-
Technisches
Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Übertragungswiederholungssteuerungsverfahren und
ein das Verfahren einsetzendes Mobilkommunikationssystem zur Verwendung
in dem Fall, in welchem zwischen einer Basisstation und einer Mehrzahl
von Mobilstationen Datenkommunikationsvorgänge durchgeführt werden
und die Mobilkommunikation CDMA (Code Division Multiple Access)
einsetzt.
-
Stand der
Technik
-
In der Mobilkommunikation ist es
in dem Fall einer Datenkommunikation, in welcher eine Übertragungswiederholungssteuerung
ausgeführt
wird, herkömmliche
Praxis gewesen, eine Vollduplexkommunikation für einen Leitungsvermittlungsmodus
unter Einsatz von in entgegengesetzten Richtungen arbeitenden Kanälen gleicher
Kapazität
anzuwenden. 5 ist ein
Blockdiagramm, welches ein Strukturbeispiel eines herkömmlichen
Mobildatenkommunikationssystems zeigt. Diese Figur wird nun verwendet
werden, um das Verfahren zu erläutern,
mit welchem ein Endgerät 11 einer
Mobilstation 10 Daten zu einem Endgerät 61 überträgt, welches
mit einem öffentlichen
Fernsprechnetz verbunden ist. Nachdem jedoch das Endgerät 11 und
das Endgerät 61 unter Verwendung
einer wohlbekannten Prozedur wie etwa einer, die beispielsweise
gemäß RCR STD-27C,
dem digitalen Automobiltelefonsystemstandard in Japan, bestimmt
wird, verbunden sein können,
wird die nachstehende Erläuterung
ein Datenübertragungsverfahren
ansprechen, bei welchem zwischen dem Endgerät 11 und dem Endgerät 16 bereits
eine Vollduplexleitung hergestellt ist.
-
Zuerst liefert das Endgerät 11 der
Mobilstation 10 zu übertragende
Daten (Benutzerdaten) an eine Datenkommunikationseinheit 12.
Die Datenkommunikationseinheit 12 bildet einen Datenrahmen aus,
welcher bei einer Funkübertragung
verwendet wird, indem es einen Fehlererfassungscode und einen Fehlerkorrekturcode
zu den Benutzerdaten hinzufügt,
welche von dem Endgerät 11 geliefert
werden. Die Datenkommunikationseinheit 12 liefert ein Signal
des Datenrahmens an einen Sender/Empfänger 13 und zeichnet
gleichzeitig die Benutzerdaten für
die Übertragungswiederholung
auf. Der Sender/Empfänger 13 moduliert
das von der Datenkommunikationseinheit 12 zugeführte Signal
und sendet bzw. überträgt das modulierte
Signal an eine Basisstation 40. Ein Sender/Empfänger 41 der
Basisstation 40 empfängt
das modulierte Signal, demoduliert das empfangene Signal und führt dann
das demodulierte Signal einer Leitstelle der Basisstation 50 zu. Eine
Vermittlungseinrichtung 51 der Leitstelle 50 leitet
ein Signal, welches von dem Sender/Empfänger 41 zugeführt wird,
an eine Datenkommunikationseinheit 52 weiter.
-
Die Datenkommunikationseinheit 52 demoduliert
die Benutzerdaten, den Fehlerkorrekturcode und den Fehlererfassungscode
in dem weitergeleiteten Signal (Signal eines zuvor erwähnten Datenrahmens).
Wenn die Datenkommunikationseinheit 52 bestimmen kann,
daß in
den Benutzerdaten kein Fehler vorliegt, wandelt die Datenkommunikationseinheit 52 die
demodulierten Benutzerdaten in ein Signalformat für das öffentliche
Fernsprechnetz um und gibt die umgewandelten Daten durch das öffentliche
Fernsprechnetz an ein Endgerät 61 aus.
Wenn die Datenkommunikationseinheit 52 andererseits bestimmt,
daß die
Benutzerdaten einen Fehler aufweisen, führt die Datenkommunikationseinheit 52 zwischen
sich selbst und der Datenkommunikationseinheit 12 der Mobilstation 10 eine Übertragungswiederholung
aus. Auf diese Weise wird dann zwischen der Daten kommunikationseinheit 12 der
Mobilstation 10 und der Datenkommunikationseinheit 52 der
Leitstelle 50 eine Übertragungswiederholungssteuerung ausgeführt.
-
Als nächstes wird ein herkömmliches Übertragungswiederholungssteuerungsverfahren
erläutert
werden. 6 ist ein Konzeptdiagramm,
welches den Rahmenaufbau von Daten (eines Datensignals), welche
zwischen der Datenkommunikationseinheit 12 und der Datenkommunikationseinheit 52 übertragen
und empfangen werden, zeigt. Nun wird die Betriebsweise der Datenkommunikationseinheit 12 mit Bezug
auf 6 erläutert werden.
