JPH07509595A - 通信システムにおいてデータ・フィールドを伝達する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 通信システムにおいてデータ・フィールドを伝達する方法および装置 発明の分野 本発明は、一般に、通信システムに関し、さらに詳しくは、通信システムにおい てデータ・フィールドを伝達することに関する。

発明の背景 時分割多重化（Ｔ　ＤＭ　：　ｌｉｍｅ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｌｉｐｌｅ ｘｅｄ）通信システムなどのデジタル通信システムは、タイムスロット中に、あ る無線周波数（ＲＦ）キャリア信号上で送信する必要がある。特定の符号化レー ト（および時間期間）はＴＤＭタイムスロットの時間制約を十分満たすように選 択されるため、音声情報の送信はシステムで問題にならない。しかし、タイムス ロットがメツセージに比べて小さいタイムスロット中に、大きな多重スロット・ メツセージを送信する必要がある場合、システムに問題が生じる。メツセージは 一般に通信システムの特定の層（ここで、層（ｌａｙｅｒ）とは通信システムの 異なるレベルに関する機能間の便宜的な分離である）において生成されるので、 一般的な解決方法では、エア・インタフェースより上の特定の層（例えば、ｌ１ ｉｎ）、またはデータ・リンク層におけるセグメンテーション（Ｓｅｇｍｅｎｔ ａｔｉｏｎ）方式が行われる。

このような方式は、２つの理由から不適切である。まず、第１に、これらの方式 は元のメツセージを複数のデータ・リンク層メツセージに再符号化し、各サイズ は１タイムスロツトよりも小さい。受信側ユニットにおける層がメツセージを再 構築するためには、各送信されるタイムスロットともに層ｎ情報が伝達される。

そのため、送信すべきビット数は、層ｎヘッダ内のビット数とメツセージを送信 するのに必要なセグメント　（またはタイムスロット）数との積によって増加さ れる。第２に、層ｎメツセージが正しく送信しないと、ｆｉｎエンティティは、 メツセージを送信するのに必要なすべてのタイムスロットを含め、メツセージ全 体を再送信せざるを得ない。タイムスロット・チャネルはピット誤り率が高い環 境なので、メツセージ全体の再送信は頻繁に生じる可能性があり、実際に発生す る。

Ｐ　Ｅ　Ｄ　Ｃ（Ｐａｎ−Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｅ１ｌｕｌａ ｒ）システム指定のＧ　Ｓ　Ｍ（ｇｒｏｕｐ　５ｐｅｃｉａｌ　ｍｏｂｉｌｅ） は、１つの窓（ｗｉｎｄｏｗ）サイズのみを利用可能にすることにより、上記の 問題に対処する階層プロトコルである。これは、制御機能だめの実質的に肯定応 答／非肯定応答（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ／ｎｏ−ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）プ ロトコルである。

ユーザ・データ・サービス用途では、ＧＳＭは加入者ユニットからデータ・サー ビス用のインタネットワーク機能まで層２４ｊ！能を実行させる。そのため、加 入者ユニットから基地局まで存在する真のポイント・ツー・ポイント（ｐｏｉｎ ｔ−ｔＯ−ｐｏｉｎｔ）層２機能を有して１７Ｎなｌ／）。ＡＭＰ　Ｓなどの他 の通信システムは階層構造ではなく、そのため今日の複雑な通信システムにおい て必要な柔軟性を許す構造がない。

従って、送信されるビット数を増加せず、かつ誤りが生じてもメツセージ全体を 再送信する必要がない、比較的小さいタイムスロット中にビット誤り率が高い環 境におし）て多重スロット・メツセージを送信する通信システムが必要とされる 。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明によりメツセージ・セグメンテーションを行うために用いられ る通信システムを示す。

