(57)【要約】【課題】  アップリンク高速データ・チャネルをサポートするためにモバイル・デバイスからの送信とともに使用される高速専用物理制御チャネル（ＥＵ−ＤＰＣＣＨ）を含むワイヤレス・データ通信システムを提供すること。【解決手段】  一例では、ＥＵ−ＤＰＣＣＨは、関連する専用データ・チャネルおよび固定分布係数と同じサブ・フレーム構造を有する。ＥＵ−ＤＰＣＣＨにより、パイロット基準、ハイブリッド自動繰り返し要求情報、モバイル・デバイスのバッファに関するバックログ情報などのモバイル・デバイスからの制御情報を通信することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信の方法であって、
いくつかのタイム・スロットを含むサブ・フレーム構造を有するデータ信号を送信すること、および、
専用制御チャネルを介して制御情報を送信することを含む方法。
【請求項２】
制御情報が、データ信号と同じサブ・フレーム構造を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
制御情報が、データ信号の一部である専用データ・チャネルを介して送信されたデータによって占有されているいくつかのタイム・スロットと同じいくつかのタイム・スロットを占有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
専用制御チャネルが固定分布係数を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
専用制御チャネルが高速専用制御チャネルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの専用物理制御チャネル、少なくとも１つの専用物理データ・チャネル、およびダウンリンク方向の高速ダウンリンク共用データ・チャネルに関連する高速専用物理制御チャネルを介して制御情報を送信することを含み、Ｉチャネル上の負荷がＱチャネル上の負荷とほぼバランスがとれるように、ＩチャネルとＱチャネルの間のチャネルを割り当てることによりチャネルを多重化することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ワイヤレス通信の方法であって、
いくつかのタイム・スロットを含むサブ・フレーム構造を有するデータ信号を受信すること、および、
専用制御チャネルを介して制御情報を受信することを含む方法。
【請求項８】
制御情報が、データ信号と同じサブ・フレーム構造を有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
制御情報が、データ信号の一部である専用データ・チャネルを介して受信されたデータによって占有されているいくつかのタイム・スロットと同じいくつかのタイム・スロットを占有する請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
専用制御チャネルが固定分布係数を有する請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ワイヤレス通信システムに関し、より具体的には、モバイル・デバイスからデータを送信するためのワイヤレス・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス・システムなどの通信システムは、加入者のさまざまな需用を満たすよう設計されている。サービス・プロバイダは、通信システムの性能全体を改良するための方法を絶えず探求している。加入者がデータ（すなわち、電子メールやインターネットからの情報）を得るためのワイヤレス通信がますます普及してきているので、通信システムは、より高いスループットが可能でなければならない。
【０００３】
このようなシステムには、二方向のデータの流れがある。基地局からモバイル・デバイスへの通信は、ダウンリンク方向の流れと考えられ、モバイル・デバイスから発信する通信は、アップリンク方向の流れと考えられている。この領域の仕事の大部分は、（一般に基地局から）モバイル・デバイスへの、情報のダウンリンクの流れに焦中してきた。
【０００４】
ワイヤレス第３世代（３Ｇ）通信システムは現在、データ・サービスをサポートしながらスペクトルの点で効率的になるための、また改良された音声の多重化およびデータ・サービスの多重化を提供するための技術を導入している。これらの努力は、標準の３ＧＰＰ２団体からのＣＤＭＡ２０００標準の発展形態である３Ｇｘ−ＥＶＤＶ標準の開発となって結実した。同様に、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）標準は、高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）指定の一部としていくつかの先端技術を導入した。これらを可能にする技術のすべてにおける一態様は、任意の関連する制御情報が効率的な方式で運ばれることを確実にすることである。
【０００５】
