JP4933019B2 - 通信システムにおけるゲート制御ａｃｋ／ｎａｋチャネルのための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信分野に関する。さらに詳しくは、本発明は通信システムにおけるゲート制御ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのための新規な方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２つの端末間の通信チャネルの有効性は、誤り制御符号化を利用することにより改善することができる。しかしながら、誤り制御符号化を用いることにより、ある送信されたデータパケットは欠落するか、あるいは受信端末で誤って受信される。データパケットは、それぞれがシーケンス番号を有している一連のデータユニットに分割することができる。最初のデータユニットは、受信端末を識別するプリアンブルを搬送することができ、最初のデータユニットおよび次のデータユニットはペイロードを搬送する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
受信端末が、予測されたシーケンス番号よりも高いシーケンス番号を有するデータユニットを検出した場合、受信端末は予測されたシーケンス番号と検出されたデータユニットのシーケンス番号との間のシーケンス番号を有するデータユニットを、欠落として、あるいは誤って受信されたものとして宣言する。応答中の受信端末は、欠落データユニットの再伝送を要求する制御メッセージを送信端末に送る。送信端末は、タイムアウト間隔の後、欠落データユニットを再送することができる。そのような誤り制御方式は、特にデータユニットを受信している端末が多い場合に、リソースの非効率な使用を招く。
【０００４】
いくつかのアクセス端末がある通信システムでは、例えばアクセスポイントとの接続状態において、各受信アクセス端末が、データユニットの正確な受信を肯定応答または否定応答するために、それぞれＡＣＫまたはＮＡＫを返信する。アクセスポイントは、データユニットを、接続状態にあるすべてのアクセス端末に送る必要はない。アクセス端末は、いつそれらにデータユニットが送信されたか、アクセスポイントに対してアクセス端末に向かうチャネル、逆方向リンクの方向といった限られた情報を有しているため、不必要な干渉を引き起こすＡＣＫ／ＮＡＫ信号の伝送に占有されることになる。
【０００５】
他のことはもとよりこのために、一般にＡＣＫ／ＮＡＫ機構のための技術には、リソースを有効に使用する必要性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
開示された方法および装置は、ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル上でＡＣＫ／ＮＡＫ情報を送信する送信機と、コンパニオン受信機が前記受信機により受信されたデータユニット内で一致するプリアンブルを検出したかどうかに基づき、前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルをゲート制御するチャネルゲートと、を含んでいる。一実施形態では、前記データユニットは、データパケットを構成する一連のデータユニット内の最初のデータユニットであり、前記チャネルゲートは、前記受信機が前記データユニット内の一致するプリアンブルの受信に失敗した場合に、前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルの伝送を防止することができる。一実施形態では、前記送信機は、前記ＡＣＫ／ＮＡＫ情報を変調するＢＰＳＫ変調器と、前記ＢＰＳＫ変調器の結果をウォルシュカバーして、前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル上での伝送用のウォルシュカバーされたＡＣＫ／ＮＡＫ情報を生成する乗算器を含むことができる。前記方法および装置は、前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルとデータレートコントロール／パイロットチャネルとを加算する加算器を含むことができる。例示的な実施形態のＡＣＫ／ＮＡＫチャネルは、タイムスロットの一部分の継続時間にわたることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、目的、および利点は、以下に述べる詳細な説明を図面とともに参照することでより明らかになるであろう。図面全体を通じて同じ参照符号により対応付けがなされている。
【０００８】
ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル上でＡＣＫ／ＮＡＫ情報を送信するための新規で改善された方法および装置について述べる。ここで述べる例示的な実施形態は、デジタルセルラ電話システムを背景にしている。この背景内での使用は有利であるが、本発明の異なる実施形態を異なる環境あるいは構成に組み入れることができる。一般に、ここで述べる様々なシステムは、ソフトウエア制御のプロセッサ、集積回路、またはディスクリートロジックを用いて構成できる。応用例全体にわたって参照できるデータ、指示、コマンド、情報、信号、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光粒子、あるいはこれらの組合わせにより適宜表わされる。さらに、各ブロック構成図で示されるブロックは、ハードウェアまたは方法ステップを表わしている。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態を実行可能な例示的な通信システム１００を示している。第１の端末１０４は、信号を順方向リンク１０８Ａを通して第２の端末１０６へ送信し、信号を第２の端末１０６から逆方向リンク１０８Ｂを通して受信する。端末１０４および１０６は、データが各端末１０４および１０６から送信されているか、または各端末１０４および１０６で受信されているかに応じて、送信機ユニットまたは受信機ユニットとして、あるいはその両方の兼用として動作できる。端末１０６および１０４は、それぞれ移動局（ＭＳ）および基地局（ＢＳ）あるいは他の通信装置とすることができる。順方向リンク１０８Ａおよび逆方向リンク１０８Ｂは、電磁スペクトルまたは有線とすることができる。ＢＳコントローラ１０２は、通信システム１００を制御するためにＢＳ１０４に接続することができる。
