JPH1075209A - 可変レートでワイアレス通信を行う方法 - Google Patents
可変レートでワイアレス通信を行う方法Info
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- JPH1075209A JPH1075209A JP9134999A JP13499997A JPH1075209A JP H1075209 A JPH1075209 A JP H1075209A JP 9134999 A JP9134999 A JP 9134999A JP 13499997 A JP13499997 A JP 13499997A JP H1075209 A JPH1075209 A JP H1075209A
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- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
Abstract
となく、通信チャネルをさらに追加できるシステムを提
供する。 【解決手段】 本発明によれば新たなチャネルは、可変
レートのウォルシュ符号化のような可変レート符号化を
用いる。したがって、これらの新たな通信チャネルの割
当は、データの送信残りと受信機のエラーレートを監視
することにより、基地局で容易に管理することができ
る。
Description
関し、特にワイアレス通信システムで用いられる可変伝
送レートに関する。
対し、1個の通信チャネルを割り当てていた。このこと
により、例えばマルチメディアのようなアプリケーショ
ンにおいて、必要とされる高速データ通信に関して、通
信システムのフレキシビリティを制限してしまってい
る。その結果、複数の送信器と受信機を各通信チャネル
用に用いて、これにより高価で複雑な通信システムを形
成している。
的は、余分な送信器あるいは受信機を必要とすることな
く、通信チャネルをさらに追加できるシステムを提供す
るものである。
ャネルは、可変レートのウォルシュ符号化のような可変
レート符号化を用いて得ることができる。したがって、
これらの新たな通信チャネルの割当は、データの未送信
量(backlog) と受信機のエラーレートを監視すること
により、基地局で容易に管理することができる。
ロック図である。同図において、ワイアレス基地局10
は送信器12と受信機14とを有する。この送信器12
は、ソース16,18,20からデータを受信する。ソ
ース16,18,20からのデータは、異なる速度(レ
ート)でもって到達し、そしてそれはバーストタイプで
ある。送信器12は、このデータを受信し、それを適当
なユーザに送信する。ソース16,18,20からのデ
ータをエラスティックバッファ22,24,26がそれ
ぞれ受信する。このエラスティックバッファ22,2
4,26はデータをある速度(レート)でもって受信さ
せ、それをバッファから異なるレートでもって取り出
す。このようなバッファは、例えばFIFOのようなデ
バイスを用いて実現できる。
からの出力は、それぞれ符号化/インタリービング回路
36,38,40に送られる。これらの符号化回路は、
順方向エラー修正フォアードエラーコレクション(FE
C)のような符号化機能を実行する。そして同時にまた
ブロックインタリービングあるいは畳み込みインタリー
ビングのようなインタリーブ機能も実行する。ある種の
符号化と、インタリービングがこれらの回路により実行
される。いずれにしてもこの符号化とインタリービング
は公知の技術である。
8,40の出力は、それぞれ可変レートウォルシュ符号
化装置28,30,32が受信する。このウォルシュ符
号化器は、制御装置34により制御される。この制御装
置34は、エラスティックバッファ22,24,26の
状態を監視し、オーバフローの状況が発生しつつあるか
否かを決定する。このオーバフローの状態が発生する
と、制御装置34は適切な可変レートウォルシュ符号化
器に対し、ある特定のバッファに対する符号化レートあ
るいはチャネルの数を増加するよう支持する。
ーバフロー状態を回避する。さらにまた制御装置34
は、バッファを監視してバッファ内にデータの未送信量
が少ないかを決定する。バッファ内に含まれるデータが
少ない場合には、制御装置34は適切な可変レートウォ
ルシュ符号化器に対し、他のユーザに追加のチャネルを
明け渡すために、バッファに与えられる符号化レートあ
るいはチャネル数を減少させる。この制御装置34は、
マイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータ等のデ
バイスにより実行される。
0,32の出力は、それぞれ変調/拡散装置42,4
4,46が受信する。この変調/拡散回路は公知のもの
である。例えばQPSK,OQPSK(オフセットQP
SK)のような変調あるいは直交変調は、変調/拡散装
置42,44,46で実行される。この拡散機能は、P
N(疑似ノイズ)シーケンスを用いて実行される。この
変調/拡散回路の出力は、結合器48が受信する。この
