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課題

本発明は単一媒体を通じて同期されている複数の通信チャネル共存する有線無線通信システム直交符号ホッピング方式による統計的多重化方法及び装置に関する。

解決手段

本発明は、第1通信局と、直交符号ホッピングパターン発生器,前記直交符号内の該対応する交符号シンボルを選択するための拡散装置,直交符号シンボル衝突可否監視し、衝突区間での第2通信局への送信データシンボルが一致するか否かを比較する衝突比較器及び制御器ホッピングパターンの衝突及び伝送データシンボル不一致によって伝送を中断するユニット,及び平均受信エネルギー損失補償するための送信電力制御部を含む複数の第2通信局とで構成されたシステムである。

概要

背景

概要

本発明は単一媒体を通じて同期されている複数の通信チャネル共存する有線無線通信システム直交符号ホッピング方式による統計的多重化方法及び装置に関する。

本発明は、第1通信局と、直交符号ホッピングパターン発生器,前記直交符号内の該対応する交符号シンボルを選択するための拡散装置,直交符号シンボル衝突可否監視し、衝突区間での第2通信局への送信データシンボルが一致するか否かを比較する衝突比較器及び制御器ホッピングパターンの衝突及び伝送データシンボル不一致によって伝送を中断するユニット,及び平均受信エネルギー損失補償するための送信電力制御部を含む複数の第2通信局とで構成されたシステムである。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
4件

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請求項1

帯域拡散通信ステムにおける直交符号ホッピング多重化通信方法において、第1通信局から第2通信局への通信チャネルを直交符号ホッピング多重化通信によって統計的多重化するステップを含むことを特徴とする直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項2

前記第1通信局から複数の第2通信局へのチャネルが、直交性を用いてチャネルを識別するために同期されていることを特徴とする請求項1に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項3

前記第1通信局から第2通信局へのチャネルを直交符号ホッピングパターンを用いて識別するステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項4

前記第1通信局から第2通信局へのチャネルを直交符号ホッピングパターンを用いて識別するステップを更に含むことを特徴とする請求項2に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項5

前記直交符号はアダマール(Hadamard)符号であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項6

前記直交符号は可変拡散係数符号(Variable Spreading Factor Code)であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項7

前記直交符号はゴールド符号であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項8

前記直交符号ホッピングパターンを前記第2通信局に専用で割り当てるステップを更に含むことを特徴とする請求項3及び4の一つに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項9

通信の開始に際して前記直交符号ホッピングパターンが前記第2通信局に前記第1通信局から割り当てられ、通信の終了に際して前記第2通信局が前記直交符号ホッピングパターンを返還することを特徴とする請求項3及び4の一つに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項10

前記チャネル中で低い伝送データ活性度を有するチャネルに対して前記直交符号ホッピング多重化を行なうステップを更に含むことを特徴とする請求項3及び4の一つに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項11

前記第2通信局の送信電力を制御するための命令を前記第1通信局の別個共用電力制御チャネルを使用して伝送するステップを更に含むことを特徴とする請求項3及び4の一つに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項12

前記共用電力制御チャネル内の各第2通信局の送信電力制御命令時間多重化されており、ホッピングパターン衝突防止のために耐衝突性のホッピングパターンを使用することを特徴とする請求項11に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項13

前記耐衝突性のホッピングパターンは符号分割多重化方法と同様の固定的な直交符号シンボル割り当てを含むことを特徴とする請求項12に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項14

統計的多重化のための前記直交符号ホッピングパターンはランダムに発生されることを特徴とする請求項3及び4の一つに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項15

ランダムなホッピングパターンは疑似雑音(Pseudo-noise)シーケンス発生器を使用して発生されることを特徴とする請求項14に記載の直交符号ホッピング多重化方法

請求項16

前記統計的多重化のための複数の直交符号ホッピングパターンは前記第1通信局の送信データレートに従って前記第2通信局の一つに割り当て可能であることを特徴とする請求3及び4の一つに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項17

前記直交符号多重化通信において各直交符号ホッピングパターンは独立的にホップすることを特徴とする請求項16に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項18

前記直交符号多重化通信において直交符号ホッピングパターンは相互に衝突が発生しないようにホップすることを特徴とする請求項16に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項19

前記直交符号ホッピングパターンはフレーム単位周期的に反復されることを特徴とする請求項3及び4の一つに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項20

前記フレーム単位はチャネルエンコードを基準として独立したデータ単位であることを特徴とする請求項19に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項21

前記第1通信局がランダムな直交符号ホッピングパターンが原因で発生するホッピングパターン衝突を予め検出することにより、対応する被拡散データシンボルを伝送しないことを特徴とする請求項14に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項22

全てのデータシンボルが同一である場合に前記データシンボルを伝送するために、ランダムな直交符号ホッピングパターンが原因で発生するホッピングパターン衝突時点の被拡散データシンボルを比較するステップを更に含むことを特徴とする請求項14に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項23

データシンボルが同一でない場合に前記データシンボルを伝送しないために、ランダムな直交符号ホッピングパターンが原因で発生するホッピングパターン衝突時点の被拡散データシンボルを比較するステップを更に含むことを特徴とする請求項14に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項24

ホッピングパターン衝突時点の被拡散データシンボルの不一致のために伝送されないデータシンボルの次のデータシンボルの送信電力を増加させるステップを更に含むことを特徴とする請求項23に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項25

送信電力がシステムパラメーターによって与えられる期間にわたってシステムパラメーターによって与えられる量だけ増加されることを特徴とする請求項24に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項26

前記二つのシステムパラメーターは伝送されない被拡散データシンボルの位置の関数であることを特徴とする請求項25に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項27

二つのシステムパラメーターは少なくとも“0”であることを特徴とする請求項26に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項28

ホッピングパターンが衝突したチャネルの第1通信局の送信アンテナビーム重畳されていて前記第2通信局チャネルデコードプロセスで深刻なエラーが発生する可能性がある場合に限って、前記ホッピングパターン衝突が防止されることを特徴とする請求項21乃至請求項27のいずれかに記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項29

