JP4448033B2 - 一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には、通信分野に関するものである。本発明は、より具体的には、通信システムにおけるデータ通信に関するものである。

2人のエンドユーザー間で通信されるデータは、システム全体において適切にデータが流れるようにするために、いくつかのレイヤのプロトコル内を通る。１つのパケットのデータは、いくつかのタイムスロットを通じて伝送することができる。又、各タイムスロットは、例えばダウンリンクを通じて基地局から移動局まで、又は、アップリンクを通じて移動局から基地局までオーバーザエア（無線）伝送させる。該アップリンクを通じての伝送は、１個の選択した伝送時間間隔（ＴＴＩ）パラメータに従って行われる。例えば、ＴＴＩパラメータは、０，１，２及び３の４個の値を持つことが可能である。ＴＴＩを例えば０に設定した場合は、伝送間隔は、移動局からのアップリンクを通じての１つのタイムフレームになる。同様に、ＴＴＩ値が１，２及び３の場合の伝送間隔は、それぞれ２つ，４つ及び８つのタイムフレームになる。１つのタイムフレームは、１５のタイムスロットを有することができ、さらにその継続時間は、限定した一定の時間にすることができる。オーバーザエア上での伝送用に生成されたデータは、多重化して複数のトランスポートチャネルに入れることができる。各トランスポートチャネルは、一組のデータブロックを有しており、該ブロックは同じ大きさにすることができる。伝送するデータ量は各伝送ごとに異なる可能性があるため、該一組のデータブロックも各々の時間によってブロック数及び大きさが異なる可能性がある。

アップリンクを通じてのオーバーザエア伝送は、符号分割多元接続通信システムにおけるトランスポートフォーマットの組合せを定める様々なパラメータに従って行われる。トランスポートフォーマットは、一組のデータブロック内のデータブロック数及び該一組のデータブロック内のデータブロックの大きさを識別するフォーマットである。トランスポートフォーマットは、受信局が誤りが最小限になるような形で又は受入可能な誤りレベルでデータを復号できるようなトランスポートフォーマットを選択する。トランスポートフォーマットの該選択は、各スロット時間におけるデータ量、データ速度及び伝送電力レベルに依存する。その結果、システムがサポートする必要があるトランスポートフォーマットの組合せが大量に存在してしまうことになるおそれがある。伝送装置が伝送用のデータをアップリンクを通じてオーバーザエアで受け取り時には、伝送装置は、受け取った一組のデータブロックの伝送に用いることができないいくつかのトランスポートフォーマットを排除する。該受入不能なトランスポートフォーマットを排除するプロセスは、各々の伝送時間間隔の前に行う。このため、１つの例において、ＴＴＩパラメータを０に設定した場合は、受入不能なトランスポートフォーマットを決定して排除するプロセスを、アップリンクにおいて各々のタイムフレームごとに繰り返さなければならない。該受入不能なトランスポートフォーマットを排除するプロセスは、多大な処理電力及び処理時間を要することになるおそれがある。

従って、通信システムにおいてデータを伝送する上での受入不能なトランスポートフォーマットを決定するための効率的な方法、装置及びシステムが必要である。

現行のタイムフレームにおいて伝送するための一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定するための様々な実施形態を示してある。例えば、一組の受入可能な修正パワーレート調整値を、最高電力レベル、累積電力コマンド及び初期電力制御コマンドに基づいて決定する。また、一組の受入可能なチャネル利得率を、該一組の受入可能な修正パワーレート調整値に基づいて決定し、該一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを、該一組の受入可能なチャネル利得率に基づいて決定する。可能な一組の修正パワーレート調整値は、移動局からのデータ伝送に用いられる一連の伝送装置の様々な設計に基づいて該一組の受入可能なチャネル利得率を決定するための一組のチャネル利得率に関係している。又、現行のタイムフレームにおいてデータを伝送するために、該受入可能なトランスポートフォーマットの組合せのうちの１つを選択する。該一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せの各々のトランスポートフォーマットの組合せは、移動局から通信するための一組のトランスポートチャネルに対応する一組のトランスポートフォーマットを含む。トランスポートチャネルは、前記現行のタイムフレーム内の一組のタイムスロットにおいて、決定した電力レベル及びデータ速度に従って前記移動局から伝送するために、一組の物理チャネルにマッピングする。

本発明の特長、性質、及び利点は、下記の詳細な説明と図面を併用することでさらに明確になる。同一のものについては図面全体に渡って同一の参照符号を付けることとする。

一般的には、斬新な改良された方法及び装置は、通信システムにおいてデータを伝送するためにデータを効率的に処理することを備えている。非常に多数の可能なトランスポートフォーマットの組合せにおける一組のトランスポートフォーマットを、最小限の処理を行うことによって排除する。又、移動局からアップリンクにおいてデータを伝送するために、一組のトランスポートチャネル用のトランスポートフォーマットの組合せを、残りの可能なトランスポートフォーマットの組合せの中から選択する。本出願明細書において説明する１つ以上の典型的実施形態は、デジタル無線データ通信システムの観点から示してある。本発明の異なった実施形態は、この観点において使用することが好都合である一方で、その他の異なった環境または構成の中に組み入れることができる。一般的には、本出願明細書において説明する様々なシステムは、ソフトウエアによって制御されるプロセッサ、集積回路またはディスクリートロジックを用いて構成させることができる。本出願明細書全体を通じて引用しているデータ、命令、コマンド、情報、信号、記号、及びチップは、好都合であることを理由に、電圧、電流、電磁波、磁場、磁気粒子、光学場、光学粒子、またはその組合せによって表している。さらに、各ブロック図に示してあるブロックは、ハードウエアまたは方法に関するステップを表している。

