JP4603227B2 - 通信システムにおいて別個の順方向専用チャネル及び共用制御チャネルを与える装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０００年４月１７日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６０／１９７，５８８の恩恵を主張するものである。
【０００２】
［発明の背景］
本発明は、通信システム、特に符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムにおいて、別個の専用チャネル及び共用制御チャネルを与える装置及び方法に関する。
【０００３】
典型的には、ＣＤＭＡのような通信システム、特に、ＷＣＤＭＡのようなＣＤＭＡの発展形態においては、専用チャネルが、データを送り、そしてまたシステムの制御のため必要とされる。そのようなシステムの順方向リンク内で、単一のチャネルを用いて、送信されるべき情報を搬送し、そして送信される情報の特性は、他の別個の順方向制御チャネル上で送られる。これらの各チャネルは、有限の組の使用可能なウォルシュ符号から１つのウォルシュ符号を占有する。システムがウォルシュ符号により制限されるようにならないため、ウォルシュ符号資源を確保しておくことは重要である。各ユーザに対するこれらの専用チャネルの割当ては、典型的には、ウォルシュ符号資源を使えるよう解放するため休眠状態と活動状態との間での迅速なシャフリング（ｓｈｕｆｆｌｉｎｇ）を必要とする。この迅速なシャフリングから生じる問題は、使用可能なビットが少なすぎること、少なすぎるユーザ、多すぎるパワー、多すぎる逆方向リンク自動繰り返し要求（ＡＲＱ）、待ち時間、又はレイヤ３情報（例えば、活動状態と保持状態との間での移動局の切り換え）及びＡＲＱのための共用チャネル（ＳＨＣＨ１６）のようなデータ・チャネルの使用への依存し過ぎである。共用チャネルＳＨＣＨ１６は、活動状態でデータ・パケットをユーザに送るため用いられる順方向チャネルであり、そして使用可能なウォルシュ符号資源の８０％以上を用いることにより非常に高いピーク・データ速度に達することができる。しかしながら、ＳＨＣＨ１６上で送られる要求されたペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）及びコーディング・ビットをサポートするため必要とされる比較的小さい拡散係数サイズの故に、ウォルシュ符号資源は、通常のシステムでは制限される。そのため、より大きなサイズの拡散係数は、より少ないパワー及びより多くのユーザを支持するため重要であり、それは、ビットがより効率的に割り当てられることができる場合可能である。
【０００４】
言葉を換えて言えば、要望は、大きな拡散係数（ＣＤＭＡ２０００又はＷＣＤＭＡに対して２５６個のような比較的大きなサイズのウォルシュ符号）を用いることを要求する専用チャネルに対してウォルシュ符号資源を出来るだけ少ししか用いないことである。ウォルシュ符号資源がより小さく用いられれば用いられる程、サポートされ得る専用チャネルの数は大きくなり、それは、迅速なシャフリング要件を殆ど厳格にしないよう支援する。大きな拡散係数を用いる場合、所与のフレーム持続時間に対して多くのビットをサポートすることが困難である。なお、所与のフレーム持続時間は、典型的には、ＳＨＣＨ１６に似たデータ・チャネルのそれと合致するため、且つ空間伝送及びスケジューリングを介して最適化するため小さい（例えば、３．３３ｍｓ）。より小さい拡散係数を用いることにより、より多くのウォルシュ符号資源を用いるばかりでなく、所与の信頼性レベルに対してより多くの送信パワーを必要とし、そしてシステム容量を低減する。また、再びより多くの送信パワーを犠牲にして８ＰＳＫのようなより高次の変調を用いることにより、大きな拡散係数でもってより多くのビットを達成することが可能である。
【０００５】
従って、スペクトル拡散通信システムにおいてビット及びウォルシュ符号資源のより効率的な割当てを提供する方法及び装置に対する要求がある。
［好適な実施形態の詳細な説明］
ウォルシュ符号資源を効率的により良く使用するため、移動するユーザが共用チャネル（ＳＨＣＨ１６）のようなデータ・チャネル介してデータを受信するよう予定（ｓｃｈｅｄｕｌｅ）されていようとなかろうと全てのフレーム間隔に送られることを要求されているデータと、ＳＨＣＨ１６がユーザのため予定されるとき又はレイヤ３情報が送られる必要があるときだけ送られることを必要とする追加のデータとに制御及びレイヤ３情報を区分けすることが可能である。従って、常に送られることを要求されているデータに対して１組の専用制御チャネルを、そして頻繁には送られることがない追加のデータに対してより小さい組の共用制御チャネルを与えることはより効率的である。
【０００６】