結合器48は、変調/拡散装置42,44,46からの
出力を加算する。これは公知技術である。この加算は複
合加算である。結合器48の出力は、RF回路50が受
信し、そしてこのRF回路50は、公知技術に係る。そ
の後RF回路50の出力はアンテナ52を介して伝送さ
れる。
動体(携帯電話)からの送信をアンテナ70を介して受
信する。アンテナ70は、この信号をRF回路72に送
り、そしてこのRF回路72はさらに信号を復調/脱拡
散装置74,76,78に送る。RF回路72と復調/
脱拡散装置74,76,78は、公知の装置である。復
調/脱拡散装置74,76,78の出力をバッファ9
2,94,96がそれぞれ受信する。これらのバッファ
は、FIFOを用いて実現されたエラスティックバッフ
ァでもよい。
タ宛先98,100,102にそれぞれ送られる。バッ
ファ92,94,96の出力は、制御装置34により監
視される。制御装置34に監視されるデータの一部は、
ユーザにより送信されたエラーデータを含んでいる。制
御装置34は、このデータを用いてユーザに送られてい
る現在の送信データは、許容可能なエラー率を含んでい
るかを決定する。そしてこのエラー率が高い場合には、
送信レートを下げる。
タ宛先(データ受信機)とは、例えば公衆電話交換網あ
るいはケーブルテレビネットワークのような別の通信シ
ステムの1部でもよい。送信器と受信機は、3つの基本
データパスを有する。そしてこの3本のパスは、単なる
説明のためであり、これ以上のパスの数あるいはこれ以
下のパスの数を具備してもよい。
送受信を行うユーザ受信機120を表すブロック図であ
る。ユーザ受信機120は、アンテナ122でデータを
受信し、この信号をアンテナ122からRF回路124
に流す。RF回路124の出力は、RAKE受信機12
6に送られる。このRAKE受信機126は、脱変調と
脱インタリーブの機能を実行する。RF回路124とR
AKE受信機126は、公知の装置である。RAKE受
信機126の出力は、ウォルシュ脱拡散装置128に送
られる。このウォルシュ脱拡散装置128は、ウォルシ
ュ復号化器130,132,134の入力に接続され
る。
4は、脱インタリーバ/復号化器136,138,14
0にそれぞれ接続される。この脱インタリーバと復号化
装置とは公知の装置である。脱インタリーバ/復号化器
136,138,140の出力は、エラーチェック装置
142,144,146に送られる。このエラーチェッ
ク装置は、巡回冗長チェックコード(cyclic redundanc
y check codes(CRC))またはパリティチェックを
用いてフレームのエラーチェックを行う。
146の出力は、選択装置148に送られる。この選択
装置148は、フレームに関連したエラーを有さないエ
ラーチェック装置の出力点で生成されたフレームを選択
する。その後選択装置148は、このフレームをユーザ
受信機120の他の構成要素に送り、そこで表示処理し
たり、あるいは他の用途に用いられる。
スは、異なる符号化レートを有する。例えばウォルシュ
復号化器130は、最大のウォルシュレートでもって符
号化されたデータストリームを復号化する。そしてウォ
ルシュ復号化器132は、最大ウォルシュデータレート
の半分のレートでもって符号化されたデータを復号化す
る。ウォルシュ復号化器134は、最大ウォルシュ符号
化レートをRで割ったレートでもって符号化されたデー
タを復号化する、ここでRは、ベースレートBの最大予
測倍数である。
0ビットである。異なるデータパスが、後で復号化され
る各符号化レートに対し具備される。例えば本明細書で
は、3本のデータパスが示されているが、これ以上の数
あるいはこれ以下の数のデータパスを具備することも可
能である。
チェック装置によりモニタされる。送信器により符号化
されたデータのレートに基づいて、復号化パスの1つの
みがエラーのないフレームを生成することができる。そ
の結果ユーザ受信機120は、符号化レートコードが何
であったかを予め知る必要はなく、ユーザ受信機120
は全ての可能なレートでもって復号化し、この出力のう
ちエラーのない出力をピックアップすればよい。
選択装置148から収集する。このエラーデータは、例
えば全てのエラーチェック装置がエラーをいつ検出した
か、あるいはどのくらいの数の連続したフレームがエラ
ー情報を有しながら受信したかのような情報を含む。こ
の情報は、多重化装置152に送られ、さらにワイアレ
ス基地局10に送られる。ワイアレス基地局10に送ら
れる追加情報は、信号対ノイズ比(SNR)測定装置1
54により受信される。
は、RAKE受信機126からの信号強度のような情報
を用いて受信機におけるSN比の平均と分散を測定す
る。この情報は多重化装置152に送られ、さらにワイ
アレス基地局10に送られる。さらにまたユーザ受信機
120はデータソース156を有し、このデータソース
156はワイアレス基地局10へ伝送するためのデータ
を生成する。データソース156からのデータは、公知
の装置であるエンコーダ/インタリーバ装置158に送
