JP3442787B2 - 統計的合波を利用した、通信システムの中で可変レートデータを提供するための方法と装置 - Google Patents

統計的合波を利用した、通信システムの中で可変レートデータを提供するための方法と装置

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JP3442787B2 JP53262696A JP53262696A JP3442787B2 JP 3442787 B2 JP3442787 B2 JP 3442787B2 JP 53262696 A JP53262696 A JP 53262696A JP 53262696 A JP53262696 A JP 53262696A JP 3442787 B2 JP3442787 B2 JP 3442787B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、通信に関する。より具体的には、本発明
は、ユーザーが、可変レート(rate)データを割り当て
られたトラフィックチャネル上で送信するが、ユーザー
の送信が、割り当てられたトラフィックチャネルの容量
を超えたとき、ユーザーに、一時的に、割り当てられた
トラフィックチャネルと関連して、オーバーフローチャ
ネルの一時的な使用を提供する斬新で改善された通信シ
ステムに関する。
関連技術の説明 本発明は、衛星トランスポーダ(transponder)のよ
うな一つの通信源を利用する多重ユーザーに関する。具
体的には、我々は、通信源の割当をより効率的にするこ
とに関心を持っている。衛星トランスポーダの意味で、
問題は、トランスポーダの限定された通信資源を、デジ
タル情報の通信を互いに、多様なビットレートと使用率
で行うことを求めている多数のユーザーに効率的に割り
当てることである。
符号分割多重アクセス(CDMA)変調技術の使用は、多
数のシステム・ユーザーが存在する通信を容易にするた
めの幾つかの技術の一つである。時割多重アクセス(TD
MA)、周波数分割多重アクセス(FDMA)と、また振幅圧
伸単側波帯(ACSSB)のようなAM変調方式のような他の
多重アクセス通信システムは、公知の技術である。しか
し、CDMAのスペクトル拡散変調技術は、多重アクセス通
信システムのための前記の変調諸技術と比較して顕著な
利点を有している。多重通信システムの中のCDMA技術
は、本発明の譲受人に譲渡されまた、本出願に引用で組
み込まれている、“衛星あるいは地上の中継器を使用す
るスペクトル拡散多重アクセス通信システム”の名称で
米国特許4,901,307で開示されている。多重アクセス通
信システムの中のCDMA技術の使用は、更に、本発明の譲
受人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれてい
る、“CDMAセルラ電話システムの中の信号波形を作り出
すためのシステムと方法”の名称の米国特許5,103,459
で開示されている。
CDMAは、広域周波数帯の信号であるというその本来の
性格から、信号エネルギーを広域周波数帯にわたって広
げることで、多様な周波数を持たせることができる。従
って、周波数選択性フェージングの影響は、CDMA信号の
帯域幅のほんの一部に限られる。2箇所あるいはそれ以
上のセルラ基地局を経由する移動ユーザーからの同時リ
ンクを経由する、多重信号通路を設けることで、空間あ
るいは通路ダイバーシチを確保することができる。更
に、受信と処理が別個に行えるように、信号を異なる伝
搬遅延で到着できる、スペクトル拡散処理を通じて多重
通路環境を整備することで、通路ダイバーシチを確保で
きる。通路ダイバーシチの例は、双方とも本発明の譲受
人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれている、
並行出願中の“CDMAセルラ電話システムの中のソフト
ハンドオフ”の名称の米国特許5,101,501と“CDMAセル
ラ電話システムの中のタイバーシチ受信機”の名称の米
国特許5,109390の中で示されている。
通信資源の割当の効率を上げるために使用することが
できるもう一つの技術は、該資源のユーザーが、多様な
レートでデータを送信できるようにすることであり、こ
れによって、最低限度の量の通信資源を使用して、ユー
ザーのニーズに答えることができる。可変レートデータ
資源の一つの例は、現在放棄された、本発明の譲受人に
譲渡され、また本出願に引用で組み込まれる、“可変レ
ートボコーダ”の名称の米国特許出願番号07/713,661の
継続出願であるである。音声には、本来静寂の期間、即
ちポーズが含まれているので、該期間を示すために必要
なデータの量を短縮することができる。該静寂期間のデ
ータレートを短縮することで、可変レート・ボコーディ
ングは、この事実を最大限に活用している。
前記の米国特許出願番号08/004,484の中に詳細が記載
されているタイプの可変レートボコーダの中で、音声パ
ケットの約40%は、全レートで符号化されている。該特
許出願の中で説明されているボコーダの中で、符号化レ
ートは、パケットのエネルギーに従って選択されてい
る。パケットのエネルギーが、全レート閾値を超えたと
きは、音声は全レートで符号化される。本発明の譲受人
に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれている、
“可変レートボコーダの中の符号化レートを選択するた
めの方法と装置”の名称の米国特許出願番号08/288,413
の中で、品質の犠牲を最低限度に抑えた全レートパケッ
トの数を短縮するための方法が、開示されている。
電話を掛けている者が現実に喋っているとき、可変レ
ート音声符号器で、伝送パケットの容量をフルに活用し
て音声データを全レートで提供することができる。可変
レート音声符号器が、音声データを、最大レート以下で
送っているとき、伝送パケットの中に余分の容量が存在
する。データパケットのためのデータ資源が可変レート
でデータを提供する、固定サイズの伝送パケットの中で
追加のデータを送信する方法は、現在放棄された、本発
明の譲受人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれ
ている、“伝送のためのデータのフォーマトのための方
法と装置”の名称の米国特許出願番号07/822,164の継続
出願である、米国特許出願番号08/171,146の中で、詳し
く説明されている。前記の特許出願の中で、伝送のため
のデータ・パケットの中の種々の資源から異なるタイプ
のデータを結合するための方法と装置が、開示されてい
る。
発明の概要 通信資源は、一般的に、通信チャネルに分割されてい
る。一般的に、簡素化のために、これ等のチャネルの各
々は、同じ容量を有している。伝送されるパケット毎
に、通信システムがチャネルをユーザーに再割当するこ
とができる。該方法で、理論的には、最大限に効率的な
通信資源の割当を行うことができる。しかし、この技術
は、受信機と送信器の設計を、容認できないほど複雑化
する可能性がある。
本発明の中で、可変レートデータを送受信する効率的
な方法が、開示されている。本発明の中で、音声あるい
はデータ・チャネルが、あるいはトラフィックとして引
用されて、各ユーザーに割り当てられている。更に、各
ユーザーは、通信資源の全てのユーザーが共有できるオ
ーバーフローチャネルとして引用されている音声あるい
はデータ・チャネルのプールに選択的にアクセスを行う
ことができる。
ユーザーの伝送レートが、割り当てられたトラフィッ
クチャネルの容量を超えたとき、通信システムは、ユー
ザーがオーバーフローチャネルを利用できるかどうかを
決定する。オーバーフローチャネルが利用できる場合
は、伝送のために、一時的にユーザーに割当られる。実
施例として示されている方法は、ユーザーが、最大限に
割り当てられたトラフィックと単独のオーバーフローチ
ャネルを使用している場合を説明している。しかし、本
出願の中で説明されている方法は、ユーザーが、割り当
てられたトラフィックチャネルの他に、1個以上のオー
バーフローチャネルを求める場合に容易に拡張すること
ができる。
オーバーフローチャネルのユーザーへの割当のための
本発明の方法は、統計的多重化(multiplexing)として
引用されているコンセプトを基本としている。統計的多
重化の一般的な場合、オーバーフローチャネルの共有プ
ールの中の何れのオーバーフローチャネルでも、何れの
ユーザーにも割り当てることができる。代案としてのオ
ーバーフローチャネル割当戦略の中で、各ユーザーは、
オーバーフローチャネルのサブセットしか使用できな
い。利用できるオーバーフローチャネルの数を減らすこ
とで、受信機の設計を、簡素化できる。
オーバーフローチャネル割当情報は、オーバーフロー
チャネルが可能な受信機を識別するか、場合によって
は、当該パケットに対して当該受信機に関連する情報が
盛り込まれている。本発明は、オーバーフローチャネル
割当情報を受信機に伝える二つのクラスの技術を説明し
ている。一つの方法の中で、オーバーフローチャネル割
当情報は、積極的に与えられる。積極的なオーバーフロ
ーチャネル割当の実施の中で、オーバーフローチャネル
割当情報は、トラフィックチャネル上か、あるいは、代
案として信号送信用の別のチャネル上にあるメッセージ
・パケットの一部として受信機に伝えられる。積極的な
オーバーフローチャネル割当情報は、現在のパケットに
所属させるか、あるいは次のパケットに所属させること
ができる。オーバーフローチャネル情報を前もって送信
する利点は、受信機に必要なバッファーの量を減らすこ
とである。該利点は、送信機に追加のバッファーを取り
付ける犠牲を払って達成される。
オーバーフローチャネル割当情報のもう一つの方法
は、消極的である。消極的なチャネル割当技術の中で
は、オーバーフローチャネル割当情報は、トラフィック
チャネル上で伝送されるメッセージ・パケットの一部と
しても送られないし、また該情報は別個のチャネルにも
与えられない。消極的オーバーフローチャネル割当の実
行の中では、受信機は、全ての可能なオーバーフローチ
ャネルをテストしてから、オーバーフローチャネルの一
つの中に、該利用のためのデータ入っているかどうかを
決定する。該方法は、オーバーフローパケットの中の受
信機識別情報の符号化、あるいは、受信機が検出できる
方法で、トラフィック・パケットと、互いにリンクされ
る対応するオーバーフローパケットを組合せることによ
り達成される。
本発明のもう一つの目的は、バランスされた予め設定
された割当表の設計を詳しく説明することである。予め
設定された割当表は、どのオーバーフローチャネルが、
どの受信機に情報伝達のために使用できるかを定めてい
る。バランスされた予め設定された割当表の背後にある
アイディアは、全ての受信機に同様に伝送するために用
意されているオーバーフローチャネルを発見する確率を
作ることである。予め設定された割当表と矛盾しない事
後の割当を完成する方法を説明することは本発明のもう
一つの目的である。事後割当は、実際に、伝送のための
オーバーフローチャネルを割り当てる方法である。本発
明の一つの利点は、本発明の方法が、容量とブロック化
(blockage)の確率の意味で、ユーザーのニーズに合わ
せて、改造できることである。開示された方法は、最大
許容ブロック化の確率と、またオーバーフローチャネル
が特定のパケットの伝送に必要であるという確率が与え
られたとしての必要なオーバーフローチャネルの数を決
定するためのものである。
図面の簡単な説明 本発明の特性、目的と利点は、参照符号が全体に対応
して識別する図面と関連させて取り上げられた下記の詳
しい説明から明確となる。
図1は、本発明の衛星通信の中の実施例を示している
図である。
図2は、本発明の伝送システムのブロック線図であ
る。
図3a−3dは、例として挙げた伝送パケット構造の実施
例の図である。
図4a−4eは、伝送パケットの中の冗長度とパケットの
伝送エネルギー・レベルの図である。
図5は、オーバーフローデータが、トラフィック・デ
ータと一緒に符号化される消極的(implicit)オーバー
フローチャネル割当を有するデータ受信のための受信シ
ステムのブロック線図である。
図6は、オーバーフローデータが、トラフィック・デ
ータと一緒に符号化される積極的(explicit)オーバー
フローチャネル割当を有するデータ受信のための受信シ
ステムのブロック線図である。
図7は、オーバーフローデータと、トラフィック・デ
ータが別個に符号化される消極的オーバーフローチャネ
ル割当を有するデータ受信のための受信システムのブロ
ック線図である。
図8は、オーバーフローデータと、トラフィック・デ
ータが別個に符号化される積極的オーバーフローチャネ
ル割当を有するデータ受信のための受信システムのブロ
ック線図である。
好適な態様の詳細な説明 多重アクセス通信リソースは、複数のチャネルに分割
される。この分割を通常多重化(multiplexing)と呼
び、周波数分割多重化(FDM)、時分割多重化(TDM)、
コード分割多重化(CDM)の3種類がある。通信システ
ムにおいて送受信される情報の基本単位は、パケットと
呼ばれる。
図1は、GlobalstarTM低軌道衛星システムのような衛
星通信システムにおける本発明の具体的実施例を示して
いる。しかし、本発明は基地局が遠隔局との通信に利用
されるような地理的に固定したシステムで利用されると
いうことを理解しておかなければならない。図1におい
て、本発明は、静止あるいは低軌道(LEO)タイプのい
ずれかである衛星4と6を介してゲートウェイ8から遠
隔のユーザ局またはターミナル2への情報のダウンリン
ク通信に使われている。実施例は、2つの衛星とユーザ
ターミナルの間の通信を示しているが、本発明は同じ衛
星とユーザー端末機の2つの別個のビームからの通信に
も等しく応用可能であることに注意しなければならな
い。ユーザターミナル2は、移動電話やその他の移動/
可動通信装置のような移動局であるか、または無線ロー
カルループターミナル、あるいはセルラ基地局のような
中央通信センターのような固定通信デバイスであり得
る。説明のために、図1では、1つのユーザターミナ
ル、1つのゲートウェイしか示されていないが、一般的
なシステムでは複数から構成されている。
実施例では、通常、衛星4と6は単に周波数を増幅、
変換し、ゲートウェイ8から受信した信号を単に増幅
し、周波数を変換し、そして再伝送するタイプのトラン
スポンダまたは非再生式中継機(non−regenerative re
peater)である。本発明は、衛星4と6が再伝送するに
先立ち信号を復調し、構成し直す再生式中継機である場
合にも同等に応用可能である。実施例において、衛星4
と6からユーザターミナル2に伝送される信号とゲート
ウェイ8から衛星4と6に伝送される信号は、スペクト
ラム拡散信号である。スペクトラム拡散通信信号の生成
は、先の米国特許番号第4,901,307号と5,103,459号にお
いて詳述されている。
ゲートウェイ8は、通信ネットワークから衛星4と6
への、または直接地上基地局(構成は図示されない)へ
のインタフェースとしての役割を果たす。ゲートウェイ
8は通常中央通信センターであり、このセンターは、公
衆回線網(PSTN)や本発明の通信専用であるネットワー
クを含むネットワーク(図示されない)を介してデータ
を受信する。ゲートウェイ8は、有線通信または空中イ
ンターフェイスを介してネットワーク(図示されない)
に接続できる。
実施例では、ゲートウェイ8は、ユーザターミナル6
に可変速データを伝送する。可変速データ通信システム
情報では、そのレートは時間と共に変わる。可変速スペ
クトラル拡散通信システムの実施例については、米国特
許番号第5103,459号において詳述されている。米国特許
番号第5,103,459号において詳述されているシステムに
おける実施例では、通信リソースはコードスペースで様
々なチャネルに分けられ、その各チャネルが同じ情報伝
送能力を持つ。本発明の通信システムと米国特許番号第
5,103,459号のシステム間の相違は、米国特許番号第5,1
03,459号で詳述されているシステムでは、各チャネルは
