明は、サブ・レート逆チャネル送信に連続送信方式を利用するマルチ・レート通信システムにおいて送信レートを受信する装置を提供する。この装置は、多数のインターリーブ・フレームを入力として有する受信機を含む。インターリーブ・フレーム上には送信レートが変調され、フレーム間に分散した基準シンボルを含む。基準シンボルを変化させることによって、追加的に基準シンボル上に送信レートを変調し、基準シンボル・シーケンスを利用して送信レートを示す。受信機は、出力として、多数のフレームを有する。更に、この装置は、多数のフレームを入力として有し、送信レートを出力するレート計算部も含む。

第１図は、本発明が用いる種々のレートにおけるパワー制御群のIS-95A型送信を示す。明らかであろうが、本発明の好適実施例は、全ての送信レートに対してあらゆるパワー制御群（ＰＣＧ）を利用する。これは、各ＰＣＧに関連付けたウォルシュ・コードの冗長送信によって行われる。例えば、先に論じたように、送信される各フレームは１６ＰＣＧに分割され、一方これらは６つのウォルシュ・コードから成る。フル・レートでの送信の間、各ＰＣＧ内の６つのウォルシュ・コードは全て１回だけ送信される（IS-95Aに記載されている通り）。サブ・レート送信の間、ウォルシュ・コードは直ちに繰り返される。例えば、半レート送信の間、各ウォルシュ・コードは同時に２回送信され、一方１／４レートおよび１／８レートのフレームは、同時に各ウォルシュ・コードを４回および８回それぞれ送信する。第１図に示すように、このようにウォルシュ・コードを同時に繰り返す結果、復調およびレート推定のためにウォルシュ・コードが一層素早く使用可能になる。加えて、このようにウォルシュ・コードを繰り返すことにより、時間ダイバシティが得られ、これを受信機が利用することによって、品質の向上，および送信ＰＣＧのパワー削減を図る。本発明の好適実施例では、送信パワーは、送信レートを半分にする毎に３ｄＢずつ減少する。例えば、半レート送信における送信パワーは、フル・レートにおけるそれの半分となる。ウォルシュ・コードの繰り返しのために、システムに送信されるビット当たりの全エネルギ量は不変となる。

次に第２図を参照して、本発明を利用する通信ユニット２００内に収容されたＣＤＭＡ逆チャネル送信機のブロック図を示す。送信機２００は、畳み込みエンコーダ２１２，インターリーバ２１７，直交エンコーダ２２０，変調器２５２，アップコンバータ２５６，および瞬時トラフィック・チャネル利得計算部（ＩＴＣ：instantaneous traffic channel gain computer）２０１を含む。

動作の間、信号２１０（トラフィック・チャネル・データ・ビット）がボイス・エンコーダ（ボコーダ）によって出力され、特定の送信レート（例えば、９．６ｋビット／秒）で畳み込みエンコーダ２１２によって受信される。入力トラフィック・チャネル・データ・ビット２１０は、典型的に、ボコーダによってデータに変換された音声，純粋なデータ，またはこれら２種類のデータの組み合わせを含み、特定のデータ・レート（即ち、フル・レート，１／２レート、１／４レート、１／８レート．．．等）で出力される。畳み込みエンコーダ２１２は、送信レートを判定し、入力データ・ビット２１０を固定エンコード・レートでデータ・シンボルにエンコードする。この際、後に行うデータ・シンボルのデータ・ビットへの最尤デコードを容易にするエンコード・アルゴリズムを用いる（例えば、畳み込みまたはブロック・コーディング・アルゴリズム）。例えば、畳み込みエンコーダ２１２は、１データ・ビット対３データ・シンボルの固定レート（即ち、レート１／３）で、入力データ・ビット２１０をエンコードし（９．６ｋビット／秒のレートで受信する）、畳み込みエンコーダ２１２は２８．８ｋシンボル／秒のレートでデータ・シンボル２１４を出力する。

