(57)【要約】本発明は、ネットワークに接続するための、および、ネットワークと通信システムの加入者端末の間のデータ・メッセージを経路付けるための、通信システムおよび方法を提供する。加入者端末は、伝送媒体を通して通信システムの中央端末に接続可能であり、通信システムは、中央端末と加入者端末との間のデータの伝送のための伝送媒体を使用するよう整備された多数の通信チャネルを備えている。通信システムは、少なくともひとつの通信チャネルを通して、特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを複数のデータ・ブロックとして伝送するための伝送器を中央端末内に有する。さらに、各データ・ブロックを表す複数のフレームを生成するためのフレーム生成器が中央端末内に備わっている。各フレームは、ヘッダ部分とデータ部分を有する。ヘッダ部分は、各加入者端末がヘッダ部分を容易に受信できるように選択された固定形式で伝送されるように整備され、また、データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むように整備されている。対照的に、データ部分は、データ部分が宛先とする特定の加入者端末に関連する既定の基準に基づき選択された可変形式において伝送されるように整備されている。本方法は、通信システム内におけるデータ伝送のための極めて柔軟で効率的な技術を提供する。
2004511129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続し、ネットワークと通信システムの加入者端末の間のデータ・メッセージを経路付けるための通信システムであって、当該加入者端末は当該通信システムの中央端末に伝送媒体を通して接続可能であり、当該通信システムは、当該中央端末と当該加入者端末との間のデータ伝送のために当該伝送媒体を使用するよう整備された複数の通信チャネルを備え、当該通信システムが、
特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを、少なくともひとつの前記通信チャネルを通して、複数のデータ・ブロックとして送信するための、前記中央端末内の伝送器と、
各前記データ・ブロックを表す複数のフレームを生成するための前記中央端末内のフレーム生成器と、を含み、
各前記フレームがヘッダ部分とデータ部分を有し、当該ヘッダ部分が、各前記加入者端末が当該ヘッダを容易に受信できるように選択された固定形式で送信されるように、また、当該データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むように整備され、当該データ部分が、当該データ部分が宛先とする特定の前記加入者端末に関連する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるように整備された、前記通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、上記既定の基準が、上記宛先加入者端末が上記中央端末から受信した信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）の指定を含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の通信システムにおいて、上記指定された信号対雑音比および上記データ・ブロックにおいて送信すべきデータ量に対して可変形式として選択可能な複数の形式がある場合、上記フレーム生成器が前記複数の形式から最小の伝送電力を必要とする形式を選択するよう整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記可変形式が、複数のパラメータによって定義され、第１のパラメータが対応する上記データ部分におけるデータに適用されるチャネル符号化であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の通信システムにおいて、第２のパラメータが、対応する上記データ部分におけるデータに適用される変調の型であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の通信システムにおいて、第３のパラメータが、対応する上記データ部分におけるデータに対するシンボル率であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記データ部分のために使用される可変形式を定義する上記パラメータが、対応する上記ヘッダ部分のひとつ以上の制御フィールドにおいて識別されることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分のために使用される上記固定形式が比較的低いシンボル率を使用することを特徴とする、上記通信システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分のために使用される上記固定形式がチャネル符号化を使用しないことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の通信システムにおいて、各上記加入者端末が、各上記通信チャネルをモニタすることを可能にする第１の数のチャネル・モニタを含み、それにより、上記フレームがどの上記通信チャネル上を伝送されているかに関わらず、各上記加入者端末が各上記フレームの上記ヘッダ部分を読むことができることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、上記フレームの対応する上記データ部分が宛先とする上記加入者端末を識別する識別フィールドを含み、各上記加入者端末が、対応する上記ヘッダ部分の上記制御フィールドにおいて識別されている上記可変形式に関する情報に基づき、その加入者端末を宛先とする上記データ部分を処理するための第２の数の処理装置を含み、上記チャネル・モニタが、その加入者端末を宛先とする上記データ部分を含むこれらのフレームを前記処理装置に識別するよう整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の通信システムにおいて、上記第２の数の処理装置が、上記第１の数のチャネル・モニタより少なく、それにより、どの時点においても各上記通信チャネル上の上記フレームの上記ヘッダ部分を読むことができるが、第２の数の上記データ部分のみを特定の加入者端末が処理することができることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記フレーム生成器が、上記加入者端末から上記中央端末へ伝送されるデータ・ブロックのためのフレームを生成するために、少なくともひとつの加入者端末内に備えられており、上記加入者端末が、上記中央端末へ送信するためのデータを有している場合上記中央端末へ上記伝送媒体を通して要求信号を発行するよう整備されており、上記中央端末が前記要求信号に応答して、上記中央端末により選択された通信チャネル上のアクセスを上記加入者端末に許可することを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の通信システムにおいて、上記中央端末が、上記選択された通信チャネル上に上記中央端末によって発行されたフレームの制御フィールド内に上記加入者端末を識別する許可信号を含むことによって、アクセスを許可するよう整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の通信システムにおいて、上記許可信号が、上記加入者端末がひとつのフレームを送信するために上記選択された通信チャネルにアクセスすることを許可し、上記加入者端末が、上記加入者端末が送信すべき最後のフレームに対する許可信号が受信されるまで、上記要求信号を発行し続けるように整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、上記フレームの受信者によって続いて発行される信号の電力を制御するために当該受信者によって使用される、電力制御信号を識別するための電力制御フィールドを含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、上記フレームの受信者によって続いて発行される信号の符号同期化を制御するために当該受信者によって使用される、符号同期化信号を識別するための符号同期化制御フィールドを含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、搬送波信号の位相を決定するために上記フレームの受信者によって使用される既定のトレーニングシーケンスを含むフィールドを含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記伝送媒体が、上記中央端末と上記加入者端末との間の無線通信を容易にする無線通信資源であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記通信チャネルが、ＣＤＭＡを使用して定義された直交チャネルであることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項２１】
ネットワークと通信システムの加入者端末の間のデータ・メッセージを経路付けるための通信システムを操作する方法であって、当該加入者端末は当該通信システムの中央端末に伝送媒体を通して接続可能であり、当該通信システムは、当該中央端末と当該加入者端末との間のデータ伝送のために当該伝送媒体を使用するよう整備された複数の通信チャネルを備え、当該方法が、
特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを、前記中央端末から少なくともひとつの前記通信チャネルを通して、複数のデータ・ブロックとして送信するステップと、
伝送すべき各前記データ・ブロックを表す複数のフレームを生成するステップと、を含み、
各前記フレームがヘッダ部分とデータ部分を有し、当該ヘッダ部分が、前記各加入者端末が当該ヘッダを容易に受信できるように選択された固定形式で送信されるように、また、当該データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むように整備され、当該データ部分が、当該データ部分が宛先とする特定の前記加入者端末に関連する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるように整備された、前記方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法を実行するための通信システムを構成するために動作するコンピュータ・プログラム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のコンピュータ・プログラムを含む搬送媒体。
【請求項２４】
請求項１から請求項２０のいずれかに記載の通信システムのためのフレーム生成器であって、当該フレーム生成器が、伝送媒体上を伝送されるべきデータ・ブロックを表す複数のフレームを生成するよう整備され、各当該フレームがヘッダ部分とデータ部分を有し、当該ヘッダ部分が、各加入者端末が当該ヘッダ部分を容易に受信できるように選択された固定形式で伝送されるよう、また、当該データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むよう整備され、当該データ部分が、当該データ部分が宛先とする特定の加入者端末に関する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるように整備されている、前記フレーム生成器。
【請求項２５】
少なくともひとつのフレームを含む伝送信号であって、当該フレームがヘッダ部分とデータ部分を含み、当該ヘッダ部分が複数の受信者が当該ヘッダ部分を容易に受信できるように選択された固定形式で伝送されるよう、また、当該ヘッダ部分が当該データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むよう整備され、当該データ部分が、当該データ部分が宛先とする特定の受信者に関する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるように整備されている、前記伝送信号。
【請求項２６】
請求項２５に記載された伝送信号を搬送するよう整備された伝送媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、通信システムにおけるデータ転送、特に、通信システムに接続可能なネットワークと通信システムの加入者端末との間のデータの経路付け（ｒｏｕｔｉｎｇ）に関する。
