JP4124833B2

JP4124833B2 - データ通信及び無線システム

Info

Publication number: JP4124833B2
Application number: JP55121899A
Authority: JP
Inventors: アンティトスカーラ; ハーリホルマ; カリリッキーネン; カリペーコネン
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: CN1302485A; EP0997009B1; AU3148899A; FI980703A; US6269126B1; ATE341866T1; FI980703A0; DE69933420D1; CN1697344A; ES2273480T3; DE69933420T2; CN1215655C; CN100471084C; NO995801L; WO1999053628A2; NO995801D0; WO1999053628A3; EP0997009A2; USRE38539E1; FI106663B

Description

発明の分野
本発明は、受信器及び送信器を備えそして少なくとも１つの物理的チャンネルを経て互いに通信する少なくとも１つのベースステーション及びターミナル装置より成る無線システムに使用されるデータ送信方法に係る。
更に、本発明は、無線システム、特に、受信器及び送信器を備えそして少なくとも１つの物理的チャンネルを経て互いに通信する少なくとも１つのベースステーション及びターミナル装置より成る無線システムにも係る。
先行技術の説明
現在の移動通信システムは、ユーザに益々融通性のあるサービスを提供するように試みている。この目標は、クオリティの高いスピーチ／音声信号送信、高レートのデータ送信、写真送信及びビデオ映像送信を与えることを目的とするＩＭＴ−２０００（国際移動テレコミュニケーション２０００年）サービスによって分担される。更に、ＩＴＭ２０００サービスは、例えば、双方向機能、マルチメディア電子メール、ビデオ会議及びターゲット位置決定を包含する。
異なるデータの転送には、異なる記号レート及び信号送信電力が必要となる。現在の無線システムでは、多数の信号の記号レートを１つの物理的チャンネルに使用できないので、変化するチャンネル条件に対して記号レートが最適化されない。例えば、同じ物理的チャンネルを経て送信される２つのサービス信号が受信時に異なるクオリティ要求を有し、そしてチャンネルの遅延プロファイルが変化するときに信号が異なる作用をする場合には、２つの信号の電力レベルに影響する問題が発生する。このような問題は、通常、リード・ソロモンコードとコンボリューションコードが一緒に使用されるときに生じる。チャンネル遅延プロファイルが変化するときには、例えば、第１の信号はクオリティに関してかろうじて受け入れられるが、他の信号は不必要に高いクオリティであるという状態が生じる。この状態は、低い記号レートしか必要としないサービス信号が、高い記号レートを必要とするサービス信号に余計な送信電力を強制的に使用させるときに特に重大である。公知の解決策は、この欠陥を解消するものではない。この欠陥は、解消されないと、無線システムの全域にわたって干渉を引き起こす。
発明の要旨
従って、本発明の目的は、上記問題を解消すると共に、信号クオリティのバランスをとるような方法、及びこの方法を実施する無線システムを提供することである。これは、冒頭で述べた形式の方法において、送信器が、少なくとも１つの物理的チャンネルを経て、受信時に異なるクオリティ要求を有する少なくとも２つの信号を送信し、そして送信器が、クオリティ要求を満足するために、物理的チャンネルを経て使用される信号の記号レートを必要に応じて信号特有に変更することを特徴とする方法により達成される。
本発明の無線システムは、送信器が、１つの物理的チャンネルを経て、受信時に異なるクオリティ要求を有する少なくとも２つの信号を送信するように構成され、それ故、送信器は、少なくとも、クオリティ要求を満足するために、信号の記号レートを信号特有に変更する手段と、同じ物理的チャンネルの信号を合成するための合成手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の方法及びシステムによって複数の効果が達成される。受信されるべき信号の所望のクオリティ要求をバランスし、最適な送信電力を使用できるようにする。その結果、無線システムにおける干渉が減少される。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照して好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、公知の送信器を示す図である。