られる。
の出力は多重化装置152に送られる。この多重化装置
152の出力は変調/拡散装置160に与えられ、そし
てこの変調/拡散装置160は、その出力をRF回路1
62に送る。RF回路162からの信号はアンテナ16
4に送られ、そして最終的にワイアレス基地局10に送
られる。エンコーダ/インタリーバ装置158と変調/
拡散装置160とRF回路162とは従来公知の装置で
ある。
列のウォルシュ行列式を表す。n行n列のウォルシュ行
列式と、2n行2n列の行列式との間の関係は、循環関
係にあり、これを用いてより大きなウォルシュ行列式を
容易に生成できる。例えば、4行4列のウォルシュ行列
式を生成するためには、2行2列のウォルシュ行列式を
4行4列のウォルシュ行列式の左上と、右上と、左下に
挿入する。そしてさらに2行2列のウォルシュ行列式の
符号を反転したものを、4行4列のウォルシュ行列式の
右下に挿入する。行列式の符号を反転したものは、行列
式の各要素の論理反転をとることにより形成される。図
4は、この4行4列のウォルシュ行列式を表す。
のブロック図である。バッファからのデータを直列並列
変換装置200が受信する。この直列並列変換装置20
0は、ベーシックレートBで受信したデータをベーシッ
クレートBをMで割ったM個の直列データストリームに
変換する。直列並列変換装置200からのM個のデータ
ストリームを用いて、ウォルシュ行列変調器202を変
調する。ウォルシュ行列変調器202内のウォルシュ行
列式は、M×Mの大きさでウォルシュ行列生成器204
によりウォルシュ行列式間の繰り返し関係を用いて生成
される。
とウォルシュ行列生成器204に値Mを送信する。ウォ
ルシュ行列変調器202の出力は、M個の並列ウォルシ
ュ符号化データストリームであり、これらは結合器20
6で結合され、このデータストリームをウォルシュチッ
プベースで加える。このウォルシュチップは、ウォルシ
ュシーケンスの個々の要素として考えることができる。
結合器206の出力は、拡散器208に与えられ、この
拡散器208は結合されたデータストリームとデータを
受信すべき特定のユーザに割り当てられたウォルシュシ
ーケンスとを乗算する。
ンスの数は、NをMで割った値であり、ここでNは特定
の基地局に割り当てられたウォルシュシーケンスの全数
であり、Mはユーザに割り当てられたチャネル数即ちウ
ォルシュ行列変調器202により受信中の直列並列変換
装置200からのデータストリームの数である。
ータをウォルシュ行列変調器202内のウォルシュ行列
式を変調する方法を示す。並列データワードD1,D2
を用いてウォルシュ行列式W4 を変調する。各データワ
ードは、それぞれが各4個のチップを含む4個のデータ
ストリームを生成する。データワードD1は、チップセ
ット1を生成し、データワードD2は、チップセット2
を生成する。
行列式W4 の第1列をその列の各要素を反転することに
より変調する。各要素はデータワード1のビット1は、
−1であったので反転される。その結果データワード1
のビット1により生成された4個のチップは全て−1で
ある。同様にデータワード1のビット2は、ウォルシュ
行列W4 の第2列を変調する。ビット2は、+1であっ
たので第2列の要素は、反転されず、そのためチップセ
ット1の第2列の4個のチップを生成する。
ータワード1の各ビットは、ウォルシュ行列式W4 の各
列を並列して変調し、チップセット1の4個の列を並列
して生成する。データワード1により変調された後、ウ
ォルシュ行列式W4 はその後データワード2により変調
される。このプロセスは、直列並列変換装置200から
の各出力に対して継続して行われる。
られたウォルシュ行列式のサイズと、直列並列変換装置
200により生成された出力の数は、値Mを可変レート
ウォルシュ符号化器に対し特定すると制御装置34で変
更できる。この値Mは、可変レート符号化器に与えるバ
ッファ内に蓄えられているデータの未送信量と、ユーザ
受信機120により通知されたエラー率に基づいて変更
される。
行列生成器204と結合器206と拡散器208とは、
適当にプログラムされたデジタルプロセッサを用いて実
現できる。本発明の実施例は、ウォルシュ行列変調器2
02,ウォルシュ行列生成器204,結合器206の機
能を実行するために高速ハダマード変換(Fast Hadamar
d Transform(FHT)) を用いる。
ュ脱拡散装置128により実行される機能を表す。この
ウォルシュ脱拡散装置128は、RAKE受信機126
から信号を受信し、その入力信号を乗算器240でもっ
て、ユーザ受信機120に割り当てられたウォルシュシ
ーケンスを用いて脱拡散する(拡散を戻す)。乗算器2
40の出力は、積分器/ダンプ回路244に与えられ
る。積分器246は、乗算器240からの信号をTをR
で割った値の時間の間積分する。ここでTは、ウォルシ
ュシーケンスの持続時間である。このウォルシュシーケ
ンスの持続時間は、ユーザ受信機120に割り当てられ
たウォルシュシーケンス全体を送信あるいは受信するの
