JP3165837B2

JP3165837B2 - 送信機及び受信機の操作を制御するためにパケット交換ｃｄｍａ通信ネットワークの作動を制御するための方法

Info

Publication number: JP3165837B2
Application number: JP8243092A
Authority: JP
Inventors: ワーチェンキサオ; オクスマンユハニ
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: CA2064980C; FI911649A0; EP0507626B1; EP0507626A2; FI87616B; US5257257A; CA2064980A1; DE69230190T2; EP0507626A3; DE69230190D1; FI87616C; JPH06164588A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送信機の作動を制御する
ためのパケット交換ＣＤＭＡ遠隔通信ネットワークの作
動を制御する方法に関し、Ｎ人のネットワーク使用者は
各端末によってネットワークに接続されており、各端末
は送信経路を形成するＣＤＭＡチャンネルを介して他の
端末の受信機及び送信機と、送信機及び受信機によって
通信し、実質的に直交する受信機コードが各使用者の端
末に割り当てられ、このコードは特定の端末に対してア
ドレス付け及び／又はコード化するためにネットワーク
の他の端末によって使用され、実質的に直交する送信機
コードが同様に各端子に割り当てられ、このコードはネ
ットワークの他の端末に対してパケットをコード化する
ためのにその端末自体によって使用される。

【０００２】

【従来の技術】パケット交換ネットワーク又はパケット
ネットワークにおいては、データにアドレスが付され、
制御情報が与えられて、特定のフォーマットのパケット
で送信される。データ送信路は一時的に単一のパケット
の送信に割り当てられ、その後送信チャンネルは他の送
信機能に割り当てられる。

【０００３】パケット交換遠隔通信ネットワークはコン
ピュータ通信、デジタル電話システム及び自動車通信ネ
ットワークで広く使用されている。以前の回線交換ネッ
トワークと比較すると、パケット交換ネットワークは、
利用可能な周波数帯域及び他の遠隔通信資源のより有効
な利用を可能とする。パケット交換ネットワークは、送
信されるべきデータが、短期データ期間と通信相手間に
送信されるデータがない期間である長期アイドル期間と
からなるバースト送信で特に利用可能である。この様な
作動において、数本の僅かに負荷が架かった送信ライン
が、多数の異なる使用者によって共有される単一の送信
ラインによって置き換えられる。そしてネットワーク使
用者はデータを共通送信ラインを介してデータを送信す
る。

【０００４】符号分割マルチプルアクセス（ＣＤＭＡ）
を採用するパケットネットワークは、各使用者にコード
を与る。互いに直交するコードは、送信されるべきデー
タパケットをコード化するのに使用される。ＣＤＭＡパ
ケットネットワークにおいて、全ての使用者は同じ利用
可能な周波数帯域を共有する。使用されるコードが各使
用者と関連する仕方及びそれらコードが異なる使用者に
割り当てられる仕方が重要である。これら２つの機能は
通常、特別の拡散コード(spreading code)に従って通常
達成される。ＣＤＭＡパケットネットワークは共通コー
ド（Ｃ）プロトコル、受信機ベース（Ｒ）コードプロト
コル、送信機ベース（Ｔ）コードプロトコル、共通送信
機ベース（Ｃ−Ｔ）コードプロトコル及び受信機−送信
機ベース（Ｒ−Ｔ）コードプロトコルの様な異なる種類
の拡散コードプロトコルを採用する。この拡散コードプ
ロトコルの名称は、コードの割当、即ち、コードが関係
する機能に依存する。

【０００５】例えば、Ｒ−Ｔコードプロトコルにおい
て、受信機コードが各使用者の端末に割り当てられてお
り、他の使用者は、このコードを、データパケットを特
定の使用者に対してアドレス指定し且つ／又はコード化
する時に使用する。更に、送信機コードが使用者の端末
に割り当てられ、このコードは、他の使用者に対してデ
ータパケットをアドレス指定し且つ／又はコード化する
時に、端末自体によって使用される。

【０００６】しかしながら、従来の拡散コードプロトコ
ルを使用する時、スループットに関する限り特に良好な
性能が得られることはない。出願人は、上述の従来の拡
散コードプロトコルの何れも0.３６よりも充分に高いス
ループットを与えないことを観測した。ネットワークの
通信量負荷が増大すると、ネットワークは更に、スルー
プットが極めて低く、長時間遅延がネットワーク内で発
生するバックログ状態に移行する可能性が強くなる。従
って、今日の通常の拡散コードプロトコルは充分に良好
な結果を与えない。これは、パケット送信がランダムに
開始し、パケット衝突がネットワークの通信量負荷が増
大するに連れて避けられなくなるという事実のためであ
る。