【００１０】
簡単にするために、通信システム１００は１つのＢＳ１０４と１つのＭＳ１０６とを含むように示している。しかしながら、通信システム１００のその他の変形および構成も可能である。例えば、マルチユーザ、多元接続通信システムにおいて、単一のＢＳは、データを複数の移動局へ同時に送信するのに使用することができる。さらに、本発明の譲受人に譲渡されここで参照により組み込まれた米国特許第５，１０１，５０１号，名称「ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ ＳＹＳＴＥＭ」、および米国特許第５，２６７，２６１号，名称「Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｓｏｆｔ Ｈａｎｄｏｆｆ ｉｎ ａ ＣＤＭＡ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ」に開示されているソフトハンドオフと同様の方法で、ＭＳは複数の基地局からの伝送を同時に受信することができる。ここで述べる実施形態の通信システムは、いくつかの基地局と移動局とを含むことができる。このため複数の基地局は、それぞれ迂回中継１１０と同様の迂回中継を介してＢＳコントローラ（ＢＳＣ）１０２に接続されている。迂回中継１１０は、例えばマイクロ波または有線Ｅ１またはＴ１、あるいは光ファイバを含む複数の接続方式で実施することができる。接続１１２は、無線通信システム１００を、図示しないパケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）に接続する。
【００１１】
一般に、通信リンクは論理的に別個のタイプの情報を搬送する一組のチャネルを備えている。これらのチャネルは、時分割多重化（ＴＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）の一つの方式、またはそれらの組み合わせに従い、送信することができる。ＴＤＭ方式では、チャネルは時間領域で識別され、そこでチャネルは一時に一つ送信される。ＣＤＭ方式では、チャネルは疑似ランダム直交シーケンスにより識別できる。符号分割通信システムは、本発明の譲受人に譲渡されここで参照により組み込まれた米国特許第５，１０３，４５９号，名称「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ ＳＹＳＴＥＭ」に開示されている。
【００１２】
順方向リンク１０８Ａは、一組のチャネル、例えばパイロットチャネル、媒体アクセスチャネル、トラフィックチャネル、およびコントロールチャネルを含むことができる。コントロールチャネルは、通信システム１００によりカバーされる地域内のすべての移動局による受信のための信号を搬送するチャネルである。このシステム内で動作するために、各ＭＳは少なくとも１つのコントロールチャネルを監視する必要がある。トラフィックチャネルはデータを搬送する。コントロールチャネルは、トラフィックチャネルで搬送されているデータの復調のために必要な情報を伝えることができる。例示的な実施形態に基づく順方向リンクの信号構造を図２に示す。逆方向リンク１０８Ｂは、一組のチャネル、例えばトラフィックチャネルおよびアクセスチャネルを含んでいる。逆方向トラフィックチャネルは、１つのＭＳからネットワークを構成する複数のＢＳへの伝送に供される。逆方向アクセスチャネルは、トラフィックチャネルを確立する間またはそれ以前にネットワーク内で複数のＢＳと通信をするために、ＭＳにより使用される。
【００１３】
例示的な実施形態では、各ＭＳは、複数のＢＳから受信した信号の信号品質メトリックを少なくとも監視する。複数のＢＳから順方向リンク信号を受信するＭＳ（例えばＭＳ１０６）は、最も高品質の順方向リンク信号に関連するＢＳ（例えばＢＳ１０４）を識別する。次にＭＳ１０６は、選択されたＢＳ１０４から受信したデータパケットのパケット誤り率（ＰＥＲ）が目標ＰＥＲを超えないデータレートの予測を発生する。約２％の目標ＰＥＲを用いるとよい。次にＭＳ１０６は、「テール確率」が目標ＰＥＲ以上となるレートを演算する。テール確率は、パケット伝送期間の間における実際の信号品質が、所定のレートでパケットの正確な復号を成功させるのに必要な信号品質未満になる確率である。次にＭＳ１０６は、逆方向リンク１０８Ｂ上で、特に選択されたＢＳ１０４にメッセージを送り、特定の選択されたＢＳがＭＳ１０４へ順方向リンクデータを送信できるデータレートを要求する。メッセージは、データレートコントロールチャネル（ＤＲＣ）上に送ることができる。ＤＲＣの使用については、本発明の譲受人に譲渡されここで参照により組み込まれた出願第０８／９６３，３８６号，現在では２００３年６月３日に発行された米国特許第６，５７４，２１１号，名称「Ａ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＮ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＨＩＧＨ ＲＡＴＥ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」に開示されている。専用の逆方向リンク媒体アクセスチャネル（Ｒ−ＭＡＣＣＨ）は、ＤＲＣ情報、逆方向レートインジケータ（ＲＲＩ）、および選択的肯定応答（ＳＡ）情報を搬送するために利用することができる。
【００１４】
