(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と複数の無線端末とを備える通信システムで用いるための通信方法であって、異なる通信チャネルが前記複数の無線端末の各無線端末と前記基地局との間にあり、この通信チャネルが各特定無線端末と特定無線端末に対するチャネル品質である品質をもつ基地局との間にある方法であって、この方法が：
ｉ）前記複数無線端末それぞれのチャネル品質を示すチャネル条件情報セットを保持し；
ｉｉ）少なくともあらかじめ選択された最小量分だけお互いに異なるチャネル条件をもつ無線端末を特定するためのチャネル条件情報セットを調べ；かつ
ｉｉｉ）少なくとも前記あらかじめ選択された前記最小量分だけ異なるチャネル品質をもつものとして特定された少なくとも２つの異なる無線端末に対応する重畳信号を伝えるために用いられる通信チャネルセグメントを割り当てて基地局を作動することを含む。
【請求項２】
請求項１に記載の通信方法であって、
保持されたチャネル条件情報のセットがチャネル信号対雑音比情報を含み；
前記少なくとも２つの異なる無線端末が第１および第２の無線端末を含み；かつ
第１および第２の無線端末のチャネル条件の異なるあらかじめ選択された最小量が３ｄＢであることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、この方法がさらに：
保持、調査、割り当ての前記各ステップを繰り返して基地局を作動することを含む。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、この方法がさらに：
保持および調査の前記各ステップを繰り返して基地局を作動するものであって；
前記調査ステップが、割り当てられるよう利用可能な通信チャネルセグメントに送信される信号をもつあらかじめ選択される最小量だけ異なるチャネル条件をもつ少なくとも２つの無線端末を特定することに失敗した場合、
前記複数の無線端末のうちの単一のものに対して、利用可能な通信チャネルセグメントを割り当てて基地局を作動することを特徴とする。
【請求項５】
請求項１に記載の通信方法であって、
前記少なくとも２つの異なる無線端末が第１の無線端末および第２の無線端末を含み；
前記割り当てられた通信チャネルセグメントがダウンリンクチャネルのセグメントであり；
第１の無線端末が、前記第２の無線端末よりも良好なチャネル品質をもつことを特徴とするものであって、この方法がさらに：
前記割り当てられた通信チャネルセグメントの第１および第２の無線端末に第１の重畳信号を送信して基地局を作動させるものであって、前記第１の重畳信号が、前記第１の無線端末用の低出力信号部分と前記第２の無線端末用の高出力信号部分とをもち、この低出力信号部分が、前記高出力信号部分よりも低出力で前記基地局により送信されるかまたは前記高出力信号部分よりも低いコーディング防護で基地局により送信されることを特徴とする。
【請求項６】
請求項５に記載の通信方法であって、
前記割り当てられた通信チャネルセグメントが、通信チャネルセグメント割り当てを無線端末に送信するために用いられる割り当てチャネルのセグメントであることを特徴とする。
【請求項７】
請求項６に記載の通信方法であって、この方法がさらに：
前記第１および第２の無線端末から第２の重畳信号を受信し、前記受信された第２の重畳信号が、前記第１および第２の無線端末によりそれぞれ送信される第１および第２の信号部分を含み、前記第１の信号部分が、前記第２の信号部分よりも高出力レベルで前記基地局により受信して、
基地局を作動することを含む。
【請求項８】
請求項７に記載の通信方法であって、この方法がさらに：
前記第１の信号部分を復号し；
前記第２の重畳信号から前記第１の信号部分を減算し；かつ
前記第２の信号部分を復号する
ことを含む。
【請求項９】
請求項７に記載の通信方法であって、この方法がさらに：
前記割り当てチャネルのセグメントの前記第１および第２の無線端末に送信される前記第１の重畳信号から前記第１の信号部分を送信するのに用いる送信出力を判定する際に複数の受信目標出力レベルのうちのどの出力レベルを用いるかを判定して第１の無線端末を作動させることを含む。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信方法であって、
受信された複数の目標出力レベルのうちのどのレベルを用いるかを判定する第１の無線端末の作動は：
アップリンクチャネル割り当て情報を第１の無線端末に送信するために用いられる第１の重畳信号の部分が低出力信号部分あるいは高出力信号部分として送信されたかを判定することを含む。
【請求項１１】
複数の無線端末を備える通信システムで用いるための基地局であって、異なる通信チャネルが前記複数の無線端末の各無線端末と前記基地局との間にあり、この通信チャネルが、各特定無線端末と特定無線端末に対するチャネル品質である品質をもつ基地局との間にある基地局であって、この基地局が：
前記複数無線端末それぞれのチャネル品質を示すチャネル条件情報セットと；
あらかじめ選択された最小量分だけお互いに異なるチャネル条件をもつ無線端末を特定するためにチャネル条件情報セットを調べるための手段と；かつ
少なくともあらかじめ選択された最小量分だけ異なるチャネル条件をもつものとして特定される少なくとも２つの異なる無線端末に対応する重畳信号を送信するために用いられる通信チャネルセグメントを割り当てるための手段とを備える。
【請求項１２】
請求項１１に記載の基地局であって、
前記少なくとも２つの異なる無線端末が第１および第２の無線端末を含み；
保持されたチャネル条件情報のセットがチャネル信号対雑音比情報を含み；かつ
第１および第２の無線端末のチャネル条件の異なるあらかじめ選択された最小量が３ｄＢであることを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１１に記載の基地局であって、この基地局がさらに：
前記調査手段が、割り当てられるよう利用可能な通信チャネルセグメントに送信される信号をもつ、あらかじめ選択された最小量だけ異なるチャネル条件をもつ少なくとも２つの無線端末を特定することに失敗した場合、前記複数の無線端末の１つに利用可能な通信チャネルセグメントを割り当てるための手段を備える。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基地局であって、この基地局がさらに：
前記第１および第２の無線端末から重畳信号を受信するための受信機であって、前記受信された重畳信号が、前記第１および第２の無線端末によりそれぞれ送信される第１および第２の信号部分を含み、前記第１の信号部分が、前記第２の信号部分よりも高出力レベルで前記基地局により受信され、前記第１の無線端末が、前記第２の無線端末よりも良好なチャネル条件をもつ受信機を備える。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基地局であって、この基地局がさらに：
受信された重畳信号の前記第１および第２の信号部分の復号を行うための重畳デコーダを備える。
【請求項１６】
請求項１５に記載の基地局であって、
前記重畳デコーダが：
前記第１の信号部分の復号を行うためのデコーダ装置と；
前記第２の信号部分を生成するため前記重畳信号から前記第１の信号部分を減算するための減算器と；かつ
前記第２の信号部分の復号を行うための第２のデコーダ装置とを備えることを特徴とする。
【請求項１７】
基地局と複数の無線端末とを備える通信システムで用いるための通信方法であって、異なる通信チャネルが前記複数の無線端末の各無線端末と前記基地局との間にあり、この通信チャネルが各特定無線端末と特定無線端末に対するチャネル品質である品質をもつ基地局との間にある方法であって、この方法が：
前記基地局に重畳通信信号の第１の部分を送信するために第１のチャネル品質をもつ第１の無線端末を作動させ；かつ
前記基地局に前記重畳通信信号の第２の部分を送信するため第２のチャネル品質をもつ第２の無線端末を作動させて、第１および第２のチャネル品質が、少なくとも第１のあらかじめ選択された量だけ異なり、前記重畳通信信号を形成するために基地局までの送信中に前記第１および第２の信号部分が空中で結合することを含む。
【請求項１８】
請求項１７に記載の通信方法であって、
第１および第２の無線端末のチャネル品質の異なるあらかじめ選択された最小量が３ｄＢであることを特徴とする。
【請求項１９】
請求項１７に記載の通信方法であって、この方法がさらに：
前記第１および第２の重畳信号部分の送信前に、前記第１の無線端末用の低出力信号部分と前記第２の無線端末用の高出力信号部分とをもつ重畳割り当て信号を受信するよう第１および第２の無線端末を作動させて、この低出力信号部分が前記高出力信号部分よりも低出力で前記基地局により送信され、前記第１の無線端末が前記第２の無線端末よりも良好なチャネル品質をもち、前記重畳割り当て信号がアップリンク通信チャネルセグメントを割り当てることを含む。
【請求項２０】
請求項１９に記載の通信方法であって、
前記第１および第２の無線端末によりそれぞれ送信される第１および第２の信号部分が、前記第１の信号部分が前記第２の信号部分よりも高出力レベルで基地局により受信されるような出力レベルで送信されることを特徴とする。
【請求項２１】
請求項２０に記載の通信方法であって、この方法がさらに：
前記重畳割り当て信号から前記第１の信号部分を送信するのに用いる送信出力を判定する際に複数の受信目標出力レベルのうちのどの出力レベルを用いるかを判定するために第１の無線端末を作動させることを含む。
【請求項２２】
請求項２１に記載の通信方法であって、
受信された複数の目標出力レベルのうちどのレベルを用いるかを判定する第１の無線端末の作動は：
アップリンクチャネル割り当て情報を第１の無線端末に送信するために用いられる重畳信号部分が低出力信号部分あるいは高出力信号部分として送信されたかを判定することを含む。
【請求項２３】
無線端末であって、この無線端末が：
少なくともあらかじめ選択された最小量分だけ異なるチャネル品質をもつものとして特定された少なくとも２つの異なる無線端末に対応する重畳割り当て信号を受信するための受信機であって、前記重畳割り当て信号の第１の信号部分および第２の信号部分のうちの１つが前記無線端末用であり、他の前記信号部分が他の無線端末用であり、第１の信号部分が、前記第２の信号部分よりも低出力で受信される受信機と；
前記第１および第２の信号部分を復号する重畳デコーダと；
前記第１および第２の信号部分のうちの１つに含まれる情報からどの部分が前記無線端末用であるかを判定するための手段と；かつ
前記無線端末用の受信された重畳割り当て信号が対応するアップリンク通信チャネルセグメントの信号を送信するための送信機とを備える。
【請求項２４】
請求項２３に記載の無線端末であって、この無線端末がさらに：
複数の異なる受信出力目標レベルに対する保存された受信目標レベル出力情報と；かつ
特定のアップリンク通信チャネルセグメントに対応する受信された重畳割り当て信号からこの特定のアップリンク通信チャネルセグメントの信号を送信する際、複数の受信目標出力レベルのうちどの１つを用いるかを判定するための手段とを備える。
【請求項２５】
請求項２４に記載の無線端末であって、
前記判定手段が：
アップリンクチャネル割り当て情報を無線端末に送信するために用いられる重畳信号部分が低出力信号部分あるいは高出力信号部分として送信されたかを判定することを含む。
【請求項２６】
基地局と複数の無線端末とを備える通信システムで用いるための通信方法であって、異なる通信チャネルが前記複数の無線端末の各無線端末と前記基地局との間にあり、この通信チャネルが各特定無線端末と特定無線端末に対する通信チャネル品質である品質をもつ基地局との間にあり、無線端末から基地局に送信される信号が送信中に結合するものであって、この方法が：
少なくともあらかじめ選択された最小量分だけ異なるチャネル品質をもつものとして特定された少なくとも２つの異なる無線端末に対応する重畳割り当て信号を使用して、第１および第２の装置によって同時に用いられるアップリンク通信チャネルセグメントを割り当て、
前記アップリンク通信チャネルセグメントから複合信号を受信し、前記複合信号が、前記第１の装置で送信される第１の信号と前記第２の装置で送信される第２の信号とを含み、かつ
前記複合信号に含まれる第１および第２の信号を復号する受信された複合信号に対して重畳復号操作を行う
よう基地局を作動することを含む。
【請求項２７】
請求項２６に記載の通信方法であって、
アップリンク通信チャネルセグメントを割り当てるために基地局の作動は、
アップリンクトラフィックセグメントを共用するため、通信チャネル品質情報、第１の無線端末および第２の無線端末に基づいて異なる無線端末通信チャネル品質をもつ第１および第２の無線端末を選択して基地局を作動させることを含み、かつ
この方法が、
割り当てられたトラフィックチャネルセグメントと、第１および第２の無線端末のうちのどの１つが、高出力レベルで前記基地局により受信される信号を送信するかを示す情報を、選択された第１および第２の無線端末に送信するよう基地局を作動させることをさらに含む。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、
良好なチャネル条件をもつ第１および第２の無線端末のうちの１つから送信された信号が高出力レベルで基地局において受信され、この方法がさらに：
前記割り当てられたトラフィックチャネルセグメントで基地局に第１の信号部分を送信するために第１の無線端末を作動させ；かつ
前記割り当てられたトラフィックチャネルセグメントで基地局に第２の信号部分を送信するために第２の無線端末を作動させ、第１および第２の信号部分が前記基地局への送信中に重畳することを含む。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、
前記第２の信号部分を送信するために前記第２の無線端末で用いられる出力よりも低い出力を用いて第１の無線端末が第１の信号部分を送信するが、基地局で受信される第２の信号部分の出力レベルよりも高い出力レベルで第１の信号部分が前記基地局により受信されることを特徴とする。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、
前記少なくとも２つの異なる無線端末が第１の無線端末および第２の無線端末を含み；
