JP4328717B2 - データ送信方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線システムの受信器及び／又は送信器の信号を処理する方法及び回線装置に関する。

将来の無線システムは、異なる種類の信号を同時に送信し、且つ更に同じキャリア波上で送信するようになる。信号は、例えば、種々の方法で暗号化され、変調され、電力が制限されるものとすることができ、或いは異なる品質クラスに属することができる。送信器及び受信器の両方において種々の方法で全て処理される音声、データ、及び画像を同時に送ることができる。例えば、データパケット、ビデオ映像、及び音声が各々有する複数の異なる無線システムの規格を同時に使用することができる。

本発明の目的は、改善された方法及び改善された回線装置を提供することである。本発明の１つの態様は、無線システムの受信器及び／又は送信器の信号を処理する方法である。本方法は、回線装置の異なるノードに対して実行するための少なくとも１つの動作を決定する段階と、信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準を求める段階と、信号又は信号成分の少なくとも１つを信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準に従って分割する段階と、信号クラスに関して回線装置で所定の動作を実行する段階とを含む。

本発明の１つの態様は、無線システムの受信器及び／又は送信器の信号を処理する方法である。本方法は、回線装置の異なるノードに対して実行するための少なくとも１つの動作を決定し、回線装置から修正レベルを選択し、該選択された修正レベルのノードを併合して関係の無いノードを削除し、及び／又は新しいリンクを追加する段階と、信号又は信号成分を分割するために信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準を求める段階と、信号又は信号成分の少なくとも１つを信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準に従って分割する段階と、信号クラスに関して回線装置で所定の動作を実行する段階とを含む。

本発明の１つの態様は、無線システムの受信器及び／又は送信器の信号を処理する回線装置である。回線装置のノードが少なくとも１つの動作を実行するよう配置されており、回線装置が、信号又は信号成分のうちの少なくとも１つを信号クラスの１つ又はそれ以上の所定分割基準に基づいて分割する手段を備え、回線装置が、信号クラスに関して所定の動作を行う手段を備える。

本発明の好ましい実施形態は従属請求項において開示される。

本発明は、信号又は信号成分が必要に応じて異なる信号クラスにクラス分けされ、種々の動作が信号クラスに関して実行される。信号クラスの分割基準は、例えば、キャリア波、変調方法、或いは電力制限の必要性を含む。

本発明の実施例の利点は、特に、複数の無線規格を利用するシステム、或いは他の理由により種々の方法で信号を処理しなければならないシステムにおける信号処理を改善することである。

以下の本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しながら例証として説明する。
第２世代及び第３世代の無線システム並びにこれらの混成である２．５世代の無線システムは、世界的規模で使用され常に開発されているので、図１においては、異なる世代のネットワーク要素を同時に備える簡略化した無線システムの実施形態を説明する。本説明において、第２世代の無線システムとはＧＳＭ（移動通信用のグローバルシステム）に相当し、第３世代の無線システムとは、ＧＳＭに基づくものであって、データ送信レートを高めるためにＥＤＧＥ（次世代ＧＳＭ用拡張型データレート）技術を使用し、及びＧＰＲＳシステム（汎用パケット無線システム）におけるパケット送信を実施するためにも使用することができる無線システムに相当する。ＥＤＧＥシステムは２．５世代のシステムとみなす場合もある。また、第３世代無線システムは、少なくとも通称ＩＭＴ−２０００（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ２０００）及びＵＴＭＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）で知られる無線システムに相当する。しかしながら、本実施形態は、例証として与えられたこれらのシステムに制約されるものではなく、当業者であれば必要な特性を備えた他の無線システムにおける解決策に適用することができる。

図１は、無線システムの最も重要なネットワーク要素及びこれらの間のインターフェースを説明する簡略化されたブロック図である。ネットワーク要素の構造及び機能は周知のものであるので、詳細には説明しない。

無線システムの主要部は、コアネットワーク（ＣＮ）１００、無線アクセスネットワーク１３０、及びユーザ装置（ＵＥ）１７０である。用語ＵＴＲＡＮは、ＵＴＭＳ地上無線アクセスネットワークに由来する略称であり、すなわちこの無線アクセスネットワークは第３世代に属し、ワイドバンドコード分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）により実施される。図１は更に、ベースステーションシステム１６０を示しており、これは２／２．５世代に属し、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）により実施される。

一般に、無線システムはまた、次のように定義することができる。すなわち、無線システムは、加入者ターミナル又は移動ステーションとも呼ばれるユーザターミナルと、無線システムの固定インフラストラクチャ（すなわちコアネットワーク、無線アクセスネットワーク、並びにベースステーション）を含むネットワーク部とからなる。

コアネットワーク１００の構造は、ＧＳＭシステムとＧＰＲＳシステムを組み合わせた構造に対応する。ＧＳＭのネットワーク要素は、回線交換接続の実施を担い、ＧＰＲＳのネットワーク要素はパケット交換接続の実施を担う。しかしながら、一部のネットワーク要素は両方のシステムに含まれている。