より具体的には、本発明の様々な実施形態は、電気通信工業会（ＴＩＡ）及びその他の規格機関によって発行されている様々な規格において開示及び説明されている符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術に従って動作する無線通信システム内に組み入れることができる。該規格は、ＴＩＡ／ＥＩＡ−ＩＳ−９５規格、ＴＩＡ／ＥＩＡ−ＩＳ−２０００規格、ＩＭＴ−２０００規格、ＵＭＴＳ及びＷＣＤＭＡ規格等であり、これらの規格はすべて、本出願明細書において引用することによって本出願明細書に組み入れてある。さらに、本出願明細書において引用することによって本出願明細書に組み入れてある"TIA/EIA/IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"（ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６ｃｄｍａ２０００高速パケットデータエアインタフェース仕様）においても、データ通信システムについて詳述している。上記の規格は、TIA, Standards and Technology Department, 2500 Wilson Boulevard, Arlington, VA 22201, United States of Americaに問い合わせることによって入手可能である。他方、ＵＭＴＳ規格として一般的に識別している規格（本出願明細書において引用することによって本出願明細書に組み入れてある）は、3GPP Support Office, 650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis, Valbonne-Franceに問い合わせることによって入手可能である。

図 １は、本発明の様々な実施形態を組み入れている一方でいずれかの符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム規格に準拠して動作することができる１つの通信システム１００を示した一般的ブロック図である。通信システム１００は、音声、データまたはその両方の通信用のシステムにすることができる。一般的には、通信システム１００は、数カ所の移動局（例えば、移動局１０２乃至１０４）の間における通信リンク、及び該移動局１０２乃至１０４と公衆電話交換・データ網１０５の間における通信リンク、を提供する基地局１０１を含む。図 １に示した移動局は、本発明の主適用範囲及び様々な利点から逸脱することなしに、データアクセス端末（ＡＴ）と呼ぶことができ、該基地局はデータアクセスネットワーク（ＡＮ）と呼ぶことができる。基地局１０１は、基地局コントローラ及び基地局トランシーバシステム等のいくつかの構成要素を含むことができる。しかしながら、説明を単純化するため、該構成要素は図示していない。基地局１０１は、その他の基地局（例えば基地局１６０）と通信することができる。移動通信交換局（図示していない）は、ネットワーク１０５及び基地局１０１と１６０の間におけるバックホール１９９に関連して、通信システム１００の様々な動作上の側面を制御することができる。

基地局１０１は、基地局１０１から送信したダウンリンク信号を通じて、自局のカバレッジエリア内にある各移動局と通信する。移動局１０２乃至１０４を対象にした諸ダウンリンク信号は、総計して１個のダウンリンク信号１０６にすることができる。ダウンリンク信号１０６を受信する移動局１０２乃至１０４の各々は、自局のユーザーを対象にした情報を抽出するためにダウンリンク信号１０６を復号化する。さらに、基地局１６０は、基地局１６０から送信したダウンリンク信号を通じて、自局のカバレッジエリア内にある移動局と通信することができる。移動局１０２乃至１０４は、対応するアップリンクを通じて基地局１０１及び１６０と通信する。各アップリンクは、移動局１０２乃至１０４の各々に関するアップリンク信号（例えばアップリンク信号１０７乃至１０９）によって維持される）。該アップリンク信号１０７乃至１０９は、１カ所の基地局向けにすることができるが、その他の基地局において受信することもできる。

基地局１０１及び１６０は、１カ所の共通する移動局と同時に通信中であることができる。例えば、移動局１０２は、基地局１０１及び１６０に近接し、基地局１０１及び１６０の両局との通信を維持することができる。ダウンリンクにおいては、基地局１０１は、ダウンリンク信号１０６に基づいて伝送を行い、基地局１６０は、ダウンリンク信号１６１に基づいて伝送を行う。アップリンクにおいては、移動局１０２は、両基地局１０１及び１６０によって受信されるアップリンク信号107に基づいて伝送を行う。１つのパケットのデータを移動局１０２に伝送時には、基地局１０１又は１６０のいずれかを選択して該パケットのデータを移動局１０２に伝送することができる。アップリンクにおいて、基地局１０１及び１６０の両局が、移動局１０２からのトラフィックデータ伝送の復号化を試みる。アップリンク及びダウンリンクのデータ速度及び電力レベルは、基地局及び移動局の間におけるチャネル状態に応じて維持することができる。

図 2は、アップリンク及びダウンリンクにおける通信の無線インタフェースに関する無線インタフェースプロトコル構造２００を示した図である。無線インタフェースプロトコル構造２００は、ユーザー装置（ＵＥ）（例えば移動局１０２乃至１０４）及びネットワーク１０５の間に設けることができる。プロトコル構造２００は、いくつかの異なったプロトコルレイヤを有することができる。無線インタフェースプロトコル構造２００は、レイヤ１、２及び３によって構成されている。無線インタフェースプロトコル構造２００は、物理レイヤ２４５（レイヤ １）の周囲における無線インタフェースプロトコルアーキテクチャを示している。物理レイヤ２４５は、レイヤ ２のサブレイヤであるメディアアクセス制御（ＭＡＣ）２０３及びレイヤ ３の無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤ２０１をインタフェースする。異なったレイヤ／サブレイヤの間の円は、異なったサービスアクセスポイントを示しており、これらのサービスアクセスポイントについては、Ｗ−ＣＤＭＡ規格の該当する部分においてさらに詳細に説明されている。物理レイヤ２４５及びＭＡＣレイヤ２０３の間におけるデータのやり取りにはいくつかのトランスポートチャネル２４４を用いる。トランスポートチャネルは、無線インタフェース物理チャネルにおけるデータ転送方法が特徴である。物理チャネルは、物理レイヤ２４５内において定義し、行先とのオーバーザエア通信に用いる。デュプレックスモードは、周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）及び時分割デュプレックス（ＴＤＤ）の２種類である。ＦＤＤモードにおいては、物理チャネルの特徴は、符号、周波数、及び相対位相（Ｉ／Ｑ）によるアップリンク内であるという点である。ＴＤＤモードにおいては、物理チャネルはタイムスロットも特徴的である。物理レイヤ２４５は、ＲＲＣ２０１によって制御される。物理レイヤ２４５は、オーバーザエアデータトランスポートサービスを提供する。これらのサービスへのアクセスは、ＭＡＣサブレイヤ２０３を介して、トランスポートチャネル２４４を通じて行う。ＭＡＣレイヤ２０３は、異なった論理チャネル２０２をレイヤ ２のサブレイヤに提供する。論理チャネルは、転送する情報の種類が特徴である。

