JP2004040826A - データ送信方法及び移動電話システム - Google Patents

Abstract

【課題】　移動電話システムにおいて、限定された無線容量を効率的に使用すること。
【解決手段】　移動電話システムにおいて無線ネットワークサブシステムからユーザ装置へデータを送信するための方法、無線ネットワークサブシステム及びユーザ装置において、無線ネットワークサブシステムは、専用制御チャンネルをユーザ装置へ送信し、そして可変データ送信レートの専用トラフィックチャンネルをユーザ装置(UE)へ送信する。送信中に、無線ネットワークサブシステムは、各チャンネルを拡散コードで拡散し、そしてトラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードが必要な送信レートに基づいて変更される。各制御チャンネルフレームは、送信時に対応するトラフィックチャンネルを拡散するところの拡散コードを指示する。
【選択図】　　　　　図６

Description

　本発明は、無線ネットワークサブシステムから移動電話システムのユーザ装置へデータを送信する方法に係る。より詳細には、本発明は、普遍的移動電話システムにおいて無線リンク中にトラフィックチャンネル、特に、パケットトラフィックチャンネルのデータ送信レートを変更することに係る。

　移動電話システムにおける最大の問題の１つは、限定された無線容量を効率的に使用することである。現在のシステムでは、全無線リンク中に回路交換コールに対し各ユーザにある量の容量が指定される。送信されるべきデータが通常バーストにおいて発生されるパケット交換送信を使用するときには、最大瞬時データ送信需要に基づいて無線容量を常時指定状態に保つために、無線容量が浪費される。

　コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方法を用いたシステムでは、無線ネットワークサブシステムからユーザ装置へのダウンリンクにおいて、システムに使用される拡散コードが相互に直交するように配置された同じコードツリーを異なるユーザが使用する。高い送信レートを許す小さな拡散ファクタを有する拡散コードが１人のユーザに指定される場合には、当該コードが、当該無線ネットワークサブシステム又はそのベーストランシーバステーションの容量の大部分を指定することができる。１つのベーストランシーバステーションにより使用されるコードツリーにおいては、ベーストランシーバステーションの１つのセクタが、例えば、１６個の相互に直交する１６キャラクタ長さの拡散コードを使用することができ、この場合に、ベーストランシーバステーションの全容量をある瞬間に使用することができ、新たなユーザは、ダウンリンクに対してデータ送信リソースにアクセスすることができない。

　アップリンクにおいては、各ユーザがベーストランシーバステーションの全コードツリーにアクセスできるので、この問題は存在しない。種々のユーザは、各ユーザに特定のスクランブルコードで互いに区別される。例えば、直接シーケンス広帯域コード分割多重アクセス方法（ＤＳ　Ｗ−ＣＤＭＡ）を使用する普遍的な移動テレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）は、５１２個の異なるスクランブルコード及び２５６個の異なる拡散コードをダウンリンクに有する。アップリンクでは、スクランブルコードの数が著しく多く、数百万個の異なるコードとなる。ベーストランシーバステーションは、通常、各送信器ごとに１つのスクランブルコードしか使用しないことに注意されたい。

　現在の移動電話システムでは、スピーチ及びデータの両方に使用されるデータ送信レートは、比較的低く、リソースの問題を制御下に保持することができる。新たな移動電話システムでは、種々のコンピュータアプリケーションのワイヤレス遠隔使用にために、使用するデータ送信レートが現在のシステムより著しく高い。コンピュータアプリケーションは、種々のデータベースアプリケーション、Ｅ−メール、ＷＷＷブラウザ、等を含む。

　例えば、ＣＤＭＡ２０００システムは、基本的チャンネルと補足的チャンネルを使用した解決策を開示している。基本的チャンネルは、データリンクレイヤのＭＡＣ（媒体アクセス制御）サブレイヤのシグナリングを送信し、これは、高い送信レートを伴う補足的チャンネルが基本的チャンネルに加えて使用されるかどうかを指示する。この解決策に伴う問題は、拡散コードの変更によるチャンネル送信レートの迅速な変更をサポートしないことである。というのは、ＭＡＣサブレイヤのシグナリングは、拡散コードを変更するのに使用され、これは、比較的低速なプロセスだからである。

　従って、本発明の目的は、上記問題を解消するための方法及びこの方法を実施する装置を開発することである。これは、以下に述べる方法により達成される。

　即ち、この方法は、移動電話システムにおいて無線ネットワークサブシステムからユーザ装置へデータを送信する方法であって、無線ネットワークサブシステムが物理的制御チャンネルをユーザ装置へ送信し、無線ネットワークサブシステムが可変データ送信レートの物理的トラフィックチャンネルをユーザ装置へ送信し、送信中に、無線ネットワークサブシステムが各チャンネルを拡散コードで拡散し、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードが必要なデータ送信レートに基づいて変更されるという方法である。この方法において、制御チャンネルの各フレームは、送信時に対応するトラフィックチャンネルフレームを拡散するところの拡散コードを指示する。

　又、本発明は、物理的制御チャンネルをユーザ装置に送信し、可変データ送信レートの物理的トラフィックチャンネルをユーザ装置に送信し、送信中に各チャンネルを拡散コードで拡散し、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードを必要なデータ送信レートに基づいて変更するような無線ネットワークサブシステムにも係る。この無線ネットワークサブシステムは、各制御チャンネルフレームにおいて、送信時に対応するトラフィックチャンネルフレームを拡散するところの拡散コードを指示する。

　更に、本発明は、無線ネットワークサブシステムにより送信される物理的制御チャンネルを受信し、無線ネットワークサブシステムにより送信される可変データ送信レートの物理的トラフィックチャンネルを受信し、そして拡散コードで各チャンネルの拡散を取り除くようなユーザ装置にも係る。このユーザ装置は、対応するトラフィックチャンネルフレームを拡散するところの拡散コードを各制御チャンネルフレームから読み取る。

