JP2011010307A - 符号分割多重チャネル上の符号分割多重コマンド - Google Patents
符号分割多重チャネル上の符号分割多重コマンド Download PDFInfo
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Abstract
【課題】複数の移動局に対する効果的なシグナリングの技術を提供する。
【解決手段】複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの一つによって符号化する第1の符号器と、CDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、前記複数のカバーされたCDM信号を受信し、前記複数のカバーされたCDM信号を備える時分割多重(TDM)信号を形成するタイムマルチプレクサと、カバーされたTDM/CDM信号を形成するためにカバリング系列でカバーする第2の符号器とを備える複数のCDM符号器を備える。
【選択図】図7A
【解決手段】複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの一つによって符号化する第1の符号器と、CDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、前記複数のカバーされたCDM信号を受信し、前記複数のカバーされたCDM信号を備える時分割多重(TDM)信号を形成するタイムマルチプレクサと、カバーされたTDM/CDM信号を形成するためにカバリング系列でカバーする第2の符号器とを備える複数のCDM符号器を備える。
【選択図】図7A
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、「リバースリンクデータ通信(REVERSE LINK DATA COMMUNICATION)」と題され、2003年2月18日に出願された米国仮特許出願第60/448,269号、「通信システムにおけるリバースリンク通信用の方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR A REVERSE LINK COMMUNICATION IN A COMMUNICATION SYSTEM)」と題され、2003年3月6日に出願された米国仮特許出願第60/452,790号、「IS−2000リバースリンクにおけるQoS用の方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR QUALITY OF SERVICE IN IS−2000 REVERSE LINK)」と題され、2003年5月12日に提出された米国仮特許出願第60/470,225号、および「REL.D用の外部ループ電力コントロール(OUTER−LOOP POWER CONTROL FOR REL.D)」と題され、2003年5月14日に出願された米国仮特許出願第60/470,770号の優先権を主張するものである。
本出願は、「リバースリンクデータ通信(REVERSE LINK DATA COMMUNICATION)」と題され、2003年2月18日に出願された米国仮特許出願第60/448,269号、「通信システムにおけるリバースリンク通信用の方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR A REVERSE LINK COMMUNICATION IN A COMMUNICATION SYSTEM)」と題され、2003年3月6日に出願された米国仮特許出願第60/452,790号、「IS−2000リバースリンクにおけるQoS用の方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR QUALITY OF SERVICE IN IS−2000 REVERSE LINK)」と題され、2003年5月12日に提出された米国仮特許出願第60/470,225号、および「REL.D用の外部ループ電力コントロール(OUTER−LOOP POWER CONTROL FOR REL.D)」と題され、2003年5月14日に出願された米国仮特許出願第60/470,770号の優先権を主張するものである。
本発明は概して無線通信に関し、より具体的には、符号分割多重チャネル上の符号分割多重コマンドや信号のための新規かつ改良された方法および装置に関する。
無線通信システムは、音声およびデータなどの種々のタイプの通信を提供するために広く展開されている。これらのシステムは符号分割多重接続(CDMA)、時分割多重接続(TDMA)、または他の多重接続技術を基礎とすることができる。CDMAシステムは、システム容量の増加を含む、他のタイプのシステムに対して特定の利点を提供する。
CDMAシステムは、(1)「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラーシステム用のTIA/EIA−95−B移動局/基地局互換性標準」(IS−95標準)、(2)「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)と称されるコンソーシアムによって提供され、かつ文書番号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213、および3G TS 25.214を含む1セットの文書で具現化されている標準(W−CDMA標準)、(3)「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)と称されるコンソーシアムによって提供され、かつ「cdma2000スペクトル拡散システム用のTR−45.5物理層標準」(IS−2000標準)において具現化されている標準、および(4)他の標準などの1つ以上のCDMA標準をサポートするように設計可能である。
上記の標準において、使用可能なスペクトルは多数のユーザ間で同時に共有されており、また電力コントロールおよびソフトハンドオフなどの技術は、音声などの遅延に敏感なサービスをサポートするのに十分な品質を維持するために用いられる。データサービスもまた使用可能である。ごく最近、より高次の変調と、移動局からのキャリア/干渉比(C/I)の超高速フィードバックと、超高速スケジューリングと、遅延要件がより緩和されているサービスのスケジューリングとを使用することによってデータサービスの容量を高めるシステムが提案されている。これらの技術を使用するデータオンリーの通信システムなどの一例は、TIA/EIA/IS−856標準(IS−856標準)に準拠する高データレート(HDR)システムである。
その他の上記の標準と対照的に、IS−856システムは各セルにおいて使用可能なスペクトル全体を使用して、リンク品質に基づいて選択された1人のユーザにデータを一度に送信する。その際に、システムはチャネルが良好な場合に、より高レートでデータを送信することに、より多くの時間を費やすことによって、非能率的なレートでの送信をサポートすることにリソースを使用することを回避する。最終的な効果はより高いデータ容量と、より高いピークデータレートと、より高い平均スループットである。
システムは、IS−856標準に説明されているようなパケットデータサービスのサポートに伴って、IS−2000標準でサポートされている音声チャネルやデータチャネルなどの遅延に敏感なデータのサポートを内蔵することができる。このようなシステムの1つが、LG Electronics、LSI Logic、Lucent Technologies、Nortel Networks、QUALCOMM Incorporated、およびSamsungによって第3世代パートナーシッププロジェクト2(3GPP2)に提出されている提案に説明されている。提案は、2001年6月11日に文書番号第C50−20010611−009号として3GPP2に提出された、「1xEV−DV用の更新ジョイント物理層の提案(Updated Joint Physical Layer Proposal for 1xEV−DV)」、2001年8月20日に、文書番号第C50−20010820−011号として3GPP2に提出された「L3NQSシミュレーション研究の結果(Results of L3NQS Simulation Study)」、2001年8月20日に文書番号第C50−20010820−012号として3GPP2に提出された「cdma2000 1xEV−DV用のL3NQSフレームワーク提案についてのシステムシミュレーション結果(System Simulation Results for the L3NQS Framework Proposal for cdma2000 1xEV−DV)」と題された文書に詳述されている。これらおよび、C.S0001.CからC.S0006.Cを含む、IS−2000標準のRevision Cなどの引き続き出された関連文書は以下1xEV−DV提案と称される。
効率的にフォワードリンクおよびリバースリンクの使用を調整するために、例えば1xEV−DV提案のシステムは、基地局からのフィードバックを多数のサポートされている移動局へ導くことを必要としてもよい。このようなフィードバックが1つ以上のコントロールチャネル上で送信されることは一般的である。CDMAシステムにおいて、このようなコントロールチャネルは、符号分割多重化(CDM)を使用して他のコントロールチャネルおよび/またはデータチャネルと多重化されてもよい。従来、複数の移動局に到達するために、コントロールチャネルを時分割して移動局の各々に送信する。従って、コントロールチャネルは時分割多重化(TDM)を使用して多重化されて、複数の移動局についての信号やコマンドを内蔵してもよい。そして結果として得られるTDMコントロールチャネルはCDMを使用する、コントロール、音声またはデータのいずれかの他のチャネルと共に送信されてもよい。このようなTDMオンCDMチャネルの一例は、cdma2000における電力コントロールチャネルである。
無線システム設計において周知であるように、チャネルが同様の確実性でより少ない電力を使用して送信され得る場合、システムの容量は改良され得る。従って、当技術分野ではより効率的なコントロールチャネルの必要性がある。さらに、TDMオンCDMチャネルは、システム設計パラメータを考えると、不十分な、または実現不可能なピーク電力要件を有していることがある。従って、当技術分野においては、複数の移動局に到達できることによって共有通信リソースの効率的な使用を可能にする一方で、ピーク電力設計の制約を満たし、かつこのようなコントロールに割り当てられているシステム容量を削減することが可能なコントロールチャネルの必要性がある。
本明細書に開示されている実施形態は、複数の移動局への効率的なシグナリングの必要性に対処する。一実施形態において、複数のシンボルストリーム(symbol streams)の各々は複数のカバー系列のうちの1つで符号化され、前記カバーされたシンボルストリームは結合されて符号分割多重(CDM)信号を形成し、前記CDM信号は、遠隔局への送信用の1つ以上の更なる信号によって符号分割多重化するための別のカバー系列によってさらにカバーされる。別の実施形態において、複数のCDM信号はカバーされたシンボルストリームから形成され、前記複数のCDM信号は更なるカバーの前に時分割多重化(TDM)される。他の実施形態においては、デカバリング(decovering)および逆多重化(demultiplexing)を実行して1つ以上のシンボルストリームを回復する。種々の他の態様もまた示されている。これらの態様は、リバースリンク容量の効率的な利用を提供し、短い待ち時間(low−latency)や、高いスループットや異なるQoSなどの様々な要件を受容し、これらの利点を提供するためにフォワードおよびリバースリンクのオーバーヘッドを軽減して、過度な干渉および容量の増大を回避するという利点を有している。
本発明は、さらに詳細に以下に説明されている本発明の種々の態様、実施形態および特徴を実現する方法およびシステム要素を提供する。
本発明の特徴、性質および利点は、全体に渡って同様の符号は同様に識別する図面と関連して理解すれば、以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
図1は、1つ以上のCDMA標準および/または設計(例えばW−CDMA標準、IS−95標準、cdma2000標準、HDR仕様、1xEV−DV提案)をサポートするように設計可能な無線通信システム100の図である。別の実施形態において、システム100は、CDMAシステム以外の任意の無線標準や設計をさらにサポート可能である。例示的実施形態において、システム100は1xEV−DVシステムである。
簡単にするために、システム100は2つの移動局106と通信している3つの基地局104を含むものとして示されている。基地局およびそのカバレージエリアはしばしば総称的に「セル」と称される。例えばIS−95や、cdma2000や、1xEV−DVシステムにおいて、セルは1つ以上のセクタを含んでいてもよい。W−CDMA仕様において、基地局の各セクタとセクタのカバレージエリアはセルと称される。本明細書で使用されているように、基地局という用語はアクセスポイントやノードBという用語と同義的に使用可能である。移動局という用語はユーザ機器(UE)、加入者ユニット、加入者局、アクセス端末、リモート端末という用語や、当技術分野において公知の他の対応する用語と同義的に使用可能である。移動局という用語は固定無線アプリケーションを含んでいる。
実現されているCDMAシステムに応じて、各移動局106は所与の瞬間にフォワードリンク上の1つ(場合によっては複数の)基地局104と通信可能であり、また移動局がソフトハンドオフ中であるか否かに応じてリバースリンク上の1つ以上の基地局と通信可能である。フォワードリンク(つまりダウンリンク)は基地局から移動局への送信のことであり、リバースリンク(つまりアップリンク)は移動局から基地局への送信のことである。
本明細書に説明されている種々の実施形態はリバースリンク送信をサポートするためのリバースリンクまたはフォワードリンク信号を提供することを目的としており、リバースリンク送信の性質によく適しているものもあるが、当業者は、移動局ならびに基地局が本明細書に説明されているようなデータを送信し得るということ、および、本発明の態様がこれらの状況にも適合するということを理解するであろう。用語「例示的」は、もっぱら「例、事例あるいは例証としての役目を果たすこと」を意味するために本明細書では使用されている。本明細書において「例示的」として説明されるいかなる実施形態も、他の実施形態よりも好適な、あるいは有利なものとして解釈されるべきではない。
1xEV−DVフォワードリンクデータ送信およびリバースリンク電力コントロール
1xEV−DV提案に説明されているようなシステム100は、一般的に4つのクラスのフォワードリンクチャネル、すなわちオーバーヘッドチャネルと、動的に変化するIS−95およびIS−2000チャネルと、フォワードパケットデータチャネル(F−PDCH)と、いくつかのスペアチャネルとを備える。オーバーヘッドチャネルの割り当てはゆっくり変化し、数ヶ月間変化しないこともある。これらは通常、重要なネットワーク構成変化がある場合に変化する。動的に変化するIS−95およびIS−2000チャネルは呼ごとに割り当てられ、あるいはIS−95やIS−2000のリリース0からBのパケットサービスに使用される。通常、オーバーヘッドチャネルおよび動的に変化するチャネルが割り当てられた後に残っている使用可能な基地局の電力は残りのデータサービス用のF−PDCHに割り当てられる。F−PDCHは遅延にそれほど敏感ではないデータサービスに使用可能であるのに対して、IS−2000チャネルは遅延により敏感なサービスに使用される。
1xEV−DV提案に説明されているようなシステム100は、一般的に4つのクラスのフォワードリンクチャネル、すなわちオーバーヘッドチャネルと、動的に変化するIS−95およびIS−2000チャネルと、フォワードパケットデータチャネル(F−PDCH)と、いくつかのスペアチャネルとを備える。オーバーヘッドチャネルの割り当てはゆっくり変化し、数ヶ月間変化しないこともある。これらは通常、重要なネットワーク構成変化がある場合に変化する。動的に変化するIS−95およびIS−2000チャネルは呼ごとに割り当てられ、あるいはIS−95やIS−2000のリリース0からBのパケットサービスに使用される。通常、オーバーヘッドチャネルおよび動的に変化するチャネルが割り当てられた後に残っている使用可能な基地局の電力は残りのデータサービス用のF−PDCHに割り当てられる。F−PDCHは遅延にそれほど敏感ではないデータサービスに使用可能であるのに対して、IS−2000チャネルは遅延により敏感なサービスに使用される。