物理チャネル２４５及びＭＡＣレイヤ２０３の間には８つのトランスポートチャネルが存在することができる。ＭＡＣレイヤ２０３は、以下の共通のトランスポートチャネル、
−ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）順方向アクセスチャネル（ＦＡＣＨ）、ダウンリンク共有チャネル（ＤＳＣＨ）、高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）、ＵＬ FDD動作専用共通パケットチャネル（ＣＰＣＨ）、ＴＤＤ動作専用アップリンク共有チャネル（ＵＳＣＨ）、放送チャネル（ＢＣＨ）、ページングチャネル（ＰＣＨ）、及び、専用トランスポートチャネル（即ち、専用チャネル（ＤＣＨ））、において動作することができる。トランスポートチャネルの組合せは不可である。例えば、８つのトランスポートチャネル２４４においてＲＡＣＨを使用中は、ＤＣＨは使用できない。８つのトランスポートチャネル２４４はすべて、ＤＣＨデータの転送に用いることができる。ＭＡＣレイヤ２０３は、論理チャネル２０２において転送サービスを提供する。ＭＡＣレイヤ２０３によって提供される異なった種類のデータ転送サービスごとに一組の論理チャネルの型が定められている。論理チャネルの各型は、転送する情報の型によって決まる。該論理チャネルの型は、トラフィックデータ又は制御データのいずれかの型にすることができる。さらに、論理チャネルの型の構成は以下のようにすることができる。

制御チャネル
−放送制御チャネル（ＢＣＣＨ）
−ページング制御チャネル（ＰＣＣＨ）
−専用制御チャネル（ＤＣＣＨ）
−共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）
−共有チャネル制御チャネル（ＳＨＣＣＨ）
トラフィックチャネル
−専用トラフィックチャネル（ＤＴＣＨ）
−共通トラフィックチャネル（ＣＴＣＨ）

制御チャネルは、制御面情報転送専用である。トラフィックチャネルは、ユーザー面情報転送専用である。ＭＡＣレイヤ２０３は、通信システム１００における移動局及びネットワークの間の通信を維持するために、トランスポートチャネル２４４に論理チャネル２０２をマッピングし、論理チャネル２０２にトランスポートチャネル２４４をマッピングする。アップリンクに関しては、ＭＡＣレイヤ２０３は、論理制御データチャネル及びトラフィックデータチャネルを８つのトランスポートチャネル２４４にマッピングし、その結果得られた８つのトランスポートチャネルを可能な物理チャネルにマッピングする。

物理チャネルを通じての行先への伝送は、無線リンク（例えば、移動局からのアップリンク又は基地局からのダウンリンク）を通じて行うことができる。該無線リンクは、いくつかの制約を有している。該制約の１つは、リンク信号の送信に用いる電力量である。該電力レベル上の制約は、多くの要因に起因する。１つの側面においては、電力レベルは、システム構成によって制約されることがある。例えば、通信システム１００における移動局は、基地局によって設定された最高電力レベルによって制限される。基地局による該構成は、各移動局とのコール設定中又は再構成時間中に行われる。システム１００は、カバレッジエリア内の移動局数に基づいて最高許容電力レベルを決定する。このため、該最高許容伝送電力レベルは、時間の経過に伴って変化する可能性がある。別の側面においては、移動局は、メーカーによって定められたクラスに基づいた最高電力レベルに限定される。尚、電力レベルの伝送に関する該制限はプログラミングすることができる。

移動局及び基地局の間における各チャネルは、チャネル利得も特徴的である。該チャネル利得は、予め定められたタイムスロットを通じたデータ伝送に用いられる電力レベル及びデータ量に直接関係している。ＣＤＭＡ通信システムにおいては、通常は、同じタイムスロットにおいてデータを伝送時には、伝送するデータ量が多いほどより大きな電力が要求される。タイムスロットは継続時間が固定されているため、データ量は、該当するタイムスロットのデータ速度に変換する。一般的には、低いデータ速度よりも高いデータ速度のほうがより大きな電力が要求される。トランスポートフォーマットは、一組のデータブロック内におけるブロック数及び各ブロックの大きさを定義することによって該一組のデータブロックを示す。一組のデータブロック内のブロックはすべて同じ大きさである。その結果、ある１つのトランスポートチャネルの利用可能なトランスポートフォーマット数は、アップリンク伝送において移動局によって許容されている最高電力レベルに直接関係している。可能なすべてのトランスポートフォーマットを利用可能であるわけではないため、該トランスポートフォーマットのうちのいくつかは排除しなければならない。

１つのアップリンク通信においては、各一組のデータブロック内のデータブロックの大きさ及びデータブロック数は、時間の経過とともに変化する可能性がある。例えば、アップリンクにおけるマルチメディア伝送では、音声メッセージ、映像メッセージ及びテキストメッセージを伝送することが必要になる。トランスポートチャネル２４４の各一組のデータブロックは、音声メッセージ、映像メッセージ及びテキストメッセージに応じて異なり、さらに、マルチメディアアップリンクを維持する必要性に基づいて非常に急速に変化する。尚、マルチメディア通信が有する性質上、１つのトランスポートチャネルデータは小規模な一組のデータブロック用にすることができ、別のトランスポートチャネルデータは大規模な一組のデータブロック用にすることができる。