　本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
　本発明は、対応するトラフィックチャンネルを拡散するところの拡散コードを各制御チャンネルフレームにおいて指示することをベースとする。
　本発明の方法及びシステムは、多数の効果を発揮する。データ送信レートは、適当な拡散コードを選択することにより、各フレームによっても、迅速に変更することができる。これは、無線リソースを効率的に使用できるようにする。

　以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
　本発明は、コード分割多重アクセス方法（ＣＤＭＡ）を用いる種々の移動電話システムに使用することができる。以下、本発明は、直接シーケンス広帯域コード分割多重アクセス方法を用いる普遍的移動電話システムに使用するものとして説明するが、これに限定されるものではない。以下の例は、ＷＣＤＭＡシステムの仕様をベースとするが、それに関する詳細な情報は、参考としてここに取り上げるＥＴＳＩ（ヨーロピアン・テレコミュニケーションズ・スタンダーズ・インスティテュート）仕様書「The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission (Tdoc SMG2 260/98, May/June 1998)」から得られる。

　図１Ａ及び１Ｂを参照して普遍的移動電話システムの構造を説明する。図１Ｂは、本発明を説明するのに重要なブロックしか含まないが、通常の移動電話システムは、ここで詳細に説明する必要のない他の機能及び構造も含むことが当業者に明らかである。移動電話システムの主たる部分は、コアネットワークＣＮと、普遍的移動電話システム（ＵＭＴＳ）の地上無線アクセスネットワークＵＴＲＡＮと、ユーザ装置ＵＥとである。ＣＮとＵＴＲＡＮとの間のインターフェイスはＩｕと称し、そしてＵＴＲＡＮとＵＥとの間のエアインターフェイスはＵｕと称する。

　ＵＴＲＡＮは、無線ネットワークサブシステムＲＮＳを備えている。ＲＮＳ間のインターフェイスは、Ｉｕｒと称する。ＲＮＳは、無線ネットワークコントローラＲＮＣ及び１つ以上のノードＢを備えている。ＲＮＣとＢとの間のインターフェイスは、ｌｕｂと称する。ノードＢのサービスエリア、即ちセルは、図１ＢにＣで示されている。
　図１Ａの表示は非常に抽象的であるので、図１ＢにおいてＵＭＴＳの部分にほぼ対応するＧＳＭシステムの部分を述べることにより明確となろう。図示されたマッピングは、強制ではなく、近似である。というのは、ＵＭＴＳの異なる部分の役割及び機能がまだプランニング中だからである。

　図１Ｂは、移動電話システムに接続されたコンピュータ１００から、インターネット１０２を経て、ユーザ装置ＵＥに接続されたポータブルコンピュータ１２２へ行なわれるパケット転送を示している。ユーザ装置ＵＥは、例えば、固定ターミナル、乗物に配置されたターミナル、又はポータブルターミナルである。無線ネットワークＵＴＲＡＮのインフラストラクチャーは、無線ネットワークサブシステムＲＮＳ、即ちベーストランシーバステーションシステムを備えている。無線ネットワークサブシステムＲＮＳは、無線ネットワークコントローラＲＮＣ、即ちベースステーショントンとローラと、その制御下にある少なくとも１つのノードＢ、即ちベーストランシーバステーションとを備えている。

　ベーストランシーバステーションＢは、マルチプレクサ１１４と、トランシーバ１１６と、制御ユニット１１８とを有し、これは、トランシーバ１１６及びマルチプレクサ１１４の動作を制御する。マルチプレクサ１１４では、多数のトランシーバ１１６により使用されるトラフィック及び制御チャンネルが送信リンクｌｕｂに配置される。
　ベーストランシーバステーションＢのトランシーバ１１６は、アンテナユニット１２０に接続され、これにより、ユーザ装置ＵＥへの両方向性無線リンクＵｕが形成される。両方向性無線リンクＵｕを経て送信されるべきフレームの構造は明確に規定されている。

　無線ネットワークコントローラＲＮＣは、グループスイッチングフィールド１１０及び制御ユニット１１２を備えている。グループスイッチングフィールド１１０は、スピーチ及びデータ接続に使用されると共に、シグナリング回路を接続するのに使用される。ベーストランシーバステーションＢ及び無線ネットワークコントローラＲＮＣにより形成されるベースステーションシステムは、トランスコーダ１０８も備えている。無線ネットワークコントローラＲＮＣとベーストランシーバステーションＢとの間の作業分担及びそれらの物理的構造は、実施に基づいて変化し得る。通常、ベーストランシーバステーションＢは、上述したような無線経路実施を遂行する。無線ネットワークコントローラＲＮＣは、通常、次のものを遂行する。無線リソースの管理、セル間のハンドオーバーの制御、電力調整、タイミング及び同期、そしてユーザ装置のページング。

　トランスコーダ１０８は、通常、移動スイッチングセンター１０６にできるだけ接近して配置される。というのは、スピーチを移動電話システムのフォーマットでトランスコーダ１０８と無線ネットワークコントローラＲＮＣとの間で送信して、送信容量を節約できるからである。トランスコーダ１０８は、公衆交換電話ネットワークと移動電話ネットワークとの間に使用されるスピーチの異なるデジタルコードフォーマットを互いに適合し得るように変換し、例えば、公衆ネットワークの６４ｋビット／ｓフォーマットからセルラーネットワークの別のフォーマット（例えば、１３ｋビット／ｓ）へ又はそれとは逆に変換する。必要とされるハードウェアは、詳細には示さないが、スピーチ以外のデータは、トランスコーダ１２２では変換されないことに注意されたい。制御ユニット１１２は、コール制御、移動管理、統計学的情報の収集、及びシグナリングを遂行する。

　コアネットワークＣＮは、ＵＴＲＡＮに対して外部であって移動電話システムに属するインフラストラクチャーを備えている。図１Ｂは、コアネットワークＣＮの要素の２つ、即ち移動交換センター１０６及びゲートウェイ移動交換センター１０４を示しており、これは、移動電話システムから外界への、このケースではインターネット１０２への接続を取り扱う。
　図５は、ユーザ装置ＵＥの構造例を示す。ユーザ装置ＵＥの重要な部分は、ユーザ装置のアンテナ５０２へのインターフェイス５０４と、トランシーバ５０６と、ユーザ装置の制御部分５１０と、バッテリ５１４へのインターフェイス５１２である。ユーザインターフェイスは、通常、ディスプレイ５００と、キーボード５０８と、マイクロホン５１６と、スピーカ５１８とを備えている。

