JP4402831B2 - Cdma、fdma、およびtdma多元接続構成要素での電気通信のための電気通信システム - Google Patents
Cdma、fdma、およびtdma多元接続構成要素での電気通信のための電気通信システム Download PDFInfo
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Description
【技術分野および背景技術】
情報源と情報取り出し部との間に情報伝送区間のある情報システムでは、情報処理と情報伝達のために送受信機器(送信機および受信機)が使われ、その際
1)情報処理および情報伝送は好適な伝送装置(単方向運転)で、または双方向伝送装置(双方向運転)で可能であり、
2)情報処理はアナログまたはデジタルであり、
3)遠距離伝送区間での情報伝送はケーブルで行うか、またはいくつかの情報伝送方式FDMA(周波数分割多元接続)、TDMA(時分割多元接続)および/またはCDMA(符号分割多元接続)に基づいて、たとえば、DECT、GSM、WACS、またはPACS、IS−54、IS−95、PHS、PDCなどのような無線標準に従って無線で(たとえば、無線伝送によって)行う[参照:IEEE 通信雑誌、1995年1月、50−57ページ;D.D.Falconerほか:「無線式パーソナル通信のための時分割多元接続]。
【0002】
「情報」とは、意味内容(インフォメーション)および物理的表現(信号)を意味する上位概念である。1つの情報の同じ意味内容 ― つまり同じインフォメーション ― であっても異なる信号形態が生じることがある。それ故、たとえば1つの対象に関する情報を
(1)画像として
(2)話される言葉として
(3)書かれた言葉として
(4)暗号化された言葉または画像として伝送できる。
【0003】
(1)...(3)の伝送方法の場合、通常は連続的な(アナログ)信号が特徴であり、(4)の伝送方法では普通は非連続信号(たとえば、パルス、デジタル信号)が発生する。
情報システムのこのような一般的定義を基にして、本発明は、請求項1の上位概念に従った、特にCDMA、FDMA、TDMA多元接続構成要素を持つ電気通信のための方法に関する。
【0004】
以下の刊行物に提示され、説明されている電気通信を伴う電気通信システムは、汎用移動電気通信システム(UMTS)を視野に入れ、第3世代の将来の電気通信シナリオとして表現される。(1):情報技術エレクトロニクス、ベルリン45、1995、1巻、10−14ページ、および2巻、24−27ページ;P.Jung、B.Steiner:「第3移動無線世代の共通検波CDMA移動無線システムのコンセプト」;(2):情報技術エレクトロニクス、ベルリン41、1991、6巻、223−227ページおよび234ページ;P.W.Baier、P.Jung、A.Klein:「CDMA周波数選択および時間変数の移動無線チャネルのための好都合な多元接続方式」;(3):エレクトロニクスを基礎にしたIEICEトランザクション、コミュニケーションとコンピュータサービス、E79―A号、12番、1996年12月、1930−1937ページ;P.W.Baier、P.Jung:「CDMA 神話と現実」;(4):IEEEパーソナル通信、1995年2月、38−47ページ;A.Urie、M.Streeton、C.Mourot:「UMTSのための進化したTDMA移動接続システム;(5):テレコム・プラクシス、5/1995、9−14ページ;P.W.Baier:「スプレッド・スペクトラム技術およびCDMA本来の軍事技術が民間分野を開拓」;(6):IEEEパーソナル通信、1995年2月、48−53ページ;P.G.Andermo、L.M.Ewerbring:「UMTSのための進歩したCDMAに基づく無線接続構想」;(7):ITG専門報告124(1993)、ベルリン、オッフェンバッフ:VDE出版 ISBN3−8007−1965−7、67−75ページ、Dr.T.Zimmermann、シーメンス(株):「移動通信におけるCDMAの利用」;(8):テレコムレポート16、(1993)、1巻、38−41ページ;Dr.T.Ketseoglou、シーメンス(株)およびDr.T.Zimmermann、シーメンス(株):「移動通信第3世代のための効率的な加入者接続 ― 多元接続方式CDMAはエアインタフェースをフレキシブルにする」。
【0005】