各トランスポートチャネルには、可能なトランスポートチャネルのうちの１つを割り当てることができる。各トランスポートフォーマットは、トランスポートチャネルに関して用いることができる一組のデータブロック内のトランスポートブロック数及びトランスポートブロックの大きさを示している。１つのトランスポートチャネルにおけるトランスポートブロック数は、０乃至１６ブロックに設定することができる。さらに、トランスポートブロックの大きさは、少数のデータビットから非常に多数のデータビットまでの様々なデータビット数にすることができる。このため、可能なトランスポートフォーマットの組合せが非常に多数存在することができる。しかしながら、最高許容電力レベルでの伝送が制限されているため、すべての該組合せを用いることができるわけではない。

図３において、トランスポートフォーマット組合せ（ＴＦＣ）表３００は、数個のパラメータ間における関係を示した表である。ＴＦＣ表３００は、すべての可能なトランスポートフォーマットの組合せを常時追跡するために及び各伝送に関して利用可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定するために、プロセッサと結合したメモリに保存することができる。又、各トランスポートフォーマット組合せ指標ＴＦＣＩ３０１に関して、可能な８つのすべてのトランスポートチャネル（ＴＣ）３０３に対して一連のトランスポートフォーマット（ＴＦ）値３０２を割り当てる。ＴＦ値３０２は、例えばいくつかの可能なＴＦ値から選択することができる。各ＴＦ値は、ある1つのトランスポートチャネルに関する一組のデータブロックにおけるブロックの大きさ及びブロック数を示している。１個のＴＦ値に関するブロック数は、０乃至１６のブロックにすることができる。１つの例において、あるＴＦのブロック数を０に設定時には、関係するトランスポートチャネルにおけるデータのトランスポートは行われない。各ＴＦＣＩ３０１は、例えば１乃至Ｎのうちのいずれか１つの指標によって識別する。Ｎの値は６４に制限することができ、このため可能なＴＦＣ数は６４になる。該可能なＴＦに関して、各一組のデータブロックにおける可能なデータブロックの最大数と最小数、及び各ブロックの可能な大きさの最大の大きさと最小の大きさは、設計上の選択肢である。さらに、可能なＴＦＣの最大数及び最小数も設計上の選択肢である。

アップリンク伝送に関して、各ＴＦＣは、一対のチャネル利得率に関係している。データ流は、制御チャネル及びトラフィックチャネルにおいて分割されるため、制御チャネル内の制御データ流に１個の利得率を割り当て、トラフィックチャネル内のデータ流に別の１個の利得率を割り当てる。制御データ流及びトラフィックデータ流に関する利得率は、それぞれβ_ｃ及びβ_ｄにすることができる。２００２年６月２８日に出願され、本出願の共通の譲受人に対して譲渡されさらに本出願明細書において参照することによって本出願明細書に含められている"Computing Gain Factors for Weighting Data Streams in a Communication System（通信システムにおけるデータ流加重用利得率の計算）という題名の特許出願一連番号 Ｎｏ．１０／１８５，４０６では、利得率β_ｃ及びβ_ｄを計算するための方法を少なくても１つ開示している。

１つの典型的実施形態において、無線通信システム１００は、 Ｗ−ＣＤＭＡシステムである。Ｗ−ＣＤＭＡ仕様では、アップリンク及びダウンリンクにおいてデータを伝送するためのフォーマット及び手順について詳述している。Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて展開されている１つの該手順は、各々のトラフィックデータ流及び制御データ流に対して適用する利得率を決定することによって、ある優先順位設定法に従って該トラフィックデータ流及び制御データ流を別々に加重することである。移動局１０２乃至１０４において用いられる利得率は、基地局１０１によって送信されるか又は該移動局において計算によって求める。１つの典型的実施形態において、アップリンク物理チャネルにおいて伝送するためにデータを準備する際には、特に３つの動作が行われる。第１に、チャネル化することによってすべてのデータ記号をチップ数に変換する。その結果、４乃至２５６の拡散率分だけ帯域幅が大きくなる。該データ記号は、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号によって拡散させる（同相（Ｉ）成分及び直角（Ｑ）成分の両方が拡散される）。第２に、トラフィックチャネルのトラフィックデータ流及び制御チャネルの制御データ流の両方に利得率を適用する。この場合、１方のデータ流の利得率が最大になり（利得率１．０）、他方の利得率は０乃至１になる。該利得率は、１つのフレームごとに変化する。また、該利得率は、動的電力制御に起因する修正とは無関係である。動的電力制御は、１つのタイムスロットごとに１回行われる。第３に、チャネル化した加重トラフィックデータ流及び制御データ流に対してスクランブリング符号を加える。

利得率は、通信システム１００における基地局から送信するか又は移動局において計算によって求めることができる。１つの典型的実施形態においては、利得率β_ｃ及びβ_ｄは表 １に示したように各々送信される。

図 ４は、計算によって求めた利得率又は送信された利得率とともに用いるために構成された汎用移動局の１つの実施形態の伝送装置部分４９９を示した図である。同図の乗算器４１０及び４２０において、２つのデータ流、即ち、データ流 １及びデータ流 ２に、利得率β_１及びβ_２を乗じる。１つのデータ流は、トラフィックデータ流にすることができ、もう１つのデータ流は、制御データ流にすることができる。該利得率は、トラフィックデータ流及び制御データ流の各々に関する利得率にすることができる。次に、その結果得られた加重信号を、コンバイン・伝送ブロック４３０において結合及び伝送する。基地局から送信された利得率又は移動局において計算によって求めた利得率は、送信利得率受信ブロック４６０において受信及び保存する。該利得率は、計算／送信の選択によって選択時にｍｕｘ４４０を通じて乗算器４１０及び４２０に送ることができる。送信された利得率は、移動局において利得率を計算する際に用いるために利得率計算ブロック４５０に１個以上の送信利得率を提供することもできる。さらに、計算によって求めた利得率は、計算／送信の選択による選択時に、ｍｕｘ４４０を通じて乗算器４１０及び４２０に提供することもできる。

