JP4808894B2 - Signaling transmission method - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載のシグナリング伝送方法に関する。
【0002】
移動無線網における移動局と基地局との間のシグナリング伝送方法は、例えば刊行物“Fast Uplink Signalling Mechanism for FDD and TDD System”, Tdoc SMG2 UMTS-L1 227/98, Philips Research Laboratories, 1998 により既に公知である。
【0003】
これに対し、独立請求項の構成を有する本発明の方法は以下の利点を有する。即ち、少なくとも1つの所定のタイムスロットでシグナリングを伝送し、基地局の無線セルに配属された各移動局に、それぞれ1つの異なるシグナリングを割り当てるので、これらの移動局にそれぞれ1つの時間ずれを割り当て、この時間ずれ分だけ所定のシグナリングシーケンスをずらして少なくとも1つの所定のタイムスロットで伝送し、この少なくとも1つの所定のタイムスロットを介して伝送される、様々な移動局のシグナリングを基地局にて区別することができ、1つのタイムスロット及び1つの所定のシグナリングシーケンスしか必要でないために、明確かつ効率の良いシグナリングを実現することができる。従って通常は、このシグナリング伝送を繰り返す必要はない。そのためこのシグナリングにより非常に迅速に所望の結果が得られる。この場合、伝送資源の使用は最小限で済む。この時、複数の移動局のシグナリングは、ただ1つの共通タイムスロットの使用により可能である。
【0004】
従属請求項において実施される構成により、独立請求項に記載した方法の他の有利な構成や改良が可能である。
【0005】
有利には、これらの移動局に各シグナリングを、それぞれ1つの異なるコードの形で割り当てる。これは特に、直交コードを有する符号分割多重接続に基づく移動無線システムにおいて、付加的な伝送資源をそれほど必要とすることなく、利用可能なコードを用いながら簡単かつ効率の良いシグナリングを実現する可能性を示している。
【0006】
また有利には、基地局にて受信されたシグナリングと移動局に割り当てられた全てのコードとの相関を取って、受信されたシグナリングに割り当てられた移動局を検出する。このようにして基地局は、シグナリングを送信する移動局を明確に決定することができる。
【0008】
また有利には、この所定のシグナリングシーケンスを1つの所定コードにより拡散して伝送する。このようにして、シグナリングの伝送は最小の伝送容量で実現できる。これは特に、この所定コードを、直交コードのセットから、例えば符号分割多重接続システムで利用するために取り出す場合に可能である。
【0009】
また有利には、基地局において、受信した所定のシグナリングシーケンスの時間的な振幅経過特性から使用された時間ずれを検知し、それにより割り当てられている移動局を検出する。このようにしてこの基地局は、シグナリングを送信する移動局を明確に決定できる。
【0010】
また有利には、このシグナリングを利用データの伝送に要する出力よりもはるかに少ない出力で伝送する。このようにして、シグナリングに起因する付加的な干渉を最小にすることができる。
【0011】
また有利には、シグナリングのうちの少なくとも1つを他のシグナリングまたは既に存在するコネクションの利用データと共に、少なくとも1つの所定のタイムスロットで伝送する。これにより伝送容量が節減できる。
【0012】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に記載する。図1は、簡略化して示した移動無線システム、図2は、タイムスロットデュプレックスモードにおける伝送用のバースト構造、図3はタイムスロットデュプレックスモードにおける伝送フレーム構造、図4は符号生成用のコードツリーを示している。
【0013】
例えばGSM標準(Global System for Mobile Communication)またはUMTS標準(Universal Mobile Telecommunications System)に従い構成可能な移動無線システム10においては、図1の定置の基地局11からある移動局12までの下り伝送方向13でも、移動局12から基地局11への上り伝送方向14でも、例えば通話信号の形で存在するいわゆる利用データの他に、例えばハンドオーバー手順又は新規チャネル構成用のシグナリングデータも伝送しなくてはならない。以下、本発明を例えばUMTS標準による移動無線システム10を基礎とする移動無線網に基づき記載する。以下これをUMTS移動無線システム10と記載する。