　図２Ａは、無線送信器−受信器対の動作を示す。図２Ａは、無線送信器がノードＢに配置されそして無線受信器がユーザ装置ＵＥに配置されたダウンリンクのケースを示す。
　図２Ａの上部は、無線送信器の重要な機能を示す。物理的なチャンネルに位置する種々のサービスは、スピーチ、データ、動画及び静止画映像、並びにシステムの制御チャンネルを含み、これは、無線送信器の制御部分２１４において処理される。この図は制御チャンネル及びデータの処理を示す。異なるサービスは、異なるソースコード手段を必要とし、例えば、スピーチは、スピーチコーデックを必要とする。しかしながら、明瞭化のために、ソースコード手段は、図２Ａには示さない。

　次いで、ブロック２０２Ａ及び２０２Ｂにおいて異なるチャンネルに対し異なるチャンネルコード化が実行される。チャンネルコード化は、例えば、異なるブロックコードを含み、その一例が繰り返し冗長チェック（ＣＲＣ）である。加えて、コンボリューションコード及びその種々の変形、例えば、パンクチャード・コンボリューションコード又はターボコードが通常使用される。
　異なるチャンネルがチャンネルコード化されるときは、それらがインターリーバー２０４Ａ、２０４Ｂにおいてインターリーブされる。インターリーブの目的は、エラー修正を容易にすることである。インターリーブ動作において、異なるサービスのビットがあるやり方で混合され、この場合に、無線経路の瞬間的なフェージングは、必ずしも、送信情報を識別不能にしない。インターリーブされたビットは、拡散コードで拡散され、スクランブルコードでスクランブルされ、そしてブロック２０６Ａ、２０６Ｂにおいて変調され、その動作については、図２Ｂで詳細に述べる。個々の信号は、ブロック２０８において、１つの送信器を経て送信されるように合成される。

　更に、この合成された信号は、異なる電力増幅器と、帯域巾を制限するフィルタとを含む高周波部分２１０へ送られる。次いで、アンテナ２１２を経て無線経路Ｕｕへアナログ無線信号が送信される。
　図２Ａの下部は、無線受信器の重要な部分を示す。この無線受信器は、通常、ＲＡＫＥ受信器である。アナログ高周波信号は、無線経路Ｕｕからアンテナ２３４で受信される。この信号は、所望の帯域巾以外の全ての周波数を阻止するフィルタを含む高周波部分２３２へ送られる。その後、この信号は、復調器２３０において中間周波に変換されるか、又は基本帯域に直接変換され、このように変換された信号は、次いで、サンプリングされ、イコライズされる。

　当該信号が多経路伝播信号であるときには、公知の多数のＲＡＫＥフィンガーより成るブロック２２８において異なる経路を経て伝播した信号成分を合成することが目的となる。ＲＡＫＥフィンガーによって異なる時間遅延で受け取られる信号成分は、受信信号を、所定の時間遅延で遅延された使用された拡散コードと相関することによりサーチされる。信号成分の時間遅延が分かると、その同じ信号に属する信号成分が合成される。同時に、信号に物理的チャンネルの拡散コードを乗算することにより信号成分の拡散が取り除かれる。次いで、受信した物理的チャンネルのインターリーブが、デインターリーブ手段２２６において除去される。

　デインターリーブされた物理的チャンネルは、次いで、デマルチプレクサ２２４において種々のチャンネルのデータ流へと分散される。チャンネルは、それ自身のチャンネルデコードブロック２２２Ａ、２２２Ｂへ各々向けられ、そこで、送信に使用されたブロックコード又はコンボリューションコードのようなチャンネルコードがデコードされる。コンボリューションコードは、ビタビデコーダでデコードされるのが好ましい。各送信チャンネル２２０Ａ、２２０Ｂは、次いで、必要な更に別の処理手段へ送られ、例えば、データ２２０は、ユーザ装置ＵＥに接続されたコンピュータ１２２へ送られる。システムの制御チャンネルは、無線受信器の制御部分２３６に送られる。

　図２Ｂは、拡散コードでのチャンネルの拡散及びその変調を詳細に示す。この図において、チャンネルのビット流は、左側からブロックＳ／Ｐへ到着し、ここで、各２ビットシーケンスは、シリアルモードからパラレルモードへ変換され、即ち１つのビットが信号のＩ岐路へ送られ、そして第２ビットがＱ岐路へ送られる。信号のＩ及びＱ岐路は、同じ拡散コードＣ_chで乗算され、この場合、比較的狭帯域の情報が広い周波数帯域に拡散される。各リンクＵｕはそれ自身の拡散コードを有し、これにより、受信器は、それに意図された送信を識別する。次いで、信号は、各送信器ごとに異なるスクランブルコードＣ_scrambをそれに乗算することによりスクランブルされる。得られる信号のパルスフォーマットは、フィルタｐ(ｔ)でフィルタされる。更に、この信号は、互いに９０°ずれた異なる分岐を乗算することによって高周波搬送波に変調され、このように得られた分岐が１つの搬送波に合成され、考えられるフィルタ動作及び電力増幅はさておき、無線経路Ｕｕへと送信される準備ができる。ここに述べる変調方法は、ＱＰＳＫ（直角位相シフトキーイング）である。

