JP4290879B2 - パケット交換網とcdmaマクロダイバーシティ網との間でインターフェースをする基地局におけるパケット・データ損失の適応 - Google Patents
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Description
(発明の分野)
本発明は、符号分割多元接続(CDMA)を使用して基地局から移動電気通信装置へのデータ送信に関し、特にパケット交換ネットワークに接続され、マクロダイバーシティ・モード(macrodiversity)により動作している複数の基地局からのCDMAデータ送信することに関する。
【0002】
(背景技術)
通常のCDMAシステムの基本的な原理は、いわゆるマクロダイバーシティであって、複数の基地トランシーバ局(複数の基地局)がエア・インターフェースを介して同時に1移動局と通信する。図1に示すこのような技術は、例えば、移動局が1基地局(即ちセル)から他の基地局へローミングしているときに、通常のソフト・ハンドオーバー手順中に使用される。ダウンリンクにおいて、移動電気通信装置(又はセル)11は、エア・インターフェース13を介して移動局に送信される全ての基地局BTS1及びBTS2からデータを受信する。次いで、移動局は、受信した全てのデータを組み合わせて組み合わせ結果を発生する。
【0003】
基地局により送信されたCDMAフレームは、移動局が正しい出力電力を保持できるようにTPC(Transmit Power Control:送信電力制御)コマンドのような通常の制御情報と、また移動局が正しい同期を保持してコヒーレントな検出を実行できるようにパイロット・ビットとを含む。CDMAフレームは、更に実質情報、即ち移動局が他の基地局(又は複数の基地局)の対応するフレーム(又は複数のフレーム)から対応するメッセージと組み合わせることになるメッセージを含む。このCDMAマクロダイバーシティ技術は、当該技術分野において周知である。
【0004】
これらの基地局は、エア・インターフェースにおいて、及び通常のマクロダイバーシティ技術においてCDMAを使用して移動局にそれらのデータを通常、全て送信することになり、これらの基地局はエア・インターフェースを通してそれらのデータを送信するように同期されるので、全ての基地局からのデータが同時に1移動局により受信される。図1の複数の基地局が図2に示すように接続されて、パケット交換ネットワーク23において制御ノード21からのパケット・データを受信するときは、パケット交換の周知の性質のために、複数の基地局のうちの1つは、エア・インターフェース上で次のCDMAデータ送信のための時間でその意図するデータ・パケットを受信しないことがあり得る。更に、複数の基地局のうちの1つがノード21と基地局との間の送信中に誤りを発生した(corrupted)パケット・データをパケット交換網から受信することもあり得る。このようなデータの誤りは、基地局において、通常の(例えば、冗長度符号(CRC)に基づく)誤り検出技術を使用することにより、従来検出される。
【0005】
従来技術のシステムでは、基地局が受信されなかった若しくは誤りが発生したパケット・データに代わって(TPC及びパイロット・ビットを有する)ダミー・メッセージを送信するか、又はその代りに、基地局は誤りのあるメッセージを送信する。
【0006】
通常のCDMAマクロダイバーシティ動作では、移動局がその移動局に対して送信している全ての基地局から受信した実質メッセージ情報を組み合わせる。全ての基地局から同一の実質メッセージ情報が受信されるときは、移動局により発生した組み合わせ結果は、全基地局以下がその情報を移動局に送信したときに発生すると思われる結果よりも良い。いくつかの基地局が同一の(正しい)情報を送出するけれども、1以上の基地局が正しい情報と異なる情報を送出するときは、移動局により発生した組み合わせ結果は、全ての基地局が正しい情報を送出したときよりも信頼性が低下することになる。
【0007】
従って、あらゆる基地局がCDMAマクロダイバーシティ・モードにより移動局に同一の正しいメッセージ情報を送信することが望ましい。
【0008】
本発明によれば、CDMAマクロダイバーシティ・モード中に移動局にメッセージ情報を送信するあらゆる基地局が同一の正しいメッセージ情報を送信するように、誤りのないパケット・データを受信する基地局のみがメッセージ情報を送出する。
【0009】
(詳細な説明)
図3の例は、CDMAマクロダイバーシティ送信モードにより移動局11と通信している複数の基地局を示す。基地局BTS3及びBTS4を詳細に参照すると、通常のCDMA同期制御がCDMAデータ送信用の時間であることを示す場合に、複数の基地局のうちの1つがその正しい全てのデータ・パケットを未だ受信していなかったとき、又は基地局のうちの一つにより受信されたパケット・データがパケット交換ネットワークを通しての送信中に誤りのあるものになったときは、その基地局にとって、誤りのない形成によりその意図するパケット・データの全てを受信した他の基地局と同一の情報を送信することは不可能である。従って、意図する情報を受信する最良の機会を移動局に提供するために、この基地局BTS3の例では、正しいその全パケット・データを受信しなかった、又は誤りのあるパケット・データを受信した基地局は、移動局に対して如何なる実質メッセージ情報も送出しないようにする。
【0010】