【0014】
このUMTS移動無線システム10には、エアインターフェースを介した伝送用の2つのモードが設けられている。FDDモード(Frequency Division Duplex)には、上り伝送方向14と下り伝送方向13用の2種類の異なる周波数が存在する。TDDモード(Time Division Duplex)においては、両方の伝送方向に対し1つの搬送波周波数だけを使用し、その際タイムスロットの割り当てにより下り伝送方向13と上り伝送方向14の分離を行う。
【0015】
この移動無線網の様々な加入者の信号を、直交コードの拡散によりそれぞれ分離する。TDDモードでは、このように拡散された様々な加入者の信号を、同じタイムスロット内で伝送する。
【0016】
以下例えば、図1に簡略化して示したUMTS移動無線システム10が、TDDモードに従い構成されているものとする。図3はこのために使用される伝送フレーム30の構成を示す。各伝送フレームは、この例においては10msの時間的長さを有し、全部で15のタイムスロット301、302、……、315からなる。ここで第1のタイムスロット301は上り伝送方向14における伝送のため、また第2のタイムスロット303は下り伝送方向13における伝送のために予約されているものとする。各タイムスロット301、302、……、315内で、図2のいわゆるTDDバースト20を正確に伝送することができる。このTDDバースト20は、データ伝送用の2つのデータブロック21、23、チャネル評価用のミッドアンブルブロック22及び保護距離24から成る。
【0017】
各タイムスロット301、302、……、315内では、最多で16人の加入者の利用データを符号分割多重接続CDMA(Code Division Multiple Access)の原理に従い伝送できる。これを実現するためには、各加入者の伝送すべき利用データを、重畳する前に相応するタイムスロットで拡散しなくてはならない。図4にはコードツリーが描かれており、これを用いていわゆるOVSFコード(Orthogonal Variable Spreading Factor)を、伝送すべき利用データの拡散のために生成する。
【0018】
これらの利用データの他に、移動局12と基地局11との間でシグナリングもまた伝送する。これらのシグナリングは、例えば伝送チャネルを要求したり、送信出力を制御するための指令を送出したり、又はチャネル評価用の参照信号を伝送するために用いることができる。上記のどの場合でも、シグナリングを受信する局ではこのシグナリングに対する応答が生じる。この応答とは、これらの例示した場合では、伝送チャネルの割り当てか、送信出力の設定か、例えばJP方式(Joint Predistortion)による先行ひずみに使用するための、受信された参照信号に基づくチャネルインパルス応答の評価である。以下、例えば伝送チャネル要求用のシグナリングに基づき、どのようにしてそのようなシグナリングが移動局12から基地局11へ伝送されるかを記載する。
【0019】
第1の実施例によれば、これらのシグナリングは上記のOVSFコードから生成する。図4に示したコードツリーは、拡散率SF=8までのOVSFコードの生成を示す。UMTS移動無線システム10のTDDモードでは、この時点で、拡散率SF∈{1,2,4,8,16}を有するOVSFコードが可能となる。このOVSFコードを用いて直交コードシーケンスを生成することができるが、その際基本的な特性は、種々異なる長さのコードも直交性を有するという点にある。
【0020】
本発明の第1実施例においては、シグナリングの伝送は第1のタイムスロット301でのみ可能であるとする。この第1タイムスロット301内で、予め決められた長さ16の拡散コードと拡散率SF=16から、全てのシグナリングを生成する。例えば、図4の一番下の拡散率SF=8まで記載されたコードツリーが相応して継続する場合にある、拡散率SF=16を有する最後の拡散コードを選択する。この拡散率SF=16を有するコードツリーの一番下の枝を、拡散率もしくは長さ256まで拡張する。これにより第1のタイムスロット301内で全部で16個のコードがシグナリングに使用できる。言い換えると、OVSFコードの拡散率256を有する16個のコードを、シグナリングに使用する。
【0021】
これらのシグナリング用の長さ256のコードを用いて、シグナリングバーストを構成する。これは図2に記載したTDDバースト20と同じ構造を有している。この時このシグナリング用のコードは、データブロック21、23内で、これらのデータブロックが満たされている限り繰り返される。その際このシグナリング用のコードは、データブロック21、23を満たすために必要な最後の繰り返しの際に切り離すことができる。この第1のタイムスロット301において、このようにシグナリングバーストとして構成されたどのTDDバースト20にも、同様にミッドアンブルブロック22を割り当てる。