すべての可能なレートで独立した情報伝送能力を持つ
が、本発明では各チャネルは可能なレートの一部におい
て情報を独立して伝送することができる。
実施例において、ゲートウェイ8は、4つの異なる情
報データレートのいずれかでユーザターミナル2と通信
する。ここで説明されている方法は、任意の数のレート
を提供する可変速通信システムに等しく適用可能である
ことに注意しなければならない。本発明のデータレート
は、1/8レート、1/4レート、ハーフレート、フルレート
と呼ばれる。フルレートでは、時間当たりハーフレート
の約2倍の情報を伝送する。ハーフレートは、時間当た
り1/4レートの約2倍の量の情報を伝送する。1/4レート
では、1/8レートより単位時間当たり約2倍の情報を伝
送する。情報レート間の関係は、おおむねパケットにオ
ーバーヘッドビットが含まれているかどうかによる。実
施例においては、トラフィックチャネルは、トラフィッ
クチャネルとオーバーフローチャネルの両方を必要とす
るフルレートを除き、すべてのレートでデータパケット
を伝送する充分な能力を持っている。フルレートパケッ
トはさらに半分に分けられ、前半部がトラフィックチャ
ネルで伝送され、後半部がオーバーフローチャネルで伝
送される。
本発明は、4より多くのまたは少ないレートが存在し
ている場合に、または2より多くのチャネルを要求する
最高速の場合にも容易に拡張可能である。また、本発明
の通信システムは、固定レートのデータや可変レートの
データも伝送できることは明らかである。固定速データ
の通信においては、サービスが提供されている間、ユー
ザが、1つのチャネルまたは複数のチャネルを特定の用
途に割り当てる。
通信システムは、すべてのユーザのための汎用プール
として通信リソースのすべてのチャネルを使うこともで
きる。このタイプのシステムでは、チャネルは特定のユ
ーザに割り当てられない。各パケットの伝送の前に、通
信システムは全通信リソースを伝送に割り当てる。この
システムはおそらくリソースの最適配置を行うが、送受
信機の側での複雑さが許容不可能なレベルにまで達して
しまう。
実施例において、チャネルはトラフィックチャネルと
オーバーフローチャネルに分割される。各グループのチ
ャネルの数は、システムの使用状況、リンクパラメータ
などの要因によって変わってくる。最初のグループのチ
ャネルは、トラフィックチャネルグループである。通信
システムにおいて現在通信を行っている各ユーザには、
サービスの提供している間、そのユーザ専用に1つのト
ラフィックチャネルまたは複数のトラフィックチャネル
が割り当てられる。第2のグループのチャネルは、オー
バーフローチャネルグループである。このグループのチ
ャネルは、通信システムのすべてのユーザによって共用
される。オーバーフローチャネルは、要求ベースで割り
当てられ、一定の間隔で割り当て直される。実施例にお
いて、オーバーフローチャネルは、各パケットインター
バルで割り当て直される。パケットインターバルとは、
連続したデータパケットの伝送間での時間間隔である。
好適な実施例では、オーバーフローチャネルは、一定
のパケットインターバルで伝送されねばならないフルレ
ートパケットのすべてを検討することによって割り当て
られる。代替実施例においては、オーバーフローチャネ
ルは、最初に要求したものを基準にして、あるいは設定
済みの配布順序に従って、個々に割り当てられる。さら
に、1つのトラフィックチャネルで使われる複数のオー
バーフローチャネルは、他のトラフィックチャネルで使
われるオーバーフローチャネルとは異なることがある。
実施例において、なんらかのトラフィックチャネルに利
用可能なオーバーフローチャネルの数は固定している
が、この数は、時間と共に変動することが許される。す
なわち、トラフィックチャネルとして使われるものとオ
ーバーフローチャネルとして使われるものの間でのチャ
ネル総数の分割に影響を与えるような、先に列挙した要
因によって時間と共に変わりうる。
図2は、本発明の伝送システムを示している。本発明
の伝送システムの最初の実施例において、伝送のパケッ
トがフルレートパケットである場合、データパケットの
トラフィックチャネル部分とデータパケットのオーバー
フローチャネル部分が共に符号化され、オーバーフロー
チャネル割り当てデータが暗黙的に提供される。先に説
明したように、暗黙的オーバーフローチャネル割り当て
実施では、チャネル割り当て情報は受信側には伝えられ
ない。その代わりに、受信側は、割り当てられたトラフ
ィックチャネル上の情報とオーバーフローチャネル上の
情報を復調、解読し、トラフィックチャネル上で送信さ
れたパケットの第2部分であるかどうかを判断する。
伝送される入力データは、入力データを符号化する可
変レートデータソース20に提供される。可変レートデー
タソースは、伝送エラーに対してよりしっかりと(robu
st)データを符号化できる。または、データの伝送に少
ない通信リソースしか必要としないようにデータを圧縮
できる。また、これら2つの組み合わせも可能である。
実施例において、可変レートデータソース20は、フルレ
ート、ハーフレート、1/4レート、1/8レートと呼ばれる
4つの異なるレートでデータを提供する。先に述べたよ
うに、本発明は、いずれのレートでデータを提供するデ
ータソースにも等しく適用可能である。実施例におい
て、フルレート情報は172ビットパケットにより8.6kbps
で提供され、ハーフレート情報は80ビットパケットによ
り4kbpsで提供され、1/4レート情報は34ビットパケット
により1.7kbpsで提供される。1/8レートの情報は、16ビ
ットパケットにより800bpsで提供される。
以下の表1は、本発明の実施例で使われている各数値
を示している。
本発明は、他の数値にも等しく当てはまる。データレ
ートとして指定されたビット数は、オーバーヘッドビッ
トがパケットに含まれているので、情報レートとは異な
る。この追加ビットの詳細については、以下で説明す
る。
可変レートデータソース20の実施例は、先に取り上げ
た米国特許出願第08/004,484号で説明されている。この
場合、データソース20への入力は、音声サンプルのパケ
ットであり、データソース20の出力は音声サンプルの圧
縮表現を含むパケットである。可変レートボコーダの実
施例において、音声サンプルのパケットのエネルギーが
測定され、符号化レートを決める事前定義閾値と比較さ
れる。通常、音声サンプルのパケットがアクティブ音声
を含んでいる場合、パケットはフルレートで符号化され
る。先に取り上げた米国特許出願第08/288,413号は、聴
覚レベルでの品質の劣化を最低限に抑え、フルレートで
符号化されるパケットの数を減らす方法を教えている。
米国特許出願第08/288,413号は、フルレートで符号化さ
れてしまったかもしれないパケットを選択し、このパケ
ットをローレートで符号化するようにマーキングする方
法を説明している。米国特許出願第08/288,413号が示し
ている方法を米国特許出願第08/004,484号のボコーダと
合わせて用い、聴覚レベルでの品質の劣化を最低限に抑
え、フルレートで符号化されるパケット数を減らすこと
ができる。
可変レートデータソース20は、入力データを符号化
し、それをいずれかの事前定義レートの一つで提供す
る。実施例において、トラフィックチャネルは、ハーフ
レート以下で符号化されたパケットを運ぶことができ
る。データのパケットがフルレートで可変レートデータ
ソース20によって符号化されるとき、パケットのサイズ
は割り当てられているトラフィックチャネルのキャパシ
ティを超えるので、トラフィックチャネルとオーバーフ
ローチャネルの両方を使って伝送しなければならない。
可変レートデータソース20が提供するデータパケット
がハーフレート、1/4レート、あるいは1/8レートである
場合、可変レートデータソース20はパケットを直接フォ
ーマッタ(formatter)24に提供する。フォーマッタ24
は、現在良く知られているエラー訂正及び検出方法に従
って、冗長ビットを作成する。実施例においては、冗長
ビットは巡回冗長チェック(CRC)ビットである。その
作成については、先の米国特許出願第08/171,146号で詳
細に説明されている。
図3a−3dは、実施例におけるパケット構造を示してい
る。図3aは、172の情報記号と12の冗長記号(F)、そ
して8つのテール記号(T)からなるフルレートパケッ
トのパケット構造を示している。図3bは、80の情報記号
と8の冗長記号、そして8のテール記号から構成される
ハーフレートパケットのパケット構造を示している。図
3cは、34の情報記号と6の冗長記号、そして8のテール
記号から構成されている1/4レートのパケットのパケッ
ト構造を示している。図3dは、16の情報記号と8のテー
ル記号から構成されている1/8速のパケットのパケット
構造を示している。実施例において、テール記号は、エ
ンコーダ26のメモリをクリアするのに使われる一連の二
進ゼロであり、受信システムのデコーダでパケットが別
個に復号できるようにする。
フォーマッタ24は、パケットをエンコード記号に符号
化するエンコーダ26にパケットを出力する。実施例にお
いて、エンコーダ26は、レート1/2の畳み込み演算エン
コーダである。実施例において、畳み込み演算エンコー
ダは、フィードバックを伴う2値シフトレジスタを使っ
て実現される。エンコーダ26は、符号化されたパケット
をインターリーバ28に提供する。
インターリーバ28は、符号化されたパケットのビット
を定義済みのインターリーバフォーマットに従って配列
し直す。実施例において、インターリーバ26はブロック
インターリーバである。ブロックインターリーバでは、
データはカラムに入力され行に出力されるので、データ
の多様性が増進する。さらに、本発明におけるインター
リーバ28の実施例は、各パケットが同じ数のビットから
構成されるフルキャパシティを発揮できるように、パケ
ットに冗長性を提供している。冗長性の追加について
は、以下で説明する。
図4a−4eでは、インターリーバ28はパケットのビット
をインターリーブし、配置され直されたビットを記号に
まとめている。ビットは記号それ自身であるか、記号を
構成するビットである。実施例において、各パワーコン
トロールグループ(P1−P32)は24ビットから構成され
ている。図4aと図4bは、フルレートパケットのパケット
フォーマットを示している。パケットは2つに分けら
れ、図4aに示すフルレートパケットの先頭の半分はトラ
フィックチャネルで伝送され、図4bに示す後半の半分は
オーバーフローチャネルで伝送される。フルレートパケ
ットの伝送は割り当てられているトラフィックチャネル
及び伴うオーバーフローチャネルの両方の全キャパシテ
ィを使うので、パケットのいずれの半分にも冗長性は存
在しないことに注意しなければならない。図4cは、ハー
フレートトラフィックパケットを示いている。ハーフレ
ートパケットの伝送はトラフィックチャネルのフルキャ
パシティを使うので、パケットで繰返しは提供されない
ことに注意しなければならない。図4dは、1/4レートパ
ケットを示している、各記号は2回提供されている。図
4eは、1/8レートトラフィックパケットを示している。
各記号は4回提供されている。図4d−4eにおけるパワー
コントロールグループの順序は、パワーコントロールグ
ループとその複製の間の最大平均分離を提供している。
このようにして、パワーコントロールグループが伝送に
おいて失われた場合、複製を使って情報を復元できる
(逆も成り立つ)。図4a−4eにおけるパワーコントロー
ルグループの順序は1つの実施例として示したものであ
り、本発明はすべての順序に適用可能である。
インターリーブされたパケットは、インターリーバ28
によって変調器30に提供される。変調器30は、割り当て
済みのトラフィックチャネルでパケットを提供するため
にパケットを変調する。実施例において、変調器30は、
米国特許出願第4,901,307号と5,103,459号で説明されて
いるように、符号分割多元接続(CDMA)変調器である。
実施例において、各パケットはそのトラフィックチャネ
ルに固有で、他のすべてのトラフィックチャネルとオー
バーフローチャネルによって使われるその他すべてのWa
lshシーケンスに直交しているWalshシーケンス(Wn)に
よって拡散される。拡散されたパケットは、コードスペ
ース(codespace)でより大きな分離を提供する疑似ラ
ンダムノイズ(PN)シーケンスを使ってカバーされる。
各トラフィックチャネルとオーバーフローチャネルは、
そのWalshシーケンスによってユニークに(uniquely)
区別される。利用可能な直交シーケンスの数には限りが
ある。したがって、利用可能なオーバーフローチャネル
の数が増えれば、利用可能なトラフィックチャネルの数
は減る。逆に、多くのトラフィックチャネルが割り当て
られれば、それだけオーバーフローチャネルの数は減
る。これは、システムのキャパシティと、伝送が阻止さ
れるフルレートフレームの確度の間のトレードオフがど
のようなものであるかを示している。オーバーフローチ
ャネルの数は利用状況や伝搬路の品質によって変わりう
るので、通信リソースの最大限の利用が可能になる。暗
黙的なチャネル割り当てシステムにおいて、これは、遠
隔受信者を可能なオーバーフローチャネルの数と合わせ
る(abreast)ためには、追加のオーバーフローヘッド
または信号処理情報を要求する。暗黙の及び明示的なチ
ャネル割り当てシステムにおいて、これは伝送システム
における増加された複雑さ、特にセルコントローラ40の
増加された複雑さを必然的に伴う。変調器30は、変調さ
れたパケットをトランスミッタ34に提供する。そして、
トランスミッタは周波数をアップコンバートし、変調さ
れたパケットを増幅してから、信号を放送するアンテナ
36にそのパケットを提供する。
本発明の受信側は、冗長に提供されたシンボルの受信
エネルギーを結合することができるので、繰返しを含ん
でいないパケットと同じエネルギーで繰返しを含んでい
るパケットを伝送する必要はない。実施例において、パ
ケットの伝送のためのエネルギーは、パケットに存在す
る繰返しの大きさと反比例する。トランスミッタ34は、
セルコントローラ40からレート信号(RATE)を受け取
り、レート信号によって示されているレートに従って信
号を増幅する。
必要な伝送エネルギーと繰返しの大きさの間の関係を
図4a−4eに示した。図4aと図4bは、データのフルレート
パケットを運ぶのに必要なオーバーフローパケットとト
ラフィックパケットを示している。フルレートパケット
は、オーバーフローチャネルとトラフィックチャネルの
両方の全キャパシティを要求する。したがって、いずれ
のパケットでも繰返しは提供されず、オーバーフローパ
ケットとトラフィックパケットは最大パケットエネルギ
ーレベルEで伝送される。再び図4cにおいて、ハーフレ
ートパケットの場合、パケットはエネルギーレベルEで
提供されるので、繰返しは存在しない。図4dにおいて、
1/4レートパケットの場合、パケットがハーフレートパ
ケットの半分のパケットエネルギーすなわちE/2で提供
されるように、2の繰り返し率が存在する。図4eにおい
て、1/8レートパケットの場合、パケットがハーフレー
トパケットの1/4のパケットエネルギすなわちE/4で提供
されるように4の繰返し率が存在する。
フルレートパケットの伝送の場合、可変レートデータ
ソース20は、パケットまたは複数のパケットをセレクタ
20に提供し、要求(REQ)信号をセルコントローラ40に
送る。セルコントローラ40はオーバーフローチャネルが
利用可能であるかどうか判断し、Vポテンシャルのオー
バーフローチャネルが利用可能であるかどうかを示すレ
ート(RATE)指示信号をセレクタ22に提供する。先に説
明したように、Vはトラフィックチャネルとしての使用
が予定されていないすべての可能なチャネルのセットで
あるか、メッセージが送信される受信者によって使用さ
れるチャネルのサブセットである。
可変レートデータソース20が提供するパケットのレー
トがフルレートである場合、フルレートパケットを提供
するための可変レートデータソース20は複数存在する。
最初の可変レートデータソース20は、オーバーフローチ
