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技術 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

出願人 モトローラソリューションズインコーポレイテッド
発明者 ラヴ,ロバート・ティークラッソン,ブライアン・ケイゴーシュ,アミタヴァジャロール,ルーエイ・エイクダック,マーク・シー
出願日 2001年3月30日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 2001-576701
公開日 2003年10月21日 (17年7ヶ月経過) 公開番号 2003-531534
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム 時分割方式以外の多重化通信方式
主要キーワード 移動式装置 不活動状態 自動繰り返し レートセット スイッチング要素 変調コーディング 信頼性レベル 利得情報
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年10月21日)のものです。
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図面 (6)

課題・解決手段

別個の順方向専用チャネル及び共用制御チャネル(17,18)がスペクトル拡散通信において与えられる。順方向専用制御チャネル(18)は、永続制御情報通信するため、且つデータの移動局(14)への送信に関する更に断続的制御情報を通信することが必要であるとき共用制御チャネル(17)を差し示すため用いられる。必要な永続的制御情報のみのため専用制御チャネルを使用する一方共用制御チャネルを必要とするときその共用制御チャネルのみを差し示すことにより、システム資源のより効率的利用が与えられる。

概要

背景

概要

別個の順方向専用チャネル及び共用制御チャネル(17,18)がスペクトル拡散通信において与えられる。順方向専用制御チャネル(18)は、永続制御情報通信するため、且つデータの移動局(14)への送信に関する更に断続的制御情報を通信することが必要であるとき共用制御チャネル(17)を差し示すため用いられる。必要な永続的制御情報のみのため専用制御チャネルを使用する一方共用制御チャネルを必要とするときその共用制御チャネルのみを差し示すことにより、システム資源のより効率的利用が与えられる。

目的

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請求項1

通信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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

0001

[関連出願]

0002

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。

0003

[発明の背景

0004

本発明は、通信ステム、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。

0005

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。

0006

言葉換えて言えば、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。

0007

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。

0008

[好適な実施形態の詳細な説明]

0009

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。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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の終わり記号で示すためのテール(tail)28を含む。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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BDPTRは、乗算器72によりウォルシュ符号wnと乗算され、そして特定のチップレートRC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。

0021

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。

0022

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BSCH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wn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BSCH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。

0023

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。

0024

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。

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