図２は、本発明の送信器を示す図である。
図３は、本発明のトランシーバを示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の解決策は、ＷＣＤＭＡ（広帯域コード分割多重アクセス）、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動電話システム）、及びＩＭＴ−２０００無線システムに特に適している。従って、本発明は、少なくともＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）及びＣＤＭＡベースの無線システムに適している。
先ず、図１を参照して、公知技術に基づきデータがいかに送信されるかを説明する。ここに示す例では、送信器９０は、同じ物理的チャンネルを経て信号１及び信号２のみを送信するだけであるが、送信されるべき３つ以上の信号にも同じ原理が適用される。信号は、通常、受信時に異なるクオリティ標準を有する。例えば、搬送波対干渉比又はビットエラー比ＢＥＲをクオリティ標準として使用することができる。信号１のＢＥＲは、例えば、ＢＥＲ１＝ｅ^-3であり、そして信号２のＢＥＲは、ＢＥＲ２＝ｅ^-6である。クオリティ要求は、信号特有であるから、異なる送信電力／記号レートで信号を送信することができる。送信されるべき信号２は、先ず、手段１００において例えばリード・ソロモンコードでエンコードされる。このコードは、他の何らかのコードであってもよい。次いで、信号２は手段１０２においてインターリーブされ、即ち信号２がフェージングに更に耐えるように信号のビット又は記号が再構成される。信号１及び信号２は、マルチプレクサである合成手段１０４において合成信号へと合成される。次いで、この合成信号は、コーダ１０６においてコンボリューションコード化される。合成信号の記号レート、ひいては、送信電力は、もし必要であれば、手段１０８において除去コード又は繰り返しコードにより変更される。除去コード又は繰り返しコードは、送信されるべきビットの数を増加又は減少して、２つの信号に同様に作用する。信号は、手段１１０において更にインターリーブされる。最終的に、信号は、当業者に良く知られたように、高周波手段１１４において高周波信号へと変調され、そして高周波信号は、アンテナ１１６により送信される。記号レートを適応させるために１つの共用ユニット１０８しか設けられていないために、信号電力レベルの最適化が妨げられる。
図２を参照して、本発明の解決策を以下に説明する。送信器１９０は、異なるクオリティ要求を有する全部でＰ個の信号を送信する。送信されるべき信号の数Ｐは２つ以上である。信号１は、合成される前に、コーダ２００によりエンコードされ、手段２０２において記号レートが適応され、そして手段２０４においてインターリーブされる。他の信号も同様に処理され、即ち信号Ｐは、コーダ２００においてエンコードされ、手段２０８において記号レートが適応され、そして手段２１０においてインターリーブされる。コーダ２００、２０６及びインターリーブ手段２０４、２１０は、無線システムの送信器に一般に使用されるものであるが、本発明には関与しない。従って、コーダ２００、２０６及びインターリーブ手段２０４、２１０に加えて又はそれに代わって、本発明の解決策は、他の信号処理手段を更に含むことができる。本発明の解決策の要旨は、この実施形態における信号が、少なくとも、必要に応じて除去コード及び／又は繰り返しコードによって記号レートを変更するように記号レートに作用する独特な手段２０８及び２１０を有することである。記号レートを変更すると、信号送信電力も変化し、従って、記号レートの変更は、信号送信電力の変更と同等である。信号は、マルチプレクサである合成手段２１２において合成される。本発明の解決策では、合成された信号の記号レートを必要に応じて手段２１４において更に変更することもでき、手段２１４も、除去コード化及び／又は繰り返しコード化を実行する。しかしながら、本発明の解決策では、この点において記号レートを変更する必要はない。送信器１９０のそれ以降の動作は、本発明の解決策に関与するものではない。しかしながら、通常、信号は、手段２１６においてインターリーブされ、手段２１８において１つ以上のやり方で拡散コード化及び変調され、手段２２０において高周波信号に変調され、そしてアンテナ２２２を経て送信される。従って、異なるサービスに通常関連した少なくとも２つの異なる信号が同じ物理的チャンネルを経て送信される。物理的チャンネルは、ここでは、１つ以上の拡散コードの使用に基づくチャンネルとして定義される。