【０００２】
（発明の背景）
通常の通信システムにおいては、加入者端末は、その加入者端末へのおよびその加入者端末からのデータの転送を処理するために、加入者の構内に位置づけられている。加入者の構内にあるひとつ以上の通信装置を支援するために、加入者端末からはひとつ以上の通信回線が出ている。また、加入者端末は、通信装置のある部分に一体化されていることもある。さらに、複数の加入者端末を制御するため、特に、加入者端末と通信ネットワークの他の構成要素との間のデータ転送を管理するために、中央端末が備えられている。
【０００３】
各加入者端末は、送信媒体、例えば有線システムに対しては銅線、光ファイバ等、無線システムに対しては何らかの形の無線通信資源、を通して中央端末と通信する。従来の技術によると、加入者端末へおよびからの信号伝送のための伝送媒体を使用するために、複数の通信チャネルが整備されている。例えば、“符号分割多元接続”（ＣＤＭＡ）システムにおいては、信号は特定の周波数チャネルを通じて伝送媒体上を伝送され、この周波数チャネルは、その周波数チャネル上を伝送される信号に異なる直交符合を適用することによって分割される。直交符号を適用された信号は、特定の周波数チャネルを使用して、対応する直交通信チャネル上を伝送されているとみなされる。同様に、“時分割多元接続”（ＴＤＭＡ）システムにおいては、特定の周波数チャネルは、複数の異なる信号を異なる時間スロットにおいて伝送することができるように、時間領域において分割することができる。時間スロットは、特定の周波数チャネルを使用する複数の通信チャネルを形成する。他の例として、“周波数分割多元接続”（ＦＤＭＡ）においては、周波数帯域が、特定の周波数の複数の通信チャネルを形成するために分割され、それにより、伝送媒体上を複数の信号を伝送することが可能となる。
【０００４】
従来、このような通信システムは、加入者端末へおよびからの音声呼出しを処理するために使用され、通信システムを通してこのような音声呼出しのための音声データを効率よく経路付けるために、移送機構が開発されている。
【０００５】
しかし今日、音声データに加えあるいは音声データに代えて、他の型のデータを伝送することができる通信システムへの需要がますます増加してきている。音声データを処理するための移送機構と同様の機構を使用して、他の型のデータを経路付けることは可能である。しかし、遅れに敏感でそれゆえ連続する動作と比較的一定のビット速度を必要とする音声データとは異なり、他の型のデータは（例えば、インターネット・プロトコル（ＩＰ）データ）は、しばしばバーストで転送され、通常遅れに敏感ではなく、従って、音声データを処理するための移送機構は他の型のデータを転送するのに特に効率がよいわけではない。
【０００６】
多様な型のデータをさらに高速で伝送する需要が増しつつあるので、通信システムを通してこのようなデータを効率よく伝送することが可能な移送機構を開発することが望ましい。
【０００７】
（発明の概要）
第１の側面から見て、本発明は、ネットワークに接続するための通信システム、および、ネットワークと通信システムの加入者端末の間のデータ・メッセージを経路付けるための通信システムを提供する。加入者端末は、伝送媒体を通して通信システムの中央端末に接続可能であり、通信システムは、中央端末と加入者端末の間のデータ伝送のための伝送媒体を使用するために整備された複数の通信チャネルを備えている。通信システムはまた、少なくともひとつの通信チャネルを通して特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを複数のデータ・ブロックとして伝送するための中央端末内の伝送器と、各データ・ブロックを表す複数のフレームを生成するための中央端末内のフレーム生成器と、を含む。各フレームは、ヘッダ部分およびデータ部分を有し、ヘッダ部分は、各加入者端末がヘッダ部分を容易に受信することができるように選択された固定形式で伝送されるように整備され、データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むよう整備されている。データ部分は、データ部分が宛先とする特定の加入者端末に関連した既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるように整備されている。
【０００８】
ここで使用される用語“データ・メッセージ”は、伝送されるべきデータの明確な実体を意味し、伝送されているデータの型により変化する。例えば、インターネット・プロトコル（ＩＰ）データに対しては、データ・メッセージは通常、（様々な長さの）ＩＰデータ・パケットである。同様に、ＩＳＤＮデータに対しては、パケット・モードで動作している場合、データ・メッセージは通常ＩＳＤＮデータ・パケットである。例えば音声データ、専用回線データ、あるいはＩＳＤＮ呼出し（連続モードで動作している場合）のような連続するデータ・シーケンスを形成するデータ型に対しては、データ・メッセージは、データ・シーケンスをデータ・メッセージにパケットすることによって形成される。
【０００９】
本発明によると、伝送器は、特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを複数のデータ・ブロックとして伝送するために、中央端末内に備えられている。フレーム生成器は、各データ・ブロックを表す複数のフレームを生成するために備えられ、各フレームはヘッダ部分とデータ部分を有している。本発明によると、ヘッダ部分は、各加入者端末がヘッダ部分を容易に受信することができるように選択された固定形式で伝送され、データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含んでいる。このように固定形式を選択することにより、各加入者端末はヘッダ部分を受信することができ、従って好ましい実施例において、ヘッダ部分は、各加入者端末が対応するデータ部分がその加入者端末を宛先とするかどうかを決定することができるような情報を含むことができる。このことは、加入者端末が、データ部分がそれらを宛先とするかどうかを知るためにデータ部分それ自体を処理する必要がなく、加入者端末にそのことを知らせるための特に効率的な方法である。データ部分が宛先としていない加入者端末は、そのフレームにおけるデータ部分を単に無視することができ、それにより、そのデータ部分は宛先とする加入者端末によって処理される。
【００１０】
本発明によると、データ部分は、ヘッダ部分とは対照的に、データ部分が宛先とする特定の加入者端末に関連した既定の基準に基づき選択された可変形式において伝送されるように整備されている。従って、この既定の基準に基づき、加入者端末へのデータ伝送の効率を最適化するよう意図する可変形式を選択することができる。
【００１１】
一般に、データ形式が効率的であればあるほど、つまりより速いビット速度を達成することができるほど、雑音耐性は低くなる。従って、加入者端末への高品質の通信リンクがあれば、通信リンクが低品質である場合よりも、データ部分に対するより効率的な形式を使用することができる。従って、好ましい実施例において、可変形式の選択に影響を与える既定の基準は、中央端末から宛先加入者端末によって受信された信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）の指示を含む。また、既定の基準は、宛先加入者端末によって受信された信号のビット誤り率あるいは信号強度の指示を含むこともできる。
【００１２】
好ましい実施例において、信号対雑音比は、フレームのデータ部分に対してどのデータ形式が使用されるかを決定する。使用可能なデータ形式が決定されると、次にデータ・メッセージにおけるデータ量が考慮される。データ・メッセージの伝送中に生成される雑音が少なくなるように、通常、データ・メッセージを送信するのに必要なブロックの数を最少にすることが望ましい。従って、ある使用可能なデータ形式が、他の使用可能なデータ形式よりも少ないブロックでデータ・メッセージを伝送することを可能にするならば、そのデータ・ブロックにおけるひとつ以上のデータ・フレームに対してそのデータ形式が選択されることが望ましい。しかし、同じ数のブロック、例えば１ブロックでデータを伝送することができる複数の形式が使用可能な場合、形式は伝送電力を最小にするように選択される。伝送電力を最小にすることによって、伝送中の他のブロックにおける伝送の影響を最小にすることができる。
【００１３】
言い換えれば、好ましい実施例において、信号対雑音比およびデータ・ブロックにおいて送信可能なデータ量に関して複数の可変形式が選択可能な場合、それらの複数の形式から伝送電力が最小な形式を選択するよう、フレーム生成器が整備される。
【００１４】
好ましい実施例において、データ部分に対する可変形式は、複数のパラメータによって定義される。第１のパラメータは、対応するデータ部分におけるデータに適用されるチャネル符号化である。チャネル符号化は、例えば、データの順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化に使用される畳込み符号化である。畳込み符号化率は、通信リンクの質により変化する。従って、例えば、１／２率（つまり、符号化信号２ビットにつき１ビット復号される）は、より低い質のリンクに使用することができ、３／４率（つまり、符号化信号４ビットにつき３ビット復号される）は、より質の高いリンクに使用することができる。
【００１５】
好ましい実施例において、可変形式を定義するのに使用される第２のパラメータは、対応するデータ部分におけるデータに適用される変調型である。異なる型の変調、例えば、ＱＡＭ６４、ＱＡＭ１６、あるいはＱＰＳＫを、加入者端末との通信リンクの質によって使用することができる。通常一定のデータ速度を必要とする音声とは異なり、バースト・データは、効率を高めるために可変の変調を利用することができる。
【００１６】
最後に、好ましい実施例において、可変形式を定義するのに使用される第３のパラメータは、対応するデータ部分におけるデータに対するシンボル率である。シンボル率は、様々な方法で変えることができる。例えば、ＣＤＭＡシステムにおいては、シンボル率は拡散利得を変化させることで変えることができる。一定のチップ率に対しては、拡散利得はシンボル率に対して逆比例する。従って、拡散利得が低いと通常シンボル率は高くなり、通常、より質の高い通信リンクに対してより低い拡散利得が使用される。
【００１７】
この分野の技術者には、上記の３つのパラメータ全てを使用する必要はなく、代替実施例においては、これらのパラメータあるいは他の適当なパラメータ（例えば、最大値対平均値比を修正するための信号配列修正子）の任意の組み合わせを、可変形式を定義するために使用することができることが理解されるであろう。
【００１８】
好ましい実施例において、データ部分に使用される可変形式を定義するパラメータは、対応するヘッダ部分のひとつ以上の制御フィールドにおいて識別される。これにより、加入者端末内の処理回路は、データ部分の処理に先立ち形式に関する必要な情報を獲得することができる。
【００１９】
上記のように、ヘッダ部分に対して選択される固定形式は、各加入者端末がヘッダ部分を容易に受信できるようにすることを目的としている。この分野の技術者には、この目的のために複数の形式を開発することができることが理解できるであろう。しかし、好ましい実施例においては、固定形式は、ＦＥＣ復号を行わなくてもヘッダ・フィールドを正確に受信することができるように、比較的低いシンボル率を使用する。従って、好ましい実施例において、ヘッダ部分に使用される固定形式は、チャネル符号化を使用しない。チャネル符号化を使用するとより正確な受信が可能となるが、より複雑な受信回路が必要となるからである。さらに、ヘッダ部分は、一定の期間および速度で伝送されることが望ましい。
【００２０】
好ましい実施例において、各加入者端末は、各通信チャネルを監視するための第１の数のチャネル・モニタを含む。これにより、各加入者端末は、フレームが伝送されている通信チャネルがどれであっても、各フレームのヘッダ部分を読むことができる。従って、例えば１６の通信チャネルがある場合、伝送媒体を通して１６のフレームを同時に伝送することができ、各加入者端末はそれらの１６のフレームそれぞれのヘッダ部分を読むことができる。
【００２１】
さらに、好ましい実施例において、ヘッダ部分は、フレームの対応するデータ部分が宛先とする加入者端末を識別する識別フィールドを含む。各加入者端末は、対応するヘッダ部分の制御フィールドにおいて識別された可変形式に関する情報に基づき、その加入者端末を宛先とするデータ部分を処理するための第２の数の処理装置を含む。チャネル・モニタは、その加入者端末を宛先とするデータ部分を含むそれらのフレームを処理装置に識別するよう整備されている。