-
Die Datenkommunikationseinheit 12 fügt den Benutzerdaten
auf einen Empfang der Benutzerdaten von dem Endgerät 11 hin
zuerst ein Vorwärtssteuersignal
und ein Rückwärtssteuersignal
hinzu. Das Vorwärtssteuersignal
ist ein Signal, welches bei einer Übertragungswiederholungssteuerung
verwendet wird, die dann ausgeführt
wird, wenn die Datenkommunikationseinheit 52 der Leitstelle 50 von
der Datenkommunikationseinheit 12 übertragene Daten nicht korrekt
empfängt.
Im allgemeinen besteht das Vorwärtssteuersignal
aus einer Rahmenzahl für
die übertragenen
Daten und ein Übertragungswiederholungssignalerkennungsbit.
Das Rückwärtssteuersignal
ist ein Signal zum Berichten an die Datenkommunikationseinheit 12,
ob die Datenkommunikationseinheit 52 der Leitstelle 50 die
gesendeten Daten korrekt empfangen konnte oder nicht. Im allgemeinen
besteht das Rückwärtssteuersignal
aus einer Rahmenzahl für
die empfangenen Daten oder die Daten, deren Empfang mißlungen
ist, und das Erkennungsbit für
Empfang (ACK)/Nichtempfang (NAK).
-
Als nächstes fügt die Datenkommunikationseinheit 12 der
Dateneinheit einen Fehlererfassungscode hinzu, wobei die Dateneinheit
aus dem Benutzerdatensignal, dem Vor wärtssteuersignal und dem Rückwärtssteuersignal
besteht. In anderen Worten, die Dateneinheit wird mit einem Fehlererfassungscode
kodiert. Die Datenkommunikationseinheit 12 bildet durch
Kodieren der Dateneinheit, die mit einem Fehlererfassungscode kodiert
war, mit einem Fehlerkorrekturcode einen Rahmen aus und führt das
Signal des Rahmens dem Sender/Empfänger 13 zu.
-
7 ist
ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel des Austauschs eines Sendesignals
zeigt, wenn Daten unter Verwendung des Rahmenaufbaus gesendet und
empfangen werden. In 7 sind
die von der Datenkommunikationseinheit 12 aus gesendeten
Rahmen aufeinanderfolgend als Rahmen A1, Rahmen A2, ... bezeichnet,
während
die von der Datenkommunikationseinheit 52 aus übertragenen
Rahmen aufeinanderfolgend als Rahmen B1, Rahmen B2, ... bezeichnet
sind. Die von der Datenkommunikationseinheit 12 in der
Reihenfolge zu übertragenden
Signale sind als Vorwärtssignal
a1, Vorwärtssignal
a2, ... bezeichnet, und die von der Datenkommunikationseinheit 52 bei
jedem Rahmen nacheinander zu übertragenden
Signale sind als Vorwärtssignal
b1, b2, ... bezeichnet. Jedes Vorwärtssignal enthält das Benutzerdatensignal
und das Vorwärtssteuersignal und
wird gesendet, nachdem das Rückwärtssteuersignal
diesem hinzugefügt
worden ist.
-
In 7 sendet
die Datenkommunikationseinheit 12 der Mobilstation 10 zuerst
das Vorwärtssignal
a1 in Rahmen A1, sendet dann das Vorwärtssignal a2 in Rahmen A2 und
sendet dann ein Vorwärtssignal
a3 in Rahmen A3. Die Datenkommunikationseinheit 12 empfängt auch
das Vorwärtssignal
b1 und ein Rückwärtssteuersignal
ACKa1, welche in Rahmen B1 von der Datenkommunikationseinheit 52 der Leitstelle
50 im Takt mit der Übertragung
in Rahmen A3 gesendet werden, und bestätigt die Einzelheiten des empfangenen
Signals. Hierin ist das empfangene Rückwärtssteuer- signal ACKa1 das Empfangsbestätigungssignal
des Signals a1 und zeigt an, daß das
Vorwärtssignal
a1 durch die Datenkommunikationseinheit 52 korrekt empfangen
wurde. Wenn die Datenkommunikationseinheit 12 das Vorwärtssignal b1
korrekt empfängt,
fügt die
Datenkommunikationseinheit 12 einem Vorwärtssignal
a4 in Rahmen A4 ein Empfangsbestätigungssignal
(Rückwärtssteuersignal
ANKb1) für
das Vorwärtssignal
b1 hinzu und sendet dieses Signal. Zu dieser Zeit empfängt die
Datenkommunikationseinheit 12 das Vorwärtssignal b2 und das Rückwärtssteuersignal,
welche in Rahmen B2 von der Datenkommunikationseinheit 52 der
Leitstelle 50 gesendet wurden.
-
Ein Rückwärtssteuersignal NAKa2 ist ein Übertragungswiederholungsanforderungssignal
für das
Vorwärtssignal
a2 und gibt an, daß das
Vorwärtssignal
a2 nicht korrekt empfangen wurde. Daher wird in dem nächsten Sendezeitpunkt
(Rahmen A5) das Vorwärtssignal
a2 erneut gesendet. Allerdings wurde das Vorwärtssignal b2 korrekt empfangen,
so daß dem
Vorwärtssignal
a2 der Übertragungswiederholungsprozedur
ein Rückwärtssteuersignal
ACKb2, welches das Empfangsbestätigungssignal
für das Vorwärtssignal
b2 ist, hinzugefügt
wird.