に必要な時間である。
手段を与えるために、異なるウォルシュシーケンスを各
ユーザ受信機120に割り当てる。例えば、Tは52μ
秒のオーダであり、Rは予測されるベーシックレートB
の最大乗数である。時間間隔の終了時、即ちTをRで割
った値の時に積分器246の出力はサンプル/ホールド
回路248を用いてサンプリング処理される。この積分
器とサンプル/ホールド回路は公知の回路である。
2,134を表す。サンプル/ホールド回路248から
の出力を加算器260,262,264が受信する。加
算器260はサンプル/ホールド回路248からの1個
のサンプルの間の和を生成する。加算器262は、サン
プル/ホールド回路248からの2個のサンプルの間の
和を生成する。加算器264はサンプル/ホールド回路
248からのR個のサンプルに亘って和を生成する。加
算器260,262,264の出力を直列並列変換器2
66,268,270が受信する。
逆変換器272により受信されたR個の並列出力を生成
する。ウォルシュ行列逆変換器272は、R×Rのウォ
ルシュ符号化マトリックスの逆プロセスを実行し、最初
に符号化されたデータシーケンスを再生する。本実施例
では、この機能を実行するためにRポイントの高速ハダ
マード変換(FHT)を用いる。このRポイントのFH
Tは、公知である。その後この復号化されたデータシー
ケンスは、脱インタリーバ/復号化装置に送られる。
の並列データストリームからなり、これはウォルシュ行
列逆変換器274に与えられる。このウォルシュ行列逆
変換器274は、R/2×R/2のウォルシュ符号化行
列式の逆プロセスをウォルシュ行列逆変換器272と同
様な方法により実行する。ウォルシュ行列逆変換器27
4の出力は、脱インタリーバ/復号化装置に与えられ
る。直列並列変換器270の出力は、1×1の行列式で
あるウォルシュ行列逆変換器276に与えられる1個の
データストリームである。(この場合において、ウォル
シュ変換マトリックスはa1である。)ウォルシュ行列
逆変換器276の出力は、脱インタリーバ/復号化装置
に与えられる。
ートの各々に対し具備される。加算器260と直列並列
変換器266とウォルシュ行列逆変換器272に関連す
るウォルシュ復号化器130は、最高のデータレートで
もって復号化する。他のウォルシュ復号化装置は、より
遅いデータレートでもって復号化し、これは通常2の累
乗でわり算される最大レートである。この場合、最低の
データレートは、最大のデータレートをRで割った値で
ある。ここでRは、ベースレートBの最大予測倍数であ
る。ウォルシュ復号化装置は、1個のDSPあるいは数
個のDSPを用いて実行できる。
信器あるいは受信機を必要とすることなく、通信チャネ
ルをさらに追加できるシステムを提供するものである。
したがって、これらの新たな通信チャネルの割当は、デ
ータの未送信量と受信機のエラーレートを監視すること
により、基地局で容易に管理することができる。
図
ロック図
態を表す図
Claims (5)
- 【請求項1】 可変レートでワイアレス通信を行う方法
において、 (A) 送信されるべきデータの未送信量を監視するス
テップと、 (B) データの未送信量が第1しきい値を越えたとき
に、符号化レートを増加することにより、データ伝送レ
ートを増加するステップと、 (C) データの未送信量が第2しきい値を越えたとき
に、符号化レートを減少することにより、データ伝送レ
ートを減少するステップとからなることを特徴とする可
変レートでワイアレス通信を行う方法。 - 【請求項2】 前記(B),(C)のステップは、ウォ
ルシュ符号化レートを変化させることを特徴とする請求
項1の方法。 - 【請求項3】 可変レートでワイアレス通信を行う方法
において、 (A) 送信されるべきデータの未送信量を監視するス
テップと、 (B) 第1ウォルシュ行列を用いて伝送用データを符
号化するステップと、 (C) データの未送信量が第1しきい値を越えたとき
に、符号分割多重化チャネルの数を変化させることによ
り、データ伝送レートを変化させるステップとを有する
ことを特徴とする可変レートでワイアレス通信を行う方
法。 - 【請求項4】 前記(C)のステップは、 (C1) データの未送信量が第1しきい値を越えたと
きに、符号分割多重化チャネルをさらに追加することに
より、データ伝送レートを増加させるステップと、 (C2) データの未送信量が第2しきい値を越えたと
きに、符号分割多重化チャネルを取り除くことにより、
データ伝送レートを減少させるステップとを有すること
を特徴とする請求項3の方法。 - 【請求項5】 前記(C1)のステップは、前記第1ウ
ォルシュ行列よりも高次のウォルシュ行列である第2ウ
ォルシュ行列を用いて伝送用データを符号化し、 前記(C2)のステップは、前記第1ウォルシュ行列よ
りも低次のウォルシュ行列である第3ウォルシュ行列を
用いて伝送用データを符号化することを特徴とする請求
項4の方法。
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