JP4171840B2 - 広帯域通信システムにおけるデータ送信方法および装置 - Google Patents
広帯域通信システムにおけるデータ送信方法および装置 Download PDFInfo
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、一般にセルラ通信システムに関し、詳しくは、広帯域セルラ通信システム内のデータ送信に関する。
【０００１】
（従来の技術）
通信システムは周知のものであり、地上移動無線機，セルラ無線電話，パーソナル通信システムおよびその他の種類の通信システムを含む多くの種類からなる。通信システム内では、送信は送信側装置と受信側装置との間で、一般的に通信チャネルと呼ばれる通信資源上に行われる。今までは、送信は音声信号で構成されるのが一般的であった。しかしながら、近年には、高速データ信号などを含む他の形式の信号を伝えることが提案されている。動作を容易にするためには、既存の音声通信機能に加えてデータ送信機能を搭載することが好ましい。このようにすると、音声通信システムの通信資源やその他のインフラストラクチャを利用することが可能である一方、データ送信機能の動作は音声通信システムに近いものになるからである。
【０００２】
透明な（transparent）データ送信機能を有して現在開発されつつあるこのような通信システムの１つに、一般的にcdma2000と称される次世代符号分割多重接続（CDMA：Code-Division Multiple-Access）セルラ通信システムがある。この通信システム内では、すべての遠隔ユニットと基地局の送信が、同じ周波数帯域内で同時に行われる。従って、１つの基地局または遠隔ユニットにおける被受信信号は、個別の遠隔ユニットまたは基地局からの多数の周波数および時間において重複する符号化信号によってそれぞれ構成される。これらの信号の各々が同じ無線周波数（RF）において同時に送信され、信号は、それ特有の符号化（チャネル）によってのみ区別することができる。言い換えると、ある基地局または遠隔ユニットの受信機により受信される信号は、各被送信信号の複合信号であり、個々の信号は解読後でないと区別することができない。
【０００３】
cdma2000通信システム内の遠隔ユニット・データ送信は、遠隔ユニットに高速データ・チャネル（補足チャネルと呼ぶ）を割り当て、補足チャネル（supplemental channel）を利用して前述のようなデータを送信することによって行われる。さらに詳しくは、データ送信が要求されると、直ちに、通常のトラフィック・チャネル（基本チャネル（ fundamental channel ））が遠隔ユニットに割り当てられ、遠隔ユニットは、補足チャネルが使用可能になるまで基本チャネル上にとどまる。使用可能になると、補足チャネルを利用してデータ送信が行われる。すべてのデータが送信された場合、すべてのデータが送信および肯定応答された場合、あるいは指定された長さの時間が過ぎた場合、補足チャネルは中断され、遠隔ユニットは基本チャネルを介して通信を続ける。すべてのデータが送信されていない場合、あるいは（受信エラーにより）再送信すべきデータがある場合は、補足チャネルに再度アクセスして、残りのデータを送信しなければならない。
【０００４】
１つの通信システム内で利用することのできる補足チャネルの数には限りがあるので、利用可能な補足チャネルを求めて争ういくつかの遠隔ユニットに起因して、補足チャネルに迅速に再アクセスできる能力も制限される。言い換えると、補足チャネルが中断された場合に、補足チャネル上でデータを継続して送信／再送信することは、補足チャネルに再アクセスする時宜を得た手順（timely procedure）となりうる。また、この手順は、最終データ送信の肯定応答が受信されるまで補足チャネルを保持する手順であるともいえる。従って、従来技術による方法よりも、高速のデータ送信が可能であり、より効率的な補足チャネルの利用を可能にする広帯域通信システムにおけるデータ送信のための方法および装置が必要である。
【０００５】
（好適な実施例の説明）
上記の問題点を克服するために、データ送信が停止すると、遠隔ユニットは送信される最後のフレームの受信を肯定応答する前に補足チャネルを中断し、肯定応答と再送信とは低速の基本チャネルを利用して行われる。補足チャネル送信の間に割込が起こると、送信すべき残りのデータが所定の量よりも少ない場合には、データ送信は引き続き基本チャネルを利用して継続される。データ送信が停止された後の肯定応答の場合には、遠隔ユニットが肯定応答および再送信を行う前に補足チャネルを中断するので、補足チャネルは他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。また、基本チャネルを利用することによって、感知しうるような遅延を起こさずにエラー制御も実行される。補足チャネル利用時のタイムアウト（または割込）の場合は、送信すべき少量のデータが残っているときには遠隔ユニットが基本チャネル上でデータ送信を引き続き行うので、少量のデータの送信のために補足チャネルに再アクセスすることによって残りのデータの送信が遅くなることはない。また、補足チャネルは、他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。
【０００６】
本発明は、広帯域通信システムにおけるデータ送信方法を包含する。本方法は、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用してデータを送信する段階と、データの送信において割込を受信する段階とによって構成される。データの送信は終了し、第１チャネル上で第１エンコーディング法により進行する。
【０００７】
本発明は、さらに、広帯域通信システムにおけるデータ送信方法を包含する。本方法は、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用してデータを送信する段階と、複数のデータが送信されたときを判断する段階とによって構成される。複数のデータが送信され、複数のデータの受信の肯定応答が受信されると、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用するデータ送信が終了する。最後に、複数のデータが第１チャネルおよび第１エンコーディングを利用して肯定応答に基づいて再送信される。
【０００８】
本発明は、さらに、広帯域通信システムにおけるデータ送信方法を包含する。本方法は、第２チャネルを利用してデータ送信を行う必要があることを判断する段階と、第２チャネルが利用可能であるか否かを判断する段階とによって構成される。第２チャネルが利用可能でない場合は、データは第１チャネルおよび第１エンコーディング法を利用して送信され、さもなくば、第２チャネルが利用可能な場合には、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用してデータが送信される。
【０００９】
最後に、本発明は、広帯域通信システムにおけるデータ送信のための装置を包含する。本装置は、第２エンコーディング法により高速の第２チャネル上にデータを出力する補足チャネル回路構成と、第２エンコーディング法による第２チャネル上におけるデータ送信を停止するための標示を出力するコントローラと、高速の第２チャネル上でのデータ出力が停止された場合に第１エンコーディング法により第１チャネル上にデータを出力する基本チャネルとによって構成される。
【００１０】
図１は、本発明の好適な実施例による遠隔ユニット１１３にデータを送信する基地局１００のブロック図である。基地局１００は、コントローラ１０１，複数の基本チャネル回路１０３，１つ以上の補足チャネル回路１０５，加算器１１１および変調器１１５によって構成される。図示される如く、基地局１００はダウンリンク通信信号１１７を介して遠隔ユニット１１３に通信し、遠隔ユニット１１３はアップリンク通信信号１１９を介して基地局１００と通信する。
【００１１】
本発明の好適な実施例においては、遠隔ユニット１１３との通信は、補足チャネル回路構成１０５および／または基本チャネル回路構成１０３を利用して行うことができる。詳しくは、基地局１００と遠隔ユニット１１３は、順方向送信と逆方向送信の両方に関して定義される２種類のチャネルを利用する。好適な実施例の説明は、基地局１００から遠隔ユニット１１３に対して行われるデータ送信によりなされるが、データ送信は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、遠隔ユニット１１３から基地局１００に対しても同様に行われることが当業者には認識頂けよう。
【００１２】
好適な実施例においては、基本チャネルはより広い帯域幅に拡散されることを除いて既存のCDMAトラフィック・チャネルと同様であり、音声，データおよび信号伝送に利用される。CDMAトラフィック・チャネルは、本明細書に参考文献として含まれる「Mobile Station-Base Station Compatibility Standards for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Celluar Systems（１９９３年７月；電気通信工業会(Washington DC)暫定規準95A(IS-95A)）」に詳細に説明される。IS-95Aに説明されるように、このチャネルの送信速度は動的に変動することがある。また、基本チャネル回路構成１０３を利用して、ソフト・ハンドオフ機能（１つ以上の基本チャネル回路１０３を利用する同時通信）も支援される。
【００１３】
