JP3214498B2 - データパケットマルチアクセス通信方法及びそのシステムとその送受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変レート通信方
法およびその装置に関し、特に複数の移動局が共通のチ
ャネルを用いて、任意のタイミングで基地局にアクセス
しようとする符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式を用い
た移動通信システム（セルラシステム）におけるデータ
パケットマルチアクセス通信方法およびその送受信装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＤＭＡ方式を用いた移動通信シ
ステムでは、上り方向チャネルにおいて、多数の移動局
がランダムに同一周波数帯域を通じて、基地局と通信す
る。

【０００３】各チャネルが符号の直交性により多重分離
されるＣＤＭＡ方式においても、同時アクセスされるチ
ャネルが多くなると、チャネル相互の干渉は増大する。

【０００４】また、将来の移動通信サービスとしては、
現在の音声主体サービスから、音声、画像、その他デー
タ通信が混在した、マルチメディアサービスの実現が期
待されている。

【０００５】そのデータ伝送方法として、パケットデー
タ伝送がある。

【０００６】従来、パケットデータ伝送のスループット
を高める技術として、予約型アクセス制御があり、ＣＤ
ＭＡ移動通信システムのパケット送信のスケジューリン
グに予約型アクセス制御を用いたマルチアクセス方法が
特開平９−２３３０５１（以下、従来技術１）に提案さ
れている。

【０００７】上記従来技術１には、データ送信要求を持
つ移動局が予約用制御パケットで基地局に伝送チャネル
の予約を行い、基地局が各端末に対して送信すべきデー
タの送信タイミングを通知することによって、パケット
の衝突する確率を低減するマルチアクセス方法が提案さ
れている。

【０００８】また、特開平９−５５６９３（以下、従来
技術２）には、伝送チャネルにタイムスロットを定義
し、チャネルを予約するための制御パケットのランダム
アクセスを許すような場合の予約型アクセス制御におい
て、予約用制御パケットの衝突によるスループットの低
下を改善するアクセス方法が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、ＣＤ
ＭＡ方式を用いた移動通信セルラシステムの上り方向チ
ャネルにおいて、データパケット伝送をランダムアクセ
スで実現する場合、各移動局がランダムに最大レートア
クセスで送信すると、最大レートアクセスの集中によ
り、パケットの衝突する確率が増加し、トラフィックの
輻輳状態となる問題があった。

【００１０】その理由は、音声サービス通信ならば、リ
アルタイム性を重視し、多少の誤りを許容できるところ
でも、パケットデータ通信においては、伝送品質を重視
し、トラフィックの集中による干渉の増加、すなわち伝
送品質の劣化のため受信側で誤った情報信号の誤りがあ
る限り、伝送品質を維持するための情報の再送が必要と
なり、同一信号の複数回の再送を繰り返してしまうから
である。

【００１１】第２の問題点は、従来技術１及び従来技術
２で提案された予約型アクセス方法においては、いずれ
も伝送チャネルにタイムスロットを定義するもので、通
信サービスの柔軟性が低下し、データパケット伝送をラ
ンダムアクセスで実現する上で困難であった。

【００１２】その理由は、予約用制御チャネル、伝送チ
ャネル共に非同期となり、送信タイミングを指定出来な
い場合には、有効な解決にはならないからである。

【００１３】そこで、本発明は上記のような問題に鑑み
てなされたものであり、本発明の目的は、可変レートパ
ケットデータ伝送サービスを提供するＣＤＭＡ移動通信
セルラシステムにおいて、ランダムアクセス上り方向チ
ャネルの最大レートアクセスの集中による衝突パケット
を低減するためのデータパケットマルチアクセス通信方
法およびその送受信装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、データパケッ
トマルチアクセス通信方法およびその送受信装置を得る
ために、第一に、移動局は、連続データを大量に送信す
る場合、送信するデータサイズを事前に基地局に通知
し、かつ基地局に対して最大レートの利用要求を出し、
基地局から指示された最大レートの制限内で伝送レート
を可変して基地局が指示した最大レートに従って最適な
通信を行う。

【００１５】第二に、基地局は、各移動局からの伝送要
求を把握し、現在の各移動局のおかれた少なくとも電波
伝搬状態及び優先順位を考慮した上で各移動局に対し、
その時点での最大レートを決定して通知して最適な通信
を行う。

【００１６】第三に、移動局は、連続データを大量に送
信する場合、送信するデータサイズを事前に基地局に通
知し、かつ基地局に対して最大レートの利用要求を出
し、基地局は、各移動局からの伝送要求を把握し、現在
の各移動局のおかれた電波伝搬状態や優先順位等を考慮
した上で各移動局に対し、その時点での最大レートを決
定して通知し、各移動局は、基地局から指示された最大
レートの制限内で伝送レートを可変して基地局が決定し
た最大レートに従って最適な通信を行う。

【００１７】第四に、情報量に応じた伝送レートで情報
信号を符号化する可変レート通信路符号化手段と、前記
伝送レートに従う送信パワーで信号を変調する変調手段
とを備えた受送信装置において、前記可変レート通信路
符号化手段に対して、各チャネルの伝送状態及び伝送レ
ートを考慮して決定される最大レート情報に従って、伝
送レートの最大値を制御する最大レート制御手段を設け
る。

【００１８】第五に、複数チャネルの伝送状態を監視
し、各チャネルの伝送状態の良否を判断する伝送状態検
出手段と、各チャネルの要求する伝送レートを検出する
伝送レート検出手段と、前記伝送状態検出手段と伝送レ
ート検出手段の結果や、他使用者の操作からの指示を考
慮して、各チャネルの伝送レートの最大値を決定する最
大レート制御情報決定手段を備え、その最大レート決定
結果を各チャネルに通知する手段を備える。