割り当てられる前記アップリンク通信チャネルセグメントがダウンリンクチャネルのセグメントであり；
第１の無線端末が前記第２の無線端末よりも良好なチャネル品質をもち；かつ
この方法がさらに：
前記割り当てられた前記アップリンク通信チャネルセグメントの第１および第２の無線端末に重畳信号を送信するために基地局を作動させることを備え、前記重畳信号が前記第１の無線端末用の低出力信号部分と前記第２の無線端末用の高出力信号部分とをもち、この低出力信号部分が前記高出力信号部分よりも低出力で前記基地局により送信される手段を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムにおけるコーディングおよび送信の改良方法、特に、例えば、マルチユーザ通信システムで用いる際に適した制御重畳コーディングを用いる改良方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおける重畳コーディングについて説明する。マルチユーザ通信システムでは、お互いに通信を行う複数の送信機および受信機がかかわっており、１つ以上の通信法を用いる場合がある。一般に、マルチユーザ通信法は２つのシナリオのうちの１つに分類される：
（ａ）単一の送信機が複数の受信機と通信する、一般に放送通信法と呼ばれるもの、
（ｂ）複数の送信機が１つの共通の受信機と通信する、一般にマルチアクセス通信法と呼ばれるもの。
【０００３】
放送通信法は、通信および情報理論の文献で『放送チャネル』として一般に知られている。『放送チャネル』は、送信機と複数の受信機との間の物理的通信チャネルのそれぞれと、送信機が通信を行うために用いる通信リソースとに関するものである。同様に、マルチアクセス通信法は『マルチアクセスチャネル』として広く知られている。『マルチアクセスチャネル』は、送信機により用いられる通信リソースとともに複数の送信機と共通の受信機との間の物理的通信チャネルに関するものである。放送通信法は典型的な携帯型無線システムにおけるダウンリンク通信チャネル実施のためによく使われる一方、同システムにおけるアップリンクチャネルはマルチアクセス通信法を用いて一般に実施される。
【０００４】
マルチユーザ通信システムにおける送信リソースは、一般に、時間、周波数あるいはコード空間として示すことができる。情報理論では、このシステムの容量は、放送シナリオとマルチアクセスシナリオの両方における他の通信技術にわたって拡張できるということを示唆している。特に、放送通信法の場合に同一の送信リソースにわたって複数受信機に対して同時送信することにより、あるいはマルチアクセス通信法の場合に複数送信機が同時送信できるようにすることにより、システムの容量が他の通信技術にわたって拡大できる。放送通信法の場合、同一の送信リソースにわたって複数ユーザに対して同時送信するために用いられる技術はまた『重畳コーディング』としても知られている。
【０００５】
重畳コーディングの利点は、放送通信法に対する送信技術に関する以下の説明を通して明らかとなるであろう。２つの受信機との間で通信を行う単体送信機を考える。このチャネルは、Ｎ１＜Ｎ２としてＮ１とＮ２の周囲ガウス雑音レベルで記述することができる。すなわち、第１の受信機が第２の受信機よりも強いチャネル上で作動する。送信機に対して利用可能な通信リソースが全帯域Ｗ、全出力Ｐであると仮定する。送信機は、受信機との通信を行うために複数の戦略を用いてもよい。図１は異なる３つの送信戦略に対する第１および第２のユーザに対する放送チャネルにおいて達成可能な速度をプロットしたグラフ１００である。縦軸１０２は強受信機に対する速度であり、水平軸１０４は弱受信機に対する速度である。ライン１０６は時分割多重化（ＴＤＭ）戦略に対して達成可能な速度を示す。ライン１０８は周波数分割多重化（ＦＤＭ）戦略に対して達成可能な速度を示す。ライン１１０は最大容量達成可能速度を示す。
【０００６】
まず、送信機が２つの受信機間で時間多重化を行い、全リソースを１つの受信機に対して同時に割り当てを行う場合を考える。第１の（強）受信機と通信するのに費やす時間枠がαで示される場合、２つのユーザに対して達成可能な速度が次の式を満たすことを示すことができる。
【０００７】
Ｒ１≦αＷｌｏｇ（１＋Ｐ／Ｎ１）、
Ｒ２≦（１−α）Ｗｌｏｇ（１＋Ｐ／Ｎ２）
第１ユーザ用の時間枠αが変わると、上の式で得られる速度は、図１の『ＴＤＭ』に対応する直実線で表される。
【０００８】
ここで、送信機がユーザに対して帯域幅部分βと利用可能出力部分γとを割り当てる異なる送信戦略を考える。第２のユーザが残りの帯域幅部分と出力部分とを取る。これらの部分を割り当てると、送信機は２つの受信機との間で同時通信を行う。こういった送信戦略において、速度領域は以下の式で特徴付けられる。
【０００９】
Ｒ１≦βＷｌｏｇ（１＋αＰ／Ｎ１）、
Ｒ２≦（１−β）Ｗｌｏｇ（１＋（（１−α）Ｐ）／Ｎ２）
上の式で達成される速度は、図１で示されるとおり『ＦＤＭ』に対応する凸型点曲線１０８から直感的に視覚化される。２つのユーザ間で利用可能な出力と帯域幅とを適当な方法で分割する戦略がリソースの時分割で優れていることは明らかである。しかし、第２の戦略は最適のものではない。
【００１０】
あらゆる送信戦略の下で達成可能な速度領域の上限は放送容量領域である。ガウス雑音の場合、この領域は次の式で特性化され、
Ｒ１≦Ｗｌｏｇ（１＋αＰ／Ｎ１）、
Ｒ２≦Ｗｌｏｇ（１＋（（１−α）Ｐ）／（αＰ＋Ｎ２））
図１に示されるとおり、『容量』に対応する点／ドット曲線１１０で示される。
【００１１】
トーマス・カバーは、Ｔ．Ｍ．カバー『放送チャネル』、情報理論に関するＩＥＥＥトランザクション、ＩＴ−１８（１）：２  １４、１９７２で、重畳コーディングと呼ばれる通信技術によりこの容量領域を達成できるということを示した。この技術では、異なるユーザに対する信号が同一の送信リソースで異なる出力により送信され、それぞれ重畳される。重畳コーディングで達成可能な利点は、異なるユーザ間の送信リソースの分割を必要とする他の通信技術をしのいでいる。
【００１２】
重畳コーディングの基本的な考え方を図２に図示する。図２は、高出力ＱＰＳＫと高出力ＱＰＳＫ信号上で重畳された低出力ＱＰＳＫとを示すグラフ２００である。垂直軸２０２はＱ要素信号強度を示し、水平軸２０４はＰ要素信号強度を示す。図２の例ではＱＰＳＫ変調を想定しているが、変調セットの選択は限定的ではなく、一般的に、他の変調セットをその代わりに用いてもよい。また、図２の例では２つのユーザの代表的なケースについて描かれているが、この考え方は一般化でき、直接的な方法で複数ユーザに対して適用できる。送信機が全送信出力予定値Ｐをもっていると仮定する。『弱受信機』とされている第１受信機では大きなチャネル雑音があり、『強受信機』とされている第２受信機では小さなチャネル雑音がある。パターンで埋められた４つの円２０６は高出力（良好な防護）（１−α）Ｐで弱受信機に送信されるＱＰＳＫコンスタレーションポイントを示す。一方、追加情報については、同様にＱＰＳＫコンスタレーションを用いて低出力（低防護）αＰで強受信機に送られる。図２において、長さ√（（１−α）Ｐ）の矢印２０８は高送信出力を示し、長さ√（αＰ）の矢印２１０は低送信出力を示す。実際に送信される記号は高出力と低出力との両方を結合したものであるが、図中の白丸２１２で示されている。この図で示す主な考え方は、送信機が同一の送信リソースを用いて両ユーザに対して同時通信を行うというものである。
【００１３】
受信機戦略は直接的である。弱受信機は低出力信号が重畳された高出力ＱＰＳＫコンスタレーションを使う。弱受信機で得られるＳＮＲは低出力信号を分離する上で不十分な場合があるため、低出力信号が雑音とみなされて弱受信機が高出力信号を復号する際にＳＮＲを若干低下させる。一方、強受信機によるＳＮＲは高出力ＱＰＳＫコンスタレーションポイントと低出力ＱＰＳＫコンスタレーションポイントとの両方を分離する上で十分である。強受信機の戦略は高出力点（弱受信機用）の復号を行い、複合信号からその寄与分を除去し、その後、出力信号の復号を行うというものである。
【００１４】
上の説明から、放送および／またはマルチアクセス通信システムにおいて空気リンクリソースをさらに効率的に活用するために用いられる重畳コーディングの考え方の変形例および／または適合に対する必要性があるということが認められる。ある時間における複数ユーザによる無線通信システムにおいて、さまざまなユーザに対して異なるチャネル品質がある。異なる受信機や送信機をお互いに相対ベースで弱／強として特性化し、この相対分類により時間に応じて変化させることができるようにする方法および装置も有用である。こういった違いを適宜用いて重畳コーディング法を適用するスケジューリングおよび出力制御のための方法および装置によりシステム容量を増加させることができる。重畳コーディング法を用いる新たな実行では、一時的な弱／強割り当て情報といった重畳コーディングに関して送信機と受信機との間で情報を送信するための方法が必要である。可能な限りオーバヘッドを最小化し、割り当てチャネルセグメントやトラフィックチャネルセグメントといった複数の通信チャネルセグメント間で一次割り当て指定をリンクさせるような情報を通信させるための方法は有利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、通信システム、例えばマルチユーザ通信システムにおいて重畳コーディングを用いる斬新な方法に関する。重畳コーディングはダウンリンクおよび／またはアップリンクで起こる。本発明による重畳コーディングは、同一の通信リソース、例えば同一周波数を同時に用いて基地局から異なる無線端末へ送信することによるダウンリンクの場合に起こる。本発明による重畳コーディングは、同一の通信リソースを用いて異なる無線端末から基地局へ送信することによるアップリンクの場合に起こる。アップリンクの場合、信号は通信チャネルで結合し、その結果、他の送信において１つの送信が重畳される。重畳信号を受信する装置、例えば基地局は、両信号を復元するため重畳復号技術を用いる。重畳の利点を得るため、複数の無線端末へのチャネルセグメントの割り当てが基地局により制御される。さらに、ダウンリンクの場合、送信出力レベルは基地局で制御されることから、重畳復号を容易にするため受信された出力レベルは大きく異なっている。アップリンクの場合、基地局における異なる装置からの受信信号が異なる受信出力をもつことで重畳復号を容易にするよう、送信出力は、同一のアップリンク通信リソース、例えば時間スロットや周波数を共用する無線端末により制御される。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のさまざまな実施例において、基地局は、個々の無線端末と基地局間の通信チャネルの品質に関する情報を維持する。通信チャネルセグメントは、ダウンリンクの場合には基地局から通信チャネルへの、あるいはアップリンクの場合には通信チャネルから基地局への品質において少なくとも最小の差、例えば３、５あるいは１０ｄＢの差をもつ２つ以上の無線端末に割り当てられる。チャネル割り当ては無線端末に送信されるが、この無線端末がトラフィックチャネルセグメントを共有する。割り当ては、どの無線端末が通信チャネルセグメントを同時に用いるか、さらに割り当てられたどの装置が強あるいは弱信号を送信（アップリンクの場合）あるいは受信（ダウンリンクの場合）するかを送る。割り当てメッセージは重畳信号として送信される場合もある。
【００１７】
説明を単純化するため、この文書では２つの信号が重畳されて重畳コーディング信号を形成すると仮定する。しかし、２つ以上の信号を重畳させることも可能である。本発明は、２つ以上の信号が重畳されて重畳コーディング信号を形成する場合にも適用可能である。
【００１８】
したがって、重畳コーディング信号の２つの信号はそれぞれ強信号と弱信号と呼ばれ、この強信号は高受信出力をもち、弱信号は低受信出力をもつ。２つの無線端末が同一の通信リソースを共有する場合、良好なチャネル条件をももつ端末は強ユーザと呼ばれ、劣ったチャネル条件をもつ端末は弱ユーザと呼ばれる。実施例の一部では、ある無線端末が他の無線端末とリソースを共有する場合にその無線端末が強ユーザであり、第３の無線端末とリソースを共有する場合にその無線端末が弱ユーザである。
【００１９】
多くのアップリンクのケースでは、強信号として基地局により受信される信号を送信するよう強ユーザが割り当てられ、弱信号として基地局により受信される信号を送信するよう弱ユーザが通常割り当てられる。これにより、他の基地局との過剰な干渉発生あるいは、無線端末からの過剰なピーク送信出力を避けることができる。こういったケースにおいて、強ユーザは強送信機と呼ばれ、弱ユーザは弱送信機と呼ばれることがある。
【００２０】
多くのダウンリンクの場合、強ユーザは弱信号を受信するよう割り当てられ、弱ユーザは強信号を受信するよう通常割り当てられる。これにより、強ユーザに対する出力を浪費することなく弱ユーザのリンク信頼性を改善することができる。こういったケースにおいて、強ユーザは強受信機と呼ばれ、弱ユーザは弱受信機と呼ばれることがある。
【００２１】
重畳コーディングを用いて、トラフィックチャネルセグメントを共有する無線端末に送信されるチャネル割り当ても行われる。チャネル割り当てが一般に基地局により行われ、ダウンリンクで送信されることに注意すること。これにより、強ユーザに送られる割り当ては弱信号で送信され、弱ユーザに送られる割り当ては強信号で送信される。したがって、無線端末に対する割り当てが強信号からくる場合、例えば、端末識別子が強信号で送信される場合、無線端末は基地局によって弱ユーザとみなされていることがわかる。つまり、この場合の弱送信機では無線端末にアップリンクトラフィックチャネルが割り当てられる、あるいはこの場合の弱受信機では無線端末にダウンリンクトラフィックチャネルが割り当てられる。同様に、無線端末に対する割り当てが弱信号からくる場合、無線端末は基地局によって強ユーザとみなされていることがわかる。つまり、強送信機では無線端末にアップリンクトラフィックチャネルが割り当てられる、あるいは強受信機では無線端末にダウンリンクトラフィックチャネルが割り当てられる。
【００２２】