　図４Ａは、異なる拡散コードを示す。各ポイント４００は、１つの考えられる拡散コードを表わす。縦の破線は、異なる拡散ファクタＳＦ＝１、ＳＦ＝２、ＳＦ＝４、ＳＦ＝８、ＳＦ＝１６、ＳＦ＝３２、ＳＦ＝６４、ＳＦ＝１２８、ＳＦ＝２５６を示す。各縦の破線におけるコードは、相互に直交する。従って、せいぜい２５６の異なる相互に直交する拡散コードを同時に使用することができる。例えば、ＵＭＴＳにおいては、４．０９６メガチップ搬送波を使用するときに、ＳＦ＝２５６の拡散ファクタが３２ｋビット／ｓの送信レートに対応し、そしてそれに対応して、最も高い実際の送信レートが拡散ファクタＳＦ＝４で得られ、それにより、データ送信レートは、２０４８ｋビット／ｓとなる。従って、チャンネルの送信レートは、３２、６４、１２８、２５６、５１２、１０２４及び２０４８ｋビット／ｓと段々に変化し、一方、拡散ファクタは、対応的に２５６、１２８、６４、３２、１６、８及び４と変化する。ユーザに使用できるデータ送信レートは、使用するチャンネルコードに依存する。例えば、１／３コンボリューションコードを使用するときには、ユーザのデータ送信レートは、チャンネルのデータ送信レートのほぼ１／３となる。拡散ファクタは、拡散コードの長さを示す。例えば、拡散ファクタＳＦ＝１に対応する拡散コードは、（１）である。拡散ファクタＳＦ＝２は、２つの相互に直交する拡散コード（１，１）及び（１，−１）を有する。更に、拡散コードＳＦ＝４は、４つの相互に直交する拡散コードを有し、高レベル拡散コード（１，１）のもとでは、拡散コード（１，１，１，１）及び（１，１，−１，−１）があり、そして第２の高レベル拡散コード（１，−１）のもとでは、拡散コード（１，−１，１，−１）及び（１，−１，−１，１）がある。従って、拡散コードの形成は、コードツリーの下位レベルに向かって続けられる。あるレベルの拡散コードは、常に、相互に直交する。同様に、あるレベルの拡散コードは、同じレベルの別の拡散コードから導出された全ての低レベル拡散コードと直交する。

　図３を参照し、どんな種類のフレーム構造を物理的チャンネルに使用できるかについて一例を説明する。フレーム３４０Ａ、３４０Ｂ、３４０Ｃ、３４０Ｄは１から７２まで順次に番号がつけられており、７２０ミリ秒長さのスーパーフレームを形成する。１つのフレーム３４０Ｃの長さは、１０ミリ秒である。フレーム３４０Ｃは、１６個のスロット３３０Ａ、３３０Ｂ、３３０Ｃ、３３０Ｄに分割される。１つのスロット３３０Ｃの長さは、０．６２５ミリ秒である。１つのスロット３３０Ｃは、通常、電力を例えば１デシベル上下に調整する１つの電力調整周期に対応する。

　物理的チャンネルは、２つの異なる形式、即ち専用の物理的データチャンネル（ＤＰＤＣＨ）３１０と、専用の物理的制御チャンネル（ＤＰＣＣＨ）３１２とに分割される。専用の物理的データチャンネル３１０は、データ３０６を送信するのに使用され、このデータは、ＯＳＩ（オープンシステムズインターコネクション）の第２レイヤ及びその上、即ち専用制御チャンネル及び専用トラフィックチャンネルに発生される。専用の物理的制御チャンネル３１２は、ＯＳＩの第１レイヤに発生された制御情報を送信する。制御情報は、チャンネル推定に使用されるパイロットビット３００と、送信電力制御コマンド（ＴＰＣ）３０２と、任意であるが、搬送フォーマットインジケータ（ＴＦＩ）３０４とを含む。この搬送フォーマットインジケータ３０４は、所与の時間にアップリンクの各専用物理的データチャンネルに使用される送信レートを受信器に指示する。

　図３に示すように、ダウンリンクにおける専用の物理的データチャンネル３１０及び専用の物理的制御チャンネル３１２は、同じスロット３３０Ｃに対し時間マルチプレクスされる。しかしながら、アップリンクでは、これらのチャンネルは、並列に送信されて、各フレーム３４０Ｃに対してＩＱ／コードマルチプレクスされ（Ｉ＝同相、Ｑ＝直角位相）、そして二重チャンネルＱＰＳＫ変調（二重チャンネル直角位相シフトキーイング変調）を用いて送信される。付加的な専用物理的データチャンネル３１０を送信する必要があるときには、それらが、第１チャンネル対のＩ又はＱ岐路に対してコードマルチプレクスされる。

　無線ネットワークサブシステムＲＮＳからユーザ装置ＵＥへデータを送信するための本発明の方法は、図６のフローチャートにより説明することができる。単一の無線フレームに対する方法の実施は、ブロック６００からスタートする。
　次いで、ブロック６０２において、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードが、所要のデータ送信レートに基づいて変更される。トラフィックチャンネルに対して選択される拡散コードは、Ｘで示されている。
　次いで、ブロック６０４において、各制御チャンネルフレームは、対応するトラフィックチャンネルフレームを送信時に拡散する拡散コードを指示する。換言すれば、拡散コードＸの識別データが制御チャンネルフレームに入れられる。

　ブロック６０６では、無線ネットワークサブシステムＲＮＳは、専用の制御チャンネルフレームをユーザ装置ＵＥへ送信する。送信中に、例えば、ブロック６０８の動作が実行され、ここでは、無線ネットワークサブシステムＲＮＳが各チャンネルを拡散コードで拡散する。ここで、制御チャンネルに対して選択された拡散コードがＹで示されている。
　ブロック６１０において、無線ネットワークサブシステムＲＮＳは、可変データ送信レートの専用トラフィックチャンネルをユーザ装置ＵＥへ送信する。可変データ送信レートは、拡散コードを変更することにより得られ、図４Ａを参照して述べたように、各拡散ファクタは、異なるデータ送信レートを有する。送信中に、例えば、ブロック６１２の動作が実行され、ここでは、無線ネットワークサブシステムＲＮＳは、各チャンネルを拡散コードで拡散し、即ちトラフィックチャンネルは、選択された拡散コードＸで拡散される。