【００１９】第六に、音声を符号化する音声符号化装置
と、データ信号系列を無線信号伝送の単位にパケット化
するデータパケット化装置と、前記音声符号化装置及び
データパケット化装置で符号化された音声データとパケ
ット化されたデータの誤り訂正符号化や、その冗長ビッ
トの付加及び伝送レートの整合処理を行い、かつこれら
両データの無線信号伝送単位のフレーム化、スロット化
や、通信路符号化処理を行う可変レート通信路符号化装
置と、前記音声符号化装置及びデータパケット化装置と
可変レート通信路符号化装置との間に設けられ、音声デ
ータとパケット化されたデータの何れかを選択して可変
レート通信路符号化装置に入力する音声／データパケッ
ト切り替え装置と、前記データパケット化装置でパケッ
ト化した連続データ量を基地局へ送信するためにの連続
データ量要求指示情報を得るための連続データ量要求指
示装置と、基地局より送信される最大レート制御情報を
受けて前記音声／データパケット切り替え装置と可変レ
ート通信路符号化装置に制御信号を供給する最大レート
制御装置と、前記可変レート通信路符号化装置で通信路
符号化された信号をデジタル変調する変調装置と、前記
最大レート制御装置からの送信出力パワー情報を受けて
送信電力を制御する送信電力制御装置とで構成する。

【００２０】第七に、送受信アンテナ、無線送受信装置
を介した受信信号をデジタル復調するための復調装置
と、前記復調装置から出力される無線信号伝送単位にス
ロット化された受信信号からフレームの再構築や誤り訂
正復号および伝送レートの整合などの伝送レートに従っ
た通信路復号化処理を行う可変レート通信路復号化装置
と、前記可変レート通信路復号化装置から出力される信
号の各フレームの情報ヘッダ部から最大レート指定情報
を抽出するための最大レート指定情報検出装置と、前記
最大レート指定情報検出装置の検出結果を受け、受信装
置の音声／データパケット切り替え装置と可変レート通
信路符号化装置に所定の制御信号を出力する最大レート
制御装置と、前記可変レート通信路復号化装置から出力
される復号化後の音声／データパケット等が時間的に多
重化された信号を情報源の違いにより分離する情報源分
離化装置と、前記情報源分離化装置で分離されたデータ
ブロックの音声出力を復号化する音声復号化装置と、パ
ケットされた受信データを連続データに再構築する連続
データ組立装置とで構成する。

【００２１】第八に、送受信アンテナおよび無線送受信
装置を介して受信した複数のチャネルが多重化された受
信信号から、該当するチャネルの信号を復調する復調装
置と、前記復調装置で復調された無線信号伝送単位にス
ロット化された受信信号からフレームの再構築や誤り訂
正復号および伝送レートの整合などの伝送レートに従っ
た通信路復号化処理を行う可変レート通信路復号化装置
と、前記復調装置で復調された出力信号より、各通信路
の電波伝搬状況および伝送状態を検出する伝送状態検出
装置と、前記可変レート通信路復号化装置で復号化され
た出力信号より、各チャネルの伝送レートやその誤り率
を検出する伝送レート検出装置と、前記伝送状態検出装
置と伝送レート検出装置とで検出した出力信号より、各
チャネルの最大レート制御情報を決定する最大レート制
御情報決定装置とで構成する。

【００２２】第九に、各チャネルの最大レート制御情報
を決定する最大レート制御情報決定装置より出力される
各チャネル毎の信号に対して誤り訂正符号化や、その冗
長ビットの付加および伝送レートの整合処理を行い、無
線信号伝送単位のフレーム化、スロット化および最大レ
ート制御情報などの制御情報挿入を行い、かつ通信路符
号化処理を行う可変レート通信路符号化装置と、前記可
変レート通信路符号化装置で符号化された出力信号を変
調する変調装置と、前記変調装置で変調された各チャネ
ルの変調信号を多重化する多重化装置とで構成する。

【００２３】また、本発明は、データパケットマルチア
クセス通信方法であって、移動局が送信するデータサイ
ズを事前に基地局に通知し、かつ基地局に対して最大レ
ートの利用要求を通知するステップと、基地局が各移動
局からの利用要求及びデータサイズを受信するステップ
と、基地局が各移動局のおかれた電波伝搬状態及び受信
品質を検出するステップと、基地局が、各移動局の前記
データサイズ、電波伝搬状態及び受信品質に基づいて各
移動局の優先順位を決定し、前記優先順位に基づいて各
移動局の最大レートを決定するステップと、基地局が、
前記各移動局の最大レートを各移動局に送信するステッ
プと、移動局が前記最大レートの指示を受信し、前記最
大レートに従ってデータを送信するステップとを有す
る。

【００２４】また、本発明は、データパケットマルチア
クセス通信システムであって、移動局と基地局とを有
し、前記移動局は、送信するデータサイズと最大レート
の利用要求とを前記基地局に通知する利用要求通知手段
と、情報量に応じた伝送レートで情報信号を符号化する
可変レート通信路符号化手段と、前記伝送レートに従う
送信パワーで信号を変調する変調手段と、前記基地局か
ら指示される最大レート情報に従って、前記可変レート
通信路符号化手段の伝送レートの最大値を制御する最大
レート制御手段とを有し、前記基地局は、各移動局のチ
ャネルを監視し、各チャネルの伝送状態及び受信品質を
判断する伝送状態検出手段と、各移動局の要求する伝送
レート及びデータサイズを検出する伝送レート検出手段
と、前記データサイズ、伝送状態及び受信品質に基づい
て移動局の優先順位を決定し、前記優先順位に基づいて
各移動局の最大レートを決定する最大レート決定手段
と、前記決定された最大レートを各移動局に通知する最
大レート通知手段とを有する。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るデータパケッ
トマルチアクセス通信方法及びそのシステムとその送受
信装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明
する。