【０００７】上述の問題を除去するために、Ｒコードプ
ロトコルを採用する広帯域ＣＤＭＡパケットネットワー
クに、特別のチャンネル負荷検出プロトコルを使用する
ことが以前から知られている。しかしながら、上述の従
来法及び他のＣＤＭＡネットワークで使用されるプロト
コルにおいて使用されるコードは、互いに常に直交して
いるわけではない。二つのコード間の相互相関は零から
ずれる場合がある。相互相関の確率及びレベルは、チャ
ンネル内の異なる使用者のコードの数と共に増大する。
上述の従来のチャンネル負荷検出法において、相互相関
レベルは受信機側でモニターされ、或る時刻にネットワ
ーク内の使用者の数の大まかな見積もりが得られる。相
互相関のレベルが所定の値、即ち、ＣＤＭＡ閾値を越え
る場合、送信機は相互相関のレベルの減少を待ち続け
る。チャンネル負荷検出プロトコルは、しかしながら、
受信機及び／又は送信機が所定の時間にビジーてあるこ
とを決めることができる。チャンネル負荷検出プロトコ
ルはまた、相互相関レベルがＣＤＭＡ閾値よりも小さい
時に、使用者、即ち、送信機がパケットを送ろうとする
端末はビジーとなり、送信の後のパケットの衝突が必然
的に避けられないという不良動作が生じる。換言する
と、上述の従来のプロトコルは「盲」である。

【０００８】公知の方法はまた搬送波検出マルチプルア
クセス（ＣＳＭＡ）、即ち回線争奪を含む。この方法の
目的は、新たなパケットが送信される前に、同じ搬送波
周波数に関して回線を検出することによりパケットのラ
ンダム送信を防止することにある。パケット送信は、同
じ搬送波周波数が回線内で検出されない場合に開始され
る。ＣＳＭＡプロトコルはパケット衝突を減少するが、
狭帯域パケットネットワークにのみ適用できる。ＣＳＭ
Ａプロトコルは、ＣＤＭＡネットワークと関連して使用
するためも好適ではない。ＣＤＭＡネットワークにおい
て可能な数種のパケットの同時転送は、ＣＳＭＡプロト
コルに従った同じ搬送波周波数上で検出することはでき
ない。

【０００９】別の公知のプロトコルはビジートーンマル
チプルアクセス（ＢＴＭＡ）であり、所定の時刻にネッ
トワーク内の各ビジー受信機は、分離ビジートーンチャ
ンネル内でビジートーン信号を送信することより、その
ビジー状態を示す。ＢＴＭＡプロトコルは狭帯域パケッ
トネットワークのみに対して適用可能である。本発明の
目的は、送信機の作動を制御するためのパケット交換Ｃ
ＤＭＡネットワークの作動を制御するための方法であ
り、従来技術に関係する問題及び不利益を解消する方法
を提供することにある。この目的は、本発明に従った方
法によって達成される。この方法は、請求項１の特徴部
分の開示事項によって特徴付けられる。

【００１０】

【発明の要約】本発明は、受信機の作動を制御するため
にパケット交換ＣＤＭＡ遠隔通信ネットワークの作動を
制御する方法であり、Ｎ人のネットワーク使用者が対応
する端末によって接続されており、各端末は送信機及び
受信機によって送信経路を形成するＣＤＭＡチャンネル
を介して他の端末の受信機及び送信機と通信し、実質的
に直交する受信機コードが各使用者の端末に割り当てら
れ、このコードが特定の端末に対してパケットをアドレ
ス付け且つ／又はコード化するためにネットワークの他
の端末によって使用され、実質的に直交する送信機コー
ドが各端末に割り当てられ、このコードはネットワーク
の他の端末に対してパケットをコード化するためにその
端末自体で使用される。

【００１１】本発明の他の目的は、受信機の作動を制御
するためにパケット交換ＣＤＭＡネットワークの作動を
制御するための方法を与え、この方法は、従来技術の問
題点及び欠点を除去する。この目的は本発明に従う方法
によって達成される。この方法は、請求項５の特徴部分
の開示事項によって特徴付けられる。送信機及び受信機
を制御するためのパケット交換ＣＤＭＡ遠隔通信ネット
ワークの作動を制御するための方法は、この方法が、コ
ードの存在に関してチャンネルを検査することより受信
及び送信コードを識別するプロトコルを利用し、異なる
コードが接続達成の異なる段階で使用される時に、任意
の所定の時間に受信機／送信機がビジーかビジーでない
かを決めることが可能であるとの考えに基づいている。
異なる通信端末装置間でのハンドシェイキング手続が、
リクエスト、確認及びデータパケットの様な異なる形態
のパケットを送信及び受信することにより達成される。

【００１２】パケット交換ＣＤＭＡネットワーク内の送
信機及び受信機の作動を制御するための本発明に従う方
法は、最良の従来の拡散コード（Ｒ−Ｔ拡散コード）に
よって得られるスループットをかなり、約５０％越えた
0.５７にまでスループットを大幅に改良する等の多くの
利点を与える。ＣＤＭＡネットワークで発生する遅延は
かなり短縮され、送信チャンネル内のパケット間の衝突
は以前よりかなり閑散となる。チャンネルバックログの
重大な減少があり、ネットワークの安定特性が改良され
る。本発明に従う方法はＣＤＭＡネットワーク内で適用
することが比較的容易である。僅かな改良及び追加によ
って現存する装置によって実現することができる。この
方法によって得られる利点は制御されたパケット送信に
基づいている。ハンドシェイク手順がこの方法でうまく
実現することができる。