第２図は、本発明によりメツセージ・セグメンテーショ。

ンを採用する、第１図の通信システムで用いられるトランシーバ（送信機／受信 機）を示す。

第３図は、第１図の通信システムによって用いられるように、特定の無線周波数 （ＲＦ）キャリアにつシムで伝達される一連のフレームを示す。

第４図は、第１図の通信システムによって用いられるフレームの構造を示す。

第５図は、第１図の通信システムによって用いられるダウンリンク・タイムスロ ットの構造を示す。

第６図は、本発明によりｍ１図の通信システムによって用いられる修正ダウンリ ンク・タイムスロットの構造を示す。

第７図は、本発明により第１図の通信システムによって用いられる修正アップリ ンク・タイムスロットの構造を示す。

第８図は、本発明による第６図の修正ダウンリンク・タイムスロットおよび第７ 図の修正アンプリンク・タイムスロットの第２制御情報フイールドの構造を示す 。

第９図は、本発明によるデータ・フィールドのセグメンテーションを示す。

第１０図は、本発明によるデータ・フィールドを生成するためデータのセグメン トの再結合を示す。

第１１図は、本発明による修正ダウンリンク・タイムスロットの別の実施例を示 す。

好適な実施例の詳細な説明 通信システムは、本発明に従って、層、例えば層２を上部および下部サブ層に分 割する。上部層は、メンセージ全体をカバーするアドレスおよびフロー制御機能 など通常の層２機能からなり、メツセージは１つまたはそれ以上のスロットから なる。下部層２は、データのセグメントの再送信がメツセージ全体ではなくタイ ムスロットに基づいて行われるように、タイムスロットに基づいて誤り訂正およ び再送信機能を行う。

ｔＩＳ１図は、本発明を有利に採用する通信システム１００を示す。好適な実施 例において、通信システム１００は、時分割多重化（ＴＤＭ）パーソナル通信シ ステム（ＰＯ２：ｐｅｒｓｏｎａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅ ｍ）である。そのため、ＰＯ２の主な目的は、低速移動および／または固定受信 ／送信ユニット、例えばユニット１０３．１０６にサービスを提供することであ る。そのため、ユニット１０３は、歩行者によって利用される移動加入者ユニッ トであり、ユニット１０６は、例えば、ワイヤレス・ローカル・ループとして利 用できる固定加入者ユニットである。便宜上、ユニット１０３，１０６は、以下 では加入者ユニ・スト１０３゜１０６として表される。

第２図は、本発明を有利に採用するトランシーバ（送信機／受信機）２００を示 す。第２図の上部は、トランシーバ２００の送信機部２０４を一般に表す。好適 な実施例では、基地局１０９ｉ　１１２および加入者ユニ・ｙ　）　１０３　。

１０６は、第２図に示すトランシーバ２０を利用する。また、好適な実施例では 、基地局１０９，１１２は同一である。第２図に示すように、送信中に、上層情 報２０１はセグメンタ（ｓｅｇｍｅｎｔｏｒ）　２０２に入力され、このセグメ ンタ２０２は上層情報２０１に含まれるデータ・フィールドをセグメント化する 。マルチプレクサＭＵＸ２０３は、セグメンタ２０２によって生成されたデータ のセグメントを多重化して、第９図に示すように送信のためデータのセグメント を準備する。上層情報（Ｕ　Ｌ　Ｉ　：　ｕｐｐｅｒ　ｌａｙｅｒｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ）　２０１は、第９図に示すようにタイムスロットＯ〜９のＵＬＩか らなるが、便宜上１つの入力としてのみ示されている。次に、ＭＵＸ２０３の出 力は、データ入力２０６に入力され、この入力２０６は、ユーザ情報フィールド で送信されるデータの各セグメントに対して第２制御情報フイールドを追加する 。データ入力２０６の出力は、従来の変調器２１２に入力され、ミキサ２１８お よび中間周波数（Ｉ　Ｆ）信号２１５によって周波数的にアンプコンバートされ 、ｌＦ２２１によって濾波され、ミキサ２２７および局部発振器（ＬＯ）２２４ によって再び周波数的にアップコンバートされる。ミキサ２２７の出力は、パワ ー出力２３０として示される従来のパワー増幅器に入力され、従来のアンテナ２ ３３を介して受信側ユニットに送信される。コントローラ２０９は、セグメンタ ２０２．ＭＵＸ２０３の動作を制御し、またミキサ２２７にＬＯ２２４を与える 。好適な実施例では、コントローラ２０９は、モトローラ社製６８０００シリー ズ・マイクロプロセンサである。