次に、補足チャネルは遠隔ユニットに１１３に対して高データ速度サービスを通信するために利用され、このとき補足チャネルのデータ速度は送信前に取り決められる。複数のデータ源がこのチャネル上に時間多重される。またこのチャネルのサービス品質（たとえばフレーム誤差率（FER），ビット誤差率（BER）および／または送信遅延）は、基本チャネルとは独立して設定され、動作される。
【００１４】
本発明の好適な実施例による基地局１００からのデータ送信は次のように行われる：遠隔ユニット１１３が基本チャネルまたは補足チャネルを利用して基地局１００に能動的に送信していない間は、遠隔ユニット１１３は休止状態にあり、順方向制御チャネル（IS-95Aページング・チャネル）を能動的にあるいは定期的にモニタして、基地局１００による送信保留中の標示を探す。詳しくは、ページング・チャネル回路構成（図示せず）を利用して、遠隔ユニット１１３に対して、保留中ダウンリンク送信を示すメッセージを送付する。本発明の好適な実施例においては、ページング・チャネル回路構成は、IS-95Aのセクション７．１．３．４，７．６．２およびセクション７．７．２に説明されるような回路構成である。基地局１００は、遠隔ユニット１１３に対する高データ速度通信を行う必要があると判断し、補足チャネル１０５を利用できるか否かを判断する。通信に利用することのできる補足チャネルの数には限りがあるので、遠隔ユニット１１３に対する送信のために補足チャネルが利用できない場合がある。このために、遠隔ユニット１１３は補足チャネル回路構成１０５が送信に利用できるようになるまで、待行列（queue）に入れられる。遠隔ユニット１１３が待行列に入れられようが入れられまいが、遠隔ユニット１１３は、基本チャネルが割り当てられているところの「制御保持」状態に置かれる。基地局１００は、遠隔ユニット１１３に対して基本チャネルおよび補足チャネルが利用する拡散コード（ウォルシュ・コード）と、補足チャネルの割当データ速度とを通知する。さらに、IS-95Aセクション６．１．２および６．６．３．１．１．１に説明されるように、基本チャネルを利用してこの時点で初期の電力制御が行われる。
【００１５】
適切な電力レベルにあり、補足チャネルが利用可能になると、遠隔ユニット１１３は能動状態（active state）に入り、補足チャネルを利用する通信（すなわちデータ送信）が行われる。特に、遠隔ユニット１１３に割り当てられる補足チャネル回路構成１０５が加算器１１１に送信すべきデータを出力し、データは加算器で他のチャネル送信と加算される。その結果生じる加算された送信内容は次に変調器１１５によりQPSK変調されて、ダウンリンク通信信号１１７を介して遠隔ユニット１１３に送信される。
【００１６】
補足チャネル上の送信は、とりわけ、２つの理由により停止することがある。第１に、すべてのデータが遠隔ユニット１１３に送信された場合である。この場合は、遠隔ユニット１１３は送信される最後のフレームの承認を実行する。詳しくは、受信されたパケットを肯定応答（ACK）することにより、および／または、より後の番号のメッセージが受信されたにも関わらずそのシーケンス番号が受信されていないメッセージに関して、否定肯定応答（NAK）を行うことにより、エラー制御が実行される。（NAK手順が用いられる場合、残りのデータ送信中にプロトコルがNAKのみの手順を利用する場合であっても、最後のパケットの受信の成功を肯定応答しなければならないことに留意されたい。）
補足チャネル上の送信を終了する第２の理由は、補足チャネルを利用する送信が割り振られた期間を経過した（あるいは、単に割込が起こった）場合である。この場合は、遠隔ユニット１１３に送信すべきデータが残っており、遠隔ユニット１１３は再び制御保持状態におかれて、続きのデータ送信を待つ。
【００１７】
すべてのデータが遠隔ユニット１１３に送信された上記の第１の場合においては、遠隔ユニット１１３は送信された最後のフレームの受信の肯定応答に先立って補足チャネルを中断し、肯定応答は基本チャネルを利用して行われることになる。タイムアウト（時間ぎれ）または割込が起こる上記第２の場合では、送信すべき残りのデータが所定の量よりも少ない場合は、送信は基本チャネルを利用して引き続き行われる。特に、コントローラ１０１が遠隔ユニット１１３に送信すべき残りのデータ量を調べ、遠隔ユニット１１３に送信すべき必要があるデータが所定のデータ量よりも少ない場合は、送信は基本チャネル上で行われる。さもなくば、補足チャネルが再び使用可能になった場合にデータ送信が補足チャネル上で継続される。
【００１８】
データ送信が終了した後の肯定応答の場合は、遠隔ユニット１１３が、エラー制御を行う前に補足チャネルを中断するので、補足チャネルは、他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。また、基本チャネルを利用することによって、認知しうる遅延を起こさずにエラー制御も実行される。補足チャネルを利用時のタイムアウト（または割込）の場合は、遠隔ユニット１１３は、送信すべきデータが少量残るときには基本チャネル上でデータの送信を続行するので、少量のデータ送信のために補足チャネルに再アクセスすることによって、残りのデータの送信が遅くなることはない。また、補足チャネルは、他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放される。
【００１９】
図２は、本発明の好適な実施例による図１の基本チャネル回路構成のブロック図である。基本チャネル回路構成１０３は、チャネル・マルチプレクサ２０１，畳込エンコーダ２１２，シンボル・リピータ２１５，ブロック・インターリーバ２１６，ロングコード・スクランブラ２１７および直交エンコーダ２２０を備える。動作中は、信号２１０（トラフィック・チャネル・データ・ビット）が特定のビット速度（たとえば８．６ｋビット／秒）において、チャネル・マルチプレクサ２０１により受信される。入力トラフィック・チャネル・データ２１０ビットは、通常、ボコーダによりデータに変換される音声，純粋なデータまたはこの２種類のデータの組み合わせを含む。チャネル・マルチプレクサ２０１は、二次トラフィック（たとえばデータ）および／または信号化トラフィック（たとえば制御またはユーザ・メッセージ）をトラフィック・チャネル・データ２１０上に多重化し、被多重化データを９．６ｋビット／秒で畳込エンコーダ２１２に出力する。畳込エンコーダ２１２は、入力データ・ビット２１０を一定のエンコーディング速度においてデータ・シンボルにエンコードする。このとき、このデータ・シンボルをデータ・ビットに後で最尤解読することを容易にするエンコーディング・アルゴリズム（たとえば畳込またはブロック・コーディング・アルゴリズム）を利用する。たとえば、畳込エンコーダ２１２は、１データ・ビットを２データ・シンボルにエンコードする一定の速度（すなわち速度１／３）において、（９．６ｋビット／秒の速度で受信される）入力データ・ビット２１０をエンコードして、畳込エンコーダ２１２が２８．８ｋシンボル／秒の速度でデータ・シンボル２１４を出力するようにする。
【００２０】
次にデータ・シンボル２１４はリピータ２１５により反復され、インターリーバ２１６に入力される。インターリーバ２１６は、シンボル・レベル単位で入力データ・シンボル２１４をインターリーブする。インターリーバ２１６において、データ・シンボル２１４は、データ・シンボル２１４の所定のサイズのブロックを画定する行列に個別に入力される。データ・シンボル２１４は、行列が列毎に埋まるように行列内の位置に入力される。データ・シンボル２１４は、行列が行毎に空になるように行列内の位置から個別に出力される。通常、行列は列数と等しい行数を有する正方行列であるが、連続的に入力されるインターリーブされていないデータ・シンボルどうしの出力インターリーブ距離（output interleaving distance）を長くするために他の行列形態を選択することもできる。インターリーブされたデータ・シンボル２１８は、入力されたのと同じデータ・シンボル速度（たとえば２８．８kシンボル／秒）でインターリーバ２１６により出力される。行列が画定するデータ・シンボルのブロックの所定のサイズは、所定の長さの送信ブロック内に所定のシンボル速度で送信することのできるデータ・シンボルの最大数から導く。たとえば、送信ブロックの所定長が２０ミリ秒の場合は、データ・シンボルのブロックの所定サイズは、２８．８ｋシンボル／秒か掛ける２０ミリ秒であり、１８ｘ３２行列を画定する５７６データ・シンボルに等しい。
【００２１】
インターリーブされたデータ・シンボル２１８は、スクランブラ２１７によりスクランブルされて、直交エンコーダ２２０に出力される。直交エンコーダ２２０は、インターリーブされスクランブルされた各データ・シンボル２１８に、直交コード（たとえば２５６次ウォルシュ・コード）をモジューロ２加算する。たとえば、２５６次直交エンコーディングにおいては、インターリーブされスクランブルされたデータ・シンボル２１８について、２５６シンボル直交コードにより排他的論理和演算が行われる。これらの２５６の直交コードは、好ましくは、２５６ｘ２５６のアダマール行列のウォルシュ・コードに相当し、この場合、１つのウォルシュ・コードは行列の１行または１列である。直交エンコーダ２２０は、一定のシンボル速度（たとえば２８．８ｋシンボル／秒）において入力データ・シンボル２１８に対応するウォルシュ・コードを繰り返し出力する。
【００２２】