ある先進のまたはこれらを可能にする技術には、適応変調および符号化（ＡＭＣ）技術およびハイブリッド自動繰り返し要求（ＨＡＲＱ）技術をスケジューリングすることを含むことができる。これらの技術は、システム容量全体を改善するための努力の中で導入されてきた。一般に、基地局内に存在する（ＵＭＴＳではノードＢと呼ばれる）ものなどのスケジューラが、所与の時間に送信するユーザを選択し、適応変調および符号化により、ユーザによって認識される現在のチャネル条件のための適切なトランスポート・フォーマット（変調および符号化）の選択が可能となる。したがって、スケジューリングにおいては、ノードＢは、データ・ユーザが自主的に送信できるようにするのではなく、一度に１人または複数のユーザに許可を付与する。一般に、このことは、ダウンリンクおよびアップリンクの１つの中のそれぞれのユーザのリンク品質の推定値に基づく。
【０００６】
ＡＭＣ技術により、スケジューリングされたユーザの優勢なチャネル条件に最も「適合する」データ転送率および送信フォーマット（すなわち、変調レベルおよびチャネル符号化速度）の選択が可能となる。遅延および測定誤差が生じると、ＡＭＣからの性能が劣化する。そこで、ビットのブロックまたはパケットが、ＱＰＳＫ変調および符号速度０．５を使用して送出され、誤って受信されたと想定する。そのパケットの再送信が、一般に新しい適切な変調の選択で、また一般に元の組の符号化されたビットからの少なくとも２、３の新しい「パリティ」ビットで起こる。
【０００７】
ＨＡＲＱにより、元の送信と結合することが可能となる。このことにより、パケットの正しい復号化の確率が著しく改良される。ＨＡＲＱにおける用語「ハイブリッド」は、ＡＲＱ技術とともに前方誤り訂正（ＦＥＣ）技術が使用されていることを示す。ＨＡＲＱ結合スキームとは、再送信が元の不成功の送信と結合されていることを意味する。したがって、ＨＡＲＱは、それ自体では不成功の復号化となった送信が無駄にならなかったことを確実にする助けとなる。ＨＡＲＱ結合の形式である、Ｌｕｃｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．の適応非同期インクリメンタル冗長（Ａ２ＩＲ）アプローチが、３Ｇｌｘ−ＥＶＤＶおよびＨＳＤＰＡ指定の両方で採用されてきた。Ａ２ＩＲは柔軟なアプローチであり、これにより、恐らく異なる変調スキームを使用するコピーのＨＡＲＱ結合が可能となる。
【０００８】
今日までの標準化の多くが、（基地局（ノードＢ）から）移動局へのダウンリンクに焦中してきたが、アップリンクに対して同様の改良が現在考えられている。上述したそれらを可能にする技術もまた、アップリンクを改良するために使用可能であるが、これらの技術の相対的な重要性およびそれぞれに対する特定の方法が、アップリンクについては、かなり異なったものとなろう。これらの違いは、たとえば、ダウンリンクと比べて、アップリンク上で適用可能なトレードオフが異なることによるものであろう。
【０００９】
アップリンク・データ信号フォーマットおよびコンテントのための現在の提案は、アップリンク・データ送信における制御情報のためのすべての必要に対処してはいない。本発明は、モバイル・デバイスからのデータ信号の送信内に新しい制御チャネルまたは符号を含むことにより、その必要に対処する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的に、本発明は、アップリンク高速データ・オペレーションをサポートするためにモバイル通信デバイスからのデータ信号の送信の一部として高速専用制御チャネルを介して制御情報を送信することを含むワイヤレス・データ通信方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一例では、アップリンク専用制御チャネルは、データ信号の少なくとも１つの他の専用チャネルと同じサブ・フレーム構造を有する。一例では、専用制御チャネルは、固定分布係数を有する。一特定例では、専用制御チャネルは、関連する専用物理データ・チャネル（ＤＰＤＣＨ）送信時間と同じサブ・フレーム送信時間を有する。このような例における分布係数は、関連するＤＰＤＣＨのそれとは異なるよう選択できる。
【００１２】
本発明による専用制御チャネルの例には、少なくともパイロット基準、ハイブリッド自動繰り返し要求情報、モバイル・デバイス・バッファ・バックログ情報を示すデータが含まれる。
以下の詳細な説明から、本発明のさまざまな特徴および利点が、当業者には明らかとなろう。詳細な説明に添付されている図面を、以下に簡単に記述する。
【００１３】
本発明は、アップリンク高速データ・オペレーションをサポートするためにモバイル通信デバイスからのアップリンク・データ送信の一部として高速専用物理制御チャネル（ＥＵ−ＤＰＣＣＨとも呼ばれる）を送信することを含む。ＥＵ−ＤＰＣＣＨにより、モバイル・ユニットが、高速データ通信を制御する基地局で以前にはコントローラから使用可能でなかった制御情報を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、基地局２２と複数のモバイル・デバイス２４、２６、２８とを備えたワイヤレスデータ通信システム２０を示す概略図である。モバイル・デバイスは、セル電話２４、携帯情報端末２６またはノートブック・コンピュータ２８などのワイヤレス通信インターフェースを通じてデータ情報を受信することが可能なさまざまな市販の通信デバイスのいずれかである。もちろん、本発明は、任意の特定のモバイル・デバイスに限定されるものではない。示されている例は、本発明に従って設計されたシステム内で使用できる異なるタイプのユーザ・デバイスを示すためのものである。