移動サービス交換センタ（ＭＳＣ）１０２は、コアネットワーク１００の回線交換側のセンタである。同じ移動サービス交換センタ１０２を用いて、無線サービスネットワーク１３０及びベースステーションシステム１６０の両方の接続に役立つことができる。移動サービス交換のタスクには、通常、交換、ページング、ユーザターミナル位置登録、ハンドオーバ管理、加入者課金情報の収集、データ暗号化パラメータ管理、周波数割当て管理、及びエコーキャンセルが含まれる。

移動サービス交換センタ１０２の数は変更することができ、すなわち小ネットワークオペレータは１つだけの移動サービス交換センタ１０２を有し、大規模なコアネットワーク１００は幾つかの移動サービス交換センタを有することができる。図１ではもう１つの移動サービス交換センタ１０６を示しているが、この移動サービス交換センタ１０６の他のネットワーク要素への接続は図１を充分に明確に維持するために図示していない。

大規模ネットワーク１００は、コアネットワーク１００と外部ネットワーク１８０との間の回線交換接続を担う独立したゲートウェイ移動サービス交換センタ（ＧＭＳＣ）１１０を備えることができる。ゲートウェイ移動サービス交換センタ（ＧＭＳＣ）１１０は、移動サービス交換センタ１０２、１０６と外部ネットワーク１８０との間に配置される。外部ネットワーク１８０は、例えば公衆地上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）又は公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）とすることができる。

コアネットワーク１００は通常、固定加入者レジスタ及びＰＤＰアドレス（無線システムがＧＰＲＳに対応している場合、ＰＤＰはパケットデータプロトコル（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を含むホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）、及び移動サービス交換センタ１０２の領域内のユーザターミナル１７０のローミングに関する情報を含むビジター位置レジスタ（ＶＬＲ）などの他の部分をも備える。

サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１１８は、コアネットワーク１００のパケット交換側のセンタである。サービングＧＰＲＳサポートノード１１８の主要なタスクは、無線サービスネットワーク１３０又はベースステーションシステム１６０を利用して、パケット交換送信に対応するユーザターミナル１７０との送受信を行うことである。サービングＧＰＲＳサポートノード１１８は、ユーザターミナル１７０の加入者情報及び位置情報を含む。

パケット交換側のゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１２０は、発信トラフィックをコアネットワーク１００から外部ネットワーク１８２に転送可能でなければならないのに対して、ゲートウェイ移動サービス交換センタ１１０が通常着信トラフィックだけを転送することを除けば、該パケット交換側のゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１２０は、回線交換側のゲートウェイ移動サービス交換センタ１１０に相当する。実施例において、外部ネットワーク１８２はインターネットに相当し、将来はこれを介して無線電話トラフィックの大部分を送信することができる。

ベースステーションシステム１６０は、ベースステーションコントローラ（ＢＳＣ）１６６とベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）１６２、１６４とからなる。ベースステーションコントローラ１６６は、ベーストランシーバステーション１６２、１６４を制御する。原理的には、無線経路及び機能を実施する装置はベーストランシーバステーション１６２、１６４内に配置すべきであり、管理装置はベースステーションコントローラ１６６内に配置すべきである。当然ながら、実施においてはこの原理から逸脱する場合もある。

ベースステーションコントローラ１６６は、通常、以下のタスク、例えば、ベーストランシーバステーション１６２、１６４の無線リソースの管理、セル間ハンドオーバ、周波数管理すなわちベーストランシーバステーション１６２、１６４に対する周波数割当て、周波数ホッピングシーケンスの管理、アップリンクの時間遅延の測定、運用及び保守インターフェースの実施、及び電源制御の管理を担う。

ベースステーション１６２、１６４は、１つのキャリア波を形成する少なくとも１つのトランシーバを含む。ＧＳＭシステムにおいて、１つのキャリア波は通常、８つのタイムスロット、すなわち８つの物理チャネルを含む。１つのベースステーション１６２、１６４は、１つのセル又は幾つかのセクタのセルとして機能することができる。セルの直径は、２、３メートルから１２キロメートルまで変化することができる。ベースステーション１６２、１６４は、無線システムで使用されるスピーチコードフォーマットと公衆交換電話システムで使用されるスピーチコードフォーマット間の変換を行うためのトランスコーダをも含むようにみなされる場合が多い。しかしながら、実際にはトランスコーダは通常、移動サービス交換センタ１０２内に物理的に配置される。ベースステーション１６２、１６４は通常、以下のタスク、すなわち例えば、ＴＡ（タイミングアドバンス）の計算、アップリンク、チャネルコード、暗号化、復号化、及び周波数ホッピングの測定を担う。

無線アクセスネットワーク１３０は、無線ネットワークサブシステム１４０、１５０からなる。各無線ネットワークサブシステム１４０、１５０は、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）１４６、１５６とＢノード１４２、１４４、１５２、１５４とからなる。Ｂノードは、どちらかと言えば抽象的な概念であり、用語「ベースステーション」で置き換えられる場合が多い。