-
Der zuvor erwähnte Vorgang wird auf gleiche Weise
simultan in der Datenkommunikationseinheit 52 der Leitstelle 50 ausgeführt, wobei
eine Zweiwege-Datenkommunikation unter Verwendung des gleichen Kanals
(der gleichen Leitung) ausgeführt
wird.
-
Wie zuvor beschrieben, ist es herkömmliche Praxis
gewesen, für
den Leitungsvermittlungsmodus in dem Fall, daß die Datenkommunikationsvorgänge ein Übertragungswiederholungssteuerungsverfahren bei
Mobilkommunikationsvorgängen
einsetzen, eine Vollduplexkommunikation anzunehmen, wobei das Rückwärtssteuersignal
zum Steuern einer Übertragungs- wiederholung auf
dem gleichen Kanal wie das Vorwärtssignal
gesendet wird (Vorwärtssteuersignal und
Benutzerdatensignal). Es ist jedoch im allgemeinen selten, daß der Verkehr
in Datenkommunikationsvorgängen
zur gleichen Zeit in zwei Richtungen auftritt. Eher ist eine einseitige
Datenübertragung häufiger.
Daher wird bei dem herkömmlichen
Verfahren häufig
ein Blindsignal in einer Richtung der Vollduplexleitung übertragen,
was das Problem hervorruft, daß die
Ausnutzungseffizienz der Funkleitung gering ist.
-
Als ein Verfahren zum Lösen dieses
Problems kann die Annahme einer einseitigen Kommunikation in dem
Paketvermittlungsmodus erwogen werden. Ein verbreitetes Verfahren
der einseitigen Kommunikation in dem Paketvermittlungsmodus ist ein Übertragungswiederholungsteuerungsverfahren, welches
eine Übertragungswiederholung
jedes Pakets oder jeder Nachricht in der oberen Schicht ausführt. Dieses
Verfahren weist jedoch Nachteile dahingehend auf, daß die Übertragungswiederholungseinheit
groß ist
und die Übertragungseffizienz
der Funkleitung gering ist. Beispielsweise ist ein drahtloses LAN
(Local Area Network) in der Lage, eine Paketdatenkommunikation in
dem Funkintervall zu verwirklichen, nimmt aber ein Übertragungswiederholungssteuerungsverfahren
für Paketeinheiten
an. Demzufolge wird dieses Verfahren unter Bedingungen niedriger Übertragungseffizienz
angewendet (siehe beispielsweise K. Pahlavan, "Trends in Local Wireless Data Networks", IEEE Vehicular
Technology Conference 1996).
-
EP-A-0 633 671 offenbart Systeme
und hierauf bezogene Verfahren und eine Vorrichtung, um einer Mehrzahl
von Mobilstationen zu erlauben, einen Kanal zum Übertragen von Steuersignalen
wie etwa Bestätigungen
und Kanalzuweisungsanforderungen zu teilen. In dem System der vorliegenden
Erfindung werden Kanäle
durch TDMA, FDMA oder CDMA hergestellt, und jeder Kanal wird zum
Kommunizieren von Benutzerdaten zwischen einer Basisstation und einer
Mobilstation verwendet oder wird zum Kommunizieren von Steuersignalen
zwischen einer Basisstation und einer Mehrzahl von Mobilstationen
verwendet. Ein Kanal für
Steuersignale ist durch TDMA, FDMA oder CDMA in eine Mehrzahl von
Unterkanälen
geteilt, und jeder Unterkanal wird zum Kommunizieren von Steuersignalen
zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation verwendet.
-
EP-A-0 595 637 (D2) offenbart Systeme
und eine hierauf bezogene Vorrichtung, um eine Mobilstation einer
Sendeseite von Benutzerdaten, bezeichnet als 'Sprache oder Daten', zu erlauben, einen wesentlichen Teil
von Benutzerdaten anstelle eines nachfolgenden Teils des wesentlichen
Teils erneut zu senden, falls es in der Übertragung des wesentlichen Teils
einen Kommunikationsfehler gibt.
-
"Spread
Spectrum in Communication" von
R. Skaug, J. F. Hjelmstad (D3) offenbart Prinzipien von Verhältnissen
zwischen einer Prozeßverstärkung eines
Streucodes und einer Interferenz von Signalen, die in einem Streuspektrumkommunikationssystem übertragen
werden.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung ist in
Anbetracht der vorgenannten Umstände
entwickelt worden und hat zum Ziel, ein Übertragungswiederholungssteuerungsverfahren
und ein Mobilkommunikationssystem zu schaffen, bei welchen in dem
Fall einer Datenkommunikation in dem Paketvermittlungsmodus in einer Richtung
nur bei CDMA-Mobilkommunikationsvorgängen eine Übertragungswiederholung der
Rahmeneinheit, welche Pakete teilt, verwirklicht wird und die Übertragungseffizienz
hoch ist.