IS−856標準のトラヒックチャネルに類似したF−PDCHは、一度に各セルの1人のユーザにサポート可能な最高のデータレートでデータを送信するのに使用される。IS−856において、基地局の全電力およびウォルシュ関数(Walsh functions)の全空間は移動局へのデータ送信の際に使用可能である。しかしながら、提案された1xEV−DVシステムにおいては、一部の基地局電力およびウォルシュ関数の一部はオーバーヘッドチャネルと、既存のIS−95およびcdma2000のサービスに割り当てられる。サポート可能なデータレートは、オーバーヘッドチャネル、IS−95チャネルおよびIS−2000チャネル用の電力およびウォルシュコードが割り当てられた後に使用可能な電力およびウォルシュコードに主に依拠している。F−PDCH上で送信されるデータは1つ以上のウォルシュコードを使用して拡散される。
1xEV−DV提案において、基地局は一般的に、多数のユーザがセルのパケットサービスを使用中であっても、一度に1つの移動局にF−PDCH上で送信する。(2人以上のユーザへの送信をスケジューリングし、電力および/またはウォルシュチャネルを各ユーザに適切に割り当てることによって2人以上のユーザに送信することも可能である。)移動局は何らかのスケジューリングアルゴリズムに基づいてフォワードリンク送信用に選択される。
IS−856や1xEV−DVに類似のシステムにおいて、スケジューリングは、サービスを提供されている移動局からのチャネル品質フィードバックに部分的に基づいている。例えば、IS−856において、移動局はフォワードリンクの品質を推定して、現在の条件に耐えうると思われる送信レートを算出する。各移動局からの所望のレートは基地局に送信される。スケジューリングアルゴリズムは、例えば、共有通信チャネルをより効率的に使用するために比較的高い送信レートをサポートする送信用の移動局を選択し得る。別の例として、1xEV−DVシステムにおいて、各移動局はキャリア/干渉(C/I)推定を、リバースチャネル品質インジケータチャネル、すなわちR−CQICH上のチャネル品質推定として送信する。スケジューリングアルゴリズムを使用して、送信用に選択された移動局ならびに、チャネル品質に従った適切なレートおよび送信フォーマットを判断する。
上記のとおり、無線通信システム100はIS−95システムなどのように通信リソースを同時に共有している複数のユーザをサポートしても、IS−856システムなどのように通信リソース全体を一度に1人のユーザに割り当てても、あるいは両タイプのアクセスを許容するように通信リソースを割り当ててもよい。1xEV−DVシステムは通信リソースを両タイプのアクセス間で分割し、ユーザ要求に従った割り当てを動的に配分するシステムの一例である。以下は、両タイプのアクセスシステムの種々のユーザを収容するために通信リソースがどのように割り当て可能であるかについての簡単な背景である。電力コントロールを、IS−95タイプのチャネルなどの、複数のユーザよる同時アクセスについて説明する。レート判断およびスケジューリングを、IS−856システムや1xEV−DVタイプのシステムのデータオンリーの(data−only)部分(つまりF−PDCH)などの、複数のユーザによる時分割方式のアクセスについて説明する。
IS−95CDMAシステムなどのシステムの容量は部分的に、システム内の種々のユーザへ、あるいは当該ユーザから信号を送信する際に発生する干渉によって決定される。通常のCDMAシステムの特徴は、移動局への、あるいは移動局からの送信用の信号を、当該信号が他の移動局による干渉に見えるように符号化および変調するという点である。例えば、フォワードリンク上では、基地局と1つの移動局間のチャネル品質は部分的には他のユーザ干渉によって決定される。移動局との所望の通信性能レベルを維持するために、移動局に割り当てられる送信電力は、基地局によってサービスされる他の移動局に送信する電力ならびに、そのチャネルが経験する他の妨害および劣化を克服できる程度に十分でなければならない。従って、容量を増加させるためには、サービスされる各移動局に必要な最小電力を送信することが望ましい。
通常のCDMAシステムにおいて、複数の移動局が基地局に送信している場合、規格化された(normalized)電力レベルで、基地局において複数の移動局信号を受信することが望ましい。従って、例えば、リバースリンク電力コントロールシステムは、近隣の移動局からの信号がもっと離れている移動局からの信号を圧倒しないように、各移動局からの送信電力を調整してもよい。フォワードリンクと同様に、所望の性能レベルを維持するのに必要な最小電力レベルに各移動局の送信電力を保つことによって、トークおよびスタンバイ時間の増加、バッテリ要件の軽減などの電力節約という他の利点に加えて、容量を最適化することができる。
IS−95などの通常のCDMAシステムの容量はとりわけ他のユーザの干渉によって制約される。他のユーザの干渉は電力コントロールの使用によって緩和可能である。容量、音声品質、データ送信レートおよびスループットを含むシステムの全体的な性能は、可能な場合は常に所望の性能レベルを維持するために最低電力レベルで送信する局に依存している。これを達成すべく、種々の電力コントロール技術が当技術分野において公知である。
技術のうちの1つのクラスは閉ループ電力コントロールを含んでいる。例えば、閉ループ電力コントロールはフォワードリンク上で展開されてもよい。このようなシステムは移動局の内部および外部電力制御ループ(inner/outer power control loop)を用いることができる。外部ループは所望の受信エラーレートに応じて目標受信電力レベルを決定する。例えば、1%の目標フレームエラーレートが所望のエラーレートとしてあらかじめ決定されてもよい。外部ループは、例えばフレームまたはブロック当たり1回という比較的ゆっくりとしたレートで目標受信電力レベルを更新してもよい。これに応答して、内部ループは、受信電力が目標に達するまで基地局にアップ又はダウン電力コントロールメッセージを送信する。これらの内部ループの電力コントロールコマンドは、効率的な通信のための所望の受信信号対雑音および干渉比を達成するために必要なレベルに送信電力を迅速に適合させるために、比較的頻繁に生じる。上記のとおり、移動局ごとのフォワードリンク送信電力を最低レベルに保つことは、各移動局で見られる他のユーザの干渉を削減し、残りの使用可能な送信電力を他の目的のために取っておくことを可能とする。IS−95などのシステムにおいては、残りの使用可能な送信電力を使用して更なるユーザとの通信をサポートすることができる。1xEV−DVなどのシステムにおいては、残りの使用可能な送信電力を使用して、更なるユーザをサポートしたり、システムのデータオンリーの部分のスループットを増大させたりすることができる。
IS−856などの「データオンリーの」システムにおいて、あるいは1xEV−DVなどのシステムの「データオンリーの」部分において、コントロールループは基地局から移動局への送信を時分割的な方法で統制するために展開されてもよい。明確にするために、以下の説明においては、一度に1つの移動局への送信を説明する。これは、その一例がIS−95である同時アクセスシステムや、cdma2000や1xEV−DVシステムにおける種々のチャネルと区別するためである。2つの注意点(notes)がこの時点で適切である。
第1に、用語「データオンリー」や「データチャネル」は、簡潔な説明のためにのみ、チャネルを、IS−95タイプの音声チャネルやデータチャネル(つまり上記のような電力コントロールを使用する同時アクセスチャネル)と区別するために使用され得る。本明細書に説明されているデータオンリーまたはデータチャネルは、音声(例えば、ボイスオーバーインターネットプロトコル、つまりVOIP)を含む任意のタイプのデータを送信するために使用可能であることは当業者には明らかであろう。特定のタイプのデータのための任意の特定の実施形態の有用性は、部分的にはスループット要件および待ち時間(latency)要件などによって決定されてもよい。当業者は、所望のレベルの待ち時間、スループットおよびQoSなどを提供するために選択されたパラメータといずれかのアクセスタイプとを結合して、種々の実施形態を容易に適合するであろう。
第2に、通信リソースを時分割するとして説明されている、1xEV−DVについて説明されているようなシステムのデータオンリーの部分は、1人以上のユーザに同時にフォワードリンクでのアクセスを提供するように適合可能である。通信リソースが一定の期間に1つの移動局やユーザとの通信を提供するために時分割されるものとして説明されている本明細書での例において、当業者は、それらの例を、その期間内で1つ以上の移動局やユーザへの、または1つ以上の移動局やユーザからの時分割送信を可能にする例に容易に適合するであろう。
通常のデータ通信システムは、種々のタイプの1つ以上のチャネルを含み得る。より具体的には、1つ以上のデータチャネルが一般に展開されている。帯域内制御シグナリング(in−band control signaling)がデータチャネルに含まれていてもよいが、1つ以上のコントロールチャネルが展開されることもまた一般的である。例えば、1xEV−DVシステムにおいて、フォワードパケットデータコントロールチャネル(F−PDCCH)およびフォワードパケットデータチャネル(F−PDCH)は、フォワードリンク上でそれぞれコントロールおよびデータの送信について定義されている。
図2は、データ通信に適合されているシステム100に構成されている例示的移動局106および基地局104を示している。フォワードリンクおよびリバースリンクで通信中である基地局104および移動局106が示されている。移動局106は受信サブシステム220においてフォワードリンク信号を受信する。以下に詳述されるフォワードデータおよびコントロールチャネルを通信する基地局104は、本明細書で、移動局106供給局と称され得る。例示的受信サブシステムを図3に関して以下にさらに詳述する。キャリア/干渉(C/I)推定は、移動局106において供給基地局から受信されたフォワードリンク信号についてなされる。C/I測定はチャネル推定として使用されるチャネル品質測定基準の一例であり、別のチャネル品質測定基準は別の実施形態において展開可能である。C/I測定は基地局104の送信サブシステム210に送られるが、その一例を図3に関して以下にさらに詳述する。
送信サブシステム210はC/I推定をリバースリンク上で送り、そこで当該C/I推定が供給基地局に送られる。当技術分野において周知であるソフトハンドオフ状況においては、移動局から送信されたリバースリンク信号は、本明細書では非供給基地局(non−serving base stations)と称される、供給基地局以外の1つ以上の基地局で受信されてもよい点に注目されたい。基地局104の受信サブシステム230は移動局106からC/I情報を受信する。
基地局104のスケジューラ240を使用して、供給セルのカバレージエリア内の1つ以上の移動局にデータが送信されるべきか否か、およびいかにしてデータが送信されるべきかを判断する。任意のタイプのスケジューリングアルゴリズムが本発明の範囲内で展開可能である。一例が、参照して本明細書に組み込まれる、本発明の譲受人に譲渡された、1997年2月11に出願された「フォワードリンクレートスケジューリングのための方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD LINK RATE SCHEDULING)」と題された米国特許出願第08/798,951号に開示されている。
例示的な1xEV−DVの実施形態において、移動局は、当該移動局から受信したC/I測定が、データが一定のレートで送信可能であると示す場合に、フォワードリンク送信について選択される。システム容量の観点では、共有通信リソースが常にそのサポート可能な最大レートで利用されるように目標移動局を選択することが有利である。従って、選択された通常の目標移動局は、報告された最大のC/Iを有するものであってもよい。他の要因もまたスケジューリング判断に組み込まれていてもよい。例えば、最低限のQoS保証が種々のユーザに対してなされていてもよい。比較的低い報告されたC/Iを有する移動局が、そのユーザに対する最低限のデータ転送レートを維持するために送信について選択されるかもしれない。
例示的1xEV−DVシステムにおいて、スケジューラ240は、いずれの移動局に送信するか、またデータレート、変調フォーマットおよびその送信の電力レベルを判断する。例えばIS−856システムなどの別の実施形態において、サポート可能なレート/変調フォーマットの判断は、移動局で測定されたチャネル品質に基づいて移動局でなされてもよく、また送信フォーマットはC/I測定の代わりに供給基地局に送信されてもよい。当業者は、本発明の範囲内で展開可能な、サポート可能なレート、変調フォーマットおよび電力レベルなどの無数の組み合わせを理解するであろう。さらに、本明細書に説明されている種々の実施形態においてはスケジューリングタスクが基地局で実行されるが、別の実施形態ではスケジューリング処理の一部または全部が移動局で実行されてもよい。
スケジューラ240は送信サブシステム250に、選択されたレート、変調フォーマットおよび電力レベルなどを使用して、選択された移動局にフォワードリンクで送信させる。
例示的実施形態において、コントロールチャネルつまりF−PDCCH上のメッセージは、データチャネルつまりF−PDCH上のデータと共に送信される。コントロールチャネルを使用して、F−PDCH上のデータの受信移動局を識別し、かつ通信セッションの間に有用な他の通信パラメータを識別することができる。移動局は、当該移動局が送信の目標であることをF−PDCCHが示す場合に、F−PDCHからのデータを受信および復調すべきである。移動局は、このようなデータの受信に続いて、送信の成功または失敗を示すメッセージでリバースリンク上で応答する。当技術分野において周知の再送信技術は広くデータ通信システムにおいて展開されている。
移動局は2つ以上の基地局と通信していてもよく、この状況はソフトハンドオフとして知られている。ソフトハンドオフは、ソフターハンドオフとして知られている1つの基地局(あるいは基地トランシーバサブシステム(BTS))からの複数のセクタ、ならびに複数のBTSからのセクタを含んでもよい。ソフトハンドオフの基地局セクタは一般的に移動局のアクティブセット(Active Set)に記憶されている。IS−95、IS−2000あるいは1xEV−DVシステムの対応部分などの、同時共有通信リソースシステムにおいて、移動局はアクティブセットの全セクタから送信されたフォワードリンク信号を結合してもよい。IS−856などのデータオンリーシステムや、1xEV−DVシステムの対応部分において、移動局は、(C.S0002.C標準に説明されているような移動局の選択アルゴリズムに従って判断された)供給基地局である、アクティブセット中の1つの基地局からフォワードリンクデータ信号を受信する。他のフォワードリンク信号も、この例は以下にさらに詳述するが、非供給基地局から受信されてもよい。
移動局からのリバースリンク信号は複数の基地局で受信されてもよく、リバースリンクの品質は一般的にアクティブセット中の基地局に対して維持されている。複数の基地局で受信されたリバースリンク信号は結合可能である。一般的に、非配列基地局(non−collocated base stations)からのリバースリンク信号のソフト結合(soft combining)は、ほとんど遅延のないかなりのネットワーク通信帯域を必要とし、上記に列挙されている例示的システムはそれをサポートしていない。ソフターハンドオフにおいて、単独のBTSの複数のセクタで受信されたリバースリンク信号はネットワークシグナリングなしで結合可能である。任意のタイプのリバースリンク信号結合が本発明の範囲内で展開され得るのに対して、上記の例示的システムにおいては、リバースリンク電力コントロールは、リバースリンクフレームが1つのBTSでうまく復号されるように品質を維持する(スイッチングダイバーシティ)。