次に、データ・シンボル２１４はインターリーバ２１７に入力される。インターリーバ２１７は、シンボル・レベルでデータ・シンボル２１４をインターリーブする。インターリーバ２１７では、データ・シンボル２１４は、マトリクスが１列ずつ満たされていくように、マトリクス内の位置に個々に入力される。データ・シンボル２１４は、マトリクスが１行ずつ空になっていくように、マトリクス内の位置から個別に出力される。典型的に、マトリクスは行の数が列の数に等しい正方行列であるが、他のマトリクス形態を選択し、連続的に入力される非インターリーブ・データ・シンボル間の出力インターリーブ距離を延長することも可能である。インターリーブ・データ・シンボル２１８は、インターリーバ２１７によって、これらが入力されたのと同じデータ・シンボル・レートで出力される（例えば、２８．８ｋシンボル／秒）。マトリクスによって規定されるデータ・シンボルのブロックの所定サイズは、所定長の送信ブロック以内の所定シンボル・レートで送信可能なデータ・シンボルの最大数から得られる。例えば、フル・レートでの送信では、送信ブロックの所定長が２０ミリ秒である場合、データ・シンボルのブロックの所定長は、９．６ｋシンボル／秒に２０ミリ秒を乗算し、更に３倍して求める。これは、５７６データ・シンボルに等しく、２４ｘ２４マトリクスを規定する。

インターリーブ・データ・シンボル２１８は、直交エンコーダ２２０に入力される。IS-95型送信直交エンコーダ２２０は、インターリーブ・データ・シンボル２１８をＭ進変調する(M-ary modulate)。例えば、６４進直交エンコードでは、６つのインターリーブ・データ・シンボル２１８から成るシーケンスが、各々、６４シンボル直交コードで置換される。これら６４直交コードは、６４ｘ６４アダマール・マトリクスからのウォルシュ・コードに対応することが好ましい。６４ｘ６４アダマール・マトリクスでは、１つのウォルシュ・コードが当該マトリクスの単一の行または列となる。直交エンコーダ２２０は繰り返しウォルシュ・コード２２２を出力する。その回数は、決定されるフレーム・レートによって異なる（第１図に示した通りである）。

ＩＴＣ２０１は、基地局から受信したパワー制御コマンドに基づいて、トラフィック・チャネル利得値Gtch２４４を更新する。加えて（以下で論ずる）、本発明の第１実施例では、基準シンボルをインターリーブ・データ・シンボル間に分散させ、ＩＴＣ２０１は、基準シンボルを変調し、低レート制御チャネルを形成する。本発明の第２実施例では（以下で論ずる）、ＩＴＣ２０１は、現在または今後のデータ・トラフィック・チャネル・レート（エンコーダ２１２から受信する）に応じて、Gtch２４４の極性を設定する。言い換えると、本発明の第２実施例では、Gtchの極性を変調し、正常に送信される情報（即ち、正常に送信される拡散（ウォルシュ）コード）上に変調された低レート制御チャネルを生成する。これが現送信レートを示す。本発明の好適実施例では、ウォルシュ・コードおよび基準ビットの変調を少なくとも２５％だけ直前のフレーム内に前送りするので、受信機３００は、ウォルシュ・コード内にエンコードされているレート情報をデコードし、これに対して作用するだけの十分な時間を有する。次いで、Gtch２４４は、乗算器２４０に出力され、乗算器２４０はウォルシュコード２２２の振幅を利得値Gtch２４４と乗算し、その結果、振幅重み付けし極性変調したウォルシュ・コード２４２のシーケンスが得られる。振幅重み付けおよび極性変調ウォルシュ・コード２４２のシーケンスは、変調器２５２によって、通信チャネル上での送信のために用意されたものである。ＰＮ発生器２２７は拡散コードを与え、拡散コードは乗算器２４０からの出力と結合される。拡散コードは、固定のチップ・レート（例えば、１．２２８Ｍチップ／秒）で出力される特定のシンボル・シーケンスである。実際には、コード拡散エンコード・チップは、１対の疑似ランダム（ＰＮ）コードであり、Ｉ−チャネルおよびＱ−チャネル・コード拡散シーケンス２２６を発生するために用いられる。Ｉ−チャネルおよびＱ−チャネル・コード拡散シーケンス２２６は、シヌソイドの直交対(quadrature pair of sinusoids)のパワー・レベル制御を駆動することによって、当該シヌソイドの対をバイフェーズ変調するために用いられる。シヌソイド出力信号は、加算され、バンドパス濾波され、ＲＦ周波数に変換され、増幅され、アップコンバータ２５６によって濾波され、アンテナ２５８によって放射され、チャネル・データ・ビット２１０の送信を完了する。