本発明によれば、重畳コーディングが適宜の方法で用いられる。つまり、十分異なるチャネル条件をもつ無線端末が通信チャネルセグメントを共有するような対になるよう重畳コーディングが利用可能である場合、重畳コーディングが利用される。例えば、装置間のチャネル条件の差異が十分でない、あるいは送信出力能が不十分なために受信出力レベルでの十分な差異が達成できないような場合、無線端末は送信セグメントを共有するよう予定されない。これにより、十分な受信出力レベルの差異により信頼性の高い結果が得られると見込まれるような送信スロットにおいては重畳が用いられるが、信頼性が低いと見込まれる場合にはこれが当てはまらない。
【００２３】
本発明の多数の追加の特性、メリット、有利さについては、以下に示す詳細な説明により明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
上で説明したとおり、本発明は、通信システム、例えばマルチユーザ通信システムにおいて重畳コーディングを用いる斬新な方法に関する。重畳コーディングはダウンリンクおよび／またはアップリンクで起こる。本発明による重畳コーディングは、同一の通信リソース、例えば同一周波数を同時に用いて基地局から異なる無線端末に対して送信することによるダウンリンクの場合に起こる。本発明による重畳コーディングは、同一の通信リソースを用いて異なる無線端末から基地局に対して送信することによるアップリンクの場合に起こる。アップリンクの場合、信号は通信チャネルで結合し、その結果、ある一つの送信がもう一つの別の送信に重畳される。重畳信号を受信する装置、例えば基地局は、両信号を復元するため重畳復号技術を用いる。重畳の利点を得るため、複数の無線端末へのチャネルセグメントの割り当てが基地局により制御される。さらに、ダウンリンクの場合、送信出力レベルが基地局で制御されることから、重畳復号を容易にするため受信された出力レベルは大きく異なっている。アップリンクの場合、基地局における異なる装置からの受信信号が異なる受信出力をもつことで重畳復号を容易にするよう、送信出力は、同一のアップリンク通信リソース、例えば時間スロットを共用する無線端末により制御される。
【００２５】
図３は、本発明による、本発明の方法を用いて実施する代表的な無線通信システム３００を示す。代表的な無線通信システム３００は、本発明によるアップリンクチャネルおよびダウンリンクチャネルに対して制御された重畳コーディング法を適宜用いる。代表的な無線通信システム３００は拡散スペクトルＯＦＤＭ（直交周波数多重方式）マルチアクセスシステムである。代表的なＯＦＤＭ無線通信システムは本発明を説明する目的でこの応用例で用いているものの、本発明の適用範囲はこの例よりも広く、本発明は、例えばＣＤＭＡ無線通信システムといった他の多くの通信システムや制御された重畳コーディングが用いられる場面でも適用可能である。
【００２６】
システム３００は複数のセル：セル１  ３０２、セルＭ  ３０４を含む。各セル（セル１  ３０２、セルＭ  ３０４）は基地局（ＢＳ）（ＢＳ１  ３０６、ＢＳＭ  ３０８）をそれぞれ含み、基地局の無線到達範囲を示す。ＢＳ１  ３０６は無線リンク（３１４、３１６）をそれぞれ経由して複数の終端ノード（ＥＮ（１）３１０、ＥＮ（Ｘ）３１２）に結合されている。ＢＳＭ３０８は無線リンク（３２２、３２４）をそれぞれ経由して複数の終端ノード（ＥＮ（１’）３１８、ＥＮ（Ｘ’）３２０）に結合されている。終端ノード３１０、３１２、３１８、３２０は移動式および／または静置式無線通信装置であり、無線端末（ＷＴ）と呼ばれる。移動式ＷＴは移動式ノード（ＭＮ）と呼ばれることがある。ＭＮは全システム３００に渡って移動する。ＢＳ１  ３０６およびＢＳＭ  ３０８はネットワークリンク３２８，３３０をそれぞれを経由してネットワークノード３２６に結合される。ネットワークノード３２６はネットワークリンク３３２を経由して他のネットワークノードやインターネットに結合される。ネットワークリンク３２８，３３０，３３２は例えば光ファイバケーブルである。
【００２７】
図４は、本発明で実施される代表的な基地局４００を図示したものである。代表的な基地局４００は、図３の基地局３０６，３０８のいずれかをさらに詳細に示したものである。基地局４００は、バス４１６を経由してともに結合された受信機４０２、送信機４０６、プロセッサ４１０、Ｉ／Ｏインターフェイス４１２、メモリ４１４を含み、このバス４１６上でさまざまな要素がデータや情報を交換する。
【００２８】
受信機４０２はアンテナ４０４に結合されているが、このアンテナ４０４を通して基地局４００が複数の無線端末（ＷＴ）５００からアップリンク信号を受信する（図５参照）。本発明により、このようなアップリンク信号には、空中で重畳する同一のトラフィックセグメント上の異なる無線端末５００により送信されるアップリンクトラフィック信号および／または空中で重畳する同一の承認セグメント上の異なる無線端末により送信される承認信号が含まれる。受信機４０２は複数の復調モジュール、復調モジュール１  ４１８、復調モジュールＮ  ４２０を含む。実施例の一部において、復調モジュール４１８，４２０は復号モジュールの一部である。復調モジュール４１８，４２０はともに結合される。復調モジュール１  ４１８は受信された重畳信号上で第１の復調を行い、高出力あるいは高防護信号の復元を行う。復調された情報は復調モジュール１  ４１８から復調モジュールＮ  ４２０に転送される。復調モジュールＮ  ４２０は、受信された重畳信号から高出力あるいは高防護信号を取り除き、その後、低出力あるいは低防護信号を復調する。実施例の一部において、別個の受信機４０２および／または別個のアンテナ４０４が用いられる。例えば、高（受信）出力あるいは高防護アップリンク信号に対しては第１の受信機であり、低（受信）出力あるいは低防護アップリンク信号に対しては第２の受信機である。
【００２９】
送信機４０６はアンテナ４０８に結合されているが、このアンテナ４０８を通して基地局４００が複数の無線端末５００に対してダウンリンク信号を送信する。こういったダウンリンク信号は重畳信号を含むが、例えばこれは、同一チャネルセグメント上の２つ以上の信号を複合したものであり、この複合信号の各信号は異なる送信出力レベルであり、各信号は異なる無線端末に対するものである。本発明において、重畳ダウンリンク信号は、ダウンリンクトラフィック信号上で割り当てセグメントおよび／または承認セグメント上で適宜送信される。送信機４０６は複数の変調モジュール、変調モジュール１  ４２２、変調モジュールＮ  ４２４、および重畳モジュール４２６を含む。変調モジュール１  ４２２は第１の情報セットを、例えば高出力あるいは高防護信号に変調し、変調モジュールＮ  ４２４は第２の情報セットを低出力あるいは低防護信号に変調する。重畳モジュール４２６は高出力あるいは高防護信号を低出力あるいは低防護信号と結合して、複合信号を発生させて同一のダウンリンクセグメントに送信する。実施例の一部において、複数送信機４０６および／または複数アンテナ４０８が用いられる。例えば、高出力あるいは高防護ダウンリンク信号に対しては第１の送信機であり、低出力あるいは低防護ダウンリンク信号に対しては第２の送信機である。
【００３０】
Ｉ／Ｏインターフェイス４１２はインターフェイスであり、基地局４００を他のネットワークノード、例えば他の基地局、ＡＡＡサーバノード等やインターネットへの接続を行う。メモリ４１４はルーチン４２８およびデータ／情報４３０を含む。プロセッサ４１０、例えばＣＰＵは、このルーチン４２８を実行し、メモリ４１４内のデータ／情報を用いて、本発明の方法により基地局４００を作動させる。
【００３１】
ルーチン４２８は通信ルーチン４３２と基地局制御ルーチン４３４とを含む。基地局制御ルーチン４３４はスケジューラモジュール４３６と、無線端末出力制御ルーチン４３８と、送信出力制御ルーチン４４０と、信号ルーチン４４２とを含む。スケジューラ４３６はダウンリンクスケジュールモジュール４４６と、アップリンクスケジュールモジュール４４８と、相対ユーザ強度整合モジュール４５０とを含む。ＷＴ送信出力制御ルーチン４３８は受信出力目標モジュール４５２を含む。
【００３２】
データ／情報４３０はデータ４５４と、無線端末データ／情報４５６と、システム情報４５８と、ダウンリンク割り当てメッセージ４６０と、ダウンリンクトラフィックチャネルメッセージ４６２と、受信承認メッセージ４６４と、アップリンク割り当てメッセージ４６６と、アップリンクトラフィックチャネルメッセージ４６８と、アップリンクトラフィック用承認メッセージ４７０とを含む。
【００３３】
データ４５４はユーザデータ、例えば、無線リンク上でＷＴから受信したデータ、他のネットワークノードから受信したデータ、ＷＴに送信されるデータ、他のネットワークノードに送信されるデータを含む。無線端末データ／情報４５６は複数のＷＴ情報、ＷＴ１情報４７２、ＷＴＮ情報４７４を含む。ＷＴ１情報４７２はデータ４７６と、端末識別（ＩＤ）情報４７８と、受信チャネル品質報告情報４８０と、セグメント情報４８２と、モード情報４８３とを含む。データ４７６は、ＷＴ１のピアノード用のＷＴ１からＢＳ４００で受信されたユーザデータ、例えばＷＴＮおよびＢＳ４００からＷＴ１に送信されるユーザデータを含む。端末ＩＤ情報４７８は、ＢＳ４００との通信およびその操作においてＷＴ１を識別するために用いられる基地局割り当てＩＤを含む。受信チャネル品質報告情報４８０は、ＳＮＲ（信号対雑音比）、ＳＩＲ（信号対干渉比）といったダウンリンクチャネル品質フィードバック情報を含む。モード情報４８３は、例えばオン状態、スリープ状態等の状態に関してＷＴ１の現在のモードを示す情報を含む。
【００３４】
セグメント情報４８２はＷＴ１に割り当てられたチャネルセグメントに対応する複数のセグメント情報セット、セグメント１情報４８４、セグメントＮ情報４８６を含む。セグメント１情報４８４はセグメント形式情報４８８と、セグメントＩＤ情報４９０と、コーディング情報４９２と、相対強度指定情報４９４とを含む。セグメント形式情報４８８は、セグメント形式、例えば、アップリンクトラフィック用割り当てセグメント、ダウンリンクトラフィック用割り当てセグメント、アップリンクトラフィックチャネルセグメント、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメント、アップリンクトラフィックチャネルセグメントに対応する承認チャネルセグメント、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメントに対応する承認セグメントを特定する情報を含む。セグメント識別（ＩＤ）情報４９０は、セグメントを特定する際に用いられる情報、例えば、周波数、時間、継続時間および／またはセグメントに関係するサイズを含む。コーディング情報４９２は、コーディングの形式および／またはセグメントに対して用いられる変調を特定する情報を含む。相対強度指定情報４９４は、このセグメントでの通信のための指定されたＷＴ相対強度を示す情報を含む。実施例の一部において、相対強度指定情報４９４は、このセグメントでの通信のための弱ＷＴあるいは強ＷＴのいずれかとしてＷＴを特定する情報を含む。
【００３５】
システム情報４５８は、トーン情報４９５と、変調情報４９６と、タイミング情報４９７と、送信出力モデル情報４９８と、受信出力目標モデル情報４９９とを含む。トーン情報４９５は、シーケンス、チャネルおよび／またはセグメントをホッピングする際に用いられるトーンを特定する情報を含む。変調情報４９６は、さまざまな変調および／またはコーディングスキーム、例えばコーディング速度情報、変調形式情報、誤差修正コード情報等を実施するためにＢＳ４００で用いられる情報を含む。タイミング情報４９７は、シーケンス、スーパースロット、ドゥエル、チャネルセグメント継続時間、異なる形式のチャネルセグメント間のタイミング関係、例えば、割り当てセグメント、トラフィックチャネルセグメント、承認チャネルセグメント間のタイミング関係のホッピングのために用いられるタイミング情報を含む。送信出力モデル情報４９８は、強信号の送信出力レベルと弱信号の送信出力レベルとを区別するモデルを定義する情報を含むが、これら２つの信号は、本発明により、結合重畳信号として同一チャネルセグメント上で送信される。受信出力モデル目標情報４９９は、アップリンクチャネルセグメント信号に対するＢＳ４００で受信出力目標を達成するため適切な出力レベルで送信するようＷＴ送信出力を制御するためのモデルを定義するために用いるルックアップテーブルといった情報を含む。実施例の一部において、無線端末用受信出力モデルは、コーディング速度と、強ユーザあるいは弱ユーザ（無線端末）としてユーザ（無線端末）の分類の関数である。こういった実施例において、同一のコーディング率に対して、受信出力目標は、例えば、１０ｄＢといった３ｄＢ以上の値の強分類と弱分類間で大きく異なるものである。
【００３６】
ダウンリンク割り当てメッセージ４６０は、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメントを割り当てたことをＷＴ端末に知らせるために用いられる割り当てメッセージを含む。ダウンリンク割り当てメッセージ４６０は、ダウンリンク割り当てチャネルセグメント上でＢＳ４００によりＷＴまで送信される。本発明により、複数ダウンリンク割り当てメッセージは、制御された重畳コーディングを用いて同一の割り当てセグメント上で複数ＷＴに送信される。ダウンリンクトラフィックメッセージ４６２は、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメント上でＢＳ４００によりＷＴまで送信されるデータおよび情報、例えばユーザデータを含む。本発明により、ダウンリンクトラフィックチャネルメッセージ４６２は、制御された重畳コーディングを用いて同一の割り当てセグメント上で複数ＷＴに送信される。受信承認メッセージ４６４は、割り当てられたダウンリンクトラフィックチャネルセグメント上でデータ／情報をＷＴが首尾よく受信したかどうかを示すＷＴからＢＳ４００への承認信号を含む。本発明により、承認メッセージ４６４は複数ＷＴにより同一の割り当てセグメント上でＢＳ４００へ、例えば大きく異なる受信出力目標レベルで送信され、この信号は空中リンクで重畳される。
【００３７】