パイロット信号が、前記複数のチャネルの初期同期ゲイン及び追跡と、位相歪補償による複数のチャネルの同期デコードとのために使用されることを特徴とする請求項28に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項30

前記パイロット信号は衝突による位相歪補正能力損失を防ぐために耐衝突性のホッピングパターンを使用することを特徴とする請求項29に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項31

前記耐衝突性のホッピングパターンは、符号分割多重化方法と同様の固定的な直交符号シンボル割り当てを含むことを特徴とする請求項30に記載の直交符号ホッピング多重化通信方法。

請求項32

第1通信局と第2通信局とを含む帯域拡散通信システムの送信機において、チャネルを符号化するためのチャネル符号器と、直交符号ホッピングパターンを発生するためめの直交符号ホッピングパターン発生器と、前記ホッピングパターンに従って直交符号シンボルを発生する直交符号発生器と、前記ホッピングパターンの衝突を検出する直交符号衝突検出器とを備えたことを特徴とする帯域拡散通信システムの送信機。

請求項33

前記直交符号衝突検出器の出力に従って送信信号の伝送を遮断する遮断器を更に含むことを特徴とする請求項32に記載の送信機。

請求項34

前記直交符号衝突検出器は、ホッピングパターン衝突時点で対応する複数チャネルの被拡散データシンボルのすべてが同一であるか否かを比較する被拡散データシンボル比較器を含み、前記遮断器は、前記被拡散データシンボル比較器の比較結果と対応する被拡散データシンボルとがすべて一致しない場合に送信信号の伝送を遮断するようにしてあることを特徴とする請求項33に記載の送信機。

請求項35

第1通信局と第2通信局とを含む帯域拡散通信システムの受信機において、チャネルをデコードするためのチャネルデコーダと、直交符号ホッピングパターンを発生するための直交符号ホッピングパターン発生器と、前記ホッピングパターンに従って直交符号シンボルを発生する直交符号発生器とを備えたことを特徴とする帯域拡散通信システムの受信機。

請求項36

直交符号を使用する帯域拡散通信システムにおける帯域拡散通信システムにおいて、直交符号を、符号分割多重化のための第1の直交符号シンボルグループと、直交符号ホッピングによる統計的多重化のための第2の直交符号シンボルグループとに分割するステップを含むことを特徴とする帯域拡散通信方法

請求項37

通信中に高いデータ活性度を有するチャネルに対して前記第1の直交符号シンボルグループ内の直交符号シンボルを固定的に割り当てることにより符号分割多重化を行なうステップを更に含むことを特徴とする請求項36に記載の帯域拡散通信方法。

請求項38

低いデータ活性度を有するチャネルに対して前記第2の直交符号シンボルグループ内の直交符号シンボルのみを用いて直交符号ホッピングパターンに従って直交符号ホッピング多重化を行なうステップを更に含むことを特徴とする請求項36に記載の帯域拡散通信方法。

請求項39

前記直交符号は直交可変拡散係数符号であることを特徴とする請求項36に記載の帯域拡散通信方法。

請求項40

前記第1の直交符号シンボルグループを可変拡散係数に従ってツリー構造の階層的直交符号生成構造で一つの母符号から生成された複数の子符号で構成し、前記第2の直交符号シンボルグループを残りの直交符号シンボルで構成することを特徴とする請求項36乃至39のいずれかに記載の帯域拡散通信方法。

請求項41

前記符号分割多重化に用いられる第1の直交符号シンボルグループは、送信データレートに対応した可変拡散ゲインを有するように選択されることを特徴とする請求項36乃至39のいずれかに記載の帯域拡散通信方法。

請求項42

前記符号分割多重化に用いられる第1の直交符号シンボルグループは、送信データレートに対応した可変拡散ゲインを有するように選択されることを特徴とする請求項40に記載の帯域拡散通信方法。

請求項43

前記直交符号多重化のためのチャネルは固定データレートを有し、第2の直交符号シンボルグループ内で同一の拡散係数を有する直交符号シンボルを選択するステップを更に含むことを特徴とする請求項36乃至39のいずれかに記載の帯域拡散通信方法。

請求項44

前記直交符号ホッピング多重化のためのチャネルは固定されたデータレートを有し、第2の直交符号シンボルグループ内で同一の拡散係数を有する直交符号シンボルを選択するステップを更に含むことを特徴とする請求項40に記載の帯域拡散通信方法。

0001

本発明は、単一媒体を通じて同期されており、低いデータ活性度を有する複数の通信チャネル共存する有線無線通信システムにおいて、直交符号ホッピング方式によって前記チャネルを統計的に多重化する方法及び装置に関する。より詳しくは、本発明は、第1通信局と、この第1通信局と同期されている複数の第2通信局とで構成されたシステムにおいて、第1通信局は各第2通信局へのチャネルを直交符号ホッピングパターン識別し、第2通信局の直交符号パターンランダムに決定され、異なるチャネルのホッピングパターン内の直交符号シンボルがある瞬間において一致するかもしれないため(以後、上述の直交符号シンボルの一致を「ホッピングパターン衝突」という)、システムが、衝突に関係した第1通信局の全ての送信チャネルに関して送信データシンボルを調べ、他のチャネルと一致しないデータシンボルを送信しようとするチャネルがあれば、対応するデータシンボル区間オフさせる。関連する全てのチャネルの損失データの平均ビットエネルギーを補うために、通信プロトコルによって規定された区間にわたって、規定された量だけデータシンボルの伝送がオフされた全てのチャネルの送信電力を増加させる多重化方法及び装置に関する。

0002

本発明の実施例に対する具体的な説明は無線による通信通信システムに基づいているが、しかし本発明で提案する統計的多重化方式は有線通信のみならず、有線通信システムにもそのまま適用することができる。

0003

本発明においてどの部分または概念発展させられ、または改良されたかを従来技術と比較して明らかにすべく、既に供用されている通信通信システムIS−95に基づいて説明する。