第３図は、本発明の好適実施例による可変レート送信の受信のために通信ユニット３００内部に収容された、ＣＤＭＡ基地局の受信機のブロック図である。直交エンコードされたスペクトル拡散ディジタル信号３３０は、受信アンテナ３３１において受信され、受信機３３２によって増幅された後、ディスプレッダ３３６によって同相成分３４０および直交成分３３８に逆拡散される。逆拡散ディジタル・サンプルの成分３３８，３４０は、次に、サンプル信号の所定長群（例えば、６４サンプル長群）に集合化され、これらは個々にアダマール変換器３４２，３４４の形態の直交デコーダに入力され、直交デコーダは、直交エンコード信号成分を逆拡散し、それぞれ、複数の逆拡散信号成分３４６，３６０を生成する（例えば、６４サンプル長群を入力した場合、６４個の逆拡散信号が発生する）。加えて、各変換器の出力信号３４６，３６０は、関連するウォルシュ・インデックス・シンボルを有し、これが、１組の相互直交コード内から各特定の直交コードを識別する（例えば、６４サンプル長群を入力した場合、６ビット長のインデックス・データ・シンボルを、変換器出力信号に関連付け、変換器の出力信号が対応する特定の６４ビット長直交コードを示すことができる）。次に、出力３４６，３６０は復調器３６８によって復調される。復調されたデータ３７０は、次に、デコーダ３７６による最終的な最尤デコードの前に、ディインターリーバ３７２によってディインターリーブされる。

復調器３６８およびデコーダ３７６が適正に動作するためには、これらにリモート・ユニットの現送信レートを供給しなければならない。復調器３６８およびデコーダ３７６が、ウォルシュ・コード送信におけるあらゆる繰り返しを考慮することができるためには、現送信レートが必要となる。本発明の好適実施例では、レート計算部３７５が、復調器３６８およびデコーダ３７６に適正な送信レートを供給するように動作する。レート計算部３７５の動作について以下に説明する。

本発明の好適実施例では、リモート・ユニットは、IS-95型送信が利用されるか、あるいは基準コヒーレント（ＲＣ）型送信が利用されるかに応じて、２つのアクセス方法を利用して送信することができる。Lingによる米国特許番号第５，３２９，５４７号、METHOD AND APPARATUS FOR COHERENT COMMUNICAITON IN A SPREAD-SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEMに記載されているように、ＲＣ型送信の間、基準シンボルはインターリーブ・データ・シンボル２１８間に分散される。これらの基準シンボルは、同期の目的のために利用され、直交エンコードの前に、インターリーバ２１７によって挿入される。例えば、Lingに記載されているように、二進「１」を、３つ置きの連続インターリーブ・データ・シンボルの後ろに挿入する。次に、これらの基準シンボル（およびインターリーブ・データ・シンボル）は各々直交エンコーダ２２０によって、ウォルシュ・コード拡散シーケンスと乗算され、送信され、受信機によって同期を促進するために利用される。本発明の好適実施例による送信機２００の動作の間、これらの参照シンボルは、ＩＴＣ２０１によって変調され、正常に送信されるチャネル（即ち、送信基準ビット）上に変調された、低レート制御チャネルを形成する。これが、現送信レートを示す。加えて、基準ビットの変調は、少なくとも２５％だけ、直前のフレーム内に前送りされ、受信機に、基準シンボル内にエンコードされているレート情報をデコードし、これに対して作用するだけの十分な時間を与える。言い換えると、フレームＮの送信レートに関する情報は、（少なくとも）フレームＮ−１の最後の１／４に含まれている。従来技術のＲＣ送信と好適実施例によるＲＣ送信との比較を第４図および第５図に示す。