【００２６】まず、図１を参照しながら移動局側の送信
装置の構成について説明をする。

【００２７】送信装置は、遅延に対しては厳しい信号伝
送（たとえば、音声信号伝送）などの信号の入力端子１
００と、データ伝送などの遅延に対してはある程度許容
されるが、誤りに対しては要求の厳しい信号の入力端子
１０１と、入力端子１００から入力された音声データを
符号化する音声符号化装置１０２（本実施の形態におい
ては入力端子１００からの入力を音声とした）と、入力
端子１０１から入力されたデータ系列を無線信号伝送の
単位にパケット化するデータパケット化装置１０３と、
最大レートの指示を行う最大レート制御装置１１１と、
符号化された音声データとパケット化されたデータとを
最大レート制御装置１１１からの切り替え信号に従っ
て、可変レート通信路符号化装置１０５への入力を切り
替える役割を担う音声／データパケット切り替え装置１
０４と、最大レート制御装置１１１からの制御信号に従
い、誤り訂正符号化や、その冗長ビットの付加および伝
送レートの整合処理を行い、無線信号伝送単位のフレー
ム化、スロット化の通信路符号化処理を担う可変レート
通信路符号化装置１０５とを有する。

【００２８】また、送信装置は連続データ量要求指示装
置１１０を有し、この連続データ量要求指示装置１１０
はデータパケット化装置１０３のデータに基づいて連続
データ量を送信要求するための連続データ量要求指示情
報を生成して出力する。そして、連続データ量要求指示
情報は可変レート通信路符号化装置１０５に入力され、
可変レート通信路符号化装置１０５は連続データ量要求
指示装置１１０からの連続データ量要求指示情報を情報
伝送ヘッダ部に付加する。

【００２９】さらに、送信装置は通信路符号化された信
号をデジタル変調するための変調装置１０６を有し、こ
の変調装置１０６は送信出力パワー情報を制御する送信
電力制御装置１１２と接続されている。 送信装置は送
信電力決定を決定する送信電力制御装置１１２を有し、
送信電力決定を決定は伝送レートに従うため、最大レー
ト制御装置１１１と接続されている。 変調装置１０６
の出力は、後段の無線送受信装置１０８、送受信アンテ
ナ１０９に接続される。

【００３０】次に移動局側の受信装置の構成の説明をす
る。

【００３１】受信装置において、送受信アンテナ１０
９、無線送受信装置１０８を介した受信信号をデジタル
復調するための復調装置１２６が設けられている。

【００３２】復調装置１２６の出力は、無線信号伝送単
位にスロット化された受信信号からフレームの再構築
や、誤り訂正復号および伝送レートの整合などの、伝送
レートに従った通信路復号化処理を担う可変レート通信
路復号化装置１２５と接続される。

【００３３】可変レート通信路復号化装置１２５から
は、各フレームの情報ヘッダ部から最大レート指定情報
を抽出するための最大レート指定情報検出装置１３０と
接続されていて、その検出結果は、送信側装置の最大レ
ート制御装置１１１の入力される。

【００３４】可変レート通信路復号化装置１２５からの
復号化後の音声、データパケット等が時間的に多重化さ
れた信号は、情報源の違いによりデータを分離する情報
源分離化装置１２４に入力され、音声のデータブロック
の出力は音声復号化装置１２２に入力されて復号化さ
れ、音声が出力端子１２０から出力される。

【００３５】また、パケットされた受信データは連続デ
ータ組立装置１２３に入力され、連続データに再構築さ
れたデータとして出力端子１２１から出力される。

【００３６】次に、図２を参照しながら基地局側の受信
装置の構成について説明をする。

【００３７】送受信アンテナ２００、無線送受信装置２
０１を介して受信した複数のチャネルが多重化された受
信信号は、それぞれの該当するチャネルの信号を復調す
る復調装置２１０，２２０，２３０（ＣＨ１、ＣＨ２、
ＣＨｎ）に入力される。

【００３８】復調装置２１０，２２０，２３０の出力は
それぞれの可変レート通信路復号化装置２１１，２２
１，２３１に入力される。

【００３９】また、それぞれの復調装置２１０，２２
０，２３０は、各通信路の電波伝搬状況および伝送状態
を検出する伝送状態検出装置２０２に接続されている。

【００４０】また、それぞれの可変レート通信路復号化
装置２１１，２２１，２３１は、各チャネル（ＣＨ１、
ＣＨ２、ＣＨｎ）の伝送レートやその誤り率を検出する
伝送レート検出装置２０３に接続されている。

【００４１】さらに伝送状態検出装置２０２と伝送レー
ト検出装置２０３とは、それぞれからの情報により各チ
ャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）の最大レート制御情
報を決定する最大レート制御情報決定装置２０４に接続
されている。

【００４２】可変レート通信路復号化装置２１１，２２
１，２３１はそれぞれ出力端子２１３，２２３，２３３
に接続され、各出力端子２１３，２２３，２３３からは
復号化された信号が出力される。