機能的には、無線ネットワークコントローラ１４０、１５０は、ＧＳＭシステムのベースステーションコントローラ１６６にほぼ相当し、Ｂノード１４２、１４４、１５２、１５４はＧＳＭシステムのベースステーション１６２、１６４にほぼ相当する。また、同じ装置がベースステーション及びＢノード両方として機能する場合の解決法も利用可能であり、すなわち該装置はＴＤＭＡ及びＷＣＤＭＡ無線インターフェースを同時に実施することができる。

ユーザターミナル１７０は、２つの部分、すなわち移動装置（ＭＥ）１７２及びＵＴＭＳ加入者識別モジュール（ＵＳＩＭ）１７４からなる。ＧＳＭシステムにおいて、システムの識別モジュールが必然的に使用される。ユーザターミナル１７０は、少なくとも２つの異なる加入者識別モジュールを含むことができる。更に、ユーザターミナル１７０は、アンテナ、ユーザインターフェース、及びバッテリを含む。現在では、例えば、車載用ターミナル及び携帯ターミナルなどの種々の種類のユーザターミナル１７０が利用可能である。ユーザターミナル１７０はまた、パーソナルコンピュータ又はポータブルコンピュータの特性と同様の特性を有する。
ＵＳＩＭ１７４は、ユーザに関する情報、及び例えば特に暗号化アルゴリズムなどのデータセキュリティに関する情報を含む。

以下において、図１に示す様々なネットワーク要素間のインターフェースは、表１に示される。無線テレコミュニケーションシステムに含まれるインターフェースはハードウェア実装と使用される規格とによって決定され、この理由からシステムのインターフェースは図１に示されるものとは異なる可能性があることは当業者には明らかである。ＵＭＴＳにおいて最も重要なインターフェースは、回線交換側のｌｕＣＳ（ＣＳはＣｉｒｃｕｉｔ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ、回線交換）インターフェースとパケット交換側のｌｕＰＳ（ＰＳはＰａｃｋｅｔ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ、パケット交換）インターフェースとに分割される、コアネットワークと無線アクセスネットワークとの間のｌｕインターフェースと、無線アクセスネットワークとユーザターミナルとの間のＵｕインターフェースである。ＧＳＭにおいて最も重要なインターフェースは、ベースステーションコントローラと移動サービス交換センタとの間のＡインターフェース、ベースステーションコントローラとサービングＧＰＲＳサポートノードとの間のＧｂインターフェース、及びベースステーションとユーザターミナルとの間のＵｍインターフェースである。インターフェースは、異なるネットワーク要素が互いに通信に使用できるメッセージの種類を規定する。インターフェースの標準化の目的は、異なる製造業者のネットワーク要素間で機能を有効にすることである。しかしながら実際には、一部のインターフェースは製造業者固有のものである。

表１

以下において、図２を用いてセルラーＷＣＤＭＡ無線テレコミュニケーションシステムを説明する。図２は、簡略化された無線システムの一部を示しており、加入者ターミナル１７０、２つのベースステーション１４２、１４４、及びベースステーションコントローラ１４６を備える。第１のベースステーション１４２は、トランシーバ２０２、アンテナ２０４、及び制御ブロック２００を含む。同様に、第２のベースステーション１４４は、トランシーバ２１２、アンテナ２１４、及び制御ブロック２１０を含む。また、ベースステーションコントローラ１４６は、制御ブロック２２６を含む。ユーザターミナル１７０はまた、標準的なトランシーバ２２２と、無線リンクを実装するためのアンテナと、制御ブロック２２０とを含む。トランシーバ２０２、２１２、２２２はＣＤＭＡ技術（コード分割多重アクセス）で使用する。ＣＤＭＡ技術において、すなわちコード分割多重アクセスにおいて、無線リソースがユーザ固有コードを用いて各ユーザに割当てられる。この技術は一般に公知であり、そのため本明細書ではこれ以上詳細には説明されない。アンテナ２０４、２１４、２２４は、例えば、全方向性アンテナ又は指向性アンテナビームを用いたアンテナなどの、一般的に良く知られた先行技術の解決策により実施することができる。

無線テレコミュニケーションシステムにおいて、ベースステーションにより生成された無線セルは通常、ある程度重なり合って広いカバレージを提供する。これは、図２においてベースステーション１４２により生成された無線セル２０６とベースステーション１４４により生成された無線セル２１６とにより図示されている。既存の無線テレコミュニケーションシステムにおいては、無線接続すなわちセル上で互いに通信する、ワイヤレステレコミュニケーション接続がユーザターミナルとベースステーションとの間で確立され、或いは、ベースステーションを介して異なるユーザターミナル間でデータ送信接続が確立される。これは図２において無線接続２０８、２１８により図示されている。詳細には、図２は移動体とすることができるユーザターミナル１７０が、無線接続を介して第１のベースステーション１４２と通信すると同時に、可能性のあるハンドオーバに対してこのベースステーション１４２と第２のベースステーション１４４との共通のパイロットを求める状況を示している。典型的な状況において、新しいセルに空き容量があり、新しい接続の方がより良好な品質であるときには、ユーザターミナルの無線接続は第２のベースステーションのキャリア波にシフトする。ユーザターミナルが移動するか、又は物理的な無線チャネルが時間の関数として変化するときには、チャネル及びセルのハンドオーバにより連続した無線接続が可能となる。