情報を異なるチャネルに分けるこのスキームに従って、専用制御チャネルは、常に、休眠状態でない所与のユーザに送信される。共用される専用チャネルは、所与のユーザがＳＨＣＨ１６のようなデータ・チャネルを介してデータを受信すべきである場合その所与のユーザに対して割り当てられ、そして情報を適正に復号し且つ用いるため情報を必要とし、又はレイヤ３情報は送られることを必要とし、従って、いずれの場合においても、より多くのビットが必要とされる。典型的には、少数のユーザだけ（例えば、＜３）が、所与のフレーム間隔に対して同時に予定され、又はレイヤ３情報を必要とするであろう。従って、専用制御チャネルより少数の共用制御チャネルですむ。専用制御チャネルは、本明細書では専用ポインタ・チャネル（ＤＰＴＲＣＨ１８）と呼ばれるであろう。
【０００７】
従って、本発明は、従来のシステムで用いられているような単一の制御チャネルの代わりに別個のポインタ・チャネル及び共用制御チャネルを与える方法及び装置を指向している。そのため、制御情報及び必須に永続的な他の情報が専用制御チャネルを介して送信されるのを可能にする一方断続的である他の情報が共用チャネル資源で送信され得る統計的アプローチを取ることができる。制御情報を複数のチャネルにこのように統計的に分割することが、共用チャネルＳＨＣＨ１６に過度に依存することなくより低いパワー・レベルでウォルシュ符号資源及び十分なビットの一層経済的使用を提供する。専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８が用いられ、そのためスペクトル拡散通信システムの順方向リンク部分における移動式装置は、共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７を介してアクセスされる共用チャネルＳＨＣＨ１６のようなデータ・チャネルに関する情報を受信することが必要であったか否かを含む情報を連続的に通信する。従って、専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８は、情報をデータ・チャネル、このケースにおいては共用チャネルＳＨＣＨ１６を介して送るべきであるときに共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７を指し示すため用いられ、これにより必要であるときのみ、従って一層効率的に共用チャネル資源を用いることを可能にする。
【０００８】
本発明は、図１から図５を参照してより完全に理解されることができる。図１は、基地局１２及び移動式装置１４を含み、全体的に１０で示される通信システムを図示する。基地局１２から移動式装置１４への順方向リンク内に、共用チャネルＳＨＣＨ１６、共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７及び専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８がある。しかしながら、このシステムにおいては、専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８のみが、永続的であり、それにより共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７及び順方向リンク・チャネルＳＨＣＨ１６を介して更なる制御を要求する活動状態にあるそれらの移動式装置のみが、用いるためのより使用可能なウォルシュ符号を有するのが可能となる。専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８は、割当てを共用データ・チャネルＳＨＣＨ１６上で送るため専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８のペイロードを補足する共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７のプールを指し示すため用いられる。
【０００９】
図２は、割当てフォーマットにおける（即ち、フレームを用いて共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７に関する情報を送るとき、）典型的な専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨフレーム２０を図示する。このフレーム２０内には、不活動状態にしろ又は制御保持状態にしろ、基地局１２のセル・エリア内にユーザを維持するために必須の情報を送るため用いられる多数のフィールドがある。第１のフィールドは、共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７上の情報を送信する必要があるかどうかを通信するインディケータ又はポインタ・フィールド２２、及びこのフィールドが示す特定の共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７のウォルシュ符号割当てである。ポインタ・フィールド２２は、共用チャネルに対して割り当てられた異なる共用チャネル・ウォルシュ符号の数を通信するに必要な任意の長さであり得る。好適な実施形態においては、このポインタ・フィールドは３ビットに設定され、それは共用チャネルＳＨＣＣＨ１７の最高８つの異なる状態を通信することができる。