ＢＳ１０４は、各順方向リンク送信タイムスロットの間、少なくとも１つのＭＳからの逆方向チャネルを監視することができ、順方向リンク１０８Ａ上のデータを、たった１つの宛先ＭＳに送ることができる。一実施形態では、ＢＳ１０４は、各ＭＳのサービスグレード（ＧｏＳ）の要求とシステム１００のスループットを最大にする要望とのバランスを保つために設計されたスケジューリング手順に基づき、宛先ＭＳ（例えばＭＳ１０６）を選択する。ＢＳ１０４は、宛先ＭＳ１０６から受信した最新のＤＲＣメッセージにより指示されたレートのみにより、データをＭＳ１０６に送信する。この制限により、ＭＳ１０６は順方向リンク信号上のレート検出を行なう必要がなくなる。ＭＳ１０６は、所定のタイムスロットの間、それが意図された宛先ＭＳであるかどうかを判定する。
【００１５】
一実施形態では、伝送のためのデータパケットは、意図された宛先ＭＳを識別するために、新しい各順方向リンクパケットの最初のタイムスロットの中にプリアンブルを含んでいる。プリアンブルを受信する各ＭＳは、情報を復号し、復号されたプリアンブルを基に、それがデータパケットの意図された宛先であるかどうかを確認する。意図された宛先ＭＳは、対応するタイムスロット内のデータの復号を開始する。宛先ＭＳは、順方向リンク内のデータのデータレートを、ＤＲＣ要求メッセージに基づき決定する。パケットを送信するのに用いられる順方向リンクのタイムスロットの数は、パケットが送られるときのデータレートに基づき変化する。低いレートで送られたパケットは、より多数のタイムスロットを用いて送られる。宛先ＭＳは、受信したデータパケットを復号し、受信したデータパケットに対応する品質メトリックを評価する。パケットの品質メトリックは、パケットの内容、例えばパリティビット、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、その他に基づく式により定義することができる。評価された品質メトリックおよび受信したパケットに含まれる品質メトリックは比較され、その比較に基づき、適切なＳＡが発生される。ＳＡはＡＣＫに基づくことができ、これはデータパケットが正確に復号された場合にＡＣＫメッセージをＭＳからＢＳへ送ることを含み、データパケットが不正確に復号された場合にメッセージは送られない。ＳＡがＮＡＫに基づいている場合、これはデータパケットが不正確に復号されている場合にのみ、ＮＡＫメッセージをＭＳからＢＳへ送ることを含んでいる。
【００１６】
ＮＡＫを扱うことの利点は、ＭＳでの省エネルギーが可能であるだけでなく、高い信頼性と他の逆方向リンクへの雑音干渉が低いことも含んでいる。ただ１つのＭＳに向けられたデータパケットを送信するＢＳは、ＭＳがパケットを不正確に復号する確率が低い場合に、逆方向リンク上での低干渉の実現を可能にする。さらに、ＮＡＫがゼロエネルギーの１ビットの場合、ＮＡＫは低エネルギーを含み、ＭＳはＮＡＫビットの伝送に対してより少ない電力を割り当てることができる。
【００１７】
例示的な実施形態では、逆方向リンク１０８Ｂに対して直交するＳＡコードチャネルを、ＡＣＫメッセージまたはＮＡＫメッセージを送信するのに有利に利用することができる。ＢＳはただ１つのＭＳに向けられたデータパケットを送信しているので、せいぜいこのＭＳがＳＡを送るだけであり、逆方向リンク１０８Ｂ上での低干渉を実現する。専用の逆方向リンク媒体アクセスチャネル（Ｒ−ＭＡＣＣＨ）は、ＤＲＣ、ＲＲＩ、およびＡＣＫ／ＮＡＫ情報の伝送のために利用することができる。ＳＡチャネルを検出した後にＢＳは、パケットの再伝送が必要かどうかを判断する。再伝送が必要であることをＳＡが示している場合、パケットは再伝送のためにスケジュールされる。そうでなければ、パケットは廃棄される。
【００１８】
図２は、特定の実施形態に基づく例示的な高データレートシステムの各ＢＳにより送信される順方向リンク信号の構造を示す。順方向リンク信号は、固定継続時間のタイムスロットに分割されている。各タイムスロットは、１．６７ミリ秒の長さである。各スロット２０２は、２つのハーフスロット２０４Ａおよび２０４Ｂに分割されており、各ハーフスロット２０４Ａおよび２０４Ｂ内でそれぞれパイロットバースト２０８Ａおよび２０８Ｂが送信される。例示的な実施形態では、各スロットは２０４８チップの長さであり、１．６７ミリ秒のスロット継続時間に相当する。例示的な実施形態では、各パイロットバースト２０８Ａおよび２０８Ｂは９６チップの長さであり、その対応するハーフスロット２０４Ａおよび２０４Ｂの中間点に配置されている。逆方向リンク電力コントロール（ＲＰＣ）信号２０６Ａおよび２０６Ｂは、第２のハーフスロット２０４Ｂ毎にパイロットバースト２０８Ｂの両側で送信される。ＲＰＣ信号は、逆方向リンク信号の電力を調整するために、第２のパイロットバースト２０８Ｂの直前の６４チップおよび直後の６４チップにわたって送信することができる。順方向リンクのトラフィックチャネルのデータは、第１のハーフスロット２０４Ａの残りの部分２１０Ａおよび２１０Ｂおよび第２のハーフスロット２０４Ｂの残りの部分２１２Ａおよび２１２Ｂ内で送られる。プリアンブル２１４は６４チップの長さであり、各データパケットのために１度送信される。プリアンブル２１４は、トラフィックチャネルストリームが特定のＭＳに向けられているため、ＭＳ特有のものである。各データパケットは複数のデータユニットに分割され、各ユニットはスロットタイムの間に送信されるので、最初のタイムスロットは、最初および次のタイムスロット内のデータストリームを受信する宛先ＭＳを識別するプリアンブル２１４を含んでいる。
【００１９】
