JP2000505630A - 減算マルチキャリアcdmaアクセス方法及びシステム - Google Patents
減算マルチキャリアcdmaアクセス方法及びシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
減算マルチキャリアCDMA技術の装置及び方法を開示する。1つのチャンネルを複数の連続するチャンネルに分割する。各サブチャンネルにおいて、サブチャンネルの数に対応して拡散が低減される。このチャンネルは、複数の時間スロットに分割され、そのチャンネルを共用する会話の全数の部分が各時間スロットに割り当てられる。このような方法を使用する無線通信デバイスは、ある時間スロットを送信に、他の時間スロットを受信に使用することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
減算マルチキャリアCDMAアクセス方法及びシステム
発明の背景
本発明は、移動無線通信システム一般に関するもので、例えば、符号分割多元
接続(CDMA)を採用し、またマルチ・ユーザー能力を上げるために干渉減算
あるいは相殺を使用するセルラー・システムに関する。
CDMAシステムを含む従来使用されているスペクトル拡散システムは、自己
干渉によって決まる単位周波数域当たりのセル当たりの同時会話の数が限られて
いる。この容量限界を克服するために、干渉相殺または減算を使用する改良型C
DMAシステムが開発されたが、そのようなレシーバにおいて行わなければなら
ない信号処理は、少なくとも帯域幅の三乗で増加する。
米国広帯域セルラー標準EIA/TIA IS−95は、1MHz程度の瞬間
帯域幅(instantaneous bandwidth)を持つCDMAシ
ステムであり、これは同じ帯域幅及び場所において数個の会話をサポートするこ
とができる。更に、IS−95標準は、継続的送受信を採用しトランスミッタと
レシーバとを同じアンテナに結合する高価なダイプレクシング・フィルタを必要
とするCDMAシステムについても言及している。これに対して、欧州標準であ
るGSMは、時分割多元接続(TDMA)システムを規定している。ここでは時
間スロットされた送信により、同じ200KHzチャンネルで8人のユーザーを
抱えることができる。各ユーザーは受信時間スロットからオフセットされた送信
時間スロットを使用することによってダイプレクシング・フィルタを不要として
いる。IS−95コンプライアンス・システムで使用されている高価なダイプレ
クシング・フィルタの代わりに、これらのTDMAシステムは、ずっと安価で小
型の送受信(T/R)スイッチを使用している。
米国特許第5151919号「減算CDMA復調」(ポール・ダブリュ・デン
ト、1992年9月29日発行)が開示するものは、本明細書において参照する
が、そこでは特に、CDMA容量の自己干渉限界を克服する技術として、重畳す
るCDMA信号を、信号の強さの大きい方から反復して復調することによって、
弱い信号が復調される前に、強い信号が復調されて受信された複合信号から減算
されるようになっている。米国特許第5218619号「再直交化」(ポール・
ダブリュ・デント、1993年6月18日発行)についても、本明細において参
照するが、これは、米国特許5151919に継続出願されたものであり、ここ
では、例えば、次のようなことが開示されている。即ち、既に前段階で同定され
減算された信号の処理における後段で更に減算が行われ、余剰減算エラーを減少
させる。
前述の特許において記載されている例では、既知のスクランブル・コードを使
用して信号をスクランブル解除(descramble)するための処理にデジ
タル信号を使用し、信号をスペクトル領域に変えてから、その信号に関連するス
ペクトル成分をノッチ・アウト(notch out)する。ノッチ・アウトし
た後、残りの非ゼロ成分は、第1信号のコードでスクランブル解除された他の信
号の変換を表す。次に、残りを波形領域に戻し、スクランブル解除コードを再度
適用して信号を最初の領域に復元する。その際、信号の1つは減算されている。
米国特許第5218619号は、以下のことを開示している。即ち、他の弱い
重畳信号からの干渉によって減算された信号の量に生じるエラーによる不完全な
信号減算を避けるために、既に減算された信号を、再度、適当な量から減算する
。この再減算は、一般に再直交化と呼ばれるもので、デジタル信号プロセッサに
よって行うことができるが、この技術は、処理量が少なくともスペクトル帯域幅
の三乗で増加するので、使用される処理のスループット費用によっては、広帯域
信号にとってコスト高となる。
米国特許出願第08/570,431号「広帯域再直交化」、1995年12
月11日出願(ポール・ダブリュ・デント)の開示によれば、ある種のアナログ
信号処理ステップを使用して、広帯域CDMAシステムにおいて干渉減算を行う
のに必要な処理を削減する技術がある。しかしながら、アナログ信号処理は、小
型の低価格移動電話の導入にとっては、最高の費用効果的技術であるとは言えな
い。米国特許出願第08/608,811号「減算CDMA/TDMA」(ポー
ル・ダブリュ・デント)が開示する干渉・減算CDMAシステムにおいては、狭
い帯域のCDMA信号が時間的に時間スロットに圧縮されて、送信の帯域幅を増
大させる。受信されると、時間スロットで受信された信号はバッファ・メモリで
捕獲される。この捕獲された信号は、次に、元の狭い帯域幅でメモリーから出さ
れ、捕獲された信号を処理するのに、許容範囲内の複雑性を持つ狭い帯域幅の干
渉減算CDMAアルゴリズムを使用できるようにする。上記特許出願は2つ共こ
こに引用することにより、本明細書に組み入れる。
数個の重畳CDMA信号を同時に復調あるいはデコードするためのジョイント
復調器も知られている。これらは、マルチ・ユーザー・デテクタとして記載され
ることがある。例えば、「最適マルチユーザー漸近的効果」(セルジオ・ヴェル
ドウ、通信についてのトランスIEEE、COM−34巻、9号、1986年9
月)を参照。ジョイント復調器は、少なくともユーザーの数の二乗に比例して複
雑になる傾向にあり、最尤シーケンス評価(Maximum