アップリンク割り当てメッセージ４６６は、アップリンクトラフィックセグメントを割り当てたことをＷＴ端末に知らせるために用いられる割り当てメッセージを含む。アップリンク割り当てメッセージ４６６は、アプリンクチャネルセグメント割り当てに対して用いられるアップリンク割り当てチャネルセグメント上でＢＳ４００によりＷＴまで送信される。本発明により、複数アップリンク割り当てメッセージは、制御された重畳コーディングを用いて同一の割り当てセグメント上で複数ＷＴに送信される。アップリンクトラフィックチャネルメッセージ４６８は、アップリンクトラフィックチャネルセグメント上でＷＴからＢＳ４００へ送信されるデータおよび情報、例えばユーザデータを含む。本発明により、アップリンクトラフィックチャネルメッセージ４６８は複数ＷＴにより同一の割り当てセグメント上でＢＳ４００へ、例えば大きく異なる受信出力目標レベルで送信され、この信号は空中リンクで重畳される。アップリンクトラフィックに対する承認メッセージ４７０は、割り当てられたアップリンクトラフィックチャネルセグメント上でデータ／情報をＢＳ４００が首尾よく受信したかどうかを示すＢＳ４００からＷＴへの承認信号を含む。本発明により、アップリンクトラフィック用複数承認メッセージ４７０は、制御された重畳コーディングを用いて同一の承認セグメント上で複数ＷＴに送信される。
【００３８】
通信ルーチン４３２は、さまざまな通信操作を行いさまざまな通信プロトコルを実施するために基地局４００を制御するために用いられる。基地局制御ルーチン４３４は、例えばＩ／Ｏインターフェイス制御、受信機４０２制御、送信機４０６制御といった基地局４００の作動を制御し、本発明の方法のステップを実施するために用いられる。スケジューラモジュール４３６は送信スケジュールおよび／または通信リソース割り当てを制御するために用いられる。スケジューラモジュール４３６はスケジューラとして機能する。ダウンリンクスケジュールモジュール４４６はダウンリンクチャネルセグメント、例えばダウンリンクトラフィックチャネルセグメントに対してＷＴのスケジューリングを行う。ダウンリンクスケジュールモジュール４４６は、同一のダウンリンクセグメント、例えば同一のダウンリンクトラフィックチャネルセグメントに対して複数のＷＴのスケジューリングを適宜行う。アップリンクスケジュールモジュール４４８はアップリンクチャネルセグメント、例えばアップリンクトラフィックチャネルセグメントに対してＷＴのスケジューリングを行う。アップリンクスケジュールモジュール４４８は、同一のアップリンクセグメント、例えば同一のアップリンクトラフィックチャネルセグメントに対して複数のＷＴのスケジューリングを適宜行う。実施例の一部において、適宜スケジューリングおよび対応するダウンリンクおよびアップリンクセグメントに対して弱／強の複数ユーザ分類は相互に関連付けられ、基地局４００およびＷＴ５００の両方に対する既知の所定方法に従う。
【００３９】
相対ユーザ強度整合モジュール４５０は、あるチャネルセグメントにおける同時スケジューリングのため、ユーザを整合させるよう相対ベースでお互いに弱／強としてユーザを分類する、例えば、１つの相対強に対して１つの相対弱といったように分類するために、複数のＷＴからの受信チャネル品質報告情報４８０を用いる。実施例の一部において、相対強度整合ルーチン４５０は、ＷＴ整合を判定するためチャネル報告情報４８０に加えて、あるいはそれの代わりに他の基準を用いる。例えば、低価格装置のような無線端末群では、強信号と重畳された弱信号を復号する適切な復調および／または復号能力をもたないことがあり、この場合、強受信機としてスケジューリングされない。群の中の他のＷＴ、例えばサイズの厳密性が低く出力制限の劣った静置式無線装置は強信号に重畳された弱信号を復号するための候補として優れており、この場合、強受信機としてスケジューリングを行うための選択肢として優れている。
【００４０】
ＷＴ出力制御ルーチン４３８はＢＳ４００のセル中で作動するＷＴの送信出力レベルを制御する。受信出力目標モジュール４５２は、アップリンクセグメント上のアップリンク信号に対する受信強度目標を判定するため、受信出力目標モデル情報４９９、コーディング情報４９２、相対強度指定情報４９４を含むデータ／情報４３０を用いる。送信出力制御ルーチン４４０は、あるセグメントに対する適切な割り当て強度でダウンリンク信号を送信するたよう送信機４０６を制御するため、送信出力モデル情報４９８、コーディング情報４９２、相対強度指定情報４９４を含むデータ／情報４３０を用いる。信号ルーチン４４２は、通信信号の生成、変調、コーディング、送信、受信、復調および／または復号を制御するため、受信機４０２、送信機４０６およびＩ／Ｏインターフェイス４１２で用いられる。
【００４１】
図５は、本発明で実施される代表的な無線端末５００を図示したものである。代表的な無線端末５００は、図３の終端ノード３１０，３１２，３１８，３２０のいずれかをさらに詳細に示したものである。無線端末５００は静置式あるいは移動式無線端末である。移動式無線端末は移動式ノードと呼ばれることもあり、システム内で移動する。無線端末５００は、バス５１０を経由して、ともに結合された受信機５０２、送信機５０４、プロセッサ５０６、メモリ５０８を含み、このバス５１０上でさまざまな要素がデータや情報を交換する。
【００４２】
受信機５０２はアンテナ５１１に結合されているが、このアンテナ５００を通して無線端末５００が基地局４００からダウンリンク信号を受信する。こういったダウンリンク信号は、本発明による基地局４００により送信される制御重畳割り当て信号、制御重畳ダウンリンクトラフィック信号、および／または制御重畳承認信号を含む。受信機５０２は複数の復調モジュール、復調モジュール１  ５１２、復調モジュールＮ  ５１４を含む。実施例の一部において、復調モジュール５１２，５１４は復号モジュールの一部である。復調モジュール５１２，５１４はともに結合される。復調モジュール１  ５１２は受信された重畳信号上で第１の復調を行い、高出力あるいは高防護信号の復元を行う。復調された情報は復調モジュール１  ５１２から復調モジュールＮ  ５１４に転送される。復調モジュールＮ  ５１４は、受信された重畳信号から高出力あるいは高防護信号を取り除き、その後、低出力あるいは低防護信号を復調する。実施例の一部において、別個の受信機５０２および／または別個のアンテナ５１１が用いられる。例えば、高出力あるいは高防護ダウンリンク信号復元に対しては第１の受信機であり、低出力あるいは低防護ダウンリンク信号復元に対しては第２の受信機である。実施例の一部において、強い、すなわち良好な防護信号要素の寄与分を除去することなく重畳ダウンリンク信号の弱い、すなわち低防護信号要素を直接復号することが可能である。
【００４３】
受信機５０４はアンテナ５１５に結合されているが、このアンテナ５１５を通して無線端末５００が基地局４００にアップリンク信号を送信する。こういったアップリンク信号はアップリンクトラフィック信号と承認信号とを含む。送信機５０５は変調モジュール５１６を含む。変調モジュール５０６はデータ／情報をアップリンク信号に変調する。実施例の一部において、変調モジュール５０６はエンコーダモジュールの一部である。送信機５０４は、本発明によれば、異なるレベルの目標受信出力および／または異なる相対防護レベル出力アップリンク信号に対する出力および／または変調、例えば、異なるアップリンクチャネルセグメントに対して高目標受信出力信号（すなわち高防護信号）および低目標受信出力信号（すなわち低防護信号）について制御される。
【００４４】
メモリ５０８はルーチン５１８およびデータ／情報５２０を含む。ルーチン５１８は通信ルーチン５２２と無線端末制御ルーチン５２４とを含む。無線端末制御ルーチン５２４は信号ルーチン５２６とチャネル品質測定モジュール５２８とを含む。信号ルーチン５２６は受信機制御モジュール５３０と送信機制御モジュール５３２とを含む。受信機制御モジュール５３０は複数の信号検出モジュールとして、第１信号検出モジュール５３４、第Ｎ信号検出モジュール５３６を含む。送信機制御モジュール５３２は信号生成モジュール５３８と送信機出力制御モジュール５３９とを含む。
【００４５】
データ／情報５２０はデータ５４０と、端末識別（ＩＤ）情報５４２と、セグメント情報５４４と、モード情報５４６と、チャネル品質情報５４８と、トーン情報５５０と、変調情報５５２と、タイミング情報５５４と、送信出力モデル情報５５６と、受信出力目標モデル情報と、受信ダウンリンク割り当てメッセージ５６０と、受信ダウンリンクトラフィックチャネルメッセージ５６２と、ダウンリンクトラフィック用承認メッセージ５６４と、アップリンク割り当てメッセージ５６６と、アップリンクトラフィックチャネルメッセージ５６８と、アップリンクトラフィック用受信承認メッセージ５７０とを含む。
【００４６】
データ５４０は、ＢＳ４００につながり、ＢＳ４００からのダウンリンク信号で受信されるＷＴ５００の通信ピアからのデータといったユーザデータを含む。データ５４０はまた、ＷＴ５００との通信セッションでの他のＷＴといった、ＷＴ５００のピアノードに対してＢＳ４００にアップリンク信号で送信されるユーザデータを含む。端末ＩＤ情報５４２は、ＢＳ４００との通信およびその操作においてＷＴ５００を識別するために用いられる基地局割り当てＩＤを含む。
【００４７】
セグメント情報５４４は、ＷＴ５００に割り当てられたチャネルセグメントに対応する複数の通信チャネルセグメント情報、セグメント１情報５７４、セグメントＮ情報５７６を含む。セグメント１情報５７４はセグメント形式情報５７８と、セグメント識別（ＩＤ）情報５８０と、コーディング情報５８２と、相対強度指定情報５８４とを含む。セグメント１情報５７４はセグメント形式情報５７８と、セグメントＩＤ情報５８０と、コーディング情報５８２と、相対強度指定情報５８４とを含む。セグメント形式情報５７８は、セグメント形式、例えば、アップリンクトラフィック用割り当てセグメント、ダウンリンクトラフィック用割り当てセグメント、アップリンクトラフィックチャネルセグメント、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメント、アップリンクトラフィックチャネルセグメントに対応する承認チャネルセグメント、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメントに対応する承認セグメントを特定する情報を含む。セグメント識別情報５８０は、セグメントを特定する際に用いられる情報、例えば、周波数、時間、継続時間および／またはセグメントに関係するサイズを含む。コーディング情報５８２は、コーディングの形式および／またはセグメントに対して用いられる変調を特定する情報を含む。相対強度指定情報５８４は、このセグメントでの通信のための指定されるＷＴ相対強度を示す情報を含む。実施例の一部において、相対強度指定情報５８４は、このセグメントでの通信のための弱ＷＴあるいは強ＷＴのいずれかとしてＷＴを特定する情報を含む。
【００４８】
チャネル品質報告情報５４８は、ＳＮＲ（信号対雑音比）、ＳＩＲ（信号対干渉比）といったダウンリンクチャネル品質情報を含む。チャネル品質報告情報５４８は、ＢＳ４００から受信されるダウンリンク信号の測定、例えば、パイロット信号および／またはビーコン信号の測定から得られる。チャネル品質報告情報５４８は、本発明によれば、ＢＳ４００にフィードバックされ、同一セグメント上の相対的に弱／強ＷＴとして適宜、ユーザの整合およびスケジューリングを行うことに関する判定を行う際にＢＳ４００により使用される。
【００４９】
モード情報５４６は、例えばオン状態、スリープ状態等の状態に関してＷＴ１の現在のモードを示す情報を含む。トーン情報５５０は、シーケンス、チャネルおよび／またはセグメントをホッピングする際に用いられるトーンを特定する情報を含む。変調情報５５２は、さまざまな変調および／またはコーディングスキーム、例えばコーディング速度情報、変調形式情報、誤差修正コード情報等を実施するためにＷＴ５００で用いられる情報を含む。タイミング情報５５４は、シーケンス、スーパースロット、ドゥエル、チャネルセグメント継続時間、異なる形式のチャネルセグメント間のタイミング関係、例えば割り当てセグメント、対応するトラフィックチャネルセグメント、対応する承認チャネルセグメント間のタイミング関係のホッピングのために用いられるタイミング情報を含む。受信出力モデル目標情報５５８は、アップリンクチャネルセグメント信号に対するＢＳ４００で受信出力目標を達成するため適切な出力レベルで送信するようＷＴ送信出力を制御するためのモデルを定義するために用いるルックアップテーブルといった情報を含む。実施例の一部において、無線端末５００用受信出力モデル目標は、コーディング速度と、強ユーザあるいは弱ユーザ（無線端末）としてユーザ（無線端末）の分類の関数である。こういった実施例において、同一のコーディング率に対して、受信出力目標は、例えば、１０ｄＢといった３ｄＢ以上の値の強分類と弱分類間で大きく異なるものである。
【００５０】
受信ダウンリンク割り当てメッセージ５６０は、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメントを割り当てたことをＷＴ端末５００に知らせるために用いられるＢＳ４００からの受信割り当てメッセージを含む。ダウンリンク割り当てメッセージは、ダウンリンク割り当てチャネルセグメント上でＢＳ４００によりＷＴ５００まで送信される。本発明により、受信ダウンリンク割り当てメッセージ５６０は、制御された重畳コーディングを用いて同一の割り当てセグメント上で複数ＷＴに送信される複数のダウンリンク割り当てメッセージの１つである。受信ダウンリンクトラフィックメッセージ５６２は、ダウンリンクトラフィックチャネルセグメント上でＢＳ４００からＷＴまで送信されるユーザデータといったデータおよび情報を含む。本発明により、受信ダウンリンクトラフィックチャネルメッセージ５６２は、制御された重畳コーディングを用いて同一の割り当てセグメント上で複数ＷＴに送信される複数のダウンリンクトラフィックメッセージの１つである。アップリンクトラフィックに対する承認メッセージ５６４は、割り当てられたダウンリンクトラフィックチャネルセグメント上でデータ／情報をＷＴ５００が首尾よく受信したかどうかを示すＷＴ５００からＢＳ４００に送信される承認メッセージを含む。本発明により、承認メッセージ５６４は、他のＷＴにより利用される同一割り当てセグメント上でＷＴ５００からＢＳ４００に対して制御受信出力目標とともに送信される。
【００５１】