１つの典型的実施形態においては、１個の利得率を用いて１つ以上のトラフィックデータ流を加重し、第２の利得率を用いて１つ以上の制御データ流を加重する。同業者は、３個以上の利得率を用いることもできること、及び、利得率はデータ流、制御流、又は両流の組合せに対して様々な組合せで適用できることを認識することになる。さらに、同業者は、図 ４において説明した構成要素は、ソフトウエア内、プロセッサ（例えば専用ハードウエア）内、又はその両方の組合せ内において実行できることを認識することになる。該典型的実施形態においては、制御流及びデータ流の伝送は、一連の伝送装置と関連させて実施し、送信利得率は、トランシーバ（図示していない）内の受信連鎖を通じて受信する。

公称電力関係 Ａ_ｊは、式 １によって与えられる。

公称電力関係は、トラフィックデータ流に対して割り当てられた電力と制御データ流の間の相対的な関係を示している。１つの典型的実施形態においては、相対的に高い伝送ビットレートになるトランスポートフォーマットに関して加えられる電力は、制御データ流よりもトラフィックデータ流のほうが大きい。一般的には、一組のデータブロック内のデータ量が多い場合及びブロック数（ＴＦによって示された数）が多い場合は、伝送ビットレートが高くなる。Ａ_ｊが１．０であるときには、制御データ流及びトラフィックデータ流の電力は等しく、β_ｃ及びβ_ｄは両方とも１．０に設定する。Ａ_ｊが１．0よりも大きくなるに従って、β_ｄはβ_ｃよりも大きくなる。他方、Ａ_ｊが１．０よりも小さくなると、β_ｄはβ_ｃよりも小さくなる。

利得率β_ｃ及びβ_ｄは、各TFＣに関して基地局から送信することができ、この場合には、該利得率を直接当てはめることになる。代替として、該利得率は、（表 ３００においてＴＦＣＩによって示された）可能なＴＦＣに関して計算によって求めることができる。尚、利得率を計算するための1つの方法がＷ−ＣＤＭＡ規格において規定されており、該方法を式 ２として以下に示した。

ここで、
β_{ｃ，ｒｅｆ}及びβ_{ｄ，ｒｅｆ} ＝ 基準ＴＦＣに関する送信利得率
β_ｃ，ｊ及びβ_ｄ，ｊ ＝ ｊ番目のＴＦＣに関する利得率
Ｌ_ｒｅｆ ＝ 基準 ＴＦＣに関して用いられるＤＰＤＣＨ数
Ｌ_ｊ＝ ｊ番目のＴＦＣに関して用いられるＤＰＤＣＨ数

ここで、該和は、基準ＴＦＣ内のすべてのトランスポートチャネルに関する和である。

ここで、該和は、基準ＴＦＣ内のｊ番目のトランスポートチャネルに関する和である。

ＲＭ_ｉ ＝ トランスポートチャネル ｉに関する半静止レートマッチング属性（より高いレイヤによって提供される）
Ｎ_ｉ ＝ トランスポートチャネル ｉにおけるレートマッチング前の無線フレーム内のビット数
Ｋは、ＴＦＣ内のトランスポートチャネルにおけるデータ量を示す一般的な指標である。各トランスポートチャネルは、該トランスポートチャネル内のビットに関するエンファシスを示す一般的尺度であるレートマッチング属性 ＲＭ_ｉを有しており、該属性は、より高いレイヤによって割り当てられて基地局によって送信される。ＲＭ_ｉは、ビットの適切な繰り返しまたはパンクチャリングを決定するためにレートマッチングプロセスにおいて用いられる。Ｎ_ｉは、レートマッチング前におけるビット数である。このため、ＲＭ_ｉ及びＮ_ｉの積は、該当するトランスポートチャネルのデータ量（エンファシスによって加重されたデータ量）を示している。Ｋは、（ＴＦＣＩによって示された）ＴＦＣ内の全トランスポートチャネルに関する積の和であり、さらに、該ＴＦＣのデータ量（エンファシスによって加重されたデータ量）を示す一般的指標でもある。式 １において示されているように、Ａ_ｊは、チャネル（ＤＰＤＣＨ）数及び及び基準ＴＦＣの該チャネルにおける加重データ量を（利得率の計算対象となっている）ｊ番目のＴＦＣに関連づける１個の率をＡ_ｒｅｆ（β_{ｄ，ｒｅｆ}とβ_{ｃ，ｒｅｆ}の比）に乗じることによって求めることができる。

Ａ_ｊが１よりも大きいときは、β_ｄ，ｊは１．０に設定し、β_ｃ，ｊは、最大値に設定する（この場合には、β_ｃ，ｊは１／Ａ_ｊよりも小さいか又は１／Ａ_ｊに等しい）。（利得率に対して適用可能な量子化値の集合を表 １に示してある。）Ｗ−ＣＤＭＡ仕様においては、利得率を計算時にはβ_ｃ，ｊをゼロに設定することができない。このため、β_ｃ，ｊに関する値がゼロになる場合には、次に最高の振幅（本例では１／１５）を選択すべきである。代替実施形態においてはこの規則に準拠する必要がない。Ａ_ｊが１．０よりも小さいか又は１．０に等しい場合には、β_ｃ，ｊは１．０に設定し、β_ｄ，ｊは最小値に設定する（この場合には、β_ｄ，ｊはＡ_ｊよりも大きいか又はＡ_ｊに等しい）。

１つの典型的実施形態においては、表 ３００においてＴＦＣＩ３０１よって示されている各ＴＦＣに関して１対のβ_ｃ／β_ｄを使用する。データの基本単位は、トランスポートブロック（ＴＢ）と呼ばれている。トランスポートブロックセット（ＴＢＳ）は、例えば物理レイヤ２４５の物理チャネルに引き渡すことを目的として、トランスポートチャネルで送られる一組のトランスポートブロックである。各トランスポートブロックセットは、対応するトランスポートブロックサイズ（該トランスポートブロックセットにおける各トランスポートブロック内のビット数）を有しており、１つのトランスポートブロックセット内のトランスポーブロックはすべて等しい大きさに設定されている。尚、トランスポートブロックセット内の総ビット数は、トランスポートブロックセットの大きさ（ＴＢＳＳ）によって決まる。

