JP3515731B2 - 共通パケットチャネル - Google Patents

共通パケットチャネル

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信に関し、より詳細には、符号分割多重アクセス(C
DMA)セルラのパケット交換システムに関する。
【0002】
【従来の技術】現在標準として提案されているのは、プ
リアンブルを有し、その後にデータ部分が続く、ランダ
ムアクセスバースト構造である。プリアンブルは、直交
Goldコードによって拡散された16個の記号、つま
りプリアンブルシーケンスを有する。遠隔局は、チップ
(chip)およびフレームの同期を獲得する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一般的な目的
は、CDMAシステム上でパケットデータを転送するた
めの効率的な方法を提供することである。
【0004】本発明の別の目的は、高いデータスループ
ット、少ない遅延、および効率的なパワー制御を実現す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本明細書で具体化し、広
範に記述する本発明によれば、スペクトラム拡散変調を
利用する符号分割多重アクセス(CDMA)システムの
改良がもたらされる。CDMAシステムは、基地局(B
S)および複数の遠隔局を有する。基地局はBSスペク
トラム拡散送信機およびBSスペクトラム拡散受信機を
有する。複数の遠隔局はそれぞれ、RSスペクトラム拡
散送信機およびRSスペクトラム拡散受信機を有する。
本発明の方法は、BSスペクトラム拡散送信機から、同
報通信共通同期チャネルを送信するステップを備える。
同報通信共通同期チャネルは、複数の遠隔局に共通の共
通チップシーケンス信号を有する。さらに、同報通信共
通同期チャネルは、フレームタイミング信号を有する。
【0006】第1の遠隔局に位置する第1のRSスペク
トラム拡散受信機で、この方法は、同報通信共通同期チ
ャネルを受信するステップを含む。受信した同報通信共
通同期チャネルから、第1のRSスペクトラム拡散受信
機で、フレームタイミング信号からフレームタイミング
を決定するステップを含む。
【0007】第1の遠隔局に位置する第1のRSスペク
トラム拡散送信機で、アクセスバースト信号を送信する
ステップを含む。アクセスバースト信号は、複数のセグ
メントを有する。セグメントは、アクセスバースト信号
の時間間隔である。各セグメントは、プリアンブル、お
よびその後に続くパイロット信号を有する。複数のセグ
メントは、複数のそれぞれのパワーレベルも有すること
が好ましい。複数のパワーレベルは、各セグメントごと
に順次増加することが好ましい。具体的に言うと、アク
セスバースト信号は、パワーレベルを増加させながらそ
れぞれの時間経過とともに送信される、複数のRSプリ
アンブル信号、RSパワー制御信号、およびRSパイロ
ット信号を有する。
【0008】BSスペクトラム拡散受信機で、検出した
パワーレベルでアクセスバースト信号を受信するステッ
プを含む。アクセスバースト信号を受信したのに応じ
て、BSスペクトラム拡散送信機から、確認信号および
衝突検出信号を第1のRSスペクトラム拡散受信機に送
信するステップを含む。
【0009】第1のRSスペクトラム拡散受信機で、確
認信号を受信するステップを含む。確認信号を受信した
のに応じて、第1のRSスペクトラム拡散送信機から前
記BSスペクトラム拡散受信機に、データを有するスペ
クトラム拡散信号を送信するステップを含む。データを
有するスペクトラム拡散信号は、複数のRSプリアンブ
ル信号、RSパワー制御信号、およびRSパイロット信
号をそれぞれ有するアクセスバースト信号の一部分と連
結することができる。
【0010】本発明の追加の目的および利点について以
下の説明で述べる。また、その一部はこの説明から明ら
かになる、または本発明を実施することによって分かる
であろう。本発明の目的および利点は、添付の特許請求
の範囲で具体的に指摘する機械および組合せの手段によ
って実現し、達成することもできる。
【0011】本明細書に組み込み、その一部とする添付
の図面は、本発明の好ましい実施形態を図示するもので
あり、この説明と合わせて本発明の原理を説明するのに
役立つ。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施形態
について詳細に述べる。その例を添付の図面に示し、同
じ参照番号はいくつかの図面を通じて同じエレメントを
指すものとする。
【0013】共通パケットチャネルは、任意の1または
1組の基地局との双方向リンクを得る必要はなく、遠隔
局から傍受範囲内の基地局に可変サイズのパケットを送
信するための新規なアップリンクトランスポートチャネ
ルである。チャネルの資源割当ては競合を基礎とする。
すなわち、ALOHAシステムに見られるように、いく
つかの遠隔局が常に同じ資源に対して競合することがで
きる。
【0014】図1に示す例示的な配列では、共通パケッ
トチャネルは、スペクトラム拡散変調を利用する符号分
割多重アクセス(CDMA)システムの改良をもたら
す。CDMAシステムは、複数の基地局(BS)31、
32、33、および複数の遠隔局(RS)を有する。各
遠隔局35は、RSスペクトラム拡散送信機およびRS
スペクトラム拡散受信機を有する。アップリンクは、遠
隔局35から基地局31に向かう方向である。アップリ
ンクは、共通パケットチャネル(CPCH)を有する。
ダウンリンクは、基地局31から遠隔局35に向かう方
向であり、共通制御チャネル(CCCH)で示してあ
る。共通制御チャネルは、複数の遠隔局によって使用さ
れる共通の信号方式を有する。
【0015】共通制御チャネルの代替として、共通パケ
ットチャネルはやはり使用するが、図2に示すダウンリ
ンク専用物理チャネル(DPCH)がある。専用ダウン
リンクチャネルは、単一の遠隔局を制御するために使用
される信号方式を有する。
【0016】例示的に、BSスペクトラム拡散送信機お
よびBSスペクトラム拡散受信機を図3に示す。BSス
ペクトラム拡散送信機およびBSスペクトラム拡散受信
機は、基地局31に位置する。BSスペクトラム拡散受
信機は、サーキュレータ310に結合されたアンテナ3
09、受信側無線周波数(RF)セクション311、ロ
ーカル発振器313、直交復調器312、およびアナロ
グデジタル変換器314を含む。受信側RFセクション
311は、サーキュレータ310と直交復調器312の
間に結合される。直交復調器は、ローカル発振器313
およびアナログデジタル変換器314に結合される。ア
ナログデジタル変換器314の出力は、プログラマブル
整合フィルタ315に結合される。
【0017】プリアンブルプロセッサ316と、パイロ
ットプロセッサ317と、データおよび制御プロセッサ
318とが、プログラマブル整合フィルタ315に結合
される。制御装置319が、プリアンブルプロセッサ3
16と、パイロットプロセッサ317と、データおよび
制御プロセッサ318とに結合される。インタリーブ解
除装置320が、制御装置319と順方向誤り訂正(F
EC)デコーダ321の間に結合される。
【0018】BSスペクトラム拡散送信機は、インタリ
ーブ装置323に結合された順方向誤り訂正(FEC)
エンコーダ322を含む。パケットフォーマッタ324
が、インタリーブ装置323および制御装置319に結
合される。可変利得装置325が、パケットフォーマッ
タ324と乗算装置326の間に結合される。拡散シー
ケンス発生器327が、乗算装置326に結合される。
デジタルアナログ変換器328が、乗算装置326と直
交変調器329の間に結合される。直交変調器329
は、ローカル発振器313および送信側RFセクション
330に結合される。送信側RFセクション330は、
サーキュレータ310に結合される。
【0019】制御装置319は、アナログデジタル変換
器314、プログラマブル整合フィルタ315、プリア
ンブルプロセッサ316、デジタルアナログ変換器32
8、拡散シーケンス発生器327、可変利得装置32
5、パケットフォーマッタ324、インタリーブ解除装
置320、FECデコーダ321、インタリーブ装置3
23、およびFECエンコーダ322に結合された制御
リンクを有する。
【0020】アンテナ309から受信したスペクトラム
拡散信号は、サーキュレータ310を通過し、受信側R
Fセクション311で増幅され、フィルタリングされ
る。ローカル発振器313がローカル信号を生成し、直
交復調器312がこれを使用して、受信したスペクトラ
ム拡散信号の同相成分および直交位相成分を復調する。
アナログデジタル変換器314は、この同相成分および
直交位相成分をデジタル信号に変換する。これらの機能
は当該技術分野で周知であり、このブロック図の変更形
態でも同じ機能を達成することができる。
【0021】プログラマブル整合フィルタ315は、受
信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する。別法とし