第2世代の電気通信シナリオは、現在はFDMA/TDMA/FDD伝送原理(周波数分割デュプレックス)を基礎にしたGSM特有の電気通信システムのマイクロセル領域とマクロセル領域では、Groupe Speciale Mobileまたは移動通信用グローバルシステムで定められ[参照(1):インフォマティック・スペクトラム14(1991)6月、3号、ベルリン、DE;A.Mann:「GSM標準 ― デジタル欧州移動無線網の基礎」、137−152ページ;(2):R.Steele:「移動無線通信」、ベンテックプレス、1992(再印刷1994)、8章:「汎欧州デジタルセルラー移動無線システム ― GSM」、677ページ以降;(3):テレコムプラクシス4/1993、P.Smolka:「GSM無線インタフェース ― 要素と機能」、17−24ページ)]、ピコセル領域においてはFDMA/TDMA/TDD伝送原理(時分割デュプレックス)を基本にしたDECT電気通信システム[デジタル強化(以前は:欧州)コードレス電気通信システムで定められる[参照:(1):情報技術エレクトロニクス42(1992)1月/2月、1号、ベルリン、DE;U.Pilger:「DECT標準の構造」、23−29ページ、ETSI刊行物ETS300175−1...9、1992年10月に関連する論文(2):テレコムレポート16(1993)、1号、J、H.Koch:「コードレス電気通信のためのデジタルコンフォート ― DECT標準は新しい利用分野を開く」、26−27ページ(3):tec2/93 − アスコム技術雑誌「汎用移動電気通信の道」、35−42ページ;(4):フィリップス電気通信レビュー49巻、3番、1991年9月、R.J.Mulder:「DECT、汎用コードレス接続システム」;(5):WO93/21719(図1から図3および説明)]。
【0006】
図1は、トラフィックチャネル(Traffic Channel TCH)の有効データ伝送用GSM移動無線コンセプトのTCH多重フレーム、TDMAフレーム、およびTDMAタイムスロット構造を示す。これは以下の刊行物から既知である。(1):インフォマティック・スペクトラム14(1991)6月、3番、ベルリン、DE;A.Mann:「GSM標準 ― 欧州移動無線網の基礎」、137−152ページ;(2):R.Steel:移動無線通信、ベンテックプレス、1992年(再印刷1994年)、8章:「汎欧州デジタルセルラー移動無線システム―GSM、677ページ以降;(3):テレコムプラクシス4/1993、P.Smolka:「GSM無線インタフェース ― 要素と機能」、17、24ページによって知られているGSM移動無線コンセプトのTCHマルチフレーム、TDMAフレーム、およびTDMAタイムスロット構造を示し、その際、タイムスロット時間577μsで前記構造に組み込まれたデータは、FDD原理に従って上り区間ないし、上り方向では(アップリンク;移動局から基地局への伝送)、周波数帯域890MHZから915MHzの間で伝送され、下り区間ないし下り方向では(ダウンリンク;基地局から移動局への伝送)、周波数935MHzから960MHzの間で伝送される。
【0007】
図2は、刊行物「情報技術エレクトロニクス42(1992)1月/2月、1番、ベルリン、DE;U.Pilger「DECT標準の構造」、23−29ページ」によって知られているDECT移動無線コンセプトの多重フレーム、TDMAフレーム、TDMAタイムスロット構造を示す。この場合、提示された構造に、はめ込まれるデータはTDD原理に従って下り区間ないし下り方向では(ダウンリンク;基地局から移動局への伝送)、タイムスロット0...11で伝送され、上り区間ないし上り方向では(アップリンク;移動局から基地局への伝送)、タイムスロット12...23で伝送される。
図3は、刊行物、情報技術エレクトロニクス、ベルリン45、1995、1巻、10−14ページ、および2巻、24−27ページ;P.Jung、B.Steiner:「第3移動無線世代共通検波CDMA移動無線システムのコンセプト」を基礎にしたCDMA、FDMA、TDMA多元接続構成要素、たとえば、ジョイント検波多元接続構成要素を持つ電気通信システムの上り区間(アップリンク;移動局から基地局への伝送方向)および下り区間(ダウンリンク;基地局から移動局への伝送方向)のための、FDMA/TDMA/CDMA多元接続を示す。この場合、GSMシステム(図1参照)のように、データはFDD原理に従って、上り区間ないし上り方向で(アップリンク;基地局から移動局への伝送)、および下り区間ないし下り方向で(ダウンリンク;移動局から基地局への伝送)さまざまな周波数帯域で伝送される。