0004

本発明での第1通信局及び第2通信局は、従来のシステムの基地局及び移動局に相当する。一つの第1通信局は複数の第2通信局と通信し、本発明は第1通信局から第2通信局に向かって直交性を有する同期化されたチャネルグループを適用することができる統計的多重化を提案する。次世代移動通信システムであるIMT−2000(International Mobile Telecommunicatins-2000)の候補技術の一つである符号分割多元接続(CDMA:Code Division multiplexing Access)2000方式に適用される擬似直交符号(QOC:Quasi-Orthogonal Code)のように、各チャネルグループに対してのみ直交性が維持されるシステムに対して、本発明は各チャネルグループに対して独立的に実施することができる。また、セクタアンテナまたはスマートアンテナシステムのように第1通信局のチャネルを同一の送信アンテナビームを有するチャネルグループに分類した場合に、本発明は各チャネルグループ内で独立的に実施可能である。

0005

従来のIS−95システムで適用されているOCDM(直交符号分割多重化)による通信方式は、コール確立に際して直交符号間で割り当てられていない直交符号シンボルを第1通信局が一つの第2通信局に割り当て、割り当てられていた直交符号シンボルをコールの解除に際して第2通信局が第1通信局に返還することにより、他の第2通信局がその直交符号シンボルを使用することができるようになる。

0006

従来技術の説明において、本発明の説明における同一機能を有する部分は同一の参照番号を使用する。

0007

図1は従来技術及び本発明双方のシステムを示している。図示されているように、第1通信局101から第2通信局111, 112, 113への各通信チャネル121, 122, 123は直交性が維持されて同期化されている。

0008

図2aは従来技術及び本発明の実施例で共通な要素に対応する第1通信局の送信機の構成を示している。図2bは従来技術のトラフィックチャネルに対する第1通信局の送信機の構成を示している。

0009

パイロットチャネル200は、図1の第2通信局での初期同期検出、追跡及び同期復号のための基準信号として使用される。パイロットチャネル200は、第1通信局がカバーする領域内の全ての第2通信局により共用される。図2aに示すように、パイロットチャネル200は、チャネル符号化及びチャネルインタリービングを通らずに、公知のパターンを有するシンボルを伝送することによって、同期復号に対する位相基準を提供する。

0010

同期チャネル210はパイロットチャネル200と同様に、第1通信局がカバーする領域内の全ての第2通信局へ一方的に伝送される放送チャネルである。第1通信局は、第2通信局が共通に必要とする情報(たとえば、視覚情報、第1通信局の識別子等)を同期チャネル210を通じて第2同期チャネル210へ伝送する。同期チャネル210からのデータは、畳み込みエンコーダ214、シンボルレート調整のためのレピータ216、バーストエラー訂正するためのブロックインタリーバ218、伝送データシンボルレートを合わせるためのレピータ219を経て、図3に示すと共に後述する拡散及び変調部へ伝送される。

0011

ページング呼出し)チャネル220は、第2通信局への着信メッセージがあった場合、または第2通信局の要求に対する応答のために使用される共用チャネルである。ページングチャネル220は、複数の存在が可能である。ページングチャネルへ伝送されたデータは畳み込みエンコーダ224、シンボルレピータ226及びブロックインタリーバ228を経て、長符号マスク230により生成された長符号発生器232の出力と共に排他的論理和ゲート236を通過する。排他的論理和ゲート236を通過したデータはその後、図3の拡散及び変調部へ伝送される。

0012

図2bのトラフィックチャネル240は、コールが終了するまでの使用のために、各第2通信局に独占的に割り当てられるチャネルである。各第2通信局へ送信すべきデータがある時、第1通信局はトラフィックチャネル240を通じてデータを送信する。トラフィックチャネル240からのデータは、特定の単位時間、即ちフレーム(IS−95では20ms)でエラー検査するために、巡回冗長検査CRC:Cyclic Redundancy Check) 241を通過する。全ビットが”0”の終止ビット242がトラフィックチャネルに挿入され、CRC241を通過したデータはフレーム単位での独立的なチャネル符号化を保証するために畳み込みエンコーダ244を通過する。データは、その後、伝送データレートに応じた伝送データシンボルレートに合わせるためにシンボルレピータ246を通過する。シンボルレピータ246を通過した後、データはバーストエラーをランダムエラーに変換するためにブロックインタリーバ248を通過する。ブロックインタリーバ248を通過したデータは、各第2通信局に割り当てられたエレクトリックシリアルナンバESN)により発生された長符号マスク250を使用して、長符号発生器232の出力をデシメータ234でデシメーションした擬似ノイズ(PN)シーケンスを使用してスクランブラ256によりスクランブルされる。PCB(Page Control Block) 位置抽出器258は、デシメータ234でデシメーションされたPNシーケンス中に、第2通信局から送信電力を制御するための命令が挿入された位置を抽出する。穿孔及び挿入器260は、スクランブラ256でスクランブルされたデータシンボル中からPCB位置抽出器258によって抽出された電力制御命令の挿入位置に対応するデータシンボルを穿孔し、電力制御命令を挿入し、その後に電力制御命令を図3の拡散及び変調部へ伝送する。

0013

図3a,図3b,図3cは従来技術による拡散及び変調部の実施例を示している。

0014

図3aは、IS−95方式に共通に使用されるデータ変調方式としてのBPSK(Binary Phase Shift Keying)に対応している。図3bは、図3aに比して2倍のデータを伝送するためのデータ変調方式としてのQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相シフトキーイング) を採用した拡散及び変調部を示している。