【0022】
この移動局12には、例えば基地局11の無線セルへのエントリの際、上記のシグナリング用コードのうち、図4のコードツリーにおいて拡散率SF=256の時に完全に下に配置されるものが割り当てられる。付加的に、この移動局12がそもそもシグナリングの権限を有しているよう取り決めることもできる。するとこのシグナリング権を有していない移動局には、どのシグナリング用コードも割り当てられない。シグナリング権を有するどの移動局にも、異なるシグナリング用コードを割り当てる。この移動局12が、以下上りチャネルと称する上り伝送方向14での利用データ伝送用チャネルが必要になると、この移動局12は第1のタイムスロット301で、そのようなチャネルを要求するために、この移動局12に割り当てられたシグナリング用コードを送信する。その後、基地局11は移動局12に、そのような上りチャネル用のパラメータを第2のタイムスロット303にて知らせる。この割り当てられた上りチャネルは、この時同様に第1のタイムスロット301内にあるので、この移動局12は次に続く伝送フレーム30にて同様に利用データ伝送を第1のタイムスロット301で始めることができる。
【0023】
シグナリングバースト20の送信出力は、利用データ伝送用の通常のバーストの送信出力よりもはるかに低い。これにより、シグナリングバースト20の使用に起因する上り伝送方向14での付加的な干渉は最小となる。基地局11にて受信されたシグナリング用コード及びこれによりこのシグナリングに割り当てられた移動局12の検出は、16個の様々な所定のシグナリング用コードと相関を取ることにより行われる。また、これらのシグナリング用コードは、JD方式(Joint Detection)によっても検出できる。
【0024】
伝送フレーム30毎のシグナリングに用いられる唯一のタイムスロットである第1のタイムスロット301においてこれらの所定の16個のシグナリング用コードが少なすぎる場合は、シグナリング伝送を上り伝送方向14の付加的なタイムスロットに拡張することができる。同様に、所定のシグナリング用コードの数を、これらのコード生成用のコードツリーにおいて256より多い拡散率を使用することにより増やすことも考えられる。例えば、拡散率SF=1024に拡張する場合、全部で64個のシグナリング用コードが使用できる。
【0025】
第2の実施例において、このシグナリングは別の方法でも実現できる。第1の実施例では、OVSFコードは直接シグナリング用コードとして用いられる。第2の実施例では、シグナリングのために同様に、拡散率SF=16を有する所定のOVSFコード、例えば拡散率SF=16を有するコードツリー中の一番下のコードを確かに予約する。しかしこのコードは、あらゆるシグナリングのため、また、基地局11の無線セルにおいてシグナリング権を有するあらゆる移動局のために予め決められたシグナリングシーケンスを拡散するために使用する。このシグナリングシーケンスは、基地局11の無線セルにおけるあらゆるシグナリング権を有する移動局に対して同一で特定のシンボル列であり、これは良好な自己相関特性を有する。このシグナリングシーケンスを、そのために前もって与えられた若しくは予約されたOVSFコードを用いて拡散し、シグナリングバースト20のデータブロック21、23で伝送する。このシグナリングシーケンスは多くのシンボルから成り立っているため、拡散率SF=16で拡散され、ちょうどデータブロック21、23とを合わせた程度に長く続く。このシグナリングシーケンスを用いるどの移動局にも、シグナリングシーケンスをスタートさせるための異なる時間ずれを割り当てる。この移動局12は、図2に記載のシグナリングに用いられるシグナリングバースト20のスタートと同時にこのシグナリングシーケンスをスタートさせる。基地局11の無線セル内の図示しない移動局は、例えば4シンボルだけ遅れてシグナリングシーケンスをスタートさせる。これは64チップ分の時間ずれに相当する。しかしこのシグナリングシーケンスは、データブロック21、23にて上記の時間ずれから伝送できるよりも4シンボル多く有しているため、これらの残っている4個のシンボルを、シグナリングバースト20の初めに伝送する。従ってこのシグナリングシーケンスは、様々な移動局に対し周期的にずれながら伝送され、その際各時間ずれはこの時間ずれに割り当てられた移動局12を明確に識別する。これらの各移動局に対する時間ずれは、拡散率SF=16を有する拡散後の4個のシンボルの倍数若しくは64個のチップの倍数からなる。この4シンボルという値は、64個のチップの伝送チャネルに生じる最大の長さに相当する。これにより、この時点で上り伝送方向14のシグナリングに利用されるタイムスロット毎の30個の可能な様々な時間ずれ若しくは30個の異なる移動局が生じる。この周期的にずれたシグナリングシーケンスを、同じタイムスロットで伝送される他の信号に対する直交性が確保されるように、その後さらに上述の所定のOVSFコードにより拡散する。ここでもまた各シグナリングバースト20には独自のミッドアンブルブロック22を割り当てる。
