JPH08507670A - Ｃｄｍａセルラー無線システムにおいてパワー制御メッセージを送受信する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、各セルがそのカバレージエリア内の移動ステーション（１１、１２）と通信する少なくとも１つのベースステーション（１０）を備え、そのベースステーションがパワー制御メッセージを用いてそのエリア内の移動ステーションの送信パワーを調整するようなＣＤＭＡセルラー無線システムにおけるデータ送信方法に関するものである。ベースステーションでも、すなわち、アップリンク方向（移動ステーションからベースステーションへの）においてもコヒーレント検波を行えるようにするために、本方法によれば、トラヒックチャンネルでの送信は、移動ステーションからベースステーションへの方向およびベースステーションから移動ステーションへの方向の両方において、同様のフレーム構造を使用して行われる。ベースステーションがトラヒックチャンネルのフレーム構造のビットを使用することによりパワー制御メッセージを移動ステーションへ送信するときには、移動ステーションは、トラヒックチャンネルの他方の送信方向の対応するビットにてベースステーションへ所定のビットパターンを送信する。

Description

【発明の詳細な説明】 ＣＤＭＡセルラー無線システムにおいて パワー制御メッセージを送受信する方法 本発明は、各セルがそのカバレージエリア内の移動ステーションと通信する少 なくとも１つのベースステーションを備え、そのベースステーションがパワー制 御メッセージを用いてそのエリア内の移動ステーションの送信パワーを調整する ようなＣＤＭＡセルラー無線システムにおけるデータ送信方法に関するものであ る。 ＣＤＭＡは、拡散スペクトル法に基づいた多元接続方法であり、これは、最近 、従来のＦＤＭＡおよびＴＤＭＡ方法に加えて、セルラー無線システムにおいて 適用されてきているものである。ＣＤＭＡは、従来の方法に優るいくつかの利点 、例えば、スペクトル効率が良いおよび周波数設計が簡単であるという利点を有 している。 ＣＤＭＡ方法においては、ユーザの狭帯域データ信号は、データ信号よりも相 当に幅の広い帯域を有する拡散コードによって、比較的に広い帯域へと広げられ ている。既知の試験システムにおいては、１.２５ＭＨｚ、１０ＭＨｚおよび２ ５ＭＨｚの如き帯域幅が使用されている。このような複合化に関し、データ信号 は、使用される全帯域に拡散される。すべてのユーザは、同時に同じ周波数帯域 を使用して送信を行う。ベースステーションと移動ステーションとの間の各接続 に対して別々の拡散コードが使用され、ユーザの信号は、各ユーザの拡散コード に基づいて受信機にて互いに区別されうる。 受信機に設けられた相関器は、拡散コードに基づいて認識する所望の信号と同 期される。データ信号は、送信ステージ中と同じ拡散コードを再び乗ずることに より、元の帯域にて受信機に再記憶される。他の拡散コードによって乗ぜられた 信号は、理想的な場合には相関しておらず、狭い帯域では再記憶させられない。 したがって、これら信号は、所望の信号に関しては、ノイズと見られる。システ ムの拡散コードは、それらが相互に直交しており、すなわち、それらが互いに相 関していないように、選択されるのが好ましい。 典型的な移動電話環境においては、ベースステーションと移動ステーションと の間で信号は、送信機と受信機との間のいくつかの経路にそって伝搬する。この 多重経路伝搬は、主として、周囲表面からの信号の反射によるものである。異な る経路にそって伝搬される信号は、それぞれ異なる伝送遅延のため、異なる時間 にて受信機に達する。ＣＤＭＡは、従来のＦＤＭＡおよびＴＤＭＡとは、信号の 受信において多重経路伝搬が利用されうるという点で異なる。一般的にＣＤＭＡ システムにおいて利用される受信機は、一つまたはそれ以上のレーキブランチか らなる、いわゆるレーキ受信機である。各ブランチは、一つの受信信号成分を組 み立て復調する機能を有する独立した受信機ユニットである。各レーキブランチ は、個々の経路にそって伝搬してくる信号成分と同期させられる。