【００１０】
専用ポインタ制御チャネル・フレーム２０内の次のフィールドは予約されたリンク制御２４であり、該予約されたリンク制御フィールド２４は、その予約されたリンク制御フィールド２４内に含まれるフィールド３０の中に示されるメッセージ・シークエンス長のような情報を通信するため用いられる。予約されたリンク制御フィールド２４はまた、逆方向リンク・スケジューリング情報（図示せず）を含み得る。更に別の情報は、予約されたリンク制御２４のフィールド３２に示されるハイブリッド型自動繰り返し要求ＨＡＲＱを含み得る。代替実施形態において、予約されたリンク制御フィールド２４は、開始ウォルシュ符号、変調コーディング・スキーム（ＭＳＣ）及びＡＲＱ情報を含み得る。
【００１１】
専用ポインタ制御チャネル・フレーム２０はまた、そのフレーム２０のフィールド２６に示される順方向誤り訂正（ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）のための巡回冗長検査ＣＲＣ情報を含む。更に、フレームは、ＣＤＭＡシステムのための逆方向リンク・パワーを調整するためのパワー制御ビット情報２７、及びフレーム２０の終わりを記号で示すためのテール（ｔａｉｌ）２８を含む。
【００１２】
好適な実施形態に従って、専用ポインタ制御チャネル・フレーム２０は、典型的には５ミリ秒の長さである。しかしながら、フレームの時間長さは、この大きさに限られず、フレームが用いられているいかなる特定の通信システムに対しても修正されることができる。同様に、ビットでのフィールド及び幅もまた専用ポインタ制御チャネル・フレーム２０の中で修正され得る。
【００１３】
図３は、「ヌル」フォーマットにおける、又は、換言すると、情報が対応する共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７上を送信されることを要求されないときの専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨフレーム３４を図示する。割当てフォーマット２０に似て、ヌル・フレーム３４は、ポインタ・フィールド３５、ＣＲＣフィールド３７、パワー制御ビット・フィールド３８及びテール３９を含む。割当てフォーマットとは異なり、ヌル・フレーム・フォーマットは、単に、ＣＤＭＡシステムの中の逆方向リンクに対する逆方向リンク・スケジューリング情報を含む予約されたフィールド３６を送信する。
【００１４】
図４は、全体的に４０で示される共用制御チャネルＳＨＣＣＨフレームを図示する。共用制御チャネル・フレーム４０は、例えば共用チャネルＳＨＣＨ１６の復調のため必要とされる情報、又はレイヤ３信号送出情報の中の自動繰り返し要求ＡＲＱフィードバックのための移送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）のような様々な非周期的又は断続的情報を有する割当てフィールド４２を含む。共用制御チャネル・フレーム４０の割当てフィールド４２は、フィールド４８−５０を含むよう示され、そして該フィールド４８−５０は、順方向共用チャネルＳＨＣＨ１６で用いられる特定の変調及びコーディング・スキームＭＳＣを指示するためのフィールド４８と、開始ウォルシュ符号４９と、利得情報５０とを含み得る。専用ポインタ制御フレームに似て、共用制御チャネル・フレーム４０はまた、巡回冗長検査ＣＲＣフィールド４４、及びフィールド４６の中にテール情報を含む。図２と関係して先に説明した代替実施形態と相互的に関連させると、専用ポインタ・チャネル・フレームが開始ウォルシュ符号、ＭＳＣ及び更なるＡＲＱ情報に関する情報を搬送する一方、割当てフィールド４２は、代わりに、利得情報、ＡＲＱ情報及びレイヤ３信号送出情報を含み得る。専用ポインタ制御チャネル・フレーム２０及び共用制御チャネル・フレーム３４に対するフィールド割当ての他の組み合わせもまた可能である。その上、ＳＨＣＣＨ１７の追加レベル、及びユーザが受信し且つ用いるコードに跨るジョイント・コーディング（ｊｏｉｎｔ ｃｏｄｉｎｇ）（訂正又は誤り検出のいずれか）のようなスキームの更なる増強が、容易に観測可能である。
【００１５】