本発明の好ましい実施形態では、送信器１９０の記号レートを受信器によって制御することができる。このような場合に、制御信号（受信器からの制御信号）が受信器から送信器の制御ユニット２２４へ供給され、ブロック２０２、２０８を制御する制御ユニットは、制御信号により指令されたように記号レートを変更する。制御ブロック２２４は、記号レートを変更するブロック２１４が送信器１９０に使用されている場合にはこのようなブロックも制御できる。信号１ないしＰは制御ブロック２２４にも供給され、従って、制御ブロック２２４は、必要な記号レートを知る。記号レート及び送信電力を変更する除去コード化及び／又は繰り返しコード化は、送信器及び受信器の両方に対し既知のやり方で実行される。その結果、変更がデータ送信にその他影響を及ぼすことはない。
図３は、本発明の解決策の特徴を詳細に示している。無線システムのベースステーション及びターミナル装置は、トランシーバであり、図３のブロック図は、このようなトランシーバを詳細に示している。トランシーバはＰ個の信号を送信し、図２の場合と同様に、送信器２９０は、先ず、手段３００、３０６において信号をエンコードし、手段３０２、３０８において記号レートを適応させ、そして手段３０４、３１０においてインターリーブする。それ以降、信号処理は、図２に従って行なわれ、即ち信号は合成手段３１２によって合成され、合成された信号の記号レートは、手段３１４において更に適応され、そして合成された信号は、手段３１６においてインターリーブされる。次いで、典型的な送信器部分では、好ましくはマルチプレクサである手段３１８において送信されるべき信号に制御データが追加される。次いで、信号が拡散コード化され、これは、乗算器３２２において拡散コードジェネレータ３２０から供給される拡散コードで信号が乗算されるように行なわれる。拡散コード化された信号は、乗算器３２６においてＲＦ発振器３２４から送られる搬送波で信号を乗算しそしてフィルタ３２８において信号をフィルタすることにより、高周波信号へと変調される。高周波信号は、ＲＦ電力増幅器３３０において増幅され、そしてデュープレックスフィルタ３３２を経てアンテナ３３４へ送られて送信される。
本発明の解決策では、受信器２８０は、次のように動作する。アンテナ３３４は、多数の信号より成る合成信号である信号を受信する。受信された信号は、デュープレックスフィルタ３３２を経てフィルタ３３６へ伝播し、これは、所望の帯域のみを通過させる。フィルタされた信号は、乗算器３４０において局部発振器３３８の信号で信号を乗算しそしてフィルタ３４４において信号をローパスフィルタすることにより復調される。次いで、ＡＧＣ増幅器３４６で受信信号の電力レベルを不変に保持することが目的となる。信号は、アナログ／デジタルコンバータ３４８によりデジタルに変換される。信号は、多経路伝播信号であるから、公知技術に基づき複数のＲＡＫＥ岐路を含むブロック３５０において異なる経路を経て伝播した信号成分を合成することが目的である。ＲＡＫＥ岐路により異なる遅延で受信された信号成分は、受信した信号を、所定の遅延量だけ遅れた使用拡散コードと相関することによりサーチされる。信号成分の遅延が見出されると、その同じ信号に属する信号成分が合成される。同時に、信号成分の拡散コードがデコードされる。次いで、受信信号に含まれた制御信号とデータ信号が手段３５２におけるデマルチプレクス動作により分離される。データを含む信号部分は、手段３５４においてデインターリーブされるように搬送される。従って、インターリーブ手段３１６に対応するブロックのインターリーブが解除される。次いで、手段３５６において、信号は、送信ブロック３１４に対応する記号レート変更の逆の動作を受ける。ここで、送信ブロック３１４が除去コード化を実行している場合には、ブロック３５６は、それに対応する程度の繰り返しコード化を実行する。次いで、デマルチプレクス手段３５８において合成信号がＰ個の信号に分割される。第１信号のインターリーブは、デインターリブ手段３６０において解除され、記号レートは、手段３６２において送信ブロック３０２の適応に関連して逆に適応され、そして手段３６２において信号コードがデコードされ、この場合、信号１が受信器に得られる。他のデマルチプレクスされる信号に関連して同様の手順が繰り返され、即ち、同様に、手段３６６において信号Ｐのインターリーブが解除され、手段３６８において除去コード化又は繰り返しコード化が実行され、そして手段３７０において信号がデコードされる。送信器の手段３００、３０６は、通常、コンボリューションコード化を実行し、コンボリューションコードは、受信器の手段３６４、３７０によりデコードされる。
