JP3748853B2 - 多次元直交リソースホッピング多重通信方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各チャネルのデータ伝送レートが活性度の低い１つの媒体を通して同期される複数の通信チャネルが共存しているデジタル通信システムにおいて基本伝送レート（Ｒ）よりも低い平均伝送レートである場合に、多次元直交リソースホッピング多重化方法を使用するチャネルのための統計的多重化方法及び装置に関する。
【０００２】
より詳細には、システムは、一次通信局が多次元直交リソースホッピングパターンによって二次通信局の各チャネルを識別するような、二次通信局への複数のチャネルを同期する一次通信局から構成されており、二次通信局に対応する多次元直交リソースホッピングパターンは、呼の確立時に割り当てられる指定されたホッピングパターンまたは二次通信局に一意の疑似ランダムホッピングパターンから構成され、任意の時点での２を越えるチャネルのホッピングパターン内の多次元直交リソース座標が同一であるとき（以下、「多次元直交リソースホッピングパターンの衝突」と言う）、衝突に関係している一次通信局からの全ての伝送チャネルが比較され、少なくとも１つのチャネルが他のチャネルとは異なるデータシンボルを伝送しようとしている場合、対応するシンボルインターバルがオフに切り換えられ（パンクチュアされる、または伝送されない）、関係する全てのチャネルに属する喪失データのシンボルエネルギーを補うために、データシンボル伝送がオフに切り換えられる全てのチャネルの伝送電力は、通信プロトコルに明記されている量だけ対応するインターバルで増加させることができる。
【０００３】
多重化通信システムの例としては、移動通信システムＩＳ−９５が従来技術として公開されている。
【０００４】
先行技術によるデジタルアナログ周波数分割多重化（ＦＤＭ）送信は、チャネル活性の程度には関係なく呼の確立時点において一次通信局による二次通信局への空いている周波数割り当て（ＦＡ）によって通信し、他の二次通信局は呼の終了時に開放された利用可能な周波数チャネルを使用することが許可される。
【０００５】
先行技術による時分割多重化（ＴＤＭ）通信システムは、チャネル活性の程度には関係なく呼の確立時において二次通信局によって一次通信局に割り当てられなかった複数のタイムスロットから１つのタイムスロットを割り当てることによって通信し、他の二次通信局は呼の終了時に開放された利用可能なタイムスロットを使用することが許可される。
【０００６】
先行技術による周波数ホッピング多重化（ＦＨＭ）通信システムは、予め予定されている周波数ホッピングパターンによって一次通信局と二次通信局との間で通信する。
【０００７】
先行技術による直交符号分割多重化（ＯＣＤＭ）通信システムは、チャネル活性の程度には関係なく呼の確立時に一次通信局によって二次通信局に割り当てられなかった直交符号内の直交符号シンボルの割り当てによって通信し、その他の二次通信局は呼の終了時に開放された利用可能な直交符号シンボルを使用することが許可される。
【０００８】
【従来の技術】
公開されている多重化方法（５）に関する従来技術の例を以下に説明する。
【０００９】
図１は、従来技術及び本発明の実施の形態によるシステムを図示している。一次通信局１０１から二次通信局１１１、１１２、１１３への全ての通信チャネルは同期されており、また相互に直交している。
【００１０】
図２ａは従来技術及び本発明の実施の形態における共通構成部分に対応する一次通信局の送信器のブロック図であり、図２ｂは従来技術の実施の形態におけるトラフィックチャネルでの一次通信局の送信器のブロック図である。パイロットチャネル２００は、図１に示すように、二次通信局によって初期同期捕捉、トラッキング、コヒーレント復調の目的でチャネル判定信号として使用されるので、各副搬送波（ＳＣ）毎に存在し、一次通信局がカバーするエリアの全てにおいて全ての二次通信局によって共用される。図２ａに示されているように、このパイロットチャネルは、既知のシンボルを送ることによってコヒーレント復調のための位相基準を提供する。パイロットチャネル２００と共に同期チャネル２１０は、一次通信局によってカバーされる全ての二次通信局にブロードキャストされる一方向ブロードキャスティングチャネルであり、全ての二次通信局によって共通に必要とされる情報（即ち、一次通信局の時間情報と識別子）は、一次通信局から伝送される。
【００１１】
同期チャネルからのデータは、畳み込みエンコーダ２１４、シンボルレート２１６を調整するためのシンボルレピータ、バーストエラーをランダムエラーに変換するためのブロックインタリーバ２１８、及び伝送データシンボルレートを整合させるためのシンボルレピータ２１９を通り、その後、図３ａ〜図３ｆに示す拡散及び変調部へ伝送される。図２ａに示されているページングチャネル２２０は、二次通信局への入線メッセージに使用されるか、または二次通信局の要求に応答するための共通チャネルである。複数のページングチャネル２２０が存在し得る。
【００１２】
ページングチャネルを通して伝送されるデータは、畳み込みエンコーダ２２４、シンボルレピータ２２６、及びブロックインタリーバ２２８を通り、長符号マスク２３０により生成される長符号発生器２３２の出力と共に排他的論理和ゲート２３６を通る。排他的論理和ゲート２３６を通ったデータは、次に図３の拡散及び変調部へ伝送される。
【００１３】
図２ｂのトラフィックチャネル２４０は、呼が完了するまでの使用のために各二次通信局に割り当てられる専用チャネルである。各二次通信局へ伝送されるデータが存在している場合、一次通信局は、トラフィックチャネル２４０を通してデータを伝送する。トラフィックチャネル２４０からのデータは、特定の時間単位、即ちフレーム（たとえば、ＩＳ−９５では２０ｍｓ）中のエラーを検出するために巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビットアタッチメント部２４１を通る。終止ビットアタッチメント部２４２は、全てが０であるトラフィックチャネルに挿入され、ＣＲＣ２４１を通ったデータはフレーム単位で独立してチャネルをエンコードするために畳み込みエンコーダ２４４を通る。次に、データは、伝送データレートに従って伝送シンボルレートを整合させるためにシンボルレピータ２４６を通る。シンボルレピータ２４６を通った後、データは、バーストエラーをランダムエラーに変換するためにブロックインタリーバ２４８を通る。ブロックインタリーバ２４８を通るデータは、疑似雑音（ＰＮ）シーケンスを使用してスクランブラ２５６においてスクランブルされ、各二次通信局に割り当てられる電子的シリアル番号（ＥＳＮ）によって生成される長符号マスク２５０を使用することにより、デシメータ２３４においてデシメートされた長符号発生器２３２の出力を渡すことによって生成される。
【００１４】
ＰＣＢ（電力制御ビット）位置抽出器２５８は、二次通信局からの伝送電力を制御するための命令が、デシメータ２３４においてデシメートされるＰＮシーケンス中に挿入される位置を抽出する。穿孔及び挿入部２６０は、スクランブラ２５６でスクランブルされたデータシンボルの中からＰＣＢ位置抽出器２５８によって抽出された電力制御命令の挿入位置に対応している符号化データシンボルを穿孔して電力制御命令を挿入し、その後に電力制御命令を図３の拡散及び変調部へ伝送する。
【００１５】
本発明によれば、多重化伝送ホッピングタイムのためのデータシンボルの位置は、上述したようにデシメートされるＰＮシーケンスを使用して決定される。
【００１６】
図３ａ、３ｂ、３ｃは、先行技術に従った拡散及び変調部の実施の形態を示している。
【００１７】
図３ａは、データ変調方法としてＢＰＳＫ（２相位相シフトキーイング）を一般的に使用するＩＳ−９５システムに対応している。
【００１８】
図３ｂは、各Ｉ／Ｑチャネルで異なる直交符号シンボルを別個に使用することにより、Ｉ／Ｑチャネル伝送データを拡散する場合を示している。
【００１９】
図３ｃは、図３ａでの方法に比して２倍のデータレートを伝送するためのデータ変調方法としてＱＰＳＫ（４相位相変調）を使用している拡散及び変調部を示している。図３ｃは、ＩＭＴ−２０００システムの候補技術の１つである、ｃｄｍａ２０００（登録商標））システムで採用されている。
【００２０】
図３ｄは、図３ｂの方法に比して２倍のデータレートを伝送するためにデータ変調方法としてＱＰＳＫ（４相位相変調）を使用している拡散及び変調部を示している。
【００２１】
図３ｅは、ＩＭＴ−２０００システムのための候補技術の１つである、ｃｄｍａ２０００（登録商標）システムで使用されているＱＯＣ（疑似直交符号）を使用する拡散及び変調部を示している。
【００２２】
図３ｆは、各Ｉ／Ｑチャネルで異なる直交符号シンボルを別個に使用することにより、Ｉ／Ｑチャネル伝送データを拡散する場合を示している。
【００２３】
図３ａにおいて、信号変換器３１０、３３０、３２６、３４６、３６４は、論理値「０」と「１」とを実際に伝送される物理信号「＋１」と「−１」とに変換する。図２の各チャネルは、信号変換器を通った後、Ｗａｌｓｈコード発生器３６２の出力によって拡散器３１２、３３２において拡散される。各チャネルの伝送電力はゲイン制御器３１４、３３４において調整される。
【００２４】
一次通信局からの全てのチャネルは、各チャネルに固定的に割り当てられたＷａｌｓｈコード発生器３６２からの直交Ｗａｌｓｈ関数によって拡散器３１２、３３２において拡散される。次に、チャネルはゲイン制御器３１４、３３４においてゲイン制御され、直交符号分割方式に基づいて多重化される３１６、３３６。多重化信号は、一次通信局識別のために短ＰＮシーケンス３２４、３４４によりＱＰＳＫ拡散及び変調部３１８、３３８においてスクランブルされる。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２０、３４０は、拡散されスクランブルされた信号をフィルタリングする。搬送波によって変調された信号は無線周波数（ＲＦ）処理部を通り、その後にアンテナを通して伝送される。
【００２５】
図３ｂにおいて、信号変換器３１０、３３０、３２６、３４６、３６４、３６５は、論理値「０」と「１」とを実際に伝送される物理信号「＋１」と「−１」とに変換する。図２の各チャネルは、信号変換器を通り、その後に２つのＷａｌｓｈコード発生器３６２、３６３の各出力により拡散器３１２、３３２において拡散される。各チャネルの伝送電力は、ゲイン制御器３１４、３３４において調整される。
【００２６】
一次通信局からの全てのチャネルは、各チャネルに固定的に割り当てられたＷａｌｓｈコード発生器３６２、３６３の直交Ｗａｌｓｈ関数によって拡散器３１２、３３２において拡散される。次に、チャネルはゲイン制御器３１４、３３４においてゲイン制御され、直交符号分割方式に基づいて多重化される３１６、３３６。多重化された信号は、一次通信局の識別のために短ＰＮシーケンス３２４、３４４によりＱＰＳＫスクランブル部３１８、３３８においてスクランブルされる。拡散されスクランブルされた信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２０、３４０によってフィルタリングされる。搬送波によって変調された信号は無線周波数（ＲＦ）処理部を通り、その後にアンテナを通して伝送される。
【００２７】
図３ｃは、図２で生成される信号をＢＰＳＫではなくＱＰＳＫへ伝送するために、異なる情報データがデマルチプレクサ３９０を通して同相チャネルと４相チャネルとで搬送さるという点を除けば、図３ａと同一である。デマルチプレクサ３９０と信号変換器３１０、３３０とを使用することにより、ＱＰＳＫのみならずＱＡＭ（直交振幅変調）にも対応できる。
【００２８】
図３ｄは、図２で生成された信号をＢＰＳＫではなくＱＰＳＫへ伝送するために、別の情報データがデマルチプレクサ３９０を通して同相チャネルと４相チャネルとで搬送されるという点を除けば、図３ｂと同一である。
【００２９】
図３ｅは、図３ｃにおける一次通信局から二次通信局へのチャネルを区別するためにＱＯＣマスクが使用される場合を示している。異なるＱＯＣマスクを使用するコードシンボルグループでは直交性が維持されないが、同一のＱＯＣマスクを使用するコードシンボルでは維持される。従って、本発明は、直交性が維持される同一のＱＯＣマスクを使用する直交符号シンボルグループに適用される。
【００３０】
図３ｂ、図３ｄと同様に図３ｆは、異なる直交符号シンボルによりデータを伝送するＩ／Ｑチャネルを拡散できるように、独立したＷａｌｓｈコード発生器がＩとＱチャネルに存在しているという点を除けば、図３ｅと同一である。
【００３１】
図４ａ、図４ｂ、図４ｃは、各チャネルに直交リソースを割り当てることにより信号を伝送する多重化方法を説明するための信号図の例である。
【００３２】
一次通信局が二次通信局と通信するときに、各二次通信局へ伝送される伝送データレートは、時間に関して異なることがある。たとえば、一次通信局によって二次通信局に割り当てられる、チャネル当りの最高の伝送レートが基本伝送レート（Ｒ）である場合、平均伝送レートは、各フレームで一次通信局から二次通信局へ伝送されるデータの大きさに応じて、Ｒ、Ｒ／２、Ｒ／４、．．．０等々の種々の形式で決定される。
【００３３】
図４ａは、各フレームでの瞬時伝送レートを平均伝送レートと整合させる場合を示している。この方法は、ＩＳ−９５のような順方向リンクのために直交符号分割多重化通信システムで使用される。
【００３４】
図４ｂは、各フレームでの伝送データが基本伝送レートよりも小さい場合に、ダミー情報で空の部分を埋めることにより、瞬時伝送レートと基本伝送レートとを整合させる方法を示している。
【００３５】
図４ｃは、瞬時伝送レートが基本伝送レート（Ｒ）または０（伝送なし）のいずれかである、Ｒと０とを伝送レートとして有するインターバル間でのレートに従って、対応するフレームでの平均伝送レートを調整するための方法を示している。図４ｃで使用されている方法は本発明のような伝送シンボルベースのＯＮ／ＯＦＦではなく、タイムスロットベースのＯＮ／ＯＦＦである。電力制御期間であるタイムスロットは、各フレームでの平均伝送レートの制御に使用されると共に、同時にＩＳ−９５システムでの逆方向リンクの閉ループ電力制御のための基準信号振幅を維持するためにも使用される。ＩＳ−９５システムでは、本発明とは異なり、チャネル間の直交性は保証されない。
【００３６】
図４ａ、図４ｂ、図４ｃにおいて、一次通信局は複数の二次通信局に並列に共通パイロットチャネル信号を伝送する。しかし、パイロットチャネルは、同期、チャネルトラッキング、位相推定、及び電力制御のための基準として使用されるので、ＩＭＴ−２０００システムのＷｉｄｅｂａｎｄ−ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムと類似した時分割多重化方法を使用して伝送されることが可能である。この場合、多重化のパイロットシンボルまたは位置に従ったパイロットチャネルは、プレアンブル、ミッドアンブル、ポストアンブルを含む種々の名前で呼ばれる。
【００３７】
図４ｄは、従来技術による周波数分割多重化方法を示している。一次通信局と各二次通信局との間の通信チャネルとして異なる周波数帯が使用される。本発明による波数分割多重化方法は、衛星放送システムに対して広く研究されている直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方法を含む。ＯＦＤＭの場合、各副搬送波チャネルの周波数帯は完全には分離できないオーバラップ状態にある。しかし、副搬送波間の直交性が保証されているため、本発明の直交リソースに含めることができる。
【００３８】
図４ｅは、ＧＳＭシステムのような従来の時分割多重化方法を示している。一次通信局と各二次通信局との間の通信チャネルとして、同一の周波数帯が使用される。しかし、フレーム内の各タイムスロットは対応する二次通信局に全て割り当てられる。
【００３９】
図４ｆ、図４ｇ、図４ｈは、周波数ダイバーシティ及びセキュリティを改善するために、図４ｄに示されているように、従来の周波数分割多重化方法での周波数ホッピング方法の実装を示している。
【００４０】
図４ｆは、タイムスロットベースでの周波数ホッピングパターンを示している。
【００４１】
図４ｇは、伝送データシンボル単位に基づく正規周波数ホッピングパターンを示している。
【００４２】
図４ｈは、伝送データシンボル単位に基づく非正規周波数ホッピングを示している。
【００４３】
図４ｇは、周波数ダイバーシティを焦点とした方法を示しており、図４ｈは周波数ダイバーシティよりもセキュリティと、無許可受信器からの盗聴に対する保護とを焦点とした方法を示している。周波数ホッピング多重化では、少数のシンボル単位に基づいた低速周波数ホッピング多重化方法のみならず、シンボルとパート−シンボル単位とに基づいた高速周波数ホッピング多重化方法が存在する。
【００４４】
図４ｆ、図４ｇ、図４ｈに示した方法は、図４ｅの時分割多重化方法を実装することにより、周波数ダイバーシティを提供することができる。実際に、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ（ＧＳＭ）のような第二世代移動通信システムにおいてセキュリティの強化ではなく周波数ダイバーシティを強化するために、フレーム単位に基づくタイムスロットと周波数ホッピングとを使用することもできる。
【００４５】
図４ｉは、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００（登録商標）、Ｗ−ＣＤＭＡのような従来の直交符号分割多重化を示している。一次通信局とその二次通信局との間の通信チャネルは、同一の周波数帯とフレーム内の全てのタイムスロットとを使用する。一次通信局は、呼の確立時に各チャネルに固定の直交符号シンボルを割り当て、呼の完了時に開放された直交符号シンボルを、新しい呼が要求されている他のいずれかの二次通信局に再割り当てする。従って、１フレーム内の全てのデータシンボルは、同一の直交符号シンボルによって拡散される。図４ｉに対応する一次通信局の送信器の構成を図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄ、図３ｆに示した。
【００４６】
図４ｉにおける従来技術の例に従った一次通信局の送信器に対応する二次通信局の受信器の構成は、図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄ、図３ｅ及び図３ｆでの非拡散部分を除き、類似している。従って、図５は、図３ａにおける送信器の構成に対応する受信器の構成を簡単に示している。
【００４７】
アンテナを通して受信した信号は、搬送波と共に信号を復調するためのマルチプレクサ５１０、５３０、ベースバンド信号を抽出するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１２、５３２、及び送信器で使用されたＰＮシーケンスと同一のシーケンスによって信号をデスクランブルするための短符号発生器５２０、５４０を通る。その後、信号は、受信した信号をデスクランブルするためにマルチプレクサ５１４、５３４、及び伝送データシンボルエリア中に信号を蓄積するための逆拡散器５１６、５３６を通る。チャネル推定器５５０は、受信した信号からパイロットチャネル成分のみを抽出することによって伝送チャネルを推定する。位相回復５６０は、推定位相を使用して受信信号の位相歪みを補償する。パイロットチャネルがコード分割多重化ではなく時分割多重化されている場合、パイロットチャネル成分のみがデマルチプレクサによって抽出され、間欠的なパイロット信号間の位相変化は補間によって推定することができる。
【００４８】
図６は、二次通信局から一次通信局への伝送電力を制御するための制御命令が含まれていない、ページングチャネルのようなチャネルに対する受信器の構成を示している。図から明らかなように、最大比率結合器６１０、６１２は、位相補償を通る信号を最大比率にまで結合する。図３ｂに示されているように、送信器がＱＰＳＫデータ変調を実行する場合、受信器は、マルチプレクサ６１４において信号を多重化することによりデスクランブルを実行し、軟判定部６１６において軟判定を実行し、デシメータ６２４の長符号マスク６２０によって生成された長符号発生器６２２の出力をデシメートし、軟判定部を通った信号にデシメータ６２４のデシメート結果を乗じる。本発明では、直交符号ホッピング多重化のための二次通信局の受信器の構成は、図６の構成と類似している。同期チャネルに関しては、長符号を使用するデスクランブルプロセス６２０、６２２、６２４、６２６、６２８はスッキプされることもある。
【００４９】
図７は、二次通信局の伝送電力を制御するための制御命令が含まれているトラフィックチャネルの受信器の構成を示している。図示するように、位相補償された信号は最大比率結合器７１０、７１２を通る。受信器が図５に示されているようにＱＰＳＫデータ復調を実行する場合、マルチプレクサ７１４は信号の同相成分と４相成分とを多重化する。抽出器７４０は、受信した信号の中から、一次通信局から伝送された電力制御命令に対応する信号成分を抽出する。抽出器７４０からの信号は、硬判定部７４４を通って、二次通信局の伝送電力制御器へ伝送される。マルチプレクサ７１４から受信した信号の電力制御命令以外のデータシンボルは軟判定部７４２を通る。デシメータ７２４は、二次通信局の識別子によって生成された長符号マスク７２０によって生成された長符号発生器７２２の出力をデシメートする。次に、軟判定部７４２からのデータシンボルは、デスクランブルを実行するために、乗算器７１８においてデシメータ７２４の結果と乗ぜられる。
【００５０】
図８は、ブロックデインタリーバ８１８、８２８、８３８と畳み込みエンコーダ８１４、８２４、８３４とを通して、一次通信局から図６及び図７の信号処理を通して受信した信号を回復する機能を示している。同期チャネル８１０では、シンボルレートを下げるために、サンプラ８１９は、シンボルレピータ２１９の逆プロセスである信号の蓄積を行なうことによって、軟判定部を通して信号に対しシンボル圧縮を実行する。サンプラ８１９を通った信号は、ブロックデインタリーバ８１８を通る。その後、サンプラ８１６は、信号が畳み込みエンコーダ８１４に渡る前に、シンボルレピータ２１９の逆プロセスである信号に対するシンボル圧縮を再度実行する。シンボル圧縮後の信号は畳み込みエンコーダ８１４を通り、一次通信局から伝送された同期チャネルのデータが回復される。ページングチャネル８２０の場合、軟判定後の信号はチャネルデインタリーブのためにブロックデインタリーバ８２８を通る。チャネルデインタリーブされた信号は、シンボルレピータ２２６の逆プロセスである伝送データレートに従ったシンボル圧縮のためにサンプラ８２６を通る。シンボル圧縮後の信号は、チャネル復号化のために畳み込みデコーダ８２４を通る。その結果、一次通信局から伝送されたページングチャネルが回復される。