【００１３】以下において、本発明は添付図面を参照し
てより詳細に記述される。以下の明細書で使用される様
に、用語“受信端末”は送信している端末又は送信を待
機する端末と通信するための端末を意味している。

【００１４】

【実施例】図８は、一対の使用者Ｕ_i 及びＵ_j がチャン
ネル１を介して互いに通信するパケットネットワークの
簡単化されたブロック図を示している。図８は、単に二
人の使用者Ｕ₁ 及びＵ₂ 及びＣＤＭＡチャンネル１によ
って相互に接続された端末ＴＥＲ１及びＴＥＲ２からな
り、使用者の数が２であるパケットネットワークを示し
ている。実際、パケットネットワークはより多くの使用
者、即ちＮ人の異なる使用者からなる。これらの使用者
は対応する端末ＴＥＲ_1-N によってパケットネットワー
クに接続され、λパケット毎秒の速度でパケットでのデ
ータを送信する。同じチャンネル１は、ネットワーク内
の他の使用者全てによって使用することができる。端末
ＴＥＲ_i は、送信機Ｔ_i 及びコリレータＣ_i を有する受
信機Ｒ_i からなる。ここでｉは範囲１からＮである。通
信相手、即ち、端末ＴＥＲ_j は送信機Ｔ_j 及びコリレー
タＣ_j を有する受信機Ｒ_j からなる。ここで、ｊは１か
らＮの範囲にあり、ｉはｊとは異なっている。

【００１５】ネットワーク内の各端末ＴＥＲ_1-N 、従っ
て各使用者Ｕ_1-N には特定の受信機検出コードｒ_1-N が
与えられる。使用者Ｕ_i は、例えば、受信機検出コード
ｒ_iを有し、使用者Ｕ_j が受信機検出コードｒ_j を有し
ている。同様に、ネットワーク内の各端末ＴＥＲ_1-N 従
って各使用者Ｕ_1-N に送信検出コードｔ_1-N が設けら
れ、その結果使用者Ｕ_i は送信機検出コードｔ_i を有
し、Ｕ_j が送信機検出コードｔ_j を有している。

【００１６】送信機の作動を制御するための本発明に従
う方法の基本的考えが、送信機の作動を制御する方法の
流れを示す図６及びパケットネットワークを示す図８を
参照して以下に記述される。送信機の作動を制御するた
めの本発明の基本的な考えは、送信を待機している端末
ＴＥＲ_i が、チャンネル内の通信相手、即ち、受信端末
ＴＥＲ_j の受信コードｒ_j 又は送信コードｔ_j の存在に
関して、送信経路として機能するチャンネル１を検査す
ることにある。デュープレクサＤはパケットをＣＤＭＡ
チャンネル１に送り、その後、チャンネル１から切り離
される。コントローラＣＴＲは端末ＴＥＲ_i 及びＴＥＲ
_j の作動を制御する。

【００１７】コードの少なくとも一つ、即ち、受信機コ
ードｒ_j 又は送信機コードｔ_j がチャンネル内に存在す
る場合、送信を待機する端末ＴＥＲ_i は待機を継続し、
或る期間の後上述の検査アルゴリズムを繰り返す。端末
の待機時間は好ましくはランダムである。送信を待機し
ているＴＥＲ_i は、受信機コードｒ_j 、送信機コードｔ
_j の何れもチャンネル１に存在しないことを観測する場
合、送信を待機している端末ＴＥＲ_i は通信相手、即ち
受信端末ＴＥＲ_j の受信機コードｒ_j 及びそれ自体の送
信機コードｔ_i の両方を使用して、リクエストパケット
ＲＥＱ又はこれと同等物をコード化する。このリクエス
トパケットＲＥＱ等は送信を待機している端末ＴＥＲ_i
のアドレスを含み、且つ通信相手、即ち、受信端末ＴＥ
Ｒ_j に送信されるべきものである。

【００１８】次のステージで、送信を待機する端末ＴＥ
Ｒ_j は、リクエストパケットＲＥＱの確認の際に、通信
相手によって通常送信される確認パケットＡＣＫ又はこ
れと同等物の存在に関してチャンネル１を検出する。チ
ャンネル１内の確認パケットＡＣＫの存在は、チャンネ
ル１内の通信相手、即ち、受信端末ＴＥＲ_j の送信機コ
ードｔ_j の存在として現れる。

【００１９】確認パケットＡＣＫ又はこれと同等物を検
出及び受信した後、送信を待機する端末ＴＥＲ_i の送信
機Ｔ_i は、チャンネル１を介して自己の送信機コードｔ
_i によってコード化されたデータパケットＤＡＴの、通
信相手、即ち、受信端末ＴＥＲ_j への送信を開始する。
本発明の好適な実施例において、送信機を制御するため
の方法は、送信を待機している端末ＴＥＲ_i が、チャン
ネル１内に、このチャンネルを検査した時に確認パケッ
トＡＣＫ又はこれと同等物を検出しない場合、前記端末
が待機を継続し、或る期間の後確認パケットＡＣＫの検
査を繰り返す。待機時間は好ましくはランダムである。
再検査はコードｒ_j 及びｔ_j に関係する場合がある。こ
れは送信を待機している端末がリクエストパケットＲＥ
Ｑをいまだ送信していないことがチャンネル内で生じる
からである。