受信器２８０は、更に、信号のクオリティを測定するブロック３７２を備えている。受信信号のいずれかがクオリティ要求を満足しないか又はクオリティ要求をあまりに過度に越える場合には、即ち所定のクオリティ要求から著しくずれる場合には、記号レートを制御する信号がブロック３７２からその制御チャンネルに対する送信器部分のブロック３１８へ供給される。
又、本発明の解決策は、例えばＧＳＭシステムにおけるＴＤＭＡベースの送信の場合のように物理的チャンネルが拡散コードではなくバーストに基づくような無線システムにも適している。このような場合には、複数のサービス信号を同じバーストにおいて最適な電力レベルで送信することができる。その効果は、受信器が各サービスから個別の信号を受信する必要がないことである。これは、拡散コードがバースト内に使用されるＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ無線システムにも適用される。従って、バーストに使用されるべきコード又はコードのグループに対して、多数の異なるサービスを同時に配することができる。図１ないし３は、拡散コードを使用する送信器及び受信器を示す。実際にＴＤＭＡベースの送信器及び受信器は、残りのブロックに関しては図１ないし３に示すものと同様であるが、ブロック１１２、２１８においては拡散コードが当然無視され、手段３２０及び３２２も不要である。更に、このような場合にブロック３５０において拡散コードに基づきサーチされる多経路伝播により生じる受信信号の遅延は存在しない。ＴＤＭＡ受信器では、ブロック３５０は、チャンネルのインパルス応答の推定値で受信信号が乗算されるような等化を実行する。インパルス応答の推定値は、次いで、当業者に明らかなように、トレーニングシーケンス又は別の既知のシーケンスにより形成される。ＴＤＭＡ／ＣＤＴＡトランシーバには送信及び受信の両方のモードが使用される。
以上、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、請求の範囲に記載した本発明の範囲内で種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。

Claims

受信器(280)及び送信器(90,190,290)を備えそして少なくとも１つの物理的チャンネルを経て互いに通信する少なくとも１つのベースステーション及びターミナル装置より成る無線システムに使用されるデータ送信方法であって、送信器(190,290)により、送信されるべき少なくとも２つの信号(SIGN 1−SIGN P)を合成信号へと合成し、そして送信器(190,290)により、１つの物理的チャンネルを経て、受信時に異なるクオリティ要求を有する少なくとも２つの信号(SIGN 1−SIGN P)の合成信号を送信することを含み、
送信器(190,290)において、クオリティ要求を満足するために、物理的チャンネルを経て送信するための信号(SIGN 1−SIGN P)の合成の前に、各信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを要求に応じて信号特有に変更することにより、各信号(SIGN 1−SIGN P)の送信電力を適合させることを特徴とする方法。
送信器(190,290)において、除去コード化及び／又は繰り返しコード化を使用することにより信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを変更する請求項１に記載の方法。
各信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを、合成信号のシンボルレートが不変に保たれるように、合成の前に変更する請求項１に記載の方法。
受信器(280)により、１つ以上の信号(SIGN 1-SIGNP)のクオリティが受信器(280)において所定のクオリティ要求を満足しないときに送信器(190,290)により送信される信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを変更する必要があることを送信器(190,290)に指示する請求項１に記載の方法。
送信器(190,290)において、シンボルレートが変更された送信されるべき信号(SIGN 1-SIGN P)を１つの信号へと合成し、そして送信器(190,290)において、その合成信号のシンボルレートを変更する請求項１に記載の方法。
送信器(190,290)において、シンボルレートを変更するのに加えて、各信号(SIGN 1-SIGN P)のインターリーブも行う請求項１に記載の方法。
送信器(190,290)において、シンボルレートを変更するのに加えて、信号のコンボリューションコード化及び／又はリード・ソロモンコード化も行う請求項１に記載の方法。