【００２２】
従って、上記の方法によって、どの加入者端末を宛先とするデータも、どの通信チャネル上のフレームにおいても伝送することができ、加入者端末は、その端末を宛先とするデータ部分を含むフレームを識別する。適当なフレームは、加入者端末内の処理装置に渡され、そこで対応するデータ部分が処理される。
【００２３】
ヘッダ部分は、各加入者端末がヘッダ部分を容易に受信できるように固定形式で伝送されるので、チャネル・モニタは、比較的安価で小さい単純な前処理素子によって形成することができる。従って、各通信チャネルに対してひとつのチャネル・モニタを備えることが可能である。しかし、データ部分は可変形式で伝送され、通常チャネル符号化されているので、データ部分を復号するのにかなり大きな処理回路が必要である。また、ほとんどの実施において、加入者登録毎のデータ速度は伝送媒体データ速度のほんの一部分であるので、各通信チャネルにこのような処理回路を装備することは費用有効性がよくない。
【００２４】
従って、好ましい実施例においては、第２の数の処理装置はチャネル・モニタの第１の数より少なく、各通信チャネル上のフレームのヘッダ部分はどの時点においても読むことができるが、特定の加入者端末は第２の数のデータ部分しか処理することができない。この方法によれば、特定の加入者端末は第２の数までのデータ部分しか一時に復号することができないが、中央端末は、その加入者端末を宛先とするデータ部分がどの通信チャネル上を伝送されているかに関する完璧な柔軟性を有しているので、伝送媒体の使用可能な資源を効率的に使用することができる。いくつかの実施例において、いくつかの通信チャネルは他の通信チャネルよりも良い信号対雑音比を呈し、従って、この柔軟性を利用して、より効率的な形式を使用することを容易にする通信チャネルを使用することができる。
【００２５】
本発明を、中央端末から加入者端末へのダウンリンク通信パスにおけるデータ伝送を容易にするために使用することに関して、以上述べてきた。しかし、好ましい実施例において、フレーム形式は、加入者端末から中央端末へのアップリンク通信パス上のデータ伝送のためにも使用することができる。従って、好ましい実施例において、加入者端末から中央端末へと伝送されるデータ・ブロックに対するフレームを生成するために、少なくともひとつの加入者端末にフレーム生成器が装備される。加入者端末は、中央端末へ送信するデータを有する場合、伝送媒体を通して中央端末に向けて要求信号を発行するよう整備され、中央端末は、要求信号に応答し、中央端末によって選択された通信チャネル上のアクセスを加入者端末に許可する。
【００２６】
好ましい実施例におけるヘッダ部分内のいくつかのフィールドは、理論的にはアップリンク・フレームには必要ないことが理解されるであろう。例えば、好ましい実施例において使用される宛先加入者端末を識別するための識別フィールドは、アップリンク・フレームが送信される中央端末はひとつしかないので、冗長となる。この場合、好ましい実施例においては、これらのフィールドはアップリンク・フレームにおいて、アップリンクの特定のプロトコル情報を含むよう使用することができる。例えば、このような制御フィールドは、加入者端末に残っている送信すべきブロックあるいはフレームの数を示すよう使用することができる。
【００２７】
好ましい実施例において、中央端末は、複数の加入者端末が同じ通信チャネルに競合アクセスしないように、加入者端末から中央端末へフレームを送信するための加入者端末への通信チャネルの割当を管理する。
【００２８】
この分野の技術者には、このような競合アクセスを避けるために使用される複数の異なる方法があることが理解されるであろう。しかし、好ましい実施例において中央端末は、選択した通信チャネル上に発行したフレームの制御フィールドに、加入者端末を識別する許可信号を含むことによって、アクセスを許可するよう整備されている。この方法は、各加入者端末はどの通信チャネル上をフレームが送信されているかに関わらずフレームの各ヘッダ部分を受信するという事実により、可能である。従って、関連する加入者端末は、選択された通信チャネルにおける許可信号を識別し、その選択された通信チャネル上にアップリンク・データ・フレームを発行することができる。好ましい実施例のこの許可信号は、フレームがその加入者端末を宛先とするデータ部分を含むか否かに関わらず、どの選択された通信チャネル上のどのフレーム中においても、加入者端末へ発行することができることに注意されたい。
【００２９】
好ましい実施例において、許可信号は、加入者端末がひとつのフレームを送信するために選択された通信チャネルにアクセスすることを許可する。加入者端末は、加入者端末が送信する最後のフレームに対する許可信号が受信されるまで、要求信号を発行し続けるよう整備されている。
【００３０】
データ部分に関する情報を提供するため、および、アップリンク通信のための加入者端末への許可信号を提供するための制御フィールドを有するヘッダ部分の他に、ヘッダ部分において他の様々な制御フィールドを提供することができる。例えば、好ましい実施例において、ヘッダ部分は、受信者によって続いて発行された信号の電力を制御するためにフレームの受信者によって使用される電力制御信号を識別するための、電力制御フィールドを含む。好ましい実施例において、電力制御信号は、電力に増分調整がされるように指示する。さらに、好ましい実施例において、ヘッダ部分は、受信者によって続いて発行された信号の符号同期化を制御するためにフレームの受信者によって使用される、符号同期化信号を識別する符号同期化制御フィールドを含む。電力制御信号と同様に、符号同期化信号は符号同期化への増分調整が行われるよう指示することが望ましい。
【００３１】
この分野の技術者には、フィールドが正確に読まれるようにするために、フレームの受信者は、時間と共に変化する搬送波信号の位相を決定する必要があることが理解されるであろう。従って、好ましい実施例において、ヘッダ部分は、フレームの受信者が搬送波信号の位相を決定するために使用する既定のトレーニングシーケンスを有するフィールドを含む。
【００３２】
本発明の通信システムは、有線あるいは無線通信システムの何れでもよいことを理解されたい。しかし、好ましい実施例においては、通信システムは無線通信システムであり、伝送媒体は、中央端末と加入者端末との間の無線通信を容易にする無線通信資源である。さらに、好ましい実施例において、通信チャネルはＣＤＭＡを使用して定義された直交チャネルである。
【００３３】
第２の側面から見ると、本発明は、ネットワークと通信システムの加入者端末との間のデータ・メッセージを経路付けるために通信システムを操作する方法を提供する。加入者端末は、伝送媒体を通して通信システムの中央端末に接続可能であり、通信システムは、中央端末と加入者端末との間のデータ伝送のために伝送媒体を使用するよう整備された複数のチャネルを有する。本方法は、特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを中央端末から少なくともひとつの通信チャネルを通して複数のデータ・ブロックとして伝送するステップと、伝送される各データ・ブロックを表す複数のフレーム生成するステップを含む。各フレームはヘッダ部分とデータ部分を有する。ヘッダ部分は各加入者端末がヘッダ部分を容易に受信できるように選択された固定形式で伝送されるよう、また、データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むよう整備され、データ部分は、データ部分が宛先とする特定の加入者端末に関する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるよう整備されている。
【００３４】
第３の側面から見ると、本発明は、本発明の第２の側面による方法を実行するための通信システムを構成するよう動作するコンピュータ・プログラムを提供する。本発明はまた、このようなコンピュータ・プログラムを含む搬送媒体に関する。
【００３５】
さらなる側面から見ると、本発明は、本発明の第１の側面による通信システムのためのフレーム生成器を提供する。フレーム生成器は、伝送媒体を通して伝送されるデータ・ブロックを表す複数のフレームを生成するよう整備されている。各フレームはヘッダ部分とデータ部分を有する。ヘッダ部分は、各加入者端末がヘッダ部分を容易に受信することができるよう選択された固定形式で伝送されるよう、また、データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むよう整備されている。データ部分は、データ部分が宛先とする特定の加入者端末に関連する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるよう整備されている。
【００３６】
さらなる側面から見ると、本発明は、少なくともひとつのフレームを有する伝送信号を提供する。フレームはヘッダ部分とデータ部分を有する。ヘッダ部分は、複数の受信者がヘッダ部分を容易に受信することができるよう選択された固定形式で伝送されるよう、また、データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むよう整備されている。データ部分は、データ部分が宛先とする特定の受信者に関連する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるよう整備されている。本発明はまた、このような伝送信号を搬送するよう整備された伝送媒体に関する。
【００３７】
本発明を、付随する図面に示された好ましい実施例を参照して、以下に詳細に記述する。
【００３８】
（好ましい実施例の説明）
本発明の好ましい実施例を説明するために、無線通信システムの実現を考慮する。好ましい実施例を説明する前に、本発明を使用することができる無線通信システムの一例を図１および図３を参照して説明する。
【００３９】
図１は、無線通信システムの一例を表す概要図である。通信システムは、ひとつ以上のサービス領域１２、１４および１６を含み、各サービス領域は、該当する領域内の加入者端末（ＳＴ）２０と無線通信リンクを確立するそれぞれの中央端末（ＣＴ）１０によりサービスを提供されている。中央端末１０によってカバーされる領域は変化することができる。例えば、加入者の密度が低い地方の地域では、サービス領域１２は半径１５から２０Ｋｍの領域をカバーすることができる。加入者端末２０の密度が高い都市環境においては、サービス領域１４は、１００ｍのオーダの半径の領域しかカバーすることができないことがある。その中間の加入者端末密度の郊外地域においては、サービス領域１６は１Ｋｍのオーダの半径の領域をカバーすることができる。特定の中央端末１０によってカバーされる領域は、予想あるいは実際の加入者密度、その地域の地形等の地域要求に適合するように選択することができ、図１に図示される例に限定されないことを理解されたい。さらに、カバー地域は、伝送信号の配信に影響するアンテナ設計、地形的要素、建物等を考慮して、円形に拡張する必要はなく、また通常円形ではない。
【００４０】
図１の無線通信システムは、サービス領域（例えば１２、１４、１６）内の固定された場所にある加入者端末２０とそのサービス領域のための中央端末１０の間の無線通信リンクを提供することに基づいている。これらの無線通信リンクは、既定の周波数チャネルを通して確立され、周波数チャネルは通常加入者端末から中央端末へのアップリンク信号のためのひとつの周波数と、中央端末から加入者端末へのダウンリンク信号のためのもうひとつの周波数とから構成されている。
【００４１】
周波数帯域幅が制限されているために、個々の加入者端末が中央端末と通信するための専用の周波数チャネルを持つことは実際的ではない。従って、異なる無線リンク（例えば異なるＳＴ−ＣＴ通信）に関連するデータを互いに干渉することなく同じ周波数チャネル上を同時に伝送することができるようにする技術が開発されている。このような技術のひとつに、“符号分割多元接続”（ＣＤＭＡ）技術を使用することがある。この技術において、一組の直交符号が特定の周波数チャネル上を伝送されるデータに適用され、異なる無線リンクに関連するデータがその組みとは異なる直交符合と組み合わされる。直交符号が適用された信号は、特定の周波数チャネル内の対応する直交チャネル上を伝送されているとみなすことができる。
【００４２】