【0026】
このシグナリングバースト20の送信出力は、同様に利用データバーストと比較して非常に少ない。この基地局11にて受信されたシグナリングバースト20の検出は、例えばピーク検出を有する整合フィルタにより逆拡散された後に行う。受信及び逆拡散されたシグナリングバースト20の振幅経過特性におけるどの時間的な位置で最大値が生じるかにより、基礎となる時間ずれとこれに割り当てられた送信する移動局を推定でき、このシグナリングにより要求される上りチャネルの構造に従って開始できる。このシグナリングバーストの逆拡散は、JD方式によっても行うことができる。
【0027】
二つの実施例において、もし伝送品質が以下のことを可能にするならば、シグナリングを非常に迅速に検出することができる。即ち、この検出品質が第1のデータブロック21内で確かな決定を下すのにすでに十分であれば、第2のデータブロック23の評価は放棄することができる。
【0028】
さらに別の実施形態においては、付加的に、拡散されたシグナリングシーケンスを、両方のデータブロック21、23のうちの1つにおいてのみ伝送するように構成することもできる。その上、このシグナリングシーケンスは上記の実施形態に比べて長さが半分になる。これにより、様々な移動局が基地局11において付加的に両方のデータブロック21,23のうちのどちらにシグナリングシーケンスが伝送され、基地局11にて受信されたかを識別することができる。
【0029】
これらのタイムスロットの異なる伝送方向、即ち下り伝送方向13又は上り伝送方向14の固定的な分割により、例えば上り伝送方向14における迅速なシグナリングという利点が状況により制限されている可能性がある。それは特に、上り伝送方向14で1つのタイムスロットしか伝送フレーム30毎に割り付けられていない場合に起こり得る。
【0030】
これは第1又は第2実施例における上り伝送方向14のシグナリングの伝送が、下り伝送方向13のタイムスロットを使用しながらもまた可能であることにより起こり得る。一般的には、このシグナリングは他のシグナリング又は既存のコネクションの利用データと共に1つの共通のタイムスロットで伝送できる。
【0031】
このシグナリングバースト20伝送用に与える送信出力がごく少ないため、わずかな付加的な干渉しか見込まれない。しかしこの時第1実施例においても第2実施例においても、シグナリング伝送用に予約された拡散率SF=16を有する拡散コードが、下り伝送方向13では使用されないことが保証されなくてはならない。
【0032】
上述の方法によるシグナリングのための1つの共通のタイムスロットの使用は、上り伝送方向14に対してFAUSCH(Fast Uplink Signalling Channel)とも称される独自のシグナリングチャネルを形成する。このFAUSCHによって上り伝送方向14中に新しいチャネルが挿入されても、移動局12及び基地局11における必要な変化はわずかしかない。
【0033】
本発明の方法により、有利には移動局12は、TDDモードにおいて例えば1ビットのシグナリングを所定の若しくは所定の共通の第1タイムスロット301において時間的な遅延なしで基地局11に送信する可能性を有する。この時このシグナリングは基地局11にて予め定められた応答を行い、同時に他のチャネルのどんな顕著な劣化も示すことはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 移動無線システムを簡略化して示す図である。
【図2】 タイムスロットデュプレックスモードにおける伝送用のバースト構造を示す図である。
【図3】 タイムスロットデュプレックスモードにおける伝送フレーム構造を示す図である。
【図4】 符号生成用のコードツリーを示す図である。[0001]
The present invention relates to a signaling transmission method according to the superordinate concept of the independent claims.