受信器(280)及び送信器(90,190,290)を備えそして少なくとも１つの物理的チャンネルを経て互いに通信する少なくとも１つのベースステーション及びターミナル装置より成る無線システムであって、送信器(190,290)は、１つの物理的チャンネルを経て、受信時に異なるクオリティ要求を有する信号(SIGN 1-SIGN P)を送信するために、同じ物理的チャンネルの少なくとも２つの信号を合成するための合成手段(212,312)を備え、受信器(280)は、物理的チャンネルの合成信号を少なくとも２つの信号にデマルチプレクスする手段(358)を備え、
前記無線システムは、送信器(190,290)が少なくとも
クオリティ要求を満足するために、合成の前に、各信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを信号特有に変更することにより、要求に応じて各信号(SIGN 1-SIGN P)の送信電力を適合させる手段(202,208,302,308)
を備えたことを特徴とする無線システム。
信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを変更する手段(202,208,302,308)は、除去コード化及び／又は繰り返しコード化を使用するように構成される請求項８に記載の無線システム。
上記各信号(SIGN 1−SIGN P)の送信電力を適合させる手段(202,208,302,308)は、合成信号のシンボルレートが不変であるように合成の前に各信号のシンボルレートを変更するよう構成される請求項８に記載の無線システム。
受信器(280)は、信号(SIGN 1-SIGN P)のクオリティを測定するための手段(372)を備え、そして受信器(280)は、１つ以上の信号(SIGN 1-SIGN P)のクオリティが受信器(280)において所定のクオリティ要求を満足しないときに送信器(190,290)により送信される信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを変更する必要があることを送信器(190，290)に指示するように構成される請求項８に記載の無線システム。
合成手段(121,213)は、シンボルレートが変更された信号(SIGN 1-SIGN P)を合成信号へと合成するように構成され、そして送信器(190,290)は、その合成信号のシンボルレートを変更するための手段(314)を備えた請求項８に記載の無線システム。
送信器(190,290)は、シンボルレートを変更する手段(202,208,302,308,314)に加えて、信号のインターリーブも行う手段(204,210,304,310,316)も含む請求項８又は１２に記載の無線システム。
送信器(190,290)は、シンボルレートを変更する手段(202,208,302,308,314)に加えて、信号(SIGN 1-SIGN P)のコンボリューションコード化及び／又はリード・ソロモンコード化を行う手段(200,206,300,306)も含む請求項８又は１２に記載の無線システム。
少なくとも１つのベースステーション及びターミナル装置を備え、ベースステーション及びターミナル装置の各々が少なくとも１つの物理的チャンネルを経て通信する受信器(280)及び送信器(90,190,290)を備えているような無線システムにおける送信器であって、上記送信器(190,290)は、受信時に異なるクオリティ要求を有する少なくとも２つの信号(SIGN 1−SIGN P)を１つの物理的チャンネルを経て送信するように構成されており、従って、上記送信器(190,290)は、上記クオリティ要求を満足するために、合成の前に、少なくとも２つの信号(SIGN 1-SIGN P)のシンボルレートを信号特有に変更することにより、要求に応じて各信号(SIGN 1−SIGN P)の送信電力を適合させる手段(202,208,302,308)を備えることを特徴とする送信器。
受信時に異なるクオリティ要求を有する少なくとも２つの信号を１つのチャンネルを経て送信するよう構成された装置であって、
上記クオリティ要求を満足するために、信号のシンボルレートを信号特有に変更する手段と、
同じ物理的チャンネルの信号を合成するための合成手段と
を備えることを特徴とする装置。
受信時に異なるクオリティ要求を有する少なくとも２つの信号を１つのチャンネルを経て受信するよう構成された装置であって、
チャンネルの合成信号を少なくとも２つの信号にデマルチプレクスする手段と、
上記クオリティ要求を満足するために、信号のシンボルレートを信号特有に適合させる手段と
を備えることを特徴とする装置。