【００４３】次に基地局側の送信装置の構成を説明をす
る。

【００４４】入力端子２１７，２２７，２３７から入力
される各チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）の信号
は、各チャネル毎に、誤り訂正符号化や、その冗長ビッ
トの付加および伝送レートの整合処理を行い、無線信号
伝送単位のフレーム化、スロット化および最大レート制
御情報などの制御情報挿入などの通信路符号化処理を担
う可変レート通信路符号化装置２１５，２２５，２３５
に入力され、そのそれぞれの可変レート通信路符号化装
置２１５，２２５，２３５の出力は変調装置２１４，２
２４，２３４に入力され、各チャネル（ＣＨ１、ＣＨ
２、ＣＨｎ）の変調信号は多重化装置２０６に入力さ
れ、多重化処理を受けて、後段の無線送受信装置２０
１，送受信アンテナ２００を介して移動局に送信され
る。

【００４５】なお、同図中２１ａはチャネル１の受信信
号処理装置、２１ｂはチャネル１の送信信号処理装置、
２２ａはチャネル２の受信信号処理装置、２２ｂはチャ
ネル２の送信信号処理装置、２３ａはチャネルｎの受信
信号処理装置、２３ｂはチャネルｎの送信信号処理装置
を示したものである。

【００４６】次に、図１および図２を参照して、本発明
に係るデータパケットマルチアクセス通信方法およびそ
の送受信装置の実施形態の動作について詳細に説明す
る。

【００４７】移動局側の送信装置の動作を図１を参照し
て説明する。

【００４８】入力端子１００から与えられた音声信号
は、音声符号化装置１０２において、音声符号化され
る。

【００４９】入力端子１０１から与えられた音声以外の
データ信号は、データパケット化装置１０３において、
無線信号伝送の単位にパケット化されて蓄えられる。

【００５０】連続データ量要求指示装置１１０に蓄えら
れたデータ量情報は、可変レート通信路符号化装置１０
５において、情報伝送フレームのヘッダ部に挿入され
る。

【００５１】音声符号化装置１０２とデータパケット化
装置１０３とからの信号は、最大レート制御装置１１１
からの切り替え信号に制御された音声／データパケット
切り替え装置１０４により選択されて、 可変レート通
信路符号化装置１０５に入力される。

【００５２】可変レート通信路符号化装置１０５は、そ
の入力信号の情報量と最大レート制御装置１１１から与
えられる最大レートに従った、誤り訂正符号化や、冗長
ビットの付加および伝送レートの整合処理を行い、実デ
ータと制御情報などを送信信号フォーマットに従ったフ
レーム化およびスロット化の通信路符号化処理をおこな
う。

【００５３】可変レート通信路符号化装置１０５で通信
路符号化された信号は、変調装置１０６において、デジ
タル信号を無線信号として伝送するために、デジタル変
調される。そして、無線送受信装置１０８を介して送受
信アンテナ１０９から無線出力される。尚、送信信号の
送信パワーは、最大レート制御装置１１１の指示する最
大レートに従った送信振幅情報として、送信電力制御装
置１１２を介して、変調装置１０６に入力される。

【００５４】次に移動局側の受信装置の動作を図１を参
照して説明する。

【００５５】送受信アンテナ１０９、無線送受信装置１
０８を介して、受信された信号は、復調装置１２６にお
いて、デジタル復調される。

【００５６】復調された受信信号は、可変レート通信路
復号化装置１２５において、無線信号伝送単位にスロッ
ト化された受信信号からフレームの再構築や、誤り訂正
復号および伝送レートの整合などの、伝送レートに従っ
た通信路復号化処理が行われる。

【００５７】受信フォーマットにおける情報ヘッダ部の
所定の位置に含まれる最大レート指定情報は、最大レー
ト指定情報検出装置１３０により抽出され、送信装置の
最大レート制御装置１１１に入力される。

【００５８】可変レート通信路復号化装置１２５におい
て復号化された信号系列は、音声やデータパケットが多
重化されており、情報源分離化装置１２４において、そ
れぞれ分離され、音声情報系列は音声復号化装置１２２
に入力され、復号された音声信号は、出力端子１２０か
ら出力される。

【００５９】また情報源分離化装置１２４において、デ
ータパケット系列は、連続データ組立装置１２３におい
て、パケットからデータブロックに再構築された後に、
出力端子１２１から出力される。

【００６０】次に基地局側の受信装置の動作を図２を参
照して説明する。

【００６１】送受信アンテナ２００、無線送受信装置２
０１を介して、受信した信号は、複数のチャネルが多重
化されているので、それぞれの該当するチャネル（ＣＨ
１、ＣＨ２、ＣＨｎ）を介して、それぞれのチャネルの
復調装置２１０，２２０，２３０に入力され、所定のチ
ャネルの復調装置２１０，２２０，２３０で復調され
る。そして復調された各信号は、可変レート通信路復号
化装置２１１，２２１，２３１に入力されて、復号化さ
れて出力端子２１３，２２３，２３３から出力される。

【００６２】また、復調装置２１０，２２０，２３０に
おいて、希望波受信レベルや、干渉波受信レベルなどの
測定が行われ、各チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）
のそれぞれの情報は伝送状態検出装置２０２に集められ
る。

【００６３】チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）の伝
送状態が伝送状態検出装置２０２において検出されてラ
ンクづけされ、その結果は、最大レート制御情報決定装
置２０４に入力される。

【００６４】また、可変レート通信路復号化装置２１
１，２２１，２３１において、受信フォーマットにおけ
る情報ヘッダ部の所定の位置に含まれる各チャネル（Ｃ
Ｈ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）の連続データ量要求指示情報
（データサイズ）は、伝送レート検出装置２０３に集め
られ、さらに最大レート制御情報決定装置２０４に入力
される。また、復号化後の誤り率などから再送の要否な
どの情報もまた伝送レート検出装置２０３を介して、最
大レート制御情報決定装置２０４に入力される。