第２図の下部は、トランシーバ２００の受信機部２３４を一般に表す。第２図に 示すように、送信機部２０４によって送信された信号２３６は、従来のアンテナ ２３３によって受信され、ＲＦ入力２３５に入力される。ＲＦ入力２３５は、例 えば、デュプレクサ、スプリッタなどく図示せず）の一般的なフロント・エンド 受信装置を内蔵する。ＲＦ入力２３５の出力は、ミキサ２３９に入力され、その 後ＬＯ２４２によってダウンコンバートされる。ミキサ２３９の出力は、ｌＦ２ ４５によって濾波され、その出力はミキサ２５１に入力され、ＩＦ信号２４８に よって再びダウンコンバートされる。ミキサ２５１の出力は、復調器２５４に入 力され、この信号を復調する。復調器２５４からの出力は、デマルチプレクサ（ ＤＥＭＵＸ）２５７に入力され、このデマルチプレクサ２５７は、送信機部２０ ４のＭＵＸ２０３によグて行われた多重化機能を基本的に解除する。ＤＥＭＵＸ ２５７の出力は、第１０図に示すように各タイムスロット０〜９について実際に 出力されるが、便宜上第２図では１つの出力としてのみ示されてし）る。次Ｇこ 、ＤＥＭＵＸ２５７からの出力は、データの被送信セグメントとなり、これはり コンバイナ（ｒｅｃｏｍｂｉｎｅｒ）　２６３　に入力され、ここで適切【こ再 合成され、元のデータ・フィールドになる。その詳細を第１０図に示す。

第３図は、第１図の通信システムで用し）らｔしる特定の無線周波数（ＲＦ）キ ャリアで伝送される一連のフレームを示す。特定のＲＦキャリアで伝送される一 連のフレームは、第２図に示す信号２３６を表す。ｔ／ｇ４図は、第３図に示す フレームの構造を示す。第４図において、フレーム４０３の基本構造は、各ＲＦ キャリアまたはチャネルについて１０個のＴＤＭタイムスロットである。５００ スロット／秒で３２Ｋｂｐｓの音声を提供するためには、ＲＦチャネルは、第４ 図に示すように、５００Ｋｂｐｓ容量、すなわち１０タイムスロツト／フレーム 構成においてタイムスロット当たり５０Ｋｂｐｓを必妥とする。これにより、３ ２Ｋｂｐｓ音声およびそのフィールドが可能になる。音声符号化は、３２Ｋｂｐ ｓで適応型デルタ・パルス符号変調（ＡＤｐ　ＣＭ　：　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄ ｅ＋ｔａ　Ｐｕ１ｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）符号器によって行わ れる。好適な実施例では、タイムスロット４０６の特定のタイムスロットＯ〜９ の時間期間は、２００マイクロ杉であり、その結果、フレーム４０３の期間は２ ミリ秒となる。

第５図は、少なくとも制御情報およびユーザ情報からなるデータ・フィールドを 有する従来のダウンリンク・タイムスロットを示す。第５図に示すように、１４ ビツトは、加入者ユニット１０３，１０６のフレーム初期化のビットを表し、参 照番号５０１によって表される。制御情報フィールド５０３に９ビツトあり、こ れは、好適な実施例では、システム制御フィールドである。好適な実施例では、 制御情報フィールド５０３における９ビツトは、次のように割り当てられる：　 （１）５ビツトは、特定の基地局を表すために用いられるデジタル・カラー符号 の３２の組合せの１つを表すために用いられ、（２）１ビツトは、ユーザ情報ま たは制御情報のいずれかの送信を表すために用いられ、（３）ｌビットは、送信 されたユーザ情報が音声またはデータのいずれかであることを表すために用いら れ、（４）２ビツトは、セグメンテーション制御（ｒｏｌｌ−継続スロット、ｒ ｏｌ、Ｊ−開始スロット、ｒｌＯＪ−終了スロノ）、ｒｌＮ−単一スロット）を 表すために用いられる。