このような無線通信システムを操作するひとつの方法は、固定割当モードにおけるものである。このモードにおいては、特定のＳＴは特定の周波数チャネルの特定の直交チャネルと直接関連する。そのＳＴに接続した通信装置へおよびからの呼出しは、常に、その特定の周波数チャネル上のその直交チャネルによって処理され、直交チャネルはその特定のＳＴに専用であり常に使用可能である。各ＣＴ１０は音声／データ・ネットワーク１８のスイッチ、例えば公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）のスイッチに直接接続することができる。以下に、ＰＳＴＮは音声／データ・ネットワークの一例として参照される。
【００４３】
しかし、通信ネットワークの使用者の数が増加するにつれ、さらに多くの使用者を支援することができるネットワークへの需要が益々多くなってきている。単一の中央端末によって支援される使用者の数を増やすための、無線通信システムを操作する他の方法は、要求割当モードである。このモードにおいては、ＳＴとの無線リンクを処理するのに使用可能な通信量を担う直交チャネルの数よりの多い数のＳＴが中央端末と関連し、支援される正確な数は、例えばＳＴの予想通信量負荷やサービスの望まれる程度のような複数の要素に依存する。これらの直交チャネルは、必要に応じ要求に応じて特定のＳＴに割当てられる。この方法では、固定割当モードにおいて可能な数よりもかなり多くのＳＴを単一の中央端末によって支援することができる。本発明の好ましい実施例において、各加入者端末２０は、その中央端末１０への要求に基づくアクセスが認められ、それにより、サービスすることのできる加入者の数は使用可能な無線リンクの数より多くなる。
【００４４】
しかし、要求割当モードを使用すると、中央端末とＰＳＴＮのスイッチとの間のインターフェースが複雑となる。スイッチ側のインターフェースにおいては、ＣＴは、無線通信周波数チャネルへ実際に獲得されていないにも関わらず、全ての加入者が直接サービスと接続しているかのように、スイッチへのサービスを提供しなければならない。ＳＴがスイッチへ獲得されているかいないかに関わらず、全ての加入者はスイッチへのインターフェースに対して存在しなければならない。何らかの形の集配信がなければ、スイッチへの多数のインターフェースが必要となる。しかし、ほとんどのＰＳＴＮスイッチは、集配信ではないインターフェース、例えばＶ５．１あるいはＣＡＳを使用し、ＴＲ３０３あるいはＶ５．２のような集配信インターフェースを使用しているスイッチは少数である。
【００４５】
各中央端末がスイッチへの多数のインターフェースを持たなくてもよいようにするため、アクセス集配信装置（ＡＣ：Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）１００を中央端末とＰＳＴＮのスイッチとの間に備えることが望ましい。アクセス集配信装置は、集配信インターフェースを使用して中央端末への信号を伝送し、中央端末からの信号を受信する。しかしスイッチへの非集配信インターフェース、および、信号を集配信形式から非集配信形式に変換するため、そしてその反対に変換するためにアクセス集配信装置内で使用されるプロトコル変換およびマッピング機能を保持している。従って、図１に示されるように、ＣＴ１０は復路リンク１３、１５および１７を通してＡＣ１００に接続し、ＡＣ１００はＰＳＴＮ１８との接続を提供している。復路リンクは、銅線、光ファイバ、衛星、マイクロ波等を使用することができる。
【００４６】
この分野の技術者には、図１においてアクセス集配信装置１００は中央端末１０とは別の装置として示され、実際それが好ましい実施ではあるが、適切とみなされる場合にはアクセス集配信装置の機能を中央端末１０内に装備することも可能であることが理解されるであろう。
【００４７】
音声データのような連続するデータ・シーケンスに適する移送機構を使用する要求割当モードにおいて、呼出しを処理するため相互に通信するように、ＡＣ、ＣＴおよびＳＴがどのように整備されているかに関する一般的な背景情報を得るには、ＧＢ−Ａ−２，３２６，３１０およびＧＢ−Ａ−２，３２６，３１１を参照されたい。
【００４８】
図２は、図１の通信システムのための加入者端末２０の構成の一例を示している。図２は、顧客構内２２を図示している。顧客無線通信装置（ＣＲＵ）２４が顧客構内に取付けられている。顧客無線通信装置２４は、平面アンテナのようなアンテナ２３を有する。顧客無線通信装置は、顧客構内におけるある位置あるいはマスト上に、顧客無線通信装置内の平面アンテナ２３が、顧客無線通信装置２４が位置するサービス領域のための中央端末１０の方向２６に向くように取付けられている。
【００４９】
顧客無線通信装置２４は、顧客構内内の電源装置（ＰＳＵ）３０に引込み線２８を通して接続している。電源装置３０は、顧客無線通信装置２４とネットワーク端末装置（ＮＴＵ）３２に電力を供給するために局所電源に接続している。顧客無線通信装置２４はまた、電源装置３０を通してネットワーク端末装置３２に接続し、ネットワーク端末装置３２は、例えばひとつ以上の電話３４、ファックス３６およびコンピュータ３８のような顧客構内における通信装置に接続している。通信装置は単一の顧客構内内にあるものとして図示されているが、必ずしもそうである必要はない。単一の加入者端末２０が複数の加入者回線を支援することができるように、加入者端末は複数の回線を支援することができるからである。加入者端末２０はまた、例えば、１６、３２あるいは６４Ｋビット／秒のアナログ通信、あるいは、インターネット・プロトコル（ＩＰ）、ＩＳＤＮ　ＢＲＡ標準、専用回線データ（ｎ　ｘ　６４Ｋ）等のデジタル通信のような、アナログおよびデジタル通信を支援するよう整備することができる。
【００５０】
図３Ａは、図１の通信システムの中央端末の一例を図示している。共通設備ラック４０は、ＲＦ結合器および電力増幅器棚（ＲＦＣ）４２、電源棚（ＰＳ）４４および複数（この例の場合４個）のモデム棚（ＭＳ）４６を含む複数の設備棚４２、４４、４６を有する。ＲＦ結合棚４２は、モデム棚４６が並行して動作できるようにする。‘ｎ’個のモデム棚が装備されている場合、ＲＦ結合棚４２は、各‘ｎ’個のモデム棚からの‘ｎ’個の伝送信号の電力を結合および増幅し、別々の信号がそれぞれのモデム棚に渡るように受信信号を増幅し‘ｎ’個に分割する。電源棚４４は、共通設備ラック４０内の様々な構成要素のために、局所電源およびヒューズへの接続を提供する。ＲＦ結合器棚４２と主中央端末アンテナ５２の間には、多方向性アンテナのような双方向性接続が、中央端末マスト５０上に取付けられている。
【００５１】
この例において、中央端末１０は二地点間マイクロ波リンクを通してアクセス集配信装置に接続している。上記のように、他の型の接続（例えば銅線あるいは光ファイバ）を、中央端末１０をアクセス集配信装置へリンクするために使用することができる。この例において、モデム棚は、回線４７を通してマイクロ波端末（ＭＴ）４８に接続している。マイクロ波リンク４９は、アクセス集配信装置への上位接続のために、マイクロ波端末４８からマスト５０上に取付けられた二地点間マイクロ波アンテナ５４へ延びる。
【００５２】
パーソナル・コンピュータ、ワークステーション等を、中央端末１０を支援するためのサイト制御器（ＳＣ）５６として装備することができる。サイト制御器５６は、例えばＲＳ２３２接続５５を通して、中央端末１０の各モデム棚に接続することができる。サイト制御器５６は、誤りの位置決め、警告、状態、中央端末１０の構成、のような支援機能を提供する。サイト制御器５６は通常、単一の中央端末１０を支援するが、複数の中央端末１０を支援するために複数のサイト制御器５６をネットワーク化することもできる。
【００５３】
サイト制御器５６へと延びるＲＳ２３２接続５５に代えて、Ｘ．２５リンク５７（図３Ａにおいて破線で示されている）のようなデータ接続を、パッド２２８から構成要素管理プログラム（ＥＭ）５８の交換ノード６０への接続に使用することができる。構成要素管理プログラム５８は、それぞれの接続によって交換ノード６０に接続した複数の分散した中央端末１０を支援することができる。構成要素管理プログラム５８は、かなり多数（例えば１０００以上）の中央端末１０を管理ネットワークに一体化することができる。構成要素管理プログラム５８は、大きなワークステーション６２の周りに装備することができ、ネットワーク技術者および管理者のために複数のコンピュータ端末６４を含むことができる。
【００５４】
図３Ｂは、モデム棚４６の様々な部分を図示している。伝送／受信ＲＦ装置（ＲＦＵ　例えばモデム棚におけるカード上に実現されている）６６は、変調伝送ＲＦ信号を中間の電力レベルにおいて生成し、加入者端末のためにベースバンドＲＦ信号を回復し増幅する。ＲＦ装置６６は、アナログ・カード（ＡＮ）６８に接続し、アナログ・カード６８は、モデム・カード（ＭＣ）７０からの多様な伝送信号のＡ−Ｄ／Ｄ−Ａ変換、ベースバンド・フィルタリングおよびベクトル合計を行う。アナログ装置６８は複数（通常１から８）のモデム・カード７０に接続している。モデム・カードは、加入者端末２０へのおよびからの伝送および受信信号のベースバンド信号処理を行う。このことは、例えば、伝送信号上の率１／２畳込み符号化および“符号分割多元接続”（ＣＤＭＡ）符号によるｘ　１６拡散、同期回復、受信信号上の非拡散および誤り訂正を含むことができる。モデム・カード７０は、（例えば回線４７のひとつを通しての）アクセス集配信装置への接続を終了し、モデムのひとつを通して加入者端末への電話情報の信号化を処理する従属装置（ＴＵ）７４に接続している。さらに、各モデム棚４６は、モデム棚全体およびその子ネットワーク副構成要素（ＮＳＥ）の動作を管理するために使用される棚制御器７２を含む。棚制御器（ＳＣ）は、サイト制御器５６あるいはパッド２２８への接続のためのＲＳ２３２直列ポートを備えている。棚制御器はバックプレーン非同期バスを通して、制御およびデータ情報をモデム棚の他の要素と直接通信する。他のネットワーク副要素はモデム・カードを通して接続している。
【００５５】
中央端末１０と加入者端末２０の間の無線通信は、多様な周波数上で動作することができ、従って、ＰＣＳ、ＩＴＵ−ＲおよびＥＴＳＩ　２ＧＨｚおよび３ＧＨｚ周波数範囲内の多様な周波数範囲におけるシステム実現を支援するように整備することができる。一例として、無線通信システムは、ＩＴＵ−Ｒ（ＣＣＩＲ）推奨Ｆ．７０１（２０２５−２１１０ＭＨｚ、２２００−２２９０ＭＨｚ）によって定義される周波数帯域において動作することができる。ここで、それぞれ３．５ＭＨｚの１２のアップリンクおよび１２のダウンリンクの無線通信チャネルを、約２１５５ＭＨｚを中心として提供することができる。この例において、対応するアップリンクおよびダウンリンク無線通信チャネル間の二重スペーシングは１７５ＭＨｚである。
【００５６】
この例において、加入者端末への複数の無線リンク（あるいはここで呼ばれるように“通信チャネル”）を、各周波数チャネルにおける複数の直交チャネル上で同時に支援することができるようにするために使用される“符号分割多元接続”（ＣＤＭＡ）のような技術を使用して、各モデム棚は１つの周波数チャネル（例えばひとつのアップリンク周波数および対応するダウンリンク周波数）を支援するよう整備されている。
【００５７】
通常、特定の中央端末１０からの無線通信量は、隣接する中央端末１０によってカバーされる領域に拡張する。隣接する領域によって起こされる干渉問題を避けるため、あるいは少なくとも減少させるために、任意の中央端末１０によって使用される使用可能な周波数の数は制限される。このことはＧＢ−Ａ−２，３０１，７５１に詳細に記述されている。この文献はまた、ＣＤＭＡ符号化／復号化、加入者端末と中央端末間のＣＤＭＡ音声通信を管理するためにこれらの端末において使用される信号処理ステージについて詳述している。
【００５８】
以上、本発明が使用されるのに適当な無線通信システムの概要について説明した。本発明の好ましい実施例において使用される、無線通信システムにおけるデータ転送に使用される技術を以下に説明する。
【００５９】
図４Ａは、データを２つの異なる移送機構の何れかを通して伝送するために、好ましい実施例の中央端末内に備えられる構成要素を表すブロック図である。特に、連続するデータ・シーケンスを形成するデータ型を伝送するように設計された移送機構を使用する第１の伝送処理４１０が備えられている。このようなデータ型の良い例は音声データであり、以下にこの第１の伝送処理論理４１０を音声伝送処理論理と呼ぶ。
【００６０】
さらに、好ましい実施例により、データ・メッセージつまり不連続なデータ実体を伝送するよう設計された移送機構を使用する第２の伝送処理論理４２０が備えられている。この移送機構は特に、データをバーストで送信するデータ型に適当であり、以下にこの第２の伝送処理論理４２０をブロック・データ・モード（ＢＤＭ）伝送処理論理と呼ぶ。
【００６１】