【００５１】
トラフィックチャネル８３０の場合、軟判定の後の信号は、伝送データレートには関係なく、チャネルデインタリーブを実行するためにブロックデインタリーバ８３８を通る。チャネルデインタリーブされた信号は、シンボルレピータ２４６の逆プロセスである伝送データレートに従ったシンボル圧縮を実行するためにサンプラ８３６を通る。畳み込みデコーダ８３４は、シンボル圧縮後の信号にチャネル復号化を実行する。終止ビット除去器８３２は、フレーム単位で独立した伝送信号生成に使用される信号の終止ビットを除去する。ＣＲＣ８３１は、送信器のような伝送データ部分にＣＲＣビットを生成し、チャネル復号化後の回復されたＣＲＣと比較することによってエラーをチェックする。２つのＣＲＣビットが整合する場合、ＣＲＣ８３１はエラーが存在せず、トラフィックチャネルデータが回復されたと判断する。送信器が２０ｍｓフレーム単位で伝送データレートに関する情報を含んでいない場合、一次通信局の伝送データレートは、独立してチャネルデインタリービングされた後、ＣＲＣビットと比較した信号をチャネル復号化することによって決定されてもよい。独立して伝送データレートを伝送するシステムは、データレートに対応しているチャネル復号化プロセスしか要求しない。
【００５２】
図ｌに示されているように、一次通信局から二次通信局へのチャネルの間での直交性を維持するために使用されている従来の方法は、以下の４つに分類することができる。
【００５３】
第１に、図４ｄに示されているように、一次通信局の利用可能な周波数帯を呼の確立時に固定的に二次通信局に割り当てる周波数分割多重化方法が使用される。
【００５４】
第２に、図４ｅに示されているように、呼の確立時に一次通信局のタイムスロットを二次通信局に固定的に割り当てる周波数分割多重化方法が使用される。
【００５５】
第３に、図４ｆ、図４ｇ、図４ｈに示されているように、呼の確立時に周波数選択減衰を避けるために、二次通信局に制御された一定の周波数ホッピングパターンを割り当てるか、軍事的使用の場合のように、特定の時間と場所において１つの二次通信局の複数の副搬送波から構成される帯域幅全体を使用する。
【００５６】
第４に、図４ｉに示されているように、呼の確立時に二次通信局に利用可能な直交符号シンボルを割り当てることによって二次通信局にチャネルを拡散する。
【００５７】
上述の４つの方法の中で、周波数ホッピング多重化を除く他の残りの３つの方法の共通点は、一次通信局により二次通信局に対して固定的に直交リソース（周波数、時間、直交符号）を割り当てるということである。また、周波数ホッピング多重化は、主としてセキュリティの目的で十分なリソースを有するアプリケーションで使用される。従って、リソースの効率的な使用に制約されない。この方法が使用される場合、相対的に低い活性度のチャネルまたは基本伝送レートよりも低い伝送データレートを有する可変チャネルに限定された直交リソースを固定的に割り当てると、リソースの効率的な使用が難しくなる。
【００５８】
従って、従来技術は直交リソースとチャネルとの間に１対１の関係を確立するために、固定的に周波数、時間、直交符号のような直交リソースを割り当てているが、従来技術を若干修正した本発明は、一次通信局から二次通信局へのチャネルの数を増やすために伝送データの活性を考慮し、また限定的なリソースである直交符号の活性を考慮して活性度の低いトラフィックチャネルに統計的多重化を実行し、一次通信局が必要とするバッファ容量、データ伝送遅延を除去すために、不必要なチャネル割り当てをなくしてプロセスを開放し、近隣セルへのシームレスなハンドオフを実現する。
【００５９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法に示されているように、固定割り当ての直交リソースの利用率を改善するためには、高速チャネル割り当てと開放方式とが必要である。しかし、チャネル割り当て及び割り当て解除（開放）の制御信号情報の伝送が頻繁に発生する場合、制限ある周波数リソースを大量に、データ伝送自身ではなくデータ伝送の制御情報のために使用しなければならない。更に、高速チャネル割り当て及び割り当て解除（開放）も処理されなければならない。チャネル割り当てと割り当て解除（開放）命令には長いラウンドトリップ遅延がつきものなので、データが伝送された後に一次通信局に大きなバッファが必要である。そうしたプロセスに多くに時間が必要とされる場合、一次通信局に大きなバッファ容量が必要となる。情報が通常通り伝送されたか否かをチェックする必要がある情報は、再伝送のためにバッファリングされなければならない。しかし、データグラムの場合のように、情報の通常の伝送をチェックすることなしに情報を伝送する場合、バッファ容量を下げるために利用可能な範囲で遅延を最小化しなければならない。
【００６０】
本発明は、従来技術の上述のような問題点を克服するためになされた。本発明の一つの目的は、多重化方法とその装置とを提供すること、一次通信局から二次通信局へのチャネル数を増やすために伝送データの活性を考慮して限定的リソースである直交符号の活性を考慮して活性度の低いトラフィックチャネルに統計的多重化を実行すること、一次通信局が要求するバッファ容量を削減するために不必要なチャネル割り当てと割り当て解除及びデータ伝送遅延をなくし、近隣セルへのシームレスなハンドオフを実現することにある。本発明は、直交性を維持している同期チャネルの活性が低い場合、またはチャネルの伝送データレートが基本伝送レートよりも低いレートで変動する場合に、周波数、時間軸上の位置、直交符号を直交軸として採用する、多次元直交符号ホッピング多重化と称される統計的多重化を使用する。
【００６１】
【課題を解決するための手段】
この目標を達成するために、本発明は、相対的に低いトラフィックを生成するデータチャネルまたはその実際の伝送データレートが割り当てられている基本伝送データレートよりも下に変動するチャネルに対してサービスによって要求される統計的特徴に基づいて、直交リソースが疑似ランダムに符号化データシンボルに割り当てられる多重化方法及び装置を提供する。その結果、チャネルは、多次元直交リソースホッピングパターンによって区別することにより、統計的に多重化される。各二次通信局に対して独立した擬似ランダムホッピングパターンから発生することがある、多次元直交リソース座標の衝突による、誤った受信を防ぐために、衝突に関与している全てのチャネルの伝送符号化データシンボルが比較され、全ての伝送データが整合しない場合、伝送は一時停止される。同時に、平均受信ビットエネルギーを補償するために、一次通信局から二次通信局への伝送エネルギーを特定の量及び期間だけ増加することができる。
【００６２】
更に、本発明で提案している方法は、全てのリソースは直交性を維持しているため、多次元直交リソースホッピング多重化で使用されるリソースの集合と従来の方法で使用されるリソースの集合とを分離して操作することによって、従来システムと共存し得る。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６４】
本出願では、同一の参照番号を従来の技術に類似する要素に対して使用し、従来の技術と比較して修正または追加された要素のみを本発明について詳細に説明する。
【００６５】
本発明による直交符号ホッピング多重化（ＯＣＨＭ）は、一次通信局と二次通信局との間で合意された一次元ホッピングパターンに関して直交符号シンボルを選択することによって通信することである。衝突が生じた場合、一次通信局と二次通信局との間で合意された一次元ホッピングパターンが無関係である場合、衝突に関係するチャネルに属する全てのデータシンボルが比較され、それらの全てが同一データシンボルである場合には伝送される。それ以外の場合、対応するシンボルは穿孔によって伝送されず、データシンボルの穿孔された部分はチャネルデコーダを使用して受信機から回復される（出願番号第１０−１９９９−０３２１８７号の韓国特許「直交符号ホッピング多重化方法及び装置」）。本発明は、全ての直交リソースの直交リソースホッピングに対し、直交符号ホッピング方法を汎用化する統計的多重化方法である。
【００６６】
本発明の実施の形態では、一次通信局と二次通信局とは、それぞれ既存の商業的な移動通信システムにおける基地局及び移動局に相当する。ただ１つの一次通信局が複数の二次通信局と通信し、本発明は、一次通信局から二次通信局への直交性を有する同期チャネルのグループの中で実現される統計的多重化方法を提供する。次世代移動通信システムの候補技術の１つであるｃｄｍａ２０００（登録商標）方式で採用される準直交符号（ＱＯＣ）及びＷ−ＣＤＭＡ方式で採用されるマルチスクランブル符号（ＭＳＣ）、つまり本発明の方法は、直交性がそれぞれのチャネルグループで維持されているシステム内で独立して実現することができる。また、一次通信局からのチャネルがセクタ化されたもの、切り換えビームまたはスマートアンテナシステムのような同一の伝達アンテナビームを有する多数のチャネルグループに分類される場合、本発明は各チャネルグループで独立して実現できる。
【００６７】
図９ａは、バーストチャネル用の多次元直交リソースホッピング多重化のための構成を示しており、この構成は、伝送制御命令の穿孔及び挿入という事実を除き同一である。通信に関しては、双方向及び片方向の通信が存在し、片方向通信に関しては、伝送電力制御命令を二次通信局へ伝送する必要はない。しかしながら、双方向通信に関しては、効率的な電力制御によってシステム容量を最大限にするために伝送電力制御が必要である。高速処理に関しては、電力制御命令は一般的にはチャネル符号化されていない。擬似ランダム直交符号ホッピングパターンに関しては、２つの異なるチャネル間の衝突は不可避である。従って、電力制御命令は、衝突しないチャネルを通じて伝送されなければならない。この目的のため、ＩＭＴ２０００システムの候補の１つであるｃｄｍａ２０００（登録商標）方式からの共通電力制御チャネルという概念が本明細書で採用され、ここでは共通物理制御チャネル（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ：ＣＰＣＣＨ）と称される。
【００６８】
前述したパイロットチャネルのような共通物理制御チャネルは、別個の直交符号シンボルを通して拡散され、複数の二次通信局用の時分割多重化によって物理クラス制御命令を伝送する。各二次通信局の電力制御命令の位置は、呼の確立時に割り当てられる。
【００６９】
図９ａは、一例としてＩＳ−９５システムに基づく２４の二次通信局を制御するための共通物理制御チャネルの実施の形態を示す。チャネルが一次通信局から二次通信局への基本伝送レート（Ｒ）以下で変化し、情報がフレームごとのレート情報（ＲＩ）と共に衝突なしに伝送されると判断される場合、情報は二次通信局の電力制御命令に類似して時分割多重化された後に伝送することができる。レート情報が伝送されない場合、受信機は、チャネル復号及び全ての可能な組み合わせについてのＣＲＣ試験によってレート情報を連続的に決定する。それは、呼の確立前に一次通信局と二次通信局との間で合意される全ての可能な組み合わせにとって典型的である。
【００７０】
図９ｂは、本発明の実施の形態による共通物理制御チャネルの信号図を示す。伝送電力制御命令を第１通信局から第２通信局のみに伝送するタイプ＃１のＣＰＣＣＨと、一次通信局の伝送データレート情報も伝送するタイプ＃２のＣＣＣＨのような２つの異なるタイプが存在する。
【００７１】
図１０ａは、本発明の、図３ａに示されるような従来の方法の実施の形態への実現を示す。本発明で提案されるような多次元直交リソースホッピング多重化を使用する統計的多重化の場合、衝突検出器、データシンボル比較器、及び多次元ホッピングパターン発生器３８０からは独立したホッピングパターンによって発生する多次元ホッピングパターンの衝突を検出し、適切な制御をさせる制御器３８４、３８６が必要である。
【００７２】
図１１は、多次元ホッピングパターン発生器の実施の例を示す。構成は、従来のＰＮシーケンス発生器を使用する多次元ホッピングパターン生成方式を示す。多次元ホッピングパターンは他の方法によっても生成できる。
【００７３】
多次元ホッピングパターンは、（周波数）、（シンボルの時間軸上の位置）及び（直交符号）のような一次元ホッピングパターンであるか、または（周波数、シンボルの時間軸上の位置）、（周波数、直交符号）及び（シンボルの時間軸上の位置、直交符号）のような二次元ホッピングパターンであるか、または三次元ホッピングパターン（周波数、シンボルの時間軸上の位置、直交符号）であるか、等の場合がある。システムの開発段階では、直交リソースのいくつかの部分のみがホッピングに関与することを許され、他の直交リソースは分割方法に基づいて固定的に割り当てられるために実現される。また、それは、全ての直交リソースがホッピング多重化と、次の制御命令を通して関与することを許可されるような方法で実現することができる。それは、直交リソースのいくつかの部分が、ホッピング多重化に関与することを許可されるように制御することができる。
【００７４】
多次元ホッピングパターン発生器３８０によれば、周波数ホッピング用の周波数合成器３８８、伝送時間ホッピング用のバッファ３９２、３９３及び直交符号ホッピングのために直交符号シンボルを生成する直交符号発生器が必要とされる。
【００７５】
周波数合成器３８８から生成される搬送波または副搬送波は、図１２ａに示されるように、周波数ホッピングに使用される（副）搬送波の数に応じた多次元ホッピングパターン発生器３８０からの出力の周波数軸の座標を示すビット数が異なる。多次元ホッピングパターン発生器３８０の出力の内の周波数座標値に対応する信号が周波数合成器３８０へ送られ、入力値に従って指定される（副）搬送波が生成される。
【００７６】
多次元ホッピングパターン多重化方法においては、搬送波が変更されない時間ホッピング及び直交符号ホッピングとは異なり、周波数ホッピングのための搬送周波数が変化するため、受信機からのチャネルトラッキング及び位相補償は困難である。従って、ｃｄｍａ２０００のマルチ搬送波タイプのように、基本的にマルチ搬送波が実現され、各搬送波のチャネルトラッキングが並列して独立に実行される場合に、マルチ搬送波に関与する搬送波をホッピング可能搬送波に変換することによって周波数ホッピング多重化を実行することが便利である。
【００７７】
多次元ホッピングパターン発生器３８０の出力の内の時間軸の座標に対応した信号が伝送時間ホッピング用のバッファ３９２、３９３へ送られる。バッファ内でのデータ伝送の位置は、図１２ｃに示されるように、入力値に従って決定される。
【００７８】
図１２ｃにおいて、「１」は伝送データの存在を示し、「０」は伝送データの非存在を示す。
【００７９】
図１２ｄは、伝送データの存在に関して可能性が有る位置の数が図１２ｃにおいて１６である場合の実現例を示す。
【００８０】
多次元ホッピング多重化方法としての伝送時間ホッピングは、統計的多重化を最大限にすると共に、二次通信局への通信チャネルのトラッキングを便利にするために、基本伝送レート（Ｒ）として瞬時伝送レートを採用することによって、フレームまたはタイムスロットよりもむしろ伝送シンボル単位で実行される。ホッピングはシンボル単位で実行される。伝送シンボルは１つのフレーム内で均等な確率で分散されているため、二次通信局においてチャネルの変化をトラッキングすることは相対的に便利である。
【００８１】
直交符号発生器３８２から生成される直交符号は、図１２ｅの直交ゴールド符号発生器によって生成される直交ゴールド符号か、または指定された拡散係数に関してウォルシュ符号となる階層構成の直交可変拡散係数のような直交性を維持する他の直交符号のいずれかであってもよい。
【００８２】
多次元ホッピングパターン発生器３８０の出力の内で、直交符号軸の座標が固定される場合は、従来の方法と同一の直交符号分割多重化方法である。１つの直交符号を２つの直交シンボルグループに分離することにより、一方の直交符号シンボルグループは固定された割り当てによって直交符号分割のために使用され、他方はホッピングパターンによって直交符号ホッピング多重化に使用される。２つの分割された直交シンボルグループの一方は、ホッピングパターン間の衝突を回避するために、無作為に選択されたパターンを使用して直交符号ホッピング多重化され、他方の直交符号シンボルグループは、ホッピングパターン衝突の可能性があるチャネル間での独立したホッピングパターンを使用して、統計的多重化によって直交符号ホッピング多重化される。
【００８３】
両方の場合共に、前者は、伝送データが重要である場合、またはチャネルの活性が高い場合のいずれかの場合に割り当てられ、後者は、相対的にバーストなトラフィックを生成するチャネルに割り当てることによって統計的な優位が得られる。
【００８４】
可変拡散優位を補助する階層直交符号が図１２ｆに示される拡散符号として使用される場合は、直交符号を分割する際に、「０１」または「０１１０」のような同一の親シンボル３９１、３９５を有する子符号シンボルからなる直交符号シンボルグループに直交符号を分割することが便利である。
【００８５】
簡略に前述したように、多次元ホッピングパターン発生器３８０が、２つの異なるチャネルがそれぞれのチャネルに同時に同一のリソースを選択しないようにするために、無作為に多次元ホッピングパターンを生成する場合には衝突は発生しない。しかしながらこの方法を用いると、多次元ホッピングパターンを二次通信局によって決定することができず、多次元ホッピングパターンは一次通信局による呼の確立時に割り当てられなければならない。また、一次通信局によって割り当てることができる多次元ホッピングパターンの数は、直交リソースの数によって制約され、ハンドオフが近隣セルで発生する場合は、新規の多次元ホッピングパターンを近隣セルから割り当てる必要がある。
【００８６】
多次元ホッピングパターンを、衝突なしで二次通信局へのチャネル間で割り当てる目的は、統計的多重化のためではなく、ダイバーシティからゲインを得るためである。
【００８７】
二次通信局へのチャネルが統計的に密な高い活性、または非バーストなトラフィックを有する場合は、いかなる統計的多重化もせずに動作する方がより効率的である。しかしながら、サービス特性に従って、二次通信局へのチャネルが統計的にまばらな（スパース）低活性を有する場合、またはバーストなトラフィックである場合にはリソースは浪費されであろう。従って、独立した多次元ホッピングパターンは、各チャネルのデータ活性に従って統計的多重化及び時間ダイバーシティからゲインを得るために生成される。
【００８８】
その結果、２つの異なるチャネルが同一の多次元リソース座標を同時に選択する多次元ホッピングパターン間では衝突が不可避的に発生する。従って、本発明においてこの問題を解決するためには、全てのチャネルのために伝送されるべき全てのホッピングパターン及びデータシンボルを受信することによって、ホッピングパターン間の衝突が衝突検出器及び制御器３８４、３８６により決定される。
【００８９】
各二次通信局のための全ての多次元ホッピングパターンは一次通信局内で生成され、各二次通信局において伝送される全てのデータは一次通信局を通過する。従って、多次元ホッピングパターンが衝突するか否か、及び伝送データが同一か否かを確かめることはできない。
【００９０】
多次元ホッピングパターンが衝突する場合に対応する全てのチャネルからの全てのデータシンボルが比較され、全ての伝送データシンボルが同一である場合には、衝突区間中のデータシンボルが伝送される。これは、対応する二次通信局に関してチャネル復号プロセス中に誤差が発生しないためである。シンボルの１つが同一でない場合には、対応するチャネルの衝突区間の間のデータシンボルは伝送されない。更に具体的には、衝突検出器及び比較器３８４、３８６からの結果に従って、乗算器３８５及び３８７への入力が「＋１」または「０」になる。伝送は、乗算器への入力が「０」である区間の間オフである。品質を満足させるために拡散データシンボルの穿孔により必要になる二次通信局の平均受信エネルギーの欠如を補償するために、一次通信局の伝送力は、図１５の１０７２のようなシステムパラメータとして与えられる量で、１０７４のようなシステムパラメータとして与えられる区間において対応するチャネルの増幅器３１５、３３５のゲインを制御することによって増加される。これとは別に、一次通信局の二次通信局への伝送電力制御も、従来の方法によって実行することができる。
【００９１】
図１０ｂは、図３ｂの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための方法を示す。
【００９２】
それは、独立した多次元ホッピングパターンが、多次元ホッピングパターン発生器３８０の同一位相チャネル（Ｉ）及び直角位相チャネル（Ｑ）で生成される点を除き、図１０ａと同一である。本発明で提案されるような多次元直交リソースホッピングを使用する統計的多重化については、多次元ホッピングパターン発生器３８０及びＩ／Ｑチャネルの独立した衝突ステータスと伝送ステータスとを決定する衝突検出器及び制御器３８４、３８６が必要とされる。
【００９３】
図１０ｃは、図３ｃの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【００９４】
それは、ＢＰＳＫデータを変調する図１０ａとは異なってＱＰＳＫデータを変調するため、Ｉチャネル及びＱチャネルへの伝送データが異なる点を除き図１０ａと同一である。
【００９５】
図１０ｄは、図３ｄでの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【００９６】
それは、独立した多次元ホッピングパターンが、多次元ホッピングパターン発生器３８０の同一位相チャネル（Ｉ）及び直角位相チャネル（Ｑ）で生成される点を除き図１０ｃと同一である。本発明で提案されるような多次元直交リソースホッピングを使用した統計的多重化については、多次元ホッピングパターン発生器３８０及びＩ／Ｑチャネルの独立した衝突ステータスと伝送ステータスとを決定する衝突検出器及び制御器３８４、３８６が必要とされる。