-
Die Aufgabe wird durch die Maßnahmen
und Merkmale, die in den unabhängigen
Ansprüchen
definiert sind, gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der
Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
- (1)
Ein Übertragsungswiederholungssteuerungsverfahren
für ein
CDMA-Mobilkommunikationssystem, in welchem Benutzerdaten unidirektional in
Paketen von einer Sendeseite zu einer Empfangsseite zwischen einer
Basisstation und einer Mehrzahl von Mobilstationen übertragen
werden, weist auf:
Herstellen einer Mehrzahl von Vorwärts- und Rückwärtskanälen in Paaren,
die jeweils für
eine Kommunikation zwischen der Basisstation und einer der Mehrzahl
von Mobilstationen vorgesehen sind und denen jeweils ein unterschiedlicher Streucode
zugeordnet ist;
Teilen jedes der Pakete in eine Mehrzahl von
Rahmen auf der Sendeseite;
Übertragen
der Rahmen von der Sendeseite zu der Empfangsseite durch den Vorwärtskanal;
auf
Empfang eines Rahmens hin Übertragen
eines Rückwärtssteuersignals,
welches angibt, ob der eine Rahmen auf der Empfangsseite korrekt empfangen
worden ist oder nicht, von der Empfangsseite zu der Sendeseite durch
den Rückwärtskanal,
wobei die Rückwärtssteuersignale
zu Übertragungs-
und Empfangszeiten übertragen und
empfangen werden, die unterschiedlich und spezifisch jedem der Rückwärtskanäle zugeordnet
werden, um eine Übertragungsüberlappung
in den Rückwärtskanälen zu vermeiden;
und
nochmaliges Übertragen
eines Rahmens, von welchem durch das Rückwärtssteuersignal angegeben wird,
daß er auf
der Empfangsseite nicht korrekt empfangen worden ist, von der Sendeseite
zu der Empfangsseite durch den Vorwärtskanal.
- (2) Eine Basisstationssteuerungsvorrichtung zum Steuern einer
Basisstation in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem, in welchem
Benutzerdaten unidirektional in Paketen von der Basisstation zu
einer Mehrzahl von Mobilstationen übertragen werden, weist auf:
eine
Teilungseinrichtung zum Teilen jedes der Pakete in eine Mehrzahl
von Rahmen;
eine Benutzerdatenübertragungseinrichtung zum Übertragen
der Rahmen an eine Mobilstation durch einen Vorwärtskanal, welcher der einen
Mobilstation zugeordnet ist, unter Verwendung eines Streucodes,
welcher dem Vorwärtskanal
zugeordnet ist;
eine Steuersignalempfangseinrichtung zum Empfangen
eines Rückwärtssteuersignals,
welches angibt, ob ein Rahmen in der einen Mobilstation korrekt
empfangen worden ist oder nicht, von der einen Mobilstation durch
einen Rückwärtskanal, welcher
der einen Mobilstation zugeordnet ist, unter Verwendung eines Streucodes,
welcher dem Rückwärtskanal
zugeordnet ist, bei einer Übertragungs-
und Empfangszeit, welche dem Rückwärtskanal
unterschiedlich und spezifisch zugeordnet ist; und
eine Übertragungswiederholungseinrichtung
zum erneuten Übertragen
eines Rahmens, von welchem durch das Rückwärtssteuersignal angegeben wird,
daß es
in der einen Mobilstation nicht korrekt empfangen worden ist.
- (3) Eine Basisstationssteuerungsvorrichtung zum Steuern einer
Basisstation in einem CDMA-Mobilkommunikations system, in welchem
Benutzerdaten unidirektional in Paketen von einer Mehrzahl von Mobilstationen
zu der Basisstation übertragen werden,
weist auf:
eine Benutzerdatenempfangseinrichtung zum Empfangen
von Rahmen, welche geteilte Teile der Pakete sind, von einer Mobilstation
durch einen Vorwärtskanal,
welcher der einen Mobilstation zugeordnet ist, unter Verwendung
eines Streucodes, der dem Vorwärtskanal
zugeordnet ist; und
eine Steuersignalübertragungseinrichtung zum Übertragen
eines Rückwärtssteuersignals,
welches angibt, ob ein Rahmen in der Basisstation korrekt empfangen
worden ist oder nicht, an die eine Mobilstation durch einen Rückwärtskanal, welcher
der einen Mobilstation zugeordnet ist, unter Verwendung eines Streucodes,
welcher dem Rückwärtskanal
zugeordnet ist, zu einer Übertragungs-
und Empfangszeit, welche dem Rückwärtskanal
unterschiedlich und spezifisch zugeordnet ist.