Likelihood Sequence Estimation)アルゴリズ
ムを使用する場合、その増加は指数関数的である。このように、一括復調は、C
DMAシステムの自己干渉容量限界への許容できる解決とはならない。
要約
前述の困難は、本発明に基づくマルチ・キャリア減算CDMA技術を使用する
ことにとて緩和される。本発明に基づくシステムの例では、広帯域チャンネルを
N個のサブチャンネルに分け、各サブチャンネルにおいて、拡散量を、広帯域チ
ャンネルで使用されるはずの数Nで低減する。干渉相殺アルゴリズを使用する各
サブチャンネル処理のための信号処理複雑性は、Nより早く、例えばNの三乗で
低減し、このように、N個のサブチャンネルからなる広帯域全体を処理するため
の全体の処理複雑性は、N二乗で低減する。
本発明を利用したシステムにおいては、所望されない複雑性の増加を伴うこと
なく、オン・ディマンド帯域幅として知られている柔軟なデータ送信レートの利
点を提供しつつ、より広い帯域幅のレシーバを使用することができる。例えば、
広帯域チャンネルをM個の時間スロットに分け、その帯域幅を利用する会話の全
数のM分の1を各時間スロットに割り当てる。この例の方法を使用した携帯電話
又は通信デバイスは、ある時間スロットを送信用に使用し、別の時間スロットを
受信用に使用することによって、アンテナのような構成要素を、より高いコスト
・パフォーマンスで使用することができる。従って、特定のユーザーが144k
b/s ISDNレートというような高いデータ・レートを必要とする場合は、
複数の時間スロットを割り当てることによって、オン・ディマンド型の帯域幅を
提供することができる。
特に、本発明を利用した方法の1例では、1つの第1局と複数の第2局との間
で情報がやりとりされる場合、複数の第2局のそれぞれに第1の数のサブチャン
ネルを含む周波数と、反復時分割多元接続・フレーム周期と、アクセスコードと
が割り当てられる。情報は、第1局によって複数の第2局の1つへの送信用に変
調され、割り当てられた時間スロット、サブチャンネル、アクセスコードを使用
した無線信号になる。第1局からの変調された信号は、同じ割り当て時間スロッ
トを使用し且つ少なくともいくつかの第1の数のサブチャンネルを共通に持つ複
数の第2局へ同時に送信される。この送信は、割り当て時間スロット内の複数の
第2局の1つで受信され、第2局へ向けられた情報は、割り当てアクセスコード
の助けによってデコードされる。
本発明に基づく装置の1例は、指定された周波数チャンネル及び指定されたア
クセスコードで複数の無線サブチャンネルを使用して、指定された時間スロット
内で信号を受信する受信システムを備える。このようなシステムは、無線信号を
受信するアンテナ手段と、アンテナ手段に接続されて指定周波数チャンネルで受
信された信号をフィルタし増幅して、それらを数値サンプルから成る代表的スト
リームに変換する受信手段と、数値サンプル・ストリームを処理して、関連サブ
チャンネルでの信号を代表する別々のサンプル・ストリームを生成する周波数デ
シメーション(decimation)手段と、指定アクセスコードを使用して
各サブチャンネルの信号を処理して、他のアクセスコードを持つ不要の信号から
必要な信号を分離して、必要な信号によって搬送される出力情報記号(シンボル
)を生成するサブチャンネル手段とを備える。
図面の簡単な説明
以上述べたこと、及び、本出願人の発明のその他の目的、特徴、及び利点は、
添付図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろ
う。
図1は、本発明の1つの実施の形態に基づくマルチ・キャリア時間スロットT
DMAフォーマットを示す。
図2は、本発明の実施の形態に基づくスーパーフレーム
(superframe)の構成を示す。
図3は、本発明の実施の形態に基づく移動端末回路ブロック図である。
詳細な説明
本発明に基づく広帯域CDMAシステムは、割り当てられたチャンネル帯域幅
(例えば800KHz)をN個のサブチャンネル(例えば、それぞれが100K
Hzの帯域幅を持つ8個のサブチャンネルと、M個(例えば8個)の時間スロッ
トに分割することによって構成される。M=1という限界では、N個のサブチャ
ンネルにおける連続的送信になり、これも本発明に含まれる。
チャンネル帯域幅の合計をL人のユーザーが共用する場合、各人が時間スロッ
トの一部とサブチャンネルの一部を割り当てられ、それぞれのトラッフィックを
確保する。例えば、L/M人のユーザーに対して、N個のサブチャンネルのすベ
てに同じ時間スロットを割り当てることができる。時間スロット及びサブチャン
ネルの割り当て方はいろいろ可能であるが、以下の説明では、例として、すべて
のチャンネルが各ユーザーによって、単一の時間スロットで使用されることとす
る。即ち、各ユーザーが同じデータ・レートを持つ場合とする。これは、説明を
簡潔にするためであって、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は干渉
低減、干渉減算又はジョイント復調アルゴリズムを使用して容量を高めるべく可
変データ・レートを提供するすべての場合を含む。
図1の例で示された信号は、合計800KHzの受信帯域幅内で8個の100
KHz周波数チャンネルから成り、反復TDMAフレーム周期の8個の時間スロ
ットに分割されている。第1のユーザー(ユーザー1)は8つすべてのキャリア
についてスロット1に割り当てられ、基地局からの信号を受信する。第2のユー
ザー(ユーザー2)は、8つすべてのキャリアについてスロット2が割り当てら
れる。他のユーザーは、例えば、8つすべてのキャリアについて2つのスロット
を割り当てられて、2倍のデータ・レートで受信することもできれば、あるいは
、
キャリアの半分について1つのスロットを割り当てられて、半分のデータ・レー
トで受信することもできる。
ユーザー1は、1/8時間の間に受信される8つの100KHz幅信号を処理
する。従って、ユーザー1必要な処理量は、1つの100KHzキャリアを連続
的に処理するのに必要な処理量と等価である。これは、処理能力と帯域幅が3乗
で比例するとして、1つの800KHzキャリアを連続的に処理するのに比較し