タイムスロットに同時にアクティブな加入者の人数はたとえばk=8である。
【0008】
図4は、図3の多元接続図式をもとにして、刊行物(情報技術エレクトロニクス、ベルリン45、1995、1巻、10−14ページ、および2巻、24−27ページ;P.Jung、B.Steiner:「第3移動無線世代共通検波CDMA移動無線システムのコンセプト」)から知られており、特にその刊行物の図に提示されたジョイント検波CDMA移動無線コンセプトの上り区間(アップリンク:移動局から基地局への伝送)のタイムスロット構造(バースト構造)を示す。
図4に提示されている有効データ区画の24のデータ符号は、Q=14の拡張係数を持つ加入者特有の拡張コードで拡張されるので、個々のデータ符号には「チップ」として作られるデータ要素が含まれる。
【0009】
図5は、たとえば、2つの無線セルでのGSM無線シナリオとその中の基地局(Base Transceiver Station)をベースにした、― この場合第1の基地局BTS1(送信機・受信機)は第1の無線セルFZ1を、第2の基地局BTS2(送信機・受信機)は第2の無線セルFZ2を全方向で「照らす」 ― FDMA/TDMA/CDMA無線シナリオとを示す。この場合、基地局BTS1、BTS2は、FDMA/TDMA/CDMA無線シナリオのために設けられたエアインタフェースを介して、無線セルFZ1、FZ2に入っている複数の基地局MS1...MS5(送信機・受信機)と、対応する伝送チャネルTRC(Transmission Channel)での無線単方向電気通信または双方向電気通信 ― 上り方向UL(アップリンク)および/または下り方向DL(ダウンリンク)− によって接続しているか、または接続可能である。基地局BTS1、BTS2は既知の方法で(参照:GSM電気通信システム)基地局制御装置(Basestation Controller)と接続しており、これは基地局の制御装置の枠内で周波数管理と交換機能とを引き受ける。基地局制御装置BSCは移動交換局MSC(Mobile Switching Center)を介して上位の電気通信網、たとえば、PSTN(Public Switched Telecommunication Network)と接続している。移動交換局MSCは叙述されている電気通信システムのための管理センターである。これは完全なコール管理を行い、附属するレジスタ(叙述されていない)で電気通信加入者の認証および網の地区監視を行う。
【0010】
移動局で伝送可能なデータ率は、刊行物「情報技術エレクトロニクス、ベルリン45、1995、1巻、10−14ページ、および2巻、24−27ページ」(参照:特別号2、26ページ、左の欄の4列から8列目;P.Jung、B.Steiner:「第3移動無線世代共通検波CDMA移動無線システムのコンセプト」)に従って、加入者に複数のタイムスロット(Multi−slotオプション)および/または複数のCDMAコード(Multi−Codeオプション)を割り当てることによって変化する。
Multi―slotオプションとMulti−codeオプションは移動局から見ると以下のような特性を持つ。
Multi−slot オプション(タイムスロットごとに最大1つのCDMAコードが1人の加入者に割り当てられる):
送信機としての移動局:
― HF部分の直線性が幾分要求される。なぜなら送信信号はほぼ一定の包絡線をもつからである。
― 割り当てられたタイムスロットの個数が増えると継続的な送信運転の方へ移行する。移動局にたとえば1つのTDMAフレームの8つのタイムスロットがすべて割り当てられるならば、まさに継続的な送信運転の事例となる。この事例はEMVから見ると好都合である。
受信機としての移動局:
―すべてのタイムスロットは検波されなければならず、その際、移動局に1つのCDMAコードが割り当てられる。その際、信号処理にオーバーヘッドが生じることは次の観点から見ると短所となる。つまり移動局にたとえば8つの「アクティブな」CDMAコードの内の1つのCDMAコードだけが割り当てられるなら、たとえば、「ジョイント検波」プロセスではそれでも8つが検波される。7つの割り当てられなかったコードのデータは処理されない。
【0011】
「マルチ・コード」オプション(タイムスロットごとに1人の加入者に1つ以上のCDMAコードが割り当てられる):