従来のＣＤＭ Ａ受信機においては、受信機ブランチの信号は、品質の良い信号が得られるよう に、コヒーレントに、または非コヒーレントに、組み合わされるのが好ましい。 ＣＤＭＡシステムの動作を確実なものとするためには、移動ステーションとベ ースステーションとの間の接続に対してパワー制御が使用されねばならない。ベ ースステーションの能力は、そのエリアにおけるすべての移動ステーションから 同じ信号強度で受信する場合に、最大とされうる。移動ステーションは、ベース ステーションから受けた信号の強度を測定し、この情報に基づいてその送信パワ ーを調整することができる。この型のパワー制御方法は、オープンループパワー 制御と称されている。さらにまた、ベースステーションは、移動ステーションか ら受けた信号の強度を測定し、移動ステーションへパワー制御メッセージを送信 し、移動ステーションは、これらのメッセージに基づいてそれらの送信パワーを 調整する。このようなパワー制御方法は、閉ループパワー制御と称される。これ らの方法は、同時に使用されてもよい。 ベースステーションから移動ステーションへの閉ループパワー制御によって必 要とされるパワー制御メッセージは、２つの方法にて移動ステーションへ送信さ れうる。そのうちの一つの方法では、トラヒックチャンネルのフレーム構造の特 定の部分が、ベースステーションから移動ステーションへの送信方向における （すなわち、ダウンリンク方向における）パワー制御メッセージのために永久的 に予約される。この方法によると、システムによって必要とされる帯域幅が増大 してしまう。他の一つの方法では、必要なときに、ユーザのデータビットを、パ ワー制御メッセージによって必要とされるビットで置き換える。このような場合 においては、帯域幅は増大しないが、データビットがパワー制御メッセージによ って置き換えられるときに、ユーザ接続の品質がわずかに低下してしまう。 移動ステーションからベースステーションへの送信方向においては（すなわち 、アップリンク方向においては）、パワー制御メッセージは送信されない。した がって、フレーム構造をダウンリンク方向におけるのと同じとすると、アップリ ンク方向においては、データ送信のための帯域幅の部分が使用されないままに残 されてしまうことになる。したがって、従来のシステムにおいては、フレーム構 造は、異なる送信方向において異なるように設計されている。しかしながら、送 信機および受信機におけるフレーム構造を同様のものとしてタイミングおよび同 期化の条件を同様のものとするためには、同じ型のフレーム構造とするのが便利 である。 本発明の目的は、両方の送信方向において同様のフレーム構造を使用できるよ うにして、システムの帯域幅を有効に利用できるようにすることである。 これは、前述したようなデータ送信方法であって、ベースステーションから移 動ステーションへの送信方向および移動ステーションからベースステーションへ の送信方向の両者において、トラヒックチャンネルでの送信が同様のフレーム構 造を使用して行われ、且つ、ベースステーションが前記トラヒックチャンネルの フレーム構造のビットを使用して移動ステーションへパワー制御メッセージを送 信するときに、前記移動ステーションが前記トラヒックチャンネルの他方の送信 方向の対応するビットにて前記ベースステーションへ所定のビットパターンを送 信することを特徴とするデータ送信方法によって、達成される。 本発明による方法においては、所定のビットパターンは、ダウンリンク方向に てベースステーションがパワー制御情報を送信しているビット位置にて、アップ リンク方向において送信される。こうすることにより、帯域を有効に利用するこ とが可能となる。何故ならば、移動ステーションによって送信される所定のビッ トパターンは、ベースステーションがより良好な品質でもって受信を行うことが できるようにするからである。 ＣＤＭＡセルラー無線システムにおいては、ダウンリンク方向において、いわ ゆるパイロットチャンネルを使用することができる。パイロットチャンネルは、 特定の拡散コードでもって送信され且つデータ情報を含まない、データで変調さ れていない信号である。パイロット信号は、実際のトラヒックチャンネルが占め ているのと同じ周波数帯域を使用して送信される。