ウォルシュ・コードのシーケンス２４２は、１対の短擬似乱数コード２２４（すなわちロング・コードに比較して短い）によりさらに拡散されて、ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス２２６を生成する。ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス２２６は、正弦波および余弦波の電力レベル制御を行うことによって、正弦および余弦波の直交対をバイフェーズ変調するために用いられる。シヌソイド出力信号が加算され、（変調器１１５により）QPSK変調され、アンテナ１２０により放射されて、チャネル・データ・ビット２１０の送信が完了する。本発明の好適な実施例においては、拡散シーケンス２２６は、３．６８６４メガチップ毎秒（Mcps）の速度で出力され、５MHzの帯域幅内に放出されるが、本発明の代替実施例においては、拡散シーケンス２２６を異なる速度で出力し、異なる帯域幅内に放出することもできる。たとえば、本発明の代替の実施例においては、IS-95A送信法を利用して、拡散シーケンス２２６を１．２２８８Mcps（トラフィック・チャネル・チップ速度）において、１．２５MHzの帯域幅内に出力する。各データ・シンボルは１２８シンボル直交コードにより排他的論理和演算を受けるので、実際の入力データ・シンボルの送信速度（段階２１８における）は１９．２Kcpsとなる（１／２畳込エンコーダを利用する）。
【００２３】
図３は、本発明の好適な実施例によりデータを送信する図１の補足チャネル回路構成１０５のブロック図である。補足チャネル回路構成１０５は、チャネル・マルチプレクサ３０１，畳込エンコーダ３１２，シンボル・リピータ３１５，ブロック・インターリーバ３１６および直交エンコーダ３２０を備える。動作中は、信号３１０（データ）が特定のビット速度（たとえば１５２．４ｋビット／秒）において、チャネル・マルチプレクサ３０１により受信される。チャネル・マルチプレクサ３０１は、二次トラフィック（たとえばユーザ・データ）を補足チャネル・データ３１０上に多重化し、被多重化データを１５３．６ｋビット／秒で畳込エンコーダ３１２に出力する。
【００２４】
畳込エンコーダ３１２は、入力データ・ビット３１０を一定のエンコーディング速度においてデータ・シンボルにエンコードする。このとき、このデータ・シンボルをデータ・ビットに後で最尤解読することを容易にするエンコーディング・アルゴリズム（たとえば畳込またはブロック・コーディング・アルゴリズム）を利用する。たとえば、畳込エンコーダ３１２は、１データ・ビットを２データ・シンボルにエンコードする一定の速度（すなわち速度１／３）において、（１５３．６ｋビット／秒の速度で受信される）入力データ・ビット３１０をエンコードして、畳込エンコーダ３１２が４６０．８ｋシンボル／秒の速度でデータ・シンボル３１４を出力するようにする。
【００２５】
次にデータ・シンボル３１４は、インターリーバ３１６に入力される。インターリーバ３１６は、シンボル・レベルごとに入力データ・シンボル３１４をインターリーブする。インターリーバ３１６において、データ・シンボル３１４は、データ・シンボル３１４の所定のサイズのブロックを画定する行列に個別に入力される。データ・シンボル３１４は、行列が列毎に埋まるように行列内の位置に入力される。データ・シンボル３１４は、行列が行毎に空になるように行列内の位置から個別に出力される。通常、行列は列数と等しい行数を有する正方行列であるが、連続的に入力されるインターリーブ前のデータ・シンボルどうしの出力インターリーブ距離を長くするために他の行列形態を選択することもできる。インターリーブされたデータ・シンボル３１８は、入力されたのと同じデータ・シンボル速度（たとえば４６０．８kシンボル／秒）でインターリーバ３１６により出力される。行列が画定するデータ・シンボルのブロックの所定のサイズは、所定の長さの送信ブロック内に所定のシンボル速度で送信することのできるデータ・シンボルの最大数から導く。たとえば、送信ブロックの所定長が２０ミリ秒の場合は、データ・シンボルのブロックの所定サイズは、９．２１６ｋシンボルである。
【００２６】
インターリーブされたデータ・シンボル３１８は、リピータ３１５により反復され、直交エンコーダ３２０に出力される。直交エンコーダ３２０は、インターリーブおよびスクランブルされた各データ・シンボル３１８に、直交コード（たとえば１６次ウォルシュ・コード）をモジューロ２加算する。たとえば、１６次直交エンコーディングにおいては、インターリーブおよびスクランブルされたデータ・シンボル３１８について、それぞれ、１６シンボル直交コードにより排他的論理和演算が行われる。これらの１６の直交コードは、好ましくは、１６ｘ１６のアダマール行列のウォルシュ・コードに相当し、この場合、１つのウォルシュ・コードは行列の１行または１列である。直交エンコーダ３２０は、一定のシンボル速度（たとえば４６０．８ｋシンボル／秒）において入力データ・シンボル３１８に対応するウォルシュ・コードをまたはその逆関数（inverse）を繰り返し出力する。
【００２７】
重み付けされたウォルシュ・コードのシーケンス３４２は、１対の短擬似乱数コード３２４（すなわち長コードに比較して短い）によってさらに拡散されて、ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス３２６を生成する。ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス３２６は、シヌソイド電力レベル制御を行うことによって、このシヌソイド直交対をバイフェーズ変調するために用いられる。シヌソイド出力信号が加算され、（変調器１１５により）QPSK変調され、アンテナ１２０により放射されて、チャネル・データ・ビット３１０の送信が完了する。本発明の好適な実施例においては、拡散シーケンス３２６は、３．６８６４Mcpsの速度で出力され、５MHzの帯域幅内に放出される。
【００２８】
図４および図５は、本発明の好適な実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。本発明の好適な実施例においては、基地局１００から遠隔ユニット１１３へのデータ送信は、第２（補足）チャネルを利用して行われるが、従来技術によるデータ送信法とは異なり、補足チャネルは、すべてのデータが補足チャネルを介して遠隔ユニット１１３に正しく転送される前にその利用が中断される。詳しくは、本発明の好適な実施例においては、データの肯定応答と再送信は基本チャネルを利用して行われる。また、データ送信中にタイムアウトまたは割込が起こると、補足チャネルの利用が中断され、データ送信は基本チャネル上で進行する。
【００２９】
論理の流れは段階４０１で始まり、このとき遠隔ユニット１１３は休止状態にあり、基本チャネルまたは補足チャネルを用いて基地局１００とアクティブな通信状態にはないが、基地局１００による保留中の送信の通知を求めて、順方向制御チャネル（IS-95Aページング・チャネル）を能動的にモニタしている。上記の如く、ページング・チャネル回路構成（図示せず）を利用して、保留中ダウンリンク送信を示すメッセージを遠隔ユニット１１３に送付する。段階４０３において、コントローラ１０１が、遠隔ユニット１１３に対する高データ速度送信を行う必要があるか否かを判断する。段階４０３において、コントローラ１０１が高データ速度送信を行う必要がないと判断すると、論理の流れは段階４０１に戻り、そうでない場合は論理の流れは段階４０５に進む。段階４０５において、コントローラ１０１は、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であるか否かを判断し、利用可能であると、論理の流れは段階４０７に進む。そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００が遠隔ユニット１１３に対して保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。その後、論理の流れは段階４０５に戻る。段階４０５において、コントローラ１０１が、補足チャネル回路構成１０５が利用できると判断すると、論理の流れは段階４０９に進む。そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００が遠隔ユニット１１３に対して保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。
【００３０】
段階４１５において、第２チャネル（補足チャネル）を利用するデータ送信が行われる。データ送信は、第１送信速度（３．６８６４Mcps）において第１帯域幅（５MHz）内に第２直交エンコーディング法（第二次または本発明の好適な実施例においては１６次エンコーディング法）を利用して送信することにより開始される。段階４１７において、コントローラ１０１は、データの最終フレーム（パケット）が遠隔ユニット１１３に送信されたか否かを判断し、送信された場合は、論理の流れは段階４２１に進み、そうでない場合は論理の流れは段階４１９に進む。ここでコントローラ１０１は、タイムアウトまたは割込が起きてデータ送信を終了させたか否かを判断する。段階４２１で、補足チャネル上の送信が停止され（すなわちチャネルが中断され）、段階４２３で最終被送信フレーム（複数の被送信データ）の肯定応答が遠隔ユニット１１３から受信されて、データの再送信が必要であるか否かを知らせる。本発明の好適な実施例においては、肯定応答は、遠隔ユニット１１３が、基本チャネルを利用して基地局１００に肯定応答を送信することによって実行される。論理の流れは段階４２５に進み、そこでコントローラ１０１はデータを遠隔ユニット１１３に再送信する必要があるか否かを判断する。必要である場合は、論理の流れは段階４２７に進み、そうでない場合は、論理の流れは段階４２９で終了する。段階４２７において、コントローラ１０１は、基本チャネルを介して遠隔ユニット１１３にデータを送信する（すなわち第１送信速度（３．６８６４Mcps）で第１帯域幅（５MHz）内に第１直交エンコーディング法（第一次または本発明の好適な実施例においては２５６次エンコーディング法）を利用して送信する）。そして、論理の流れは段階４２９で終了する。