IS−95、IS−2000、または1xEV−DVシステムの対応部分などの、同時共有通信リソースシステムにおいて、ある移動局についてソフトハンドオフ中の(つまり、当該移動局のアクティブセット中の)各基地局は当該移動局のリバースリンクパイロット品質を測定して、電力コントロールコマンドのストリームを送出する。IS−95やIS−2000 Rev.Bにおいて、各ストリームは、フォワード基本チャネル(Forward Fundamental Channel)(F−FCH)またはフォワード専用コントロールチャネル(Forward Dedicated Control Channel)(F−DCCH)のいずれかが割り当てられている場合は、その上にパンクチャされる(punctured)。移動局に対するコマンドのストリームは、その移動局に対するフォワード電力コントロールサブチャネル(Forward Power Control Subchannel)(F−PCSCH)と称される。移動局は、基地局ごとにそのアクティブセットの全メンバー(移動局のアクティブセット内のすべてが当該移動局に同一コマンドを送信する場合には、1つのBTSからの複数のセクタ)からの並列コマンドストリームを受信し、「アップ」または「ダウン」コマンドが送信されたかを判断する。移動局は「Or−of−downs」規則を使用して、しかるべくリバースリンク送信電力レベルを修正する、すなわち、何らかの「ダウン」コマンドが受信される場合には送信電力レベルは軽減され、そうでなければ増加される。
F−PCSCHの送信電力レベルは通常、サブチャネルを搬送するホストF−DCCHやF−FCHのレベルと結び付けられている。基地局でのホストF−FCHやF−DCCHの送信電力レベルは、リバース電力コントロールサブチャネル(Reverse Power Control Subchannel)(R−PCSCH)での移動局からのフィードバックによって判断されるが、これはリバースパイロットチャネル(Reverse Pilot Channel)(R−PICH)の最後の1/4を占める。各基地局からのF−FCHやF−DCCHはトラヒックチャネルフレームの単独のストリームを形成するので、R−PCSCHはこれらのレッグ(legs)の結合された復号結果を報告する。F−FCHやF−DCCHの消去は外部ループの必要なEb/Ntセットポイントを決定するが、これはR−PCSCH上の内部ループコマンド、ひいてはF−FCH、F−DCCHならびにそれらの上のF−PCSCHの基地局送信レベルを駆動する。
ソフトハンドオフにおける単独の移動局から各基地局へのリバースリンク経路損失の潜在的差異によって、アクティブセット中の基地局の一部はR−PCSCHを確実に受信することができないことがあり、またF−FCH、F−DCCHおよびF−PCSCHのフォワードリンク電力を正確にコントロールできないことがある。基地局は、移動局がソフトハンドオフの空間ダイバーシティ利得を保持するように、基地局の間で送信レベルを再調整する必要があり得る。さもなければ、フォワードリンクレッグの一部は、移動局からのフィードバック中のエラーによってトラヒック信号エネルギーをほとんど、またはまったく搬送することができないことがある。
異なる基地局は同一のリバースリンクセットポイントや受信品質について異なる移動局送信電力を必要とし得るので、異なる基地局からの電力コントロールコマンドは異なっていてもよく、MSでソフト結合されることは不可能である。新たなメンバーがアクティブセットに追加されると(すなわち、1wayソフトハンドオフに対してソフトハンドオフなし、あるいは1wayから2wayへ、など)、F−PCSCH送信電力はそのホストF−FCHやF−DCCHに関して増加される。これは、前者は何も有していないのに対して、後者はより多くの空間ダイバーシティ(より少ない全必要Eb/Nt)と負荷分散(より少ないレッグ当たりのエネルギー)の両方を有しているからかもしれない。
反対に、1xEV−DVシステムにおいて、フォワード共通電力コントロールチャネル(Forward Common Power Control Channel)(F−CPCCH)は、フォワード基本チャネル(F−FCH)やフォワード専用コントロールチャネル(F−DCCH)なしで移動局に対するリバースリンク電力コントロールコマンドを運ぶ。1xEV−DV提案の先のバージョンにおいて、F−CPCCHの基地局送信電力レベルは、移動局から受信したリバースチャネル品質インジケータチャネル(Reverse Channel Quality Indicator Channel)(R−CQICH)によって判断されると想定されていた。R−CQICHをスケジューリングの際に使用して、フォワードリンクチャネル品質測定に応答した適切なフォワードリンク送信フォーマットおよびレートを判断することができる。
しかしながら、移動局がソフトハンドオフ中である場合に、R−CQICHは供給基地局セクタのフォワードリンクパイロット品質を報告するのみであるため、非供給基地局からのF−CPCCHを直接電力コントロールするためには使用不可能である。このための技術は、本発明の譲渡人に譲渡され、参照して本明細書に組み込まれる、2002年2月12日に出願された「通信システムにおけるソフトハンドオフ時のフォワードリンク電力コントロールのための方法および装置(Method and Apparatus for Forward Link Power Control During Soft Handoff in a Communication System)」と題された米国特許出願第60/356,929号に開示されている。
例示的基地局および移動局の実施形態
図3は、移動局106や基地局104などの無線通信デバイスのブロック図である。この例示的実施形態に示されているブロックは一般的に、基地局104か移動局106のいずれかに含まれているコンポーネントのサブセットであろう。当業者は、図3に示されている実施形態を任意の数の基地局や移動局構成での使用に容易に適合させるであろう。
図3は、移動局106や基地局104などの無線通信デバイスのブロック図である。この例示的実施形態に示されているブロックは一般的に、基地局104か移動局106のいずれかに含まれているコンポーネントのサブセットであろう。当業者は、図3に示されている実施形態を任意の数の基地局や移動局構成での使用に容易に適合させるであろう。
信号はアンテナ310で受信されて、受信機320に送られる。受信機320は、上記に列挙した標準などの1つ以上の無線システム標準に従って処理を実行する。受信機320は、無線周波数(RF)/ベースバンド変換、増幅、アナログ/デジタル変換およびフィルタリングなどの種々の処理を実行する。種々の受信技術が当技術分野において公知である。別個のチャネル品質推定器335が以下に詳述される説明を明確にするために示されているが、デバイスが移動局または基地局である場合には、それぞれ受信機320を使用してフォワードリンクまたはリバースリンクのチャネル品質を測定し得る。
受信機320からの信号は1つ以上の通信標準に従って復調器325で復調される。例示的実施形態において、1xEV−DV信号を復調可能な復調器が配備されている。別の実施形態においては、別の標準がサポートされてもよく、実施形態は複数の通信フォーマットをサポートしてもよい。復調器330はレーキ(RAKE)受信、等化、結合、デインタリービング、復号、および、受信される信号のフォーマットによって必要とされる種々の他の機能を実行し得る。種々の復調技術が当技術分野では公知である。基地局104において、復調器325はリバースリンクに従って復調するであろう。移動局106においては、復調器325はフォワードリンクに従って復調するであろう。本明細書に説明されているデータチャネルおよびコントロールチャネルの両方とも、受信機320および復調器325で受信および復調可能なチャネルの例である。フォワードデータチャネルの復調は、上記のとおり、コントロールチャネル上のシグナリングに従って生じるであろう。以下に説明される種々の例示的実施形態において、復調器325は、カバリング系列(covering sequence)によってカバーされているCDM信号を復号する1つ以上の逆拡散器を含んでいてもよい。復調器325はまた、TDM信号を逆多重化するデマルチプレクサを含んでいてもよい。
メッセージ復号器330は復調されたデータを受信し、フォワードまたはリバースリンク上でそれぞれ移動局106または基地局104へ向けられた信号またはメッセージを抽出する。メッセージ復号器330は、システム上の(音声またはデータセッションを含む)呼をセットアップ、維持および破壊する(tearing down)際に使用される種々のメッセージを復号する。メッセージは、C/I測定、電力コントロールメッセージ、あるいはフォワードデータチャネルを復調するために使用されるコントロールチャネルメッセージなどのチャネル品質表示を含んでいてもよい。種々の他のメッセージタイプが当技術分野で公知であり、サポートされている種々の通信標準において特定され得る。メッセージは、後続の処理に使用するためにプロセッサ350に送られる。別々のブロックが説明を明確にするために示されているが、メッセージ復号器330の機能の一部または全部がプロセッサ350で実行されてもよい。あるいはまた、復調器325は一定の情報を復号して、それをプロセッサ350に直接送信してもよい(ACK/NAKや電力コントロールアップ/ダウンコマンドなどの単独のビットメッセージが例である)。例示的コマンド信号であるフォワード共通肯定応答チャネル(Forward Common Acknowledgement Channel)(F−CACKCH)を使用して、種々の実施形態を以下に説明する。
チャネル品質推定器335は受信機320に接続されており、本明細書に説明されている手順での使用、ならびに復調などの通信で使用される種々の他の処理での使用のために種々の電力レベル推定をするために使用される。移動局106においてC/I測定がなされてもよい。さらに、システムで使用される任意の信号またはチャネルの測定が、所与の実施形態のチャネル品質推定器335において測定されてもよい。以下により完全に説明されるように、電力コントロールチャネルはもう1つの例である。基地局104または移動局106において、受信パイロット電力などの信号強度推定を行うことが可能である。チャネル品質推定器335は、説明を明確にするためにのみ、別個のブロックとして示されている。このようなブロックが、受信機320や復調器325などの別のブロック内に組み込まれることは一般的である。種々のタイプの信号強度推定が、どの信号またはどのシステムタイプが推定されているのかに応じてなされることが可能である。一般的に、任意のタイプのチャネル品質測定基準の推定ブロックが、本発明の範囲内においてチャネル品質推定器335に代わって配備可能である。基地局104において、以下にさらに説明されるように、チャネル品質推定は、スケジューリング、あるいはリバースリンク品質の判断に使用するためにプロセッサ350に送られる。チャネル品質推定を使用して、アップまたはダウン電力コントロールコマンドのいずれが、フォワードリンク電力またはリバースリンク電力を所望のセットポイントに駆動するのに必要であるかを判断し得る。所望のセットポイントは上記のとおり、外部ループ電力コントロール機構で判断されてもよい。
信号はアンテナ310を介して送信される。送信された信号は、上述されたような1つ以上の無線システム標準に従って送信機370でフォーマットされる。送信機370に含まれていてもよいコンポーネントの例として、増幅器、フィルタ、デジタル/アナログ(D/A)コンバータ、無線周波数(RF)コンバータなどがある。送信用データは変調器365によって送信機370に提供される。データチャネルおよびコントロールチャネルを様々なフォーマットに従って送信用にフォーマット可能である。フォワードリンクデータチャネルでの送信用データは、C/Iや他のチャネル品質測定に従ったスケジューリングアルゴリズムによって示されるレートおよび変調フォーマットに従って変調器365でフォーマットされてもよい。上記のスケジューラ240などのスケジューラはプロセッサ350に常駐してもよい。同様に、送信機370は、スケジューリングアルゴリズムに従った電力レベルで送信するように指示されてもよい。変調器365に組み込まれてもよいコンポーネントの例としては、符号器、インタリーバ、拡散器、および種々のタイプの変調器がある。CDMおよびTDM符号器を以下に種々の実施形態において説明する。1xEV−DVシステムでの展開に適した、例示的変調フォーマットおよびアクセスコントロールを含むリバースリンク設計についても以下に説明する。
メッセージ生成器360を使用して、本明細書に説明されているように種々のタイプのメッセージを用意し得る。例えば、C/Iメッセージがリバースリンクでの送信用に移動局で生成されてもよい。種々のタイプのコントロールメッセージが、フォワードリンクまたはリバースリンクでの送信用にそれぞれ基地局104または移動局106のいずれかで生成され得る。例えば、以下に説明されるのは、移動局または基地局でそれぞれ生成されるべき、リバースリンクデータ送信をスケジューリングするリクエストメッセージおよび認証メッセージである。
復調器325で受信および復調されたデータは、音声またはデータ通信で使用するためにプロセッサ350ならびに種々の他のコンポーネントに送られてもよい。同様に、送信用データはプロセッサ350から変調器365および送信機370に向けられてもよい。例えば、種々のデータアプリケーションがプロセッサ350、または無線通信デバイス104または106に含まれている別のプロセッサ(図示せず)に存在していてもよい。基地局104は図示されない他の機器を介して、インターネット(図示せず)などの1つ以上の外部ネットワークに接続され得る。移動局106は、ラップトップコンピュータ(図示せず)などの外部デバイスへのリンクを含んでいてもよい。
プロセッサ350は、汎用マイクロプロセッサ、DSP(デジタル信号プロセッサ)、あるいは特定用途向けプロセッサであってもよい。プロセッサ350は、受信機320、復調器325、メッセージ復号器330、チャネル品質推定器335、メッセージ生成器360、変調器365、または送信機370の機能の一部または全部と、無線通信デバイスが必要とする任意の他の処理を実行し得る。プロセッサ350は特定用途向けハードウェアと接続されて、これらのタスク(詳細は示さず)を支援してもよい。データまたは音声アプリケーションは、外部接続されたラップトップコンピュータやネットワークへの接続などの外部のものであってもよく、無線通信デバイス104または106内の更なるプロセッサ(図示せず)上で稼動してもよく、あるいはプロセッサ350自体で稼動してもよい。プロセッサ350はメモリ355と接続されており、これはデータならびに、本明細書に説明されている種々の手順および方法を実行するための命令を記憶するために使用可能である。当業者は、メモリ355が種々のタイプの1つ以上のメモリコンポーネントで構成されてもよく、これは全体的にまたは部分的にプロセッサ350内に組み込まれ得ることを理解するであろう。
1xEV−DVリバースリンク設計の考察
本セクションでは、無線通信システムのリバースリンクの例示的実施形態の設計において考慮される種々の要因について説明する。以下のセクションでさらに詳述される実施形態の多くにおいて、1xEV−DV標準と関連した信号、パラメータおよび手順が使用されている。この標準は、本明細書に説明されている複数の態様の各々のように例示目的のためにのみ説明され、その組み合わせは本発明の範囲内の多数の通信システムに適用され得る。本セクションは、網羅的ではないが、本発明の種々の態様の部分的概要となる。例示的実施形態は以下の後続のセクションでさらに詳述され、ここでは更なる態様を説明する。
本セクションでは、無線通信システムのリバースリンクの例示的実施形態の設計において考慮される種々の要因について説明する。以下のセクションでさらに詳述される実施形態の多くにおいて、1xEV−DV標準と関連した信号、パラメータおよび手順が使用されている。この標準は、本明細書に説明されている複数の態様の各々のように例示目的のためにのみ説明され、その組み合わせは本発明の範囲内の多数の通信システムに適用され得る。本セクションは、網羅的ではないが、本発明の種々の態様の部分的概要となる。例示的実施形態は以下の後続のセクションでさらに詳述され、ここでは更なる態様を説明する。
多くの場合、リバースリンク容量は干渉制限されている(interference limited)。基地局は、種々の移動局のサービス品質(QoS)の要件に従ってスループットを最大化すべく効率的な利用のために、使用可能なリバースリンク通信リソースを移動局に割り当てる。