ャネルの利用可能性に拘わらず、フルレートパケットを
作成する。オーバーフローチャネルが利用できない場
合、パケットは伝送されず、受信側でパケット消去が検
出される。パケットの寿命は短いので、時折パケットが
ドロップしてもユーザ側が悪影響を受けることはない。
この場合、フルレートパケットはセレクタ22に提供さ
れ、オーバーフローチャネルが利用可能である場合、セ
レクタがフルレートパケットをフォーマッタ24に提供す
る。あるいは、オーバーフローチャネルが利用可能でな
い場合、いかなるパケットも提供しない。
第2実施例の可変レートデータソース20は、同じ入力
データを表しているフルレートパケットとハーフレート
パケットを同時に提供する(すなわち、入力音声は異な
るレートで符号化されている)。オーバーフローチャネ
ルが利用可能である場合、フルレートパケットが伝送さ
れる。オーバーフローチャネルが利用可能でない場合、
ハーフレートパケットが伝送される。この場合、可変レ
ートデータソース20は、2つの別個の符号化されたパケ
ットをセレクタ22に提供する。オーバーフローチャネル
が利用可能である場合、セレクタ22はフルレートパケッ
トをフォーマッタ24に提供する。オーバーフローチャネ
ルが利用可能でない場合、セレクタ22はハーフレートパ
ケットをフォーマッタ24に提供する。
第3実施例の可変レートデータソース22は、ハーフレ
ートパケットのデータがフルレートパケットのサブセッ
トであるように、可変レートデータソース20によって出
力されたデータを符号化する。これは、以下の2つの方
法で行われる。第1に、可変レートデータソース20は、
オーバーフローチャネルが利用可能である場合、パケッ
トに追加の2値数字(ビット)を付加し、ハーフレート
の品質が最適になるように設計することができる。また
は、可変レートデータソース20は、オーバーフローチャ
ネルが利用できない場合、聴覚レベルでは無視しうるデ
ータをドロップするか切り捨てて、フルレートでの音声
品質が最適になるようにすることができる。
第3実施例の可変レートデータソース20において、可
変レートデータソース20は、セレクタ22にフルレートパ
ケットを提供する。オーバーフローチャネルが利用可能
である場合、セレクタ22は、フルレートパケット全体を
フォーマッタ24に提供する。オーバーフローチャネルが
利用可能でない場合、セレクタ22は、フルレートパケッ
トの事前定義サブセットだけをフォーマッタ24に提供す
る。先に説明した場合において、オーバーフローチャネ
ルが利用可能でない場合、セレクタ22は、ハーフレート
以下でパケットを提供し、先に説明したようにパケット
の伝送が進む。
オーバーフローチャネルが利用可能である場合、セル
コントローラ40は、RATE信号をセレクタ22に提供して、
オーバーフローチャネルが利用可能であることを示し、
セレクタ22はフルレートパケットをフォーマッタ24に提
供する。実施例において、フォーマッタ24は12の冗長ビ
ットと8のテールビットを出力パケットに付加して、図
3aで説明したようにパケットをフォーマットする。フォ
ーマッタ24は、パケットをエンコーダ26に出力する。エ
ンコーダ26は先に説明したようにパケットを符号化し、
符号化したパケットをインターリーバ28に提供する。
インターリーバ28は、以下の二つの方法のいずれかの
方法で動作することができる。ユニットとしてフルパケ
ットを配列し直すか、パケットを半分に分割し、各半分
をそれぞれ独立に配置し直すことができる。いずれの場
合でも、インターリーバ28は、インターリーブされたパ
ケットの前半部を割り当てられているトラフィックチャ
ネルでの伝送のために変調器30に渡し、後半部を割り当
てられているオーバーフローチャネルでの伝送のために
変調器32に渡す。先に説明したように、変調器30は、パ
ケットを変調し、割り当てられているトラフィックチャ
ネルにパケットを渡す。変調器32はインターリーバ28が
提供したパケットの残りの半分を変調し、割り当てられ
ているオーバーフローチャネルで渡す。
変調器32は、割り当てられているうオーバーフローチ
ャネルのアイデンティティを示すセルコントローラ40か
らのチャネル割り当て信号に従って、パケットを変調す
る。実施例において、変調器32はユニークなウオルッシ
ュシーケンス(Wj)によってパケットを拡散する。この
ウオルッシュシーケンスはチャネル割り当て信号に従っ
て決められる。ウオルッシュシーケンス(Wj)は、選択
されているオーバーフローチャネルでの伝送にユニーク
であり、信号は他のすべての伝送信号と直交するように
保証されている。先に説明したように、拡散信号は、再
度疑似ランダムシーケンスによって拡散される。
変調器30と32は、変調されたパケットを送信機34に提
供し、送信機は変調されているパケットをアップコンバ
ートし増幅して、アンテナ36に提供する。そして、この
アンテナが信号を放送する。この場合、繰り返しはない
ので、パケットは、図4aと図4bに示すように、パケット
エネルギーEで伝送される。
図5に示すように、図2のアンテナ36による信号の放
送はアンテナ50によってユーザターミナルで受け取ら
れ、受信機(RCVR)52に提供される。受信機52は、(そ
のように設計されている場合)受信した信号をダウンコ
ンバートし、増幅して、受信した信号を少なくとも1つ
の復調回路、あるいはRAKE受信機の「フィンガー」に提
供する。各フィンガーは、トラフィック復調器54とオー
バーフロー復調器55a−55vから構成されている。vは、
問題のトラフィックチャネルと共に使うことのできるオ
ーバーフローチャネルの数であることに注意しなければ
ならない。また、vはポテンシャルオーバーフローチャ
ネルの総数であるか、ポテンシャルオーバーフローチャ
ネルの所定のサブセットである。
実施例において、トラフィック復調器54とオーバーフ
ロー復調器55a−55vは、先の米国特許出願第4,901,307
号と5,103,459号で明らかにされているように、CDMA復
調器である。トラフィック復調器54とオーバーフロー復
調器55a−55vは、2値の位相シフトキーイング(BPSK)
復調器である。トラフィック復調器54は、受信した信号
を逆拡散し、割り当てられているウオルッシュシーケン
スによって逆拡散してトラフィックデータを復元する。
オーバーフロー復調器も、受信した信号を逆拡散し、オ
ーバーフローチャネルに割り当てられている様々なウオ
ルツシュシーケンスのいずれかによる逆拡散によりオー
バーフローデータを受信する。
トラフィック復調器54は、割り当てられているトラフ
ィックチャネルに従って受信したパケットを復調し、復
調したパケットをバッファ56に提供する。バッファ56は
一時的に復調トラフィックパケットを保存し、所定のタ
イミングシーケンスに従ってパケットを提供する。
また、受信した信号は、vオーバーフロー復調器55a
−55vに提供される。オーバーフロー復調器55a−55vは
それぞれ異なるオーバーフローチャネルに従って、受信
した信号を復調する。各オーバーフロー復調器55a−55v
は、復調された各パケットをバッファ56に提供する。バ
ッファ56は一時的に復調されたオーバーフローパケット
を保存し、所定のタイミングシーケンスに従ってパケッ
トを提供する。
バッファ56は、すべての可能な伝送仮説がテストされ
るように、ディインターリーブ57に復調パケットを提供
する。具体例において、伝送仮説は、以下の順序でテス
トされる。パケットの後半部を伝えるのにオーバーフロ
ーチャネル1を使っている1/8レート、1/4レート、ハー
フレート、フルレート、パケットの後半部を伝えるのに
オーバーフローチャネル2を使っているフルレート、パ
ケットの後半部を伝えるのにオーバーフローチャネルv
を使っているフルレート。
実施例では、バッファ56は最初に復調後のトラフィッ
クパケットを、データの8分の1レート順序付け(orde
ring)フォーマットに従って並べ替えるディインターリ
ーバ57に送る。ディインターリーバ57は並べ替えたパケ
ットを復号器58に送り、復号器58はパケットを復号し、
かつ復号後のパケットに、送信されたパケットが8分の
1レートのパケットであった確率を示す値を割り当て
る。実施例では、復号器58は拘束長(constraint)7の
ビタビ復号器である。この種のビタビ復号器は、前述の
米国特許出願第08/023,789号に詳述されている。
次に、バッファ56は復調後のトラフィックパケット
を、4分の1レート順序付けフォーマットに従ってデー
タを並べ替えるディインターリーバ57に送る。ディイン
ターリーバ57は並べ替えたパケットを復号器58に送り、
復号器58はパケットを復号し、かつ復号後のパケット
に、送信されたパケットが4分の1レートのパケットで
あった確率を示す値を割り当てる。
次に、バッファ56は復調後のトラフィックパケット
を、2分の1レート順序付けフォーマットに従ってデー
タを並べ替えるディインターリーバ57に送る。ディイン
ターリーバ57は並べ替えたパケットを復号器58に送り、
復号器58はパケットを復号し、かつ復号後のパケット
に、送信されたパケットが2分の1レートのパケットで
あった確率を示す値を割り当てる。
次に、バッファ56は、ブロック55aのオーバフロー復
調器1から出力された復調後のオーバフローパケットと
連結された復調後のトラフィックパケットを、フルレー
ト順序付けフォーマットに従ってデータを並べ替えるデ
ィインターリーバ57に送る。ディインターリーバ57は並
べ替えたパケットを復号器58に送り、復号器58はパケッ
トを復号し、かつ復号後のパケットに、送信されたパケ
ットがフルレートパケットであってパケットの後半がオ
ーバフローチャネル1で送信された確率を示す値を割り
当てる。
次に、バッファ56は、ブロック55bのオーバフロー復
調器2から出力された復調後のオーバフローパケットと
連結された復調後のトラフィックパケットを、フルレー
ト順序付けフォーマットに従ってデータを並べ替えるデ
ィインターリーバ57に送る。ディインターリーバ57は並
べ替えたパケットを復号器58に送り、復号器58はパケッ
トを復号し、かつ復号後のパケットに、送信されたパケ
ットがフルレートパケットであってパケットの後半がオ
ーバフローチャネル2で送信された確率を示す値を割り
当てる。このプロセスが、v個の可能なオーバフローチ
ャネルの各々に対して繰り返される。プロセスの最後
に、復号後の全てのパケットがダイバーシティ結合要素
60に送られ、これらは他のフィンガによって復調された
他の伝搬経路からの復号されたパケットの推定値と共に
結合され、送信されたパケットについて改善された推定
値を提供する。ダイバーシティ結合要素の設計は、前述
の米国特許出願第07/432,552号に詳述されている。
本発明の送信システムの第2実施例では、データパケ
ットのトラフィック部とオーバフロー部を一緒に符号化
し、オーバフローチャネル割当データを明示的に提供す
る。明示的オーバフローチャネル割当の実施において、
チャネル割当情報はトラフィックデータと一緒に伝送さ
れる。明示的オーバフローチャネル割当では、オーバフ
ローデータがどのオーバフローチャネルで送信されるか
が受信機に分かるので、受信機における復号動作が大幅
に軽減される。明示的オーバフローチャネル割当の場
合、トラフィックチャネルで伝送できる情報の量が減少
する。図2に関連して説明すると、送信のための入力デ
ータは、可変レートデータ源20に送られる。可変レート
データ源20は4種類のレートでデータを出力する。パケ
ットの伝送レートがフルより低い場合、送信システム
は、第1実施例の送信システムと同様に動作する。可変
レート・データ源20がフルレートパケットをセレクタ22
に出力すると、セレクタ22は対応する要求信号をセルコ
ントローラ40に転送する。オーバフローチャネルが利用
できない場合、セレクタ22は2分の1レート以下でパケ
ットを出力し、パケットの送信は上述の通り行なわれ
る。
オーバフローチャネルが利用可能である場合、セルコ
ントローラ40は、オーバフローチャネルが利用可能であ
ることを示すRATE信号をセレクタ22に送信し、セレクタ
22はフルレートパケットをフォーマッタ24に送る。セル
コントローラ40はまたチャネル割当信号をもフォーマッ
タ24に送る。チャネル割当信号はb個のバイナリシンボ
ルから成る。ここでbは次式のように表わされる最小整
数である。
blog2v (1) 式中、vはフルレートデータパケットの第2部分を伝
搬することが可能なオーバフローチャネルの数である。
実施例では、フォーマッタ24はパケットを図3aに示す
ようにフォーマット化する。明示的チャネル割当データ
は、パケットのどの部分にでも置換することができる。
1つの好適な実施例では、チャネル割当ビットはパケッ
トのテール・ビットの一部を置換する。別の好適な実施
例では、パケットの最左端が受信機で最初に復号される
ので、この位置にチャネル割当ビットを配置する。
フォーマッタ24は、そのパケットを符号器26に出力す
る。符号器26は上述の通りパケットを符号化し、符号化
後のパケットをインターリーバ28に送る。第2実施例で
は、インターリーバ28は、フルレートパケットのトラフ
ィックチャネル部をフルレートパケットのオーバフロー
チャネル部とは別個にインタリーブする。インタリーブ
後のトラフィックチャネルパケットは変調器30へ渡さ
れ、インタリーブ後のオーバフローチャネルパケットは
変調器32へ渡される。
上述の通り、変調器30はトラフィックチャネルパケッ
トを変調し、割り当てられたトラフィックチャネルにパ
ケットを送り出す。変調器32は、インターリーバ28から
渡されたオーバフローチャネルパケットを変調し、割り
当てられたオーバフローチャネルに送り出す。上述の通
り、変調器32は、セルコントローラ40から受信した割当
オーバフローチャネルの自己同一性を示すチャネル・割
り当て(CHANNEL ASSIGNMENT)信号に従って、パケッ
トを変調する。
変調器30、32は変調後のパケットを送信機34に送り、
送信機36は変調後のパケットの周波数を高くし(upconv
erts)、増幅してアンテナ36に送り、ここから信号を放
送する。この場合、繰り返しが行なわれないので、パケ
ットは図4a及び図4bに示すようにパケットエネルギーレ
ベルEで送信される。
次に図6について説明する。図2のアンテナ36によっ
て放送された信号は、アンテナ70によって受信され、受
信機(RCVR)72に渡される。受信機72は受信した信号の
周波数を低下し(downconvrtt)し、それを増幅して、
トラフィック復調器74およびバッファ76に送る。フルレ
ートより低いレートのパケットの受信は、前述の通りに
行なわれる。
実施例では、トラフィック復調器74およびオーバフロ
ー復調器78は、前述の米国特許番号第4,901,307号およ
び第5,103,459号に開示された符号分割マルチプル・ア
クセス(CDMA)復調器である。ここでもまた、実施例に
おけるトラフィック復調器74およびオーバフロー復調器
78は、バイナリ位相シフトキーイング(BPSK)復調器で
ある。
フルレートパケットを受信すると、トラフィック復調
器74が割当トラフィックチャネルに従って受信後のパケ
ットを復調し、復調後のパケットをディインターリーバ
80に送る。ディインターリーバ80は、トラフィックチャ
ネルパケットのバイナリシンボルを並べ替え、並べ替え
後のパケットを復号器82へ送る。ここでもまた、実施例
の復号器82はビタビ復号器である。ビタビ復号器につい
ては、前述の米国特許出願第08/023,789号に詳述されて
いる。
復号器82は、チャネル割当信号をオーバフロー復号器
78に渡す。復号器は、オーバフローチャネル割当データ
をオーバフロー復号器78に渡す前に、トラフィックチャ
ネルパケット全体を復号することができる。しかし、好
適な実施例では、チャネル割当データはパケットの最左
端に配置されるので、それは復号器82によって復号され
る最初のデータとなる。これにより、バッファ76に必要
な大きさがが軽減され、フルレートパケット全体をより
速く復号することが可能になる。
復号器82がチャネル割当信号をオーバフロー復調器78