第４図は、従来技術の基準コヒーレント型送信における同期に利用する基準シンボルの挿入を示す。先に論じたように、各パワー制御群は、４８個のウォルシュ・コードから成り、３６個のエンコード・データ・シンボルおよび１２個の基準シンボルを表わす。従来技術のＲＣ送信は、３つ置きのシンボルを基準ビット４０１として利用し、３つ置きのシンボル・スロットに二進「１」を挿入する。先に論じたように、受信機は基準シンボル４０１を利用して同期を促進する。本発明の好適実施例では、基準シンボルは、変調され、低レート（例えば、２０ｍｓ毎に２ビットの情報）シグナリング・チャネルとして変調されかつ利用され、送信レートを示す。これを第５図に示す。第５図では、基準ビットは、「１」または「０」のいずれでも可能である。加えて、第５図の試験によって、基準シンボル５０１ないし５１７（二進「１」または「０」に等しい）を利用してフレームＫ＋１の送信レートを示し、Ｋ番目のフレームに８つのスロットを先送りしたことがわかる。本発明の好適実施例では、エンコーダ２２０において基準シンボル５０１ないし５１７と置換するウォルシュ・シンボルは、ＩＴＣ２０１によって次のように変調される。

変化／無変化を示す２レベル変調では（例えば、最大または１／８レートのみが許される）、
無変化： １０１０１０
変化： １１１１１１となる。

上昇レート，同一レート，または低下レートを示す３レベル変調では（例えば、３つの許されたレート、または１つ以上のフレームからフレームのレート・ジャンプが許されない場合、それ以上）、
上昇レート： １０１０１０／１０１０１０
同一レート： １１１１１１／１１１１１１
低下レート： １１００１１／００１１００となる。

正確なレートを示す４レベル変調では、
フル・レート： １０１０１０／１０１０１０
半レート： １１１１１１／１１１１１１
１／４レート： １１００１１／００１１００
１／８レート： １１１１００／００１１１１となる。

IS-95A型送信の間、現送信レートは、エンコード・データ・シンボルによって表わされる。これらは、１回に６つずつ、当該６つのシンボルが表わす６４ビット・ウォルシュ・コードで置換される。本発明の好適実施例では、送信レートの変調は、ウォルシュ・コードをその逆で置換することによって行われる。かかる変調方式は、Schaffner et al.による米国特許番号第５４６５２６９号、METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING AND DECODING A SUPPLEMENTARY SIGNALに記載されている。この種の変調を第６図に示す。第６図に示すように、各ウォルシュ・コードは反転することができ、送信されたウォルシュ・コード・シーケンスを利用して、送信レートを判定することができる。かかる変調方式は、以下のようにウォルシュ・コードを変調することによって行うことができる。

変化／無変化を示す２レベル変調では（例えば、最大または１／８レートのみが許される）各ＰＣＧ内のウォルシュ・コードの位相に次の値を乗算する。
無変化： １０１０１０
変化： １１１１１１
上昇レート，同一レート，または低下レートを示す３レベル変調では（例えば、３つの許されたレート、または１つ以上のフレームからフレームへのレート・ジャンプが許されない場合、それ以上）、各ＰＣＧ対内のウォルシュ・コードの位相に次の値を乗算する。

上昇レート： １０１０１０／１０１０１０
同一レート： １１１１１１／１１１１１１
低下レート： １１００１１／００１１００
正確なレートを示す４レベル変調では、各ＰＣＧ対内のウォルシュ・コードの位相に次の値を乗算する。

フル・レート： １０１０１０／１０１０１０
半レート： １１１１１１／１１１１１１
１／４レート： １１００１１／００１１００
１／８レート： １１１１００／００１１１１
ここで、１は直前にシンボルから位相に変化がないことを示し、０は１８０°位相変化を示す。したがって、第６図は、フレームの最初の２つのパワー制御群に対する１０１０１０／１０１０１０の変調を示す。先に論じたように、ウォルシュ・コードの変調は、直前のフレームに少なくとも２５％先送りされるので、受信機は、基準シンボル内にエンコードされているレート情報をデコードしそれに作用する十分な時間量を有する。