データがパス４０２を通して中央端末に受信されると、データは交換素子４００によって受信され、そこで伝送処理論理４１０、４２０の何れに伝送データを渡すかを決定するために、任意の既定の基準が適用される。交換素子４００によって使用される既定の基準は、中央端末内の記憶装置４９０に保存されることが望ましく、任意のデータ型に対する好ましい伝送処理論理を識別する情報、および、中央端末と通信する多様な加入者端末によって支援される移送機構に関する情報を含むことが望ましい。
【００６２】
データ型とそのデータ型に使用するのに最適の移送機構との関係が予め決定されていることが望ましく、従って、他の既定の基準が異なる判断を示していたとしても、交換素子は、そのデータ型のデータが音声移送機構あるいはＢＤＭ移送機構を使用して最善に伝送されるかどうかに基づき、音声あるいはＢＤＭ伝送処理論理へとデータを経路付ける。
【００６３】
上記のように、好ましい実施例の音声移送機構は、例えば音声データあるいは専用回線データのような連続するデータ・シーケンスを形成するデータ型により適しており、好ましい実施例のＢＤＭ移送機構は、インターネット・プロトコル（ＩＰ）データのようなバーストで伝送されるデータにより適している。さらに、ＩＳＤＮデータのようないくつかのデータ形式は、ひとつ以上の基本データ型を有していることに注意されたい。例えば、ＩＳＤＮデータは、パケット・モードあるいは連続モードにおいて送信することができ、従って、２つの異なるＩＳＤＮモードを反映するためにＩＳＤＮデータに対しては少なくとも２つのデータ型があることが望ましい。
【００６４】
データ型を、例えばＩＰ、音声、ＩＳＤＮパケット・モード等の基本型に基づき比較的大雑把に特定することに加え、データ型をさら細かく特定するために更なるパラメータを考慮することができる。例えば、既定のパラメータを使用して複数のデータ型を特定することができ、対応するパラメータは交換素子によって経路付けられるどのデータに対しても考慮される。従って、一例として、ＩＰデータに対する複数の異なるデータ型を、以下のように符号化された優先パラメータを使用して特定することができる。
【表１】
2004511129.tif 000003
【００６５】
異なるデータ型を定義するのに使用することのできる他のパラメータは、絶対的遅れに対する耐性、遅れの変化に対する耐性、および、パケット喪失に対する耐性（ビット誤り率）である。音声／ビデオ・サービスは通常上記全てのパラメータに対して耐性が低く、最善能力ＩＰデータは通常上記全てのパラメータに対してより高い耐性を有する。上記パラメータは、データ型を定義するのに使用されるパラメータの単なる例であり、他の多様なパラメータを代わりに使用することができることを理解されたい。
【００６６】
データが交換素子４００によって受信されると、交換素子４００は、データが宛先付けされた加入者端末を決定し、その加入者端末がどの移送機構を支援することができるかを確認するために記憶装置４９０内の情報を検査する。加入者端末がひとつの移送機構しか支援することができない場合、交換素子は他の基準とは無関係に、対応する伝送処理論理４１０、４２０にデータを経路付ける。従って、一例として、宛先加入者端末が音声伝送処理論理４１０によって使用される移送機構しか支援しないとき、データは交換素子４００によって音声伝送処理論理４１０へ経路付けられる。
【００６７】
しかし、宛先加入者端末がどちらの移送機構も支援することができる場合、交換素子４００は、パス４０２を通して受信したデータのデータ型を決定し、記憶装置４９０に保存された情報から、そのデータ型に使用する好ましい移送機構を決定するよう整備される。例えば、音声データは音声伝送処理論理４１０に経路付けられることが望ましく、ＩＰデータはＢＤＭ伝送処理論理４２０に経路付けられることが望ましい。同様に、パケット・モードにおいて形成されたＩＳＤＮデ−タは、ＢＤＭ伝送処理論理４２０に経路付けられることが望ましく、連続するモードにおいて形成されたＩＳＤＮデータは音声伝送処理論理４１０に経路付けられることが望ましい。専用回線データは、どちらの伝送処理論理へも経路付けることができ、専用回線データの経路付けは通常、管理システムによって固定的に指定されている。例えば、専用回線データが遅れに敏感な応用において使用される場合、データは通常、音声伝送処理論理を通して経路付けられる。
【００６８】
中央端末と加入者端末の間の通信は、無線通信資源を通して行われ、複数の通信チャネルが、加入者端末へのおよびからの信号の伝送のために無線通信資源を使用するよう整備される。好ましい実施例において、ＣＤＭＡ技術が複数の通信チャネルを形成するために使用される。資源割当論理４８０は、任意の既定の基準に基づいて、音声伝送処理論理４１０とＢＤＭ伝送処理論理４２０の何れかに通信チャネルを割当てるために使用される。資源割当論理４８０によって使用される既定の基準は、中央端末内の記憶装置４９５に保存されることが望ましい。
【００６９】
この分野の技術者には、資源割当論理によって適用される既定の基準は、多様な形式をとることができることが理解されるであろう。しかし、好ましい実施例においては、既定の基準は、音声伝送論理４１０がより高い優先順位を有するよう特定するが、省略時には、通信チャネルをＢＤＭ伝送処理論理４２０に割当てる。従って、ＢＤＭ伝送処理論理４２０は、音声伝送処理論理４１０による伝送活動がない場合、全ての通信チャネルに割当てられている。しかし、音声伝送処理論理が送信すべきデータを持つとすぐに、資源割当論理４８０は、ＢＤＭ伝送処理論理上に要求があるかどうかに関わらず、１つ以上の通信チャネルを音声伝送処理論理に割当てる。音声伝送処理論理上の要求が減少すると、資源割当論理は通信チャネルをＢＤＭ伝送処理論理へと再割当する。
【００７０】
好ましい実施例において、音声移送機構は、遅れが少なく（１方向において１ｍｓ未満）ビット速度が一定であるという利点がある。しかし、スペクトル効率は中間的であり、呼出し設定のためのかなりのオーバヘッド時間、クリア・ダウン（５００ｍｓまで）がかかる。対照的に、ＢＤＭ移送機構は、最高のスペクトル効率を有し、パケット多重送信が速いという利点がある。伝送には多様なビット速度が使用され、遅れは中くらいである（１方向において１２から１６ｍｓ）。
【００７１】
音声伝送処理論理にチャネルを割当てると、スループットが低くなり、ＢＤＭ伝送処理論理の使用者には遅れがひどくなる。この方法の主な利点は、その簡便性である。好ましい実施例の音声伝送処理論理は、接続に基づく媒体として動作し、要求は呼出し設定とクリア・ダウン事象を分析することによって容易に測定することができる。
【００７２】
資源割当のための上記方法に代わるものとして、資源割当論理によって適用される既定の基準は、異なるデータ型に対するそれぞれの優先順位を指定する優先情報を含むことができる。この方法によると、資源割当論理４８０は、サービス品質（ＱｏＳ）義務を最適化することを目的として通信チャネルを割当てるように整備することができる。資源割当論理４８０の記憶装置４９５は、データ型ごと使用者ごとのＱｏＳ目標のデータベースを、優先情報として保持するよう整備することができる。ＱｏＳは、データ型により様々な方法で定義することができる。例えば、音声呼出しに対しては、呼出し成功率のパーセンテージであり、ＩＰに対しては秒単位ビットで測定されるビット速度の最低限度となる。さらに複雑な方法を使用することができることを理解されたい。どの時点においても、システムは通信量を搬送しており、常に新しい要求が発生している。各稼動通信リンクに対して、資源割当論理は、実際のＱｏＳ対目標ＱｏＳを測定し、全体的ＱｏＳ目標がどれほど達成されているかを表す重み付き評価値を生成するためにこの情報を使用するよう整備することができる。そして、資源割当論理はこの評価値を最大にするためにチャネル使用を調整することができる。
【００７３】
資源割当を処理する他の方法として、資源割当論理４８０によって適用される既定の基準は、音声およびＢＤＭ伝送処理論理上の要求に関する情報を含むことができる。この方法により、資源はスループットおよびスペクトル効率を最大化するよう割当てることができる。従って、例えば、負荷が少ない条件においては、通信チャネルは交換素子４００からの要求に従って割当てることができる。全てのチャネルが使用される時点まで負荷が増加すると、資源割当論理４８０は、移送機構のひとつが他のパラメータ例えば遅れを犠牲にすればスペクトル的により効率的であると認識するよう整備することができる。従って、一例として、他の場合には音声伝送処理論理によって伝送される音声呼出しは、ＢＤＭ伝送処理論理を通して伝送されるように、“ＩＰ上音声”（ＶＯＩＰ）データに変換することができる。
【００７４】
好ましい実施例において、資源割当論理４８０は、どの通信チャネルがどの伝送処理論理に割当てられたかを記録し、この記録は例えば記憶装置４９５内に保存される。
【００７５】
一旦音声伝送処理論理４１０およびＢＤＭ伝送処理論理４２０が、それらに提供されたデータを対応する移送機構に従って伝送するよう処理すると、伝送データは対応するＣＤＭＡ拡散論理４３０、４４０に出力され、そこでＣＤＭＡ拡散機能が実行される。ＣＤＭＡ信号の伝送に対する標準であるように、多様な個々のＣＤＭＡ拡散信号は合計論理４５０において合計され、伝送器４９０から伝送される前に、フィルタ４６０およびデジタルからアナログ変換器（ＤＡＣ）４７０を通される。
【００７６】
音声伝送処理論理４１０は、連続するデータ・シーケンスを形成する音声データのようなデータ型を伝送するよう設計された移送機構を使用する、複数の既知の音声伝送回路の何れかによって実現することができる。従ってここでは、音声伝送処理論理４１０の構成を詳述しない。しかし、中央端末と加入者端末との間の無線通信インターフェースを通した呼出しの伝送を含む、無線通信システムにおける音声呼出しの処理に関する情報は、ＧＢ−Ａ−２，３２６，３１０およびＧＢ−Ａ−２，３２６，３１１に記述されている。音声伝送処理論理４１０において使用することができる伝送技術に関する詳細は、ＧＢ−Ａ−２，３２０，６６０、ＧＢ−Ａ−２，３２０，６６１、ＧＢ−Ａ−２，３２０，６４８、およびＧＢ−Ａ−２，３２０，９９１に記述されている。
【００７７】
ＢＤＭ伝送処理論理４２０は、中央端末と加入者端末との間の無線通信資源を通してのデータ・メッセージの伝送のための効率的な技術を提供することを目的とする新しい移送機構を使用する。ＢＤＭ伝送処理論理４２０は、以下に図４Ｂを参照して記述する。しかし、図４Ｂについて説明するに先立ち、ＢＤＭにおける移送機構に関する一般的な説明をまずすることにする。
【００７８】
ＢＤＭ方法により、ＢＤＭ伝送処理論理４２０により受信された個々のデータ・メッセージは、複数のデータ・ブロックに分割され、各データ・ブロックを表す複数のフレームがフレーム生成器により生成される。図６はフレーム生成器によって生成された各フレームの形式を図示する。各フレームはヘッダ部分を含み、好ましい実施例においてヘッダ部分はヘッダ６１０と制御部分６２０に細分される。フレーム６００はまた、ヘッダ６１０および制御部分６２０に続くデータ部分６３０を含む。各フレームの持続時間は、５．１２Ｍチップ／秒の２ｍｓから１．０２４Ｍチップ／秒の１０ｍｓのチップ速度で変化することが望ましく、特定の実現に対してはフレームの持続時間は固定であり、好ましい実施例においてはフレームの持続時間は４ｍｓである。
【００７９】
好ましい実施例において、各フレームのヘッダ６１０および制御部分６２０は、中央端末と通信するよう整備された各加入者端末が容易に受信することができるように選択された、固定形式で伝送される。特に、好ましい実施例において、ヘッダおよび制御部分の双方共、ＱＰＳＫを使用して変調され、シンボルにつき１２８チップの固定シンボル長を有し、チャネル符号化は適用されない。シンボルにつき１２８チップという比較的低いシンボル速度のために、ヘッダおよび制御部分はチャネル符号化しなくとも正確に受信される。チャネル符号化を使用しなくてもよいので、ヘッダおよび制御部分を復号するための対応するＦＥＣ復号回路を受信器内に備える必要がない。
【００８０】
ヘッダ６１０は３つのＱＰＳＫシンボルを含み、搬送波の位相を決定するためのトレーニングシーケンスとして受信器に使用される固定シーケンスを搬送する。固定シーケンスの詳細は以下のようになっている。
シンボル０＝保護、ダウンリンクＩ＝１、Ｑ＝１、アップリンク信号無し
シンボル１＝ダウンリンクおよびアップリンクＩ＝１、Ｑ＝１
シンボル２＝ダウンリンクおよびアップリンクＩ＝１、Ｑ＝０
【００８１】