て、相関器を、受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散
するための等価な手段として使用することもできる。
【0022】プリアンブルプロセッサ316は、受信し
たスペクトラム拡散信号のプリアンブル部分を検出す
る。パイロットプロセッサは、受信したスペクトラム拡
散信号のパイロット部分を検出し、これと同期する。デ
ータおよび制御プロセッサは、受信したスペクトラム拡
散信号のデータ部分を検出し、処理する。検出されたデ
ータは、制御装置319を通ってインタリーブ解除装置
320およびFECデコーダ321に移る。データおよ
び信号はFECデコーダ321から出力される。
【0023】BS送信機で、データは、FECエンコー
ダ322によってFEC符号化され、インタリーブ装置
323によってインタリーブされる。パケットフォーマ
ッタは、データ、信号方式、確認信号、衝突検出信号、
パイロット信号、および送信パワー制御(TPC)信号
をパケットにフォーマットする。パケットはパケットフ
ォーマッタから出力され、パケットレベルは可変利得装
置325によって増幅または減衰される。パケットは、
拡散シーケンス発生器327からの拡散チップシーケン
スを用いて、乗算装置326によってスペクトラム拡散
処理される。パケットは、デジタルアナログ変換器32
8によってアナログ信号に変換され、直交変調器329
で、ローカル発振器313からの信号を使用して同相成
分および直交位相成分が生成される。パケットは、搬送
周波数に変換され、送信側RFセクション330でフィ
ルタリングおよび増幅され、次いでサーキュレータ31
0を通過し、アンテナ309によって放射される。
【0024】図4に示す例示的な実施形態で、RSスペ
クトラム拡散送信機およびRSスペクトラム拡散受信機
を示す。RSスペクトラム拡散送信機およびRSスペク
トラム拡散受信機は、図1に示すように、遠隔局35に
位置する。RSスペクトラム拡散受信機は、サーキュレ
ータ410に結合されたアンテナ409、受信側無線周
波(RF)セクション411、ローカル発振器413、
直交復調器412、およびアナログデジタル変換器41
4を含む。受信側RFセクション411は、サーキュレ
ータ410と直交復調器412の間に結合される。直交
復調器は、ローカル発振器413およびアナログデジタ
ル変換器414に結合される。アナログデジタル変換器
415の出力は、プログラマブル整合フィルタ415に
結合される。
【0025】確認検出器416と、パイロットプロセッ
サ417と、データおよび制御プロセッサ418とが、
プログラマブル整合フィルタ415に結合される。制御
装置419が、確認検出器416と、パイロットプロセ
ッサ417と、データおよび制御プロセッサ418とに
結合される。インタリーブ解除装置420が、制御装置
419と順方向誤り訂正(FEC)デコーダ421の間
に結合される。
【0026】RSスペクトラム拡散送信機は、インタリ
ーブ装置423に結合された順方向誤り訂正(FEC)
エンコーダ422を含む。パケットフォーマッタ424
が、マルチプレクサ451を介してインタリーブ装置4
23および制御装置419に結合される。プリアンブル
のためのプリアンブル発生器452およびパイロット発
生器453が、マルチプレクサ451に結合される。可
変利得装置425が、パケットフォーマッタ424と乗
算装置426の間に結合される。拡散シーケンス発生器
427が、乗算装置426に結合される。デジタルアナ
ログ変換器428が、乗算装置428と直交変調器42
9の間に結合される。直交変調器429は、ローカル発
振器413および送信側RFセクション430に結合さ
れる。送信側RFセクション430は、サーキュレータ
410に結合される。
【0027】制御装置419は、アナログデジタル変換
器414、プログラマブル整合フィルタ415、確認検
出器416、デジタルアナログ変換器428、拡散シー
ケンス発生器427、可変利得装置425、パケットフ
ォーマッタ424、インタリーブ解除装置420、FE
Cデコーダ421、インタリーブ装置423、FECエ
ンコーダ422、プリアンブル発生器452、およびパ
イロット発生器453に結合された制御リンクを有す
る。
【0028】アンテナ409から受信したスペクトラム
拡散信号は、サーキュレータ410を通過し、受信側R
Fセクション411で増幅され、フィルタリングされ
る。ローカル発振器413がローカル信号を生成し、こ
れを直交復調器412が使用して、受信したスペクトラ
ム拡散信号の同相成分および直交位相成分を復調する。
アナログデジタル変換器414は、この同相成分および
直交位相成分をデジタル信号に変換する。これらの機能
は当該技術分野で周知であり、このブロック図の変更形
態でも同じ機能を達成することができる。
【0029】プログラマブル整合フィルタ415は、受
信したスペクトラム拡散信号を逆拡散する。別法とし
て、相関器を、受信したスペクトラム拡散信号を逆拡散
するための等価な手段として使用することもできる。
【0030】確認検出器416は、受信したスペクトラ
ム拡散信号中の確認を検出する。パイロットプロセッサ
は、受信したスペクトラム拡散信号のパイロット部分を
検出し、これと同期する。データおよび制御プロセッサ
は、受信したスペクトラム拡散信号のデータ部分を検出
し、処理する。検出されたデータは、制御装置419を
通ってインタリーブ解除装置420およびFECデコー
ダ421に移る。データおよび信号はFECデコーダ4
21から出力される。
【0031】RS送信機では、データはFECエンコー
ダ422でFEC符号化され、インタリーブ装置423
によってインタリーブされる。プリアンブル発生器45
2はプリアンブルを生成し、パイロット発生器453
は、そのプリアンブルについてのパイロットを生成す
る。マルチプレクサ451は、データ、プリアンブル、
およびパイロットを多重化し、パケットフォーマッタ4
24は、プリアンブル、パイロット、およびデータを共
通パケットチャネルのパケットにフォーマットする。さ
らに、パケットフォーマッタは、データ、信号方式、確
認信号、衝突検出信号、パイロット信号、およびTPC
信号をパケットにフォーマットする。パケットは、パケ
ットフォーマッタから出力され、パケットレベルは可変
利得装置425によって増幅または減衰される。パケッ
トは、拡散シーケンス発生器427からの拡散チップシ
ーケンスを用いて、乗算装置426によってスペクトラ
ム拡散処理される。パケットは、デジタルアナログ変換
器428によってアナログ信号に変換され、同相成分お
よび直交位相成分が、ローカル発振器413からの信号
を使用して、直交変調器429によって生成される。
【0032】図5を参照すると、基地局は、フレーム持
続時間TFを有する共通同期チャネルを送信する。共通
同期チャネルは、特定の基地局と通信している複数の遠
隔局に共通な、共通チップシーケンス信号を有する。特
定の実施形態では、1つのフレームの時間TFは10ミ
リ秒である。1つのフレーム内には、8個のアクセスス
ロット(access slot)がある。各アクセス
スロットは1.25ミリ秒持続する。アクセススロット
のタイミングは、フレームタイミングであり、フレーム
タイミングを有する共通同期チャネルの部分を、フレー
ムタイミング信号で示す。フレームタイミング信号は、
遠隔局が、アクセスバースト信号を送信するアクセスス
ロットを選択する際に使用するタイミングである。
【0033】基地局へのアクセスを試みる第1の遠隔局
は、基地局から同報通信された共通同期チャネルを受信
するための第1のRSスペクトラム拡散受信機を有す
る。第1のRSスペクトラム拡散受信機は、フレームタ
イミング信号からフレームタイミングを決定する。
【0034】第1の遠隔局が位置する、第1のRSスペ
クトラム拡散送信機は、アクセスバースト信号を送信す
る。図5に示すように、アクセスバースト信号は、共通
同期チャネルのフレームタイミング部分によって規定さ
れたアクセススロットの冒頭から始まる。
【0035】図6は、各アクセスバースト信号につい
て、共通パケットチャネルのアクセスバーストフォーマ
ットを例示的に示している。各アクセスバースト信号
は、複数のセグメントを有する。各セグメントは、プリ
アンブルを有し、その後にパイロット信号が続く。複数
のセグメントは複数のそれぞれのパワーレベルを有す
る。具体的に言うと、各セグメントのパワーレベルは、
後続のセグメントごとに増加する。したがって、第1の
セグメントは、第1のパワーレベルP0で第1のプリア
ンブルおよびパイロットを有する。第2のセグメント
は、第2のパワーレベルP1で第2のプリアンブルおよ
び第2のパイロットを有する。第3のセグメントは、第
3のパワーレベルP2で第3のプリアンブルおよび第3
のパイロットを有する。第1のプリアンブル、第2のプ
リアンブル、第3のプリアンブル、および後続のプリア