リバースリンク通信リソースの使用の最大化は複数の要因に関連している。考慮すべき要因の1つは、種々の移動局からのスケジュールされたリバースリンク送信の混合であるが、その各々が任意の所与の時間に様々なチャネル品質を経験していることがあり得る。全体的なスループット(セル中の全移動局によって送信された総計のデータ)を増大させるために、送信されるべきリバースリンクデータがある場合は常に、リバースリンク全体が完全に利用されることが望ましい。使用可能な容量を満たすために、移動局は、それらがサポート可能な最高レートでのアクセスを認証されてもよく、また、容量に達するまで更なる移動局にアクセスが認証されてもよい。基地局が、いずれの移動局をスケジュールするかを判断する際に考慮し得る一要因は、各移動局がサポート可能な最大レートと、各移動局が送信のために有するデータ量である。より高いスループットが可能な移動局が、当該高いスループットをサポートしないチャネルを有する別の移動局の代わりに選択されてもよい。
考慮すべき別の要因は、各移動局が必要とするサービスの質である。チャネルが改善することを期待してある移動局へのアクセスを遅延させ、より良い状況にある移動局を選ぶことを選択することは許容可能である一方で、最低限のサービスの質の保証を満たすために次善の移動局にアクセスが認証される必要があるということもある。従って、スケジュールされたデータスループットは絶対最大値ではなく、むしろチャネル条件、使用可能な移動局送信電力およびサービス要件を考慮して最大化され得る。いずれの構成も、選択された構成(mix)について信号対雑音比を低下させることが望ましい。
移動局にリバースリンク上でデータを送信することを可能にするための種々のスケジューリング機構を以下に説明する。リバースリンク送信の1つのクラスは、リバースリンクでの送信をリクエストする移動局に関連している。基地局は、リソースが当該リクエストを受け入れ可能であるか否かの判断をする。送信を許容する認証がなされることが可能である。移動局と基地局間のハンドシェイクは、リバースリンクデータが送信可能になる前に遅延を導入する。リバースリンクデータの特定のクラスについては、遅延は受容可能であろう。他のクラスはより遅延に敏感であり得、遅延を緩和するための別のリバースリンク送信の技術を以下に説明する。
さらに、送信をリクエストするためにリバースリンクソースが拡張され、当該リクエストに応答する、すなわち認証を送信するためにフォワードリンクリソースが拡張される。移動局のチャネル品質が低い場合、すなわち幾何が低く、フェージングが深い場合、移動局に到達するためにフォワードリンクに必要な電力は比較的高いかもしれない。リバースリンクデータ送信に必要なリクエストおよび認証の数や必要な送信電力を削減するための種々の技術を以下に説明する。
リクエスト/認証ハンドシェイクによって導入される遅延を回避し、かつそれらをサポートするのに必要なフォワードリンクリソースおよびリバースリンクリソースを保存するために、自発(autonomous)リバースリンク送信モードがサポートされる。移動局は、リクエストしたり認証を待機したりすることなく、リバースリンクにおいて制限されたレートでデータを送信し得る。
基地局はリバースリンク容量の一部を1つ以上の移動局に割り当てる。アクセスを認証された移動局は最大電力レベルを与えられる。本明細書に説明されている例示的実施形態において、リバースリンクリソースが、トラヒック/パイロット(T/P)比を使用して割り当てられる。各移動局のパイロット信号は電力コントロールを介して適合的にコントロールされるので、T/P比の特定は、リバースリンクでデータを送信する際に使用される使用可能な電力を示している。基地局は、各移動局に固有のT/P値を示す特定の認証を1つ以上の移動局に対してなすことができる。基地局はまた、アクセスをリクエストした残りの移動局に、これら残りの移動局に送信のために許可される最大T/P値を示す共通の認証を与えてもよい。自発的かつスケジュールされた送信ならびに個別および共通の認証について以下にさらに詳述する。
種々のスケジューリングアルゴリズムが当技術分野において公知であり、より多くがさらに展開されるであろうし、これを使用して、登録済みの移動局の数、移動局による自発送信(autonomous transmission)の可能性、未処理の(outstanding)リクエストの数およびサイズ、認証に対する予想される平均応答、および多数の他の要因に従って、認証に対する種々の特定および共通のT/P値を判断することができる。一例において、一組のリクエストしている移動局からの達成可能なスループット、効率、およびQoSの優先度に基づいて選択がなされる。1つの例示的なスケジューリング技術が、代理人整理番号PA030159を有する、本発明の譲渡人に譲渡されており、参照して本明細書に組み込まれる、2003年1月13日に出願された「時間拡張可能な優先度ベースのスケジューラのためのシステムおよび方法(SYSTEM AND METHOD FOR A TIME−SCALABLE PRIORITY−BASED SCHEDULER)」と題された同時係属の米国仮特許出願第60/439,989号に開示されている。追加参照は、共に本発明の譲渡人に譲渡されており、参照して本明細書に組み込まれる、「リバースリンクレートスケジューリングのための方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR REVERSE LINK RATE SCHEDULING)」と題された米国特許第5,914,950号、およびこちらも「リバースリンクレートスケジューリングのための方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR REVERSE LINK RATE SCHEDULING)」と題された米国特許第5,923,650号を含んでいる。
移動局は1つ以上のサブパケットを使用してデータのパケットを送信し得るが、ここで各サブパケットは完全なパケット情報を含んでいる(種々の符号化や冗長性は種々のサブパケットの全体に渡って展開され得るので、各サブパケットは必ずしも等しく符号化されているわけではない)。再送信技術を展開して、確実な送信、例えばARQを保証し得る。従って、第1のサブパケットが(例えばCRCを使用して)エラーなく受信されると、肯定応答(ACK)が移動局に送信されて、更なるサブパケットは送出されないであろう(各サブパケットはどのようなかたちにせよ、パケット情報全体を含むことを想起されたい)。第1のサブパケットが正しく受信されない場合、否定応答信号(NAK)が移動局に送信されて、第2のサブパケットが送信されるであろう。基地局は2つのサブパケットのエネルギーを結合して、復号を試みることができる。このプロセスは、ブパケットの最大数を特定することが一般的であるが、無制限に反復されてもよい。本明細書に説明されている例示的実施形態においては、最大4個のサブパケットが送信され得る。従って、更なるサブパケットが受信されるほど、正確な受信の可能性は高まる(基地局からの第3の応答、ACK−and−Continueはリクエスト/認証オーバーヘッドを軽減するのに有用なことに注意されたい。このオプションについて以下にさらに詳述する)。
説明したばかりであるように、移動局は、短い待ち時間でデータを送信するために自発転送を使用するか否かを判断する際に、またはより高いレートの転送をリクエストし、共通または特定の認証を待機する際に、スループットを待ち時間とトレードオフしてもよい。さらに、所与のT/Pについて、移動局はデータレートを待ち時間やスループットに適合させるべく選択し得る。例えば、送信のためのビットが比較的少ない移動局は短い待ち時間が望ましいと判断することがある。使用可能なT/Pについて(おそらく本例においては自発送信の最大限度であろうが、特定または共通の認証T/Pでもありうる)、移動局は、基地局が正しく第1のサブパケットを受信する可能性が高くなるようにレートおよび変調フォーマットを選択し得る。必要ならば再送信は可能であろうが、おそらくこの移動局は1つのサブパケットでそのデータビットを送信可能であろう。本明細書に説明されている例示的実施形態において、各サブパケットは5msで送信される。従って、本例において、移動局は、5msの後に基地局で受信されるであろう迅速な自発転送をなし得る。あるいはまた、移動局は更なるサブパケットが使用できることを利用して、所与のT/Pについて送信されるデータ量を増加させることができることに注目されたい。従って、移動局は自動転送を選択して、リクエストおよび認証と関連した待ち時間を短縮してもよく、またさらにスループットを特定のT/Pとトレードして必要なサブパケットの数(従って待ち時間)を最小化してもよい。全サブパケット数が選択されたとしても、自発転送は、比較的小さなデータ転送のリクエストおよび認証よりも短い待ち時間であろう。送信されるべきデータ量が増大して、送信に複数のパケットが必要となると、リクエストおよび認証の不利益(penalty)は、複数のパケットにわたるより高いデータレートのスループットの増大によって最終的にオフセットされるであろうために、全体の待ち時間はリクエストおよび認証フォーマットに切り替えることによって短縮され得ることを当業者は認識するであろう。このプロセスを、種々のT/P割り当てと関連づけられることができる送信レートおよびフォーマットの例示的セットを用いて、以下にさらに詳述する。
セル内でのロケーションが変化し、様々なスピードで移動する移動局は様々なチャネル条件を経験することになる。電力コントロールを使用してリバースリンク信号を維持する。基地局で受信されるパイロット電力は、種々の移動局からほぼ等しくなるように電力コントロールされてもよい。従って、上記のとおり、T/P比は、リバースリンク送信の間に使用される通信リソース量のインジケータである。所与の移動局送信電力についてのパイロットおよびトラヒックと、送信レートと、変調フォーマットとの間の適切なバランスを維持することが望ましい。
リバースリンクデータ送信
リバースリンクは一般的にフォワードリンクとはかなり異なっている。以下はいくつかの理由である。フォワードリンクでは、複数のセルから送信するのに更なる電力を要するのに対して、リバースリンクでは、より多くのセルから受信することは必要な送信電力の量を軽減する。リバースリンクでは常に移動局を受信する複数のアンテナがある。これは、フォワードリンクでしばしば生じるような劇的なフェージングの一部を緩和することが可能である。
リバースリンクは一般的にフォワードリンクとはかなり異なっている。以下はいくつかの理由である。フォワードリンクでは、複数のセルから送信するのに更なる電力を要するのに対して、リバースリンクでは、より多くのセルから受信することは必要な送信電力の量を軽減する。リバースリンクでは常に移動局を受信する複数のアンテナがある。これは、フォワードリンクでしばしば生じるような劇的なフェージングの一部を緩和することが可能である。
移動局が複数のセル間の境界エリアにある場合、フォワードリンクのEc/Ioは、他のセルのフェージングによって動的に変化するであろう。リバースリンクでは、いかなる変化も、そのすべてが電力コントロールされている、リバースリンクで送信中の全移動局の受信電力の総量における変化によるものであるために、干渉の変化は劇的ではない。
移動局はリバースリンクでは電力制限されている(power limited)。従って、移動局は、チャネル条件に応じて、その時々で非常に高いレートで送信することが不可能なことがある。
移動局は、移動局のリバースリンク送信を受信した基地局からのフォワードリンクを受信することができないことがある。結果として、移動局が単独の基地局からのシグナリングの送信、例えば肯定応答に依存している場合、そのシグナリングの確実性は低いこともある。
リバースリンク設計の一目的は、送信すべきリバースリンクデータがある限り、基地局のライズ・オーバー・サーマル(Rise−over−Thermal)(RoT)を比較的一定に維持することである。リバースリンクデータチャネルでの送信は2つの異なるモードで取り扱われる。
自発送信:このケースは、少ない遅延を要求するトラヒックに使用される。移動局は、供給基地局(つまり、移動局がそのチャネル品質インジケータ(CQI)を向ける基地局)によって判断される、一定送信レートまでで直ちに送信することが可能とされる。供給基地局はまたスケジューリング基地局や認証基地局とも称される。自発送信の最大許容送信レートは、システム負荷や輻輳などに動的に基づいて、供給基地局によって示唆可能である。
スケジュールド送信:移動局はそのバッファサイズの推定、使用可能な電力および他のパラメータを送信する。基地局は、移動局にいつ送信が許容されるかを判断する。スケジューラの目的は、同時送信の数を制限して、移動局間の干渉を削減することである。スケジューラは、セル間の領域にある移動局により低いレートで送信させて、隣接セルへの干渉を削減し、RoTを厳しくコントロールしてR−FCHの音声品質、R−CQICHのDVフィードバックおよび肯定応答(R−ACKCH)、ならびにシステムの安定性を保護することを試み得る。
本明細書に詳述されている種々の実施形態は、無線通信システムのリバースリンクのスループット、容量および全体的なシステム性能を改良するために設計されている1つ以上の特徴を含んでいる。例示目的のためにのみ、1xEV−DVシステムのデータ部分、特に、強化リバース補助チャネル(Enhanced Reverse Supplemental Channel)(R−ESCH)での種々の移動局による送信の最適化について説明する。例示的実施形態のうちの1つ以上で使用されている種々のフォワードリンクチャネルおよびリバースリンクチャネルについて本セクションで詳述する。これらのチャネルは一般的に、通信システムで使用されているチャネルのサブセットである。
図4は、リバースリンクデータ通信用のデータおよびコントロール信号の例示的実施形態を示している。種々のチャネルで通信する移動局106が示されており、各チャネルは1つ以上の基地局104A−104Cに接続されている。基地局104Aはスケジューリング基地局と称されている。他の基地局104Bおよび104Cは移動局106のアクティブセットの一部である。4タイプのリバースリンク信号と2タイプのフォワードリンク信号が示されている。これらを以下に詳述する。
R−REQCH
リバースリクエストチャネル(Reverse Request Channel)(R−REQCH)は、スケジューリング基地局からデータのリバースリンク送信をリクエストするために移動局によって使用される。例示的実施形態において、リクエストは(以下にさらに詳述される)R−ESCHでの送信に対するものである。例示的実施形態において、R−REQCHでのリクエストは、移動局がサポート可能なT/P比と、変化するチャネル条件に従った変数と、バッファサイズ(つまり送信を待機するデータの量)とを含んでいる。リクエストはまた、送信を待機するデータのサービスの質(QoS)を特定し得る。移動局は当該移動局に指定された単独のQoSレベル、あるいは異なるタイプのデータについての異なるQoSレベルを有していてもよいことに注目されたい。より高い層のプロトコルが種々のデータサービスについてのQoSや、(待ち時間やスループット要件などの)他の所望のパラメータを示すことがある。別の実施形態においては、(例えば音声サービスについて使用されている)リバース基本チャネル(Reverse Fundamental Channel)(R−FCH)などの他のリバースリンク信号と関連して使用されるリバース専用コントロールチャネル(Reverse Dedicated Control Channel)(R−DCCH)を使用して、アクセスリクエストを搬送してもよい。一般的に、アクセスリクエストは、論理チャネル、つまりリバーススケジュールリクエストチャネル(R−SRCH)を備えるものとして説明され得るが、これはR−DCCHなどの任意の既存の物理チャネル上にマッピングされてもよい。例示的実施形態は、cdma2000などの既存のcdma2000システムとは下位互換性があり、R−REQCHは、R−FCHかR−DCCHのいずれかを欠くときに展開可能な物理チャネルである。アクセスリクエストチャネルが論理的であっても物理的であっても、当業者は任意のタイプのアクセスリクエストシステムに原理を容易に拡張するであろうが、明確にするために、用語R−REQCHは、本明細書の実施形態の説明におけるアクセスリクエストチャネルについて説明するために使用される。R−REQCHは、リクエストが必要とされるまでゲートオフされてもよく(gated off)、このようにして干渉を削減し、システム容量を保存する。