　従って、本発明では、送信器は、拡散コードＸで拡散されたトラフィックチャンネルフレームを送信する。送信器は、拡散コードＹで拡散された当該トラフィックチャンネルに関連した制御チャンネルフレームを送信する。制御チャンネルフレームは、対応するトラフィックチャンネルフレームが拡散コードＸで拡散されていることを指示する。従って、受信器は、当該トラフィックチャンネルフレームから拡散を除去することができる。従って、受信器は、当該トラフィックチャンネルフレームのデータ送信容量／拡散コードがどんなものであるかを前もって知る必要がない。

　制御チャンネルフレーム及びトラフィックチャンネルフレームの互いの関連性は、何らかの方法で指示されねばならない。これを行う最も容易な方法は、フレームがほぼ同時に送信されるように、関連性に例えばタイミングを結合することである。互いに関連された制御チャンネルフレーム及びトラフィックチャンネルフレームは、同じ周波数において、異なる拡散コードで拡散されてそして実質的に同時に、即ちせいぜい１つのフレーム長さだけ分離されて、送信されるのが好ましい。

　本発明の好ましい実施形態では、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードＸの識別データが制御チャンネルフレームの搬送フォーマットインジケータに入れられる。これは、この機能のために新たなフィールドを定義する必要がないという効果を与える。
　図４Ａに示すコードツリーの一部分は、制御チャンネルの使用に指定されねばならない。又、例えば、コードツリーをジャワー(Jower)レベルへ拡張することにより拡散ファクタを１０２４へ増加することができ、これにより、８ｋビット／ｓの充分なデータ送信レートを得ることができる。

　図４Ｂは、コードツリーがサブコードツリーに分割された１つの好ましい実施形態を示し、あるレベルにおける１つの岐路は、当該サブコードツリーへのツリーアクセスポイントであり、そしてツリーアクセスポイントより下の岐路は、当該サブコードツリーに属する。図４Ｂにおいて、拡散ファクタＳＦ＝８の８つの拡散コードの１つが、サブコードツリーのツリーアクセスポイントＴＡＰとして選択されている。又、サブコードツリーのサイズは、拡散ファクタＳＦ＝２５６の拡散コードが使用されるべきでないように制限される。というのは、それらのデータ送信レート３２ｋビット／ｓが比較的低いからである。従って、６４ｋビット／ｓ、１２８ｋビット／ｓ、２５６ｋビット／ｓ、５１２ｋビット／ｓ及び１０２４ｋビット／ｓのデータ送信レートは、選択されたサブコードツリーで得ることができる。ここに示すサブコードツリーは、多数の考えられるサブコードツリーの一例に過ぎず、システムにおけるサブコードツリーの仕様は、システムに必要とされる特性、例えば、トラフィック量に依存する。トラフィックチャンネルのデータ送信レートは、その拡散コードの長さを変更することによって変えられ、即ちサブコードツリーのレベル間を移動することによって変えられる。

　１つの好ましい実施形態では、サブコードツリーの各拡散コードが、合意されたやり方で番号付けされ、そして当該番号が搬送フォーマットインジケータに入れられる。図４Ｂの例では、拡散コードが１から３２まで番号付けされる。番号１ないし３１の各々は、１つの拡散コードを識別し、そして番号３２は、当該フレームに拡散コードが使用されないことを指示し、即ち当該フレームの容量を、ある制約を伴い別のリンクにより自由に使用できることを指示する。

　上記制約は、各々の場合に使用される拡散コードが相互に直交しなければならないことによるものである。拡散コードは、サブツリーのツリーアクセスポイントＴＡＰへの経路上において他のコードが使用されず且つ経路上において当該拡散コードより低いレベルの拡散コードが使用されない場合にのみ使用できる。例えば、拡散コード４が使用されている場合には、それより低いレベルの拡散コード８、９、１６、１７、１８及び１９を使用することができない。むしろ、拡散コード５、６、７及びそれより低いレベルの全ての拡散コード１０ないし１５及び２０ないし３１を使用することができる。拡散コード１が使用されている場合には、サブコードツリーの拡散コード２ないし３１は、いずれも使用することができない。

　又、サブコードツリーにおける拡散コードの番号付けは、１つの番号が２つ以上の並列な拡散コードに対応するように実施することができる。従って、受信器にマルチコード受信を使用したときに、例えば、無線波の望ましくない伝播状態において或いはユーザ装置における受信器の制約により、あまりに小さい拡散比の使用を回避することができる。高い送信比が必要とされるときには、サブコードツリーの番号を低い拡散コードレベルから開始することができる。

　典型的な状態は、システムが６４ｋビット／ｓリンクの多数のユーザを有することであり、これは、例えば、拡散コード１６ないし２７が使用されることを意味する。このような場合に、拡散コード１ないし６及び８ないし１３は、もちろん、使用できない。むしろ、拡散コード７、１４、１５及び２８−３１を使用することができる。従って、システムは、上記ユーザに加えて、１人のユーザ、例えば、拡散コード７を使用しそしてそれと共に送信レート２５６ｋビット／ｓを使用するユーザをもつことができる。

　従って、上記ルールによれば、同じサブコードツリーから、ユーザ装置の１つ以上のユニットに対する拡散コードを選択することができる。無線ネットワークサブシステムは、拡散コードを割り当てる。サブコードツリーが混雑状態になったときには、ユーザ装置を別のサブコードツリーに移行することができる。ここに述べる方法は、データセキュリティについても良好である。というのは、フレームが属していない受信器がそのフレームを偶発的に検出した場合にも、高いレベルにおいて使用される保護機能、例えば、ＧＳＭシステムでは暗号化が、フレーム内のデータを読めないように確保するので、問題ないからである。或いは、ＣＤＭＡ２０００システムの第１レイヤで行なわれるように、スクランブリングを遂行することもできる。