また、パイロット信号は、そ の拡散コードにのみ基づいて、互いに区別しうるものである。パイロット信号は 、すべてのユーザによって知られるトラヒックチャンネルであり、例えば、パワ ー測定およびコヒーレントな位相基準の発生において使用される。 本発明による構成によれば、アップリンク方向においてもコヒーレント検波を 行うことができる。このようなことは、従来においては可能でなかったのである 。何故ならば、位相基準が発生できなかったからである。このようなパイロット チャンネル型の構成は、ダウンリンク方向においてのみ可能である。移動ステー ションによって送信される従来知られていたビットパターンを、位相基準を発生 するのに使用でき、したがって、コヒーレント検波が可能である。コヒーレント 検波により、信号対雑音比を約３ｄＢまで改善することができ、ＣＤＭＡセルラ ーシステムにおいては、これは、ほとんど２倍の能力アップとなる。 次に、添付図面の実施例に関して、本発明をより詳細に説明する。 第１図は、本発明が適用されうるセルラーネットワークを例示する図である。 第２図は、ダウンリンク方向におけるビットの部分がパワー制御メッセージの ために永久的に予約されているようなフレーム構造を示す図である。 第３ａ図は、パワー制御メッセージを持たないフレーム構造を示す図である。 第３ｂ図は、ダウンリンク方向におけるデータビットの部分がパワー制御メッ セージで置き換えられているようなフレーム構造を示す図である。 第１図は、本発明による方法が適用されうるＣＤＭＡセルラーネットワークシ ステムの部分を略示している。ベースステーション１０は、そのエリア内の移動 ステーション１１、１２と通信する。ベースステーションは、トラヒックチャン ネル１３、１４にて各移動ステーションへ送信されるパワー制御メッセージでも って移動ステーションの送信パワーを調整する。 所定の循環フレーム構造が使用されている。特定の長さのフレームは、送信す べきデータビットで構成されている。これらフレームは、符号化され、変調され 、送信される。データビットに加えて、トレーニングシーケンス、パワー制御ビ ットまたはシグナリングビットの如き他の情報もまたは、一つのフレームにて送 信されうる。フレーム構造の形は、送信すべき情報の性質に依存している。例え ば、ある接続が確立されつつあるときには、ユーザ情報を含む特定の型の接続確 立フレームが使用され、接続が既に確立されているときには、ビットのほとんど がデータビットであるようなトラヒックフレームが使用される。 本発明の第一の実施例においては、ダウンリンク方向のフレーム構造における 特定の部分がパワー制御メッセージの送信のために永久的に予約されている。し たがって、そのフレーム構造は、第２図に示したフレーム構造のようなものとな りうる。フレーム２０のビット２１のほとんどは、データ送信のために使用され るが、ビット２２の一部分が、パワー制御メッセージのビットのために予約され ている。本発明による方法においては、アップリンク送信方向においてもダウン リンク送信方向においても、同様のフレーム構造が使用される。アップリンク方 向においてはパワー制御メッセージが必要とされていないので、ベースステーシ ョンによって知られている所定のビットパターンが、それらのために予約された スペースにて送信されうる。 本発明の一つの好ましい実施例によれば、これらの知られたビットは、ベース ステーションにおいて、受信信号のための位相基準を発生するのに使用される。 その発生された位相基準を用いて、受信信号は、コヒーレントに検波されうる。 これにより、ＣＤＭＡネットワークにおいて、ほとんど２倍の能力とすることが できる。 本発明のもう一つ別の実施例によれば、それらの知られたビットは、ベースス テーションにて、受信信号のパワー測定のために使用されうる。これにより、前 よりも良好にパワー制御を行うことができる。パワー制御の正確さにより、コヒ ーレント検波によるほどではないが、ＣＤＭＡネットワークの能力を増大させる ことができる。 