リバースリクエストチャネル(Reverse Request Channel)(R−REQCH)は、スケジューリング基地局からデータのリバースリンク送信をリクエストするために移動局によって使用される。例示的実施形態において、リクエストは(以下にさらに詳述される)R−ESCHでの送信に対するものである。例示的実施形態において、R−REQCHでのリクエストは、移動局がサポート可能なT/P比と、変化するチャネル条件に従った変数と、バッファサイズ(つまり送信を待機するデータの量)とを含んでいる。リクエストはまた、送信を待機するデータのサービスの質(QoS)を特定し得る。移動局は当該移動局に指定された単独のQoSレベル、あるいは異なるタイプのデータについての異なるQoSレベルを有していてもよいことに注目されたい。より高い層のプロトコルが種々のデータサービスについてのQoSや、(待ち時間やスループット要件などの)他の所望のパラメータを示すことがある。別の実施形態においては、(例えば音声サービスについて使用されている)リバース基本チャネル(Reverse Fundamental Channel)(R−FCH)などの他のリバースリンク信号と関連して使用されるリバース専用コントロールチャネル(Reverse Dedicated Control Channel)(R−DCCH)を使用して、アクセスリクエストを搬送してもよい。一般的に、アクセスリクエストは、論理チャネル、つまりリバーススケジュールリクエストチャネル(R−SRCH)を備えるものとして説明され得るが、これはR−DCCHなどの任意の既存の物理チャネル上にマッピングされてもよい。例示的実施形態は、cdma2000などの既存のcdma2000システムとは下位互換性があり、R−REQCHは、R−FCHかR−DCCHのいずれかを欠くときに展開可能な物理チャネルである。アクセスリクエストチャネルが論理的であっても物理的であっても、当業者は任意のタイプのアクセスリクエストシステムに原理を容易に拡張するであろうが、明確にするために、用語R−REQCHは、本明細書の実施形態の説明におけるアクセスリクエストチャネルについて説明するために使用される。R−REQCHは、リクエストが必要とされるまでゲートオフされてもよく(gated off)、このようにして干渉を削減し、システム容量を保存する。
例示的実施形態において、R−REQCHは以下のものから成る12個の入力ビットを有している:移動局がサポート可能な最大R−ESCH T/P比を特定するための4ビットと、移動局のバッファのデータ量を特定するための4ビットと、QoSを特定するための4ビット。当業者は、任意の数のビットおよび種々の他の分野は別の実施形態に含まれてもよいことを認識するであろう。
F−GCH
フォワード認証チャネル(Forward Grant Channel)(F−GCH)はスケジューリング基地局から移動局に送信される。F−GCHは複数のチャネルから成っていてもよい。例示的実施形態において、共通F−GCHチャネルが共通認証をするために展開されて、1つ以上の個別のF−GCHチャネルが個別認証をするために展開される。認証は、1つ以上の移動局からのそれぞれのR−REQCH上の1つ以上のリクエストに応答してスケジューリング基地局によってなされる。認証チャネルはGCHxと称されてもよく、ここで下付き文字xはチャネル番号を識別する。チャネル番号0を使用して共通認証チャネルを示してもよい。N個の個別のチャネルが展開される場合、下付き文字xは1からNに及ぶ。
フォワード認証チャネル(Forward Grant Channel)(F−GCH)はスケジューリング基地局から移動局に送信される。F−GCHは複数のチャネルから成っていてもよい。例示的実施形態において、共通F−GCHチャネルが共通認証をするために展開されて、1つ以上の個別のF−GCHチャネルが個別認証をするために展開される。認証は、1つ以上の移動局からのそれぞれのR−REQCH上の1つ以上のリクエストに応答してスケジューリング基地局によってなされる。認証チャネルはGCHxと称されてもよく、ここで下付き文字xはチャネル番号を識別する。チャネル番号0を使用して共通認証チャネルを示してもよい。N個の個別のチャネルが展開される場合、下付き文字xは1からNに及ぶ。
個別認証は1つ以上の移動局に対してなされてもよく、この各々は、識別された移動局に特定のT/P比以下でR−ESCHでの送信を許可する。フォワードリンクで認証することは当然、フォワードリンク容量の一部を使用するオーバーヘッドを導入するであろう。認証と関連したオーバーヘッドを緩和するための種々のオプションを本明細書に詳述し、他のオプションは、本明細書の教示に照らせば当業者には明らかであろう。
移動局は、各々が様々なチャネル品質を経験するような状態にあるだろうという点が1つの考慮点である。従って、例えば、良好なフォワードリンクチャネルおよびリバースリンクチャネルを有する幾何が高い(high geometry)移動局は、認証信号について比較的低い電力を必要とするかもしれず、また、おそらく高データレートを利用することができ、それゆえ個別認証については望ましい。幾何が低い(low geometry)移動局、すなわちより深いフェージングを経験している移動局は個別認証を確実に受信するためにきわめて多くの電力を必要とし得る。このような移動局は個別認証に対する最良候補ではないこともある。以下に詳述されるこの移動局に対する共通認証はフォワードリンクのオーバーヘッドにおいてコストがより少ないことがある。
例示的実施形態において、多数の個別のF−GCHチャネルが、対応する数の個別認証を提供するために特定の時に展開される。F−GCHチャネルは符号分割多重化される。これによって、特定の意図された移動局だけに到達するのに必要な電力レベルで各認証を送信する能力が促進される。別の実施形態においては、単独の個別認証チャネルは、時分割多重化された多くの個別認証と共に展開されてもよい。時分割多重化された個別のF―GCH上の各認証の電力を変更することは、更なる複雑さをもたらすことがある。共通または個別の認証を送るためのシグナリング技術は本発明の範囲内で展開され得る。
いくつかの実施形態においては、比較的多数の個別認証チャネル(つまりF−GCH)が展開されており、これは、一度に比較的多数の個別認証を許容するために展開され得る。このような場合、各移動局が監視しなければならない個別認証チャネル数を制限することが望ましい。一つの例示的実施形態においては、個別認証チャネル総数の種々のサブセットが定義される。各移動局は監視すべき個別認証チャネルのサブセットを割り当てられる。これによって移動局は処理の複雑さを軽減することができ、それに応じて電力消費を削減することができる。スケジューリング基地局は個別認証のセットを任意に割り当てることができないことがあるために、スケジューリングの柔軟性がトレードオフされる(例えば、全個別認証が単独のグループのメンバーになされることは不可能である、というのは、それらのメンバーは設計によって1つ以上の個別認証チャネルを監視しないからである)。この柔軟性の損失は必ずしも容量の損失をもたらすものではないことに注目されたい。例として、4個の個別認証チャネルを含む例について考える。偶数番号の移動局は最初の2つの認証チャネルを監視するために割り当てられ、奇数番号の移動局は最後の2つを監視するために割り当てられてもよい。別の例においては、最初の3個の認証チャネルを監視する偶数番号の移動局や、最後の3個の認証チャネルを監視する奇数番号の移動局などのサブセットが重複していてもよい。スケジューリング基地局が任意の1グループ(偶数または奇数)から4個の移動局を任意に割り当てることができないことは明らかである。これらの例は例示にすぎない。任意の構成のサブセットを有する任意の数のチャネルが本発明の範囲内で展開され得る。
リクエストをしたが、個別認証を受信していない残りの移動局は、共通認証を使用してR−ESCHでの送信が許可され得るが、これは、残りの移動局の各々が従わなければならない最大T/P比を特定する。共通F−GCHはまたフォワード共通認証チャネル(Forward Common Grant Channel)(F−CGCH)とも称されることがある。移動局は、1つ以上の個別認証チャネル(またはそのサブセット)ならびに共通F−GCHを監視する。個別認証が付与されない場合は、共通認証が出されれば移動局は送信可能し得る。共通認証は、残りの移動局(共通認証の移動局)が特定のタイプのQoSを有するデータについて送信し得る最大T/P比を示す。
例示的実施形態において、各共通認証は多数のサブパケット送信間隔について有効である。一旦共通認証を受信すると、リクエストを送信したが個別認証を得ていない移動局は、後続の送信間隔内で1つ以上の符号化パケット(encoder packet)の送信を開始し得る。認証情報は複数回反復されることが可能である。これによって、共通認証を個別認証に比べて低い電力レベルで送信することができる。各移動局は複数の送信からのエネルギーを結合して、共通認証を確実に復号し得る。従って、共通認証は、例えば幾何が低い移動局に対して選択されてもよく、この場合個別認証はフォワードリンクの容量の点であまりにコストがかかるように思われる。しかしながら、共通認証は依然としてオーバーヘッドを必要としており、このオーバーヘッドを軽減するための種々の技術について以下に詳述する。
R−PICH
リバースパイロットチャネル(R−PICH)が移動局からアクティブセット中の基地局に送信される。R−PICHの電力は、リバースリンク電力コントロールでの使用のために1つ以上の基地局で測定されてもよい。当技術分野において公知であるように、パイロット信号を使用して、コヒーレント復調での使用のための振幅および位相測定を提供してもよい。上記のとおり、(スケジューリング基地局、または移動局の電力増幅器の固有の制約のいずれによって制限されていても)移動局が使用可能な送信電力量は、パイロットチャネル、1つまたは複数のトラヒックチャネル、およびコントロールチャネル間で分けられる。
リバースパイロットチャネル(R−PICH)が移動局からアクティブセット中の基地局に送信される。R−PICHの電力は、リバースリンク電力コントロールでの使用のために1つ以上の基地局で測定されてもよい。当技術分野において公知であるように、パイロット信号を使用して、コヒーレント復調での使用のための振幅および位相測定を提供してもよい。上記のとおり、(スケジューリング基地局、または移動局の電力増幅器の固有の制約のいずれによって制限されていても)移動局が使用可能な送信電力量は、パイロットチャネル、1つまたは複数のトラヒックチャネル、およびコントロールチャネル間で分けられる。
上記のとおり、更なるパイロット電力がより高いデータデートおよび変調フォーマットに必要とされることがある。電力コントロールについてのR−PICHの使用を簡略化し、必要なパイロット電力の瞬間的な変化に関連した問題の一部を回避するために、更なるチャネルが補助または二次パイロットとしての使用に割り当てられてもよい。一般的にパイロット信号は本明細書に開示されているような公知のデータ系列を使用して送信されるが、情報を有する信号もまた復調のための参照情報を生成する際に使用するために展開されてもよい。例示的実施形態においては、(以下に詳述される)R−RICHを使用して所望の更なるパイロット電力を搬送する。
R−RICH
リバースレートインジケータチャネル(R−RICH)は、リバーストラヒックチャネルR−ESCHでの送信フォーマットを示すために移動局によって使用される。R−RICHの5ビットのメッセージは値1または0の5ビットの組である。直交符号化ブロックは5ビットの入力系列それぞれを32シンボルの直交系列にマッピングする。例えば、5ビットの入力系列のそれぞれが長さ32の異なるウォルシュコードにマッピングされてもよい。系列反復(sequence repetition)ブロックは32個の入力シンボルの系列を3回反復する。ビット反復ブロックは、96回反復された入力ビットをその出力で提供する。系列選択ブロックは2つの入力のうちで選択をし、その入力を出力に渡す。ゼロレートの場合、ビット反復ブロックの出力は通過される。他の全レートの場合、系列反復ブロックの出力が通過される。信号ポイントマッピングブロックは入力ビット0を+1に、入力1を−1にマッピングする。信号ポイントマッピングブロックに続いて、ウォルシュ拡散ブロックがある。ウォルシュ拡散ブロックは各入力シンボルを64チップに拡散する。各入力シンボルはウォルシュコードW(48、64)を乗じる。ウォルシュコードW(48、64)は長さ64チップ、指数(index)48のウォルシュコードである。TIA/EIA IS−2000は種々の長さのウォルシュコードを記述する表を提供している。
リバースレートインジケータチャネル(R−RICH)は、リバーストラヒックチャネルR−ESCHでの送信フォーマットを示すために移動局によって使用される。R−RICHの5ビットのメッセージは値1または0の5ビットの組である。直交符号化ブロックは5ビットの入力系列それぞれを32シンボルの直交系列にマッピングする。例えば、5ビットの入力系列のそれぞれが長さ32の異なるウォルシュコードにマッピングされてもよい。系列反復(sequence repetition)ブロックは32個の入力シンボルの系列を3回反復する。ビット反復ブロックは、96回反復された入力ビットをその出力で提供する。系列選択ブロックは2つの入力のうちで選択をし、その入力を出力に渡す。ゼロレートの場合、ビット反復ブロックの出力は通過される。他の全レートの場合、系列反復ブロックの出力が通過される。信号ポイントマッピングブロックは入力ビット0を+1に、入力1を−1にマッピングする。信号ポイントマッピングブロックに続いて、ウォルシュ拡散ブロックがある。ウォルシュ拡散ブロックは各入力シンボルを64チップに拡散する。各入力シンボルはウォルシュコードW(48、64)を乗じる。ウォルシュコードW(48、64)は長さ64チップ、指数(index)48のウォルシュコードである。TIA/EIA IS−2000は種々の長さのウォルシュコードを記述する表を提供している。
当業者は、チャネル構造は例示に過ぎないという点を認識するであろう。種々の他の符号化、反復、インターリービング、信号ポイントマッピング、あるいはウォルシュ符号化パラメータは別の実施形態で展開可能である。当技術分野で公知であるなる符号化やフォーマット技術も展開されてもよい。これらの変更は本発明の範囲内にある。
R−ESCH
強化リバース補助チャネル(R−ESCH)は、本明細書に説明されている例示的実施形態のリバースリンクトラヒックデータチャネルとして使用される。任意の数の送信レートおよび変調フォーマットがR−ESCHについて展開され得る。例示的実施形態において、R−ESCHは以下の特徴を有している。物理層の再送信がサポートされる。第1の符号がレート1/4の符号である場合の再送信について、再送信はレート1/4符号を使用し、また、チェイス合成(Chase combining)が使用される。第1の符号が1/4よりも大きいレートである場合の再送信については、インクリメンタルな冗長性(incremental redundancy)が使用される。基本的な(underlying)符号はレート1/5の符合である。あるいは、インクリメンタルな冗長性はあらゆる場合について使用されてもよい。
強化リバース補助チャネル(R−ESCH)は、本明細書に説明されている例示的実施形態のリバースリンクトラヒックデータチャネルとして使用される。任意の数の送信レートおよび変調フォーマットがR−ESCHについて展開され得る。例示的実施形態において、R−ESCHは以下の特徴を有している。物理層の再送信がサポートされる。第1の符号がレート1/4の符号である場合の再送信について、再送信はレート1/4符号を使用し、また、チェイス合成(Chase combining)が使用される。第1の符号が1/4よりも大きいレートである場合の再送信については、インクリメンタルな冗長性(incremental redundancy)が使用される。基本的な(underlying)符号はレート1/5の符合である。あるいは、インクリメンタルな冗長性はあらゆる場合について使用されてもよい。
ハイブリッド自動再送要求(HARQ)が自律的なユーザおよびスケジュールされたユーザの両方についてサポートされており、これら両者はR−ESCHにアクセスし得る。
第1の符号がレート1/2の符号である場合、フレームはレート1/4の符号として符号化され、符号化されたシンボルは2つの部分に等しく分割される。シンボルの前半部分は第1の送信で送信されて、後半部分は第2の送信で送信され、前半部分が第3の送信で送信され、以下同様である。