に渡した後、復号器82はタイミング信号をバッファ76に
渡す。バッファ76は、タイミング信号に応答して、受信
パケットをオーバフロー復調器78に渡す。オーバフロー
復調器78は、チャネル割当信号に従って受信パケットを
復調し、復調後のパケットをディインターリーバ80に渡
す。ディインターリーバ80は前述の通り、復調後のオー
バフローパケットのデータを並べ替え、並べ替え後のパ
ケットを復号器82に渡す。復号器82はパケットのオーバ
フロー部を復号する。復号器82は、復号後のトラフィッ
クチャネルパケットを復号後のオーバフローチャネルパ
ケットと連結し、その結果をダイバーシティ結合要素84
に渡す。結合要素84は、復号器82から復号されたパケッ
トの推定値を受け取り、他のフィンガから復号されたパ
ケットの推定値を受け取る。結合器84は、結合要素60に
関して説明したように作動し、改善されたパケット推定
値を提供する。
本発明の送信システムの第3実施例では、データパケ
ットのトラフィック部とオーバフロー部を一緒に符号化
し、オーバフローチャネル割当データを明示的に提供す
る。第3実施例では、明示的に提供されたチャネル割当
データは、第2実施例の場合のように現在のパケットで
はなく、次のパケットのデータに関連する。チャネル割
当データを事前に提供することにより、対応する受信シ
ステムに要求される複雑さが軽減される。
再び図2に関連して説明すると、送信のための入力デ
ータは、可変レートデータ源20に渡される。可変レート
データ源20は現在のパケットのデータを符号化し、次の
パケットのデータの符号化レートを決定する。次のパケ
ットのデータレートがフルレートである場合、可変レー
トデータ源20は要求(REQ)信号をセルコントローラ40
に送信する。要求信号に応答して、セルコントローラ40
は、次のパケットのデータを伝送するために利用可能な
オーバフローチャネルがあるか否かを決定する。
次のパケットのデータを伝送するために利用可能なオ
ーバフローチャネルがある場合、セルコントローラ40
は、次のパケットチャネル割当信号(NFCA)をフォーマ
ッタ24に送る。セレクタ22は、前述の通り現在のパケッ
トをフォーマッタ24に渡す。フォーマッタ24は、次のパ
ケットチャネル割当情報を情報データ、冗長データ、お
よびルートビットと結合し、パケットをエンコーダ26に
送る。チャネル割当データは事前に提供されるので、チ
ャネル割当データをパケットの最左端に配置する必要は
無い。エンコーダ26は、前述の通りにパケットを符号化
し、符号化後のパケットをインターリーバ28に渡す。
インターリーバ28は、現在のパケットのバイナリシン
ボルを並べ替える。現在のパケットがフルレートパケッ
トである場合、パケットは、第1実施例で述べたよう
に、単一ユニットとしてインタリーブされるか、あるい
は第2実施例で述べたように、パケットを2分割してそ
れぞれを別個にインタリーブすることができる。
現在のパケットがフルレートより低い場合、それはイ
ンターリーバ28から変調器30に送られる。インタリーブ
されたパケットは、パケットが伝送されるトラフィック
チャネルに従って変調され、その後送信機34に送られ、
そこでパケットは周波数を高められ、増幅された後、ア
ンテナ36を介して放送される。現在のパケットがフルレ
ートの場合、インターリーバ28から変調器30、32に送ら
れる。インタリーブされたパケットは変調器30ではトラ
フィックチャネルで伝送されるように変調され、また変
調器32では割当オーバフローチャネルで伝送されるよう
に変調される。次にパケットは変調器30、32から送信機
34に渡され、そこで周波数を高められ、増幅された後、
アンテナ36によって放送される。改良実施例では、セル
コントローラ40は、後続フレームの伝送に利用可能なオ
ーバフローチャネルがあるか否かを決定し、無い場合に
は、セルコントローラ40が可変レートデータ源20にメッ
セージを送信し、可変レートデータ源は後続フレーム
を、オーバフローチャネルを使用せずに伝送できるレー
トに符号化し直す。
図6を参照して,図2のアンテナ36によりブロードキ
ャストされた信号はアンテナ70により受信され,受信機
(RCVR)72に供される。受信機72は受信信号をダウンコ
ンバートし,増幅し,該受信信号をトラフィック復調器
74に供し,そしてダッシュを付した線で図示するように
直接にオーバフロー復調器78に供する。この実施におい
て、バッファ76は使用されない。
トラフイック復調器74は割り当てられたトラフイック
チャンネルに従って受信したパケットを復調し,復調し
たパケットをデインターリーバ80に供する。もしも前も
って受信したパケットが最近のパケットのためのチャン
ネル割当情報を含む場合,この情報はそれからバッフア
83によりオーバフロー復調器78に供される。オーバフロ
ー復調器78は以前のパケットに供されたオーバーフロー
チャンネル割当情報に従って,受信信号を復調する。
トラフイック復調器74はデインターリーバ80に送信パ
ケットの復調ラフイック部分を供する。デインターリー
バ80は所定のデインターリービング様式に従って該パケ
ットを再注文し,再注文されたパケットをデコーダ82に
供する。デコーダ82は該パケットを復号する。もしも復
号されたパケットの中に現在次のパケットのためのチャ
ンネル割当データが存在する場合,デコーダ82は次のパ
ケットのためのチャンネル割当データをバッフア83に供
する。デコーダ82はまた該復号されたパケットを結合器
要素84に供する。該結合器要素は改善された復号推定を
供するためにデコーダ82からの復号された推定を他のフ
インガからの復号された推定と結合させる。
本発明の送信システムの第4の例示的実施例におい
て,該データパケットのトラフイック部分と該データパ
ケットのオーバフロー部分とは,それぞれ符号化され,
オーバフローチャネル割当データが絶対的に(implicit
y)供される。
再度図2を参照して,送信用の入力データは可変レー
トデータ源20に供される。もしも可変レートデータ源20
により供された該データパケットが1/2レート,1/4レー
ト又は1/8レートのパケットであれば,該送信システム
はそれから第一の典型的な実施例で説明したように動作
する。もしも該パケットがフルレートパケットであれ
ば,可変レートデータ源20はそれから要求信号をセル制
御器40に送り,該パケットをセレクタ22に供する。セル
制御器40は,可変レートデータ源20からの要求信号に応
答して,レート信号をセレクタ22に供する。もしもレー
ト信号が利用可能なオーバフローチャンネルが無いこと
を表示する場合,セレクタ22はそれからより低いレート
のパケットを前述したように供し,第一の典型的な実施
例において説明したように送信処理を供する。
もしもレート信号が利用可能なオーバフローチャンネ
ルがあることを表示している場合,セレクタ22はそれか
らフルレートパケットをフオーマット器24に供する。フ
オーマット器24は第一の典型的な実施例において説明し
たように冗長ビットと末尾ビットを付加する。フオーマ
ット化されたパケットはそれからエンコーダ26に供され
る。エンコーダ26は二つの1/2に分離されたものに該パ
ケットを符号化し,二つの別々の符号化されたパケット
とする。
エンコーダ26は二つの符号化されたパケットをインタ
リーバ28に供給する。インタリーバ28は二つの符号化さ
れた別々のパケットの二進記号を再注文する。インタリ
ーバ28は最初のインタリーブされたパケットを変調器30
に供し,第二のインターリーブされたパケットを変調器
32に供する。
上記で説明したように,変調器30は割り当てられたト
ラフイックチャンネル上に第一のインターリーブされた
パケットを供するように該パケットを変調する。変調器
32は割り当てたられたオバーフローチャンネル上に供さ
れるようにインターリーバ28により供された第二のイン
ターリーブされたパケットを変調する。変調器32は,割
り当てられたオーバフローチャンネルの自己同一性を表
示するセル制御器40からのチャンネル割当信号に応じて
該パケットを変調する。
変調器30と32は変調されたパケットを送信器34に供
し,変調されたパケットをアップコンバートし増幅し,
それをアンテナ36に供する。このケースにおいて,反復
が無いことから,該パケットは図4a及び図4bに示したよ
うにパケットエネルギーレベルEで送信される。
さて図7を参照して,図2のアンテナ36によりブロー
ドキャストされた信号はアンテナ90により受信され,受
信器(RCVR)92に供される。受信器92は受信信号をダウ
ンコンバートし増幅し,該受信信号をトラフイック復調
器94と最初のフインガのオーバフロー復調器96a−96vに
供するが,もしもレーキ(RAKE)受信器設計が作動する
場合は他のフインガに供する。再びvは受信機システム
のための可能オーバーフローチャンネルの数であり,こ
れは全ての未利用のチャンネルセット又は指定されたサ
ブセットであり得る。
典型的な実施例において,トラフイック復調器94とオ
ーバーフロー復調器96a−96vは前述の米国特許第4,901,
307号と米国特許第5,103,459号に開示されているような
CDMA復調器である。該典型的な実施例において,トラフ
イック復調器94とオーバーフロー復調器96a−96vは二相
シフトキーイング(shift keying)(BPSK)復調器であ
る。
トラフイック復調器94は割り当てられたトラフイック
チャンネル復調フオーマットに応じて受信信号を復調
し,該復調パケットをトラフイック デインターリーバ
98に供する。該受信信号はまたvオーバフロー復調器96
a−96vに供される。オーバフロー復調器96a−96vは,異
なる仮定(hypothetical)オーバフローチャンネル復調
器フォーマットに応じて受信信号を各々復調する。復調
器96a−96vは復調されたパケットをオーバフロー デイ
ンタリーバ100a−100vにそれぞれ供する。
トラフィック・デインターリーバ98およびオーバフロ
ー・デインターリーバ100a−100vは、復調されたパケッ
トのバイナリシンボルの順序を並べ替え、並べ替えた後
のパケットをトラフィック復号器101およびオーバフロ
ー復号器99a−99vにそれぞれ渡す。トラフィック復号器
101およびオーバフロー復号器99a−99vは、並べ替えら
れたパケットを復号し、それらを結合器102に渡す。結
合器102は、冗長ビットを検査して、復号後のオーバフ
ローパケットと復号後のトラフィックパケットとの間に
一致あるかどうかを決定することにより、オーバフロー
復号器99a−99vから渡された復号後のパケットの中に、
復号後のトラフィックパケットの後半部と等しいものが
あるかどうかを決定する。結合器102が、オーバフロー
復号器99a−99vからの復号後のパケットの中に、復号後
のトラフィックパケットの後半部と等しいものがあると
決定した場合、結合器102は復号後のオーバフローパケ
ットを復号後のトラフィックパケットに連結する。結合
器102は、前述の通り、復号後のパケットを他のフィン
ガによる復号後のパケット推定値と結合し、改善された
パケット推定値を提供する。
本発明の送信システムの第5実施例では、データパケ
ットのトラフィック部とオーバフロー部を別個に符号化
し、現在のパケットのオーバフローチャネル割当データ
を明示的に提供する。
再び図2に戻って説明すると、送信のための入力デー
タは可変レートデータ源20に渡される。フルレートより
低いレートのパケットの送信の場合、送信は上述の通り
に行なわれる。再び可変レートデータ源20は、4種類の
レートのデータを出力する。パケットの伝送速度(レー
ト、rate)がフルレートより低い場合、送信システム
は、第1実施例の送信システムと同様に作動する。可変
レートデータ源20がフルレートパケットをセレクタ22に
送ると、セレクタ22は対応する要求信号をセルコントロ
ーラ40に送る。利用可能なオーバフローチャネルが無け
れば、セレクタ22はパケットに2分の1レートまたはそ
れ以下のレートを選択し、パケットの送信は上述の通り
行なわれる。
オーバフローチャネルが利用可能な場合、セルコント
ローラ40は、オーバフローチャネルが利用可能であるこ
とを示すレート信号をセレクタ22に送り、セレクタ22は
フルレートパケットをフォーマッタ24に渡す。またセル
コントローラ40は、フォーマッタ24にチャネル割当信号
を渡す。上述の通り、チャネル割当信号はb個の2進シ
ンボルから成り、bは次式によって求められる。
b=log2v (2) 式中、vはフルレートデータパケットの第2部分を伝
えるすることが可能なオーバフローチャネルの数であ
る。
フルレートパケットおよびチャネル割当データは、フ
ォーマッタ24に送られる。好適な実施例では、パケット
は第2実施例で説明したようにフォーマット化され、チ
ャネル割当データは、受信機でパケットが復号されると
きに最初に復号されるパケット内の位置に配置される。
フォーマット化されたパケットはエンコーダ26に送られ
る。
エンコーダ26は、フルレートパケットを半分づつに分
けて別々に符号化する。最初に符号化されたパケットお
よび次に符号化されたパケットは、それぞれ変調器30、
32に渡される。変調器30は、最初に符号化されたパケッ
トを、割り当てられたトラフィックチャネル変調フォー
マットに従って変調し、変調器32は次に符号化されたパ
ケットを、割り当てられたオーバフローチャネル変調フ
ォーマットに従って変調する。変調後のパケットは送信
機34に送られ、送信機34は、上述の通り、変調後のパケ
ットの周波数を高くし、増幅する。信号は送信機34から
アンテナ36に送られ、受信システムへ放送される。
次に、図8について説明する。図2のアンテナ36によ
って放送された信号は、アンテナ110によって受信さ
れ、受信機(RCVR)112に渡される。受信機112は受信信
号の周波数を低下し、増幅した後、トラフィック復調器
114およびバッファ116に渡す。レートがフルレートより
低いパケットの受信は、前述の通りに行なわれる。
実施例では、トラフィック復調器114およびオーバフ
ロー復調器120は、前述の米国特許番号第4,901,307号お
よび第5,103,459号に開示されている符号分割マルチプ
ル・アクセス(CDMA)変調器である。ここでもまた、好
適な実施例におけるトラフィック復調器114およびオー
バフロー復調器120は、バイナリ位相シフトキーイング
(BPSK)復調器である。
フルレートパケットを受信すると、トラフィック復調
器114は、割り当てられたトラフィックチャネル復調フ
ォーマットに従って受信パケットを復調し、復調後のパ
ケットをトラフィック・デインターリーバ118に渡す。
デインターリーバ118は、トラフィックチャネルパケッ
トのバイナリシンボルの順序を並べ替え、並べ替え後の
パケットをトラフィック復号器122に渡す。トラフィッ
ク復号器122はパケットを復号化する。ここでもまた、
実施例におけるトラフィック復号器122およびオーバフ
ロー復号器126は、拘束長7のビタビ復号器である。ビ
タビ復号器については、前述の米国特許出願第08/023,7
89号に詳述されている。
復号器122は、チャネル割当情報をオーバフロー復調
器120に渡し、復号後のトラフィックパケットを結合要
素128に渡す。復号器は、オーバフローチャネル割当デ
ータをオーバフロー復号器120に渡す前に、トラフィッ
クチャネルパケット全体を復号することができる。しか
し、好適な実施例では、チャネル割当データはパケット
の先頭位置に配置されるので、エンコーダ122で最初に
復号されるデータとなる。これにより、バッファ116に
要求される大きさが軽減され、パケットをより速く復号
することが可能になる。
復号器122は、チャネル割当信号をオーバフロー復調
器120に渡した後、タイミング信号をバッファ116に渡
す。バッファ116は、タイミング信号に応答して、受信
パケットをオーバフロー復調器120に渡す。オーバフロ
ー復調器120は、割り当てられたオーバフローチャネル
復調フォーマットに従って受信パケットを復調し、復調
後のパケットをオーバフローデインターリーバ124に渡
す。
デインターリーバ124は、前述の通り、復調後のオー