【００３１】
段階４１９に戻って、コントローラ１０１が「タイムアウト」が起こったと判断すると、論理の流れは段階４３１に進む。そこで遠隔ユニット１１３に送信すべき残りのデータ量が決定される。そうでない場合は、論理の流れは段階４１５に戻る。次に段階４３３において、コントローラ１０１は、送信すべき残りのデータ量が所定の閾値（たとえば５フレーム）より大きいか否かを判断し、大きい場合は論理の流れは段階４０５に戻り、そうでない場合は、論理の流れは段階４２７に進む。
【００３２】
上記の如く、基本チャネル上でデータ送信を完了することによって、補足チャネルは他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。また、エラー制御も、基本チャネルを利用することによって感知しうる遅延を起こさずに実行される。
【００３３】
図６および図７は、本発明の代替の実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。本発明の代替の実施例においては、データ送信は、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であるか否かに関わらず、データを遠隔ユニット１１３に送信する必要があるときにはいつでも行われる。さらに詳しくは、第２チャネル（補足チャネル）が利用可能であるか否かの判断が行われ、補足チャネルが利用できない場合は第１チャネル（基本チャネル）を利用してデータが送信され、そうでない場合は補足チャネルを利用してデータが送信される。
【００３４】
論理の流れは、段階５０１で始まり、このとき遠隔ユニット１１３は休止状態にあり、基本チャネルまたは補足チャネルを用いて基地局１００と能動的通信状態にはないが、基地局１００による保留中の送信の通知を求めて、順方向制御チャネル（IS-95Aページング・チャネル）を能動的にモニタしている。上記の如く、ページング・チャネル回路構成（図示せず）を利用して、保留中ダウンリンク送信を示すメッセージを遠隔ユニット１１３に送付する。段階５０３において、コントローラ１０１は、遠隔ユニット１１３に対する高データ速度送信を行う必要があるか否かを判断する。段階５０３において、コントローラ１０１が、高データ速度送信を行う必要がないと判断すると、論理の流れは段階５０１に戻る。そうでない場合は、論理の流れは段階５０５に進む。段階５０５において、コントローラ１０１は、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であるか否かを判断し、利用可能でなければ、論理の流れは段階５０７に進む。そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００が遠隔ユニット１１３に対して保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。次に、段階５０８において、第１送信速度（３．６８６４Mcps）において第１帯域幅（５MHz）内に第１直交エンコーディング法（第一次または本発明の好適な実施例においては２５６次エンコーディング法）を利用して送信することにより、第１チャネル（基本チャネル）を介してデータ送信が行われる。論理の流れは、段階５０５に戻る。段階５０５において、コントローラ１０１が、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であると判断すると、論理の流れは段階５０９に進み、そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００は、遠隔ユニット１１３に保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。
【００３５】
段階５１５において、第２チャネル（補足チャネル）を利用するデータ送信が行われる。詳しくは、データ送信は、第１送信速度（３．６８６４Mcps）において第１帯域幅（５MHz）内に第２直交エンコーディング法（第二次または本発明の好適な実施例においては１６次エンコーディング法）を利用して送信することにより開始される。段階５１７において、コントローラ１０１は、データの最終フレーム（パケット）が遠隔ユニット１１３に送信されたか否かを判断し、送信された場合は、論理の流れは段階５２１に進み、そうでない場合は論理の流れは段階５１９に進む。ここでコントローラ１０１は、タイムアウトまたは割込が起きたか否かを判断する。段階５２１で、補足チャネル上の送信が停止され（すなわちチャネルが中断され）、段階５２３で、送信された最後のフレームの肯定応答が遠隔ユニット１１３から受信されて、データの再送信が必要であるか否かを知らせる。本発明の好適な実施例においては、肯定応答は、遠隔ユニット１１３により、基本チャネルを利用して基地局１００に肯定応答を送信することによって実行される。論理の流れは段階５２５に進み、そこでコントローラ１０１はデータを遠隔ユニット１１３に再送信する必要があるか否かを判断する。必要である場合は、論理の流れは段階５２７に進み、そうでない場合は、論理の流れは段階５２９で終了する。段階５２７において、コントローラ１０１は、基本チャネルを介して遠隔ユニット１１３にデータを送信する（すなわち第１送信速度（３．６８６４Mcps）で第１帯域幅（５MHz）内に第１直交エンコーディング法（第一次または本発明の好適な実施例においては２５６次エンコーディング法）を利用して送信する）。そして、論理の流れは段階５２９で終了する。
【００３６】
段階５１９に戻って、コントローラ１０１が「タイムアウト」が起こったと判断すると、論理の流れは段階５３１に進む。そこで補足チャネル上の送信が停止して、論理の流れは段階５０８に戻り、データ送信は基本チャネルを介して進行する。段階５１９において、コントローラ１０１が「タイムアウト」が起こっていないと判断すると、論理の流れは段階５１５に戻る。データ送信は、補足チャネルが利用できない場合はいつでも基本チャネル上で行われるので、遠隔ユニット１１３に送信すべきデータ量は、従来技術によるデータ送信方法と比べて大きくなる。
【００３７】
本発明を特定の実施例に関して詳細に図示および説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細において種々の変更が可能であることは当業者には理解頂けよう。また、このような変更はすべて、添付の請求項の範囲内にあるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適な実施例によるデータを送信する基地局のブロック図である。
【図２】 本発明の好適な実施例による図１の基本チャネル回路構成のブロック図である。
【図３】 本発明の好適な実施例によりデータを送信する図１の補足チャネル回路構成のブロック図である。
【図４】 本発明の好適な実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
【図５】 本発明の好適な実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
【図６】 本発明の代替実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
【図７】 本発明の代替実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
本発明は、一般にセルラ通信システムに関し、詳しくは、広帯域セルラ通信システム内のデータ送信に関する。
【０００１】
（従来の技術）
通信システムは周知のものであり、地上移動無線機，セルラ無線電話，パーソナル通信システムおよびその他の種類の通信システムを含む多くの種類からなる。通信システム内では、送信は送信側装置と受信側装置との間で、一般的に通信チャネルと呼ばれる通信資源上に行われる。今までは、送信は音声信号で構成されるのが一般的であった。しかしながら、近年には、高速データ信号などを含む他の形式の信号を伝えることが提案されている。動作を容易にするためには、既存の音声通信機能に加えてデータ送信機能を搭載することが好ましい。このようにすると、音声通信システムの通信資源やその他のインフラストラクチャを利用することが可能である一方、データ送信機能の動作は音声通信システムに近いものになるからである。
【０００２】
透明な（transparent）データ送信機能を有して現在開発されつつあるこのような通信システムの１つに、一般的にcdma2000と称される次世代符号分割多重接続（CDMA：Code-Division Multiple-Access）セルラ通信システムがある。この通信システム内では、すべての遠隔ユニットと基地局の送信が、同じ周波数帯域内で同時に行われる。従って、１つの基地局または遠隔ユニットにおける被受信信号は、個別の遠隔ユニットまたは基地局からの多数の周波数および時間において重複する符号化信号によってそれぞれ構成される。これらの信号の各々が同じ無線周波数（RF）において同時に送信され、信号は、それ特有の符号化（チャネル）によってのみ区別することができる。言い換えると、ある基地局または遠隔ユニットの受信機により受信される信号は、各被送信信号の複合信号であり、個々の信号は解読後でないと区別することができない。