【００２０】送信機を制御するための本発明に従う方法
の好適な実施例において、通信相手の状態は、チャンネ
ル１から導かれた信号Ｓ_i を、検査端末の受信機Ｒ_i 、
即ち、送信を待機している端末ＴＥＲ_i に含まれるコリ
レータＣ_i に加えることにより、受信機コードｒ_j 又は
送信機コードｔ_j の存在に関してチャンネル１が検査さ
れることによりモニターされる。信号Ｓ_i は、送信を待
機している端末ＴＥＲ_i 以外の他の端末によって送信さ
れる信号内に通常存在する受信機コードｒ又は送信機コ
ードｔを含む。通信相手、即ち、受信端末ＴＥＲ_j の受
信機コードｒ_j及び送信機コードｔ_j も基準値としてコ
リレータＣ_i に加えられる。コリレータＣ_i に加えられ
るパラメータ間の相関は、コリレータＣ_i の出力Ｃ_i ou
t で測定される。

【００２１】送信機を制御するための本発明に従う方法
の好適な実施例において、自己相関のレベル、即ち、チ
ャンネル１から検出された受信機コードｒ_j 、即ち、チ
ンネル１から導かれた信号Ｓ_i に存在する受信機コード
ｒ_j と基準値としてコリレータに加えられる同じ受信機
コードｒ_j との間の相関、又はチャンネルから検査され
た送信コードｔ_j と基準値としてコリレータに加えられ
る送信機コードｔ_j との間の相関が、コリレータＣ_i の
出力Ｃ_i out において、所定の閾値Ｋと等しいかこれよ
り大きい場合、検査端末、即ち送信を待機している端末
ＴＥＲ_i の送信機Ｔ_i は、待機を維持し受信端末ＴＥＲ
_j の受信機Ｒ_j へのパケット送信を開始しない。相関Ｃ
_i の出力Ｃ_i out の自己相関のレベルが所定の閾値Ｋよ
りも低い場合、送信を待機する端末ＴＥＲ_i の送信機Ｔ
_i はリクエストパケットＲＥＱの通信相手、即ち、受信
機端末ＴＥＲ_j の受信機Ｒ_j への送信を開始する。チャ
ンネル内に何れかのパケット又はコードの存在は、同様
の検出アルゴリズムによって検出することができる。こ
の検出は、検出されるべきコードを基準値としてコリレ
ータに加えることにより達成することができる。図８を
参照する。リミタ、即ち、最大値選択機Ｅは、送信機Ｔ
ＥＲ_i において、コリレータＣ_i から出る出力Ｃ_i out
が所定の閾値Ｋを越えるか否かを決定する。同様に、別
のリミタ、即ち、送信機ＴＥＲ_j の最大値選択機Ｅは、
コリレータＣ_j から出力する出力Ｃ_jout が閾値を越え
るか否かを決める。相関測定の基準として必要とされる
他の端末の受信機コードｒは、各端末ＴＥＲによって発
生することができるし、また、受信機コードｒは、一度
に一つコントローラＣＴＲを介して各端末ＴＥＲに与え
ることができる。

【００２２】受信機の作動を制御するための本発明に従
う方法の基本的考えを、受信機作動を制御するための方
法の流れ図を示す図７及びパケットネットワークのブロ
ック図を示す図８を参照して以下に記述される。受信機
を制御するための本発明に従う方法の基本的考えは、通
信相手、即ち、受信端末ＴＥＲ_j がビジーでない時、受
信端末ＴＥＲ_j の受信機コードｒ_j の存在に関してチャ
ンネル１を検査することにより、リクエストパケットＲ
ＥＱの存在に関してチャンネル１がモニターされる。そ
の時、受信端末ＴＥＲ_j はチャンネル１内に受信機コー
ドｒ_j を検出する場合、この端末はリクエストパケット
ＲＥＱを受信し、それ自体の送信機コードｔ_j によって
コード化された確認パケットＡＣＫ又はこれと同等物を
チャンネル１を介して送信を待機している端末ＴＥＲ_i
へ送信することにより、その受信を確認する。従って、
受信端末ＴＥＲ_j は、端末ＴＥＲ_i によって送信される
データパケットＤＡＴのコード化に使用される、送信を
待機している又は実際に既に現在送信している送信機コ
ードｔ_i の存在に関してチャンネル１を検査することに
より、データパットＤＡＴの存在に関してチャンネル１
をモニターする。受信端末ＴＥＲ_j はチャンネル１内に
送信端末ＴＥＲ_i の送信機コードｔ_i を検出する場合、
端末はデータパケットＤＡＴを受信し、それ自体の受信
機コードｒ_jによってコード化されるビジートーンパケ
ットＢＴＰ又はその同等物を、チャンネル１に送信する
ことにより、他の端末にビジー状態を知らせる。

【００２３】受信機を制御するための本発明に従う方法
の好適な実施例において、受信端末ＴＥＲ_j は、チャン
ネルを検査する時にチャンネル１内にリクエストパケッ
トＲＥＱを検出しない場合、検査手続きを繰り返す。本
発明の好適な実施例において、受信端末ＴＥＲ_j は、チ
ャネルを検査する時にチャンネル１内にデータパケット
ＤＡＴを検出しない場合、検査機能を繰り返す。