て512分の1であり、1つの800KHzキャリアを1/8時間処理するのに
比較して64分の1である。
各スロットは、多数の重畳CDMA信号(overlapping CDMA
signals)を含む。このようにして、ユーザー1は、「ユーザー・グル
ープ1」として考えることができ、ユーザー2は「ユーザー・グループ2」を意
味することになる。重畳するユーザーの各グループは、例えば、10人のユーザ
ーまで含むことができ、そのうち、平均して、5人が自分に向けられて送信され
る信号を持ち、残りの5人は、相手側が話しているので、トラフィック信号は沈
黙状態にある。各サブチャンネル及びスロットにおけるアクティブ信号の1つは
、永久送信放送制御チャンネル(BCCH)つまりネットワークから空き移動局
を呼び出しに変更し、また種々のオーバーヘッド情報、例えばネットワーク及び
局ID情報や周囲の基地局についての情報を放送するのに使用されるチャンネル
であって良い。
本発明に基づく干渉・減算CDMAシステムのパラメータの例をいくつかを下
の表1に示す。 図2は、4x26個のTDMAフレームからなるスーパーフレーム
(superframe)の構成例を示す。このスーパーフレーム構成は、TD
MAフレーム番号1から12をトラフィックに割り当てる。フレーム13は、こ
の例のフォーマットでは、送信トラフィックには使用されないIDLE(空き)
フレームであって、他の目的のために、例えば他の基地局周波数をスキャンして
他の制御チャンネルを聞くのが好ましいかどうかを決めるのに使用される。次の
12個のフレームもトラフィックに使用され、26番目のフレームはスロー関連
制御チャンネル(SACCH)の1つのスロットを送信する。SACCHは、他
のオーバーヘッド情報ほど頻繁に反復されない緊急を要さないオーバーヘッド情
報、例えばBCCHの放送を搬送するのに使用される。上記フォーマットは、本
実施の形態におけるどのサブチャンネルにも当てはまる。このフォーマットは、
サブチャンネル間で同期されても良いし、ずれても良い。104個のTDMAフ
レームのスーパーフレーム反復周期は480mSである。従って、480mS毎
に1つの完全なSACCHメッセージが送信される。
上記スロット・パラメータ及びスーパーフレーム・フォーマットは、GSMデ
ジタル・セルラ−TDMAシステムに由来するもので、GSMシステムとして且
つ本発明に基づいて作動するシステムとして両者で機能できる移動電話の構成を
簡潔にするためのものである。上述のフォーマット及び以下に述べるフォーマッ
トは、例として出されるものであり、本発明の範囲を限定するためのものではな
い。それらは、本発明を利用したシステムに基づくフォーマット構成を例として
説明するために提供されるものである。
120mS間続くスーパーフレーム構成の1列で、1つのサブチャンネル当た
り24トラフィック・スロットが受信され、それぞれが(64,6)ウオルシュ
(Walsh)コード化情報記号のようなアクセスコードを持つ。このように、
64ビットのコード単語をウオルシュ・デコードした後、6ビットの情報が得ら
れるので、120mS当たり1つのサブチャンネルにつき6x24ビットになる
。というわけで、生情報レートは、サブチャンネル当たり1.2KB/S、ある
いは8つのサブチャンネルすべてが使用された場合は9.6KB/Sになる。生
情報レート9.6KG/Sあるいは120mS当たり192個の6ビット記号は
、エラーから保護するように、例えば、リード・ソロモン(RS)コードを使用
して記号エラーまたは消去を訂正することができる。例えば、192個の記号は
、次のように4つのコード化グループに分割することができる。 40mS当たり320ビットがデコードされることによって、全体のデコード
された情報レートは8KG/Sとなり、例えば、ITU 8KB/S音声コーダ
ー標準によりデジタルにコード化された音声を送信するのに使用できる。ITU
コーダーは、標準的64KB/S u−規則圧伸PCM音声(standard
64KB/S u−law companded PCM speech)ま
たは線形PCM音声を、毎秒8キロサンプルで、低減されたデータ・レート8K
B/Sに変換する。このコーダーは、音声サンプルを10mSブロック単位で処
理し、一度に80音声サンプルを取り、それを80ビットのブロックに圧縮する
。80ビットのブロックが4個連続したものが320ビットとなり、それが、6
3、53RSコード送信の度に、送信され、その際、2ビットが残され1/3コ
ードのレートで送信される。上記コード化は、本発明に基づく送信用のソース及
びエラー制御コード化音声用の方法の例にすぎず、本発明が適用されるシステム
の型を限定するものではない。例えば、変換には、ウオルシュ・アダマール変換
を使用しても良い。
8つのサブキャリアすべてと2つの連続するフレームにおける1つのスロット
とを使用して、ITUコード化された80ビットのブロックを送信する場合、送
信遅延はわずかしか生じない。しかしながら、実施の形態の1つによれば、音声
ブロックの送信を、より長い周期にインターリーブすることによって、フェージ
ングから保護することが好ましい。これが好ましい理由は、例えば、エラー訂正
コーディングが最も効果的になるのは、エラーの確率が、連続する記号の間で、
あるいはコード化されたブロック内での記号の間で相関関係を持たない時だから
である。この相関を減らすには、1つのコード化されたブロックの63個のRS
コード化された記号(上記例において)を、8つ又はそれ以上のフレームにおい
て配置すれば良い。8つのフレームにおいて、64個の6ビット記号が8つのサ
ブキャリアからデコードされる。このうち、63個がRSデコーダに適用され、
残りの1つの記号がレート1/3デコーダに適用される。レート1/3デコーダ
は、例えば、6個のレート1/3ビット式たたみ込みデコーダが記号の各ビット
に作用する。同じデコーダは、個々のビットの情報レートが非情に低いので、6
回、時間を分け合うことができる。
SACCHとトラフィック記号は、IDLEフレームを除く25個のフレーム
でインターリーブすることができる。受信側(receiver)がトラフィッ