0015

図3bはIMT−2000の候補技術の一つであるCDMA2000を採用している。図3cは、IMT−2000の候補技術の一つであるCDMA2000に使用されるQOC(Quasi-Orthogonal Code)を用いた場合の拡散及び変調部を示している。図3において、信号変換器310, 326, 330, 346, 364は論理信号”0”及び”1”を実際に伝送されるべき物理信号”+1”及び”‐1”に変換する。図2の各チャネルは、信号変換器を通過し、次にウォルシュ(Walsh)符号発生器362の出力によって拡散器312, 332で拡散される。各チャネルの送信電力は増幅器314, 334で調整される。第1通信局の全てのチャネルは各チャネルに固定的に割り当てられているウォルシュ符号発生器362の直交ウォルシュ関数によって拡散器314, 334で拡散される。これらのチャネルは増幅器314, 334で増幅された後、QPSK拡散及び変調器318, 338を通過する。QPSK拡散及び変調器318, 338で拡散変調された信号はローパスフィルタLPF)320, 340を経て、送信帯域遷移させるために乗算器322,342で搬送波が乗じられる。搬送波が乗じられた信号は無線通信部を経た後、図示されていないアンテナへ伝送される。

0016

図3bは図2で発生された信号をBPSKではなくQPSKへ伝送するために、異なる情報がデマルチプレクサ390を通じて同位相チャネルと4相チャネルとに搬送される点を除いて、図3aと同一である。デマルチプレクサ390及び信号変換器310, 330を使用することは、QPSKのみならずQAM(Quadrature Amplitude Modulation:直交振幅変調) をも可能にする。

0017

図3cは、第1通信局から第2通信局へのチャネルを識別するためにQOCマスクを用いる場合を示している。異なるQOCマスクを使用する符号シンボルグループ内では直交性は維持されないが、同一のQOCマスクを使用する符号シンボルグループ内では直交性が維持される。従って、本発明は、直交性が維持される同一のQOCマスクを使用する直交符号シンボルグループに適用される。

0018

図4a,図4b,図4cは図2及び図3において生成された信号を、各チャネルに固定的に割り当てられた直交符号シンボルで拡散する従来技術による符号分割多重化方式に使用される信号を示している。パイロットチャネル410は固定的に割り当てられた直交ウォルシュ符号シンボルW#0によって拡散器412で拡散される。他のチャネルも対応するチャネルの活性度には拘わらず、固定的に割り当てられた直交ウォルシュ符号シンボルW#1,W#2,...,W#29,W#30,...W#63によって拡散される。伝送データ活性度が低いチャネル440, 450, 460のようなチャネルに対して固定的に直交符号シンボルを割り当てたとすると、限られた資源である直交符号の利用が100%に遠く及ばないことになる。

0019

図4bは被拡散データシンボルがいかにして直交符号によって拡散されるかを示す。参照番号471乃至477の白い部分は直交符号の一例であるウォルシュ符号の”0[ +1] ”を意味し、黒い部分は同じく”1[ −1] ”を意味している。

0020

図4cはOCDMにおいて直交符号シンボルが各チャネルに割り当てられることを示している。

0021

図5は従来技術による第1通信局の送信機に対応する第2通信局の受信機の構成を簡略に示している。図示するように、アンテナを通じて受信された信号は搬送信号を乗じるために乗算器510,530を、ベースバンド信号を発生するためにローパスフィルタ(LPFs)512, 532を、送信機で使用したPNシーケンスと同一のシーケンスで同期させるために短符号発生器520, 540を通過する。次に、信号は受信されたベースバンド信号を乗じるために乗算器514, 534を、次に伝送データシンボル区間にわたって信号を蓄積させるために逆拡散器516, 536を通過する。チャネル推定器550は、パイロットチャネルに割り当てられた直交符号シンボルであるベースバンド信号からパイロットチャネル成分のみを抽出することにより伝送チャネル推定する。位相補正器560は、推定された位相歪値を用いてベースバンド信号の位相歪を補正する。

0022

図6は、第2通信局から第1通信局への送信電力を制御する制御命令がページングチャネルと同様に挿入されてないチャネルに対する受信機の構成を示している。図5を参照すると、最大比率まで位相補償を終えた信号を最大比率結合器610, 612が結合する。図3bに示すように受信機がQPSKデータ変調を行なった場合、受信機は、マルチプレクサ614で信号を多重化し、軟判定部616で軟判定し、次にデシメータ624で長符号マスク620によって生成された長符号発生器622の出力をデシメーションし、次に軟判定部を通過した信号とデシメータ624でデシメーションした結果とを乗ずることにより、逆スクランブリングを行なう。本発明では、直交符号ホッピング多重化のための第2通信局の受信機の構成は図6の構成と同様である。同期チャネルに関しては、長符号を使用する逆スクランブリングプロセス620, 622, 626, 618はスキップされる。

0023

図7は、トラフィックチャネルと同様の、第2通信局から第1通信局への送信電力の制御のための制御命令が挿入された受信機の構成を示している。図示されているように、図5において位相補償まで終えた信号は最大比率結合器710, 712を通過する。図5に示すように、送信機がQPSKデータ変調をした場合には、同位相成分直交位相成分とをマルチプレクサ714で多重化する。抽出器740は、受信した信号の内から第1通信局から送信した電力制御命令に対応する信号成分を抽出する。抽出器740からの信号は次に硬判定部744を経て第2通信局の送信電力制御部へ伝送される。マルチプレクサ714で受信された信号の内の電力制御命令以外のデータシンボルは軟判定部742を通過する。デシメータ724は、第2通信局の識別子によって生成された長符号マスク720によって生成された長符号発生器722の出力をデシメーションする。軟判定部742からのデータシンボルは次にデシメータ724の結果と乗算器718で乗じられ、逆スクランブリングが行なわれる。

0024

図8は、図6及び図7信号処理を経た第1通信局からの受信信号を、ブロックデインタリーバ818, 828, 838及び畳み込みデコーダ814, 824, 834を経て復元する機能を示している。同期チャネル810の場合、シンボルレートを低下させるために、信号の蓄積によって軟判定部を通過した信号に対してシンボルレピータ219の逆プロセスであるシンボル圧縮サンプラ819で行なう。サンプラ819を経た信号はブロックデインタリーバ818を通過する。次に、サンプラ816は、信号がチャネルデコーダ814を通過する前に、シンボルレピータ216の逆プロセスであるシンボル圧縮816を行なう。シンボル圧縮された後の信号は、次に畳み込みデコーダ814を通過し、次に第1通信局から送信された同期チャネルを復元する。