ヘッダ部分の制御部分６２０は、対応するデータ部分６３０に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むよう整備され、対応するデータ部分６３０がその加入者端末を宛先としていなくても、各加入者端末はどのフレームの制御部分６２０も受信することができるという条件の下、加入者端末に任意の情報を同報通信するのに使用することができる。好ましい実施例において、制御部分は１３のＱＰＳＫシンボル、つまり２６ビットの情報を含み、好ましい実施例においては、これらの２６ビットは以下の表１に示されるように使用される。
【表２】
2004511129.tif 000004
【００８２】
プロトコル拡張ビットは、好ましい実施例においてはゼロに設定されることが望ましいが、適当な場合には、プロトコルのある程度の拡張の機会を提供する。ＳＴ識別フィールドは８ビットであり、対応するデータ部分が宛先とする加入者端末を識別するために使用される。通常、データ部分は特定の加入者端末に宛先付けされているが、ＳＴ識別子は加入者端末のグループを識別するために使用することができ、データ部分が単一のフレーム内でその加入者端末グループに伝送されるようにすることができる。加入者端末から中央端末へのアップリンク通信に対して、加入者端末がひとつ以上の中央端末と通信できる場合、このフィールドを使用して中央端末識別子を指示することができる。
【００８３】
送信可（ＣＴＳ）フィールドは、中央端末にデータ・フレームを送信するようアクセスを許可された加入者端末を識別するのに使用される８ビットのフィールドである。加入者端末内に備えられた伝送論理は、加入者端末内の伝送回路が資源割当論理４８０を含まないことを除いて、図４Ａに示される中央端末内に備えられた伝送論理と基本的に同じものである。ダウンリンクおよびアップリンク通信の双方に対する通信チャネルの割当は、中央端末の制御の下に実行されるからである。従って、好ましい実施例において、アップリンク通信チャネルの活動的プールは、加入者端末が、中央端末にデータ・ブロックを送信するために使用するために装備される。しかし、多様な加入者端末間の競合アクセスを避けるため、加入者端末が伝送すべきデータを有する場合、無線通信資源の直交チャネルを通して中央端末へ送信要求（ＲＴＳ）信号を発行することが望ましい。好ましい実施例において、この直交チャネルは、ＢＤＭ伝送に使用される通信チャネルとは別のものである。
【００８４】
中央端末は加入者端末からのＲＴＳ信号を受信すると、加入者端末がデータ・フレームを送信するために使用する特定のアップリンク通信チャネルを割当て、対応するダウンリンク通信チャネルの制御部分６２０に加入者端末を識別するＣＴＳ信号を含ませることによって、加入者端末に通信チャネルを指定する。従って、ＣＴＳフィールドは通常、ＳＴＩＤフィールドと類似する形式を有するが、ＳＴＩＤフィールドはデータ部分が宛先付けられている加入者端末を識別し、ＣＴＳフィールドはデータ・フレームを伝送するために対応するアップリンク通信チャネルを割当てられた加入者端末を識別する。
【００８５】
アップリンク・データ・フレームについて述べてきたが、ＣＴＳフィールドはアップリンク・データ・フレームへの直接の適用性は無いことは明らかである。しかし、このフィールドを、特定のアップリンク・プロトコル情報、例えば加入者端末がまだ送信するために残しているブロックあるいはフレームの数を含むよう使用することは可能である。
【００８６】
ＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルの使用の代替方法として、使用可能アップリンク通信チャネルのランダム・アクセス・プールを提供し、中央端末が定期的にプール内の使用可能なチャネルを識別するメッセージを伝送する方法がある。各ＳＴは、プールからの特定のアップリンク通信チャネルを獲得しようとすることによって、そのチャネルへのアクセスを要求する。中央端末は、競合するアクセスを調停する。
【００８７】
表１においてＳＴＩＤおよびＣＴＳフィールドは別々に示されているが、これらを１６ビットのフィールドにひとつに実現することも可能である。そうすることにより、ＳＴＩＤおよびＣＴＳ信号に何ビット使用するかに関する柔軟性がより高くなる。
【００８８】
ＰＣＣＳフィールドは４ビットのフィールドであり、受信者側の装置の伝送器によって実行される電力および符号位相の増分調整を特定するために、ダンリンクおよびアップリンク双方のデータ・フレームにおいて提供される。増分調整のレベルは表１に示されている。しかし、この分野の技術者には、必要ならば、増分調整をより粗くあるいは細かく指定することができることが理解されるであろう。従って、このフィールドは、データ・フレームを伝送している装置が、無線リンクの他の端にある装置へ、受信装置が伝送装置へ他の信号を伝送する前に電力および符号位相に与えなければならない変更についてのフィードバックを提供することができるようにする。
【００８９】
変調およびシンボル毎チップ・フィールドは、チャネル符号化フィールドと共に、ダウンリンクおよびアップリンク双方のデータ・フレームに使用されることが望ましく、対応するデータ部分６３０に使用される可変形式を定義する。従って、表１から解るように、好ましい実施例においては、可変形式を定義するために３つのパラメータが使用されることが望ましい。つまり、使用されるチャネル符号化（好ましい実施例においては順方向誤り訂正（ＦＥＣ）畳込み符号化が使用されるが、“１１”は予め定義された他の符号化を指定するために使用することもできる）、例えばＱＰＳＫ高電力、ＱＰＳＫ低電力、ＱＡＭ１６あるいはＱＡＭ６４等の使用される変調、およびシンボル率である。
【００９０】
変調およびシンボル毎チップ・フィールドに関して述べると、このフィールドは変調およびシンボル率の双方を特定するために３ビットを使用している。これらの３ビットが全てゼロである場合、続くデータ部分にはデータが無いことを示し、従って、受信者はデータ部分６３０を復号しようとする必要がない。これらの３ビットが全て１である場合、ブロックが複数のフレームにまたがり、これは“連続”であるとみなされる。
【００９１】
一般に、ビット速度をより速くすることができるデータ形式は、雑音に対してより低い耐性を有する。従って、加入者端末との間に高品質の通信リンクがある場合、通信リンクがより低品質である場合に可能であるよりもより効率的なデータ部分に対する形式を使用することができる。このことは図８に理想の形として図示されている。ここで、リンクの品質は、中央端末からの加入者端末の距離に逆比例している。従って、中央端末の範囲７００内の加入者端末は、ＱＡＭ６４変調を使用するデータ形式を選択し、このことにより単一のフレームに最大１９２バイトを含むことができる。しかし、範囲７００および７１０の間においては、通信リンクの品質はＱＡＭ６４変調を支援するほど高くなく、従って、ＱＡＭ１６変調を使用するデータ形式が選択される。これにより単一のフレームに最大１２８バイトを含むことができる。中央端末からさらに遠く離れると、リンクの品質はさらに低くなり、ＱＡＭ６４あるいはＱＡＭ１６変調のどちらも信頼性をもって使用できなくなる。代わりに、範囲７２０内で範囲７１０より外の加入者端末は、ＱＰＳＫ高電力モードを使用し、これにより単一フレームに最大６４バイトを含むことができる。
【００９２】
図８に図示されるように、単一の通信チャネル上を伝送されるフレームに適用される変調は、複数の基準によりかなり変化する。好ましい実施例においては変調は４ｍｓごとに変更可能である。
【００９３】
好ましい実施例において、フレーム生成器が可変形式を選択するのに影響する既定の基準は、受信者が伝送器から受信した信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）の指定を含む。使用することのできる他の既定の基準には、受信者が受信した信号のビット誤り率および信号強度がある。
【００９４】
従って、好ましい実施例において、信号対雑音比は、対応するフレームのデータ部分に対してどのデータ形式を使用するかを決定する。従って、図９を参照すると、測定された信号対雑音比が（率１／２畳込み符号化を使用するＱＰＳＫ変調と比較すると）かなり良い場合、フレーム生成器はＱＡＭ６４とＱＰＳＫ低電力の間を選択することができる。測定された信号対雑音比がかなり悪い場合、フレーム生成器はＱＰＳＫ高電力変調を選択することしかできない。しかし、測定されたＳＮＲが、変調に選択の余地があると示している場合、さらに考慮に入れられる基準は、送信すべきバイト数、つまりデータ・メッセージ内のバイト数である。
【００９５】
好ましい実施例において、データ・メッセージを送信するのに必要なブロック数を最小にすることが望ましい。従って、（ＳＮＲを考慮して）使用可能なデータ形式のひとつが、他の使用可能なデータ形式よりも少ないブロックでデータ・メッセージを伝送することができる場合、そのデータ・ブロックにおけるひとつ以上のデータ・フレームに対してそのデータ形式が選択されることが望ましい。例えば、データ・メッセージが１００バイトの長さであった場合、ＱＡＭ１６変調を使用するとこのデータ・メッセージをひとつのデータ・ブロックに一体化することができるが、ＱＰＳＫ高電力変調を使用すると２つのデータ・ブロックに分けなければならない。
【００９６】
データ・メッセージを送信するのに同じ数のブロックを必要とする使用可能なデータ形式が２以上ある場合、伝送電力を最小にするものが選択される。例えば、ＳＮＲが良く、データ・メッセージが６０バイトの長さである場合、ＱＡＭ６４ではなくＱＰＳＫ低電力が選択されることが望ましい。
【００９７】
好ましい実施例において、データ・ブロックの大きさは５１２シンボルに固定され、ＱＰＳＫ変調および率１／２畳込み符号化に対して６４バイトのデータをデータ・ブロックに含むことができる。図７は、図９を参照して上に説明したデータ形式のいくつかを図示している。図７はまた、単一のブロック内のフレームのデータ部分の形式が、測定されたＳＮＲ（測定ＳＮＲは率１／２畳込み符号化を使用するＱＰＳＫ変調に対して通常の電力レベルで伝送されると仮定する）によってどのように変化するかを示している。従って、図７から解るように、ＳＮＲが良い場合、例えば＋１７ｄＢの場合、データ部分は、１シンボルにつき１６チップのシンボル率、率３／４畳込み符号化を使用するＱＡＭ６４変調を使用することができる。このことにより、単一のブロックで２８８バイトを送信することができ、そのブロックに対して単一のフレームしか必要ない。ＳＮＲがいくらか、例えば約＋７ｄＢに減少すると、データ部分のための可変形式は、１シンボルにつき１６チップのシンボル率、率１／２畳込み符号化を使用するＱＡＭ１６変調を使用するように変えられる。これにより、単一のブロックで１２８バイトを送信することができ、ブロックを送信するのに必要なフレームはひとつだけである。
【００９８】
ＳＮＲがさらに、例えば約＋６ｄＢに減少すると、データ部分のための可変形式は１シンボルにつき１６チップのシンボル率、率１／２畳込み符号化を使用するＱＰＳＫ低電力変調を使用するよう変えられる。これにより、単一のブロックで６４バイト送信することができ、ブロックを送信するのに必要なフレームはひとつだけである。
【００９９】
ＳＮＲが０ｄＢに近づくと、ＱＰＳＫ変調および１シンボルにつき１６チップのシンボル率が（上記同様率１／２畳込み符号化と共に）使用できるように、可変形式はまた変えられる。これにより、単一のブロックで６４バイトを送信することができ、ブロックを送信するのに必要なフレームはひとつである。ＳＮＲがさらに悪化すると、データ部分のための可変形式はさらに変えられるが、この時点から変調は同じであり、代わりにシンボル率が変えられる。特に、約−３ｄＢにおいて、シンボル率は１シンボルにつき３２チップに減少する。このことは、ＣＤＭＡシステムにおいて拡散利得を増加させることにより達成される。この方法を取ることにより、単一のフレームにおいて３２バイトを送信することのみが可能であり、従って、５１２シンボルのブロックを送信するのに２つのフレームが必要となる。ＳＮＲがさらに悪化すると、シンボル率は１シンボルにつき６４チップに減少し、５１２シンボルのブロックを送信するのに４つのフレームが必要となる。
【０１００】
表２は、図９において説明した好ましいデータ形式をさらに詳しく示す。
【表３】
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【０１０１】
表２に示されている変調とシンボル率の組合せは唯一の使用可能な選択でなく、代わりに他の適する組合せを選択することができる。しかし、これらの特定の組合せは、異なる品質の無線リンクの広い動作範囲に渡って使用することができる。
【０１０２】
以上、ＢＤＭ伝送処理論理４２０によって使用される移送機構を説明してきた。ＢＤＭ伝送処理論理４２０の構造を、図４Ｂを参照して以下に詳細に説明する。
【０１０３】