【００６５】上記で集められた各情報を基に、最大レー
ト制御情報決定装置２０４において、各チャネル（ＣＨ
１、ＣＨ２、ＣＨｎ）の最大レート情報が決定される。

【００６６】次に基地局側の送信装置の動作を図２を参
照して説明する。

【００６７】各チャネルの情報信号は、入力端子２１
７，２２７，２３７から入力され、それぞれ可変レート
通信路符号化装置２１５，２２５，２３５を介すること
で、各チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）毎の入力信
号は、符号化される。

【００６８】可変レート通信路符号化装置２１５，２２
５，２３５には、それぞれ前記最大レート制御情報決定
装置２０４において決定された各チャネル（ＣＨ１、Ｃ
Ｈ２、ＣＨｎ）毎の最大レート情報が入力され、ここで
送信フォーマットにおける情報ヘッダ部の所定の位置に
最大レート情報が挿入される。

【００６９】そして、符号化、フレーム化、スロット化
された信号は、チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）毎
に変調装置２１４，２２４，２３４においてデジタル変
調され、さらに各チャネルの変調信号は、多重化装置２
０６において多重化されて無線送受信装置２０１、送受
信アンテナ２００を介して移動局へ送信される。

【００７０】ここで、最大レート決定方法及び各移動局
の動作について、図４を参照しながら、更に具体的に説
明する。

【００７１】あるユーザ（以下ユーザＡと称す）からデ
ータ転送要求が発生すると（Ｓｔｅｐ４００）、ユーザ
Ａにおいて送信するデータパケットのサイズが決定され
る（Ｓｔｅｐ４０１）。そして、ユーザＡからシステム
（基地局側）に対して、データパケットサイズが通知さ
れる（Ｓｔｅｐ４０２）。

【００７２】システム側の最大レート制御情報決定装置
２０４には複数のユーザからの転送要求や伝送状態の結
果が集められており、それらは最大レートの決定に利用
される。

【００７３】システム側の最大レート制御情報決定装置
２０４では、常時最大レート決定の手続き（Ｓｔｅｐ４
１０〜４１４のループ）が行われる。最大レート決定の
手続き（Ｓｔｅｐ４１０〜４１４のループ）は、伝送状
態検出装置２０２において、希望波レベルと干渉波レベ
ルとからＳＩＲ（Signal to Interference power Rati
o）の計算が行われ、伝送路の状態（電波状態）が測定
される（Ｓｔｅｐ４１１）。また、伝送レート検出装置
２０３においては、チャネルの現在の伝送レート及びこ
れから発生するデータ転送のパケットサイズが検出さ
れ、さらに情報につけられたＣＲＣチェックビットによ
り、誤り率が測定される（Ｓｔｅｐ４１２）。

【００７４】最大レート決定の手続きは、測定された現
在のユーザの電波状態（ＳＩＲ）、受信品質（誤り
率）、データ転送要求の有無及びデータ転送のサイズを
判断材料とし、これらの判断材料の収集が全てのユーザ
に対しておこなわれる。そして、収集された判断材料に
基づいて、各ユーザのプライオリティ（送信順位）を記
述するプライオリティテーブル（最大レート制御情報決
定装置２０４が有する）が更新される（Ｓｔｅｐ４１
３）。

【００７５】システム側ではプライオリティテーブルを
参照することにより（Ｓｔｅｐ４０３）、各チャネルへ
の制限であるところの最大レート情報を決定する（Ｓｔ
ｅｐ４０４）。ここで決定された最大レートは各ＣＨに
対して通知される（Ｓｔｅｐ４０５）。

【００７６】ユーザＡは自分の要求のデータサイズが許
可された最大レートに見合うことを判断した時点で、デ
ータパケットの転送を開始する（Ｓｔｅｐ４０６）。

【００７７】ユーザＡがデータパケットの転送をしてい
る間、システム側はプライオリティテーブルの操作によ
り、他のユーザのプライオリティを一時的に強制的に下
げることにより、ユーザＡのパケットを一気に送ってし
まえる環境をつくる（Ｓｔｅｐ４０７）。

【００７８】ユーザＡのデータ転送が終了すると（Ｓｔ
ｅｐ４０８）、システム側はユーザＡのプライオリティ
をリリースし（Ｓｔｅｐ４０９）、次のプライオリティ
の高いユーザに対しての受信に備える。

【００７９】ここで、プライオリティテーブルの更新の
過程をより具体的に説明する。

【００８０】いま、ユーザＡ、Ｂ及びＣがそれぞれデー
タサイズの違うパケットデータ送信リクエストを発して
いる場合を考える。

【００８１】それぞれのパケットサイズを、ユーザＡが
４００ｋ、ユーザＢが３００ｋ、ユーザＣが２００ｋで
あるとした場合、システムは、それぞれのユーザのリク
エストに対して、システムのデータセグメントサイズ単
位で、それぞれが何倍であるかを算出する。ここでデー
タセグメントサイズを１００ｋとすると、ユーザＡは４
倍、ユーザＢは３倍、ユーザＣ２倍となる。

【００８２】第１段階では、優先順位をリクエスト順に
エントリーする。ここで、リクエストがユーザＡ，Ｂ、
Ｃの順だったとする。

【００８３】第２段階では、それぞれの通話チャンネ
ル、または制御チャンネルから受信品質がＯＫかＮＧで
あるかで優先順位を決定する。全てのユーザがＯＫであ
ったならば、リクエスト順にエントリーのままである。
ここで、ユーザＡ、ＢはＯＫ、でユーザＣがＮＧだった
とし、プライオリティテーブル上、ユーザＡ，Ｂ、Ｃの
順に順位付けがされたとする。