0025

ページングチャネル820の場合、軟判定された信号はチャネルインタリービングのためにブロックインタリーバ828を通過する。チャネルインタリービングされた信号は、送信データレートに従って、シンボルレピータ226の逆プロセスであるシンボル圧縮のためにサンプラ826を通過する。シンボル圧縮された信号は、チャネルデコードのために畳み込みデコーダ824を通過し、これにより第1通信局から送信されたページングチャネルが復元される。

0026

トラフィックチャネル830の場合、軟判定された信号は送信データレートには拘わらず、チャネルデインタリービングのためにブロックデインタリーバ838を通過する。チャネルインタリービングされた信号は、シンボルレピータ246の逆プロセスである送信データレートに従ったシンボル圧縮のためにサンプラ836を通過する。畳み込みデコーダ834は、シンボル圧縮された信号をチャネルデコーダ834でチャネルデコードする。終止ビット除去器832は、フレーム単位の独立的な送信信号生成のための終止ビットを除去する。CRC831は、伝送データ部分に対して送信機と同様にCRCビットを生成し、チャネルデコード後の復元されたCRCビットとの比較によりエラーを検査する。二つのCRCビットが一致した場合、CRC831はエラーがないと判定し、次にトラフィックチャネルデータが復元される。送信機で20msのフレーム単位で送信データレートに対する情報を含んでいない場合には、第1通信局の伝送データレートを独立的にチャネルデインタリービングされた信号をチャネルデコードすること及びCRCビットを比較することによって決定できる。送信データレートを独立して送信するシステムは、データレートに対応するチャネルデコードプロセスを更に要求する。

0027

図1のように第1通信局から第2通信局へのチャネル間に直交性を維持するために、図3に示すようにコール確立の際に割り当てられる直交符号を固定的に使用して被拡散データシンボルを拡散する場合、図4aに参照番号440, 450, 460で示すデータのように総体的に低活性度の送信データに対しては、限られた資源である直交符号の効率的な利用は難しい。固定的に割り当てられた直交符号の活用度を増加させるためには、迅速なチャネル割り当て及び返還が要求される。しかしながら、より頻繁なチャネル割り当て及び返還のための制御信号情報を伝送した場合、限られた周波数資源の相当量データ伝送そのものよりも、データ伝送のための制御情報に使用されてしまう。更に、チャネル割り当て及び返還プロセスを迅速に行なうとしても、伝送されるべきデータが第1通信局へ到達した後から、チャネル割り当て(または、返還)メッセージの伝送及びこのメッセージに対する応答のために伝送されるまでバッファリングされなければならない。そのようなプロセスのための時間が長くなると、より以上の容量がバッファに必要になる。正常に伝送されたか否かのチェックが必要な情報は、再伝送のためにバッファリングされるべきである。しかし、正常に伝送されたか否かをチェックする必要がない情報を伝送する場合、たとえばデータグラム方式のような場合は、バッファ容量を減少させるために許容可能な範囲で遅延を最小化すべきである。

0028

従って、従来技術では、固定的に直交符号を割り当てていたため、直交符号とチャネルとは1対1の関係を有していたが、本発明では従来の方法にわずかの修正を行なうことにより、伝送データの活性度を考慮して、活性度が低いトラフィックは統計的に多重化することにより、限られた資源である直交符号の活用度を向上させ、不要なチャネル割り当て及び返還プロセスを除去することによってバッファ容量及びデータ伝送遅延時間を減少させることを目的とする。

0029

本発明は上述の従来技術の問題点を克服するためになされたものである。本発明の目的は、不必要な制御信号の伝送に起因する資源の浪費を削減し、時分割多重化に使用される第1通信局で要求されるバッファ容量を最小化し、直交性を維持する同期化されたチャネルの活性度が低い場合に直交符号ホッピング多重化という統計的多重化方法を使用して限られた資源を効率的に活用することによりデータ伝送遅延を減少させ、不必要なチャネル割り当て及び返還プロセスをスキップすることにより各送信機及び受信機のホッピングパターンに対応した拡散及び逆拡散を行なうことを目的とする。

0030

上述の目的を達成するために、本発明は直交符号ホッピング多重化通信によって第1通信局から第2通信局への通信チャネルのために統計的多重化を実行する帯域拡散通信システムでの直交符号ホッピング多重化通信の方法を提供する。

0031

第1通信局から複数の第2通信局へのチャネルは、直交性の使用によってチャネルを識別するために同期化することができる。

0032

また、本発明方法は、直交符号ホッピングパターンの使用によって第1通信局から第2通信局へのチャネルを識別するステップを更に含むことができる。

0033

上述の直交符号はアダマール(Hadamard)符号、可変拡散係数符号またはゴールド符号である。

0034

本発明方法は、直交符号ホッピングパターンを第2通信局に専用に割り当てるステップを含むことができる。

0035

通信の開始に際して直交符号ホッピングパターンが第1通信局から第2通信局へ割り当てられ、通信の終了に際して第2通信局がその直交符号ホッピングパターンを返還することが望ましい。

0036

本発明方法は、低伝送データ活性度を有するチャネルの内の一つのチャネルに対して直交符号ホッピング多重化を実行するステップを含むことができる。

0037

本発明方法は、第1通信局の分離された共用電力制御チャネルの使用によって、第2通信局の伝送電力を制御するための命令を伝送するステップを更に含むことができる。

0038

共用電力制御チャネルで各第2通信局の伝送電力制御命令は時間多重化可能であり、ホッピングパターン衝突を防ぐために耐衝突性のホッピングパターンを用いることができる。

0039

耐衝突性のホッピングパターンは、符号分割多重化と同様の固定された直交符号シンボル割り当てを含むことができる。

0040

統計的多重化のための直交符号ホッピングパターンは、ランダムに、または疑似雑音シーケンス発生器の使用により発生することができる。

0041

統計的多重化のための複数の直交符号ホッピングパターンは、第1通信局の送信データレートに対応して第2通信局の一つに割り当てることができる。

0042

各直交符号ホッピングパターンは、直交符号ホッピング多重化通信において独立してホップすることができる。

0043

直交符号ホッピングパターンは、直交符号ホッピング多重化通信で相互に衝突を発生しないためにホップすることができ、またフレーム単位で周期的に反復することができる。

0044

フレーム単位はチャネルエンコードに基づく独立的なデータ単位である。

0045

第1通信局は、対応する被拡散データシンボルを伝送しないために、ランダムな直交符号ホッピングパターンによって惹起されるホッピングパターン衝突を事前に検出することができる。