制御ブロック２００、２１０、２２０、２２６は、装置の動作を制御するブロックであり、現在では通常はプロセッサ及びそのソフトウェアとして実装されるが、例えば、個別の論理構成部品或いは１つ又はそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの種々のハードウェア解決策でも実現可能である。また、これらの異なる実装の混成も実現可能である。実装方法を選択するときには、当業者は、装置のサイズ及び消費電力、必要な処理能力、製造コスト、及び製造量に関して設定される要件を考慮することになる。
無線テレコミュニケーションシステムに関する更に詳細な情報は、当該分野の文献及び規格が利用可能である。

図３を参照し、ノードを用いてベースステーションの実施例を説明する。ベースステーション３００は、入力ポート３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃを含み、該ポートを通してベースステーションは、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）、又はゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）などの他のネットワーク要素からの信号を受信する。また、ベースステーションは出力ポート３２４Ａ、３２４Ｂ、３２４Ｃを含み、無線経路上で送信されることになるアンテナユニットに対し該ポートを通して信号が印加される。また、ベースステーションに送信されることになるデータはパケット形式とすることができる。ベースステーションにより受信されるデータパケットは、デジタルのベースバンドパケットである。典型的にはデータパケットは、アドレス部と実ペイロード部とを含む。パケット交換データには幾つかの規格があり、本明細書では詳細には説明しない。

図３の実施例において、ベースステーションは、ノード３０４から３２２とこれらの間のリンク（破線で示される）とからなるものと仮定する。ノード間のリンクは、ポイントツーポイントリンク或いはバスのいずれであってもよい。実際にはバス構造がより一般的である。各ノードは、ベースバンド処理を行うノードと無線周波数処理を行うノードとに分けることができる。またノードは何らかの他の種類のものとすることができる。
ノードは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はこれらの組み合わせとして実装することができる。

ベースステーションのタスクは、無線経路上にデータを送信することにより受信者の加入者ターミナルにデータを送信することである。従って、データは、無線周波数への変調及びアップミキシングなどの、無線インターフェースにより要求される変更動作を受ける必要がある。また、ベースステーションは、加入者ターミナルからキャリア周波数データをアナログ形式で受信する。ベースステーションが受信したデータに対して、ベースバンドへのダウンミキシングなどの種々の変更動作が行われる。この動作は典型的には、例えば、処理ユニットとも呼ぶことができるノードにおいて実行される。

次に、無線システムの受信器及び／又は送信器における信号処理の方法を説明する。この方法を説明するために、ベースステーションは、ノード（すなわち処理ユニット）とこれらの間のリンクとからなるものと仮定する。該方法は信号又は信号成分のいずれかを処理する。信号成分とは、例えばＩ／Ｑ変調信号のＩ成分又はＱ成分、或いは加算信号の一部を意味する。

本方法は、ブロック４００で開始する。ブロック４０２において、実行されるべき少なくとも１つの動作が、回線装置の異なるノードに対して決定される。典型的にはノードは、該ノードに割当てられたタスクに応じてベースバンドノード又は無線周波数ノードに分けられ、例えば、信号の電力増幅は無線周波数部で行われ、信号の周波数変更すなわちダウンミキシング又はアップミキシングは、ベースバンド部で行われる。ノード、これらのタスク、及びノード間のリンクの数は用途に応じて変化する。基礎的なアーキテクチャに関して種々の解決策が存在し、これにはツリーモデル及びループモデルが含まれる。ツリーモデルは、環状ではないリンクグラフである。名称が示すように、ループモデルは、ループすなわちリングを含み、多くの場合においては結合されたツリーモデルとみなすこともできる。

本発明の実施に適用可能な有利なアーキテクチャ構成は、組み合わされたツリー構造である。当然ながら、この組み合わされたツリー構造は様々な方法で実施することができる。この構造の実施例を図５に示す。ノード５０２から５０８は、第１のサブツリーを構成し、ノード５１０から５１６は第２のサブツリーを構成する。サブツリーの数は変更することができる。この両ツリーはいわゆるゼロノードすなわちルートノード５００に接続される。組み合わされたサブツリー構造を用いて実施されるベースステーションにおいて、１つのブランチが送信器タスクを実行し、他方のブランチが受信器タスクを実行する場合が多い。ノード５０４、５１４、５０６、５１２はデータ転送ノードであり、ここを通じて、例えば送信器と受信器間の情報などの所望の情報をリンク５３４、５３６を介して一方のツリーブランチから他方のツリーブランチに伝達することができる。ノード間の他のリンクは線５１８、５２０、５２２、５２４、５２６、５２８、５３０、５３２で示される。