【００２４】本発明の好適な実施例において、受信端末
ＴＥＲ_j の受信機コードｒ_j は、受信端末ＴＥＲ_j の受
信機Ｒ_j に含まれるコリレータＣ_j に、チャンネルから
導かれた信号Ｓ_j を加えることにより、リクエストパケ
ットＲＥＱの検出に関連してモニターされる。更に、受
信端末ＴＥＲ_j の受信機コードｒ_j は基準としてコリレ
ータＣ_j に加えられる。コリレータＣ_j に加えられるパ
ラメータ間の相関Ｃは次にコリレータＣ_j の出力Ｃ_j ou
t で測定される。自己相関は、リクエストパケットＲＥ
Ｑがチャンネル１内に存在する場合に、コレリータＣ_j
の出力Ｃ_j outで検出される。

【００２５】本発明の好適な実施例において、受信端末
ＴＥＲ_i の送信機コードｔ_i は、受信端末ＴＥＲ_j の受
信機Ｒ_j に含まれるコリレータＣ_j に、チャンネルから
導かれた信号Ｓ_j を加えることによりデータパケットＤ
ＡＴの検出と関連してモニターされる。更に送信端末Ｔ
ＥＲ_i の送信機コードｔ_i は基準としてコリレータＣ_j
に加えられる。コリレータＣ_j に加えられるパラメータ
間の相関Ｃは次にコリレータＣ_j の出力Ｃ_j out で測定
される。自己相関は、データパケットＤＡＴがチャンネ
ル１内に存在する場合、コリレータＣ_j の出力Ｃ_j out
で検出される。

【００２６】図９は、相関レベルのグラフ表現である。
この図において、低い位置は、実質的に互いに直交する
コード間の相互相関を表示している。ピークは受信機コ
ードｒ_j のそれ自体に関する自己相関、又は、送信機コ
ードｔ_j のそれ自体に関する自己相関、又は、送信機コ
ードｔ_i のそれ自体に関する自己相関を表示している。
送信端末の検出コードｔ_i の自己相関は、チャンネルで
データパケットの存在を検出する時に、発生する。自己
相関の発生に基づいて、送信経路を形成するチャンネル
内の或るコードの存在が容易にモニターされる。

【００２７】自己相関レベル、即ちチャンネル１から測
定された信号Ｓ_i,j と基準としてコリレータに加えられ
たコードとの間の相関が、所定の閾値Ｋを越える場合、
送信機及び受信機の作動が、結合達成の異なる段階にお
いて、自己相関の発生を基礎として制御される。異なる
コード及びパケット又は端末を検出する際のコリレータ
の使用は、各特定の場合において極めて類似している。
実際には、異なる検出手続きは、基準としてコリレータ
に加えられるコードに依存して互いに異なる。

【００２８】図１０は、ハンドシェイク手順を図示して
いる。ステップ(1) はリクエストＲＥＱからなり、ステ
ップ(2) は確認ＡＣＫからなり、ステップ(3) はペアリ
ングとデータ送信ＤＡＴとからなり、ステップ(4) は終
了からなる。図１、２、３、４及び５のグラフ表示は、
従来の拡散コードによって得られる性能と比較した、本
発明に従う方法によって得られるべき性能を図示してい
る。図１−５において、水平軸は、規格化されたチャン
ネル負荷ｒを表示しており、スケールは、１単位時間の
逆数ｕによってパケットの送信速度λを割ることにより
形成される。図１−５の全てが８人の使用者、即ち、Ｎ
＝８及び１／ｕ＝1.０msからなるネットワークを図説し
ている。

【００２９】図１は、本発明に従う方法によって得られ
るべきペアー当たりのスループットＳ（Ｎ，ｒ）を、従
来の拡散コード（Ｒ，Ｒ−Ｔ）によって得られる全体効
率と比較して、チャンネルのパケット通信量負荷ｒの関
数として表示するグラフである。図１において、二つの
最も高い曲線は、本発明に従った方法、即ち、受信機及
び送信機コード検出プロトコルによって得られるスルー
プットを表示している。より高い曲線は放物線近似を示
す。この曲線の下の曲線は直線近似を示す。最大スルー
プットは０.5７であり、これは、図１内の２つの最低曲
線によって表される通常のＲ−Ｔ又はＲ拡散コードプロ
トコルによって得られるものより明らかに高い。図１に
おいて、Ｒ−Ｔ拡散コードによって得られるべき最大ス
ループットは、本発明に従う方法によって得られる値0.
５７よりもかなり低い、たった０.3６である。最大スル
ープット0.５７は、λ／ｕが２である時、得られる。λ
／ｕ＝２である点の左側の曲線部分は、ネットワークの
安定領域を表しており、右側の曲線部分はネットワーク
の非安定領域を表している。図１から明らかな様に、ネ
ットワークの安定領域は、最上部曲線の場合、即ち本発
明に従って検出するＲ＆Ｔコード検出を採用する方法に
おいて最も広い。より高い安定性がネットワークの各使
用者に、より高いパケット送信速度λを使用することを
可能とする。