[0002]
A signaling transmission method between a mobile station and a base station in a mobile radio network is already known, for example, from the publication “Fast Uplink Signaling Mechanism for FDD and TDD System”, Tdoc SMG2 UMTS-L1 227/98, Philips Research Laboratories, 1998 It is.
[0003]
On the other hand, the method of the present invention having the structure of the independent claim has the following advantages. That is, signaling is transmitted in at least one predetermined time slot, and one different signaling is assigned to each mobile station assigned to the radio cell of the base station, so one time lag is assigned to each of these mobile stations. , shifted amount this time by shifting the predetermined signaling sequence is transmitted in at least one predetermined time slot, Ru is transmitted through the at least one predetermined time slot, at the base station the signaling of various mobile stations Since it can be distinguished and only one time slot and one predetermined signaling sequence are required, clear and efficient signaling can be realized. Therefore, it is usually not necessary to repeat this signaling transmission. This signaling therefore gives the desired result very quickly. In this case, the use of transmission resources is minimized. At this time, signaling of a plurality of mobile stations is possible by using only one common time slot.
[0004]
The arrangements implemented in the dependent claims make possible other advantageous configurations and improvements of the method described in the independent claims.
[0005]
Advantageously, each signaling is assigned to these mobile stations in the form of a different code. This is especially true for mobile radio systems based on code division multiple access with orthogonal codes, which can implement simple and efficient signaling using available codes without requiring much additional transmission resources. Is shown.
[0006]
Also advantageously, the mobile station assigned to the received signaling is detected by correlating the signaling received at the base station with all codes assigned to the mobile station. In this way, the base station can clearly determine the mobile station that transmits the signaling.
[0008]
Also advantageously, this predetermined signaling sequence is spread and transmitted by one predetermined code. In this way, signaling transmission can be realized with a minimum transmission capacity. This is particularly possible when this predetermined code is extracted from a set of orthogonal codes, for example for use in a code division multiple access system.
[0009]
Also, advantageously, the base station detects the time lag used from the time-dependent amplitude characteristics of the received predetermined signaling sequence, thereby detecting the assigned mobile station. In this way, the base station can clearly determine the mobile station that transmits the signaling.
[0010]
Also advantageously, this signaling is transmitted with much less power than that required to transmit usage data. In this way, additional interference due to signaling can be minimized.
[0011]
Also advantageously, at least one of the signaling is transmitted in at least one predetermined time slot together with other signaling or usage data of an existing connection. Thereby, transmission capacity can be reduced.
[0012]
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a simplified mobile radio system, FIG. 2 shows a burst structure for transmission in the time slot duplex mode, FIG. 3 shows a transmission frame structure in the time slot duplex mode, and FIG. 4 shows a code tree for code generation. Show.
[0013]
For example, in the
[0014]
The UMTS
[0015]
The signals of various subscribers of this mobile radio network are separated from each other by spreading of orthogonal codes. In the TDD mode, the signals of various subscribers spread in this way are transmitted in the same time slot.