【０００３】
cdma2000通信システム内の遠隔ユニット・データ送信は、遠隔ユニットに高速データ・チャネル（補足チャネルと呼ぶ）を割り当て、補足チャネル（supplemental channel）を利用して前述のようなデータを送信することによって行われる。さらに詳しくは、データ送信が要求されると、直ちに、通常のトラフィック・チャネル（基本チャネル（ fundamental channel ））が遠隔ユニットに割り当てられ、遠隔ユニットは、補足チャネルが使用可能になるまで基本チャネル上にとどまる。使用可能になると、補足チャネルを利用してデータ送信が行われる。すべてのデータが送信された場合、すべてのデータが送信および肯定応答された場合、あるいは指定された長さの時間が過ぎた場合、補足チャネルは中断され、遠隔ユニットは基本チャネルを介して通信を続ける。すべてのデータが送信されていない場合、あるいは（受信エラーにより）再送信すべきデータがある場合は、補足チャネルに再度アクセスして、残りのデータを送信しなければならない。
【０００４】
１つの通信システム内で利用することのできる補足チャネルの数には限りがあるので、利用可能な補足チャネルを求めて争ういくつかの遠隔ユニットに起因して、補足チャネルに迅速に再アクセスできる能力も制限される。言い換えると、補足チャネルが中断された場合に、補足チャネル上でデータを継続して送信／再送信することは、補足チャネルに再アクセスする時宜を得た手順（timely procedure）となりうる。また、この手順は、最終データ送信の肯定応答が受信されるまで補足チャネルを保持する手順であるともいえる。従って、従来技術による方法よりも、高速のデータ送信が可能であり、より効率的な補足チャネルの利用を可能にする広帯域通信システムにおけるデータ送信のための方法および装置が必要である。
【０００５】
（好適な実施例の説明）
上記の問題点を克服するために、データ送信が停止すると、遠隔ユニットは送信される最後のフレームの受信を肯定応答する前に補足チャネルを中断し、肯定応答と再送信とは低速の基本チャネルを利用して行われる。補足チャネル送信の間に割込が起こると、送信すべき残りのデータが所定の量よりも少ない場合には、データ送信は引き続き基本チャネルを利用して継続される。データ送信が停止された後の肯定応答の場合には、遠隔ユニットが肯定応答および再送信を行う前に補足チャネルを中断するので、補足チャネルは他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。また、基本チャネルを利用することによって、感知しうるような遅延を起こさずにエラー制御も実行される。補足チャネル利用時のタイムアウト（または割込）の場合は、送信すべき少量のデータが残っているときには遠隔ユニットが基本チャネル上でデータ送信を引き続き行うので、少量のデータの送信のために補足チャネルに再アクセスすることによって残りのデータの送信が遅くなることはない。また、補足チャネルは、他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。
【０００６】
本発明は、広帯域通信システムにおけるデータ送信方法を包含する。本方法は、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用してデータを送信する段階と、データの送信において割込を受信する段階とによって構成される。データの送信は終了し、第１チャネル上で第１エンコーディング法により進行する。
【０００７】
本発明は、さらに、広帯域通信システムにおけるデータ送信方法を包含する。本方法は、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用してデータを送信する段階と、複数のデータが送信されたときを判断する段階とによって構成される。複数のデータが送信され、複数のデータの受信の肯定応答が受信されると、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用するデータ送信が終了する。最後に、複数のデータが第１チャネルおよび第１エンコーディングを利用して肯定応答に基づいて再送信される。
【０００８】
本発明は、さらに、広帯域通信システムにおけるデータ送信方法を包含する。本方法は、第２チャネルを利用してデータ送信を行う必要があることを判断する段階と、第２チャネルが利用可能であるか否かを判断する段階とによって構成される。第２チャネルが利用可能でない場合は、データは第１チャネルおよび第１エンコーディング法を利用して送信され、さもなくば、第２チャネルが利用可能な場合には、第２チャネルおよび第２エンコーディング法を利用してデータが送信される。
【０００９】
最後に、本発明は、広帯域通信システムにおけるデータ送信のための装置を包含する。本装置は、第２エンコーディング法により高速の第２チャネル上にデータを出力する補足チャネル回路構成と、第２エンコーディング法による第２チャネル上におけるデータ送信を停止するための標示を出力するコントローラと、高速の第２チャネル上でのデータ出力が停止された場合に第１エンコーディング法により第１チャネル上にデータを出力する基本チャネルとによって構成される。
【００１０】
図１は、本発明の好適な実施例による遠隔ユニット１１３にデータを送信する基地局１００のブロック図である。基地局１００は、コントローラ１０１，複数の基本チャネル回路１０３，１つ以上の補足チャネル回路１０５，加算器１１１および変調器１１５によって構成される。図示される如く、基地局１００はダウンリンク通信信号１１７を介して遠隔ユニット１１３に通信し、遠隔ユニット１１３はアップリンク通信信号１１９を介して基地局１００と通信する。
【００１１】
本発明の好適な実施例においては、遠隔ユニット１１３との通信は、補足チャネル回路構成１０５および／または基本チャネル回路構成１０３を利用して行うことができる。詳しくは、基地局１００と遠隔ユニット１１３は、順方向送信と逆方向送信の両方に関して定義される２種類のチャネルを利用する。好適な実施例の説明は、基地局１００から遠隔ユニット１１３に対して行われるデータ送信によりなされるが、データ送信は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、遠隔ユニット１１３から基地局１００に対しても同様に行われることが当業者には認識頂けよう。
【００１２】
好適な実施例においては、基本チャネルはより広い帯域幅に拡散されることを除いて既存のCDMAトラフィック・チャネルと同様であり、音声，データおよび信号伝送に利用される。CDMAトラフィック・チャネルは、本明細書に参考文献として含まれる「Mobile Station-Base Station Compatibility Standards for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Celluar Systems（１９９３年７月；電気通信工業会(Washington DC)暫定規準95A(IS-95A)）」に詳細に説明される。IS-95Aに説明されるように、このチャネルの送信速度は動的に変動することがある。また、基本チャネル回路構成１０３を利用して、ソフト・ハンドオフ機能（１つ以上の基本チャネル回路１０３を利用する同時通信）も支援される。
【００１３】
次に、補足チャネルは遠隔ユニットに１１３に対して高データ速度サービスを通信するために利用され、このとき補足チャネルのデータ速度は送信前に取り決められる。複数のデータ源がこのチャネル上に時間多重される。またこのチャネルのサービス品質（たとえばフレーム誤差率（FER），ビット誤差率（BER）および／または送信遅延）は、基本チャネルとは独立して設定され、動作される。
【００１４】
本発明の好適な実施例による基地局１００からのデータ送信は次のように行われる：遠隔ユニット１１３が基本チャネルまたは補足チャネルを利用して基地局１００に能動的に送信していない間は、遠隔ユニット１１３は休止状態にあり、順方向制御チャネル（IS-95Aページング・チャネル）を能動的にあるいは定期的にモニタして、基地局１００による送信保留中の標示を探す。詳しくは、ページング・チャネル回路構成（図示せず）を利用して、遠隔ユニット１１３に対して、保留中ダウンリンク送信を示すメッセージを送付する。本発明の好適な実施例においては、ページング・チャネル回路構成は、IS-95Aのセクション７．１．３．４，７．６．２およびセクション７．７．２に説明されるような回路構成である。基地局１００は、遠隔ユニット１１３に対する高データ速度通信を行う必要があると判断し、補足チャネル１０５を利用できるか否かを判断する。通信に利用することのできる補足チャネルの数には限りがあるので、遠隔ユニット１１３に対する送信のために補足チャネルが利用できない場合がある。このために、遠隔ユニット１１３は補足チャネル回路構成１０５が送信に利用できるようになるまで、待行列（queue）に入れられる。遠隔ユニット１１３が待行列に入れられようが入れられまいが、遠隔ユニット１１３は、基本チャネルが割り当てられているところの「制御保持」状態に置かれる。基地局１００は、遠隔ユニット１１３に対して基本チャネルおよび補足チャネルが利用する拡散コード（ウォルシュ・コード）と、補足チャネルの割当データ速度とを通知する。さらに、IS-95Aセクション６．１．２および６．６．３．１．１．１に説明されるように、基本チャネルを利用してこの時点で初期の電力制御が行われる。