【００９７】
図１０ｅは、図３ｅの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【００９８】
それは、準直交符号（ＱＯＣ）を使用するという点を除き、図１０ｃと同一である。
【００９９】
図１０ｆは、図３ｆの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【０１００】
それは、準直交符号（ＱＯＣ）を使用するという点を除き、図１０ｄと同一である。
【０１０１】
図１３ａでは、アンテナから受信された一次通信局からの信号は、多次元ホッピングパターン発生器５８０によって制御される周波数合成器５８８によって復調され５１０、５３０、ローパスフィルタ５１２、５３２を通過する。低域濾波された信号は受信機側と同一のスクランブル符号５２０、５４０を使用して逆スクランブルされ、一次通信局の送信機と同期された多次元ホッピングパターン発生器５８０によって送られる直交符号軸の座標に従って生成される（５８２）直交符号シンボルは対応するシンボル区間について積算する（５１６、５３６）ことにより、乗算され（５１４、５３４）、逆拡散される。逆拡散信号により、非コヒーレントな復調がチャネル推定器を通る位相差を補償することによって実行される。補償されたデータシンボルは、それらを多次元ホッピングパターン発生器の伝送時間軸の座標に整合することによってバッファ５９２、５９３へ送られる。
【０１０２】
図１０ａの一次通信局用の送信機はＢＰＳＫデータ変調を実行するので、図１３ａの二次通信局用の対応する送信機は、同一情報を有するＩチャネル及びＱチャネルから受信されるデータを加算する。独立したインタリーバが、時間ダイバーシティを提供するために一次通信局の送信機内のＩチャネル及びＱチャネルそれぞれのために存在する場合には、それらは最初にデインタリーバを通過し、Ｉチャネル及びＱチャネルからの伝送データが加算される。
【０１０３】
図１３ｂは、図１０ｂの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、Ｉチャネル及びＱチャネルそれぞれのために独立した符号発生器５８２、５８４が存在するという点を除き、図１３ａと同一である。
【０１０４】
図１３ｃは、図１０ｃの本発明による直交リソースホッピング多重化方法のための二次通信局の受信機の構成を示す。それは、図１０ｃの一次通信局用の送信機がＱＰＳＫデータ変調を実行するので、図１３ｃの二次通信局用の対応する送信機が、異なる情報を有するＩチャネル及びＱチャネルからの受信データを加算しないという点を除き、図１３ａと同一である。
【０１０５】
図１３ｄは、図１０ｄの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、Ｉチャネル及びＱチャネルそれぞれのために独立した符号発生器５８２、５８４が存在する点を除き、図１３ｃと同一である。
【０１０６】
図１３ｅは、図１０ｅの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、受信された信号が準直交符号５６６を使用することによって逆拡散される点を除き、図１３ｅと同一である。
【０１０７】
図１３ｆは、図１０ｆの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、Ｉチャネル及びＱチャネルそれぞれのために独立した符号発生器５８２、５８４が存在する点を除き、図１３ｃと同一である。
【０１０８】
図１４は、本発明の実施の形態による一次通信局からの伝送信号のための概念図を示す。
【０１０９】
図１４ａは、図４ａの従来の方法の実施の形態よる各フレームの一次通信局内の伝送信号図と同一である。一次通信局から二次通信局への各フレームの伝送レートは、サービス特性に従って、９２０、９３０のような基本伝送レート（Ｒ）以下で変化するか、または９４０、９５０のような基本伝送レート（Ｒ）において伝送（オン）と伝送なし（オフ）とを反復する。９２０、９３０のようなチャネルは、チャネル活性図に表現できる。本発明では、伝送時間ホッピング多重化は、各フレームの伝送データレートに応じて図１４ｂのチャネル９２４、９３４で理解されるように、チャネル９２０、９３０に適用できる。伝送時間ホッピングは、図１２ｄと同一の方法で実現される。
【０１１０】
図１４ｃ及び図１４ｄは、ホッピング伝送時間が各フレームの伝送データレートに対して現実にどのようにして決定できるのかを示す。図１４ｃは、定期的で周期的なホッピングを示す。図１４ｄは不定期で任意のホッピングを示す。図１４ｃは、時間ダイバーシティ及びチャネルトラッキングに関して有利であるが、統計的多重化には不適切である。
【０１１１】
図１４ｄは、独立した多次元ホッピングパターンが各フレームに使用されると衝突が発生する可能性があるが、統計的多重化には有効である。
【０１１２】
図１４ｃは、本発明の実施の形態に従って、統計的にまばらな（スパース）フレーム内で周波数ホッピング多重化方法（ＦＨＭ）及び時間ホッピング多重化方法を並行して採用する方法を示す。二次通信局は、方形内のパターンによって区別することができる。
【０１１３】
図１４ｆは、図１４ｅ（伝送時間、副搬送波）内の二次元座標で表現される多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１１４】
図１４ｇは、図１４ｆに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって、伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間の衝突が発生するとしても伝送することを示す。衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係する全てのデータシンボルが同一ではないために伝送なしを示す。
【０１１５】
図１４ｈは、本発明の実施の形態による統計的にまばらな（スパース）フレーム内でのシンボル単位に基づいた時分割多重化方法による一次通信局からの伝送信号の図を示す。図４ｃに示されるように、特定の区間の間に集中するスロット単位に基づいた時分割多重化方式とは異なり、フレームの中で均等に分散されるシンボル単位に基づいた時分割多重化方式である。従って、時間ダイバーシティが達成できる。本発明の実施の形態でのホッピングパターンが周期的であり、統計的多重化よりもダイバーシティのために使用される場合、二次通信局へのチャネル独立性は存在せず、呼の確立時に、一次通信局から他の二次通信局への割り当ての結果が参照されなければならない。従って、図１４ｈのシンボル単位に基づく時分割多重化は、瞬時伝送レートが固定される場合に有利である。
【０１１６】
図１４ｉは、図１４ｈとは異なり、統計的多重化を達成するために二次通信局へのチャネルの伝送データシンボル区間の擬似ランダム選択を示す。二次通信局内の伝送時間ホッピングパターンは独立している。
【０１１７】
図１４ｊは、図１４ｉ（伝送時間）の一次元座標に表される多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線によって表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１１８】
図１４ｋは、図１４ｊで衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間で衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一でないために伝送なしを示す。
【０１１９】
図１４ｌは、二次通信局へのチャネルの伝送データシンボル帯域を拡散する直交符号が、統計的多重化を達成するために擬似ランダムに選択される特殊な場合の直交符号ホッピング多重化を示す。二次通信局への直交符号ホッピングパターンは独立している。この方法は、同一の発明者による直交符号ホッピング多重化方法及び装置に関する過去に出願された特許出願（出願番号第１０−１９９９−００３２１８７号の韓国特許）に詳細に説明される。
【０１２０】
図１４ｍは、本発明によるスロット単位に基づいた時分割多重化及び直交符号ホッピング多重化が共存する二次通信局への伝送信号の図を示す。統計的多重化を達成するために、二次通信局へのチャネル用の伝送タイムスロット及び各伝送データシンボルを拡散するための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次元ホッピングパターン（シンボルの時間軸上の位置、直交符号）は、各二次通信局のために使用される。
【０１２１】
図１４ｎは、図１４ｍ（シンボルの時間軸上の位置、直交符号）の一次元座標に表される多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１２２】
図１４ｏは、図１４ｎで衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終プロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間の衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一でないために伝送なしを示す。
【０１２３】
図１４ｐは、図１４ｈの時分割多重化及び図１４ｌの直交符号ホッピング多重化が共存する一次通信局からの伝送信号の図を示す。前述したように、図１４ｈが、統計的多重化ゲインが達成されない構成を示す場合にも、図１４ｌの直交符号多重化方法を実現することによって、統計的多重化が達成される。各チャネルでの伝送レートには関係なく、全ての二次通信局への第１伝送シンボルの位置は同一である。二次通信局への各伝送データシンボルの帯域拡散のための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次通信局への第１ホッピングパターン（直交符号）は独立している。
【０１２４】
図１４ｑは、図１４ｐ（直交符号）の一次元座標で表される多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１２５】
図１４ｒは、図１４ｑに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって、伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間で衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一ではないために伝送なしを示す。
【０１２６】
図１４ｓは、図１４ｐでの時分割及び直交符号ホッピング多重化での変動を示す。一次通信局は、伝送電力の釣り合いを維持するために、第１データシンボルの位置を、非対称の第２通信局に割り当てる。図１４ｐのように、二次通信局へのチャネルに関する各伝送データシンボルを拡散するための直交符号シンボルは擬似ランダムに選択される。二次通信局（直交符号）用の一次元ホッピングパターンは独立している。
【０１２７】
図１４ｔは、図１４ｓ（直交符号）の一次元座標で表される多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１２８】
図１４ｕは、図１４ｔに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は衝突が多次元ホッピングパターン間で発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一ではないため伝送なしを示す。
【０１２９】
図１４ｖは、図１４ｉの時分割多重化及び図１４ｌの直交符号ホッピング多重化が共存する一次通信局からの伝送信号の図を示す。それは、図１４ｉの時間ホッピング多重化により統計的多重化ゲインを達成し、同時に図１４ｌの直交符号ホッピング多重化方法を実現することによって、統計的多重化が達成される、結合型統計的多重化方法である。二次通信局への各伝送データシンボルの帯域拡散のための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次通信局への第１ホッピングパターン（直交符号）は独立している。フレーム内の時間軸上の位置及び二次通信局へのチャネル用の各伝送データシンボルの帯域拡散のための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次通信局（直交符号、直交符号）のための二次元ホッピングパターンは独立している。
【０１３０】
図１４ｗは、図１４ｖ（時間軸上の位置、直交符号）の一次元座標で表される多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界線がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線によって表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１３１】
図１４ｘは、図１４ｗに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターンに関して衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線によって囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一ではないために伝送なしを示す。
【０１３２】
二次元ホッピングパターン（時間軸上の位置、直交符号）を使用して統計的多重化を拡張することによる、三次元ホッピングパターン（周波数、時間軸上の位置、直交符号）を使用する統計的多重化が、図１４ｖに示されている。本発明で提案される方法を拡張することによる（第１直交リソース、第２直交リソース、・・・、第Ｎ直交リソース）のＮ次元直交リソースホッピング多重化方法を使用する統計的多重化は、更に進んだ一歩である。多次元直交リソースホッピング多重化を使用する統計的多重化からのゲインは、多次元ホッピングパターンの衝突の確率及び伝送されない対応する伝送データの確率から推測することができる。どのチャネル符号化が使用されるのかに応じて、伝送されないデータシンボルの回復の可能性は異なる。
【０１３３】
本分析の主要な関心事である二次通信局へのチャネルが情報を含まない場合、分析は無意味になる。従って、この分析は、情報を含むチャネルのみに焦点を当てる。
【０１３４】
仮定：Ｍ＝一次通信局によって割り当てられるチャネルの総数
α＝チャネル活性（＝フレームあたりの平均伝送レート／基本伝送レート）
πi ＝伝送されるべきデータシンボルｉの確率
ここで、ｉ∈｛０，１，２，…，ｓ−１｝ 且つ、ｓ＝データシンボル数
【０１３５】
例）８ＰＳＫの場合、ｓ＝８
１６ＱＡＭの場合、ｓ＝１６
【０１３６】
１）周波数ホッピング多重化
仮定：ｃ1 ＝多次元ホッピングパターンの周波数軸の副搬送波の総数
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式１］
【０１３７】
【数１】
【０１３８】
（２）シンボル穿孔確率
［式２］
【０１３９】
【数２】
【０１４０】
（３）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式３］
【０１４１】
【数３】
【０１４２】
（３）伝送時間（シンボルの時間軸上の位置）ホッピング多重化
仮定：ｃ2 ＝多次元ホッピングパターン中の可能なシンボル位置の総数
【０１４３】
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式４］
【０１４４】
【数４】
【０１４５】
（２）シンボル穿孔確率
［式５］
【０１４６】
【数５】
【０１４７】
（３）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式６］
【０１４８】
【数６】
【０１４９】
（４）直交符号ホッピング多重化
仮定：ｃ3 ＝多次元ホッピングパターン中の直交符号シンボルの総数
【０１５０】
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式７］
【０１５１】
【数７】
【０１５２】
（２）シンボル穿孔確率
［式８］
【０１５３】
【数８】
【０１５４】
（４）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式９］
【０１５５】
【数９】
【０１５６】
（５）周波数、伝送時間（シンボルの時間軸上の位置）、直交符号ホッピング多重化
仮定：
ｃ1 ＝多次元ホッピングパターン中の周波数軸の副搬送波の総数
ｃ2 ＝多次元ホッピングパターン中の時間軸上のシンボル位置の総数
ｃ3 ＝多次元ホッピングパターン中の直交符号軸の直交符号シンボルの総数
【０１５７】
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式１０］
【０１５８】
【数１０】
【０１５９】
（１）シンボル穿孔確率
［式１１］
【０１６０】
【数１１】
【０１６１】
（２）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式１２］
【０１６２】
【数１２】
【０１６３】
図１５は、図１４ｇ、図１４ｏ、図１４ｒ、図１４ｕ及び図１４ｘのように、必要とされる品質を満足するため、及び伝送が多次元ホッピングパターンの衝突区間で停止されるときにチャネルデコーダによって必要とされる平均受信エネルギーを補償するために、伝送されないデータシンボルの後の特定の区間での一次通信局の伝送電力の増加を示す。
【０１６４】
多次元ホッピングパターンの衝突、及び伝送データシンボルの不整合のために、伝送は、一次通信局への同一の伝送アンテナビーム内に存在するチャネルグループ内ではオフである。図１６のスマートアンテナのような、一次通信局への伝送アンテナビーム１１２０、１１３０、１１４０が複数存在するとき、たとえホッピングパターンが衝突しても、衝突区間内の伝送アンテナビーム１１３０、１４０でのチャネル１１３２、１１４２、１１４４の伝送は、停止されない。
【０１６５】
本発明の実施の形態から明らかなように、多次元直交リソースホッピング多重化が擬似ランダムホッピングパターンによって実行された場合、伝送側のチャネル符号化方式及び受信機側の復号方式は、伝送データを穿孔することができ、且つ多次元ホッピングパターンが衝突する区間の間には伝送できないため、受信機側からの失われた区間の間に失われたデータを回復するために絶対的に必要とされる。
【０１６６】
本発明の実施の形態についての詳細な説明は、無線移動通信システムに焦点を合わせてきた。しかしながら、本発明により提案される統計的多重化は、等しく有線通信システムにも適用することができる。
【０１６７】
【発明の効果】
前述したように、本発明は、直交性を維持する同期されたチャネルの活性が低いとき、またはチャネルの伝送データレートが基本伝送レート以下で変化するときには、一次通信局から二次通信局へのチャネルで統計的な多重化ゲイン、限られた直交リソースの活性の増加、不必要なチャネル割り当て及び割り当て解除（または解放）のためのトラフィックの減少、単純な伝送スケジューリング、一次通信局によって必要とされるバッファ容量の減少、伝送時間遅延の減少、及び直交軸としての周波数とシンボルの時間軸上の位置と直交符号とを採用する多次元直交リソース多重化として知られる統計的多重化方法を使用することによる近隣セル内での円滑なハンドオフを達成することができる。
【０１６８】
更に、本発明は、直交リソースを固定的に割り当てる方法に比較して、多次元リソースパターンが擬似ランダムに選択される場合、ほぼ無限数のチャネルを区別することができる。また、ホッピングパターンの擬似ランダムな選択のために発生する衝突の場合では、伝送アンテナビームが、セクタ化されたアンテナまたはスマートアンテナのように重複しない領域に存在する二次通信局用の衝突データシンボルの伝送を停止する必要はない。
【０１６９】
同一伝送アンテナビーム内のチャネル間でのホッピングパターンの衝突のために伝送されないデータシンボルは、二次通信局に個別に通知することなく、二次通信局のチャネル復号プロセスによって回復することができる。
【０１７０】
また、本発明を使用することにより、統計的多重化は、本発明の方法を実現することによって、周波数、シンボルの時間軸上の位置、直交符号、及び偏波を含む全ての直交リソースについて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った一次通信局と二次通信局とを説明しているシステムコンセプト図である。
【図２ａ】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った共通構成エレメントに対応する送信器の構成を示している。
【図２ｂ】 先行技術の実施の形態に従った一次通信局のトラフィックチャネル送信器の構成を示している。
【図３ａ】 （ＢＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルで同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法に基づく一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｂ】 （ＢＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルに異なる直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法での一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｃ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルと同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法での一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｄ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルに異なる直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法での一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｅ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルと同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った疑似直交符号を使用する一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｆ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルと同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った疑似直交符号を使用する一次通信局の送信器の構成を示している。