受信アップリンク割り当てメッセージ５６６は、アップリンクトラフィックセグメントを割り当てたことをＷＴ５００に知らせるために用いられる割り当てメッセージを含む。受信アップリンク割り当てメッセージ５６６は、アプリンクチャネルセグメント割り当てのために用いられるダウンリンクチャネルセグメント上でＷＴ５００に送信されるＢＳ４００の受信信号から得られる。本発明により、受信アップリンク割り当てメッセージ５６６は、本発明による制御重畳信号の１部として同一の割り当てセグメント上で複数ＷＴに対してＢＳ４００により送信される複数のアップリンク割り当てメッセージの１つである。アップリンクトラフィックチャネルメッセージ５６８は、アップリンクトラフィックチャネルセグメント上でＷＴ５００からＢＳ４００に送信されるユーザデータといったデータおよび情報を含む。本発明により、アップリンクトラフィックチャネルメッセージ５６８は、制御受信出力目標とともに同一の割り当てセグメント上でＷＴによりＢＳ４００まで送信されるが、これは他のＷＴがアップリンクトラフィックチャネルメッセージを送信しているためであり、複数のＷＴからの信号は空中リンクで重畳される。アップリンクトラフィック用承認メッセージ５７０は、割り当てられたアップリンクトラフィックチャネルセグメント上で受信データ／情報をＢＳ４００が首尾よく受信したかどうかを示すＢＳ４００からＷＴへの承認信号を含む。本発明により、基地局４００は、承認セグメント上の結合制御重畳信号で複数ＷＴに対して複数承認メッセージを送信する。
【００５２】
通信ルーチン５２２は、さまざまな通信操作を行いさまざまな通信プロトコルを実施するために無線端末５００を制御するために用いられる。無線端末制御ルーチン５２４は、例えば、受信機５０２制御、送信機５０４制御といった無線端末５００の作動を制御し、本発明の方法のステップを実施するために用いられる。信号ルーチン５２６は、ダウンリンク信号に関連付けられた制御のために用いられる受信機制御モジュール５３０と、アップリンク信号に関連付けられた制御のために用いられる送信機制御モジュール５３２とを含む。受信機制御モジュール５３０は受信機５０２の作動を行わせ、重畳信号を含む基地局４００からのダウンリンク信号の受信、復調および／または復号を行わせる。第１信号検出モジュール５３４は、信号の受信と処理を行う、例えば、重畳ダウンリンク信号から高出力あるいは高防護信号を復元するために復調モジュール１  ５１２を制御する変調情報５５２およびセグメント情報５４４を含むデータ／情報５２０を用いる。第Ｎ信号検出モジュール５３６は、信号の受信と処理を行う、例えば、重畳ダウンリンク信号から低出力あるいは低防護信号を復元するために変調情報５５２およびセグメント情報５４４を含むデータ／情報５２０を用いる。送信機制御モジュール５３２は、信号発生や出力制御といったアップリンク信号に関連する操作のため、送信機５０４とその変調モジュール５１６との作動を行わせる。信号生成モジュール５３８は、アップリンクトラフィックチャネルメッセージ５６８といった通信されるアップリンク情報からアップリンク信号を生成させるため、変調情報５５２やセグメント情報５４４を含むデータ／情報５２０を用いる。送信機出力制御モジュール５３９は、例えば、個々のアップリンクセグメントといったアップリンクセグメントに対するアップリンク信号強度を調整するよう送信機を制御するため、コーディング情報５８２や相対強度指定情報５８４といった受信出力目標モデル情報５５８やセグメント情報５４４を含むデータ／情報５２０を用いる。本発明により、送信機出力制御モジュール５３９は、基地局４００において受信出力目標レベルに到達するよう試みるため個々のセグメントに対して送信出力レベルを調整する。基地局における期待される受信出力に関して無線端末送信出力を制御することにより、基地局４００が、異なる受信出力目標をもつ同一アップリンクセグメント上の複数無線端末のスケジューリングを適宜行い、複数の無線端末からの重畳信号を含むアップリンク信号を受信して、各無線端末から個々の信号を抽出することができるようになる。
【００５３】
チャネル品質測定モジュール５２８は、チャネル品質情報５４８を得るため、受信信号、例えばパイロット信号および／またはビーコン信号の測定を行う。
【００５４】
本発明の代表的実施例を、携帯式無線データ通信システムに関して以下に説明する。代表的なシステムは、米国特許申請０９／７０６，３７７および０９／７０６，１３２で開示されたものと類似しているが、ここでは引用によって取り入れられているものの、本発明を実施するための改造も含まれている。代表的無線システムを本発明の説明のために用いているが、本発明はこの例よりも適用範囲が広いため、他の多くの通信システムでも同様に適用可能である。
【００５５】
無線データ通信システムにおいて、空中リンクリソースには、通常、帯域幅、時間および／またはコードが含まれる。データおよび／または音声トラフィックを輸送する空中リンクはトラフィックチャネルと呼ばれる。データはトラフィックチャネルセグメントにおけるトラフィックチャネル（短くいうとトラフィックセグメント）上で通信される。トラフィックセグメントは、利用可能なトラフィックチャネルリソースの基本的な、あるいは最小の単位として機能する。ダウンリンクトラフィックセグメントは基地局から無線端末までデータトラフィックを輸送し、アップリンクトラフィックセグメントは無線端末から基地局にデータトラフィックを輸送する。本発明が用いられる１つの代表的システムは、トラフィックセグメントが有限の時間間隔にわたって多数の周波数トーンを含む拡散スペクトルＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式）マルチアクセスシステムである。
【００５６】
本発明を説明するために用いられる代表的システムにおいて、トラフィックセグメントは、基地局と通信する無線端末間で動的に共有される。スケジューリング機能、例えば基地局におけるモジュールは、多数の基準に従って１つ以上の無線端末、例えば移動式端末に対して各アップリンクおよびダウンリンクセグメントを割り当てる。
【００５７】
トラフィックセグメントの割り当ては１つのセグメントから他のセグメントで異なるユーザに対するものとなる。図６は、垂直軸６０２では周波数、水平軸６０４では時間を示す図であり、代表的トラフィックセグメントを図示する。トラフィックセグメントＡ６０６は垂直斜線の四角形で示され、トラフィックセグメントＢ６０８は水平斜線の四角形で示されている。図６の例において、トラフィックセグメントＡ６０６およびＡ６０８は同一の周波数をとるが、時間間隔が異なる。図６において、セグメントＡ６０６は基地局のスケジューラによりユーザ＃１に割り当てられ、セグメントＢ６０８はユーザ＃２に割り当てられると仮定する。基地局のスケジューラは、一般的に時間に応じて変化するトラフィックの必要性やチャネル条件に応じてトラフィックチャネルセグメントを異なるユーザに対してすぐに割り当てる。トラフィックチャネルはこのように効率的に共有され、セグメント毎に異なるユーザ間で動的に割り当てられる。
【００５８】
代表的システムにおいて、トラフィックチャネルセグメントの割り当て情報は、一連の割り当てセグメントを含む割り当てチャネルに送られる。携帯式無線システムにおいて、割り当てセグメントは一般的にダウンリンクで送信される。ダウンリンクトラフィックセグメントに対して割り当てセグメントがあり、アップリンクトラフィックセグメントに対して別個の割り当てセグメントがある。各トラフィックセグメントは、一般的にも、唯一の割り当てセグメントと関連付けられる。関連付けられた割り当てセグメントは、対応するトラフィックセグメントの割り当て情報を運ぶ。割り当て情報は、トラフィックセグメントを用いるよう割り当てられるユーザ端末の識別子、そのトラフィックセグメントで用いられるコーディングおよび／または変調スキームを含む。例えば、図７は、代表的な割り当ておよびトラフィックセグメントを示す図７００である。図７では、垂直軸７０２で周波数を、水平軸７０４で時間を示す。図７には２つの割り当てセグメントＡ’７０６とＢ’７０８と、２つのトラフィックセグメント、すなわちトラフィックセグメントＡ７１０およびトラフィックセグメントＢ７１２とが含まれる。代表的割り当てセグメント７０６，７０８は同一の周波数をとるが、時間間隔が異なっている。代表的トラフィックセグメント７１０，７１２は同一の周波数をとるが、時間間隔が異なっている。割り当てセグメント７０６，７０８はトラフィックセグメント７１０，７１２とは異なる周波数をとる。割り当てセグメントＡ’７０６は矢印７１４で示されるようにトラフィックセグメントＡ７１０の割り当て情報を運ぶ。割り当てセグメントＢ’７１０は矢印７１６で示されるようにトラフィックセグメントＢ７１２の割り当て情報を運ぶ。各割り当てセグメント７０６，７０８はそれぞれのトラフィックセグメント７１０，７１２につながる。割り当てチャネルは共有チャネルリソースである。ユーザは、割り当てチャネルで運ばれる割り当て情報を受信し、その後、割り当て情報に応じてトラフィックチャネルセグメントを用いる。
【００５９】
ダウンリンクトラフィックセグメント上の基地局で送信されるデータは目的の無線端末の受信機で復号され、アップリンクセグメント上で割り当てられた無線端末により送信されるデータは基地局の受信機で復号される。典型的には、送信されるセグメントには、データが正しく復号されているかどうかを受信機が判定することを助ける冗長ビットが含まれる。この理由は、無線チャネルが信頼できない場合があり、利用可能なデータトラフィックが、典型的な場合、高度の完全性が要求されるためである。
【００６０】
無線システムにおける干渉、雑音および／またはチャネル減衰のため、トラフィックセグメントの送信が成功する場合と失敗する場合がある。代表的なシステムにおいて、トラフィックセグメントの受信機は、セグメントが正しく受信されたかどうかを示すための承認を送る。トラフィックチャネルセグメントに対応する承認情報は、一連の承認セグメントを含む承認チャネルに送られる。各トラフィックセグメントは、唯一の承認セグメントと関連付けられる。ダウンリンクトラフィックセグメントに対して、承認セグメントはアップリンクにある。アップリンクトラフィックセグメントに対して、承認セグメントはダウンリンクにある。少なくとも、承認セグメントは１ビットの情報、例えば、関連するトラフィックセグメントが正しく受信されたかどうかを示す１ビットを運ぶ。アップリンクトラフィックセグメントと承認セグメント間であらかじめ決められた関係により、承認セグメントにおいてユーザ識別子あるいはセグメントインデックスといった他の情報を送る必要がない。承認セグメントは通常、関連するトラフィックセグメントを用いるユーザ端末により利用されるが、他のユーザ端末は用いない。これにより、アップリンクとダウンリンクの両方において、承認チャネルは、複数ユーザで用いることのできる共有リソースである。しかし、一般的に、共有承認チャネルの利用から競合の問題は発生しない。理由は、一般的にユーザ端末が特定の承認セグメントを用いる際にあいまいさがないためである。図８には、代表的なダウンリンクトラフィックチャネルセグメントを示す図８００と、代表的なアップリンク承認セグメントを示すグラフ８５０とが含まれる。図８００では、垂直軸８０２で周波数を、水平軸８０４で時間をプロットしている。図８００には、垂直斜線で示されるダウンリンクトラフィックセグメントＡ８０６や水平斜線で示されるダウンリンクトラフィックセグメントＢが含まれる。各トラフィックセグメント８０６，８０８は同一の周波数をとるが、時間スロットが異なっている。グラフ８５０では、垂直軸８５２で周波数を、水平軸８５４で時間をプロットしている。グラフ８５０には、アップリンク承認セグメントＡ’’８５６やアップリンク承認セグメントＢ’’８５８が含まれる。各承認セグメント８５０６，８５８は同一の周波数をとるが、時間スロットが異なっている。２つのアップリンク承認セグメントＡ’’８５６およびＢ’’８５８はそれぞれ、ダウンリンクトラフィックセグメントＡ８０６およびＢ８０８の承認情報を送る。トラフィックセグメントＡ８０６と承認セグメントＡ’’８５６との間の関連は矢印８６０で示され；トラフィックセグメントＢ８０８と承認セグメントＢ’’８５８間の関連は矢印８６２で示されている。
【００６１】
本発明は、放送チャネルとマルチアクセスチャネルの両方で単純な受信機設計を用いながら、マルチユーザ通信システムにおける重畳コーディングの利点を実現するものである。重畳コーディングを用いる利点は、異なるユーザでのチャネル品質において動的範囲が大きい場合のシステムでさらに大きくなる。無線通信システムにおいて、さまざまなユーザ間で３０ｄＢあるいはそれ以上（３桁の大きさ）異なるようなチャネル品質はよく見られる。本発明により得られる利点は、こういったシステムにおけるシステム容量拡張に対して大きく貢献する。
【００６２】
ダウンリンク（放送）チャネルに関連して、本発明による重畳コーディングについてここで説明する。上で説明したばかりの複数ユーザ無線通信システムにおけるダウンリンク（放送）チャネルを考える。このダウンリンク（放送）チャネルの送信機は基地局であり、受信機は移動式あるいは固定式無線ユーザ端末、例えば移動式ユーザあるいはユーザと呼ばれるものであり、基地局からサービスされる。このようなシステムの例が図９の代表的システム９００で示されているが、ここでは基地局９０２がダウンリンクで通信を行い、アップリンクが４つの移動式ユーザ、すなわち移動式ユーザ１  ９０４、移動式ユーザ２  ９０６、移動式ユーザ３  ９０８、移動式ユーザ４  ９１０に対してそれぞれ無線リンク９１２，９１４，９１６，９１８を経由して通信を行う。移動式ユーザ９０４，９０６，９０８，９１０は基地局９０２から異なる距離にあるため、チャネル条件が異なる場合がある。ユーザ９０４，９０６，９０８，９１０は、その時点におけるダウンリンクチャネル品質や干渉条件に応じて基地局９０２を頻繁に更新する。基地局９０２は、典型的にはこの情報を用いてユーザの送信のためのスケジューリングを行い、それらにダウンリンクチャネルリソースを割り当てる。例えば、基地局９０２はチャネル品質や干渉条件報告を用いて、放送チャネル上の異なるユーザ９０４，９０６，９０８，９１０に送信出力を割り当てることができる。ユーザ、例えば、基地局９０２に近い移動式ユーザ２  ９０６や移動式ユーザ４  ９１０は、一般的に出力が低くなるよう割り当てられるが、ユーザ、例えば、基地局９０２から離れた場所にある移動式ユーザ１  ９０４や移動式ユーザ３  ９０８は出力が大きくなるよう割り当てられる。帯域幅は、チャネル条件に応じて異なるユーザ９０４，９０６，９０８，９１０に対して適切に割り当てられる。もっとも一般的に用いられるチャネル品質の指標は受信信号対雑音比（ＳＮＲ）であるが、他の同様の、あるいは等価な指標を用いることも可能である。