クもSACCHも受信しない明確なIDLEフレームは、受信側が種々の機能を
行う自由を持てることが好ましい。例えば、そのフレームの間に受信される8つ
の100KHzチャンネルの800KHzブロックを変更することができるよう
にする。また、必ずしも必要ではないが、SACCH送信を同じフレーム(例え
ば、図2の反復構成におけるフレーム26)に限定しておけば、音声非活動の周
期の間、他の25個のトラフィック・フレームを送信する必要がなくなり、SA
CCHフレームの送受信の邪魔になることがない。移動電話にとって、一時的に
トラフィックがない時を縫ってSACCHが送信されれば、送信されるSACC
Hの数は、各スロットで送信されるトラフィック・フレームの数の2倍にするこ
とができる。このように、SACCHに使用されるフレームは、重畳する信号別
にすることによって、すべてのSACCHが同じフレームで送信されないように
するのが好ましい。
同様に、IDLEフレームも相互に離すことによって、1つの重畳信号が連続
するフレームにおいて沈黙状態である方が、同じ1つのフレーム例えば図2の例
のフレーム13においてすべてが沈黙状態であるより良い。IDELフレームと
SACCHフレームをずらすことによって、異なったフレームにおける共同チャ
ンネル干渉を均すことになる。この均すパタンは、隣接するセル又はセクタ特に
最も強いものにおける共同チャンネル送信と合わせることによって、同じ現場に
おける2つの以上のセル又はセクタに渡って干渉を均すことができる。
また、単一信号のSACCH送信をずらすことによって、例えば、SACCH
が8つの連続するフレーム上で8つのキャリアの1つを使用することができる。
ただし、この場合、各時間スロットにおいて、各サブキャリアは、別の移動電話
用SACCH送信と重畳するものを含むことが多く、移動電話のレシーバにとっ
ては、多分、便利とは言えない。というのは、1つのスロット内のSACCHが
、8つすべてのキャリア上の同じ移動電話に属すことになるから。当業者にとっ
ては、特定のシステムの必要に応じて、特定のSACCHずらしを行うことにな
るであろう。
図3は、本発明に基づく装置の例を含む移動端末を示す。アンテナ10は、T
/Rスイッチ11を介して、送信機能と受信機能の両方で共用される。このT/
Rスイッチ11は、制御及びタイミングユニット25によって適当な時に操作さ
れ、レシーバ13又はトランスミッタ12をアンテナ10に接続する。レシーバ
は、例えば、ダウンコンバータ機能を持つ回路を備え、受信信号を複合ベースバ
ンド(compley base band)に変換することによって、信号を
デジタル化して、複素数ストリームを形成して、処理に回す。例えば、ダウンコ
ンバータ機能は、直角ダウンコンバータによって行うことができ、直角ダウンコ
ンバータは、受信帯域選択フィルタ14と、低ノイズRF増幅器15と、直角ミ
キサ16a及び16bと、所謂I信号とQ信号を生成する直角局部発振器17と
、これらの信号をロー・パス・フィルタするフィルタ18a及び18bとを備え
る。例えば、800KHz帯域幅を受信する場合、フィルタ18aと18bは、
0−400KHzの周波数領域の信号を通過させる。キャリアの数が偶数、例え
ば8つで、その半分が局部発振器17の高周波数域に、半分が低周波数域にある
とすると、ミキサ16a及び16bからのDCあるいはゼロ周波数成分は、2つ
のサ
ブチャンネルの中間に対応し、破棄できる。このようにして、直接変換レシーバ
の関連するDCオフセットの問題は回避することができる。
ミキサ16a、16bからのI信号及びQ信号は、デュアル・チャンネル又は
複合A/Dコンバータ19を使用してデジタル化される。他にも、複合受信信号
を代表する複素数ストリームを生成するいろいろな方法が知られており、上記の
代わりに、それらを使用しても良い。例えば、米国特許第5048059号、発
明者デント(1991年9月10日発行)に開示されたログポーラ
(logpolar)技術を使用しても良い。この特許は、ここに引用すること
により、その全体が、本明細書に組み入れられる。
サブチャンネルの合計を表すデジタル化されたI,Qストリームは、周波数デ
シメーション(decimation)プロセッサ20によって処理されて、個
個のサブチャンネル例えばこの例では8つのチャンネルが分けられる。I,Qス
トリームは、まず、受信時間スロットにおいてメモリ(図示せず)で捕獲され、
次に、それぞれプロセッサ20、21によって処理され、リアル・タイムで動作
する必要はない。あるいはまた、周波数デシメーション・プロセッサ20がリア
ル・タイムで動作する場合は、個々のサブチャンネルの出力信号をメモリに入れ
れば、デコーディング・プロセッサ21はリアル・タイムで動作する必要がない
。デコーディング・プロセッサ21は、デシメーション・プロセッサ20からの
サブチャンネル信号上で動作し、指定されたサブチャンネルからの記号をデコー
ドする。デコーディング・プロセッサ21は、各チャンネルに対して、例えば、
先に参照した米国特許第5151919号、及び米国特許第5218619号に
記載されているように、干渉・減算、反復CDMAデコーディング動作を導入す
ることができる。これらの動作は、信号の強さによって、強い信号から弱い信号
へという順序で信号をデコードし、既にデコードされた強い信号を減算してから
、弱い信号のデコードを行う。例えば、ある種のシステムにおいては、デコーデ
ィング・プロセッサ21によって最初にデコードされて減算されるべき(即ち、
最も強い)信号は、固定アクセスコードで変調されるパイロット信号であって良
い。また、別のシステムでは、最初にデコードされる最も強い信号は、様々のオ
ーバーヘッド・メッセージ例えば個々のレシーバに向けられた呼び出し
(paging)又は呼び出し待機(call alert)メッセージを搬送
する放送制御チャンネル(BCCH)であって良い。また、パイロット信号とB
CCHの両方を備えたシステムでは、パイロット信号を先にデコードして、次に
BCCHをデコードすれば良い。
あるいはまた、デコーディング・プロセッサ21は、数個の重畳信号が同時に
デコードされる一括(joint)デコーディング技術を導入しても良い。ジョ