ンブルは、同じであることも異なることもある。パイロ
ットのパワーレベルは、プリアンブルのパワーレベルよ
り低いことが好ましい。プリアンブルは同期のためのも
のであり、プリアンブルの後に続く対応するパイロット
は、プリアンブルを検出した後で、BSスペクトラム拡
散受信機が遠隔局からスペクトラム拡散信号を受信し続
けるようにするためのものである。
【0036】また、図7には、専用のダウンリンクチャ
ネルを使用した場合の、共通パケットチャネルのアクセ
スバーストフォーマットを例示的に示している。
【0037】その後パワーレベルを増加または減少させ
るのは、基本的に閉ループパワー制御システムである。
BSスペクトラム拡散受信機が遠隔局からのプリアンブ
ルを検出し、BSスペクトラム拡散送信機が確認(AC
K)信号を送信する。
【0038】図4を参照すると、プリアンブルは、プリ
アンブル発生器452によって生成され、パイロットは
パイロット発生器453によって生成される。プリアン
ブルのフォーマットを図8に示す。パイロットを備えた
プリアンブルのフォーマットは図9に示す。制御装置4
19からのタイミングを有するマルチプレクサ451
は、プリアンブル、およびさらに対応するパイロットを
選択し、パケットフォーマッタ424に送る。一連のプ
リアンブルおよびパイロットは、パケットフォーマッタ
424で、パケットの一部として生成および作成するこ
とができる。プリアンブルおよびパイロットは、それら
のパワーレベルを、プリアンブル発生器452およびパ
イロット発生器453中で調節することも、可変利得装
置425によって調節することもできる。
【0039】BSスペクトラム拡散受信機は、検出した
パワーレベルでアクセスバースト信号を受信する。具体
的に言うと、アクセスバースト信号は、複数のパワーレ
ベルで複数のそれぞれのプリアンブルを有する。十分な
パワーレベルを有するプリアンブルがBSスペクトラム
拡散受信機で検出されると、確認(ACK)信号がBS
スペクトラム拡散送信機から送信される。ACK信号は
図6に示すが、これは、BSスペクトラム拡散受信機に
よって検出されるのに十分なパワーを有する4番目のプ
リアンブルに応答する。
【0040】図3には、プリアンブルを検出するための
プリアンブルプロセッサ316、およびプリアンブルを
検出した後でパケットを受信し続けるためのパイロット
プロセッサ317が示してある。プリアンブルを検出し
た後で、プロセッサ319はACK信号を生成し、これ
がパケットフォーマッタ324に移り、BSスペクトラ
ム拡散送信機によって放射される。
【0041】第1のRSスペクトラム拡散受信機は、確
認信号を受信する。ACK信号を受信した後で、第1の
RSスペクトラム拡散送信機は、データを有するスペク
トラム拡散信号を、BSスペクトラム拡散受信機に送信
する。データは、図6では時間的にACK信号の後に示
してある。このデータは、本明細書では衝突検出信号と
呼ぶ信号の衝突検出(CD)部分、およびメッセージを
含む。
【0042】RSスペクトラム拡散送信機から送信され
た各パケットに応答して、BS受信機は、そのデータの
衝突検出部分を検出し、そのデータの衝突検出部分のデ
ータフィールドを遠隔局に再送する。図10は、衝突検
出フィールドを再送するためのタイミング図を示してい
る。衝突検出を再送するためのスロットは複数あり、そ
れらを使用して、衝突検出フィールドを複数の遠隔局に
再送することができる。衝突検出フィールドが遠隔局に
正しく送信された場合に、その遠隔局は、そのパケット
が基地局によってうまく受信されたことを知る。衝突検
出フィールドが基地局から正しく再送されない場合に
は、遠隔局は、別の遠隔局から送信されたパケットとの
衝突があるものとみなし、それ以上のデータの送信を停
止する。
【0043】図11は、共通パケットチャネルのデータ
ペイロードのフレームフォーマットを示している。
【0044】運用中にこの伝達機構が使用される方法の
概要は、以下の通りである。遠隔局(RS)は、電源が
入ると、付近の基地局からの送信を探索する。1つまた
は複数の基地局とうまく同期した後で、遠隔局は、全て
の基地局から連続的に送信される同報通信制御チャネル
(BCCH)から、必要なシステムパラメータを受信す
る。BCCHから送信された情報を使用して、遠隔局
は、最初に基地局に送信するときに必要となる様々なパ
ラメータを決定することができる。当該パラメータは、
その遠隔局付近の全ての基地局の負荷、それらのアンテ
ナの特性、ダウンリンクで送信される情報を拡散させる
ために使用される拡散コード、タイミング情報、および
その他の制御情報である。この情報を用いて、遠隔局は
特定の波形を送信し、付近基地局の1つの注意を引くこ
とができる。共通パケットチャネルでは、その付近の基
地局からの必要な全ての情報を有する遠隔局は、適切に
選択された時間間隔で、事前に規定されたプリアンブル
のセットから特定のプリアンブルの送信を開始する。こ
の特定の構造のプリアンブル波形は、検出性の損失を最
低限に抑えて、基地局でのプリアンブル波形の検出が可
能な限り容易になることを基本に選択される。
【0045】物理共通パケットチャネル(CPCH)
は、CPCHを搬送するために使用される。これは周知
のスロットALOHA手法に基づいている。ダウンリン
クで受信されるBCCHチャネルのフレームの境界に対
して、明確な時間のオフセットがいくつか存在する。こ
れらの時間のオフセットがアクセススロットを規定す
る。アクセススロットの数は、当面の特定のアプリケー
ションに従って選択される。一例として、図5に示すよ
うに、8個のアクセススロットが持続時間10ミリ秒の
フレーム中で1.25ミリ秒間隔をあけている。
【0046】図5によれば、遠隔局はアクセススロット
を無作為に選び出し、プリアンブル波形を送信すること
によって基地局との接続を得ようとする。基地局は、こ
のプリアンブルを認識することができ、各アクセススロ
ットの冒頭でそれを受信することを予期している。アク
セスバーストの長さは可変であり、アクセススロット数
個分から多数のフレーム持続時間まで変化することがで
きる。遠隔局から送信されるデータの量は、様々な要因
によって決まる。そのうちのいくつかとして、遠隔局の
クラス能力(class capability)、優
先順位、基地局から送信される制御情報、および基地局
に常駐し、そこで実行される様々な帯域幅管理プロトコ
ルがある。データ部分の冒頭にあるフィールドが、デー
タ部分の長さを表す。
【0047】アクセスバーストの構造を図6に示す。ア
クセスバーストは、持続時間TPのプリアンブルのセッ
トから始まり、そのパワーが時間経過とともにプリアン
ブルごとに段階的に増加する。各プリアンブルの間に送
信されるパワーは一定である。プリアンブル間の持続時
間TDの間、アクセスバーストは、その前に送信された
プリアンブルに対して一定のパワーレベル比で送信され
るパイロット信号からなる。プリアンブルのコード構造
とパイロット信号の間には1対1の対応がある。パイロ
ット信号は、ゼロパワーレベルに設定することによって
なくすこともできる。
【0048】プリアンブルの送信は、プリアンブルが基
地局によってピックアップされ、検出されると中断さ
れ、基地局は、遠隔局がうまく受信したことを示すレイ
ヤ1確認L1 ACKを遠隔局に応答する。プリアンブ
ルの送信はまた、遠隔局が最大許容数のプリアンブルM
Pを送信した場合にも中止される。このL1 ACKを
受信すると、遠隔局はそのデータの送信を開始する。遠
隔局は、MPを超えるプリアンブルを送信した後で、強
制的なランダムバックオフ手続き(randombac
k off procedure)を受ける。この手続
きは、遠隔局に強制的にそのアクセスバースト送信を後
に遅延させるものである。ランダムバックオフ手続き
は、遠隔局の優先順位状態に基づいてパラメータで示さ
れる。プリアンブルごとに増加するパワーの量はDP
あり、これは全ての時間で全てのセルについて一定であ
るか、またはBCCHを介して繰り返し同報通信され
る。様々な優先順位状態を有する遠隔局は、その遠隔局
に割り当てられた優先順位状態に依存するパワー増加を
使用することもできる。優先順位状態は、予め決まって
いることも、基地局とのネゴシエーションの後で遠隔局
に割り当てられることもある。
【0049】(プリアンブル信号構造)考えられるプリ
アンブル波形には大きなセットがある。あらゆる基地局
には、システム中の全てのプリアンブル波形のセットか
ら、プリアンブルのサブセットが割り当てられる。基地
局が使用しているプリアンブルのセットは、そのBCC
Hチャネルを介して同報通信される。プリアンブル波形
を生成する多くの方法がある。既存の1つの方法は、長
さLの全ての可能な直交Goldコードのセットから、
プリアンブルごとに単一の直交Goldコードを使用す
るものである。この場合、プリアンブルは、Goldコ
ードをN回繰り返して長さNの複雑なシーケンスを送信
することによって構築することもできる。例えば、Aが
直交Goldコードを示し、Gi={gi 0、gi 1、gi