【００１５】
適切な電力レベルにあり、補足チャネルが利用可能になると、遠隔ユニット１１３は能動状態（active state）に入り、補足チャネルを利用する通信（すなわちデータ送信）が行われる。特に、遠隔ユニット１１３に割り当てられる補足チャネル回路構成１０５が加算器１１１に送信すべきデータを出力し、データは加算器で他のチャネル送信と加算される。その結果生じる加算された送信内容は次に変調器１１５によりQPSK変調されて、ダウンリンク通信信号１１７を介して遠隔ユニット１１３に送信される。
【００１６】
補足チャネル上の送信は、とりわけ、２つの理由により停止することがある。第１に、すべてのデータが遠隔ユニット１１３に送信された場合である。この場合は、遠隔ユニット１１３は送信される最後のフレームの承認を実行する。詳しくは、受信されたパケットを肯定応答（ACK）することにより、および／または、より後の番号のメッセージが受信されたにも関わらずそのシーケンス番号が受信されていないメッセージに関して、否定肯定応答（NAK）を行うことにより、エラー制御が実行される。（NAK手順が用いられる場合、残りのデータ送信中にプロトコルがNAKのみの手順を利用する場合であっても、最後のパケットの受信の成功を肯定応答しなければならないことに留意されたい。）
補足チャネル上の送信を終了する第２の理由は、補足チャネルを利用する送信が割り振られた期間を経過した（あるいは、単に割込が起こった）場合である。この場合は、遠隔ユニット１１３に送信すべきデータが残っており、遠隔ユニット１１３は再び制御保持状態におかれて、続きのデータ送信を待つ。
【００１７】
すべてのデータが遠隔ユニット１１３に送信された上記の第１の場合においては、遠隔ユニット１１３は送信された最後のフレームの受信の肯定応答に先立って補足チャネルを中断し、肯定応答は基本チャネルを利用して行われることになる。タイムアウト（時間ぎれ）または割込が起こる上記第２の場合では、送信すべき残りのデータが所定の量よりも少ない場合は、送信は基本チャネルを利用して引き続き行われる。特に、コントローラ１０１が遠隔ユニット１１３に送信すべき残りのデータ量を調べ、遠隔ユニット１１３に送信すべき必要があるデータが所定のデータ量よりも少ない場合は、送信は基本チャネル上で行われる。さもなくば、補足チャネルが再び使用可能になった場合にデータ送信が補足チャネル上で継続される。
【００１８】
データ送信が終了した後の肯定応答の場合は、遠隔ユニット１１３が、エラー制御を行う前に補足チャネルを中断するので、補足チャネルは、他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。また、基本チャネルを利用することによって、認知しうる遅延を起こさずにエラー制御も実行される。補足チャネルを利用時のタイムアウト（または割込）の場合は、遠隔ユニット１１３は、送信すべきデータが少量残るときには基本チャネル上でデータの送信を続行するので、少量のデータ送信のために補足チャネルに再アクセスすることによって、残りのデータの送信が遅くなることはない。また、補足チャネルは、他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放される。
【００１９】
図２は、本発明の好適な実施例による図１の基本チャネル回路構成のブロック図である。基本チャネル回路構成１０３は、チャネル・マルチプレクサ２０１，畳込エンコーダ２１２，シンボル・リピータ２１５，ブロック・インターリーバ２１６，ロングコード・スクランブラ２１７および直交エンコーダ２２０を備える。動作中は、信号２１０（トラフィック・チャネル・データ・ビット）が特定のビット速度（たとえば８．６ｋビット／秒）において、チャネル・マルチプレクサ２０１により受信される。入力トラフィック・チャネル・データ２１０ビットは、通常、ボコーダによりデータに変換される音声，純粋なデータまたはこの２種類のデータの組み合わせを含む。チャネル・マルチプレクサ２０１は、二次トラフィック（たとえばデータ）および／または信号化トラフィック（たとえば制御またはユーザ・メッセージ）をトラフィック・チャネル・データ２１０上に多重化し、被多重化データを９．６ｋビット／秒で畳込エンコーダ２１２に出力する。畳込エンコーダ２１２は、入力データ・ビット２１０を一定のエンコーディング速度においてデータ・シンボルにエンコードする。このとき、このデータ・シンボルをデータ・ビットに後で最尤解読することを容易にするエンコーディング・アルゴリズム（たとえば畳込またはブロック・コーディング・アルゴリズム）を利用する。たとえば、畳込エンコーダ２１２は、１データ・ビットを２データ・シンボルにエンコードする一定の速度（すなわち速度１／３）において、（９．６ｋビット／秒の速度で受信される）入力データ・ビット２１０をエンコードして、畳込エンコーダ２１２が２８．８ｋシンボル／秒の速度でデータ・シンボル２１４を出力するようにする。
【００２０】
次にデータ・シンボル２１４はリピータ２１５により反復され、インターリーバ２１６に入力される。インターリーバ２１６は、シンボル・レベル単位で入力データ・シンボル２１４をインターリーブする。インターリーバ２１６において、データ・シンボル２１４は、データ・シンボル２１４の所定のサイズのブロックを画定する行列に個別に入力される。データ・シンボル２１４は、行列が列毎に埋まるように行列内の位置に入力される。データ・シンボル２１４は、行列が行毎に空になるように行列内の位置から個別に出力される。通常、行列は列数と等しい行数を有する正方行列であるが、連続的に入力されるインターリーブされていないデータ・シンボルどうしの出力インターリーブ距離（output interleaving distance）を長くするために他の行列形態を選択することもできる。インターリーブされたデータ・シンボル２１８は、入力されたのと同じデータ・シンボル速度（たとえば２８．８kシンボル／秒）でインターリーバ２１６により出力される。行列が画定するデータ・シンボルのブロックの所定のサイズは、所定の長さの送信ブロック内に所定のシンボル速度で送信することのできるデータ・シンボルの最大数から導く。たとえば、送信ブロックの所定長が２０ミリ秒の場合は、データ・シンボルのブロックの所定サイズは、２８．８ｋシンボル／秒か掛ける２０ミリ秒であり、１８ｘ３２行列を画定する５７６データ・シンボルに等しい。
【００２１】
インターリーブされたデータ・シンボル２１８は、スクランブラ２１７によりスクランブルされて、直交エンコーダ２２０に出力される。直交エンコーダ２２０は、インターリーブされスクランブルされた各データ・シンボル２１８に、直交コード（たとえば２５６次ウォルシュ・コード）をモジューロ２加算する。たとえば、２５６次直交エンコーディングにおいては、インターリーブされスクランブルされたデータ・シンボル２１８について、２５６シンボル直交コードにより排他的論理和演算が行われる。これらの２５６の直交コードは、好ましくは、２５６ｘ２５６のアダマール行列のウォルシュ・コードに相当し、この場合、１つのウォルシュ・コードは行列の１行または１列である。直交エンコーダ２２０は、一定のシンボル速度（たとえば２８．８ｋシンボル／秒）において入力データ・シンボル２１８に対応するウォルシュ・コードを繰り返し出力する。
【００２２】
ウォルシュ・コードのシーケンス２４２は、１対の短擬似乱数コード２２４（すなわちロング・コードに比較して短い）によりさらに拡散されて、ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス２２６を生成する。ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス２２６は、正弦波および余弦波の電力レベル制御を行うことによって、正弦および余弦波の直交対をバイフェーズ変調するために用いられる。シヌソイド出力信号が加算され、（変調器１１５により）QPSK変調され、アンテナ１２０により放射されて、チャネル・データ・ビット２１０の送信が完了する。本発明の好適な実施例においては、拡散シーケンス２２６は、３．６８６４メガチップ毎秒（Mcps）の速度で出力され、５MHzの帯域幅内に放出されるが、本発明の代替実施例においては、拡散シーケンス２２６を異なる速度で出力し、異なる帯域幅内に放出することもできる。たとえば、本発明の代替の実施例においては、IS-95A送信法を利用して、拡散シーケンス２２６を１．２２８８Mcps（トラフィック・チャネル・チップ速度）において、１．２５MHzの帯域幅内に出力する。各データ・シンボルは１２８シンボル直交コードにより排他的論理和演算を受けるので、実際の入力データ・シンボルの送信速度（段階２１８における）は１９．２Kcpsとなる（１／２畳込エンコーダを利用する）。
【００２３】
図３は、本発明の好適な実施例によりデータを送信する図１の補足チャネル回路構成１０５のブロック図である。補足チャネル回路構成１０５は、チャネル・マルチプレクサ３０１，畳込エンコーダ３１２，シンボル・リピータ３１５，ブロック・インターリーバ３１６および直交エンコーダ３２０を備える。動作中は、信号３１０（データ）が特定のビット速度（たとえば１５２．４ｋビット／秒）において、チャネル・マルチプレクサ３０１により受信される。チャネル・マルチプレクサ３０１は、二次トラフィック（たとえばユーザ・データ）を補足チャネル・データ３１０上に多重化し、被多重化データを１５３．６ｋビット／秒で畳込エンコーダ３１２に出力する。
【００２４】