【００１５】
基地局２２は、ワイヤレス・ネットワークにおいてデータおよび通信信号を生成し処理するために使用できる周知の無線機器および信号処理機器を含むシステム・コントローラ３０を備える。コントローラ３０は、たとえば、一例であるアンテナ３２によって受信された信号を解読し管理するため、かつネットワーク内のモバイル・デバイスで所望される通信を得るために必要な信号を生成または送信するために必要な電子機器とソフトウェアとを備える。
【００１６】
図１は、モバイル・デバイス２４から基地局２２に送信されたアップリンク・データ信号４０を示す概略図である。データ信号４０を送信することが、いくつかの制御チャネルまたは符号を介して制御情報を送信することを含む。この説明で使用する「制御チャネル」は、当技術分野において理解される用語であり、「制御符号」と同義語またはそれと交換可能である。第１の制御チャネル４２が、専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）である。第２の制御チャネル４３が、専用物理データ・チャネル（ＤＰＤＣＨ）である。別の制御チャネル４４が、高速ダウンリンク共用データ・チャネル（またはＨＳ−ＤＳＣＨとして周知である）をサポートするために使用されるアップリンク上の制御チャネルである高速専用物理制御チャネル（ＨＳ−ＤＰＣＣＨ）である。本発明は、アップリンク上で高速データ・オペレーションをサポートするために高速専用物理制御チャネル（ＥＵ−ＤＰＣＣＨ）４６を有する。
【００１７】
ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、少なくとも１つの選択された制御パラメータまたはインディケータを含むかまたは運ぶ。一例では、少なくとも、パイロット基準、ハイブリッド自動繰り返し要求（ＨＡＲＱ）情報、モバイル・デバイス・バッファ・バックログ情報が、１つまたは複数のＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６内に含まれる。パイロット基準は、たとえばモバイル・デバイスによって使用される現在の送信パワーに関する情報を提供するか、または従来の方式でモバイル・デバイスと基地局２２の間の通信を容易にする。ハイブリッド自動繰り返し要求情報は、たとえば、送信されたデータが属するプロセスに関する情報を基地局に提供する。一例では、ハイブリッド自動繰り返し状態および肯定応答が、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６内に含まれる。モバイル・デバイス・バッファ・バックログ情報は、たとえば、基地局スケジューラが適切な優先割当てを行うことができるように、モバイル・デバイス・バッファ上に現在バック・アップされているデータの量の指示を提供する。本発明によるＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、特定の状況において必要とされる場合には他の制御情報を含むことができる。
【００１８】
ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、それを標準化することが可能な少なくとも１つの特性を有する。ＥＵ−ＤＰＰＣＨ４６は、データ信号送信の少なくとも１つの他の専用チャネルと同じサブ・フレーム構造を有する。一例では、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、マルチ・コード高速ＤＰＤＣＨ４３のサブ・フレーム構造を使用する。たとえばここで、アップリンクＤＰＤＣＨ４３が、サブ・フレーム構造として１つ、３つ、または５つのタイム・スロットを使用した場合は、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６を介して制御情報を搬送するために、それぞれ、１つ、３つ、または５つのタイム・スロットを使用することとなる。
【００１９】
ＥＵ−ＤＰＰＣＨ４６と選択された関連するチャネルの間のサブ・フレーム構造の関係を表現する別の方法が、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６が、他のチャネル、４２、４３、または４４の少なくとも１つと同じ送信時間間隔を有するということである。一例では、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、ＤＰＤＣＨ４３の送信時間間隔と同じ送信時間間隔を有する。ＥＵ−ＤＰＰＣＨサブ・フレーム構造は、１５未満のタイム・スロット（すなわち、１つの完全なフレーム未満）を占有する。一例では、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、３つのタイム・スロットを占有し、２ミリ秒の送信時間間隔を有する。特定の状況で必要が生じれば、この説明から恩恵が得られる当業者なら、その特定の状況での必要を満たすために適切なサブ・フレーム構造を選択することができるであろう。一例では、基地局は、特定の通信のためにどのようにＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６を構成するかを、１つまたは複数のモバイル・デバイスに指示するためのスケジューリング・アルゴリズムなどの周知の技術を使用する。