0046

また本発明方法は、全てのデータシンボルが同一である場合に、データシンボルを伝送するために、ランダムな直交符号ホッピングパターンによって惹起されるホッピングパターン衝突の際に、被拡散データシンボルを比較するステップを更に含むことができる。

0047

本発明方法は、データシンボルが同一でない場合に、そのデータシンボルを伝送しないために、ランダムな直交符号ホッピングパターンによって惹起されるホッピングパターン衝突の際に、被拡散データシンボルを比較するステップを含むことができる。

0048

また本発明方法は、ホッピングパターン衝突の際に、被拡散データシンボルの不一致のために伝送されないデータシンボルの次に、データシンボルの伝送電力を増加させるステップを含むことができる。

0049

また伝送電力は、システムパラメーターによって与えられる期間にわたって、システムパラメーターによって与えられる量だけ増加されることが望ましい。

0050

二つのシステムパラメーターは、伝送されない被拡散データシンボルの位置関数であり、望ましくは少なくとも“0”になることもできる。

0051

望ましくは、ホッピングパターンが衝突する第1通信局の送信アンテナビームが重畳して、第2通信局のチャネルデコードプロセスで深刻なエラーを生じさせる可能性がある場合にのみ、ホッピングパターン衝突が防止されることができる。

0052

パイロット信号はチャネルの初期同期ゲイン及び追跡と、位相歪補償のためのチャネルの同期デコードに使用することができる。

0053

パイロット信号は、衝突による位相歪補償能力損失を防ぐために、耐衝突性のホッピングパターンを使用することができる。

0054

耐衝突性のホッピングパターンは、符号分割多重化と同様の固定された直交符号シンボルの割り当てを含むことができる。

0055

上述の目的を達成するために、本発明は第1通信局及び第2通信局を含む帯域拡散通信システムにおいて、チャネルを符号化するためのチャネルエンコーダと、直交符号ホッピングパターンを発生するための直交符号ホッピングパターン発生器と、ホッピングパターンに応じて直交符号シンボルを発生するための直交符号発生器と、ホッピングパターン衝突を検出するための直交符号衝突検出器とを備えた送信機を提供する。

0056

送信機は、直交符号衝突検出器の出力に従って送信信号を遮断するための遮断器を含むこともできる。

0057

直交符号衝突検出器は、ホッピングパターン衝突の際に、対応するチャネルの全ての被拡散データシンボルが同一であるかを比較するために被拡散データシンボル比較器を含むことができ、上述の遮断器は被拡散データシンボル比較器の比較結果と対応する被拡散データシンボルとが同一でない場合に、送信信号の伝送を遮断する。

0058

上述の目的を達成するために、本発明は第1通信局及び第2通信局を含む帯域拡散通信システムにおいて、チャネルをデコードするためのチャネルデコーダと、直交符号ホッピングパターンを発生するための直交符号ホッピングパターン発生器と、ホッピングパターンに応じて直交符号シンボルを発生するための直交符号発生器とを備えた受信機を提供する。

0059

また上述の目的を達成するために、本発明は直交符号を使用する帯域拡散通信システムにおいて、直交符号を符号分割多重化のための第1直交符号シンボルグループと、直交符号ホッピングによる統計的多重化のための第2直交符号シンボルグループとに分割するステップを含む帯域拡散通信のための方法を提供する。

0060

また本発明方法は、通信中に高いデータ活性度を有するチャネルに第1直交符号シンボルグループを固定的に割り当てることによって符号分割多重化を実行するステップを含むことができる。

0061

また本発明方法は、第2直交符号シンボルグループで直交符号シンボルのみを使用することによって、直交符号ホッピングパターンに従って低いデータ活性度を有するチャネルのための直交符号ホッピング多重化を実行するためのステップを含むことができる。

0062

上述の直交符号は直交可変拡散係数符号である。

0063

望ましくは、第1直交符号シンボルグループは可変拡散係数に対応してツリー構造を発生する階層的な直交符号における一つの母符号から発生された複数の子符号で構成され、第2直交符号シンボルグループは残りの直交符号シンボルで構成されている。

0064

符号分割多重化のために使用される第1直交符号シンボルグループは、送信データレートに対応した可変拡散ゲインを有するように選択することができる。

0065

直交符号ホッピング多重化のためのチャネルは、固定されたデータレートを有し、また本発明方法は第2直交符号シンボルグループにおいて同一の拡散係数を有する直交符号シンボルを選択するステップを含むことができる。

0066

本発明の具体化された実施例の特徴と態様と利点とは以下添付された図面を用いて詳細に説明されている。

0067

以下に本発明の好適な実施例を添付された図面を参照して詳細に説明する。

0068

本発明において、従来技術と同一の構成要素は同一の参照番号を使用し、本発明の説明においては従来例と比較して変更及び追加されるべきである部分を主に説明する。

0069

図9は従来技術での低い伝送データ活性度を有する場合のトラフィックチャネルを直交符号ホッピング多重化を実行するための構成に変更した一例であり、第2通信局に対する送信電力制御命令が挿入されることを除いては、従来技術と同一である。通信は双方向通信単方向通信とに分割され、単方向通信は第2通信局に対する送信電力制御命令は不要である。