IS-95A型送信またはRC型送信のいずれが用いられていても、本発明の好適実施例では、フレーム境界におけるパワー不連続性を分析し、送信レートの判定に役立てる。例えば、先に論じたように、送信レートを半分にする毎にパワーは３ｄＢずつ減少する。本発明の好適実施例では、レート計算部３７５は、送信パワーにおけるあらゆる増大または減少を分析し、送信レートの判定に役立てる。第７図は、レート計算部３７５を動作させる好適な方法を示す。ステップ７０１において、レート計算部３７５は、Ｋ番目のフレームの最後の部分（例えば、最後のＰＣＧ）について受信した現パワーを分析する。ステップ７０３において、（Ｋ＋１）番目のフレームの最初の部分（例えば最初のＰＣＧ）について、受信パワーを算出する。次に、受信パワーの差を分析し（ステップ７０５）、この受信パワーの差に基づいて、レートを算出する。例えば、約３ｄＢの受信パワー増大は、送信レートが２倍になったことの強い可能性を示す。言い換えると、受信機が現在半レートで動作しており、レート計算部３７５がフレーム境界において受信パワーに３ｄＢのジャンプを検出した(experience)場合、リモート・ユニットは今ではフル・レートで送信していることの強い可能性がある。

第８図は、本発明の第１好適実施例による、第３図のレート計算部３７５のブロック図である。第１実施例では、連続逆リンク送信(continuous reverse link transmission)を利用してＭ進ウォルシュ変調を行い、直交シンボルの繰り返し量によってレートを判定する場合に、レート計算部３７５を利用する。本発明の第１実施例によるレート計算部３７５の動作は、次のように行われる。６４シンボル直交コードの複素サンプルが、レート計算部３７５に入力され、４つの別個のブランチ８０１ないし８０７に送出される。本発明の好適実施例では、可能な送信レート毎に１つのブランチが存在し、その特定の送信レートの確率を示すレベルを出力する。例えば、図示のように、ブランチ８０１は、フル・レート送信が行われている確率を示すレベルを出力し、ブランチ８０３は、半レート送信が行われている確率を示すレベルを出力し、ブランチ８０５は、１／４レート送信が行われている確率を示すレベルを出力し、ブランチ８０７は、１／８レート送信が行われている確率を示すレベルを出力する。各ブランチは、適切な複素（またはベクトル）加算回路８０９〜８１４を有し、Ｎ個の直交シンボルの複素加算を行う。Ｎは１，２，４，または８であり、複素加算回路８０９ないし８１５が配置されているブランチ８０１〜８０７によって異なる。

複素加算されたサンプルは、適切なＦＨＴ８１７に渡され、ここで変換処理が行われる。即ち、６４サンプル長の群が入力された場合、６４個の逆拡散信号が発生する。加えて、各変換器の出力信号は、関連するウォルシュ・インデックス・シンボルを有し、これが１組の相互直交コードから、特定の各直交コードを識別する（例えば、６４サンプル長の群が入力される場合、６ビット長のインデックス・データ・シンボルを、変換器の出力信号に関連付け、変換器の出力信号が対応する特定の６４ビット長直交コードを示すことができる）。ＦＨＴ８１７の出力は、１ｘ６４マトリクスであり、送信されるあらゆるウォルシュ・コードの確率を示す。次に、これらのマトリクスは、回路８１９によって、要素毎に大きさが二乗され、各マトリクス内のあらゆる要素が二乗され、次いで２つの二乗マトリクスを互いに加算し、単一の１ｘ６４マトリクスを生成する。次に、回路８２１が１ｘ６４マトリクスから最大の要素を選択し、この値を適切な加算回路に渡す。加算回路では、特定のブランチに応じて、Ｎ個の要素が加算され（Ｎ＝８，４，２，または１）、スケーリングが行われる。スケーリングされた和は、加算ブロック８３３に渡され、当該フレームの以前にスケーリングされた和に加算される。２０ｍｓフレーム毎に、合計１２個のスケーリングされた和がある。結果的に得られた値および全ての中間値は比較器８３１に渡され、全てのブランチ８０１ないし８０７からの最大値が、利用されている可能性が最も高い送信レートに対応する。例えば、最大値がブランチ８０１から比較器８３１に渡された場合、フル・レートの送信が行われており、フル・レートの送信を示す値が、レート計算部３７５から出力される。