図３は、パケットをＭＳに送信または再送信するための高速自動要求（ＱＡＲＡ）方式を用いた、実施形態に基づくＢＳのための方法の例示的なフローチャートである。ステップ３００で、ＢＳはＭＳへの伝送が意図されているペイロードユニットを受信する。ステップ３０２で、ＢＳはこのペイロードユニットが伝送されるべきペイロードユニットであるか、あるいは再伝送されるべきペイロードユニットであるかを判断する。このステップで、伝送要求は無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）のみにより起動することができる。ペイロードユニットが伝送されるべきものである場合、この方法はステップ３０６に続き、ここでペイロードユニットは初回の待ち行列に供給される。ペイロードユニットが再伝送されるべきものである場合、この方法はステップ３０４に続き、ここでペイロードユニットは再伝送待ち行列に供給される。ステップ３０８で、ＢＳは特定のＭＳに向けられているペイロードユニットをパケットに組み込む。このパケットの構造は伝送データレートに基づき決定される。このパケットのデータレートは、宛先ＭＳから逆方向リンクを通して受信したＤＲＣフィードバック信号に基づいている。データパケットは、複数のタイムスロットを通して送信してもよい。最初のタイムスロットはプリアンブルとともに送信される。プリアンブルは、意図された宛先ＭＳを識別する。あるいは、プリアンブルを順方向リンクのタイムスロット毎に送信するようにしてもよい。ステップ３１０で、ＢＳはデータパケットをスケジューラーの命令に従い送信する。データパケットが送信された後、送信されたデータパケットに対応するＳＡが受信された場合、ＢＳはステップ３１２でテストする。
【００２０】
予測されたタイムスロット内でＡＣＫが受信された場合（またはＮＡＫが受信されなかった場合）、この方法はステップ３１４に進む。ステップ３１４で、パケットは初回の待ち行列および再伝送待ち行列から取り除かれ、このパケットは廃棄される。予測されたタイムスロット内でＮＡＫが受信された場合（またはＡＣＫが受信されなかった場合）、この方法はステップ３１６に進む。ステップ３１６で、再伝送を制御するパラメータがテストされる。これらパラメータは、確実に特定のパケットが反復的に再伝送されないようにする。反復的な再伝送は、バッファ要求を増加させ、通信システムのスループットを減少させる。パラメータは、パケットを再送信することができる最大回数と、パケットが送信された後にパケットが初回の待ち行列内に残ることができる最大時間とを含むことができる。パラメータが超過した場合、ステップ３１８で、パケットは初回の待ち行列および再伝送待ち行列から取り除かれ、このパケットは廃棄される。この手順において、ＱＡＲＱ再伝送処理は終了し、パケットは要求に応じて再送信することができる。パラメータが超過していない場合、ステップ３２０で、パケットは再伝送のために再スケジュールされる。
【００２１】
図４は、ＢＳへの応答を発生するためのＱＡＲＱを用いた、一実施形態に基づくＭＳのための方法の例示的なフローチャートである。ステップ４００で、ＭＳはＢＳからデータパケットのデータユニットを受信する。ステップ４０２で、パケットのプリアンブルが抽出される。ステップ４０４で、プリアンブルは基準プリアンブルと比較される。パケットが他のＭＳに向けられていることをプリアンブルが示している場合、ステップ４０６で、このパケットは廃棄され、処理はステップ４００に戻り、他のパケットを待つか、あるいはその代わりに、このパケットを同じパケットの再伝送と柔軟に組み合わせるために保持してもよい。パケットがＭＳに向けられていることをプリアンブルが示している場合、ステップ４０８で、ＭＳはパケットを復号し、受信したパケットの品質メトリックを評価する。
【００２２】
ステップ４１０で、評価された品質メトリックと、受信したパケット内に含まれる品質メトリックとが比較される。評価された品質メトリックと受信したパケット内に含まれる品質メトリックとが合致しない場合、パケットの復号が誤っていることを示し、ステップ４１２で、適切なＳＡが送られる。ＳＡはＮＡＫ応答とすることができる。次にステップ４１４で、送られたＳＡのためのタイマーがスタートする。このタイマーの目的は、ＭＳが不正確に復号されたパケットのペイロードユニットの再伝送を待つ期間を制限することにある。不正確に復号されたパケットのペイロードユニットが、ＮＡＫのためのタイマー満了期間内に受信されなかった場合、不正確に復号されたパケットに対応して、ＱＡＲＱ処理は中断され、ＲＬＰは欠落ペイロードユニットに対処する。
【００２３】
ステップ４１０で、パケットが正確に復号された場合、ステップ４１６で、適切なＳＡが送られる。次にステップ４１８で、パケットに含まれるペイロードユニットがバッファに記憶される。ステップ４２０で、ペイロードユニットのＲＬＰシーケンス番号は、ＲＬＰシーケンス番号の予測値に対してテストされる。
【００２４】
ＲＬＰシーケンス番号が連続を示している場合、それは、ＭＳに送信されたパケットのすべてのペイロードユニットが正確に受信されたことを意味する。従って、ステップ４２４で、バッファ内に含まれる連続したシーケンス番号を有するすべてのペイロードユニットは、ＲＬＰレイヤに供給される。ＲＬＰシーケンス番号が不連続を示している場合、ステップ４２２で、送られた最後のＮＡＫに対応するタイマー（ステップ４１４でスタートしている）が検査される。タイマーが満了していない場合、ＭＳは送られた最後のＮＡＫのために、欠落ペイロードユニットの再伝送、またはタイマーの満了を待つ。
【００２５】
特定のＮＡＫのための、それゆえに欠落ペイロードユニットの特定セットのためのタイマーが満了した場合、これらペイロードユニットのためのＱＡＲＱシーケンスは中断される。特定のＮＡＫに対応する欠落ペイロードユニットよりも高く、次のＮＡＫに対応する欠落ペイロードユニットよりも低いシーケンス番号を有し、バッファに記憶されたすべてのペイロードユニットは（もし有れば）、ステップ４２４で、ＲＬＰレイヤに供給される。
【００２６】
ステップ４２６で、ＲＬＰレイヤは記憶されたペイロードユニットのシーケンス番号を検査する。シーケンス番号が連続を示している場合、ステップ４２８で、ＲＬＰレイヤはデータをバッファからデータシンクへ伝送する。そうでなければ、ステップ４３０で、ＲＬＰレイヤは欠落ユニットの再伝送を要求するＲＬＰメッセージを発生する。一実施形態において、ＲＬＰメッセージは、バッファ内のすべての欠落ユニットの再伝送を要求する。他の実施形態において、ＲＬＰメッセージは、最後の検出された欠落ペイロードユニットのみの再伝送を要求する。ステップ４３２で、メッセージは逆方向リンクを通して宛先ＢＳへ伝送される。ＲＬＰプロセッサが示されているが、シーケンス番号の方法に基づく再伝送が可能な他のプロトコルを利用することができる。