【００６３】
本発明により、基地局スケジューラは、同一のトラフィックセグメント上でスケジューリングされる２つ以上のユーザ端末を選択できる。選択された端末は、好ましくは、動的に広い範囲にわたるＳＮＲをもつべきである。重畳コーディングはその後、同一のトラフィックセグメント上で選択された端末にデータを送るために用いられる。ここで、実際的な話として、重畳コーディングを用いる利点は、あるトラフィックセグメント上で適当に選択された２つのユーザのスケジューリングを行うことにより実現されるが、実施例の一部において、さらに多くのユーザに対してスケジュールングを行う場合もある。少数のユーザ、例えば２ユーザに対してスケジューリングを行うことには利点があり、多数（＞２）のユーザが同一のトラフィックチャネルでスケジューリングされる場合に比べてユーザ端末での復号の手間がかなり小さくなる。
【００６４】
本発明により、基地局が常に重畳コーディングを用いる必要はないが、適当な方法で重畳コーディングを用いることが可能である。異なるチャネルにあるユーザのスケジューリングを行うことはあまりなく、実際的でもないが、基地局が単ユーザに送信するような単純な状態では不要となる。
【００６５】
これに関連して理解しておくべき重要な側面は、ユーザに対して、普通はあらかじめ『強』や『弱』のラベル付けがなされていないということである。ユーザを『弱』や『強』の部分集合に分けることは静的な区分ではなく、むしろ、同一の放送チャネルで同時にスケジューリングされる可能性のあるユーザに対する相対的な定義である。例えば、チャネル品質の降順でラベル付けされた、『Ａ』、『Ｂ』および『Ｃ』、つまり、ユーザ『Ａ』は最良のチャネル品質をもち、ユーザ『Ｃ』は最悪のチャネル品質、ユーザ『Ｂ』は中間的なチャネル品質をもつ場合を考える。放送チャネルシナリオにおいて、送信機は、重畳コーディングとともに『Ｂ』と『Ｃ』という２つのユーザに送信を行う際に、『Ｂ』を『強ユーザ』とみなし、『Ｃ』を『弱ユーザ』とみなす。一方、ユーザ『Ａ』と『Ｂ』に対して同時に送信を行う場合、ユーザ『Ａ』は強ユーザとみなされ、ユーザ『Ｂ』は弱ユーザとみなされる。放送チャネルシナリオにおいて、どのユーザが現時点で高出力信号あるいは低出力信号でスケジューリングされているかについての割り当て情報を送信する制御チャネルからユーザは現状を導き出すことができる。一般に、弱ユーザに対する信号は、防護の低い強ユーザに対する信号よりも、例えば良好なコーディングあるいは高出力を用いてさらに防護される。
【００６６】
アップリンク（マルチアクセス）チャネルに関連して、本発明による重畳コーディングについてここで説明する。本発明の重要な点は、マルチアクセスの場合に二重の意味で適用できるということである。アップリンク（マルチアクセス）チャネルの受信機は基地局である、送信機は、基地局からサービスを受けるユーザ端末である。典型的には、マルチチャネルアクセスは、時間あるいはコード空間あるいは周波数によりユーザ間で分割される。その他、チャネルは複数のユーザ間で共有されるが、この場合、信号は基地局の受信機でお互いに干渉しあう。ＣＤＭＡシステムは、チャネルが複数ユーザ間で共有されるようなシステムの例である。ユーザ信号はジョイント検出（マルチユーザ検出としても知られる）技術を用いて分離できる。しかし実際上、これはかなり複雑である。本発明により、基地局スケジューラは、同一のトラフィックセグメントリソース上のアップリンクデータを送信する２つ以上のユーザ端末を選択できる。選択された端末からの信号は送信媒体で重畳される。図１０は、本発明によるマルチアクセスチャネルにおける重畳コーディングを示すために用いられる図面１０００である。図１０は２つの重畳信号の異なる受信出力目標を示す。図１０には、４つの影付円１００２で示される代表的な高出力ＱＰＳＫ信号と、４つの影なし円で示される代表的な低出力ＱＰＳＫ信号１００４とが含まれる。高出力信号の強度は原点１００８から点１００２までの長さ√（１−α）Ｐの長い矢印１００６で示され、低出力信号の強度は原点１００８から点１００４までの長さ√αＰの短い矢印１０１０で示される。基地局スケジューラは動作を調整して、選択されたユーザ端末アップリンク信号が異なる出力レベルで受信されるようにすることができる。１つの実施例において、経路損失の小さい無線端末は、アップリンク信号が比較的高出力で基地局により受信されるよう作動され、経路損失の大きな無線端末は、アップリンク信号が比較的低出力で基地局により受信されるよう作動される。この場合、同一のトラフィックセグメントに対して広範囲の経路損失のユーザ端末をスケジューラが選ぶことができるという利点がある。移動式システムで適用可能な実施例において、セル外干渉の小さいユーザ端末は、信号が比較的高出力で基地局により受信されるよう作動され、セル外干渉の大きなユーザ端末は、信号が比較的低出力で基地局により受信されるよう作動される。この場合、同一のトラフィックセグメントに対してそこで発生する広範囲のセル外干渉の端末をスケジューラが選ぶことができる。
【００６７】
実施上のシステムにおいて、重畳コーディングにおける有利さの多くは、同一のトラフィックセグメントで送信するため、２つのユーザ端末を選択するようスケジューラを作動させることにより活かすことができる。同一のトラフィックセグメント上で３つ以上のユーザのスケジューリングを行うことに対して、同一のトラフィックセグメント上で２つのユーザのスケジューリングを行う重畳コーディングの実施には、基地局受信機を単純にしておけるという利点がある。
【００６８】
ユーザにはあらかじめ『強』や『弱』というラベルが割り当てられていない。本発明は、ユーザに対して『強』あるいは『弱』というラベル付けを行うことは、相対的意味合いがある。この場合の『強』ユーザは、同一のトラフィックセグメント上で送信する他の『弱』ユーザと比較して高出力で受信されるよう作動されるユーザ端末のことを指す。ユーザは、例えば制御チャネルから、さまざまな実施例において基地局がトラフィックチャネルの割り当て情報に関してユーザに教えることで、高あるいは低受信出力レベルを目標にすべきかを知ることができる。
【００６９】
基地局に制限があるような場合、１つのトラフィックセグメントにおける１つ以上のユーザ端末に対してスケジューリングを行わないよう選択することもできる。この選択は、重畳が用いられるか用いられないかということ以外に何も行わないようなユーザに対して完全に明白なものである。
【００７０】
本発明による割り当てチャネルにおける重畳コーディングについてここで説明する。この発明を割り当てチャネルに適用する代表的な例を、代表的なＯＦＤＭベースの携帯式無線システムに関連付けてこのセクションで詳細に説明する。
【００７１】
代表的なシステムにおいて、ダウンリンクトラフィックチャネルは放送通信法制度内で適合しており、アップリンクトラフィックチャネルはマルチアクセス通信法の代表例である。ダウンリンクおよびアップリンクトラフィックセグメントの両方とも、基地局スケジューラにより行われるスケジューラ判定によりユーザに対して動的に割り当てられる。さらに、基地局スケジューラはまた、トラフィックセグメントで用いられるコーディングおよび変調速度を決定する。割り当てチャネルは、無線端末、例えば移動式ユーザ端末に対して割り当て情報を送信する制御チャネルである。本発明のこの実施例では、１つがダウンリンク放送チャネル、もう１つがアップリンクマルチアクセスチャネルに対する２つのサブシステムを用いて説明される。
【００７２】
ダウンリンク放送チャネルのサブシステムについてまず説明する。システムにおける各移動式ユーザは、ダウンリンクチャネル条件、例えばチャネル品質や干渉条件フィードバック報告について基地局を頻繁に更新する。この報告は信号対雑音比、チャネル周波数プロファイル、減衰パラメータ等のさまざまなパラメータを含む。基地局は２つ以上のユーザのスケジューリングを行い、各ダウンリンクトラフィックセグメント上でユーザ信号を重畳する。基地局はまた、重畳信号に対するコード速度や送信出力といったパラメータを選択する。トラフィックセグメントに対応するスケジューラの決定は、対応する割り当てセグメント上で送信され、この割り当てセグメントはユーザ、例えば無線端末により監視される。本発明のこの実施例に関して複数ユーザが同一データセグメント上でスケジューリングされる場合、割り当て情報も割り当てセグメント上で重畳コーディングさせることが可能である。
【００７３】
本発明のこの側面を強調するため、図１１の図面１１００で示されるように２つのユーザが同一のトラフィックセグメント１１０８を割り当てるような例を考える。図１１には２つの代表的受信機、すなわち弱受信機１１０２と強受信機１１０４とが含まれる。図１１にはまた、割り当てセグメント１１０６とトラフィックセグメント１１０８とが含まれる。基地局は、両受信機１１０２，１１０４に対して重畳コーディング１１１０をもつ複合割り当て信号を送信する。基地局は、その後、両受信機１１０２，１１０４に対して重畳コーディング１１１２をもつ複合トラフィック信号を送信する。弱受信機１１０２に対する割り当て情報は割り当てチャネルの重畳コードの高出力信号として送信され、強受信機１１０４に対する割り当て情報は割り当てチャネルの重畳コードの低出力信号として送信される。ユーザ１１０２，１１０４はまず割り当てセグメント１１０６の高出力信号要素を復号する。ユーザが、ユーザ１１０２のように割り当てセグメント１１０６の高出力信号により割り当てられる場合、ユーザは『弱受信機』としてスケジューリングされ、対応するトラフィックチャネルセグメント１１０８の複合信号１１１２の高出力信号の復号も行うということがわかる。そうでない場合は、ユーザは割り当てセグメント１１０６の低出力信号の復号に進むが、これは強受信機とみなされるためである。同様に、ユーザが、受信機１１０４のように割り当てセグメントの低出力信号により割り当てられる場合、ユーザは『強受信機』としてスケジューリングされ、対応するトラフィックチャネルセグメント１１０８の低出力信号の復号に進むということがわかる。ユーザが割り当てセグメント１１０６の低出力信号により割り当てられない場合、すなわち複合割り当て信号１１１０の低出力信号の複合も行えない場合、ユーザはトラフィック信号１１０８の複合トラフィック信号１１１２の低出力信号の復号を行うことはなく、それの復号を行わないということを選択できる。さらに一般的な場合、高出力信号と呼ばれるものが良好に防護された信号であり、低出力信号と呼ばれるものが低防護の信号である。
【００７４】
ダウンリンクサブシステムの枠組みで説明される制御重畳コーディングパラダイムはまたアップリンクマルチアクセスチャネルのサブシステムにも適用される。図１２は、放送割り当ておよびマルチアクセストラフィックチャネルで用いられる重畳コーディングを示す図面１２００である。図１２には、実線の太い矢印がダウンリンク信号を示し破線の太い矢印がアップリンク信号を示すキー１２０１を含む。図１２には、基地局受信機１２０２と、弱受信機１２０４の指定される第１ユーザ、例えば無線端末と、強送信機１２０６の指定される第２ユーザ、例えば無線端末とが含まれる。図１２はまた割り当てセグメント１２０８を示す。重畳コーディングを含むダウンリンク複合割り当て信号１２１０は基地局から、割り当てセグメント１２０８上の２つの無線端末１２０４，１２０６に送信される。無線端末１２０４は、弱ユーザデータ１２１２を含む信号１２１４を基地局受信機１２０２に送信し、無線端末１２０６は、強ユーザデータ１２１８を含む信号１２１６を基地局受信機１２０２に送信する。信号１２１２および１２１６は同一のアップリンクトラフィックセグメント上で送信され、これらの信号は空中で重畳される。
【００７５】
特に、図１２で示されるとおり、基地局は１つ以上のユーザ１２０４，１２０６のスケジューリングを行い、これらのユーザはその後、空中で１つのアップリンクトラフィックセグメント上の信号１２１２，１２１６を重畳する。基地局はまた、重畳信号１２１２，１２１６に対するコード速度や送信出力といったパラメータを選択することが可能である。基地局は、基地局において異なる出力で受信されるように出力制御することの可能なユーザに対してバイアスをもってスケジューリングの決定を行う。例えば、本発明によれば、重畳されるユーザは、１つの実施例において、アップリンクで異なる経路損失があるユーザであり、他の実施例において、アップリンクのセル外干渉が大きく異なるユーザである。基地局はその後、ダウンリンク複合割り当て信号１２１０の割り当てチャネルにおける重畳コーディングを用いてこの決定を伝える。ユーザ、例えば移動式無線端末は、まず割り当てセグメント１２０８の高出力（高防護）信号を復号する。１つの実施例において、割り当てセグメント１２０８の高出力信号によりユーザが割り当てられると、その後、ユーザは『弱送信機』として基地局によりスケジューリングされ、低出力で受信される対応アップリンクトラフィックセグメントで送信すると推定する。図１２において、ユーザ１２０４は、弱送信機として基地局によりスケジューリングされると推定し、低目標受信出力レベルでアップリンクトラフィック信号１２１２を送信する。同様に、利用者が割り当てチャネル１２０８の複合信号１２１２に含まれる低出力（低防護）信号を復号し、スケジューリングされていることを見出した場合、ユーザは現状を『強送信機』であると推定する。その後ユーザは、高出力で受信されるよう適切な送信出力で対応するアップリンクトラフィックセグメント上で送信を行う。図１２において、ユーザ１２０６はまず復号を行ってから、弱ユーザ割り当てを除去し、その後、強ユーザ割り当ての復号を行い、スケジューリングされていることを見出し、強送信機であると推定し、高目標受信出力レベルでアップリンクトラフィック信号１２１６を送信する。ユーザが割り当てセグメントの低出力信号で割り当てられない、すなわち信号の復号ができない場合、ユーザは、ユーザが『強送信機』として対応するアップリンクトラフィックセグメントを用いない。他の実施例において、強送信機および弱送信機の考え方は、アップリンク干渉費用あるいは装置関連制限といった他の基準に基づいて定義してもよい。
【００７６】