- (4) Eine Mobilstationsvorrichtung für ein CDMA-Mobilkommunikationssystem,
in welchem Benutzerdaten unidirektional in Paketen von einer Mehrzahl
von Mobilstationen zu einer Basisstation übertragen werden, weist auf:
eine
Teilungseinrichtung zum Teilen jedes der Pakete in eine Mehrzahl
von Rahmen;
eine Benutzerdatenübertragungseinrichtung zum Übertragen
der Rahmen an die Basisstation durch einen zugeordneten Vorwärtskanal
unter Verwendung eines Streucodes, welcher dem Vorwärtskanal
zugeordnet ist;
eine Steuersignalempfangseinrichtung zum Empfangen
eines Rückwärtssteursignals,
welches angibt, ob ein Rahmen in der Basisstation korrekt empfangen
worden ist oder nicht, von der Basisstation durch einen zugeordneten
Rückwärtskanal
unter Verwendung eines Streucodes, welcher dem Rückwärtskanal zugeordnet ist, bei
einer Übertragungs-
und Empfangszeit, welche dem Rückwärtskanal
unterschiedlich und spezifisch zugeordnet ist; und
eine Übertragungswiederholungseinrichtung
zum erneuten Übertragen
eines Rahmens, von welchem durch das Rückwärtssteuersignal angegeben wird,
daß es
in der Basisstation nicht korrekt empfangen worden ist.
- (5) Eine Mobilstationsvorrichtung für ein CDMA-Mobilkommunikationssystem,
in welchem Benutzerdaten unidirektional in Paketen von einer Basisstation
zu einer Mehrzahl von Mobilstationen übertragen werden, weist auf:
eine
Benutzerdatenempfangseinrichtung zum Empfangen von Rahmen, welche
geteilte Teile der Pakete sind, von der Basisstation durch einen zugeordneten
Vorwärtskanal
unter Verwendung eines Streucodes, der dem Vorwärtskanal zugeordnet ist; und
eine
Steuersignalübertragungseinrichtung
zum Übertragen
eines Rückwärtssteuersignals,
welches angibt, ob ein Rahmen korrekt empfangen worden ist oder
nicht, an die Basisstation durch einen zugeordneten Rückwärtskanal
unter Verwendung eines Streucodes, welcher dem Rückwärtskanal zugeordnet ist, zu
einer Übertragungs-
und Empfangszeit, welche dem Rückwärtskanal
unterschiedlich und spezifisch zugeordnet ist.
-
In den vorgenannten (1)–(5) wird
in dem Fall, in welchem eine Datenkommunikation in dem Paketvermittlungsmodus
in einer Richtung nur in CDMA-Mobilkommunikationsvorgängen ausgeführt wird,
eine Übertragungswiederholung
in Zeiteinheiten (einer Rahmeneinheit), welche ein Paket un terteilen,
verwirklicht, während
eine Übertragungswiederholungssteuerung
mit hoher Übertragungseffizienz ausgeführt werden
kann.
-
Ferner werden in Systemen, welche
die zuvor erwähnten
Verfahren anwenden, Sende- und Empfangsseiten der Rückwärtssteuersignale
in jedem Rückwärtskanal
nicht konzentriert, und die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen
ist daher vermindert. Eine Sende- und Empfangszeit kann für jeden
Rückwärtskanal
oder für
jede Mobilstation festgelegt werden. Zusätzlich ist es möglich, eine
Sende- und Empfangszeit im voraus für jede Mobilstation festzulegen.
Auf diese Weise wird eine Zeitsteuerung einer Übertragungswiederholung erleichtert.
-
Des weiteren kann die Basisstation
die Sendezeit und die Empfangszeit des Rückwärtssteuersignals in dem Rückwärtskanal
festlegen. In diesem Fall ist es möglich, eine optimale Zeitsteuerung
ohne Abweichung zu verwirklichen. Diese Wirkung vergrößert sich
durch Ausführen
einer Planverwaltung der zu übertragenden
Rückwärtssteuersignale.
-
Darüber hinaus ist es möglich, die
Sendeleistung dadurch zu verringern, daß der Streucode des Rückwärtskanals
so bestimmt wird, daß er
ein Code mit einer höheren
Verarbeitungsverstärkung
als der Streucode des Vorwärtskanals
ist, obwohl die Übertragungszeit
in dem Rückwärtskanal
dann länger wird.
Darüber
hinaus ist es möglich,
die Wahrscheinlichkeit, daß sich
ein Verkehr konzentriert, auf ein geringes Niveau zu reduzieren,
indem die Übertragungszeit
verlängert
und der Verkehr ausgeglichen wird, auch ohne die Übertragungszeit
und die Empfangszeit des Rückwärtssteuersignals
in dem Rückwärtskanal
streng festzulegen.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
1 ist
ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Mobilkommunikationssystems
einer bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt.
-
2 ist
ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel eines Übertragungssignals in dem Fall
einer Übertragung
von Daten von einer Basisstation zu einer Mobilstation in dem Mobilkommunikationssystem zeigt.
-
3 ist
ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel eines Übertragungssignals in dem Fall
einer Übertragung
von Daten von einer Mobilstation zu einer Basisstation in dem Mobilkommunikationssystem zeigt.
-
4 ist
ein Zeitdiagramm, welches ein anderes Beispiel eines Übertragungssignals
in dem Fall einer Übertragung
von Daten von einer Basisstation zu einer Mobilstation in dem Mobilkommunikationssystem
zeigt.
-
5 ist
ein Blockdiagramm, welches ein Aufbaubeispiel eines herkömmlichen
Mobildatenkommunikationssystems zeigt.