バフローパケット内のデータを並べ替え、並べ替え後の
パケットをオーバフロー復号器126に送る。オーバフロ
ー復号器126はパケットのオーバフロー部を復号し、復
号後のオーバフローパケットを結合器128に送る。結合
器182は復号後のオーバフローパケットを復号後のトラ
フィックパケットと結合し、フルレートパケット推定値
を提供する。結合器はまた、前述の通り、他のフィンガ
からのパケット推定値を結合するためにも使用される。
本発明の送信システムの第6実施例では、データパケ
ットのトラフィック部分とデータパケットのオーバーフ
ロー部分は別々に符号化され、次のパケット用のオーバ
ーフローチャネル割当データが明確に供給される。
再び図2において、送信用の入力データが可変速度デ
ータソース20に供給される。可変速度データソース20が
現在のパケットを符号化し、次のパケット用の符号化速
度を決定する。次のパケット用の符号化速度がフルレー
トであれば、可変速度データソース20はセルコントロー
ラ40に要求信号を送る。オーバーフローチャネルを利用
できる場合、次のデータパケットの送信用に、セルコン
トローラ40がオーバーフローチャネルを利用できること
を示すRATE信号をセレクタ22に供給する。そして、フル
レートパケットをフォーマッタ24に供給する。セルコン
トローラ40もまたフォーマッタ244にチャネル割当信号
を供給する。
フルレートパケットとチャネル割当データがフォーマ
ッタ24に供給される。パケットは第3実施例において説
明したようにフォーマットされ、次のデータ用のチャネ
ル割当データがパケットに置かれる。フォーマットされ
たパケットがエンコーダ26に供給される。
エンコーダ26は半分づつ別々にフルレートパケットを
符号化する。第1の符号化パケットと第2の符号化パケ
ットがインターリーバ28に供給され、インターリーバ28
が別々にパケット内のバイナリシンボルを整理し直す。
インターリーバ28が変調器30、32に各々整理し直したパ
ケットを供給する。変調器30は配分されたトラフィック
チャネル変調フォーマットに従って第1の符号化パケッ
トを変調し、変調器32は割り当てられたオーバーフロー
チャネル変調フォーマットに従って第2の符号化パケッ
トを変調する。変調済みパケットが送信機34に供給さ
れ、送信機34が変調済みパケットを上述のようにアップ
コンバーターで変換し、増幅する。送信機34によって信
号がアンテナ36に供給され、放送が受信システムに供給
される。
次に図8において、図2のアンテナ36による信号放送
がアンテナ110によって受信され、受信機(RCVR)に供
給される。受信機112は受信した信号をダウンコンバー
ターで変換/増幅し、受信した信号をトラフィック復調
器114とオーバーフロー復調器120に供給する。
トラフィック復調器114は配分されたトラフィックチ
ャネル復調フォーマットに従って受け取ったパケットを
復調し、復調済みパケットをトラフィックデインターリ
ーバ118に供給する。トラフィックデインターリーバ118
はパケットのバイナリシンボルを整理し直し、それらを
トラフィックデコーダ122に供給する。トラフィックデ
コーダ122はパケットを復号し、パケットに次のパケッ
ト用のチャネル割当データがあれば、このデータをバッ
ファ117に供給する。トラフィックデコーダ122が復号済
みパケットを結合器128に供給する。
前に受け取ったパケットが現在のパケット用のチャネ
ル割当情報を含んでいれば、この情報がバッファ117に
よってオーバーフロー復調器120に供給される。オーバ
ーフロー復調器120は前のパケットにより供給されたチ
ャネル割当情報に従ってパケットのオーバーフロー部分
を復調する。
トラフィック復調器114は送信されたパケットの復調
済みトラフィック部分をトラフィックデインターリーバ
118に供給し、そこでパケットのトラフィック部分がト
ラフィックチャネルデインターリービングフォーマット
に従って整理し直される(reorder)。整理し直された
パケットがトラフィックデコーダ122に供給され、トラ
フィックデコーダ122がパケットのトラフィックチャネ
ル部分を復号し、それを結合器成分128に供給する。パ
ケットがフルレートであれば、オーバーフロー復調器12
0が送信されたパケットの復調済みオーバーフロー部分
をオーバーフローデインターリーバ124に供給する。オ
ーバーフローデインターリーバ124はオーバーフローパ
ケットのバイナリシンボルを整理し直し、整理直したオ
ーバーフローパケットをオーバーフローデコーダ126に
供デコーダ126はオーバーフローパケットを復号し、復
号化オーバーフローパケットを結合器128に供給する。
結合器128は復号化トラフィックパケットを復号化オー
バーフローパケットと結合させる。加えて、結合器128
は前述のようにパケット概算(packet estimates)を他
のフィンガからのパケット概算と結合させ、改良された
パケット概算を供給し、それが受信システムユーザーに
供給される。
次に説明する本発明の部分はオーバーフローチャネル
を割り当てる様々な方法についてである。この割当て操
作はセルコントローラ40によって行われる。呼び出しに
対するチャネルのプールの割り当ては様々な方法で提供
され得る。最も簡単な方法はプールからの無作為選択で
ある。より複雑な技術は統計的多重送信として公知の実
験方法のデザインに従う。典型的な場合は、要求割当て
ベースで共通のプール内のチャネルをどの呼び出しにも
割り当てることができる。上述のように、この一般的な
戦略は不必要に複雑なシステムや受信機を生み出す。本
発明は全体の通信システムの複雑さを最小にする新規の
割当て戦略を開示する。
上記において指摘したように、通常の割当てアプロー
チは、オーバーフロープール内のどのチャネルをも呼び
出しに割り当てることができると仮定する。この割当て
戦略は最大数の呼び出しにオーバーフローチャネルを割
り当てられるようにする。しかしながら、それは最も複
雑な受信機を必要とする。なぜなら、受信機はトラフィ
ックチャネルといずれかのオーバーフローチャネルで情
報を受信するように準備しなければならないからであ
る。オーバーフローチャネルの数を変更できるようにす
れば、受信機はこの付加的な複雑さをも処理しなければ
ならない。
事前割当てと呼ばれる別の機構では、所定のオーバー
フローチャネルのサブセットが呼び出しの始めに各ユー
ザーに事前に割り当てられる(pre−assigned)。そし
て、その呼び出しに対してオーバーフローチャネルを後
割当てする(post−assign)時がくると、割り当てられ
たオーバーフローチャネルがこのサブセットから選択さ
れる。
それから簡単な受信機を利用することができる。なぜ
なら、制限された数のチャネル上の情報を復調できなけ
ればならないからである。混成機構(hybridschemes)
の構想もあり、それによってオーバーフローチャネルの
一次プールを全ての呼び出しのために利用できるが、一
次プールからのオーバーフローチャネルが利用できない
場合、オーバーフローチャネルの二次プールが各々の呼
び出しに対して事前に割り当てされる。
以下は本発明の割当て方法の目的及び利点である: 1. 釣り合いの取れた事前割当表のデザイン; 2. 事前割当表と一致する後割当てを行うためのアルゴ
リズム; 3. 様々な機構の妨害確率(block probability)に基
づく最適の割当戦略の決定。
前述のように、1つのチャネルがパケットを収容する
ための情報搬送容量を持っていない場合、そのパケット
を搬送するために2つかそれ以上のチャネルを使用でき
る。好適な実施例では、ほとんどの場合、パケットを搬
送するのに1つのトラフィックチャネルで充分である
が、時々パケットの搬送を助けるために1つかそれ以上
のオーバーフローチャネルが必要になる。
呼び出し(call)は一連のパケットである。前述のよ
うに、呼び出しが設定されると、その呼び出しに1つの
トラフィックチャネルの単独使用が割り当てられるが、
呼び出しにおいて2つかそれ以上のチャネルがパケット
を搬送するのに必要である場合、付加的なオーバーフロ
ーチャネルが一時的に使用される。かかる機構を本発明
において統計的多重送信(statistical multiplexing)
と称する。
上述のように、2組のチャネル:1組のトラフィックチ
ャネルと1組のオーバーフローチャネルがある。呼び出
しが設定されると、その呼び出しにおけるパケットの送
信用にトラフィックチャネルの1つが永久的に割り当て
られる。呼び出し内のパケットが2つかそれ以上のチャ
ネルを必要とする特別な状況下では、パケットは割り当
てられたトラフィックチャネルと、そのユーザーに一時
的に割り当てられた1つかそれ以上のオーバーフローチ
ャネルで搬送される。その呼び出し内の別のパケットが
2つかそれ以上のチャネルを必要とする場合、同じトラ
フィックチャネルが使用されるが、おそらく別のオーバ
ーフローチャネルがこのパケットの第2の部分を搬送す
るために使用されるであろう。
1つのトラフィックチャネルがパケットを搬送する場
合、そのトラフィックチャネルが動作中である。パケッ
トが2つのチャネルを必要とする場合、(トラフィック
チャネルとオーバーフローチャネル)、割り当てられた
トラフィックチャネルが超動作的(superactive)であ
る。
オーバーフローチャネルが呼び出しに対して永久的に
(あるいは動作中のトラフィックチャネルと同等に)割
り当てられてもよい。しかしながら、トラフィックチャ
ネルが時たましか超動作的にならない場合、この解決策
は容量を浪費する。例えば、超動作的トラフィックチャ
ネルを収容するために1つのオーバーフローチャネルだ
けが必要である場合でも、かかる機構はチャネルの半分
がオーバーフローチャネルに割り当てられるであろう。
しかも、どの瞬間にもこれらのオーバーフローチャネル
のほとんどが使用されていないであろう。逆に、本発明
はトラフィックチャネルセットが比較的小さな数のオー
バーフローチャネルを共有する方法を開示する。
以下の発明はこの目的を達成するための方法を説明す
る。本発明の1つの出願はGlobalstarの低軌道衛星通信
システムのダウンリンクパス、つまり衛星から移動受信
機へのパスに対するものである。Nは通信資源における
チャネル(トラフィックオーバーフロー)の全数を表わ
す。実施例では、Nは128に等しい。
実施例はNチャネルがnオーバーフローチャネルと
(N−n)トラフィックチャネルで構成される2つの固
定されたサイズグループに分割されるが、その考え方は
グループのサイズが負荷、パスの品質もしくは他の要因
によって変化できる場合に応じて拡大できる。どの瞬間
にも(N−n)トラフィックチャネルのbだけが動作中
である。更に、動作中のチャネルbのほんの一部だけが
超動作中である。
実施例においては、超動作的なトラフィックチャネル
が1つだけオーバーフローチャネルを必要と仮定され
る。しかしながら、論じている考え方はパケットが2つ
かそれ以上のオーバーフローチャネルを必要とする場合
に法則化される(generalize)ことを認識すべきであ
る。
の前割当て(または予備割当て)がある。この割当ては
各オーバーフローチャネルが多くの動作中のトラフィッ
クチャネルに割り当てられるが、正確にはk(k≦n)
のオーバーフローチャネルが各々の動作中のトラフィッ
クチャネルに割り当てられる。動作中のトラフィックチ
ャネルが超動作的になる場合、そのトラフィックチャネ
ルにより搬送されるパケットの一部も、事前割り当てさ
れたオーバーフローチャネルの1つによって搬送され
る。k=nである場合、全てのオーバーフローチャネル
がこの目的のために利用でき、アプリオリな割当ての概
念は不必要である。しかしながら、k<nである場合、
所定の超動作的なトラフィックチャネルに対するオーバ
ーフローチャネルの選択は事前割当てによって制限され
る。
超動作的なトラフィックチャネルのいずれかがオーバ
ーフローチャネルのアプリオリな割当てによって処理さ
れる超過容量(excess capacity)を持つことができな
い場合に妨害が発生する。k=nの場合を完全に動的な
割当戦略と称する。完全に動的な割当戦略に対して、超
動作的なトラフィックチャネルがnを超える場合にのみ
妨害が発生し、動作中のチャネルbの各々が確率pで超
動作的である場合、そしてこれらの事象が統計的に独立
している場合、妨害の確率は以下の式で表わされる: 式中、vは各ユーザーの使用のために提供されるオーバ
ーフローチャネル数である。
k<nである場合、動作中のトラフィックチャネルに
対してオーバーフローチャネルのアプリオリな(aprior
i)割当てによって課される付加的な制約により妨害が
発生し得る。特に、k<nの場合、超動作的な(supera
ctive)チャネルの数がオーバーフローチャネル数であ
るnより小さい場合でも、妨害が発生することがある。
k<nの場合、上記の式は妨害の確率に対する下限であ
る。
受信機のデザインを簡略化するために、kが小さいア
プリオリな割当戦略を見い出すことがベストである。特
に、(各衛星ダウンリンクで)呼び出しが設定された
時、1つのトラフィックチャネルと1組のk(n>k>
1)オーバーフローれた時、1つのトラフィックチャネ
ルと1組のk(n>k>1)オーバーフローチャネルが
予備割当てされる割当戦略を提供することが本発明の目
的である。この呼び出し用の受信機は、割り当てられた
トラフィックチャネルが超動作的になれば、これらのk
オーバーフローチャネルの1つで超過データ(extra da
ta)が搬送されることを知る。トラフィックチャネルと
結合されるこれらのkオーバーフローチャネルの1つを
選択することを後割当て(post−assignment)と呼ぶ。
予備割当てと後割当ての第1の方法を以下の例によっ
て説明する。k=3、n=6の場合、各トラフィックチ
ャネルに6つのオーバーフローチャネルの内の3つが予
備割り当てされる。オーバーフローチャネルはA、B、
C、D、E、Fの文字によってラベル付けされる。さし
あたりB=10の符号0、1、2、3、4、5、6、7、
8、9でラベル付けされる動作中のトラフィックチャネ
ルを仮定する。表1において、オーバーフローチャネル
がこれら10のトラフィックチャネルに予備割り当てされ
る例示的な割当てが図示されている。この表において、
縦列はオーバーフローチャネルを表わし、横行はトラフ
ィックチャネルを表わす。特定の横行のk=3の「1」
はそのトラフィックチャネルに割り当てられたk=3の
オーバーフローチャネルを示す。例えば、オーバーフロ
ーチャネルA、B、Dはトラフィックチャネル0に割り
当てられている。
この割当ての「公平さ(fairness)」は各オーバーフ
ローチャネルに割り当てられた正確にr=5トラフィッ
クチャネルがあり、各対のオーバーヘッドチャネルの共
同割当てを共有する正確に1=2のトラフィックチャネ
ルがあるという事実に反映されている。この表及び後述
の表が組み立てられる方法を下記において説明する。
6以下の数のトラフィックチャネルが超動作的(supe
ractive)になれば、これらの超動作的なトラフィック
チャネルの各々に独特のオーバーフローチャネルを割り
当てることができる。例えば、トラフィックチャネル
0、2、3、5、8、9と連合するチャネルが超動作的
であれば、表1はオーバーフローチャネルに対するトラ
フィックチャネルの後割当てを(0,A)、(2,C)、(3,
E)、(5,B)、(8,D)及び(9,F)とするであろう。し
かしながら、トラフィックチャネル0、1、3、5、
8、9と連合するチャネルが超動作的になれば、表Iは
後割当て(0,A),(1,B),(3,C),(5,E),(8,
D)及び(9,F)を可能にするであろう。この例では、チ
ャネル3が両セットにおいて超動作的であったが、超動
作的なチャネル3に対する後割当てが変更されているこ
とに注意すべきである。
要約すれば、超動作的なチャネル数がオーバーフロー
チャネル数を超えない限り、表1に記載した後割当てに
対する妨害はないであろう。したがって、この方法では
この割当てが作用すると共に、完全に動的な割当戦略と
前述の妨害用の式がこの場合に適用される。しかも、3
つの可能なオーバーフローチャネルの1つだけが特定の