【００８４】第３段階では、既に求めているＳＩＲの単
位時間平均値が上記データサイズに応じたスレショルド
を満足するかどうか判断し、優先順位を操作する。ここ
で、データセグメントサイズが１００ｋであるので、ユ
ーザＡはデータ転送に４倍の時間を要する。そのため、
ユーザＡに対する上記スレショルドは厳しく設定されて
上記スレショルドを満足することができなかったとし、
他のユーザＢ，Ｃは上記スレショルドを満足したとする
と、プライオリティテーブル上、ユーザＢ、Ｃ、Ａの順
に順位付けがされる。

【００８５】システムは、プライオリティテーブルに基
づいて、各ユーザに対して、各ＣＨの最大レートを通知
する。この例では、システムは、ユーザＢに対して、３
倍のレートで指示をし、単位スロット時間内に一気にデ
ータを送れるように指示する。そのとき、ユーザＡおよ
びＣには、通常のレートを指示するため、ユーザＡ、Ｃ
はパケットの送信を待つ。

【００８６】ユーザＢの送信完了と同時に、ユーザＢは
優先順位からリリースされる。その間に、ユーザＣのＣ
ＲＣ（受信品質）がＯＫとなると、プライオリティテー
ブルがユーザＡ、ＣからユーザＣ、Ａに更新される。ま
た、ユーザＢが再度送信要求を出したとする。

【００８７】ここでユーザＢは、次のスロットでのリク
エストであるため、最初のエントリーのリクエスト順位
による優先は低くなり、第１段階では最後となる。従っ
て、優先順位は、ユーザＣ、Ａ、Ｂの順になり、システ
ムはユーザＣに対し、２倍のレートを指示する。

【００８８】図３は、本発明の一実施の形態の動作を示
すシーケンスチャート図であり、移動局装置Ａと移動局
装置Ｂとからほぼ同時刻に、連続データ伝送要求があっ
た状態の動作を示すシーケンスチャート図である。

【００８９】ここで、それぞれの移動局装置Ａ、Ｂは、
最大レートでの伝送を要求したとする（３００、３０
１）。

【００９０】基地局装置は、上述したと同様な決定方法
に基づき、移動局装置Ａに対し、最大レート情報を最大
値に変更する通知をする（３０２）。また、移動局装置
Ｂに対しては、最大レート情報を最小値に変更する通知
をする（３０３）。

【００９１】移動局装置Ａは、指示された最大レート
で、連続データを送信する（３０４）。

【００９２】移動局装置Ｂは、優先度の高いデータ（仮
にリアルタイム伝送の必要な音声等とする）を最小レー
トで送信する（３０５）。

【００９３】基地局装置は、移動局装置Ａからの連続デ
ータの受信完了を通知する（３０６）。 基地局装置は
移動局装置Ａに対し、最大レート情報を最小値に変更す
る通知をする（３０８）。また、移動局装置Ｂに対して
は、最大レート情報を最大値に変更する通知をする（３
０７）。

【００９４】移動局装置Ｂは、指示された最大レート
で、連続データを送信する（３０９）。

【００９５】移動局装置Ａは、優先度の高いデータ（仮
にリアルタイム伝送の必要な音声等とする）を最小レー
トで送信する（３１０）。

【００９６】このシーケンスでは、移動局装置Ｂが連続
データ伝送要求を出してから、基地局から、最大レート
情報が最大値に変更される通知がされるまで、連続デー
タ送信待ちの状態が発生している（３１１）。

【００９７】なお、上述した実施の形態の例では、図２
における最大レート制御情報決定装置２０４において、
本発明は各チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨｎ）毎の伝
送状態と要求される伝送レート情報に基づいて、各チャ
ネルの最大レートを決定する実施例として説明したが、
本発明の他の実施形態としは、次のような態様も考えら
れる。

【００９８】最大レート制御情報決定装置２０４にオペ
レータからの指示信号を入力端子２０５から入力する。
そして、その指示信号を最大レートの決定に用いるもの
で、この方法を採用するならば最大レートの決定に、自
由度を付加することができる。

【００９９】これにより、移動局の装置を変更すること
なく、カスタマの契約しているサービスの種類などによ
り、あるチャネルには、制限をつけたり、優先順位を増
減したりすることが容易に実現可能になるなどの効果が
得られる。

【０１００】

【発明の効果】第１の効果は、ランダムアクセスにおい
て、送信タイミングや、タイムスロット制御することな
くパケットデータのデマンドアサインを実現し、パケッ
トの衝突による再送を少なくし、システム全体の伝送効
率の向上が図れるということである。その理由は、ＣＤ
ＭＡセルラシステムの上り方向信号の基地局受信は、各
移動機端末の存在する位置により各移動機毎の通信が非
同期になるため、移動機の送信する信号は互いに干渉し
やすい状態にある。よって移動機から基地局への送信
は、お互いが干渉信号となりうるため、情報の再送等は
可能な限り少ない方がシステム全体としての伝送効率が
あがる。また、基地局から各移動局の伝送制御をするこ
とにより、移動局からは、干渉の少ない、電波状態の良
いときに、複数パケットを最大レートで一気に送ってし
まえるので、確認パケットも極力少なくできる。

【０１０１】第２の効果は、移動機側の最大レートのコ
ントロールに従い、必要十分な送信電力で通信が可能
で、それは、消費電力の低減がはかれるということであ
る。その理由は、伝送レートの低下と共に送信電力を落
とす従来の方法に、更に基地局からの伝送路の状態や、
他移動局の送信状態を考慮した最適の最大伝送レートを
設定されることにより、誤りのないデータ伝送に最小限
必要な電力で通信するからである。さらに誤りを補償す
るための情報の再送も少なくなり、無駄な電力消費もお
こらず、同時に特性・性能向を図り、上小型・軽量化、
高速化、高集積化、回路・装置構成簡易化、伝送効率を
著しく向上させることができ、かつセキュリティ向上は
勿論のこと、その他、信頼性の向上、操作性向上が図
れ、併せて生産性向上、保守性向上が可能で、強いては
資源の再利用性を十分に可能にする。