伝送時間間隔（ＴＴＩ）は、物理チャネル上にマッピングするためにトランスポートブロックセットがトランスポートチャネルから引き渡される時間、及び、該トランスポートブロックセットがオーバーザエアで伝送される時間である。ＴＴＩは、それぞれのトランスポートブロックセットごとに変化可能であり、各々のデータのレイテンシー要件に依存する。該典型的実施形態においては、ＴＴＩは、１つ、２つ、４つ及び８つのデータフレームに対応して１０ ミリ秒、２０ミリ秒、４０ミリ秒、又は８０ミリ秒にすることができる。

トランスポートフォーマット（ＴＦ）３０２は、トランスポートブロックセットを引き渡すためのパラメータを定義するフォーマットである。ＴＦＣＩ３０１の各々は、識別されているすべてのトランスポートチャネル３０３に関して、物理チャネルにおける伝送のために同時に提示することができるトランスポートフォーマット３０２の１つの有効な組合せを示している。１つの典型的実施形態においては、該組合せは、符号化コンポジットトランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣｈ）へのマッピングが許容されたトランスポートフォーマットの組合せである。ＴＦＣＩ３０１は、各トランスポートチャネルに関して１つのトランスポートフォーマット３０２を含む。又、各ＴＦＣＩ３０１ごとに一対の利得率（β_ｃ及びβ_ｄ）が割り当てられる。トランスポートフォーマット組合せセット（ＴＦＣＳ）は、ＣＣＴｒＣｈにおいて伝送するために様々なトランスポートチャネルから同時にデータを提出時に使用することができる一組のＴＦＣＩ３０１である。尚、ある１つのＴＦＣＳに関する多数の可能なＴＦＣＩ３０１を表 ３００に示してある。この場合、伝送電力レベルが制限されていることに起因して受入不能なＴＦＣＩが各ＴＴＩごとにいくつか存在している。

図 ５は、アップリンク信号及びダウンリンク信号を送信するための伝送装置５００のブロック図である。伝送装置部分４９９から伝送するためのチャネルデータは、変調器３０１に入力して変調する。該変調は、ＱＡＭ、ＰＳＫ又はＢＰＳＫ等の一般的に知られている変調技術のうちのいずれかに従って行うことができる。該データは、変調器５０１においてある１つのデータ速度で符号化する。該データ速度は、データ速度・電力レベルセレクタ５０３によって選択することができる。許容データ速度は、いくつかの考慮すべき要因の中で特にチャネル状態及び利用可能な電力レベルに基づく場合が非常に多い。

データ速度・電力レベルセレクタ５０３は、変調器５０１においてデータ速度を適宜選択する。変調器５０１の出力は、アンテナ５０４から伝送するために、信号拡散作業を経てブロック５０２において増幅される。データ速度・電力レベルセレクタ５０３は、フィードバック情報に従って、送信信号の増幅レベル用の電力レベルの選択も行う。該選択したデータ速度及び電力レベルを組み合わせることによって、受取先において伝送データを適切に復号化することが可能になる。さらに、ブロック５０７ではパイロット信号も生成される。該パイロット信号は、ブロック507において適切なレベルに増幅する。該パイロット信号の電力レベルは、受取先におけるチャネル状態に従うようにすることができる。該パイロット信号は、コンバイナ５０８においてチャネル信号と結合させる。次に、該結合させた信号を増幅器５０９において増幅し、アンテナ５０４から送信する。アンテナ５０４は、アンテナアレイ及び複数入力・複数出力構成を含むあらゆる数の組合せにすることができる。

選択した伝送電力レベルは、いくつかの要因に基づくことができる。これらの要因は、動的な要因及び半静止的な要因がある。例えば、伝送電力レベルは、アップ時及びダウン時にかかわらず、データフレームにおいて１５回制御される（該制御は、１つのタイムスロットごとに1回実施される）。該電力制御は、行先が受け取ったチャネルの状態に関して行ったフィードバックに基づいて実施することができる。該チャネルが弱くなりつつある場合は、アップコマンド数は、データフレーム内のダウンコマンド数よりも多くなる。該要因の１つであるＴａＡｃｃｕｍは、アップコマンドとダウンコマンドの正規和を定義する。その他の要因は、初期ネットワーク制御電力コマンドを含む。該コマンドは、伝送開始時に移動局に送ることができる。その他の１個の要因は、修正パワーレート調整値を含む。該要因は、移動局の一連の伝送装置の特性に基づく。この場合、１つの特定の設計に関して、該「修正パワーレート調整値」要因が数多く存在する可能性がある。１個以上の可能な「修正パワーレート調整値」要因の各々は、一対以上の電力利得率に関係している。図 ６において、表６９９は、様々な利得率及びいくつかの可能な修正パワーレート調整値の間において可能な１つの関係を示したものである。様々な利得率及び修正パワーレート調整値の間の関係は、一連の伝送装置の設計に基づいており、経験的に、又は理論的計算によって、若しくはその両方によって、導き出すことができる。「修正パワーレート調整値」要因は、制御電力レベル調整値ではなく、ある１つの特定の一連の伝送装置が加えるか又はチャネルから取り去る利得量に基づいている。