このシステム内において、十分な数のウォルシュ符号が順方向共用チャネルに対して使用可能であることを保証するため、専用ポインタ・チャネルＤＰＴＲＣＨ１８及び共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７は、順方向共用チャネルＳＨＣＨ１６に対する符号と重ならないウォルシュ符号ツリーの一部に対して割り当てられる。例えば、長さ１６のウォルシュ符号に対して、専用ポインタ・チャネルＤＰＴＲＣＨ１８及び共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７は、例えば、長さ１６のコード２−１５と重ならないウォルシュ符号ツリーの一部に対して割り当てられるであろう。好適な実施形態において、活動状態で移動するユーザは、長さ５１２のウォルシュ符号を割り当てられる独特の専用ポインタ・チャネルＤＰＴＲＣＨ１８を維持する。
【００１６】
図５は、それぞれの専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８及び共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７を発生する装置を図示する。専用ポインタ制御チャネル発生器６０は畳み込み符号器６４を含み、該畳み込み符号器６４はそれに入力される送信器（例えば基地局）からの制御データを受信する。畳み込み符号器６４は、データを特定の符号化速度（例えば、Ｒ＝１／２レートセット（ｒａｔｅｓｅｔｓ））で符号化する。次いで、符号化されたデータは、多くの既知のインターリービング・スキーム（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）に従ってデータをインターリーブするインターリーバ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）６６に送られる。データがインターリーブされた後、Ｍ関連の（Ｍ−ａｒｙ）変調器６８は、ＱＰＳＫ又は８ＰＳＫのような任意の数の既知の変調スキームに従ってデータを変調する。次いで、変調されたデータはマルチプレクサ７０に送られ、該マルチプレクサ７０は変調されたデータをパワー制御ビット情報と多重化する。パワー制御ビットは、専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８に含まれる。それは、この情報は、移動体が活動状態又は制御保持状態にあるかどうかに拘わらず、基地局１２セル内の各ユーザに対して要求されるからである（なお、活動状態はデータが送信され移動体により受信されるときであり、そして制御保持状態はデータが移動体に送信されないときである。）。次いで、マルチプレクサ７０から出力された多重化されたデータＢ_DPTRは、乗算器７２によりウォルシュ符号ｗ_nと乗算され、そして特定のチップ・レートＲ_Cでの送信のため出力される。チップ・レートは、ＩＳ９５標準に従った１．２２８８百万チップ／秒（Ｍｃｐｓ）又はＷＣＤＭＡに従った３．８４Ｍｃｐｓに等しいことが好ましい。
【００１７】
更に、制御データＢを送信するのを防止するためのスイッチング要素（図示せず）又はある他の等価手段が、当業者により認められるように利用され得る。移動体が制御保持状態にあり且つ共用チャネルＳＨＣＨ１６を介するデータが専用ポインタ制御チャネル・フレームの時間フレーム内で移動体１４に送信されるべきでないそれらの場合、制御データＢを送信するのが防止される。従って、「ヌル」フレームは、必須のパワー制御ビット情報のみを用いて発生されるであろう。
【００１８】
共用制御チャネル発生器６２は、専用ポインタ・チャネル発生器６０と類似した構成要素を含み、畳み込み符号器７４及びインターリーバ７６及びＭ関連の変調器７８を含む。しかしながら、共用制御チャネル発生器６２は、パワー制御ビット情報が専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８を介してのみ送られるので、マルチプレクサを必要としない。そのため、変調器７８からの変調された制御データＢ_SCHは、乗算器８０により順方向リンク上での送信のためのウォルシュ符号ｗ_nと乗算される。勿論、制御データが送られる移動式装置が制御保持状態にある場合、制御データＢ_SCHは共用制御チャネル発生器６２を介して送信されるであろう。
【００１９】
前述したように、本質的に永続的な制御情報のみを送信し且つ断続的制御情報を送る必要があるときのみ共用制御チャネルＳＨＣＣＨ１７上で搬送される断続的制御情報を指し示す専用ポインタ制御チャネルＤＰＴＲＣＨ１８を利用することは、スペクトル拡散通信システムにおいてシステム資源のより効率的な割当てを提供する。更に、本発明及び装置は、資源を効率的に割り当てるため制御情報のようなオーバヘッド情報を送信する他の通信システムにも利用し得ることが当業者により認められるであろう。
【００２０】