畳込エンコーダ３１２は、入力データ・ビット３１０を一定のエンコーディング速度においてデータ・シンボルにエンコードする。このとき、このデータ・シンボルをデータ・ビットに後で最尤解読することを容易にするエンコーディング・アルゴリズム（たとえば畳込またはブロック・コーディング・アルゴリズム）を利用する。たとえば、畳込エンコーダ３１２は、１データ・ビットを２データ・シンボルにエンコードする一定の速度（すなわち速度１／３）において、（１５３．６ｋビット／秒の速度で受信される）入力データ・ビット３１０をエンコードして、畳込エンコーダ３１２が４６０．８ｋシンボル／秒の速度でデータ・シンボル３１４を出力するようにする。
【００２５】
次にデータ・シンボル３１４は、インターリーバ３１６に入力される。インターリーバ３１６は、シンボル・レベルごとに入力データ・シンボル３１４をインターリーブする。インターリーバ３１６において、データ・シンボル３１４は、データ・シンボル３１４の所定のサイズのブロックを画定する行列に個別に入力される。データ・シンボル３１４は、行列が列毎に埋まるように行列内の位置に入力される。データ・シンボル３１４は、行列が行毎に空になるように行列内の位置から個別に出力される。通常、行列は列数と等しい行数を有する正方行列であるが、連続的に入力されるインターリーブ前のデータ・シンボルどうしの出力インターリーブ距離を長くするために他の行列形態を選択することもできる。インターリーブされたデータ・シンボル３１８は、入力されたのと同じデータ・シンボル速度（たとえば４６０．８kシンボル／秒）でインターリーバ３１６により出力される。行列が画定するデータ・シンボルのブロックの所定のサイズは、所定の長さの送信ブロック内に所定のシンボル速度で送信することのできるデータ・シンボルの最大数から導く。たとえば、送信ブロックの所定長が２０ミリ秒の場合は、データ・シンボルのブロックの所定サイズは、９．２１６ｋシンボルである。
【００２６】
インターリーブされたデータ・シンボル３１８は、リピータ３１５により反復され、直交エンコーダ３２０に出力される。直交エンコーダ３２０は、インターリーブおよびスクランブルされた各データ・シンボル３１８に、直交コード（たとえば１６次ウォルシュ・コード）をモジューロ２加算する。たとえば、１６次直交エンコーディングにおいては、インターリーブおよびスクランブルされたデータ・シンボル３１８について、それぞれ、１６シンボル直交コードにより排他的論理和演算が行われる。これらの１６の直交コードは、好ましくは、１６ｘ１６のアダマール行列のウォルシュ・コードに相当し、この場合、１つのウォルシュ・コードは行列の１行または１列である。直交エンコーダ３２０は、一定のシンボル速度（たとえば４６０．８ｋシンボル／秒）において入力データ・シンボル３１８に対応するウォルシュ・コードをまたはその逆関数（inverse）を繰り返し出力する。
【００２７】
重み付けされたウォルシュ・コードのシーケンス３４２は、１対の短擬似乱数コード３２４（すなわち長コードに比較して短い）によってさらに拡散されて、ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス３２６を生成する。ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンス３２６は、シヌソイド電力レベル制御を行うことによって、このシヌソイド直交対をバイフェーズ変調するために用いられる。シヌソイド出力信号が加算され、（変調器１１５により）QPSK変調され、アンテナ１２０により放射されて、チャネル・データ・ビット３１０の送信が完了する。本発明の好適な実施例においては、拡散シーケンス３２６は、３．６８６４Mcpsの速度で出力され、５MHzの帯域幅内に放出される。
【００２８】
図４および図５は、本発明の好適な実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。本発明の好適な実施例においては、基地局１００から遠隔ユニット１１３へのデータ送信は、第２（補足）チャネルを利用して行われるが、従来技術によるデータ送信法とは異なり、補足チャネルは、すべてのデータが補足チャネルを介して遠隔ユニット１１３に正しく転送される前にその利用が中断される。詳しくは、本発明の好適な実施例においては、データの肯定応答と再送信は基本チャネルを利用して行われる。また、データ送信中にタイムアウトまたは割込が起こると、補足チャネルの利用が中断され、データ送信は基本チャネル上で進行する。
【００２９】
論理の流れは段階４０１で始まり、このとき遠隔ユニット１１３は休止状態にあり、基本チャネルまたは補足チャネルを用いて基地局１００とアクティブな通信状態にはないが、基地局１００による保留中の送信の通知を求めて、順方向制御チャネル（IS-95Aページング・チャネル）を能動的にモニタしている。上記の如く、ページング・チャネル回路構成（図示せず）を利用して、保留中ダウンリンク送信を示すメッセージを遠隔ユニット１１３に送付する。段階４０３において、コントローラ１０１が、遠隔ユニット１１３に対する高データ速度送信を行う必要があるか否かを判断する。段階４０３において、コントローラ１０１が高データ速度送信を行う必要がないと判断すると、論理の流れは段階４０１に戻り、そうでない場合は論理の流れは段階４０５に進む。段階４０５において、コントローラ１０１は、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であるか否かを判断し、利用可能であると、論理の流れは段階４０７に進む。そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００が遠隔ユニット１１３に対して保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。その後、論理の流れは段階４０５に戻る。段階４０５において、コントローラ１０１が、補足チャネル回路構成１０５が利用できると判断すると、論理の流れは段階４０９に進む。そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００が遠隔ユニット１１３に対して保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。
【００３０】
段階４１５において、第２チャネル（補足チャネル）を利用するデータ送信が行われる。データ送信は、第１送信速度（３．６８６４Mcps）において第１帯域幅（５MHz）内に第２直交エンコーディング法（第二次または本発明の好適な実施例においては１６次エンコーディング法）を利用して送信することにより開始される。段階４１７において、コントローラ１０１は、データの最終フレーム（パケット）が遠隔ユニット１１３に送信されたか否かを判断し、送信された場合は、論理の流れは段階４２１に進み、そうでない場合は論理の流れは段階４１９に進む。ここでコントローラ１０１は、タイムアウトまたは割込が起きてデータ送信を終了させたか否かを判断する。段階４２１で、補足チャネル上の送信が停止され（すなわちチャネルが中断され）、段階４２３で最終被送信フレーム（複数の被送信データ）の肯定応答が遠隔ユニット１１３から受信されて、データの再送信が必要であるか否かを知らせる。本発明の好適な実施例においては、肯定応答は、遠隔ユニット１１３が、基本チャネルを利用して基地局１００に肯定応答を送信することによって実行される。論理の流れは段階４２５に進み、そこでコントローラ１０１はデータを遠隔ユニット１１３に再送信する必要があるか否かを判断する。必要である場合は、論理の流れは段階４２７に進み、そうでない場合は、論理の流れは段階４２９で終了する。段階４２７において、コントローラ１０１は、基本チャネルを介して遠隔ユニット１１３にデータを送信する（すなわち第１送信速度（３．６８６４Mcps）で第１帯域幅（５MHz）内に第１直交エンコーディング法（第一次または本発明の好適な実施例においては２５６次エンコーディング法）を利用して送信する）。そして、論理の流れは段階４２９で終了する。
【００３１】
段階４１９に戻って、コントローラ１０１が「タイムアウト」が起こったと判断すると、論理の流れは段階４３１に進む。そこで遠隔ユニット１１３に送信すべき残りのデータ量が決定される。そうでない場合は、論理の流れは段階４１５に戻る。次に段階４３３において、コントローラ１０１は、送信すべき残りのデータ量が所定の閾値（たとえば５フレーム）より大きいか否かを判断し、大きい場合は論理の流れは段階４０５に戻り、そうでない場合は、論理の流れは段階４２７に進む。
【００３２】
上記の如く、基本チャネル上でデータ送信を完了することによって、補足チャネルは他のデータ・ユーザが使用できるように、より迅速に解放されることになる。また、エラー制御も、基本チャネルを利用することによって感知しうる遅延を起こさずに実行される。
【００３３】
図６および図７は、本発明の代替の実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。本発明の代替の実施例においては、データ送信は、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であるか否かに関わらず、データを遠隔ユニット１１３に送信する必要があるときにはいつでも行われる。さらに詳しくは、第２チャネル（補足チャネル）が利用可能であるか否かの判断が行われ、補足チャネルが利用できない場合は第１チャネル（基本チャネル）を利用してデータが送信され、そうでない場合は補足チャネルを利用してデータが送信される。
【００３４】