2、…gi N-1}、長さLの複雑なシーケンスであると
すると、プリアンブルは、図8に示すように形成するこ
とができる。ここで、gi j(j=0、…、N−1)を
A中のあらゆる要素に乗算する。通常は、Gi´のセッ
トは、互いに直交するように選択される。これにより、
最大数N個の可能な波形が見込まれることになる。可能
なプリアンブルの総数は、L*Nとなる。
【0050】好ましい手法は、各プリアンブルを生成す
る際に、単一のコードを繰り返し使用するのではなく、
異なるコードを使用するものである。その場合、L個の
可能なコード、必ずしもGoldコードである必要はな
い、が可能であり、A0、A1、…、AL-1で示されると
すると、可能なプリアンブルは図8に示すようになる。
iの順序は、2つの異なるプリアンブルに対して同じ
位置で同じコードが使用されないように選択することが
できる。同様の手法を使用して、パイロット信号を形成
することもできる。
【0051】(ダウンリンク共通制御チャネル)図10
に、偶数スロットおよび奇数スロットのダウンリンク共
通制御チャネルの構造を示す。偶数スロットは、基準デ
ータおよび制御データを含む。パイロット記号は、残り
の制御記号を復調するための基準を導出するために使用
される。制御記号は、送信フレーム識別(TFI)記
号、パワー制御(PC)記号、衝突検出(CD)記号、
および信号方式記号(SIG)で形成される。奇数スロ
ットは、偶数スロットが含む全ての情報を含み、それに
加えて確認(ACK)信号を含む。奇数スロットは、衝
突検出フィールドを含まない。
【0052】アップリンクCPCHは、最後に送信され
るプリアンブルについて示してある。最後に送信された
プリアンブルの後で、基地局は、最後に送信されたプリ
アンブルの送信をうまく検出し、確認信号を返送する。
同時に、遠隔局はこのACK信号を受信する。送信され
たACK信号は、アップリンクで送信された特定のプリ
アンブル構造に対応している。遠隔局は、遠隔局が送信
したプリアンブルに対応するACK信号を検出した後
で、そのデータの送信を開始する。
【0053】アップリンク中のプリアンブル構造に対応
して、時間的に対応するパワー制御情報記号、および時
間的に対応する衝突検出フィールドが存在する。データ
送信を開始した後で、遠隔局は、ダウンリンクで送信さ
れたパワー制御情報を使用して、その送信パワーを調節
する。パワー制御記号は復号されて2値の判断されるデ
ータを導出し、これを使用して送信されるパワーを相応
に増加または減少させる。図11は、アップリンクフレ
ームの構造、およびアップリンクで送信されるデータ部
分のスロットのフォーマットを示している。データおよ
び制御情報は、同相および直交位相の多重化フォーマッ
トで送信される。すなわち、データ部分は同相座標上で
送信することができ、制御部分は直交位相座標上で送信
することができる。データおよび制御の変調はBPSK
である。制御チャネルは、受信側がこのデータを復調で
きるようにするための情報を含む。制御チャネルは、よ
り上位レイヤのシステム機能を提供する。データ部分
は、1つまたは複数のフレームからなる。各フレームは
いくつかのスロットからなる。一例として、フレームの
持続時間を10ミリ秒の長さにし、スロットの持続時間
を0.625ミリ秒の長さにすることができる。この場
合には、フレームごとに16個のスロットが存在する。
データペイロードの冒頭は、同時に送信を行うその他の
遠隔局との衝突の可能性についての情報を中継するため
に使用される衝突検出フィールドを含む。衝突検出フィ
ールドは、基地局によって読み取られる。基地局は、最
後の時間スロットでACK信号を与えてから、衝突検出
フィールドが存在することを予期する。
【0054】衝突検出フィールドは、現在のパケットを
送信するために遠隔局が無作為に選択した一時的な識別
(ID)番号を含む。基地局は、この衝突検出フィール
ドを読み取り、ダウンリンク上でこの衝突検出フィール
ドを折り返す、または返送する。遠隔局で検出された衝
突検出フィールドが、同じ遠隔局が送信した衝突検出フ
ィールドと合致した場合には、この衝突検出フィールド
が、送信が正しく受信されていることを示す識別とな
る。その後、遠隔局は引き続きパケットの残りの部分を
送信する。衝突検出フィールドが遠隔局で正しく受信さ
れない場合には、遠隔局は、基地局によるパケット受信
がエラーであるとみなし、パケットの残りの部分の送信
を中断する。
【0055】残りのフィールドの機能は以下の通りであ
る。パイロットフィールドは、データビットおよび制御
ビット双方の復調を可能にする。送信パワー制御(TP
C)ビットは、そのユーザに向けられたダウンリンクチ
ャネルが運用状態である場合には、対応するダウンリン
クチャネルのパワーを制御するために使用される。その
ダウンリンクチャネルが運用状態でない場合には、その
代わりに、TPC制御ビットを使用して追加のパイロッ
トビットを中継することができる。
【0056】レート情報(RI)フィールドは、瞬間的
なデータ転送速度を基地局と明示的にネゴシエートする
必要なくそのデータ転送速度を変化させる能力を送信機
に与えるために使用される。サービスフィールドは、デ
ータビットがそのために使用される特定のサービスの情
報を提供する。長さフィールドは、パケットの持続時間
を指定する。信号フィールドは、必要に応じて追加の制
御情報を提供するために使用することができる。
【0057】共通パケットチャネルの追加の機能は、
(1)帯域幅管理、および(2)L2確認機構である。
【0058】帯域幅管理機能は、ダウンリンク共通制御
チャネル上の信号情報を介して実施される。この機能を
組み込むための方法は3つある。第1の方法は、現在C
PCHを使用して情報を送信している全てのアップリン
クユーザの優先順位状態を変えることによるものであ
る。この方法により、全てのユーザは、ダウンリンクで
送信された制御信号を介して、それらの優先順位状態を
再マッピングする。CPCHユーザの優先順位が低下す
ると、それらのアップリンクチャネルを捕捉する能力も
低下する。したがって、このCPCHユーザからアップ
リンク上で送信されるデータの量が減少する。別の機構
は、基地局が、CPCHユーザが送信できる最大限の可
能なデータ転送速度で中継するものである。これによ
り、おそらくはアップリンクのシステム容量を超えた転
送速度で、CPCHユーザが送信を行うことが防止さ
れ、したがって、セルを機能停止させ、すなわち基地局
に現在接続されている全てのユーザの通信を中断させる
可能性がある。第3の方法では、基地局は、ACK信号
を介して否定応答を提供することができる。この場合に
は、ACK信号を受信するように同調された任意の遠隔
局は、それ以上のアクセスバースト信号の送信を禁止さ
れる。
【0059】L2確認(L2 ACK)機構は、L1
ACKとは異なり、アップリンクパケット受信の正当性
を基地局が遠隔局に通知するために使用される。基地局
は、パケットのどの部分が正しく受信されているか、ま
たどの部分が間違って受信されているかを遠隔局に中継
する。このタイプの情報を中継するための特定のプロト
コルを実施する既存の方法は多数ある。例えば、パケッ
トは、いくつかのフレームからなり、各フレームはいく
つ以下のサブフレームからなるのとして識別することが
できる。フレームは所定の番号で識別される。各フレー
ム中のサブフレームも特定の番号で識別される。基地局
がパケットの正当性についての情報を中継する1つの方
法は、正しく受信された全てのフレームおよびサブフレ
ームを識別することである。もう1つの方法は、誤って
受信されたフレームおよびサブフレームを識別すること
である。基地局がフレームまたはサブフレームの正当性
を識別することができる方法は、その巡回剰余コード
(cyclic residue code)(CR
C)フィールドを検査することによるものである。
【0060】その他、確認のためのより頑強な機構を使
用することもできる。例えば、否定応答を、共通パケッ
トチャネルの一部分にすることもできる。基地局は、L
1ACKの一部分として否定応答(ACK)を送信し、
強制的に遠隔局にメッセージ部分の送信を中止させるこ
ともできる。
【0061】(CD動作)同時に基地局にアクセスしよ
うと試みる遠隔局は、多数存在する。基地局に到達する
ために遠隔局が使用できるいくつかの異なるプリアンブ
ル信号が存在する。各遠隔局は、これらプリアンブル信
号のうちの1つを無作為に選択し、基地局にアクセスす
るために使用する。基地局は、同報通信共通同期チャネ
ルを送信する。この同報通信共通同期チャネルは、フレ
ームタイミング信号を含む。遠隔局は、同報通信共通同
期チャネルを受信することによって、基地局から送信さ
れたフレームタイミングを抽出する。フレームタイミン
グは、遠隔局で、フレームの持続時間をいくつかのアク
セススロットに分割することによってタイミングスケジ
ュールを導出するために使用される。遠隔局は、各アク
セススロットの冒頭でのみ、それらのプリアンブルを送