１つのデータフレームの伝送開始時に、伝送装置５００は、前回行ったデータフレームの伝送からＴｘＡｃｃｕｍパラメータを決定する。例えば、５個のアップコマンド及び１０個のダウンコマンドを受け取っている場合は、ＴｘＡｃｃｕｍに関する値は５である。各アップコマンドステップ又は各ダウンコマンドステップは、予め決められた電力レベル量（例えば１ ｄＢ）に関するステップにすることができる。伝送装置５００は、伝送する上で許容されている最高電力レベルに関する情報を有している。伝送装置５００は、最高伝送電力レベル、ＴｘＡｃｃｕｍ及び初期ネットワーク制御電力コマンドに基づき、すべての可能な修正パワーレート調整レベルを決定する。例えば、可能な最大修正パワーレート調整値を決定する。この場合には、決定された最大値よりも小さいあらゆる修正パワーレート調整値を伝送のために用いることができる。図 ６において示したように、修正パワーレート調整値は一組の利得率に関係しているため、可能な最大修正パワーレート調整値を上回る修正パワーレート調整値に対応する一組の利得率も、トランスポートチャネル２４４に関して用いる上で受入不能であると決定される。さらに、受入不能であることが識別された該利得率に関して表 ３００を参照して対応する一組のＴＦＣＩを識別する。該対応する一組のＴＦＣＩは、トランスポートチャネル２４４に関して用いることが許容されない。その結果、ＴＦＣ表 ３００のうちで使用が許容されない部分は、一組のトランスポートチャネル２４４に関するトランスポートフォーマットの組合せを決定及び選択するために非常に敏速に識別される。
図 ７において、流れ図７００は、現行のタイムフレームで伝送するために受入可能な一組のトランスポートフォーマットの組合せを表３００において決定するために講じることができるいくつかのステップを示した図である。ステップ７０１において、コントローラ（例えば伝送装置５００内のセレクタ５０３）は、伝送装置５００を具体化させている移動局から伝送するために許容される最高電力レベルを決定する。最大許容伝送電力レベルは、移動局におけるシステム構成パラメータ、移動局においてプログラミングされている該移動局のクラス、又はその両方に基づいて設定することができる。ステップ７０２において、コントローラは、現行のタイムフレームに先行するタイムフレームの累積された電力アップコマンド及びダウンコマンドを追跡する。ステップ７０３において、コントローラは、通信システム１００において基地局又はネットワークから受け取った初期電力制御コマンドを決定する。ステップ７０４において、コントローラは、最高許容伝送電力レベル、累積電力コマンド及び初期電力制御コマンドに基づいて、可能な一組の受入可能修正パワーレート調整値を決定する。１つの側面においては、修正パワーレート調整値、最高許容伝送電力レベル、累積電力コマンド及び初期電力制御コマンドの間の関係は次式のようになる。

最高許容伝送電力レベル ＝ ＴｘＡｃｃｕｍ（累積電力コマンド） ＋ 初期電力制御コマンド ＋ 修正パワーレート調整値
この時点において、最大許容修正パワーレート調整値を決定することができる。修正パワーレート調整値は、決定した最大値よりも小さい値を有するあらゆる修正パワーレート調整値を用いることができる。表 ６９９において、修正パワーレート調整値は、一組のチャネル利得率と関係している。最大修正パワーレート調整値を決定した時点で、最大修正パワーレート調整値よりも小さい値を有している修正パワーレート調整値と関係している受入可能チャネル利得率を決定することができ、さらに現行のデータフレームに関する移動局からの伝送に使用することができる。該利得率は、図 ３の表３００に示した関係する一組のトランスポートフォーマットの組合せも有している。ステップ７０５において、コントローラは、決定した一組の受入可能なチャネル利得率に対応する受入可能な一組のトランスポートフォーマットの組合せを決定する。

当業者は、本出願明細書において開示した実施形態に関連して説明した様々な例示的論理ブロック図、モジュール、回路、及びアルゴリズム上のステップは、電子ハードウエアとして、コンピュータソフトウエアとして、又はその両方の組合せとして実装可能であることをさらに高く評価することになる。上記では、ハードウエアとソフトウエアの互換性について明確に例示するため、様々な例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップについて各々機能の観点から一般的に説明している。該機能をハードウエア又はソフトウエアのいずれとして実装するかは、特定の用途及びシステム全体に対して課せられている設計上の制約事項に依存する。当業者は、説明した機能を各々の特定の用途に合わせた様々な方法で実装することができると思われるが、該実装決定を行っても、本発明の適用範囲から逸脱するものであるとは解釈すべきでない。

本出願明細書において開示した実施形態に関して説明した様々な例示的論理ブロック、モジュール、及び回路は、本出願明細書において説明した機能を果たすように設計された、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路(ＡＳＩＣ)、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は、その他のプログラミング可能な論理デバイス、ディスクリートゲートロジック、ディスクリートトランジスタロジック、ディスクリートハードウエア構成品、又はそのあらゆる組合せを用いて実装又は実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサにすることができるが、その代替として、従来のどのようなプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。さらに、プロセッサは、計算装置の組合せ、例えば、DSPと、1台のマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと関係する1台以上のマイクロプロセッサ、又はその他のあらゆる該コンフィギュレーションとの組合せ、として実装することもできる。

本出願明細書において開示した実施形態に関して説明した方法又はアルゴリズムのステップは、直接ハードウエア内において具体化すること、プロセッサによって実行されるソフトウエア内において具体化すること、又はその組合せにおいて具体化することができる。ソフトウエアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能なディスク、CD-ROM、又は本技術分野において既知であるその他のあらゆる形態の記憶媒体に常駐させることができる。1例として、1つの典型的な記憶媒体をプロセッサに結合させ、プロセッサが該記憶媒体から情報を読み出すようにすること及び該記憶媒体に情報を書き込むようにすることができる。

代替として、該記憶媒体は、プロセッサと一体化させることができる。さらに、該プロセッサ及び該記憶媒体は、ASIC内に常駐させることができる。該ASICは、ユーザー端末内に常駐させることができる。その代替として、該プロセッサ及び記憶媒体は、ディスクリート構成品としてユーザー端末内に常駐させるようにすることも可能である。