[0016]
Hereinafter, for example, it is assumed that the UMTS
[0017]
Within each
[0018]
In addition to these usage data, signaling is also transmitted between the
[0019]
According to the first embodiment, these signaling are generated from the OVSF code described above. The code tree shown in FIG. 4 shows the generation of OVSF codes up to spreading factor SF = 8. In the TDD mode of the UMTS
[0020]
In the first embodiment of the present invention, it is assumed that signaling can be transmitted only in the
[0021]
These signaling length 256 codes are used to construct a signaling burst. This has the same structure as the TDD burst 20 described in FIG. At this time, the signaling code is repeated in the data blocks 21 and 23 as long as these data blocks are filled. The signaling code can then be disconnected at the last iteration required to fill the data blocks 21,23. In this
[0022]
In this
[0023]
The transmission power of the signaling burst 20 is much lower than the transmission power of a normal burst for use data transmission. This minimizes additional interference in the
[0024]
If these predetermined 16 signaling codes are too few in the
[0025]
In the second embodiment, this signaling can be realized in another way. In the first embodiment, the OVSF code is used as a direct signaling code. In the second embodiment, a certain OVSF code having a spreading factor SF = 16, for example, the lowest code in the code tree having a spreading factor SF = 16 is certainly reserved for signaling. However, this code is used to spread a predetermined signaling sequence for any signaling and for any mobile station having signaling rights in the
[0026]
Similarly, the transmission output of the signaling burst 20 is very small compared to the utilization data burst. The detection of the signaling burst 20 received by the
[0027]
In two embodiments, signaling can be detected very quickly if the transmission quality allows: That is, if this detection quality is already sufficient to make a reliable decision in the
[0028]
In yet another embodiment, the spread signaling sequence can additionally be configured to be transmitted only in one of both data blocks 21, 23. Moreover, this signaling sequence is half as long as the above embodiment. As a result, various mobile stations can additionally identify which of the data blocks 21 and 23 the signaling sequence is transmitted to and received by the
[0029]
Due to the fixed division of these time slots in different transmission directions, i.e. the
[0030]
This can occur because the transmission of signaling in the
[0031]
Since very little transmission power is provided for the signaling burst 20 transmission, only slight additional interference is expected. However, at this time, in both the first and second embodiments, it must be ensured that the spreading code having the spreading factor SF = 16 reserved for signaling transmission is not used in the
[0032]
The use of one common time slot for signaling according to the method described above forms a unique signaling channel, also called FAUSCH (Fast Uplink Signaling Channel), for the
[0033]
The method according to the invention advantageously allows the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified diagram showing a mobile radio system.
FIG. 2 is a diagram showing a burst structure for transmission in a time slot duplex mode.
FIG. 3 is a diagram showing a transmission frame structure in a time slot duplex mode.
FIG. 4 is a diagram illustrating a code tree for code generation.
Claims (11)
移動無線網における移動局(12)と基地局(11)との間のシグナリング伝送方法において、
上記移動局にそれぞれ1つの時間ずれを割り当て、その時間ずれ分だけ1つの所定のシグナリングシーケンスを、少なくとも1つの所定のタイムスロット(301)でずらして伝送し、
当該の少なくとも1つの所定のタイムスロットを介して伝送される、様々な移動局のシグナリングを基地局(11)にて区別することを特徴とする、シグナリング伝送方法。 Transmitting signaling in at least one predetermined time slot (301) and assigning one different said signaling to each mobile station (12) assigned to the radio cell of the base station (11) ,
In a signaling transmission method between a mobile station (12) and a base station (11) in a mobile radio network,
One time lag is assigned to each of the mobile stations, and one predetermined signaling sequence is shifted by at least one predetermined time slot (301) and transmitted by the time lag,
Characterized by distinguishing the relevant transmitted via at least one predetermined time slot, the signaling various mobile stations at the base station (11), a signaling transmission method.
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