イント復調で知られている技術には、例えば、相関解除
(decorrelation)技術があり、そこでは行列乗算を行うことによ
って各信号の効果を相互に除去する。また、部分的相関解除アルゴリズムという
技術があり、そこでは、弱い信号の強い信号への効果を相関解除によって削減し
、最も強い信号はデコードされた記号に量子化して、デコードされた記号を余剰
から減算することによって、2番目に強い信号が残り、前述の処理を反復するこ
とでこの2番目に強い信号を処理する、ということが行われる。その他、ヴィタ
ビのシーケンシャル最尤シーケンス評価アルゴリズムを使用しても良い。ここで
は、各重畳信号につき1つの記号が仮定され、可能性のある仮定がすべてテスト
される。1つのサブチャンネルにおける受信信号を最良に予見する仮定が保持さ
れて、重畳信号の各々に対して、一括してデコードされた記号を決める。
デコーディング・プロセッサ21からの出力記号は、問題となる(図3の)移
動端末用であり、これは、更に、エラー訂正コーダー22によって処理しても良
い。これは例えば、上述のように、リード・ソロモン・デコーディングを行うこ
とができる。リード・ソロモン・デコーディングは、第1段のプロセッサ21に
よってデコードされる記号がマルチ・ビット記号である場合、特に都合が良い。
リード・ソロモン・デコーダは、デコーディング・プロセッサ21がノイズ又は
共同チャンネル干渉によって出力しやすい間違った記号のいくつかをブリッジす
ることができるが、デコーディング・プロセッサ21が各記号と一緒に消去又は
記号信頼性指示を提供する場合は、2倍の「消去」記号をブリッジすることがで
きる。コーダー22からのエラー訂正された記号は、デジタル化された音声であ
れば音声コーダー/デコーダ23に供給され、スロー関連制御チャンネル(SA
CCH)上で見られるような信号メッセージであれば制御プロセッサ25に供給
される。制御プロセッサは、また、ユーザー入力を関係づけて、キーボード及び
ディスプレイ30を介して、LED32及びリンガー(ringer)34を出
力する。
1つの実施の形態として、音声コーダー/デコーダ23は、また、送信用に音
声をコード化する。コード化された音声は、エラー訂正コード化して、送信信号
生成ユニット24において送信信号フォーマットに変換してから、変調し、トラ
ンスミッタ12において送信用最終周波数に変換することができる。制御プロセ
ッサ25は、送受信の相を制御する。この制御には、T/Rスイッチ11を切り
換えてアンテナ10をトランスミッタ12に接続して、送信スロットの間、トラ
ンスミッタ12を動作可能にすることも含まれる。本発明に基づく移動ユニット
によって送信される波形は必ずしも受信される波形と同じものである必要はない
。例えば、米国特許出願第08/179954号「ハイブリッド・アクセス方法
」(ポール・ダブリュ・デント、出願日1994年1月11日)を参照すると、
次のことが開示されている。なぜ、移動通信がアップリンクとダウンリンクとで
非対象であるかの理由、そして、異なった種類のアップリンク・チャンネル(即
ち、FDMA)が異なったアクセス方法(例えば、TDMA)を使用するダウン
リンク信号と関連づけるのが有利であること。本発明によれば、マルチチャンネ
ルCDMA/TDMAダウンリンク方法は、TDMAエレメントを持つアップリ
ンク・アクセス方法と関連づけて、送受信を同時にする必要がないという移動ユ
ニットの特徴を保ちながら、T/Rスイッチ11を使用してアンテナ10を共用
することができる。例えば、トランスミッタは、マルチキャリア・デシメーショ
ンを使用せずに8つの時間スロットを持つ800KHzCDMA/TDMAシス
テムとして、あるいは8つのダウンリンク・スロットのうち4つに対して送信が
行われる400KHz減算CDMAシステムとして、あるいはレシーバが受信し
ない7つのダウンリンク・スロットのすべてに対して送信が行われる200KH
z減算CDMAシステムとして導入することができる。アップリンク容量とダウ
ンリンク容量は同じでなければならないが、携帯用の電池で作動する移動電話ほ
どは、電力やサイズ、そして費用が問題とならない基地局においては、処理量を
最小にすることは、それほど重要ではない。
本発明に基づくシステムは、主として、基地から移動端末への方向(ダウンリ
ンク)に関するものであるが、移動端末から基地への方向(アップリンク)にも
使用することができる。ただし、トランスミッタの性能は、前述の特許及び特許
出願で触れられたファクターと同様、移動送信バーストの間、一定のエンヴェロ
ープ変調を行うことで相殺される。ダウンリンクに使用される本発明の利用法は
、特定のアップリンク方法との関連に限定されるものではなく、本発明がアップ
リンクで利用される場合、特定のダウンリンク方法と共に使用されるという限定
はない。
以上、本発明を例としての実施の形態について説明してきた。本発明は、当業
者によって、上記以外の特定の形式で実施することも可能である。従って、ここ
に述べた実施の形態は、単に例として出したものであり、これらに本発明が限定
されるものではない。本発明の範囲は、以上の説明より、以下の請求の範囲で与
えられ、あらゆる変形及び等価物は請求の範囲に含まれるものとする。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1998年2月12日(1998.2.12)
【補正内容】
請求の範囲
1.1つの第1局と複数の第2局との間の情報通信方法であって、
前記複数の第2局のそれぞれに、第1の数のサブチャンネルを含む周波数帯域
と、反復時分割多元接続フレーム周期における少なくとも1つの時間スロットと
、アクセスコードとを割り当てるステップと、
各サブチャンネルが前記複数の第2局の前記1つに対して実質的に同じ情報を
搬送するとした場合、前記割り当てられた時間スロット、サブチャンネル、アク
セスコードを使用して無線信号を前記第1局から前記複数の第2局の1つへ送信
される情報で前記第1局が変調するステップと、
前記第1局から、同じ割り当て時間スロットを使用していて且つ前記第1の数
のサブチャンネルの少なくともいくつかを共有している前記第2局へ、変調され