【図４ａ】 先行技術の実施の形態に従った一次通信局の各フレームでの伝送信号図を示している。
【図４ｂ】 先行技術の他の実施の形態に従った一次通信局の各フレームでの伝送信号図を示している。
【図４ｃ】 先行技術のその他の実施の形態に従った一次通信局の各フレームでの伝送信号図を示している。
【図４ｄ】 先行技術に従った周波数分割多重化（ＦＤＭ）を基にした伝送信号図を示している。
【図４ｅ】 先行技術に従った時分割多重化（ＴＤＭ）を基にした伝送信号図を示している。
【図４ｆ】 先行技術に従った時分割多重化（ＴＤＭ）を基にした伝送信号図を示している（スロット単位を基にして周波数ホッピングを実装）。
【図４ｇ】 先行技術に従った周波数多様性のための周波数分割多重化（ＦＤＭ）を基にした伝送信号図を示している（データ信号単位を基にした正規周波数ホッピング方法）。
【図４ｈ】 先行技術に従った周波数ダイバーシティと盗聴からの保護のための周波数分割多重化方法（ＦＤＭ）を基にした伝送信号図を示している（データ信号単位を基にした非正規周波数ホッピング方法）。
【図４ｉ】 先行技術に従った直交符号分割多重化（ＯＣＤＭ）方法を基にした伝送信号図を示している（各チャネルへの固定的な直交符号割り当て）。
【図５】 図４ｉでの送信器の構成に従った直交符号分割多重化を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図６】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った二次通信局の受信器の一般構成を示している。
【図７】 先行技術の実施の形態に従った二次通信局の受信器の構成を示している。
【図８】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った二次通信局の受信器の一般構成を示している。
【図９ａ】 本発明の実施の形態に従ったトラフィックチャネル対して、直交リソースホッピング多重化される、一般物理制御チャネルである複数のトラフィックチャネルを持つ一次通信局の送信器の構成を示している。
【図９ｂ】 本発明の実施の形態に従った共通物理制御チャネル（ＣＰＣＣＨ）の信号図を示している。
【図１０ａ】 （図３ａに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化送信（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｂ】 （図３ｂに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｃ】 （図３ｃに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｄ】 （図３ｄに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｅ】 （図３ｅに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｆ】 （図３ｆに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１１】 本発明の実施の形態に従った多次元パターン発生器の構成を示している。
【図１２ａ】 本発明の実施の形態に従った周波数ホッピングでの副搬送波グループの例を示している（直交リソース＝周波数）。
【図１２ｂ】 本発明の実施の形態に従った周波数ホッピングパターン発生器の出力に従った副搬送波合成器を示している。
【図１２ｃ】 本発明の実施の形態に従ったシンボル単位を基にした伝送時間ホッピングでのデータシンボル位置の例を示している（直交リソース＝シンボルの時間軸上の位置、１＝ＯＮ、０＝ＯＦＦ）。
【図１２ｄ】 本発明の実施の形態における一次通信局の送信器でのタイムホッピングパターン発生器の出力に従ったデータシンボル位置セレクタ（またはバッファ）の構成を示している。
【図１２ｅ】 本発明の実施の形態における直交符号ホッピングパターンに従った直交ゴールド符号発生器の構成を示している（直交リソース＝直交ゴールド符号）。
【図１２ｆ】 複数の拡散要因に従ったツリー構造の直交ウォルシュ符号を示している（直交リソース＝直交ウォルシュ符号）。
【図１２ｇ】 本発明の実施の形態における直交符号ホッピングパターンに従った直交ウォルシュ符号発生器の構成を示している（直交リソース＝直交ウォルシュ符号）。
【図１２ｈ】 本発明の実施の形態における二次通信局の送信器における時間ホッピングパターン発生器の出力に従ったシンボル位置セレクタ（またはバッファ）の構成を示している。
【図１３ａ】 図１０ａにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｂ】 図１０ｂにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｃ】 図１０ｃにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｄ】 図１０ｄにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｅ】 図１０ｅにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｆ】 図１０ｆにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１４ａ】 従来の方法の実施の形態に従った各フレームでの一次通信局からの伝送信号図を示している。
【図１４ｂ】 本発明の実施の形態に従った各フレームでの一次通信局からの伝送信号図を示している。
【図１４ｃ】 本発明の実施の形態に従った、伝送レートが基本伝送レート（Ｒ）よりも下がっているフレーム（統計的にまばらなフレーム）での一次通信局からの（正規的なタイムホッピング）伝送信号図を示している。
【図１４ｄ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでの一次通信局からの（非正規なタイムホッピング）伝送信号図を示している。
【図１４ｅ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでの周波数ホッピング多重化（ＦＨＭ）による一次通信局からの（非正規なタイムホッピング）伝送信号図を示している。
【図１４ｆ】 図１４ｅの二次元座標（シンボルの時間軸上の位置、副搬送波）で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルを通した同時選択によって発生する衝突（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）の例を示している。
【図１４ｇ】 図１４ｆに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している。
【図１４ｈ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでのシンボル単位に基づく一次通信局からの定期的タイムホッピング伝送信号の図を示している。
【図１４ｉ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでのシンボル単位に基づく一次通信局からの不定期タイムホッピング伝送信号の図を示している。
【図１４ｊ】 図１４ｉの一次元座標において表わされる多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択により発生する衝突の例（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）を示している（データシンボルの時間軸上の位置）。
【図１４ｋ】 図１４ｊに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示しており、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｌ】 本発明の実施の形態に従った基本伝送レート（Ｒ）フレーム（統計的に密なフレーム）での直交符号ホッピング多重化方法による一次通信局からの伝送信号の図を示している。
【図１４ｍ】 本発明に従った、統計的にまばらなフレームでのスロット単位ベースの時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局からの伝送信号の図を示している。
【図１４ｎ】 図１４ｍの一次元座標で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択によって発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）。
【図１４ｏ】 図１４ｎに示されているように、衝突が発生している伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされた方形は伝送を示し、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｐ】 本発明に従った統計的にまばらなフレームでのシンボル単位ベースの定期的時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局からの伝送信号図（フレームの最初のデータシンボルは同一の位置にある）を示している。
【図１４ｑ】 図１４ｐの二次元座標で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択により発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号シンボル）。
【図１４ｒ】 図１４ｑに示されているように、衝突が発生している伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示し、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｓ】 本発明に従った、統計的にまばらフレームでのシンボル単位ベースの定期的時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局の伝送信号図を示している（フレームの先頭データシンボルは、ずれた位置にある）。
【図１４ｔ】 図１４ｓの二次元座標で表わされている多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択により発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）。
【図１４ｕ】 図１４ｔに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示し、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｖ】 本発明に従った、統計的にまばらなフレームでのシンボル単位ベースの非正規の定期的な時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局からの伝送信号の図を示している。
【図１４ｗ】 図１４ｖの二次元座標で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択によって発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）。
【図１４ｘ】 図１４ｗに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示し、破線で囲まれている方形は伝送無しを示している）。
【図１５】 図１４ｇ、１４ｏ、１４ｒ、１４ｕ、１４ｘの場合に、要求されている品質を満足し、多次元ホッピングパターンの衝突区間で伝送が一時的に停止されるときにチャネルデコーダによって要求される平均受信エネルギーを補償するために、伝送されないデータの後の一定区間における一次通信局の伝送電力の増加を示している。
【図１６】 多次元ホッピングパターンの衝突とデータシンボルの非一貫性とによる符号化データシンボルの穿孔が一次通信局の各伝送アンテナビームについて独立に行なわれることを示している
【符号の説明】
３８０ 多次元（直交リソース）ホッピングパターン発生器
３８２ 多次元ホッピングパターンに従った直交符号発生器
３８４、３８６ ホッピングパターン衝突検知器、データシンボル比較器／制御器
３８８ 多次元ホッピングパターンに従った周波数合成器
３８５、３８７ 制御器を使用する伝送電力制御装置
３９２、３９３ 多次元ホッピングパターンに従うシンボル位置セレクタ（またはバッファ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、各チャネルのデータ伝送レートが活性度の低い１つの媒体を通して同期される複数の通信チャネルが共存しているデジタル通信システムにおいて基本伝送レート（Ｒ）よりも低い平均伝送レートである場合に、多次元直交リソースホッピング多重化方法を使用するチャネルのための統計的多重化方法及び装置に関する。
【０００２】
より詳細には、システムは、一次通信局が多次元直交リソースホッピングパターンによって二次通信局の各チャネルを識別するような、二次通信局への複数のチャネルを同期する一次通信局から構成されており、二次通信局に対応する多次元直交リソースホッピングパターンは、呼の確立時に割り当てられる指定されたホッピングパターンまたは二次通信局に一意の疑似ランダムホッピングパターンから構成され、任意の時点での２を越えるチャネルのホッピングパターン内の多次元直交リソース座標が同一であるとき（以下、「多次元直交リソースホッピングパターンの衝突」と言う）、衝突に関係している一次通信局からの全ての伝送チャネルが比較され、少なくとも１つのチャネルが他のチャネルとは異なるデータシンボルを伝送しようとしている場合、対応するシンボルインターバルがオフに切り換えられ（パンクチュアされる、または伝送されない）、関係する全てのチャネルに属する喪失データのシンボルエネルギーを補うために、データシンボル伝送がオフに切り換えられる全てのチャネルの伝送電力は、通信プロトコルに明記されている量だけ対応するインターバルで増加させることができる。
【０００３】
多重化通信システムの例としては、移動通信システムＩＳ−９５が従来技術として公開されている。
【０００４】
先行技術によるデジタルアナログ周波数分割多重化（ＦＤＭ）送信は、チャネル活性の程度には関係なく呼の確立時点において一次通信局による二次通信局への空いている周波数割り当て（ＦＡ）によって通信し、他の二次通信局は呼の終了時に開放された利用可能な周波数チャネルを使用することが許可される。
【０００５】
先行技術による時分割多重化（ＴＤＭ）通信システムは、チャネル活性の程度には関係なく呼の確立時において二次通信局によって一次通信局に割り当てられなかった複数のタイムスロットから１つのタイムスロットを割り当てることによって通信し、他の二次通信局は呼の終了時に開放された利用可能なタイムスロットを使用することが許可される。
【０００６】
先行技術による周波数ホッピング多重化（ＦＨＭ）通信システムは、予め予定されている周波数ホッピングパターンによって一次通信局と二次通信局との間で通信する。
【０００７】
先行技術による直交符号分割多重化（ＯＣＤＭ）通信システムは、チャネル活性の程度には関係なく呼の確立時に一次通信局によって二次通信局に割り当てられなかった直交符号内の直交符号シンボルの割り当てによって通信し、その他の二次通信局は呼の終了時に開放された利用可能な直交符号シンボルを使用することが許可される。
【０００８】
【従来の技術】
公開されている多重化方法（５）に関する従来技術の例を以下に説明する。
【０００９】
図１は、従来技術及び本発明の実施の形態によるシステムを図示している。一次通信局１０１から二次通信局１１１、１１２、１１３への全ての通信チャネルは同期されており、また相互に直交している。
【００１０】
図２ａは従来技術及び本発明の実施の形態における共通構成部分に対応する一次通信局の送信器のブロック図であり、図２ｂは従来技術の実施の形態におけるトラフィックチャネルでの一次通信局の送信器のブロック図である。パイロットチャネル２００は、図１に示すように、二次通信局によって初期同期捕捉、トラッキング、コヒーレント復調の目的でチャネル判定信号として使用されるので、各副搬送波（ＳＣ）毎に存在し、一次通信局がカバーするエリアの全てにおいて全ての二次通信局によって共用される。図２ａに示されているように、このパイロットチャネルは、既知のシンボルを送ることによってコヒーレント復調のための位相基準を提供する。パイロットチャネル２００と共に同期チャネル２１０は、一次通信局によってカバーされる全ての二次通信局にブロードキャストされる一方向ブロードキャスティングチャネルであり、全ての二次通信局によって共通に必要とされる情報（即ち、一次通信局の時間情報と識別子）は、一次通信局から伝送される。
【００１１】
同期チャネルからのデータは、畳み込みエンコーダ２１４、シンボルレート２１６を調整するためのシンボルレピータ、バーストエラーをランダムエラーに変換するためのブロックインタリーバ２１８、及び伝送データシンボルレートを整合させるためのシンボルレピータ２１９を通り、その後、図３ａ〜図３ｆに示す拡散及び変調部へ伝送される。図２ａに示されているページングチャネル２２０は、二次通信局への入線メッセージに使用されるか、または二次通信局の要求に応答するための共通チャネルである。複数のページングチャネル２２０が存在し得る。
【００１２】
ページングチャネルを通して伝送されるデータは、畳み込みエンコーダ２２４、シンボルレピータ２２６、及びブロックインタリーバ２２８を通り、長符号マスク２３０により生成される長符号発生器２３２の出力と共に排他的論理和ゲート２３６を通る。排他的論理和ゲート２３６を通ったデータは、次に図３の拡散及び変調部へ伝送される。
【００１３】
図２ｂのトラフィックチャネル２４０は、呼が完了するまでの使用のために各二次通信局に割り当てられる専用チャネルである。各二次通信局へ伝送されるデータが存在している場合、一次通信局は、トラフィックチャネル２４０を通してデータを伝送する。トラフィックチャネル２４０からのデータは、特定の時間単位、即ちフレーム（たとえば、ＩＳ−９５では２０ｍｓ）中のエラーを検出するために巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビットアタッチメント部２４１を通る。終止ビットアタッチメント部２４２は、全てが０であるトラフィックチャネルに挿入され、ＣＲＣ２４１を通ったデータはフレーム単位で独立してチャネルをエンコードするために畳み込みエンコーダ２４４を通る。次に、データは、伝送データレートに従って伝送シンボルレートを整合させるためにシンボルレピータ２４６を通る。シンボルレピータ２４６を通った後、データは、バーストエラーをランダムエラーに変換するためにブロックインタリーバ２４８を通る。ブロックインタリーバ２４８を通るデータは、疑似雑音（ＰＮ）シーケンスを使用してスクランブラ２５６においてスクランブルされ、各二次通信局に割り当てられる電子的シリアル番号（ＥＳＮ）によって生成される長符号マスク２５０を使用することにより、デシメータ２３４においてデシメートされた長符号発生器２３２の出力を渡すことによって生成される。
【００１４】
ＰＣＢ（電力制御ビット）位置抽出器２５８は、二次通信局からの伝送電力を制御するための命令が、デシメータ２３４においてデシメートされるＰＮシーケンス中に挿入される位置を抽出する。穿孔及び挿入部２６０は、スクランブラ２５６でスクランブルされたデータシンボルの中からＰＣＢ位置抽出器２５８によって抽出された電力制御命令の挿入位置に対応している符号化データシンボルを穿孔して電力制御命令を挿入し、その後に電力制御命令を図３の拡散及び変調部へ伝送する。
【００１５】
本発明によれば、多重化伝送ホッピングタイムのためのデータシンボルの位置は、上述したようにデシメートされるＰＮシーケンスを使用して決定される。
【００１６】
図３ａ、３ｂ、３ｃは、先行技術に従った拡散及び変調部の実施の形態を示している。
【００１７】
図３ａは、データ変調方法としてＢＰＳＫ（２相位相シフトキーイング）を一般的に使用するＩＳ−９５システムに対応している。
【００１８】
図３ｂは、各Ｉ／Ｑチャネルで異なる直交符号シンボルを別個に使用することにより、Ｉ／Ｑチャネル伝送データを拡散する場合を示している。
【００１９】
図３ｃは、図３ａでの方法に比して２倍のデータレートを伝送するためのデータ変調方法としてＱＰＳＫ（４相位相変調）を使用している拡散及び変調部を示している。図３ｃは、ＩＭＴ−２０００システムの候補技術の１つである、ｃｄｍａ２０００（登録商標））システムで採用されている。
【００２０】
図３ｄは、図３ｂの方法に比して２倍のデータレートを伝送するためにデータ変調方法としてＱＰＳＫ（４相位相変調）を使用している拡散及び変調部を示している。
【００２１】
図３ｅは、ＩＭＴ−２０００システムのための候補技術の１つである、ｃｄｍａ２０００（登録商標）システムで使用されているＱＯＣ（疑似直交符号）を使用する拡散及び変調部を示している。
【００２２】
図３ｆは、各Ｉ／Ｑチャネルで異なる直交符号シンボルを別個に使用することにより、Ｉ／Ｑチャネル伝送データを拡散する場合を示している。
【００２３】