【００２７】
図５は、実施形態に基づく図１の通信システム１００の詳細なブロック構成図を示す。ＭＳ１０６に伝送されるデータは（図示しない）ＰＤＳＮから接続１１２を介してＢＳＣ１０２に達する。このデータは、ＲＬＰプロセッサ５０４の制御の下、ペイロードユニットにフォーマットされる。また、ＲＬＰプロセッサ５０４は、どのパケットが再伝送要求されたかに関する情報をディストリビューター５０２に供給する。再伝送要求は、ＲＬＰメッセージを介してＲＬＰプロセッサ５０４に伝送される。ディストリビュータ５０２は、ペイロードユニットを迂回中継を介してＢＳ１０４に配信し、このＢＳ１０４はデータが向けられているＭＳ（この例ではＭＳ１０６）を取り扱う。
【００２８】
迂回中継１１０を介してＢＳ１０４に達したペイロードユニットは、ディストリビュータ５０６に供給される。ディストリビュータ５０６は、ペイロードユニットが新しいペイロードユニットであるか、あるいは再伝送のためにＲＬＰプロセッサ５０４により供給されたペイロードユニットであるかをテストする。ペイロードユニットが再伝送されるものである場合、ペイロードユニットは再伝送待ち行列５１０に供給される。そうでなければ、ペイロードユニットは初回の待ち行列５０８に供給される。次に、ペイロードユニットはＭＳ１０６により要求されたデータレートに従って、パケット内に組み込まれる。
【００２９】
組み立てられたパケットは、スケジューラー５１２に供給される。スケジューラー５１２は、初回のパケットとＭＳ１０６への再伝送が意図されたパケットとの間における優先順位の割り当てにおいて、ＱＡＲＱコントローラ５１８と協働する。ＭＳ１０６に送信されたパケットは、待ち行列５０８および５１０内に残り、その間ＢＳ１０４はＭＳ１０６からのＳＡを待つ。データユニットは、順方向リンク１０８Ａを通してＭＳ１０６へ送信される。
【００３０】
順方向リンク１０８Ａを通してＭＳ１０６に達したパケットは、プリアンブル検出器５２０に供給される。プリアンブル検出器５２０はパケットのプリアンブルを検出し復号する。プリアンブルは、プロセッサ５２１に供給される。プロセッサ５２１は、復号されたプリアンブルを基準プリアンブルと比較する。パケットが他のＭＳに向けられていることをプリアンブルが示している場合、パケットは廃棄される。そうでなければ、パケットは復号器５２２に供給される。復号器５２２は、パケットを復号する。復号されたパケットは、プロセッサ５２１に供給される。プロセッサ５２１は、パケットの品質メトリックの評価もする。評価された品質メトリックと受信されたパケット内に含まれている品質メトリックとが比較され、この比較に基づきＳＡ発生器５２４は適切なＳＡを発生する。プリアンブル検出器５２０、復号器５２２、およびプロセッサ５２１は、別個の要素として示している。しかしながら当業者は、例示的な説明のために物的な区別がなされていることを理解できるであろう。プリアンブル検出器５２０、復号器５２２、およびプロセッサ５２１は、全ての処理機能を実行する１つのプロセッサに内蔵してもよい。さらに、順方向および逆方向リンク信号の送信および受信は、簡単にするために、図示しないデータチャネル発生ユニットおよびＲＦ／ＩＦユニットのような他の機能を含んでいる。当業者は、様々な構成におけるそのような機能が順方向および逆方向リンク信号の適切な送信および受信のために可能であり、しばしば必要となることを理解する。
【００３１】
パケットが不正確に復号された場合、すなわち評価された品質メトリックと受信されたパケット内に含まれている品質メトリックとが合致しない場合、ＳＡが送られ、ＳＡのためのタイマー５３０がスタートされる。例示的な実施形態では、ＳＡは非ゼロエネルギーの１ビットで表わされるＮＡＫである。タイマー５３０の目的は、ＭＳ１０６が不正確に復号されたパケットのペイロードユニットの再伝送を待つ期間を制限することにある。不正確に復号されたパケットのペイロードユニットが、不正確に復号されたパケットに対応するＮＡＫのためのタイマー５３０の満了期間内に受信されない場合、ＱＡＲＱ処理は中断される。欠落ペイロードユニットの再伝送はＲＬＰプロセッサ５２６により対処される。
【００３２】
パケットが正確に復号された場合、パケットに含まれるペイロードユニットが、バッファ５２８に記憶される。パケットに含まれるペイロードユニットのＲＬＰシーケンス番号が、ＲＬＰシーケンス番号の予測値に対して、復号器５２２により検査される。ＲＬＰシーケンス番号が連続を示している場合、バッファ５２８内に含まれる連続したシーケンス番号を有するすべてのペイロードユニットはＲＬＰプロセッサ５２６に供給される。そうでなければ、送られた最後のＮＡＫに対応するタイマー５３０が検査される。タイマーが満了していない場合、ペイロードユニットはバッファ５２８内に記憶され、欠落ペイロードユニットの再伝送、またはＭＳ１０６は送られた最後のＮＡＫのためのタイマー５３０の満了を待つ。特定の欠落ペイロードユニットのセットに係る特定のＮＡＫのためのタイマー５３０が満了した場合、特定のＮＡＫに対応する欠落ユニットよりも高く、次のＮＡＫに対応する欠落ユニットよりも低いシーケンス番号を有するバッファ５２８内のすべてのペイロードユニットは、もし有れば、ＲＬＰプロセッサ５２６に供給される。
【００３３】
ＲＬＰプロセッサ５２６は、記憶されたペイロードユニットのシーケンス番号を検査する。シーケンス番号が連続を示している場合、ＲＬＰプロセッサ５２６はデータをバッファ５２８からデータシンク５３４へ伝送する。そうでなければ、ＲＬＰプロセッサ５２６は、欠落ユニットの再伝送を要求するＲＬＰメッセージを発生するよう、ＲＬＰメッセージ発生器５３２に指示する。一実施形態において、ＲＬＰのメッセージは、バッファ５２８内のすべての欠落ユニットの再伝送を要求する。他の実施形態において、メッセージは、最後に検出された欠落ペイロードユニットのみの再伝送を要求する。次に、メッセージは逆方向リンク１０８Ｂを介してＢＳ１０４に送信される。
【００３４】