信することができる。様々な遠隔局の実際の送信回数
は、それらの伝播遅延が様々であることから、わずかに
異なることがある。これは、スロッテッドALOHAア
クセスプロトコルとして知られる一般的なアクセスプロ
トコルを規定する。各遠隔局は、基地局がそのプリアン
ブルを検出して、プリアンブルを受信したことを確認
し、この確認がその遠隔局で正しく受信されるまで、そ
のプリアンブル信号を繰り返し送信する。同じアクセス
スロット中で同じプリアンブル信号を送信している遠隔
局が複数存在することもある。基地局は、2以上の遠隔
局が同じスロット中で同じプリアンブルを送信している
かどうかを認識することはできない。基地局は、プリア
ンブル信号の送信を検出したときに、確認メッセージを
返送する。可能なプリアンブル信号それぞれに対応する
確認メッセージは1つである。したがって、確認メッセ
ージは、プリアンブル信号と同数だけ存在する。あらゆ
る送信側遠隔局が、送信するプリアンブル信号に対応す
る確認メッセージを受信し、そのメッセージの送信を開
始することになる。各プリアンブル信号ごとに、メッセ
ージを送信するために基地局で使用される、対応する拡
散コードがある。メッセージ送信は、常にアクセススロ
ットの冒頭で開始される。同じアクセススロット中で同
じプリアンブル信号を使用している遠隔局がいくつか存
在するので、それらは、同じ拡散コードを使用して同時
にそれらのメッセージの送信を開始する。この場合に、
これらの遠隔局の送信は互いに妨害し合う可能性が高
く、したがって正しく受信されない。
【0062】各遠隔局は、送信するメッセージの冒頭に
衝突検出(CD)フィールドを含む。CDフィールド
は、各遠隔局によって無作為に、各遠隔局ごとに独立し
て選択される。予め規定された数を限定されたCDフィ
ールドがある。同時にメッセージを送信する2つの遠隔
局は、異なるCDフィールドを選択している可能性が高
い。基地局は、CDフィールドを受信すると、このCD
フィールドを遠隔局に折り返す、つまり返送する。遠隔
局は、基地局から折り返されたCDフィールドを読み取
る。折り返されたCDフィールドが、その遠隔局が送信
したCDフィールドと合致した場合には、遠隔局は、そ
の遠隔局が基地局によって正しく受信されているものと
仮定し、引き続き残りのメッセージまたはデータを送信
する。基地局から折り返されたCDフィールドが、その
遠隔局が送信したCDフィールドと合致しない場合に
は、遠隔局は衝突があるものと仮定し、残りのメッセー
ジまたはデータの送信を停止する。
【0063】(データ以前のパワー制御)図12は、遠
隔局から基地局に送信されるRSアクセスバースト信号
の代替実施形態を示している。基地局は、同報通信共通
同期チャネルを使用して、フレームタイミング信号を送
信する。遠隔局は、この同報通信共通同期チャネルと同
期し、フレームタイミング信号からフレームタイミング
情報を取り出す。フレームタイミング情報は、いつ遠隔
局がアクセスバースト信号を送信できるかについてのタ
イミングを含む。フレームタイミング情報を使用して、
遠隔局は、送信タイミングスケジュールを準備する。こ
の実施形態では、遠隔局は、フレームの持続時間をいく
つかのアクセスタイムスロットに分割する。一タイムス
ロットの持続時間は、アクセススロットの半分にするこ
とができる。遠隔局は、アクセスタイムスロットの冒頭
で、アクセスバースト信号の送信を開始する。伝播遅延
があるので、遠隔局のフレーム時間基準は、必ずしも基
地局のフレーム時間基準と同じになるとは限らない。
【0064】図12のアクセスバースト信号は、パワー
レベルを増加させながらそれぞれ時間経過とともに送信
される、複数のRSプリアンブル信号、RSパワー制御
信号、およびRSパイロット信号を含む。RSプリアン
ブル信号からRSプリアンブル信号へのパワーは、パワ
ー値P0、P1、P2、…に従って増加する。パワー値
は、それらの指標に従って増加する、すなわちP0<P
1<P2<…となる。複数のRSプリアンブル信号、R
Sパワー制御信号、およびRSパイロット信号の組合せ
は、アクセスバースト信号の一部または全体を構成す
る。RSパワー制御信号およびRSパイロット信号のパ
ワーレベルは、RSプリアンブル信号のパワーレベルに
比例することができる。
【0065】複数のRSプリアンブル信号、RSパワー
制御信号、およびRSパイロット信号の後に時間的にデ
ータが続く。したがって、アクセスバースト信号は、デ
ータ部分を含むこともできる。あるいは、アクセスバー
スト信号は、複数のRSプリアンブル信号、RSパワー
制御信号、およびRSパイロット信号を含むことがで
き、データはそのアクセスバースト信号に連結されてい
るとも考えられる。データは、メッセージ情報、または
信号などその他の情報を含むことができる。データは、
アクセスバースト信号に連結される、またはその一部分
となることが好ましいが、アクセスバースト信号とは別
に送信することもできる。
【0066】図12に示すように、アクセスバースト信
号の時間的一部分であるRSパワー制御信号は、各RS
プリアンブル信号の間の時間間隔の中で時間的に最初に
送信される。RSプリアンブル信号は、図12に示すよ
うに、アクセスバースト信号の時間的一部分である。R
Sパイロット信号は、各RSプリアンブル信号の間の時
間間隔の中で時間的に2番目に送信される。
【0067】RSパワー制御信号は、専用ダウンリンク
チャネルのパワー制御のためのものである。基地局は、
遠隔局から送信されたRSプリアンブル信号を検出した
のに応答して、専用ダウンリンクを送信する。RSパイ
ロット信号により、基地局が、遠隔局から受信したパワ
ーを測定し、その結果として基地局から遠隔局に送信さ
れたパワー制御情報を使用して遠隔局をパワー制御する
ことが可能となる。
【0068】アクセスバースト信号内で、遠隔局は連続
的にRSプリアンブル信号を送信し、その後にRSパワ
ー制御信号を送信し、その後にRSパイロット信号を送
信する。基地局の受信機は、RSプリアンブル信号の送
信を探索する。基地局がRSプリアンブル信号を検出し
た後の所定の瞬間に、図12に示すように、基地局はB
Sプリアンブル信号の送信を開始する。遠隔局は、RS
プリアンブル信号を送信する度に、BSプリアンブル信
号を受信するようにその受信機を同調させる。RSパイ
ロット信号の送信タイミングのオフセットは、既に遠隔
局に既知である。遠隔局は、既知の瞬間にBSプリアン
ブルパイロット信号の受信を開始する。BSプリアンブ
ルパイロット信号を送信するために基地局で使用される
拡散コードは遠隔局に既知である。BSプリアンブルパ
イロット信号は、遠隔局が送信したRSプリアンブル信
号のタイプと関連づけられるからである。
【0069】遠隔局は、BSプリアンブルパイロット信
号が送信されていても、送信されていなくても、BSプ
リアンブルパイロット信号の受信プロセスを開始する。
遠隔局は、BSプリアンブルパイロット信号が送信され
ているか否かを判定しようとはしない。BSプリアンブ
ルパイロット信号を受信すると、遠隔局は、送信された
BSプリアンブルパイロット信号の信号品質を測定する
ことができる。この品質測定は、例えば、遠隔局がBS
プリアンブルパイロット信号を受信することによる、受
信した信号対雑音比(SNR)または誤り率である。
【0070】BSプリアンブルパイロット信号の最初の
パワーレベルは、送信前に基地局によって決定される。
BSプリアンブルパイロット信号を受信した結果とし
て、遠隔局は、受信したBSプリアンブルパイロット信
号のSNRが、以前に規定されたその遠隔局のSNRレ
ベル(RS−SNRレベル)以上であるかそれ以下であ
るかを判定する。BSプリアンブルパイロット信号が基
地局から送信されなかった場合には、遠隔局の復調器ま
たはプロセッサは、送信されたBSプリアンブルパイロ
ット信号が以前に規定されたRS−SNRレベルより十
分に低いSNRで受信されたものと判断する可能性が高
い。
【0071】BSプリアンブルパイロット信号の受信し
たSNRを測定する間に、遠隔局は、RSパワー制御信
号を使用してパワー制御コマンドを送信する。遠隔局で
測定した受信したBSプリアンブルパイロット信号のS
NRが、以前に規定されたRS−SNRレベル以下とな
る場合には、遠隔局は、「増加」信号、例えば1ビット
を基地局に送信し、BSプリアンブルパイロット信号の
送信パワーレベルを増加させるよう基地局に命令する。
遠隔局で測定したBSプリアンブルパイロット信号のS
NRが、以前に規定したRS−SNRレベル以上である
場合には、遠隔局は、「減少」信号、例えば0ビットを
基地局に送信し、BSプリアンブルパイロット信号の送
信パワーレベルを減少させるよう基地局に命令する。こ
のプロセスは、RSパワー制御信号の持続時間の間継続
する。基地局がRSプリアンブル信号を検出している場
合には、BSプリアンブルパイロット信号のパワーは、
受信されたBSプリアンブルパイロットの測定されたS
NRが、予め規定されたRS−SNRレベルに近くなる