第５図をさらに参照して、６４ビツトは、ユーザ情報フィールド５０６を表し、 例えば、音声、ユーザ・データまたは盗難制御データ信号（ｒｏｂｂｅｄ　ｃｏ ｎｒｒｏｌ　ｃｌａｌａｓｉｇｎａｌｉｎｇ）を送信するために利用され、これ らのビットは、３２Ｋｂｐｓ／タイムスロツトの多重化ビット・レートに相当す る。１２ビツト５０９は、受信側ユニットによる誤り検出および同期用であり、 最後のｌビット５１２は、パワー制御チャネル（ＦＣＣ）のパワー制御用に用い られる。

第６図は、本発明による修正ダウンリンク・タイムスロット６００を示す。ダウ ンリンク・タイムスロット６００は、第５図に示すダウンリンク・タイムスロッ ト５００と似ているが、第２制御情報フイールド６０６がダウンリンク・タイム スロット６００に追加されている。好適な実施例では、第１制御情報フイールド ６０３は、制御情報フィールド５０３と同じであり、そのためシステム制御フィ ールドを表す。第２制御情報フイールド６０６は、セグメンテーション制御フィ ールドを表す。第７図は、同様に第２制御情報フイールド７０９が追加された修 正アンプリンク・タイムスロットを示す。参照番号６０９，７２０によって表さ れる第６図および第７図に示す５６ビノト・フィールドは、第５図で説明したユ ーザ情報フィールド５０６の残りである。第２制御情報フィールド６０６，７０ ９は、第８図に示され、一連のコマンドおよび対応するビット値を以下の表１に 記載する。

好適な実施例では、第２制御情報フィールド６０６，７０９は、標準的なＨＤＬ Ｃ階層プロトコルまたはＬａｐＢ／ＬａｐＤプロトコルのいずれか一方である。

ＨＤＬＣプロトコルは、米国のＡＮＳ　Ｉ規格であり、Ｌ　ａ　ｐ　Ｂ　／　Ｌ 　ａ　ｐＤプロトコルは、ＣＣＴＴＴ勧告Ｘ、２５に記載されており、欧州規格 である。第２制御情報フィールド６０６，７０９は、第４図に示すタイムスロッ ト４０６の各タイムスロットＯ〜９に現れる。従って、情報が、例えば、基地局 １０９から加入者ユニット１０３　（またはその反対）に送信されると、送信／ 受信シーケンス番号は、メツセージ全体に基づいてではなく、タイムスロットに 基づいてやりとりされる。

動作シナリオは、次のように高い層から低い層に流れる。

メツセージは、ユーザ・アプリケーション（ＵｓｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ） 、層３または層２レベルで生成される。ユーザ・アプリケーションまたは層３レ ベルで生成された場合には、メツセージは層２に下がり、層２送信バッファ待ち 行列（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｂｕｆｆｅｒ　ｑｕｅｕｅ）に入れられるＯ また一メツセージは層２で生成でき、その場合も送信バッファ待ち行列に入れら れる。この送信バッファ待ち行列は、実際には、メツセージ種類に応じて分類さ れるさまざまな優先待ち行列（ｐｒｉｏｒｉｔｙ　ｑｕｅｕｅｓ）からなり、第 ２図の送信機部２０４のデータ人力２０６にある。