本発明により、重畳コーディングが適宜実行されるため、各トラフィックセグメントに対して実行する必要はない。これにより、基地局スケジューラが大きな柔軟性をもつようになる。ダウンリンクとアップリンクの両サブシステムの場合、実施例の一部において、異なるチャネル条件のユーザが見つかった場合に低出力信号が割り当てチャネルに送られるが、他の場合には割り当てチャネルに送られない。その他の場合、異なるチャネル条件が存在しない場合に高出力と低出力の両信号が同一のチャネルセグメント上で送信されると、ユーザは割り当てチャネル上で高出力信号を検出することができるが、見込まれる重畳低出力信号の復号を行おうとする場合に雑音の復号を行ってしまうことがある。
【００７７】
承認チャネルでの重畳コーディングの利用について説明する。代表的なＯＦＤＭベースシステムにおいて、トラフィックセグメントが受信され、承認チャネルにおいてトラフィックセグメントが正しく受信されたかどうかを送信機に伝えるために受信機が承認を送るのが一般的である。特に、実施例の一部において、各ダウンリンクトラフィックセグメントに対して、対応するアップリンク承認セグメントがあり、各アップリンクトラフィックセグメントに対して、対応するダウンリンク承認セグメントがある。
【００７８】
ダウンリンクトラフィックセグメントが、重畳コーディングを用いる１つ以上のユーザに対して割り当てられる場合、これらの割り当てユーザそれぞれが承認を送らなければならない。本発明の実施例の一部において、マルチアクセス通信法を用いるマルチアクセスチャネルとしてアップリンク承認チャネルが実施される。マルチアクセス通信法が用いられる場合の制御重畳コーディングの上述のフレームワークから、ユーザは、同一の承認セグメント上で承認を重畳する。図１３の図面１３００は、放送トラフィックで用いられる重畳コーディングおよびマルチアクセス承認チャネルで用いられる重畳コーディングを示すために用いられるものである。図１３では、実線の太い矢印がダウンリンク信号を示し破線の太い矢印がアップリンク信号を示すキー１３０１を含む。図１３では、基地局受信機１３０２と、弱受信機／送信機として指定される第１ユーザ１３０４、例えば無線端末と、強送信機／送信機として指定される第２ユーザ１３０６、例えば無線端末とが含まれる。図１３にはまた、ダウンリンクトラフィックセグメント１３０８と、重畳コーディングをもつ複合ダウンリンク信号１３１０とが含まれる。ダウンリンク複合トラフィック信号１３１０は基地局から、同一のダウンリンクトラフィックセグメント１３０８上の両ユーザ１３０４，１３０６に送信される。図１３にはまた、ユーザ１３０４から基地局受信機１３０２までのアップリンク承認信号１３１２と、ユーザ１３０６から基地局受信機１３０２までのアップリンク承認信号１３１４とが含まれる。信号１３１２は低目標受信出力で送信され、信号１３１４は高目標受信出力で送信される。アップリンク承認信号１３１２および１３１４は、同一の承認セグメント上で送信され、これらの信号が空中で重畳される。
【００７９】
図１３は、２つのユーザ１３０４，１３０６が重畳コーディングとともにダウンリンクトラフィックセグメント１３０８を受信する。２つのユーザ１３０４，１３０６はその後、異なる目標受信出力レベルで同一の承認セグメント１３１６上の承認１３１２，１３１４を送る。本発明の１つの実施例において、トラフィックセグメントの強受信機として識別される（低防護情報を受信する）ユーザが、承認セグメントの強送信機として自動的にみなされ、それにより高受信出力を目標とする承認を送信する。図１３において、ユーザ１３０６はトラフィックセグメント１３０８の強受信機として識別され、強送信機とみなされる。ユーザ１３０６はまず、弱ユーザ１３０４に向けた良好な防護信号の復号と除去を行い、その後、ユーザ１３０６に向けたデータの復号を行う。一方、トラフィックセグメントの弱受信機として識別されるユーザが、承認セグメントの弱送信機として自動的にみなされ、それにより低受信出力を目標とする承認を送信する。図１３において、ユーザ１３０４はトラフィックセグメント１３０８の弱受信機として識別され、弱送信機とみなされる。
【００８０】
アップリンクトラフィックセグメントが、重畳コーディングを用いる１つ以上のユーザに対して割り当てられる場合、基地局が複数ユーザに対して承認を送らなければならない。本発明により、ダウンリンク承認チャネルは放送チャネルとして取り扱われる。放送チャネルにおける制御重畳コーディングの上述のフレームワークから、基地局は、同一の承認セグメント上で承認を重畳する。図１４は、マルチアクセストラフィックチャネルで用いられる代表的な重畳コーディングと、放送承認チャネルで用いられる代表的な重畳コーディングとを示す。図１４では、実線の太い矢印がダウンリンク信号を示し破線の太い矢印がアップリンク信号を示すキー１４０１を含む。図１４の図面１４００には、基地局受信機／送信機１４０２と、弱送信機／受信機の指定される第１ユーザ１４０４、例えば無線端末と、強送信機／受信機の指定される第２ユーザ１４０６、例えば無線端末とが含まれる。ユーザ１４０４は低目標受信出力でアップリンクトラフィック信号１４０８を送信し、ユーザ１４０６は高目標受信出力でアップリンクトラフィック信号１４１０を送信する。図１４は、２つのユーザ１４０４，１４０６が同一のトラフィックセグメント１４１２上でアップリンクトラフィック信号１４０８，１４１０を送信し、これら２つの信号が空中で重畳される。基地局１４０２はその後、各承認に対して異なる送信出力レベルで同一の承認セグメント１４１４上の複合ダウンリンク承認信号１４１６の２つの承認を送る。本発明の１つの実施例において、トラフィックセグメント１４１２の強送信機として識別されるユーザが、承認セグメント１４１４の強受信機として自動的にみなされ、それにより基地局が低送信出力（低防護）で承認を送信する。図１４において、ユーザ１４０６は強送信機として識別され、それにより基地局１４０２が低送信出力でユーザ１４０６に対して承認信号を送る。ユーザ１４０６は信号１４１６を受信し、まず、弱ユーザ１４０４に向けた良好な防護信号の復号と除去を行い、その後、その承認信号の復号を行う。一方、トラフィックセグメント１４０８の弱送信機として識別されるユーザが、承認セグメント１４１４の弱送信機として自動的にみなされ、それにより基地局１４０２が高送信出力（高防護）で承認を送信する。図１４において、ユーザ１４０４は弱送信機として識別され、それにより基地局１４０２が高送信出力でユーザ１４０４に対して承認信号を送る。
【００８１】
重畳共通制御チャネルを用いる本発明の実施例をここで説明する。本発明の実施例の一部において、制御重畳コーディングを用いてマルチユーザ通信システムで用いられる共通制御チャネル上の送信出力レベルを下げる。共通制御チャネルは、システムの各ユーザに対して制御情報を送信するためによく用いられる。その結果、これらのチャネルは、最悪ケースのユーザに到達するよう高送信出力で通常送信される。この実施例については携帯式無線通信システムに関して説明するが、さらに一般的にも適用可能である。この代表的実施例では、ダウンリンクで基地局により送信され、無線端末ユーザ、例えばセル内の各移動式ユーザにより監視される共通制御チャネルを想定している。本発明により、制御情報は２つのグループに分けられる。第１のグループは『通常情報』と呼ばれ、主流ユーザに対するものである。主流ユーザのセットは、妥当なダウンリンクチャネル条件、例えば合理的なダウンリンクＳＮＲをもつ移動式ユーザである。第２グループは『防護情報』と呼ばれ、システム内の大部分、あるいは全ての移動式ユーザ、つまり主流ユーザだけでなくダウンリンクＳＮＲの悪い弱ユーザにより受信されるものである。本発明により、防護制御情報はビット当り高出力で送信され、これにより、システム内の弱ユーザの一部または全てにより堅固に受信されることが可能になる。通常情報はその後、ビット当りの定格出力で防護情報に対して重畳される。弱ユーザは重畳信号からの防護情報を復号できなければならないが、全ての情報の復号を行うことができない場合もあるが、主流ユーザの場合は防護および通常情報の両方の復号ができなければならない。
【００８２】
この実施例の応用を図１５に図示する。図１５は、共通制御チャネルに対して重畳コーディングを適用する場合を示す図面１５００である。図１５には、弱受信機の指定される第１ユーザ１５０２、例えば無線端末と、強送信機の指定される第２ユーザ１５０４、例えば無線端末とが含まれる。図１５にはまた、割り当てセグメント１５０６と、重畳コーディングをもつ複合割り当て信号１５１２と、ダウンリンクトラフィックセグメント『Ａ』１５０８と、ダウンリンクトラフィックセグメント『Ｂ』１５１０とが含まれる。ダウンリンクトラフィックセグメント『Ａ』は弱受信機１５０２用であり、ダウンリンクトラフィックセグメント『Ｂ』は強受信機１５０４用である。
【００８３】
上述のとおり、２つのトラフィックセグメントＡ１５０８およびＢ１５１０がある。これら２つのトラフィックセグメントの割り当て情報は、重畳コーディングをもつ１つの割り当てセグメント１５０６で送信される。特に、セグメントＡに対する割り当て情報は防護情報として取り扱われ、セグメントＢに対する割り当て情報は通常情報として取り扱われる。主流ユーザ、例えばユーザ１５０４は両割り当てを復号でき、それによりトラフィックセグメント１５０８，１５１０のいずれかにおいてスケジューリングされる。この例において、強受信機１５０４はまず、弱受信機１５０２に向けた良好な防護信号の復号と除去を行い、その後、その割り当ての復号を行う。一方、弱ユーザ、例えばユーザ１５０２はセグメントＡ１５０８に対する割り当てだけを復号でき、これにより、セグメントＡ１５０８だけでスケジューリングされる。この例において、割り当てチャネルにおける重畳コーディングは対応するトラフィックセグメント上の重畳コーディングと必ずしもつながっている必要はないということを述べておくのは重要である。トラフィックセグメント『Ａ』およびトラフィックセグメント『Ｂ』は別個のトラフィックセグメントであり、信号１５１４および１５１６は別個の信号であって重畳されない。共通制御チャネル上の重畳コーディングは本来的に価値ある実用的技術であり、堅固さを向上させるだけでなく出力節約にもなる。
【００８４】
図１６は、本発明の実施例による同一アップリンクチャネルセグメントにおける代表的アップリンク信号を示し、受信出力目標を図示するために用いられるものである。図１６には、本発明により実施される２つの代表的無線端末ＷＴ１  １６０２，ＷＴ２  １６０４と、本発明により実施される代表的基地局１６０６とが含まれる。ＷＴ１  １６０２とＢＳ１６０６間のチャネル利得はＧ１  １６１０であり、例えばパイロット信号やフィードバックチャネル品質報告の測定によりＷＴ１  １６０２とＢＳ１６０６との両方に知らされる。ＷＴ２  １６０２とＢＳ１６０６間のチャネル利得はＧ２  １６１２であり、例えばパイロット信号やフィードバックチャネル品質報告の測定によりＢＳ１６０６とＷＴ２  １６０４との両方に知らされる。両方のＷＴ１  １６０２およびＷＴ２  １６０４が同一データ速度、変調、コーディングスキーム、コーディング速度を用いて送信すると想定する。ＷＴ１  １６０２は、アップリンクチャネルセグメント１６０８に対して基地局１６０６により強送信機として指定され、ＷＴ２  １６０４は、アップリンクチャネルセグメント１６０８に対して基地局１６０６により弱送信機として指定されたものである。
【００８５】
ＷＴ１  １６０２はアップリンク信号１６１４をＢＳ１６０６に送信する。アップリンク信号１６１４は、ＷＴ１アップリンク情報を含む定格出力信号Ｓ１を含み、送信利得値ａ１によりスケーリングされる。信号１６１４はａ１Ｓ１としてＷＴ１から送信されるが、チャネル損失のため、この信号は基地局の受信機により（減少したレベル）ａ１Ｇ１Ｓ１として受信される。前述のとおり、ＷＴ１  １６０２ではＧ１のチャネル値がわかっている。ＷＴ１  １６０２はａ１の値を調整してａ１Ｇ１により示される高受信出力目標を達成する。
【００８６】
ＷＴ２  １６０４とＢＳ１６０６間のチャネル利得はＧ２  １６１２であり、例えばパイロット信号やフィードバックチャネル品質報告の測定によりＢＳ１６０６とＷＴ２  １６０４との両方に知らされる。ＷＴ２  １６０４はアップリンク信号１６１６をＢＳ１６０６に送信する。アップリンク信号１６１６は、ＷＴ２アップリンク情報を含む定格出力信号Ｓ２を含み、送信利得値ａ２によりスケーリングされる。信号１６１６はａ２Ｓ２としてＷＴから離れるが、チャネル損失のため、この信号は基地局の受信機により（減少したレベル）ａ２Ｇ２Ｓ２として受信される。前述のとおり、ＷＴ２  １６０４はＧ２のチャネル値がわかっている。ＷＴ２はａ２の値を調整してａ２Ｇ２により示される低受信出力目標を達成する。２つの信号１６１４および１６１６が同一アップリンクチャネルセグメント１６０８上で送信されたことから、信号が空中で重畳し、複合信号（ａ１Ｇ１）Ｓ１＋（ａ２Ｇ２）Ｓ２  １６１８として基地局１６０６により受信される。
【００８７】
２つの受信出力目標は、ａ１Ｇ１で示される高出力目標より大きく、例えば、ａ２Ｇ２で示される低出力目標よりもはるかに大きい。ＢＳ１６０６において異なる出力目標レベルを達成することにより、ＢＳは、２つの独立装置（ＷＴ１  １６０２，ＷＴ２  １６０４）からの２つの信号間で区別でき、信号Ｓ１およびＳ２から情報を抽出できる。チャネル利得により、ａ１がａ２よりも小さくなることもありうる。
【００８８】
図１７は、本発明による、基地局（ＢＳ）を作動させる代表的な方法のフローチャート１７００である。本発明によれば、フローチャート１７００の代表的方法では制御された重畳を用いる。ステップ１７０２において、基地局の作動は、例えば基地局の電源がオンになって開始される。作動はステップ１７０２からステップ１７０４に進む。ステップ１７０４において、ＢＳは、例えばＷＴからのアップリンク信号といった信号受信のための監視を行う。作動はステップ１７０４からステップ１７０６および１７２２に進む。
【００８９】
ステップ１７０６において、ＢＳは複数のＷＴからチャネル品質報告を受信する。ステップ１７０８では、ＢＳが複数ＷＴそれぞれのチャネル品質を示すチャネル条件情報セットを保持する。保持されたチャネル条件情報のセットは、例えば、複数のＷＴそれぞれの別個のチャネル信号対雑音比情報を含む。作動はステップ１７０８からステップ１７１０に進む。ステップ１７１０では、ＢＳが少なくともあらかじめ選択された最小量分、たとえば３ｄＢあるいは５ｄＢあるいは１０ｄＢだけお互いに異なるチャネル条件をもつＷＴを特定するためのチャネル条件情報セットを調べる。その後、ステップ１７１２において、ＢＳが割り当て利用可能な通信チャネルセグメントで送信される信号をもつ、少なくともあらかじめ選択される最小量だけ異なるチャネル条件をもつものとして少なくとも２つの特定ＷＴがあるかどうかを判定する。