並列の(multiple)ARQチャネル同期動作は再送信間の固定されたタイミングでサポートされてもよい。同一パケットの連続する複数のサブパケット間の一定数のサブパケットが許容されてもよい。インタレース送信(interlaced transmission)もまた許容される。一例として、5msのフレームの場合、4個のチャネルARQが、サブパケット間の3個のサブパケット分の遅延でサポート可能であろう。
表1は強化リバース補助チャネルの例示的データレートを列挙している。5msのサブパケットサイズが説明されており、付随するチャネルはこの選択に適合するように設計されている。当業者には容易に明らかであるように、他のサブパケットサイズもまた選択され得る。パイロット参照レベルはこれらのチャネルに対して調整されない、すなわち基地局は、所与の動作ポイントを目的とするT/Pを選択するという柔軟性を有している。この最大T/P値はフォワード認証チャネルで示唆される(signaled)。移動局は、当該移動局が送信用の電力を使い尽くしつつある場合には、より低いT/Pを使用して、HARQに必要なQoSを満たさせてもよい。層3のシグナリングメッセージはまたR−ESCHで送信されて、システムがFCH/DCCHなしで動作できるようにしてもよい。
例示的実施形態において、ターボ符号化が全レートについて使用される。R=1/4符号化では、現在のcdma2000のリバースリンクに類似のインタリーバが使用され、第2のサブパケットが送信される場合、それは第1のサブパケットと同じフォーマットを有する。R=1/5符号化では、cdma2000のフォワードパケットデータチャネルに類似のインタリーバが使用され、第2のサブパケットが送信される場合、第2のサブパケットについて選択された、符号化およびインタリーブされたシンボルの系列が、第1のサブパケットについて選択されたものに従う。多くて2つのサブパケット送信が許容され、第2のサブパケットが送信される場合、それは第1のサブパケット送信と同じデータレートを使用する。
符号化パケットごとのビット数はCRCビットと6個のテールビットとを含んでいる。192ビットの符号化パケットサイズについては12ビットのCRCが使用され、そうでない場合は16ビットのCRCが使用される。フレーム当たりの情報ビット数は、cdma2000で対応するレートを用いるよりも2ビット多い。複数の5msのスロットは15msごとに分離されて、ACK/NAK応答の時間を許容すると想定されている。ACKが受信されると、パケットの残りのスロットは送信されない。
上記の5msのサブパケット長(duration)および関連するパラメータは例示にすぎない。レート、フォーマット、サブパケット反復オプション、サブパケット長などのいかなる組み合わせも、本明細書の教示に照らせば当業者には容易に明らかであろう。3個のARQチャネルを使用する別の10msの実施形態が展開可能である。一実施形態においては、単独のサブパケット長またはフレームサイズが選択される。例えば、5msまたは10msの構造のいずれかが選択される。以下にさらに詳述する別の実施形態において、システムは複数のフレーム長をサポートし得る。
F−CACKCH
フォワード共通肯定応答チャネルすなわちF−CACKCHは、R−ESCHの正確な受信に対して肯定応答し、かつ既存の認証を拡張するために基地局によって使用される。F−CACKCHでの肯定応答(ACK)はサブパケットの正確な受信を示している。移動局による当該サブパケットの追加送信は不要である。F−CACKCHでの否定応答(NAK)によって移動局は、パケット当たりの最大許容サブパケット数まで次のサブパケットを送信することができる。第3のコマンド、ACK−and−Continueによって基地局はパケットの受信成功を肯定応答することができ、同時に移動局は、当該パケットの受信成功をもたらした認証を使用して送信することができる。F−CACKCHの一実施形態は、ACKシンボルに対して+1の値を、NAKシンボルに対してNULLシンボルを、ACK−and−Continueシンボルに対して−1の値を使用する。以下にさらに詳述する種々の例示的実施形態において、最大96個の移動IDが1つのF−CACKCHでサポート可能である。さらなるF−CACKCHが、さらなる移動IDをサポートするために展開されてもよい。
フォワード共通肯定応答チャネルすなわちF−CACKCHは、R−ESCHの正確な受信に対して肯定応答し、かつ既存の認証を拡張するために基地局によって使用される。F−CACKCHでの肯定応答(ACK)はサブパケットの正確な受信を示している。移動局による当該サブパケットの追加送信は不要である。F−CACKCHでの否定応答(NAK)によって移動局は、パケット当たりの最大許容サブパケット数まで次のサブパケットを送信することができる。第3のコマンド、ACK−and−Continueによって基地局はパケットの受信成功を肯定応答することができ、同時に移動局は、当該パケットの受信成功をもたらした認証を使用して送信することができる。F−CACKCHの一実施形態は、ACKシンボルに対して+1の値を、NAKシンボルに対してNULLシンボルを、ACK−and−Continueシンボルに対して−1の値を使用する。以下にさらに詳述する種々の例示的実施形態において、最大96個の移動IDが1つのF−CACKCHでサポート可能である。さらなるF−CACKCHが、さらなる移動IDをサポートするために展開されてもよい。
アダマール(Hadamard)符号器は、1組の直交関数にマッピングする符号器の一例である。種々の他の技術もまた展開され得る。例えば、任意のウォルシュ符号または直交変数拡散係数(OVSF)符号生成を使用して符号化されてもよい。独立した利得ブロックが展開される場合、異なるユーザには異なる電力レベルで送信されてもよい。F−CACKCHはユーザごとに1つの専用3値フラグを搬送する。各ユーザは、そのアクティブセット中の全基地局からのF−ACKCHを監視する(あるいはまた、シグナリングは縮小されたアクティブセットを定義して複雑さを軽減してもよい)。
以下に詳述する種々の例において、2つのチャネルは各々128チップのウォルシュカバー系列(Walsh cover sequence)でカバーされている。一方のチャネルはIチャネルで送信され、他方はQチャネルで送信される。F−CACKCHの別の実施形態は単独の128チップのウォルシュカバー系列を使用して、最大192個の移動局を同時にサポートする。このアプローチは3値フラグごとに10msの期間を使用する。
ACKチャネルを動作させる複数の方法がある。一実施形態において、「1」がACKの代わりに送信されるように動作されてもよい。送信なしということはNAK、つまり「オフ」状態を意味している。「−1」の送信はACKおよびContinueに言及している、すなわち同一の認証がMSに対して反復される。これは新たな認証チャネルのオーバーヘッドを減じる。
再検討すると、MSが、R−ESCHの使用を必要とする、送信すべきパケットを有している場合、それはR−REQCHでリクエストを送信する。基地局は、F−CGCHまたはF−GCHを使用して、認証と共に応答し得る。しかしながら、この動作は幾分高価である。フォワードリンクのオーバーヘッドを軽減するために、F−CACKCHは「ACK−and−Continue」フラグを送信することができ、これはスケジューリング基地局によって低コストで既存の認証を拡張する。この方法は個別認証および共通認証の両方に対して機能する。ACK−and−Continueは認証基地局から使用され、同一ARQチャネル上のもう1つの符号化パケットに対する現在の認証を拡張する。
種々の実施形態を共通の肯定応答チャネル(F−CACKCH)の送信に関連して本明細書に説明する。当業者は、本明細書に説明されている原理が任意の種類のコマンド系列や他のデータ系列に適用可能であることを認識するであろう。
図5は、コマンドストリーム送信機の一部の従来技術の実施形態を示している。1つ以上の移動局に送るためのコマンドストリームは共有コマンドチャネルに結合されてもよい。本例においては、最大96個の移動局に対するフォワードリンク肯定応答コマンドがマルチプレクサ(mux)510および520に送られて、48個のコマンドストリームが各々に送られる。コマンドストリームは、上記のとおり、肯定応答(ACK)と、否定応答(NAK)と、肯定応答および継続(ACK−and−Continue)とを含む肯定応答コマンドからなる。マルチプレクサ510および520は一度に1つずつコマンド系列を選択して、TDM系列を形成し、一方は同相(in−phase)送信用であり、他方は直交送信用である。本例において、TDM系列は5ミリ秒毎に48個のシンボルを備える(9.6ksps)。TDM系列はチャネル利得ブロック530および540においてそれぞれ利得制御されている。利得制御TDM系列は、乗算器550および560においてそれぞれ同相および直交カバー系列によってカバーされる。本例において、カバー系列は128ビットのウォルシュ系列Wi 128である。乗算器550および560から生じる出力は、1.2288Mcpsでの送信用のIおよびQのF−CACKCH出力である。
図5の出力は、適切にカバーされて、かつ1つ以上の移動局に送信される他のデータおよび/または制御信号と結合されてもよい。従って、TDMオンCDMアプローチを用いて、複数のコマンドを共有CDMチャネルを使用する複数の移動局に送信する。このアプローチの1つの欠点は、所与のエラー確率に対して、ピークおよび平均電力要件の両方が、本明細書に開示されている本発明の実施形態について必要なものよりも高いことである。この技術は、許容されるエラー確率を高くして、容認可能なピーク電力要件ならびに平均電力消費を提供することによって、従来技術においてはうまく使用されてきた。このトレードオフは、一定の状況、例えば電力制御ループにおいては容認できることが判明するかもしれない。電力制御ループにおいて、単独ビットのアップ又はダウンコマンドが送信されるのは一般的である。電力制御ループはコマンドをコントロールして、受信電力が所望の電力設定値で到達するようにする。電力制御コマンドが誤って受信されると、電力制御ループはそのエラーを訂正する。しかしながら、上記の1xEV−DVシステムについて提案されたフォワードリンク共通肯定応答チャネル(F−CACKCH)などの他の状況においては、指定された性能要件がTDMオンCDMアプローチを使用して達成不可能であることや、非常にコストがかかることがある。例えば、電力制御コマンドのエラーによって、送信される電力が当分の間わずかに高くなり、必要以上に多くの共有リソースを使用することになったり、あるいは当分の間非常に低くなり、誤り率の上昇を招いたりするのに対して、通常の電力制御スキームは、このような状況に対処し、送信電力を所望のレベルに迅速に回復して、過度のシステム性能の劣化を最小化するように、高速電力制御を考慮して設計されている。対照的に、誤った肯定応答(ACK)コマンドがドロップされる(dropped)パケットの原因となることがある。NAKによってしばしば更なるサブパケットが送信可能になり、先に送信されたサブパケットと結合されると潜在的に正確な受信となるのに対して、誤ったACKは、たいていはより高位の層のプロトコルによる干渉の後で、かつ重大な遅延と共に、ドロップされたパケットが完全に再送信されることを要することがある。誤ったACK−and−Continueは同様の問題を有している。パケットが既に正しく受信されていることを意味する誤ったNAKは、更なるサブパケットが不必要に送信されるという結果を招く。これらのシナリオのすべてがシステムの性能を損ねることがある。従って、時には、HARQコマンドなどのコマンドがより低い誤り率で有利に送信される場合もある。これは、図5に示されている従来技術の装置が展開されれば、より高い平均送信電力および非常に高い(おそらく達成不可能な)ピーク電力に変換するであろう。
図6は、複数の入力系列を受信し、符号分割多重化を使用してこれらを結合し、結合された信号を他のCDM信号と共に1つ以上の移動局に送信するためのCDMオンCDM符号器の実施形態を示している。この実施形態は、一例として、96個の移動局に対するF−CACKCHコマンドストリームと共に示されている。当業者は、任意の系列タイプ、コマンドあるいはデータが代わりに使用されてもよいことを認識するであろう。移動識別番号0から47として識別される、第1の48個のコマンドストリームが結合され、Iチャネルで送信される。移動識別番号48から96として識別される、第2の48個のコマンドストリームが結合され、Qチャネルで送信される。第1の48個のコマンドストリームは各々カバリング系列で符号化される。例示的実施形態において、コマンドストリームは、それぞれ長さ48のアダマール系列符号器610Aから610Nを使用して符号化される。各符号器で使用されているアダマール系列番号は移動識別番号に対応している。しかしながら、系列割り当ては任意であり、他の構成は当業者には容易に明らかであろう。アダマール符号器610Aから610Nの出力は、チャネル利得ブロック630Aから630Nにおいてそれぞれ個々に利得制御され得る。
第2の48個のコマンドストリームもまたカバリング系列で符号化される。本例において、これらは、符号器610Aから610Nについて上述したのと同様の方法で、それぞれ長さ48のアダマール符号器620Aから620Nを使用してカバーされる。この場合も、系列割り当ては任意である、同様に、アダマール符号器620Aから610Nの出力は、チャネル利得ブロック640Aから640Nにおいてそれぞれ別個に利得制御され得る。
チャネル利得ブロック630Aから630Nと640Aから640Nの出力は送られて、それぞれ加算器650および660で結合される。加算器650および660の出力はそれぞれIおよびQのCDM信号である。各々は、IアームおよびQアームでの送信用に5msあたり48シンボルを備える(9.6ksps)。これらの信号は、それぞれ乗算器670および680で、Wi 128によって総称的に識別されているIおよびQのカバリング系列を使用してカバーされて、1.2288McpsでのIおよびQのF−CACKCH出力を生成する。これらの出力は、1つ以上の移動局への送信用に他のCDMカバー信号(CDM covered signals)と結合されてもよい。この場合も、当業者は、図6に示されている実施形態は一例にすぎず、CDMを使用して系列を結合し、CDM結合された系列を送信用にカバーするという原理はコントロール系列および/またはデータ系列に適用されてもよいことを認識するであろう。
示されているようにQPSKを使用することは一例にすぎないことにさらに注意されたい。それは、2つの異なるCDMオンCDM信号が、QPSKが提供する直交性を使用して送信されることを可能にするという利点を有している。他の変調フォーマットもまたサポートされ得る。例えば、BPSKを代替例として使用してもよい。
図5に示されている従来技術とは対照的に、図6に示されているような実施形態を使用する利点の1つは、ピーク電力要件を所望の誤り率に対してずっと低くできるという点である。図6の実施形態は、図5に示されているようなアーキテクチャでは満たすことが不可能な所望の仕様を実行し得る場合もある。さらに、図6に示されている実施形態に必要な平均電力もまた一般的により少ない。
図7Aおよび図7Bは、CDM信号についてCDMおよびTDMの技術を結合する実施形態を示している。図6に示されているようなCDMオンCDM符号器は、直交性期間が長くなると、F−CACKCH CDMチャネルの他の移動局に向けられた入力系列からのクロストーク干渉の増大に悩まされる場合がある。例えば、マルチパスの影響によって、上記の例示的実施形態において与えられている5msフレームに直交性のいくらかの損失が存在することがある。図7Aおよび図7Bに示されている実施形態は、入力系列の数、符号器の長さ、加算器およびマルチプレクサへの入力の数などに関して一般化されている。本明細書に開示されている他の実施形態は同様の方法で一般化され得るが、説明を明確にするために具体的な実施形態に関して説明する。当業者は多数の符号器構成に本明細書の教示を容易に適用するであろう。
本例において、2つの信号が生成され、一方は同相チャネルでの送信用、他方は直交チャネルでの送信用である。各信号は複数のCDMチャネルの時分割多重化から成る。結果として生じた信号はもう一度カバーされて、他のデータおよび/または制御信号と共にCDMの様式での送信に適した信号を作成する。従って、基本的に、CDMオンTDMオンCDM信号が生成される。