　無線インターフェイスＵｕにおけるチャンネルの処理は、ＩＳＯ（国際規格化団体）ＯＳＩ（オープンシステムズインターコネクション）モデルの物理的レイヤ、データリンクレイヤ及びネットワークレイヤより成るプロトコルアーキテクチャーで遂行される。プロトコルスタックは、無線ネットワークサブシステムＲＮＳ及びユーザ装置ＵＥの両方に配置される。データリンクレイヤは、２つのサブレイヤ、即ちＭＡＣ（媒体アクセス制御）サブレイヤ及びＬＡＣ（リンクアクセス制御）サブレイヤに分割される。通常、上位レイヤに対し物理的レイヤによって与えられるサービスは、送信チャンネル及びその特性、例えば、使用拡散コードを決定する。ＭＡＣサブレイヤのタスクは、物理的レイヤへのアクセスを制御することであり、例えば、搬送フォーマットインジケータの選択がこのサブレイヤにおいて行なわれる。物理的レイヤ、データリンクレイヤ及びネットワークレイヤのシグナリングは、制御チャンネルにおいて送信される。

　ユーザ装置は、搬送フォーマットインジケータを受信した後に無線ネットワークサブシステムに確認を送信せず、このシグナリングは、確認を伴わない物理的レイヤのシグナリングとして実行される。これは、無線状態が悪い場合に、対応するトラフィックチャンネルフレームと一緒に送信された拡散コードをユーザ装置が読み取りできないことになる。このような場合に、上位レイヤのプロトコルが、ＡＲＱ（自動繰り返し要求）方法を使用してパケットの再送信を管理する。

　無線ネットワークサブシステムは、サブコードツリーのツリーアクセスポイントをユーザ装置へ信号し、そしてユーザ装置は、無線ネットワークサブシステムに確認を送信する。このシグナリングは、サブコードツリーのツリーアクセスポイントがあまり頻繁に変更されないので、ＭＡＣサブレイヤ間で実行されるのが好ましく、そしてシグナリングに欠陥がある場合、比較的困難な再シグナリングを行う必要がないように確保しなければならない。

　１つの好ましい実施形態では、無線ネットワークサブシステムは、トラフィックチャンネルフレームを、同じサブコードツリーに属するユーザ装置のユニットに同期状態で送信する。これは、種々のリンク間のサブコードツリーの割り当てが容易であるという効果を与える。というのは、異なるコードの指定が自由となり、そして新たなコードの指定が常にある瞬間に、一般的には１フレーム間隔で行われるからである。
　本発明では、制御チャンネルの所要データ送信レートは、できるだけ低いのが好ましい。というのは、必要なシグナリングが大きなデータ送信容量を必要とせず、１つの考えられるデータ送信レートは、８ｋビット／ｓだからである。

　１つの好ましい実施形態では、制御チャンネルは、チャンネル推定のためにパイロットビットを含む。従って、パイロットビットは、必ずしもトラフィックチャンネルに必要とされず、即ち、トラフィックチャンネルは、ユーザの有効負荷のみを含む。チャンネル推定は、制御チャンネルのパイロットビットでしか行うことができない。というのは、信号は同じチャンネルを通過し、拡散コードだけでは困難だからである。
　１つの好ましい実施形態では、無線ネットワークサブシステムは、異なるユーザ装置の制御チャンネルフレームをできるだけ同時に送信しない。この手順は、チャンネル推定を容易にする。というのは、パイロットビットが異なる接続中にできるだけ僅かに重畳するだけだからである。

　１つの好ましい実施形態では、制御データ以外の、例えばデータ又はスピーチは、制御チャンネルフレームの空容量において送信される。データは、回路交換リンクパケットでもよい。というのは、制御チャンネル容量が全リンク中に指定され、その間に制御チャンネルのデータ送信レートが固定されるからである。
　制御チャンネルの拡散には、通常、同じ拡散コードが常に使用される。ハンドオーバー中のみは、制御チャンネル拡散コードを変更する必要がある。当該制御チャンネル拡散コードは、上述したように、制御チャンネルを使用するために指定されたコードツリーの部分から、又はコードツリー以外のコードスペースから選択される。しかしながら、拡散コードは、相互に直交しなければならず、このため、全てのシステムコードが、通常、コードツリーによって形成されることが明らかである。

　本発明は、ソフトウェアで実施されるのが好ましい。無線ネットワークサブシステムに必要とされる処理は、プロトコル処理ソフトウェア及び送信器動作制御に対する変更を必要とする。対応的に、ユーザ装置では、プロトコル処理ソフトウェア及び受信器動作制御に対する変更を必要とする。
　添付図面の例を参照して本発明を以上に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、請求の範囲に記載した本発明の範囲内で種々の変更がなされ得ることが明らかである。

移動電話システムを示す図である。 移動電話システムを示す図である。 移動電話システムの送信器及び受信器を示す図である。 送信器において実行される拡散及び変調を示す図である。 移動電話システムのチャンネルをフレームにおいて示す図である。 コードツリーを示す図である。 サブコードツリーを示す図である。 ユーザ装置を示す図である。 本発明の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

　ＲＮＳ　無線ネットワークサブシステム
　ＵＥ　ユーザ装置
　ＲＮＣ　無線ネットワークコントローラ
　ＵＴＲＡＮ　無線ネットワーク
　Ｂ　ベーストランシーバステーション
　１００　コンピュータ
　１０２　インターネット
　１０４　ゲートウエイ移動交換センター
　１０６　移動スイッチングセンター
　１０８　トランスコーダ
　１１０　グループスイッチングフィールド
　１１２　制御ユニット
　１１４　マルチプレクサ
　１１６　トランシーバ
　１１８　制御ユニット
　１２０　アンテナユニット
　１２２　ポータブルコンピュータ

Claims (56)