ＢＤＭ伝送処理論理４２０は基本的に、伝送すべきデータ・メッセージを保存するための入力バッファＲＡＭ４０５と、フレーム生成器４６５を含む。図４Ｂを参照すると、交換素子４００からＢＤＭ伝送処理論理４２０へと経路付けられたデータは、まず、入力バッファＲＡＭ４０５によって受信され、そこでブロック畳込み符号器およびインターリーバ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）４１５へ渡される前に一時的に保存される。制御ソフトウェア４４５は生成されるべき各フレームのヘッダ部分６１０および制御部分６２０の全フィールドの設定を決定するために備えられ、好ましい実施例においては、記憶装置４５５における上記表１に示されるような内容の表にアクセスし、特に、制御部分の多様なフィールドによって伝えられる情報により、制御部分６２０内の多様なビットの設定を識別する。制御ソフトウェア４４５が適当な変調、シンボル率およびチャネル符号化を決定することができるように、制御ソフトウェア４４５は、ＳＮＲ、ビット誤り率および宛先加入者端末によって先に受信された信号の信号強度等の、適当な既定の基準にアクセスする。これらの既定の基準もまた、記憶装置４５５内に保存することができる。
【０１０４】
図９の説明に戻ると、データ部分のための形式を選択する際に考慮すべき他の事項は、データ・メッセージ内のデータ量である。上に説明したように、通常、データ・メッセージを送信するのに必要なブロック数は最少にすることが望ましい（例えばスループットを最大化する）。従って、データ・メッセージは、入力バッファＲＡＭ４０５に保存され、制御ソフトウェア４４５によって、ＳＮＲ測定等を考慮してブロックに対して使用される形式に従って、ひとつ以上のデータ・ブロックに分割される。例えば、図９に関して説明すると、ＳＮＲが非常に良く、データ・メッセージが６４バイト以下のデータを含んでいる場合、制御ソフトウェア４４５は、ＱＡＭ６４ではなくＱＰＳＫ低電力モードを選択することが望ましい。ＱＰＳＫ低電力モードは雑音が少ないからである。しかし、対照的に、ＳＮＲが非常に良くデータ・メッセージが６４バイトより多く１９２バイトより少ない場合、制御ソフトウェア４４５は、複数のＱＰＳＫ低電力モード・ブロックではなく、単一のＱＡＭ６４ブロックを送信するよう選択する。通常、データのスループットを増やす、つまりデータ・メッセージを送信するために必要なブロック数を減らす必要があるからである。
【０１０５】
ブロック畳込み符号器およびインターリーバ４１５は、各フレームに含ませるビット数を知るために、制御ソフトウェア４４５から特定のデータ・ブロックに対する変調、シンボル率およびチャネル符号情報を受信するよう整備される。それから、ブロック畳込み符号化およびインターリーバ４１５は、入力バッファＲＡＭ４０５から対応するデータ・ブロックを取出し、データの畳込み符号化およびインターリーブを実行し、データ・ブロックを伝送するのに必要なひとつ以上のフレームを生成する。
【０１０６】
ＢＤＭヘッダ形成器４３５は、制御ソフトウェア４４５から各データ・フレームのヘッダおよび制御部分の全フィールドに対するデータを受信し、その情報に基づきヘッダおよび制御部分を構成する。各フレームに対して、ブロック畳込み符号器およびインターリーバ４１５によって生成されたデータ部分、および、ＢＤＭヘッダ形成器４３５によって生成されたヘッダおよび制御部分は、シンボル・マッパ４２５へ渡される。シンボル・マッパは、制御ソフトウェア４４５からフレームのために選択された変調の詳細を受信し、その変調をフレームの多様な部分に適用するよう整備されている。上に記述したように、ヘッダおよび制御部分に対してはＱＰＳＫ変調は常に使用され、データ部分に対しては変調は動的に変化する。一旦変調がシンボル・マッパ４２５によって適用されると、データのフレームはＣＤＭＡ拡散器に出力され、そこで、そのフレームが伝送されるよう選択された通信チャネルとそのフレームを関連付けるために、ＣＤＭＡ拡散が適用される。制御ソフトウェア４４５は、データ・フレームに対して使用される通信チャネルを識別する。
【０１０７】
好ましい実施例における中央端末内の伝送回路について説明してきたが、本発明の好ましい実施例における加入者端末内に使用される受信回路を、図５を参照して以下に説明する。中央端末によって伝送された信号は、加入者端末の受信器５００によって受信され、アナロクからデジタル変換器（ＡＤＣ）５１０および受信フィルタ５１５を通して送信される。受信信号はそれから、基本的に受信相関アレイ５２５と関連する制御ソフトウェア５３０からなるチャネル交換論理５２０に渡される。
【０１０８】
受信相関アレイは、各可能性のある通信チャネルに対して別々の相関器を含むことが望ましく、従って、１６ＲＷ直交チャネルが特定の周波数チャネルから成る無線通信資源に対して提供されていると仮定すると、受信相関アレイ５２５は１６の相関器Ｃ０からＣ１５から成る。制御ソフトウェア５３０は、伝送器における音声伝送処理論理４１０にどの通信チャネルが割当てられているか、および、ＢＤＭ伝送処理論理４２０にどの通信チャネルが割当てられているかを識別する制御チャネルを通して、中央端末から情報を受信する。この情報に基づき、制御ソフトウェア５３０は各相関器に対して、ＢＤＭデータ・フレームかあるいは音声伝送処理論理によって発行されたデータを探すべきかを識別することができる。例えば、通信チャネル３が資源割当論理４８０によってＢＤＭ伝送処理論理４２０に割当てられている場合、対応する相関器Ｃ３が、制御ソフトウェア５３０によって、ＢＤＭデータ・フレームを識別するように設定される。
【０１０９】
好ましい実施例において、通信チャネルと特定の相関器との間に配線による関係を持つ代わりに、任意の相関器を任意の通信チャネルに割当てることができる。従って、制御ソフトウェア５３０はまた、相関器が探すべきＲＷ直交チャネルを識別する信号を各相関器に提供する。さらに、好ましい実施例において、制御ソフトウェア５３０は、中央端末（望ましくは制御ソフトウェア４４５）によって、ＢＤＭ伝送処理論理４２０に割当てられた対応する通信チャネルと関連するＳＴＩＤについての情報を、制御チャネルを通して与えられる。従って、このＳＴＩＤ情報は適当な相関器にも提供される。
【０１１０】
制御チャネルを通して制御ソフトウェア５３０によって受信された情報は、記憶装置５３５に保存することができ、アレイ５２５における個々の相関器に対するパラメータを設定するときに制御ソフトウェアによって参照される。
【０１１１】
上記のように、好ましい実施例において、音声伝送処理論理４１０による伝送活動がないときは、全ての１６の直交チャネルはＢＤＭ伝送処理論理４２０に割当てることができ、従って、受信相関アレイ５２５は一時に最高１６のＢＤＭフレームを受信することができる。これらのフレームのヘッダおよび制御部分は符号化されていないので、各フレームのヘッダおよび制御部分の内容は、対応する相関器によって決定され、加入者端末内の適当な構成部分に配信される。特に、変調、シンボル率およびチャネル符号化情報は、入力ＢＤＭフレームを復号するのに使用するために、ＢＤＭ受信処理論理５６０に提供される。さらに、ＰＣＣＳフィールド・データは、アップリンク電力制御および符号位相を管理するために使用される加入者端末内の伝送器内の適当なソフトウェア機能に提供される。同様に、ＣＴＳフィールドは、ＣＴＳ信号が応答して送信されたＲＴＳ信号を生成するための加入者端末の伝送器内のソフトウェア機能に経路付けられる。最後に、ＳＴＩＤフィールドは、受信相関アレイ５１５内の関連する相関器によって、制御ソフトウェア５３０によって提供されたＳＴＩＤと一致するかどうか比較するために使用される。一致するものがあった場合、受信相関アレイ５２５は、調停論理５６５にヒット信号を発行する。
【０１１２】
全ての通信チャネルは省略時にＢＤＭ伝送処理論理４２０に割当てられているが、音声呼出しを処理する必要があるときは、４つまでの通信チャネルを音声伝送処理論理４１０に割当てることができる。従って、相関器アレイ５２５内の１６の相関器のうち４つは音声伝送処理論理４１０によって伝送されたデータを受信し、受信した信号を音声受信処理論理５４０に出力するよう整備することができる。
【０１１３】
音声受信処理論理５４０は、どの通信チャネルも音声伝送処理論理によって使用されていないとき回路をオフにするために使用されるスイッチ５４５を含む。好ましい実施例において、制御ソフトウェア５３０がスイッチ５４５を制御する。このことにより、音声受信処理論理５４０内でＢＤＭデータ・フレームを不必要に処理することがなくなる。しかし、音声伝送処理論理４１０からの信号が受信相関アレイ５２５内において受信されると、スイッチ５４５はオンにされ、最高４つの通信チャネル分のデータが畳込み復号器およびデインターリーバ（ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）５５０に提供される。この畳込み復号器およびデインターリーバ５５０は４つまでの１６０Ｋｂ／ｓ通信チャネルを復号しデインターリーブし、その結果の４つのデータ・ストリームを４つのチャネル・フレーム生成器５５５に伝送する。この分野の技術者には、チャネル・フレーム生成器はフレーム整列を実行し、データの各チャネルの終点、つまり対応するデータが宛先とする通信装置を識別する。
【０１１４】
ＢＤＭ受信処理論理５６０をみてみると、最高１６の全通信チャネル上で受信された信号は、受信相関アレイ５２５から選択器５７０に出力される。選択器５７０は、受信相関アレイ５２５から受信されたヒット信号により調停論理５６５によって制御される。好ましい実施例によると最高４つのデータ・フレームを同時に同じ加入者端末に送信することができ、従って、干渉等による信号の質の低下がない場合、調停論理５６５は０から４のヒット信号のみ同時に受信することができる。しかし、干渉等により調停論理５６５が４以上のヒット信号を受信することがあり、その場合、ＢＤＭ受信処理論理５６０内で処理するために、選択器５７０がどの４つの通信チャネルを選択すべきかを調停しなければならない。
【０１１５】
好ましい実施例において、４以上のヒット信号が受信された場合にどの通信チャネルを除外するかに関する決定は通常、例えばラウンド・ロビン技術を使用する任意の決定である。しかし、先のフレームにおいて、特定の通信チャネル上を連続するフレームが受信されていた場合、好ましい実施例においては、明らかにその通信チャネル上のヒット信号が予想されるので、その通信チャネルは除外されない。
【０１１６】
従って、選択器５７０は、調停論理５６５から０から４の選択信号を受信し、ブロック・バッファＲＡＭ５７５に渡すための対応する通信チャネルを選択する。ブロック・バッファＲＡＭ５７５は、最高４までの直交チャネルに対するデータ・フレームを保存することができる。受信されたデータ・フレームはそれから、ブロック畳込み復号器およびデインターリーバ５８０に、一度に１フレームづつ渡される。上記のように、ブロック畳込み復号器およびデインターリーバ５８０は、受信相関アレイ５２５によって各データ・フレームの対応する制御部分から抽出された、変調、シンボル率およびチャネル符号化情報にアクセスする。そして、データ部分におけるデータを決定するのに適当な技術を適用する。その結果のデータは、出力バッファＲＡＭ５８５に出力され、そこから、ＳＴに接続する適当な装置、例えばパーソナル・コンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）に出力される。
【０１１７】
本発明の好ましい実施例に関する上記の記述から、２つの異なる移送機構があり、既定の基準に基づき移送機構を選択することが可能な適当な構造があり、各移送機構に適当な通信チャネル資源を割当てることができれば、通信システム内で異なる型のデータをより効率よく転送するための非常に柔軟な伝送機構を得ることができることが理解できるであろう。
【０１１８】
好ましい実施例において、第１の伝送機構は、音声データのような連続するデータ・ストリームに対して使用されることが望ましい。従って、この第１の移送機構は、低速度、低遅れ接続に基づくサービスに対して最適化され、１０Ｋｂ／ｓ（制御のみ）、２０Ｋｂ／ｓ、４０Ｋｂ／ｓ、８０Ｋｂ／ｓおよび１６０Ｋｂ／ｓの速度を支援することが望ましい。第２の移送機構は、バースト・データの伝送の効率を増すことを目的とした新しい移送機構である。好ましい実施例において、第２の移送機構は高速データに対して最適化され、オン・ザ・フライ・ヘッダ復号（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ　ｈｅａｄｅｒ　ｄｅｃｏｄｉｎｇ）および拡散／変調制御を可能にする。特に好ましい実施例のブロック・データ・モードに関していままで述べてきたが、このモードはシステム・スループットを最適化するために動的変調を支援し、多様な速度のチャネル符号化を容易にし、干渉を減らすために送信されるデータ伝送がない静的ブロックを可能にする。