た信号を同時に送信するステップと、
前記第2局の1つで、少なくとも1つの割り当て時間スロットにおいて前記送
信を受信し、前記第2局へ向けられた情報を割り当てアクセスコードを使用して
デコードするステップ
とを有する、情報通信方法。
2.指定周波数チャンネルにおける複数の無線サブチャンネル周波数および指
定アクセスコードを使用して、指定時間スロットで信号受信する受信システムで
あって、
無線信号を受信するアンテナ手段と、
前記アンテナ手段に接続され、前記指定周波数チャンネルで受信された前記受
信無線信号をフィルタし増幅し、前記受信無線信号を数字サンプルのストリーム
に変換するレシーバ手段と、
前記数字サンプルストリームを処理して、実質的に同じ情報を持つ各関連サブ
チャンネルを代表する別々のサンプルストリームを生成する周波数デシメーショ
ン手段と、
前記指定アクセスコードを使用して前記関連サブチャンネルの信号を処理して
、他のアクセスコードを持つ不要の信号から所望の信号を分離し、前記所望の信
号
によって搬送された出力情報記号を生成するサブチャンネル処理手段
とを有する、受信システム。
3.前記サブチャンネル処理手段が、所望の信号をその所望の信号のアクセス
コードを使用して処理する時に、不要の信号をその指定アクセスコードを使用し
て処理することによって干渉効果を低減する干渉低減手段を備える、請求項2に
記載の受信システム。
4.前記干渉低減手段が、信号を強い順に処理する手段を備える、請求項3に
記載の受信システム。
5.最初に処理される最強の信号が、固定アクセスコードで変調されるパイロ
ット信号である、請求項4に記載のシステム。
6.最初に処理される最強の信号が、個々のレシーバに向けられる呼び出し待
機メッセージを搬送する放送制御チャンネル信号である、請求項4に記載のシス
テム。
7.2番目に強い信号が、個々のレシーバに向けられる呼び出し待機メッセー
ジを搬送する放送制御信号である、請求項5に記載のシステム。
8.前記干渉低減手段が、
第1の信号のアクセスコードを使用して受信信号を変換ドメインに変換する信
号変換手段と、
前記第1の信号に対応する前記変換ドメイン内の成分をゼロにセットするゼロ
セット手段と、
前記アクセスコードを使用した後、第2の信号をそのアクセスコードを使用し
てデコードする逆変換手段
とを含む、請求項3に記載のシステム。
9.前記変換手段がウオルシュ・アダマール変換を行う、請求項8に記載のシ
ステム。
10.前記変換ドメインが周波数ドメインである、請求項8に記載のシステム
。
11.前記ゼロセット手段によってゼロにセットされる前記変換ドメインがD
Cまたはゼロ周波数成分である、請求項10に記載のシステム。
12.前記干渉低減手段が一括復調手段であって、少なくとも2つの信号をそ
れらの指定アクセスコードを組み合わせて使用して同時にデコーする、請求項3
に記載のシステム。
13.前記複数の第2局の1つから前記第1局への送信のため、前記複数の第
2局の前記1つの局によって受信されるために割り当てられる少なくとも1つの
時間スロットから時間的にオフセットされている時間スロットを割り当てるステ
ップを含む、請求項1に記載の方法。
14.前記割り当てステップが、オン・ディマンド帯域幅容量を提供する所望
の情報送信レートに基づいて、前記第2局の1つに割り当てられた前記サブチャ
ンネル及び時間スロットの多数を選択するステップを更に含む、請求項1に記載
の方法。
15.複数の基地局の少なくとも1つと複数の移動局の少なくとも1つの間の
情報通信方法であって、
前記複数の移動局のそれぞれに、多数のサブチャンネルを含む周波数帯域を割
り当てるステップと、
前記少なくとも1つの基地局から前記少なくとも1つの移動局へ送信される情
報を前記第1局が前記サブチャンネル周波数を含む無線信号に変調するステップ
と、
前記情報変調無線信号を前記少なくとも1つの移動局へ送信するステップと、
前記少なくとも1つの移動局において、前記送信を、前記サブチャンネルのい
くつかと少なくとも部分的に重畳する他の移動局に送信された信号と共に、受信
するステップと、
前記受信された信号の各サブチャンネルを、干渉低減処理を使用して処理して
実質的に同じ情報を含む各サブチャンネルにおける干渉を別々に低減するステッ
プ
とを有する、情報通信方法。
16.前記干渉低減処理ステップが、更に、少なくとも2つの重畳信号を一括
して復調するステップを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
17.前記干渉低減処理ステップが、更に、サブチャンネルにおける干渉信号
を復調し、復調された干渉信号を減算してから、当該サブチャンネルにおける所
望の信号の復調を行う、請求項15に記載の方法。
18.前記割り当てステップが更に次のステップを含むことを特徴とする請求
項15に記載の方法。
重畳する移動局、部分的に重畳する移動局、あるいは非重畳移動局へ周波数帯
域を割り当てるステップ。
19.1つの周波数チャンネル内の複数の周波数サブチャンネルへ情報が変調
される無線送信を受信するレシーバであって、
前記複数の周波数サブチャンネルの2つと関連する周波数の間の周波数を持つ
局部発振器信号を生成する局部発振器と、
前記局部発振器信号を使用して受信信号をI及びQ直角ベースバンド信号に変
換する直角ダウン変換手段と、
前記I及びQ信号を処理して、それらから不要のDCオフセットを除去するD
Cオフセット除去手段
とを有する、レシーバ。
20.1つの第1局と複数の第2局との間の情報通信方法であって、
割り当てられた1つのチャンネル帯域幅を、それぞれが複数の時間スロットを
持つ複数のサブチャンネルに分割するステップと、
各サブチャンネルにおける前記複数の時間スロットをグループ化するステップ
と、
前記複数の第2局のそれぞれに、前記複数のサブチャンネルの少なくとも1つ
にある前記複数の時間スロットの少なくとも1つと、アクセスコードとを割り当
てるステップと、
前記複数の第2局のそれぞれに対して、前記第1局からのオーバーヘッド情報
を送信するための各サブチャンネルの反復フレーム構造におけるフレームを割り
当てるステップと、