ように、遠隔局によって調節される。
【0072】RSプリアンブル信号を検出してから所定
の時間間隔後に、基地局は、確認メッセージを送信す
る。確認メッセージを送信する時間、およびそのコード
構造は、遠隔局に既知である。確認メッセージの構造
は、遠隔局から送信されたRSプリアンブルのコード構
造と関連づけられる。遠隔局は、確認メッセージを検出
するようにその受信機をセットする。同時に遠隔局は、
RSパイロット信号の送信を開始し、基地局はRSパイ
ロット信号の送信時間およびコード構造を知っているの
で、基地局はこのRSパイロット信号を受信することが
できる。遠隔局は、基地局から送信された確認を検出し
なかった場合には、その遠隔局が以前に送信したRSプ
リアンブル信号が基地局で検出されなかったものと仮定
する。このような場合には、遠隔局は、次のRSプリア
ンブル信号を送信する準備をすることになる。確認メッ
セージの送信を遠隔局が検出した場合には、遠隔局はこ
のメッセージを復号する。
【0073】復号したメッセージから、遠隔局は、この
復号した確認メッセージが肯定応答であるか否定応答で
あるかを判断する。確認メッセージが否定応答であると
判定した場合には、遠隔局は全ての送信を停止する。遠
隔局は、所定のバックオフプロセスに入ることによっ
て、後に再開する。確認メッセージが肯定応答であると
判定した場合には、遠隔局は引き続きRSパイロット信
号を送信する。
【0074】基地局は、RSパイロット信号を受信し、
受信したRSパイロット信号の受信したSNRが、所定
のBS−SNRレベル以上であるかそれ以下であるかを
判定する。受信したRSパイロット信号の測定したSN
Rが、所定のBS−SNRレベル以下である場合には、
基地局は、1ビットコマンドなどの「増加」信号を遠隔
局に送信することによって、遠隔局の送信パワーを増加
させるよう遠隔局に命令する。受信したRSパイロット
信号の測定したSNRが、所定のBS−SNRレベル以
上である場合には、基地局は、0ビットコマンドなどの
「減少」信号を遠隔局に送信することによって、その送
信パワーを減少させるよう遠隔局に命令する。これらの
コマンドは、いくつかのパワーDPCCHパワー制御記
号がその後に続くDPCCHパイロット記号のセットを
介して送信することもできる。
【0075】図12に示すように、最初の2つのタイム
スロット中に、連続したDPCCHパワー制御記号とD
PCCHパイロット記号の間に、追加のパワー制御コマ
ンドが送信される。これらのパワー制御コマンドを送信
することで、送信されたRSパイロット信号のパワーレ
ベルが、予め規定されたBS−SNRレベルに近づく。
念のため、遠隔局および基地局双方についてのパワー変
化の総量は、所定の最大値に制限することができる。こ
の値は、一定にすることも、基地局から同報通信とする
こともできる。遠隔局は、基地局から肯定応答を受信
し、RSパイロット信号の送信を完了してから、RS衝
突検出フィールドを送信し、その後にデータ情報を搬送
するメッセージを送信する。RS衝突検出フィールド
は、基地局で受信され、次の送信タイムスロットでBS
衝突検出フィールドとして遠隔局に返送される。遠隔局
で受信されたBS衝突検出フィールドが、その遠隔局が
送信したRS衝突フィールドと合致した場合には、遠隔
局は引き続き残りのメッセージを送信する。
【0076】基地局は、DPDCHパイロット信号およ
びDPDCHパワー制御信号を連続的に送信することに
よって、遠隔ステーションをパワー制御し続ける。BS
衝突検出フィールドが、送信されたRS衝突検出フィー
ルドと合致しない場合には、遠隔局は、その送信が、同
じRSアクセスバースト信号コード構造を使用して同時
にその基地局にアクセスしようと試みる別の遠隔局によ
る送信と衝突したものと判断し、後まで送信を停止す
る。
【0077】(ピンポン・プリアンブルを備えたCPC
H)通常は、遠隔局は、送信モードに入る前にその近傍
の基地局を探索し、最も強く受信した基地局に送信する
ことに決める。どの基地局に送信するかという選択が、
遠隔局の送信決定である。この決定は、遠隔局が基地局
から受信したパワー、またはそれと同等の誤り率に基づ
いている。ほとんどの場合、遠隔局の送信は、ただ1つ
の基地局によってのみ測定可能なパワーで受信される。
その場合には、遠隔局はその基地局と通信しさえすれば
よい。
【0078】基地局が遠隔局から受信するパワーの推定
値は、遠隔局が基地局から受信するパワーの量から生成
することができる。通常、これは開ループパワー推定と
呼ばれる。開ループパワー推定により、遠隔局は、様々
な基地局で受信されたパワーを、遠隔局がそれらの基地
局から受信するパワーの量から決定することができる。
アップリンク周波数とダウンリンク周波数が異なる場合
には、これはそれほど正確な推定ではない。しかし、開
ループパワー推定を使用して、1つまたは複数の基地局
が通信の候補であるかどうかを判定することができる。
これは、遠隔局がセルの周縁部に位置するときに特に役
に立つ可能性がある。その場合には、遠隔局の送信を、
ある一の基地局より強く受信する可能性がある。より重
要な測度は、遠隔局が基地局によって受信されるパワー
である。これは、共通パケットチャネルを操作するとき
には、ほとんどの情報送信がアップリンク上で行われる
ためである。従来のCPCHの概念の代替形態であるこ
の実施形態では、ほとんどの場合に、遠隔局が、最も良
く受信する基地局を選択することが可能となる。この代
替形態は、セルの周縁部で動作する遠隔局にかなりの量
の利点を提供する。遠隔局が最も強く受信される基地局
に接続されることにより、システム全体の容量が最大限
に高まる。
【0079】遠隔局は、通信する特定の基地局を選択
し、選択した基地局との通信を確立すると、その基地局
とリンクされる。
【0080】どの基地局とリンクするかを遠隔局(R
S)が選択するための1つの方法は、複数の基地局にR
Sプリアンブルを送信し、次いで、受信を確認する基地
局を選択する、または複数の基地局がほぼ同時に受信を
確認した場合には、最も強く受信した基地局を選択する
ことである。
【0081】通常は、各基地局ごとに異なるRSプリア
ンブルがある。また、基地局が同期していない場合に
は、様々な基地局への送信を異なる時間に行う必要があ
る。したがって、遠隔局は、いくつかの基地局に交互に
送信する必要があり、また異なる時間にそれらの確認を
予期する必要もある。明らかに、遠隔局が単一の基地局
に送信し、遠隔局がただ1つの基地局のみの受信範囲内
にあるとみなしている場合には、常に同じRSプリアン
ブルを送信する。
【0082】遠隔局が、2つの基地局の受信範囲内にあ
るものと仮定する。図13から分かるように、遠隔局
は、異なる2つのプリアンブルを順次2つの基地局に送
信する。これらは2つのRSプリアンブルである。プリ
アンブルのパワーは時間経過とともに増加する。第1の
基地局、つまり2つ目の添字で0を示す基地局に対する
プリアンブルのは、パワーP0 0、P1 0、P2 0…で送
信される。第2の基地局、つまり2つ目の添字で1を示
す基地局に対するプリアンブルは、パワーP0 1
1 1、P2 1…で送信される。この場合には、第1の基
地局のみが第2のRSプリアンブルの受信を確認する。
その後、遠隔局は、衝突検出/衝突解決(CD/CR)
プロセスを受け、RS−CLPCプリアンブルを送信
し、データ情報を送信する。2つを超える基地局へのプ
リアンブルの送信を可能にする方法は、上記手続きから
導出することができる。図13から、第1の基地局での
最後のRSプリアンブルの受信は、第2の基地局での最
後のRSプリアンブルの受信より強いものと仮定され
る。したがって、より良好なアップリンクチャネルを有
する基地局が選択される。遠隔局はまた、プリアンブル
の受信を確認する第1の基地局に応答することに決める
こともできる。これは、情報送信遅延を最小限に抑える
必要がある場合に当てはまる。
【0083】図14では、第1の基地局および第2の基
地局が両方とも、それらの対応するRSプリアンブル受
信を確認している。しかし、遠隔局は、第2の基地局の
確認の受信を待機せずに、第1の基地局についてのCD
/CRプロセスを受けている。残りのプロセスは、前記
の遠隔局が第1の基地局とリンクする場合と同様であ
る。
【0084】図15では、遠隔局は、起こりうる両方の
確認の受信を待機した後で、どの基地局にCD/CRプ
リアンブル信号を送信するかを決定する前に確認してい
る。これにより、遠隔局は、最も強く受信している基地
局を選択することができる。これは、必ずしも選択した
基地局がより良好なアップリンクチャネルを備えた基地
局であることを保証するわけではない。しかし、統計的
には、遠隔局によって最も強く受信されている基地局
は、より良好なアップリンクチャネルを有する基地局で
ある可能性が最も高い。
【0085】(共通プリアンブルを使用するCPCH動
作)遠隔局が、2つ以上の基地局からほぼ等距離にある
領域中にあるときには、遠隔局で受信される基地局から