【００３０】図２は、本発明に従う方法で発生するチャ
ンネルバックログＫ（Ｎ，ｒ）を、チャンネルのパケッ
ト通信量負荷ｒの関数として、従来の拡散コードプロト
コル（Ｒ，Ｒ−Ｔ）を使用する時に発生するバックログ
と比較して示すグラフである。用語バックログはブロッ
クされた状態での平均使用者の数を示している。最低曲
線は本発明に従う方法、即ち、Ｒ＆Ｔコード検出プロト
コルを使用する時発生するバックログの数の放物線近似
を示し、その上の曲線は、直線近似を示している。図２
から明らかな様に、バックログの数は、従来の拡散コー
ドプロトコルと比較して、本発明に従う方法においては
明らかに低い。図２の最上曲線は、Ｒ拡散コードプロト
コルを使用する時発生するバックログの数を表してお
り、この曲線の下の曲線は、Ｒ−Ｔ拡散コードプロトコ
ルを使用する時発生するバックログの数を表している。
チャンネル負荷が増大する時、本発明に従う方法におけ
るバックログの数は、図２から明らかな様に従来の方法
で得られる半分だけである。

【００３１】図３はチャンネルのパケット通信量負荷ｒ
の関数でチャンネル遅延Ｄ（Ｎ，ｒ）を図示している。
図３において、本発明に従う方法、即ち、Ｒ＆Ｔコード
検出プロトコルを使用する時に発生する遅延が、二つの
最低曲線によって表示される。最低曲線は放物線近似を
示しており、この下の曲線は直線近似を示している。図
３から分かる様に、本発明に従う方法を採用するネット
ワーク内の遅延は、チャンネル通信量が増大する時、従
来のＲ及びＲ−Ｔプロトコルで発生する遅延よりも４分
の１よりも小さい。

【００３２】図４は、ＮＣＩＵ（Ｎ，ｒ）を使用する際
のコード数を、チャンネルのパケット通信量負荷ｒの関
数として表示するグラフである。図４において、本発明
における方法、即ち、Ｒ＆Ｔコード検出プロトコルで使
用されるコードの数は、準備された対の数の２倍であ
る。使用者の数が８の時、４つの作動対が衝突無しに形
成される。従来のＲ及Ｒ−Ｔの拡散コードを使用する時
には衝突が発生する。従って、これを表す曲線は図４で
はより高い。

【００３３】図５は、有効なコード利用率ＥＣＵ（Ｎ，
ｒ）を、チャンネルのパケット通信量負荷ｒの関数とし
て図示している。図５から明らかな様に、極めて高い性
能が、従来の拡散コードと比較して、本発明に従うＲ＆
Ｔコード検出プロトコルで達成される。有効コード利用
率は、使用されるコードの数でスループットを割ること
により得られる。

【００３４】本発明が添付図面の実施例を参照して記述
されたが、本発明はこれらの制限されることはなく、添
付された特許請求の範囲に記述された技術思想内で多く
の方法で改良することかできることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】スループットを規格化されたチャンネルロード
の関数として表すグラフである。