本明細書で詳細に説明される本発明の実施に適用可能な別のアーキテクチャ構成は、ループ構造である。ループ構造は、様々な方法で実施することができる。この構造の実施例を図６に示す。中央ループ構造を用いることにより実施されるベースステーションにおいて、典型的には少なくとも２つのサブツリーがループに接続され、その１つが無線周波数部のタスクを実行し、他方がベースバンド部のタスクを実行する。従って、例えばノード６００、６０６が無線周波数部のタスクを実行し、ノード６０８、６１４がベースバンド部のタスクを実行する。ノード６０２、６０４、６１０、６１２がデータ転送ノードであり、これらは一方のノードから他方のノードへのデータ転送を管理する。ノード間のリンクは、リンク６１６、６１８、６２０、６２２、６２６、６２８で示される。
回線装置は、ツリーモデル又はループモデルに加えて、例えば好適な方法でこれら２つのモデルを組み合わせることにより様々な方法で実施することができる。

本発明の第２の好ましい実施形態において、回線装置は、例えば、特定の各用途に対して最適な回線装置（すなわちアーキテクチャ上の）解決策を可能にするようにして、ツリーモデルなどの簡単なアーキテクチャ構成を修正することにより提供される。回線装置による本方法において、典型的にはサブレベルである選択された修正レベルが存在する。選択された修正レベルノードは併合され、その後、関係の無いノード及びリンクはノード間で削除され、及び／又は新しいリンクが追加される。このようにして同様に、上述の組み合わされたツリー構造及びループ構造を実施することができる。

図７Ａ及び７Ｂを用いて、本発明の修正形態を更に詳細に説明する。図７Ａは、簡単なツリー構造の実施例を示す。ノード７００は、ルートノードであり、ノード７０６、７０８は第１のレベルのサブノードであり、ノード７１４、７１６は第２のレベルのサブノードであり、ノード７２６、７２８、７３０、７３２は第３のレベルのサブノードである。異なるノード間のリンクは、線７０２、７１０、７１２、７１８、７２０、７２２、７２４で示される。また、図７Ａから分かるように、サブノードから３つ分岐することができ、すなわち第３のレベルでは、ツリーの各ブランチにおいて２つのノードが存在する。ツリーモデルは修正することができ、第３のレベルを修正レベルとして選択するよう決定される。修正されたモデルの実施例を図７Ｂに示す。選択された修正レベルノードは、７２６と７３０のペア並びに７２８と７３２のペアで接続され、必要でないノード及びリンクはノード間で削除される。従って、ノード７１４、７１６及びリンク、すなわち接続７１８、７２０、７２２、７２４が削除される。修正形態において、ノード間で新しいリンクを生成することも可能である。図７Ｂにおいて、７３４及び７３６は新しいリンクを示す。

ブロック４０４において、信号又は信号成分を分割するための信号クラスに関する１つ又はそれ以上の分割基準を求める。信号クラスは更にサブクラスに分割することができる。従って、信号クラスは、幾つかのレベルを含む階層的信号クラス体系を構成する。本発明の基本原理は、信号クラスがサブクラスを有するか否かに関係なく同じである。

信号クラスの分割基準は、例えば送信又は受信アンテナビームとすることができ、言い換えれば、同じアンテナビームで送信又は受信された信号は同じ信号クラス或いはＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）のサブキャリアに属するように決定され、すなわち同じサブキャリアに対して意図された信号は同じ信号クラスに属するように決定される。他の信号クラス分割基準には、例えば拡散比又は拡散コード、変調方法、サービス品質クラス、電力レベルの削減、無線インターフェース又はキャリアで使用される規格が含まれる。また、信号クラスの分割基準は、以下のような、異なる変調精度要件を備えた信号は異なる信号クラスに分割する、信号は空間、時間、及び／又は周波数レベルを事前処理した後異なる信号クラスに分割される、或いは信号は干渉相殺の事前処理後に異なる信号処理に分割される、とすることができる。

変調精度の要件は、変調信号内に干渉が加算されたときのノイズ無しシンボル位置と実シンボル位置との間の距離を表すベクトルを意味するＥＶＭ（エラーベクトルマグニチュード）などの、システムの無線周波数動作の品質を表す種々のパラメータを参照する。エラーベクトルは、変調の品質に関する１つの従来技術基準である。変調精度の要件を表す別のパラメータは、ピークコードドメインエラーの最大値であり、これはＷＣＤＭＡシステムで使用され、逆拡散信号における変調の不正確さに起因する誤差を表す。任意選択の他のパラメータには、例えば周波数誤差及び位相誤差が含まれる。