【０１０２】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態の移動局側送受信
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図２は、本発明の実施の形態の基地局側送受信
装置の構成を示すブロック図である。

【図３】図３は、本発明の実施の形態の動作を示すシー
ケンスチャート図である。

【図４】図４は、本発明の実施の形態における最大レー
ト決定方法及び各移動局の動作を示す動作フローチャー
トである。

【符号の説明】

１００ 入力端子（音声） １０１ 入力端子（データ） １０２ 音声符号化装置 １０３ データパケット化装置 １０４ 音声／データパケット切り
替え装置 １０５ 可変レート通信路符号化装
置 １０６ 変調装置 １０８ 無線送受信装置 １０９ 送受信アンテナ １１０ 連続データ量要求指示装置 １１１ 最大レート制御装置 １１２ 送信電力制御装置 １２０ 出力端子（音声） １２１ 出力端子（データ） １２２ 音声復号化装置 １２３ 連続データ組立装置 １２４ 情報源分離化装置 １２５ 可変レート通信路復号化装
置 １２６ 復調装置 １３０ 最大レート指定情報検出装
置 ２００ 送受信アンテナ ２０１ 無線送受信装置 ２０２ 伝送状態検出装置 ２０３ 伝送レート検出装置 ２０４ 最大レート制御情報決定装
置 ２０５ 最大レート制御情報入力端
子 ２０６ 多重化装置 ２１ａ チャネル１受信信号処理装
置 ２１ｂ チャネル１送信信号処理装
置 ２２ａ チャネル２受信信号処理装
置 ２２ｂ チャネル２送信信号処理装
置 ２３ａ チャネルｎ受信信号処理装
置 ２３ｂ チャネルｎ送信信号処理装
置 ２１０，２２０，２３０ 復調装置 ２１１，２２１，２３１ 可変レート通信路復号化装
置 ２１３，２２３，２３３ 出力端子 ２１４，２２４，２３４ 変調装置 ２１５，２２５，２３５ 可変レート通信路符号化装
置 ２１７，２２７，２３７ 入力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04Q 7/38 H04J 13/00 H04L 1/00 H04L 29/08 H04Q 7/28