図３ａにおいて、信号変換器３１０、３３０、３２６、３４６、３６４は、論理値「０」と「１」とを実際に伝送される物理信号「＋１」と「−１」とに変換する。図２の各チャネルは、信号変換器を通った後、Ｗａｌｓｈコード発生器３６２の出力によって拡散器３１２、３３２において拡散される。各チャネルの伝送電力はゲイン制御器３１４、３３４において調整される。
【００２４】
一次通信局からの全てのチャネルは、各チャネルに固定的に割り当てられたＷａｌｓｈコード発生器３６２からの直交Ｗａｌｓｈ関数によって拡散器３１２、３３２において拡散される。次に、チャネルはゲイン制御器３１４、３３４においてゲイン制御され、直交符号分割方式に基づいて多重化される３１６、３３６。多重化信号は、一次通信局識別のために短ＰＮシーケンス３２４、３４４によりＱＰＳＫ拡散及び変調部３１８、３３８においてスクランブルされる。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２０、３４０は、拡散されスクランブルされた信号をフィルタリングする。搬送波によって変調された信号は無線周波数（ＲＦ）処理部を通り、その後にアンテナを通して伝送される。
【００２５】
図３ｂにおいて、信号変換器３１０、３３０、３２６、３４６、３６４、３６５は、論理値「０」と「１」とを実際に伝送される物理信号「＋１」と「−１」とに変換する。図２の各チャネルは、信号変換器を通り、その後に２つのＷａｌｓｈコード発生器３６２、３６３の各出力により拡散器３１２、３３２において拡散される。各チャネルの伝送電力は、ゲイン制御器３１４、３３４において調整される。
【００２６】
一次通信局からの全てのチャネルは、各チャネルに固定的に割り当てられたＷａｌｓｈコード発生器３６２、３６３の直交Ｗａｌｓｈ関数によって拡散器３１２、３３２において拡散される。次に、チャネルはゲイン制御器３１４、３３４においてゲイン制御され、直交符号分割方式に基づいて多重化される３１６、３３６。多重化された信号は、一次通信局の識別のために短ＰＮシーケンス３２４、３４４によりＱＰＳＫスクランブル部３１８、３３８においてスクランブルされる。拡散されスクランブルされた信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２０、３４０によってフィルタリングされる。搬送波によって変調された信号は無線周波数（ＲＦ）処理部を通り、その後にアンテナを通して伝送される。
【００２７】
図３ｃは、図２で生成される信号をＢＰＳＫではなくＱＰＳＫへ伝送するために、異なる情報データがデマルチプレクサ３９０を通して同相チャネルと４相チャネルとで搬送さるという点を除けば、図３ａと同一である。デマルチプレクサ３９０と信号変換器３１０、３３０とを使用することにより、ＱＰＳＫのみならずＱＡＭ（直交振幅変調）にも対応できる。
【００２８】
図３ｄは、図２で生成された信号をＢＰＳＫではなくＱＰＳＫへ伝送するために、別の情報データがデマルチプレクサ３９０を通して同相チャネルと４相チャネルとで搬送されるという点を除けば、図３ｂと同一である。
【００２９】
図３ｅは、図３ｃにおける一次通信局から二次通信局へのチャネルを区別するためにＱＯＣマスクが使用される場合を示している。異なるＱＯＣマスクを使用するコードシンボルグループでは直交性が維持されないが、同一のＱＯＣマスクを使用するコードシンボルでは維持される。従って、本発明は、直交性が維持される同一のＱＯＣマスクを使用する直交符号シンボルグループに適用される。
【００３０】
図３ｂ、図３ｄと同様に図３ｆは、異なる直交符号シンボルによりデータを伝送するＩ／Ｑチャネルを拡散できるように、独立したＷａｌｓｈコード発生器がＩとＱチャネルに存在しているという点を除けば、図３ｅと同一である。
【００３１】
図４ａ、図４ｂ、図４ｃは、各チャネルに直交リソースを割り当てることにより信号を伝送する多重化方法を説明するための信号図の例である。
【００３２】
一次通信局が二次通信局と通信するときに、各二次通信局へ伝送される伝送データレートは、時間に関して異なることがある。たとえば、一次通信局によって二次通信局に割り当てられる、チャネル当りの最高の伝送レートが基本伝送レート（Ｒ）である場合、平均伝送レートは、各フレームで一次通信局から二次通信局へ伝送されるデータの大きさに応じて、Ｒ、Ｒ／２、Ｒ／４、．．．０等々の種々の形式で決定される。
【００３３】
図４ａは、各フレームでの瞬時伝送レートを平均伝送レートと整合させる場合を示している。この方法は、ＩＳ−９５のような順方向リンクのために直交符号分割多重化通信システムで使用される。
【００３４】
図４ｂは、各フレームでの伝送データが基本伝送レートよりも小さい場合に、ダミー情報で空の部分を埋めることにより、瞬時伝送レートと基本伝送レートとを整合させる方法を示している。
【００３５】
図４ｃは、瞬時伝送レートが基本伝送レート（Ｒ）または０（伝送なし）のいずれかである、Ｒと０とを伝送レートとして有するインターバル間でのレートに従って、対応するフレームでの平均伝送レートを調整するための方法を示している。図４ｃで使用されている方法は本発明のような伝送シンボルベースのＯＮ／ＯＦＦではなく、タイムスロットベースのＯＮ／ＯＦＦである。電力制御期間であるタイムスロットは、各フレームでの平均伝送レートの制御に使用されると共に、同時にＩＳ−９５システムでの逆方向リンクの閉ループ電力制御のための基準信号振幅を維持するためにも使用される。ＩＳ−９５システムでは、本発明とは異なり、チャネル間の直交性は保証されない。
【００３６】
図４ａ、図４ｂ、図４ｃにおいて、一次通信局は複数の二次通信局に並列に共通パイロットチャネル信号を伝送する。しかし、パイロットチャネルは、同期、チャネルトラッキング、位相推定、及び電力制御のための基準として使用されるので、ＩＭＴ−２０００システムのＷｉｄｅｂａｎｄ−ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムと類似した時分割多重化方法を使用して伝送されることが可能である。この場合、多重化のパイロットシンボルまたは位置に従ったパイロットチャネルは、プレアンブル、ミッドアンブル、ポストアンブルを含む種々の名前で呼ばれる。
【００３７】
図４ｄは、従来技術による周波数分割多重化方法を示している。一次通信局と各二次通信局との間の通信チャネルとして異なる周波数帯が使用される。本発明による波数分割多重化方法は、衛星放送システムに対して広く研究されている直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）方法を含む。ＯＦＤＭの場合、各副搬送波チャネルの周波数帯は完全には分離できないオーバラップ状態にある。しかし、副搬送波間の直交性が保証されているため、本発明の直交リソースに含めることができる。
【００３８】
図４ｅは、ＧＳＭシステムのような従来の時分割多重化方法を示している。一次通信局と各二次通信局との間の通信チャネルとして、同一の周波数帯が使用される。しかし、フレーム内の各タイムスロットは対応する二次通信局に全て割り当てられる。
【００３９】
図４ｆ、図４ｇ、図４ｈは、周波数ダイバーシティ及びセキュリティを改善するために、図４ｄに示されているように、従来の周波数分割多重化方法での周波数ホッピング方法の実装を示している。
【００４０】
図４ｆは、タイムスロットベースでの周波数ホッピングパターンを示している。
【００４１】
図４ｇは、伝送データシンボル単位に基づく正規周波数ホッピングパターンを示している。
【００４２】
図４ｈは、伝送データシンボル単位に基づく非正規周波数ホッピングを示している。
【００４３】
図４ｇは、周波数ダイバーシティを焦点とした方法を示しており、図４ｈは周波数ダイバーシティよりもセキュリティと、無許可受信器からの盗聴に対する保護とを焦点とした方法を示している。周波数ホッピング多重化では、少数のシンボル単位に基づいた低速周波数ホッピング多重化方法のみならず、シンボルとパート−シンボル単位とに基づいた高速周波数ホッピング多重化方法が存在する。
【００４４】
図４ｆ、図４ｇ、図４ｈに示した方法は、図４ｅの時分割多重化方法を実装することにより、周波数ダイバーシティを提供することができる。実際に、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ（ＧＳＭ）のような第二世代移動通信システムにおいてセキュリティの強化ではなく周波数ダイバーシティを強化するために、フレーム単位に基づくタイムスロットと周波数ホッピングとを使用することもできる。
【００４５】
図４ｉは、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００（登録商標）、Ｗ−ＣＤＭＡのような従来の直交符号分割多重化を示している。一次通信局とその二次通信局との間の通信チャネルは、同一の周波数帯とフレーム内の全てのタイムスロットとを使用する。一次通信局は、呼の確立時に各チャネルに固定の直交符号シンボルを割り当て、呼の完了時に開放された直交符号シンボルを、新しい呼が要求されている他のいずれかの二次通信局に再割り当てする。従って、１フレーム内の全てのデータシンボルは、同一の直交符号シンボルによって拡散される。図４ｉに対応する一次通信局の送信器の構成を図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄ、図３ｆに示した。
【００４６】
図４ｉにおける従来技術の例に従った一次通信局の送信器に対応する二次通信局の受信器の構成は、図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、図３ｄ、図３ｅ及び図３ｆでの非拡散部分を除き、類似している。従って、図５は、図３ａにおける送信器の構成に対応する受信器の構成を簡単に示している。
【００４７】
アンテナを通して受信した信号は、搬送波と共に信号を復調するためのマルチプレクサ５１０、５３０、ベースバンド信号を抽出するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１２、５３２、及び送信器で使用されたＰＮシーケンスと同一のシーケンスによって信号をデスクランブルするための短符号発生器５２０、５４０を通る。その後、信号は、受信した信号をデスクランブルするためにマルチプレクサ５１４、５３４、及び伝送データシンボルエリア中に信号を蓄積するための逆拡散器５１６、５３６を通る。チャネル推定器５５０は、受信した信号からパイロットチャネル成分のみを抽出することによって伝送チャネルを推定する。位相回復５６０は、推定位相を使用して受信信号の位相歪みを補償する。パイロットチャネルがコード分割多重化ではなく時分割多重化されている場合、パイロットチャネル成分のみがデマルチプレクサによって抽出され、間欠的なパイロット信号間の位相変化は補間によって推定することができる。
【００４８】
図６は、二次通信局から一次通信局への伝送電力を制御するための制御命令が含まれていない、ページングチャネルのようなチャネルに対する受信器の構成を示している。図から明らかなように、最大比率結合器６１０、６１２は、位相補償を通る信号を最大比率にまで結合する。図３ｂに示されているように、送信器がＱＰＳＫデータ変調を実行する場合、受信器は、マルチプレクサ６１４において信号を多重化することによりデスクランブルを実行し、軟判定部６１６において軟判定を実行し、デシメータ６２４の長符号マスク６２０によって生成された長符号発生器６２２の出力をデシメートし、軟判定部を通った信号にデシメータ６２４のデシメート結果を乗じる。本発明では、直交符号ホッピング多重化のための二次通信局の受信器の構成は、図６の構成と類似している。同期チャネルに関しては、長符号を使用するデスクランブルプロセス６２０、６２２、６２４、６２６、６２８はスッキプされることもある。
【００４９】
図７は、二次通信局の伝送電力を制御するための制御命令が含まれているトラフィックチャネルの受信器の構成を示している。図示するように、位相補償された信号は最大比率結合器７１０、７１２を通る。受信器が図５に示されているようにＱＰＳＫデータ復調を実行する場合、マルチプレクサ７１４は信号の同相成分と４相成分とを多重化する。抽出器７４０は、受信した信号の中から、一次通信局から伝送された電力制御命令に対応する信号成分を抽出する。抽出器７４０からの信号は、硬判定部７４４を通って、二次通信局の伝送電力制御器へ伝送される。マルチプレクサ７１４から受信した信号の電力制御命令以外のデータシンボルは軟判定部７４２を通る。デシメータ７２４は、二次通信局の識別子によって生成された長符号マスク７２０によって生成された長符号発生器７２２の出力をデシメートする。次に、軟判定部７４２からのデータシンボルは、デスクランブルを実行するために、乗算器７１８においてデシメータ７２４の結果と乗ぜられる。
【００５０】
図８は、ブロックデインタリーバ８１８、８２８、８３８と畳み込みエンコーダ８１４、８２４、８３４とを通して、一次通信局から図６及び図７の信号処理を通して受信した信号を回復する機能を示している。同期チャネル８１０では、シンボルレートを下げるために、サンプラ８１９は、シンボルレピータ２１９の逆プロセスである信号の蓄積を行なうことによって、軟判定部を通して信号に対しシンボル圧縮を実行する。サンプラ８１９を通った信号は、ブロックデインタリーバ８１８を通る。その後、サンプラ８１６は、信号が畳み込みエンコーダ８１４に渡る前に、シンボルレピータ２１９の逆プロセスである信号に対するシンボル圧縮を再度実行する。シンボル圧縮後の信号は畳み込みエンコーダ８１４を通り、一次通信局から伝送された同期チャネルのデータが回復される。ページングチャネル８２０の場合、軟判定後の信号はチャネルデインタリーブのためにブロックデインタリーバ８２８を通る。チャネルデインタリーブされた信号は、シンボルレピータ２２６の逆プロセスである伝送データレートに従ったシンボル圧縮のためにサンプラ８２６を通る。シンボル圧縮後の信号は、チャネル復号化のために畳み込みデコーダ８２４を通る。その結果、一次通信局から伝送されたページングチャネルが回復される。
【００５１】
トラフィックチャネル８３０の場合、軟判定の後の信号は、伝送データレートには関係なく、チャネルデインタリーブを実行するためにブロックデインタリーバ８３８を通る。チャネルデインタリーブされた信号は、シンボルレピータ２４６の逆プロセスである伝送データレートに従ったシンボル圧縮を実行するためにサンプラ８３６を通る。畳み込みデコーダ８３４は、シンボル圧縮後の信号にチャネル復号化を実行する。終止ビット除去器８３２は、フレーム単位で独立した伝送信号生成に使用される信号の終止ビットを除去する。ＣＲＣ８３１は、送信器のような伝送データ部分にＣＲＣビットを生成し、チャネル復号化後の回復されたＣＲＣと比較することによってエラーをチェックする。２つのＣＲＣビットが整合する場合、ＣＲＣ８３１はエラーが存在せず、トラフィックチャネルデータが回復されたと判断する。送信器が２０ｍｓフレーム単位で伝送データレートに関する情報を含んでいない場合、一次通信局の伝送データレートは、独立してチャネルデインタリービングされた後、ＣＲＣビットと比較した信号をチャネル復号化することによって決定されてもよい。独立して伝送データレートを伝送するシステムは、データレートに対応しているチャネル復号化プロセスしか要求しない。
【００５２】
図ｌに示されているように、一次通信局から二次通信局へのチャネルの間での直交性を維持するために使用されている従来の方法は、以下の４つに分類することができる。
【００５３】
第１に、図４ｄに示されているように、一次通信局の利用可能な周波数帯を呼の確立時に固定的に二次通信局に割り当てる周波数分割多重化方法が使用される。
【００５４】
第２に、図４ｅに示されているように、呼の確立時に一次通信局のタイムスロットを二次通信局に固定的に割り当てる周波数分割多重化方法が使用される。
【００５５】
第３に、図４ｆ、図４ｇ、図４ｈに示されているように、呼の確立時に周波数選択減衰を避けるために、二次通信局に制御された一定の周波数ホッピングパターンを割り当てるか、軍事的使用の場合のように、特定の時間と場所において１つの二次通信局の複数の副搬送波から構成される帯域幅全体を使用する。
【００５６】
第４に、図４ｉに示されているように、呼の確立時に二次通信局に利用可能な直交符号シンボルを割り当てることによって二次通信局にチャネルを拡散する。
【００５７】
上述の４つの方法の中で、周波数ホッピング多重化を除く他の残りの３つの方法の共通点は、一次通信局により二次通信局に対して固定的に直交リソース（周波数、時間、直交符号）を割り当てるということである。また、周波数ホッピング多重化は、主としてセキュリティの目的で十分なリソースを有するアプリケーションで使用される。従って、リソースの効率的な使用に制約されない。この方法が使用される場合、相対的に低い活性度のチャネルまたは基本伝送レートよりも低い伝送データレートを有する可変チャネルに限定された直交リソースを固定的に割り当てると、リソースの効率的な使用が難しくなる。
【００５８】
従って、従来技術は直交リソースとチャネルとの間に１対１の関係を確立するために、固定的に周波数、時間、直交符号のような直交リソースを割り当てているが、従来技術を若干修正した本発明は、一次通信局から二次通信局へのチャネルの数を増やすために伝送データの活性を考慮し、また限定的なリソースである直交符号の活性を考慮して活性度の低いトラフィックチャネルに統計的多重化を実行し、一次通信局が必要とするバッファ容量、データ伝送遅延を除去すために、不必要なチャネル割り当てをなくしてプロセスを開放し、近隣セルへのシームレスなハンドオフを実現する。
【００５９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法に示されているように、固定割り当ての直交リソースの利用率を改善するためには、高速チャネル割り当てと開放方式とが必要である。しかし、チャネル割り当て及び割り当て解除（開放）の制御信号情報の伝送が頻繁に発生する場合、制限ある周波数リソースを大量に、データ伝送自身ではなくデータ伝送の制御情報のために使用しなければならない。更に、高速チャネル割り当て及び割り当て解除（開放）も処理されなければならない。チャネル割り当てと割り当て解除（開放）命令には長いラウンドトリップ遅延がつきものなので、データが伝送された後に一次通信局に大きなバッファが必要である。そうしたプロセスに多くに時間が必要とされる場合、一次通信局に大きなバッファ容量が必要となる。情報が通常通り伝送されたか否かをチェックする必要がある情報は、再伝送のためにバッファリングされなければならない。しかし、データグラムの場合のように、情報の通常の伝送をチェックすることなしに情報を伝送する場合、バッファ容量を下げるために利用可能な範囲で遅延を最小化しなければならない。
【００６０】
本発明は、従来技術の上述のような問題点を克服するためになされた。本発明の一つの目的は、多重化方法とその装置とを提供すること、一次通信局から二次通信局へのチャネル数を増やすために伝送データの活性を考慮して限定的リソースである直交符号の活性を考慮して活性度の低いトラフィックチャネルに統計的多重化を実行すること、一次通信局が要求するバッファ容量を削減するために不必要なチャネル割り当てと割り当て解除及びデータ伝送遅延をなくし、近隣セルへのシームレスなハンドオフを実現することにある。本発明は、直交性を維持している同期チャネルの活性が低い場合、またはチャネルの伝送データレートが基本伝送レートよりも低いレートで変動する場合に、周波数、時間軸上の位置、直交符号を直交軸として採用する、多次元直交符号ホッピング多重化と称される統計的多重化を使用する。
【００６１】
【課題を解決するための手段】
この目標を達成するために、本発明は、相対的に低いトラフィックを生成するデータチャネルまたはその実際の伝送データレートが割り当てられている基本伝送データレートよりも下に変動するチャネルに対してサービスによって要求される統計的特徴に基づいて、直交リソースが疑似ランダムに符号化データシンボルに割り当てられる多重化方法及び装置を提供する。その結果、チャネルは、多次元直交リソースホッピングパターンによって区別することにより、統計的に多重化される。各二次通信局に対して独立した擬似ランダムホッピングパターンから発生することがある、多次元直交リソース座標の衝突による、誤った受信を防ぐために、衝突に関与している全てのチャネルの伝送符号化データシンボルが比較され、全ての伝送データが整合しない場合、伝送は一時停止される。同時に、平均受信ビットエネルギーを補償するために、一次通信局から二次通信局への伝送エネルギーを特定の量及び期間だけ増加することができる。
【００６２】
更に、本発明で提案している方法は、全てのリソースは直交性を維持しているため、多次元直交リソースホッピング多重化で使用されるリソースの集合と従来の方法で使用されるリソースの集合とを分離して操作することによって、従来システムと共存し得る。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６４】
本出願では、同一の参照番号を従来の技術に類似する要素に対して使用し、従来の技術と比較して修正または追加された要素のみを本発明について詳細に説明する。
【００６５】
本発明による直交符号ホッピング多重化（ＯＣＨＭ）は、一次通信局と二次通信局との間で合意された一次元ホッピングパターンに関して直交符号シンボルを選択することによって通信することである。衝突が生じた場合、一次通信局と二次通信局との間で合意された一次元ホッピングパターンが無関係である場合、衝突に関係するチャネルに属する全てのデータシンボルが比較され、それらの全てが同一データシンボルである場合には伝送される。それ以外の場合、対応するシンボルは穿孔によって伝送されず、データシンボルの穿孔された部分はチャネルデコーダを使用して受信機から回復される（出願番号第１０−１９９９−０３２１８７号の韓国特許「直交符号ホッピング多重化方法及び装置」）。本発明は、全ての直交リソースの直交リソースホッピングに対し、直交符号ホッピング方法を汎用化する統計的多重化方法である。
【００６６】