-
6 ist
ein Konzeptdiagramm, welches den Rahmenaufbau von zwischen Datenkommunikationseinheiten übertragenen
Daten (eines Signals) in dem herkömmlichen Mobilkommunikationssystem zeigt.
-
7 ist
ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel eines zwischen Datenkommunikationseinheiten ausgetauschten Übertragungssignals
in dem herkömmlichen
Mobilkommunikationssystem zeigt.
-
Beste Art zur Ausführung der
Erfindung
-
Die beste Art zur Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben
werden.
-
1 ist
ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Mobilkommunikationssystems
in einer bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt. In 1 sind
Teilen, welche mit der in 5 gezeigten
Vorrichtung gemeinsam sind, die gleichen numerischen Symbole gegeben,
und eine Beschreibung hiervon wird weggelassen werden. Während Mobilstationen 70, 80 und 90 und
eine Basisstation 10, die in 1 gezeigt
sind, den gleichen inneren Aufbau wie die Mobilstation 10 und
die Basisstation 40, die in 5 gezeigt
sind, aufweisen, unterscheiden sie sich signifikant in den Punkten,
daß die
Datenübertragung
durch das CDMA-Verfahren ausgeführt
wird und daß der
Ka-nal für die Datenübertragung
dadurch verwendet wird, daß er
in einen Vorwärtskanal
und einen Rückwärtskanal
geteilt wird. Zusätzlich
unterscheidet sich eine Datenkommunikationseinheit 54 und
die Datenkommunikationseinheiten (nicht gezeigt) in jeder Mobilstation
von der in 5 gezeigten
Datenkommunikationseinheit 52 in Bezug auf das Übertragungswiederholungssteuerungsverfahren.
-
Als erstes wird ein Beispiel einer
Paketdatenkommunikation, welche zwischen jeder Mobilstation 70, 80 und 90 und
der Basisstation 100 ausgeführt wird, mit Bezug auf das
in 1 gezeigte System
erläutert
werden. Für
die Paketedatenkommunikation zwischen der Basisstation und den Mobilstationen wird
ein CDMA-Verfahren eingesetzt. Die Basisstation 100 überträgt ein Signal
zu den Mobilstationen 70, 80 und 90 unter
Verwendung von Codes (Streucodes) A, B und C. Andererseits übertragen
die Mobilstationen 70, 80 und 90 ein
Signal zu der Basisstation 100 unter Verwendung von Codes
A', B' und C'. Hierbei ist jeder
Kanal, der Codes A, B und C entspricht, ein Vor wärtskanal, und jeder Kanal,
der Codes A', B' und C' entspricht, ist
ein Rückwärtskanal. Zusätzlich bestimmt
die Basisstation 100 beispielsweise, daß jeder Code entschieden ist,
und benachrichtigt jede Mobilstation.
-
Die Übertragungszeit eines Signals
in dem Rückwärtskanal
ist einem Rahmen zugeordnet, welcher in drei Teile geteilt ist.
Ein Beispiel der Zuordnung ist in 2 gezeigt.
In dem in 2 gezeigten Beispiel
ist eine dem Rahmenkopf entsprechende erste Übertragungszeit der Mobilstation 70 zugeordnet,
die der Rahmenmitte entsprechende zweite Übertragungszeit ist der Mobilstation 80 zugeordnet, und
die dem Rahmenende entsprechende dritte Übertragungszeit ist der Mobilstation 90 zugeordnet, wobei
dies im voraus geschieht. Nun wird eine Datenkommunikationsprozedur
beschrieben werden, in welcher die vorstehend beschriebene Zuordnung ausgeführt worden
ist. Zusätzlich
wird normalerweise ein einzelnes Paket durch Teilen in eine Mehrzahl von
Rahmen übertragen.
-
Zuerst wird ein Fall erläutert werden,
in welchem die Basisstation 100 zu jeder Mobilstation gleichzeitig
Daten überträgt. Zuerst überträgt die Basisstation 100 ein
erstes Vorwärtssignal
(Vorwärtssteuersignal
und Benutzerdatensignal) a1 unter Verwendung des Codes A in dem
ersten Rahmen zu der Mobilstation 70. Wenn die Mobilstation 70 das
Vorwärtssignal
a1 in dem ersten Rahmen empfängt, überträgt die Mobilstation 70 das
Empfangsbestätigungssignal
(Rückwärtssteuersignal
ACKa1) des Vorwärtssignals
a1 unter Verwendung des Codes A' zu
der ersten Übertragungszeit
in dem zweiten Rahmen.
-
Die Basisstation 100 überträgt auch
ein Vorwärtssignal
a2 unter Verwendung des Codes A in dem zweiten Rahmen und sendet
neu auftauchende Pakete an die Mobilstation 90 als Vorwärtssignal
c1 unter Verwendung des Codes C. Zu dieser Zeit empfängt die
Basisstation 100 das Rückwärtssteuersignal
ACKa1 von der Mobilstation 70 und erkennt, daß die Mobilstation 70 das
Vorwärtssignal
a1 korrekt empfangen hat.