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局は、連続データを大量に送信する
   場合、送信するデータサイズを事前に基地局に通知し、
   かつ基地局に対して最大レートの利用要求を出し、基地
   局から指示された最大レートの制限内で伝送レートを可
   変して基地局が指示した最大レートに従って最適な通信
   を行うようにしたことを特徴とするデータパケットマル
   チアクセス通信方法。
2. 【請求項２】 基地局は、各移動局からの伝送要求を把
   握し、現在の各移動局のおかれた少なくとも電波伝搬状
   態及び優先順位を考慮した上で各移動局に対し、その時
   点での最大レートを決定して通知して最適な通信を行う
   ようにしたことを特徴とするデータパケットマルチアク
   セス通信方法。
3. 【請求項３】 移動局は、連続データを大量に送信する
   場合、送信するデータサイズを事前に基地局に通知し、
   かつ基地局に対して最大レートの利用要求を出し、基地
   局は、各移動局からの伝送要求を把握し、現在の各移動
   局のおかれた電波伝搬状態や優先順位等を考慮した上で
   各移動局に対し、その時点での最大レートを決定して通
   知し、各移動局は、基地局から指示された最大レートの
   制限内で伝送レートを可変して基地局が決定した最大レ
   ートに従って最適な通信を行うようにしたことを特徴と
   するデータパケットマルチアクセス通信方法。
4. 【請求項４】 情報量に応じた伝送レートで情報信号を
   符号化する可変レート通信路符号化手段と、前記伝送レ
   ートに従う送信パワーで信号を変調する変調手段とを備
   えた送受信装置において、 前記可変レート通信路符号化手段に対して、各チャネル
   の伝送状態及び伝送レートを考慮して決定される最大レ
   ート情報に従って、伝送レートの最大値を制御する最大
   レート制御手段を設けたことを特徴とする移動局側の送
   受信装置。
5. 【請求項５】 複数チャネルの伝送状態を監視し、各チ
   ャネルの伝送状態の良否を判断する伝送状態検出手段
   と、各チャネルの要求する伝送レートを検出する伝送レ
   ート検出手段と、前記伝送状態検出手段と伝送レート検
   出手段の結果や、他使用者の操作からの指示を考慮し
   て、各チャネルの伝送レートの最大値を決定する最大レ
   ート制御情報決定手段を備え、その最大レート決定結果
   を各チャネルに通知する手段を備えることを特徴とする
   基地局側の送受信装置。
6. 【請求項６】 音声を符号化する音声符号化装置と、 データ信号系列を無線信号伝送の単位にパケット化する
   データパケット化装置と、 前記音声符号化装置及びデータパケット化装置で符号化
   された音声データとパケット化されたデータの誤り訂正
   符号化や、その冗長ビットの付加及び伝送レートの整合
   処理を行い、かつこれら両データの無線信号伝送単位の
   フレーム化、スロット化や、通信路符号化処理を行う可
   変レート通信路符号化装置と、 前記音声符号化装置及びデータパケット化装置と可変レ
   ート通信路符号化装置との間に設けられ、音声データと
   パケット化されたデータの何れかを選択して可変レート
   通信路符号化装置に入力する音声／データパケット切り
   替え装置と、 前記データパケット化装置でパケット化した連続データ
   量を基地局へ送信するためにの連続データ量要求指示情
   報を得るための連続データ量要求指示装置と、 基地局より送信される最大レート制御情報を受けて前記
   音声／データパケット切り替え装置と可変レート通信路
   符号化装置に制御信号を供給する最大レート制御装置
   と、 前記可変レート通信路符号化装置で通信路符号化された
   信号をデジタル変調する変調装置と、 前記最大レート制御装置からの送信出力パワー情報を受
   けて送信電力を制御する送信電力制御装置と、 で構成したことを特徴とする請求項４記載の移動局側の
   送受信装置。
7. 【請求項７】 送受信アンテナ、無線送受信装置を介し
   た受信信号をデジタル復調するための復調装置と、 前記復調装置から出力される無線信号伝送単位にスロッ
   ト化された受信信号からフレームの再構築や誤り訂正復
   号および伝送レートの整合などの伝送レートに従った通
   信路復号化処理を行う可変レート通信路復号化装置と、 前記可変レート通信路復号化装置から出力される信号の
   各フレームの情報ヘッダ部から最大レート指定情報を抽
   出するための最大レート指定情報検出装置と、 前記最大レート指定情報検出装置の検出結果を受け、受
   信装置の音声／データパケット切り替え装置と可変レー
   ト通信路符号化装置に所定の制御信号を出力する最大レ
   ート制御装置と、 前記可変レート通信路復号化装置から出力される復号化
   後の音声／データパケット等が時間的に多重化された信
   号を情報源の違いにより分離する情報源分離化装置と、 前記情報源分離化装置で分離されたデータブロックの音
   声出力を復号化する音声復号化装置と、 パケットされた受信データを連続データに再構築する連
   続データ組立装置と、 で構成したことを特徴とする請求項４記載の移動局側の
   送受信装置。
8. 【請求項８】 送受信アンテナおよび無線送受信装置を
   介して受信した複数のチャネルが多重化された受信信号
   から、該当するチャネルの信号を復調する復調装置と、 前記復調装置で復調された無線信号伝送単位にスロット
   化された受信信号からフレームの再構築や誤り訂正復号
   および伝送レートの整合などの伝送レートに従った通信
   路復号化処理を行う可変レート通信路復号化装置と、 前記復調装置で復調された出力信号より、各通信路の電
   波伝搬状況および伝送状態を検出する伝送状態検出装置
   と、 前記可変レート通信路復号化装置で復号化された出力信
   号より、各チャネルの伝送レートやその誤り率を検出す
   る伝送レート検出装置と、 前記伝送状態検出装置と伝送レート検出装置とで検出し
   た出力信号より、各チャネルの最大レート制御情報を決
   定する最大レート制御情報決定装置と、 で構成したことを特徴とする請求項５の基地局側の送受
   信装置。
9. 【請求項９】 各チャネルの最大レート制御情報を決定
   する最大レート制御情報決定装置より出力される各チャ
   ネル毎の信号に対して誤り訂正符号化や、その冗長ビッ
   トの付加および伝送レートの整合処理を行い、無線信号
   伝送単位のフレーム化、スロット化および最大レート制
   御情報などの制御情報挿入を行い、かつ通信路符号化処
   理を行う可変レート通信路符号化装置と、 前記可変レート通信路符号化装置で符号化された出力信
   号を変調する変調装置と、 前記変調装置で変調された各チャネルの変調信号を多重
   化する多重化装置と、 で構成したことを特徴とする請求項５記載の基地局側の
   送受信装置。
10. 【請求項１０】 データパケットマルチアクセス通信方
    法であって、 移動局が送信するデータサイズを事前に基地局に通知
    し、かつ基地局に対して最大レートの利用要求を通知す
    るステップと、 基地局が各移動局からの利用要求及びデータサイズを受
    信するステップと、 基地局が各移動局のおかれた電波伝搬状態及び受信品質
    を検出するステップと、 基地局が、各移動局の前記データサイズ、電波伝搬状態
    及び受信品質に基づいて各移動局の優先順位を決定し、
    前記優先順位に基づいて各移動局の最大レートを決定す
    るステップと、 基地局が、前記各移動局の最大レートを各移動局に送信
    するステップと、 移動局が前記最大レートの指示を受信し、前記最大レー
    トに従ってデータを送信するステップとを有することを
    特徴とするデータパケットマルチアクセス通信方法。
11. 【請求項１１】 データパケットマルチアクセス通信シ
    ステムであって、 移動局と基地局とを有し、 前記移動局は、送信するデータサイズと最大レートの利
    用要求とを前記基地局に通知する利用要求通知手段と、
    情報量に応じた伝送レートで情報信号を符号化する可変
    レート通信路符号化手段と、前記伝送レートに従う送信
    パワーで信号を変調する変調手段と、前記基地局から指
    示される最大レート情報に従って、前記可変レート通信
    路符号化手段の伝送レートの最大値を制御する最大レー
    ト制御手段とを有し、 前記基地局は、各移動局のチャネルを監視し、各チャネ
    ルの伝送状態及び受信品質を判断する伝送状態検出手段
    と、各移動局の要求する伝送レート及びデータサイズを
    検出する伝送レート検出手段と、前記データサイズ、伝
    送状態及び受信品質に基づいて移動局の優先順位を決定
    し、前記優先順位に基づいて各移動局の最大レートを決
    定する最大レート決定手段と、前記決定された最大レー
    トを各移動局に通知する最大レート通知手段とを有する
    ことを特徴とするデータパケットマルチアクセス通信シ
    ステム。