本発明の実施の形態では、一次通信局と二次通信局とは、それぞれ既存の商業的な移動通信システムにおける基地局及び移動局に相当する。ただ１つの一次通信局が複数の二次通信局と通信し、本発明は、一次通信局から二次通信局への直交性を有する同期チャネルのグループの中で実現される統計的多重化方法を提供する。次世代移動通信システムの候補技術の１つであるｃｄｍａ２０００（登録商標）方式で採用される準直交符号（ＱＯＣ）及びＷ−ＣＤＭＡ方式で採用されるマルチスクランブル符号（ＭＳＣ）、つまり本発明の方法は、直交性がそれぞれのチャネルグループで維持されているシステム内で独立して実現することができる。また、一次通信局からのチャネルがセクタ化されたもの、切り換えビームまたはスマートアンテナシステムのような同一の伝達アンテナビームを有する多数のチャネルグループに分類される場合、本発明は各チャネルグループで独立して実現できる。
【００６７】
図９ａは、バーストチャネル用の多次元直交リソースホッピング多重化のための構成を示しており、この構成は、伝送制御命令の穿孔及び挿入という事実を除き同一である。通信に関しては、双方向及び片方向の通信が存在し、片方向通信に関しては、伝送電力制御命令を二次通信局へ伝送する必要はない。しかしながら、双方向通信に関しては、効率的な電力制御によってシステム容量を最大限にするために伝送電力制御が必要である。高速処理に関しては、電力制御命令は一般的にはチャネル符号化されていない。擬似ランダム直交符号ホッピングパターンに関しては、２つの異なるチャネル間の衝突は不可避である。従って、電力制御命令は、衝突しないチャネルを通じて伝送されなければならない。この目的のため、ＩＭＴ２０００システムの候補の１つであるｃｄｍａ２０００（登録商標）方式からの共通電力制御チャネルという概念が本明細書で採用され、ここでは共通物理制御チャネル（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ：ＣＰＣＣＨ）と称される。
【００６８】
前述したパイロットチャネルのような共通物理制御チャネルは、別個の直交符号シンボルを通して拡散され、複数の二次通信局用の時分割多重化によって物理クラス制御命令を伝送する。各二次通信局の電力制御命令の位置は、呼の確立時に割り当てられる。
【００６９】
図９ａは、一例としてＩＳ−９５システムに基づく２４の二次通信局を制御するための共通物理制御チャネルの実施の形態を示す。チャネルが一次通信局から二次通信局への基本伝送レート（Ｒ）以下で変化し、情報がフレームごとのレート情報（ＲＩ）と共に衝突なしに伝送されると判断される場合、情報は二次通信局の電力制御命令に類似して時分割多重化された後に伝送することができる。レート情報が伝送されない場合、受信機は、チャネル復号及び全ての可能な組み合わせについてのＣＲＣ試験によってレート情報を連続的に決定する。それは、呼の確立前に一次通信局と二次通信局との間で合意される全ての可能な組み合わせにとって典型的である。
【００７０】
図９ｂは、本発明の実施の形態による共通物理制御チャネルの信号図を示す。伝送電力制御命令を第１通信局から第２通信局のみに伝送するタイプ＃１のＣＰＣＣＨと、一次通信局の伝送データレート情報も伝送するタイプ＃２のＣＣＣＨのような２つの異なるタイプが存在する。
【００７１】
図１０ａは、本発明の、図３ａに示されるような従来の方法の実施の形態への実現を示す。本発明で提案されるような多次元直交リソースホッピング多重化を使用する統計的多重化の場合、衝突検出器、データシンボル比較器、及び多次元ホッピングパターン発生器３８０からは独立したホッピングパターンによって発生する多次元ホッピングパターンの衝突を検出し、適切な制御をさせる制御器３８４、３８６が必要である。
【００７２】
図１１は、多次元ホッピングパターン発生器の実施の例を示す。構成は、従来のＰＮシーケンス発生器を使用する多次元ホッピングパターン生成方式を示す。多次元ホッピングパターンは他の方法によっても生成できる。
【００７３】
多次元ホッピングパターンは、（周波数）、（シンボルの時間軸上の位置）及び（直交符号）のような一次元ホッピングパターンであるか、または（周波数、シンボルの時間軸上の位置）、（周波数、直交符号）及び（シンボルの時間軸上の位置、直交符号）のような二次元ホッピングパターンであるか、または三次元ホッピングパターン（周波数、シンボルの時間軸上の位置、直交符号）であるか、等の場合がある。システムの開発段階では、直交リソースのいくつかの部分のみがホッピングに関与することを許され、他の直交リソースは分割方法に基づいて固定的に割り当てられるために実現される。また、それは、全ての直交リソースがホッピング多重化と、次の制御命令を通して関与することを許可されるような方法で実現することができる。それは、直交リソースのいくつかの部分が、ホッピング多重化に関与することを許可されるように制御することができる。
【００７４】
多次元ホッピングパターン発生器３８０によれば、周波数ホッピング用の周波数合成器３８８、伝送時間ホッピング用のバッファ３９２、３９３及び直交符号ホッピングのために直交符号シンボルを生成する直交符号発生器が必要とされる。
【００７５】
周波数合成器３８８から生成される搬送波または副搬送波は、図１２ａに示されるように、周波数ホッピングに使用される（副）搬送波の数に応じた多次元ホッピングパターン発生器３８０からの出力の周波数軸の座標を示すビット数が異なる。多次元ホッピングパターン発生器３８０の出力の内の周波数座標値に対応する信号が周波数合成器３８０へ送られ、入力値に従って指定される（副）搬送波が生成される。
【００７６】
多次元ホッピングパターン多重化方法においては、搬送波が変更されない時間ホッピング及び直交符号ホッピングとは異なり、周波数ホッピングのための搬送周波数が変化するため、受信機からのチャネルトラッキング及び位相補償は困難である。従って、ｃｄｍａ２０００のマルチ搬送波タイプのように、基本的にマルチ搬送波が実現され、各搬送波のチャネルトラッキングが並列して独立に実行される場合に、マルチ搬送波に関与する搬送波をホッピング可能搬送波に変換することによって周波数ホッピング多重化を実行することが便利である。
【００７７】
多次元ホッピングパターン発生器３８０の出力の内の時間軸の座標に対応した信号が伝送時間ホッピング用のバッファ３９２、３９３へ送られる。バッファ内でのデータ伝送の位置は、図１２ｃに示されるように、入力値に従って決定される。
【００７８】
図１２ｃにおいて、「１」は伝送データの存在を示し、「０」は伝送データの非存在を示す。
【００７９】
図１２ｄは、伝送データの存在に関して可能性が有る位置の数が図１２ｃにおいて１６である場合の実現例を示す。
【００８０】
多次元ホッピング多重化方法としての伝送時間ホッピングは、統計的多重化を最大限にすると共に、二次通信局への通信チャネルのトラッキングを便利にするために、基本伝送レート（Ｒ）として瞬時伝送レートを採用することによって、フレームまたはタイムスロットよりもむしろ伝送シンボル単位で実行される。ホッピングはシンボル単位で実行される。伝送シンボルは１つのフレーム内で均等な確率で分散されているため、二次通信局においてチャネルの変化をトラッキングすることは相対的に便利である。
【００８１】
直交符号発生器３８２から生成される直交符号は、図１２ｅの直交ゴールド符号発生器によって生成される直交ゴールド符号か、または指定された拡散係数に関してウォルシュ符号となる階層構成の直交可変拡散係数のような直交性を維持する他の直交符号のいずれかであってもよい。
【００８２】
多次元ホッピングパターン発生器３８０の出力の内で、直交符号軸の座標が固定される場合は、従来の方法と同一の直交符号分割多重化方法である。１つの直交符号を２つの直交シンボルグループに分離することにより、一方の直交符号シンボルグループは固定された割り当てによって直交符号分割のために使用され、他方はホッピングパターンによって直交符号ホッピング多重化に使用される。２つの分割された直交シンボルグループの一方は、ホッピングパターン間の衝突を回避するために、無作為に選択されたパターンを使用して直交符号ホッピング多重化され、他方の直交符号シンボルグループは、ホッピングパターン衝突の可能性があるチャネル間での独立したホッピングパターンを使用して、統計的多重化によって直交符号ホッピング多重化される。
【００８３】
両方の場合共に、前者は、伝送データが重要である場合、またはチャネルの活性が高い場合のいずれかの場合に割り当てられ、後者は、相対的にバーストなトラフィックを生成するチャネルに割り当てることによって統計的な優位が得られる。
【００８４】
可変拡散優位を補助する階層直交符号が図１２ｆに示される拡散符号として使用される場合は、直交符号を分割する際に、「０１」または「０１１０」のような同一の親シンボル３９１、３９５を有する子符号シンボルからなる直交符号シンボルグループに直交符号を分割することが便利である。
【００８５】
簡略に前述したように、多次元ホッピングパターン発生器３８０が、２つの異なるチャネルがそれぞれのチャネルに同時に同一のリソースを選択しないようにするために、無作為に多次元ホッピングパターンを生成する場合には衝突は発生しない。しかしながらこの方法を用いると、多次元ホッピングパターンを二次通信局によって決定することができず、多次元ホッピングパターンは一次通信局による呼の確立時に割り当てられなければならない。また、一次通信局によって割り当てることができる多次元ホッピングパターンの数は、直交リソースの数によって制約され、ハンドオフが近隣セルで発生する場合は、新規の多次元ホッピングパターンを近隣セルから割り当てる必要がある。
【００８６】
多次元ホッピングパターンを、衝突なしで二次通信局へのチャネル間で割り当てる目的は、統計的多重化のためではなく、ダイバーシティからゲインを得るためである。
【００８７】
二次通信局へのチャネルが統計的に密な高い活性、または非バーストなトラフィックを有する場合は、いかなる統計的多重化もせずに動作する方がより効率的である。しかしながら、サービス特性に従って、二次通信局へのチャネルが統計的にまばらな（スパース）低活性を有する場合、またはバーストなトラフィックである場合にはリソースは浪費されであろう。従って、独立した多次元ホッピングパターンは、各チャネルのデータ活性に従って統計的多重化及び時間ダイバーシティからゲインを得るために生成される。
【００８８】
その結果、２つの異なるチャネルが同一の多次元リソース座標を同時に選択する多次元ホッピングパターン間では衝突が不可避的に発生する。従って、本発明においてこの問題を解決するためには、全てのチャネルのために伝送されるべき全てのホッピングパターン及びデータシンボルを受信することによって、ホッピングパターン間の衝突が衝突検出器及び制御器３８４、３８６により決定される。
【００８９】
各二次通信局のための全ての多次元ホッピングパターンは一次通信局内で生成され、各二次通信局において伝送される全てのデータは一次通信局を通過する。従って、多次元ホッピングパターンが衝突するか否か、及び伝送データが同一か否かを確かめることはできない。
【００９０】
多次元ホッピングパターンが衝突する場合に対応する全てのチャネルからの全てのデータシンボルが比較され、全ての伝送データシンボルが同一である場合には、衝突区間中のデータシンボルが伝送される。これは、対応する二次通信局に関してチャネル復号プロセス中に誤差が発生しないためである。シンボルの１つが同一でない場合には、対応するチャネルの衝突区間の間のデータシンボルは伝送されない。更に具体的には、衝突検出器及び比較器３８４、３８６からの結果に従って、乗算器３８５及び３８７への入力が「＋１」または「０」になる。伝送は、乗算器への入力が「０」である区間の間オフである。品質を満足させるために拡散データシンボルの穿孔により必要になる二次通信局の平均受信エネルギーの欠如を補償するために、一次通信局の伝送力は、図１５の１０７２のようなシステムパラメータとして与えられる量で、１０７４のようなシステムパラメータとして与えられる区間において対応するチャネルの増幅器３１５、３３５のゲインを制御することによって増加される。これとは別に、一次通信局の二次通信局への伝送電力制御も、従来の方法によって実行することができる。
【００９１】
図１０ｂは、図３ｂの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための方法を示す。
【００９２】
それは、独立した多次元ホッピングパターンが、多次元ホッピングパターン発生器３８０の同一位相チャネル（Ｉ）及び直角位相チャネル（Ｑ）で生成される点を除き、図１０ａと同一である。本発明で提案されるような多次元直交リソースホッピングを使用する統計的多重化については、多次元ホッピングパターン発生器３８０及びＩ／Ｑチャネルの独立した衝突ステータスと伝送ステータスとを決定する衝突検出器及び制御器３８４、３８６が必要とされる。
【００９３】
図１０ｃは、図３ｃの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【００９４】
それは、ＢＰＳＫデータを変調する図１０ａとは異なってＱＰＳＫデータを変調するため、Ｉチャネル及びＱチャネルへの伝送データが異なる点を除き図１０ａと同一である。
【００９５】
図１０ｄは、図３ｄでの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【００９６】
それは、独立した多次元ホッピングパターンが、多次元ホッピングパターン発生器３８０の同一位相チャネル（Ｉ）及び直角位相チャネル（Ｑ）で生成される点を除き図１０ｃと同一である。本発明で提案されるような多次元直交リソースホッピングを使用した統計的多重化については、多次元ホッピングパターン発生器３８０及びＩ／Ｑチャネルの独立した衝突ステータスと伝送ステータスとを決定する衝突検出器及び制御器３８４、３８６が必要とされる。
【００９７】
図１０ｅは、図３ｅの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【００９８】
それは、準直交符号（ＱＯＣ）を使用するという点を除き、図１０ｃと同一である。
【００９９】
図１０ｆは、図３ｆの従来の方法の実施の形態に対して本発明を実現するための図を示す。
【０１００】
それは、準直交符号（ＱＯＣ）を使用するという点を除き、図１０ｄと同一である。
【０１０１】
図１３ａでは、アンテナから受信された一次通信局からの信号は、多次元ホッピングパターン発生器５８０によって制御される周波数合成器５８８によって復調され５１０、５３０、ローパスフィルタ５１２、５３２を通過する。低域濾波された信号は受信機側と同一のスクランブル符号５２０、５４０を使用して逆スクランブルされ、一次通信局の送信機と同期された多次元ホッピングパターン発生器５８０によって送られる直交符号軸の座標に従って生成される（５８２）直交符号シンボルは対応するシンボル区間について積算する（５１６、５３６）ことにより、乗算され（５１４、５３４）、逆拡散される。逆拡散信号により、非コヒーレントな復調がチャネル推定器を通る位相差を補償することによって実行される。補償されたデータシンボルは、それらを多次元ホッピングパターン発生器の伝送時間軸の座標に整合することによってバッファ５９２、５９３へ送られる。
【０１０２】
図１０ａの一次通信局用の送信機はＢＰＳＫデータ変調を実行するので、図１３ａの二次通信局用の対応する送信機は、同一情報を有するＩチャネル及びＱチャネルから受信されるデータを加算する。独立したインタリーバが、時間ダイバーシティを提供するために一次通信局の送信機内のＩチャネル及びＱチャネルそれぞれのために存在する場合には、それらは最初にデインタリーバを通過し、Ｉチャネル及びＱチャネルからの伝送データが加算される。
【０１０３】
図１３ｂは、図１０ｂの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、Ｉチャネル及びＱチャネルそれぞれのために独立した符号発生器５８２、５８４が存在するという点を除き、図１３ａと同一である。
【０１０４】
図１３ｃは、図１０ｃの本発明による直交リソースホッピング多重化方法のための二次通信局の受信機の構成を示す。それは、図１０ｃの一次通信局用の送信機がＱＰＳＫデータ変調を実行するので、図１３ｃの二次通信局用の対応する送信機が、異なる情報を有するＩチャネル及びＱチャネルからの受信データを加算しないという点を除き、図１３ａと同一である。
【０１０５】
図１３ｄは、図１０ｄの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、Ｉチャネル及びＱチャネルそれぞれのために独立した符号発生器５８２、５８４が存在する点を除き、図１３ｃと同一である。
【０１０６】
図１３ｅは、図１０ｅの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、受信された信号が準直交符号５６６を使用することによって逆拡散される点を除き、図１３ｅと同一である。
【０１０７】
図１３ｆは、図１０ｆの本発明による直交リソースホッピング多重化方法用の二次通信局の受信機の構成を示す。それは、Ｉチャネル及びＱチャネルそれぞれのために独立した符号発生器５８２、５８４が存在する点を除き、図１３ｃと同一である。
【０１０８】
図１４は、本発明の実施の形態による一次通信局からの伝送信号のための概念図を示す。
【０１０９】
図１４ａは、図４ａの従来の方法の実施の形態よる各フレームの一次通信局内の伝送信号図と同一である。一次通信局から二次通信局への各フレームの伝送レートは、サービス特性に従って、９２０、９３０のような基本伝送レート（Ｒ）以下で変化するか、または９４０、９５０のような基本伝送レート（Ｒ）において伝送（オン）と伝送なし（オフ）とを反復する。９２０、９３０のようなチャネルは、チャネル活性図に表現できる。本発明では、伝送時間ホッピング多重化は、各フレームの伝送データレートに応じて図１４ｂのチャネル９２４、９３４で理解されるように、チャネル９２０、９３０に適用できる。伝送時間ホッピングは、図１２ｄと同一の方法で実現される。
【０１１０】
図１４ｃ及び図１４ｄは、ホッピング伝送時間が各フレームの伝送データレートに対して現実にどのようにして決定できるのかを示す。図１４ｃは、定期的で周期的なホッピングを示す。図１４ｄは不定期で任意のホッピングを示す。図１４ｃは、時間ダイバーシティ及びチャネルトラッキングに関して有利であるが、統計的多重化には不適切である。
【０１１１】
図１４ｄは、独立した多次元ホッピングパターンが各フレームに使用されると衝突が発生する可能性があるが、統計的多重化には有効である。
【０１１２】
図１４ｃは、本発明の実施の形態に従って、統計的にまばらな（スパース）フレーム内で周波数ホッピング多重化方法（ＦＨＭ）及び時間ホッピング多重化方法を並行して採用する方法を示す。二次通信局は、方形内のパターンによって区別することができる。
【０１１３】
図１４ｆは、図１４ｅ（伝送時間、副搬送波）内の二次元座標で表現される多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１１４】
図１４ｇは、図１４ｆに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって、伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間の衝突が発生するとしても伝送することを示す。衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係する全てのデータシンボルが同一ではないために伝送なしを示す。
【０１１５】
図１４ｈは、本発明の実施の形態による統計的にまばらな（スパース）フレーム内でのシンボル単位に基づいた時分割多重化方法による一次通信局からの伝送信号の図を示す。図４ｃに示されるように、特定の区間の間に集中するスロット単位に基づいた時分割多重化方式とは異なり、フレームの中で均等に分散されるシンボル単位に基づいた時分割多重化方式である。従って、時間ダイバーシティが達成できる。本発明の実施の形態でのホッピングパターンが周期的であり、統計的多重化よりもダイバーシティのために使用される場合、二次通信局へのチャネル独立性は存在せず、呼の確立時に、一次通信局から他の二次通信局への割り当ての結果が参照されなければならない。従って、図１４ｈのシンボル単位に基づく時分割多重化は、瞬時伝送レートが固定される場合に有利である。
【０１１６】
図１４ｉは、図１４ｈとは異なり、統計的多重化を達成するために二次通信局へのチャネルの伝送データシンボル区間の擬似ランダム選択を示す。二次通信局内の伝送時間ホッピングパターンは独立している。
【０１１７】
図１４ｊは、図１４ｉ（伝送時間）の一次元座標に表される多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線によって表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１１８】
図１４ｋは、図１４ｊで衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間で衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一でないために伝送なしを示す。
【０１１９】
図１４ｌは、二次通信局へのチャネルの伝送データシンボル帯域を拡散する直交符号が、統計的多重化を達成するために擬似ランダムに選択される特殊な場合の直交符号ホッピング多重化を示す。二次通信局への直交符号ホッピングパターンは独立している。この方法は、同一の発明者による直交符号ホッピング多重化方法及び装置に関する過去に出願された特許出願（出願番号第１０−１９９９−００３２１８７号の韓国特許）に詳細に説明される。
【０１２０】
図１４ｍは、本発明によるスロット単位に基づいた時分割多重化及び直交符号ホッピング多重化が共存する二次通信局への伝送信号の図を示す。統計的多重化を達成するために、二次通信局へのチャネル用の伝送タイムスロット及び各伝送データシンボルを拡散するための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次元ホッピングパターン（シンボルの時間軸上の位置、直交符号）は、各二次通信局のために使用される。
【０１２１】
図１４ｎは、図１４ｍ（シンボルの時間軸上の位置、直交符号）の一次元座標に表される多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１２２】