第９図は、本発明によるデータ・フィールドのセグメンテーションを示す。第９ 図に示すように、上層情報（ＵＬＩ）２０１は、第４図に示すタイムスロットＯ 〜９からのＵＬＩからなる。各タイムスロットＯ〜９のＵＬＩは、各特定のタイ ムスロットについてメツセージ・フォーマツタ（ｍｅｓｓａｇｅ　ｆｏｒｍａｔ ＋ｅｒ）９０３に入力される。フォーマツタ９０３からの出力は、セグメンタ２ ０２に入力され、フィールド６０９，７１２において送信するためデータ・フイ ールド（ＵＬＩ）をデータのセグメントにする。ＭＵＸ２０３は、データのセグ メントをユーザ情報フィールド６０９．７１２の残りに多重化し、その結果、「 フレーム」は第４図のフレームと実質的に同じようになる。好適な実施例では、 セグメンタ２０２は、データ・フィールドまたはＵＬＩを５６ビノトのデータ・ セグメントにする。ＭＵＸ２０３がデータのセグメントをフレームに多重化した 後、データ入力２０６は、第２巾１ｊ御情報フイールド６０６，７０９によって 表される下層情報（ＬＬＩ）をデータのセグメントに追加する。第２制御情報フ ィールド６０６，７０９の存在は、タイムスロットの一部が誤って受信される場 合を除いて、メツセージ送信にとって透過的である。そのような場合、第２制御 情報は、ＲＥ　Ｊ　（ｒｅｊｅｃｔ）メンセージの情報内容に基づいて再送信を 要求する。データ・フィールドの長さくすなわち、メツセージの長さ）も、第２ 制御情報フイールド６０６に対して透過的である。タイムスロットの番号は、メ ツセージ境界を越えて連続的である。メツセージの最１麦のスロット、例えばス ロット９０８の場合や、単一スロット情報メツセージの場合、第８図に示す第２ 制御情報フイールド６０６におけるｒＦＪ　ビットは、タイムスロットにおける 最後のビットの反対ビット状態を表すために用いられる。残りのビットは、フィ ル・ビット（ｆｉｌｌ　ｂ口）である。従って、ｒＦＪビットが「１」の場合、 フィル・ビットは「Ｏ」からなる。ｒＦＪビットが「０」の場合、フィル・ビッ トは「１」からなる。タイムスロットが正しい数のビットで厳密に埋められてい る場合、ｒＦＪビットはメツセージにおける最後のビットの反対の値を有する。

データ・フィールドのセグメント化されたデータの再結合を第１０図に示す。Ｄ ＥＭＵＸ２５７は、復調されたタイムスロット２を個別のタイムスロットに分離 し、データ出力２６０は第２１ｖｌＪ御情報フイールド６０６，７０９　（すな わち、第１０図のＬＬ１１００３）がら制御情報を読みとる。ユーザ・フィール ド６０９，７１２におけるセグメント化されたデータは、リコンバイナ・バッフ ァ２６３に入力され、ここでセグメントは、メツセージ全体が受信されるまで格 納される。メツセージ全体が受信されると、メツセージ・フォーマツタ１０００ はセグメントをデータの全フィールドにフォーマットする。このように、自己の タイムスロットで送信され、自己の固有制御フィールドを有するデータの各セグ メントは、受信側ユニットで再合成され、データ・フィールドとなる。

別の実施例では、ダウンリンク・タイムスロットは、第１１図に示すように修正 してもよい。第１１図に示すように、別のダウンリンク・タイムスロット１１０ ０は、９システム制御ビツトから分離されたセグメンテーション制御１１０３を 有し、第２制御情報フィールド６０６，７０９において構成される。残りの６ビ ノトはＬａｐＤ制御フィールド１１０６であり、これは、第８図に示すように第 ２制御情報フィールド６０６，７０９の実質的に構成要素である。第８図の第２ 制御情報フィールド６０６，７０９からの２ビツト（表１のＮ　（Ｒ）およびＮ 　（Ｓ）それぞれからの１ビツト）は、第１１図に示すダウンリンク・タイムス ロットでは利用されないが、標県的なＨＤＬＣプロトコルまたはＬａｐＤ／Ｌａ ｐＢプロトコルとしての動作は依然維持される。

本発明について特定の実施例および別の実施例を参照して具体的に説明してきた が、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形式および詳細についてさまざま な変更が可能なことが当業者に理解される。