第９図は、本発明の第２好適実施例による、第３図のレート計算部のブロック図である。第２実施例では、レート計算部３７５を利用するのは、連続逆リンク送信を利用してＲＣ型変調が行われ、データ・シンボルの繰り返し量によってレートを判定する場合である。

本発明の第２実施例によるレート計算部３７５の動作は、次のように行われる。逆拡散データおよび基準複素シンボル・サンプルがレート計算部３７５に入力され、４つの別個のブランチ９０１〜９０７に送出される。先に論じたように、可能な各送信レート毎に１つのブランチが存在し、当該特定の送信レートの確率を示すレベルを出力する。複素サンプルは、ディマルチプレクサ９０９によってディマルチプレクスされ、基準シンボルがデータから剥ぎ取られる。データはディマルチプレクサ９０９から出力され、適切な加算回路９１１ないし９１７に入力する。先に論じたように、各ブランチは適切な加算回路９１１ないし９１７を有し、Ｎ個のサンプルを加算する。Ｎは１，２，４，または８であり、加算回路９１１ないし９１７が配置されているブランチ９０１〜９０７によって異なる。

加算された複素サンプルは、次に回路９１９によって、大きさが二乗され、適切な加算器／スケーラ９２１ないし９２７に渡され、特定のブランチに応じて、Ｎ個のサンプルが加算され（Ｎ＝８，４，２，１）、スケーリングが行われる。スケーリングされた和は、加算ブロック９２９に渡され、ここで以前にスケーリングされた和に加算される。２０ｍｓフレーム内に合計で７２個のスケーリングされた和がある。結果的に得られた値および全ての中間値が比較器９３１に渡され、ここで（先に論じたように）、渡された最大値が、利用されている特定の送信レートに対応する。

第１０図は、本発明の第３好適実施例による、第３図のレート計算部のブロック図である。第３実施例では、レート計算部３７５が利用されるのは、連続逆リンク送信を利用してＲＣ型変調が行われ、送信レートを基準ビットの送信上に変調する場合である。本発明の第３実施例によるレート計算部３７５の動作は、次のように行われる。複素データおよび基準シンボル・サンプルがレート計算部３７５に入力され、４つの別個のブランチ１００１ないし１００７に送出される。先に論じたように、可能な送信レート毎に１つのブランチがあり、特定の送信レートが利用されている確率を示すレベルを出力する。次に、サンプルは、ディマルチプレクサ１００９によってディマルチプレクスされ、基準シンボルからデータが剥ぎ取られる。次に、基準シンボルはディマルチプレクサ１００９から出力され、混合回路１０１１に入力され、所定の値と乗算される。好適実施例では、各ブランチ１００１ないし１００７は、当該レートに用いられる変調方式に対応する適切な所定の値を有する。例えば、好適実施例では、フル・レートのブランチ１００１は、"101010101010"を利用し、ディマルチプレクサ１００９の出力と混合する。

次に、混合サンプルは、１度に１６個ずつ回路１０１９によって加算され、回路１０２１に渡される。ここで、加算された混合サンプルの大きさを二乗する。
ブロック加算回路１０１９の代わりとして、最後の（１６＋４*Ｎ）個のサンプルの連続加算(running sum)を行う。ここで、Ｎは無線チャネル相関時間に比例する整数であり、各４サンプル毎に中間結果を渡す。次に、値は適切な加算器／スケーラ１０２３ないし１０２８に渡され、以前の値に加算され、スケーリングが行われる。スケーリングによって得られた値および全ての中間値は比較器１０３１に渡され、ここで（先に論じたように）、渡された最大値が、利用されている特定の送信レートに対応する。

第１１図は、本発明の第４実施例による、第３図のレート計算部のブロック図である。第４実施例では、レート計算部が利用されるのは、連続逆リンク送信を利用してＭ進変調を行い、ウォルシュ・コード送信（即ち、ウォルシュ・コードの極性）上に送信レートを変調する場合である。本発明の第４実施例によるレート計算部３７５の動作は、次のように行われる。６４シンボル直交コードの複素シンボル・サンプルがレート計算部３７５に入力され、４つの別個のブランチ１１０１ないし１１０７に送出される。サンプルは混合回路１１１１に入力され、直交シンボル・レートで所定の値と乗算される。好適実施例では、各ブランチ１１０１ないし１１０７は、用いる変調方式に対応する適切な値を有する。例えば、好適実施例では、フル・レートのブランチ１１０１は"101010101010"を利用して、サンプル入力と混合する。ここで、「１」は無変化を示し、「０」は符号の変化を示す。