本発明は、現在の好適な実施形態に関して代表的な目的のため説明された。しかしながら、当業者が別の状況では本発明の範囲を離れることなくその広い教示を具体化し得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 好適な実施形態に従って別個の専用チャネル及び共用制御チャネルを用いる方法及び装置を組み込む方法及び装置を組み込む通信システムのブロック図である。
【図２】 図２は、本発明の好適な実施形態に従った割当てフォーマットにおける専用ポインタ・チャネル用フレーム・フォーマットを図示する。
【図３】 図３は、本発明の好適な実施形態に従ったヌル・フォーマットにおける専用ポインタ・チャネル用フレーム・フォーマットを図示する。
【図４】 図４は、本発明の一実施形態に従った共用制御チャネルのフレーム・フォーマットを図示する。
【図５】 図５は、本発明の実施形態に従って別個の専用チャネル及び共用制御チャネルを与える概略図を図示する。

Claims (10)

1. 通信システムにおいて制御情報を与える方法であって、
   第１の組の制御情報を前記通信システム内の少なくとも１つの構成要素へ通信する第１の制御チャネルを設けるステップと、
   第２の組の制御情報を通信システム内の前記少なくとも１つの構成要素へ第１の組の制御情報に基づいて選択的に通信する第２の制御チャネルを設けるステップと
   を備える方法。
2. データ・チャネル上のデータを前記少なくとも１つの構成要素に送信するステップを更に備え、
   第１の組の制御情報は、第２の制御チャネル上の第２の組の制御情報が前記少なくとも１つの構成要素に送信されることを示すため且つ第２の制御チャネルを識別するため且つ前記データ・チャネル上のデータが前記少なくとも１つの構成要素に送信されることを示すため前記通信システムにより用いられるインディケータ値を含む
   請求項１記載の方法。
3. 前記第２の制御チャネルは、複数のプールされた共用制御チャネルから前記インディケータ値に基づいて選択された共用制御チャネルである請求項２記載の方法。
4. 前記第１の組の制御情報は、第２の制御チャネル上の第２の組の制御情報が前記少なくとも１つの構成要素に送信されないことを示すため前記通信システムにより用いられるインディケータ値を含む請求項１記載の方法。
5. 通信システムにおいて制御情報を与える装置であって、
   第１の組の制御情報を前記通信システム内の少なくとも１つの構成要素に送信するよう構成された第１の制御チャネル送信器と、
   第２の組の制御情報を前記通信システム内の前記少なくとも１つの構成要素に第１の組の制御情報に基づいて選択的に送信するよう構成された第２の制御チャネル送信器と
   を備える装置。
6. 前記第１の組の制御情報は、第２の組の制御情報が前記少なくとも１つの構成要素に送信されることを示すため且つ第２の制御チャネルを識別するため前記通信システムにより用いられるインディケータ値を含む請求項５記載の装置。
7. 前記第２の制御チャネルは、複数のプールされた共用制御チャネルから前記インディケータ値に基づいて選択された共用制御チャネルである請求項６記載の装置。
8. データをデータ・チャネルを介して前記少なくとも１つの構成要素に送信するよう構成されたデータ・チャネル送信器を更に備え、
   第１の組の制御情報は、第２の制御チャネル上の第２の組の制御情報が前記少なくとも１つの構成要素に送信されることを示すため且つ第２の制御チャネルを識別するため且つ前記データ・チャネル上のデータが前記少なくとも１つの構成要素に送信されることを示すため前記通信システムにより用いられるインディケータ値を含む
   請求項５記載の装置。
9. 前記第１の制御チャネル送信器は、
   制御データを受信するよう構成された入力と、
   前記入力に接続され、制御データを符号化する符号器と、
   前記の符号化された制御データをインターリーブするインターリーバと、
   前記のインターリーブされ符号化された制御データを所定の変調スキームに従って変調し且つその変調された制御データを出力する変調器と、
   前記の変調された制御データを少なくともパワー制御情報と多重化し且つその多重化された制御データを出力するマルチプレクサと、
   ウォルシュ数を前記の多重化された制御データと乗算する乗算器とから成る請求項５記載の装置。
10. 前記第２の制御チャネル送信器は、
    制御データを受信するよう構成された入力と、
    前記入力に接続され、制御データを符号化する符号器と、
    前記の符号化された制御データをインターリーブするインターリーバと、
    前記のインターリーブされ符号化された制御データを所定の変調スキームに従って変調し且つその変調された制御データを出力する変調器と、
    ウォルシュ数を前記の変調された制御データと乗算する乗算器とから成る請求項５記載の装置。

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