本発明の別の実施例においては、ダウンリンク方向のフレーム構造における特 定の部分がパワー制御メッセージの送信のために永久的に予約されるようなこと はないが、必要に応じて、データビットの一部分がパワー制御ビットで置き換え られる。したがって、システムによって必要とされる帯域幅は、前述の実施例に おける場合よりも小さくてよいが、データビットが失われるという欠点がある。 第３ａ図は、パワー制御メッセージが送信されないようなアップリンク方向およ びダウンリンク方向の両方におけるフレームを示している。ベースステーション がパワー制御メッセージを送信するためのある帯域を必要とするときには、その ベースステーションは、そのフレームのデータビットのうちのあるものを、パワ ー制御メッセージのビットで置き換える。第３ｂ図は、このような状態を例示し ている。したがって、このフレーム構造は、大体において、前述の実施例のフレ ーム構造と同様である。このフレーム構造は、データビット３１とパワー制御ビ ット３２との両方を含む。移動ステーションは、データビットのあるものがパワ ー制御メッセージで置き換えられていることを、シグナリングまたはその他の手 段により、通知されねばならない。アップリンク方向においては、フレーム構造 は、それに応じて、第３ｂ図に似たようなものへと変化する。パワー制御ビット の代わりに、データビットは、ベースステーションによって知られる所定のビッ トパターンで置き換えられる。この知られたビットパターンは、ベースステーシ ョンにて、前述したようにして利用されうる。 添付図面による実施例について本発明を説明してきたのであるが、本発明は、 これら実施例に限定されるものでなく、請求の範囲の記載による発明思想の範囲 内にて多くの変形が可能であるものであることは明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リッキーネン カリ フィンランド エフイーエン‐90250 オ ウル ヤロハウカンティエ ４セー19 (72)発明者 オーヤンペレ テロ フィンランド エフイーエン‐90100 オ ウル トルニポルク ８ベー41

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各セルがそのカバレージエリア内の移動ステーションと通信する少なくとも １つのベースステーションを備え、そのベースステーションがパワー制御メッセ ージを用いてそのエリア内の移動ステーションの送信パワーを調整するようなＣ ＤＭＡセルラー無線システムにおけるデータ送信方法であって、ベースステーシ ョン（１０）から移動ステーション（１１、１２）への送信方向および移動ステ ーション（１１、１２）からベースステーション（１０）への送信方向の両方に おいて、トラヒックチャンネルでの送信は、同様のフレーム構造を使用して行わ れ、ベースステーション（１０）がトラヒックチャンネルのフレーム構造のビッ トを使用することによりパワー制御メッセージを移動ステーション（１１、１２ ）へ送信するとき、該移動ステーション（１１、１２）は、トラヒックチャンネ ルの他方の送信方向の対応するビットにて所定のビットパターンを該ベースステ ーション（１０）へ送信することを特徴とするデータ送信方法。 ２．ベースステーション（１０）のパワー制御メッセージおよび移動ステーショ ン（１１、１２）の対応する所定のビットパターンの両方の送信のために使用さ れるビットは、この目的のためにフレーム構造から永久的に予約される請求項１ 記載の方法。 ３．ベースステーション（１０）のパワー制御メッセージおよび移動ステーショ ン（１１、１２）の対応する所定のビットパターンの両方の送信のために使用さ れるビットは、ユーザの多数のデータビットを送信すべきビットパターンまたは メッセージで置き換えることによって、フレーム構造から一時的に予約される請 求項１記載の方法。 ４．移動ステーション（１１、１２）によって送信される所定のビットパターン は、ベースステーション（１０）で、コヒーレントな位相基準を発生するのに使 用される請求項１記載の方法。 ５．移動ステーション（１１、１２）によって送信される所定のビットパターン は、ベースステーション（１０）で、パワー測定のために使用される請求項１記 載の方法。