図１４ｏは、図１４ｎで衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終プロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間の衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一でないために伝送なしを示す。
【０１２３】
図１４ｐは、図１４ｈの時分割多重化及び図１４ｌの直交符号ホッピング多重化が共存する一次通信局からの伝送信号の図を示す。前述したように、図１４ｈが、統計的多重化ゲインが達成されない構成を示す場合にも、図１４ｌの直交符号多重化方法を実現することによって、統計的多重化が達成される。各チャネルでの伝送レートには関係なく、全ての二次通信局への第１伝送シンボルの位置は同一である。二次通信局への各伝送データシンボルの帯域拡散のための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次通信局への第１ホッピングパターン（直交符号）は独立している。
【０１２４】
図１４ｑは、図１４ｐ（直交符号）の一次元座標で表される多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１２５】
図１４ｒは、図１４ｑに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって、伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターン間で衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一ではないために伝送なしを示す。
【０１２６】
図１４ｓは、図１４ｐでの時分割及び直交符号ホッピング多重化での変動を示す。一次通信局は、伝送電力の釣り合いを維持するために、第１データシンボルの位置を、非対称の第２通信局に割り当てる。図１４ｐのように、二次通信局へのチャネルに関する各伝送データシンボルを拡散するための直交符号シンボルは擬似ランダムに選択される。二次通信局（直交符号）用の一次元ホッピングパターンは独立している。
【０１２７】
図１４ｔは、図１４ｓ（直交符号）の一次元座標で表される多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線で表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１２８】
図１４ｕは、図１４ｔに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は衝突が多次元ホッピングパターン間で発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線で囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一ではないため伝送なしを示す。
【０１２９】
図１４ｖは、図１４ｉの時分割多重化及び図１４ｌの直交符号ホッピング多重化が共存する一次通信局からの伝送信号の図を示す。それは、図１４ｉの時間ホッピング多重化により統計的多重化ゲインを達成し、同時に図１４ｌの直交符号ホッピング多重化方法を実現することによって、統計的多重化が達成される、結合型統計的多重化方法である。二次通信局への各伝送データシンボルの帯域拡散のための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次通信局への第１ホッピングパターン（直交符号）は独立している。フレーム内の時間軸上の位置及び二次通信局へのチャネル用の各伝送データシンボルの帯域拡散のための直交符号シンボルは、擬似ランダムに選択される。二次通信局（直交符号、直交符号）のための二次元ホッピングパターンは独立している。
【０１３０】
図１４ｗは、図１４ｖ（時間軸上の位置、直交符号）の一次元座標で表される多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択のために発生する衝突の例を示す。境界線がペアにされた破線で表された方形は多次元ホッピングパターンが衝突するデータシンボルの位置を示し、境界が単一の破線によって表された方形は衝突が発生しないデータシンボルの位置を示す。
【０１３１】
図１４ｘは、図１４ｗに示されるように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送するか否かを決定するための最終的なプロセスを示す。黒色で塗りつぶされた方形は多次元ホッピングパターンに関して衝突が発生するとしても伝送することを示し、衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルは同一であり、破線によって囲まれた空の方形は衝突に関係するチャネルの全てのデータシンボルが同一ではないために伝送なしを示す。
【０１３２】
二次元ホッピングパターン（時間軸上の位置、直交符号）を使用して統計的多重化を拡張することによる、三次元ホッピングパターン（周波数、時間軸上の位置、直交符号）を使用する統計的多重化が、図１４ｖに示されている。本発明で提案される方法を拡張することによる（第１直交リソース、第２直交リソース、・・・、第Ｎ直交リソース）のＮ次元直交リソースホッピング多重化方法を使用する統計的多重化は、更に進んだ一歩である。多次元直交リソースホッピング多重化を使用する統計的多重化からのゲインは、多次元ホッピングパターンの衝突の確率及び伝送されない対応する伝送データの確率から推測することができる。どのチャネル符号化が使用されるのかに応じて、伝送されないデータシンボルの回復の可能性は異なる。
【０１３３】
本分析の主要な関心事である二次通信局へのチャネルが情報を含まない場合、分析は無意味になる。従って、この分析は、情報を含むチャネルのみに焦点を当てる。
【０１３４】
仮定：Ｍ＝一次通信局によって割り当てられるチャネルの総数
α＝チャネル活性（＝フレームあたりの平均伝送レート／基本伝送レート）
πi ＝伝送されるべきデータシンボルｉの確率
ここで、ｉ∈｛０，１，２，…，ｓ−１｝ 且つ、ｓ＝データシンボル数
【０１３５】
例）８ＰＳＫの場合、ｓ＝８
１６ＱＡＭの場合、ｓ＝１６
【０１３６】
１）周波数ホッピング多重化
仮定：ｃ1 ＝多次元ホッピングパターンの周波数軸の副搬送波の総数
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式１］
【０１３７】
【数１】
（２）シンボル穿孔確率
［式２］
【０１３９】
【数２】
（３）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式３］
【０１４１】
【数３】
（３）伝送時間（シンボルの時間軸上の位置）ホッピング多重化
仮定：ｃ2 ＝多次元ホッピングパターン中の可能なシンボル位置の総数
【０１４３】
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式４］
【０１４４】
【数４】
（２）シンボル穿孔確率
［式５］
【０１４６】
【数５】
（３）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式６］
【０１４８】
【数６】
（４）直交符号ホッピング多重化
仮定：ｃ3 ＝多次元ホッピングパターン中の直交符号シンボルの総数
【０１５０】
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式７］
【０１５１】
【数７】
（２）シンボル穿孔確率
［式８］
【０１５３】
【数８】
（４）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式９］
【０１５５】
【数９】
（５）周波数、伝送時間（シンボルの時間軸上の位置）、直交符号ホッピング多重化
仮定：
ｃ1 ＝多次元ホッピングパターン中の周波数軸の副搬送波の総数
ｃ2 ＝多次元ホッピングパターン中の時間軸上のシンボル位置の総数
ｃ3 ＝多次元ホッピングパターン中の直交符号軸の直交符号シンボルの総数
【０１５７】
（１）ホッピングパターンの衝突確率
［式１０］
【０１５８】
【数１０】
（１）シンボル穿孔確率
［式１１］
【０１６０】
【数１１】
（２）全てのπi が同一であるときのシンボル穿孔確率
［式１２］
【０１６２】
【数１２】
図１５は、図１４ｇ、図１４ｏ、図１４ｒ、図１４ｕ及び図１４ｘのように、必要とされる品質を満足するため、及び伝送が多次元ホッピングパターンの衝突区間で停止されるときにチャネルデコーダによって必要とされる平均受信エネルギーを補償するために、伝送されないデータシンボルの後の特定の区間での一次通信局の伝送電力の増加を示す。
【０１６４】
多次元ホッピングパターンの衝突、及び伝送データシンボルの不整合のために、伝送は、一次通信局への同一の伝送アンテナビーム内に存在するチャネルグループ内ではオフである。図１６のスマートアンテナのような、一次通信局への伝送アンテナビーム１１２０、１１３０、１１４０が複数存在するとき、たとえホッピングパターンが衝突しても、衝突区間内の伝送アンテナビーム１１３０、１４０でのチャネル１１３２、１１４２、１１４４の伝送は、停止されない。
【０１６５】
本発明の実施の形態から明らかなように、多次元直交リソースホッピング多重化が擬似ランダムホッピングパターンによって実行された場合、伝送側のチャネル符号化方式及び受信機側の復号方式は、伝送データを穿孔することができ、且つ多次元ホッピングパターンが衝突する区間の間には伝送できないため、受信機側からの失われた区間の間に失われたデータを回復するために絶対的に必要とされる。
【０１６６】
本発明の実施の形態についての詳細な説明は、無線移動通信システムに焦点を合わせてきた。しかしながら、本発明により提案される統計的多重化は、等しく有線通信システムにも適用することができる。
【０１６７】
【発明の効果】
前述したように、本発明は、直交性を維持する同期されたチャネルの活性が低いとき、またはチャネルの伝送データレートが基本伝送レート以下で変化するときには、一次通信局から二次通信局へのチャネルで統計的な多重化ゲイン、限られた直交リソースの活性の増加、不必要なチャネル割り当て及び割り当て解除（または解放）のためのトラフィックの減少、単純な伝送スケジューリング、一次通信局によって必要とされるバッファ容量の減少、伝送時間遅延の減少、及び直交軸としての周波数とシンボルの時間軸上の位置と直交符号とを採用する多次元直交リソース多重化として知られる統計的多重化方法を使用することによる近隣セル内での円滑なハンドオフを達成することができる。
【０１６８】
更に、本発明は、直交リソースを固定的に割り当てる方法に比較して、多次元リソースパターンが擬似ランダムに選択される場合、ほぼ無限数のチャネルを区別することができる。また、ホッピングパターンの擬似ランダムな選択のために発生する衝突の場合では、伝送アンテナビームが、セクタ化されたアンテナまたはスマートアンテナのように重複しない領域に存在する二次通信局用の衝突データシンボルの伝送を停止する必要はない。
【０１６９】
同一伝送アンテナビーム内のチャネル間でのホッピングパターンの衝突のために伝送されないデータシンボルは、二次通信局に個別に通知することなく、二次通信局のチャネル復号プロセスによって回復することができる。
【０１７０】
また、本発明を使用することにより、統計的多重化は、本発明の方法を実現することによって、周波数、シンボルの時間軸上の位置、直交符号、及び偏波を含む全ての直交リソースについて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った一次通信局と二次通信局とを説明しているシステムコンセプト図である。
【図２ａ】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った共通構成エレメントに対応する送信器の構成を示している。
【図２ｂ】 先行技術の実施の形態に従った一次通信局のトラフィックチャネル送信器の構成を示している。
【図３ａ】 （ＢＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルで同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法に基づく一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｂ】 （ＢＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルに異なる直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法での一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｃ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルと同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法での一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｄ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルに異なる直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った符号分割多重化方法での一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｅ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルと同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った疑似直交符号を使用する一次通信局の送信器の構成を示している。
【図３ｆ】 （ＱＰＳＫ変調され、Ｉ／Ｑチャネルと同一の直交符号シンボルを使用する際の）先行技術の実施の形態に従った疑似直交符号を使用する一次通信局の送信器の構成を示している。
【図４ａ】 先行技術の実施の形態に従った一次通信局の各フレームでの伝送信号図を示している。
【図４ｂ】 先行技術の他の実施の形態に従った一次通信局の各フレームでの伝送信号図を示している。
【図４ｃ】 先行技術のその他の実施の形態に従った一次通信局の各フレームでの伝送信号図を示している。
【図４ｄ】 先行技術に従った周波数分割多重化（ＦＤＭ）を基にした伝送信号図を示している。
【図４ｅ】 先行技術に従った時分割多重化（ＴＤＭ）を基にした伝送信号図を示している。
【図４ｆ】 先行技術に従った時分割多重化（ＴＤＭ）を基にした伝送信号図を示している（スロット単位を基にして周波数ホッピングを実装）。
【図４ｇ】 先行技術に従った周波数多様性のための周波数分割多重化（ＦＤＭ）を基にした伝送信号図を示している（データ信号単位を基にした正規周波数ホッピング方法）。
【図４ｈ】 先行技術に従った周波数ダイバーシティと盗聴からの保護のための周波数分割多重化方法（ＦＤＭ）を基にした伝送信号図を示している（データ信号単位を基にした非正規周波数ホッピング方法）。
【図４ｉ】 先行技術に従った直交符号分割多重化（ＯＣＤＭ）方法を基にした伝送信号図を示している（各チャネルへの固定的な直交符号割り当て）。
【図５】 図４ｉでの送信器の構成に従った直交符号分割多重化を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図６】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った二次通信局の受信器の一般構成を示している。
【図７】 先行技術の実施の形態に従った二次通信局の受信器の構成を示している。
【図８】 先行技術と本発明の実施の形態とに従った二次通信局の受信器の一般構成を示している。
【図９ａ】 本発明の実施の形態に従ったトラフィックチャネル対して、直交リソースホッピング多重化される、一般物理制御チャネルである複数のトラフィックチャネルを持つ一次通信局の送信器の構成を示している。
【図９ｂ】 本発明の実施の形態に従った共通物理制御チャネル（ＣＰＣＣＨ）の信号図を示している。
【図１０ａ】 （図３ａに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化送信（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｂ】 （図３ｂに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｃ】 （図３ｃに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｄ】 （図３ｄに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｅ】 （図３ｅに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１０ｆ】 （図３ｆに対応する）本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化（ＭＤ−ＯＲＨＭ）を基にした一次通信局の送信器の構成を示している。
【図１１】 本発明の実施の形態に従った多次元パターン発生器の構成を示している。
【図１２ａ】 本発明の実施の形態に従った周波数ホッピングでの副搬送波グループの例を示している（直交リソース＝周波数）。
【図１２ｂ】 本発明の実施の形態に従った周波数ホッピングパターン発生器の出力に従った副搬送波合成器を示している。
【図１２ｃ】 本発明の実施の形態に従ったシンボル単位を基にした伝送時間ホッピングでのデータシンボル位置の例を示している（直交リソース＝シンボルの時間軸上の位置、１＝ＯＮ、０＝ＯＦＦ）。
【図１２ｄ】 本発明の実施の形態における一次通信局の送信器でのタイムホッピングパターン発生器の出力に従ったデータシンボル位置セレクタ（またはバッファ）の構成を示している。
【図１２ｅ】 本発明の実施の形態における直交符号ホッピングパターンに従った直交ゴールド符号発生器の構成を示している（直交リソース＝直交ゴールド符号）。
【図１２ｆ】 複数の拡散要因に従ったツリー構造の直交ウォルシュ符号を示している（直交リソース＝直交ウォルシュ符号）。
【図１２ｇ】 本発明の実施の形態における直交符号ホッピングパターンに従った直交ウォルシュ符号発生器の構成を示している（直交リソース＝直交ウォルシュ符号）。
【図１２ｈ】 本発明の実施の形態における二次通信局の送信器における時間ホッピングパターン発生器の出力に従ったシンボル位置セレクタ（またはバッファ）の構成を示している。
【図１３ａ】 図１０ａにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｂ】 図１０ｂにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｃ】 図１０ｃにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｄ】 図１０ｄにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｅ】 図１０ｅにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１３ｆ】 図１０ｆにおける本発明の実施の形態に従った多次元直交リソースホッピング多重化方法を基にした二次通信局の受信器の構成を示している。
【図１４ａ】 従来の方法の実施の形態に従った各フレームでの一次通信局からの伝送信号図を示している。
【図１４ｂ】 本発明の実施の形態に従った各フレームでの一次通信局からの伝送信号図を示している。
【図１４ｃ】 本発明の実施の形態に従った、伝送レートが基本伝送レート（Ｒ）よりも下がっているフレーム（統計的にまばらなフレーム）での一次通信局からの（正規的なタイムホッピング）伝送信号図を示している。
【図１４ｄ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでの一次通信局からの（非正規なタイムホッピング）伝送信号図を示している。
【図１４ｅ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでの周波数ホッピング多重化（ＦＨＭ）による一次通信局からの（非正規なタイムホッピング）伝送信号図を示している。
【図１４ｆ】 図１４ｅの二次元座標（シンボルの時間軸上の位置、副搬送波）で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルを通した同時選択によって発生する衝突（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）の例を示している。
【図１４ｇ】 図１４ｆに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している。
【図１４ｈ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでのシンボル単位に基づく一次通信局からの定期的タイムホッピング伝送信号の図を示している。
【図１４ｉ】 本発明の実施の形態に従った、統計的にまばらなフレームでのシンボル単位に基づく一次通信局からの不定期タイムホッピング伝送信号の図を示している。
【図１４ｊ】 図１４ｉの一次元座標において表わされる多次元ホッピングパターンの複数のチャネルからの同時選択により発生する衝突の例（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）を示している（データシンボルの時間軸上の位置）。
【図１４ｋ】 図１４ｊに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示しており、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｌ】 本発明の実施の形態に従った基本伝送レート（Ｒ）フレーム（統計的に密なフレーム）での直交符号ホッピング多重化方法による一次通信局からの伝送信号の図を示している。
【図１４ｍ】 本発明に従った、統計的にまばらなフレームでのスロット単位ベースの時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局からの伝送信号の図を示している。