第５図 タウ／す／り・

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも制御情報およびユーザ情報からなるデータ・フィールドを有する タイムスロットを利用する時分割多重化（ＴＤＭ）通信システムにおいて、デー タ・フィールドを送信する方法であって： 前記データ・フィールドをデータのセグメントにセグメント化する段階； ユーザ情報を有するフィールドの各セグメントに第２制御情報フィールドを追加 する段階；および前記ＴＤＭ通信システムのタイムスロット中に、前記第２制御 情報フィールドを含むデータのセグメントを送信する段階； によって構成されることを特徴とする方法。
2. ２．前記制御情報は、ＴＤＭ通信システムの制御に実質的に関し、前記第２制御 情報フィールドは、受信側ユニットにおけるデータの被送信セグメントの受信の 制御に実質的に関し、受信の制御は、受信側ユニットにおける誤り訂正および再 送信機能に関する制御をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記載 の方法。
3. ３．前記第２制御情報フィールドは、標準的なＨＤＬＣ階層プロトコルまたはＬ ａｐＢ／ＬａｐＤプロトコルのいずれか一方からなることを特徴とする請求項１ 記載の方法。
4. ４．少なくとも制御情報およびユーザ情報からなるデータ・フィールドを有する 時分割多重化（ＴＤＭ）通信システムにおいて、データ・フィールドを送信する 装置であって：前記データ・フィールドをデータのセグメントにセグメント化す る手段； ユーザ情報を有するフィールドの各セグメントに第２制御情報フィールドを追加 する手段；および前記ＴＤＭ通信システムのタイムスロット中に、前記第２制御 情報フィールドを含むデータのセグメントを送信する手段； によって構成されることを特徴とする装置。
5. ５．前記制御情報は、ＴＤＭ通信システムの制御に実質的に関し、前記第２制御 情報フィールドは、受信側ユニットにおけるデータの被送信セグメントの受信の 制御に実質的に関し、受信の制御は、受信側ユニットにおける誤り訂正および再 送信機能に関する制御をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項４記載 の装置。
6. ６．前記第２制御情報フィールドは、標準的なＨＤＬＣ階層プロトコルまたはＬ ａｐＢ／ＬａｐＤプロトコルのいずれか一方からなることを特徴とする請求項４ 記載の装置。
7. ７．時分割多重化（ＴＤＭ）通信システムにおいてデータ・フィールドを受信す る方法であって：前記ＴＤＭ通信システムのタイムスロット中に、第１制御情報 フィールドと、ユーザ情報フィールドの一部内の第２制御情報フィールドと、残 りのユーザ情報フィールド内のデータのセグメントとを受信する段階；前記第１ 制御情報フィールドに基づいて、ＴＤＭ通信に関する機能を制御する段階；およ び 前記第２制御情報フィールドに基づいて、データの被受信セグメントを再合成し て、前記データ・フィールドを生成する段階； によって構成されることを特徴とする方法。
8. ８．時分割多重化（ＴＤＭ）通信システムにおいてデータ・フィールドを受信す る装置であって： 前記ＴＤＭ通信システムのタイムスロット中に、第１制御情報フィールドと、ユ ーザ情報フィールドの一部内の第２制御情報フィールドと、残りのユーザ情報フ ィールド内のデータのセグメントとを受信する手段；前記第１制御情報フィール ドに基づいて、ＴＤＭ通信に関する機能を制御する手段；および 前記第２制御情報フィールドに基づいて、データの被受信セグメントを再合成す る手段； によって構成されることを特徴とする装置。
9. ９．システム制御フィールドおよびユーザ情報フィールドを有するタイムスロツ トを利用する時分割多重化（ＴＤＭ）通信システムにおいて、メッセージ・デー タのフィールドを送信する装置であって、メッセージ・データのフィールドが時 間的にＴＤＭタイムスロットよりも長い装置であって：前記メッセージ・データ のフィールドをデータのセグメントにセグメント化する手段； 前記ユーザ情報フィールドの一部にセグメンテーション制御フィールドを追加す る手段；および前記ＴＤＭ通信システムのタイムスロット中に、前記システム制 御フィールドと、前記セグメンテーション制御フィールドと、残りのユーザ情報 フィールド内のデータのセグメントとを送信する手段； によって構成されることを特徴とする装置。
10. １０．送信する手段は、再送信要求に応答して、メッセージ単位ではなくタイム スロット単位においてデータのセグメントを再送信する手段をさらに含んで構成 されることを特徴とする請求項９記載の装置。