【００９０】
少なくともあらかじめ選択される最小量だけ異なるチャネル条件をもつ少なくとも２つの特定ＷＴが利用可能なチャネルセグメントで送信される信号を有すると判定される場合、操作がステップ１７１２からステップ１７１４に進む。ステップ１７１４において、少なくともあらかじめ選択された最小量だけ異なるチャネル条件をもつものとして特定される少なくとも２つの異なるＷＴ、例えば第２のＷＴよりも（少なくともあらかじめ選択された最小量だけ）良好なチャネル品質をもつ第１のＷＴといったものに対応する重畳信号を通信するために用いられる通信チャネルセグメントをＢＳが割り当てる。割り当てられた通信チャネルセグメントは、例えば、アップリンクトラフィックチャネルセグメント割り当てといったアップリンク通信チャネルセグメント割り当てをＷＴに対して通信するために用いられる割り当てチャネルセグメントであるダウンリンクチャネルセグメントである。
【００９１】
操作はステップ１７１４からステップ１７１６に進む。ステップ１７１６において、基地局は重畳信号を２つの異なる識別されたＷＴ，すなわち第１のＷＴと第２のＷＴに対して送信し、例えば、通信チャネルセグメントに対応する割り当てチャネルセグメントが割り当てられ、この重畳信号が第１のＷＴ用の低出力信号部分と第２のＷＴ用の高出力信号部分とをもち、この低出力信号部分が高出力信号部分よりも低出力で基地局によって送信される。操作はステップ１７１６からステップ１７０４に進むが、ここで基地局は追加信号に対して監視を行う。
【００９２】
ステップ１７１２において、割り当て利用可能な通信チャネルセグメントで送信される信号をもつ、少なくともあらかじめ選択される最小量だけ異なるチャネル条件をもつ少なくとも２つの特定されたＷＴがないものと判定されると、操作はステップ１７１８に進む。ステップ１７１８において、ＢＳは複数のＷＴのうちの単一のものに対して、利用可能な通信チャネルセグメントを割り当てる。操作はステップ１７１８からステップ１７２０に進む。ステップ１７２０において、基地局はこの単体のＷＴに対して割り当て信号を送信する。操作はステップ１７２０からステップ１７０４に進むが、ここでＢＳは信号に対する監視を継続する。
【００９３】
ステップ１７０４から、操作はさらにステップ１７２２に進む。ステップ１７２２において、基地局はこの第１および第２のＷＴから重畳信号を受信し、この重畳信号が、第１および第２のＷＴによりそれぞれ送信される第１および第２の信号部分を含み、第１の信号部分が、第２の信号部分よりも高出力レベルでＢＳにより受信される。操作はステップ１７２２からステップ１７２４に進む。ステップ１７２４において、ＢＳは第１の信号部分を復号し、重畳信号から第１の信号部分を減算し、この第２の信号部分の復号を行う。操作はステップ１７２４からステップ１７０４に進むが、ここで基地局は信号受信のため監視を継続する。
【００９４】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明の１つの代表的実施例によりＷＴで実施されるステップを図示したものであり、ここで重畳アップリンクチャネル割り当てメッセージを用いてアップリンクトラフィックチャネルセグメントをＷＴに割り当てる。特定のＷＴに対する割り当てメッセージはＷＴの特定端末識別子を含む。良好なチャネル条件をもつＷＴに対する割り当てメッセージ（例えば、端末ＩＤ）の送信は、重畳割り当てメッセージ信号の低出力部分で行われるが、チャネル条件の悪いＷＴへの割り当ては重畳割り当てメッセージ信号の高出力部分で行われる。
【００９５】
方法１８００は開始ステップ１８０２で始まる。次に、ステップ１８０４において、例えば作動出力の一部としてＷＴが始動される。アクティブ状態になると、ステップ１８０６において、ＷＴは定期的にチャネル条件を測定し、かかわりあっているＢＳに対してチャネル条件を報告する。ＷＴはステップ１８０８において、定期的にＢＳから送信出力制御調整情報を受信する。この情報に基づき、ＷＴは、特定の送信出力レベルに対してＢＳでどれだけの受信出力になるかを予測することができる。これにより、ＢＳ出力制御情報により、目標受信出力レベルに合致する上で必要な送信出力レベルをＷＴが判定できるようになる。ＷＴは情報を保存するが、この情報は例えば、特定の基準レベルを達成する上で必要な送信出力を示すＷＴフィードバック情報との組合せで用いることのできる、異なる受信出力レベルを達成するために用いることの可能な、異なる利得係数を含む表である。利得係数は、特定の基準レベルを達成する上で必要な利得からの補償として用いることができるため、受信出力制御フィードバック情報と組み合わせて送信出力レベルを調整するために用いられる際に利得係数と関連付けられた受信出力レベルが得られる。
【００９６】
チャネル割り当てメッセージに対する監視はステップ１８１０で行われる。ステップ１８０６，１８０８，１８１０は同時進行で行われるが、ＷＴはアクティブ状態で作動する。ステップ１８１０において受信される各割り当てメッセージに対して、操作はステップ１８１２に進む。ステップ１８１２において、第１の信号部分が高出力部分であるような異なる出力レベルで第１および第２の信号部分が送信される際にこの第１および第２の信号部分を含む重畳信号である受信割り当てメッセージに対して重畳復号操作が行われる。復号ステップ１８１２にはサブステップ１８１４が含まれるが、ここで第１の信号部分、例えば高出力部分が復号される。その後、ステップ１８１６において、第１の信号部分が受信割り当てメッセージから減算され、第２の（低出力）信号部分を生成し、これがサブステップ１８１８で復号される。ＷＴのチャネル条件が悪い場合、第１の高出力信号部分の復号を行うことだけができるが、この理由により、通信チャネルの品質の悪いＷＴに対して割り当て情報を通信するためＢＳが高出力信号部分を用いる。
【００９７】
重畳復号が完了した後、操作がステップ１８２０に進むが、ここで、復号結果が調べられ、第１および第２の信号部分のどちらがＷＴに適しているかを、例えば、どちらの部分が特定のＷＴ識別子を含むかをＷＴが調べて判定する。割り当てされるＷＴについてＷＴが良好なチャネル条件をもっていると仮定すると、このＷＴが送信された信号の低出力部分におけるＩＤを検出する。
【００９８】
操作はステップ１８２０から接続ノードＡ１８２２を経由してステップ１８２４に進む。ステップ１８２４において、ＷＴに対する割り当てメッセージ部分が受信割り当てメッセージの低出力部分か高出力部分かをＷＴが判定する。次に、ステップ１８２６において、ステップ１８２４で判定された出力レベル情報から、受信割り当てメッセージに対応する割り当てメッセージにおいてＢＳに情報を送信する際に複数の受信目標出力レベルのうちのどの１つが用いられるかをＷＴが判定する。判定された受信目標出力レベル、判定された受信目標出力レベルに対応する保存利得係数情報、出力制御フィードバック情報から、ステップ１８２８において、ＢＳで判定された受信目標出力レベルを達成するために必要な送信出力レベルをＷＴが判定する。次に、ステップ１８３０において、割り当てアップリンクチャネルセグメントにおいて判定された送信出力レベルを用いてＷＴが信号をＢＳに送信する。送信された信号は空中の他のＷＴからの信号部分と結合し、重畳信号部分を形成し、これがＢＳによって受信される。送信された信号は、ＢＳによって受信された重畳信号の高出力信号部分であり、ＷＴ用割り当てメッセージが割り当てメッセージの低出力部分であると判定された際の送信出力レベルの結果得られたものである。送信された信号は、ＢＳによって受信された重畳信号の低出力信号部分であり、ＷＴ用割り当てメッセージが割り当てメッセージの高出力部分であると判定された際の送信出力レベルの結果得られたものである。割り当てられたアップリンクチャネルセグメントにおいてＢＳへの情報送信が完了すると、受信された状態の他の割り当てメッセージの処理とともに、受信されたアップリンク割り当てメッセージの処理が終了する。
【００９９】
ダウンリンクチャネル割り当てメッセージの処理については特に図１８Ａ及び図１８Ｂで示されていないが、この割り当てメッセージは、本発明による重畳コーディングを用いて送信される。
【０１００】
ＯＦＤＭシステムに関連して説明したが、本発明の方法および装置は、多数の非ＯＦＤＭおよび／または非携帯式システムを含む広範な通信システムに適用可能である。
【０１０１】
さまざまな実施例において、ここで説明されたノードは、たとえば、信号処理、メッセージ生成および／または送信ステップといった、本発明の１つ以上の方法に対応するステップを実施するために１つ以上のモジュールを用いて実施される。これにより、実施例の一部において、本発明のさまざまな特性がモジュールを用いることで実施される。こういったモジュールはソフトウェア、ハードウェアあるいはソフトウェアとハードウェアの組合せを用いることで実施される。上述の方法あるいは方法ステップの多くは、例えば１つ以上のノードにおいて上述の方法の全てあるいは一部を実施するための追加のハードウェアとともに、あるいはそれなしで、例えば汎用コンピュータといった装置を制御するため、例えばＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク等のメモリ装置といった機械読み取り可能な媒体に含まれるソフトウェアといった機械実行可能な指示を用いて実施可能である。したがって、何よりも、本発明は、例えばプロセッサや関連するハードウェアといった機械に上述の方法のステップの１つ以上を実施させるための機械実行可能指示を含む機械読み取り可能媒体に対するものである。
【０１０２】
上述の本発明の方法および装置に対する多数の追加の変形例は、本発明に関する上の説明見れば当業者にとって明らかとなるであろう。こういった変形例は本発明の適用範囲内とみなされる。本発明の方法および装置、およびさまざまな実施例では、ＣＤＭＡ、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）および／または、アクセスノードと移動式ノードの間の無線通信リンクを行うために用いられるさまざまな他の形式の通信技術とともに用いられる。実施例の一部において、アクセスノードは、ＯＦＤＭおよび／またはＣＤＭＡを用いて移動式ノードとの通信リンクを確立する基地局として実施される。さまざまな実施例において、移動式ノードは、ノート型コンピュータ、個人データ補助装置（ＰＤＡ）、あるいは本発明の方法を実施するための受信機／送信機回路および論理および／またはルーチンを含む他の携帯式装置として実施される。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】３つの異なる送信戦略下で強送信機をもつ第１ユーザと弱受信機をもつ第２ユーザとに対する放送チャネルで到達可能な速度を示すグラフ。
【図２】ＱＰＳＫ変調を用いた重畳コーディングの例。
【図３】本発明の装置および方法を実施する代表的な通信システム。
【図４】本発明で実施される代表的な基地局。
【図５】本発明で実施される代表的な無線端末。
【図６】代表的なトラフィクチャネルセグメント。
【図７】代表的な割り当ておよびトラフィックセグメント。
【図８】代表的なダウンリンクトラフィックセグメントおよび代表的なアップリンク承認セグメント。
【図９】本発明で実施される代表的な通信システム。
【図１０】本発明によるマルチアクセスチャネルにおける重畳コーディング。
【図１１】本発明による放送割り当ておよび放送トラフィックチャネルで用いられる重畳コーディング。
【図１２】本発明による放送割り当ておよびマルチアクセストラフィックチャネルで用いられる重畳コーディング。
【図１３】本発明による放送トラフィックおよびマルチアクセス承認チャネルで用いられる重畳コーディング。
【図１４】本発明によるマルチアクセストラフィックおよび放送承認チャネルで用いられる重畳コーディング。
【図１５】共通制御チャネルにおける重畳コーディングを用いる本発明の代表的実施例。
【図１６】本発明による、同一チャネルセグメントにおける代表的アップリンク信号を示し、受信出力目標の代表的実施例を図示するために用いられるもの。
【図１７】１つの代表的実施例において基地局により実施される代表的方法のステップを示すフローチャート。
【図１８Ａ】１つの代表的実施例において無線端末により実施される代表的方法のステップを示すフローチャート。
【図１８Ｂ】１つの代表的実施例において無線端末により実施される代表的方法のステップを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０４】
１２０１  ダウンリンク信号及びアップリンク信号
１２０２  基地局受信機
１２０４  弱送信機
１２０６  強送信機
１２０８  割り当てセグメント
１２１０  ダウンリンク複合割り当て信号
１２１２  信号
１２１４  弱ユーザデータ
１２１６  信号
１２１８  強ユーザデータ
【図１】
0004718442.tif 000002
【図２】
0004718442.tif 000003
【図３】
0004718442.tif 000004
【図４】
0004718442.tif 000005
【図５】
0004718442.tif 000006
【図６】
0004718442.tif 000007
【図７】
0004718442.tif 000008
【図８】
0004718442.tif 000009
【図９】
0004718442.tif 000010
【図１０】
0004718442.tif 000011
【図１１】
0004718442.tif 000012
【図１２】
0004718442.tif 000013
【図１３】
0004718442.tif 000014
【図１４】
0004718442.tif 000015
【図１５】
0004718442.tif 000016
【図１６】
0004718442.tif 000017
【図１７】
0004718442.tif 000018
【図１８Ａ】
0004718442.tif 000019
【図１８Ｂ】
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