【図１４ｎ】 図１４ｍの一次元座標で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択によって発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）。
【図１４ｏ】 図１４ｎに示されているように、衝突が発生している伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされた方形は伝送を示し、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｐ】 本発明に従った統計的にまばらなフレームでのシンボル単位ベースの定期的時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局からの伝送信号図（フレームの最初のデータシンボルは同一の位置にある）を示している。
【図１４ｑ】 図１４ｐの二次元座標で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択により発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号シンボル）。
【図１４ｒ】 図１４ｑに示されているように、衝突が発生している伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示し、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｓ】 本発明に従った、統計的にまばらフレームでのシンボル単位ベースの定期的時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局の伝送信号図を示している（フレームの先頭データシンボルは、ずれた位置にある）。
【図１４ｔ】 図１４ｓの二次元座標で表わされている多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択により発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）。
【図１４ｕ】 図１４ｔに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示し、破線で囲まれた空の方形は伝送無しを示している）。
【図１４ｖ】 本発明に従った、統計的にまばらなフレームでのシンボル単位ベースの非正規の定期的な時分割多重化と直交符号ホッピング多重化とによる一次通信局からの伝送信号の図を示している。
【図１４ｗ】 図１４ｖの二次元座標で表わされる多次元ホッピングパターンの複数チャネルからの同時選択によって発生する衝突の例を示している（二重線で囲まれている方形は衝突データシンボルである）（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）。
【図１４ｘ】 図１４ｗに示されているように、衝突が発生する伝送データシンボルを比較することによって伝送すべきか否かを決める最終プロセスを示している（黒色で塗りつぶされている方形は伝送を示し、破線で囲まれている方形は伝送無しを示している）。
【図１５】 図１４ｇ、１４ｏ、１４ｒ、１４ｕ、１４ｘの場合に、要求されている品質を満足し、多次元ホッピングパターンの衝突区間で伝送が一時的に停止されるときにチャネルデコーダによって要求される平均受信エネルギーを補償するために、伝送されないデータの後の一定区間における一次通信局の伝送電力の増加を示している。
【図１６】 多次元ホッピングパターンの衝突とデータシンボルの非一貫性とによる符号化データシンボルの穿孔が一次通信局の各伝送アンテナビームについて独立に行なわれることを示している
【符号の説明】
３８０ 多次元（直交リソース）ホッピングパターン発生器
３８２ 多次元ホッピングパターンに従った直交符号発生器
３８４、３８６ ホッピングパターン衝突検知器、データシンボル比較器／制御器
３８８ 多次元ホッピングパターンに従った周波数合成器
３８５、３８７ 制御器を使用する伝送電力制御装置
３９２、３９３ 多次元ホッピングパターンに従うシンボル位置セレクタ（またはバッファ）
Claims (60)
- 一次通信局から複数の二次通信局への通信チャネルを統計的に多重化するための多次元直交リソースホッピングパターンを発生する多次元ホッピングパターン発生段階と、前記複数の二次通信局別の多次元ホッピングパターン発生段階からの出力によって対応する直交リソースを選択してデータシンボルを変調するための段階と、前記複数の二次通信局別の多次元ホッピングパターン間に衝突が発生したか否かを検出する衝突検出段階とを含み、前記複数の二次通信局への通信チャネルに対応する多次元ホッピングパターンが一部データ区間で衝突することを許容する多次元直交リソースホッピング多重通信方法において、
前記衝突検出段階で衝突の発生が検出された場合に、衝突が発生した区間での衝突に関係する全ての二次通信局へのデータシンボルの整合性を比較するデータシンボル比較段階と、
該比較段階での比較の結果、衝突が発生した区間でデータシンボルが非整合である場合に、発生した衝突に関係する全ての二次通信局へのデータシンボルの伝送を停止する制御段階と
を含むことを特徴とする多次元直交リソースホッピング多重通信方法。 - 前記制御段階で伝送が停止する部分を除く残りの部分のデータシンボルの伝送電力を制御すると共に、伝送停止に起因する平均受信エネルギーにおける損失を補償する伝送電力制御段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記チャネルを、前記一次通信局から前記複数の二次通信局へのチャネルが直交性を維持するために同期に起因する多次元直交リソース座標のホッピングを介して区別することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 次元Ｎの前記多次元直交リソース座標は、（直交リソース＃１、直交リソース＃２、…、直交リソース＃Ｎ）として表すことが可能であることを特徴とする請求項３に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記直交リソース＃１は周波数であり、直交リソース＃２はデータシンボルの時間軸上の位置であり、直交リソース＃３は直交符号であることを特徴とする請求項４に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングは、直交軸の座標が１つのみホップする１次元直交リソースホッピング多重化方法を用いて統計的多重化されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記１次元直交リソースは周波数であることを特徴とする請求項６に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記１次元直交リソースはデータシンボルの時間軸上の位置であることを特徴とする請求項６に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記１次元直交リソースは直交符号であることを特徴とする請求項６に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングは、直交軸の２つの座標がホップする２次元直交リソースホッピング多重化方法を用いて統計的に多重化されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記２次元直交リソースは、（周波数、データシンボルの時間軸上の位置）からなることを特徴とする請求項１０に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記２次元直交リソースは、（周波数、直交符号）からなることを特徴とする請求項１０に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記２次元直交リソースは、（データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）からなることを特徴とする請求項１０に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングは、直交軸の３つの座標がホッピングを受ける３次元直交リソースホッピング多重化方法を用いて統計的に多重化されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記３次元直交リソースは、（周波数、データシンボルの時間軸上の位置、直交符号）からなることを特徴とする請求項１４に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 次元Ｎの前記多次元直交リソースホッピングは、直交軸の多次元（直交リソース＃１、直交リソース＃２、…、直交リソース＃Ｎ）の座標がホッピングを受ける多次元直交リソースホッピング多重化方法を用いて統計的に多重化されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記直交符号はアダマール符号であることを特徴とする請求項５に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記直交符号は直交可変拡散係数符号であることを特徴とする請求項５に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記直交符号は直交ゴールド符号であることを特徴とする請求項５に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 通信の開始時に前記一次通信局によって前記二次通信局に割り当てられ、通信の終了時に解放される二次通信局間の多次元直交リソースホッピングパターンは直交リソースの数に従属的であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングパターンは、各二次通信局に一意に割り当てられ、そのために二次通信局間で独立的になることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングの多重化は、統計的な多重化ゲインを捕捉するために、統計的にまばらな、またはバーストなチャネルに対して実施されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記バーストなチャネルは、呼の確立時に伝送レートが割り当てられた基本伝送レートよりも下で変化する二次通信局への通信チャネルであることを特徴とする請求項２２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記バーストなチャネルは、呼の確立時に伝送レートが割り当てられた平均伝送レートよりも下で変化する二次通信局への通信チャネルであることを特徴とする請求項２２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 二次通信局への物理チャネル制御命令を、単独の物理チャネルで伝送することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記物理チャネルは、二次通信局用の伝送電力制御命令を含むことを特徴とする請求項２５に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記物理チャネルは、一次通信局の伝送レートを含むことを特徴とする請求項２５に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記物理チャネルは、時分割多重化後の二次通信局の物理チャネル制御命令を含むことを特徴とする請求項２５に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記物理チャネルは、一次通信局からの他の直交伝送チャネルと衝突しないことを特徴とする請求項２８に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 衝突しない多次元ホッピングパターンが、前記物理チャネルが一次通信局からの他の直交伝送チャネルと衝突しないようにするために使用されることを特徴とする請求項２９に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記物理チャネルが一次通信局からの他の直交伝送チャネルと衝突しないように、従来の直交リソース分割多重化方法のような固定された直交リソース割り当てを含むことを特徴とする請求項２９に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 統計的な多重化用の前記多次元直交リソースホッピングパターンが擬似乱数的に生成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記擬似乱数的に生成される多次元直交リソースホッピングパターンは、擬似ノイズ（ＰＮ）シーケンス発生器により生成されることを特徴とする請求項３２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 統計的な多重化用の複数の前記多次元直交リソースホッピングパターンを、一次通信局の伝送データレートに従って二次通信局の１つに割り当てることが可能であることを特徴とする請求項３２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 二次通信局の１つへの複数のホッピングパターンは、衝突を避けるために、前記多次元直交リソースホッピングパターンによる通信中に直交リソースの数に従属的なホッピングを受けることを特徴とする請求項３４に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングパターンによる前記通信は、独立的なホッピングを受けることによる衝突を許容することを特徴とする請求項３４に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングパターンによる前記通信は、フレーム単位に基づいて周期的に反復することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記フレームは、チャネル符号化に基づく独立的なデータ単位であることを特徴とする請求項３７に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 二次通信局への前記チャネルの独立的な多次元直交リソースホッピングパターンから生じる多次元直交リソースホッピングパターンの衝突は、一次通信局において以前に検出した衝突により、シンボル期間の間に全ての対応するチャネルのデータシンボルが伝送されないようにすることができることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングパターンの衝突時にデータシンボルが比較され、対応するチャネルの全ての伝送データシンボルが同一である場合に当該データシンボルが伝送されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングパターンの衝突時にデータシンボルが比較され、対応するチャネルの全ての伝送データシンボルが同一でない場合に当該データシンボルが伝送されないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記多次元直交リソースホッピングパターンの衝突時に伝送データシンボルは同一でないので、伝送データシンボルが伝送されなかった後に、伝送データシンボルのために伝送電力が増加することを特徴とする請求項４１に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記伝送電力の増加は、システムパラメータにより与えられる電力増加量及び電力増加時間によって行なわれることを特徴とする請求項４２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記２つのシステムパラメータは、伝送されないデータシンボルの位置に依存することを特徴とする請求項４３に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記２つのシステムパラメータ値はゼロまたはそれ以上であることを特徴とする請求項４４に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記伝送電力制御段階は、二次通信局でのチャネル復号化プロセスの間にエラーが生じた場合に、ホッピングパターンが衝突する一次通信局からのチャネルの伝送アンテナビームの重複の程度に応じて行なわれることを特徴とする請求項２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記伝送電力制御段階は、二次通信局でのチャネル復号化プロセスの間にエラーが生じた場合に、多次元ホッピングパターンが衝突する一次通信局からのチャネルの伝送アンテナビームの重複の程度に応じて行なわれることを特徴とする請求項２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- パイロット信号が、捕捉、トラッキング及び位相推定を介するコヒーレント復調のために用いられることを特徴とする請求項１に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記パイロット信号を伝送するチャネルに用いられる多次元ホッピングパターンは、衝突に起因する位相ひずみ補償能力の損失から保護するために、衝突しないホッピングパターンを使用することを特徴とする請求項４８に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 前記パイロット信号は、周波数ホッピング多重化に含まれる全ての副搬送波内に存在することを特徴とする請求項４８に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 衝突しない前記ホッピングパターンは、多次元直交リソース分割多重化方法のような固定された直交リソースの割り当てを含むことを特徴とする請求項４９に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信方法。
- 一次通信局から複数の二次通信局への通信チャネルを統計的に多重化するための多次元直交リソースホッピングパターンを発生する多次元ホッピングパターン発生器と、該多次元ホッピングパターン発生器が発生した多次元直交リソースホッピングパターンに応じて多次元直交リソースを生成する多次元直交リソース発生器と、前記多次元ホッピングパターン発生器が発生した多次元ホッピングパターンの衝突を検出する多次元ホッピングパターン衝突検出器とを備え、前記複数の二次通信局への通信チャネルに対応する多次元ホッピングパターンが一部データ区間で衝突することを許容する多次元直交リソースホッピング多重通信装置において、
前記多次元ホッピングパターン衝突検出器が多次元ホッピングパターンの衝突を検出した場合に、衝突に関係するチャネルのデータシンボルが等しいか否かを比較する比較器と、
該比較器での比較の結果、データシンボルが等しくない場合に、衝突に関係する全てのチャネルへのデータシンボルの伝送を停止する制御器と
を備えることを特徴とする多次元直交リソースホッピング多重通信装置。 - 前記多次元直交リソース発生器は、周波数合成器からなることを特徴とする請求項５２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。
- 前記多次元直交リソース発生器は、伝送データシンボルの位置を制御するためのバッファからなることを特徴とする請求項５２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。
- 前記多次元直交リソース発生器は、直交符号発生器からなることを特徴とする請求項５２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。
- 前記多次元直交リソース発生器は、周波数合成器と、バッファと、拡散直交符号発生器との組み合わせからなることを特徴とする請求項５２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。
- 前記制御器は、前記比較器での比較の結果、データシンボルが同一でない場合に、全てのデータシンボルの送信値を０にするように構成されていることを特徴とする請求項５２に記載の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。
- 一次通信局から複数の二次通信局への各通信チャネルに対応する多次元直交リソースホッピングを多重化する帯域拡散通信の多次元直交リソースホッピング多重通信装置であって、
前記多重化される多次元直交リソースホッピングは、
直交リソースの固定的かつ排他的な割り当てによる分割多重化のための直交リソースで構成された第１の直交リソースグループと、
直交リソースホッピングを介する統計的な多重化のための直交リソースで構成された第２の直交リソースグループと
を含むことを特徴とする帯域拡散通信の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。 - 伝送データシンボルに対する前記第１の直交リソースグループ中の直交リソースを固定的にかつ排他的に割り当てることにより、よりバーストでないチャネルのために、多次元直交リソース分割多重化を実施することを特徴とする請求項５８に記載の帯域拡散通信の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。
- 前記第２の直交リソースグループ中の直交リソースを用いることにより、バーストなチャネルのために、多次元直交リソースホッピングパターンを用いて多次元直交リソースホッピング多重化を実行することを特徴とする請求項５８に記載の帯域拡散通信の多次元直交リソースホッピング多重通信装置。
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