【図２】チャンネルバックロックを規格化されたチャン
ネル負荷の関数として表すグラフ。

【図３】チャンネル遅延を規格化されたチャンネル負荷
の関数として表すグラフ。

【図４】使用されるコードの数を規格化されたチャンネ
ル負荷の関数として表すグラフである。

【図５】有効コード利用率を規格化されたチャンネル負
荷の関数として表すグラフ。

【図６】送信機の作動を制御するための本発明に従う方
法の流れ図。

【図７】受信機の作動を制御する本発明に従う方法の流
れ図。

【図８】パケットネットワークの簡単化されたブロック
図。

【図９】相関のレベルを表す図。

【図１０】ハンドシェイク手続き示す図。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】送信機の作動を制御するためにパケット交
換ＣＤＭＡ遠隔通信ネットワークの作動を制御するため
の方法であり、Ｎ人のネットワーク使用者（Ｕ_i,j ）
が、各端末（ＴＥＲ_i 、ＴＥＲ_j 、ｉ、ｊ＝１→Ｎ）に
よって、ネットワークに接続されており、各端末（ＴＥ
Ｒ_i ）は送信機（Ｔ_i 、ｉ＝１→Ｎ）及び受信機
（Ｒ_i、ｉ＝１→Ｎ）によって、他の端末（ＴＥＲ_j 、
ｊ＝１→Ｎ）の受信機（Ｒ_j ）及び送信機（Ｔ_j ）と、
通信路を形成するＣＤＭＡチャンネル（１）を介して、
通信し、実質的に直交する受信機コード（ｒ_i,j ）が各
使用者の端末（ＴＥＲ_i、ＴＥＲ_j ）に割り当てられ、
このコードはネットワークの他の端末によって使用され
て、パケットが特定の端末に対してアドレス指定及び／
又はコード化され、実質的に直交する送信機コード（ｔ
_i,j ）が同様に各端末に割り当てられ、このコードは端
末それ自体によって使用され、ネットワークの他の端末
に対してパケットがコード化される方法において、ネットワーク内で送信を待機している前記端末（ＴＥＲ
_i ）が、通信相手、即ち受信端末（ＴＥＲ_j ）の受信機
コード（ｒ_j ）又は送信機コード（ｔ_j ）の存在に関し
て送信経路を形成するチャンネル（１）を検査し、少なくとも一つのコード、即ち、受信機コード（ｒ_j )
又は送信機コード（ｔ_j ）がチャンネル内に存在する場
合、送信を待機している端末（ＴＥＲ_i ）が或る期間の
後上述の検査アルゴリズムを繰り返す様に待機を継続
し、そして送信を待機している端末（ＴＥＲ_i ）が受信
機コード（ｒ_j ) 及び送信機コード（ｔ_j ）のいずれも
チャンネル内に存在しないことを検出する場合、この送
信機は通信相手、即ち受信端末（ＴＥＲ_j ）の受信機コ
ード（ｒ_j ）及びそれ自体の送信機コード（ｔ_i ）の両
方を使用し、送信を待機している前記端末（ＴＥＲ_i ）
のアドレスを含み且つ通信相手、即ち、受信端末（ＴＥ
Ｒ_j ）に送信されるべきリクエストパケット（ＲＥＱ）
又はこれと同等物をコード化し、送信を待機している端末（ＴＥＲ_i ）は、リクエストパ
ケット（ＲＥＱ）に応答して通信相手、即ち受信端末
（ＴＥＲ_j ）によって送信される可能性のある確認パケ
ット（ＡＣＫ）又はこれと同等物の存在に関してチャネ
ル（１）を検査し、チャンネル内の前記確認パケット
（ＡＣＫ）の存在はチャンネル（１）において通信相
手、即ち受信端末（ＴＥＲ_j ）の送信機コード（Ｔ_j ）
の存在として現れ、そして前記確認パケット（ＡＣＫ）
又はこれと同等物を検出又は受信した後、送信を待機し
ている端末（ＴＥＲ_j ）の送信機（Ｔ_j ）は、それ自体
の送信機コード（ｔ_i ）によってコード化された実デー
タパケット（ＤＡＴ）のチャンネル（１）を介しての通
信相手、即ち、受信端末（ＴＥＲ_j ）への送信を開始す
る方法。
【請求項２】送信を待機している端末（ＴＥＲ_i ）が検
査と同時にチャンネル内に確認パケット（ＡＣＫ）又は
これと同等物を検出しない場合、この端末は待機を継続
して、或る期間の後に検査手続きを、好ましくはランダ
ムに繰り返す請求項１記載の方法。
【請求項３】受信機コード（ｒ_j ）又は送信機コード
（ｔ_j ）の存在に関しての、送信経路を形成するチャン
ネル（１）の検査が、チャンネル（１）から導かれ、且
つ送信を待機している端末（ＴＥＲ_i ）以外の端末によ
って送信される信号で発生する可能性がある受信機コー
ド（ｒ）又は送信機（ｔ）コードを含む信号（Ｓ）が、
検査端末、即ち送信を待機している端末（ＴＥＲ_i ）の
受信機（Ｒ_i ）内に含まれるコリレータ（Ｃ_i ）に加え
られ、更に、通信相手、即ち、受信端末（ＴＥＲ_j ）の
受信機コード（ｒ_j ）及び送信コード（ｔ_j ）が基準と
してコリレータ（Ｃ_i ）に加えられ、コリレータ（Ｃ
_i ）に加えられたパラメータ間の相関（Ｃ）がコリレー
タ（Ｃ_i ）の出力（Ｃ_i out ）で測定されることにより
実行される請求項３記載の方法。
【請求項４】コリレータ（Ｃ_i ）の出力（Ｃ_i out ）で
検出される自己相関レベル、即ち、チャンネルから導か
れた、即ち、チャンネル（１）から検出された信号（Ｓ
_i ）にすでに含まれる受信機コード（ｒ_j ）と基準とし
てコリレータに加えられた同じ受信機コード（ｒ_j ）と
の間の相関レベル、又はチャンネル（１）から検出され