トラフィックチャネルと結合され得るので、受信機は簡
単である。
各々の動作的なトラフィックチャネルに6つのオーバ
ーフローチャネルの内の3つが割り当てられる場合、10
以上の動作的なトラフィックチャネルを可能にし、しか
も6つの超動作的なチャネルで妨害を生じさせないよう
な動作的なトラフィックチャネルに対してオーバーフロ
ーチャネルを予備割当てする場合はない。図において、
各々の動作的なチャネルにn個のオーバーフローチャネ
ルのうちk個が予備割り当てされる場合を考慮してい
る。動作的なチャネルbの数に対する上限としては、n
個以下の動作的なチャネルが超動作的である場合に、オ
ーバーフローが発生しないような上限が求められる。b
個の横行、n個の縦列と横行ごとにk個の1を持つ割当
表に対して、全体の表において(kb)1と((n−k)
b)0の合計があるであろう。このように、縦列毎に0
の平均数はそれから((n−k)b)/nである。超動作
的なn個のチャネルで妨害が生じないためには、どの縦
列においても0の最大数は(n−1)である。最大とは
平均より大きいか、あるいは平均に等しいものであるの
で、((n−k)b)/n(n−1)である。bを解く
ことで以下の上限が決定される: bn(n−1)/(n−k) (4) より一般的には、同じ議論を通して、0≦a≦n−k
−1に対してオーバーフローがない場合、あるいはほと
んどの動作的なチャネルが動作的ではない場合、bは以
下の不等式を満たさなければならない: bv!(v−k−a−1)!/(v−a−2)!(v−k) (5) a=0またはk=3の場合に戻ると、方程式5は次の
ようになる。
bn(n−1)/(n−3) (6) n=6の特別な場合に対して、方程式(6)の右側は
整数10に等しい。このように、表1に示された写像(ma
pping)はb=10の値を持ち、それはこの上限に等し
い。興味深いことに、方程式(6)の右側はn=9の場
合に対する整数であり、b12の上限を生じる。12の内
9個の動作的なトラフィックチャネルが超動作的になる
ことを許すn=9のオーバーフローチャネルの割当てが
表2に示されている。
さて、n=6のオーバーフローチャネルの場合に戻っ
て、動作的なトラフィックチャネルの倍数、つまりb=
20の動作的なトラフィックチャネルを収容することが望
ましいと仮定する。オーバーフローチャネルの数を増や
すことなくb=20を達成することが要求される場合、表
3に示す予備割当てを使用できる。最初の10個のチャネ
ルに対する割当ては表1の場合と同じであり、従ってこ
の割当ては繰り込まれた戦略と称することができる。繰
り込まれた戦略は大きい数のトラフィックチャネルに対
する表を作り出すために使用できる。それを行う場合、
最初にある数の動作的なトラフィックチャネルに対する
予備割当てを発生させ、次に元の集合に対する予備割当
てを変更することなく、それより動作的なトラフィック
チャネルを付加する。
表3に示された事前割当ての「公平さ」は、今では各
オーバーフローチャネルに割り当てられた正確にr=10
のトラフィックチャネルがあり、各対のオーバーヘッド
チャネルの共同割当てを共有する正確に1=4のトラフ
ィックチャネルがあるという事実に反映されている。
しかしながら、この場合、この新しい割当ては6つの
超動作的なチャネルのどの集合も収容することができな
い。例えば、トラフィックチャネル9、15、16、17、1
8、19に割り当てられたチャネルが超動作的である場
合、どの動作的なトラフィックチャネルにもオーバーフ
ローチャネルAが予備割当てされていないので、それら
に独特なオーバーフローチャネルを割り当てることがで
きない。つまり、多くても5個のオーバーフローチャネ
ルをこれら6個の超動作的なチャネルに利用することが
できる。この割当てによって収容できない6個の超動作
的なチャネルの場合の割合は: であり、その場合、▲Ct s▼は一度にs個が取られるt
個の項目の組合せ数を示す。しかしながら、実際この新
しい割当てが5組以下の超動作的なチャネルを収容す
る。
上述したように、より動作的なトラフィックチャネル
を収容する1つの方法は、妨害に関する要件を緩和する
ためである。別の方法はオーバーフローチャネル数を増
大するためである。本発明は両方のアプローチを取る方
法を説明している。6個以下の動作的なトラフィックチ
ャネルが超動作的でない場合に如何なる妨害も発生しな
いような方法で20の動作的なトラフィックチャネルを収
容する簡単な方法は、12のオーバーフローチャネルを使
用し、表1の場合と同じ割当てを前半の6個のオーバー
フローチャネルに前半の10個のトラフィックチャネルを
割り当てるために使用し、それからこの同じ割当てを後
半の6個のオーバーフローチャネルに後半の10個のトラ
フィックチャネルを割り当てるために使用する。これは
繰り込まれた戦略の別の例である。
所定の予備割当表と一致する超動作的なトラフィック
チャネルに対してオーバーフローチャネルを後割り当て
するために幾つかの方法がある。予備割当表のデザイン
に関して、その横行が正確にk個の1を持つ全てのベク
トルで構成されている場合、n個のオーバーフローチャ
ネルに対する割当表は完全であると称される。該かる完
全な割当表の例が、6個のオーバーフローチャネルの場
合に対する表4に示されている。上述のことから、完全
な割当表は の動作的なチャネルを収容するであろ
う。n個のオーバーフローチャネルを持ち、完全な割当
表により収容され得るこの動作的なチャネルの数が表4
に示されている。
Globalstarシステムでは全部で128のチャネルを利用で
きるので、完全な割当表を使用した場合、10個のオーバ
ーフローチャネルを備えた118の動作中のトラフィック
チャネルを収容できるであろう。
完全な割当表に対して、i=1,2,....kとして、i個
のオーバーフローチャネルの各組が正確に▲Cv-i k-i
の動作中のトラフィックチャネルに割り当てられ、例え
ば、k=3の場合、完全な割当表は以下の特性を持つ: 1.オーバーフローチャネル全てが正確に▲Cv-1 2▼の動
作中のトラフィックチャネルに割り当てられる。
2.二つが組になったオーバーフローチャネル全てが正確
に▲Cv-2 1▼=v−1の動作中のトラフィックチャネル
に割り当てられる。
3. 三つが組になったオーバーフローチャネル全てが正
確に▲Cv-3 0▼=1の動作中のトラフィックチャネルに
割り当てられる。
同様に、完全な割当表に対して、i=1,2,...,n−k
である各組のi個のオーバーフローチャネルとして、正
確に▲Cv-i k▼の動作中のトラフィックチャネルがあ
り、それらはその組のオーバーフローチャネルのどれに
も割り当てられない。例えば、n=6及びk=3の場合
の表2の完全な割当表に対して、 1.1つのオーバーフローチャネル全てに▲C6-1 3▼=10
の動作中のトラフィックチャネルが割り当てられない。
2.二つが組になったオーバーフローチャネル全てが、そ
の組のオーバーフローチャネルのどれにも割り当てられ
ない▲C6-2 3▼=4の動作中のトラフィックチャネルを
有している。
3.三つが組になったオーバーフローチャネル全てがその
三組のオーバーフローチャネルのどれにも割り当てられ
ない▲C6-3 3▼=1の動作中のトラフィックチャネルを
有している。
完全な割当てに対する妨害の確率が高すぎる場合、完
全な割当表から横行を除去することができる。その結果
は、それより少ない動作中のトラフィックチャネルを収
容することができるが、それより優れた妨害能力を有す
る割当表である。更に横行を削除するプロセスを繰り返
して、それより少ない動作中のトラフィックチャネルを
収容することができるが、それより優れた妨害能力を有
する別の表に達することができる。これらの表は組み込
まれているものと考慮され、この組の表において小さな
表の横行がこの表リスト内のより大きな表の横行の部分
集合である。
様々なアプリケーションに対して繰り込まれた割当表
の集合が便利である。トラフィックが軽い(light)場
合、動作中のトラフィックチャネルの数を収容するこの
集合の最も小さな割当表が使用される。動作中のトラフ
ィックチャネルの数が問題の割当表に対する最大数を超
える点までトラフィックが増大した時、繰り込まれた表
の集合内の新しい割当表が採用され、それはより多い数
の動作中のトラフィックチャネルを収容することができ
るが、現在の呼び出しがそれらの元のオーバーフローチ
ャネル割当てを保持することができるようにする。繰り
込まれていない表を使用する場合、オーバーフローチャ
ネルの割当てを呼び出しの途中での1つの呼び出しのた
めに変更しなければならないであろう。
次に、容易に推論できる別の技術も存在するが、予備
割当表を設計する一般的な方法を開示する。ここで考慮
する方法はこれらの表を設計するための釣合のとれた不
完全なブロックデザイン(block desighs)の理論を使
用する。ブロックデザインの用語において、オーバーフ
ローチャネルは対象と称され、動作中のトラフィックチ
ャネルはブロックと称される。ブロックデザインは、対
象及び一対の対象の発生に関するある規則に従って、b
個のブロックへn個の対象を配置することである。パラ
メーター(b,n,r,k,l)を持つ釣合のとれた不完全なブ
ロックデザインは以下のようなブロックデザインであ
る: 1.各ブロックが同じ数、k個の対象を含む。
2.各対象が同じ数、r個のブロックに発生する。
3.各ペアの別個の対象が同じ数、l個のブロックに発生
する。
釣合のとれた不完全なブロックデザインに基づく割当表
は、j番目の対象がi番目のブロックに発生する場合に
のみ、0と1のb個の横行にn個の縦列マトリックスで
あり、1はi番目の横行とj番目の縦列にある。容易に
確認できる5つのパラメーターに関して2つの関係があ
る: bk=nr、及び (7) r(k−1)=1(n−1) (8) 方程式7は、割当表の1の数をまず横行で数え、次に
縦列で数えることによって生じる。方程式8は、まずど
の縦列にもr個の1があり、各々をk−1の他の1とペ
アにすることができる、あるいはその代わりに、どの縦
列内の1も他の(n−1)の縦列内の1と正確に1の桁
で整合できることを示すことによって、割当表の横行の
1のペアを数えることによって生じる。
k=3の特殊な場合は特別に注意を要し、k=3であ
る釣合のとれた不完全なブロックデザインをトリプルシ
ステムと称する。トリプルシステムは各動作中のトラフ
ィックチャネルに正確にk=3のオーバーフローチャネ
ルが割り当てられる場合の割当表に対応することに注意
すべきである。トリプルシステムのために、上記の方程
式を次のように書き換えることができる: r=1(n−1)/2、及び (9) b=1n(n−1)/6 (10) このように、トリプルシステム用に必要な条件は次の通
りである: 1(n−1)≡0 modulo2 (11) 1n(n−1)≡0 modulo6 (12) これら2つの後者の合同式は両方共(n,b,r,k=3,1)
トリプルシステムの存在のために必要であり、それで充
分である。
n3の全ての値に対して、k=3の場合の完全な割当
表がb=▲Cv 3▼及びl=(n−2)のトリプルシステ
ム(triple system)を生じることに注意すべきであ
る。更に、トリプルシステムに基づく全ての割当表がこ
れらのデザインの1つに繰り込まれなければならない。
l=1であるトリプルシステムの特殊な場合がステイ
ナー(Steiner)トリプルシステムと呼ばれている。ス
テイナートリプルシステムに対して、上記の合同式(co
ngruences)は6を法としてn=1または3に減少し、
nの全ての値がステイナーシステムのために利用できる
とは限らない。
ブロックデザインを構成する方法は2つの幅広いカテ
ゴリー:帰納的及び直接的なものに分けられる。帰納的
な方法は小さい方のものからデザインを構成する一方、
直接的な方法はパラメーターの特殊な値のための構成を
可能にする。ほとんどの直接的方法は有限体または合同
式の特性を利用する。直接的な方法の例は、下記の表V
に記された差分集合(difference sets)から構成され
る(b=35、n=15、r=7、k=3、l=1)のデザ
インに基づく割当表である。
表5において、横行2−14は横行1の巡回置換(cyclic
permutation)であり;横行16−29は横行15の巡回置換
であり;横行31−34は横行30の巡回置換である。
以下は、上述の予備割当て及び後割当て方法の代わり
に、超動作的なトラフィックチャネルに対する妨害の確
率を概算する方法である。後割当てプロセスにおいて、
特定の超動作的なトラフィックチャネルにオーバーフロ
ーチャネルを割り当てることができない場合、その超動
作的なトラフィックチャネルが妨害される。b個の動作
中のトラフィックチャネルとn個のオーバーフローチャ
ネルがあり、各動作中のトラフィックチャネルに(nの
内の)k個のオーバーフローチャネルが予備割り当てさ
れると仮定する。Ajをb個のトラフィックサブチャネル
の内の正確にj個(0≦j≦b)が超動作的である事象
とし、この事象を説明する統計表が二項式である、つま
り、 Pr{Aj}=(b!/(b−j)!j!)Pj(1−p)b-j,0<P<1, (13) であると仮定し、ここで(b!/(b−j)!j!)は二項式
係数「bがjを選択する(b choose j)」を表す。
Biは、我々にとって関心のある特定の超動作的なトラフ
ィックチャネルが、後割当てプロセスにおいて割り当て
られるべきi番目の超動作的なトラフィックチャネルで
ある事象(event)として定義される。割り当てられる
べきj個の超動作的なトラフィックチャネルがあるとす
れば、問題の1つが同様に後割当てプロセスにおいて
(1からjまでの)「列内の桁」を持つらしいと仮定す
る。数学的に、これは次のように表わすことができる: Pr{Bi|Aj}=1/j,i=1,2,…,j (14) 最後に、事前割当表に関して簡略化された仮定が為され
る。事前割当ては、いずれかの超動作的なトラフィック
チャネルのために後割当てが為される場合、それはn個
のオーバーフローチャネルのいずれにも同様に割り当て
られるようなものであると仮定する。この仮定が有効で
ある1つの場合は、事前割当表の横行が無作為に選択さ
れ、(k個の1と(n−k)個の0を持つ横行を選択す
る(v!/(v−k)!k!)個の可能な方法から)同じ確率
を持つ場合である。特定の釣合のとれた決定論的割当て
(deterministic assignments)もこの条件を導くこと
に注目すべきである。
これらの仮定の下に、特定の超動作的なトラフィックチ
ャネルのためにPr{ブロックエイジ}で表わされる妨害
の確率を計算できる。この計算は事象AjとBiに対する条
件付けにより、そして次にこれらの事象に対する平均化
により行われる。つまり、 又は その場合、Pr{ブロックエイジ|Aj,Bj}=Pr{ブロック
エイジ|Bj}という事実を利用する。
問題の超動作的なトラフィックチャネルが後割り当て
されるべき列のi番目である場合に関する図9に示した
状態図を考えてみる。分枝は確率によりラベル付けさ
れ、状態の指数は、オーバーフローチャネルを後割当て
プロセスにおいてそれより前にある他の超動作的なトラ
フィックチャネルに後割り当てすることにより、如何に
多くの問題の超動作的なトラフィックサブチャネルのオ
ーバーフローサブチャネルを使用したかを示す。
i>1と仮定し、また状態S(0)で開始し、最初の
超動作的なトラフィックサブチャネルを後割り当てする
と仮定する。確率(k/n)で、問題の超動作的なトラフ
ィックチャネルの内k個のオーバーフローチャネルの1
つが割り当てられ、確率1−(k/n)で、オーバーフロ
ーチャネルの1つが割り当てられない。前者の場合に
は、それは状態S(1)にあり、その場合、“1"は我々
の超動作的なトラフィックチャネルのk個のオーバーフ
ローチャネルの1が既に割り当てられており、一方後者
の場合、状態S(0)のままである。i>2と仮定する
と、プロセスは次の超動作的なトラフィックチャネルを
後割り当てする段階に移る。この方法で、問題の超動作
的なトラフィックチャネルの前にある全てのi−1の超
動作的なトラフィックチャネルが後割り当てされる。