【００２０】
ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６はまた、一例では、固定のままである分布係数を有する。ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６のために選択された分布係数は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４、ＤＰＣＣＨ４２、または関連するアップリンク高速データ・チャネルの分布係数とは異なることがある。
【００２１】
図２は、周知の標準に従ってチャネル化符号の使用を示す符号ツリーまたは制御チャネル・ツリー５０の一例を示す図である。本発明による配置は、固定のままである選択されたレベルでツリー５０内の分布係数でＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６を有する。示されている例では、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、１２８の分布係数を有し、５２でチャネル化符号に割り当てられる。この例では、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ制御チャネル４４は、５４でチャネル化符号に割り当てられ、ＤＰＣＣＨ４２は５６で示され、ＤＰＤＣＨ４３は５８で示される。
【００２２】
ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、異なる分布係数を有し、一例である符号ツリー５０内の使用可能なチャネル化符号のうちの異なる符号で設定できる。
一例では、アップリンク上の専用チャネルは、ＤＰＣＣＨ４２、ＤＰＤＣＨ４３、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４を含む３つのタイプの物理チャネルを運ぶ。この例では、ＤＰＣＣＨ４２は、ＰＩＬＯＴ情報、トランスポート・フォーマット結合インディケータ、フィードバック情報、送信パワー制御を有する。ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４は、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよびチャネル品質インディケータ（ＣＱＩ）を有する。３つのチャネル、４２、４３、４４は、多重化されたＩ／Ｑ符号である。ＤＰＣＣＨ４２は、２５６の固定分布係数を有し１０ミリ秒にわたって１５スロットを有するスロット構造を使用する。ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４は、２５６の固定分布係数を有し２ミリ秒にわたってサブ・フレーム構造を使用する。ＤＰＤＣＨ４３は、可変分布係数を使用し、６つの平行符号とともに４つの分布係数を使用する場合に２．８Ｍｂｐｓの最大データ転送率を有する。物理チャネルを多重化するための戦略の例が、図３に示してあり、以下に記述する。
【００２３】
アップリンク上のこの一例の専用チャネルのためのチャネル化符号割当ては、いくつかの特性を有する。ＤＰＣＣＨ４２は、符号ｃｃ＝Ｃｃｈ，２５６，０によって常に拡散される。ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４は、以下の表で記述する符号Ｃｃｈによって拡散される。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
ただ１つのＤＰＤＣＨ４３が送信された場合は、ＤＰＤＣＨ１は、符号ｃｄ，１＝Ｃｃｈ，ＳＦ，ｋによって拡散される。ここで、ＳＦはＤＰＤＣＨ１の分布係数であり、Ｋ＝ＳＦ／４である。複数のＤＰＤＣＨ４３が送信された場合は、すべてのＤＰＤＣＨが、４に等しい分布係数を有する。ＤＰＤＣＨｎは、符号ｃｄ，ｎ＝Ｃｃｈ，４，ｋによって拡散される。ここで、ｎ∈｛１，２｝ならばｋ＝１であり、ｎ∈｛３，４｝ならばｋ＝３であり、ｎ∈｛５，６｝ならばｋ＝２である。
【００２６】
ＤＣＨを初期化するためにパワー制御プリアンブルが使用される一例では、パワー制御プリアンブル中のＤＰＣＣＨ４２のためのチャネル化符号は、その後に使用されるものと同じである。
【００２７】
一例では、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、マルチコード高速ＤＰＤＣＨ４３のサブ・フレーム構造を使用する。たとえば、アップリンクＤＰＤＣＨ４３が、サブ・フレーム構造として、１つ、３つ、または５つのタイム・スロットを使用する場合には、ＥＵ−ＤＰＣＣＨは、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ内で制御情報を運ぶために、１つ、３つ、または５つのタイム・スロットのいずれかを使用することとなる。