ビームフォームの異なるアンテナビームに対する信号の分布が、空間事前処理の実施例として与えられる。例えば、時間事前処理は、信号クラスを用いることにより実施することができるチャネル等化であり、これは次の通りである。すなわち、無線リソースユーザはリンクのデータ速度に基づく信号クラスに分割され、チャネル等化は最も高速のデータ速度の信号に対してだけ行われる。この場合、このチャネル等化は最も利益を得る信号に対してだけ行われるので、リソースは保存される。干渉を相殺する事前処理は、信号クラスに関して行うことができ、例えば次の通りである。最も干渉が大きい信号が最初に検出され、これが変調されて受信信号から減算され、次に検出されるのは次に干渉が大きい信号であり、これが所望の信号の全てが検出されるまで行われる。

信号クラスの分割基準は、１つ又はそれ以上のクラス毎のものとすることができ、必要であれば、分割基準は変更することもできる。信号クラスの分割基準は用途毎に異なる。

ブロック４０６において、少なくとも１つの信号及び信号成分は、信号クラスの１つ又はそれ以上の分割基準に従って分割される。以下は分割基準として変調方法を用いる実施例である。ＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）システムにおいて同じアンテナ及び同じキャリア用のベースバンドノード順方向信号が２つの信号クラスに分割され、その中でＱＰＳＫ（直角位相シフトキーイング）変調された信号はあるクラス内にあり、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭ変調信号は別のクラス内に存在する。そのため、異なる信号クラスの信号は個別に変調することができる。任意選択的に、信号は逆拡散され、例えば電力レベルの低減などの次の動作は、加算信号上で行われる。電力レベルの低減は方法に対するこの関係において言及され、これにより信号ピーク電力と平均電力との関係が低減され、及び／又はピーク電力が低下される。

クラスとは別に、信号はサブクラスに分割することもでき、すなわち例えば、最初に信号が変調方法に従って分割され、その後変調クラスが、例えばサービス品質クラスに基づくサブクラスに分割される。従って、信号クラスは複数のレベルを含む階層的信号クラスシステムを構成する。

ブロック４０８において、信号クラスに関して予め定められた動作が回線装置のノードにおいて行われる。典型的には動作は、周波数変更、変調、及び信号の電力レベル調整などの送信器又は受信器の無線周波数部又はベースバンド部の種々のタスクを含む。

異なるクラスへの信号の分割はまた、ネットワークトラフィック負荷の監視に用いることができる。例えば、送信電力が信号クラスに対して決定された所定の閾値を超える場合には、該クラスの信号の電力レベルを低下させるか、又は無線経路上のトラフィック負荷が充分に小さくなるまで信号を送信しないようにする。受信においては、受信信号の電力は信号クラスに関して決定することができる。

信号処理は信号の品質に影響を与える可能性があるので、処理制御のための少なくとも幾つかの場合においては、フィードバック情報が必要とされる。従って、回線装置がフィードバック情報送信を可能にし、すなわち所望のノード間のデータ送信リンクが双方向である場合には、これは有利である場合が多い。また、双方向リンクは上述のネットワークトラフィック負荷の監視にも利用することができる。

各ノード間リンクは最大転送容量を有し、この範囲内で転送されることになる信号クラスの数及び種類を変更することができる。異なる信号クラスは、同じキャリア用の信号を含むことができ、すなわち、異なるクラスは同じアンテナ用の信号を含むことができ、或いは異なるクラスは異なるアンテナ用の信号を含む。

ノードはユニキャスト又はマルチキャストとすることができる。ノード送信モードは制御装置によって変更することができる。特にアップリンクにおいては、１つの無線周波数ノードから複数のベースバンドノードへの信号クラスの転送、すなわちコピーは、ブロードバンド無線システムが関連する多くの場合において有利である。コピー動作は、典型的には、転送すなわちパケット送信の過程で繰り返され、例えば、幾つかの連続したパケットがコピーされて次のレベルの複数のノードに転送される。データが次のレベルの複数のノードに送信されるときには、マルチキャスト送信という用語が用いられる場合が多い。データが１つのノードから次のレベルの１つ又はそれ以上のノードに送信されるときには、ブロードキャスト送信という用語が用いられる場合が多い。データが次のレベルの１つだけのノードに転送される場合には、ユニキャスト送信という用語が用いられる。

本方法はノード４１０で終わる。矢印４１２は、本方法の繰り返しを示し、例えば、信号が特定の動作に対してある方法でクラス分けされ、その後、動作に応じて同じ方法又は異なる方法で別の動作に対して信号がクラス分けされる。本方法が適用されると、必ずしも全ての信号をクラス分けする必要はないが、クラス分けされる信号は特定の動作の各々に応じて選択されるので、クラス分けされることになる信号の数は様々である。

次に、信号加算動作を実施例として用いて、信号クラスに関して信号処理をより詳細に説明する。信号クラスは、例えば同じアンテナ及び同じキャリア用の信号から形成される。ダウンリンクの信号の加算において、ベースバンドノードは、同様の信号クラスの加算信号を形成する。ノードでは、同じ種類の信号クラスが加算され、ノード出力は、複数の個々の信号クラスではなく、１つの加算信号クラスである。