基地局BTS3及びBTS4を引き続き詳細に参照すると、この例において、BTS4は、誤りのない形式によりその意図するパケット・データを受信した。従って、移動局は、基地局BTS3が如何なるメッセージ情報も送信しないようにし、基地局BTS4のみが実質メッセージ情報を送信するのであれば、その意図するCDMAデータの再生に関して最良の機会を獲得する。好ましくは、何らの実質メッセージ情報が送信されていなくとも、通常のパイロット・ビット及びTPCコマンドが基地局BTS3により送出されるので、移動局は、同期及び出力電力を正しく維持することができる。図3は、31において、TPC及びパイロット情報のみを含むが、しかし実質情報を含む他のフレームと対照的に、如何なる実質メッセージ情報も含まないCDMAフレームを示す。
【0011】
以上で説明した環境で如何なるメッセージ情報も送出しないようにすることにより、基地局BTS3は、移動局にそれ向けであったメッセージを受信するために最良の機会を与えるだけでなく、CDMAマクロダイバーシティ・システムにおける総合的な干渉レベルをも効果的に減少させる。
【0012】
23におけるパケット交換ネットワークは、例えば、ATM(非同期転送モード)ネットワーク、又はフレーム中継網であってもよい。しかしながら、本発明は、他の形式のパケット交換ネットワークと連係して効果的に適用可能なことも同様である。
【0013】
明確にするために図3の例では2基地局のみが詳細に示されているが、本発明は、マクロダイバーシティ・モードにより移動局にCDMAフレームを送出する任意数の基地局を含むシステムにも適用される。これは、図3における35に図式的に示されている。以上で説明したように、CDMAの送信時にそれらのパケット・データを受信しなかった、又は誤りのあるパケット・データを受信した如何なる基地局も移動局に対して実質メッセージ情報を送出しないようにし、一方誤りのないパケット・データを受信した他の全ての基地局は、それらの完全なCDMAフレームを通常通り移動局に送出することになる。このようにして、実質メッセージ情報を送信するあらゆる基地局は、同一の正しいメッセージ情報を送信することになる。これは、意図するメッセージを再生するために最良の機会を基地局に対して提供する。
【0014】
図4の例は、図3の基地局の動作を示す。41において、各基地局は、制御ノードからのパケット送信を監視する。43において、基地局は、エア・インターフェースを介してCDMAデータを送信すべき時間か否かを判断する。ノーであれば、基地局は、制御ノードからのパケット送信の監視を続ける。43において、エア・インターフェースを介して送信すべき時間であれば、制御ノードからパケット・データが受信されたか否かが45において判断される。ノーであれば、47において基地局は、TPC及びパイロット情報のみを送信するが,しかし誤りのない形式によりそのパケット・データを受信した他の基地局により送信された実質メッセージ情報を受信するための移動局の能力と、干渉することになる如何なる実質メッセージ情報も送信しない。
【0015】
45において、制御ノードからパケット・データが受信されたのであれば、48において、パケット送信を介して受信した情報が誤りのあるものか否かが判断される。イエスであれば、47において、基地局はTPC及びパイロット情報のみを送信して、実質メッセージ情報を送信しない。48において、情報が誤っていなければ、49において、基地局は移動局にTCP及びパイロット情報と共に実質メッセージ情報を送信する。
【0016】
移動局が意図するメッセージを再生する能力は、更に図5に示す手順例によって強化可能とされる。図5の手順は、移動局で受信されるCDMAフレームが図3に31で示した形式のもの、即ち実質メッセージ情報のないフレームであるか否かを移動局に判断可能にする。
【0017】
図5における51でフレームを受信した後に、移動局は、フレームのメッセージ部の信号対雑音比SNRM及びフレームの制御部の信号対雑音比SNRCを判断し、かつ53でこれらの比を比較する。SNRCは、例えば、フレーム内で受信する以下の制御信号の例、即ちパイロット・ビット及び速度情報に関連した平均信号対雑音比を表すものでもよい。TPCコマンド及びパイロット・ビットは以上で説明されており、また速度情報は、ユーザ・データの速度及びチャネル符号化情報を表している。例えば、1997年12月18日にARIBにより発行された3G(世代)移動システム・バージョン0用エア・インターフェース第3巻仕様(Volume 3 Specification of Air−interface for a 3G(generation) Mobile system Ver.0)を参照すべきである。実質メッセージ情報が送信に含まれているとき、更に如何なる実質メッセージ情報が含まれていないときは、TPCコマンド及びパイロット・ビットのように、速度情報は、移動局に送信可能されてもよい。
【0018】
基地局が如何なる実質メッセージ信号も送信していなかったときは、移動局は、メッセージ信号が発生すると期待されているのに雑音のみを受信することになるので、SNRMはSNRCと比較して相対的に低い。しかしながら、この雑音も他の基地局のメッセージ信号から意図するメッセージを再生する移動局の能力を少なくともある程度損なう恐れがある。従って、53において、SNRMに対するSNRCの比がしきい値THを超えれば、フレームのメッセージ部は、雑音のみであると推定され、55において、そのフレームは、移動局の通常のメッセージ再生処理から除外される。53において、その比がしきい値TH未満であれば、これは、フレームに実質情報が存在することを表しており、従って57において、フレームは、移動局の通常のメッセージ再生処理に含まれる。しきい値THに対する適当値又は複数の適当値は、予測した動作環境の特性に対する適応性が経験的に判断され得る。