【００２８】
一例では、４の分布係数を有する６つのマルチコードの最大を使用して、専用物理データ・チャネルを送信する。選択された符号の実際の数は、チャネル条件およびスケジューリングされたＵＥバッファ・サイズに依存する。残りのチャネル化符号は、ＤＰＣＣＨのために使用される。現在のチャネル化符号割当てを用いて、１６、３２、６４、１２８、２５６のいずれかのアップリンク高速専用物理制御チャネルのための固定分布係数が、誤り率要件に従って選択できる。
【００２９】
本発明の一実施例には、Ｉ／Ｑチャネル上で制御チャネルを多重化することが含まれる。図３は、Ｉチャネル７２とＱチャネル７４の間に制御チャネルを分配するための多重化スキーム７０を示す概略図である。７６で送信された信号を得るために、Ｉ／Ｑチャネル上のデータ信号の一部分が加算され乗算される。Ｉ／Ｑチャネルおよび７６で信号を得るための技術は、周知である。
【００３０】
一例によれば、Ｉ／Ｑチャネル上の制御チャネルまたは符号の負荷は、できる限りバランスがとれている。少なくとも近似のバランスを達成するための１つの方法が、それぞれ、現在の他のチャネル条件とＩおよびＱチャネル上を運ばれる対応する負荷に基づいてＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６を運ぶために、ＩまたはＱチャネルを選択することである。示されている例では、偶数のＤＰＣＣＨチャネルまたは符号４２がある場合は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４およびＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、Ｉチャネル７２上を運ばれる。奇数のＤＰＣＣＨチャネルまたは符号４２がある場合は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４およびＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６は、Ｑチャネル７４上を運ばれる。図３では、ＮＨＳ−ＤＰＣＣＨはシステム内のＨＳ−ＤＰＣＣＨチャネルの数であり、ＮＭＡＸ−ｄｐｄｃｈはシステム内のＤＰＤＣＨチャネルの最大数である。もちろん、本発明の範囲内にはさまざまな多重化スキームがある。
【００３１】
本発明によるアップリンク専用物理制御チャネルは、既存アップリンク専用物理制御チャネルに対する修正を回避し、かつ後方互換性の問題を回避するアップリンク専用チャネル上の新しい改良をサポートする。本発明による配置により、ＥＵ−ＤＰＣＣＨ４６、ＤＰＣＣＨ４２、ＤＰＤＣＨ４３、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ４４（すなわち、ＨＳＤＰＡのためのＨＳ−ＤＰＣＣＨおよびＲｅｌ−９９のためのＤＰＣＣＨ）の同時送信を可能にすることにより、不必要な待ち時間を導入することも回避される。本発明によるアプローチにより、標準専用チャネル構造の全体の整合性が、より多くの制御情報の改良された送信をさらに可能にすることが確実となる。本発明によるアプローチにより、さらに複雑なチャネル符号化を必ずしも導入する必要がなく、Ｅｂ／Ｎｏ要件を満たすための広範囲な分布係数から選択するという柔軟性を有する固定拡散符号も提供される。したがって、本発明は、改良された機能を提供し、それに関連する複雑さを最小限に抑える。
【００３２】
実施形態の例を参照しながら特定の発明を記述してきたが、この記述は限定的なものではない。したがって、本方法、システム、その一部分、記述した方法およびシステムは、ネットワーク素子、ワイヤレス・ユニット、基地局、基地局コントローラ、移動電話交換センタおよび／またはレーダ・システムなどの異なる場所において実施できる。さらに、本記述の恩恵を得られる当業者なら、本発明を実施し使用するための制御または処理回路が、特定用途向け集積回路、ソフトウェア駆動処理回路、ファームウェア、プログラマブル論理デバイス、ハードウェア、個別部品またはこれらの組み合わせにおいて実施できることを認識されるであろう。当業者なら、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、上記に示し記述した適用形態の例にさまざまな修正を行うことができることを認識できるであろう。したがって、頭記の請求の範囲が、本発明の真の範囲内に含まれるこのような修正形態または実施形態を包含することを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に従って設計された制御チャネル送信技術を組み込んだワイヤレス・データ通信システムの選択された部分を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例における制御チャネル特性の例を示す概略図である。
【図３】本発明に従って専用制御チャネルを組み込んだ方法とともに使用できる多重化スキームを示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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