前記割り当てられたフレームで前記オーバーヘッド情報を送信するステップ
とを有する、情報通信方法。
21.前記オーバーヘッド情報がスロ一関連制御チャンネル(slow
associated control channel)(SACCH)情報
である、請求項20の方法。
22.前記複数の第2局の1つに割り当てられたフレームが、前記複数の第2
局の別の1つに割り当てられたフレームと異なる、請求項20に記載の方法。
23.前記複数の第2局のそれぞれに割り当てられたフレームが、前記反復フ
レーム構造内でずれている、請求項20に記載の方法。
24.前記複数の第2局の1つに割り当てられた前記フレームが、前記複数の
第2局の当該1つに割り当てられたサブチャンネルごとに異なる、請求項20に
記載の方法。
25.前記複数の第2局の1つに割り当てられた前記フレームが、前記複数の
第2局の当該1つに割り当てられた各サブチャンネルについて同じである、請求
項20に記載の方法。
26.1つの第1局と複数の第2局との間の情報通信方法であって、
割り当てられた1つのチャンネル帯域幅を、それぞれが複数の時間スロットを
持つ複数のサブチャンネルに分割するステップと、
各サブチャンネルにおける前記複数の時間スロットを反復フレーム構造にグル
ープ化するステップと、
前記複数の第2局のそれぞれに、前記複数のサブチャンネルの少なくとも1つ
にある前記複数の時間スロットの少なくとも1つと、アクセスコードとを割り当
てるステップと、
前記複数の第2局のそれぞれに対して、前記第1局が前記第2局に対して送信
するのに使用しない各サブチャンネルの前記反復フレーム構造内にフレームを割
り当てるステップと、
前記割り当てられたフレームと関連する以外の各少なくとも1つの割り当て時
間スロットで、前記信号を前記第2局へ送信するステップ
とを有する、情報通信方法。
27.前記割り当てられたフレームが、前記複数の第2局のそれぞれについて
、前記反復フレーム構造内の同じフレームである、請求項26に記載の方法。
28.前記複数の第2局の少なくとも1つに割り当てられた前記フレームが、
前記複数の第2局の他の1つに割り当てられたフレームと異なる、請求項26に
記載の方法。
29.前記複数の第2局に割り当てられた前記フレームが、前記反復フレーム
構造内でずれている、請求項26に記載の方法。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S
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CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G
E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR
,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,
MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P
L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK
,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.1つの第1局と複数の第2局との間の情報通信方法であって、 前記複数の第2局のそれぞれに、第1の数のサブチャンネルを含む周波数帯域 と、反復時分割多元接続・フレーム周期における少なくとも1つの時間スロット と、アクセスコードとを割り当てるステップと、 前記割り当てられた時間スロット、サブチャンネル、アクセスコードを使用し て無線信号を前記第1局から前記複数の第2局の1つへ送信される情報で前記第 1局が変調するステップと、 前記第1局から、同じ割り当て時間スロットを使用していて且つ前記第1の数 のサブチャンネルの少なくともいくつかを共有している前記第2局へ、変調され た信号を同時に送信するステップと、 前記第2局の1つで、少なくとも1つの割り当て時間スロットにおいて前記送 信を受信し、前記第2局へ向けられた情報を割り当てアクセスコードを使用して デコードするステップ とを有する、情報通信方法。 2.指定周波数チャンネルにおける複数の無線サブチャンネル周波数および指 定アクセスコードを使用して、指定時間スロットで信号受信する受信システムで あって、 無線信号を受信するアンテナ手段と、 前記アンテナ手段に接続され、前記指定周波数チャンネルで受信された前記受 信無線信号をフィルタし増幅し、前記受信無線信号を数字サンプルのストリーム に変換するレシーバ手段と、 前記数字サンプルストリームを処理して、各関連サブチャンネルを代表する別 別のサンプルストリームを生成する周波数デシメーション手段と、 前記指定アクセスコードを使用して前記サブチャンネルのそれぞれの信号を処 理して、他のアクセスコードを持つ不要の信号から所望の信号を分離し、前記所 望の信号によって搬送された出力情報記号を生成するサブチャンネル処理手段 とを有する、受信システム。 3.前記サブチャンネル処理手段が、所望の信号をその所望の信号のアクセス コードを使用して処理する時に、不要の信号をその指定アクセスコードを使用し て処理することによって干渉効果を低減する干渉低減手段を備える、請求項2に 記載の受信システム。 4.前記干渉低減手段が、信号を強い順に処理する手段を備える、請求項3に 記載の受信システム。 5.最初に処理される最強の信号が、固定アクセスコードで変調されるパイロ ット信号である、請求項4に記載のシステム。 6.最初に処理される最強の信号が、個々のレシーバに向けられる呼び出し待 機メッセージを搬送する放送制御チャンネル信号である、請求項4に記載のシス テム。 7.2番目に強い信号が、個々のレシーバに向けられる呼び出し待機メッセー ジを搬送する放送制御信号である、請求項5に記載のシステム。 8.前記干渉低減手段が、 第1の信号のアクセスコードを使用して受信信号を変換ドメインに変換する信 号変換手段と、 前記第1の信号に対応する前記変換ドメイン内の成分をゼロにセットするゼロ セット手段と、 前記アクセスコードを使用した後、第2の信号をそのアクセスコードを使用し てデコードする逆変換手段 とを含む、請求項3に記載のシステム。 