0070

しかしながら、双方向通信では、効率的な電力制御により、システム容量極大化するために送信電力制御命令が必要である。処理速度の向上のために、電力制御命令は多くの場合はチャネル符号化を経ない。ランダムな直交符号ホッピングパターンによっては相互に異なるチャネル間で衝突が不可避に生じる。従って、衝突が発生しているチャネルへ電力制御命令を伝送する必要が有る。この観点において、IMT−2000の候補技術の一つであるCDMA2000に採用された共用電力制御チャネルの概念を導入することができる。共用電力制御チャネルは、パイロットチャネルのように別の直交符号シンボルによって拡散され、複数の第2通信局に対して時間分割多重化によって電力制御命令を伝送する。各第2通信局に対する電力制御命令の位置はコール確立プロセスにおいて割り当てられる。図9では24個の第2通信局を制御する共用電力制御チャネルの実施例を示している。

0071

図10a,図10b及び図10cは本発明を図3a,図3b及び図3cに示された従来技術に適用した実施例である。本発明で提案する直交符号ホッピング多重化による統計的な多重化のために、直交符号ホッピングパターン発生器380及びランダムなホッピングパターン発生によって発生される直交符号シンボルの衝突の検出による適切な制御のために衝突比較器及び制御器384, 386が必要である。一般的なPNシーケンス発生器を用いてホッピングパターンを発生させる構成を有する直交符号ホッピングパターン発生器の具体例が図11に示されている。ホッピングパターン発生器380に対応して拡散直交符号シンボルを発生する直交符号発生器382が必要である。直交符号発生器382で発生される直交符号は図12aに示すような特定の拡散係数に対してウォルシュ符号になる階層的構造の直交可変拡散係数(OVSF:Orthogonal Variable Spreading Factor)、または図12bに示すような直交ゴールド符号発生器によって発生される直交ゴールド符号である。直交性を維持するいかなる直交符号も使用可能である。

0072

直交符号ホッピングパターン発生器380の出力が一定である時、本発明は従来技術と同一の直交符号分割多重化方法と等価である。即ち、従来の直交符号分割多重化は本発明の直交符号ホッピング多重化のサブセットである。従って、一つの直交符号を二つの直交符号シンボルグループに分割した後は、一つの直交符号シンボルグループは固定割り当てを使用する直交符号分割多重化に使用され、残りの直交符号シンボルグループはホッピングパターンを使用する直交符号ホッピング多重化に使用することができる。

0073

または、分割された二つの直交符号シンボルグループ内の一つの直交符号シンボルグループは、ホッピングパターン衝突が発生しないように意図的に選択されたホッピングパターンを使用して直交符号ホッピング多重化を実行し、他方の直交符号シンボルグループは、ホッピングパターン衝突が発生可能なランダムに選択されたホッピングパターンを使用して統計的な多重化による直交符号ホッピング多重化を実行する。

0074

上述の二つの場合において、前者は相対的に高い伝送データ活性度を有するチャネルに割り当てられ、後者は相対的に低い伝送データ活性度を有する場合に割り当てられることが望ましい。可変拡散ゲインをサポートする階層的な直交符号を図12aに示したような拡散符号として使用する場合には、“01”または“0110”のような同一の母符号シンボル391,395を有する全ての子符号シンボルで構成された直交符号シンボルグループ393、397に直交符号を分割することが、可変拡散ゲインをサポートすることができるので、望ましい。先に言及したように、直交符号ホッピングパターン発生器が、同一の時点に同一の直交符号シンボルの異なるチャネルを選択しないように意図的に直交符号ホッピングパターンを生成する場合には、衝突は発生しない。

0075

しかしながら、そのような方法は、第1通信局によるコールの確立時に必ずホッピングパターンが割り当てられるべきであり、第1通信局によって割り当てられるホッピングパターンの数が直交符号のサイズによって制限されるという欠点がある。この場合、各チャネルのデータ活性度に対応する統計的多重化が行なわれないため、ホッピングパターンは各チャネルに対して独立してランダムに割り当てられる。このため、同一の時点に同一の直交符号シンボルを選択する直交符号ホッピングパターン衝突が必然的に発生する。従って、本発明ではこのような問題点を解決するため、伝送すべき各チャネルのホッピングパターン及び被拡散データシンボルを受け付け、衝突比較器及び制御器384,386を使用してホッピングパターンが衝突するか否かを判定する。併せて、本発明では、衝突に対応する全てのチャネルの被拡散データシンボルが全て同じか否かを比較する。

0076

全ての被拡散データシンボルが一致する場合には、衝突区間に存在するデータシンボルは拡散され、伝送される。その理由は、チャネルデコードプロセスにおいてデータシンボルがエラーを誘発させないからである。しかし、一つでも一致しないデータシンボルが存在する場合、対応するチャネルの衝突区間内のデータシンボルは伝送されない。即ち、衝突比較器及び制御器383, 386の結果に従って、乗算器385及び387の入力が”+1”または”0”になる。乗算器の入力が”0”である区間においては、伝送が中断される。

0077

品質満足させるための被拡散データシンボルの送信中断による第2通信局での平均受信エネルギー不足を補償するために、対応するチャネルの増幅器315, 335のゲインは、図14hの参照番号1072、1074と同様のシステムパラメータにより与えられる区間にわたって、システムパラメータにより与えらえれるサイズだけ調整され、第1通信局の送信電力が増加する。このようなプロセスには拘わらず、第1通信局のための送信電力制御は従来の方法により実行される。

0078

図14a乃至図14hは本発明に係る第1通信局の送信信号の概念を示している。図14aは、相対的に高い活性度を有するデータを伝送するチャネルに対して固定的に直交符号シンボルを割り当てることにより符号分割多重化を行なう場合の送信信号を示す。図14bは、相対的に低い活性度を有するデータを伝送するチャネルに対してホッピングパターンH1 [n],H2 [n],H3 [n],・・・HM [n]に従って拡散直交符号シンボルを選択する直交符号ホッピング多重化を実行する場合の送信信号を示す。ホッピングパターンの数は直交符号のサイズ以上が存在してもよい。ランダムにホッピングパターンを生成する場合にホッピングパターン衝突が発生する可能性があるため、同期復調のための位相基準として使用されるパイロットチャネル910及び図9の共用電力制御チャネルのようチャネル符号化してないチャネルに参照符号912で指定されているように固定的に直交符号シンボルが割り当てられること、及び直交符号ホッピング多重化は残りの直交符号シンボルを用いて行なうことが望ましい。