【０１１９】
ここで特定の実施例を記述してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において多くの修正および追加を行うことができる。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、独立請求項の特徴を組合わせて多様な従属請求項を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明が使用される無線通信システムの一例を表す概要図である。
【図２】
図１における通信システムの加入者端末の一例を表す概要図である。
【図３Ａ】
図１における通信システムの中央端末の一例を表す概要図である。
【図３Ｂ】
図１における通信システムの中央端末のモデム棚を表す概要図である。
【図４Ａ】
本発明の好ましい実施例による、２つの別々の移送機構の何れかによりデータが伝送されるようにするため中央端末内に備えられた構成要素を表すブロック図である。
【図４Ｂ】
図４Ａに図示されたＢＤＭ伝送処理論理内に備えられた構成要素をより詳細に表すブロック図である。
【図５】
本発明の好ましい実施例による、２つの移送機構の何れかによりデータが伝送され受信され適当に復号されるようにするため、加入者端末の受信器内に備えされた構成要素を表すブロック図である。
【図６】
本発明の好ましい実施例において使用される、ブロック・データ・モードでデータを伝送するためのフレーム形式を表す概要図である。
【図７】
本発明の好ましい実施例における、フレームのデータ部分のために使用することができる異なる形式を表す概要図である。
【図８】
本発明の好ましい実施例において、フレームのデータ部分のための変調型の選択がどのように行われるかを表す概要図である。
【図９】
本発明の好ましい実施例において、フレームのデータ部分のための変調の選択において、一定の既定の基準がどのように影響するかを表す図表である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月25日(2002.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続し、ネットワークと通信システムの加入者端末の間のデータ・メッセージを経路付けるための通信システムであって、当該加入者端末は当該通信システムの中央端末に伝送媒体を通して接続可能であり、当該通信システムは、当該中央端末と当該加入者端末との間のデータ伝送のために当該伝送媒体を使用するよう整備された複数の通信チャネルを備え、当該通信システムが、
特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを、少なくともひとつの前記通信チャネルを通して、複数のデータ・ブロックとして送信するための、前記中央端末内の伝送器と、
各前記データ・ブロックを表す複数のフレームを生成するための前記中央端末内のフレーム生成器と、を含み、
各前記フレームがヘッダ部分とデータ部分を有し、当該ヘッダ部分が、各前記加入者端末が当該ヘッダを容易に受信できるように選択された固定形式で送信されるように、また、当該データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むように整備され、当該データ部分が、当該データ部分が宛先とする特定の前記加入者端末に関連する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるように整備された、前記通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、上記既定の基準が、上記宛先加入者端末が上記中央端末から受信した信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）の指定を含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の通信システムにおいて、上記指定された信号対雑音比および上記データ・ブロックにおいて送信すべきデータ量に対して可変形式として選択可能な複数の形式がある場合、上記フレーム生成器が前記複数の形式から最小の伝送電力を必要とする形式を選択するよう整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記可変形式が、複数のパラメータによって定義され、第１のパラメータが対応する上記データ部分におけるデータに適用されるチャネル符号化であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の通信システムにおいて、第２のパラメータが、対応する上記データ部分におけるデータに適用される変調の型であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の通信システムにおいて、第３のパラメータが、対応する上記データ部分におけるデータに対するシンボル率であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記データ部分のために使用される可変形式を定義する上記パラメータが、対応する上記ヘッダ部分のひとつ以上の制御フィールドにおいて識別されることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分のために使用される上記固定形式が比較的低いシンボル率を使用することを特徴とする、上記通信システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分のために使用される上記固定形式がチャネル符号化を使用しないことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の通信システムにおいて、各上記加入者端末が、各上記通信チャネルをモニタすることを可能にする第１の数のチャネル・モニタを含み、それにより、上記フレームがどの上記通信チャネル上を伝送されているかに関わらず、各上記加入者端末が各上記フレームの上記ヘッダ部分を読むことができることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、上記フレームの対応する上記データ部分が宛先とする上記加入者端末を識別する識別フィールドを含み、各上記加入者端末が、対応する上記ヘッダ部分の上記制御フィールドにおいて識別されている上記可変形式に関する情報に基づき、その加入者端末を宛先とする上記データ部分を処理するための第２の数の処理装置を含み、上記チャネル・モニタが、その加入者端末を宛先とする上記データ部分を含むこれらのフレームを前記処理装置に識別するよう整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の通信システムにおいて、上記第２の数の処理装置が、上記第１の数のチャネル・モニタより少なく、それにより、どの時点においても各上記通信チャネル上の上記フレームの上記ヘッダ部分を読むことができるが、第２の数の上記データ部分のみを特定の加入者端末が処理することができることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記フレーム生成器が、上記加入者端末から上記中央端末へ伝送されるデータ・ブロックのためのフレームを生成するために、少なくともひとつの加入者端末内に備えられており、上記加入者端末が、上記中央端末へ送信するためのデータを有している場合上記中央端末へ上記伝送媒体を通して要求信号を発行するよう整備されており、上記中央端末が前記要求信号に応答して、上記中央端末により選択された通信チャネル上のアクセスを上記加入者端末に許可することを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の通信システムにおいて、上記中央端末が、上記選択された通信チャネル上に上記中央端末によって発行されたフレームの制御フィールド内に上記加入者端末を識別する許可信号を含むことによって、アクセスを許可するよう整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の通信システムにおいて、上記許可信号が、上記加入者端末がひとつのフレームを送信するために上記選択された通信チャネルにアクセスすることを許可し、上記加入者端末が、上記加入者端末が送信すべき最後のフレームに対する許可信号が受信されるまで、上記要求信号を発行し続けるように整備されていることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、上記フレームの受信者によって続いて発行される信号の電力を制御するために当該受信者によって使用される、電力制御信号を識別するための電力制御フィールドを含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、上記フレームの受信者によって続いて発行される信号の符号同期化を制御するために当該受信者によって使用される、符号同期化信号を識別するための符号同期化制御フィールドを含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記ヘッダ部分が、搬送波信号の位相を決定するために上記フレームの受信者によって使用される既定のトレーニングシーケンスを含むフィールドを含むことを特徴とする、上記通信システム。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記伝送媒体が、上記中央端末と上記加入者端末との間の無線通信を容易にする無線通信資源であることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれかに記載の通信システムにおいて、上記通信チャネルが、ＣＤＭＡを使用して定義された直交チャネルであることを特徴とする、上記通信システム。
【請求項２１】
ネットワークと通信システムの加入者端末の間のデータ・メッセージを経路付けるための通信システムを操作する方法であって、当該加入者端末は当該通信システムの中央端末に伝送媒体を通して接続可能であり、当該通信システムは、当該中央端末と当該加入者端末との間のデータ伝送のために当該伝送媒体を使用するよう整備された複数の通信チャネルを備え、当該方法が、
特定の加入者端末を宛先とするデータ・メッセージを、前記中央端末から少なくともひとつの前記通信チャネルを通して、複数のデータ・ブロックとして送信するステップと、
伝送すべき各前記データ・ブロックを表す複数のフレームを生成するステップと、を含み、
各前記フレームがヘッダ部分とデータ部分を有し、当該ヘッダ部分が、前記各加入者端末が当該ヘッダを容易に受信できるように選択された固定形式で送信されるように、また、当該データ部分に関する情報を提供するための複数の制御フィールドを含むように整備され、当該データ部分が、当該データ部分が宛先とする特定の前記加入者端末に関連する既定の基準に基づき選択された可変形式で伝送されるように整備された、前記方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
多様な型のデータをさらに高速で伝送する需要が増しつつあるので、通信システムを通してこのようなデータを効率よく伝送することが可能な移送機構を開発することが望ましい。
ＷＯ−Ａ−００／４１３１８は、バースト・バイ・バースト適応変調技術を記述している。この技術は、チャネルが好ましい品質である場合、システムのシンボル毎ビット容量を増やすためにより高位の変調方式を使用し、それとは逆にチャネルの品質が低い場合、より粗い低位の変調方式を使用する。ＵＳ−Ａ−５，８２８，６９５は、ＱＡＭを変調方式として使用する移動無線通信のための無線通信システムを記述し、特に、データを伝送する際に適応あるいは多重レベルＱＡＭを使用する技術について記述している。ＷＯ−Ａ−９９／１８６８５は、データがブロックにおいて送信され、データ・ブロックとバースト・レベル・オーバヘッド信号の比率をチャネルの品質の変化に対応して調整する技術について述べている。最後に、ＵＳ−Ａ−５，６９９，３６４は、連続する伝送フレームの数やデータ・フレームの長さのようなパラメータを変化させることによって、データ通信において検出された誤りに応答する技術を記述している。
【国際調査報告】
2004511129.tif 000066
2004511129.tif 000067
2004511129.tif 000068