9.前記変換手段がウオルシュ・アダマール変換を行う、請求項8に記載のシ ステム。 10.前記変換ドメインが周波数ドメインである、請求項8に記載のシステム 。 11.前記ゼロセット手段によってゼロにセットされる前記変換ドメインがD Cまたはゼロ周波数成分である、請求項10に記載のシステム。 12.前記干渉低減手段が一括復調手段であって、少なくとも2つの信号をそ れらの指定アクセスコードを組み合わせて使用して同時にデコーする、請求項3 に記載のシステム。 13.前記複数の第2局の1つから前記第1局への送信のため、前記複数の第 2局の前記1つの局によって受信されるために割り当てられる少なくとも1つの 時間スロットから時間的にオフセットされている時間スロットを割り当てるステ ップを含む、請求項1に記載の方法。 14.前記割り当てステップが、オン・ディマンド帯域幅容量を提供する所望 の情報送信レートに基づいて、前記第2局の1つに割り当てられた前記サブチャ ンネル及び時間スロットの多数を選択するステップを更に含む、請求項1に記載 の方法。 15.複数の基地局の少なくとも1つと複数の移動局の少なくとも1つの間の 情報通信方法であって、 前記複数の移動局のそれぞれに、多数のサブチャンネルを含む周波数帯域を割 り当てるステップと、 前記少なくとも1つの基地局から前記少なくとも1つの移動局へ送信される情 報を前記第1局が前記サブチャンネル周波数を含む無線信号に変調するステップ と、 前記情報変調無線信号を前記少なくとも1つの移動局へ送信するステップと、 前記少なくとも1つの移動局において、前記送信を、前記サブチャンネルのい くつかと少なくとも部分的に重畳する他の移動局に送信された信号と共に、受信 するステップと、 前記受信された信号の各サブチャンネルを、干渉低減処理を使用して処理して 各サブチャンネルにおける干渉を別々に低減するステップ とを有する、情報通信方法。 16.前記干渉低減処理ステップが、更に、少なくとも2つの重畳信号を一括 して復調するステップを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。 17.前記干渉低減処理ステップが、更に、サブチャンネルにおける干渉信号 を復調し、復調された干渉信号を減算してから、当該サブチャンネルにおける所 望の信号の復調を行う、請求項15に記載の方法。 18.前記割り当てステップが更に重畳する移動局、部分的に重畳する移動局 、あるいは非重畳移動局へ周波数帯域を割り当てるステップを有する、請求項1 5 に記載の方法。 19.1つの周波数チャンネル内の複数の周波数サブチャンネルへ情報が変調 される無線送信を受信するレシーバであって、 前記複数の周波数サブチャンネルの2つと関連する周波数の間の周波数を持つ 局部発振器信号を生成する局部発振器と、 前記局部発振器信号を使用して受信信号をI及びQ直角ベースバンド信号に変 換する直角ダウン変換手段と、 前記I及びQ信号を処理して、それらから不要のDCオフセットを除去するD Cオフセット除去手段 とを有する、レシーバ。 20.1つの第1局と複数の第2局との間の情報通信方法であって、 割り当てられた1つのチャンネル帯域幅を、それぞれが複数の時間スロットを 持つ複数のサブチャンネルに分割するステップと、 各サブチャンネルにおける前記複数の時間スロットをグループ化するステップ と、 前記複数の第2局のそれぞれに、前記複数のサブチャンネルの少なくとも1つ にある前記複数の時間スロットの少なくとも1つと、アクセスコードとを割り当 てるステップと、 前記複数の第2局のそれぞれに対して、前記第1局からのオーバーヘッド情報 を送信するための各サブチャンネルの反復フレーム構造におけるフレームを割り 当てるステップと、 前記割り当てられたフレームで前記オーバーヘッド情報を送信するステップ とを有する、情報通信方法。 21.前記オーバーヘッド情報がSACCH情報である、請求項20の方法。 22.前記複数の第2局の1つに割り当てられたフレームが、前記複数の第2 局の別の1つに割り当てられたフレームと異なる、請求項20に記載の方法。 23.前記複数の第2局のそれぞれに割り当てられたフレームが、前記反復フ レーム構造内でずれている、請求項20に記載の方法。 24.前記複数の第2局の1つに割り当てられた前記フレームが、前記複数の 第2局の当該1つに割り当てられたサブチャンネルごとに異なる、請求項20に 記載の方法。 25.前記複数の第2局の1つに割り当てられた前記フレームが、前記複数の 第2局の当該1つに割り当てられた各サブチャンネルについて同じである、請求 項20に記載の方法。 26.1つの第1局と複数の第2局との間の情報通信方法であって、 割り当てられた1つのチャンネル帯域幅を、それぞれが複数の時間スロットを 持つ複数のサブチャンネルに分割するステップと、 各サブチャンネルにおける前記複数の時間スロットを反復フレーム構造にグル ープ化するステップと、 前記複数の第2局のそれぞれに、前記複数のサブチャンネルの少なくとも1つ にある前記複数の時間スロットの少なくとも1つと、アクセスコードとを割り当 てるステップと、 前記複数の第2局のそれぞれに対して、前記第1局が前記第2局に対して送信 するのに使用しない各サブチャンネルの前記反復フレーム構造内にフレームを割 り当てるステップと、 前記割り当てられたフレームと関連する以外の各少なくとも1つの割り当て時 間スロットで、前記信号を前記第2局へ送信するステップ とを有する、情報通信方法。 27.前記割り当てられたフレームが、前記複数の第2局のそれぞれについて 、前記反復フレーム構造内の同じフレームである、請求項26に記載の方法。 28.前記複数の第2局の少なくともl01つに割り当てられた前記フレーム が、前記複数の第2局の他の1つに割り当てられたフレームと異なる、請求項2 6に記載の方法。 29.前記複数の第2局に割り当てられた前記フレームが、前記反復フレーム 構造内でずれている、請求項26に記載の方法。
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