共通のコマンド信号に結合されるN個の入力系列がある(当然、非コマンド系列もまた結合されて任意のタイプの共通信号を形成可能である)。各入力系列が単独の移動局に向けられている配置(deployments)もある。このような複数の入力系列の一例はACK/NAK/ACK−and−Continueコマンドであり、各々は、上記のF−CACKCHを形成する一意の移動局について生成される。別の実施形態において、1つ以上の入力系列が単独の移動局に向けられてもよい。これらの一般性を示すために、各入力系列はサブチャネルID用のコマンドビットと名づけられ、ここでサブチャネルIDは0からN−1に及ぶ。(サブチャネルIDは特定の実施形態においては移動局IDに対応していてもよい。)各TDMチャネルで結合されるM個のCDMチャネルがある。各TDMチャネルにはL個のタイムスロットがある。従って、IおよびQチャネルにわたってN個の入力系列を分割すると、チャネル位相ごとにN/2個の入力系列がある。従って、M、NおよびLの関係はM=N/(2*L)として与えられる。
従って、第1のM個の入力系列は符号器710Aから710Mにおいて長さMのアダマール系列でカバーされる。M個の異なるアダマール系列は入力系列に任意に割り当てられてもよい。本例において、系列はサブチャネルIDに一致している。Iチャネル(M(L−1)−(N/2)−1)に対して指定されている最後のM個の入力系列が符号器720Aから720Mに送られるまで、M個の入力系列のグループがこのようにして割り当てられる。特定のアダマール系列の割り当ては、本例においてこれらはサブチャネルID mod Mとして割り当てられているが、任意である点に注目されたい。次のN/2個の入力系列は、示されているように、同様に符号化される。M個の系列N/2からN/2+M−1は符号器750Aから750Mに送られる。最後のM個の系列(N/2+M(L−1)−N−1)が符号器755Aから755Mに送られるまで割り当ては継続する。この場合も、アダマール系列割り当ては任意であるが、本例ではサブチャネルID mod Mである。
アダマール符号器の出力の各々はチャネル利得ブロック730A−730Mから735A−735Mおよび760A−760Mから765A−765Mにおいてそれぞれ、チャネル利得によって修正され得る。位相(IおよびQ)ごとに、IチャネルのためのL個の加算器740Aから740Lと、Qチャネルのための770Aから770Lがあり、この各々はそれぞれのM個のカバーされ入力系列を結合して2L個のCDM系列を形成する。加算器740A−740LからのL個の同相CDM系列は、Iチャネルに対するCDMオンTDM信号を生成するために、マルチプレクサ745で時分割多重化される。同様に、加算器770A−770LからのL個の直交CDM系列が、Qチャネルに対するCDMオンTDM信号を生成するためにマルチプレクサ775で時分割多重化される。そしてCDMオンTDM信号はそれぞれ乗算器780および785において、IおよびQの共通コマンド信号出力を生成するために、Wiと示されている(同相および直交成分を含む)カバリング系列でカバーされる。従ってこれらのカバーされた信号は、他のデータおよび/または制御信号と共にCDMの様式で結合および送信されるべく準備される。(この場合も、当業者は、QPSKはオプションにすぎず、必須ではないことを理解するであろう。さらに、共通信号はコマンド信号以外の系列を備えていてもよい。また共有されるチャネルは1つ以上の移動局の組み合わせによって送信、受信および復号され得る。)従って、図7Aおよび図7Bに示されている一般化された実施形態は、入力系列のCDMオンTDMオンCDM結合の使用を示している。この技術は、CDMの特徴によるピークおよび平均電力の低下ならびに、ユーザ数の潜在的増加とTDMの特徴による直交性の損失の緩和を可能とする。
当業者は、図7Aおよび図7Bの実施形態は一般的であって、CDMチャネルのM、タイムスロットのL、および入力系列Nの数の多数の組み合わせによって展開されてもよいことを理解するであろう。別の実施形態は、図7Aおよび図7Bに説明されている対称性を含んでいる必要はない。例えば、IおよびQの信号は異なるパラメータを使用して構成されてもよい。さらに、マルチプレクサは、加算器出力を時分割多重化するように構成されてもよく、その各々が同一数のCDMチャネルを結合しても結合しなくてもよい。上記のF−CACKCHのための2つの例示的実施形態をここに一例として示す。第1の実施形態において、最大96個の移動局に向けられるACK/NAK/ACK−Continueコマンドを備える96個の入力系列と、1.2288Mcpsの128チップのウォルシュカバー系列とを結合するために、IチャネルおよびQチャネルの双方でM=4およびL=12を使用して、1/2400秒の直交周期が生成される。第2の実施形態においては、第1の実施形態に説明されているのと同じ入力を処理して、同じ出力を生成するために、M=12およびL=4を使用して1.25msを超える直交周期が生成される。当業者は、本発明に従って任意の数の組み合わせを容易に考案するであろう。
図8は、パターン反復(pattern repetition)を利用する実施形態を示している。この実施形態は図7Aおよび図7Bについて詳述されているのと同様の方法で一般化され得るが、F−CACKCHをもう一度例示目的に使用する。この実施形態はパターン反復と共にCDMアプローチを使用する。本例において48個の入力系列、移動ID0から47のF−CACKCHビットは、Iチャネルのための48シンボル符号器810Aから810NおよびQチャネルのための48シンボル符号器820Aから820Nに送られる。各48シンボル符号器は2個の24シンボルアダマール系列を使用する。符号化された出力はそれぞれチャネル利得ブロック830Aから830Nおよび840Aから840Nにおいて利得調整される。加算器850はそれぞれの利得調整された符号化系列を結合してIチャネルのCDM信号を生成する。加算器860はそれぞれの利得調整された符号化系列を結合してQチャネルのCDM信号を生成する。(これまでの様に、信号を送信するためにIチャネルおよびQチャネルの両方を使用する必要はないことに注目されたい。別の実施形態は本発明の範囲内で他の変調スキームを使用してもよい。)IおよびQのCDM信号は、CDMの様式で他の信号と結合され、かつ1つ以上の移動局に送信され得るIおよびQのF−CACKCH出力を生成するために、複素カバリング系列(complex covering sequence)Wi 128を使用して乗算器870および880において再度カバーされる。従って、図8はCDMオンCDM符号化アプローチのさらに別の実施形態を示している。
図8の実施形態の一つの利点は、直交周期(orthogonal period)が5msから2.5msに短縮されることである。従って、そのF−CACKCHの他の考えられるユーザからのクロストーク干渉がより少ない。本例において、符号器810および820で使用される反復は同一のアダマール系列を反復するのではなく、第2の送信のための異なる系列が使用される。従って、例えば特定のユーザが第1の送信で別のユーザへの干渉を引き起こしている場合、同ユーザは第2の送信で同じ干渉を起こさない。このアプローチはピーククロストーク干渉を削減し、それを平均的な干渉に近付ける。しかしながら、図6の実施形態とは対照的に、ユーザの半数は本実施形態によってサポートされている。
一実施形態において、符号器810および820に対して選択されるアダマール系列は以下のとおりである。符号器810および820の両方に対する第1の24個のシンボルは、移動ID mod 24で識別される長さ24のアダマール系列である。符号器810に対する第2の24個のシンボルは(移動ID+5)mod 24で識別される長さ24のアダマール系列である。符号器820に対する第2の24個のシンボルは(移動ID+7)mod 24で識別される長さ24のアダマール系列である。これらは容易に計算できるが、これらの値に対して何ら特別の重要性はない。当業者はこれらの原理を他の種々の反復系列に容易に拡張するであろう。その結果は、特定のユーザが第1の送信で別のユーザに干渉を引き起こしている場合、同ユーザは第2の送信では同じ干渉を引き起こさないということになる。これはピーククロストーク干渉を削減し、干渉を平均的な干渉に近付ける。
代替実施形態において、アダマール系列値は時変的に(time−varying manner)割り当てられる。上記の第1の実施形態において、上記のパターンを含む2つの反復によって、2つの送信(つまりフレーム)のピーククロストーク干渉は平均的な干渉よりもずっと高いことがある。このピーク干渉が生じるように2人のユーザが割り当てられる場合、それはフレームごとに生じ得る。時変的アプローチによれば、あるフレームでのクロストーク干渉が激しくても、アダマール系列は時変的に割り当てられるために、同ユーザは続くフレームにおいては同じ激しいクロストーク干渉を経験することはないであろう。
種々の他の代替例もまた想定される。更なる直交性保護が望まれる場合、更なる反復が導入されてもよい。さらに、図8に関して説明されている反復技術は図7Aおよび図7Bの実施形態に導入されているTDMアプローチと結合されてもよい。当業者は本明細書に開示されている原理に従って多数の組み合わせを容易に構成するであろう。
図3に関連して上述された無線通信デバイス106は、上記の種々のCDM送信信号を受信および復調するように動作可能である。復調器325は、上記の種々のTDMおよびCDM信号のデカバリングおよび逆多重化を実行して、基地局104から送信されるシンボルの所望の系列を抽出するようになっていてもよい。上記の例の多くにおいて、これらのシンボルは、その特定の移動局106に対して指定されるF−CACKCHのそれぞれのビットであろう。
上記の全実施形態において、方法のステップは本発明の範囲から逸脱することなく置き換えられてもよいことに注目すべきである。本明細書に開示されている説明は多くの場合、1xEV−DV標準と関連した信号、パラメータおよび手順について言及してきたが、本発明の範囲はそういうものとして限定されない。当業者は本明細書の原理を種々の他の通信システムに容易に適用するであろう。これらおよび他の変更は当業者には明らかであろう。
当業者は、情報および信号を様々な異なる技術や技法の任意のものを使用して表現され得ることを理解するであろう。例えば、上記の説明の全体に渡って言及されるであろうデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界や磁性粒子、光学場または光学粒子、あるいはこれらの組み合わせによって表されてもよい。
当業者は、本明細書に開示されている実施形態に関連して説明されている種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップは電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいは両者の組み合わせとして実現され得る点をさらに理解するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、種々の例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップが一般的にこれらの機能性に関して上述されている。このような機能性がハードウェアまたはソフトウェアのいずれで実現されるかは、システム全体に課される設計の制約および具体的な用途に依存する。熟練工は特定の用途ごとに様々な方法で上記の機能性を実施し得るが、このような実現上の決定は、本発明の範囲からの逸脱を招くものとして解釈されるべきではない。
本明細書に開示されている実施形態に関連して説明されている種々の例示的な論理ブロック、モジュールおよび回路は、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)や他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートやトランジスタロジック、別個のハードウェアコンポーネント、あるいは本明細書に説明されている機能を実行するように設計されているこれらの組み合わせによって実現または実行可能である。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替例においては、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機械であってもよい。プロセッサはまた、計算デバイスの組み合わせとして、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コアと関連した1つ以上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として実現されてもよい。
本明細書に開示されている実施形態に関連して説明されている方法やアルゴリズムのステップは、ハードウェアにおいて、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において、あるいはこの2つの組み合わせにおいて直接具現化され得る。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、リムーバブルディスク、CD−ROM、あるいは当技術分野において公知の任意の他の形態の記憶媒体に常駐してもよい。例示的記憶媒体は、プロセッサがこの記憶媒体から情報を読み取りかつ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。代替例において、記憶媒体はプロセッサと一体であってもよい。プロセッサおよび記憶媒体はASICに常駐し得る。ASICはユーザ端末に常駐してもよい。代替例において、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末に別個のコンポーネントとして常駐し得る。
開示されている実施形態の上記説明は、当業者が本発明を構成かつ使用することを可能にすべく提供されている。これらの実施形態に対する種々の変形は当業者には容易に明らかであり、本明細書に定義されている一般的な原理は、本発明の主旨および範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。従って、本発明は本明細書に示されている実施形態に制限されることを意図されるものではなく、本明細書に開示されている原理および新規な特徴と合致する最大の範囲に一致すべきものである。
Claims (44)
- 複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによって符号化する第1の符号器と、
第1の符号分割多重(CDM)信号を形成するために、前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、
第1のカバーされたCDM信号を形成するために、前記第1のCDM信号をカバリング系列によってカバーする第2の符号器と、を備える装置。 - 複数の利得値を受信し、前記複数のカバーされた系列に、前記加算器への送出前に、前記複数の利得値をそれぞれ乗算する1以上のチャネル利得ブロックをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の符号器は1以上のアダマール符号器を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のカバーされたCDM信号と1以上のさらなるカバーされた信号とを受信し、結合されたCDM信号を形成するために、前記第1のカバーされたCDM信号と前記1以上のさらなるカバーされた信号とを結合し、前記結合されたCDM信号を遠隔局に送信する送信機をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 第2の複数のシンボルストリームを受信し、第2の複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を前記複数のカバリング系列によって符号化する第3の符号器と、
第2の符号分割多重(CDM)信号を形成するために前記第2の複数のカバーされた系列を加算する第2の加算器と、
第2のカバーされたCDM信号を形成するために前記第2のCDM信号をカバリング系列でカバーする第4の符号器と、
前記第1のカバーされたCDM信号を同相チャネルで、前記第2のカバーされたCDM信号を直交チャネルで送信する送信機と、をさらに備える、請求項1に記載の装置。 - 1つ以上の前記複数のシンボルストリームがコマンド値を備えており、前記コマンド値は肯定応答、否定応答、または肯定応答および継続を示している、請求項1に記載の装置。