送信器としての移動局:
―HF部分に対する高度な要求がある。なぜなら送信信号は一定の包絡線を持たないからである。
受信機としての移動局:
―受信機では信号処理にわずかにオーバーヘッドが生じる。移動局に1つのタイムスロットのすべてのアクティブなCDMAコードが割り当てられると、オーバーヘッドは生じない。
本発明の基礎になる課題は、特にCDMA、FDMA、TDMA多元接続構成要素を持つ電気通信のための電気通信システムにおいて、たとえば、移動局で伝送可能なデータ率を変える際の、先に説明した短所を避けることである。
【0012】
【発明の開示】
この課題は、請求項1の上位概念で定義した電気通信のための方法を基礎にして、請求項1の特徴部分に提示した特徴によって解決される。
本発明の基礎になる考え方は、「マルチコード」オプションをダウンリンク(基地局から移動局への伝送方向)で、および「マルチスロット」オプションをアップリンク(移動局から基地局への伝送方向)で利用することである。
ダウンリンクではタイムスロットごとに1つ以上のCDMAコードが割り当て可能であり、アップリンクではスロットごとに最大1つのCDMAコードが割り当て可能であれば、これは請求項2に従って長所となる。
そのほかの有利な形態については下位請求項に記す。
【0013】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の1つの実施例を図6を用いて説明する。
図6は、図5に基づいた修正されたFDMA/TDMA/CDMA無線シナリオである。この場合、伝送チャネルTRCの下り方向(ダウンリンク)「基地局BTS1、BTS2から移動局MT1、、MT5」では、移動局MT1...MT5に、たとえば、タイムスロットごとに1つ以上のCDMAコードが割り当てられ、その一方で移動局MT1...MT5には、伝送チャネルTRCの上り方向(アップリンク)「移動局MT1...MT5から基地局BT1、BT2」では複数のタイムスロット、たとえば、タイムスロットごとにそれぞれ最大1つのCDMAコードが割り当てられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 トラフィックチャネルの有効データ伝送用GSM移動無線コンセプトのTCH多重フレーム、TDMAフレーム、およびTDMAタイムスロット構造を示す。
【図2】 DECT移動無線コンセプトの多重フレーム、TDMAフレーム、TDMAタイムスロット構造を示す。
【図3】 FDMA/TDMA/CDMA多元接続図を示す。
【図4】 ジョイント検波CDMA移動無線コンセプトの上り区間のタイムスロット構造を示す。
【図5】 GSM無線シナリオと、その中の基地局をベースにしたFDMA/TDMA/CDMA無線シナリオとを示す。
【図6】 図5に基づいた修正されたFDMA/TDMA/CDMA無線シナリオを示す。
Claims (2)
- 特にCDMA、FDMA、TDMA多元接続構成要素を持つ電気通信のための方法において、
(a)決められた周波数帯域の周波数が、それぞれ多くのタイムスロット(ZS1...ZS8)に、決められたタイムスロット時間(ZSD)で分けられ、
(b)周波数帯域で、決められた人数の電気通信加入者による電気通信回線が同時に作られ、その際、単方向または双方向で、上り回線および/または下り回線において伝送可能な加入者信号には、区別するために個別に割り当てられるコードがつけられ、
(c)それぞれの電気通信加入者に、複数のタイムスロット(ZS1...ZT8)および/または複数のコードが割り当てられるような方法であって、
(d)個々の電気通信加入者に、下り回線では複数のコードが割り当てられ、
(e)個々の電気通信加入者に、上り回線では複数のタイムスロット(ZS1...ZS8)が割り当てられ、
(f)前記個々の電気通信加入者に、上り回線では最高で1つのコードがタイムスロット(ZS1...ZS8)ごとに割り当てられ、
(g)前記個々の電気通信加入者に、下り回線ではタイムスロット(ZS1...ZS8)ごとに複数のコードが割り当てられることを特徴とする方法。 - 周波数帯域の周波数がそれぞれ8つのタイムスロット(ZS1...ZS8)に、所定のタイムスロット時間(ZSD)約577μsで分けられることを特徴とする請求項1に記載の方法。
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