【0019】
基地局BTS3及びBTS4の前述の動作が通常の基地局のデータ処理部におけるハードウェア、ソフトウェア又はその組み合わせにより容易に実施可能なこと、及び移動局11の前述の動作が通常の基地局のデータ処理部におけるハードウェア、ソフトウェア又はその組み合わせにより容易に実施可能なことは、当該技術分野で働く者にとって明らかであろう。
【0020】
以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、これは、本発明の請求の範囲を限定するものではなく、種々の実施例により実施可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エア・インターフェースを通る通常のCDMAマクロダイバーシティ送信を示す。
【図2】 パケット交換ネットワークを介して制御ノードに接続された図1の基地局を示す。
【図3】 基地局のうちの1つがCDMA送信時間においてその正しいパケット・データを受信しなかったときの本発明によるCDMAマクロダイバーシティ送信を示す。
【図4】 パケット交換ネットワークとCDMAマクロダイバーシティ・エア・インターフェースとの間で図3のBSがどのようにしてインターフェースをするのかを示すフロー・チャートである。
【図5】 基地局が何かメッセージ情報を送信したか否かを移動局がどのようにして判断することができるのかを示すフロー・チャートである。
Claims (11)
- 複数の基地局を符号分割多元接続マクロダイバーシティにより動作させてメッセージをエア・インターフェースを介して移動局に同期通信する方法において,
パケット網を介して前記基地局に前記メッセージを通信する試行をし,
前記1または複数の基地局に対して前記パケット網により前記メッセージが誤りなく同期通信されたときは,符号分割多元接続を使用し,前記エア・インターフェースを介して前記1または複数の基地局の中で前記メッセージを誤りなく受信した基地局から前記移動局に前記メッセージを通信し,
前記基地局のうちの1つまたは複数に対して前記パケット網により前記メッセージが誤りなく同期通信されなかったときは,前記1または複数の基地局の中において前記メッセージを誤りなく受信できなかった基地局から前記移動局へ如何なるメッセージも同期通信しないようにすることを含む方法。 - 各基地局では,前記パケット網からのメッセージが前記基地局により受信されたか否かについて判断することを含む請求項1記載の方法。
- 各基地局では,前記基地局は前記パケット網から誤りのあるメッセージを受信したか否かについて判断することを含む請求項1記載の方法。
- 前記パケット網を介して前記1または複数の基地局に前記メッセージが誤りなく通信されなかったときは,符号分割多元接続を使用し,前記エア・インターフェースを介して前記1または複数の基地局の中で前記メッセージを誤りなく受信できなかった基地局から前記移動局に同期情報を通信する請求項1記載の方法。
- 前記パケット網を介して前記1または複数の基地局に前記メッセージが誤りなく通信されなかったときは,符号分割多元接続を使用し,前記エア・インターフェースを介して前記1または複数の基地局の中で前記メッセージを誤りなく受信できなかった基地局から前記移動局に送信電力管理情報を通信する請求項1記載の方法。
- 前記パケット網は非同期転送モード網である請求項1記載の方法。
- 前記パケット網は,フレームリレー網である請求項1記載の方法。
- 前記メッセージが前記パケット網を介して前記1または複数の基地局に誤りなく通信されなかったときは,符号分割多元接続フレーム中の制御部を使用し,前記エア・インターフェースを介して前記メッセージを誤りなく受信できなかった各基地局から前記移動局に制御情報を通信すること,及びその後に,前記移動局において前記符号分割多元接続フレームの制御部とメッセージ部のそれぞれの信号対雑音比を比較することによって、前記移動局において前記1基地局が前記移動局に対するメッセージ情報を除き,前記制御情報を通信したこと判断することを含む請求項1記載の方法。
- 前記メッセージが前記パケット網を介して誤りなく通信されなかった各基地局では,符号分割多元接続フレーム中の制御部を使用し,前記エア・インターフェースを介して前記基地局から前記移動局に制御情報を通信すること,及びその後に、前記移動局において,前記符号分割多元接続フレーム中の前記制御部とメッセージ部とのそれぞれの信号対雑音比を比較することによって、前記移動局に対するメッセージ情報を除き,制御情報を通信したことを判断することを含む請求項1記載の方法。
- 符号分割多元接続マクロダイバーシティにより動作する基地局であって,
パケット網インタフェースと,
1または複数の移動局と通信するためのエア・インターフェースと,
を含み,
前記パケット網によりメッセージが誤りなく同期通信されたときは,符号分割多元接続を使用し,前記エア・インターフェースを介して前記移動局に前記メッセージを通信し,
前記パケット網により前記メッセージが誤りなく同期通信されなかったときは,前記移動局へ如何なるメッセージも同期通信しないようにすることを特徴とする,基地局。 - パケット網インターフェースにおけるメッセージ内の誤りを検出することを特徴とする,請求項10記載の基地局。
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