のパワーは、どの基地局が最も良好にその遠隔局を受信
しているかを示す明確な指示にはならない。その受信し
ている基地局がほとんどの場合に通信に使用されるよう
にする機構が必要とされている。
【0086】いくつかの場合には、遠隔局は、2つ以上
の基地局に共通のRSプリアンブルを送信することもで
きる。2つ以上の基地局は、基地局グループを形成す
る。共通RSプリアンブルは、基地局グループ中の全て
の基地局によって受信される。基地局グループを形成す
る基地局は、遠隔局によって、その遠隔局の受信範囲
(RR)内での基地局から受信したパワーの読み、また
はそれと同等に誤り率の読みを使用して決定される。
【0087】バースト送信の前に、遠隔局は、リンクを
準備する対象となる潜在的な基地局であると考える基地
局のグループを選択する。各遠隔局において基地局グル
ープ中にどの基地局が属するかという情報は、その遠隔
局とその遠隔局のすぐ近くの基地局の間にあった以前の
通信によって事前に中継される。この基地局も、選択さ
れた基地局グループのメンバとなるものとする。遠隔局
からの送信が開始されると、その基地局グループ中の全
ての基地局は、この共通RSプリアンブルを受信するよ
うに同調される。いずれかの時点で、基地局グループの
1つまたは複数の基地局が、RSプリアンブルを検出
し、それらのダウンリンクチャネルを介してL1確認
(L1 ACK)を送信することになる。
【0088】図16に示すように、基地局グループの2
つの基地局が、共通RSプリアンブル送信を確認する。
遠隔局は、基地局グループ中の全ての基地局についての
L1確認のタイミングを知っているので、多数の基地局
が確認したかどうか、またどれだけの数の基地局が確認
したかを決定することができる。L1確認信号の相対的
なパワーを測定すると、次いで遠隔局は、衝突検出/衝
突解決(CD/CRプリアンブル)を単一の基地局に送
信する。すなわち、遠隔局は、基地局グループ中の選択
した基地局が検出できるCD/CRプリアンブルを送信
する。CD/CRプリアンブルを受信した基地局は、同
じCD/CRプリアンブルで返答する。様々なCD/C
Rプリアンブルコード構造は、遠隔局と基地局グループ
中の基地局の間で事前に実行された何らかのネゴシエー
ションを通じて、基地局グループ中の全ての基地局に既
知である。CD/CRプリアンブルは、様々な遠隔局か
ら複数の共通RSプリアンブルが送信されている可能性
を検出する目的にかなう。
【0089】可能なCD/CRプリアンブルのセットか
ら、1つのCD/CRプリアンブルを無作為に選び出す
遠隔局では、選択した基地局から同じCD/CRプリア
ンブルが折り返されない限り、この遠隔局は、少なくと
も一時的には、その所期の送信を完了しない。所定の瞬
間に、遠隔局および選択された基地局がともに、閉ルー
プパワー制御プリアンブル(CLPCプリアンブル)の
送信を開始する。基地局は、BS−CLPCプリアンブ
ルを送信し、遠隔局はRS−CLPCプリアンブルを送
信する。これらのプリアンブルは、実際の情報および制
御データを送信する前に、遠隔局および基地局の両方を
閉ループパワー制御するのに役立つ。
【0090】本発明の範囲または趣旨を逸脱することな
く、本発明の共通パケットチャネルに様々な修正を加え
ることができることは、当業者には明らかであろう。ま
た、共通パケットチャネルの修正形態および変更形態
が、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内と
なるものとして、本発明は、これらの共通パケットチャ
ネルの修正形態および変更形態をカバーするものとす
る。
【0091】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CDMAシステムは、基地局(BS)および複数の遠隔
局を有し、基地局はBSスペクトラム拡散送信機および
BSスペクトラム拡散受信機を有し、複数の遠隔局はそ
れぞれ、RSスペクトラム拡散送信機およびRSスペク
トラム拡散受信機を有し、また、BSスペクトラム拡散
送信機から、同報通信共通同期チャネルを送信するステ
ップを備え、さらに、同報通信共通同期チャネルは、複
数の遠隔局に共通の共通チップシーケンス信号を有し、
同報通信共通同期チャネルは、フレームタイミング信号
を有したことにより、スペクトラム拡散変調を利用する
符号分割多重アクセス(CDMA)システムの改良がも
たらされる。
【0092】即ち、CDMAシステム上でパケットデー
タを転送するための効率的な方法を提供することが可能
となり、高いデータスループット、少ない遅延、および
効率的なパワー制御を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】共通の制御ダウンリンクチャネルを備えた、共
通パケットチャネルシステムのブロック図である。
【図2】専用のダウンリンクチャネルを備えた、共通パ
ケットチャネルシステムのブロック図である。
【図3】共通パケットチャネルのための基地局の受信機
および送信機を示すブロック図である。
【図4】共通パケットチャネルのための遠隔局の受信機
および送信機を示すブロック図である。
【図5】アクセスバーストの送信についてのタイミング
図である。
【図6】共通の制御ダウンリンクチャネルを使用した、
図5の共通パケットチャネルのアクセスバーストを示す
図である。
【図7】専用のダウンリンクチャネルを使用した、図5
の共通パケットチャネルのアクセスバーストを示す図で
ある。
【図8】プリアンブルの構造を示す図である。
【図9】プリアンブルおよびパイロットのフォーマット
を示す図である。
【図10】共通パケットチャネルのタイミング図および
ダウンリンクの共通制御リンクのフレームフォーマット
を示す図である。
【図11】共通パケットチャネル、パケットデータのフ
レームフォーマットを示す図である。
【図12】データ以前の相互送信パワー制御の共通パケ
ットチャネルのタイミング図である。
【図13】共通パケットチャネルの、関連するダウンリ
ンク専用物理チャネルとのタイミング図である。
【図14】共通パケットチャネルの、関連するダウンリ
ンク物理チャネルとのタイミング図である。
【図15】共通パケットチャネルの、関連するダウンリ
ンク物理チャネルとのタイミング図である。
【図16】共通プリアンブルが2つ以上の基地局に向け
られた、共通パケットチャネルの関連するダウンリンク
専用物理チャネルとのタイミング図である。
【符号の説明】
31,32,33 基地局 35 遠隔局 309,409 アンテナ 310,410 サーキュレータ 311,411 受信側RFセクション 312,412 直交復調器 313,413 ローカル発振器 314,414 アナログデジタル変換器 315,415 プログラマブル整合フィルタ 316 プリアンブルプロセッサ 317,417 パイロットプロセッサ 318,418 データおよび制御プロセッサ 319,419 制御装置 320,420 インタリーブ解除装置 321,421 FECデコーダ 322,422 FECエンコーダ 323,423 インタリーブ装置 324,424 パケットフォーマッタ 325,425 可変利得装置 326,426 乗算装置 327,427 拡散シーケンス発生器 328,428 デジタルアナログ変換器 329,429 直交変調器 330,430 送信側RFセクション 416 確認検出器 451 マルチプレクサ 452 プリアンブル発生器 453 パイロット発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コウロッシュ パルサ アメリカ合衆国 06878 コネチカット 州 リバーサイド アムハースト ロー ド 12 (56)参考文献 特開 平9−55693(JP,A) 国際公開97/29596(WO,A2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線通信ネットワークの基地局(BS)
    を介して複数の無線遠隔局(RS)の1つにデータを転
    送する方法であって、前記基地局は、BSスペクトラム
    拡散送信機およびBSスペクトラム拡散受信機を備え、 フレームタイミング信号を前記BSスペクトラム拡散送
    信機から、共通チップシーケンス信号を有する同報通信
    共通同期チャネルを介して送信するステップと、 フレームタイミング信号を備えた前記同報通信共通同期
    チャネルを、ある1つのRSのRSスペクトラム拡散受
    信機で受信するステップと、 前記1つのRSのRSスペクトラム拡散受信機で前記受
    信されたフレームタイミング信号からフレームタイミン
    グを決定するステップと、 前記1つのRSのRSスペクトラム拡散送信機からアク
    セスバースト信号を送信するステップであって、該アク
    セスバースト信号は、複数のセグメントを備え、各々
    は、予め定められたブリアンブル及びパイロット信号を
    備えたステップと、 前記セグメントを段階的に連続してパワーレベルを増大