1. 　移動電話システムにおいて無線ネットワークサブシステム(RNS)からユーザ装置(UE)へデータを送信する方法であって、無線ネットワークサブシステム(RNS)が物理的制御チャンネルをユーザ装置(UE)へ送信し(606)、無線ネットワークサブシステム(RNS)が可変データ送信レートの物理的トラフィックチャンネルをユーザ装置(UE)へ送信し(610)、送信中に、無線ネットワークサブシステム(RNS)が各チャンネルを拡散コードで拡散し(608,612)、そしてトラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードが必要なデータ送信レートに基づいて変更される(602)という方法において、
   　各制御チャンネルフレームは、送信時に対応するトラフィックチャンネルフレームを拡散するところの拡散コードを指示し(604)、互いに関連した制御チャンネル及びトラフィックチャンネルフレームは、実質的に同時に送信されることを特徴とする方法。
2. 　互いに関連した制御チャンネル及びトラフィックチャンネルフレームは、同じ周波数において、異なる拡散コードで拡散されて、せいぜい１フレーム長さだけ分離されて送信される請求項１に記載の方法。
3. 　制御チャンネルフレームは、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードを示す搬送フォーマットインジケータを含む請求項１に記載の方法。
4. 　拡散コードはコードツリーへと構成され、その第１レベルにおいてコードツリーのルートは１ビット拡散コードを含み、第２レベルは相互に直交する２ビット拡散コードを伴う２つの岐路を含み、第３レベルは相互に直交する４ビット拡散コードを伴う４つの岐路を含み、第４レベルは相互に直交する８ビット拡散コードを伴う８つの岐路を含み、第５レベルは相互に直交する１６ビット拡散コードを伴う１６の岐路を含み、第６レベルは相互に直交する３２ビット拡散コードを伴う３２の岐路を含み、第７レベルは相互に直交する６４ビット拡散コードを伴う６４の岐路を含み、第８レベルは相互に直交する１２８ビット拡散コードを伴う１２８の岐路を含み、第９レベルは相互に直交する２５６ビット拡散コードを伴う２５６の岐路を含む請求項１に記載の方法。
5. 　コードツリーの拡散コードの一部分は、制御チャンネルの使用に対して指定される請求項４に記載の方法。
6. 　コードツリーはサブコードツリーに分割され、あるレベルにおける１つの岐路はサブコードツリーへのツリーアクセスポイントであり、そしてそのツリーアクセスポイントより下の岐路は当該サブコードツリーに属する請求項４に記載の方法。
7. 　トラフィックチャンネルのデータ送信レートは、その拡散コードの長さを変更し、即ちサブコードツリーのレベル間を移動することにより、変更される請求項６に記載の方法。
8. 　サブコードツリーの各拡散コードは、合意されたやり方で番号付けされ、そして当該番号が搬送フォーマットインジケータに入れられる請求項７に記載の方法。
9. 　上記番号は少なくとも２つの並列な拡散コードを指す請求項８に記載の方法。
10. 　ユーザ装置は、搬送フォーマットインジケータを受け取った後に無線ネットワークサブシステムへ確認を送らない請求項７に記載の方法。
11. 　物理的レイヤ、データリンクレイヤ及びネットワークレイヤのシグナリングは、制御チャンネルに送信される請求項１に記載の方法。
12. 　無線ネットワークサブシステムは、サブコードツリーのツリーアクセスポイントをユーザ装置へシグナリングし、そしてユーザ装置は、無線ネットワークサブシステムに確認を送信する請求項６に記載の方法。
13. 　サブコードツリーのツリーアクセスポイントのシグナリングは、データリンクレイヤにおけるＭＡＣサブレイヤのシグナリングとして行なわれる請求項１２に記載の方法。
14. 　ユーザ装置の少なくとも２つの異なるユニットは、同じサブコードツリーの種々の拡散コードを使用する請求項６に記載の方法。
15. 　無線ネットワークサブシステムは、拡散コードを割り当てる請求項１４に記載の方法。
16. 　サブコードツリーが混雑状態になると、ユーザ装置は、別のサブコードツリーへ移行することができる請求項１５に記載の方法。
17. 　無線ネットワークサブシステムは、トラフィックチャンネルフレームを、同じサブコードツリーに属するユーザ装置のユニットへ同期状態で送信する請求項１に記載の方法。
18. 　制御チャンネルのデータ送信レートは、できるだけ低くされる請求項１に記載の方法。
19. 　制御チャンネルは、チャンネル推定のためのパイロットビットを含む請求項１に記載の方法。
20. 　トラフィックチャンネルは、ユーザの有効負荷のみを含む請求項１に記載の方法。
21. 　無線ネットワークサブシステムは、異なるユーザ装置の制御チャンネルフレームをできるだけ同時でないように送信する請求項１に記載の方法。
22. 　制御データ以外の例えばデータ又はスピーチは、制御チャンネルフレームの空容量において送信される請求項１に記載の方法。
23. 　制御チャンネルの拡散には常に同じ拡散コードが使用される請求項１に記載の方法。
24. 　制御チャンネルのデータ送信レートは固定である請求項１に記載の方法。
25. 　上記方法は、直接シーケンスの広帯域コード分割多重アクセス方法を使用する普遍的移動テレコミュニケーションシステムに使用される請求項１に記載の方法。
26. 　物理的制御チャンネルをユーザ装置(UE)に送信し、可変データ送信レートの物理的トラフィックチャンネルをユーザ装置(UE)に送信し、送信中に各チャンネルを拡散コードで拡散し、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードを必要なデータ送信レートに基づいて変更するような無線ネットワークサブシステム(RNS)において、
    　送信時に対応するトラフィックチャンネルフレームを拡散するところの拡散コードを各制御チャンネルフレームにおいて指示し、上記無線ネットワークサブシステムは、互いに関連した制御チャンネル及びトラフィックチャンネルフレームを、実質的に同時に送信するすることを特徴とする無線ネットワークサブシステム。
27. 　上記無線ネットワークサブシステムは、互いに関連した制御チャンネル及びトラフィックチャンネルフレームを、同じ周波数において、異なる拡散コードで拡散して、せいぜい１フレーム長さだけ分離して送信する請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
28. 　制御チャンネルフレームは、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される拡散コードの識別データを無線ネットワークサブシステムは入れるところの搬送フォーマットインジケータを含む請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