- 前記符号器は符号化時間を2つ以上のセグメントに分割し、前記複数のシンボルストリームの各々を、2つ以上の系列でカバーし、各系列は前記2つ以上のセグメントそれぞれの間にカバーするためのものであり、セグメントの間に各シンボルストリームをカバーする前記系列は前記それぞれのシンボルストリームに対して一意である、請求項1に記載の装置。
- 第1の系列が遠隔局識別子に対応するアダマール系列として選択され、第2の系列が、遠隔局識別子+5 modulo 前記複数のシンボルストリームの半数、として選択される、請求項7に記載の装置。
- 第1の系列が遠隔局識別子に対応するアダマール系列として選択され、第2の系列が遠隔局識別子+7 modulo 前記複数のシンボルストリームの半数、として選択される、請求項7に記載の装置。
- 各系列が時変的に割り当てられる、請求項7に記載の装置。
- 複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされたCDM信号を生成する複数のCDM符号器であって、各CDM符号器は、
前記複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによって符号化する第1の符号器と、
CDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、
前記複数のカバーされたCDM信号を受信し、前記複数のカバーされたCDM信号を備える時分割多重(TDM)信号を形成するタイムマルチプレクサと、
カバーされたTDM/CDM信号を形成するために前記TDM信号をカバリング系列でカバーする第2の符号器と、を備える複数のCDM符号器を備える、装置。 - 各CDM符号器はさらに、複数の利得値を受信し、前記複数のカバーされた系列に、前記加算器への送出前に、それぞれ前記複数の利得値を乗算する1つ以上のチャネル利得ブロックを備える、請求項11に記載の装置。
- 前記カバーされたTDM/CDM信号と1つ以上のさらなるカバーされた信号とを受信し、結合されたCDM信号を形成するために、前記カバーされたTDM/CDM信号と1以上のさらなるカバーされた信号とを結合し、前記結合されたCDM信号を遠隔局に送信する送信機をさらに備える、請求項11に記載の装置。
- 第1のカバリング系列でカバーされ、1つ以上のサブCDM信号を備えるCDM信号であって、前記1つ以上のサブCDM信号の各々は、それぞれ第2の複数のカバリング系列によってカバーされている複数のシンボル系列を備えるCDM信号で動作可能な装置において、
前記CDM信号を受信する受信機と、
逆拡散CDM信号を生成するために、前記受信されたCDM信号を前記第1のカバリング系列によって逆拡散する第1の逆拡散器と、
回復されたシンボル系列を生成するために、前記逆拡散されたCDM信号を前記第2のカバリング系列のうちの1つによって逆拡散する第2の逆拡散器と、を備える、装置。 - 前記第2の逆拡散器は、1つ以上のさらなる回復されたシンボル系列を生成するために、前記逆拡散されたCDM信号を1つ以上のさらなる第2のカバリング系列でさらに逆拡散する、請求項14に記載の装置。
- 第1のカバリング系列でカバーされ、1つ以上のTDM信号を備えるCDM信号であって、前記1つ以上のTDM信号の各々は1つ以上のサブCDM信号を備えており、前記1つ以上のサブCDM信号の各々は、それぞれ第2の複数のカバリング系列によってカバーされている複数のシンボル系列を備えるCDM信号で動作可能な装置であって、
前記CDM信号を受信する受信機と、
逆拡散されたCDM信号を生成するために、前記受信されたCDM信号を前記第1のカバリング系列によって逆拡散する第1の逆拡散器と、
前記TDM信号のうちの1つを前記逆拡散されたCDM信号から選択するデマルチプレクサと、
回復されたシンボル系列を生成するために、前記選択されたTDM信号を前記第2のカバリング系列のうちの1つによって逆拡散する第2の逆拡散器と、を備える、装置。 - 複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによって符号化する第1の符号器と、
第1の符号分割多重(CDM)信号を形成するために、前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、
第1のカバーされたCDM信号を形成するために、前記第1のCDM信号をカバリング系列でカバーする第2の符号器と、を備える、無線通信デバイス。 - 複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされたCDM信号を生成する複数のCDM符号器であって、各CDM符号器は、
前記複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによって符号化する第1の符号器と、
CDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、
前記複数のカバーされたCDM信号を受信し、前記複数のカバーされたCDM信号を備える時分割多重(TDM)信号を形成するタイムマルチプレクサと、
カバーされたTDM/CDM信号を形成するために前記TDM信号をカバリング系列によってカバーする第2の符号器と、を備える複数のCDM符号器を備える、無線通信デバイス。 - 第1のカバリング系列でカバーされ、1つ以上のサブCDM信号を備えるCDM信号であって、前記1つ以上のサブCDM信号の各々は、それぞれ第2の複数のカバリング系列によってカバーされている複数のシンボル系列を備えるCDM信号で動作可能な装置において、
前記CDM信号を受信する受信機と、
逆拡散されたCDM信号を生成するために、前記受信されたCDM信号を前記第1のカバリング系列によって逆拡散する第1の逆拡散器と、
回復されたシンボル系列を生成するために、前記逆拡散されたCDM信号を前記第2のカバリング系列のうちの1つによって逆拡散する第2の逆拡散器と、を備える、無線通信デバイス。 - 第1のカバリング系列によってカバーされ、1つ以上のTDM信号を備えるCDM信号であって、前記1つ以上のTDM信号の各々は1つ以上のサブCDM信号を備えており、前記1つ以上のサブCDM信号の各々は、それぞれ第2の複数のカバリング系列によってカバーされている複数のシンボル系列を備えるCDM信号で動作可能な無線通信デバイスであって、
前記CDM信号を受信する受信機と、
逆拡散されたCDM信号を生成するために前記受信されたCDM信号を前記第1のカバリング系列によって逆拡散する第1の逆拡散器と、
前記TDM信号のうちの1つを前記逆拡散されたCDM信号から選択するデマルチプレクサと、
回復された記号系列を生成するために、前記選択されたTDM信号を前記第2のカバリング系列のうちの1つによって逆拡散する第2の逆拡散器と、を備える、無線通信デバイス。 - 複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによって符号化する第1の符号器と、
第1の符号分割多重(CDM)信号を形成するために、前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、
第1のカバーされたCDM信号を形成するために、前記第1のCDM信号をカバリング系列によってカバーする第2の符号器と、を備える第1の無線通信デバイスを含む、無線通信システム。 - 前記第1のカバーされたCDM信号を受信する受信機と、
逆拡散されたCDM信号を生成するために、前記受信されたCDM信号を前記第1のカバリング系列によって逆拡散する第1の逆拡散器と、
回復されたシンボル系列を生成するために、前記逆拡散されたCDM信号を前記第2のカバリング系列のうちの1つによって逆拡散する第2の逆拡散器と、を備える第2の無線通信デバイスをさらに備える、請求項21に記載の無線通信システム。 - 複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされたCDM信号を生成する複数のCDM符号器であって、各CDM符号器は、
前記複数のシンボルストリームを受信し、複数のカバーされた系列を形成するために前記シンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによって符号化する第1の符号器と、
CDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列を加算する加算器と、
前記複数のカバーされたCDM信号を受信し、前記複数のカバーされたCDM信号を備える時分割多重(TDM)信号を形成するタイムマルチプレクサと、
カバーされたTDM/CDM信号を形成するために前記TDM信号をカバリング系列によってカバーする第2の符号器と、を備える複数のCDM符号器を備える無線通信デバイスを含む、無線通信システム。 - 前記TDM/CDM信号を受信する受信機と、
逆拡散されたCDM信号を生成するために、前記受信されたTDM/CDM信号を前記第1のカバリング系列によって逆拡散する第1の逆拡散器と、
前記TDM信号のうちの1つを前記逆拡散されたCDM信号から選択するデマルチプレクサと、
回復されたシンボル系列を生成するために、前記選択されたTDM信号を前記第2のカバリング系列のうちの1つによって逆拡散する第2の逆拡散器と、を備える第2の無線通信デバイスをさらに備える、請求項23に記載の無線通信システム。 - 複数のカバーされた系列を形成するために複数のシンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによってカバーすることと、
第1のCDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列を加算することと、
第1のカバーされたCDM信号を形成するために前記第1のCDM信号をカバリング系列でカバーすることと、を備える、複数のシンボルストリームを多重化する方法。 - 前記複数のカバーされた系列に、加算の前に、それぞれ複数の利得値を乗算することをさらに備える、請求項25に記載の方法。
- 前記第1のカバーされたCDM信号と1つ以上のさらなるカバーされた信号とを結合することと、
前記結合された信号を1つ以上の遠隔局に送信することと、をさらに備える、請求項25に記載の方法。 - 第2の複数のカバーされた系列を形成するために第2の複数のシンボルストリームの各々を前記複数のカバリング系列のうちの1つでカバーすることと、
第2のCDM信号を形成するために前記第2の複数のカバーされた系列を加算することと、
第2のカバーされたCDM信号を形成するために前記第2のCDM信号をカバリング系列でカバーすることと、
前記第1のカバーされたCDM信号を同相チャネルで送信することと、
前記第2のカバーされたCDM信号を直交チャネルで送信することと、をさらに備える、請求項25に記載の方法。 - 1つ以上の前記複数のシンボルストリームはコマンド値を備えており、前記コマンド値は肯定応答、否定応答、または、肯定応答および継続を示している、請求項25に記載の方法。
- 前記複数のシンボルストリームの各々をカバーすることは、
前記符号化時間を2つ以上のセグメントに分割することと、
前記複数のシンボルストリームの各々を、2つ以上の系列であって、各系列は前記2つ以上のセグメントのそれぞれの間にカバーするためのものであり、1セグメントの間に各シンボルストリームをカバーする前記系列は前記それぞれのシンボルストリームに対して一意である、2つ以上の系列でカバーすること、を備える、請求項25に記載の方法。 - 前記2つ以上の系列はアダマール系列である、請求項30に記載の方法。
- 前記2つ以上の系列は時変的に割り当てられている、請求項30に記載の方法。
- 複数のカバーされた系列を形成するために、複数のシンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つでカバーすることと、
複数のCDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列のサブセットを加算することと、
TDM信号を形成するために前記複数のCDM信号を時分割多重化することと、
カバーされたTDM/CDN信号を形成するために、前記第1のTDM信号をカバリング系列でカバーすることと、を備える、複数のシンボルストリームを多重化する方法。 - 前記第1のカバーされたTDM/CDM信号と1つ以上のさらなるカバーされた信号とを結合することと、
前記結合された信号を1つ以上の遠隔局に送信することと、をさらに備える、請求項33に記載の方法。 - CDM信号を受信することと、
前記受信されたCDM信号を第1のカバリング系列によって逆拡散することと、
復号されたシンボル系列を生成するために、前記逆拡散された受信されたCDM信号を第2のカバリング系列によって逆拡散することと、を備える、シンボル系列を復号する方法。 - CDM信号を受信することと、
前記受信されたCDM信号を第1のカバリング系列によって逆拡散することと、
TDM信号を選択するために、前記逆拡散された受信されたCDM信号を時分割逆多重化することと、
復号されたシンボル系列を生成するために、前記選択されたTDM信号を第2のカバリング系列によって逆拡散することと、を備える、記号系列復号方法。 - 複数のカバーされた系列を形成するために、複数のシンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによってカバーする手段と、
第1のCDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列を加算する手段と、
第1のカバーされたCDM信号を形成するために前記第1のCDM信号をカバリング系列でカバーする手段と、を備える、装置。 - 複数のカバーされた系列を形成するために複数のシンボルストリームの各々を複数のカバー系列のうちの1つでカバーする手段と、
複数のCDM信号を形成するために前記複数のカバーされた系列のサブセットを加算する手段と、
TDM信号を形成するために前記複数のCDM信号を時分割多重化する手段と、
カバーされたTDM/CDM信号を形成するために前記第1のTDM信号をカバリング系列でカバーする手段と、を備える、装置。 - CDM信号を受信する手段と、
前記受信されたCDM信号を第1のカバリング系列によって逆拡散する手段と、
復号されたシンボル系列を生成するために、前記逆拡散された受信されたCDM信号を第2のカバリング系列によって逆拡散する手段と、を備える、装置。 - CDM信号を受信する手段と、
前記受信されたCDM信号を第1のカバリング系列によって逆拡散する手段と、
TDM信号を選択するために、前記逆拡散された受信されたCDM信号を時分割逆多重化する手段と、
復号されたシンボル系列を生成するために、前記選択されたTDM信号を第2のカバリング系列によって逆拡散する手段と、を備える、装置。 - 複数のカバーされた系列を形成するために、複数のシンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つによってカバーし、
第1のCDM信号を形成するために、前記複数のカバーされた系列を加算し、
第1のカバーされたCDM信号を形成するために、前記第1のCDM信号をカバリング系列でカバーするステップと、
を実行するように動作可能な、プロセッサ読み取り可能な媒体。 - 複数のカバーされた系列を形成するために、複数のシンボルストリームの各々を複数のカバリング系列のうちの1つでカバーし、
複数のCDM信号を形成するために、前記複数のカバーされた系列のサブセットを加算し、
TDM信号を形成するために前記複数のCDM信号を時分割多重化し、
カバーされたTDM/CDM信号を形成するために前記第1のTDM信号をカバリング系列でカバーする、
ステップを実行するように動作可能な、プロセッサ読み取り可能な媒体。 - CDM信号を受信し、
前記受信されたCDM信号を第1のカバリング系列によって逆拡散し、
復号されたシンボル系列を生成するために、前記逆拡散された受信されたCDM信号を第2のカバリング系列によって逆拡散する、
ステップを実行するように動作可能な、プロセッサ読み取り可能な媒体。 - CDM信号を受信し、
前記受信されたCDM信号を第1のカバリング系列によって逆拡散し、
TDM信号を選択するために、前記逆拡散された受信されたCDM信号を時分割逆多重化し、
復号されたシンボル系列を生成するために、前記選択されたTDM信号を第2のカバリング系列によって逆拡散する、
ステップを実行するように動作可能な、プロセッサ読み取り可能な媒体。
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