-
Zusätzlich wird in dieser Diskussion
angenommen, daß in
einer Funkübertragungsleitung
ein Fehler an dem Vorwärtssignal
a2 auftritt und die Übertragung
an die Mobilstation 70 nicht korrekt ausgeführt wird.
In diesem Fall kann die Mobilstation 70 das Vorwärtssignal
a2 nicht empfangen, so daß die Mobilstation 70 das Übertragungswiederholungsanforderungssignal
(Rückwärtssteuersignal
NAKa2) unter Verwendung des Codes A' zu der ersten Übertragungszeit des dritten
Rahmens überträgt. Andererseits
kann die Mobilstation 90 das Vorwärtssignal c1 empfangen, so
daß die
Mobilstation 90 ein Rückwärtssteuersignal
ACKc1 unter Verwendung des Codes C' zu der dritten Übertragungszeit des dritten Rahmens überträgt.
-
Andererseits überträgt die Basisstation 100 ein
Vorwärtssignal
a3 unter Verwendung des Codes A und ein Vorwärtssignal c2 unter Verwendung
des Codes C in dem dritten Rahmen. Des weiteren überträgt die Basisstation 100 neu
auftauchende Pakete an die Mobilstation 80 als ein Vorwärtssignal
b1 unter Verwendung des Codes B. Zu dieser Zeit empfängt die
Basisstation 100 das Rückwärtssignal
NAKa2, welches von der Mobilstation 70 übertragen wird, und das Rückwärtssteuersignal
ACKc1, welches von der Mobilstation 90 übertragen wird. Infolgedessen
erkennt die Basisstation 100, daß das Vorwärtssignal a2 in der Mobilstation 70 nicht
korrekt empfangen wurde, und daß das
Vorwärtssignal
c1 in der Mobilstation 90 korrekt empfangen wurde.
-
Auf der Mobilstationsseite empfängt die
Mobilstation 70 das Vorwärtssignal a3 und sendet das Rückwärtssteuer- signal ACKa3 unter
Verwendung des Codes A' zu
der ersten Übertragungszeit
des vierten Rahmens. Die Mobilstation 80 empfängt das Vorwärtssignal
b1 und überträgt ein Rückwärtssteuersignal
ACKb1 unter Verwendung des Codes B' zu der zweiten Übertragungszeit des vierten
Rahmens. Des weiteren empfängt
die Mobilstation 90 das Vorwärtssignal c2 und überträgt ein Rückwärtssteuersignal
ACKc2 unter Verwendung des Codes C' zu der dritten Übertragungszeit des vierten
Rahmens.
-
Andererseits empfängt die Basisstation 100 das
Rückwärtssteuersignal
NAKa2 in dem dritten Rahmen, so daß die Basisstation 100 das
Vorwärtssignal
a2 unter Verwendung des Codes A in dem vierten Rahmen erneut überträgt. In dem
Fall, daß die
erneute Übertragung
erfolgreich ist, wird das Signal, welches in dem vierten Rahmen
an die Mobilstation 70 übertragen
wird, ein Vorwärtssignal
a4. In dem vierten Rahmen überträgt die Basisstation 100 ein
Vorwärtssignal
b2 unter Verwendung des Codes B und überträgt ein Vorwärtssignal c3 unter Verwendung
des Codes C.
-
Als nächstes zeigt 3 ein Beispiel, in welchem jede Mobilstation
zur gleichen Zeit Daten zu der Basisstation 100 überträgt. In diesem
Beispiel wird die Übertragungszeit
des Rückwärtssteuersignals
für jede
Mobilstation in gleicher Weise wie in dem vorgenannten Beispiel
zugeordnet. In 2 wird
die Prozedur durch Austauschen der Übertragungsseite und der Empfangsseite
ausgeführt.
In anderen Worten, mit der Ausnahme, daß die Sende- und Empfangsseiten
ausgetauscht werden, ist die Prozedur in diesem Fall die gleiche
wie oben.
-
Wie zuvor beschrieben, werden in
dieser Ausführungsform
in jedem Rahmen Pakete übertragen,
während
eine Übertragungswiederholung
ausgeführt
wird.
-
In dem in 2 gezeigten Beispiel gibt es keine von
der Mobilstationsseite aus übertragenen Benutzerdaten,
so daß jede
Mobilstation nur das Rückwärtssteuersignal überträgt. Falls
jedoch alle Mobilstationen das Rückwärtssteuersignal
bei einer äquivalenten
Zeit übertragen,
wächst
die Interferenzleistung deutlich an, und die Kommunikationsqualität verschlechtert
sich. Daher wird in den in 2 und 3 gezeigten Beispielen die Übertragungszeit
des Rückwärtssteuersignals
in drei Abschnitte geteilt. Die erste Übertragungszeit ist der Mobilstation 70 zugeordnet,
die zweite Übertragungszeit
ist der Mobilstation 80 zugeordnet, und die dritte Übertragungszeit ist
der Mobilstation 90 zugeordnet. Demzufolge verteilt sich
die Übertragungszeit
des Signals, so daß es möglich ist,
die Interferenzleistung zwischen den Signalen zu verringern. Daher
ist es möglich,
eine hohe Qualität
in der Kommunikationsleitung aufrechtzuerhalten.