次に、混合サンプルは、ＦＨＴ１１１３に出力され、変換処理が行われる。即ち、６４サンプル長の群が入力される場合、６４個の逆拡散信号が発生する。加えて、各変換器の出力信号は、関連するウォルシュ・インデックス・シンボルを有し、これが、１組の相互直交コード内から各特定の直交コードを識別する（例えば、６４サンプル長群を入力した場合、６ビット長のインデックス・データ・シンボルを、変換器出力信号に関連付け、変換器の出力信号が対応する特定の６４ビット長直交コードを示すことができる）。ＦＨＴ１１１３の出力は、２つの１ｘ６４マトリクスであり、あらゆるウォルシュ・コードの送信されている確率を示す。６４個のベクトルの内最大のものが回路１１１５において選択され、その大きさおよび位相が加算回路１１１７に渡される。加算回路１１１７は、回路１１１５の出力を１度に８個ずつベクトル加算し、その結果を大きさ二乗回路１１１９に渡す。ブロック加算回路１１１７の代わりとして、最後の（８*Ｎ）個のサンプルの連続加算(running sum)を行う。ここで、Ｎは無線チャネル相関時間に比例する整数であり、各４サンプル毎に中間結果を渡す。位相推定回路１１１５，１１１７の代替物が、R.WaltonおよびM．Wallaceの"Near maximum likelihood demodulation for M-ary orthogonal signaling"(Proceedings of VTC-93，pp 5-8)に記載されている。最後に、大きさを二乗したサンプルを適切な加算器／スケーラ１１２１ないし１１２７に渡し、ここで１２個のサンプルを加算し、スケーリングを行う。得られた値および全ての中間値を比較器１１２９に渡し、ここで（先に論じたように）、渡された最大値が、利用されている特定の送信レートに対応する。フレームの先頭では、第８図ないし第１１図の加算回路は全て、その内容が０にリセットされていることを注記しておく。

前述の本発明，具体的な詳細，および図面の説明は、本発明の範囲を限定することを意味するものではない。例えば、レート計算部３７５の組み合わせが可能である。即ち、比較を行う前に、ブランチ８０１ないし８０７の出力をそれぞれブランチ１１０１ないし１１０７の重み付け出力に加算することによって、第８図に示した直交シンボル繰り返し方法を、第１１図の直交シンボル変調方法と組み合わせることも可能である。同様に、比較９３１を行う前に、ブランチ９０１ないし９０７の出力をそれぞれブランチ１００１ないし１００７の重み付け出力に加算することによって、第９図のＲＣ型変調データシンボル繰り返し方法を、第１０図のＲＣ型基準ビット変調方法と組み合わせることも可能である。加えて、前述のように、現フレームの先頭と直前のフレームの終端との間の受信パワーにおける差を、他のいずれかと組み合わせることも可能である。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更が本発明に可能であることは、本発明者の意向であり、かかる変更は全て以下の請求項の範囲に該当するものと見なすこととする。

本発明が用いる種々のレートにおけるパワー制御群の送信を示す。 本発明の好適実施例によるリモート・ユニットの送信機のブロック図である。 本発明の好適実施例による基地局の受信機のブロック図である。 従来技術の基準コヒーレント型送信における同期に利用される基準シンボルの挿入を示す。 本発明の好適実施例による基準コヒーレント型送信における同期およびレート決定に利用される基準シンボルの挿入を示す。 本発明の好適実施例によるレート決定に利用されるウォルシュ・コード変調を示す。 本発明の好適実施例による第３図のレート計算部の動作を示すフロー・チャートである。 本発明の第１好適実施例による第３図のレート計算部のブロック図である。 本発明の第２好適実施例による第３図のレート計算部のブロック図である。 本発明の第３好適実施例による第３図のレート計算部のブロック図である。 本発明の第４好適実施例による第３図のレート計算部のブロック図である。

Claims (6)