29. 　拡散コードはコードツリーへと構成され、その第１レベルにおいてコードツリーのルートは１ビット拡散コードを含み、第２レベルは相互に直交する２ビット拡散コードを伴う２つの岐路を含み、第３レベルは相互に直交する４ビット拡散コードを伴う４つの岐路を含み、第４レベルは相互に直交する８ビット拡散コードを伴う８つの岐路を含み、第５レベルは相互に直交する１６ビット拡散コードを伴う１６の岐路を含み、第６レベルは相互に直交する３２ビット拡散コードを伴う３２の岐路を含み、第７レベルは相互に直交する６４ビット拡散コードを伴う６４の岐路を含み、第８レベルは相互に直交する１２８ビット拡散コードを伴う１２８の岐路を含み、第９レベルは相互に直交する２５６ビット拡散コードを伴う２５６の岐路を含む請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
30. 　無線ネットワークサブシステムは、コードツリーの拡散コードの一部分を制御チャンネルの使用に指定する請求項２９に記載の無線ネットワークサブシステム。
31. 　無線ネットワークサブシステムは、コードツリーをサブコードツリーに分割し、あるレベルにおける１つの岐路はサブコードツリーへのツリーアクセスポイントであり、そしてそのツリーアクセスポイントより下の岐路は当該サブコードツリーに属する請求項２９に記載の無線ネットワークサブシステム。
32. 　無線ネットワークサブシステムは、トラフィックチャンネルのデータ送信レートを、その拡散コードの長さを変更し、即ちサブコードツリーのレベル間を移動することにより、変更する請求項３１に記載の無線ネットワークサブシステム。
33. 　無線ネットワークサブシステムは、サブコードツリーの各拡散コードを合意されたやり方で番号付けし、そして当該番号を搬送フォーマットインジケータに入れる請求項３２に記載の無線ネットワークサブシステム。
34. 　上記番号は、少なくとも２つの並列な拡散コードを指す請求項３３に記載の無線ネットワークサブシステム。
35. 　無線ネットワークサブシステムは、搬送フォーマットインジケータをユーザ装置へ送信した後にユーザ装置から確認を期待しない請求項３２に記載の無線ネットワークサブシステム。
36. 　無線ネットワークサブシステムは、物理的レイヤ、データリンクレイヤ及びネットワークレイヤのシグナリングを制御チャンネルに送信する請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
37. 　無線ネットワークサブシステムは、サブコードツリーのツリーアクセスポイントをユーザ装置へシグナリングし、そしてそのシグナリングに対する確認をユーザ装置から待機する請求項３１に記載の無線ネットワークサブシステム。
38. 　無線ネットワークサブシステムは、サブコードツリーのツリーアクセスポイントのシグナリングを、データリンクレイヤにおけるＭＡＣサブレイヤのシグナリングとして行なう請求項３７に記載の無線ネットワークサブシステム。
39. 　無線ネットワークサブシステムは、ユーザ装置の少なくとも２つの異なるユニットに対して同じサブコードツリーの種々の拡散コードを使用する請求項３１に記載の無線ネットワークサブシステム。
40. 　無線ネットワークサブシステムは、拡散コードを割り当てる請求項３９に記載の無線ネットワークサブシステム。
41. 　サブコードツリーが混雑状態になると、無線ネットワークサブシステムは、ユーザ装置を別のサブコードツリーへ移行する請求項４０に記載の無線ネットワークサブシステム。
42. 　無線ネットワークサブシステムは、トラフィックチャンネルフレームを、同じサブコードツリーに属するユーザ装置のユニットへ同期状態で送信する請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
43. 　無縁ネットワークサブシステムは、制御チャンネルのデータ送信レートをできるだけ低くセットする請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
44. 　無線ネットワークサブシステムは、チャンネル推定のためにトラフィックチャンネルにパイロットビットを入れる請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
45. 　無線ネットワークサブシステムは、トラフィックチャンネルに有効負荷のみを入れる請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
46. 　無線ネットワークサブシステムは、異なるユーザ装置の制御チャンネルフレームをできるだけ同時でないように送信する請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
47. 　無線ネットワークサブシステムは、制御データ以外の例えばデータ又はスピーチを制御チャンネルフレームの空容量に入れる請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
48. 　無線ネットワークサブシステムは、制御チャンネルの拡散に常に同じ拡散コードを使用する請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
49. 　無線ネットワークサブシステムは、制御チャンネルを固定のデータ送信レートで送信する請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
50. 　無線ネットワークサブシステムは、直接シーケンスの広帯域コード分割多重アクセス方法を使用する普遍的移動テレコミュニケーションシステムの一部分である請求項２６に記載の無線ネットワークサブシステム。
51. 　無線ネットワークサブシステム(RNS)により送信される物理的制御チャンネルを受信し、無線ネットワークサブシステム(RNS)により送信される可変データ送信レートの物理的トラフィックチャンネルを受信し、そして拡散コードで各チャンネルの拡散を取り除くようなユーザ装置(UE)において、
    　対応するトラフィックチャンネルフレームを拡散するところの拡散コードを各制御チャンネルフレームから読み取り、ユーザ装置は、無線ネットワークサブシステムにより実質的に同時に送信された互いに関連する制御チャンネルフレーム及びトラフィックチャンネルブレームを受信することを特徴とするユーザ装置。
52. 　ユーザ装置は、無線ネットワークサブシステムにより同じ周波数において異なる拡散コードで拡散してせいぜい１フレーム長さだけ分離して送信された互いに関連する制御チャンネルフレーム及びトラフィックチャンネルフレームを受信する請求項５１に記載のユーザ装置。
53. 　制御チャンネルフレームは、トラフィックチャンネルを拡散するのに使用される少なくとも１つの拡散コードの識別データをユーザ装置が読み取るところの搬送フォーマットインジケータを含む請求項５１に記載のユーザ装置。
54. 　ユーザ装置は、制御チャンネルにおけるパイロットビットによりチャンネル推定を実行する請求項５１に記載のユーザ装置。
55. 　ユーザ装置は、制御チャンネルの拡散を除去するのに常に同じ拡散コードを使用する請求項５１に記載のユーザ装置。
56. 　ユーザ装置は、直接シーケンスの広帯域コード分割多重アクセス方法を使用する普遍的移動テレコミュニケーションシステムに使用される請求項５１に記載のユーザ装置。

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