-
Die Übertragungszeit des Rückwärtssteuersignals
ist jedoch nicht auf drei Abschnitte beschränkt. Beispielsweise können n Übertragungszeiten
vorbereitet werden, und dann kann die Übertragungszeit durch Verwenden
des Rests, welcher erhalten wird, wenn eine natürliche Zahl, die jeder Mobilstation
eigentümlich
ist (beispielsweise die Stationsnummer) durch n geteilt wird, festgelegt
werden. Falls ein bestimmter Betrag an Abweichung in einem Verkehr
erlaubt ist, ist es möglich,
die Übertragungszeit
durch dieses Verfahren zu verteilen.
-
Des weiteren kann die Basisstation 100 die Übertragungszeit
jeder Mobilstation festlegen, und sie kann jede Mobilstation von
der festgelegten Übertragungszeit
in Kenntnis setzen. Obwohl es nicht notwendig ist, daß die Basisstation 100 jede
Mobilstation von der Übertragungszeit
in Kenntnis setzt, ist es in diesem Fall möglich, die optimale Zeitsteuerung ohne
die Verkehrsabweichung auszuführen.
Zusätzlich
ist es, falls die Übertragung
des zu übertragenden
Rückwärtssteuersignals
in der Basisstation 100 einem Plan unterliegt, möglich, die
am besten geeignete Zeitsteuerung auszuführen. In der Praxis liegen Übertragungverzögerungen
in den Funkintervallen und Signalverarbeitungsverzögerungen
vor, diese Verzögerungen
können
sich jedoch gemäß den Eigenschaften
des Kommunikationssystems ändern und
sind gemäß dem tatsächlichen
Kommunikationssystem in geeigneter Weise zu berücksichtigen.
-
Wenn jedoch das Vorwärtssteuersignal
nicht korrekt empfangen wird, ist es nicht möglich, leicht zu bestimmen,
welcher Rahmen nicht empfangen wurde. Wir werden jedoch eine Beschreibung
des ARQ-Steuerungsalgorithmus auf der Empfangsseite weglassen, nachdem
er sich nicht direkt auf diese Erfindung bezieht.
-
Im übrigen besteht das Rückwärtssteuersignal
im all-gemeinen
aus etwa 10 Bits oder aus 20 Bits bis 30 Bits, wenn die Fehlerkorrekturcodierung
etc. berücksichtigt
wird. Im Gegensatz dazu beträgt
die Länge
der Benutzerdaten in dem Vorwärtssignal
im allgemeinen 300 Bits oder mehr. Daher ist es für gewöhnlich möglich, die Übertragungszeit
des Rückwärtssteuersignals
auf 10 Teile oder mehr festzulegen.
-
Ferner ist, wenn das Rückwärtssteuersignal durch
Verwenden eines Codes mit einer hohen Verarbeitungsverstärkung verstreut
ist, eine Verringerung der Übertragungsleistung
möglich,
obwohl die Übertragungszeit
länger
wird. Ferner ist es auch möglich,
die gleiche Wirkung zu erzielen, wenn die Verarbeitungsverstärkung in äquivalenter
Weise durch wiederholtes Verwenden des Streucodes erhöht wird.
D. h., falls die Übertragungszeit
in dem Rückwärtskanal
durch hinreichendes Vergrößern der Verarbeitungsverstärkung gleich
der Übertragungszeit
in dem Vor wärtskanal
wird, ist es möglich,
den Verkehr auszugleichen, weil auch in dem Rückwärtskanal eine kontinuierliche Übertragung
ausgeführt wird.
-
4 ist
ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel des Zustands zeigt, in welchem
ein Signal zwischen der Basisstation 100 und jeder Mobilstation 70, 80 und 90 übertragen
und empfangen wird, wenn eine kontinuierliche Übertragung und niedrige Sendeleistung
durch Erhöhen
der Verarbeitungsverstärkung
des Rückwärtssteuersignals
verwirklicht worden ist. 4 zeigt
den Fall, wenn die Basisstation 100 zu jeder Mobilstation 70, 80 und 90 Daten überträgt. In diesem
Beispiel ist die Sendeleistung durch Verlängern der Übertragungszeit, um die Übertragungsverstärkung des
Rückwärtskanals
zu erhöhen, verringert.
Wie aus diesem Zeitdiagramm klar ist, ist die Übertragungsbitrate jedes Rückwärtssteuersignals
niedrig, so daß sich
auch dann, wenn die Rückwärtssteuersignale
von jeder Mobilstation überlappen,
ein Verkehr nicht in einem Ausmaß konzentriert, welches eine
Interferenz hervorrufen würde.
Ferner ist die Übertragungszeit
jedes Rückwärtssteuersignals
lang, so daß eine
plötzliche Änderung
in dem Gesamtverkehrsaufkommen nicht leicht eintritt. Daher wird
die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens einer Interferenz auf einem
niedrigen Niveau gehalten.