次に、本発明の方法を適用することができる回線装置の２つの実施例を更に詳細に説明する。１つの例示的な回線装置は、少なくとも１つのツリーブランチが送信タスクを行い、且つ少なくとも１つの別のブランチが受信タスクを行い、この回線装置において異なるブランチの１つ又はそれ以上のノードが所定の方法で接続されているように組み合わされたツリー構造に少なくとも実質的に基づいている。当然ながら、組み合わされたツリー構造は様々な方法で実施することができる。この構造の１つの実施例は図５に示されている。ノード５０２から５０８は、第１のサブツリーを形成し、ノード５１０から５１６は第２のサブツリーを形成する。この両ツリーはいわゆるゼロノード５００に接続される。図に示される構造を用いて実施されるベースステーションにおいて、典型的には１つのツリーブランチが送信器のタスクを実行し、第２のブランチが受信器のタスクを実行する。ノード５０４、５１４、５０６、５１２はデータ転送ノードであり、ここを通じて、例えば送信器と受信器間の情報などの所望の情報をリンク５３４、５３６を介して一方のツリーブランチから他方のツリーブランチに伝達することができる。ノード間の他のリンクは参照符号５１８、５２０、５２２、５２４、５２６、５２８、５３０、５３２で示される。

回線装置はまた、信号クラスへの分割を制御する制御ユニット５３４を含む。ベースステーションが関連する場合には、制御ユニットは、ベースステーション、ベースステーションコントローラ、又は無線ネットワークコントローラ内に配置することができる。コントロールユニットは通常、例えばＡＳＩＣ又は同様の解決策としてソフトウェアを用いて実施される。

本発明の実施において適用可能な別の有利なアーキテクチャ構造はループ構造である。ループ構造は、様々な方法で実施することができる。この構造の１つの実施例を図６に示す。図６に示される方法で実施されるベースステーションにおいて、典型的には少なくとも２つのサブツリーがループに接続され、このサブツリーの１つが無線周波数部のタスクを実行し、他方がベースバンド部のタスクを実行する。従って、例えば、ノード６００、６０６が無線周波数部のタスクを実行し、ノード６０８、６１４がベースバンド部のタスクを実行する。ノード６０２、６０４、６１０、６１２がデータ転送ノードであり、これらは一方のノードから他方のノードへのデータ転送を担う。ノード間リンクは、参照符号６１６、６１８、６２０、６２２、６２６、６２８で示される。

回線装置はまた、信号クラスへの分割を制御する制御ユニット５３４を含む。ベースステーションが関連する場合には、制御ユニットは、ベースステーション、ベースステーションコントローラ、又は無線ネットワークコントローラ内に配置することができる。コントロールユニットは通常、例えばＡＳＩＣ又は同様の解決策としてソフトウェアを用いて実施される。

ツリーモデル又はループモデルを以外では、回線装置は、例えばこれらの２つの方式を好適な方法で組み合わせることにより種々の方法で実施することができる。

上記に添付図面の実施例を参照しながら本発明を説明したが、本発明はこれらに制約されるものではなく、添付の請求項で開示された本発明の概念の範囲内で種々の方法で修正を行い得ることは明らかである。

無線システムの構造の簡略化されたブロック図である。 ＷＣＤＭＡ無線システムの構造の簡略化されたブロック図である。 ノードを用いることにより示されたベースステーションの実施例である。 フローチャートである。 ツリーアーキテクチャの実施例である。 ループアーキテクチャの実施例である。 アーキテクチャ構造の修正の実施例である。 アーキテクチャ構造の修正の実施例である。

符号の説明

１４２、１４４ Ｂノード
１４６ ベースステーションコントローラ
１７０ ユーザターミナル
２００ 制御ブロック
２０２ トランシーバ
２０４ アンテナ
２０６ 無線セル
２０８ 無線接続
２１０ 制御ブロック
２１２ トランシーバ
２１４ アンテナ
２１６ 無線セル
２１８ 無線接続
２２０ 制御ブロック
２２２ トランシーバ
２２４ アンテナ
２２６ 制御ブロック

Claims (32)