論理の流れは、段階５０１で始まり、このとき遠隔ユニット１１３は休止状態にあり、基本チャネルまたは補足チャネルを用いて基地局１００と能動的通信状態にはないが、基地局１００による保留中の送信の通知を求めて、順方向制御チャネル（IS-95Aページング・チャネル）を能動的にモニタしている。上記の如く、ページング・チャネル回路構成（図示せず）を利用して、保留中ダウンリンク送信を示すメッセージを遠隔ユニット１１３に送付する。段階５０３において、コントローラ１０１は、遠隔ユニット１１３に対する高データ速度送信を行う必要があるか否かを判断する。段階５０３において、コントローラ１０１が、高データ速度送信を行う必要がないと判断すると、論理の流れは段階５０１に戻る。そうでない場合は、論理の流れは段階５０５に進む。段階５０５において、コントローラ１０１は、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であるか否かを判断し、利用可能でなければ、論理の流れは段階５０７に進む。そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００が遠隔ユニット１１３に対して保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。次に、段階５０８において、第１送信速度（３．６８６４Mcps）において第１帯域幅（５MHz）内に第１直交エンコーディング法（第一次または本発明の好適な実施例においては２５６次エンコーディング法）を利用して送信することにより、第１チャネル（基本チャネル）を介してデータ送信が行われる。論理の流れは、段階５０５に戻る。段階５０５において、コントローラ１０１が、補足チャネル回路構成１０５が利用可能であると判断すると、論理の流れは段階５０９に進み、そこで、まだ保留中のデータ送信を通知していなければ、基地局１００は、遠隔ユニット１１３に保留中のデータ送信を（ページング・チャネルを介して）通知し、遠隔ユニット１１３に第１チャネル（基本チャネル）を割り当て、遠隔ユニット１１３の電力制御を行う。
【００３５】
段階５１５において、第２チャネル（補足チャネル）を利用するデータ送信が行われる。詳しくは、データ送信は、第１送信速度（３．６８６４Mcps）において第１帯域幅（５MHz）内に第２直交エンコーディング法（第二次または本発明の好適な実施例においては１６次エンコーディング法）を利用して送信することにより開始される。段階５１７において、コントローラ１０１は、データの最終フレーム（パケット）が遠隔ユニット１１３に送信されたか否かを判断し、送信された場合は、論理の流れは段階５２１に進み、そうでない場合は論理の流れは段階５１９に進む。ここでコントローラ１０１は、タイムアウトまたは割込が起きたか否かを判断する。段階５２１で、補足チャネル上の送信が停止され（すなわちチャネルが中断され）、段階５２３で、送信された最後のフレームの肯定応答が遠隔ユニット１１３から受信されて、データの再送信が必要であるか否かを知らせる。本発明の好適な実施例においては、肯定応答は、遠隔ユニット１１３により、基本チャネルを利用して基地局１００に肯定応答を送信することによって実行される。論理の流れは段階５２５に進み、そこでコントローラ１０１はデータを遠隔ユニット１１３に再送信する必要があるか否かを判断する。必要である場合は、論理の流れは段階５２７に進み、そうでない場合は、論理の流れは段階５２９で終了する。段階５２７において、コントローラ１０１は、基本チャネルを介して遠隔ユニット１１３にデータを送信する（すなわち第１送信速度（３．６８６４Mcps）で第１帯域幅（５MHz）内に第１直交エンコーディング法（第一次または本発明の好適な実施例においては２５６次エンコーディング法）を利用して送信する）。そして、論理の流れは段階５２９で終了する。
【００３６】
段階５１９に戻って、コントローラ１０１が「タイムアウト」が起こったと判断すると、論理の流れは段階５３１に進む。そこで補足チャネル上の送信が停止して、論理の流れは段階５０８に戻り、データ送信は基本チャネルを介して進行する。段階５１９において、コントローラ１０１が「タイムアウト」が起こっていないと判断すると、論理の流れは段階５１５に戻る。データ送信は、補足チャネルが利用できない場合はいつでも基本チャネル上で行われるので、遠隔ユニット１１３に送信すべきデータ量は、従来技術によるデータ送信方法と比べて大きくなる。
【００３７】
本発明を特定の実施例に関して詳細に図示および説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細において種々の変更が可能であることは当業者には理解頂けよう。また、このような変更はすべて、添付の請求項の範囲内にあるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適な実施例によるデータを送信する基地局のブロック図である。
【図２】 本発明の好適な実施例による図１の基本チャネル回路構成のブロック図である。
【図３】 本発明の好適な実施例によりデータを送信する図１の補足チャネル回路構成のブロック図である。
【図４】 本発明の好適な実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
【図５】 本発明の好適な実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
【図６】 本発明の代替実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
【図７】 本発明の代替実施例による図１の基地局からのデータ送信を示す流れ図である。
Claims (8)
- 広帯域通信システムにおける基地局から遠隔ユニットへの無線順方向リンクデータ送信方法であって：
共有高速データ順方向トラフィックチャネルと第２エンコーディング法とを利用してデータを送信する段階；
前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルおよび前記第２エンコーディング法を利用する前記データ送信において割込を受信する段階；
前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルおよび前記第２エンコーディング法を利用する前記データ送信を終了する段階；および
前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルおよび前記第２エンコーディング法を利用する前記データ送信の終了に応じて、専用低速順方向トラフィックチャネルおよび第１エンコーディング法を利用して前記データ送信を継続する段階；
を具備することを特徴とする方法。 - 前記専用低速順方向トラフィックチャネルを利用して前記データ送信を継続する段階は、
送信すべき残りのデータ量を前記割込の受信後に調べる段階；および
送信すべき前記残りのデータ量が閾値より低いときに、前記専用低速順方向トラフィックチャネルおよび第１エンコーディング法を利用して前記データ送信を継続する段階；
を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルおよび前記第２エンコーディング法を利用してデータを送信する前記段階が、前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルおよび第二次エンコーディング法を利用してデータを送信する段階によって構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記専用低速順方向トラフィックチャネルおよび前記第１エンコーディング法を利用する前記データ送信を行う前記段階が、前記専用低速順方向トラフィックチャネルおよび第一次エンコーディング法を利用してデータを送信する段階によって構成されることを特徴とする請求項３記載の方法。
- 前記割込の受信後に前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルが利用可能であることを調べる段階；および
前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルが利用可能になった場合に、前記共有高速データ順方向トラフィックチャネルおよび前記第２エンコーディング法を利用して前記データ送信を再開する段階；
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 広帯域通信システムにおいて無線順方向リンクデータ送信を行う装置であって：
共有高速データ順方向トラフィックチャネル上に第２エンコーディング法によりデータを出力する共有高速データ順方向トラフィックチャネル回路；
前記共有高速データ順方向トラフィックチャネル上の前記第２エンコーディング法によるデータ送信を停止するための標示を出力するコントローラ；および
前記共有高速データ順方向トラフィックチャネル上の前記データ出力が停止されたときに、専用低速順方向トラフィックチャネル上に第１エンコーディング法により前記データを出力する専用低速順方向トラフィックチャネル回路；
を具備することを特徴とする装置。 - 前記共有高速データ順方向トラフィックチャネル回路が第二次エンコーディング法を利用してデータを送信することを特徴とする請求項６記載の装置。
- 前記専用低速順方向トラフィックチャネル回路が第一次エンコーディング法を利用してデータを送信することを特徴とする請求項６記載の装置。
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