    して送信するステップであって、前記アクセスバースト
    信号は、前記フレームタイミングによって決められたア
    クセススロットの最初から開始するステップと、 充分なパワーレベルのブリアンブルを備えた、前記アク
    セスバースト信号の少なくとも1つのセグメントを、検
    出されたパワーレベルで前記BSスペクトラム拡散受信
    機において受信するステップと、 前記アクセスバースト信号の少なくとも1つのセグメン
    ト及び検出されたブリアンブルに応答して、前記BSス
    ペクトラム拡散送信機から確認信号を送信するステップ
    と、 前記RSスペクトラム拡散受信機で前記確認信号を受信
    し、これに応答して前記アクセスバースト信号の送信を
    止めるステップと、 前記確認信号の受信に応じて、データ及びパワー制御情
    報のいずれかを含むスペクトラム拡散信号を前記RSス
    ペクトラム拡散送信機から送信するステップと、 前記データ及びパワー制御情報のいずれかを含むスペク
    トラム拡散信号を前記BSスペクトラム拡散受信機で受
    信するステップとを備えたことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記パイロット信号を、パワーレベルが
    ゼロに設定されることにより消去することを特徴とする
    請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記ブリアンブルの送信を、前記遠隔局
    が許容される最大数のブリアンブルを送信した場合に止
    めることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記RSスペクトラム拡散送信機からデ
    ータの送信を開始するときに、データ及びパワー制御情
    報のいずれかを、前記BSスペクトラム拡散送信機から
    送信して前記RSスペクトラム拡散受信機により受信す
    ることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記確認信号の受信に応じて、複数の衝
    突検出(CD)コードの選択されたコードを前記RSス
    ペクトラム拡散送信機により送信するステップと、 前記BSスペクトラム拡散受信機により、前記RSスペ
    クトラム拡散送信機からの前記選択されたCDコードを
    検出するステップと、 BS−CDコードを前記BSスペクトラム拡散送信機か
    ら送信するステップと、 前記RSスペクトラム拡散受信機が、前記BS−CDコ
    ードを検出した場合には、データ及びパワー制御情報の
    いずれかを、前記基地局に前記RSスペクトラム拡散送
    信機から送信するステップとをさらに備えたことを特徴
    とする請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記スペクトラム拡散信号を前記RSス
    ペクトラム拡散送信機から送信することは、前記BSス
    ペクトラム拡散送信機から受信されたパワー制御情報に
    基づいたパワーレベルであり、及び、データ及びパワー
    制御情報のいずれかを前記BSスペクトラム拡散送信機
    から送信することは、前記RSスペクトラム拡散送信機
    から受信されたパワー制御情報に基づいたパワーレベル
    であることを特徴とする請求項3、4または5に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 前記スペクトラム拡散信号を前記RSス
    ペクトラム拡散送信機から送信することは、最初にパワ
    ー制御情報の送信から開始し、引き続いてデータ及びパ
    ワー制御情報のいずれかを送信し、及び、データ及びパ
    ワー制御情報のいずれかを前記BSスペクトラム拡散送
    信機から送信することは、最初にパワー制御情報の送信
    から開始し、引き続いてデータ及びパワー制御情報のい
    ずれかを送信することを特徴とする請求項3ないし6の
    いずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 基地局(BS)及び複数の遠隔局(R
    S)を備えたスペクトラム拡散変調を利用する符号分割
    多重アクセス(CDMA)システムにおいて、 前記基地局に位置し、フレームタイミング信号を含み、
    共通チップシーケンス信号を有する同報通信共通同期チ
    ャネルを送信するBSスペクトラム拡散送信機と、 前記遠隔局の1つに位置し、前記同報通信共通同期チャ
    ネルを受信し、前記フレームタイミング信号からフレー
    ムタイミングを決定するRSスペクトラム拡散受信機
    と、 前記1つの遠隔局に位置し、アクセスバースト信号を送
    信するRSスペクトラム拡散送信機であって、前記アク
    セスバースト信号は、段階的に連続してパワーレベルを
    増大して送信される複数のセグメントを備え、予め定め
    られたセグメントの間隔を有し、各々のセグメントは、
    予め定められたブリアンブルを備えたRSスペクトラム
    拡散送信機と、 前記基地局に位置し、充分なパワーレベルのブリアンブ
    ルを備えた、前記アクセスバースト信号の少なくとも1
    つのセグメントを、検出されたパワーレベルで受信する
    BSスペクトラム拡散受信機とを備え、 前記BSスペクトラム拡散送信機は、少なくとも1つの
    セグメントを受信したのに応じて確認信号を送信し、 前記RSスペクトラム拡散受信機は、前記確認信号を受
    信し、 前記RSスペクトラム拡散送信機は、前記確認信号の受
    信に応じて、前記アクセスバースト信号の送信を止め、
    データ及びパワー制御情報のいずれかを含むスペクトラ
    ム拡散信号を送信し、 前記BSスペクトラム拡散送信機が、データ及びパワー
    制御情報のいずれかを、前記RSスペクトラム拡散受信
    機に送信することを特徴とするシステム。
  9. 【請求項9】 前記RSスペクトラム拡散送信機は、前
    記ブリアンブルの送信を、前記遠隔局が許容される最大
    数のブリアンブルを送信した場合に止めるように適合さ
    れていることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
  10. 【請求項10】 前記BSスペクトラム拡散送信機は、
    前記RSスペクトラム拡散送信機からデータの送信を開
    始するときに、データ及びパワー制御情報のいずれかを
    送信するように適合され、前記RSスペクトラム拡散受
    信機は、前記パワー制御情報を受信するように適合され
    ていることを特徴とする請求項8または9に記載のシス
    テム。
  11. 【請求項11】 前記RSスペクトラム拡散送信機は、
    前記確認信号の受信に応じて、複数のRS−CDプリア
    ンブルから選択されたRS衝突検出(CD)プリアンブ
    ルを送信し、 前記BSスペクトラム拡散受信機は、前記選択されたR
    S−CDプリアンブルを検出し、 前記BSスペクトラム拡散送信機は、前記選択されたR
    S−CDプリアンブルの検出に応じてBS−CDプリア
    ンブルを送信し、 前記RSスペクトラム拡散受信機は、前記BS−CDプ
    リアンブルを検出し、 前記BS−CDプリアンブルの受信に応じて、前記RS
    スペクトラム拡散送信機は、データ及びパワー制御情報
    のいずれかを前記基地局に送信することを特徴とする請
    求項8、9または10に記載のシステム。
  12. 【請求項12】 前記スペクトラム拡散信号を前記RS
    スペクトラム拡散送信機から送信することは、前記BS
    スペクトラム拡散送信機から受信されたパワー制御情報
    に基づいたパワーレベルであり、及び、データ及びパワ
    ー制御情報のいずれかを前記BSスペクトラム拡散送信
    機から送信することは、前記RSスペクトラム拡散送信
    機から受信されたパワー制御情報に基づいたパワーレベ
    ルであることを特徴とする請求項10または11に記載
    のシステム。
  13. 【請求項13】 前記スペクトラム拡散信号を前記RS
    スペクトラム拡散送信機から送信することは、最初にパ
    ワー制御情報の送信から開始し、引き続いてデータ及び
    パワー制御情報のいずれかを送信し、及び、データ及び
    パワー制御情報のいずれかを前記BSスペクトラム拡散
    送信機から送信することは、最初にパワー制御情報の送
    信から開始し、引き続いてデータ及びパワー制御情報の
    いずれかを送信することを特徴とする請求項10、11
    または12に記載のシステム。
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