1. 送信信号及び／又は受信信号を回線装置において処理する方法であって、
   回線装置の異なるノードに対して実行するための少なくとも１つの動作を決定する段階（４０２）と、
   信号又は信号成分を分割するために信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準を求める段階（４０４）と、
   前記信号又は信号成分の少なくとも１つを前記信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準に従って分割する段階（４０６）と、
   信号クラスに関して前記回線装置の前記ノードで所定の動作を実行する段階（４０８）と、
   を含み、
   前記回線装置が、少なくとも１つのツリーブランチが送信タスクを行い、且つ少なくとも１つの別のブランチが受信タスクを行い、この回線装置において異なるブランチの１つ又はそれ以上のノードが所定の方法で接続されているように組み合わされたツリー構造に少なくとも実質的に基づいていることを特徴とする方法。
2. 送信信号及び／又は受信信号を回線装置において処理する方法であって、
   回線装置の異なるノードに対して実行するための少なくとも１つの動作を決定（４０２）し、前記回線装置から修正レベルを選択し、該選択された修正レベルのノードを併合して関係の無いノードを削除し、及び／又は新しいリンクを追加する段階と、
   前記信号又は信号成分を分割するために信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準を求める段階（４０４）と、
   前記信号又は信号成分の少なくとも１つを前記信号クラスに対する１つ又はそれ以上の分割基準に従って分割する段階（４０６）と、
   信号クラスに関して前記回線装置の前記ノードで所定の動作を実行する段階（４０８）と、
   を含むことを特徴とする方法。
3. 前記回線装置は、少なくとも２つのサブツリーがループに接続され、該サブツリーの少なくとも１つのサブツリーが無線周波数部のタスクを実行し、少なくとも１つの第２のサブツリーがベースバンド部のタスクを実行するような中央ループに少なくとも実質的に基づいていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記信号又は信号成分がパケット形式データを転送し、前記信号クラスが前記パケットのヘッダにおいて示されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記ノードが無線周波数部又はベースバンド部のタスクを実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
6. 前記回線装置がフィードバック情報の転送が可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
7. １つ又はそれ以上のベースバンドノードにおいて異なる方法で変調されることになる信号が異なる信号クラスに分割されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
8. 前記ノードから１つのノード（ユニキャスト）又は複数のノード（マルチキャスト又はブロードキャスト）にデータを送信することが可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
9. ネットワークトラフィック負荷が信号クラスに関して監視されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
10. 前記信号クラスが階層的信号クラス体系を構成し、該クラス体系が１つ又はそれ以上のレベルを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
11. ノード間リンクが最大容量を有し、この範囲内で前記送信信号クラスの数及び種類を変更することができることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
12. 前記信号がクリップされるときに品質クラスが考慮されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
13. 前記信号電力が品質クラスに関して測定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
14. 変調精度の異なる要件を有する前記信号が異なる信号クラスに分割されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
15. 空間的、時間的、及び／又は周波数レベル処理の後で前記信号が異なる信号クラスに分割されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
16. 干渉相殺処理の後で該前記信号が異なる信号クラスに分割されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
17. 送信信号及び／又は受信信号を処理する回線装置であって、
    回線装置のノード（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２）が少なくとも１つの動作を実行するよう配置されており、前記回線装置が、前記信号又は信号成分のうちの少なくとも１つを信号クラスの１つ又はそれ以上の所定分割基準に基づいて分割する手段（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２６）を備え、前記回線装置が、信号クラスに関して所定の動作を行う手段（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２）を備え、
    前記回線装置が、少なくとも１つのツリーブランチが送信タスクを行い、且つ少なくとも１つの別のブランチが受信タスクを行い、この回線装置において異なるブランチの１つ又はそれ以上のノードが所定の方法で接続されているように組み合わされたツリー構造に少なくとも実質的に基づいていることを特徴とする回線装置。
18. 前記回線装置は、少なくとも２つのサブツリーがループに接続され、該サブツリーの少なくとも１つのサブツリーが無線周波数部のタスクを実行し、少なくとも１つの第２のサブツリーがベースバンド部のタスクを実行するような中央ループに少なくとも実質的に基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
19. 前記信号又は信号成分がパケット形式データを転送し、前記信号クラスが前記パケットのヘッダにおいて示されることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
20. 前記ノード（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２）が無線周波数部又はベースバンド部のタスクを実行することを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
21. 前記回線装置がフィードバック情報の転送が可能であることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
22. 前記回線装置が、異なる方法で変調されることになる前記信号を異なる信号クラスに分割する手段（６０８、６１４）を備えることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
23. ノード（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２）から１つのノード（ユニキャスト）又は複数のノード（マルチキャスト又はブロードキャスト）にデータを送信することができることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
24. ネットワークトラフィック負荷が信号クラスに関して監視されることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
25. 前記信号クラスが階層的信号クラス体系を構成し、該クラス体系が１つ又はそれ以上のレベルを含むことを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
26. ノード（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２）間リンクが最大容量を有し、この範囲内で前記送信信号クラスの数及び種類を変更することができることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
27. 前記信号がクリップされるときに品質クラスが考慮されることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
28. 前記信号電力が品質クラスに関して測定されることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
29. 前記回線装置がまた、信号クラスへの分割を制御する制御ユニット（５３４）を備えることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
30. 前記回線装置が、変調精度の異なる要件を有する信号を異なる信号クラスに分割する手段（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２６）を備えることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
31. 前記回線装置が、空間的、時間的、及び／又は周波数レベル処理の後で異なる信号クラスに信号を分割する手段（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２６）を備えることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。
32. 前記回線装置が、干渉相殺処理の後で異なる信号クラスに信号を分割する手段（３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２６）を備えることを特徴とする請求項１７に記載の回線装置。

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