ＳＡを含み逆方向リンクを介してＢＳ１０４に達するデータは、ＳＡ検出器５１４およびＲＬＰメッセージ検出器５１６に供給される。受信したデータがＳＡ検出器５１４内で検出されたＡＣＫを含む場合、ＱＡＲＱコントローラ５１８はＡＣＫに対応するパケットを待ち行列５０８および５１０から取り除く。ＮＡＫが受信された場合、ＱＡＲＱコントローラ５１８は、再伝送をコントロールするパラメータが超過したか否かを検査する。例示的な実施形態では、パラメータは、パケットを再送信することができる最大回数と、パケットが送信された後にパケットが初回の待ち行列５０８内に残ることができる最大時間とを含む。パラメータが超過した場合、ＱＡＲＱコントローラ５１８はパケットを待ち行列５０８および５１０から取り除く。そうでなければ、ＱＡＲＱコントローラ５１８はスケジューラー５１２に、パケットが伝送のために高い優先順位によって再スケジュールされるよう指示する。ＱＡＲＱコントローラ５１８が、否定応答されたパケットが初回の待ち行列５０８内に存在すると判断した場合、パケットは初回の待ち行列５０８から再伝送待ち行列５１０に移動される。
【００３５】
受信したデータが、ＲＬＰメッセージ検出器５１６により検出されたＲＬＰ再伝送要求を含む場合、検出器５１６はＲＬＰメッセージを迂回中継１１０を介してＲＬＰプロセッサ５０４に供給する。次に、ＲＬＰプロセッサ５０４はＲＬＰ実行に基づくパケットを再送信するための手順を開始する。
【００３６】
図６は、ＭＳ１０６で受信されたパケットとＭＳ１０６から送信されたＳＡとの間のタイミングの関係を示している。スロットｎ−４またはｎ−３で、ＭＳ１０６は順方向チャネルリンク１０８Ａを通してパケットを受信し、パケットがＭＳ１０６に向けられていたかどうかを判定する。パケットがＭＳ１０６に向けられていなかった場合、ＭＳ１０６はパケットを廃棄する。そうでなければ、ＭＳ１０６はパケットを復号し、パケットの品質メトリックを評価し、評価された品質メトリックとスロットｎ−２およびｎ−１内のパケットに含まれる品質メトリックとを比較する。スロットｎで、ＭＳ１０６はＳＡを逆方向チャネルリンク１０８Ｂを通して元のＢＳ１０４へ送る。スロットｎ＋１で、ＢＳ１０４で受信されたＳＡは復号され、ＱＡＲＱコントローラに供給される。スロットｎ＋２，ｎ＋３で、ＢＳ１０４は要求があった場合にパケットを再送信する。受信した順方向リンクチャネル１０８Ａおよび逆方向リンクチャネル１０８Ｂ上のスロットの位置は、ＭＳ１０６で同期される。したがって、順方向チャネルリンク１０８Ａおよび逆方向チャネルリンク１０８Ｂ上のスロットの相対的な位置が固定される。ＢＳ１０４は、ＢＳ１０４とＭＳ１０６との間の往復遅延を測定する。その結果、ＳＡをＢＳ１０４に到着させなければならないタイムスロットを確かめることができる。
【００３７】
受信したパケットの処理とＳＡとの間の関係は、パケットを受信するスロットとＳＡを元に送るスロットとの間のスロット、すなわちｎ−２、ｎ−１の数を固定することにより決定される。したがって、ＢＳ１０４は各パケットを各ＳＡに対応付けることができる。当業者は、図６は概念を示すものであることを理解できるであろう。したがって、特定の事象のために割り当てられたスロットの数は変更することができ、例えば品質メトリックの復号と評価は、ほとんど２つのスロットで行なわれる。さらに、特定の事象、例えばパケットの長さ、ＳＡ受信とパケット再伝送との間の遅延は、本来可変である。他の実施形態では、受信したパケットの処理とＳＡとの間の関係は、どのパケットが再送信されるべきかに関する情報をＳＡ中に含むことにより決定される。
【００３８】
実施形態に基づく逆方向リンク上のパイロット／ＤＲＣチャネルの例示的なブロック構成図を図７に示す。ＤＲＣメッセージはＤＲＣ符号器６２６に供給される。ＤＲＣ符号器６２６は所定の符号化フォーマットに従いメッセージを符号化する。ＤＲＣメッセージの符号化は重要である。それは、誤った順方向リンクデータレートの決定がシステムのスループット性能に影響を及ぼすので、ＤＲＣメッセージの誤り確率を十分に低くする必要があるからである。例示的な実施形態では、ＤＲＣ符号器６２６は３ビットＤＲＣメッセージを８ビット符号語に符号化するレート（８，４）ＣＲＣブロック符号器である。符号化されたＤＲＣメッセージは、乗算器６２８に供給される。乗算器６２８は、ＤＲＣメッセージが指示される宛先ＢＳを一意に識別する符号でメッセージをカバーする。ウォルシュ符号は、ウォルシュ発生器６２４により供給される。カバーされたＤＲＣメッセージは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６３０に供給される。マルチプレクサ（ＭＵＸ）６３０は、メッセージをパイロットデータと多重化する。
【００３９】
図８を参照すると、実施形態に基づく逆方向リンクチャネルスロット構造が示されている。各フレームは１６のスロットに分割することができる。少なくとも１つのスロットは、ＤＲＣメッセージとパイロットデータの伝送のために使用することができる。ＭＵＸ６３０により実行される多重化操作は、１スロットの半分にＤＲＣメッセージを含み、同じスロットの他の半分にパイロット情報を含むよう示されているが、ＤＲＣメッセージとパイロット情報はタイムスロットのどの部分に置かれてもよい。
【００４０】
再び図４を参照すると、ステップ４１２および４１６で、ＳＡ発生器は、ブロック４１０で行なわれたメトリックの比較に基づき、ＢＳへの伝送のためのＡＣＫまたはＮＡＫメッセージのどちらかを発生する。ＮＡＫまたはＡＣＫのどちらかをそれぞれステップ４１２および４１６で発生することは、ステップ４０２でＭＳがＭＳに割り当てられたプリアンブルに一致するプリアンブルを検出したかどうかに依存する。データのパケットは、いくつかのユニットに分割することができる。各ユニットは、スロットタイムの間に送信される。データの各ユニットは、シーケンス番号を有している。最初のデータユニットは、プリアンブルとともに送信される。移動ユニットは、データを復号するかどうかを決める前に、まずプリアンブルを検出し突き合わせしなければならない。最初のデータユニットに続くデータユニットは、プリアンブルを有していなくてよい。移動ユニットは、すべてのデータユニットが受信されるまでデータユニットシーケンス番号を追跡する。ステップ４１０で、データユニットが受信され復号されて、メトリック比較に合格しなかった場合、移動ユニットは不合格となったデータユニットの再伝送のためにＮＡＫメッセージをＢＳに送る。データユニットがメトリック比較に合格すると、ステップ４１６でＭＳはＡＣＫメッセージをＢＳに送る。