0079

パイロットチャネルが符号分割多重化方法で存在する場合のみならず、IMT−2000システムの他の候補技術であるW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)のようにパイロット信号を時間分割多重化する場合にも、データ区間において直交符号ホッピング多重化による統計的多重化を使用すること、及びパイロット区間では直交符号ホッピング多重化を使用しないことが望ましい。伝送データ区間では、パイロット区間で使用される直交符号シンボルも使用することができる。

0080

スマートアンテナのように第2通信局の位置に応じて第1通信局からの送信アンテナビームが異なる場合には、パイロット信号は各アンテナビーム別に分離して管理される。なお、パイロット信号を使用しない非同期変調/復調システムにおいてはパイロット信号が不要であるため、直交符号内の全ての直交符号シンボルを用いて直交符号ホッピング多重化が行なわれる。

0081

図14cは本発明に係る被拡散データシンボルを拡散するために使用される直交符号シンボルの一例を示している。図示されているように、一つの異なる直交符号が使用される点を除いて、本実施例のシンボルが図4bの従来例と異なる点が無いということが容易に理解されるであろう。

0082

図14dは従来技術と同様に、高い送信データの活性度を有する各チャネルに固定的に直交符号シンボルを割り当てた場合を示している。

0083

図14eは本発明に係る直交符号ホッピング多重化を示しており、全てのシンボル区間1021,1022,1023,1024,1025,1026,1027,1028において各チャネル1011,1012,1013,1014,1015,1016,1017のホッピングチャネルが衝突しない。しかしながら、図14hに示すように直交符号ホッピング多重化を行なった場合には、シンボル区間1041,1043,1046においてホッピングパターンが衝突することが読み取れる。時間区間1041において、ホッピングパターンは衝突するが、被拡散データシンボルが一致する(二重線ボックスで示す)。時間区間1043, 1046は被拡散データシンボルが一致しない場合である。図14gに示すように、時間区間1043, 1046においてホッピングパターンが衝突するが、送信データシンボルが一致する時間区間1061においては対応する被拡散データシンボルは拡散され、伝送されるが、送信データシンボルが一致しない時間区間1063, 1066の場合は全ての関連するチャネルの伝送が停止する。

0084

このようなチャネル停止は、第1通信局からの同一の送信アンテナビーム内に存在するチャネルグループに対して実行される。スマートアンテナのように第1通信局からの複数の送信アンテナビーム1120, 1130, 1140が存在する場合には、たとえホッピングパターンが衝突したとしても、重畳されない送信アンテナビーム1130,1140内のチャネル1132,1142,1144に対しては送信は中断されない。

0085

図14hは、先に言及した図14gと同様に、ホッピングパターン衝突及び被拡散データシンボルの不一致のために伝送が停止された区間の次に、通信品質のために要求される第2通信局での平均受信信号エネルギーを満足させるために、規定された時間にわたって、規定された量だけ送信電力を増加させるプロセスを示している。

0086

本発明の実施例に記述されているように、ランダムホッピングパターンによって直交符号ホッピング多重化を実行する場合、ホッピングパターンが衝突する区間において送信データを意図的に喪失させることができる。このため、喪失した区間に存在するデータを受信機で復元するために、送信機ではチャネルエンコードを、受信機ではチャネルデコードを実行する。

0087

本発明の統計的多重化は、時分割多重化、周波数分割多重化空間分割多重化等のような他の多重化方法と組み合せて使用することが可能である。

0088

なお、多重符号方法による直交符号分割多重化システム拡張として、複数のホッピングパターンを使用して一つの第2通信局に複数のチャネルを割り当てることが可能であり、これによって高速な送信データレートを実現することができる。この際、多重ホッピングパターンの割り当てに際して各チャネルのホッピングパターンは前述したように発生される。

0089

上述したように本発明は、直交性を維持する同期化されたチャネルが低い活性度を有する場合に統計的多重化方法、即ち直交ホッピング多重化を使用することによって、限られた資源を効率的に活用することができ、しかも従来の方法に比して複雑度が増加することも少ない。特に、受信機では直交符号ホッピングパターン発生器を除いてはハードウェアの増加は不要である。また、第1通信局から第2通信局への低い活性度を有するトラフィックに対しては過度なチャネル割り当て及び返還のためのいかなるプロセスもなしに、送信機及び受信機がそれぞれのホッピングパターンに従って拡散及び逆拡散を行なうので、本発明は不要な制御信号の送信といったことによる資源の浪費を減少させ、また第1通信局での送信データのスケジューリングにより生じるバッファ容量及びデータ伝送遅延を減らすことができる。

0090

また更に、本発明は、固定的に拡散直交符号シンボルを割り当てる方式に比して、ランダムにホッピングパターンを選択する場合、ほとんど無数(ホッピングパターンがフレーム単位の周期を有する場合、IS−95システムを基準として6419.2ksps * 20ms =64384 に近いチャネル) のチャネルを識別することができる。更に、ランダムなホッピングパターン選択によって拡散直交符号シンボル間に衝突が発生する場合にも、セクターされたアンテナ及びスマートアンテナのような送信アンテナビームが重畳されない領域に第2通信局が存在する場合は、衝突する被拡散データシンボルの伝送を停止する必要はない。また、同一送信アンテナビーム内のチャネル間のホッピングパターン衝突によって伝送されないデータシンボルも、第2通信局への通知無しに、第2通信局でのチャネルデコードプロセスにおいて復元可能である。

0091

本発明の概念は、多重搬送波伝送方法、準直交符号等を使用するシステムにおいても、各搬送波グループ及び各準直交符号グループに対して適用可能であり、統計的多重化を実現することができる。

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