問題の確立、Pr={ブロックエイジ|Bj}、は以下の
条件付きの確立によってあたえられる。
Pr{ブロックエイジ|Bj} ={i−1時において、状態=S(k)|0時において、状態=S(0)}(17) 方程式17の確率は、付加的に各フォワードパスとZだ
け前に進まない各パスをZIによってラベル付けすること
による生成関数アプローチによって得られる。生成関数
T(Z,I)は以下のように書くことができる: 次に、妨害の確率は次のように与えられ、それを計算す
ることができる: 好適実施例の上述の説明により、当業者であれば本発
明を使用できるであろう。これらの実施例に対する様々
な修正も当業者には自明であり、ここに記載した包括的
な原則を発明的な能力を使用せずに他の実施例に適用す
ることができる。このように、本発明はここに示した実
施例に限定されず、ここに開示した原則及び新規の特徴
から逸脱することなく幅広く利用され得る。
フロントページの続き (72)発明者 シフ、 レオナルド・エヌ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92130、サン・ディエゴ、ウインスタン レイ・ウェイ 13689 (56)参考文献 特開 平5−207093(JP,A) 特開 平3−126346(JP,A) 特開 平4−97628(JP,A) 特開 平3−46421(JP,A) 特開 平4−207822(JP,A) 特開 昭60−145733(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/00 - 12/66 H04J 13/00

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可変の数のデータ符号を備える、該データ
    符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て: 前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記の
    データ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケッ
    トをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバー
    フローパケットに分割するためのチャネルパケット化手
    段; 前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の
    可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送す
    るためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を
    超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のト
    ラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも1個のオ
    ーバーフローパケットを少なくとも1個のオーバーフロ
    ーチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々
    の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラ
    フィックチャネルに対して直交しており、そして前記少
    なくとも1個のオーバーフローチヤネルは前記少なくと
    も1個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づ
    いて選択される伝送手段、 を備える装置であって、 前記の伝送手段が: 前記のデータ符号の数が前記の閾値より低いときに、前
    記の可変速度パケットを前記のトラフィックチャネルに
    送るために該可変速度パケットを、一番目のスペクトル
    拡散変調フォーマットに従って変調するためと、また該
    トラフィックチャネルを、前記トラフィックチャネルに
    送るために該一番目のスペクトル拡散変調フォーマット
    に従って該トラフィックパケットを変調するためと、ま
    た前記のデータ符号の数が、前記の閾値を超えたとき、
    少なくとも1個の前記のオーバーフローパケットを、少
    なくとも一つの前記のオーバーフローチャネル上で送る
    ために第二番目のスペクトル拡散変調フォーマットに従
    って前記少なくとも一つのオーバーフローパケットを変
    調するための変調手段であって、該一番目のスペクトル
    拡散変調フォーマットが該二番目のスペクトル拡散変調
    フォーマットに対して直交している変調手段;及び 前記のデータ符号の数が、前記の閾値以下のとき前記の
    可変速度パケットを周波数を高くし、そして増幅するた
    め0と、また前記のデータ符号の数が前記の閾値を超え
    たとき、前記のトラフィック・パケットと前記の少なく
    とも1個のオーバーフローパケットを周波数を高くし、
    そして増幅するための送信手段を備えることを特徴とす
    る伝送手段である、上記装置。
  2. 【請求項2】可変の数のデータ符号を備える、該データ
    符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て: 前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記の
    データ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケッ
    トをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバー
    フローパケットに分割するためのチャネルパケット化手
    段; 前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の
    可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送す
    るためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を
    超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のト
    ラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも1個のオ
    ーバーフローパケットを少なくとも1個のオーバーフロ
    ーチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々
    の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラ
    フィックチャネルに対して直交しており、そして前記少
    なくとも1個のオーバーフローチヤネルは前記少なくと
    も1個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づ
    いて選択される伝送手段、 を備える装置であって、更に、前記の少なくとも1個の
    オーバーフローチャネルを識別する信号を送信するため
    のオーバーフローチャネル信号送信手段を備える上記装
    置。
  3. 【請求項3】可変の数のデータ符号を備える、該データ
    符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て: 前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記の
    データ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケッ
    トをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバー
    フローパケットに分割するためのチャネルパケット化手
    段; 前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の
    可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送す
    るためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を
    超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のト
    ラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも1個のオ
    ーバーフローパケットを少なくとも1個のオーバーフロ
    ーチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々
    の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラ
    フィックチャネルに対して直交しており、そして前記少
    なくとも1個のオーバーフローチヤネルは前記少なくと
    も1個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づ
    いて選択される伝送手段、 を備える装置であって、 前記のチャネル・パケット化手段は、前記の少なくとも
    1個のオーバーフローチャネルの表示信号を受信するた
    めと、また前記の少なくとも1個のオーバーフローチャ
    ネルの表示信号と前記のトラフィック・パケットとを結
    合する上記装置。
  4. 【請求項4】可変の数のデータ符号を備える、該データ
    符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て: 前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記の
    データ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケッ
    トをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバー
    フローパケットに分割するためのチャネルパケット化手
    段; 前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の
    可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送す
    るためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を
    超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のト
    ラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも1個のオ
    ーバーフローパケットを少なくとも1個のオーバーフロ
    ーチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々
    の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラ
    フィックチャネルに対して直交しており、そして前記少
    なくとも1個のオーバーフローチヤネルは前記少なくと
    も1個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づ
    いて選択される伝送手段、 を備える装置であって、 前記のチャネル・パケット化手段は、次の可変速度パケ
    ットのための前記の少なくとも1個のオーバーフローチ
    ャネルの表示信号を受信するためと、また次の可変速度
    パケットに対する前記の少なくとも1個のオーバーフロ
    ーチャネルの表示信号と、前記のトラフィック・パケッ
    トとを結合する上記装置。
  5. 【請求項5】可変の数のデータ符号を備える、該データ
    符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て: 前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記の
    データ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケッ
    トをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバー
    フローパケットに分割するためのチャネルパケット化手
    段; 前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の
    可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送す
    るためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を
    超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のト
    ラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも1個のオ
    ーバーフローパケットを少なくとも1個のオーバーフロ
    ーチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々
    の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラ
    フィックチャネルに対して直交しており、そして前記少
    なくとも1個のオーバーフローチヤネルは前記少なくと
    も1個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づ
    いて選択される伝送手段、 を備える装置であって、 更に、音声サンプルを受信するためと、また前記の可変
    速度パケットを作るために可変速度ボコーダのフォーマ
    ットに従って該音声サンプルを圧縮するための可変速度
    ボコーダ手段を備える上記装置。
  6. 【請求項6】更に、前記のチヤネルパケット化手段と前
    記の伝送手段との間に設置された前記の可変速度パケッ
    トのエラー修正符号化を行うためのエンコーダを備える
    ことを特徴とする、請求項5に記載されている装置。
  7. 【請求項7】更に、前記の可変速度パケットを再編成す
    るために前記のエンコーダ手段と前記の伝送手段との間
    に設置されているインターリーバを備えることを特徴と
    する、請求項6に記載されている装置。
  8. 【請求項8】前記の可変速度ボコーダ手段が、更に、代
    わりの可変速度パケットを作るために、二番目の可変速
    度ボコーダのフォーマットに従って前記の音声サンプル
    を圧縮するための手段であり、前記のチャネル・パケッ
    ト化手段が、更に伝送のための可変速度パケットを、前
    記の可変速度パケットと前記の代わりの可変速度パケッ
    トから選択するものであることを特徴とする、請求項5
    に記載されている装置。
  9. 【請求項9】可変の数のデータ符号を備える、該データ
    符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て: 前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記の
    データ符号の数が閾値を超えたとき、前記可変速度パケ
    ットをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバ
    ーフローパケットに分割するためのチャネルパケット化
    手段; 前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の
    可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送す
    るためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を
    超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のト
    ラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも1個のオ
    ーバーフローパケットを少なくとも1個のオーバーフロ
    ーチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々
    の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラ
    フィックチャネルに対して直交しており、そして前記少
    なくとも1個のオーバーフローチヤネルは前記少なくと
    も1個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づ
    いて選択される伝送手段、 を備える装置であって、 更に、オーバーフローチャネル利用可能信号を作るため
    のセル制御装置手段を具備し、前記チャネルパケット化
    手段が前記のトラフィックチャネル利用可能信号に反応
    する上記装置。
  10. 【請求項10】可変の数のデータ符号を具備するデータ
    符号の可変速度パケット伝送する方法が、前記の可変速
    度パケットを受信する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度
    パケットをトラフィック・パケットと少なくとも1個の
    オーバーフローパケットに分割する; 前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速
    度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フイックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記
    の少なくとも1個のオーバーフローチャネル上で伝送
    し、該少なくとも1個のオーバーフローチャネルの各々
    は該トラフィックチャネルに対して直交しており,そし
    て前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記
    少なくとも1個のオーバフローチヤネルの統計的多重化
    に基づいて選択される,段階を備える方法であって、 前記のトラフィックチャネル上で前記のトラフィック・
    パケットを、また少なくとも1個のオーバーフローチャ
    ネル上で前記の少なくとも1個のオーバーフローパケッ
    トを伝送する段階が: 前記のトラフィックチャネル上で、前記の一番目のスペ
    クトル拡散変調フォーマットに従って、前記のトラフィ
    ック・パケットを作るために前記のトラフィック・パケ
    ットを変調する; 前記の少なくとも1個のオーバーフローチャネル上で、
    前記の少なくとも1個のオーバーフローパケットを作る
    ために、前記の二番目のスペクトル拡散変調フォーマッ
    トに従って、前記の少なくとも1個のオーバーフローパ
    ケットを変調し、前記の一番目のスペクトル拡散変調フ
    ォーマットが、前記の二番目のスペクトル拡散変調フォ
    ーマットに対して直交している; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フィック・パケットと前記の少なくとも1個のオーバー
    フローパケットを周波数を高くするまた 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フィック・パケットと前記の少なくとも1個のオーバー
    フローパケットを増幅する、 段階を備える上記方法。
  11. 【請求項11】可変の数のデータ符号を具備するデータ
    符号の可変速度パケット伝送する方法が、前記の可変速
    度パケットを受信する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度
    パケットをトラフィック・パケットと少なくとも1個の
    オーバーフローパケットに分割する; 前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速
    度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フィックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記
    の少なくとも1個のオーバーフローチャネル上で伝送
    し、該少なくとも1個のオーバーフローチャネルの各々
    は該トラフィックチャネルに対して直交しており,そし
    て前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記
    少なくとも1個のオーバフローチヤネルの統計的多重化
    に基づいて選択される,段階を備える方法であって、 更に、前記の少なくとも1個のオーバーフローチャネル
    の信号識別を送信する、上記方法。
  12. 【請求項12】可変の数のデータ符号を具備するデータ
    符号の可変速度パケット伝送する方法が、前記の可変速
    度パケットを受信する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度
    パケットをトラフィック・パケットと少なくとも1個の
    オーバーフローパケットに分割する; 前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速
    度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フイックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記
    の少なくとも1個のオーバーフローチャネル上で伝送
    し、該少なくとも1個のオーバーフローチャネルの各々
    は該トラフィックチャネルに対して直交しており,そし
    て前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記
    少なくとも1個のオーバフローチヤネルの統計的多重化
    に基づいて選択される,段階を備える方法であって、 更に、少なくとも1個のオーバーフローチャネルの前記
    の表示信号を前記のトラフィック・パケットに結合する
    ことを備える、上記方法。
  13. 【請求項13】可変の数のデータ符号を具備するデータ
    符号の可変速度パケット伝送する方法が、前記の可変速
    度パケットを受信する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度
    パケットをトラフィック・パケットと少なくとも1個の
    オーバーフローパケットに分割する; 前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速
    度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フイックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記
    の少なくとも1個のオーバーフローチャネル上で伝送
    し、該少なくとも1個のオーバーフローチャネルの各々
    は該トラフィックチャネルに対して直交しており,そし
    て前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記
    少なくとも1個のオーバフローチヤネルの統計的多重化
    に基づいて選択される,段階を備える方法であって、 更に、次の可変速度パケットのために少なくとも1個の
    オーバーフローチャネルの表示信号と前記のトラフィッ
    ク・パケットとを結合する段階を備える、上記方法。
  14. 【請求項14】可変の数のデータ符号を具備するデータ
    符号の可変速度パケット伝送する方法が、前記の可変速
    度パケットを受信する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度
    パケットをトラフィック・パケットと少なくとも1個の
    オーバーフローパケットに分割する; 前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速
    度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フイックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記
    の少なくとも1個のオーバーフローチャネル上で伝送
    し、該少なくとも1個のオーバーフローチャネルの各々
    は該トラフィックチャネルに対して直交しており,そし
    て前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記
    少なくとも1個のオーバフローチヤネルの統計的多重化
    に基づいて選択される,段階を備える方法であって、 音声サンプルを受信する; 前記の可変速度パケットを作るために可変速度ボコーダ
    のフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮する; 段階を備える、上記方法。
  15. 【請求項15】前記の可変速度パケットをエラー修正符
    号化する段階を備える、請求項14に記載されている方
    法。
  16. 【請求項16】更に、前記の可変速度パケットを再編成
    する段階を備えることを特徴とする、請求項15に記載さ
    れている方法。
  17. 【請求項17】更に、前記の音声サンプルを圧縮するた
    めの前記の段階が、代わりの可変速度パケットを作るた
    めに、二番目の可変速度ボコーダのフォーマットに従っ
    て該音声サンプルを圧縮する段階を備えることを特徴と
    する、請求項14に記載されている方法。
  18. 【請求項18】可変の数のデータ符号を具備するデータ
    符号の可変速度パケット伝送する方法が、前記の可変速
    度パケットを受信する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度
    パケットをトラフィック・パケットと少なくとも1個の
    オーバーフローパケットに分割する; 前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速
    度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する; 前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラ
    フイックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記
    の少なくとも1個のオーバーフローチャネル上で伝送
    し、該少なくとも1個のオーバーフローチャネルの各々
    は該トラフィックチャネルに対して直交しており,そし
    て前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記
    少なくとも1個のオーバフローチヤネルの統計的多重化
    に基づいて選択される,段階を備える方法であって、 更に、オーバーフローチャネル利用可能信号を作る段階
    を備える、上記方法。
  19. 【請求項19】データ符号の可変速度パケットを伝送す
    ための方法に於て: 入力を有しまた、前記の可変速度パケットの中の前記の
    データ符号の数が閾値より少ないとき、前記の可変速度
    パケットを出力するためと、また前記パケットの中の前
    記のデータ符号の数が閾値より大きいとき、該可変速度
    パケットの一番目の部分を出力するための一番目の出力
    を有し、また前記の可変速度パケットの中の前記のデー
    タ符号の数が閾値より大きいとき、前記の可変速度パケ
    ットの二番目の部分を出力するための二番目の出力を有
    するインターリーバ; 前記の一番目のインターリーバの出力に連結されている
    入力を有し、また出力を有する一番目の変調器;及び 前記二番面のインターリーバの出力に連結されている入
    力を有し,及び出力を有する二番目の変調器であって、
    前記二番目の変調器の前記出力は少なくとも一つのオー
    バフローチヤネルの利用可能性に依存している,該二番
    目の変調器、 とを備えるシステムであって、 更に、入力と出力を有し連結された可変データ源を備え
    る、上記システム。
  20. 【請求項20】更に、前記の可変速度データ源と、前記
    可変速度データ源出力に連結されている入力と該インタ
    ーリーバ入力に連結されている出力を有する前記のイン
    ターリーバとの間に設置されている、セレクタを備え
    る、請求項19に記載されているシステム。
  21. 【請求項21】前記のセレクタが、二番目の入力を有
    し、前記のシステムが、前記の二番目のセレクタの入力
    に連結されている出力を有するセル制御装置を更に備え
    る、請求項20に記載されているシステム。
  22. 【請求項22】データ符号の可変速度パケットを受信す
    るための装置に於て: 復調されたトラフィック・パケットを作るために、トラ
    フィック復調フォーマットに従って、受信されたトラフ
    ィック・パケットを復調するためのトラフィック復調手
    段; 少なくとも1個の復調されたオーバーフローパケットを
    作るためにオーバーフロー復調フォーマットに従って、
    受信されたオーバーフローパケットを復調するための少
    なくとも1個のオーバーフロー復調手段であって、前記
    のトラフィック復調フォーマットが、前記のトラフィッ
    ク復調フォーマットに対して直交している;また 前記の可変速度パケットを作るために前記の復調された
    トラフィック・パケットと前記の少なくとも1個の復調
    されたオーバーフローパケットを結合するための結合手
    段、を備える装置において、 更に、前記のトラフィック復調手段と、前記の少なくと
    も一つの復調されたオーバーフローパケットの復調され
    たオーバーフローパケッを選択するための前記の結合手
    段との間に設置されている復調手段を備える、上記装
    置。
  23. 【請求項23】前記復号手段は、前記の復調されたトラ
    フィックパケットと、前記の少なくとも一つの復調され
    たオーバーフローパケットの各々とを結合し、そして選
    択されたオーバーフローパケットを決定するために各結
    合を復号する、ことを特徴とする請求項22の装置。
  24. 【請求項24】復調手段が、オーバーフローチャネル識
    別信号を決定するために前記のトラフィック・パケット
    を復調し、前記の少なくとも1個のオーバーフロー復調
    手段が、該オーバーフローチャネル識別信号に反応する
    ことを特徴とする、請求項23に記載されている装置。
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