た送信コード（ｔ_j ）と基準として加えられた送信機コ
ード（ｔ_j ）との間の相関レベルが、所定の閾値（Ｋ）
と等しいか又はこれ以上の場合、検査端末、即ち送信を
待機している端末（ＴＥＲ_i ）の送信機（ＴＥＲ_i ）は
待機を続け、受信端末（ＴＥＲ_j ）の受信機（Ｒ_j ）へ
のパケットの送信をまだ開始せず、コリレータ（Ｃ_i ）の出力（Ｃ_i out ）で検出される相
関のレベルが所定の閾値（Ｋ）よりも小さい場合、送信
を待機している端末（ＴＥＲ_i ）の送信機（Ｔ_i ）がパ
ケットの通信相手、即ち、受信端末（ＴＥＲ_j ）の受信
機（Ｒ_j ）への送信を開始する請求項３記載の方法。
【請求項５】受信機の作動を制御するためのパケット交
換ＣＤＭＡ遠隔通信ネットワークの作動を制御するため
の方法てあり、Ｎ人のネットーワーク使用者Ｕ_i,j は対
応する端末（ＴＥＲ_i 、ＴＥＲ_j 、ｉ、ｊ＝１→Ｎ）に
よってネットワークに接続され、各端末（ＴＥＲ_i ）は
送信機（Ｔ_i ，ｉ＝１→Ｎ）及び受信機（Ｒ_i ，ｉ＝１
→Ｎ）によって、送信経路を生成するＣＤＭＡチャンネ
ル（１）を介して他の端末（ＴＥＲ_j ，ｊ＝１→Ｎ）の
受信機（Ｒ_j ）及び送信機（Ｔ_j ）と通信し、実質的に
直交する受信機コード（r _i,j ）が各使用者の端末（Ｔ
ＥＲ_i 、ＴＥＲ_j ）に割り当てられ、このコードは、パ
ケットを特定の端末に対してアドレス指定及び／又はコ
ード化するためにネットワークの他の端末によって使用
され、実質的に直交する送信機コード（ｔ_i,j ）も各端
末にも割り当てられ、このコードはその端末自体で使用
され、パケットがネットワークの他の端末に対してコー
ド化される方法であり、通信相手、即ち受信端末（ＴＥＲ_j ）がビジーでない
時、送信を待機している端末（ＴＥＲ_i ）によって送信
されるリクエストパケット（ＲＥＱ）のコード化で使用
される受信端末（ＴＥＲ_j ）の受信機コード（ｒ_j ）の
存在に関してチャンネル（１）を検査することにより、
リクエストパケットの存在に関してチャンネル（１）を
検査し、そして受信端末（ＴＥＲ_j ）がチャンネル
（１）内に受信機コード（ｒ_j ）を検出する場合、この
端末は、リクエストパケット（ＲＥＱ）を受信し、送信
を待機している端末（ＴＥＲ_i ）にチャンネル（１）を
介してそれ自体の送信コード（ｔ_j）によってコード化
された確認パケット（ＡＣＫ）又は同等物を送信するこ
とにより、前記受信を確認し、受信端末（ＴＥＲ_j ）は、送信を待機しているか、又は
実際に送信を行っている端末（ＴＥＲ_i ）の送信機コー
ド（ｔ_i ）であり、端末（ＴＥＲ_i ）によって送信され
たデータパケット（ＤＡＴ）のコード化で使用される端
末（ＴＥＲ_i ）の送信機コード（ｔ_i ）の存在に関して
チャンネル（１）を検査することにより、データパケッ
ト（ＤＡＴ）の存在に関してチャンネルを検査し、受信端末（ＴＥＲ_j ）が、チャンネル（１）内に送信端
末（ＴＥＲ_i ）の送信機コード（ｔ_i ）を検出する場
合、この受信端末は、データパケット（ＤＡＴ）を受信
し、それ自体の受信機コードによってコード化されたビ
ジートーンパケット（ＢＴＰ）又は同等物をチャンネル
（１）に送信することにより、他の端末にビジー状態を
示す方法。
【請求項６】チャンネル（１）を検査する時に、受信端
末（ＴＥＲ_j ）がチャンネル（１）内にリクエストパケ
ット（ＲＥＱ）を検出しない場合、受信端末が検査手続
きを繰り返す請求項５記載の方法。
【請求項７】チャンネル（１）を検査する時に、受信端
末（ＴＥＲ_j ）がチャンネル（１）内にデータパケット
（ＤＡＴ）を検出しない場合、受信端末は検査手続きを
繰り返す請求項５記載の方法。
【請求項８】リクエストパケット検査手続きと関連し
て、受信端末（ＴＥＲ_j ）の受信機コード（ｒ_j ）の検
出が、チャンネルから導かれた信号（Ｓ_j ）を、受信端
末（ＴＥＲ_j ）の受信機（Ｒ_j ）に含まれるコリレータ
（Ｃ_j ）に加え、更に、受信端末（ＴＥＲ_j ）の受信機
コード（ｒ_j ）が基準としてコリレータ（Ｃ）に加えら
れ、次いでコリレータ（Ｃ_j ）に加えられるパラメータ
間の相関（Ｃ）がコリレータ（Ｃ_j ）の出力（Ｃ_j out)
で測定されることにより実行され、リクエストパケット
（ＲＥＱ）がチャンネル（１）内に存在する場合、自己
相関がコリレータ（Ｃ_j ）の出力で検出される請求項５
記載の方法。
【請求項９】データパケット検出手続きと関連して、送
信端末（ＴＥＲ_i ）の送信コード（ｔ_i ）の検出が、受
信端末（ＴＥＲ_j ）の受信機（Ｒ_j ）内に含まれるコリ
レータ（Ｃ_j ）に、チャンネルから導かれる信号（Ｓ
_j ）を加え、更に、送信端末（ＴＥＲ_i ）の送信コード
（ｔ_i ）が基準としてコリレータ（Ｃ_j ）に加えられ、
次にコリレータ（Ｃ_j ）に加えられるパラメータ間の相
関（Ｃ）がコリレータ（Ｃ_j ）の出力（Ｃ_j out)で測定
されることにより達成され、データパケット（ＤＡＴ）
がチャンネル（１）内に存在する場合、自己相関がコリ
レータ（Ｃ_j ）の出力で検出される請求項５記載の方
法。