【００４１】
例示的な実施形態において、ＭＳは３つの動作状態を有することができる。第１の状態は、ＢＳとのコンタクトの初期化のためのアクセス状態である。次の状態は、ＭＳがＢＳとともに通信リンク内にあるときの接続状態である。もう１つの状態は、バッテリーの節電をするためＭＳの処理活動が削減されているが、それにもかかわらずＭＳがＢＳとある程度コンタクト中であるときのアイドル状態である。接続状態に入るために、ＭＳはアクセス状態を経由する必要があるであろう。ＭＳは、アクセス状態から直接アイドル状態へ、次に接続状態へ進むことができる。接続状態のいくつかのＭＳは、データパケットを受信するために同一のＢＳとコンタクトすることができる。
【００４２】
接続状態は、２つの論理状態に分割することができる。第１の論理接続状態は、ＭＳがデータパケットのプリアンブルを受信し、プリアンブルを搬送した最初のデータユニットに続くデータユニットを待ち受けているかまたは受信している状態として定義することができる。第２の論理接続状態は、ＭＳがデータパケットを受信することを予期しているものの、プリアンブルを搬送する最初のデータユニットを検出していない状態である。接続状態において、いくつかのＭＳによる逆方向リンク上でのＡＣＫ／ＮＡＫメッセージの伝送を制限するために、各ＭＳはＡＣＫ／ＮＡＫメッセージの送信の前にプリアンブルを受信することが要求される。その結果、第２の論理接続状態のＭＳはＡＣＫ／ＮＡＫメッセージを送信する。ＭＳが第２の論理接続状態に入るために、ステップ４０４でデータパケットの最初のデータユニットのプリアンブルは一致しなければならない。ステップ４０４でプリアンブルが一致している場合、ＭＳから送信されたＡＣＫ／ＮＡＫ逆方向チャネルをゲート制御するために「イエス」インジケータを使用することができる。
【００４３】
図７を再び参照すると、実施形態に基づく例示的な逆方向リンク構造は、ゲートブロック６９９でゲート制御されるＡＣＫ／ＮＡＫ逆方向チャネルを含んでいる。ゲート制御はステップ４０４で発生される。ゲート制御は、データパケットの最初のデータユニットのプリアンブルがＭＳで一致した場合に、ＡＣＫ／ＮＡＫ逆方向チャネルの伝送を可能にする。ＡＣＫ／ＮＡＫ逆方向チャネルで送信されるＡＣＫ／ＮＡＫメッセージは、１つのビットまたは記号に限定することができる。ＡＣＫ／ＮＡＫメッセージはブロック６９８および６９７で示すＢＰＳＫ変調器を介して通過し、反復する。ＢＰＳＫ変調されたＡＣＫ／ＮＡＫメッセージは、ブロック６９６でウォルシュカバーされる。ウォルシュカバーされた信号は、ゲインブロック６９５を通過し、その後、加算器６９４でＤＲＣチャネルおよびパイロットチャネルからの信号に加算される。ＡＣＫ／ＮＡＫメッセージ、ＤＲＣメッセージ、およびパイロットデータは、乗算器６５０Ａおよび６５０Ｃに供給される。乗算器６５０Ａおよび６５０Ｃは、それぞれＰＮ−Ｉ信号およびＰＮ−Ｑ信号でデータを拡散する。これにより、ＡＣＫ／ＮＡＫメッセージ、ＤＲＣメッセージ、およびパイロットは、シヌソイドの同相と直角位相との両方で送信される。
【００４４】
トラフィックチャネルの入力データは、符号器６１２で符号化され、ブロック６１４でブロックインターリーブされた後、乗算器６１６でウォルシュカバーされる。ゲイン素子６１８は、トラフィックチャネルのゲインを調整する。その結果は、チャネルを拡散するために乗算器６５０Ｂおよび６５０Ｄを通過する。ＤＲＣメッセージは、ＤＲＣ符号器ブロック６２６で符号化される。ウォルシュ発生器６２４は、符号化されたＤＲＣメッセージを乗算器６２８でウォルシュカバーするためのウォルシュ関数を発生する。ウォルシュカバーされたＤＲＣメッセージおよびパイロットデータは、ＭＵＸブロック６３０で多重化される。その結果は、加算器６９４で、ゲート制御されたＮＡＫ／ＡＣＫチャネルに加算される。加算器６９４の結果は、乗算器６５０Ａおよび６５０Ｃでチャネルが拡散される。符号発生器６４２および６４４は、長い符号および短い符号を発生する。これらの符号は、ＰＮ−ＩおよびＰＮ−Ｑを発生するために乗算器６４６Ａおよび６４６Ｂで乗算される。ブロック６４０は、タイミングおよび制御の関数を供給することができる。ＰＮ−ＩおよびＰＮ−Ｑは、乗算器６５０Ａ−Ｄにより実行されるチャネル拡散のために使用される。乗算器６５０Ａ−Ｄの結果は、フィルター６５２Ａ−Ｄを通過する。フィルター６５２Ａおよび６５２Ｂの出力は、Ｉ−チャネルを発生するために加算器６５４Ａで加算され、フィルター６５２Ｃおよび６５２Ｄの出力は、Ｑ−チャネルを発生するために加算器６５４Ｂで加算される。
【００４５】
図８を参照すると、ＡＣＫ／ＮＡＫ逆方向チャネルは、１スロットタイムの半分の長さとすることができる。ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルスロットのタイミングは、ＢＳ内の受信機がＡＣＫ／ＮＡＫ情報をできるだけ迅速に復号できるように設定される。例示的な実施形態では、ＡＣＫ／ＮＡＫハーフスロットのタイミングは、タイムスロットの最初のハーフスロットタイミングに位置付けることができる。あるいは、ＡＣＫ／ＮＡＫ逆方向チャネルスロットのタイミングは、ＤＲＣ／パイロットチャネルスロットのタイミングまたは他のスロットタイミングに対して、半スロットだけオフセットすることができる。あるいは、ＡＣＫ／ＮＡＫ逆方向チャネルは、全スロットタイミングを占有することができる。
【００４６】