1. 連続送信方式をサブ・レート送信に利用するマルチ・レート通信システムにおいて送信レートを送信する方法であって、前記送信方式は、データを送信するためにフレームを利用し、該フレームの各々が特定の送信レートで送信され、当該方法は：
   ボイス・エンコーダにより出力されたトラフィック・チャネル・データを受信する段階と、
   前記トラフィック・チャネル・データを複数の拡散コードを用いてＭ進変調することによって、前記トラフィック・チャネル・データを直交エンコードする段階と、
   第１通信ユニットと第２通信ユニットとの間で送信される複数のフレームについて送信レートを判定する段階と、
   前記第１通信ユニットから前記第２通信ユニットに前記複数のフレームを、前記複数のフレームの送信レートを示すために利用される低レート制御チャネルと共に送信する段階であって、前記送信レートを前記ボイス・エンコーダにより出力された前記トラフィック・チャネル・データを変調するために用いられる複数の拡散コードの極性上に変調するか、あるいは、前記直交エンコードされたトラフィック・チャネル・データのコヒーレント復調を促進するために受信機より用いられる基準シンボルを変調することによって、前記低レート制御チャネルを送信する段階を含む、前記送信する段階と
   前記低レート制御チャネルの送信を先進させ、特定のフレームの送信レートを、前記低レート制御チャネルを直前のフレームの最後の１／４に含ませることにより、該直前のフレームの送信の間に送信する段階と
   を備えることを特徴とする方法。
2. 更に、サブ・レート送信が行われる場合に第１シンボルの送信を繰り返す段階を備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記第１通信ユニットから前記第２通信ユニットに前記複数のフレームを、前記複数のフレームの送信レートを示すために利用される低レート制御チャネルと共に送信する段階は、変更有りの送信レート及び変更無しの送信レートからなるグループからメッセージを送信することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記第１通信ユニットから前記第２通信ユニットに前記複数のフレームを、前記複数のフレームの送信レートを示すために利用される低レート制御チャネルと共に送信する段階は、上昇を示す送信レート、同一送信レート、及び低下を示す送信レートからなるグループからメッセージを送信することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 前記第１通信ユニットから前記第２通信ユニットに前記複数のフレームを、前記複数のフレームの送信レートを示すために利用される低レート制御チャネルと共に送信する段階は、フル・レート送信、半レート送信、１／４レート送信、及び１／８レート送信からなるグループからメッセージを送信することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 連続送信方式をサブ・レート送信に利用するマルチ・レート通信システムにおいて送信レートを送信する装置であって、前記連続送信方式は、データを送信するためにフレームを利用し、該フレームの各々が特定の送信レートで送信され、当該装置は、
   入力としてのデータを有し、第１通信ユニットと第２通信ユニットとの間で送信される複数のフレームの送信レートを出力するエンコーダと、
   前記複数のフレームおよび前記送信レートを入力として有し、インターリーブ・フレームの間に基準シンボルを分散させた複数のフレームを出力する瞬時トラフィック・チャネル利得計算部であって、前記基準シンボルを変化させることにより、該基準シンボル上に追加的に前記送信レートを変調し、基準シンボルのシーケンスは前記送信レートを示すために利用されるところの瞬時トラフィック・チャネル利得計算部か、あるいは、前記複数のフレームおよび前記送信レートを入力として有し、複数のフレームを、拡散コードにより該複数のフレームを拡散することにより該複数のフレーム上で変調された前記送信レートとともに出力する瞬時トラフィック・チャネル利得計算部であって、拡散データのシーケンスは、前記送信レートを示すために利用されるところの瞬時トラフィック・チャネル利得計算部のいずれか一方として機能する手段と、
   前記複数のフレームを、その上に変調された前記送信レートと共に入力として有し、前記第１通信ユニットから前記第２通信ユニットに前記複数のフレームを送信する送信機と
   を備え、
   前記瞬時トラフィック・チャネル利得計算部は、特定のフレームに対する送信レートが該特定のフレームの前に送信されるフレーム上で変調され、かつ前記送信レートが前記特定のフレームの前に送信されるフレームの最後の１／４に含まれるように複数のフレームを該複数のフレーム上で変調された送信レートとともに出力することを特徴とする装置。

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