好ましい実施形態に関する上記の説明は、当業者が本発明を製造又は使用できるようにすることを目的とするものである。又、本実施形態に対する様々な修正及び変更が加えられた場合に当業者は該修正及び該変更を容易に理解することが可能である。さらに、本出願明細書において定められている一般原則は、本発明の精神及び適用範囲を逸脱しない形でその他の実施形態に対しても適用することができる。以上のように、本発明は、本出願明細書において示されている実施形態に限定することを意図するものではなく、本出願明細書において開示した原則及び斬新な特長に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められることになることを意図するものである。

本発明の様々な側面に従って動作することができる１つの通信システムを示した図である。 移動局及び基地局の間において制御データ及びトラフィックデータを通信するための様々なプロトコルレイヤを示した図である。 可能な一組のトランスポートフォーマットの組合せに関係する様々なパラメータを示した図である。 本発明の様々な側面に従って選択した、２つのデータ流に対して利得率を適用するための伝送装置部分を示した図である。 本発明の様々な側面に従い、選択したトランスポートフォーマットの組合せを有するデータを１つのタイムフレームにおいて伝送するための伝送装置を示した図である。 一組のチャネル率及び一組の修正パワーレート調整値の関連付けを示した図である。 移動局からデータを伝送するための受入可能な一組のトランスポートフォーマットの組合せを決定するための様々なステップを示した流れ図である。

Claims (20)

1. 現行のタイムフレームにおいて伝送するための一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定するための方法であって、
   移動局から伝送する上で許容される最高電力レベルを決定することと、
   先行するタイムフレームに関係する累積電力アップ／ダウンコマンドを決定することと、
   初期電力制御コマンドを決定することと、
   前記最高電力レベル、前記累積電力アップ／ダウンコマンド及び前記初期電力制御コマンドに基づいて一組の受入可能な修正パワーレート調整値を決定することと、
   前記一組の受入可能な修正パワーレート調整値に基づいて一組の受入可能なチャネル利得率を決定することと、
   前記一組の受入可能なチャネル利得率に基づいて前記一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定すること、とを具備する方法。
2. 前記一組の受入可能なチャネル利得率を前記決定するために、可能な一組の修正パワーレート調整値を一組のチャネル利得率と関連づけることをさらに具備する、請求項 １に記載の方法。
3. 通信システムにおいて前記初期電力制御コマンドを基地局から受け取ることをさらに具備する、請求項 １に記載の方法。
4. 通信システムにおいて前記最高電力レベルを基地局から受け取ることをさらに具備する、請求項 １に記載の方法。
5. 前記移動局において一組の受け取ったチャネル利得率に基づいて前記チャネル利得率を決定することをさらに具備する、請求項 １に記載の方法。
6. 前記移動局において前記チャネル利得率を基地局から受け取ることをさらに具備する、請求項 １に記載の方法。
7. 前記一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを前記決定するために一組の可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定することをさらに具備する、請求項 １に記載の方法。
8. 前記現行のタイムフレームにおいてデータを伝送するために前記受入可能なトランスポートフォーマットの組合せのうちの1つを選択することをさらに具備する、請求項 １に記載の方法。
9. 前記一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せの各々のトランスポートフォーマットの組合せは、前記移動局から通信するための一組のトランスポートチャネルに対応する一組のトランスポートフォーマットを含む、請求項 １に記載の方法。
10. 前記現行のタイムフレーム内の一組のタイムスロットにおいて、決定した電力レベル及びデータ速度に従って前記移動局から伝送するために、前記トランスポートチャネルを一組の物理チャネルにマッピングする、請求項 ９に記載の方法。
11. 現行のタイムフレームにおいて伝送するために一組のトランスポートフォーマットの組合せを決定するための装置であって、
    移動局から伝送する上で許容される最高電力レベルを決定するための手段と、
    先行するタイムフレームに関係する累積電力アップ／ダウンコマンドを決定するための手段と、
    初期電力制御コマンドを決定するための手段と、
    前記最高電力レベル、前記累積電力アップ／ダウンコマンド及び前記初期電力制御コマンドに基づいて一組の受入可能な修正パワーレート調整値を決定するための手段と、
    前記一組の受入可能な修正パワーレート調整値に基づいて一組の受入可能なチャネル利得率を決定するための手段と、
    前記一組の受入可能なチャネル利得率に基づいて前記一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定するための手段と、を具備する装置。
12. 前記一組の受入可能なチャネル利得率を前記決定するために、可能な一組の修正パワーレート調整値を一組のチャネル利得率と関連づけるための手段をさらに具備する、請求項 １１に記載の装置。
13. 通信システムにおいて前記初期電力制御コマンドを基地局から受け取るための手段をさらに具備する、請求項 １１に記載の装置。
14. 通信システムにおいて前記最高電力レベルを基地局から受け取るための手段をさらに具備する、請求項 １１に記載の装置。
15. 前記移動局において一組の受け取ったチャネル利得率に基づいて前記チャネル利得率を決定するための手段をさらに具備する、請求項 １１に記載の装置。
16. 前記移動局において前記チャネル利得率を基地局から受け取るための手段をさらに具備する、請求項 １１に記載の装置。
17. 前記一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せを前記決定するための一組の可能なトランスポートフォーマットの組合せを決定するための手段をさらに具備する、請求項 １１に記載の装置。
18. 前記現行のタイムフレームにおいてデータを伝送するために、前記受入可能なトランスポートフォーマットの組合せのうちの１つを選択するための手段をさらに具備する、請求項 １１に記載の装置。
19. 前記一組の受入可能なトランスポートフォーマットの組合せの各々のトランスポートフォーマットの組合せは、前記移動局から通信するための一組のトランスポートチャネルに対応する一組のトランスポートフォーマットを含む、請求項 １１に記載の装置。
20. 前記現行のタイムフレーム内の一組のタイムスロットにおいて、決定した電力レベル及びデータ速度に従って前記移動局から伝送するために、前記トランスポートチャネルを一組の物理チャネルにマッピングする、請求項 １９に記載の装置。

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