上記した好ましい実施形態の説明は、当業者が本発明を実施し使用できるように提供されている。これらの実施形態の様々な変更は当業者にとって容易なものとなり、明細書中で規定された一般的な原理は、発明能力を用いることなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は明細書中で示された実施形態に限定されることなく、明細書中で開示された原理と新規な特徴に沿う最も広い範囲に適合することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 例示的な通信システムのブロック構成図。
【図２】 例示的な順方向リンク信号の構造を示す。
【図３】 送信端末における例示的なデータ処理方法のフローチャート。
【図４】 受信端末における例示的なデータ処理方法のフローチャート。
【図５】 図１に示す通信システムの詳細なブロック構成図。
【図６】 受信端末におけるパケット処理に対応するタイミングを示す図。
【図７】 例示的な逆方向リンク構造のブロック構成図。
【図８】 通信システムにおいて使用されるスロットタイミングに対するＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのタイミングを示す、逆方向リンクの例示的なタイミング図。

Claims (16)

1. 通信システムにおける装置であり、
   ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル上でＡＣＫ／ＮＡＫ情報を受信機へ送信するよう動作する送信機と、
   前記受信機が前記受信機により受信されたデータユニット内で一致するプリアンブルを検出したかどうかに基づき、前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルをゲート制御するチャネルゲート、ここで前記チャネルゲートは前記受信機が前記一致するプリアンブルの受信に失敗した場合に前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルの伝送を防止する、と、
   を具備した装置。
2. 前記データユニットは、データパケットを構成する一連のデータユニット内の最初のデータユニットである請求項１記載の装置。
3. 前記送信機は、
   前記ＡＣＫ／ＮＡＫ情報を変調するＢＰＳＫ変調器と、
   前記ＢＰＳＫ変調器の変調の結果をウォルシュカバーして、前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル上での伝送用のウォルシュカバーされたＡＣＫ／ＮＡＫ情報を生成する乗算器と、
   を含む請求項１記載の装置。
4. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルとデータレートコントロール／パイロットチャネルとを加算する加算器をさらに具備する請求項１記載の装置。
5. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルは、タイムスロットの一部分の継続時間にわたって使用される請求項１記載の装置。
6. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのスロットタイミングは、前記通信システムで使用されるスロットタイミングからスロットタイムの一部分だけスキューされる請求項１記載の装置。
7. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルは、前記通信システムで使用されるスロットタイミングの前にスロットタイムの一部分により送信される請求項１記載の装置。
8. 前記送信機からの伝送のために前記加算器の結果を拡散するよう動作する逆方向チャネル拡散器をさらに備えた請求項４記載の装置。
9. 通信システムにおける方法であって、
   ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル上でＡＣＫ／ＮＡＫ情報を受信機へ送信し、
   受信されたデータユニット内で一致するプリアンブルが検出されたかどうかに基づき、前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルをゲート制御する、ここで前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのゲート制御は前記受信機が前記一致するプリアンブルの受信に失敗した場合に前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルの伝送を防止することを含む、こと、
   を有する方法。
10. 前記データユニットは、データパケットを構成する一連のデータユニット内の最初のデータユニットである請求項９記載の方法。
11. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネル上の前記ＡＣＫ／ＮＡＫ情報の伝送は、タイムスロットの一部分の継続時間にわたって使用される請求項９記載の方法。
12. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルのスロットタイミングは、前記通信システムで使用されるスロットタイミングからスロットタイムの一部分だけスキューされる請求項９記載の方法。
13. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルは、前記通信システムで使用されるスロットタイミングの前にスロットタイムの一部分により送信される請求項９記載の方法。
14. ＢＰＳＫ変調方式に従って前記ＡＣＫ／ＮＡＫ情報を変調し、
    ウォルシュカバーをするために前記変調の結果をウォルシュ符号で乗算してウォルシュカバーされたＡＣＫ／ＮＡＫ情報を生成すること、
    をさらに有する請求項９記載の方法。
15. 前記ＡＣＫ／ＮＡＫチャネルとデータレートコントロール／パイロットチャネルとを加算することをさらに有する請求項９記載の方法
16. 伝送のために前記加算の結果を拡散することをさらに有する請求項１５記載の方法。

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